JP2004209571A - 回転刃及び切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低い回転刃及び切断装置ならびに低コストな回転刃の製造方法を提供する。
【解決手段】固定刃と協働してシートを切断する回転刃であって、プレスカットにより概ね成形された円形の刃部輪郭と、潰し加工により外周部に概ね成形された環状の逃げ面と、潰し加工により成形されたばりを研磨により除去して外周角部に成形された円形刃部とを備えることを特徴とする回転刃。逃げ面の成形に潰し加工を用いることにより、円形刃部の強度を確保するための焼き入れによる硬化処理が不要となる。また、円形刃部の成形に電解研磨を用いることにより、円形刃部を鋭利にすることが可能である。そのため、従来の技術にみられた機械研削および熱処理の工程が不必要となる。したがって、回転刃を低コストで製造できるので、回転刃及び切断装置の製造コストを低減することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転刃及び切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直線刃部を有する固定刃と協働してシートを切断する回転刃が知られている（例えば特許文献１参照。）。かかる回転刃は、プレスカットにより円形の輪郭を成形する工程と、機械研削により外周に環状斜面と円形刃部を成形する工程と、焼き入れを含む熱処理工程とを経て完成する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５６７８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、機械研削により環状斜面と円形刃部をワークに成形する工程は、１つ１つのワークに対して個別に実施しなければならないため、回転刃の製造コストを増大させる。また、機械研削により環状斜面と円形刃部を成形する場合、その後の焼き入れによる硬化処理が必要である。
本発明は、これらの問題を解決するために創作されたものであって、製造コストの低い回転刃及び切断装置を提供することを目的とする。
また本発明は、低コストな回転刃の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第一の発明に係る回転刃は、固定刃と協働してシートを切断する回転刃であって、プレスカットにより概ね成形された円形の刃部輪郭と、潰し加工により外周部に概ね成形された環状の逃げ面と、前記潰し加工により成形されたばりを研磨により除去して外周角部に成形された円形刃部と、を備えることを特徴とする。プレスカットにより円形の刃部輪郭を概ね成形した後に潰し加工によりワークの外周部に環状の逃げ面を成形すると、ワークの外周角部は加工硬化する。外周角部を加工硬化させると、円形刃部の硬度を確保するための焼き入れによる硬化処理が不要になる。潰し加工によりワークの外周角部に成形されるばりを研磨により除去するとワークの外周角部に円形刃部を成形することができる。したがって、本発明に係る回転刃は製造コストが低い。
【０００６】
上記目的を達成するため、第二の発明に係る切断装置は、前記第一の発明による回転刃と、前記回転刃と協働してシートを切断する直線刃部を有する固定刃と、を備えることを特徴とする。したがって、本発明に係る切断装置は製造コストが低い。
上記目的を達成するため、第三の発明に係る回転刃の製造方法は、固定刃と協働してシートを切断する回転刃の製造方法であって、プレスカットによりワークに円形の刃部輪郭を成形する切断工程と、潰し加工によりワークの外周部に環状の逃げ面を成形する潰し工程と、前記潰し加工により成形されたばりを研磨により除去してワークの外周角部に円形刃部を成形する研磨工程と、を含むことを特徴とする。プレスカットにより円形の刃部輪郭を概ね成形した後に潰し加工によりワークの外周部に環状の逃げ面を成形すると、ワークの外周角部は加工硬化する。外周角部を加工硬化させると、円形刃部の硬度を確保するための焼き入れによる硬化処理が不要になる。潰し加工によりワークの外周角部に成形されるばりを研磨により除去するとワークの外周角部に円形刃部を成形することができる。したがって、本発明によると低コストで回転刃を製造することができる。
【０００７】
さらに第三の発明に係る回転刃の製造方法では、前記研磨工程において、電解研磨により前記ばりを除去することを特徴とする。電解研磨は、薄肉部位に電荷が集中することにより薄肉部位で研磨効果が強くなるため、ばりを除去し外周角部を鋭利にする研磨方法として好適である。
さらに第三の発明に係る回転刃の製造方法では、前記潰し工程は、第一のパンチ及び第一のダイを用いた潰し加工によりワークの外周部に環状斜面を成形する工程と、第二のパンチ及び第二のダイを用いた潰し加工により前記環状斜面よりすくい面に対する傾斜角が大きい前記逃げ面を成形する工程とを含むことを特徴とする。複数のパンチ及びダイを用いて外周角部の潰し加工を繰り返すことにより、すくい面に対する傾斜が異なる複数の逃げ面を形成することができ、また円形刃部の硬度を大きくすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による一実施例を図に基づいて説明する。
図４は本発明の一実施例による切断装置１を示す斜視図である。切断装置１は、紙、フィルム等のシート４０を切断するための装置であって、例えばプリンタ、ファクシミリ等においてロール紙を切断するために用いられる。切断装置１は、回転刃１０、固定刃２０および支持部材３０等を備えている。切断装置１では、回転刃１０および固定刃２０が協働してシート４０の切断を行なう。
【０００９】
図５に示すように、回転刃１０は、円盤状に成形されており、ステンレスなどの金属から形成され、環状斜面１１、逃げ面１２、円形刃部１３、すくい面１４等を有している。回転刃１０の輪郭は、後述するプレスカットにより概ね円形に成形されている。また、回転刃１０は、中心に軸穴１５が形成されており、支持部材３０と軸３１とによって回転可能に支持されている。
【００１０】
環状斜面１１は、すくい面１４に対して約３０°の角度で形成している。環状斜面１１は、後述する潰し加工により環状に成形されている。
逃げ面１２は、すくい面１４に対して約４０°の角度で形成している。逃げ面１２は、シート４０の切断面に接触して傷をつけないように設ける面であり、後述する潰し加工により外周部に環状に設けられている。
【００１１】
円形刃部１３は、逃げ面１２とすくい面１４とで形成される稜角であって、円形である。円形刃部１３は、逃げ面１２を潰し加工により成形する際に発生するばりを電解研磨により除去して成形されている。円形刃部１３は、固定刃２０の直線刃部２１と協働してシート４０の切断を行なう。
すくい面１４は、固定刃２０の直線刃部２１に当接し、固定刃２０のすくい面２３に対して垂直である。回転刃１０の逃げ面１２は、回転刃１０の外周部に環状に設けられている。
【００１２】
固定刃２０は、ステンレスなどの金属から形成され、直線刃部２１、逃げ面２２、すくい面２３等を有している。
直線刃部２１は、逃げ面２２とすくい面２３とで形成される稜角であって、直線状に延びている。すなわち、固定刃２０の刃部輪郭は直線状に成形されている。かかる直線上の刃部輪郭はプレスカットにより概ね成形される。直線刃部２１は、回転刃１０の円形刃部１３と当接し、協働してシート４０を切断する。
逃げ面２２は、すくい面２３対して所定の角度θ（θ＜９０°）を形成している。
【００１３】
支持部材３０は、回転刃１０を回転可能に支持している。支持部材３０は、図示しない案内部材に往復移動可能に支持され、例えばモータによって駆動されるベルトによって牽引される。支持部材３０が案内部材に沿って直線移動することにより、回転刃１０と固定刃２０の間にシート４０の端部が導入され、固定刃２０と回転しながら移動する回転刃１０とによってシート４０がせん断される。
【００１４】
次に回転刃１０の製造方法について説明する。
図１（ａ）に示す第一工程では、プレスカットにより、回転刃１０となるワーク１０ａを円形に切断する。第一工程により回転刃の円形の刃部輪郭１６が図１（ｂ）に示すように概ね成形される。尚、ワーク１０ａには第一工程に先立って予め軸穴１５を成形しておく。
図１（ｃ）に示す第二工程では、ワーク１０ａの外周部１７ａをパンチ５１及びダイ５２により押し潰すことにより、ダイ５２に支持されているすくい面１４に対して約３０°傾斜した環状斜面１１を成形する。パンチ５１及びダイ５２により押し潰すことにより、外周部１７ｂは加工硬化し、硬度が大きくなる。
【００１５】
図２（ａ）に示す第三工程では、環状斜面１１の外縁部を押し潰すことにより、すくい面１４に対して約４０°の角度を形成する逃げ面１２を成形する。第三工程で押し潰された部位１８は、加工硬化し、さらに硬度が大きくなる。
第四工程では、第二工程及び第三工程で発生したばり７０を電解研磨によって除去し、図２（ｂ）、（ｃ）に示す円形刃部１３を成形する。電解研磨では肉厚が薄い部位ほど材料の除去が進行しやすいため、ばり７０を除去し円形刃部１３を成形する研磨方法として電解研磨は好適である。尚、電解研磨以外の研磨方法として、例えば化学研磨、ブラスト処理、バレル加工等を用いてもよい。
【００１６】
また、上述の回転刃１０の製造方法により製造した回転刃１０の硬度測定結果の一例を図３（ａ）、（ｂ）に示す。回転刃１０を樹脂に埋め込み断面を研磨した後、ビッカース硬度計により測定を行なう。図３（ａ）、（ｂ）に示すｐ１からｐ８は測定箇所を示し、表は各測定箇所のビッカース硬度を示す。
図３（ａ）に示す回転刃１０の材質はＳＵＳ３０１−３／４Ｈであり、この材質の硬度規格はＨＶ３７０以上であり、加工硬化前の硬度はＨＶ３９６である。回転刃１０において、部位１８の測定箇所をｐ１、部位１８ａの測定箇所をｐ２、ｐ３、ｐ４、平面部１９の測定箇所をｐ５、ｐ６、ｐ７、ｐ８とする。各測定箇所のビッカース硬度は、ｐ１＞（ｐ２、ｐ３、ｐ４）＞（ｐ５、ｐ６、ｐ７、ｐ８）となる。
【００１７】
また、図３（ｂ）に示す回転刃１０の材質はＳＵＳ３０１−１／２Ｈであり、この材質の硬度規格はＨＶ３１０以上であり、加工硬化前の硬度はＨＶ３７４である。回転刃１０において、図３（ａ）と同様に硬度測定を行なうと、各測定箇所のビッカース硬度は、ｐ１＞（ｐ２、ｐ３、ｐ４）＞（ｐ５、ｐ６、ｐ７、ｐ８）となる。したがって、測定結果より、上述の潰し加工にて環状斜面１１および逃げ面１２を成形することにより、加工硬化が発生し、円形刃部１３の硬度が大きくなる。
【００１８】
以上の製造方法によると、円形刃部１３の強度を確保するための焼き入れによる硬化処理が、潰し加工により不要となる。また、円形刃部１３の成形に電解研磨を用いることにより、円形刃部１３を鋭利にすることが可能である。そのため、従来の技術にみられた機械研削および熱処理の工程が不必要となり、回転刃１０の製造コストを低減することができる。
【００１９】
本発明の一実施例では、潰し工程により、すくい面１４に対して約３０°の環状斜面１１をワーク１０ａの外周部１７ａに成形し、すくい面１４に対して約４０°の逃げ面１２をワーク１０ａの外周部１７ｂに成形し、円形刃部１３の加工硬化を行なった。しかし、これに限らず複数のパンチおよびダイを用いて外周部の潰し加工を繰り返すことにより、すくい面に対する傾斜角が異なる複数の逃げ面を形成することが可能であり、また円形刃部１３の硬度を大きくすることが可能である。また、潰し加工は、複数回に限らず一回だけ実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例による第一工程を経て得られたワークを示す側面図、（ｂ）は本発明の一実施例による第一工程を経て得られたワークを示す平面図、（ｃ）は本発明の一実施例による第二工程を示す模式図である。
【図２】（ａ）は本発明の一実施例による第三工程を示す模式図による、（ｂ）は本発明の一実施例による第四工程を経て得られた回転刃を示す側面図、（ｃ）は本発明の一実施例による第四工程を経て得られた回転刃を示す平面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例による回転刃の硬度を示す表である。
【図４】本発明の一実施例による切断装置の斜視図である。
【図５】本発明の一実施例による切断装置の側面図である。
【符号の説明】
１ 切断装置、１０ 回転刃、１１ 環状斜面、１２ 逃げ面、１３ 円形刃部、１４ すくい面、１６ 刃部輪郭、１７ａ 外周部、１７ｂ 外周部、２０
固定刃、２１ 直線刃部、４０ シート、７０ ばり

Claims (5)

1. 固定刃と協働してシートを切断する回転刃であって、
   プレスカットにより概ね成形された円形の刃部輪郭と、
   潰し加工により外周部に概ね成形された環状の逃げ面と、
   前記潰し加工により成形されたばりを研磨により除去して外周角部に成形された円形刃部と、
   を備えることを特徴とする回転刃。
2. 請求項１に記載の回転刃と、
   前記回転刃と協働してシートを切断する直線刃部を有する固定刃と、
   を備えることを特徴とする切断装置。
3. 固定刃と協働してシートを切断する回転刃の製造方法であって、
   プレスカットによりワークに円形の刃部輪郭を成形する切断工程と、
   潰し加工によりワークの外周部に環状の逃げ面を成形する潰し工程と、
   前記潰し加工により成形されたばりを研磨により除去してワークの外周角部に円形刃部を成形する研磨工程と、
   を含むことを特徴とする回転刃の製造方法。
4. 前記研磨工程において、電解研磨により前記ばりを除去することを特徴とする請求項３に記載の回転刃の製造方法。
5. 前記潰し工程は、第一のパンチ及び第一のダイを用いた潰し加工によりワークの外周部に環状斜面を成形する工程と、第二のパンチ及び第二のダイを用いた潰し加工により前記環状斜面よりすくい面に対する傾斜角が大きい前記逃げ面を成形する工程とを含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の回転刃の製造方法。

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