JP2005288674A

JP2005288674A - スリッター装置用カッター及びこのカッターを使用したスリッター装置

Info

Publication number: JP2005288674A
Application number: JP2004132224A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamano; 修山野
Original assignee: KOTOBUKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: KOTOBUKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】スリットされた薄帯状材料のバリの発生を減少し、スリット切断の精度を高める。
【解決手段】外径がほぼ同一の複数のブロック刃１と弾性スペーサーリング２が交互に装着軸５に同軸に配置され、弾性スペーサーリング２はライナー８を介して装着軸５に装着された第１のカッター２５と、外径がほぼ同一の複数のブロック刃９と弾性スペーサーリング１０が交互に装着軸１５に同軸に配置され、弾性スペーサーリング１０はライナー１２を介して装着軸１５に装着された第２のカッター２６とからなり、第１のカッター２５のブロック刃１に対向する位置に第２のカッター２６の弾性スペーサーリング１０が設けられ、第１のカッター２５の弾性スペーサーリング２に対向する位置に第２のカッター２６のブロック刃９が設けられ、第１のカッター２５と第２のカッター２６との間のギャップＴ_１がスリット切断する薄帯状材料の厚さの２０から６０％であることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、薄帯状材料を長手方向に沿って所定幅に連続的に切断するために使用されるためのスリッター装置用カッター及びこのカッターを使用したスリッター装置に関するものである。特に、金属箔等の薄帯状の金属材料を切断するために使用されるためのスリッター装置用カッター及びこのカッターを使用したスリッター装置に関するものである。

金属箔等の薄帯状材料は通常ロール状に巻かれており、使用に際してこのロール状の金属箔等を所定の幅にスリットし、そのスリットされたものをボビンやリールに巻き取り、それを逐次加工することになる。
前記した薄帯状材料を所定の幅にスリットするには、薄帯状材料を上下配置されたカッターの間を通すことにより行なわれる。

例えば、図８に示すように、上部のカッターとして、スペーサーリング３７と、スペーサーリング３７によって所定の間隔に設けられた複数枚の円板状カッター３５とを装着軸３６に同軸上に取りつけ、下部のカッターとして、スペーサーリング３３と、スペーサーリング３３によって所定の間隔に設けられた複数枚の円板状カッター３２とを装着軸３１に同軸に取り付け、上部のカッターと下部のカッターとを組み合わせ、上部カッターのスペーサーリング３７と回転軸４０に装着されたプーリー４２との間にベルト３８を掛け回し、下部カッターのスペーサーリング３３と回転軸３９に装着されたプーリー４１との間にベルト３４を掛け回して、上カッターと下カッターの間に搬送される薄帯状の金属材料を所定の幅にスリットするスリッター装置が知られている。
しかし、このスリッターは、スペーサーリングと駆動軸の間にベルトを掛け回す操作が必要であり、ベルトの張力を調整する手間がかかる。
また、このスリッターは上下カッターが交錯することで材料を直接切断し、上下一組のカッターで一つのカットをしている。

また、図９と図１０に示すように、上部ブロック刃５１と上部スペーサーリング５２が交互に複数配列され、該複数の上部ブロック刃５１が同軸で回転する上部ユニットと、下部ブロック刃５４と下部スペーサーリング５５が交互に複数配列され、該複数の下部のブロック刃５４が同軸で回転する下部ユニットからなり、前記上部ブロック刃５１に対向する位置に下部スペーサーリング５５が設けられ、前記上部スペーサーリング５２に対向する位置に下部ブロック刃５４が設けられ、下部スペーサーリング５５を上部ブロック刃５１に定常的に押し付ける複数の支持ローラー５６と該支持ローラー５６を上部ユニット側に押し付けるスプリングを用いた支柱５７が設けられたスリッター装置が知られている。Ｌ１は上部ユニットの回転軸を、Ｌ２は下部ユニットの回転軸を示す。
しかし、このスリッター装置は、スペーサーリングを複数の支持ローラーで上部ユニットに押し付けているために、押し付ける圧力の調整が難しく、また、シート材の駆動をスリットされたシート材を巻き取るボビンやリールにより行なうために、シート材が蛇行し易く、スリット幅のばらつきを生ずるという欠点を有している。
特開２００３−２６６２３５号公報特開２０００−９４３８５号公報

本発明の課題は、上記のようなカッターにベルトをかけるような手間を掛けることがなく、薄帯状材料の蛇行を防止し、バリの発生を減少し、スリット切断の精度を高めることである。

本発明の請求項１記載のスリッター装置用カッターは、所定幅を有するブロック刃と弾性スペーサーリングが交互に装着軸に同軸に配置され、弾性スペーサーリングはライナーを介して装着軸に装着され、ブロック刃と弾性スペーサーリングの外径がほぼ同一であり、ブロック刃の両端エッジ部で材料をカットすることを特徴としている。
本発明の請求項２記載のスリッター装置用カッターは、請求項１記載のカッターにおいて、弾性スペーサーリングの幅がライナーの幅に対して３から１５％幅広い弾性スペーサーリングを装着し、締め付けによりライナー幅にあわせたことを特徴としている。
本発明の請求項３記載のスリッター装置は、ブロック刃と弾性スペーサーリングが交互に装着軸に同軸に配置され、弾性スペーサーリングはライナーを介して装着軸に装着され、ブロック刃と弾性スペーサーリングの外径がほぼ同一である第一のカッターと、ブロック刃と弾性スペーサーリングが交互に装着軸に同軸に配置され、弾性スペーサーリングはライナーを介して装着軸に装着され、ブロック刃と弾性スペーサーリングの外径がほぼ同一である第二のカッターからなり、前記第一のカッターのブロック刃に対向する位置に第二のカッターの弾性スペーサーリングが設けられ、前記第一のカッターの弾性スペーサーリングに対向する位置に第二のカッターのブロック刃が設けられ、第一カッターと第二カッターとの間のギャップＴ_１を維持しながらスリット切断することを特徴としている。
請求項４記載の発明は、第一のカッターと第二のカッターの間のギャップＴ_１がスリット切断する薄帯状材料の厚さの２０から６０％であることを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載のスリッター装置において、第一のカッターの弾性スペーサーリングの幅がライナーの幅に対して３から１５％広く、第二のカッターの弾性スペーサーリングの幅がライナーの幅に対して３から１５％広く、それぞれ締め付けによりライナー幅にあわせて装着したことを特徴としている。
請求項６記載の発明は、請求項３、４又は５記載のスリッター装置において、第一のカッターと第二のカッターのギャップＴ_２がスリット切断する薄帯状材料の厚さの３から２０％であることを特徴としている。

請求項１記載のカッターは、スリッター装置に使用することにより、スリッター装置の薄帯状材料の蛇行を防止するとともに、所定幅を有するカッター刃により両端のエッジで同時に２つのスリット切断をすることができる。
請求項２記載のカッターは、幅広いスペーサーリングを両側から締め付けることで弾性スペーサーリングが硬くなるため、薄帯状材料の蛇行をさらに防止するとともに、バリの発生を減少し、スリット切断の精度をより高めることができる。
請求項３記載のスリッター装置は、第一のカッターと第二のカッターが噛み合わされない状態で薄帯状材料をスリット切断するので、バリの発生を減少し、スリット切断の精度を高めることができる。
請求項４記載のスリッター装置は、第一のカッターと第二のカッターのギャップＴ_１をスリット切断される薄帯状材料の厚さの２０から６０％とすることにより、バリの発生を減少し、スリット切断の精度をより高めることができる。
請求項５記載のスリッター装置は、薄帯状材料の蛇行を防止し、バリの発生を減少し、スリット切断の精度をよりさらに高めることができる。
請求項６記載のスリッター装置は、さらに薄帯状材料の蛇行を防止し、バリの発生を減少し、スリット切断の精度をよりさらに高めることができる。

以下、図１〜図７により、本発明のカッター及びスリッター装置を説明する。
図１は、本発明のカッターの正面図である。装着軸５には、ブロック刃１と弾性スペーサーリング２が交互に複数装着され、締付具３、４により装着軸５に固定されている。装着軸５の端部は駆動部と接続するために、軸芯と直角方向の断面が四角形、六角形等であってもよい。弾性スペーサーリング２の外径は、ブロック刃１ほぼ同一とするのが好ましい。ほぼ同一とは、約０．１％程度までの範囲で、弾性スペーサーリングの外径が、ブロック刃の直径より大きくても小さくてもよいことを意味する。より好ましくは０．０１％以下の範囲である。この範囲内であれば、第一のカッターと第２のカッターがスリット切断する薄帯状材料を正確に保持して、薄帯状材料が搬送され、スリット切断の精度を高めることができる。この範囲外であると、第一のカッターと第２のカッターがスリット切断する薄帯状材料を正確に保持をすることが難しくなり、スリット切断によるバリが発生し、スリット幅の精度も低くなる。
両端の６と７は、ブロック刃でもよいし、内側のブロック刃に弾性スペーサーリング押し付けるためのフランジであってもよい。
ブロック刃とフランジの材質としては、通常スリッターのカッター刃の材料として使用されているものを使用することができるが、超硬合金、高速度鋼、ハイス材等の高硬度のものが好ましい。
弾性スペーサーリングの材質としては、天然ゴム、合成ゴム（例えば、シリコーン系、フッ素系、ウレタン樹脂等）等を挙げることができる。

図２は、図１の軸方向の断面図である。装着軸５には、複数のブロック刃１及びライナー８を介して弾性スペーサーリング２が装着され、締付具３、４により装着軸５に装着されている。ライナー８の外径は、弾性スペーサーリング２の外径の約３分の１〜約２分の１が好ましい。ライナー８の材料としては、ブロック刃と同様のものを使用することができる。ライナー８を介して弾性スペーサーリング２を装着することにより、スリット切断の第一のカッターと第２のカッターがスリット切断する薄帯状材料を、正確に保持して薄帯状材料が搬送し、スリット切断の精度を高めることができる。弾性スペーサーリングとライナーの幅は、弾性スペーサーリングの幅がライナーの幅よりもスリット切断する薄帯状材料の厚さの約３〜約１５％の範囲で広い方が好ましい。この範囲であると、弾性スペーサーリングはブロック刃とブロック刃又はフランジにより圧縮されて見掛けの硬さが上昇する。そのため、カッター刃とスペーサーリングにより薄帯状材料に静水圧力場を形成し、カッター刃とカッター刃の微少クリアランス間で被加工材料の延性特性を活用して、薄帯状材料のせん断加工および搬送を正確に行うことができ、バリの発生をより減少することができ、スリット切断の精度が高くすることができる。

図３は本発明のスリッター装置の正面図、図４は本発明のスリッター装置のカッター２５と２６の軸方向の断面図である。第一のカッター２５は、複数のブロック刃１と弾性スペーサーリング２が交互に組み合わされ、締付具３と４により装着軸５に固定されている。７はブロック刃でもよいし、フランジであってもよい。スペーサーリング２は、ライナー８を介して装着軸５に装着されている。第二のカッター２６は、複数のブロック刃９と弾性スペーサーリング１０が交互に組み合わされ、締付具１３と１４により装着軸１５に固定されている。スペーサーリング１０はライナー１２を介して装着軸１５に装着されている。第一のカッター２５と第二のカッター２６とは、第一のカッター２５のブロック刃１に対向する位置に第二のカッター２６の弾性スペーサーリング１０が設けられ、第一のカッター２５の弾性スペーサーリング２に対向する位置に第二のカッター２６のブロック刃９が設けられるように、基台２２に設けられた軸受け１９、２０により支持されている。第二のカッター２６の装着軸１５は、駆動軸１８を介して駆動装置２１と連結されており、駆動装置２１を駆動することにより、第二のカッター２６は薄帯状材料を搬送する方向に回転する。第二のカッター２６が回転することにより、第一のカッター２５も回転し、薄帯状材料２３を搬送すると同時に、薄帯状材料２３をスリット切断する。スペーサー１６と１７は、駆動装置により装着軸１５が回転するときに、第２のカッター２６が装着軸芯方向に振れて、薄帯状材料が蛇行することを防止し、スリット切断の精度を高めることができる。
図３と図４では、駆動装置２１は駆動軸１８を介して第二のカッター２６の装着軸１５に連結されているが、駆動装置２１は第一のカッター２５の装着軸５に連結されていてもよいし、第一のカッター２５の装着軸５と第二のカッター２６の装着軸１５の双方に連結されていてもよい。

図５は本発明のスリッター装置のブロック刃による薄帯状材料２３の切断時の概念図である。
薄帯状材料２３は、駆動装置により回転されている第一のカッター２５及び／又は第二のカッター２６の回転により、第一のカッター２５と第二のカッター２６間を搬送されると同時に、第一のカッター２５と第二のカッター２６によりスリット切断される。この際、第一のカッター２５と第二のカッター２６の間にはギャップＴ_１があり、通常のスリット切断のように、ブロック刃１とブロック刃９は噛み合っていない。ギャップＴ_１は、スリット切断される薄帯状材料の厚さの２０から６０％の範囲が好ましい。より好ましくは、スリット加工される薄帯状材料の厚さの４０から６０％である。この範囲であると、薄帯状材料２３が蛇行することを防止し、バリの発生を抑えて、スリット切断の精度を高めることができる。ギャップＴ_１は、薄帯状材料の厚さの２０％未満では、スリットはできるが、エッジ部が波打ち、材料の蛇行が発生する。薄帯状材料の厚さの６０％より大きいと、せん断加工の他の材料破壊を引き起こし、バリが発生しやすくなる。

図６は本発明の第一のカッター２５と第二のカッター２６の組み合わせが、図３と異なる他の組み合わせを表したものである。図３では、第一のカッターと第二のカッターのブロック刃、弾性スペーサーリング及びフランジの数が同じであるが、図６では第二のカッターのブロック刃、弾性スペーサーリング及びフランジの数が第一のカッターよりも１個多くなっている。
第一のカッター２５は、ブロック刃１の間に弾性スペーサーリング２が締付具３、４により装着軸５に装着されている。第二のカッター２６は、第一のカッターに対応して、ブロック刃９と弾性スペーサーリング１０が締付具１３、１４により装着軸１５に装着されている。外側の１１と２４は、ブロック刃でもよいし、フランジであってもよい。

図７は、第一のカッター２５のブロック刃１と第二のカッター２６のブロック刃９との間のギャップＴ_２を表したものである。第一のカッター２５のフロック刃１と第二のカッター２６のブロック刃９との間のギャップＴ_２は、スリット切断される薄帯状材料の厚さの３から２０％の範囲が好ましく、より好ましくは５から１０％の範囲である。
第一のカッター２５のブロック刃１と第二のカッター２６のブロック刃９との間のギャップＴ_２が、スリット切断される薄帯状材料の３％より少なくてもスリットはできるが、クリアランスに余裕がないため、カッター刃エッジ部への応力が大きくなり、カッター刃の寿命を早めることになる。また、２０％より大きいとせん断加工ができない。

薄帯状材料のスリット幅は、ブロック刃、弾性スペーサーリング及びライナーの幅により調整することができる。スリットすることができる幅としては、約１ミリメートルからスリット切断することができるが、実用的な面からスリット幅としては約１〜約５０ミリメートルが好ましい。
薄帯状材料の厚さとしては、約０．０１〜約１．０ミリメートルに好ましく使用することができる。
本発明のスリッター装置は、金属箔等の薄帯状材料のスリットに適しており、種々の薄帯状の金属材料、例えば、金、アルミニウム、希土類金属、合金、アモルファス等に適用することができる。
本発明のスリッター装置により、マイクロメーター単位の精度が要求されるスリット切断をすることができる。
本発明のスリッターによりスリット切断された薄帯状材料は、さらに耳擦り機等により切断面を研磨することにより、切断面をよりきれいに仕上げることができる。

ハイス鋼を焼き入れして外径１５０φ、幅１５ｍｍのカッター刃を複数枚作製し、第一カッターと第二カッターとした。ポリウレタンゴムを材料として、幅１６ｍｍの弾性スペーサーリングを作製し、幅１５ｍｍのライナーに装着した。第一及び第二カッター刃と弾性スペーサーリングの外径を同一にするために、装着軸に配置した後、研磨機で研磨加工した。図３のスリッター装置を使用して、薄帯状材料を幅１５ｍｍにスリット切断した。薄帯状材料は、ロール状の幅８０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ、パーマロイ材（７８％Ｎｉ−Ｆｅ合金）を使用した。ギャップＴ_２は、０．０２ｍｍとして、ギャップＴ_１を表１のように変えてスリット切断を行った。結果を表１に示す。なお、ギャップＴ_１とギャップＴ_２を調整するための調整機構がスリッター装置に具備されており、それぞれのギャップはノギスと隙間ゲージを使用し調整した。

なお、スリット切断で、○は切断できたことを、△は完全に切断できなかったことを表わす。綜合評価は、◎は非常によい、○は実用上問題なし、△は実用上問題あり、×は実用上使用不能を表す。
表１より、比較の資料１は、切断部が波を打っており、カッター刃への負荷が大きく、カッター刃の磨耗が早くなる。比較の資料７は、完全に切断することができず、切断できなかった部分を生じ、バリは大きく、切断面はざらざらであった。本発明の資料２から６は、バリも小さく、切断部の外観も良好であり、実用上も問題の無いことがわかる。

実施例１において、ギャップＴ_１を０．１ｍｍとし、ギャップＴ_２を表２に示すように飼えてスリット加工を行った。結果を表２に示す。評価は実施例１と同様に行った。

表２より、比較の資料８は、カッター刃への負荷が大きく、カッター刃の磨耗が早くなる。比較の資料１３は、完全に切断することができず、切断できなかった部分を生じ、バリは大きい。本発明の資料９から１２は、バリの発生も小さく、切断部の外観も良好であり、実用上問題の無いことがわかる。

本発明のスリッター装置用カッター及び本発明のカッターを使用したスリッター装置は、カッターが薄帯状材料を搬送すると同時にスリット切断するので、種々の薄帯状材料、例えば、金属箔等の薄帯状材料を高い精度でスリット切断することができる。

本発明のカッターの正面図である。図１のカッターの装着軸方向の断面図である。本発明のスリッター装置の正面図である。図３のスリッター装置の装着軸方向断面図である。本発明のスリッター装置の薄帯状材料スリット切断の概念図である。本発明の第一カッターと第二カッターの他の組み合わせを表した図である。本発明の第一のカッターのブロック刃と第二のカッターのブロック刃のギャップを表した図である。従来のスリッター装置の側面図である。従来のスリッター装置の正面図である。従来のスリッター装置の斜視図である。

符号の説明

１ブロック刃
２弾性スペーサーリング
３締付具
４締付具
５装着軸
６ブロック刃又はフランジ
７ブロック刃又はフランジ
８ライナー
９ブロック刃
１０弾性スペーサーリング
１１ブロック刃又はフランジ
１２ライナー
１３締付具
１４締付具
１５装着軸
１６スペーサー
１７スペーサー
１８駆動軸
１９軸受け
２０軸受け
２１駆動部
２２基台
２３薄帯状材料
２４ブロック刃又はフランジ
２５第一のカッター
２６第二のカッター
３１装着軸
３２カッター
３３スペーサーリング
３４ベルト
３５カッター
３６装着軸
３７スペーサーリング
３８ベルト
３９回転軸
４０回転軸
４１プーリー
４２プーリー
５１上部ブロック刃
５２上部スペーサーリング
５３上部支持ローラー
５４下部ブロック刃
５５下部スペーサーリング
５６下部支持ローラー
５７スプリングを用いた支柱
５８基台

Claims

所定幅を有するブロック刃と弾性スペーサーリングが交互に装着軸に同軸に配置され、弾性スペーサーリングはライナーを介して装着軸に装着され、ブロック刃と弾性スペーサーリングの外径がほぼ同一であり、ブロック刃の両端エッジ部で材料をカットすることを特徴とするスリッター装置用カッター。
弾性スペーサーリングの幅がライナーの幅に対して３から１５％幅広い弾性スペーサーリングを装着し、締め付けによりライナー幅にあわせたことを特徴とする請求項１記載のスリッター装置用カッター。
ブロック刃と弾性スペーサーリングが交互に装着軸に同軸に配置され、弾性スペーサーリングはライナーを介して装着軸に装着され、ブロック刃と弾性スペーサーリングの外径がほぼ同一である第一のカッターと、ブロック刃と弾性スペーサーリングが交互に装着軸に同軸に配置され、弾性スペーサーリングはライナーを介して装着軸に装着され、ブロック刃と弾性スペーサーリングの外径がほぼ同一である第二のカッターからなり、前記第一のカッターのブロック刃に対向する位置に第二のカッターの弾性スペーサーリングが設けられ、前記第一のカッターの弾性スペーサーリングに対向する位置に第二のカッターのブロック刃が設けられ、第一のカッターと第二のカッターとの間のギャップＴ_１を維持しながらスリット切断することを特徴とするスリッター装置。
第一のカッターと第二のカッターとの間のギャップＴ_１がスリット切断する薄帯状材料の厚さの２０から６０％であることを特徴とする請求項３記載のスリッター装置。
第一のカッターの弾性スペーサーリングの幅がライナー幅に対して３から１５％広く、第二のカッターの弾性スペーサーリングの幅がライナー幅に対して３から１５％広く、それぞれ締め付けによりライナー幅にあわせて装着したことを特徴とする請求項３又は４記載のスリッター装置。
第一のカッターと第二のカッターの間のギャップＴ_２がスリット切断する薄帯状材料の厚さの３から２０％であることを特徴とする請求項３、４又は５記載のスリッター装置。