JP2007229898A - ロータリーダイカッター - Google Patents

Abstract

【課題】長時間使用した場合にも、ベアラー部の発熱を抑制でき、ベアラー部の熱膨張による切断不良を防止できるロータリーダイカッターを提供する。
【解決手段】外周面２０Ａから突出した刃型２１を有するダイロール２０と、外周面３０Ａが平滑に形成されたアンビルロール３０とが、それぞれの軸線Ｍ、Ｎが平行に、かつ、互いの外周面２０Ａ、３０Ａが対向するように配置され、ダイロール２０とアンビルロール３０との間にワークを挿通させることにより、刃型２１を前記ワーク上に回動押圧させて前記ワークに加工を施すロータリーダイカッター１０であって、ダイロール２０の外周面２０Ａには、外周面２０Ａから径方向外側に向けて突出してアンビルロール３０の外周面３０Ａと摺接されるベアラー部２２が形成されており、ベアラー部２２の軸線Ｎに平行な方向の幅Ｗが、径方向外側に向かうに従い漸次小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイロールの外周面に設けられた刃型とアンビルロールとにより、シート状のワークに加工を施すロータリーダイカッターに関する。

従来、不織布、紙、フィルムなどのシート状のワークを所定形状に切断加工するものとして、外周面に凸状の刃型を有するダイロールとアンビルロールとを有するロータリーダイカッターが提供されている（例えば、特許文献１、特許文献２。）。

図５及び図６に従来のロータリーダイカッターの一例を示す。
ロータリーダイカッター１は、ダイロール２とアンビルロール３とを有し、ダイロール２とアンビルロール３とは互いの外周面２Ａ、３Ａを対向させて平行に配置されている。
ダイロール２の外周面２Ａには凸状の刃型４が設けられ、刃型４の先端には切刃５が形成されている。また、ダイロール２の外周面２Ａの両端部には、この外周面２Ａから径方向外側に突出したベアラー部６が形成されている。アンビルロール３は、その外周面３Ａが平滑に形成されており、刃型４と接触する刃型受け部７とベアラー部６の外周面６Ａと接触するベアラー受け部８とを有する。

ここで、ダイロール２の外周面２Ａからのベアラー部６の突き出し高さｈ２は、刃型４の突き出し高さｈ１よりも僅かに低いものとされ、ダイロール２とアンビルロール３とが互いに押し付けられるように配置された際に、ダイロール２のベアラー部６とアンビルロール３のベアラー受け部８とが接触して押し付け荷重を受け、ダイロール２の刃型４とアンビルロール３の刃型受け部７との接触圧力を適切なものとして、シート材の切断を良好に行えるようにされている。

上記の構成のロータリーダイカッター１では、平行に配置されたダイロール２とアンビルロール３とが互いに押し付けられ、ダイロール２のベアラー部６とアンビルロール３のベアラー受け部８とが摺接された状態で互いに逆方向に回転されるとともに、このダイロール２とアンビルロール３との間に不織布、紙、フィルムなどのシート状のワークが挿入され、刃型４と刃型受け部７との間に挟みこまれた部分が切刃５によって所定形状に切断される。

ここで、刃型４の突き出し高さｈ１が、ベアラー部６の突き出し高さｈ２よりも低い場合には、刃型４と刃型受け部７とが十分に接触されず、ワークを切断できなくなってしまうため、刃型４の突き出し高さｈ１とベアラー部６の突き出し高さｈ２との関係を精度良く調整する必要がある。
特開平０７−２２７９８号公報 特開２０００−１１７６９９号公報

ところで、ダイロール２とアンビルロール３とが接触する部分は、刃型４と刃型受け部７及びベアラー部６の外周面６Ａとベアラー受け部８の２箇所であるが、ベアラー部６の外周面６Ａとベアラー受け部８との接触面積が、刃型４と刃型受け部７との接触面積に比べて大きいものとされている。ここで、ダイロール２とアンビルロール３とは、互いに摺接された状態でそれぞれ逆方向に回転されているので、上記の接触部分はその接触圧力によって発熱しており、特に接触面積の大きいベアラー部６では、その発熱量が大きくベアラー部６自体が温度上昇してしまう。

ベアラー部６が温度上昇するとその熱膨張により、ベアラー部６の突き出し高さｈ２が大きくなる。ここで、ベアラー部６の突き出し高さｈ２が刃型４の突き出し高さｈ１より大きくなった場合には、上述のように刃型４と刃型受け部７とが十分に接触されなくなり、ワークを切断できなくなってしまうといった問題があった。この場合には、ダイロール２の押し付け荷重を大きくして刃型４と刃型受け部７とを接触させることにより切断を続行することができるが、このように押し付け荷重を大きくした場合には、ベアラー部６とベアラー受け部８との接触圧力が大きくなって発熱量が大きくなり、ベアラー部６が熱膨張してしまうため、早期に切断できなくなってしまう。機械上の制約から、押し付け荷重を必要以上に大きくすることはできないため、このロータリーダイカッター１が早期に使用できなくなってしまうといった問題があった。

また、上述のように刃型４と刃型受け部７とが十分に接触されず、ワークを切断できなくなってしまった場合には、ロータリーダイカッターでの切断を一時中断し、ベアラー部６を十分冷却した後に再度稼動すれば切断可能となる。しかし、切断を中止及び再開する作業には多くの時間と労力が必要となり、生産効率が落ちるので、工業上、大きな問題となっていた。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、長時間使用した場合にも、ベアラー部の発熱を抑制でき、ベアラー部の熱膨張による切断不良を防止できるロータリーダイカッターを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、この発明は、外周面から径方向外側に向けて突出した刃型を有するダイロールと、外周面が平滑に形成されたアンビルロールとが、それぞれの軸線が平行に、かつ、互いの前記外周面が対向するように配置され、前記ダイロールと前記アンビルロールとの間にワークを挿通させることにより、前記刃型を前記ワーク上に回動押圧させて前記ワークに加工を施すロータリーダイカッターであって、前記ダイロールの外周面には、この外周面から径方向外側に向けて突出して前記アンビルロールの外周面と摺接されるベアラー部が形成されており、該ベアラー部の前記軸線に平行な方向の幅が、径方向外側に向かうに従い漸次小さくなるように構成されていることを特徴とする。

上記のロータリーダイカッターにおいては、ベアラー部の前記軸線に平行な方向の幅が径方向外側に向かうに従い漸次小さくなるように構成されているので、アンビルロールとベアラー部との接触面積を小さくでき、接触圧力によるベアラー部の温度上昇が抑えられる。これにより、ベアラー部の熱膨張を抑制して、ベアラー部の突き出し高さが刃型の突き出し高さよりも大きくなることを防止するので、ワークを良好に加工することができる。
したがって、ベアラー部を冷却するために切断を一時中断する必要がなく、長時間連続して切断できるので、生産効率を大きく向上させることができる。

また、ダイロールの刃型とアンビルロールの刃型受け部とが十分に接触されずにワークを切断できなくなってしまった場合、ダイロールの押し付け荷重を過度に大きくしなくても、接触面積の小さなベアラー部には大きな圧力が作用してベアラー部が変形するので、ダイロールの押し付け荷重を抑えたままで切断を続行することができる。したがって、このロータリーダイカッターを長時間連続して使用することができる。

さらに、ベアラー部とアンビルロールとの接触面積を小さくすることで、ベアラー部の摩耗が従来の方式よりも促進されて刃型の磨耗にともないベアラー部も摩耗することになり、刃型の突き出し高さとベアラー部の突き出し高さとの相対関係が長時間維持され、このダイロールの寿命延長を図ることができる。
また、ベアラー部とベアラー受け部の接触面積が小さくなるので、接触圧力による発熱自体を抑えることができるとともに、ダイロール及びアンビルロールの回転駆動トルクを小さくできる。

また、前記ベアラー部の径方向外側部分に、前記軸線を中心とした円筒面状をなす先端平滑面を形成し、該先端平滑面を前記アンビルロールと摺接する構成とすることにより、ダイロールとアンビルロールとが安定して摺接することになり、ワークを寸法精度良く加工することができる。

したがって、本発明においては、長時間使用した場合にも、ベアラー部の発熱を抑制でき、ベアラー部の熱膨張による切断不良を防止できるロータリーダイカッターを提供することができる。

本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１及び図２に本発明の第１の実施形態であるロータリーダイカッター１０を示す。
ロータリーダイカッター１０は、円柱状をなすダイロール２０とアンビルロール３０とで構成されている。

ダイロール２０は、超硬合金等で構成され、ダイロール２０の外周面２０Ａには、凸状の刃型２１が形成されており、ダイロール２０の外周面２０Ａの両端部には、外周面２０Ａの外径よりも大径とされたベアラー部２２が形成されている。また、ダイロール２０の両端部には、ダイロール２０の外径よりも小さな径とされた軸部２３が軸線Ｎに沿って延びるように形成されている。

刃型２１は、ダイロール２０の径方向外側に突出した切刃２４により構成され、切刃２４は、超硬合金等の硬質材料からなり、ダイロール２０の径方向外側に向うに従いその厚みが漸次小さくなるように形成されている。
そして、刃型２１は、本実施形態においては、ダイロール２０の外周面２０Ａの周方向に沿って延びる２つの直線部とこの２つの直線部の端部を半円弧状に結んだ２つの円弧部とを有し、長円状の刃型２１を形成している。

ベアラー部２２は、ダイロール２０の外周面から径方向外側に突出するようにして構成されており、ダイロール２０の外周面２０Ａからの突き出し高さｈ２は、刃型２１の突き出し高さｈ１に対してわずかに、例えば１から３μｍだけ小さくされている。

ベアラー部２２の径方向外側部分には、軸線Ｎを中心とした円筒面状をなす先端平滑面２５が設けられており、この先端平滑面２５とベアラー部２２の側面２２Ａ、２２Ｂとが凸曲面２６を介して連設されている。つまり、ベアラー部２２は、軸線Ｎに平行な方向の幅Ｗが径方向外側に向かうに従い漸次小さくなるように構成されている。
なお、本実施形態においては、ベアラー部２２は、その幅方向中央線Ｐに対して線対称となるように形成されており、先端平滑面２５を挟んで２つの凸曲面２６、２６が配置されている。

アンビルロール３０は、超硬合金等または鋼材等で構成され、その外周面３０Ａが軸線Ｍを中心とする円筒状の平滑面とされている。アンビルロール３０の外周面３０Ａの両端は、ダイロール２０のベアラー部２２と接触するベアラー受け部３２とされ、これらベアラー受け部３２の内側が、ダイロール２０の刃型２１と接触する刃型受け部３１とされている。
アンビルロール３０の両端部には、アンビルロール３０の外径よりも小さな径とされた軸部３３が軸線Ｍに沿って延びるように形成されている。

ダイロール２０の外周面２０Ａとアンビルロール３０の外周面３０Ａとが互いに対向し、ダイロール２０のベアラー部２２とアンビルロール３０のベアラー受け部３２とが摺接するように、かつ、互いの軸線Ｍ、Ｎが平行になるように配置されている。そして、ダイロール２０の軸部２３とアンビルロール３０の軸部３３とが、ベアリングボックス（図示せず）に回転可能に支持されるとともに、駆動装置（図示せず）に連結されていて、この駆動装置により、ダイロール２０及びアンビルロール３０は、それぞれ図１に示す矢印Ｘ、Ｙ方向に回転駆動される。

上記の構成のロータリーダイカッター１０においては、ダイロール２０とアンビルロール３０とが図１に示す矢印Ｘ，Ｙ方向にそれぞれ回転され、ダイロール２０とアンビルロール３０との間に上記回転方向Ｘ，Ｙの接線方向に沿ってシート状のワーク、例えば不織布や紙、セロファンなどのシート材が挿入され、刃型２１の切刃２４とアンビルロール３０の刃型受け部３１との間でワークを挟み切るようにして、このワークから刃型２１がなす形状と同じ形状をした部分が切断される。

そして、このようにして切断されたシート状のワークは、ダイロール２０及びアンビルロール３０の後方に配置されたサクションロール（図示せず）に巻きかけられ、これにより、切断された部分の内側が抜き取られるとともに、シート状のワークの残りの部分が巻き取られて処理されることとなる。

本実施形態であるロータリーダイカッター１０によれば、アンビルロール３０と摺接されるベアラー部２２の軸線Ｎに平行な方向の幅Ｗが、径方向外側に向かうに従い漸次小さくなるように構成されているので、アンビルロール３０との摺接する面積が従来のロータリーダイカッターに比べて小さくなり、接触圧力によるベアラー部２２の温度上昇が抑えられる。したがって、ベアラー部２２の熱膨張が抑制され、ベアラー部２２の突き出し高さｈ２が刃型２１の突き出し高さｈ１よりも大きくなることを防止でき、ワークを良好に切断することができる。また、ベアラー部２２を冷却するために、切断を途中で中止する必要がないので、切断の中止及び再開作業に要する時間と労力を削減でき、効率良くワークの加工を行うことができる。

また、刃型２１と刃型受け部３１とが十分に接触されずにワークを切断できなくなってしまった場合でも、ダイロール２０の押し付け荷重を過度に大きくしなくても接触面積の小さなベアラー部２２には大きな圧力が作用してベアラー部が変形するので、刃型２１と刃型受け部３１とを十分に接触させて切断することができる。したがって、ダイロールの押し付け荷重を抑えたままで切断を続行することができ、このロータリーダイカッターを長時間連続して使用することができる。

また、ベアラー部２２とベアラー受け部３２との接触面積が小さくベアラー部２２の摩耗が促進されるので、刃型２１の磨耗にともないベアラー部２２も摩耗して、刃型２１の突き出し高さｈ１とベアラー部２２の突き出し高さｈ２との相対位置関係が長時間維持されることになり、このダイロール２０の寿命延長を図ることができる。
また、ベアラー部２２とベアラー受け部３２の接触面積が小さくなるので、接触圧力による発熱自体を抑えることができるとともに、ダイロール２０及びアンビルロール３０の回転駆動トルクを小さくできる。

また、ベアラー部２２の径方向外側部分に、軸線Ｎを中心とした円筒面状をなす先端平滑面２５が形成され、この先端平滑面２５がアンビルロール３０と摺接されているので、ダイロール２０とアンビルロール３０とが安定して摺接し、ワークを寸法精度良く切断することができる。
さらに、本実施形態では、先端平滑面２５の両側に凸曲面２６が配されているので、ベアラー部２２の剛性を確保することができる。また、ベアラー部２２は、その幅方向中央線Ｐに対して線対称となるように形成されているので、ダイロール２０の押し付け荷重を大きくした場合に幅方向中央線Ｐに対して線対称に変形しやすく、ダイロール２０とアンビルロール３０とを安定して摺接させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態であるロータリーダイカッターについて説明する。図３に、本発明の第２の実施形態であるロータリーダイカッターを示す。なお、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
このロータリーダイカッター１０においては、ダイロール２０に形成されたベアラー部２２は、径方向外側に向けて凸となる凸曲面状に構成されており、ベアラー部２２の幅方向中央線Ｐ上に凸曲面の頂点部分（ベアラー部の最大外径となる部分）が位置するように形成されている。つまり、ベアラー部２２は、軸線Ｎに平行な方向の幅Ｗが径方向外側に向かうに従い漸次小さくなるように構成されている。

この構成のロータリーダイカッター１０では、ベアラー部２２とベアラー受け部３２との接触面積が第１の実施形態に比べて小さくなるため、接触圧力による発熱をさらに抑えることができ、ベアラー部２２の熱膨張をさらに抑えることができる。よって、ベアラー部２２の突き出し高さｈ２が刃型２１の突き出し高さｈ１よりも大きくなることを確実に防止でき、ワークを良好に切断することができる。

さらに、ダイロール２０の押し付け荷重が小さくても、接触面積がさらに小さくされたベアラー部２２にはさらに大きな圧力が作用してベアラー部２２が変形するので、ダイロールの押し付け荷重を抑えたままで切断を続行することができ、このロータリーダイカッターをさらに長時間連続して使用することができる。

次に、本発明の第３の実施形態であるロータリーダイカッターについて説明する。図４に、本発明の第３の実施形態であるロータリーダイカッターを示す。なお、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
このロータリーダイカッター１０においては、ダイロール２０に形成されたベアラー部２２の径方向外側部分には、軸線Ｎを中心とした円筒面状をなす先端平滑面２５が設けられており、この先端平滑面２５とベアラー部２２の側面２２Ａ、２２Ｂとが、径方向に沿った断面が直線状をなす傾斜面２７を介して連設されている。つまり、ベアラー部２２は、軸線Ｎに平行な方向の幅Ｗが径方向外側に向かうに従い漸次小さくなるように構成されている。
なお、本実施形態においては、ベアラー部２２は、その幅方向中央線Ｐに対して線対称となるように形成されており、先端平滑面２５を挟んで２つの傾斜面２７、２７が配置されている。

この構成のロータリーダイカッターでは、第１の実施形態と同等の効果を奏するとともに、ベアラー部２２が２つの傾斜面２７、２７と先端平滑面２５とを有しているので、ベアラー部２２を形成することが比較的容易にでき、このダイロール２０を低コストで製作することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、ベアラー部をその幅方向中央線Ｐに対して線対称となるように形成したもので説明したが、これに限定されることなく、左右非対称のものであってもよい。
また、本実施の形態においては、刃型の形状を長円状としたが、この形状はその目的に合わせて任意に決定することが好ましい。また、切刃を断続的に設けることにより、シート状のワークに任意の形状のミシン目を入れることも可能である。

本発明の第１の実施形態であるロータリーダイカッターの正面図である。 図１に示すロータリーダイカッターのベアラー部及びベアラー受け部の拡大正面図である。 本発明の第２の実施形態であるロータリーダイカッターのベアラー部及びベアラー受け部の拡大正面図である。 本発明の第３の実施形態であるロータリーダイカッターのベアラー部及びベアラー受け部の拡大正面図である。 従来のロータリーダイカッターの説明図である。 図５に示すロータリーダイカッターのベアラー部及びベアラー受け部の拡大正面図である。

符号の説明

１０ ロータリーダイカッター
２０ ダイロール
２１ 刃型
２２ ベアラー部
２５ 先端平滑面
３０ アンビルロール

Claims (2)

1. 外周面から径方向外側に向けて突出した刃型を有するダイロールと、外周面が平滑に形成されたアンビルロールとが、それぞれの軸線が平行に、かつ、互いの前記外周面が対向するように配置され、前記ダイロールと前記アンビルロールとの間にワークを挿通させることにより、前記刃型を前記ワーク上に回動押圧させて前記ワークに加工を施すロータリーダイカッターであって、
   前記ダイロールの外周面には、この外周面から径方向外側に向けて突出して前記アンビルロールの外周面と摺接されるベアラー部が形成されており、
   該ベアラー部の前記軸線に平行な方向の幅が、径方向外側に向かうに従い漸次小さくなるように構成されていることを特徴とするロータリーダイカッター。
2. 前記ベアラー部の径方向外側部分には、前記軸線を中心とした円筒面状をなす先端平滑面が形成され、該先端平滑面が前記アンビルロールと摺接されることを特徴とする請求項１に記載のロータリーダイカッター。

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