JP2007260794A

JP2007260794A - 回転カッタ装置

Info

Publication number: JP2007260794A
Application number: JP2006085454A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Yamashita; 山下経一
Original assignee: Koyo Automatic Machine Co Ltd
Current assignee: Koyo Automatic Machine Co Ltd
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】外周に回転刃を有するカッタドラムと、カッタドラムに対向配置され固定刃を有する固定カッタとからなるシート用回転カッタ装置において、高速切断を可能にするとともに、回転カッタ装置を備えたラベリングマシン等の高速運転化を促進する。
【解決手段】固定カッタ５０側に配置され固定刃５３の片面へ向けて流体を噴射する流体噴射手段６０を設けることにより、固定刃５３へのシート付着を防止する。さらに、カッタドラム１０とラベル移送ドラム７０との間に湾曲したガイド板４２を配設することにより、シート進行を誘導するとともにシートに移送補助力を与える。
【選択図】図１

Description

本発明はラベリングマシンや印刷機などの適用可能な回転カッタ装置に関し、より詳細にはテープ状シートを正確な長さで連続的に切断する回転カッタ装置に関するものである。

図５に特許文献１に開示されたラベリングマシンの回転カッタ装置を示す。
従来の回転カッタ装置は、支軸１１を中心に一方向に回転するカッタドラム１０と、カッタドラム１０に対向配置した固定カッタ２０とを具備している。
固定カッタ２０は固定刃２１を突設していて、固定刃２１の刃先との間を通過するラベルシートＳを所定の長さに切断してラベルＬを製造できるようになっている。
この回転カッタ装置は、ラベルを正確な位置で切断するために、ラベルシートＳを供給するための一対のローラよりなる供給ローラ３２と、カッタドラム１０とを回転駆動するモータとして二台のサーボモータ３０，３３を使用していた。

高価なサーボモータ３０，３３の使用を回避するため、出願人は特許文献２に開示された回転カッタ装置を提案した。
この装置は固定刃側を支軸で揺動可能に枢支し、ラベルの切断時は固定刃を固定状態に保って回転刃との間で切断し、切断作業を停止する時に固定刃を揺動させることにより固定刃と回転刃の間隔を強制的に広げて切断不能になるように構成されている。

特開平８−１５６９２７号公報特開２００５−１９３３０４号公報

前記した特許文献１，２に記載されている回転カッタ装置にはつぎのような改善すべき点がある。
（１）従来の回転カッタ装置は、ラベルシートＳを固定刃と回転刃の間で切断する極短時間の間だけラベルシートＳの供給が停止する。
そのため、図５に示すように回転カッタ装置の上流側に配置された相対向するガイド板３４の間でラベルシートＳがジャミングを起こす原因となる。
ラベルシートＳのジャミング現象は、ラベルシートＳの供給速度が高くなるほど起き易くなるため、回転カッタ装置を搭載したラベリングマシンの運転速度を高めるうえで大きな障害になっている。
（２）固定刃２１と回転刃１２の間で切断を終えた直後のラベルシートＳの先端が固定刃２１に付着したり、或いは固定刃２１の側面に当接して後続のラベルシートＳの供給が阻止される。
殊にラベルシートＳが樹脂製のフィルムシートである場合は切断時にフィルムシートが固定刃２１に付着し易い。そのため、ラベルを高速で切断できず、ラベリングマシンの高速運転化を阻害している。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡易な構造で以ってシートの高速切断を実現すると共に、シートのジャミングを防止できる、回転カッタ装置を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、ラベリングマシンの高速運転化を促進できる、回転カッタ装置を提供することにある。

本願の第１発明は、支軸を中心に一方向に回転し、外周に回転刃を有するカッタドラムと、カッタドラムに対向配置され、固定刃を有する固定カッタとからなり、前記カッタドラムと固定カッタの間でシートを連続して切断する回転カッタ装置であって、前記固定カッタ側に配置され、固定刃の片面へ向けて流体を噴射する流体の噴射手段を具備することを特徴とする、回転カッタ装置を提供する。
本願の第２発明は、前記第１発明において、流体の噴射手段が、シートの切断タイミングに合わせて流体を間欠的に噴射するように構成したことを特徴とする、回転カッタ装置を提供する。
本願の第３発明は、前記第１発明または第２発明において、流体の噴射手段が、ノズルと、配管を通じてノズルへ流体を供給する流体供給源と、配管に介装したバルブとにより構成することを特徴とする、回転カッタ装置を提供する。
本願の第４発明は、前記第１発明または第２発明において、カッタドラムと、該カッタドラムの近傍に配設されたラベル移送ドラムの間に、湾曲したガイド板を配設したことを特徴とする、回転カッタ装置を提供する。

本願発明は、前記第２発明乃至第４発明の何れかにおいて、シートを切断する瞬間は流体が噴射されずに、シートの切断直後から一定時間だけ流体が噴射されるように、シートの切断タイミングに合わせて流体の噴射時期を設定したことを特徴とする、回転カッタ装置を提供する。
本願発明は、前記第１発明乃至第４発明の何れかにおいて、前記固定カッタを揺動可能に構成したことを特徴とする、回転カッタ装置を提供する。

本発明はつぎの特有の効果を奏する。
（１）シートを固定カッタの固定刃から離隔する方向に流体が噴射されることから、シートの先端部を固定刃から強制的に離されて、切断直後のシートの先端部が固定刃に当接したり付着したりするのを確実に防止できる。
（２）本発明ではシートを固定刃から強制的に引き離すので、シートが固定刃に付着し易い樹脂製シートであっても、シートの付着の問題とシートのジャミングを防止することができる。
そのため、従来まで困難とされてきた樹脂製シートの高速切断を実現することができる。
（３）流体を噴射するだけ簡易な構造の流体噴射手段で以って、確実にシートのジャミングを防止することができるだけでなく、シートの高速切断が可能となる。
そのため、従来と比べてラベリングマシンの高速運転化を促進することができる。

以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

（１）回転カッタ装置の概要
図１はラベリングマシンに搭載する回転カッタ装置のモデル図である。
回転カッタ装置はラベル移送ドラム７０の近傍に配置され、テープ状のラベルシートＳを所定の長さに切断してラベルＬを製造するための装置である。
ラベル移送ドラム７０は鉛直軸を中心に一方向に回転する負圧吸引式のドラムで、回転カッタ装置から受け取ったラベルＬをその周面に吸着して移送できるようになっている。
ラベリングマシンは周知であるので詳しい説明を省略する。

同図の右方には一対のローラで構成される供給ローラ４０が配置され、供給ローラ４０の回転によりロール状に巻き取られたラベルシートＳを連続して引き出せるようになっている。
供給ローラ４０の駆動源には高価なサーボモータを使用せず、歯車機構で十分に対応可能である。

供給ローラ４０とラベル移送ドラム７０の間に回転カッタ装置が配置されている。
供給ローラ４０と回転カッタ装置の間にはラベルシートＳを誘導するための相対向した一対のガイド板４１が配置され、また、回転カッタ装置とラベル移送ドラム７０の間にも湾曲したガイド板４２が配置されている。

回転カッタ装置は、鉛直方向に向けた支軸１１を中心に一方向に回転するカッタドラム１０と、カッタドラム１０に対向させて設置した固定カッタ５０とにより構成することは従来と同様であるが、本例ではカッタドラム１０および供給ローラ４０の駆動源としてサーボモータを用いないことと、固定カッタ５０を揺動式に構成した点が従来装置と異なる。

本発明は、固定カッタ５０の近傍にノズル６０を配置し、該ノズル６０を通じて固定カッタ５０及び切断中のラベルシートＳの切断箇所へ向けてエア等の流体を吹き付けできるように構成したことを特徴とするものである。
以降に各部について説明する。

（２）カッタドラム
カッタドラム１０がその外周面に回転刃１２を突設している。
本例ではカッタドラム１０の駆動源として高価なサーボモータやサーボ制御用プログラムを使用せずに、安価な汎用モータ８０を使用できる。
カッタドラム１０の駆動源として汎用モータ８０を使用できるのは、固定カッタ５０を揺動させてカッタドラム１０を回転させたまま、回転カッタ装置の切断作業を中断し得るように構成したためである。

カッタドラム１０の周面と対向して配置した湾曲したガイド板４２は、ラベル移送ドラム７０の周面へ向けてラベルシートＳの進行を誘導する作用だけでなく、ノズル６０から噴射される流体を湾曲したガイド板４２の板面に沿わせることでラベルシートＳに対して流体による移送補助力を与えるために機能する。そのため、湾曲したガイド板４２は流体無孔の板体で形成することが望ましい。

（３）固定カッタ
固定カッタ５０は支軸５１を中心に揺動可能に枢支した揺動体５２と、揺動体５２の一側に突設した固定刃５３と、揺動体５２の時計回り方向へ向けた揺動を規制する揺動規制手段と、揺動体５２に時計回り方向へ向けて常時付勢力を与える弾力体と、揺動体５２に揺動力を強制的に与える揺動手段とを具備している。

［揺動体］
図２に揺動手段を除いた固定カッタ５０の一例を示す。
全体形状が略コ字形を呈するフレーム５４の上下板には、同一鉛直線上に軸受５５，５５が設けてあり、揺動体５２の上下に突設した支軸５１，５１が軸受５５，５５に貫入して回転可能に枢支されている。
軸受５５を用いずに、フレーム５４に揺動体５２の支軸５１，５１を直接枢支してもよい。

［揺動規制手段］
揺動体５２の側面と対向したフレーム５４の一側面であって、支軸５１に対して固定刃５３に近い側には、揺動規制手段である調整ボルト５６が貫通して取り付けてある。
調整ボルト５６はその先端を揺動体５２の側面に当接させることで揺動体５２の時計回り方向の揺動を一定に規制するストッパ部材として機能するだけではなく、調整ボルト５６の突出量を調整することで、揺動体５２の取付角度、すなわち固定刃５３の取付角度を調整する部材としても機能する。

［弾力体］
調整ボルト５６を設けたフレーム５４の同一の側面と揺動体５２の間には、弾力体であるばね材５７が収縮状態で介装されている。
ばね材５７は揺動体５２の枢支部のガタツキを吸収する機能と、揺動体５２をガタツキのない状態で支持する機能と、固定刃５３と回転刃１２の刃先を調整するために揺動体５２の揺動を許容する機能を併有する弾性部材で、揺動体５２の側面を調整ボルト５６に当接させる方向に常時ばね力が作用するように、支軸５１を間に挟んで固定刃５３の反対側に配設する。
すなわち、カッタドラム１０に近い側から、調整ボル５６、揺動体５２の支軸部、ばね材５７の順序の配列となる。

前記した揺動規制手段は図示した形態に限定されるものではなく、揺動規制手段はボルト以外の突出量を調整可能な公知の手段を適用できる。
また弾力体もばね部材以外に各種の弾性部材を適用してもよい。また弾力体は縮設する形態だけでなく上記した付勢方向に引張力が発生するように張設する場合もある。

［揺動手段］
図１に示すように揺動体５２の固定刃３２と反対側にはリンク部材５８が延びていて、リンク部材５８の端部が揺動手段５９と連結している。
揺動手段５９はラベルの切断を中断させるために固定刃５２と一体の揺動体５２を強制的に揺動させるもので、例えば通電により変位するソレノイド、各種の流体シリンダ、ねじ送り機構などを適用することができるが、構造が簡単で動作速度の速いエアシリンダが好適である。

揺動手段５９の作動は手動制御でもよいが、ラベリングマシンの運転停止、または運転の中断を電気的信号として感知したときに、この感知信号と連動して制御する自動制御であってもよい。この自動制御は特別複雑なプログラムは必要とせず、極めて簡単に制御することができる。

（４）流体の噴射手段
既述したように本発明は、回転カッタ装置の切断箇所へ向けてエア等の流体を吹き付けるように構成したものである。

流体の噴射手段として本例では、回転カッタ装置を構成する固定カッタ５０側であって、固定カッタ５０と供給ローラ４０との間に配置したノズル６０と、配管６１を通じてノズル６０へ圧縮空気等の流体を供給する流体供給源６２と、配管６１に介装したバルブ６３とにより構成した場合について説明する。

ノズル６０は固定カッタ５０の固定刃５３へ向け、かつラベルシートＳの進行方向に沿って流体を噴射できるように、固定カッタ５０の上流側であって固定カッタ５０側に配置され、ノズル６０の前面がラベルシートＳの切断箇所を向くように斜めに向けて設置されている。
流体を固定刃５３の片面に当たり易くするため、図３に拡大して示すように、揺動体５２の角部を窪ませて形成するとよい。

ノズル６０の前面には図２に示すように縦方向に沿って複数の送気孔６０ａが形成されていて、ラベルシートＳの切断予定箇所（固定カッタ５０の固定刃５３の片面）へ向けて流体を高速噴射できるようになっている。
流体供給源６２は例えばコンプレッサや流体ポンプで構成される。
配管６１に介装したバルブ６３は電磁式の開閉弁で、流体の供給を間欠的に行えるようなっている。

より好ましくは、ラベルシートＳを切断する瞬間は、ノズル６０から流体が噴射されずに、ラベルシートＳの切断直後から一定時間だけノズル６０から流体が噴射されるように、ラベルシートＳの切断タイミングに合わせて流体の噴射時期を設定するとよい。

流体憤射のタイミングを上記したように設定するのは、ラベルシートＳの先端を固定刃５３から強制的に剥離して、切断直後のラベルシートＳの先端が固定刃５３を通過し易くすることと、湾曲したガイド板４２に沿って進行するラベルシートＳの移送をスムーズにするためである。
また流体を間欠的に噴射させたのは、流体供給源６２の流体圧力が同一である場合、流体の連続噴射と比べて間欠噴射の方がノズル６０から噴射される流体の噴射力が高くなり、流体圧力を有効に活用するためである。

尚、バルブ６３は必須ではなく、バルブ６３を省略してノズル６０から流体を連続的に噴射する場合もある。

（５）作用
つぎに回転カッタ装置の作動について説明する。

［切断時］
図１において、カッタドラム１０は汎用モータ８０の駆動を受けて反時計回りに回転している。
この状態で供給ローラ４０によるラベルシートＳの連続供給を開始すると、ラベルシートＳはガイド板４１を経て回転カッタ装置へ向けて移送される。

ラベルシートＳがカッタドラム１０と固定カッタ５０の間を通過する過程で、カッタドラム１０の回転刃１２が固定カッタ５０の固定刃５３を通過する瞬間、ラベルシートＳが切断されて所定の長さのラベルＬが製造される。

製造されたラベルＬは湾曲したガイド板４２で案内されてラベル移送ドラム７０の周面へ受け渡され、その後、ラベルＬはラベル移送ドラム７０から図示しない貼付ドラムに受け渡されて容器などの被着物へ貼付される。

上記したラベルシートＳの切断過程における流体の間欠噴射について詳しく説明する。

［切断直前から切断時まで］
図３はラベルシートＳの切断直後における回転カッタ装置の平面図を示す。
固定カッタ５０の固定刃５３の先端をカッタドラム１０の回転刃１２の先端が通過する直前（二点差線で示した回転刃１２）と切断時（実線で示した回転刃１２）は、ノズル６０から流体は噴射されない。ラベルシートＳに無用な外力を与えずないためである。

［切断直後］
ラベルシートＳの切断直後から一定時間だけ、ノズル６０の送気孔６０ａからラベルシートＳの切断予定箇所へ向けて高速で流体が噴射される。
その結果、ラベルシートＳを固定カッタ５０の固定刃５３から離隔する方向に流体が噴射されることから、ラベルシートＳの先端部がラベルシートＳの先端を固定刃５３から強制的に離されて、切断直後のラベルシートＳの先端部が固定刃５３に当接したり付着したりするのを防止できる。

殊にラベルシートＳが樹脂製のフィルムシートである場合は、切断後にフィルムシートが固定刃２１に付着し易すかったが、本発明ではシートを固定刃５３から強制的に引き離すので、シートの付着の問題と、ガイド板４１内におけるラベルシートＳのジャミング現象を確実に防止することができる。

更に、切断直後のラベルシートＳの先端部が固定カッタ５０とカッタドラム１０の間を通過した後もノズル６０の送気孔６０ａからラベルシートＳの移送方向に沿って流体が噴射される。
噴射された流体は、ラベルシートＳに弱い張力として作用するため、ガイド板４１の間でラベルシートＳのジャミング防止に役立つと共に、噴射された流体が、湾曲したガイド板４２に沿って流れるため、ラベルシートＳの移送をスムーズにする。

ラベルシートＳの先端がラベル移送ドラム７０へ吸着されて受け渡しが始まった時点でノズル６０からの流体噴射が停止する。
ラベルシートＳをラベル移送ドラム７０へ受け渡し開始時点から、ラベルシートＳの次の切断直後までは、流体噴射が停止する。

以上説明したように、ラベルシートＳの切断のタイミングに合わせて流体の噴射と噴射停止を繰り返す。
ラベルシートＳの切断箇所へ向けて流体を噴射するだけ簡易な構造で確実にラベルシートＳのジャミングを防止することができるだけでなく、ラベルシートＳの高速切断が可能となるため、ラベリングマシンの高速運転化を促進することができる。

［切断の中断］
ロールラベルの交換時などにおいては、切断を中断するときは、ラベルシートＳの供給を停止すると同時に、固定カッタ５０を強制的に揺動させる。このときカッタドラム１０の回転は継続させておく。
図４はこの中断時の回転カッタ装置を示すもので、固定カッタ５０の揺動手段５９が伸張方向に作動すると、リング部材５８を介して固定刃５３と一体の揺動体５２が、ばね材５７を圧縮変形しながら、支軸５１を中心に反時計回り方向に揺動する。
揺動体５２の揺動に伴い固定刃５３と回転刃１２との間に隙間を生じるため、カッタドラム１０が回転していても切断が不能となる。

［切断再開］
従来のサーボモータを使用した回転カッタ装置にあっては、運転再開までに待ち時間が長くかった。
これに対して本例では、中断中もカッタドラム１０の回転が継続しているため、揺動手段５９の伸張を解除して揺動体５２を元の位置に復帰させるだけで、ラベルの切断を瞬時に再開することができる。
切断作業を再開する場合、揺動体５２は自動的に元の位置に復帰するので、固定刃５３の取付角度の再調整作業は不要である。

（６）その他の実施の形態
本発明ではバルブ６３は必須ではなく、バルブ６３に代わり固定カッタ５０の揺動体５２に送気孔を形成して、流体をラベルシートＳの切断箇所へ向けて噴射するように構成してもよい。
本例にあっては、独立したノズル６０を省略できて構造の簡略化を図ることができる。

また本発明は、カッタドラムに対向配置した固定カッタが揺動するタイプの回転カッタ装置に限定されるものではなく、固定カッタが揺動しない固定タイプの回転カッタ装置に適用することも勿論可能である。

発明に係る回転カッタ装置の概念図固定カッタの分解組立図ラベルシートの切断時における回転カッタ装置の拡大図固定刃を揺動させたときの説明図本発明が前提とする回転カッタ装置の説明図

符号の説明

１０・・・カッタドラム
１１・・・回転刃
４０・・・供給ローラ
４１・・・ガイド板
４２・・・湾曲したガイド板
５０・・・固定カッタ
５１・・・支軸
５２・・・揺動体
５３・・・固定刃
５４・・・フレーム
５５・・・軸受
５６・・・調整ボルト
５７・・・ばね材
５８・・・リンク部材
５９・・・揺動手段
６０・・・ノズル
７０・・・ラベル移送ドラム
８０・・・汎用モータ

Claims

支軸を中心に一方向に回転し、外周に回転刃を有するカッタドラムと、カッタドラムに対向配置され、固定刃を有する固定カッタとからなり、前記カッタドラムと固定カッタの間でシートを連続して切断する回転カッタ装置であって、
前記固定カッタ側に配置され、固定刃の片面へ向けて流体を噴射する流体の噴射手段を具備することを特徴とする、
回転カッタ装置。
請求項１において、流体の噴射手段が、シートの切断タイミングに合わせて流体を間欠的に噴射するように構成したことを特徴とする、回転カッタ装置。
請求項１または請求項２において、流体の噴射手段が、ノズルと、配管を通じてノズルへ流体を供給する流体供給源と、配管に介装したバルブとにより構成することを特徴とする、回転カッタ装置。
請求項１または請求項２において、カッタドラムと、該カッタドラムの近傍に配設されたラベル移送ドラムの間に、湾曲したガイド板を配設したことを特徴とする、回転カッタ装置。