JP2008307611A - ダイカッターロール - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術（特願２００６−２７０７７９号に係る発明）の、コストの低さ、切刃の交換作業の容易さ等の利点はそのままに、従来技術のダイカッターロールの押切刃と同程度の切刃耐久性を実現し得るダイカッターロールを提供する。
【解決手段】アンビルロール１と対をなし、そのアンビルロール１と平行に配置されるとともに、アンビルロール１とは逆方向に回転駆動されて、アンビルロール１の中心軸線と直交する方向に移送される連続包装物３をアンビルロール１との間に挟持して、その連続包装物３に、アンビルロール１の周面への押圧下で、所要の押切り加工を施す押切刃７を有するものであって、ロール本体４と、このロール本体４に、その軸線方向への延在姿勢で、着脱自在に取付けた柱状駒６と、柱状駒６の、円弧状の凸外表面に突設した押切刃７とで構成してなる。
【選択図】図１

Description

この発明は、アンビルロールと対をなして適用されて、紙、プラスチックフィルム、包装袋等のワークに所要の押切り加工を施す、回転式押切り機構を構成するダイカッターロールに関するものである。

従来のこの種のダイカッターロールとしては、図７（ａ）に斜視図で例示するものである。
図中３１はアンビルロールを、３２は、アンビルロール２１に近接させて配置されて、それと平行に延在するダイカッターロールをそれぞれ示し、対をなすこれらのロール３１、３２は、それらの間を移送される、紙、プラスチックフィルム等の長尺ワーク、図では、被包装物の充填包装を終えた長尺の連続包装袋Ｗの、たとえば、それの各横シール部に、相互に逆方向の回転駆動下で、後述するような所要の押切り加工を施すべく機能する。

対をなすこれらのロール３１、３２はともに、被包装物を充填包装した連続包装袋Ｗを、それらの間に走行移送させるに当って、各包装袋の、被包装物の充填部分を収納して、それの膨らみ部分の圧潰を防ぐ窪み３３、３４を有する。

ここで、図示のダイカットロール３２は、円周表面上に、エッチング、削り出し、肉盛り等によって形成することができる押切刃３５を形成してなり、図示のこの押切刃３５は、ロール３２の中心軸線方向に延在して、連続する包装袋Ｗを、横シール部分で一袋ずつに切断する、または、その横シール部分にミシン目状の穿孔を形成する縁切刃３５ａならびに、この縁切刃３５ａから分岐して、包装袋の、縦シール部および／もしくは横シール部、または、縦シール部と横シール部との重なり部分に、これもミシン目状で引裂き誘導疵を形成する分岐切刃３５ｂを有する。

このような構造の押切り機構、直接的には、ダイカッタロールでは、ロール周面に所要の押切刃を直接的に形成していることから、その押切刃を、超硬合金等の硬質材料で構成したときは、すぐれた切刃耐久性を発揮することができるものの、押切刃がダイカッターロールに一体形成されているため、ダイカッターロールのコストが高くなる。また、ダイカッターロールそれ自体が特定のワークに専用のものとなって、ワークの変更に伴う、押切り機構の交換作業等に多くの作業工数が必要になるという問題がある。しかも、ワーク、ひいては、ワークに対する所要の押切り形状、寸法等の種類の応じた本数のダイカッターロールを準備することが必要になって設備コストの増加が否めないという問題があった。

そこで、出願人は先に、従来のダイカッターロールのこのような問題点を解決することを目的として、ワークに対する、各種の形状および寸法の押切り加工を、少ない設備コストおよび、段取り工数の下で、簡単かつ容易に行うことができ、また、新たな種類の押切り加工のための押切刃の製造等に要する準備を大きく短縮できるロール対を、特願２００６−２７０７７９号として提案した。

このロール対はとくに、図７（ｂ）に例示するように、アンビルロール３１と対をなすダイロール４１を、周面に永久磁石４２を多数配置したマグネットロール４３と、このマグネットロール４３の周面に裏面を磁気吸着される、表面に所要の切刃４４を凸形成してなる可撓性のフレキシブルダイ４５とで構成したものである。これによれば、押切り加工の形態、寸法等の変更に当っては、複数準備した低コストのフレシキブルダイ４５を、マグネットロール４３に対して着脱するだけで簡易にかつ迅速に対応することができ、また、新たなフレキシブルダイ４５を、短時間のうちに安価に製造することができる。

この提案技術によれば、従来のダイカッターロール３２に比して、ロールコストを１／１０〜１／３０程度まで低減できるとともに、押切刃の交換作業を極めて短時間のうちに行い得る大きな利点がある。しかしながら、フレキシブルダイ４５は、たとえば１００〜５００μｍ程度の高さに凸形成される切刃４４の硬度が、フレキシブルダイ４５の可撓性の故に自ずと限界を有するので、その切刃硬度が高すぎると、フレキシブルダイ４５の撓み変形に伴って割れることになりかねないので、切刃４４を含むフレキシブルダイ４５を、比較的軟質のステンレス鋼等にて、構成することを余儀なくされており、従って、切刃４４の寿命が、従来のダイカッターロール３２のそれの１／１０程度にまで短くなるという問題があった。

この発明は、この問題点に着目してなされたものであり、それの目的とするところは、従来技術の、コストの低さ、切刃の交換作業の容易さ等の利点はそのままに、従来技術のダイカッターロール３２の押切刃と同程度の切刃耐久性を実現し得るダイカッターロールを提供するにある。

この発明のダイカッターロールは、アンビルロールと対をなし、そのアンビルロールと平行に配置されるとともに、アンビルロールとは逆方向に回転駆動されて、アンビルロールの中心軸線と直交する方向に移送される、紙、プラスチックフィルム、包装袋等のワークをアンビルロールとの間に挟持して、そのワークに、アンビルロールの周面への押圧下で、所要の、連続形状または間欠形状になる押切り加工を施す押切刃を有するものであって、ロール本体と、このロール本体に、その軸線方向への延在姿勢で、着脱自在に取付けた柱状駒と、柱状駒の、ロール本体の周方向に円弧状の凸外表面に突設した、超硬合金等の所要の硬度を有する押切刃とで構成してなるものである。

ここで好ましくは、ロール本体の、軸線方向に間隔をおいた複数個所、たとえばロール本体の両端部に、アンビルロールの周面に当接する位置規制フランジを設けるとともに、それらのフランジ間に直線状に延在する柱状駒の両端部分に、位置規制フランジと同一突出高さ、もしくは、そのフランジより、好適には、数μｍ〜数１００μｍ高い突出高さのクリアランス設定弧状突部を設け、そして、押切刃の突出高さを、クリアランス設定弧状突部のそれと等しくする。

ここにおいて、柱状駒は、ロール本体にボルト止め、または、磁気吸着させることが好ましく、これらのいずれにあっても、柱状駒の底面を、ロール本体に設けた平坦面上に着座させることが好ましい。

ここで、柱状駒の、ロール本体への磁気吸着は、ロール本体の平坦面に一個もしくは複数個の永久磁石を埋設することによって行うことが好ましく、この場合は、磁石の表面を、ロール本体の平坦面より低く位置させることが好ましい。

そしてまた好ましくは、ロール本体の前記平坦面上の柱状駒の、回転方向後方側で、柱状駒の後側面に面接触する位置決め壁をロール本体に設ける。

この発明に係るダイカッターロールでは、ロール本体に、一本もしくは複数本の柱状駒を着脱自在に取付けるとともに、各柱状駒の外表面に所要の押切刃を設けることにより、ロール本体に対する柱状駒の交換によって、所要の押切り形態、寸法等に、少ない作業工数をもって、簡易に、かつ迅速に対応することができる。またここでは、各種の押切刃を有する柱状駒を準備することで、各種の押切り加工に対処することができるので、押切刃をダイカッターロールそれ自体に一体形成する従来技術に比して設備コストをはるかに低減させることができる。しかも、各種の押切刃、ひいては、柱状駒を準備するに要する時間を大きく低減させることができる。

その上、柱状駒は、提案技術でいうフレキシブルダイのような可撓性を要しないことから、その柱状駒上の押切刃は、所要に応じた硬度をもつ材料にて構成することができ、これがため、押切刃の耐久性を、従来技術のダイカッターロールのそれと同程度にまで高めることができる。

また、このようなダイカッターロールにおいて、ロール本体に、アンビルロールの周面に当接する位置規制フランジを設けるとともに、柱状駒の両端部分に、これもまたアンビルロールに当接する、クリアランス設定弧状突部を設け、そして、押切刃の突出高さを、クリアランス設定弧状突部のそれと等しくしたときは、押切刃を、クリアランス設定弧状突部を基準として形成することができ、所要の高さの押切刃を簡易に、かつ、常に正確に加工することができる。

いいかえれば、従来のダイカッターロールでは、押切刃をロールと一体に加工することから、押切刃の高さを位置規制フランジと同じ高さに形成することで、押切刃の切れ方にばらつきが生じなかった。これに対し、押切刃を柱状駒に形成したときは、その押切刃の高さを、柱状駒とは別体となるロール本体の位置規制フランジの高さに正確に一致させることが困難であり、押切刃の切れ味にばらつきが生じるおそれが高くなる。この点、柱状駒の両端部分にクリアランス設定弧状突部を設け、アンビルロールの周面に当接するそれらの突部と押切刃とを、たとえば同時に形成することによって、押切刃の突出高さを弧状突部のそれと、簡単に、かつ正確に一致させることができ、この結果として、押切刃の切れ味のばらつきが十分に除去されることになる。

つまり、押切刃の作用時にアンビルロールの周面に当接するクリアランス設定弧状突部に対し、押切刃の高さが低いと切れが悪くなる一方、それより高いと、押切刃の刃先がアンビルロールに当って潰れることになるところ、上述したところでは、これらのおそれを有効に除去することができる。

ところでこの場合、クリアランス設定弧状突部の高さを、ロール本体の位置規制フランジより数μｍ〜数１００μｍ高くしたときには、位置規制フランジの突出高さに影響されることなく、そのクリアランス設定弧状突部を基準として、押切刃の、ワークへの食い込み量を調整することができる。高さの差が数μｍ未満では、アンビルロールの周面に対する、ダイカッターロールのクリアランスを、クリアランス設定弧状突部をもって確実に主導することができなくなるおそれがある。一方、その差が数１００μｍを越えると、アンビルロールとダイカッターロールとの間のクリアランス調整を、位置規制フランジとクリアランス設定弧状突部とのそれぞれで交互に行う場合の衝撃振動が大きくなるおそれがある。

ところで、柱状駒は、それおよびロール本体の横断面輪郭形状の選択下で、ロール本体に着脱自在にボルト止めすることができる他、ロール本体に着脱自在に磁気吸着させることもできる。後者によれば、柱状駒とロール本体とのいずれが磁石を具える場合にあっても、柱状駒の、ロール本体に対する着脱を、前者に比してより簡易に、かつ迅速に行うことができる。

そして、これらのいずれの場合にあっても、柱状駒の底面を、ロール本体に設けた平坦面上に着座させるときは、柱状駒の底面が平坦面であると否とにかかわらず、それの、ロール本体への取付け精度を容易に所期した通りのものとすることができる。

なお磁石は、ロール本体の平坦面に埋設配置することが、柱状駒のコストの低減および、所要の柱状駒の製造期間の短縮を図る上で好適である。この場合、磁石の表面は、ロール本体の平坦面より低く位置させることが、柱状駒の着脱に際する磁石の不測の破損を防ぐ上で好ましい。

以上に述べたところにおいて、平坦面上の柱状駒の回転方向後方側で、柱状駒の後側面に面接触する位置決め壁をロール本体に設けた場合は、柱状駒の、ロール本体への、所要に応じた精度での取付けを簡易なものとするとともに、押切刃の作用反力を、その位置決め壁にて有効に分担支持することができる。ここで、ロール本体の位置決め壁を、柱状駒の底部を包み込む向きにオーバハングさせた傾斜面もしくは湾曲面としたときは、その位置決め壁による柱状駒の保持力をより高めることができる。

図１は、この発明に係るダイカッターロールの実施形態を、対をなすアンビルロールとともに示す横断面図であり、図中１はアンビルロール、２は、この発明に係るダイカッターロール、そして、３は、両ロール１、２間に通過させて、それらのロール１、２の挟持下で所要の押切り加工を施されるワーク、たとえば連続包装袋をそれぞれ示す。

ここで、ダイカッターロール２は、図２にその概略を分解斜視図で示すように、ロール本体４と、このロール本体４に、その軸線方向に延在させて設けた平坦面４ａ上に底面を着座されて、図１に示すところではボルト５によって着脱自在に取付けられる、一本もしくは複数本、図１では四本の柱状駒６と、各柱状駒６の円弧状の凸外表面６ａに突設した、所要の形態および寸法を有する、超硬合金等の所要の硬度の材料からなる押切刃７とで構成されている。

図示のこの押切刃７は、従来技術のダイカッターロール３２について述べたと同様の材質からなり、連続包装袋３を、各種シール部分で一袋ずつに切断する、または、各横シール部分に、引き裂き用のミシン目状の穿孔を形成する縁切刃７ａと、この縁切刃７ａから分岐して、包装袋３の縦シール部および／もしくは横シール部、または、縦シール部と横シール部との重なり部分に、これもミシン目状の引裂誘導疵を形成するべく機能する分岐切刃７ｂとを具えてなる。

ここで好ましくは、ロール本体４の軸線方向の両端部分に、アンビルロール１の周面１ａに当接する位置規制フランジ８を設けるとともに、それらのフランジ８間で、ロール本体４の軸線方向に延在する柱状駒６の両端部分に、これもまたアンビルロール１の周面１ａに当接する、位置規制フランジ８と同一の突出高さ、もしくは、それより高い突出高さの、クリアランス設定弧状突部９を設け、そして、押切刃７の突出高さを、クリアランス設定弧状突部９のそれと等しくする。

これによれば、アンビルロール１の周面１ａに当接するクリアランス設定弧状突部９の突出高さを基準として、押切刃７をそれと同一の高さに形成することで、たとえば、弧状突部９、ひいては、押切刃７の高さに、柱状駒毎のばらつきがあっても、それが切れ味に及ぼす影響を十分に取り除くことができる。

そしてこのことは、クリアランス設定弧状突部９の高さを、ロール本体４の位置規制フランジ８の高さより数μｍ〜数１００μｍ高く設定して、押切刃７が作用するときの両ロール１、２のクリアランスを、クリアランス設定弧状突部９によって確実に規定する場合にとくに効果的である。

なお、図１、２中１０は、ロール本体２の平坦面４ａに取付けられる柱状駒６の回転方向の後方側で、柱状駒６の後側面に、図１に示すように面接触する、ロール本体２の位置決め壁を示す。なおこの位置決め壁１０は、図１に例示するように、柱状駒６の底部を包み込む向きにオーバハングさせた傾斜面または湾曲面とすることが好ましい。

図３は、ダイカッターロールの他の実施形態を示す分解斜視図であり、これは、柱状駒６の、平坦面等とするこことができる底面６ｂを、ロール本体４に設けた平坦面上に、ボルト締めに代えて、磁気吸着によって着脱自在に取付ける場合を例示するものである。

ここでは、ロール本体４の各平坦面４ａに一個もしくは複数個、図では四個の永久磁石１１を埋設配置し、好ましくは、これらの磁石１１の表面を、平坦面４ａより低く位置させて、柱状駒６の、平坦面４ａ上への取付けに当って、柱状駒６底面６ｂと、磁石１１の表面との間に、図４に例示するように若干の隙間Ｃを発生させることによって磁石１１の破損のおそれを取り除く。

なおここで、永久磁石１１としては、公知の各種磁石を用いることができるが、希土類磁石、なかでも、希土類磁石、なかでも、サマリウムコバルト磁石（Ｓｍ−Ｃｏ）が好適であり、ネオジウム（Ｎｄ）磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）についても使用が可能である。
これらの磁石は温度特性に優れ、とくに前者は使用可能温度が高く、２５０〜３５０℃（キューリー点７００〜８００℃）であり、熱膨張率（垂直方向）＝１２．５μｍ／（ｍ・ｋ）で熱減磁も小さいという特徴がある。また、後者は磁力（ＢＨ）、保磁力（Ｈｃ）が共に高く比較的安価である。しかも、これらの磁石は、上記の条件であれば、磁気特性はもちろんのこと、耐熱性だけでなく、耐食性もまた良好で、柱状駒６の磁着治具として極めて有効である。

そして、このような磁石１１の、ロール本体４への取付けは、ねじ止めによる固定、接着剤による固着等を所要に応じて適宜選択することができ、鋼製のロール本体４への、磁石それ自身の磁着を選択することもできる。
また、永久磁石１１は図５に例示するように、平坦面４ａの延在方向に所定の間隔をおいて、複数のものを柱状駒６の幅一杯に配設することもできる。

なお、図３および５中１２は、ドライバー等の治具の差し込み窪みを示し、この差し込み窪みは１２は、治具の差し込みによる、柱状駒６の位置修正、取り外し等を容易にすべく機能する。

ところで、ロール本体４の平坦面４ａ上に、上述したような磁石１１によって吸着保持される柱状駒６は、ロール本体４の位置規制フランジ８および位置決め壁１０によっても位置を拘束されるので、柱状駒６の押切刃７に作用する負荷による、その柱状駒６の、不測の位置ずれ、平坦面４ａ上からの離脱等は、それらによって十分に防止されることになる。

図６は、永久治着１１の他の配設例を示す図であり、図６（ａ）に示すようなユニットタイプのものとすること、図６（ｂ）に示すような、複合材料中に埋設したものとすること、図６（ｃ）に示すような、短冊状の複数本の平坦面４ａの延在方向に配置したものとすることなどが有利に適合するが、これらの配設例だけに限定されることなく、所要に応じて適宜に変更し得ることはもちろんである。

以上、縁切刃７ａと分岐切刃７ｂとからなる押切刃７を柱状駒６の凸外表面６ａに突設する場合について説明したが、押切刃７の形態は、所要に応じた適宜のものを選択することができる。
また、ワークは、連続包装袋３のみならず、長尺もしくは短尺の紙、プラスチックフィルム、金属箔、離型紙を具えるシール台紙等とすることもできる。

この発明の実施形態を、対をなすアンビルロールとともに示す横断面図である。 ダイカッターロールの概略を示す分解斜視図である。 他の実施形態を示す図２と同様の分解斜視図である。 磁石の配置態様を例示する要部拡大横断面図である。 磁石の配置態様を例示する平面図である。 磁石の他の配置例を示す図である。 従来技術および提案技術のそれぞれを示す斜視図である。

符号の説明

１ アンビルロール
２ ダイカッターロール
３ 連続包装袋
４ ロール本体
４ａ 平坦面
５ ボルト
６ 柱状駒
６ａ 凸外表面
６ｂ 底面
７ 押切刃
７ａ 縁切刃
７ｂ 分岐切刃
８ 位置規制フンラジ
９ クリランス設定突部
１０ 位置決め壁
Ｃ 隙間

Claims (9)

1. アンビルロールと対をなし、そのアンビルロールと平行に配置されるとともに、アンビルロールとは逆方向に回転駆動されて、アンビルロールの中心軸線と直交する方向に移送されるワークをアンビルロールとの間に挟持して、そのワークに、アンビルロールの周面への押圧下で、所要の押切り加工を施す押切刃を有するダイカッターロールであって、
   ロール本体と、このロール本体に、その軸線方向への延在姿勢で、着脱自在に取付けた柱状駒と、柱状駒の、円弧状の凸外表面に突設した押切刃とで構成してなるダイカッターロール。
2. ロール本体の、軸線方向に間隔をおいた複数個所に、アンビルロールの周面に当接する位置規制フランジを設けるとともに、それらのフランジ間に延在する柱状駒の両端部分に、位置規制フランジと同一突出高さもしくは、そのフランジより高い突出高さのクリアランス設定弧状突部を設け、押切刃の突出高さを、クリアランス設定弧状突部のそれと等しくしてなる請求項１に記載のダイカッターロール。
3. クリアランス設定弧状突部の高さを、位置規制フランジより数μｍ〜数１００μｍ高くしてなる請求項２に記載のダイカッターロール。
4. 柱状駒をロール本体にボルト止めしてなる請求項１〜３のいずれかに記載のダイカッターロール。
5. 柱状駒をロール本体に磁気吸着させてなる請求項１〜３のいずれかに記載のダイカッターロール。
6. 柱状駒の底面を、ロール本体に設けた平坦面上に着座させてなる請求項１〜５のいずれかに記載のダイカッターロール。
7. ロール本体の平坦面に磁石を埋設してなる請求項６に記載のダイカッターロール。
8. 磁石の表面を、ロール本体の平坦面より低く位置させてなる請求項７に記載のダイカッターロール。
9. 前記平坦面上の柱状駒の、回転方向後方側で、柱状駒の後側面に面接触する位置決め壁をロール本体に設けてなる請求項６〜８のいずれかに記載のダイカッターロール。

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