JP2010023156A - ロータリーシートカッター - Google Patents

Abstract

【課題】極めて簡単な構造でシートを精度良く枚葉状に裁断することができ、且つ低コストに装置を構成可能なロータリーシートカッターを提供する。
【解決手段】ロータリーシートカッター１は、アンビルロール２３と刃物３を設けたダイカットロール２４とを対向配置してこれらの間に連続的にシートＷを送り込んでダイカットロール２４の刃物３により枚葉Ｗ１に切断するように構成する。メジャリングロール２１と従動ロール２２とアンビルロール２３とをサーボモータＭ１の駆動で同期回転させ、ダイカットロール２４を別のサーボモータＭ２の駆動で回転させる。各サーボモータＭ１，Ｍ２を駆動制御する制御手段は、刃物３がアンビルロール２３に対向する一定領域（同期帯Ｒ）ではダイカットロール２４をアンビルロール２３と同期回転させ、他の領域では枚葉Ｗ１の長さを自由に変更できるようにダイカットロール２４の回転スピードを変化可能に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイル状のシートを連続的に枚葉に切断するロータリーシートカッターに関する。

従来、この種の装置として、２つの回転するカッターによりシートを裁断するフライングシャーと呼ばれる装置が広く普及している。このフライングシャー１００は、図７に示すように、コイル１０１から繰り出されたシートＷを一対のロール２０１，２０２間より連続的に送り出しながら、刃物３０３，３０４を外周に設けた一対のカッターロール３０１，３０２を回転させ刃物３０３，３０４を刃合わせさせることでシートＷを枚葉Ｗ１に切断するものである。これにより、コイル状のシートＷを連続的に枚葉Ｗ１にカットすることができる。
特開平５−９２３９２号公報

しかしながら、上記フライングシャー１００では、一対のカッターロール３０１，３０２の互いの刃物３０３，３０４の刃合わせが難しく、また、枚葉Ｗ１を設定寸法どおりに高精度にカットするのが困難であった。しかも、刃物３０３，３０４を設けたカッターロール３０１，３０２を一対必要とするから装置コストも高く付いていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、極めて簡単な構造でシートを精度良く枚葉状に切断することができ、且つ低コストに装置を構成可能なロータリーシートカッターを提供することを課題とする。

本発明に係るロータリーシートカッターは、
コイル状のシートを連続的に枚葉にカットするロータリーシートカッターであって、
メジャリングロールと従動ロールとを対向配置してこれらの間からシートを連続的に送り出し、その下流位置にアンビルロールと刃物を設けたダイカットロールとを対向配置してこれらの間に連続的に送り込まれるシートをダイカットロールの刃物により枚葉に切断するように構成し、
メジャリングロールと従動ロールとアンビルロールとをサーボモータの駆動で同期回転させ、ダイカットロールを別のサーボモータの駆動で回転させるように構成し、
各サーボモータを駆動制御する制御手段は、刃物がアンビルロールに対向する一定領域ではダイカットロールをアンビルロールと同期回転させ、他の領域では枚葉の長さを自由に変更できるようにダイカットロールの回転スピードを変化可能に制御する構成としたものである。

これによれば、刃物がアンビルロールに対向する一定領域ではダイカットロールをアンビルロールと同期回転させるので、シートを設定寸法どおりの枚葉に連続的に且つ高精度に切断することができる。しかも、刃物がアンビルロールに対向しない他の領域ではダイカットロールの回転スピードを変化させることで枚葉の長さを自由に且つ容易に変更することができる。
また、アンビルロールと刃物を設けたダイカットロールとの間にシートを通過させて切断するので、従来の一対のカッターロールでシートを切断する場合に比べて極めて簡単な構造でシートを精度良く枚葉に切断することができる。
しかも、刃物はダイカットロールに設けるだけなので、従来の一対のカッターロールのように刃合わせを必要としないし、また、装置コストを低減することができる。

上記ダイカットロールをシートの出口側に傾斜して配設し、シートの入口側にてダイカットロールに対するシートの進入間隙を広くする構成としてもよい。
これにより、シートを切断しはじめから切断し終えるまでの刃物とシートの接触時間を短くすることができ、刃物によりシート表面を傷付けることが防止される。しかも、シートの切断を短時間で行えるので、連続送りでも寸法精度良くシートを枚葉にカットすることができる。

上記ダイカットロールの外周面に設けた刃物固定溝を一方の内側面がダイカットロールの半径方向に一致する直角面となった片テーパ形状とし、この直角面側に刃物をセットし押し付けるように、この刃物固定溝と同様に片テーパ形状となった楔部材を嵌め込んで刃物を固定する構成としてもよい。
これにより、刃物をダイカットロールの外周面の法線方向に向けて簡単に取り付けることができる。従って、ダイカットロールを簡単に構成でき、装置コストを低減することができる。

上記メジャリングロールとアンビルロールの間にコンベアベルトを装着して、このコンベアベルト上でシートを送ると共に、アンビルロールに装着するコンベアベルト上でダイカットロールの刃物によりシートを切断する構成としてもよい。
これにより、長年の使用でコンベアベルトは、ダイカットロールの刃物で損傷されるが、アンビルロールが刃物で損傷されることがない。従って、コンベアベルトを交換することで、長期に且つ低コストに装置の運転を行うことができる。

以上のように、本発明によれば、極めて簡単な構造でシートを精度良く枚葉状に切断することができ、また、装置のコストを低くすることができる。

以下に、本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、実施の形態によるロータリーシートカッター１は、メジャリングロール２１と従動ロール２２とを対向配置してこれらの間からシートＷを連続的に送り出すようにし、その下流位置にアンビルロール２３と刃物３を設けたダイカットロール２４とを対向配置して、アンビルロール２３とダイカットロール２４との間に連続的に送り込まれるシートＷをダイカットロール２４の刃物３により枚葉Ｗ１に切断するように配設している。なお、切断するシートＷは、樹脂シート、クラフト紙、特殊フィルムなどの各種シートやフィルムが該当する。

また、このロータリーシートカッター１は、上流位置にシート繰り出し機構４が設けられ、このシート繰り出し機構４に保持したコイル４１から繰り出した長尺のシートＷをガイドロール４２、段差ロール４３、幅決めロール４４に順に架け渡してメジャリングロール２１へ送り込ませている。シート繰り出し機構４は、段差ロール４３をアーム４５により揺動可能に連結し、メジャリングロール２１と従動ロール２２とによりシートＷが連続送りされて段差ロール４３がシートＷにより一定位置まで持上げられると、図示しないセンサが検知してシート繰り出し機構４が一定量だけ回転してコイル４１からシートＷが一定量だけ繰り出される。

また、このロータリーシートカッター１は、下流位置に枚葉Ｗ１を整列状態に回収する整列機構５が設けられており、ダイカットロール２４により切断された枚葉Ｗ１は、エアブローＡで整列機構５に送り込まれ、整列機構５に堆積される。この整列機構５は、リフト５１に支持されており、枚葉Ｗ１の堆積量が増すにつれてリフト５１が下げられてダイカットロール２４から排出される枚葉Ｗ１の受け面の高さがほぼ一定に制御される。

図２に示すように、メジャリングロール２１と従動ロール２２とは、従動ロール２２に設けた高さ調整機構６で従動ロール２２を高さ調整することでメジャリングロール２１と従動ロール２２との間の間隔が設定される。

メジャリングロール２１とアンビルロール２３の上端面は、ほぼ同じ高さレベルに設定されており、その間に複数個の小径ロール２５が配設されている。これら小径ロール２５によってメジャリングロール２１からアンビルロール２３へ送られるシートＷが案内支持される。

また、アンビルロール２３は、ダイカットロール２４の外周面に設けた刃物３の刃先が当接されて、これによってアンビルロール２３とダイカットロール２４の間に送り込まれたシートＷを切断する。従って、アンビルロール２３は、その外周面が耐摩耗性に優れ、刃物３の刃先を損傷しない弾力性に優れることが好ましく、例えば、鋼製ロールにウレタンゴム等を外装するウレタンロールが用いられる。但し、シートＷの切断性能が確保される限り鋼製等の金属ロールを用いてもよい。

ダイカットロール２４には、鋼製等の金属ロールが用いられる。ダイカットロール２４の外周面には、軸方向に延びた刃物３が取り付けられているが、この刃物３の取付構造は、次のようになっている。図３、図４に示すように、ダイカットロール２４の外周面に軸方向に延びた刃物固定溝３０が設けられ、この刃物固定溝３０は、一方の内側面がダイカットロール２４の半径方向に一致した直角面３１に形成され、他方の内側面がダイカットロール２４の半径方向に対して傾斜した傾斜面３２に形成された片テーパ形状となっている。直角面３１及び傾斜面３２により形成される角度αは、楔部材３３が取り外し易いように１５〜２２度の範囲であることが好ましい。これにより、楔部材３３を取り付けるボルト３４を緩めると、楔部材３３の自己分解作用により刃物３を簡単に取り外すことができる。そして、この刃物固定溝３０の直角面３１側に刃物３をセットし押し付けるようにして、この刃物固定溝３０と同様に片テーパ形状となった楔部材３３を嵌め込む。楔部材３３は、軸方向に適宜の間隔でボルト３４が取り付けられており、また、刃物固定溝３０の底面にはこれらボルト３４の位置に対応してネジ孔が設けられているので、ボルト３４を締付けることで、刃物３がダイカットロール２４の外周面の法線方向に簡単に取り付けられる。従って、ボルト３４を締め付けることで、ダイカットロール２４への刃物３の取り付けや交換等を迅速に行うことができる。なお、刃物３は、両刃になっているので、ダイカットロール２４を回転しながらでも、移動しているシートＷを確実に切断することができる。

ダイカットロール２４は、外周に取り付けた刃物３の刃先がアンビルロール２３の外周面とほぼ一致するか、アンビルロール２３の外周面に少し食い込むように配置されている。

そして、メジャリングロール２１と従動ロール２２とは、一端側に取り付けた互いのギヤＧ１，Ｇ２が噛み合わされており（図２参照）、また、メジャリングロール２１とアンビルロール２３とは他端側に取り付けた互いのプーリＰ１，Ｐ２に無端状のタイミングベルトＤが架け渡されている（図１参照）。メジャリングロール２１は、サーボモータＭ１に接続されており、このサーボモータＭ１により回転駆動される。従って、このサーボモータＭ１を駆動すると、メジャリングロール２１と従動ロール２２とアンビルロール２３とが同期して回転駆動される。また、メジャリングロール２１に設けたサーボモータＭ１のエンコーダ出力値よりシートＷの送り量や送り位置が計測される。一方、ダイカットロール２４は、別のサーボモータＭ２に接続されており、このサーボモータＭ２により独立に回転駆動される。

そして、このロータリーシートカッター１に備える制御手段（図示せず）は、各サーボモータＭ１，Ｍ２を駆動制御する。このとき、メジャリングロール２１に接続するサーボモータＭ１を一定回転速度で駆動制御して、メジャリングロール２１、従動ロール２２、アンビルロール２３を同期して回転駆動し、コイル４１から連続的にシートＷを一定速度でダイカットロール２４へ送り込む。一方、ダイカットロール２４に接続するサーボモータＭ２を駆動制御して、ダイカットロール２４の刃物３がアンビルロール２３に対向する一定領域（同期帯Ｒ）ではダイカットロール２４をアンビルロール２３と同期回転させ、他の領域ではダイカットロール２４の回転スピードを変化可能に制御する。

また、ダイカットロール２４は、シートＷの面の直角方向（図１では鉛直線）に対してシートＷの出口側にθ度傾けられており（図１、図３参照）、シートＷの入口側にてダイカットロール２４に対するシートＷの進入間隔度Ｓが広くなるように配設されている。これにより、刃物３がシートＷの上面に接してシートＷを切断しはじめからシートＷを切断し終えるまでのシートＷの切断時間（刃物３とシートＷの接触時間）が短くなって、刃物３によりシートＷの表面を傷付けることが防止される。特にシート厚が厚くなる程にその傷付け防止効果が増す。なお、このダイカットロール２４の傾斜角度θは、５〜１５度の範囲が好ましく、この範囲内であれば、シート表面を傷付けたりカット性能を低下させることなく、良好にシートを切断することができる。

次に、このロータリーシートカッター１の運転制御について説明する。
図５のフローチャートを参照して、サーボモータＭ１を駆動してメジャリングロール２１を回転駆動すると、メジャリングロール２１と同期して従動ロール２２、アンビルロール２３が回転駆動される（Ｓ１）。すると、コイル４１から繰り出されたシートＷは、段差ロール４３により繰り出しスピード及び張力を調整して幅決めロール４４により蛇行修正されて、メジャリングロール２１に送られる。なお、シート繰り出し機構４は、段差ロール４３のアーム４５の揺動位置を検出し、コイル４１からのシートＷの供給、供給停止を繰り返している（Ｓ１１〜Ｓ１４）。そして、メジャリングロール２１に送られたシートＷは、メジャリングロール２１と従動ロール２２の間から送り出され、小径ロール２５に案内支持されてアンビルロール２３へ送られる。このとき、制御手段は、サーボモータＭ１を定速度で回転させてコイル４１から連続的にシートＷを一定速度で送る。

制御手段は、メジャリングロール２１を駆動するサーボモータＭ１のエンコーダ出力値を検出して（Ｓ２）、このエンコーダ出力値よりシートＷの切断予定位置からダイカットロール２４による切断位置（ダイカットロール２４の刃物３がアンビルロール２３と接する地点）までの距離を算出する（Ｓ３）。次いで、制御手段は、ダイカットロール２４のサーボモータＭ２を駆動制御して、上記切断予定位置でシートＷが切断されるようにダイカットロール２４の回転スピードを制御するが、刃物３が同期帯Ｒを移動する間はアンビルロール２３と同期回転するようにダイカットロール２４が回転制御される（Ｓ４）。すると、シートＷは、アンビルロール２３とダイカットロール２４の間を通過する時に、ダイカットロール２４の刃物３がアンビルロール２３と接する地点（切断位置）で上記切断予定位置より切断されて枚葉Ｗ１となる。そして、この枚葉Ｗ１が下流の整列機構５に排出され、集積される（Ｓ５，Ｓ６）。なお、制御手段は、ダイカットロール２４の刃物３が同期帯Ｒの終わり位置を通過すると、ダイカットロール２４の回転スピードを調整して、次にシートＷの切断予定位置が上記切断位置で切断されるように、ダイカットロール２４の刃物３が同期帯Ｒの始まり位置に到達するように回転制御される。以上の動作を運転終了まで繰り返す。

以上のように、本実施形態によるロータリーシートカッター１によれば、刃物３がアンビルロール２３に対向する一定領域（同期帯Ｒ）ではダイカットロール２４をアンビルロール２３と同期回転させるので、シートＷを設定寸法どおりの枚葉Ｗ１に連続的に且つ高精度に切断することができる。しかも、刃物３がアンビルロール２３に対向しない他の領域ではダイカットロール２４の回転スピードを変化させることで枚葉Ｗ１の長さを自由に且つ容易に変更することができる。また、アンビルロール２３と刃物３を設けたダイカットロール２４との間にシートＷを通させて切断するので、従来の一対のカッターロールでシートＷを切断する場合に比べて極めて簡単な構造でシートを精度良く枚葉に切断することができる。しかも、刃物３はダイカットロール２４に設けるだけなので、従来の一対のカッターロールのように刃合わせを必要としないし、また、装置コストを低減することができる。従って、極めて簡単な構造でシートＷを精度良く枚葉Ｗ１状に裁断することができ、また、装置のコストを低くすることができる。

（他の実施形態）
図６に示すように、メジャリングロール２１とアンビルロール２３の間にコンベアベルトＶを装着して、このコンベアベルトＶ上でシートＷを送ると共に、アンビルロール２３に装着するコンベアベルトＶ上でダイカットロール２４の刃物３によりシートＷを切断する構成とする。メジャリングロール２１とアンビルロール２３とは、コンベアベルトＶにより同期回転される。これによれば、長年の使用でコンベアベルトＶは、ダイカットロール２４の刃物３で損傷されるが、アンビルロール２３が刃物３で損傷されることがない。従って、コンベアベルトＶを交換することで、長期に且つ低コストに装置の運転を行うことができる。その他の構成、効果は上記実施形態と同様である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の範囲内で適宜に変更することができる。例えば、ダイカットロール２４には、刃物３を複数設けてもよい。この場合、短寸の枚葉Ｗ１を多く生産するのに効果的である。
また、メジャリングロール２１とアンビルロール２３とは、タイミングベルトＤ（図１）又はコンベアベルトＶ（図６）により同期回転させているが、アンビルロール２３に別のサーボモータを接続してアンビルロール２３とメジャリングロール２１とを同期回転させるようにモータ制御してもよい。
また、メジャリングロール２１にサーボモータＭ１を接続するが、上述でいう従動ロール２２側をサーボモータＭ１で接続し駆動側としてもよい。

実施形態によるロータリーシートカッターの全体構成を示す側面図である。 メジャリングロールと従動ロールを示す正面図である。 ダイカットロールとアンビルロールとを示す側面図である。 ダイカットロールの刃物取り付け部分を示す拡大図である。 実施形態によるロータリーシートカッターの運転を説明するためのフローチャートである。 他の実施形態によるロータリーシートカッターの構成を示す側面図である。 従来のフライングシャーの構成を示す模式図である。

符号の説明

１ ロータリーシートカッター
３ 刃物
２１ メジャリングロール
２２ 従動ロール
２３ アンビルロール
２４ ダイカットロール
Ｍ１，Ｍ２ サーボモータ
Ｒ 同期帯（一定領域）
Ｓ 進入間隙
Ｗ シート
Ｗ１ 枚葉
θ 傾斜角度

Claims (4)

1. コイル状のシートを連続的に枚葉にカットするロータリーシートカッターであって、
   メジャリングロールと従動ロールとを対向配置してこれらの間からシートを連続的に送り出し、その下流位置にアンビルロールと刃物を設けたダイカットロールとを対向配置してこれらの間に連続的に送り込まれるシートをダイカットロールの刃物により枚葉に切断するように構成し、
   メジャリングロールと従動ロールとアンビルロールとをサーボモータの駆動で同期回転させ、ダイカットロールを別のサーボモータの駆動で回転させるように構成し、
   各サーボモータを駆動制御する制御手段は、刃物がアンビルロールに対向する一定領域ではダイカットロールをアンビルロールと同期回転させ、他の領域では枚葉の長さを自由に変更できるようにダイカットロールの回転スピードを変化可能に制御する構成としたロータリーシートカッター。
2. 請求項１に記載のロータリーシートカッターにおいて、
   上記ダイカットロールをシートの出口側に傾斜して配設し、シートの入口側にてダイカットロールに対するシートの進入間隙を広くする構成としたロータリーシートカッター。
3. 請求項１又は２に記載のロータリーシートカッターにおいて、
   上記ダイカットロールの外周面に設けた刃物固定溝を一方の内側面がダイカットロールの半径方向に一致する直角面となった片テーパ形状とし、この直角面側に刃物をセットし押し付けるように、この刃物固定溝と同様に片テーパ形状となった楔部材を嵌め込んで刃物を固定する構成としたロータリーシートカッター。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のロータリーシートカッターにおいて、
   上記メジャリングロールとアンビルロールの間にコンベアベルトを装着して、このコンベアベルト上でシートを送ると共に、アンビルロールに装着するコンベアベルト上でダイカットロールの刃物によりシートを切断する構成としたロータリーシートカッター。

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