JP2015085464A - スライサー - Google Patents

Abstract

【課題】長尺の巻物状の製品を固定するために製品の内径に合わせた外径精度を有する固定軸機構を設置することなく、かつ、製品を、固定軸に対してより正確に垂直に切断することができるスライサーを提供する。【解決手段】長尺の巻物状の製品２を切断刃３により所望の幅で切断する製品切断機構４と、切断し終わった製品２の残余部と新たな製品２’を入れ換えるターレット機構５と、製品２を固定する製品固定機構６と、を備えたターレット２軸スライサー１であって、製品固定機構６は、製品固定モータ２０を駆動し、ピン押し出し軸２８を並進させることにより、複数のパイプ拡張ピン３０は、鉛直軸方向においてカッター保護パイプ２９をパイプ２９の内面から押し広げるように、互いに離れる方向に同時に動作して、押し広げられたカッター保護パイプ２９と接触している製品２を内側から主軸１１に固定する。【選択図】図１

Description

本願の発明は、紙管、布テープ等の長尺の巻物状の製品を任意の幅で切断するためのスライサーに関するものである。

プラスチック、複合材料等の長尺の巻物製品を、スライサーによって任意の幅で切断する作業が国内外の工場において行われている。

長尺の巻物状の製品をスライサーに固定するための従来技術として、特許文献１には、刃物により切り出される側の紙管を常に回転させることにより、切断端面にバリが残ることのない切断が得られることを特徴とした紙管の切断装置が開示されている。
特許文献１で開示されている紙管の切断装置では、切芯が紙管の内径が丁度嵌合する外径と、紙管の全長が収まる長さを有する円軸となり、回転円板に切芯の一方の端部を片持ち状態で固定されている。この固定となる切芯に紙管を外嵌し、紙管の一端を回転装置のチャッキング機構で固持して紙管に回転を与え、回転させた紙管に対して進退動と軸方向への移動が可能となる刃物で紙管を押し切りする。

また、特許文献２には、回転軸内ではなく心押軸側にエアシリンダーが設置されているため、回転バルブを通じてエアを送る不便が解消されることを特徴とした紙管芯の締付装置が開示されている。
特許文献２で開示されている紙管芯の締付装置では、ライナーに接着テープの原帯を纏巻した紙管芯を挿通し、回転軸をゆっくり回転させて紙管芯の先端を回転軸のねじ部に嵌合させ、然る後、心押軸枠を移動させてライナーの後端軸孔に心押軸の先端を嵌合した後、エアシリンダー内に送気してピストンを作動せしめ、ピストンロッドの先端を摺動ロッドに圧接し摺動ロッドを前方に摺動させ、摺動ロッドの前端に取付けた作動杆により両端に接するチャックレバーの前端を内側から外方に圧するとチャックレバーの後端は主軸を支点として紙管芯を回転軸に強く押圧することにより、紙管芯は回転軸に固定される。

特開２００２−２７３６８６号公報 特公昭４７−０３０６７９号公報

従来のスライサーには、以下のような解決すべき課題が残されている。
以下、特許文献１及び２を参照して、従来のスライサーが有する課題について説明する。

特許文献１及び２のスライサーでは、紙管をスライサーに固定するために、紙管の内径が嵌合する外径を備えた切芯、または、ライナー及びねじ部などを構成する必要があり、換言すると、切断される紙管の内径に応じて紙管の製品固定機構を幾度も製作するためのコストと労力を要していた。さらに、紙管をこのような切芯またはライナーに外嵌しかつ紙管の一端をチャッキングして固定するだけでは、刃物が紙管を押し切りするときに加わる紙管への力により、紙管の位置がずれてしまい、紙管を、切芯またはライナーの軸方向に対して正確に垂直に切断することができない場合がある。

本願の発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、長尺の巻物状の製品を固定するために製品の内径に合わせた外径精度を有する固定軸機構を設置することなく、かつ、製品を、固定軸に対してより正確に垂直に切断することができるスライサーを提供することを目的とする。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。又、各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。よって、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）長尺の巻物状の製品を切断刃により所望の幅で切断するための製品切断機構と、切断し終わった製品と切断前の製品を入れ換えるためのターレット機構と、製品を固定するための製品固定機構と、を含むスライサーであって、
前記製品の一部ないし全長にわたり、外径を拡大・縮小して、製品内径部を固定する製品固定機構を備えるスライサー（請求項１）。
本項に記載のスライサーは、製品固定機構により長尺の巻物状の製品を固定し、製品切断機構の切断刃により製品を所望の幅で切断し、かつ、ターレット機構により切断し終わった製品と切断前の製品を入れ換えるものである。

（２）上記（１）項において、前記製品固定機構は、
前記ターレット機構に回転自在に保持され、前記製品内径部を挿通するカッター保護パイプと、
該カッター保護パイプ内に収容されている複数のパイプ拡張ピン、及び、前記カッター保護パイプを押し広げる方向へと前記パイプ拡張ピンを変位させるピン押し出し軸と、
前記ターレット機構に対して独立して保持されたスライドベアリングケースと、
該スライドベアリングケース内に収容されるボールねじ、該ボールねじに螺合するボールねじナット、前記ボールねじの並進移動に応じて前記スライドベアリングケース内を並進するテーパ軸受けベアリング、及び、該テーパ軸受けベアリングに軸支され前記ピン押し出し軸に当接すると共に、製品の切断時に回転するテーパ軸受け軸と、
前記スライドベアリングケースに保持され、前記ボールねじナットを回転駆動する製品固定モータとを備えているスライサー（請求項２）。

本項に記載のスライサーは、ターレット機構のカッター保護パイプに製品を外嵌してターレット機構のターレット軸を回転させて、製品を切断位置に配置させる。その後、製品固定モータを駆動し、スライドベアリングケース内に収容されかつ連結されたボールねじ，テーパ軸受けベアリング及びテーパ軸受け軸を並進させることにより、テーパ軸受け軸をピン押し出し軸に当接させる。その結果、ピン押し出し軸も並進させる。ピン押し出し軸が並進することにより、カッター保護パイプ内に収容されている複数のパイプ拡張ピンが、ピン押し出し軸によって、カッター保護パイプを押し広げる方向へと変位し、カッター保護パイプが拡径する。そして、拡径したカッター保護パイプが、カッター保護パイプに挿通された製品内径部に密着することで、製品はカッター保護パイプに固定される。

（３）上記（２）項において、前記パイプ拡張ピンは、複数個で一組をなし、複数組のパイプ拡張ピンが前記カッター保護パイプ内で同軸上に間隔を空けて並べられており、
前記パイプ拡張ピンの各々が、前記カッター保護パイプの軸方向断面視で、傾斜面を軸心方向に向けた台形状に形成され、前記ピン押し出し軸には、前記パイプ拡張ピンの傾斜面と対向する円錐面を有する環状突起部が、各組のパイプ拡張ピンと対応する軸方向位置に形成されているスライサー（請求項３）。

本項に記載のスライサーは、ピン押し出し軸の並進により、パイプ拡張ピンの軸心方向に向けた傾斜面と、ピン押し出し軸の円錐面を有する環状突起部とが摺動し、複数組のパイプ拡張ピンが、カッター保護パイプを内面から押し広げるように、互いに離れる方向に同時に動作するものである。

（４）上記（２）項において、カッター保護パイプは弾性を有するスライサー（請求項４）。
本項に記載のスライサーは、カッター保護パイプが弾性を有することで、複数組のパイプ拡張ピンの、カッター保護パイプを内面から押し広げる方向への変位に伴い、カッター保護パイプが弾性変形し、カッター保護パイプの外径が拡大することとなる。一方、カッター保護パイプの拡径状態、即ち、製品固定状態から、製品固定モータを上述とは逆方向へと駆動することにより、ピン押し出し軸が上述と逆の方向へと並進することにより、カッター保護パイプ内に収容されている複数のパイプ拡張ピンが、上述とは逆方向へと並進すると、カッター保護パイプの弾性を利用してパイプ拡張ピンが元位置（収容位置）に戻ることとなる。

本願の発明は、長尺の巻物状の製品を固定するために製品の内径に合わせた外径精度を有する固定軸機構を設置することなく、かつ、製品を、固定軸に対してより正確に垂直に切断することができる。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係るターレット２軸スライサーの全体構造を示す側面図であり、図１（ｂ）は正面図であり、図１（ｃ）は製品切断機構の平面図であり、図１（ｄ）は、本発明の実施の形態に係るターレット２軸スライサーに設置される製品固定機構の全体構造を示す断面図である。 図２（ａ）は、図１（ｄ）に示されている製品固定機構の要部拡大図であり、図２（ｂ）は、製品固定機構の４つ一組のパイプ拡張ピンの側面図であり、図２（ｃ）は、製品固定機構のパイプ拡張ピンの１つの側面図であり、図２（ｄ）は図２（ｃ）のＡ−Ａ断面図である。

以下、本願の発明に係る好適な実施の形態を、添付図面を参照しながら説明するが、以下に記載される装置及びその各構成要素、各部品、各箇所、各材料は、本願の発明の実施の形態の一例であり、これに限られるものではない。また、図中、同一の符号を付した部分は同一物、同一部材を表し、装置や部材の各寸法、各比率は実際のものを反映したものではなく、概略的に示したものである。

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るスライサーの一例としてのターレット２軸スライサーの全体構造を示す側面図及び正面図であり、この図を参照して、ターレット２軸スライサー１の全体動作について説明する。

図１（ｂ）に示されているように、本発明の実施の形態に係るターレット２軸スライサー１は、長尺の巻物状の製品２（以下、単に「製品」とも言う。）を切断刃３により所望の幅で切断するための製品切断機構４と、切断し終わった製品２の残余部と新たな製品２’を入れ換えるためのターレット機構５と、製品固定軸の外径と異なる内径を有する製品２を固定し、かつ、製品２を所望の角度で（つまり、図１（ｂ）の製品２の軸と直交する方向に沿って垂直に）正確に切断するための製品固定機構６と、を備えている。

この製品切断機構４は、切断刃３と、回転する切断刃３に回転抵抗を与えるブレーキ装置７と、製品２に対する切断刃３の角度である、切断角度を調整するための切断角度調整用モータ８と、製品２の切断幅を決定するために、切断刃３を図１（ｂ）の左右方向に移動させるための切断幅調整用モータ９と、切断刃３を図１（ａ）の左右方向に移動させて、製品２を押し切り、または製品２から後退させるための切断用モータ１０と、プーリ１２Ａ，１２Ｂやベルト１３を介して主軸１１を回転させる主軸回転用モータ１４と、主軸１１を挟んで切断刃３の反対側に設置される受けロール１５と、を含むものである。

ターレット２軸スライサー１の製品切断機構４は、製品切断前に、ブレーキ装置７により製品２の剛性に応じて切断刃３のテンションが設定される。その後、製品２を所望の幅で切断するように、切断幅調整用モータ９を用いて切断刃３を図１（ｂ）における左右方向に移動させて、主軸１１をモータ１４で回転させ、かつ、切断刃３を主軸１１の回転方向と逆向きに回転させながら、切断用モータ１０により切断刃３を製品２に抜き差しすることにより、製品２を所望の幅で複数回切断することができる。

切断刃３が製品２に押し込まれると、受けロール１５は、製品２の外表面に接触し、かつ、製品２の回転に対して、従動回転するように構成されている。受けロール１５は、さらに、如何なる位置で切断しても製品２と接触するように製品２の全長と同程度の長さで構成されており、これは、切断端面にバリが発生することを防止する。

ターレット機構５は、ターレット１６と、ターレット軸１７と、ベルト１３’とプーリ１２Ａ’，１２Ｂ’を介してターレット軸１７を回転させるターレット旋回モータ１８と、を含む。
製品２の全長における切断が終了した後、切断刃３を切断用モータ１０により残余の製品２と接触しない初期位置に後退させ、主軸１１の回転を停止させてワークチャック１９を残余の製品２から取り外し、ターレット１６をターレット旋回モータ１８により１８０度回転させ、新たな製品２’を切断位置に、かつ、残余の製品２を製品抜き差し位置に、設置する（つまり製品２と２’の設置位置を入れ換える）。ここで、軸１１’において残余の製品２の抜き取りと新たな製品２の挿入を、いわゆるカセット式に行えるため、後述する製品固定機構６を用いて複数の製品２を切断する作業を連続的に行うことができる。

本発明では、ターレット機構５は、１８０度回転させることにより製品２，２’を交換する２軸ターレット機構として説明されているが、これに限定されない（例えば、４軸ターレットにしてもよい）。

図１（ｄ）に示されている製品固定機構６は、図２（ａ）に拡大図示されるように、製品２を固定するために駆動される製品固定モータ２０と、モータ２０の回転軸とボールねじ２４の軸を結合させるカップリング２１と、ボールねじ２４の軸の回転を受けるためのベアリング２２と、スライドベアリングケース２５内のスライド部に当接されたボールねじナット２３と、このボールねじナット２３を並進移動させるためのボールねじ２４と、スライドベアリングケース２５と、製品２の切断時に回転するテーパ軸受け軸２７の回転を受けるテーパ軸受けベアリング２６と、テーパ軸受け軸２７と、ピン押し出し軸２８と、製品固定機構６を切断刃３から保護するためのカッター保護パイプ２９と、カッター保護パイプ２９内に収容されている複数のパイプ拡張ピン３０と、を備えている。ピン押し出し軸２８，カッター保護パイプ２９，及びパイプ拡張ピン３０は、ターレット機構５の２つの軸１１，１１’双方に備えられている（つまりピン押し出し軸２８は、軸１１または１１’と同一軸である）。

上記構成を、ターレット機構５との関係から整理すると、製品固定機構６は、ターレット機構５に回転自在に保持され、製品２内径部を挿通するカッター保護パイプ２９と、カッター保護パイプ２９内に収容されている複数のパイプ拡張ピン３０、及び、カッター保護パイプ２９を押し広げる方向へと前記パイプ拡張ピン３０を変位させるピン押し出し軸２８と、ターレット機構５に対して独立して（本装置の基台等適切な位置に）保持されたスライドベアリングケース２５と、スライドベアリングケース２５内に収容されるボールねじ２４、ボールねじ２４に螺合するボールねじナット２３、ボールねじ２４の並進移動に応じてスライドベアリングケース２５内を並進するテーパ軸受けベアリング２６、及び、テーパ軸受けベアリング２６に軸支されピン押し出し軸２８に当接すると共に、製品２の切断時に回転するテーパ軸受け軸２７と、スライドベアリングケース２５に保持され、ボールねじナット２３を回転駆動する製品固定モータ２０とを備えている。

ここで、カッター保護パイプ２９は、例えば、ポリエチレン等必要な弾性，強度及び耐久性を有する材料から形成されている。又、図２（ｂ）に示されているように、パイプ拡張ピン３０は、本実施の形態では４つ（適宜、２つ、３つ又は５つ以上であっても良い。）一組でカッター保護パイプ２９を押し広げるように構成されている。ここで、カッター保護パイプ２９が弾性を有することで、複数組のパイプ拡張ピン３０の、カッター保護パイプ２９を内面から押し広げる方向への変位に伴い、カッター保護パイプ２９が弾性変形し、カッター保護パイプ２９の外径が拡大することとなる。図２（ｃ）に示されているように、パイプ拡張ピン３０の上面には、カッター保護パイプ２９の内面の形状に対応した曲率で湾曲させた面Ｒに形成されている。図２（ｄ）に示されているように、パイプ拡張ピン３０のＡ−Ａ断面は、さらに、ピン押し出し軸２８の左右の並進移動によりカッター保護パイプ２９を押し広げ／元の位置に戻すように、ピン押し出し軸２８の円錐面を有する環状突起部Ｓに対応した台形状、換言すると、パイプ拡張ピン３０の軸心方向に傾斜面を有するように、形成されている。
従って、ピン押し出し軸２８の並進により、パイプ拡張ピン３０の軸心方向に向けた傾斜面と、ピン押し出し軸２８の円錐面を有する環状突起部Ｓとが摺動し、複数組のパイプ拡張ピン３０が、鉛直断面方向においてカッター保護パイプ２９を内面から押し広げるように、互いに離れる方向に同時に動作する。

製品２をターレット２軸スライサー１に固定する場合、ターレット機構５の軸１１’において製品２’をカッター保護パイプ２９に外嵌して軸１１’を１８０度回転させて主軸１１の位置に配置させ、製品２の一端をワークチャック１９で固持する。その後、モータ２０を駆動し、カップリング２１とベアリング２２を介して、スライドベアリングケース２５内に収容されかつ連結されて同時に並進するボールねじナット２３，ボールねじ２４，テーパ軸受けベアリング２６，及びテーパ軸受け軸２７を、図２中の左側に並進させることにより、テーパ軸受け軸２７をピン押し出し軸２８に当接させる。その結果、ピン押し出し軸２８も左側に並進させることとなる。このピン押し出し軸２８の左側への並進により、図２（ａ）に示されている複数の４つ一組のパイプ拡張ピン３０は、鉛直断面方向においてカッター保護パイプ２９をパイプ２９の内面から押し広げるように、互いに離れる方向に同時に動作する。そして、製品２と押し広げられたカッター保護パイプ２９との間を高摩擦接触状態とし、内側から主軸１１に固定させることができる。
従って、切断刃３が製品２を押し切りするときに加わる製品２への力を、製品２と接触したカッター保護パイプ２９が長尺の巻物状の製品２の全長にわたり直接的に受けることができるため、カッター保護パイプ２９に対する製品２の位置に、ずれが生じることを防止し、製品２を主軸１１（ピン押し出し軸２８）に対して、正確に垂直に切断することができる。

上述したように製品２を固定させた後、製品２を切断するためにピン押し出し軸２８（つまり主軸１１）を回転させるとき、ベアリング２６が、同転するテーパ軸受け軸２７の回転を受ける。また、カッター保護パイプ２９が弾性を有しているため、製品２の固定状態を維持するためには、モータ２０は、カッター保護パイプ２９の弾性力に打ち勝つ力を生成するトルクを出力し続けるように制御される。

製品２をターレット２軸スライサー１から固定解除する場合（例えば製品切断後において）、カッター保護パイプ２９の拡径状態、即ち、製品固定状態から、製品固定モータ２０を上述とは逆方向へと駆動することにより、ピン押し出し軸２８が上述と逆の方向へと並進することにより、カッター保護パイプ２９内に収容されている複数のパイプ拡張ピン３０が、上述とは逆方向へと並進すると、カッター保護パイプ２９の弾性を利用してパイプ拡張ピン３０が元位置（収容位置）に戻ることとなり、残余の製品２とカッター保護パイプ２９との間の高摩擦接触状態を解除する。さらに、ワークチャック１９による残余の製品２の一端の固持を解除し、残余の製品２の固定を解除する。その後、ターレット機構５のターレット軸１７を１８０度回転させて、残余の製品２を軸方向に移動させて主軸１１から抜き取る。

上述したように、本発明の実施の形態に係るターレット２軸スライサー１によれば、図１に示されている製品切断機構４と製品固定機構６を用いて、長尺の巻物状の製品２を固定するにあたり、製品２の内径に合わせた外径精度を有する固定軸機構を設置することなく、かつ、製品２を、主軸１１に対して垂直により正確に切断することができる。さらに、ターレット機構５を用いて、主軸１１に対する残余の製品２の抜き取りと新たな製品２の挿入をいわゆるカセット式に行えるため、製品固定機構６を用いて複数の製品２を切断する作業を連続的に行うことができる。

また、製品固定機構６の上記特徴部分を全長の一部に設けることで、それによって固定される長尺の巻物状の製品２の一部ないし、全長にわたり、一箇所または軸方向に離問する２箇所以上においてカッター保護パイプ２９の外径を拡大・縮小して、製品２の内径部を固定／固定解除することも可能である。

本発明は、円筒状の部品を固定する必要があるシステムであれば、そのようなシステムに好適に適用することができる。

１ ターレット２軸スライサー ２ 製品
３ 切断刃 ４ 製品切断機構
５ ターレット機構 ６ 製品固定機構
７ ブレーキ装置 ８ 切断角度調整用モータ
９ 切断幅調整用モータ １０ 切断用モータ
１１ 主軸 １２ プーリ
１３ ベルト １４ 主軸回転用モータ
１５ 受けロール １６ ターレット
１７ ターレット軸 １８ ターレット旋回モータ
１９ ワークチャック ２０ 製品固定モータ
２１ カップリング ２２ ベアリング
２３ ボールねじナット ２４ ボールねじ
２５ スライドベアリングケース ２６ テーパ軸受けベアリング
２７ テーパ軸受け軸 ２８ ピン押し出し軸
２９ カッター保護パイプ ３０ パイプ拡張ピン
Ｓ 環状突起部

Claims (4)

1. 長尺の巻物状の製品を切断刃により所望の幅で切断するための製品切断機構と、切断し終わった製品と切断前の製品を入れ換えるためのターレット機構と、製品を固定するための製品固定機構と、を含むスライサーであって、
   前記製品の一部ないし全長にわたり、外径を拡大・縮小して、製品内径部を固定する製品固定機構を備えることを特徴とするスライサー。
2. 前記製品固定機構は、
   前記ターレット機構に回転自在に保持され、前記製品内径部を挿通するカッター保護パイプと、
   該カッター保護パイプ内に収容されている複数のパイプ拡張ピン、及び、前記カッター保護パイプを押し広げる方向へと前記パイプ拡張ピンを変位させるピン押し出し軸と、
   前記ターレット機構に対して独立して保持されたスライドベアリングケースと、
   該スライドベアリングケース内に収容されるボールねじ、該ボールねじに螺合するボールねじナット、前記ボールねじの並進移動に応じて前記スライドベアリングケース内を並進するテーパ軸受けベアリング、及び、該テーパ軸受けベアリングに軸支され前記ピン押し出し軸に当接すると共に、製品の切断時に回転するテーパ軸受け軸と、
   前記スライドベアリングケースに保持され、前記ボールねじナットを回転駆動する製品固定モータとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスライサー。
3. 前記パイプ拡張ピンは、複数個で一組をなし、複数組のパイプ拡張ピンが前記カッター保護パイプ内で同軸上に間隔を空けて並べられており、
   前記パイプ拡張ピンの各々が、前記カッター保護パイプの軸方向断面視で、傾斜面を軸心方向に向けた台形状に形成され、前記ピン押し出し軸には、前記パイプ拡張ピンの傾斜面と対向する円錐面を有する環状突起部が、各組のパイプ拡張ピンと対応する軸方向位置に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のスライサー。
4. カッター保護パイプは弾性を有することを特徴とする請求項２に記載のスライサー。

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