JP2015116640A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上刃と下刃との間のクリアランスを適正に保って、上刃や下刃の切刃の欠損をより確実に防止できるようにした切断装置を提供する。
【解決手段】上刃８と下刃１０との接近離間動作により、両者の噛み合いに基づく直線刃せん断作用をもってシート材Ｗを切断する装置である。上刃８は下刃１０に対し後傾姿勢となっていて、下刃１０側の切刃１０ａとの噛み合いにあずかる切刃８ａと、切刃８ａよりも下方側で且つ下刃１０側に位置して下刃１０側の刃側面１０ｂと摺動接触する摺動面１１とを備えている。上刃８側と下刃１０側の切刃８ａ，１０ａ同士の噛み合いに先行して摺動面１１が下刃１０側の刃側面１０ｂと摺動接触するようになっている。これにより、適正なクリアランスｍが確保される。
【選択図】図５

Description

本発明は切断装置、特に電極箔等に代表されるような極薄のシート状物を直線刃である上刃と下刃との接近離間動作に基づくせん断作用によって切断するようにした切断装置に関する。

直線刃方式の切断装置ではないが、回転刃方式のシート切断装置として特許文献１に記載されたものが提案されている。この特許文献１に記載されたシート切断装置では、上刃と下刃の回転に際して、それぞれの刃部が相互に接触しないように面取りされていることにより、クラックやチッピング等の刃部の欠損発生を未然に防止することができるとされている。

特開２００２−２７３６８９号公報

しかしながら、例えば膜厚が２０μｍ程度の電極箔を切断することを想定した場合、上刃と下刃の刃部同士の間の切断クリアランスは０．８〜１μｍ程度と極小であることから、上刃や下刃を加工する工作機械精度あるいは上刃や下刃を組み付ける際の組付交差の方が上記要求クリアランスよりも大きいものとならざるを得ない。そのため、上刃と下刃の刃部同士の間の切断クリアランスを適正な大きさに保つことができず、なおも上刃と下刃の刃部同士の干渉により刃部が欠損してしまうおそれがある。この傾向は、直線刃である上刃と下刃との接近離間動作に基づくせん断作用によってシート状物を切断しようする場合に顕著となる。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、直線刃である上刃と下刃との接近離間動作に基づくせん断作用によって極薄のシート状物を切断しようする場合に、上刃と下刃との間のクリアランスを適正に保って、上刃や下刃の切刃の欠損をより確実に防止できるようにした切断装置を提供するものである。

本発明は、先に述べたように、シート状の切断対象物を挟んで対向配置された上刃と下刃との接近離間動作により、両者の噛み合いに基づくせん断作用をもって切断対象物を切断するようにした切断装置を前提としている。その上で、上記上刃は、上記下刃側の切刃との噛み合いにあずかる切刃と、上記切刃よりも下方側で且つ下刃側に位置して当該下刃側の刃側面と摺動接触する摺動部と、を備えている。そして、上記上刃側と下刃側の切刃同士の噛み合いに先行して摺動部が下刃側の刃側面と摺動接触するようになっているものである。

本発明によれば、上刃側の摺動部が当該上刃側の切刃よりも下方側で且つ下刃側に位置していて、上記上刃側と下刃側の切刃同士の噛み合いに先行してこの摺動部が下刃側の刃側面と摺動接触するようになっているため、双方の切刃同士が噛み合う際には両者の間には必ず所定のクリアランスが確保され、両者が互いに干渉し合うことがないので、切刃の欠損を未然に且つより確実に防止することができる。

本発明に係る切断装置の第１の実施の形態を示す図で、ダイセット装置全体の概略構造を示す斜視図。 図１の正面説明図。 図２の右側面説明図。 図１〜３の構造を簡略化した模式図に基づく作動説明図。 （Ａ）は図４の（Ａ）における上刃と下刃との噛み合い状態の拡大説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の右側面図。 図５の（Ａ）の変形例を示す拡大説明図。 本発明に係る切断装置の第２の実施の形態を示す要部拡大説明図。 本発明に係る切断装置の第３の実施の形態を示す要部拡大説明図。

図１〜５は本発明に係る切断装置を実施するためのより具体的な形態を示している。特に図１は切断装置としてのいわゆるダイセット装置全体の概略構造を示していて、さらに図２は図１の正面説明図を、図３は図２の右側面説明図をそれぞれ示している。

図１において、１は下ホルダプレートを、２は下ホルダプレート１と平行な上ホルダプレートをそれぞれ示し、下ホルダプレート１上には三本のガイドポスト３が立設されている。これらのガイドポスト３とこれに外挿されるガイドブッシュ４とを介して、上ホルダプレート２が下ホルダプレート１に対し昇降可能に、すなわち接近離間可能に案内支持されている。

図１のほか図２，３に示すように、上ホルダプレート２にはスライド機構５を介してツールホルダ６が装着されていて、このツールホルダ６にリテーナ７を介して直線状の上刃８が装着されている。他方、下ホルダプレート１にはツールホルダ９を介して同じく直線刃である下刃１０が装着されている。そして、切断対象物である極薄の金属箔等のシート材Ｗが下刃１０上に供給される。

ここで、図３に示すツールホルダ６の前面である上刃取付面６ａは後傾姿勢となるように所定角度だけ傾斜していて、その上刃取付面６ａに着座するかたちで固定されている上刃８も後傾姿勢となっているが、この点については後述する。

切刃８ａを有する上刃８と切刃１０ａを有する下刃１０とはその長さが共にほぼ同一ではあるものの、上刃８は図２の正面視にてその切刃８ａを含む下端部がアーチ状に形成されている。すなわち、上刃８側では上刃８の切刃８ａをはさんでその両側には当該切刃８ａよりも下側に位置する突出部８ｂが形成されていて、この突出部８ｂのうち下刃１０側の面が摺動部としての摺動面１１（図５の（Ａ）参照）となっている。なお、図２から明らかなように、上刃８の切刃８ａは左右方向で所定角度傾斜していて、上刃８の切刃８ａには所定のシャー角を具備させてある。

上ホルダプレート２とツールホルダ６との間に介装されたスライド機構５は固定部５ａと可動部５ｂとからなり、可動部５ｂは圧縮コイルばねあるいは液圧ばねを主要素とする付勢手段としての弾性体ユニット１２によって後方からバックアップされている。これにより、ツールホルダ６に装着された上刃８は可動部５ｂとともに下刃１０に向けて常時付勢されている。

ここで、図４は図１〜３の構造を簡略化した模式図を示している。図３のほか図４の（Ａ）に示すように、ツールホルダ６のうち前面下部の上刃取付面６ａは後傾姿勢の傾斜面となっていて、この上刃取付面６ａに上刃８が固定されている。これにより、下刃１０が直立姿勢にあるのに対して、上刃８は当該上刃８の下端部が上端部よりも下刃１０寄りに位置する後傾姿勢となっている。なお、図４では、上刃８の傾斜角θ（図５の（Ａ）参照）を実際の角度よりも誇張して描いてある。また、上刃８および下刃１０共に、例えば鋼、超硬合金等にような耐摩耗性性に優れた材料にて形成されている。

したがって、このように構成されたダイセット装置によれば、図１〜３では上刃８と下刃１０とが大きく離間している状態を描いているが、図４の（Ａ）に示すように、上刃８の下端部が下刃１０と予め接触している状態を上ホルダプレート２側の原位置とする。

より詳しくは、図４の（Ａ）の要部をさらに拡大したものを図５に示していて、同図に示すように、上刃８における突出部８ｂの前面の摺動面１１が下刃１０の刃側面（下刃１０側の切刃１０ａと近接していて上刃８と対向する面）１０ｂに接触している状態を上ホルダプレート２側の原位置とし、この状態においては、上刃８側の切刃８ａと下刃１０側の切刃１０ａとが噛み合うことなく、両者の間に確保された隙間にシート材Ｗが介在していることになる。

図４の（Ａ）の原位置状態から、図示外の母機であるプレス機械の上スライドあるいは所定のアクチュエータ等により、上ホルダプレート２を押し下げることで上刃８が下降する。この時点では、図５に示したように、上刃８側の摺動面１１が下刃１０側の刃側面１０ｂと既に接触していて、実質的に上刃８と下刃１０とは切刃８ａ，１０ａ以外の一部同士が既に噛み合っているので、上刃８側の摺動面１１が下刃１０側の刃側面１０ｂと摺動しながら上刃８と下刃１０との噛み合いがさらに進行する。

上記のように上刃８が下降すると、図４の（Ｂ）に示すように、上刃８側の切刃８ａと下刃１０側の切刃１０ａとが噛み合うようになり、両者の噛み合いに基づく直線刃せん断作用によりシート材Ｗが切断され、やがては上刃８は図４の（Ｃ）に示すように下死点位置に到達することになる。下死点位置に到達した上刃８は直ちに図４の（Ａ）の原位置に復帰する。

この場合において、図５に示したように、下刃１０が直立姿勢であるのに対して、上刃８が後傾姿勢にあるため、上刃８側の摺動面１１が下刃１０側の刃側面１０ｂと摺接しているかぎりにおいて、上刃８側の切刃８ａと下刃１０側の切刃１０ａとの間には、必ず上刃８の傾斜角θに応じたクリアランスｍが確保されることになる。そのため、上刃８側の切刃８ａと下刃１０側の切刃１０ａとが干渉することがなく、両者の干渉による切刃８ａまたは１０ａの欠損を未然に防止することができる。

また、後傾姿勢の上刃８が弾性体ユニット１２により下刃１０に常時押し付けられているため、上刃８側の切刃８ａと下刃１０側の切刃１０ａとの間のクリアランスｍが変動することがなく、常に適正なクリアランスｍを維持することができる。

より詳しくは、図５に示したように、切刃１０ａとそれに近接する刃側面１０ｂとを有する下刃１０が直立姿勢であるのに対して、切刃８ａとそれよりも下位位置にある摺動面１１とを有する上刃１０が後傾姿勢にあって、上刃８側の摺動面１１の延長線と当該摺動面１１よりも上方側の上刃８側の刃側面８ｃ（下刃１０と対向する上刃８の前面）の延長線とが所定角度θをなして交差するように設定してある。そのため、下刃１０に対して上刃８が下降したとしても、下刃１０側の切刃１０ａと上刃８側の切刃８ａとの間にはｍなるクリアランスが必ず確保され、下刃１０側の刃側面１０ｂに対して上刃８側の摺動面１１が接触しているかぎりは上記クリアランスｍは変動することはない。そのため、上刃８側の切刃８ａと下刃１０側の切刃１０ａとが干渉することがなく、それぞれの切刃８ａまたは１０ａの欠損が発生することはない。

本実施の形態では、下刃１０の刃側面１０ｂと上刃８の刃側面８ｃとのなす角度θを例えば０．０１°、摺動面１１の上下方向長さＤを３．５ｍｍと設定した場合に、上刃８側の切刃８ａと下刃１０側の切刃１０ａとのなすクリアランスｍは０．６μｍとなり、両者の間に適正なクリアランスｍが確保できることが確認できた。

また、図５の（Ａ）に示したように、下刃１０の刃側面１０ｂと上刃８の刃側面８ｃとのなす角度θを変化させれば、それに伴って上刃８側の切刃８ａと下刃１０側の切刃１０ａとのなすクリアランスｍが変化することは容易に理解できる。そのため、図３，４のツールホルダ６に対する上刃８の取付角度θを変更することで上記クリアランスｍを容易に変更することができる。

また、上記ツールホルダ６に対する上刃８の取付角度の変更によらずにクリアランスｍを変更することも可能である。例えば、図６に示すように、上刃８について、その切刃８ａの位置を図５の（Ａ）の切刃８ａの位置よりも例えば所定量αだけ上方に移動させれば、それに応じて上記クリアランスｍ１も図５の（Ａ）のものよりも増加することになる（ｍ１＞ｍ）。このように、本実施の形態によれば、いずれの方法によっても上記クリアランスｍを容易に変更することができる利点がある。

図７，８は本発明に係る切断装置の第２，第３の実施の形態を示している。

図７に示す第２の実施の形態では、上刃１８を後傾姿勢とすることなく下刃１０と同じ直立姿勢とした上で、図５の摺動面１１と同等位置に下刃１０側に向かって突出するガイド部材１３を設け、そのガイド部材１３の先端面を下刃１０側の刃側面１０ｂと摺動する摺動面１３ａとしたものである。なお、１８ａは上刃１８の切刃を、１８ｂは図２と同様に切刃１８ａをはさんでその両側に位置する突出部をそれぞれに示している。

また、図８に示す第３の実施の形態では、上刃２８全体を図５の（Ａ）のような後傾姿勢とすることなく、上刃２８のうち少なくとも当該上刃２８の切刃２８ａよりも下側部分、すなわち図２の突出部８ｂに相当するところの突出部２８ｂのみを所定角度傾斜した後傾姿勢としたものである。

これらの第２，第３の実施の形態によっても先の第１の実施の形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、上記第１の実施の形態では、図４の（Ａ）および図５の（Ａ）に示したように、上刃８側の摺動面１１が下刃１０側の刃側面１０ｂに接触している状態を上刃８を含む上ホルダプレート２側の原位置状態に設定しているが、下降動作する上刃８が下刃１０側の刃側面１０ｂに対してスムーズに摺動することができる環境でさえあれば、上刃８を含む上ホルダプレート２側の原位置は、上刃８が下刃１０から完全に離間するような位置に設定されていても良い。このことは、図７，８に示した第２，第３の実施の形態においても同様である。

８…上刃
８ａ…切刃
８ｂ…突出部
８ｃ…刃側面
１０…下刃
１０ａ…切刃
１０ｂ…刃側面
１１…摺動面（摺動部）
１２…弾性体ユニット（付勢手段）
１３…ガイド部材
１８…上刃
１８ａ…切刃
１８ｂ…突出部
２８…上刃
２８ａ…切刃
２８ｂ…突出部
ｍ…クリアランス
ｍ１…クリアランス
Ｗ…シート材（シート状の切断対象物）

Claims (6)

1. シート状の切断対象物を挟んで対向配置された上刃と下刃との接近離間動作により、両者の噛み合いに基づくせん断作用をもって切断対象物を切断するようにした切断装置において、
   上記上刃は、
   上記下刃側の切刃との噛み合いにあずかる切刃と、
   上記切刃よりも下方側で且つ下刃側に位置して当該下刃側の刃側面と摺動接触する摺動部と、
   を備えていて、
   上記上刃側と下刃側の切刃同士の噛み合いに先行して摺動部が下刃側の刃側面と摺動接触するようになっていることを特徴とする切断装置。
2. 上記摺動部は下刃側の刃側面と摺動接触する面状のものであって、当該摺動部の延長線と上刃側の刃側面の延長線とが交差するように設定してあることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
3. 上記上刃のうち少なくとも当該上刃側の切刃よりも下側部分が下刃側の刃側面に対して傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の切断装置。
4. 上記上刃側の切刃をはさんで当該上刃側の切刃の長手方向両側に摺動部を設定してあることを特徴とする請求項３に記載の切断装置。
5. 上記上刃の下部に下刃側に向かって突出するガイド部材を設けてあり、このガイド部材に摺動部を形成してあることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
6. 上記摺動部が下刃側の刃側面と圧接するように上刃を下刃側に向かって付勢する付勢手段を設けてあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の切断装置。

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