JP2017042873A - ロール加工装置及びロール位置調整ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】連続するフィルム状、あるいは、シート状の被切断物への刃当たりが均一で切断性能が高く、製品の変更や損耗等による切断刃の交換の際の微調整が容易で、作業効率を向上させることが可能な外形カット装置等のロール加工装置を提供すること。【解決手段】バックアップロール１３０を進退可能に保持するロール位置調整ユニット１４０が、ロール支持部材１４２と当接し移動可能なスライダー１４４と、スライダー１４４を移動させる調整部材１５０とを有し、調整部材１５０が、スライダー１４４に設けられたネジ部材１４５と螺合する第１ネジ部１５１と、ユニット躯体１４１と螺合する第２ネジ部１５２とを有し、第１ネジ部１５１と第２ネジ部１５２とはネジピッチが異なること。【選択図】図１

Description

本発明は、連続するフィルム状、あるいはシート状の被加工物を、外周面に加工部を有する加工ロールに供給するロール加工装置、及びロール位置調整ユニットに関する。

従来、例えば、連続するフィルム状、あるいはシート状の被切断物を、所定の外形の製品に切断する手段として、トムソン刃や、パンチダイを用いた方法が公知である。
しかしながら、トムソン刃を用いた方法では、アンビルに対するトムソン刃の当たりにムラが生じると切断ムラが発生し、製品の変更、損耗等による切断刃の交換の際に、当たりを正確に調整するために長い時間が費やされ作業効率の向上を阻害している。
パンチダイ方式では、複雑な形状の全周にわたって、金型を切断に適したクリアランスに設定しなければならず、金型自体が非常に高価なものとなる。
また、トムソン刃の場合と同様に、製品の変更、金型の損耗等によって金型を交換する際に、クリアランスを正確に調整するために長い時間が費やされ作業効率の向上を阻害している。
そして、これらの問題をある程度解消する手段として、円筒状の外周面に切断刃等の加工部を有するカットロール等の加工ロールを用い、連続する被切断物（被加工物）を、連続的に回転するカットロールに供給することで、適宜の外形の製品に切断する技術が公知である（例えば特許文献１等参照。）。

特開２００５−１４２１１号公報 米国特許第５１５６０７６号明細書

公知の外周面に切断刃を有するカットロールを用いて、絵柄を印刷したウェブ状のフィルム（印刷原反）から個々のパウチ等の製品を抜くように外形を切断する際に、切断荷重によりカットロール及びアンビルロールが変形する場合がある。
この場合、カットロール外周面の切断刃とアンビルロールの間に隙間、あるいは、切断刃がアンビルロールに強く当たることによる摩耗や損傷を生じ、切断性能や切断刃の寿命に悪影響を与える。
また、印刷原反として伸びやすい特性の材料を使用して切断した場合、切断部が完全に切断できずにパウチ等の製品と抜きカスＫ（スケルトン）とがつながった状態となり、製品と抜きカスを確実に分離することができないこともある。

カットロール外周面の切断刃とアンビルロールとの間隔を調整するために、アンビルロールを支持するバックアップロールを設け、バックアップロールの位置を調整可能とした外形カット装置が公知である（特許文献２等参照。）。
カットロール外周面の切断刃とアンビルロールとの間隔の最適範囲は極めて小さいため、微小な変形や撓みに対してバックアップロールを極めて僅かに移動させて微調整する必要がある。
公知の外形カット装置ではスライダー部材（ｗｅｄｇｅ ｓｈａｐｅｄ ｐｌａｔｅ ９８）をネジ部材（ｓｃｒｅｗ ｔｈｒｅａｄｅｄ ｓｈａｆｕｔ １０８）を直接回転させることで移動させてバックアップロールの位置を調整している。
この時、ネジ部材のネジ部には大きな力がかかることから、ネジピッチを所定以上に細かくすることができず、微調整の際にはネジ部材の極めて僅かな回転で調整する必要があり、調整作業が難しく作業効率が悪かった。

本発明は、前述のような課題を解決するものであり、連続するフィルム状、あるいはシート状の被切断物（被加工物）への刃当たり等の加工が均一で、切断等の加工性能が高く、製品の変更や損耗等による切断刃等の交換の際の微調整が容易で、作業効率を向上させることが可能なロール加工装置、及びロール位置調整ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るロール加工装置は、外周面に加工部を有する加工ロールと、前記加工ロールに対向して設けられたアンビルロールと、前記アンビルロールを支持するバックアップロールと、前記バックアップロールを進退可能に保持するロール位置調整ユニットとを有するロール加工装置であって、前記ロール位置調整ユニットが、ユニット躯体と、前記ユニット躯体から前記アンビルロール方向に進退可能に構成されたロール支持部材と、前記ロール支持部材と当接し移動可能なスライダーと、前記スライダーを移動させる調整部材とを有し、前記調整部材が、前記スライダーに設けられたネジ部材と螺合する第１ネジ部と、前記ユニット躯体と螺合する第２ネジ部とを有し、前記第１ネジ部と前記第２ネジ部とは、ネジピッチが異なることにより、前記課題を解決するものである。

また、本発明に係るロール位置調整ユニットは、外周面に加工部を有する加工ロールに対向して設けられたアンビルロールを支持するバックアップロールのロール位置調整ユニットであって、ユニット躯体と、前記ユニット躯体から前記アンビルロール方向に進退可能に構成されたロール支持部材と、前記ロール支持部材と当接し移動可能なスライダーと、前記スライダーを移動させる調整部材とを有し、前記調整部材が、前記スライダーに設けられたネジ部材と螺合する第１ネジ部と、前記ユニット躯体と螺合する第２ネジ部とを有し、前記第１ネジ部と前記第２ネジ部とは、ネジピッチが異なることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係るロール加工装置及び本請求項５に係るロール位置調整ユニットによれば、スライダーを移動させる調整部材が、スライダーに設けられたネジ部材と螺合する第１ネジ部と、ユニット躯体と螺合する第２ネジ部とを有し、第１ネジ部と第２ネジ部とはネジピッチが異なることにより、第１ネジ部によりスライダーが移動しようとする方向に対し、その反対方向に第２ネジ部によって調整部材が移動するよう設定することで、第１ネジ部と第２ネジ部とネジピッチの差分のみスライダーが移動することとなる。
このため、第１ネジ部と第２ネジ部のネジピッチを大きく取り、スライダーを移動させるために大きな力を発生可能としつつ、ネジピッチの差分を小さくして調整部材の回転角度に対するスライダーの移動量を小さくすることができ、バックアップロールの進退の微調整を正確かつ容易に行うことができ、作業効率を向上することが可能となる。

本請求項２に記載の構成によれば、ロール位置調整ユニットが、少なくともアンビルロールの両端部を含む３箇所以上に設けられていることにより、アンビルロールの撓みや部分的な変形によるアンバランスに対しても容易に適切に調整でき、刃当たり等の加工を均一とし、切断等の加工性能を向上することができる。
本請求項３及び本請求項６に記載の構成によれば、スライダーを調整部材の方向に押圧するバネ部材を有することにより、調整部材の回転方向の反転による第１ネジ部と第２ネジ部のバックラッシュを排除することができ、バックアップロールの進退の微調整をさらに正確、かつ容易に行うことができる。
本請求項４及び本請求項７に記載の構成によれば、加工ロールが外周面に切断刃を有するカットロールであることにより、連続するフィルム状、あるいはシート状の被切断物への刃当たりが均一で切断性能が高く、製品の変更や損耗等による切断刃の交換の際の微調整が容易で、作業効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るロール加工装置の概略正面図。 図１のロール加工装置の斜視説明図。 図２の一部拡大斜視カット図。 加工ロール、アンビルロールの他の形態の説明図。 本発明の一実施形態に係るロール位置調整ユニットの斜視図。 本発明の一実施形態に係るロール位置調整ユニットの断面図。

本発明のロール加工装置の一実施形態に係る外形カット装置１００は、図１乃至図３に示すように、外周面に切断刃１１１を有するカットロール１１０と、カットロール１１０に対向して設けられたアンビルロール１２０と、連続するフィルム状、あるいはシート状の被切断物Ｆを、カットロール１１０とアンビルロール１２０との間に供給するフィードユニット（図示せず）とを有している。
カットロール１１０は、軸方向に２列で被切断物Ｆから製品の外形をカットするように切断刃１１１が設けられており、軸方向中央部には、全周にわたって切断刃１１１の存在しない中間空隙部１１５を有している。
また、カットロール１１０は、軸方向両端側に切断刃１１１の外径と同径（僅かに小径の場合も含む）の円筒状のベアラー部１１４を有している。
円筒状のベアラー部１１４は、切断刃１１１の外径よりも僅かに小径であっても、ベアラー部１１４がアンビルロール１２０と当接させることが可能で、同径の場合と同様の効果を呈する。
なお、本実施形態において、ベアラー部１１４はカットロール１１０の軸方向両端側に配されているが、カットロール１１０の長さや径によってロールのセンター等に好適に配されることが好ましい。

そして、カットロール１１０の軸方向両端側のベアラー部１１４をアンビルロール１２０に当接させた状態で、切断刃１１１とアンビルロール１２０によって被切断物Ｆを切断するように構成されている。
また、カットロール１１０の浮き上がりや変形、アンビルロール１２０の変形を防止するため、カットロール１１０の両端のベアラー部１１４の上方の押圧ロール１３１とアンビルロール１２０の両端部の下方のバックアップロール１３０とが、上下から挟むように配置されている。
さらに、カットロール１１０やアンビルロール１２０の中間部の撓みを防止するため、カットロール１１０の軸方向の中間部に設けた中間空隙部１１５の上方の中間サポートロール１３２と、アンビルロール１２０の軸方向の中間部の下方のバックアップロール１３０とが、上下から挟むように配置されている。
このように構成することにより、被切断物Ｆへの刃当たりが均一で切断性能が高く、製品の変更や損耗等による切断刃１１１の交換の際の調整が不要となって作業効率を向上させることができ、被切断物Ｆの切断時の振動が少なく、成形荷重も下げられるため、設備の小型化も可能となる。

アンビルロール１２０は、カットロール１１０の切断刃１１１により切断され被切断物Ｆから外形を切断された製品を吸着する吸着手段１２１を、切断刃１１１に対応する表面に備えている。
また、カットロール１１０の切断刃１１１のアンビルロール１２０への接触による切断刃１１１の刃先の潰れ、欠けを防止するため、図４に示すように、アンビルロール１２０ｂに溝加工部１２２を形成してもよい。
さらに、アンビルロール１２０に銅板等の軟質金属板、若しくは各種樹脂系素材などを装着してもよい。
なお、図４のカットロール１１０ｂには、そのセンターにベアラー部１１４が配されている。

バックアップロール１３０は、ロール位置調整ユニット１４０の進退可能なロール支持部材１４２に保持されている。
ロール位置調整ユニット１４０は、図５、図６に示すように、ユニット躯体１４１と、ユニット躯体１４１からアンビルロール１２０方向に進退可能に構成されたロール支持部材１４２と、ロール支持部材１４２の進退摺動部１４３の下端面と当接して移動可能なスライダー１４４と、スライダー１４４を移動させる調整部材１５０とを有している。
調整部材１５０は、スライダー１４４に連結されたネジ部材１４５と螺合する第１ネジ部１５１と、ユニット躯体１４１と螺合する第２ネジ部１５２とを有し、ツマミ部１５３により回転可能に構成されている。

第１ネジ部と第２ネジ部は、調整部材１５０を回転させた際に、第１ネジ部１５１によりスライダー１４４が移動しようとする方向に対し、その反対方向に第２ネジ部１５２によって調整部材１５０が移動するよう設定されており、第１ネジ部１５１と第２ネジ部１５２とのネジピッチの差分のみスライダー１４４がユニット躯体１４１に対して移動するように構成されている。
進退摺動部１４３の下端面と当接するスライダー１４４の上面は、スライダー１４４の移動方向に対して傾斜しており、スライダー１４４の移動によってロール支持部材１４２が進退し、バックアップロール１３０の位置が調整される。
また、スライダー１４４は、バネ部材１４６によって調整部材１５０方向に押圧されており、移動方向を変更する際のバックラッシュを排除している。

例えば、調整部材１５０の第１ネジ部１５１のネジピッチを１ｍｍ、第２ネジ部１５２のネジピッチを０．８ｍｍ、スライダー１４４の上面の移動方向に対する傾斜を５／１００とすると、調整部材１５０を１回転すると、スライダー１４４はネジピッチの差分１−０．８＝０．２ｍｍだけ移動し、ロール支持部材１４２は０．２ｍｍ＊５／１００＝０．０１ｍｍ＝１０μｍのごく僅かな移動となる。
このことで、ロール支持部材１４２の進退を、ツマミ部１５３を手動で操作しても容易にミクロンオーダーの精度で調整できるため、バックアップロール１３０の進退の微調整を正確かつ容易に行うことができ、カットロール１１０外周面の切断刃１１１とアンビルロール１２０との間隔の微調整の作業効率を向上することが可能となる。

なお、図１乃至図４に示す実施形態では、ロール位置調整ユニット１４０をアンビルロール１２０の両端部と中間部の３箇所に設けたが、中央部のみの１箇所、両端部のみの２箇所、あるいは、４箇所以上に設けてもよい。
本実施形態の外形カット装置１００では、両端部のロール位置調整ユニット１４０はロール支持部材１４２が４つのバックアップロール１３０を支持し、中間部のロール位置調整ユニット１４０は２つのバックアップロール１３０を支持しているが、バックアップロール１３０の数、幅等は特性に応じて適宜選択可能である。
また、本実施形態のロール位置調整ユニット１４０では、ロール支持部材１４２の進退摺動部１４３が揺動可能に構成されていることで、アンビルロール１２０と前後のバックアップロール１３０の位置関係に僅かな誤差が生じても、前後のバックアップロール１３０が均等にアンビルロール１２０と当接可能に構成されている。

本実施形態のロール位置調整ユニット１４０では、調整部材１５０の第１ネジ部１５１が、スライダー１４４のネジ部材１４５を挿入して螺合する内ネジであるが、調整部材１５０の第１ネジ部１５１を外ネジとし、スライダー１４４のネジ部材１４５を、調整部材１５０の第１ネジ部１５１を挿入して螺合する内ネジとしてもよい。
本実施形態のように、調整部材１５０の第１ネジ部１５１を内ネジとすることで、ユニット躯体１４１と螺合する外ネジである第２ネジ部１５２を、第１ネジ部１５１と独立して自由な長さに設定でき、スライダー１４４のネジ部材１４５が干渉することがないため、調整部材１５０のストロークを長く取ることができ、バックアップロール１３０の位置調整範囲を広くすることが可能となる。

本実施形態では、本発明のロール加工装置、ロール位置調整ユニットを、外周面に切断刃１１１を有する切断を行うカットロール１１０とアンビルロールを備える外形カット装置１００に適用する形態を示したが、張り出し、エンボス模様等の立体加工、他の加工等を行う加工ロールとアンビルロールを備える様々なロール加工装置に適用することができる。

１００ ・・・ 外形カット装置（ロール加工装置）
１１０ ・・・ カットロール（加工ロール）
１１１ ・・・ 切断刃（加工部）
１１４ ・・・ ベアラー部
１１５ ・・・ 中間空隙部
１２０ ・・・ アンビルロール
１２１ ・・・ 吸着手段
１２２ ・・・ 溝加工部
１３０ ・・・ バックアップロール
１３１ ・・・ 押圧ロール
１３２ ・・・ 中間サポートロール
１４０ ・・・ ロール位置調整ユニット
１４１ ・・・ ユニット躯体
１４２ ・・・ ロール支持部材
１４３ ・・・ 進退摺動部
１４４ ・・・ スライダー
１４５ ・・・ ネジ部材
１４６ ・・・ バネ部材
１５０ ・・・ 調整部材
１５１ ・・・ 第１ネジ部
１５２ ・・・ 第２ネジ部
１５３ ・・・ ツマミ部
Ｆ ・・・ 被切断物
Ｋ ・・・ 抜きカス（スケルトン）

Claims (7)

1. 外周面に加工部を有する加工ロールと、前記加工ロールに対向して設けられたアンビルロールと、前記アンビルロールを支持するバックアップロールと、前記バックアップロールを進退可能に保持するロール位置調整ユニットとを有するロール加工装置であって、
   前記ロール位置調整ユニットが、ユニット躯体と、前記ユニット躯体から前記アンビルロール方向に進退可能に構成されたロール支持部材と、前記ロール支持部材と当接し移動可能なスライダーと、前記スライダーを移動させる調整部材とを有し、
   前記調整部材が、前記スライダーに設けられたネジ部材と螺合する第１ネジ部と、前記ユニット躯体と螺合する第２ネジ部とを有し、
   前記第１ネジ部と前記第２ネジ部とは、ネジピッチが異なることを特徴とするロール加工装置。
2. 前記ロール位置調整ユニットが、少なくとも前記アンビルロールの両端部を含む３箇所以上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の外形ロール加工装置。
3. 前記ロール位置調整ユニットが、前記スライダーを前記調整部材の方向に押圧するバネ部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロール加工装置。
4. 前記加工ロールが外周面に切断刃を有するカットロールであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のロール加工装置。
5. 外周面に加工部を有する加工ロールに対向して設けられたアンビルロールを支持するバックアップロールのロール位置調整ユニットであって、
   ユニット躯体と、前記ユニット躯体から前記アンビルロール方向に進退可能に構成されたロール支持部材と、前記ロール支持部材と当接し移動可能なスライダーと、前記スライダーを移動させる調整部材とを有し、
   前記調整部材が、前記スライダーに設けられたネジ部材と螺合する第１ネジ部と、前記ユニット躯体と螺合する第２ネジ部とを有し、
   前記第１ネジ部と前記第２ネジ部とは、ネジピッチが異なることを特徴とするロール位置調整ユニット。
6. 前記スライダーを前記調整部材の方向に押圧するバネ部材を有することを特徴とする請求項５に記載のロール位置調整ユニット。
7. 前記加工ロールが外周面に切断刃を有するカットロールであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のロール位置調整ユニット。
   

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