JP2019150934A - ロータリーダイカッター - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂シートや、樹脂フィルムでラミネートされた紙、又は薄手の紙などであっても、確実に打ち抜くことができ、且つ切刃の損傷の少ないロータリーダイカッターを提供する。【解決手段】周面に切刃を備えた円筒状のダイシリンダー１１０と、ダイシリンダー１１０と軸線を平行にして配設された金属製のアンビルシリンダー１２０とを有するロータリーダイカッター１００において、アンビルシリンダー１２０の周面に、ゴム弾性を有しない樹脂製のシート材から成るアンビルカバー１３０を巻装する。【選択図】図１

Description

本発明は、互いに平行に配設された２本のシリンダーの間にシート状材料を連続的に送り込むことによって、該シート状材料の打ち抜き等を行うロータリーダイカッターに関する。

１枚の紙を所定の形状に切り抜いたり、タックシールのシール部分のみをハーフカットしたりする等のカット加工を行うためのカット加工機の代表的なものとして、ロータリーダイカッターがある。ロータリーダイカッターは、周面に所望の形状の切刃が設けられたダイシリンダーと、該ダイシリンダーと軸線を平行にして配設されたアンビルシリンダーとを、互いに反対方向に回転させつつ、両者が最も近接している接線部であるカット位置にシート状材料（以下、「ワーク」ともいう）を送給することにより、該シート状材料に所定形状の打ち抜き、ハーフカット、又は筋入（折目のための細長い筋を入れること）等の加工を施すものである。

上記のようなロータリーダイカッターにおいて、ワークの打ち抜きを行う際には、前記接線部における両シリンダーの周面間の距離（以下「隙間寸法」とよぶ）と、ダイシリンダーに設けられる切刃の高さとを等しくすることが望ましい。しかしながら、実際には、シリンダー及び切刃の寸法精度の点から、ダイシリンダーの周面全域において切刃の高さを前記隙間寸法と同一にすることは困難である。そこで、前記寸法精度を考慮の上で、切刃の先端がその全域に亘ってアンビルシリンダーと当接するように設計することが考えられるが、その場合、部分的に切刃がアンビルシリンダーに強く接触する箇所が生じて、切刃に損傷が生じる原因となる。

特開平7-256791号公報

このような問題を解決するため、従来のロータリーダイカッターには、アンビルシリンダーの周面に切刃の先端を食い込み状態で受容するウレタン材質のシート材を巻回したものがある（例えば、特許文献１を参照）。しかし、このような構成では、ワークに切刃が押し当てられた際に、前記シート材がワークと共に変形してしまい、切断不良を生じる場合があった。

また、従来のロータリーダイカッターには、上記のような切刃の損傷を防止するために、切刃の先端をアンビルシリンダーの周面から僅かに離間させたものがある。このようなロータリーダイカッターでは、シリンダーや切刃の寸法精度を考慮し、ダイシリンダーの周面全域について、前記切刃の先端がワークに当接し且つアンビルシリンダーの周面には当接しないように該切刃の高さが定められる。このような構成では、ワークの厚さ方向全域に亘って切り目を入れることはできないものの、ワークが紙から成るものであれば、表面に切れ目が入ることで自然に厚さ方向の全域に破断が進行するため、問題なくワークの打ち抜きを行うことができる。

しかしながら、ワークが樹脂から成る場合には、その表面に切れ目を入れても上記のような破断が自然に進行することはないため、ワークを完全に打ち抜くことができないという問題があった。また、ワークが両面を樹脂フィルムでラミネートされた紙である場合には、裏面側（アンビルシリンダーに密着する側）の樹脂フィルムに全く切れ目が入らない場合もあった。更に、ワークが紙である場合であっても、その厚みが小さい場合には、ダイシリンダーの周面全域について、切刃をその先端がワークに当接し且つアンビルシリンダーの周面には当接しないような寸法に設計することは困難であった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、樹脂シートや、樹脂フィルムでラミネートされた紙、又は薄手の紙などであっても、確実に打ち抜くことができ、且つ切刃の損傷の少ないロータリーダイカッターを提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明に係るロータリーダイカッターは、
a)周面に切刃を備えた円筒状のダイシリンダーと、
b)前記ダイシリンダーと軸線を平行にして配設された金属製のアンビルシリンダーと、
c)前記アンビルシリンダーの周面に巻回された、ゴム弾性を有しない樹脂から成るシート材であるアンビルカバーと、
を有することを特徴としている。

前記ゴム弾性を有しない樹脂とは、例えばロックウェル硬度（Ｒスケール）が１００以上の樹脂を意味する。こうした樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、又はポリイミドなどを用いることができる。

上記構成から成るロータリーダイカッターは、ダイシリンダーに設けられた切刃をアンビルカバーの表面に食い込ませるようにして使用される。ここで、アンビルカバーは樹脂から成るものであるため、金属から成るアンビルシリンダーの表面に切刃を直接当接させる場合に比べて、切刃の損傷を抑えることができる。また、前記アンビルカバーはゴム弾性を有しない樹脂から成るため、ワークに切刃が押し当てられた際にアンビルカバーがワークと共に変形して切断不良が生じるのを防止することができる。

また、上記本発明に係るロータリーダイカッターは、
d)前記ダイシリンダーの軸に取り付けられた第１の歯車と、
e)前記アンビルシリンダーの軸に取り付けられ、前記第１の歯車と噛合する第２の歯車と、
f)前記第１の歯車又は前記第２の歯車を回転駆動する歯車駆動機構と、
を有するものであって、前記第１の歯車の歯数と、前記第２の歯車の歯数とが互いに異なるものであることが望ましい。

このような構成によれば、ダイシリンダー及びアンビルシリンダーが一回転する毎に、アンビルカバーの表面における切刃の当接位置がアンビルシリンダーの周方向にずれていく。その結果、アンビルカバーの前記周方向における同一箇所に切刃が繰り返し当接するのを防いで、アンビルカバーの寿命を延ばすことができる。

上記本発明に係るロータリーダイカッターは、更に、
g)前記ダイシリンダーに対する前記アンビルシリンダーの相対位置を該シリンダーの軸方向に移動させるシリンダーシフト機構、
を有するものとすることが望ましい。

このような構成によれば、アンビルカバーの表面における切刃の当接位置を、アンビルシリンダーの軸方向に沿ってずらすことができる。その結果、アンビルカバーの前記軸方向における同一箇所に切刃が繰り返し当接するのを防いでアンビルカバーの寿命を延ばすことができる。なお、前記シリンダーシフト機構は、前記ダイシリンダー又は前記アンビルシリンダーのいずれかをその軸線方向に沿って移動させるものであってもよく、前記ダイシリンダー及び前記アンビルシリンダーをその軸線方向に沿って互いに逆向きに移動させるものであってもよい。

なお、本発明に係るロータリーダイカッターは、前記アンビルカバーが前記アンビルシリンダーの周面に着脱可能に取り付けられていることが望ましい。このような構成によれば、アンビルカバーの表面に切刃の当接による損傷が蓄積した際には、該アンビルカバーを容易に交換することができる。

以上の通り、本発明に係るロータリーダイカッターによれば、樹脂シートや、樹脂フィルムでラミネートされた紙、又は薄手の紙などであっても、確実に切断することができ、且つアンビルシリンダーとの当接による切刃の損傷を抑えることができる。

本発明の一実施形態によるロータリーダイカッターを含む加工システムの断面図。 前記ロータリーダイカッターの斜視図。 アンビルカバーを示す斜視図であり、(a)は裏面を、(b)は表面を示している。 アンビルシリンダーへのアンビルカバーの取り付け手順を説明する図。 アンビルシリンダーにアンビルカバーを取り付けた状態を示す斜視図。 前記ロータリーダイカッターにおける接線部の拡大断面図。 図２のＸ−Ｘ矢視断面図。 前記ロータリーダイカッターにおけるシリンダーシフトつまみ周辺の拡大図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態によるロータリーダイカッターを含んだ加工システムの断面図であり、図２は該ロータリーダイカッター１００の斜視図である。本実施形態による加工システムは、ロータリーダイカッター１００と、シート状材料であるワークＷをロータリーダイカッター１００へと搬送するワーク送給部２００と、ロータリーダイカッター１００で加工された後のワークＷを受ける加工後ワークストック部３００とを有している。

ロータリーダイカッター１００は、金属（鋼材）から成る円筒状のダイシリンダー１１０及びアンビルシリンダー１２０と、両シリンダー１１０、１２０を互いの軸線を平行にしてそれぞれ回転可能に軸支する筐体１４０とを備えている。両シリンダー１１０、１２０の一端には歯車１１１、１２１が固定されており、アンビルシリンダー１２０に設けられた歯車１２１がシリンダー駆動モータ１５０（本発明における歯車駆動機構に相当）によって回転駆動されることにより、両シリンダー１１０、１２０が互いに反対方向に回転するよう構成されている。なお、シリンダー駆動モータ１５０は、アンビルシリンダー１２０側の歯車１２１ではなく、ダイシリンダー１１０側の歯車１１１を回転駆動させるものとしてもよい。

ダイシリンダー１１０の周面には、可撓性の金属板から成るダイプレート１１２が巻装されており、ダイプレート１１２の表面には所望形状の切刃１１３が形成されている。このダイプレート１１２は、マグネットによってダイシリンダー１１０の周面に着脱可能に取り付けられている。

アンビルシリンダー１２０の周面には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ樹脂）から成るシート材で構成されたアンビルカバー１３０が巻装されている。

アンビルシリンダー１２０へのアンビルカバー１３０の取り付け方法について、図３〜図５を参照しつつ説明する。まず、図３（ａ）に示すように、アンビルカバー１３０の裏面１３１（アンビルシリンダー１２０と密着する側の面）の先端及び後端に、それぞれ幅方向の全長に亘って両面テープ１３３ａ、１３３ｂを貼り付け、更に、図３（ｂ）に示すように、アンビルカバー１３０の表面１３２の一端（先端）に仮留め用テープ１３４を貼り付けておく。その後、アンビルシリンダー１２０の周面に、アンビルカバー１３０の先端を仮留め用テープ１３４で仮留めし（図４（ａ））、そのまま、アンビルシリンダー１２０をユーザが手で回転させることによって、アンビルカバー１３０をアンビルシリンダー１２０に巻き付けていく（図４（ｂ））。そして、アンビルカバー１３０の先端と後端を互いに重ならず且つ隙間が生じないように突き合わせた後、後端側の両面テープ１３３ｂの剥離紙を剥がしてアンビルシリンダー１２０の周面に貼り付け、その後、仮留め用テープ１３４を剥がした上で、先端側の両面テープ１３３ａの剥離紙を剥がしてアンビルシリンダー１２０の周面に貼り付ける（図４（ｃ））。

なお、このときアンビルカバー１３０の表面に段差が生じないよう、両面テープ１３３ａ、１３３ｂとしては、なるべく薄手のものを用いることが望ましい。このような両面テープとしては、例えば、株式会社寺岡製作所製、型番#7054（厚さ0.006mm）、又は型番#7070（厚さ0.01mm）等を用いることができる。

また、アンビルカバー１３０の長さは、アンビルシリンダー１２０の外周長よりも僅かに長いものとし、取り付け時には、図５のように、アンビルシリンダー１２０の軸線に対してアンビルカバー１３０を斜めにずらして巻き付けることが望ましい。これにより、アンビルカバー１３０の先端と後端とが隣接する部分に隙間や段差を生じることなく、アンビルカバー１３０をアンビルシリンダー１２０の周面に密着させることができる。

上記の加工システムにおいてワークＷを加工する際には、図示しない搬送機構によってワークＷが一枚ずつワーク送給部２００へと送られる。ワーク送給部２００では、サーボモータ２１０によってローラー対２２０が駆動され、これによってワークＷがダイシリンダー１１０とアンビルシリンダー１２０の間へと送給される。送給されたワークＷは、両シリンダー１１０、１２０の周面が最も接近する接線部Ｃで切刃１１３と当接し、これによりワークＷにカット加工が施される。加工後のワークは、ダイシリンダー１１０とアンビルシリンダー１２０の後方（図１中の左方向）に排出され、トレイ状の加工後ワークストック部３００に収容される。

本実施形態に係るロータリーダイカッターでは、ダイプレート１１２やシリンダー１１０、１２０の寸法精度を考慮し、ワークＷの加工時において、接線部Ｃにおける切刃１１３の先端が、常にアンビルカバー１３０の上面と下面との間に位置するよう、各部の寸法が定められている（図６）。具体的には、例えば、接線部Ｃにおける両シリンダー１１０、１２０間の隙間寸法（アンビルシリンダー１２０の周面からダイシリンダー１１０の周面までの距離）Ａが0.8mm、アンビルカバー１３０の厚さＴが0.1mm、切刃１１３の高さ（ダイプレート１１２の裏面から切刃１１３の先端までの長さ）Ｈが0.715mmとされる。これにより、設計上は、接線部Ｃにおいて、ダイプレート１１２の切刃１１３の先端がアンビルカバー１３０の表面から0.015mmの深さ（図中のＤ）に位置することとなる。

このような設計とすることにより、切刃１１３の高さやシリンダー１１０、１２０の寸法に多少の誤差が生じても、ワークＷの加工時において、切刃１１３の先端がアンビルシリンダー１２０の周面に接触したり、切刃１１３の先端がアンビルカバー１３０から離間したりするのを防止することができる。これにより、ワークＷの加工時には、アンビルカバー１３０上に載置されたワークＷの厚さ方向の全域に亘って切刃１１３の先端を進入させてワークＷを確実に切断することができる。なお、アンビルカバー１３０を構成するＰＥＴ樹脂はアンビルシリンダー１２０を構成する金属（鋼材）よりも低硬度であるため、上記構成によれば、アンビルシリンダー１２０の周面に切刃１１３を直接当接させる場合に比べて、切刃１１３の損傷を抑えることができる。また、前記アンビルカバー１３０を構成するＰＥＴ樹脂はゴム弾性を有しないため、ワークＷに切刃１１３が押し当てられた際にアンビルカバー１３０がワークＷと共に変形して切断不良が生じるのを防止することができる。

なお、本実施形態に係るロータリーダイカッター１００では、ダイシリンダー１１０の一端に取り付けられた歯車１１１の歯数が９０であり、アンビルシリンダー１２０の一端に取り付けられた歯車１２１の歯数が８９となっている。このように、各シリンダー１１０、１２０に設けられた歯車１１１、１２１の歯数を異ならせることにより、アンビルカバー１３０の表面における切刃１１３の当接位置が一回転毎にアンビルシリンダー１２０の周方向にずれていく。その結果、アンビルカバー１３０の長さ方向における同一箇所に切刃１１３が繰り返し当接するのを防いで、アンビルカバー１３０の寿命を延ばすことができる。なお、歯車１１１、１２１の歯数は上記に限定されるものではなく、互いに異なっていればよい。例えば、アンビルシリンダー１２０側の歯車１２１の歯数をダイシリンダー１１０側の歯車１１１の歯数より大きくしてもよい。

更に、本実施形態に係るロータリーダイカッター１００では、ダイシリンダー１１０に対するアンビルシリンダー１２０の相対位置を該シリンダー１２０の軸方向にシフトさせるためのシリンダーシフト機構が設けられている。このシリンダーシフト機構について図７及び図８を参照しつつ説明する。なお、図７中では簡略化のためダイシリンダー１１０の図示を省略している。図７に示すように、アンビルシリンダー１２０の両端には、ベアリング１２２とベアリングホルダー１２３が設けられており、これらはアンビルシリンダー１２０及び上述の歯車１２１と一体に形成されている。ベアリングホルダー１２３の内部には雌ねじ１２４が形成され、ここに雄ねじである移動ねじ１２５の一端が螺入される。移動ねじ１２５の他端は、筐体１４０を貫通して筐体１４０の側面から突出しており、この突出部分にシリンダーシフトつまみ１２６が取り付けられている。

上記構成において、ユーザがシリンダーシフトつまみ１２６を手で回転させると、これに伴って移動ねじ１２５が回転し、その結果、アンビルシリンダー１２０がその軸方向に移動する。これにより、アンビルカバー１３０の幅方向における同一箇所に切刃１１３が繰り返し当接するのを防いで、アンビルカバー１３０の寿命を延ばすことができる。なお、上記のようなシリンダーシフト機構は、アンビルシリンダー１２０ではなくダイシリンダー１１０の側に設けてもよく、あるいは、アンビルシリンダー１２０側とダイシリンダー１１０側の双方に設けてもよい。

以上、本発明を実施するための形態について具体例を挙げて説明を行ったが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容される。例えば、アンビルカバー１３０を構成する素材は、上記のＰＥＴに限らず、アンビルシリンダー１２０を構成する金属よりも硬度（ロックウェル硬度）が低く且つゴム弾性を有しない樹脂であれば、いかなるものであってもよい。また、アンビルカバー１３０の厚さＴも上記の0.1mmに限定されず、両シリンダー１１０、１２０間の隙間寸法Ａの１０〜２０％前後であればよい。具体的には、例えば、隙間寸法Ａが0．8mmである場合、アンビルカバー１３０の厚さＴは、0.08mm〜0.16mmとすることが望ましい。

１００…ロータリーダイカッター
１１０…ダイシリンダー
１１２…ダイプレート
１１３…切刃
１２０…アンビルシリンダー
１１１、１２１…歯車
１２２…ベアリング
１２３…ベアリングホルダー
１２５…移動ねじ
１３０…アンビルカバー
１４０…筐体
１５０…シリンダー駆動モータ
２００…ワーク送給部
３００…加工後ワークストック部

Claims (3)

1. a)周面に切刃を備えた円筒状のダイシリンダーと、
   b)前記ダイシリンダーと軸線を平行にして配設された金属製のアンビルシリンダーと、
   c)前記アンビルシリンダーの周面に巻回された、ゴム弾性を有しない樹脂から成るシート材であるアンビルカバーと、
   を有することを特徴とするロータリーダイカッター。
2. 更に、
   d)前記ダイシリンダーの軸に取り付けられた第１の歯車と、
   e)前記アンビルシリンダーの軸に取り付けられ、前記第１の歯車と噛合する第２の歯車と、
   f)前記第１の歯車又は前記第２の歯車を回転駆動する歯車駆動機構と、
   を有し、
   前記第１の歯車の歯数と、前記第２の歯車の歯数とが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載のロータリーダイカッター。
3. 更に、
   g)前記ダイシリンダーに対する前記アンビルシリンダーの相対位置を該シリンダーの軸方向に移動させるシリンダーシフト機構、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリーダイカッター。

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