JP2019155490A - スリッタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造で、切断幅の変更を繰り返し行っても、切断された被切断部材の品質を維持・向上させることができ、刃物の寿命を向上させることができるスリッタ装置を提供する。【解決手段】円筒状の支持軸に固定するための固定手段を有する刃物ホルダーと、刃物ホルダーに保持された刃物と、を備える刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置において、刃物ホルダーの固定手段を有する一方の側面と支持軸を挟んで対向する他方の側面には、刃物ホルダーの内周面の近傍に隣接して伸延し支持軸の軸線方向に貫通する貫通長孔が形成され、貫通長孔と内周面との間には、軸線方向と直角な面内で弾性変形可能な弾性変形部が形成され、刃物ホルダーは、固定手段と、弾性変形部が弾性変形して支持軸に密着して面圧を受けることによる圧接と、弾性変形部の左右の終端若しくは該左右の終端の近傍との圧接と、により前記支持軸に固定されるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、帯状の被切断部材を長さ方向に沿って複数の狭幅帯体に切断するためのスリッタ装置に関し、特に、プラスチックフィルム及びシート類、布、或いは金属箔等の帯状の被切断部材を、切断幅寸法精度や切り口の品質を保ちながら被切断部材の切断幅を自由に変更することができる刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置に関する。

刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置の概略を図５を用いて説明する。図５は被切断部材の切断幅を自由に変更することができる刃物ホルダーユニットの駆動伝達部を除く正面図である。

被切断部材の切断幅を自由に変更することができる刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置は、例えば図５に示すスリッタ装置１がある。刃物ホルダーユニット２は比較的厚みの薄いリング状の第１丸刃（以下、上刃と記載）３が装着されている刃物ホルダー４と、上刃３を刃物ホルダー４とで同心円状に挟んで複数の保持ボルト７で刃物ホルダー４に保持する円筒状の押え蓋５とで構成されて第１回転軸１０に装着されている。また、剛性を有する第２丸刃（以下、下刃と記載）１２は第２回転軸１１に装着されている。そして、第１回転軸１０と第２回転軸１１とが平行に組立てられている。また、上刃３の刃先側面と下刃１２の刃先側面とは、例えば比較的厚い被切断部材の場合は所定のスキマを保つように調整され、比較的薄い被切断部材の場合は図５に示す付勢手段（皿バネ）１３が刃物ホルダーユニット２に装着され、所定の接触圧力を保つようにその撓み量が調整され、刃物ホルダーユニット２は、種々固定手段で第１回転軸１０に固定されている。図５に示す固定手段はその一例で、刃物ホルダー４の外周面から内周面に貫通する雌ネジ孔５０が開けられ、押しネジ５１が螺入されて刃物ホルダーユニット２は第１回転軸１０に固定されている。そして第１回転軸１０と第２回転軸１１との間に送られた帯状の被切断部材Ｗを長さ方向に沿って複数の狭幅帯体Ｗ１に切断するものである。

ところで、以上のようなスリッタ装置１において、帯状の被切断部材Ｗの切断幅を変える場合には、刃物ホルダーユニット２を第１回転軸１０の軸中心線（以下、軸線と記載）方向に移動して複数の狭幅帯体Ｗ１の切断幅の変更を繰り返し行っても刃物ホルダーユニット２を確実に固定することができて、且つ、上刃３の刃先のスラスト振れが適正な範囲内に容易に収まることができるようにしなければならない。その技術として、本出願人が先に提案した特許文献１に開示している。

これは刃物ホルダーの回転軸への固定手段が、仮固定手段と本固定手段からなり、仮固定手段は回転軸の軸線に直角な面内で揺動する揺動カムからなり、本固定手段は雄ネジからなり、揺動カムを揺動させて刃物ホルダーを回転軸に仮固定した後に雄ネジで回転軸に本固定するようにしたものである。

この方法によれば、切断幅の変更を繰り返し行っても刃物ホルダーユニットを確実に固定することができて、且つ、刃先のスラスト振れを適正範囲に容易に納められるので、被切断部材の切断幅が広がったり狭まったりする切断幅ムラや、上刃３や下刃１２が強く当たったり弱く当たったりすることによる切断面の品質のムラを防止することができ、また、刃先のスラスト振れを適正範囲に納められることで上刃３と下刃１２が強く当たったり弱く当たったりすることによる圧接ムラを抑制することができるので、刃物の寿命を向上させることができるとしている。

以上は、刃物が回転する丸刃を保持する刃物ホルダーユニットについての説明であるが、例えば特許文献２に示すように、刃物が固定されたカミソリ刃２を有する刃物保持装置５（刃物ホルダーユニット）の場合は、刃物の回転による振れがないため被切断部材の切断幅が広がったり狭まったりすることによる切断幅ムラや圧接ムラ、又は切断方向における切断面の品質のムラは生じることがない。

特開２０１７−０７１０２７号公報 特開２０１４−０７６５０３号公報

ところが、まず、特許文献１の場合、仮固定手段は、回転軸に適正な圧接力で圧接させるための圧接力の調整が手順を追って必要になる。それによると、仮の調整軸を用いて刃物ホルダーを組み込み、刃先のスラスト振れを測定するためのダイヤルゲージを刃先に当接させておいて、仮固定と本固定を繰り返しながらダイヤルゲージの振れが最小になるようにしておく必要がある。また、仮固定手段と本固定手段に用いる部品点数が多く、それらを取り付けるための構造も複雑で面倒な加工が必要になるという問題がある。

特許文献２の場合は、前述のごとく、被切断部材の切断幅が広がったり狭まったりする切断幅ムラや切断方向における切断面の品質のムラは生じることはないが、特許文献２の図２に示すように、刃物保持装置５はその基部８が円筒状の案内支持部材７の外周面にすきまばめする穴を有して、ノブ付きボルト１１で固定されているだけなので、ノブ付きボルト１１の締め具合によっては、保持装置５と案内支持部材７との間の僅かなスキマの存在によって、ノブ付きボルト１１を締めつけていくことによる力のモーメントを受けることになり、刃物保持装置５が斜めに傾いて刃先のスラスト方向の位置にばらつきが生じてくる。この場合も被切断部材の切断刃幅の精度が必要な場合は問題となる。

本発明は、上述したような従来の刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置の欠点に鑑みてなされたものであり、複雑な構成や組立て調整等を必要としない簡素な構造で、切断幅の変更を繰り返し行っても刃物ホルダーユニットを確実に固定することができて、且つ、刃先のスラスト振れを最小限の適正な範囲内に容易に収めることができることで、切断された被切断部材の品質を維持・向上させることができ、刃物の寿命を向上させることができるスリッタ装置を提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決するため、円筒状の支持軸に移動可能に嵌装され該支持軸に固定するための固定手段を有する刃物ホルダーと、該刃物ホルダーに保持され帯状の被切断部材を長さ方向に沿って複数の狭幅帯体に切断するための刃物と、を備える刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置において、前記刃物ホルダーの前記固定手段を有する一方の側面と前記支持軸を挟んで対向する前記刃物ホルダーの他方の側面には、前記刃物ホルダーの内周面の近傍に隣接して伸延し前記支持軸の軸線方向に貫通する貫通長孔が形成され、前記刃物ホルダーの前記貫通長孔と前記内周面との間には、軸線方向と直角な面内で弾性変形可能な弾性変形部が形成され、前記刃物ホルダーが前記支持軸に固定される時には、
前記刃物ホルダーは、前記固定手段と、前記弾性変形部が弾性変形して前記支持軸に密着して面圧を受けることによる圧接と、により前記支持軸に固定されるようにしたことを特徴とした刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置とする。

これにより、刃物ホルダーユニットを確実に安定して固定することができるので、刃先のスラスト振れを最小限の適正な範囲内に容易に収めることができるようになる。

また、前記刃物ホルダーは、前記固定手段と、前記弾性変形部が弾性変形して前記支持軸に密着して面圧を受けることによる圧接と、に加えて更に、前記弾性変形部の左右の終端若しくは該左右の終端の近傍との圧接と、により前記支持軸に固定されるようにしたことを特徴とした刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置とする。

これにより、刃物ホルダーユニットをより確実に安定して固定することができるので、刃先のスラスト振れをより最小限の適正な範囲内に容易に収めることができるようになる。

また、前記固定手段は、前記刃物ホルダーの外周面から内周面に貫通する雌ネジ孔と、該雌ネジ孔に螺入された押しネジ又はボルトと、からなる刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置とする。

前記刃物ホルダーが押しネジ又はボルトを締めつけていくことによる力のモーメントを受けても、前記弾性変形部が弾性変形して前記支持軸に密着して面圧を受けることによる圧接と、前記弾性変形部の左右の終端若しくは該左右の終端の近傍との圧接とにより、刃物ホルダーユニットを確実に安定して固定することができるので、刃先のスラスト振れを最小限の適正な範囲内に容易に収めることができるようになる。

本発明によれば、複雑な構成や組立て調整等を必要としない簡素な構造で、切断幅の変更を繰り返し行っても刃物ホルダーユニットを確実に固定することができて、且つ、刃先のスラスト振れを最小限の適正な範囲内に容易に収めることができるようになるので、切断された被切断部材の品質を維持・向上させることができ、刃物の寿命を向上させることができるようになる。

本発明に係るスリッタ装置の刃物ホルダーユニットの斜視図。 図１の断面Ａ−Ａ図。 図２の断面Ｂ−Ｂ図。 本発明に係るスリッタ装置の刃物ホルダーユニットの動作を説明するための図２のＣ部部分図。 被切断部材の切断幅を自由に変更することができる刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置の駆動伝達部を除く正面図。

以下、本発明の実施例について図１乃至図５を用いて説明してゆく。
図１に示すように、刃物ホルダーユニット２の刃物ホルダー４には上刃３及び皿バネ１３を装着する為の上刃３の内周面３ａ及び皿バネ１３の内周面１３ａに合わせた段部４ａが形成されている。刃物ホルダー４の側面４ｄには、円周方向に間隔をおいて保持ボルト７を螺入させる為の複数の雌ネジ孔９があけられている。

押え蓋５には刃物ホルダー４の雌ネジ孔９に対向してボルト通し孔８があけられている。

刃物ホルダー４の外周面４ｃには軸線方向に向かって内周面４ｂに貫通する雌ネジ孔５０が形成されている。そして押しネジ５１が雌ネジ孔５０に螺入されている。

次に、図２に示すように、押しネジ５１が雌ネジ孔５０に螺入される側の内周面４ｂ１と第１回転軸１０を挟んで対向する内周面４ｂ２側の刃物ホルダー４の側面４ｄには、内周面４ｂの近傍に隣接して伸延し軸線方向に貫通する貫通長孔５２が形成され、内周面４ｂと貫通長孔５２との間に軸線方向と直角な面内で弾性変形可能な肉厚になる弾性変形部５３が形成されている。尚、本実施例では、貫通長孔５２は雌ネジ孔５０の中心線と刃物ホルダー４の中心点を結ぶ線に対して対称で、内周面４ｂに沿って円弧状に細長く形成した。

次に、刃物ホルダー４の段部４ａに皿バネ１３と上刃３を装着する。その後、刃物ホルダー４と押え蓋５とで上刃３及び皿バネ１３を挟み込んで、保持ボルト７で保持する。これにより、刃物ホルダーユニット２が組立てられる。

第２回転軸１１には、図５に示すように、予め切断幅と切断条数に応じることができるように多数の下刃１２が装着され、第２回転軸１１のフランジ部１４とナット１５によって軸線方向に締付けられて固定され、下部フレーム３１の軸受３２に嵌装される。この場合、下刃１２の寸法Ｓと下刃１２の数ｎを掛けた寸法（Ｓ×ｎ）が帯状の被切断部材の切断幅となる。図５に示した例の場合は下刃１２の数ｎ＝３なので切断幅はＳ×３となる。また、要求される切断幅の精度に応じて下刃１２は精密に加工されている。

第１回転軸１０には図５に示した状態の刃物ホルダーユニット２が切断条数に応じて装着され、第１回転軸１０は上部フレーム３３の軸受３４に嵌装される。

次に下部フレーム３１と上部フレーム３３を合わせてフレーム３０を組み立てる。この場合、上刃３が下部フレーム３１に取り付けた下刃１２の外周面１２ａに当たって上刃３の刃先が欠けることがないように下刃１２のスキマ１２ｂに上刃３の刃先が来るように上刃３を移動させておく。そして下部フレーム３１と上部フレーム３３の間にシム３６を挟むことにより、上刃３と下刃１２との刃先上下の噛合せ(オーバーラップ)量を調整する。

次に刃物ホルダーユニット２を個々に第１回転軸１０の軸線方向に移動させて、上刃３の刃先側面と下刃１２の刃先側面とを圧力を加えずに接触させ、押しネジ５１で刃物ホルダーユニット２を第１回転軸１０に固定する。この場合、まず、図２に示すように、押しネジ５１を締めていく前は、刃物ホルダー４の雌ネジ孔５０側の内周面４ｂ１側を上側にして第１回転軸１０に当接させておくことで、雌ネジ孔５０側の内周面４ｂ１と第１回転軸１０を挟んで対向する内周面４ｂ２側を下側にしておく。これにより、第１回転軸１０と内周面４ｂ２にはスキマ５４が存在することになる。

これは、被切断部材の切断幅を自由に変更することができる刃物ホルダーユニット２を有するスリッタ装置１においては、押しネジ５１を緩めた時に、刃物ホルダー４が容易に第１回転軸１０の軸線方向に移動できるように刃物ホルダー４の内径と第１回転軸１０の外径とはスキマばめになる公差で加工されているためである。例えば、刃物ホルダー４の内径Ｄ１及び第１回転軸１０の外径Ｄ２をＤ１＝Ｄ２＝φ５０ｍｍとして、第１回転軸１０の外径公差をｈ５（最大０ｍｍ、最小−０．０１１ｍｍ）刃物ホルダー４の内径公差をＨ６（最大＋０．０１６ｍｍ、最小０ｍｍ）とした場合、第１回転軸１０と刃物ホルダー４のスキマ５４は最大で０．０２７ｍｍとなる。

次に、押しネジ５１を締めていくと、第１回転軸１０は図４（ａ）に示すように、まず刃物ホルダー４の内周面４ｂ２の弾性変形部５３に当接し、更に押しネジ５１を締めていくと第１回転軸１０は弾性変形部５３を押していき、弾性変形部５３は軸線方向と直角な面内でのみ第１回転軸１０の外周面に沿って弾性変形すると同時に、弾性変形部５３は回転軸１０の外周面を覆うようにして弾性変形方向に案内（ガイド）しながら、当接する面積を広げていくことになる。これにより、 前記刃物ホルダー４は、押しネジ５１と、弾性変形部５３が弾性変形して第１回転軸１０に密着して面圧を受けることによる圧接により第１回転軸１０に安定して固定することができるので、刃先のスラスト振れを最小限の適正な範囲内に容易に収めることができるようになる。

また、押しネジ５１を更に締めていって、回転軸１０が図４（ｂ）に示すように、弾性変形部５３を更に左右の終端Ｄ，Ｅ又はその近傍まで変形させることで、刃物ホルダー４が、押しネジ５１と、弾性変形部５３の面による圧接と、弾性変形部５３の左右の終端Ｄ，Ｅ又はその近傍による圧接と、により効果的に安定して固定されることができるようになる。

尚、本実施例では、弾性変形部５３のなす角度α＝９０°、８０°、７０°の３種類とし、図３に示すように、刃物ホルダー４の幅をＬ＝３０ｍｍとして、弾性変形部５３の厚みをｔ１＝０．５ｍｍ、貫通長孔５２はワイヤー放電加工によりその幅をｔ２＝０．２ｍｍとした。この場合に、回転軸１０が弾性変形部５３の左右の終端Ｄ，Ｅまで至った時の図４（ｂ）に示した弾性変形量Ｙは、ＣＡＤ（Computer Aided Design）又は計算により導き出すことができ、前述の公差のうち刃物ホルダー４の内径を公差Ｈ６の最大値としてＤ１＝φ５０．０１６ｍｍとし、第１回転軸１０の外径を公差ｈ５の最小値として４９．９８９として、第１回転軸１０と刃物ホルダー４のスキマ５４を最大０．０２７ｍｍとした場合に、弾性変形部５３のなす角度α＝９０°の時には弾性変形量Ｙ≒０．００６ｍｍ、α＝８０°の時には弾性変形量Ｙ≒０．００４ｍｍ、α＝７０°の時には弾性変形量Ｙ≒０．００３ｍｍと弾性変形可能な僅かな変形量で済み、塑性変形することはなく、ラジアル方向への影響は無視できる範囲といえる。また、本実施例では上刃３の外径をφ１００ｍｍとして、刃先のスラスト振れを測定した。その結果、１０μｍ以下に抑えることができた。

以上により、複雑な構成や組立て等を必要としない簡素な構造で、刃物ホルダーユニット２は第１回転軸１０に対して傾斜することなく押しネジ５１の締め付けによる力のモーメントの影響を最小限に安定して抑えることができるようになる。これにより、切断幅の変更を繰り返し行っても刃物ホルダーユニット２を確実に固定することができて、且つ、刃先のスラスト振れを最小限の適正な範囲内に容易に収めることができるようになるので、切断された被切断部材の品質を維持・向上させることができ、刃物の寿命を向上させることができるようになる。

全ての刃物ホルダーユニット２が第１回転軸１０に固定されたら、上刃３の刃先側面と下刃１２の刃先側面が被切断部材Ｗを切断するのに適正な接触圧力になるように調整する。その一例としては図５に示す方法がある。上部フレーム３３には雌ネジ孔３３ａが加工されていて、外周面に雄ネジ３５ａが形成され内周面に軸受３４が嵌装された軸受ホルダー３５が螺入されている。この軸受ホルダー３５を回転させて刃物ホルダーユニット２が固定された第１回転軸１０を図５の右方向に移動させることによって、全ての刃物ホルダーユニット２の上刃３の刃先側面と下刃１２の刃先側面が適正な接触圧力になるように調整することができるようになる。

尚、本実施例では貫通長孔５２は刃物ホルダー４の内周面４ｂに沿って円弧状に細長く形成し、弾性変形部５３の肉厚が一定になるようにしたが、これに限るものではなく、弾性変形部５３は内周面と貫通長孔５２との間で軸線方向と直角な面内で弾性変形可能な肉厚の形状であればよい。また、第１回転軸１０の外径をφ５０ｍｍとして、弾性変形部５３のなす角度α＝９０°、８０°、７０°の３種類とし、弾性変形部５３の厚みをｔ１＝０．５ｍｍとしたが、それに限るものではなく、第１回転軸１０の種々の外径に対応して弾性変形可能であればよい。

また、本実施例では刃物ホルダー４に装着する刃物を丸刃３として、回転によって被切断部材を切断するスリッタ装置で説明したが、それに限るものではなく、特許文献２に示したように刃物が刃物保持装置５に固定されたカミソリ刃２を有するスリッタ装置の場合も同様であることは言うまでもない。

１ スリッタ装置
２ 刃物ホルダーユニット
３ 第１丸刃（上刃）
４ 刃物ホルダー
５ 押え蓋
７ 保持ボルト
８ ボルト通し孔
９ 雌ネジ孔
１０ 第１回転軸
１１ 第２回転軸
１２ 第２丸刃（下刃）
１３ 皿バネ
１４ フランジ部
１５ ナット
３０ フレーム
３１ 下部フレーム
３２ 軸受
３３ 上部フレーム
３４ 軸受
３５ 軸受ホルダー
３６ シム
５０ 雌ネジ孔
５１ 押しネジ
５２ 貫通長孔
５３ 弾性変形部
５４ スキマ

Claims (3)

1. 円筒状の支持軸に移動可能に嵌装され該支持軸に固定するための固定手段を有する刃物ホルダーと、
   該刃物ホルダーに保持され帯状の被切断部材を長さ方向に沿って複数の狭幅帯体に切断するための刃物と、
   を備える刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置において、
   前記刃物ホルダーの前記固定手段を有する一方の側面と前記支持軸を挟んで対向する前記刃物ホルダーの他方の側面には、
   前記刃物ホルダーの内周面の近傍に隣接して伸延し前記支持軸の軸線方向に貫通する貫通長孔が形成され、
   前記刃物ホルダーの前記貫通長孔と前記内周面との間には、
   軸線方向と直角な面内で弾性変形可能な弾性変形部が形成され、
   前記刃物ホルダーが前記支持軸に固定される時には、
   前記刃物ホルダーは、
   前記固定手段と、
   前記弾性変形部が弾性変形して前記支持軸に密着して面圧を受けることによる圧接と、
   により前記支持軸に固定されるようにしたことを特徴とした刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置。
2. 前記刃物ホルダーは、
   前記固定手段と、
   前記弾性変形部が弾性変形して前記支持軸に密着して面圧を受けることによる圧接と、
   に加えて更に、
   前記弾性変形部の左右の終端若しくは該左右の終端の近傍との圧接と、
   により前記支持軸に固定されるようにしたことを特徴とした請求項１に記載の刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置。
3. 前記固定手段は、
   前記刃物ホルダーの外周面から内周面に貫通する雌ネジ孔と、
   該雌ネジ孔に螺入された押しネジ又はボルトと、
   からなる請求項１または請求項２に記載の刃物ホルダーユニットを有するスリッタ装置