JP2020124759A - ロータリーダイカッターのダイカットロール - Google Patents

Abstract

【課題】ダイカットロール本体の重心をダイ軸線上に一致させて、ダイカットロール本体の振動や回転駆動手段への駆動負荷の増大、あるいは切刃の寿命短縮を防ぐ。【解決手段】ダイ軸線Ｏ回りに回転される円柱状のダイカットロール本体１の外周面に、この外周面から突出して外周面を周回する切刃３Ｂが形成され、ダイ軸線Ｏと平行なアンビル軸線回りに回転される円柱状のアンビルロールとの間で切刃３Ｂによりシート状の被削材を切断するロータリーダイカッターのダイカットロールであって、ダイカットロール本体１のダイ軸線Ｏよりも外周側には、ダイカットロール本体１のダイ軸線Ｏに対する径方向の重量バランスを調整するバランス調整機構４が備えられる。【選択図】図１

Description

本発明は、ダイ軸線回りに回転される円柱状のダイカットロール本体の外周面に切刃が形成され、ダイ軸線と平行なアンビル軸線回りに回転される円柱状のアンビルロールとの間で上記切刃によりシート状の被削材を切断するロータリーダイカッターのダイカットロールに関するものである。

このようなダイカットロールを備えたロータリーダイカッターとして、例えば特許文献１には、カッター刃（切刃）が外周面に形成されたカッターロール（ダイカットロール）とカッター刃を受けるアンビルロールとを具備し、両ロール間に供給された長尺の帯状体（シート状の被削材）を切刃によって複数の短尺の枚葉体に裁断する裁断装置が記載されている。

ここで、この特許文献１に記載されたロータリーダイカッターのダイカットロールの外周面は、相対的に低い位置に存し且つ帯状体の裁断時に製品となる枚葉体（ワーク）に対応する枚葉体対応面と、枚葉体対応面に対し相対的に高い位置に存し且つ帯状体における枚葉体以外の部分からなるトリムに対応するトリム対応面とを有し、枚葉体対応面とトリム対応面とは切刃を挟んで隣接しており、トリム対応面にトリムを吸引保持可能としたものが記載されている。

さらに、この特許文献１に記載されたロータリーダイカッターでは、トリム対応面の相対的に高い位置は、ダイカットロールとは別体のブロックがダイカットロールの外周面に配置されて形成され、このブロックに、該ブロックを厚み方向に貫通する貫通孔が形成されている。

また、ダイカットロールの外周面における該ブロックの配置領域には、トリムをトリム対応面に吸引保持するための複数の吸引口が形成されており、これらの吸引口は複数の半径方向孔および軸方向孔を介して吸引手段に接続されて、トリム対応面にトリムが吸引保持可能とされている。

特開２０１３−１２３５０４号公報

ところで、この特許文献１に記載されたロータリーダイカッターのダイカットロールのように、ダイカットロールの本体に複数の吸引口と連通する複数の半径方向孔および軸方向孔が形成されていたり、あるいはダイカットロール本体の外周面にブロックが配置されていたりする場合、ダイカットロール本体の周方向におけるこれら半径方向孔および軸方向孔やブロックの配置に偏りがあると、ダイカットロール本体の重心がダイ軸線上からずれてしまって、ダイカットロール本体の径方向の重量バランスが損なわれてしまうおそれがある。

そして、このようにダイカットロール本体の径方向の重量バランスが損なわれた状態でダイカットロールを回転させてアンビルロールとの間でワークを切断すると、ダイカットロール本体に振動が生じてワークの切断不良を生じたり、ダイカットロール本体の回転駆動手段の駆動負荷が増大したりするとともに、ダイカットロール本体の切刃のアンビルロールへの押し付け力も周方向において不均一となり、切刃の寿命の短縮を招いたりするおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、ダイカットロール本体に吸引口と連通する孔が周方向に偏って形成されていたり、外周面にブロックが周方向に偏って配置されていたりした場合でも、ダイカットロール本体の重心をダイ軸線上に一致させて、ダイカットロール本体の振動や回転駆動手段への駆動負荷の増大、あるいは切刃の寿命短縮を防ぐことが可能なロータリーダイカッターのダイカットロールを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、ダイ軸線回りに回転される円柱状のダイカットロール本体の外周面に、この外周面から突出して該外周面を周回する切刃が形成され、上記ダイ軸線と平行なアンビル軸線回りに回転される円柱状のアンビルロールとの間で上記切刃によりシート状の被削材を切断するロータリーダイカッターのダイカットロールであって、上記ダイカットロール本体の上記ダイ軸線よりも外周側には、上記ダイカットロール本体の上記ダイ軸線に対する径方向の重量バランスを調整するバランス調整機構が備えられていることを特徴とする。

このように構成されたロータリーダイカッターのダイカットロールにおいては、ダイカットロール本体のダイ軸線よりも外周側にバランス調整機構が備えられていて、このバランス調整機構により、ダイカットロール本体のダイ軸線に対する径方向の重量バランスを調整することができる。

ここで、このバランス調整機構としては、上記ダイカットロール本体の上記ダイ軸線方向を向く端面と上記ダイカットロール本体の外周面とのうち少なくとも一方に着脱可能に取り付けられるバランス調整部材を用いることができる。このようなバランス調整部材を、ダイカットロール本体の周方向において重量の軽い側に取り付けることにより、重量が重い側との重量バランスを調整して、ダイカットロール本体の重心をダイ軸線上に一致させることが可能となる。しかも、バランス調整部材の大きさや形状、数、材種の異なるものに変えることにより、微細なバランス調整を図ることもできる。

また、上記バランス調整機構としては、上記ダイカットロール本体の周方向の位置が調整可能とされたバランス調整部材を用いることもできる。このようにバランス調整部材の周方向の位置を調整することにより、ダイカットロール本体の重心の位置を微調整することができ、より確実にダイカットロール本体の重心をダイ軸線上に一致させることができる。なお、この場合のバランス調整部材は、上述のようにダイカットロール本体に着脱可能とされていてもよく、また着脱が不可能とされていてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、ダイカットロール本体に吸引口と連通する孔が周方向に偏って形成されていたり、外周面にブロックが周方向に偏って配置されていたりしても、ダイカットロール本体の重心をダイ軸線上に一致させて、ダイカットロール本体に振動が発生したり、回転駆動手段への駆動負荷が増大したり、切刃の寿命が短縮されたりするのを防ぐことができる。

本発明の一実施形態を示す一部破断側面図である（ただし、分岐孔は図示が略されている。）。 図１に示す実施形態をダイ軸線方向から見た正面図である。 図１におけるＡ部分の拡大断面図である。 本発明の他の実施形態を示す、図１におけるＡ部分に相当する部分の拡大断面図である。

図１〜図３は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態のロータリーダイカッターのダイカットロールにおいて、ダイカットロール本体１は、中央部１Ａの外径が最も大きなダイ軸線Ｏを中心とする多段の円柱状をなしており、この中央部１Ａよりも小径とされた両端の軸部１Ｂが図示されないロータリーダイカッターの架台の軸受けに回転自在に支持され、このうち一方の軸部１Ｂがモーター等の回転駆動手段に連結されてダイ軸線Ｏ回りに回転可能とされる。

また、このダイカットロール本体１は、両端の軸部１Ｂと中央部１Ａの内周部が、鋼材等により一体に形成されたシャフト２とされる一方、中央部１Ａの外周部には、シャフト２よりも高硬度の超硬合金等の燒結金属材料により形成された概略円筒状のリング３が、焼き嵌めや冷やし嵌め、圧入等によって固定された構造とされている。

このリング３の外周部には、ダイ軸線Ｏ方向の両端部に、外周面がダイ軸線Ｏを中心とした１つの円筒面上に位置する一対の円環状の断面方形状をなすベアラー部３Ａが形成されている。また、これらのベアラー部３Ａの間のリング３の外周面はベアラー部３Ａの外周面よりも一段内周側に凹んでいて、この一段凹んだリング３の外周面には外周側に突出する切刃３Ｂが形成されている。この切刃３Ｂの外径は、ベアラー部３Ａの外径と略等しくされている。

さらに、上記ロータリーダイカッターには、図示されないアンビルロールが、ダイ軸線Ｏと平行なアンビル軸線回りにダイカットロール本体１の回転方向とは反対向きに回転可能に支持される。このアンビルロールは、そのアンビル本体が、アンビル軸線方向の中央部の外径が一定で最も大きなアンビル軸線を中心とした多段の円柱状をなしており、この中央部のアンビル軸線方向の長さはリング３のダイ軸線Ｏ方向の長さと略等しくされている。

このようなロータリーダイカッターでは、上記ベアラー部３Ａをアンビル本体中央部の両端部に接触させてダイカットロール本体１とアンビル本体を回転させることにより、一対のベアラー部３Ａ間においてダイカットロール本体１の中央部１Ａとアンビルロールの中央部との間に送り込まれたシート状の被削材を上記切刃３Ｂによってアンビルロールとの間で押し切るように切断する。

また、ダイカットロール本体１の中央部１Ａ内には、この中央部１Ａにおけるシャフト２のダイ軸線Ｏ方向を向く両端面の間に貫通して延びる互いに等しい内径の複数の断面円形の孔状の流路２Ａが、それぞれダイ軸線Ｏと平行にダイ軸線Ｏを中心とした１つの円筒面上にその中心を位置させるようにして周方向に間隔をあけて形成されている。

さらに、これらの流路２Ａからは中央部１Ａ内でダイ軸線Ｏ方向に間隔をあけて複数の分岐孔２Ｂが分岐してダイ軸線Ｏに対する径方向外周側に延びており、これらの分岐孔２Ｂは、本実施形態ではシャフト２の中央部１Ａの外周面のうち切刃３Ｂの内側に、ダイ軸線Ｏ方向に間隔をあけて周方向に複数列ずつ開口している。

さらにまた、ダイカットロール本体１の中央部１Ａの両端面には、図１に破線で示すようなダイ軸線Ｏを中心とする円環状をなすサクション・ブローリング１Ｃが、回転するダイカットロール本体１に対して摺接可能に非回転にロータリーダイカッターの架台に固定されてそれぞれ設置されている。これらのサクション・ブローリング１Ｃには、ダイカットロール本体１の中央部１Ａの両端面に開口する上記流路２Ａに連通するように図示されない空気吸引供給手段が接続される。

一方、上記リング３において、上記切刃３Ｂの内側の外周面は、図１に示すようにベアラー部３Ａと切刃３Ｂとの間と同様に、ベアラー部３Ａと切刃３Ｂよりも一段内周側に凹んでおり、本実施形態ではこの一段凹んだ切刃３Ｂの内側の部分のリング３には、図２に示すようにシャフト２の外周面における複数の上記分岐孔２Ｂと同軸となる位置に、リング３を径方向に貫通するように形成された流路３Ｃが形成されて、リング３の外周面に吸引噴出口３Ｄとして開口している。上記サクション・ブローリング１Ｃは、切刃３Ｂがアンビルロールと対向してシート状の被削材からワークが切断される際には、流路２Ａ、分岐孔２Ｂ、および流路３Ｃを介して吸引噴出口３Ｄから空気を吸引して被削材を保持し、切刃３Ｂがアンビルロールから離れると吸引噴出口３Ｄから空気を噴出してワークを切刃３Ｂから除去する。

ここで、これらダイカットロール本体１の流路２Ａおよび分岐孔２Ｂとリング３の流路３Ｃとは、図２に示すように本実施形態ではダイ軸線Ｏに沿った平面Ｐに対して一方の側（図２において上側）だけに形成されている。従って、本実施形態のダイカットロールにおいては、これら流路２Ａおよび分岐孔２Ｂと流路３Ｃとが形成された平面Ｐに対する一方の側の重量が、平面Ｐに対する他方の側（図２において下側）よりも軽くなり、ダイカットロール本体１およびリング３の重心はダイ軸線Ｏよりも平面Ｐに対する他方の側にずれることになる。

そこで、本実施形態では、ダイカットロール本体１のダイ軸線Ｏよりも外周側には、ダイカットロール本体１のダイ軸線Ｏに対する径方向の重量バランスを調整するバランス調整機構４が備えられている。このバランス調整機構４は、本実施形態においては、ダイカットロール本体１のダイ軸線Ｏ方向を向く両端面に着脱可能に取り付けられるバランス調整部材５であり、本実施形態のバランス調整機構４においては複数（３つ）のバランス調整部材５が備えられている。

ここで、図３に示すように、ダイカットロール本体１の中央部１Ａの両端外周部には、この両端外周部を断面Ｌ字状に切り欠くようにして、段状の取付溝６がダイ軸線Ｏ回りに周回するように形成されている。なお、取付溝６のダイ軸線Ｏに対する半径方向外周側を向く円筒面状の底面６ａには、断面方形の環状溝６ｂが取付溝６と同じくダイ軸線Ｏ回りに周回するように形成されている。

また、この取付溝６には、断面がＬ字形でダイ軸線Ｏを中心とする円環状の取付リング７が、その円筒状の周壁部７ａを外周側に位置させるとともに、円環板状の取付部７ｂの内周部を取付溝６の底面６ａに嵌め入れた状態で、取付部７ｂに挿通された取付ネジ７ｃが取付溝６のダイ軸線Ｏ方向を向く端面６ｃにねじ込まれることによって取り付けられている。なお、取付リング７の外径は、リング３のベアラー部３Ａの外径よりは小さく、また周壁部７ａのダイ軸線Ｏ方向の長さは取付溝６の底面６ａのダイ軸線Ｏ方向の長さと等しい。

さらに、上記バランス調整部材５は、取付溝６の底面６ａに摺接可能な大きさの凹円弧面とされたダイ軸線Ｏに対する径方向内周側を向く周面５ａと、取付リング７の周壁部７ａの内周面に摺接可能な大きさの凸円弧面とされたダイ軸線Ｏに対する径方向外周側を向く周面５ｂと、これらの周面５ａ、５ｂの周方向の両端縁の間に延びるダイ軸線Ｏに対する半径方向に延びる２つの端面５ｃを備えた円弧板状（扇状）の部材である。

このバランス調整部材５は、こうして周面５ａ、５ｂを取付溝６の底面６ａと取付リング７の周壁部７ａの内周面に摺接させて底面６ａと周壁部７ａとの間に嵌め入れられる。このように嵌め入れられた状態で、バランス調整部材５のダイ軸線Ｏ方向内側（図３において右側）を向く円弧状の側面５ｄは取付リング７の取付部７ｂに当接されるとともに、ダイ軸線Ｏ方向外側（図３において左側）を向く円弧状の側面５ｄは、取付リング７の周壁部７ａのダイ軸線Ｏ方向外側を向く端面と面一とされる。

また、このバランス調整部材５の２つの円弧状の上記側面５ｄの間には、ダイ軸線Ｏと平行に雌ネジ孔５ｅが貫通しているとともに、この雌ネジ孔５ｅからダイ軸線Ｏに対する径方向内周側を向く周面５ａにかけては、雌ネジ孔５ｅより小径の貫通孔５ｆが、ダイ軸線Ｏ方向において上記環状溝６ｂに臨んで開口する位置に形成されている。この貫通孔５ｆには、貫通孔５ｆのダイ軸線Ｏに対する半径方向の長さよりも大きな直径を有する鋼球等の球状の取付部材８が嵌め入れられるとともに、雌ネジ孔５ｅには、雄ネジ部材９がダイ軸線Ｏ方向の外側からねじこまれる。

このように構成されたロータリーダイカッターのダイカットロールでは、バランス調整機構４のバランス調整部材５において、雄ネジ部材９を緩めてダイ軸線Ｏ方向の外側に移動させた状態で、バランス調整部材５を取付部材８ごと、上述のように取付溝６の底面６ａと取付リング７の周壁部７ａの内周面に摺接させて底面６ａと周壁部７ａとの間に嵌め入れる。

次いで、雄ネジ部材９をダイ軸線Ｏ方向の内側にねじ込んでゆくと、雄ネジ部材９のダイ軸線Ｏ方向内側の先端が球状の取付部材８に当接して取付部材８が環状溝６ｂ内に押し込まれ、その反力が雄ネジ部材９からバランス調整部材５に伝えられて、バランス調整部材５のダイ軸線Ｏに対する径方向外周側を向く周面５ｂが取付リング７の周壁部７ａに押し付けられることにより、バランス調整部材５が固定される。

ここで、複数のバランス調整部材５は、雄ネジ部材９を緩めた状態では、取付溝６の底面６ａと取付リング７の周壁部７ａの内周面との間をダイ軸線Ｏ回りの周方向に移動自在であるので、各バランス調整部材５の周方向の位置を適宜調整することにより、ダイカットロール本体１の上記平面Ｐに対する一方の側の重量を他方の側の重量と等しくして、ダイカットロール本体１の重心の位置をダイ軸線Ｏと一致させることができる。

このように、上記構成のロータリーダイカッターのダイカットロールによれば、ダイカットロール本体１のダイ軸線Ｏよりも外周側に備えられた上記バランス調整機構４によって、ダイカットロール本体１のダイ軸線Ｏに対する径方向の重量バランスを調整することができる。

このため、上述のようにダイカットロール本体１にリング３の吸引噴出口３Ｄと連通する流路３Ｃ、分岐孔２Ｂ、および流路２Ａのような孔が周方向に偏って形成されていても、ダイカットロール本体１の重心をダイ軸線Ｏ上に一致させることができ、重心のずれによってダイカットロール本体１に振動が発生したり、ダイカットロール本体１を回転させる回転駆動手段への駆動負荷が増大したり、あるいはリング３の切刃３Ｂの寿命が短縮されたりするのを防ぐことができる。

なお、本実施形態では、ダイカットロール本体１のシャフト２やリング３に形成された流路３Ｃ、分岐孔２Ｂ、および流路２Ａのような孔が周方向に偏って形成されている場合について説明したが、例えば特許文献１に記載されたロータリーダイカッターのダイカットロールのように、リング３の外周面における切刃３Ｂの内側にブロックが配設されている場合において、このブロックが周方向に偏って配置されることによりダイカットロール本体１の重心がダイ軸線Ｏからずれている場合にも、上記バランス調整機構４によってダイカットロール本体１の重心をダイ軸線Ｏと一致させることができる。

また、本実施形態においては、上記バランス調整機構４として、ダイカットロール本体１の中央部１Ａのダイ軸線Ｏ方向を向く端面に着脱可能に取り付けられるバランス調整部材５が用いられており、このようなバランス調整部材５が、ダイカットロール本体１の周方向において重量の軽い側に取り付けられることにより、上述のように重量が重い側との重量バランスを調整して、ダイカットロール本体１の重心をダイ軸線Ｏ上に一致させることが可能となる。

しかも、こうしてバランス調整部材５が着脱可能であるため、このバランス調整部材５を大きさや形状の異なるものとしたり、バランス調整部材５の数を変えたり、あるいは超硬合金や鋼材、アルミニウムなどの比重の異なる材種に変更したりすることにより、さらに微細なバランス調整を図ることができる。なお、本実施形態では、バランス調整部材５がダイカットロール本体１の大径とされた中央部１Ａの端面に取り付けられているが、この中央部１Ａや軸部１Ｂの外周面に取り付けられていたり、これらの外周面と端面の双方に取り付けられていたりしてもよい。

さらに、本実施形態では、このようなバランス調整部材５が、ダイカットロール本体１の周方向の位置を調整可能に取り付けられている。このため、バランス調整部材５をダイカットロール本体１に取り付けた後でも、周方向の位置を調整することによってダイカットロール本体１の重心の位置を微調整することができ、より確実にダイカットロール本体１の重心をダイ軸線Ｏ上に一致させることが可能となる。

また、バランス調整部材５がダイカットロール本体１の中央部１Ａの端面に取り付けられているので、周方向の位置の調整が容易である。なお、このようにバランス調整部材５の周方向の位置が調整可能とされている場合には、バランス調整部材５はダイカットロール本体１に着脱可能とされていなくてもよい。また、本実施形態では、ダイカットロール本体１の中央部に１Ａに取付リング７を取り付けることにより取付溝６との間に周方向に延びる溝を形成してバランス調整部材５を取り付けているが、例えばダイカットロール本体１の中央部１Ａの端面や外周面に周方向に延びるレールを設けて、このレールを挟み込むようにしてバランス調整部材５を周方向の位置が調整可能に取り付けてもよい。

ただし、上記実施形態では、上述のように取付溝６と取付リング７との間にバランス調整部材５を嵌め入れることによってバランス調整部材５を周方向の位置が調整可能に取り付けられているが、例えば図４に示す本発明の他の実施形態のように、リング３のベアラー部３Ａを除いた外周面を含めたダイカットロール本体１の大径とされた中央部１Ａの外周面、この中央部１Ａのダイ軸線Ｏ方向を向く端面、および軸部１Ｂの外周面のうち少なくとも１つに、バランス調整部材５を着脱可能に取り付けるようにしてもよい。なお、この他の実施形態において、図１〜図３に示した実施形態と共通する部分には同一の符号を配してある。

この他の実施形態においては、ダイカットロール本体１の中央部１Ａの外周面、端面、および軸部１Ｂの外周面のうち少なくとも１つ（図４では３つすべて）におけるシャフト２部分に雌ネジ孔１０が形成されており、中央部１Ａの外周面における雌ネジ孔１０に対応する位置のリング３のベアラー部３Ａと切刃３Ｂとの間の部分には、貫通孔３Ｅが形成されている。また、バランス調整部材５には段付きの挿通孔５ｇが形成されており、この挿通孔５ｇに挿通される取付ボルト１１によってバランス調整部材５はダイカットロール本体１に着脱可能に取り付けられる。

このような他の実施形態のロータリーダイカッターのダイカットロールにおいては、上述のような雌ネジ孔１０を周方向に間隔をあけて複数形成しておき、適宜の雌ネジ孔１０の位置にバランス調整部材５を配置し、雌ネジ孔１０に取付ボルト１１をねじ込んで取り付けることにより、ダイカットロール本体１の重心をダイ軸線Ｏと一致させることができる。そして、挿通孔５ｇをダイカットロール本体１の周方向に延びる長円状とすることにより、この挿通孔５ｇが延びる範囲では、バランス調整部材５の周方向の位置を調整することもできる。

１ ダイカットロール本体
１Ａ ダイカットロール本体１の中央部
１Ｂ ダイカットロール本体１の軸部
１Ｃ ブローリング
２ シャフト
２Ａ、３Ｃ 流路
２Ｂ 分岐孔
３ リング
３Ａ ベアラー部
３Ｂ 切刃
３Ｄ 吸引噴出口
４ バランス調整機構
５ バランス調整部材
６ 取付溝
７ 取付リング
８ 取付部材
９ 雄ネジ部材
１０ 雌ネジ孔
１１ 取付ボルト
Ｏ ダイ軸線

Claims (3)

1. ダイ軸線回りに回転される円柱状のダイカットロール本体の外周面に、この外周面から突出して該外周面を周回する切刃が形成され、上記ダイ軸線と平行なアンビル軸線回りに回転される円柱状のアンビルロールとの間で上記切刃によりシート状の被削材を切断するロータリーダイカッターのダイカットロールであって、
   上記ダイカットロール本体の上記ダイ軸線よりも外周側には、上記ダイカットロール本体の上記ダイ軸線に対する径方向の重量バランスを調整するバランス調整機構が備えられていることを特徴とするロータリーダイカッターのダイカットロール。
2. 上記バランス調整機構は、上記ダイカットロール本体の上記ダイ軸線方向を向く端面と上記ダイカットロール本体の外周面とのうち少なくとも一方に着脱可能に取り付けられるバランス調整部材であ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のダイカットロール。
3. 上記バランス調整機構は、上記ダイカットロール本体の周方向の位置が調整可能とされたバランス調整部材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーダイカッターのダイカットロール。

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