JP2785128B2

JP2785128B2 - 切断機構

Info

Publication number: JP2785128B2
Application number: JP63049960A
Authority: JP
Inventors: アルバート・ゴルドハンマー; ハンス・シュライヒヤ; ハルトムート・スタンゲンベルク; ロルフ・ゲスタイヤ
Original assignee: FUAINBERUKUTEKUNIKU SHURAIKERU UNTO CO
Current assignee: FUAINBERUKUTEKUNIKU SHURAIKERU UNTO CO
Priority date: 1987-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: DE3706855C3; GB8805198D0; DE3706855A1; US4860963A; FR2611535A1; FR2611535B1; DE3706855C2; GB2201611A; GB2201611B; JPS63278564A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、材料や生産物、特に平坦な材料層たとえ
ば書類などの寸法を小さく又は細断するための装置に用
いる切断機構に関する。

発明が解決しようとする課題この発明の課題は、書類のより厚い層をパーティクル
に切断することができる切断機構を提供することにあ
る。

この発明の課題は請求項１により解消する。隣接の切
断ディスクは歯の傾きを有し、これらの切断ディスクの
歯と歯が面するような配置により、平坦な材料層は、最
適なかみこみを得る位置において歯により材料層の各側
からかみこまれる。歯の中央軸（角度２等分線）はほぼ
１つの面にあり、かつかみこんでいる間は、切断される
材料を送り方向に対して外方向に動かさない。

これにより、装置は、先導の送りローラを必要としな
い。そして前側に傾いた歯の力は最初は生じないが、押
通している間、歯の力を加える方向がほとんど中央、す
なわち垂直の理想的なものになる。さらに有利なのは、
前側に傾いた形の歯により、溝からパーティクルを排除
するのを助ける。前の歯の外形状はシャベルのように作
用し、溝からパーティクルを持上げ次の細長いものを取
除く。

この発明の利点や特徴はサブクレームや図面に関連し
て記載したことから判る。個々の特徴はこの発明の実施
例において実現でき、単独でも実現できあるいはサブコ
ンビネーションの形で実現できる。

課題を解決するための手段本発明は、反対の回転方向に回転駆動される２つの協
働する切断ローラ（12）を備え、各切断ローラ（12）は
交互に重合う切断ディスク（14）を有し、各切断ディス
ク（14）は、他の切断ローラ（12）の隣り合う切断ディ
スク（14）間にあるリング溝（45）にはめ合い、切断デ
ィスク（14）の外エッジは２つの切断エッジ（30）とな
っており、しかも外エッジは歯のチップ又はエッジ（2
8）を形成している歯（21）を外周面に有し、隣り合う
切断ディスク（14）に関して、それぞれ２つの歯（21）
が切断ローラ（12）の長手方向にほぼ並ぶ（歯に歯が面
する）ような方式でチップ又はエッジ（28）を整列させ
る構成になっており、書類のような特に平坦な材料層な
どの材料（18）を細断するための装置に用いる切断機構
であって、歯（21）は回転方向（22）に向けてのこ歯状
に前側に傾いており、歯（21）のチップ（28）における
刃先角（ｄ）が30゜〜60゜であり、歯（28）の傾き角
（ａ）（チップにおける歯（21）の中央軸（27）と、各
々の歯のチップ（28）を通る切断ローラの半径との間の
角度）が20゜〜45゜であり、従って、前記切断ローラの
半径とチップ（28）における歯（21）の後面（24）との
成す角（ａ＋ｄ/2）が75゜以下となることを特徴とする
切断機構、を要旨としている。

実施例の概要第１図を参照する。

細断機械用切断ツール11は、２つの切断ローラ12を備
えている。これらの切断ローラ12は切断ディスク14を有
している。切断ディスク14は、のこ歯21を有している。
これらののこ歯21は、歯と歯が並ぶようにして前方に傾
いている。のこ歯21のチップ28は切欠き40を有してい
る。そのため、チップ28は２つののこ歯になっている。
歯21が傾斜していて、歯は細断しようとする材料８にか
み合う時に、歯は実質的に中央に力を加えるようにして
互いに向合う。

実施例この発明の図示の切断機構11は２つの切断ローラ12を
有している。各切断ローラ12は通し切断シャフト13と切
断ディスク14を有している。切断ディスク14は一定間隔
で切断シャフト13から突出している。切断ディスク14は
シャフト13と一体となっており、リングフランジ状であ
る。しかし、別個のリングディスクとして作ることもで
きる。切断ディスクはシャフトに中間スペーサを介して
順に配置されている。２つの切断ローラ12は、ベアリン
グ15を介して互いに平行に設けられている。２つの切断
ローラ12は、同じスピードのメッシュギヤ16を介して図
形的に示されたモータ17により駆動される。しかし、こ
れらの切断ローラ12は反対方向に回る。切断ディスクは
次のように配置されている。切断ディスクは、互いには
まり合い、しかもいずれも１つの切断ローラの１つの切
断ディスクが他の２つの切断ディスク14のすき間に１つ
おきにはまっている。切断ディスク間に切断ディスクを
はめ合わすために、溝がはまっている切断ディスクより
10分の1mmだけ広くなっている。

図示の実施例では、細断材料18はたとえば50枚の比較
的厚い平坦な材料層からなる。細断材料18は、ほぼ5mm
である。この細断材料18を切断ローラ12の切断すき間に
上から入れる。そして細断材料18はガイドや送りローラ
などがなくても難なくすき間に入る。

切断ディスク14は回転リング部20と歯21を有してい
る。歯21は回転リング部20から傾いて外側に突出してい
る。両切断ディスクでは、歯が回転方向前側に傾いてい
る。つまり、傾きａだけ傾いている。この傾き角ａは、
半径接続（方向）25と、前面23および後面24を２等分し
ている面27と、の間の角度である。半径接続25はチップ
と切断ローラ軸26の間をむすんでいる。歯は３角形の輪
郭を有している。曲った輪郭にする場合、平面27は、歯
の作動の状態に基いて決定しなければならない。

角度ａはかみ合い状態に応じて決定されるべきであ
る。好ましくは、効果的な予備かみ合い角ａの大きさに
する。これにより、第１図に示す状態のようにこれらの
歯のチップ28が所定の最大厚さ31（たとえば5mm）の材
料18にかみ合う時に、歯のチップ28が切断ローラ軸26の
共通接続面29より前の位置にくる。この場合、かみ合っ
ている間２つの面27が互いに実質的に一列になる。ある
いは許容できる程度にわずか２つの歯が円周方向にずれ
ているときでも、互いに実質的に平行である。歯は前記
面に対称で、最適なかみ合いと、移送状態が得られる。
さらに回転すると、つりばりのとげ状にかみ合いが進
む。第２図では、歯のチップ28の図示の側面が重合う地
点まで歯が達している。しかし、歯は長手方向に実際に
は並んでいる。少くともこの地点では、歯21は、最小予
備かみ合い角ｃだけ中間面29より前側にくる。この状態
では、歯が材料通過方向32に対して傾いておらず、２つ
の面27が一致しているかまたは平行あるいは第２図のよ
うに、通過方向32に対して傾いている。これは材料18を
最適状態で切断すき間に導くためである。

第２図では、２つの切断ローラの前記歯のチップ28が
チップの周囲円33の前側の交点55に正しく位置している
状態を示している。前側の交点55は交点55間のレンズ形
の重合う部分の始点となっている、角度ｃは、重合う部
分の接続ラインで作られる切断ローラ軸についての角度
の半分である。傾斜角ａは20゜〜45゜にでき、好ましく
は35゜〜40゜である。前面23と後面24の間では、歯は刃
先角ｄを成している。この角ｄは30゜〜60゜で、好まし
くは40゜〜50゜である。そのような歯は、細断しようと
する材料を十分に切断する。しかも、そのような歯は、
強い負荷に耐え十分安定して、早期にすりへらない。

好ましい状態下では、回転方向に向いている歯21の前
面が５゜〜25゜好ましくは15゜でアンダーカットされて
いる。すなわち、前面23は回転方向前方に傾いている。

３角形の歯21は回転方向前方に傾いている。この３角
形の歯21は、均一に円周方向に配置されている。つまり
15゜〜30゜のピッチ角、好ましくは20゜〜24゜にピッチ
角となっている。このピッチ角により12〜24の歯が設け
られてる（好ましくは15〜18の歯）。歯高34は、歯のチ
ップ28の円周方向のスペースより十分小さくすべきであ
り、切断ディスク直径の３〜８％、好ましくは５％にで
きる。全溝深さ35に対し、すなわち、歯のチップ28又は
円33から溝底36の距離に対し、歯根38における隣接の切
断ディスク同志の最小重合い47はほぼ10％〜30％、好ま
しくは15％〜20％である。この重合い47はたとえば切断
ディスクの全直径の４％より小さく、特に全切断ディス
ク直径の３％より小さくすることができる。直径がほぼ
80mmの切断ディスク用の実際の切断ツールでは、歯高34
がほぼ4mmに、歯のチップの円周方向のすき間をほぼ15m
mそして全溝深さ35を10mmにできる。有効な２つの切断
ディスクは、互いにはまり合う。つまり、歯のチップ28
が対面のローラの溝底36に対して10分の数mm、好ましく
は0.5mmより小さい切断すき間を作る。これにより歯根2
8の領域が重合う。異なる切断ディスクの数mmの部分こ
の場合2mmの部分が常に歯に歯が一致する。

歯角又は刃先角ｄを有する上述の歯形状は、図示の歯
高とピッチの場合、次につづく歯の前面につづいてい
る、後面24側より鋭っている。後面24は歯根38につづ
き、大きな鈍角となっている。この歯根38は実質的に円
周上にある。他の形式の重合いと歯形状の場合では、後
面は次の前面にものばすこともできる。

個々の切断ディスク又はそれらの歯は、互いにいくら
か切断ローラの長手方向に変位していることにも注意す
る。それにより大きいピッチのらせん49が表面上形成さ
れる。同じ切断ローラ上に隣接の切断ディスク間の相互
の変位は、数mm又はこの数分の１である。このらせん形
の変位により次のようになる。挿入材料のかみ合いはゆ
るやかにかつ連続的であり、大きい衝撃は加わらない。
変位は、切断ローラの協働する時に反対方向になる。1m
mより小さい相違である場合は別として、歯に歯をのせ
た同期が保たれる。

切断機構は、非常に狭い細長いものを切断するのに有
効であるので、切断ディスクは比較的薄い。たとえばほ
ぼ2mm幅である。第４図では歯をかなり拡大してあり、
切断シャフト軸26に大体直角の方向で見た歯である。第
４図によると、歯のチップ28の付近では、歯は中央にＶ
字形の切欠き状のくぼみ40を有している。このくぼみ
は、歯の側面41の前10分の数mmのところで終っていて、
どのくぼみも歯のチップに形成されている。切断エッジ
43は、切断シャフト軸26の方向に向いている。残りのエ
ッジ44は乃側にＶ字形となっている。

図示の上述した切断機構は、次のように働く。切断機
構11は細断材料18用のものである。細断材料は比較的厚
い層でこの図示の実施例ではほぼ5mm（50枚）となって
いる。細断材料18をほぼ幅2mm、長さ15mmの個々のパー
ティクルに細断する。これによりパーティクルの幅に対
する層の厚みの比率は２又は３培であり、パーティクル
の長さに対する層の厚みは３分の１である。この性能は
通常の細断機械では得られない。

細断材料18は、たとえば図示しない装置のケーシング
の溝により切断すきま19に送られる。細断材料18は切断
機構の歯21に接触する。第１図は、予備かみ合い位置に
おける歯のかみ合いの当初位置を示している。このかみ
合い位置は切断ツールの中央面29に対して角度ｂだけ前
側にずれている。好ましい実施例では、歯21は歯21の中
央面27がほぼ一致する位置にある。回転方向22に切断ロ
ーラがさらに回転すると、材料18への歯のチップ28がか
みこむ。そしてこのかみ込みの際送り方向32と反対に向
く構成要素はなく、比較的細長い鋭い歯に好ましい負荷
がかかる状態になる。くぼみ40により切込まれた歯のチ
ップ28は、２つののこ歯形のものである。チップが十分
な強度と安定性がある場合、好ましいかみ込み状態と、
同時に紙の横方向の引張りを生じる。それで、横方向に
ずれるだけでなく、分離され同時に最適な送りあるいは
搬送効果が得られる。

第２図のように、歯21は層にだんだんとかみ込み、同
時に切断ディスク14間の溝45にいくらか押付けられる。
となりの溝の場合、押付けは反対方向に生ずる。それで
いずれも互いに反対に作用する力は、かみ込み歯の切断
力に反対の力を生じる。同時に長手の切断ははさみ形の
協働切断エッジ30間で始まる。切断エッジ30は歯根38の
エッジと後面24から成る。第１図と第２図を順にみて判
るように、前記切断は材料の流れ方向32と反対におこ
る。長手方向の切断も反対の力を生じる。この反対の力
は、横切断するために完全に歯21をかみ込ませるためで
ある。第５図の部分図は、いずれも並んだ印象列を有す
る。歯が傾けて配置あるいはらせん形に配置してあるの
で、この印象はより深くなりかつ印象は交互に上向きと
下向きになる。つまり横切断又は分離50になっている。
これら印象分離50は、歯のかみ合いを徐々に増すことで
長手方向の切断ライン51のはじめのところに近い。切断
ライン51は、特に送り又は材料の流れる方向32と反対の
方向にのびている。つまり、横方向の分離点50が分離点
50のうしろの切断列の長手切断ライン51に達するまでの
びている。そして材料層の場合、パーティクル53又は重
合ったパーティクルの束を切断して自由にする。

長手方向の切断が第１図では、中央にあるパーティク
ル束53で丁度終っている。この領域では通常横切断点50
が束をすでに突切っている。もし、特に厚い場合、完全
に横方向にまだ切断していない。これらの層は切断すき
間46において最終的に分離されるであろう。このすき間
46は歯のチップ28と溝底36との間に形成される。

パーティクル53の束はさらに溝45に移る。この束はつ
づいてくる歯の前面23により溝へいくらか前方に動かさ
れる。これは、歯が隣接の溝底よりいくらか大きい直径
であり、隣接の溝底より大きい円周速度を有しかつ関連
の側壁部を有する。このことにより、あとの束からパー
ティクル束を完全に分けるのである。前側に傾いた前面
53により、パーティクル束を溝から十分に離す。つまり
前面はシャベルのように作用する。通常の細断機械の場
合、パーティクル束は溝にくっつきかつ別の細長いもの
により離さなくてはならない。この発明の場合、溝は難
なく離れ、かつ図示しない細長いものはいらない。これ
により、機構のパワー消費を少くする。図面は細長い歯
の形状と各歯の後が後面24と歯根38を有していることを
示している。この歯の形状と各歯の後により十分なスペ
ースを確保できる。パーティクル束53は周囲に運ばれ
る。もし必要なら、歯の面の輪郭はさらにくぼませるこ
とができる。このことは大きい層厚を細断するのに必要
なものである。有効に重合う領域において、切断ディス
ク14の側面41は歯21を含み、この歯21は効果的に並んで
いる。つまり摩擦が生じる。有効な重合い領域は外側の
円33（点55間のライン）により画成されるレンズ状の理
論上の全重合う面に比べて非常に小さい。この効果的な
重合い表面はほぼ材料の流れ方向と反対方向の矢印の形
となる。そして有効な重合い表面は細長い歯の形である
ので、歯根上の所定の重合い47は非常に小さい。重合う
表面は長い形でテーパのついた歯のチップであるので、
中央の細長い部分に有効な点で限られる。隣接の切断デ
ィスク14の円周方向のスピードは同じである。それによ
り摩擦が限られた程度のみ発生する。特に前側に後退し
た非常に細くかつもろい歯の形にもかかわらず、最大か
みこみ点で、歯21は正確に中央に力が加わり、本当のナ
イフエッジのように働く。

第５図では、並んだ横切断点50はいずれはほぼ列をな
しているが、上向き又は下向きに細断材料の平面と直交
する方向に向いていることが注目に値する。溝から歯21
の前面23のシャベルでやるようにパーティクル束53を除
くときに、束はいくらかゆるくなる。それで個々のパー
ティクルは無秩序に次段のパーティクルコンテナにおち
る。これにより書類を再生に対する安全性を向上でき
る。切断ディスクの外周面の歯のすき間は、パーティク
ルの長さを決定する。歯のすき間は、歯高の1.5〜５
倍、好ましくは３〜４倍にすべきである。

そして特に切断ディスク厚の５倍以上にすることがで
きる。それにより、加工できる層厚、パーティクル寸法
および力の消費の最適な関係が生まれる。平坦な材料
層、特に紙でなく、装置は他の材料、たとえばホイル、
フィルム、プラスチック部材やこれに類するものにも適
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はこの発明の２つの異なる作動位置にお
ける切断機構の詳細を示す断面図、第３図は切断機構の
一部を示す平面図、第４図は切断ディスクの歯を示す詳
細図、第５図は第１の細断用切断材料の一部を示す斜視
図である。ａ ……傾斜角ｂ ……角度ｃ ……かみ合い角ｄ ……刃先角８……材料 11……切断ツール 12……切断ローラ 13……通し切断シャフト 14……切断ディスク 15……ベアリング 16……メッシュギヤ 19……切断すき間 20……回転リング部 21……のこ歯 25……半径接続（方向） 28……チップ 29……共通接続面 31……最大厚さ 33……歯のチップ周囲円 40……くぼみ 41……切欠き 43……エッジ 44……エッジ 49……らせん 55……共通部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ハルトムート・スタンゲンベルクドイツ連邦共和国デー7776 オービンゲン、クロウツストラッセ 20 (72)発明者ロルフ・ゲスタイヤドイツ連邦共和国デー7778 マルクドルフ、ヘンリードナントーストラッセ５ (56)参考文献特開昭55−44353（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−59256（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−168553（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−97746（ＪＰ，Ｕ) 特公昭58−48123（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B02C 18/00 - 18/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】反対の回転方向に回転駆動される２つの協
働する切断ローラ（12）を備え、各切断ローラ（12）は
交互に重合う切断ディスク（14）を有し、各切断ディス
ク（14）は、他の切断ローラ（12）の隣り合う切断ディ
スク（14）間にあるリング溝（45）にはめ合い、切断デ
ィスク（14）の外エッジは２つの切断エッジ（30）とな
っており、しかも外エッジは歯のチップ又はエッジ（2
8）を形成している歯（21）を外周面に有し、切断ロー
ラ（12）をメッシュギアによって同じ速度で同期駆動
し、隣り合う切断ディスク（14）に関して、それぞれ２
つの歯（21）が切断ローラ（12）の長手方向にほぼ並ぶ
（歯に歯が面する）ような方式でチップ又はエッジ（2
8）を整列させる構成になっており、書類のような特に
平坦な材料層などの材料（18）を細断するための装置に
用いる切断機構であって、歯（21）は回転方向（22）に
向けてのこ歯状に前側に傾いており、歯（21）のチップ
（28）における刃先角（ｄ）が30゜〜60゜であり、歯
（28）の傾き角（ａ）（チップにおける歯（21）の中央
軸（27）と、各々の歯のチップ（28）を通る切断ローラ
の半径との間の角度）が20゜〜45゜であり、従って、前
記切断ローラの半径とチップ（28）における歯（21）の
後面（24）との成す角（ａ＋d/2）が75゜以下となるこ
とを特徴とする切断機構。
【請求項２】半径方向（25）に関する歯（21）の傾斜角
（ａ）が、最小の予備かみ合い角（ｃ）、すなわち、各
切断ローラ（12）の軸（26）を有する歯のチップ周囲円
（33）の外側の共通部分（55）間に形成されている重合
う部分の半分の角度、より大きいことを特徴とする請求
項１に記載の切断機構。
【請求項３】傾斜角（ａ）は前記の有効な予備かみ合い
角に実質的に対応しており、所定の厚さ（31）の材料層
（18）にかみ合った時に、歯のチップ（28）が切断ロー
ラ軸（26）の接続面（29）より前にあることを特徴とす
る請求項２に記載の切断機構。