JP4098978B2

JP4098978B2 - スリッタ用丸刃およびそれを用いたスリッティング方法

Info

Publication number: JP4098978B2
Application number: JP2001352819A
Authority: JP
Inventors: 昌昭松本; 一彦山下; 裕光横田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2021-11-19
Also published as: JP2003145484A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂フィルム、紙、金属箔、金属薄板等の長尺シート状の被切削物を連続的に切断するためのスリッタ用丸刃およびスリッティング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来より、２枚の円形回転丸刃の刃先を重ねて、その第１刃と第２刃との刃先部分の重なり部分で薄板状の被切削物を切断するスリッティング方法が知られている。
【０００３】
かかるスリッティング方法においては、前記第１刃と第２刃との重なり部分に被切削物に固有の剪断角に応じたクリアランス（第１刃の刃先と第２刃の刃先が最も深く重なる部分における第１刃の刃先と第２刃の刃先との距離）を与えることによって、小さい力で鋭利な剪断面にカッティングできることが知られている。
【０００４】
しかし、従来のスリッタにおいては、丸刃のセッティング時にサブμｍ〜数μｍオーダーのクリアランスができるように精度良く配設することは困難であるために、クリアランスをゼロに近づけ、すなわち、２枚の丸刃を接触させるようにセッティングする方法が採られているが、この方法によれば、両丸刃の刃先が接触するために早期に刃先が磨耗してしまい、丸刃の寿命が短いとともに、刃先の切れ味が悪く、摩耗粉末の影響により被切削物の切断品質を低下させるという問題があった。
【０００５】
そこで、特許第３１９５５９７号公報によれば、上刃（第２刃）に所定量の撓みを持たせることによって、所望のクリアランスを付与できることが記載されている。
【０００６】
しかしながら、特許第３１９５５９７号公報に記載された方法によってクリアランスを付与する方法によれば、第２刃の撓み量によってクリアランスを付与するために、第２刃に所定の応力を付勢する必要があり、セッティングや第２刃の厚みばらつき等によって付勢される応力にばらつきが生じたり、長期間使用することによって第２刃に疲労による撓み量が変化してしまい、所定量のクリアランスを長期間にわたって精度良く付与することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、刃先の寿命を延命できるとともに、微少幅のクリアランスを長期間にわたって精度良く設定することができるスリッタ用丸刃およびそれを用いたスリッティング方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について、微少幅のクリアランスを長期間にわたって精度良く設定できる構成について検討した結果、第２の丸刃の重なり面側に位置する刃先にテーパーを形成することによって、刃先の寿命を延命できるとともに、微少幅のクリアランスを長期間にわたり精度良く設定することができることを知見した。
【０００９】
ここで、前記第２刃の刃先のテーパー角θ₁が０°１５′〜４０°であること、前記第２刃の重なり面が中央から刃先に向かって傾き角θ₂＝０〜１０°だけ傾いた凹形状をなしていること、前記第１刃の刃先と前記第２刃の刃先とのなす角θ₃（θ₁−θ₂）が０°１５′〜３０°であることが望ましく、また、前記第２刃の刃先と前記第１刃との距離が０．００５〜０．１ｍｍであることが望ましい。
【００１０】
さらに、前記第２刃がヤング率２００ＧＰａ以上の材質からなることが望ましい。
【００１１】
さらにまた、本発明のスリッティング方法は、前記スリッタ用丸刃の前記第１刃および第２刃が各々の中心を軸として互いに逆方向に回転しつつ、前記第１刃の刃先と前記第２刃の刃先との重なり部分で被切削物を剪断により連続的に切断することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のスリッタ用丸刃について、（ａ）正面図、（ｂ）丸刃２、３の中心Ｏ、Ｐを通る軸Ｓにおける刃先部分の拡大断面図、（ｃ）点Ａを通る軸Ｔにおける刃先部分の拡大断面図である図１を基に説明する。
図１によれば、スリッタ用丸刃１は、概略円板形状の２枚の丸刃である第１刃（下刃）２と第２刃（上刃）３との刃先２ａ、３ａが所定間隔Ｄだけ重なった状態で平行に配設されており、各丸刃２、３は各々の中心を固定されて、その軸を中心にそれぞれが回転するようにセッティングされている。
【００１３】
本発明によれば、第２刃３の重なり面側Ｆ₁に位置する刃先３ａに重なり面Ｆ₁側の刃先３ａの角部を切り取るようなテーパー５を形成したことが大きな特徴であり、これによって、第１刃２および第２刃３の刃先２ａ、３ａが接触することを防止できる結果、刃先２ａ、３ａそれぞれの寿命を延命できるとともに、図１（ｃ）に示す刃先２ａ、３ａが重なり始める点Ａを通る軸Ｔにおける第１刃２と第２刃３との配置に示す側面図に示すように、微小幅の所定幅のクリアランス（第２刃３の刃先と第１刃２との距離）Ｅを長期間にわたり精度良く設定することができる。
【００１４】
すなわち、上記のように所定の微小幅に制御されたクリアランス値に調整してセッティングされたスリッタ用丸刃１の第１刃２および第２刃３を図１（ａ）に示すように、各々の丸刃２、３の中心を軸として互いに逆方向に回転させつつ、被切削物がスリッタ用丸刃１の側面方向を垂直に横切るように連続的に送ることにより、点Ａから点Ｂ、特に点Ａにおいて、第１刃２と第２刃３とが近似的に重なる部分、換言すれば被切削物のうち各々の刃先２ａ、３ａ間に形成された所定幅のクリアランスＥ部分に入り込んだ部分に所望の有効な剪断応力が付与されて、被切削物を連続的に小さい力で鋭利な剪断面にカッティングすることができる。
【００１５】
ここで、本発明によれば、サブμｍ〜数μｍオーダーの所定量のクリアランスを容易に設定できる点で、第２刃３の刃先３ａのテーパー角θ₁が０°１５′〜４０°であることが望ましい。
【００１６】
また、刃先２ａ、３ａ間の切れ味を高め、かつカッティングした後の被切削物が傾くことにより丸刃２、３から無理な力を受けず逃げられるようにするために、図２の第２刃２の概略側面図に示すように、第２刃３の重なり面Ｆ₁が中央３ｂから刃先３ａに向かって傾き角θ２＝２〜１０°だけ傾いた凹形状をなしていることが望ましい。
【００１７】
つまり、第１刃２の刃先２ａと第２刃３の刃先３ａとのなす角θ₃、すなわち第１刃２の軸線Ｌと第２刃３の刃先３ａのテーパー５とのなす角θ₃（θ₁−θ₂）は０〜３０°であることが望ましく、これによって、図１（ｂ）から明らかなようにクリアランスＥ＝（２／Ｄ）×ｔａｎθ₃の微少幅、特に０．００５〜０．１ｍｍのクリアランスＥを精度良く、かつ容易に設定することができる。ここで、軸線Ｌは第１刃２の中心Ｐを通って対向する刃先（２ａ、２ａ’）間を通る直線を指す。
【００１８】
なお、従来刃先以外の所が、接触しないように軸と直角の刃先面より内側へ、数度の逃げ（アンダーカット）がとってあり、第１刃２の重なり面Ｆ₂に位置する刃先２ａにもテーパー７が形成されていることが望ましい。また、第１刃２の刃先２ａより所定距離内側に切り欠き８を形成することによって、刃先を砥石で研磨する際に切り欠きを設けた方が、加工性が良いという効果がある。
【００１９】
さらに、本発明によれば、長期間の使用によっても第１刃２および第２刃３間のクリアランス値が変化しないように、第２刃３がヤング率２００ＧＰａ以上の材質からなることが望ましく、例えば、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ダイヤモンド等のセラミックスや超硬合金及びサーメットの群から選ばれる１種類または２種類以上の硬質材料が好適であり、中でも耐摩耗性および耐欠損性の高い超硬合金またはサーメットが最適である。また、第１刃２も第２刃３と同様な材質にて構成することが望ましい。
【００２０】
なお、本発明における第１刃２および第２刃３は外周が円形であれば特に限定されるものではなく、例えば、円盤状、円の中心部分が切り欠かれたリング状、円の中心部分に凹部を形成した形状等のいずれの形状も適応可能である。
【００２１】
また、第１刃２と第２刃３との厚みは特に限定するものではないが、特にスリッティングの位置や方向性（直線性）を高めるために第１刃２の刃先２ａ部分の厚みが２．０〜５０ｍｍであり、かつ、セッティング精度を高め、かつ被切削物の送りを円滑にするために第２刃の刃先３ａの厚みが０．３〜１０．０ｍｍであることが望ましい。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明によれば、第２の丸刃の重なり面側において、この第２刃の刃先にテーパーを形成することによって、刃先の寿命を延命できるとともに、微少幅のクリアランスを長期間にわたり精度良く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスリッタ用丸刃を用いたスリッティング方法を説明するための概念図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は丸刃の中心を通る軸Ｓにおける拡大断面図、（ｃ）は点Ａを通る軸Ｔにおける拡大断面図である。
【図２】図１の第２刃の構成を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１スリッタ用丸刃
２第１刃（下刃）
３第２刃（上刃）
５、７テーパー
８切り欠き

Claims

下刃である第１刃および上刃である第２刃を、互いの刃先同士が径方向にて重なるように配設したスリッタ用丸刃において、
前記第２刃の重なり面側に位置する刃先には、テーパーが形成されており、
前記第２刃の刃先のテーパーは、前記第１刃及び第２刃の中心を通る軸線上の１点のみで前記第１刃と接触するとともに、
前記第１刃の刃先は、前記第２刃と重なる部位全体が、前記第２刃のテーパー形成部の直下領域内に位置していることを特徴とするスリッタ用丸刃。
前記第２刃の刃先のテーパー角θ₁が０°１５′〜４０°であることを特徴とする請求項１記載のスリッタ用丸刃。
前記第２刃の重なり面が中央から刃先に向かって傾き角θ₂＝０〜１０°傾いた凹形状をなしていることを特徴とする請求項１又は２記載のスリッタ用丸刃。
前記第１刃の刃先と前記第２刃の刃先とのなす角θ₃（θ₁−θ₂）が０°１５′〜３０°であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のスリッタ用丸刃。
前記第２刃の刃先と前記第１刃との距離が０．００５〜０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のスリッタ用丸刃。
請求項１乃至５のいずれか記載のスリッタ用丸刃の前記第１刃および第２刃が各々の中心を軸として互いに逆方向に回転しつつ、前記第１刃の刃先と前記第２刃の刃先との重なり部分で被切削物を剪断により連続的に切断することを特徴とするスリッティング方法。