JP4101686B2 - カットオフ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、段ボールシートを製造するコルゲートマシンに設けられ段ボールウェブを所定長さに切断するカットオフ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、段ボールシートを製造するコルゲートマシンには、段ボールウェブを所定長さに切断するためのカットオフ装置がそなえられている（例えば特許文献１）。
このような従来のカットオフ装置は、図７に示すように、段ボールウェブ１０１が給送される紙パスラインを挟んで上下に対向する位置に上ナイフシリンダ１０２と下ナイフシリンダ１０３とが設けられ、これら上下ナイフシリンダ１０２，１０３は、その両端部に立設されたフレーム１０４，１０５にそれぞれ軸受１０６，１０７を介して回転自在に軸支されている。また、上ナイフシリンダ１０２の両端側にはそれぞれ上歯車１０８が固設され、下ナイフシリンダ１０３の両側端にはそれぞれ下歯車１０９が固設されており、上歯車１０８及び下歯車１０９は同一歯数で構成され、互いに噛み合っている。
【０００３】
また、上下ナイフシリンダ１０２，１０３のうち何れか一方のナイフシリンダ（ここでは下ナイフシリンダ）１０３の軸端の一端側には駆動歯車１１０が固設され、この駆動歯車１１０が駆動モータ１１２の軸１１３に固設された駆動歯車１１１に接続されている。これにより、駆動モータ１１２の動力がモータ軸１１３に固設された駆動歯車１１１から駆動歯車１１０に伝達されて下ナイフシリンダ１０３が回転するとともに、これに同期して上ナイフシリンダ１０２が回転するようになっている。
【０００４】
さらに、上ナイフシリンダ１０２の周面には螺旋状の上ナイフ１２０がそなえられ、下ナイフシリンダ１０３の周面には螺旋状の下ナイフ１３０がそなえられている。これらの上ナイフ１２０及び下ナイフ１３０は、上ナイフシリンダ１０２と下ナイフシリンダ１０３との対向回転により一回転に一度係合するようになっており、この係合点が上下ナイフシリンダ１０２，１０３の軸方向に一端［図７中の点Ｏ（即ち、係合開始点）］から他端［図７中の点Ｐ（即ち、係合終了点）］まで順次移動することにより、紙パスライン上を走行する段ボールウェブ１０１が直線状に切断されるようになっている。
【０００５】
また、コルゲートマシンで製造される段ボールシートの長さは種々あるため、図７に示すようなカットオフ装置では、これに対応するために、上下ナイフシリンダ１０２，１０３は変速して駆動されている。即ち、上下ナイフ１２０，１３０の係合が開始する時点［図７中の点Ｏ（係合開始点）］の直前から、上下ナイフ１２０，１３０の係合が終了する時点［図７中の点Ｐ（係合終了点）］の直後までの間は、上下ナイフ１２０，１３０の刃先の周速が段ボールウェブ１０１の走行速度と一致するように回転制御されているが、その他の範囲では、上下ナイフシリンダ１０２，１０３の回転を速くしたり、遅くしたりして段ボールウェブ１０１の切断長を変えるように回転制御している。
【０００６】
このような従来のカットオフ装置では、下ナイフシリンダ１０３の回転駆動力が下歯車１０９と上歯車１０８との連結によって、上ナイフシリンダ１０２に伝達され、上下ナイフシリンダ１０２，１０３の撓みを防止しながら上ナイフシリンダ１０２と下ナイフシリンダ１０３とが同期に対向回転するようになっているため、上下ナイフシリンダ１０２，１０３の回転に伴って大きな回転慣性が生じ、この回転慣性が駆動モータ１１２の負荷になってしまう。
【０００７】
また、駆動モータ１１２の回転駆動力が駆動歯車１１０と駆動歯車１１１との連結によって下ナイフシリンダ１０３に伝達されるようになっているため、この駆動歯車１１０，１１１の駆動機構においても回転慣性が生じて、駆動モータ１１２に負荷がかかってしまう。したがって、駆動モータ１１２としては、高負荷にも対応できる大きな駆動力を発揮できるモータ（電動機）が必要となってしまう。
【０００８】
また、これら回転慣性を低減させるために、上ナイフシリンダにも歯車を介して駆動モータを設け、少なくとも段ボールウェブ切断中には上下ナイフシリンダがそれぞれ独立して回転制御されるように構成することにより、上下ナイフシリンダの駆動モータが設けられていない側の上下歯車を除いて回転慣性を低減させても適正に段ボールウェブを切断することができる技術も開発されている（例えば特許文献２）。
【０００９】
【特許文献１】
実開平４−９７６９５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２８４４３０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらカットオフ装置の上下ナイフ１２０，１３０が適切に段ボールウェブ１０１を切断するためには、段ボールウェブ１０１切断時に上下ナイフ１２０，１３０の刃先が正確に係合し、且つ、上下ナイフ１２０，１３０の係合が開始する時点［図７中の点Ｏ（係合開始点）］の直前から、上下ナイフ１２０，１３０の係合が終了する時点［図７中の点Ｐ（係合終了点）］の直後までの間は、上ナイフ１２０と下ナイフ１３０とが開かないように（即ち、相互間に隙間が形成されないように）上下ナイフ１２０，１３０を係合させなくてはならない。
【００１１】
しかしながら、上記の特許文献１のような従来技術では、駆動モータ１１２から上下ナイフ１２０，１３０までの間にはこれらの歯車１０８，１０９，１１０，１１１が介されているため、駆動モータ１１２を制御して上下ナイフシリンダ１０２，１０３が正確に係合するように回転制御しても、これらの歯車によって駆動モータ１１２から上下ナイフ１２０，１３０に伝達される回転駆動力に誤差が生じてしまい、適切に駆動モータ１１２を制御することが困難になってしまう。
【００１２】
さらに、上述のように、これらの歯車１０８，１０９，１１０，１１１等によって大きな回転慣性が発生するので、上下ナイフシリンダ１０２，１０３に捻り変形が生じ易くなってしまい、その結果、上下ナイフ１２０，１３０の係合が開始する時点からこれらの係合が終了する時点までの間に、上ナイフ１２０と下ナイフ１３０とが開き易くなってしまう。
【００１３】
また、上記の特許文献２のような従来技術においても、特許文献１における上下歯車１０８，１０９の片側を省くことができるものの、特許文献１と同様のことがいえる。
これらの理由により、これらのような従来のカットオフ装置では、上ナイフ１２０と下ナイフ１３０とが正確に係合し、且つ、上ナイフ１２０と下ナイフ１３０とが開かないように（即ち、相互間に隙間が形成されないように）するために、上下ナイフ１２０，１３０に予めブロック矢印Ｄ（図８）に示すような所定の押付力（つまり、上下ナイフ１２０，１３０の対向面間を互いに押し付ける接触力、以下、与圧力ともいう）を与えるようにしている。
【００１４】
しかし、このように上下ナイフ１２０，１３０に与圧力を与えながら係合させると、段ボールウェブ１０１の切断時には、上下ナイフ１２０，１３０間にどうしても大きな摩擦が発生してしまうため、上下ナイフ１２０，１３０の刃先が磨耗してしまう。仮に、特許文献２の技術のように、この与圧力を調整しても、上下ナイフの磨耗は避けられない。
【００１５】
したがって、定期的あるいは突発的に上下ナイフ１２０，１３０の係合調整や刃先研削及び上下ナイフ１２０，１３０自体の交換が必要になってしまい、維持管理に手間と費用が掛かかるとともに、カットオフ装置の稼働率や生産性が低下してしまうという課題があった。
特に、上下ナイフ１２０，１３０により段ボールウェブ１０１を切断する際には、このとき加える切断トルクに応じた切断荷重（反力）が段ボールウェブ１０１から上下ナイフ１２０，１３０に作用するため、上下ナイフ１２０，１３０間の与圧力が弱いと、この段ボールウェブ１０１からの切断荷重（反力）によって、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３に撓みや捻りが生じて点Ｏ（係合開始点）から点Ｐ（係合終了点）にかけて刃先が開いてしまい、切断品質が悪化してしまうことになる。
【００１６】
したがって、上下ナイフ１２０，１３０間の与圧力は、この点を考慮して十分に大きくする必要があるため、上下ナイフ１２０，１３０には余計に大きな負担が掛かってしまい、その結果、上下ナイフ１２０，１３０の磨耗も大きなものになってしまう。
さらに、この与圧力を適正に上下ナイフ１２０，１３０間に生じさせるためには係合調整が必要となるが、この係合調整には、熟練した技術力や調整時間が必要であるため、係合調整が大きな作業負担になる上に、上下ナイフ１２０，１３０が磨耗すると与圧も変化するため、その都度、係合調整が必要になるといった課題があった。
【００１７】
また、このような上下ナイフ１２０，１３０に適正な与圧力を与える従来のカットオフ装置では、上下ナイフ１２０，１３０を係合させるための与圧力によって、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３には大きな負荷が加わるため、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３としては曲げ変形や捻れ変形を防止するために高剛性のものが必要であった。換言すると、上記のような従来のカットオフ装置によれば、段ボールウェブ１０１を適正に切断するための所定の切断トルク及び与圧力を得ることができるように、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３の剛性を決定し、これらを高剛性に構成していた。
【００１８】
このように、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３（特に上下ナイフシリンダ１０２，１０３）を高剛性に構成すると、どうしてもこれらの重量が重くなってしまい、上述の回転慣性がさらに大きくなってしまう。その結果、駆動モータとしても大容量のものが必要であった。
また、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３を高剛性に構成することにより、これらの生産コストも高くなるといった課題もあった。
【００１９】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、上下ナイフシリンダの剛性を低下させても良好な切断性能を確保することができ、且つ、上下ナイフの磨耗を抑制できるようにした、カットオフ装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のカットオフ装置は、段ボールシートを製造するコルゲートマシンに設けられ、走行する段ボールウェブを所定長さに切断するカットオフ装置であって、上ナイフを取り付けられた上ナイフシリンダと、該上ナイフと協働して該段ボールウェブを切断する下ナイフを取り付けられた下ナイフシリンダと、該上ナイフシリンダの軸端に直接接続され、該上ナイフシリンダを回転駆動する上駆動モータと、該下ナイフシリンダの軸端に直接接続され、該下ナイフシリンダを回転駆動する下駆動モータと、上記上下ナイフが所定の相対位置で該段ボールウェブを切断するように上記上下駆動モータを制御するコントローラとをそなえ、該コントローラは、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中は上記上下ナイフシリンダが速度差を持って対向回転するように上記上下駆動モータを制御するとともに、該上ナイフシリンダと同軸に上歯車が固設され、該下ナイフシリンダと同軸に該上歯車と直接又は間接的に噛合する下歯車が固設され、上記上下歯車は、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中に互いに噛合する部分においては他の噛合部分よりもバックラッシュが大きくなるように形成されていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項２記載のカットオフ装置は、請求項１記載の装置において、該コントローラは、上記上下ナイフの刃先が該段ボールウェブ切断完了時に係合又は略係合するように上記上下駆動モータを制御するとともに、該コントローラは、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中には、上記上下ナイフのいずれか一方のナイフが他方のナイフに後方側から接近していくように上記上下駆動モータを制御することを特徴としている。
【００２３】
また、請求項３記載のカットオフ装置は、請求項１又は２記載の装置において、上記上下歯車は、上記上下ナイフシリンダの両端にそれぞれ固設されていることを特徴としている。
また、請求項４記載のカットオフ装置は、請求項３記載の装置において、該上駆動モータは該上ナイフシリンダの一方の軸端に設けられ、該下駆動モータは該下ナイフシリンダの他方の軸端に設けられていることを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明すると、図１〜図３は本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置を示すもので、図１はその全体構成図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３はその切断中の上下ナイフの軌跡を示す模式図である。
【００２５】
図１，図２に示すように、本実施形態にかかるカットオフ装置は、段ボールウェブ１が給送される紙パスライン１Ｌ（図２参照）を挟んで上下に対向する位置に上ナイフシリンダ２と下ナイフシリンダ３とがそなえられており、これら上下ナイフシリンダ２，３は、その両端部に立設されたフレーム４，５に軸受６，７を介して回転自在に軸支されている。
【００２６】
上ナイフシリンダ２の軸端の一方には上駆動モータ８が直接接続されており、これと同様に、下ナイフシリンダ３の軸端の一方にも下駆動モータ９が直接接続されており、上下ナイフシリンダ２，３はそれぞれの上下駆動モータ８，９によって回転駆動されるようになっている。そして、これら上下駆動モータ８，９にはコントローラ１０が接続されており、上下駆動モータ８，９はこのコントローラ１０によって出力を制御されるようになっている。
【００２７】
また、上下ナイフシリンダ２，３の軸端の他方にはそれぞれパルスジェネレータ１１，１２が接続されており、このパルスジェネレータ１１，１２から上下ナイフシリンダ２，３の回転状況に応じたパルス信号をコントローラ１０へ送信するようになっている。コントローラ１０はこれらパルスジェネレータ１１，１２からの信号に基づいて上下駆動モータ８，９の回転をフィードバック制御しているのである。
【００２８】
さらに、上ナイフシリンダ２の周上には縦刃形状の上ナイフ１３が螺旋状にそなえられ、下ナイフシリンダ３の周上には横刃形状の下ナイフ１４が螺旋状にそなえられている。なお、これら上下ナイフ１３，１４の螺旋角は同じ角度でそれぞれのナイフシリンダに取り付けられている。図２に示すように、これら上下ナイフ１３，１４は、接続部材１３ａ，１４ａにボルト等で固設され、接続部材１３ａ，１４ａがボルト等によって上下ナイフシリンダ２，３に固設されることによって、上下ナイフシリンダ２，３に固定されている。
【００２９】
このような構成により、上下駆動モータ８，９がコントローラ１０に制御されながら上下ナイフシリンダ２，３を回転駆動させ、図１に示す上下ナイフ１３，１４の点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）にかけて走行する段ボールウェブ１が直線状に所定長さ（約３００ｍｍ〜３０００ｍｍ）で切断されるようになっている。
つまり、コントローラ１０は、段ボールウェブ１を所定の長さの段ボールシートに切断するため、上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１を切断している間以外の間においては、上下ナイフシリンダ２，３の回転を速くしたり、遅くしたりして段ボールウェブ１の切断長を変えるように回転制御しているのである。
【００３０】
ところで、本実施形態にかかるカットオフ装置では、上ナイフシリンダ２の径が下ナイフシリンダ３の径よりも若干大きく構成されており、下ナイフ１４より上ナイフ１３の方が若干早く走行する段ボールウェブ１に接触するように構成されている。つまり、図３に示すように、下ナイフ１４が段ボールウェブ１に切り込む位置（点ｂ）よりも上ナイフ１３が段ボールウェブに接触する位置（点ａ）の方が、段ボールウェブ１の走行方向の後方となるように構成されている。
【００３１】
また、コントローラ１０は、少なくとも上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１を切断している間（図３中点ａから点ｃの間）は、上ナイフシリンダ２と下ナイフシリンダ３とが微小な速度差をもって（ここでは、上ナイフシリンダ２の回転速度が下ナイフシリンダ３の回転速度に対して約４％程度速く）対向回転するように制御している。
【００３２】
そのため、上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１の切断を完了するまでは、下ナイフ１４が上ナイフ１３よりも段ボールウェブ１の走行方向に若干先行して、上ナイフ１３は後方から下ナイフ１４に接近するように上下駆動モータ８，９が制御されている。
そして、図３に示すように、上ナイフ１３は、上ナイフシリンダ２の径方向に対して段ボールウェブ１走行方向に前傾斜するように若干傾いて設置されているとともに、上ナイフ１３の刃先の先端部が、刃先方向を示す一点鎖線１３ｓに示すように、上ナイフシリンダ２の回転方向のやや後方に向くように、刃先が斜めにカットされている。したがって、上ナイフ１３が段ボールウェブ１に接触した際（図３中点ａ）には、上ナイフ１３の刃先が段ボールウェブ１に接触して、段ボールウェブ１を変形させるように上記の斜めにカットされた面が段ボールウェブ１を上方から垂直方向に押さえ付けるようになっている。なお、この上ナイフ１３の傾き（前傾斜）は、０．５度程度が好ましい。
【００３３】
また、下ナイフ１４は、下ナイフシリンダ３の径方向に対して段ボールウェブ１の走行方向に大きく前傾斜するように傾いて設置されているので、下ナイフ１４が段ボールウェブ１に接触した際（図３中点ｂ）には、下ナイフ１４の刃先の先端部が、段ボールウェブ１に対して下方から略垂直に切り込むようになっている。
【００３４】
このような構成により、上ナイフ１３が点ａにおいて、下ナイフ１４よりも早く段ボールウェブ１に接触すると、上ナイフ１３はすぐに段ボールウェブ１に切り込まずに、段ボールウェブ１を上方から押さえ付け、その段ボールウェブ１の押さえ付けられた部分の下方であり、且つ、点ａよりも走行方向前方の点ｂから下ナイフ１４が切り込むようになっている（図３中点ｂ）。
【００３５】
このとき、下ナイフ１４は、走行方向に大きく前傾斜して設置されているので、刃先が段ボールウェブ１に対して略垂直に切り込んでいくことになり、容易に段ボールウェブ１に切り込むことができる。さらに、段ボールウェブ１は上方から上ナイフ１３によって下方に押さえ付けられているため、下ナイフ１４の切り込みはより容易になされることになり、切断品質も向上する。
【００３６】
そして、上ナイフ１３はその回転に伴って段ボールウェブ１との角度が大きくなっていき、一定の角度に達した時点で、上ナイフ１３の刃先（刃端部）が段ボールウェブ１に切り込むようになっている。なお、このとき、上ナイフ１３が段ボールウェブ１を押さえ付けていた力が、段ボールウェブ１からの反力となって上ナイフ１３に作用するが、この反力に対応するように上ナイフ１３に切断トルクが作用するため、上ナイフ１３による段ボールウェブ１の切断が良好なものになる。
【００３７】
そして、下ナイフ１４が上ナイフ１３よりも若干先行して段ボールウェブ１を切断し、上ナイフ１３は下ナイフ１４の後方から下ナイフ１４に接近して行くように駆動モータ８によって回転トルクを付与されながら段ボールウェブ１を切断し、点ｃもしくは点ｃに到達する寸前に、上ナイフ１３が下ナイフ１４を追い越して、点ｃにおいて上下ナイフ１３，１４の刃先が係合又は略係合することによって、段ボールウェブ１の切断が完了されるようになっている。
【００３８】
このように、上下ナイフシリンダ２，３がそれぞれの駆動モータ８，９によって独立して回転制御されながら、これらそれぞれの駆動モータ８，９によって直接回転トルク付与され、上記の上ナイフ１３が下ナイフ１４を追いかけるように制御されることにより、これら上下ナイフ１３，１４の相対速度によって、即ち、上ナイフ１３が下ナイフ１４に接近しながら、段ボールウェブ１を切断するために十分な切断トルクを確保することができ、段ボールウェブ１の切断が良好なものになるのである。
【００３９】
また、上記の段ボールウェブ１切断完了後（つまり、点ｃ以降）にも、当然上下ナイフ１３，１４は微小な速度差をもって（上ナイフ１３が下ナイフ１４よりも微小に速く、即ち、上ナイフ１３が段ボールウェブ１の走行速度よりも微小に速く）回転されるので、上ナイフ１３が下ナイフ１４よりも若干先行して走行される。したがって、段ボールウェブ切断完了時（点ｃ）において、これら上下ナイフ１３，１４は互いの先端部分が一旦係合又は略係合するが、その後は、上下ナイフ１３，１４の各先端部分は互いに係合することはない。
【００４０】
しかし、これら上下ナイフ１３，１４は、段ボールウェブ１の切断方向（即ち、段ボールウェブ１の厚み方向）に重なりながら段ボールウェブ１を走行するため、上ナイフ１３の後ろ側の面に下ナイフ１４の先端が干渉するおそれがある。これに対し、本実施形態では、上ナイフ１３の後ろ側の面（下ナイフ１４が接近する側の側面）が、凹状に形成されている。これにより、上下ナイフ１３，１４が接近しても、点ｄに示すように、上下ナイフ１３，１４が互いに干渉して磨耗することがないようになっている。
【００４１】
また、上ナイフ１３が下ナイフ１４よりも、若干早く回転されているため、図１の点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）に向けて刃先の相互関係が若干変化することが考えられるが、上記のように、点ａから点ｃもしくは点ｃの直前までは下ナイフ１４が上ナイフ１３よりも先行して段ボールウェブ１を切断するようになっている。
【００４２】
このように、本実施形態にかかるカットオフ装置は、図８に示した従来のカットオフ装置のように、上下ナイフが与圧力をもって係合しながら切断するものではないため、段ボールウェブ１切断中の上下ナイフ１３，１４の摩擦によって上下ナイフ１３，１４が磨耗するようなことがない。
なお、段ボールウェブ１切断時の切断トルクによっても上下ナイフシリンダ２，３に捻れが生じて、上下ナイフ１３，１４の刃先が点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）に向けて若干開くことが考えられるが、この切断トルクによる刃先の開きは微小なものに抑えることができる。つまり、本実施形態にかかるカットオフ装置では、上記の通り、上下ナイフシリンダ２，３がそれぞれの駆動モータ８，９によって独立して回転制御されているため、上下ナイフ１３，１４はそれぞれの駆動モータ８，９によって直接回転トルクを得ることができ、この回転トルクを調節することによって、上下ナイフ１３，１４の刃先の開きを切断品質に支障がない許容範囲内（例えば、０．１５ｍｍ以内）に収めているのである。
【００４３】
本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置は、上述のように構成されているので、上下ナイフシリンダ２，３の軸が直接上下駆動モータ８，９に接続され、上下ナイフシリンダ２，３に回転駆動力を伝達する伝達機構を設ける必要がないため、この伝達機構によって生じる回転慣性を削減することができる。
また、上下ナイフシリンダを同期回転させるために歯車等を設ける必要がないため、回転慣性を大幅に削減する事ができる。したがって、上下駆動モータ８，９には、駆動力の大きなモータは必要なく、駆動モータを小容量化することができる。
【００４４】
さらに、上下ナイフ１３，１４が互いに与圧力を与えながら係合して段ボールウェブ１を切断するものではないため、上下ナイフ１３，１４の係合調整の必要がなくなるとともに、係合による刃先の磨耗を僅かなものに抑制できるため、上下ナイフ１３，１４の交換や研磨を要求される頻度も大幅に抑えることができる。その結果、維持管理が容易になるとともに、上下ナイフの研磨や交換等の維持管理にかかるコストを低減することができる。
【００４５】
また、上下ナイフシリンダ２，３に曲げ変形や捻れ変形が生じて、上下ナイフ１３，１４の刃先が開こうとしても、上ナイフ１３が先行する下ナイフ１４に接近するように制御されながら、これら上下ナイフ１３，１４の相対速度によって段ボールウェブ１を切断するために十分な切断トルクを発生させることができるとともに、上下ナイフ１３，１４がそれぞれの駆動モータ８，９によって直接回転制御されているので、容易に回転トルクを調整することができるため、上下ナイフ１３，１４の刃先の開きを抑制することができる。
【００４６】
したがって、上下ナイフシリンダ２，３や上下ナイフ１３，１４の剛性を低くしても、上下ナイフ１３，１４によって適正に段ボールウェブ１を切断することができ、これによっても回転慣性を低減することができるため、駆動モータを小容量化することができるとともに、上下ナイフシリンダ２，３及び上下ナイフ１３，１４の生産コストを低減することができる。
【００４７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明すると、図４，図５は本発明の第２実施形態としてのカットオフ装置を示すもので、図４はその全体構成図、図５は上下歯車の切断時の噛合状態を示す模式図である。
本実施形態にかかるカットオフ装置の主構成及びその切断メカニズムは上記第１実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は一部省略する。なお、本実施形態において上記の第１実施形態と同符号のものは同様のものを示す。
【００４８】
図４に示すように、本実施形態にかかるカットオフ装置の主構成は上記第１実施形態とほぼ同様であるが、その上ナイフシリンダ２の軸の上駆動モータ８接続側に上歯車１５が固設され、同じく下ナイフシリンダ３の軸の下駆動モータ９接続側に、下歯車１６が固設され、これら上下歯車１５，１６が互いに噛している。
【００４９】
上下ナイフシリンダ２，３はそれぞれ上下駆動モータ８，９によって回転駆動されるが、両ナイフシリンダ２，３の位相にずれが生じようとすると、これらの上下歯車１５，１６がそれを阻止し、上下ナイフシリンダ２，３が互いに同期回転するように作用する。
したがって、上下ナイフシリンダ２，３は上下歯車１５，１６の噛合によって段ボールウェブ１の切断時以外には、より確実に同期回転されるようになっており、上下駆動モータ８，９がコントローラ１０に制御されながらながら上下ナイフシリンダ２，３を回転駆動させ、図４に示す上下ナイフ１３，１４の点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）にかけて紙パスライン１Ｌ上を走行する段ボールウェブ１が所定長さに切断されるようになっている。
【００５０】
ここで、本実施形態においても、上下ナイフシリンダ２，３はコントローラ１０によって制御されながら上下駆動モータ８，９によってそれぞれ回転駆動されるため、上下歯車１５，１６としては、上下ナイフシリンダ２，３の位相がずれないための機能を有していればよく、上記の図７に示した従来のカットオフ装置のように、上下ナイフシリンダを駆動させる駆動モータからの動力を伝達して駆動歯車としての役割を果たすほど剛性の高いものである必要はなく、比較的剛性の低いものでもよい。
【００５１】
ところで、本実施形態にかかるカットオフ装置においても、コントローラ１０は、上記第１実施形態と同様に、少なくとも上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１を切断している間（図３中点ａから点ｃの間）は、上ナイフシリンダ２と下ナイフシリンダ３とが微小な速度差をもって対向回転するように制御している。これによって、段ボールウェブ１切断中に、上下ナイフ１３，１４が図３に示すような所定の相対位置となり、上記第１実施形態と同様の切断メカニズムで段ボールウェブ１を切断するようになっている。
【００５２】
そのため、少なくとも段ボールウェブ１切断中には、上下ナイフシリンダ２，３は同期回転しないようになっており、上下歯車１５，１６は、少なくとも段ボールウェブ１切断中に互いに噛合する部分においてバックラッシュが大きくなるように形成されている。
つまり、図５に示すように、上下歯車１５，１６は、上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１の切断を開始してから終了するまで（つまり、図４中の点Ｑにおいて切断が開始されてから点Ｒにおいて切断が終了されるまで）の間に、互いに噛合する点Ｑ´から点Ｒ´までの部分において、バックラッシュが大きくなるように形成され、上下歯車１５，１６が遊隙をもつことによって互いに干渉しないようになっている。これにより、この点Ｑ´から点Ｒ´の部分においては、それぞれの上下駆動モータ８，９の回転駆動力のみによって回転駆動されるようになっている。
なお、これら上下歯車１５，１６については、上記の特許文献２に開示されている技術と同様のものである。
【００５３】
このような構成により、本実施形態にかかるカットオフ装置では、段ボールウェブ１を切断中には、コントローラ１０に制御されながら、上下ナイフシリンダ２，３が微小な速度差をもって回転駆動され、上下ナイフ１３，１４が所定の相対位置で段ボールウェブ１を切断することができるとともに、段ボールウェブ１を切断していない時には、上下歯車１５，１６の噛合に補助されながら、コントローラ１０によって上下ナイフシリンダ２，３が同期回転されるようになっているのである。
なお、上下ナイフ１３，１４の形状及び切断メカニズムは、上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００５４】
本発明の第２実施形態としてのカットオフ装置は、上述のように構成されているので、上記の第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、上下ナイフシリンダ２，３が、コントローラ１０に制御されながら上下駆動モータ８，９によって直接回転駆動されるとともに、上下ナイフシリンダ２，３が同期回転する際には、上下歯車１５，１６がその補助として働くように構成されているので、上下ナイフシリンダ２，３の回転制御をより確実に行なうことができ、上下ナイフシリンダ２，３に捻れが発生して位相ずれを起こしてしまうようなことを確実に防ぐことができる。
また、上下歯車１５，１６としては、回転駆動力伝達機構として機能するのではないため、比較的低い剛性のものを使用することができる。
【００５５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明すると、図６は本発明の第３実施形態としてのカットオフ装置の全体構成を示すものである。
【００５６】
本実施形態にかかるカットオフ装置の基本的な構成及びその切断メカニズムは上記第１，２実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は一部省略する。
また、上下歯車１５，１６の形状は、上記第２実施形態と同様であるため、その形状については、上記第２実施形態で用いた図５を用いて説明する。なお、本実施形態において、上記第１，２実施形態と同符号のものは同様のものを示す。
【００５７】
図６に示すように、本実施形態にかかるカットオフ装置の主構成は上記第２実施形態とほぼ同様であるが、その上ナイフシリンダ２の軸の一方に上歯車１５が固設され、他方には上歯車１７が固設されており、同じく下ナイフシリンダ３の軸の一方には下歯車１６が固設され、他方には下歯車１８が固設されている。そして、これら上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８が噛合されて上下ナイフシリンダ２，３が回転駆動されるようになっている。
【００５８】
また、上ナイフシリンダ２を回転駆動する上駆動モータ８は、上ナイフシリンダ２の軸の一方に接続され、これに対して、下ナイフシリンダ３を回転駆動する下駆動モータ９は下ナイフシリンダ３の軸の他方に接続されている。
したがって、上下ナイフシリンダ２，３はその軸の両側に固設された上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８の噛合によって、より確実に同期回転されるようになっており、上下駆動モータ８，９がコントローラ１０に制御されながらながら上下ナイフシリンダ２，３を回転駆動させ、図６に示す上下ナイフ１３，１４の点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）にかけて走行する段ボールウェブ１が所定長さ切断されるようになっている。
【００５９】
ここで、本実施形態においても、上下ナイフシリンダ２，３はコントローラ１０によって制御されながら回転されるため、上下歯車１５，１６，１７，１８としては、上下ナイフシリンダ２，３の位相がずれないための機能を有していればよく、上記第２実施形態のものと同様に、比較的剛性の低いものでもよい。
また、コントローラ１０についても、上記第１，２実施形態と同様に、少なくとも上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１を切断している間（図３中点ａから点ｃの間）は、上ナイフシリンダ２と下ナイフシリンダ３とが微小な速度差をもって対向回転するように制御しており、これによって、段ボールウェブ１切断中に、上下ナイフ１３，１４が図３に示すような所定の相対位置となり、上記第１実施形態と同様の切断メカニズムで段ボールウェブ１を切断するようになっている。
【００６０】
そのため、少なくとも段ボールウェブ１切断中には、上下ナイフシリンダ２，３は同期回転しないようになっており、上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８は、上記の第２実施形態の図５と同様に、少なくとも段ボールウェブ１切断中に互いに噛合する部分（点Ｑ´から点Ｒ´）において、バックラッシュが大きくなるように形成され、その部分（点Ｑ´から点Ｒ´）においては、上下ナイフシリンダ２，３は互いに干渉せず、それぞれの上下駆動モータ８，９の回転駆動力のみによって回転駆動されるようになっている。
【００６１】
このような構成により、段ボールウェブ１を切断していない時には、上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８の噛合に補助されながら、コントローラ１０によって上下ナイフシリンダ２，３が同期回転されるようになっているのである。
なお、上下ナイフ１３，１４の形状及び切断メカニズムは、上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６２】
本発明の第３実施形態としてのカットオフ装置は、上述のように構成されているので、上記第２実施形態のものと同様の効果を得ることができるほか、上下ナイフシリンダ２，３の両側に上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８が設けられ、互いに噛合しながら上下ナイフシリンダが回転駆動されるため、上下ナイフシリンダ２，３に回転慣性や段ボールウェブ１の切断荷重によって捻れが生じることによって、上下ナイフシリンダ２，３に位相ずれが発生するようなことをより確実に防ぐことができる。
【００６３】
さらに、上駆動モータ８が上ナイフシリンダ２の一方に、下駆動モータ９が下ナイフシリンダ３の他方に接続され、上下ナイフシリンダ２，３が両側から回転駆動されるため、上下ナイフシリンダ２，３には捻り変形が発生せず、上下ナイフシリンダ２，３をより確実に回転制御することができる。したがって、上下ナイフ１３，１４が精度良く所定の相対位置で段ボールウェブ１を切断することができ、切断品質をより向上させることができる。
また、上下歯車１５，１６，１７，１８としては、回転駆動力伝達機構として機能するのではないため、比較的低い剛性のものを使用することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００６５】
例えば、上記第３実施形態において、上下駆動モータ８，９を上下ナイフシリンダ２，３の軸の同一端にそれぞれ接続してもよい。
また、上記実施形態において、上ナイフ１３が縦刃形状であり、下ナイフ１４が横刃形状となるように構成されているが、これら刃の縦横形状の組み合わせは、これに限定されるものではなく、種々変更してもよい。
【００６６】
なお、上記実施形態において、上下ナイフシリンダの回転制御をパルスジェネレータを設けてコントローラによりフィードバック制御するように構成したが、パルスジェネレータを設けずにコントローラによってフィードフォワード制御するようにしてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明のカットオフ装置によれば上ナイフを取り付けられた上ナイフシリンダと、上ナイフと協働して段ボールウェブを切断する下ナイフを取り付けられた下ナイフシリンダと、上ナイフシリンダの軸端に直接接続され、上ナイフシリンダを回転駆動する上駆動モータと、下ナイフシリンダの軸端に直接接続され、下ナイフシリンダを回転駆動する下駆動モータと、上記上下ナイフが所定の相対位置で段ボールウェブを切断するように上記上下駆動モータを制御するコントローラとがそなえられているので、上下ナイフシリンダに回転駆動力を伝達する伝達機構を設ける必要がなく、この伝達機構によって生じる回転慣性を削減することができる。また、上下ナイフシリンダを同期回転させるために歯車等を設ける必要がないため、回転慣性を大幅に削減する事ができる。したがって、上下駆動モータには、駆動力の大きなモータは必要なく、駆動モータを小容量化することができる。
【００６８】
また、コントローラは、上下ナイフによる段ボールウェブの切断中は上下ナイフシリンダが速度差を持って対向回転するように上下駆動モータを制御するので、上下ナイフによる段ボールウェブの切断メカニズムとしては、上下ナイフが互いに与圧力を与えながら係合して段ボールウェブ１を切断するものではなく、上下ナイフが互いに離隔していながら、これらが互いに接近しつつ切断トルクを加えて切断するものに構成することができる。そのため、上下ナイフの係合調整の必要がなくなるとともに、係合による刃先の磨耗を僅かなものに抑制できるため、上下ナイフの交換や研磨を要求される頻度も大幅に抑えることができ、その結果、維持管理が容易になるとともに、上下ナイフの研磨や交換等の維持管理にかかるコストを低減することができる。
さらに、上ナイフシリンダと同軸に上歯車が固設されているとともに、下ナイフシリンダと同軸に上歯車と直接又は間接的に噛合する下歯車が固設されているので、上下ナイフシリンダが同期回転する際には、上下歯車がその補助として働くようなるため、上下ナイフシリンダの回転制御をより確実に行なうことができ、上下ナイフシリンダに捻れが発生して位相ずれを起こしてしまうようなこと確実に防ぐことができる。また、上下歯車としては、回転駆動力伝達機構として機能するのではないため、比較的低い剛性のものを使用することができる。
また、上下歯車は、上下ナイフによる段ボールウェブの切断中に互いに噛合する部分においては他の噛合部分よりもバックラッシュが大きくなるように形成されているので、上下ナイフによる段ボールウェブの切断中には上下ナイフが速度差をもって回転駆動されるようになり、上下ナイフによる段ボールウェブの切断メカニズムが、上下ナイフが互いに与圧力を与えながら係合して段ボールウェブを切断するものではなくなる。そのため、上下ナイフの係合調整の必要がなくなるとともに、係合による刃先の磨耗を僅かなものに抑制できるため、上下ナイフの交換や研磨を要求される頻度も大幅に抑えることができ、その結果、維持管理が容易になるとともに、上下ナイフの研磨や交換等の維持管理にかかるコストを低減することができる。
【００６９】
また、請求項２記載の本発明のカットオフ装置によれば、該コントローラは、上記上下ナイフの刃先が該段ボールウェブ切断完了時に係合又は略係合するように上記上下駆動モータを制御するとともに、該コントローラは、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中には、上記上下ナイフのいずれか一方のナイフが他方のナイフに後方側から接近していくように上記上下駆動モータを制御するので、段ボールウェブを切断中には、上下ナイフシリンダがコントローラに制御されながら、微小な速度差をもって回転駆動され、他方のナイフが若干先行して回転されている一方のナイフに接近するように制御されることにより、段ボールウェブを切断するのに十分な切断トルクを得ることができる。
【００７２】
また、請求項３記載の本発明のカットオフ装置によれば、上下歯車は、上下ナイフシリンダの両端にそれぞれ固設され、互いに噛合しながら上下ナイフシリンダが回転駆動されるので、上下ナイフシリンダに回転慣性や段ボールウェブ１の切断荷重によって捻れが生じることによって、上下ナイフシリンダに位相ずれが発生するようなことをより確実に防ぐことができる。また、これら上下歯車としては、回転駆動力伝達機構として機能するのではないため、比較的低い剛性のものを使用することができる。
【００７３】
また、請求項４記載の本発明のカットオフ装置によれば、上駆動モータは上ナイフシリンダの一方の軸端に設けられ、下駆動モータは下ナイフシリンダの他方の軸端に設けられているので、上下ナイフシリンダには捻り変形が発生せず、上下ナイフシリンダをより確実に回転制御することができる。したがって、上下ナイフが精度良く所定の相対位置で段ボールウェブを切断することができ、切断品質をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置の切断中の上下ナイフの軌跡を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態としてのカットオフ装置の全体構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態としてのカットオフ装置の上下歯車の切断時の噛合状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第３実施形態としてのカットオフ装置の全体構成図である。
【図７】従来のカットオフ装置の全体構成図である。
【図８】従来のカットオフ装置の切断メカニズムを説明する図である。
【符号の説明】
１ 段ボールウェブ
１Ｌ 紙パスライン
２ 上ナイフシリンダ
３ 下ナイフシリンダ
４，５ フレーム
６，７ 軸受
８ 上駆動モータ
９ 下駆動モータ
１０ コントローラ
１１，１２ パルスジェネレータ
１３ 上ナイフ
１４ 下ナイフ
１５，１７ 上歯車
１６，１８ 下歯車
【発明の属する技術分野】
本発明は、段ボールシートを製造するコルゲートマシンに設けられ段ボールウェブを所定長さに切断するカットオフ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、段ボールシートを製造するコルゲートマシンには、段ボールウェブを所定長さに切断するためのカットオフ装置がそなえられている（例えば特許文献１）。
このような従来のカットオフ装置は、図７に示すように、段ボールウェブ１０１が給送される紙パスラインを挟んで上下に対向する位置に上ナイフシリンダ１０２と下ナイフシリンダ１０３とが設けられ、これら上下ナイフシリンダ１０２，１０３は、その両端部に立設されたフレーム１０４，１０５にそれぞれ軸受１０６，１０７を介して回転自在に軸支されている。また、上ナイフシリンダ１０２の両端側にはそれぞれ上歯車１０８が固設され、下ナイフシリンダ１０３の両側端にはそれぞれ下歯車１０９が固設されており、上歯車１０８及び下歯車１０９は同一歯数で構成され、互いに噛み合っている。
【０００３】
また、上下ナイフシリンダ１０２，１０３のうち何れか一方のナイフシリンダ（ここでは下ナイフシリンダ）１０３の軸端の一端側には駆動歯車１１０が固設され、この駆動歯車１１０が駆動モータ１１２の軸１１３に固設された駆動歯車１１１に接続されている。これにより、駆動モータ１１２の動力がモータ軸１１３に固設された駆動歯車１１１から駆動歯車１１０に伝達されて下ナイフシリンダ１０３が回転するとともに、これに同期して上ナイフシリンダ１０２が回転するようになっている。
【０００４】
さらに、上ナイフシリンダ１０２の周面には螺旋状の上ナイフ１２０がそなえられ、下ナイフシリンダ１０３の周面には螺旋状の下ナイフ１３０がそなえられている。これらの上ナイフ１２０及び下ナイフ１３０は、上ナイフシリンダ１０２と下ナイフシリンダ１０３との対向回転により一回転に一度係合するようになっており、この係合点が上下ナイフシリンダ１０２，１０３の軸方向に一端［図７中の点Ｏ（即ち、係合開始点）］から他端［図７中の点Ｐ（即ち、係合終了点）］まで順次移動することにより、紙パスライン上を走行する段ボールウェブ１０１が直線状に切断されるようになっている。
【０００５】
また、コルゲートマシンで製造される段ボールシートの長さは種々あるため、図７に示すようなカットオフ装置では、これに対応するために、上下ナイフシリンダ１０２，１０３は変速して駆動されている。即ち、上下ナイフ１２０，１３０の係合が開始する時点［図７中の点Ｏ（係合開始点）］の直前から、上下ナイフ１２０，１３０の係合が終了する時点［図７中の点Ｐ（係合終了点）］の直後までの間は、上下ナイフ１２０，１３０の刃先の周速が段ボールウェブ１０１の走行速度と一致するように回転制御されているが、その他の範囲では、上下ナイフシリンダ１０２，１０３の回転を速くしたり、遅くしたりして段ボールウェブ１０１の切断長を変えるように回転制御している。
【０００６】
このような従来のカットオフ装置では、下ナイフシリンダ１０３の回転駆動力が下歯車１０９と上歯車１０８との連結によって、上ナイフシリンダ１０２に伝達され、上下ナイフシリンダ１０２，１０３の撓みを防止しながら上ナイフシリンダ１０２と下ナイフシリンダ１０３とが同期に対向回転するようになっているため、上下ナイフシリンダ１０２，１０３の回転に伴って大きな回転慣性が生じ、この回転慣性が駆動モータ１１２の負荷になってしまう。
【０００７】
また、駆動モータ１１２の回転駆動力が駆動歯車１１０と駆動歯車１１１との連結によって下ナイフシリンダ１０３に伝達されるようになっているため、この駆動歯車１１０，１１１の駆動機構においても回転慣性が生じて、駆動モータ１１２に負荷がかかってしまう。したがって、駆動モータ１１２としては、高負荷にも対応できる大きな駆動力を発揮できるモータ（電動機）が必要となってしまう。
【０００８】
また、これら回転慣性を低減させるために、上ナイフシリンダにも歯車を介して駆動モータを設け、少なくとも段ボールウェブ切断中には上下ナイフシリンダがそれぞれ独立して回転制御されるように構成することにより、上下ナイフシリンダの駆動モータが設けられていない側の上下歯車を除いて回転慣性を低減させても適正に段ボールウェブを切断することができる技術も開発されている（例えば特許文献２）。
【０００９】
【特許文献１】
実開平４−９７６９５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２８４４３０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらカットオフ装置の上下ナイフ１２０，１３０が適切に段ボールウェブ１０１を切断するためには、段ボールウェブ１０１切断時に上下ナイフ１２０，１３０の刃先が正確に係合し、且つ、上下ナイフ１２０，１３０の係合が開始する時点［図７中の点Ｏ（係合開始点）］の直前から、上下ナイフ１２０，１３０の係合が終了する時点［図７中の点Ｐ（係合終了点）］の直後までの間は、上ナイフ１２０と下ナイフ１３０とが開かないように（即ち、相互間に隙間が形成されないように）上下ナイフ１２０，１３０を係合させなくてはならない。
【００１１】
しかしながら、上記の特許文献１のような従来技術では、駆動モータ１１２から上下ナイフ１２０，１３０までの間にはこれらの歯車１０８，１０９，１１０，１１１が介されているため、駆動モータ１１２を制御して上下ナイフシリンダ１０２，１０３が正確に係合するように回転制御しても、これらの歯車によって駆動モータ１１２から上下ナイフ１２０，１３０に伝達される回転駆動力に誤差が生じてしまい、適切に駆動モータ１１２を制御することが困難になってしまう。
【００１２】
さらに、上述のように、これらの歯車１０８，１０９，１１０，１１１等によって大きな回転慣性が発生するので、上下ナイフシリンダ１０２，１０３に捻り変形が生じ易くなってしまい、その結果、上下ナイフ１２０，１３０の係合が開始する時点からこれらの係合が終了する時点までの間に、上ナイフ１２０と下ナイフ１３０とが開き易くなってしまう。
【００１３】
また、上記の特許文献２のような従来技術においても、特許文献１における上下歯車１０８，１０９の片側を省くことができるものの、特許文献１と同様のことがいえる。
これらの理由により、これらのような従来のカットオフ装置では、上ナイフ１２０と下ナイフ１３０とが正確に係合し、且つ、上ナイフ１２０と下ナイフ１３０とが開かないように（即ち、相互間に隙間が形成されないように）するために、上下ナイフ１２０，１３０に予めブロック矢印Ｄ（図８）に示すような所定の押付力（つまり、上下ナイフ１２０，１３０の対向面間を互いに押し付ける接触力、以下、与圧力ともいう）を与えるようにしている。
【００１４】
しかし、このように上下ナイフ１２０，１３０に与圧力を与えながら係合させると、段ボールウェブ１０１の切断時には、上下ナイフ１２０，１３０間にどうしても大きな摩擦が発生してしまうため、上下ナイフ１２０，１３０の刃先が磨耗してしまう。仮に、特許文献２の技術のように、この与圧力を調整しても、上下ナイフの磨耗は避けられない。
【００１５】
したがって、定期的あるいは突発的に上下ナイフ１２０，１３０の係合調整や刃先研削及び上下ナイフ１２０，１３０自体の交換が必要になってしまい、維持管理に手間と費用が掛かかるとともに、カットオフ装置の稼働率や生産性が低下してしまうという課題があった。
特に、上下ナイフ１２０，１３０により段ボールウェブ１０１を切断する際には、このとき加える切断トルクに応じた切断荷重（反力）が段ボールウェブ１０１から上下ナイフ１２０，１３０に作用するため、上下ナイフ１２０，１３０間の与圧力が弱いと、この段ボールウェブ１０１からの切断荷重（反力）によって、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３に撓みや捻りが生じて点Ｏ（係合開始点）から点Ｐ（係合終了点）にかけて刃先が開いてしまい、切断品質が悪化してしまうことになる。
【００１６】
したがって、上下ナイフ１２０，１３０間の与圧力は、この点を考慮して十分に大きくする必要があるため、上下ナイフ１２０，１３０には余計に大きな負担が掛かってしまい、その結果、上下ナイフ１２０，１３０の磨耗も大きなものになってしまう。
さらに、この与圧力を適正に上下ナイフ１２０，１３０間に生じさせるためには係合調整が必要となるが、この係合調整には、熟練した技術力や調整時間が必要であるため、係合調整が大きな作業負担になる上に、上下ナイフ１２０，１３０が磨耗すると与圧も変化するため、その都度、係合調整が必要になるといった課題があった。
【００１７】
また、このような上下ナイフ１２０，１３０に適正な与圧力を与える従来のカットオフ装置では、上下ナイフ１２０，１３０を係合させるための与圧力によって、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３には大きな負荷が加わるため、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３としては曲げ変形や捻れ変形を防止するために高剛性のものが必要であった。換言すると、上記のような従来のカットオフ装置によれば、段ボールウェブ１０１を適正に切断するための所定の切断トルク及び与圧力を得ることができるように、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３の剛性を決定し、これらを高剛性に構成していた。
【００１８】
このように、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３（特に上下ナイフシリンダ１０２，１０３）を高剛性に構成すると、どうしてもこれらの重量が重くなってしまい、上述の回転慣性がさらに大きくなってしまう。その結果、駆動モータとしても大容量のものが必要であった。
また、上下ナイフ１２０，１３０及び上下ナイフシリンダ１０２，１０３を高剛性に構成することにより、これらの生産コストも高くなるといった課題もあった。
【００１９】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、上下ナイフシリンダの剛性を低下させても良好な切断性能を確保することができ、且つ、上下ナイフの磨耗を抑制できるようにした、カットオフ装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のカットオフ装置は、段ボールシートを製造するコルゲートマシンに設けられ、走行する段ボールウェブを所定長さに切断するカットオフ装置であって、上ナイフを取り付けられた上ナイフシリンダと、該上ナイフと協働して該段ボールウェブを切断する下ナイフを取り付けられた下ナイフシリンダと、該上ナイフシリンダの軸端に直接接続され、該上ナイフシリンダを回転駆動する上駆動モータと、該下ナイフシリンダの軸端に直接接続され、該下ナイフシリンダを回転駆動する下駆動モータと、上記上下ナイフが所定の相対位置で該段ボールウェブを切断するように上記上下駆動モータを制御するコントローラとをそなえ、該コントローラは、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中は上記上下ナイフシリンダが速度差を持って対向回転するように上記上下駆動モータを制御するとともに、該上ナイフシリンダと同軸に上歯車が固設され、該下ナイフシリンダと同軸に該上歯車と直接又は間接的に噛合する下歯車が固設され、上記上下歯車は、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中に互いに噛合する部分においては他の噛合部分よりもバックラッシュが大きくなるように形成されていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項２記載のカットオフ装置は、請求項１記載の装置において、該コントローラは、上記上下ナイフの刃先が該段ボールウェブ切断完了時に係合又は略係合するように上記上下駆動モータを制御するとともに、該コントローラは、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中には、上記上下ナイフのいずれか一方のナイフが他方のナイフに後方側から接近していくように上記上下駆動モータを制御することを特徴としている。
【００２３】
また、請求項３記載のカットオフ装置は、請求項１又は２記載の装置において、上記上下歯車は、上記上下ナイフシリンダの両端にそれぞれ固設されていることを特徴としている。
また、請求項４記載のカットオフ装置は、請求項３記載の装置において、該上駆動モータは該上ナイフシリンダの一方の軸端に設けられ、該下駆動モータは該下ナイフシリンダの他方の軸端に設けられていることを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明すると、図１〜図３は本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置を示すもので、図１はその全体構成図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３はその切断中の上下ナイフの軌跡を示す模式図である。
【００２５】
図１，図２に示すように、本実施形態にかかるカットオフ装置は、段ボールウェブ１が給送される紙パスライン１Ｌ（図２参照）を挟んで上下に対向する位置に上ナイフシリンダ２と下ナイフシリンダ３とがそなえられており、これら上下ナイフシリンダ２，３は、その両端部に立設されたフレーム４，５に軸受６，７を介して回転自在に軸支されている。
【００２６】
上ナイフシリンダ２の軸端の一方には上駆動モータ８が直接接続されており、これと同様に、下ナイフシリンダ３の軸端の一方にも下駆動モータ９が直接接続されており、上下ナイフシリンダ２，３はそれぞれの上下駆動モータ８，９によって回転駆動されるようになっている。そして、これら上下駆動モータ８，９にはコントローラ１０が接続されており、上下駆動モータ８，９はこのコントローラ１０によって出力を制御されるようになっている。
【００２７】
また、上下ナイフシリンダ２，３の軸端の他方にはそれぞれパルスジェネレータ１１，１２が接続されており、このパルスジェネレータ１１，１２から上下ナイフシリンダ２，３の回転状況に応じたパルス信号をコントローラ１０へ送信するようになっている。コントローラ１０はこれらパルスジェネレータ１１，１２からの信号に基づいて上下駆動モータ８，９の回転をフィードバック制御しているのである。
【００２８】
さらに、上ナイフシリンダ２の周上には縦刃形状の上ナイフ１３が螺旋状にそなえられ、下ナイフシリンダ３の周上には横刃形状の下ナイフ１４が螺旋状にそなえられている。なお、これら上下ナイフ１３，１４の螺旋角は同じ角度でそれぞれのナイフシリンダに取り付けられている。図２に示すように、これら上下ナイフ１３，１４は、接続部材１３ａ，１４ａにボルト等で固設され、接続部材１３ａ，１４ａがボルト等によって上下ナイフシリンダ２，３に固設されることによって、上下ナイフシリンダ２，３に固定されている。
【００２９】
このような構成により、上下駆動モータ８，９がコントローラ１０に制御されながら上下ナイフシリンダ２，３を回転駆動させ、図１に示す上下ナイフ１３，１４の点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）にかけて走行する段ボールウェブ１が直線状に所定長さ（約３００ｍｍ〜３０００ｍｍ）で切断されるようになっている。
つまり、コントローラ１０は、段ボールウェブ１を所定の長さの段ボールシートに切断するため、上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１を切断している間以外の間においては、上下ナイフシリンダ２，３の回転を速くしたり、遅くしたりして段ボールウェブ１の切断長を変えるように回転制御しているのである。
【００３０】
ところで、本実施形態にかかるカットオフ装置では、上ナイフシリンダ２の径が下ナイフシリンダ３の径よりも若干大きく構成されており、下ナイフ１４より上ナイフ１３の方が若干早く走行する段ボールウェブ１に接触するように構成されている。つまり、図３に示すように、下ナイフ１４が段ボールウェブ１に切り込む位置（点ｂ）よりも上ナイフ１３が段ボールウェブに接触する位置（点ａ）の方が、段ボールウェブ１の走行方向の後方となるように構成されている。
【００３１】
また、コントローラ１０は、少なくとも上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１を切断している間（図３中点ａから点ｃの間）は、上ナイフシリンダ２と下ナイフシリンダ３とが微小な速度差をもって（ここでは、上ナイフシリンダ２の回転速度が下ナイフシリンダ３の回転速度に対して約４％程度速く）対向回転するように制御している。
【００３２】
そのため、上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１の切断を完了するまでは、下ナイフ１４が上ナイフ１３よりも段ボールウェブ１の走行方向に若干先行して、上ナイフ１３は後方から下ナイフ１４に接近するように上下駆動モータ８，９が制御されている。
そして、図３に示すように、上ナイフ１３は、上ナイフシリンダ２の径方向に対して段ボールウェブ１走行方向に前傾斜するように若干傾いて設置されているとともに、上ナイフ１３の刃先の先端部が、刃先方向を示す一点鎖線１３ｓに示すように、上ナイフシリンダ２の回転方向のやや後方に向くように、刃先が斜めにカットされている。したがって、上ナイフ１３が段ボールウェブ１に接触した際（図３中点ａ）には、上ナイフ１３の刃先が段ボールウェブ１に接触して、段ボールウェブ１を変形させるように上記の斜めにカットされた面が段ボールウェブ１を上方から垂直方向に押さえ付けるようになっている。なお、この上ナイフ１３の傾き（前傾斜）は、０．５度程度が好ましい。
【００３３】
また、下ナイフ１４は、下ナイフシリンダ３の径方向に対して段ボールウェブ１の走行方向に大きく前傾斜するように傾いて設置されているので、下ナイフ１４が段ボールウェブ１に接触した際（図３中点ｂ）には、下ナイフ１４の刃先の先端部が、段ボールウェブ１に対して下方から略垂直に切り込むようになっている。
【００３４】
このような構成により、上ナイフ１３が点ａにおいて、下ナイフ１４よりも早く段ボールウェブ１に接触すると、上ナイフ１３はすぐに段ボールウェブ１に切り込まずに、段ボールウェブ１を上方から押さえ付け、その段ボールウェブ１の押さえ付けられた部分の下方であり、且つ、点ａよりも走行方向前方の点ｂから下ナイフ１４が切り込むようになっている（図３中点ｂ）。
【００３５】
このとき、下ナイフ１４は、走行方向に大きく前傾斜して設置されているので、刃先が段ボールウェブ１に対して略垂直に切り込んでいくことになり、容易に段ボールウェブ１に切り込むことができる。さらに、段ボールウェブ１は上方から上ナイフ１３によって下方に押さえ付けられているため、下ナイフ１４の切り込みはより容易になされることになり、切断品質も向上する。
【００３６】
そして、上ナイフ１３はその回転に伴って段ボールウェブ１との角度が大きくなっていき、一定の角度に達した時点で、上ナイフ１３の刃先（刃端部）が段ボールウェブ１に切り込むようになっている。なお、このとき、上ナイフ１３が段ボールウェブ１を押さえ付けていた力が、段ボールウェブ１からの反力となって上ナイフ１３に作用するが、この反力に対応するように上ナイフ１３に切断トルクが作用するため、上ナイフ１３による段ボールウェブ１の切断が良好なものになる。
【００３７】
そして、下ナイフ１４が上ナイフ１３よりも若干先行して段ボールウェブ１を切断し、上ナイフ１３は下ナイフ１４の後方から下ナイフ１４に接近して行くように駆動モータ８によって回転トルクを付与されながら段ボールウェブ１を切断し、点ｃもしくは点ｃに到達する寸前に、上ナイフ１３が下ナイフ１４を追い越して、点ｃにおいて上下ナイフ１３，１４の刃先が係合又は略係合することによって、段ボールウェブ１の切断が完了されるようになっている。
【００３８】
このように、上下ナイフシリンダ２，３がそれぞれの駆動モータ８，９によって独立して回転制御されながら、これらそれぞれの駆動モータ８，９によって直接回転トルク付与され、上記の上ナイフ１３が下ナイフ１４を追いかけるように制御されることにより、これら上下ナイフ１３，１４の相対速度によって、即ち、上ナイフ１３が下ナイフ１４に接近しながら、段ボールウェブ１を切断するために十分な切断トルクを確保することができ、段ボールウェブ１の切断が良好なものになるのである。
【００３９】
また、上記の段ボールウェブ１切断完了後（つまり、点ｃ以降）にも、当然上下ナイフ１３，１４は微小な速度差をもって（上ナイフ１３が下ナイフ１４よりも微小に速く、即ち、上ナイフ１３が段ボールウェブ１の走行速度よりも微小に速く）回転されるので、上ナイフ１３が下ナイフ１４よりも若干先行して走行される。したがって、段ボールウェブ切断完了時（点ｃ）において、これら上下ナイフ１３，１４は互いの先端部分が一旦係合又は略係合するが、その後は、上下ナイフ１３，１４の各先端部分は互いに係合することはない。
【００４０】
しかし、これら上下ナイフ１３，１４は、段ボールウェブ１の切断方向（即ち、段ボールウェブ１の厚み方向）に重なりながら段ボールウェブ１を走行するため、上ナイフ１３の後ろ側の面に下ナイフ１４の先端が干渉するおそれがある。これに対し、本実施形態では、上ナイフ１３の後ろ側の面（下ナイフ１４が接近する側の側面）が、凹状に形成されている。これにより、上下ナイフ１３，１４が接近しても、点ｄに示すように、上下ナイフ１３，１４が互いに干渉して磨耗することがないようになっている。
【００４１】
また、上ナイフ１３が下ナイフ１４よりも、若干早く回転されているため、図１の点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）に向けて刃先の相互関係が若干変化することが考えられるが、上記のように、点ａから点ｃもしくは点ｃの直前までは下ナイフ１４が上ナイフ１３よりも先行して段ボールウェブ１を切断するようになっている。
【００４２】
このように、本実施形態にかかるカットオフ装置は、図８に示した従来のカットオフ装置のように、上下ナイフが与圧力をもって係合しながら切断するものではないため、段ボールウェブ１切断中の上下ナイフ１３，１４の摩擦によって上下ナイフ１３，１４が磨耗するようなことがない。
なお、段ボールウェブ１切断時の切断トルクによっても上下ナイフシリンダ２，３に捻れが生じて、上下ナイフ１３，１４の刃先が点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）に向けて若干開くことが考えられるが、この切断トルクによる刃先の開きは微小なものに抑えることができる。つまり、本実施形態にかかるカットオフ装置では、上記の通り、上下ナイフシリンダ２，３がそれぞれの駆動モータ８，９によって独立して回転制御されているため、上下ナイフ１３，１４はそれぞれの駆動モータ８，９によって直接回転トルクを得ることができ、この回転トルクを調節することによって、上下ナイフ１３，１４の刃先の開きを切断品質に支障がない許容範囲内（例えば、０．１５ｍｍ以内）に収めているのである。
【００４３】
本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置は、上述のように構成されているので、上下ナイフシリンダ２，３の軸が直接上下駆動モータ８，９に接続され、上下ナイフシリンダ２，３に回転駆動力を伝達する伝達機構を設ける必要がないため、この伝達機構によって生じる回転慣性を削減することができる。
また、上下ナイフシリンダを同期回転させるために歯車等を設ける必要がないため、回転慣性を大幅に削減する事ができる。したがって、上下駆動モータ８，９には、駆動力の大きなモータは必要なく、駆動モータを小容量化することができる。
【００４４】
さらに、上下ナイフ１３，１４が互いに与圧力を与えながら係合して段ボールウェブ１を切断するものではないため、上下ナイフ１３，１４の係合調整の必要がなくなるとともに、係合による刃先の磨耗を僅かなものに抑制できるため、上下ナイフ１３，１４の交換や研磨を要求される頻度も大幅に抑えることができる。その結果、維持管理が容易になるとともに、上下ナイフの研磨や交換等の維持管理にかかるコストを低減することができる。
【００４５】
また、上下ナイフシリンダ２，３に曲げ変形や捻れ変形が生じて、上下ナイフ１３，１４の刃先が開こうとしても、上ナイフ１３が先行する下ナイフ１４に接近するように制御されながら、これら上下ナイフ１３，１４の相対速度によって段ボールウェブ１を切断するために十分な切断トルクを発生させることができるとともに、上下ナイフ１３，１４がそれぞれの駆動モータ８，９によって直接回転制御されているので、容易に回転トルクを調整することができるため、上下ナイフ１３，１４の刃先の開きを抑制することができる。
【００４６】
したがって、上下ナイフシリンダ２，３や上下ナイフ１３，１４の剛性を低くしても、上下ナイフ１３，１４によって適正に段ボールウェブ１を切断することができ、これによっても回転慣性を低減することができるため、駆動モータを小容量化することができるとともに、上下ナイフシリンダ２，３及び上下ナイフ１３，１４の生産コストを低減することができる。
【００４７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明すると、図４，図５は本発明の第２実施形態としてのカットオフ装置を示すもので、図４はその全体構成図、図５は上下歯車の切断時の噛合状態を示す模式図である。
本実施形態にかかるカットオフ装置の主構成及びその切断メカニズムは上記第１実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は一部省略する。なお、本実施形態において上記の第１実施形態と同符号のものは同様のものを示す。
【００４８】
図４に示すように、本実施形態にかかるカットオフ装置の主構成は上記第１実施形態とほぼ同様であるが、その上ナイフシリンダ２の軸の上駆動モータ８接続側に上歯車１５が固設され、同じく下ナイフシリンダ３の軸の下駆動モータ９接続側に、下歯車１６が固設され、これら上下歯車１５，１６が互いに噛している。
【００４９】
上下ナイフシリンダ２，３はそれぞれ上下駆動モータ８，９によって回転駆動されるが、両ナイフシリンダ２，３の位相にずれが生じようとすると、これらの上下歯車１５，１６がそれを阻止し、上下ナイフシリンダ２，３が互いに同期回転するように作用する。
したがって、上下ナイフシリンダ２，３は上下歯車１５，１６の噛合によって段ボールウェブ１の切断時以外には、より確実に同期回転されるようになっており、上下駆動モータ８，９がコントローラ１０に制御されながらながら上下ナイフシリンダ２，３を回転駆動させ、図４に示す上下ナイフ１３，１４の点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）にかけて紙パスライン１Ｌ上を走行する段ボールウェブ１が所定長さに切断されるようになっている。
【００５０】
ここで、本実施形態においても、上下ナイフシリンダ２，３はコントローラ１０によって制御されながら上下駆動モータ８，９によってそれぞれ回転駆動されるため、上下歯車１５，１６としては、上下ナイフシリンダ２，３の位相がずれないための機能を有していればよく、上記の図７に示した従来のカットオフ装置のように、上下ナイフシリンダを駆動させる駆動モータからの動力を伝達して駆動歯車としての役割を果たすほど剛性の高いものである必要はなく、比較的剛性の低いものでもよい。
【００５１】
ところで、本実施形態にかかるカットオフ装置においても、コントローラ１０は、上記第１実施形態と同様に、少なくとも上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１を切断している間（図３中点ａから点ｃの間）は、上ナイフシリンダ２と下ナイフシリンダ３とが微小な速度差をもって対向回転するように制御している。これによって、段ボールウェブ１切断中に、上下ナイフ１３，１４が図３に示すような所定の相対位置となり、上記第１実施形態と同様の切断メカニズムで段ボールウェブ１を切断するようになっている。
【００５２】
そのため、少なくとも段ボールウェブ１切断中には、上下ナイフシリンダ２，３は同期回転しないようになっており、上下歯車１５，１６は、少なくとも段ボールウェブ１切断中に互いに噛合する部分においてバックラッシュが大きくなるように形成されている。
つまり、図５に示すように、上下歯車１５，１６は、上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１の切断を開始してから終了するまで（つまり、図４中の点Ｑにおいて切断が開始されてから点Ｒにおいて切断が終了されるまで）の間に、互いに噛合する点Ｑ´から点Ｒ´までの部分において、バックラッシュが大きくなるように形成され、上下歯車１５，１６が遊隙をもつことによって互いに干渉しないようになっている。これにより、この点Ｑ´から点Ｒ´の部分においては、それぞれの上下駆動モータ８，９の回転駆動力のみによって回転駆動されるようになっている。
なお、これら上下歯車１５，１６については、上記の特許文献２に開示されている技術と同様のものである。
【００５３】
このような構成により、本実施形態にかかるカットオフ装置では、段ボールウェブ１を切断中には、コントローラ１０に制御されながら、上下ナイフシリンダ２，３が微小な速度差をもって回転駆動され、上下ナイフ１３，１４が所定の相対位置で段ボールウェブ１を切断することができるとともに、段ボールウェブ１を切断していない時には、上下歯車１５，１６の噛合に補助されながら、コントローラ１０によって上下ナイフシリンダ２，３が同期回転されるようになっているのである。
なお、上下ナイフ１３，１４の形状及び切断メカニズムは、上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００５４】
本発明の第２実施形態としてのカットオフ装置は、上述のように構成されているので、上記の第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、上下ナイフシリンダ２，３が、コントローラ１０に制御されながら上下駆動モータ８，９によって直接回転駆動されるとともに、上下ナイフシリンダ２，３が同期回転する際には、上下歯車１５，１６がその補助として働くように構成されているので、上下ナイフシリンダ２，３の回転制御をより確実に行なうことができ、上下ナイフシリンダ２，３に捻れが発生して位相ずれを起こしてしまうようなことを確実に防ぐことができる。
また、上下歯車１５，１６としては、回転駆動力伝達機構として機能するのではないため、比較的低い剛性のものを使用することができる。
【００５５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明すると、図６は本発明の第３実施形態としてのカットオフ装置の全体構成を示すものである。
【００５６】
本実施形態にかかるカットオフ装置の基本的な構成及びその切断メカニズムは上記第１，２実施形態と同様であるため、それらの詳細な説明は一部省略する。
また、上下歯車１５，１６の形状は、上記第２実施形態と同様であるため、その形状については、上記第２実施形態で用いた図５を用いて説明する。なお、本実施形態において、上記第１，２実施形態と同符号のものは同様のものを示す。
【００５７】
図６に示すように、本実施形態にかかるカットオフ装置の主構成は上記第２実施形態とほぼ同様であるが、その上ナイフシリンダ２の軸の一方に上歯車１５が固設され、他方には上歯車１７が固設されており、同じく下ナイフシリンダ３の軸の一方には下歯車１６が固設され、他方には下歯車１８が固設されている。そして、これら上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８が噛合されて上下ナイフシリンダ２，３が回転駆動されるようになっている。
【００５８】
また、上ナイフシリンダ２を回転駆動する上駆動モータ８は、上ナイフシリンダ２の軸の一方に接続され、これに対して、下ナイフシリンダ３を回転駆動する下駆動モータ９は下ナイフシリンダ３の軸の他方に接続されている。
したがって、上下ナイフシリンダ２，３はその軸の両側に固設された上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８の噛合によって、より確実に同期回転されるようになっており、上下駆動モータ８，９がコントローラ１０に制御されながらながら上下ナイフシリンダ２，３を回転駆動させ、図６に示す上下ナイフ１３，１４の点Ｑ（係合開始点）から点Ｒ（係合終了点）にかけて走行する段ボールウェブ１が所定長さ切断されるようになっている。
【００５９】
ここで、本実施形態においても、上下ナイフシリンダ２，３はコントローラ１０によって制御されながら回転されるため、上下歯車１５，１６，１７，１８としては、上下ナイフシリンダ２，３の位相がずれないための機能を有していればよく、上記第２実施形態のものと同様に、比較的剛性の低いものでもよい。
また、コントローラ１０についても、上記第１，２実施形態と同様に、少なくとも上下ナイフ１３，１４が段ボールウェブ１を切断している間（図３中点ａから点ｃの間）は、上ナイフシリンダ２と下ナイフシリンダ３とが微小な速度差をもって対向回転するように制御しており、これによって、段ボールウェブ１切断中に、上下ナイフ１３，１４が図３に示すような所定の相対位置となり、上記第１実施形態と同様の切断メカニズムで段ボールウェブ１を切断するようになっている。
【００６０】
そのため、少なくとも段ボールウェブ１切断中には、上下ナイフシリンダ２，３は同期回転しないようになっており、上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８は、上記の第２実施形態の図５と同様に、少なくとも段ボールウェブ１切断中に互いに噛合する部分（点Ｑ´から点Ｒ´）において、バックラッシュが大きくなるように形成され、その部分（点Ｑ´から点Ｒ´）においては、上下ナイフシリンダ２，３は互いに干渉せず、それぞれの上下駆動モータ８，９の回転駆動力のみによって回転駆動されるようになっている。
【００６１】
このような構成により、段ボールウェブ１を切断していない時には、上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８の噛合に補助されながら、コントローラ１０によって上下ナイフシリンダ２，３が同期回転されるようになっているのである。
なお、上下ナイフ１３，１４の形状及び切断メカニズムは、上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６２】
本発明の第３実施形態としてのカットオフ装置は、上述のように構成されているので、上記第２実施形態のものと同様の効果を得ることができるほか、上下ナイフシリンダ２，３の両側に上下歯車１５，１６及び上下歯車１７，１８が設けられ、互いに噛合しながら上下ナイフシリンダが回転駆動されるため、上下ナイフシリンダ２，３に回転慣性や段ボールウェブ１の切断荷重によって捻れが生じることによって、上下ナイフシリンダ２，３に位相ずれが発生するようなことをより確実に防ぐことができる。
【００６３】
さらに、上駆動モータ８が上ナイフシリンダ２の一方に、下駆動モータ９が下ナイフシリンダ３の他方に接続され、上下ナイフシリンダ２，３が両側から回転駆動されるため、上下ナイフシリンダ２，３には捻り変形が発生せず、上下ナイフシリンダ２，３をより確実に回転制御することができる。したがって、上下ナイフ１３，１４が精度良く所定の相対位置で段ボールウェブ１を切断することができ、切断品質をより向上させることができる。
また、上下歯車１５，１６，１７，１８としては、回転駆動力伝達機構として機能するのではないため、比較的低い剛性のものを使用することができる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００６５】
例えば、上記第３実施形態において、上下駆動モータ８，９を上下ナイフシリンダ２，３の軸の同一端にそれぞれ接続してもよい。
また、上記実施形態において、上ナイフ１３が縦刃形状であり、下ナイフ１４が横刃形状となるように構成されているが、これら刃の縦横形状の組み合わせは、これに限定されるものではなく、種々変更してもよい。
【００６６】
なお、上記実施形態において、上下ナイフシリンダの回転制御をパルスジェネレータを設けてコントローラによりフィードバック制御するように構成したが、パルスジェネレータを設けずにコントローラによってフィードフォワード制御するようにしてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明のカットオフ装置によれば上ナイフを取り付けられた上ナイフシリンダと、上ナイフと協働して段ボールウェブを切断する下ナイフを取り付けられた下ナイフシリンダと、上ナイフシリンダの軸端に直接接続され、上ナイフシリンダを回転駆動する上駆動モータと、下ナイフシリンダの軸端に直接接続され、下ナイフシリンダを回転駆動する下駆動モータと、上記上下ナイフが所定の相対位置で段ボールウェブを切断するように上記上下駆動モータを制御するコントローラとがそなえられているので、上下ナイフシリンダに回転駆動力を伝達する伝達機構を設ける必要がなく、この伝達機構によって生じる回転慣性を削減することができる。また、上下ナイフシリンダを同期回転させるために歯車等を設ける必要がないため、回転慣性を大幅に削減する事ができる。したがって、上下駆動モータには、駆動力の大きなモータは必要なく、駆動モータを小容量化することができる。
【００６８】
また、コントローラは、上下ナイフによる段ボールウェブの切断中は上下ナイフシリンダが速度差を持って対向回転するように上下駆動モータを制御するので、上下ナイフによる段ボールウェブの切断メカニズムとしては、上下ナイフが互いに与圧力を与えながら係合して段ボールウェブ１を切断するものではなく、上下ナイフが互いに離隔していながら、これらが互いに接近しつつ切断トルクを加えて切断するものに構成することができる。そのため、上下ナイフの係合調整の必要がなくなるとともに、係合による刃先の磨耗を僅かなものに抑制できるため、上下ナイフの交換や研磨を要求される頻度も大幅に抑えることができ、その結果、維持管理が容易になるとともに、上下ナイフの研磨や交換等の維持管理にかかるコストを低減することができる。
さらに、上ナイフシリンダと同軸に上歯車が固設されているとともに、下ナイフシリンダと同軸に上歯車と直接又は間接的に噛合する下歯車が固設されているので、上下ナイフシリンダが同期回転する際には、上下歯車がその補助として働くようなるため、上下ナイフシリンダの回転制御をより確実に行なうことができ、上下ナイフシリンダに捻れが発生して位相ずれを起こしてしまうようなこと確実に防ぐことができる。また、上下歯車としては、回転駆動力伝達機構として機能するのではないため、比較的低い剛性のものを使用することができる。
また、上下歯車は、上下ナイフによる段ボールウェブの切断中に互いに噛合する部分においては他の噛合部分よりもバックラッシュが大きくなるように形成されているので、上下ナイフによる段ボールウェブの切断中には上下ナイフが速度差をもって回転駆動されるようになり、上下ナイフによる段ボールウェブの切断メカニズムが、上下ナイフが互いに与圧力を与えながら係合して段ボールウェブを切断するものではなくなる。そのため、上下ナイフの係合調整の必要がなくなるとともに、係合による刃先の磨耗を僅かなものに抑制できるため、上下ナイフの交換や研磨を要求される頻度も大幅に抑えることができ、その結果、維持管理が容易になるとともに、上下ナイフの研磨や交換等の維持管理にかかるコストを低減することができる。
【００６９】
また、請求項２記載の本発明のカットオフ装置によれば、該コントローラは、上記上下ナイフの刃先が該段ボールウェブ切断完了時に係合又は略係合するように上記上下駆動モータを制御するとともに、該コントローラは、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中には、上記上下ナイフのいずれか一方のナイフが他方のナイフに後方側から接近していくように上記上下駆動モータを制御するので、段ボールウェブを切断中には、上下ナイフシリンダがコントローラに制御されながら、微小な速度差をもって回転駆動され、他方のナイフが若干先行して回転されている一方のナイフに接近するように制御されることにより、段ボールウェブを切断するのに十分な切断トルクを得ることができる。
【００７２】
また、請求項３記載の本発明のカットオフ装置によれば、上下歯車は、上下ナイフシリンダの両端にそれぞれ固設され、互いに噛合しながら上下ナイフシリンダが回転駆動されるので、上下ナイフシリンダに回転慣性や段ボールウェブ１の切断荷重によって捻れが生じることによって、上下ナイフシリンダに位相ずれが発生するようなことをより確実に防ぐことができる。また、これら上下歯車としては、回転駆動力伝達機構として機能するのではないため、比較的低い剛性のものを使用することができる。
【００７３】
また、請求項４記載の本発明のカットオフ装置によれば、上駆動モータは上ナイフシリンダの一方の軸端に設けられ、下駆動モータは下ナイフシリンダの他方の軸端に設けられているので、上下ナイフシリンダには捻り変形が発生せず、上下ナイフシリンダをより確実に回転制御することができる。したがって、上下ナイフが精度良く所定の相対位置で段ボールウェブを切断することができ、切断品質をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態としてのカットオフ装置の切断中の上下ナイフの軌跡を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態としてのカットオフ装置の全体構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態としてのカットオフ装置の上下歯車の切断時の噛合状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第３実施形態としてのカットオフ装置の全体構成図である。
【図７】従来のカットオフ装置の全体構成図である。
【図８】従来のカットオフ装置の切断メカニズムを説明する図である。
【符号の説明】
１ 段ボールウェブ
１Ｌ 紙パスライン
２ 上ナイフシリンダ
３ 下ナイフシリンダ
４，５ フレーム
６，７ 軸受
８ 上駆動モータ
９ 下駆動モータ
１０ コントローラ
１１，１２ パルスジェネレータ
１３ 上ナイフ
１４ 下ナイフ
１５，１７ 上歯車
１６，１８ 下歯車
Claims (4)
- 段ボールシートを製造するコルゲートマシンに設けられ、走行する段ボールウェブを所定長さに切断するカットオフ装置であって、
上ナイフを取り付けられた上ナイフシリンダと、
該上ナイフと協働して該段ボールウェブを切断する下ナイフを取り付けられた下ナイフシリンダと、
該上ナイフシリンダの軸端に直接接続され、該上ナイフシリンダを回転駆動する上駆動モータと、
該下ナイフシリンダの軸端に直接接続され、該下ナイフシリンダを回転駆動する下駆動モータと、
上記上下ナイフが所定の相対位置で該段ボールウェブを切断するように上記上下駆動モータを制御するコントローラとをそなえ、
該コントローラは、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中は上記上下ナイフシリンダが速度差を持って対向回転するように上記上下駆動モータを制御するとともに、
該上ナイフシリンダと同軸に上歯車が固設され、
該下ナイフシリンダと同軸に該上歯車と直接又は間接的に噛合する下歯車が固設され、
上記上下歯車は、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中に互いに噛合する部分においては他の噛合部分よりもバックラッシュが大きくなるように形成されている
ことを特徴とする、カットオフ装置。 - 該コントローラは、上記上下ナイフの刃先が該段ボールウェブ切断完了時に係合又は略係合するように上記上下駆動モータを制御するとともに、
該コントローラは、上記上下ナイフによる該段ボールウェブの切断中には、上記上下ナイフのいずれか一方のナイフが他方のナイフに後方側から接近していくように上記上下駆動モータを制御する
ことを特徴とする、請求項１記載のカットオフ装置。 - 上記上下歯車は、上記上下ナイフシリンダの両端にそれぞれ固設されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のカットオフ装置。 - 該上駆動モータは該上ナイフシリンダの一方の軸端に設けられ、該下駆動モータは該下ナイフシリンダの他方の軸端に設けられている
ことを特徴とする、請求項３記載のカットオフ装置。
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