JP4115267B2 - Traveling sheet horizontal cutting device - Google Patents

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JP4115267B2 JP2002369600A JP2002369600A JP4115267B2 JP 4115267 B2 JP4115267 B2 JP 4115267B2 JP 2002369600 A JP2002369600 A JP 2002369600A JP 2002369600 A JP2002369600 A JP 2002369600A JP 4115267 B2 JP4115267 B2 JP 4115267B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、高分子フィルム、金属箔等に代表される長尺のシート状物を横切断する目的で装着される切断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の紙、高分子フィルム、金属箔等に代表される長尺のシートを横断方向に切断する手段は、数多く存在する(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照。)。
特にシートに液体状塗料を塗布、乾燥する目的で設置される塗工機の分野で広く用いられている。塗工機とは、シートの巻取状物(以下巻取と称する)を塗工機内部に具備される繰出装置に装着し、シートを連続的に繰出し、液体状塗料をシート表面に塗布し、乾燥させ、巻取装置により前記シートを再び巻取る設備の総称である(例えば特許文献4、特許文献5参照。)。
従来の塗工機においては巻取の塗布、再巻取が完了すると共に、塗工機を一旦停止し、該巻取を取り外し、次に塗布する為の巻取りを繰出装置に装着し、再び塗工運転を再開するサイクルを繰返していたが、停止、始動を繰返すため、稼働率の低いことが問題であった。
しかしながら近年の技術の進歩により、繰出装置に予め次に塗布する巻取を装着しておき、旧巻取と新巻取とを自動的に糊貼りし繋ぐ事により、塗工機を停止することなく連続的に運転する事が可能となった。
また巻取装置は旧巻取の巻取りが完了した後、新巻取軸にシートを自動的に巻取る事が可能となり、大幅な稼働率の向上が達成されてきた(例えば特許文献4参照。)。
前述の連続運転の工程上、繰出部で、旧巻取と新巻取とはシートを糊貼りした時点で旧巻取のシートの後端を切断する必要が発生する。また、巻取部でも新巻取軸に塗工後のシート巻取る為に、旧巻取軸へ走行するシートの後端を切断する事が必要である。このことは走行中のシートを切断することを意味しており、従来、走行中のシートに鋸刃状のナイフをシート全幅にわたり一気に押し込む事により、シートを切断することが通常行われている。しかしながら、前記切断方法は、シートの切断部がギザギザになっており、そのまま新巻取軸に切断されたシートの先端を巻込む事により、シートの先端の折れ、皺、不規則な重なり等が発生し、その上に引き続いて巻かれて行くシートには、先端巻込み不良の影響から凹凸の押え型が入り、平らな巻取とならず、相当量の製品にならないシートが発生し、歩留低下の大きな要因となっていた。また、繰出部においても、切断部のシートの切れ端が破れ、分離し、塗布部にその破片が入ることにより、塗布異常が発生し、やはり歩留低下の大きな要因となっており、これ等のトラブルの解決が問題となっていた(例えば特許文献2参照。)。
前述の問題を解決すべく、近年、走行中のシートを切断する方法として、ナイフをシート端部より横断方向に走行させる事により、走行ナイフによるシートを切断する方法が次第に普及されてきた。この方法は、シート切断部がギザギザでなく、直線状になっており、しかも一方のシート端部から他方の端部まで、シートの流れ方向に対して略直角三角状に切断される事から、切断されたシート先端は、新巻取軸に対して螺旋状に巻かれる事になる。
前記切断方法による巻取部での巻始め状態は、シートの折れ、重なり、皺等の発生が無く、その上に引続いて巻取られるシートも、下巻の影響を受けず、歩向上に対して大きく貢献していることは公知の事実である(例えば特許文献1参照。)。
走行中のシートに対し横断方向にナイフを走行させ、シートを切断する手段で最も重要な事は、ナイフの走行速度を一定とした場合、走行シートに対するナイフの入射角度αである。(図5参照)。シート速度が一定と仮定した場合、例えば、ナイフの入射角度αがシート速度に対し合致せず、シート走行方向に対しナイフ入射角度αが90度に近付く程、ナイフ側面は、走行シートに下流方向に押されて、ナイフに横方向の力が働く事になり、シート及びナイフにそれぞれ無理な力が印加され、シートの走行方向の破断又はナイフの折損のトラブルが発生する。またナイフ入射角度αが0度に近付く程、ナイフの横断走行の力により、ナイフでシートを幅方向へ破断することになり、またナイフの折損が発生することになる。即ちナイフの適正な入射角度αは、走行シートの速度とナイフの走行速度との両速度ベクトルにより決定される為、予めナイフの入射角度αを設定することは重要な要素である(例えば特許文献1、特許文献2参照。)。
従来の切断装置は、ナイフが横方向に走行し、切り始めのシート端から他方のシート端に到達した時点でシートの横切断は完了するが、その後ナイフ先端をシートに接触しない高さまで上昇させ、又は離隔し、シート上方の離れた位置で逆方向に横断移動し、切断前の旧位置に帰還せしめる必要があり、しかもこのナイフの帰還動作は、シートを切断しない無駄な動作であるにも拘らず、帰還動作のための設備の複雑化、大型化をもたらす原因となっており、製作コスト的にも高価なものになっている(例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−1582号公報(第1頁、第3頁、図1、図2、図3)
【特許文献2】
特開平7−206233号公報(第1頁、図1、図2、図3)
【特許文献3】
特開平5−318381号公報(第1頁、図1、図2)
【特許文献4】
特許第2904979号公報(第2頁)
【特許文献5】
特開2001−114458号公報(第1頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特に塗工機の場合、1種類のシートのみ及び1種類の液体塗料のみを塗布する事は少なく、多種多用の条件下で運転する事が通常行われており、シート速度も前記条件に応じて著しく変化させる必要があり、その都度ナイフの入射角度を変化させなければならず、その調整に多大な時間を必要としており、迅速な入射角度決定が課題となっていた。
【0005】
また前述の塗工機におけるシート繰出部及び巻取部は、設備の自動化と共に非常に複雑となっており、一般的に該両部におけるシート切断装置の設備スペースは、比較的狭く、従って切断装置自体の小型化が必要とされ、この小型化が課題となっている。
【0006】
前述の如く、従来の切断装置は、ナイフが横方向に走行し、切断開始のシート端から他方シート端に到着した時点で帰還動作を必要とし、帰還動作のための設備の複雑化、大型化をもたらす原因となっており、この解決が課題となっていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決する為、装置自体の動きを単純化すると共に、装置自体を小型化し、ナイフ入射角度調整に人手を要しない走行シート横切断装置を発明するに至った。
【0008】
請求項1の発明では、走行シート横切断装置を、走行する長尺のシートの一側端よりナイフを入れ、シート走行方向に対し横断する方向にナイフを定速度で走行させ、前記シートを他側端まで横切断する、走行シート横切断装置において、該走行シート切断装置が、シートの走行速度を検知し、該シート速度およびナイフの走行速度に応じて、シート走行方向に対するナイフの入射角度を自動的に設定し、該ナイフの走行ストロークの最終に至った時点で、自動的にナイフを反転させ、再び該他側端から、シート走行方向に対し、対称的に同一のナイフ入射角度で、逆方向にシートを横切断し、前記シートを反復横切断しうるという構成とした。
【0010】
請求項の発明では、ナイフの刃先角度が、シート平面に対し60度ないし20度であるという構成を請求項1の発明に付加した。
【0011】
請求項の発明では、前記走行シート切断装置が、シートを跨架設置されるフレーム状の走行架台、該架台上に往復走行可能に配設される走行体、該走行体にシート面と垂直方向に回動可能に軸支されるナイフ支持体、ナイフ支持体の回動軸に装着されるナイフ側回動係合体と、前記ナイフ支持体に支持されるナイフ、前記走行架台の両端に装着される回動原動機と、前記ナイフ側回動係合体と係合可能で、前記ナイフ支持体の回動軸と平行軸回りに所定角度回動可能な回動原動機側係合体と、前記架台に内設される、シート速度の走行信号検知装置ナイフを所定入射角度に回動させる指令信号を発するナイフ回動角度設定装置と、ナイフを定速度で走行させる走行原動機よりなるという構成を請求項1または請求項2の発明に付加する構成とした。
【0012】
すなわち、一定速度で走行しているシートを横切断するシート横切断装置で、ナイフの横断速度を一定とする場合、請求項1に示すごとく、走行ナイフのシート走行方向に対する入射角度αを図5に示すごとく予め設定し、シートを横断する方向にシートの一端よりナイフを走行させ、反射側のシート端をナイフが通過し、ナイフ走行ストロークが最終点に到達した時点で、ナイフ入射角度αを請求項3に示すごときフレーム内等に具備されるナイフ回動角度設定装置により、ナイフを所定の角度、即ちシート走行方向に対して逆の対照角度αに回動反転させ、次回の逆方向に切断する入射角度αになるように保持し、次回切断時にその反転入射角度のまま逆方向に同一速度で走行させる事により、反転の度にナイフを昇降移動する装置を必要としない構成とした。
【0013】
請求項3に示すごとく、ナイフ回動角度設定装置は、走行架台上をシート横断方向へ、往復走行しうる走行体に設けられた旋回可能なナイフ支持体に、ギヤ又はプーリのごときナイフ側回動係合体を具備し、走行架台の末端に具備されるギヤ又はプーリのごとき回動原動機側係合体を装着した固着された回動原動機とにより構成される。
回動原動機の回転により、ギヤ又はプーリの如き係合体を介して、ナイフを所定の逆方向の対称入射角度に旋回させる構成であるが、係合体として互に噛合するギヤのみならず、ベルト等を利用したナイフ回動の伝達手段の構成は、当然考慮しうる構成であり、本発明の構成に含まれるものである。即ち、前記ギアの組み合せに代え、ベルトを介するプーリの組合せとしてもよい。
【0014】
ナイフの入射角度αの重要性について、更に説明を加え詳述する。
走行しているシートの進行方向に対して、横断走行するナイフでシートを横切断する方式では、図5に示すごとく、シートの走行速度Aと横走行するナイフ速度Bとの相関関係によりナイフ入射角度αが決定される。
この適正角度は一点の角度しかなく、次記計算式により算出する事ができる。
tanα=B/A
従ってシート走行速度Aに比べ、ナイフ速度Bが大である程入射角度αは90度に近くなる。
【0015】
シート速度に対するナイフ入射角度が適正値と合致しない場合、横走行するナイフと走行するシートとの間に、切断に供する力以外の力が働き、多くの場合シートの断裂又はナイフの折損の事故が生ずる結果となる。
特に走行しているシート側端に横走行するナイフが入る瞬間に、ナイフ入射角度が適正値と合致しない場合に、上記トラブル現象が顕著に発生するため、シート切断に対するナイフ入射角度は最も重要な要素である。
【0016】
また、前述のごとく、塗工機の運転形態で、シート性状、塗料構成等の変化により、シート速度は一定ではなく、必要に応じ変化させねばならないから、近年ナイフ入射角度を一定とし、走行するシート速度信号を検出し、ナイフ速度を変化させることにより、トラブルの解消することが図られてきた。
【0017】
しかしながら、走行に供するモータの速度制御が必要となり、多くはサーボモータ、変速モータ等の使用による速度制御設備及び駆動部の大型化、複雑な機構化がもたらされ、非常に高価な設備となっていた。
【0018】
請求項1の発明は、ナイフを横行させる手段として、別設のエアシリンダ若しくは汎用モータのごとき走行原動機を使用し、ナイフの走行速度は一定速度としながら、ナイフの走行前にシートの走行速度信号を入力し、ナイフの入射角度を予め設定することにより、理想の入射角度でシート切断する構成である
【0019】
走行するシートの速度信号によりナイフの入射角度を予め設定する手段は、概して容易である。請求項1、請求項3に示すごとく、ナイフをシート面と垂直方向に軸支している旋回可能なナイフ支持体をシート速度信号より所定の角度に回動設定するものであり、回動原動機としては、小型モータが考えられるが、特にこれに限定するものではない。請求項3の発明では、ナイフの反転と入射角度設定は、駆動モータのごとき回動原動機とギア又はプーリのごとき係合体の係合のみで構成され、コンパクトに構成される。
【0020】
ナイフでシートを切断する場合、ナイフ自体の刃先とシート面で構成される角度、即ち、図6に示すごとく、ナイフ角度βは重要である。
このナイフ角度βは、シート走行速度と横断するナイフ速度との両速度ベクトルの合成速度が大きい程、ナイフでシートを切断する量が大きくなる事から、切断力が最も大きくなる角度にすべきである。
【0021】
通常、図6に示すごとく、シートの横切断に供するナイフ刃先角度βは、シート面に対し90度より小さい角度であれば切断可能である。シート切断のメカニズムでは、シート面とナイフ刃先とで構成される角度βが小である程、シート切断力が増大する。
該切断力は、ナイフ刃先に対し直角に働くから、切断力をシート面に対して切断方向即ち角度βを小さい方向に持って行けば、切断力は増大するが、その分、刃先角βを小にすれば、刃先がシートを押し下げることになり、シート刃先より逃げることになり押し下げ分だけシートの切断ができないことになる。
【0022】
発明者は、シートの切断と刃先角度βとの関係を鋭意研究し、テストを繰り返した結果、シート面に対し、刃先角度βが45度から30度のまでの間で最もシートの切断が良好になることを見出した。請求項2の発明の刃先角度βの範囲60度ないし20度の範囲は、前述の範囲を包含する切断良好の範囲を定めるものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
シート走行方向に対するナイフの入射角度αの重要性について更に説明を加え詳述する。
シートの走行方向に対し、横断走行するナイフでシートを切断する方式は、シート走行速度Cvとシートを横断走行するナイフ速度Nvとの相関関係によりナイフ入射角度αが決定される。
最適のナイフ入射角度αは一点しかなく、次式により算出できる。
tanα=Cv/Nv・・・・(1)
【0024】
シート走行方向に対するナイフ入射角度αが適正値に合致しない場合、横走行するナイフと走行するシートとの間では、シート切断に供する力以外の力が働き、多くの場合シートの断裂又はナイフの折損事故が生ずる結果となる。
特に走行しているシート端縁に横走行するナイフの刃が入る瞬間に、ナイフ入射角度αが適正値は合致しない場合に、前述のトラブル現象が顕著に発生するため、シート切断に際してのナイフ入射角度αは最も重要な要素である。また、段落0004に述べたごとく、塗工機の運転状態でシート速度は一定ではなく、シート材質、塗料性状等により変化させるべきものであるから、近年ナイフ入射角度を一定とし、走行するシート速度信号を取り入れて、ナイフ走行速度を、前記シート速度信号に対応して、変化させる方式により、前述のトラブルの解消が図られてきた。しかし、この方式では、ナイフ走行に供するモータの速度制御が必要となり、多くの方式ではサーボモータ、変速モータ等の使用による速度制御設備及び駆動部の大型化複雑な機構となり、非常に高価な構成になってきた。
【0025】
本発明においては、ナイフ走行速度を一定とする方式を採り、ナイフを走行させる走行原動機として、エアシリンダ若しくは汎用モータを使用し、ナイフ走行機構の簡素化をはかり、一定速度でありながら、事前にシートの走行速度信号をとり入れ、該信号によりナイフの入射角度を設定することにより理想の入射角度でシートを切断するものである。シートの種類等により、ナイフ走行速度を変更する場合は、それに応じて入射角度を設定し得ることは勿論である。
【0026】
走行するシートの速度信号により、ナイフの入射角度を切断作動前に設定する手段としては、本発明においては、シート面と垂直方向に旋回可能なナイフ支持体を、シート速度信号により所定の角度に設定するものであり、回動原動機として、小型モータが考えられるが、特にモータに限定するものではない。請求項3の発明では、シート切断終了後のナイフの反転と入射角度の設定は、回動原動機として、例えば駆動モータを用い、ナイフ側と回動原動機側の係合手段として、ギア装置又はプーリ装置を用いるのみで構成され、コンパクトな構成となっている。
【0027】
図1は、本発明の走行シート横切断装置を設置する実施例として、一般的な、シート7に塗料を塗布する塗工機構成と、該機におけるシート支持ロール16の一部を省略して示したシート切断装置5、6の位置関係を示す略示側面図である。
【0028】
図示塗工機にあっては、巻取られている長尺のシート7を連続的に繰り出す繰出部1と、シート7に液体塗料を塗布する塗工部2と、シート7を乾燥通過せしめるドライヤ3と、乾燥後のシート7を巻取る巻取部4とで構成される。
【0029】
繰出側シート切断装置5は繰出部1に設けられ、巻取側シート切断装置6は巻取部4に設けられ、両シート切断装置5、6は、繰出部1および巻取部4における新旧巻取の交換時に、旧のシート7の後端を切断し、新巻取シートの先端を、繰出部1にあっては旧シートの後端に繋ぎ、巻取部4にあっては、新巻取軸につなぐ目的で装着される。
【0030】
図2は、走行するシート7(走行方向矢印A)と、シート切断装置5又は6との位置構成を示す実施例の斜視図である。シート7に対しシート切断装置5又は6は、略直角に配置され、シート7に対し、ナイフ11は横断方向に走行し、シート7を横切断する。
【0031】
図3は、シート7の走行側面から見たシート切断装置5又は6の実施例の拡大側面図である。また図4は、シート7の走行方向から見たシート切断装置5又は6の実施例の部分拡大立面図である。シート切断装置5又は6は、走行架台8と、該架台8上を、図中左右方向に、往復走行し得る走行体9及び該走行体9にシート7面と垂直方向に回動可能に軸支されたナイフ支持体10とで構成される。
【0032】
走行体9が、走行架台8上を、図中左右に移動すると共に、ナイフ支持体10も左右に異動する。走行架台8には、ナイフ走行原動機を内設することが出来る。該走行原動機としては、走行駆動用の液体シリンダ装置、モータ等が考えられるが、ナイフ走行速度を調節可能な、直線運動を目的とする駆動装置であれば、これに限定するものではない。
【0033】
ナイフ11は、ナイフ支持体軸13周りに旋回回動可能なナイフ支持体10に保持され、前記ナイフ支持体軸13上には、ナイフ側回動係合体であるナイフ側ギア12が装着されている。
【0034】
図4および図6によりナイフ入射角度αについて説明する。ナイフ側回動係合体であるナイフ側ギア12は、ナイフ走行体9がシート7の側端に到達した位置で、走行架台8の両端に装着される固定された回動原動機である回動モータ15の軸上に装着されるモータ側ギア14に噛合される。噛合されると、回動モータ15の回動により、ナイフ11を所定の角度になるまで、ナイフ支持体10を回動させる。
【0035】
回動モータ15は、ナイフ11の回動の一手段であり、回動原動機としては、その他電気式や流体圧式の回動装置等が考えられるが、特にこれに限定するものではない。ナイフ11の走行端で、回動モータ15の回動によりナイフ11が回動し、同時に逆方向走行の為、所定の入射角度αに設定され、次の逆方向への切断まで待機する状態で静止する。
【0036】
図7のナイフ回動線図について説明する。別設のシート走行速度検出装置からのシート走行速度信号が走行信号検知装置に入力され、該検知装置の出力信号とナイフ架台端にナイフが到達したことを知らせるナイフ到達信号(即ち係合体係合信号)がナイフ回動角度設定装置に入力され、該設定装置よりの指令信号が、回動原動機に入力され該原動機が回動し、回動原動機側係合体を介してナイフ側回動係合体が回動し、ナイフが所定入射角度位置まで回動される。
【0037】
本発明の走行シート横切断装置による切断を実施した結果、下記の結果が得られた。
テスト条件:走行するシートに対し、シート切断装置をシートを横断する方向に設置し、異なるシート走行速度下でのシート切断を実施した。
【0038】
【表1】

Figure 0004115267
【0039】
上記テストの結果、計算上の理想角度での切断となり、切断状況は何れも良好であった。従来の切断方法はナイフの入射角度が固定されており、各シート走行速度と合致していない為、シートの切口も悪く、切断に失敗することもあった。
【0040】
【発明の効果】
請求項1の発明では、シートの走行速度およびナイフの走行速度に応じて、シート走行方向に対するナイフ入射角度を設定することにより、ナイフによる走行シートの切断状況が良好となり、ナイフの往路、復路共にシート切断が可能となり、切断作業をしないナイフの無駄な帰還装置を不要とし、設備が小型化され、設置コストが低下され、走行するシートの切断が確実に実施可能となり、製品の歩留とシート切断装置を取付けた塗工機等の作業機械の稼働率が大幅に改善された効果を奏する。またシート切断ストロークの最路時点でナイフを所定角度回動することによりシート切断装置の小型化の実現可能とする効果を奏する。
【0041】
また、シート走行速度に応じてナイフの入射角度を自動的に設定することにより、ナイフ入射角度の設定が迅速、確実となり、シートの歩留の向上と作業機械の稼働率の向上が一段と可能となる効果を奏する。
【0042】
請求項2の発明では、ナイフの刃先角度を所定角度範囲とすることにより、シート横切断作業が確実となり、シートの歩留と作業機械の稼働率との向上が更に向上する効果を奏する。
【0043】
請求項3の発明では、シート切断装置小型化が実施可能となり、各種のシート切断作業機械に装着可能となり、更に巻取の交換以外のシートの連続切断作業の完全自動化も可能となり、切断されるシートの歩留と作業機械の稼働率との向上に測り知れない効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】シート切断装置の位置関係実施例を示す塗工機の略示側面図である。
【図2】シート切断装置とシートとの取付関係実施例を示す部分拡大斜視図である。。
【図3】走行架台端より見たシート切断装置実施例の拡大側面図である。
【図4】走行架台側面より見たシート切断装置実施例の部分拡大立面図である。
【図5】ナイフ入射角度説明図である。
【図6】ナイフ刃先角度説明図である。
【図7】ナイフ回動線図である。
【符号の説明】
1 繰出部
2 塗工部
3 ドライヤ
4 巻取部
5 繰出側シート切断装置
6 巻取側シート切断装置
7 シート
8 走行架台
9 走行体
10 ナイフ支持体
11 ナイフ
12 ナイフ側ギア(ナイフ側係合体)
13 ナイフ支持体軸
14 モータ側ギア(モータ側係合体)
15 回動モータ
16 支持ロール
A シート走行方向
B ナイフ走行方向
α ナイフ入射角度
β ナイフ刃先角度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting device mounted for the purpose of transversely cutting a long sheet-like material represented by paper, polymer film, metal foil, and the like.
[0002]
[Prior art]
There are many means for cutting a long sheet typified by conventional paper, polymer film, metal foil and the like in the transverse direction (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).
In particular, it is widely used in the field of coating machines installed for the purpose of applying and drying liquid paints on sheets. The coating machine is a sheet winding material (hereinafter referred to as winding) mounted on a feeding device provided inside the coating machine, continuously feeding the sheet, and applying a liquid paint to the sheet surface. It is a general term for equipment that is dried and wound up again by a winding device (see, for example, Patent Document 4 and Patent Document 5).
In the conventional coating machine, the winding application and rewinding are completed, the coating machine is temporarily stopped, the winding is removed, and the winding for the next application is mounted on the feeding device, and again The cycle of resuming the coating operation was repeated, but the problem was that the operation rate was low because the operation was repeatedly stopped and started.
However, due to recent technological advances, the winding machine to be applied next is installed in the feeding device in advance, and the coating machine is stopped by automatically pasting and connecting the old winding and the new winding. It became possible to operate continuously without any problems.
In addition, after the winding of the old winding is completed, the winding device can automatically wind the sheet on the new winding shaft, and a significant improvement in the operating rate has been achieved (for example, see Patent Document 4). .)
The aforementioned continuous operation process, in the feeding unit, the collected Aramaki and preparative old winding need to disconnect the trailing edge of the sheet of preparative old winding when the sheets were laminated glue occurs. Further, in order to wind the sheet after coating on the new winding shaft, it is necessary to cut the rear end of the sheet traveling to the old winding shaft. This means that the traveling sheet is cut, and conventionally, the sheet is usually cut by pushing a saw blade-like knife into the traveling sheet all at once across the entire width of the sheet. However, in the above cutting method, the cut portion of the sheet is jagged, and by winding the leading end of the cut sheet on the new winding shaft as it is, the leading end of the sheet is bent, wrinkled, irregularly overlapped, etc. The sheet that occurs and continues to be wound on it has an uneven presser mold due to poor winding at the tip, resulting in a sheet that does not become flat and does not become a significant amount of product. This was a major factor in the decline in yield. Also, in the feeding portion, the cut edge of the sheet at the cutting portion is torn and separated, and the broken piece enters the application portion, resulting in a coating abnormality, which is also a major factor in yield reduction. Problem solving has been a problem (see, for example, Patent Document 2).
In recent years, in order to solve the above-described problem, as a method of cutting a traveling sheet, a method of cutting a sheet by a traveling knife by causing the knife to travel in a transverse direction from the end of the sheet has been gradually spread. In this method, the sheet cutting portion is not jagged, but is linear, and from one end of the sheet to the other end is cut in a substantially right triangle shape with respect to the flow direction of the sheet. The cut sheet front end is spirally wound around the new winding shaft.
The winding start state in the winding section by the cutting method, folding of the sheet overlap, no occurrence of wrinkles, also sheet to be wound by subsequently thereon, without being affected by the lower volume, the yield improvement It is a well-known fact that it greatly contributes to this (see, for example, Patent Document 1).
The most important means for moving the knife in the transverse direction with respect to the traveling sheet and cutting the sheet is the incident angle α of the knife with respect to the traveling sheet when the traveling speed of the knife is constant. (See FIG. 5). If the sheet speed is assumed to be constant, for example, the knife incident angle α does not match the sheet speed, and as the knife incident angle α approaches 90 degrees with respect to the sheet traveling direction, As a result, a lateral force is applied to the knife, and an unreasonable force is applied to the sheet and the knife, respectively, causing troubles such as breakage of the sheet in the running direction or breakage of the knife. Further, as the knife incident angle α approaches 0 degrees, the knife crosses the sheet in the width direction due to the crossing force of the knife, and the knife breaks. That is, since the appropriate incident angle α of the knife is determined by both speed vectors of the traveling sheet speed and the knife traveling speed, it is an important factor to set the knife incident angle α in advance (for example, Patent Documents). 1, see Patent Document 2.).
In the conventional cutting device, when the knife travels in the horizontal direction and reaches the other sheet edge from the sheet edge at the beginning of cutting, the sheet is completely cut, but then the knife tip is raised to a height that does not contact the sheet. It is necessary to return to the old position before cutting, and to move back in the opposite direction at a distance, above the sheet, and to return to the old position before cutting, and this knife return operation is a wasteful operation that does not cut the sheet Regardless, this is a cause of complicated and large equipment for the feedback operation, and is expensive in terms of production cost (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). ).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-1582 (first page, third page, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3)
[Patent Document 2]
JP-A-7-206233 (first page, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3)
[Patent Document 3]
JP-A-5-318381 (first page, FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 2904799 (page 2)
[Patent Document 5]
JP 2001-114458 A (first page)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In particular, in the case of a coating machine, it is rare to apply only one type of sheet and only one type of liquid paint, and it is usually performed to operate under a wide variety of conditions, and the sheet speed also depends on the above conditions. The incident angle of the knife has to be changed each time, and a great deal of time is required for the adjustment, and prompt determination of the incident angle has been a problem.
[0005]
In addition, the sheet feeding unit and the winding unit in the above-described coating machine are very complicated along with the automation of equipment, and generally the equipment space of the sheet cutting device in both parts is relatively narrow, and therefore the cutting device. It is necessary to reduce the size of the device itself, and this size reduction is an issue.
[0006]
As described above, the conventional cutting device requires a feedback operation when the knife travels in the horizontal direction and arrives at the other sheet end from the sheet end at the start of cutting, and the equipment for the return operation becomes complicated and large. This has been a problem.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the movement of the apparatus itself has been simplified, the apparatus itself has been miniaturized, and a traveling sheet transverse cutting apparatus has been invented that does not require manual operation for adjusting the knife incident angle.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the traveling sheet transverse cutting device is configured such that a knife is inserted from one side end of the traveling long sheet, and the knife is traveled at a constant speed in a direction transverse to the sheet traveling direction. laterally cut to side edge, in the running sheet transverse cutting apparatus, the running sheet lateral cutting device detects the traveling speed of the sheet, in accordance with the travel speed of the sheet speed and the knife, the incident angle of the knife with respect to the sheet running direction automatically set at the time that led to the final run Gyosu stroke of the knife, automatically reversing the knife, again from said other end, with respect to the sheet running direction, symmetrically identical knife incident The sheet can be transversely cut in the opposite direction at an angle, and the sheet can be repeatedly transversely cut.
[0010]
In the invention of claim 2 , a configuration in which the edge angle of the knife is 60 degrees to 20 degrees with respect to the sheet plane is added to the invention of claim 1 .
[0011]
In the invention of claim 3, seat the traveling sheet transverse cutting apparatus, a frame-shaped traveling gantry installed saddled the sheet, a travel member is reciprocally movable disposed on the cross-platform, to the traveling body a knife support which is rotatably supported on the plane and the vertical direction, and the knife-side rotary engaging body mounted on the pivot shaft of the knife support, a knife is supported by the front Symbol knife support, the a rotating motor mounted to both ends of the traveling gantry, front Symbol knife side rotary engaging member engageable with said knife support a predetermined angle rotatable rotating motor side rotation shaft and parallel to axis of and engaging body, is provided inside the front Symbol frame, a travel signal detection apparatus of a sheet speed, and a knife rotating angle setting apparatus issues a command signal for rotating the knife in a predetermined incidence angle, moving the knife at a constant speed the construction of a more a traveling motor according to claim 1 or claim 2 originating It has a configuration to be added to.
[0012]
That is, in a sheet transverse cutting apparatus that transversely cuts a sheet traveling at a constant speed, the incident angle α of the traveling knife with respect to the sheet traveling direction is set as shown in FIG. When the knife travels from one end of the sheet in the direction crossing the sheet, the knife passes through the reflection-side sheet end, and the knife travel stroke reaches the final point, the knife incident angle α is set. With the knife rotation angle setting device provided in the frame or the like as shown in claim 3 , the knife is rotated and reversed to a predetermined angle, that is, a reference angle α opposite to the sheet running direction, in the next reverse direction. It is necessary to have a device that moves the knife up and down at each reversal by holding it at the incident angle α to be cut and running it at the same speed in the reverse direction with the reverse incident angle at the next cutting. It was to not configured.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, the knife rotation angle setting device is configured such that a knife-side rotation such as a gear or a pulley is provided on a rotatable knife support provided on a traveling body that can reciprocate in the sheet transverse direction on the traveling platform. It is composed of a fixed rotating prime mover having a dynamic engagement body and fitted with a rotational prime mover side engagement body such as a gear or pulley provided at the end of the traveling frame.
The structure is such that the rotation of the rotary prime mover causes the knife to pivot to a predetermined symmetrical incident angle in the reverse direction via an engagement body such as a gear or a pulley. The structure of the knife rotation transmission means utilizing the above is a structure that can be taken into consideration, and is included in the structure of the present invention. That is, instead of the gear combination, a pulley combination via a belt may be used.
[0014]
The importance of the incident angle α of the knife will be described in detail with further explanation.
Knife with respect to the traveling direction of the traveling to and sheets, in a manner that the transverse cutting of the sheet is a knife that traverses traveling, as shown in FIG. 5, the correlation between the knife speed B traveling speed A and Yokohashiri row seat The incident angle α is determined.
This appropriate angle has only one angle and can be calculated by the following calculation formula.
tan α = B / A
Therefore, as the knife speed B is higher than the sheet traveling speed A, the incident angle α is closer to 90 degrees.
[0015]
When the angle of incidence of the knife relative to the sheet speed does not match the appropriate value, a force other than the force used for cutting acts between the knife that travels sideways and the sheet that travels, and in many cases there is an accident of sheet tearing or knife breakage. Will result.
In particular, when the knife traveling sideways enters the side edge of the traveling sheet and the knife incident angle does not match the appropriate value, the above trouble phenomenon occurs remarkably, so the knife incident angle for sheet cutting is the most important. Is an element.
[0016]
In addition, as described above, in the operation mode of the coating machine, due to changes in sheet properties, paint composition, etc., the sheet speed is not constant and must be changed as necessary. It has been attempted to solve the trouble by detecting the sheet speed signal and changing the knife speed.
[0017]
However, it is necessary to control the speed of the motor that is used for traveling, and in many cases, the speed control equipment and the drive unit are increased in size and complicated due to the use of servo motors, variable speed motors, etc., resulting in very expensive equipment. It was.
[0018]
According to the first aspect of the present invention, a traveling prime mover such as a separate air cylinder or a general-purpose motor is used as a means for traversing the knife, and the traveling speed signal of the seat before the traveling of the knife is maintained while the traveling speed of the knife is constant. enter a, by setting the incident angle of the knife in advance, it is configured to seat cut at angle of incidence of the ideal.
[0019]
Means for presetting the angle of incidence of the knife according to the speed signal of the traveling sheet are generally easy. As shown in claims 1 and 3 , a rotatable knife support that pivotally supports a knife in a direction perpendicular to the seat surface is set to rotate at a predetermined angle from a seat speed signal. Although a small motor can be considered as this, it is not limited to this. According to the invention of claim 3 , the reversal of the knife and the setting of the incident angle are configured only by engagement of a rotary prime mover such as a drive motor and an engagement body such as a gear or a pulley, and is compact.
[0020]
When a sheet is cut with a knife, the angle formed by the blade edge of the knife itself and the sheet surface, that is, as shown in FIG. 6, the knife angle β is important.
This knife angle β should be an angle at which the cutting force is maximized because the amount of cutting the sheet with the knife increases as the combined speed of both speed vectors of the sheet traveling speed and the traverse knife speed increases. is there.
[0021]
Normally, as shown in FIG. 6, the knife cutting edge angle β used for the transverse cutting of the sheet can be cut if it is an angle smaller than 90 degrees with respect to the sheet surface. In the sheet cutting mechanism, the smaller the angle β formed by the sheet surface and the knife edge, the greater the sheet cutting force.
Since the cutting force works at a right angle to the knife blade edge, the cutting force increases if the cutting force is taken with respect to the sheet surface in the cutting direction, that is, the angle β is small, but the cutting edge angle β is increased accordingly. If it is made small, the blade edge pushes down the sheet, escapes from the sheet blade edge, and the sheet cannot be cut by the amount pushed down.
[0022]
The inventor diligently studied the relationship between the cutting of the sheet and the cutting edge angle β, and as a result of repeating the test, the cutting of the sheet was the best when the cutting edge angle β was 45 degrees to 30 degrees with respect to the sheet surface. I found out that The range of 60 degrees to 20 degrees of the cutting edge angle β according to the invention of claim 2 defines a good cutting range including the aforementioned range.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The importance of the knife incident angle α with respect to the sheet traveling direction will be described in further detail with further explanation.
In the method of cutting a sheet with a knife that travels across the sheet traveling direction, the knife incident angle α is determined by the correlation between the sheet traveling speed Cv and the knife speed Nv that travels across the sheet.
The optimum knife incident angle α is only one point and can be calculated by the following equation.
tan α = Cv / Nv (1)
[0024]
When the knife incident angle α with respect to the sheet traveling direction does not match the appropriate value, a force other than the force used for cutting the sheet works between the laterally traveling knife and the traveling sheet, and in many cases the sheet is torn or the knife is broken. This will result in an accident.
In particular, when the blade angle of the knife that runs laterally enters the edge of the running sheet, when the knife incident angle α does not match the appropriate value, the aforementioned trouble phenomenon occurs remarkably. The angle α is the most important factor. Further, as described in paragraph 0004, the sheet speed is not constant in the operation state of the coating machine, but should be changed depending on the sheet material, paint properties, etc. The above-mentioned trouble has been solved by adopting a signal and changing the knife traveling speed in accordance with the sheet speed signal. However, with this method, it is necessary to control the speed of the motor used for running the knife, and in many methods, the speed control equipment and the drive unit are enlarged due to the use of a servo motor, a transmission motor, etc. It has become.
[0025]
In the present invention, a method of making the knife traveling speed constant is adopted, and an air cylinder or a general-purpose motor is used as a traveling motor for traveling the knife, the knife traveling mechanism is simplified, and the constant speed is maintained in advance. incorporating the running speed signal of the sheet, it is to cut the sheet at an ideal angle of incidence by setting the incident angle of the knife by the signal. Of course, when the knife traveling speed is changed depending on the type of sheet, the incident angle can be set accordingly.
[0026]
As a means for setting the knife incident angle before the cutting operation based on the speed signal of the traveling sheet, in the present invention, a knife support that can be swung in a direction perpendicular to the sheet surface is set to a predetermined angle by the sheet speed signal. A small motor is conceivable as the rotation prime mover, but is not particularly limited to the motor. In the invention of claim 3 , the reversal of the knife and the setting of the incident angle after the completion of the sheet cutting use, for example, a drive motor as a rotation motor, and a gear device or a pulley as an engagement means on the knife side and the rotation motor side. It is configured only by using the device and has a compact configuration.
[0027]
FIG. 1 shows a general configuration of a coating machine for applying a coating material to a sheet 7 and a part of a sheet support roll 16 in the machine as an example of installing the traveling sheet transverse cutting apparatus of the present invention. It is a schematic side view showing the positional relationship between the shown sheet cutting devices 5 and 6.
[0028]
In the illustrated coating machine, a feeding unit 1 that continuously feeds a wound long sheet 7, a coating unit 2 that applies a liquid paint to the sheet 7, and a dryer that allows the sheet 7 to pass through in a dry manner. 3 and a winding unit 4 for winding the dried sheet 7.
[0029]
The feeding side sheet cutting device 5 is provided in the feeding unit 1, the winding side sheet cutting device 6 is provided in the winding unit 4, and both the sheet cutting devices 5 and 6 are old and new windings in the feeding unit 1 and the winding unit 4. When replacing the take-up, the rear end of the old sheet 7 is cut, the leading end of the new take-up sheet is connected to the rear end of the old sheet in the feeding unit 1, and the new roll is taken up in the take-up unit 4. Mounted for the purpose of connecting to the shaft.
[0030]
FIG. 2 is a perspective view of the embodiment showing a positional configuration of the traveling sheet 7 (traveling direction arrow A) and the sheet cutting device 5 or 6. The sheet cutting device 5 or 6 is disposed at a substantially right angle with respect to the sheet 7, and the knife 11 travels in the transverse direction with respect to the sheet 7 to cut the sheet 7 in a transverse direction.
[0031]
FIG. 3 is an enlarged side view of the embodiment of the sheet cutting device 5 or 6 as viewed from the traveling side surface of the sheet 7. FIG. 4 is a partially enlarged elevation view of the embodiment of the sheet cutting device 5 or 6 as viewed from the traveling direction of the sheet 7. The sheet cutting device 5 or 6 includes a travel base 8, a travel body 9 that can reciprocate on the base 8 in the left-right direction in the figure, and a shaft that can rotate in a direction perpendicular to the surface of the seat 7 on the travel body 9. And a supported knife support 10.
[0032]
The traveling body 9 moves left and right in the figure on the traveling platform 8, and the knife support body 10 also moves left and right. A knife traveling prime mover can be installed in the traveling platform 8. The traveling prime mover may be a liquid cylinder device for driving driving, a motor, or the like, but is not limited to this as long as it is a driving device capable of adjusting the knife traveling speed and intended for linear motion.
[0033]
The knife 11 is held by a knife support 10 that can pivot about a knife support shaft 13, and a knife-side gear 12 that is a knife-side rotation engaging body is mounted on the knife support shaft 13. Yes.
[0034]
The knife incident angle α will be described with reference to FIGS. The knife-side gear 12 that is a knife-side rotation engagement body is a rotation motor that is a fixed rotation prime mover that is attached to both ends of the traveling frame 8 at a position where the knife traveling body 9 reaches the side end of the seat 7. It is meshed with a motor side gear 14 mounted on 15 shafts. When engaged, the knife support 10 is rotated by the rotation of the rotation motor 15 until the knife 11 reaches a predetermined angle.
[0035]
The rotation motor 15 is a means for rotating the knife 11. As the rotation prime mover, other electric type or fluid pressure type rotation devices are conceivable, but the invention is not particularly limited to this. At the traveling end of the knife 11, the knife 11 is rotated by the rotation of the rotation motor 15, and at the same time, in order to travel in the reverse direction, the predetermined incident angle α is set, and it waits for the next cutting in the reverse direction. Quiesce.
[0036]
The knife rotation diagram of FIG. 7 will be described. A sheet travel speed signal from a separate seat travel speed detection device is input to the travel signal detection device, and an output signal of the detection device and a knife arrival signal (that is, engagement body engagement) notifying that the knife has reached the end of the knife mount Signal) is input to the knife rotation angle setting device, and a command signal from the setting device is input to the rotation prime mover to rotate the prime mover, and the knife side rotation engagement body via the rotation prime mover side engagement body. And the knife is rotated to a predetermined incident angle position.
[0037]
As a result of cutting with the traveling sheet transverse cutting device of the present invention, the following results were obtained.
Test conditions: A sheet cutting device was installed in the direction across the sheet for the traveling sheet, and the sheet was cut under different sheet traveling speeds.
[0038]
[Table 1]
Figure 0004115267
[0039]
As a result of the above test, cutting was performed at an ideal angle calculated, and the cutting conditions were all good. In the conventional cutting method, since the incident angle of the knife is fixed and does not match the traveling speed of each sheet, the sheet has a poor cut and sometimes fails to cut.
[0040]
【The invention's effect】
In the invention of claim 1, by setting the knife incident angle with respect to the sheet traveling direction according to the traveling speed of the sheet and the traveling speed of the knife, the cutting state of the traveling sheet by the knife becomes good, and both the forward path and the backward path of the knife Sheet cutting is possible, no unnecessary knife return device that does not perform cutting work is required, equipment is downsized, installation costs are reduced, and traveling sheets can be reliably cut, product yield and sheets The working rate of the working machine such as a coating machine equipped with a cutting device is greatly improved. Further, there is an effect that the sheet cutting device can be miniaturized by rotating the knife by a predetermined angle at the time of the last path of the sheet cutting stroke.
[0041]
In addition , by automatically setting the knife incident angle according to the sheet travel speed, the knife incident angle can be set quickly and reliably, further improving the yield of the sheet and the operating rate of the work machine. The effect which becomes.
[0042]
In the invention of claim 2 , by setting the knife edge angle within a predetermined angle range, the sheet transverse cutting operation is ensured, and the improvement of the sheet yield and the operating rate of the working machine is further improved.
[0043]
According to the invention of claim 3 , the sheet cutting device can be reduced in size, can be mounted on various sheet cutting work machines, and further, it is possible to fully automate continuous sheet cutting operations other than the replacement of the winding and cutting. There are immeasurable effects in improving the yield of seats and the availability of work machines.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a coating machine showing an embodiment of a positional relationship of a sheet cutting device.
FIG. 2 is a partially enlarged perspective view showing an embodiment of an attachment relationship between a sheet cutting device and a sheet. .
FIG. 3 is an enlarged side view of the embodiment of the sheet cutting device as viewed from the end of the traveling frame.
FIG. 4 is a partially enlarged elevational view of the embodiment of the sheet cutting device as seen from the side surface of the traveling frame.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a knife incident angle.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a knife edge angle.
FIG. 7 is a knife rotation diagram.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Feeding part 2 Coating part 3 Dryer 4 Winding part 5 Feeding side sheet cutting apparatus 6 Winding side sheet cutting apparatus 7 Sheet 8 Traveling base 9 Traveling body 10 Knife support body 11 Knife 12 Knife side gear (knife side engaging body)
13 Knife support shaft 14 Motor side gear (motor side engaging body)
15 Rotating motor 16 Support roll A Sheet traveling direction B Knife traveling direction α Knife incident angle β Knife blade edge angle

Claims (3)

走行する長尺のシートの一側端よりナイフを入れ、シート走行方向に対し横断する方向にナイフを定速度で走行させ、前記シートを他側端まで横切断する、走行シート横切断装置において、
該走行シート切断装置が、シートの走行速度を検知し、該シート速度およびナイフの走行速度に応じて、シート走行方向に対するナイフの入射角度を自動的に設定し、
該ナイフの走行ストロークの最終に至った時点で、自動的にナイフを反転させ、再び該他側から、シート走行方向に対し、対称的に同一のナイフ入射角度で、逆方向にシートを横切断し、前記シートを反復横切断しうることを特徴とする走行シート横切断装置。
In the traveling sheet lateral cutting device, which puts a knife from one side end of the long sheet traveling, travels the knife at a constant speed in a direction transverse to the sheet traveling direction, and transversely cuts the sheet to the other side end.
The traveling sheet lateral cutting device detects the traveling speed of the sheet, and automatically sets the incident angle of the knife with respect to the sheet traveling direction according to the sheet speed and the traveling speed of the knife,
When the end of the travel stroke of the knife, the knife is automatically reversed, and the sheet is cut again in the opposite direction from the other side at the same knife incident angle symmetrically with respect to the sheet travel direction. And a traveling sheet transverse cutting device characterized in that the sheet can be repeatedly transversely cut.
ナイフの刃先角度が、シート平面に対し60度ないし20度である請求項1記載の走行シート横切断装置。Edge angle of the knife is, to 60 degrees to with respect to the sheet plane of claim 1 Symbol placement is 20 degrees traveling sheet transverse cutting apparatus. 前記走行シート切断装置が、
シートを跨架設置されるフレーム状の走行架台
該架台上に往復走行可能に配設される走行体
該走行体にシート面と垂直方向に回動可能に軸支されるナイフ支持体
ナイフ支持体の回動軸に装着されるナイフ側回動係合体と、
前記ナイフ支持体に支持されるナイフ
前記走行架台の両端に装着される回動原動機と、
前記ナイフ側回動係合体と係合可能で、前記ナイフ支持体の回動軸と平行軸回りに所定角度回動可能な回動原動機側係合体と、
前記架台に内設される、シート速度の走行信号検知装置
ナイフを所定入射角度に回動させる指令信号を発するナイフ回動角度設定装置と、
ナイフを定速度で走行させる走行原動機
よりなる請求項1または請求項2記載の走行シート横切断装置。
The traveling sheet lateral cutting device,
A frame-shaped running frame to be bridged location straddling the seat,
A traveling body that is reciprocally movable disposed in the cross-bench,
A knife support that is pivotally supported by the traveling body in a direction perpendicular to the seat surface ;
And knife-side rotary engaging body mounted on the pivot shaft of the knife support,
A knife which is supported on the knife support,
A rotating prime mover mounted on both ends of the traveling frame ;
A rotating prime mover side engaging body that is engageable with the knife side rotating engaging body and capable of rotating a predetermined angle around a rotation axis of the knife supporting body ;
Is provided inside the frame, and the sheet speed travel signal detection device,
A knife rotation angle setting device for issuing a command signal for rotating the knife to a predetermined incident angle ;
A traveling motor for moving the knife at a constant speed consists of <br/> claim 1 or claim 2 Symbol placement traveling sheet transverse cutting apparatus.
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