JP4441739B1 - 切断加工用刃物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート材の切断時における騒音および切断粉の発生を抑制できる切断加工用刃物及びその製造方法を提供する。
【解決手段】シート材を切断する切断加工用刃物１であって、扇形状の刃物本体部２と、刃物本体部２の外周部に沿って配置されるノコ歯状切断刃部３とを備え、ノコ歯状切断刃部３の側面には、刃物本体部２の外周部に沿って連続的に設けられる複数の凹部３１が形成されており、互いに隣接する各凹部３１間には、直線状の非凹み部３２が形成されている切断加工用刃物１。
【選択図】図１

Description

本発明は、切断加工用刃物の製造方法に関する。特に、ダンボールシート等のシート材を切断加工する切断加工用刃物の製造方法に関する。

物を保管又は移動等させるための包装箱として、図１１に示すような段ボールシート５０を組み立てて製造される段ボール箱が知られている。この段ボール箱の上蓋及び底板は、段ボールシート５０の一部にスリットを形成して切り離された部分を互いに重なり合うように折り畳んで形成される。

このスリットの形成に際して、溝切り装置が用いられるのが一般的であり、この溝切り装置には、図１２に示すような切断加工用刃物６０がよく用いられる（例えば、特許文献１の従来技術参照）。

この切断加工用刃物６０は、扇形状に形成された刃物本体部６１に切込生成刃６２と切断刃６３とが一体形成されている。切込生成刃６２は、刃物本体６１の外周面の一端から径方向外方に、刃物本体６１の端面と面一になるように突出しており、端面の幅方向両側に角部６４を備えている。切断刃６３は、刃物本体部６１の外周面に沿って、刃物本体６１の厚み方向両側にそれぞれ設けられている。

切断加工用刃物６０は、図１３及び図１４に示すような溝切り装置７０に取り付けられる。図１３は溝切り装置の概略構成を示す側面図であり、図１４は正面図である。この溝切り装置７０には、上述した切断加工用刃物６０が２枚取り付けられるが、それぞれの刃物を切断加工用刃物６０ａ，６０ｂとして、溝切り装置７０の構成について以下説明する。

溝切り装置７０は、上側回転軸７１及び下側回転軸７２を備えている。上側回転軸７１及び下側回転軸７２は、互いに平行に、シート給送ラインＬを挟んで対向するように配置されており、それぞれ円盤状の一対の上側回転ホルダ７３，７３及び一対の下側回転ホルダ７４，７４を備えている。

一対の上側回転ホルダ７３，７３には、２枚の切断加工用刃物６０ａ，６０ｂがそれぞれボルト等の締結具（図示せず）により挟持されている。これら切断加工用刃物６０ａ、６０ｂは、一対の回転ホルダ７３，７３の外周に沿って所定の間隔を空けて、かつ、それぞれの切込生成刃６２ａ，６２ｂが、外周方向に沿って向き合うように取り付けられる。
これに対し、一対の下側回転ホルダ７４，７４のそれぞれの対向面には、２枚の受刃７５，７５が、切断加工用刃物６０ａ及び６０ｂの厚み寸法に対応した所定間隔をあけて取り付けられる。

次に、以上の構成を備えた溝切り装置７０を用いて、段ボールシート５０にスリットを形成する方法を説明する。図１３に示すように、上側回転ホルダ７３，７３及び下側回転ホルダ７４，７４を回転させた状態で、溝切り装置７０のシート給送ラインＬ上に沿って、段ボールシート５０を図１３の右側から溝切り装置７０に給送する。これにより、切断加工用刃物６０ａが、受刃７５，７５の隙間に挟み込まれて、段ボールシート５０が切断され、図９に示すような終端部５３を終点とした前方スリット５１が形成される。同様に、他方の切断加工用刃物６０ｂが、受刃７５，７５の隙間に挟み込まれて、段ボールシート５０が切断され、始端部５４を起点とした後方スリット５２が形成される。

段ボールシートにスリットを形成する場合に用いられる切断加工用刃物としては、図１２に示すような形状の他、例えば特許文献２に開示されているような、切断刃をノコ歯状に形成したものも知られている。切断刃をノコ歯状に形成した切断加工用刃物の要部拡大図を図１５に示す。この切断加工用刃物６０は、切断刃の外縁を連続した波型（ノコ歯型）として形成されると共に、各ノコ歯の頂部の間に逃がし凹部６５が形成されている。各逃がし凹部６５間には、互いに隣接する逃がし凹部６５の輪郭の一部を構成する一対の湾曲線により挟まれる略三角形状の非凹み部６６が形成されている。この非凹み部６６は、段ボールシート５０を切断した場合に切断部分に残る糸状屑５０ａ（図１６）の発生を抑制するために形成されるものである。

特開平９−３９１１８号公報 特開平８−１９２３９０号公報

特許文献２に開示されているような切断加工用刃物は、上述のように糸状屑の発生を効果的に抑制できるという点で優れたものであるといえるが、段ボールシート切断時に、各逃がし凹部間に配置される非凹み部が段ボールシートの切断面にがたがたと当たり、騒音が大きいという問題があった。また、上記非凹み部が段ボールシートの切断面を削ることになり、切断粉が多く発生するという問題もあった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、シート材の切断時における騒音および切断粉の発生を抑制できる切断加工用刃物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、扇形状の刃物本体部と、前記刃物本体部の外周部に沿って配置されるノコ歯状切断刃部とを備え、前記ノコ歯状切断刃部の側面には、前記刃物本体部の外周部に沿って連続的に設けられる複数の凹部が形成されており、互いに隣接する前記各凹部間には、直線状の非凹み部が形成されている切断加工用刃物の製造方法であって、前記刃物本体部の外周部に沿って当該外周部の少なくとも一部分を切削することにより傾斜面を形成する傾斜面形成ステップと、前記傾斜面を切削加工して前記ノコ歯状切断刃部を形成する切断刃形成ステップとを備えており、前記切断刃形成ステップは、前記傾斜面に凹部を形成しつつ、前記傾斜面の端縁の一部分を除去することによりノコ歯を形成するノコ歯形成ステップと、隣接するｎ番目及びｎ＋１番目のノコ歯を切削加工した後、ｎ＋２番目のノコ歯の切削加工を行う前に、再度、ｎ番目のノコ歯を切削加工する戻り加工ステップとを備える切断加工用刃物の製造方法により達成される。

また、上記切断加工用刃物の製造方法において、前記ノコ歯を形成する切削加工は、エンドミル加工により行われることが好ましい。

また、前記切断刃加工ステップで切削される刃物本体部は、焼入れ処理されていないことが好ましい。

本発明によれば、シート材の切断時における騒音および切断粉の発生を抑制できる切断加工用刃物及びその製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る切断加工用刃物の斜視図である。 図１に示す切断加工用刃物の平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図３の要部拡大図である。 図１に示す切断加工用刃物の製造方法を説明する説明図である。 図１に示す切断加工用刃物の製造方法における一過程を説明する説明図である。 図１に示す切断加工用刃物の変形例を示す断面図である。 図１に示す切断加工用刃物の他の変形例を示す断面図である。 図９に示す切断加工用刃物の作動を説明する説明図である。 スリットが形成された後の段ボールシートの概略平面図である。 従来の切断加工用刃物の平面図である。 図１２に示す切断加工用刃物が取り付けられた溝切り装置の概略構成を示す側面図である。 図１２に示す切断加工用刃物が取り付けられた溝切り装置の概略構成を示す正面図である。 他の従来の切断加工用刃物の要部拡大図である。 段ボールシートに形成されたスリットの一例を示す拡大図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる切断加工用刃物を示す斜視図であり、図２は、その平面図である。図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は、図３のＢ−Ｂ断面図である。切断加工用刃物は、段ボールシートや合成樹脂製シート等のシート材を切断したり、シート材にスリットを形成したりするための刃物であり、図１〜図４に示すように、刃物本体部２と、ノコ歯状切断刃部３と、切込生成刃部４とを備えている。

刃物本体部２は、平面視において扇形状に形成されており、その外周部にはノコ歯状切断刃部３が配置されている。刃物本体部２の外周部の一端には、切込生成刃部４が配置されている。

ノコ歯状切断刃部３は、刃物本体部２の外周面に沿って、刃物本体部２の厚み方向両側にそれぞれ設けられている。このノコ歯状切断刃部３は、平面視においてゆるい曲線で円弧状に彎曲している。ノコ歯状切断刃部３の一方の側面は、平たくなるように形成されており、厚みが先端に向かって次第に小さく、４５度以下の立上がり角度の刃先を有している。ノコ歯状切断刃部３の互いに対向するそれぞれの側面には、刃物本体部２の外周部に沿って連続的に設けられる複数の凹部３１が形成されている。互いに隣接する各凹部３１間には、直線状の非凹み部３２が形成されており、各非凹み部３２は、ノコ歯状切断刃部３におけるノコ歯の各頂点３ａにそれぞれ接続している。また、直線状の各非凹み部３２は、図３の要部拡大図である図５に示すように、ノコ歯状切断刃部３におけるノコ歯の各頂点３ａにおける刃物本体部２の接線（Ｓ）方向に対して略直交する方向に伸びるように形成されている。直線状の非凹み部３２の線幅は、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲となるように形成することが好ましい。また、ノコ歯状切断刃部３におけるノコ歯の互いの隣接する各頂点３ａ，３ａ間距離は、１ｍｍ〜６ｍｍの範囲となるように構成することが好ましく、２ｍｍ〜４ｍｍの範囲となるように構成することが更に好ましい。

切込生成刃部４は、切断加工用刃物１により段ボールシートが切断加工されるときに出る屑片の一端を段ボールシートから切り落とすための刃部であり、刃物本体部２の外周面の一端から径方向外方に、刃物本体部２の端面と面一になるように突出しており、端面の幅方向両側に角部４１を備えている。

以上の構成を備えた切断加工用刃物１は、例えば図１３に示すような溝切り装置７０に取り付けられて使用される。段ボールシートにスリットを形成する方法は、上記背景技術で説明した方法と同一であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る切断用加工刃物１は、互いに隣接する各凹部３１間に形成される非凹み部３２が、直線状の形状を有しているため、段ボールシート等のシート材切断時に、当該シート材の切断面に当たる非凹み部３２の面積を小さくすることができる。この結果、シート材の切断面と非凹み部３２との接触時に発生する騒音を低いレベルに抑えることが可能になる。また、シート材の切断面に当たる非凹み部３２の面積を小さくできる結果、シート材の切断面と非凹み部３２との接触により発生する切断粉の量を少なく抑えることが可能となる。

また、本実施形態にかかる切断加工用刃物１における非凹み部３２は、ノコ歯状切断刃部３におけるノコ歯の各頂点３ａにそれぞれ接続しているので、シート材切断時に発生する恐れのある糸状屑を確実に分断することができる。

次に、本実施形態に係る切断加工用刃物１の製造方法について、図６を用いて説明する。まず、図６（ａ）の平面図に示すような扇形状に形成された板状の金属部材の外周部を切削加工することにより、図６（ｂ）の平面図に示される刃物本体部２及び切込生成刃４を備える加工途中刃物８を形成する。切込生成刃４は、刃物本体部２の外周面の一端から径方向外方に突出するように形成される。また、切込生成刃４は、刃物本体部２の端面と面一になるように形成される。

次に、図６（ｃ）の要部断面図に示すように、刃物本体部２の外周部に沿って当該外周部の少なくとも一部分を切削することにより傾斜面を形成する（傾斜面形成ステップ）。具体的に説明すると、刃物本体部２の外周部に溝８１を切削加工により形成する。この溝８１は、刃物本体部２の外周部にそって、当該外周部における両端部近傍を除く外周部全域に形成される。溝８１は、断面視Ｖ字状の形状に形成され、当該溝８１を構成する互いに対向する側面は、断面視において傾斜面となっている。溝８１が形成された刃物本体部２の外周部先端（傾斜面の端縁）は先鋭となるように形成される。

次いで、図６（ｄ）に示すように、傾斜面を切削加工してノコ歯状切断刃部３を形成する（切断刃形成ステップ）。具体的に説明すると、傾斜面の表面に凹部３１を形成しつつ、傾斜面の端縁（刃物本体部の外周部先端）の一部分を除去する切削加工を繰り返すことで、刃物本体部２の外周縁にノコ歯を形成する（ノコ歯形成ステップ）。ノコ歯を形成する切削加工としては、種々の方法を採用できるが、エンドミル加工が、加工精度、作業性等の観点から好ましい。通常、溝８１の側面である傾斜面の一方側端部８２から他方側端部８３にかけて切削加工を行うことにより、ノコ歯を順次形成していく。なお、傾斜面の表面に形成される各凹部３１間には、直線状の非凹み部３２が残存するようにノコ歯を形成する。

ノコ歯を形成する工程においては、隣接するｎ番目及びｎ＋１番目のノコ歯を切削加工した後、ｎ＋２番目のノコ歯の切削加工を行う前に、再度、ｎ番目のノコ歯を切削加工することが好ましい（戻り加工ステップ）。図７の要部拡大図を用いて説明すると、ｎ番目のノコ歯を形成した後、このｎ番目のノコ歯に隣接するｎ＋１番目のノコ歯を形成する。通常、次に加工されるノコ歯は、ｎ＋１番目のノコ歯に隣接するｎ＋２番目のノコ歯であるが、このｎ＋２番目のノコ歯を形成する前に、再度、ｎ番目のノコ歯を切削加工する。これにより、ｎ＋１番目のノコ歯を加工した際に、このノコ歯に対応する凹部３１ａのｎ番目のノコ歯側に発生する金属バリを確実に除去することが可能になる。一般的な金属バリ除去は、ノコ歯形成ステップが終了した後にバレル研磨などにより行われるが、この方法だとノコ歯先端の刃が鈍化してしまい、切断加工用刃物の寿命（シート材を切断できる時間）が短くなるという問題があった。しかしながら、上述したような戻り加工ステップを追加することにより、ノコ歯先端の刃の鈍化を防止しつつ、確実に金属バリを除去できる。

ｎ番目のノコ歯を再度加工した後は、ｎ＋２番目のノコ歯を形成し、次いでｎ＋１番目のノコ歯を再加工し、その後、ｎ＋３番目のノコ歯を加工するという工程を繰り返しながら全ノコ歯を形成する、全ノコ歯の形成が終了した段階で、切断刃形成ステップが終了する。

切断刃加工ステップにおいて切削される刃物本体部２が、切断刃加工ステップの前段階において焼入れ処理されていない場合には、切断刃形成ステップが終了した後に、全ノコ歯が形成された切断加工用刃物１に焼入れ処理を行い、製造工程が完了する。

切断加工用刃物１を製造するに際して、切断刃加工ステップにおいて切削される刃物本体部２が、切断刃加工ステップの前段階において焼入れ処理されていないことが特に好ましい。焼入れ処理が施されていない刃物本体部２は、焼入れ処理後の物よりも軟らかく、ノコ歯の加工を容易に行うことができる。更に、被加工物である刃物本体部２が切削加工しやすい状態であるため、戻り加工ステップを実施することにより、ノコ歯の切削加工により発生する金属バリをより確実に除去することが可能になる。

以上、本発明の一実施形態に係る切断加工用刃物１について説明したが、切断加工用刃物１の具体的構成は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、ノコ歯状切断刃部３を、刃物本体部２の外周面に沿って、刃物本体部２の厚み方向両側にそれぞれ設ける両刃構成となるように形成したが、図８の概略構成断面図に示すように、ノコ歯状切断刃部３を片刃構成となるように切断加工用刃物１を形成してもよい。

また、上記実施形態においては、直線状の各非凹み部３２が、ノコ歯状切断刃部３におけるノコ歯の各頂点３ａにおける刃物本体部２の接線方向に対して略直交する方向に伸びるように形成されているが、例えば、図９の要部拡大図に示すように、直線状の各非凹み部３２が、ノコ歯の各頂点３ａにおける刃物本体部２の接線方向に対して傾斜した方向に延びるように形成してもよい。このような構成を採用する場合、各ノコ歯の頂点３ａ側に配置される各非凹み部３２の端点３２ａが、当該非凹み部３２の他方の端点３２ｂに対して、溝切り装置７０に設置される切断加工用刃物１の回転方向側となるように、直線状の非凹み部３２を傾斜させて形成することが特に好ましい。このような構成により、図１０に示すように、直線状の非凹み部３２が、段ボールシート５０に対して略垂直となるように未切断の当該段ボールシートに進入するため、スムーズな切断を行うと共に、騒音や切断粉の発生をより効果的に抑制することが可能となる。

１ 切断加工用刃物
２ 刃物本体部
３ ノコ歯状切断刃部
３１ 凹部
３２ 非凹み部
３ａ ノコ歯の頂点
４ 切込生成刃

Claims (3)

1. 扇形状の刃物本体部と、前記刃物本体部の外周部に沿って配置されるノコ歯状切断刃部とを備え、前記ノコ歯状切断刃部の側面には、前記刃物本体部の外周部に沿って連続的に設けられる複数の凹部が形成されており、互いに隣接する前記各凹部間には、直線状の非凹み部が形成されている切断加工用刃物の製造方法であって、
   前記刃物本体部の外周部に沿って当該外周部の少なくとも一部分を切削することにより傾斜面を形成する傾斜面形成ステップと、
   前記傾斜面を切削加工して前記ノコ歯状切断刃部を形成する切断刃形成ステップとを備えており、
   前記切断刃形成ステップは、前記傾斜面に凹部を形成しつつ、前記傾斜面の端縁の一部分を除去することによりノコ歯を形成するノコ歯形成ステップと、
   隣接するｎ番目及びｎ＋１番目のノコ歯を切削加工した後、ｎ＋２番目のノコ歯の切削加工を行う前に、再度、ｎ番目のノコ歯を切削加工する戻り加工ステップとを備える切断加工用刃物の製造方法。
2. 前記ノコ歯を形成する切削加工は、エンドミル加工により行われる請求項２に記載の切断加工用刃物の製造方法。
3. 前記切断刃加工ステップで切削される刃物本体部は、焼入れ処理されていないことを特徴とする請求項１または２に記載の切断加工用刃物の製造方法。