JP5393753B2 - カッターユニット - Google Patents
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Description
(1)パターン1:取付けピッチ>パウチピッチ(図9で示すように、パウチ送りと全切断・ミシン目切断のパウチピッチP<取付け間隔の場合)
ただし、図9において、「∂=取付けピッチ−パウチピッチP」とする。
このパターン1においては、パウチhのピッチ送りとミシン目切断、全切断が実施されるタイミングは、パウチの横シールピッチ単位でなく、取付けピッチとパウチピッチとの差があるため、毎回異なる。
(2)パターン2:取付けピッチ<パウチピッチ(図10に示すように、パウチ送りと全切断・ミシン目切断のパウチピッチP>取付け間隔の場合)
ただし、図10において「∂=パウチピッチP−取付けピッチ」とする。
(3)パターン3:取付けピッチ=パウチピッチ(図11に示すように、パウチ送りと全切断、ミシン目切断パウチピッチP=取付け間隔の場合)
パターン3は次のようになる。図11で(1)〜(3)は切断位置を示している。
また、カッターユニットを重ねて設けた場合、つまり、ミシン目ユニットと、カッターユニットとをパウチの送り方向に重ねた構成のものでは、装置が大型化する。特に高さが高くなるため、パウチの仕掛け作業がやりにくい。また、刃の当接状態の調整をそれぞれのユニットで実施するため、全切断とミシン目切断との切断状態を同一にすることは難しい。
尖った刃先の切刃部と弧状の受け面のある受刃部との長さ方向が、前記連包体の幅方向に添って延在した状態で、その切刃部および受刃部間に前記連包体が搬送されるようにし、
前記受刃部が、前記受刃部の幅方向の片側が平坦な弧状の受け面で該幅方向の他側が所定間隔に溝を形成した櫛状面に形成されたものであって、前記受刃部の幅方向が前記連包体搬送方向に沿って配置されており、
前記切刃部が切刃回転軸に設けられ、前記受刃部が受刃回転軸に設けられて、前記切刃部及び受刃部の幅方向に各回転軸を回転駆動させて前記切刃部の刃先と前記受刃部の受け面とを接近・離隔させる回転駆動部と、
前記受刃部の受け面及び櫛状面の何れかを前記切刃部の刃先に対向させるように前記切刃部と前記受刃部との回転位相を制御する位相制御部とを備え、
前記搬送された連包体の搬送タイミング及び小袋のピッチに基づき前記回転駆動部を回転させる際に、前記位相制御部が、前記連包体の横シール部を挟んで前記切刃部の刃先及び受刃部の弧状の受け面同士を当接させることにより該横シール部を切断し、一方、前記切刃部の刃先と受刃部の櫛状面同士を当接させることにより該横シール部に断続的なミシン目を形成するよう回転位相を制御するものであり、
前記切刃回転軸及び受刃回転軸の軸方向両側に前フレーム及び後フレームを配置しており、
前記切刃回転軸の軸両端部を回転自在に保持する、前フレーム及び後フレームに嵌めこまれた各切刃軸受ホルダーと、
前記前フレーム及び後フレームに形成された各開口部内に、前記受刃回転軸を前記切刃回転軸に接近・離隔させる方向にスライド可能に配置されて、前記受刃回転軸の軸両端部を回転自在に保持する各受刃軸受けホルダーと、
前記各受刃軸受けホルダーの切刃回転軸側先端に形成されたテーパー面と当該テーパー面に対向する前記開口部内側面との間に配設され、位置調整によって切刃回転軸と受刃回転軸の軸芯間を調整可能なテーパー台と、
前記各受刃軸受ホルダー同士を連結する連結プレートと、
受刃部が切刃部に当接状態になるように前記各受刃軸受けホルダーを前記連結プレートを介して、切刃回転軸方向に押圧するシリンダーと、
前記各受刃軸受けホルダーが前記切刃回転軸から離隔する方向に逃げるのを止めるためのストッパーとを設けた、前記切刃部及び受刃部同士の当接を調整する構造を有し、
前記シリンダーによって前記各受刃軸受けホルダーを切刃回転軸方向に押圧して前記切刃部及び受刃部同士を当接状態にし、その当接状態で前記テーパー台をテーパー面及び開口部内側面に接する位置に調節し、かつ、前記ストッパーで受刃軸受けホルダーが前記切刃回転軸から離隔する方向の位置決をすることができるようにしたことを特徴とするカッターユニットである。
切刃回転軸17と受刃回転軸28はそれぞれ個別のAC(交流電源)サーボモーター6と7にて回転駆動される。切刃回転軸17は、切刃駆動用ACサーボモーター6にて回転し、受刃回転軸28は、受刃駆動用ACサーボモーター7にて回転する。また、切刃駆動用ACサーボモーター6がマスターとなり、そのスレイブとなる受刃駆動用ACサーボモーター7がマスター側指令パルスに基づき同期回転する。なお、受刃駆動用ACサーボモーター7の駆動軸32はベアリングを介して軸受けホルダー31によって支持されている。その駆動軸32の受刃42側の端部にはハスバ歯車33(L)が配設され、一方、前記受刃回転軸28には、ハスバ歯車35(R)が配設されている。これらハスバ歯車33とハスバ歯車35同士が噛み合って、受刃駆動用ACサーボモーター7の駆動力が受け刃回転軸28に伝達され、受刃42を回転させる。ハスバ歯車33と35によってトルク変動が少なくかつ静音化している。
受刃42の切刃40切断端に当接する部分は、円弧状の曲面になっており、その曲率半径(符号「42r」で示す)はロータリーカッターの回転円の半径になっている。
また、受刃42の切刃当接面を幅中心から2等分し、幅方向(受刃回転方向に沿う)の片側(受面42a)は全て平坦な曲面状態、もう一方には溝を長手方向に複数個(ミシン目の連続部分の数に相当する)並べた櫛状面42bになっている(櫛状面42bでは平坦な曲面と溝が繰り返す構成となっている)。
切刃回転軸17は、後フレーム10と前フレーム11に嵌め込まれた切刃軸受ホルダー14のベアリングにより回転自在に保持される。
図2に示すように、2枚のスライダー(受刃軸受けホルダー)27、27と連結プレート37で構成されるコの字型構造が、後フレーム10と前フレーム11の開口部10a、11aに、切刃回転軸17に対して前後方向にスライド可能に嵌め込まれている。コの字型構造を挟んで受刃42側であって連結プレート37の外側に、R(右側)ベースプレート3が、切刃40外側にL(左側)ベースプレート4が設けられる。これらR、Lベースプレート3,4のユニット本体側にモーターベース5が組付け固定されて、モーターベース5から切刃用サーボモーター6と受刃用サーボモーター7がそれぞれ固定される。また、R、Lベースプレート3,4の側部にR側板2、L側板1が取り付けられる。
2枚のスライダー27、27の切刃回転軸17側先端は、テーパー面になっている。
このテーパー面と、後フレーム10及び前フレーム11の開口部10a、11aの内側面との間に、テーパー台(クサビ)B(22)、テーパー台A(21)が組み込まれている。
アジャストピン25により、テーパー台(クサビ)B(22)、テーパー台A(21)、の位置を調整することにより、切刃回転軸17と受刃回転軸28の軸芯間を調整することができる。
切刃40は、側面取付け穴を用いて切刃ホルダー39にネジ固定される。
切刃40先端の稜線を、受刃42の曲面に均等に当接させるため、2箇所のジャッキ(ボルト)17aにて切刃40底面を押し付け稜線高さ位置と水平度を調整する。
この直線状の稜線が、受刃42の曲面に隙間「0」の状態で当接する。
当接時に、切刃40稜線と受刃42面間に、非切断物が存在すると直線状に圧接切断される。
平坦な曲面状態の中央と溝付部分の中央とは、受刃回転軸28中心に対して7.2度の間偏が開いている。これは、もう一方の受刃42も同じ寸法関係になる。
受刃42先端の曲面は、切刃40の稜線に均等に当接させるため、2箇所のジャッキ(ボルト)28aにて受刃42底面の押し付け曲面位置を調整することができる。
受刃ホルダー41は本実施形態では円周2箇所(180度配置)あり、それぞれに固定された受刃42の曲面間を結び受刃回転軸28中心を通る直線は受刃42回転の直径となる。
(1)圧接切断するため、切刃40の先端は頂角90度の直線状の稜線になっている。この稜線が、受刃42の面に隙間「0」の状態で当接する。
当接時に、切刃40稜線と受刃42面間に、非切断物が存在すると圧接切断される。
受刃42の切刃40が当接する面は、受刃42先端の回転半径と同じ半径を持つ円弧面になっている。このため、円弧面のどの部分に切刃40が当接しても隙間「0」の切断状態になる。
受刃42の円弧面をこのような形状にすると、平坦な曲面側に切刃40先端が当接した場合は、被切断物は全切断され、溝付側に当接した場合には、溝部分は圧接状態にならないため、切れ残りができる部分切断状態になる。この部分切断状態を、ミシン目切断と呼ぶ。
切刃40は2枚構成であるため、パウチのピッチに合わせて180度回転する。ACサーボモーターによるピッチ送りと同期して、切刃回転軸17のACサーボモーターが切刃40を180度回転させることが制御の基準となる。
切刃回転軸17は切刃回転位置検出板26にて、受刃回転軸28は受刃回転位置検出板36にてそれぞれのACサーボモーターにより位置決めされ、両軸の原点では、断面C図で示すように、切刃40と受刃42とが共に垂直状態になる。
通常のロータリーカッターは、切刃と受刃とを同期回転させるために、切刃回転軸と受刃回転軸とを歯車にて連結し、1個のACサーボモーターで駆動するというのが標準構成である。
(1)パウチの送りと切刃40の回転
図6〜図7に示すように、連包パウチの横シール間隔のピッチを検出しながら、上方から下方に向けて鉛直な状態で1ピッチ分がカッタ一部へ送り込まれる間に、ロータリーカッターは、切刃40が180度回転し、丁度1ピッチ送りした位置(横シール幅中心位置)で切刃40と受刃42とが当接し、全切断もしくはミシン目切断を行う。
また、本実施形態では2枚刃構成につき、切刃40の1回転あたり2回切断される。
本実施形態の受刃42は、刃幅中心と、平面状態側の円弧中心までの角度(受刃回転軸28中心からのなす角度)、および溝付側の円弧中心までの角度は、ともに3.6度となっている。
なお、ミシン目切断が連続する場合は、180度回転する切刃40に同期して、受刃42も180度回転する。
一例として、連包パウチを4個単位で全切断し、全切断間の3箇所の横シールはミシン目切断する場合の切刃40と受刃42の動きを説明する。
受刃42は、水平より3.6度持ち上がった位置で切刃40と当接し、横シールを全切断する。
切刃40が180度回転する間に、受刃42を基準回転度の180度より7.2度余分に回転させ、切刃40を受刃42の溝付側(櫛状面42b)に当接させることでミシン目切断する。
切刃40が180度回転する簡に、受刃42も基準回転角度の180度回転し、切刃40が前記溝付側に当接することでミシン目切断する。
切刃40が180度回転する簡に、受刃42も基準回転角度の180度回転し、切刃40が溝付側に当接することでミシン目切断する。
この場合、切刃40が180度回転する間に、受刃42を基準回転角度の180度より7.2度分少なく回転させ、切刃40を平面状態側に当接させることで全切断する。
このように、受刃42のACサーボモーター7は、切刃40のACサーボモーター6回転に同期追従するが、「全切断からミシン目切断」及び「ミシン目切断から全切断」に移行するときのみ、7.2度分の回転補正を実施する。
したがって、従来、ミシン目切断用と全切断用それぞれのカッターユニットが必要であったが、本発明ではそのようなことがない。
(1)従来の装置では、刃の回転制御がパウチのピッチにより異なっていた。
すなわち、従来のカッターユニットとミシン目ユニットとを搬送方向に間隔(取り付けピッチ)を開けて取り付けた装置では、取り付けピッチとパウチピッチとの関係により、パウチの送りとミシン刃及び全切断刃の回転制御方法が異なるものになり、刃の回転制御は複雑であった。
これに対して、本実施形態のカッターユニットでは、パウチの1ピッチ送りを基準とし切刃40の回転はこれに同期させ、受刃42も切刃40に同期して回転するため、全切断とミシン目切断切替による遅れ進みの補正だけ実施すれば、どのようなパウチピッチでも同じ制御ソフトで対応できる。
すなわち、ミシン目ユニットとカッターユニットとは、パウチの流れ方向に直列に配置するため、装置の本体ボックスが大きくなる(特に、背が高いため、パウチを仕掛ける際に、脚立等に上らないと作業できない等、作業の安全性やしにくさに問題があった)。
(3)従来装置では、ミシン目切断と全切断の当接状態は個々に調整する必要があった。
以上から本実施形態では、装置が従来よりも小型化し、パウチの仕掛け作業性の改善でき、制御が簡素化し、ミシン目切断と全切断のカット状態が一定化するという優れた作用効果を奏する。
2 R側板
3 Rベースプレート
4 Lベースプレート
5 モーターベース
10 後フレーム
11 前フレーム
14 切刃軸受ホルダー
17 切刃回転軸
21 テーパー台(クサビ)A
22 テーパー台(クサビ)B
25 アジャストピン
26 切刃回転位置検出板
27 スライダー(受刃軸受けホルダー)
28 受刃回転軸
31 軸受けホルダー
32 駆動軸
33 ハスバ歯車(L)
35 ハスバ歯車(R)
36 受刃回転位置検出板
37 連結プレート
39 切刃ホルダー
40 切刃
41 受刃ホルダー
42 受刃
Claims (4)
- 複数の小袋が横シール部を介して連続した連包体を搬送し、その連包体の横シール部を小袋の所定個数ずつ切断するカッターユニットであって、
尖った刃先の切刃部と弧状の受け面のある受刃部との長さ方向が、前記連包体の幅方向に添って延在した状態で、その切刃部および受刃部間に前記連包体が搬送されるようにし、
前記受刃部が、前記受刃部の幅方向の片側が平坦な弧状の受け面で該幅方向の他側が所定間隔に溝を形成した櫛状面に形成されたものであって、前記受刃部の幅方向が前記連包体搬送方向に沿って配置されており、
前記切刃部が切刃回転軸に設けられ、前記受刃部が受刃回転軸に設けられて、前記切刃部及び受刃部の幅方向に各回転軸を回転駆動させて前記切刃部の刃先と前記受刃部の受け面とを接近・離隔させる回転駆動部と、
前記受刃部の受け面及び櫛状面の何れかを前記切刃部の刃先に対向させるように前記切刃部と前記受刃部との回転位相を制御する位相制御部とを備え、
前記搬送された連包体の搬送タイミング及び小袋のピッチに基づき前記回転駆動部を回転させる際に、前記位相制御部が、前記連包体の横シール部を挟んで前記切刃部の刃先及び受刃部の弧状の受け面同士を当接させることにより該横シール部を切断し、一方、前記切刃部の刃先と受刃部の櫛状面同士を当接させることにより該横シール部に断続的なミシン目を形成するよう回転位相を制御するものであり、
前記切刃回転軸及び受刃回転軸の軸方向両側に前フレーム及び後フレームを配置しており、
前記切刃回転軸の軸両端部を回転自在に保持する、前フレーム及び後フレームに嵌めこまれた各切刃軸受ホルダーと、
前記前フレーム及び後フレームに形成された各開口部内に、前記受刃回転軸を前記切刃回転軸に接近・離隔させる方向にスライド可能に配置されて、前記受刃回転軸の軸両端部を回転自在に保持する各受刃軸受けホルダーと、
前記各受刃軸受けホルダーの切刃回転軸側先端に形成されたテーパー面と当該テーパー面に対向する前記開口部内側面との間に配設され、位置調整によって切刃回転軸と受刃回転軸の軸芯間を調整可能なテーパー台と、
前記各受刃軸受ホルダー同士を連結する連結プレートと、
受刃部が切刃部に当接状態になるように前記各受刃軸受けホルダーを前記連結プレートを介して、切刃回転軸方向に押圧するシリンダーと、
前記各受刃軸受けホルダーが前記切刃回転軸から離隔する方向に逃げるのを止めるためのストッパーとを設けた、前記切刃部及び受刃部同士の当接を調整する構造を有し、
前記シリンダーによって前記各受刃軸受けホルダーを切刃回転軸方向に押圧して前記切刃部及び受刃部同士を当接状態にし、その当接状態で前記テーパー台をテーパー面及び開口部内側面に接する位置に調節し、かつ、前記ストッパーで受刃軸受けホルダーが前記切刃回転軸から離隔する方向の位置決をすることができるようにしたことを特徴とするカッターユニット。 - 前記切刃部の切刃に当接する前記受刃部の受け面及び櫛状面の平坦面は、前記受刃部の受刃回転軸の垂直方向の横断面が該受刃回転軸を中心とした円弧面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のカッターユニット。
- 前記回転駆動部は、前記切刃部が複数取り付けられた切刃回転軸を回転させるサーボモーターをマスターとし、前記受刃部が複数取り付けられた受刃回転軸を回転させるサーボモーターをスレイブとして、各回転体に位置検出器を設け、前記位相制御部は、切刃回転軸及び受刃回転軸に設けた位置検出信号に基づき各サーボモーターの回転駆動を制御し、かつ、スレイブ側のサーボモーターをマスター側サーボモーターの指令パルスに基づき同期回転させ、全切断及びミシン目形成のタイミングに応じて軸回転の位相を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のカッターユニット。
- 前記切刃部の切刃が頂角90°以下の直線状の稜線になっており、該切刃が前記受刃部の受け面と隙間無く当接することにより横シール部が切断されるようにしたことを特徴とする請求項1から3のうちの1項に記載のカッターユニット。
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