JP5415151B2 - ロータリーカッター装置 - Google Patents

Description

本発明は、カッターロータに組み付けたナイフと、このカッターロータに対向するプレーンロータとにより、紙などのシート部材を裁断するようにしたロータリーカッター装置に関する。

一般にこの種のロータリーカッター装置は、円柱状のカッターロータと、このカッターロータの外周面に対してナイフホルダーを介してスパイラル状に取り付けたナイフと、前記したカッターロータに対向する円柱状のプレーンロータを備えて成る。

そしてこのロータリーカッター装置によりシート部材を裁断するに際しては、搬送されてくるシート部材をナイフの刃先部分でプレーンロータの外周面に押し付けるようにして裁断するようにしている。

ところで以上のロータリーカッター装置では、前記したように、ナイフの刃先部分をプレーンロータの外周面に押し付けるようにしてシート部材を裁断することから、ナイフの刃先とこの刃先が押し付けられるロータとの位置関係の管理が非常に重要となる。

そこで、従来ロータリーカッター装置では、カッターロータとこれに対峙するように配設したプレーンロータを、複数のリンク部材から構成される軸受支持機構に支持して、この軸受支持機構を介してプレーンロータをカッターロータに対して接離可能とし、前記した軸受支持機構の他端側を接近方向に付勢させるシリンダを設けるとともに、このシリンダの接近方向の動作量を規制具により規制するようにして、ナイフの刃先とこの刃先が押し付けられるロータとの位置関係を調整するようにしている。（特許文献１参照）
しかしながら以上のロータリーカッター装置では、軸受支持機構が複数のリンク部材やこれらリンク部材を連結するためのピン更には軸受部材などから構成され、全体として部品点数が多いことから、構成部品間でのガタの発生も多く、そのため、ナイフの刃先とこの刃先が押し付けられるロータとの位置関係を精密に調整することが困難である。

特開平８−１１２７９８号

本発明は、以上の実情に鑑みて開発したものであって、目的とするところは、ナイフの刃先とこの刃先が対向するロータとの位置関係を簡単且つ精密に調整することが可能なロータリーカッター装置を提供する点にある。

以上の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シート部材裁断用のナイフを取り付けたカッターロータと、このカッターロータに対向するプレーンロータとが備えられ、前記カッターロータ及びプレーンロータは基体に対して回転可能に設けられて、前記両ロータの回転に伴い、前記ナイフとプレーンロータとによりシート部材を裁断するようにしたロータリーカッター装置において、カッターロータとプレーンロータのいずれか一方と前記基体との間には、内周の軸心が外周の軸心に対して径方向に変位したリング状の位置調整体を介装して、この位置調整体の回転操作により、ナイフの刃先と前記プレーンロータとの隙間を調整可能としている。

また、請求項１に記載の発明は、前記位置調整体の内周とロータとの間及び位置調整体の外周と基体との間にそれぞれ軸受け部材が介装されている。

さらに、請求項１に記載の発明は、前記位置調整体を回転させるための駆動装置が備えられている。

そして、請求項１に記載の発明は、前記位置調整体が設けられたロータと基体との間に、内周が外周に対して径方向に変位したリング状のギャップレス用位置調整体を介装して、この位置調整体の回転操作により、前記ギャップレス用調整体が設けられたロータをもう一方のロータから離間する方向に付勢させるようにしていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロータリーカッター装置において、前記位
置調整体の外周と基体との間に介装される軸受け部材が自動調心ころ軸受けから構成され
ていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のロータリーカッター装置において、位置調整体が設けられていないロータと基体との間に、内周が外周に対して径方向に変位したリング状のトラバース用位置調整体を介装して、このトラバース用位置調整体の回転操作により、位置調整体が設けられていないロータをその軸方向が位置調整体を設けたロータの軸方向に対して交差状となるように調整可能としていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、調整体を角回転させるだけで、ナイフの刃先とこの刃先が対向するロータとの位置関係を精密に調整することが出来る。

請求項１に記載の発明によれば、上記の効果に加え、前記位置調整体の内周とロータとの間及び位置調整体の外周と基体との間にそれぞれ軸受け部材が介装されていることにより、位置調整体の回転操作をより一層円滑に行なうことが出来る。

請求項１に記載の発明によれば、上記の効果に加え、前記位置調整体を回転させるための駆動装置が備えられていることにより、位置調整体の回転操作が例えば人の力を借りることなく自動的にスムーズに行なうことが出来る。

さらに、請求項１に記載の発明によれば、ギャップレス用位置調整体の回転操作により、ギャップレス用調整体が設けられたロータがもう一方のロータから離間する方向に押し上げられ、これに伴い、軸受け部材の構成部材間の隙間が解消されて、軸受け部材にガタつきがない所謂ギャップレス状態が保たれるので、上記の効果に加えて、調整体の回転操作により、ナイフの刃先とこの刃先が対向するロータとの位置関係をより一層精密に調整することが出来る。

請求項２に記載の発明によれば、前記位置調整体の外周と基体との間に介装される軸受け部材による調心作用により、心と軸心が自動的に調整されるので、ロータの回転がより一層スムーズとなる。

請求項３に記載の発明によれば、トラバース用位置調整体の回転操作により、プレーンロータをカッターロータに対してクロスさせることで、例えばシート部材の切断時の線圧が大きい場合に撓むロータ中央部の撓みの補正も容易に行なうことができる。

ロータリーカッター装置を備えたシート裁断機の概略説明図。 ロータリーカッター装置の概略正面図。 ロータリーカッター装置の要部を一部切り欠いて示す拡大正面図。 ロータリーカッター装置の要部を拡大して示す側面図。 ロータリーカッター装置におけるトラバース用位置調整体の作動説明図。

以下、本発明にかかるロータリーカッター装置の一実施形態を説明する。

先ず、図１はロータリーカッター装置を備えたシート裁断機の概略説明図、図２は、ロータリーカッター装置の概略正面図、図３は、ロータリーカッター装置の要部を一部切り欠いて示す拡大正面図、図４は、ロータリーカッター装置の要部を拡大して示す側面図、図５は、ロータリーカッター装置におけるトラバース用位置調整体の作動説明図である。

図１に概略的に示すシート裁断機は、基本的には、連続シートを一定速度で引き出すピンチロール装置１ａと、連続シートＰの幅を切り揃えるスリッター装置１ｂと、シート部材としての連続シートＰを引き揃えるフィードロール装置１ｃと、本発明のロータリーカッター装置２から構成されている。

このシート裁断機は、抄紙機（図示せず）から送り出されて来る連続シートＰを、ピンチロール装置１ａにより引き出してスリッター装置１ｂに送り込むとともに、このスリッター装置１ｂにより搬送方向に裁断された連続シートＰを、フィードロール装置１ｃにより引き揃えてロータリーカッター装置２に送り込み、このロータリーカッター装置２により所定の長さに裁断するようにしている。

ロータリーカッター装置２は、図２にも示すように、基本的には、カッターロータ３と、このカッターロータ３に対向するプレーンロータ４と、カッターロータ３の外周面に取り付けられたナイフ５と、カッターロータ３を回転させるための駆動装置としての減速機構が組み付けられた電動式サーボモータ３０と、プレーンロータ４を回転させるための駆動装置としての減速機構付き電動式サーボモータ４０とが備えられている。

カッターロータ３及びプレーンロータ４は、いずれも円柱状のロータ本体３１・４１と、これらロータ本体３１・４１の長さ方向両端からそれぞれ軸方向に突出する回転軸３２・４２が備えられ、この回転軸３２・４２は、ロータリーカッター装置２の基体２０に後記する軸受け部材を介して回転自由に支持されている。

ロータ本体３１・４１は、例えば鋼材やカーボン材料（炭素繊維強化プラスチック）から形成される。

前記したナイフ５は、カッターロータ３を構成するロータ本体３１の外周面の２箇所に装填されている。

このナイフ５は、ロータ本体３１の軸方向に対してスパイラル状に取り付けられている。

そして以上のロータリーカッター装置２において、図に示す実施形態では、カッターロータ３とロータリーカッター装置２の基体２０との間に、内周の軸心が外周の軸心に対して径方向に変位したリング状の位置調整体６を介装して、後記の駆動装置６５によるこの位置調整体６の回転操作により、カッターロータ３をプレーンロータ４に対して近接乃至離間方向に移動させて、ナイフ５の刃先とこの刃先が対向するプレーンロータ４の外周面との隙間を調整可能としている。

即ち、図に示す実施形態では、ロータ本体３１の長さ方向両端に設けられた左右の回転軸３２をそれぞれ基体２０に回転自由に支持するために、回転軸３２側には内側軸受け６０ａが設けられると共に基体２０側には外側軸受け６０ｂが設けられて、この内側軸受け６０ａと外側軸受け６０ｂとの間に前記したリング状の位置調整体６が介装されている。

内側軸受け６０ａは、インナーレース６１ａとアウターレース６２ａ間にボールベアリング６３ａを介装したいわゆる玉軸受けが用いられ、外側軸受け６０ｂは、インナーレース６１ｂとアウターレース６２ｂ間にたる状のころ６３ｂを介装したいわゆる自動調心コロ軸受けが用いられている。

位置調整体６は、内周の軸心を外周の軸心に対して径方向に１ｍｍ変位させており、従って、位置調整体６を１８０度正転若しくは逆転させることで、ナイフ５の刃先とプレーンロータ４の外周面との隙間が最大２ｍｍ調整可能となっている。

また以上の位置調整体６は、駆動装置６５により、角回転させるようにしている。

この駆動装置６５は、電動式サーボモータ６６と、位置調整体６の側面に組み付けたタイミングプーリ６７と、前記した電動式サーボモータ６６の回転をタイミングプーリ６７に伝達するためのタイミングベルト６８とから構成されて、電動式サーボモータ６６の正転駆動若しくは逆転駆動により、タイミングベルト６８及びタイミングプーリ６７を介して位置調整体６を正転方向若しくは逆転方向に角回転させるようにしている。

また以上の実施形態では、カッターロータ３と基体２０との間に、内周が外周に対して径方向に変位したリング状のギャップレス用位置調整体７を介装し、この位置調整体７を後記の駆動装置７５により角回転させることで、カッターロータ３をプレーンロータ４から離間する方向に弾性的に付勢させる（押し上げる）ことで、主として前記した軸受け６０ａ・６０ｂの構成部材間に生じるガタ（隙間）を吸収するようにしている。

即ち、実施形態では、ロータ本体３１の長さ方向両端に設けられた左右の回転軸３２の軸端部外周に内側軸受け７０ａが設けられると共に基体２０側に外側軸受け７０ｂが設けられて、この内側軸受け７０ａと外側軸受け７０ｂとの間に前記したリング状のギャップレス用位置調整体７が介装されている。

内側軸受け７０ａ及び外側軸受け７０ｂは、インナーレース７１ａ・７１ｂとアウターレース７２ａ・７２ｂ間にボールベアリング７３ａ・７３ｂを介装したいわゆる玉軸受けが用いられている。

そしてギャップレス用位置調整体７は、内周の軸心を外周の軸心に対して径方向に１ｍｍ変位させており、このギャップレス位置調整体７を１８０度回転させることで、カッターロータ３をプレーンロータ４に対して離間方向に最大２ｍｍ移動可能としている。

ギャップレス用位置調整体７の駆動装置７５は、基体２０に取り付けたエアーシリンダ７６を備え、このエアーシリンダ７６の作動ピストン７７の先端部を、ギャップレス用位置調整体７から延びるアーム７８の先端部に連結して、作動ピストン７７の進出動作により、ギャップレス用位置調整体７を角回転させて、カッターロータ３をプレーンロータ４に対して離間方向に付勢させるようにしている。

尚、前記したエアーシリンダ７６に替えて、油圧シリンダやエアーバネを用いてもよい。

更に図に示す実施形態では、プレーンロータ４と基体２０との間に、内周が外周に対して径方向に変位したリング状のトラバース用位置調整体８を介装して、駆動装置８５によるこのトラバース用位置調整体８の回転操作により、プレーンロータ４をその軸芯がカッターロータ３の軸芯に対して交差状となるように調整可能としている。

即ち図に示す実施形態では、ロータ本体４１の長さ方向両端に設けられた左右の回転軸４２をそれぞれ基体２０に回転自由に支持するために、回転軸４２側には内側軸受け８０ａが設けられると共に基体２０側には外側軸受け８０ｂが設けられて、この内側軸受け８０ａと外側軸受け８０ｂとの間に前記したリング状のトラバース用位置調整体８が介装されている。

内側軸受け８０ａは、インナーレース８１ａとアウターレース８２ａ間にボールベアリング８３ａを介装したいわゆる玉軸受けが用いられ、外側軸受け８０ｂは、インナーレース８１ｂとアウターレース８２ｂ間にたる状のころ８３ｂを介装したいわゆる自動調心コロ軸受けが用いられている。

トラバース用位置調整体８は、内周の軸心を外周の軸心に対して径方向に１０ｍｍ変位させており、従って、例えばプレーンロータ４の左側端部に設けられたトラバース用位置調整体８を正転させると共にプレーンロータ４の右側端部に設けられたトラバース用位置調整体８を逆転させることで、図５に示すように、プレーンロータ４の軸芯Ｐ１がカッターロータ３の軸芯Ｐ２に対して水平方向に変位して、プレーンロータ４とカッターロータ３がクロスするようにしている。

また以上のトラバース用位置調整体８は、駆動装置８５により角回転させるようにしている。

この駆動装置８５は、電動式サーボモータ８６と、トラバース用位置調整体８の側面に組み付けたタイミングプーリ８７と、前記した電動式サーボモータ８１の回転をタイミングプーリ８７に伝達するためのタイミングベルト８８とから構成されて、左右電動式サーボモータ８６の正転駆動若しくは逆転駆動により、タイミングベルト８８及びタイミングプーリ８７を介してトラバース用位置調整体８を正転方向若しくは逆転方向に角回転させるようにしている。

従って、プレーンロータ４の長さ方向両端部にそれぞれ備えられている前記トラバース用位置調整体８の回転操作により、例えばプレーンロータ４の長さ方向一端側を左方向に１ｍｍ、長さ方向他端側を右方向に１ｍｍそれぞれ移動させると、プレーンロータ４とカッターロータ３がクロスして、プレーンロータ４とカッターロータ３の長さ方向中央では隙間が０に保たれた状態で、プレーンロータ４とカッターロータ３の長さ方向両端部には所望の隙間が生じることとなる。

斯くして以上のロータリーカッター装置２では、ナイフ５がカッターロータ３の外周面に対してスパイラル状に取り付けられていることから、ナイフ５の長さ方向一端側から連続シートＰをカットし始めるのであるが、連続シートＰの初期の切断負荷を和らげるために、トラバース用位置調整体８の回転操作により、連続シートＰの切り始めのナイフ５とカッターロータ３との間に隙間を与えたい場合に有効となるし、また連続シートＰの切断時の線圧が大きい場合に撓むロータ中央部の撓みの補正も行なえる。

尚、前記した各サーボモータ６６・８６の駆動は、コントローラ（図示せず）により制御される。

以上の構造のロータリーカッター装置２では、ギャップレス位置調整体７の駆動装置７５の駆動により、エアーシリンダ７６を介してギャップレス位置調整体７が角回転して、カッターロータ３がプレーンロータ４に対して離間する方向に弾性的に押し上げられ、これに伴い、軸受け部材の構成部材間の隙間が解消されるので、カッターロータ３は軸受け部材にガタつきのない所謂ギャップレス状態に保たれるのである。

そして、かかる状態において更に位置調整体６の駆動装置６５の駆動により、サーボモータ６６を介して位置調整体６を角回転させることで、ナイフ５の刃先とプレーンロータ４の外周面との隙間が適宜調整されるのである。

斯くして、以上のロータリーカッター装置２によれば、位置調整体6及びギャップレス位置調整体７の回転操作だけで、ナイフ５の刃先とプレーンロータ４のロータ面との隙間を精度よく所望の間隔に、例えば1ミクロン単位で調整することが可能となる。

更にトラバース用位置調整体８の回転操作により、プレーンロータ４の軸芯Ｐ１をカッターロータ３の軸芯Ｐ２に対して水平方向に変位させて、プレーンロータ４をカッターロータ３に対してクロスさせることで、プレーンロータ４とカッターロータ３の長さ方向中央では隙間が０に保たれた状態で、プレーンロータ４とカッターロータ３の長さ方向両端部に所望の隙間を生じさせることが出来て、これにより、連続シートＰの切断時の線圧が大きい場合に撓むロータ中央部の撓みの補正も行なえる。

以上の実施形態では、位置調整体6及びトラバース用位置調整体８の駆動装置としてサーボモータ６６・８６を用いたが、これに限定されるものではなく、位置制御できるモータであればよい。

また以上実施形態では、位置調整体6及びトラバース用位置調整体８の駆動装置６５・８５を、タイミングプーリ６７・８７及びタイミングベルト６８・８８から構成したが、これに限定されるものではなく、タイミングプーリ６７・８７及びタイミングベルト６８・８８に替えて連動する複数の駆動ギヤから構成してもよい。

２ ロータリーカッター装置
２０ 基体
２１ａ サーボモータ
３ カッターロータ
３１ ロータ本体
３２ 回転軸
４ プレーンロータ
４１ ロータ本体
４２ 回転軸
５ ナイフ
６ 位置調整体
６０ａ 内側軸受け
６０ｂ 外側軸受け
６５ 駆動装置
７ ギャップレス用位置調整体
７５ 駆動装置
８ トラバース用位置調整体
８５ 駆動装置
Ｐ 連続シート（シート部材）

Claims (3)

1. シート部材裁断用のナイフを取り付けたカッターロータと、このカッターロータに対向するプレーンロータとが備えられ、前記カッターロータ及びプレーンロータは基体に対して回転可能に設けられて、前記両ロータの回転に伴い、前記ナイフとプレーンロータとによりシート部材を裁断するようにしたロータリーカッター装置において、
   前記カッターロータと前記プレーンロータのいずれか一方と前記基体との間には、内周の軸心が外周の軸心に対して径方向に変位したリング状の位置調整体を介装し、前記位置調整体の内周とロータとの間及び位置調整体の外周と基体との間にそれぞれ軸受け部材を介装するとともに、前記位置調整体を回転させるための駆動装置を設け、この位置調整体の回転操作により、ナイフの刃先と前記プレーンロータとの隙間を調整可能とし、
   前記位置調整体が設けられたロータと基体との間に、内周が外周に対して径方向に変位したリング状のギャップレス用位置調整体を介装して、このギャップレス用位置調整体の回転操作により、前記ギャップレス用調整体が設けられたロータをもう一方のロータから離間する方向に付勢させるようにしていることを特徴とするロータリーカッター装置。
2. 前記位置調整体の外周と基体との間に介装される軸受け部材が自動調心ころ軸受けから
   構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリーカッター装置。
3. 位置調整体が設けられていない前記ロータと前記基体との間に、内周が外周に対して径
   方向に変位したリング状のトラバース用位置調整体を介装して、このトラバース用位置調
   整体の回転操作により、位置調整体が設けられていないロータをその軸方向が位置調整体
   を設けたロータの軸方向に対して交差状となるように調整可能としていることを特徴とす
   る請求項１又は請求項２に記載のロータリーカッター装置。

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