JP5433488B2 - 裁断刃位置調整治具及び裁断刃位置調整方法 - Google Patents
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Description
このような裁断装置を用いて裁断を行う場合、まず、第一刃は、その下端部が第二刃同士の間に入り込み、第一刃軸及び第二刃軸の軸方向からみて、第一刃と第二刃とがオーバーラップするように配置される。そして、第一刃を軸方向に移動させて第一刃と第二刃とを接触させ、その後、第一刃軸と第二刃軸との間に被裁断物を通過させて裁断を行っている。第一刃軸と第二刃軸にそれぞれ複数の第一刃と第二刃が設けられている場合、複数対の第一刃と第二刃とがオーバーラップするように、第一刃と第二刃との位置を調整している。
例えば特許文献1には、複数の第一刃をそれぞれ独立のアーバー(軸)に組込み、複数のアーバーを軸方向にスライド自在にするとともに、上下方向に調節自在にした方式のスリッター装置が記載されている。このスリッター装置では、刃物台に回転自在に設けられたアーム先端に対して、さらにアーバーが回転自在に取り付けられており、アームの回転角度をネジで調節することによって、第二刃に対する第一刃の高さ位置を調節して、オーバーラップ長さを調整している。オーバーラップ長さが不均一であると、被裁断物に対して進入する刃の深さが不均一になり、被裁断物の裁断された部分が毛羽立ってしまったり、紙粉が舞ってしまったりするという問題が発生する。
特許文献2には、第一刃と第二刃との接触後にさらに第一刃を軸方向に移動させた量(押し込み量)をダイヤルゲージで測定してその測定値を押し込み量とし、そのときの接触圧をロードセルで測定しながら適正な接触圧に調整した上で、シートを切断する技術が示されている。
また、特許文献2に記載された調整方式では、接触圧を測定するための装置が必要になるので、裁断装置が大型化したり、装置コストが高くなってしまったりするという問題があった。
そのため、第一刃の外縁を第一刃当接部に当接させた状態で第一刃の設定位置を決定すれば、第二刃に対する第一刃のオーバーラップ長さを一定とすることができる。よって、所望のオーバーラップ長さとなるように第一刃当接部を裁断刃位置調整治具に形成し、この裁断刃位置調整治具を第二刃に装着し、第一刃の外縁を第一刃当接部に当接させることで、オーバーラップ長さを簡便に調整できる。
特に、前記特許文献1に記載されたようなスリッター装置(裁断装置)において、第一刃の径がそれぞれ軸ごとに異なる場合であっても、同じ裁断刃位置調整治具を用いてそれぞれの第一刃を第一刃当接部に当接させれば、所定のオーバーラップ長さに簡便に調整できる。
よって、裁断刃位置調整治具が小径部の外縁に沿って動いて回転したとしても、オーバーラップ長さが第一刃の外縁を当接させる第一刃当接部の位置によらずに一定なので、確実にオーバーラップ長さを調整できる。
すなわち、装着部の前記小径部に接する長さが、小径部の円周長さの2分の1を大きく超えて長くなりすぎると、小径部の両端間距離は、小径部の直径よりも長くなって、治具着脱の際に装着部の円弧両端が小径部に引っかかり易くなる。しかし、当該長さが2分の1以下であるため、治具着脱の際に、装着部の円弧両端の小径部に対する引っかかりが防止され、着脱し易くなる。
この発明によれば、第一刃当接部が第一刃よりも柔らかい材質で形成されているので、第一刃外縁を第一刃当接部に当接させた際に、第一刃の刃こぼれを防止できる。
図1は、第一の実施形態に係る裁断刃位置調整治具5(図3,図4参照)が装着される裁断装置1の正面要部を示す図である。
図2は、裁断装置1の側面要部を示す図である。
裁断装置1は、回転可能に軸支された第一刃3を有する第一ユニット10と、回転可能に軸支された第二刃4を有する第二ユニット20と、を備えて構成される。裁断装置1は、第一刃3と第二刃4とが上下方向に対向して配置される方式なので、本実施形態の説明では、第一刃3としての上刃3、第二刃4としての下刃4、第一ユニット10としての上部ユニット10、第二ユニット20としての下部ユニット20として表す。
上部ユニット10は、上刃3を回転可能に軸支すると共に上下方向に調節可能に保持する上刃ホルダ11と、上刃3を軸支する軸方向に上刃ホルダ11をスライド可能に支持する上部フレーム15と、を備えて構成される。
下部ユニット20は、複数の下刃4を回転可能に軸支する支持軸としての下刃回転軸21を備えて構成される。
通常、裁断装置1では、図2の二点鎖線で示す被裁断物2が長尺シート状である場合、所望のスリット位置となるように長尺シートの幅方向に沿って複数対の上刃3及び下刃4が上下に対向して配置される。そして、長尺シートを長手方向に連続的に挿通することで、長尺シートは所望のスリット位置で連続的に裁断され、所望幅の長尺シートが得られる。
図1で示す裁断装置1では、実際には複数の上刃ホルダ11が上部フレーム15にスライド可能に支持されているが、説明の都合上、一つの上刃ホルダ11に着目して図示説明する。
なお、被裁断物2としては、紙、合成樹脂フィルム、金属箔、及びそれらの多層シート等を挙げることができる。
そして、上刃3は、一対の上刃固定ホルダ112,113で挟持されて固定され、上刃固定ホルダ112,113は、軸受115を介して上刃回転軸111によって回転可能に支持される。その結果、上刃3が回転可能に軸支されることになる。上刃固定ホルダ112,113を支持する上刃回転軸111の他端側は図示しない回転駆動源に連結されており、上刃回転軸111の回転に伴って上刃3が回転する。なお、この回転駆動源によらずに、後述する下刃4の回転に従って上刃3を回転させる構成としてもよく、上刃3を回転させない構成としてもよい。
シリンダー先端部121は、上刃着脱部110の上刃回転軸111を回転可能に支持するとともに、シリンダーロッド123の先端側(図1では下端側)に連結される。また、シリンダー先端部121内部には、上刃回転軸111を回転させるための回転駆動源を収容させてもよい。
シリンダー基端部122は、シリンダーロッド123の基端側(図1では上端側)に連結される。スライド部130の先端側は、シリンダー部本体124内部に収容されるとともに、当該内部のピストン等(図示せず)に連結されている。そして、当該ピストン等の伸縮によって、シリンダー部本体124からスライド部130を進退出させる。このスライド部130の進退出によって、シリンダー先端部121に固定されている上刃着脱部110が図1において上下動し、上刃3及び下刃4を近接させたり、離間させたり、オーバーラップさせることができる。
シリンダー部本体124の図1において背面側(図2において左側)は、支持部140に対して、上下方向スライドネジ131の回転に連動してスライド可能に固定されている。上下方向スライドネジ131を回転させると、スライド部130の高さ位置を変更及び調整できる。スライド部130の高さ位置を変更すれば、スライド部130に固定されたシリンダー部120の高さ位置が変更され、スライド部130のゼロ点位置が変更されることになる。そうすると、スライド部130が最も進出できる高さ位置も変更され、シリンダー部120に固定された上刃着脱部110の上刃3の外縁下端の高さ位置も変更されることになる。
このようなスライド部130の高さ位置変更及び調整によって、結果として、上刃3の外縁下端の高さ位置を変更及び調整でき、上刃3と後述する下刃4とのオーバーラップ長さを変更及び調整することができる。
支持部140の上面側143には、図2に示すようにL字形のアーム144が取り付けられ、その先端側には、支持部140の横方向の移動量(上刃回転軸111方向)を調整するための横方向スライドつまみ144aが取り付けられ、つまみ144aの軸下端側にはピニオン144bが取り付けられている。このピニオン144bは、後述する上部フレーム15のラック151に係合しており、つまみ144aの回転量に応じて、支持部140の移動量(上刃回転軸111方向)を調整できる。
その他、支持部140の上面側143には、支持部固定ネジ145が取り付けられている。支持部固定ネジ145を回すと、支持部140のレール152に沿った移動が規制され、支持部140の上刃回転軸111方向の位置が固定される。
上部フレーム15は、上部フレーム本体150と、支持部140のピニオン144bと係合するラック151と、支持部140の凹部に係合するレール152とを備えて構成される。ラック151及びレール152は、どちらも上部フレーム150の長手方向に沿って長尺状に形成される。
下刃4は、中央に開口部を有する環状円形の切断刃であり、下刃回転軸21の軸方向に渡って重ねて装着される。また、下刃4は、大径部41及び小径部42を備えて構成され、大径部41の外縁に下刃先端4aが形成されている(図5参照)。
下刃4は、大径部41及び小径部42を有するので、下刃4の外縁側の断面は略L字形になっている。そして、大径部41と隣り合う下刃4の大径部41との間に、小径部42の外縁周面を底面とした溝部43が形成される(図5参照)。そのため、下刃回転軸21の軸方向に渡って周期的に溝部43が設けられている。なお、本実施形態における下刃4の材質は、硬度がロックウェル硬さCスケール(HRC)63〜64のSKD(ダイス鋼)である。
図3は、第一の実施形態に係る裁断刃位置調整治具5の側面図である。
裁断刃位置調整治具5は、下刃4の小径部42の外縁に沿って装着可能な装着部51と、上刃3の外縁を当接可能な第一刃当接部としての上刃当接部52と、上刃当接部52の外縁から突出する把持部53とを備えて構成される。
装着部51は、円弧状に形成され、小径部42の外縁に沿って装着可能である。装着部51の小径部42に接する長さは、裁断刃位置調整治具5を下刃4に対して装着できれば制限は無いが、小径部42からの着脱の容易さを考慮すると、本実施形態のように小径部42の円周長さの2分の1以下にするのが好ましく、3分の1や4分の1でもよい。4分の1未満だと装着部51と小径部42との接点が少なくなるので装着が不安定となり、裁断刃位置調整治具5が小径部42から外れ易くなる場合がある。そのため、円周長さの3分の1から2分の1までの範囲にすれば、装着が安定するので特に好ましい。
裁断刃位置調整治具5を下刃4に装着すると、上刃当接部52は、上記の通り、大径部41の外縁から一定寸法内側に位置する円弧状に形成されているため、下刃4の溝部43内に隠れた状態となる。把持部53を設けておくことで、このような状態であっても、把持部53の突出方向先端53a側をつかんで、裁断刃位置調整治具5を下刃4から容易に取外すことができる。
本実施形態では、上刃3の材質はSKH(HRC:61)を用いており、これよりも硬度が低い材質や、柔らかい材質のものを用いることができる。例えば、本実施形態では、フェノール樹脂であるベークライト(登録商標)(ゴム硬度:ショアA90〜95。)で裁断刃位置調整治具5を形成した。その他、ガラス、木材、板紙や積層体を含む紙材、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、天然ゴム、合成ゴム等を材質とした裁断刃位置調整治具5を用いることもできる。
例えば、本実施形態で用いたフェノール樹脂製の裁断刃位置調整治具5であれば、SKH製の上刃3を当接させた際に、撓んだり、窪んだりせずにオーバーラップ長さを正確に調整することができる。
裁断刃位置調整治具5の厚み方向に沿って切った断面の形状は、本実施形態においては長方形であるが、円形、楕円形、台形、その他多角形でもよく、上刃3を当接する安定性の観点から上刃当接部52は、小径部42に対して平行な直線形状であることが好ましい。
次に、裁断刃位置調整治具5を用いて、裁断装置1の上刃3と下刃4とのオーバーラップ長さを調整する方法について説明する。
図4は、裁断刃位置調整治具5を裁断装置1に装着する方法を示す斜視図である。
図5は、裁断刃位置調整治具5を裁断装置1に装着した際の要部を示す正面図である。
図6は、高さ位置を調整する上刃3及び下刃4の回転軸方向からみた要部断面であり、オーバーラップ長さを簡易的に示すものである。
まず、上刃3と下刃4とを上下方向に離反させ、上刃3の外縁下端が下刃4の溝部43に進入していない状態にする(図1参照)。
次に、図4に示すように、裁断刃位置調整治具5を下刃4の溝部43に差し込む。この溝部43は、被裁断物を裁断するときに使用する上刃3と対を成す下刃4の溝部43である。差し込んだ後、装着部51を、小径部42の外縁に沿って装着する。
その後、上下方向スライドネジ131を回転させておき、スライド部130の高さ位置を最上部に設定しておく。つまり、スライド部130のゼロ点位置が最も高い位置となるように設定しておく。
そして、スライド部130を進出させて、上刃3を下刃4に近接させる。このときはまだ、スライド部130のゼロ点位置が最も高い位置なので、上刃3の外縁下端は上刃当接部52に当接しない。この状態で、上下方向スライドネジ131を先ほどとは逆方向に回転させて、スライド部130の高さ位置を徐々に下げる。つまり、スライド部130のゼロ点位置を下げていき、上刃3の外縁下端を溝部43内に進入させていく。
さらに、上下方向スライドネジ131を回転させながら上刃3の外縁下端を溝部43内に進入させていくと、上刃3の外縁下端が上刃当接部52に当接する状態となる(図5,図6参照)。この状態で、上下方向スライドネジ131の回転を止めて、上下方向スライドネジ131が回転しないように固定しておく。
この当接状態のときに、図6に示すように、上刃当接部52に対して上刃3の外縁下端が接する点と下刃4の大径部41の外縁上端との距離は、上刃3及び下刃4のオーバーラップ長さLとなる。なお、オーバーラップ長さLは、上刃3の上刃回転軸111及び下刃4の下刃回転軸21方向から見た場合、大径部41の外縁から下刃回転軸21の中心に向かう上刃当接部52までの長さに相当する。
そして、上下方向スライドネジ131を回転しないように固定したことで、スライド部130のゼロ点位置は、スライド部130を進出させたときに、所望のオーバーラップ長さLとなるような高さ位置に設定されたことになる。
その後、スライド部130をシリンダー部本体124側へ待避させ、上刃3の外縁下端が下刃4の溝部43に進入していない状態にする(図1参照)。そして、下刃4の大径部41外縁から突出する把持部53(図6参照)をつかんで裁断刃位置調整治具5を取外す。
次に、裁断刃位置調整治具5を用いて、裁断装置1の上刃3と下刃4とのオーバーラップ長さLを調整した後に、当該裁断装置1を用いて裁断する方法を説明する。
複数対の上刃3及び下刃4のオーバーラップ長さLを調整した後、各上刃ホルダ11のスライド部130をシリンダー部本体124から上方向に待避させて、すべての上刃3を下刃4から離反させた状態にしておく。
次に、ウェブ等の被裁断物2(図2参照)を上刃3と下刃4との間隙に挿通させ、被裁断物2に対して張力をかけた状態にする。
その後、スライド部130を進出させると、上刃3の外縁下端が溝部43に進入し、上刃回転軸111方向から見て上刃3及び下刃4がオーバーラップ長さLで重なった状態となる。
そして、横方向スライドつまみ144aを回転させると、ピニオン144bがラック151上を転動して、上刃ホルダ11が上刃回転軸111方向に移動して、上刃3が下刃4の下刃先端4aに近接する。さらに近接させて、被裁断物2を介して上刃3と下刃4とが当接した状態とする。この状態で、支持部固定ネジ145を回して、支持部140の回転軸111方向の位置を固定する。
続いて、被裁断物2を走行方向に牽引すると、被裁断物2の裁断が開始される。このとき、下刃4に回転駆動力を加えて、上刃3を下刃4の回転に従動させてもよいし、上刃3及び下刃4の両者に回転駆動力を加えてもよい。また、上刃3及び下刃4を回転させなくてもよい。
(1)裁断刃位置調整治具5は、装着部51を有するので、下刃4に安定的に装着される。そして、安定的に装着された裁断刃位置調整治具5は、大径部41の外縁から一定寸法内側に位置する円弧状に形成された上刃当接部52を有するので、上刃3の外縁下端を上刃当接部52に当接させた状態で上刃3の高さ位置を決定すれば、複数の上刃3及び下刃4を備えた裁断装置1において、オーバーラップ長さLを一定とすることができる。よって、オーバーラップ長さの調整に熟練したオペレーターでなくとも、オーバーラップ長さLを簡便に調整できる。
よって、裁断刃位置調整治具5が小径部42の外縁に沿って動いて回転したとしても、オーバーラップ長さLが上刃3の外縁下端を当接させる上刃当接部52の位置によらずに一定なので、確実にオーバーラップ長さLを調整できる。
特に、大径部41の外縁よりも外側に、突出方向先端53aが突出しているので、裁断刃位置調整治具5が装着されたままか否かについて確認できる。例えば、装着したまま裁断を開始すると、裁断刃位置調整治具5が溝部43から飛び出して上刃3及び下刃4の間に巻き込まれて裁断装置1の故障を招く等のおそれがある。しかし、把持部53を備えた裁断刃位置調整治具5によれば、下刃4に装着したまま裁断を開始するのを防止できる。
例えば、裁断刃位置調整治具5が下刃4に装着されているときに、小径部42の外縁円周方向へ裁断刃位置調整治具5が回転しないような回転防止手段を設けてもよい。または、裁断刃位置調整治具5が装着された状態の溝部43内にスペーサー等をさらに挟み込んで、裁断刃位置調整治具5を下刃4側に付勢して当接させて、回転しないようにしてもよい。
3 上刃(第一刃)
4 下刃(第二刃)
5 裁断刃位置調整治具
41 大径部
42 小径部
51 装着部
52 上刃当接部(第一刃当接部)
53 把持部
53a 突出方向先端
L オーバーラップ長さ
Claims (6)
- 軸支された第一刃と、外縁が円弧状の大径部及び小径部を有して軸支された第二刃と、を備える裁断装置の前記第二刃に着脱可能であると共に、前記第一刃及び前記第二刃のオーバーラップ長さを調整する裁断刃位置調整治具であって、
前記第二刃の前記小径部の外縁に沿って装着可能な装着部と、
この装着部を前記小径部の外縁に装着した際に、前記大径部の外縁よりも前記第二刃の径方向内側に位置すると共に、前記第一刃の外縁を当接可能な第一刃当接部と、を有し、
前記装着部は、前記小径部の外縁に沿った円弧状である
ことを特徴とする裁断刃位置調整治具。 - 請求項1に記載の裁断刃位置調整治具において、
前記第一刃当接部は、前記大径部の外縁に沿った円弧状に形成され、
前記装着部を前記小径部の外縁に装着した際に、前記第一刃当接部は、前記大径部の外縁よりも一定寸法内側に位置する
ことを特徴とする裁断刃位置調整治具。 - 請求項1又は請求項2に記載の裁断刃位置調整治具において、
前記装着部が前記小径部に接する長さは、前記小径部の円周長さの2分の1以下である
ことを特徴とする裁断刃位置調整治具。 - 請求項1から請求項3までのいずれかに記載の裁断刃位置調整治具において、
前記装着部を前記小径部の外縁に装着した際に、前記第一刃当接部の外縁から前記第二刃の径方向外側に突出し、この突出方向先端が前記大径部の外縁よりも外側に位置する把持部を有する
ことを特徴とする裁断刃位置調整治具。 - 請求項1から請求項4までのいずれかに記載の裁断刃位置調整治具において、
前記第一刃当接部が前記第一刃よりも柔らかい材質で形成されている
ことを特徴とする裁断刃位置調整治具。 - 軸支された第一刃と、外縁が円弧状の大径部及び小径部を有して軸支された第二刃と、を備える裁断装置の前記第二刃に着脱可能である裁断刃位置調整治具を用いて、前記第一刃と前記第二刃とのオーバーラップ長さを調整する裁断刃位置調整方法であって、
前記小径部の外縁に装着可能な装着部と、この装着部を前記小径部の外縁に装着した際に、前記大径部の外縁よりも前記第二刃の径方向内側に位置すると共に、前記第一刃の外縁を当接可能な第一刃当接部とを有し、前記装着部は、前記小径部の外縁に沿った円弧状である前記裁断刃位置調整治具を前記第二刃に装着する装着工程と、
前記第一刃の外縁を前記第一刃当接部に当接させて前記オーバーラップ長さを調整する調整工程と、を備える
ことを特徴とする裁断刃位置調整方法。
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