JP5517536B2 - 裁断装置 - Google Patents

Description

本発明は裁断装置に関する。

従来から、互いにほぼ平行な回転軸線回りに互いに逆方向に回転するカッタロール及びアンビルロールを具備し、これらカッタロールとアンビルロールとの間に供給された被裁断物がカッタロールに担持された裁断刃によって裁断される裁断装置が知られている。

ところが、裁断装置の運転が長時間継続されると、カッタロールが次第に熱膨張し、裁断刃とアンビルロール周面とのクリアランスが小さくなるおそれがある。その結果、裁断刃が著しく磨耗又は欠損し、裁断刃の寿命が著しく短くなるおそれがある。一方、クリアランスをあらかじめ大きく設定しておくと、被裁断物を確実に裁断できないおそれがある。

そこで、カッタロール内に冷媒を流通させてカッタロールの熱膨張を抑制するようにした裁断装置が公知である（特許文献１参照）。

特開２００１−３８６７５号公報

しかしながら、特許文献１の裁断装置では、構成が複雑になりランニングコストも高くなるおそれがある。また、カッタロール及びアンビルロールの振動や撓みなどによってクリアランスは常時変動するので、カッタロールの熱膨張を抑制できたとしても、裁断刃の磨耗及び欠損を十分に抑制することは困難である。

前記課題を解決するために本発明によれば、互いにほぼ平行な回転軸線回りに互いに逆方向に回転するカッタロール及びアンビルロールを具備し、これらカッタロール及びアンビルロールはそれぞれ裁断刃及び受け刃を担持し、これらカッタロールとアンビルロールとの間に供給された被裁断物が互いに対面する裁断刃及び受け刃によって裁断される裁断装置であって、受け刃がアンビルロールの半径方向に弾性的に変位可能である、裁断装置が提供される。

また、前記課題を解決するために本発明によれば、互いにほぼ平行な回転軸線回りに互いに逆方向に回転するカッタロール及びアンビルロールを具備し、これらカッタロールとアンビルロールとの間に供給された被裁断物がカッタロールに担持された裁断刃によって裁断される裁断装置であって、裁断刃がカッタロールの半径方向に弾性的に変位可能である、裁断装置が提供される。

被裁断物の良好な裁断を確保しつつ、簡単な構成でもって裁断刃の寿命を延ばすことができる。

裁断装置の全体図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿ってみた断面図である。 図２のＩＩＩ部の拡大図である。 本発明による実施例を説明する図３と同様の断面図である。 本発明による別の実施例を示す図である。 本発明による更に別の実施例を示す図である。

図１は本発明による実施例の裁断装置１を示している。この裁断装置１は帯状の被裁断物を複数の裁断済み部分に裁断するためのものである。ここで、被裁断物は例えば、不織布、紙、繊維集合体、及び樹脂フィルムから選ばれた少なくとも１つからなる。繊維集合体は天然繊維又は合成繊維から構成され、繊維間結合がされていないトウ、カードウエブ、スライバーなどを含む。

図１を参照すると、裁断装置１は鉛直方向に並べて配置されたカッタロール２及びアンビルロール３を具備する。これらカッタロール２及びアンビルロール３はそれぞれフレーム４に対し、ほぼ水平方向の回転軸線Ｌ，Ｍ回りに回転可能に支持されており、したがって互いにほぼ平行な回転軸線Ｌ，Ｍ回りに回転可能になっている。

カッタロール２は本体２ａ及び軸体２ｂを具備し、軸体２ｂはベアリング４ａを介してフレーム４に支持される。アンビルロール３も本体３ａ及び軸体３ｂを具備し、軸体３ｂはベアリング４ｂを介してフレーム４に支持される。

ここで、アンビルロール３はベアリング４ｂと共に鉛直方向に変位可能となっており、したがってカッタロール２及びアンビルロール３の軸間距離Ｄが調節可能になっている。この場合、アンビルロール３はベアリング４ｂに固定された昇降装置、例えば空圧式又は油圧式のシリンダ４ｃによって鉛直方向に変位される。

軸体２ｂ，３ｂには互いに噛合する歯車２ｃ，３ｃがそれぞれ取り付けられ、カッタロール２及びアンビルロール３はこれら歯車２ｃ，３ｃにより互いに同期して逆方向に回転される。なお、図１に示される裁断装置１ではカッタロール２の軸体２ｂに駆動装置（図示しない）が連結される。

更に図１を参照すると、カッタロール２の本体２ａの両側にはフランジないしサイドリング２ｄが設けられ、これらフランジ２ｄはアンビルロール３の本体３ａの周面に接触する。

また、カッタロール２の本体２ａには裁断刃２ｅが担持され、アンビルロール３の本体３ａには受け刃３ｅが担持される。

すなわち、図２からもわかるように、カッタロール２の本体２ａには軸線Ｌ−Ｌ方向に延びる凹溝２ｆが形成されており、裁断刃２ｅはこの凹部２ｆ内壁面にワッシャ２ｇ及びボルト２ｈによって固定される。図１に示される裁断装置１では、裁断刃２ｅはカッタロール２の軸線Ｌ−Ｌ方向に延びる片平刃から構成され、カッタロール２の半径方向に延びるよう固定される。当然、裁断刃２ｅを他の刃から構成することができる。

また、図３にも示されるように、アンビルロール３の本体３ａの周面には軸線Ｍ−Ｍ方向に延びる凹溝３ｆが形成されており、平板状の受け刃３ｅはこの凹溝３ｆ内に収容される。

この場合、受け刃３ｅと凹溝３ｆとの間には弾性部材３ｇが介在されており、弾性部材３ｇは受け刃３ｅと共に凹溝３ｆ内に収容される。その結果、受け刃３ｅは弾性部材３ｇを介してアンビルロール３に担持される。

アンビルロール３の周方向に関し凹溝３ｆの両側には、一対の規制部材３ｈが固定具３ｉによってアンビルロール３の本体３ａに固定されている。弾性部材３ｇは圧縮状態で凹溝３ｆ内に収容されており、受け刃３ｅを半径方向外向きに付勢する。この場合、受け刃３ｅはこれら規制部材３ｈに当接し、したがって受け刃３ｅの半径方向外向きの変位が規制されている。

受け刃３ｅに半径方向内向きの力が作用すると、弾性部材３ｇが圧縮され、受け刃３ｅが規制部材３ｈから離脱して半径方向内向きに変位する。受け刃３ｅに力が作用しなくなると弾性部材３ｇが復元して受け刃３ｅが半径方向外向きに変位し、規制部材３ｈに当接する。このように、受け刃３ｅはアンビルロール３の半径方向に弾性的に変位可能になっている。

ここで、図１に示される裁断装置１では、裁断刃２ｅはＨＲＣ硬度が６０°のハイス鋼から、受け刃３ｅはＨＲＣ硬度が５２．５°の炭素鋼から、弾性材料３ｇは硬度がＨＳ９０°のウレタンゴムのような合成ゴム又は天然ゴムからそれぞれ構成される。なお、裁断刃２ｅは受け刃３ｅよりも硬いのが好ましいが、そうである必要はない。

更に、図１に示される裁断装置１では、裁断刃２ｅと受け刃３ｅとの間のクリアランスが負値になるように軸間距離Ｄ（図１）があらかじめ調節されている。言い換えると、裁断刃２ｅ及び受け刃３ｅが互いに対面したときに裁断刃２ｅが受け刃３ｅに衝突するように裁断刃２ｅと受け刃３ｅとの位置関係があらかじめ設定されている。

さて、被裁断物はコンベア（図示しない）によってほぼ水平方向に移送され、裁断装置１、具体的にはカッタロール２とアンビルロール３との間に供給される。カッタロール２及びアンビルロール３が回転して裁断刃２ｅ及び受け刃３ｅが互いに対面すると、これら裁断刃２ｅ及び受け刃３ｅによって被裁断物が裁断される。裁断された被裁断物は次いでコンベア（図示しない）によってほぼ水平方向に更に移送される。

この場合、図１に示される裁断装置１では、クリアランスが負値に設定されているので、裁断刃２ｅの刃先２ｅｔが確実に被裁断物を横断して受け刃３ｅに到り、したがって被裁断物を良好に裁断することができる。

ここで、図４に示されるように裁断刃２ｅが受け刃３ｅに衝突すると、受け刃３ｅがアンビルロール３の半径方向内向きに変位し、裁断刃２ｅに作用する衝撃が吸収される。したがって、クリアランスを負値に設定した場合であっても、裁断刃２ｅの磨耗及び欠損が抑制され、裁断刃２ｅの寿命が延長される。

また、カッタロール２、アンビルロール３、裁断刃２ｅ、又は受け刃３ｅの熱膨張や振動等によってクリアランスが変動した場合には、受け刃３ｅの半径方向の変位量が変動し、それによって裁断刃２ｅに作用する衝撃が吸収される。したがって、この場合にも被裁断物の良好な裁断を確保しつつ裁断刃２ｅの寿命が延長される。

更に、裁断刃２ｅの磨耗及び欠損が抑制されるので、裁断刃２ｅの刃先２ｅｔを更に鋭くすることができ、したがって被裁断物を更に良好に裁断することができる。

ところで、裁断刃２ｅの刃先２ｅｔの幅が大きく、すなわち刃先２ｅｔが鈍いと、被裁断物が裁断刃２ｅによって押し潰されつつ裁断され、裁断面周りに被裁断物の圧着又は熱融着が生ずるおそれがある。被裁断物が、繊維間結合がされていないトウなどを含む場合には、圧着又は熱融着によって被裁断物のフカフカ状態が損なわれるおそれがある。あるいは、被裁断物の裁断が不完全になり、被裁断物にバリ等が生ずるおそれがある。

これに対し、本発明による実施例では、裁断刃２ｅの刃先２ｅｔを鋭くできるので、被裁断物を良好に裁断することができる。すなわち、裁断面周りに圧着及び熱融着が生ずるのを抑制することができ、被裁断物のフカフカ状態を維持することができる。

また、裁断刃２ｅの刃先２ｅｔにあらかじめ施される研磨や裁断刃２ｅ自体の撓みなどによって、刃先２ｅｔには長手方向に凹凸が生ずる場合がある。従来では、この凹凸を低減するために、裁断刃２ｅを円筒研磨するようにしていた。ところが、円筒研磨を行うと、裁断刃２ｅの刃先２ｅｔの幅が大きくなるおそれがある。

これに対し、本発明による実施例では、受け刃３ｅが半径方向に弾性的に変位することによって刃先２ｅｔの凹凸の影響が吸収される。その結果、裁断刃２ｅの円筒研磨が不要となり、したがって裁断刃２ｅを鋭く維持することができる。

図５は本発明による別の実施例を示している。

図５を参照すると、アンビルロール３の周方向に関し凹溝３ｆの両側には、軸線Ｍ−Ｍ方向に延びる一対の受け溝３ｊが形成される。受け刃３ｅの、アンビルロール３の周方向の両端３ｅｅがこれら受け溝３ｊ内に収容され、規制部材３ｈによって固定される。すなわち、受け刃３ｅがアンビルロール３の周方向の両端において、アンビルロール３に支持される。

図５に示される例では、裁断刃２ｅが受け刃３ｅに衝突すると、受け刃３ｅの中央部３ｅｃが半径方向内向きに撓む。その結果、裁断刃２ｅに作用する衝撃が吸収される。

なお、図５に示される例では、受け刃３ｅがその両端において支持される。しかしながら、受け刃３ｅがその一端において支持されるようにしてもよい。

図６は本発明による更に別の実施例を示している。

図６を参照すると、カッタロール２の本体２ａの周面に刃軸線Ｌ−Ｌ方向に延びる凹溝２ｉが形成されており、裁断刃２ｅの刃元２ｅｂはこの凹溝２ｉ内に収容される。

この場合、裁断刃２ｅと凹溝２ｉとの間には圧縮状態の弾性部材３ｊが介在されており、弾性部材２ｊは裁断刃２ｅと共に凹溝２ｉ内に収容される。その結果、裁断刃２ｅは弾性部材２ｊを介してカッタロール２に担持される。

カッタロール２の周方向に関し凹溝２ｉの両側には、一対の規制部材２ｋが固定具２ｍによってカッタロール２の本体２ａに固定されており、裁断刃２ｅの半径方向外向きの変位を規制する。

裁断刃２ｅが受け刃３ｅに衝突すると、弾性部材２ｊが圧縮され、裁断刃２ｅが規制部材２ｋから離脱して半径方向内向きに変位する。裁断刃２ｅに力が作用しなくなると弾性部材２ｊが復元して祭壇刃２ｅが半径方向外向きに変位し、規制部材２ｋに当接する。このように、裁断刃２ｅはカッタロール２の半径方向に弾性的に変位可能になっている。このようにしても、良好な裁断を確保しつつ、裁断刃２ｅの寿命を延ばすことができる。

この場合、受け刃３ｅはアンビルロール３の半径方向に変位可能であってもよいし、変位不能であってもよい。あるいは、受け刃３ｅを省略し、アンビルロール３の本体３ａの周面が受け刃として作用するようにしてもよい。

１ 裁断装置
２ カッタロール
２ｅ 裁断刃
３ アンビルロール
３ｅ 受け刃
３ｇ 弾性部材

Claims (4)

1. 互いにほぼ平行な回転軸線回りに互いに逆方向に回転するカッタロール及びアンビルロールを具備し、これらカッタロール及びアンビルロールはそれぞれ裁断刃及び受け刃を担持し、これらカッタロールとアンビルロールとの間に供給された被裁断物が互いに対面する裁断刃及び受け刃によって裁断される裁断装置であって、受け刃がアンビルロールの半径方向に弾性的に変位可能であり、
   受け刃がアンビルロール周方向の端部において支持されてアンビルロール周方向の中央部において撓むようにした、裁断装置。
2. 裁断刃及び受け刃が互いに対面したときに裁断刃が受け刃に衝突するように裁断刃と受け刃との位置関係があらかじめ設定されている、請求項１に記載の裁断装置。
3. 被裁断物が、不織布、紙、繊維集合体、及び樹脂フィルムから選ばれた少なくとも１つである、請求項１に記載の裁断装置。
4. 裁断刃がカッタロールの半径方向に弾性的に変位可能である、請求項１に記載の裁断装置。

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