JP5590899B2 - ロータリ加工装置 - Google Patents

Description

本発明はロータリ加工装置に関する。

ユニットフレームと、ユニットフレームに、互いにほぼ平行な回転軸線回りに回転可能に支持された固定ロール及び可動ロールと、可動ロールを移動させて可動ロールを固定ロールに圧接させるためのアクチュエータと、を備えた切断ユニットを有し、固定ロールと可動ロールとの間に供給されたワークを固定ロール及び可動ロールによって切断する、ロータリ切断装置が公知である（特許文献１参照）。

すなわち、このロータリ切断装置では、ユニットフレーム内に油圧シリンダが一体的に組み込まれている。

また、このようなロータリ切断装置では、切断ロールや油圧シリンダを交換すべきときには、切断ユニット全体が新たなユニットと交換される。このようにすると、部品の交換が簡単になる。

特開２００４−２５４０８号公報

しかしながら、特許文献１のロータリ切断装置では、ユニットフレームに油圧シリンダが組み込まれているので、ユニットフレームの高さ寸法が大きくならざるを得ない。このため、加工ユニットの重心は比較的高い位置にある。その結果、特に加工速度が高くなると、ユニットフレームが大きく振動してユニットフレームに歪みが生じ、あるいは切断刃がロールに激しく衝突して切断刃の寿命が短くなるおそれがある。

ユニットフレームの剛性を高めればこの問題は解決できるかもしれないが、この場合には、切断ユニットの重量が大きくなって、切断ユニットの交換が困難になるおそれがある。

前記課題を解決するために本発明によれば、ユニットフレームと、ユニットフレームに、互いにほぼ平行な回転軸線回りに回転可能に支持された固定ロール及び可動ロールと、を備えた加工ユニットであって、可動ロールがユニットフレームに移動可能に支持される加工ユニットと、加工ユニットの外部に設けられたアクチュエータであって、可動ロールを移動させて可動ロールを固定ロールに圧接させるための、進退可能なロッドを備えたアクチュエータと、を備え、固定ロールと可動ロールとの間に供給されたワークを回転する固定ロール又は可動ロールによって加工する、ロータリ加工装置が提供される。

加工ユニットの振動を抑制すると共に、加工ユニットを簡単に交換することができる。

ロータリ切断装置の正面図である。 ロータリ切断装置の側面図である。

以下では、ワークを切断又は切り抜くためのロータリ切断装置に本発明を適用した場合を説明する。しかしながら、ワークにヒートシール加工、プレス加工、エンボス加工等を施すロータリ加工装置にも本発明を適用できる。ここで、ワークは、例えばシート状のプラスチック製フィルム、不織布、又はこれらの組み合わせなどから構成され、生理用ナプキンやおむつといった吸収性物品を製造するのに用いられる。この場合、ロータリ切断装置は吸収性物品製造装置の一部を構成することになる。

図１及び図２を参照すると、ロータリ切断装置１は切断ユニット２とアクチュエータ３とを備える。

切断ユニット２は、ユニットフレーム４と、切断刃５Ｃ及び一対のフランジ５Ｆを有するカッタロール５と、アンビルロール６とを備える。カッタロール５の軸５Ｓは一対のベアリング５Ｂに、回転軸線Ｋ５回りに回転可能に支持され、アンビルロール６の軸６Ｓは一対のベアリング６Ｂに、回転軸線Ｋ６回りに回転可能に支持される。回転軸線Ｋ５，Ｋ６はほぼ水平方向に延びており、したがってカッタロール５及びアンビルロール６は互いにほぼ平行な回転軸線Ｋ５，Ｋ６，回りに回転可能に支持されている。

カッタロール５の軸５Ｓは駆動装置（図示しない）に連結される。カッタロール５及びアンビルロール６はギア（図示しない）によって互いに連結されており、駆動装置が作動されると、カッタロール５及びアンビルロール６は互いに逆向きに回転する。

カッタロール５のためのベアリング５Ｂはユニットフレーム２に移動不能に取り付けられ、これに対し、アンビルロール６のためのベアリング６Ｂはユニットフレーム２に移動可能に取り付けられる。したがって、アンビルロール６はユニットフレーム２ないしカッタロール５に対し移動可能になっている。すなわち、本発明による実施例では、カッタロール５は固定ロールを構成し、アンビルロール６は可動ロールを構成する。

ユニットフレーム４には、ユニットフレーム４の底面Ｂに開口する一対の貫通孔４Ｈが形成されており、これら貫通孔４Ｈには一対の中間ロッド６Ｒが移動可能に取り付けられる。アンビルロール６のためのベアリング６Ｂは中間ロッド６Ｒ上にそれぞれ載置される。

一方、アクチュエータ３は一対の油圧シリンダ７を備え、各油圧シリンダ７は移動軸線Ｋ７に沿って進退可能なシリンダロッド７Ｒを有する。これら油圧シリンダ７は油圧ライン７Ｌ及びカップリング７Ｃを介して油圧供給・排出器（図示しない）に接続される。油圧シリンダ７の油圧が制御されるとシリンダロッド７Ｒが前進または後退する。なお、アクチュエータ３を空気圧シリンダ、電動モータなどから構成することもできる。

アクチュエータ３は、吸収性物品製造装置のフレームＦに取り付けられた受け台Ｍの下側に取り付けられる。受け台Ｍには、受け台Ｍの頂面ないし受け面ＭＴに開口する一対の貫通孔ＭＨが形成されており、シリンダロッド７Ｒが貫通孔ＭＨを通って移動可能になっている。ここで、貫通孔ＭＨの内径はシリンダロッド７Ｒの外径よりもわずかに大きいのが好ましい。シリンダロッド７Ｒ周りにゴミなどが付着又は堆積するのを抑制できるからである。

一方、切断ユニット２は、受け台Ｍの受け面ＭＴ上に載置され、取り外し可能に固定される。この場合、ユニットフレーム４の貫通孔４Ｈと受け台Ｍの貫通孔ＭＨとが互いに整列するように、切断ユニット２が受け台Ｍ上に取り付けられ、したがって中間ロッド６Ｒとシリンダロッド７Ｒとが互いに整列される。また、図２に示されるように、カッタロール５及びアンビルロール６の回転軸線Ｋ５，Ｋ６並びにシリンダロッド７Ｒの移動軸線Ｋ７はほぼ鉛直方向に拡がる同一平面Ｐ内に位置している。なお、受け面ＭＴはほぼ水平方向に拡がっている。

図１及び図２は、ロータリ切断装置１が待機位置にある場合を示している。この待機位置では、中間ロッド６Ｒは取りうる最も下の位置にあり、シリンダロッド７Ｒは最も後退した位置にある。待機位置において、中間ロッド６Ｒの底面は、ユニットフレーム４の底面４Ｂよりも距離Ｌ６だけ上方に位置し、したがっては底面４Ｂよりも下方に突出しない。また、シリンダロッド７Ｒの頂面は、受け台Ｍの受け面ＭＴよりも距離Ｌ７だけ下方に位置し、したがって受け台Ｍの受け面ＭＴよりも上方に突出しない。

ここで、貫通孔４Ｈ，ＭＨにゴミ等が詰まるのを抑制するために、距離Ｌ６，Ｌ７は０から１ｍｍ程度が好ましい。

ロータリ切断装置１を作動すべきときには、シリンダロッド７Ｒが前進される。その結果、シリンダロッド７Ｒが中間ロッド６Ｒに当接し、中間ロッド６Ｒがベアリング６Ｂと共に押し上げられる。このため、アンビルロール６がカッタロール５に向けて移動され、アンビルロール６の周面がカッタロール５のフランジ５Ｆの周面に圧接される。この場合、カッタロール５及びアンビルロール６が目標圧でもって互いに接触するように、油圧シリンダ７の油圧が制御される。

次いで、カッタロール５及びアンビルロール６が回転され、ワークがカッタロール５とアンビルロール６との間に供給される。その結果、ワークがカッタロール５の切断刃５Ｃによって目標形状に切断される。

このように本発明による実施例では、アクチュエータ３が切断ユニット２の外部に設けられ、あるいは切断ユニット２とは別個に設けられる。その結果、ユニットフレーム４の高さ寸法を小さくでき、切断ユニット２の重心位置を低くすることができる。したがって、切断ユニット２に作用する振動を抑制することができ、ユニットフレーム４に生ずる歪みを低減し、切断刃５Ｃの寿命を延ばすことができる。事実、本発明による実施例のロータリ切断装置１においてワークを良好に切断可能な回数がアクチュエータを加工ユニットに組み込んだ場合の約１．８倍になることが、実験により確認されている。

また、切断ユニット２の重量が小さくなるので、切断ユニット２を新たな切断ユニット２に簡単に交換することができる。すなわち、切断ユニット２の構成要素例えばカッタロール５に不具合が生じたときには、切断ユニット２が新たな切断ユニットに交換される。この場合、使用されていた切断ユニット２は受け台Ｍ上をスライドされて取り出される。このように切断ユニット２をスライドさせる場合には、切断ユニット２を軽量化することによって交換作業が簡単になる。

更に、待機位置において、中間ロッド６Ｒがユニットフレーム４の底面４Ｂよりも下方に突出せず、シリンダロッド７Ｒが受け台Ｍの受け面ＭＴよりも上方に突出しない。その結果、切断ユニット２を交換するために、切断ユニット２を簡単にスライドさせることができる。

また、切断ユニット２にアクチュエータ３が含まれないので、予備の切断ユニット２を安価に製造することができる。更に、アクチュエータ３に不具合が生じたときに、アクチュエータ３を交換すればよく、加工ユニット２を交換する必要がない。したがって、切断ユニット２の交換を簡単にできると共に、ロータリ切断装置１に要するコストを大幅に低減することができる。

しかも、切断ユニット２を交換する際に、油圧シリンダ７から油圧ライン７Ｌを取り外す必要がない。したがって、この点でも、切断ユニット２の交換を簡単にできる。更に、油圧ライン７Ｌを取り外すと作動油が漏れ又は油圧ライン７Ｌ内に空気が混入するおそれがあるけれども、本発明による実施例ではこのような不具合が生じない。

更に、本発明による実施例では、カッタロール５及びアンビルロール６の回転軸線Ｋ５，Ｋ６並びにシリンダロッド７Ｒの移動軸線Ｋ７が同一平面Ｐ（図２）内に位置している。また、ロータリ切断装置１の作動時にカッタロール５のフランジ５Ｆとアンビルロール６とは回転軸線Ｋ５，Ｋ６に平行な接触線において互いに接触するところ、これら接触線も平面Ｐ内に位置している。その結果、ワーク切断時に生じ得るアンビルロール６の下方への逃げをシリンダロッド７Ｒによって効果的に抑制することができる。したがって、切断刃５Ｃとアンビルロール６の周面との間の隙間の変化及びこれにより発生する振動を効果的に抑制することができ、切断不良を確実に抑制することができる。

（実施例）
以下の仕様のロータリ切断装置１を用意した。すなわち、ユニットフレーム４の材質はＳＳ−４００であり、ベアリング５Ｂ，６Ｂはロールベアリングであった。切断刃５Ｃの材質は超硬合金であり、切断刃５Ｃの刃先をフランジ５Ｆ周面よりも２μｍ突出させた。アンビルロール６の材質はハイス鋼であり、アンビルロール６の周面を平滑研磨仕上げした。カッタロール５の面長は２５０ｍｍ、直径は１５０ｍｍであり、カッタロール５が１回転するごとに２個の製品が切り出されるように切断刃５Ｃを設けた。アンビルロール６のカッタロール５への押付け初期圧力を１ＭＰａに設定し、１０００個／分（ロール回転速度５００ｒｐｍ）の速度でワークを切断して製品を製造した。製品の切断部分の材料は、目付け２５ｇ／ｍ^２のポリオレフィン不織布と、厚み２５μｍのポリエチレンフィルムとをホットメルト接着剤で貼り合わせたシートであった。次いで、図１のロータリ切断装置１を組み込んだ吸収性物品製造装置を連続的に長時間稼動し、ロータリ切断装置１において切り残しが生じ始めるまでの製品の製造個数を計測した。

（比較例）
加工ロールユニット内に油圧シリンダを組み込んだロータリ切断装置を用意した（例えば特開２００４−２５４０８号公報等参照）。実施例と同様の仕様、運転条件でもって製品を製造した。

（実験結果）
ロータリ切断装置で切り残しが発生するまでに製造された製品の個数は、比較例では約１０００万個であるのに対し、実施例では約１８００万個であった。

これまで述べてきた実施例では、アクチュエータ３が受け台Ｍの下に設けられる。しかしながら、切断ユニット２と別個である限り、アクチュエータ３を受け台Ｍの受け面ＭＴ上に載置することもできる。

また、受け台Ｍの受け面ＭＴは水平方向に対し傾斜していてもよい。この場合、平面Ｐは鉛直方向に対し傾斜する。

更に、中間ロッド６Ｒを省略することもできる。この場合、シリンダロッド７Ｒはベアリング６Ｂに直接的に当接することになる。

１ ロータリ切断装置
２ 切断ユニット
３ アクチュエータ
４ ユニットフレーム
５ カッタロール
６ アンビルロール
Ｍ 受け台

Claims (3)

1. ユニットフレームと、ユニットフレームに、互いにほぼ平行な回転軸線回りに回転可能に支持された固定ロール及び可動ロールと、を備えた加工ユニットであって、可動ロールがユニットフレームに移動可能に支持される加工ユニットと、
   加工ユニットの外部に設けられたアクチュエータであって、可動ロールを移動させて可動ロールを固定ロールに圧接させるための、進退可能なロッドを備えたアクチュエータと、
   を備え、
   固定ロールと可動ロールとの間に供給されたワークを回転する固定ロール又は可動ロールによって加工する、
   ロータリ加工装置において、
   前記加工ユニットが受け台の受け面上に取り外し可能に載置されると共に、前記アクチュエータが該受け台の下に設けられ、
   前記アクチュエータのロッドが前記受け台の受け面よりも上方に突出しない位置まで後退可能であり、
   前記受け台に貫通孔が形成されており、前記アクチュエータのロッドが貫通孔を通って可動ロールを移動させることができ、
   可動ロールが中間ロッドを介して前記アクチュエータのロッドにより移動されるようになっており、該中間ロッドが前記ユニットフレームの底面よりも下方に突出しないように設けられている、
   ロータリ加工装置。
2. 前記アクチュエータが油圧シリンダを含む、請求項１に記載のロータリ加工装置。
3. 前記固定ロール及び可動ロールの回転軸線と、前記アクチュエータのロッドの移動軸線とが同一平面内にある、請求項１又は２に記載のロータリ加工装置。

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