JP5935038B2 - フィルム切断ユニット - Google Patents

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Description

この発明は、回転刃と固定刃とからなるロータリカッタを備えたフィルム切断ユニットに関する。
この種のフィルム切断ユニットとしては、図11(a)、(b)に示すようなものがある。このフィルム切断ユニット50には、同図に示すように、回転軸と平行な直線状の刃先を有する回転刃51と、直線状の刃先を有する固定刃52とからなるロータリカッタが搭載されており、フィルムを、その幅方向の一方から他方に向かって徐々に切断していくように、直線状の刃先を有する固定刃52を回転刃51の回転軸に対して、その回転方向に傾斜させた状態で固定することによってシャー角を付けている。
ところで、こういったロータリカッタでは、回転刃51の設置位置を固定した状態で、フレーム53に取り付けられた押しボルト54a及び引きボルト54bを用いて固定刃52を回転刃51に対して接近離反させることによって、回転刃51の刃先と固定刃52の刃先の隙間調整を行うことになるが、固定刃52は、上述したように、直線状の刃先が回転刃51の回転軸に対して、その回転方向に傾斜した状態で配設されているので、回転刃51の刃先が、固定刃52の刃先に対して、その一端側から他端側に向かって徐々に近づいていくことになり、その間に、回転刃51の回転角度も徐々に変化することになる。
このように、フィルムを切断し始めてから切断し終わるまでの間に、回転刃51の回転角度が変化するということは、回転刃51の刃先と固定刃52の刃先の隙間調整を行うために固定刃52を接近離反させる方向においても、固定刃52の刃先と回転刃51の刃先との間隔が微妙に変化するということであり、回転刃51の刃先と固定刃52の刃先の隙間調整を行おうとしても、刃先の長手方向における任意の一点で最適な隙間調整を行うことができるだけで、刃先の全長にわたって最適な隙間調整を行うことができない。例えば、図12(a)〜(c)に示すように、回転刃51及び固定刃52の長手方向の中央部において、最適な隙間調整を行っても、図13(a)〜(c)及び図14(a)〜(c)に示すように、回転刃51及び固定刃52の刃先が、それぞれの長手方向の両端部付近で最も接近するフィルムの切断開始時点や切断終了時点では、回転刃51及び固定刃52の刃先同士が最も離反した状態となっており、隙間調整を行った刃先の長手方向の中央部以外の部分の隙間は、最適な隙間より必要以上に大きくなってしまう。
このため、従来は、まず、固定刃52をフレーム53に固定している固定ボルト55を緩め、固定刃52を回転刃51側にある程度張り出させた状態で、回転刃51を逆回転させることで、可動刃51の刃先の裏面側を固定刃52の刃先の裏面側に当接させることによって、固定刃52の刃先が可動刃51の刃先近傍に位置するように、固定刃52を可動刃51から後退させ、その位置で、固定刃52を固定ボルト55を用いて仮止めする。続いて、図15に示すように、回転刃51及び固定刃52の長手方向のそれぞれの位置において、両者の刃先の隙間が最適状態となるように、押しボルト54a及び引きボルト54bを用いて、固定刃52を部分的に変形させながら、刃先の全長にわたって最適な隙間に調整した後、固定ボルト55を締め込むことで、完全に固定するようになっている。なお、実際のシャー角は1度程度と非常に小さいが、図12〜図14では、分かりやすくするために、シャー角を極端に大きくした状態で図示してある。
国際公開第2004/076139号パンフレット
しかしながら、回転刃51の刃先と固定刃52の刃先の隙間は、数ミクロン単位で調整しなければならないので、固定刃52を変形させる調整ボルト54の調整加減が非常に難しく、熟練を要する作業となっており、調整後の隙間寸法は、調整作業者によって大きく異なるので、刃の寿命に大きな差を生じさせることになる。特に、未熟な作業者による刃先の隙間調整不良は、フィルムのカットズレやフィルムの詰まり等の異常を発生させる原因となり、最終的に稼働率、良品率を低下させる大きな要因となっていた。
そこで、この発明の課題は、回転刃と固定刃の隙間調整をだれでも簡単かつ適正に行うことができるフィルム切断ユニットを提供することにある。
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明は、回転刃と固定刃とからなるロータリカッタと、前記回転刃または前記固定刃の相手方に対する位置を調整する位置調整機構とを備え、前記回転刃及び前記固定刃は、それぞれの刃先が前記回転刃の回転軸を中心軸とした円筒面上に形成されており、前記固定刃及び前記回転刃の少なくとも一方は、相手方の刃先が摺接可能な円弧面を有しており、前記固定刃の刃先または前記回転刃の刃先を前記回転刃の回転軸に対して傾斜させた状態で形成することによって、シャー角を付けており、前記位置調整機構は、前記回転刃または前記固定刃を相手方に対して接近離反可能にスライドさせるスライド面を有する支持部材と、前記回転刃または前記固定刃を相手方に対して押し出す押出部材と、前記押出部材をその押出方向に付勢する付勢手段とを有し、前記付勢手段の付勢力を利用して、前記回転刃または前記固定刃に衝撃を付与するように、前記押出部材を前記回転刃または前記固定刃に当接させて押し出すことによって、前記固定刃及び前記回転刃の一方の刃先を他方の円弧面に当接させて、前記回転刃または前記固定刃の位置調整を行うように構成したことを特徴とするフィルム切断ユニットを提供するものである。
以上のように、請求項1に係る発明のフィルム切断ユニットは、回転刃及び固定刃のそれぞれの刃先が回転刃の回転軸を中心軸とした円筒面上に形成されているので、固定刃または回転刃にシャー角を付けることによって、フィルムを切断し始めてから切断し終わるまでの間に、回転刃の回転角度が変化しても、位置調整機構による回転刃または固定刃の位置調整方向において、固定刃の刃先と回転刃の刃先との間隔が変化することがない。従って、回転刃及び固定刃に直線状の刃先をそれぞれ形成し、直線状の刃先を有する固定刃を傾けて設置することによってシャー角を付けているため、フィルムを切断し始めてから切断し終わるまでの間に、固定刃の刃先と回転刃の刃先との間隔が微妙に変化する従来のフィルム切断ユニットに搭載されたロータリカッタのように、固定刃を部分的に変形させるような時間のかかる面倒な隙間調整を行う必要がなく、調整作業を簡単かつ短時間に行うことができる。
また、このフィルム切断ユニットは、固定刃及び回転刃の少なくとも一方が、相手方の刃先が摺接可能な円弧面を有しているので、固定刃及び回転刃の少なくとも一方に形成された円弧面に、相手方の刃先を当接させるという1回の調整作業で、固定刃及び回転刃の刃先の全長にわたって、同一隙間に調整することができるという利点がある。
また、このフィルム切断ユニットに搭載された位置調整機構は、付勢手段の付勢力を利用して、回転刃または固定刃に衝撃を付与するように、押出部材を回転刃または固定刃に当接させて押し出すことによって、固定刃及び回転刃の一方の刃先を他方の円弧面に当接させて、回転刃または固定刃の位置調整を行うように構成されているので、回転刃の刃先と固定刃の刃先の隙間が小さくなりすぎたり、大きくなりすぎたりすることがないと共に、作業者による調整作業にばらつきがなく、経験の少ない作業者が調整作業を行っても、熟練作業者と同様に、常時、適正な隙間寸法に調整することができる。
特に、このフィルム切断ユニットは、シート状に折り畳まれた長尺帯状の筒状フィルムを所定長に切断して筒状ラベルを形成する場合に有効である。シュリンクラベルやストレッチラベル等の筒状ラベルは、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂からなる厚さ20〜80μmの合成樹脂フィルムによって形成されているため、シート状に折り畳まれた長尺帯状の筒状フィルムから個別の筒状ラベルを切り離す際、切断端における対面するフィルムの内面同士が溶着したような擬似接着状態となり、容器等に被嵌する際に筒状に開口しにくく、開口不良等で装着できなくなる場合がある。
こういった問題は、刃の寿命等で、切断性が悪くなった時に発生しやすくなるが、このフィルム切断ユニットは、上述したように、付勢手段の付勢力を利用して回転刃または固定刃に衝撃を付与することで、回転刃の刃先と固定刃の刃先の隙間を、常時、適正な寸法に調整することができるので、適切な切断状態を維持することができ、その結果、刃の寿命も延びることになる。
従って、このフィルム切断ユニットを、シート状に折り畳まれた長尺帯状の筒状フィルムを所定長に切断して筒状ラベルを形成しながら、その筒状ラベルを容器等の被嵌体に被嵌するラベル装着装置等に搭載すると、筒状ラベルの切断端に擬似接着状態が発生しにくく、良好な装着性を確保することができる。
(a)はこの発明に係るフィルム切断ユニットの一実施形態を示す平面図、(b)は(a)のX−X線に沿った断面図である。 同上のフィルム切断ユニットを構成している回転刃及び固定刃の刃先の形成状態を説明するための説明図である。 (a)は同上のフィルム切断ユニットを構成している回転刃を示す正面図、(b)は同上の回転刃を示す左側面図、(c)は同上の回転刃を示す右側面図、(d)は同上の回転刃を示す斜視図である。 (a)は同上のフィルム切断ユニットを構成している固定刃を示す正面図、(b)は同上の固定刃を示す左側面図、(c)は同上の固定刃を示す右側面図、(d)は同上の固定刃を示す斜視図である。 同上のフィルム切断ユニットを構成している位置調整機構を示す断面図である。 同上の位置調整機構における押出ピンを固定刃に当接させた状態を示す断面図である。 同上の位置調整機構における押出ピンを最も押し出した状態を示す断面図である。 (a)は切断開始時点における回転刃と固定刃の位置関係を示す平面図、(b)は同上の位置関係を示す側面図、(c)は同上の位置関係を示す正面図である。 (a)は切断途中における回転刃と固定刃の位置関係を示す平面図、(b)は同上の位置関係を示す側面図、(c)は同上の位置関係を示す正面図である。 (a)は切断終了時点における回転刃と固定刃の位置関係を示す平面図、(b)は同上の位置関係を示す側面図、(c)は同上の位置関係を示す正面図である。 (a)は従来のフィルム切断ユニットを示す平面図、(b)は(a)のY−Y線に沿った断面図である。 (a)は従来のフィルム切断ユニットにおいて刃先の長手方向の中央部で刃先隙間の位置調整を行った状態における回転刃と固定刃の位置関係を示す平面図、(b)は同上の位置関係を示す側面図、(c)は同上の位置関係を示す正面図である。 (a)は従来のフィルム切断ユニットにおいて刃先の長手方向の中央部で刃先隙間の位置調整を行った状態における切断開始位置の回転刃と固定刃の位置関係を示す平面図、(b)は同上の位置関係を示す側面図、(c)は同上の位置関係を示す正面図である。 (a)は従来のフィルム切断ユニットにおいて刃先の長手方向の中央部で刃先隙間の位置調整を行った状態における切断終了位置の回転刃と固定刃の位置関係を示す平面図、(b)は同上の位置関係を示す側面図、(c)は同上の位置関係を示す正面図である。 従来のフィルム切断ユニットにおける刃先隙間の調整方法を説明するための説明図である。
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図1(a)、(b)は、シート状に折り畳まれた長尺帯状の筒状フィルムを所定長に順次切断することで、筒状のラベルを形成するためのフィルム切断ユニット1を示している。このフィルム切断ユニット1は、同図に示すように、回転刃10と固定刃20とからなるロータリカッタと、固定刃20の回転刃10に対する位置を調整する位置調整機構30とを備えており、回転刃10、固定刃20及び位置調整機構30は、角筒状のフレーム40に取り付けられていると共に、回転刃10は、図示しないモータによって回転駆動されるようになっている。
前記回転刃10は、同図に示すように、縦断面略五角形状の刃部11と、この刃部11が取り付けられた、両端面から円柱状の軸部13が張り出した縦断面四角形状の基部12とを備えており、基部12から張り出した一対の軸部13が、軸受14を介して、フレーム40の両側壁41に定位置回転可能に支持されている。
前記刃部11は、図2及び図3(a)〜(d)に示すように、回転刃10の回転軸Oを中心軸とした円筒面cs上に刃先11aが形成されており、円筒面cs上で刃先11aを回転刃10の回転軸に対して傾斜させることによってシャー角を付けている。また、刃部11は、刃先11aの回転方向上流側に、円筒面csに一致する円弧面11bを有しており、後述する固定刃20の刃先21aがその全長に渡って摺接するようになっている。なお、図3(a)、(d)における網掛け表示部分が円弧面11bを示している。
前記固定刃20は、図1(a)、(b)に示すように、角筒状のフレーム40の後壁42内面から前方(回転刃10側)に張り出した載置台43の上に載置された刃部21と、この刃部21の上に載置された状態で、フレーム40の前後方向及び左右方向に位置決めされた固定用部材22と、この固定用部材22に形成された複数のボルト挿通孔及び刃部21に形成された複数の長孔21cにそれぞれ挿通される複数の固定ボルト23とを備えており、これらの固定ボルト23を載置台43にねじ込んで締め付けることによって、刃部21が載置台43に固定されるようになっている。
前記刃部21は、図2及び図4(a)〜(d)に示すように、回転軸Oを中心軸とした円筒面cs上に、回転刃10の回転軸に平行な刃先21aが形成されており、この刃先21aの回転方向下流側に、円筒面csに一致する、回転刃10の刃先11aがその全長に渡って摺接可能な円弧面21bを有している。なお、図4(a)、(d)における網掛け表示部分が円弧面21bを示している。また、図2〜図4に示す回転刃10及び固定刃20については、分かりやすくするために、刃先部分だけを拡大して表示しており、図1(b)に示す回転刃10及び固定刃20の形状とは一致していない。
前記位置調整機構30は、図1(a)、(b)及び図5に示すように、固定刃20の刃部21を回転刃10に対して接近離反可能にスライドさせるスライド面(上面)を有する載置台43と、刃部21を回転刃10側に押し出す、フレーム40の後壁42に取り付けられた一対の押出ユニット31とから構成されており、押出ユニット31は、図5に示すように、フレーム40の後壁42を貫通した状態で取り付けられたユニット本体32と、後方側に張り出すように、フレーム40の後壁42に取り付けられたストッパボルト39とを備えている。
前記ユニット本体32は、図5に示すように、筒状のハウジング33と、このハウジング33を貫通する、後端に操作部材35が取り付けられた押出ピン34と、この押出ピン34をその押出方向に付勢するコイルばね36とを備えており、コイルばね36は、ハウジング33内において、押出ピン34に嵌挿された状態で、押出ピン34の先端側に連設された外フランジ部37とハウジング33の後端側に設けられた内フランジ部38との間に配設されている。
前記押出ピン34は、その後端部に取り付けられた操作部材35を後方に引っ張りながら回転させてストッパボルト39に係止させることによって、図5に示すように、コイルばね36を所定量だけ圧縮させた状態で保持することができるようになっており、この状態から操作部材35を回転させることによってストッパボルト39への係止を解除すると、図6に示すように、圧縮されたコイルばね36の付勢力により、衝撃を付与するような状態で押出ピン34の先端が固定刃20の刃部21に当接し、その衝撃力で刃部21を回転刃10側に押し出すようになっている。なお、図7に示すように、押出ピン34の外フランジ部37が、ハウジング33の前端面に形成された押出ピン34の挿通孔の周囲に当接することで、押出ピン34の突出量が規制されるようになっている。
以上のように、このフィルム切断ユニット1では、回転刃10の刃先11a及び固定刃20の刃先21aが、回転刃10の回転軸Oを中心軸とした円筒面cs上に形成されており、しかも、その円筒面cs上で回転刃10の刃先11aを回転軸Oに対して傾斜させることによってシャー角を付けているので、図8(a)、(b)、(c)〜図10(a)、(b)、(c)に示すように、回転刃10の刃先11aと固定刃20の刃先21aとの交差位置が、回転刃10の回転角度が変化することに伴って刃先11a、21aの一端から他端に移動する間、それぞれの交差位置における刃先11aと刃先21aとの間隔が変化することがなく、また、回転刃10の刃部11及び固定刃20の刃部21が、回転刃10の回転軸Oを中心軸とした円筒面csに一致する、回転刃10の刃先11aがその全長に渡って摺接可能な円弧面11b、21bを有しているので、以下のような簡単な方法で刃先間の隙間調整を行うことができる。
以上のように構成されたフィルム切断ユニット1における回転刃10に対する固定刃20の隙間調整を行うには、まず、固定刃20の固定ボルト23を緩めることで、刃部21を載置台43上で前後方向にスライド可能な状態にし、固定刃20を回転刃10側にある程度張り出させた状態で、回転刃10を逆回転させることで、可動刃10の刃先11aの裏面側を固定刃20の刃先21aの裏面側に当接させることによって、固定刃20の刃先21aが回転刃10の刃先11a近傍に位置するように、固定刃20の刃部21を回転刃10から後退させる。
続いて、回転刃10の刃先11aが固定刃20の円弧面21bに対応する位置にくるように、または、固定刃20の刃先21aが回転刃10の円弧面11bに対応する位置にくるように、回転刃10の回転位置を調整した状態で、位置調整機構30の押出ピン34の操作部材35を回転させることによってストッパボルト39への係止を解除すると、圧縮されたコイルばね36の付勢力により、衝撃を付与するような状態で押出ピン34の先端が固定刃20の刃部21に当接し、即ち、押出ピン34が刃部21を弾くように当接し、その衝撃力で刃部21が回転刃10側に僅かに押し出され、回転刃10の刃先11aが固定刃20の円弧面21bに当接した位置、または、固定刃20の刃先21aが回転刃10の円弧面11bに当接した位置で停止するので、その状態で、固定ボルト23を締め込むことによって固定刃20の刃部21を載置台43に固定すれば、刃先間の隙間調整が完了する。
以上のように、このフィルム切断ユニット1は、回転刃及び固定刃に直線状の刃先をそれぞれ形成し、直線状の刃先を有する固定刃を傾けて設置することによってシャー角を付けている従来のフィルム切断ユニットに搭載されたロータリカッタのように、複数の押しボルトや引きボルトによって固定刃を部分的に変形させるような面倒な隙間調整作業を行う必要がなく、回転刃10の刃先11aを固定刃20の円弧面21bに当接、または、固定刃20の刃先21aを回転刃10の円弧面11bに当接させるように、固定刃20の刃部21全体の位置調整を1回だけ行うことで、回転刃10及び固定刃20の刃先11a、21aの全長にわたって、適正隙間(同一隙間)に調整することができる。
また、このフィルム切断ユニット1に搭載された位置調整機構30は、コイルばね36の一定の付勢力を利用して、固定刃20の刃部21に衝撃を付与するように(刃部21を弾くように)、押出ピン34を刃部21に当接させることによって、刃部21を押し出すようになっている。このため、刃部21の押出力が必要以上に大きくなったり、不足したりすることがなく、常時、適正な押出力が刃部21に作用するので、回転刃10の刃先11aが刃部21の円弧面21bに軽く当接、または、刃部21の刃先21aが回転刃10の円弧面11bに軽く当接し、その時点で刃部21が停止することになる。従って、回転刃10の刃先11aと固定刃20の刃先21aの隙間が小さくなりすぎたり、大きくなりすぎたりすることがないと共に、作業者による調整作業にばらつきがなく、経験の少ない作業者が調整作業を行っても、熟練作業者と同様に、常時、適正な隙間寸法に調整することができる。
また、シュリンクラベルやストレッチラベル等の筒状ラベルは、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂からなる厚さ20〜80μmの合成樹脂フィルムによって形成されているため、シート状に折り畳まれた長尺帯状の筒状フィルムから個別の筒状ラベルを切り離す際、切断端における対面するフィルムの内面同士が溶着したような擬似接着状態となり、容器等に被嵌する際に筒状に開口しにくく、開口不良等で装着できなくなる場合がある。
こういった問題は、刃の寿命等で、切断性が悪くなった時に発生しやすくなるが、このフィルム切断ユニット1の位置調整機構30は、上述したように、コイルばね36の付勢力を利用して固定刃20の刃部21に衝撃を付与することで、回転刃10の刃先11aと固定刃20の刃先21aの隙間を、常時、適正な寸法に調整することができるので、刃を当てすぎない適切な切断状態を維持することができ、その結果、刃の寿命も延びることになる。
従って、このフィルム切断ユニット1を、シート状に折り畳まれた長尺帯状の筒状フィルムを所定長に切断して筒状ラベルを形成しながら、その筒状ラベルを容器等の被嵌体に被嵌するラベル装着装置等に搭載すると、筒状ラベルの切断端に擬似接着状態が発生しにくく、良好な装着性を確保することができるという効果が得られる。
なお、上述した実施形態では、回転刃10及び固定刃20の双方に相手方の刃先21a、11aが摺接する円弧面11b、21bを形成しているが、これに限定されるものではなく、円弧面は回転刃10及び固定刃20の少なくとも一方に形成しておけばよい。
また、上述した実施形態では、回転刃10の刃先11aを回転刃10の回転軸Oに対して傾けた状態で形成することによってシャー角を付けているが、これに限定されるものではなく、固定刃20の刃先21aを回転刃10の回転軸Oに対して傾けたり、回転刃10の刃先11a及び固定刃20の刃先21aの双方を回転刃10の回転軸Oに対して傾けたりすることによってシャー角を付けるようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、圧縮したコイルばね36の伸張力を利用して押出ピン34を押し出すことによって、押出ピン34を固定刃20に当接させているが、これに限定されるものではなく、伸張させたコイルばねの収縮力を利用して押出ピン34を引っ張ることによって、押出ピン34を固定刃20に当接させることも可能である。
また、上述した実施形態では、回転刃10の設置位置を固定し、固定刃20の設置位置を調整することによって、回転刃10と固定刃20の刃先隙間の調整を行うようにしているが、これに限定されるものではなく、逆に、固定刃20の設置位置を固定し、回転刃10の設置位置を調整するようにしてもよい。
本発明は、シャー角を付けた回転刃と固定刃とからなるロータリカッタを備えたフィルム切断ユニットに利用することができる。
1 フィルム切断ユニット
10 回転刃
11 刃部
11a 刃先
11b 円弧面
12 基部
13 軸部
14 軸受
20 固定刃
21 刃部
21a 刃先
21b 円弧面
21c 長孔
22 固定用部材
23 固定ボルト
30 位置調整機構
31 押出ユニット
32 ユニット本体
33 ハウジング
34 押出ピン
35 操作部材
36 コイルばね
37 外フランジ部
38 内フランジ部
39 ストッパボルト
40 フレーム
41 側壁
42 後壁
43 載置台

Claims (1)

  1. 回転刃と固定刃とからなるロータリカッタと、
    前記回転刃または前記固定刃の相手方に対する位置を調整する位置調整機構とを備え、
    前記回転刃及び前記固定刃は、それぞれの刃先が前記回転刃の回転軸を中心軸とした円筒面上に形成されており、
    前記固定刃及び前記回転刃の少なくとも一方は、相手方の刃先が摺接可能な円弧面を有しており、
    前記固定刃の刃先または前記回転刃の刃先を前記回転刃の回転軸に対して傾斜させた状態で形成することによって、シャー角を付けており、
    前記位置調整機構は、前記回転刃または前記固定刃を相手方に対して接近離反可能にスライドさせるスライド面を有する支持部材と、
    前記回転刃または前記固定刃を相手方に対して押し出す押出部材と
    前記押出部材をその押出方向に付勢する付勢手段とを有し、
    前記付勢手段の付勢力を利用して、前記回転刃または前記固定刃に衝撃を付与するように、前記押出部材を前記回転刃または前記固定刃に当接させて押し出すことによって、前記固定刃及び前記回転刃の一方の刃先を他方の円弧面に当接させて、前記回転刃または前記固定刃の位置調整を行うように構成したことを特徴とするフィルム切断ユニット。
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