JP6046545B2 - ロータリーカッターにより切断する装置 - Google Patents

Description

本発明は、極板などをロータリーカッターにより切断する装置に関するものである。

特許文献１には、従来に比して小型化でき、装置設置スペースを削減できるスリッタ装置を提供することが記載されている。そのため、特許文献１には、給紙板上に載置されたシート（用紙）は、給紙ローラにより搬送され、プーリ間に掛け渡された無端ベルトと搬送ローラとに挟み込まれて、その搬送方向が反転され、このとき、搬送ローラ及びプーリに夫々同軸配置された１対の円板刃により、シートが裁断され、この裁断されたシートは、補強ブロックに設けられた排紙ガイド溝を通って、給紙板の下方に配置された排紙板上に排出されることが記載されている。

特開平７−５２０８３号公報

省スペースで、ロータリーカッターの刃面を精度よく位置決め可能な装置が求められている。

本発明の態様の１つは、第１のシャフトを含む第１のシャフトユニットと、第１のシャフトと平行に配置された第２のシャフトを含む第２のシャフトユニットとを有し、第１のシャフトは、第１のロータリーカッターを着脱する第１の側を向いた第１の基準面を含み、第１のシャフトユニットは、第１の基準面に対して第１のロータリーカッターの刃面を第１の側から当てて固定する第１の固定ユニットを含み、第２のシャフトは、第２のロータリーカッターを着脱する第１の側を向いた第２の基準面を含み、第２のシャフトユニットは、第２の基準面を基準として第１の側とは反対の第２の側を向いた第１の面と、第１の面に対して第２のロータリーカッターの刃面を第２の側から当てて固定する第２の固定ユニットとを含む装置である。

この装置においては、第１のロータリーカッターおよび第２のロータリーカッターを同じ第１の側から着脱し、第１のロータリーカッターの刃面を第１の基準面に対して着脱側である第１の側から固定でき、第２のロータリーカッターの刃面を第１の面に対して着脱側とは反対の第２の側から固定できる。このため、第１および第２のロータリーカッターを同じ側から着脱しても、双方の刃面を向かい合わせて、互いの刃面を互いのシャフトの基準面に対して位置決めできる。したがって、第１および第２のシャフトを平行に配置でき、省スペースでありながら双方の刃面を精度よく位置決め可能な装置を提供できる。さらに、この装置においては、ロータリーカッターを取り外して刃面の研磨を行い、研磨により刃面が目減りしてロータリーカッターの厚みが研磨前後で変化した場合であっても、研磨後の刃面を互いのシャフトの基準面に対して位置決めできるため、研磨前後で刃面の位置がずれることを防止できる。したがって、研磨後の刃面の位置合わせも容易で、研磨前後で双方の刃面の位置変動を抑制可能な装置を提供できる。

第２の固定ユニットは、ロックナットを含み、第２のシャフトは、ロックナットを第２の側から第１の側に向けてねじ込めるようにねじが切られた部分を含む。ロックナットを着脱側とは反対の第２の側から着脱側である第１の側に向けてねじ込むことにより、第２のロータリーカッターの刃面を第１の面に当てて固定できる。

第２のシャフトユニットは、第２の基準面に当てて固定され、第２の基準面を基準として第２の側を向く第１の端面を含む第１のワッシャーと、第１のワッシャーの第２の側に配置された、第１の面を含む第２のワッシャーとを含む。第１のワッシャーの第２の側に第２のワッシャーを配置することにより、第１の面に対して第２のロータリーカッターの刃面を固定するとともに第２のロータリーカッターの緩みも抑制できる。

第１の面は第１の基準面の水平方向に位置していることが望ましい。刃面同士の間にクリアランスが発生することを抑制できるため、切断面にバリやダレなどが発生することを抑制できる。

この装置は、第１の基準面に対して固定された第１のロータリーカッターと、第１の面に対して固定された第２のロータリーカッターとを有することが望ましい。この装置は、第１のシャフトユニットおよび第２のシャフトユニットを連動して平行移動させる駆動ユニットを有することが望ましい。第１のおよび第２のロータリーカッターを平行移動させながらカットできる。

本発明の他の態様の１つは、第１のシャフトを含む第１のシャフトユニットと、第１のシャフトと平行に配置された第２のシャフトを含む第２のシャフトユニットとを有する装置に第１のロータリーカッターおよび第２のロータリーカッターを固定することを含むカッターの着脱方法である。第１のシャフトは、第１のロータリーカッターを着脱する第１の側を向いた第１の基準面を含み、第２のシャフトは、第２のロータリーカッターを着脱する第１の側を向いた第２の基準面を含み、第２のシャフトユニットは、第２の基準面を基準として第１の側とは反対の第２の側を向いた第１の面を含む。固定することは、第１の基準面に対して第１のロータリーカッターの刃面を第１の側から当てて固定することと、第１の側から当てて固定することと前後して、第１の面に対して第２のロータリーカッターの刃面を第２の側から当てて固定することとを含む。

切断装置の概略構成を示す図。 切断装置のII−II断面図（図１のII−II断面）。 ロータリーカッターをシャフトに取り付ける様子を示す図であり、図３（ａ）はロータリーカッターをシャフトに嵌め込んだ様子を示す図であり、図３（ｂ）はロータリーカッターをシャフトに固定する様子を示す図。

図１に、本発明に係る切断する装置の概略構成を示している。図２に、図１に示す切断する装置のII−II断面図（図１のII−II断面）を示している。この切断装置（スリッター）１は、切断対象物（ワーク）８０を切断する第１のユニット（切断ユニット）１００と、切断ユニット１００により切断される切断対象物８０をクランプする第２のユニット（クランプユニット）２００とを備えている。切断対象物８０は典型的にはリチウム電池用の電極体を構成する極板であり、極板８０は正極板（正極シート）であっても負極板（負極シート）であってもよいが、切断対象物８０はこれらに限定されない。

切断ユニット１００は、極板８０を載せるテーブルユニット７０と、テーブルユニット７０の上下方向２０１にそれぞれ並んで配置された第１のシャフトユニット１０および第２のシャフトユニット２０と、シャフトユニット１０および２０の軸方向９０が平行となるように軸方向９０の一端側９０ａをそれぞれ回転可能に支持するフレームユニット５０と、シャフトユニット１０および２０の軸方向９０の他端側９０ｂにそれぞれ取り付けられた第１のロータリーカッター１１０および第２のロータリーカッター１２０とを備えている。

テーブルユニット７０は、極板８０を切断する位置（切断位置）１０１に対して前後方向２０２に分離した、前方（搬入側、上流側）２０２ａの第１のテーブル７１と、後方（搬出側、下流側）２０２ｂの第２のテーブル７２とを備えている。上流側２０２ａから供給された長尺状の極板８０は、テーブル７１および７２により形成された水平なテーブル面（搬送面）７０ａの上に、テーブル７１および７２の間の空間７９を跨ぐように載せられ、テーブル７１の上方２０１ａに配置されたクランプユニット２００により極板８０が切断位置１０１に対して動かないように固定される。すなわち、クランプユニット２００は、テーブル面７０ａとの間に極板８０を挟んで固定する加圧板７５と、加圧板７５をテーブル面７０ａに対して昇降させるハンドル７６とを備えている。

テーブル７２の下方２０１ｂに配置されたシャフトユニット１０は、極板８０の搬送方向に平行な前後方向２０２に延びたシャフト３０と、シャフト３０の第１の側（前端側）３０ａにロータリーカッター１１０を着脱可能に固定する第１の固定ユニット１０ａと、シャフト３０の第２の側（後端側）３０ｂに取り付けられたタイミングプーリー５５ｂとを備えている。テーブル７２の上方２０１ａに配置されたシャフトユニット２０は、前後方向２０２に延びたシャフト４０と、シャフト４０の第１の側（前端側）４０ａにロータリーカッター１２０を着脱可能に固定する第２の固定ユニット２０ａと、シャフト４０の第２の側（後端側）４０ｂに取り付けられたタイミングプーリー５５ａとを備えている。

シャフト３０および４０は、テーブル７２を挟んで上下方向２０１に対峙するように上下対称に配置されており、互いの軸方向９０が前後方向２０２に平行に延びている。シャフト３０および４０はいずれも、後端側３０ｂおよび４０ｂがフレームユニット５０により支持され、前端側３０ａおよび４０ａが開放された（支持されていない）片持ちタイプのシャフトである。このため、上下一組のシャフト３０および４０と、シャフト３０および４０を一体に支持するフレームユニット５０とを、上下一組のロータリーカッター（回転刃）１１０および１２０よりも後方２０２ｂに配置できる。したがって、コンパクトな切断装置１を提供できる。

下側のシャフト３０にセットされたロータリーカッター１１０は、全体が輪状（リング状、円盤状）であり、中央をシャフト３０が軸方向９０に貫通するように形成された貫通孔１１０ａと、シャフト３０の後端側３０ｂを向き、軸方向９０に対して垂直な第１の方向９１に円形状に広がった刃面（刃端面）１１１とを備えている。上側のシャフト４０にセットされたロータリーカッター１２０は、全体が輪状であり、中央をシャフト４０が軸方向９０に貫通するように形成された貫通孔１２０ａと、シャフト４０の前端側４０ａを向き、軸方向９０に対して垂直な第１の方向９１に円形状に広がった刃面（刃端面）１２１とを備えている。下側のロータリーカッター１１０はテーブル７１および７２の間の空間７９に配置されており、刃面１１１および１２１は切断位置１０１において軸方向９０に接触する（重なる、対峙する）ように同一平面上に配置されている。

上下一組のシャフト３０および４０を回転可能に支持するフレームユニット５０は、切断ユニット１００のハウジング６０に対して可動であり、ハウジング６０の上下一組のガイドレール６１および６２を介して左右方向２０３にスライド可能に支持されている。フレームユニット５０は、シャフト３０および４０のそれぞれの中央近傍を回転可能に支持する第１の軸受け（アンギュラ玉軸受け）５１と、シャフト３０および４０のそれぞれの後端側３０ｂおよび４０ｂを回転可能に支持する第２の軸受け５２と、軸受け５１および５２を介してシャフト３０および４０に設けられたタイミングプーリー５５ａおよび５５ｂに対して左右方向２０３への駆動力を供給するハンドル５６とを備えている。フレームユニット（駆動ユニット）５０は、シャフト３０および４０を連結し、シャフト３０および４０を回転させながら連動して左右方向２０３へ平行移動させる。

下側のシャフト３０に設けられたタイミングプーリー５５ｂは、歯付き面６５ａが下方２０１ｂを向くようにテーブル７２に設けられたタイミングベルト６５の上を左右方向２０３に回転しながら移動する。上側のシャフト４０に設けられたタイミングプーリー５５ａは、歯付き面６５ａが上方２０１ａを向くようにハウジング６０に設けられたタイミングベルト６５の上を左右方向２０３に回転しながら移動する。この切断装置１においては、シャフト３０および４０がフレームユニット５０により連結されている。このため、ユーザーがハンドル５６を左右方向２０３へ動かすことにより、タイミングプーリー５５ａおよび５５ｂが左右方向２０３へ連動して回転移動し、シャフト３０および４０を介してロータリーカッター１１０および１２０に回転トルクを伝達できる。したがって、刃面１１１および１２１が切断位置１０１を左右方向２０３へ連動して回転移動することにより、極板８０を搬送方向に直交する左右方向２０３に切断（裁断）できる。なお、本例のフレームユニット５０は手動であるが、シャフト３０および４０のいずれかにモーター（駆動ユニット）を接続して回転駆動させるようにしてもよく、リモコン駆動させるようにしてもよい。また、極板８０の切断方向は左右方向２０３に限定されず、上下方向２０１、前後方向２０２および斜め方向などの直線方向であってもよく、非直線方向（カーブ方向、曲線方向、ジグザグ方向）などであってもよい。たとえば、駆動ユニット５０は、極板８０が不図示の制御ユニットなどにより予めプログラムされた方向に切断されるように上下一組のシャフト３０および４０を平行移動させるものであってもよい。

下側のシャフト３０は、ロータリーカッター１１０を着脱する前端側（第１の側）３０ａを向き、軸方向９０に対して垂直な第１の方向９１に円形状に広がった第１の基準面（刃受け面）１１と、基準面１１の中央が基準面１１に対して前端側３０ａに円柱状に突出した突起部３１とを備えている。貫通孔１１０ａを介して突起部３１に嵌め込まれた（接続された）ロータリーカッター１１０は、固定ユニット１０ａによりシャフト３０に着脱可能に固定されている。

固定ユニット１０ａは、ロータリーカッター１１０の刃面１１１と反対側の背面１１２に当てるワッシャー３６と、刃面１１１をシャフト３０の基準面１１に当てた（接触させた）状態でワッシャー３６を挟んでロータリーカッター１１０をシャフト３０に対して固定するボルト３５とを備えている。このため、刃面１１１を基準面１１に直に押し当ててボルト３５で固定することにより、基準面１１の第１の方向９１、すなわち基準面１１の水平方向に刃面１１１を配置できる。したがって、基準面１１の延長面上（延長線上）に、刃面１１１が後端側３０ｂを向くように配置できる。

上側のシャフト４０は、ロータリーカッター１２０を着脱する前端側（第１の側）４０ａを向き、軸方向９０に対して垂直な第１の方向９１に円形状に広がった第２の基準面２１を備えている。基準面２１は、シャフト３０の基準面１１に対して軸方向９０に第１の距離ｄ１を隔てて位置するように、基準面１１よりも前端側４０ａに配置されている。貫通孔１２０ａを介してシャフト４０に嵌め込まれた（接続された）ロータリーカッター１２０は、固定ユニット２０ａによりシャフト４０に着脱可能に固定されている。

シャフトユニット２０は、貫通孔１２０ａを前端側４０ａに抜け出た（通過した）基準面２１に当てる第１のワッシャー４６と、第１のワッシャー４６をシャフト４０に対して固定するボルト４５と、第１のワッシャー４６およびロータリーカッター１２０の間に挟む第２のワッシャー４７とを備えている。固定ユニット２０ａは、ロータリーカッター１２０の刃面１２１に当てる第３のワッシャー４８と、ロータリーカッター１２０との間に第３のワッシャー４８を挟んで締め付け固定するロックナット４９とを備えている。シャフト４０は、ロックナット４９を後端側４０ｂから前端側４０ａに向けてねじ込めるようにねじが切られた部分４９ａを含む。

第１のワッシャー４６は、基準面２１に当たり基準面２１を基準として後端側４０ｂを向く第１の端面４１を備えている。第１の端面４１は基準面２１よりも第１の方向９１に広がっている。このため、第１の端面４１を基準面２１に直に押し当ててボルト４５で固定することにより、基準面２１の水平方向に第１の端面４１を配置できる。したがって、第１の基準面１１に対して第１の距離ｄ１を隔てた位置に、第１の端面４１が後端側４０ｂを向くように配置できる。

さらに、第２のワッシャー４７は、第１の端面４１に当たり第１の端面４１を基準として前端側４０ａを向く第２の端面４２と、第２の端面４２とは逆側の後端側４０ｂを向き、第２の端面４２に対して第１の距離ｄ１を隔てた第３の端面（第１の面）４３とを備えている。第２の端面４２および第３の端面４３はほぼ同じ径を有し、第１の端面４１よりも第１の方向９１に広がっている。このため、第２の端面４２を第１の端面４１に直に押し当ててロックナット４９で固定することにより、第１の端面４１の水平方向に第２の端面４２を配置できる。したがって、第１の端面４１に対して第１の距離ｄ１を隔てた位置に、第３の端面４３が後端側４０ｂを向くように配置できる。

したがって、この切断装置１においては、第３の端面（第１の面）４３を第１の基準面１１の第１の方向９１、すなわち第１の基準面１１の水平方向に、第１の基準面１１とは逆側の後端側４０ｂを向くように配置できる。このため、刃面１２１を第３の端面４３に直に押し当ててロックナット４９で固定し、第３の端面４３の延長面上に刃面１２１を配置することにより、刃面１１１および１２１が同一平面上（水平面上）で軸方向９０に対峙する（重なる）ように配置できる。したがって、刃面１１１および１２１の間にクリアランスが発生することを抑制でき、切断位置１０１に対して刃面１１１および１２１を精度よく位置決めできる。さらに、ロータリーカッター１２０を軸方向９０の両側から挟む第２のワッシャー４７および第３のワッシャー４８は直径がほぼ等しい。このため、ロータリーカッター１２０に対して軸方向９０の両側から接触する面積をほぼ均等にできる。したがって、ロータリーカッター１２０の緩みや振動なども防止できる。

この切断装置１においては、ロータリーカッター１１０および１２０を同じ前端側（第１の側）３０ａおよび４０ａから着脱し、ロータリーカッター１１０の刃面１１１を第１の基準面１１に対して着脱側である前端側３０ａから固定でき、ロータリーカッター１２０の刃面１２１を第３の端面（第１の面）４３に対して着脱側とは反対の後端側（第２の側）４０ｂから固定できる。このため、ロータリーカッター１１０および１２０を同じ側から着脱しても、双方の刃面１１１および１２１を向かい合わせて、互いの刃面１１１および１２１を互いのシャフト３０および４０の基準面１１および２１に対して位置決めできる。したがって、シャフト３０および４０を平行に配置でき、省スペースでありながら双方の刃面１１１および１２１を同一平面上（水平面上）に精度よく位置決め可能な切断装置１を提供できる。さらに、ロータリーカッター１１０および１２０を取り外して刃面１１１および１２１を研磨し、ロータリーカッター１１０および１２０の軸方向９０の厚みが変化（減少）した場合であっても、研磨後の刃面１１１および１２１を基準面１１および２１に対して位置決めできるため、研磨前後で刃面１１１および１２１の位置がずれることを防止できる。したがって、バリやダレなどを抑制した高品質な切断面（破断面）の極板８０を継続的に提供できる。

図３に、ロータリーカッター１１０および１２０をシャフト３０および４０に取り付ける様子を、切断装置１からシャフトユニット１０および２０を抜き出して示している。図３（ａ）はロータリーカッター１１０および１２０をシャフト３０および４０に嵌め込んだ様子を示しており、図３（ｂ）はロータリーカッター１１０および１２０をシャフト３０および４０に固定する様子を示している。

まず、図３（ａ）に示すように、シャフト４０に対して、前端側４０ａから順次、ロックナット４９、第３のワッシャー４８、ロータリーカッター１２０および第２のワッシャー４７を取り付ける（嵌め込む）。次に、図３（ｂ）に示すように、第１のワッシャー４６の第１の端面４１を、シャフト４０の第２の基準面２１に直に押し当てた状態でボルト４５により固定する。これにより、基準面２１の水平方向に第１の端面４１を配置できる。さらに、第１の距離ｄ１の厚み（高さ）を有する第２のワッシャー４７を第１のワッシャー４６およびロータリーカッター１２０の間に挟み、第３のワッシャー４８をロータリーカッター１２０およびロックナット４９の間に挟んだ状態で、ロックナット４９をシャフト４０のねじが切られた部分４９ａを後端側４０ｂから前端側４０ａに向けてねじ込む（締め付ける）。これにより、シャフト３０の第１の基準面１１に対して前端側４０ａに第１の距離ｄ１を隔てた位置に配置された第１の端面４１に第２のワッシャー４７が当たり、第１の端面４１に対して後端側４０ｂに第１の距離ｄ１を隔てた位置に第３の端面（第１の面）４３を配置できる。したがって、図１に示すように、第１の面４３を第１の基準面１１の水平方向に、第１の基準面１１とは逆側の後端側４０ｂを向くように配置できる（設けることができる）。このため、刃面１２１を第１の面４３に直に押し当ててロックナット４９で固定することにより、第１の面４３の水平方向に刃面１２１を配置できる。したがって、第１の面４３の延長面上に、刃面１２１が前端側４０ａを向くように配置できる。

また、ロータリーカッター１２０の刃面１２１を第１の面４３に後端側４０ｂから当てて固定することと前後して、図３（ａ）に示すように、シャフト３０の突起部３１に対して、前端側３０ａからロータリーカッター１１０を取り付ける（嵌め込む）。次に、図３（ｂ）に示すように、シャフト３０の突起部３１に取り付けられたロータリーカッター１１０の刃面１１１を、シャフト３０の第１の基準面１１に直に押し当てた状態でワッシャー３６を挟んでボルト３５により固定する。これにより、基準面１１の水平方向に刃面１１１を配置できる。したがって、基準面１１の延長面上に、刃面１１１が後端側３０ｂを向くように配置できる。このため、図１に示すように、刃面１１１および１２１を同一平面上（水平面上）で軸方向９０に対峙する（重なる）ように配置できる。したがって、刃面１１１および１２１の間のクリアランスをなくすか極めて小さくできる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に規定されたものを含む。すなわち、第２のシャフトユニット２０は、第２の基準面２１を基準として第１の側４０ａとは反対の第２の側４０ｂを向いた第１の面４３を含むものであればよい。たとえば、シャフト４０の第２の基準面２１をシャフト３０の第１の基準面１１の第１の方向（水平方向）９１に形成した場合、第２の基準面２１に当たる第１のワッシャー４６の第１の端面４１を第１の面４３とすることができ、第２のワッシャー４７を省略することも可能である。また、この切断装置１は、スタンドアローンタイプであってもよく、他の装置やシステムの一部であってもよい。たとえば、極板８０をベルトコンベアなどの搬送装置によりテーブルユニット７０に供給してもよく、この切断装置１をラインの一部に組み込むことも可能である。

１ 切断装置（スリッター）
１０ 第１のシャフトユニット、 ２０ 第２のシャフトユニット
３０ 第１のシャフト、 ４０ 第２のシャフト
１１０ 第１のロータリーカッター、 １２０ 第２のロータリーカッター

Claims (5)

1. 第１のシャフトを含む第１のシャフトユニットと、
   前記第１のシャフトと平行に配置された第２のシャフトを含む第２のシャフトユニットとを有し、
   前記第１のシャフトは、第１のロータリーカッターを着脱する第１の側を向いた第１の基準面を含み、
   前記第１のシャフトユニットは、前記第１の基準面に対して前記第１のロータリーカッターの刃面を前記第１の側から当てて固定する第１の固定ユニットを含み、
   前記第２のシャフトは、第２のロータリーカッターを着脱する前記第１の側を向いた第２の基準面を含み、
   前記第２のシャフトユニットは、前記第２の基準面に当てて固定され、前記第２の基準面を基準として前記第１の側と反対側の第２の側を向く第１の端面を含む第１のワッシャーと、
   前記第１のワッシャーの前記第２の側に配置され、前記第１の端面に当たり、前記第２の基準面を基準として前記第２の側を向いた第１の面を構成する第２のワッシャーと、
   前記第１の面に対して前記第２のロータリーカッターの刃面を前記第２の側から当てて固定する第２の固定ユニットとを含み、
   前記第２の固定ユニットは、ロックナットを含み、
   前記第２のシャフトは、前記ロックナットを前記第２の側から前記第１の側に向けてねじ込めるようにねじが切られた部分を含む、装置。
2. 請求項１において、
   前記第１の面は前記第１の基準面の水平方向に位置している、装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第１の基準面に対して固定された前記第１のロータリーカッターと、
   前記第１の面に対して固定された前記第２のロータリーカッターとを有する、装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記第１のシャフトユニットおよび前記第２のシャフトユニットを連動して平行移動させる駆動ユニットを有する、装置。
5. 請求項１に記載の装置に前記第１のロータリーカッターおよび前記第２のロータリーカッターを固定することを含むカッターの着脱方法であって、
   前記固定することは、
   前記第１の基準面に対して前記第１のロータリーカッターの刃面を前記第１の側から当てて固定することと、
   前記第１の側から当てて固定することと前後して、前記第２の基準面に当てて固定された前記第１のワッシャーの前記第２の側に前記第２のワッシャーを配置し、前記第２の基準面を基準として前記第２の側を向いた前記第２のワッシャーの前記第１の面に対して前記第２のロータリーカッターの刃面を前記第２の側から当てて固定することとを含む、着脱方法。

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