JP6223276B2 - スリッター - Google Patents

Description

本願の発明は、紙、フィルム等の連続したシート状の長尺巻物を連続して所望の幅で切断しながらその製品を巻取るスリッターに関するものである。本願の発明は、特に、スリッターの軸に備えられた刃を、簡素に所望の位置に変更させかつ固定させることができるスリッターに関するものである。

布、複合材料等の製品を、スリッターによって任意の幅で切断しながらその製品を巻取る作業が国内外の工場において行われている。

軸に備えられた刃の位置を任意に定め（つまり製品の切断面の幅を決定する）、刃を固定するための従来技術として、特許文献１には、スリッターの下軸に備えられた下刃の位置の変更に伴い該下刃と対になる、スリッターの上軸に備えられた上刃の位置を変更することを特徴としたスリッターが開示されている。
また、特許文献２には、重合テープを繰分けながら切断した後、再度重合テープを形成するように巻き取るスリッターが開示されている。このスリッターは、吸引機により負荷のかからない状態でスペーサー（保護テープ）を巻取軸まで送るようにすることで、巻取軸の張力によってスペーサーが引っ張られずに、安定して、巻取軸上に巻回させることができ、効率的に不良品の発生率を低減することを特徴としている。

特開２０１２−０７１４１４号公報 特開２００６−１９３２９０号公報

従来のスリッターには、以下のような解決すべき課題が残されている。
以下、特許文献１及び２を参照して、従来のスリッターが有する課題について説明する。

特許文献１で開示されているスリッターは、上刃の位置を変更する場合には、下刃に対して上刃を位置決めした後、係脱機構の係合体を凹部から後退させ、クランプ片が圧縮コイルバネ装置の付勢力により棒に押し付けられて棒を把持し、それによって刃物台が棒に固定されることによって、上刃を備えた刃物台を所定位置に固定している。また、特許文献２で開示されているスリッターに備えられる上刃の位置を調整する場合には、上刃の調整位置をセンサで読み取って、センサの数値に基づいて、操作ハンドルを操作することにより支軸を定位置で固定させることによって、上刃が所定位置にロックされる。
特許文献１及び２のスリッターでは、ユーザーが係脱機構の係合体や操作ハンドルなどの機構を作動させることによって、刃を所定位置に固定していたため、この刃の固定機構を設置するための複雑な機構設計，配置スペース，さらに，刃交換時や製品の切断位置を変更する時などに、ユーザーが軸に備えられた複数の刃を固定している複数の刃固定機構を、１つずつ固定解除、移動、または固定させる作業、などを要していた。

本願の発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、スリッターに複雑な機構を設置することなく、また、ユーザーが作業を行うことなく、刃ホルダを簡素に任意の位置に変更／固定することができるスリッターを提供することを目的とする。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。又、各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。よって、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）長尺の巻物状の製品を、該製品と平行に延びる軸に備えた刃により所望の幅で切断するスリッターであって、
前記軸に対して摺動可能な寸法を有する穴が形成されたベース部と、該ベース部から前記軸と交差する方向に延びる刃保持部とを含む、刃ホルダと、
該刃ホルダを前記軸に沿って移動させるための位置決めフォークと、を備え、
前記ベース部に永久磁石を含み、
該永久磁石は、前記刃保持部に取り付けられた刃が前記製品を切断する間に、前記刃保持部に対して軸方向に加わる力を上回り、かつ、前記刃ホルダを移動する際に、前記位置決めフォークにより前記刃ホルダに対して与えられる外力を下回る、磁力を有するスリッター（請求項１）。
本項に記載のスリッターは、刃ホルダの刃保持部に、製品を切断するための刃が取り付けられ、かつ、スリッターの軸に、刃ホルダのベース部に形成された穴が通される。さらに、刃ホルダのベース部に備えられた永久磁石の磁力により、刃ホルダのベース部分が軸に着磁されることで、常時、刃ホルダが軸上の所望の位置に固定される。ここで、刃ホルダの刃保持部に取り付けられた刃が製品を切断する間に、軸に対する刃ホルダの静止摩擦力に相当する刃ホルダのベース部に備えられた永久磁石の磁力が、製品切断によって生じる軸方向の力より大きくなる。そのため、製品切断時に刃ホルダは軸上で移動することなく所望の位置に止まり、１つの刃による製品の切断箇所が一定となり、製品を高精度に切断することとなる。そのうえで、軸に対する刃ホルダの静止摩擦力に相当する、この磁力を上回る外力を、位置決めフォークによって軸方向に加えることにより、刃ホルダのベース部が軸に対して摺動し、必要に応じて刃ホルダを軸上の異なる所望の位置まで移動させるものである。その後、この外力を取り除くことで、永久磁石の磁力により刃ホルダは、再び軸上の異なる位置に固定される。

（２）上記（１）項において、前記軸と平行に並んだ軸に取り付けられたローラーにより、前記製品の搬送路が形成され、前記刃ホルダは、前記ローラーと対向する範囲内で密に複数配置され、または、製品を切断しない余りの刃に係る刃ホルダは、前記軸の端部に寄せられ、若しくは、前記軸から取り外される態様で用いられるスリッター（請求項２）。
本項に記載のスリッターは、刃ホルダが固定される軸と平行に並んだ軸にローラーが取り付けられ、このローラーによって製品の搬送路が形成される。そして、刃ホルダは、そのようなローラーと対向する範囲内で、密に複数配置される。このとき、製品を切断しない余りの刃に係る刃ホルダは、軸の端部に寄せられてもよく、軸から取り外される態様で用いられてもよいものである。このように、複数の刃ホルダが密に配置される場合であっても、上記（１）項に記載したような永久磁石を利用した構成により、刃ホルダが簡素に任意の位置に変更／固定されるものである。

（３）上記（１）または（２）項において、前記ベース部は、さらに、ドライベアリングを含み、前記永久磁石は、前記ドライベアリングに当接しているスリッター（請求項３）。
本項に記載のスリッターは、刃ホルダのベース部にドライベアリングを備えることによって、軸に対する刃ホルダの静止摩擦力に相当する、永久磁石の磁力を上回る外力を軸方向に加えることにより、刃ホルダは軸上をより円滑に移動するものとなる。さらに、永久磁石が、ドライベアリングを挟んで軸に最も近接するため、本項に記載のスリッターは、幾何的学条件において、すなわち、永久磁石の形状や設置位置の如何に関わらず永久磁石の磁力がドライベアリングを介して軸に作用するものとなり、最小限の磁力を有する永久磁石により、上記機能を奏するものとなる。

本発明によれば、スリッターに複雑な機構を設置することなく、また、ユーザーが刃ホルダを固定解除、移動、または固定するための作業を行うことなく、刃ホルダを簡素に固定解除／所望の位置に移動／固定させることができるスリッターを提供することができる。

図１（ａ）は、本発明のスリッターのスリッター部全体構造を示す正面図である。図１（ｂ）は、本発明のスリッターのスリッター部全体構造を示す側面図である。 図２（ａ）は、本発明のスリッターの軸に設置される刃ホルダのベース部と刃保持部の側面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の刃ホルダのベース部と刃保持部の背面図である。 図３（ａ）は、比較例としての刃ホルダのベース部と刃保持部の側面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の刃ホルダのベース部と刃保持部の背面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）の刃ホルダのベース部に設置される板スプリングの側面図である。図３（ｄ）は、図３（ｃ）の板スプリングの正面図である。

以下、本願の発明に係る好適な実施の形態を、添付図面を参照しながら説明するが、以下に記載される装置及びその各構成要素、各部品、各箇所、各材料は、本願の発明の実施の形態の一例であり、これに限られるものではない。また、図中、同一の符号を付した部分は同一物、同一部材を表し、装置や部材の各寸法、各比率は実際のものを反映したものではなく、概略的に示したものである。

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明のスリッターのスリッター部全体構造を示す正面図及び側面図であり、この図を参照して、本発明のスリッター１の全体動作について説明する。

図１（ａ）に示されているように、本発明のスリッター１は、フレーム上に上軸２が設置されており、上軸２に複数の刃６が取付けられている。刃の種類を特定する必要はないが、刃６は、例えば、カミソリ刃や薄刃などが用いられる。また、上軸２の軸方向における断面は、正方形に形成されているが、他の形状（例えば正六角形）でもよい。

図１（ｂ）に示されているように、さらに、フレーム上に下軸４，４’が設置されており、下軸４，４’にはローラー８，８’が取付けられている。図示の例では、下軸４，４’は、夫々、水平方向に並行に並んで、上軸２と下軸４’とは鉛直方向に相対峙する。これら下軸４と下軸４’の間には、図示しないローラー等からなる搬送路を介して被切断物（長尺の巻物状の製品３０）が供給され、下軸４と下軸４’の間において走行させる製品３０に刃６を差し込むことによって製品３０が直線状に切断される。

また、上軸２の片側端部に、上軸２を回転させるための任意の駆動機構、例えば、モータ２０’’（例えば空気圧アクチュエータ）が連結されており、このモータ２０’’を駆動するか、または、オフセット角度調節機構（例えば、モータ２０’’の角度調節スクリュー）を回転させることにより、製品切断時における製品３０に対する刃６の差し込み角度を調整することができる。

ここで、下軸４，４’は、スリッター１のフレーム上で両端を軸支されている。それに対して、上軸２は、スリッター１のフレーム上で両端を軸支されているが、下軸４に対して上下動可能に取付けられている。
図１（ｂ）を参照すると、上軸２を下軸４に対して水平状態を保ちながら接近させることで、下軸４と下軸４’の間において走行する製品３０に刃６を差し込むことができる。この時、刃６は、通常、ローラー８，８’に触れずに製品３０を切断するように、上軸２の降下位置が決められる。このため、上軸２の端部側には、上軸２を上下動させるための任意の駆動機構、例えば、モータ２０’，２０’が接続されている。

図１（ａ）に示されているように、上軸２上には、任意の数の刃６が取付けられる。製品３０に差し込むべき刃６の数（つまり製品の切断面の数）より、上軸２上に取付けられた刃６の数が多い場合、軸２の両端部に、製品３０を切断しない余りの刃６を寄せて用いないようにするか，または，この余りの刃６を刃ホルダ１６から取り外してもよい（刃ホルダ１６については後述する）。

刃６は、上軸２に沿って移動可能な刃ホルダ１６を用いて上軸２上に取付けられている。この刃ホルダ１６は、通常、ホルダ１個に対して、取付けられる刃が１枚となるように構成されている。
本発明の実施形態において、エアシリンダ１０に取付けられている位置決めフォーク１２は、任意の駆動機構、例えば、モータ２０が駆動されることによって、モータ２０に連結されているボールねじ１４上、及び、ガイド軸１８，１８’上を、エアシリンダ１０と共に移動することができるように構成されている。本発明の刃ホルダ１６は、この位置決めフォーク１２によって上軸２に沿って移動させることによって、位置決めフォーク１２と共に図１の左右方向の任意の位置に位置決めすることができる。

この位置決めフォーク１２は、エアシリンダ１０を動作させることにより、鉛直方向に伸縮することができる。従って、位置決めフォーク１２を任意の１つの刃ホルダ１６に当接させて刃ホルダ１６を上軸２に沿って移動させて（この移動を実現するための刃ホルダ１６の機構については後述する）所望の位置に位置決めした後、エアシリンダ１０を縮める方向に動作させる。これによって、位置決めフォーク１２を引っ込めて刃ホルダ１６と位置決めフォーク１２との接触を解除し、次の隣接した刃ホルダ１６の近くまでエアシリンダ１０を、図１の左右方向に移動させる。

その後、エアシリンダ１０を伸ばす方向に動作させることによって、位置決めフォーク１２をその隣接した刃ホルダ１６に接触させて、隣接した刃ホルダ１６を上軸２に沿って移動させて所望の位置に位置決めするという、動作を繰り返すことにより、複数の刃ホルダ１６の各々を、上軸２の所望の位置に位置決めさせることができる。

複数の刃６の上軸２上の位置は、製品の寸法に合わせて図１（ｂ）に示されている、刃物位置検出センサ２４により測定された測定値（現在位置）に基づいて設定される。このため、この測定値に基づいて刃ホルダ１６を各々上軸２の所望の位置に正確に位置決めすることができ、その結果、製品（被切断物）を所望の幅で正確に切断することができる。
上述したように、本発明の刃ホルダ１６を位置決めフォーク１２を利用することで刃６を上軸２の所望の位置に移動させて、切断する製品の寸法に合わせて、自在に位置変更することが可能となる。

ここで、刃６の上軸２上の位置変更は、具体的には、製品の切断幅に合わせた数値をタッチパネル（図示せず）で設定することによって行われる。刃物位置検出センサ２４は、製品の切断幅を変更する時に位置決め前の刃ホルダ１６の其々の位置を確認するために使用される。
任意の１つの刃６の位置決めの手順としては、（１）製品の切断幅に合わせた数値をタッチパネルで設定，（２）刃ホルダ１６が現在、どの位置にあるかを刃物位置検出センサ２４によって測定し、その位置を記憶，（３）現在の刃６の位置と今回の設定値を比較して効率の良い位置決め方法を演算，（４）刃６の位置変更を実施，となる。

以下、ユーザーが作業することなしに、簡素に固定解除、移動、固定させるための本発明の刃ホルダ１６について、図２（ａ），（ｂ）を参照して詳細に説明する。

図２（ａ）を参照すると、本発明のスリッター１の軸２に設置される刃ホルダ１６の側面図が示されている。本発明の刃ホルダ１６は、軸２に対して摺動可能な寸法を有する穴２２が形成されたベース部２６と、このベース部２６から軸２と交差する方向に延びる刃保持部２８とを含む。この図に示されているように、刃ホルダ１６の刃保持部２８に、製品３０を切断するための刃６が、例えばねじ止めにより、取り付けられ、また、スリッター１の軸２が、刃ホルダ１６のベース部２６に形成された穴２２に通される。ここで、ベース部２６の軸方向における断面は、正方形に形成されているが、上軸２の軸方向における断面形状の変更に合わせた他の形状（例えば正六角形）でもよい。

さらに、永久磁石３２が刃ホルダ１６のベース部２６に備えられ、この永久磁石３２の磁力により、刃ホルダ１６のベース部分２６が軸２に着磁されることで、常時、刃ホルダ１６が軸２上の所望の位置に固定される。そのうえで、軸２に対する刃ホルダ１６の静止摩擦力に相当する、この磁力を上回る外力を、モータ２０の駆動によって軸方向に加えることにより、刃ホルダ１６のベース部２６が軸２に対して摺動し、必要に応じて刃ホルダ１６を軸上の異なる所望の位置まで移動させるものである。
図２（ａ）において、永久磁石３２は直方体に形成されているが、軸２，穴２２またはベース部２６などの形状に合わせた他の形状（例えばＶ字型）でもよい。

その後、この外力を取り除く（つまり、位置決めフォーク１２を刃ホルダ１６から離す）ことで、永久磁石３２の磁力により刃ホルダ１６は、再び軸２上の異なる位置に固定される。また、位置決めフォーク１２及び刃ホルダ１６には、焼入れ処理がなされているため、これらの部品の耐摩耗性や耐疲労性は、向上されている。

また、永久磁石３２は、刃保持部２８に取り付けられた刃６が製品３０を切断する間に、刃保持部２８に対して軸方向に加わる力を上回るだけの磁力を有するように構成されている。
これより、刃ホルダ１６の刃保持部２８に取り付けられた刃６が製品３０を切断する間に、軸２に対する刃ホルダ１６の静止摩擦力に相当する刃ホルダ１６のベース部２６に備えられた永久磁石３２の磁力が、製品切断によって生じる軸方向の力より大きくなる。そのため、製品切断時に刃ホルダ１６は軸２上で移動することなく所望の位置に止まり、１つの刃６による製品３０の切断箇所が一定となり、製品３０を高精度に切断することとなる。

図２（ａ）に示されているように、ベース部２６は、さらに、ドライベアリング３４を含み、このドライベアリング３４は、軸２に接触するように配置される。また、永久磁石３２は、このドライベアリング３４に当接している。
このように、刃ホルダ１６のベース部２６にドライベアリング３４を備えることによって、軸２に対する刃ホルダ１６の静止摩擦力に相当する、永久磁石３２の磁力を上回る外力をエアシリンダ１０内のシリンダフォークによって軸方向に加えることにより、刃ホルダ１６は、軸２上をより円滑に移動するものとなる。

さらに、永久磁石３２が、ドライベアリング３４を挟んで軸２に最も近接するため、本発明のスリッター１は、幾何的学条件において、すなわち、永久磁石３２の形状や設置位置の如何に関わらず永久磁石３２の磁力がドライベアリング３４を介して軸２に作用するものとなり、最小限の磁力を有する永久磁石３２により、上記機能を奏するものとなる。

図３（ａ），（ｂ）には、比較例としての刃ホルダ１６’のベース部２６と刃保持部２８の側面図と背面図が描写されている。この刃ホルダ１６’は、上述した刃ホルダ１６とほぼ同様の構成要素と同様の作用を有するが、永久磁石３２の代わりに板スプリング３６と固定強さ調整ネジ３８が用いられ、この板スプリング３６とネジ３８が、刃ホルダ１６’を軸２上の所望の位置に固定させる。

図３（ｃ），（ｄ）に示されているような板スプリング３６が、ドライベアリング３４に隣接しており、また、固定強さ調整ネジ３８は、先端が板スプリング３６に当接するように配置されている。このネジ３８を板スプリング３６の方向へねじ込むことにより、ネジ３８に当接した板スプリング３６が、軸２側へ延びるように変形する。この板スプリング３６の変形に応じて、ドライベアリング３４も同様に変形し、ドライベアリング３４を軸２に当接させることにより、常時、刃ホルダ１６’を軸２に固定させる。この軸２に対する刃ホルダ１６’の固定強さは、ネジ３８によって調節され、この板スプリング３６とネジ３８の押し込みによる力が、上述した永久磁石３２の磁力、つまり静止摩擦力に相当する。

刃ホルダ１６’を移動させる場合は、上述した刃ホルダ１６と同様に、ネジ３８によって生成される静止摩擦力を上回る外力をエアシリンダ１０内のシリンダフォークによって軸方向に加えることにより、刃ホルダ１６’のベース部２６が軸２に対して摺動し、刃ホルダ１６’を軸上の異なる所望の位置まで移動させる。
所望の位置まで移動させた後、この外力を取り除く（つまり、エアシリンダ１０内のシリンダフォークを刃ホルダ１６から離す）ことで、板スプリング３６とネジ３８の押し込み力により刃ホルダ１６は、再び軸２上の異なる位置に固定される。

永久磁石３２の磁力により刃ホルダ１６を軸２上に固定する本発明の刃ホルダ１６と比較して、刃ホルダ１６’は、板スプリング３６とネジ３８により軸２上に固定するため、板スプリング３６と軸２との距離を縮めることを要するため、軸２と穴２２との嵌め合い精度をより高くする必要がある。さらに、刃ホルダ１６’を軸２上に固定する際に、ドライベアリング３４の１つの面が板スプリング３６の変形に応じて変形するため、ドライベアリング３４の摩耗交換の頻度が高くなる。

またさらに、永久磁石は半永久的に使用することが可能だが、板スプリング３６及びネジ３８は、摩耗交換する必要が生じる。またさらに、ユーザーがネジ３８を適切な締め具合にして刃ホルダ１６’を軸２上に固定する必要があり、この作業は、ある種の熟練作業となる。刃ホルダ１６’の移動中にネジ３８が緩み、ユーザーにこのネジ締め作業を複数の刃ホルダ１６’に対して行う必要も生じうる。
従って、永久磁石３２を用いる本発明の刃ホルダ１６を使用するほうが、ユーザーが作業を行うことなく、刃ホルダを簡素に任意の位置に変更／固定することができる。

上述したように、本発明の実施の形態に係るスリッター１によれば、図２に示されている永久磁石３２を有する刃ホルダ１６を用いて、複雑な機構を設置することなく、また、ユーザーが作業を行うことなく、複数の刃ホルダ１６を簡素に任意の位置に変更／固定して、スリッター加工を行うことができる。

本発明は、簡素に固定解除／並進移動／固定することが望ましい部品を含むシステムであれば、そのようなシステムに好適に適用することができる。

１ スリッター ２ 上軸
４，４’ 下軸 ６ 刃（カミソリ刃）
８，８’ ローラー １０ エアシリンダ
１２ 位置決めフォーク １４ ボールねじ
１６，１６’ 刃ホルダ １８，１８’ ガイド軸
２０，２０’，２０’’ モータ ２２ 穴
２４ 刃物位置検出センサ ２６ ベース部
２８ 刃保持部 ３０ 製品
３２ 永久磁石 ３４ ドライベアリング
３６ 板スプリング ３８ 固定強さ調整ネジ

Claims (3)

1. 長尺の巻物状の製品を、該製品と平行に延びる軸に備えた刃により所望の幅で切断するスリッターであって、
   前記軸に対して摺動可能な寸法を有する穴が形成されたベース部と、該ベース部から前記軸と交差する方向に延びる刃保持部とを含む、刃ホルダと、
   該刃ホルダを前記軸に沿って移動させるための位置決めフォークと、を備え、
   前記ベース部に永久磁石を含み、
   該永久磁石は、前記刃保持部に取り付けられた刃が前記製品を切断する間に、前記刃保持部に対して軸方向に加わる力を上回り、かつ、前記刃ホルダを移動する際に、前記位置決めフォークにより前記刃ホルダに対して与えられる外力を下回る、磁力を有することを特徴とするスリッター。
2. 前記軸と平行に並んだ軸に取り付けられたローラーにより、前記製品の搬送路が形成され、
   前記刃ホルダは、前記ローラーと対向する範囲内で密に複数配置され、または、製品を切断しない余りの刃に係る刃ホルダは、前記軸の端部に寄せられ、若しくは、前記軸から取り外される態様で用いられることを特徴とする請求項１に記載のスリッター。
3. 前記ベース部は、さらに、ドライベアリングを含み、前記永久磁石は、前記ドライベアリングに当接していることを特徴とする請求項１または２に記載のスリッター。

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