JP7254225B2

JP7254225B2 - スリッターナイフおよびスリッター

Info

Publication number: JP7254225B2
Application number: JP2022026307A
Authority: JP
Inventors: 匠橋本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2039-07-29
Also published as: CN112584955B; JP2022071017A; CN112584955A; JPWO2020027053A1; WO2020027053A1; JP7032538B2

Description

本開示は、スリッターナイフおよびスリッターに関する。

鉄やアルミニウムの金属製薄板を切断するために、円盤状のスリッターナイフが用いられている。特許文献１に記載されているように、スリッターは、複数のスリッターナイフを重なり合うように配置し、スリッターナイフを回転させて、それらの重なり部分で金属製薄板を切断するものである。スリッターナイフは使用し続けるとスリッターナイフが摩耗して、切断した金属にバリが発生する。特許文献においては、長寿命化を図るべく、円盤状の基台の表面を硬質膜で覆うことが行われている。特許文献２には、円盤状の基台の側面における硬質膜の厚みを、基台の外周面における硬質膜の厚みよりも厚くすることで、スリッターナイフを長寿命化することが記載されている。

特開２００３―１４５４８４号公報特開平１０－１４６７１４号公報

本開示のスリッターナイフは、円状の第１面、該第１面に対向する円状の第２面、前記第１面および前記第２面にそれぞれ繋がる第３面を有する、円盤状の基体と、該基体を覆う硬質膜とを具備する。前記第１面は、円の中心から外縁までの半径ｒに対し、前記中心から０．７ｒで囲まれた円よりも前記外縁までの部分が外縁部である。前記硬質膜は、前記第３面を覆っているとともに、前記第３面から少なくとも前記第１面における前記外縁部にまでわたっており、前記第３面における硬質膜を第１領域、前記外縁部における硬質膜を第２領域としたとき、前記第１領域の平均厚みは、前記第２領域の最大厚みの２倍以上である。本開示のスリッターは、円盤状の基体を有する第１スリッターナイフと、円盤状の基体を有する第２スリッターナイフとを有し、前記第１スリッターナイフの側面の一部と、前記第２スリッターナイフの側面の一部が接触して位置し、前記第１及び前記第２スリッターナイフは回転可能であり、前記第１及び前記第２スリッターナイフのうち、少なくとも一方は前述のスリッターナイフである。

本開示のスリッターナイフの一例を示す斜視図である。本開示のスリッターナイフの側面に直交する断面における模式図である。本開示の他のスリッターナイフの側面に直交する断面における模式図である。本開示のスリッターの模式図である。本開示の他のスリッターナイフの側面に直交する断面における模式図である。

以下、本開示のスリッターナイフについて図面を用いて説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、各実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、スリッターナイフは、参照する各図に示されていない任意の構成を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

図１に本開示のスリッターナイフ１の一例を斜視図に示す。また、図２に本開示のスリッターナイフ１の断面図を示す。

本開示のスリッターナイフ１は、円盤状である。スリッターナイフ１は、円盤状の基体３を有する。円盤状の基体３は、円状の第１面３ａと、第１面３ａに対向する円状の第２面３ｂと、第１面３ａと、第２面３ｂとにそれぞれ繋がる第３面３ｃとを有している。

この第１面３ａのうち、基体３の円の中心から外縁までの半径ｒに対し、中心から０．７ｒで囲まれた円よりも基板３の外縁までの部分が外縁部５である。

スリッターナイフ１は、さらに、硬質膜７を具備している。硬質膜７は、第３面３ｃを覆っており、第３面３ｃから少なくとも前記第１面３ａおける外縁部５を覆っている。第３面３ｃにおける硬質膜７を第１領域７ａとし、外縁部５における硬質膜７を第２領域７ｂとしたとき、第１領域７ａの平均厚みは、第２領域７ｂの最大厚みの２倍以上である。

なお、第２領域７ｂは、外縁部５のうち、第１領域７ａと繋がる少なくとも一部を覆っていればよい。また、第２領域７ｂは、第１面３ａのみにあってもよく、第１面３ａと第２面３ｂにあってもよい。

第１領域７ａの平均厚みや第２領域７ｂの最大厚みは、スリッターナイフ１の断面を電子顕微鏡により拡大して取った写真から測定することができる。

また、基体３は、中央に貫通孔９を有していてもよい。基体３は、加工精度を高くするために、例えば、超硬合金や鉄などの材質であるとよい。

図２に示す例では、硬質膜７の第２領域７ｂは、基体３の第１面３ａのうち、外縁部５を覆っており、基体３の貫通孔９に近い第１面３ａは露出しており、被覆されていない。なお、図１においては、硬質膜７は省略している。

このような構成であると、貫通孔９の周りの基体３を保持部材（図示せず）で、保持した場合、割れやすい硬質膜７を用いた場合であっても、硬質膜７と保持部材とを接触させない構成とすることができ、硬質膜７の破損を防止することができる。

なお、硬質膜７は、基体３の第１面３ａの全てを覆っていてもよい。その様な場合には、硬質膜７と保持部材との間にゴムなどの軟質部材を配置するとよい。

本開示のスリッターナイフ１は、第１領域７ａの平均厚みが、第２領域７ｂの最大厚みの２倍以上の厚みを有している。高速で金属製薄板を加工すると、第１領域７ａは金属製薄板と高速で接触するため、摩耗しやすくなる。第１領域７ａの平均厚みが、第２領域７ｂの最大厚みの２倍以上の厚みを有する本開示のスリッターナイフ１は、長寿命を有する。

また、図３に示すように、第２領域７ｂは、外縁から基体３の中心に向かうにつれて厚みが増す外側傾斜部７ｂａと、基体３の中心に向かうにつれて厚みが減少する内側傾斜部７ｂｂとを有していてもよい。

スリッターナイフ１は、図４に示すように、複数のスリッターナイフ１同士の第１面３ａの硬質膜７の一部が重なり合うように配置して、スリッターナイフ１を回転させて金属製薄板を切断するために用いられる。

外側傾斜部７ｂａと内側傾斜部７ｂｂとを有するスリッターナイフ１を用いると、スリッターナイフ１同士の接触面積が小さいため、摩擦が小さくなる。これにより、スリッターナイフ１の第２領域７ｂの摩耗が抑制され、スリッターナイフ１の寿命が長くなる。

また、図５に示すように、外側傾斜部７ｂａの傾斜角θ１が、内側傾斜部７ｂｂの傾斜角θ２よりも大きくてもよい。このような構成とすると、第２領域７ｂの最も厚い部分を外周面３ａの近くに配置することができるため、スリッターナイフ１同士の重なり合う面積を小さくすることができる。

図５に示す例は、第２領域７ｂの最も厚みが厚い部分の頂点部分が、第３面３ｃに近い位置にあると言い換えることができる。

また、第２領域７ｂの最も厚みが厚い部分の頂点部分は、曲面となっていてもよい。

第１領域７ａの平均厚みは、０．２～３．０μｍとしてもよい。さらに、０．４～２．０μｍとしてもよい。

第１領域７ａの平均厚みが第２領域７ｂの最大厚みよりも２倍以上であると、外周硬質膜７ａが摩耗するまでの時間が十分に長い。

また、第２領域７ａの厚みを２．０μｍよりも薄くすると、基体３と第２領域７ａとの材質の違いに基づく応力を比較的小さくできるため、第２領域７ａが基体３から剥離することを抑制できる。

本開示のスリッターナイフ１は、切削工具に用いられる硬質膜を硬質膜７として用いてもよい。硬質膜７は、単層膜であってもよく、複数の材料を積層した多層膜であってもよい。

硬質膜７は、結晶性のダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン、グラファイト等を含有するものであってもよい。これらの材料を含有する硬質膜７は、硬度が高いことに加え、比較的摩擦が小さく、スリッターナイフ１の硬質膜７に適している。

また、硬質膜７は、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮを含有するものであってもよい。

本開示のスリッターナイフ１は、基体３の表面に硬質膜７を形成して、第１領域７ａおよび第２領域７ｂを所望の厚みに加工することで得ることができる。

また、硬質膜７を基体３の表面に形成するにあたり、基体３の第３面３ｃに形成される第２領域７ａの厚みが、基体３の第１面３ａに形成される第２領域７ｂの厚みよりも厚くなるように被覆すると、硬質膜７形成後の加工の手間を減らすことができる。

また、硬質膜７を基体３の表面に形成するにあたり、予め、基体３の第３面３ｃに形成される第１領域７ａの厚みが、基体３の第１面３ａに位置する第２領域７ｂの２倍以上となるように被覆すると、硬質膜７形成後の加工の手間をなくすことができる。

硬質膜７の加工を行う場合には、基板３の円の中心を軸にして基板３を回転させながら、硬質膜７を所望の形状に加工するとよい。この時、加工精度が高くなるように加工すると、周方向における表面粗さが小さくなり、スリッターナイフ１の寿命が長いものとなる。

上述したように、基体３の第３面３ａを覆う第１領域７ａの厚みが、第２領域７ｂの厚みよりも厚くなるように被覆するには、基体３の第３面３ｃが蒸着源と相対するように設置し、コーティングするとよい。また、第１面３ａが被覆されにくくなるように第１面３ａの近くに遮蔽版を配置してもよい。

なお、図３や図５に示す例のように基体３の側面３ｂに位置する第２領域７ｂの厚みが一定でない場合には、最も厚い第２領域７の厚みに対して、第１領域７ａの平均厚みが２倍以上となればよい。

そして、図４に示すように第１スリッターナイフ１ａと第２スリッターナイフ１ｂとを用意し、それらの側面同志が重なり合うように接触させることで本開示のスリッター１０となる。本開示のスリッター１０では、第１スリッターナイフ１ａおよび第２スリッターナイフ１ｂを回転させることで、第１スリッターナイフ１ａ、第２スリッターナイフ１ｂが切刃の機能を発揮し、長期にわたってバリの発生を抑制して鉄やアルミニウムの金属製薄板を切断することができる。

本開示のスリッター１０においては、第１スリッターナイフ１ａおよび第２スリッターナイフ１ｂのうち、少なくとも一方が本開示のスリッターナイフ１であればよい。

また、第１スリッターナイフ１ａおよび第２スリッターナイフ１ｂの両方に、本開示のスリッターナイフ１を用いると、さらにスリッターナイフ１の寿命が延びる。

本開示のスリッターナイフ１は、基体の表面におおよそ均一な厚みの硬質膜を形成した後で、必要により、硬質膜を所望の形状に加工することで得られる。

本開示のセラミック部材及びこれを用いた工具、切削工具は、上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよい。

１・・・スリッターナイフ
１ａ・・第１のスリッターナイフ
１ｂ・・第２のスリッターナイフ
３・・・基体
３ａ・・第１面
３ｂ・・第２面
３ｃ・・第３面
５・・・外縁部
７・・・硬質膜
７ａ・・第１領域
７ｂ・・第２領域
７ｂａ・外側傾斜部
７ｂｂ・内側傾斜部
９・・・貫通穴
１１・・・重なり部
１２・・スリッター

Claims

円状の第１面、該第１面に対向する円状の第２面、前記第１面および前記第２面にそれぞれ繋がる第３面を有する、円盤状の基体と、
該基体を覆う硬質膜とを具備するスリッターナイフであって、
前記第１面は、
円の中心から外縁までの半径ｒに対し、前記中心から０．７ｒで囲まれた円よりも前記外縁までの部分が外縁部であり、
前記硬質膜は、
前記第３面を覆っているとともに、前記第３面から少なくとも前記第１面における前記外縁部にまでわたっており、
前記第３面における硬質膜を第１領域、前記外縁部における硬質膜を第２領域としたとき、
前記第２領域は、前記第３面から前記基体の前記中心に向かうにつれて厚みが増す外側傾斜部と、該外側傾斜部よりも前記基体の前記中心に近い位置にあり、前記基体の前記中心に向かうにつれて厚みが減少する内側傾斜部とを有する、スリッターナイフ。
前記外側傾斜部の傾斜角は、前記内側傾斜部の傾斜角よりも大きい、請求項１に記載のスリッターナイフ。
前記基体は、前記第２領域よりも前記中心に近い位置に前記硬質膜に覆われていない露出面を有している、請求項１または２に記載のスリッターナイフ。
前記第１領域の平均厚みは、０．４～２．０μｍである、請求項１～３のいずれかに記載のスリッターナイフ。
前記外縁から０．５ｍｍの範囲における前記第２領域の最大厚みは、０．２～１．２μｍである、請求項１～４のいずれかに記載のスリッターナイフ。
前記硬質膜は、ダイヤモンドおよびダイヤモンドライクカーボンの少なくとも一方を含有する、請求項１～５のいずれかに記載のスリッターナイフ。
前記硬質膜は、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮの少なくとも一種を含有する、請求項１～５のいずれかに記載のスリッターナイフ。
円盤状の基体を有する第１スリッターナイフと、円盤状の基体を有する第２スリッターナイフとを有し、前記第１スリッターナイフの側面の一部と、前記第２スリッターナイフの側面の一部が接触して位置し、前記第１及び前記第２スリッターナイフは回転可能であり、前記第１及び前記第２スリッターナイフのうち、少なくとも一方は請求項１～７のいずれかに記載のスリッターナイフである、スリッター。
前記第１スリッターナイフ及び前記第２スリッターナイフは、いずれも請求項１～７のいずれかに記載のスリッターナイフである、請求項８に記載のスリッター。