JP7337461B2

JP7337461B2 - 中抜き用のスリッタ装置

Info

Publication number: JP7337461B2
Application number: JP2020087852A
Authority: JP
Inventors: 英幸志村; 浩司佐藤
Original assignee: 東洋刃物株式会社
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2023-09-04
Anticipated expiration: 2040-05-20
Also published as: JP2021181140A

Description

本発明は、帯状の被切断部材を長さ方向に沿って複数の狭幅帯体に切断するためのスリッタ装置に関する。被切断部材としては、エレクトロニクス、自動車、エネルギー、メディカル、食品包装等の幅広い分野で用いられる、プラスチックフィルム、金属箔、紙、布、または、それらの複合材が挙げられ、特に、それらを帯状にした被切断部材を、切断幅寸法や切り口の品質を高精度に保ちながら切断する中抜き用のスリッタ装置に関する。

中抜き用のスリッタ装置としては、例えば、特許文献１の図５に示すように、第２の回転軸２にスペーサ（スペーサー）６を挟んで両側に１対の下刃 (厚刃)５５が軸装され、第１の回転軸１に皿ばねのような傾斜を僅かに有する形状をなしている一対の上刃 (薄刃)５６をその上刃 (薄刃)５６の周側面１０が互いに外側となって１対の下刃 (厚刃)５５に当接して狭い部位Ｌ２に挿入されている。そして広い部位の長さＬ１と２枚の下刃(厚刃)５５、５５、の刃厚の合計長さＬ３が製品となる金属箔シート等の切断幅に対応し、狭い部位Ｌ２に位置するシート状物を中抜き屑として廃棄するようにしたものである。

この場合、本明細書の図３（ａ）に示したように、切断された被切断部材は、その断面が両面ともダレ面が発生しない左右対称の垂直面１０１、垂直面１０２で形成され、切り口の品質を保つことができるので製品９ｂとして使用される。一方、中抜き屑９ａは特許文献１の図５に示す上刃 (薄刃)５６の鎬面（傾斜面、特許文献１では凌ぎと記載）によって本明細書の図３（ｂ）に示したように、両方の切断面にダレ面１０３，１０４が形成され、中抜き屑として廃棄されることになる。つまり、特許文献１の図５に示すスリッタ装置は、切断幅寸法や切り口の品質を高精度に保つことができる製品が要求される場合に用いられる中抜き用のスリッタ装置である。

ところで、中抜き用のスリッタ装置において、中抜き幅を狭くしてできるだけ中抜き屑を少なくすることで帯状の被切断部材の無駄をできるだけなくすようにしている。また、その場合に生じる問題として、中抜き屑が下刃の間に挟まってしまうことがあげられる。それを解決する手段として、０.１ｍｍ～０．５ｍｍ程度の厚みのある平面印刷版（ＰＳ版）の中抜き用のスリッタ装置が文献２に開示されている。これは、下刃（中抜下刃）３６の間に算盤玉状の中抜ホルダー４８を配置して、中抜きされた中抜き屑（中抜屑）１２Ｂを折り曲げることで、中抜き屑（中抜屑）１２Ｂと下刃（中抜下刃）３６間に隙間が生まれるので、中抜き屑（中抜屑）１２Ｂが下刃（中抜下刃）３６間に挟まれなくなるというものである。

特開平８－３１８４９４号公報特開２０００－１０８５３６号公報

ところが、被切断部材（ウエブ）１２を複数の狭幅帯体に切断する場合、算盤玉形状をした中抜ホルダー４８が複数必要となる。また、算盤玉形状の中抜ホルダー４８で中抜き屑（中抜屑）１２Ｂを支えて屈曲させるためには、中抜き屑（中抜屑）１２Ｂを算盤玉形状の中抜ホルダー４８に食い込ませるようにしなければならない。そのためには、被切断部材（ウエブ）１２の搬送ラインに対して上刃（中抜上刃）５２を深く食い込ませて下刃（中抜下刃）３６とのオーバーラップ量を大きくする必要がある。しかし、この場合、所定のオーバーラップ量を超えることで、刃先の寿命や、製品の切断面に悪影響を及ぼすことが考えられる。

その他、上刃（中抜上刃）５２の鎬面（傾斜面）もしくは上刃（中抜上刃）５２の間に設けたスペーサを算盤玉形状の中抜ホルダー４８に合わせたＶ字状の形状にして中抜き屑（中抜屑）１２Ｂを抑えて屈曲させ塑性変形させる必要があるため、構造が複雑になる。また、中抜き屑（中抜屑）１２Ｂの幅を狭くすると中抜き屑（中抜屑）１２ＢをＶ字状に屈曲させるのは難しくなる。また、複数の狭幅帯体に切断する場合、中抜き屑（中抜屑）１２Ｂが屈曲したままで複数排出されるため嵩張って収容され、後処理に手間がかかることが考えられる。また、塑性変形しやすいアルミ箔には有効であるが、塑性変形しにくいプラスチック類は切断されて算盤玉形状の中抜ホルダー４８から外れた時点で平坦な形状に復帰して、中抜き屑（中抜屑）１２Ｂが下刃（中抜下刃）３６の間に挟まってしまうことが考えられ、塑性変形しにくいプラスチック類には適していないと言える。

本発明は、上述したような従来の中抜き用のスリッタ装置の欠点に鑑みてなされたものであり、より簡素な構造で、製品の切断面に悪影響を与えることなく、且つ、中抜き屑の幅を小さくして無駄を少なくでき、また、中抜き屑の幅を小さくしても中抜き屑が下刃間に挟まることの無い中抜き用のスリッタ装置を提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決するため、第１の回転軸と第２の回転軸とが平行に備えられ、前記第１の回転軸には鎬面を有し該鎬面を対向させた２つの上刃を１組とする上刃ユニットとして、該上刃ユニットが少なくとも１つ以上備えられ、前記第２の回転軸には前記上刃ユニットを挟んで前記上刃ユニットの２つの前記上刃の刃先に対向して刃先を有する下刃が備えられ、前記上刃の刃先と前記下刃の刃先とをオーバーラップさせ、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とを互いに反対方向に回転させて、帯状の被切断部材を長さ方向に沿って切断して少なくとも２つ以上の製品と少なくとも１つ以上の中抜き屑を排出する中抜き用のスリッタ装置において、前記上刃ユニットの２つの前記上刃の刃先の外径を異なる寸法としたことを特徴とする中抜き用のスリッタ装置とする。

上刃の２つの刃先の外径を異なる寸法とすることで、複雑な構造を必要とせず、中抜き屑は、刃先の外径の大きい上刃側が刃先の外径の小さい上刃側よりも下がった状態で斜めに排出されるので、上刃ユニットを挟んだ下刃の間に隙間を得て排出されるようになり、下刃の間に挟まることがなくなる。

また、前記上刃ユニットの２つの前記上刃の刃先の外径の異なる寸法の差は前記帯状の被切断部材の切断可能な厚さと２つの前記上刃の刃先間ピッチと２つの前記上刃の刃先の角度によって決定される。

また、前記中抜き屑の最小幅が１ｍｍである中抜き用のスリッタ装置とする

また、前記上刃ユニットを少なくとも２つ以上備えた場合、隣接する前記上刃ユニットの向かい合う前記上刃の刃先の外径を等しくなるように配設した中抜き用のスリッタ装置とする。

本発明によれば、より簡素な構造で製品の切断面に悪影響を与えることなく、且つ、中抜き屑の幅を小さくしても中抜き屑が斜めに排出されて下刃間に挟まることの無い中抜き用のスリッタ装置を提供することができる。

本発明に係る中抜き用のスリッタ装置を説明するための図。図１のＡ部拡大図。中抜き用のスリッタ装置によって切断された被切断部材の断面図。本発明に係る中抜き用のスリッタ装置の刃先寸法差を説明するためのグラフ

以下、本発明の実施例について図１～図４を用いて説明してゆく。
図１に示すように、中抜き用のスリッタ装置１００には第１の回転軸１と第２の回転軸２とが平行に備えられ、第１の回転軸１には鎬面３ａと鎬面４ａを対向させた２つの上刃３，４を上刃ユニット２０としてスペーサ５を挟んで複数組備えられている。上刃ユニット２０の上刃３の刃先の外径ｄ１、上刃４の刃先の外径ｄ２とするとｄ１＜ｄ２としている。ｄ１＜ｄ２の詳細は後述する。上刃３及び上刃４はそれぞれ刃先３ｂ、刃先４ｂ側に僅かに傾斜して弾性変形可能な環状の皿形形状になっている。第２の回転軸２には上刃ユニット２０の上刃３，４を挟むようにして剛性のある円筒形の下刃６，７が備えられている。上刃３の刃先３ｂと下刃６の刃先６ａ及び上刃４の刃先４ｂと下刃７の刃先７ａとはそれぞれオーバーラップさせて圧接させている。圧接量は第２の回転軸２に嵌装されたスペーサ８ａ及びスペーサ８ｂの軸線方向幅寸法により上刃３，４を弾性変形させることにより決定される。尚、圧接量は上刃３，４が単体の時に弾性変形量との関係をあらかじめ測定しておくことで得られる。

第１の回転軸１と第２の回転軸２は図示しない回転駆動伝達部により互いに反対方向に回転し、第１回転軸１と第２回転軸２との間に送られた帯状の被切断部材９を長さ方向に沿って複数の狭幅帯体に切断する。切断された被切断部材９のうち、図１に示すように、上刃ユニット２０の上刃３の鎬面３ａと上刃４の鎬面４ａを対向させた上刃３，４とそれらを挟み込む下刃６，７の間で切断された被切断部材９が中抜き屑９ａとして排出され、図１に示すように、隣り合う上刃ユニット２０の刃先４ｂと刃先４ｂを対向させた２つの上刃４，４の間、または図示しない隣り合う上刃ユニット２０の刃先３ａと刃先３ａを対向させた２つの上刃３，３の間で切断された被切断部材９が製品９ｂとして排出される。

中抜き用のスリッタ装置１００を用いて切断幅寸法や切り口の品質を保ちながら切断するための被切断部材９の材質としては、厚さｔ＝０．３ｍｍ以下のアルミ箔や厚さｔ＝０．２５ｍｍ以下のプラスチックフィルム等が挙げられるが、本実施例では材質として剛性があり中抜き屑９ａが下刃の間に挟まりやすいアルミ箔とし、最大厚さとしてｔ＝０．３ｍｍとした。

次に、上刃ユニット２０の上刃３，４の刃先の外径をｄ１＜ｄ２と異なる寸法にすることについて説明する。上刃ユニット２０の上刃３、４の刃先寸法差をＳとしてＳ＝（ｄ２－ｄ１）／２で表わす。切断された中抜き屑９ａは傾いて排出されることになるが、中抜き屑９ａが下刃6、７の間に挟まらないようにするために、中抜き屑９ａが図２に示すような状態で傾いて排出された際の最小刃先寸法差Ｓ１を導きだすことができる。その結果からＳ＞Ｓ１とすることで、中抜き屑９ａが下刃６、７の間に挟まらないようにすることができる。

まず、中抜き屑９ａの幅方向の一方（図２の左側）は刃先の外径が大きい上刃４と下刃７で切断され、中抜き屑９ａの左上端Ａは上刃４の刃先４ｂに押されて下刃７の側面に沿って押し下げられる。また、中抜き屑９ａの幅方向の他方（図２の右側）は刃先の外径が小さい上刃３と下刃６で切断され、中抜き屑９ａの右端は上刃３の刃先３ｂに押されて下刃７の側面に沿って押し下げられるが、最小刃先寸法差Ｓ１により中抜き屑９ａの右上端Ｃは上刃３の鎬面３ａに当接し、中抜き屑９ａの右下端Ｂは下刃６の側面に当接して傾斜している。つまり、中抜き屑９ａの左上端Ａ、右下端Ｂ、右上端Ｃの３か所が上刃３、４または下刃６、７のいずれかに当接して傾斜した状態が最小刃先寸法差Ｓ１といえる。その傾斜角は、矩形の中抜き屑９ａの対角線１０の傾斜角：θとすると２θで表わされる。この状態で最小刃先寸法差Ｓ１を導きだし、前述の刃先寸法差ＳをＳ＝（ｄ２－ｄ１）／２＞Ｓ１とすることで、中抜き屑９ａの左上端Ａ、右下端Ｂ、右上端Ｃの少なくとも1か所が上刃３、４または下刃６、７のいずれかの当接から解放され、中抜き屑９ａが下刃６、７の間に挟まらずに排出することができるようになる。

図２において、上刃３の刃先角度：α、上刃３，４の刃先間ピッチ：Ｌ０、中抜き屑（被切断部材）９ａの厚さ：ｔ、矩形の中抜き屑９ａの対角線１０の傾斜角：θ、中抜き屑９ａの右下端Ｂから右上端ＣまでのＹ方向距離：ｈ、中抜き屑９ａの右下端Ｂから上刃３の刃先Ｄ（３ｂ）までのＹ方向距離：ｈ１、中抜き屑９ａの右上端Ｃから上刃３の刃先Ｄ（３ｂ）までのＹ方向距離：ｈ２、中抜き屑９ａの右上端Ｃから上刃３の刃先Ｄ（３ｂ）までのＸ方向距離：Ｗとすると、最小刃先寸法差Ｓ１は以下の計算式から導き出すことができる。尚、中抜き屑９ａは上刃３，４の刃先間で切断されるので、中抜き屑９ａの切断幅も中抜き幅：Ｌ０として表わされる。

式（７）を基に、厚さｔ＝０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍの被切断部材（アルミ箔）を用いた場合について、中抜き幅（刃先間ピッチ）Ｌ０の値を１．０ｍｍ、～２０ｍｍまでの１ｍｍ毎の異なった値（Ｘ軸）にした場合に最小刃先寸法差Ｓ１の変化を図４のグラフに示した。図４（ａ）は上刃３，４の刃先角度：α＝３０°の場合であり、図４（ｂ）は上刃３、４の刃先角度：α＝４５°の場合である。但し、厚さｔ＝０．３ｍｍで中抜き幅（刃先間ピッチ）Ｌ０＝１ｍｍの場合に式（１）、(２)より中抜き屑９ａの傾斜角２θ＝３３．４°となるため、上刃３の刃先角度：α＝３０°の場合のように２θより小さいと、中抜き屑９ａの右上端Ｃが図２に示すような上刃３に当接しないで上刃３の刃先Ｄが中抜き屑９ａの右下端Ｂに当接するので、Ｓ１＝ｔとした。

図４のグラフより、例えば、厚さｔ＝０．３ｍｍの被切断部材で中抜き幅（刃先間ピッチ）Ｌ０＝１ｍｍとした場合、刃先寸法差Ｓを最小刃先寸法差Ｓ１＝０．３ｍｍより大きくすることで中抜き屑９ａが下刃6、７の間に挟まらずに排出することが可能になる。尚、厚さｔ＝０．３ｍｍの被切断部材で中抜き幅（刃先間ピッチ）Ｌ０＝１０ｍｍの場合のように中抜き幅（刃先間ピッチ）Ｌ０を大きくしていくと最小刃先寸法差Ｓ１≒０．６ｍｍ弱に近づいていくので、刃先寸法差ＳをＳ＞Ｓ１として刃先寸法差Ｓを０．６ｍｍより大きくとると、刃先の外径が大きいほうの上刃４の刃先と下刃７の刃先とのオーバーラップ量が深くなってしまうので、厚さｔ＝０．３ｍｍの被切断部材の刃先寸法差Ｓは０．６ｍｍが限度といえる。刃先寸法差Ｓ＝０．６ｍｍとした場合のオーバーラップ量としては、例えば、刃先の外径が大きいほうの上刃４のオーバーラップ量を１ｍｍとして、刃先の外径が小さいほうの上刃３のオーバーラップ量を０．４ｍｍとすることで、中抜き屑９ａが下刃の間に挟まらないようになる。

尚、計算により導き出した最小刃先寸法差Ｓ１の値は中抜き屑９ａがダレ面の無い矩形の場合であるが、中抜き屑９ａは実際には図３（ｂ）に示すように両方の切断面にダレ面１０３，１０４が形成されるため、最小刃先寸法差Ｓ１の値は計算値より小さい値となる。

また、厚さｔ＝０．３ｍｍより厚い被切断部材になると、最小刃先寸法差Ｓ１が０．６ｍｍより大きくする必要があり、刃先の外径が大きいほうの上刃４のオーバーラップ量が１ｍｍより大きくなるので、厚さｔ＝０．３ｍｍが本発明の限度といえる。

尚、図４のグラフから、中抜き幅（刃先間ピッチ）Ｌ０が５ｍｍ以上になると、上刃３の刃先角度：αが３０°と４５°との最小刃先寸法差Ｓ１の違いが小さくなり、また、中抜き幅（刃先間ピッチ）Ｌ０が大きくなると最小刃先寸法差Ｓ１変化量も小さくなるのがわかる。

次に、上刃ユニット２０を少なくとも２つ以上備えた場合、隣接する上刃ユニット２０の向かい合う上刃の刃先の外径を等しくなるように配設することが望ましい。例えば、図１に示すように、製品９ｂの切断を刃先の外径が等しい上刃４，４の間、または図示しない上刃３，３の間で行うことで、図３（ａ）に示すように製品９ｂの垂直面１０１、垂直面１０２の切断開始タイミングや切断開始点及びオーバーラップ量等切断条件を等しくすることができ、製品９ｂの切断面に悪影響を与えることなく、垂直面１０１、垂直面１０２の品質を高精度に保つことができる。

尚、本実施例では材質として剛性が比較的高く中抜き屑９ａが下刃の間に挟まりやすい硬質アルミ箔としたが、軟質アルミ箔はもちろん、剛性の低いテープやフィルムのプラスチック類も使用可能であることは云うまでもない。

１第１の回転軸
２第２の回転軸
３上刃
４上刃
ｄ１上刃３の刃先の外径
ｄ２上刃４の刃先の外径
３ａ上刃３の鎬面
４ａ上刃４の鎬面
３ｂ上刃３の刃先
４ｂ上刃４の刃先
５スペーサ
６下刃
７下刃
６ａ下刃６の刃先
７ａ下刃７の刃先
８ａスペーサ
８ｂスペーサ
９被切断部材
９ａ中抜き屑
９ｂ製品
１０対角線
２０上刃ユニット
１００中抜き用のスリッタ装置
Ｌ０中抜き幅（刃先間ピッチ）
α 上刃３、４の刃先角度
θ 対角線１０の傾斜角
Ｓ１最小刃先寸法差
Ｓ刃先寸法差

Claims

第１の回転軸と第２の回転軸とが平行に備えられ、前記第１の回転軸には鎬面を有し該鎬面を対向させた２つの上刃を１組とする上刃ユニットとして、該上刃ユニットが少なくとも１つ以上備えられ、前記第２の回転軸には前記上刃ユニットを挟んで前記上刃ユニットの２つの前記上刃の刃先に対向して刃先を有する下刃が備えられ、前記上刃の刃先と前記下刃の刃先とをオーバーラップさせ、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とを互いに反対方向に回転させて、帯状の被切断部材を長さ方向に沿って切断して少なくとも２つ以上の製品と少なくとも１つ以上の中抜き屑を排出する中抜き用のスリッタ装置において、前記上刃ユニットの２つの前記上刃の刃先の外径を異なる寸法としたことを特徴とする中抜き用のスリッタ装置
前記上刃ユニットの２つの前記上刃の刃先の外径寸法差は前記帯状の被切断部材の切断可能な厚さと前記上刃ユニットの２つの前記上刃の刃先間ピッチと２つの前記上刃の刃先の角度によって決定される請求項１に記載の中抜き用のスリッタ装置
前記中抜き屑の最小幅が１ｍｍである請求項１または請求項２に記載の中抜き用のスリッタ装置
前記上刃ユニットを少なくとも２つ以上備えた場合、隣接する前記上刃ユニットの向かい合う前記上刃の刃先の外径を等しくなるように配設した請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の中抜き用のスリッタ装置