JPH0310790A - シート切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は紙、フィルム等のシートを円形切刃が形成され
た可動刃と直線切刃が形成された固定刃とで挟んで切断
する形式のシート切断装置に関するものであり、特に切
れ味を向上させる技術に関するものである。

〔発明の背景〕

本出願人は先に上記形式のシート切断装置を開発し、特
願昭６３−６６７８０号として出願中である。この装置
の一態様は第７図に示すように、（ａ）回転中心線を中
心とする円周に沿って円形切刃１００が形成された可動
刃１０２と、（ｂ）回転中心線側に平らなシート支持面
１０４が形成されるとともに、そのシート支持面１０４
の縁に可動刃１０２の円形切刃１００と共同してシート
を切断する直線切刃１０６が形成された固定刃１０８と
、（Ｃ）可動刃１０２を回転中心線の回りに回転させつ
つ固定刃１０８の直線切刃１０６に沿って移動させる図
示しない可動刃駆動装置と、（ｄ）可動刃１０２の外周
部を固定刃１０８と共同して両側から挾んで円形切刃１
００を直線切刃１０６に押し付ける押付は部材１１０と
を含む刃挟持型シート切断装置である。可動刃１０２は
普通、それの両側の面が互に平行な平面とされ、かつ、
外周面がテーパ面１１２とされて、テーパ面１１２と片
側の一平面との境界に円形切刃１００が形成される。

この開発装置においては、切断時に円形切刃１００と直
線切刃１０６との間に隙間を生じさせないことが切れ味
向上のために重要である。そのため、本出願人は、可動
刃１０２と固定刃１０日とを互に平行に接触させること
により、円形切刃１００と直線切刃１０６との間に隙間
が生じないようにした。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、本出願人によるその後の研究により、上記開発
装置には改良の余地があることが判明した。可動刃１０
２と固定刃１０８とを平行に接触させる場合には、例え
ば、可動刃１０２．固定刃１０８、可動刃駆動装置等の
製造誤差が大きくなると、その影響で可動刃１０２と固
定刃１０日とが平行でなくなり、場合によっては、円形
切刃１００と直線切刃１０６との２交点Ａ、Ｂのうち、
可動刃移動時に先行する交点（第７図の例においては交
点Ａ）に隙間が生じて、切れ味が悪くなることがあるこ
とが判明したのである。

請求項１の発明はこの問題を解決することを課題として
為されたものである。

また、前記開発装置においては、固定刃１０８のシート
支持面１０４と押付は部材１１０の可動刃回転中心線側
の面１１４とが同一平面上に位置するようにされていた
。したがって、シートはシート支持面１０４，１１４に
支持された状態で、交点Ａで固定刃１０８側と押付は部
材１１０側とに切断され、その直後、押付は部材１１０
側のシートは面１１４に支持された状態で、押付は部材
１１０例のシートの切断縁において可動刃１０２のテー
パ面１１２と接触する。切断縁がテーパ面１１２と交点
Ａ近傍において接触するのである。

切断縁とテーパ面１１２との接触位置においては、可動
刃１０２が可動刃回転中心線側から押付は部材１１０側
に向かって回転しているから、固定刃１０８と押付は部
材１１０との間隔が広い場合には、テーパ面１１２が切
断縁を固定刃１０８と押付は部材１１０との隙間に押し
込んでしまい、押付は部材１１０例のシートが第８図に
示すように、面１１４の支持位置の所から折れ曲がるこ
とがあるという問題があった。

請求項２の発明は、請求項１の発明を前記刃挟持型シー
ト切断装置に適用する際にシートが折れ曲がるという事
態が生じないようにすることを課題として為されたもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の発明は、前述の可動刃、固定刃および可動刃
駆動装置を含むシート切断装置に、円形切刃と直線切刃
との２交点のうち少なくとも前記移動時に先行する交点
（以下、単に先行交点という）で可動刃と固定刃とが集
中的に接触するように、可動刃を固定刃に対して傾かせ
る可動刃傾斜手段を設けたことを要旨とする。

なお、可動刃傾斜手段の一態様は、可動刃を直鵡切刃を
回動中心として小角度回動させた姿勢で支持する可動刃
支持装置であり、この態様では円形切刃と直線切刃とが
それらの２交点を結ぶ直線で集中的に接触することとな
る。また、別の態様として、可動刃の回転中心線を固定
刃のシート支持面に平行な平面内で小角度回動させた姿
勢で可動刃を支持する可動刃支持装置がある。この態様
においては、円形切刃と直線切刃とが一交点で集中的に
接触することとなるから、この交点が先行交点となる方
向に可動刃を移動させれば目的を達成し得る。これら２
態様はそれぞれ単独で採用することも、−緒に採用する
こともできる。

また、請求項１の発明は前記刃挟持型シート切断装置に
限らず、例えば可動刃と固定刃との少なくとも一方を他
方に押し付けることにより可動刃と固定刃との密着状態
を実現する形式のシート切断装置にも適用することがで
きる。

請求項２の発明は、刃挟持型シート切断装置に前記可動
刃傾斜手段を設けるとともに、前記押付は部材の可動刃
回転中心線側の面を固定刃のシート支持面より可動刃回
転中心線から離したことを要旨とする。

〔作用および発明の効果〕

請求項１および２の発明に係るシート切断装置において
は、可動刃が固定刃に対して、少なくとも先行交点で集
中的に接触するように積極的に傾かせられているから、
可動刃等の製造誤差が大きくなっても、先行交点におい
て可動刃と固定刃との間に隙間が生じることはなく、切
れ味が向上するとともに、シートの切断縁が綺麗になる
という効果が得られる。

また、請求項２の発明に係る刃挟持型シート切断装置に
おいては、可動刃が傾かされることにより、固定刃と押
付は部材との間隔が必然的に広くなるのであるが、押付
は部材の可動刃回転中心線側の面が固定刃のシート支持
面より可動刃回転中心線から離れているから、シートの
切断縁の折れ曲がりが良好に回避される。シートの切断
された２部分のうちの押付は部材側の切断縁の、先行交
点に近い部分が押付は部材の可動刃回転中心線側の面に
より支持されないからである。

可動刃はシートを切断するとともに、固定刃側の切断縁
と押付は部材側の切断縁との隙間を押し拡げつつ移動す
るのであるが、円形切刃と直線切刃との先行交点の直前
においてはシートの固定刃側の部分と押付は部材側の部
分とが未だつながっているため、先行交点の直後におい
ては上記両切断縁の隙間は簡単には拡がらない。そのた
め、両切断縁と可動刃との接触圧が高くなり、可動刃の
回転につれて両切断縁も固定刃と押付は部材との隙間に
引き込もうとする力が大きくなる。固定刃側の切断縁は
完全にシート支持面により支持されているため折れ曲が
ることはないが、押付は部材側の切断縁は先行交点から
可動刃の回転中心線に平行な方向にやや離れた位置で支
持されるから、湾曲して可動刃と押付は部材との間に挟
まれ、切断縁近傍に折り目が生じ易い。それに対して、
請求項２の発明に係るシート切断装置においては、押付
は部材の可動刃回転中心線側の面が固定刃のシート支持
面より可動刃回転中心線から離れているから、押付は部
材側の切断縁が先行交点近傍では押付は部材によって支
持されず、可動刃の回転につれて全体的に移動するのみ
で湾曲しない。そのため、切断縁に折れ曲がりが全く生
じなくなるかまたは少なくなる効果が得られるのである
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例である刃挟持型シート切断装置を
図面に基づいて詳細に説明する。

第２図および第３図において、１０は可動刃としての円
形刃であり、円周に沿って円形切刃１２が形成されてい
る。円形刃ｌＯはピニオン１４と共に回転させられる。

ピニオン１４はそれの外周に歯１５が形成されるととも
に、その中心線に平行な方向に延びる突・起１６を備え
ており、この突起１６が円形刃ＩＯに形成された小孔１
８に挿通されることによって、円形刃１０とピニオン１
４とが一体化され、共に回転させられるようになってい
るのである。

これらピニオン１４および円形刃１０は、キャリッジ２
０に回転可能に保持されている。キャリッジ２０は、第
２図に示すように、長手方向に延び、断面がコの字形の
チャンネル状を成す被ガイド部２２と、その下方に形成
された平板状の本体部２４とから成っており、ピニオン
１４および円形刃１０は本体部２４に突設された軸２６
にスペーサ２８を介して回転可能に嵌合されている。

キャリッジ２０の被ガイド部２２はガイド部材３０のガ
イド部３２に係合させられており、その長手方向に摺動
可能とされている。ガイド部材３０は断面がＬ字形の平
板状の部材であり、その−辺がガイド部３２とされる一
方、他の一辺にはガイド部材３０の長手方向に延びる長
穴３４が形成されている。そして、キャリッジ２０の被
ガイド部２２がガイド部３２に係合した状態で、ピニオ
ン１４１円形刃１０およびスペーサ３６が嵌合された軸
２６が長穴３４を貫通し、その軸２６の突出端部に別の
スペーサ３８を介してＥリング４０が嵌められることに
より、軸２６の長穴３４からの抜出しおよび被ガイド部
２２のガイド部３２からの離脱が防止されている。した
がって、ピニオン１４および円形刃１０がキャリッジ２
０の本体部２４とガイド部材３０とに挟まれて、その中
心線方向の移動を阻止されるとともに、キャリッジ２０
が軸２６に直角な方向、すなわち円形刃１０およびピニ
オン１４の中心線に直角な方向に移動可能にガイド部材
３０に支持されることとなる。

円形刃１０の下方にはガイド部材３０の長手方向に延び
る一対の板ばね４２ａ、４２ｂが配置されている。一対
の板ばね４２ａ、４２ｂは、互に密着する状態でそれら
の下端部がフレーム４４に固定されており、上端部が円
形刃１０の外周部の下部を両側から弾性的に挟んでいる
。各板ばね４２ａ、４２ｂの、円形刃１０の回転中心線
側の端面ばそれぞれ平らで水平に延びるシート支持面４
６ａ、４６ｂとされている。シート支持面４６ｂの円形
刃１０側の縁には直線切刃４７が形成されており、前記
円形切刃１２と共同して紙２合成樹脂フィルム等のシー
トＳを切断する。すなわち、本実施例においては、板ば
ね４２ｂは固定刃として、板ばね４２ａは押付は部材と
して機能するのである。

円形刃１０は第１図に示すように、一対の板ばね４２ａ
、４２ｂに対して直線切刃４７の延びる方向に直角な平
面内で板ばね４２ｂ側に一定小角度θだけ傾かせられて
いる。円形刃１０．　　ピニオン１４．キャリッジ２０
．ガイド部材３０等が一対の板ばね４２ａ、４２ｂに対
して直線切刃４７の延びる方向に直角な平面内で板ばね
４２ｂ側に一定小角度θだけ傾くように、ガイド部材３
０とフレーム４４との相対位置が図示しない保持部材に
よって一定に保たれているのである。その結果、円形刃
１０と板ばね４２ｂとは、第４図に示すように、円形切
刃１２と直線切刃４７との２交点Ａ。

Ｂを結ぶ直線で集中的に接触する一方、円形刃１０と板
ばね４２ａとは円形刃１０の板ばね４２ａ側の面の円周
と板ばね４２ａの円形刃１０側の面との交点Ｃで集中的
に接触する。

一対の板ばね４２ａ、４２ｂの各々には第２図に示すよ
うに、多数の長穴４８が板ばね４２ａ。

４２ｂの長手方向に沿って一定ピッチで並んで形成され
ている。各長穴４８は各板ばね４２ａ、４２ｂにおいて
それの長手方向に対して同じ方向に同じ角度で傾斜する
スロット状とされ、しかも、多数の長穴４８は板ばね４
２ａと４２ｂとで板ばね４２ａと４２ｂとの長手方向に
対して互に逆向きに（頃斜している。

第３図に示すように、ガイド部材３０には、その長手方
向に隔たった位置に一対のプーリ５０゜５２が回転可能
に取り付けられている。プーリ５０．５２の各外周面に
は、ピニオン１４に設けられている歯１５と同様な歯５
３がそれぞれ設けられている。また、ガイド部材３０の
プーリ５０の近傍には電動モータ５４が取り付けられて
いる。

図において破線で示すように、ガイド部材３０のプーリ
５０が取り付けられた側とは反対側において、電動モー
タ５４の出力ギヤ５６が別の大径のギヤ５日と噛み合わ
されており、ギヤ５８と一体的に回転するピニオン６０
がプーリ５０と同軸のギヤ（図示しない）に噛み合わさ
れることによって、電動モータ５４によりブーＩＪ５０
が回転させられるようになっている。

これらプーリ５０，５２には歯付ベルト６２が巻き掛け
られている。歯付ベルト（以下、単にベルトという）６
２は第２図に示すように、内側面の全長にわたって等間
隔に歯６４が形成されており、ベルト６２の両端部の歯
６４がプーリ５０゜５２の歯５３と係合させられるとと
もに、ガイド部材３０の長手方向に延びる第一直線部６
６に形成された歯６４においてキャリッジ２０と係合さ
せられている。キャリッジ２０の被ガイド部２２の下方
にはベルト６２の歯６４と噛み合う歯が形成された保合
部６８が設けられており、これらが噛み合わされること
により、ベルト６２の循環に伴って、キャリッジ２０が
ガイド部３２に案内されつつ第一直線部６６と共に移動
するようにされているのである。

また、ベルト６２は第一直線部６６と平行に延び、第一
直線部６６とは逆方向に移動する第二直線部７０を備え
ており、この第二直線部７０に形成された歯６４にビニ
オン１４の歯１５が係合されている。キャリッジ２０の
本体部２４には軸２６と平行に延び、軸２６より長さの
短い軸７２が突設されており、ローラ７４が回転可能に
嵌合されている。したがって、ビニオン１４とローラ７
４とにより第二直線部７０を挟んだ状態でビニオン１４
の歯１５とベルト６２の歯６４とが噛み合わされ、ロー
ラ７４がビニオン１４と共に回転しながら移動して第二
直線部７０を下方から支持することによって、ビニオン
１４と第二直線部７０との係合が外れることが防止され
ている。７６はＥリングであり、ローラ７４の軸７２か
らの抜出しを防止するものである。

次に作動を説明する。

通常は、円形刃１０が第３図において左端に位置させら
れて、シートＳが板ばね４２ａ、４２ｂの上端に沿って
送り方向（第２図において矢印の方向）に送られること
を許容する状態にある。この状態ではシートＳが板ばね
４２ｂのシート支持面４６ｂによって支持される。シー
トＳの先端が板ばね４２ａ、４２ｂから所望距離の位置
に達したことが図示しないセンサにより検出されたとき
、シートＳの送りが停止させられるとともに、電動モー
タ５４が順方向に回転させられれば、プーリ５０が図に
おいて時計方向に回転させられ、キャリッジ２０が右端
に向かって前進させられる。すなわち、ベルト６２の第
一直線部６６が右方へ移動させられるため、キャリッジ
２０もガイド部材３０に案内されつつ右方へ移動させら
れ、軸２６および円形刃１０も右方へ移動させられるの
である。このとき、ベルト６２の第二直線部７０は左方
へ移動させられ、それと係合させられたビニオン１４が
時計方向に回転させられるため、円形刃１０がビニオン
１４と共に時計方向に回転させられつつ移動させられ、
シートＳの切断が行われる。

切断に伴って生じた切屑は一対の板ばね４２ａ。

４２ｂの隙間に侵入しても長大４８から外部へ排出され
るから、切屑のために切れ味およびシートＳの切断縁の
品質が低下することはない。

第４図に示すように、シートＳは、円形切刃１２と直線
切刃４７との２交点Ａ、Ｂのうち円形刃１０の移動時に
先行する交点（今回は交点Ａ）で切断される。円形刃１
０と板ばね４２ｂとは２交点Ａ、　　Ｂを結ぶ直線で集
中的に接触するから、円形切刃１２と直線切刃４７との
交点Ａにおける隙間が適正に保たれ、切れ味が向上する
。

また、板ばね４２ｂ側（固定刃側）のシート支持面４６
ｂが板ばね４２ａ側（押付は部材側）のシート支持面４
６ａより円形刃１０の回転中心線から離れているため、
シートＳの切断縁が円形刃１０のテーパ面８０と接触す
るまでには当該切断縁がテーパ面８０から円形刃１０の
回転中心線方向に十分離間して、テーパ面８０が当該切
断縁を円形刃１０と板ばね４２ａとの間に押し込む傾向
が小さくなる。そのため、切断時にシートＳが折れ曲が
ることはない。

そして、シートＳの切断が終了し、円形刃１０が第３図
において右端に到達すれば、電動モータ５４が停止させ
られて円形刃１０もキャリッジ２０と共に右端位置に停
止する。

シート切断装置は円形刃１０が左端から右端へ移動する
際にシートＳを切断することができるのみならず、右端
から左端へ移動する際にも切断することができる。そし
て、左端から右端への移動時には第４図に示す交点Ａで
切断が行われるのに対し、右端から左端への移動時に交
点Ｂで切断が行われる。本実施例においては、円形切刃
１２と直線切刃４７が２交点Ａ、Ｂのいずれにおいても
強く接触するようになっているから、いずれの方向での
切断時にも切れ味が悪化しない。

以上の説明から明らかなように、本実施例においては、
円形刃１０．キャリッジ２０．ガイド部材３０．ベルト
６２．電動モータ５４等が可動刃駆動装置を構成し、そ
の可動刃駆動装置と一対の板ばね４２ａ、４２ｂとの相
対位置を、円形刃１０が板ばね４２ａ、４２ｂに対して
直線切刃４７の延びる方向に直角な平面内で傾斜するよ
うに決定したことが可動刃傾斜手段なのである。

なお、押付は部材（板ばね４２ａ）の可動刃回転中心線
（円形刃１０の回転中心線）側の面（シート支持面４６
ａ）を固定刃（板ばね４２ｂ）の可動刃回転中心線側の
面（シート支持面４６ｂ）より可動刃回転中心線から離
すという技術思想は、可動刃を固定刃に対して傾かせる
という技術思想と一緒に採用して始めて切断時における
シートの折れ曲がりの防止効果を実現し得るものではな
く、それ自体単独で実現し得るものである。

また、上記実施例においては、円形刃ＩＯを回転可能に
保持するキャリッジ２０が円形刃ｌＯの回転軸の一例を
保持する形式とされているから、円形刃１０をシートＳ
の面に平行な平面内で揺動させる揺動モーメント、すな
わち、例えば、円形刃１０を第５図において右から左へ
移動させることとした場合には、円形刃１０を、円形刃
１０と板ばね４２ｂとが交点Ａ（移動時に先行する交点
）において互に接近する一方、交点Ｂにおいて互に離間
する向きのモーメントが発生する。

ところで、キャリッジ２０の被ガイド部２２とガイド部
材３０のカイト部３２との間にはキャリッジ２０がスム
ーズに慴動するのに適した適正慴動隙間が設けられてお
り、キャリッジ２０とガイド部材３０との間に小さいが
たが存在する。したがって、切断時には揺動モーメント
により円形切刃１２と直線切刃４７が交点Ｂにおけるよ
り交点Ａにおいて一層集中的に接触する傾向を示すこと
となる。このように、本実施例においては、円形刃１０
の揺動によっても切れ味が向上すると考えることができ
る。また、交点Ａ、Ｂのうち円形切刃１２と直線切刃４
７とが一層集中的に接触する傾向を示す交点は必ず円形
刃１０の移動時に先行する交点と一致するから、切断を
いずれの方向（左から右へ向かう方向と右から左へ向か
う方向）で行っても切れ味は悪化しない。

しかし、上記実施例においては、円形刃１０が自由に揺
動し得るようにはされておらず、円形刃１０の揺動は小
さく、製造誤差が大きい場合にはその揺動による切れ味
向上効果が得られない場合がある。揺動による切れ味向
上効果が確実に得られるようにするためには、例えば、
キャリッジ２０とガイド部材３０との慴動隙間を適正慴
動隙間より大きくすればよい、このようにすれば、円形
切刃１２と直線切刃４７とが移動時に先行する交点で一
層集中的に接触することとなって、切れ味が一層向上す
る。このように構成された実施例においては、（ａ）前
記可動刃駆動装置と一対の板ばね４２ａ、４２ｂとの相
対位置を、円形刃１０が板ばね４２ａ、４２ｂに対して
直線切刃４７の延びる方向に直角な平面内で傾斜するよ
うに決定したことと、（ｂ）円形刃１０の両側面のうち
キャリッジ２０側とは反対側の面に円形切刃１２を形成
するとともに、キャリッジ２０とガイド部材３０との慴
動隙間を適正慴動隙間より大きくしたこととが可動刃傾
斜手段なのである。

キャリッジ２０のガイド部材３０との慴動面は普通、キ
ャリッジ２０の移動方向に平行な平面とされる。しかし
、キャリッジ２０ひいては円形刃１０を自由に揺動させ
るために、その慴動面を例えば第６図に示すように、キ
ャリッジ２０の移動方向において中央がガイド部３２側
に湾曲した曲面とすることができる。このように構成さ
れた実施例においては、（ａ）前記可動刃駆動装置と一
対の板ばね４２ａ、４２ｂとの相対位置を、円形刃１０
が板ばね４２ａ、４２ｂに対して直線切刃４７の延びる
方向に直角な平面内で傾斜するように決定したことと、
（ｂ）円形刃１０の両側面のうちキャリッジ２０側とは
反対側の面に円形切刃１２を形成するとともに、キャリ
ッジ２０のガイド部材３０との慴動面を曲面とすること
とが可動刃傾斜手段なのである。

なお、上記２つの実施例においては２つの手段すなわち
上記（ａ）および（ｂ）の双方が一緒に採用されていた
が、（ｂ）のみを単独で採用しても、切れ味向上効果が
得られる。

以上、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて詳細
に説明したが、これらの他、当業者の知識に基づいて種
りの変形、改良を施した態様で本発明を実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である刃挟持型シート切断装
置における可動刃としての円形刃と固定刃としての板ば
ねとの相対位置関係を示す断面図（第３図におけるＩ−
Ｉ断面図でもある）、第２図は上記シート切断装置の要
部を示す分解斜視図、第３図は上記シート切断装置の要
部を示す正面図、第４図は上記シート切断装置における
円形刃と板ばねとの接触状態を説明するための正面図、
第５図は上記シート切断装置において円形刃がシートの
面に平行な平面内で揺動する原理を説明するための部分
平面断面図である。第６図は別の実施例における円形刃
の揺動の原理を説明するための部分平面断面図である。 第７図は本出願人が先に開発した刃挾持型シート切断装
置の要部を示す正面図、第８図は切断時に折れ曲がった
シートを示す斜視図である。 １０：円形刃　　　　　１２：円形切刃２０：キャリッ
ジ　　　３０ニガイド部材４２ａ、４］ｔ）：板ばね ４６ａ、４６ｂ：シート支持面 ４７：直線切刃　　　　５４：電動モータ６２：歯付ベ
ルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転中心線を中心とする円周に沿って円形切刃が
   形成された可動刃と、 前記回転中心線側に平らなシート支持面が形成されると
   ともに、そのシート支持面の縁に前記可動刃の円形切刃
   と共同して紙、フィルム等のシートを切断する直線切刃
   が形成された固定刃と、前記可動刃を前記回転中心線の
   回りに回転させつつ前記固定刃の直線切刃に沿って移動
   させる可動刃駆動装置と、 前記円形切刃と直線切刃との２交点のうち少なくとも前
   記移動時に先行する交点で前記可動刃と固定刃とが集中
   的に接触するように、可動刃を固定刃に対して傾かせる
   可動刃傾斜手段と を含むことを特徴とするシート切断装置。
2. （２）さらに、前記可動刃の外周部を前記固定刃と共同
   して両側から挟んで前記円形切刃を前記直線切刃に押し
   付けるとともに、前記回転中心線側の面が前記シート支
   持面より回転中心線から離れている押付け部材を含むこ
   とを特徴とする請求項１記載のシート切断装置。