JPH0357820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲第１項の前提部分に
記載の、書類などのような扁平材料製物品を寸断
する装置用切断装置に関する。

一般に書類破砕機とも呼ばれるこの種の寸断装
置は大抵、互いに係合し合う切断円板を持つ逆向
きの切断ローラを有し、これらの切断円板は縦切
断機として共同作用して、切断すべき物品を長い
条片に切断し、これらの条片の幅は切断円板厚さ
に一致している。ローラが寸断すべき物品を一層
良く捕捉することができるように、切断円板が周
囲において部分的に粗くされている。さらに凹所
が互いに或る程度間隔を置いて周囲に設けられて
おり、これらの凹所の中へ寸断すべき物品が引き
込まれるので、寸断すべき物品が横方向において
も回転しすぎにより引き裂かれてしまう。それに
よつて比較的長い細い小片が生じてしまう。

さらに、鋸歯状の切断円板、すなわちほぼ半径
方向の稜と比較的大きい角度をなして突出してい
る稜とを持つ鋸歯輪により寸断ローラを構成する
ことが既に提案されている。歯ピツチ、すなわち
頂部の相互間隔が歯高さの数倍になるこの比較的
扁平な鋸歯輪は、主として寸断すべき物品を一層
良く捕捉するために設けられ、切断円板の両外円
の最大重なり部が歯高さの数倍であつた。切断円
板が互いに同期化されていないこの装置において
は、寸断すべき物品が規定されたようには寸断さ
れなかつた。

従来技術による装置は切断過程の間のみならず
空転においても非常に大きなエネルギーを必要と
する。

本発明の課題は、少ないエネルギー消費で寸断
すべき物品を比較的小さい小片に寸断する切断装
置を提供することである。

この課題は本発明によれば特許請求の範囲第１
項により解決される。

本発明においては同期化および調節によつて、
両方の切断円板のうちの一方の切断円板の歯が他
方の切断円板に対して正確に互い違いの歯で動作
し、さらに、理論重なり面を比較的大きく選ぶこ
とができるけれども、有効重なり面をできるだけ
小さくしておく。この結果、両方の切断円板の半
径方向に測定された重なり寸法を非常に大きく選
ぶことができるけれども、切断装置を駆動するの
に僅かのエネルギー消費で足りる。それによつて
横方向における良好な引き裂きが行なわれるの
で、個々の小片が確実に互いに分離されることが
保証される。このことは特に、非常に粘性の高
い、柔軟な、抵抗力のある紙、例えばプラスチツ
クで被覆された紙、プラスチツク箔などにとつて
重要である、さらに全重なり面と比べて小さい有
効重なり面により摩耗が小さくされる。有効重な
り面と理論重なり面との比は、好ましい実施例に
おいては、0.4より小さい、なるべく0.3より小さ
いのが好ましい。切断された小片を反対側のロー
ラの中間空間へ少し押し込むことにより、低い押
込み力およびかき取り力が必要とされる。有効重
なりが小さい場合は、楔角度、すなわち縦切断過
程における両方の刃先の間の角度が一層鋭くな
り、したがつて一層有利になる。

有効重なり面が、切断円板の外側輪郭に従い、
なるべく長い大部分にわたつて最大重なり寸法の
半分より小さい、なるべく４分の１より小さい幅
のほぼジクザグ状の狭い帯であるのが有利であ
る。それによつて、有効重なり面が切断稜の直接
範囲だけに制限されかつこれらの切断縁の輪郭に
従うように考慮されている。

隣接の切断円板の外周円の間の最大半径方向重
なり寸法が、凹所の３倍、なるべく２倍の深さよ
り小さい場合は、特に有利である。それによつて
有効重なり面と理論重なり面との特に有利な比が
保証され、さらに縦方向における寸断すべき物品
の良好な寸法が得られる。さらに、凹所の深さ
が、凹所（ピツチ）の間の周囲距離の３分の１、
なるべく半分より大きい場合は、非常に有利であ
る。それによつて粘性材料の引き裂きのための特
に大きい寸法を得ることができる。

切断円板の周囲の凹所により占められる部分
が、切断円板の周囲の90％より大きく、なるべく
95％より大きくなり得るのが有利である。凹所の
間において特に縁の鋭い頂部を周囲に形成するこ
とができる。それによつて、凹所の間の周囲距離
により決められる小片長さと付属の寸法の大きさ
との比を最適にすることができる。さらに、縁の
鋭い頂部は、縦引き裂き過程を開始しかつこの引
き裂き過程を所定位置において規定の引き裂き稜
により行なうのを助けるので、小片が一方では確
実に引き裂かれ、他方ではすべての小片が同じ大
きさでかつ同じ形状であり、そのことがこれらの
小片の合成を困難にする。

凹所およびこれらの凹所の間に形成された歯が
対称的形状を持つているのが有利である。これ
は、切断稜の重なりを隣接切断円板によりできる
だけ均一の幅に保つことができるようにする。

凹所およびこれらの凹所の間に形成された歯を
３角形にすることができる。

３角形に近づけることは、歯ができるだけ安定
するように作用するのみならず、さらに有効重な
り面の幅が均一になりかつ重なりと面の大きさの
比が良好になるように作用する。

同じ切断ローラの隣接切断円板の凹所が、切断
ローラ軸線に対して斜めにまたは渦巻線状に配置
され、これらの渦巻線が両方の切断ローラにおい
て逆向きであるようにすることができるのが有利
である。それによつて両方の切断ローラの間の同
期化が行なわれるが（それぞれ互い違いの歯）、
しかし切断ローラ全長にわたつて動く切断部が得
られ、この切断部は、入り込む寸断すべき物品の
一方の縁に振動のない切断部が生ずるように作用
するのみならず、さらに、以下に詳細に述べる、
切断ローラと寸断すべき物品との相互かみ合いも
行なわれ、それによつてこの寸断すべき物品が最
適に運ばれる。切断ローラの傾斜かみ合いによ
り、切断ローラの全長にわたつて少なくともどこ
か或る所で最適のかみ合い状態が得られるように
考慮されている。

切断円板の間の溝の深さを、最大の半径方向重
なり寸法より極く少し大きくするのが好ましい。
切断ローラの外周に形成された頂部と反対側の切
断ローラの溝底部との間隔が、寸断すべき物品の
最大厚さより小さい、なるべく１mmより小さい場
合は、これらの頂部は、引き裂きの際に万一障害
を引き起こしたり、あるいは裂きかけられた小片
が互いにかみ合つたままでつながつているような
特に厚い寸断すべき物品の場合に、これらの頂部
が、対向切断面と共同作用する刃として作用する
ことができる。したがつてこの場合、切断ローラ
の間隔を適当に調節することにより第２の切断作
用を得ることができるが、しかしこの切断作用
は、実際に、ひとりでに引き裂かれなかつた厚い
材料である場合にしか必要でない。横方向に良好
に分離された小片において、頂部にはいずれにせ
よ寸断すべき物品がないので、この付加的切断作
用は起こされず、また起こされる必要もない。こ
の場合、溝底部が切断ローラと共に延びていれば
有利である。したがつて、切断円板のみが動きか
つ中間空間がかき取り片の固定心部分により形成
される多数の構成に対して、この場合は溝底部が
共に動く切断台として作用することができ、この
切断台は同時に小片を切断区域から運び出す。そ
れにも拘らずかき取り片あるいは突き出し片が設
けられている。それらは外部から切断円板の間の
溝に係合する。切断ロールを切断円板と一体に形
成することができる。それによつて、軸上に並べ
られた、金属板から打ち抜かれた個々の切断円板
から成る構成に比べて、組立ての費用がはるかに
少なくなる。ローラ心が切断円板と共に回転する
という事実により、固定してあるかき取り兼間隔
片を持つローラを取り付けた場合に生ずる摩耗が
回避される。

周囲にある凹所の数が非常に大きい、なるべく
15以上であることによつて、特に小さい小片につ
いて配慮している。さらに、運び特性、すなわち
本発明による切断装置において切断間隙に自動的
に導入しながら寸断すべき物品を捕捉することが
特に良好であることが明らかになつた。小片の導
出も切断ローラの形状により助長される。

両方の切断ローラにおける切断円板の共同作用
する切断稜により行なわれる縦切断も改善されて
いる。なぜならば切断ローラの外周の凹凸を大き
くすることにより切断稜が延長され、それによつ
て異なる切断角度および切断速度で切断が行なわ
れるからである。鋭い頂部が溝底部の方へ動作す
るという事実によつて、両方の切断ローラの間に
切断すべき物品が挾まれることはないが、従来の
切断装置においては、確実に紙を通すために、心
と反対側切断円板との大きな間隔について常に配
慮しなければならなかつた。

さらに、切断装置が特に静かに、かつ切り刻む
ことなしに作動することが確認された。切断特性
は特に良好である。なぜならば切断すべき物品が
各小片の最終的分離まで、互いに共同作用する、
外周の凹凸の大きい切断円板により確実に保持さ
れるからである。

好ましい構成の特徴は、図面についての以下の
説明から明らかになり、これらの特徴および特許
請求の範囲の実施態様項の個々の特徴を、本発明
の実施例においてそれだけであるいは組合せによ
り実現することができる。

第１図は書類破砕機など用の切断装置１１、す
なわち扁平材料をできるだけ小さい小片になるよ
うに寸断する装置の詳細を示している。切断装置
１１は２つの切断ローラ１２を持ち、これらの切
断ローラは、この実施例においては、一体に形成
されており、かつ連続した軸の形をした心１３と
この心から半径方向に突出した切断円板１４とか
ら成り、これらの切断円板は比較的狭い半径方向
フランジの形をしており、これらのフランジの軸
線方向の相互間隔は、これらのフランジの軸線方
向厚さより極く僅か大きい。切断ローラの長さ
は、定常直径の数倍である。これらの切断ローラ
は、外周に大きい凹凸を持つており、個々の円板
およびこれらの円板の間に挿入された間隔片から
構成することもでき、この実施例においては切断
円板が一体形成のフランジとして構成されている
けれども、切断円板は本発明との関係において切
断ローラおよび切断円板と呼ばれる。

切断円板１４は外周において３角形の凹所１５
の形をした輪郭を持ち、これらの凹所は互いに直
接つながつておりかつこれらの凹所の間に同様に
３角形の歯１６を形成し、これらの歯は直線状側
面を持ちかつかどのとがつた頂部１７で終わつて
いる。切断円板の軸線方向に向く側面あるいは端
面１８を平行しており、歯面１９および頂部１７
のなす線はほぼ軸線方向に延びている。各切断円
板１４の周囲に多数、なるべく15以上、図示した
実施例においては20以上の歯および凹所が設けら
れている。凹所の深さＴはこれらの凹所のピツチ
ｔ、すなわち頂部１７の間の周囲距離よりたいし
て小さくない（第４図）。それによつて比較的先
の鋭い歯１６および深い凹所が得られる。

各切断円板の凹所および頂部は、ピツチが直径
の50倍の大きさである非常に急傾斜の渦巻線を形
成するように、互いに整列されている。それによ
つて凹所および頂部は切断ローラの軸線２０に対
して約5°の角度αをなしている。切断ローラにお
ける傾斜または渦巻線は反立向きである。

切断円板は周囲輪郭の両側すなわち歯面１９に
切断稜２１を形成し、これらの切断稜は他方の切
断ローラ１２の切断円板にある切断稜と共同作用
する。このために切断円板は他方の切断ローラの
２つの切断円板の間の溝２２に係合して、頂部ま
たはこれらの頂部を結合する外周円２３と溝底部
２４との間隔Ｓが非常に小さく、なるべく１mm以
下になるのが好ましい。溝底部２４は心１３の外
周である。

両方の切断ローラ１２が架台２５に回転可能に
支持されかつ軸端２６に互いにかみ合う歯車２７
を持つており、これらの歯車は、切断ローラが同
じ回転速度で逆向きに回転しかつ歯および凹所が
互いに整列されるように作用し、切断円板のそれ
ぞれの歯が反対側の切断ローラの隣接切断円板の
歯に対してピツチｔの半分だけずらされ、したが
つて歯が互い違いになつている。この場合、隣接
の歯が渦巻線角度αのために互いに少しずらされ
ているように考慮されていることは勿論のことで
ある。必要ならば、歯車のうちの少なくとも１つ
と軸との間に、図示していない調節装置を設ける
ことにより切断ローラの整列を行なうことができ
る。切断ローラの駆動は、鎖車２８および図示し
ていない鎖を介して電動機により行なうことがで
きる。

さらに第４図から分かるように、切断円板１４
の相互係合は全重なり寸法いＵだけ行なわれ、こ
の全重なり寸法は両方の心１３の相互間隔より、
比較的小さい２×Ｓという値だけ小さいので、各
歯頂部１７が溝底部２４から比較的小さい間隔を
置いて経過する。重なり寸法Ｕは、図示した実施
例においては、歯高さまた凹所深さＴの２倍より
小さいので、凹所１５の底部２９の間に第４図の
寸法Ａだけの重なりがある。

第２図ないし第４図に重なり状態が示されてい
る。明確に図示するために、右側の切断ローラに
付属する線は実線で示され、他方（左側）の切断
ローラに付属する線は１点鎖線で示されている。
第４図に示すように、両方の外周円２３の間に形
成される平行線で示したレンズ状の理論重なり面
３０は、格子線で示した有効重なり面３１、すな
わち隣接する切断円板の外面１８が実際に互いに
接触しまたは最小間隔を置いて位置するような面
よりはるかに大きい。図示した実施例において
は、有効重なり面３１は理論重なり面３０の僅か
約30％にすぎない。切断円板の形状および配置を
適当に最適化した場合は、この値を25％以下にま
で減少させることができ、しかもその際両方の切
断円板の切断稜の間の良好な切断を保証するため
に有効重なり面の幅Ｂが小さくなりすぎることは
ない。全体として有効重なり面は、歯輪郭に従う
ジグザグ状帯の形をしている。両方の切断ローラ
（互い違いの歯）の同期化は、歯底部重なり寸法
Ａにも拘らず有効重なり面が連続する帯を形成す
るように作用する。

上述した切断装置の動作方法は次の通りであ
る。

２重破線で示した寸断すべき物品３２、例えば
１枚あるいはそれ以上の紙が切断ローラの間に持
ち込まれ、例えば導入筒を介して上方から供給さ
れる。第２図および第３図には、寸断すべき物品
のうち実線で示した右側の切断円板１４の面内に
延びている部分だけが示されている。左側の切断
ローラに付属する切断円板（１点鎖線で示されて
いる）の面における経過は右側の切断円板に対し
て面対称である。縦および横切断過程は入口範
囲、すなわち第２図および第３図における上部に
おいて行なわれる。切断円板の歯１６が、寸断す
べき物品３２を捕捉し、この寸断すべき物品を他
方の切断円板の反対側凹所に曲げ入れ、かつ歯の
間に実際に張られた寸断すべき物品を最終的に先
端で突き破るので、第５図から分かるように切断
過程が横切断部３３から開始する。それから歯が
さらに寸断すべき物品３２に食い込み、かつ縦切
断部がますます長くなることにより横切断部３３
を完成し、これらの縦切断部はＵ字状切断線を形
成し、これらの切断線の脚が最終的に材料縁まで
切断されるので、長く延びた、ほぼ方形の平行四
辺形の形をした小片３５が生ずる。

縦切断部は、歯面１９に形成されている切断稜
２１により形成される。第５図に、切断過程の各
段階が右から左へ連続して示されている。この場
合歯を互いに急傾斜の渦巻線状に配置することに
より隣接切断円板における各切断過程が同時にで
はなくて、順次に行なわれる。したがつて切断線
が角度αをなして傾斜して、ただし段階的にずら
されているので、或る一定数の切断円板に応じて
同じ過程が繰り返される。なお、横切断部３３お
よび縦切断部３４により生ずる帯片３６（第５
図）が、寸断すべき物品３２の面から曲げ出され
るので、小片に折り目がつくということを述べて
おく。歯１６は穿孔のように形成された穴に係合
し、かつはまり合い係合により寸断すべき物品を
ローラの間に通す。傾斜した配置および或る程度
間隔を置いて繰り返される穿孔により、寸断すべ
き物品が確実にかつまつすぐに引き入れられるの
みならず、切断ローラの軸線方向にも強く張られ
るので、縦切断が特に問題なくかつきちんと行な
われる。各小片３５は、互いに切断円板の幅だけ
ずらされた２つのＵ字状切り込みにより切り取ら
れ、これらの切り込みは、寸断すべき物品の内部
から縁稜まで延びている。したがつて材料は全切
断中張られている。

その後、各小片３５は凹所１５へ運び込まれ、
または歯１６から切断間隙を通つて運び出されか
つこの切断間隙から反対側に落ちて出る。小片あ
るいは小片層の部分３７が２つの切断円板の間の
溝２２にはまりかつこの溝と共に移動することが
可能である。この目的のために固定のかき取り片
３８が設けられ、これらのかき取り片が溝底部２
４上を移動して小片を溝２２からかき取る。

第３図は、第２図の次の歯列がどういうふうに
して係合を開始するかを示している。この図か
ら、横切断部３３が全体の層を通り抜けない、非
常に厚い寸断すべき物品層が持ち込まれた場合
に、この横切断部が、頂部１７と反対側溝底部２
４との共同作用により完成され、その際この助長
する切断過程も非常に静かに行なわれることが分
かる。なぜならば生ずる切断間隙４０が頂部１７
と溝底部２４との間に接近する際に非常にゆつく
りと閉じるからである。この場合、この切断間隙
４０、すなわち間隙Ｓの調節をあまり狭く行なう
必要がないことが非常に有利である。なぜならば
この付加的切断過程は、層が厚い場合にしか助長
する必要がなく、薄い方の層がこの切断間隙に既
に切断されて到達し、したがつて切断空間を全然
通り抜けて行かないからである。切断間隙４０の
中で、共同作用する部分、すなわち頂部１７およ
び溝底部２４が異なる周速で走行し、そのことが
寸断作用を助長する。

第６図は切断円板１４ａの外側輪郭の変形例を
示している。この場合、凹所は面取りされた底部
を有する形状を持ち、かつ放物線、サイクロイド
あるいは円弧の部分でよい。このような形状は歯
切り方式で作られる。この構成ではもはや歯の重
なりがなく、すなわち凹所１５ａの深さＴが最大
重なり寸法U′の半分より少し小さい。それも拘
らず重なり面の狭いジグザグ状帯が得られる。歯
底部の湾曲部は有効重なり面の永続的経過に有利
に作用するので、相互かみ合いからの歯のたびた
びの出没を回避することができる。歯１６ａは３
角形構成の場合より少し先がとがつている。本発
明によつて、比較的小さい全重なり寸法Ｕによ
り、切断すべき物品の大きい寸法および確実な引
き裂きを実現することができる。それによつて切
断ローラの製造が簡単化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による切断装置の一部
の拡大図、第２図および第３図は第１図の−
線に沿う部分断面図、第４図は第２図に対応する
別の実施例の部分断面図、第５図は寸断すべき物
品の切断稜を示す図、第６図は別の実施例におけ
る歯形を示す図である。 １２……切断ローラ、１４，１４ａ……切断円
板、１５……凹所、２１……切断稜、２２……
溝、２３……外周円、３１……重なり面、３２…
…切断すべき物品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに係合して反対方向に回転可能に駆動さ
   れる２つの共同作用する切断ローラ１２が、互い
   に重なり合う切断円板１４，１４ａを持ち、これ
   らの切断円板がそれぞれ他方の切断ローラ１２の
   隣接切断円板１４，１４ａの間の溝２２に係合
   し、これらの切断円板の外側縁稜が２つの切断稜
   ２１を形成し、切断円板１４，１４ａが外周に凹
   所１５を持つ、書類などのような扁平材料製物品
   を寸断する装置用切断装置において、各凹所１５
   が他方の切断ローラ１２の隣接切断円板１４，１
   ４ａの凹所１５に対してこれらの凹所１５の間の
   周囲距離の約半分だけずらされ、切断円板１４，
   １４ａの相互係合の際に互いに隣接する面部分に
   より形成される有効重なり面３１が、切断円板１
   ４，１４ａの互いに重なり合う外周円２３の間に
   形成される理論重なり面３０のせいぜい半分の大
   きさであることを特徴とする、書類などのような
   扁平材料製物品を寸断する装置用切断装置。 ２ 有効および理論重なり面３１，３０の比が
   0.4より小さい、なるべく0.3より小さいことを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の切断装
   置。 ３ 有効重なり面３１が、切断円板１４，１４ａ
   の外側輪郭に従い、なるべく長さの大部分にわた
   つて最大重なり寸法Ｕの半分より小さい、なるべ
   く４分の１より小さい幅のほぼジグザグ状の狭い
   帯であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項あるいは第２項に記載の切断装置。 ４ 隣接の切断円板１４，１４ａの外周円２３の
   間の最大半径方向重なり寸法Ｕが、凹所１５，１
   ５ａの３倍、なるべく２部の深さＴより小さいこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のうち１つに記載の切断装置。 ５ 凹所１５，１５ａの深さＴが、凹所（ピツチ
   ｔ）の間の周囲距離の３分の１、なるべく半分よ
   り大きいことを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のうち１つに記載の切断装置。 ６ 切断円板１４，１４ａの周囲の凹所１５，１
   ５ａにより占められる部分が、切断円板１４，１
   ４ａの周囲の90％より大きく、なるべく95％より
   大きく、凹所１５，１５ａの間において特に縁の
   鋭い頂部１７が周囲に形成されていることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項ないし第５項のう
   ち１つに記載の切断装置。 ７ 凹所１５，１５ａおよびこれらの凹所の間に
   形成された歯１６，１６ａが対称的形状を持つて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第６項に
   記載の切断装置。 ８ 凹所１５およびこれらの凹所の間に形成され
   た歯１６が３角形であることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項ないし第７項のうち１つに記載
   の切断装置。 ９ 同じ切断ローラ１２の隣接切断円板１４の凹
   所１５が、切断ローラ軸線２０に対して斜めにま
   たは渦巻線状に配置され、これらの渦巻線が両方
   の切断ローラ１２において逆向きであることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第８項の
   うち１つに記載の切断装置。 １０ 切断円板１４，１４ａの間の溝２２の深さ
   が、最大の半径方向重なり寸法Ｕより極く少し大
   きいことを特徴とする、特許請求の範囲第１項な
   いし第９項のうち１つに記載の切断装置。 １１ 切断ローラ１２の外周に形成された頂部１
   ７と反対側の切断ローラ１２の溝底部２４との間
   隔Ｓが、寸断すべき物品３２の最大厚さより小さ
   い、なるべく１mmより小さいことを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項ないし第１０項のうち１つ
   に記載の切断装置。 １２ 溝底部２４が切断ローラ１２と共に延びて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項な
   いし第１１項のうち１つに記載の切断装置。 １３ 切断ローラ１２が切断円板１４と一体に形
   成されていることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項ないし第１２項のうち１つに記載の切断装
   置。 １４ 周囲にある凹所１５，１５ａの数が非常に
   大きい、なるべく15以上であることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項ないし第１３項のうち
   １つに記載の切断装置。