JPH07227799A - シート状部材の切断方法及び装置 - Google Patents

シート状部材の切断方法及び装置

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JPH07227799A
JPH07227799A JP6022702A JP2270294A JPH07227799A JP H07227799 A JPH07227799 A JP H07227799A JP 6022702 A JP6022702 A JP 6022702A JP 2270294 A JP2270294 A JP 2270294A JP H07227799 A JPH07227799 A JP H07227799A
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JP
Japan
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sheet
shaped member
cutting
cutting edge
horn
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Satoki Uchida
聡樹 内田
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯状の原反（不織布）から円形若しくは円環
形の製品（ライナー）を切り抜く。 【構成】 発振器13の作動により軸線回りにねじり振動
する超音波振動子11の先端面にホーン16を接続し、この
ホーン16の先端面に円筒形の切刃部17を突出形成する。
そして、この切刃部17をベース１の上面の紙製シート２
の上の不織布４に押し当て、超音波振動子11のねじり振
動により切刃部17に円周方向の振動を与えて、不織布４
から円形若しくは円環形の製品（ライナー）を切り抜
く。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シート状部材を切断し
て円形（若しくは円環形）に切り抜くシート状部材の切
断方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シート状部材、例えばフロッピィ
ーディスク用の不織布製のライナーを帯状の原反から円
形若しくは円環形の製品として切り抜く場合、特開平２
−１６７６９８号公報に示されるように、ロータリーダ
イ方式により、すなわち、アンビルローラの周面上を搬
送される不織布に対し、周面に円筒形の切刃部を突出形
成したダイローラを押圧して、切断していた。
【０００３】また、レシプロ方式のパンチングマシンで
打ち抜く方法もある。更に、特開平４−３７１８２７号
公報に示されるように、超音波振動子による上下振動を
用いて、中間ローラをダイローラに押し付け、中間ロー
ラとダイローラとの間で、希望する形状に打ち抜く方法
もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のシート状部材の切断方法及び装置にあって
は、次のような問題点があった。ロータリーダイ方式で
は、アンビルローラとダイローラとの接触部又は近接部
にてこれらの間を搬送されるライナーを切断するから、
アンビルローラとダイローラとの隙間の調整が極めて重
要であり、ライナーの種類によっては、これらの隙間を
１μ以下と極めて小さくする必要がある。
【０００５】しかし、円筒形のアンビルローラ及びダイ
ローラの表面加工精度を１μ以内に均一に仕上げること
は技術的に非常に難しく、できたとしてもコストの高い
ものになる。また、両ローラは向かい合わせてセットす
るため、表面が各々プラスに加工されていると、ダイロ
ーラの切刃部がアンビルローラに強く押し当てられ、点
接触であるため、切刃部の欠けが発生しやすくなる。逆
にマイナスに加工されていれば、隙間が大きくなって、
切り残しを生じる。そして、通常、切り残しを生じると
油圧シリンダ又はエアシリンダの機構によりダイローラ
をアンビルローラに押し付けることにより、その切断性
を上げる処置がとられ、これはまた、相対的にプラスに
加工された部分については、欠けの発生の確率を上げる
ことにもなる。従って、両ローラの位置調整も微妙で、
熟練者を要し、調整時間もかかる。
【０００６】また、レシプロ方式については、一般的に
マシンの耐久性に劣る。また、超音波振動子を用いる方
式についても、上下運動である限り、切刃部を押し付け
る点で、耐久性に劣る。更に、従来のいずれの方式にお
いても、単に切断するだけであると、切断部から繊維く
ずが発生しやすい。これを防止するためには、特開平２
−１６７６９８号公報などに見られるように加熱装置を
用いて溶着する必要があり、加熱装置の分、コスト高に
なってしまう。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、切刃部の欠けを低減できて耐久性がよく、また切刃
部等について高精度な加工を必要とすることなく切断性
を確保でき、更に特別な加熱装置を用いることなく切断
による繊維くずの発生を抑えることができるシート状部
材の切断方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、シ
ート状部材を円形に切り抜くシート状部材の切断方法に
おいて、軸線回りにねじり振動する超音波振動子の先端
面に接続したホーンの先端面に円筒形の切刃部を突出形
成し、この切刃部をベース上のシート状部材に押し当て
ると共に、前記超音波振動子のねじり振動により前記切
刃部に円周方向の振動を与えてシート状部材を切断する
ことを特徴とするシート状部材の切断方法を提供するも
のである。
【０００９】ここで、円筒形の切刃部を２重の同心円に
形成し、これらの切刃部によりシート状部材を切断して
円環形に切り抜くようにしてもよい。ベースとシート状
部材との間には保護シートを配置するようにしてもよ
い。また、本発明は、上記の方法を好適に実施するため
の装置、すなわち、シート状部材を円形に切り抜くシー
ト状部材の切断装置において、軸線回りにねじり振動す
る超音波振動子と、この超音波振動子の先端面に接続さ
れるホーンと、このホーンの先端面に突出形成されて前
記超音波振動子のねじり振動により円周方向に振動する
円筒形の切刃部と、前記超音波振動子及びホーンを軸線
方向に移動させて前記切刃部をベース上のシート状部材
に押し当てる移動手段とから構成されることを特徴とす
るシート状部材の切断装置を提供するものである。
【００１０】ここでも、円筒形の切刃部は２重の同心円
に形成されるものであってもよいし、ベースとシート状
部材との間には介装される保護シートを備えるようにす
るとよい。
【００１１】
【作用】本発明方法及び装置においては、ねじり振動型
の超音波振動子の先端面に接続したホーンの先端面の円
筒形の切刃部をベース上のシート状部材に押し当てた状
態で、超音波振動子のねじり振動をホーンにより拡大し
つつ円筒形の切刃部をその円周方向に適当な振幅で振動
させて、円形若しくは円環形の製品を切り抜く。
【００１２】このように平らなベース面上にシート状部
材をセットし、これにホーンの先端面の円筒形の切刃部
を押し付けるため、ベース面に対し円筒形の切刃部がそ
の全周で線接触し、これにより圧力が分散されるので、
切刃部の欠けの発生を大幅に低減することができる。ま
た、切断時に、円筒形の切刃部が円周方向に振動して動
くため、ベース面又は切刃部のそれぞれのポイントに対
し、相手方の複数のポイントが接触するため、相手方の
表面の不均一分を吸収でき、切断性もよい。
【００１３】また、切断時に超音波振動に伴う摩擦によ
る熱が発生して、シート状部材を溶断することにより、
切断部の繊維を溶着させ、切断部からの発塵を大幅に抑
制できる。従って、特に合成繊維系のシート状部材の切
断に適する。更に、ベース上に保護シートを介して被切
断部材であるシート状部材をセットするようにすれば、
保護シートを軟質なものとして比較的簡単に交換可能と
することにより、切刃部等の耐久性をより一層向上させ
ることができる。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１〜図６に基づい
て説明する。尚、本実施例は、フロッピィーディスク
（詳しくは 3.5インチフレキシブルディスクカートリッ
ジ）用の不織布（レーヨン50％，ポリエステル50％）製
のライナーを帯状の原反から外径86.5mmの円形若しくは
円環形（内径35.5mm）の製品として切り抜く例である。
【００１５】図１及び図２を参照し、ベース１は例えば
スチール製であり、その上面は平坦に形成され、その上
に保護シートとして厚さ 0.2mm程度の紙製シート２が置
かれている。ここにおいて、原反ロール３から引出され
て搬送される不織布４は、所定の搬送位置で、ベース１
の上面の紙製シート２の上に運ばれる。
【００１６】ベース１の上方には、リフター５が図示し
ないガイド機構により上下動可能に案内されており、カ
ム６とスプリング７とからなる駆動機構により上下動す
るようになっている。リフター５の内部には、上側にエ
アシリンダ８が固定されていると共に、下側にホルダー
９が上下方向に相対移動可能に支持されている。そし
て、常時は、エアシリンダ８の出力ロッド10の突出作動
により、ホルダー９はリフター５に対し最下方に位置し
ている。
【００１７】このホルダー９には超音波振動子11が取付
けられている。超音波振動子11は、円柱状で、上端（基
端）側に複数枚のピエゾ素子11ａが積層されている他
は、金属製で、中間の鍔部11ｂがゴム12を介してホルダ
ー９の下端部にビス止め固定されている。そして、超音
波振動子11のピエゾ素子11ａには外部の発振器13から高
周波ケーブル14により高周波（例えば 700Ｗ、20ＫＨz
）が印加されるようになっており、これにより超音波
振動子11の下端（先端）側がその軸線回りにねじり振動
するようになっている。
【００１８】この超音波振動子11の下向きの先端面には
スタッドボルト15により例えばチタン合金製の大径のホ
ーン16が接続固定されている。そして、このホーン16の
先端面には円筒形の切刃部17が突出形成されており、こ
の切刃部17は超音波振動子11のねじり振動により円周方
向に振動する。尚、切刃部17の先端の厚さは 0.2mm程度
で、厳密には刃というより、薄板状に形成されている。
【００１９】また、円環形に切り抜く場合は、図２に示
すように、ホーン16の先端面に円筒形の切刃部17，18を
２重の同心円に突出形成する。また、ホーン16の先端面
の中央には図１又は図２に示されるように穴19を形成し
てある。このようにするのはホーン16の基端側の面積と
先端側の面積との比を大きくすることにより、振動の伝
達効率を上げて、切刃部17，18の振幅を大きくすること
ができるからである。
【００２０】また、図３に示すように、ホーン16の外周
面には振幅の程度を観察可能とするために縦方向に指標
（図示太線部）20をペイントしてある。次に切断動作に
ついて説明する。ベース１の上面の紙製シート２の上に
不織布４が運ばれると、カム６とスプリング７とからな
る駆動機構によりリフター５が下降し、これに伴ってホ
ルダー９が下降することにより、超音波振動子11及びホ
ーン16が下降する。これにより、ホーン16の先端面の切
刃部17，18が不織布４に押し当てられる。
【００２１】従って、前記カム６とスプリング７とから
なる駆動機構は、前記超音波振動子11及びホーン16を軸
線方向に移動させて前記切刃部17，18をベース１上の不
織布４に押し当てる移動手段をなす。また、このときに
切刃部17，18の不織布４に対する押圧力が過剰であるあ
る場合は、エアシリンダ10が縮小して、押圧力を適当な
範囲に保つことができる。
【００２２】この状態から、発振器13を作動させて、超
音波振動子11のピエゾ素子11ａに高周波を印加する。こ
れにより、超音波振動子11の先端側はその軸線回りにね
じり振動する。この超音波振動子11のねじり振動は、ホ
ーン16により増幅され、その先端面の円筒形の切刃部1
7，18をその円周方向に適当な振幅（例えば数十μ〜数
百μ程度）で振動させる。これにより、不織布２から、
円形若しくは円環形の製品が切り抜かれる。尚、ねじり
振動させる時間は数十msecである。
【００２３】このとき、ホーン16の先端面の円筒形の切
刃部17，18がベース１の上面に押し付けられても、ベー
ス面に対し円筒形の切刃部17，18がその全周で線接触
し、これにより圧力が分散されるので、切刃部17，18の
欠けの発生を大幅に低減することができる。また、切断
時に、円筒形の切刃部17，18が円周方向に振動して動く
ため、切刃部17，18の突出量がさほど均一でなくても、
切り残しを生じることが少なく、切断性がよい。
【００２４】また、切断時に超音波振動に伴う摩擦によ
る熱が発生して、不織布４の切断部の繊維を溶着させる
ことができるので、切断部からの発塵を大幅に抑制でき
る。尚、ホーン16の切刃部17の部分の実際の振幅を調べ
る場合は、図３に示すように指標20の部分を顕微鏡等に
より観察して、指標20がぶれて見える範囲（図示ハッチ
ング部分）の幅Ｗを計測すれば、これにより振幅を知る
ことができる。
【００２５】切り抜かれたライナー（円形若しくは円環
形の製品）Ｌは、図４に示す取出し装置としての吸着ア
ーム21によりベース１上からピックアップされる。特に
円環形のライナーＬに切り抜く場合は、図５及び図６に
示すように、中央部に円形の抜きカスＫがでるため、吸
着アーム21の吸着面に、ライナーＬを吸着するための微
少な空気吸引口22を環状に並べて複数開設するのみなら
ず、中央に抜きカスＫを吸引して除去できる程度の大き
さの空気吸引口23を開設し、吸引した抜きカスＫを可撓
性の吸引パイプ24を通じて除去するようにするとよい。
そして、円環形のライナーＬはそのまま吸着アーム21に
より吸着したまま運んで、適当な位置で空気吸引を停止
させて、落下させればよい。
【００２６】本実施例においては、ベース１の上面に保
護シートとして紙製シート２を載せている。これは、切
刃部11，12によるベース１の傷付けや、切刃部11，12の
欠けの発生をより一層少なくするためである。従って、
ベース１の材質の設定によっては紙製シート２を省略し
てもよい。この紙製シート２は保護シートとして設けら
れるものであるから、紙製のものに限定されるものでは
ないが、摩擦熱によって溶けないことが必要であり、こ
の点から紙製のものが適する。
【００２７】また、紙製シート２を用いる場合、量産化
のためには、適時的に紙製シート２を交換するようにす
るのがよい。この場合、長尺の紙製シートを用いて、適
時的に送るようにしてもよい。但し、この紙製シート２
の送り速度は被切断部材である不織布４の送り速度と同
期させる必要はなく、複数回の切り抜きを行う毎に、送
るようにすればよい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、切
刃部の欠けを低減できて耐久性がよく、また切刃部等に
ついて高精度な加工を必要とすることなく切断性を確保
でき、更に特別な加熱装置を用いることなく切断部から
の発塵を抑えることができるという効果が得られる。
【００２９】また、円環形に切断することで、フロッピ
ィーディスク用のライナーの生産に特に適合させること
ができる。更に、保護シートを用いることで、切刃部等
の耐久性をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す正面図
【図２】 他の実施例を示す要部の正面図
【図３】 ホーンの振幅の測定方法について示す図
【図４】 全体構成を示す斜視図
【図５】 吸着アームについて示す図
【図６】 吸着アームの吸着状態での断面図
【符号の説明】
１ ベース ２ 紙製シート ３ 原反ロール ４ 不織布 ５ リフター ６ カム ７ スプリング ８ エアシリンダ ９ ホルダー 11 超音波振動子 11ａ ピエゾ素子 13 発振器 16 ホーン 17，18 切刃部 21 吸着アーム

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シート状部材を円形に切り抜くシート状部
    材の切断方法において、 軸線回りにねじり振動する超音波振動子の先端面に接続
    したホーンの先端面に円筒形の切刃部を突出形成し、こ
    の切刃部をベース上のシート状部材に押し当てると共
    に、前記超音波振動子のねじり振動により前記切刃部に
    円周方向の振動を与えてシート状部材を切断することを
    特徴とするシート状部材の切断方法。
  2. 【請求項２】円筒形の切刃部を２重の同心円に形成し、
    これらの切刃部によりシート状部材を切断して円環形に
    切り抜くことを特徴とする請求項１記載のシート状部材
    の切断方法。
  3. 【請求項３】ベースとシート状部材との間に保護シート
    を配置することを特徴とする請求項１又は請求項２記載
    のシート状部材の切断方法。
  4. 【請求項４】シート状部材を円形に切り抜くシート状部
    材の切断装置において、 軸線回りにねじり振動する超音波振動子と、この超音波
    振動子の先端面に接続されるホーンと、このホーンの先
    端面に突出形成されて前記超音波振動子のねじり振動に
    より円周方向に振動する円筒形の切刃部と、前記超音波
    振動子及びホーンを軸線方向に移動させて前記切刃部を
    ベース上のシート状部材に押し当てる移動手段とから構
    成されることを特徴とするシート状部材の切断装置。
  5. 【請求項５】円筒形の切刃部が２重の同心円に形成され
    ることを特徴とする請求項４記載のシート状部材の切断
    装置。
  6. 【請求項６】ベースとシート状部材との間に介装される
    保護シートを備えることを特徴とする請求項４又は請求
    項５記載のシート状部材の切断装置。
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