JPS6159878B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本願の発明はウエブを走行中に高速、高精度で
しかも可変切断長で切断しうる走間切断機に関す
る。ここでいうウエブとは通常厚さが５μ〜５
mm、巾が10cm〜３ｍで可撓性を有し比較的長尺の
帯状物で、例えばポリ塩化ビニル、ポリカーボネ
イト、アクリルニトリル、スチレン共重合体、
ABS樹脂、ポリエステル、グラスフアイバー入
りポリエステル樹脂、セルローズ誘導体、等のプ
ラスチツクフイルム、更に紙、合成紙、等のシー
ト、及びアルミニウム、銅、等の金属箔板からな
るものである。

従来からこのような目的を達成するため、メジ
ヤーリングロールでウエブの走行長さを測定しつ
つ、ロータリーカツターとかクランク装置で駆動
される上下動カツターを電動機制御用いて駆動す
る走間切断機は公知ではあるが、従来のものは次
のような欠点があつた。

上下刃をドラム状にしたいわゆるロータリカ
ツターでは上下刃が駆動ギアを介して位置決め
されるため高精度なクリアランス又は押し付け
力を得ることが難しく、高精度の切味を得るこ
とが困難であつた。

良い切味を得るためには、咬合深さがある程
度以上必要なためドラム径が大きくなり、短尺
切断するものには適さなかつた。

ロータリカツターでは切断中にウエブ進行方
向速度の変化が大きく、高精度の切断精度、切
味が得られなかつた。

ウエブ速度、位置をメジヤリングロールで検
出する方法ではウエブにメジヤリングロールを
接触させる必要があるため、すりきず、おしき
ず等の危険が大きかつた。

ウエブの速度変動が大きい場合、カツターが
追従しきれず、高精度の切断精度、切味が得ら
れなかつた。

ロータリカツター又は従来の揺動式カツター
では切断後下刃が上刃とかみあうため、ウエブ
を上方におしあげる形となりウエブのバタツキ
が生じたりすりきずの発生があつた。

スパイラル刃で等速化する場合、刃製作、調
整が難しく、高精度の切味が得にくかつた。

本願の発明はこれらの欠点を除去し、ウエブの
切断を高精度で切味よく高速ですりきず、バタツ
キ等を発生させずに、しかも可変切断長で行なう
ことができ、さらにサイズの少し異なる二枚のウ
エブを同時に切断でき、又ノツチやＲのついた切
断をも行える走間切断機を得ることをその目的と
している。

本願の発明においては、ウエブのメインフイー
ドドラム（例えばサクシヨンドラム）とフイード
用モータ間を剛性の高いカツプリングで連結し、
必要ならばバツクラツシユの少ない減速機（例え
ば精密度ウオーム減速機）を同様に剛性の高いカ
ツプリングで連結し、フイード用モータの他端に
タコジエネレータ、パルスジエネレータを連結す
る。

そしてフイード用モータの_F（_F＝JWo／
To但しＪは負荷を含めたモータ軸換算慣性モー
メント、Woは定格速度、Toは定格トルクであ
る。は定格回転数に対する時間を示すととも
に、外部からの負荷外乱に対する時定数でもあ
る。）がカツター用モータの_Cより大きくなるよ
うにフイードドラムの慣性モーメントを設計する
か必要ならばフライホイールを設置する。又上下
二枚のウエブを異なるサイズに重ね切りにする場
合は、第二のウエブを搬送するサブフイードドラ
ムを設置し、サブフイード用モータの_Sと、メ
インフイード用モータの_F、カツター用モータ
の_Cとの関係を_F＞_S＞_Cとなるようフイー
ド用モータの慣性モーメントを設計し、必要なら
ばフライホイールを設置する。三者間のをこの
ような関係にすることによつて、カツター応答速
度が向上し、かつ、カツターとサブフイードドラ
ムの速度制御が容易になり特にカツターの制御が
一番容易となり高精度の切断が可能になる。すな
わち_Fが大きいことにより、メインフード系は
負荷外乱により速度ムラが生じにくく、かつ、加
減速時の応答も遅くなるよう設計する。サブフイ
ード系は_F＞_Sとすることにより、メインフイ
ード系より応答性を上げやすく設計する。さらに
カツタ系は_F＞_S＞_Cと応答性を最も高くで
きるよう設計する。すなわち基準となるメインフ
イードは、外乱を受けにくく、速度変動を生じな
いようにし、それに追従するサブフイード、カツ
タは速度変動が生じてもよいから、追従できるよ
うに設計する。その設計指針が_F＞_S＞_Cで
ある。そしてカツター駆動は切断時のウエブ進行
方向速度変動がロータリカツターより少ないクラ
ンク駆動を用いる。すなわちカツターは上下刃を
把持する揺動部を揺動ガイドにより、ウエブの進
行向に移動可能とし、かつ前記揺動部に設けられ
た上下動ガイドにより、上刃を下刃に対して垂直
方向に移動可能とし、これら上下刃をカツター駆
動用モータに連結された同一のクランク軸を介し
て駆動するように構成されている。さらに高精度
の切断が要求される場合には、切断時カツターの
横方向移動速度とウエブの走行速度が完全に一致
することによりウエブ切断面がいわゆる斜め切り
にならぬようカツター用モータの制御にフイード
用モータに直結したパルスジエネレータ出力でウ
エブ走行長を示すパルスを適当に間引く間引き回
路出力を用い、切断作業中はウエブ走行速度とカ
ツターの横方向移動速度とが一致するようカツタ
ー用モータの速度を制御する。

また、切断されたウエブのトレイ中への集積を
容易にするためカツターの背後のキヤツチコンベ
アの速度を、ウエブ速度の低い範囲内ではウエブ
速度より早い一定速度とし、ウエブ速度がある程
度以上の場合はウエブ速度より一定比率だけ早い
速度とすると工合がよい。又サブフイードドラム
の送り長さをメインフイードドラムの送り長さよ
り設定分だけ短かくし、切断時には両者を等速に
して揃えて切断するデイジタル回路を設けること
もできる。

本発明の実施例を示す第１図について説明すれ
ば、メインウエブは原反ロール１０からテンシヨ
ンピツクアツプ用ロール１１を介して引き出さ
れ、メインフイード用サクシヨンドラム１２によ
りカツターの位置まで搬送される。又もう一方の
サブウエブは原反ロール２０からテンシヨンピツ
クアツプ用ロール２１を介して引き出されサブフ
イードドラム２２によつてメインウエブと合わせ
てカツターの位置まで搬送される。尚１７，２７
はテンシヨンピツクアツプ、１８，２８は張力制
御用モータ、１９，２９はそのレギユレータであ
る。こゝにメインフイードドラム１２の速度ムラ
をなくすため送出しテンシヨンはできるだけ変動
しないように制御されるが、必ずしもモータを用
いる必要はなく、例えばパウダーブレーキ等を用
いてもよい。

メインフイードドラム１２はモータ１３で駆動
され、それにドラム１２の速度検出用タコジエネ
レータ１４、位置検出用のパルスジエネレータ１
５が直結される。こゝにタコジエネレータ１４を
用いる代りにパルスジエネレータ１５の出力を
Ｆ／Ｖ（周波数−電圧）変換してもよい。１６は
モータ１３のレギユレータである。同様に２３は
サブフイードドラム２２の駆動用モータ、２４は
タコジエネレータ、２５はパルスジエネレータで
あつて、２６はモータ２３のレギユレータであ
る。前記同様このタコジエネレータ２４もパルス
ジエネレータ２５の出力をＦ／Ｖ変換して代用す
ることができる。一例としてロール１０からはメ
インウエブとしてのフイルムを、ロール２０から
はサブウエブとしてその挾み紙を送り出してもよ
い。

カツター部は第２図に示すように、上刃２、下
刃５１を夫々直接又は間接に把持する揺動台１を
揺動ガイド５４で案内してウエブの進行方向に移
動可能に設けると共に、上刃上下動ガイド５３で
上刃固定台５２を案内して上刃２を揺動台１に固
定された下刃５１に対し垂直方向に移動可能に設
け、前記揺動台１をクランク軸５９に連結された
クランクアーム５６、コンロツド５５から成るク
ランク機構７により同様に前記上刃固定台５２を
同一のクランク軸５９に連結されたクランクアー
ム５８、コンロツド５７から成るクランク機構７
により夫々駆動するように構成されており、揺動
台１がウエブの進行方向にウエブと等速で移動す
る間に上刃２が下降し、下刃５１と咬合つてウエ
ブが切断される。こゝにコンロツド５５及びクラ
ンクアーム５６の長さは揺動台１の切断時速度及
び切断時速度変動に対する要求に基ずき、又コン
ロツド５７及びクランクアーム５８の長さは上下
刃の咬合い深さやシヤー角に対する要求に基ず
き、さらに又両クランクアーム５６，５８の位相
角は切断点の最適化を考慮して夫々設定される。
３はカツター用モータ、４は速度検出用タコジエ
ネレータ、５はパルスジエネレータ、６はモータ
のレギユレータである。こゝにタコジエネレータ
４は前記同様パルスジエネレータ５の出力をＦ／
Ｖ変換して代用することができる。８はカツター
基準位置検出用センサー、９は減速機である。切
断されたウエブはカツター背後のキヤツチコンベ
ア３１で搬送され集積装置３０に入る。３３はコ
ンベア３１の駆動用モータ、３２は減速機、３４
はモータ３３の速度検出用タコジエネレータ、３
６はモータ３３のレギユレータ、３７はウエブの
ガイドプレート、４０はウエブの切断長等を決定
する設定盤である。当発明者らは切味不良、切断
精度不良の原因がウエブの速度ムラにあることを
解明し、ウエブの速度ムラとカツターの応答性の
関係を満すためには以下のような条件が不可欠で
あるとの結論をえた。すなわち切断長を精度高く
決定するために、メインフイード用モータ１３が
速度変動なく一定速度で回転しサブフイード用モ
ータ２３とカツター駆動用モータ３のメインウエ
ブに対する追従制御が容易でなければならない。
そのため各モータの負荷を含めたモータ軸換算慣
性モーメントをＪ、Woをモータの定格速度、To
をモータの定格トルクとすれば＝JWo／Toと
して定義されるを定め、メインフイード用モー
タ１３のを_F、サブフイード用モータ２３の
を_S、カツター駆動用モータ３のを_Cとす
れば三者のが_F＞_S＞_Cとなる如く各モー
タの慣性モーメントを定め、尚必要があればフラ
イホイールを附置する。例えば_Fを_Cの２〜10
倍位、_Sの1.5〜３倍位とし、かつ_F＞_S＞
_Cとすると三者間の最適な速度制御及び位置制御
が可能となり切断寸法を精度高く維持することが
できる。これはメインフイードやサブフイードに
生ずる速度ムラよりカツターの応答をあげ、速度
ムラの影響がなく切断でき、またメインフイード
に生ずる速度ムラよりサブフイードの応答をあ
げ、速度ムラの影響がなく追従できるよう構成す
ることと同じである。

カツターはクランク機構７によつて駆動される
が、その方がロータリカツターを用うるより切断
時のカツターのウエブ進行方向における速度変動
が少なくてすむからである。しかしウエブの斜め
切りを行なわず、正確な形状の切断を行なうため
には、切断時にはカツター揺動台１の横方向の移
動速度とウエブの進行速度が完全に一致しなけれ
ばならない。そのためカツター揺動位置を、カツ
ター駆動用モータに直結したパルスジエネレータ
５で検出するとともに、ウエブの移動速度をフイ
ード用モータに直結したパルスジエネレータ１
５，２５で検出するが、ウエブ移動パルスを切断
開始から終了までカツターの変位とともに与えら
れた条件で間引いて、見かけ上ウエブの移動速度
が変化したように疑似情報を出しカツター駆動用
モータを制御する方法が用いられる。すなわちカ
ツタ駆動用モータを一定速度で回転させると、切
断中、ウエブとカツタのウエブ進行方向の速度が
異なつてしまう。そこで、カツタのウエブ進行方
向速度が、ウエブ送り速度と一致できるようにす
るため、カツタ駆動用モータを変速させる必要が
ある。本装置においては、ウエブ送り量に基づい
て発生するパルス信号を切断中適宜間引き、この
疑似信号に基づいて、カツタを駆動することによ
り、カツタのウエブ進行方向速度を、ウエブ送り
速度と一致させる。すなわち、切断開始点から切
断終了点までカツタはウエブより速度が速くなる
傾向となるのを、この間引き操作により、あたか
もウエブが遅くなつていくがごとき信号をカツタ
に与え、カツタを遅くさせることによつて、カツ
タとウエブとを揃速させる。この間引き回路はワ
イヤーメモリーやデイジタルメモリー等を用い本
実施例ではモータ３のレギユレータ６のパルス入
力付近に設けられるものである。

更にメインフイードドラム１２の送り長さより
もサブフイードドラム２２の送り長さを短かく異
サイズ切断を行なう場合はカツターでウエブ切断
後、サブフイードドラム２２の速度を低下させ、
次回切断時までに所定の短小分を得るとともに、
切断時には再び両ウエブの速度を等しくして切断
を行なう。切断前の搬送中の両ウエブの速度は異
なつてはいるが両ウエブを引つぱつているキヤツ
チコンベア３１における把持力を弱く（例えば１
Kg以内）小さな値に設定してあるのですべりが生
じて何ら支障なく搬送することができる。

このように_Fを大きくとつたメインフイード
用モータ１３でウエブを出来るだけ高周波の速度
変動のない状態でフイードする。この時ウエブの
送り出し張力を上記メインフイード用モータにト
ルク外乱を与えないよう高精度に張力制御され
る。

ウエブの送り長さは周長をパルスと係数補正の
不要な（例えば１パルスにつき0.01mm）メインフ
イードドラム１２にモータ１３を介して直結され
たパルスジエネレータ１５で測定されることが望
ましい。しかしどうしても上記パルスと送り長と
の関係が満せない場合には、パルスジエネレータ
１５の後に係数補正器を設けることも可能であ
る。このパルスジエネレータ１５の信号が_Fよ
り小さな_Sをもつように構成されたサブフイー
ドドラム２２の駆動用モータ２３を駆動させる基
準信号となり、サブフイードドラムは短小切断分
の速度低下を行なわれた後、速度が揃うようデジ
タル的に制御される。このときもサブフイードド
ラム２２とパルスジエネレータ２５との関係はメ
インフイードの場合と同じく、係数補正の不要な
ように設計されることが望ましいが、不可能なら
ば、パルスジエネレータ２５の後に係数補正器を
設けることが可能である。

一方上記のメインフイード用パルスジエネレー
タ信号はサブフイード用モータ２３の_Sよりさ
らに小さな_Cをもつように構成されたカツタ駆
動用モータ３を駆動させる基準信号となる。ウエ
ブとカツターの揃速性が要求される場合はカツタ
ー駆動用モータ３は揺動台１の横方向速度が切断
中ウエブ速度と等速になるよう上記基準信号を間
引くことによつて制御される。

すなわち、メインフイード用パルスジエネレー
タ信号を、適宜間引いて疑似的に速度が下がつた
ような信号を、カツタ駆動系に与えるわけである
から、カツタ駆動系は、メインフイード系の疑似
的速度変動に追従できなければならない。このた
めにも_F＞_Cでなければならない。

このように本願の発明では従来の装置の如くウ
エブに接触するメジヤリングローラーを一切使用
していない。メジヤーリングローラを用いると、
ウエブにキズやしわをつけ、又ばたつきやノイズ
が入りやすい等の欠点があり、またたとえメジヤ
リングローラによりウエブの速度変動を精度よく
測定できたとしても速度変動は消去できず、カツ
ターは追従できない。本願の発明ではできる限り
速度変動を押えるように構成されたフイード用モ
ータに直結したパルスジエネレータのパルス信号
によつて制御されるので格段に精度の高い制御が
行なわれる。

本願の発明は以上のような構成によつて、メジ
ヤーリングローラを用いずに高精度のウエブ切断
を行なえる走間切断機を得たものである。

以上は本願発明の一実施例に基く説明である
が、本願発明は必ずしもこれに限るものではな
い。

前記実施例においては、フイルムと紙の二枚送
りとし、２枚の長さを変える場合につき説明した
が、一枚切断の場合でも上記関係が満される必要
があることは言うまでもなく、フイード用モータ
にパルスジエネレータを直結し、フイード用モー
タの_Fをカツター用モータの_Cより大きくする
ことにより高精度の切断が可能である。

又、多数枚の切断を同じサイズで同時に行う場
合、多数台のフイードドラムをウオーム減速機等
の減速機を介して一つのフイード用モータで駆動
させる場合にも上記関係が満される必要がある。
この場合のフイードドラムはサクシヨンドラムに
かぎらず一対のニツプロールで、多数枚同時に送
ることも可能である。

前記実施例では、二枚の切断長さを変える場合
について示したが、二枚の切断長さの差が一定
か、全く同じ切断長さの場合サクシヨンドラム径
を所定長だけ変えておくか、又は全く同じに作
り、ウオーム減速機等を用いて、一台のフイード
用モータで駆動することも可能である。

前記実施例では、サクシヨンドラムの配置をウ
エブ進行方向に並列させたが、上下に並べて利用
することも可能である。

前記実施例においては、ウエブをカツトする場
合のみについて述べたが第３図のようにスリツテ
イングとカツテイングを同時に行う場合にも、フ
イードドラムとカツタとの関係は前記の実施例と
同じように構成されることが望ましい。

第３図で説明すると前実施例と同じくウエブの
一枚送り出しを、テンシヨンピツクアツプロール
１１、テンシヨンピツクアツプ１７でウエブテン
シヨンを検出し、送出しロール１０と連結された
送出張力制御用モータ１８を、レギユレータ１９
で駆動する。カツターの駆動も前実施例と同じく
カツター駆動用モータ３、カツター位置検出用パ
ルスジエネレータ５を用い、レギユレータ６で駆
動される。この例ではタコジエネレータは用い
ず、レギユレータ内に有するＦ／Ｖ変換機で、パ
ルスジエネレータ５の出力をＦ／Ｖ変換して利用
する形態を示した。

メインフイードドラム１２、フイード用モータ
１３、パルスジエネレータ１５、レギユレータ１
６も前実施例と同じとみてよいが、モータ１３の
出力軸から、機械的伝導機構をへて、同時にスリ
ツタ上刃４１、下刃４２をも、駆動するようにし
ている。

サブフイードドラム２２は本実施例では、スリ
ツト部のテンシヨンを一定にするため、電流制御
を用いている。従つてメインフイードドラムと、
サブフイードドラムはデイジタル的に連結されて
いるわけではないが、前実施例と同じく各モータ
のを_F＞_S＞_Cとなるよう選定する必要が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図はカ
ツター構造の説明図、第３図は本発明の他の実施
例を示す図である。 符号の説明、１……カツター揺動台、２……上
刃、３……カツター駆動用モータ、４……タコジ
エネレータ、５……パルスジエネレータ、６……
レギユレータ、７……クランク機構、８……カツ
ター基準位置検出用センサ、９……減速機、１
０，２０……原反ロール、１１，２１……テンシ
ヨンピツクアツプ用ロール、１２……メインフイ
ードドラム、２２……サブフイードドラム、１
３，２３……フイード用モータ、１４，２４……
タコジエネレータ、１５，２５……パルスジエネ
レータ、１６，２６……レギユレータ、１７，２
７……テンシヨンピツクアツプ、１８，２８……
送出張力制御用モータ、１９，２９……レギユレ
ータ、３０……集積装置、３１……キヤツチコン
ベア、３２……減速機、３３……キヤツチコンベ
ア用モータ、３４……タコジエネレータ、３６…
…レギユレータ、３７……ガイドプレート、４０
……設定盤、４３……カツター部、５１……下
刃、５２……上刃固定台、５３……上刃上下動ガ
イド、５４……揺動ガイド、５５，５７……コン
ロツド、５６，５８……クランクアーム、５９…
…クランク軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上下動するカツターがクランク機構で駆動さ
   れるウエブの走間切断機において、上下刃を把持
   する揺動台を揺動ガイドによりウエブの進行方向
   に移動可能に設けると共に、該揺動台に設けられ
   た上刃上下動ガイドにより上刃を下刃に対し垂直
   方向に移動可能に設け、これら上下刃をカツター
   駆動用モータに連結された同一のクランク軸を介
   して駆動するようにし、かつ該カツター駆動用モ
   ータの（＝JWo／To但しＪは負荷を含めた
   駆動用モータ軸の換算慣性モーメント、Woは定
   格速度、Toは定格トルク）を_Cとし、ウエブフ
   イード用ドラムを駆動するウエブフイード用モー
   タのを_Fとしたとき_Cが_Fより小さくなる
   ように前記カツター駆動用モータ及びウエブフイ
   ード用モータを設定して成ることを特徴とする走
   間切断機。