KR20160045130A

KR20160045130A - 금속박의 절단 장치

Info

Publication number: KR20160045130A
Application number: KR1020167007328A
Authority: KR
Inventors: 쥰 이케우치; 가즈히로 미타무라; 마사키 사이토; 모투우 시미즈; 다케시 이와타; 구니요시 와카마츠; 도시아키 오우류이; 도모야 바바
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2016-04-26
Also published as: KR101908203B1; EP3053714B1; WO2015045580A1; EP3053714A1; CN105592989A; CN105592989B; EP3053714A4; JPWO2015045580A1; US20160214266A1; US10259032B2; JP6004117B2

Abstract

본 발명은 하측 날(4) 상에 투입된 금속박 모재(W)를 하측 날(4)과 패드(7)로 가압 구속한 후에, 하측 날(4)측의 절삭날(4a)과 상측 날(6)측의 절삭날(6a)의 교합에 기초하는 전단 작용에 의해 절단하는 것이다. 하측 날(4)의 상면 및 패드(7)의 가압면에는, 그들보다도 마찰 계수가 큰 수지제의 페이스 시트(10, 11)를 고정하고 있다. 이들 페이스 시트(10, 11)가 발생하는 마찰력에 의해, 상측 날(6)의 가압력에 의해 절단 전의 금속박 모재(W)가 끌려 움직이는 것을 억제한다. 이에 의해, 「버」, 「롤업」 등의 발생을 없애고, 절단 품질을 확보한다.

Description

금속박의 절단 장치{CUTTING DEVICE FOR METAL FOIL}

본 발명은, 알루미늄박 또는 구리박 등으로 대표되는 금속박의 절단 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 금속박의 절단 장치로서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 제안되어 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 절단 장치에서는, 알루미늄, 탄탈륨, 니오븀, 티타늄, 지르코늄 등의 콘덴서용 금속박을, 제1 날과 제2 날의 교합에 기초하는 전단 작용에 의해 절단하는 것을 목적으로 하여, 양쪽 날끼리의 교합 깊이(랩값)와 클리어런스를 특정한 수치 범위로 규정한 것으로 되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 절단 장치에서는, 제1 날과 제2 날의 교합에 기초하는 전단 작용에 의해 절단하는 것을 기본으로 하고 있으므로, 양쪽 날끼리의 교합부측을 향해 금속박이 끌리는 현상의 발생은 회피할 수 없다. 이 경향은 절단 대상이 되는 금속박의 두께 치수가 커질수록 현저해지고, 금속박의 두께 치수가 커지면 커질수록 그에 따라 양쪽 날끼리의 교합 깊이나 클리어런스도 필연적으로 커질 수밖에 없으므로, 그 결과로서, 금속박이 움직임으로써 절단 품질의 악화나 절단면에서의 「롤업」이나 「버어」의 발생을 초래할 우려가 있다.

일본 특허 출원 공개 제2007-152436호 공보

본 발명은 이와 같은 과제에 착안하여 이루어진 것이며, 양쪽 날끼리의 교합에 기초하는 전단 작용에 의해 절단하는 것을 기본으로 하면서도, 절단 시에 금속박이 끌려 움직이는 것을 억제할 수 있도록 한 절단 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 하측 날과 상측 날의 교합에 기초하는 전단 작용에 의해 하측 날 상에 적재되는 금속박을 절단할 때, 하측 날 상에는, 그 위에 적재되는 금속박과의 사이에 개재하도록 하측 날보다도 마찰 계수가 큰 유지 수단을 설치한 것이다.

본 발명에 따르면, 하측 날보다도 마찰 계수가 큰 유지 수단이 개재되어 있음으로써, 절단 시에 금속박이 끌려 움직이는 것을 억제할 수 있고, 절단 정밀도나 절단 품질이 양호한 것이 됨과 함께, 절단면에서의 「롤업」이나 「버」의 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 절단 장치의 제1 실시 형태를 도시하는 도면으로, 상측형 상승 시의 단면 설명도.
도 2는 도 1의 상태로부터 상측형이 하강하고, 패드가 금속박 모재에 접촉한 상태를 도시하는 단면 설명도.
도 3은 도 2의 상태로부터 상측형이 더욱 하강하여, 금속박 모재가 절단된 후의 상태를 도시하는 단면 설명도.
도 4의 (a)는 도 1 내지 3에 도시한 절단 장치의 주요부 확대도, (b)는 도 4의 (a)에 있어서의 a부의 가일층의 주요부 확대도.
도 5는 도 4의 (a)에 있어서의 하측 날의 평면 설명도.
도 6은 도 4에 도시한 절단 장치에서의 하측 날측의 페이스 시트의 두께와 전단면율(％)의 관계를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 관한 절단 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 도면으로, 도 4의 (b)와 동등 부위의 주요부 확대도.

도 1 내지 6은 본 발명에 관한 금속박의 절단 장치를 실시하기 위한 보다 구체적인 제1 형태를 도시하고, 특히 도 1 내지 3은 프레스 타입의 절단 장치의 기본 구조와 그 구조 하에서의 동작을 도시하고, 도 4, 5는 상기 절단 장치의 주요부의 상세를 도시하고 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 절단 장치는, 하측형(1)과, 이 하측형(1)에 대해 승강 가능하게 대향 배치된 상측형(2)으로 구성되어 있다.

하형(1)은, 하측 홀더(3) 상에, 예를 들어 강 혹은 초경금속 등으로 이루어지는 하측 날(4)을 고정한 것이고, 그 하측 날(4)의 전방측의 종벽면과 상면이 이루는 코너부가 하측 날(4)측의 절삭날(4a)로 되어 있다. 그리고, 그 하측 날(4) 상에 절단 대상이 되는 긴 금속박 모재, 예를 들어 복수매가 중첩된 긴 금속박 모재(W)가 공급되어 적재되게 된다.

한편, 상측형(2)은, 상측 홀더(5)를 모체로 하고, 이것에, 예를 들어 강 혹은 초경금속 등으로 이루어지는 상측 날(6)과, 예를 들어 강제의 가압 부재로서의 패드(7)를 조합한 것이고, 패드(7)는 패드 홀더(8)에 고정되어 있고, 상측 날(6)의 하단부 중 패드(7)에 가까운 코너부가 절삭날(6a)로 되어 있다. 또한, 상측 날(6)은 상측 홀더(5)에 대해 상하 이동 가능하게 지지되어 있음과 함께, 패드 홀더(8)는 우레탄 혹은 압축 코일 스프링 등의 탄성체(9)를 통해 상측 홀더(5)에 상하 이동 가능하게 탄성 지지되어 있다. 그리고, 도 1에 도시한 바와 같이, 패드(7)가 최상승 위치에 있는 상태에서는, 패드(7)의 하단부는 상측 날(6)보다도 하방측에 위치하고 있다.

이와 같이 구성된 절단 장치에서는, 도 1의 좌측 방향으로부터 복수매가 중첩된 긴 금속박 모재(W)가 소정량씩 이송되는 것으로 하면, 정량 공급된 금속박 모재(W)가 하측 날(4) 상에서 정지하여 위치 결정되면, 상측 홀더(5)를 모체로 하는 상측형(2) 전체가 하측형(1)에 대해 하강한다. 이 상측형(2)의 하강 동작에 수반하여, 도 2에 도시한 바와 같이 최초에 패드(7)가 하측 날(4) 상의 금속박 모재(W)에 접촉하고, 패드(7)는 탄성체(9)를 압축하면서 그 탄성력을 갖고 하측 날(4)에 대해 금속박 모재(W)를 가압하게 된다. 이에 의해, 금속박 모재(W) 중 절단선이 되어야 할 부위[후술하는 바와 같이, 하측 날(4)측의 절삭날(4a)과 상측 날(6)측의 절삭날(6a)이 교합하는 부위]의 인접 위치가 하측 날(4)과 패드(6)로 가압 구속되게 된다.

여전히 상측형(2)이 하강하면, 패드(7)는 금속박 모재(W)에 가압된 상태이므로, 이후는 상측 홀더(5)와 상측 날(6)만이 하강하고, 도 3에 도시한 바와 같이 하측 날(4)측의 절삭날(4a)과 상측 날(6)측의 절삭날(6a)이 서로 교합하게 된다. 그리고, 이 하측 날(4)측의 절삭날(4a)과 상측 날(6)측의 절삭날(6a)의 교합에 기초하는 전단 작용에 의해, 금속박 모재(W)로부터 금속박편(P)이 소정의 사이즈의 것으로서 절단되게 된다.

절단 후에 상측형(2)이 상승 동작하면, 최초에 상측 날(6)이 상승하고, 이어서 패드(7)가 상승하여 금속박 모재(W)로부터 이격되게 되고, 상측 날(6) 및 패드(7)를 포함하는 상측형(2) 전체가 도 1의 초기 상태로 복귀하여 1사이클을 종료하고, 이후는 상기와 동일한 동작을 반복하게 된다.

도 4의 (a), (b)는 도 1 내지 3에 도시한 절단 장치의 주요부의 상세를 나타내고 있고, 하측 날(4) 및 패드(7) 중 금속박 모재(W)와 직접 접촉하는 부분, 즉 하측 날(4)의 상면 및 패드(7)의 하면인 가압면에는, 절단 시의 끌림에 의해 금속박 모재(W)가 움직이는 것을 가급적으로 억제하므로, 유지 수단으로서 소정 두께의 페이스 시트(10 또는 11)를, 예를 들어 아크릴계 점착제 등에 의해 각각에 접착 고정하고 있다.

이에 의해, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 하측 날(4)과 패드(7)로 금속박 모재(W)를 가압 구속했을 때에는, 하측 날(4)의 상면과 금속박 모재(W) 사이, 및 패드(7)의 가압면과 금속박 모재(W) 사이에는, 각각에 페이스 시트(10 또는 11)가 개재하는 형태가 된다. 이것으로부터 이해되는 바와 같이, 도 1 내지 3에서는 하측 날(4)측 및 패드(7)측의 각각의 페이스 시트(10, 11)를 도시 생략하고 있고, 동일한 도면에서는 절단 장치의 기본 구조와 그 기본 동작만을 나타내고 있게 된다.

이들 페이스 시트(10, 11)는 하측 날(4)이나 패드(7)의 재질인 금속보다도 마찰 계수가 큰 것이 조건으로 되고, 본 실시 형태에서는 금속보다도 마찰 계수가 큰 수지제의 페이스 시트(10, 11)로서 폴리프로필렌(PP) 혹은 폴리에틸렌(PE)제의 것이 채용되어 있다. 그리고, 예를 들어 하측 날(4)측의 페이스 시트(10)에 대해 본 경우, 도 5에 도시한 바와 같이 그 폭 치수 Wa는 2㎜ 정도가 되고, 동시에 절삭날(4a)측으로의 이송을 방지하기 위해, 절삭날(4a)로부터 소정량 α로서 예를 들어 0.5㎜ 정도만큼 안측의 위치에 접착되어 있다. 이들 관계는 패드(7)측의 페이스 시트(11)에 대해서도 동일하고, 도 4의 (a)로부터도 명백해진 바와 같이, 패드(7)측의 페이스 시트(11)는 상측 날(6)측의 절삭날(6a)보다도 소정량 α로서 예를 들어 0.5㎜ 이상만 안측의 위치에 접착되어 있다.

또한, 도 4의 (a)의 a부를 더욱 확대한 도 4의 (b)로부터 명백해진 바와 같이, 패드(7)로 가압 구속되어 있는지 여부에 관계없이, 절단 전의 금속박 모재(W)는 하측 날(4)측의 소정 두께 β의 페이스 시트(10)에 직접 접촉하고 이것에 지지되어 있게 되므로, 금속박 모재(W)는 페이스 시트(10)와 절삭날(4a)에 걸치면서 그 페이스 시트(10)보다도 낮은 위치측의 절삭날(4a)을 향해 처지는 소위 「처짐」을 발생하는 형태가 되고, 결과적으로 하측 날(4)측의 절삭날(4a)의 인접 위치에서는, 하측 날(4)의 상면과 페이스 시트(10) 및 금속박 모재(W)로 둘러싸인 영역에 소정의 간극(G)이 발생하는 형태가 된다.

따라서, 도 2, 3 외에 도 4에 도시한 바와 같이, 하측 날(4)측의 페이스 시트(10) 및 패드(7)측의 페이스 시트(11)에서 금속박 모재(W)가 가압 구속되어 있는 상태에서, 하측 날(4)측의 절삭날(4a)과 상측 날(6)측의 절삭날(6a)의 교합에 기초하는 전단 작용에 의해 금속박 모재(W)를 절단한 경우, 그 금속박 모재(W) 중 하측 날(4)보다도 상측 날(6)측에 오버행되어 있는 부분은, 상측 날(6)에 의해 내리눌리는 형태가 되므로, 전단에 앞서 상하의 페이스 시트(10, 11)에 의해 가압 구속되어 있는 부분에서도 상측 날(6)의 압하력에 끌리는 형태로 움직이려고 하게 된다.

한편, 상하의 페이스 시트(10, 11)는 마찰 계수가 크기 때문에 금속박 모재(W)와의 사이에 큰 마찰력이 발생하고, 상기와 같은 상측 날(6)의 압하력에 끌리려고 하는 금속박 모재(W)의 움직임에 대항하게 된다. 그로 인해, 금속박 모재(W)가 상측 날(6)에 의한 압하 방향으로 끌리는 움직임을 억제할 수 있고, 그 결과로서 금속박 모재(W)나 절단된 금속박편(P)의 절단면에서의 절단 품질이 양호한 것이 됨과 함께, 절단면에서의 「롤업」이나 「버」의 발생을 억제할 수 있고, 절단 품질의 향상에 기여할 수 있다.

또한, 하측 날(4) 및 패드(7)의 각각에 위치적으로 서로 정면 대향하는 페이스 시트(10, 11)가 있음으로써, 하측 날(4)의 상면이나 패드(7)의 가압면에 있는 요철이나 양자의 평행도 불량 등도 흡수하면서, 절단 전의 금속박 모재(W)를 확실하게 가압 구속할 수 있고, 금속박 모재(W)가 상측 날(6)에 의한 압하 방향으로 끌리는 움직임을 한층 억제할 수 있다.

또한, 도 4, 5에 도시한 바와 같이, 상하의 페이스 시트(10, 11)는 각각에 하측 날(4)측의 절삭날(4a)이나 상측 날(6)측의 절삭날(6a)보다도 안측의 위치에 있고, 그것에 의해 하측 날(4)과 페이스 시트(10) 및 금속박 모재(W)로 둘러싸인 영역에 간극(G)이 확보되어 있으므로, 절단 시에 페이스 시트(10, 11)가 절삭날(4a, 6a)과 간섭하는 일도 없고, 그들 절삭날(4a, 6a)끼리의 교합부에 맞물려 버리는 일도 없다.

도 6은, 도 4에 도시한 하측 날(4)측의 페이스 시트(10)의 두께 β를 복수 단계로 변화시켰을 때의 절단 품질의 지표인 전단면율(％)의 변화를 나타내고 있다. 여기서, 전단면율(％)이라 함은, 금속박편(P)의 다수회의 절단을 반복하여 각각의 전단 절단면을 관찰한 경우에, 전단 절단면에 「버」나 「롤업」의 발생이 없고 평활한 전단면(바니시면)이 된 절단 매수를 전체 절단 매수로 제산한 비율을 의미한다. 또한, 도 6의 페이스 시트(10)의 두께 β가 0㎛인 경우라 함은, 하측 날(4)측의 페이스 시트(10)를 사용하지 않았던 경우를 의미한다. 도 6으로부터 명확해진 바와 같이, 하측 날(4)측의 페이스 시트(10)의 두께 β가 0㎛인 경우 외에, 150㎛ 및 200㎛인 경우에는, 전단면율이 저하되어 버리는 것을 이해할 수 있고, 전단율의 목표값을 90％ 이상으로 했을 경우에는, 그 목표값을 달성할 수 있는 것은, 하측 날(4)측의 페이스 시트(10)의 두께 β가 50㎛인 경우와 100㎛인 경우로 되었다.

이 점에 대해 고찰하면, 페이스 시트(10)의 두께 β가 커지면, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 페이스 시트(10)측으로부터 절삭날(4a)측을 향해 처지면서 그들의 페이스 시트(10)와 절삭날(4a)에 걸쳐 있는 금속박 모재(W)가 수직에 가까워지고, 나아가서는 양쪽의 절삭날(4a, 6a)끼리의 교합면과 평행한 방향으로 접근하는 것을 의미한다. 그로 인해, 절단 품질의 지표인 전단면율(％)이 저하된 것으로 추측된다.

바꿔 말하면, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 하측 날(4)의 상면과, 페이스 시트(10)와 절삭날(4a)에 걸쳐 있는 금속박 모재(W)가 이루는 각도 θ가 과대해지면, 절단 품질의 지표인 전단면율(％)이 저하되게 된다.

즉, 도 5에 기초하여 전술한 바와 같이, 하측 날(4)의 절삭날(4a)측으로의 페이스 시트(10)의 끌려들어감이나 페이스 시트(10)와 절삭날(4a)의 간섭을 회피하기 위해, 하측 날(4)측의 절삭날(4a)의 위치로부터 소정량 α로서 0.5㎜ 정도 안측의 위치에 페이스 시트(10)를 고정하고 있으므로, 하측 날(4)의 상면과, 페이스 시트(10)와 절삭날(4a)에 걸쳐 있는 금속박 모재(W)가 이루는 각도 θ가 12도를 초과하면, 절단 품질의 지표인 전단면율(％)이 90％를 하회하는 것이 판명되었다.

그렇게 하면, 하측 날(4)측의 절삭날(4a)의 위치로부터 소정량 α로서 0.5㎜ 정도 안측의 위치에 페이스 시트(10)를 고정하고 있는 것을 전제로 했을 경우, 하측 날(4)측의 페이스 시트(10)의 두께 β가 50 내지 10㎛의 범위 내이고, 각도 θ가 12도 이하이면 절단 품질의 지표인 전단면율(％)로서 90％ 이상을 확보할 수 있게 된다. 이들 조건은, 패드(7)측의 페이스 시트(11)에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있는 것으로 추측된다.

도 7은 본 발명에 관한 절단 장치의 제2 실시 형태를 도시하고, 도 4의 (b)와 공통되는 부분에는 동일 부호를 부여하고 있다. 이 제2 실시 형태에서는, 하측 날(4)측의 유지 수단으로서의 페이스 시트(20)는, 그 하측 날(4)측의 절삭날(4a)을 향해 하향 구배로 되는 경사면(20a)을 갖고 있는 형상으로 한 것이다.

이 제2 실시 형태에서는, 앞선 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어지는 것 외에, 하측 날(4)의 상면과, 페이스 시트(20)와 절삭날(4a)에 걸쳐 있는 금속박 모재(W)가 이루는 각도 θ가 상대적으로 커져도 소기의 목적을 달성할 수 있는 이점이 있다.

여기서, 상기 각 실시 형태에서는, 복수매가 중첩된 금속박 모재(W)를 그 적층 상태 그대로 절단하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 절단 품질을 확보할 수 있으면 그 적층 매수는 특별히 한정되지 않고, 또한 1매의 금속박 모재(W)를 절단하는 방식으로 해도 된다.

또한, 상기 각 실시 형태에 있어서의 유지 수단으로서의 각각의 페이스 시트(10, 11)의 주된 기능은, 금속박 모재(W)와의 사이에서 비교적 큰 마찰력을 발생할 수 있는 것이고, 이 조건만 만족시키면, 각각의 페이스 시트(10, 11)는 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 수지제의 것으로 반드시 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 각각의 페이스 시트(10, 11)는 고무 등의 탄성체제의 것이어도 된다. 이 경우에는, 가압력에 의해 탄성체제의 페이스 시트(10, 11)를 적극적으로 탄성 변형시킴으로써, 보다 큰 마찰력을 발생시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 각각의 페이스 시트(10, 11)로서 철계 또는 비철계의 금속제의 것을 채용한 후에, 필요한 마찰력이 얻어지는 조면 형상으로서 표면을 배껍질 무늬 형상 또는 요철 형상의 것으로 하면 된다. 이 조면 형상에 의해, 금속박 모재(W)와의 사이에 필요한 마찰력을 발생시킬 수 있게 된다.

Claims

하측 날과, 이 하측 날과 교합 가능한 상측 날을 구비하고,
상기 하측 날과 상측 날의 교합에 기초하는 전단 작용에 의해 상기 하측 날 상에 적재되는 금속박을 절단하도록 한 절단 장치에 있어서,
상기 하측 날 상에는, 그 위에 적재되는 금속박과의 사이에 개재하도록 상기 하측 날보다도 마찰 계수가 큰 유지 수단을 설치하고 있는, 금속박의 절단 장치.
제1항에 있어서, 상기 하측 날측의 절삭날보다도 소정량만큼 안측의 위치에 소정 두께의 유지 수단을 설치하고 있고,
상기 하측 날측의 절삭날의 인접 위치에서는 당해 하측 날과 금속박 사이에 간극이 확보되어 있는, 금속박의 절단 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 절단 전의 금속박을 상기 하측 날에 대해 가압하는 가압 부재를 상기 상측 날에 근접시켜 설치하고 있고,
이 가압 부재에는, 당해 가압 부재에 의해 가압되는 금속박과의 사이에 개재하도록 상기 가압 부재보다도 마찰 계수가 큰 유지 수단을 설치하고 있는, 금속박의 절단 장치.
제3항에 있어서, 상기 하측 날측의 유지 수단과 가압 부재측의 유지 수단은, 상하 방향에서 서로 정면 대향하는 위치에 설치되어 있는, 금속박의 절단 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하측 날측의 유지 수단은, 그 하측 날측의 절삭날을 향해 하향 구배로 되는 경사면을 갖고 있는, 금속박의 절단 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하측 날측의 유지 수단과 하측 날측의 절삭날에 걸쳐 있는 절단 전의 금속박이 상기 하측 날의 상면에 대해 이루는 각도가 12도 이내인, 금속박의 절단 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 수단이 수지제의 것인, 금속박의 절단 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 수단이 탄성체제의 것인, 금속박의 절단 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 수단이 금속제의 것이고, 당해 유지 수단 중 금속박과 접촉하는 부분이 조면으로 되어 있는, 금속박의 절단 장치.