JP2019214083A - シートカッティング装置 - Google Patents

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二郎 清水
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益弘 鹿志村
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遣三 小倉
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Abstract

【課題】ダイカットロールのブレードの長寿命化が図れるシートカッティング装置を提供する。【解決手段】シートカッティング装置1は、アンビルロール12と同期回転するダイカットロール11の外周にブレードスライドユニット20を配置する。ブレードスライドユニット20は、固定ブロック21に設けたシートカッティング方向のスライド溝21cに沿ってブレード23を備えたブレードホルダ22がスライド自在に配置され、第1、第2ストッパ24、25によりブレードホルダ22の脱落防止が図られる。ブレードホルダ22は、カム機構を利用したブレードスライド作動部27の作動シャフト30と一体にシートカッティング方向へ往復駆動される。ダイカットロール11と一体に移動するカムレバー32がシートカッティング位置でカムローラ32により傾動し、作動シャフト30をスプリング31のばね力に抗して往方向へ移動させ、その後ばね力で復動する。【選択図】図4

Description

本発明は、給送される長尺のシートを所定間隔に断裁するシートカッティング装置に関する。
シートカッティング装置には、回転ロールの外周面に直線状の刃(ブレード)を形成したダイカットロールと、直線状のブレードの受けをなすアンビルロールとの外周面を所定の間隔(ロール間隔と称する)を有してそれぞれ回転可能にフレームに配置し、給送されるシートを直線状のブレードで押し切るようにカッティングする構成が提案されている(特許文献1)。
ダイカットロールに設けた直線状のブレードの刃先はアンビルロールの表面に僅かに接する程度に突出し、ダイカットロールとアンビルロールとの間に挟持されながら搬送されたシートが直線状のブレードによる剪断力で切断される。
特開2010−23156号公報
引用文献1に開示されるように、ダイカットロールの直線状のブレードはシートをカッティングする毎にアンビルロールの表面に加圧接触するため、切断されるシートの材質が切れにくかったり、切断長さが長い場合に加圧限界を超えてしまい切断できなかったりすることがあった。また、カッティング回数が増えるに従って直線状のブレードの刃先が傷み、シートのカッティングに支障をきたす場合があった。このようなブレードの損傷が生じると、直線状のブレードがダイカットロールとは別体の構造の場合は直線状のブレードの交換が必要となり、また直線状のブレードがダイカットロールと一体の構造の場合はダイカットロールの交換が必要となっていた。また、ブレードがアンビルロールに毎度接触しているため、その交換頻度も高く、取り扱い性に問題があった。
本発明の目的は、ダイカットロールのブレードの長寿命化が図れるシートカッティング装置を提供しようとするものである。
本発明の目的を実現するシートカッティング装置の構成は、搬送される長尺シートを所定の長さのシート片にカッティングするシートカッティング装置であって、前記長尺シートを搬送方向と直交方向に沿ってカッティングするブレードを備えた1又は複数のブレードスライドユニットを外周部に配置したダイカットロールと、前記ブレードスライドユニットの外周面と隙間を有して前記ダイカットロールと対向配置され、前記ダイカットロールと同期回転し、前記ブレードスライドユニットと対向するシートカッティング位置で前記ブレードの刃先が入り込む溝部が外周面に形成されたアンビルロールと、を有し、前記ブレードスライドユニットは、前記ブレードを有するブレードホルダと、前記ブレードホルダを前記長尺シートのカッティング方向に沿ってスライド自在に保持し、前記ダイカットロールの外周面に固定される固定ブロックと、前記シートカッティング位置で前記ブレードホルダを前記シートのカッティング方向に沿って往復駆動させるブレードスライド作動部と、を有する。
好ましくは、前記ブレードスライドユニットは、前記固定ブロックの外周部に前記ブレードホルダがスライド自在に配置されるスライド溝を有し、前記シートカッティング方向に対する前記ブレードホルダの移動を許容するが前記スライド溝から径方向外方への移動を阻止する保持手段を有する構成とすることができる。
好ましくは、前記固定ブロックは、前記スライド溝を挟んだシート搬送方向の両側の弧状に形成された外周面にエンボス加工を施したエンボス加工部を有する構成とすることができる。
好ましくは、前記ブレードスライド作動部は、カム部材と、前記ブレードホルダと一体にシートカッティング方向に沿って往復動可能で、前記カム部材のカム動作により往方向へ移動な作動シャフトと、前記作動シャフトの往動作で蓄勢され、蓄勢力で前記作動シャフトを復方向に駆動する弾性手段と、前記ダイカットロールの回転により前記シートカッティング位置に向けて移動する前記カム部材に当接しながら前記カム部材をカム動作させて前記作動シャフトを往方向へ移動させるカム作動部材と、を有する構成とすることができる。
本発明によれば、ブレードは長尺シートを引くようにして切るので、切断能力(切れ味)が向上する。その際、ブレードの刃先はアンビルロールの溝部内にあるため、ブレードの刃先が硬いアンビルロールの表面に接触することがなく、ブレードの長寿命化を図ることができる。
また、シートのカッティング作業中にブレードホルダが外れるのを防止することができる。
また、固定ブロックにエンボス加工が施されるため、固定ブロックの外周面へのシートの密着を防止し、シートのスムーズな搬送が行える。
また、カム機構によりダイカットロールの回転力を利用して機械的にシートカッティング動作を行うことができるので、別にブレードスライド作動部の駆動モータなどを用いる必要がなく、コストダウンを図ることができる。
本発明によるシートカッティング装置の実施形態を示す概略正面図である。 図1のA−A矢視図である。 図1のB矢視拡大図である。 図2に示すブレードスライドユニットの分解斜視図を示す。 図4に示すブレードスライドユニットを示し、ブレードがスライドしていない非カッティング状態を示す。 図4に示すブレードスライドユニットを示し、ブレードがスライドしたカッティング状態を示す。 図4に示すブレードスライドユニットを示し、図5のC−C矢視断面図を示す。
以下、本発明によるシートカッティング装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1、図2において、本実施形態のシートカッティング装置1は、コイル状に巻回された長尺のシート2を所定サイズのシート片(枚葉)3に連続的にカッティングし、枚葉3をシート排出搬送ロール部4によりシート積載部5に積載する。長尺のシート2は、シート搬送ロール部6を経てシート給送搬送ロール部7によりシートカッティング装置1に向けて給送されると共に、シート排出搬送ロール部4により排出方向に搬送され、シート給送搬送ロール部7とシート排出搬送ロール部4との間に所定の張力が付与される。シート搬送ロール部6とシート給送搬送ロール部7とシート排出搬送ロール部4によりシート搬送部を構成する。
シート排出搬送ロール部4と、シート搬送ロール部6とシート給送搬送ロール部7はそれぞれ対向する一対のロール8a、8bにより構成され、不図示の駆動モータにより所定の搬送方向に回転駆動される。上記した構成のシート搬送部は、シート2に張力を付与する構成を示すもので、このような構成に限定されるものではなく、種々の構成が適用される。
図の例のシートカッティング装置1は、装置フレームFに、第1ロールである金属製の断面八角形形状のダイカットロール11と、第2ロールである金属製の円柱形状のアンビルロール12がシート2の所定の搬送方向に回転可能に配置される。ダイカットロール11はアンビルロール12と同様に円柱形状でもよい。図の例では、ダイカットロール11の外径をD1、アンビルロール12の外径をD2とすると、D1<D2としている。ダイカットロール11の軸中心に設けた金属製の第1回転軸13と、アンビルロール12の軸中心に設けた金属製の第2回転軸14は軸心が上下方向に沿った同一軸線上に位置するように上下に対向配置される。
ダイカットロール11の外周部には、軸方向に沿って複数の金属製のブレードスライドユニット20が周方向に沿って等間隔に配置され、本実施形態では4つのブレードスライドユニット20が第1回転軸13の回りに90度の角度間隔で配置される。なお、配置するブレードスライドユニット20は4つに限定されるものではなく、1つでも複数であっても良い。ダイカットロール11の軸中心からブレードスライドユニット20の外周面までの半径をRとすると、半径Rはアンビルロール12の半径(D2/2)と等長としている。また、ブレードスライドユニット20がアンビルロール12の外周面と対向した際に、ブレードスライドユニット20の外周面とアンビルロール12の外周面は所定の隙間Sを有している(図3参照)。
ブレードスライドユニット20の構成を図3〜図7を更に参照して説明する。
本実施形態において、ダイカットロール11を断面八角形形状とし、8つの平坦面に対してひとつおきの平坦面15にブレードスライドユニット20を配置しているが、ブレードスライドユニット20を1、2又は3とした場合、ダイカットロール11を断面円形形状に形成し、ブレードスライドユニット20の配置部のみを平坦面としても良い。ダイカットロール11の平坦面15には、ブレードスライドユニット20の後述する固定ブロック21が浅く嵌合する断面凹形状の取り付け凹部16が形成されている。
ブレードスライドユニット20は、図4に示すように、ダイカットロール11の軸方向長さと等長の固定ブロック21と、ブレードホルダ22と、直線状のブレード23と、ブレードホルダ22の径方向に沿った移動を規制しつつ長尺シート2の搬送方向と直交する方向であるカッティング方向(第1回転軸13の軸方向)に沿った所定の距離内において、ブレードホルダ22のスライド移動を許容する保持手段をなす第1ストッパ24および第2ストッパ25と、第1ストッパ24および第2ストッパ25を固定ブロック21の軸方向両端面に固定する一対のストッパ固定ねじ26と、ブレードスライド作動部27と、を有する。
固定ブロック21は、底面21aが平坦面に形成され、外周面が弧状に形成された略蒲鉾型とし、頂部21bの幅方向(周方向)中央部に所定深さのスライド溝21cが軸方向に沿って形成されている。スライド溝21cは固定ブロック21の軸方向両端を開口して形成され、一方の開口21dに第1ストッパ24のストッパ片24aが差し込まれ、他方の開口21eに第2ストッパ25の切欠溝形状のストッパ開口25aが臨む。ストッパ開口25aは、径方向外方が塞がれ、スライド溝21cの内底面21gとの間に径方向に沿って隙間H1を形成している(図7参照)。
固定ブロック21には、スライド溝21cを挟んで周方向両側に一対のストッパ固定ねじ26が挿通されるねじ挿通孔21fが軸方向に沿って貫通して形成されている。第1ストッパ24には一対のストッパ固定ねじ26の先端部がねじ込まれるねじ孔24bが形成され、第2ストッパ25には一対のストッパ固定ねじ26が挿通されるねじ挿通孔25bが形成されている。
したがって、一対の固定ねじ26を第2ストッパ25のねじ挿通孔25および固定ブロック21のねじ挿通孔21fを通して第1ストッパ24のねじ孔24bにねじ込むことで、第1ストッパ24と第2ストッパ25は固定ブロック21の両端に固定される。第1ストッパ24と第2ストッパ25は、ブレード23を取り付けたブレードホルダ22をスライド溝21cに装着した後に固定ブロック21に取り付けられる。第1ストッパ24のストッパ片24aの径方向内端とスライド溝21cの内底面21gとの間に隙間H2が形成される(図7参照)。
固定ブロック21のスライド溝21cを挟んだ周方向両側の外周面には、図5及び図6に示すように、表面を多数の凹凸面としたエンボス加工が施されエンボス加工部21hが形成される。エンボス加工部21hは所定の張力を受けてエンボス加工部21hに接触するシート2が真空状態に密着するのを阻止し、カッティング後に枚葉3がスムーズに固定ブロックの外表面から離れるようにしている。
ブレードホルダ22は、第1回転軸13の軸方向に沿って延びる矩形平板形状に形成された本体部22aを有し、本体部22aの外周面に軸方向に沿って形成された差し込み溝22bにブレード23が差し込み固定される。ブレード23の軸方向に沿った長さは、本体部22aの軸方向に沿った長さと等しくしている。ブレード23の刃先は本体部22aの外端面よりも径方向外方に所定長さ突出している。
本体部22aの軸方向一端側には、軸方向に沿って連結接手部22cが一体に形成され、他端側には軸方向に沿ってストッパ差し込み部22dが一体に形成されている。連結接手部22cは高さH3(高さH3は隙間H2と等長)を有し、第1ストッパ24のストッパ片24aとスライド溝21cの底面との間にガタなくスライド自在に配置される。ストッパ差し込み部22dは高さH4(高さH4は隙間H1と等長)を有し、第2ストッパ25のストッパ開口25aを貫通して軸方向外方に突出する長さを有し、スライド溝21cの底面との間にガタなくスライド自在に配置される。したがって、ブレードホルダ22は、シートカッティング方向に沿ったスライド移動が許容されるが、径方向外方に沿った移動が阻止され、固定ブロック21からの脱落が防止される。また、ブレードホルダ22の本体部22aは、軸方向の長さが、第1ストッパ24のストッパ片24aの内端面24eと第2ストッパ25の内端面25cとの間の長さよりも短く形成され、その差がブレードホルダ22のスライド可能な距離となる。
ブレードスライド作動部27は、作動シャフト30がブレードホルダ22の連結接手部22cに連結され、ダイカットロール11の回転でブレードスライドユニット20がアンビルロール12の後記する凹溝12aとの対向位置に到達すると、作動シャフト30によりブレードホルダ22を軸方向の一端側から他端側に向けてスライド移動させ、ブレード23に接触するシート2をシートカッティング方向に沿って直線状にカッティングする。
アンビルロール12の外周面には、図3に示すように、ブレード23に正対してブレード23の刃先が接触しない深さの凹溝12aが軸方向に沿って形成されており、溝幅はブレードホルダ22の幅よりも広くしている。凹溝12aはブレードスライドユニット20の個数と同数形成される。凹溝12aとブレードスライドユニット20がシート2のカッティング位置で正対するように、ダイカットロール11とアンビルロール12を同期回転する。
ブレードスライド作動部27は、開口端に取り付けフランジ28を有する有底ケース29と、作動シャフト30と、圧縮コイルスプリング31と、カム部材をなすカムレバー32(図2、図5〜図7参照)と、第1ストッパ24と、フレームFに取り付けられるカム作動部材をなすカムローラ33とを有する。有底ケース29内に作動シャフト30と圧縮コイルスプリング31が収納され、有底ケース29の開口端を第1ストッパ24で塞ぎ、取り付けフランジ28のねじ挿通孔28aを通して挿通した固定ねじ34を第1ストッパ24のねじ孔24cにねじ込むことでブレードスライド作動部27がカムローラ33を除いてユニット化される。
有底ケース29の底壁29aには作動シャフト30の一端部30aが貫通するシャフト孔29bが形成され、第1ストッパ24には作動シャフト30の他端部30bが貫通するシャフト孔24dが形成される。作動シャフト30は、一端部30a寄りにばね座部30cが固定され、ばね座30cと第1ストッパ24との間に圧縮コイルスプリング30が弾装されている。図7に示すように、作動シャフト30の他端部30bには、外周部に周溝30dが周方向に形成され、ブレードホルダ22の連結接手部22cの対向する一対の係合爪22eが周溝30dに係合し、軸方向に沿って作動シャフト30とブレードホルダ22が一体的にシートカッティング方向に往復移動が可能となる。
作動シャフト30は、ばね座部30cに作用する弾性手段である圧縮コイルスプリング31のばね力により一端部30aが有底ケース29の底壁29aを貫通して軸方向外方に向けて付勢され、ブレードホルダ22の本体部22aの一端側側面22fが第1ストッパ24のストッパ片24aに当接する初期位置まで一端部30aが底壁9aの外側に突出する。突出する作動シャフト30の一端部30aを他端部30bに向け、圧縮コイルスプリング30のばね力に抗して押し込むと、ブレード23と一体にブレードホルダ22が他端部30b側に向けてスライド移動し、圧縮コイルスプリング31が蓄勢される。作動シャフト30の一端部30aを他端部30bに向けて押し込む動作を解除すると、作動シャフト30は圧縮コイルスプリング30の弾発力により前記初期位置に復帰する。
カムレバー32は、図5及び図6に示すように、側面略L字形状に形成され、短尺レバー部32aの端部に設けた支軸32bを中心に傾動可能としている。支軸32bは、有底ケース29の側面に設けた軸受部29cに軸支される。カムレバー32の長尺レバー部32cには、作動シャフト30の一端部30aの先端に当接する当接ローラ32dが回転自在に設けられている。図5に示すように、前記初期位置に作動シャフト30が復帰した状態で、カムレバー32の長尺レバー部32は、作動シャフト30を介して圧縮コイルスプリング30の弾発力により傾斜状態に保持され、長尺レバー部32の先端部32eが軸方向外方に向けて位置する。
図5及び図6に示すように、カムレバー32の長尺レバー部32cの先端部32eの外面には、軸方向外方に向けて凸のカム面32fが形成されている。ダイカットロール11のシート2のカッティングのための回転方向(固定ブロック21の移動方向)Eで見て、カム面32fは作動シャフト30の中心軸線よりも上流側に位置する。ブレード23が前記カッティング位置に達した時点で長尺レバー部32cを急激に押し込めば、図3に示すように、ブレード23がアンビルロール12の凹溝12aに正対した状態でシートカッティング方向に沿って確実にスライド移動ができる。そのために、図の例のようなカムレバー32を用いた場合、移動するカム面32fに当接しながら長尺レバー部32cを押し込むカムローラ33を固定ブロック21の移動方向Eで見て、前記カッティング位置よりも上流側に設けている。
このように構成されたブレードスライドユニット20は、固定ブロック21をダイカットロール11の取付凹部16に嵌合し、固定ブロック21に形成したねじ挿通孔21iを通して不図示の固定ねじをダイカットロール11に形成した不図示のねじ穴にねじ込み、固定ブロック21をダイカットロール11に固定する。
上記した構成のシートカッティング装置1において、前記シート搬送部によりテンションが付与されながらカッティング位置を通過するシート2は、ブレードスライドユニット20のブレード23がカッティング位置に近づくと、ダイカットロール11に固定したブレードスライドユニット20のエンボス加工部21hとアンビルロール12の外周面とに挟持されながら搬送される。その際、カムレバー32のカム面32fがカムローラ33と接触しながら軸方向他端側に向けて移動することで、カムレバー32が作動シャフト30に対して直交する方向に傾動し、当接ローラ32dを介して作動シャフト30を軸方向他端側に押し込み、ブレード23がスライド移動してシート2をシートカッティング方向に沿ってカッティングする。ブレード23がカッティングのためにスライド移動を開始するのは、アンビルロール12の凹溝12aの幅方向一端側内に入り始めた位置とし、カッティング終了後に初期位置への復帰が完了するのは凹溝12aの幅方向他端側から離れる前としている。カッティング後のシート2の先端部はブレード23よりもダイカットロール11の回転方向Eの下流側に位置するエンボス加工部21hとアンビルロール12の外周面との間に挟持されてシート排出ロール部4に向けて搬送される。すなわち、ブレード23のシートカッティング方向に沿ったスライド移動は、アンビルロール12の凹溝12aの幅方向内で行われるように、カム面32fのカム軌跡と、カムローラ33の配置位置等で決定される。なお、エンボス加工部21hは必須ではなく、またエンボス加工部21hの代わりに樹脂やゴム、あるいはスポンジ等を用いてもよい。
したがって、ブレード23の刃先は硬質のアンビルロール12の表面に接触することなくシート2のみをカッティングするため、ブレード23の長寿命化を図ることができる。また、ブレード23を非接触で切断できる機構にしているため、加圧接触により容易に破損する材質(例えばセラミック等)でブレード23を形成することができる。これにより、シート2の材質等に応じて最適な材質のブレード23を適宜選択して用いることができる。さらに従来行われていたようなブレード23がアンビルロール12に加圧接触する際の厳密な高さ調整も不要となる。
なお、本実施形態では、カムレバー33により作動シャフト30を押し込むようにしているが、カム部材を板バネで形成するようにしても良い。また、ダイカットロール11を上下方向に移動可能とし、シート2の厚みに応じてアンビルローラ12の外周面との隙間Sを変更できるようにしても良い。
F:装置フレーム S、H1、H2:隙間 H3、H4:高さ
E:回転方向 L:軸線
1:シートカッティング装置 2:シート 3:シート片(枚葉)
4:シート排出搬送ロール部 5:シート積載部
6:シート搬送ロール部 7:シート給送搬送ロール部
8a、8b:一対のロール
11:ダイカットロール
12:アンビルロール
12a:凹溝
13:第1回転軸 14:第2回転軸 15:平坦面
16:取り付け凹部
20 ブレードスライドユニット
21:固定ブロック
21a:底面 21b:頂部 21c:スライド溝
21d:一方の開口 21e:他方の開口 21f:ねじ挿通孔
21g:内底面 21h:エンボス加工部 21i:ねじ挿通孔
22:ブレードホルダ
22a:本体部 22b:差し込み溝 22c:連結接手部
22d:ストッパ差し込み部 22e:一対の係合爪
22f:一端側側面
23:ブレード
24:第1ストッパ
24a:ストッパ片 24b:ねじ孔 24c:ねじ孔
24d:シャフト孔 24e:内端面
25:第2ストッパ
25a:ストッパ開口 25b:ねじ挿通孔 25c:内端面
26:ストッパ固定ねじ
27:ブレードスライド作動部
28:取り付けフランジ
28a:ねじ挿通孔
29:有底ケース
29a:底壁 29b:シャフト孔 29c:軸受部
30:作動シャフト
30a:一端部 30b:他端部 30c:ばね座部
30d:周溝
31:圧縮コイルスプリング
32:カムレバー
32a:短尺レバー部 32b:支軸 32c:長尺レバー部
32d:当接ローラ 32e:先端部 32f:カム面
33:カムローラ 34:固定ねじ

Claims (4)

  1. 搬送される長尺シートを所定の長さのシート片にカッティングするシートカッティング装置であって、
    前記長尺シートを搬送方向と直交方向に沿ってカッティングするブレードを備えた1又は複数のブレードスライドユニットを外周部に配置したダイカットロールと、
    前記ブレードスライドユニットの外周面と隙間を有して前記ダイカットロールと対向配置され、前記ダイカットロールと同期回転し、前記ブレードスライドユニットと対向するシートカッティング位置で前記ブレードの刃先が入り込む溝部が外周面に形成されたアンビルロールと、
    を有し、
    前記ブレードスライドユニットは、前記ブレードを有するブレードホルダと、前記ブレードホルダを前記長尺シートのカッティング方向に沿ってスライド自在に保持し、前記ダイカットロールの外周面に固定される固定ブロックと、前記シートカッティング位置で前記ブレードホルダを前記シートのカッティング方向に沿って往復駆動させるブレードスライド作動部と、を有するシートカッティング装置。
  2. 前記ブレードスライドユニットは、前記固定ブロックの外周部に前記ブレードホルダがスライド自在に配置されるスライド溝を有し、前記シートカッティング方向に対する前記ブレードホルダの移動を許容するが前記スライド溝から径方向外方への移動を阻止する保持手段を有する請求項1に記載のシートカッティング装置。
  3. 前記固定ブロックは、前記スライド溝を挟んだシート搬送方向の両側の弧状に形成された外周面にエンボス加工を施したエンボス加工部を有することを特徴とする請求項1または2に記載のシートカッティング装置。
  4. 前記ブレードスライド作動部は、カム部材と、前記ブレードホルダと一体にシートカッティング方向に沿って往復動可能で、前記カム部材のカム動作により往方向へ移動な作動シャフトと、前記作動シャフトの往動作で蓄勢され、蓄勢力で前記作動シャフトを復方向に駆動する弾性手段と、前記ダイカットロールの回転により前記シートカッティング位置に向けて移動する前記カム部材に当接しながら前記カム部材をカム動作させて前記作動シャフトを往方向へ移動させるカム作動部材と、を有することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のシートカッティング装置。
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CN114505908A (zh) * 2022-03-02 2022-05-17 莱阳银通纸业有限公司 一种金葱片模切筛选一体机

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