JP4375254B2 - Rotary die cutter - Google Patents
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Description
本発明は、ダイロールの外周面に設けられた切刃部とアンビルロールとにより、シート状のワークを切断加工するロータリーダイカッターに関する。 The present invention relates to a rotary die cutter that cuts a sheet-like workpiece by a cutting edge portion and an anvil roll provided on an outer peripheral surface of a die roll.
従来、不織布、紙、フィルムなどのシート状のワークを所定形状に切断加工するものとして、外周面に凸状の切刃部を有するダイロールとアンビルロールとを有するロータリーダイカッターが提供されている(例えば、特許文献1、特許文献2。)。
Conventionally, a rotary die cutter having a die roll having a convex cutting edge portion on an outer peripheral surface and an anvil roll has been provided as a sheet-shaped workpiece such as a nonwoven fabric, paper, or film cut into a predetermined shape. For example,
図5に従来のロータリーダイカッターの一例を示す。
ロータリーダイカッター1は、ダイロール2とアンビルロール3とを有し、ダイロール2とアンビルロール3とは互いの外周面を対向させて平行に配置されている。
ダイロール2の外周面には凸状の切刃部4が設けられ、外周面の両端部にはその外周面の外径よりも大径とされたベアラー部5が形成されている。アンビルロール3は、その外周面は平滑に形成され、切刃部4と接触する切刃受け部6とベアラー部5と接触するベアラー受け部7とを有する。
FIG. 5 shows an example of a conventional rotary die cutter.
The
Convex
ここで、ダイロール2のダイロール2外周面からのベアラー部5の突き出し高さh2は、切刃部4の突き出し高さh1よりも僅かに低いものとされ、ダイロール2とアンビルロール3とが互いに押し付けられるように配置された際に、ダイロール2のベアラー部5とアンビルロール3のベアラー受け部7とが接触して、この押し付け圧力を受け、ダイロール2の切刃部4とアンビルロール3の切刃受け部6との接触圧力を適切なものとして、シート材の切断を良好に行えるようにされている。
Here, the protrusion height h2 of the
上記の構成のロータリーダイカッター1では、平行に配置されたダイロール2とアンビルロール3とが互いに押し付けられ、ダイロール2のベアラー部5とアンビルロール3のベアラー受け部7とが当接された状態で互いに逆方向に回転されるとともに、このダイロール2とアンビルロール3との間に不織布、紙、フィルムなどのシート状のワークが挿入され、切刃部4と切刃受け部6との間に挟みこまれた部分が切断される。
In the
ここで、切刃部4の突き出し高さh1が、ベアラー部5の突き出し高さh2よりも低い場合には、切刃部4と切刃受け部6とが十分に接触されず、ワークを切断できなくなってしまう。
一方、切刃部4の突き出し高さh1がベアラー部5の突き出し高さh2よりもかなり大きい、例えば10μm以上大きい場合には、ダイロール2とアンビルロール3との押し付け圧力を切刃部4で受けることになるので、切刃部4の破損(チッピング)や、切刃部4が強く押し付けられた切刃受け部6の表面に深い傷が発生し、ワークの切れ残りや切断できなくなることがある。
このように、切刃部4の突き出し高さh1とベアラー部5の突き出し高さh2との関係はロータリーダイカッター1の切断能力に大きな影響を与えるものである。
On the other hand, when the protruding height h1 of the
Thus, the relationship between the protrusion height h1 of the
ところで、ダイロール2とアンビルロール3とが接触する部分は、切刃部4と切刃受け部6及びベアラー部5とベアラー受け部7の2箇所であるが、ベアラー部5とベアラー受け部7との接触面積が、切刃部4と切刃受け部6との接触面積に比べて大きいものとされている。ここで、ダイロール2とアンビルロール3とは、互いに当接された状態でそれぞれ逆方向に回転されているので、上記の接触部分はその摩擦によって発熱しており、特に接触面積の大きいベアラー部5では、その発熱量が大きくベアラー部5自体が温度上昇することがある。また、ダイロール2が回転されることで、ダイロール2の軸部とその軸受部となるベアリング部との間の摩擦によって発熱し、この熱がベアラー部5に伝わり、ベアラー部5が温度上昇することもある。
By the way, although the part which the
ベアラー部5が温度上昇するとその熱膨張により、ベアラー部5の突き出し高さh2が大きくなる。ここで、ベアラー部5の突き出し高さh2が切刃部4の突き出し高さh1より大きくなった場合には、上述のように切刃部4と切刃受け部6とが十分に接触されず、ワークを切断できなくなってしまうといった問題があった。この場合には、ロータリーダイカッターでの切断を一時中断し、ベアラー部5を十分冷却した後に再度稼動すれば切断可能となるが、切断を中止及び再開する作業には多くの時間と労力が必要となり、生産効率が落ちるので、工業上、大きな問題となっていた。
When the temperature of the
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、長時間使用した場合にも、ベアラー部の発熱を抑制でき、ベアラー部の熱膨張による切断不良を防止できるロータリーダイカッターを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a rotary die cutter that can suppress heat generation of the bearer portion even when used for a long time and can prevent cutting failure due to thermal expansion of the bearer portion. It is for the purpose.
上記目的を達成するために、この発明は、略円柱状に形成され、平滑な外周面を有するアンビルロールと、略円柱状に形成され、その外周面に凸状の切刃部と前記アンビルロールと接触するベアラー部とを有するダイロールとを有し、前記ダイロールと前記アンビルロールとが平行な2軸を中心として互いの外周面を向き合わせて対向配置され、前記ダイロールと前記アンビルロールとが互いに逆方向に回転されるとともに、前記ダイロールと前記アンビルロールとの間にワークを挿通させることにより、前記切刃部を前記ワーク上に回動押圧させて前記ワークを所定形状に切断するロータリーダイカッターであって、 前記ベアラー部の表面には、放熱用の凹部が設けられたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an anvil roll formed in a substantially cylindrical shape and having a smooth outer peripheral surface, a convex cutting edge portion formed on the outer peripheral surface, and the anvil roll. A die roll having a bearer part in contact with the die roll, and the die roll and the anvil roll are arranged opposite to each other with their outer peripheral surfaces facing each other around two parallel axes, and the die roll and the anvil roll are A rotary die cutter that rotates in the reverse direction and causes the cutting edge to rotate and press onto the work by cutting the work into a predetermined shape by inserting the work between the die roll and the anvil roll. And the heat sink recessed part was provided in the surface of the said bearer part, It is characterized by the above-mentioned.
上記のロータリーダイカッターにおいては、ベアラー部の表面に放熱用の凹部が設けられているので、ベアラー部の表面積が大きく、ベアラー部が摩擦により発熱した場合にその熱の外部への放熱が促進されるので、ベアラー部自体が温度上昇することが防止でき、熱膨張によってベアラー部の突き出し高さが切刃部の突き出し高さより大きくならず、ワークの切断不良の発生を防止することができる。
したがって、ロータリーダイカッターでの切断を一時中断することなく、長時間連続して切断できるので、生産効率を大きく向上させることができる。
In the above rotary die cutter, since the heat sink recess is provided on the surface of the bearer part, the surface area of the bearer part is large, and when the bearer part generates heat due to friction, the heat release to the outside is promoted. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the bearer portion itself from increasing, and the thermal protrusion causes the protruding height of the bearer portion not to be larger than the protruding height of the cutting edge portion, thereby preventing occurrence of defective cutting of the workpiece.
Therefore, since the cutting with the rotary die cutter can be continuously performed for a long time without being interrupted temporarily, the production efficiency can be greatly improved.
また、ベアラー部とベアラー受け部の接触面積が小さくなるので、摩擦による発熱自体を抑えることができるとともに、ダイロール及びアンビルロールの回転駆動トルクを小さくできる。
また、ベアラー部に放熱用の凹部を設けた構成であるので、別途冷却手段を付与することなく、ベアラー部の熱膨張が抑えられ、ロータリーダイカッターの構造が簡単であるとともに、その製作コストを低くすることができる。
Moreover, since the contact area of a bearer part and a bearer receiving part becomes small, while being able to suppress the heat_generation | fever itself by friction, the rotational drive torque of a die roll and an anvil roll can be made small.
In addition, since the heat sink is provided with a heat-dissipating recess in the bearer part, the thermal expansion of the bearer part is suppressed without providing a separate cooling means, the structure of the rotary die cutter is simple, and the production cost is reduced. Can be lowered.
また、前記凹部を、前記ベアラー部の外周に沿って形成された溝とすることにより、凹部の加工が簡単となりその加工コストを一層低減できるとともに、ベアラー部が円周方向で連続してベアラー受け部と接触するので、切刃部と切刃受け部の接触圧力を一定に保持することができ、切断条件を安定させることができる。 Further, by forming the recess as a groove formed along the outer periphery of the bearer portion, the processing of the recess becomes easier and the processing cost can be further reduced, and the bearer portion is continuously received in the circumferential direction. Since it contacts with a part, the contact pressure of a cutting blade part and a cutting blade receiving part can be kept constant, and cutting conditions can be stabilized.
したがって、本発明においては、長時間使用した場合にも、ベアラー部の発熱を抑制でき、ベアラー部の熱膨張による切断不良を防止できるロータリーダイカッターを提供することができる。 Accordingly, in the present invention, it is possible to provide a rotary die cutter that can suppress the heat generation of the bearer portion even when used for a long time and can prevent cutting failure due to thermal expansion of the bearer portion.
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図1に本発明の第一の実施形態であるロータリーダイカッター11を示す。
ロータリーダイカッター11は、円柱状をなすダイロール20とアンビルロール30とで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
The
ダイロール20は、超硬合金等で構成され、ダイロール20の外周面20Aには、凸状の切刃部21が形成されており、ダイロール20の外周面20Aの両端部には、外周面20Aの外径よりも大径とされたベアラー部22が一体に形成されている。また、ダイロール20の両端部には、ダイロール20の軸線Nに沿って延びるように、ダイロール20の外径よりも小さな径とされた軸部23が設けられている。
The die
切刃部21は、ダイロール20の径方向外側に突出した切刃24により構成され、切刃24は超硬合金等の硬質材料からなり、ダイロール20の径方向外側に向うに従いその厚みが漸次小さくなるように形成され、本実施形態においては、その先端部の幅は30μm程度とされている。
そして、切刃部21は、本実施形態においては、ダイロール20の外周面20Aの周方向に沿って延びる2つの直線部21Aとこの2つの直線部21Aの端部を半円弧状に結んだ2つの円弧部21Bとを有し、長円状の刃型を形成している。
The
And in this embodiment, the cutting-
ベアラー部22は、外周面22Aが軸線Nを中心とする円筒面とされ、本実施の形態においてはその幅Wが10mmであり、ダイロール20の外周面20Aからの突き出し高さh2は、切刃部21の突き出し高さh1に対してわずかに、例えば1から3μmだけ小さくされている。
ベアラー部22の外周面22Aには、外周面22Aの周方向に沿った環状の溝25が軸線N方向に間隔をあけるとともに、ベアラー部22の側面からも間隔をあけて2本平行して形成されている。溝25の底部は円弧状に形成されており、溝25の幅は、例えば2.5mmとされている。
The
On the outer
アンビルロール30は、超硬合金等または鋼材等で構成され、その外周面30Aが軸線Mを中心とする円筒状に形成されるとともに、平滑な面とされている。アンビルロール30の外周面30Aの両端部は、ダイロール20のベアラー部22と接触するベアラー受け部32とされ、このベアラー受け部32の内側が、ダイロール20の切刃部21と接触する切刃受け部31とされている。
アンビルロール30の両端部には、アンビルロール30の軸線Mに沿って延びるように、アンビルロール30の外径よりも小さな径とされた軸部33が設けられている。
The
At both ends of the
ダイロール20の外周面20Aとアンビルロール30の外周面30Aとが互いに対向され、ダイロール20のベアラー部22とアンビルロール30のベアラー受け部32とが当接するように、かつ、互いの軸線M、Nが平行になるように配置されている。そして、ダイロール20の軸部23とアンビルロール30の軸部33とが、ベアリングボックス(図示せず)に回転可能に支持されるとともに、駆動装置(図示せず)に連結されていて、この駆動装置により、ダイロール20及びアンビルロール30は、それぞれ図1に示す矢印X、Y方向に回転駆動される。
The outer
上記の構成のロータリーダイカッターにおいては、ダイロール20とアンビルロール30とが図1に示す矢印X,Y方向にそれぞれ回転され、ダイロール20とアンビルロール30との間に上記回転方向X,Yの接線方向に沿ってシート状のワーク、例えば不織布や紙、セロファンなどのシート材が挿入され、切刃部21の切刃24とアンビルロール30の切刃受け部31との間でワークを挟み切るようにして、このワークから刃型がなす形状と同じ形状をした部分が切断される。
In the rotary die cutter configured as described above, the
そして、このようにして切断されたシート状のワークは、ダイロール20及びアンビルロール30の後方に配置されたサクションロール(図示せず)に巻きかけられ、これにより、切断された部分の内側が抜き取られるとともに、シート状のワークの残りの部分が巻き取られて処理されることとなる。
Then, the sheet-like workpiece cut in this way is wound around a suction roll (not shown) disposed behind the
ここで、アンビルロール30のベアラー受け部32と当接されるベアラー部22の外周面22Aには溝25が形成されており、外周面22Aの接触面積は溝25が形成されていないものよりも小さく(本実施形態においては、1/2)されているので、摩擦による発熱を防止することができる。
また、ベアラー部22の外周面22Aに溝25が形成されており、ベアラー部22に蓄積された熱を放熱する表面積が大きいので、発生した熱を外部に放出することが促進され、ベアラー部22自体の温度上昇を抑えることができる。
Here, a
Moreover, since the groove |
したがって、ベアラー部22が熱膨張することが抑えられるので、この熱膨張によってベアラー部22の突き出し高さh2が切刃部21の突き出し高さh1よりも大きくなることが防止され、ワークの切断不良を防止することができる。また、ベアラー部22を冷却するために、切断を途中で中止する必要がないので、切断の中止及び再開作業に要する時間と労力を削減でき、生産効率を向上させることができる。
また、ベアラー部22とベアラー受け部32との接触面積が小さくなるので、ダイロール20及びアンビルロール30の回転駆動トルクを小さくできる。
Therefore, since the thermal expansion of the
Moreover, since the contact area of the
さらに、本実施の形態では、放熱用の凹部が円周方向に沿った溝25であるので、この溝25の加工が容易であり、その加工コストを低減できる。
また、溝25がベアラー部22の外周面22Aに沿って形成されており、ベアラー部22が円周方向で連続してベアラー受け部32と接触するので、切刃部21と切刃受け部31の接触圧力を一定に保持することができ、切断条件を安定させることができる。
Furthermore, in the present embodiment, since the heat radiating recess is the
Moreover, since the groove |
図2に本発明の第二の実施形態であるロータリーダイカッターを示す。
このロータリーダイカッター41においては、ダイロール20のベアラー部22の外周面22Aに設けられる放熱用の凹部として、ベアラー部22の円周方向に対して傾斜し、ベアラー部22の一方の側面から他方の側面へ延びた溝45が円周方向に等間隔かつ軸線Nに対して等しい傾斜角で複数形成されている。ここで、溝45の2つの側壁とダイロール20の軸線N方向に延びる直線との交点間の距離Lは、ベアラー部22の幅Wよりも小さいものとされている。
FIG. 2 shows a rotary die cutter according to the second embodiment of the present invention.
In this rotary die
上記の構成のロータリーダイカッターでは、放熱用の凹部がベアラー部22の一方の側面から他方の側面へ延びた溝45であるので、ベアラー部22とベアラー受け部32との接触部が、ベアラー部22の幅方向で移動し、ベアラー部22の一部が局所的に摩耗されるのを防止できる。また、ベアラー部22が局所的に発熱することを防止でき、ベアラー部22内部での歪の発生を防止することができる。よって、ベアラー部22の寿命を長くすることができる。
In the rotary die cutter having the above-described configuration, since the heat radiating recess is the
同様に、ベアラー受け部32がベアラー部22と接触する部分が幅方向で移動するので、ベアラー受け部32の一部が優先的に摩耗してベアラー受け部32の一部に凹みが発生するのを防止でき、ベアラー受け部32の寿命を長くすることができる。特に、ベアラー受け部32がベアラー部22よりも硬度の低い材料で構成されている場合には、効果的である。
Similarly, since the part where the
また、溝45の2つの側壁とダイロール20の軸線N方向に延びる直線との交点間の距離Lは、ベアラー部22の幅Wよりも小さいものとされているので、ベアラー受け部32とベアラー部22の外周面の溝45以外の部分とが継続的に接触し、切刃部21と切刃受け部31の接触圧力が大きく変動するのを防止できる。
Further, since the distance L between the intersections of the two side walls of the
図3に本発明の第三の実施形態であるロータリーダイカッターを示す。
このロータリーダイカッター51においては、ダイロール20のベアラー部22の外周面22Aに設けられる放熱用の凹部として、ベアラー部22の円周方向に延びる溝55がベアラー部22の幅方向の中央部に一箇所形成されている。ここで、溝55の底部は平面状に形成され、つまり溝55はコの字状に形成されており、溝55の幅は、例えば3mmとされている。
FIG. 3 shows a rotary die cutter according to the third embodiment of the present invention.
In the
上記の構成のロータリーダイカッターでは、放熱用の凹部がベアラー部22の幅方向の中央部に一箇所形成された溝55であるので、ベアラー部22自体の剛性を確保することができ、ベアラー部22の変形を防止することができる。また、円周上に延びる溝55であるので、その加工が容易であり、加工コストを低減することができる。
また、溝55の底部が平面状とされているので、円弧状とされているものに比べてその表面積を大きくすることができ、放熱を促進することができるとともに、ベアラー部22が摩耗した場合でも、溝55がなくならずに放熱面積を確保することができる。
In the rotary die cutter having the above-described configuration, since the heat radiating recess is the
In addition, since the bottom of the
なお、本実施の形態においては、ベアラー部に設けられた凹部として溝が形成されたもので説明したが、これに限定されることなく、例えばベアラー部の外周面に小さな孔状の凹部を複数設けたりしても良く、ベアラー部の外周面の表面積が大きくなり、ベアラー部からの放熱面積が大きくなっていればよい。
また、ベアラー部に対して、エアを吹き付けるエアブロー装置を別途設けても良い。ベアラー部にエアを吹き付けることにより、ベアラー部に形成された凹部の内部に滞留するエアを除去できるので、さらに放熱効率を向上することができる。
また、本実施の形態においては、刃型の形状を長円状としたが、この形状はその目的に合わせて任意に決定しても良い。また、切刃を断続的に設けることにより、シート状のワークに任意の形状のミシン目を入れることも可能である。
In the present embodiment, the groove is formed as the recess provided in the bearer portion. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of small hole-like recesses are provided on the outer peripheral surface of the bearer portion. It may be provided as long as the surface area of the outer peripheral surface of the bearer portion is increased and the heat radiation area from the bearer portion is increased.
Moreover, you may provide the air blow apparatus which blows air with respect to a bearer part separately. By blowing air onto the bearer part, the air staying inside the recess formed in the bearer part can be removed, so that the heat dissipation efficiency can be further improved.
Moreover, in this Embodiment, although the shape of the blade shape was made into an ellipse shape, you may determine this shape arbitrarily according to the objective. Moreover, it is also possible to put a perforation of arbitrary shapes in a sheet-like workpiece | work by providing a cutting blade intermittently.
以下に、本発明の実施例を用いて比較試験を行うことにより、本発明の有効性を検証した。
試験に供したロータリーダイカッターは、ダイロールがHRA硬度90である超微粒超硬合金で構成され、アンビルロールがHRA硬度87である一般超硬合金で構成されており、ロール径が160mm、バレル幅が400mm、ベアラー部の幅Wを15mm、ベアラー部のダイロール外周面からの突き出し高さh2が10mmとされている。
The effectiveness of the present invention was verified by conducting a comparative test using the examples of the present invention.
The rotary die cutter used for the test is composed of a superfine cemented carbide with a die roll having an HRA hardness of 90, an anvil roll is composed of a general cemented carbide with an HRA hardness of 87, a roll diameter of 160 mm, and a barrel width 400 mm, the width W of the bearer portion is 15 mm, and the protrusion height h2 of the bearer portion from the outer peripheral surface of the die roll is 10 mm.
実施例としては、図1に示す第一の実施形態であるロータリーダイカッターとし、ベアラー部に、幅が4mm、深さが2mmの環状の溝を2本設けられたものとした。比較例としては、図5に示す従来のロータリーダイカッターを試験に供した。
φ50mmの油圧シリンダによってロールの両端部をそれぞれ2MPaで押圧して、アンビルロールとダイロールを押し付けた状態で、回転数500rpmで回転させ、ベアラー部の温度変化を測定して評価した。
As an example, the rotary die cutter according to the first embodiment shown in FIG. 1 was used, and two annular grooves having a width of 4 mm and a depth of 2 mm were provided in the bearer portion. As a comparative example, the conventional rotary die cutter shown in FIG. 5 was used for the test.
Each end of the roll was pressed at 2 MPa with a φ50 mm hydraulic cylinder, and the anvil roll and die roll were pressed against each other and rotated at 500 rpm, and the temperature change of the bearer portion was measured and evaluated.
試験結果を図4に示す。
比較例においては、回転開始からベアラー部の温度が上昇し、30分経過後には2℃以上、45分経過後には3℃以上上昇し、時間経過とともにベアラー部の温度が上昇していた。一方、実施例においては、時間経過にともなうベアラー部の温度上昇は認められず、回転開始直後から70分経過後においても略一定の温度であった。
この試験結果から、本発明の実施例によれば、ロータリーダイカッターを長時間使用しても、ベアラー部の温度上昇がなく、ベアラー部の熱膨張による切断不良が防止できることが確認された。
The test results are shown in FIG.
In the comparative example, the temperature of the bearer portion increased from the start of rotation, increased by 2 ° C. or more after 30 minutes, increased by 3 ° C. after 45 minutes, and the temperature of the bearer portion increased with time. On the other hand, in the examples, no increase in the temperature of the bearer portion with the passage of time was observed, and the temperature was substantially constant even after 70 minutes had passed since the start of rotation.
From this test result, according to the Example of this invention, even if it used the rotary die cutter for a long time, it was confirmed that there is no temperature rise of a bearer part and the cutting failure by the thermal expansion of a bearer part can be prevented.
11、41、51 ロータリーダイカッター
20 ダイロール
21 切刃部
22 ベアラー部
25、45、55 溝(凹部)
30 アンビルロール
11, 41, 51 Rotary die
30 Anvil Roll
Claims (2)
前記ベアラー部の表面には、放熱用の凹部が設けられたことを特徴とするロータリーダイカッター。 An anvil roll formed in a substantially cylindrical shape and having a smooth outer peripheral surface, and a die roll formed in a substantially cylindrical shape and having a convex cutting edge portion and a bearer portion in contact with the anvil roll on the outer peripheral surface. The die roll and the anvil roll are arranged opposite to each other with their outer peripheral surfaces facing each other around two parallel axes, the die roll and the anvil roll are rotated in opposite directions, and the die roll and the A rotary die cutter that cuts the workpiece into a predetermined shape by rotating and pressing the cutting blade portion onto the workpiece by inserting the workpiece between the anvil rolls,
A rotary die cutter characterized in that a heat radiating recess is provided on the surface of the bearer portion.
前記凹部は、前記ベアラー部の外周の周方向に沿って形成された環状の溝であることを特徴とするロータリーダイカッター。 In the rotary die cutter according to claim 1,
The rotary die cutter is characterized in that the recess is an annular groove formed along the circumferential direction of the outer periphery of the bearer portion.
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