JP5393753B2 - カッターユニット - Google Patents

Description

本発明は、食品の包装工程において、スープや具材等の調味料を収納部内に充填した小袋が横シール部分を介して連続する連包状パウチ（小袋）の横シール部分にミシン目を付けつつ、複数個単位で切断する装置のカッターユニットに関するものである。

内容物を収容した小袋が連続した連包体を個々の小袋に切断する切断ユニットが種々に構成される（例えば、特開２００９−２９８４３０号等参照）。

調味料等の食品用小袋が連続した連包体を切断する、従来技術のロータリー式カッターユニットを組み込んだカット装置を説明する。

カット装置のユニット構成には、図８に示すように、連包パウチ（各パウチｈ）の繰り入れユニットａ、トップロールｂ、Ｉノッチユニットｃ、厚み検出ユニットｄ、フィードユニットｅ、ミシン目ユニットｆ、カッターユニットｇ、シュートｉを連包パウチの搬送方向に沿って備え、搬送及びカットの制御をコントールボックスｊの指令によって行っている。これらのミシン目ユニットｆとカッターユニットｇとは搬送方向に間隔（取り付けピッチ）を置いて取りつけられている。

従来は、ミシン目ユニットｆとカッターユニットｇの取付けピッチと、パウチｈの横シールｈ１ピッチ（パウチピッチＰ）との関係により、以下に説明するように図９〜図１１に示す３パターンの制御が必要であった。なお、４連パウチの例を挙げる。
（１）パターン１：取付けピッチ＞パウチピッチ（図９で示すように、パウチ送りと全切断・ミシン目切断のパウチピッチＰ＜取付け間隔の場合）
ただし、図９において、「∂＝取付けピッチ−パウチピッチＰ」とする。

パターン１は次のようになる。図９で（１）〜（３）は切断位置を示している。

全切断→パウチ送り量（Ｐ−∂）→ミシン目切断（１）→パウチ送り量（Ｐ）→ミシン目切断（３）→パウチ送り量（２Ｐ）→ミシン目切断（１）（次の４連パウチの１回目のミシン目切断）→パウチ送り量（∂）→全切断
このパターン１においては、パウチｈのピッチ送りとミシン目切断、全切断が実施されるタイミングは、パウチの横シールピッチ単位でなく、取付けピッチとパウチピッチとの差があるため、毎回異なる。
（２）パターン２：取付けピッチ＜パウチピッチ（図１０に示すように、パウチ送りと全切断・ミシン目切断のパウチピッチＰ＞取付け間隔の場合）
ただし、図１０において「∂＝パウチピッチＰ−取付けピッチ」とする。

パターン２は次のようになる。図１０で（１）〜（３）は切断位置を示している。

全切断→パウチ送り量（∂）→ミシン目切断（１）→パウチ送り量（Ｐ）→ミシン目切断（２）→パウチ送り量（Ｐ）→ミシン目切断（３）→パウチ送り量（２Ｐ−∂）→全切断
（３）パターン３：取付けピッチ＝パウチピッチ（図１１に示すように、パウチ送りと全切断、ミシン目切断パウチピッチＰ＝取付け間隔の場合）
パターン３は次のようになる。図１１で（１）〜（３）は切断位置を示している。

全切断とミシン目切断（１）とが同時→パウチの送り量（Ｐ）→ミシン目切断（２）→パウチの送り量（Ｐ）→ミシン目切断（３）→パウチの送り量（２Ｐ）→全切断と次の４連パウチのミシン目切断（１）とが同時になる。

以上のように、取付けピッチとパウチピッチとの関係により、従来、切断と送りの制御パターンを選択しなければならなかった。

なお、制御パターンを同一にするため、取付けピッチを変更する場合もあるが、重いカッターユニットを微妙な寸法で調整することは非常にやりにくかった。
また、カッターユニットを重ねて設けた場合、つまり、ミシン目ユニットと、カッターユニットとをパウチの送り方向に重ねた構成のものでは、装置が大型化する。特に高さが高くなるため、パウチの仕掛け作業がやりにくい。また、刃の当接状態の調整をそれぞれのユニットで実施するため、全切断とミシン目切断との切断状態を同一にすることは難しい。

以上のように、従来のカッターユニットでは、刃の回転制御がパウチのピッチにより異なるという問題がある。すなわち、どのようなパウチピッチに対しても、パウチの１ピッチ送りを基準にした刃の回転制御ができない。したがって、刃の回転制御が複雑化し、パウチピッチとミシン刃ユニットと全切断刃ユニットの組立ピッチにより、パウチの送りとミシン刃及び全切断刃の回転制御方法が異なるという問題がある。

また、カット装置が大型化してしまう問題がある。すなわち、ミシン目ユニットとカッターユニットとは、パウチの流れ方向に直列に配置するため、装置の本体ボックスが大きくなるという問題がある（特に、背が高くなり易いため、パウチを仕掛ける際に、脚立等に上らないと作業ができない場合があり、作業の安全性や迅速化に障害が生じ易い）。

また、ミシン目切断と全切断の当接状態を個々に調整することによる問題がある。すなわち、ミシン目切断の当接状態と全切断の当接状態は、ユニットが異なるため個々に実施するが、各ユニットで調整にバラツキがあり、切断状態に差異ができてしまう。

特開２００９−２９８４３０号公報

本発明は、斯かる実情に鑑み、制御が簡素化し、パウチの仕掛け作業性が改善し、装置が小型化でき、ミシン目と全切断のカット状態が一定化するカッターユニットを提供するものである。

本発明は、複数の小袋が横シール部を介して連続した連包体を搬送し、その連包体の横シール部を小袋の所定個数ずつ切断するカッターユニットであって、
尖った刃先の切刃部と弧状の受け面のある受刃部との長さ方向が、前記連包体の幅方向に添って延在した状態で、その切刃部および受刃部間に前記連包体が搬送されるようにし、
前記受刃部が、前記受刃部の幅方向の片側が平坦な弧状の受け面で該幅方向の他側が所定間隔に溝を形成した櫛状面に形成されたものであって、前記受刃部の幅方向が前記連包体搬送方向に沿って配置されており、
前記切刃部が切刃回転軸に設けられ、前記受刃部が受刃回転軸に設けられて、前記切刃部及び受刃部の幅方向に各回転軸を回転駆動させて前記切刃部の刃先と前記受刃部の受け面とを接近・離隔させる回転駆動部と、
前記受刃部の受け面及び櫛状面の何れかを前記切刃部の刃先に対向させるように前記切刃部と前記受刃部との回転位相を制御する位相制御部とを備え、
前記搬送された連包体の搬送タイミング及び小袋のピッチに基づき前記回転駆動部を回転させる際に、前記位相制御部が、前記連包体の横シール部を挟んで前記切刃部の刃先及び受刃部の弧状の受け面同士を当接させることにより該横シール部を切断し、一方、前記切刃部の刃先と受刃部の櫛状面同士を当接させることにより該横シール部に断続的なミシン目を形成するよう回転位相を制御するものであり、
前記切刃回転軸及び受刃回転軸の軸方向両側に前フレーム及び後フレームを配置しており、
前記切刃回転軸の軸両端部を回転自在に保持する、前フレーム及び後フレームに嵌めこまれた各切刃軸受ホルダーと、
前記前フレーム及び後フレームに形成された各開口部内に、前記受刃回転軸を前記切刃回転軸に接近・離隔させる方向にスライド可能に配置されて、前記受刃回転軸の軸両端部を回転自在に保持する各受刃軸受けホルダーと、
前記各受刃軸受けホルダーの切刃回転軸側先端に形成されたテーパー面と当該テーパー面に対向する前記開口部内側面との間に配設され、位置調整によって切刃回転軸と受刃回転軸の軸芯間を調整可能なテーパー台と、
前記各受刃軸受ホルダー同士を連結する連結プレートと、
受刃部が切刃部に当接状態になるように前記各受刃軸受けホルダーを前記連結プレートを介して、切刃回転軸方向に押圧するシリンダーと、
前記各受刃軸受けホルダーが前記切刃回転軸から離隔する方向に逃げるのを止めるためのストッパーとを設けた、前記切刃部及び受刃部同士の当接を調整する構造を有し、
前記シリンダーによって前記各受刃軸受けホルダーを切刃回転軸方向に押圧して前記切刃部及び受刃部同士を当接状態にし、その当接状態で前記テーパー台をテーパー面及び開口部内側面に接する位置に調節し、かつ、前記ストッパーで受刃軸受けホルダーが前記切刃回転軸から離隔する方向の位置決をすることができるようにしたことを特徴とするカッターユニットである。

本発明においては、前記切刃部の切刃に当接する前記受刃部の受け面及び櫛状面の平坦面は、前記受刃部の受刃回転軸の垂直方向の横断面が該受刃回転軸を中心とした円弧面に形成されていることが好適である。

本発明においては、前記回転駆動部は、前記切刃部が複数取り付けられた切刃回転軸を回転させるサーボモーターをマスターとし、前記受刃部が複数取り付けられた受刃回転軸を回転させるサーボモーターをスレイブとして、各回転体に位置検出器を設け、前記位相制御部は、切刃回転軸及び受刃回転軸に設けた位置検出信号に基づき各サーボモーターの回転駆動を制御し、かつ、スレイブ側のサーボモーターをマスター側サーボモーターの指令パルスに基づき同期回転させ、全切断及びミシン目形成のタイミングに応じて軸回転の位相を制御することが好適である。

本発明においては、前記切刃部の切刃が頂角９０°以下の直線状の稜線になっており、該切刃が前記受刃部の受け面と隙間無く当接することにより横シール部が切断されるようにしたことが好適である。

本発明のカッターユニットによれば、上記構成を有するので、搬送された連包体の搬送タイミング及び小袋のピッチに基づき前記回転駆動部を回転させる際に、前記位相制御部が、前記連包体の横シール部を挟んで前記切刃部の刃先及び受刃部の弧状の受け面同士を当接させることにより該横シール部を切断し、一方、前記切刃部の刃先と受刃部の櫛状面同士を当接させることにより該横シール部に断続的なミシン目を形成するよう回転位相を制御することから、一つのカッターユニットで連包体の横シール部を全切断とミシン目形成（切断）が可能になり、装置のコンパクト化ができる。

すなわち、従来はミシン目切断と全切断それぞれのカッターユニットが必要であったが、これに対して、本発明では一つのカッターユニットで切断可能になり、装置の簡略化、小型化ができる。

また、本発明によって、従来よりも連包体の（小袋）の送り（フィード）制御とミシン目切断制御と全切断制御が単純化する。すなわち、従来は、ミシン目切断刃と全切断刃がフィード方向に直列配列されており、このため、切断刃の取り付けピッチとパウチの送りピッチとの関係により、種々の切断パターンができ、これに応じた制御と使い分けが必要になっていたが、本発明では、パウチの送りピッチだけを基準として、切刃部を１８０°回転（２切刃の場合）させ、受刃部は位相制御でミシン目切断と全切断とを切り替えるだけなので、切断の制御が単純化する等の優れた効果を奏し得る。

本発明に実施形態に係るカッターユニットを備えたカット装置の外観説明図で、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図である。 カッターユニットの平面図である。 図２のＣ方向視断面による、カッターユニットの軸方向視図である。 （ａ）と（ｂ）は図２のＡ方向視断面とＢ方向視断面とのそれぞれによる、カッターユニットの切刃部と受刃部とを平面視した拡大説明図である。 カッターユニットの制御系統の概略を示すブロック図である。 カッターユニットのミシン目切断の説明図であって、（ａ）が連包体のミシン目の説明図、（ｂ）が受刃部の説明図である。 （ａ）が切刃部及び受刃部の側面説明図、（ｂ）が切断角度の説明図である。 従来のカッターユニットの説明図である。 従来のカッターユニットのパウチ送りと全切断及びミシン目切断のタイミング説明図（パウチピッチ＜取り付け間隔）である。 従来のカッターユニットのパウチ送りと全切断及びミシン目切断のタイミング説明図（パウチピッチ＝取り付け間隔）である。 従来のカッターユニットのパウチ送りと全切断及びミシン目切断のタイミング説明図（パウチピッチ＞取り付け間隔）である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１にカッターユニットを備えたカット装置の説明図、図２〜図４がカッターユニットの各説明図、図５がカット装置の制御系統図、図６がカッターユニットのミシン目切断の説明図、図７（ａ）が切刃及び受刃の側面説明図、図７（ｂ）が切断角度の説明図である。

図１に示すように、実施形態のカット装置は、複数のパウチ（小袋）が横シール部を介して連続した連包パウチ（「連包体」に相当）１０１を搬送し、その連包パウチ１０１の横シール部をパウチの所定個数ずつ切断するカッターユニット１０８を備えている。

カット装置は、箱状のユニット本体（ボックス）１００の側方に配置された、連包パウチ１０１を図示しない収容箱（アキュームボックス）から繰り入れユニット１０３によって、ユニット本体１００上部のトップロール１０４に送出す。

前記カッターユニット本体１００前面には、図１と図５に示す制御系統図のように、パウチ側部に切りやすくするＩノッチを形成するＩノッチユニット１０５、厚みの変化等からパウチのピッチを検出するピッチ検出ユニット１０６、連包パウチ１０１をカッターユニット１０８にタイミング合わせて送出すフィードユニット１０７、所定個数の連続状態パウチに連包パウチ１０１を切断するロータリー式のカッターユニット１０８とを備えており、当該前面に送られた連包パウチはＩノッチユニット１０５から順次下方に送られて、カッターユニット１０８で所定個数のパウチが連続した状態にカットされてシュート１０９から搬送ライン上に落とされる。カッターユニットには、ユニット本体１００内にコントロールユニット（図５参照）が収容され、コンパクト化を図っている。

ここで、カッターユニット１０８は、図２〜図５に示すように、尖った刃先の切刃４０と弧状の受け面のある受刃４２との長さ方向が、搬送される前記連包パウチ１０１の幅方向に添って延在した状態で、その切刃（切刃部）４０および受刃（受刃部）４２間に前記連包パウチ１０１が位置して搬送されるようにしている。

前記受刃４２が、前記受刃４２の幅方向の片側が平坦な弧状の受け面４２ａで該幅方向の他側が所定間隔に溝を形成した櫛状面４２ｂに形成されたものであって、前記受刃４２の幅方向が前記連包パウチ１０１搬送方向に沿って配置されている。

前記カッターユニットは、前記切刃４０及び受刃４２をその幅方向に回転駆動させる切刃用サーボモーター６及び受刃用サーボモーター７を設けた回転駆動部と、これらサーボモーター６及び７の回転位相を制御する位相制御部とを備えている。なお、実施形態では、サーボモーター６及び７はＡＣ（交流電源）用である。

この回転駆動部では、前記切刃４０の刃先と前記受刃４２の受け面とを接近・離隔させるようにサーボモーター６、７のタイミングを合わせて回転駆動する。

また、位相制御部は、前記受刃４２の弧状の受け面４２ａ及び櫛状面４２ｂの何れかを前記切刃４０の刃先に対向させるように前記切刃４０と前記受刃４２との回転位相を制御する。そして、前記搬送された連包パウチ１０１の搬送タイミング及びパウチのピッチ（パウチ間の距離）に基づき前記回転駆動部を回転させる際に、前記位相制御部が、前記連包パウチ１０１の横シール部を挟んで前記切刃４０の刃先及び受刃４２の弧状の受け面４２ａ同士を当接させることにより該横シール部を切断し、一方、前記切刃４０の刃先と受刃４２の櫛状面４２ｂ同士を当接させることにより該横シール部に断続的なミシン目を形成するよう回転位相を制御するものとしている。

以下にカット装置の各部を詳しく説明する。

図２に示すように、カッターユニットにおいては、切刃４０を装着する切刃回転軸１７と受刃４２を装着する受刃回転軸２８同士を平行に、カット装置本体１００の前面に突出してかつ前方向きに軸１７，２８が沿うように配置する。

図２、図３等に示すように、切刃４０先端の回転円半径（符号「４０ｒ」で示す）と受刃４２先端の回転円半径（ｒ４２）とは同一であり、それらの軸（１７、２８）芯間の中央で接点を持つ。
切刃回転軸１７と受刃回転軸２８はそれぞれ個別のＡＣ（交流電源）サーボモーター６と７にて回転駆動される。切刃回転軸１７は、切刃駆動用ＡＣサーボモーター６にて回転し、受刃回転軸２８は、受刃駆動用ＡＣサーボモーター７にて回転する。また、切刃駆動用ＡＣサーボモーター６がマスターとなり、そのスレイブとなる受刃駆動用ＡＣサーボモーター７がマスター側指令パルスに基づき同期回転する。なお、受刃駆動用ＡＣサーボモーター７の駆動軸３２はベアリングを介して軸受けホルダー３１によって支持されている。その駆動軸３２の受刃４２側の端部にはハスバ歯車３３（Ｌ）が配設され、一方、前記受刃回転軸２８には、ハスバ歯車３５（Ｒ）が配設されている。これらハスバ歯車３３とハスバ歯車３５同士が噛み合って、受刃駆動用ＡＣサーボモーター７の駆動力が受け刃回転軸２８に伝達され、受刃４２を回転させる。ハスバ歯車３３と３５によってトルク変動が少なくかつ静音化している。

図３に示すように、切刃回転軸１７には、周方向に１８０度間隔の配置にて一対の切刃ホルダー３９が固定されており、それぞれのホルダー３９に切刃４０が取り付けられている。切刃ホルダー３９は軸方向断面がＬ字形状をしており、そのＬ字の一辺を切刃回転軸１７の外周面にボルト固定し、他辺が切刃回転軸１７の外径方向に延びて、その他辺に切刃４０をボルト固定している。

受刃回転軸２８には、切刃回転軸１７と同様に周方向に１８０度間隔の配置にて受刃ホルダー４１が固定されており、それぞれの受刃ホルダー４１に受刃４２が取り付けられている。受刃ホルダー４１も切刃ホルダー３９と同様に軸方向断面がＬ字形状でそのＬ字の一辺を受刃回転軸２８の外周面にボルト固定し、他辺が切刃回転軸１７の外径方向に延びて、その他辺に受刃４２をボルト固定している。

切刃４０の切断端となる先端は、頂角９０度の稜線にて形成される。
受刃４２の切刃４０切断端に当接する部分は、円弧状の曲面になっており、その曲率半径（符号「４２ｒ」で示す）はロータリーカッターの回転円の半径になっている。
また、受刃４２の切刃当接面を幅中心から２等分し、幅方向（受刃回転方向に沿う）の片側（受面４２ａ）は全て平坦な曲面状態、もう一方には溝を長手方向に複数個（ミシン目の連続部分の数に相当する）並べた櫛状面４２ｂになっている（櫛状面４２ｂでは平坦な曲面と溝が繰り返す構成となっている）。

切刃回転軸１７は切刃回転位置検出板２６にて、受刃回転軸２８は受刃回転位置検出板３６にてそれぞれＡＣサーボモーターにより位置決めされ、両軸の原点では、断面図で示すように、切刃４０と受刃４２とが共に垂直状態になる。切刃回転位置検出板２６及び受刃回転位置検出板３６は、周縁が矩形の鋸歯状であってそれに対応する切刃回転位置検出器（フォトインタラプラ）２６ａ及び３６ａをそれぞれ設けており、鋸歯状の周縁で間欠的に光の通過・非通過のパルスによって切刃回転軸１７及び受刃回転軸２８の回転角度を検出する。

切刃回転軸１７と受刃回転軸２８のそれぞれに、１８０度配置で２ケ取付けられている切刃４０と受刃４２は、回転円（４０ｒ、４２ｒ）の接点にて１回転あたり２回当接する。この場合、当接位置で、切刃４０は水平状態であるが、受刃４２は水平状態でなく、水平から±３．６度の傾きを持って切刃４０と接触する。

〔切刃４０と受刃４２との当接調整〕
切刃回転軸１７は、後フレーム１０と前フレーム１１に嵌め込まれた切刃軸受ホルダー１４のベアリングにより回転自在に保持される。
図２に示すように、２枚のスライダー（受刃軸受けホルダー）２７、２７と連結プレート３７で構成されるコの字型構造が、後フレーム１０と前フレーム１１の開口部１０ａ、１１ａに、切刃回転軸１７に対して前後方向にスライド可能に嵌め込まれている。コの字型構造を挟んで受刃４２側であって連結プレート３７の外側に、Ｒ（右側）ベースプレート３が、切刃４０外側にＬ（左側）ベースプレート４が設けられる。これらＲ、Ｌベースプレート３，４のユニット本体側にモーターベース５が組付け固定されて、モーターベース５から切刃用サーボモーター６と受刃用サーボモーター７がそれぞれ固定される。また、Ｒ、Ｌベースプレート３，４の側部にＲ側板２、Ｌ側板１が取り付けられる。

受刃回転軸２８は、２枚のスライダー（受刃軸受けホルダー）２７、２７に嵌め込まれたベアリングにより回転自在に保持されている。
２枚のスライダー２７、２７の切刃回転軸１７側先端は、テーパー面になっている。
このテーパー面と、後フレーム１０及び前フレーム１１の開口部１０ａ、１１ａの内側面との間に、テーパー台（クサビ）Ｂ（２２）、テーパー台Ａ（２１）が組み込まれている。
アジャストピン２５により、テーパー台（クサビ）Ｂ（２２）、テーパー台Ａ（２１）、の位置を調整することにより、切刃回転軸１７と受刃回転軸２８の軸芯間を調整することができる。

切刃４０と受刃４２とは、隙間「０」にて当接させるため、クサビをルーズにした状態で、エアーシリンダー８にて２枚のスライダー２７と連結プレート３７にて構成されるコの字型構造を切刃回転軸１７側に押し付け切刃４０と受刃４２とを接触状態にする。

この状態で、アジャストピン２５を用いて、クサビＡ、Ｂをガタの無い位置へ移動させる。

エアーシリンダー８が固定されているＲベースプレート３の２箇所の調整ねじ（ストッパー）９にて、２枚のスライダー２７と連結プレート３７にて構成されるコの字型構造が切刃回転軸１７から離隔する方向に逃げないように連結プレート３７に当て止めする（図３参照）。

以上の調整にて、受刃回転軸２８は、テーパー台（クサビ）Ａ（２１）、Ｂ（２２）にて切刃回転軸１７接近方向の位置決めができ、調整ねじ（ストッパー）９にて切刃回転軸１７から後退する方向（離隔する方向）の位置決めができることにより、切刃４０と受刃４２は常に隙間「０」にて当接する。

機械構成について図４に基づき説明する。図４（ａ）に切刃４０を（ｂ）に受刃４２をそれぞれ示す。

切刃４０は、図４（ａ）に平面視で示す。

当て切りするため、切刃４０の先端は頂角90度の直線状の稜線になっている。
切刃４０は、側面取付け穴を用いて切刃ホルダー３９にネジ固定される。
切刃４０先端の稜線を、受刃４２の曲面に均等に当接させるため、２箇所のジャッキ（ボルト）１７ａにて切刃４０底面を押し付け稜線高さ位置と水平度を調整する。

切刃ホルダー３９は本実施形態では円周２ケ所（１８０度配置）あり、それぞれに固定された切刃４０の頂点（稜線）間を結ぶ直線は切刃４０回転の直径となる。
この直線状の稜線が、受刃４２の曲面に隙間「０」の状態で当接する。
当接時に、切刃４０稜線と受刃４２面間に、非切断物が存在すると直線状に圧接切断される。

受刃４２は図４（ｂ）に平面視で示す。

受刃４２に切刃４０が当接する曲面は、受刃４２先端の回転半径と同じ半径を持つ円弧面になっている。したがって、円弧面のどの部分に切刃４０が当接しても隙間「０」の切断状態になる。

円弧面を幅中心で２等分し、片側は平坦な曲面状態、もう一方には受刃４２の回転方向に平行な溝を長さ方向に複数個並べる。
平坦な曲面状態の中央と溝付部分の中央とは、受刃回転軸２８中心に対して７．２度の間偏が開いている。これは、もう一方の受刃４２も同じ寸法関係になる。

受刃４２は、側面取付け穴を用いて受刃ホルダー４１にネジ固定される。
受刃４２先端の曲面は、切刃４０の稜線に均等に当接させるため、２箇所のジャッキ（ボルト）２８ａにて受刃４２底面の押し付け曲面位置を調整することができる。
受刃ホルダー４１は本実施形態では円周２箇所（１８０度配置）あり、それぞれに固定された受刃４２の曲面間を結び受刃回転軸２８中心を通る直線は受刃４２回転の直径となる。

次に実施形態に係るカッターユニットの構成の特徴を説明する。
（１）圧接切断するため、切刃４０の先端は頂角９０度の直線状の稜線になっている。この稜線が、受刃４２の面に隙間「０」の状態で当接する。
当接時に、切刃４０稜線と受刃４２面間に、非切断物が存在すると圧接切断される。

（２）受刃４２の幅中心から片側の領域に幅方向の溝を付ける。
受刃４２の切刃４０が当接する面は、受刃４２先端の回転半径と同じ半径を持つ円弧面になっている。このため、円弧面のどの部分に切刃４０が当接しても隙間「０」の切断状態になる。

この円弧面を幅中心で２等分し、片側には平坦な曲面状態、もう一方には受刃４２の回転方向に平行な溝を長さ方向に複数個並べる。
受刃４２の円弧面をこのような形状にすると、平坦な曲面側に切刃４０先端が当接した場合は、被切断物は全切断され、溝付側に当接した場合には、溝部分は圧接状態にならないため、切れ残りができる部分切断状態になる。この部分切断状態を、ミシン目切断と呼ぶ。

受刃４２をこのような構成にしたことにより、後記（４）項で説明する平坦な曲面と溝付き面との位相差をＡＣサーボモーター７にて補正することで、１枚の受刃４２にて全切断とミシン目切断が実施できる。

（３）切刃回転軸１７と受刃回転軸２８の回転
切刃４０は2枚構成であるため、パウチのピッチに合わせて１８０度回転する。ＡＣサーボモーターによるピッチ送りと同期して、切刃回転軸１７のＡＣサーボモーターが切刃４０を１８０度回転させることが制御の基準となる。
切刃回転軸１７は切刃回転位置検出板２６にて、受刃回転軸２８は受刃回転位置検出板３６にてそれぞれのＡＣサーボモーターにより位置決めされ、両軸の原点では、断面C図で示すように、切刃４０と受刃４２とが共に垂直状態になる。

受刃４２を回転させるＡＣサーボモーターは、原点を基準に切刃４０の回転パルス指令に追従して回転する。〜切刃４０回転のＡＣサーボモーターがマスター、受刃４２回転のＡＣサーボモーターがスレイブとなっている。

（４）回転方向の位相差をサーボモーターにて回転量を変えて対応する（図６の全切断とミシン目参照）
通常のロータリーカッターは、切刃と受刃とを同期回転させるために、切刃回転軸と受刃回転軸とを歯車にて連結し、１個のＡＣサーボモーターで駆動するというのが標準構成である。

これに対して、実施形態のカッターユニットでは、切刃回転軸１７、受刃回転軸２８を独立させ、それぞれにＡＣサーボモーター６、７を組み込んでいる。これは、以下の説明するように、同一の受刃４２にて全切断とミシン目切断を実施するためである。

本実施形態の受刃４２は、刃幅中心と、平坦な曲面状態側の円弧中心までの角度（受刃回転軸２８中心からのなす角度）、および溝付側の円弧中心までの角度は、ともに３．６度となっている。すなわち、全切断中心位置とミシン目切断中心位置とは回転方向に７．２度の位相差がある。

全切断する場合は、切刃４０の先端は受刃４２の平面状態側の円弧中心位置に当接させ、ミシン目切断する場合は、同じ切刃４０の先端が受刃４２の溝付側の円弧中心位置に当接させる。

このため、全切断に続きミシン目切断がある場合及びミシン目切断に続き全切断がある場合、切刃回転軸１７が１８０度回転する間に、それぞれの円弧中心までの角度差７．２度分、受刃４２の回転角を遅れまたは進めるようにする必要がある。

幅方向で形状の異なる（役割の異なる）受刃４２、切刃４０と受刃４２を個々にＡＣサーボモーターを取り付け独立して駆動することで受刃４２の位相差を補正することにより、通常のロータリーカッターユニットのスペースにて、全切断とミシン目切断を実施できるカッターユニットを構成したことが本発明の最大のポイントとなる。

次に、実施形態のカッターユニットの動作概要を説明する。
（１）パウチの送りと切刃４０の回転
図６〜図７に示すように、連包パウチの横シール間隔のピッチを検出しながら、上方から下方に向けて鉛直な状態で１ピッチ分がカッタ一部へ送り込まれる間に、ロータリーカッターは、切刃４０が１８０度回転し、丁度１ピッチ送りした位置（横シール幅中心位置）で切刃４０と受刃４２とが当接し、全切断もしくはミシン目切断を行う。

連包パウチの１ピッチの送りに対して、切刃４０は基準回転角度の１８０度回転を繰り返し、このピッチ送りと切刃４０の１８０度回転との同期関係が制御上の基準となっている。

なお、切刃４０は水平状態のとき（切刃回転軸１７中心と受刃回転軸２８中心とを結んだ直線上に切刃４０の稜線が来たとき）に受刃４２と当接し、切断が行われる。
また、本実施形態では２枚刃構成につき、切刃４０の１回転あたり２回切断される。

（２）受刃４２の回転
本実施形態の受刃４２は、刃幅中心と、平面状態側の円弧中心までの角度（受刃回転軸２８中心からのなす角度）、および溝付側の円弧中心までの角度は、ともに３．６度となっている。

全切断する場合は、切刃４０の先端は受刃４２の平面状態側の円弧中心位置に当接させ、ミシン目切断する場合は、同じ切刃４０の先端が受刃４２の溝付側の円弧中心位置に当接させる。

このため、全切断に続きミシン目切断する場合及びミシン目切断に続き全切断する場合、切刃回転軸１７が１８０度回転する間に、それぞれの円弧中心までの角度差７．２度分、受刃４２の回転角を遅れまたは進めるようにする必要がある。
なお、ミシン目切断が連続する場合は、１８０度回転する切刃４０に同期して、受刃４２も１８０度回転する。

（３）全切断とミシン目切断との切替（図６〜図７の全切断とミシン目切断の説明図を参照）
一例として、連包パウチを４個単位で全切断し、全切断間の３箇所の横シールはミシン目切断する場合の切刃４０と受刃４２の動きを説明する。

なお、図６（ａ）に示す、１）→２）、２）→３）、３）→４）、４）→５）（この場合、全切断：１）、５）、ミシン目：２）〜４））と工程が進む間に、横シールは１ピッチずつ送られ、切刃４０は送りと同期して基準回転角度の１８０度ずつ回転する。

１）最初の全切断からスタート
受刃４２は、水平より３．６度持ち上がった位置で切刃４０と当接し、横シールを全切断する。

２）１回目のミシン目切断
切刃４０が１８０度回転する間に、受刃４２を基準回転度の１８０度より７．２度余分に回転させ、切刃４０を受刃４２の溝付側（櫛状面４２ｂ）に当接させることでミシン目切断する。

３）２回目のミシン目切断
切刃４０が１８０度回転する簡に、受刃４２も基準回転角度の１８０度回転し、切刃４０が前記溝付側に当接することでミシン目切断する。

４）３回目のミシン目切断
切刃４０が１８０度回転する簡に、受刃４２も基準回転角度の１８０度回転し、切刃４０が溝付側に当接することでミシン目切断する。

５）最後の全切断〜次の工程は上記２）となり工程を繰り返す
この場合、切刃４０が１８０度回転する間に、受刃４２を基準回転角度の１８０度より７．２度分少なく回転させ、切刃４０を平面状態側に当接させることで全切断する。
このように、受刃４２のＡＣサーボモーター７は、切刃４０のＡＣサーボモーター６回転に同期追従するが、「全切断からミシン目切断」及び「ミシン目切断から全切断」に移行するときのみ、７．２度分の回転補正を実施する。

本実施形態によれば、ひとつのカッターユニットにてミシン目切断と全切断が可能になり、装置がコンパクト化する。
したがって、従来、ミシン目切断用と全切断用それぞれのカッターユニットが必要であったが、本発明ではそのようなことがない。

また、パウチの送り（フィード）制御とミシン目切断刃及び全切断刃の回転制御が単純化する。従来は、ミシン目一切断刃と全切断刃位置がフィード方向に直列配置、このため切断刃の取付けピッチとパウチの送りピッチとの関係により、種々の切断パターンができ、これに応じた制御とその使い分けが必要であったが、本発明ではその必要が無く回転制御が単純化する。

前記図８〜図１０に示した従来の装置に比較して実施形態のカッターユニットの利点を説明する。
（１）従来の装置では、刃の回転制御がパウチのピッチにより異なっていた。
すなわち、従来のカッターユニットとミシン目ユニットとを搬送方向に間隔（取り付けピッチ）を開けて取り付けた装置では、取り付けピッチとパウチピッチとの関係により、パウチの送りとミシン刃及び全切断刃の回転制御方法が異なるものになり、刃の回転制御は複雑であった。
これに対して、本実施形態のカッターユニットでは、パウチの１ピッチ送りを基準とし切刃４０の回転はこれに同期させ、受刃４２も切刃４０に同期して回転するため、全切断とミシン目切断切替による遅れ進みの補正だけ実施すれば、どのようなパウチピッチでも同じ制御ソフトで対応できる。

（２）従来の装置では大型化が避けられなかった。
すなわち、ミシン目ユニットとカッターユニットとは、パウチの流れ方向に直列に配置するため、装置の本体ボックスが大きくなる（特に、背が高いため、パウチを仕掛ける際に、脚立等に上らないと作業できない等、作業の安全性やしにくさに問題があった）。

これに対して、本実施形態では、一つのカッターユニットにてミシン目切断と全切断を行うため、装置の本体ボックスがコンパクトになる（特に、高さ方向に小さくなるため、脚立を使用しなくともパウチの仕掛けが可能になる）
（３）従来装置では、ミシン目切断と全切断の当接状態は個々に調整する必要があった。

すなわち、ミシン目切断の当接状態と全切断の当接状態は、ユニットが異なるため個々に実施する。調整のバラツキによる、切断状態に差異ができる。

これに対して、実施形態では、受刃４２の刃幅の１／2ずつが全切断とミシン目切断を受け持つが、同一の曲率面上で構成されるため、切刃４０との当接は曲率面上のどこで調整しても同じである。全切断とミシン目切断の切断状態は同じになる。
以上から本実施形態では、装置が従来よりも小型化し、パウチの仕掛け作業性の改善でき、制御が簡素化し、ミシン目切断と全切断のカット状態が一定化するという優れた作用効果を奏する。

本発明のカッターユニットは、食品以外の各種液状、粉状、粒状製品を充填したパウチ６の定位置投入に利用することができる。

１ Ｌ側板
２ Ｒ側板
３ Ｒベースプレート
４ Ｌベースプレート
５ モーターベース
１０ 後フレーム
１１ 前フレーム
１４ 切刃軸受ホルダー
１７ 切刃回転軸
２１ テーパー台（クサビ）Ａ
２２ テーパー台（クサビ）Ｂ
２５ アジャストピン
２６ 切刃回転位置検出板
２７ スライダー（受刃軸受けホルダー）
２８ 受刃回転軸
３１ 軸受けホルダー
３２ 駆動軸
３３ ハスバ歯車（Ｌ）
３５ ハスバ歯車（Ｒ）
３６ 受刃回転位置検出板
３７ 連結プレート
３９ 切刃ホルダー
４０ 切刃
４１ 受刃ホルダー
４２ 受刃

Claims (4)

1. 複数の小袋が横シール部を介して連続した連包体を搬送し、その連包体の横シール部を小袋の所定個数ずつ切断するカッターユニットであって、
   尖った刃先の切刃部と弧状の受け面のある受刃部との長さ方向が、前記連包体の幅方向に添って延在した状態で、その切刃部および受刃部間に前記連包体が搬送されるようにし、
   前記受刃部が、前記受刃部の幅方向の片側が平坦な弧状の受け面で該幅方向の他側が所定間隔に溝を形成した櫛状面に形成されたものであって、前記受刃部の幅方向が前記連包体搬送方向に沿って配置されており、
   前記切刃部が切刃回転軸に設けられ、前記受刃部が受刃回転軸に設けられて、前記切刃部及び受刃部の幅方向に各回転軸を回転駆動させて前記切刃部の刃先と前記受刃部の受け面とを接近・離隔させる回転駆動部と、
   前記受刃部の受け面及び櫛状面の何れかを前記切刃部の刃先に対向させるように前記切刃部と前記受刃部との回転位相を制御する位相制御部とを備え、
   前記搬送された連包体の搬送タイミング及び小袋のピッチに基づき前記回転駆動部を回転させる際に、前記位相制御部が、前記連包体の横シール部を挟んで前記切刃部の刃先及び受刃部の弧状の受け面同士を当接させることにより該横シール部を切断し、一方、前記切刃部の刃先と受刃部の櫛状面同士を当接させることにより該横シール部に断続的なミシン目を形成するよう回転位相を制御するものであり、
   前記切刃回転軸及び受刃回転軸の軸方向両側に前フレーム及び後フレームを配置しており、
   前記切刃回転軸の軸両端部を回転自在に保持する、前フレーム及び後フレームに嵌めこまれた各切刃軸受ホルダーと、
   前記前フレーム及び後フレームに形成された各開口部内に、前記受刃回転軸を前記切刃回転軸に接近・離隔させる方向にスライド可能に配置されて、前記受刃回転軸の軸両端部を回転自在に保持する各受刃軸受けホルダーと、
   前記各受刃軸受けホルダーの切刃回転軸側先端に形成されたテーパー面と当該テーパー面に対向する前記開口部内側面との間に配設され、位置調整によって切刃回転軸と受刃回転軸の軸芯間を調整可能なテーパー台と、
   前記各受刃軸受ホルダー同士を連結する連結プレートと、
   受刃部が切刃部に当接状態になるように前記各受刃軸受けホルダーを前記連結プレートを介して、切刃回転軸方向に押圧するシリンダーと、
   前記各受刃軸受けホルダーが前記切刃回転軸から離隔する方向に逃げるのを止めるためのストッパーとを設けた、前記切刃部及び受刃部同士の当接を調整する構造を有し、
   前記シリンダーによって前記各受刃軸受けホルダーを切刃回転軸方向に押圧して前記切刃部及び受刃部同士を当接状態にし、その当接状態で前記テーパー台をテーパー面及び開口部内側面に接する位置に調節し、かつ、前記ストッパーで受刃軸受けホルダーが前記切刃回転軸から離隔する方向の位置決をすることができるようにしたことを特徴とするカッターユニット。
2. 前記切刃部の切刃に当接する前記受刃部の受け面及び櫛状面の平坦面は、前記受刃部の受刃回転軸の垂直方向の横断面が該受刃回転軸を中心とした円弧面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカッターユニット。
3. 前記回転駆動部は、前記切刃部が複数取り付けられた切刃回転軸を回転させるサーボモーターをマスターとし、前記受刃部が複数取り付けられた受刃回転軸を回転させるサーボモーターをスレイブとして、各回転体に位置検出器を設け、前記位相制御部は、切刃回転軸及び受刃回転軸に設けた位置検出信号に基づき各サーボモーターの回転駆動を制御し、かつ、スレイブ側のサーボモーターをマスター側サーボモーターの指令パルスに基づき同期回転させ、全切断及びミシン目形成のタイミングに応じて軸回転の位相を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のカッターユニット。
4. 前記切刃部の切刃が頂角９０°以下の直線状の稜線になっており、該切刃が前記受刃部の受け面と隙間無く当接することにより横シール部が切断されるようにしたことを特徴とする請求項１から３のうちの１項に記載のカッターユニット。

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