(57)【要約】【課題】  本発明は、簡易な構成によってシート束を切断するための大きな切断速度を得ることができ、コンパクト化や廉価化がなされたシート束切断装置を提供する。【解決手段】  本発明は、切断方向に荷重を負荷され、切断幅方向に伸長された刃先線を有する板状の可動刃を、切断幅方向に往復移動させてシート束の切断を行うシート束切断装置であって、前記可動刃の刃先線は前記シート束のシート面に向かって突出する複数の突出刃先を有するシート束切断装置である。シート束を載置する載置台と、該載置台との間で前記シート束を押圧する押圧手段と、前記可動刃を切断幅方向に往復移動させる往復移動手段と、前記可動刃を切断方向に移動させる切断方向移動手段と、前記可動刃に切断方向への荷重を負荷する荷重負荷手段と、前記シート束の切断時に前記可動刃の突出刃先を受ける受け部材とを有するシート束切断装置にできる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断方向に荷重を負荷され、切断幅方向に伸長された刃先線を有する板状の可動刃を、切断幅方向に往復移動させてシート束の切断を行うシート束切断装置であって、前記可動刃の刃先線は前記シート束のシート面に向かって突出する複数の突出刃先を有することを特徴とするシート束切断装置。
【請求項２】
前記複数の突出刃先は互いに１〜５０ｍｍの離間距離をもって配置されることを特徴とする請求項１に記載のシート束切断装置。
【請求項３】
前記可動刃の刃先線は、往復移動における前記可動刃の往時または復時の移動量当たり２〜５０個の突出刃先を有することを特徴とする請求項１または２に記載のシート束切断装置。
【請求項４】
前記可動刃は往時および復時に２〜１００ｍｍの移動量をもって往復移動されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシート束切断装置。
【請求項５】
前記可動刃に負荷する荷重は前記突出刃先の個数当たり０．２〜５Ｎに設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシート束切断装置。
【請求項６】
前記可動刃は０．２〜３ｍｍの板厚を有し、前記複数の突出刃先は５〜４５度の刃先角を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のシート束切断装置。
【請求項７】
前記複数の突出刃先は１０〜６０度の剪断角を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のシート束切断装置。
【請求項８】
前記可動刃は０．５〜１．２ｍｍの板厚を有し、前記複数の突出刃先は、３〜１０ｍｍの互いの離間距離、１．５〜３ｍｍの突出量、１０〜３０度の刃先角、３５〜４５度の剪断角を有し、前記可動刃に負荷する荷重は前記突出刃先の個数当たり０．５〜１．２Ｎに設定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のシート束切断装置。
【請求項９】
前記シート束を載置する載置台と、該載置台との間で前記シート束を押圧する押圧手段と、前記可動刃を切断幅方向に往復移動させる往復移動手段と、前記可動刃を切断方向に移動させる切断方向移動手段と、前記可動刃に切断方向への荷重を負荷する荷重負荷手段と、前記シート束の切断時に前記可動刃の突出刃先を受ける受け部材とを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のシート束切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、製本途中の書籍や雑誌、複写機等で扱う紙類の孔明け、中綴じ、中折りなどが施された冊子など、複数枚のシート材が積層されたシート束の小口や辺縁などを切断するためのシート束切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上述したようなシート束を切断する方法としては、切断幅方向に伸長され切断幅方向の一方側から他方側へ概ね３０度の角度をもって傾斜する刃先線を有する矩形ともいえる板状の可動刃を用い、この可動刃に荷重を負荷して切断方向に移動させてシート束を押し切る方法（以下、切断方法１という）が知られる。この方法によれば、非常に良好な裁断面を得ることができ、１００枚以上のシート材が積層された厚いシート束の切断には好適である。しかしながら、例えば５ｋＮを超えるほどの切断荷重を要し、このため大きな駆動源が必要となるだけでなく切断装置自体の高強度化が必要であった。
【０００３】
また、切断幅方向に伸長された刃先線を有する矩形ともいえる板状の可動刃を用い、この可動刃を切断幅方向に伸長された刃先線を有する固定刃に圧接しながら切断方向に移動させることで、可動刃と固定刃との間に載置したシート束を切断する、はさみで切断するごとくの方法（以下、切断方法２という）が知られる。この方法は、３０枚程度のシート材が積層されたシート束の切断には好適である。しかしながら、より厚いシート束の切断を行う場合には可動刃と固定刃を圧接するために大きな圧接力を要し、このため大きな圧接荷重を負荷する機構が必要であり、加えて、この大きな圧接力に抗して可動刃を駆動するための大きな駆動源や切断装置自体の高強度化が必要であった。
【０００４】
また、円板状の可動刃を用い、この可動刃を回転させながら往復移動させることで、可動刃と可動刃刃先を受ける受け部材との間に載置したシート束を切断する方法（以下、切断方法３という）が知られる。この方法は、非常に小さい切断荷重でシート束を切断できる利点がある。しかしながら、可動刃を往方向に移動させた後に復方向に移動させた際、可動刃の回転振れなどに起因し、既に切断されたシート束の切断面に可動刃刃先が接触することで切断面が部分的に切断されて切断面に毛羽立ちや段差を生じたり、切断屑や切断粉を生じるといった不具合があった。
【０００５】
また、円板状の可動刃を用い、この可動刃を回転させながら往復移動させて切断幅方向に伸長された刃先線を有する固定刃に圧接して摺動することで、可動刃と固定刃との間にシート束を噛み込ませて切断する方法（以下、切断方法４という）が知られる。この方法は、上述の切断方法２と同様に、可動刃を固定刃に圧接しながらシート束を切断するため、大きな圧接荷重を負荷する機構や、大きな駆動源や、切断装置自体の高強度化が必要であった。加えて、円板状の可動刃を固定刃に圧接する際に可動刃刃先を固定刃刃先に対して僅かに交差させるので、切断時に可動刃の刃先に作用する力が大きくなってしまい、刃先の欠けや割れを生じてしまうといった不具合があった。
【０００６】
近年、上述した切断方法１〜４に有する種々の課題を解決できる切断方法が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１の切断方法は、切断幅方向に伸長された真直な刃先線を有する矩形ともいえる板状の可動刃を用い、この可動刃を往復移動させることで、可動刃と可動刃刃先を受ける受け部材との間に載置したシート束を切断する方法（以下、切断方法５という）である。この方法は、真直な刃先線を有する板状の可動刃を往復移動させながらシート材に対して押し付けることで切断方向に移動させるという簡単な構成で切断荷重を得て、積層枚数の多い厚いシート束であっても良好な切断面を得ることができ、シート束切断装置のコンパクト化や廉価化には有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１１４１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の特許文献１に提案された切断方法５は、本発明者が同構成を有する切断装置を用いて確認したところ、シート束を切断する切断速度が小さく、シート束の切断に時間を要することがわかった。この問題を解決できる手段としては、例えば、切断時に、可動刃に負荷する切断方向への荷重を増してシート材に対する押し付けを強化することが有効である。しかしながら、可動刃に負荷する荷重を大きくすると、負荷された大きな荷重に抗して可動刃を往復移動させることが必要となる。このため、駆動源を大きくする必要があるとともに、可動刃の往復移動機構の高強度化や、さらには切断装置自体の高強度化が必要となるなど、シート束切断装置のコンパクト化や廉価化を阻害することとなった。
【０００９】
本発明の目的は、上述の解決課題を鑑み、簡易な構成によってシート束を切断するための大きな切断速度を得ることができ、加えて、コンパクト化や廉価化がなされたシート束切断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上述の問題点を鑑み、可動刃を切断幅方向に往復移動させてシート束を切断するにあたり、可動刃の刃先線において複数の突出刃先を形成することにより、可動刃に負荷する切断方向への荷重を増やすことなく大きな切断速度を得ることができることを見出し本発明に到達した。
【００１１】
すなわち本発明は、切断方向に荷重を負荷され、切断幅方向に伸長された刃先線を有する板状の可動刃を、切断幅方向に往復移動させてシート束の切断を行うシート束切断装置であって、前記可動刃の刃先線は前記シート束のシート面に向かって突出する複数の突出刃先を有する、シート束切断装置である。
【００１２】
前記複数の突出刃先は互いに１〜５０ｍｍの離間距離をもって配置することができる。
【００１３】
前記可動刃の刃先線は、往復移動における前記可動刃の往時または復時の移動量当たり２〜５０個の突出刃先を有することができる。
【００１４】
前記可動刃は往時および復時に２〜１００ｍｍの移動量をもって往復移動することができる。
【００１５】
前記可動刃に負荷する荷重は前記突出刃先の個数当たり０．２〜５Ｎに設定することができる。
【００１６】
前記可動刃は０．２〜３ｍｍの板厚を有し、前記複数の突出刃先は５〜４５度の刃先角を有することができる。
【００１７】
前記複数の突出刃先は１０〜６０度の剪断角を有することができる。
【００１８】
前記可動刃は０．５〜１．２ｍｍの板厚を有し、前記複数の突出刃先は、３〜１０ｍｍの互いの離間距離、１．５〜３ｍｍの突出量、１０〜３０度の刃先角、３５〜４５度の剪断角を有し、前記可動刃に負荷する荷重は前記突出刃先の個数当たり０．５〜１．２Ｎに設定されていることが望ましい。
【００１９】
本発明においては、前記シート束を載置する載置台と、該載置台との間で前記シート束を押圧する押圧手段と、前記可動刃を切断幅方向に往復移動させる往復移動手段と、前記可動刃を切断方向に移動させる切断方向移動手段と、前記可動刃に切断方向への荷重を負荷する荷重負荷手段と、前記シート束の切断時に前記可動刃の突出刃先を受ける受け部材とを有する、シート束切断装置とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のシート束切断装置は、シート束を大きな切断速度で切断できるとともに良好な切断面が得られる。加えて、簡易な構成であるので、シート束切断装置のコンパクト化や廉価化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のシート束切断装置の一例を示す構成図である。
【図２】図１に示すシート束切断装置によるシート束の切断途中を示す側面図である。
【図３】本発明における突出刃先の一例を示す模式図である。
【図４】本発明における突出刃先の一例を示す模式図である。
【図５】本発明における突出刃先の一例を示す模式図である。
【図６】図３に示す突出刃先において一部を変更した一例を示す模式図である。
【図７】図４に示す突出刃先において一部を変更した一例を示す模式図である。
【図８】図５に示す突出刃先において一部を変更した一例を示す模式図である。
【図９】本発明における突出刃先の一例を示す模式図である。
【図１０】可動刃Ｘに負荷する荷重と切断時間の関係を示す図である。
【図１１】可動刃Ｘに負荷する荷重と切断時のモータの負荷電流の平均値の関係を示す図である。
【図１２】可動刃Ｘに負荷する荷重と切断時のモータの負荷電流の振幅の平均値の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明における重要な特徴は、切断方向に荷重を負荷して切断幅方向に往復移動させる可動刃の刃先線を、シート束のシート面に向かって突出する複数の突出刃先を有する刃先線としたことである。この構成により、シート束を切断するにおいて、まず可動刃に負荷した荷重によってシート束の最上のシート材に対して突出刃先を喰い付かせ、つまり、刃先が滑ってシート材から離れてしまうことのないように突出刃先をシート材に掛けた状態とし、次いでシート材に喰い付かせた突出刃先を切断幅方向に移動することによってシート材の引き切りを開始することができる。そして、シート材の引き切りが開始された後には、この引き切りを行いながら可動刃に負荷した荷重によって次方のシート材に対して突出刃先を喰い付かせて突き刺し切断を行い、この突き刺し切断を行いながら突出刃先によってシート材を引き切ることができる。
よって、本発明のシート束切断装置は、上述した複数の突出刃先によるシート材への喰い付き、突き刺し、引き切りという一連の切断動作を組み合せた新規な切断方法を適用したシート束切断装置である。
【００２３】
本発明の切断動作について具体的に説明する。
切断前、シート束に可動刃が接触した状態において、可動刃の刃先線に形成された複数の突出刃先が、可動刃に負荷された荷重によってシート束の最上のシート材に対して喰い付いている。切断前に、シート材に対して可動刃の刃先を喰い付かせておくことにより、刃先を切断幅方向に移動させた際、シート材の切断に抗する切断抵抗が小さくなってシート材の引き切りをより円滑に行うことができる。なお、上述した可動刃に負荷された荷重とは、シート材の切断を営む可動刃の刃先全体に負荷される荷重に相当するものである。これは、可動刃がシート材を切断しながら切断方向に移動するための推進力であって、該推進力が例えば可動刃の自重のみによって得られる場合は該可動刃の自重が可動刃に負荷された荷重となる。
【００２４】
上述した可動刃の刃先によるシート材への喰い付きは、上述した従来の切断方法５における真直な刃先線では、余程大きな荷重を可動刃に負荷しない限り得難いものである。これは、可動刃に負荷された荷重による刃先とシート材との間に生じる圧力（以下、刃圧という）に関係する。本発明においては、可動刃の刃先線に複数の突出刃先を設けることによって、シート材に対する刃先の接触面積を低減することができる。このため、従来の真直な刃先線に比べ、大きな荷重を可動刃に負荷しなくても刃圧を増大させることができ、可動刃の刃先すなわち突出刃先の先端をシート材に対して容易に喰い付かせることができる。
【００２５】
切断開始時、最上のシート材に対して可動刃の突出刃先が喰い付いた状態で可動刃を切断幅方向に移動させることで、シート材に喰い付いたそれぞれの突出刃先が所定の剪断角をもって切断幅方向に移動され、この突出刃先の移動によってシート材の引き切りが開始される。そして、それぞれの突出刃先は、シート材の引き切りを行いながら次方のシート材に対して喰い付き、喰い付きながらシート材に突き刺さり、突き刺さりながらシート材を引き切ることができる。このとき、突出刃先はシート材に突き刺さることでシート材をミシン目状に部分切断し、シート材に突き刺さった突出刃先が切断幅方向に移動されることでシート材を隣接する部分切断個所まで引き切り、これによってシート材を全幅切断することができる。
【００２６】
本発明のシート束切断装置は、上述した一連の切断動作によって、可動刃の刃先線に有する複数の突出刃先で、シート束の最上から順に複数枚のシート材をミシン目状に部分切断しながら引き切ることで全幅切断し、可動刃を切断幅方向に往復移動させることで上述の切断動作を繰り返し行って、終には、シート束を全幅切断することができる。
このように可動刃を切断幅方向および切断方向に同時に移動しながらシート束を連続的に切断する本発明のシート束切断装置は、可動刃の刃先が一度切断されたシート束の切断面に接触することがなく、シート束の切断面に段差やケバなどの不具合を生じることがない。
【００２７】
上述したように、複数の突出刃先によるシート材への喰い付き、突き刺し、引き切りという一連の切断動作を組み合せた切断方法を適用した本発明のシート束切断装置は、可動刃に負荷する切断方向への荷重を増やすことなく簡易な構成で大きな切断速度を得ることができる。よって、大きな切断速度を有するシート束切断装置が所望される場合であっても、駆動源の大容量化、可動刃の往復移動機構の高強度化、あるいは切断装置自体の高強度化などの格別な構成とすることもなく、可動刃の刃先線に複数の突出刃先を形成するだけの簡易な構成でよいので、シート束切断装置のコンパクト化や廉価化に寄与できる。
【００２８】
本発明においては、可動刃の刃先線は、刃先線全体としては複数の突出刃先を連ねた波状の刃先線形状に形成することができる。例えば、隣接させる突出刃先の間隔を狭めて数多くの突出刃先を有するように形成された刃先線である。また、可動刃の刃先線は、例えば隣接させる突出刃先の間隔を広げて幾つかの突出刃先を有するような形状に形成できる。
【００２９】
本発明における可動刃の刃先線に有するそれぞれの突出刃先は、シート材に対する喰い付きおよび突き刺しによってシート材を部分切断できる形状を有し、隣接する突出刃先によって部分切断された個所までを引き切りすることができればよい。よって、可動刃の刃先線を、突出刃先の個数を多くして波状の刃先線形状とすることは好ましく、部分切断される間隔が狭くなるので、ひとつの突出刃先が受け持つ切断長さが短縮されて、可動刃の切断幅方向における移動量を低減することができる。
【００３０】
本発明のシート束切断装置は、上述したように、複数の突出刃先がシート材に突き刺さってシート材を部分切断しながら引き切ることができるので、可動刃の切断幅方向における往復移動１回あたりのシート材の切断枚数が増加される。また、突出刃先を隣接する部分切断の個所まで移動すればよいので、可動刃の切断幅方向への移動量が低減される。また、上述したように可動刃の切断幅方向への移動量が低減されるので、その分だけ可動刃の往復移動回数を増やすことができ、これにより切断速度を大きくできるので、シート束の切断時間を短縮することができる。
【００３１】
次に、本発明における可動刃の刃先線につき、図３〜図９に具体例を挙げて説明する。なお、各図において、可動刃の板面の側を正面、板厚の側を側面といい、可動刃の正面を（ａ）図で示し、可動刃の側面から見た線分ＰＰおよび線分ＱＱで示す位置における断面を（ｂ）図および（ｃ）図で示す。また、各図中に示す二点鎖線は、突出刃先がシート束に突き刺さったときのシート面に対応する位置を示す。
【００３２】
図３に示す突出刃先３０は、正面から見ると三角形状を有する三角刃であって、頂部３１と谷部３２および頂部３１と谷部３３でなす二つの直辺で形成された三角形状が突出し、突出した頂部３１を頂点とする角（以下、頂角という）を有して先端が尖状に形成されている。ここでいう突出刃先３０の頂角とは、頂部３１を頂点として谷部３２、３３とでなす二つの直辺が交差して画成される角度をいう。このように刃先の先端が尖状である突出刃先３０は、シート材に対する喰い付きや突き刺しの点で有利である。
【００３３】
また、突出刃先３０は、隣接する頂角の間に位置する谷部３２、３３が僅かな湾曲を有するように形成されている。この谷部３２、３３は、隣接する突出刃先３０と連なるよう形成する際、湾曲させずに明確な頂点を有して形成することもできるが、突き刺し切断に支障のない限り、望ましくはできる限り大きな湾曲をもって形成し、突出刃先３０の基部の機械強度を高めることである。
【００３４】
また、突出刃先３０は、一方の板面側は研削や研磨によって形成されたすくい面３０ａとなっており、他方の板面側は切断時に良好な切断面を得るための逃げ面３０ｂとなる滑らかな平面となっている。そして、すくい面３０ａと逃げ面３０ｂとによってシート束を切断するための刃先角３０ｃが形成され、この刃先角３０ｃは頂部３１と谷部３２および谷部３３の間において一様な角度を有している。
【００３５】
本発明においては、板状の可動刃の切断方向側の端縁部に対し、上述の突出刃先３０を谷部３２、３３の個所で隣接して複数個連ねて形成することによって、可動刃の刃先線をシート束のシート面に向かって突出する複数の突出刃先を有する刃先線として形成することができる。このように複数の突出刃先３０を連ねて形成した可動刃は、すくい面３０ａにおいて、切断方向に沿うように頂部３１を通る個所が峰となる凸部を有し、切断方向に沿うように谷部３２、３３を通る個所が谷となる凹部を有するものとなる。また、一様な刃先角３０ｃを有する突出刃先３０を複数連ねて形成された可動刃の刃先線は、一様な刃先角を有して形成することができる。
【００３６】
本発明において、上述した突出刃先３０よりもシート束への突き刺し効果を高めたい場合、例えばシート束の切断品位よりも切断時間の短縮を重視する場合など、突出刃先３０の頂部３１における頂角をより鋭角に形成することが好適である。このような突出刃先としては、例えば図４に示す突出刃先４０がある。
【００３７】
突出刃先４０は、正面から見ると概ね三角形状を有する略三角刃であって、頂部４１と谷部４２および頂部４１と谷部４３でなすことのできる二つの直辺よりも刃先自体側に凹ませてなした二つの曲辺で形成された略三角形状が突出した突出刃先である。よって、突出刃先４０は、二つの直辺でなした三角形状を有する上述の突出刃先３０に比べ、頂部４１を頂点とする頂角がより小さい尖状に形成された刃先先端を有している。ここでいう突出刃先４０の頂角とは、頂部４１を頂点として谷部４２、４３とでなす二つの仮想的直辺が交差して画成される角度をいう。このように上述の突出刃先３０よりも刃先の先端が尖状である突出刃先４０は、シート材に対する喰い付きや突き刺しの点でより有利である。
【００３８】
また、突出刃先４０は、隣接する頂角の間に位置する谷部４２、４３は、突出刃先３０の場合よりも大きな湾曲を有して形成されるので、突出刃先４０の基部はより高い機械強度を有することができる。また、突出刃先４０は、上述の突出刃先３０と同様に、すくい面４０ａ、逃げ面４０ｂ、頂部４１を頂点として頂部４１から谷部４２および谷部４３の間において一様な角度を有するように形成された刃先角４０ｃを有する。
【００３９】
本発明においては、板状の可動刃の切断方向側の縁部に対し、上述の突出刃先４０を谷部４２、４３の個所で隣接して複数個連ねて形成することによって、可動刃の刃先線をシート束のシート面に向かって突出する複数の突出刃先を有する刃先線として形成することができる。このように複数の突出刃先４０を連ねて形成した可動刃は、すくい面４０ａにおいて、上述の突出刃先３０と同様に、頂部４１を通る個所に峰となる凸部と、谷部４２、４３を通る個所に谷となる凹部を有するものとなる。また、一様な刃先角４０ｃを有する突出刃先４０を複数連ねて形成された可動刃の刃先線は、一様な刃先角を有して形成することができる。また、突出刃先４０は上述した突出刃先３０よりも頂角が鋭角であるので、シート束への突き刺し効果がより高い可動刃の刃先線として形成することができる。
【００４０】
上述したようにシート材に対する喰い付き効果や突き刺し効果を高めるために突出刃先の頂角を鋭角化した場合、突き刺さった状態の突出刃先３０の直辺や突出刃先４０の曲辺がシート束のシート面に対してなす角度（以下、剪断角という）が大きくなる。大きな剪断角は、喰い付き効果や突き刺し効果を高めることができる。一方、剪断角が大きくなり過ぎると、引き切りにおいては切断抵抗になってしまう可能性が高まり、また突出刃先の機械的強度が低下してしまう可能性がある。このようなことを考慮すれば、剪断角は、１０〜６０度に設定することが望ましく、より望ましくは１５〜４５度に設定することである。また、剪断角は、３５度以下に設定することで引き切り効果を高めることができ、３５度を越えて設定することで突き刺し効果を高めることができる。また、突き刺し効果を好適に高めることで、突出刃先の刃先摩耗の抑制効果をも期待することができる。
【００４１】
本発明において、喰い付きや突き刺しよりも引き切りを優先したい場合、例えば高級なシート材であってシート束の切断時間よりも切断面品質を重視する場合など、突出刃先の頂角を突出刃先３０よりも大きな角度に形成することが好適と考えられる。このような突出刃先としては、例えば図５に示す突出刃先５０がある。
【００４２】
突出刃先５０は、正面から見ると概ね椀状とか円弧状とかといった外観形状を有する弧状刃であって、頂部５１と谷部５２および頂部５１と谷部５３でなすことのできる二つの直辺よりも刃先自体を膨らませてなした二つの曲辺で形成された略円弧形状が突出した突出刃先である。よって、突出刃先５０は、二つの直辺でなした三角形状を有する上述の突出刃先３０に比べ、その刃先は頂部５１を頂点とする頂角が大きい滑らかな形状を有している。なお、突出刃先５０のように明確な頂点を有さない場合は、頂部５１を頂点として谷部５２、５３とでなす二つの仮想的直辺が交差して画成される角度を頂角として定義することとした。このように頂角が大きく先端が滑らかな突出刃先５０は、剪断角が小さいために切断抵抗が小さくなるので、シート材に突き刺した状態からのシート材の引き切りに要する切断力が小さくなって有利である。
【００４３】
また、突出刃先５０は、隣接する頂角の間に位置する谷部５２、５３は、突出刃先３０の場合よりもやや大きな湾曲を有して形成されている。この谷部５２、５３は、隣接する突出刃先５０と連なるよう形成する際、突き刺し切断に支障のない限り、望ましくはできる限り大きな湾曲をもって形成し、突出刃先５０の基部の機械強度を高めることである。また、突出刃先５０は、上述の突出刃先３０、４０と同様に、すくい面５０ａ、逃げ面５０ｂ、頂部５１を頂点として頂部５１から谷部５２および谷部５３の間において一様な角度を有するように形成された刃先角５０ｃを有する。
【００４４】
本発明においては、板状の可動刃の切断方向側の縁部に対し、上述の突出刃先５０を谷部５２、５３の個所で隣接して複数個連ねて形成することによって、可動刃の刃先線を、シート束のシート面に向かって突出する複数の突出刃先を有する刃先線として形成することができる。このように複数の突出刃先５０を連ねて形成した可動刃は、すくい面５０ａにおいて、上述の突出刃先３０、４０と同様に、頂部５１を通る個所に明確な線状ではない峰となる凸部と、谷部５２、５３を通る個所に谷となる凹部を有するものとなる。また、一様な刃先角５０ｃを有する突出刃先５０を複数連ねて形成された可動刃の刃先線は、一様な刃先角を有して形成することができる。また、突出刃先５０は上述した突出刃先３０、４０よりも頂角が鈍角であるので、突き刺さった状態でシート束に対する剪断角が小さくなって、引き切り効果がより高い可動刃の刃先線として形成することができる。
【００４５】
上述した突出刃先３０、４０、５０の場合、それぞれのすくい面３０ａ、４０ａ、５０ａにおいて、切断方向に沿うようにそれぞれ頂部３１、４１、５１を通る個所が峰となる凸部を有している。突出刃先のすくい面に凸部を有すると、その分だけ板厚方向の厚さ（以下、刃厚という）が大きくなって、突出刃先がシート束に対して突き刺さるときの突き刺し抵抗が大きくなる。また、刃厚の大きな突出刃先をシート束に突き刺した状態で可動刃を切断幅方向に移動させると、シート束の切断面に対する上述の凸部の当たりが強くなって、その分だけ切断抵抗が増してしまう。よって、望ましくは、突出刃先における刃厚をできるだけ小さくすることであって、少なくとも刃先のすくい面は、緩やかな形状かつ滑らかな表面状態を有するように、できる限り上述の凸部が線状の突起のような形状を有さないように形成することである。このような突出刃先としては、例えば図６〜図８に示す突出刃先６０、７０、８０がある。
【００４６】
図６に示す突出刃先６０は、図３に示す突出刃先３０において切断方向に沿うように頂部３１を通る個所が峰となる凸部を除去した形状に対応する。そして、突出刃先６０は、すくい面の形状を除いて上述の突出刃先３０と同様の形状を有するので詳細は略すが、頂部６１、谷部６２、６３でなす二つの直辺が画成する頂角、一方の板面側にすくい面６０ａおよび凸部の除去によって形成されたすくい面６０ａ’、他方の板面側に逃げ面６０ｂ、すくい面６０ａ、６０ａ’と逃げ面６０ｂとでなる刃先角６０ｃ、６０ｃ’を有する。なお、頂部６１は刃先角６０ｃ、谷部６２、６３は刃先角６０ｃ’を有し、頂部６１から谷部６２、６３に向かって刃先角が次第に大きくなるように形成されている。
【００４７】
また、図７に示す突出刃先７０は、図４に示す突出刃先４０において切断方向に沿うように頂部４１を通る個所が峰となる凸部を除去した形状に対応する。そして、突出刃先７０は、すくい面の形状を除き、上述の突出刃先４０と同様の形状を有するので詳細は略すが、頂部７１、谷部７２、７３でなす二つの仮想的直辺が画成する頂角、一方の板面側にすくい面７０ａおよび凸部の除去によって形成されたすくい面７０ａ’、他方の板面側に逃げ面７０ｂ、すくい面７０ａ、７０ａ’と逃げ面７０ｂとでなる刃先角７０ｃ、７０ｃ’を有する。なお、頂部７１は刃先角７０ｃ、谷部７２、７３は刃先角７０ｃ’を有し、頂部７１から谷部７２、７３に向かって刃先角が次第に大きくなるように形成されている。
【００４８】
また、図８に示す突出刃先８０は、図５に示す突出刃先５０において切断方向に沿うように頂部５１を通る個所が明確な線状ではないが峰となる凸部を除去した形状に対応する。そして、突出刃先８０は、すくい面の形状を除き、上述の突出刃先５０と同様の形状を有するので詳細は略すが、頂部８１、谷部８２、８３でなす二つの仮想的直辺が画成する頂角、一方の板面側にすくい面８０ａおよび凸部の除去によって形成されたすくい面８０ａ’、他方の板面側に逃げ面８０ｂ、すくい面８０ａ、８０ａ’と逃げ面８０ｂとでなる刃先角８０ｃ、８０ｃ’を有する。なお、頂部８１は刃先角８０ｃ、谷部８２、８３は刃先角８０ｃ’を有し、頂部８１から谷部８２、８３に向かって刃先角が次第に大きくなるように形成されている。
【００４９】
本発明においては、複数の突出刃先を連ねて可動刃の刃先線を形成するにおいて、上述した突出刃先６０、７０、８０のように、それぞれ上述した突出刃先３０、４０、５０に比べて、すくい面をより平坦化することで引き切り時の切断抵抗を低減することができ、刃先の刃厚をより薄く形成することで突き刺し時の突き刺し抵抗を低減することができる。
【００５０】
また、本発明においては、上述した突出刃先の他、例えば図９に示す突出刃先９０を複数使用して可動刃の刃先線を形成することができる。
図９に示す突出刃先９０は、ロウ付け、溶接、接着などの固着手段により、予め個別に形成した単体の刃先を複数用いて可動刃本体９４に対して所定間隔で固着して形成している。突出刃先９０は、正面から見ると三角形状を有する三角刃であって、頂部９１と角部９２、９３とでなす二つの直辺によってなる尖状の頂角を刃先先端に有している。また、突出刃先９０は、上述した他の突出刃先と同様に、すくい面９０ａ、逃げ面９０ｂ、頂部９１を頂点として頂部９１から角部９２、９３の間において一様な角度を有するように形成された刃先角９０ｃを有する。
【００５１】
上述したような単体の突出刃先９０は、予め所望形状とした個々の刃先を所望間隔で固着することができる。よって、上述したような単体の突出刃先９０を複数用いることにより、複数の突出刃先を隣接させて連なるように配置して刃先線とした場合に比べ、可動刃の刃先線において、例えば、突き刺し抵抗を低減できる尖状の刃先形状や、引き切り時の切断抵抗を低減できる刃厚の薄い適正な剪断角を有する刃先形状などを容易に形成することができる。また、可動刃の刃先線において、切断によって一部の突出刃先が欠損するなどの不具合を生じたとしても、欠損した当該突出刃先だけを選択的に交換できるので、可動刃の再利用には有利である。
【００５２】
上述した通り、本発明においては、例えば、積層されたシート材の材質やシート厚さ、シート束自体の厚さ、シート束に対する突き刺し深さや引き切り長さ、シート束の切断時間や切断面品位などに対応可能な可動刃自体や可動刃刃先の機械強度などの関係において、可動刃の刃先線に形成する突出刃先を適正に選択することにより、上述したように突き刺し抵抗や引き切り時の切断抵抗を低減可能な可動刃を得ることができる。
【００５３】
以下、本発明において可動刃の刃先線に有する突出刃先に関し、望ましい構成を説明する。
突出刃先における刃先角は、シート束を切断する切断速度が所望される用途では、できる限り小さく形成することが良く、望ましくは刃厚との関係において５〜４５度に形成することである。ただし、５度未満の刃先角では機械強度が不足して切断時に突出刃先が折損することがあり、４５度を超える刃先角では突き刺し時に突き刺し量が小さくなってシート束を切断する切断速度を低下させることがある。より望ましい刃先角は１０〜３０度である。
【００５４】
突出刃先における頂角は、上述した剪断角とは補角的な関係になる角度であるが、望ましくは隣接する突出刃先との関係において６０〜１６０度に形成することである。ただし、６０度未満の頂角では突出刃先の機械強度が不足して切断時に突出刃先を折損することがあり、１６０度を超える頂角では突き刺し時に突き刺し量が小さくなってシート束を切断する切断速度を低下させることがある。より望ましい頂角は９０〜１５０度である。
また、可動刃の刃先線の切断幅方向の最外側に形成する突出刃先は、シート束の切断時に、最外側に位置しない他の突出刃先が有する剪断角と同様な剪断角を有していればよい。
【００５５】
突出刃先における突出量は、上述した突出刃先３０から突出刃先８０の場合はそれぞれの谷部からそれぞれの頂部までの高さに対応し、上述した突出刃先９０の場合は可動刃本体から頂部までの高さに対応するが、望ましくは隣接する突出刃先との関係において０．５〜１０ｍｍに形成することである。ただし、０．５ｍｍ未満の突出量では、可動刃に負荷する切断方向への荷重との関係において突き刺しが不完全となることがあり、１０ｍｍを超えて突出量を形成したとしても突出量に見合うだけの突き刺し深さを得られないことがあったり、機械強度が不足して折損しやすくなる。特に複数の突出刃先を隣接させて連なるように配置して刃先線とする場合は、突出量を１〜５ｍｍとすることが望ましい。
【００５６】
次に、本発明のシート束切断装置について具体例を挙げ、図面を用いて説明する。
図１は本発明のシート束切断装置（以下、切断装置１という）の一例であって、その構成を示す構成図である。また、図２は、図１に示す切断装置１によってシート束を切断する途中状態を示す側面図である。
切断装置１は、フレームベース９に対して、シート束Ｓを載置する載置台６と、載置台６との間でシート束Ｓを押圧する押圧手段５と、可動刃２を切断幅方向に往復移動させる往復移動手段３と、可動刃２を切断方向に移動させる切断方向移動手段４と、可動刃２に切断方向への荷重を負荷する荷重負荷手段１０と、シート束Ｓの切断時に可動刃２の突出刃先２ａを受ける受け部材７とを取り付けて構成している。また、載置台６の両側にはシート束Ｓの幅方向をガイドするガイド部材８を設け、シート束Ｓを矢印１１で示す方向から整列して挿入することができる。
【００５７】
可動刃２は、切断幅方向が長手方向となる板状であって、刃先線がシート束のシート面に対して平行となるように配置している。また、可動刃２の刃先線に有する突出刃先２ａは、図３に示す突出刃先３０と同様な形状を有する三角刃をシート束のシート面に向かって突出させて波状に形成している。また、可動刃２には、例えば刃物鋼、工具鋼、ステンレス鋼、これらの素材に表面改質やコーティングを施して刃先を硬化させた材料などが使用できる。
【００５８】
本発明において、可動刃２の刃先線には、シート束に対する突き刺し深さや引き切り長さとの関係において複数の突出刃先２ａを刃先ピッチ１〜５０ｍｍの範囲で隣接させて設けることが望ましく、また、切断するシート束の幅と可動刃２の切断幅方向長さとの関係において可動刃２の往復移動における往時または復時の移動量当たり突出刃先２ａを２〜５０個の範囲で隣接させて設けることが望ましい。このような形状を有する刃先線は、例えば、その形状に対応して成形された砥石を用いて研削する手段や、ワイヤーカットによって対応する形状に成形する手段などで形成することができる。このような刃先線を有する可動刃を用いることで、シート束の寸法規格に合わせて所望する切断面品位や切断時間でシート束を切断することができる。
【００５９】
可動刃２の往復移動手段３は、可動刃２を取り付ける可動刃保持部材３ａと、切断幅方向がスライド方向となるように設けられ、スライド側に可動刃保持部材３ａを取り付けるとともに、固定側に可動刃２を切断方向に移動する切断方向移動手段４を取り付けるリニアスライダ３ｂと、可動刃保持部材３ａに係合して可動刃保持部材３ａを切断幅方向に移動させるための偏芯カム３ｃと、切断方向移動手段４に取り付けられ、偏芯カム３ｃの回転軸に連結して偏芯カム３ｃを回転駆動させるモータ３ｄとを有して構成されている。
【００６０】
上述の往復移動手段３により、モータ３ｄの１回転によって可動刃２を有する可動刃保持部材３ａを切断幅方向に１往復だけ移動することができる。また、可動刃２の往時および復時の移動量は、簡易な手段によって設定できる。具体的には、偏芯カム３ｃの回転軸の偏芯量を、例えば１０ｍｍに設定すると可動刃２を２０ｍｍの移動量で切断幅方向に往復移動させることができ、例えば５ｍｍに設定すると可動刃２を１０ｍｍの移動量で切断幅方向に往復移動させることができる。また、可動刃２の切断幅方向への往復移動は、可動刃２に作用する切断抵抗の程度に応じてモータ３ｄの回転数を変動させて制御することができる。
【００６１】
本発明において、可動刃を切断幅方向に往復移動させること、つまり、切断幅方向において一方向に移動させた可動刃を所定位置で転じて反対方向に移動させることは、可動刃の切断幅方向の長さを短縮できる利点がある。なぜならば、可動刃の切断幅方向の長さを短くしても、往復移動によって可動刃の切断幅方向の長さ以上の移動量が得られるからである。故に、可動刃の切断幅方向の長さ、すなわち、可動刃の刃先線の長さ（Ｌｃ）は、切断するシート束の幅寸法（Ｌｓ）と可動刃の往時移動量（Ｘ）および復時移動量（Ｘ）との関係において、式：Ｌｃ＞Ｌｓ−２Ｘを満足するように、シート束の幅寸法から可動刃の往復移動量を差し引いた値よりも大きく設定すればよい。例えば、Ａ４規格のシート束の縦方向を切断する場合、シート束の幅寸法（Ｌｓ）は２９７ｍｍであり、可動刃の往復移動量（２Ｘ）を２０ｍｍに設定するとき、可動刃の刃先線の長さ（Ｌｃ）は少なくとも２７７ｍｍを超えていればよい。これにより、可動刃の切断幅方向の長さを切断するシート束よりも短くできるので、切断装置自体の軽量化やコンパクト化に寄与できる。
【００６２】
また、可動刃２を往復移動させるにおいては、可動刃２の刃先線に有する複数の突出刃先２ａの刃先ピッチとの関係において、可動刃２の往時または復時の移動量を２〜１００ｍｍの範囲で設定することが望ましく、簡易な構成によってシート束の寸法規格に適するコンパクトなシート束切断装置を構成することができる。なお、可動刃の上述の移動量が２ｍｍ未満ではシート束の切断時間が長くなり、１００ｍｍを超えると可動刃の往復移動機構が大きくなって切断装置のコンパクト性を損ねるので好ましくない。また、可動刃の往時または復時の移動量は、突出刃先の刃先ピッチの２〜５倍が好適であり、例えば刃先ピッチを５ｍｍとした場合は可動刃の移動量を１０〜３０ｍｍに設定することが望ましい。
【００６３】
可動刃２への切断方向移動手段４は、本例においては可動刃２に切断方向への荷重を負荷する荷重負荷手段となる錘１０を併せて有し、可動刃２を有する往復移動手段３におけるリニアスライダ３ｂの固定側を取り付けるスライドフレーム４ａと、切断幅方向においてスライドフレーム４ａの両側に一対で設けられ、スライド側にスライドフレーム４ａを取り付けるとともに、固定側にフレームベース９を取り付ける一対のリニアスライダ４ｂと、スライドフレーム４ａの切断方向の後進側に設けられ、可動刃２への負荷荷重となる錘１０を収納するための錘収納部４ｃと、スライドフレーム４ａの切断方向の前進側に設けられ、シート束の載置台６の載置面に当接可能な当て面４ｅを有するストッパ４ｄとを有して構成されている。
【００６４】
本発明において、可動刃に負荷する切断方向への負荷荷重は、可動刃の刃先線に有する突出刃先の形状や個数などや、可動刃を切断幅方向に往復移動させる駆動力の大きさや、切断するシート束の切断長さ、厚さ、材質などや、所望するシート束の切断速度などとの関係において、望ましくは２０〜１５０Ｎの負荷荷重とすることである。これにより、所望する切断時間でシート束を切断することができ、切断されたシート束には良好な切断面品位を得ることができる。また、可動刃の刃先線の長さと切断するシート束の切断長さとの関係において、突出刃先の個数当たりの可動刃への負荷荷重を０．２〜５Ｎの範囲に設定することが望ましく、所望するシート束の切断速度によって良好な切断面品位を得ることができる。
【００６５】
上述した可動刃に負荷する負荷荷重あるいは突出刃先の個数当たりの可動刃への負荷荷重については、突出刃先のピッチや個数、刃先角や剪断角または頂角などの刃先形状との関係を十分に考慮して設定することが望ましい。例えば、可動刃の板厚を０．５〜１．２ｍｍとし、突出刃先を設けるピッチを３〜１０ｍｍ、刃先の突出量を１．５〜３ｍｍとし、刃先角を１０〜３０度、剪断角を３５〜４５度に設定し、このような可動刃に対して負荷荷重を突出刃先の個数当たり０．５〜１．２Ｎに設定して負荷する構成を採用することが好適である。この構成の場合は、それぞれの突出刃先を切断方向に対して対称形状に設定すれば、３５〜４５度の剪断角と補角的な関係となる頂角は１１０〜９０度となる。
【００６６】
また、可動刃に対して切断方向への荷重を負荷する手段としては、自重が直接の負荷荷重となる上述の錘１０を用いる手段の他、例えば、上述のスライドフレーム４ａに相当する部材を電動シリンダや梃子式レバーなどで押圧する押圧力を負荷荷重として用いる手段や、モータの回転力を偏芯カムによって直線運動に変換する際の押圧力を負荷荷重として用いる手段など、多様な荷重負荷機構が採用できる。
【００６７】
載置台６との間でシート束を押圧する押圧手段５は、シート束のシート面に接触させる押板５ａと、フレームベース９に取り付けられる固定フレーム５ｂと、固定フレーム５ｂに設けたタップ孔にねじ込まれ先端部が押板５ａに係合するボルト部材５ｃとを有している。シート束を載置台６との間で押圧することでシート束の位置や姿勢を固定する場合は、ボルト部材５ｃを回転させて押板５ａを前進させればよい。逆に、シート束の押圧を解除する場合は、ボルト部材５ｃを反対方向に回転させて押板５ａを後進させればよい。なお、シート束の押圧力は、切断時にシート束が位置ずれを生じない程度であって、シート束のシート面に押圧による皺や傷などを生じない程度に設定すればよい。このようなシート束の押圧動作は、例えばボルト部材５ｃにモータなどの駆動源を連結することで自動化すること可能である。また、シート束の押圧手段は、バネなどの弾性体、電動シリンダなどのなどの圧力負荷機器、カムや梃子などの機械機構などを用いて構成できる。
【００６８】
可動刃２の突出刃先２ａを受ける受け部材７は、可動刃２が切断方向の最下位置に達したときに突出刃先の刃先先端が受け部材７の受け面７ａに当接するか、もしくは、突出刃先の刃先先端が受け面７ａに僅かに喰い込む程度の位置に設定するのがよい。また、受け部材７の受け面７ａの材質としては、例えば、塩化ビニール、ウレタン、天然ゴムといった樹脂やゴムなどでなるものが使用でき、望ましくは市販のカッティングマットに適用されている材質であって、例えばポリプロピレンなどが好適である。
【００６９】
本発明のシート束切断装置は、切断するシート束の寸法規格に適するコンパクトな切断装置に構成できる。例えば、シート束の切断幅がＡ４規格の縦寸法に対応する２９７ｍｍの場合は、可動刃の切断幅方向への往復移動量を２０ｍｍとするとき、可動刃の刃先線の長さを２７７ｍｍを超える長さに設定すればよい。また、例えば、シート束の切断幅がＡ３規格の縦寸法に対応する４２０ｍｍの場合は、可動刃の切断幅方向への往復移動量を８０ｍｍとするとき、可動刃の刃先線の長さを３４０ｍｍを超える長さに設定すればよい。
【実施例】
【００７０】
上述した切断装置１と同構成を有する本発明のシート束切断装置（以下、発明装置という）と、上述の切断方法５を適用した従来のシート束切断装置（以下、従来装置という）を実際に製作した。なお、従来装置と発明装置の構成の差異は、従来装置における可動刃の刃先線が真直である点だけである。
製作した発明装置および従来装置の主要個所の寸法形状などを表１、表２に示す。
【００７１】
【表１】
2010089252.tif 000003
【００７２】
【表２】
2010089252.tif 000004
【００７３】
製作した発明装置および従来装置を用い、切断試験材となるＢ５規格（縦２５７ｍｍ、横１８２ｍｍ）で厚さ８０μｍの上質紙１０枚を縦方向で中折りしたシート束、つまり、切断幅が１２８ｍｍでシート材の積層枚数が２０枚のシート束を準備し、このシート束を切断する切断試験を実施した。切断試験の結果、発明装置と従来装置、どちらの切断装置を用いてもシート束を切断することができ、切断されたシート束の切断面品位は良好であった。
【００７４】
従来装置に比べ、発明装置が優れていた点は、可動刃の１往復移動当たりに切断できたシート材の枚数が多かったこと、シート材が２０枚積層されたシート束の切断に要した可動刃の往復移動回数が少なかったこと、可動刃の往復移動量と往復移動回数と切断抵抗力とを乗じて算定した仕事量が小さかったことである。ここでいう切断抵抗力とは、シート束に対して可動刃の刃先を押し付けた状態もしくは喰い付かせた状態で、可動刃を切断幅方向に移動するに要する最大荷重をいう。
【００７５】
以下、切断試験の結果を表３に示し、具体的に説明する。なお、突出刃先数当たりの可動刃への負荷荷重すなわち刃圧は、それぞれの発明刃の突出刃先数が同数なので計算上はすべての発明刃で同値となる。この刃圧が大きい程、シート束の切断において、後述する切断力が大きくなって大きな切断速度を得ることができる。また、刃圧は、可動刃の刃先線に有する刃先形状だけでなく、シート束のシート面に対する刃先の接触状態や、可動刃の切断方向への負荷荷重の大きさによっても変化する。例えば、真直な刃先線を有する従来刃は、シート束の切断において、刃先全体がシート面に対して線接触することで可動刃への負荷荷重が実質的に分散されて刃圧が小さくなる。これに対し、複数の突出刃先を有する発明刃は、それぞれの突出刃先の刃先先端部がシート面に対して部分接触することで可動刃への負荷荷重がそれぞれの突出刃先に集中されて刃圧が大きくなる。
【００７６】
【表３】
2010089252.tif 000005
【００７７】
（可動刃１往復移動当たりのシート材の切断枚数）
可動刃を切断幅方向に１往復移動して切断できたシート材の切断枚数について説明する。可動刃の刃先線が真直である従来装置では、可動刃への切断方向の負荷荷重を１００Ｎに設定した場合であってもシート材の切断枚数は１枚に過ぎず、これ以下の負荷荷重では１枚も切断できなかった。これに対し、可動刃の刃先線に複数の突出刃先を有する発明装置では、可動刃の往復移動量を２０ｍｍに設定した発明刃Ａ、発明刃Ｂともに可動刃への負荷荷重が４０Ｎと低荷重であっても少なくとも１枚のシート材を切断でき、負荷荷重を１００Ｎに設定した場合は４枚以上のシート材を切断できることが確認できた。また、発明装置は、発明刃Ｂに比べ往復移動量が半分の発明刃Ｂ’の結果より、可動刃の往復移動量を増やすことによってシート材の切断枚数が正比例的に増えることがわかった。
【００７８】
（シート材２０枚の切断に要する可動刃の往復移動回数）
２０枚のシート材が積層されたシート束を全切断するのに要した可動刃の往復移動回数について説明する。可動刃への切断方向の負荷荷重を増やすことで、発明装置、従来装置ともに、切断に要する可動刃の往復移動回数は低減した。しかしながら、可動刃への負荷荷重を１００Ｎに設定した場合、発明刃Ａを用いると従来刃の約１／５、発明刃Ｂを用いると従来刃の約１／４の往復移動回数で、シート束を全切断することができた。また、従来装置は、可動刃への負荷荷重が低減すると可動刃の往復移動回数が急激に増えてしまうことが確認され、故に、可動刃への負荷荷重の変動が大きいとシート束の切断速度や切断時間の変動が大きくなってしまう可能性が高いことがわかった。これに対し、発明装置は、発明刃Ａ、発明刃Ｂともに可動刃の往復移動回数が１３回以下でシート束を全切断できることが確認された。
【００７９】
よって、発明装置は、可動刃への負荷荷重に大きく依存することなく概ね安定した切断が行われ、予め設定したシート束の切断速度や切断時間が変動し難いことがわかった。また、発明刃Ｂ’の結果より、可動刃の往復移動量を適正に設定することでシート束の切断速度や切断時間を所望に設定できることがわかった。このことは、可動刃の切断方向への負荷荷重当たり、シート材２０枚を切断するのに要する可動刃の往復移動回数（回／Ｎ）からもわかり、この可動刃への負荷荷重当たりの可動刃の往復移動回数が一定値であるほど、可動刃への負荷荷重の変動の影響を受け難く、安定した切断状態を得ることができる。今回、可動刃への負荷荷重を７０Ｎ、８５Ｎ、１００Ｎと高めて行くと、従来刃を用いた従来装置は０．６、０．４、０．２と変動して不安定であったが、発明刃Ａ、発明刃Ｂを用いた発明装置は０．１（回／Ｎ）と安定していることが確認できた。
【００８０】
（可動刃の切断力）
可動刃の切断力とは、上述したように、可動刃に切断方向への荷重を負荷し、シート束に対して可動刃の刃先を押し付けた状態もしくは喰い付かせた状態で、可動刃を切断幅方向に移動するに要する最大荷重をいい、切断時に可動刃を切断幅方向に移動させるときの抵抗力に対応する。
発明刃Ａおよび発明刃Ｂの切断力は、負荷荷重を変えても従来刃と大きな差異がなく、発明刃Ｂ’のように負荷荷重によっては従来刃よりも低い切断力となることが確認できた。可動刃の切断力が小さいほど、可動刃を切断幅方向に移動させるための駆動力を低減することができる。
【００８１】
（シート材２０枚の切断に要する仕事量）
２０枚のシート材が積層されたシート束を全切断するのに要した仕事量について説明する。ここでいう仕事量とは、上述したように、可動刃の往復移動量と往復移動回数と切断力とを乗じた算定値である。この仕事量が小さいほど、シート束を切断するにあたって省エネルギー化することができる。いずれの発明刃を用いた発明装置においても、従来刃を用いた従来装置に比べ、その仕事量は１／４〜１／６であって、少なくとも１／３以下であることが確認でき、本発明のシート束切断装置刃従来よりも省エネルギー化が可能であることがわかった。
【００８２】
以上より、本発明のシート束切断装置は、所望する切断条件に応じ、可動刃の刃先線に設ける複数の突出刃先の寸法形状や個数を適正に選択することにより、従来装置よりも大きな切断速度を有することができ、これによりシート束を切断するにおいて従来よりも短時間化が可能であることが確認できた。加えて、本発明のシート束切断装置は、所望する切断速度や切断時間を得ることが容易であることがわかった。よって、本発明のシート束切断装置は、シート束を大きな切断速度で切断できるとともに良好な切断面が得られ、加えて、上述した作用効果を簡易な構成によって得ることができるので、シート束切断装置のコンパクト化や廉価化、および省力化に貢献できることが確認できた。
【００８３】
次に、上述した発明装置に別の可動刃を取り付け、Ａ３サイズの５０枚のシート材を積層して２つに中折りしたシート束の小口部の切断を想定し、長さ２９７ｍｍのシート材１００枚を積層したシート束を切断した。そして、シート束を切断するにおいて、前記別の可動刃に対して負荷する負荷荷重を２５Ｎ、４５Ｎ、５５Ｎ、６５Ｎに変えて、該負荷荷重と、切断に要する時間（以下、切断時間という）と、切断時のモータの負荷電流の平均値（以下、平均電流という）および該負荷電流の振幅の平均値（以下、平均電流振幅という）との関係について評価した。なお、上述の可動刃に対する負荷荷重は突出刃先の個数当たりでは、それぞれ約０．３８Ｎ、約０．６８Ｎ、約０．８３Ｎ、約０．９８Ｎとなる。
【００８４】
上述した別の可動刃としては、板厚０．７ｍｍ、それぞれの突出刃先は、切断方向に対称形状を有し、ピッチ５ｍｍ、突出量約２．１ｍｍ、刃先角１５度を共通に設定した上で、剪断角を２４度（頂角１３２度）に設定した可動刃Ｘ、３４度（頂角１１２度）に設定した可動刃Ｙ、および４０度（頂角１００度）に設定した可動刃Ｚの３種類を製作した。
【００８５】
上述した可動刃Ｘ、Ｙ、Ｚを用いた切断試験の結果を図１０〜図１２に示す。図１０は負荷荷重と切断時間、図１１は負荷荷重と平均電流、図１２は負荷荷重と平均電流振幅の関係を示す。
図１０において、可動刃Ｘ、Ｙ、Ｘとも負荷荷重を増すと切断時間が短縮されるものの、剪断角が大きくなってくると、すなわち突き刺し切断の寄与率が大きくなってくると、負荷荷重を増すことでの切断時間の短縮効果は低下する傾向が認められた。例えば、剪断角４０度の可動刃Ｚは負荷荷重を４５〜６５Ｎに変えても切断時間は２．８〜２．５秒の変化に過ぎなかった。これより、剪断角４０度の突出刃先であれば、可動刃への負荷荷重を４５〜６５Ｎを含む例えば４０〜８０Ｎの範囲に設定することが有効であり、突出刃先の個数当たりで言えば、０．６８〜０．９８Ｎを含む例えば０．６〜１．２Ｎの範囲に設定することが有効であることが判った。
【００８６】
また、図１１および図１２において、可動刃Ｘ、Ｙ、Ｘのいずれにおいても負荷荷重を増すと平均電流および平均電流振幅が同様な変化傾向を呈して増加していった。そして、剪断角３４度の可動刃Ｙは、いずれの負荷荷重においても平均電流および平均電流振幅が他の可動刃Ａ、Ｚよりも大きくなっていた。これより、切断における引き切り切断と突き刺し切断の分極点が剪断角３５度近傍に存在するものと推測された。よって、剪断角を設定するにおいて、上述の分極的角度を避けることでモータの負荷電流すなわち切断負荷の低減を図ることができることが判った。
【００８７】
以上より、本発明のシート束切断装置を製作するにおいては、例えば可動刃への負荷荷重を４５〜６５Ｎに設定した上で、切断時間を短縮したい場合は剪断角を大きく設定することが望ましく、切断負荷を低減したい場合は剪断角を上述した分極的角度近傍を避けて設定することが望ましいことが判った。なお、実用上は切断負荷の低減よりもむしろ切断時間の低減が所望されることが多いため、この場合は可動刃Ｘ、Ｙよりも剪断角４０度の可動刃Ｚを用いて負荷荷重を５５〜６５Ｎを含む例えば５０〜７０Ｎの範囲に設定することが望ましく、突出刃先の個数当たりで言えば、０．８３〜０．９８Ｎを含む例えば０．８〜１．１Ｎの範囲に設定することが望ましいことが判った。
【符号の説明】
【００８８】
１．切断装置、２．可動刃、２ａ．突出刃先、３．往復移動手段、３ａ．可動刃保持部材、３ｂ．リニアスライダ、３ｃ．偏芯カム、３ｄ．モータ、４．切断方向移動手段、４ａ．スライドフレーム、４ｂ．リニアスライダ、４ｃ．錘収納部、４ｄ．ストッパ、４ｅ．当て面、５．押圧手段、５ａ．押板、５ｂ．固定フレーム、５ｃ．ボルト部材、６．載置台、７．受け部材、７ａ．受け面、８．ガイド部材、９．フレームベース、１０．錘、１１．矢印、３０．突出刃先、３０ａ．すくい面、３０ｂ．逃げ面、３０ｃ．刃先角、３１．頂部、３２，３３．谷部、４０．突出刃先、４０ａ．すくい面、４０ｂ．逃げ面、４０ｃ．刃先角、４１．頂部、４２，４３．谷部、５０．突出刃先、５０ａ．すくい面、５０ｂ．逃げ面、５０ｃ．刃先角、５１．頂部、５２，５３．谷部、６０．突出刃先、６０ａ，６０ａ’．すくい面、６０ｂ．逃げ面、６０ｃ，６０ｃ’．刃先角、６１．頂部、６２，６３．谷部、７０．突出刃先、７０ａ，７０ａ’．すくい面、７０ｂ．逃げ面、７０ｃ，７０ｃ’．刃先角、７１．頂部、７２，７３．谷部、８０．突出刃先、８０ａ，８０ａ’．すくい面、８０ｂ．逃げ面、８０ｃ，８０ｃ’．刃先角、８１．頂部、８２，８３．谷部、９０．突出刃先、９０ａ．すくい面、９０ｂ．逃げ面、９０ｃ．刃先角、９１．頂部、９２，９３．角部、９４．可動刃本体、Ｓ．シート束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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