(57)【要約】【課題】切断刃の刃先の摩耗に伴い、サイドリングを弾性圧縮変形させる際に、サイドリングに加える加圧力をあまり過大にせずに、サイドリングの弾性圧縮変形量を増やすことができるようにする。【解決手段】外周に切断刃１２を有するダイロール１０と、切断刃の両サイドに設けられたサイドリング１３と、サイドリングの加圧周面１３ａ及び切断刃の刃先が圧接されるアンビルロール２０とを有し、サイドリングの加圧周面に環状の凹溝１４が形成され、サイドリングの加圧周面に対向させて、凹溝の開口縁部を摩耗させる研磨リング１５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に径方向外方へ突出する所定の切断パターンの切断刃が設けられたダイロールと、該ダイロールの前記切断刃の両サイドに設けられた、前記ダイロールの外周面よりも大径の加圧周面を有するサイドリングと、外周面に前記サイドリングの加圧周面及び前記ダイロールの切断刃の刃先が圧接されるアンビルロールと、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、前記ダイロールとアンビルロールとの間に被加工物を挟みつつ回転駆動されることで、前記切断刃により被加工物を加工するロータリーダイカッターにおいて、
前記サイドリングの加圧周面に環状の凹溝が形成されると共に、前記サイドリングの加圧周面に対向させて、前記凹溝の開口縁部を摩耗させることで、前記アンビルロールの外周面に対する前記サイドリングの加圧周面の接触幅を減じる摩耗促進手段が設けられていることを特徴とするロータリーダイカッター。
【請求項２】
前記摩耗促進手段が、断面が逆Ｖ字状に尖った外周部を有する回転自在な研磨リングにより構成され、前記研磨リングの断面が逆Ｖ字状に尖った外周部を前記凹溝に付勢力を持って進入させることで、前記断面が逆Ｖ字状に尖った外周部の両側の傾斜面で前記凹溝の両側の開口縁部を摩耗させることを特徴とする請求項１に記載のロータリーダイカッター。
【請求項３】
前記サイドリングを構成する材料が、前記研磨リングを構成する材料よりも硬度が低いことを特徴とする請求項２に記載のロータリーダイカッター。
【請求項４】
前記ダイロール及び前記研磨リングが超硬合金で構成され、前記サイドリングが前記超硬合金より硬度の低い鋼材で構成されていることを特徴とする請求項３に記載のロータリーダイカッター。
【請求項５】
前記研磨リングがダイヤモンド砥石で構成されていることを特徴とする請求項３に記載のロータリーダイカッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周面に切断刃が設けられたダイロールと、ダイロールの切断刃に圧接しながら回転するアンビルロールと、を備えたロータリーダイカッターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
不織布や樹脂フィルム等を所定のパターンに切断する手段として、ロータリーダイカッターが知られている。図４は従来のロータリーダイカッターの構成を示す正面図である。
【０００３】
図４に示すように、このロータリーダイカッターでは、ダイロール１０とアンビルロール２０とが、互いの外周面を向き合わせて対向配置されている。ダイロール１０は、外周面１１に、径方向外方へ突出する所定の切断パターンの切断刃１２を有しており、回転軸１の軸線周りに回転する。ダイロール１０の外周上の切断刃１２の両サイドには、ダイロール１０の外周面１１よりも大径の加圧周面１１３ａを有するサイドリング１１３が、ダイロール１０と一体に設けられている。そして、切断刃１２の刃先は、サイドリング１１３の加圧周面１１３ａより半径方向へ僅かに突出している。
【０００４】
一方のアンビルロール２０は、外周面に、サイドリング１１３の加圧周面１１３ａ及びダイロール１０の切断刃１２の刃先が圧接されるものであり、ダイロール１０の回転軸１と平行に配された回転軸２の軸線周りに回転する。
【０００５】
このロータリーダイカッターでは、ダイロール１０とアンビルロール２０が、両ロール１０、２０間に図示しないシート状のワーク（被加工物）を挟みつつ回転駆動されることで、切断刃１２によりワークを切断加工する。
【０００６】
ところで、切断作業を長期間継続していると、切断刃１２の刃先が摩耗して、切断刃１２とアンビルロール２０の接触が不十分になり、ワークの切断不良が発生しやすくなる。このような切断不良が生じたときには、ダイロール１０とアンビルロール２０の加圧力を増加させることで対応している。即ち、ダイロール１０とアンビルロール２０の加圧力を増加させると、アンビルロール２０の外周面に圧接するサイドリング１１３が僅かに弾性圧縮変形し、加圧周面１１３ａからの切断刃１２の刃先の相対的な突出量が増大する。そして、この刃先の突出量の増大により、切断刃１２とアンビルロール２０の接触状態が回復して、ワークの切断不良が改善される。
【０００７】
この種のロータリーダイカッターの従来例は、特許文献１や特許文献２などにおいて、よく知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１０８３９９号公報
【特許文献２】特開２００４−２３７４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、一般に、ロータリーダイカッターでは、ダイロール１０の切断刃１２の両サイドにサイドリング１１３を配置し、サイドリング１１３の加圧周面１１３ａをアンビルロール２０の外周面に接触させることで、切断刃１２の刃先とアンビルロール２０の接触が過大になることを抑制している。そして、切断刃１２の刃先が摩耗し、切断刃１２とアンビルロール２０との接触が不十分になった際に、ダイロール１０とアンビルロール２０の加圧力を増して、サイドリング１１３を強くアンビルロール２０に圧接させることで、サイドリング１１３を弾性圧縮変形させて、切断刃１２とアンビルロール２０との接触を適正な状態に回復させるようにしている。
【００１０】
ところが、切断刃１２の刃先の摩耗が進むのに従い、サイドリング１１３の弾性圧縮変形量を更に増やす必要が生じた場合、ダイロール１０とアンビルロール２０の加圧力を更に増大させるのに伴い、サイドリング１１３とアンビルロール２０に加わる接触圧力が過大になって、結果的にサイドリング１１３とアンビルロール２０の接触面に発熱が生じ、それが原因で、切断刃１２とアンビルロール２０の接触の安定が得られにくくなることがあった。
【００１１】
また、切断刃１２の刃先がアンビルロール２０の外周面に接触する接触面積とサイドリング１１３の加圧周面１１３ａがアンビルロール２０の外周面に接触する接触面積との差が大きいために、切断刃１２の刃先に接触するアンビルロール２０側の外周面とサイドリング１１３の加圧周面１１３ａに接触するアンビルロール２０側の外周面との摩耗進行速度に差が生じ、それを補うためにサイドリング１１３に対し更に過大な加圧力を加える必要が生じて、上記の問題が大きくなるという問題もあった。
【００１２】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、切断刃の刃先の摩耗に伴い、サイドリングを弾性圧縮変形させて、切断刃とアンビルロールとの接触を回復させる際に、サイドリングに加える加圧力をあまり過大にせずに、サイドリングの弾性圧縮変形量を増やすことができ、それにより、切断刃とアンビルロールの接触を適正状態に回復させることのできるロータリーダイカッターを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
すなわち、請求項１の発明のロータリーダイカッターは、外周面に径方向外方へ突出する所定の切断パターンの切断刃が設けられたダイロールと、該ダイロールの前記切断刃の両サイドに設けられた、前記ダイロールの外周面よりも大径の加圧周面を有するサイドリングと、外周面に前記サイドリングの加圧周面及び前記ダイロールの切断刃の刃先が圧接されるアンビルロールと、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、前記ダイロールとアンビルロールとの間に被加工物を挟みつつ回転駆動されることで、前記切断刃により被加工物を加工するロータリーダイカッターにおいて、前記サイドリングの加圧周面に環状の凹溝が形成されると共に、前記サイドリングの加圧周面に対向させて、前記凹溝の開口縁部を摩耗させることで、前記アンビルロールの外周面に対する前記サイドリングの加圧周面の接触幅を減じる摩耗促進手段が設けられていることを特徴とする。
これにより、切断刃の刃先とアンビルロールの接触状態を回復させる際に、サイドリングに加える加圧力をあまり過大にせずに、サイドリングの弾性圧縮変形量を増やすことができる。
【００１４】
請求項２の発明のロータリーダイカッターは、前記摩耗促進手段が、断面が逆Ｖ字状に尖った外周部を有する回転自在な研磨リングにより構成され、前記研磨リングの断面が逆Ｖ字状に尖った外周部を前記凹溝に付勢力を持って進入させることで、前記断面が逆Ｖ字状に尖った外周部の両側の傾斜面で前記凹溝の両側の開口縁部を摩耗させることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明のロータリーダイカッターは、前記サイドリングを構成する材料が、前記研磨リングを構成する材料よりも硬度が低いことを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明のロータリーダイカッターは、前記ダイロール及び前記研磨リングが超硬合金で構成され、前記サイドリングが前記超硬合金より硬度の低い鋼材で構成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明のロータリーダイカッターは、前記研磨リングがダイヤモンド砥石で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明のロータリーダイカッターによれば、サイドリングの加圧周面に形成した凹溝の開口縁部を摩耗させることにより、アンビルロールの外周面に対するサイドリングの加圧周面の接触幅つまりは接触面積を減じることができる。従って、切断刃の刃先の摩耗に従いサイドリングを弾性圧縮変形させて、切断刃とアンビルロールとの接触を回復させる際に、サイドリングに加える加圧力をあまり過大にせずに、サイドリングの弾性圧縮変形量を増やして、切断刃とアンビルロールとの接触を適正状態に回復させることができる。その結果、サイドリングとアンビルロールの接触圧力が過大になって発熱するという問題を回避することができ、切断刃とアンビルロールの接触を長期間にわたって安定的に保つことができ、被加工物の適切な切断作業を行うことができる。また、サイドリングの加圧周面のアンビルロールに対する接触面積を小さくできることにより、サイドリング及び切断刃のアンビルロールに対する接触面積の差を小さくして、サイドリングが当たる部分と切断刃が当たる部分のアンビルロールの表面の摩耗進行速度の差を小さくすることができる。また、切断作業を行いながら同時に、サイドリングの加圧周面のアンビルロールに対する接触幅を減少させることができるため、切断刃とアンビルロールの接触状態を連続的に維持することができ、切断作業の中断による弊害がない。
【００１９】
請求項２の発明のロータリーダイカッターによれば、研磨リングをサイドリングの加圧周面の凹溝に押し込むことで、凹溝の両開口縁部を摩耗させることができる。
【００２０】
請求項３の発明のロータリーダイカッターによれば、サイドリングを、研磨リングを構成する材料よりも硬度の低い材料で構成したので、運転時においてサイドリングの凹溝に押し込まれる研磨リングによって、サイドリングの加圧周面に形成した凹溝の両開口縁部をより積極的に摩耗させることができる。
【００２１】
請求項４の発明のロータリーダイカッターによれば、ダイロール及び研磨リングを超硬合金で構成し、サイドリングを超硬合金より硬度の低い鋼材で構成したので、ダイロール及び研磨リングの摩耗を極力押さえつつ、サイドリングの加圧周面に形成した凹溝の両開口縁部を摩耗させることができる。
【００２２】
請求項５の発明のロータリーダイカッターによれば、研磨リングを硬度の高いダイヤモンド砥石で構成したので、運転時において研磨リングによって、サイドリングの加圧周面に形成した凹溝の両開口縁部をより一層摩耗させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態のロータリーダイカッターの正面図及び部分拡大図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】前記ロータリーダイカッターにおけるサイドリングの加圧周面に設けた凹溝と研磨リングの関係を示す部分拡大断面図で、（ａ）は敢えて凹溝と研磨リングを離して両者の関係を図示した断面図、（ｂ）は凹溝の開口縁部の摩耗量が少ない状態のときの断面図、（ｃ）は凹溝の開口縁部の摩耗量が大きくなった状態のときの断面図である。
【図４】従来のロータリーダイカッターの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は実施形態のロータリーダイカッターの正面図及び部分拡大図、図２は図１のＡ矢視図である。
【００２５】
図１に示すように、このロータリーダイカッターでは、ダイロール１０とアンビルロール２０とが、互いの外周面を向き合わせて対向配置されている。ダイロール１０は、外周面１１に、径方向外方へ突出する所定の切断パターンの切断刃１２を有しており、回転軸１の軸線周りに回転する。ダイロール１０の外周上の切断刃１２の両サイドには、ダイロール１０の外周面１１よりも大径の加圧周面１３ａを有するサイドリング１３が設けられている。
【００２６】
これらの切断刃１２の両サイドに設けられたサイドリング１３は、ダイロール１０と別体に製作された上で、ダイロール１０の外周面１１に例えば圧入嵌合により固定されている。そして、切断刃１２の刃先が、サイドリング１３の加圧周面１３ａより半径方向へ僅かに突出した状態になっている。
【００２７】
一方のアンビルロール２０は、外周面に、サイドリング１３の加圧周面１３ａ及びダイロール１０の切断刃１２の刃先が圧接されるものであり、ダイロール１０の回転軸１と平行に配された回転軸２の軸線周りに回転する。
【００２８】
ダイロール１０の両サイドに配置したサイドリング１３の加圧周面１３ａには、環状の凹溝１４が形成されている。また、サイドリング１３の加圧周面１３ａに対向させて、凹溝１４の開口縁部１４ａを摩耗させる研磨リング１５が配置されている。研磨リング１５は、アンビルロールの外周面に対するサイドリング１３の加圧周面１３ａの実質的な接触幅を減じる摩耗促進手段であり、凹溝１４内に進入する断面が逆Ｖ字状に尖った外周部１５ａを有している。
【００２９】
図３は、凹溝１４と研磨リング１５の関係を示す部分拡大断面図で、（ａ）は敢えて凹溝１４と研磨リング１５を離して両者の関係を図示した断面図、（ｂ）は凹溝１４の開口縁部１４ａの摩耗量が少ない状態のときの断面図、（ｃ）は凹溝１４の開口縁部１４ａの摩耗量が大きくなった状態のときの断面図である。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、研磨リング１５の断面が逆Ｖ字状に尖った外周部１５ａは、最外周の先端部１５ｂと、先端部１５ｂで交わる両側のテーパ状の傾斜面１５ｃとからなり、この断面逆Ｖ字状の外周部１５ａを凹溝１４に付勢力を持って進入させることで、両側の傾斜面１５ｃで、凹溝１４の両側の開口縁部１４ａを摩耗させることができるようになっている。なお、凹溝１４の溝底には、先端部１５ｂとの当たりを回避する逃げ部１４ｂが確保されており、傾斜面１５ｃのみが凹溝１４の両側の開口縁部１４ａに当たるようになっている。
【００３１】
図１及び図２に示すように、研磨リング１５は、軸１６を介してフレーム１７に２つを組にして回転自在に支持されており、バネ１８による付勢力でサイドリング１３に接触するように支持されている。
【００３２】
なお、構成材料について述べると、ダイロール１０及び研磨リング１５は超硬合金で構成されており、サイドリング１３は超硬合金よりも硬度の低い鋼材で構成されている。
【００３３】
次に、作用を説明する。
このロータリーダイカッターでは、ダイロール１０とアンビルロール２０を回転駆動しつつ、両ロール１０、２０間に図示しないシート状のワーク（被加工物）を挟み込むことにより、切断刃１２によりワークを切断加工することができる。
【００３４】
そして、切断作業を長期間継続して行った結果、切断刃１２の刃先が摩耗して、切断刃１２とアンビルロール２０の接触が不十分になった場合は、ダイロール１０とアンビルロール２０の加圧力を増加させる。そうすると、アンビルロール２０の外周面に圧接するサイドリング１３の弾性圧縮変形量が増し、それにより、加圧周面１３ａからの切断刃１２の刃先の相対的な突出量が増して、切断刃１２とアンビルロール２０の接触が適正状態に回復する。
【００３５】
ところで、切断刃１２の刃先の摩耗に従ってサイドリング１３を弾性圧縮変形させる際に、サイドリング１３の加圧周面１３ａに形成した凹溝１４の開口縁部１４ａが研磨リング１５と接触して摩耗するのに伴って、アンビルロール２０の外周面に対するサイドリング１３の加圧周面１３ａの実質的な接触幅が減ることになる。
【００３６】
例えば、ある段階で、図３（ｂ）に示すように、研磨リング１５が凹溝１４内に進入していたとする。このとき、サイドリング１３の加圧周面１３ａは、凹溝１４以外の部分の幅Ｓ１＋Ｓ１でアンビルロール２０に接触するので、Ｓ１＋Ｓ１が実質的な加圧周面１３ａのアンビルロール２０に対する接触幅となる。この段階から、凹溝１４の開口縁部１４ａが摩耗して、図３（ｃ）の状態になると、サイドリング１３の加圧周面１３ａのアンビルロール２０に対する実質的な接触幅がＳ２＋Ｓ２となる。
【００３７】
つまり、凹溝１４の開口縁部１４ａが摩耗することにより、サイドリング１３の加圧周面１３ａのアンビルロール２０に対する接触幅が減ることになる。従って、このように接触幅が減ることで、接触面積が減り、接触面圧が高まる。そのため、サイドリング１３に加える加圧力をあまり過大にせずに、サイドリング１３の弾性圧縮変形量を増やすことができ、切断刃１２とアンビルロール２０との接触を適正状態に回復させることができる。
【００３８】
その結果、サイドリング１３とアンビルロール２０の接触圧力が過大になって発熱するという問題を回避することができ、切断刃１２とアンビルロール２０の接触を長期間にわたって安定的に保つことができ、ワークの適切な切断作業を行うことができる。
【００３９】
また、サイドリング１３の加圧周面１３ａのアンビルロール２０に対する実質的な接触面積を小さくできることにより、サイドリング１３及び切断刃１２のアンビルロール２０に対する接触面積の差を小さくして、サイドリング１３が当たる部分と切断刃１２が当たる部分のアンビルロール２０の表面の摩耗進行速度の差を小さくすることができる。
【００４０】
また、切断作業を行いながら同時に、サイドリング１３の加圧周面１３ａのアンビルロール２０に対する実質的な接触幅を減少させることができるため、切断刃１２とアンビルロール２０の接触状態を連続的に維持することができ、切断作業の中断による弊害がない。
【００４１】
また、サイドリング１３を、ダイロール１０や研磨リング１５の材料である超硬合金よりも硬度の低い鋼材で構成したので、切断刃１２の刃先の摩耗に応じて、切断刃１２とアンビルロール２０の接触を回復させる操作を行う際のサイドリング１３の凹溝１４の開口縁部１４ａの摩耗促進を図ることができる。
【００４２】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
【００４３】
例えば、上記実施形態では、サイドリング１３の凹溝１４の開口縁部１４ａを摩耗させる摩耗促進手段として研磨リング１５を使用した場合を示したが、それ以外の摩耗促進手段を用いることもできる。
【００４４】
また、上記実施形態では、ダイロール１０及び研磨リング１５を超硬合金で構成し、サイドリング１３を超硬合金よりも硬度の低い鋼材で構成したが、研磨リング１５を、超硬合金に代わりダイヤモンド砥石で構成してもよい。この場合、運転時においてダイヤモンド砥石で構成した研磨リングにより、サイドリングの加圧周面に形成した凹溝の開口縁部をより一層摩耗させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ダイロール、  １１  外周面、  １２  切断刃、  １３  サイドリング、  １３ａ  加圧周面、  １４  凹溝、  １４ａ  開口縁部、  １５  研磨リング（摩耗促進手段）、  １５ａ  外周部、  １５ｃ  傾斜面、  ２０  アンビルロール。
【図１】
2014233764.tif 000003
【図２】
2014233764.tif 000004
【図３】
2014233764.tif 000005
【図４】
2014233764.tif 000006