(57)【要約】【課題】固定刃の回転刃から離間する振動が抑制されたロータリーカッタを提供する。【解決手段】固定刃と回転刃との間に通して切断対象物を切断するロータリーカッタであって、フレーム７と、フレーム７に回転可能に支持されて回転刃３２を有する第一ユニット３と、フレーム７に変位可能に支持されて固定刃２２を有する第二ユニット２とを有し、第二ユニット２は、固定刃２２が回転刃３２に近づくように押し付ける押圧手段４と、固定刃２２の回転刃３２から離間する振動を減衰させる減衰手段６を介してフレーム７に支持されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定刃と回転刃との間に通して切断対象物を切断するロータリーカッタであって、
フレームと、
前記フレームに回転可能に支持されて、前記回転刃を有する第一ユニットと、
前記フレームに変位可能に支持されて、前記固定刃を有する第二ユニットとを有し、
前記第二ユニットは、前記固定刃が前記回転刃に近づくように押し付ける押圧手段と、前記固定刃の前記回転刃から離間する振動を減衰させる減衰手段を介して、前記フレームに支持されている、ロータリーカッタ。
【請求項２】
前記減衰手段は前記フレームまたは前記第二ユニットに取り付けられた粘弾性特性を有する部材である、請求項１に記載のロータリーカッタ。
【請求項３】
前記減衰手段は、ゲル状部材、スポンジ状部材、シリコーン樹脂部材、ウレタンゴム部材、ジエン系ゴム部材のうちの少なくとも一つである、請求項１に記載のロータリーカッタ。
【請求項４】
前記押圧手段が前記第一ユニットの回転軸線方向の両端側に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のロータリーカッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーカッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１などにより、固定刃と回転刃との間に切断対象物を通し、切断するロータリーカッタが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９０４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、切断対象物の搬送速度の高速化に伴って回転刃の回転速度を高めると、回転刃に対して固定刃が振動する問題が生じることを見出した。具体的には、切断の際に切断対象物の厚さの変化に起因して切断反力が変動することがある。すると、固定刃が瞬間的に跳躍して回転刃から離れて噛み合い点が瞬間的に解消されてしまう。ここでいう振動とは、周期的な振動ではなく、衝撃的に発生する振動（インパルス振動）である。
本発明は、固定刃の回転刃から離間する振動が抑制されたロータリーカッタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面に係るロータリーカッタは、
固定刃と回転刃との間に通して切断対象物を切断するロータリーカッタであって、
フレームと、
前記フレームに回転可能に支持されて、前記回転刃を有する第一ユニットと、
前記フレームに変位可能に支持されて、前記固定刃を有する第二ユニットとを有し、
前記第二ユニットは、前記固定刃が前記回転刃に近づくように押し付ける押圧手段と、前記固定刃の前記回転刃から離間する振動を減衰させる減衰手段とを介して、前記フレームに支持されている。
【０００６】
上述したロータリーカッタにおいて、
前記減衰手段は前記フレームまたは前記第二ユニットに取り付けられた粘弾性特性を有する部材であってもよい。
【０００７】
上述したロータリーカッタにおいて、
前記減衰手段は、ゲル状部材、スポンジ状部材、シリコーン樹脂部材、ウレタンゴム部材、ジエン系ゴム部材のうちの少なくとも一つであってもよい。
【０００８】
上述したロータリーカッタにおいて、
前記押圧手段が前記第一ユニットの回転軸線方向の両端側に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転刃に対する固定刃の振動が抑制されたロータリーカッタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るロータリーカッタの斜視図である。
【図２】図１にＡ−Ａで示す位置における断面を含む部分構成を示す図である。
【図３】搬送方向Ｘの下流側Ｘ２から見た、減衰手段（ゴム部材）を含む部分構成を示す図である。
【図４】回転刃３２が図２に示す位置から回転し、切断対象物Ｓを切断する時のロータリーカッタを示す図である。
【図５】台紙Ｓ２に複数のラベルＳ１が貼り付けられたシール紙Ｓ（切断対象物）を切断する時のロータリーカッタの斜視図である。
【図６】回転刃３２が図２に示す位置から回転し、台紙Ｓ２に複数のラベルＳ１が貼り付けられた切断対象物（シール紙）Ｓを切断する時のロータリーカッタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係るロータリーカッタの実施形態の例を、図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るロータリーカッタ１の斜視図である。図２は、図１にＡ−Ａで示す位置において切断方向Ｙの一方側Ｙ１から見た断面を含む部分構成を示す図である。なお、図１は、ロータリーカッタ１の内部の様子を示すためにカバーを取り外した状態を示している。本実施形態のロータリーカッタ１は、たとえば複数のラベルが貼付されたシール紙（切断対象物）を切断するのに好適である。ロータリーカッタ１は搬送方向Ｘに搬送される切断対象物となるシール紙（図示略）を、搬送方向Ｘに交差する切断方向Ｙに沿って切断する。
【００１３】
図１および図２に示すようにロータリーカッタ１は、フレーム７と、回転ユニット３（第一ユニットの一例）と、固定ユニット２（第二ユニットの一例）と、コイルスプリング４（押圧手段の一例）（図２参照）と、ゴム部材６（減衰手段の一例）と、モータ８０と、動力伝達機構８１を有している。
【００１４】
回転ユニット３は、フレーム７に回転可能に支持されている。具体的には、回転ユニット３は、切断方向Ｙに沿って延びる長尺の部材であるシャンク部材３１と、シャンク部材３１に固定された回転刃３２とを有している。シャンク部材３１はフレーム７に回転可能に支持されている。
【００１５】
シャンク部材３１は、切断方向Ｙに沿って延びる第一軸線Ｒ１回りに回転可能である。シャンク部材３１は、切断方向Ｙの一方側Ｙ１の端部で動力伝達機構８１と連結されている。シャンク部材３１は、フレーム７に取り付けられたモータ８０から動力伝達機構８１を介して駆動力が入力されることにより回転する。
【００１６】
シャンク部材３１は、第一軸線Ｒ１に沿って延びる円柱部材の一部を長手方向に沿って切り欠いた形状であり、切り欠かれていない円柱状の外周面３１ａと、切り欠かれて形成された平面部３１ｂとを有する。シャンク部材３１の一部を切り欠いて形成された平面部３１ｂを有することにより、切断対象物となるシール紙（図示略）を通すためのスペース（通紙空間）の確保が容易になる。切断対象物となるシール紙（図示略）を搬送方向Ｘの上流側Ｘ１から下流側Ｘ２へ搬送する際に、図２に示すように平面部３１ｂが下方に位置すると、固定ユニット２との間により大きな隙間が形成される。このため、シール紙を通すためのスペースの確保が容易となる。
【００１７】
回転刃３２は切断方向Ｙに沿って延びる長尺の部材である。回転刃３２は、その基部がシャンク部材３１の外周面３１ａに固定され、回転ユニット３の回転軌跡円の外周に対応する部分に刃先３２ａが形成されている。回転刃３２の刃先３２ａは、シャンク部材３１の第一軸線Ｒ１に対してねじれの位置関係となるように設けられている。図２に示すように、第一軸線Ｒ１に沿う方向から見て、シャンク部材３１が第一軸線Ｒ１回りに回転すると、回転刃３２の刃先は単一の仮想円Ｖの円周上を移動する。この仮想円Ｖが上記の回転軌跡円であり、仮想円Ｖの円周上が上記の回転軌跡円の外周である。
【００１８】
図１および図２に示すように、固定ユニット２は、フレーム７に変位可能に支持されている。具体的には、固定ユニット２は、切断方向Ｙに沿って延びる長尺の部材であるベースプレート２１と、ベースプレート２１に固定された固定刃２２とを有する。ベースプレート２１はフレーム７に変位可能に支持されている。ベースプレート２１は、その両端部にそれぞれ支持軸部２３を有している。支持軸部２３はフレーム７に設けられた貫通孔に挿通されている。ベースプレート２１は、支持軸部２３を通って切断方向Ｙに沿って延びる第二軸線Ｒ２回りに揺動可能とされている。第二軸線Ｒ２は第一軸線Ｒ１に沿う。この構成により、固定ユニット２の固定刃２２は、ベースプレート２１に固定され、第二軸線Ｒ２回りに揺動可能（図２において示す時計回りＣおよび反時計回りＤに揺動可能）に支持されることとなり、回転ユニット３の回転刃３２に対して変位可能なものとなる。
【００１９】
固定刃２２は、切断方向Ｙに沿って延びる長尺の部材である。固定刃２２は、回転刃３２に対して所定のせん断角で噛み合うようにベースプレート２１に取り付けられている。
【００２０】
コイルスプリング４は、切断方向Ｙの一方側Ｙ１（図２において手前側）および他方側Ｙ２（図２において奥側）に、それぞれ１つずつ設けられている。他方側Ｙ２にあるコイルスプリング４の一方の足４１は、フレーム７に設けた孔に連通されて係止されることで固定されている。一方側Ｙ１にあるコイルスプリング４の他方の足４２は、固定刃２２を固定するベースプレート２１に引っ掛けられて係止されることで固定されている。なお、いずれのコイルスプリング４も、そのコイル部４３には固定ユニット２の支持軸部２３が挿通している。
【００２１】
固定ユニット２の支持軸部２３がコイル部４３に挿通しているコイルスプリング４は、固定刃２２の刃先２２ａを回転刃３２の刃先３２ａに向かって押圧する押圧手段となっている。具体的には、コイルスプリング４は、一方の足４１がフレーム７に固定されているため、コイル部４３の弾性能によって固定ユニット２を図２において示す時計回りＣに回転させる力を作用させる。これにより、固定刃２２の刃先２２ａが回転刃３２の刃先３２ａへ押圧され、刃先２２ａおよび刃先３２ａ同士が圧接された状態を形成する。このコイルスプリング４は、固定ユニット２の第二軸線Ｒ２方向の両端側であり、回転ユニット３の第一軸線Ｒ１方向の両端側に配置されている。これにより、切断方向Ｙに沿って延びる長尺の部材である固定刃２２と回転刃３２との間に、切断方向Ｙにおいて一様な押圧力（圧接力）を作用させることができる。
【００２２】
図１および図２に示すように、フレーム７は、切断方向Ｙの少なくとも一方の端部（図１においては他方側Ｙ２）に、ゴム部材６（減衰手段）が設けられた取付部７１を有している。ベースプレート２１は、取付部７１に対応する切断方向Ｙの一方の端部に、ゴム部材６に当接可能な当接面２４ａを備える当接部２４を有している。これにより、ゴム部材６は、フレーム７側の取付部７１とベースプレート２１側の当接部２４とによって挟まれた状態とされている。なお、当接部２４は、ベースプレート２１と一体であっても別体であってもよい。
【００２３】
図３は、搬送方向Ｘの下流側Ｘ２から見た、減衰手段であるゴム部材６を含む部分構成を示す図である。図３に示すように、ゴム部材６と当接面２４ａで当接する当接部２４は、金属板または樹脂板などの板の厚みをなす部位（板の端面部分）を用いて構成することができる。図３において示す例では、当接部２４は、ゴム部材６を押しつぶした状態で、常時、ゴム部材６と当接している。ロータリーカッタ１の待機状態（非切断時）においては、ゴム部材６が当接部２４によって押しつぶされ、当接部２４の当接面２４ａがゴム部材６の表面にめり込んだ状態とされている。
【００２４】
図２および図３において示す例では、ゴム部材６が、固定ユニット２のベースプレート２１に設けられた当接部２４に当接している状態となるように、取付部７１を介してフレーム７に取り付けられている構成としている。この構成例に限らず、ゴム部材６は、刃先（２２ａ、３２ａ）同士が圧接された状態にある固定刃２２の刃先２２ａが回転刃３２の刃先３２ａから離間する方向に移動したとき、瞬時に当接部２４に当接するように構成してもよい。
【００２５】
図４は、回転刃３２が図２に示す位置から回転し、切断対象物であるシール紙Ｓを切断する時のロータリーカッタ１を示す図である。図４に示すように、刃先（２２ａ、３２ａ）同士が圧接された状態になっている回転刃３２の刃先３２ａと固定刃２２の刃先２２ａとが一点で噛み合い、切断点ＣＰが形成されている。この切断点ＣＰが、回転ユニット３の回転に伴って切断方向Ｙに沿って一方側Ｙ１から他方側Ｙ２へ移動することにより、シール紙Ｓが切断される。
【００２６】
このように切断点ＣＰを点として形成し、この切断点ＣＰを切断方向Ｙに沿って移動させるために、回転刃３２の刃先３２ａと固定刃２２の刃先２２ａとが交差するように回転ユニット３および固定ユニット２が構成されている。なお、このような構成とすることにより、刃先（２２ａ、３２ａ）同士がかじって移動できなくなる虞がある。
【００２７】
そこで、刃先（２２ａ、３２ａ）同士がかじりそうになって押圧力（圧接力）が過度な状態になった時に固定刃２２の刃先２２ａが回転刃３２の刃先３２ａから押し返されて逃げることができるように、固定ユニット２は支持軸部２３により第二軸線Ｒ２回りに揺動可能とされている。また、安定した切断動作をさせるためには、刃先（２２ａ、３２ａ）同士の圧接された状態が常に維持され、刃先（２２ａ、３２ａ）同士が噛み合って形成している切断点ＣＰを維持する必要がある。そこで、固定刃２２の刃先２２ａは、常にコイルスプリング４により回転刃３２の刃先３２ａに圧接されている。
【００２８】
シール紙Ｓを切断する際、固定刃２２はシール紙Ｓから離反するような、図４において示す反時計回りＤの切断反力を受ける。コイルスプリング４が固定ユニット２に付与する圧接力は、この切断反力よりも若干大きく設定されることが好ましい。この圧接力が小さすぎると、固定刃２２の刃先２２ａと回転刃３２の刃先３２ａとが離れやすくなり、刃先（２２ａ、３２ａ）同士の圧接された状態が維持されにくくなるため、切断不良が生じやすくなる。また、この圧接力が大きすぎると、刃先２２ａと刃先３２ａの間に生じる接触抵抗が増え、刃先（２２ａ、３２ａ）の摩耗が促進されやすくなるため、切断寿命（カッタの耐久性）が低下しやすくなる。また、この圧接力が大きすぎると、回転刃３２を回転させるために要する駆動力が大きくなり、大きなモータ８０が必要になるため、ロータリーカッタ１のコンパクト化および軽量化には不利となる。
【００２９】
なお、上記の切断反力は、シール紙Ｓに限らず、切断対象物の材質、厚み、および枚数などによって異なるものとなる。そのため、切断対象物の種類や枚数（たとえば、１枚か複数枚か、厚いか薄いか、コーティングが有るか無いか、シート紙か樹脂フィルムか、など）に応じて適切な圧接力に設定することが好ましい。たとえば、１つのロータリーカッタで２種類の厚みの切断対象物を切断しようとする場合、切断負荷がより大きい切断対象物の切断が可能なように、圧接力を設定するのがよい。
【００３０】
ところで、図５および図６に示すように、たとえば厚みが一様ではないシール紙Ｓを切断する場合には、減衰手段を有する構成（本実施形態においてはゴム部材６を含む構成）を持たないロータリーカッタで切断すると、固定刃２２が回転刃３２から離間する振動が生じることがある。この振動が生じると、固定刃２２が瞬間的に跳躍して回転刃３２から離れて噛み合い点が瞬間的に解消されてしまう。この振動は、周期的な振動ではなく、衝撃的に発生する振動（インパルス振動）であると考えられる。こうした振動が生じる理由を詳細に説明する。
【００３１】
図５は、厚さが均一な台紙Ｓ２に切断方向Ｙに沿って複数のラベルＳ１が貼付されたシール紙Ｓを切断対象物として切断するロータリーカッタ１の斜視図である。図６は、図５に示すロータリーカッタ１の一部断面を含む部分構成であり、回転刃３２が図２に示す位置から回転し、シール紙Ｓを切断する時の状態を示す図である。図５および図６に示すように、厚さが均一な台紙Ｓ２に切断方向Ｙに沿って複数のラベルＳ１が貼付されたシール紙Ｓは、隣接するラベルＳ１の間で台紙Ｓ２が露出している。つまり、このようなシール紙Ｓの厚みは切断方向Ｙにおいて一様ではない。
【００３２】
このようなシール紙Ｓを、本実施形態とは異なり減衰手段を持たないロータリーカッタで切断する際には、シール紙Ｓの厚みが変化する部位で切断反力が急激に変化する。たとえば、ラベルＳ１のない台紙Ｓ２部分からラベルＳ１のある台紙Ｓ２部分へ切断点ＣＰが移行する部位で、固定ユニット２に図６において反時計回りＤに作用する切断反力が急激に大きくなる。すると、固定ユニット２に図６において時計回りＣに圧接力を作用させているコイルスプリング４がこの急激な切断反力の変化に追従できず、固定刃２２が瞬間的に跳躍し、固定刃２２の刃先２２ａが回転刃３２の刃先３２ａから瞬間的に離間することがある。このようにして、固定ユニット２が第二軸線Ｒ２回りに瞬間的に変位（揺動）する振動が発生すると考えられる。
【００３３】
図５に示すような複数のラベルＳ１が切断方向Ｙに沿って並んだシール紙Ｓを切断すると、切断反力が急激に大きくなる個所が多く、この振動が生じやすい。特に、ラベルＳ１のない台紙Ｓ２部分からラベルＳ１のある台紙Ｓ２部分へ切断点ＣＰが移行する部位で、この振動が生じやすい。また、このようなシール紙Ｓを切断すると、たとえば切断反力が急激に大きくなった最初の変化点を切断点ＣＰが不具合なく通過できたとしても、直ちに次の変化点に至ることになり、その後も複数の変化点を通過することになる。そのため、固定刃２２が回転刃３２から離間する振動が発生する確率が極めて高いと考えられる。また、このようなシール紙Ｓをより高速で切断しようとすると、上記の振動がより大きくなると考えられる。こうした固定刃２２の振動が発生してしまうと、刃先（２２ａ、３２ａ）同士の圧接された状態が不安定になり、刃先（２２ａ、３２ａ）同士の噛み合い点（切断点ＣＰ）が形成されなくなることがある。こうなると、シール紙Ｓの切れ残りなどの切断不具合が発生したり、切断点ＣＰが移行されずに切断が中断することもある。
【００３４】
このような固定刃２２の振動の防止手段としては、特に振動の大きさ（振幅）を考慮して、固定刃２２を含む固定ユニット２の質量を小さくすること、コイルスプリング４の弾性能（バネ荷重）を大きくすること、などが考えられる。しかし、たとえば、固定刃２２の質量を過度に小さくすると、固定刃２２の剛性が低下して切断負荷に耐えられずに刃先２２ａにたわみやゆがみが発生する虞がある。また、コイルスプリング４のバネ荷重を過度に大きくすると、固定刃２２の刃先２２ａの回転刃３２の刃先３２ａへの押圧力（刃先（２２ａ、３２ａ）間の圧接力）が大きくなり、刃先（２２ａ、３２ａ）が摩耗しやすくなる。
【００３５】
そこで、図６に示すように、本実施形態に係るロータリーカッタ１において、固定ユニット２は、固定刃２２が回転刃３２に近づくように押し付けるコイルスプリング４（押圧手段）と、固定刃２２の回転刃３２から離間する振動を減衰させるゴム部材６（減衰手段）を介してフレーム７に支持されている。固定ユニット２は、コイルスプリング４によって図６においては時計回りＣに押し付けられ、ゴム部材６によって図６においては反時計回りＤへの変位が抑制されている。
【００３６】
シール紙Ｓの厚みの薄い台紙Ｓ２部分から厚いラベルＳ１部分に切断点ＣＰが移行される際に、瞬間的に大きな切断反力が固定刃２２に作用する。これに伴い固定刃２２の刃先２２ａが回転刃３２の刃先３２ａから離間するように図６において反時計回りＤに変位すると、ゴム部材６は当接部２４によって押し潰される。そのため、瞬間的に大きな切断反力が作用しても、ゴム部材６が押しつぶされることで、固定ユニット２は緩やかに変位することができる。この構成により、固定刃２２を含む固定ユニット２の振動が減衰されるので、固定刃２２の刃先２２ａが瞬間的に跳躍して回転刃３２の刃先３２ａから離間するのを抑制することができる。また、より高速で切断する際にも、固定刃２２を含む固定ユニット２の振動が減衰されるので、固定刃２２の刃先２２ａが回転刃３２の刃先３２ａから離間するのを抑制することができる。これにより、固定刃２２の回転刃３２から離間する振動が抑制されたロータリーカッタ１が提供される。
【００３７】
なお、上述した実施形態では、減衰手段としてゴム部材６を用いた例を説明したが、本発明はこれに限られない。減衰手段として、ゲル状部材、スポンジ状部材、シリコーン樹脂部材、ウレタンゴム部材、ジエン系ゴム部材のうちの少なくとも一つ、あるいは、これらを組み合わせた複合部材を用いることができる。あるいは、減衰手段としてオイルダンパやエアタンパなどの機械装置を用いることができる。減衰手段は、粘弾性特性を有することが好ましい。これにより、効果的に振動を減衰させることができる。
【００３８】
また、ロータリーカッタのコンパクト化や軽量化、入手性や取扱い性やコストの観点から、ゴムやプラスチックなどの樹脂素材からなる減衰手段が好ましく、ニトリルゴムからなる減衰手段がより好ましい。
【００３９】
ゴム部材６を設ける場合は、フレーム７ではなく固定ユニット２に設けることもできる。このような構成によっても、ゴム部材６が固定ユニット２とフレーム７との間に介在することにより、上述したように固定刃２２の回転刃３２から離間する振動を抑制することができる。
【００４０】
また、上述した実施形態では、押圧手段としてコイルスプリング４を用いた例を説明したが、本発明はこれに限られない。押圧手段として、ピアノ線やステンレス鋼線等の金属素材あるいは樹脂素材からなる圧縮コイルバネ、引張コイルバネ、捻じりコイルバネ、板バネ、つるまきばねなどを採用してもよい。
【００４１】
また、上述した実施形態では、厚さが均一な台紙Ｓ２に複数のラベルＳ１が貼付されたシール紙Ｓを切断する場合を例に挙げて説明したが、厚みが一様な一般的なシート材を切断する際にも、上述した振動が生じることがある。たとえば、厚みが一様な一般的なシート材の切断開始点（刃先がシート材の縁に噛み込んで切断点が構成される部位）では瞬間的に大きな切断反力が作用するため、上述したような固定刃の振動が生じる虞がある。上述した本実施形態のロータリーカッタはこのような一般的なシート材の切断開始点などで生じる固定刃の振動も抑制することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  ロータリーカッタ
２  固定ユニット（第二ユニット）
３  回転ユニット（第一ユニット）
４  コイルスプリング（押圧手段）
６  ゴム部材（減衰手段）
７  フレーム
２１  ベースプレート
２２  固定刃
２２ａ  刃先
２３  支持軸部
２４  当接部
２４ａ  当接面
３１  シャンク部材
３１ａ  外周面
３１ｂ  平面部
３２  回転刃
３２ａ  刃先
４１  コイルスプリングの一方の足
４２  コイルスプリングの他方の足
４３  コイルスプリングのコイル部
７１  取付部
８０  モータ
８１  動力伝達機構
Ｒ１  第一軸線
Ｒ２  第二軸線
Ｓ  シール紙（切断対象物）
Ｓ１  ラベル
Ｓ２  台紙
【図１】
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【図２】
2019034373.tif 000004
【図３】
2019034373.tif 000005
【図４】
2019034373.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019034373.tif 000008