(57)【要約】【課題】母材表面の被膜にクラックの発生を生じさせない耐食性の高い表面処理を行い、これによって全体の内部応力のバランスを保ち、ロータリーダイの精度維持、長寿命化を図ることができるロータリーダイを提供する。【解決手段】円柱状のダイの外周面にカッター１ｂが形成され、カッター１ｂと、ダイの外周面に対向して設けられるアンビルロールとの間で被加工物を挟み込んで加工するロータリーダイである。カッター１ｂの母材１０の表面は、非晶質クロムメッキ１１により被覆される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のダイの外周面にカッターが形成され、該カッターと前記ダイの外周面に対向して設けられるアンビルロールとの間で被加工物を挟み込んで加工するロータリーダイにおいて、
前記カッターの母材表面は非晶質クロムメッキにより被覆されていることを特徴とするロータリーダイ。
【請求項２】
前記非晶質クロムメッキは低温の温浴処理により形成されることを特徴とする請求項１に記載のロータリーダイ。
【請求項３】
前記非晶質クロムメッキは４μｍ以下の厚さに形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のロータリーダイ。
【請求項４】
前記非晶質クロムメッキは２〜３μｍの厚さに形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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイの外周面に形成されたカッターとアンビルロールとの間にシート状の被加工物を挟み込んで被加工物を加工するロータリーダイに関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状の被加工物を所定の形状で裁断する裁断加工や、積層した複数の被加工物を押圧して被加工物同士を圧着する圧着加工や、被加工物に凹凸のエンボスを形成するエンボス加工には、ロータリーダイが用いられている。
この種のロータリーダイは、特許文献１に示すように、略円柱状に形成されたダイとアンビルロールとを備え、これらダイとアンビルロールとが互いに軸線を平行させつつそれぞれ軸線回りに回転可能に設けられている。そして、ダイの外周面に形成されたカッターとアンビルロールとの間に、シート状の被加工物を送り込むことにより該被加工物を加工することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３６６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記ロータリーダイでは、カッター母材に工具鋼、高速度鋼、超硬合金が使用されており、その耐食性を高めるために、母材の表面に電解クロムメッキ等の表面処理を行なった後に、仕上げ加工を施す場合がある。
しかしながら、電解クロムメッキによる被覆では、表面の被膜層にクラックが発生し易く、クラックが発生すると、耐食性が損なわれる問題がある。
加えて、電解クロムメッキによる被覆では、ロータリーダイのカッター刃先のように先がとがる部分に、電流密度が高くなるのに起因して、局部的に厚さが厚くなる被覆層が形成されるため、カッター刃先の精度が低下する問題があった。
また、ロータリーダイのカッター母材に、電解クロムメッキに代わってＰＶＤ（物理気相成長）又はＣＶＤ（化学気相成長）によって表面の被膜層を形成する場合もある。
しかしながら、この場合、母材が過度に加熱されることとなり、ロータリーダイに要求される高精度の寸法に仕上ることが困難になる問題があった。また、被覆層の母材への密着強度が弱く、長期間使用している間に被覆層が剥がれる問題もあった。
【０００５】
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、母材表面の被膜層にクラックを生じさせない耐食性の高い表面処理を行なうことによって長寿命化が図れ、しかも高精度に仕上ることが可能なロータリーダイ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】
【０００６】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、円柱状のダイの外周面にカッターが形成され、該カッターと前記ダイの外周面に対向して設けられるアンビルロールとの間で被加工物を挟み込んで加工するロータリーダイにおいて、前記カッターの母材表面は非晶質クロムメッキにより被覆されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、カッターの母材表面に非晶質クロムメッキによる被覆を行うことにより、４μｍ以下、好ましくは２〜３μｍの均一厚さで高い耐食性の被膜を形成することができる。これにより母材表面の被膜にクラックが発生することを防止することができる。
【０００８】
また、カッターの母材表面に低温での温浴形成が可能な非晶質クロムメッキによる被覆を行うことで、母材への熱的影響を排除し、これによって母材内部の残留応力の発生を防止し、ロータリーダイの精度維持及び長寿命化を図ることができる。
【０００９】
また、カッターの母材表面に非晶質クロムメッキによる被覆を行うことで、高い耐食性を実現できることから、工具鋼、高速度鋼、超硬合金からなる母材が強酸又は強アルカリによって侵されることなく、この点についても高い精度維持及び長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るロータリーダイの実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すロータリーダイの正面図である。
【図３】図１及び図２におけるロータリーダイ上のカッターを示す斜視図である。
【図４】図３に示すカッターの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１〜図４は、シート状の被加工物を所定の形状で裁断する裁断加工に用いられるロータリーダイに関する図面である。
【００１２】
本実施形態のロータリーダイは、前述と同様、図１及び図２に示すように、略円柱状に形成されたダイ１とアンビルロール２とが主な構成要素とされ、このダイ１とアンビルロール２は、それぞれの軸部１ｇ、２ｂが図示せぬベアリングボックスに支持され、かつ図示せぬ駆動装置に少なくとも一方の軸部１ｇ（２ｂ）が連結されて矢印Ｒ１、Ｒ２方向にそれぞれ回転可能に設けられている。
【００１３】
また、ダイ１には、その外周面１ａに、外周面１ａから軸線Ｏ１に対する径方向外側に突出するように隆起したカッター１ｂが裁断される被加工物の形状に合わせて延設され、このカッター１ｂの径方向外側の先端部分が刃先１ｃとされている。
【００１４】
ここで、本実施形態のカッター１ｂの刃先１ｃには、図３及び図４に示すように、該カッター１ｂの延設方向に垂直な断面において、先端に平面状に形成された先端平滑面１ｄが設けられている。また、カッター１ｂの側面１ｈは、カッター１ｂの突出方向先端側から後端に向かうに従い漸次幅方向外側に拡がるように傾斜する傾斜面とされている。
【００１５】
先端平滑面１ｄと側面１ｈは、前記断面においてカッター１ｂの外側に向けて凸の曲面１ｉを介して連接され、この曲面１ｉは、先端平滑面１ｄ及び側面１ｈの少なくとも一方と接することなく交差稜線を画成するように設けられている。また、この曲面１ｉは、前記断面において、例えば半径５〜５０μｍの円弧状とされる。
【００１６】
そして、前記のように構成されたロータリーダイでは、ダイ１とアンビルロール２を、少なくとも一方の軸部１ｇ（２ｂ）が、駆動部に接続された図示せぬ駆動装置の駆動によって、それぞれ軸線Ｏ１、Ｏ２回りに矢印Ｒ１、Ｒ２方向に回転される。このとき、回転するダイ１とアンビルロール２の間に、シート状の被加工物Ｓを送り込むことによって、ダイ１とアンビルロール２の回転とともにこの間に被加工物が走行される（図１参照）。この間、カッター１ｂの刃先１ｃとアンビルロール２の外周面２ａとにより、被加工物Ｓが押圧されかつ挟み込まれて、該カッター１ｂにより所定の形状をなす裁断が行われる。
【００１７】
ここで、本実施形態のロータリーダイにおいては、カッター１ｂの刃先１ｃの先端平滑面１ｄとカッター１ｂの側面１ｈとが、カッター１ｂの外側に向けて凸の曲面１ｉを介して連接されているため、エッジが鈍角となる。これにより被加工物Ｓに切り込まれる刃先１ｃに作用する接触圧がエッジ部分に集中して作用することがなく、刃先１ｃの曲面１ｉ全体で接触圧を受け止め、これを分散させることが可能とされる。その結果、エッジ部分に応力集中が生じることによって刃先１ｃにチッピングが発生することを防止できる。
【００１８】
次に、ダイ１のカッター１ｂ（カッター母材を符号１０で示す）表面に被覆された非晶質クロムメッキ１１について説明する。
非晶質クロムメッキ１１は、図３及びその拡大図である図４に示されるように、カッター１ｂの母材１０の全体に均一厚さで被覆されるものである。
この非晶質クロムメッキ１１は、膜厚のばらつきが少なく、かつ高い耐食性を有する。非晶質クロムメッキ１１がカッター１ｂの母材１０の全体に被覆されることにより、工具鋼、高速度鋼、超硬合金からなる母材１０が強酸又は強アルカリによって侵されることがない。
【００１９】
この非晶質クロムメッキ１１の厚さは４μｍ以下であり、好ましくは０．１〜４μｍの範囲、さらに好ましくは、２〜３μｍの範囲にあることが好ましい。
【００２０】
非晶質クロムメッキ１１の厚さが４μｍを超える場合は、メッキ表面にクラックが発生してくる。
これに対して、非晶質クロムメッキ１１の厚さが２〜３μｍの範囲にある場合には、クラックが全く生じず、安定した被膜が形成される。
また、メッキ厚が１μｍ以下の極薄膜とした場合、膜切れが発生するおそれが生じ、このように極薄膜のメッキ厚は被膜として好ましくない。
【００２１】
次に、母材１０の表面に非晶質クロムメッキ１１を形成するための工程について説明する。
非晶質クロムメッキ液としては、６価と３価クロムイオンを含む混合液において、シュウ酸浴を使用することが適当とされる。シュウ酸浴については、メッキ面の光沢性並びに浴の安定性に優れていることから、このシュウ酸浴にて、本発明に係る非晶質クロムメッキを行った。シュウ酸浴を用いた非晶質クロムメッキ液は、クロム酸の熱水溶液にシュウ酸を添加することにより建浴されている。また、導電性と被膜の光沢性を改善する目的で適量の硫酸アンモニウムが添加されている。シュウ酸浴の主な条件を以下に示す。
【００２２】
（シュウ酸浴）
浴組成：クロム酸  ２００ｇ／Ｌ
シュウ酸：６４０ｇ／Ｌ
硫酸アンモニウム：７５ｇ／Ｌ
浴温：６０℃（範囲４０〜８０℃）
電流密度：２５Ａ／ｄｍ２（範囲１０〜２００Ａ／ｄｍ2）
【００２３】
非晶質クロムメッキを施す目的として、ロータリーダイの耐食性向上が上げられる。このときのメッキ厚としては２〜３μｍが最適であり、メッキ時間としては１５分程度である。
従来の電解クロムメッキにおいては、表面に微小なクラックやピンホールの発生が避けられないため、耐食性が損なわれていた。これに対し、本実施形態では、カッター１ｂの母材表面に非晶質クロムメッキ１１による被覆を行うことにより、４μｍ以下の均一厚さで高い耐食性の薄膜を形成することができる。これによりカッター１ｂの母材表面の非晶質クロムメッキ１１にクラックが発生するのを防止することができる。その結果、カッター１ｂの母材が腐食されにくくなり、ロータリーダイの精度維持を図ることができるとともに、ロータリーダイの劣化を防止できる。
また、４μｍ以下の均一厚さで高い耐食性の薄膜を形成することができるので、被膜層を形成した後においても、母材に施した加工精度を維持することができ、この点においても、ロータリーダイの精度維持を図ることができる。
加えて、非晶質クロムメッキ１１は、それ自体硬度が高いので、耐摩耗性を高めることができ、ロータリーダイの耐久性を高めることができる。
【００２４】
以上詳細に説明したように本実施形態に示されるロータリーダイでは、カッター１ｂにおける母材表面に非晶質クロムメッキ１１による被覆を行うことにより、４μｍ以下の均一厚さで高い耐食性の薄膜を形成することができる。これによりカッター１ｂの母材表面の非晶質クロムメッキ１１にクラックが発生するのを防止する。その結果、カッター１ｂの母材が腐食されにくくなり、ロータリーダイの精度維持を図ることができるとともに、ロータリーダイの劣化を防止できる。また、非晶質クロムメッキ１１は、それ自体硬度が高いので、耐摩耗性を高めることができ、このため、ロータリーダイの耐久性を高めることができる。
【００２５】
また、カッター１ｂの母材表面に低温での温浴処理が可能な非晶質クロムメッキ１１による被覆を行うことで、母材１０への熱的影響を排除し、これによっても母材内部の残留応力発生を防止し、ロータリーダイの精度維持及び長寿命化を図ることができる。
【００２６】
また、カッター１ｂの母材表面に非晶質クロムメッキ１１による被覆を行うことで、高い耐食性を実現できることから、工具鋼、高速度鋼、超硬合金からなる母材１０が強酸又は強アルカリによって侵されることなく、この点においても高い精度維持及び長寿命化を図ることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００２８】
１  ダイ
１ｂ  カッター
２  アンビルロール
１０  母材
１１  非晶質クロムメッキ
Ｓ  被加工物
【図１】
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【図２】
2015044270.tif 000004
【図３】
2015044270.tif 000005
【図４】
2015044270.tif 000006