(57)【要約】【課題】簡易な構成で裁断面におけるバリの発生を抑制しながらも、高速な連続裁断が可能な裁断機を提供する。【解決手段】ワークＷのうち固定側ワークＷ１を固定する固定用上刃１５及び固定用下刃４５と、裁断側ワークＷ２の上面に当接する裁断用上刃２１と、裁断側ワークＷ２の下面に当接する裁断用下刃３１とを有し、裁断側ワークＷ２を上面及び下面で挟持した状態で上下方向に移動することでワークＷを裁断する裁断刃３と、を備え、裁断用下刃３１は、ワークＷの裁断後に裁断用下刃３１上に載置された裁断側ワークＷ２を落下させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを裁断するワーク裁断機であって、
ワークの一部を固定する固定部材と、
ワークの他部の上面に当接する裁断用上刃と、ワークの他部の下面に当接する裁断用下刃とを有し、ワークの他部を上面及び下面で挟持した状態で上下方向に移動することで該ワークを裁断する裁断刃と、を備え、
前記裁断用下刃は、ワークの裁断後に前記裁断用下刃上に載置されたワークを落下させるワーク落下手段を有していることを特徴とするワーク裁断機。
【請求項２】
前記裁断用下刃は、ワークの裁断後に回動することで、ワークの他部の下面と当接する面が水平方向に対し傾斜するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のワーク裁断機。
【請求項３】
前記裁断用下刃は、ワークの他部の下面と当接する面が、前記固定部材と反対側に向かって下り勾配で傾斜するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のワーク裁断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを裁断するワーク裁断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークにせん断力を作用させて裁断し、同一部品を多量に生産する加工機械として、例えば図７に表すような裁断機１Ｂが広く用いられている。図７は、特許文献１に開示された裁断機と同形式の裁断機１Ｂの動作を表す模式図である。
【０００３】
裁断機１Ｂは、ワークＷを所定長さ毎に裁断する加工機械である。ワークＷは薄膜状であり、その一端側（図７左側）は図示しないロールに捲回されるとともに、他端側（図７右側）が裁断機１Ｂ側に略水平方向に送り出され、裁断される。
【０００４】
この従来の裁断機１ＢによるワークＷの裁断では、まず、図７（ａ）に表すように、固定用上刃１５１と固定用下刃４５１との間に形成される空間にワークＷを配置する。このとき、ワークＷは、固定用下刃４５１と隣り合う位置に設けられる裁断用下刃３１１のワーク当接面３１１ａと当接し、下方から支持される。ワーク当接面３１１ａは裁断用下刃３１１の上面であり、略水平な面とされている。また、裁断用下刃３１１の下部にはばね３５１が取り付けられており、裁断用下刃３１１は、このばね３５１の伸縮によって上下方向に移動可能に構成されている。ワークＷの配置後、矢印Ａ８１で表すように、固定用上刃１５１をワークＷに接近させるように下降させる。
【０００５】
図７（ｂ）に表すように、固定用上刃１５１を、その下面であるワーク当接面１５１ａがワークＷの上面に当接するまで下降させることで、ワークＷは固定用上刃１５１及び固定用下刃４５１によって上下方向に挟持され、固定される（以下、ワークＷのうち固定用上刃１５１及び固定用下刃４５１によって固定される部分を「固定側ワークＷ１」という）。次に、矢印Ａ８２で表すように、ワークＷの上方に設けられた裁断用上刃２１１を、ワークＷのうち固定側ワークＷ１と隣り合う部分に接近させるように下降させる（以下、ワークＷのうち固定側ワークＷ１と隣り合う部分を「裁断側ワークＷ２」という）。
【０００６】
図７（ｃ）に表すように、裁断用上刃２１１の下面であるワーク当接面２１１ａが裁断側ワークＷ２の上面に当接すると、裁断側ワークＷ２は裁断用上刃２１１及び裁断用下刃３１１によって上下方向に挟持された状態となる。さらに、矢印Ａ８３で表すように、裁断用上刃２１１を上方から押し込むと、裁断用上刃２１１及び裁断用下刃３１１は裁断側ワークＷ２を上下方向に挟持した状態で下降し、固定側ワークＷ１と裁断側ワークＷ２との間にせん断力が作用する。
【０００７】
裁断用上刃２１１は、上記せん断力の反作用として、ワークＷから上向きの力を受けるが、図７（ｄ）に矢印Ａ８５で表すように、その力に抗してさらに上方から押し込むと、裁断側ワークＷ２が裁断される。そして、図７（ｅ）に矢印Ａ８６で表すように、固定用上刃１５１及び裁断用上刃２１１を上昇させて固定側ワークＷ１の固定を解除した後、ロール側からワークＷを送り出し、固定側ワークＷ１を矢印Ａ８７で表す方向に所定量送ることで、再び図７（ａ）の状態へと戻り、次の裁断を行うことができる。
【０００８】
以上のように裁断を行う裁断機１Ｂでは、裁断時に裁断側ワークＷ２を上下方向に挟持して曲げを規制するため、ワークＷに曲げモーメントは殆ど発生しない。したがって、ワークＷはほぼせん断力のみで裁断されるため、裁断面をバリが無い平滑な面とすることができる。
【０００９】
例えば、リチウムイオン二次電池の電極では、電極基材となる薄膜状のアルミ箔又は銅箔の上面に、活物質を含有するペーストを順次塗工・積層させて作製されるが、この外形形状は±０．５ｍｍ以下の寸法精度が求められるのが一般的である。このため、裁断面に生じるバリは、電極性能に影響を及ぼしたり、裁断後のバリの除去処理に手間を要したりするなど、生産性を悪化させる要因となっている。上記裁断機１Ｂを用いた裁断によれば、このようなバリの発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１５９３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、裁断機１Ｂでは、裁断された裁断側ワークＷ２が、裁断用下刃３１１のワーク当接面３１１ａ上に載置された状態となる。このため、次の裁断を行うにあたり、ワーク当接面３１１ａ上から裁断側ワークＷ２を取り除くために時間を要し、高速な連続裁断を行えなくなったり、裁断側ワークＷ２を取り除く複雑な機構が必要となり、裁断機１Ｂの製造コストが増加したりするといった課題があった。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で裁断面におけるバリの発生を抑制しながらも、高速な連続裁断が可能な裁断機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明に係る裁断機は、ワークを裁断するワーク裁断機であって、ワークの一部を固定する固定部材と、ワークの他部の上面に当接する裁断用上刃と、ワークの他部の下面に当接する裁断用下刃とを有し、ワークの他部を上面及び下面で挟持した状態で上下方向に移動することで該ワークを裁断する裁断刃と、を備え、前記裁断用下刃は、ワークの裁断後に前記裁断用下刃上に載置されたワークを落下させるワーク落下手段を有していることを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る裁断機によれば、裁断刃は、ワークの他部を上面及び下面で挟持した状態で上下方向に移動することでワークを裁断するため、ワークにおける曲げモーメントの発生を抑制し、延いては裁断面におけるバリの発生を抑制しながらワークの裁断を行うことができる。
【００１５】
さらに、裁断用下刃はワーク落下手段を有しているため、ワークの裁断後に裁断用下刃上に載置されたワークを容易に取り除き、速やかに次の裁断を行うことが可能となる。すなわち、本発明に係る裁断機によれば、裁断面におけるバリの発生の抑制と、高速な連続裁断とを両立させることが可能となる。
【００１６】
本発明に係る裁断機では、前記裁断用下刃は、ワークの裁断後に回動することで、ワークの他部の下面と当接する面が水平方向に対し傾斜するように構成されていることも好ましい。
【００１７】
この好ましい態様では、裁断用下刃は、ワークの裁断後に回動することで、ワークの他部の下面と当接する面が水平方向に対し傾斜するように構成されているため、裁断後に裁断用下刃上に載置されているワークを、傾斜に沿って自重によって落下させて取り除き、速やかに次の裁断を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明に係る裁断機では、前記裁断用下刃は、ワークの他部の下面と当接する面が、前記固定部材と反対側に向かって下り勾配で傾斜するように構成されていることも好ましい。
【００１９】
この好ましい態様では、裁断後に裁断用下刃上に載置されているワークを、傾斜に沿って固定部材と反対側に落下させることができる。したがって、固定部材と裁断用下刃との間に、裁断されたワークを落下させるためのクリアランスを設ける必要が無いため、裁断機の構成をコンパクトなものとすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易な構成で裁断面におけるバリの発生を抑制しながらも、高速な連続裁断が可能な裁断機を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る裁断機を表す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る裁断機の動作を表す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る裁断機の動作を表す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る裁断機の動作を表す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る裁断機の動作を表す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る裁断機の動作を表す模式図である。
【図７】従来の裁断機の動作を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る裁断機について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る裁断機１を表す側面図である。
【００２４】
裁断機１は、ワークＷを所定長さ毎に裁断する加工機械であり、枠体５と、上刃ユニット１０と、下刃ユニット３０とを有している。薄膜状のワークＷは、リチウムイオン二次電池の電極であり、電極基材となる薄膜状のアルミ箔又は銅箔の上面に、活物質を含有するペーストを順次塗工・積層させて作製されている。ワークＷは、その一端側（図１左側）が図示しないロールに捲回されるとともに、他端側（図１右側）が裁断機１側に略水平方向に送り出されている。
【００２５】
上刃ユニット１０は、基体であって枠体５によって周囲を囲われるフレーム１１と、フレーム１１の周囲に設けられる種々の要素から構成される。
【００２６】
フレーム１１の下端部には、平板状のプレート１３が設けられており、このプレート１３の端部はフレーム１１の端部から突出している。当該突出部分の上面には、固定用上刃ガイド１６が設けられている。固定用上刃ガイド１６はアクチュエータであり、プレート１３を貫通して下方に伸びる棒状のロッド１７を進退させることにより、ロッド１７の下端部に固定された固定用上刃１５を上下方向に変位させることができる。
【００２７】
プレート１３の突出部分の下面であって、ロッド１７と隣接する位置には、下方に向けて延びる垂下部１８が設けられている。垂下部１８の下端部には裁断用上刃２１が固定されており、裁断用上刃２１は固定用上刃１５と隣接している。
【００２８】
フレーム１１の上方では、昇降機構１２が枠体５に対し取り付けられている。昇降機構１２は電動モータ及び減速機から構成されている。また、フレーム１１の側方では、上刃昇降ガイド２４が枠体５に対し取り付けられている。上刃昇降ガイド２４は、上下方向に伸びる金属製のスライド用レールである。昇降機構１２の電動モータの駆動により、フレーム１１とその周囲に設けられた固定用上刃１５や裁断用上刃２１は、上刃昇降ガイド２４に沿って昇降することができる。
【００２９】
下刃ユニット３０は、回動アーム３２及び固定用下刃４５を有する。
【００３０】
回動アーム３２は、その一端側にばねヒンジ３３が設けられ、他端側に裁断用下刃３１が固定されている。後述するように、裁断用下刃３１は、裁断用上刃２１とともにワークＷを挟持する裁断刃３を構成する。回動アーム３２は、ばねヒンジ３３と裁断用下刃３１との間に設けられる回転ヒンジ３４によって枢支され、枠体５に対し矢印Ａ１で表す方向に回動可能とされている。ばねヒンジ３３には、コイル状の第２ばね３５の一端が係止されている。この第２ばね３５の他端は、フレーム１１に固定された固定アーム２５のばねヒンジ２７に係止され、これにより、第２ばね３５は、ばねヒンジ２７とばねヒンジ３３との間で伸縮可能とされ、回動アーム３２に対し回転ヒンジ３４周りの回転トルクを生じさせるように構成されている。
【００３１】
固定用下刃４５は、枠体５の下端部に設けられている。後述するように、固定用下刃４５は、固定用上刃１５とともにワークＷを挟持する固定部材２を構成する。
【００３２】
続いて、図２乃至６を参照して、裁断機１によるワークＷの裁断について説明する。図２乃至６は、本発明の実施形態に係る裁断機１の動作を表す模式図である。
【００３３】
まず、図２に表すように、ワークＷの下面を、固定用下刃４５の上面であるワーク当接面４５ａに当接させて配置する。ワークＷは、固定用上刃１５の下面であるワーク当接面１５ａと固定用下刃４５のワーク当接面４５ａとの間に形成された空間に配置される。ワークＷの配置後、矢印Ａ２で表すように、固定用上刃１５をワークＷに接近させるように下降させるとともに、矢印Ａ３で表すように、回転ヒンジ３４を中心として回動アーム３２を回動させる。
【００３４】
図３に表すように、固定用上刃１５を、そのワーク当接面１５ａがワークＷの上面に当接するまで下降させる。これにより、ワークＷは固定用上刃１５及び固定用下刃４５によって上下方向に挟持され、固定される（以下、ワークＷのうち固定用上刃１５及び固定用下刃４５によって固定される部分を「固定側ワークＷ１」という）。
【００３５】
また、回動アーム３２を、裁断用下刃３１の上面であるワーク当接面３１ａが、ワークＷのうち固定側ワークＷ１と隣り合う部分の下面に当接するまで回動させる（以下、ワークＷのうち固定側ワークＷ１と隣り合う部分を「裁断側ワークＷ２」という）。ワーク当接面３１ａは、裁断側ワークＷ２の下面に当接している状態では、略水平な面となる。
【００３６】
この状態より、裁断用上刃２１の下面であるワーク当接面２１ａを裁断側ワークＷ２の上面に接近させるべく、矢印Ａ４で表すように、フレーム１１を下降させる。この際、フレーム１１と固定用上刃１５との間に設けられたコイル状の第１ばね２３が圧縮されるため、固定用上刃１５はその反力により固定側ワークＷ１に押し付けられ、固定側ワークＷ１をより強固に固定する。
【００３７】
図４に表すように、裁断用上刃２１のワーク当接面２１ａが裁断側ワークＷ２の上面に当接すると、裁断側ワークＷ２は裁断用上刃２１及び裁断用下刃３１によって上下方向に挟持された状態となる。当接後もさらに、矢印Ａ５で表すように裁断用上刃２１を下降させ、裁断側ワークＷ２を上方から押し込むと、回動アーム３２が回動することにより、裁断側ワークＷ２の下方の裁断用下刃３１もそれに追従して下降する。このため、裁断側ワークＷ２を裁断用上刃２１及び裁断用下刃３１によって挟持した状態が維持される。
【００３８】
このように、固定側ワークＷ１が、固定用上刃１５及び固定用下刃４５によって上下方向に挟持され、固定される一方、裁断用上刃２１及び裁断用下刃３１が裁断側ワークＷ２を上下方向に挟持した状態で下降することにより、固定側ワークＷ１と裁断側ワークＷ２との間にせん断力が作用する。この際、裁断側ワークＷ２は上下方向の挟持によって曲げが規制されるため、ワークＷに曲げモーメントは殆ど発生しない。
【００３９】
裁断用上刃２１は、上記せん断力の反作用としてワークＷから上向きの力を受ける。それらの力に抗して、矢印Ａ５で表すように裁断用上刃２１をさらに下降させると、固定側ワークＷ１と裁断側ワークＷ２とが裁断される。
【００４０】
ワークＷの裁断後、図５に矢印Ａ６で表すように、次の裁断を行うために固定用上刃１５を上昇させ、固定側ワークＷ１の挟持、固定を解除する。また、裁断用上刃２１を上昇させるとともに、回動アーム３２を矢印Ａ７で表す方向に回動させ、裁断側ワークＷ２の挟持を解除する。挟持を解除された裁断側ワークＷ２は、裁断用下刃３１のワーク当接面３１ａ上に載置された状態となる。また、回動アーム３２の回動により、裁断用下刃３１のワーク当接面３１ａは、固定用上刃１５及び固定用下刃４５と反対側に向かって下り勾配で傾斜する。
【００４１】
回動アーム３２を矢印Ａ７で表す方向にさらに回動させ、図６に表すように、裁断用下刃３１のワーク当接面３１ａが水平方向に対し大きく傾斜すると、その傾斜に沿って裁断側ワークＷ２が自重で落下し、ワーク当接面３１ａ上から取り除かれる。裁断側ワークＷ２は、固定用上刃１５及び固定用下刃４５と反対側に落下する。
【００４２】
裁断側ワークＷ２は、裁断機１の下方に設けられる搬送台（図示せず）上に落下することで、搬送されて次の工程で使用される。また、ロール側からワークＷを送り出し、固定側ワークＷ１を矢印Ａ８で表す方向に所定量送ることで、再び図２の状態へと戻り、次の裁断を行うことができる。
【００４３】
以上説明した本実施形態の裁断機１では、裁断用上刃２１及び裁断用下刃３１が裁断側ワークＷ２を挟持した状態で下降することでワークＷを裁断するため、ワークＷにおける曲げモーメントの発生を抑制し、延いては裁断面におけるバリの発生を抑制しながらワークの裁断を行うことができる。
【００４４】
さらに、裁断用下刃３１は、裁断後に裁断用下刃３１上に載置された裁断側ワークＷ２を落下させることで容易に取り除き、速やかに次の裁断を行うことが可能となる。すなわち、裁断機１によれば、裁断面におけるバリの発生の抑制と、高速な連続裁断とを両立させることが可能となる。
【００４５】
また、裁断用下刃３１は、ワークＷの裁断後に回動することで、裁断側ワークＷ２の下面と当接するワーク当接面３１ａが水平方向に対し傾斜するように構成されているため、裁断後に裁断用下刃３１上に載置されている裁断側ワークＷ２を、傾斜に沿って自重によって落下させて取り除き、速やかに次の裁断を行うことが可能となる。
【００４６】
また、裁断後に裁断用下刃３１上に載置されている裁断側ワークＷ２を、傾斜に沿って固定用上刃１５及び固定用下刃４５と反対側に落下させることができる。したがって、固定部材と固定用上刃１５及び固定用下刃４５との間に、裁断側ワークＷ２を落下させるためのクリアランスを設ける必要が無いため、裁断機１の構成をコンパクトなものとすることができる。
【００４７】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００４８】
上記実施形態では、ワークＷの裁断後に、裁断用下刃３１のワーク当接面３１ａを傾斜させることで、裁断側ワークＷ２を落下させて取り除くものとしている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばワークＷの裁断後に裁断用下刃３１を振動させることで裁断側ワークＷ２をワーク当接面３１ａ上から落下させ、取り除くよう構成してもよい。
【００４９】
さらに、前述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５０】
１  ：裁断機
２  ：固定部材
３  ：裁断刃
１５  ：固定用上刃
１５ａ：（固定用上刃の）ワーク当接面
２１  ：裁断用上刃
２１ａ：（裁断用上刃の）ワーク当接面
２４  ：上刃昇降ガイド
２５  ：固定アーム
３１  ：裁断用下刃
３１ａ：（裁断用下刃の）ワーク当接面
３２  ：回動アーム
３４  ：回転ヒンジ
４５  ：固定用下刃
４５  ：（固定用下刃の）ワーク当接面
Ｗ    ：ワーク
Ｗ１  ：固定側ワーク
Ｗ２  ：裁断側ワーク
【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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