(57)【要約】【目的】塗布工具や切断工具等の刃先を備えた長尺の工具構造体において、刃先の真直度を向上させ、被加工物体への加工精度を向上させる。【構成】工具本体（２０）に、前記工具本体（２０）とは線膨張率の異なる材料からなる刃先（３１）を備えた工具刃先部材（３０）を、該工具本体（２０）の長手方向に沿って前記工具本体（２０）に固着した長尺の工具構造体（１０）において、前記工具刃先部材（３０）と線膨張率および縦弾性係数が同一な材料からなるバランス調整部材（４０）を、前記長手方向に前記工具刃先部材（３０）とほぼ同じ長さにわたって工具本体（２０）に固着し、さらに前記長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記バランス調整部材（４０）と前記工具刃先部材（３０）との断面図形の図心（Ｇｗ）を、前記工具本体（２０）の断面図形の図心（Ｇｓ）と略一致せしめる。【選択図】図１
2005161451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の工具本体に、前記工具本体とは線膨張率の異なる材料からなり被加工物体へ加工するための刃先を備えた、少なくとも１つの長尺の工具刃先部材を、前記工具本体の長手方向直角断面における外周面から前記刃先を突出するとともに、前記長手方向に沿って前記工具本体に固着した長尺の工具構造体において、前記工具刃先部材と線膨張率および縦弾性係数が同一な材料からなるバランス調整部材を、前記長手方向に前記工具刃先部材とほぼ同じ長さにわたって工具本体に固着し、さらに前記長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記バランス調整部材と前記工具刃先部材との断面図形の図心（Ｇｗ）を、前記工具本体の断面図形の図心（Ｇｓ）に略一致せしめたことを特徴とする工具構造体。
【請求項２】
前記工具刃先部材と前記バランス調整部材とが同一材料からなることを特徴とする請求項１に記載の工具構造体。
【請求項３】
前記工具刃先部材が該工具本体よりも硬度の高い材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の工具構造体。
【請求項４】
前記工具刃先部材が超硬合金、サーメット、セラミックスのなかのいずれか１つの硬質材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の工具構造体。
【請求項５】
前記工具本体が鉄基合金からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の工具構造体。
【請求項６】
前記工具刃先部材、前記バランス調整部材の少なくともいずれか一方が前記工具本体にろう付け固着されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の工具構造体。
【請求項７】
前記工具刃先部材、前記バランス調整部材の少なくともいずれか一方が前記工具本体に着脱自在に固着されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の工具構造体。
【請求項８】
該工具構造体の長手方向の長さ（Ｌ１）と、前記長手方向直角断面における長手側の長さ（Ｌ２）との比率（Ｌ１／Ｌ２）が１以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の工具構造体。
【請求項９】
前記工具刃先部材に被塗布物体に塗布液を塗布するための刃先を備え、前記刃先を前記工具本体の長手方向直角断面における外周面から突出したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の工具構造体。
【請求項１０】
前記工具刃先部材に被切断物体を切断するための刃先を備え、前記刃先を前記工具本体の長手方向直角断面における外周面から突出したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の工具構造体。
【請求項１１】
前記工具刃先部材に被破断物体を破断するための刃先を備え、前記刃先を前記工具本体の長手方向直角断面における外周面から突出したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の工具構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布工具、切断または破断工具等のような長尺の工具構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の工具構造体の代表的なものとして、長尺の塗布工具がある。この種の塗布工具の斜視図を図１２に、要部拡大図を図１３に例示する。この塗布工具（塗布ヘッド）（１０）は、一の方向（Ａ）に走行する被塗布物体（６０）の上に塗布液を塗布する工具であり、前記被塗布物体（６０）の走行方向（Ａ）に順次配置された少なくとも二つの工具刃先部材（３０）先端部（エッジ）を有する。
【０００３】
前記工具刃先部材（３０）先端部（エッジ）は、前記被塗布物体（６０）に臨む側に各々先端面（３２）を有し、隣接する二つの工具刃先部材（３０）先端部（エッジ）の互いに向き合う側にそれぞれ平らな側面（３３）が設けられるとともに、これらの間が離間されて、前記塗布液が前記被塗布物体（６０）に向かって流通するスロット（５０Ａ、５０Ｂ）が形成される。前記工具刃先部材（３０）先端部（エッジ）の先端で開口される前記スロット（５０Ａ、５０Ｂ）の流出口から前記塗布液が流出して前記被塗布物体（６０）に塗布されるよう構成される。前記工具刃先部材（３０）先端部（エッジ）の前記側面（３３）と前記先端面（３２）とが交差してなる稜線が刃先（３１）とされるとともに、前記刃先（３１）の真直度が３μｍ以下とされている。
【０００４】
前記塗布工具（塗布ヘッド）（１０）は、鉄基合金からなる工具本体（エッジ本体）（２０）と、前記被塗布物体（６０）に圧接せしめられるよう前記塗布工具（塗布ヘッド）（１０）の先端部分に取り付けられる超硬合金からなる工具刃先部材（エッジ先端）（３０）とを有してなり、前記工具刃先部材（エッジ先端）（３０）の線膨張率が４．０×１０-6Ｋ-1以上〜６．５×１０-6Ｋ-1以下とされる。
【０００５】
そしてこの塗布工具（塗布ヘッド）（１０）は、刃先（３１）の真直度が３μｍとなるような加工精度で前記刃先（３１）が加工される。そして、これにより、スロット（５０Ａ、５０Ｂ）の流出口から流出される塗付液の流量が前記刃先（３１）の長手方向、すなわち、被塗布物体（６０）の幅方向に沿って場所によらず一定となり、被塗布物体（６０）上に形成される薄層の膜厚を幅方向に沿って均一にすることができる。
【０００６】
また、塗布工具（塗布ヘッド）（１０）の先端に超硬合金からなる工具刃先部材（エッジ先端）（３０）が設けられることによって、工具刃先部材（３０）先端部（エッジ）の先端の摩耗や変形等を抑えて均一に塗布液を塗布することができる。そして、超硬合金の線膨張率が６．５×１０-6Ｋ-1以下とされることによって、工具刃先部材（エッジ先端）（３０）と被塗布物体（６０）や塗布液との摩擦、あるいは、塗布液が塗布される際に引き伸ばされることによって発生する熱等による工具刃先部材（エッジ先端）（３０）の変形がおさえられ、塗布液を塗布している間に工具刃先部材（３０）先端部（エッジ）の温度が上昇した場合においても刃先（３１）の真直度が３μｍ以下に保たれる。
【０００７】
また、超硬合金の線膨張率が４．０×１０-6Ｋ-1以上とされることによって工具刃先部材（エッジ先端）（３０）と工具刃先部材（エッジ先端）（３０）が取り付けられる工具本体（エッジ本体）（２０）との線膨張率の差から工具刃先部材（エッジ先端）（３０）に歪みが加わらないようでき、これにより、塗布を行っている間刃先（３１）の真直度が３μｍ以下に保たれる。こうして、被塗布物体（６０）に均一な厚さで塗付液を塗布し、薄層を形成することができる。（例えば、特許文献１参照）
【０００８】
その他に、この種の長尺の工具構造体には、せん断機に用いられる長尺の切断工具があり、従来のこの種の切断工具の斜視図を図１４に例示する。この切断工具（１０）は、工具刃先部材（３０）の刃先（３１）の耐摩耗性、耐衝撃性、耐蝕性を向上させ、前記刃先（３１）の長寿命化、工具コスト削減を課題としたものである。
【０００９】
図１４に示されるように、ステンレス鋼からなる工具本体（２０）に、超硬合金で構成される工具刃先部材（３０）を前記工具本体の長手方向のほぼ全長にわたってろう付け固着し、この工具本体（２０）を工具刃先部材（３０）が上下一対となるように構成される。そして、このような構成を有する該切断工具（１０）は、前記工具刃先部材（３０）の先端に形成された刃先（３１）により前記長手方向の切断を行なう。（例えば、特許文献２参照）
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２４８４０４号公報
【特許文献２】実開昭５８−１７７２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した塗布工具や切断工具等の工具構造体（１０）において、該工具構造体（１０）の周囲の雰囲気の温度変化等により、該工具構造体（１０）全体に温度変化が生じた場合には、工具刃先部材（３０）と工具本体（２０）との線膨張率および縦弾性係数の差から、該工具構造体（１０）の長手方向におけるそり変形が生じ、該工具構造体（１０）の刃先（３１）の長手方向における真直度が低下してしまう。そうなると、前記刃先（３１）による被加工物体（６０）への加工精度の低下を招いてしまうおそれがあった。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、塗布工具や切断工具等の長尺の工具構造体において、刃先の長手方向におけるそり変形をおさえることにより、該刃先の真直度を向上させ被加工物体への加工精度を向上させた工具構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上述した塗布工具および切断工具等の工具本体に、刃先を備えた工具刃先部材を前記工具本体の長手方向に沿って固着された長尺の工具構造体において、前記工具刃先部材の該長手方向におけるそり変形を低減し、前記刃先の該長手方向の真直度を向上させることにより被加工物体への加工精度が向上し、さらに、前記工具本体にこの工具本体とは線膨張率の異なる材料により別体に形成された前記工具刃先部材を、前記長手方向に沿って固着した該工具構造体において、前記工具刃先部材と線膨張率および縦弾性係数が同一な材料から構成されたバランス調整部材を、前記長手方向に前記工具刃先部材とほぼ同じ長さにわたって工具本体に固着し、さらに、前記長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記バランス調整部材と前記工具刃先部材との断面図形の図心を、前記工具本体の断面図形の図心と略一致せしめるように、前記バランス調整部材の断面図形および配置を設定することによって、該工具構造体は、前記工具刃先部材および前記バランス調整部材と前記工具本体との線膨張率および縦弾性係数の差による前記長手方向におけるそり変形を低減することができるという知見を得て本発明に至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、長尺の工具本体に、前記工具本体とは線膨張率の異なる材料からなり被加工物体へ加工するための刃先を備えた、少なくとも１つの長尺の工具刃先部材を、前記工具本体の長手方向直角断面における外周面から前記刃先を突出するとともに、前記長手方向に沿って前記工具本体と略同一長さにわたって前記工具本体に固着した長尺の工具構造体において、前記工具刃先部材と線膨張率および縦弾性係数が同一な材料からなるバランス調整部材を、前記長手方向に前記工具刃先部材とほぼ同じ長さにわたって工具本体に固着し、さらに前記長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記バランス調整部材と前記工具刃先部材との断面図形の図心（Ｇｗ）を、前記工具本体の断面図形の図心（Ｇｓ）と略一致せしめたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の工具構造体では、工具刃先部材とバランス調整部材とを線膨張率および縦弾性係数が同一な材料により構成し、さらに、該工具構造体の長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される工具刃先部材とバランス調整部材との断面図形の図心（Ｇｗ）の位置を、工具本体の断面図形の図心（Ｇｓ）の位置に略一致せしめ、さらに前記長手方向において、前記バランス調整部材を前記工具刃先部材と略同一長さにわたって前記工具本体に固着したことにより、前記工具刃先部材および前記バランス調整部材と、前記工具本体との線膨張率および縦弾性係数の差によるそり変形がおさえられる。そのため、該工具構造体の温度変化によって生じる前記長手方向のそり変形が大幅に低減し、前記工具刃先部材に備えられた刃先の前記長手方向の真直度が大幅に向上するので、被加工物体への加工精度が大幅に向上する。ここでいう刃先の真直度とは、ＪＩＳ  Ｂ  ００２１に規定される線の真直度公差のことである。
【００１６】
また、本発明の工具構造体では、工具刃先部材とバランス調整部材とが同一の材料からなることを特徴とする。このようにした場合、工具本体と、前記工具刃先部材および前記バランス調整部材との線膨張率および縦弾性係数の差による長手方向のそり変形が大幅におさえられ、前記工具刃先部材に備えられた刃先の前記長手方向の真直度が大幅に向上するので、被加工物体への加工精度が大幅に向上する。なお、被加工物体への加工精度が１５μｍ以下の加工精度が要求される場合には、前記刃先の真直度は１０μｍ以下が好ましく、加工精度が８μｍ以下の場合には、５μｍ以下とするのが好ましく、加工精度５μｍ以下の場合には３μｍ以下とするのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の工具構造体では、工具刃先部材とバランス調整部材とが工具本体よりも硬度の高い材料からなることを特徴とする。このようにした場合、前記工具刃先部材の刃先は耐摩耗性が向上し、前記刃先の長手方向の真直度が高精度に維持されるので、前記刃先による被加工物体への加工精度を高い精度に維持することができる。
【００１８】
また、本発明の工具構造体では、工具刃先部材およびバランス調整部材が超硬合金、サーメット、セラミックス等のなかのいずれか１つの硬質材料からなることを特徴とする。このようにした場合には、前記工具刃先部材の刃先は耐摩耗性とともに靭性および強度の向上がはかられるため、前記刃先の長手方向の真直度が劣化しにくくなる。そのため、前記刃先による被加工物体への加工精度を高い精度に維持することができる。
【００１９】
また、本発明の工具構造体では、工具本体が鉄基合金からなることを特徴とする。鉄基合金とは例えば炭素鋼や合金鋼やステンレス鋼等が挙げられる。このようにした場合、該工具本体は機械加工が容易であり、材料のコストを低減することができ経済性が高められる。
【００２０】
また、本発明の工具構造体では、工具刃先部材、バランス調整部材の少なくともいずれか一方が工具本体にろう付け固着されてなることを特徴とする。このようにした場合には、工具本体とは別体に形成した工具刃先部材およびバランス調整部材を前記工具本体へ強固に固着できる。
【００２１】
また、本発明の工具構造体では、工具刃先部材、バランス調整部材の少なくともいずれか一方が工具本体に着脱自在に固着されてなることを特徴とする。このようにした場合には、工具刃先部材の刃先の真直度が劣化したとき、前記工具刃先部材を交換することにより前記刃先の真直度を容易に良化できる。しかも、工具刃先部材およびバランス調整部材の材料変更も容易となる。
【００２２】
また、本発明の工具構造体では、該工具構造体の長手方向の長さ（Ｌ１）と、該長手方向直角断面における長手側の長さ（Ｌ２）との比率（Ｌ１／Ｌ２）が１以上であることを特徴とする。このようにした場合には、従来のこの種の工具構造体に対して該工具構造体の長手方向のそり変形の抑制に有効となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の工具構造体を適用した実施形態について図を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２４】
まず、実施例１は、本発明の工具構造体を長尺の塗布工具に適用したものである。実施例１の塗布工具の斜視図を図１に例示する。この塗布工具はダイまたはダイブロックまたはスロットダイと呼ばれる塗布工具であり、該塗布工具が設置される塗布装置（ダイコータ）は、液晶パネルなどを塗布するための塗布装置、オーディオ装置、ビデオ装置、コンピュータ装置などに付随する磁気記録に用いられるフィルム、ディスク、シート、テープ、ドラム等の被塗布物体の表面に磁性膜が被覆されてなる磁気記録媒体を作製するための塗布装置、またはファックス用紙、コピー用紙、写真フィルムなどの被塗布物体の表面を塗布するための塗布装置などであり、塗布液が塗布される装置ならば特に制限されるものではない。
【００２５】
該塗布装置は、図１に示すように、一対の塗布工具（１０）を具備する。それぞれの塗布工具（１０）において、被塗布物体（６０）に臨む側（図１の上側）に刃先（３１）を備えた工具刃先部材（３０）がその刃先（３１）を工具本体（２０）の外周面から一部突出させて形成される。該塗布工具（１０）は長手方向の長さ（Ｌ１）が、前記長手方向直角断面形状の長手側の長さ（Ｌ２）以上の長尺をなし、この実施例１の塗布工具（１０）の前記長さ（Ｌ１、Ｌ２）はそれぞれ１０００ｍｍ、２００ｍｍに設定されている。そして、該塗布装置は前記工具刃先部材（３０）に対して、前記被塗布物体（６０）を相対的に矢印方向（Ｆ）に送る図示しない送り手段を備える。
【００２６】
対向する一対の該塗布工具（１０）は、前記被塗布物体（６０）の送り方向（Ｆ）に沿って互いの工具刃先部材を隣り合わせるように、該塗布装置に設置される。そして、それぞれの該塗布工具（１０）は、工具本体（２０）と、この工具本体（２０）とは別体に形成された工具刃先部材（３０）を、前記工具本体（２０）の長手方向に沿ってほぼ全長にわたって、前記工具本体（２０）に固着したものである。本実施例では、図２の要部拡大図に示すように、前記工具刃先部材（３０）に雌ねじを形成した部材（７０Ａ）を嵌着し、前記工具本体（２０）と係合するとともに前記雌ねじに螺合するねじ部材（７０Ｂ）をねじ込むことによって、前記部材（７０Ａ）とともに前記工具刃先部材（３０）を前記工具本体（２０）側へ引き込み固着する。
【００２７】
前記工具刃先部材（３０）は、例えば超硬合金等の硬質材料からなり、一方、前記工具本体（２０）は、例えば炭素鋼、合金鋼などの鉄基合金からなる。なお、前記工具刃先部材（３０）は超硬合金に限定されず、サーメット、セラミックスといった耐摩耗性の高い公知の硬質材料のなかから選ばれてもよい。また、前記工具刃先部材（３０）の前記工具本体（２０）への固着手段は、上述したねじ部材以外にも、楔部材、押さえ駒等の前記工具刃先部材（３０）を着脱自在に固着するもの、またはろう付け等といった公知手段のなかから適宜選択することができる。
【００２８】
被塗布物体（６０）に近接する工具刃先部材（３０）先端部は、前記被塗布物体（６０）に臨む側に各々先端面（３２）を有している。隣接する二つの前記工具刃先部材（３０）先端部の互いに向き合う側にはそれぞれ平坦な側面（３３）が設けられ、これら側面（３３）を離間して配置することにより、塗布液を前記被塗布物体（６０）に向かって流出し塗布するスロット（５０）が、該塗布工具（１０）の長手方向のほぼ全長にわたって形成される。なお、この実施例１は、前記スロット（５０）を一つだけ形成するように塗布装置に具備されるが、前記スロット（５０）の数は一つに限定されず、二つ以上形成されるように具備されてもよい。そして、二つ以上のスロット（５０）が形成される場合には、該塗布工具（１０）は三つ以上から構成されることになる。
【００２９】
前記工具刃先部材（３０）の刃先（３１）は、前記先端面（３２）における被塗布物体（６０）の送り方向（Ｆ）の前方側の稜線および／または後方側の稜線部に形成される。前記刃先（３１）の長手方向の真直度は、前記被塗布物体（６０）の前記長手方向の幅と、所望する塗布液の厚さによって変わってくるが、例えば厚さ１５μｍ以下の薄層を得たい場合には、例えば１０μｍ以下とするのが好ましく、例えば厚さ８μｍ以下の薄層を得たい場合には５μｍ以下とするのが好ましく、例えば厚さ５μｍ以下の薄層を得たい場合には３μｍ以下とするのが好ましい。
【００３０】
前記工具本体（２０）には、前記工具刃先部材（３０）と線膨張率および縦弾性係数が同一な材料からなるバランス調整部材（４０）が、前記工具本体（２０）の長手方向に沿って前記工具刃先部材（３０）と略同一長さ、好ましくは同一長さにわたって前記工具本体（２０）に固着されている。なお、前記バランス調整部材（４０）は、線膨張率および縦弾性係数が完全に一致する点で、前記工具刃先部材（３０）と同一材料からなるのが好ましい。また、前記バランス調整部材（４０）の前記工具本体（２０）への固着手段は、上述した工具刃先部材（３０）の固着手段に挙げられたものから適宜選択可能である。
【００３１】
さらに、該塗布工具（１０）では、図３の該塗布工具の長手方向直角断面図に示すように、前記長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）の位置と、前記工具本体（２０）の前記長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される断面図形の図心（Ｇｓ）の位置とが略一致せしめられる。なお、前記バランス調整部材（４０）の前記断面図形の形状および配置は、上述したようにそれぞれの図心（Ｇｗ、Ｇｓ）が略一致することを満たしていれば、限定されることはなく、前記断面図形においては、多角形、円形、長円形、自由曲線等から適宜選ばれてよく、前記配置においては、バランス調整部材（３０）を前記工具本体（２０）へ固着可能な位置であればよい。
【００３２】
次に、上述の構成を有する実施例１の塗布工具（１０）の作用効果について説明する。上述したように、この塗布工具（１０）では、バランス調整部材（４０）を工具刃先部材（３０）と同一の線膨張率の材料から構成し、さらに、該塗布工具（１０）の長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）の位置を、工具本体（２０）の前記長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される断面図形の図心（Ｇｓ）の位置に略一致せしめ、さらに前記長手方向において、前記バランス調整部材（４０）を前記工具刃先部材（３０）と略同一長さ、好ましくは同一長さにわたって前記工具本体（１０）に固着したことにより、前記工具刃先部材（３０）および前記バランス調整部材（４０）と、前記工具本体（２０）との線膨張率および縦弾性係数の差による前記長手方向のそり変形がおさえられる。そのため、該塗布工具（１０）の温度変化から生じる前記長手方向のそり変形が大幅に低減し、前記工具刃先部材（３０）に備えられた刃先（３１）の前記長手方向の真直度が向上するので、被塗布物体（６０）へ前記長手方向にわたって均一な厚さの塗布液を塗布することができる。
【００３３】
上記の工具刃先部材（３０）とバランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）と、工具本体の断面図形の図心（Ｇｓ）の位置とは、理想的には完全に一致するのがよい。しかし、全ての断面においてそれぞれの図心（Ｇｗ、Ｇｓ）の位置を完全に一致させるのが困難な場合には、それら断面における２つの図心（Ｇｗ、Ｇｓ）間距離（ずれ）（Δｇ）が生じてもよいが、前記距離（ずれ）（Δｇ）はその断面における該塗布工具（１０）の長手側寸法（Ｌ２）の１０％以下に抑えられるのが好ましい。そうすれば、バランス調整部材を有しない従来塗布工具に対して上記の効果を得ることができる。なお、前記距離（ずれ）（Δｇ）はその断面における該塗布工具（１０）の長手側寸法（Ｌ２）の７％、５％と小さくなるほど好ましいことはいうまでもない。
【００３４】
工具刃先部材（３０）は、超硬合金、サーメット、セラミックス等の硬質材料により構成されるので、前記工具刃先部材（３０）の刃先（３１）の耐摩耗性、靭性および強度を向上することができ、前記刃先（３１）の長手方向の真直度が劣化しにくくなる。そのため、被塗布物体（６０）の前記長手方向にわたって塗布される塗布液の厚さの均一性を長期間維持することができる。
【００３５】
また、工具本体が炭素鋼、合金鋼といった鉄基合金から構成されることにより、該工具本体（２０）の機械加工が容易となり、しかも材料コストを低減することができ、経済性が高められる。
【００３６】
また、工具刃先部材（３０）が工具本体（２０）に着脱自在に固着されているので、工具刃先部材（３０）の刃先（３１）の真直度劣化した場合には、前記工具刃先部材（３０）を交換することにより前記刃先（３１）の真直度を容易に良化できる。一方、バランス調整部材（４０）を工具本体（２０）に着脱自在に固着した場合には、前記バランス調整部材（４０）は、線膨張率（材料）、断面形状を適宜変更することができ、前記工具刃先部材（３０）との図心の位置（Ｇｗ）を調整可能とする。また、工具刃先部材（３０）およびバランス調整部材（４０）の材料変更も容易となる。
【００３７】
上述した温度変化による刃先（３１）の長手方向のそり変形について、実施例１および比較例の塗布工具（１０）で比較してみた。実施例１の塗布工具（１０）は、工具本体（２０）は合金鋼ＳＵＳ４２０（ＪＩＳ）からなり、工具刃先部材（３０）およびバランス調整部材（４０）は超硬合金からなる。そして、図３の長手方向直角断面におけるＸＹＺ直交座標において、前記工具本体（２０）の断面図形の図心（Ｇｓ）は座標（Ｇｘｓ、Ｇｙｓ）、工具刃先部材（３０）とバランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）は座標（Ｇｘｗ、Ｇｙｗ）にあり、互いの断面図形の図心（Ｇｗ、Ｇｓ）間距離（ずれ）（Δｇ）は、該塗布工具（１０）の前記断面形状における長手側寸法（Ｌ２）に対して０．３％程度におさえられている。さらに、前記長手方向において、前記バランス調整部材（４０）は、前記工具刃先部材（３０）と同一長さにわたって前記工具本体（２０）に固着されている。
【００３８】
一方、比較例の塗布工具（１０）は、工具本体（２０）、工具刃先部材（３０）を構成する材料を実施例１の塗布工具（１０）と同一とし、図４に示す長手方向直角断面形状において、工具刃先部材（３０）の断面図形および配置は、実施例１と同一とされ、バランス調整部材（４０）をなくしている。そして、図４に示すＸＹＺ直交座標において、前記工具本体（２０）の断面図形の図心（Ｇｓ）の座標（Ｇｘｓ、Ｇｙｓ）と、工具刃先部材（３０）の断面図形の図心（Ｇｗ）の座標（Ｇｘｗ、Ｇｙｗ）との図心間距離（ずれ）（Δｇ）は、該塗布工具（１０）の前記断面形状における長手側寸法（Ｌ２）に対して５３％程度となる。
【００３９】
実施例１および比較例の塗布工具（１０）において、該塗布工具（１０）の温度が１℃低下した場合の刃先（３１）の長手方向のそり変形を有限要素法によって解析した。有限要素法の解析条件に用いられた、工具本体（２０）、工具刃先部材（３０）、バランス調整部材（４０）の各部材を構成する材料、線膨張率および縦弾性係数は表１に示す。
【００４０】
表１
2005161451.tif 000003
【００４１】
有限要素法により測定した該塗布工具（１０）の刃先（３１）の長手方向の寸法（Ｚ軸座標）とそり変形量（ｄｘ、ｄｙ）との関係をグラフ化したものを図５および図６に示す。図５はＸ軸方向のそり変形量（ｄｘ）を示し、図６はＹ軸方向のそり変形量（ｄｙ）を示す。図５および図６からわかるように、実施例１の塗布工具（１０）では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそり変形量（ｄｘ、ｄｙ）ともに前記刃先（３１）の全長にわたって０．４μｍ以下におさえられた。一方、比較例の塗布工具（１０）では、Ｘ軸方向のそり変形量（ｄｘ）は２．３μｍ程度、Ｙ軸方向のそり変形量（ｄｙ）は１．９μｍ程度と実施例１の塗布工具（１０）にくらべ非常に大きかった。
【００４２】
また、実施例１の塗布工具（１０）では、刃先の長手方向の長さ（Ｌ１）と前記長手方向直角断面における長手側の長さ（Ｌ２）の比率（Ｌ１／Ｌ２）が１以上、刃先（３１）の長手方向の長さでいえば２００ｍｍ以上であれば、比較例の塗布工具にくらべそり変形の抑制に有効であることがわかる。
【実施例２】
【００４３】
次に、実施例２について図を参照しながら説明する。実施例１と同様に、実施例２も塗布工具に本発明の工具構造体を適用したものである。実施例２を具備する塗布装置を図７に例示する。この塗布装置において、実施例２の塗布工具（１０）は、被塗布物体（６０）を矢印で示す搬送方向（Ｆ）に搬送する回転可能なロール（８０）の上方に固着される。そして、該塗布工具（１０）は、搬送方向（Ｆ）の後方側に設けられたコータダム（９０）から塗布液を刃先（３１）に供給され、この塗布液を被塗布物体（６０）へ塗布する。該塗布工具（１０）は、図７に示すように、略円柱状をなし、その外周面には塗布液を塗布するための刃先（３１）が設けられるとともに、長手方向に沿って工具本体（２０）のほぼ全長にわたって設けられる。
【００４４】
該塗布工具（１０）のより詳細な形状を図８の（ａ）〜（ｄ）に示す。図８の（ａ）は該塗布工具（１０）の正面図であり、（ｂ）は側面図、（ｃ）は図８の（ａ）におけるＡ矢視図であり、（ｄ）は図８の（ａ）におけるＡ矢視の要部詳細断面図である。該塗布工具（１０）は、図８の（ｃ）および（ｄ）に示すように、略円柱状をなす工具本体（２０）と、前記工具本体（２０）とは別体に形成される長尺の工具刃先部材（３０）と、前記工具刃先部材（３０）を前記工具本体（２０）に固着する固着手段とを備えている。そして、この実施例の塗布工具（１０）は、例えば全長（Ｌ１）が１６００ｍｍ、工具刃先部材（３０）の外径（Ｌ２）が１６０ｍｍに設定された長尺の塗布工具（１０）である。
【００４５】
前記工具本体（２０）は、例えば炭素鋼、合金鋼等のような鉄基合金からなる中央大径部（２０Ａ）と両端軸部（２０Ｂ）とを一体に形成される。前記工具刃先部材（３０）は、例えば前記工具本体（２０）よりも硬度の高い超硬合金等の硬質材料からなり、該塗布工具（１０）の長手方向直角断面において、略長方形をなし、前記工具本体（２０）の中央大径部（２０Ａ）の外周部に設けられた取付溝（２２）に固着される。このとき、前記断面において、前記工具刃先部材（３０）は、その外周面を軸心（Ｐ）を中心とした円弧で形成し、前記工具本体（２０）の前記中央大径部（２０Ａ）の外周面よりもわずかに突出し、さらに、長手方向において、該塗布工具（１０）の軸線（Ｏ）に沿って前記中央大径部（２０Ａ）とほぼ同じ長さに形成される。そして、前記工具刃先部材（３０）は、実施例１と同様な固着手段によって前記工具本体（２０）に固着される。すなわち、前記工具刃先部材（３０）に雌ねじを形成した部材（７０Ａ）を嵌着し、前記工具本体（２０）と係合するとともに前記雌ねじに螺合するねじ部材（７０Ｂ）をねじ込むことによって、前記部材（７０Ａ）とともに前記工具刃先部材（３０）を前記工具本体（２０）側へ引き込み固着する。
【００４６】
さらに、部前記工具刃先材（３０）と線膨張率および縦弾性係数が同一な材料からなるバランス調整部材（４０）が、該塗布工具（１０）の軸線（Ｏ）を基準として、工具刃先部材（３０）に対して略対称な位置に、ほぼ全長を同じくして工具本体（２０）の中央大径部（２０Ａ）へ固着されている。前記バランス調整部材（４０）の前記中央大径部（２０Ａ）への固着手段は、上述した工具刃先部材（３０）の固着手段と同様である。さらに、長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記工具刃先部材（３０）の断面図形と、前記バランス調整部材（４０）の断面図形とは、互いに略一致するように形成される。さらに、前記バランス調整部材（４０）は前記工具刃先部材（３０）と同一材料からなる。このような構成とすることによって、前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との前記断面図形の図心（Ｇｗ）の位置は、工具本体（２０）の断面図形の図心（Ｇｓ）の位置と略一致させることができる。なお、該塗布工具（１０）の長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）の位置と、前記工具本体（２０）の前記長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される断面図形の図心（Ｇｓ）の位置とを略一致させるにあたっては、工具刃先部材（３０）とバランス調整部材（４０）とが互いに該塗布工具（１０）の軸線（Ｏ）を基準として非対称な位置に配置され、または断面図形が相違していても、前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）の位置が、前記工具本体（２０）の断面図形の図心（Ｇｓ）の位置に略一致していればよい。それぞれの図心（Ｇｗ、Ｇｓ）の位置は、理想的には完全に一致させればよいが、全ての断面において図心（Ｇｗ、Ｇｓ）の位置を完全に一致させるのが困難な場合には、その断面におけるそれぞれの図心（Ｇｗ、Ｇｓ）間距離（ずれ）（Δｇ）を、その断面における該塗布工具（１０）の長手側寸法（Ｌ２）の１０％以下とするのが好ましく、７％以下とするのがさらに好ましく、５％以下とするのが特に好ましい。
【００４７】
このような構成を有する実施例２の塗布工具（１０）の作用効果について以下に説明する。上述したように、この塗布工具（１０）では、バランス調整部材（４０）を工具刃先部材（３０）と線膨張率および縦弾性係数が同一な材料から構成し、さらに、該塗布工具（１０）の長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）の位置を、工具本体（２０）の断面図形の図心（Ｇｓ）の位置とを略一致せしめ、さらに前記長手方向において、前記バランス調整部材（４０）を前記工具刃先部材（３０）と略同一長さにわたって前記工具本体（１０）に固着したことにより、該塗布工具（１０）は、前記工具刃先部材（３０）および前記バランス調整部材（４０）と、前記工具本体（２０）との線膨張率および縦弾性係数の差による前記長手方向のそり変形をおさえられる。そのため、該塗布工具（１０）の温度変化から生じる前記長手方向のそり変形が大幅に低減し、前記工具刃先部材（３０）に備えられた刃先（３１）の前記長手方向の真直度が向上するので、被塗布物体（６０）へ前記長手方向にわたって均一な厚さの塗布液を塗布することができる。
【００４８】
さらに、副次的な効果として以下に記述するような効果も得られる。前記バランス調整部材（４０）は、前記長手方向に直角な断面において、該塗布工具（１０）の軸線（Ｏ）を基準として、前記工具刃先部材（３０）に対して略対称な位置に略同一形状に形成されるので、前記工具刃先部材（３０）がその刃先（３１）の損耗等により寿命に至った場合には、該塗布工具（１０）を該軸線（Ｏ）まわりに所定角度回転させることによって、前記バランス調整部材（４０）を工具刃先部材（３０）として使用することができる。したがって、工具刃先部材（３０）の取替えに際して段取り替えが不要となり、迅速に刃先（３１）の交換が行なえる。しかも、刃先（３１）交換後も引続き、刃先（３１）の長手方向におけるそり変形がおさえられ真直度が良好に保たれ、被塗布物体（６０）へ均一な厚さの塗布液を塗布することができる。
【００４９】
工具刃先部材（３０）、バランス調整部材（４０）、工具本体（２０）を構成する材料、または、前記バランス調整部材の個数、断面形状、配置、または、工具刃先部材（３０）およびバランス調整部材（４０）の工具本体（２０）への固着手段等については、上述した構成に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【実施例３】
【００５０】
次に、実施例３について図を参照しながら説明する。この実施例３は、切断工具に本発明の工具構造体を適用したものである。この実施例の切断工具の斜視図を図９に示す。この図に示すように、この切断工具（１０）は、形状が同一又は相違する上下一対の長尺の切断工具（１０）からなり、これら切断工具（１０）の刃先（３１）により金属、非鉄金属、非金属からなるフィルム、ディスク、シートあるいはテープなどの被切断物体（６０）を所定の寸法に切断するための切断工具（１０）である。
【００５１】
実施例３の切断工具（１０）は、合金鋼や炭素鋼等の鉄基合金からなる長尺の工具本体（２０）に超硬合金などの硬質材料からなる工具刃先部材（３０）を固着したものである。前記工具刃先部材（３０）は前記工具本体（２０）に対して、図９の矢印で示す切断方向（Ｃ）の先端部に、前記工具本体（２０）の長手方向の全長にわたってろう付け固着される。固着手段としては、ろう付けに限定されることはなく、公知の手段が用いられてもよい。そして、前記工具刃先部材（３０）の切断方向（Ｃ）の前方を向く先端面（３２）と側方を向く側面（３３）との交差稜線部に刃先（３１）が形成される。
【００５２】
前記工具本体（２０）には、前記工具刃先部材（３０）と線膨張率および縦弾性係数が略同一なバランス調整部材（４０）が、前記工具本体（２０）の長手方向に沿って前記工具刃先部材（３０）と同一長さにわたって前記工具本体（２０）に固着されている。なお、前記バランス調整部材（４０）は、線膨張率および縦弾性係数が完全に一致する点で、前記工具刃先部材（３０）と同一材料からなるのが好ましい。また、前記工具本体（２０）への前記バランス調整部材（４０）の固着手段は、ねじ部材、楔部材、押さえ駒などの固着部材またはろう付け等のなかから適宜選択することができる。
【００５３】
さらに、該切断工具（１０）では、図１０の該切断工具の長手方向直角断面図に示すように、前記長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）の位置と、前記工具本体（２０）の断面図形の図心（Ｇｓ）の位置とが略一致せしめられる。理想的には、前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との前記図心（Ｇｗ）の位置と、前記工具本体（２０）の前記図心（Ｇｓ）の位置とは完全に一致するのがよい。しかし、全ての断面においてそれぞれの図心（Ｇｗ、Ｇｓ）の位置を完全に一致させるのが困難な場合には、その断面におけるそれぞれの図心（Ｇｗ、Ｇｓ）間距離（ずれ）（Δｇ）を、前記断面における該切断工具（１０）の長手側寸法（Ｌ２）の１０％以下とするのが好ましく、７％以下とするのがさらに好ましく、５％以下とするのが特に好ましい。なお、該工具本体（１０）の長手方向直角断面における前記バランス調整部材（４０）の前記断面図形の形状および配置は、上述したようにそれぞれの図心（Ｇｗ、Ｇｓ）が略一致することを満たしていれば、限定されることはない。
【００５４】
このような構成を有する実施例３の切断工具（１０）の作用効果を以下に説明する。上述したように、この切断工具（１０）では、バランス調整部材（４０）を工具刃先部材（３０）と線膨張率および縦弾性係数が同一な材料から構成し、さらに、該切断工具（１０）の長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）の位置と、工具本体の断面図形の図心（Ｇｓ）の位置とを略一致せしめ、さらに前記長手方向において、前記バランス調整部材（４０）を前記工具刃先部材（３０）と略同一長さにわたって前記工具本体（１０）に固着したことにより、該切断工具（１０）は、前記工具刃先部材（３０）および前記バランス調整部材（４０）と、前記工具本体（２０）との線膨張率および縦弾性係数の差による前記長手方向のそり変形をおさえられる。そのため、該切断工具（１０）の温度変化から生じる前記長手方向のそり変形が大幅に低減し、前記工具刃先部材（３０）に備えられた刃先（３１）の前記長手方向の真直度が向上するので、被切断物体（６０）を切断したときの寸法ばらつきが大幅に改善される。
【実施例４】
【００５５】
次に実施例４について図１１を参照しながら説明する。実施例４は破断装置に一対に装着され相互に回転しながら被破断物体（６０）を破断する形式の長尺の破断工具であり、破断装置への装着状態における斜視図を図１１に示す。この図に示すように、該破断工具（１０）は、被破断物体（６０）を挟むように上下一対に配置された略円柱状の工具本体（２０）の外周部に、被破断物体（６０）を破断するための長尺の工具刃先部材（３０）を前記工具本体（２０）の軸線（Ｏ）方向に沿って固着されたものである。一対に配置された前記破断工具（１０）は、それぞれ等しい回転速度で互いに逆方向に回転しており、この回転速度に対応して送り方向（Ｆ）に所定の送り速度を与えられた被破断物体（６０）を、それぞれの前記破断工具（１０）の先端部に備えられた刃先（３１）によって、前記被破断物体（６０）を所定寸法に破断する。（図１１に示す状態）
【００５６】
該破断工具（１０）は、図１１に示すように、略円柱状をなす工具本体（２０）の外周部に、前記工具本体（２０）とは別体に形成される長尺の工具刃先部材（３０）をろう付け等により固着されている。ここで、前記工具本体（２０）は炭素鋼、合金鋼等の鉄基合金から構成され、前記工具刃先部材（３０）は、前記工具本体（２０）よりも硬度が高く、且つ線膨張率の異なる材料から構成される。前記材料は、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス等から構成されるのが好ましい。
【００５７】
さらに、前記工具刃先部材（３０）と線膨張率および縦弾性係数が同一な材料からなるバランス調整部材（４０）が、長手方向で前記工具刃先部材（３０）とほぼ同一範囲にわたって前記工具本体（２０）へ例えばろう付け等によって固着されている。さらに、長手方向に直角な断面で仮想的に切ったときに生成される前記工具刃先部材（３０）と前記バランス調整部材（４０）との断面図形の図心（Ｇｗ）の位置が、工具本体（２０）の断面図形の図心（Ｇｓ）の位置と略一致するように、前記バランス調整部材（４０）は、その断面図形の形状、配置、個数等を適宜設定される。
【００５８】
このような構成を有する実施例４の破断工具（１０）の作用効果については、上述した実施例１〜３と同様である。すなわち、該破断工具（１０）は、前記工具刃先部材（３０）および前記バランス調整部材（４０）と、前記工具本体（２０）との線膨張率および縦弾性係数の差による前記長手方向のそり変形をおさえられる。そのため、該破断工具（１０）の温度変化から生じる前記長手方向のそり変形が大幅に低減し、前記工具刃先部材（３０）に備えられた刃先（３１）の前記長手方向の真直度が向上するので、破断された被破断物体（６０）の寸法のばらつきが大幅に改善される。
【００５９】
さらに、副次的な効果として、少なくとも１つ以上設けられるバランス調整部材（４０）に工具刃先部材（３０）と同じ刃先（３１）が形成されれば、該破断工具（１０）は複数の刃先（３１）を備えることなり、該破断工具（１０）の１回転当りの破断工程が増加し、能率向上が実現される。
【００６０】
なお、本発明の工具構造体を適用した実施例として塗布工具（１０）、切断工具（１０）および破断工具（１０）を例示したが、該工具構造体（１０）を適用した工具形態はこれらに限定されることはなく、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲であれば、例えばロール材等、種々の長尺の工具構造体に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る実施例１の塗布工具の斜視図である。
【図２】図１に示す塗布工具の要部の長手方向直角断面図である。
【図３】実施例１の塗布工具の長手方向直角断面図である。
【図４】比較例の塗布工具の長手方向直角断面図である。
【図５】実施例１および比較例の塗布工具の長手方向の位置と、刃先のＸ軸方向のそり変形量との関係を示すグラフ図である。
【図６】実施例１および比較例の塗布工具の長手方向の位置と、刃先のＹ軸方向のそり変形量との関係を示すグラフ図である。
【図７】本発明に係る実施例２の塗布工具を用いた塗布装置の概略図である。
【図８】図７に示す塗布工具の詳細図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ矢視図、（ｄ）はＡ矢視における要部断面図である。
【図９】本発明に係る実施例３の切断工具の斜視図である。
【図１０】図９に示す切断工具の長手方向直角断面図である。
【図１１】本発明に係る実施例４の破断工具の斜視図である
【図１２】従来塗布工具の斜視図である。
【図１３】図１２に示す従来塗布工具の要部拡大図である。
【図１４】従来切断工具の斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  塗布工具、切断工具、破断工具（工具構造体）
２０  工具本体
３０  工具刃先部材
３１  刃先
４０  バランス調整部材
５０  スロット
６０  被塗布物体、被切断物体、被破談物体（被加工物体）
【図１】
2005161451.tif 000004
【図２】
2005161451.tif 000005
【図３】
2005161451.tif 000006
【図４】
2005161451.tif 000007
【図５】
2005161451.tif 000008
【図６】
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【図７】
2005161451.tif 000010
【図８】
2005161451.tif 000011
【図９】
2005161451.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
2005161451.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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