(57)【要約】【課題】剪断角や圧接力のバラツキに係る問題を解決し、長寿命化、コンパクト化、軽量化、低コスト化などの多様な要求を満足するシート材切断装置を提供する。【解決手段】平板状の固定刃に備わる直線状の刃先に対し、平板状の可動刃に備わるＶ字状の刃先が幅方向両側から乗り上がって幅方向中央に向かって噛み合いながらシート材を切断するシート材切断装置であって、前記可動刃は、前記刃先が前記固定刃への圧接方向に凸となる反りを有する前記Ｖ字状に形成され、幅方向の両端側が前記可動刃の前進方向に伸長して設けられた案内部により支持され、幅方向中央を基準として幅方向において対称な２箇所で弾性部により前記固定刃への圧接方向に付勢されている。【選択図】図１
2016159375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の固定刃に備わる直線状の刃先に対し、平板状の可動刃に備わるＶ字状の刃先が幅方向両側から乗り上がって幅方向中央に向かって噛み合いながらシート材を切断するシート材切断装置であって、
前記可動刃は、
前記刃先が前記固定刃への圧接方向に凸となる反りを有する前記Ｖ字状に形成され、
幅方向の両端側が前記可動刃の前進方向に伸長して設けられた案内部により支持され、
幅方向中央を基準として幅方向において対称な２箇所で、弾性部により前記固定刃への圧接方向に付勢されている、シート材切断装置。
【請求項２】
前記可動刃は、前記対称な２箇所よりも幅方向中央側において対称な２箇所で、第２の弾性部により前記固定刃への圧接方向に付勢されている、請求項１に記載のシート材切断装置。
【請求項３】
前記第２の弾性部は、前記可動刃の前記固定刃からの離間防止部として機能する、請求項２に記載のシート材切断装置。
【請求項４】
前記可動刃の板厚方向の一方側に前記可動刃を保持する第１のフレームを有し、他方側に前記弾性部および前記離間防止部を保持する第２のフレームを有する、請求項２または３に記載のシート材切断装置。
【請求項５】
前記第１のフレームが板金製であり、前記第２のフレームが樹脂製である、請求項４に記載のシート材切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板状の固定刃に備わる直線状の刃先に対し、平板状の可動刃に備わるＶ字状の刃先が両端部から中央に向かって乗り上がりながら噛み合うことにより、ロール紙や折り畳み連続紙などのシート材を任意の長さで幅方向に切断する、いわゆるスライド式のシート材切断装置（以下、「スライドカッタ」という。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プリンタやキャッシュレジスター他の発券機など、印刷後にシート材を切断して提供する機器に広く搭載されているスライドカッタには、切断時のシート材の噛み込み防止に限らず、刃先の偏摩耗の抑制による長寿命化や、コンパクト化および軽量化、低コスト化など、多様な要求がある。スライドカッタでは、安定な切断動作や良好な切断品位を得るために、固定刃と可動刃の刃先が、好適な剪断角、交差角、開き角を形成しながら相互に適正に圧接して噛み合うことが重要になる。
【０００３】
ここで、剪断角は、固定刃の刃先と可動刃の刃先の噛み合い点（切断点）を、可動刃の幅方向（以下、「Ｘ方向」という。）と、可動刃の前進方向（可動刃がシート材に向かって前進して切断する方向であるため、以下、「切断方向」ともいう。）または後退方向（可動刃の待機位置に向かって後退する方向であるため、以下、「待機方向」ともいう。）（以下、まとめて「Ｙ方向」という。）の両方に直交する正面方向から見て、言い方を変えれば、可動刃や固定刃の平板状の板面に略直交する対面方向（以下、「Ｚ方向」という。）から見て、固定刃の刃先線と可動刃の刃先線とにより形成される鋭角部分の角度に相当する。また、交差角は、噛み合い点をＹ方向から見て、固定刃の刃先線と可動刃の刃先線とにより形成される鋭角部分の角度に相当する。また、開き角は、倒れ角とも呼ばれ、噛み合い点をＸ方向から見て、Ｙ方向に対する可動刃の刃先線の傾き角度である。また、圧接とは、固定刃の刃先に対して可動刃の刃先を押し付けながら接触させる接触行為、接触動作、接触状態を意図し、噛み合い点に限定して用いられる場合もある。
【０００４】
例えば、特許文献１、２には、直線状の刃先線を備える平板状の固定刃と、Ｖ字状の刃先線を備える平板状の可動刃とが、２つの噛み合い点を形成する構成を有するスライドカッタが開示されている。
特許文献１のスライドカッタは、可動刃のＹ方向は、Ｘ方向の中央においてコイルバネに連通するピン首と溝により案内され、Ｘ方向の両端側では規制または案内が行われていない。この案内構成により、可動刃はＸ方向の中央の１点において変動（揺動）が規制されながらＹ方向に移動できるようになっている。また、可動刃の固定刃への圧接は、可動刃のＸ方向の中央の１点が前記コイルバネにより押圧され、加えて、固定刃へ乗り上げて撓む可動刃の弾性力を利用した押付けが略全幅に渡って行われている。
【０００５】
よって、特許文献１のスライドカッタは、Ｘ方向の中央の１点で可動刃を支持しながら圧接を行う構成といえる。また、剪断角は、可動刃の刃先線をＶ字形状にすることにより形成されている。開き角は、切断動作時に可動刃が固定刃へ乗り上げることにより形成されるようになっている。交差角は、可動刃の刃先線を固定刃への圧接方向に凸となる円弧状の隙間が固定刃の直線状の刃先線との間に形成されるような反り（以下、「円弧状の反り」という。）を予め形成し、互いの刃先が噛合ったときに形成されるようになっている。なお、この可動刃の反りは、可動刃の刃先線が固定刃への圧接方向に凸となり、平板状の可動刃の板面を平坦な場所に置いたときに頂角が１８０度近くになる二等辺三角形状の僅かな隙間が形成されるような反り（以下、「二等辺三角形状の反り」という。）であってもよい。
【０００６】
また、特許文献２のスライドカッタは、可動刃は、Ｘ方向の中央におけるコイルバネを備えないネジ首と溝による支持部および単純なピン首による支持部により案内され、Ｘ方向の両端側では可動刃の側縁がフレームに備わる２点または３点の支持部によりＹ方向に案内される構成を有している。この案内構成により、可動刃はＸ方向の変動（揺動）が規制されながらＹ方向に移動できるようになっている。また、可動刃の固定刃への圧接は、特許文献１と同様な固定刃への乗り上げによる可動刃の撓みを利用した押付けとともに、可動刃のＸ方向の中央における１点がネジ座面によりＺ方向への変動（揺動）が規制され、可動刃が固定刃への圧接方向に凸になるように弾性的に反らされている。そして、可動刃のＸ方向の両端側では、上述した２点または３点の支持部により可動刃の側縁を規制し、これにより可動刃のＺ方向への変動（揺動）を抑制すると同時に、可動刃をＺ方向に反らせて開き角を形成しながら固定刃に対して圧接している。
【０００７】
よって、特許文献２のスライドカッタは、Ｘ方向の中央のネジ座面の箇所の１点と、Ｘ方向の両側で、可動刃を支持しながら圧接を行う構成といえる。また、剪断角と開き角は、特許文献１と同様な構成により形成されている。交差角は、特許文献１のように可動刃の刃先線に予め反りを形成することなく、ネジ座面によりＸ方向の中央において可動刃を弾性的に反らすことにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２７３６８７号公報
【特許文献２】特開２００６−３２６７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１のスライドカッタでは、可動刃の円弧状の反り形状の加工精度と、可動刃の弾性能と、コイルバネの弾性能との間のバランスが重要になる。このため、それら諸元のバランスへの依存度が大きく、個々の部品の形状寸法精度や材質的特性などの差異（個体差）の影響を受けやすい。従って、個々の部品の個体差が大きかった場合は、単純かつ同様に組み立て作業が行われてしまうと、同一仕様であるにも関わらず、個々のスライドカッタの圧接力に許容を超えた差異を生じてしまい、品質の安定性や信頼性を損ねてしまう。
【００１０】
また、特許文献２のスライドカッタでは、切断の進行に対応して所定の交差角を維持しながら適正な圧接力を得るためには、可動刃のＸ方向の側縁において２点または３点で支持する位置と、可動刃の固定刃への乗り上げとＺ方向への変動（揺動）を実質的に規制しているＸ方向の中央部のネジ座面の位置との関係を適正化し、かつ、可動刃の円弧状の反り形状の加工精度と可動刃の弾性能とを、部品の個体差に応じて適正に調整する必要がある。
【００１１】
上述したように従来のスライドカッタでは、圧接力の変化（バラツキ）に起因する切断所要荷重の変化（バラツキ）や、これによるスライドカッタの切断性能の変化（バラツキ）などの問題がある。よって、それらの変化を許容するためにも、本来よりも大きな駆動源を備える必要があった。加えて、可動刃の支持構成に起因し、可動刃の圧接力がＸ方向において局所的に変化して可動刃の刃先が歪に変形し、可動刃または固定刃あるいは両方の刃先が偏摩耗することがある。刃先が偏摩耗すると、スライドカッタの切断寿命が低下してしまう。よって、個々の部品に高い加工精度が要求される上に、部品の組み立てや調整に多くの工数が費やされるため、生産効率向上や製造原価低減の妨げになっていた。
【００１２】
本発明の目的は、上述した圧接力の変化（バラツキ）に係る問題を解決し、長寿命化の他、コンパクト化、軽量化、低コスト化などの多様な要求を満足することができる、新規な構成を有するシート材切断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、従来のスライドカッタにおいて採用されていた、可動刃のＸ方向中央部の１点でのＹ方向の案内構成や、Ｙ方向への押圧や、およびＺ方向への変動（揺動）の規制に関して検討し、可動刃の幅方向（Ｘ方向）において、Ｙ方向への押圧や変動（揺動）の規制をより適切に構成することにより、上述した課題が解決できることを見出し本発明に到達した。
【００１４】
すなわち本発明のシート材切断装置は、平板状の固定刃に備わる直線状の刃先に対し、平板状の可動刃に備わるＶ字状の刃先が幅方向両側から乗り上がって幅方向中央に向かって噛み合いながらシート材を切断するシート材切断装置であって、前記可動刃は、前記刃先が前記固定刃への圧接方向（Ｚ方向）に凸となる反りを有する前記Ｖ字状に形成され、幅方向（Ｘ方向）の両端側が前記可動刃の前進方向（Ｙ方向）に伸長して設けられた案内部により支持され、幅方向中央を基準として幅方向において対称な２箇所で、弾性部により前記固定刃への圧接方向（Ｚ方向）に付勢されていることを特徴とする。ここで、前記「幅方向中央を基準として幅方向において対称な２箇所」とは、当該２箇所の位置関係が幅方向中央を基準として幅方向において略対称に構成されていることを意図する。
【００１５】
本発明のシート材切断装置においては、前記可動刃は、前記対称な２箇所よりも幅方向中央側において対称な２箇所で、第２の弾性部により前記固定刃への圧接方向に付勢されていることが好ましい。ここで、前記「前記対称な２箇所よりも幅方向中央側において対称な２箇所」とは、前記弾性部が設けられている位置よりも幅方向中央側に位置し、かつ、当該２箇所の位置関係が幅方向中央を基準として幅方向において略対称に構成されていることを意図する。
また、前記第２の弾性部は、前記可動刃の前記固定刃からの離間防止部として機能することが好ましい。
【００１６】
また、本発明のシート材切断装置においては、前記可動刃の板厚方向の一方側に前記可動刃を保持する第１のフレームを有し、他方側に前記弾性部および前記離間防止部を保持する第２のフレームを有することが好ましい。
また、前記第１のフレームが板金製であり、前記第２のフレームが樹脂製であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧接力の変化を、局所的な変化を含め、可動刃の幅方向（Ｘ方向）の全幅に渡って十分に抑制することができるため、圧接力の変化に起因する切断所要荷重の変化を十分に抑制することができる。よって、駆動源の小型化、圧接に係る部品の加工精度の緩和、組み立てや調整に係る工数の低減が可能になるため、シート材切断装置の長寿命化に加え、コンパクト化、軽量化、低コスト化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のシート材切断装置の実施形態の一例の部品構成を示す図である。
【図２】図１に示すフレーム５に可動刃３などの部品を組み付けた状態を示す図である。
【図３】図１に示すフレーム６にモータ７などの部品を組み付けた状態を示す図である。
【図４】図２および図３に矢印Ｐで示すＰ−Ｐ断面を模式的に示す図である。
【図５】図２および図３に矢印Ｑで示すＱ−Ｑ断面を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のシート材切断装置は、平板状の固定刃に備わる直線状の刃先に対し、平板状の可動刃に備わるＶ字状の刃先が両端部から乗り上がって中央に向かって噛み合うとともに、シート材をその幅方向（Ｘ方向）の両側から中央に向かって切断することができる構成を有する。
【００２０】
平板状の可動刃の刃先を、平板状の固定刃の刃先に乗り上がりながら噛み合うことができる構成にすることにより、可動刃をシート材に向かう前進方向（Ｙ方向）に対して傾斜させることができる。このため、固定刃の直線状の刃先線と可動刃のＶ字状の刃先線により形成される２つの噛み合い点において、可動刃の乗り上がり高さに対応する傾き角（開き角）を形成することができる。
【００２１】
可動刃のＶ字状の刃先が、固定刃への圧接方向（Ｚ方向の一方）に凸となる反りを有することにより、固定刃の直線状の刃先線と可動刃のＶ字状の刃先線により形成される２つの噛み合い点において、予め一定の角度の交差角を付与しておくことができる。この反りは、固定刃への圧接方向（Ｚ方向の一方）に凸となる円弧状または二等辺三角形状の反りであることが好ましい。なお、可動刃のＶ字状の刃先の幅方向の両端には、固定刃に最初に当接することにより乗り上がりを容易にするような上述した凸とは反対方向（Ｚ方向の他方）に先端部分が曲げられた案内部を備えることが好ましい。
【００２２】
可動刃のＸ方向の両端側を、シート材に向かう前進方向（Ｙ方向）に伸長して設けられた案内部により支持することにより、可動刃のＸ方向の変動（揺動）を規制することができる。また、この可動刃のＸ方向の変動（揺動）を規制することにより、可動刃の傾動（Ｘ方向とＹ方向を含む平面内における回転運動）が抑制される。このため、直線状の固定刃の刃先線と可動刃のＶ字状の刃先線により形成される２つの噛み合い点において、切断動作において変化し難い略均等の角度の剪断角を形成することができる。
【００２３】
本発明に係る可動刃は、幅方向（Ｘ方向）の両側が、幅方向中央を基準として幅方向において対称な２箇所で、弾性部により固定刃への圧接方向（Ｚ方向）に付勢される。固定刃に対する可動刃の圧接は、主に可動刃の刃先の前記反りによって得ている。しかし、シート材の材質や厚さ、部品の加工精度や組立精度、あるいは切断経過や切断負荷変動などの影響を受けて、開き角の形成に係る可動刃の固定刃への乗り上げや傾斜形態が変動することにより、圧接力がＸ方向の一方側と他方側とで異なって不均一になり、切断の品位低下や不良が発生することがある。よって、Ｘ方向中央を基準として対称な２箇所で弾性部によりＺ方向に付勢することにより、可動刃のＸ方向の圧接を助勢する。
【００２４】
特許文献１、２に開示される従来の可動刃は、Ｘ方向の中央においてピンやネジの首部分と溝による１点でＹ方向に案内されている。加えて、可動刃は、その１点の案内部において、特許文献１ではコイルバネにより固定刃への圧接が強まる方向（Ｚ方向の一方）に押圧され、特許文献２ではネジ座面により固定刃への圧接が弱まる方向（Ｚ方向の他方）への変動（揺動）が規制されている。よって、可動刃のＺ方向への押圧や変動（揺動）の規制を１点で行う従来技術と、Ｘ方向中央を基準として対称な２箇所で付勢を行う本発明に係る技術とは、明確に差異がある。
【００２５】
スライドカッタの可動刃は、固定刃に乗り上げて噛み合う切断動作により、傾きの変動や、撓みによる反り形状の変動が発生する。そのとき、可動刃のＸ方向の中央が従来のように１点でＹ方向に案内されていると、あるいは可動刃のＸ方向の変動（揺動）が規制されていると、可動刃の乗り上げによる撓みや反り形状の変動（揺動）に起因して可動刃が強く拘束され、不必要な拘束力が発生することがある。このような不必要な拘束力は、必要を超えて可動刃の撓みや反り形状を歪な状態に変化させるため、開き角、交差角、圧接に、特に圧接力の局所的な上昇など、好ましくない状態に変化させてしまう。
【００２６】
Ｘ方向中央を基準として対称な２箇所で固定刃に対する可動刃の付勢を行い、これにより可動刃の圧接の助勢やＺ方向の変動（揺動）の規制を行うことができる本発明に係る構成は、切断動作中、つまり可動刃が固定刃の刃先に乗り上がりながら噛み合ってシート材を切断する間、Ｘ方向の両側がＹ方向に沿う案内部により規制された状態の可動刃がＺ方向にどのように変動（揺動）しても、２箇所の弾性部の一方あるいは両方が可動刃をＺ方向に付勢することができる。また、可動刃の固定刃に対する圧接は主に前記反りで得ているため、２箇所の弾性部が、可動刃に歪な変形が生じてしまうほどに必要を超えて、可動刃のＺ方向の変動（揺動）を拘束することはない。従って、可動刃のＺ方向の変動（揺動）の規制が、従来よりも圧接の自由度を低下させない程度に緩やかにできるため、可動刃の圧接の自由度を飛躍的に高めることができる。
【００２７】
以上、本発明によれば、切断性能のバラツキの要因である圧接力の大きな変動が抑制され、加えて、切断寿命を低減する刃先の偏摩耗の要因である可動刃の歪な変形による圧接力の局所的な変化も十分に抑制することができ、切断所要荷重や切断性能の変化が十分に抑制されたシート材切断装置（スライドカッタ）を得ることができる。よって、従来に比べ、駆動源の小型化、圧接に係る部品の加工精度の緩和、組み立てや調整に係る工数の低減が可能になるため、シート材切断装置の長寿命化の他、コンパクト化、軽量化、低コスト化に寄与することができる。
【００２８】
次に、本発明のシート切断装置について、備えておくと好ましい構成を含め、実施形態の一例を具体的に挙げて、図１〜図５を参照しながら説明する。ただし、本発明の範囲を以下に述べる実施形態の一例に限定するものではない。
【００２９】
本発明のシート材切断装置の実施形態の一例（以下、「カッタ１」という。）として、その部品構成を図１に示す。また、図１中の下方に示すカッタ１のフレーム５に対し、可動刃３などの部品を組み付けた状態を図２に示す。また、図１中の上方に示すカッタ１のフレーム６に対し、モータ７などの部品を組み付けた状態を、図２とは反対側に視点を置いて、図３に示す。また、図２中と図３中に矢印Ｐで示すＰ−Ｐ断面（可動刃３のＸ方向の側縁に近い側のコイルバネ１３の略中心を通るＹ方向に沿った断面）を図４に示し、矢印Ｑで示すＱ−Ｑ断面（可動刃３のＸ方向の一方の板バネ１４の中央を通るＹ方向に沿った断面）を図５に示す。なお、図４と図５では、可動刃３のＹ方向（前進方向）への移動に伴って、可動刃３および可動刃ホルダ４と、フレーム５およびフレーム６との位置関係や傾きの状態などを明確にするため、一部の部品の記載や部品の一部分の記載を略している。
【００３０】
カッタ１は、固定刃２と可動刃３の合体および分離が可能な合体分離式のスライドカッタである。カッタ１は、平板状の固定刃２と、平板状の可動刃３と、該可動刃３と一体の組み立て部品になっている可動刃ホルダ４と、可動刃３の平板状の側面に対向するように配置され、カッタ１の外装筐体となるフレーム５およびフレーム６と、可動刃３を前進方向および後退方向に駆動するためのモータ７、ウォームギヤ８、ホイールギヤ９、スライドコア１０、リミットスイッチ１１を含む可動刃駆動機構と、可動刃３のＸ方向（幅方向）の両側においてＸ方向の中央を中心として略対称に（つまり、略等しい距離に）配置された一対のコイルバネ１３（弾性部材）および一対の板バネ１４（第２の弾性部）とを含んで構成されている。
【００３１】
固定刃２は、直線状の刃先線（刃先２ａ）を備え、可動刃３が乗り上げて好適な開き角を形成して噛み合うことができるように、Ｙ方向の前方に配置されている。なお、固定刃２は、フレーム５、６とは別のフレームなど（図示を略す）に取り付けられる。
【００３２】
可動刃３は、Ｖ字状の刃先線（刃先３ａ）のＸ方向の中央にシート材の部分切断を行うための切欠３ｇを備え、可動刃ホルダ４に取り付けられている。また、可動刃３の刃先３ａのＸ方向の両側には、最初に固定刃２の刃先２ａに当接して刃先３ａが円滑に乗り上がることができるように案内するために先端部が曲げられた曲げ部３ｄを備えている。また、Ｖ字状の刃先３ａは、固定刃２への圧接方向（Ｚ方向の一方）に凸となる二等辺三角形状の反りを有する。この反りは、固定刃２に乗り上げた可動刃３が固定刃２に対して好適な交差角を形成し、かつ、固定刃２に対して圧接し、切断に必要な噛み合い点を形成するのに有効である。特に切断途中から切断終了までの間、かかる反りによる可動刃３の固定刃２に対する圧接状態や交差状態が好適に維持される。
【００３３】
かかる反りは、プレス加工などの手段により予め形成することができる。かかる反りの形態は、二等辺三角形状に限らず、例えば円弧状であってもよい。また、可動刃３のＺ方向の平板面３ｂ、３ｃは、上述した二等辺三角形状の反りにより、真平面ではなく、僅かな傾斜面または湾曲面になっている。
【００３４】
一対のコイルバネ１３は、可動刃３のＸ方向の両側がＸ方向中央を基準として略対称な２箇所において、可動刃３を固定刃２に対して付勢している。特に切断開始から切断途中までの間、上述した可動刃３の刃先３ａの反りによる圧接状態が万一不十分であっても、かかるコイルバネ１３による付勢があると、可動刃３の固定刃２に対する圧接状態が好適になるように助勢することができる。かかるコイルバネ１３は、本発明に係る弾性部の一つの実施形態である。
【００３５】
一対の板バネ１４は、コイルバネ１３を設けた位置よりもＸ方向中央側において略対称な２箇所で、可動刃３に当接するように設けられ、可動刃３を固定刃２に対して付勢している。特に切断途中から切断終了までの間、可動刃３の刃先３ａが上述した反りに起因して固定刃２の刃先２ａから離間するように微動することがあり、シート材が刃先２ａと刃先３ａの間へ噛み込んだり、シート材の切断品位を劣化させることがある。こうした問題に対しては、上述した箇所に板バネ１４を設けることが好ましい。この構成により、可動刃３のＸ方向中央領域の固定刃２に対する付勢を助勢することができるとともに、可動刃３の固定刃２からの万一の離間防止の機能も期待できる。かかる板バネ１４は、本発明に係る第２の弾性部の一つの実施形態である。
【００３６】
可動刃ホルダ４は、Ｘ方向が長く形成され、Ｘ方向の両方の側縁がＹ方向に伸長され、概ね平板状である。また、可動刃ホルダ４は、Ｘ方向において、Ｘ方向の中央を中心として略等しい距離に２つの爪４ａを備えている。この２つの爪４ａが、可動刃３に備わる２つの孔３ｅによって係止され、これにより可動刃ホルダ４と可動刃３が一体の組み立て部品になるように構成されている。また、可動刃ホルダ４のＸ方向の中央を中心とする部分には平板面４ｂ、４ｃが、Ｘ方向の両側の部分には平板面４ｄ、４ｅが、それぞれＺ方向の両側に形成されている。このうち平板面４ｃが可動刃３の平板面３ｂのＸ方向の中央の領域に対して密着し、２つの平板面４ｄが可動刃３の平板面３ｃのＸ方向の両端の領域に対して密着するように形成されている。つまり、可動刃３は、可動刃ホルダ４のＸ方向の中央の領域に備わる平板面４ｃと、Ｘ方向の両端の領域に備わる平板面４ｄとの間に挿入されている。この密着を利用した構成により、可動刃３は可動刃ホルダ４によって一体的かつ安定に保持される。
【００３７】
また、可動刃ホルダ４のＸ方向の両端に伸長して設けられた側縁４ｆは、その内側部分が可動刃３のＸ方向の両端側に伸長する側縁３ｆに対して略密着するように形成されている。そして、その外側部分（以下、特に断らない限り「側縁４ｆ」という。）は、フレーム５の伸長する側板面５ｂに対して略当接するように組み立てられている。この構成により、可動刃３がＹ方向に移動するときに、可動刃３のＸ方向の両端側が可動刃ホルダ４の側縁４ｆを介してフレーム５の側板面５ｂにより安定に支持される。つまり、可動刃３のＸ方向の両方の側縁３ｆが、可動刃３と一体の組み立て部品になっている可動刃ホルダ４の両方の側縁４ｆを介し、Ｙ方向に沿ってフレーム５のＸ方向の両端に平板面５ａから起立して備わる平面状の側板面５ｂによって支持され、これにより可動刃３のＸ方向の変動（揺動）や、特に上述した可動刃３の傾動が規制されている。かかるフレーム５の側板面５ｂは、あるいは可動刃ホルダ４の側縁４ｆを介するフレーム５の側板面５ｂは、本発明に係る可動刃の幅方向の両端側を支持し、可動刃の前進方向に伸長して設けられた案内部の一つの実施形態である。
【００３８】
また、可動刃ホルダ４のＸ方向の中央に備わる異形孔４ｇには、可動刃駆動機構の構成部品であるスライドコア１０が挿入されるようになっている。従って、スライドコア１０が移動すると、可動刃ホルダ４がスライドコア１０の移動方向に対応するＹ方向の一方（前進方向）または他方（後退方向）へ移動する。このとき、可動刃ホルダ４の側縁４ｆがフレーム５の側板面５ｂに略当接して支持されているため、可動刃ホルダ４を上述した可動刃３の傾動を生じることなく滑らかに案内することができる。よって、可動刃ホルダ４と一体になっている可動刃３を、上述した可動刃３の傾動を生じることなく滑らかにＹ方向の一方または他方へ移動することができる。
【００３９】
フレーム５は、可動刃３のＺ方向（板厚方向）の一方側の外装であり、図２に示すように可動刃ホルダ４と一体の可動刃３が収納され保持される。かかるフレーム５は本発明に係る第１のフレームの一つの実施形態である。フレーム５は、可動刃ホルダ４の平板面４ｅに当接して支持可能な平板面５ａと、平板面５ａのＸ方向の両側に起立して設けられ、可動刃ホルダ４の側縁４ｆに当接して支持可能な２つの側板面５ｂを有する。平板面５ａは、可動刃駆動機構の構成部品であるスライドコア１０のＸ方向の一方面に当接し、スライドコア１０のＺ方向への離脱を防止している。また、それぞれの側板面５ｂには、２つの孔５ｃが備わっている。
【００４０】
また、フレーム６は、可動刃３のＺ方向（板厚方向）の他方側の外装であり、図３に示すように、それぞれコイルバネ１３が挿入された一対のキャップ１２と、一対の板バネ１４と、可動刃駆動機構の構成部品であるウォームギヤ８が取り付けられたモータ７、ホイールギヤ９、リミットスイッチ１１などが収納され保持される。かかるフレーム６が、本発明に係る第２のフレームの一つの実施形態である。フレーム５、６は、フレーム５に備わる４つの孔５ｃのそれぞれに、フレーム６のＸ方向の両側に備わる２つずつの爪６ｂ（合計４つの爪６ｂ）を係止することにより組み合わされる。この構成により、可動刃３などを保持するフレーム５と、コイルバネ１３や板バネ１４などを保持するフレーム６を、スライドコア１０に備わる長孔１０ａにウォームギヤ９に備わる駆動ピン９ａを連通した状態で、一体に組み立てることができる。
【００４１】
上述したフレーム５、６は、例えば、板金や、汎用エンジニアリング樹脂などの樹脂材料などを用いて形成することができる。板金製フレームを選択するか、樹脂製フレ−ムを選択するか、それぞれ一長一短がある。板金製フレームは、樹脂製フレームに比べ、形状寸法の精度や機械的強度が高い点で有利だが、生産効率向上（低工数化）や低コスト化や軽量化の点で不利である。樹脂製フレームは、成形形状の自由度が高く、複雑な形状が簡便に得られ、部品点数の低減が期待できる。従って、Ｙ方向に移動する可動刃３を保持しながら案内する機能が課せられるフレーム５を板金製とし、コイルバネ１３や板バネ１４などを保持する機能が課せられるフレーム６を樹脂製とすることが好ましい。つまり、それぞれの利点を活用するために、高精度かつ高強度に作製できる板金製フレーム（フレーム５）と、複雑形状が安価かつ簡易に作製できる樹脂製フレーム（フレーム６）を組み合せて構成するのである。これにより、高精度、高強度、軽量、コンパクト、かつ、安価なカッタ１の実用化が期待できる。
【００４２】
シート材の切断動作開始前の待機位置にある可動刃３は、図４（ａ）に示すように、Ｚ方向の一方の平板面３ｃが、Ｘ方向中央を基準としてＸ方向において対称な２箇所で可動刃ホルダ４の平板面４ｄに密着し、可動刃ホルダ４の平板面４ｅを介してフレーム５の平板面５ａに当接している。また、可動刃３のＸ方向の他方の平板面３ｂには、一端がフレーム６により付勢されたコイルバネ１３が挿入されたキャップ１２の平坦面１２ａが当接している。この構成により、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、シート材の切断動作が開始されて可動刃３が前進し、可動刃３の曲げ部３ｄが固定刃２に乗り上げてからＹ方向の最前に至るまで、可動刃３の固定刃２への圧接をコイルバネ１３の付勢力により助勢することができる。
【００４３】
また、待機位置にある可動刃３は、図５（ａ）に示すように、Ｚ方向の一方の平板面３ｂが、コイルバネ１３に係り上述した対称な２箇所よりもＸ方向中央側で可動刃ホルダ４の平板面４ｃに密着し、可動刃ホルダ４の平板面４ｂを介してフレーム６に係止された板バネ１４に当接している。この構成により、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、シート材の切断動作が開始されて可動刃３が前進し、可動刃３の曲げ部３ｄが固定刃２に乗り上げてからＹ方向の最前に至るまで、板バネ１４の付勢力により可動刃３の固定刃２への圧接を助勢できるとともに、可動刃３の固定刃２からの離間防止が期待できる。また、このとき、板バネ１４が可動刃ホルダ４を介して可動刃３を付勢し続けるため、可動刃３の平板面３ｂがフレーム６の平板面６ａに接触することがない。
【００４４】
上述した一対のコイルバネ１３の中心間の長さ（Ｘ方向中央を基準としてＸ方向において略対称な２箇所の間の距離）は、可動刃３の全幅の長さ、Ｘ方向の両端側に備える曲げ部３ｄの中心間の長さ、切断に有効な可動刃３の刃幅（刃渡り）の長さのうちのいずれの長さ（以下、代表して「刃幅」という。）でもよいが、その刃幅の７０％〜９０％の範囲に設定することが好ましい。この構成が奏する作用効果は、少なくともコイルバネ１３の弾性能および可動刃３の反りに起因する弾性能の影響を受ける。コイルバネ１３の中心間の長さが前記刃幅の７０％未満であると、コイルバネ１３の付勢点が可動刃３の中央により一層近づくため、固定刃２に対して圧接される可動刃３の反りに起因する抗力（反発力）により押し戻されたコイルバネ１３が、可動刃３の圧接の助勢効果を実質的に失う可能性が高まる。また、コイルバネ１３の中心間の長さが前記刃幅の９０％を超えると、コイルバネ１３の付勢点が可動刃３の曲げ部３ｄにより一層近づくため、実質的に可動刃３を圧接する余地がなくなる。
【００４５】
上述した一対の板バネ１４の中心間の長さ（Ｘ方向中央を基準としてＸ方向において略対称な２箇所よりもＸ方向中央側で略対称な２箇所の間の距離）は、上述した一対のコイルバネ１３の中心間の長さに係る前記刃幅の２５％〜４５％の範囲に設定することが好ましい。この構成が奏する作用効果は、少なくとも板バネ１４の弾性能および可動刃３の反りに起因する弾性能の影響を受ける。板バネ１４の中心間の長さが前記刃幅の２５％未満であると、板バネ１４の付勢点が可動刃３の中央により一層近づく。このため、固定刃２に対して圧接される可動刃３の反りに起因する抗力（反発力）により板バネ１４が押し戻されるようになる。こうなると、一対の板バネ１４による可動刃３の圧接の助勢効果や離間防止効果を実質的に失う可能性が高まる。また、板バネ１４の中心間の長さが前記刃幅の４５％を超えると、板バネ１４の付勢点がコイルバネ１３により一層近づく。このため、一対の板バネ１４による可動刃３のＸ方向中央付近の圧接の助勢効果や離間防止効果を実質的に失う可能性が高まる。
【００４６】
次いで、カッタ１によるシート材（図示を略す）の切断動作を説明する。
上述した構成を有するカッタ１において、待機状態からモータ７を一方回転すると、ウォームギヤ８を介してホイールギヤ９が一方回転し、スライドコア１０の長孔１０ａに連通する駆動ピン９ａが一方に旋回する。この駆動ピン９ａの一方旋回に従って、スライドコア１０は、可動刃ホルダ４の異形孔４ｇ内でＸ方向の一方に移動しながら、可動刃３と一体になった可動刃ホルダ４を固定刃２への近接方向に押し出すように移動する。このようにして、待機状態から切断状態を経て終了状態まで到る。この後、駆動ピン９ａが待機状態まで一方旋回し、これに対応してスライドコア１０が移動することにより、可動刃３および可動刃ホルダ４は後退方向（固定刃２からの離間方向）へ移動されて待機位置へ復帰する。
【００４７】
また、可動刃３が待機位置にあるときにモータ７を他方回転すると、ウォームギヤ８を介してホイールギヤ９が他方回転し、駆動ピン９ａが他方に旋回する。この駆動ピン９ａの他方旋回に従ってスライドコア１０が可動刃ホルダ４の異形孔４ｇ内でＸ方向の他方に移動し、このスライドコア１０の動作により可動刃ホルダ４を介して可動刃３が固定刃２側へ押し出される。この後、駆動ピン９ａが最初の位置（待機位置）まで他方旋回することにより、これに対応したスライドコア１０の動作により可動刃ホルダ４を介して可動刃３が固定刃２から離間するように後退方向へ引き戻される。こうした一連の動作により、待機位置にあった可動刃３を駆動し、シート材の切断を実施し、可動刃３を待機位置へ復帰させることができる。
【００４８】
カッタ１によるシート材の切断は、モータ７の一方または他方のいずれも回転によっても可能である。また、モータ７の回転方向の切り替えによって可動刃ホルダ４の異形孔４ｇ内でスライドコア１０が係止されるＹ方向の位置が切り替わるため、可動刃３のＹ方向の移動量（ストローク）を切り替えることができる。従って、モータ７の回転方向制御により、可動刃３の切欠３ｇをシート材を超えてＹ方向に移動して行うフルカット（全幅切断）と、刃先３ｇがシート材をＸ方向の中央の１箇所において超えないために１箇所が切り残こされるパーシャルカット（部分切断）との、切り替え制御が可能になる。
【００４９】
以上述べたように、可動刃の刃先が固定刃への圧接方向に凸となる反りを有するＶ字状に形成され、可動刃の幅方向の両端側が可動刃の前進方向に伸長して設けられた案内部により支持され、可動刃の幅方向中央を基準として幅方向において対称な２箇所で、弾性部により固定刃への圧接方向に付勢されている構成を有する本発明のシート材切断装置は、切断動作中、固定刃と可動刃の刃先が、好適な剪断角、交差角、開き角を形成しながら相互に適正に圧接して噛み合うことができる。このため、圧接力の変化が十分に抑制され、圧接力の変化に起因する切断所要荷重の変化が、十分に抑制される。よって、安定な切断動作や良好な切断品位を得ながらも、駆動源の小型化、圧接に係る部品の加工精度の緩和、組み立てや調整に係る工数の低減が可能になり、長寿命化の他、コンパクト化、軽量化、低コスト化が期待できるシート材切断装置になる。
【符号の説明】
【００５０】
１．カッタ、２．固定刃、２ａ．刃先、３．可動刃、３ａ．刃先、３ｂ．平板面、３ｃ．平板面、３ｄ．曲げ部、３ｅ．孔、３ｆ．側縁、３ｇ．切欠、４．可動刃ホルダ、４ａ．爪、４ｂ．平板面、４ｃ．平板面、４ｄ．平板面、４ｅ．平板面、４ｆ．側縁、４ｇ．異形孔、５．フレーム、５ａ．平板面、５ｂ．側板面、５ｃ．孔、６．フレーム、６ａ．平板面、６ｂ．爪、７．モータ、８．ウォームギヤ、９．ホイールギヤ、９ａ．駆動ピン、１０．スライドコア、１０ａ．長孔、１１．リミットスイッチ、１２．キャップ、１２ａ．平坦面、１３．コイルバネ、１４．板バネ
【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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