(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有し互いに噛み合うように複数の回転刃が形成された筒状の一対のカッタローラと、
前記一対のカッタローラの各々の回転軸を回転自在に保持する軸受けと、
を備える紙葉細断装置であって、
各々の前記カッタローラは、前記回転軸の軸芯から前記回転刃までの半径距離が前記軸受け近傍から前記回転軸の中央部に向かって斬増するように、形成されており、
各々の前記カッタローラは、前記回転軸の軸芯から前記回転刃までの半径距離が前記軸受け近傍から前記回転軸の中央部に向かって円弧状に斬増しており、
前記軸受け近傍から前記回転軸の中央部に向かって円弧状に斬増する半径距離の前記回転軸方向に対する分布は、前記紙葉細断装置で許容可能として設定される最大細断量に対応する最大定格で細断するときに生じる前記回転軸に生じる軸撓み量の前記回転軸方向に対する分布に等しく設定されている
ことを特徴とする紙葉細断装置。
【請求項２】
各々の前記カッタローラの複数の前記回転刃は、一本の丸鋼材から削りだし形成されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉細断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄書類等を細断する紙葉細断装置（シュレッダ）に係り、特にその一対のカッタローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙葉細断装置は、廃棄する書類等の機密性を保持するため、この書類等を細断する装置である。一般的な紙葉細断装置は、互いに噛合する一対のカッタローラの回転刃の間に紙葉類を通過させてこの紙葉類を数ミリメートル幅の線状に縦方向に細断する。また、装置によっては、縦方向に細断されたものは、回転するスパイラルカッタと固定されたフラットカッタとによって、さらに横方向に細断される。
【０００３】
図３に、細断すべき紙葉類が負荷されない状態にある従来の一対のカッタローラ１０３，１０４を示す。カッタローラ１０３は各々カッター軸（回転軸）１０５，１０６を有し、回転軸１０５，１０６は軸受け１３０と１３１，１３２と１３３に回転自在に保持されており、回転軸１０５，１０６には複数の回転刃１０３ａ・・と複数の１０４ａ・・が互いに噛み合うように固着されている。複数の回転刃１０３ａ・・と複数の１０４ａ・・はすべて直径Ｄを有し円筒状に配設され、互いのかみ合わせ量ｄを有している。
【０００４】
細断すべき紙葉類が負荷されない状態では、複数の回転刃１０４ａ・・が円筒状に配設されて形成される輪郭線１０３ｂは、図３（ｂ）に示すように、直線をなしている。図３（ｂ）は回転刃１０３ｂと回転刃１０４ａとによって形成されるハサミ状態を模式的に表したものである。
【０００５】
次に、図４を参照して、従来の一対のカッタローラ１０３，１０４について、細断すべき紙葉類が負荷された状態について説明する。細断される紙葉類が負荷され、その枚数が多くなると、互いに噛み合う複数の回転刃１０３ａ・・と複数の１０４ａ・・は互いに離反する方向に大きな力を受ける。一対のカッタローラ１０３，１０４の各々は両端で軸受け１３０と１３１，１３２と１３３に位置固定され保持されているので、回転刃１０３ａと回転刃１０４ａは矢印Ａ，Ｂで示すような互いに離反する方向に大きな力を受けると、カッタローラ１０３の回転軸１０５は点線１０５ａで示すような軸撓みを生じ、同様にカッタローラ１０４の回転軸１０６は点線１０６ａで示すような軸撓みを生じる。この結果、細断すべき紙葉類が負荷された状態では、複数の回転刃１０３ａ・・が円筒状に配設されて形成される輪郭線１０３ｂは、図４（ｂ）に示すように、円弧状をなしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すようにな回転軸１０５，１０６の軸撓みが生じると、回転刃１０３ａと回転刃１０４ａのかみ合わせ量ｄは中央部では軸受け１３０等に近い部分に比べて小さくなる。この結果、回転刃１０３ａ、１０４ａが紙葉類に食い付く位置が図４（ｂ）に示すように円弧を描くようにずれ、自ずと紙葉類を直線的にまっすぐに引き込むことができなくなってしまい、回転軸１０５，１０６の両端部から中央部に紙葉類が引き寄せられる動きを生じる。
【０００７】
この結果、紙葉類は細断が進む毎に回転軸１０５，１０６の両端部から中央部に向かって引き寄せられ、徐徐に重なるように皺寄せが生じる。そして、紙葉類の中央部分は折り重なり、部分的に例えば３倍近くの厚さに膨れ上がってしまう。そして、細断に要するトルクが大幅に増大し、本来は細断可能な枚数の紙葉類に対しても細断できなくなってしまう。
【０００８】
また、紙葉類の中央で皺寄せとなった分厚い部分は、細断されたとしても、細断された細断物が収集されるためには回転刃１０３ａ、回転刃１０４ａを通過する必要がある。この場合、回転刃１０３ａと回転刃１０３ａの間と回転刃１０４ａと回転刃１０４ａの間にはカッター仕切り板が配設されているが、細断物を回転刃１０３ａ、回転刃１０４ａで細断し通過させて細断物を収集できるためには、回転刃１０３ａ、回転刃１０４ａと相手側のカッター仕切り板との間隔を大きく設定する必要が生じ、このため回転刃１０３ａ、回転刃１０４ａの直径を大きくする必要が生じ、必然的に紙葉細断装置の本体寸法が大きくなるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、カッタ−軸（回転軸）に生じる撓みに起因する紙葉類の中央における皺寄せを回避でき装置本体の小型化が可能な紙葉細断装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明の紙葉細断装置は、回転軸を有し互いに噛み合うように複数の回転刃が形成された筒状の一対のカッタローラと、前記一対のカッタローラの各々の回転軸を回転自在に保持する軸受けと、を備え、各々の前記カッタローラは、前記回転軸の軸芯から前記回転刃までの半径距離が前記軸受け近傍から前記回転軸の中央部に向かって斬増するように、形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記半径距離が前記軸受け近傍から前記回転軸の中央部に向かって斬増する半径距離の前記回転軸方向に対する分布は、最大定格で細断するときに生じる前記回転軸に生じる軸撓み量の前記回転軸方向に対する分布にほぼ等しく設定されていることが好ましい。
【００１２】
また、各々の前記カッタローラは、前記回転軸の軸芯から前記回転刃までの半径距離が前記軸受け近傍から前記回転軸の中央部に向かって円弧状に斬増していることが好ましい。
【００１３】
また、各々の前記カッタローラの複数の前記回転刃は、一本の丸鋼材から削りだし形成されていることが好ましい。
【００１４】
上述の発明において、複数の回転刃の直径（回転軸の軸芯から半径距離の２倍）の回転軸の中央部から端部に至る分布を中央部ほぼ大きくなるようにしたので、細断すべき紙葉類が負荷された状態で一対のカッタローラの回転刃の互いのかみ合わせ量を回転軸の中央部から端部に渡って直線的に一様にすることができ、紙葉類を直線的にまっすぐに引き込むことが可能になり、この結果、紙葉類の中央部で皺が発生したりすることがなくなり、最大定格内の厚さの紙葉類を確実に細断することが可能になる。そして、回転刃とカッター仕切り板との間の隙間間隔を必要以上に大きくとる必要がなくなり、回転刃の直径を必要最小の大きさにでき、紙葉細断装置本体寸法を小さく軽量にできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明に係る紙葉細断装置の実施の形態について説明する。
【００１６】
図５に示すように、紙葉細断装置本体１の上面には細断する紙葉類を投入する投入口２が斜めに設けられており、投入口２内部には２個のカッタローラ３，４が噛合するように設けられており、投入口２の後端部が丁度その噛合部に対向するようにされている。図６に示すように、カッタローラ３，４は回転軸５，６に等間隔に円盤状の複数の回転刃３ａ・・、４ａ・・が取り付けられたものである。複数の回転刃３ａ・・、４ａ・・は、後述するように１本の丸鋼材から切り出して形成されるため、一体的に形成されている。
【００１７】
回転刃３ａと回転刃３ａの各々の間と回転刃４ａと回転刃４ａの各々の間にはカッター仕切り板２７，２８が配設されている。カッタローラ３，４で細断された細断物は、回転刃３ａと相手側のカッター仕切り板２８との間の隙間または回転刃４ａと相手側のカッター仕切り板２７との間の隙間を通過して、後述の横方向カッタ装置７へ送られる。回転刃３ａとカッター仕切り板２８との間の隙間間隔または回転刃４ａとカッター仕切り板２７との間の隙間間隔は、カッタローラ３，４で細断された細断物の厚さが大きいほで大きくとる必要があり、この場合、回転刃３ａ、回転刃４ａの直径を大きくする必要がある。
【００１８】
またこれらカッタローラ３，４の噛合部の下方位置には、前述した横方向カッタ装置７が設けられている。この横方向カッタ装置７は螺旋状の刃を有するスパイラルカッタ８とフラットカッタ９とから構成されている。図７に示すように、スパイラルカッタ８は軸１０に螺旋状のカッタ刃１１を設けたものである。また、フラットカッタ９は先端部に例えば断面三角形状等の形状のフラットカッタ刃１９を有している。
【００１９】
カッタローラ３，４とスパイラルカッタ８はモータ１３によって駆動回転される。モータ１３にはギア１２が同軸に取り付けられており、モータ１３による駆動力はギア１２によってカッタローラ３と同軸に配設されたギア１４へ伝達されカッタローラ３，４が駆動される。また、ギア１２の回転はスパイラルカッタ８の回転軸１０と同軸に配設されたギア１５に伝達され、スパイラルカッタ８が駆動される。モータ１３は数百ワット程度の出力を有する。
【００２０】
投入口２から紙葉類を投入すると入紙センサがこれを検出してモータ１３が自動的に起動される。これによりカッタローラ３，４およびスパイラルカッタ８が回転する。投入された紙葉類はカッタローラ３，４によって、例えば幅約３ｍｍ〜６ｍｍの線状に縦方向に細断される。線状に細断された紙葉類は横方向カッタ装置７内部に導かれ、さらに横方向に短く断裁される。断裁長さはスパイラルカッタ８の回転数によって規定されるが約１０ｍｍ〜３５ｍｍ程度である。このように細かく断裁された紙葉類（細断屑）は、装置下部に設けられた屑容器１６に落下する。
【００２１】
上述の紙葉細断装置において、本発明では、一対のカッタローラ３，４は、各々の回転軸５，６の軸芯から複数の回転刃３ａ・・と複数の回転刃４ａ・・までの半径距離が軸受け３０，３１，３２，３３近傍からカッター軸（回転軸）５，６の中央部に向かって斬増するように、形成されている。
【００２２】
以下に、図１及び図２を参照して具体的な実施例について説明する。
【００２３】
図３に、細断すべき紙葉類が負荷されない状態にある一対のカッタローラ３，４を示す。カッタローラ３の各々の回転軸５，６は軸受け３０と３１，３２と３３に回転自在に保持されており、回転軸５，６には複数の回転刃３ａ・・と複数の４ａ・・が互いに噛み合うように固着されている。
【００２４】
細断すべき紙葉類が負荷されない状態では、複数の回転刃３ａ・・と複数の４ａ・・の直径Ｄは、回転軸５，６の中央部にある回転刃３ａ，４ａにおいて最も大きく、回転軸５，６の端部へ近づくに従ってより小さくなっている。カッタローラ３，４の全体は中央部が膨れた円弧状あるいは太鼓状の輪郭線を有する。
【００２５】
中央部にある回転刃３ａ，４ａの直径Ｄと回転軸５，６の端部にある回転刃３ａ，４ａの直径Ｄとの差は、例えば、約０．５ｍｍ乃至２ｍｍであり、央部にある回転刃３ａ，４ａから回転軸５，６の端部にある回転刃３ａ，４ａまでの長さは約１５ｃｍ乃至約２０ｃｍである。
【００２６】
複数の回転刃３ａ・・と複数の４ａ・・の互いのかみ合わせ量ｄは、一律でなく、回転軸５，６の中央部において最も大きく、回転軸５，６の両端部へ近づくに従ってより小さくなっている。複数の回転刃４ａ・・が円筒状に配設されて形成される輪郭線３ｂは、図１（ｂ）に示すように、円弧状をなしている。図１（ｂ）は回転刃は３ａと回転刃４ａとによって形成されるハサミ状態を模式的に表したものである。
【００２７】
また、回転軸５，６の両端部から回転軸５，６の中央部へ至る回転刃３ａ，４ａの直径Ｄのの斬増の仕方は、最大定格で細断するときに回転軸５，６に生じる軸撓み量の分布にほぼ等しくなるように設定されている。
【００２８】
このようなカッタローラ３，４は、一本の丸鋼材から削りだし、複数の回転刃３ａ・・または複数の４ａ・・が形成されている。これによって、直径Ｄの異なる複数種の回転刃３ａ，４ａを一個ずつ製造し組み立てる代わりに、効率的にカッタローラ３，４を形成することができる。
【００２９】
次に、図２を参照して、一対のカッタローラ３，４について、細断すべき紙葉類が負荷された状態について説明する。
【００３０】
細断される紙葉類が負荷され、その枚数が多くなると、互いに噛み合う複数の回転刃３ａ・・と複数の４ａ・・は互いに離反する方向に大きな力を受ける。一対のカッタローラ３，４の各々は両端で軸受け３０と３１，３２と３３に位置固定され保持されているので、回転刃３ａと回転刃４ａは互いに離反する方向に大きな力を受ける。この結果、カッタローラ３の回転軸５は点線５ａで示すような軸撓みを生じ、同様にカッタローラ４の回転軸６は点線６ａで示すような軸撓みを生じる。
【００３１】
複数の回転刃３ａ・・と複数の４ａ・・の直径Ｄの回転軸５，６の中央部から端部に至る分布は軸撓み量の分布とほぼ等しくなるように設定されているので、互いのかみ合わせ量ｄは、図２（ａ）に示すように一律に等しくなる。この結果、回転刃３ａ、４ａが紙葉類に食い付く位置が図２（ｂ）に示すように直線状なるので、紙葉類を直線的にまっすぐに引き込むことが可能になる。
【００３２】
そして、カッタローラ３，４では、従来のカッタローラ１０３，１０４におけるように回転軸１０５，１０６の両端部から中央部に紙葉類が引き寄せられることを、防止することができる。また、紙葉類の細断が進む毎に両端部から中央部に向かって引き寄せられて重なり皺寄せが生じるようなことがなくなり、紙葉類の中央部分で折り重なり部分的に例えば３倍近くの厚さに膨れ上がるようなこともなくなる。そして、細断に要するトルクが最大定格を越えて大幅に増大するようなことを回避することができ、本来は細断可能な枚数の紙葉類に対しても細断できなくなってしまうようなことがなくなる。
【００３３】
また、紙葉類の中央で皺寄せが生じ分厚くなるようなことがないので、回転刃３ａとカッター仕切り板２８との間の隙間間隔または回転刃４ａとカッター仕切り板２７との間の隙間間隔を必要以上に大きくとる必要がなくなり、この結果、回転刃３ａ、回転刃４ａの直径を必要以上に大きくする必要がなくなり、紙葉細断装置の本体寸法を小さく設定することが可能になる。
【００３４】
以上説明したように、上述の実施例によれば、複数の回転刃３ａ・・と複数の４ａ・・の直径Ｄの回転軸５，６の中央部から端部に至る分布は最大定格の細断時の軸撓み量の分布とほぼ等しくなるように設定されているので、細断すべき紙葉類が負荷された状態で互いのかみ合わせ量ｄを回転軸５，６の中央部から端部に渡って直線的に一様にすることができ、紙葉類を直線的にまっすぐに引き込むことが可能になる。この結果、紙葉類の中央部で皺が発生したりすることがなくなるので、最大定格内の厚さの紙葉類を確実に細断することが可能になる。
【００３５】
また、回転刃３ａとカッター仕切り板２８との間の隙間間隔または回転刃４ａとカッター仕切り板２７との間の隙間間隔を必要以上に大きくとる必要がなくなるので、回転刃３ａ、回転刃４ａの直径を必要最小の大きさにできる。この結果、紙葉細断装置の本体寸法を小さく軽量にでき、紙葉細断装置の設置面積を小さくでき、また装置の製造コストを低減することができる。
【００３６】
なお、上述の説明において、カッタローラ３，４の全体は中央部が膨れた円弧状あるいは太鼓状の輪郭線を有するとしたが、軸撓み量を有効に差し引きできるのであれば、円弧状あるいは太鼓状の輪郭線に限らず、他の輪郭線であってもよい。
【００３７】
また、上述の説明において、カッタローラ３，４の噛合部の下方位置に横方向カッタ装置７が設けられているとしたが、本発明に係る紙葉細断装置は、必ずしも横方向カッタ装置７を備えていなくてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の構成によれば、一対のカッタローラは、回転軸の軸芯から回転刃までの半径距離が軸受け近傍から回転軸の中央部に向かって斬増するように、形成されているので、回転軸の軸撓みに起因する紙葉類の中央における皺寄せを回避でき、回転刃の直径が必要以上に大きくする必要がなくなり、装置本体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る紙葉細断装置の一対のカッタローラの回転刃の直径の回転軸方向の分布を紙葉類が負荷されない状態で示す図（ａ）と、紙葉類が負荷されない状態における複数の回転刃で形成される輪郭線を示す図（ｂ）。
【図２】本発明に係る紙葉細断装置の一対のカッタローラの回転刃の直径の回転軸方向の分布を紙葉類が負荷された状態で示す図（ａ）と、紙葉類が負荷された状態における複数の回転刃で形成される輪郭線を示す図（ｂ）。
【図３】従来の紙葉細断装置の一対のカッタローラの回転刃の直径の回転軸方向の分布を紙葉類が負荷されない状態で示す図（ａ）と、紙葉類が負荷されない状態における複数の回転刃で形成される輪郭線を示す図（ｂ）。
【図４】従来の紙葉細断装置の一対のカッタローラの回転刃の直径の回転軸方向の分布を紙葉類が負荷された状態で示す図（ａ）と、紙葉類が負荷された状態における複数の回転刃で形成される輪郭線を示す図（ｂ）。
【図５】紙葉細断装置の上内部を示す図。
【図６】一対のカッタローラを示す図。
【図７】スパイラルカッタを示す図。
【符号の説明】
１  紙葉細断装置本体
２  投入口
３、４  カッタローラ
３ａ，４ａ  回転刃
３ｂ  輪郭線
５，６  回転軸
８  スパイラルカッタ
９  フラットカッタ
１１  スパイラルカッタのカッタ刃
２７，２８  カッター仕切り板
３０，３１，３２，３３  軸受け
【図１】
0004338828.tif 000002
【図２】
0004338828.tif 000003
【図３】
0004338828.tif 000004
【図４】
0004338828.tif 000005
【図５】
0004338828.tif 000006
【図６】
0004338828.tif 000007
【図７】
0004338828.tif 000008