切断装置
【課題】製品の４隅の角取りをする刃の損傷が少なくかつ刃の交換が容易な切断装置を提供する。
【解決手段】搬送方向に十分に長い帯状の原料Ｍ１から切り分けられる矩形状の製品における４隅を円弧または鈍角の組み合わせとするための複数のカッター９を備えた打ち抜き装置３を有し、カッターは、平面視が、円、長円、楕円または４ｎ角形（ｎ≧１）を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ図心について対向する側に置換し組み合わせてなり且つ前記搬送方向およびその直交する方向に不連続点を有する形状の刃１６を備える刃部１１と、刃部を着脱可能に支持する支持部１０と、からなる。
【解決手段】搬送方向に十分に長い帯状の原料Ｍ１から切り分けられる矩形状の製品における４隅を円弧または鈍角の組み合わせとするための複数のカッター９を備えた打ち抜き装置３を有し、カッターは、平面視が、円、長円、楕円または４ｎ角形（ｎ≧１）を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ図心について対向する側に置換し組み合わせてなり且つ前記搬送方向およびその直交する方向に不連続点を有する形状の刃１６を備える刃部１１と、刃部を着脱可能に支持する支持部１０と、からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原反から矩形状の製品を切り分ける切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
筋肉痛、肩こりの軽減、または捻挫の治療等に、不織布や樹脂シート等の台シートに消炎・鎮痛成分を含む薬剤が塗布された湿布剤が使用される。
このような湿布剤は、塗布された薬剤を保護するための保護材が薬剤の表面に張り合わされており、使用時に保護材を剥がして使用するようになっている。
ところで、湿布剤は、患部に貼り付けられた上に着用される衣類に覆われるのが通常である。その場合、日常の歩行等の活動において衣類と台シートとが擦れ合って、湿布剤は４隅からめくれが生じ易いことが知られている。また、これに対して、４隅の角をなくしてアールにし、または鈍角の組み合わせとすることで、めくれの程度を軽減できることも知られている。
【０００３】
特許文献１には、台シートに薬剤を塗布し保護材で保護されたカッティング前の湿布剤（以下、「原反」という）を製品に切り分ける際に、製品の４隅をアールに加工する技術が開示されている。特許文献１に開示された技術は、スリッター装置により原反を３つの帯状物に分断した後、図９に示される回転カッター５５により製品に切り分ける。回転カッター５５には、分断された帯状物を送り方向に切り分ける軸方向に延びた凸刃５６，…，５６が周方向に所定の間隔を有して３列設けられ、それぞれの凸刃５６，…，５６の両端には、製品の４隅にアールを形成するための二股アール部５７，…，５７が備えられている。
【０００４】
また、特許文献１におけるスリッター装置および回転カッター５５の両方の機能を合わせ持つ、図１０に示されるような回転カッター６１の使用も試みられている。
【特許文献１】特開２００４−１７２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１における回転カッター５５および図１０に示される回転カッター６１には、いずれも帯状物を送り方向に寸断する凸刃５６，…，５６または原反を送り方向に寸断する刃６２，…，６２が軸方向に設けられており、凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２の全体に渡って切り残しが生じないようにするには、回転カッター５５，６１を、油圧などによって強力に帯状物に押しつける必要がある。そのため、帯状物の反対側で凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２を受け止めるアンビルロールとの摩擦により刃先の損傷が激しく、安定した生産を長時間続けることが困難で設備の稼働率が低下するという問題があった。また、凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２は、回転カッター５５，６１と一体に形成されているために、凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２が損傷したときには重量が大きな回転カッター５５，６１ごと装置から取り外して補修しなければならず、取り外しにはハンドリフトを使用する等の煩雑な作業を強いられることになる。さらに、凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２の補修の間にも稼働率を高めるために操業を継続しようとすれば、高価な予備の回転カッター５５，６１を備えておく必要もあった。
【０００６】
４隅に例えばアールを形成した湿布剤は、このような生産性の悪さ、製造コストの上昇等の問題により、めくれにくいという長所があるにも関わらず、これまで広く普及するには至っていなかった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、製品の４隅の角取りをする刃の損傷が少なくかつ刃の交換が容易な切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る切断装置は、特定の幅を有し前記幅に比べて搬送方向に十分に長い帯状の原料から前記搬送方向に複数列に渡り略矩形状の製品を切り分ける切断装置であって、前記製品における４隅を円弧または鈍角の組み合わせとするための複数のカッターを備えた打ち抜き装置を有し、前記カッターは、平面視の形状が円、長円、楕円または４ｎ角形（ｎ≧１）を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換したものを組み合わせてなり且つ前記搬送方向および前記搬送方向に直交する方向に前記形状の不連続点が配された刃を備える刃部と、前記刃部を着脱可能に支持する支持部と、からなる。
【０００８】
ここで、「４ｎ角形（ｎ≧１）」とは、四角形、八角形等の辺の数が４の倍数の多角形をいう。「図心をそれぞれが含むように４等分し」とは、図心から放射状に延びた線により４等分することを意味し、「図心について対向する側に置換したものを組み合わせてなり」とは、例えば、当該図形を図心を含む直交する２つの線で分断した場合に、第１象限の部分を第３象限に、第３象限の部分を第１象限に、第２象限の部分を第４象限に、および第４象限の部分を第２象限に、それぞれ移動させ組み合わせた形状を意味する。
カッターをこのように構成することにより、製品の４隅の角取りをする刃の損傷が少なくかつ刃の交換が容易な切断装置を提供することができる。
【０００９】
好ましくは、前記刃の平面視における形状が、円を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換し組み合わせてなる形状である。
このような形状の刃で４隅を打ち抜くことにより、めくれにくい製品を生産することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、製品の４隅の角取りをする刃の損傷が少なくかつ刃の交換が容易な切断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明に係る打ち抜き装置３を有する切断装置１の構成図、図２は打ち抜き装置３の正面図、図３は打ち抜き装置３の平面図、図４は打ち抜き装置３の側面図、図５は切断装置１における打ち抜き装置３の平面概略図、図６は切断装置１における打ち抜き装置３の周辺の側面概略図である。
図１において、切断装置１は、供給装置２、打ち抜き装置３、スリッター装置４、寸断装置５などからなる。
以下、供給装置２から供給される切断対象物を「原反Ｍ１」、原反Ｍ１に打ち抜き装置３によって星形が打ち抜かれ打抜片Ｓが除去されたものを「打ち抜き物Ｍ２」、打ち抜き物Ｍ２をスリッター装置４により幅方向に切り分けたものを「帯状物Ｍ３」、帯状物Ｍ３が寸断装置５により寸断されたものを「製品」ということがある。なお、「打抜片Ｓ」とは、原反Ｍ１から切り離されたものを意味するものとする。
【００１２】
供給装置２は、ロール状に巻き取られた原反Ｍ１をその長手方向に連続的に繰り出すためのものである。原反Ｍ１は、切断装置１による切断の対象物であり、ポリアミド系（ナイロン）、ポリエステル系、ポリアクリル系、綿等の不織布または合成樹脂製のシート等からなる台シートに消炎・鎮痛成分を含む薬剤が塗布され、薬剤を保護するためのポリプロピレンフイルム等の保護材が張り合わされたものである。供給装置２による原反Ｍ１の繰り出しは、原反Ｍ１を支持するシャフト６の回転を図示しないサーボモータにより制御しながら行われる。
【００１３】
打ち抜き装置３は、回転カッター７および第１アンビルロール８などからなる。
図２〜４において、回転カッター７は複数のカッター９，…，９を連ねて形成され、カッター９は支持部１０と刃部１１とからなる。
支持部１０は、断面形状が線対称に対向する２つの円弧および２つの円弧の端同士を結ぶ対向する２つの線からなる肉厚の板状体であり、断面における線の部分、つまり支持部１０の周面における対向する２つの平面１２，１２には、それぞれ断面が略円形の収容孔１３，１３が設けられている。支持部１０の両側面１４，１４には、カッター軸１５，１５が側面１４，１４と直角に外方に延びている。
【００１４】
刃部１１は、図２によく示されるように、４分の１の円弧をいずれも内側に凸となるようにして４つ連ねて配置した平面視の形状が星形の刃１６と、刃１６を支持する基部１７とからなる。刃１６は、図４によく示されるように、刃先が側面視においてカッター軸１５，１５の軸心を中心とする円弧となっており、刃先は原反Ｍ１を打ち抜くことが可能なように鋭利に形成されている。基部１７は、断面形状が収容孔１３に嵌合可能なように略円形に形成され、星形の刃１６の中心に対して点対称に４つのネジ用孔１８，…，１８を有している。基部１７は、原反Ｍ１の搬送方向および搬送方向に直交する方向に星形の頂点が位置するようにして一部が収容孔１３に嵌入され、ネジ用孔１８，…，１８に貫通させた４本の６角孔付きボルトＢＴ，…，ＢＴによって支持部１０に固定されている。刃１６および基部１７は、一体物の刃部１１としてＳＫＤ１１などのダイス鋼で製作される。刃部１１をハイス鋼または超硬合金等で製作してもよい。
【００１５】
回転カッター７は、図５に示されるように、複数のカッター９，…，９のカッター軸１５，１５同士が直列に連なって構成される。回転カッター７は、第１アンビルロール８側に押しつけられたときにカッター軸１５，…，１５に過度のたわみが生じにくい位置、例えば、図５におけるＢ−Ｂ，Ｃ−Ｃの位置において図示しないベアリングを介してカッター支持台１９の軸受け２０に回転可能に支持されている。軸受け２０は、ボールネジ２１と固定的に接続され且つカッター支持台１９に対して移動可能に構成されている。各カッター９，…，９は、ボールネジ軸２２の回転に応じて軸受け２０が図６における左右方向に移動することにより、対向する第１アンビルロール８との距離が調整可能になっている。回転カッター７は、タイミングプーリーおよびタイミングベルトにより図示しないサーボモータに連結されており、後に説明する寸断装置５の移動刃３３の動作にあわせて間欠的に回転するように制御される。
【００１６】
回転カッター７は、刃部１１を支持部１０に着脱可能な構造となっているため、操業中に刃１６が損傷した場合に短時間で容易に刃部１１を交換することができ、生産の停止時間を短縮することができる。また、コンパクトな刃部１１はその単価が低く保管場所の確保も容易であることから、十分な数の交換用の刃部１１を在庫することができ、生産機材の在庫切れによる切断装置１の休止を回避できる。このように、刃部１１を支持部１０に着脱可能な構造とすることにより、切断装置１の稼働率を高く維持することができ、製造コストの増加を防止することができる。
【００１７】
第１アンビルロール８は、周面が研磨された凹凸の無い円柱状のロールであり、切断装置１においてその回転軸が回転カッター７の回転軸と平行になるように配置され、両端が第１支持台２３の軸受け２４に図示しないベアリングを介して回転可能に支持されている。第１支持台２３は、油圧シリンダ２５により、回転カッター７側に押圧可能に構成されている。第１アンビルロール８は、焼き入れされた４５Ｃ鋼で形成されている。
スリッター装置４は、スリッター２６および第２アンビルロール２７などからなる。
スリッター２６は、図５に示されるように、円柱状のロールの周面に複数の環状の丸刃２８，…，２８を有している。丸刃２８，…，２８は、それぞれが軸方向に一定の間隔を有して配置されており、その間隔は、切断装置１で切断された後の製品の縦方向長さになるように調整されている。スリッター２６は、切断装置１においてその回転軸が回転カッター７の回転軸と平行になるように配置されている。スリッター２６の両端は、スリッター支持台２９の軸受け３０に図示しないベアリングを介して回転可能に支持されている。スリッター支持台２９は、油圧シリンダ３１により、第２アンビルロール２７側に押圧可能に構成されている。
【００１８】
第２アンビルロール２７は、周面が研磨された凹凸の無い円柱状のロールであり、その回転軸がスリッター２６の回転軸と平行になるように配置され、両端が図示しない支持台の軸受けに回転可能に支持されている。第２アンビルロール２７は、その一端がタイミングベルトにより図示しないサーボモータに連結されており、寸断装置５の移動刃３３の動作に関連させて回転するように制御される。
寸断装置５は、いわゆるギロチンカッターと同様の原理で帯状物Ｍ３を寸断するものであり、固定刃３２と固定刃３２に対して若干角度を有する移動刃３３とを噛み合わせる構造となっとている。移動刃３３は、固定刃３２に対して近接離反可能に構成されており、近接離反のタイミングは、原反Ｍ１の間欠的な繰り出しに関連づけて制御される。移動刃３３の近接離反の動作は、図示しない油圧シリンダにより行われる。
【００１９】
打ち抜き装置３とスリッター装置４との間には、打ち抜き装置３により打ち抜かれた打抜片Ｓを回収するための回収装置３４が設けられている。図７は回収装置３４の正面断面図、図８は回収装置３４の図７における右側面図である。
回収装置３４は、ヘッドカバー３５、チューブ３６、ピストン３７、ロッドカバー３８、およびロッド３９からなる単動型エアシリンダをベースにして、打抜片Ｓの回収に適するように構成されている。
回収装置３４は、ピストン３７とロッドカバー３８との間に、ピストン３７をヘッドカバー３５側に付勢するコイルバネ４０を備えている。また、ロッドカバー３８には、外周面から内周面に貫通する貫通孔４１が設けられ、貫通孔４１は図示しないエア圧縮装置に連通している。ロッド３９には、周面に環状の溝４２、および溝４２に開口しロッド３９の軸心を通ってロッド３９の先端に続く連通孔４３が設けられており、溝４２は、ピストン３７が伸張端に位置するときに貫通孔４１と連通するように構成される。ロッド３９の端面には、図８に示されるように、側面視が正方形の針支持体４４が一体化されている。
【００２０】
針支持体４４の中心には、軸方向外方に突出する針４５が取り付けられ、針４５の周囲には、針支持体４４を貫通する４つのエア孔４６，…，４６が設けられている。チューブ３６のロッドカバー３８近傍にはチューブ３６内と外部とを連通する漏れ孔４７が設けられ、ピストン３７の円滑な収縮動作を可能としている。ヘッドカバー３５に設けられたポートＰＴ１は三方弁４８に接続され、三方弁４８は、寸断装置５の移動刃３３の動作に関連させて図示しないエア圧縮装置とシリンダ室４９とを連通させ、またはシリンダ室４９を外気に開放する。
【００２１】
回収装置３４は、打ち抜き装置３で形成されたそれぞれの星形の切れ込みに対面する位置に１基ずつ、ロッド３９が原反Ｍ１の表面に略直交する方向に動作するように設置されている。
切断装置１における針支持体４４に対面する部分には、打抜片Ｓおよび針支持体４４のいずれも通過させることが可能な通過孔５０が設けられたガイド５１，５２が、原反Ｍ１を挟むようして設けられている。
また、ガイド５１，５２を中にして回収装置３４の反対側には、通過孔５０に回収口５３を対向させた回収容器５４が設けられている。
【００２２】
次に、切断装置１の動作について説明する。
原反Ｍ１を、供給装置２、打ち抜き装置３、ガイド５１，５２の間、スリッター装置４、および寸断装置５に通した後に、供給装置２から、原反Ｍ１が間欠的に繰り出されて切断動作が行われる。
原反Ｍ１が繰り出されると、原反Ｍ１の繰り出し速度にあわせて回転カッター７が回転し、第１アンビルロール８との間を通過する原反Ｍ１に星形の切れ込みを形成する。さらに原反Ｍ１が繰り出され、星形の切れ込みがガイド５１，５２の間に入りこんで通過孔５０に達すると、供給装置２は原反Ｍ１の繰り出しを停止する。
【００２３】
原反Ｍ１の繰り出しが停止すると、三方弁４８が動作してエア圧縮装置とシリンダ室４９とを連通させ、ピストン３７が伸張動作を行ないロッド３９をガイド５２方向に移動させる。ロッド３９と一体化された針支持体４４は、針４５の先端が星形の切れ込み部分に刺さって切れ込み部分を打抜片Ｓとして回収容器５４側に押し出す。このとき、切れ込み部分は針支持体４４の端面に面で接触しており全体が均一な力で押し出されるので、確実に打抜片Ｓを打ち抜き物Ｍ２から切り離すことができる。
図８に示されるように、針支持体４４の断面は、針支持体４４が打ち抜き物Ｍ２における打抜片Ｓが抜かれた隙間を通過することができる範囲内で大きくすることが好ましい。
【００２４】
ピストン３７が伸張端に達するとロッドカバー３８の貫通孔４１とロッド３９の溝４２とが連通し、エア圧縮装置からの圧縮エアが連通孔４３およびエア孔４６，…，４６を経由して噴出し、打抜片Ｓを回収容器５４内に吹き飛ばす。圧縮エアは、打抜片Ｓがエア孔４６，…，４６を塞いだ状態でエア孔４６，…，４６から噴出されるので、打抜片Ｓは容易に針４５から抜き出され、確実に回収容器５４に回収される。
原反Ｍ１に塗布された薬剤には、湿布剤を患部に貼り付けたときにその状態を維持させるために粘着作用を有するものが多い。そのため、これまでは、薬剤の粘着作用により打抜片を打ち抜き物から完全に除去することは容易ではなく、打抜片が打ち抜き物に同伴して次工程または製品に混入するおそれがあった。回収装置３４は、上に説明したように、打抜片Ｓを打ち抜き物Ｍ２から確実に除去することができ、かつ確実に回収することができるので、切断作業におけるかかる問題を解消することが可能となった。
【００２５】
ここで、供給装置２が原反Ｍ１の繰り出しを停止して回収装置３４が打抜片Ｓの回収を行っている間、寸断装置５では移動刃３３が固定刃３２に噛み合わされて、帯状物Ｍ３を所定の横幅になるように寸断が行われる。
供給装置２の原反Ｍ１の繰り出し停止後所定時間が経過すると、三方弁４８はシリンダ室４９を外気に開放するように動作し、ピストン３７はコイルバネ４０の付勢力によって収縮端まで移動する。貫通孔４１と溝４２との連通は解除され、針支持体４４は通過孔５０から後退し、再び供給装置２による原反Ｍ１の繰り出しが開始される。また、寸断装置５では、供給装置２の繰り出しが開始されるまでに移動刃３３が固定刃３２から離反し、次の寸断動作に備える。
【００２６】
さて、スリッター装置４に説明を戻すと、供給装置２が繰り出しを行っているとき、回収装置３４を経た打ち抜き物Ｍ２は、スリッター装置４で所定の横幅の帯状物Ｍ３に切り分けられる。
寸断装置５による、帯状物Ｍ３を所定の横幅を有する製品に寸断する動作については、上に説明した通りである。
寸断装置５は、原反Ｍ１の繰り出しが停止されたときに、帯状物Ｍ３が製品になるために寸断されるべき部分が位置する場所に設置される。
【００２７】
供給装置２による原反Ｍ１の繰り出しおよび停止、回転カッター７の回転、三方弁４８の切替動作、第２アンビルロール２７の回転、ならびに寸断装置５の移動刃３３の動作は、図示しない制御機器により適切に行われる。
本発明に係る切断装置１における打ち抜き装置３では、打ち抜きに使用される刃１６，…，１６の刃先の有効長さが短いために、第１アンビルロール８に回転カッター７を押しつける力を図９および図１０における回転カッター５１，６１に比べて小さくすることができ、そのため刃１６，…，１６の損傷を軽減でき、交換頻度が減少することにより稼働率を高く維持することができる。
【００２８】
さらに刃１６，…，１６の損傷を軽減させるには、平面視（図２）における刃１６の幅よりも広幅のセロファン、塩化ビニル樹脂等のフィルム、または紙テープ等を、打ち抜き装置３における原反Ｍ１と第１アンビルロール８との間のカッター９，…，９が位置する箇所に原反Ｍ１と等速度で供給するのが効果的である。このようにする場合には、打ち抜き装置３を通過したセロファン等は、回収装置３４に至らないように回収装置３４の上流側で別途回収するのが好ましい。
上述の実施形態において、刃１６の平面視における形状を、上に説明した４分の１の円弧をいずれも内側に凸となるようにして４つ連ねて配置した星形、つまり、円をそれぞれが図心を含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換して組み合わせた形状以外のものとしてもよい。例えば、長円、楕円または４ｎ角形（ｎ≧１）を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換して組み合わせた形状とし、刃部１１を支持部１０に取り付けるときに、原反Ｍ１の搬送方向および搬送方向に直交する方向に不連続点が位置するような形状としてもよい。
【００２９】
また、回収装置３４において、コイルバネ４０を用いる代わりに、伸張端側のシリンダ内にエアを密閉しておき、伸張時に圧縮された伸張端側のシリンダ内のエアの圧力によりピストン３７に収縮動作をさせるようにしてもよい。回収装置３４の針支持体４４を、針４５を取り付けたものではなく、打抜片Ｓに当接する面に粘着力の弱い粘着剤を塗布したもの、その他打抜片Ｓを短時間端面に保持可能な構成としてもよい。
その他、切断装置１、供給装置２、打ち抜き装置３、回収装置３４、スリッター装置４、および寸断装置５の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、原反から矩形状の製品を切り分ける工程、例えば、湿布効果を有する薬剤が塗布された原反を所定の寸法の製品に切り分ける工程に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る打ち抜き装置を有する切断装置の構成図である。
【図２】打ち抜き装置の正面図である。
【図３】打ち抜き装置の平面図である。
【図４】打ち抜き装置の側面図である。
【図５】切断装置における打ち抜き装置の平面概略図である。
【図６】切断装置における打ち抜き装置の周辺の側面概略図である。
【図７】回収装置の正面断面図である。
【図８】回収装置の図７における右側面図である。
【図９】従来技術における回転カッターの平面図である。
【図１０】他の従来技術における回転カッターの概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ 切断装置
３ 打ち抜き装置
９ カッター
１０ 支持部
１１ 刃部
１６ 刃
Ｍ１ 原料（原反）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原反から矩形状の製品を切り分ける切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
筋肉痛、肩こりの軽減、または捻挫の治療等に、不織布や樹脂シート等の台シートに消炎・鎮痛成分を含む薬剤が塗布された湿布剤が使用される。
このような湿布剤は、塗布された薬剤を保護するための保護材が薬剤の表面に張り合わされており、使用時に保護材を剥がして使用するようになっている。
ところで、湿布剤は、患部に貼り付けられた上に着用される衣類に覆われるのが通常である。その場合、日常の歩行等の活動において衣類と台シートとが擦れ合って、湿布剤は４隅からめくれが生じ易いことが知られている。また、これに対して、４隅の角をなくしてアールにし、または鈍角の組み合わせとすることで、めくれの程度を軽減できることも知られている。
【０００３】
特許文献１には、台シートに薬剤を塗布し保護材で保護されたカッティング前の湿布剤（以下、「原反」という）を製品に切り分ける際に、製品の４隅をアールに加工する技術が開示されている。特許文献１に開示された技術は、スリッター装置により原反を３つの帯状物に分断した後、図９に示される回転カッター５５により製品に切り分ける。回転カッター５５には、分断された帯状物を送り方向に切り分ける軸方向に延びた凸刃５６，…，５６が周方向に所定の間隔を有して３列設けられ、それぞれの凸刃５６，…，５６の両端には、製品の４隅にアールを形成するための二股アール部５７，…，５７が備えられている。
【０００４】
また、特許文献１におけるスリッター装置および回転カッター５５の両方の機能を合わせ持つ、図１０に示されるような回転カッター６１の使用も試みられている。
【特許文献１】特開２００４−１７２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１における回転カッター５５および図１０に示される回転カッター６１には、いずれも帯状物を送り方向に寸断する凸刃５６，…，５６または原反を送り方向に寸断する刃６２，…，６２が軸方向に設けられており、凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２の全体に渡って切り残しが生じないようにするには、回転カッター５５，６１を、油圧などによって強力に帯状物に押しつける必要がある。そのため、帯状物の反対側で凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２を受け止めるアンビルロールとの摩擦により刃先の損傷が激しく、安定した生産を長時間続けることが困難で設備の稼働率が低下するという問題があった。また、凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２は、回転カッター５５，６１と一体に形成されているために、凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２が損傷したときには重量が大きな回転カッター５５，６１ごと装置から取り外して補修しなければならず、取り外しにはハンドリフトを使用する等の煩雑な作業を強いられることになる。さらに、凸刃５６，…，５６または刃６２，…，６２の補修の間にも稼働率を高めるために操業を継続しようとすれば、高価な予備の回転カッター５５，６１を備えておく必要もあった。
【０００６】
４隅に例えばアールを形成した湿布剤は、このような生産性の悪さ、製造コストの上昇等の問題により、めくれにくいという長所があるにも関わらず、これまで広く普及するには至っていなかった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、製品の４隅の角取りをする刃の損傷が少なくかつ刃の交換が容易な切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る切断装置は、特定の幅を有し前記幅に比べて搬送方向に十分に長い帯状の原料から前記搬送方向に複数列に渡り略矩形状の製品を切り分ける切断装置であって、前記製品における４隅を円弧または鈍角の組み合わせとするための複数のカッターを備えた打ち抜き装置を有し、前記カッターは、平面視の形状が円、長円、楕円または４ｎ角形（ｎ≧１）を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換したものを組み合わせてなり且つ前記搬送方向および前記搬送方向に直交する方向に前記形状の不連続点が配された刃を備える刃部と、前記刃部を着脱可能に支持する支持部と、からなる。
【０００８】
ここで、「４ｎ角形（ｎ≧１）」とは、四角形、八角形等の辺の数が４の倍数の多角形をいう。「図心をそれぞれが含むように４等分し」とは、図心から放射状に延びた線により４等分することを意味し、「図心について対向する側に置換したものを組み合わせてなり」とは、例えば、当該図形を図心を含む直交する２つの線で分断した場合に、第１象限の部分を第３象限に、第３象限の部分を第１象限に、第２象限の部分を第４象限に、および第４象限の部分を第２象限に、それぞれ移動させ組み合わせた形状を意味する。
カッターをこのように構成することにより、製品の４隅の角取りをする刃の損傷が少なくかつ刃の交換が容易な切断装置を提供することができる。
【０００９】
好ましくは、前記刃の平面視における形状が、円を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換し組み合わせてなる形状である。
このような形状の刃で４隅を打ち抜くことにより、めくれにくい製品を生産することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、製品の４隅の角取りをする刃の損傷が少なくかつ刃の交換が容易な切断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明に係る打ち抜き装置３を有する切断装置１の構成図、図２は打ち抜き装置３の正面図、図３は打ち抜き装置３の平面図、図４は打ち抜き装置３の側面図、図５は切断装置１における打ち抜き装置３の平面概略図、図６は切断装置１における打ち抜き装置３の周辺の側面概略図である。
図１において、切断装置１は、供給装置２、打ち抜き装置３、スリッター装置４、寸断装置５などからなる。
以下、供給装置２から供給される切断対象物を「原反Ｍ１」、原反Ｍ１に打ち抜き装置３によって星形が打ち抜かれ打抜片Ｓが除去されたものを「打ち抜き物Ｍ２」、打ち抜き物Ｍ２をスリッター装置４により幅方向に切り分けたものを「帯状物Ｍ３」、帯状物Ｍ３が寸断装置５により寸断されたものを「製品」ということがある。なお、「打抜片Ｓ」とは、原反Ｍ１から切り離されたものを意味するものとする。
【００１２】
供給装置２は、ロール状に巻き取られた原反Ｍ１をその長手方向に連続的に繰り出すためのものである。原反Ｍ１は、切断装置１による切断の対象物であり、ポリアミド系（ナイロン）、ポリエステル系、ポリアクリル系、綿等の不織布または合成樹脂製のシート等からなる台シートに消炎・鎮痛成分を含む薬剤が塗布され、薬剤を保護するためのポリプロピレンフイルム等の保護材が張り合わされたものである。供給装置２による原反Ｍ１の繰り出しは、原反Ｍ１を支持するシャフト６の回転を図示しないサーボモータにより制御しながら行われる。
【００１３】
打ち抜き装置３は、回転カッター７および第１アンビルロール８などからなる。
図２〜４において、回転カッター７は複数のカッター９，…，９を連ねて形成され、カッター９は支持部１０と刃部１１とからなる。
支持部１０は、断面形状が線対称に対向する２つの円弧および２つの円弧の端同士を結ぶ対向する２つの線からなる肉厚の板状体であり、断面における線の部分、つまり支持部１０の周面における対向する２つの平面１２，１２には、それぞれ断面が略円形の収容孔１３，１３が設けられている。支持部１０の両側面１４，１４には、カッター軸１５，１５が側面１４，１４と直角に外方に延びている。
【００１４】
刃部１１は、図２によく示されるように、４分の１の円弧をいずれも内側に凸となるようにして４つ連ねて配置した平面視の形状が星形の刃１６と、刃１６を支持する基部１７とからなる。刃１６は、図４によく示されるように、刃先が側面視においてカッター軸１５，１５の軸心を中心とする円弧となっており、刃先は原反Ｍ１を打ち抜くことが可能なように鋭利に形成されている。基部１７は、断面形状が収容孔１３に嵌合可能なように略円形に形成され、星形の刃１６の中心に対して点対称に４つのネジ用孔１８，…，１８を有している。基部１７は、原反Ｍ１の搬送方向および搬送方向に直交する方向に星形の頂点が位置するようにして一部が収容孔１３に嵌入され、ネジ用孔１８，…，１８に貫通させた４本の６角孔付きボルトＢＴ，…，ＢＴによって支持部１０に固定されている。刃１６および基部１７は、一体物の刃部１１としてＳＫＤ１１などのダイス鋼で製作される。刃部１１をハイス鋼または超硬合金等で製作してもよい。
【００１５】
回転カッター７は、図５に示されるように、複数のカッター９，…，９のカッター軸１５，１５同士が直列に連なって構成される。回転カッター７は、第１アンビルロール８側に押しつけられたときにカッター軸１５，…，１５に過度のたわみが生じにくい位置、例えば、図５におけるＢ−Ｂ，Ｃ−Ｃの位置において図示しないベアリングを介してカッター支持台１９の軸受け２０に回転可能に支持されている。軸受け２０は、ボールネジ２１と固定的に接続され且つカッター支持台１９に対して移動可能に構成されている。各カッター９，…，９は、ボールネジ軸２２の回転に応じて軸受け２０が図６における左右方向に移動することにより、対向する第１アンビルロール８との距離が調整可能になっている。回転カッター７は、タイミングプーリーおよびタイミングベルトにより図示しないサーボモータに連結されており、後に説明する寸断装置５の移動刃３３の動作にあわせて間欠的に回転するように制御される。
【００１６】
回転カッター７は、刃部１１を支持部１０に着脱可能な構造となっているため、操業中に刃１６が損傷した場合に短時間で容易に刃部１１を交換することができ、生産の停止時間を短縮することができる。また、コンパクトな刃部１１はその単価が低く保管場所の確保も容易であることから、十分な数の交換用の刃部１１を在庫することができ、生産機材の在庫切れによる切断装置１の休止を回避できる。このように、刃部１１を支持部１０に着脱可能な構造とすることにより、切断装置１の稼働率を高く維持することができ、製造コストの増加を防止することができる。
【００１７】
第１アンビルロール８は、周面が研磨された凹凸の無い円柱状のロールであり、切断装置１においてその回転軸が回転カッター７の回転軸と平行になるように配置され、両端が第１支持台２３の軸受け２４に図示しないベアリングを介して回転可能に支持されている。第１支持台２３は、油圧シリンダ２５により、回転カッター７側に押圧可能に構成されている。第１アンビルロール８は、焼き入れされた４５Ｃ鋼で形成されている。
スリッター装置４は、スリッター２６および第２アンビルロール２７などからなる。
スリッター２６は、図５に示されるように、円柱状のロールの周面に複数の環状の丸刃２８，…，２８を有している。丸刃２８，…，２８は、それぞれが軸方向に一定の間隔を有して配置されており、その間隔は、切断装置１で切断された後の製品の縦方向長さになるように調整されている。スリッター２６は、切断装置１においてその回転軸が回転カッター７の回転軸と平行になるように配置されている。スリッター２６の両端は、スリッター支持台２９の軸受け３０に図示しないベアリングを介して回転可能に支持されている。スリッター支持台２９は、油圧シリンダ３１により、第２アンビルロール２７側に押圧可能に構成されている。
【００１８】
第２アンビルロール２７は、周面が研磨された凹凸の無い円柱状のロールであり、その回転軸がスリッター２６の回転軸と平行になるように配置され、両端が図示しない支持台の軸受けに回転可能に支持されている。第２アンビルロール２７は、その一端がタイミングベルトにより図示しないサーボモータに連結されており、寸断装置５の移動刃３３の動作に関連させて回転するように制御される。
寸断装置５は、いわゆるギロチンカッターと同様の原理で帯状物Ｍ３を寸断するものであり、固定刃３２と固定刃３２に対して若干角度を有する移動刃３３とを噛み合わせる構造となっとている。移動刃３３は、固定刃３２に対して近接離反可能に構成されており、近接離反のタイミングは、原反Ｍ１の間欠的な繰り出しに関連づけて制御される。移動刃３３の近接離反の動作は、図示しない油圧シリンダにより行われる。
【００１９】
打ち抜き装置３とスリッター装置４との間には、打ち抜き装置３により打ち抜かれた打抜片Ｓを回収するための回収装置３４が設けられている。図７は回収装置３４の正面断面図、図８は回収装置３４の図７における右側面図である。
回収装置３４は、ヘッドカバー３５、チューブ３６、ピストン３７、ロッドカバー３８、およびロッド３９からなる単動型エアシリンダをベースにして、打抜片Ｓの回収に適するように構成されている。
回収装置３４は、ピストン３７とロッドカバー３８との間に、ピストン３７をヘッドカバー３５側に付勢するコイルバネ４０を備えている。また、ロッドカバー３８には、外周面から内周面に貫通する貫通孔４１が設けられ、貫通孔４１は図示しないエア圧縮装置に連通している。ロッド３９には、周面に環状の溝４２、および溝４２に開口しロッド３９の軸心を通ってロッド３９の先端に続く連通孔４３が設けられており、溝４２は、ピストン３７が伸張端に位置するときに貫通孔４１と連通するように構成される。ロッド３９の端面には、図８に示されるように、側面視が正方形の針支持体４４が一体化されている。
【００２０】
針支持体４４の中心には、軸方向外方に突出する針４５が取り付けられ、針４５の周囲には、針支持体４４を貫通する４つのエア孔４６，…，４６が設けられている。チューブ３６のロッドカバー３８近傍にはチューブ３６内と外部とを連通する漏れ孔４７が設けられ、ピストン３７の円滑な収縮動作を可能としている。ヘッドカバー３５に設けられたポートＰＴ１は三方弁４８に接続され、三方弁４８は、寸断装置５の移動刃３３の動作に関連させて図示しないエア圧縮装置とシリンダ室４９とを連通させ、またはシリンダ室４９を外気に開放する。
【００２１】
回収装置３４は、打ち抜き装置３で形成されたそれぞれの星形の切れ込みに対面する位置に１基ずつ、ロッド３９が原反Ｍ１の表面に略直交する方向に動作するように設置されている。
切断装置１における針支持体４４に対面する部分には、打抜片Ｓおよび針支持体４４のいずれも通過させることが可能な通過孔５０が設けられたガイド５１，５２が、原反Ｍ１を挟むようして設けられている。
また、ガイド５１，５２を中にして回収装置３４の反対側には、通過孔５０に回収口５３を対向させた回収容器５４が設けられている。
【００２２】
次に、切断装置１の動作について説明する。
原反Ｍ１を、供給装置２、打ち抜き装置３、ガイド５１，５２の間、スリッター装置４、および寸断装置５に通した後に、供給装置２から、原反Ｍ１が間欠的に繰り出されて切断動作が行われる。
原反Ｍ１が繰り出されると、原反Ｍ１の繰り出し速度にあわせて回転カッター７が回転し、第１アンビルロール８との間を通過する原反Ｍ１に星形の切れ込みを形成する。さらに原反Ｍ１が繰り出され、星形の切れ込みがガイド５１，５２の間に入りこんで通過孔５０に達すると、供給装置２は原反Ｍ１の繰り出しを停止する。
【００２３】
原反Ｍ１の繰り出しが停止すると、三方弁４８が動作してエア圧縮装置とシリンダ室４９とを連通させ、ピストン３７が伸張動作を行ないロッド３９をガイド５２方向に移動させる。ロッド３９と一体化された針支持体４４は、針４５の先端が星形の切れ込み部分に刺さって切れ込み部分を打抜片Ｓとして回収容器５４側に押し出す。このとき、切れ込み部分は針支持体４４の端面に面で接触しており全体が均一な力で押し出されるので、確実に打抜片Ｓを打ち抜き物Ｍ２から切り離すことができる。
図８に示されるように、針支持体４４の断面は、針支持体４４が打ち抜き物Ｍ２における打抜片Ｓが抜かれた隙間を通過することができる範囲内で大きくすることが好ましい。
【００２４】
ピストン３７が伸張端に達するとロッドカバー３８の貫通孔４１とロッド３９の溝４２とが連通し、エア圧縮装置からの圧縮エアが連通孔４３およびエア孔４６，…，４６を経由して噴出し、打抜片Ｓを回収容器５４内に吹き飛ばす。圧縮エアは、打抜片Ｓがエア孔４６，…，４６を塞いだ状態でエア孔４６，…，４６から噴出されるので、打抜片Ｓは容易に針４５から抜き出され、確実に回収容器５４に回収される。
原反Ｍ１に塗布された薬剤には、湿布剤を患部に貼り付けたときにその状態を維持させるために粘着作用を有するものが多い。そのため、これまでは、薬剤の粘着作用により打抜片を打ち抜き物から完全に除去することは容易ではなく、打抜片が打ち抜き物に同伴して次工程または製品に混入するおそれがあった。回収装置３４は、上に説明したように、打抜片Ｓを打ち抜き物Ｍ２から確実に除去することができ、かつ確実に回収することができるので、切断作業におけるかかる問題を解消することが可能となった。
【００２５】
ここで、供給装置２が原反Ｍ１の繰り出しを停止して回収装置３４が打抜片Ｓの回収を行っている間、寸断装置５では移動刃３３が固定刃３２に噛み合わされて、帯状物Ｍ３を所定の横幅になるように寸断が行われる。
供給装置２の原反Ｍ１の繰り出し停止後所定時間が経過すると、三方弁４８はシリンダ室４９を外気に開放するように動作し、ピストン３７はコイルバネ４０の付勢力によって収縮端まで移動する。貫通孔４１と溝４２との連通は解除され、針支持体４４は通過孔５０から後退し、再び供給装置２による原反Ｍ１の繰り出しが開始される。また、寸断装置５では、供給装置２の繰り出しが開始されるまでに移動刃３３が固定刃３２から離反し、次の寸断動作に備える。
【００２６】
さて、スリッター装置４に説明を戻すと、供給装置２が繰り出しを行っているとき、回収装置３４を経た打ち抜き物Ｍ２は、スリッター装置４で所定の横幅の帯状物Ｍ３に切り分けられる。
寸断装置５による、帯状物Ｍ３を所定の横幅を有する製品に寸断する動作については、上に説明した通りである。
寸断装置５は、原反Ｍ１の繰り出しが停止されたときに、帯状物Ｍ３が製品になるために寸断されるべき部分が位置する場所に設置される。
【００２７】
供給装置２による原反Ｍ１の繰り出しおよび停止、回転カッター７の回転、三方弁４８の切替動作、第２アンビルロール２７の回転、ならびに寸断装置５の移動刃３３の動作は、図示しない制御機器により適切に行われる。
本発明に係る切断装置１における打ち抜き装置３では、打ち抜きに使用される刃１６，…，１６の刃先の有効長さが短いために、第１アンビルロール８に回転カッター７を押しつける力を図９および図１０における回転カッター５１，６１に比べて小さくすることができ、そのため刃１６，…，１６の損傷を軽減でき、交換頻度が減少することにより稼働率を高く維持することができる。
【００２８】
さらに刃１６，…，１６の損傷を軽減させるには、平面視（図２）における刃１６の幅よりも広幅のセロファン、塩化ビニル樹脂等のフィルム、または紙テープ等を、打ち抜き装置３における原反Ｍ１と第１アンビルロール８との間のカッター９，…，９が位置する箇所に原反Ｍ１と等速度で供給するのが効果的である。このようにする場合には、打ち抜き装置３を通過したセロファン等は、回収装置３４に至らないように回収装置３４の上流側で別途回収するのが好ましい。
上述の実施形態において、刃１６の平面視における形状を、上に説明した４分の１の円弧をいずれも内側に凸となるようにして４つ連ねて配置した星形、つまり、円をそれぞれが図心を含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換して組み合わせた形状以外のものとしてもよい。例えば、長円、楕円または４ｎ角形（ｎ≧１）を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換して組み合わせた形状とし、刃部１１を支持部１０に取り付けるときに、原反Ｍ１の搬送方向および搬送方向に直交する方向に不連続点が位置するような形状としてもよい。
【００２９】
また、回収装置３４において、コイルバネ４０を用いる代わりに、伸張端側のシリンダ内にエアを密閉しておき、伸張時に圧縮された伸張端側のシリンダ内のエアの圧力によりピストン３７に収縮動作をさせるようにしてもよい。回収装置３４の針支持体４４を、針４５を取り付けたものではなく、打抜片Ｓに当接する面に粘着力の弱い粘着剤を塗布したもの、その他打抜片Ｓを短時間端面に保持可能な構成としてもよい。
その他、切断装置１、供給装置２、打ち抜き装置３、回収装置３４、スリッター装置４、および寸断装置５の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、原反から矩形状の製品を切り分ける工程、例えば、湿布効果を有する薬剤が塗布された原反を所定の寸法の製品に切り分ける工程に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る打ち抜き装置を有する切断装置の構成図である。
【図２】打ち抜き装置の正面図である。
【図３】打ち抜き装置の平面図である。
【図４】打ち抜き装置の側面図である。
【図５】切断装置における打ち抜き装置の平面概略図である。
【図６】切断装置における打ち抜き装置の周辺の側面概略図である。
【図７】回収装置の正面断面図である。
【図８】回収装置の図７における右側面図である。
【図９】従来技術における回転カッターの平面図である。
【図１０】他の従来技術における回転カッターの概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ 切断装置
３ 打ち抜き装置
９ カッター
１０ 支持部
１１ 刃部
１６ 刃
Ｍ１ 原料（原反）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の幅を有し前記幅に比べて搬送方向に十分に長い帯状の原料から前記搬送方向に複数列に渡り略矩形状の製品を切り分ける切断装置であって、
前記製品における４隅を円弧または鈍角の組み合わせとするための複数のカッターを備えた打ち抜き装置を有し、
前記カッターは、
平面視の形状が円、長円、楕円または４ｎ角形（ｎ≧１）を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換したものを組み合わせてなり且つ前記搬送方向および前記搬送方向に直交する方向に前記形状の不連続点が配された刃を備える刃部と、
前記刃部を着脱可能に支持する支持部と、からなる
ことを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記刃の平面視における形状が、
円を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換し組み合わせてなる形状である
請求項１に記載の切断装置。
【請求項１】
特定の幅を有し前記幅に比べて搬送方向に十分に長い帯状の原料から前記搬送方向に複数列に渡り略矩形状の製品を切り分ける切断装置であって、
前記製品における４隅を円弧または鈍角の組み合わせとするための複数のカッターを備えた打ち抜き装置を有し、
前記カッターは、
平面視の形状が円、長円、楕円または４ｎ角形（ｎ≧１）を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換したものを組み合わせてなり且つ前記搬送方向および前記搬送方向に直交する方向に前記形状の不連続点が配された刃を備える刃部と、
前記刃部を着脱可能に支持する支持部と、からなる
ことを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記刃の平面視における形状が、
円を、図心をそれぞれが含むように４等分しそれぞれ前記図心について対向する側に置換し組み合わせてなる形状である
請求項１に記載の切断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１４４５４３（Ｐ２００７−１４４５４３Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４０９９２（Ｐ２００５−３４０９９２）
【出願日】平成１７年１１月２５日（２００５．１１．２５）
【出願人】（５０２２２３４０４）花栄機械工業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２５日（２００５．１１．２５）
【出願人】（５０２２２３４０４）花栄機械工業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]