JP2000117699A - ロータリーダイカッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイの撓みによる切断不良，刃先のチッピン
グ，およびアンビル外周面の表面剥離を回避しつつ、良
好な挟み切りを持続すること。 【解決手段】 軸線Ａ1回りに回転駆動されるダイ１１
を、超硬合金やセラミックス等に代表される硬質材料か
ら構成する。また、ダイ１１の外周面１１Ａに形成した
刃型１６の刃先を、ダイ１１の外周面１１Ａよりも大径
に形成された拡径部１１ａの外周面と面一に設定するか
所定長突出させる。この刃先凸量Ｌは、０〜４μｍ（よ
り好ましくは１μｍ〜３μｍ）の範囲に設定する。さら
に、刃先の外径面１８およびアンビル１２の外周面１２
Ａの表面粗さを、ともに０．４μｍ以下に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転するダイの外
周面に形成された刃型とアンビルとにより被加工物を切
断するロータリーダイカッターに係わり、特に、ダイが
超硬合金やセラミックス等の硬質材料から構成されたロ
ータリーダイカッターに好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、この種のロータリーダイカッタ
ーの主体をなすダイ１およびアンビル２の一従来例を示
す正面図である。同図に示すように、このロータリーダ
イカッターにおいて、外観略直円柱状をなすダイ１およ
びアンビル２は、それぞれの軸線Ａ1，Ａ2同士が互いに
平行になるように配置されている。

【０００３】ダイ１およびアンビル２の両端部には、こ
れらダイ１およびアンビル２の軸線Ａ1，Ａ2に沿って延
びるように軸部３，４が一体に形成されており、これら
軸部３，４は、図示しないベアリングボックスを介して
カッターユニットに支持されている（支点部５参照）。

【０００４】また、ダイ１およびアンビル２は、図示し
ない回転駆動手段により、それぞれの軸部３，４を介し
て、矢印Ｘ，Ｙで示すように軸線Ａ1，Ａ2回りに反対方
向にそれぞれ回駆動動される。ダイ１の外周面には、外
観形状が矩形となるように刃型（切刃）６が形成されて
いて、刃型６で囲まれた部位は凹部７とされている。

【０００５】そして、ダイ１の両端部に該ダイ１の外周
面よりも大径に形成されたベアラー部１ａをアンビル２
に押圧し、前記回転駆動手段によってダイ１およびアン
ビル２を回転させつつ両者の間に被加工物を挟み込むこ
とにより、ダイ１の刃型６とアンビル２の外周面とによ
って被加工物を刃型６の形状に沿って切断してゆく。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような構成のロー
タリーダイカッターでは、ダイ１が新品のときには、刃
型６の刃先６ａがダイ１のベアラー部１ａよりも数μｍ
突出しているが、運転時間の経過に伴って刃型６が徐々
に摩耗するため、切れ味の低下を来たしたり、刃先６ａ
がベアラー部１ａよりも内方に位置するまで摩耗が進ん
で被加工物を切断することができなくなることがある。

【０００７】これを防止するためには、刃先６ａをベア
ラー部１ａよりも突出させるべく、ダイ１をさらに大き
な力でアンビル２に押圧してやればよい。すなわち、従
来は、ダイ１がヤング率の低い鋼製とされていたため、
ダイ押圧時にベアラー部１ａが径方向に弾性変形するこ
とにより、刃先６ａをベアラー部１ａよりも突出させる
ことができ、刃先６ａがベアラー部１ａよりも径方向に
５μｍ程度内方に位置するまで摩耗しても良好な切れ味
を持続し得た。

【０００８】また逆に、刃先６ａがベアラー部１ａより
も径方向に２０μｍ程度突出していても、高靱性である
ために、刃先６ａにチッピングが生じて切断不能となる
事態も回避し得た。しかし、鋼製のダイ１では、以上の
ような利点がある反面、低ヤング率であるために、加工
時に図５の一点鎖線Ｂで示すように曲線状に撓み、刃先
３ａによる挟み切りを効果的に行えないという問題点が
あった。

【０００９】そこで、この対策として、前記撓みを抑制
して効果的な挟み切りを持続させるべく、ダイ１を超硬
合金やセラミクッス等の硬質材料により構成してその剛
性を高めるようにすることが考えられる。このような構
成によれば、撓みの防止に加えて切れ味を増すことがで
きるが、ダイ１が高ヤング率かつ脆性材料であるため
に、以下のような問題が生じる。

【００１０】すなわち、刃型摩耗の進行に対応して刃先
６ａをベアラー部１ａよりも突出させるべく、ダイ１を
アンビル２に押圧しても、ダイ１が高ヤング率であるた
めに、ベアラー部１ａの弾性変形量が少なくなり、鋼製
の場合に比して早期に切断不良（切れ味の低下）が生じ
る。

【００１１】また、刃先６ａがベアラー部１ａよりも径
方向に突出し過ぎていると、脆性材料であるために、刃
先６ａにチッピングが生じて切断不能となる事態を招い
たり、アンビル２の外周面に刃先６ａが強く押しつけら
れてアンビル２の表面剥離を招くおそれもある。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ダイの撓みによる切
断不良，刃先のチッピング，およびアンビル外周面の表
面剥離を回避しつつ、良好な挟み切りを持続して行える
ロータリーダイカッターを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、か
かる目的を達成するために、本発明は、略円柱状のダイ
とアンビルとが、前記ダイの外周面よりも大径とされた
拡径部を前記アンビルの外周面に当接させた状態で互い
に平行な軸線回りに回転可能に支持され、前記ダイの外
周面に形成された刃型と前記アンビルの外周面との間に
被加工物を挟み込んで切断するロータリーダイカッター
において、前記ダイは硬質材料から構成されるととも
に、その外周面に形成された前記刃型の刃先が前記拡径
部の外周面と面一もしくは所定長だけ径方向外方に突出
していることを特徴とするものである。

【００１４】硬質材料としては、例えば超硬合金やセラ
ミックス等が採用される。このような構成では、ダイが
高剛性に構成されるため、刃先をダイの拡径部から突出
させるべく、ダイをアンビルに強く押圧しても、ダイの
中央部が軸線から径方向外方に離間するように生じる撓
みが抑制され、効果的な挟み切りを持続することができ
る。

【００１５】また、ダイが高剛性に構成されていると、
ダイをアンビルに押圧した際に生じる拡径部の弾性変形
量が少なくなるが、本発明にあっては、刃先の外径が少
なくとも拡径部の外周面と面一に設定されるため、刃型
摩耗の進行による切断不良が早期に生じることはない。

【００１６】さらに、ダイの撓みが抑制されているにも
かかわらず、刃先が拡径部よりも突出し過ぎていると、
刃先にチッピングが生じたり、アンビルの外周面に表面
剥離を生じることがあるが、本発明にあっては、刃先の
外径面を拡径部の外周面よりも径方向外方に所定長だけ
しか突出させないようにしているため、そのようなおそ
れはない。

【００１７】以上述べた切断不良の早期到来，刃先のチ
ッピング，およびアンビル外周面の表面剥離を効果的に
防止するには、前記拡径部外周面からの刃先凸量を、０
〜４μｍの範囲、より好ましくは１μｍ〜３μｍの範囲
に設定しておくことが望ましい。

【００１８】また、前記刃先外径面およびアンビル外周
面の表面粗さは、ともに０．４μｍ以下に設定されてい
ることが望ましい。このような構成では、刃先と拡径部
の外周面との外径差を、前記範囲に設定したことによる
効果をより一層高めることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施
形態においては、略円柱状をなすダイ１１とアンビル１
２とが、ダイ１１の両端部に該ダイ１１の外周面１１Ａ
よりも大径に形成されたベアラー部（拡径部）１１ａを
アンビル１２の外周面１２Ａに当接させ、かつ各々の軸
線Ａ1，Ａ2が互いに平行な状態で支持されている。

【００２０】これらダイ１１およびアンビル１２の両端
から軸線Ａ1，Ａ2に沿って延びる軸部１３，１４は、ベ
アリングボックス（図示略）に回転可能に支持されてい
るとともに、駆動装置（図示略）に連結されていて、こ
れにより、ダイ１１およびアンビル１２は、それぞれ矢
線Ｘ，Ｙ方向に回転駆動されるようになっている。

【００２１】ベアラー部１１ａは、ダイ１１をアンビル
１２に押圧する際に、アンビル１２の外周面１２Ａに当
接することにより、アンビル１２の外周面１２Ａと刃先
との相対距離が一定値以下に縮まらないように規制し、
後述する切刃をチッピング等から保護する役目を果たし
ている。

【００２２】本実施形態のダイ１１は、超硬合金やセラ
ミックス等に代表される硬質材料から作製されていて、
その外周面１１Ａには、径方向に突出する切刃１５が、
ダイ１１の軸線Ａ1方向および回転方向に一対ずつ、そ
れぞれ平行にかつ互いに直角に延設されることによっ
て、矩形の窓枠状をなす刃型１６が形成されている。そ
して、刃型１６の内側部分は、上記外周面１１Ａに対し
て軸線Ａ1の径方向内周側に一段凹んだ凹部１７とされ
ている。他方、アンビル１２は、鋼製またはダイ１１と
同様の硬質材料から作製されている。

【００２３】ここで、図２は、矩形に形成された上記刃
型１６の回転方向Ｘに延びる部分１６Ａにおける切刃１
５を、軸線Ａ1を含む面で切った断面図、すなわち、切
刃１５が延設される方向に直交する断面図を示したもの
である。この図に示すように、切刃１５は、その断面が
ダイ１１の外周面１１Ａから離間するに従い漸次幅狭と
なる山型に形成されている。

【００２４】切刃１５の刃先には、切刃１５の先端部を
軸線Ａ1を中心とした円筒面で切り欠くようにして平坦
な外径面１８が形成され、その表面粗さは、０．４μｍ
以下とされている。ここでいう表面粗さとは、最大振幅
粗さをいう。

【００２５】この外径面１８は、ベアラー部１１ａの外
周面と面一もしくは所定長だけ径方向外方に突出するよ
うに形成されている。すなわち、ベアラー部外周面から
の刃先凸量Ｌ（図２参照）は、０〜４μｍ（より好まし
くは１μｍ〜３μｍ）の範囲に設定される。

【００２６】このように構成されたロータリーダイカッ
ターにおいては、ダイ１１とアンビル１２との間に上記
回転方向Ｘ，Ｙの接線方向Ｐに沿って被加工物Ｓを送り
込むことによって、切刃１５の刃先とアンビル１２の外
周面１２Ａとの間で被加工物Ｓを挟み切るようにして、
この被加工物Ｓから刃型１６と同形状の枠状の部分が切
断される。

【００２７】そして、このようにして切断された被加工
物Ｓは、ダイ１１およびアンビル１２の上記接線方向Ｐ
側に隣接するサクションロール（図示略）に巻きかけら
れ、これにより、切断された枠状部分の内側が抜き取ら
れるとともに、残りの部分は次工程に送られて処理され
ることとなる。

【００２８】しかるに、本実施形態のロータリーダイカ
ッターでは、ダイ１１を超硬合金やセラミックス等に代
表される硬質材料から高剛性に構成しているため、刃先
をダイ１１のベアラー部１１ａから突出させるべく、ダ
イ１１をアンビル１２に強く押圧しても、ダイ１１の中
央部が軸線Ａ1から径方向外方に離間するように生じる
撓みが抑制され、効果的な挟み切りを持続することがで
きる。

【００２９】また、ダイ１１が高剛性に構成されている
と、ダイ１１をアンビル１２に押圧した際に生じるベア
ラー部１１ａの弾性変形量が少なくなるにもかかわら
ず、本実施形態のロータリーダイカッターにあっては、
刃先の外径面が少なくともベアラー部１１ａの外周面と
面一に設定されるため、刃型摩耗の進行による切断不良
が早期に生じることはない。

【００３０】さらに、ダイ１１を高剛性に構成すること
でその撓みを抑制しているにもかかわらず、本実施形態
のロータリーダイカッターにあっては、刃先の外径面を
ベアラー部１１ａの外周面よりも最大でも径方向外方に
４μｍだけしか突出させないように設定しているため、
ベアラー部１１ａから径方向外方に突出した刃先がアン
ビル１２の外周面１２Ａに強く押しつけられ、刃先にチ
ッピングが生じたり、アンビル１２の外周面１２Ａに表
面剥離が生じるといったおそれもない。

【００３１】しかも、切刃先端の外径面１８およびアン
ビル１２の外周面１２Ａの表面粗さを、ともに０．４μ
ｍ以下となるように設定しているため、刃先とベアラー
部１１ａの外周面との外径差を、前記の範囲に設定した
ことによる切断不良の早期到来防止，刃先のチッピング
防止，およびアンビル外周面の表面剥離防止といった効
果をより一層高めることができる。

【００３２】従って、本実施形態のロータリーダイカッ
ターによれば、ダイ１１の撓みによる切断不良を回避し
得て、被加工物Ｓの良好な挟み切りを長時間持続して行
うことができるとともに、刃先のチッピングおよびアン
ビル外周面の表面剥離を回避し得て、長寿命化を図るこ
とができる。

【００３３】なお、図３および図４は、それぞれ超硬合
金製のダイ１１を備えた本実施形態に係るロータリーダ
イカッターおよび鋼製のダイ１１を備えた従来のロータ
リーダイカッターを用い、刃先凸量Ｌ（横軸）をパラメ
ータとして、材質が不織布，パルプ，繊維，またはフィ
ルムで厚さ３mmの被加工物Ｓを切断したときの実験結果
であり、縦軸は、実際に切断することのできた被加工物
Ｓのカット枚数を示している。

【００３４】これらの図から、ダイ１１が超硬合金製と
された本実施形態に係るロータリーダイカッターによれ
ば、ダイ１１が鋼製とされた従来のロータリーダイカッ
ターに比して、カット枚数を飛躍的に増大させ得る一方
で、かかる飛躍的増大の効果を発揮し得る刃先凸量Ｌは
極めて限られた狭い範囲内で存在することがわかる。そ
して、その範囲は、刃先凸量Ｌが１μｍ〜３μｍのとき
に最も有効であることが明らかになった。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のロータリ
ーダイカッターによれば、ダイを硬質材料から構成する
ことにより、ダイの撓みを抑制し得て、効果的な挟み切
りを長時間持続することができる。また、拡径部外周面
からの刃先凸量を所定の範囲内に設定することにより、
切断不良の早期到来のみならず、刃先のチッピングおよ
びアンビル外周面の表面剥離を効果的に防止し得て、長
寿命化を図ることができる。さらに、これらの効果は、
刃先およびアンビル外周面の表面粗さを所定の範囲内に
設定することにより、より一層高められることとなっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るロータリーダイカッターの一実
施形態を示す斜視図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 拡径部外周面からの刃先凸量をパラメータに
して、本発明の一実施形態によるロータリーダイカッタ
ーを用いて被加工物を切断した際のカット枚数を示す線
図である。

【図４】 拡径部外周面からの刃先凸量をパラメータに
して、従来の一ロータリーダイカッターを用いて被加工
物を切断した際のカット枚数を示す線図である。

【図５】 従来の一ロータリーダイカッターの要部を示
す正面図である。

【符号の説明】

１１ ダイ １１ａ 拡径部 １１Ａ ダイ１１の外周面 １２ アンビル １２Ａ アンビル１２の外周面 １６ 刃型 １８ 刃先の外径面 Ｌ 刃先凸量 Ａ1 ダイ１１の軸線 Ａ2 アンビル１２の軸線 Ｓ 被加工物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C060 AA20 AB01 BA03 BB05 BB19 BB20 BD03 4E050 JA03 JD07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円柱状のダイとアンビルとが、前記ダ
   イの外周面よりも大径とされた拡径部を前記アンビルの
   外周面に当接させた状態で互いに平行な軸線回りに回転
   可能に支持され、前記ダイの外周面に形成された刃型と
   前記アンビルの外周面との間に被加工物を挟み込んで切
   断するロータリーダイカッターにおいて、 前記ダイは硬質材料から構成されるとともに、その外周
   面に形成された前記刃型の刃先が前記拡径部の外周面と
   面一もしくは所定長だけ径方向外方に突出していること
   を特徴とするロータリーダイカッター。
2. 【請求項２】 前記拡径部外周面からの刃先凸量が、０
   〜４μｍの範囲に設定されていることを特徴とする請求
   項１記載のロータリーダイカッター。
3. 【請求項３】 前記刃先外径面およびアンビル外周面の
   表面粗さが、ともに０．４μｍ以下に設定されているこ
   とを特徴とする請求項２記載のロータリーダイカッタ
   ー。