JP2005238375A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連続的に移動する合成樹脂シートを切屑を発生せず、カエリやダレ等の切断不良を発生させず、シート移動方向に沿って切断する切断装置を提供する。別の課題は、シート移動方向に沿って切断する際、切断抵抗が小さい切断装置を提供する。
【解決手段】連続的に移動する合成樹脂シート１を移動方向に沿って切断する切断装置３は、合成樹脂シート１の移動面の上下に配置された上ローラ刃ホルダ７と下ローラ刃ホルダ８とを有し、上下のローラ刃ホルダ７，８は、それぞれ合成樹脂シート１の移動方向に一列に並ぶ複数のローラ刃９を保持し、これらの複数対の上下のローラ刃９は、合成樹脂シート１に対して垂直且つ対称的に配置されていると共に、対向する上下のローラ刃９の刃先間の隙間が合成樹脂シート１の移動方向に向かって狭くなるように配置する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、連続的に移動する合成樹脂シートを、切屑を発生せず、移動方向に沿って切断できる切断装置に関する。

塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂シートを押出機で押し出すと、合成樹脂シートの厚さが幅方向に安定せず、特に幅方向における両端部が所定の厚さ寸法を得られない。このため、厚さを所定の範囲内とすることが規定されている定尺シートは、押出機の前方に配置されているサイド・トリミング装置により、合成樹脂シートの幅方向における両端部を切り落として所定の幅とし、次いで、幅方向切断装置で所定の長さに切断して製造される。

以下、サイド・トリミング装置の構造と動作を説明する。
サイド・トリミング装置は、合成樹脂シートの押出機と、押出機から押し出された合成樹脂シートを幅方向に沿って切断する切断装置との間に配置されている。サイド・トリミング装置は、合成樹脂シートの幅方向に相対して配置された一対の切断装置を備え、これらの切断装置が切断幅調整機構に載置・固定された構造を有する。切断装置は、合成樹脂シートの移動方向に垂直で合成樹脂シート面に平行な回転軸を有する丸鋸カッタと、この丸鋸カッタを下側（又は上側）の退避位置と、上側（又は下側）の切断位置との間で上下に移動可能とする機構を備えている。切断幅調整機構は、右ねじ及び左ねじの一対のボールねじ、ボールねじのねじ軸を連結する軸継手、ねじ軸を支える軸受、ねじ軸を回転する駆動モータ、及び切断装置を支える直線案内軸受を備え、切断装置はボールねじのナット部に適宜の手段で連結されている。

次に、上記サイド・トリミング装置の作用を説明する。

押出機から押し出された合成樹脂シートは、ローラ・スライダに支持されながら、サイド・トリミング装置の位置に至る。サイド・トリミング装置における左右の切断装置の丸鋸の間隔は、切断幅調整機構により定尺シートの幅に予め調整されている。切断を開始するとき、丸鋸カッタを回転させながら退避位置から切断位置まで移動させると、合成樹脂シートが移動するにつれて切断が進行し、サイド・トリミング装置を通過した合成樹脂シートは、両端部と中央部との３つに分割される。

次に、サイド・トリミング装置の前方に配置された幅方向切断装置で、両端部と中央部とを同時に幅方向に沿って切断して、両端部のシート片と定尺シートとを得る。切断後、定尺シートは検査・梱包ラインに送られ、両端部のシート片は破砕機にかけられてリサイクルされる。

従来のサイド・トリミング装置と幅方向切断装置は、丸鋸カッタを一般的に備えている。このため、定尺合成樹脂シートの製造で、リサイクル不可能な切屑が大量に発生し、産業廃棄物処理費用の負担・焼却の際の環境への負荷が問題となっている。通常、押出機から合成樹脂シートが押し出される方向と定尺シートの長手方向が一致するように、合成樹脂シートは切断されるので、サイド・トリミングで発生する切屑の量は、幅方向切断で発生する切屑の量より多量である。このため、切屑を発生させずにサイド・トリミングできる切断装置が求められている。

他方、連続的に移動する軟質で薄い合成樹脂、ゴム、紙等のシートを切屑を発生せず、シート移動方向に沿って切断する装置は、以下の先行技術が知られている。
・ローラで支えられた被切断材料の一方の面から他方の面にローラ刃を押し付けて切断
する技術（特許文献１参照）。
・肩部に刃先を有するローラ刃を、上下のローラ刃の刃先が相対するように被切断材料
の上下に配してせん断する技術（特許文献２参照）。
特開２００３−２６６３６７号公報 特許第３４５１４４９号公報

しかしながら、前者の切断方法を比較的厚い合成樹脂シートに適用すると、ローラ刃と反対側の面にカエリと呼ばれる切断不良が発生することがある。後者の切断方法も比較的厚い材料に適用すると、切断面近傍にダレが発生する不都合がある。更に、これらの切断方法を比較的硬質な合成樹脂シートに適用すると、切断抵抗が過大となる不都合がある。これらの理由から、上記の技術は、何れも比較的厚く硬質な合成樹脂シートの切断に適用されていない。

本発明が解決しようとする課題は、連続的に移動する合成樹脂シートを切屑を発生せず、カエリやダレ等の切断不良を発生させず、シート移動方向に沿って切断する切断装置を提供することである。本発明の別の課題は、連続的に移動する合成樹脂シートをシート移動方向に沿って切断する際、切断抵抗が小さい切断装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明は、連続的に移動する合成樹脂シートを移動方向に沿って切断する切断装置において、合成樹脂シートの移動面の上下に配置された上ローラ刃ホルダと下ローラ刃ホルダとを有し、前記上下のローラ刃ホルダは、それぞれ合成樹脂シートの移動方向に一列に並ぶ複数のローラ刃を保持し、これらの複数対の上下のローラ刃は、合成樹脂シートに対して垂直且つ対称的に配置されていると共に、対向する上下のローラ刃の刃先間の隙間が合成樹脂シートの移動方向に向かって狭くなるように配置されていることを特徴とする。

対向する上下のローラ刃の刃先間の隙間の最小値は、０．０５〜０．４ｍｍとすることが、切断面にカエリの発生をなくす上で好ましい。

各ローラ刃が同一径を有し、対向する上下のローラ刃の軸間隔が合成樹脂シートの移動方向に向かって小さくなるように配置されていることが、上記切断装置の設計及び切断条件設定がより容易となるので好ましい。

各ローラ刃の刃先角度が同一であることが、上記切断装置の設計及び切断条件設定がより容易となるので好ましい。

上記切断装置において、上下のローラ刃ホルダを接近又は離間させてその間隔を調整できる切り込み量調整機構と、切り込み量調整機構を上下に移動させてその高さ位置を調整できる厚み方向センタリング機構とを備えることが好ましい。このようにすれば、製造する定尺シートの板厚を変更する際、迅速且つ容易に段取り替えできるので好ましい。

上記切断装置において、連続的に移動する合成樹脂シートへ張力を付加する張力付加機構を備えることが好ましい。このようにすれば、切断可能な合成樹脂シートの材質、板厚の範囲を広げることが可能になる。

上記の切断装置が、連続的に移動する合成樹脂シートの幅方向に相対して一対配置され、これらの切断装置を接近又は離間させて合成樹脂シートの切断幅を調整できる切断幅調整機構を備えていることが好ましい。このようにすれば、製造する定尺シートの板幅を変更する際、迅速且つ容易に段取り替えできるので好ましい。

本発明は以上の構成を有し、上下のローラ刃ホルダで保持された上下のローラ刃で合成樹脂シートの両面から切断するので、片面からの切断深さが半減する。そして、切断面近傍のダレの発生も小さい。また、複数のローラ刃が合成樹脂シートの移動方向に一列に並んで、対向する上下のローラ刃の刃先間の隙間が合成樹脂シートの移動方向に向かって狭くなるように配置されていることから、合成樹脂シートが上下のローラ刃の間を通過するに従い、複数対の上下のローラ刃が合成樹脂シートの両面から少しずつ食い込んで切断が進行するので、１枚のローラ刃に加わる負荷、全体のローラ刃に加わる負荷が少ない。このことは、小さな刃を多数並べた鋸による切断抵抗が１つの大きな刃による切断抵抗より小さいことから容易に類推できる。以上より、本発明の切断装置は、切屑を発生させずに、比較的厚く硬質な合成樹脂シートまで切断できる。

以下、本発明の好ましい一実施形態を図１〜図５に基いて説明する。

合成樹脂シート１の幅方向における両端部を切断する切断装置であるサイド・トリミング装置２は、一対の切断装置３が合成樹脂シート１の幅方向に相対して配置し、これらの切断装置３がそれぞれ切り込み量調整機構４と厚み方向センタリング機構５を介して切断幅調整機構６に載置・固定された構造を有している。

切断装置３は、合成樹脂シート１の移動面の上下に上ローラ刃ホルダ７及び下ローラ刃ホルダ８を備えている。上下のローラ刃ホルダ７，８は、それぞれ合成樹脂シート１の移動方向に一列に並ぶ５個のローラ刃９を保持している。各ローラ刃９は、ローラ刃ホルダ７，８に設けられている水平なローラ軸９ａに保持され、回転自在とされている。これらの複数対の上下のローラ刃９は、合成樹脂シート１に対して垂直且つ対称的に配置され、対向する上下のローラ刃９の刃先間に隙間を有するようにされている。各ローラ刃９は、同一径を有しており、合成樹脂シート１の移動方向に向かって対向する上下のローラ刃９の軸間隔が漸次小さくなるように配置され、対向する上下のローラ刃９の刃先間の隙間が合成樹脂シート１の移動方向に向かって漸次狭くなるようにされている。対向する上下のローラ刃９の刃先間の隙間の最小値は０．１ｍｍである。ローラ刃９の径は例えば、１５〜６０ｍｍの範囲で選択される。各ローラ刃９の刃先角度は同一で、３０度前後である。

切断幅調整機構６は、右ねじ及び左ねじの一対のボールねじ１０，１１、これらのボールねじ１０，１１のねじ軸１０ａ，１１ａを連結する軸継手１２、ボールねじ１０，１１のねじ軸１０ａ，１１ａを支える軸受１３、ボールねじ１０，１１のねじ軸１０ａ，１１ａを回転駆動するモータ１４、及び４本の直線案内軸受１５を備えており、これらが水平基台１６に支持されている。一対のボールねじ１０，１１は、合成樹脂シート１の幅方向に水平面内を一直線上に配置し、各ボールねじ１０，１１のナット部１０ｂ，１１ｂにそれぞれ厚み方向センタリング機構５の基台１７が連結されている。また、直線案内軸受１５のレールは、各ボールねじ１０，１１を挟んでその両側にそれぞれボールねじ１０，１１と平行にそれぞれ一対配置して水平に延びており、各直線案内軸受１５のガイドにそれぞれ厚み方向センタリング機構５の基台１７の両端部が載置固定されている。

したがって、モータ１４が回転されると、一対のボールねじ１０，１１が回転し、ナット部１０ｂ，１１ｂが互いに接近あるいは離間するように移動するので、ナット部１０ｂ，１１ｂに連結されている左右の厚み方向センタリング機構５の基台１７が合成樹脂シート１の幅方向に互いに接近あるいは離間するように移動する。厚み方向センタリング機構５には、切り込み量調整機構４と上下間隔調整機構１８を介して切断装置３が連結されているので、左右の厚み方向センタリング機構５の基台１７の移動に伴って、左右の切断装置３が合成樹脂シート１の幅方向に互いに接近あるいは離間するように移動する。これにより、左右のローラ刃９の間隔を定尺シートの幅にセットできる。

上下のローラ刃ホルダ７，８は、それぞれ上下間隔調整機構１８を介して切り込み量調整機構４に固定され、切り込み量調整機構４が厚み方向センタリング機構５に固定されている。

上下間隔調整機構１８は上下間隔調整基台１９を備えている。各ローラ刃ホルダ７，８は、合成樹脂シート１の移動面に対する傾きを変更でき、且つ、上下にスライドでき、所定の高さ位置で、上下間隔調整基台１９にボルト・ナット機構により固定できるように構成されている。上下一対の上下間隔調整機構１８は、切り込み量調整機構４に連結されている。

したがって、切断装置３のローラ刃ホルダ７，８は、合成樹脂シート１の移動面に対する傾きと上下高さ位置を調整でき、所定の高さ位置にセットできる。

切り込み量調整機構４は、右ねじ及び左ねじが形成されている縦向きのボールねじ２０、このボールねじ２０のねじ軸２０ａを支える軸受２１、ボールねじ２０のねじ軸２０ａを回転駆動するモータ２２、及び２本の直線案内軸受２３を備えており、これらが切り込み量調整機構４の基台２４に支持されている。ボールねじ２０は、垂直に配置し、ボールねじ２０の右ねじ部と左ねじ部に螺着されている各ナット部２０ｂにそれぞれ上下間隔調整機構１８の基台１９が連結されている。また、直線案内軸受２３のレールは、ボールねじ２０を挟んでその両側にそれぞれボールねじ２０と平行に一対配置して垂直に延びており、各直線案内軸受２３のガイドにそれぞれ上下間隔調整機構１８の基台１９の両端部が固定されている。

したがって、モータ２２が回転されると、ボールねじ２０が回転し、右ねじ部と左ねじ部に螺着されているナット部２０ｂが互いに接近あるいは離間するように移動するので、ナット部２０ｂに連結されている上下の上下間隔調整機構１８の基台１９が互いに接近あるいは離間するように上下方向に移動する。上下の上下間隔調整機構１８の基台１９には切断装置３の上下のローラ刃ホルダ７，８がそれぞれ連結されているので、上下のローラ刃ホルダ７，８が互いに接近あるいは離間するように上下方向に移動する。これにより、上下のローラ刃９の刃先間の隙間を所定の寸法にセットできる。

厚み方向センタリング機構５は、右ねじ又は左ねじが形成されている縦向きのボールねじ２５、このボールねじ２５のねじ軸２５ａを支える軸受２６、ボールねじ２５のねじ軸２５ａを回転駆動するモータ２７、及び２本の直線案内軸受２８を備えており、これらが厚み方向センタリング基台１７に支持されている。ボールねじ２５は、垂直に配置し、ボールねじ２５のねじ部に螺着されているナット部２５ｂに切り込み量調整機構４の基台２４が連結されている。また、直線案内軸受２８のレールは、ボールねじ２５を挟んでその両側にボールねじ２５と平行に一対配置して垂直に延びており、各直線案内軸受２８のガイドに切り込み量調整機構４の基台２４の両端部が固定されている。

したがって、モータ２７が回転されると、ボールねじ２５が回転し、ねじ部に螺着されているナット部２５ｂが上下方向に移動するので、ナット部２５ｂに連結されている切り込み量調整機構４の基台２４が上下方向に移動する。切り込み量調整機構４には上下間隔調整機構１８を介して切断装置３が連結されているので、切断装置３が上下方向に移動する。これにより、上下のローラ刃９の刃先間の中心位置を合成樹脂シート１の上下方向の中心位置にセットできる。

以下、上記サイド・トリミング装置２の作用について説明する。

切断幅調整機構６によって、左右の切断装置３のローラ刃９の間隔を定尺シートの幅にセットする。次に、切断装置３の上下のローラ刃ホルダ７，８をそれぞれ上下間隔調整機構１８によって合成樹脂シート１の移動面に対する傾きと上下高さ位置を調整し、所定の高さ位置にセットする。次に、厚み方向センタリング機構５によって、上下のローラ刃９の刃先間の中心位置が合成樹脂シート１の上下方向の中心位置になるようにセットする。次に、切り込み量調整機構４によって、上下のローラ刃９の刃先間の隙間を所定の寸法にセットする。

押出機から押し出された合成樹脂シート１が、サイド・トリミング装置２に達すると、合成樹脂シート１の両縁がサイド・トリミング装置２における左右の切断装置３の上下のローラ刃９の間を通過するに従い、複数対の上下のローラ刃９が合成樹脂シート１の両面から少しずつ食い込んで切断が進行し、移動方向において最後の上下のローラ刃９に達したとき、切断が完了する。

なお、ローラ刃９の後方（合成樹脂シート１の移動方向前方）に、合成樹脂シート１への張力付加機構例えば合成樹脂シートを挟んで引っ張る上下対の駆動ローラを配置すれば、切断可能な合成樹脂シートの材質、板厚の範囲を広げることが可能である。

上記のサイド・トリミング装置２を押出機と幅方向切断装置との間に設置すれば、幅方向切断装置の変更を要しない。

本発明の切断装置は、制御可能な脆性破壊を起こす程度に硬質な合成樹脂シート、軟質な合成樹脂シートの切断に適用できる。このような合成樹脂材料には、ゴム成分の含有比率が３０〜５０％のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の汎用プラスチック、ポリスチレン樹脂、メタアクリル−スチレン共重合樹脂及びスチレン−アクリロニトリル共重合樹脂等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又はエンジニアリングプラスチック樹脂等がある。本発明切断装置は、上記材質の合成樹脂シートで、板厚０．３〜１５ｍｍの範囲の合成樹脂シートの切断に適用できる。

本発明の一実施形態を示すサイド・トリミング装置の正面図である。 同平面図であり、ローラ刃ホルダ部分は下ローラ刃ホルダ部分を示す。 切断装置部分を示す正面図である。 ローラ刃を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。 複数対の上下のローラ刃の配置を示す図である。

符号の説明

１・・合成樹脂シート、２・・サイド・トリミング装置、３・・切断装置、４・・切り込み量調整機構、５・・厚み方向センタリング機構、６・・切断幅調整機構、７・・上ローラ刃ホルダ、８・・下ローラ刃ホルダ、９・・ローラ刃、９ａ・・ローラ軸、１０，１１，２０，２５・・ボールねじ、１０ａ，１１ａ，２０ａ，２５ａ・・ねじ軸、１０ｂ，１１ｂ，２０ｂ，２５ｂ・・ナット部、１２・・軸継手、１３，２１，２６・・軸受、１４，２２，２７・・モータ、１５，２３，２８・・直線案内軸受、１６・・水平基台、１７・・厚み方向センタリング機構基台、１８・・上下間隔調整機構、１９・・上下間隔調整機構基台、２４・・切り込み量調整機構基台。

Claims (7)

1. 連続的に移動する合成樹脂シートを移動方向に沿って切断する切断装置において、
   合成樹脂シートの移動面の上下に配置された上ローラ刃ホルダと下ローラ刃ホルダとを有し、前記上下のローラ刃ホルダは、それぞれ合成樹脂シートの移動方向に一列に並ぶ複数のローラ刃を保持し、これらの複数対の上下のローラ刃は、合成樹脂シートに対して垂直且つ対称的に配置されていると共に、対向する上下のローラ刃の刃先間の隙間が合成樹脂シートの移動方向に向かって狭くなるように配置されていることを特徴とする切断装置。
2. 前記対向する上下のローラ刃の刃先間の隙間の最小値が、０．０５〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の切断装置。
3. 各ローラ刃が同一径を有し、対向する上下のローラ刃の軸間隔が合成樹脂シートの移動方向に向かって小さくなるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の切断装置。
4. 各ローラ刃の刃先角度が同一であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の切断装置。
5. 上下のローラ刃ホルダを接近又は離間させてその間隔を調整できる切り込み量調整機構と、切り込み量調整機構を上下に移動させてその高さ位置を調整できる厚み方向センタリング機構とを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の切断装置。
6. 連続的に移動する合成樹脂シートへ張力を付加する張力付加機構を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の切断装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の切断装置が、連続的に移動する合成樹脂シートの幅方向に相対して一対配置され、これらの切断装置を接近又は離間させて合成樹脂シートの切断幅を調整できる切断幅調整機構を備えていることを特徴とする切断装置。

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