JP2013123783A - ギロチン型裁断機 - Google Patents

Abstract

【課題】刃の寿命が長く、かつ良好な裁断を確保できるギロチン型裁断機を得る。
【解決手段】上刃２８を取り付けた上刃支持プレート２６を、リニアモーションベアリング３２とスライドレール３０でカッターフレーム２０に対してスライド自在に支持し、上刃２８が平行移動するように構成することで、上刃２８と下刃１４との交差角α°が変化しないようにする。上刃与圧用シリンダ３６で上刃支持プレート２６を付勢して上刃２８に一定の与圧を与える。交差角α°が変化せず、上刃２８に一定の与圧が与えられるので、刃の寿命を長くでき、かつ良好な裁断を確保できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ギロチン型裁断機に関する。

移動刃と固定刃とで被裁断物を裁断するギロチン型裁断機が知られている（特許文献１参照）。

実公昭６１―４０７９６号公報。

特許文献１のギロチン型裁断機では、移動刃が支軸を支点として揺動可能となっており、刃先と反対側がばねで付勢され、移動刃の刃先には固定刃に対してばね力が作用するように構成されている。
ところで、移動刃の刃先は水平面に対して傾斜しているため、刃の高さ寸法が短い側においては支軸（梃子の支点）から刃先（梃子の作用点。因みに、梃子の力点はばねの部分）までの距離が短く、刃の高さ寸法が長い側においては支軸から刃先までの距離が長い。
このため、刃の高さ寸法が長い側の刃先は、刃の高さが短い側の刃先よりも、固定刃に対するばね力が小さくなり、刃の高さ寸法が長い側は刃の高さ寸法が短い側に比較して切れ味が劣ることになり、刃の寿命も刃の高さ寸法が長い側と刃の高さ寸法が短い側とで変わってしまい、従来のギロチン型裁断機では改良の余地が残されていた。

本発明は上記事実を考慮し、良好に裁断を行えるギロチン型裁断機の提供を目的とする。

請求項１に記載のギロチン型裁断機は、固定刃と、刃先が移動方向から見たときに前記固定刃の刃先に対して交差角度α°で交差し、かつシャー角度β°で傾斜しており、前記固定刃に対して前記移動方向に移動することで被裁断物の裁断を行う移動刃と、前記交差角度αを維持して前記固定刃と前記移動刃とを面外方向へ接離自在にガイドするガイド手段と、前記ガイド手段によってガイドされる前記固定刃と前記移動刃とを互いに接近する方向へ付勢する付勢手段と、を備えている。

請求項１に記載のギロチン型裁断機によれば、移動刃を裁断を行う移動方向に移動させることで、固定刃と移動刃との間に配した被裁断物を裁断することができる。

移動刃は、移動方向に沿って見たときに、刃先が固定刃の刃先に対して交差角度α°で交差し、かつ刃先が固定刃の刃先に対してシャー角度β°で傾斜している。

ガイド手段は、移動刃または固定刃を面外方向に交差角度α°を維持したまま接離自在にガイドする。
付勢手段は、ガイド手段によってガイドされる移動刃と固定刃とを互いに接近する方向へ付勢する。

したがって、移動刃を裁断する際の移動方向に移動させることで、固定刃と移動刃は、交差角α°を一定に保ちつつ両刃の長手方向一方側で噛み合う。そして、固定刃に対して移動刃が移動し続けることで、固定刃と移動刃との接触（噛合）部分が両刃の長手方向他方側へ移動しながら、かつ交差角α°を一定に保ちつつ固定刃または移動刃が面外方向に移動しながら被裁断物の裁断が行われる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のギロチン型裁断機において、前記ガイド手段は、前記固定刃と前記移動刃とを接離方向へ直線状に案内する直線案内機構である。

請求項２に記載のギロチン型裁断機では、固定刃と移動刃とが直線案内機構によって接離方向へ直線状に案内される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のギロチン型裁断機において、前記直線案内機構は、直線状に延びるレールと前記レールに沿って直線状に移動自在なリニアモーションベアリングとを含んで構成されている。

請求項３に記載のギロチン型裁断機では、直線案内機構が直線状に延びるレールとレールに沿って直線状に移動自在なリニアモーションベアリングとを含んで構成されているので、固定刃と移動刃とを接離方向へ直線状にスムーズに案内される。

請求項４に記載の発明は、前記付勢手段は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のギロチン型裁断機において、シリンダと、前記シリンダのピストンに対して一定の圧力を付与する圧力付与手段と、を有する。

請求項４に記載のギロチン型裁断機では、圧力付与手段がシリンダのピストンに対して一定の圧力を付与することで、固定刃と移動刃とが互いに接近する方向へ付勢される。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のギロチン型裁断機において、前記圧力は空気圧である。

請求項５に記載のギロチン型裁断機では、空気圧によってピストンに圧力が加えられ、これにより固定刃と移動刃とが互いに接近する方向へ付勢される。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のギロチン型裁断機において、前記付勢手段は定荷重ばねである。

請求項６に記載のギロチン型裁断機では、定荷重ばねによって固定刃と移動刃とが互いに接近する方向へ付勢される。定荷重ばねからは一定の荷重が得られるので、固定刃と移動刃とは互いに接近する方向へ一定の荷重で付勢される。

請求項７に記載の裁断方法は、シャー角度β°で傾斜すると共に移動方向から見たときに固定刃の刃先に対して交差角度α°で交差した刃先を有する移動刃を、前記交差角度α°を維持して前記固定刃の前記刃先と定の力で接触させながら被裁断物の裁断を行う。

請求項７に記載の裁断方法では、シャー角度β°で傾斜すると共に移動方向から見たときに固定刃の刃先に対して交差角度α°で交差した刃先を有する移動刃が、交差角度α°を維持して固定刃の刃先と一定の力で接触しながら被裁断物の裁断が行われる。

以上説明したように本発明のギロチン型裁断機によれば、刃の寿命が長く、かつ良好に裁断を行える、という優れた効果を有する。

請求項２に記載のギロチン型裁断機によれば、固定刃と移動刃とが接離方向へ直線状に案内される。

請求項３に記載のギロチン型裁断機によれば、固定刃と移動刃とが接離方向へ直線状にスムーズに案内される。

請求項４に記載のギロチン型裁断機によれば、シリンダのピストンに対して一定の圧力を付与することにより、固定刃と移動刃とを互いに接近する方向へ付勢することができる。また、圧力を変更することで、付勢力を容易に変更することができる。

請求項５に記載のギロチン型裁断機によれば、空気圧によって固定刃と移動刃とが互いに接近する方向へ付勢される。

請求項６に記載のギロチン型裁断機によれば、定荷重ばねによる一定の荷重で固定刃と移動刃とが互いに接近する方向へ付勢される。

請求項７に記載の裁断方法によれば、交差角度α°、シャー角度β°を維持しながら移動刃と固定刃とが一定の力で接触しながら被裁断物の裁断が行われるので、刃の寿命が長く、かつ良好に裁断を行える、という優れた効果を有する。

第１の実施形態に係るギロチン型裁断機の概略構成を示す斜視図である。 下刃支持プレートの平面図である。 （Ａ）は初期状態の上刃及び下刃を上方から見た平面図であり、（Ｂ）は初期状態のギロチン型裁断機の上刃及び下刃の関係を示す要部の正面図であり、（Ｃ）は図１の３−３線断面図であり、（Ｄ）は初期状態の上刃及び下刃の右側面図である。 上刃与圧用シリンダを駆動する空気圧回路図である。 （Ａ）は裁断開始時のギロチン型裁断機の上刃及び下刃の関係を示す要部の正面図であり、（Ｂ）は図１の３−３線断面図に相当する裁断開始時の断面図である。 （Ａ）は裁断過程途中の上刃及び下刃を上方から見た平面図であり、（Ｂ）は裁断過程途中のギロチン型裁断機の上刃及び下刃の関係を示す要部の正面図であり、（Ｃ）は図１の３−３線断面図に相当する裁断過程途中の断面図である。 （Ａ）は裁断終了時の上刃及び下刃を上方から見た平面図であり、（Ｂ）は裁断終了時のギロチン型裁断機の上刃及び下刃の関係を示す要部の正面図であり、（Ｃ）は図１の３−３線断面図に相当する裁断終了時の断面図である。 第２の実施形態に係るギロチン型裁断機の要部の断面図である。

［第１の実施形態］
図１〜図７を用いて、本発明の第１の実施形態に係る、ギロチン型裁断機１０について説明する。
図１は本実施形態のギロチン型裁断機１０の概略構成を示す斜視図であり、図２は、下刃支持プレート及び下刃の平面図であり、図３（Ａ）は上刃及び下刃を上方から見た平面図であり、図３（Ｂ）はギロチン型裁断機１０の上刃及び下刃の関係を示す要部の正面図であり、図３（Ｃ）は図１の３−３線断面図であり、図３（Ｄ）は上刃及び下刃の右側面図である。

図１〜図３に示すように、本実施形態のギロチン型裁断機１０は、水平に配置され、正面視で左右方向（図面矢印Ａ方向）に延びる矩形の下刃支持プレート１２を備えている。なお、下刃支持プレート１２の上面は水平面となっている。

下刃支持プレート１２の背面（矢印Ｂ方向側の面）には、直線状に延び、一定幅、一定厚さに形成された固定刃としての長尺状の下刃１４が取り付けられている。
下刃１４の上端は、下刃支持プレート１２の上面と同一高さの位置にあり、下刃１４の背面（矢印Ｂ方向側）の上端角部には刃先１４Ａが形成されている。

図２に示すように、下刃支持プレート１２及び下刃１４を上方から見たときに、下刃１４は、刃先１４Ａが下刃支持プレート１２の長手方向（矢印Ａ方向、及び矢印Ａ方向とは反対方向）に対して、角度α°（後述する上刃２８との交差角α°と同じ）で傾斜するように下刃支持プレート１２に固定されている。

図１に示すように、この下刃支持プレート１２には、長手方向両端側に鉛直方向に延びる一対のスライドシャフト１６が立設されている。
これらのスライドシャフト１６は上端同士が矩形の上ベース１８で連結されている。

この下刃支持プレート１２と上ベース１８との間には、カッターフレーム２０が配置されている。
カッターフレーム２０には、リニアブッシュ２２が取り付けられており、このリニアブッシュ２２にスライドシャフト１６がスライド自在に挿通している。
このため、カッターフレーム２０は、スライドシャフト１６に上下方向に移動自在に支持されている。

上ベース１８の下面には、カッターフレーム２０を上下方向に移動させるための上下移動用シリンダ２４が軸方向を鉛直方向に向けて取り付けられている。上下移動用シリンダ２４のピストンロッド２４Ａは、先端がカッターフレーム２０に固定されている。
カッターフレーム２０の下側には、矢印Ａ方向及び矢印Ａ方向に沿って延びる矩形の上刃支持プレート２６が水平に配置されている。

図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、上刃支持プレート２６の矢印Ｂ方向側の側部には、下刃１４と対となり、上方から見て矢印Ａ方向及び矢印Ａ方向に沿って直線状に延びる一定厚さの移動刃としての上刃２８が取り付けられている。

図３（Ｂ），（Ｄ）に示すように、この上刃２８には、下側の前方（矢印Ｂ方向とは反対方向側）の角部に刃先２８Ａが形成されており、図３（Ｂ）に示すように、この刃先２８Ａは矢印Ａ方向側が下側となるように、水平方向に対して（下刃１４の刃先１４Ａに対して）角度（シャー角）β°で傾斜している。したがって、上刃２８の上下方向の幅は、矢印Ａ方向側が広く、矢印Ａ方向とは反対方向側が狭く形成されている。

また、上刃２８には、矢印Ｂ方向側とは反対方向側の矢印Ａ方向側の下側角部に、面取り状の逃げ２８Ｂが形成されている。この逃げ２８Ｂは、上刃２８を正面から見て三角形を呈している。

図１、及び図３（Ｃ）に示すように、上刃支持プレート２６の上面には、前後方向（矢印Ｂ方向）に沿って延び、断面略矩形とされた一対のスライドレール３０が取り付けられている。これらのスライドレール３０は、カッターフレーム２０の下面に接続ブラケット３１を介して取り付けられたリニアモーションベアリング３２に支持されている。このため、上刃支持プレート２６は、カッターフレーム２０に対して、前後方向（矢印Ｂ方向、及び矢印Ｂ方向とは反対方向。発明の接離方向。）にスムーズに移動自在となっている。
これらスライドレール３０とリニアモーションベアリング３２とで直線案内機構が構成されている。

カッターフレーム２０の前面（矢印Ｂ方向とは反対方向側の側部）には、シリンダ取付プレート３４が固定されている。シリンダ取付プレート３４には、エアシリンダである上刃与圧用シリンダ３６が水平に取り付けられている。

図１、及び図３（Ｃ）に示すように、上刃与圧用シリンダ３６のピストンロッド３６Ａは、スライドレール３０と平行に設けられており、先端が上刃支持プレート２６に取り付けられたブロック３８に固定されている。

図４の空気回路図に示すように、上刃与圧用シリンダ３６には、配管を介して電磁弁である２位置５ポート切替弁４０、圧力計４１、レギュレーター（減圧弁）４２、サイレンサ４４、エアタンク４６、エアコンプレッサー４８等を含んで構成される空気圧制御装置５０が接続されている。

ここで２位置５ポート切替弁４０のスプール（図示せず）が第１の位置に切り替えられている場合には、エアタンク４６の圧縮空気が上刃与圧用シリンダ３６の矢印Ｂ方向の第１の気室５２に作用し、上刃与圧用シリンダ３６の矢印Ｂ方向とは反対方向側の第２の気室５４は、大気に連通している。このため、図３（Ｃ）において、上刃与圧用シリンダ３６に連結された上刃支持プレート２６は矢印Ｂ方向とは反対方向に付勢される。

一方、２位置５ポート切替弁４０のスプール(図示せず）が第２の位置に切り替えられると、エアタンク４６の圧縮空気が上刃与圧用シリンダ３６の第２の気室５４に作用し、上刃与圧用シリンダ３６の第１の気室は大気に連通する。このため、図３（Ｃ）において、上刃与圧用シリンダ３６に連結された上刃支持プレート２６は、矢印Ｂ方向に付勢される。

(作用）
以下に本実施形態のギロチン型裁断機１０の作用を説明する。
（１） 図３には、ギロチン型裁断機１０の初期状態が示されている。
図３（Ａ）に示すように、ギロチン型裁断機１０は、初期状態において、下刃１４の上方に上刃２８が離間して配置されている。

ここで、ギロチン型裁断機１０で被裁断物５６を裁断する場合には、図３（Ｂ），（Ｃ）に示すように、下刃支持プレート１２の上に被裁断物５６を配置する。

また、被裁断物５６を裁断する際には、予め２位置５ポート切替弁４０のスプールを第１の位置に切り替え、上刃支持プレート２６を矢印Ｂ方向とは反対方向に付勢しておく。エアタンク４６と第１の気室５２との間にはレギュレーター４２が介在しているので、上刃与圧用シリンダ３６の第１の気室５２にレギュレーター４２で設定した所定の圧力を作用させることができ、これによって、上刃２８に対し、上刃２８を下刃１４に押圧する圧力、いわゆる与圧を付与することができる。

初期状態では、上刃支持プレート２６が矢印Ｂ方向とは反対方向に付勢されているので、図３（Ｃ）に示すように上刃支持プレート２６の矢印Ｂ方向とは反対方向側の端部がシリンダ取付プレート３４の側面に当接している。

（２） 初期状態では、図３（Ｄ）に示すように、上刃２８、及び下刃１４の矢印Ａ方向側の端部においては、下刃１４の刃先１４Ａが上刃２８の逃げ２８Ａに対応している。そして、上刃２８は矢印Ｂ方向とは反対方向に付勢されており、上刃２８と下刃１４とは交差角α°で交差し、かつ上刃２８の刃先２８Ａは矢印Ａ方向側が下側となるように、水平方向に対して角度β°で傾斜している。したがって、上下移動用シリンダ２４を駆動してカッターフレーム２０を下降させると、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように上刃２８は、下刃１４の刃先１４Ａに対して逃げ２８から接触し始める。

（３） カッターフレーム２０がさらに下降すると、図６（Ｂ）に示すように、上刃２８の刃先２８Ａと下刃１４の刃先１４Ａとの接触点Ｐは矢印Ａ方向とは反対方向へ移動し、被裁断物５６の裁断が進行する。図６（Ａ）に示すように、下刃１４と上刃２８とは上から見て交差角α°が付けられており、上刃２８の刃先２８Ａは矢印Ａ方向側が下側となるように水平方向に対して角度β°（図６（Ｂ）参照）で傾斜しているので、カッターフレーム２０が下降して接触点Ｐが矢印Ａ方向とは反対方向へ移動すると、上刃２８は下刃１４に押されて上刃２８の面外方向である矢印Ｂ方向へ平行移動する。
なお、上刃２８の面外方向とは、図６（Ｃ）に示すように、一定厚さの長尺の板状とされる上刃２８の側面２８Ｃに対して直交する方向、即ち、矢印Ｂ方向及び矢印Ｂ方向とは反対方向のことである。

上刃２８は、スライドレール３０の長手方向に沿って矢印Ｂ方向に平行に移動するので、上刃２８と下刃１４との交差角α°は上刃２８の位置によって変化することなく常に一定である。また、上刃２８は、上刃与圧用シリンダ３６で付勢され、上刃２８が一定の力で下刃１４の側面に押圧されるので、裁断箇所によって切れ味が変わる事が無い。

（４） カッターフレーム２０がさらに下降すると、前方から見て上刃２８と下刃１４とが完全に重なり、被裁断物５６の裁断が終了する（図７（Ｂ）参照）。
このように、本実施形態のギロチン型裁断機１０によれば、上刃２８を下降させることで、上刃２８と下刃１４とは交差角α°を一定に保ちつつ１点で接触すると共に、上刃２８に対して上刃与圧用シリンダ３６で一定の与圧が付与され、接触部分（接触点Ｐ）を刃先長手方向に移動させながら被裁断物５６の裁断が行われるので、上刃２８、及び下刃１４の寿命を長くすることができ、また、裁断初めから裁断終了まで良好に被裁断物５６の裁断を行うことができる。

なお、裁断を行わない時に、スライドレール３０に対してリニアモーションベアリング３２を与圧方向とは逆方向に移動させたり、往復移動させることで、リニアモーションベアリング３２の転動体(玉：図示せず）が接触する部分の油膜切れを防ぐ潤滑用の動作を行うことができ、これによってリニアモーションベアリング３２の耐久性を確保できる。リニアモーションベアリング３２を往復移動するには、２位置５ポート切替弁４０のスプールを第１の位置と第２の位置とに交互に切り替えれば良い。

本実施形態のギロチン型裁断機１０では、レギュレーター４２の設定値を変更するのみで、上刃２８の与圧を容易に変更することができる。また、上刃与圧用シリンダ３６を径の異なるものに変更することで上刃２８の与圧を変更することができる。
与圧は、上刃与圧用シリンダ３６のピストンの面積×空気圧で算出できる。
なお、上刃与圧用シリンダ３６の内圧が規定の圧力よりも上昇しないように、上刃与圧用シリンダ３６にリリーフ弁を連結しても良い。

上記実施形態では、上刃与圧用シリンダ３６の個数が１個であったが、上刃与圧用シリンダ３６の個数を増やして与圧を変更することもできる。
上刃２８の与圧の変更は任意に行うことができ、例えば、被裁断物５６の種類や、切れ味が低下した場合等に行うことができる。

［第２の実施形態］
次に、図８にしたがって、本発明の第２の実施形態に係るギロチン型裁断機１０を説明する。
図８に示すように、本実施形態のギロチン型裁断機１０では、上刃与圧用シリンダ３６の代わりに、定荷重ばね５８が用いられている。

定荷重ばね５８のドラム５８Ａから引き出されたスプリング５８Ｂの端部が軸６０を介してブロック３８に固定されている。この定荷重ばね５８のスプリング５８Ｂは、上刃支持プレート２６を一定の荷重で矢印Ｂ方向とは反対方向に付勢する。これにより、上刃２８に与圧を付与することができる。なお、定荷重ばね５８に代えてコイルばね等を用いることも出来る。

［その他の実施形態］
上記実施形態では、上刃与圧用シリンダ３６を空気圧で駆動したが、油圧シリンダ等の他の付勢手段を用いることも可能である。
上記実施形態では、上刃支持プレート２６の支持にリニアモーションベアリング３２とスライドレール３０を２組用いたが、上刃支持プレート２６を平行移動できれば１組であっても良い。

上記実施形態では、上刃支持プレート２６にスライドレール３０が連結され、カッターフレーム２０にリニアモーションベアリング３２が連結されていたが、リニアモーションベアリング３２とスライドレール３０とが逆に取り付けられていても良い。
上記実施形態では、上刃支持プレート２６の支持にリニアモーションベアリング３２とスライドレール３０を用いたが、本発明はこれに限らず、リニアブッシュと断面円形の軸等の他の直線案内機構（ガイド手段）を用いても良い。

上記実施形態では、リニアモーションベアリング３２とスライドレール３０を用いて上刃２８を矢印Ｂ方向及び矢印Ｂ方向とは反対方向に移動可能としたが、上刃２８を固定し、リニアモーションベアリング３２とスライドレール３０を用いて下刃１４を矢印Ｂ方向及び矢印Ｂ方向とは反対方向に移動可能な構成としても良い。この場合、下刃１４を上刃２８に押圧する様にエアシリンダで下刃１４に与圧を付与するように構成すれば良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ ギロチン型裁断機
１４ 下刃（固定刃）
２８ 上刃（移動刃）
３０ スライドレール（直線案内機構、ガイド手段、レール）
３２ リニアモーションベアリング（直線案内機構、ガイド手段、移動ブロック）
２６ 上刃支持プレート（ガイド手段）
３４ シリンダ取付プレート（ガイド手段）
３６ 上刃与圧用シリンダ（付勢手段、シリンダ）
５０ 空気圧制御装置（付勢手段、圧力付与手段）
α° 交差角度
β° シャー角

Claims (7)

1. 固定刃と、
   刃先が移動方向から見たときに前記固定刃の刃先に対して交差角度α°で交差し、かつシャー角度β°で傾斜しており、前記固定刃に対して前記移動方向に移動することで被裁断物の裁断を行う移動刃と、
   前記交差角度αを維持して前記固定刃と前記移動刃とを面外方向へ接離自在にガイドするガイド手段と、
   前記ガイド手段によってガイドされる前記固定刃と前記移動刃とを互いに接近する方向へ付勢する付勢手段と、
   を備えたギロチン型裁断機。
2. 前記ガイド手段は、前記固定刃と前記移動刃とを接離方向へ直線状に案内する直線案内機構である、請求項１に記載のギロチン型裁断機。
3. 前記直線案内機構は、直線状に延びるレールと、前記レールに沿って直線状に移動自在なリニアモーションベアリングとを含んで構成されている、請求項２に記載のギロチン型裁断機。
4. 前記付勢手段は、シリンダと、前記シリンダのピストンに対して一定の圧力を付与する圧力付与手段と、を有する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のギロチン型裁断機。
5. 前記圧力は空気圧である請求項４に記載のギロチン型裁断機。
6. 前記付勢手段は定荷重ばねである、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のギロチン型裁断機。
7. シャー角度β°で傾斜すると共に移動方向から見たときに固定刃の刃先に対して交差角度α°で交差した刃先を有する移動刃が、前記交差角度α°を維持して前記固定刃の前記刃先と一定の力で接触しながら被裁断物の裁断を行う裁断方法。

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