JPH09323287A - 段ボール等の切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】段ボールなどの切断加工に当たって、被切断物
の切断面をできるだけ圧潰することなく、綺麗に仕上
げ、且つ、刃物の摩耗を極力無くす。 【構成】刃先を結ぶ線が一直線になる鋸状の刃形を付け
た薄い回転刃物と、適宜な幅の溝を設けた受けロール
を、上記刃物の刃の一部が受けロールのの溝に入るよう
に配置して刃物を回転させ、刃物と受けロールとの間に
被切断物を走行させることにより被切断物を切断し、そ
の際の、被切断物の走行速度と回転刃物の周速の比であ
るＳ値を、ｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）より大きく、しかも上
限を1.2 ｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）とする範囲で可及的にｒ
／（ｒ−αｄ−ｅ）に近い値となるように調整する。
（ｒ：回転刃物の半径、αｄ：被切断物の切断時のみか
けの厚み、ｅ：刃物の受ロールとの噛み合い深さとす
る）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は段ボール等のような
シート状の被切断物の切断加工における切断方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】段ボールの切断方法の一つに、段ボール
の貼合時にその走行方向と平行に切断する方法としてス
リットカットがある。その具体的な内容として、一般に
用いられている方法は、ａ）図６に示すように上下に２
枚の回転する円形のナイフ５，６をその先端を摺り合せ
るように配置し、その間に段ボール等の被切断物３を走
行せしめて切断する、いわゆるシェアカット方法、ｂ）
摺り合せカットでなく一枚の鋭利なナイフを細い溝をそ
なえた受ロールの溝の中に先端が臨むように位置せし
め、ナイフを高速で回転して切断する方法で、丁度「サ
シミ庖丁」で引き切りで切るような状態でカットする方
法、ｃ）回転鋸状のもので高速回転で切断する方法等が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ａ）の方法は２枚
のナイフを互いに摺り合せて切断する為、厚みの薄い物
の切断では問題ないが、厚いものになるとその切断面は
押し潰すような現象をおこすことは避けられないという
問題がある。それを解決する為に、刃先を鋭角として、
圧潰現象を軽減せしめようとすると、二枚の刃先を摺り
合せる機構である為、ちょっと無理をすると刃先の摺り
合せが逆転して、いわゆる「いすかの嘴」のような現象
をおこし、刃先を損傷することになり、むやみに鋭角な
刃先形とすることは出来ないのが実状である。今、一般
の段ボール等のシートと異なり厚みが１５ｍｍ以上とな
るような３層段ボール等の厚いものをスリットカットす
る場合は、このようなシェアカットの方式で切断するこ
とは、切断部の圧潰現象がひどく、その上ひきちぎった
ような切断面となり、切断面の品質上問題が多い。

【０００４】また、上記ｂ）の方法はその切断面は非常
に鋭利に切断され、又押し潰し現象もなく理想的な切断
となるが、一方、刃物が鋭角で鋭利で且つ高速で回転切
断させる為、短時間の中に刃先が磨耗し切味が悪くなる
のはいなめない。その為、切断装置には刃物の上方部の
切断に邪魔にならない位置に研磨機構等をもうけ、時々
自動的に研磨し鋭利性を回復するような手段を備えるこ
とが要求される。

【０００５】更に、上記ｃ）の方法は刃物が鋸状であり
高速回転である為、被切断物の同一個所を何回となく通
過する結果、鋸特有の鋸屑が多量に出るし、且磨耗も早
く鋸状刃先の為、前述のような研磨機構が使えない等の
難点が多い。

【０００６】本発明は従来技術が有する上記問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とする処は、被切断物の
切断面をできるだけ圧潰することなく、綺麗に仕上げ、
且つ、刃物の摩耗を極力無くそうとするものである。本
発明について特に理解され無ければならないことは、被
切断物が３層段ボールのような厚みが１０ｍｍ以上、或
いは１５ｍｍ以上となると、一般のシェアカット方式の
スリッターでは綺麗に切断出来ないこと、又かかる厚み
の厚いものだけを切断するのでなく、薄いものも厚いも
のも厚みに関係なく綺麗に切断し、且刃物の磨耗を少く
するものでなくてはならない等の条件を満足させる方法
が提供されなければならないということである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の段ボールの切断方法では、鋸状の刃形を付
けた薄い回転刃物と、適宜な幅の溝を設けた受けロール
とを、上記刃物の刃の一部が受けロールの溝に入るよう
に配置して刃物を回転させると共に、刃物と受けロール
との間に被切断物を走行させることにより被切断物を切
断し、この際、被切断物の走行速度と回転刃物の周速と
の相対速度について、回転刃物の径、被切断物の厚み等
の可変条件に対し常に最適の条件を与えようとするもの
である。上記最適条件としては、被切断物の走行速度と
回転刃物の周速の比をＳ、回転刃物の半径をｒ、被切断
物の厚さをｄ、被切断物の圧縮度をα、ナイフの受ロー
ルとの噛み合い深さをｅとした場合、上記Ｓ値を、ｒ／
（ｒ−αｄ−ｅ）以下にならないよう、またｒ／（ｒ−
αｄ−ｅ）に可及的に近い値となるように調整すること
が望ましい。しかし、実際問題として、上記回転刃物の
半径ｒ、被切断物の厚さｄ、被切断物の圧縮度α、ナイ
フの受ロールとの噛み合い深さｅは状況が常に変化して
いる。即ち回転刃物の半径ｒは刃物の摩耗によって微妙
に変化するし、被切断物の厚さｄは常にある範囲に変動
するものであり、また被切断物の圧縮度αは被切断物の
材質によって変わる等、状況によってある範囲内で変化
する特徴を有していて、一定ではない。そのため被切断
物の走行速度と回転刃物の周速の比であるＳ値は状況に
よって絶えず変動させることになるが、実際問題として
は非常にやリ難い。一方、Ｓ値を多少変化させ、実際条
件の最低値と最高値の範囲内では、切断の効果及び切断
装置の摩耗や鋸屑の発生の変化を調べた結果、変化に大
きな差は生じないことが判明した。そこで、発明者らは
更に試験を行い、安全をとって実際の条件範囲の最高値
の20％増しを上限とする範囲でも十分機能するし、これ
により被切断物の切断具合や、切断装置の摩耗や、鋸屑
の発生にはほとんど差を生じないことを確認した。即
ち、絶えず変化する条件に正確に対応するため絶えずＳ
値を変化させるように安全側の範囲でＳ値を固定して操
作することで十分であるとの知見を得た。そこで、本発
明では被切断物の走行速度と回転刃物の周速の比である
Ｓ値を ｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）＜Ｓ≦1.2 ｒ／（ｒ−αｄ−ｅ） になるように調整することとするものである。

【０００８】

【作用】以上のように構成した本発明の段ボール等の切
断方法にあっては、基本的には上記ｂ）の方法と同様に
ナイフで引き切る切断が行われるが、ｂ）と違ってその
切断はゆっくりとした速さで行われる。しかも、回転刃
物の周速に対して被切断物の走行速度が速過ぎて、被切
断物の走行中に、被切断物が刃物に突き当たるような現
象も生じない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。図１において１は回転刃物、２は受けロール、３は
被切断物であるり、図では被切断物３として３層の段ボ
ールが示されている。回転刃物１は図３に示すように、
円形のナイフに刃先11を結ぶ線が一直線になる鋸状の刃
形を付けた、アサリの無い丸鋸状に形成されている。ま
た、受けロール２は周面に適当な幅の溝21を有してい
る。上記回転刃物１と受けロール２は夫々回転軸12，22
に取り付け固定されて、刃物１の刃11の一部が受けロー
ル２の溝21に入るように配置されている。被切断物３は
図示してはいない適当な送り込み装置により回転刃物１
と受けロール２との間に送入走行される。上記回転刃物
１と受けロール２夫々の回転軸12，22は不図示の駆動装
置により駆動されて、被切断物３の走行方向に回転され
る。尚、受けロール２の回転軸22は敢えて回転駆動させ
ず、回転フリーとすることも可能である。

【００１０】而して、被切断物３は回転刃物１と受けロ
ール２との間を走行することにより切断されることにな
るが、本発明ではこの際、被切断物３の走行速度と回転
刃物１の周速の比であるＳ値を最適に調整する。以下上
記Ｓ値の決定について説明する。

【００１１】回転刃物１の半径をｒ、被切断物３の厚さ
をｄ、刃物１の受ロール２との噛み合い深さをｅとする
と、図２においてＯＰ＝ｒ、ＡＢ＝ｄ、ＢＣ＝ｅとな
る。被切断物３は素材によって硬軟の硬さの差があり、
軟い素材程切断時に刃物１の先端にて押しつけられるよ
うな状態で変形する。その変形の度合を圧縮度としてα
で表せば切断時のみかけの厚みはαｄとなる。故にＡＢ
＝αｄとおきかえておく。

【００１２】今回転刃物１の先端の一点がＰ点にて被切
断物３に侵入する時の点Ｐ，Ｏを結ぶ線と、点Ｏ，Ｃを
結ぶ線により構成される角の角度＝θｏとし、Ｐ点から
Ｐｉへ回転した時の点Ｐi ，Ｏを結ぶ線と、点Ｏ，Ｃを
結ぶ線により構成される角の角度＝θｉとおき、Ｑ点で
今、回転刃物１の先端の一点が被切断物３から再び出る
時の点Ｑ，Ｏを結ぶ線と点Ｏ，Ｃを結ぶ線により構成さ
れる角の角度＝ψとおく、回転刃物１の先端の周速をＶ
とし、被切断物３の走行速度をｖとすれば、刃物１の先
端の一つがＰ点で被切断物３に侵入して移動する位置を
被切断物３との相対的位置関係をｘ，ｙとおき、Ｐを原
点としθを媒介変数とし、被切断物３の走行方向をｘ
軸、その直角方向をｙ軸とする座標系で表わせば、即
ち、 ｘ＝ｒ（θ／Ｓ−ｓｉｎθ）−Ｋ ……… ｙ＝（ｒ−αｄ−ｅ）−ｒｃｏｓθ ……… 但し、Ｓ＝Ｖ／ｖ Ｋ＝Ｐ点を原点とする換算係数 となる。

【００１３】これを具体的な例で示せば表１及びそれを
グラフとして示すと図４の如くなる。即ち、変化条件と
して、 ｒ：回転刃物１の半径 ｄ：被切断物３の厚み ｅ：回転刃物１と受ロール２の噛み合い深さ α：被切断物３の圧縮度 につき表１のような具体的な数値を与えることにより式
，よりｘ，ｙの値を得る。但し、その値は、Ｓ＝Ｖ
／ｖの値の決め方によって、表１、図４の如くｘ，ｙの
関係値が変化する。

【００１４】

【表１】

【００１５】この表１は表中に示す（１）〜（４）の各
Ｓの値により回転刃物１先端と被切断物３の相対位置の
関係を表としたものである。 （１）はＳ＝１にて回転刃物１の先端周速Ｖと被切断物
３の走行速度が等しい場合である。 （２）は回転刃物１の先端がＰ点より侵入し、Ｑ点で出
る間に被切断物３がＰ点よりＱ点の走行位置に移動した
場合である。 （３）はＰ点での回転刃物１の先端の被切断物３の走行
方向の分速が被切断物３の走行速度と等しい場合であ
る。 （４）はＳ＝∞の場合である。即ち、回転刃物１に高速
回転を与えて切断する場合である。 この各通りのＳの値の中、（３）のＳ＝１／ｃｏｓθｏ
より小さいＳ値の場合は、ｘの値に負の値が出る。即ち
切断中で回転刃物の先端のｘ軸方向への移動中に、被切
断物３の走行が大きい時点があらわれ刃物１に突き当る
現象となり、刃物１を破損するか又は被切断物３の走行
をさまたげるような状況となる。（３）のＳ値より大き
い（４）の場合は、切断走行に支障はないが、回転刃物
１の周速が早い為、刃物１の磨耗が早くなるし、鋸刃で
ある為、所謂鋸屑の発生が増し、切断環境を悪くする等
の問題が多くなる。この表１及び図５から、最も望まし
いＳ値として（３）の条件、即ちＳ＝１／ｃｏｓθｏ＝
ｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）の値より大きく、限りなく近いこ
とが望ましいことが判る。よって、本発明では段ボール
等の切断に際して、被切断物３の走行速度と回転刃物１
の周速の比であるＳ値をＳ＝ｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）より
大きく、かつｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）に可及的に近い値と
なるように調整するが、その上限はｒ／（ｒ−αｄ−
ｅ）の20％増しであるＳ＝1.2 ｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）と
する。Ｓ値の上限をｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）の20％増しと
したのは、この範囲内であれば被切断物の切断具合や、
切断装置の摩耗や、鋸屑の発生にはほとんど差を生じな
いことを、発明者らが試験により確認したためである。

【００１６】本発明方法の特徴は被切断物３の厚みのバ
リエーションに対し、又刃物条件であるｒ，ｅ等の変更
に対し簡単に最適Ｓ値を算出出来ることである。これま
で述べた切断に最適のＳ値は、回転刃物１の径、回転刃
物１と受ロール２の噛み合い深さ及び被切断物３の見か
けの厚さにより多様に変化するその関係を表２及び図５
にて表す。即ち、最適Ｓ値は回転刃物１の諸条件さえ決
まれば、被切断物３の見かけの厚さのみにより変化する
状況を示したものである。

【００１７】

【表２】

【００１８】因みに、ｒ＝１２０ｍｍ、ｄ＝１５ｍｍ、
ｅ＝２、α＝０．８の場合の最適値はＳ＝１．１３２と
なり、被切断物３の走行速度に対し、刃物１先端の周速
を１．１３２倍の速さに設定すればよいことになる。即
ち周速を走行速度より１３．２％早くしてやればよい。
このように、被切断物３の走行速度に対し刃物１の周速
を１３．２％だけ早くすることは走行速度を毎分１００
ｍとする場合、相対速度が１３．２ｍ／分と極めてゆっ
くりとした早さで切断するし、刃物１はむやみに磨耗が
ないことになる。

【００１９】このような相対速度の小さい条件で切断す
る為、刃物１が被切断物３に容易に喰い込みやすいよう
に、本発明では回転刃物１を図３のような鋸状刃とする
ことを特徴としている。

【００２０】

【効果】本発明は以上のように構成したので、下記する
ような効果を奏する。 （１）．基本的には被切断物をナイフで引き切る切断で
あるため、切断面は非常に鋭利に切断され、又押し潰し
現象もなく理想的な切断となる。 （２）．被切断物の走行速度と回転刃物の周速の相対速
度を必要最小限に、極めてゆっくりとした早さで切断す
るため、刃物の磨耗が殆どない。 （３）．回転刃物には刃先を結ぶ線が一直線になる鋸状
の刃形を付けてあるので、上記の如く相対速度の小さい
条件で切断するにも拘らず、被切断物に対する刃物の食
い込みがよい。 （４）．回転刃物１の半径：ｒ、被切断物３の厚さ：
ｄ、刃物１の受ロール２との噛み合い深さ：ｅにおい
て、被切断物の走行速度と回転刃物の周速の比であるＳ
値をｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）より大きくするので、回転刃
物の周速に対して被切断物の走行速度が速過ぎて、被切
断物が刃物に突き当たるような現象が発生する恐れがな
く、刃物の損傷を招いたり、被切断物の走行を妨げるよ
うな状況が生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の段ボール等の切断方法を示す斜視図。

【図２】本発明方法の原理を説明する説明図。

【図３】回転刃物の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）
は（ａ）のＡ部拡大図で回転図示して示している。

【図４】被切断物の走行速度と回転刃物の周速の比であ
る各Ｓ値の切断の軌跡を示すグラフ。

【図５】回転刃物の径と、被切断物の見かけの厚さと、
Ｓ値の関係を示すグラフ。

【図６】従来の段ボール等の切断方法の一例を示す斜視
図。

【符号の説明】

１：回転刃物 ２：受け
ロール ３：被切断物 11：刃先 21：溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円形のナイフに刃先を結ぶ線が一直線にな
   る鋸状の刃形を付けた薄い回転刃物と、適宜な幅の溝を
   設けた受けロールを上記刃物の刃の一部が受けロールの
   の溝に入るように配置して刃物を回転させ、刃物と受け
   ロールとの間に被切断物を走行させることにより被切断
   物を切断し、この際、被切断物の走行速度と回転刃物の
   周速の比であるＳ値を ｒ／（ｒ−αｄ−ｅ）＜Ｓ≦1.2 ｒ／（ｒ−αｄ−ｅ） になるように調整することを特徴とする段ボール等の切
   断方法。但し ｒ：回転刃物の半径 ｄ：被切断物の厚さ α：被切断物の圧縮度 ｅ：回転刃物の受けロールとの噛合い深さ