专利名称：吸收性物品的工件的切割装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种切割一次性尿布等吸收性物品的工件的切割装置。
背景技术：
以往，在一次性尿布等吸收性物品的生产线上，由无纺布等制成的工件在沿输送方向输送时，对该工件进行部分冲切(切除)、切割、或分割成单个产品。简单来说就是对工件进行切割。该工序由旋转模切装置进行。
该切割装置具有包括从外周面突出的刀片的切割辊和接收该刀片的平滑的砧辊 (anvil roller)。当切割棍和站棍在工件的输送方向上旋转时,工件通过这些棍之间的夹缝。由此切割工件。
在某些情况下，这种切割装置具有承座部。承座部是在切割辊外周面的两端部分沿圆周方向呈环状突起的环状突起部分。承座部具有通过接触砧辊的外周面，将旋转转矩从一个辊传递到另一个辊的功能。
在这种切割装置中，在下面的情况下会发生切割错误(切割故障)，即，因刀片的刀刃的变形，例如磨损、碎裂等而在刀刃与砧辊之间产生间隙时；或者由于刀刃的磨损而无法向工件施加切割工件所需的足够大的切割负载时。
过去，已经提出了各种各样的用于防止这种切割错误的技术方案。
例如，专利文献I记载了一种防止由于刀刃与砧辊的碰撞而引起的磨损和碎裂的技术，在切割辊的旋转方向上的刀片的不连续处，设置不进行切割的惰刀(idle blade)，由此缓和或减轻刀片的不连续处的附近部分在切割时的应力集中。
专利文献2也记载了一种防止由于切割辊与砧辊的弯曲而引起的切割故障的技术，从上方将直接按压辊压附在作为上辊的切割辊的承座部上，从下方将直接按压辊压附在作为下辊的砧辊上，由此减少切割时各辊的弯曲以保持良好的切割锋利度。
此外，专利文献3记载了一种防止由于承座部的热膨胀而引起的切割故障的技术，其中，在承座部的外周面上形成有用于散热的槽。
在先技术文件
专利文献
专利文献I :日本专利平11-188699A
专利文献2 日本专利2002-96290A
专利文献3 :日本专利2006-239815A发明内容
发明要解决的技术问题
然而，随着近年吸收性物品的生产设备的高速化，产生了即使应用上述技术仍旧无法有效防止刀片耐久性恶化的新问题。该问题起因于辊的动平衡不良所导致的旋转振动，以前，则因生产速度低且辊的转速慢等原因而不太明显。
但是，伴随着上述生产设备的高速化，辊的转速加快，旋转振动导致的切割刃碎裂和磨损容易发生。同时，近来，随着成人用尿布的普及，使用非常大的辊的制造设备也随之增加，这样的辊很重，因此更加助长和扩大了旋转振动。
鉴于上述以往的问题，本发明的目的是抑制或减少辊的旋转振动，实现刀片寿命的延长。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的主要方面是一种吸收性物品的工件的切割装置，该切割装置是对在输送方向上输送的吸收性物品的工件进行切割的切割装置，具有
切割辊，该切割辊具有从外周面突出的刀片；
砧辊，在该砧辊的外周面上接收所述刀片，所述砧辊的外周面与所述切割辊的外周面相对配置，
通过使所述切割辊和所述砧辊在所述输送方向上旋转，同时使所述工件通过所述切割辊与所述砧辊之间，所述切割辊和所述砧辊切割工件；和
动平衡修正部，该动平衡修正部用于修正所述切割辊和所述砧辊中的至少一个辊的动平衡，使Jis B0905所规定的平衡品质(mm/sec)在所述至少一个棍的旋转轴方向的一端的值与另一端的值之和小于或等于6。
通过本说明书的记载并参照附图，本发明其他特征将变得更加清楚。
发明效果
根据本发明，可以抑制或减少辊的旋转振动，实现刀片寿命的延长。
图IA是实施方式的切割装置10的示意性的主视图，图IB是切割装置10的示意性的侧视图。
图2是表示切割装置10冲切半成品Ia的示意性的俯视图。
图3A和图3B分别是切割辊20和砧辊40的主视图。
图4是切割辊20的旋转角位置和砧辊40的旋转角位置的说明图。
图5A是用于描述收集机构70的砧辊40的主视图，图5B是砧辊40的中心纵向截面图(沿图5C中线B-B剖取的截面图)，图5C是沿图5A中箭头C-C的视图。
图。
图。
1_3。
图6A是沿图3A中箭头VIa-VIa的视图，图6B是沿图3B中箭头VIb-VIb的视图。 图7A是用于描述动平衡校正方法的切割辊20的主视图，图7B是砧辊40的主视图8是表3中切割辊20与砧辊40之间的残余不平衡的所希望的位置关系的说明图9是表示用于调查平衡品质与刀片21寿命之间的关系的实验的实验标准的表图10是实验结果的曲线图。图11是双面平衡机的说明图。图12是修正配重Wcl和Wdi的计算方法的说明图。图13表示用来计算修正配重Wcl和W。，的测量数据以便描述计算实例的表4。
具体实施方式
通过本说明书以及附图的描述，可了解至少以下的内容。
一种用于切割沿输送方向输送的吸收性物品的工件的切割装置，包括
切割辊，该切割辊具有从外周面突出的刀片；
砧辊，在该砧辊的外周面上接收所述刀片，所述砧辊的外周面与所述切割辊的外周面相对配置，
通过使所述切割辊和所述砧辊在所述输送方向上旋转，同时使所述工件通过所述切割辊与所述砧辊之间，所述切割辊和所述砧辊切割工件；和
动平衡修正部，该动平衡修正部用于修正所述切割辊和所述砧辊中的至少一个辊的动平衡，使Jis B0905所规定的平衡品质(mm/sec)在所述至少一个棍的旋转轴方向的一端的值与另一端的值之和小于或等于6。
根据上述用于切割吸收性物品的工件的切割装置，至少一个辊受动平衡修正，从而使平衡品质的值之和小于或等于6。所以，能够相当大地减少辊的旋转振动，实现刀片寿命的延长。
在上述用于吸收性物品的工件的切割装置中，优选的是，
该切割装置还包括动平衡修正部，对于所述切割辊和所述砧辊，所述动平衡修正部用于修正切割辊和所述砧辊中的一方或两方的动平衡，使Jis B0905所规定的平衡品质在所述每一个辊子的旋转轴方向的一端的值与另一端的值之和小于或等于6。
根据上述用于切割吸收性物品的工件的切割装置，关于切割辊和砧辊两者，平衡品质的值之和小于或等于6。所以，能够相当大地减少两辊的旋转振动，由此能够可靠地实现刀片寿命的延长。
在上述用于吸收性物品的工件的切割装置中，优选的是，
所述切割辊和所述砧辊上下排列地配置，
所述切割辊绕旋转轴旋转的旋转方向与所述砧辊绕旋转轴旋转的旋转方向相反，
所述切割棍和所述站'棍在各自的外周面上具有彼此相对的规定基准位置，
以各自的规定基准位置为开始位置，所述切割辊与所述砧辊中的沿各自的旋转方向的位置与0°到360°旋转角位置对应，
当使所述工件通过所述切割辊和所述砧辊之间而切割工件时，所述切割辊和所述砧辊旋转以使它们的旋转角位置彼此相匹配，
基于使用JIS B7737中规定的双面平衡机测量的残余不平衡量，计算一端和另一端的平衡品质的值，
在将所述切割辊和所述砧辊中的一个设为第一辊，另一个设为第二辊的情况下，
与所述第一辊的一端的残余不平衡量有关的不平衡位置和与所述第一辊的另一端的残余不平衡量有关的不平衡位置都落在90°至270°旋转角位置的范围之内，并且，
与所述第二辊的一端的残余不平衡量有关的不平衡位置和与所述第二辊的另一端的残余不平衡量有关的不平衡位置都落在270°至360°或0°至90°旋转角位置的范围之内。
根据上述用于切割吸收性物品的工件的切割装置，能够使辊的残余不平衡量所导致的离心力的方向大体一致。换句话说，当切割辊的残余不平衡量所导致的离心力的方向向上时，砧辊的残余不平衡量所导致的离心力的方向也大体向上。并且，当切割辊的残余不平衡量所导致的离心力的方向向下时，砧辊的残余不平衡量所导致的离心力的方向也大体向下。因此，容易使切割辊与砧辊之间的距离保持基本恒定。所以，在规定的旋转角位置， 不容易发生例如周期性地强撞击之类的现象。因而，能够在切割辊的整个圆周产生均匀的切割负载。因此，能够使刀片或砧辊外周面的局部磨损等得到有效的抑制或减少，由此实现刀片寿命的延长。
在上述用于吸收性物品的工件的切割装置中，优选地，
动平衡被修正的辊具有表面层部和位于比该表面层部更靠内的芯部，所述表面层部和所述芯部由彼此不同的材料制成，
所述表面层部的硬度高于所述芯部的硬度，并且，
所述芯部在沿旋转轴的方向上的端面具有用来作为动平衡修正部的孔，
通过形成所述孔进行所述辊的动平衡修正。
根据上述用于切割吸收性物品的工件的切割装置，通过在硬度低的芯部的端面形成孔，能够容易地修正动平衡。
在上述用于吸收性物品的工件的切割装置中，优选地，
所述工件的切割是将所述工件的一部分冲切成规定的冲切形状，
对应于所述冲切形状，所述刀片在所述切割辊的外周面上限定闭合区域，
通过在所述端面形成孔而修正平衡的所述辊为所述砧辊，
所述砧辊在外周面的区域上具有多个用于吸气的通气孔，该区域面向所述刀片的所述闭合区域，并且，
在所述砧辊内部沿旋转轴具有气流路径，所述砧辊一端的端面连接于所述通气孔，所述气流路径与所述通气孔连通，并从所述通气孔吸气。
根据上述用于切割吸收性物品的工件的切割装置，能够有效地获得上述的优点。 详细如下。砧辊具有在内部形成的通气孔和气流路径，导致不能获得动平衡，可能诱发较大的旋转振动。另外，气流路径的端部位于辊的端面上。所以，作为动平衡修正部的盘状平衡配重附着于辊的端面上，这可能堵塞气流路径，使得难以将平衡配重附着于端面。也就是说，使用平衡配重进行动平衡修正是很困难的。但是，依照上述配置，砧辊的端面的芯部硬度低，因而可以直接机加工。所以，通过直接形成孔，可以不使用平衡配重而进行动平衡修正，因此，能够有效地获得上述的优点。
(实施方式)
图IA和图IB是实施方式的切割装置10的说明图，其中，图IA是切割装置10的示意性的主视图，图IB是切割装置10的示意性的侧视图。图2示出了切割装置10冲切半成品Ia的不意性俯视图。
如图2所示，切割装置10在作为吸收性物品的一个例子的短裤型成人用一次性尿布I的生产线中使用。在该例子中，切割装置10以尿布I的产品间距Pl在半成品Ia (相当于工件)上冲切出尿布I的腿围开口 lh，该半成品Ia是在输送方向上被连续输送的由无纺布等制成的柔软的连续片状构件。
然而，半成品Ia不限于连续片状构件。也就是说，半成品Ia也可以被分成相当于尿布I的成品的单位，然后将这些分开的单位分别进行输送。在这种情况下，作为输送半成品Ia的输送机构，可以使用吸力输送机(在其载置面具有吸附功能的带式输送机)等来取代输送辊101。此外，半成品Ia的切割方式不限于冲切。可将连续片状构件切割成成品，或者可将半成品Ia部分切割。
在下面的说明书中，将这种半成品Ia的输送方向称为“MD方向”，并且在与MD方向正交的方向中，将半成品Ia的非厚度方向的方向(即，在半成品Ia为连续片状构件的情况中是该片状构件的宽度方向)称为“CD方向”。此外,关于CD方向,将其一侧称为左侧(L 侧)，另一侧称为右侧(R侧)。
如图IA和图IB所示，切割装置10包括作为上辊的切割辊20，该切割辊20以可绕着平行于CD方向的旋转轴C20旋转的方式受到轴承构件12支承；作为下辊的砧辊40， 该砧辊40被配置在切割辊20的下方，以可绕着平行于CD方向的旋转轴C40旋转的方式受到轴承构件14支承；驱动机构60，该驱动机构60用于驱动该一对上下辊20和40旋转；以及，收集机构70，该收集机构70将由半成品Ia冲切出的冲切碎片从半成品Ia分离并收集。
在半成品Ia上的腿围开口 Ih以如下方式被冲切在半成品Ia (在图IA和图IB 中未示出)沿作为输送方向的MD方向通过在MD方向上相互驱动旋转的切割辊20与砧辊 40之间的夹缝时，由切割辊20的外周面20s上的刀片21与砧辊40的外周面40s夹住半成品la。通过收集机构70，冲切所产生的冲切碎片从半成品Ia分离并且排出至生产线外。 这里，当如上所述那样切割辊20和砧辊40沿MD方向相互旋转时，绕着切割辊20的旋转轴 C20的旋转方向(在所示的例子中为逆时针方向)与绕着砧辊40的旋转轴C40的旋转方向 (在所示的例子中为顺时针方向)彼此相反。下面将描述部件20、40、60和70。
图3A和图3B分别是切割辊20和砧辊40的主视图。
切割辊20包括作为辊主体的辊体部22和在辊体部22的⑶方向上的两端同轴地突出形成的小径部23。上述轴承构件12分别配置在小径部23上。刀片21设置在辊体部22的外周面20s上。刀片21从外周面20s突出，刀片21具有与腿围开口 Ih的形状对应的形状，腿围开口 Ih的形状是片材需要被冲切的形状。所以，刀片21在外周面20s上限定了对应于腿围开口 Ih的形状的闭合区域A21。以下，该闭合区域A21也被称为刀片限定区域A21。
此外，刀片21边缘的回转半径设定为例如大体等于将尿布I的产品间距Pl除以 2ji (JI值的2倍)后的值。所以，当切割辊20旋转一次，半成品Ia在MD方向上移动对应于一件产品的长度Pl的距离。
在有些情况下，如图3A所示，可以在辊体部22的外周面20s上设置承座部25。承座部25是分别设置在辊体部22的CD方向上的两端部分的大径部。在切割装置10稳定运行期间，承座部25压接在砧辊40的外周面40s上。该承座部25的周面(压接于砧辊40的表面)的半径设定为等于例如刀片21边缘的回转半径的值，或者设定为比该回转半径小的值，差值为由切割时的切割负载引起的刀片21的扭曲量或变形量的值。需要注意的是，该值不限于这些值，只要承座部25能够压接在砧辊40的外周面40s上，不会削弱刀片21的切割性能即可。例如，承座部25的周面的半径可以大于刀片21的回转半径。
同样地，砧辊40包括作为辊主体的辊体部42和在辊体部42的⑶方向上的两端同轴地突出形成的小径部43。上述轴承构件14分别配置在小径部43上。辊体部42为平辊形式，辊体部42的外周面40s在整个CD方向上都是平的。也就是说，在该例子中，辊体部42的半径在CD方向上的整个长度上基本上都是恒定的。需要注意的是，辊体部42的外周面40s的辊型(轮廓)也可以不是平的，只要不会削弱刀片21的切割性能或在承座部25 上的压接性即可。
此外，多个通气孔45形成于辊体部42的外周面40s的规定区域A45。通气孔45 作为收集从半成品Ia冲切下来的冲切碎片的收集机构70的一部分发挥作用。这将在下面对收集机构70论述时进行描述。
切割辊20和砧辊40如上所述通过液压缸17、17等的压接机构，在辊体部22、42 彼此压接。这将参照图IA和图IB进行详细描述。切割装置10具有用于支承切割辊20和石占棍40的壳体构件15。壳体构件15具有在CD方向上的两侧分别直立设置的大体呈矩形的一对框架构件15a、15a。在各框架构件15a的内侧，切割辊20的小径部23与砧辊40的小径部43上下排列地设置，使得这些小径部分别安装到轴承构件12、14上。此外，液压缸 17、17分别设置在砧辊40的轴承构件14、14与相应的框架构件15a、15a之间。通过这些液压缸17、17的动作，砧辊40经由轴承构件14、14可上下移动地被支承。因此，如果适当设定使液压缸17、17动作的液压流体的液压，切割辊20和砧辊40从框架构件15a、15a接收反作用力，并通过对应于液压的压接力彼此在辊体部22、42上压接。需要注意的是，液压缸 17可以设置在切割辊20的轴承构件12、12与相应的框架构件15a、15a之间。还应当注意的是，也可以使用气缸或进给螺旋机构取代液压缸17作为压接机构。
驱动机构60包括作为驱动源的马达(未示出);耦合器61，例如万向节，该耦合器 61将马达的驱动转轴和切割辊20的一端同轴耦合，使得马达的驱动旋转力传递给切割辊20；以及，驱动传动齿轮63，该驱动传动齿轮63通过将切割辊20的旋转驱动力传递给砧辊 40来旋转驱动砧辊40。驱动传动齿轮63分别设置在切割辊20的小径部23的一端和砧辊 40的小径部43的一端。当这些齿轮63彼此啮合时，旋转驱动力被传递给砧辊40。
这里，传动比(旋转比)是1:1，因而，切割辊20和砧辊40以相同转速旋转。而且， 切割辊20的刀片21的回转半径和砧辊40的辊体部42的半径设定为彼此相等。
因此，如图4所示，一旦齿轮63彼此啮合而使得切割辊20与砧辊40在圆周方向 (旋转方向)上在相应的基准位置P20和P40彼此压接，则对应关系确定，使辊20和40始终在圆周方向的相同部位彼此压接。例如，如图4所示，假设将从切割辊20的规定基准位置 P20向旋转方向的下游侧偏离Θ度的位置定义为切割辊20的θ°旋转角位置，以及将从砧辊40的规定基准位置Ρ40向旋转方向的下游侧偏离Θ度的位置定义为砧辊40的Θ ° 旋转角位置。那么，切割辊20在相应的45°旋转角位置被压接在砧辊40的45°旋转角位置上，切割辊20在90°旋转角位置被压接在砧辊40的90°旋转角位置上。这个关系适用于任意从0°到360°的旋转角位置。只要驱动传动齿轮63之间的啮合未解除，就保持这种接触位置的对应关系。这也与下面将描述的收集机构70有关。作为基准位置Ρ20和Ρ40 的例子，可以使用图4中所示的下列位置，S卩，刀片限定区域Α21的中心线上的位置以及砧棍40的外周面40s上的相应位置。但是,也可以使用其他位置。
图5A到图5C是表示收集机构70的说明图。图5A是砧辊40的主视图，图5B是砧辊40的中心纵向截面图(沿图5C中线B-B剖取的横截面图)，图5C是沿图5A中箭头C-C 的视图。
收集机构70包括多个通气孔45、45···，该通气孔45、45···形成在砧辊40的辊体部 42的外周面40s上。通气孔45、45···以如下方式配置进行吸气，将利用切割辊20的刀片21从半成品Ia上冲切下来冲切碎片从半成品分离，将这些冲切碎片保持在砧辊40的外周面40s上，而且，在分离之后的适当时刻，通过排气从外周面40s上移除这些冲切碎片。
更具体地说，如图5B所示，通气孔45、45···与在砧辊40内部沿⑶方向上形成的气流路径47、47…连通，气流路径47、47…达到砧辊40的辊体部42的一端面42a。在该端面 42a附近放置有吸气排气鼓72 ;根据砧辊40在旋转方向上的位置，该吸气排气鼓72向气流路径47、47···供气，或者从气流路径47、47…吸气。例如，吸气排气鼓72在图4所示的在砧辊40的旋转方向上与切割辊20相对的上半部的整个范围内，从气流路径47吸气。另一方面，吸气排气鼓72在不与切割辊20相对的下半部的整个范围内，向气流路径47供气。因而，当砧辊40的通气孔45在通过上半部范围时进行吸气，从而使从半成品Ia冲切下来的冲切碎片与半成品Ia分离并保持在外周面40s上。然后，当通过下半部范围时，通气孔45 向冲切碎片排气，从而使保持在外周面40s上的冲切碎片从外周面40s移除，落入适当的收集箱(未示出)内。
如图5A所不,通气孔45、45…被布置为对应于站棍40的外周面40s上的将要被冲切的腿围开口 Ih的形状。因而，通气孔布置区域A45 (参见由虚线围绕的区域)形成在外周面40s的⑶方向的大体中央处。在砧辊40的圆周方向，通气孔布置区域A45仅存在于大约半圆周区域，而不存在于剩下的大约半圆周区域。这是因为，如图2所示，半成品Ia的腿围开口 Ih占据单个产品在MD方向上的大约一半的区域。
通气孔布置区域A45与切割辊20的刀片限定区域A21的旋转角位置之间的对应是通过驱动传动齿轮63之间的啮合而确定的。因而，当通气孔布置区域A45通过接触位置时，它总是能够面向切割辊20的刀片限定区域A21，这能够确保刀片21冲切下来的冲切碎片保持在通气孔布置区域A45上。
(切割辊20和砧辊40的动平衡修正)
从刀片21寿命延长的观点出发，对切割辊20和砧辊40的动平衡进行修正是有必要的。换句话说，必须将各辊20 (40)的重心设置为尽可能靠近它本身的旋转轴C20 (C40) 以与旋转轴一致。理由如下如果重心远离旋转轴C20 (C40)，则辊20 (40)旋转期间将会振动，因此刀片21局部地激烈撞击砧辊40的外周面40s，造成刀片21碎裂、磨损等，缩短其寿命。
另外，该实施方式的切割装置10中重心的偏移是由下列原因引起的对于切割辊 20而言，刀片21相对于旋转轴C20非对称设置，对于砧辊40而言，通气孔45和气流路径 47如上所述相对于旋转轴C40非对称地形成。
动平衡的指标是JIS B0905中定义的“平衡品质”,在本实施方式中，参考“平衡品质”的概念，在本实施方式中，根据需要修正辊20或40的动平衡，使切割辊20及砧辊40两者的平衡品质在CD方向的一端的值与另一端的值之和小于或等于6。
通过上述修正，抑制或减少切割辊20和砧辊40的旋转振动，容许刀片21的寿命被大体延长至最长水平。上述和小于或等于6时，寿命被大体延长至最长水平的理由将在后面说明。
下面说明计算平衡品质的方法。根据JIS B0905，平衡品质定义成下面的公式I。
平衡品质(mm/sec)=eX ω
=eX2 3 Xn/60
=eXn/9. 55. . . (I)
上述等式中，ω是旋转角速度(rad/sec), n是棍的转速(mirT1), e是不平衡度(质量偏心距离)(mm)。
棍的转速η是由切割棍20与站棍40冲切半成品Ia时的最大转速，即稳定运转时 (生产时)的最大转速。
不平衡度e使用不平衡U (kg*m)与棍质量M (kg)由下面的公式2表示。
不平衡度e (mm_1)=U/M. . . (2)
进一步地，不平衡U由下面的公式3表示。
不平衡U (kg · m)=残余不平衡量(kg) X平衡修正半径(mm) .. . (3)
将公式2及公式3依次代入公式1，平衡品质如以下公式4所示。
平衡品质(mm/sec)= (U/M) Xn/9. 55
=残余不平衡量X平衡修正半径/ΜΧη/9·55. . . (4)
残余不平衡量(kg)是使用JIS B7737所规定的双面平衡机，对辊的⑶方向的一端以及另一端分别进行测量而获得的。将在后面描述使用双面平衡机测量残余不平衡量等的方法。
关于平衡修正半径的值，对于切割辊20而言，设定为刀片21的刀刃的回转半径， 对于砧辊40而言，设定为辊体部42的半径。这是因为，由于旋转振动造成的问题在于辊表面。也就是说，切割辊20的刀刃与砧辊40的辊体部42与通过这些辊20和40之间的半成品Ia接触而进行切割，因此，利用切割辊20的刀刃的回转半径与砧辊40的辊体部42的半径进行计算，能够检测使用辊20和辊40切割半成品Ia时的振动。
将测量出的残余不平衡量或平衡修正半径代入公式4，分别对CD方向的一端以及另一端确定所执行计算的辊的平衡品质。一端以及另一端的平衡品质的和，可作为本实施方式有关的动平衡指标即上述和而被求出。
例如，以后述表I (参见图9)的动平衡修正前的砧辊40的情况，说明计算的具体例。表I中显示了需要计算的下列值一端(L侧)以及另一端(R侧)的残余不平衡量和平衡修正半径；辊质量；以及，辊转速。将这些值代入公式4，表I中砧辊40的一端以及另一端的平衡品质计算如下。
一端的平衡品质(mm/sec) =1. 203X95/300X200/9. 55=7. 98 (mm/sec)
另一端的平衡品质(mm/sec)=0. 605X95/300X200/9. 55=4. 01 (mm/sec)
由此求出一端以及另一端的平衡品质的和为11. 99 (=7.98+4.01)。
然后，对上述和的值超过6的辊进行动平衡修正，对于两辊20和40使该和的值变得小于或等于6。由此实现本实施方式延长刀片21寿命的切割装置10。
动平衡修正以下面的方式执行。图6A是沿图3A中箭头VIa-VIa的视图，是显不了修正的说明图。图6B是沿图3B中箭头VIb-VIb的视图。需要注意的是，虽然以切割辊 20为例对要修正的辊进行说明，但在砧辊40的情况下可以获得同样的结果。
首先，如图3A所示，当辊20将被修正时，平衡配重50和50分别安装在辊20的辊体部22的⑶方向上的两端面22a和22a上。具体地说，如图6A所示，平衡配重50为例如具有正圆形状的金属盘。在其平面中心部形成有与圆心C50同心的通孔50h。所以，如图3A 所示，辊20的小径部23分别装配到通孔50h中，平衡配重50抵靠在辊体部22的端面22a。 在该状态下，将平衡配重50螺接到小径部23上，由此将平衡配重50 —体固定于辊20。
然后，如图6A所示，基于⑶方向上一端的残余不平衡量，在该一端的平衡配重50 进行钻孔来形成孔57 (相当于动平衡修正部)，由此修正动平衡。也就是说，在与检测出残余不平衡量的旋转角位置(下面还称为不平衡位置)对应的平衡配重50的一部分上形成孔 57。从而，将该旋转角位置的质量选择性地除去，由此进行CD方向上的该一端的动平衡修正。例如，对于图9中表I而言，该一端侧即左侧的残余不平衡量位于355°旋转角位置。 所以，孔57形成在平衡配重50的355°旋转角位置的部分。
对于CD方向上的另一端(右侧)，使用同样的方法，根据另一端(右侧)的残余不平衡量和不平衡位置，在另一端(右侧)的平衡配重50上形成孔57来修正动平衡。
另外，如前面参照图4所述的那样，与上述不平衡位置有关的旋转角位置是在辊 20 (40)上以规定基准位置P20 (P40)为起点沿辊20 (40)的旋转方向依次赋值的0°至 360°的角坐标所标示的位置。同样如前所述，当例如切割辊20的旋转方向为逆时针方向时，砧辊40的旋转方向为顺时针方向。也就是说，旋转方向彼此相反。此外，同样如前所述， 在稳定工作期间，旋转的切割辊20和砧辊40总是在它们相应的旋转角位置、例如基准位置 P20和P40彼此压接。
然后，将辊20设置于双面平衡机，对辊20的CD方向上的左右两侧的平衡品质再次进行测量。如果所测量的平衡品质的值之和小于或等于6，则修正结束。如果和超过6， 再次执行上述的动平衡修正，重复该操作，直到平衡品质的值之和变为小于或等于6。
根据需要，对切割辊20和砧辊40中的至少一个执行动平衡修正。对于两辊20和 40，当平衡品质的值之和变为小于或等于6时，则可得到本实施方式的切割装置10。
换句话说，切割辊20和砧辊40两者不一定都是需要进行动平衡修正的辊，只对其中任一个执行修正就足够了。例如，如果其中一个辊在无动平衡修正的情况下满足平衡品质的值之和小于或等于6的要求，则可以只对不满足要求的另一个辊通过形成动平衡修正部57来修正动平衡即可。
根据辊的结构，可以不使用平衡配重50。在这种情况下，通过对辊体部22 (42)的端面22a (42a)直接钻孔，也可以修正动平衡。图7A和图7B是这种修正的说明图，图7A 是切割辊20的主视图，图7B是砧辊40的主视图。
例如，假定辊20 (40)包括:轴122 (142)，该轴122 (142)为在其内部包括旋转轴 C20 (C40)的圆柱形的芯部；表面层部124 (144)，该表面层部124 (144)将轴122 (142) 的外周面大体均匀地包覆而一体设置。在这种情况下，如果轴122 (142)由硬度比表面层部124 (144)低的材料制成，则可对在辊体部22 (42)的端面22a (42a)上露出的轴122 (142)的面进行直接钻孔而形成孔57 (相当于动平衡修正部)来修正动平衡。通过这样的辊结构，无需对硬度高的表面层部124 (144)进行钻孔。这使得修正操作容易。
表面层部124 (144)具有高硬度的理由是，切割辊20的刀片21的耐久性提高，并且砧辊40在其外周面40s上接收刀片21。
下面将更加详细地说明辊结构。在本实施方式的情况下，切割辊20的构造如下。 使用SCM440制成的圆柱体作为其轴122。在轴122的CD方向上的中间部分，装配有具有刀片21的硬金属制套筒124a，作为表面层部124。在中间部分的两侧，装配有SKDll制成的套筒124b。此外，在套筒124b的外侧，装配有硬金属制环构件124c，作为表面层部124，环构件124c成为承座部25。同样，砧辊40构造如下。使用SCM440制成的圆柱体作为砧辊 40的轴142。在轴142的⑶方向上的中间部分，装配有硬金属制套筒144a，作为表面层部 144，套筒144a成为刀片接收器。在中间部分的两侧，装配有SKDll制成的套筒144b。此外，在套筒144b的外侧，装配有硬金属制环构件144c，作为表面层部144，环构件144c成为接收承座部25的部分。
因此，对于切割辊20和砧辊40两者，在辊体部22 (42)的端面22a (42a)上露出了由硬度比硬金属低的SCM440制成的轴122 (142)。这使得比较容易通过对端面22a (42a)钻孔而形成作为动平衡修正部的孔57。
关于上述装配，基本上可将套筒124a和124b (144a和144b)以及环构件124c (144c)全部通过过盈配合的方式固定于轴122 (142)。然而，由SKDll制成的套筒124b (144b)，可通过间隙配合或过渡配合、然后通过螺旋紧固而固定于轴122 (142)。
此外，如果使用对该辊体部22 (42)的端面22a (42a)进行直接钻孔而形成孔57 的方法，特别是对于砧辊40，其动平衡的修正将格外容易进行。理由如下。参照图5A和图 5B如前所述,对于站棍40而言，吸气排气鼓72与棍体部42的一端面42a相对配置。所以， 如果抵靠在辊体部42的该一端面42a地设置平衡配重50，平衡配重50将与吸气排气鼓72 干涉，需要改进吸气排气鼓72。因此，对于砧辊40而言，如上所述使用直接在辊体部42的端面42a上形成孔57的方法尤为有利。在本实施方式的切割装置10中，如图3B和图6B所示，砧辊40的在CD方向上的左侧的动平衡修正以此方法进行。也就是说，在辊体部42的端面42a上直接形成孔57，作为动平衡修正部57。但是，根据不平衡位置，在端面42a形成动平衡修正部57时，动平衡修正部57可能会与任意的气流路径47的位置干涉。在这样的情况下，如图6B的虚线所示，动平衡修正部57可形成在端面42a的相对于气流路径47的位置位于径向内侧的位置处。
根据图3B的上述构造，其中只在⑶方向上的右侧设置平衡配重50，左右两侧的重量平衡变差。但是，重量平衡对旋转振动的影响相对较小，不会引起大的问题。
当然，在某些情况下，平衡配重50可用于砧辊40。在这样的情况下，设置改进的平衡配重，该改进的平衡配重在平衡配重50中的与辊体部42的气流路径47、47···对应的位置，形成有与该气流路径47、47···连通的通孔，而且平衡配重50不会干涉吸气排气鼓72。
在上述双面平衡机中，随着残余不平衡量的测量，该残余不平衡量所在位置的旋转角位置即不平衡位置也被测量(例如，参见图9的表I至表3)。优选地，动平衡修正之后的不平衡位置应具有如下的位置关系。
假定，切割辊20和砧辊40中的一个辊20 (40)是第一辊，另一个辊40 (20)是第二辊。对于第一辊20 (40)，⑶方向上的一端的残余不平衡量的不平衡位置及另一端的残余不平衡量的不平衡位置两者都在90° -270°旋转角位置的范围内，对于第二辊40(20)， CD方向上的一端的残余不平衡量的不平衡位置及另一端的残余不平衡量的不平衡位置两者都在270° -360°或0° -90°旋转角位置的范围内。
由于具有这样的位置关系，能够使由于辊20和40的残余不平衡量所导致的离心力的方向大体相同。从而抵消辊20和40的旋转振动对切割负载的影响。
例如，对于图9中的表3而言，辊20和40的残余不平衡的位置具有图8所示的位置关系，满足如上所述的位置关系。在这样的位置关系下，当由切割辊20的残余不平衡量所导致的离心力的方向向下时，由砧辊40的残余不平衡量所导致的离心力的方向也大体向下。同样，当由切割辊20的残余不平衡量所导致的离心力的方向向上时，由砧辊40的残余不平衡量所导致的离心力的方向也大体向上。因而，容易使切割辊20与砧辊40之间的距离保持基本恒定。所以，在规定的旋转角位置，不容易发生例如周期性地强撞击之类的现象。因而，能够在切割辊20的整个圆周产生均匀的切割负载。因此，能够使刀片21或砧辊 40的外周面40s的局部磨损等得到有效的抑制或减少，由此实现刀片21等的寿命的延长。 而且，也不易发生切割错误。
(平衡品质之和与刀片21寿命之间的关系)
下面将针对平衡品质之和与刀片21寿命之间的关系进行描述。为了检验此关系而进行实验。
首先，将描述实验方法。图9中的表I至表3显示了实验标准，其中平衡品质值之和在三个标准之间进行实验。
表I显示了第一标准中辊20和40的规格。在第一标准中，没有进行动平衡修正。 测量这些辊20和40的平衡品质值之和，结果是，切割辊20为I. 68，砧辊40为11. 99，如表 I右部分所示。
表2显示了第二标准中辊20和40的规格。在第二标准中，只对第一标准中的辊20 和40中的砧辊40进行动平衡修正。砧辊40的平衡品质值之和在动平衡修正之后是6. 13， 如表2右部分所示。
表3显示了第三标准中辊20和40的规格。在第三标准中，对第二标准中的两辊 20和40都进行动平衡修正。测量动平衡修正之后平衡品质值之和，结果是，切割辊20为 O. 04，砧辊40为I. 12，如表3右部分所示。
这些实验标准可以被认为是虽然切割辊20的平衡品质值之和基本上保持为不会引起旋转振动问题的水平的固定值(I. 68,1. 68和O. 04)，但是砧辊40的平衡品质值之和却在三个标准间明显不同(11. 99,6. 13和I. 12)。换句话说，在这些实验标准中，只通过改变其中一个辊40的平衡品质值之和，就可以评估该和对辊寿命的影响。
同时，刀片21寿命用下列方式评估。在各个实验标准中，辊20和40都安装在切割装置10内，切割装置10实际上连续地从半成品Ia冲切出腿围开口 lh。评估是基于两件或更多件产品连续发生切割错误的时间点的累积切割次数进行的。
然而，在上述评估中，液压缸17的液压值在实验开始时被设定成稳定工作期间使用的设定值。每当发生切割错误时，液压值都会上升至不再发生切割错误的水平。最终在使液压值上升至上限值后，将两件或更多件产品连续发生切割错误时的时间点的累积切割次数，作为待评估的累积切割次数，即刀片寿命。作为半成品la，由两片无纺布叠置并粘合在一起而形成，该无纺布由单位面积重量为20-50 (g/m2)的聚丙烯纤维构成。
图10为表示实验结果的曲线图，其中横轴表示平衡品质值之和，纵轴表示累积切割次数。需要注意的是，作为该曲线图中描绘的平衡品质之和的值，由于上述原因，使用砧棍40的平衡品质值之和。
从图10的曲线图可以发现，平衡品质值之和越小，刀片21的寿命越长。还可以发现，在该和的值为“6”附近，寿命大体恒定，也就是说，在小于或等于6的范围内，寿命的延长效果已经达到最大化。所以，可以认为，通过修正动平衡而使得平衡品质值之和变为小于或等于6，寿命可延长至最长水平。
比较图9中的表2和表3，切割辊20的平衡品质是不同的一个是I. 68，另一个是 O. 04。尽管存在这样的差别，但刀片21的寿命几乎没有改变，即，只是从1300万件改变为 1400万件；寿命基本已达到最大化。换句话说，I. 68和O. 04之间的差别对寿命的影响被认为是很小的。
因此，可以确定无疑地认为，图10的曲线图是将切割辊20的平衡品质的条件基本上确定为其影响较小的1.68 (或者是在平衡品质的影响较小的1.68以下)，而仅使砧辊40 的平衡品质的条件在11. 99,6. 13,1. 12这三个标准间变化的实验结果。此外，由于旋转振动对寿命造成的影响可视为在切割辊20与砧辊40之间为等效的，故上述的倾向也可适用于切割辊20。所以，可以认为如下做法是恰当的，S卩，依据该曲线图表，评估每个辊的平衡品质值之和对刀片21的寿命所造成的影响。
(残余不平衡量和不平衡位置的测量方法)
下面，对利用双面平衡机进行的残余不平衡量及不平衡位置的测量的方法进行描述。
对于上述测量，使用JIS B7737中规定的双面平衡机。作为这种机器的一个例子， 列举出Akashi公司(Mitutoyo公司)的力检测型动平衡机(型号GH-528C_C1 )。该机器为所谓的挠性型，其中，待测量的辊旋转的同时被软支承轴承支承，由此测量旋转的辊的竖直振动，然后再换算成残余不平衡量等。
更具体地说，首先，将平衡修正半径输入机器。然后，如图11的主视图所示，通过前述软支承轴承91，待测量的辊40在辊40的两端的小径部43处(被轴承构件14所支承的部分)被可旋转地支承。然后，通过安装于该机器上的马达(未示出)使辊40以前述的转速η绕着旋转轴C40旋转；由于不平衡，辊40产生竖直振动。由相对于小径部43的外周面配置的振动计93检测该竖直振动。将所检测出的竖直振动由计算机(未示出)进行运算，换算成L侧端面42a的位置的竖直振动以及R侧端面22a的位置的竖直振动。计算机计算这些竖直振动的数据，分别对L侧和R侧求出残余不平衡量及残余不平衡量的相位(旋转角位置)即不平衡位置。结果显示在机器的显示器上。不但对砧辊40进行这样的测量，也对切割辊20进行这样的测量，以获得所述表I至表3中的残余不平衡量及不平衡位置的值。
由该辊体部42的端面42a的位置上的竖直振动数据求出残余不平衡量及不平衡位置的运算说明较为复杂。所以，下面将描述该运算的原理。不言而喻，上述计算机通过数值运算进行以下所说明的处理。
首先，由辊体部42的每个端面42a的位置的竖直振动的测量数据，可获得端面42a 位置上的振幅和该振幅的相位。“相位”的定义与上述旋转角位置相同。使用所谓影响系数法，能够从振幅及相位求出用于对辊40进行平衡的修正配重的条件。
这里，该修正配重及残余不平衡量，相对于辊40的旋转轴C40为点对称的位置关系。所以，一旦求出修正配重，就能够求出残余不平衡量等。
如何使用该影响系数法来求出修正配重在例如非专利文献“旋转机械的振动一实用振动分析的基本原理(Vibration of Rotating Machinery-Fundamentals ofPractical Vibration Analysis)”,松下修己、田中正人、神吉博、小林正生共同著作, Corona Publishing Co. Ltd.出版发行，2009年10月2日第一版，第103-135页，特别是第 131-133页的“5. 8双平面平衡的解法”中有详细记载。
因此，下面通过适当地引用此记载内容，通过修正配重的求法的说明，对残余不平衡量等的求法进行说明。
如图12所示的辊40在L侧和R侧的双面平衡以如下方式进行。首先，使辊40旋转，在L侧和R侧修正平面42a (用于平衡的平面42a;相当于上述辊体部42的端面42a) 测量竖直振动。这些竖直振动的测量数据分别作为初始振动LO和初始振动RO而取得。接着，只在L侧修正平面42a安装已知的测试配重Wtt。在该状态下，使辊40旋转，测量L侧和R侧的竖直振动，这些竖直振动的测量数据分别作为振动LI和振动Rl而取得。最后，移除L侧的测试配重Wtt，只在R侧修正平面42a安装已知的测试配重WtK。在这种状态下，使辊40旋转，测量L侧和R侧的竖直振动，这些竖直振动的测量数据分别作为振动L2和振动 R2而取得。测试配重Wa、fftE例如安装在平衡修正半径的位置。
然后，如下面的公式5、6所示，导入影响系数之间的复数系数α及β。并且，组合使用如图12所示的图式计算。需要注意的是，下面的1^0、1^1、1^2、1 0、1 1、1 23、8、α和β 都是矢量，按照矢量执行它们的加、减、乘、除。
Rl-RO= a (Ll-LO) = a A. . . (5)
L2-L0= β (R2-R0) = β B. . . (6)
同时，将应安装在左右两个修正平面42a上的修正配重Wcl和Wdi分别以与测试配重WtL> WtR的比Θ和f表示如下。
Wcl= Θ fftL. . . (7)
Wcm=fWtm... ( 8 )
决定修正配重Wtt、WtK的比应设定为产生与初始振动LO和RO反相的振动。所以， 该比由下面的公式9求出。LQROLl-LO LI - LO Ml-RO R2-R0
由公式(9)，导出下面的公式(10)。P'"A 0Β"YmA B·Φ·/9/IYI 0 10-10)/A "
φI— aJ yx ￡0—Λ0)/Β ·...(10 )
所以，将振动的测量数据L0、LI、L2、R0、RU R2通过公式5及公式6代入公式10而求出θ和零，然后将求出的Θ和f代入公式7和8。从而，由于测试配重Wtt和^,是已知的，所以能够计算出修正配重Wcl和Wdi。
下面将以具体的计算例子描述上述方法。首先，假定通过上述平衡机得到如图13 中的表4所示的竖直振动的测量数据L0、LI、L2、R0、Rl、R2。
表4中，L0=4Z20°，R0=6 Z 300°，其中，与矢量LO有关的“4”是矢量LO的标量，Z 20°是矢量LO在图12的极坐标中的方向。需要注意的是，在此，矢量LO简单地标记为上述的L0。这同样适用于其他矢量1^1、1^2、1 0、1 1、1 2、4、8、0、3和I。
此外，根据图12中矢量间的关系，下面的公式11和12成立。需要注意的是，与下面的例如A的矢量有关的例如“7”的标量或例如Z 144°的角度，可用三角函数的余弦定理等计算而求出，或者可对图12作图，使用量角器、直规等测量值。
Ll-LO = A=7 Z 144° …(11)
Rl-RO E α A=7. 5 Z 155。... (12)
由公式11和12，求出α，如下。
α =α Α/Α=1· 07 Z 11° ... (13)
此外，根据图13中矢量间的关系，公式14和15成立。
R2-R0 = B=5. 5 Z 102° ... (14)
L2-L0 = βΒ=9 Z 265° …(15)
由公式14和15，求出β，如下。
β=βΒ/Β=1.64 Z 163° ... (16)
此外，基于a、L0、β和R0，下列公式17、18和19成立。
aL0=4.28Z31°
β R0=9. 84 Z 103°
α β =1. 75 Z 174°
因此，可如下所述地求出Θ和φ·
权利要求
1.一种吸收性物品的工件的切割装置，用于切割沿输送方向输送的吸收性物品的工件，其特征在于，包括 切割辊，该切割辊具有从外周面突出的刀片； 石占棍，在该站'棍的外周面上接收所述刀片，所述站'棍的外周面与所述切割棍的外周面相对配置， 通过使所述切割辊和所述砧辊在所述输送方向上旋转，同时使所述工件通过所述切割辊与所述砧辊之间，所述切割辊和所述砧辊切割工件；以及， 动平衡修正部，该动平衡修正部用于修正所述切割辊和所述砧辊中的至少一个辊的动平衡，从而使JIS B0905所规定的平衡品质(mm/sec)在所述至少一个棍的旋转轴方向的一端的值与另一端的值之和小于或等于6。
2.如权利要求I所述的吸收性物品的工件的切割装置，其特征在于， 该切割装置还包括用于所述切割辊和所述砧辊两者的动平衡修正部，所述动平衡修正部修正所述切割辊和所述砧辊中的一方或两方的动平衡，从而使JIS B0905所规定的平衡品质(mm/sec)在所述每一个棍的旋转轴方向的一端的值与另一端的值之和小于或等于6。
3.如权利要求I或2所述的吸收性物品的工件的切割装置，其中， 所述切割辊和所述砧辊上下排列地设置， 所述切割辊绕旋转轴旋转的旋转方向与所述砧辊绕旋转轴旋转的旋转方向相反， 所述切割辊和所述砧辊在各自的外周面上具有彼此相对的规定的基准位置， 以各自的规定的基准位置为开始位置，所述切割辊与所述砧辊上的沿各自的旋转方向的位置与0°到360°的旋转角位置对应， 当使所述工件通过所述切割辊和所述砧辊之间而切割工件时，所述切割辊和所述砧辊旋转，以使它们的旋转角位置彼此相匹配， 基于使用JIS B7737中规定的双面平衡机测量的残余不平衡量，算出所述一端和所述另一端的平衡品质的值，并且， 将所述切割辊和所述砧辊中的一个设为第一辊，另一个设为第二辊， 与所述第一辊的一端的残余不平衡量有关的不平衡位置和与所述第一辊的另一端的残余不平衡量有关的不平衡位置都落在90°至270°旋转角位置的范围之内，并且， 与所述第二辊的一端的残余不平衡量有关的不平衡位置和与所述第二辊的另一端的残余不平衡量有关的不平衡位置都落在270°至360°或0°至90°旋转角位置的范围之内。
4.如权利要求I 3中任一所述的吸收性物品的工件的切割装置，其特征在于， 动平衡将被修正的辊具有表面层部和位于比该表面层部靠内侧的芯部，所述表面层部和所述芯部由彼此不同的材料制成， 所述表面层部的硬度高于所述芯部的硬度，并且， 所述芯部在沿着旋转轴的方向的端面上具有作为动平衡修正部的孔， 通过形成所述孔进行所述辊的动平衡修正。
5.如权利要求4所述的吸收性物品的工件的切割装置，其特征在于， 所述工件的切割是将所述工件的一部分冲切成规定的冲切形状， 对应于所述冲切形状，所述刀片在所述切割辊的外周面上限定闭合区域，通过在所述端面形成孔而修正了平衡的所述辊为所述砧辊， 所述砧辊在外周面的区域上具有多个用于吸气的通气孔，所述区域面向所述刀片的所述闭合区域，并且， 所述砧辊在内部具有沿着旋转轴的气流路径，从而所述砧辊的一端的端面连接于所述通气孔，所述气流路径与所述通气孔连通，并从所述通气孔吸气。
全文摘要
一种切割装置，该切割装置用于切割沿输送方向输送的吸收性物品的工件，所述切割装置包括切割辊，该切割辊具有从外周面突出的刀片；砧辊，在该砧辊的外周面上接收所述刀片，所述砧辊的外周面与所述切割辊的外周面相对配置，通过使所述切割辊和所述砧辊在所述输送方向上旋转，同时使所述工件通过所述切割辊与所述砧辊之间，所述切割辊和所述砧辊切割工件；和动平衡修正部，该动平衡修正部用于修正所述切割辊和所述砧辊中的至少一个辊的动平衡，使JISB0905所规定的平衡品质(mm/sec)在所述至少一个辊的旋转轴方向的一端的值与另一端的值之和小于或等于6。
文档编号A61F13/49GK102985041SQ20118003425
公开日2013年3月20日 申请日期2011年7月6日 优先权日2010年7月12日
发明者嵯峨知行 申请人:尤妮佳股份有限公司