CN107107365B - 切割装置及操作切割装置的方法 - Google Patents

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Abstract

当往复直线运动机构(38)的操作点(OP)从起始位置移动到终止位置时，第一连接部(31)和第二连接部(33)分别在第一导向连杆(17)和第二导向连杆(19)上滑动。形成在第二导向连杆(19)和支承面(15)之间的第二锐角(θ2)大于形成在第一导向连杆(17)和支承面(15)之间的第一锐角(θ1)。

Description

切割装置及操作切割装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于切割在支承面上移动的待切割材料的切割装置及其操作方法。将诸如碳纤维、玻璃纤维等的增强纤维在加热的同时与热塑性树脂捏合在一起以便成形成具有流动性的含有增强纤维的捏合材料，然后将其以长的挤出的含有增强纤维的捏合材料的形式从挤出机连续挤出。继而，本发明尤其涉及一种用于在热塑性树脂硬化之前将待在支承面上输送的这种从挤出机挤出的长的挤出的含有增强纤维的捏合材料切割成预定长度的挤出的含有增强纤维的捏合材料的切割装置及其操作方法。
背景技术
日本专利4977977(专利文献1)公开了一种现有技术的切割装置的构造，其将诸如日记簿或一定数量的堆叠纸的文件的工件切割成两半。该切割装置包括刀具控制机构，所述刀具控制机构用于操作刀具，以便在通过在水平方向上摆动刀具来将刀具的姿势从倾斜姿势改变为水平姿势的同时切割工件。具体地，该刀具控制机构具有下列构造。刀具架在其前后由两个具有不同长度的臂可枢转地支承，以便以悬挂的方式保持，使得刀具能够采取倾斜的姿势。继而，连杆臂可枢转地支承在刀具架上，并且可枢转地支承在升降机构的升降部上的L形臂连接到连杆臂，使得刀具可以与升降机构的升降部关联摆动。
JP-A-H8-47894(专利文献2)也公开了一种切割装置，其中刀具在其前后由两个臂可枢转地支撑，以便以悬挂的方式保持，使得刀具能够采用倾斜的姿势，并且以悬挂的方式保持刀具的两个臂摇摆，以使刀具摆动。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利4977977
专利文献2：JP-A-H8-47894
发明内容
技术问题
在现有技术的切割装置的任一个中，刀具通过摇摆两个臂来摆动。然而，在其中两个臂摇摆的结构中，存在由于必须确保两个臂的摆动空间而最终引起导致切割装置的尺寸扩大的问题。此外，由于刀具高速移动，部件必须以高精度组装和加工。特别地，在支承面上输送的待切割材料是挤出的含有增强纤维的捏合材料(其通过在加热的同时将诸如碳纤维、玻璃纤维等的增强纤维与热塑性树脂捏合，以便将它们成形成具有流动性的含有增强纤维的捏合材料而形成)，并将来自挤出机的含有增强纤维的捏合材料挤出成长的挤出的含有增强纤维的捏合材料，并且从挤出机挤出的含有增强纤维的捏合材料正在支承面上输送的情况下，引起以下问题。即，因为挤出的含有增强纤维的捏合材料在压缩的同时被切割并且增强纤维的强度较高，所以在刀具的移动速度缓慢的情况下，刀具被挤出的含有增强纤维的捏合材料在挤出的含有增强纤维的捏合材料的移动方向上强力推动。这样会产生相对较大的应力作用在刀具上，由此使刀具劣化，从而导致刀具的使用寿命变短的问题。
发明的目的是提供一种切割装置及其操作方法，该切割装置可以允许切割刀具摆动而不扩大切割刀具移动机构的尺寸，并提高切割刀具的移动速度。
本发明的上述目的可通过以下构造实现。
(1)一种切割装置，所述切割装置用于在热塑性树脂硬化之前，将已从挤出机挤出并正在支承面上移动的挤出的含有增强纤维的捏合材料切割成预定长度，其中所述挤出的含有增强纤维的捏合材料通过将具有流动性的含有增强纤维的捏合材料以细长形式从挤出机挤出而连续形成，该具有流动性的含有增强纤维的捏合材料已通过在加热的同时将热塑性树脂与增强纤维捏合在一起而形成，所述切割装置包括：
切割刀具移动机构，所述切割刀具移动机构用于将具有板形并包括在其边缘部分上的刀片(blade)的切割刀具从第一位置移动到第二位置，所述第一位置被定位成离开支承面并且在所述挤出的含有增强纤维的捏合材料上方，在所述第二位置，刀片与支承面接触，且然后将切割刀具从第二位置移动回第一位置，以便用切割刀具切割正在支承面上移动的所述挤出的含有增强纤维的捏合材料，
其中切割刀具移动机构包括：
第一导向连杆，所述第一导向连杆形成第一导向路径，该第一导向路径延伸以形成相对于支承面的第一锐角；
第二导向连杆，所述第二导向连杆被设置成在支承面的表面方向上与第一导向连杆间隔开，并且形成第二导向路径，该第二导向路径延伸以形成相对于支承面的第二锐角，该第二锐角大于第一锐角；
第一连接部，所述第一连接部被固定到切割刀具以形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具的板表面成直角相交的第一假想线旋转，并且所述第一连接部与第一导向连杆形成滑动副；
第二连接部，所述第二连接部被固定到切割刀具以形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具的板表面成直角相交的第二假想线旋转，并且所述第二连接部与第二导向连杆形成滑动副；
往复直线运动机构，所述往复直线运动机构的操作点借助于来自动力源的动力以往复运动的方式在起始位置与终止位置之间直线移动；以及
第三连接部，所述第三连接部将切割刀具和往复直线运动机构的操作点连接在一起以便形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具的板表面成直角相交的第三假想线旋转，并且
其中设定第一锐角、第二锐角以及第一连接部至第三连接部之间的位置关系，以在往复直线运动机构的操作点停留在起始位置且切割刀具的刀片停留在第一位置时形成刀片与支承面之间的角度，并且在其中由于往复直线运动机构的操作点从起始位置移动到终止位置而切割刀具从第一位置朝向第二位置移动的过程中，随着刀片在支承面的表面方向上在支承面上滑动并压缩正在移动的挤出的含有增强纤维的捏合材料而逐渐减小刀片与支承面之间的角度。
(2)一种切割装置，所述切割装置用于切割正在支承面上移动的待切割材料，所述切割装置包括：
切割刀具移动机构，所述切割刀具移动机构用于将具有板形并包括在其边缘部分上的刀片的切割刀具从第一位置移动到第二位置，所述第一位置被定位成离开支承面并且在待切割材料上方，在所述第二位置，整个刀片与支承面接触，且然后将切割刀具从第二位置移动回第一位置，以便切割正在支承面上移动的待切割材料，
其中切割刀具移动机构包括：
第一导向连杆，所述第一导向连杆形成第一导向路径，该第一导向路径延伸以形成相对于支承面的第一锐角；
第二导向连杆，所述第二导向连杆被设置成在支承面的表面方向上与第一导向连杆间隔开，并且形成第二导向路径，该第二导向路径延伸以形成相对于支承面的第二锐角，该第二锐角大于第一锐角；
第一连接部，所述第一连接部被固定到切割刀具以形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具的板表面成直角相交的第一假想线旋转，并且所述第一连接部与第一导向连杆形成滑动副；
第二连接部，所述第二连接部被固定到切割刀具以形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具的板表面成直角相交的第二假想线旋转，并且所述第二连接部与第二导向连杆形成滑动副；
往复直线运动机构，所述往复直线运动机构的操作点借助于来自动力源的动力以往复运动的方式在起始位置与终止位置之间直线移动；以及
第三连接部，所述第三连接部将切割刀具和往复直线运动机构的操作点连接在一起以便形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具的板表面成直角相交的第三假想线旋转，并且
其中设定第一锐角、第二锐角以及第一连接部至第三连接部之间的位置关系，以在往复直线运动机构的操作点停留在起始位置且切割刀具的刀片停留在第一位置时形成在刀片与支承面之间的角度，并且在其中由于往复直线运动机构的操作点从起始位置移动到终止位置而切割刀具从第一位置朝向第二位置移动的过程中，随着刀片在支承面的表面方向上在支承面上滑动而逐渐减小在刀片与支承面之间的角度。
(3)根据上述(1)的切割装置，其中形成在连接起始位置和终止位置的运动轨迹与支承面之间的第三锐角θ3大于第一锐角θ1并且小于第二锐角θ2。
(4)根据上述(3)的切割装置，其中第一锐角θ1、第二锐角θ2和第三锐角θ3被设置成在往复直线运动机构的操作点到达终止位置时允许刀片在与支承面完全接触的情况下停留在第二位置。
(5)根据上述(1)至(4)中的任一个的切割装置，其中切割刀具的刀片具有单切割刃。
(6)根据上述(1)的切割装置，其中增强纤维是碳纤维，热塑性树脂是聚酰胺树脂，第一锐角θ1在50度至60度的范围内，并且第二锐角θ2在70度至80度的范围内。
(7)根据上述(1)或(2)的切割装置，其中在刀片是直线刀片的情况下，第一连接部和第二连接部位于与直线刀片平行的假想直线上，并且第三连接部位于第一连接部与第二连接部之间且位于直线刀片与假想直线之间。
(8)一种根据上述(1)的切割装置的操作方法，其中往复直线运动机构致使切割刀具以是正在支承面上输送的挤出的含有增强纤维的捏合材料的移动速度的五或更多倍的平均速度往复运动，以切割挤出的含有增强纤维的捏合材料。
问题的解决方案
当用于切割例如通过将具有流动性的含有增强纤维的捏合材料(其通过在加热的同时将诸如碳纤维、玻璃纤维等的增强纤维与热塑性树脂捏合在一起而形成)从挤出机连续地挤出而形成的长的挤出的含有增强纤维的捏合材料时，本发明的切割装置提供以下有益效果。即，本发明的切割装置提供的较好的有利效果在于，切割刀具允许摆动以在待在支承面上输送的从挤出机挤出的挤出的含有增强纤维的捏合材料(待切割材料)上高速移动，而不扩大切割装置的刀具移动机构的尺寸。
本发明的切割装置包括切割刀具移动机构，所述切割刀具移动机构用于将具有在其边缘部分上的刀片的板状切割刀具从第一位置移动到第二位置，所述第一位置被定位成离开支承面并且在待切割材料上方，在所述第二位置，刀片与支承面完全接触，并且此后将切割刀具从第二位置移回到第一位置，以由此切割正在支承面上输送的待切割材料。具体地，切割刀具移动机构包括：第一导向连杆，所述第一导向连杆用于形成第一导向路径，该第一导向路径延伸以便形成相对于支承面的第一锐角；第二导向连杆，所述第二导向连杆被设置成在支承面的表面方向上与第一导向连杆间隔开，并且形成第二导向路径，该第二导向路径延伸以便形成第二锐角，该第二锐角大于第一锐角。此外，切割刀具移动机构包括第一连接部，所述第一连接部被固定到切割刀具以便形成旋转副，该旋转副绕与切割刀具的板表面成直角相交的第一假想线旋转，并且所述第一连接部与第一导向连杆形成滑动副。切割刀具移动机构包括第二连接部，所述第二连接部被固定到切割刀具以便形成旋转副，该旋转副绕与切割刀具的板表面成直角相交的第二假想线旋转，并且所述第二连接部与第二导向连杆形成滑动副。切割刀具移动机构包括往复直线运动机构，所述往复直线运动机构的操作点借助于来自动力源的动力以往复运动的方式在起始位置与终止位置之间直线移动，以及第三连接部，所述第二连接部将切割刀具和往复直线运动机构的操作点连接在一起以便形成旋转副，该旋转副绕与切割刀具的板表面成直角相交的第三假想线旋转。因此，第一锐角θ1、第二锐角θ2以及第一连接部至第三连接部之间的位置关系被确定，使得在往复直线运动机构的操作点停留在起始位置且切割刀具的刀片停留在第一位置时，在刀片与支承面之间形成角度，并且在其中由于往复直线运动机构的操作点从起始位置移动到终止位置而切割刀具从第一位置朝向第二位置移动的过程中，刀片在支承面的表面方向上在支承面上滑动，并且形成在刀片与支承面之间的角度逐渐减小(理想地，该角度变成0)。
根据本发明，当往复直线运动机构的操作点从起始位置移动到终止位置时，第一连接部和第二连接部分别滑过第一导向连杆和第二导向连杆。当第一连接部和第二连接部以上述方式滑动时，第一导向连杆和第二导向连杆不摇摆，并且能够致使切割刀具摆动而不增大切割刀具移动机构的尺寸。此外，第一至第三连接部仅直线移动，并且因此，切割刀具可高速移动，由此切割刀具可切割移动的待切割材料而不从该移动的待切割材料接收任何大的力。因此，切割刀具的劣化被抑制，由此使得能够延长切割刀具的使用寿命。此外，以下状态由使第二导向连杆相对于支承面倾斜的第二锐角θ2大于第一导向连杆相对于支承面倾斜的第一锐角θ1引起。切割刀具的刀片从其中刀片倾斜以便相对于支承面形成预定角度的姿势移动直到刀片与支承面接触或超过支承面，并且切割刀具的刀片与支承面之间的角度(朝向0)平滑减小。
期望的是形成在连接往复直线运动机构的起始位置和终止位置的运动轨迹与支承面之间的角度(第三锐角)θ3大于第一锐角θ1并且小于第二锐角θ2。通过采用这种构造，往复直线运动机构可以被紧凑地设置在第一导向连杆和第二导向连杆之间。具体地，第一锐角θ1、第二锐角θ2和第三锐角θ3被确定，使得在往复直线运动机构的操作点到达终止位置时，刀片停留在第二位置上以便与支承面完全接触。
特别地，在增强纤维是碳纤维且热塑性树脂是聚酰胺树脂的情况下，优选地，第一锐角θ1在50度至60度的范围内，并且第二锐角θ2在70度至80度的范围内。在该条件满足的情况下，当所述挤出的含有增强纤维的捏合材料在被压缩的同时被切割时，可以以可靠的方式切割碳纤维。
切割刀具的刀片可具有单切割刃或双切割刃。然而，在待切割材料是通过将具有流动性的含有增强纤维的捏合材料(其通过在加热的同时将诸如碳纤维、玻璃纤维等的增强纤维与热塑性树脂捏合在一起而形成)从挤出机挤出而形成的长的挤出的含有增强纤维的捏合材料的情况下，优选地，刀片具有单切割刃。这是因为可以获得有利效果：用单切割刃切割增强纤维可以确保移动的待切割材料可以被切割。
当刀片是直线刀片时，优选地，第一连接部和第二连接部位于与直线刀片平行的假想直线上，并且第三连接部位于第一连接部与第二连接部之间且位于线形刀片与假想直线之间。在第一连接部至第三连接部之间的位置关系以上述方式确定的情况下，切割刀具移动机构的整体尺寸可以变得紧凑。
在根据本发明的切割装置的操作方法中，往复直线运动机构致使切割刀具以是正在支承面上输送的所述挤出的含有增强纤维的捏合材料的移动速度的五或更多倍的平均速度往复运动，以切割所述挤出的含有增强纤维的捏合材料。通过致使切割刀具以上述速度移动，切割刀具从移动的所述挤出的含有增强纤维的捏合材料接收到的力可减小到这种程度，使得能够抑制切割刀具的刀片劣化。
附图说明
[图1]图1(A)至图1(C)是根据本发明的实施例的切割装置的正视图，其中按时间序列示出了切割装置的构造和切割刀具移动机构的移动。
[图2]图2(A)是切割刀具的正视图，并且图2(B)和图2(C)是示出图1所示的实施例中所使用的切割刀具移动机构的切割刀具与动力源之间的移动关系的图。
[图3]图3示出了实施例中所使用的切割刀具移动机构的一系列移动。
[图4]图4(A)至图4(C)是用于通过关注单碳纤维来解释切割情况的图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明的切割装置及其操作方法的实施例。图1(A)至图1(C)是根据本发明的实施例的切割装置1的正视图，其中按时间序列示出了切割装置1的构造和切割刀具移动机构10的运动。为了有助于对下面将要进行的描述的理解，切割刀具5等被示出为透明的。图2(A)是切割刀具5的正视图，并且图2(B)和图2(C)是用于示出图1所示的实施例中所使用的切割刀具移动机构10的切割刀具5与动力源37之间的运动关系。然后，图3示出了实施例中所使用的切割刀具移动机构10的一系列移动。在这些附图中，待通过实施例的切割装置1切割的材料是通过将具有流动性的含有增强纤维的捏合材料(其通过在加热的同时将诸如碳纤维、玻璃纤维等的增强纤维与由含有尼龙的聚酰胺树脂形成的热塑性树脂捏合在一起而形成)从挤出机挤出而形成的长的挤出的含有增强纤维的捏合材料13。该挤出的含有增强纤维的捏合材料13的厚度T例如在5cm至7cm的范围内，并且其宽度W在80cm至100cm的范围内。在刚从挤出机挤出的挤出的含有增强纤维的捏合材料13中，热塑性树脂还未固化，并且因此当用强力按压时，该挤出的含有增强纤维的捏合材料13被压缩成像琼脂(琼脂是可食用的凝胶状材料)一样变形。然而，诸如碳纤维的增强纤维不易切割，并且因此，必须想出某一装置来切割增强纤维。该实施例的切割装置适合于切割这种正在移动或输送的待切割的特殊材料。
如图1(A)至图1(C)所示，在板状切割刀具5具有在其边缘处的刀片51同时将挤出的含有增强纤维的捏合材料13支承在支承面15上的情况下，切割装置1切割该挤出的含有增强纤维的捏合材料13，该含有增强纤维的捏合材料13是正在设置于底座11上的支承构件14的支承面15上移动或输送的待切割材料。切割装置1包括切割刀具移动机构10，其将切割刀具5从第一位置(图1(A)所示的状态)朝向第二位置(图1(C)所示的状态)移动，所述第一位置被定位成离开支承面并且在待切割材料(13)上方，在所述第二位置，刀片51完全位于支承面15上，且然后将切割刀具5从第二位置移动回第一位置。在该实施例中，支承构件14被放置在底座11上，使得切割在待切割材料稍微升高的情况下进行，由此待切割材料可以以可靠的方式用现在可用减小的下推力向下推的切割刀具5切割。在另一方面，可以不设置支承构件14，在这种情况下，底座11的表面可以用作支承面15。
切割刀具移动机构10包括第一导向连杆17，所述第一导向连杆17形成第一导向路径，该第一导向路径延伸以便形成相对于支承面15的第一锐角θ1(参照图2(C))。切割刀具移动机构10还包括第二导向连杆19，所述第二导向连杆19被设置成在支承面15的表面方向上与第一导向连杆17间隔开，并且形成第二导向路径，该第二导向路径延伸以便形成相对于支承面15的第二锐角θ2(参照图2(C))，第二锐角θ2大于第一锐角θ1。第一导向连杆17由两根导向杆17A和17B组成。两根导向杆17A和17B分别被固定到两个水平框架25和27，所述两个水平框架25和27在其两端处被固定到两个竖直框架21和23。第一滑动件18被设置在两根导向杆17A和17B上，以便在滑过两根导向杆17A和17B的同时横跨它们。类似地，第二导向连杆19由两个导向杆19A和19B组成。两根导向杆19A和19B被分别固定到两个水平框架25和27，所述两个水平框架25和27在其两端处被固定到两个竖直框架21和23。第二滑动件20被设置在两根导向杆19A和19B上，以便滑过两根导向杆17A和17B的同时横跨它们。第一滑动件18和第二滑动件20可以通过使用两根导向杆17A和17B(19A和19B)在最稳定状态下引导。
如图2(C)所示，切割刀具移动机构10包括第一连接部31(参照图1(A)至1(C)和图3)，所述第一连接部31被固定到切割刀具5以便形成旋转副，该旋转副绕与切割刀具5的板表面53成直角相交的第一假想线VL1旋转，并且所述第一连接部31与第一导向连杆17形成滑动副。此外，切割刀具移动机构10包括第二连接部33(参照图1(A)至图1(C)和图3)，所述第二连接部33被固定到切割刀具5以便形成旋转副，该旋转副绕与切割刀具5的板表面53成直角相交的第二假想线VL2(图2(C))旋转，并且所述第二连接部33与第二导向连杆19形成滑动副。切割刀具移动机构10还包括往复直线运动机构38，所述往复直线运动机构38的操作点OP借助于来自用作动力源的电动马达37的动力以往复运动的方式在起始位置与终止位置之间直线移动，以及第三连接部35，所述第三连接部35将切割刀具5和往复直线运动机构38的操作点OP连接在一起以便形成旋转副，该旋转副绕与切割刀具5的板表面53成直角相交的第三假想线VL3(图2(C))旋转。在图2(B)中，用附图标记OP表示的操作点OP停留在起始点，并且用附图标记OP’表示的操作点OP’停留在终止点。在图2中，附图标记31’至35’赋予通孔，第一连接部31至第三连接部35分别可旋转地配合在通孔31’至35’中。
操作点OP通过电动马达37的旋转以往复运动的方式在起始位置与终止位置之间直线移动。往复直线运动机构38由第一连杆38A和第二连杆38B组成，所述第一连杆38A在往复直线运动机构38的一端处固定到电动马达37的轴，所述第二连杆38B在往复直线运动机构38的另一端处可旋转地固定到第三连接部35。
如图2(A)所示，在刀片51由直线刀片组成的情况下，第一连接部31和第二连接部33位于与该直线刀片平行的假想直线VL4上，并且第三连接部35位于第一连接部31与第二连接部33之间且位于直线刀片与假想直线VL4之间。在第一连接部至第三连接部之间的位置关系以上述方式确定的情况下，切割刀具移动机构的整体尺寸可以变得紧凑。
在该实施例中，当往复直线运动机构38的操作点OP停留在起始位置并且切割刀具5的刀片51停留在第一位置(其中刀片51停留在左侧上的位置，如图1(A)和图3所示)时，形成在刀片51与支承面15之间的角度θ变成锐角。在其中切割刀具5由于往复直线运动机构38的操作点OP从起始位置移动到终止位置而从第一位置(其中刀片51停留在左侧上的位置，如图1(A)和图3所示)朝向第二位置(其中刀片51停留在右侧上的位置，如图1(C)和图3所示)移动的过程中，刀片51在支承面15的表面方向上在支承面15上滑动。第一锐角θ1和第二锐角θ2以及第一连接部31至第三连接部35之间的位置关系被确定，使得随着刀片51以上述方式在支承面15上滑动，刀片51与支承面15之间形成的角度θ逐渐变小。在该实施例中，形成在往复直线运动机构38的运动轨迹与支承面15之间的第三锐角θ3被确定，使得θ1<θ3<θ2。
根据本实施例，当往复直线运动机构38的操作点OP从起始位置(其中操作点OP停留在左侧上的位置，如图1(A)和图3所示)移动到终止位置(其中操作点OP停留在右侧上的位置，如图1(C)和图3所示)时，第一连接部31和第二连接部33(第一滑动件18和第二滑动件20)分别滑过第一导向连杆17和第二导向连杆19。当第一连接部31和第二连接部33以上述方式滑动时，切割刀具5的刀片51在其两端以可靠的方式引导的同时移动而不摇摆第一导向连杆17和第二导向连杆19。因此，基本上均匀的力可以通过从往复直线运动机构38施加的力而施加到刀片51的部分。此外，以下状态由使第二导向连杆19相对于支承面15倾斜的第二锐角θ2大于第一导向连杆17相对于支承面15倾斜的第一锐角θ1引起。即，切割刀具5的刀片51从刀片51倾斜以便形成相对于支承面15的预定角度θ的姿势移动直到刀片51与支承面15完全接触或超过支承面15，并且切割刀具5的刀片51与支承面15之间的角度θ平滑减小(至0)。
切割刀具5的刀片51可具有单切割刃或双切割刃。然而，在该实施例中，刀片51所采用的是具有单切割刃的刀片。与该实施例不同的是，在采用其中另一刀片设置在与刀片51相对的位置上以便将待切割材料(13)保持在它们之间，使得该待切割材料从其两侧被切割的构造的情况下，会出现其中移动的待切割材料的部分被撕开从而保持在两个刀片之间的现象，这不是优选的。
此外，如图2(C)所示，优选地，第一导向连杆17的第一锐角θ1、第二导向连杆19的第二锐角θ2以及第三锐角θ3满足θ1<θ3<θ2的关系。具体地，第一锐角θ1、第二锐角θ2和第三锐角θ3被确定，使得在往复直线运动机构38的操作点到达终止位置时，刀片51位于第二位置上以便与支承面15完全接触。在这些锐角以上述方式确定的情况下，如图2(B)所示，第一连接部31和第二连接部33各自以平滑的方式直线移动。
特别是，在增强纤维是碳纤维且热塑性树脂为诸如尼龙的聚酰胺树脂的情况下，优选地，第一锐角θ1在50度至60度的范围内，并且第二锐角θ2在70度至80度的范围内。在该条件满足的情况下，当正在支承面15上移动或输送的挤出的含有增强纤维的捏合材料13在被压缩的同时被切割时，可以以可靠的方式切割碳纤维。根据操作该实施例的切割装置的方法，使切割刀具5以是正在支承面15上例如以2-20毫米/秒的速度输送的挤出的含有增强纤维的捏合材料13的移动速度的五或更多倍的平均速度(例如，在100毫米/秒至200毫米/秒的范围内)往复运动，以切割挤出的含有增强纤维的捏合材料13。在切割刀具5与移动的挤出的含有增强纤维的捏合材料13之间的速度关系采用类似上述的速度关系的情况下，切割刀具5从移动的挤出的含有增强纤维的捏合材料13接收到的力可减小到这种程度，使得能够抑制切割刀具5的刀片51劣化。
当在利用该实施例的切割装置切割含有增强纤维的捏合材料(含有碳纤维)中关注单股碳纤维C时，如图4(A)至图4(C)所示，在刀片51移动以便在滑动的同时减小角度θ(参照图1(A)和图2(B))的情况下，在滑动方向上作用的力F1与在下推方向上作用的力F2的合力施加到该碳纤维，由此甚至能够用较小的力切割非常结实的碳纤维。在该实施例中，F2>F1的关系从切割的开始到结束一直保持不变。通过采用这种关系，允许刀片51切入到挤出的含有增强纤维的捏合材料13中而不过度地压缩挤出的含有增强纤维的捏合材料13，由此使得能够很好地切割挤出的含有增强纤维的捏合材料13。
在前面所述的实施例中，虽然待切割材料被描述为挤出的含有增强纤维的捏合材料，但该实施例的切割装置及其操作方法当然可应用于其它待切割材料，只要它们在支承面上移动或输送并且当它们被切割刀片压住时被压缩。
本发明不限于实施例，而是可根据需要自由变型和改进。此外，只要能够实现本发明，与部件有关的所提到的材料、形状、尺寸、数值、形式、数量、位置等是任意的并且不限于此。
虽然已详细或通过参考特定实施例描述了本发明，但是对于本发明所属领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变或变型。
本专利申请基于2014年12月12日提交的日本专利申请(特愿2014-252456)，其内容以引用方式并入本文。
这里，已经在前面描述的本发明的切割装置及其操作方法的实施方式的特征将在下面的[1]至[8]中列举。
[1]一种切割装置(1)，所述切割装置(1)用于在热塑性树脂硬化之前，将已从挤出机挤出并正在支承面(15)上移动的挤出的含有增强纤维的捏合材料(13)切割成预定长度，其中所述挤出的含有增强纤维的捏合材料(13)通过将具有流动性的含有增强纤维的捏合材料(其通过在加热的同时将热塑性树脂与增强纤维捏合在一起而形成)以细长形式从挤出机挤出而连续形成，所述切割装置(1)包括：
切割刀具移动机构(10)，所述切割刀具移动机构(10)用于将具有板形并包括在其边缘部分上的刀片(51)的切割刀具(5)从第一位置移动到第二位置，所述第一位置被定位成离开支承面(15)并在所述挤出的含有增强纤维的捏合材料(13)上方，在所述第二位置，刀片(51)与支承面(15)接触，且然后将切割刀具(5)从第二位置移动回第一位置，以便用切割刀具(5)切割正在支承面(15)上移动的所述挤出的含有增强纤维的捏合材料(13)，
其中所述切割刀具移动机构(10)包括：
第一导向连杆(17)，所述第一导向连杆(17)形成第一导向路径，该第一导向路径延伸以形成相对于支承面(15)的第一锐角(θ1)；
第二导向连杆(19)，所述第二导向连杆(19)被设置成在支承面(15)的表面方向上与第一导向连杆(17)间隔开，并且形成第二导向路径，该第二导向路径延伸以形成相对于支承面(15)的第二锐角(θ2)，该第二锐角(θ2)大于第一锐角(θ1)；
第一连接部(31)，所述第一连接部(31)被固定到切割刀具(5)以形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具(5)的板表面成直角相交的第一假想线(VL1)旋转，并且所述第一连接部(31)与第一导向连杆形成滑动副；
第二连接部(33)，所述第二连接部(33)被固定到切割刀具(5)以形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具(5)的板表面成直角相交的第二假想线(VL2)旋转，并且所述第二连接部(33)与第二导向连杆形成滑动副；
往复直线运动机构(38)，所述往复直线运动机构(38)的操作点(OP)借助于来自动力源(电动马达37)的动力以往复运动的方式在起始位置与终止位置之间直线移动；以及
第三连接部(35)，其将切割刀具(5)和往复直线运动机构(38)的操作点(OP)连接在一起以便形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具5的板表面成直角相交的第三假想线(VL3)旋转，并且
其中设定第一锐角(θ1)、第二锐角(θ2)以及第一连接部至第三连接部(31、33、35)之间的位置关系，以在往复直线运动机构(38)的操作点(OP)停留在起始位置且切割刀具(5)的刀片(51)停留在第一位置时形成刀片(51)与支承面(15)之间的角度(θ)，并且在其中由于往复直线运动机构(38)的操作点(OP)从起始位置移动到终止位置而切割刀具(5)从第一位置朝向第二位置移动的过程中，随着刀片(51)在支承面(15)的表面方向上在支承面(15)上滑动并压缩正在移动的所述挤出的含有增强纤维的捏合材料(13)而逐渐减小刀片(51)与支承面(15)之间的角度(θ)。
[2]一种切割装置(1)，所述切割装置(1)用于切割正在支承面(15)上移动的待切割材料，所述切割装置(1)包括：
切割刀具移动机构(10)，所述切割刀具移动机构用于将具有板形并包括在其边缘部分上的刀片(51)的切割刀具(5)从第一位置移动到第二位置，所述第一位置被定位成离开支承面(15)并在待切割材料上方，在所述第二位置，整个刀片(51)与支承面(15)接触，且然后将切割刀具(5)从第二位置移动回第一位置，以便用切割刀具(5)切割正在支承面(15)上移动的所述待切割材料，
其中所述切割刀具移动机构(10)包括：
第一导向连杆(17)，所述第一导向连杆(17)形成第一导向路径，该第一导向路径延伸以形成相对于支承面(15)的第一锐角(θ1)；
第二导向连杆(19)，所述第二导向连杆(19)被设置成在支承面(15)的表面方向上与第一导向连杆(17)间隔开，并且形成第二导向路径，该第二导向路径延伸以形成相对于支承面(15)的第二锐角(θ2)，该第二锐角(θ2)大于第一锐角(θ1)；
第一连接部(31)，所述第一连接部被固定到切割刀具(5)以形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具(5)的板表面成直角相交的第一假想线(VL1)旋转，并且所述第一连接部与第一导向连杆(17)形成滑动副；
第二连接部(33)，所述第二连接部(33)被固定到切割刀具(5)以形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具(5)的板表面成直角相交的第二假想线(VL2)旋转，并且所述第二连接部(33)与第二导向连杆(19)形成滑动副；
往复直线运动机构(38)，所述往复直线运动机构(38)的操作点(OP)借助于来自动力源(电动马达37)的动力以往复运动的方式在起始位置与终止位置之间直线移动；以及
第三连接部(35)，所述第三连接部(35)将切割刀具(5)和往复直线运动机构(38)的操作点(OP)连接在一起以便形成旋转副，该旋转副能够绕与切割刀具5的板表面成直角相交的第三假想线(VL3)旋转，并且
其中设定第一锐角(θ1)、第二锐角(θ2)以及第一连接部至第三连接部(31、33、35)之间的位置关系，以在往复直线运动机构(38)的操作点(OP)停留在起始位置且切割刀具(5)的刀片(51)停留在第一位置时形成刀片(51)与支承面(15)之间的角度(θ)，并且在其中由于往复直线运动机构(38)的操作点(OP)从起始位置移动到终止位置而切割刀具(5)从第一位置朝向第二位置移动的过程中，随着刀片(51)在支承面(15)的表面方向上在支承面(15)上滑动而逐渐减小刀片(51)与支承面(15)之间的角度(θ)。
[3]根据[1]所述的切割装置(1)，其中形成在连接起始位置和终止位置的运动轨迹与支承面(15)之间的第三锐角(θ3)大于第一锐角(θ1)并且小于第二锐角(θ2)。
[4]根据[3]所述的切割装置(1)，其中第一锐角(θ1)、第二锐角(θ2)和第三锐角(θ3)被设置成在往复直线运动机构(38)的操作点(OP)到达终止位置时，允许刀片(51)在与支承面(15)完全接触的情况下停留在第二位置。
[5]根据[1]至[4]中的任一项所述的切割装置(1)，其中切割刀具(5)的刀片(51)具有单切割刃。
[6]根据[1]所述的切割装置(1)，其中增强纤维是碳纤维，热塑性树脂是聚酰胺树脂，第一锐角(θ1)在50度至60度的范围内，并且第二锐角(θ2)在70度至80度的范围内。
[7]根据[1]或[2]所述的切割装置(1)，其中在刀片(51)是直线刀片的情况下，第一连接部(31)和第二连接部(33)位于与直线刀片平行的假想直线(VL4)上，并且第三连接部(35)位于第一连接部(31)与第二连接部(33)之间且位于直线刀片与假想直线(VL4)之间。
[8]一种根据[1]所述的切割装置(1)的操作方法，其中往复直线运动机构(38)致使切割刀具(5)以是正在支承面(15)上输送的挤出的含有增强纤维的捏合材料(13)的移动速度的五或更多倍的平均速度往复运动，以切割所述挤出的含有增强纤维的捏合材料(13)。
工业实用性
根据本发明，第一导向连杆和第二导向连杆不摇摆，并且能够致使切割刀具摆动而不扩大切割刀具移动机构的尺寸。此外，第一至第三连接部仅直线移动，并且因此，切割刀具可以高速移动，由此切割刀具可以切割移动的待切割材料而不从移动的待切割材料接收大幅值的力。因此，切割刀具的劣化被抑制，由此使得能够延长切割刀具的使用寿命。提供上述有利效果的本发明在切割装置及其操作方法的领域是有用的。
附图标记列表
1 切割装置
5 切割刀具
10 切割刀具移动机构
11 底座
13 挤出的含有增强纤维的捏合材料(待切割材料)
14 支承构件
15 支承面
17 第一导向连杆
18 第一滑动件
19 第二导向连杆
20 第二滑动件
31 第一连接部
33 第二连接部
35 第三连接部
37 电动马达(驱动源)
38 往复直线运动机构
51 刀片
OP 操作点

Claims (10)

1.一种切割装置，所述切割装置用于在热塑性树脂硬化之前将已从挤出机挤出并正在支承面上移动的挤出的含有增强纤维的捏合材料切割成预定长度，其中通过将具有流动性的含有增强纤维的捏合材料以细长形式从所述挤出机挤出而连续形成所述挤出的含有增强纤维的捏合材料，已通过在加热的同时将所述热塑性树脂与增强纤维捏合在一起而形成所述具有流动性的含有增强纤维的捏合材料，所述切割装置包括：
切割刀具移动机构，所述切割刀具移动机构用于将切割刀具从第一位置移动到第二位置，所述切割刀具具有板形，并且所述切割刀具包括在所述切割刀具的边缘部分上的刀片，所述第一位置被定位成离开所述支承面并在所述挤出的含有增强纤维的捏合材料的上方，在所述第二位置处，所述刀片与所述支承面接触，然后将所述切割刀具从所述第二位置移动回到所述第一位置，以便用所述切割刀具切割正在所述支承面上移动的所述挤出的含有增强纤维的捏合材料，
其中所述切割刀具移动机构包括：
第一导向连杆，所述第一导向连杆形成第一导向路径，所述第一导向路径延伸以形成相对于所述支承面的第一锐角θ1；
第二导向连杆，所述第二导向连杆被设置成在所述支承面的表面方向上与所述第一导向连杆间隔开，并且所述第二导向连杆形成第二导向路径，所述第二导向路径延伸以形成相对于所述支承面的第二锐角θ2，所述第二锐角θ2大于所述第一锐角θ1；
第一连接部，所述第一连接部被固定到所述切割刀具以形成能够绕与所述切割刀具的板表面成直角相交的第一假想线旋转的旋转副，并且所述第一连接部与所述第一导向连杆形成滑动副；
第二连接部，所述第二连接部被固定到所述切割刀具以形成能够绕与所述切割刀具的所述板表面成直角相交的第二假想线旋转的旋转副，并且所述第二连接部与所述第二导向连杆形成滑动副；
往复直线运动机构，借助于来自动力源的动力，所述往复直线运动机构的操作点以往复运动的方式在起始位置与终止位置之间直线移动；以及
第三连接部，所述第三连接部将所述切割刀具和所述往复直线运动机构的所述操作点连接在一起以便形成能够绕与所述切割刀具的所述板表面成直角相交的第三假想线旋转的旋转副，并且
其中设定所述第一锐角θ1、所述第二锐角θ2以及在所述第一连接部至所述第三连接部之间的位置关系，以当所述往复直线运动机构的所述操作点停留在所述起始位置中并且所述切割刀具的所述刀片停留在所述第一位置中时在所述刀片与所述支承面之间形成角度，并且在所述往复直线运动机构的所述操作点从所述起始位置朝向所述终止位置移动且所述切割刀具从所述第一位置朝向所述第二位置移动的过程中，随着所述刀片在所述支承面的表面方向上在所述支承面上滑动并压缩正在移动的所述挤出的含有增强纤维的捏合材料而逐渐减小在所述刀片与所述支承面之间的所述角度，其中
所述往复直线运动机构由第一连杆和第二连杆组成，所述第一连杆在所述往复直线运动机构的一端处固定到用作所述动力源的电动马达的轴，所述第二连杆在所述往复直线运动机构的另一端处可旋转地固定到所述第三连接部，并且
用作所述动力源的所述电动马达的所述轴位于所述往复直线运动机构的所述操作点的上方。
2.根据权利要求1所述的切割装置，其中形成在连接所述起始位置和所述终止位置的运动轨迹与所述支承面之间的第三锐角θ3大于所述第一锐角θ1且小于所述第二锐角θ2。
3.根据权利要求2所述的切割装置，其中设定所述第一锐角θ1、所述第二锐角θ2和所述第三锐角θ3，以当所述往复直线运动机构的所述操作点到达所述终止位置时允许所述刀片在与所述支承面完全接触的情况下停留在所述第二位置中。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的切割装置，其中所述切割刀具的所述刀片具有单切割刃。
5.根据权利要求1所述的切割装置，其中所述增强纤维是碳纤维，所述热塑性树脂是聚酰胺树脂，所述第一锐角θ1在50度至60度的范围内，并且所述第二锐角θ2在70度至80度的范围内。
6.根据权利要求1所述的切割装置，其中在所述刀片是直线刀片的情况下，所述第一连接部和所述第二连接部位于与所述直线刀片平行的假想直线上，并且所述第三连接部位于所述第一连接部与所述第二连接部之间且位于所述直线刀片与所述假想直线之间。
7.用于根据权利要求1所述的切割装置的操作方法，其中所述往复直线运动机构致使所述切割刀具以是正在所述支承面上输送的所述挤出的含有增强纤维的捏合材料的移动速度的五或更多倍的平均速度往复运动，以切割所述挤出的含有增强纤维的捏合材料。
8.一种切割装置，所述切割装置用于切割正在支承面上移动的待切割材料，所述切割装置包括：
切割刀具移动机构，所述切割刀具移动机构用于将切割刀具从第一位置移动到第二位置，所述切割刀具具有板形，并且所述切割刀具包括在所述切割刀具的边缘部分上的刀片，所述第一位置被定位成离开所述支承面并在所述待切割材料的上方，在所述第二位置处，整个所述刀片与所述支承面接触，然后将所述切割刀具从所述第二位置移动回到所述第一位置，以便切割正在所述支承面上移动的所述待切割材料，
其中所述切割刀具移动机构包括：
第一导向连杆，所述第一导向连杆形成第一导向路径，所述第一导向路径延伸以形成相对于所述支承面的第一锐角θ1；
第二导向连杆，所述第二导向连杆被设置成在所述支承面的表面方向上与所述第一导向连杆间隔开，并且所述第二导向连杆形成第二导向路径，所述第二导向路径延伸以形成相对于所述支承面的第二锐角θ2，所述第二锐角θ2大于所述第一锐角θ1；
第一连接部，所述第一连接部被固定到所述切割刀具以形成能够绕与所述切割刀具的板表面成直角相交的第一假想线旋转的旋转副，并且所述第一连接部与所述第一导向连杆形成滑动副；
第二连接部，所述第二连接部被固定到所述切割刀具以形成能够绕与所述切割刀具的所述板表面成直角相交的第二假想线旋转的旋转副，并且所述第二连接部与所述第二导向连杆形成滑动副；
往复直线运动机构，借助于来自动力源的动力，所述往复直线运动机构的操作点以往复运动的方式在起始位置与终止位置之间直线移动；以及
第三连接部，所述第三连接部将所述切割刀具和所述往复直线运动机构的所述操作点连接在一起以便形成能够绕与所述切割刀具的所述板表面成直角相交的第三假想线旋转的旋转副，并且
其中设定所述第一锐角θ1、所述第二锐角θ2以及在所述第一连接部至所述第三连接部之间的位置关系，以当所述往复直线运动机构的所述操作点停留在所述起始位置中并且所述切割刀具的所述刀片停留在所述第一位置中时在所述刀片与所述支承面之间形成角度，并且在所述往复直线运动机构的所述操作点从所述起始位置朝向所述终止位置移动且所述切割刀具从所述第一位置朝向所述第二位置移动的过程中，随着所述刀片在所述支承面的表面方向上在所述支承面上滑动而逐渐减小在所述刀片与所述支承面之间的所述角度，其中
所述往复直线运动机构由第一连杆和第二连杆组成，所述第一连杆在所述往复直线运动机构的一端处固定到用作所述动力源的电动马达的轴，所述第二连杆在所述往复直线运动机构的另一端处可旋转地固定到所述第三连接部，并且
用作所述动力源的所述电动马达的所述轴位于所述往复直线运动机构的所述操作点的上方。
9.根据权利要求8所述的切割装置，其中所述切割刀具的所述刀片具有单切割刃。
10.根据权利要求8所述的切割装置，其中在所述刀片是直线刀片的情况下，所述第一连接部和所述第二连接部位于与所述直线刀片平行的假想直线上，并且所述第三连接部位于所述第一连接部与所述第二连接部之间且位于所述直线刀片与所述假想直线之间。
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