JP2004268246A - 穿孔を備えた真空押さえ面 - Google Patents

Abstract

【課題】真空システムの被加工材を押さえる効果が最大となるように作業台全般にわたる穴の数の密度および穴の直径を制御する。
【解決手段】真空押さえ台は、台の使用中に穿孔シート（２０）が力を受けたときに表面の割れが低減されるように配置された穿孔（２２）を有する穿孔シート（２０）を含む。穿孔（２２）は、加工物が配置される台の部分に、より大きい押さえ力が生じるように配置することができ、これは穴の直径および／または穴の間隔を変化させることにより達成することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、真空押さえシステムで使用される穿孔シート材および穿孔シートを利用する真空押さえシステムに関する。このような真空押さえシステムは、衣料品、表皮材、室内装飾用品等の生産に関し、布および皮革等のシート材の裁断に使用される。

真空押さえシステムは、穿孔シートの底面を減圧するよう動作する。１枚の被加工材が穿孔シートの上側に置かれると、真空によりシート状加工物が引き下げられて作業台に押し当たり、裁断による力が生じる状況においても、真空作用により作業台における被加工材の横への動きが阻止される。発明者が知るところの従来技術においては、織物や皮革等の不浸透性シート材に使用される押さえ面は、穴を比較的等間隔に直線状に配した列を含むものおり、穴は約０．０１３インチ（０．３３０２ｍｍ）の平均直径を有し、穴の心間間隔は約０．０４８インチ（１．２１９２ｍｍ）であり、隣接穴間の壁の厚さは約０．０３５インチ（０．８８９ｍｍ）である。穴の列の間隔は約０．５インチ（１２．７ｍｍ）である。

均等に分布した穴を有する従来技術における真空システムでは、穴の一部が実質的に被加工品により覆われていないので、利用可能な真空の一部が無駄になっている。

従来技術の真空表面シートでは、穿孔シートが裁断工具による下方圧力の影響により破損する傾向があった。破損は一般的に間隔をおいて配置された穴の直線状の列に沿って発生する。

本発明には２つの主要な実施形態がある。本発明の主要な第１の実施形態は、真空システムの被加工材を押さえる効果が最大となるよう、作業台全般にわたる穴の数の密度および穴の直径を制御することにある。この実施形態は、大規模な穴の配列に関連するものである。

第２の実施形態は、真空表面作業台の穿孔または穴の幾何学的配列に関する。この実施形態は小規模な穴の配列に関するものである。作業台表面が割れる可能性を低減し、それにより作業台の寿命を高めるラックの穴の配列およびパターンが開示される。一の実施例では、穴は直線ではなく曲線上に配置される。別の実施例では、穴は制御された平均的な穴の間隔に配置される。

本発明の両実施形態を穿孔シートに組み込むことができる。

本発明は、図面への考慮を介し理解することができる。

図１は、布および皮革等のシート材の加工に使用するタイプの従来技術の真空作業台を図式的に示すものである。作業台は脚部１０等の支持構造を含む。作業台自体は、作業台表面２４を備えており、それは本質的に空気を通さない１枚の平坦なシート状の材料２０の上面である。シート２０は多数の穴２２すなわち穿孔を含み、それらはシート厚を貫通し、シート２０の主上面２４とシート２０の主底面２６間で連通する。表面シート２０の下には、真空システム４０に接続されたプレナム３０が配置される。プレナムは作業台表面シート２０の底面２６に効率的にシールドされている。動作において、真空システムはプレナム３０内の圧力を周囲圧すなわち大気圧より下にする。これにより穴２２を通過する空気の流れが生じる。穴２２を通過する空気の流れと、表面シートに関する表面２４、２６間の圧力差が、作業台上に配置されたシート状の被加工部材に対し下向きの力を生じさせ、この下向きの力の作用により作業台上の被加工物の移動が阻止される。

図１には、作業台に対して相対的に移動するように適応されたガントリ５０と、ガントリ５０上に装着されガントリ５０に対し相対的に移動するように構成されたカッタアセンブリ６０が図示されている。ガントリの移動とカッタの移動との組み合わせにより、カッタアセンブリ６０のＸＹ運動が得られ、カッタの移動とガントリの移動を制御してカッタアセンブリ６０によりシート材を裁断する。カッタアセンブリ６０はまた、Ｘ軸およびＹ軸に対し垂直なＺ軸を中心とするカッタ６５の回転運動をもたらし、カッタを所望の裁断方向に向けることができる。カッタ６５は、片刃のナイフブレードまたは鋭利なエッジを有する回転ディスク（ピザカッタ）のいずれでもよい。実際には、カッタアセンブリ６０およびガントリ５０の移動は制御装置６８（例えばコンピュータでもよい）により制御され、カッタはシート状の被加工部材に働いて予め定められた形状に裁断する。

作業台の表面シートは様々な材料から作ることができる。主たる条件としては、材料が本質的に空気を通さないことである。布および皮革の裁断用に使用される代表的な作業台では、表面シートに使用される材料は厚さが約０．２インチ（５．０８ｍｍ）のポリプロピレンである。他のプラスチック材料を台の表面に使用することもできる。また実際に、作業台の表面が大きい場合、真空作用によるシートのたわみを最小限にするため、表面シートをその表面全般にわたる多数の箇所で支持する骨格支持構造（図示せず）が真空プレナム内に設けられる。

図２は、表面シート２０を貫通する穴２２における表面シート２０の断面を示す。穴２２は表面シート２０の一方の主面２４から他方の主面２６まで伸長する表面２８により画定される。穴は断面を円形とすることができるが、他の形状でも構わない。本発明の譲受人により製造される作業台は楕円形の穴を有する。非円形の穴を使用する場合、用語「有効径」は非円形の穴を等面積の円形の穴により定義するのに使用される。穴はレーザドリルまたは他のいずれか適切な方法により作成することができる。

穴２２は約０．０００８〜０．０３０インチ（０．２０３２〜０．７６２ｍｍ）の有効径を有する。直径が約０．０００８インチ（０．２０３２ｍｍ）より小さい穴は、裁断作業の結果生じる塵埃や砕片により閉塞しやすい一方、約０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）より大きい穴は、裁断工具の動きを妨げ得るので望ましくない。

図３は、本発明の譲受人およびその前身企業により製造された従来技術の作業台に用いられた穴のパターンを示す。図３に示すように、従来技術で用いられた穴のパターンは、直線状の平行な列に配置される、平均して０．０１３インチ（０．３３０２ｍｍ）の直径を有する多数の穴から成る。列内の穴の間隔は１つの穴の中心から次の穴の中心まで測ると約０．０４８インチ（１．２１９２ｍｍ）である。これにより壁の厚さは約０．０３５インチ（０．８８９ｍｍ）となる。この配置では、各穴（シートの端の穴を除く）は２つの最も近接の隣接穴を有し、穴およびその最も近接の隣接穴は一直線上にある。

本発明は、布および皮革等のシート材の裁断に使用される真空作業台に関するものである。図１に示したカッタアセンブリ６０に装着されたカッタ６５は、回転式の鋭利な裁断ホイールまたは非回転式の静止ナイフのどちらによっても、裁断作業中に表面シート２０の上面２４を押さえつけることになる。カッタが上面２４に押し付けられ被加工シート材を完全に裁断する。従来の方法において、従来技術の表面シート２０は図３に示す穴の線に沿って割れることにより破損する傾向があることが知られている。この割れは明らかにカッタが作業台に押し付けられた結果による。

一般的に真空作業台および上述の装置のように真空作業台を含む裁断装置は、皮革の裁断に使用される。従来技術の真空作業台の設計はその表面全体にわたり一定の孔密度（１平方フィートまたは１平方メートル当たりの穴の数として測定される）を有する。ここで孔密度とは、単位面積当たりの穴の数に穴の断面積を掛けたもの、または作業台表面の単位面積中の穴面積の和である。

表面における所定の圧力差に対し、孔密度が高ければ加工物に対して生じる下向きの力は大きくなる。革または他の加工物が裁断工程中に作業台の表面で移動するのを防止するのに、加工物ゾーンでは下向きの力が高い方が一般的に望ましい。加工物に対する下向きの力は少なくとも３ポンド／平方フィート（１４．６４７キログラム／平方メートル）とすべきであり、少なくとも５ポンド／平方フィート（２４．４１２キログラム／平方メートル）であることが好ましい。しかし、表面全体の孔密度が高い場合、真空システムは過負荷になることがあり、電力消費および雑音レベルが増加する。

従前の一定孔密度を有する作業台では、加工物により覆われていない作業台部分にプラスチックシートをかぶせることが一般的な方法であったが、これは材料費および労働コストを付加させることになる。

本発明では、少なくとも２つのゾーンを持つ真空作業台表面を提供する。少なくとも１つのゾーン（内側または加工物ゾーン）はサイズおよび形状が、加工される加工物のサイズおよび形状に一致する。加工物ゾーンの孔密度は、作業台の残り部分の孔密度よりも高い。加工物ゾーンの孔密度は、作業台面積の残り部分の孔密度より少なくとも約２０％高いことが好ましい。

真空作業台により生じる下向きの力は、（作業台表面における圧力差が一定であると仮定して）孔密度にほぼ比例する。したがって、本発明は、作業台の異なるゾーンにおける加工物に対する下向きの力の差として説明することもできる。意図された加工物のサイズおよび形状にほぼ一致する加工物ゾーンでは、加工物に対する単位面積当たりの平均的な下向き力は、加工物ゾーン外側の平均的下向き力よりも大きい。加工物（ゾーン）の下向きの力は、作業台表面の他領域の下向きの力より少なくとも約２０％高いことが好ましい。

裁断の準備中に牛革などの加工物が真空作業台上に配置された際に「プラスチックオーバレイ」材と呼ばれる薄いプラスチックのストリップで牛革の縁を覆うのが一般的な方法である。プラスチックストリップの目的は、革の外周を真空作業台に対しシールして、不均一な凹凸ある革の表面と平坦な真空作業台の表面との間から空気が漏れるのを防止することである。

本発明は、革など不揃いの形状の製品に用いる真空押さえ台の提供を含む。台の作業面は、特定の密度および間隔の穴を有する少なくとも一の加工物ゾーンを含む。ここで加工物ゾーンとは、裁断される加工物によって大部分が覆われている領域をいう。加工物ゾーンは、意図する加工物が主として台の加工物ゾーン上に載るような大きさおよび形状に形成される。他の領域である外側ゾーンは、中央領域に対し相対的に孔密度および間隔が低減されている。また、内側ゾーンと外側ゾーンとの間に一以上の中間ゾーンを設けることもできる。一以上の中間ゾーンの数的密度および／または孔径は、加工物ゾーンと外側ゾーンとの間の方向に孔密度が低くなるように配列される。

図４は、加工物が台を覆う領域（加工物ゾーン）のほぼ外側にある線上の穴の直径を変更することにより、真空押さえ台の表面２０の孔密度を変更することができることを図式的に示している。加工物ゾーンの穴８２は、外側ゾーン８５の穴８１より大きい。加えて、穴のサイズは、加工物から外側ゾーン８５に向かって徐々に小さくすることもできる。そうではなく、一定の直径を有する穴８７、８６を用い、穴の間隔を変えることにより外側ゾーン８５の穴８６とは対照的に加工物ゾーン８０の穴８７の孔密度を高くして、同様な結果を達成することもできる。また、穴のサイズおよび間隔を同時に変化させ、所望の結果を達成することもできる。

図５は、表面２０に意図する加工物の外周形状の輪郭が描かれた構成を示す。輪郭内の穴９０のパターンは、加工物の単位面積当たり、第１の下向きの力をもたらす。穴９２，９４の同心線が加工物の輪郭およびその周囲にそれぞれ伸長する。同心線９２、９４は加工物の輪郭の外側で孔密度が低くなり、加工物ゾーン内の下向きの力に対し相対的に低減された下向き力をもたらす。孔密度は穴の直径を維持しながら穴の数を低減するか、または単位面積当たりの穴の数をほぼ同数に維持しながら単位面積当たりの穴の直径を低減するかのいずれかによって、またはそれらの何らかの組合せによって低減させることができる。

本発明の一実施形態では、加工物の中央ゾーンの下向きの力が約３ｌｂｓ.／ｓｑ．ｆｔ.（１４．６４７ｋｇｆ／ｍ²）より大きくなり、好ましくは約５ｌｂｓ.／ｓｑ．ｆｔ.（２４．４１２ｋｇｆ／ｍ²）より大きくなるように、かつ、加工物ゾーンの外側の約１２インチ（０．３０４８ｍ）より大きい穴により生じる下向きの力が加工物ゾーンの平均の下向きの力より小さくなるように、加工される加工物を充分に考慮しながら、真空台の穴のサイズおよび間隔を配置させることが理解されるであろう。

図６Ａおよび６Ｂに示すように、加工物ゾーンと加工物ゾーンから離れた領域間での変遷は様々な方法で達成することができる。図６Ａは、加工物ゾーン１００と外側ゾーン１１０とを備えた真空台を図式的に示す。図６Ｂは、加工物ゾーンと台の外側周辺との間で孔密度をいかに変化させることができるかについて、幾つかの例を示している。図６Ｂは、作業台表面の下向きの力（単位面積当たりの力）に対する図６Ａの線Ａ−Ｂ−Ｃに沿った距離を示している。曲線１２０は、加工物ゾーン内の一定孔密度および外側ゾーンのより低い一定孔密度への階段的な低下を示す。曲線１３０は、孔密度のスムースな階段的な低下を示す。曲線１４０は、孔密度のスムースな２段階の低下を示している。曲線１５０は、孔密度の３段階の低下を示している。曲線１６０は、孔密度の定率低下を示す。これらの曲線は、高孔密度加工物ゾーンと作業台の残りの部分との間で様々に変化し得る例を多く示すにすぎない。

作業台の異なる領域またはゾーンの孔密度を変化させる本発明の概念が、多数の裁断が予想される場合に増強された押さえ力の提供を含め他の要因を考慮に入れて真空台表面を設計することにあることは理解されるであろう。

本発明の第２の実施形態は表面シート２０の穴の配列に関し、割れの発生前までのシート寿命が延びるようにする。これは図７に図示されている。直線ではなく曲線に沿って穴を配置することにより、表面シートの割れの可能性が低減される。台の穴は最も近接の隣接穴を有する。各穴およびその最も近接の隣接穴は曲線上にある。図７に示すように穴はほぼ正弦曲線１８２に沿って配置してもよい。穴はまた、曲線または半円形パターン１８４または完全な円形パターン１８６に沿って配置してもよい。円形パターン１８６は同心の穴パターンを画定する。円形パターンが中に入る位相ずれ正弦曲線の穴パターンが１８８に示されている。穴は無限の曲線パターンに沿って配置することができる。概して、穴の線の平均曲率半径は、１〜１００インチ（２．５４〜２５４ｃｍ）とすべきである。穴の間隔および／または有効孔径は、曲線に沿って変化させることができる。

前述の直径すなわち０．００８〜０．０３０インチ（０．２０３２〜０．７６２ｍｍ）で、最小１平方フィート当たり約１，０００個（１平方センチ当たり１．０７６４個）の穴、および好ましくは少なくとも１平方フィート当たり約２，０００個（１平方センチ当たり２．１５３個）の穴が、適切な下向きの力をもたらすのに充分であろう。表面シートは、約０．０１８インチ（０．０４５７２ｃｍ）〜約０．０２５インチ（０．０６３５ｃｍ）の平均直径を有する穴を、１平方フィート当たり約２，０００個ないし約４，５００個（１平方センチ当たり２．１５３個〜約４．８４４個）を画定するのが好ましい。曲線上に配置される穴は、約１インチ〜１００インチ（約２．５４〜２５４ｃｍ）の範囲の平均半径の曲率線を含むことが好ましい。割れを低減するように穴を離間して配置する穴パターンを設けることも可能である。この場合、隣接する孔間の最小距離は、穴の中心から穴の中心まで測定して少なくとも０．０６０インチ（０．１５２４ｃｍ）であり、かつ、全ての隣接の孔間に０．０４０インチ（０．１０１６ｃｍ）の最小平均壁厚が存在することが好ましい。

本発明をその詳細な実施形態に関して図示し説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、その形態および細部に様々な変化を施すことができることは当業者であれば理解し得るであろう。

真空作業台と関連カッタ手段および従来技術の表面穴パターンを示す概略図である。 真空作業台表面の穴の断面を示す概略図である。 従来技術で使用される穴パターンを示す概略図である。 加工物が配置されるシート領域の高い孔密度を有する表面穴パターンを示す概略図である。 加工物が配置されるシート領域の高い孔密度を有する他の穴パターンを示す概略図である。 加工物ゾーンおよび外側ゾーンと表面穴パターンを示す概略図である。 図６Ａにおける表面穴パターンの加工物ゾーンの中心から台の縁までの孔密度の例示的変化を示すグラフである。 本発明を具現する様々な穴パターンを示す概略図である。

Claims (12)

1. シート材の受け用の穿孔シート（２０）と、前記穿孔シート（２０）の底部（２６）への流体経路を配し、前記穿孔シート（２０）を位置決めして支持する支持システム（１０）を含むフレームとを有する、シート材と共に用いる真空押さえ台において、
   前記穿孔シート（２０）の下に配置された少なくとも一のプレナムアセンブリ（３０）であって、前記穿孔シート（２０）に結合し前記穿孔シート（２０）の周囲にシールドされたプレナムアセンブリ（３０）と、
   前記プレナムアセンブリ（３０）の圧力を周囲の圧力より低く設定し、それにより前記穿孔シート（２０）厚にわたり圧力差を生じさせるように構成された真空システム（４０）とを有しており、
   前記穿孔シート（２０）が少なくとも２つのゾーンに配置された穿孔（２２）を有し、異なるゾーンで孔密度が異なっており、それにより異なるゾーンで穿孔シート（２０）の表面（２４）に配置されたシート材に異なる実効的な押さえ力が生じるように構成したことを特徴とする真空押さえ台。
2. 前記穿孔シート（２０）が加工物ゾーン（８０）および加工物ゾーンの外側の外側ゾーン（８５）を含み、前記加工物ゾーン（８０）の穿孔（２２）の数とサイズとの組み合わせにより加工物ゾーン（８０）に配置されたシート材に第1の押さえ力が発生し、前記外側ゾーン（８５）における穿孔の数とサイズとの組み合わせにより、外側ゾーン（８５）に配置されたシート材に第２の押さえ力が発生し、前記第２の押さえ力が前記第１の押さえ力よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の真空押さえ台。
3. 前記穿孔シート（２０）が曲線上に配置された穿孔（２２）を画定し、前記曲線の平均曲率半径が約２．５４〜約２５４ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載の真空押さえ台。
4. 前記穿孔シート（２０）の前記穿孔（２２）が加工物ゾーン（８０）および加工物ゾーンの外側の外側ゾーン（８５）を画定するように配分され、加工物ゾーンの穿孔（２２）の孔密度が外側ゾーンより高いことを特徴とする請求項３に記載の真空押さえ台。
5. 前記穿孔シート（２０）が１平方センチ当たり少なくとも１．０７６４個の穿孔（２２）を含み、前記穿孔が隣接開口間に最小で約１．０１６ｍｍの平均壁厚を有するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の真空押さえ台。
6. 前記穿孔シート（２０）が１平方ｃｍ当たり少なくとも１．０７６４個の穿孔（２２）を含み、前記穿孔が前記穿孔シート（２０）の少なくとも１つのゾーンの孔密度が前記穿孔シートの残り部分の孔密度より高くなるようなサイズおよび間隔に形成されることを特徴とする請求項１に記載の真空押さえ台。
7. 前記穿孔シート（２０）が１平方ｃｍ当たり少なくとも１．０７６４個の穿孔（２２）を含み、前記穿孔シート（２０）の少なくとも１つのゾーンが、孔密度と圧力差との組み合わせにより、前記穿孔シート（２０）の表面（２４）上に配置されたシート材に対し、前記表面（２４）の前記少なくとも一のゾーンの外側に配置されたシート材に対し発生する押さえ力よりも少なくとも２０％高い押さえ力が生じることを特徴とする請求項１に記載の真空押さえ台。
8. 前記穿孔シート（２０）が１平方ｃｍ当たり少なくとも１．０７６４個の穿孔（２２）を含み、前記穿孔は隣接穴の中心間の平均距離が最小で約１．５２４ｍｍとなり、かつ、隣接穴間の平均壁厚が最小で約１．０１６ｍｍとなるような間隔に配置された穴であることを特徴とする請求項１に記載の真空押さえ台。
9. 前記穿孔シート（２０）が１平方ｃｍ当たり少なくとも２．１５３個の穴を画定することを特徴とする請求項１に記載の真空押さえ台。
10. 穿孔表面（２４）を有し、厚さが約０．２５４〜約２．５４ｃｍであるシート材（２０）と、
    前記シート材（２０）がそこを貫通する穴を画定し、前記穴が１平方ｃｍ当たり少なくとも約１．０７６４個の穿孔（２２）数が存在し、
    前記穿孔（２２）は、約０．２０３２〜約０．７６２ｍｍの直径を有する丸穴の面積と同等の断面積を有しており、
    前記穿孔が前記穿孔表面（２４）上に曲線に沿って配置され、前記線の平均曲率半径が約２．５４〜約２５４ｃｍであることを特徴とする穿孔シート。
11. 前記シート材（２０）が空気を通さないことを特徴とする請求項１０に記載の穿孔シート材。
12. 前記シート材（２０）がプラスチック材から形成されることを特徴とする請求項１０に記載の穿孔シート材。
    
    
    

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