JP2008110428A - サンドイッチパネル裁断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】材料のロスや切粉などを発生させずにパネルの裁断が可能なサンドイッチパネル裁断装置を提供する。
【解決手段】表裏両面に対向配置された面材１，３間に硬質ポリウレタン樹脂が発泡成形されてなる帯状のサンドイッチパネルＰを幅方向に裁断するための裁断装置１５であって、プレート状に形成されると共に、平面視で正方形に形成され、この正方形の各辺に刃部２０ａが形成される刃物本体２０と、この刃物本体２０のいずれか一辺の刃部がサンドイッチパネルＰの幅方向端面に対して所定角度で設定されるように刃物本体２０を支持する刃物支持部２１と、サンドイッチパネルＰを幅方向に裁断すべく、刃物本体２０を幅方向の一端側から他方側へと移動させる幅方向駆動部２８ａと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、表裏両面に対向配置された面材間に発泡性樹脂芯材が発泡成形されてなる帯状のサンドイッチパネルを幅方向に裁断するための裁断装置に関するものである。

帯状のサンドイッチパネルを製造する工程の一例は、下記特許文献１に開示されている。サンドイッチパネルは、例えば、硬質ポリウレタンフォームを厚さの薄い上面材と下面材によりサンドイッチした構造を有しており、断熱パネルなどとして利用されている。このサンドイッチパネルの製造工程においては、上面材を巻き付けたロールと、下面材を巻き付けたロールから、夫々ロールを引き出していき、これら面材間に硬質ポリウレタンフォームを発泡させて成形する。かかるサンドイッチパネルは、帯状の形態で連続的に製造されていき、裁断装置により所定サイズのパネルとなるように裁断される。この裁断装置としては、例えば、下記特許文献２に示すような鋸状のフォーム切断用カッターやチップソーが用いられている。

特開平１１−２６８１０９号公報 実開平５−７４４７０号公報

上記のチップソーなどを用いた場合、アサリ（斜め刃）に相当する部分が、幅３〜５ｍｍ程度にわたって掻き落とされるため、材料のロスが生じる。また、裁断時に切粉が発生するため、これを除去させるための機構も必要となる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、材料のロスや切粉などを発生させずにパネルの裁断が可能なサンドイッチパネル裁断装置を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るサンドイッチパネル裁断装置は、
表裏両面に対向配置された面材間に発泡性樹脂芯材が発泡成形されてなる帯状のサンドイッチパネルを幅方向に裁断するための裁断装置であって、
プレート状に形成されると共に、平面視で正ｎ角形に形成され、この正ｎ角形の各辺に刃部が形成される刃物本体と、
この刃物本体のいずれか一辺の刃部がサンドイッチパネルの幅方向端面に対して所定角度で設定されるように刃物本体を支持する刃物支持部と、
サンドイッチパネルを幅方向に裁断すべく、刃物本体を幅方向の一端側から他方側へと移動させる幅方向駆動部と、を備えたことを特徴とするものである。

かかる構成を有するサンドイッチパネル裁断装置の作用・効果を説明する。サンドイッチパネルは、表裏両面に対向配置される面材間に発泡性樹脂芯材が発泡成形されたものであり、帯状の形態で連続的に製造されてくる。この帯状のサンドイッチパネルを裁断装置により、幅方向に裁断する。裁断するための刃物本体は、プレート状であり、かつ正ｎ角形に形成されている。この正ｎ角形の各辺に刃部が形成されており、いずれか１つの刃部によりパネルを裁断する。刃物本体は刃物支持部に支持されており、刃物本体のいずれか一辺の刃部がパネルの幅方向端面に対して所定角度となるように、支持されている。パネルを幅方向に裁断するときは、幅方向駆動部により、刃物本体を幅方向に沿って一端側から他方側へと移動させる。

すなわち、正ｎ角形のうちの一辺の刃部を利用して、幅方向に裁断する。刃部は、チップソーのように回転して裁断するのではなく、刃部が直線的に移動することで幅方向に裁断する。かかる裁断方法によれば、裁断時に切粉が発生することはなく、材料が無駄にロスすることがなくなる。更に、正ｎ角形の各辺に刃部を形成することで、ある一辺の刃部が消耗しても、他の刃部を新たに利用することができ、刃物本体を長期にわたって使用することができる。また、正ｎ角形とすることで、幅方向の一端側から他端側への移動時（往動時）と、他端側から一端側への移動時（復動時）のいずれの移動時においても裁断をすることができ、作業効率が改善されるという利点も有する。以上のように、材料のロスや切粉などを発生させずにパネルの裁断が可能なサンドイッチパネル裁断装置を提供することができる。

本発明において、正ｎ角形は正方形（ｎ＝４）であり、刃部がサンドイッチパネルのパネル下面に対して１３５゜に設定されていることが好ましい。

刃物本体の製造コストや実際の使い勝手を考慮すれば、正ｎ角形は正方形とすることが好ましい。この場合、刃部の角度はパネル下面に対して１３５゜に設定されており、この角度で刃部が幅方向端面に作用し始める。この角度は、裁断開始時において、パネルが逃げにくく裁断開始もスムーズに行なえるようなバランスの取れた設定となっている。

本発明において、刃物本体を角度（３６０／ｎ）゜単位で回転させる刃物回転駆動部を設けたことが好ましい。

刃物本体の刃部は消耗品であるため、使用期限が存在する。使用期限が到来すると、その刃部は使用できないので他の刃部を使用することになるが、刃物本体は正ｎ角形であるため、ある一辺の刃部が消耗しても他の刃部を使用することができる。そこで、刃物本体を角度（３６０／ｎ）゜単位で回転させることができるようにすれば、刃物本体を所定角度回転させれば、他の刃部をあらためてセットすることができる。

本発明において、刃物本体の高さ位置を調整するための高さ調整機構を備えていることが好ましい。

刃部を幅方向に移動させながらパネルを裁断する方法であるため、刃部の同じ部分が面材に対して作用することになる。従って、刃部の特定高さの部分が局部的に早く消耗する傾向にある。そこで、刃物本体の高さ位置を調整可能とすることで、パネルに対する作用する部分を変えることができ、刃部の寿命を長くすることができる。

本発明において、刃物本体は、プレートの両面に刃部が形成されていることが好ましい。

プレートの片面にのみ刃部が形成されていると、裁断時の負荷により刃物本体が真っ直ぐに移動せず、撓み変形する可能性がある。そこで、両面に刃部を形成することで、バランスのよい状態で刃物本体を移動させることができ、裁断面の品質も向上させることができる。

本発明において、刃物本体は、刃物支持部に対して回転中心を軸支され、この回転中心周りに所定角度だけのガタ成分を持たせた状態で支持されており、刃物本体による裁断開始時に、刃物本体のガタ成分の回転を許容するように構成したことが好ましい。

刃物本体でパネルを裁断する場合、刃部の角度の設定はパネル面に対して緩やかな角度となっている方が裁断しやすい（切れ味がよくなる）という点がある。一方、角度を緩やかにすると、裁断開始時にパネルが逃げやすくなり裁断しにくくなるという点もある。従って、裁断をする際には、強く切り込み浅く切り抜けるように作用させることが好ましい。そこで、刃物本体を所定角度のガタ分を持たせた状態で刃物支持部に支持する。かかる構成によれば、裁断開始時において、強い角度で切り込み開始を行うことができる。裁断開始直後、衝撃により、刃物本体はガタ分だけ回転するため、緩やかな角度設定状態となり、そのままの角度で切り抜けることができる。これにより、パネルが逃げることなく、切れ味よい状態でパネルの裁断を行なうことができる。

本発明において、刃物本体もしくは刃物支持部の一方にピンを植設し、他方にこのピンが摺動可能な長穴を形成することでガタ成分を持たせたことが好ましい。

ガタ成分を持たせる態様としては、上記構成が簡易であり、かつ、確実に所定角度のガタ成分を持たせることができる。すなわち、刃物本体に長穴を形成して、刃物支持部に植設したピンを長穴に嵌入させる態様、あるいは、刃物本体にピンを植設して、刃物支持部に形成した長穴にピンを嵌入する態様とがある。長穴の長さは、所定角度に対応した大きさにすることができる。

本発明に係るサンドイッチパネル裁断装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、サンドイッチパネルの製造設備の構成を示す側面図及び平面図である。製造されるサンドイッチパネルＰ（以下、パネルＰと省略）の断面構造を図２に示す。パネルＰは、上面材１と下面材３の間に発泡した硬質ポリウレタン樹脂層２（発泡性樹脂芯材に相当）が挟持された形態である。上下面材１，３の厚みは、例えば１００μ程度であり、図２は誇張して描いたものである。

＜製造設備の構成＞
上面材１と下面材３は、同じ材質であり、例えば、紙（クラフト紙や樹脂カニネート紙など）やアルミ箔などの軟質材料が使用される。上面材１は、相対的に上方に位置するロール１０に巻き取られている。下面材３は、相対的に下方に位置するロール１１に巻き取られている。ロール１０，１１は、不図示の繰り出し装置により夫々所定の軸芯周りに回転駆動される。これにより、各ロール１０，１１から帯状に上面材１と下面材３が繰り出されていく。

ヘッド１２は、上面材１と下面材３の間に硬質ポリウレタン樹脂を注入する。下面材３のみが注入台１６において予熱され、ニップローラ１３を通過したのち、発泡が徐々に進行し、ダブルコンベア１４により搬送される。製造された帯状のパネルＰは、裁断装置１５において裁断された後、集積部１７において集積される。裁断装置１５は、パネルＰを幅方向（搬送方向に直交する方向）に裁断する。

＜裁断装置の構成＞
次に、パネル裁断装置１５の構成を説明する。図３は、裁断装置１５の概略構成を示す側面図である。図３において、矢印Ａ（左右方向）はパネルＰの幅方向に相当し、紙面に垂直な方向はパネルＰの搬送方向に相当する。

刃物本体２０は、平面視でプレート状に形成されると共に正方形の外観形状を有している。刃物本体２０の各辺にはパネルＰを裁断するための刃部２０ａが形成される。刃部２０ａは全部で４箇所に形成されているが、実際に裁断を行なう場合には、上側の２つの刃部２０ａが使用される。図４には、パスラインＬ（パネルＰが通過する下面位置）が図示されている。パネルPの下面と刃部２０ａとのなす角度は１３５゜（又は、ほぼ１３５゜）になっている。

刃物本体２０は回転中心２０ｂを有しており、回転可能に構成されている。ただし、裁断を行う場合には、刃物本体２０が回転しないように支持されている。刃物本体２０は、刃物支持部２１により支持されている。刃物本体２０のプレート面には、４箇所ノックピン２２が植設可能にされている。刃物支持部２１には、ノックピン嵌合部２１ａが一体的に設けられている。ノックピン２２がノックピン嵌合部２１ａに嵌合することで、刃物本体２０が刃物支持部２１に対して動かないように支持される。従って、刃物本体２０は、図３に示す姿勢を維持した状態で移動する。

刃物回転モータ２３は、刃物本体２０を９０゜単位で回転駆動するモータであり、刃物本体２０の回転中心に取り付けられたプーリ２０ｃとベルト２４を介して刃物本体２０を駆動する。刃物回転モータ２３を起動するのは、刃物本体２０のある刃部２０ａが消耗して他の刃部２０ａを使用しようとする場合であり、パネルＰの裁断動作を行なう場合には起動されない。

刃物支持部２１は、回転支持バー２５の上に搭載されており、この回転支持バー２５は支軸２５ａ周りに回転可能に軸支されている。また、固定支持バー２６が設けられており、支軸２５ａを介して回転支持バー２５と結合されている。

高さ調整機構２７は、刃物本体２０の高さ位置を調整するための機構である。調整ネジ２７ａを回転させると、回転支持バー２５が支軸２５ａ周りに回転するため、これに搭載されている刃物本体２０も上下することになる。刃物本体２０の高さ位置を変えることで、パネルＰに対して刃部２０ａが作用する位置を変えることができ、刃部２０ａの寿命を長くすることができる。

裁断装置１５はその全体が駆動部２８により駆動されるように構成されている。幅方向駆動部２８ａは、裁断装置１５を幅方向（矢印Ａ方向）に駆動するための駆動部である。幅方向駆動部２８ａは、シリンダー機構（エアシリンダーや油圧シリンダーなど）やモータと減速機構などの公知の機構により構成することができる。搬送方向駆動部２８ｂは、裁断装置１５をパネルＰの搬送方向（紙面に垂直な方向）に駆動するための駆動部であり、幅方向駆動部２８ａと同様の機構で構成することができる。

裁断装置１５を幅方向に移動させることで、刃部２０ａによりパネルＰを裁断することができる。裁断装置１５により裁断する間にもパネルＰは搬送方向に移動している。従って、真っ直ぐな方向に裁断するためには、裁断装置１５をパネルＰの搬送方向の移動に同期させる必要がある。これにより、搬送方向に垂直な状態で幅方向に裁断することができる。すなわち、裁断装置１５は、搬送方向駆動部２８ｂにより搬送方向にパネルＰと同じ速度で移動しながら、幅方向駆動部２８ａによりパネルＰの幅方向を裁断する。

＜裁断装置の作用＞
次に、図３に示す裁断装置１５の作用について図５により説明する。図５（ａ）は裁断開始前の待機状態を図示している。刃物本体２０の大きさとしてはＢ＝１５０〜２５０ｍｍ、厚さは１．５〜２．５ｍｍ、パネルＰの厚みは１０〜５０ｍｍが例としてあげられる。（ｂ）は裁断開始時点を示しており、刃部２０ａ上の点２０ＰがパネルＰの幅方向端面に最初に衝突する。（ｃ）は裁断途中の状態を示す図であり（ｄ）は裁断終了後の状態を示す図である。このように刃物本体２０は、パネルＰの幅方向の一端側から他方側へと移動する。この裁断方法によれば、切粉を発生させずにパネルＰを裁断することができる。また、材料をロスすることなく裁断することもできる。

図５（ｄ）の状態から次のパネルＰを裁断する場合には、次の２通りの動作が考えられる。１つは、（ｄ）の状態から（ａ）の状態に復帰させて、次のパネルＰを裁断する方法である。もう１つは、（ｄ）の状態からそれまでとは逆方向（他端側から一端側への移動）に刃物本体２０を移動させてパネルＰを裁断する方法である。すなわち、往動時にのみ裁断を行う場合と、往動時と復動時の両方で裁断を行う場合とがあり、本発明の構成は、いずれの場合にも適用される。往復で裁断動作を行なうほうが、裁断装置１５のトータルの移動距離が短くなるので効率がよい。

図６は、厚みの異なるパネルＰを裁断する場合の様子を示している。図６においてパネルＰ１が厚みの薄いものを示し、パネルＰ２が厚みの厚いものを示す。厚みが変わったとしても、パスラインＬは一定であるため、刃物本体２０が裁断を開始する時の当接点２０Ｐは一定である。パネルＰを構成する面材が軟らかい紙などの材質であるとしても、同じ点が何度も衝撃を受けるため、特定の領域が早く消耗し刃部２０ａの寿命も低下する。そこで、図３で説明したように高さ調整機構２７が設けられている。高さ調整機構２７により高さ位置を変えることで、当接点２０Ｐを変えることができるので、特定の領域が局部的に磨耗するのを防止し、刃部２０ａの全領域を有効に活用することができる。パネルＰの厚さとしては、特に限定されるものではないが、本発明の場合は５０ｍｍ以下の薄いパネルＰに対して好適である。３０ｍｍ以下の場合は特に好適である。

高さ調整機構２７は、支軸２５ａ周りに回転させることで刃物本体２０の高さを変えようとするものであるから、刃部２０ａとパネルＰの下面とのなす角度は、１３５゜もしくは１３５゜近傍の角度設定となる。

また、刃物本体２０の１つの刃部２０ａが消耗した場合は、他の刃部２０ａを使用することができる。そのために、ノックピン２２を解除してから、刃物回転モータ２５を駆動する。これにより、刃物本体２０を９０゜単位で駆動することができ、新たな刃部２０ａをセットすることができる。全ての針状部２０ａが消耗した場合に刃物本体２０全体を交換する。

＜刃物本体の支持構造の別実施形態＞
次に、刃物本体２０の支持構造の別実施形態について図７により説明する。図３で説明した構造では、刃物本体２０は刃物支持部２１に対して固定された状態で支持される構造を備えていた。以下説明する構造は、刃物本体２０が所定のガタ成分を持った状態で刃物支持部２１に支持される構造を有している。

刃部２０ａでパネルＰを裁断する場合には、パネルＰの幅方向端面に対して、刃部２０ａが強く入った方が裁断がスムーズに開始される。ただし、刃部２０ａで裁断をする時には、浅い角度で刃部２０ａを作用させることが好ましい。すなわち、刃部２０ａとパネルＰの下面との角度は、裁断開始時は大きめに設定され、裁断をするときは小さな角度とすることが好ましい。最初から角度を緩やかにしておくと、パネルＰが刃部２０ａから逃げようとしてしまうからである。

図７に示すように、刃物本体２０に円弧状の長穴２０ｄが４箇所に形成されており、そのうちの２箇所の長穴２０ｄに刃物支持部２１に植設されたピン２１ｂが嵌合している。図７（ｂ）に拡大図が示されており、長穴２０ｄの中心にピン２１ｂが位置している場合、トータルで２θのガタ成分が存在する。θは５゜に設定されており、３゜〜１０゜に設定することが好ましい。

次に、図８により図７に示す刃物本体２０の作用を説明する。図８（ａ）は、刃物本体２０の待機状態を示している。このとき、ピン２１ｂは長穴２０ｄの一端に寄せられており、刃部２０ｄとパネルＰの下面（パスライン）とのなす角度は１３０゜となっている。駆動部２８により裁断装置１５をパネルＰの幅方向に移動させ、（ｂ）は刃部２０ａがパネルＰの幅方向端面に当接した状態を示している。（ｃ）は裁断開始した直後の状態を示しており、刃部２０ａがパネルＰに当接した時の衝撃により、ピン２１ｂがガタ成分だけ移動した状態を示している。このとき、刃部２０ａとパネルＰの下面とのなす角度は１４０゜となっている。すなわち、刃部２０ａはパネルＰに対して強い角度で入り、その後、緩やかな角度で裁断していくことができる。

（ｄ）は裁断途中の状態を示し、（ｅ）は裁断終了した状態を示している。裁断終了した時点で、４つの刃部２０ａのうち左上の刃部２０ａは、パネル下面に対して１３０゜の角度になっている。従って、刃物本体２０をそのまま逆方向に移動させれば、往動時と同様に刃部２０ａを強く入れて緩やかな角度で次のパネルＰを裁断することができる。このように、往動時と復動時にパネルＰを裁断できるので裁断装置１５の無駄な移動をなくし効率よくパネルＰの裁断を行なうことができる。つまり、パネルが逃げることなく、切れ味よい状態でパネルの裁断を行なうことができる。

＜別実施形態＞
本実施形態では、裁断装置１５はパネルＰの下側に配置される構造であったが、裁断装置１５はパネルＰの上側に配置されていてもよい。

刃物本体２０が正方形の例をあげて説明したが、正ｎ角形（ｎ≧３の整数）であればよい。正方形（ｎ＝４）が製造も容易であり、サイズも大型化せず適切とすることができる。ｎ＝４以外の刃物本体２０についても、刃部とパネルＰの角度の設定については正方形の場合と同じようにすることができる。また、ガタ成分の構成についても同様である。

本実施形態において、刃物回転モータ２３により刃物本体２０を９０゜単位で回転するように構成しているが、刃物本体２０が正ｎ角形の場合は、（３６０／ｎ）゜単位で回転させることができる。

本実施形態において、刃物本体２０に長穴２０ｄが形成され、刃物支持部２１にピン２１ｂが植設される構成を説明したが、刃物本体２０にピンを植設し、刃物支持部２１に長穴を形成してもよい。

サンドイッチパネルの製造設備の構成を示す側面図 サンドイッチパネルの断面構造を示す図 サンドイッチパネル裁断装置の構成を示す側面図 刃物本体の側面形状を示す図 裁断装置の作用を説明する図 厚みの異なるパネルを裁断するときの様子を示す図 ガタ成分を有する刃物本体の構成を示す図 図７に示す刃物本体を有する裁断装置の作用を示す図

符号の説明

１ 上面材
２ 硬質ポリウレタン樹脂層
３ 下面材
１５ 裁断装置
２０ 刃物本体
２０ａ 刃部
２０ｂ 回転中心
２０ｄ 長穴
２１ 刃物支持部
２１ｂ ピン
２２ ノックピン
２３ 刃物回転モータ
２７ 高さ調整機構
２８ 駆動部
２８ａ 幅方向駆動部
Ｐ サンドイッチパネル
Ｌ パスライン

Claims (7)

1. 表裏両面に対向配置された面材間に発泡性樹脂芯材が発泡成形されてなる帯状のサンドイッチパネルを幅方向に裁断するための裁断装置であって、
   プレート状に形成されると共に、平面視で正ｎ角形に形成され、この正ｎ角形の各辺に刃部が形成される刃物本体と、
   この刃物本体のいずれか一辺の刃部がサンドイッチパネルの幅方向端面に対して所定角度で設定されるように刃物本体を支持する刃物支持部と、
   サンドイッチパネルを幅方向に裁断すべく、刃物本体を幅方向の一端側から他方側へと移動させる幅方向駆動部と、を備えたことを特徴とするサンドイッチパネル裁断装置。
2. 正ｎ角形は正方形（ｎ＝４）であり、刃部がサンドイッチパネルのパネル下面に対して１３５゜に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のサンドイッチパネル裁断装置。
3. 刃物本体を角度（３６０／ｎ）゜単位で回転させる刃物回転駆動部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のサンドイッチパネル裁断装置。
4. 刃物本体の高さ位置を調整するための高さ調整機構を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のサンドイッチパネル裁断装置。
5. 刃物本体は、プレートの両面に刃部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のサンドイッチパネル裁断装置。
6. 刃物本体は、刃物支持部に対して回転中心を軸支され、この回転中心周りに所定角度だけのガタ成分を持たせた状態で支持されており、刃物本体による裁断開始時に、刃物本体のガタ成分の回転を許容するように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のサンドイッチパネル裁断装置。
7. 刃物本体もしくは刃物支持部の一方にピンを植設し、他方にこのピンが摺動可能な長穴を形成することでガタ成分を持たせたことを特徴とする請求項６に記載のサンドイッチパネル裁断装置。

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