JP2011051076A

JP2011051076A - シート材の裁断装置

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Publication number: JP2011051076A
Application number: JP2009204050A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kawashima; 一郎川島; Shinji Kimura; 伸二木村
Original assignee: Takatori Corp
Current assignee: Takatori Corp
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: JP5499285B2

Abstract

【課題】シート材の裁断装置において、シート材を裁断刃で裁断する際に発生する摩擦熱によるシート材の溶着を防止する。
【解決手段】シート材３を裁断テーブル５上に吸引保持し、前記裁断テーブル５上に設けられた裁断刃６を有する裁断ヘッド４を移動自在に配し、前記裁断刃６の往復動によってシート材３を裁断するシート材３の裁断装置１において、前記裁断刃６の両側面８、８に前記裁断刃６の長手方向に沿って溝９を形成するとともに前記裁断刃６の刃先７に向けて空気を噴出する空気噴出部１９を設け、前記空気噴出部１９から空気を噴出することにより、裁断刃６を冷却するとともに前記溝９を通じてシート材３の裁断面を冷却するようにした構成を採用したシート材３の裁断装置１。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート材を裁断するシート材の裁断装置に関する。さらに詳しくは、積層されたシート材を裁断刃によって裁断するシート材の裁断装置に関する。

従来より、積層されたシート材を剛毛ベッド上に吸引保持し、裁断刃を有する裁断ヘッドを水平方向に移動させながら、前記裁断刃の往復動によって予め設定された形状に前記シート材を裁断するシート材の裁断装置が知られている。

上記の裁断刃は、裁断ヘッドから下方に向けて装着され、この裁断刃を上下に往復動させながら、前記シート材を貫通し、前記裁断刃の刃先を切断方向に向けながら前記シート材を裁断していくようになっている。従って、前記裁断刃の刃先及び裁断刃の両側面は、シート材に接しながら上下の往復動をするため、摩擦熱を発することになる。この摩擦熱の発生量が多いと、裁断刃及び裁断刃の周囲のシート材の温度が上昇し、特にナイロンやポリエステル等の合成繊維や、糊付きの芯地などが使用された場合、裁断面のシート材が溶着し、積層されたシート材が個々に分離できなくなったり、さらには裁断刃自体にシート材の屑や糊材の溶着屑が付着し裁断刃の切れ味が落ちたりする問題がある。

このため、裁断速度を極端に低下させて摩擦熱の発生量を少なくしたりすることが行なわれているが、裁断効率が低下する問題がある。

そこで、裁断刃の峰（背面）の部分に溝を形成し、裁断時の空気の流れによって前記溝に空気が流れ、裁断刃を内部から冷却して溶着の発生を防止することが行なわれている（例えば特許文献１）。

また、裁断刃に中空部を形成し、その側面に前記中空部に連通する孔を設けて、その中空部に冷気を供給して孔から噴出させ、裁断部分を冷却する裁断刃も開示されている（例えば特許文献２）。

特開２００８−４４０３０号公報特開２０００−４２９９２号公報

ところで、特許文献１の裁断刃は、峰（背面）の部分に溝が形成されているものの、強制的な空気の導入がないため、冷却効率を上げるためには大きな溝を設けなければならず、結果、剛性が低下し、裁断刃自体が切断抵抗に負けて反ったり、破損したりする場合があった。上記のように裁断刃が反った場合、所定の形状にシート材を切断できない問題がある。

また、特許文献１の裁断刃は冷却される部分が刃先ではなく、刃先とは反対側の峰が冷却されるが、実際、裁断中に一番大きな摩擦熱を受けるのは刃先であり、この特許文献１の裁断刃では、十分に裁断刃の刃先を冷却することができず、刃先に溶着屑が付着したり、シート材の溶着を完全には防止できない問題があった。

また、特許文献１の裁断刃は、上記のように峰（背面）に溝が形成されているため、シート材と接する接触面積の低減には何ら貢献しておらず、裁断時のシート材と裁断刃との接触による摩擦熱を直接受けることになるため、シート材の溶着や裁断刃への溶着屑の付着を完全には防止できない問題があった。

また、特許文献２の裁断刃は、中空に形成されているために裁断刃の剛性が保てず破損する問題や、裁断刃の加工が複雑化する問題がある。さらに、裁断刃の冷却のために新たに空気供給源としてコンプレッサー等を設けなければならず、コストが高く付く問題があった。

そこで、本発明は、裁断刃の剛性を保ちながらシート材の溶着及び裁断刃への溶着屑の付着を防止し、精度の良い裁断が行なえるシート材の裁断装置を提供することにある。

そこで、請求項１の発明は、シート材を裁断テーブル上に吸引保持し、前記裁断テーブル上に設けられた裁断刃を有する裁断ヘッドを移動自在に配し、前記裁断刃の往復動によってシート材を裁断するシート材の裁断装置において、前記裁断刃の両側面に前記裁断刃の長手方向に沿って溝を形成するとともに前記裁断刃の刃先に向けて空気を噴出する空気噴出部を設け、前記空気噴出部から空気を噴出することにより、裁断刃を冷却するとともに前記溝を通じてシート材の裁断面を冷却するようにした構成を採用したシート材の裁断装置である。

また、上記裁断ヘッドの裁断刃を裁断位置へと昇降させるシリンダへの下降空気を分岐して前記空気噴出部に接続することで、別途空気噴出用のコンプレッサー等を設けることなく、裁断時には空気噴出部から空気を噴出できる。

上記のように裁断刃の両側面に前記裁断刃の長手方向に沿って溝を形成するとともに前記裁断刃の刃先に向けて空気を噴出する空気噴出部を設け、前記空気噴出部から空気を噴出することにより、裁断刃を冷却するとともに前記溝を通じてシート材の裁断面を冷却するようにしたので、裁断刃の一番摩擦熱の発生が多い刃先を効率的に冷却でき、しかも裁断刃の剛性を保った状態で設けられた溝により、シート材と接する部分も冷却できるので、シート材の裁断面の溶着がなく、裁断刃への溶着屑の付着もない。

シート材の裁断面の溶着がないので、裁断速度を極端に低減することなく裁断でき、生産効率が低下することがない。また、シート材の分離が容易になる。

また、裁断刃に溶着屑が付着することがないので裁断刃の交換頻度も少なくなり生産効率が向上する。また、裁断刃の両側面に裁断刃の長手方向に沿って溝を形成したので、裁断刃の剛性を保ちながら、シート材との接触面積を低減でき、さらには、空気噴出部から噴出された空気を前記溝に沿ってシート材内部にまで通気できるので、精度良い裁断とシート材の溶着を防止できる。

本発明のシート材裁断装置の斜視図である。本発明のシート材裁断装置の裁断ヘッド部の正面図である。図２の一部を切り欠いたＡ−Ａ方向矢視平面図である。図３のＢ−Ｂ方向矢視断面図である。（ａ）本発明のシート材裁断装置に用いる裁断刃の正面図。（ｂ）本発明のシート材裁断装置に用いる裁断刃のＣ−Ｃ方向矢視断面図。本発明のシート材裁断装置の説明図である。

本発明のシート材裁断装置の一実施形態について図１乃至図６に基づいて以下に説明する。

図１は本発明のシート材の裁断装置の全体を表す斜視図であり、シート材２を吸引保持する剛毛２３が敷き詰められた裁断テーブル５が水平に設けられ、その裁断テーブル５上には裁断テーブル５に沿って移動自在なＹビーム２が掛け渡されている。

前記のＹビーム２には、レール２２が敷設され、そのレール２２上にはレール２２に沿ったＹ方向に移動自在な裁断ヘッド４が設けられており、この裁断ヘッド４に設けられた裁断刃６が、裁断テーブル５上に吸引保持されたシート材３を貫通しながら上下に往復動し、シート材３を図示しない制御手段により予め設計された形状に裁断するようになっている。なお、裁断部の吸引力を高めるためにシート材３には適宜、ビニールシート２５が被せられる。

次に図２乃至図５に基づいて裁断ヘッド４及び装着される裁断刃６について説明する。

図２のように、裁断ヘッド４は、Ｙビーム２上に水平に設けられたヘッド支持板３０に支持されており、このヘッド支持板３０の下面に取り付けられたスライダ３１がレール２２と摺動可能に嵌合することで、図示しない適宜の駆動手段により裁断ヘッド４がＹビーム２上を移動するようになっている。

前記ヘッド支持板３０と垂直にヘッド固定板２９が立設され、このヘッド固定板２９の下端には昇降シリンダ２８がヘッド固定板２９と平行に立設固定されている。

また、上記の昇降シリンダ２８の軸には、裁断刃６を下方に向けて保持するとともに裁断刃６を往復動させる駆動機構２６が設けられた昇降枠２７が接続されており、上記昇降シリンダ２８を駆動させることで、図示しないレールに沿って図示二点鎖線位置から実線のシート材３の裁断位置まで裁断刃６を下降させるようになっている。

また、前記昇降枠２７の鉛直下方には裁断刃６に沿って２本の支持棒１３が固定されており、その先端にシート材３を適宜の圧力で押圧支持するシート押え１１が固定されている。このシート押え１１は、図３及び図４のように円形で内部が空間となったシート押え枠２４とその内部に固定され裁断刃６をガイドするガイドブロック１４と蓋１２とで構成され、これらの中央部には裁断刃６が挿通する穴が設けられている。また、蓋１２上には、裁断刃６の峰（背面）を支持するガイド２１が設けられている。

なお、上記のシート材３の裁断位置は、通常、シート押え１１がシート材３を押圧するまで下降させた位置に設定されるが、シート材３の溶着防止の面から僅か（１〜６ｍｍ程度）に浮かせることが好ましい。このようにシート材３の表面からシート押え１１を僅かに浮かせることで、シート材３の押圧によるシート材３の圧縮が防止され、積層されたシート材３間の隙間に空気が流入し易くなり、冷却効率が高まる。また、シート押え１１とシート材３との隙間に空気が流入し易くなり冷却効率が高まる。但し、シート押え１１は、裁断刃６を支持する役割とシート材３の裁断刃６の往復動による上下動を抑える役割もあることから、あまり大きく浮かせると切断精度が低下する問題がある。

前記ガイドブロック１４は、上部から見ると十字状となった開口部１５が設けられており、この開口部１５には、裁断刃６が往復動する際にその両側面８、８を支持するガイドローラ１６、１６が裁断刃６を挟持するように設けられている。また、同じく開口部１５の裁断刃６の峰（背面）側には、裁断刃６の峰（背面）を支持する凸状に中央が突出したガイドローラ１７が設けられている。なお、図４のように前記ガイドローラ１６、１６は下方にも同様に両側に一対設けられている。

また、前記ガイドブロック１４の前方側（裁断刃６の刃先７側）は、スリット状に開口しており、この開口には、蓋１２から挿入された通気パイプ１９（空気噴出部、以後単に通気パイプと呼ぶ）が、刃先７に沿った下方に向けて設けられている。この通気パイプ１９は、蓋１２に適宜な固定部材２０で固定され、後端は通気ホース１８と接続されている。

図６のように、エア供給源３２から供給される空気は、電磁弁３３を介して昇降シリンダ２８の下降空気導入部３４に導かれるとともに、前記電磁弁３３と下降空気導入部３４の間で分岐された通気ホース１８が通気パイプ１９と接続されることにより、エア供給源３２から供給される空気の一部が通気パイプ１９から噴出するようになっている。

すなわち、昇降シリンダ２８を作用させて昇降枠２７を下降させ、裁断刃６をシート材３の裁断位置まで下降させる際に前記昇降シリンダ２８に作用させる下降空気の一部を分岐させて裁断刃６の刃先７を冷却させるようになっている。従って、エア供給源３２を裁断刃６の冷却用に別途設ける必要がない。

また、昇降シリンダ２８により、昇降枠２７を上昇させる時は、電磁弁３３を切り替えて上昇空気導入部３５に空気を導入することで行なわれ、この時は、裁断動作を行なわないので通気パイプ１９には空気は通気されない。

次に本発明で使用する裁断刃６の詳細について図５（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。

裁断刃６は、シート材３を裁断する刃先７が裁断刃６の長手方向に沿って設けられており、その両側面８、８の刃先７の後方部分に裁断刃６の長手方向に沿って溝９、９が設けられている。このように溝９、９を設けることで裁断刃６の両側面８、８と裁断時のシート材３との接触面積が低減されるとともに、前記通気パイプ１９から噴出された空気が刃先７を冷却する。また、前記通気パイプ１９から噴出された空気は、ガイドブロック１４の開口部１５を通じて溝９、９に流れ、シート材３と接触する部分を冷却することになる。また、裁断テーブル５は、下方から吸引されているので冷却空気は、シート材３の上面から下面に向かって流れることになる。

従って、摩擦熱の発生量が多い裁断刃６の刃先７から、刃先７に比べ摩擦熱の発生量が少ない両側面８、８部分及び裁断刃６の後方部分に掛けて順番に冷却されるので効率良く裁断部が冷却され、シート材３の溶着及び溶着屑の裁断刃６への付着が起こらない。

例えば、一例としてシート材３に糊材付きの芯地（ナイロン素材）を用いて１５枚積層し、裁断刃６を毎分約４５００回転（コーナー部は毎分約１０００回転）で往復動させ、１５ｍ／ｍｉｎの速度条件で裁断した場合、本発明の適用前では刃先７付近の温度が約９０℃まで上昇したのに対し、空気を通気パイプ１９から通気しながら裁断した場合は、裁断中の裁断刃６の刃先７付近の温度を約５０℃まで下げることができたが完全には芯地の溶着を防止できなかった。また、裁断刃６の両側面８、８に幅約１ｍｍ、深さ約０．３ｍｍの溝９、９を設けると裁断中の裁断刃６の温度を約３５℃まで下げることができ、芯地の溶着及び刃先７への切屑の付着を完全に防止できた。

以上が、本発明の実施形態であるが、上記には限定されない。例えば、本実施形態においては空気噴出部としての通気パイプ１９を刃先７に沿って設けたが、刃先７に直接前方から噴出させるようにしても良い。また、裁断刃６の溝９については裁断刃６の剛性が保てる範囲で広く及び／または深く設けるようにすれば、さらに裁断刃６とシート材３の接触面積が減少し、効率良く冷却できる。

また、シート押え１１についても本実施形態においてはシート材３から僅かに浮かせるようにしたが、シート材３の材質や切断厚みに応じて適宜に設定すれば良く、通常通り、シート材３に押圧力を与えたり、シート材３と接する程度に設定することもでき、特定の箇所でシート押え１１の高さを変更することもできる。

１シート材裁断装置
２Ｙビーム
３シート材
４裁断ヘッド
５裁断テーブル
６裁断刃
７刃先
８側面
９溝
１０固定穴
１１シート押え
１２蓋
１３支持棒
１４ガイドブロック
１５開口部
１６ガイドローラ
１７ガイドローラ
１８通気ホース
１９通気パイプ（空気噴出部）
２０固定部材
２１ガイド
２２レール
２３剛毛
２４シート押え枠
２５ビニールシート
２６駆動機構
２７昇降枠
２８昇降シリンダ
２９ヘッド固定板
３０ヘッド支持板
３１スライダ
３２空気供給源
３３電磁弁
３４下降空気導入部
３５上昇空気導入部

Claims

シート材を裁断テーブル上に吸引保持し、前記裁断テーブル上に設けられた裁断刃を有する裁断ヘッドを移動自在に配し、前記裁断刃の往復動によってシート材を裁断するシート材の裁断装置において、
前記裁断刃の両側面に前記裁断刃の長手方向に沿って溝を形成するとともに前記裁断刃の刃先に向けて空気を噴出する空気噴出部を設け、
前記空気噴出部から空気を噴出することにより、裁断刃を冷却するとともに前記溝を通じてシート材の裁断面を冷却するようにしたことを特徴とするシート材の裁断装置。