JP2012187696A - Cutting tool, and cutting device equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、カッティングツールおよびカッティングツールを備えた切断装置に関する。 The present invention relates to a cutting tool and a cutting device provided with the cutting tool.
ダンボールや樹脂成形体を所定形状に切断する装置として、いわゆるサンプルカッターと称される切断装置が広く用いられている。このような切断装置は、代表的には、自動製図機と、該自動製図機を制御する電子制御器と、該自動製図機のペン部取付ヘッドに交換自在に取り付けられて往復運動する切断刃と、切断対象物を載置する載置台とを備える(例えば、特許文献1参照)。しかし、このような切断装置は、切断対象物の材質や厚みに応じて切断刃を交換しなければならず、非常に不便であり、かつ、加工効率も悪い。具体的には、このような切断装置によれば、切断対象物が変わるたびに切断刃を交換しなければならず、1つの切断対象物であっても、その部分によって厚みや材質が異なると、切断刃を交換しなければならない場合がある。 As a device for cutting a cardboard or a resin molded body into a predetermined shape, a cutting device called a so-called sample cutter is widely used. Such a cutting apparatus typically includes an automatic drafting machine, an electronic controller that controls the automatic drafting machine, and a cutting blade that reciprocally attaches to the pen mounting head of the automatic drafting machine in a replaceable manner. And a mounting table on which the object to be cut is mounted (see, for example, Patent Document 1). However, such a cutting device has to replace the cutting blade in accordance with the material and thickness of the object to be cut, which is very inconvenient and has poor processing efficiency. Specifically, according to such a cutting device, the cutting blade must be replaced every time the cutting object changes, and even if it is a single cutting object, the thickness and material differ depending on the portion. In some cases, the cutting blade must be replaced.
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、切断対象物の材質や厚みに応じて振幅を変動させることができるカッティングツールを提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a cutting tool capable of changing the amplitude in accordance with the material and thickness of the object to be cut. .
本発明のカッティングツールは、ハウジングと、電動機と、切断刃と、該切断刃が取り付けられたスライダーと、該電動機に連結されて該スライダーを往復運動可能に支持する動作機構とを備え、該動作機構が、該スライダーの往復運動の往復距離を変動可能に構成されている。
好ましい実施形態においては、上記動作機構はクランク機構であり、該クランク機構は、上記電動機の回転にしたがって回転されるクランクディスクと;該クランクディスクに偏心して取り付けられ、該クランクディスクと一体になって回転されるクランクピンと、該クランクピンの回転運動を往復運動に変換して上記スライダーに伝達する中継部材とを有し、該クランクピンが、該クランクディスクの径方向に移動可能に取り付けられている。
好ましい実施形態においては、上記動作機構はリンク機構であり、該リンク機構は、上記電動機の回転軸に対して所定の角度を規定し、該電動機の回転軸を中心に円運動するリンクを含み;該往復運動変換機構は、その中心が該リンクの円運動に連動して円運動する回転体と、該回転体の円運動を往復運動に変換して上記スライダーに伝達する中継部材とを有し;該回転体は、該リンクに対して相対的に移動可能に取り付けられており、該リンクにおいて該回転体が移動して該回転体の中心の円運動の半径が変化することにより、該スライダーの往復運動の往復距離を変動させる。
本発明の別の局面によれば、切断装置が提供される。この切断装置は、上記のカッティングツールと、該カッティングツールが交換可能に取り付けられる、2次元方向に移動可能な取付部と、該取付部の移動を制御する制御部と、切断対象物を載置する載置台とを備える。
The cutting tool of the present invention comprises a housing, an electric motor, a cutting blade, a slider to which the cutting blade is attached, and an operation mechanism that is connected to the electric motor and supports the slider so as to be able to reciprocate. The mechanism is configured to be able to vary the reciprocating distance of the reciprocating motion of the slider.
In a preferred embodiment, the operating mechanism is a crank mechanism, and the crank mechanism is rotated according to the rotation of the electric motor; and is attached eccentrically to the crank disk and integrated with the crank disk. A crank pin that is rotated; and a relay member that converts the rotational motion of the crank pin into a reciprocating motion and transmits the reciprocating motion to the slider, and the crank pin is attached to be movable in the radial direction of the crank disk. .
In a preferred embodiment, the operation mechanism is a link mechanism, and the link mechanism includes a link that defines a predetermined angle with respect to the rotation axis of the electric motor and moves circularly around the rotation axis of the electric motor; The reciprocating motion conversion mechanism has a rotating body whose center moves circularly in conjunction with the circular motion of the link, and a relay member that converts the circular motion of the rotating body into reciprocating motion and transmits the reciprocating motion to the slider. The rotating body is mounted so as to be movable relative to the link, and the slider moves when the rotating body moves in the link and the radius of circular motion at the center of the rotating body changes. The reciprocating distance of the reciprocating motion is changed.
According to another aspect of the present invention, a cutting device is provided. This cutting apparatus is provided with the above cutting tool, a mounting part that can be exchanged and mounted in a two-dimensional direction, a control unit that controls movement of the mounting part, and an object to be cut. A mounting table.
本発明のカッティングツールによれば、切断刃の往復運動の往復距離を変動させることができるので、切断対象物の厚みや材質が変わっても切断刃を交換することなく使用することができる。 According to the cutting tool of the present invention, since the reciprocating distance of the reciprocating motion of the cutting blade can be changed, it can be used without exchanging the cutting blade even if the thickness or material of the cutting object changes.
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明するが、本発明はこれらの具体的な実施形態には限定されない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these specific embodiments.
図1Aは、本発明の好ましい実施形態によるカッティングツールの1つの動作状態を表す概略断面図である。カッティングツール100は、電動機10と、切断刃20と、切断刃20が取り付けられたスライダー30と、電動機10に連結されてスライダー30を往復運動可能に支持する動作機構とを備える。図1Aに示した例においては、動作機構はクランク機構40である。以下、具体的に説明する。
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view illustrating one operating state of a cutting tool according to a preferred embodiment of the present invention. The
カッティングツール100は、前後方向および上下方向に延びる断面カギ型のハウジング50を有する。ハウジング50の上下方向に延びる部分には、上下方向に往復運動するスライダー30が収容されている。スライダー30は、軸方向の上下2ヶ所の軸受31により支持されている。スライダー30の下端は、ハウジング50の上下方向に延びる部分の下端に形成された孔から突出されており、その最先端部に切断刃20が任意の適切な取付手段を介して取り付けられている。
The
クランク機構40は、ハウジング50の上下方向に延びる部分においてスライダー30の上部に収容されている。クランク機構40は、電動機10の回転運動を往復運動に変換してスライダー30に伝達する。より詳細には、クランク機構40は、電動機10の駆動軸11とカップリング12を介して連結され、軸受45により回転可能に支持されたクランク軸41と、クランク軸41を介して電動機10の回転にしたがって回転されるクランクディスク42と、クランクディスク42に偏心して取り付けられ、クランクディスク42と一体になって回転されるクランクピン43と、クランクピン43の回転運動を往復運動に変換してスライダー30に伝達する連接棒としての中継部材44とを有する。クランク軸41は、クランクディスク42の軸中心に形成された孔に挿入され、同軸で一体化されている。
The
したがって、電動機10を駆動し、駆動軸11からクランクディスク42を回転すると、クランクディスク42と一体となって回転するクランクピン43の回転運動を、連接棒としての中継部材44が往復運動に変換してスライダー30に伝達し、スライダー30が軸方向に往復運動する。その結果、スライダー30に取り付けられた切断刃20が、切断対象物を切断する。
Therefore, when the
本発明においては、クランク機構40は、スライダー30の往復運動の往復距離(以下、振幅と称する場合もある)が変動し得るように構成されている。すなわち、クランク機構40は、スライダー30の振幅調整機能を有する。具体的には、クランクディスク42の外周部から径方向に向かってクランクピン位置調整ネジ46が挿入されている。一方、クランクピン43は、クランクディスク42の内部に延びた部分のうちクランクピン位置調整ネジ46に対応する部分にネジ穴が形成され、当該ネジ穴でクランクピン位置調整ネジ46と螺合する。また、クランクディスク42のクランクピン取付面には、径方向にクランクピン移動用の長孔が形成されている。このような構成によれば、例えば図1Aに示す状態(クランクピンがクランクディスクの外周近くにある状態)でクランクピン位置調整ネジ46を回すと、当該ネジ46に螺合したクランクピン43が移動用の長孔を移動し、図1Bに示すような状態(クランクピンがクランクディスクの中心近くにある状態)となる。その結果、スライダー30の振幅を調整することができる。例えば、クランクピンがクランクディスクの外周近くにある図1Aの状態ではスライダー30の振幅は大きく、クランクピンがクランクディスクの中心近くにある図1Bの状態ではスライダー30の振幅は小さくなる。本発明によれば、ネジ46の回転量によりクランクピン43の位置を調整することができるので、スライダー(結果として、切断刃)の振幅を精密に調整することができる。具体的には、スライダーの振幅を「大小」のような2段階ではなく、切断対象物の材質や厚みに応じて多段階で(好ましくは、実質的に連続的に)変動させることができる。
In the present invention, the
図2Aは、本発明の別の好ましい実施形態によるカッティングツールの1つの動作状態を表す概略断面図である。本実施形態においては、動作機構はリンク機構70である。具体的には、電動機10およびリンク機構70は、ハウジング50内のガイド51に挿嵌され該ハウジング内を左右方向に移動する内筒52に収容されている。内筒52の電動機10と反対側の端部53には、壁54が設けられ、該壁54にはハウジング50に形成されたネジ穴にハウジング50の外側から螺合された位置調整ネジ55の端部が固定されている。位置調整ネジ55を回すことにより、当該ネジが固定されている壁54が左右方向に移動し、それにより内筒52全体が左右方向に移動する。本実施形態のリンク機構70は、4つのリンク71a、71b、71cおよび71dと、3つのジョイント(例えば、ボールジョイント)72a、72bおよび72cとから構成されている3次元リンク機構である。リンク71aは、電動機10の駆動軸11とカップリング12を介して連結され、軸受により回転可能に支持されている。リンク71dは、壁54に固定されている。リンク71bは、一端がジョイント72aを介してリンク71aに遊動可能に連結され、他端がジョイント72bを介してリンク71cに遊動可能に連結されている。リンク71cのリンク71bと連結していない側の端部は、ジョイント72cを介してリンク71dに遊動可能に連結されている。リンク71bおよび71cは、それぞれ、電動機10の回転軸に対して変動可能な角度を規定する。その結果、電動機10を駆動し、駆動軸11からリンク71aを回転すると、リンク71bおよび71cは、その連結部分が、電動機10の回転軸(リンク71a)を中心に円を描くように回転する(以下、電動機の回転軸を中心に円を描くように回転する運動を単に円運動とも称する)。リンク機構70には、往復運動変換機構80が取り付けられている。往復運動変換機構80は、代表的には、回転体81が、当該回転体にリンク71bを挿通することにより取り付けられている。回転体81は、リンク71bに対して相対的に移動可能とされている。往復運動変換機構80は、図2Cに示すように、回転体81の中心がリンク71bの円運動に連動して円運動し、その結果、回転体81に偏心して取り付けられたピン82が、回転体の円運動に連動して円運動する。ピン82には、連接棒としての中継部材83が取り付けられ、ピン82の円運動を往復運動に変換してスライダー30に伝達する。したがって、電動機10を駆動し、駆動軸11からリンク71aを回転させることによりリンク71bを円運動させると、当該円運動に連動して回転体81の中心が円運動し、当該円運動を、連接棒としての中継部材83が往復運動に変換してスライダー30に伝達し、スライダー30が軸方向に往復運動する。その結果、スライダー30に取り付けられた切断刃20が、切断対象物を切断する。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view illustrating one operating state of a cutting tool according to another preferred embodiment of the present invention. In the present embodiment, the operating mechanism is a link mechanism 70. Specifically, the
本実施形態においては、リンク71bにおける回転体81の位置を移動させることにより、および/または、リンク71bの円運動の回転半径を変化させることにより、スライダー30の振幅を調整することができる。具体的には、上記位置調整ネジ55を回すことにより壁54を移動させ、それにより内筒52を移動させると、リンク71bにおける回転体81の位置が移動する。例えば図2Aに示す状態(内筒52がハウジング右側に寄っている状態)で位置調整ネジ55を回すと、当該ネジ55に端部が固定されている内筒がガイド51を介してハウジング内を左方向に移動し、図2Bに示すような状態(内筒52がハウジング左側に寄っている状態)となる。その結果、図2Bに示す状態においてリンク71bにおける回転体の位置は、図2Aに示す状態における位置よりも相対的にリンク71a側に移動する。回転体81は、その中心がリンク71bの円運動に連動して円運動するので、図2Bにおける回転体81の中心の円運動の半径は、図2Aにおける円運動の半径よりも小さくなる。結果として、図2Bに示す状態におけるスライダー30の振幅は、図2Aに示す状態に比べて小さくなる。本実施形態によれば、ネジ55の回転量により内筒52の位置を調整して、リンク71bに連動した回転体81の円運動の半径を調整することができるので、上記のクランク機構を採用した形態と同様に、スライダー(結果として、切断刃)の振幅を精密に調整することができる。具体的には、スライダーの振幅を「大小」のような2段階ではなく、切断対象物の材質や厚みに応じて多段階で(好ましくは、実質的に連続的に)変動させることができる。さらに、本実施形態によれば、カッティングツールの外側からスライダーの振幅を調整することができる。内筒52の電動機10側の端部を固定すれば、位置調整ネジ55を回すことにより壁54を移動させると、リンク71bおよび71cが電動機の回転軸に対して規定する角度が変化する(図示せず)。その結果、リンク71bの円運動の回転半径が変化するので、結果として、リンク71bに連動した回転体81の円運動の半径を変化させることができる。
In the present embodiment, the amplitude of the
図2Dは、図2Aおよび図2Bに示す実施形態における電動機とリンク機構との連結形態の別の例を示す概略断面図である。図2Dに示す実施形態においては、電動機10の駆動力は、プーリ91および93とベルト92とを介してリンク機構70(実質的には、リンク71a)に伝達される。このような構成とすれば、ハウジングをコンパクト化できる。
FIG. 2D is a schematic cross-sectional view showing another example of a connection form between the electric motor and the link mechanism in the embodiment shown in FIGS. 2A and 2B. In the embodiment shown in FIG. 2D, the driving force of the
上記で具体的に説明した形態は適宜組み合わせてもよい。また、動作機構の代表例として、クランク機構およびリンク機構について説明してきたが、本発明における動作機構としては、電動機10の回転運動を往復運動に変換することができる任意の適切な機構が採用され得る。動作機構の他の代表例としては、スコッチ・ヨーク機構、ラック・アンド・ピニオン機構が挙げられる。
The forms specifically described above may be combined as appropriate. As a representative example of the operation mechanism, the crank mechanism and the link mechanism have been described. However, as the operation mechanism in the present invention, any appropriate mechanism capable of converting the rotational motion of the
図3は、本発明の好ましい実施形態による切断装置の概略斜視図である。切断装置200は、上記本発明のカッティングツール100と、カッティングツール100が交換可能に取り付けられる、2次元方向に移動可能な取付部110と、取付部110の移動を制御する制御部120と、切断対象物140を載置する載置台130とを備える。より具体的には、取付部110は、カッティングツール100を交換可能に取り付ける取付ヘッド111と、取付ヘッド111を昇降可能かつ回転可能に取り付ける第1移動部112と、第1移動部112を左右方向に移動可能に支持する第2移動部113と、第2移動部の左右両端を支持して前後方向に移動可能とする左右支持部114、114とを備える。このような構成により、取付部110の2次元方向の移動が可能となる。
FIG. 3 is a schematic perspective view of a cutting device according to a preferred embodiment of the present invention. The
取付部110の移動および動作は、切断対象物の所望の切断形状に応じて、制御部120により制御される。制御部120は演算部(図示せず)を有する。演算部は、該演算部に入力される所定の加工データ(例えば、切断対象物140のどの位置をどのように加工するかに関するCADデータ)に従って制御指令を出力し、該制御指令に従って切断刃による加工が行われる。具体的には、制御部120は、第1移動部112を左右方向に移動させ、第2移動部113を前後方向に移動させることにより、取付部110を前後・左右に移動させるとともに、取付ヘッド11を所望の角度に回転させてカッティングツール100(実質的には、その切断刃)を前後・左右・斜めに移動させ、それにより切断対象物を加工する。
The movement and operation of the
本発明のカッティングツールは、段ボールや樹脂成形体を所望の形状に切断する際に好適に利用され得る。 The cutting tool of the present invention can be suitably used when cutting a cardboard or a resin molded body into a desired shape.
10 電動機
20 切断刃
30 スライダー
40 クランク機構
41 クランク軸
42 クランクディスク
43 クランクピン
44 中継部材
46 位置調整ネジ
50 ハウジング
52 内筒
54 壁
55 位置調整ネジ
70 リンク機構
71a、71b、71c、71d リンク
72a、72b、72c ジョイント
80 往復運動変換機構
81 回転体
82 ピン
83 中継部材
100 カッティングツール
110 取付部
120 制御部
130 載置台
140 切断対象物
200 切断装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該動作機構が、該スライダーの往復運動の往復距離を変動可能に構成されている
カッティングツール。 A housing, an electric motor, a cutting blade, a slider to which the cutting blade is attached, and an operating mechanism connected to the electric motor to support the slider so as to be capable of reciprocating;
A cutting tool in which the operation mechanism is configured to be capable of changing a reciprocating distance of a reciprocating motion of the slider.
該クランク機構が、前記電動機の回転にしたがって回転されるクランクディスクと;該クランクディスクに偏心して取り付けられ、該クランクディスクと一体になって回転されるクランクピンと、該クランクピンの回転運動を往復運動に変換して前記スライダーに伝達する中継部材とを有し、
該クランクピンが、該クランクディスクの径方向に移動可能に取り付けられている、
請求項1に記載のカッティングツール。 The operating mechanism is a crank mechanism;
A crank disk that is rotated according to the rotation of the electric motor; a crank pin that is eccentrically attached to the crank disk and rotated integrally with the crank disk; and a reciprocating motion of the crank pin. A relay member that converts to the slider and transmits it to the slider,
The crank pin is attached to be movable in the radial direction of the crank disk;
The cutting tool according to claim 1.
該リンク機構は、前記電動機の回転軸に対して所定の角度を規定し、該電動機の回転軸を中心に円運動するリンクを含み、
該往復運動変換機構は、その中心が該リンクの円運動に連動して円運動する回転体と、該回転体の円運動を往復運動に変換して前記スライダーに伝達する中継部材とを有し、
該回転体は、該リンクに対して相対的に移動可能に取り付けられており、該リンクにおいて該回転体が移動して該回転体の中心の円運動の半径が変化することにより、該スライダーの往復運動の往復距離を変動させる、
請求項1に記載のカッティングツール。 The operating mechanism has a link mechanism and a reciprocating motion conversion mechanism,
The link mechanism defines a predetermined angle with respect to the rotating shaft of the electric motor, and includes a link that moves circularly around the rotating shaft of the electric motor,
The reciprocating motion conversion mechanism has a rotating body whose center moves circularly in conjunction with the circular motion of the link, and a relay member that converts the circular motion of the rotating body into reciprocating motion and transmits the reciprocating motion to the slider. ,
The rotating body is mounted so as to be movable relative to the link, and when the rotating body moves in the link and the radius of circular motion at the center of the rotating body changes, Fluctuate the reciprocating distance of reciprocating motion,
The cutting tool according to claim 1.
The cutting tool according to any one of claims 1 to 3, a mounting portion that can be replaced in a two-dimensional direction, a control unit that controls movement of the mounting portion, and a cutting target A cutting device comprising a mounting table for mounting an object.
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