JP2018001322A

JP2018001322A - 裁断ヘッド

Info

Publication number: JP2018001322A
Application number: JP2016130266A
Authority: JP
Inventors: 修一吉村; Shuichi Yoshimura
Original assignee: Hashima Co Ltd
Current assignee: Hashima Co Ltd
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2018-01-11

Abstract

【課題】裁断刃の高速の往復運動を実現すると共に、振動等が発生しない機構を備えた裁断ヘッドを提供すること。【解決手段】回転駆動源２００の回転運動を、往復運動軸Ｘに沿った往復運動へと変換し、裁断刃５００を往復運動させる裁断ヘッド１００であって、第１駆動機構３００と第２駆動機構４００は、前記往復運動軸Ｘを対称軸として、互いに線対称となるように配置され、第１クランクロッド３４０の他端部３４１と、第２クランクロッド４４０の他端部４４１は、連結軸５２０によって互いに連結され、当該連結軸５２０を中心に回転可能であり、前記裁断刃５００は、前記往復運動軸Ｘに沿うように、前記連結軸５２０に固定されていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本願発明は、裁断機の裁断刃を往復駆動させる機構を備えた裁断ヘッドに関するものである。

従来から、様々な裁断機が開発されており、例えば、特許文献１に示す裁断機が知られている。そして、当該裁断機の裁断ヘッド１０００は、図６に示すように、第１変換機構１０１０、第２変換機構１０２０、及び合成機構１０３０から構成されている。この第１変換機構１０１０は、第１回転軸１０１１の回転運動を、第１回転軸１０１１の一端に固定される第１偏心カム１０１２から第１クランクロッド１０１３に伝達して、第１クランクロッド１０１３の往復運動に変換するものである。そして、第２変換機構１０２０は、仮想平面１００９ａに関して、第１変換機構１０１０と対称の構造をしている。さらに、この第２変換機構１０２０の第２回転軸１０２１は、第１回転軸１０１１に対して等速、かつ逆方向に回転している。

また、この合成機構１０３０の連結ブロック１０３１の両端は、第１クランクロッド１０１３の第１連結軸１０１６、及び第２クランクロッド１０２３の第２連結軸１０２６にそれぞれ、回転可能に軸支されている。そして、合成機構１０３０の連結ブロック１０３１には、第１変換機構１０１０および第２変換機構１０２０によってそれぞれ回転運動から変換される往復運動が第１クランクロッド１０１３および第２クランクロッド１０２３を介してそれぞれ与えられ、仮想平面１００９ａに関する対称性から、軸線１０３２ａ方向の成分のみが抽出され、合成されている。この抽出及び合成される軸線１０３２ａ方向の成分で、ナイフ駆動シャフト１０３２が往復駆動し、裁断刃を往復駆動させることになる。また、ナイフ駆動シャフト１０３２に対して、軸線１０３２ａ方向の往復運動を案内するために、案内機構１０３４も設けられている。

ところで、この裁断ヘッド１０００では、第１変換機構１０１０および第２変換機構１０２０によってそれぞれ回転運動から変換される往復運動を、ナイフ駆動シャフト１０３２へ伝達するために、連結ブロック１０３１を採用している。ただ、この連結ブロック１０３１を採用することで、当該連結ブロック１０３１自体の重さが、駆動機構全体の重量を増加させ、ナイフ駆動シャフト１０３２に固定された裁断刃を、高速で往復運動させることの妨げとなっている。

また、連結ブロック１０３１は、その両端が、第１連結軸１０１６及び第２連結軸１０２６によって、第１クランクロッド１０１３および第２クランクロッド１０２３に回転可能に連結されている。そのため、ナイフ駆動シャフト１０３２を滑らかに往復運動させるためには、その両端の連結軸での動きは完全に同期させることが望ましい。しかしながら、各部材の加工精度や組み付け精度には限界があるので、両端のクランクロッド及び連結軸の動きには、僅かなズレが生じる。そのため、連結ブロック１０３１にはズレにより振動等が生じ、ナイフ駆動シャフト１０３２にも僅かな振動等が生じる。そして、高速で運動させると振動が大きくなり、駆動機構に損傷を与え、危険である。このように、この振動は、ナイフ駆動シャフト１０３２に固定された裁断刃を、高速で往復運動させる妨げとなるのである。

さらに、その振動を抑制し、ナイフ駆動シャフト１０３２を滑らかに運動させるために、軸線１０３２ａに沿って延びる長尺状の案内機構１０３４（スライダー）が設けられている。この案内機構１０３４は、ナイフ駆動シャフト１０３２の表面に面接触して、振動やブレを強制的に押さえつけるものである。ただ、案内機構１０３４の表面をナイフ駆動シャフト１０３２が面接触しながら摺動するので、摩擦が大きく、互いの表面にグリス等の潤滑材を常に供給する必要がある。そのため、それだけコストが嵩み、メンテナンスも面倒である。

特願２００４−５６２０１７

そこで、本願発明は、上記問題に鑑み、裁断刃の高速の往復運動を実現すると共に、振動等が発生しない機構を備えた裁断ヘッドを提供するものである。

上記課題を解決するために、本願発明の裁断ヘッドは、回転駆動源の回転運動を、往復運動軸に沿った往復運動へと変換し、裁断刃を往復運動させる裁断ヘッドであって、前記回転駆動源からの回転運動が伝達される第１回転軸と、当該第１回転軸に固定された第１回転体と、当該第１回転体上において前記第１回転軸から偏心した位置に設けられた第１クランクロッド接続軸と、当該第１クランクロッド接続軸に回転可能に連結された第１クランクロッドとを備えた、第１駆動機構と、前記第１回転軸の回転運動と等速で尚且つ逆方向の回転運動が、前記回転駆動源から伝達される第２回転軸と、当該第２回転軸に固定された第２回転体と、当該第２回転体上において前記第２回転軸から偏心した位置に設けられた第２クランクロッド接続軸と、当該第２クランクロッド接続軸に回転可能に連結された第２クランクロッドとを備えた、第２駆動機構と、を備え、前記第１駆動機構と前記第２駆動機構は、前記往復運動軸を対称軸として、互いに線対称となるように配置され、前記第１クランクロッドの他端部と、前記第２クランクロッドの他端部は、連結軸によって互いに連結され、当該連結軸を中心に回転可能であり、前記裁断刃は、前記往復運動軸に沿うように、前記連結軸に固定されていることを特徴としている。

上記特徴によれば、第１クランクロッド及び第２クランクロッドが、連結軸によって直接連結されているので、従来のような、連結ブロック１０３１（図６参照）が不要となる。そのため、従来と比較して、連結ブロック１０３１が不要となった分だけ、重量が軽くなることから、裁断刃をより高速で駆動させることができる。さらに、第１クランクロッドと第２クランクロッドとが、連結軸によって、往復運動軸上で回転可能に連結されているので、従来のような両端の連結軸間でのズレが生じず、振動も生じない。その結果、連結軸に固定された裁断刃を、従来よりも高速で、安定して往復運動させることができる。

さらに、本願発明の裁断ヘッドは、裁断刃を前記往復運動軸に沿って案内するガイドローラーを備えることを特徴としている。

本願発明によれば、従来と比較して振動やブレが生じないことから、裁断刃の表面と転がりながら点接触するガイドローラーによって、裁断刃を往復運動軸Ｘに沿って十分案内することができる。さらに、ガイドローラーは、転がりながら点接触するので、裁断刃の表面との摩擦が少なく、従来のような潤滑材が不要となり、メンテナンスが非常に容易となる。

本願発明の裁断ヘッドによれば、裁断刃の高速の往復運動を実現すると共に、振動等が発生することがない。

本願発明の裁断ヘッドを備えた裁断機の全体斜視図である。本願発明の裁断ヘッドの正面図である。本願発明の裁断ヘッドの側面図である。（ａ）は、本願発明の裁断ヘッドの駆動部分を示した正面図、（ｂ）は当該駆動部分を示した側面図、（ｃ）は当該駆動部分を示した平面図、（ｄ）は当該駆動部分の第１クランクロッド及び第２クランクロッドを示した平面図である。（ａ）から（ｄ）は、本願発明の裁断ヘッドの駆動部分を示すもので、当該駆動部分の動作の様子を示した正面図である。本願発明の背景技術の一例として示す裁断ヘッドの駆動部分を示す正面図である。

１００裁断ヘッド
２００回転駆動源
３００第１駆動機構
３１０第１回転軸
３２０第１回転体
３３０第１クランクロッド接続軸
３４０第１クランクロッド
３４１他端部
４００第２駆動機構
４１０第２回転軸
４２０第２回転体
４３０第２クランクロッド接続軸
４４０第２クランクロッド
４４１他端部
５００裁断刃
５２０連結軸
Ｘ往復運動軸

以下に、本願発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本願発明の裁断ヘッド１００（又は、裁断刃駆動装置と呼ぶ。）が取り付けられた裁断機１１０の全体斜視図を示している。この裁断機１１０は、平坦で長尺状の搬送ベルト１２０を備えており、当該搬送ベルト１２０上に布Ｖを載せて、長尺方向へ移動させる。そして、裁断ヘッド１００は、搬送ベルト１２０の長尺方向及び短尺方向へ移動可能に制御されており、布Ｖを所望の形状に裁断することができる。

次に、図２及び図３を参照して、裁断ヘッド１００の構造について説明する。裁断ヘッド１００は、主に、回転運動を発生させる回転駆動源２００、当該回転駆動源２００の回転運動を往復運動軸Ｘに沿った往復運動へと変換する第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００、さらに、当該第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００に固定された裁断刃５００、並びに、当該裁断刃５００を案内する中央案内部６００及び先端案内部７００から構成されている。なお、各部材は、金属性であり、回転駆動源２００から伝達される回転運動及び往復運動に耐えられる剛性を備える。

この回転駆動源２００は、外部から電源を供給されて駆動するモーターから構成されており、その他、回転運動を発生させる従来の装置を採用することもできる。また、第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００は、回転駆動源２００に内蔵されたタイミングベルトを介して連結され、そして、第１駆動機構３００と第２駆動機構４００のそれぞれは、互いに等速で、かつ、逆方向に回転するように構成されている。また、第１駆動機構３００と第２駆動機構４００は、往復運動軸Ｘに対して線対称となるように配置されている。さらに、当該第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００に連結固定された裁断刃５００も、当該往復運動軸Ｘに沿うように配置されている。なお、往復運動軸Ｘは、搬送ベルト１２０の長尺方向に対して直角に交わる。

また、長尺状の裁断刃５００の中腹付近には、裁断刃５００を囲むようにして略筒状の中央案内部６００が配置されている。この中央案内部６００の内部には、複数のガイドローラー（回転体）６１０が回転可能に軸支されている。また、このガイドローラー６１０は、中央案内部６００に着脱可能に取り付けられている。そして、ガイドローラー６１０は裁断刃５００を挟み込むように、裁断刃５００の両側面に当接し、裁断刃５００が常に往復運動軸Ｘ上に位置できるように、裁断刃５００を案内している。さらに、裁断刃５００が往復運動しても、ガイドローラー６１０は回転しながら、裁断刃５００の両側面に接触し（より具体的には、裁断刃５００の両側面と点接触し）、裁断刃５００を案内しているので、裁断刃５００が往復運動軸Ｘからズレることなく、確実に往復運動軸Ｘに沿って往復運動することができるのである。なお、この中央案内部６００は、裁断刃５００を案内するガイドローラー６１０を含む以外にも、裁断刃５００の刃幅を測定する装置等、裁断刃５００の状態を計測可能な各種装置を内蔵している。

また、裁断刃５００の先端付近には、略円盤状の先端案内部７００が配置されている。この先端案内部７００の内部には、複数のガイドローラー７１０が回転可能に軸支されている。また、このガイドローラー７１０は、先端案内部７００に着脱可能に取り付けられている。そして、ガイドローラー７１０は、裁断刃５００を挟み込むように、、裁断刃５００の両側面に接触し（より具体的には、裁断刃５００の両側面と点接触し）、裁断刃５００が常に往復運動軸Ｘ上に位置できるように、裁断刃５００を案内している。さらに、裁断刃５００が往復運動しても、ガイドローラー７１０は回転しながら、裁断刃５００の両側面に当接し、裁断刃５００を案内しているので、裁断刃５００が、往復運動軸Ｘからズレることなく、確実に往復運動軸Ｘに沿って往復運動することができるのである。なお、この先端案内部７００は、裁断時に下降して、布等の裁断対象を押さえる役割もしている。

次は、図４を参照して、本願発明の裁断ヘッド１００の駆動部分である第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００の構造について詳しく説明する。

まず、図４に示すように、第１駆動機構３００は、回転駆動源２００に連結された第１回転軸３１０と、当該第１回転軸３１０に連結固定された円盤状の第１回転体３２０と、第１回転体３２０に回転可能に連結された第１クランクロッド３４０（又は、第１連結体と呼ぶ。）とからなる。第１回転軸３１０は、回転駆動源２００によって回転中心軸３１１を中心に回転運動する。そして、第１回転体３２０は、自身の中心が回転中心軸３１１に一致するように、第１回転軸３１０に固定されている。そのため、第１回転軸３１０が回転すると、第１回転軸３１０と一体となった第１回転体３２０は、回転中心軸３１１を中心に回転運動することになる。なお、回転中心軸３１１は、往復運動軸Ｘに対して直角に交わっている。

また、円柱状の第１クランクロッド接続軸３３０は、第１回転体３２０上において、第１回転軸３１０からズレた位置に、すなわち、第１回転軸３１０から偏心した位置に固定されている。さらに、第１クランクロッド３４０の一端部３４１はリング状になっており、そのリング部分が、円柱状の第１クランクロッド接続軸３３０に嵌め合わせられ、回転可能に連結している。したがって、第１クランクロッド３４０の一端部３４１は、第１クランクロッド接続軸３３０を中心に回転することができる。

一方、図４（ａ）に示すように、第２駆動機構４００は、往復運動軸Ｘを対称軸として、第１駆動機構３００と線対称となるように構成されている。具体的には、第２駆動機構４００は、回転駆動源２００に連結された第２回転軸４１０と、当該第２回転軸４１０に連結固定された円盤状の第２回転体４２０と、第２回転体４２０に回転可能に連結された第２クランクロッド４４０（又は、第２連結体と呼ぶ。）とからなる。第２回転軸４１０は、回転駆動源２００によって回転中心軸４１１を中心に回転運動する。さらに、第２回転軸４１０は、回転駆動源２００によって、第１回転軸３１０の回転運動と同期しながら、等速で、尚且つ逆方向に回転するように制御されている。

また、第２回転体４２０は、自身の中心が回転中心軸４１１に一致するように、第２回転軸４１０に固定されているので、第２回転軸４１０が回転すると、第２回転軸４１０と一体となった第２回転体４２０は、回転中心軸４１１を中心に回転運動することになる。したがって、第２回転体４２０は、第１回転体３２０の回転運動と同期しながら、同じ速度で、尚且つ逆方向に回転することになる。なお、回転中心軸４１１は、往復運動軸Ｘに対して直角に交わり、回転中心軸３１１と平行になっている。

また、第２クランクロッド接続軸４３０は、第２回転体４２０上において、第２回転軸４１０からズレた位置に、すなわち、第２回転軸４１０から偏心した位置に固定されている。さらに、第２クランクロッド４４０の一端部４４１はリング状になっており、そのリング部分が、円柱状の第２クランクロッド接続軸４３０に嵌め合わせられ、回転可能に連結されている。したがって、第２クランクロッド４４０の一端部４４１は、第２クランクロッド接続軸４３０を中心に回転することができる。

そして、第１クランクロッド３４０の他端部３４２と第２クランクロッド４４０の他端部４４２は、連結軸５２０によって互いに回転可能に連結されている。具体的には、図４（ｄ）に示すように、第１クランクロッド３４０の他端部３４２は、２つに枝分かれしたリング部３４３とリング部３４４で構成され、一方の第２クランクロッド４４０の他端部４４２も、２つに枝分かれしたリング部４４３とリング部４４４で構成されている。そして、円柱状の連結軸５２０が、すべてのリング部を貫通するように連結されている。これにより、第１クランクロッド３４０の他端部３４２は連結軸５２０を中心に回転可能に連結され、第２クランクロッド４４０の他端部４４２は連結軸５２０を中心に回転可能に連結されることになる。

なお、各リング部の内側に、ベアリング（軸受け）を設けて、より滑らかな回転運動を可能にしている。特に、連結軸５２０は、第１クランクロッド３４０及び第２クランクロッド４４０が連結されて、強い外力を受けるため、各クランクロッドのリング部と連結軸５２０との間にベアリングを設けることで、外力の影響を受けない、より滑らかな回転運動を実現している。

また、裁断刃５００の後端側は取付部５１０に固定されており、当該取付部５１０は、固定具５１１によって、連結軸５２０に固定されている。具体的には、この固定具５１１はボルトで構成されるもので、上下方向、すなわち往復運動軸Ｘ方向に延びるように設けられた連結軸５２０の貫通孔に挿通している。そして、当該貫通孔に挿通された固定具５１１の頭部は連結軸５２０の上側面に当接し、固定具５１１の先端部は取付部５１０に螺合固定されている。これにより、裁断刃５００は、往復運動軸Ｘに沿うように、連結軸５２０に固定されることになる。なお、当該固定具５１１を緩めれば、固定具５１１と取付部５１０の螺合固定は外れて、連結軸５２０から裁断刃５００を容易に取り外す事ができる。

では次に、図５を参照して、裁断ヘッド１００の動作について説明する。なお、回転駆動源２００によって、第１回転体３２０及び第２回転体４２０は、互いに等速で、尚且つ逆方向に同期しながら回転している。

まず、図５（ａ）から図５（ｂ）にかけて、第１回転体３２０は第１回転軸３１０を中心に９０度反時計回り（左周り）に回転し、第２回転体４２０は第２回転軸４１０を中心に９０度時計回り（右回り）に回転する。すると、第１クランクロッド接続軸３３０は第１回転軸３１０から偏心した位置に配置されているので、第１回転体３２０の回転によって、第１クランクロッド接続軸３３０は第１回転軸３１０の右側へ上昇する。同様に、第２クランクロッド接続軸４３０は第２回転軸４１０から偏心した位置に配置されているので、第２回転体４２０の回転によって、第２クランクロッド接続軸４３０は第２回転軸４１０の左側へ上昇する。当然、第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００は、往復運動軸Ｘを対称軸として線対称の関係にあるので、第１クランクロッド接続軸３３０及び第２クランクロッド接続軸４３０がそれぞれ上昇する距離も等しい。

すると、この上昇した第１クランクロッド接続軸３３０及び第２クランクロッド接続軸４３０に、第１クランクロッド３４０及び第２クランクロッド４４０を介して、連結された裁断刃５００も上昇することになる。ただし、第１クランクロッド３４０の一端部３４１は第１クランクロッド接続軸３３０と回転可能に連結され、第２クランクロッド４４０の一端部４４１は第２クランクロッド接続軸４３０と回転可能に連結され、さらに、第１クランクロッド３４０の他端部３４２と第２クランクロッド４４０の他端部４４２は、連結軸５２０に回転可能に連結されている。そのため、各連結箇所が回転するので、裁断刃５００を往復運動軸Ｘに沿って滑らかに上昇させることができるのである。これは、第１クランクロッド３４０と第２クランクロッド４４０との間の角度が、図５（ａ）の角度α１から図５（ｂ）の角度α２へと大きくなっていることからも理解できる。

次に、図５（ｂ）から図５（ｃ）にかけて、第１回転体３２０は第１回転軸３１０を中心に９０度反時計回りに回転し、第２回転体４２０は第２回転軸４１０を中心に９０度時計回りに回転する。すると、第１回転体３２０の回転によって、第１クランクロッド接続軸３３０は第１回転軸３１０の真上へ上昇する。同様に、第２回転体４２０の回転によって、第２クランクロッド接続軸４３０は第２回転軸４１０の真上へ上昇する。当然、第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００は、往復運動軸Ｘを対称軸として線対称の関係にあるので、この上昇する距離も等しい。

すると、第１クランクロッド３４０及び第２クランクロッド４４０に連結された裁断刃５００も上昇することになるが、第１クランクロッド接続軸３３０、第２クランクロッド接続軸４３０、及び連結軸５２０の各連結箇所が回転するので、裁断刃５００を往復運動軸Ｘに沿って滑らかに上昇させることができるのである。これは、第１クランクロッド３４０と第２クランクロッド４４０との間の角度が、図５（ｂ）の角度α２から図５（ｃ）の角度α３へと小さくなっていることからも理解できる。

次に、図５（ｃ）から図５（ｄ）にかけて、第１回転体３２０は第１回転軸３１０を中心に９０度反時計回りに回転し、第２回転体４２０は第２回転軸４１０を中心に９０度時計回りに回転する。すると、第１回転体３２０の回転によって、第１クランクロッド接続軸３３０は第１回転軸３１０の左側へ下降する。同様に、第２回転体４２０の回転によって、第２クランクロッド接続軸４３０は第２回転軸４１０の右側へ下降する。当然、第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００は、往復運動軸Ｘを対称軸として線対称の関係にあるので、この下降する距離も等しい。

すると、第１クランクロッド３４０及び第２クランクロッド４４０に連結された裁断刃５００も下降することになるが、第１クランクロッド接続軸３３０、第２クランクロッド接続軸４３０、及び連結軸５２０の各連結箇所が回転するので、裁断刃５００を往復運動軸Ｘに沿って滑らかに下降させることができる。これは、第１クランクロッド３４０と第２クランクロッド４４０との間の角度が、図５（ｃ）の角度α３から図５（ｄ）の角度α４へと小さくなっていることからも理解できる。

次に、図５（ｄ）から図５（ａ）にかけて、第１回転体３２０は第１回転軸３１０を中心に９０度反時計回りに回転し、第２回転体４２０は第２回転軸４１０を中心に９０度時計回りに回転する。すると、第１回転体３２０の回転によって、第１クランクロッド接続軸３３０は第１回転軸３１０の真下へ下降する。同様に、第２回転体４２０の回転によって、第２クランクロッド接続軸４３０は第２回転軸４１０の真下へ下降する。当然、第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００は、往復運動軸Ｘを対称軸として線対称の関係にあるので、この下降する距離も等しい。

すると、第１クランクロッド３４０及び第２クランクロッド４４０に連結された裁断刃５００も下降することになるが、第１クランクロッド接続軸３３０、第２クランクロッド接続軸４３０、及び連結軸５２０の各連結箇所が回転するので、裁断刃５００を往復運動軸Ｘに沿って滑らかに下降させることができる。これは、第１クランクロッド３４０と第２クランクロッド４４０との間の角度が、図５（ｄ）の角度α４から図５（ａ）の角度α１へと大きくなっていることからも理解できる。

上記の図５（ａ）から（ｄ）で説明したように、往復運動軸Ｘを対称軸として互いに線対称の関係にある第１回転体３２０及び第２回転体４２０が、等速で尚且つ逆方向に回転すると、連結軸５２０は往復運動軸Ｘに沿って上下に運動することになり、当該連結軸５２０に固定された裁断刃５００も往復運動軸Ｘに沿って、滑らかに上下に運動することになる。そして、任意の速度で、回転駆動源２００が第１回転体３２０及び第２回転体４２０を連続して回転させることで、裁断ヘッド１００の裁断刃５００が、往復運動軸Ｘに沿って上下に往復運動し、布を裁断していくのである。

このように、本願発明の裁断ヘッド１００によれば、往復運動軸Ｘを対象軸として互いに線対称に構成された第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００によって、回転駆動源２００の回転運動を往復運動へ変換することができ、さらに、第１クランクロッド３４０の他端部３４２と第２クランクロッド４４０の他端部４４２は、連結軸５２０によって連結され、当該連結軸５２０を中心に回転可能であるため、連結軸５２０に固定された裁断刃５００を往復運動軸Ｘに沿って滑らかに往復運動させることができる。

特に、本願発明の裁断ヘッド１００は、第１クランクロッド３４０及び第２クランクロッド４４０が、一つの連結軸５２０によって直接連結されているので、従来のような、連結ブロック１０３１（図６参照）が不要となる。そのため、従来と比較して、連結ブロック１０３１が不要となった分だけ、駆動機構の重量が軽くなることから、裁断刃５００をより高速に往復運動させることができる。

また、図６に示すように、従来では、連結ブロック１０３１は、その両端において、つまり、往復運動軸Ｘとはズレた位置において、第１連結軸１０１６及び第２連結軸１０２６によって、第１クランクロッド１０１３および第２クランクロッド１０２３と連結されていた。そのため、両側のクランクロッドや連結軸間での動きの僅かなズレによって、連結ブロック１０３１には振動等が生じ、裁断刃にも振動が生じていた。しかしながら、図５に示すように、本願発明の裁断ヘッド１００によれば、第１クランクロッド３４０と第２クランクロッド４４０とが、一つの連結軸５２０によって、往復運動軸Ｘ上で回転可能に連結されているので、言い換えると、従来の連結軸を一つにまとめて、尚且つ、往復運動軸Ｘ上に位置させたので、従来のような両端の連結軸間でのズレが生じず、振動も生じない。その結果、連結軸５２０に固定された裁断刃５００を、従来よりも高速で、安定して往復運動させることができる。

さらに、本願発明の裁断ヘッド１００によれば、従来のような、切断刃の表面に面接触して、振動やブレを抑制するための案内機構１０３４（図６参照）が不要となる。具体的には、従来の案内機構１０３４（図６参照）は、裁断刃の振動やブレを強制的に押さえるために、裁断刃の表面と広い面積で面接触する必要があった。しかしながら、本願発明の裁断ヘッド１００は、従来と比較して振動やブレが生じないことから、それを押さえつけるために裁断刃と面接触する必要がない。そのため、裁断刃５００の表面と点接触するガイドローラー６１０及びガイドローラー７１０でも、裁断刃５００を往復運動軸Ｘに沿って十分に案内することができるのである。なお、ガイドローラー６１０及びガイドローラー７１０は、第１駆動機構３００及び第２駆動機構４００の高速駆動に伴う振動やブレを主に抑制するものではなく、裁断刃５００が布等を裁断している際に受ける外力等により、裁断刃５００が往復運動軸Ｘからズレたりすることを防止するもので、任意に設けるものである。

また、本願発明の裁断ヘッド１００によれば、従来のような、裁断刃と面接触して摺動させる案内機構１０３４（図６参照）が不要となるため、グリス等の潤滑材を供給する必要がなくなる。上述したように、本願の裁断ヘッド１００によれば、裁断刃５００の往復運動に伴って、転がりながら点接触するガイドローラー６１０及びガイドローラー７１０を採用することができる。そのため、ガイドローラーと裁断刃５００の表面との摩擦は小さく、従来のような潤滑材が不要となり、メンテナンスが非常に容易となる。

さらに、裁断ヘッド１００を構成する部品の中で消耗により交換が必要となる、裁断刃５００、ガイドローラー６１０、及びガイドローラー７１０は、裁断ヘッド１００から取り外しやすく、交換が容易で、メンテナンスが非常に容易である。具体的には、裁断刃５００を交換する際は、固定具５１１（図４参照）を取り外せば、裁断刃５００と連結軸５２０との固定が解除され、簡単に裁断刃５００を交換することができる。さらに、ガイドローラー６１０は中央案内部６００に取り付けられているが、摩擦等により消耗されるのはガイドローラー６１０だけなので、このガイドローラー６１０のみ交換すればよく、メンテナンスが容易である。同様に、ガイドローラー７１０は先端案内部７００に取り付けられているが、摩擦等により消耗されるのはガイドローラー７１０だけなので、このガイドローラー７１０のみ交換すればよく、メンテナンスが容易である。特に、中央案内部６００及び先端案内部７００全体を交換するのではなく、消耗されたガイドローラー６１０及びガイドローラー７１０のみ交換すればよいので、非常に経済的である。

さらに、第１クランクロッド３４０の他端部３４２は、２つに枝分かれしたリング部３４３とリング部３４４で構成され、当該リング部３４３とリング部３４４は、連結軸５２０の両端において、連結軸５２０と連結している。同様に、第２クランクロッド４４０の他端部４４２も、２つに枝分かれしたリング部４４３とリング部４４４で構成されており、当該リング部４４３とリング部４４４は、連結軸５２０の両端において、連結軸５２０と連結している。そして、連結軸５２０は２つのクランクロッドから力を受ける部分なので、その負荷により歪みが生じたり、負荷のバランスが崩れて振動が生じる可能性がある。そのため、その負荷を受ける部分を、すなわち連結箇所を、自身の両端に分散させることで、連結軸５２０の特定の箇所に負荷が集中することを避け、又、両端に負荷を均等に分散してバランスをとっている。

なお、本願発明の裁断ヘッドは、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。

Claims

回転駆動源の回転運動を、往復運動軸に沿った往復運動へと変換し、裁断刃を往復運動させる裁断ヘッドであって、
前記回転駆動源からの回転運動が伝達される第１回転軸と、当該第１回転軸に固定された第１回転体と、当該第１回転体上において前記第１回転軸から偏心した位置に設けられた第１クランクロッド接続軸と、当該第１クランクロッド接続軸に回転可能に連結された第１クランクロッドとを備えた、第１駆動機構と、
前記第１回転軸の回転運動と等速で尚且つ逆方向の回転運動が、前記回転駆動源から伝達される第２回転軸と、当該第２回転軸に固定された第２回転体と、当該第２回転体上において前記第２回転軸から偏心した位置に設けられた第２クランクロッド接続軸と、当該第２クランクロッド接続軸に回転可能に連結された第２クランクロッドとを備えた、第２駆動機構と、を備え、
前記第１駆動機構と前記第２駆動機構は、前記往復運動軸を対称軸として、互いに線対称となるように配置され、
前記第１クランクロッドの他端部と、前記第２クランクロッドの他端部は、連結軸によって互いに連結され、当該連結軸を中心に回転可能であり、
前記裁断刃は、前記往復運動軸に沿うように、前記連結軸に固定されていることを特徴とする裁断ヘッド。
前記裁断刃を前記往復運動軸に沿って案内するガイドローラーを備えることを特徴とする請求項１に記載の裁断ヘッド。