JP3197294U - 裁断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、作業者の負担を軽減可能な裁断装置を提供する。【解決手段】切断刃５５０と、切断刃を駆動するためのモータ１００と、モータを収納するための筐体２００とを備えた裁断装置６００であって、モータは、サーボモータであり、裁断装置に取付け可能な重り３００と、サーボモータを制御する制御装置４００とを備える。制御装置は、裁断装置が共振を起こさないように、サーボモータの回転速度を制御する。また重りは、筐体内に収容可能であり、モータ軸１１０に挿入可能な貫通孔を備える。重りを取り付けたことで、裁断装置自体の重量が増加し、重くて厚い生地を複数積層した状態で裁断していく場合でも、裁断装置の姿勢が安定し、作業者の負担を軽減できる。【選択図】図１

Description

本考案は、布等を裁断するための裁断装置に関する。

従来から、裁断装置を利用して、布等のシート材を任意の形状に、例えば衣類等の型の形状に裁断していた。具体的には、作業者が、裁断装置を手で押し進めてゆき、その裁断装置の切断刃によって布を裁断していく。

また、このシート材には、様々な種類があり、ニットやメリヤス等の比較的軽くて薄い生地や、デニムやレザー等の比較的重くて厚い生地が用いられることがある。そして、生産性を向上させるために、シート材は複数積層した状態で裁断されている。

しかしながら、デニムやレザー等の比較的重くて厚い生地を、複数積層した状態で裁断していく場合、裁断時に生地から反力（抵抗力）がかかる。そのため、この反力により、裁断装置を押し進めることが困難となる。また、切断刃は反力によって前に進んで行かないのに、作業者は裁断装置を前に押し進めようとするので、裁断装置は前方へ向けて倒れそうになる。そのため、作業者は、裁断装置が前方へ倒れないように、裁断装置の姿勢を保ちながら、裁断作業を行わなければならず、大きな負担を強いられていた。

そこで、本考案は、上記問題に鑑み、簡単な構成で、作業者の負担を軽減可能な裁断装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本考案の裁断装置は、切断刃と、当該切断刃を駆動するためのモータと、当該モータを収納するための筐体と、を備えた裁断装置であって、前記モータは、サーボモータであり、前記裁断装置に取付け可能な重りと、前記サーボモータを制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。

上記特徴によれば、重りを取り付けたことで、裁断装置自体の重量が増加する。そのため、デニムやレザー等の比較的重くて厚い生地を、複数積層した状態で裁断していく場合、作業者が裁断装置の姿勢を維持しなくても、裁断装置自体の重量によって裁断装置の姿勢が安定するので、裁断装置を押し進めやすく、また裁断装置が前方へ向けて倒れそうになることもない。したがって、重りを取り付けるという簡単な構成により、作業者の負担を軽減できるのである。

さらに、本考案の上記特徴によれば、サーボモータを備え、当該サーボモータを任意の回転速度で制御可能な制御装置を備える。これにより、布地の種類に応じて、裁断しやすい適切な回転速度でサーボモータを制御できるので、更に作業者の負担を軽減できる。

さらに、本考案の裁断装置は、前記制御装置が、前記裁断装置が共振を起こさないように、前記サーボモータの回転速度を制御することを特徴とする。

本考案では、重りを取り付けたことで裁断装置の固有振動数が変化し、共振を引き起こすモータの回転速度（または、回転周波数）の領域が変わる。しかしながら、上記特徴により、サーボモータの回転速度が、その共振を起こす回転速度の領域と一致しないように、制御装置によってサーボモータの回転速度を制御して、裁断装置が共振を起こさないようすることができる。

さらに、本考案の裁断装置は、前記重りが、前記筐体内に収容可能であり、
前記サーボモータのモータ軸に挿入可能な貫通孔を備えることを特徴とする。

上記特徴によれば、重りは、筐体内に収容可能なので、非常にコンパクトに収まる。さらに、重りは貫通孔を備えているので、重りを筐体の内部に収容する際は、重りの貫通孔をサーボモータのモータ軸に挿入すればよく、取付作業が容易となる。

上述したように、本考案によれば、簡単な構成で、作業者の負担を軽減可能な裁断装置を提供できる。

本考案の裁断装置の全体側面図である。 （ａ）は本考案の裁断装置の本体部の側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＡ―Ａ断面図である。 （ａ）は本考案の裁断装置の筐体の斜視図、（ｂ）は本考案の裁断装置のサーボモータ及び制御装置のブロック図である。 本考案の裁断装置の筐体及び重りを示す分解斜視図である。 本考案の裁断装置の本体部全体を示す分解斜視図である。

１００ サーボモータ
２００ 筐体
３００ 重り
４００ 制御装置
５５０ 切断刃
６００ 裁断装置

以下に、本考案の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明において参照する各図の形状は、好適な形状寸法を説明する上での概念図又は概略図であり、寸法比率等は実際の寸法比率とは必ずしも一致しない。つまり、本考案は、図面における寸法比率に限定されるものではない。

図１は、本考案の裁断装置６００の全体側面図を示す。この裁断装置６００は、土台部５１０、当該土台部５１０に固定された支柱５３０、当該支柱５３０に固定された本体部５４０、当該本体部５４０に連結されたクランク機構５６０を備える（クランク機構５６０は、裁断装置６００の内部に存在するので、図面上は仮想線で示す。）。さらに、裁断装置６００は、支柱５３０の前方に、押板５２０と、上下方向へ往復運動する切断刃５５０を備える。

本体部５４０は、その内部に筐体２００を備え、この筐体２００の上側には制御装置４００を、筐体２００の内部にはサーボモータ１００と重り３００を備える。さらに、本体部５４０の前方には、サーボモータ１００のモータ軸１１０と連結するクランク機構５６０が取り付けられている。このクランク機構５６０には、切断刃５５０が固定された駆動軸５７０が連結している。このクランク機構５６０は、従来から利用されている、サーボモータ１００の回転運動を駆動軸５７０の上下方向へ往復する直線運動へと変換するものである。そして、サーボモータ１００が回転駆動すると、クランク機構５６０の作用によって、駆動軸５７０に固定された切断刃５５０は、上下に往復直線運動する。なお、クランク機構５６０は、サーボモータ１００の回転運動を切断刃５５０の上下方向への直線運動へ変換できる機構であればよく、本実施形態で示す構造以外にも、従来から利用されている、その他の構造を採用してもよい。

では次に、図２を参照して、本体部５４０の内部構造について詳細に説明する。

この本体部５４０は、内部に備える筐体２００を囲むように、下カバー５４１、上カバー５４２、後カバー５４３、及び前カバー５４４を備える。そのため、内部の筐体２００は、外部環境に直接晒されることなく、保護されている。

また、筐体２００の内部にはサーボモータ１００が収容されており、このサーボモータ１００の中心に位置するモータ軸１１０が、筐体２００の前後方向に延びている。このサーボモータ１００の前方には重り３００が取り付けられ、さらにその前方にはファン５４５が取り付けられている。なお、このファン５４５は前カバー５４４に覆われているので、外部環境に直接露出することがなく、安全である。

また、モータ軸１１０の先端１１１は前カバー５４４の表面から突出しており、この先端１１１にクランク機構５６０が連結される。そのため、サーボモータ１００の回転運動が、モータ軸１１０によりクランク機構５６０へ伝達される。一方、モータ軸１１０の後端１１２にはエンコーダ１２０が取り付けられており、エンコーダ１２０は、サーボモータ１００の回転位置を検出することができる。なお、このエンコーダ１２０は後カバー５４３に覆われて保護されている。

では、次に、本体部５４０を分解した状態を示す図３から図５を参照して、本体部５４０の構造について更に詳しく説明する。

まず、図３（ａ）には、本体部５４０の内部に備えられる筐体２００を示している。図に示すように、筐体２００は、円筒形状の収容部２１０と、当該収容部２１０の上側に一体形成された平坦な上面部２２０から構成される。収容部２１０の表面には、放熱板が複数取り付けられている。この収容部２１０の内部の後側にはサーボモータ１００が収容されており、収容部２１０の内部の前側には、重り３００が収容可能な空間Ｘが存在している。また、上面部２２０の上面には、制御装置４００が取り付けられ、この制御装置４００はサーボモータ１００及びエンコーダ１２０と電気的に接続されている。なお、サーボモータ１００及び制御装置４００には、外部電源から電力が供給されている。

さらに、制御装置４００は、サーボモータ１００を制御するプログラムを保存したメモリと、当該プログラムを実行する演算装置（ＣＰＵ）と、ユーザからの指令（例えば、任意の速度でサーボモータ１００を回転させる指令）を受ける入力部を備える。そして、図３（ｂ）に示すように、制御装置４００は、エンコーダ１２０からの出力値である回転位置信号を微分して、サーボモータ１００の回転速度を検出する。次に、制御装置４００は、この検出したサーボモータ１００の回転速度と、所望のサーボモータ１００の目標回転速度とを比較して、この目標回転速度を達成できるように、サーボモータ１００への出力値（電流値、電圧値等）を調節する。このようにして、サーボモータ１００は、一定の目標回転速度で回転できるように、制御装置４００によって制御されている。

なお、目標回転速度は、ユーザにより適宜変更可能で、例えば、生地の種類によって変更することができる（また、後述するように、裁断装置６００が共振しないように、サーボモータ１００の目標回転速度を、制御装置４００により制御することもできる。）。もし、摩擦熱に弱いビニール系の生地を使用する場合は、目標回転速度を遅く設定する。すると、切断刃５５０の上下往復運動も遅くなり、生地との間の摩擦が減らせるので、生地が傷まないのである。また、比較的軽くて薄い生地であって、痛みにくいものであれば、目標回転速度を速く設定してもよい。すると、切断刃５５０の上下往復運動も速くなり、生地を素早く効率的に裁断できる。一方、比較的重くて厚い生地であれば、目標回転速度を遅く設定してもよい。すると、切断刃５５０の上下往復運動も遅くなり、生地にしっかりと力を加えながら、確実に裁断できる。

では次に、この筐体２００内部に重り３００を取り付ける状態を、図４に示す。図４に示すように、重り３００は、収容部２１０の内部に収容可能な円柱形状をしており、その中心に、モータ軸１１０が貫通可能な貫通孔３１０を備える。また、重り３００は、重り取付板５４６の固定孔Ｐ１に対応する位置に固定孔３２０を備える。

そして、重り３００を筐体２００内部に収容して取り付ける際は、まず、重り３００を重り取付板５４６に取り付ける。具体的には、重り３００の固定孔３２０を重り取付板５４６の固定孔Ｐ１に一致させ、固定孔Ｐ１側からネジ等を螺合して、重り３００を重り取付板５４６に固定する。すると、重り３００の貫通孔３１０と重り取付板５４６の貫通孔Ｐ３は連通する。次に、重り３００の貫通孔３１０から重り取付板５４６の貫通孔Ｐ３まで貫通するように、モータ軸１１０を挿入し、重り３００を収容部２１０の空間Ｘに嵌め込む。そして、重り取付板５４６の固定孔Ｐ２と収容部２１０の固定孔２１１を一致させ、固定孔Ｐ２側からネジ等を螺合して、重り取付板５４６を収容部２１０に固定する。このようにして、重り３００は筐体２００内部に収容して取り付けられる。

また、収容部２１０内部に取り付けられた重り３００は、サーボモータ１００の前端面から少し離れた状態で、重り取付板５４６側に固定されているので、サーボモータ１００に接触することがなく、サーボモータ１００の回転運動が重り３００に妨害されることはない。また、貫通孔３１０の内周面とモータ軸１１０の外周面とが、非接触状態となるように、重り３００は取り付けられているので、サーボモータ１００の回転運動を妨害することはない。

次に、図５に示すように、重り３００を取り付けた筐体２００に、更に他の部材を取り付ける。具体的には、重り取付板５４６の貫通孔Ｐ３から突出したモータ軸１１０の先端１１１に、ファン５４５の貫通孔Ｐ４を挿入する。そして、このファン５４５を覆うように、前カバー５４４を重り取付板５４６に固定する。このファン５４５は、前カバー５４４の内側で、モータ軸１１０の回転に伴って回転するもので、サーボモータ１００や制御装置４００を冷却する役割を果たす。また、筐体２００の下方には、収容部２１０を覆うようにＵ字状の下カバー５４１が取り付けられ、筐体２００の上方には、制御装置４００を覆うように上カバー５４２が取り付けられ、筐体２００の後方には、後カバー５４３が取り付けられる。

なお、前カバー５４４の前面に取り付けられるクランク機構５６０の円板５６１は、モータ軸１１０の先端１１１と連結される。そして、この円板５６１に形成された偏心軸５６２は駆動軸５７０に連結されるので、サーボモータ１００の回転運動が、クランク機構５６０を介して切断刃５５０の往復直線運動に変換される。

そして、裁断作業時には、作業員が、この本体部５４０を搭載した裁断装置６００を用いて、複数重ねた状態のシート状の布地等を所望の形状に裁断していく。具体的には、布地の下面側に、土台部５１０（図１参照）を差し込み、その布地の上面側を押板５２０で押さえる。この状態で、作業員はハンドルＨを手で持ち、裁断装置６００を前方へ押し進めていく。すると、上下に往復運動する切断刃５５０が、布地に対して切り込みながら進んでいくので、所望の形状に布地を裁断していくことができる。

特に、デニムやレザー等の比較的重くて厚い生地を、複数積層した状態で裁断していく場合、生地から裁断装置６００の切断刃５５０に対して、裁断装置６００の進行方向とは反対向きに強い反力（抵抗力）がかかる。そして、この反力によって、裁断装置６００を押し進めることが困難となる。また、切断刃５５０は反力によって前に進んで行かないのに、作業者はハンドルHを持って、裁断装置６００を前に押し進めようとするので、裁断装置６００は前方へ向けて倒れそうになる。そのため、作業者は、裁断装置６００が前方へ倒れないように、裁断装置６００の姿勢を保ちながら、裁断作業を行わなければならず、大きな負担を強いられる。

しかしながら、本考案の裁断装置６００では、重り３００を取り付けたことで、裁断装置６００自体の重量が増加する。そのため、作業者が裁断装置６００の姿勢を維持しなくても、裁断装置６００自体の重量によって裁断装置６００の姿勢が安定するので、裁断装置６００を押し進めやすく、また裁断装置６００が前方へ向けて倒れそうになることもない。したがって、重り３００を取り付けるという簡単な構成により、作業者の負担を軽減できるのである。

さらに、本考案の裁断装置６００は、サーボモータ１００を備え、当該サーボモータ１００を一定の目標回転速度で制御可能な制御装置４００を備える。これにより、生地の種類に応じて、裁断しやすい適切な回転速度でサーボモータ１００を制御できるので、更に作業者の負担を軽減できる。

ところで、一般的に、モータを備えた裁断装置では、モータの所定の領域の回転速度（または、回転周波数）によって、裁断装置が共振する現象が知られている。しかしながら、本考案では、裁断装置が共振を起こさないように、サーボモータ１００の回転速度を制御装置４００により制御することができる。つまり、サーボモータ１００の目標回転速度が、共振を引き起こす所定の領域内の回転速度と一致しないように、言い換えると、共振を引き起こす所定の領域の回転速度を飛ばすように、制御装置４００がサーボモータ１００の回転速度を制御すれば、裁断装置６００が共振することを避けることができる。

また、モータの所定の領域の回転速度（または、回転周波数）と、裁断装置の固有振動数が一致すると、裁断装置が共振する。そして、その裁断装置の固有振動数は、裁断装置自体の重量によって変化する。そのため、重りを取り付けたことで裁断装置の固有振動数が変化し、共振を引き起こすモータの回転速度（または、回転周波数）の領域も変わる。

しかしながら、本考案によれば、制御装置４００によって、サーボモータ１００を任意の目標回転速度で制御できる。そのため、重り３００を備えたことで、共振を引き起こすモータの回転速度（または、回転周波数）の領域が変わっても、サーボモータ１００の目標回転速度が、その共振を起こす回転速度の領域と一致しないように、制御装置４００によってサーボモータ１００の回転速度を調節すればよいのである。つまり、重り３００を備えたことで、裁断装置が共振を起こす固有振動数が変化しても、その変化に対応して、裁断装置が共振しないように、制御装置４００によってサーボモータ１００の回転速度を制御することができる。

また、図４に示すように、本考案の重り３００は、筐体２００内に収容可能な円柱形状をしているので、非常にコンパクトに収まる。さらに、重り３００は貫通孔３１０を備えているので、重り３００を筐体２００の内部に収容する際は、重り３００の貫通孔３１０をサーボモータ１００のモータ軸１１０に挿入すればよく、取付作業が容易となる。

なお、この重り３００の重量は、裁断する布地等の種類に応じて適宜変更してもよい。さらに、この重り３００の重量を変更する以外にも、筐体２００に取り付ける下カバー５４１の重量を変更してもよい。また、重り３００を、裁断装置６００の後方側、つまり、ハンドルＨ側に配置したことで、裁断装置６００が前方へ倒れることをより効果的に防止できる。

なお、本考案の裁断装置は、上記の実施例に限定されず、実用新案登録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、組み合わせも本考案の範囲に含むものである。

Claims (3)

1. 切断刃と、当該切断刃を駆動するためのモータと、当該モータを収納するための筐体と、を備えた裁断装置であって、
   前記モータは、サーボモータであり、
   前記裁断装置に取付け可能な重りと、
   前記サーボモータを制御する制御装置とを備えたことを特徴とする裁断装置。
   
2. 前記制御装置は、前記裁断装置が共振を起こさないように、前記サーボモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の裁断装置。
   
3. 前記重りは、前記筐体内に収容可能であり、
   前記サーボモータのモータ軸に挿入可能な貫通孔を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の裁断装置。

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