JP3746513B2 - 補強繊維材料の切断装置 - Google Patents

Description

発明の属する技術分野
本発明は、少なくとも２本の供給ローラと、糸ニップを形成するために弾性表面層を有する支持ローラと協動し、かつ、多数の刃物手段を取り付けた略円筒状の外面を備えた回転カッターとから成る、エジェクターノズルに関連する補強繊維材料の切断装置に関する。
発明の背景
ロボット制御による生産において、原材料の供給には特に精密さが要求される。例えば、ロボット制御繊維供給装置に繊維糸を供給する場合、供給速度は毎秒約１０ｍである。もし、供給時に急激な動きが生じると糸が切れたり破損したりして多大の生産ロスをもたらす。
繊維糸の切断には、上記タイプの切断装置が通常使用される。繊維糸が刃物手段の薄刃に当たる度に、繊維は、支持ローラの弾性層に圧入されながら該刃に沿ってＶ形に折り畳まれる。この動作は１秒の何分の１の間に高速度で行われる。機械的な変形により糸の単繊維が破損する。
このために、繊維を或る糸長さに切断できるようにした装置が知られている。２つの切断点間の距離は、通常、回転カッターの刃物手段間の距離により変わる。このようにして供給ローラの送り速度に回転カッターは同期する。
切断繊維の長さは、無制限に変えられることが望ましい。さらに、前記方法の欠点は、糸が刃物手段に当たる毎に糸が薄刃に沿って折り畳まれながら瞬間的に加速されるために、急激な動きが糸に生じることである。この急激な動きにより、繊維糸が不適当な箇所で破断することになる。
技術的課題
本発明の目的は、従って、切断繊維長を無限に変えることができ、刃物手段の薄刃が繊維糸に当たった時に発生する急激な動きを制止することのできる切断装置を提供することである。
解決手段
このために、本発明は、カッターの外被面（マントル）に繊維糸用の溝状のくぼみを付け、その凹部が刃物手段間の外被面に沿って円周面に伸びているので、繊維糸の切断長に合わせて前記繊維を供給ローラが前記回転カッター速度から外れた送り速度で送れるようにしている。
図面の説明
添付図に示す実施形態を参照しながら本発明につき説明する。
第１図は、繊維供給装置の概略側面図である。
第２図は、カッターと支持ローラ間のニップを若干拡大して示した平面図である。
第３図は、第２図のIII-III断面図である。
実施形態の説明
第１図に概略を示した供給装置は、図示しないロボットアームに搭載され、繊維糸１０と粉末状の結合材を、図示しないマガジンから、例えば、プラスチック製品成型用金型に供給するために使用される。
前記ロボットアームは室内を自由に移動でき、プログラムできるマイクロプロセッサで制御できることが望ましい。
繊維糸１０は、マガジンから引き出され、２本の供給ローラ１１，１２により、供給装置に供給される。該２本の供給ローラは、第１のモータ駆動ローラ１１と第２の従動ローラ１２とから成り、繊維糸のためのニップを形成する。
ローラ１２は、圧縮バネ１３により、ローラ１１の方向に押圧された可動ベアリングを有している。ローラ１１は、図示しない駆動モータにより、可変速度で駆動する。
前記ローラ１１及び１２は繊維糸１０を圧縮空気エジェクタ１４とチューブ１５を介して前方に送り、繊維糸を略９０度曲げて刃物ローラ１６と支持ローラ１７間のニップに入れる。
刃物ローラ１６で切断された繊維糸１８は、圧縮空気用継手２０を備えたエジェクターパイプ１９を通して吹出すことができる。また、エジェクターパイプ１９は、粉砕した結合剤を供給する導管との継手２１を備えている。
刃物ローラ（回転カッター）１６は、その円周に等間隔で配置した３枚の刃２２を有している。この刃物ローラ１６は、図示しないモータにより、調節可能な速度で駆動できる。支持ローラ１７は弾性を有する表面層１７ａで覆われており、空圧ピストン２３で操作できる。このピストン２３が支持ローラ１７を刃物ローラ１６に向かって移動させ、繊維糸１０の切断を開始する。支持ローラ１７を刃物ローラ１６から離すように操作すれば、ノズル１９を通して切断されていない糸１０を供給することができる。
第２図及び第３図に示すように、刃物ローラ１６の外被面には、繊維糸１０用の溝状の凹部２４が形成されており、その凹部は各切刃２２の裏面に近接した点２５から、回転方向に示す次の切刃の表面の点２６まで外被に沿って円周方向に延伸している。
この凹部を設けたことにより、支持ローラ１７を刃物ローラ１６から移動させずに糸１０を送ることが可能となる。これにより、繊維糸の長さを比較的広い範囲内で変更することができる。例えば、供給ローラ１１及び１２を切断装置より遅い速度で駆動し、非常に短い繊維を生産することができる。反対に、供給ローラ１１，１２を切断装置より早い速度で駆動すればかなり長い繊維が得られる。
繊維糸１０を切断する度に、通常の糸送り速度より早い速度で糸を素早く間欠的に前方に引き出す。溝状の凹部により、糸を切断した時点から糸の自由端から或距離をおいて次の切刃が当たるまでの間、糸の末端近くに短い弛みが形成され、この弛みにより、制御不能な糸の裂断又は供給ローラ１１，１２の激しい摩耗を招く急激な糸の動きを確実に防止することができる。この糸の弛み長は凹部の深さにより調節され、刃物が繊維に当たり繊維を支持ローラ１７の弾性表面層１７ａに折り込むように押圧する際の引張り力の変動を十分に補償できる。
前記点２５は、次の切刃２２より若干の距離をおいているので、切刃が糸１０に当たる前に刃物ローラ１６と支持ローラ１７とのニップで該糸の自由端を捉えることができる。
前記ピストン２３は、マイクロプロセッサに接続して支持ローラ１７の弾性表面層１７ａの摩耗を補償できるようにすることが望ましい。
この発明は、前記の実施態様に制限されるのではなく、特許請求の範囲において、種々の変更が考えられる。例えば、前記刃物ローラ（カッター）１６に２本以上の繊維糸用の平行溝２４を加工し、該当数の個別に操作できる支持ローラ１７を具備させてもよい。

Claims (4)

1. 少なくとも２本の供給ローラ（１１，１２）と、糸用のニップを形成するために弾性表面層（１７ａ）を有する支持ローラ１７と協動し、かつ、複数の刃物手段（２２）用取付け部材付きの略円筒状の外被面を具備した回転カッター（１６）とからなるエジェクターノズル（１９）に関わる補強繊維材料（１０）を切断する装置において、前記回転カッター（１６）の外被面に繊維糸（１０）用の溝状凹部（２４）を形成し、該凹部が前記刃物手段（２２）間の外被面に沿って円周方向に延伸しており、供給ローラ（１１，１２）により、前記繊維糸の切断長に適応させるために回転カッター（１６）の速度から外れた送り速度で前記糸を前方に送ることができることを特徴とする切断装置。
2. 前記凹部（２４）が各刃物手段の裏面付近の点（２５）から回転方向に次の刃物手段（２２）の若干手前の点（２６）まで延伸していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記支持ローラ（１７）を前記回転カッター（１６）の外被面を支持する方向に又は離れる方向に制御手段（２３）を用いて操作できることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記制御手段（２３）が前記支持ローラ（１７）の前記弾性表面層（１７ａ）の摩耗を補償する手段よりなることを特徴とする請求項３に記載の装置。

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