JP3790059B2

JP3790059B2 - シートの切断装置

Info

Publication number: JP3790059B2
Application number: JP01564499A
Authority: JP
Inventors: 崇川村
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2019-01-25
Also published as: JPH11300687A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材シートの双方又は一方の面にレンズ形状などの賦型部が形成された賦型シート等を切断するシートの切断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の切断装置の被切断体となる賦型シートは、硬質の樹脂製の基材シートと、その基材シートの一方の面に形成され、基材シートの他方の面と延伸性の異なる放射線硬化性樹脂などによって、レンズ形状などの賦型部が形成されたものであって、例えば、プロジェクションＴＶ用の透過型スクリーンなどに用いられるフレネルレンズシートやレンチキュラーレンズシート等があげられる。
従来、この種の賦型シートの切断装置は、レーザ、ルータ又は丸鋸などが用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の賦型シートの切断装置は、切断速度が遅いうえ、高い切断精度が得られない等の問題があった。レーザは、その切断部に局所熱がかかって歪みが残るという問題があった。また、ルータや丸鋸は、切り屑が多量に発生し、欠けが生ずるという問題があった。
【０００４】
特開平７−２８５０９９号は、「樹脂からなるシートの断裁として、シートの上面および下面から相対向して配置された上刃と下刃を打込むように押圧し破断させる打抜き方法」を開示している。
しかし、前述したように、両面が延伸性の異なる樹脂からなる賦型シートを被切断体とした場合に、被切断体の上面及び下面の延伸性の違いから、被切断体へ上面及び下面に、各々押圧された上切断刃の被切断体への打込み量及び下切断刃の被切断体への打込み量が異なり、被切断体の切断面において、放射線硬化性樹脂及び／又は他方の延伸性の高い側の樹脂が糸状の屑等となって発生し、賦型シート面及びシート切断面の品質を悪くするという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、高精度かつ高速度でひび割れなく、シート面及び切断面の品質を切断時に発生する糸状の屑等により損なうことなく、所定形状に切断することができるシートの切断装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、基材シートとその基材シートの双方又は一方の面に形成された賦型シート、又は、両面で延伸性が異なるシートを切断するシートの切断装置であって、下方に向かって配置された上切断刃（４１）と、前記上切断刃の下側に、その上切断刃に対向して上方に向かって配置された下切断刃（４２）と、前記各切断刃の両側で、シートの下面を支持する第１及び第２の支持部材（４３，４４）とを備え、前記下切断刃は、切断時の刃先の位置が前記第１及び第２の支持部材の支持位置よりも下方であり、前記上切断刃は、前記下切断刃よりも先に、前記シートに到達し、そのシートが撓むことにより、前記下切断刃に接触し、前記上切断刃及び前記下切断刃は、刃先の形状が中心から同一方向に偏っていることを特徴とするシートの切断装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のシートの切断装置において、前記上切断刃及び前記下切断刃は、各々の刃先が前記シートにその上面及び下面から打込まれるように押圧されることを特徴とするシートの切断装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載されたシートの切断装置において、前記上切断刃は、切断時の刃先の位置が前記下切断刃の刃先と間隙を有することを特徴とするシートの切断装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシートの切断装置において、前記上切断刃及び前記下切断刃のうち少なくとも一方は、刃先の形状を中央部が周辺部よりも凹状であることを特徴とするシートの切断装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシートの切断装置において、前記下切断刃は、刃先の両側に、前記シートを弾性的に支持する支持部を備えることを特徴とするシートの切断装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面などを参照して、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１〜図３は、本発明による賦型シートの切断装置の第１実施形態を示す図であって、図１は、パーツ配置図、図２は、正面図、図３は、側面図である。
【００２２】
この実施形態の賦型シートの切断装置は、載置台ユニット１０と、位置調整ユニット２０と、プレスユニット３０と、切断刃ユニット４０と、周辺機器ユニット５０等とを備えている。
【００２３】
載置台ユニット１０は、賦型シート９０を載置するためにユニットであって、賦型シート９０を搬入するときに、手前側を下に傾斜させる左右傾斜台１１Ｌ，１１Ｒと、複数のボールによって賦型シート９０を平行運動及び回転運動させる左右ベア台ユニット１２Ｌ，１２Ｒとを備えている。
【００２４】
位置調整ユニット２０は、賦型シート９０の切断位置を調整するためのユニットであって、メインテーブル２１と、位置決めテーブル２２とを備えている。
メインテーブル２１は、吸着パット２１ａと真空ポンプ２１ｂを有し、賦型シート９０を吸着パットによって真空吸着して、位置決めポジションＡと旋回ポジションＢとを移動すると共に、旋回ポジションＢで旋回するテーブルである。
位置決めテーブル２２は、吸着パット２２ａと真空ポンプ２２ｂを有し、メインテーブル２１に受け渡す前に、賦型シート９０の位置決めを行なうテーブルである。
【００２５】
また、位置調整ユニット２０は、賦型シート９０に設けられたマークを読み取るＣＣＤカメラ２３（図２参照）と、左右の矯正ローラ２４Ｌ，２４Ｒ及びそれらを駆動する左右の矯正用アクチュエータ２４Ｌａ，２４Ｒａと、粗位置決めを行なうために３つ設けられた位置決め用ゲージ２５ａ，２５ｂ，２５ｃなども備えている。
【００２６】
プレスユニット３０は、プレスユニット本体３１と、下死点やストロークを調整する操作盤３２と、後述するプレスタイミングなどを制御する制御盤３３などとを備えている。
【００２７】
図８は、本実施形態に係る賦型シートの切断装置の傾斜台ユニットを抜き出して示す図である。傾斜台ユニット１１は、図１０のＣの位置に、傾斜台シリンダーが連結される。
【００２８】
図９は、本実施形態に係る賦型シートの切断装置のベア台ユニットを示す図である。ベア台ユニット１２は、メインテーブル２２の搬送方向（図１のＢの矢印方向参照）両側に設けられ、賦型シート９０の両側を移動可能に支持するためのものであり（支持手段）、メインテーブル２２が上昇したときに、賦型シート９０の両側を、補助受けする。このベア台ユニット１２は、右ベア台ユニット１２Ｒと左ベア台ユニット１２Ｌとが設けられている。
ベア台ユニット１２は、フレーム７１と、べア台７２と、ベア台７２を昇降させるベア台シリンダー７５等を備えている。べア台７２は、上面にステンレス製などの保護パネル７３が設けられており、保護パネル７３上には、複数の球状のフリーベアリング７４が配置されている。保護パネル７３は、図１の手前側に傾斜部７３ａが設けられている。
【００２９】
この実施形態では、位置調整ユニット２０は、位置決め搬送装置５０に組みこまれている。図１０は、本実施形態に係る賦型シートの切断装置の位置決め搬送装置５０を示す図である。位置決め搬送装置５０は、賦型シート９０を吸着するメインテーブル２１の移動・旋回などを行って、位置決め動作と搬送動作を行う装置である。
メインテーブル２１は、図１０（Ａ）に示すように、フレーム５１に、ロータリアクチュエーター５２によって、θ回りに旋回できるように取り付けられている（回転移動部）。また、メインテーブル２１は、メインシリンダ５３，５３によって上昇及び下降することができる（昇降移動部）。この切断装置は、単面処理方式であり、切断を４回行うために、賦型シート９０の旋回をテーブル内で行うえるようにしたものである。
さらに、フレーム５１は、メインテーブルガイド５４上に移動自在に載置されており、位置決め精度のよいメインボールねじ５５によって、Ｙ方向に移動され、後述する図１１のセット位置、回転位置、切断位置に移動することができる（水平移動部）。一方、メインテーブル２１は、上面にメイン吸着パッド５６が複数設けられており、旋回吸着プレートを構成している。
【００３０】
位置決めテーブル２２は、図１０（Ｂ）に示すように、フレーム５１に対して、Ｙステージ６１と、Ｘステージ６４によって、Ｘ方向又はＹ方向に移動可能に支持されている。Ｙステージ６１は、Ｙステージ用サーボモーター６２によって、Ｙ用サーボカップリッグ６３を介して、Ｙ方向に駆動される。また、Ｘステージ６４は、図１０（Ｃ）に示すように、Ｘステージ用サーボモーター６５によって、Ｘ用サーボカップリッグ６６を介して、Ｘ方向に駆動される。さらに、位置決めテーブル２２は、図１０（Ａ）に示すＸＹシリンダー６７によって、上昇・下降することができる。
【００３１】
図４は、第１実施形態に係る賦型シートの切断装置の切断刃ユニットの構造と動作を示す図である。
切断刃ユニット４０は、図４（Ａ）に示すように、上切断刃４１と、下切断刃４２と、製品側支持部４３と、廃棄側支持部４４などとを備えている。
上切断刃４１は、上下に移動可能なベース部４１ａと、ベース部４１ａに取り付けられ、刃部４１ｃを保持するホルダ部４１ｂと、少なくとも製品側に刃先が偏った刃先を有し、その刃先が下方を向いた刃部４１ｃとを有している。
【００３２】
下切断刃４２は、上切断刃４１に対向して配置され、ベース部４２ａと、ホルダ部４２ｂと、刃部４２ｃの他に、切断時に被切断物を支持するコルク材などからなるクッション部４２ｄを有している。
クッション部４２ｄは、刃部４２ｃの先端よりも、厚くなっており、その比率は、図４（Ａ）のａ：ｂ＝４：３程度にしてある。
【００３３】
また、製品側支持部４３は、各切断刃４１，４２の製品側（内側）に配置されており、接触部の広い支持部であり、廃棄側支持部４４は、各切断刃４１，４２の廃棄側（外側）に配置されており、接触部が狭く、外側に落としやすい形状をしている。
【００３４】
各切断刃４１，４２は、その刃先角度が２５〜４５度であることが好ましい。刃先角度が２５度より小さい場合には、刃先強度が著しく低下して、刃先の破損を招きやすく、また、刃先角度が４５度より大きいときは、円滑な切断面が得られ難くなるからである。
【００３５】
なお、この他にも、周辺機器ユニット５０として、操作パネル５１と、開閉シャッタ５２と、集塵機５３などを備えている。
【００３６】
図５，図６は、本発明による賦型シートの切断装置の動作を説明する流れ図である。
この動作に入る前に、空気圧，電源を供給し、プレスユニット３０のポンプを起動させておく。
まず、操作パネル５１のメインスイッチをオンして（Ｓ１００）、各ユニット２０，３０を原点復帰させる（Ｓ１０１）。そして、操作パネル５１の設定部によって、切断条件（原反寸法，切断寸法（製品寸法）など）を設定する（Ｓ１０２）。
ここで、オペレータは、フレネルレンズ成型品（以下、成型品という）９１を、３本のゲージ２５ａ〜２５ｃに合わせて、載置台ユニット１０上におく。
【００３７】
スタートボタンが押された（１回目）か否かを判断し（Ｓ１０３）、押された場合には、ゲージ２５ａ〜２５ｃが登録位置まで移動することによって（Ｓ１０４）、成型品９１は載置台ユニット１０上で粗位置決めされる（Ｓ１０４）。
【００３８】
スタートボタンが再度押された（２回目）か否かを判断し（Ｓ１０５）、成型品９１は、位置決めテーブル２２の吸着パッド２２ａで支持され、位置決めポジション（ＣＣＤカメラの下）Ａまで移動し、ＣＣＤカメラ２３によって、成型品９１に付けられたマークの画像を読み込み（Ｓ１０８）、画像処理（Ｓ１０９）、座標演算処理（Ｓ１１０）をした後に、精密位置決めされる（Ｓ１１１）。
【００３９】
ついで、位置決めテーブル２２の吸着パッド２２ａから成型品９１を開放し（Ｓ１１２）、同時に、メインテーブル２１の吸着パッド２１ａで吸着固定する（Ｓ１１３）。
ここで、切断工程（Ｓ２００）をコールして、切断を行なう。すなわち、図６に示すように、メインテーブル２１によって成型品９１をプレスユニット側に水平・上昇移動し（Ｓ２０１）、切断刃の間に、切断ポジションＣに合わせて位置決め固定される。プレスユニット３０によって、上下切断刃４１，４２（図４参照）を上下から押圧して、成型品９１を切断する（Ｓ２０２）。その後に、メインテーブル２１によって、成型品９１を旋回ポジションＢまで水平・下降移動して（Ｓ２０３）、リターンする。
【００４０】
次に、メインテーブル２１によって成型品９１を１８０°回転して（Ｓ１１４）、切断する（Ｓ２００）。また、メインテーブル２１によって成型品９１を−９０°回転して（Ｓ１１５）、切断する（Ｓ２００）。さらに、メインテーブル２１によって成型品９１を−１８０°回転して（Ｓ１１６）、切断する（Ｓ２００）。最後に、メインテーブル２１によって成型品９１を９０°回転して（Ｓ１１７）、切断する（Ｓ２００）。
そして、載置台ユニットの位置までメインテーブル２１によって、成型品を移動して（Ｓ１１８）、自動運転を終了する。
【００４１】
図１１は、本実施形態による賦型シートの切断装置の動作を分かりやすく示した図である。図１１において、縦方向には、セット位置Ｐ１、回転位置Ｐ２、ベア台上昇位置Ｐ３及び切断位置Ｐ４が描かれており、横方向には、賦型シート９０の上辺回転位置Ｒ１，下辺回転位置Ｒ２，左辺回転位置Ｒ３，右辺回転位置Ｒ４がそれぞれ描かれている。また、賦型シート９０は、上下左右の各辺をａ，ｂ，ｃ，ｄとする。
【００４２】
賦型シート９０は、セット位置Ｐ１で位置決めされ（＃１）、上辺回転位置Ｒ１で回転せずに（＃２）、上昇位置Ｐ３でメインテーブル２１が上昇し（＃３）、切断位置Ｐ４へ移動して（＃４）、上辺ａが切断される。
次に、回転位置Ｐ２に戻り、下辺回転位置Ｒ２に＋１８０度回転し（＃５）、上昇位置Ｐ３でメインテーブル２１が上昇し（＃６）、切断位置Ｐ４へ移動して（＃７）、下辺ｂが切断される。
さらに、回転位置Ｐ２に戻り、左辺回転位置Ｒ３に−９０度回転し（＃８）、上昇位置Ｐ３でメインテーブル２１が上昇し（＃９）、切断位置Ｐ４へ移動して（＃１０）、左辺ｃが切断される。
【００４３】
ついで、回転位置Ｐ２に戻り、右辺回転位置Ｒ４に−１８０度回転し（＃１１）、上昇位置Ｐ３でメインテーブル２１が上昇し（＃１２）、切断位置Ｐ４へ移動して（＃１３）、右辺ｄが切断される。最後に、回転位置Ｐ２で＋９０度回転して（＃１４）、セット位置Ｐ１に戻る（＃１５）。
【００４４】
本実施形態の位置決め搬送装置は、回転しながら、賦型シート９０の各辺ａ，ｂ，ｃ，ｄを切断していくので、限られたスペースを有効に使用でき、装置の小形化が図れる。また、切断時の回転駆動装置（ロータリアクチュエーター）は、回転方向の位置決めの駆動装置と兼用しているので、小型化、低コスト化が図れる。
【００４５】
次に、Ｓ２０２の切断の動作を、図４に基づいて、さらに詳しく説明する。
この成型品９１は、耐衝撃性アクリル樹脂板からなる基材９２と、その基材の一方の面にＵＶ硬化性樹脂によって成形されたレンズ部９３とからなるフレネルレンズシートである。このために、この成形品９１は、両面の延伸性が異なっている。
【００４６】
フレネルレンズシート９１は、片刃の上切断刃４１ｃと、相対向して配置された片刃の下切断刃４２ｃの間に、移動して位置決めされる。
このときに、フレネルレンズシート９１は、図４（Ａ）に示すように、製品側支持部４３と、廃棄側支持部４４によって２点支持されている。
【００４７】
次に、図４（Ｂ）に示すように、上切断刃４１ｃ及び下切断刃４２ｃは、両者の接近方向に、各切断刃４１ｃ，４２ｃの刃先が、フレネルレンズシート９１にその上面及び下面から、各々打込まれるように押圧する。
このときに、先に上切断刃４１ｃがフレネルレンズシート９１に入り、下切断刃４２ｃが届くまで押しており、フレネルレンズシート９１が撓んだ状態となる。そして、各切断刃４１ｃ，４２ｃは、成形品９１に打込まれるように押圧されていく。
【００４８】
すると、次の瞬間に、図４（Ｃ）に示すように、フレネルレンズシート９１の両打込み口間に、破断が厚さ方向に伝わり、フレネルレンズシート９１は、切断刃４１ｃ，４２ｃを挟んで、両側に分断されると共に、所定形状に断裁される。この切断時には、上切断刃４１と下切断刃４２とは、間隙をもった位置で停止する。
【００４９】
ここで、分断されるときに、切断刃４１ｃ，４２ｃの刃先形状で、テーパをつけた側のフレネルレンズシート（廃棄側）９１Ｂの切断面に、ＵＶ硬化性樹脂からなるバリ又は糸状の屑等が付き、これに対して、切断刃の刃先形状でテーパのない側のフレネルレンズシート（製品側）９１Ａの切断面は、バリ又は屑等のない品質良好なものが得られる。
【００５０】
（第２実施形態）
図７は、本発明による賦型シートの切断装置の第２実施形態の切断刃の形状を示した図である。
第２実施形態の刃部４１ｃ−２は、図７（Ａ）に示すように、幅方向の中央部ａのみ他の部分より鋭角に研磨しており、賦型シートに刃が入る際のストレスを軽減させている。また、刃先形状を凹状にすることで、刃部４１ｃ−２のシート９１へ入るタイミングを遅らせて、上切断刃４１と下切断刃４２の入りのバランスをとるようにしたものである。
【００５１】
また、図７（Ｂ）に示すように、厚み方向が製品側にわずかにテーパｂを付けてある。このように、両刃に近くして、こすり効果をつけるようにした。
【００５２】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）図５に流れ図に示した切断する辺の順番は、成型品９１の種類や特徴などによって、変更することができる。また、Ｓ１０１において、原点復帰を必ずしなければならないわけではない。
【００５３】
（２）切断刃の後ろには、予め、スクラップ回収台車をセットしておき、１回切断する毎に、排出されるスクラップは、切断刃の直ぐ裏に配置されたシュータによって受けて、回収台車の中へ均等に積むように落としていくとよい。
【００５４】
（３）加工部は、切断部の例によって説明したが、シートの周囲の少なくとも１辺にテープ貼りをしたり、接着材を塗布したり、取り付け用な孔を開けたりする加工に、適用することができる。
（４）シートは、賦型シートの例で説明したが、フロントパネルのような透明な樹脂平板や、フレネルレンズシート等を製造するときのベース板などであってもよく、さらに、その片面又は両面に養生フィルムが仮貼着されていてもよい。
【００５５】
（５）４辺を切断する例で説明したが、２辺又は３辺でもよいし、それ以上の多角形に切断することも可能である。
（６）断裁サイズの変更は、制御ソフトのみの変更で可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、高精度かつ高速度でひび割れなく、シート面及び切断面の品質を切断時に発生する糸状の屑等により損なうことなく、所定形状に切断することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による賦型シートの切断装置の第１実施形態を示したパーツ配置図である。
【図２】本発明による賦型シートの切断装置の第１実施形態を示す正面図である。
【図３】本発明による賦型シートの切断装置の第１実施形態を示す側面図である。
【図４】第１実施形態に係る賦型シートの切断装置の切断刃ユニットの構造と動作を示す図である。
【図５】本発明による賦型シートの切断装置の動作を説明する流れ図である。
【図６】本発明による賦型シートの切断装置の動作（切断工程のサブルーチン）を説明する流れ図である。
【図７】本発明による賦型シートの切断装置の第２実施形態の切断刃の形状を示した図である。
【図８】本実施形態に係る賦型シートの切断装置の傾斜台ユニットを抜き出して示す図である。
【図９】本実施形態に係る賦型シートの切断装置のベア台ユニットを示す図である。
【図１０】本実施形態に係る賦型シートの切断装置の位置調整ユニットが組み込まれた位置決め搬送装置を示す図である。
【図１１】本実施形態による賦型シートの切断装置の動作を分かりやすく示した流れ図である。
【符号の説明】
１０載置台ユニット
２０位置調整ユニット
２１メインテーブル
２２位置決めテーブル
３０プレスユニット
４０切断刃ユニット
４１上切断刃
４２下切断刃
４３製品側支持部
４４廃棄側支持部

Claims

基材シートとその基材シートの双方又は一方の面に形成された賦型シート、又は、両面で延伸性が異なるシートを切断するシートの切断装置であって、
下方に向かって配置された上切断刃と、
前記上切断刃の下側に、その上切断刃に対向して上方に向かって配置された下切断刃と、
前記各切断刃の両側で、シートの下面を支持する第１及び第２の支持部材とを備え、
前記下切断刃は、切断時の刃先の位置が前記第１及び第２の支持部材の支持位置よりも下方であり、
前記上切断刃は、前記下切断刃よりも先に、前記シートに到達し、そのシートが撓むことにより、前記下切断刃に接触し、
前記上切断刃及び前記下切断刃は、刃先の形状が中心から同一方向に偏っていること
を特徴とするシートの切断装置。
請求項１に記載のシートの切断装置において、
前記上切断刃及び前記下切断刃は、各々の刃先が前記シートにその上面及び下面から打込まれるように押圧されること
を特徴とするシートの切断装置。
請求項１又は請求項２に記載されたシートの切断装置において、
前記上切断刃は、切断時の刃先の位置が前記下切断刃の刃先と間隙を有すること
を特徴とするシートの切断装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシートの切断装置において、
前記上切断刃及び前記下切断刃のうち少なくとも一方は、刃先の形状を中央部が周辺部よりも凹状であること
を特徴とするシートの切断装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシートの切断装置において、
前記下切断刃は、刃先の両側に、前記シートを弾性的に支持する支持部を備えること
を特徴とするシートの切断装置。