JP4710101B2 - 繊維切断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維を切断する繊維切断装置に関し、特に、ガラス長繊維を切断するのに好適な繊維切断装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ガラス繊維の分野において、ブッシングから紡出したフィラメントを集束してガラス長繊維を形成した後に、このガラス長繊維を細かく切断して所定の長さのガラス短繊維(チョップドストランド)を形成する場合がある。このガラス短繊維は、FRP、FRTP、又はGRC(ガラス繊維強化セメント)等に使用される。
【0003】
そして、上記ガラス短繊維を形成するいわゆるチョップ工程には、通常、複数の切断刃が放射状に形成された円筒形状のカッターローラとこのカッターローラの回転に追従回転するゴムローラとの間にガラス長繊維を送り込み、上記切断刃によってガラス長繊維を切断するといった手法が採られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術には、切断刃によって切断されたガラス短繊維が、隣り合う切断刃の間に詰まって排出されなくなるという問題があった。ガラス短繊維が切断刃の間に詰まるとその切断刃の切断効率が低下し、さらに、切断刃の先端までガラス短繊維が詰まった場合は繊維の切断作業を行えなくなってしまう。また、各切断刃の間にガラス短繊維が詰まった状態で切断作業を無理に継続すると、切断刃の寿命を短くするだけでなく、カッターローラに対向するゴムローラの外周面を傷付けることになってしまう。
【0005】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、切断された繊維が各切断刃の間に詰まることを防止できる繊維切断装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、外周に切断刃を放射状に複数有するカッターローラと、カッターローラに対向する第2のローラと、を備え、カッターローラと第2のローラとの間に送り込まれた繊維を切断刃によって切断する繊維切断装置において、各切断刃の間に、切断された繊維を各切断刃の間から排出する排出手段を有し、排出手段は、カッターローラの半径方向に沿って摺動可能な排出部材と、排出部材をカッターローラの外部に向けて付勢する付勢手段と、を含み、カッターローラは、カッターローラの半径方向に沿って外周に形成された収容溝を複数有し、収容溝は、切断刃の根本側、排出部材の一部、及び付勢部材を収容し、付勢部材は、排出部材と収容溝の底との間に配置されていることを特徴とする。
【0007】
本発明に係る繊維切断装置によれば、カッターローラと例えばウレタンゴムローラ等の第2のローラとの間に送り込まれた繊維は、切断刃によって短繊維に切断される。この際、短繊維が隣接する切断刃の間に入り込むことがある。ところが、本発明では、各切断刃の間に短繊維が入り込むと付勢手段の付勢力により排出部材がカッターローラの外部に向けて摺動し、当該排出部材によって短繊維が各切断刃の間から排出される。これにより、切断された繊維が各切断刃の間に詰まるのを防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る繊維切断装置の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【0009】
図1は、本実施形態の繊維切断装置10を示す概略構成図である。同図に示すように、繊維切断装置10は、外周に金属製の切断刃2が放射状に複数配されたカッターローラ20と、これに対向するウレタンゴム製のゴムローラ(第2のローラ)30とを備えている。また、カッターローラ20は、駆動モータ4によって図中のX方向に回転駆動される。詳しくは、駆動モータ4に取り付けられたプーリー6とカッターローラ20に取り付けられたプーリー(図示を省略するが、カッターローラ20の図中奥側に位置している)とに張設されたベルト8を介して、駆動モータ4の回転がカッターローラ20に伝達される。
【0010】
また、カッターローラ20の回転軸20oとゴムローラ30の回転軸30oとを結ぶ線状で切断刃2がゴムローラ30に接触するようにされており、これにより、ゴムローラ30は、カッターローラ20の回転に追従して図中のY方向に回転する。なお、ゴムローラ30の硬度は、切断刃2による損傷を防ぐために、JIS−B硬度計で80゜以上にされている。また、切断刃2は6゜間隔で60個設けられており、カッターローラ20の径は53.3mm、刃先の径は57.3mmとされている。
【0011】
次に、図2及び図3を参照して、カッターローラ20における切断刃2の近傍の構成を詳説する。図2は、図1に1点鎖線で示した領域IIの拡大図であり、図3は、図2のIII-III方向の断面図である。カッターローラ20には、当該カッターローラ20の半径方向に沿った収容溝12が複数形成されており、この収容溝12内に切断刃2が収容されている。切断刃2は、ガラス長繊維Lを切断する刃部2aと、この刃部2aに繋がる胴部2bとからなる。また、図3に示すように、収容溝12はその両端に傾斜面12a,12bを有し、底(図中左側)から開口部(図中右側)に向けて狭まる形状をなしているため、刃先から根元に向けて両端が広がっている切断刃2の脱却を防止することができる。
【0012】
また、収容溝12には、カッターローラ20の半径方向に沿って摺動可能な排出部材40と、この排出部材40と収容溝12の底との間に設けられた3つのバネ(付勢手段)50と、が収容されている。各バネ50は、排出部材40が収容溝12の底に向けて押し込まれると、圧縮されて復元力を蓄積し、その復元力によって排出部材40を収容溝12の開口部側へ付勢する。また、排出部材40は末広がりになっているため、傾斜面12a,12bによって収容溝12からの脱却が防止される。さらに、排出部材40がバネ50の付勢力によってカッターローラ20の傾斜面12a,12bに押し付けられている状態において、排出部材40の先端部40aは、切断刃2の刃部2aと胴部2bの境目に位置している。
【0013】
このような構成のもと、カッターローラ20とゴムローラ30との間にガラス長繊維Lを送り込むと、図4及び図4のV-V断面図である図5に示すように、切断刃2の刃部2aの先端がゴムローラ30に僅かに接触しながらガラス長繊維Lを切断し、チョップドストランド(ガラス短繊維)Sが形成される。そして、この切断時に、隣り合う切断刃2の刃部2aの間隔よりも狭い各胴部2bの間にチョップドストランドSが入り込む。このように各切断刃2の間に入り込んだチョップドストランドSは、カッターローラ20が回転するに連れて、本来、遠心力や自重によって各切断刃の間から落下し、図示を省略する容器に収容されるようになる。ところが、従来は、隣接する胴部2bの間隔が刃部2aの間隔すなわちチョップドストランドSの長さよりも短いため、チョップドストランドSが弧状に湾曲して切断刃2の間に詰まるという問題があった。
【0014】
本実施形態では、このようにチョップドストランドSが切断刃2の間に詰まることを防止できる点に特徴がある。以下、図6を参照してこの過程を説明する。A地点の切断刃2とB地点の切断刃2とによってガラス長繊維Lが切断されると、チョップドストランドSがこれらの切断刃2の間に入り込む。すると、B地点の排出部材40がチョップドストランドSによってカッターローラ20の中心軸方向に押されると共に、バネ50は縮んで復元力を蓄積する。そして、カッターローラ20が回転して切断刃2がD地点まで進むと、切断刃2とゴムローラ30との間隔が広くなるためバネ50の付勢力によって排出部材40がカッターローラ20の外部に向けて摺動し始める。これにより、チョップドストランドSは徐々に切断刃2の間から押し出され、切断刃2がE地点まで回転すると、バネ50及び排出部材40は元の状態に戻り、切断刃2の間からチョップドストランドSが排出される。すなわち、バネ50及び排出部材40によって排出手段が構成されている。以上のようにして、本実施形態の繊維切断装置10は、切断したチョップドストランドSが各切断刃2の間に詰まることを防止することができる。
【0015】
なお、上述のように、チョップドストランドSが各切断刃2の間に入り込んでない状態において、排出部材40の先端部40aが切断刃2の刃部2aと胴部2bの境目に位置するようにしたのは、次のような理由による。すなわち、排出部材40の先端部40aが刃部2aと胴部2bの境目よりもカッターローラ20の回転軸20o側に位置する場合は、各切断刃2の間に入り込んだチョップドストランドSを排出しにくくなるためであり、上記境目よりも外側に位置する場合は、排出部材40が妨げとなって刃部2aがガラス長繊維Lを切断し難くなるためである。
【0016】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、付勢手段(バネ)の数は、3つに限られず種々変更することができる。但し、排出部材の先端部を収容溝の底と平行にしたまま押し出すために、付勢手段は2つ以上設けることが好ましい。また、付勢手段は、添付図面に示したものに限られず、スプリング、曲がりバネ等のように、排出部材をカッターローラの外部に向けて排出できるものであれば種々変更することができる。また、第2のローラはウレタンゴムに限られず、この他、硬質天然ゴム、ブタジエンゴム等によって形成することができる。また、第2のローラをカッターローラの回転に追従させるのではなく、第2のローラの回転にカッターローラが追従回転するようにしてもよいし、両者を回転駆動させるように構成してもよい。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の繊維切断装置によれば、カッターローラと第2のローラとの間に送り込まれた繊維は、切断刃によって短繊維に切断される。この際、短繊維が隣接する切断刃の間に入り込むことがある。ところが、本発明では、各切断刃の間に短繊維が入り込むと付勢手段の付勢力により排出部材がカッターローラの外部に向けて摺動し、当該排出部材によって短繊維が各切断刃の間から排出される。これにより、切断された繊維が各切断刃の間に詰まるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る繊維切断装置を示す概略構成図である。
【図2】図1に示す領域IIの拡大図であり、切断刃の近傍を示している。
【図3】図2のIII-III方向の断面図である。
【図4】切断刃によってガラス長繊維を切断した状態を示す図である。
【図5】図4のV-V方向の断面図である。
【図6】チョップドストランドが切断刃の間から排出される状態を示す図である。
【符号の説明】
2…切断刃、2a…刃部、2b…胴部、10…繊維切断装置、12…収容溝、20…カッターローラ、30…ゴムローラ(第2のローラ)、40…排出部材、50…バネ(付勢手段)、L…ガラス長繊維、S…チョップドストランド(ガラス短繊維)。
Claims (1)
- 外周に切断刃を放射状に複数有するカッターローラと、前記カッターローラに対向する第2のローラと、を備え、前記カッターローラと前記第2のローラとの間に送り込まれた繊維を前記切断刃によって切断する繊維切断装置において、
前記各切断刃の間に、切断された前記繊維を前記各切断刃の間から排出する排出手段を有し、
前記排出手段は、前記カッターローラの半径方向に沿って摺動可能な排出部材と、前記排出部材を前記カッターローラの外部に向けて付勢する付勢手段と、を含み、
前記カッターローラは、前記カッターローラの半径方向に沿って前記外周に形成された収容溝を複数有し、
前記収容溝は、前記切断刃の根本側、前記排出部材の一部、及び前記付勢部材を収容し、
前記付勢部材は、前記排出部材と前記収容溝の底との間に配置されていることを特徴とする繊維切断装置。
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