JP5063102B2 - 裁断装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙や布などのシートにテンプレートを載置し、テンプレート上のガイドレールに沿って裁断具を移動させることによって、シートを曲線状に裁断する装置に関し、特に、微妙な手操作の必要がなく、美しく滑らかな曲線を裁断できる裁断装置に関する。

従来から、テンプレート上のガイドレールに沿って裁断具を移動させることによって、シート材を曲線状に裁断する装置が各種提案させている。
例えば、特許文献１には、端面にガイド部と裁断刃を設けた裁断具を、シート上に載置されたテンプレートの曲線状の溝に沿って移動させることによって、シートを曲線状に裁断するカッティングシステムが開示されている。このシステムは、細断具の端面に設けられたガイド部をテンプレートの溝に摺接させながら移動させることによって、その端面の裁断刃でシートを曲線状に裁断するものである。

また、特許文献２には、リング状のフレームの開口部の軸線上に裁断具を取り付け、そのフレームの周縁をテンプレートの開口縁部に摺接させながら、裁断具を移動させることによって、裁断具の下端部に設けられた裁断刃によって、テンプレートの下のシート材を裁断するカッティングシステムが開示されている。
特表２００４−５０６５２１号公報 米国特許公報６７２２０５１Ｂ２号明細書

しかしながら、特許文献１に開示のシステムは、テンプレートの曲線状の溝に沿って裁断具を動かす際に、溝のカーブに裁断刃が沿うように裁断具の向きを調節しながら移動させる必要があるので、ハンドル部における微妙な手操作が必要となる。
また、特許文献２に開示のシステムは、フレームの周縁をテンプレートの開口縁部に摺接させながら移動する際に、裁断具が裁断刃の先端を中心に回転してしまうので、裁断刃が移動方向とは異なる方向に向いてしまい、裁断刃の切れ味が損なわれたり、滑らかな曲線に裁断されないといった不都合がある。

そこで、本発明は、微妙な手操作の必要がなく、美しく滑らかな曲線を裁断できる裁断装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る裁断装置は、テンプレートに設けられたレールに沿って裁断具を移動させることによって、前記テンプレートの下方に配置されたシート材を裁断する裁断装置において、前記裁断具は、前記シート材を裁断する裁断刃と、前記レールの内側壁面に摺接する内側ガイド部と、該レールの外側壁面に摺接する外側ガイド部と、を回転盤の盤面に設け、該回転盤を把持部に回転可能に取り付けて構成されており、前記内側ガイド部を、前記裁断刃の向きに平行な直線上に位置する第１及び第２の接触点において前記レールの内側壁面に摺接されるように構成したことを特徴とするものである。
この場合、前記外側ガイド部は、前記第１の接触点と前記第２の接触点とから同一の距離上に位置する第３の接触点であり、該第３の接触点が前記レールの外側壁面に常時摺接されるように構成されたものであってもよい。

そして、前記レールは断面凸状に形成されると共に、平面視において曲線状であり、曲率の小さな部分におけるレール幅を広く、曲率の大きい部分におけるレール幅を狭くすることで、前記内側ガイド部と外側ガイド部とが常に前記レールに摺接されるようにしてもよい。
また、前記第１の接触点と、前記第２の接触点は、先端が球面状に処理された突起部であってもよい。

請求項１に係る裁断装置は、テンプレートのレールに沿って移動される裁断具を、裁断刃とガイド部を回転盤に設け、この回転盤を把持部に回転可能に取り付けて構成したので、ガイド部がレールに係合することで、曲線状のレールにガイドされながら回転盤が自動的に回転し、その回転盤に設けられた裁断刃を自然にレールの方向に向かせることができる。これによって、裁断刃をレールに沿った方向に向かせるために、手操作で裁断具を回転させる必要がなくなるので、美しく滑らかな曲線図形を容易に裁断することが可能となる。
なお、この場合の「レール」とはガイド部の軌道を意味し、溝状のものであってもよいし、突条のものであってもよい。

特に、ガイド部を、レールの内側の壁面に摺接する内側ガイド部と外側の壁面に摺接する外側ガイド部とを有する構成とし、ガイド部がレールの両側の壁面に摺接するようにしたので、ガイド部がレールの幅方向にガタつかず、テンプレートに従って正確な曲線を裁断することができる。これによって、真円や楕円等の閉じた図形を裁断する場合に、裁断線の終端を始端に正確に一致させることができる。

また、内側ガイド部が、裁断刃の向きに平行な直線上に位置する２つの接触点においてレールの内側壁面に摺接されるので、レールがカーブする方向へと、自動的に裁断刃を向かわせることができる。
請求項２に係る発明は、外側ガイド部が、第１及び第２の接触点から同一距離上に位置する接触点において外側壁面に摺接されるようにしたので、ガイド部をレールのカーブに安定した状態で摺接させることができる。このため、回転盤の盤面のシート材に対する平行状態が維持されるので、回転盤が回転した際の裁断刃の回転を安定させることができ、シート材に対する裁断刃の入射角を一定に保たせることができる。これによって、滑らかな曲線図形を裁断することができる。

請求項３に係る裁断装置は、断面凸状のレールにおいて、曲率の小さな部分のレール幅を広く、曲率の大きい部分のレール幅を狭くしたので、真円のみならず楕円の裁断においても、内外双方のガイド部を常時レールの壁面に摺接させることできる。
請求項４に係る裁断装置は、第１の接触点と、第２の接触点を、先端が球面状に処理された突起部として構成したので、レールに沿った移動を円滑なものとすることができる。

本発明の好適な実施形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、実施形態は以下の形態に限定されるものではなく、本発明の課題を解決しうるものであれば他の態様も実施可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る裁断装置１を示す斜視図である。
この裁断装置１は、テンプレート１０に設けられた曲線状のレール１１に沿って裁断具２０を移動させることによって、シート材を曲線状に裁断するものであり、テンプレート１０と、裁断具２０を含んで構成される。
先ず、テンプレート１０の構成を説明する。テンプレート１０は、図２に示すように、平面部材の中央部に開口部１２を設け、その周囲にレール１１を設けたものである。

テンプレートの開口部１２は、裁断しようとする形状に合せて形成されている。開口部１２の周囲には、同一幅の段差部１３が設けられており、その周囲に開口部１２に対応する形状のレール１１が設けられている。
このレール１１は、裁断具２０の移動をガイドするための軌道であり、裁断具２０の後述するガイド部３１，３２が係合されるようにするために、図３に示すように、断面凸状に形成されている。このレール１１の幅は、裁断具２０のガイド部３１，３２がレール１１の内側及び外側の両側壁面に常時摺接されるように、ガイド部３１，３２の形状に合せて形成されている。

即ち、裁断具２０のガイド部３１，３２とは、図４に示すように、後述する回転盤３０の盤面に形成された内側ガイド部３１と外側ガイド部３２とによって構成されたものであるが、この内側ガイド部３１の両端部を構成する２つの接触点３１ａ，３１ｂが、図５に示すように、レール１１の内側壁面１１ａに常時摺接され、外側ガイド部３２の中央部を構成する接触点３２ａがレール１１の外側壁面１１ｂに常時摺接されるように、レール１１の曲率の小さい部分におけるレール幅Ｍを厚く、曲率の大きい部分におけるレール幅Ｎを狭くしている。

なお、レール１１は、ガイド部３１、３２に摺接した際の滑りを良くするために、ガイド部３１，３２とは異なる素材を使用している。
この場合、レール１１には、ＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）やＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポリカボネート）の透明可能な素材を使用し、ガイド部３１、３２はＰＯＭ（ポリアセタール）やＰＡ（６ナイロン、６６ナイロン）を使用するのが好ましい。

次に、裁断具２０の構成を説明する。裁断具２０は、図６に示すように、円筒状の回転盤３０にキャップ状の把持部４０を回転可能に取り付けたものである。
把持部４０に取り付けられていない側の回転盤３０の盤面には、ガイド部３１、３２と裁断刃３５が設けられている。即ち、ガイド部３１，３２は、テンプレート１０のレール１１と係合することで裁断具２０の移動を案内するもので、レール１１の内側壁面１１ａに摺接する内側ガイド部３１と、外側壁面１１ｂに摺接する外側ガイド部３１とを有している。

内側ガイド部３１は、図４に示すように、裁断刃３５の向きに平行な直線上に位置しており、両端に設けられた突起部（即ち、接触点３１ａ，３１ｂ）を背の低い壁３１ｃで連結した形状である。この突起部は、レール１１の内側壁面１１ａに摺接される第１及び第２の接触点３１ａ，３１ｂとなる部位であり、レール１１の壁面との間の滑りを良くするために、円柱形状に形成されている。なお、突起部の先端は、レール１１の底面（即ち、テンプレート面）との間の滑りを良くするために、球面状に処理されている。

この内側ガイド部３１と平行に外側ガイド部３２が形成されている。この外側ガイド部３２は、裁断刃３５とは反対側に設けられており、３つの突起部３２ａ，３２ｂ，３２ｃを背の低い壁３２ｄで連結した形状である。外側ガイド部材３２の中央に位置する突起部３２ａは、内側ガイド部３１の第１及び第２の接触点３１ａ，３１ｂと同一距離Ｒ上に位置している（図５参照）。この突起部の内側の湾曲面が、レール１１の外側壁面１１bに摺接される第３の接触点３２ａとなる部位である。この第３の接触点３２ａも、第１及び第２の接触点と同様、レール１１との滑りを良くするために円柱の先端部を球面処理した形状となっている。

なお、内側ガイド部３１及び外側ガイド部３２において、突起部を連結する背の低い壁３１ｃ，３２ｄは、内側ガイド部３１と外側ガイド部３２の間からテンプレート１０のレール１１が外れないように規制するために設けられたものである。
上記内側及び外側ガイド部３１、３２と平行に裁断刃３５が設けられている。即ち、図７に示すように、回転盤３０には凹部３６が設けられており、この凹部３６に、裁断刃３５が固定された裁断刃ホルダー３７が嵌合されている。この凹部３６は、裁断刃ホルダー３７が嵌合されることによって、裁断刃３５の方向が内側及び外側ガイド部３１、３２と平行になるように設計されている。なお、テンプレート１０に設けられた段差部１３は、回転刃ホルダー３７が当接しないようにするためのものである。

また、回転盤３０に対する裁断刃３５の高さＨは、回転盤３０のガイド部をテンプレート１０のレール１１に係合させた際に、テンプレート１０の下面１５（即ち、シートに接触する側の面）よりも下方に位置するように設計されている（図３参照）。
これらガイド部材３１、３２と裁断刃３５の取り付けられている側とは反対側の盤面には、中央部に後述する把持部を回転可能に取り付けるための回転軸３９が設けられている。この回転軸３９を介して、キャップ状の把持部４０が取り付けられる（図３及び図８参照）。

把持部４０は、裁断具２０をテンプレート１０のレール１１に沿って移動させる際に把持される部位であり、回転盤３０の形状に対応させて形成された無底有蓋の筒状体である。この筒状体の開放端部には、フランジ状の指止まり部４１が設けられており、裁断具２０を把持する指が回転盤３０の裁断刃３５の位置に達することを防止している。
このように構成された裁断装置１の使用状態を説明する。

先ず、作業台の上にマット等を敷き、その上に紙や布などのシート材を載置する。そして、そのシート材の裁断しようとする位置に、テンプレート１０を載置する。
そして、テンプレート１０のレール１１に裁断具２０のガイド部３１、３２を係合させながら、裁断具２０を移動させる。これによって、レール１１に対応する形状にシート材が裁断される。
この場合、裁断具２０の回転盤３０がガイド部３１、３２に案内されてレール１１がカーブする方向に回転するので、シート材を裁断する裁断刃３５の向きが、自動的にレール１１と同じ向きに回転する。これによって、裁断刃３５の向きに沿って把持部４０を持ち変えて回転させる必要がなくなるので、シート材を容易に曲線状に裁断することができる。

なお、図４に示す回転盤３０において、第１、第２、第３の接触点３１a，３１ｂ，３２ａが正三角形上に位置するように設計した場合、図９に示す形状のレール１１を使用することで真円Ｓを裁断することができた。また、図１０に示す形状のレールを使用することによって楕円Ｄを裁断することができた。
真円や楕円の他にも、花型、星型、ハート型などの図形や、アルファベット、ひらがな、カタカナ等の文字の形に裁断できるテンプレートを使用することもできるし、複数のテンプレートを組み合わせて、複雑な図柄を切り抜くことも可能である。

また、本実施形態においてはテンプレート１０のレール１１を凸状に構成したが、図１１に示すように、レール１１’を凹状の溝として構成してもよい。この場合、図１２に示すように、外側ガイド部を、裁断刃３５の平行線上に位置する２つの突起部３２ａ’，３２ｂ’を含む構成とすることで、溝の外側壁面の２ヶ所に摺接させることができる。そして、その２つの突起部３２ａ’，３２ｂ’と同一距離上に、溝の内側壁面に摺接する内側ガイド部としての突起部３１ａ’を構成するとよい。
また、裁断具２０の把持部４０を異なる形状にしてもよいし、開放周端縁にフランジ部を設けなくてもよい。

また、図１３に示すように、回転盤３０上に裁断刃ホルダー３７が嵌合される凹部３６を複数設けてもよい。この場合、いずれの凹部３６も、ガイド部３１，３２と平行になるように設けることとする。これらの凹部３６に選択的に裁断刃ホルダー３７を取り付けることによって、例えばテンプレート１０のレール１１が円の場合は、半径の異なる複数種類の円を、１つのレール１１によって形成することが可能となる。
また、裁断刃３５を回転盤３０に直接埋め込んでもよいし、回転盤３０自体を把持部４０に対して着脱できるようにしてもよい。

また、テンプレート１０のレール１１を同一幅に構成してもよいし、図１４に示すように、裁断具２０の内側ガイド部３１を、レール１１の内側壁面に１点で摺接されるように構成してもよい。このように裁断具２０を使用して、例えば、図１５に示すテンプレート１０のような波形のレール１１”を使用して、シートを波形に裁断することもできる。

また、図１６に示すように、回転盤３０の裁断刃３５を、外側ガイド部３２に隣接させて設けてもよい。これによって、図１７のように、レール１１の外側を裁断可能なテンプレート１０を使用し、レール１１の外側のテンプレート周縁部に沿って裁断することが可能となり、大きな図形を裁断することも可能となる。
さらに、裁断具２０のガイド部３１、３２とテンプレート１０のレール１１との間の摩擦抵抗を低減させるために、ガイド部３１，３２の接触点３１ａ，３１ｂ，３２ａを、回転可能な軸又はベアリングによって構成してもよい。

本発明は、クラフトや手芸などの分野に限らず、工業用に使用される裁断装置にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る裁断装置を示す斜視図である。 上記裁断装置のテンプレートを示す斜視図である。 上記テンプレートの断面図である。 上記裁断装置の裁断具の回転盤の盤面を示す正面図である。 上記回転盤のガイド部とレールの関係を示す説明図である。 上記裁断具を示す斜視図である。 上記裁断具の断面図である。 上記裁断具の把持部の取り付け状態を示す斜視図である。 真円を裁断した際のレールと裁断線を示す説明図である。 楕円を裁断した際のレールと裁断線を示す説明図である。 本実施形態のレール及びガイド部の変形例を示す断面図である。 上記ガイド部を示す正面図である。 本実施形態の変形例であり、回転盤に回転刃ホルダーを嵌合させる凹部を複数設けた裁断具の盤面を示す正面図である。 本実施形態の変形例であり、内側ガイド部をレールの内側壁面に１点で摺接されるように構成した裁断具の盤面を示す正面図である。 本実施形態のレールの変形例を示す説明図である。 本実施形態の変形例であり、裁断刃を外側ガイド部に隣接させて設けた裁断具の盤面を示す正面図である。 本実施形態のテンプレートの変形例を示す正面図である。

符号の説明

１・・・裁断装置
１０・・・テンプレート
１１、１１’、１１”・・・レール
１１ａ・・・内側壁面
１１ｂ・・・外側壁面
１２・・・開口部
１３・・・段差部
２０・・・裁断具
３０・・・回転盤
３１・・・内側ガイド部
３１ａ・・・第１の接触点
３１ｂ・・・第２の接触点
３２・・・外側ガイド部
３２ａ・・・第３の接触点
３５・・・裁断刃
３６・・・凹部（嵌合凹部）
３７・・・裁断刃ホルダー
３９・・・回転軸
４０・・・把持部

Claims (4)

1. テンプレート（１０）に設けられたレール（１１）に沿って裁断具（２０）を移動させることによって、前記テンプレート（１０）の下方に配置されたシート材を裁断する裁断装置（１）において、
   前記裁断具（２０）は、前記シート材を裁断する裁断刃（３５）と、前記レール（１１）の内側壁面（１１ａ）に摺接する内側ガイド部（３１）と、該レール（１１）の外側壁面（１１ｂ）に摺接する外側ガイド部（３２）と、を回転盤（３０）の盤面に設け、該回転盤（３０）を把持部（４０）に回転可能に取り付けて構成されており、
   前記内側ガイド部（３１）を、前記裁断刃（３５）の向きに平行な直線上に位置する第１及び第２の接触点（３１ａ，３１ｂ）において前記レール（１１）の内側壁面（１１ａ）に摺接されるように構成したことを特徴とする裁断装置。
2. 前記外側ガイド部（３２）は、前記第１の接触点（３１ａ）と前記第２の接触点（３１ｂ）とから同一の距離上に位置する第３の接触点（３２ａ）であり、該第３の接触点（３２ａ）が前記レール（１１）の外側壁面（１１ｂ）に常時摺接されるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の裁断装置。
3. 前記レール（１１）は断面凸状に形成されると共に、平面視において曲線状であり、曲率の小さな部分におけるレール幅（Ｍ）を広く、曲率の大きい部分におけるレール幅（Ｎ）を狭くすることで、前記内側ガイド部（３１）と外側ガイド部（３２）とが常に前記レール（１１）に摺接されるように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の裁断装置。
4. 前記第１の接触点（３１a）と、前記第２の接触点（３１ｂ）は、先端が球面状に処理された突起部であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つの請求項に記載の裁断装置。

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