JP5235696B2 - シート材切断装置 - Google Patents
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Description
吸引装置は、テーブル面上に広げられたシート材をテーブル面上に吸着保持させるためのものである。なお本出願人は、切断ヘッドに対応させて小型化した吸引ヘッドを切断ヘッドと一体的に平面移動させるようにした吸引装置を開発し、これを具備したシート材切断装置として特許出願している(上記特許文献1)。
切断ヘッドには、水平軸回りで回転刃を回転させる方式や、ノッチ刃を上下動させる方式がある。またテーブル面には、固定式のものの他、帯ベルトコンベヤの上部張り側ベルトによって形成することでシート材の搬入及び搬出を兼ねたものがある。切断ヘッドとして回転刃を採用する場合のテーブル面には、フェルトを採用することがあった。
この同期部材は、テーブル面の下部に設けた平面移動機構(コンベアの搬送方向に移動する下ガイドフレームとこのフレーム内でコンベアの搬送方向に直交して移動するスライダとを有した機構)により平面移動するスライダとの間で、磁石により吸引しあう構造とされ、これによって非接触で平面移動の駆動を得るようになっている。従ってこの同期部材は、磁石が取り付けられている。
そのためテーブル面は、定期的な交換が必要になっているが、これによって切断コストが高騰化するという問題があった。
そのため、シート材に対し、切れ目の近傍や、シート材の外周部などへ同期部材が位置付けられたときに、シート材に、めくれや皺、位置ズレ等が生じるおそれがある。すなわち、切れ目と切れ目との相互間隔又は切れ目とシート材の外周部との相互間隔をある程度、広く確保しなければ、正確で且つ綺麗な切断はできない(切断間隔の短い切断ができない)という問題があった。
即ち、本発明に係るシート材切断装置は、シート材を広げた状態に載置可能であって且つ多数の通孔が形成された多孔テーブル面と、この多孔テーブル面の下部に設けられ且つ上記通孔を介して多孔テーブル面の表面上へ突出する棘状の突起が多数植設されたシート材押上部材と、多孔テーブル面の上方に設けられ且つ当該多孔テーブル面上に載置されたシート材のうち上記シート材押上部材の突起によって押し上げられる部分に切れ目を入れるカッターが具備された切断ヘッドとを有している。
またシート材に対する切断抵抗を小さく抑えることができるので、カッターの耐久性を長くしたり駆動部を小型化したりできる利点がある。シート材が生地等であり、且つそれが化繊等であったとしても、切断熱が抑制されることで、切り口を綺麗に仕上げることができるという利点もある。
切断ヘッドのカッターは、水平軸回りで回転駆動する回転刃により形成されたものとすることができる。但し、その他、高速で上下動するノッチ刃により形成することも不可能ではない。
多孔テーブル面の下方には、少なくともシート材押上部材が設けられる部位周辺を多孔テーブル面越しに吸引することで当該多孔テーブル面へシート材を吸着保持させる吸引部が設けられたものとするのが好適である。
なお、このようにすると、シート材上にわざわざビニルシート等の吸着補助シートを被せなくても、シート材は比較的小さな吸引力で切断抵抗に対抗できるだけの十分な固定力を受けることになり、吸引装置は小型化が可能になる。
多孔テーブル面は、メッシュ材により形成されたエンドレスベルトを循環走行させる帯ベルトコンベヤの上部張り側ベルトとして形成されており、メッシュ材の編み目によって前記通孔が形成されたものとすることができる。
シート材押上部材は、多孔テーブル面の下面に当接設置されることで、当該多孔テーブル面と相対移動するときの当接摩擦により転動するブラシローラとされており、このブラシローラのブラシ毛によって突起が形成されたものとすればよい。なお、シート材押上部材はブラシローラ以外によって形成することもできる。
このようにすることで、シート材押上部材は、その突起を多孔テーブル面の通孔へ貫通させる状態が、多孔テーブル面上のシート材を切断するときだけに限定できる(必要最小限に抑えられる)から、突起の摩耗を低減できる効果がある。
切断ヘッドを多孔テーブル面上で平面移動可能にするヘッド移動手段と、前記シート材押上部材を多孔テーブル面下で平面移動可能にする押上部移動手段とを有し、且つこれらヘッド移動手段及び押上部移動手段は多孔テーブル面を挟んだ上下部で切断ヘッドとシート材押上部材とを互いに一体的に平面移動可能とされたものとすることができる。
またシート材押上部材には、ブラシローラの回転軸を平面移動方向に対する平面視直交状態に保つ下部旋回駆動部を設けるのがよい。
このようにすることで、シート材を搬送しつつこれと同時に切断作業を行えるために、切断作業の能率アップが図れることになる。また、シート材の供給及び搬出も容易且つ高効率で行えるという利点が得られる。
このシート材切断装置1は、シート材Wを定尺で裁断したり、或いは所定形状に切り出したりするためのもので、図3に示すように、シート材Wを広げた状態で載置保持する多孔テーブル面2を構成の基礎とおいて、この多孔テーブル面2の下部に設けられたシート材押上部材3と、多孔テーブル面2の上方に設けられた切断ヘッド4とを有している。
また多孔テーブル面2の下方には、上記シート材押上部材3に対して吸引部5が併設されている。更に、切断ヘッド4に対してはヘッド移動手段10が設けられ、シート材押上部材3に対しては押上部移動手段11が設けられている。
また押上部移動手段11についても略同様に、平面内で直交する二方向(X方向及びY方向)を適宜組み合わせるか又は組み合わせないで、シート材押上部材3を平面内の任意座標位置へ平面移動可能にするものである。
これらヘッド移動手段10や押上部移動手段11の具体的な構造には、図示は省略するが、例えば巻き掛け駆動機構、ロッドレスシリンダ等の流体圧シリンダ、ボールネジ等を用いた送りネジ機構等を採用すればよい。
なお、切断の対象となるシート材Wは、薄くて可撓性を有するものであれば特に材質や厚さ等は限定されるものではなく、例えばメリヤス等の生地や合成繊維等をはじめとする生地類だけでなく、不織布、紙、プラスチックシート(フィルム)等を対象とすることが可能である。
多孔テーブル面2は、シート材Wを広げた状態で載置保持できる大きさを有して形成されており、テーブル面全面にわたって多くの通孔が分散配置状に設けられている。そのため、シート材押上部材3の具備する突起3a(詳細は後述する)が、この通孔を貫通して当該多孔テーブル面2の表面上へ突出するようになっている。またこの通孔が設けられていることにより、多孔テーブル面2は通気性を有したものとなっている。
メッシュ材を形成する線材には、抗張力や耐食性、可撓性などに優れたものを採用するのが好適とされ、また線径が細いものを採用するのが好適とされている。線径を細くすることの理由は、シート材押上部材3の突起3aが貫通し易くなるようにする点と、通気面でエアが通過できない部分(線材によって遮られる部分)を可及的に減らす点とにある。
このように多孔テーブル面2を帯ベルトコンベヤ12によって形成させることで、シート材Wを切断処理位置(切断ヘッド4が平面移動する領域内)で載置保持できるだけでなく、この切断処理位置に対するシート材Wの搬入及び搬出が可能になる。なお、切断作業中は、多孔テーブル面2(帯ベルトコンベヤ12)を停止させるのがよい。
本第1実施形態においてシート材押上部材3は、帯ベルトコンベヤ12における上部張り側ベルト12aと下部張り側ベルト12bとの上下間に挟まれる配置で設けられ、軸心を水平方向へ向けた回転軸14aを中心にそのまわりで回転自在(無駆動状態)に保持されたブラシローラ14としてある。
シート材押上部材3は、回転自在(無駆動)のブラシローラ14であるから、シート材押上部材3と多孔テーブル面2とを相対移動させれば、このとき生ずる当接摩擦により、シート材押上部材3は転動することになる。
シート材押上部材3をブラシローラ14で形成させていることに関連し、このシート材押上部材3には、回転軸14aを原則として(但し、後述するように例外もある)、平面移動方向に対する平面視直交状態に保つための下部旋回駆動部15が設けられている。すなわち、この下部旋回駆動部15は、押上部移動手段11によってシート材押上部材3が平面移動する方向(進行方向)に対し、ローラ回転方向を合致させるようにする。
シート材押上部材3を形成させるブラシローラ14において、ブラシ毛は獣毛により形成されたものとするのが好適であった。なかでも、植設密度を密にし、毛質の柔らかいものとするのが好適であって、具体的には山羊毛が最も好ましいものであった。また、多孔テーブル面2の通孔から表面上へ突出する高さは、2〜3mm程度とするのが好適であることも確かめられている。
吸引部5は、シート材押上部材3が設けられる部位を中心としたその周部で、多孔テーブル面2上のエアをテーブル面下方へ吸引できるようにしたものである。すなわち、この吸引により、多孔テーブル面2上のシート材W(シート材押上部材3によって押し上げられる部分を除いたその周部)を多孔テーブル面2上に吸着保持させる。このようにシート材Wを吸着保持することで、切断ヘッド4によるシート材Wの切断を、容易且つ確実に行えるようにする。
図1に示すように、吸引ボックス20は、茶筒の如く上方を開放したカップ体23と下方を開放した蓋体24とを嵌め合わせた構造としてあり、蓋体24の天板部24aに、その上下を貫通する状態で多数の吸引孔26が分散配置されたものとなっている。また、この天板部24aの中央には、シート材押上部材3(ブラシローラ14)における上側のローラ外周面を上方へ露出させるためのブラシ孔27が設けられている。
この場合、蓋体24が上昇することで、その天板部24aが帯ベルトコンベヤ12における上部張り側ベルト12aの下面(即ち、多孔テーブル面2の下面)に近接乃至当接するようにし、また蓋体24が下降することで、その天板部24aが上部張り側ベルト12aの下面から離反するように配置する。
このようにすることで、多孔テーブル面2上のシート材Wを切断するときだけ、吸引ボックス20の天板部24aを多孔テーブル面2の下面に当接させることができる。従って、シート材Wを切断しないときのシート材押上部材3の平面移動(切断開始位置へ向けた平面移動時など)では、吸引ボックス20と多孔テーブル面2との摺動摩擦の軽減や、多孔テーブル面2の摩耗の低減が可能となる。
この吸引ボックス20に対し、前記したシート材押上部材3用の下部旋回駆動部15が設けられている。この下部旋回駆動部15は、蓋体24の外周面を取り囲むように設けられたリングギヤ30と、このリングギヤ30に噛合する駆動ギヤ31と、この駆動ギヤ31を駆動する旋回モータ32とを有している。
カップ体23及び旋回モータ32を互いに一体的な固定関係に保持し、これらを押上部移動手段11によって平面移動させるようになっている。そのため、旋回モータ32を駆動することで、吸引ボックス20の蓋体24を旋回させ、これに伴ってシート材押上部材3を旋回させることができるものである。
本第1実施形態においてカッター34には、図1に示すように水平軸35を中心としてこの回りで回転自在とされた回転刃36が採用されている。この回転刃36は昇降駆動部37によって昇降可能とされている。またこの回転刃36は回転駆動部38によって回転駆動される。
なお、回転刃36には円形の丸刃を採用してもよいし、丸刃以外(例えば、多角形状や多角形の各頂部をアール面取りした形状、或いは歯車形などに形成された刃)を採用してもよい。
本第1実施形態ではカッター34が回転刃36とされているので、上部旋回駆動部39は、回転刃36の水平軸35を平面移動方向に対する平面視直交状態に保つように作動する。すなわち、この上部旋回駆動部39は、回転刃36の刃先を常に進行方向へ向けさせるようにする。
なお、これら昇降駆動部37、回転駆動部38、及び上部旋回駆動部39について、互いの上下配置関係や細部構造、及び駆動源等については、何ら限定されるものではない。
すなわち、ヘッド移動手段10及び押上部移動手段11による回転刃36及びブラシローラ14の進行方向(図1では左方向き)に対し、ブラシローラ14(回転中心P1)よりも回転刃36(回転中心P2)がL寸法だけ遅れ位置(進行方向の後方)となるようにする。このようにすることで、回転刃36の下端より少し上のほうに刃先(切断ポイントQ)が設定されることになり、効率のよい切断が可能になる。
なお、切断ヘッド4(回転刃36)を旋回させる上部旋回駆動部39の旋回中心と、シート材押上部材3(ブラシローラ14)を旋回させる下部旋回駆動部15の旋回中心は、上下方向で合致したものとする(図1中のθ)。
またブラシローラ14の回転中心P1は、前記旋回中心(θ)上に一致させるようにしてもよいし、この旋回中心(θ)と回転刃36の回転中心P2との間に位置するように設定するとよい。
多孔テーブル面2上にシート材Wが送り出され、この多孔テーブル面2(帯ベルトコンベヤ12)によってシート材Wが切断処理位置で広げられた状態とされると、ヘッド移動手段10が切断ヘッド4をシート材W上の所定の切断開始位置へ位置付ける。
このとき一緒に、押上部移動手段11によってシート材押上部材3や吸引部5も切断ヘッド4と一体的に平面移動され、シート材W及び多孔テーブル面2を挟んだ切断ヘッド4の真下位置に、これらシート材押上部材3や吸引部5が位置付けられる。
切断ヘッド4、シート材押上部材3、吸引部5の平面移動で、これらが所定位置(切断開始位置)に到達すると、吸引部5において吸引ボックス20の天板部24aが帯ベルトコンベヤ12における上部張り側ベルト12aの下面(即ち、多孔テーブル面2の下面)に当接した状態とされて、吸引が開始される。
この状態で、切断ヘッド4の上部旋回駆動部39とシート材押上部材3の下部旋回駆動部15とが作動して、切断ヘッド4の進行方向(回転刃36の回転方向=切断向き)と、シート材押上部材3の進行方向(ブラシローラ14の回転方向)とを、それぞれ所定角度に設定する。
その後は、ヘッド移動手段10及び押上部移動手段11が、プログラムされた平面移動の動作を実行するようになり、途中、必要に応じて切断ヘッド4の上部旋回駆動部39とシート材押上部材3の下部旋回駆動部15とが作動されて、シート材Wに入れられた切れ目が切断線として延びてゆく。
このように、シート材Wを多孔テーブル面2上でシート材押上部材3の突起3aにより部分的に押し上げ、この押し上げた部分を切断する方法であれば、切断ヘッド4の回転刃36はその下端が多孔テーブル面2の上方へ浮上したまま(非接地のまま)シート材Wを切断するので、多孔テーブル面2が回転刃36によって傷つけられることがない。
これらのことから、多孔テーブル面2が早い段階で摩耗や粗面化を起こしたり、回転刃36自体が刃欠けを生じたりするといったことがない。またシート材押上部材3が突起3aを失う(回転刃36で切断される)といったことも起こり難くなっている。それらの結果として、切断コストの低コスト化が図れることになる。
更に、切断間隔の短い切断なども正確で且つ綺麗に仕上がる(切断できる)という利点もある。
すなわち、第1実施形態では、シート材押上部材3を取り囲むように設けた吸引ボックス20において、その蓋体24を昇降させることでシート材押上部材3をも一緒に昇降させていたが、本第2実施形態では、シート材押上部材3のみを単独で昇降させる構造としてある。
具体的には、吸引ボックス20のカップ体23に底部貫通孔50が形成され、シート材押上部材3としてのブラシローラ14を回転自在に保持するブラケット51には、吸引ボックス20の底部貫通孔50を介して下方へ突出する昇降軸52が設けられている。また吸引ボックス20の下部には、エアシリンダ、ソレノイド、モータ駆動機構等により形成される昇降駆動具53が設けられており、この昇降駆動具53によって、昇降軸52が上下動可能とされている。
また、吸引ボックス20では、カップ体23の上部にベアリングケース55が設けられ、このベアリングケース55に収納されたベアリング56を介してリングギヤ30と蓋体24とが設けられている。そのため、下部旋回駆動部15の作動でリングギヤ30が回転駆動されるとき、蓋体24は回転するがカップ体23は回転しない構造である。
上記したようにブラケット51に設けられた昇降軸52は、昇降駆動具53に対して回転自在な状態にあるため、結果として、蓋体24の回転時にはブラシローラ14も回転(旋回)する状態が得られるというものである。
なお、蓋体24の天板部24aは、吸引ボックス20内が非吸引状態となっているときには、帯ベルトコンベヤ12における上部張り側ベルト12aの下面(即ち、多孔テーブル面2の下面)との間に若干の隙間を保持するように設けられている。
また、シート材Wを切断しないときのシート材押上部材3の平面移動で、吸引ボックス20と多孔テーブル面2との摺動摩擦の軽減や、多孔テーブル面2の摩耗の低減が図れる利点も有することになる。
その他の構成及び作用効果は第1実施形態と略同様であり、ここでの詳説は省略する。
例えば、シート材押上部材3としてブラシローラ14を採用する場合に、多孔テーブル面2の下面との当接摩擦を受けて転動する無駆動方式とすることが限定されるものではなく、シート材押上部材3を平面移動させるのと同速でローラ回転を与えるような、駆動方式にすることもできる。
シート材押上部材3としてブラシローラ14を採用する場合に、下部旋回駆動部15が当該ブラシローラ14の回転軸14aを平面移動方向に対して平面視直交状態に保持させることは、あくまでも原則であり、限定されない。
シート材押上部材3は、ブラシローラ14を採用することが限定されるものではない。例えば起毛生地を上向きに貼り付けた昇降部材を、細かく上下微振動させるように構成し、これを多孔テーブル面2の下部で平面移動させるようにしてもよい。すなわち、昇降部材が上昇するたびに起毛生地の起毛部分が多孔テーブル面2の通孔を貫通して表面上へ突出するようになり、これが突起3aを形成することになる。
多孔テーブル面2は、シルクスクリーンによって形成されたものや、無数に細かな孔が設けられた可撓性の多孔板(樹脂ベルト等)によって形成されたものとすることもできる。またフェルトやジュウタンのような素材でも通気性の豊富なものであれば使用可能である。
2 多孔テーブル面
3 シート材押上部材
3a 突起
4 切断ヘッド
5 吸引部
10 ヘッド移動手段
11 押上部移動手段
12 帯ベルトコンベヤ
12a 上部張り側ベルト
14 ブラシローラ
14a 回転軸
15 下部旋回駆動部
34 カッター
35 水平軸
36 回転刃
39 上部旋回駆動部
W シート材
Claims (7)
- シート材(W)を広げた状態に載置可能であって且つ多数の通孔が形成された多孔テーブル面(2)と、
この多孔テーブル面(2)の下部に設けられ且つ上記通孔を介して多孔テーブル面(2)の表面上へ突出する棘状の突起(3a)が多数植設されたシート材押上部材(3)と、
多孔テーブル面(2)の上方に設けられ且つ当該多孔テーブル面(2)上に載置されたシート材(W)のうち上記シート材押上部材(3)の突起(3a)によって押し上げられる部分に切れ目を入れるカッター(34)が具備された切断ヘッド(4)とを有している
ことを特徴とするシート材切断装置。 - 前記切断ヘッド(4)のカッター(34)は、水平軸(35)回りで回転駆動する回転刃(36)により形成されていることを特徴とする請求項1記載のシート材切断装置。
- 前記多孔テーブル面(2)の下方には、少なくともシート材押上部材(3)が設けられる部位周辺を多孔テーブル面(2)越しに吸引することで当該多孔テーブル面(2)へシート材(W)を吸着保持させる吸引部(5)が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のシート材切断装置。
- 前記多孔テーブル面(2)は、メッシュ材により形成されたエンドレスベルトを循環走行させる帯ベルトコンベヤ(12)の上部張り側ベルト(12a)として形成されており、メッシュ材の編み目によって前記通孔が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のシート材切断装置。
- 前記シート材押上部材(3)は、多孔テーブル面(2)の下面に当接設置されることで当該多孔テーブル面(2)と相対移動するときの当接摩擦により転動するブラシローラ(14)とされており、このブラシローラ(14)のブラシ毛によって前記突起(3a)が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の生地搬送装置。
- 前記シート材押上部材(3)は、多孔テーブル面(2)の表面上へ突起(3a)を突出させる上昇位置と多孔テーブル面(2)の下方へ突起(3a)を引き込ませる下降位置との間で昇降可能になっていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の生地搬送装置。
- 前記切断ヘッド(4)を多孔テーブル面(2)上で平面移動可能にするヘッド移動手段(10)と、
前記シート材押上部材(3)を多孔テーブル面(2)下で平面移動可能にする押上部移動手段(11)とを有し、
且つこれらヘッド移動手段(10)及び押上部移動手段(11)は多孔テーブル面(2)を挟んだ上下部で切断ヘッド(4)とシート材押上部材(3)とを互いに一体的に平面移動可能とされており、
前記切断ヘッド(4)には、ヘッド移動手段(10)によって進行する方向へカッター(34)の刃先を合致させる上部旋回駆動部(39)が設けられ、
前記シート材押上部材(3)には、ブラシローラ(14)の回転軸(14a)を平面移動方向に対する平面視直交状態に保つ下部旋回駆動部(15)が設けられている
ことを特徴とする請求項5又は請求項6記載のシート材切断装置。
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