JP6066488B2 - ストランド切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ストランド切断装置の技術に関する。

従来、ガラス繊維の束（ストランド）を所定の長さに切断（チョップ）した、チョップドストランドを製造するためのストランド切断装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。ストランド切断装置の一例として、ドラムカッター式のものが知られている（例えば、特許文献２を参照）。

前記ドラムカッター式のストランド切断装置においては、カッターホルダにカッター刃を放射状に配置したドラムカッターの周囲に、所定間隔を空けてローラを配置する。さらに、ドラムカッターにストランドの先端を固定した状態で、ドラムカッターを回転駆動させる。そして、ドラムカッターに何重にも巻き取られることによって厚みの増したストランドが、ローラで押圧されることにより、ストランドが、カッター刃で切断される。

特開２００２−３３８２９１号公報 特開昭６２−２９９５１９号公報

前記従来技術においては、ドラムカッターに巻き取られる直前にストランドが垂れてしまい、ストランドが適切にドラムカッターに巻き取られない場合がある。これにより、チョップドストランドの長さが所定の長さよりも長くなるミスカットが発生し、製品品質が低下する虞があった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、ドラムカッターに巻き取られる直前にストランドが垂れることを防いでストランドを適切にドラムカッターに巻き取らせることにより、ミスカットの発生を抑制して製品品質を向上させることのできる、ストランド切断装置を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、上下方向に所定の間隔を隔てて配置される二枚のカッターホルダと、前記二枚のカッターホルダの周縁部に沿って放射状に配置されて前記二枚のカッターホルダの間に挟持された複数のカッター刃と、を具備するドラムカッターと、前記カッター刃から所定間隔を空けて配置されたローラと、ストランドを前記ドラムカッターに案内するガイド部とを備え、前記ドラムカッターを上下方向に向けた回転軸を中心として回転駆動させて前記ドラムカッターに供給されたストランドを巻き取ることにより、前記ストランドを、前記ローラで前記カッター刃に押圧して、ストランドを切断する、ストランド切断装置であって、前記ローラと前記ガイド部との間に、前記ストランドを下方から支持可能な支持板が配設されるものである。

請求項２においては、前記支持板は、その上面が前記ローラの下端よりも上に位置するように配設されるものである。

請求項３においては、前記ガイド部は、上下方向に軸線を向けた軸状部材を備え、前記軸状部材には、下側の前記カッターホルダの上端部よりも高い位置に上端面を有する大径部が形成され、前記支持板は、その上面が前記軸状部材の大径部の上面と同じ上下位置になるように配設されるものである。

請求項４においては、前記支持板は、前記軸状部材と一体的に構成されるものである。

本発明は、以下に示すような効果を奏する。
請求項１に記載された発明に係るストランド切断装置によれば、ドラムに巻き取る直前にストランドが垂れることを防いでストランドを適切にドラムに巻き取ることにより、ミスカットの発生を抑制して製品品質を向上させることができる。
即ち、本発明に係るストランド切断装置によれば、ストランドを下方から支持可能な支持板が配設されているため、ストランドがドラムカッターに巻き取られる直前に、万が一、ストランドのテンションが弱まるようなことがあっても、支持板が、ストランドを下方から支持することができる。このため、ストランドが垂れて、カッターホルダの間から外れることを防止できる。これにより、チョップドストランドの長さが所定の長さよりも長くなるミスカットの発生を抑制して、製品品質を向上させることが可能となる。

請求項２に記載された発明に係るストランド切断装置によれば、支持板がストランドを下方から支持した場合に、ストランドをドラムカッターとローラとの間に確実に案内することができる。つまり、ストランドが垂れてカッターホルダの間から外れることを確実に防止できるとともに、ローラにより、ストランドを、カッター刃に押圧することが不可能な位置に、ストランドが案内されることを防止できる。

請求項３に記載された発明に係るストランド切断装置によれば、ストランドがドラムカッターとローラとの間に案内される前に、ストランドが下方にずれてカッターホルダから外れることを防止できる。また、支持板は、その上面が軸状部材の大径部の上面と同じ上下位置になるように配設されているため、軸状部材の大径部により、下方へのずれが防止されたストランドが、垂れることを、支持板によって防止することができる。

請求項４に記載された発明に係るストランド切断装置によれば、支持板を別途支持する構成が不要となり、装置コストを低減することができる。

一実施形態に係るストランド切断装置を示した斜視図。 同じくストランド切断装置を示した平面図。 同じくストランド切断装置を示した概略正面図。

まず、本発明の一実施形態に係るストランド切断装置１０について、図１から図３を用いて説明する。ストランド切断装置１０は、ガラス繊維の束であるストランドを所定の長さに切断（チョップ）した、チョップドストランドＣＳを製造するための装置である。詳細には、直径数μｍのガラス繊維を数千本に束ねて一本のストランドとし、複数本のストランドの束を数ｍｍから数十ｍｍの長さに切断する装置である。以下、本実施形態においては、束ねられた複数本のストランドを「ストランドＳ」として表記する。
図１から図３に示すように、本実施形態に係るストランド切断装置１０は、ドラムカッター２０と、ローラ配置部３０と、ガイド部４０と、を備えて構成される。

図２に示すように、ドラムカッター２０は、略円板状に形成され、上下方向に所定の間隔で配置される二枚のカッターホルダ２１・２２（上側カッターホルダ２１及び下側カッターホルダ２２）と、カッターホルダ２１・２２の間に配置された複数のカッター刃２３・２３・・・とを備える。下側カッターホルダ２２は半径方向の内側がくり抜かれた円環状に形成されている。下側カッターホルダ２２の内周部のくり抜かれた部分は、後述するチョップドストランドＣＳが排出される排出口２４として構成されている。

複数のカッター刃２３・２３・・・は、上側カッターホルダ２１と下側カッターホルダ２２により、挟持されている。これらのカッター刃２３・２３・・・は、上側カッターホルダ２１および下側カッターホルダ２２の周縁部に沿って放射状に配置されている。また、カッター刃２３・２３・・・はストランドＳを切断する際に加わる力を分散するために、刃先の方向を上下方向から傾けて（側面から見た場合において、刃先が斜めになるように）等間隔で平行に並んで配設されている。

上側カッターホルダ２１および下側カッターホルダ２２における中央部には、ドラムカッター２０の回動軸２０ａが、軸線を上下方向に向けて形成されており、この回動軸２０ａは、図示しない駆動装置に接続されている。そして、この駆動装置を駆動させることにより、図１及び図２中の矢印Ｒ１に示す如くドラムカッター２０が回動軸２０ａを中心として回転駆動する。換言すれば、カッターホルダ２１・２２及びカッター刃２３・２３・・・が一体的に回転駆動するように構成されている。

そして、上記の如く構成されたドラムカッター２０を回転駆動することにより、ストランドＳがドラムカッター２０の周囲に巻き取られて、カッター刃２３・２３・・・で切断される。ここで、カッター刃２３・２３・・・は互いの間隔が所定幅となるように配設されており、このカッター刃２３・２３・・・の間隔がチョップドストランドＣＳの所定長さとなる。例えば、チョップドストランドＣＳを２５ｍｍの長さで製造する場合には、カッター刃２３・２３・・・の間隔を２５ｍｍに調節すればよい。

カッター刃２３・２３・・・でストランドＳが切断されることにより製造されたチョップドストランドＣＳは、図２中の矢印Ｅに示す如く、下側カッターホルダ２２の内周部である排出口２４から排出され、ドラムカッター２０の下方に配設される図示しない貯留部に貯留される。

ローラ配置部３０は、固定されたローラ台３１と、ローラ台３１の上に配設されるローラ３２と、を備える。ローラ３２はドラムカッター２０の近傍に、カッター刃２３・２３・・・から所定間隔を空けて配置されている。そして、ローラ３２の中央部には回動軸３２ａが軸線を上下方向に向けて形成されており、図１及び図２中の矢印Ｒ２に示す如く、ローラ３２は回動軸３２ａを中心として回動可能に構成されている。ローラ３２は図示しない位置調節機構を備えており、ドラムカッター２０に対して近接離間可能に構成されている。即ち、位置調節機構でローラ３２のドラムカッター２０に対する位置を調節することにより、ローラ３２とカッター刃２３・２３・・・との間隔を所定長に調整することができる。そして、ローラ台３１の上に固定されたローラ３２は、ドラムカッター２０に巻き取られて、厚みがローラ３２とカッター刃２３・２３・・・との間隔よりも大きくなった、ストランドＳをドラムカッター２０の半径内側方向（ドラムカッター２０の回動軸２０ａの方向）に押圧する。

ガイド部４０は、ストランドＳをドラムカッター２０に案内するために設けられ、固定されたガイド台４１と、軸状部材であるシュー４２と、第一ガイド部材５１と、第二ガイド部材であるガイドパイプ５２と、を備える。

シュー４２は、ガイド台４１の上面でドラムカッター２０の近傍に、上下方向に軸線を向けて配置される。シュー４２はその外周面にストランドＳを摺接させることにより、供給されたストランドＳの流れる方向を、ドラムカッター２０の接線方向に変更させるための金属製の部材である。シュー４２には、図３に示す如く、下側カッターホルダ２２の上端部よりも高い位置に、上端面を有する大径部４２ａが形成される。大径部４２ａは、ストランドＳがドラムカッター２０とローラ３２との間に案内される前に、下方にずれてカッターホルダ２１・２２の間から外れることを防止可能としている。

本実施形態に係るストランド切断装置１０においては、ローラ３２とガイド部４０との間におけるストランドＳの流路の下方に、ストランドＳを下方から支持可能な支持板４３が配設される。具体的には、図１から図３に示す如く、支持板４３は、シュー４２の大径部４２ａから、ローラ３２とドラムカッター２０との間に向かって延出される板状部材として、シュー４２に配設されている。そして、支持板４３は、その上面がシュー４２の大径部４２ａの上面略同じ上下位置になるように、シュー４２と一体的に構成される。支持板４３は、ストランドＳをドラムカッター２０とローラ３２との間に案内することができるようにするため、その上面がローラ３２の下端よりも上に位置するように配設される。

第一ガイド部材５１は、ガイド台４１の上面においてシュー４２よりもストランドＳの上流側に立設された金属製の板状部材であり、四つの挿通孔５１ａ・５１ｂ・５１ｃ・５１ｄが設けられている。挿通孔５１ａ・５１ｂ・５１ｃ・５１ｄは、上下方向に並設している。そして、これらの挿通孔５１ａ〜５１ｄにストランドＳが挿通されることにより、第一ガイド部材５１より上流側（図１及び図２における図面右下側）に配置される図示しないストランド供給部から供給されるストランドＳを、シュー４２に案内する。

シュー４２と第一ガイド部材５１との間には、第二ガイド部材である金属製のガイドパイプ５２が配置される。ガイドパイプ５２は、第一ガイド部材５１からシュー４２の近傍まで延出する筒状に形成されている。詳細には図３に示す如く、第一ガイド部材５１における四つの挿通孔５１ａ〜５１ｄに対応して、四本のガイドパイプ５２ａ〜５２ｄが第一ガイド部材５１に配設されている。換言すれば、挿通孔５１ａ〜５１ｄは、それぞれガイドパイプ５２ａ〜５２ｄの中空部と連通している。それぞれのガイドパイプ５２ａ〜５２ｄには、軸線方向にスリット５３ａ〜５３ｄが形成されている。そして、ガイドパイプ５２ａ〜５２ｄは、シュー４２の直前におけるストランドＳが流れる上下方向位置を、二枚のカッターホルダ２１・２２の間の位置に規制している。具体的には、ガイドパイプ５２ａ〜５２ｄの先端部（ストランドＳの下流側端部）の上下位置が、カッターホルダ２１・２２の間に位置するように配置されているため、ストランドＳはシュー４２の直前においてカッターホルダ２１・２２の間にあたる上下位置（高さ）を通る。

本実施形態に係るストランド切断装置１０でストランドＳを切断する際は、まず、図１及び図２中の矢印Ｆ１に示す如く、作業者がストランド供給部よりストランドＳを第一ガイド部材５１に案内する。そして、各ストランドＳを図１及び図２中の矢印Ｆ２に示す如く、挿通孔５１ａ〜５１ｄ、ガイドパイプ５２ａ〜５２ｄに挿通する。さらに、ストランドＳをシュー４２に摺接させて、図１及び図２中の矢印Ｆ３に示す如く支持板４３の上側を経由してローラ３２とドラムカッター２０との間に案内し、ストランドＳの先端をドラムカッター２０に固定する。なお、それぞれの挿通孔５１ａ〜５１ｄに挿通されるストランドＳの本数は、１本でも良く、必要に応じて、それぞれの挿通孔５１ａ〜５１ｄに、２本以上のストランドＳを挿通しても良い。

この状態で、ドラムカッター２０を図１及び図２中の矢印Ｒ１に示す如く回転駆動させることにより、ストランドＳがドラムカッター２０に巻き取られる。これにより、ストランドＳは、連続的に第一ガイド部材５１からガイドパイプ５２ａ〜５２ｄを経由して、シュー４２に案内される。さらに、シュー４２によって、ストランドＳの流れる方向がドラムカッター２０の接線方向に変更され、ストランドＳはドラムカッター２０とローラ３２との間に案内される。そして、ドラムカッター２０に巻き取られて厚みがローラ３２とドラムカッター２０との間隔よりも大きくなったストランドＳは、ローラ３２に当接し、その摩擦力により、図１及び図２中の矢印Ｒ２に示す如く、ローラ３２を回転させる。そして、ドラムカッター２０の周囲に巻き付けられているストランドＳは、ローラ３２によってカッター刃２３・２３・・・に押圧されて、切断される。カッター刃２３・２３・・・によって切断されたチョップドストランドＣＳは、カッター刃２３・２３・・・の間を通過し、図２中の矢印Ｅに示す如く、下側カッターホルダ２２の内周部である排出口２４から排出され、排出されたチョップドストランドＣＳは、貯留部に投入される。

本実施形態に係るストランド切断装置１０においては、ローラ３２とシュー４２との間に、ストランドＳを下方から支持可能な支持板４３が配設されているため、万が一、ストランドＳがドラムカッター２０に巻き取られる直前に、ストランドＳのテンションが弱まるようなことがあっても、支持板４３がストランドＳを下方から支持することができる。即ち、ストランドＳが垂れてカッターホルダ２１・２２の間から外れることを防止できる。これにより、チョップドストランドＣＳのミスカットの発生を抑制して、製品品質を向上させることが可能となる。

本実施形態に係るストランド切断装置１０において、支持板４３は、その上面がローラ３２の下端よりも上に位置するように配設されている。これにより、ストランドＳをドラムカッター２０とローラ３２との間に案内することができる。つまり、ストランドＳが垂れてカッターホルダ２１・２２の間から外れることを確実に防止できるとともに、ローラ３２により、ストランドＳを、カッター刃２３・２３・・・に押圧することが不可能な位置に、ストランドＳが案内されることを防止できる。

本実施形態に係るストランド切断装置１０において、シュー４２には、下側カッターホルダ２２の上端部よりも高い位置に上端面を有する大径部４２ａが形成され、支持板４３はその上面がシュー４２の大径部４２ａの上面と同じ上下位置になるように配設されている。大径部４２ａはストランドＳがドラムカッター２０とローラ３２との間に案内される前に下方に垂れてカッターホルダ２１・２２の間から外れることを防止するという、支持板４３と同じ作用、効果を奏するものである。また、支持板４３を大径部４２ａと同じ高さとしているため、支持板４３が、大径部４２ａにより、下方へのずれが防止されたストランドＳが、下方に垂れることを防止できる。

また、図１及び図３に示す如く、支持板４３は、シュー４２と一体的に構成される。これにより、支持板４３を別途支持する構成が不要となり、装置コストを低減することができる。

このように、本実施形態に係るストランド切断装置１０によれば、支持板４３が、ドラムカッター２０に巻き取られる直前に、ストランドＳが垂れることを防ぐ。その結果、ストランドＳを適切にドラムカッター２０に巻き取ることができ、装置構成の設定が容易となる。具体的には、カッターホルダ２１・２２とローラ３２との間隔が広くなると、チョップドストランドＣＳにおいてミスカットの発生原因となるが、本実施形態によれば、ストランドＳが垂れることを抑制できるため、カッターホルダ２１・２２とローラ３２との間隔における厳密な管理が不要となる。また、ローラ３２とカッター刃２３・２３・・の間隔が広くなっても、チョップドストランドＣＳにおいて、ミスカットの発生原因となるが、本実施形態によれば、ストランドＳが垂れることを抑制できるため、カッターホルダ２１・２２とローラ３２との間隔における厳密な管理も不要とすることができる。

次に、本実施形態に係るストランド切断装置１０の効果について、説明する。
従来技術に係るストランド切断装置（支持板なし）と、本実施形態に係るストランド切断装置１０（支持板あり）とについて、ミスカットにより発生したチョップドストランドＣＳの重量を比較すると、支持板があることにより、ミスカットにより発生したチョップドストランドＣＳを、重量換算で約４３％減らすことができた。つまり、本実施形態に係るストランド切断装置１０は、ドラムカッター２０に巻き取られる直前にストランドＳが垂れることを防ぎ、チョップドストランドＣＳにおけるミスカットの発生を抑制できた。

１０ ストランド切断装置
２０ ドラムカッター
２１ 上側カッターホルダ
２２ 下側カッターホルダ
３２ ローラ
４２ シュー（軸状部材）
４３ 支持板
５１ 第一ガイド部材
５２ ガイドパイプ（第二ガイド部材）
Ｓ ストランド

Claims (4)

1. 上下方向に所定の間隔を隔てて配置される二枚のカッターホルダと、前記二枚のカッターホルダの周縁部に沿って放射状に配置されて前記二枚のカッターホルダの間に挟持された複数のカッター刃と、を具備するドラムカッターと、
   前記カッター刃から所定間隔を空けて配置されたローラと、
   ストランドを前記ドラムカッターに案内するガイド部とを備え、
   前記ドラムカッターを上下方向に向けた回転軸を中心として回転駆動させて前記ドラムカッターに供給されたストランドを巻き取ることにより、前記ストランドを、前記ローラで前記カッター刃に押圧して、ストランドを切断する、ストランド切断装置であって、
   前記ローラと前記ガイド部との間に、前記ストランドを下方から支持可能な支持板が配設される、ことを特徴とする、ストランド切断装置。
2. 前記支持板は、その上面が前記ローラの下端よりも上に位置するように配設される、ことを特徴とする、請求項１に記載のストランド切断装置。
3. 前記ガイド部は、上下方向に軸線を向けた軸状部材を備え、
   前記軸状部材には、下側の前記カッターホルダの上端部よりも高い位置に上端面を有する大径部が形成され、
   前記支持板は、その上面が前記軸状部材の大径部の上面と同じ上下位置になるように配設される、ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のストランド切断装置。
4. 前記支持板は、前記軸状部材と一体的に構成される、ことを特徴とする、請求項３に記載のストランド切断装置。

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