JPH0343189A - シート状物切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シート状物を任意形状に切り出すための切断
装置に係り、ＦＲＰ成形用の中間素材であるプリプレグ
や各種プラスチックシートの切断などに利用できる。

〔背ｌ技術〕

従来より、シート状物の切断には種々の切断装置が採用
されている。しかし、シートを厚み方向に挟みつけて剪
断するものでは切断部分近傍の変形が問題になることが
ある。また、レーザビームや水流ジェットを用いるもの
では切断端面の焼けや水濡れ等が問題になることがある
。このため、切断装置には一般的な切刃を用いたカッタ
ーによって切り分ける方式が多用されている。

第９図には従来のカッター式切断装置が示されている。

シート状物９０が広げられた平坦なテーブル９１の上方
には、その表面方向に沿って二次元的に移動するホルダ
９２が配置され、このホルダ９２には切刃９３が取付け
られている。切刃９３の先端には刃縁９４が斜めに形成
され、この刃縁９４の突端がテーブル９１に接触した状
態に保持されている。この状態で、ホルダ９２によって
切刃９３を刃縁９４の向き（ここでは図中右向き）に移
動させることで、刃縁９４によるシート状物９０の切断
が行われる。

このような切断装置では、切刃９３を所定の輪郭線に沿
って向きを調整しながら送ることにより任意の形状を切
り出すことができる。近年では、ホルダ９２から切刃９
３に超音波振動を加えて刃縁９４におけるシート状物９
０の切断を円滑化するようにした超音波カッターも採用
されている。

また、第１０図に示すように、先端が両方向に傾斜した
山型の切刃９５も用いられており、反対向きの二つの刃
縁９４を用いて双方向の切断動作が行え、鋭角をなす輪
郭線に対しても正確な切断を行える等のメリットがある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のようなカッター式切断装置においては、第１１図
に示すように、切刃９３の刃縁９４のうちシート状物９
０に対応した部分９６が摩耗する。

特に、ＦＲＰ　（繊維強化プラスチック）の中間素材で
あるプリプレグ等では、芯材であるカーボン繊維やガラ
ス繊維の硬度が高く、切刃９３の素材として工具鋼や超
鋼、セラミックスなどの材料を用いても摩耗が避けられ
ない。

また、任意の輪郭形状に対応した自由二次曲線の切断を
確実に行うには、刃縁９４の突端をテーブル９１表面に
接触させておく必要があり、切断に有効な部分９６は刃
縁９４の一定位置に限定される。

従って、前述の切断装置に使用される切刃９３において
は、切断に使用される部分９６が摩耗した場合、刃縁９
４の他の部分は使用されないまま本来の切断性能が得ら
れなくなり、切刃９３としての利用効率が低いという問
題がある。

一方、切断装置としての切断性能を回復す′るには切刃
９３の交換が必要となる。しかし、切刃９３の交換には
切断装置を停止させて人手による作業が必要であり、切
刃９３の交換が頻繁であると、ランニングコストの上昇
を招くという経済的な問題があるうえ、切断装置の稼働
効率が低下するという問題がある。

ここで、山型の切刃９５を用いれば、二つの刃縁９４の
接触部分９６の各々に摩耗が分散されるため、交換寿命
も延ばすことができる。しかし、第１２図に示すように
、山型の切刃９５が傾いて取付られた場合、シート状物
９０に対する各刃縁９４の切り込み角が異なるものとな
って切断結果が不均一になるという問題がある。従って
、山型の切刃９５では取付は姿勢の精密な調整が必要と
なり、交換寿命が延長できる反面、切刃の交換作業がか
えって煩雑になるという問題があった。

本発明の目的は、切刃の利用効率を高くでき、交換寿命
を延ばすことができるとともに、切刃の交換作業が容易
にできるシート状物切断装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、シート状物切断装置に用いる切刃として刃縁
が円弧状の切刃を採用するものである。

また、必要に応じて切刃をその切断方向に回動可能に固
定させるものである。

ここで、刃縁が円弧状の切刃としては、先端部だけが円
弧状の刃とされたもののほか、全体が円板状に形成され
て全周にわたって円弧状の刃が形成されたものが採用で
きる。

〔作用〕

このような本発明においては、切刃の円弧状の刃縁をテ
ーブル等の平坦な表面に接触させることにより、テーブ
ル等と刃縁とのなす角度は常に一定、かつ接点の両側で
常に等しくなる。従って、切刃取付は時の姿勢調整が必
要なく、交換にあたっての作業が簡略化される。また、
各方向の刃縁により双方向の切断を行うことで、切刃の
寿命を延長が可能となり、さらに、必要に応じて切刃を
回動させて刃縁の異なる部分を順次使用することにより
、切刃の利用効率の向上、および交換寿命の著しい延長
が可能となり、これらにより前記目的が遠戚される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、本実施例の切断装置１は、テーブル２
に載置されたシート状物３をカッター４で任意形状に切
り出すものであり、カッター４をテーブル２の表面に当
接させた状態で相対移動させるように構成されている。

テーブル２は、床面に固定された基台１１に表面を水平
に支持され、基台１１に形成されたガイドレール１２）
ボールねじ軸１３およびＸ軸周モータ１４によってＸ軸
方向に移動可能である。

テーブル２を跨ぐように門型フレーム２０が配置され、
門型フレーム２０の側面には第一部材２１および第二部
材２２を介してホルダ機構３０が支持されている。第一
部材２１はガイドレール２３、ボールねじ軸２４および
Ｙ軸周モータ２５によってＹ軸方向に移動可能である。

第二部材２２は第一部材２１に蟻溝嵌合されるとともに
Ｚ軸周モータ２６によりＸ軸方向（垂直方向）に移動可
能である。ホルダ機構３０は第二部材２２に挿通支持さ
れてＣ軸周モータ２７により垂直な軸回りに回転自在で
ある。

ホルダ機構３０の上部の円筒状部分には発振機構３１が
内蔵され、この発振機構３１は超音波領域の振動を発生
して下端のホルダ３２に伝達する。ホルダ３２の先端に
はカッター４が取付けられている。

第２図および第３図にも示すように、カッター４は円形
の切刃４０を有し、この切刃４０には全周にわたる刃縁
４１が形成されている。また、切刃４０はホルダ３２に
対し切刃ベース４２を介して回転自在に取付られている
。

切刃ベース４２の裏面には複数の位置決め孔４３が所定
間隔で円形配列され、切刃ベース４２はホルダ３２から
突出するばね加圧式の係止ピン４４で何れかの孔４３を
凹凸係合されて所定角度位置に係止される。この係止ピ
ン４４の加圧力は切刃４０でシート状物３を切断する際
でも孔４３との凹凸係合が解除されない程度のものとさ
れている。

切刃ベース４２の周面には歯車形状をなす複数の凹部４
５が形成され、各凹部４５は位置決め孔４３に対応する
位置および数とされている。ここで、第１図にも示すよ
うに、テーブル２の側方には更新用のシリンダ４６が配
置されており、その先端の鉤状部分４７に切刃ベース４
２の突部４５を係合させ、適宜シリンダ４６を伸縮させ
ることにより、切刃ベース４２および切刃４０を回転さ
せることが可能である。

このように構成された本実施例における動作を説明する
。

第４図に示すように、テーブル２の表面にシート状物３
として、例えばＦＲＰ威形に用いられる離型紙３Ｂつき
炭素繊維プリプレグシー）３Ａを広げておき、Ｚ軸周モ
ータ２６により切刃４０を下降させてテーブル２に当接
させる。この状態で切刃４０に超音波振動を加え、Ｃ軸
周モータ２７により切刃４０を所定の切断方向に向ける
とともに、Ｘ軸周モータ１４およびＹ軸周モータ２５に
よって切刃４０をテーブル２に対して切断方向に相対移
動させることにより、プリプレグシート３＾および離型
紙３Ｂは順次切刃４０の刃縁４１によって切り開かれて
ゆき、切刃４０の移動跡には切断線３Ｃが形成される。

切断に伴い、切刃４０の刃縁４１には摩耗部分４１Ａが
生じる。このような場合には、切刃４０の回転による刃
縁４１の更新動作を行う、すなわち、シート状物３から
切刃４０を上昇させたのちテーブル２の端部のシリンダ
４６上に移動させ、その先端の鉤状部分４７を切刃ベー
ス４２の突部４５を係合させる。この状態でシリンダ４
６を伸縮させることにより、切刃ベース４２および切刃
４０は角度位置４０＾から角度値１４０Ｂへと所定角度
回転される。この回転により摩耗部分４１＾は摩耗部分
４１Ｂに移動され、切断に利用される下側の刃縁４１は
未使用の部分に更新され、切断の続行が可能となる。

このような本実施例によれば、以下に示すような効果が
ある。

すなわち、切断に伴って刃縁４１に摩耗が生じ、切刃４
０としての切断性能が低下した場合、切刃４０を回動さ
せて更新動作を行うことにより、刃縁４１の異なる部分
を順次使用することができる。

このため、−個の切刃４０のうち複数の部分の刃縁４１
に切断動作を行わせることができ、切刃４０および刃縁
４１の利用効率を向上できるとともに、更新の数に応じ
て寿命を倍増させることができ、個の切刃４０としての
交換寿命を飛躍的に延長させることができる。

特に、回転式の円形切刃４０を用い、全周を刃縁４１と
することにより、薄板状に形成される切刃４゜としては
切断部分を最も多く選択することができ、更新の繰返し
による利用効率をは最大とすることができる。

このような切刃４０における利用効率の向上に伴い、切
刃４０に費やされるコストを大幅に削減できるとともに
、交換寿命の延長に伴って切断装置１の稼働効率を向上
することができる。

特に、刃縁４１の更新動作を行うにあたっては、更新用
のシリンダ４６等により切刃４ｏを自動的に回転させる
ようにしたため、人手による作業が必要なく、迅速かつ
確実な操作を行うことができ、切断装置１の稼働中断時
間を最小限にすることができる。

一方、本実施例においては、切刃４０を円形としたため
、周囲に形成される刃縁４１は各部で円弧状となり、第
４図に示すように、テーブル２と接点の両側の刃縁４１
とがなす角度ＡＩ、　Ａ２は互いに等しく、かつ常に一
定になる。

従って、切刃４０の取付は時あるいは刃縁４１の更新動
作の際にも人手による精密な姿勢調整等は一切必要なく
、完全な自動化が可能であるとともに、切刃４０の全体
を交換する際の人手による作業についても大幅に簡略化
できる。

また、各方向の刃縁４１が互いに対称であるため、各々
により双方向の切断を行うことができ、鋭角の切断など
が正確に行えるとともに、摩耗が分散されることで切刃
４０の寿命を延長することができる。

さらに、円形の切刃４０では、刃縁４１が円弧状になる
ため、切断にあたってシート状物３との接触部分が増し
、当該部分における摩耗を低減できるとともに、テーブ
ル２と接触する部分の強度が増すため、刃こぼれ等の発
生を防止することができ、この点でも有効利用に寄与で
きる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
以下に示すような変形をも含むものである。

すなわち、前記実施例では、更新用シリンダ４６により
鉤状部分４７を昇降させることにより、円形の切刃４０
を回転させたが、シリンダ４６を省略し、テーブル２の
側方に鉤状部分４７を固定してもよく、Ｚ軸周モータ２
６によるホルダ３２の昇降動作により切刃ベース４２を
鉤状部分４７の上方から下降させて切刃４０の回動を行
わせてもよい。

また、前記実施例ではカッター４として円形の切刃４０
を用い、回転による刃縁４１の更新を自動的に行えるよ
うにしたが、これは人手による操作で行ってもよい。

第５図および第６図には本発明の他の実施例が示されて
いる０本実施例のカッター４では、ホルダ３２に至る構
成および円形の切刃４０は前記実施例と同様であるが、
切刃４０はホルダ３２の下端部分に直接あてがわれ、そ
の中心を通るボルト５１で締付は固定されている。この
ような本実施例においては、刃縁４１に摩耗部分４１Ａ
が発生した際にボルト５１を緩め、所定角度だけ切刃４
０を回転させたのち、再び締付けて固定することにより
刃縁４１の更新が行える。従って、このような本実施例
では自動更新ができないが、その分構造を簡略化するこ
とができる。なお、円形切刃４０を用いる点においては
、前記実施例と全く同様な効果が得られる。

一方、カッター４は円形の切刃４０に限らず、少なくと
も円弧状をなす刃縁を備えたものであればよい。

第７図および第８図には本発明のさらに他の実施例が示
されている０本実施例のカッター４では、ホルダ３２に
至る構成は前記実施例と同様であるが、切刃７０は薄板
状に形成され、その先端には円弧状の刃縁７１が形成さ
れている。切刃７０はホルダ３２に形成されたスリット
７２に挿入され、ホルダ３２の一側から貫通された二本
のポル）７３．７４で挿通されたうえ締付は固定されて
いる。ここで、ボルト７３を挿通する孔７５は一個であ
るが、刃縁７１と反対側端には三個の孔７６が形成され
、ボルト７４を挿通する孔７６を選択することでホルダ
３２に対する切刃７０の取付は角度を二連りに選択可能
である。

このような本実施例においては、切断に伴って刃縁７１
に摩耗部分７１Ａが生した場合、順次切刃７０の取付は
角度を変更し、切断に使用される刃縁７１を更新するこ
とができ、−個の切刃７ｏで三回の使用が行える。

その他、切刃４０等の材質、仕上げ、刃先の断面形状や
厚み等は種々のものが利用でき、切断するシート状物３
に応じて適宜選択すればよく、カッター４における切刃
４０等の支持構造、あるいは切断装置１においてカッタ
ー４を移動させるためのホルダ３２に至る構成も実施に
あたって適宜変更すればよい。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明のシート状物切断装置に
よれば、刃縁の複数個所を用いることで切刃の利用効率
を高くでき、交換寿命を延ばすこεができるとともに、
刃縁を円弧状とすることにより傾きの細かな調整が櫃よ
なく、切刃の交換作業が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図、第
２図および第３図はそれぞれ前記実施例の要部を示す断
面図および側面図、第４図は前記実施例の作用を示す側
面図、第５図および第６図はそれぞれ本発明の他の実施
例を示す断面図および側面図、第７図および第８図はそ
れぞれ本発明のさらに他の実施例を示す断面図および側
面図、第９図および第１０図はそれぞれ異なる従来例を
示す側面図、第１１図は前記第９図の従来例の細部を示
す断面図、第１２図は前記第１０図の従来例の細部を示
す側面図である。 １・・・切断装置、２・・・テーブル、３・・・シート
状物、４・・・カッター、３２・・・ホルダ、４０．７
０・・・切刃、４１゜７１・・・刃縁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）テーブル表面に当接された切刃を移動させて前記
   表面に載置されたシート状物を切断する装置であって、
   前記切刃の刃縁を円弧状としたことを特徴とするシート
   状物切断装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記切刃は切断
   方向に回動可能に固定されていることを特徴とするシー
   ト状物切断装置。