JPH0688235B2 - 繊維束切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，放射状に立設した多数のカッターブレードを
備えたカッターローラを用いる形式の繊維束切断装置に
関し，特にカッターブレード間の目詰りを防止する機能
を備えた繊維束切断装置に関する。

〔従来の技術〕

従来，ガラス繊維等の無機繊維のストランドやトウなど
の繊維束を切断する装置として，円筒状回転体の外周長
手方向に多数の溝を放射状に形成し，この溝中に比較的
薄い板状のカッターブレードを立設したカッターローラ
が用いられている。このカッターローラは，外周にウレ
タンゴムなどの弾性体を取付けた円筒状の弾性体ローラ
と，それぞれの回転軸線が互いに平行になるように，且
つカッターローラに立設したカッターブレードの先端が
わずかに弾性体ローラ表面に圧接される関係に保たれる
ように配置されており，カッターローラの回転中，カッ
ターローラのカッターブレードと弾性体ローラとの接触
部分に繊維束を通過させることにより，各カッターブレ
ードと弾性体ローラとで繊維束を切断し，弾性体ローラ
表面に接触するカッターブレードの間隔に対応する長さ
の切断繊維を製造していた。

しかしながら，このタイプの切断装置は，カッターブレ
ードの取付けにおいてわざと取付溝の幅を広くしカッタ
ーブレードと溝の間にすき間を設け，その多少のガタに
よりブレードを可動なものとし，そのガタつきによって
切断物をつまりにくくする，いわゆるガタ刃の作用及
び，又はカッターブレードの間にはさまった繊維をカッ
ターローラの遠心力を利用して排出しており，このため
遠心力が十分でない場合には排出ができず目詰りを起こ
してしまう。遠心力を十分得るためにはカッターローラ
を高速回転させなければならず，そのためにカッターロ
ーラの部品に高精度のものを使用することが必要とな
り，またガタ刃のカッターブレードの寿命が疲労破壊に
より短くなるだけでなく、機械本体の負担も大きくな
り，故障の原因となり易い。また，切断した繊維が高速
でカッターブレードの間から飛び出すので繊維束が毛羽
だったり，ばらけたりして製品の品質に問題がおきる。
短く切断した繊維を得ようとする場合，カッターブレー
ドの間隔を狭くするので，繊維束の切断物がカッターブ
レードの間に詰まりやすく，また集束本数の多い太い繊
維束を切断するとカッターブレードの間に繊維束が深く
押し込まれて切れるので排出されがたく，これらがカッ
ターブレードの先端部まで蓄積するとカッターの切断不
良を引き起こす。

この切断繊維束によるカッターの目詰りを防止するため
各種の提案がなされてきた。例えば，特開昭55-42220号
公報に記載されているように，カッターブレードの間に
線材を張り，切断時にゴムローラと接触させ、前記カッ
ターブレードとゴムローラの接触が解除された時線材の
反発力により切断片を排除するものや，実公昭60-26092
号公報に開示されているように，切断装置のカッターブ
レードの間に棒材を配置し，ポリエチレンエラストマー
などの弾性材料により成型された弾性リングを部分的に
変形し，棒状カッターブレードの間で内外に移動させ，
弾性材料の変形による反発力による切断片を外に排除す
るものが考えられている。しかしながら，前者は，線材
で繊維束をゴムローラに押付ける構成であるので，ガラ
ス繊維ストランドを紡糸しサイジング後直ちに切断する
ダイレクトカッティングにおいては，濡れた状態の繊維
束が線材で押されて変形し，ゴムローラの表面に切断さ
れた繊維束が付着し，これが剥がれ落ちる時の変形，分
散による毛羽立ち，再切断による短繊維の発生の問題が
あり，後者にも同様の問題があり，そのほかに切断繊維
束をカッターブレードの間から押し出すための装置の組
み立てに手間取るなどという問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は上記の課題である切断片による目詰り防
止効果が大で製造及び取り付けが容易である繊維束切断
装置を提供することにある。また，ダイレクトカッティ
ングに使用した場合において，切断された繊維束の変形
の少ないものを得ることのできる繊維束切断装置を提供
することも目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成すべくなされた本発明は、弾性体ローラ
と，放射状に立設した多数の薄板状カッターブレードを
備え，該カッターブレードが前記弾性体ローラの表面に
わずかに圧接するように，前記弾性体ローラに平行に配
置されたカッターローラと，前記カッターブレードの各
々の間に移動可能に設けられた多数の押出部材と，該多
数の押出部材の両端を保持し，これらの押出部材を円筒
形状に保つリング部材とを有し，該リング部材及びそれ
に保持された押出部材を，カッターローラに対して偏心
位置に移動可能に構成したことを特徴とする繊維束切断
装置を要旨とする。

ここで，前記リング部材を，半径方向に間隔をあけて配
置された可動内周リングと可動外周リングとで構成し、
前記押出部材を，前記可動内周リングと可動外周リング
との間に円周方向に移動可能に保持させることが好まし
い。

また，上記の繊維束切断装置において，前記リング部材
の回転位置を，カッターローラに対して偏心した位置に
規制するリング位置規制部材を設けることが好ましい。

〔作用〕

上記構成の繊維束切断装置において，カッターローラと
弾性体ローラが回転し，両者の間に供給れる繊維束がカ
ッターローラのカッターブレードによって切断される。
この切断の際，切断位置の押出部材が繊維束によってカ
ッターブレードの内方に押し込まれるが，多数の押出部
材はリング部材によって円筒形状に保たれているので，
押出部材で形成した円筒全体が平行に移動してカッター
ローラに対する偏心位置に保持され，このため，押出部
材が切断位置から移動するにつれて確実にカッターブレ
ードの間で先端方向に移動し，カッターブレードの間に
詰まっている繊維束を押し出すことができる。

ここで，前記したように押出部材をリング部材に対して
円周方向に移動可能な構成とすると，押出部材の回転
中，必要に応じて押出部材のピッチが変化でき，このた
め、カッターブレードの間隔が狭い場合にも，比較的広
い幅の押出部材の使用が可能となり，押出部材の強度を
増すことができる。

更に，リング部材をリング位置規制部材によって偏心位
置に保つことができるように構成すると，繊維束の切断
時に押出部材が繊維束を弾性体ローラに押付けることが
なく，このため，ダイレクトカッティングのようにバイ
ンダーの乾いていない繊維束を切断しても変形，割れが
少なく，良好な切断が可能となる。

〔実施例〕

以下，図面に示す実施例により本発明を更に詳細に説明
する。

第１図は本発明の実施例による繊維束切断装置の概略断
面図，第２図はその装置のカッターローラ及びそれに設
けた切断物除去機能を一部断面で示す概略側面図であ
る。第１図，第２図において，繊維束切断装置は，外周
面をウレタンゴム等で構成した弾性体ローラ１と，この
弾性体ローラ１に近接して平行に設けられたカッターロ
ーラ２を有している。このカッターローラ２は，駆動装
置（図示せず）によって回転駆動されるカッターローラ
シャフト３に固定されたカッターボディ４と，カッター
ボディ４の外周面に放射状に形成した溝に挿入すること
により，放射状に立設された多数の薄板状カッターブレ
ード５と，カッターブレード５を固定するスペーサ６
と，カッターボディ４の両端に固定されたフランジ７等
を有している。第２図から良くわかるように，カッター
ブレード５の両端は根元の方が広くなるように傾斜して
おり，一方フランジ７はカッターブレード５の傾斜した
両端に一致するテーパ面7Aを有しており，このテーパ面
7Aがカッターブレード５の両端に係合することにより，
カッターブレード５の飛び出しを防止している。弾性体
ローラ１とカッターローラ２は，カッターローラ２のカ
ッターブレード５の先端が弾性体ローラ１の表面にわず
かに接触する関係に配置されている。これらの構成のカ
ッターローラ２及び弾性体ローラ１は，従来用いられて
いたタイプのものでよい。

カッターローラ２には切断時にカッターブレード５の間
に侵入する繊維を除去するための切断物除去機構が設け
られている。この切断物除去機構は，カッターブレード
の間に移動可能に設けられた多数の押出部材８と，これ
らの押出部材８の両端を保持し，円筒形状に保つリング
部材９とを有する。本実施例におけるリング部材９は，
半径方向に間隔を開けるように配置された可動内周リン
グ10と可動外周リング11とからなる。この可動内周リン
グ10の外面と可動外周リング11の内面との間隔は，押出
部材８の厚みよりもわずかに大きく選定されており，こ
の間隔内に押出部材８の短部が挿入され円周方向に移動
可能に保持されている。かくして，多数の押出部材８
は，可動内周リング10と可動外周リング11によって円筒
形状の配列されることとなる。ここで，多数の押出部材
８が形成する円筒形状の外周の直径は，カッターブレー
ド５の先端が描く円の直径にほぼ等しくなるように，可
動外周リング11の内径が設定されている。また，可動内
周リング10,可動外周リング11から構成されるリング部
材９は，カッターローラ２に対して回転軸線に直角な面
内で移動可能に設けられており，従ってカッターローラ
に対する偏心位置に移動可能である。押出部材８の断面
形状は特に限定されず，薄板状，円弧状，楕円状，長方
形状，あるいは角を落とした長方形状等任意である。ま
た材質は，金属,GFRP,CFRPなどのように剛性と耐衝撃性
のあるものであればよい。なお，フランジ７は，その外
径が可動外周リング11よりも大きく設定されており，運
転中に可動外周リング11,可動内周リング10,押出部材８
等がカッターローラ２の回転軸線に平行に移動すること
を防止する機能も有している。

次に，上記構成の繊維束切断装置による切断動作を説明
する。

第１図において，カッターローラ２が駆動装置（図示せ
ず）によって矢印Ａで示す方向に回転させられ，それに
連れて弾性体ローラ１も矢印Ｂで示す方向に回転する。
この回転中，弾性体ローラ１上に切断すべき繊維束13が
供給され，その繊維束13は弾性体ローラ１によって弾性
体ローラ１とカッターローラ２の間に送られ，カッター
ローラ２の周囲に多数設置されたカッターブレード５に
よって切断される。この際，この繊維束13がカッターブ
レード５による切断位置Ｘに近付くと，繊維束13は切断
されながら押出部材８をカッターブレード５間の内方に
押し込む。各押出部材８はその両端を可動内周リング10
及び可動外周リング11によって拘束され，全体で円筒形
状を保っているため，切断位置Ｘ近傍の押出部材８が繊
維束13によってカッターローラ２の回転軸線Ｏに向かっ
て押されることにより，全体も平行移動する。その結
果，多数の押出部材８が形成する円筒の回転軸線（リン
グ10,11の中心）Ｐは，カッターローラ２の回転軸線Ｏ
に対して，弾性体ローラ１とは反対側に移動し，従って
押出部材８が形成する円筒はカッターローラ２のカッタ
ーブレード５の先端の描く円に対して偏心状態となる。
前記したように，押出部材８が形成する円筒の外径はカ
ッターブレード５の先端の描く円の直径にほぼ等しく設
定されているので、切断位置Ｘで押出部材８がカッター
ブレード５の先端の内側に押し込まれると，その反対側
では押出部材８がカッターブレード５の先端より外側に
出ている。

カッターローラ２が回転し，繊維束13が切断されている
間，カッターローラ２の回転につれて押出部材８も回転
中心Ｐを中心として回転する。切断位置Ｘにおいて繊維
束13によってカッターブレード５間の内方に押し込まれ
た押出部材８は，矢印Ａ方向に回転し切断位置Ｘから離
れるにつれてカッターブレード５間で徐々に外方に移動
し，最終的にはカッターブレード５の先端より外に出
る。このため，切断されカッターブレード５間にはさま
っている繊維束13aは押出部材８で徐々に押し出され，
確実にカッターブレード間から排出される。

なお，上記実施例ではそれぞれ別部品として作られた可
動外周リング11と可動内周リング10とを用いているが，
これに代えて第５図に示すように，環状の溝20aを有す
る断面コ字状の可動リング20を用い，その溝20a内に押
出部材８を円周方向移動可能に保持させてもよい。更
に，上記実施例ではリング部材９に対して押出部材８を
円周方向に移動可能に保持させているが，本発明はこの
構成に限らず，リング部材９に対して押出部材８を固定
してもよい。その場合には，リング部材９として可動内
周リング，可動外周リングのように二つのリングを用い
る必要はなく，一個のリングを用いるのみでよい。ま
た，多数の押出部材８とその両端のリング部材９とを一
体構造に製造してもよい。例えば，カッターブレードよ
りも長いパイプ部材の，カッターブレードの出てくる位
置に幅広スリットを切ることにより，多数の押出部材と
リング部材とを一体構造としたものを作ることができ
る。

上記のように押出部材８はリング部材９に対して固定し
てもよいが，上記実施例に示すように，押出部材８をリ
ング部材９に対して円周方向に移動可能とすると次の利
点が得られる。第１図に示すようにカッターブレード５
と押出部材８とが偏心した状態で回転する場合，切断位
置Ｘのように押出部材８がカッターブレード５の先端よ
り内側に位置するところでは，押出部材８の位置でのカ
ッターブレード間隔が狭くなっており，隣接する押出部
材８同志の間隔（ピッチ）を短くすることが好ましく，
一方，その反対側では逆に押出部材８の間隔を大きくす
ることが好ましい。本実施例では，押出部材８がリング
部材９に対して円周方向に移動可能であるので，押出部
材８の移動中，そのピッチが自在に変化し，幅の広い押
出部材８を使用してもカッターブレード５に干渉するこ
とがない。もし，押出部材８の円周方向のピッチが固定
されている場合には，押出部材８の回転中カッターブレ
ード５に干渉しないように，隣接する押出部材８の間の
隙間を大きくする必要があり，換言すれば押出部材８を
細くせざるを得ない。繊維束の切断長を短くする場合に
は，カッターブレード間隔が狭くなるので，押出部材８
が一層細くなり，強度が不足してたわみが大きくなり，
きつく詰まった繊維切断物を押し出すことができない場
合が生じるが，本実施例のように押出部材８の円周方向
のピッチを変化させ得る構成とすると，ピッチを固定し
た場合よりも幅の広い押出部材を使用することが可能と
なり，押出部材の強度を大きくして，確実な繊維束の排
出を可能とするという利点が得られる。

上記実施例では，切断されるべき繊維束13によって押出
部材８が押され，押出部材８で形成される円筒がカッタ
ーローラ２に対して偏心位置を占めるように構成してい
る。ところが，この構成の装置をダイレクトカッティン
グに用いた場合には，若干問題が生じることがある。す
なわち，ダイレクトカッティングでは，繊維束に付いた
バインダーが乾燥していない内に切断するので，繊維束
が切断部で押出部材８で押された際に，繊維束が偏平に
潰れた形状になり，弾性体ローラ１の表面に付着すると
いう不都合が生じる場合がある。第３図，第４図はこの
ような不都合を防止することの可能な繊維束切断装置を
示すものである。この実施例では，第１図の実施例によ
る繊維束切断装置に加えて，カッターローラ２の両端の
可動外周リング11の回転位置を，カッターローラ２に対
して偏心した所定の位置に規制するリング位置規制部材
15を設けている。このリング位置規制部材15は，押え金
具シャフト16と，その押え金具シャフト16に取付けられ
た一対の押え金具アーム17と，各押え金具アーム17の先
端に回転自在に保持された押え金具18を有しており、押
え金具シャフト16を図示の位置に回転させて停止させる
ことにより，押え金具18が可動外周リング11をカッター
ローラ２の回転軸線Ｏの方向に押し，押出部材８が形成
する円筒の回転中心Ｐを図示のようにカッターローラ２
に対して偏心した位置に保持することができる。この実
施例では，繊維束が押出部材８によって弾性体ローラ１
に押付けられることがないので，バインダーが乾燥して
いない繊維束を切断する場合においても繊維切断物が弾
性体ローラ１の表面に付着するということがなく，良好
な切断が可能となる。なお，このリング位置規制部材15
を使用する場合，弾性体ローラ１の幅は，カッターブレ
ード５より短くしており，押え金具18及び押え金具アー
ム17に干渉しないようにしている。

上記実施例におけるリング位置規制部材15は，回転自在
な押え金具18を用いているが，この代わりに，軸受用金
属などでできたブロック状の押え金具を用いてもよい。
更に，上記実施例のリング位置規制部材15は，切断位置
Ｘにおいて可動外周リング11をカッターローラ２の回転
軸線Ｏ方向に押す１個の押え金具18を用いているが，こ
の構成に限定されるものではなく，押え金具の位置，使
用個数等適宜変更可能であり，更には，可動内周リング
の内面を適当な部材で規制するように構成してもよい。

次に，第３図，第４図に示す繊維束切断装置を用いてダ
イレクトカッティングを行った結果を示す。

それぞれ,2000個のチップノズルをもつ３台の冷却フィ
ン付きブッシングから紡糸され，常用の接着剤及び潤滑
剤を含む集束剤が適用され，集束された３本のストラン
ドを，弾性体ローラ１とそれに圧接される，円周に5mm
間隔でカッターブレード５を放射状に設置したカッター
ローラ２に導入し，切断位置Ｘにおける押出部材８の位
置を，弾性体ローラ１の表面から2mmに位置するよう押
え金具18の位置を調整し，弾性体ローラ１の周速を1000
m/minとして切断した。８時間連続運転したが，カッタ
ーブレードの詰まりは起こらなかった。また，切断する
とき繊維束が加圧されていないので，切断された繊維束
を乾燥したものは，変形，割れなどのない流動性のよい
製品であった。

〔発明の効果〕

以上から明らかなように，本発明は，カッターブレード
の間に配置した押出部材をリング部材によって全体が円
筒形状となるように拘束し，且つそのリング部材及び押
出部材をカッターローラに対して偏心させることできる
ように構成したので，押出部材で形成する円筒を，切断
する繊維束によってカッターローラに対する偏心位置に
保つことができ，このため，押出部材が切断位置から移
動するにつれて確実にカッターブレードの間で先端方向
に移動し，カッターブレードの間に詰まっている繊維束
を確実に押し出すことができ，しかも，遠心力によらな
いで切断物を排出するので，周速が遅くても繊維束の排
出が確実であり，良好な切断が可能である。

更に，押出部材及びリング部材はカッターローラに対し
て移動可能に配置しているので，構造が簡単で故障が少
なく，修理も容易である。

また，押出部材をリング部材に対して円周方向に移動可
能な構成とすると，押出部材の回転中，必要に応じ押出
部材のピッチが変化するので，カッターブレードの間隔
が狭い場合にも，比較的広い幅の押出部材の使用が可能
となり，押出部材の強度を増すことができる。

更に，押出部材で構成する円筒をリング位置規制部材に
よって偏心位置に保つことができるように構成すると，
繊維束の切断時に押出部材が繊維束を弾性体ローラに押
付けることがなく，このため，ダイレクトカッティング
のようにバインダーの乾いていない繊維束を切断しても
変形，割れが少なく，良好な切断が可能である。

本発明の繊維束切断装置は，ガラス繊維，ピッチ繊維，
カーボン繊維，炭素繊維等の無機繊維のストランドやト
ウの切断に使用でき，特に遠心力のあまり大きくない低
速切断に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による繊維束切断装置の概略断
面図，第２図はその装置のカッターローラ及びそれに設
けた切断物除去機構を弾性体ローラ側から見た部分断面
側面図，第３図は本発明の他の実施例による繊維束切断
装置の概略断面図，第４図はその部分断面側面図，第５
図はリング部材の変形例を示す断面図である。 １……弾性体ローラ,2……カッターローラ,3……カッタ
ーローラシャフト,4……カッターボディ,5……カッター
ブレード,6……スペーサ,7……フランジ,8……押出部
材,9……リング部材,10……可動内周リング,11……可動
外周リング,13……繊維束,15……リング位置規制部材,1
6……押え金具シャフト,17……押え金具アーム,18……
押え金具。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性体ローラと，放射状に立設した多数の
   薄板状カッターブレードを備え，該カッターブレードが
   前記弾性体ローラの表面にわずかに圧接するように，前
   記弾性体ローラに平行に配置されたカッターローラと，
   前記カッターブレードの各々の間に移動可能に設けられ
   た多数の押出部材と，該多数の押出部材の両端を保持
   し，これらの押出部材を円筒形状に保つリング部材とを
   有し，該リング部材及びそれに保持された押出部材を，
   カッターローラに対して偏心位置に移動可能に構成した
   ことを特徴とする繊維束切断装置。
2. 【請求項２】前記リング部材が，可動内周リングと可動
   外周リングとからなり，前記押出部材が，前記可動内周
   リングと可動外周リングとの間に円周方向に移動可能に
   保持されていることを特徴とする請求項１記載の繊維束
   切断装置。
3. 【請求項３】前記リング部材をカッターローラに対して
   偏心した位置に規制するリング位置規制部材を設けたこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の繊維束切断装置。