JPS6052000B2 - シ−ト材料の裁断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は衣服生地あるいは室内装飾素材等のシート材料
を裁断するための装置に関し、より詳細には往復動裁断
刃を有する裁断具を用いる装置に関する。

本発明が関係する型の装置は垂直に堆積された状態にあ
るシート材料の束か裁断作業の前にほぼ平坦な状態に拡
げられた１枚のシートから衣服地あるいは室内装飾素材
片等を裁断するために用いられよう。

シート材料の支持面は概して水平に配設され、裁断具は
支持面に平行な２つの座標方向に移動して裁断刃がシー
ト材料のいかなる所望の裁断線に沿つても移動されるよ
うにシート材料の上方に支持されている。裁断具が所望
の裁断線に沿つて移動するとき裁断刃がシート材料に係
接し往復動して実際に裁断動作を行なう。裁断刃がシー
ト材料の平面に垂直に往復動する際に刃がスライス動作
で裁断するように往複刃裁断具で拡げられたシート材料
を裁断先端部を有，し、先縁部が所望の裁断線に沿つて
次第にシート材料内に押込まれると素材片が裁断される
。

ある場合には刃を振れさせること、すなわち回転中に裁
断経路の実質的部分を横切らずに裁断経路上の位置ある
いはこれに接する位置の回りに選．定された量だけ間欠
的に急速に刃を回動させることが望ましい。例えばシー
ト材料の束の縁近くあるいは裁断経路の近接した位置で
刃の一方の側の横方向支持力がないか不足するため裁断
刃が柔軟性シート材料から不切衡な横方向荷重を受けて
い，るとき、あるいは材料の異方性の特性のために刃の
荷重が不均衡であるときに刃を振れさせるのが望ましい
。刃が進むときに急に回動させることによりシート材料
がステップ状に裁断されシート材料によつて生ずる荷重
及び刃の応力が除去される。本発明と同じ発明者による
米国特許第４１３３２３４号明細書は往復刃の急激な回
動または振れを生ぜしめるためのコンピュータ制御によ
る方法を開示している。

この米国特許において垂直軸の回りに刃を回動させるよ
うにしたＯ−サーボモータにより制御コンピュータから
の指令信号に応答して刃の振れが生ずる。しかしながら
刃の振れを生ぜし・めるために刃が内部で往復動するス
リーブ・プレツサー・フット及び選定された回転駆動部
を含む複数の裁断装置機素が刃と連動して急激に回動し
なければならない。これらの複数の裁断機素の必要な動
きはθ−サーボモータへの高い振れの負荷の原因となり
、従つて高レベルの電力が必要になる。振れの負荷が高
くてθ−サーボモータの大きさが大き過ぎたり振れ作用
を生ぜしめるために第２のサーボモータが必要になるな
らば、可動移送台に全体的に支持されたサーボモータの
重量により移動指令に対する移送台の急速な応答が妨げ
られる。それゆえ従来の裁断具に必要とされたのより少
ない電力消費量で刃の振れを生ぜしめるシート材料の往
復裁断具を提供することが本発明の目的である。

本発明はシート材料を裁断するための装置に関する。

この装置は裁断すべきシート材料が拡げられた支持面に
対して所望の裁断線に沿つて可動な往復裁断具を含む。
裁断具は支持面に概略垂直な軸の方向に往復動するよう
に支持され、裁断先縁部及び後縁部を含む。裁断具を所
望の裁断線に沿つて漸進的に移動させるための駆動手段
が設けられる。この装置はまた上方及び下方の移動限界
の間での上方及び下方への交互の行程において裁断具を
往復動させるための手段を含み、本発明によれば刃の往
復行程から裁断刃の振れを生せしめるための機械的手段
が設けられる。刃の振れを生せしめるための機械的手段
により刃の振れを生ぜしめるためのθ・サーボモータを
用いる裁断機にはない新たな摩擦力が生ずる。

しかしながら新たな摩擦力にうち克つための電力は刃を
振れさせるためのθ−サーボモータとそれに関連した駆
動及び支持構造とに必要となる電力ほど大きくない。回
転駆動装置及びプレツサー・フツトとシート材料との間
における摩擦により従来の装置ではサーボモータにかな
りの負荷がかかるが、本発明における同じ摩擦はθ−サ
ーボモータに応する振れの負荷に加わるのではなくこれ
を減することになる。それゆえ本発明の主たる特長は刃
の振れを生ぜしめるために必要な電力が従来の裁断機に
おいて刃の振れを生ぜしめるために必要な電力より格段
に減少していることである。また往復手段に必要な増大
した電力はその必要な電力のこく一部分である。かくし
て本発明は往復手段の能力をほとんどあるいは全く増大
させずに達せられる。第１図は本発明と同じ権利者によ
る米国特許第３４９５４屹号により詳細に開示されてい
る型の全体的に１０で示された自動制御式裁断機を示し
ている。

裁断機１０は織布、非織布素材、紙、厚紙、皮革、ゴム
、合成樹脂等の多層の束Ｌのシート材料を裁断するため
に用いられる。図示の裁断機１０は電気ケーブル１４に
より制御装置１２に連結された数値制御式裁断機てある
。制御装置１２はプログラム・テープ１６からデータを
受け、そのデータをプログラム・テープ１６によつて決
定される裁断経路Ｐに沿つて往復裁断刃５０を有する裁
断ヘッド１８を案内するための裁断機指令信号に変換す
る。裁断経路は例えば衣服あるいは室内装飾パネルの一
部をなす型地片の周縁となろう。裁断機１０は裁断の際
にシート材料の束Ｌの支持面をなす貫入可能なベッド２
４を有するテーブル２２を含む。ベッド２４はスチロフ
オーム（ＳｔｙｒＯｆＯａｍ）材料、あるいは裁断経路
Ｐを通過する間に何ら損傷を受けずに往復裁断刃２０が
容易に貫入する剛毛性のベッドからなるのがよい。ベッ
ドはまたシート材料の束を強固に保持するための前述の
米国特許第３４９５７９鰻明細書により詳細に記載され
図示されているような真空装置を用いてもよい。裁断刃
２０を有する裁断ヘッド１８はＸ方向移送台２６及びＹ
方向移送台２８によりテーブル２２の支持面の上方に懸
下されている。

Ｘ方向移送台２６は制御装置１２から指令信号により付
勢されるＹ方向駆動モータ３４に係合する１組のラック
３０及び３２上で図のＸ座標方向に前後に移動する。Ｙ
方向移送台２８はＸ方向移送台２６に対してＹ座標方向
に移動するようにＸ方向移送台２６に装着され、Ｙ方向
駆動モーク３６及びこのモータと移送台との間で連結さ
れているリードねじ３８により移動する。駆動モータ３
４と同様に駆動モータ３６も制御装置１２からの指令信
号による付勢される。かくして移送台２６及ひ２８の共
同動作により裁断刃２０がテーブル２２のどの領域の裁
断経路に沿つても移動する。裁断刃２０はＹ方向移送台
２８の突出端部に取付けられている調節可能なプラット
フォーム４０から片持ばり状に懸下されている。

調節可能なプラットにより裁断刃の鋭利な裁断先縁部が
シート材料に裁断状態で係合しまた離れるように昇降す
る。裁断刃はプラットフォーム４０に支持された駆動モ
ータ４２により往復動する。プラットフォーム上の他の
モータ（第１図には示されていない）により裁断刃がシ
ート材料に垂直なθ一軸の回りに回動し、あるいは方向
つけられ裁断刃が裁断経路に概略合せられる。第２図は
裁断刃２０が装着プラットフォーム４０に対して往復動
、直進、昇降、回動するように装着されている構造を詳
細に示している。

第１図の往復駆動モータ４２は偏心板７８により刃２０
を駆動するように結合されている。第２図には示されて
いないが、駆動モータ４２はプラットフォーム４０に支
持され、駆動モータの軸は偏心板７８に直接キーで止め
られている。偏心板７８と刃２０との間の往復駆動リン
ク機構が案内装置９０を通抜けている。案内装置９０は
１対の固定された滑り棒９２及び９４上てプラットフォ
ーム４０）から支持されており、刃を下降させてシート
材料を切断する状態に係合させるため他のモータ（図示
せず）により滑り棒上て下方に移動する裁断刃案内板９
６を含む。１対の案内ローラ１００，１０２がそれぞれ
リンク１０牡及び１０６により・案内板９６から振子状
に支持され、刃に対する往復駆動リンク機構の上側部分
をなす可撓性リンク１０８に１対のばね（図示せず）に
よつて押圧されている。

ばねの圧縮力はローラ１００及び１０２の中心位置を設
定するため押えねじ１１０，１冫１２によつて変えられ
る。裁断刃支持機構のより詳細な図解及び説明は同じ権
利者による米国特許第３９５５４５８号明細書に示され
ている。連結ピン８２が偏心板７８上で旋回するので可
撓性リンク１０８は第２図に示される限界点の間で屈曲
するはずであることがすぐに分るであろう。案内ローラ
１００及び１０２により裁断刃２０が通過して直線往復
動が生ずる基準点が設定され、この基準点を通る垂直軸
上の点からの連結ピン８２の外れはリンク１０８で調整
されなければならない。刃２０を裁断線路に概略接する
、あるいはこれに並置されるように向けるため指向用な
いしθ−駆動のモータ１２０がプラットフォーム４０に
装着されている。

以下により詳細に示すように裁断刃２０はＯ一軸すなわ
ち支持面に垂直な軸１２２の回りに回動するように懸下
され、軸１２２の回りの回動位置ないし方向は裁断動作
中θ一駆動モータにより制御される。刃２０とモータ１
２０とを相互に連結する駆動列はモータ軸の歯付きプー
リ１２６、以下により詳細に説明する刃２０に連結され
た歯付きプーリ１３０、プーリ１２６と１３０とを相互
に連結する歯付きベルト１２８を含む。駆動モータ３４
及び３６により決定される刃のＸ及びＹ方向位置と同様
に刃の方向が正確に制御されなければならない。それゆ
え歯付きベルト及びプーリの装置が用いられ、また第１
図の制御コンピュータ１２に位置情報を供給するためフ
ィードバック・センサー（図示せず）をθ一駆動モータ
に連結してもよい。これまでの説明から裁断刃２０が裁
断テーブル２２上に配置されたシート材料Ｌに裁断状態
で係合しまた外されるように昇降される往復裁断刃であ
ることが理解されよう。

刃２０はＸ方向移送台２６及びＹ方向移送台２８により
シート材料の裁断経路に沿つて移動し、θ一駆動モータ
１２０により裁断経路に概略接する状態に維持される。
第２図を参照するとプラットフォーム４０の一部をなす
ハウジング１４０が裁断経路に沿つでの裁断刃２０の指
向を制御するのに用いられる歯付きプーリ１３０を取囲
んでいる。中空軸またはスリーブ１４２がローラ・ベア
リング１４４及び１４６によりハウジング１４０のθ一
軸の回りに回動するように装着されている。スリーブ１
４２が駆動モータ１２０の受ける制御信号に応じてθ−
ー軸１２２の回りに回動するようにプー１Ｊ１３０がス
リーブの上端部にキーで固定されている。プーｌ川３０
がθ一軸１２２の回りに回動することにより刃がこれに
応じて回動し、またスリーブ１４２の孔内で刃の往復動
が生ずる。往復駆動リンク機構の上端の可撓性リンク１
０８は偏心板７８と連結されているため刃２０と共にθ
一軸１２２の回りに回動できないことが理解されよう。

従つて第３図に示される可撓性リンク１０８と刃２０と
の間の往復駆動リンク機構の部分によりこれらの機素の
間の往復運動の伝達に加えて刃とリンクとの相対的回動
が調整されなければならない。リンク機構の中間部分は
上端部に球ｌ形ブッシング１６２で形成された端部自在
継手を有する円筒１６０により形成されている。ブッシ
ング１６２は可撓成リンク１０８に連結され、円筒に溶
接されたスペーサ１６４と円筒の端部に固定された座金
１６６とにより円筒１６０の上端部に把持されている。
円筒の下端部で刃２０はねじ１６８によりやはり円筒に
溶接された埋め金１７０に連結されている。従つて可撓
性リンク１０８により駆動モータ４２から刃２０へ往復
運動が伝えられ、球形ブッシング１６２で形成される自
在”継手により駆動モータ１２０に応じてθ一軸１２２
に刃が面動できるようになる。第２図を参照すると、裁
断刃２０は垂直方向に細長く、裁断先縁部１９と、後縁
部２１と、下端部における概略下方に向いた裁断縁部２
３とを含む。

刃の後縁部２１に沿つて中子２５があるが、その目的は
以下に明らかになる。内側で刃が往復動するスリーブ１
４２の下端部にフランジ板１８０が刃と共にθ一軸の回
りに回動するように固着されている。

フランジ板の一方の側に滑りブラケット１８２、滑り棒
１８４，１８牡プレツサー・フット１８８からなるプレ
ツサー・フット装置がボルトで取付けられている。第４
図に最もよく示されるようにプレツサー・フット１８８
は往復動する刃２０が裁断動作時に通抜ける側方の開い
たブッシング１８９及び中心の切欠部ないし開口１９０
を有する。ブッシング１８９は刃がその垂直方向の往復
動の軸の方向に往復動する際に刃に対し垂直方向の案内
をなすものである。第２図を参照すると滑り棒１８４，
１８４がブラケット１８２内に遊嵌されてプレツサー◆
フットがその自重でシート材料の上層の上に乗り刃の上
昇行程の際にシート材料が裁断動作で持上がるのを妨ぐ
ようにしている。本発明によれば刃２０の裁断先縁部１
９がＯ−軸１２２の回りに右方限界と左方限界との間て
振動する際に刃が機械的手段により振られ、あるいは急
激に前後に回動する。

このため第２及び５図を参照すると、刃の中子２５がス
リーブ１４２の内面に沿つて形成されたカムの形状の溝
孔４４内で受容されている。溝孔４４は刃の往復動の軸
と概略同じ方向にスリーブ１４２内に延びており、往復
動の上方及び下方の限界の間の行程の長さと中子２５の
長さとの和よりわずかに大きい長さである。カム面とし
て作用する溝孔４４とカムフォロワーとして作用する中
子２５とが協働して刃の往復動の行動と同期してθ一軸
１２２の回りに刃を限定された量だけ前後に回動させる
。第５図において溝孔４４はスリーブの内壁の回りに一
方の方向に旋回下降し、次に反転して逆の方向に旋回し
、それから再び初めの方向に戻るように示されている。

往復動のサイクルの間に刃２０が裁断経路の概略中心に
ある往復勤行程の上限から下方に移動すると、裁断縁部
１９は縁部の振れの右方限界に達するまて裁断経路Ｐの
右方に変位する。右方限界に達すると裁断縁部１９は縁
部の振れの左方限界に達するまで左方に変位する。縁部
の振れの左方限界から裁断縁部は刃が再び裁断経路の概
略中心にある往復勤行程の下限に達するまて右方に変位
する。第６図において裁断刃は裁断経路Ｐに対する縁部
の振れの右方限界の近くて点線で示され、縁部の振れの
左方限界の近くで実線で示されている。往復勤行程の下
限に達した後に刃は下方への移動をやめて上方に移動し
始める。

かくして裁断先縁部１９は左方に、それから右方に、最
後にまた左方に変位させられて裁断縁部が往復勤行程の
上限において裁断経路の概略中心にあるようになる。そ
の後中子２５及び溝孔４４が協働して裁断刃の下降行程
の際に裁断縁部を右方に、それから左方に、それから右
方に変位させ、また刃の上昇行程の際に裁断縁部を左方
に、それから右方に、それから左方に変位させるステッ
プを往復勤行程と同期的に順次反復する。第６図に示さ
れた裁断刃２０はその先縁部と後縁部とのほぼ中間にあ
るＯ一軸１２２の回りに回動することがわかるであろう
。

θ一軸をこのように設定することにより刃の回動による
シート材料の変位置が最少になり、刃によりθ一軸の回
りに生ずる捩れ動作の量が最少になる。また先縁部と後
縁部との中間の軸の回りに往復動裁断刃を回動させるこ
とにより曲線状裁断経路に沿つた連続的な行程から非交
又性の裁断を生ずる傾向が少なくなる。本発明を好まし
い実施例で説明したが、本発明の精神から逸脱せずに前
述の特定の構造に対し多くの変形及び置換がなされるこ
とが理解されよう。例えば第５図において溝孔４４は裁
断刃の１回の行程の際に刃の裁断縁部を右方及び左方の
１サイクルだけ回動させる形状であるとして説明したが
、溝孔はまた往復勤行程の際に右方及ひ左方の１サイク
ル以上刃を回動させる形状とすることもできる。往復動
の１行程当りの右方及び左方のサイクル数を増大させる
結果として、刃の振れの数が増大する。従つて本発明は
限定的なものでなく例示として好ましい実施例で示した
ものてある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例としての裁断装置の透視図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 裁断動作を行なうときに概略往復動の軸に沿つて往
   復動し概略往復動の軸に平行な裁断先縁部１９及び後縁
   部２１を有する細長い裁断刃２０の形状の裁断具と、該
   裁断刃で裁断されるシート材料Ｌを支持するための支持
   面２４と、該支持面に概略垂直な刃の往復動の軸を有す
   る裁断刃を支持する移送台２８と、上記支持面上のシー
   ト材料に対し概略所望の裁断線に沿つて順次裁断刃を移
   動させるための駆動機構（３４及び３６）と、移動の上
   方限界と下方限界との間で裁断刃を上昇行程及び下降行
   程で交互に往復動させるための往復動機構（４２及び７
   ８）とを含み、裁断刃の往復動行程から裁断刃の振れを
   生ぜしめるための機構を有することを特徴とするシート
   材料の裁断装置。 ２ 上記裁断刃の振れを生ぜしめる機構が上昇及び下降
   の各往復動行程の間に裁断刃を回動の限界点の間で左右
   に、また先縁部と後縁部との間のこれに概略平行な軸の
   回りに回動させるためのカム手段からなることを特徴と
   する特許請求の範囲１に記載の裁断装置。 ３ 上記裁断刃の回動軸が刃の先縁部と後縁部との概略
   中間にあることを特徴とする特許請求の範囲２に記載の
   裁断装置。 ４ 上記裁断刃に近接して支持された刃のスリーブを含
   み、上記裁断刃を右方及び左方回動限界点の間で回動さ
   せるためのカム部材が上記裁断刃と刃のスリーブとの間
   に連結されて作動する偏倚機構１４２からなることを特
   徴とする特許請求の範囲２に記載の裁断装置。 ５ 上記裁断刃を回動限界の間で回動させるためのカム
   手段が上記裁断刃に近接して支持されると共にこれと協
   働して刃の往復動行程と同期的に刃を左右に回動させる
   カムを含むことを特徴とする特許請求の範囲２に記載の
   裁断装置。 ６ 上記裁断刃を右方及び左方の限界点の間で回動させ
   るためのカム部材が上記裁断刃に近接して支持されカム
   溝孔をなす機構１４２と、刃の往復動の際上記溝孔内で
   移動するように係合するカムフォロワーとを含むことを
   特徴とする特許請求の範囲２に記載の裁断装置。 ７ 上記裁断刃が上記往復動の軸に平行な長さ方向を有
   するカムフォロワーを含み、上記裁断刃を回動限界点の
   間で回動させるためのカム手段が上記裁断刃に近接して
   延びる部材１４２を含み、該部材が上記裁断刃のカムフ
   ォロワーを摺動自在に受容するためのカム溝孔を有し、
   該カム溝孔が刃の往復動の軸と同じ全体的な方向に上記
   部材に延びる形状でありまた長さが上方限界と下方限界
   との間の行程の長さとカムフォロワーの長さと和よりわ
   ずかに大きくて上記裁断刃の右方及び左方の限界点の間
   での回動が往復動と共に上記カム溝孔及びカムフォロワ
   ーにより案内されるようになつていることを特徴とする
   特許請求の範囲２に記載の裁断装置。 ８ 上記カムフォロワーが上記裁断刃の後縁部に沿つて
   配設され、上記カム手段の部材が上記裁断刃の後縁部に
   近接して装着されていることを特徴とする特許請求の範
   囲７に記載の裁断装置。