JPWO2004057213A1 - 往復駆動用振動減衰装置および裁断ヘッド - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、回転運動を往復運動に変換する際に発生する振動を、簡単な構成で減衰させ、小型化も容易なようにすることである。仮想平面９ａを対称面として、第１変換機構１０および第２変換機構が配置され、第１回転軸１１と第２回転軸２１とは等速で逆回転し、第１クランクロッド１３および第２クランクロッド２３で回転運動を往復運動に変換するので、水平方向の力の釣り合いが取られる。第１バランサ１４および第２バランサ２４は、重心１４ｇ，２４ｇにかかる質量の合計が第１駆動軸１５および第２駆動軸２５で往復駆動される部分の合計質量とほぼ等しく、第１回転軸１１および第２回転軸２１を挟んで１８０度で対向して配置されるので、軸線３２ａ方向の力の釣り合いもとることができる。力の釣り合いをとることによって、振動の発生も抑制することができる。

Description

本発明は、裁断機の裁断刃を往復駆動するためなどに、回転運動を高速の往復運動に変換する際に発生する振動を減衰させる往復駆動用振動減衰装置および裁断ヘッドに関する。

従来から、回転運動と直線的な往復運動とを変換するために、クランク機構などの変換機構が広く用いられている。往復運動を直接発生させることは可能であっても、一方向に駆動して逆方向に駆動することは、途中で停止が必要であり、高速化は困難である。モータなどで発生させる連続的な回転運動を往復運動に変換すれば、容易に高速な往復運動を得ることができる。
図１１は、裁断のために、回転運動を変換しての高速な往復運動を必要とする裁断機１の概略的な構成を示す。裁断機１は、裁断テーブル２上の裁断支持面３で、ガイドブリッジ４に設けられる裁断ヘッド５から裁断刃６を高速で往復動させ、被裁断シート７から裁断パーツ８を裁断する。裁断ヘッド５内では、回転運動を往復運動に変換する。裁断支持面３は大略的に矩形である。ガイドブリッジ４は、裁断テーブル２の短辺側に平行な方向に延びる形状を有し、長辺側の側縁に設けられるガイドに沿って、往復移動可能である。裁断ヘッド５は、ガイドブリッジ４が延びる方向に沿って、往復移動可能である。裁断ヘッド５から裁断支持面４に向って裁断刃６が突出する。裁断刃６は、裁断支持面３上に保持される被裁断シート７に突刺さる状態で、裁断支持面３に垂直な方向に往復駆動されて高速に往復運動するとともに、往復方向に平行な軸線まわりに角変位も可能である。
裁断機１の裁断支持面３は、合成樹脂などの比較的剛性が高い材料による剛毛が植設されている状態であり、裁断刃６が突刺さるように挿入されても、剛毛が裁断刃６を避けるように変形して切断されるのを防ぐ。ガイドブリッジ４および裁断ヘッド５は、裁断機１に入力される裁断データに従って、被裁断シート７から裁断パーツ８を切出す。このような裁断機１では、裁断効率を向上させるために、ガイドブリッジ４および裁断ヘッド５の移動速度を高速にして、裁断刃６の往復動の速度もさらに高速にする必要がある。移動速度を高速にするためには、裁断ヘッド５の小型軽量化を図る必要がある。裁断刃６の往復動の速度を高速にするためには、裁断ヘッド５内の駆動源の回転速度を高速にする必要がある。ただし、裁断ヘッド５内で回転運動を往復運動に変換する際には、付随して発生している運動の成分等によって振動が生じやすく、特に往復運動が高速になると、振動も大きくなる。
裁断機で往復運動の発生に振動が伴うと、裁断パーツ８を裁断する輪郭線の誤差が大きくなったり、裁断刃６を含む各部が疲労して破損しやすくなるおそれがある。クランク機構では、回転軸から偏心している位置でクランクロッドの一端を連結し、クランクロッドの他端を往復運動の方向に規制しながら、回転運動を往復運動に変換するので、回転軸には偏荷重がかかる。回転軸を挟んで、クランクロッドの連結点と対向する側に、クランクロッドによって回転軸に掛けられる負荷と釣合う負荷をかければ、クランクロッドを駆動する反力を打消し、振動を減衰させることができる（たとえば特公平６−５３３５８号公報および特公平７−２７９号公報参照）。特公平６−５３３５８号公報には、裁断刃を往復運動させるクランク機構の軸線方向の両側に、クランク機構の負荷を補償する釣合い錘り用のリンク機構のクランクロッドを連結し、クランク機構と反対側、すなわち１８０°対向させて設ける釣合い錘りで、振動の低減を図る機構が開示されている。特公平７−２７９号公報には、裁断刃を往復運動させるクランク機構のクランク軸と平行に、バランスウエイトを備える一対の回転軸を配置し、各バランスウエイトの重量を負荷の半分として、両方のバランスウエイトをクランク機構とは逆方向に回転させて振動の低減を図る機構が開示されている。
回転運動を往復運動に変換する機構は、ミシンにも使用されており、ミシンについても振動の低減を図る機構が開示されている（たとえば特開平６−１５４４５９号公報および特開平７−１２４３６１号公報参照）。特開平６−１５４４５９号公報では、ミシンの針を往復駆動する針棒クランク機構のクランク軸の上方に、一対のバランサ軸を並べ、偏心した正バランサと逆バランサとを等速かつ相互に逆方向となるように回転駆動して振動の低減を図っている。特開平７−１２４３６１号公報では、ミシンの針棒クランク軸を挟む両側に一対のバランサ軸を並べ、針棒クランク自体の重心を偏心させて負荷と釣合わせ、さらに一対のバランサ軸にそれぞれバランサを設けて針棒クランク軸と逆回転させ、振動の低減を図っている。
回転軸に対して偏心している位置に重心を有する釣合い錘りであるバランサを用いれば、静的な荷重に対する補償を行うことは可能である。しかしながら、クランク機構などの回転運動を往復運動に変換する機構では、定速回転であっても、負荷は動的に変動する。したがって、回転軸にバランサを設けて、回転運動を往復運動に変換する際の負荷を打消そうとしても、完全に打消すことはできない。特開平６−１５４４５９号公報では、１つのクランク軸を介して針棒を上下動させている。針棒の軸線に対して左右対称に振動減衰機構が動作しないので、水平方向のバランスを完全にとることはできない。特公平７−２７９号公報や特開平７−１２４３６１号公報のように、クランク軸を挟む両側にクランク軸と逆回転する回転軸を設けて、クランク軸のバランサと回転軸のバランサとを逆回転させても、バランサの軸をクランク軸と並べて両側に配置しなければならず、裁断ヘッドなどの幅が大きくなって、小型化が困難になってしまう。
特公平６−５３３５８号公報のように、クランク機構で往復運動を発生させる方向とクランク軸を挟んで反対側に、クランク機構による負荷を補償するようなリンク機構を設けると、下方に裁断刃を突出させる裁断ヘッドでは上方にもリンク機構のためのスペースが必要となり、裁断ヘッドの高さが増大してしまう。また、クランクが１８０°で対向するので、クランクの軸線方向の一側方にだけリンク機構を連結すると、クランクの軸線方向の前後に関して偶力が発生し、前後方向の振動が残ってしまう。

本発明の目的は、簡単な構成で往復運動による振動を釣合わせて減衰させることができ、小型化も容易な往復駆動用振動減衰装置および裁断ヘッドを提供することである。
本発明は、回転運動を往復運動に変換する際に発生する振動の減衰装置であって、
第１回転軸の回転運動を、第１回転軸から偏心して設けられる駆動位置で、第１回転軸に垂直な予め定める駆動方向の往復運動を含むように変換する第１変換機構と、
第１変換機構と対をなして設けられ、該方向に平行な基準の仮想平面に関して第１変換機構と対称となるように配置され、第１回転軸に平行で等速逆回転する第２回転軸の回転運動を、第２回転軸から偏心して設けられる駆動位置で、第１変換機構によって変換される往復運動に同期して、該駆動方向の往復運動を含むように変換する第２変換機構と、
第１変換機構および第２変換機構によって、それぞれ回転運動から変換される該駆動方向の往復運動を抽出して合成する合成機構と、
第１回転軸に関し、該駆動位置と対称となる側に重心が位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第１釣合い錘りと、
第１釣合い錘りと対をなして設けられ、第２回転軸に関し、該駆動位置と対称となる側に重心が位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第２釣合い錘りとを含むことを特徴とする往復駆動用振動減衰装置である。
また本発明は、前記第１回転軸に平行な第３回転軸に設けられ、第１回転軸の回転速度の２倍の回転速度で逆回転し、第１釣合い錘りよりも軽量で、重心位置が第３回転軸に関して偏心する第３釣合い錘りと、
第３釣合い錘りと対をなして設けられ、前記基準の仮想平面に関して第３の釣合い錘りと対称となるように配置され、前記第２回転軸に平行な第４回転軸に設けられて、第２回転軸の回転速度の２倍の回転速度で逆回転し、第２釣合い錘りよりも軽量で、重心位置が第４回転軸に関して偏心する第４釣合い錘りとをさらに含むことを特徴とする。
また本発明で、前記合成機構は、前記駆動方向が前記基準の仮想平面上になるように、前記合成を行うことを特徴とする。
また本発明で、前記第１変換機構および前記第２変換機構は、クランク機構であって、前記駆動位置に一端が揺動変位可能に連結されるクランクロッドをそれぞれ備え、
前記合成機構は、
第１変換機構および第２変換機構のクランクロッドの他端に対して、それぞれ揺動変位可能に連結される連結部材と、
連結部材によって合成される往復運動を、前記駆動方向に案内する案内機構とを含むことを特徴とする。
また本発明で、前記第１釣合い錘りおよび前記第２釣合い錘りの重心位置と、前記駆動方向とは、前記基準の仮想平面に垂直な仮想平面上となることを特徴とする。
また本発明は、駆動プーリから回転出力を導出する回転駆動源と、
前記第１回転軸に設けられる第１従動プーリと、
第１従動プーリと対をなすように、前記第２回転軸に設けられる第２従動プーリと、
回転自在に設けられるアイドルプーリと、
駆動プーリ、第１従動プーリ、第２従動プーリおよびアイドルプーリに掛け渡され、駆動プーリからの回転駆動力を第１従動プーリと第２従動プーリとで異なる回転方向となるように伝達するベルトとを含むことを特徴とする。
さらに本発明は、前述のいずれかに記載の往復駆動用振動減衰装置を備え、
前記合成機構によって合成される往復運動で、裁断刃を往復駆動することを特徴とする裁断ヘッドである。

本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
図１は、本発明の実施の一形態である往復駆動用振動減衰装置９の概略的な構成を示す簡略化した正面図である。
図２は、図１の往復駆動用振動減衰装置９の動作状態を示す簡略化した正面図である。
図３は、図１の往復駆動用振動減衰装置９を組込む裁断ヘッド４０の簡略化した右側面断面図である。
図４は、図１の往復駆動用振動減衰装置９を回転駆動する構成を示す簡略化した正面図である。
図５は、図３の裁断ヘッド４０内で、往復駆動用振動減衰装置９に裁断刃４６を連結している状態を示す簡略化した正面図である。
図６は、図５の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た断面図である。
図７は、図５の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た断面図である。
図８は、本発明の実施の他の形態である往復駆動用振動減衰装置６０の概略的な構成を示す簡略化した正面図である。
図９は、図８の往復駆動用振動減衰装置６０を回転駆動する構成を示す簡略化した正面図である。
図１０は、本発明の実施のさらに他の形態である往復駆動用振動減衰装置７０の概略的な構成を示す簡略化した正面図である。
図１１は、従来からの裁断機の概略的な外観構成を示す斜視図である。

以下図面を参考にして本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の一形態である往復駆動用振動減衰装置９の概略的な機構を示す。往復駆動用振動減衰装置９は、裁断機の裁断ヘッドで裁断刃を往復駆動するために、回転運動を往復運動に変換する際に発生する振動の減衰装置であって、第１変換機構１０、第２変換機構２０および合成機構３０を含む。本実施形態の往復駆動用振動減衰装置９は、仮想平面９ａに関して対称となるように構成される。すなわち、仮想平面９ａに関し、第１変換機構１０と第２変換機構２０とは、相互に鏡像の関係となり、合成機構３０は、第１変換機構１０および第２変換機構２０でそれぞれ回転運動から変換される往復運動の成分のうち、仮想平面９ａ上の成分を抽出して合成する。
第１変換機構１０は、第１回転軸１１の回転運動を、第１回転軸１１の一端に固定される第１偏心カム１２から第１クランクロッド１３に伝達して、第１クランクロッド１３の往復運動に変換する。第１回転軸１１に第１クランクロッド１３を連結することによって、第１回転軸１１に偏荷重が負荷される。この偏荷重は、第１釣合い錘りとして第１偏心カム１２に一体的に付加される第１バランサ１４で補償される。第１クランクロッド１３の一端側の駆動端１３ａは、第１偏心カム１２に設けられている第１駆動軸１５で第１偏心カム１２に揺動変位自在に連結されている。第１クランクロッド１３の他端側の連結端１３ｂは、第１連結軸１６に揺動変位自在に連結されている。
第２変換機構２０は、第２回転軸２１、第２偏心カム２２、第２クランクロッド２３、第２バランサ２４、第２駆動軸２５および第２連結軸２６をそれぞれ含む。第２回転軸２１、第２偏心カム２２、第２クランクロッド２３、第２バランサ２４、第２駆動軸２５および第２連結軸２６は、前述の第１変換機構１０の第１回転軸１１、第１偏心カム１２、第１クランクロッド１３、第１バランサ１４、第１駆動軸１５および第１連結軸１６とそれぞれ同等である。ただし、第２回転軸２１は、第１回転軸１１に対して等速であるが逆方向に回転する。
合成機構３０は、連結ブロック３１、ナイフ駆動シャフト３２、回転軸受３３および案内機構３４を含む。連結ブロック３１は、第１変換機構１０側に延びて第１連結軸１６に連結される第１腕３１ａ、第２変換機構２０側に延びて第２連結軸２６に連結される第２腕３１ｂ、および中央部３１ｃを有する。中央部３１ｃには、ナイフ駆動シャフト３２を軸線３２ａまわりの回転が自在となるように支持する回転軸受３３が保持される。ナイフ駆動シャフト３２の軸線３２ａは、仮想平面９ａ上にある。連結ブロック３１には、第１変換機構１０および第２変換機構２０によってそれぞれ回転運動から変換される往復運動が第１クランクロッド１３および第２クランクロッド２３を介してそれぞれ与えられ、仮想平面９ａに関する対称性から、軸線３２ａ方向の成分のみが抽出され、合成される。この抽出・合成される軸線３２ａ方向の成分で、ナイフ駆動シャフト３２が往復駆動される。ナイフ駆動シャフト３２に対して、軸線３２ａ方向の往復運動を案内するために、案内機構３４も設けられている。案内機構３４は、ナイフ駆動シャフト３２に対し、軸線３２ａ方向の摺動変位と、軸線３２ａまわりの角変位とを許容する。
ただし、往復駆動用振動減衰装置９を、図１１に示すような裁断ヘッド５に用いるのではなく、裁断刃を軸線まわりに回転させる必要がない場合や、ミシンなどに用いる場合は、回転軸受３３を設ける必要はない。また、案内機構３４は、軸線方向の摺動変位のみ許容すればよい。
以上で説明しているように、第１変換機構１０は、第１回転軸１１から偏心して設けられる駆動位置の第１駆動軸１５で第１クランクロッド１３と連結され、第１回転軸１１に垂直な予め定める駆動方向としての軸線３２ａに平行な方向の往復運動を含むように変換する。第２変換機構２０は、第１変換機構１０と対をなして設けられ、軸線３２ａ方向に平行な基準の仮想平面９ａに関して第１変換機構１０と対称となるように配置され、第１回転軸１１に平行で等速逆回転する第２回転軸２０の回転運動を、第２回転軸２１から偏心して設けられる駆動位置の第２駆動軸２５で、第１変換機構１０によって変換される往復運動に同期して、軸線３２ａに平行な方向の往復運動を含むように変換する。合成機構３０は、第１変換機構１０および第２変換機構２０によって、それぞれ回転運動から変換される軸線３２ａ方向の往復運動を抽出して合成する。第１変換機構１０および第２変換機構２０は、仮想平面９ａに関して互いに対称に回転して往復運動への変換を行うので、仮想平面９ａに垂直な方向の力の釣り合いをとることができる。
なお、第１偏心カム１２に一体的に付加される第１バランサ１４は、第１回転軸１１に関し、第１偏心カム１２に設ける第１駆動軸１５によって第１クランクロッド１３の駆動端１３ａが駆動される駆動位置と対称となる側に重心１４ｇが位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第１釣合い錘りとして機能する。第２偏心カム２２に一体的に付加される第２バランサ２４は、第１バランサ１４と対をなして設けられ、第２回転軸２１に関し、第２偏心カム２２に設けられる第２駆動軸２５によって第２クランクロッド２３の駆動端２３ａが駆動される駆動位置と対称となる側に重心２４ｇが位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第２釣合い錘りとして機能する。
第１バランサ１４および第２バランサ２４の合計質量は、第１クランクロッド１３および第２クランクロッド２３、第１駆動軸１５および第２駆動軸２５、第１連結軸１６および第２連結軸２６、連結ブロック３１、ナイフ駆動シャフト３２、回転軸受３３および裁断刃など、第１偏心カム１２および第２偏心カム２２を介して裁断刃等の駆動対象物を往復駆動する駆動力の伝達経路に存在する部材等の合計質量とほぼ同じとする。第１バランサ１４および第２バランサ２４の質量の中心である重心１４ｇ，２４ｇと、第１偏心カム１２および第２偏心カム２２の第１クランクロッド１３および第２クランクロッド２３の駆動端１３ａ，２３ａへの連結部となる第１駆動軸１５および第２駆動軸２５とが、第１回転軸１１および第２回転軸２１の軸心を挟んで１８０度対向するように位置しているので、往復運動させるときの駆動方向に関する力の釣り合いもとることができる。これによって、第１回転軸１１および第２回転軸２１が回転する際に発生する偏荷重を軽減し、振動の発生を抑制することができる。
図２は、図１の往復駆動用振動減衰装置９の動作状態を示す。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、第１回転軸１１および第２回転軸２１が９０°ずつ回転角度を変えている状態をそれぞれ示す。このうち、（ａ）および（ｃ）は、第１駆動軸１５および第２駆動軸２５が下死点および上死点の位置にある状態にそれぞれ相当する。第１回転軸１１および第２回転軸２１の間隔は、第１偏心カム１２および第２偏心カム２２が（ａ）〜（ｃ）に示すような第１バランサ１４および第２バランサ２４側、および（ｄ）に示すような第１駆動軸１５および第２駆動軸２５側で接触しない範囲で狭くすることができる。第１変換機構１０と第２変換機構２０との間に生じる空間は、（ｃ）に示すように、連結ブロック３１やナイフ駆動シャフト３２を引上げるときの収納空間として利用することができる。したがって、図には案内機構３４を支持する部分のみを示すケーシング３５では、往復駆動用振動減衰装置９を収容するための容積を小さくして、裁断ヘッドなどの小型化を容易に図ることができる。
図３は、図１の往復駆動用振動減衰装置９が組込まれる裁断ヘッド４０の概略的な構成を示す。裁断ヘッド４０は、図１１に示す裁断ヘッド５と同様な裁断機に用いられ、回転駆動部４１による回転駆動を昇降案内軸４２の軸線方向の往復駆動に変換する。昇降案内軸４２の軸線方向は、前述のナイフ駆動シャフト３２の軸線３２ａ方向と平行である。裁断機の裁断テーブル上の裁断支持面４３に沿って、ガイドブリッジ４４が紙面の左右方向であるＸ軸方向に移動し、裁断ヘッド４０はガイドブリッジ４４に沿って、紙面に垂直なＹ方向に移動する。裁断ヘッド４０には、裁断方向変換部４５が設けられ、裁断刃４６の刃先の向きを、軸線３２ａまわりに変化させることができる。裁断支持面４３はほぼ水平であり、軸線３２ａはほぼ鉛直方向となる。
裁断刃４６は、軸線３２ａ方向の往復運動で、裁断支持面４３上に支持される被裁断シート４７を貫通しながら刃先４６ａの部分で被裁断シート４７を切断する。裁断刃４６を往復運動させながら、ガイドブリッジ４４によるＸ軸方向の移動、裁断ヘッド４０によるＹ軸方向の移動、および裁断方向変換部４５による刃先４６ａの向きを、裁断データに従って制御することによって、被裁断シート４７を裁断データに対応する輪郭線の形状で裁断することができる。往復駆動される裁断刃４６が被裁断シート４７から引き上げられる際に、摩擦等で被裁断シート４７が引き上げられることを防ぐために、被裁断シート４７の表面はプレッサ４８によって押えられる。
往復駆動用振動減衰装置９は、ケーシング３５に収納された１つのユニットとして、裁断ヘッド４０に組込まれる。裁断刃４６の往復運動の駆動源として、回転駆動源であるモータ４９が用いられる。モータ４９の回転出力軸には、駆動プーリ５０が装着される。往復駆動用振動減衰装置９の第１軸１１および第２軸１２には、第１従動プーリ５１および第２従動プーリ５２がそれぞれ装着される。第１従動プーリ５１と第２従動プーリ５２とを逆方向に駆動するために、回転自在なアイドルプーリ５３が設けられ、タイミングベルト５４で、駆動プーリ５０からの回転駆動力を第１従動プーリ５１および第２従動プーリ５２に伝達する。
図４は、回転駆動力の伝達部分の構成を示す。図１および図２と同様に、第１回転軸１１を反時計回り方向、第２回転軸２１を時計回り方向に等速逆回転させる場合を想定する。なお、図４は、図１および図２とともに、図３の左側方から見た状態で示す。第１回転軸１１および第２回転軸２１に装着される第１従動プーリ５１および第２従動プーリ５２は、反時計回り方向および時計回り方向にそれぞれ駆動する必要がある。駆動プーリ５０の回転方向が第２従動プーリ５２と同様に時計回り方向であれば、タイミングベルト５４を、基本的に、駆動プーリ５０、第２従動プーリ５２およびアイドルプーリ５３に掛け渡す。タイミングベルト５４として、内周側と外周側との両側に歯が設けられている無端歯付ベルトを使用し、第１従動プーリ５１はタイミングベルト５４の外周側で駆動する。アイドルプーリ５３は、第１従動プーリ５１とタイミングベルト５４の外周側との接触長さを増大させるように、配置する。
タイミングベルト５４には、内周側と外周側とで同一のピッチで歯を設け、第１従動プーリ５１と第２従動プーリ５２とには、同数の歯を設ける。第１従動プーリ５１および第２従動プーリ５２の歯数よりも、駆動プーリ５０の歯数を多くしておくと、モータ４９の回転数速度よりも第１回転軸１１および第２回転軸２１の回転速度を大きくすることができる。
図５は、図３の裁断ヘッド４０で、裁断刃４６を被裁断シート材４７に突刺すようにして裁断するための昇降を行う構成を示す。往復駆動用振動減衰装置９のケーシング３５には、昇降案内軸４２が貫通して裁断刃４６や往復駆動用振動減衰装置９が昇降変位するガイドとなる。第１回転軸１１と第２回転軸２１との間隔を狭くすることができ、また連結ブロック３１やナイフ駆動シャフト３２の一部を第１クランクロッド１３および第２クランクロッド２３の間に収納するので、裁断ヘッド４０として小型化を図ることができる。
図６および図７は、図５の切断面線ＶＩ−ＶＩおよびＶＩＩ−ＶＩＩから見た構成をそれぞれ示す。図６に示すように、第１回転軸１１および第２回転軸２１は、一端側に第１偏心カム１２および第２偏心カム２２が配置され、他端側に第１従動プーリ５１および第２従動プーリ５２が配置され、中間部分には、回転軸受５５，５６，５７，５８が設けられて、円滑に回転することができる。図７に示すように、ナイフ駆動シャフト３２の軸線３２ａを含み、第１変換機構１０と第２変換機構２０との中間の対称面である仮想平面９ａに垂直な仮想平面５９は、図６に示すように、第１バランサ１４および第２バランサ２４の重心１４ｇ，２４ｇを通る。すなわち、第１釣合い錘りである第１バランサ１４および第２釣合い錘りである第２バランサ２４の重心位置１４ｇ，２４ｇと、駆動方向である軸線３２ａとは、基準の仮想平面９ａに垂直な仮想平面５９上となる。この仮想平面５９は、第１回転軸１１および第２回転軸２１の軸線に垂直となる。すなわち、ナイフ駆動シャフト３２の往復運動による負荷と、釣合い錘りによる補償とを、同一平面上に合わせることができ、この位置ずれによる振動の発生を抑制することができる。
図８は、本発明の実施の他の形態としての往復駆動用振動減衰装置６０の主要部分の構成を示す。本実施形態で図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、第３回転軸６１、第４回転軸６２、第３バランサ６３および第４バランサ６４を含み、中央の仮想平面６０ａに関して対称に配置する。第３回転軸６１は、第１回転軸１１に対して２倍の回転速度で逆方向に回転する。第４回転軸６２は、第２回転軸２１に対して２倍の回転速度で逆方向に回転する。第１回転軸１１と第２回転軸２１とは逆方向に回転するので、第３回転軸６１は第２回転軸２１と同方向に回転し、第４回転軸６２は第２回転軸２１と同方向に回転する。
第３回転軸６１および第４回転軸６２には、第３バランサ６３および第４バランサ６４がそれぞれ設けられる。第３バランサ６３および第４バランサ６４は、重心位置が偏心しており、基本の往復運動の周期に対して半分の周期の２次振動を低減させる。すなわち、第３回転軸６１と第４回転軸６２とを、第１変換機構１０と第２変換機構２０との対称関係と同様に、基準となる仮想平面６０ａに対して対称に配置し、それぞれ、第１バランサ１４および第２バランサ２４よりも軽量で、重心位置が偏心する第３バランサ６３および第４バランサ６４を設け、第３回転軸６１および第４回転軸６２を第１回転軸１１および第２回転軸２１の２倍の速度で、それぞれ逆方向となるように回転させるので、第１バランサ１４および第２バランサ２４では減衰が困難な、２次の振動を減衰させることができる。第３バランサ１４および第４バランサ２４は、第１バランサ１４および第２バランサ２４りよりも軽量であるので、小型化することができ、第３回転軸６１および第４回転軸６２を設けても、往復駆動用振動減衰装置６０の大型化を避けることができる。
図９は、往復駆動用振動減衰装置６０で回転駆動力を伝達する構成を示す。本実施形態では、駆動プーリ５０を反時計回り方向に回転駆動する。図８の第３回転軸６１および第４回転軸６２には、第３従動プーリ６６および第４従動プーリ６７をそれぞれ装着していて回転自在である。タイミングベルト６５は図４に示すタイミングベルト５４と同様に、内周側と外周側とにそれぞれ等ピッチで歯が設けられ、第４従動プーリ６７を第２従動プーリ５２側に位置させ、駆動プーリ５０、第１従動プーリ５１および第４従動プーリ６７に対してタイミングベルト６５を掛け渡す。第４従動プーリ６７によって、タイミングベルト６５の外周側が第２従動プーリ５２と噛合するように経路を設定する。すなわち、第４従動プーリ６７は、図４のアイドルプーリ５３に相当する機能も有している。仮想平面６０ａに対して第４従動プーリ６７の第４回転軸６２と対称な位置に第３回転軸６１を有する第３従動プーリ６６も設けられ、第３従動プーリ６６と第２従動プーリ５２との間にはタイミングベルト６７が掛け渡される。タイミングベルト６７の少なくとも内周側には、タイミングベルト６５と等ピッチで歯が設けられている。
第３従動プーリ６６および第４従動プーリ６７には、第１従動プーリ５１および第２従動プーリ５２のそれぞれ半数の歯が設けられている。駆動プーリ５０がタイミングベルト６５を介して第１従動プーリ５１および第２従動プーリ５２を回転駆動すると、第４従動プーリ６７は第１従動プーリ５１と同方向に２倍の回転速度で回転駆動される。第２従動プーリ５２は、第１従動プーリ５１と等速度で逆方向に回転駆動され、タイミングベルト６７を介して第３従動プーリ６６を同方向に２倍の回転速度で駆動する。
図１０は、本発明の実施のさらに他の形態である往復駆動用振動減衰装置７０の概略的な構成を示す。本実施形態で図１の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の往復駆動用振動減衰装置７０は、仮想平面７０ａに対して対称に配置される第１変換カム７１および第２変換カム７２を含む。第１変換カム７１および第２変換カム７２は、第１回転軸１１および第２回転軸２１の一端側にそれぞれ装着されている。第１変換カム７１および第２変換カム７２で、第１回転軸１１および第２回転軸２１から偏心した位置には、第１ホロワ７３および第２ホロワ７４がそれぞれ設けられ、連結カム部材７５の第１溝カム７６および第２溝カム７７にそれぞれ係合している。連結カム部材７５の中央にはナイフ駆動シャフト３２が装着され、案内機構７８で軸線３２ａ方向の往復運動に対する案内を行う。
本実施形態でも、第１変換カム７１および第２変換カム７２と連結カム部材７５とによる回転運動から往復運動への変換機構を、仮想平面７０ａに対して対称となるように行うので、仮想平面７０ａに対して垂直な方向の力の釣り合いを取ることができる。また、第１変換カム７１および第２変換カム７２で、第１ホロワ７３および第２ホロワ７４が設けられる位置に対して、第１回転軸１１および第２回転軸２１を挟む１８０度対向する位置に、第１バランサ１４および第２バランサ２４の重心１４ｇ，２４ｇがそれぞれ配置されるようにして、往復運動の軸線３２ａ方向の力の釣り合いをとることができる。軸線３２ａ方向とその垂直方向との力の釣り合いをとることができるので、振動の発生を抑制することができる。
以上で説明している往復駆動用振動減衰装置６０，７０は、図１の実施形態の往復駆動用振動減衰装置９と同様に、図３に示すような裁断機の裁断ヘッド４０に使用可能である。裁断刃４６を、たとえば毎分６０００回程度の高速で往復動させても、発生する振動を減衰させ、裁断ヘッド４０をコンパクト化することができる。また、往復駆動用振動減衰装置９，６０，７０は、裁断機の裁断ヘッド４０ばかりではなく、ミシンの針棒の往復駆動などにも使用することができる。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

以上のように本発明によれば、回転運動を往復運動に変換する際に発生する振動の減衰のために、対をなす第１変換機構および第２変換機構を基準の仮想平面に対して対称に配置し、第１変換機構の第１回転軸と第２変換機構の第２回転軸とを相互に逆方向となるように回転させるので、回転に伴う振動を相殺して減衰させることができる。各回転軸は、偏心して設けられる駆動位置で回転運動を仮想平面に平行な駆動方向の往復運動に変換し、駆動位置と対称となる側に重心が位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる釣合い錘りをそれぞれ設けるので、運動変換に際して発生する振動を錘りの釣合いによって低減し、減衰させることができる。対をなす変換機構で、それぞれ回転運動から変換される駆動方向の往復運動を、合成機構で抽出して合成するので、駆動方向以外の運動成分を打消して減衰させることができる。変換機構を対をなすように対称に設け、各変換機構で回転運動から変換される往復運動を抽出して合成するので、簡単な構成で往復運動による振動を釣合わせて減衰させることができる。回転軸は２軸あればよいので、小型化も容易に行うことができる。
また本発明によれば、第３回転軸と第４回転軸とを、第１変換機構と第２変換機構との対称関係と同様に、基準となる仮想平面に対して対称に配置し、それぞれ、第１および第２釣合い錘りよりも軽量で、重心位置が偏心する第３および第４釣合い錘りを設け、第３および第４回転軸を第１および第２回転軸の２倍の速度で、それぞれ逆方向となるように回転させるので、第１および第２釣合い錘りでは減衰が困難な、２次の振動を減衰させることができる。第３および第４釣合い錘りは、第１および第２釣合い錘りよりも軽量であるので、小型化することができ、第３および第４回転軸を設けても大型化を避けることができる。
また本発明によれば、合成機構によって合成される往復運動は、第１および第２変換機構の対称面上にあるので、第１および第２変換機構の間に生じるスペースを利用して往復運動の対象物を配置することができ、駆動方向に必要な長さを短縮して小型化を図ることができる。
また本発明によれば、基準となる仮想平面に対して対称に配置される第１および第２変換機構は、クランク機構であって、偏心した駆動位置に一端が揺動変位可能に連結されるクランクロッドをそれぞれ備えているので、各クランクロッドも基準となる仮想平面に関して対称となるように運動し、駆動方向とは異なる運動成分は相互に逆方向となって打消すことができる。合成機構は、第１および第２変換機構のクランクロッドの他端に対し、連結部材によってそれぞれ揺動変位可能に連結され、案内機構によってる往復運動が駆動方向に案内されるので、駆動方向の往復運動を容易に抽出して合成することができる。
また本発明によれば、第１および第２釣合い錘りの重心位置と、駆動方向とは、基準の仮想平面に垂直な同一の仮想平面上となり、この仮想平面は回転軸の軸線に垂直となるので、往復運動による負荷と、釣合い錘りによる補償とを、軸線の前後方向に関して同一位置に合わせることができ、この位置ずれによる振動の発生を抑制することができる。
また本発明によれば、回転駆動源から駆動プーリに導出する回転駆動力を、第１および第２回転軸に設けられる第１および第２従動プーリとアイドルプーリに掛け渡されるベルトで、第１および第２従動プーリに伝達し、第１および第２回転軸をそれぞれ回転駆動することができる。アイドルプーリを用いるので、たとえば第１従動プーリと第２従動プーリとがベルトの表裏にそれぞれ接するような経路でベルトを掛け渡して、容易に第１従動プーリと第２従動プーリとを逆方向に回転させることができる。ベルトとして歯付のタイミングベルトなどを用い、れば高速で駆動しても滑ることなく、確実に第１および第２回転軸を逆方向に回転させて、振動の減衰を図ることができる。
さらに本発明によれば、前述のいずれかに記載の往復駆動用振動減衰装置を裁断ヘッドに備えて裁断刃を往復駆動するので、裁断刃を高速で往復駆動しても、振動が発生しないようにして、裁断ヘッドの小型化を図ることができる。

【０００４】
ことである。
本発明は、回転駆動源の回転出力軸に得られる回転運動を、該回転出力軸に垂直な予め定める往復駆動方向の往復運動に変換する際に発生する振動の減衰装置であって、
該出力軸と平行な第１回転軸を有し、回転駆動源から回転運動が第１回転軸に伝達され、第１回転軸の回転運動を、第１回転軸から偏心して設けられる駆動位置で、該往復駆動方向の往復運動を含むように変換する第１変換機構と、
第１変換機構と対をなして、かつ第１変換機構とは非接触となるように、該往復駆動方向に平行な基準の仮想平面に関して第１変換機構と対称となるように配置され、第１回転軸に平行で等速逆回転する第２回転軸の回転運動を、第２回転軸から偏心して設けられる駆動位置で、第１変換機構によって変換される往復運動に同期して、該往復駆動方向の往復運動を含むように変換する第２変換機構と、
第１変換機構および第２変換機構によって、それぞれ回転運動から変換される該往復駆動方向の往復運動を抽出して合成する合成機構と、
第１回転軸に関し、該駆動位置と対称となる側に重心が位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第１釣合い錘りと、
第１釣合い錘りと対をなして設けられ、第２回転軸に関し、該駆動位置と対称となる側に重心が位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第２釣合い錘りとを含み、
回転駆動源から第１変換機構と第２変換機構とには、回転駆動力がベルトで伝達されることを特徴とする往復駆動用振動減衰装置である。
また本発明は、前記第１回転軸に平行な第３回転軸に設けられ、第１回転軸の回転速度の２倍の回転速度で逆回転し、第１釣合い錘りよりも軽量で、重心位置が第３回転軸に関して偏心する第３釣合い錘りと、
第３釣合い錘りと対をなして設けられ、前記基準の仮想平面に関して第３の釣合い錘りと対称となるように配置され、前記第２回転軸に平行な第４回転軸に設けられて、第２回転軸の回転速度の２倍の回転速度で逆回転し、第２釣合い錘りよりも軽量で、重心位置が第４回転軸に関して偏心する第４釣合い錘りとをさらに含むことを特徴とする。
また本発明で、前記合成機構は、前記駆動方向が前記基準の仮想平面上になるように、前記合成を行うことを特徴とする。

【０００５】
また本発明で、前記第１変換機構および前記第２変換機構は、クランク機構であって、前記駆動位置に一端が揺動変位可能に連結されるクランクロッドをそれぞれ備え、
前記合成機構は、
第１変換機構および第２変換機構のクランクロッドの他端に対して、それぞれ揺動変位可能に連結される連結部材と、
連結部材によって合成される往復運動を、前記駆動方向に案内する案内機構とを含むことを特徴とする。
また本発明で、前記第１釣合い錘りおよび前記第２釣合い錘りの重心位置と、前記駆動方向とは、前記基準の仮想平面に垂直な仮想平面上となることを特徴とする。
また本発明は、回転運動を往復運動に変換する際に発生する振動の減衰装置であって、
第１回転軸の回転運動を、第１回転軸から偏心して設けられる駆動位置で、第１回転軸に垂直な予め定める駆動方向の往復運動を含むように変換する第１変換機構と、
第１変換機構と対をなして設けられ、該方向に平行な基準の仮想平面に関して第１変換機構と対称となるように配置され、第１回転軸に平行で等速逆回転する第２回転軸の回転運動を、第２回転軸から偏心して設けられる駆動位置で、第１変換機構によって変換される往復運動に同期して、該駆動方向の往復運動を含むように変換する第２変換機構と、
第１変換機構および第２変換機構によって、それぞれ回転運動から変換される該駆動方向の往復運動を抽出して合成する合成機構と、
第１回転軸に関し、該駆動位置と対称となる側に重心が位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第１釣合い錘りと、
第１釣合い錘りと対をなして設けられ、第２回転軸に関し、該駆動位置と対称となる側に重心が位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第２釣合い錘りとを含み、
駆動プーリから回転出力を導出する回転駆動源と、
前記第１回転軸に設けられる第１従動プーリと、
第１従動プーリと対をなすように、前記第２回転軸に設けられる第２従動プーリと、
回転自在に設けられるアイドルプーリと、
駆動プーリ、第１従動プーリ、第２従動プーリおよびアイドルプーリに掛け渡され、駆動プーリからの回転駆動力を第１従動プーリと第２従動プーリとで異なる回転方向となるように伝達するベルトとを、さらに含むことを特徴とする往復駆動用振動減衰装置である。
さらに本発明は、前述のいずれかに記載の往復駆動用振動減衰装置を備え、
前記合成機構によって合成される往復運動で、裁断刃を往復駆動することを特徴とする裁断ヘッドである。
【図面の簡単な説明】
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
図１は、本発明の実施の一形態である往復駆動用振動減衰装置９の概略的な構成を示す簡略化した正面図である。
図２は、図１の往復駆動用振動減衰装置９の動作状態を示す簡略化した正面図

Claims (7)

1. 回転運動を往復運動に変換する際に発生する振動の減衰装置であって、
   第１回転軸の回転運動を、第１回転軸から偏心して設けられる駆動位置で、第１回転軸に垂直な予め定める駆動方向の往復運動を含むように変換する第１変換機構と、
   第１変換機構と対をなして設けられ、該方向に平行な基準の仮想平面に関して第１変換機構と対称となるように配置され、第１回転軸に平行で等速逆回転する第２回転軸の回転運動を、第２回転軸から偏心して設けられる駆動位置で、第１変換機構によって変換される往復運動に同期して、該駆動方向の往復運動を含むように変換する第２変換機構と、
   第１変換機構および第２変換機構によって、それぞれ回転運動から変換される該駆動方向の往復運動を抽出して合成する合成機構と、
   第１回転軸に関し、該駆動位置と対称となる側に重心が位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第１釣合い錘りと、
   第１釣合い錘りと対をなして設けられ、第２回転軸に関し、該駆動位置と対称となる側に重心が位置して、運動変換の際に発生する偏荷重との均衡をとる第２釣合い錘りとを含むことを特徴とする往復駆動用振動減衰装置。
2. 前記第１回転軸に平行な第３回転軸に設けられ、第１回転軸の回転速度の２倍の回転速度で逆回転し、第１釣合い錘りよりも軽量で、重心位置が第３回転軸に関して偏心する第３釣合い錘りと、
   第３釣合い錘りと対をなして設けられ、前記基準の仮想平面に関して第３の釣合い錘りと対称となるように配置され、前記第２回転軸に平行な第４回転軸に設けられて、第２回転軸の回転速度の２倍の回転速度で逆回転し、第２釣合い錘りよりも軽量で、重心位置が第４回転軸に関して偏心する第４釣合い錘りとをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の往復駆動用振動減衰装置。
3. 前記合成機構は、前記駆動方向が前記基準の仮想平面上になるように、前記合成を行うことを特徴とする請求項１または２記載の往復駆動用振動減衰装置。
4. 前記第１変換機構および前記第２変換機構は、クランク機構であって、前記駆動位置に一端が揺動変位可能に連結されるクランクロッドをそれぞれ備え、
   前記合成機構は、
   第１変換機構および第２変換機構のクランクロッドの他端に対して、それぞれ揺動変位可能に連結される連結部材と、
   連結部材によって合成される往復運動を、前記駆動方向に案内する案内機構とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の往復駆動用振動減衰装置。
5. 前記第１釣合い錘りおよび前記第２釣合い錘りの重心位置と、前記駆動方向とは、前記基準の仮想平面に垂直な仮想平面上となることを特徴とする請求項４記載の往復駆動用振動減衰装置。
6. 駆動プーリから回転出力を導出する回転駆動源と、
   前記第１回転軸に設けられる第１従動プーリと、
   第１従動プーリと対をなすように、前記第２回転軸に設けられる第２従動プーリと、
   回転自在に設けられるアイドルプーリと、
   駆動プーリ、第１従動プーリ、第２従動プーリおよびアイドルプーリに掛け渡され、駆動プーリからの回転駆動力を第１従動プーリと第２従動プーリとで異なる回転方向となるように伝達するベルトとを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の往復駆動用振動減衰装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の往復駆動用振動減衰装置を備え、
   前記合成機構によって合成される往復運動で、裁断刃を往復駆動することを特徴とする裁断ヘッド。

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