シート材切断装置
【課題】シート材切断装置において、回転刃の昇温やシート材の一部溶着を確実に防止して、適正な切断を長時間に渡り可能とすることを前提として、冷却液の補充を確実で且つ短時間で行えるようにする。
【解決手段】作業支持台２と、回転刃１６により作業支持台２上のシート材Ｗを切断する切断ヘッド３と、切断ヘッド３を移動させるヘッド移動機構４と、冷却液を貯留するタンク３５及びこのタンク３５内の冷却液を回転刃１６に付着させる冷却具３６を有して切断ヘッド３に設けられた冷却手段５と、タンク３５へ冷却液を補充する補充手段６とを具備しており、補充手段６は、冷却液を貯留する貯留部７０と、タンク３５への給水時に当該タンク３５と貯留部７０との間を相互連通させる送り配管部４７及び戻り配管部４８と、給水時に戻り配管部４８内を負圧にさせる負圧発生装置７１とを有している。
【解決手段】作業支持台２と、回転刃１６により作業支持台２上のシート材Ｗを切断する切断ヘッド３と、切断ヘッド３を移動させるヘッド移動機構４と、冷却液を貯留するタンク３５及びこのタンク３５内の冷却液を回転刃１６に付着させる冷却具３６を有して切断ヘッド３に設けられた冷却手段５と、タンク３５へ冷却液を補充する補充手段６とを具備しており、補充手段６は、冷却液を貯留する貯留部７０と、タンク３５への給水時に当該タンク３５と貯留部７０との間を相互連通させる送り配管部４７及び戻り配管部４８と、給水時に戻り配管部４８内を負圧にさせる負圧発生装置７１とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生地等の薄いシート材を切断する装置として、シート材を広げて支持する作業支持台と、水平な回転軸まわりに回転する回転刃により作業支持台上のシート材を切断する切断ヘッドと、この切断ヘッドを前記作業支持台の上方で移動（水平移動、旋回動作及び昇降動作の組み合わせ）させるヘッド移動機構とを有したものが知られている。この種、切断装置では、回転する回転刃とシート材又は作業支持台との間で摩擦が生じるため、回転刃が昇温し、シート材が化繊等である場合には、シート材の一部（繊維など）が刃先に溶着する問題があった。
【０００３】
そこで本出願人は、嘗て、回転刃に冷却液を付着させて冷却させる技術を開発して特許出願し、特許されている（特許文献１参照）。この先願に係る装置（以下、先願装置）では、適量の冷却液を貯留するタンクを切断ヘッドに搭載させている。そして、このタンクの冷却液が減少したときには、ヘッド移動機構によって切断ヘッドを作業支持台の一側部などへ設置した貯留部（タンクよりも貯留量の多い大型タンク）まで移動させ、この貯留部からタンクへと冷却液の補充を行わせる構造としていた。
【０００４】
切断ヘッドに搭載したタンクには、冷却液の液面が所定水位を割った時点を検出する水位センサを設けて、冷却液の補充タイミングを判断できるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４９７８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記先願装置の開発により、回転刃を確実に冷却させ、シート材の一部溶着を防止することは可能となったが、切断ヘッドに設けたタンクへ冷却液を補充するに際して、水位センサが検出誤動作や検出不良などを稀に起こす問題があった。水位センサが検出誤動作や検出不良などを起こすのは、冷却液の表面張力をはじめ、タンク内の冷却液が切断ヘッドの移動に伴って液面揺れを生じることや、水位センサまわりの明るさが一定しないことなどが要因として考えられる。
【０００７】
一方で、タンクへ冷却液を補充するために必要とされる時間を短縮して、シート材の切断に係るサイクルタイムを可及的に短くしたいとの要請もあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、回転刃に対するシート材の一部溶着を確実に防止して、適正な切断を長時間に渡り可能とすることを前提として、冷却液の補充を確実で且つ短時間で行えるようにしたシート材切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係るシート材切断装置は、シート材を広げて支持する作業支持台と、水平な回転軸まわりに回転する回転刃により作業支持台上のシート材を切断する切断ヘッドと、この切断ヘッドを前記作業支持台の上方で移動させるヘッド移動機構と、冷却液を貯留するタンク及びこのタンク内の冷却液を前記回転刃に付着させる冷却具を有して前記切断ヘッドに設けられた冷却手段と、前記タンクへ冷却液を補充する補充手段とを具備しており、前記補充手段は、冷却液を貯留する貯留部と、少なくとも前記冷却手段のタンクへの給水時に当該タンクと前記貯留部との間を相互連通させる送り配管部及び戻り配管部と、前記給水時にタンクから戻り配管部を介して貯留部に至る経路内の一部を負圧にさせる負圧発生装置とを有していることを特徴とする。
【０００９】
前記ヘッド移動機構は、作業支持台上を跨って架設されたＹ軸ガイドレールを有してこのＹ軸ガイドレールで前記切断ヘッドを保持するものであって、前記Ｙ軸ガイドレールは、当該Ｙ軸ガイドレールの長手方向と平面視直交する方向に沿って作業支持台上をＸ軸移動可能とされていると共に、前記切断ヘッドは、前記Ｙ軸ガイドレールの長手方向に沿ってＹ軸移動可能なものとすればよい。
【００１０】
そのうえで、前記補充手段は、前記負圧発生装置がＹ軸ガイドレールの一端側に配設されており、前記送り配管部及び戻り配管部は、前記負圧発生装置と前記貯留部とを接続する元配管部と、前記冷却手段に付随して前記切断ヘッドに設けられ前記元配管部とは分離した遊離配管部とを有して、前記給水時には切断ヘッドのＹ軸移動を伴って負圧発生装置と遊離配管部とが連通接続される構成とすればよい。
【００１１】
なお、ここにおいて「Ｙ軸」の方向や「Ｘ軸」の方向は、平面視したときにこれらＹ軸とＸ軸とが互いに直交していることを特定したものであって、作業支持台やこの作業支持台上で支持されるシート材に対する固有の方向を限定したものではない。
この場合、前記補充手段は、貯留部が作業支持台の一側部に設置されたものとすればよい。
【００１２】
前記補充手段の送り配管部及び戻り配管部は、前記冷却手段のタンク上部からタンク内へ連通する状態で垂下する各別の立管部を有しており、タンクにはこれら立管部の各管端より上部にも貯留水位が確保されたものとするのが好適である。
前記補充手段による前記冷却手段への冷却液給水動作は、前記ヘッド移動機構による切断ヘッドの移動量情報に基づいて制御される構成とすればよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るシート材切断装置によれば、回転刃に対するシート材の一部溶着を確実に防止して、適正な切断を長時間に渡り可能とすることを前提として、冷却液の補充を確実で且つ短時間で行える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るシート材切断装置の第１実施形態を示した斜視図である。
【図２】本発明に係るシート材切断装置の第１実施形態を示した平面図である。
【図３】切断ヘッドを示した側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】タンクの上昇時を示した切断ヘッドの断面図（図３のＡ−Ａ線断面図に対応）である。
【図６】タンクの給水時を示した切断ヘッドの断面図（図３のＡ−Ａ線断面図に対応）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１乃至図６は、本発明に係るシート材切断装置１の第１実施形態を示している。このシート材切断装置１は、シート材Ｗを広げて支持する作業支持台２と、この作業支持台２上のシート材Ｗを切断する切断ヘッド３と、この切断ヘッド３を移動させるヘッド移動機構４とを有している。またこのシート材切断装置１では、切断ヘッド３に対して冷却手段５が設けられており、この冷却手段５に対して冷却液を補充するための補充手段６が設けられている。
【００１６】
なお、本第１実施形態では、シート材Ｗが長方形状に切断された生地であって、この生地から衣類などを仕立てるうえで必要とされる種々様々な形状をした生地パーツＰを切り出す場合を説明する。
まず、シート材切断装置１の概要を説明する。
作業支持台２は、一対のローラ７に対して通気性素材で形成されたベルト８を巻回することで、台上面（上部張り側ベルトの上面）を水平面とした駆動ベルトコンベアが構成されたものとしてある。従って、この作業支持台２の上流側（図２右側）から供給されるシート材Ｗを台上面の所定位置（切断位置）へ搬入し、またシート材Ｗから切り出された生地パーツＰを作業支持台２の下流側（図２左側）へ搬出できるものとしてある。作業支持台２から搬出された生地パーツＰは、吸着移送装置９などによって積層等によるストック位置１０へと移送される。
【００１７】
この作業支持台２に対してシート材Ｗを固定するには、シート材Ｗに対する切断位置（切断ヘッド３の下方位置）又は台上面の全面を、台上面を介して台下方へ吸引することにより、シート材Ｗの一部又は全部を台上面に吸い付ける方法等が採用される。なお、作業支持台２は、固定の台などによって構成することもできる。
切断ヘッド３は、図３に示すように、水平な回転軸１５に支持されて当該回転軸１５のまわりで回転可能とされた回転刃１６を有している。この回転刃１６は、外周部全周に刃先を有する金属製の円板刃である。この切断ヘッド３は、回転刃１６の上方に設けられたモータ１７の出力軸からベベルギヤ機構等の伝動手段１８を介して側方の巻掛け伝動手段１９（図４乃至図６参照）を駆動し、この巻掛け伝動手段１９によって回転軸１５に回転駆動を伝え、この回転軸１５と共に回転刃１６を一体回転させる構造となっている。
【００１８】
本第１実施形態では、回転刃１６の下側の刃先を取り囲む（上下に貫通するスリットに回転刃１６の下側の刃先を差し入れる）状態で押さえ板２０を設けてある。この押さえ板２０は、上下方向のスライドをガイドするスライドガイド２１（図４乃至図６参照）によって上下動自在に支持され、当該押さえ板２０の自重により、回転刃１６の下端よりも若干下となる高さを維持するように保持されている。
【００１９】
従って、回転刃１６の下端が作業支持台２上のシート材Ｗを切断するときに、押さえ板２０がその自重によってシート材Ｗを作業支持台２上へ押さえるようになっている。
ヘッド移動機構４は、図１及び図２に示すように、作業支持台２の上方を幅方向（図２の上下方向であって、以下「Ｙ軸方向」と言う）に跨って（横断して）架設されたＹ軸ガイドレール２５を有している。このＹ軸ガイドレール２５の両端部には、作業支持台２の両側部上で所定高さを保持させる移動脚部２６が設けられている。この移動脚部２６は、作業支持台２の両側部上を、Ｙ軸ガイドレール２５の長手方向に平面視直交する方向（図２の左右方向であって、以下「Ｘ軸方向」と言う）に沿って移動自在とされている。
【００２０】
Ｙ軸ガイドレール２５には、その長手方向（Ｙ軸方向）に沿って移動自在となる移動台部２７が設けられており、この移動台部２７に、昇降機構２８及び旋回機構２９を介して前記した切断ヘッド３が設けられている。すなわち、この移動台部２７の移動を受けて、切断ヘッド３は、Ｙ軸ガイドレール２５の長手方向に沿ったＹ軸移動が可能となっている。
【００２１】
移動脚部２６をＸ軸移動させる駆動部や、移動台部２７をＹ軸移動させる駆動部は、ロッドレスシリンダをはじめ、チェーンやベルト等の巻掛機構、伸縮式の流体圧シリンダ、ネジ送り機構等を採用することができる。
移動台部２７に設けられる昇降機構２８は、切断ヘッド３の回転刃１６を、作業支持台２上のシート材Ｗを切断可能な下降位置と、シート材Ｗ上方へ浮き上がらせる上昇位置との間で昇降させるためのものである。この昇降機構２８は、例えば、流体圧シリンダやラックとピニオンを組み合わせたモータ駆動機構、ソレノイド等により構成される。
【００２２】
また、移動台部２７に設けられる旋回機構２９は、切断ヘッド３の回転刃１６を、縦軸回りに旋回させるためのものである。この旋回機構２９は、例えば、回転刃１６を回転駆動させるモータ１７の外周部に、外歯のリングギヤ３０（図３乃至図６参照）を同軸配置で設けておき、これらモータ１７、リングギヤ３０、回転刃１６を一体で縦軸まわりに旋回自在とし、そのうえでリングギヤ３０をパルスモータ３１（図１参照）などで回転駆動させる構成とすればよい。
【００２３】
このような構成のヘッド移動機構４では、Ｙ軸ガイドレール２５のＸ軸移動と、移動台部２７のＹ軸移動との組み合わせによって切断ヘッド３（回転刃１６）を水平移動させ、この水平移動の移動方向に対して回転刃１６の下側の刃先を向けるように旋回機構２９を駆動させ、また非切断位置では昇降機構２８の駆動により回転刃１６をシート材Ｗの上方へ浮き上げさせるものである。
【００２４】
次に、切断ヘッド３に対して設けられた冷却手段５について説明する。
冷却手段５は、図３乃至図６に示すように、冷却液を貯留するタンク３５と、このタンク３５内の冷却液を回転刃１６に付着させる冷却具３６とを有している。また、冷却手段５には冷却中断機構３７が設けられている。
冷却液としては、水、シリコン油、アルコールなど種々のものを利用可能であるが、冷却効率、コスト等の観点から水を利用するのが好適である。
【００２５】
タンク３５は、上部解放の箱形をしたタンク本体４０と、このタンク本体４０の上部を塞ぐ蓋体４１とを有している。タンク本体４０は、切断ヘッド３と一緒に移動させる（殊に旋回させる）という事情から、あまり大型にはできない。とは言え、小さすぎると冷却液を頻繁に補充しなければならず、シート材切断装置１としての稼働効率に影響を及ぼすことになる。
【００２６】
従って、タンク容量として、ある程度の上限・下限が設けられるが、冷却液の消費量はシート材Ｗの材質や面積、厚さ、切断量の大小、使用環境等により左右されることになるので、具体的な数値が限定されるわけではない。本第１実施形態では、約２０分の切断で冷却液の補充を１回行うことを目安として、タンク容量を設定するものとした。
なお、このタンク３５には、蓋体４１を上下に貫通して、後述する送り配管部４７用の立管部４５と戻り配管部４８用の立管部４６とが設けられている。そして、これら立管部４５，４６における下側の各管端は、蓋体４１の下面よりもタンク内方（下方）へ突出した状態となっている。そのため、前記したタンク容量は、これら立管部４５，４６における下側の各管端よりも下位側で設定される。また、このタンク３５には、立管部４５，４６における下側の各管端より上部にも、貯留水位が確保されていることになる（その理由については後述する）。
【００２７】
冷却具３６は、フェルト、布、スポンジ等の吸水性を有する素材により形成するか、又は刷毛やブラシ等の保水性を有する構造としてあり、回転刃１６へ向けた先端部には、回転刃１６を挟み込むようにスリットが形成されている。冷却具３６が刷毛やブラシである場合には、植毛部分間がスリットに相当する。また、冷却具３６の後端部は、タンク３５の蓋体４１又はタンク本体４０を貫通してタンク３５内へ導入され、タンク３５内の冷却液に漬けられるように配置されている。
【００２８】
なお、図例では、冷却具３６の先端部が回転刃１６の上部を挟み込むように配置してあるが、回転刃１６の中心高さ付近としたり、やや下寄りとしてもよい。また、ヘッド移動機構４による移動方向の先方でも後方でもよい。
従って、この冷却具３６により、毛細管現象等によってタンク３５内の冷却液が回転刃１６の両面に供給される状態が保持され、回転刃１６に冷却液が付着して回転刃１６が冷却液の温度で直接冷却されると共に、付着した冷却液の気化を伴って更に冷却されるものとなる。すなわち、切断中における回転刃１６の昇温が防止されて、回転刃１６の熱に起因したシート材Ｗの溶着が防止され、その結果、回転刃１６の切れ味が長時間にわたり良好に維持され、シート材Ｗが適正に（確実且つ切断面が綺麗に）切断されることになる。
【００２９】
なお、冷却具３６のスリットに回転刃１６が挟み込まれることで、回転刃１６の回転時には当該回転刃１６の両面が冷却具３６に擦過する状態となる。そのため、回転刃１６の両面に付着するシート材Ｗの切断屑が除去される利点もある。
冷却中断機構３７は、切断対象となるシート材Ｗの材質により回転刃１６の冷却が不要な場合や切断装置１の不使用時、或いは回転刃１６の研磨時や交換作業時などに、冷却具３６を上昇させ、回転刃１６から離反させるためのものである。この冷却中断機構３７は、図４及び図５に示すように、タンク３５の上部に対応する配置として、切断ヘッド３に固定された支持部材５０と、この支持部材５０から下方突出状に設けられた昇降ガイド（立管部４５，４６）と、この昇降ガイドに沿ってタンク３５を上下動させる昇降操作部５２とを有している。
【００３０】
支持部材５０は直方体のブロック状に形成されており、その内部には、ブロック側面とブロック下面とをＬ型に繋ぐように貫通する２本の通路４３，４４が形成されている。一方の通路４３は、タンク３５に冷却液を送る送り配管部４７（詳細は後述する）の一部として用いられ、他方の通路４４は、タンク３５内の空気を吸引し且つ余剰の冷却液を回収する戻り配管部４８（詳細は後述する）の一部として用いられる。すなわち、支持部材５０は、タンク３５に対して冷却液を供給するための配管部材を兼ねている。
【００３１】
昇降ガイドは、２本の立管部４５，４６によって形成されている。これら立管部４５，４６は、支持部材５０内に形成された各通路４３，４４に対して、それらの下口側へ内部連通状に接続されている。この昇降ガイド（立管部４５，４６）に対し、タンク３５の蓋体４１が上下摺動自在に支持されている。昇降ガイド（立管部４５，４６）の下端部には、それぞれ、タンク３５の下降限界を設定するストッパ５３が設けられている。
【００３２】
また、支持部材５０とタンク３５との間には、タンク３５を上昇位置で保持させる係止機構５４が設けられている。本第１実施形態の係止機構５４は支持部材５０の下面に埋め込んだ永久磁石５５と、タンク３５の蓋体４１に植設状に設けたアジャスタボルト５６とによって構成してある。すなわち、永久磁石５５とアジャスタボルト５６との吸着により、タンク３５が上昇したままの状態に保持される。なお、言うまでもなく、アジャスタボルト５６の螺合度合いを調節することで、タンク３５の上昇位置を調節することができる。
【００３３】
なお、永久磁石５５とアジャスタボルト５６とは上下逆に入れ替えて配置してもよい。また、アジャスタボルト５６は、他の磁性体（ボルト構造を有しないものや突出していないものを含む）に置換可能である。
昇降操作部５２は、前記タンク３５に対して係脱自在に係合する把持具６０と、この把持具６０を横移動させる係脱駆動部６１と、把持具６０を上下動させる昇降駆動部６２とを有している。把持具６０は、タンク３５を上下から把持できるようにコ字型に形成されており、横（水平）移動によってタンク３５に係合又は離脱可能となっている。
【００３４】
図５に示すように、タンク３５を把持具６０で把持した状態にして、昇降駆動部６２を上昇駆動させたとき、タンク３５は、前記係止機構５４（永久磁石５５とアジャスタボルト５６）の吸着で上昇位置を保持するようになる。一方、この状態から昇降駆動部６２を下降駆動させると、係止機構５４の吸着状態が破壊されてタンク３５は下降し、ストッパ５３が蓋体４１の下面に係止することでタンク３５はその下降位置を保持するようになる。
【００３５】
図例では、中間ブラケット６３に係脱駆動部６１を設け、係脱駆動部６１で把持具６０を中間ブラケット６３に対して横移動させると共に、中間ブラケット６３を昇降駆動部６２で昇降させる構造とした。しかし、中間ブラケット６３に昇降駆動部６２を設け、昇降駆動部６２で把持具６０を中間ブラケット６３に対して昇降させると共に、中間ブラケット６３を係脱駆動部６１で横移動させる構造としてもよい。係脱駆動部６１や昇降駆動部６２は、エアシリンダ、ソレノイド、或いはモータ駆動の巻掛け機構や歯車機構等とすればよい。
【００３６】
なお、図示は省略するが、昇降操作部５２は、ヘッド移動機構４におけるＹ軸ガイドレール２５の一端部に設けておき、切断ヘッド３をＹ軸ガイドレール２５に沿ってＹ軸移動させたときに、昇降操作部５２を作動させてタンク３５の上下動を行わせるようにしてもよい。
次に、冷却手段５（タンク３５）に対して冷却液を補充するための補充手段６について説明する。
【００３７】
補充手段６は、図１及び図２に示すように、冷却手段５のタンク３５よりも大型で十分量の冷却液を貯留できるようにした貯留部７０と、この貯留部７０と冷却手段５のタンク３５との間を相互連通させる送り配管部４７及び戻り配管部４８と、負圧発生装置７１とを有している。
貯留部７０は、その容量や設置位置など、特に限定されるものではない。本第１実施形態では作業支持台２におけるＹ軸方向の一側部であって、且つ、Ｘ軸方向の一端部に設置されたものとしている。なお、作業支持台２におけるＸ軸方向の中間位置、或いは、切断作業位置に合わせて貯留部７０を配置してもよいし、場合によっては、Ｙ軸ガイドレール２５の一端部などに設けることも可能である。
【００３８】
負圧発生装置７１は、貯留部７０の冷却液をタンク３５へ給水する際に、タンク３５から戻り配管部４８を介して貯留部７０に至る経路内の一部を負圧にさせるためのものである。この負圧発生装置７１についても、その設置位置は特に限定されるものではない。本第１実施形態では、負圧発生装置７１として、エア圧を利用して負圧を生じさせるエジェクター等を採用した。また、この負圧発生装置７１は、Ｙ軸ガイドレール２５の一端側に配設して、Ｙ軸ガイドレール２５と一緒にＸ軸移動するものとした。
【００３９】
送り配管部４７は、図１及び図２に示すように、貯留部７０と後述する横突出駆動装置８２とを直接（負圧発生装置７１を経由しないで）接続する送り用の元配管部７３と、図４乃至図６に示すように、冷却手段５に付随して切断ヘッド３に設けられる送り用の遊離配管部７４とを有している。
これら元配管部７３と遊離配管部７４との間は、負圧発生装置７１と冷却手段５（切断ヘッド３）との間で、互いに分離した関係にあり、冷却手段５のタンク３５への給水時にのみ、接続されるようになっている。
【００４０】
元配管部７３は可撓性ホースなどにより形成されており、Ｙ軸ガイドレール２５が作業支持台２上をＸ軸移動するときに、貯留部７０と負圧発生装置７１との間を接続し続けることができる長さで形成されている。
これに対し、遊離配管部７４は、冷却手段５の冷却中断機構３７が具備する支持部材５０内の通路４３と、この通路４３に連通接続された立管部４５の管内とによって形成されている。すなわち、遊離配管部７４は、切断ヘッド３に設けられており、切断ヘッド３と一緒に、ヘッド移動機構４の作動によって作業支持台２上をＹ軸移動するようになっている。
【００４１】
図４と図６との比較によって明らかなように、これら元配管部７３と遊離配管部７４との相互間での接続と分離は、これらの一方側に設けられた雄側（プラグ型）コネクタ具８０と、他方側に設けられた雌側（ソケット型）コネクタ具８１とによる同軸上の抜き差しにより行われる。これら雄側コネクタ具８０と雌側コネクタ具８１との抜き差しは、負圧発生装置７１側に設けられるエアシリンダ等の横突出駆動装置８２（図１参照）の作動により、確実に行われるようになっている。
【００４２】
戻り配管部４８は、図１及び図２に示すように、貯留部７０と負圧発生装置７１とを接続する戻り用の元配管部７５と、図４乃至図６に示すように、冷却手段５に付随して切断ヘッド３に設けられる戻り用の遊離配管部７６とを有している。これら元配管部７５と遊離配管部７６との間は、負圧発生装置７１と冷却手段５（切断ヘッド３）との間で、互いに分離した関係にあり、冷却手段５のタンク３５への給水時にのみ、接続されるようになっている。
【００４３】
元配管部７５は可撓性ホースなどにより形成されており、Ｙ軸ガイドレール２５が作業支持台２上をＸ軸移動するときに、貯留部７０と負圧発生装置７１との間を接続し続けることができる長さで形成されている。
これに対し、遊離配管部７６は、冷却手段５の冷却中断機構３７が具備する支持部材５０内の通路４４と、この通路４４に連通接続された立管部４６の管内とによって形成されている。すなわち、遊離配管部７６は、切断ヘッド３に設けられており、切断ヘッド３と一緒に、ヘッド移動機構４の作動によって作業支持台２上をＹ軸移動するようになっている。
【００４４】
図４と図６との比較によって明らかなように、これら元配管部７５と遊離配管部７６との相互間での接続と分離は、これらの一方側に設けられた雄側（プラグ型）コネクタ具８０と、他方側に設けられた雌側（ソケット型）コネクタ具８１とによる同軸上の抜き差しにより行われる。これら雄側コネクタ具８０と雌側コネクタ具８１との抜き差しは、負圧発生装置７１側に設けられるエアシリンダ等の横突出駆動装置８２（図１参照）の作動により、確実に行われるようになっている。
【００４５】
なお、負圧発生装置７１側に設けられるコネクタ具（図例では雄側コネクタ具８０）には、他方のコネクタ具（図例では雌側コネクタ具８１）との接続時の過剰押圧を緩和吸収するために、コイルバネなどを用いたダンパ８３を設けてある。
以上を要するに、この補充手段６は、冷却手段５のタンク３５へ給水するに際し、まずヘッド移動機構４が作動し、切断ヘッド３をＹ軸ガイドレール２５に沿って、負圧発生装置７１が設けられた端部へ向けてＹ軸移動させ、負圧発生装置７１の側近で切断ヘッド３を停止させる。そして、次に負圧発生装置７１に設けられた横突出駆動装置８２が横突出動作を行い、負圧発生装置７１に設けられた雄側コネクタ具８０を、冷却手段５のタンク３５（切断ヘッド３側）に設けられた雌側コネクタ具８１へ差し込ませ、押圧状態に保持する。これにより、負圧発生装置７１を介して、元配管部７３，７５と遊離配管部７４，７６とがそれぞれ連通接続される。すなわち、タンク３５と貯留部７０との間が、送り配管部４７及び戻り配管部４８によって、それぞれ、相互連通されることになる。
【００４６】
この状態で、負圧発生装置７１が作動して、戻り配管部４８内を負圧にする。そのため、戻り用の遊離配管部７６（通路４４と立管部４６の管内）を介してタンク３５内が負圧化され、送り配管部４７内（即ち、送り用の遊離配管部７４（立管部４５の管内と通路４３）及び元配管部７３）を介して貯留部７０からタンク３５へ向けて冷却液が吸引される。
【００４７】
従って、タンク３５内に残留していた冷却液がエアと一緒に、戻り配管部４８を介して貯留部７０へと回収されると同時に、貯留部７０からの冷却液が送り配管部４７を介してタンク３５内へと一気に給水される。前記したように、タンク３５内には、立管部４５，４６における下側の各管端が下突出状態で設けられているので、これら立管部４５，４６における下側の各管端が満水時の液面となる。
【００４８】
このとき、タンク３５内には、立管部４５，４６における下側の各管端より上部に、貯留水位が確保されていることになる。そのため、負圧発生装置７１が作動を停止したときに、立管部４５，４６内に残る少量の冷却水がタンク３５内に流下するようになったとしても、タンク３５から冷却水が溢れるようなことはない。
この補充手段６において、冷却手段５のタンク３５に冷却液を給水する動作は、ヘッド移動機構４による切断ヘッド３の移動量情報に基づいて制御されるようになっている。すなわち、作業支持台２上に広げられた一枚のシート材Ｗに対し、切り出す生地パーツＰの切断パターンは、予め、ヘッド移動機構４の動作を制御するコンピュータへ入力される。この入力情報により、切断ヘッド３の移動距離、すなわち、回転刃１６による切断距離（この切断距離等が「切断ヘッド３の移動量情報」である）を把握することができ、冷却液の消費量も予測できることになる。
【００４９】
従って、タンク３５が空になる前に、確実に冷却液の補充タイミングを判断することができるものであり、タンク３５に対する水位センサなどの検出手段も不要である。
なお、給水のための動作タイムは、Ｙ軸ガイドレール２５に沿った切断ヘッド３のＹ軸移動時間と、負圧発生装置７１による極めて短時間の作動時間だけでよい（切断ヘッド３のＸ軸移動に係る時間は不要である）ことから、大幅な時間短縮が可能となっている。従って、作業支持台２上の切断作業位置へシート材Ｗを搬入したり、切断後に得られた生地パーツＰを下流側へ搬出したりする時間を利用して、給水動作を完了させることが可能となり、シート材切断装置１としての稼働効率を高めることができる利点がある。
【００５０】
以上、詳説したところから明らかなように、本発明に係るシート材切断装置１では、冷却手段５のタンク３５へ給水が必要となったときに、このタンク３５と貯留部７０との間を送り配管部４７及び戻り配管部４８によって相互連通させ、負圧発生装置７１によって戻り配管部４８内を負圧にさせることで、貯留部７０からタンク３５内へ冷却液を一気に送り込むようにしている。
【００５１】
そして、タンク３５への給水タイミングを、ヘッド移動機構４による切断ヘッド３の移動量情報に基づき、判別するようにしている。すなわち、タンク３５内の実質的な冷却液量を検出するものではない（水位センサなどは不要にしている）。これらのことから、冷却液の補充を確実で且つ短時間で行えるものとしている。それ故、回転刃１６に対するシート材Ｗの一部溶着を確実に防止して、適正な切断を長時間に渡り可能とできるものである。
【００５２】
回転刃１６の冷却を確実化できるため、回転刃１６の回転数を高め、よって切断速度を高め、シート材切断装置１としての稼働効率を高められることは言うまでもない。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
回転刃１６は、円板刃とすることが限定されるものではなく、多角形状の板刃や歯車状の板刃などを採用することもできる。
【００５３】
冷却具３６は、スリットを有さず、回転刃１６の片面のみに当接させる構造としてもよい。
補充手段６において、送り配管部４７は、元配管部７３と遊離配管部７４とが分離したものとすることが限定されるものではなく、可撓性ホースなどで一連に接続されたものとすることが可能である。戻り配管部４８についても同様である。
【００５４】
シート材Ｗは、ロール体から巻き出した連続（帯状）生地としてもよい。また生地質は何ら限定されない。生地の他、樹脂シートや紙などとしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ シート材切断装置
２ 作業支持台
３ 切断ヘッド
４ ヘッド移動機構
５ 冷却手段
６ 補充手段
７ ローラ
８ ベルト
９ 吸着移送装置
１０ ストック位置
１５ 回転軸
１６ 回転刃
１７ モータ
１８ 伝動手段
１９ 巻掛け伝動手段
２０ 押さえ板
２１ スライドガイド
２５ Ｙ軸ガイドレール
２６ 移動脚部
２７ 移動台部
２８ 昇降機構
２９ 旋回機構
３０ リングギヤ
３１ パルスモータ
３５ タンク
３６ 冷却具
３７ 冷却中断機構
４０ タンク本体
４１ 蓋体
４３ 通路
４４ 通路
４５ 立管部
４６ 立管部
４６ 送り配管部
４７ 戻り配管部
５０ 支持部材
５２ 昇降操作部
５３ ストッパ
５４ 係止機構
５５ 永久磁石
５６ アジャスタボルト
６０ 把持具
６１ 係脱駆動部
６２ 昇降駆動部
６３ 中間ブラケット
７０ 貯留部
７１ 負圧発生装置
７３ 送り用の元配管部
７４ 送り用の遊離配管部
７５ 戻り用の元配管部
７６ 戻り用の遊離配管部
８０ 雄側コネクタ具
８１ 雌側コネクタ具
８２ 横突出駆動装置
８３ ダンパ
Ｐ 生地パーツ
Ｗ シート材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生地等の薄いシート材を切断する装置として、シート材を広げて支持する作業支持台と、水平な回転軸まわりに回転する回転刃により作業支持台上のシート材を切断する切断ヘッドと、この切断ヘッドを前記作業支持台の上方で移動（水平移動、旋回動作及び昇降動作の組み合わせ）させるヘッド移動機構とを有したものが知られている。この種、切断装置では、回転する回転刃とシート材又は作業支持台との間で摩擦が生じるため、回転刃が昇温し、シート材が化繊等である場合には、シート材の一部（繊維など）が刃先に溶着する問題があった。
【０００３】
そこで本出願人は、嘗て、回転刃に冷却液を付着させて冷却させる技術を開発して特許出願し、特許されている（特許文献１参照）。この先願に係る装置（以下、先願装置）では、適量の冷却液を貯留するタンクを切断ヘッドに搭載させている。そして、このタンクの冷却液が減少したときには、ヘッド移動機構によって切断ヘッドを作業支持台の一側部などへ設置した貯留部（タンクよりも貯留量の多い大型タンク）まで移動させ、この貯留部からタンクへと冷却液の補充を行わせる構造としていた。
【０００４】
切断ヘッドに搭載したタンクには、冷却液の液面が所定水位を割った時点を検出する水位センサを設けて、冷却液の補充タイミングを判断できるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４９７８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記先願装置の開発により、回転刃を確実に冷却させ、シート材の一部溶着を防止することは可能となったが、切断ヘッドに設けたタンクへ冷却液を補充するに際して、水位センサが検出誤動作や検出不良などを稀に起こす問題があった。水位センサが検出誤動作や検出不良などを起こすのは、冷却液の表面張力をはじめ、タンク内の冷却液が切断ヘッドの移動に伴って液面揺れを生じることや、水位センサまわりの明るさが一定しないことなどが要因として考えられる。
【０００７】
一方で、タンクへ冷却液を補充するために必要とされる時間を短縮して、シート材の切断に係るサイクルタイムを可及的に短くしたいとの要請もあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、回転刃に対するシート材の一部溶着を確実に防止して、適正な切断を長時間に渡り可能とすることを前提として、冷却液の補充を確実で且つ短時間で行えるようにしたシート材切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係るシート材切断装置は、シート材を広げて支持する作業支持台と、水平な回転軸まわりに回転する回転刃により作業支持台上のシート材を切断する切断ヘッドと、この切断ヘッドを前記作業支持台の上方で移動させるヘッド移動機構と、冷却液を貯留するタンク及びこのタンク内の冷却液を前記回転刃に付着させる冷却具を有して前記切断ヘッドに設けられた冷却手段と、前記タンクへ冷却液を補充する補充手段とを具備しており、前記補充手段は、冷却液を貯留する貯留部と、少なくとも前記冷却手段のタンクへの給水時に当該タンクと前記貯留部との間を相互連通させる送り配管部及び戻り配管部と、前記給水時にタンクから戻り配管部を介して貯留部に至る経路内の一部を負圧にさせる負圧発生装置とを有していることを特徴とする。
【０００９】
前記ヘッド移動機構は、作業支持台上を跨って架設されたＹ軸ガイドレールを有してこのＹ軸ガイドレールで前記切断ヘッドを保持するものであって、前記Ｙ軸ガイドレールは、当該Ｙ軸ガイドレールの長手方向と平面視直交する方向に沿って作業支持台上をＸ軸移動可能とされていると共に、前記切断ヘッドは、前記Ｙ軸ガイドレールの長手方向に沿ってＹ軸移動可能なものとすればよい。
【００１０】
そのうえで、前記補充手段は、前記負圧発生装置がＹ軸ガイドレールの一端側に配設されており、前記送り配管部及び戻り配管部は、前記負圧発生装置と前記貯留部とを接続する元配管部と、前記冷却手段に付随して前記切断ヘッドに設けられ前記元配管部とは分離した遊離配管部とを有して、前記給水時には切断ヘッドのＹ軸移動を伴って負圧発生装置と遊離配管部とが連通接続される構成とすればよい。
【００１１】
なお、ここにおいて「Ｙ軸」の方向や「Ｘ軸」の方向は、平面視したときにこれらＹ軸とＸ軸とが互いに直交していることを特定したものであって、作業支持台やこの作業支持台上で支持されるシート材に対する固有の方向を限定したものではない。
この場合、前記補充手段は、貯留部が作業支持台の一側部に設置されたものとすればよい。
【００１２】
前記補充手段の送り配管部及び戻り配管部は、前記冷却手段のタンク上部からタンク内へ連通する状態で垂下する各別の立管部を有しており、タンクにはこれら立管部の各管端より上部にも貯留水位が確保されたものとするのが好適である。
前記補充手段による前記冷却手段への冷却液給水動作は、前記ヘッド移動機構による切断ヘッドの移動量情報に基づいて制御される構成とすればよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るシート材切断装置によれば、回転刃に対するシート材の一部溶着を確実に防止して、適正な切断を長時間に渡り可能とすることを前提として、冷却液の補充を確実で且つ短時間で行える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るシート材切断装置の第１実施形態を示した斜視図である。
【図２】本発明に係るシート材切断装置の第１実施形態を示した平面図である。
【図３】切断ヘッドを示した側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】タンクの上昇時を示した切断ヘッドの断面図（図３のＡ−Ａ線断面図に対応）である。
【図６】タンクの給水時を示した切断ヘッドの断面図（図３のＡ−Ａ線断面図に対応）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１乃至図６は、本発明に係るシート材切断装置１の第１実施形態を示している。このシート材切断装置１は、シート材Ｗを広げて支持する作業支持台２と、この作業支持台２上のシート材Ｗを切断する切断ヘッド３と、この切断ヘッド３を移動させるヘッド移動機構４とを有している。またこのシート材切断装置１では、切断ヘッド３に対して冷却手段５が設けられており、この冷却手段５に対して冷却液を補充するための補充手段６が設けられている。
【００１６】
なお、本第１実施形態では、シート材Ｗが長方形状に切断された生地であって、この生地から衣類などを仕立てるうえで必要とされる種々様々な形状をした生地パーツＰを切り出す場合を説明する。
まず、シート材切断装置１の概要を説明する。
作業支持台２は、一対のローラ７に対して通気性素材で形成されたベルト８を巻回することで、台上面（上部張り側ベルトの上面）を水平面とした駆動ベルトコンベアが構成されたものとしてある。従って、この作業支持台２の上流側（図２右側）から供給されるシート材Ｗを台上面の所定位置（切断位置）へ搬入し、またシート材Ｗから切り出された生地パーツＰを作業支持台２の下流側（図２左側）へ搬出できるものとしてある。作業支持台２から搬出された生地パーツＰは、吸着移送装置９などによって積層等によるストック位置１０へと移送される。
【００１７】
この作業支持台２に対してシート材Ｗを固定するには、シート材Ｗに対する切断位置（切断ヘッド３の下方位置）又は台上面の全面を、台上面を介して台下方へ吸引することにより、シート材Ｗの一部又は全部を台上面に吸い付ける方法等が採用される。なお、作業支持台２は、固定の台などによって構成することもできる。
切断ヘッド３は、図３に示すように、水平な回転軸１５に支持されて当該回転軸１５のまわりで回転可能とされた回転刃１６を有している。この回転刃１６は、外周部全周に刃先を有する金属製の円板刃である。この切断ヘッド３は、回転刃１６の上方に設けられたモータ１７の出力軸からベベルギヤ機構等の伝動手段１８を介して側方の巻掛け伝動手段１９（図４乃至図６参照）を駆動し、この巻掛け伝動手段１９によって回転軸１５に回転駆動を伝え、この回転軸１５と共に回転刃１６を一体回転させる構造となっている。
【００１８】
本第１実施形態では、回転刃１６の下側の刃先を取り囲む（上下に貫通するスリットに回転刃１６の下側の刃先を差し入れる）状態で押さえ板２０を設けてある。この押さえ板２０は、上下方向のスライドをガイドするスライドガイド２１（図４乃至図６参照）によって上下動自在に支持され、当該押さえ板２０の自重により、回転刃１６の下端よりも若干下となる高さを維持するように保持されている。
【００１９】
従って、回転刃１６の下端が作業支持台２上のシート材Ｗを切断するときに、押さえ板２０がその自重によってシート材Ｗを作業支持台２上へ押さえるようになっている。
ヘッド移動機構４は、図１及び図２に示すように、作業支持台２の上方を幅方向（図２の上下方向であって、以下「Ｙ軸方向」と言う）に跨って（横断して）架設されたＹ軸ガイドレール２５を有している。このＹ軸ガイドレール２５の両端部には、作業支持台２の両側部上で所定高さを保持させる移動脚部２６が設けられている。この移動脚部２６は、作業支持台２の両側部上を、Ｙ軸ガイドレール２５の長手方向に平面視直交する方向（図２の左右方向であって、以下「Ｘ軸方向」と言う）に沿って移動自在とされている。
【００２０】
Ｙ軸ガイドレール２５には、その長手方向（Ｙ軸方向）に沿って移動自在となる移動台部２７が設けられており、この移動台部２７に、昇降機構２８及び旋回機構２９を介して前記した切断ヘッド３が設けられている。すなわち、この移動台部２７の移動を受けて、切断ヘッド３は、Ｙ軸ガイドレール２５の長手方向に沿ったＹ軸移動が可能となっている。
【００２１】
移動脚部２６をＸ軸移動させる駆動部や、移動台部２７をＹ軸移動させる駆動部は、ロッドレスシリンダをはじめ、チェーンやベルト等の巻掛機構、伸縮式の流体圧シリンダ、ネジ送り機構等を採用することができる。
移動台部２７に設けられる昇降機構２８は、切断ヘッド３の回転刃１６を、作業支持台２上のシート材Ｗを切断可能な下降位置と、シート材Ｗ上方へ浮き上がらせる上昇位置との間で昇降させるためのものである。この昇降機構２８は、例えば、流体圧シリンダやラックとピニオンを組み合わせたモータ駆動機構、ソレノイド等により構成される。
【００２２】
また、移動台部２７に設けられる旋回機構２９は、切断ヘッド３の回転刃１６を、縦軸回りに旋回させるためのものである。この旋回機構２９は、例えば、回転刃１６を回転駆動させるモータ１７の外周部に、外歯のリングギヤ３０（図３乃至図６参照）を同軸配置で設けておき、これらモータ１７、リングギヤ３０、回転刃１６を一体で縦軸まわりに旋回自在とし、そのうえでリングギヤ３０をパルスモータ３１（図１参照）などで回転駆動させる構成とすればよい。
【００２３】
このような構成のヘッド移動機構４では、Ｙ軸ガイドレール２５のＸ軸移動と、移動台部２７のＹ軸移動との組み合わせによって切断ヘッド３（回転刃１６）を水平移動させ、この水平移動の移動方向に対して回転刃１６の下側の刃先を向けるように旋回機構２９を駆動させ、また非切断位置では昇降機構２８の駆動により回転刃１６をシート材Ｗの上方へ浮き上げさせるものである。
【００２４】
次に、切断ヘッド３に対して設けられた冷却手段５について説明する。
冷却手段５は、図３乃至図６に示すように、冷却液を貯留するタンク３５と、このタンク３５内の冷却液を回転刃１６に付着させる冷却具３６とを有している。また、冷却手段５には冷却中断機構３７が設けられている。
冷却液としては、水、シリコン油、アルコールなど種々のものを利用可能であるが、冷却効率、コスト等の観点から水を利用するのが好適である。
【００２５】
タンク３５は、上部解放の箱形をしたタンク本体４０と、このタンク本体４０の上部を塞ぐ蓋体４１とを有している。タンク本体４０は、切断ヘッド３と一緒に移動させる（殊に旋回させる）という事情から、あまり大型にはできない。とは言え、小さすぎると冷却液を頻繁に補充しなければならず、シート材切断装置１としての稼働効率に影響を及ぼすことになる。
【００２６】
従って、タンク容量として、ある程度の上限・下限が設けられるが、冷却液の消費量はシート材Ｗの材質や面積、厚さ、切断量の大小、使用環境等により左右されることになるので、具体的な数値が限定されるわけではない。本第１実施形態では、約２０分の切断で冷却液の補充を１回行うことを目安として、タンク容量を設定するものとした。
なお、このタンク３５には、蓋体４１を上下に貫通して、後述する送り配管部４７用の立管部４５と戻り配管部４８用の立管部４６とが設けられている。そして、これら立管部４５，４６における下側の各管端は、蓋体４１の下面よりもタンク内方（下方）へ突出した状態となっている。そのため、前記したタンク容量は、これら立管部４５，４６における下側の各管端よりも下位側で設定される。また、このタンク３５には、立管部４５，４６における下側の各管端より上部にも、貯留水位が確保されていることになる（その理由については後述する）。
【００２７】
冷却具３６は、フェルト、布、スポンジ等の吸水性を有する素材により形成するか、又は刷毛やブラシ等の保水性を有する構造としてあり、回転刃１６へ向けた先端部には、回転刃１６を挟み込むようにスリットが形成されている。冷却具３６が刷毛やブラシである場合には、植毛部分間がスリットに相当する。また、冷却具３６の後端部は、タンク３５の蓋体４１又はタンク本体４０を貫通してタンク３５内へ導入され、タンク３５内の冷却液に漬けられるように配置されている。
【００２８】
なお、図例では、冷却具３６の先端部が回転刃１６の上部を挟み込むように配置してあるが、回転刃１６の中心高さ付近としたり、やや下寄りとしてもよい。また、ヘッド移動機構４による移動方向の先方でも後方でもよい。
従って、この冷却具３６により、毛細管現象等によってタンク３５内の冷却液が回転刃１６の両面に供給される状態が保持され、回転刃１６に冷却液が付着して回転刃１６が冷却液の温度で直接冷却されると共に、付着した冷却液の気化を伴って更に冷却されるものとなる。すなわち、切断中における回転刃１６の昇温が防止されて、回転刃１６の熱に起因したシート材Ｗの溶着が防止され、その結果、回転刃１６の切れ味が長時間にわたり良好に維持され、シート材Ｗが適正に（確実且つ切断面が綺麗に）切断されることになる。
【００２９】
なお、冷却具３６のスリットに回転刃１６が挟み込まれることで、回転刃１６の回転時には当該回転刃１６の両面が冷却具３６に擦過する状態となる。そのため、回転刃１６の両面に付着するシート材Ｗの切断屑が除去される利点もある。
冷却中断機構３７は、切断対象となるシート材Ｗの材質により回転刃１６の冷却が不要な場合や切断装置１の不使用時、或いは回転刃１６の研磨時や交換作業時などに、冷却具３６を上昇させ、回転刃１６から離反させるためのものである。この冷却中断機構３７は、図４及び図５に示すように、タンク３５の上部に対応する配置として、切断ヘッド３に固定された支持部材５０と、この支持部材５０から下方突出状に設けられた昇降ガイド（立管部４５，４６）と、この昇降ガイドに沿ってタンク３５を上下動させる昇降操作部５２とを有している。
【００３０】
支持部材５０は直方体のブロック状に形成されており、その内部には、ブロック側面とブロック下面とをＬ型に繋ぐように貫通する２本の通路４３，４４が形成されている。一方の通路４３は、タンク３５に冷却液を送る送り配管部４７（詳細は後述する）の一部として用いられ、他方の通路４４は、タンク３５内の空気を吸引し且つ余剰の冷却液を回収する戻り配管部４８（詳細は後述する）の一部として用いられる。すなわち、支持部材５０は、タンク３５に対して冷却液を供給するための配管部材を兼ねている。
【００３１】
昇降ガイドは、２本の立管部４５，４６によって形成されている。これら立管部４５，４６は、支持部材５０内に形成された各通路４３，４４に対して、それらの下口側へ内部連通状に接続されている。この昇降ガイド（立管部４５，４６）に対し、タンク３５の蓋体４１が上下摺動自在に支持されている。昇降ガイド（立管部４５，４６）の下端部には、それぞれ、タンク３５の下降限界を設定するストッパ５３が設けられている。
【００３２】
また、支持部材５０とタンク３５との間には、タンク３５を上昇位置で保持させる係止機構５４が設けられている。本第１実施形態の係止機構５４は支持部材５０の下面に埋め込んだ永久磁石５５と、タンク３５の蓋体４１に植設状に設けたアジャスタボルト５６とによって構成してある。すなわち、永久磁石５５とアジャスタボルト５６との吸着により、タンク３５が上昇したままの状態に保持される。なお、言うまでもなく、アジャスタボルト５６の螺合度合いを調節することで、タンク３５の上昇位置を調節することができる。
【００３３】
なお、永久磁石５５とアジャスタボルト５６とは上下逆に入れ替えて配置してもよい。また、アジャスタボルト５６は、他の磁性体（ボルト構造を有しないものや突出していないものを含む）に置換可能である。
昇降操作部５２は、前記タンク３５に対して係脱自在に係合する把持具６０と、この把持具６０を横移動させる係脱駆動部６１と、把持具６０を上下動させる昇降駆動部６２とを有している。把持具６０は、タンク３５を上下から把持できるようにコ字型に形成されており、横（水平）移動によってタンク３５に係合又は離脱可能となっている。
【００３４】
図５に示すように、タンク３５を把持具６０で把持した状態にして、昇降駆動部６２を上昇駆動させたとき、タンク３５は、前記係止機構５４（永久磁石５５とアジャスタボルト５６）の吸着で上昇位置を保持するようになる。一方、この状態から昇降駆動部６２を下降駆動させると、係止機構５４の吸着状態が破壊されてタンク３５は下降し、ストッパ５３が蓋体４１の下面に係止することでタンク３５はその下降位置を保持するようになる。
【００３５】
図例では、中間ブラケット６３に係脱駆動部６１を設け、係脱駆動部６１で把持具６０を中間ブラケット６３に対して横移動させると共に、中間ブラケット６３を昇降駆動部６２で昇降させる構造とした。しかし、中間ブラケット６３に昇降駆動部６２を設け、昇降駆動部６２で把持具６０を中間ブラケット６３に対して昇降させると共に、中間ブラケット６３を係脱駆動部６１で横移動させる構造としてもよい。係脱駆動部６１や昇降駆動部６２は、エアシリンダ、ソレノイド、或いはモータ駆動の巻掛け機構や歯車機構等とすればよい。
【００３６】
なお、図示は省略するが、昇降操作部５２は、ヘッド移動機構４におけるＹ軸ガイドレール２５の一端部に設けておき、切断ヘッド３をＹ軸ガイドレール２５に沿ってＹ軸移動させたときに、昇降操作部５２を作動させてタンク３５の上下動を行わせるようにしてもよい。
次に、冷却手段５（タンク３５）に対して冷却液を補充するための補充手段６について説明する。
【００３７】
補充手段６は、図１及び図２に示すように、冷却手段５のタンク３５よりも大型で十分量の冷却液を貯留できるようにした貯留部７０と、この貯留部７０と冷却手段５のタンク３５との間を相互連通させる送り配管部４７及び戻り配管部４８と、負圧発生装置７１とを有している。
貯留部７０は、その容量や設置位置など、特に限定されるものではない。本第１実施形態では作業支持台２におけるＹ軸方向の一側部であって、且つ、Ｘ軸方向の一端部に設置されたものとしている。なお、作業支持台２におけるＸ軸方向の中間位置、或いは、切断作業位置に合わせて貯留部７０を配置してもよいし、場合によっては、Ｙ軸ガイドレール２５の一端部などに設けることも可能である。
【００３８】
負圧発生装置７１は、貯留部７０の冷却液をタンク３５へ給水する際に、タンク３５から戻り配管部４８を介して貯留部７０に至る経路内の一部を負圧にさせるためのものである。この負圧発生装置７１についても、その設置位置は特に限定されるものではない。本第１実施形態では、負圧発生装置７１として、エア圧を利用して負圧を生じさせるエジェクター等を採用した。また、この負圧発生装置７１は、Ｙ軸ガイドレール２５の一端側に配設して、Ｙ軸ガイドレール２５と一緒にＸ軸移動するものとした。
【００３９】
送り配管部４７は、図１及び図２に示すように、貯留部７０と後述する横突出駆動装置８２とを直接（負圧発生装置７１を経由しないで）接続する送り用の元配管部７３と、図４乃至図６に示すように、冷却手段５に付随して切断ヘッド３に設けられる送り用の遊離配管部７４とを有している。
これら元配管部７３と遊離配管部７４との間は、負圧発生装置７１と冷却手段５（切断ヘッド３）との間で、互いに分離した関係にあり、冷却手段５のタンク３５への給水時にのみ、接続されるようになっている。
【００４０】
元配管部７３は可撓性ホースなどにより形成されており、Ｙ軸ガイドレール２５が作業支持台２上をＸ軸移動するときに、貯留部７０と負圧発生装置７１との間を接続し続けることができる長さで形成されている。
これに対し、遊離配管部７４は、冷却手段５の冷却中断機構３７が具備する支持部材５０内の通路４３と、この通路４３に連通接続された立管部４５の管内とによって形成されている。すなわち、遊離配管部７４は、切断ヘッド３に設けられており、切断ヘッド３と一緒に、ヘッド移動機構４の作動によって作業支持台２上をＹ軸移動するようになっている。
【００４１】
図４と図６との比較によって明らかなように、これら元配管部７３と遊離配管部７４との相互間での接続と分離は、これらの一方側に設けられた雄側（プラグ型）コネクタ具８０と、他方側に設けられた雌側（ソケット型）コネクタ具８１とによる同軸上の抜き差しにより行われる。これら雄側コネクタ具８０と雌側コネクタ具８１との抜き差しは、負圧発生装置７１側に設けられるエアシリンダ等の横突出駆動装置８２（図１参照）の作動により、確実に行われるようになっている。
【００４２】
戻り配管部４８は、図１及び図２に示すように、貯留部７０と負圧発生装置７１とを接続する戻り用の元配管部７５と、図４乃至図６に示すように、冷却手段５に付随して切断ヘッド３に設けられる戻り用の遊離配管部７６とを有している。これら元配管部７５と遊離配管部７６との間は、負圧発生装置７１と冷却手段５（切断ヘッド３）との間で、互いに分離した関係にあり、冷却手段５のタンク３５への給水時にのみ、接続されるようになっている。
【００４３】
元配管部７５は可撓性ホースなどにより形成されており、Ｙ軸ガイドレール２５が作業支持台２上をＸ軸移動するときに、貯留部７０と負圧発生装置７１との間を接続し続けることができる長さで形成されている。
これに対し、遊離配管部７６は、冷却手段５の冷却中断機構３７が具備する支持部材５０内の通路４４と、この通路４４に連通接続された立管部４６の管内とによって形成されている。すなわち、遊離配管部７６は、切断ヘッド３に設けられており、切断ヘッド３と一緒に、ヘッド移動機構４の作動によって作業支持台２上をＹ軸移動するようになっている。
【００４４】
図４と図６との比較によって明らかなように、これら元配管部７５と遊離配管部７６との相互間での接続と分離は、これらの一方側に設けられた雄側（プラグ型）コネクタ具８０と、他方側に設けられた雌側（ソケット型）コネクタ具８１とによる同軸上の抜き差しにより行われる。これら雄側コネクタ具８０と雌側コネクタ具８１との抜き差しは、負圧発生装置７１側に設けられるエアシリンダ等の横突出駆動装置８２（図１参照）の作動により、確実に行われるようになっている。
【００４５】
なお、負圧発生装置７１側に設けられるコネクタ具（図例では雄側コネクタ具８０）には、他方のコネクタ具（図例では雌側コネクタ具８１）との接続時の過剰押圧を緩和吸収するために、コイルバネなどを用いたダンパ８３を設けてある。
以上を要するに、この補充手段６は、冷却手段５のタンク３５へ給水するに際し、まずヘッド移動機構４が作動し、切断ヘッド３をＹ軸ガイドレール２５に沿って、負圧発生装置７１が設けられた端部へ向けてＹ軸移動させ、負圧発生装置７１の側近で切断ヘッド３を停止させる。そして、次に負圧発生装置７１に設けられた横突出駆動装置８２が横突出動作を行い、負圧発生装置７１に設けられた雄側コネクタ具８０を、冷却手段５のタンク３５（切断ヘッド３側）に設けられた雌側コネクタ具８１へ差し込ませ、押圧状態に保持する。これにより、負圧発生装置７１を介して、元配管部７３，７５と遊離配管部７４，７６とがそれぞれ連通接続される。すなわち、タンク３５と貯留部７０との間が、送り配管部４７及び戻り配管部４８によって、それぞれ、相互連通されることになる。
【００４６】
この状態で、負圧発生装置７１が作動して、戻り配管部４８内を負圧にする。そのため、戻り用の遊離配管部７６（通路４４と立管部４６の管内）を介してタンク３５内が負圧化され、送り配管部４７内（即ち、送り用の遊離配管部７４（立管部４５の管内と通路４３）及び元配管部７３）を介して貯留部７０からタンク３５へ向けて冷却液が吸引される。
【００４７】
従って、タンク３５内に残留していた冷却液がエアと一緒に、戻り配管部４８を介して貯留部７０へと回収されると同時に、貯留部７０からの冷却液が送り配管部４７を介してタンク３５内へと一気に給水される。前記したように、タンク３５内には、立管部４５，４６における下側の各管端が下突出状態で設けられているので、これら立管部４５，４６における下側の各管端が満水時の液面となる。
【００４８】
このとき、タンク３５内には、立管部４５，４６における下側の各管端より上部に、貯留水位が確保されていることになる。そのため、負圧発生装置７１が作動を停止したときに、立管部４５，４６内に残る少量の冷却水がタンク３５内に流下するようになったとしても、タンク３５から冷却水が溢れるようなことはない。
この補充手段６において、冷却手段５のタンク３５に冷却液を給水する動作は、ヘッド移動機構４による切断ヘッド３の移動量情報に基づいて制御されるようになっている。すなわち、作業支持台２上に広げられた一枚のシート材Ｗに対し、切り出す生地パーツＰの切断パターンは、予め、ヘッド移動機構４の動作を制御するコンピュータへ入力される。この入力情報により、切断ヘッド３の移動距離、すなわち、回転刃１６による切断距離（この切断距離等が「切断ヘッド３の移動量情報」である）を把握することができ、冷却液の消費量も予測できることになる。
【００４９】
従って、タンク３５が空になる前に、確実に冷却液の補充タイミングを判断することができるものであり、タンク３５に対する水位センサなどの検出手段も不要である。
なお、給水のための動作タイムは、Ｙ軸ガイドレール２５に沿った切断ヘッド３のＹ軸移動時間と、負圧発生装置７１による極めて短時間の作動時間だけでよい（切断ヘッド３のＸ軸移動に係る時間は不要である）ことから、大幅な時間短縮が可能となっている。従って、作業支持台２上の切断作業位置へシート材Ｗを搬入したり、切断後に得られた生地パーツＰを下流側へ搬出したりする時間を利用して、給水動作を完了させることが可能となり、シート材切断装置１としての稼働効率を高めることができる利点がある。
【００５０】
以上、詳説したところから明らかなように、本発明に係るシート材切断装置１では、冷却手段５のタンク３５へ給水が必要となったときに、このタンク３５と貯留部７０との間を送り配管部４７及び戻り配管部４８によって相互連通させ、負圧発生装置７１によって戻り配管部４８内を負圧にさせることで、貯留部７０からタンク３５内へ冷却液を一気に送り込むようにしている。
【００５１】
そして、タンク３５への給水タイミングを、ヘッド移動機構４による切断ヘッド３の移動量情報に基づき、判別するようにしている。すなわち、タンク３５内の実質的な冷却液量を検出するものではない（水位センサなどは不要にしている）。これらのことから、冷却液の補充を確実で且つ短時間で行えるものとしている。それ故、回転刃１６に対するシート材Ｗの一部溶着を確実に防止して、適正な切断を長時間に渡り可能とできるものである。
【００５２】
回転刃１６の冷却を確実化できるため、回転刃１６の回転数を高め、よって切断速度を高め、シート材切断装置１としての稼働効率を高められることは言うまでもない。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
回転刃１６は、円板刃とすることが限定されるものではなく、多角形状の板刃や歯車状の板刃などを採用することもできる。
【００５３】
冷却具３６は、スリットを有さず、回転刃１６の片面のみに当接させる構造としてもよい。
補充手段６において、送り配管部４７は、元配管部７３と遊離配管部７４とが分離したものとすることが限定されるものではなく、可撓性ホースなどで一連に接続されたものとすることが可能である。戻り配管部４８についても同様である。
【００５４】
シート材Ｗは、ロール体から巻き出した連続（帯状）生地としてもよい。また生地質は何ら限定されない。生地の他、樹脂シートや紙などとしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ シート材切断装置
２ 作業支持台
３ 切断ヘッド
４ ヘッド移動機構
５ 冷却手段
６ 補充手段
７ ローラ
８ ベルト
９ 吸着移送装置
１０ ストック位置
１５ 回転軸
１６ 回転刃
１７ モータ
１８ 伝動手段
１９ 巻掛け伝動手段
２０ 押さえ板
２１ スライドガイド
２５ Ｙ軸ガイドレール
２６ 移動脚部
２７ 移動台部
２８ 昇降機構
２９ 旋回機構
３０ リングギヤ
３１ パルスモータ
３５ タンク
３６ 冷却具
３７ 冷却中断機構
４０ タンク本体
４１ 蓋体
４３ 通路
４４ 通路
４５ 立管部
４６ 立管部
４６ 送り配管部
４７ 戻り配管部
５０ 支持部材
５２ 昇降操作部
５３ ストッパ
５４ 係止機構
５５ 永久磁石
５６ アジャスタボルト
６０ 把持具
６１ 係脱駆動部
６２ 昇降駆動部
６３ 中間ブラケット
７０ 貯留部
７１ 負圧発生装置
７３ 送り用の元配管部
７４ 送り用の遊離配管部
７５ 戻り用の元配管部
７６ 戻り用の遊離配管部
８０ 雄側コネクタ具
８１ 雌側コネクタ具
８２ 横突出駆動装置
８３ ダンパ
Ｐ 生地パーツ
Ｗ シート材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材を広げて支持する作業支持台と、水平な回転軸まわりに回転する回転刃により作業支持台上のシート材を切断する切断ヘッドと、この切断ヘッドを前記作業支持台の上方で移動させるヘッド移動機構と、冷却液を貯留するタンク及びこのタンク内の冷却液を前記回転刃に付着させる冷却具を有して前記切断ヘッドに設けられた冷却手段と、前記タンクへ冷却液を補充する補充手段とを具備しており、
前記補充手段は、冷却液を貯留する貯留部と、少なくとも前記冷却手段のタンクへの給水時に当該タンクと前記貯留部との間を相互連通させる送り配管部及び戻り配管部と、前記給水時にタンクから戻り配管部を介して貯留部に至る経路内の一部を負圧にさせる負圧発生装置とを有している
ことを特徴とするシート材切断装置。
【請求項２】
前記ヘッド移動機構は、作業支持台上を跨って架設されたＹ軸ガイドレールを有してこのＹ軸ガイドレールで前記切断ヘッドを保持するものであって、前記Ｙ軸ガイドレールは、当該Ｙ軸ガイドレールの長手方向と平面視直交する方向に沿って作業支持台上をＸ軸移動可能とされていると共に、前記切断ヘッドは、前記Ｙ軸ガイドレールの長手方向に沿ってＹ軸移動可能としており、
前記補充手段は、前記負圧発生装置がＹ軸ガイドレールの一端側に配設されており、前記送り配管部及び戻り配管部は、前記負圧発生装置と前記貯留部とを接続する元配管部と、前記冷却手段に付随して前記切断ヘッドに設けられ前記元配管部とは分離した遊離配管部とを有して、前記給水時には切断ヘッドのＹ軸移動を伴って負圧発生装置と遊離配管部とが連通接続される構成である
ことを特徴とする請求項１記載のシート材切断装置。
【請求項３】
前記補充手段は、貯留部が作業支持台の一側部に設置されていることを特徴とする請求項２記載のシート材切断装置。
【請求項４】
前記補充手段の送り配管部及び戻り配管部は、前記冷却手段のタンク上部からタンク内へ連通する状態で垂下する各別の立管部を有しており、タンクにはこれら立管部の各管端より上部にも貯留水位が確保されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート材切断装置。
【請求項５】
前記補充手段による前記冷却手段への冷却液給水動作は、前記ヘッド移動機構による切断ヘッドの移動量情報に基づいて制御される構成となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート材切断装置。
【請求項１】
シート材を広げて支持する作業支持台と、水平な回転軸まわりに回転する回転刃により作業支持台上のシート材を切断する切断ヘッドと、この切断ヘッドを前記作業支持台の上方で移動させるヘッド移動機構と、冷却液を貯留するタンク及びこのタンク内の冷却液を前記回転刃に付着させる冷却具を有して前記切断ヘッドに設けられた冷却手段と、前記タンクへ冷却液を補充する補充手段とを具備しており、
前記補充手段は、冷却液を貯留する貯留部と、少なくとも前記冷却手段のタンクへの給水時に当該タンクと前記貯留部との間を相互連通させる送り配管部及び戻り配管部と、前記給水時にタンクから戻り配管部を介して貯留部に至る経路内の一部を負圧にさせる負圧発生装置とを有している
ことを特徴とするシート材切断装置。
【請求項２】
前記ヘッド移動機構は、作業支持台上を跨って架設されたＹ軸ガイドレールを有してこのＹ軸ガイドレールで前記切断ヘッドを保持するものであって、前記Ｙ軸ガイドレールは、当該Ｙ軸ガイドレールの長手方向と平面視直交する方向に沿って作業支持台上をＸ軸移動可能とされていると共に、前記切断ヘッドは、前記Ｙ軸ガイドレールの長手方向に沿ってＹ軸移動可能としており、
前記補充手段は、前記負圧発生装置がＹ軸ガイドレールの一端側に配設されており、前記送り配管部及び戻り配管部は、前記負圧発生装置と前記貯留部とを接続する元配管部と、前記冷却手段に付随して前記切断ヘッドに設けられ前記元配管部とは分離した遊離配管部とを有して、前記給水時には切断ヘッドのＹ軸移動を伴って負圧発生装置と遊離配管部とが連通接続される構成である
ことを特徴とする請求項１記載のシート材切断装置。
【請求項３】
前記補充手段は、貯留部が作業支持台の一側部に設置されていることを特徴とする請求項２記載のシート材切断装置。
【請求項４】
前記補充手段の送り配管部及び戻り配管部は、前記冷却手段のタンク上部からタンク内へ連通する状態で垂下する各別の立管部を有しており、タンクにはこれら立管部の各管端より上部にも貯留水位が確保されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート材切断装置。
【請求項５】
前記補充手段による前記冷却手段への冷却液給水動作は、前記ヘッド移動機構による切断ヘッドの移動量情報に基づいて制御される構成となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート材切断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−６６３４０（Ｐ２０１２−６６３４０Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１３１０７（Ｐ２０１０−２１３１０７）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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