裁断機
【課題】簡単な構成で裁断刃の長寿命化を図り、裁断刃の交換作業を軽減することができる裁断機を提供する。
【解決手段】シート状物４に対する裁断は、傾斜裁断刃５を上方からシート状物４に突刺した状態で、刃縁５ｂの一部となる作用位置５ｃで行われる。傾斜裁断刃５の昇降移動を行うために、裁断刃昇降機構６が備えられている。一つの作用位置５ｃで刃縁５ｂとしての寿命が到来しても、制御部７が他の作用位置５ｃに切換えて、裁断を続けることができる。ただし、刃縁５ｂは傾斜しているので、刃先５ａに対する作用位置５ｃの高さによって、裁断ヘッド２の基準位置と作用位置５ｃとの距離も変化する。この変化分は、制御部７が裁断データを補正して裁断ヘッド２の制御を行うことによって、誤差なく裁断を行うことができる。
【解決手段】シート状物４に対する裁断は、傾斜裁断刃５を上方からシート状物４に突刺した状態で、刃縁５ｂの一部となる作用位置５ｃで行われる。傾斜裁断刃５の昇降移動を行うために、裁断刃昇降機構６が備えられている。一つの作用位置５ｃで刃縁５ｂとしての寿命が到来しても、制御部７が他の作用位置５ｃに切換えて、裁断を続けることができる。ただし、刃縁５ｂは傾斜しているので、刃先５ａに対する作用位置５ｃの高さによって、裁断ヘッド２の基準位置と作用位置５ｃとの距離も変化する。この変化分は、制御部７が裁断データを補正して裁断ヘッド２の制御を行うことによって、誤差なく裁断を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め設定されるデータに従ってシート状物、特に炭素繊維を含む硬質の産業用資材などを裁断するための裁断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、産業用資材、たとえば炭素繊維などを含む繊維強化プラスチック（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を、任意形状に切出すために、シート状物切断装置（たとえば、特許文献１参照）を用いることが提案されている。このシート状物切断装置では、平坦なテーブル上にシート状物を広げ、斜めに形成される刃縁を先端に有する切刃の突端を接触させて、切刃をシート状物に対して、刃縁が傾斜している方向に相対的に移動させて切断を行う。硬質の産業用資材の切断を継続して行うと、刃縁がシート状物を切断する部分が摩耗し、切れ味が鈍り、刃こぼれや刃欠けなども生じやすくなって、切断が困難になる。特許文献１では、切刃の先端の両側に傾斜した刃縁を設けて山形にすれば、両側の刃縁を順次的に使用して、切刃の寿命を延長する技術も先行技術として紹介されている。特許文献１で開示している発明では、切刃の刃縁を円弧状に形成し、切断に使用可能な刃縁の位置を増やし、切刃の寿命のさらなる延長を目指している。
【０００３】
織地や編地などの布帛で比較的軟質の素材で形成されるシート状物に対しては、テーブル表面に載置される状態で、予め設定される裁断データに従って、シート状物の表面に沿うＸ−Ｙ平面で裁断する裁断機が使用される（たとえば、特許文献２参照）。裁断されたシート状物は、縫製されて衣料品などが製造される。裁断の対象となるシート状物は、複数枚が積層される状態で、テーブル上に載置される。裁断を行う裁断刃は、直立した側方に刃縁が形成され、上方からシート状物に挿入される状態で、上下動を繰返しながら、刃縁の方向に進行してシート状物を裁断する。テーブルの表面は、剛毛ブラシやフェルトなど、上方から内部に裁断刃の刃が侵入可能なように構成されている。裁断機には、外周に刃縁が形成される円板状の裁断刃を回転させて裁断に用いるものもある。特許文献２には、刃縁の研磨で裁断刃の寿命を延ばす技術も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−４３１８９号公報
【特許文献２】特開平７−６０６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プリプレグなどの産業用資材では、硬質の繊維を含むので、裁断により裁断刃の刃縁が急速に消耗する。また、軟質で未硬化の樹脂と共存しており、従来の裁断機に用いるような上下動する裁断刃で裁断すると、粉状の裁断屑が発生し、裁断面も波打つ状態になってしまう。このような不具合は、裁断刃を上下動させないで裁断する場合は生じないけれども、刃縁の作用位置が変らずに同一位置となるので、摩耗しやすく、刃こぼれや刃欠けなども生じやすい。これらが生じて、裁断が困難になれば、裁断刃としての寿命が到来し、裁断刃の交換が必要となり、手間がかかる。
【０００６】
特許文献１で紹介されている山形の切刃を用いる場合は、両方向の使用で、寿命を２倍に延ばすことが期待されるに過ぎない。刃縁が円弧状に形成される切刃を用いる場合は、シート状物に挿入された円弧状刃縁の二つの位置で、シート状物が切断される。二つの位置間に間隔を必要とするので、裁断する部分の曲率が大きくなったり、裁断する部分同士の隣接密度が高くなったりすると、裁断位置がずれたり、裁断方向の後側で隣接する裁断部分を痛めてしまうおそれがある。裁断機で、円形の裁断刃を用いる場合も同様である。
【０００７】
さらに、プリプレグなどに含まれる未硬化の樹脂などは、裁断刃の刃縁付近に付着しやすい。刃縁付近の付着物は、裁断刃としての切れ味を劣化させるなどの障害となり、裁断刃としての摩耗に対する寿命が残っていても、裁断が困難になってしまう。付着物を裁断刃から除去する作業を行うためには、裁断を停止しなければならず、手間がかかり、裁断の効率も低下してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な構成で裁断刃の長寿命化を図り、裁断刃の交換作業を軽減することができる裁断機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、刃が上方から内部に侵入可能なテーブルの表面上に載置されるシート状物を、予め設定される裁断データに従い、シート状物の表面に沿うＸ−Ｙ平面で裁断する裁断機において、
片状で、下部には下方に突出する刃先、および刃先から側方に傾斜しながら上昇する刃縁を有し、下部をシート状物の表面に突刺す状態での刃縁の作用で、シート状物を裁断する傾斜裁断刃と、
傾斜裁断刃を昇降させて、シート状物を裁断する刃縁の作用位置を変更させる裁断刃昇降機構と、
裁断刃昇降機構によって変更させられる刃縁の作用位置に応じて、裁断データを補正しながら、シート状物を裁断するように、シート状物と傾斜裁断刃との相対的な移動を制御する制御部とを、
含むことを特徴とする裁断機である。
【００１０】
また本発明の前記制御部は、
前記刃縁の複数の位置を前記作用位置として設定し、
各作用位置での裁断量を監視して記憶し、
裁断量に応じて、作用位置を切換えるように制御する、
ことを特徴とする。
【００１１】
また本発明の前記傾斜裁断刃は、前記刃先の両側に前記刃縁を有する両刃であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記裁断刃昇降機構による前記傾斜裁断刃の昇降時に、傾斜裁断刃の下部に摺接して、傾斜裁断刃への付着物を除去するスクレーパを、
さらに含むことを特徴とする。
【００１３】
また本発明の前記制御部は、前記裁断データに従い、前記シート状物を裁断すべき部分で、裁断の密度が高い場合、または裁断の曲率が大きい場合に、前記作用位置が前記傾斜裁断刃の下端付近となるように制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
また本発明の前記傾斜裁断刃および裁断刃昇降機構は、前記シート状物の表面の上方で移動する裁断ヘッドに設けられ、
裁断ヘッドでは、該傾斜裁断刃と、刃縁が上下方向で直立するように形成される直立裁断刃とが交換可能であり、
裁断ヘッドには、
直立裁断刃を上下方向に繰返して昇降するように駆動することが可能な繰返し駆動機構を、
さらに含む、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、裁断刃昇降機構で傾斜裁断刃を昇降させて、シート状物を裁断する刃縁の作用位置を変更させるので、特定の作用位置に関して裁断刃としての寿命が尽きても、裁断刃全体としての長寿命化を図ることができる。制御部は、変更した刃縁の作用位置に応じて、裁断データを補正しながら、シート状物を裁断するように、シート状物と傾斜裁断刃との相対的な移動を制御するので、シート状物に対する裁断データに従う裁断を続けることができる。傾斜裁断刃の刃縁の作用位置を変更し、裁断データを補正するだけの簡単な構成で、裁断刃の長寿命化を図り、裁断刃の交換作業を軽減することができる。
【００１６】
また本発明によれば、複数の作用位置を使い分けて、裁断刃としての寿命を、単一の作用位置を使用する場合の複数倍に延ばすことができる。
【００１７】
また本発明によれば、刃先の両側に刃縁を有する両刃を傾斜裁断刃として用いるので、傾斜する刃縁の両方向を利用して裁断を行うことができ、裁断刃としての寿命を二倍に延ばすことができる。
【００１８】
また本発明によれば、スクレーパで傾斜裁断刃への付着物を除去することができるので、付着物による裁断への障害を避けることができる。
【００１９】
また本発明によれば、傾斜裁断刃の下端付近を使用して、裁断の密度が高い場所での隣接する裁断部分を痛めるおそれを軽減し、曲率の大きい部分の正確な裁断を可能にすることができる。
【００２０】
また本発明によれば、シート状物の素材に応じて、硬質の素材に対しては傾斜裁断刃を使用して裁断し、軟質の素材に対しては直立裁断刃を使用して上下動させ、広範囲な素材に対して適切な裁断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施例としての裁断機１の裁断ヘッド２の主要部分の概略的な構成を示す図である。
【図２】図２は、片刃の裁断刃を使用する場合に寿命を延ばす本発明の基本的な考え方を示し、さらに寿命を延ばすために使用する両刃の裁断刃の例を示す図である。
【図３】図３は、図１の裁断ヘッド２で、ナット部材１７が原点位置、裁断刃シリンダ２０が作用状態、および生地押えシリンダ２４が不作用状態の構成を示す簡略化した正面図である。
【図４】図４は、図３の部分的な右側面図である。
【図５】図５は、図３の裁断刃昇降機構６および生地押え８の作動状態を示す簡略化した正面図である。
【図６】図６は、図３の裁断ヘッド２に設けるスクレーパ４０の構成を示す平面図、スクレーパ４０の取付け状態を示す正面図、およびスクレーパ４０による傾斜裁断刃５への作用状態を示す右側面図である。
【図７】図７は、図１の裁断ヘッド２で、レシプロ機構１９を用いて裁断を行うために使用する裁断ユニット５０の概略的な構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図７で本発明の一実施例を説明する。各図の説明では、当該図面には存在せずに、先に説明する図には存在する符号を用いて説明したり、先に説明する図に示す部分と対応する部分には同一の参照符を付したり、重複する説明を省略する場合がある。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例としての裁断機１、特に裁断ヘッド２の主要部分の概略的な構成を示す。裁断機１および裁断ヘッド２の基本的な構成は、特許文献２に記載されている構成と同等である。すなわち、裁断ヘッド２は、水平なテーブル３に載置されるシート状物４の表面に沿うＸ−Ｙ平面で移動しながら、裁断を行う。テーブル３は、剛毛ブラシ３ａを並べて、下方から直立する剛毛で形成され、通気性を有する表面を有し、剛毛ブラシ３ａの下方から吸引してシート状物４を保持することができる。剛毛は、合成樹脂などで形成され、表面の上方から裁断刃の刃を内部に侵入させることが可能である。テーブル３の表面は、フェルトなどで形成してもよい。
【００２４】
本実施例の裁断ヘッド２には、裁断刃として傾斜裁断刃５が取付けられている。傾斜裁断刃５は、大略的に片状であり、下部には下方に突出する刃先５ａを有する。傾斜裁断刃５は、刃先５ａの側方に、傾斜しながら上昇する刃縁５ｂを有する。本実施例の傾斜裁断刃５は、両刃であり、刃先５ａの両側方に刃縁５ｂを有する。シート状物４に対する裁断は、傾斜裁断刃５を上方からシート状物４に突刺した状態で、刃縁５ｂの一部となる作用位置５ｃで行われる。このような傾斜裁断刃５の昇降移動を行うために、裁断刃昇降機構６が備えられている。裁断刃昇降機構６に対する制御は、制御部７で行われる。制御部７は、裁断ヘッド２のＸ−Ｙ平面での移動を含む裁断機１の全体的な制御を行うために備えられている。傾斜裁断刃５が裁断を行うシート状物４の表面は、生地押え８で押えることができる。傾斜裁断刃５の向きは、Ｒ軸ユニット９で、テーブル３の表面に垂直な軸線まわりに変えることができる。
【００２５】
裁断刃昇降機構６は、リフトモータ１０で駆動するボールねじ機構を含む。ボールねじ機構には、プーリ１１，タイミングベルト１２、プーリ１３、およびねじ棒１４が設けられる。プーリ１１はリフトモータ１０の出力軸に取付けられ、プーリ１３はねじ棒１４に取付けられる。タイミングベルト１２は、プーリ１１，１３間に掛け渡される。ねじ棒１３は、上下を、裁断ヘッド２のフレーム１５，１６で回転可能に支持される。リフトモータ１０も、裁断ヘッド２のフレームに取付けられる。ねじ棒１４には、ナット部材１７が螺合し、ねじ棒１４の回転で、ナット部材１７が昇降移動する。ナット部材１７には、Ｚ軸シリンダ１８が取付けられており、Ｚ軸シリンダ１８は、レシプロ機構１９をボールねじ機構に対してＺ軸方向に昇降させる。レシプロ機構１９は、裁断刃を、たとえば特許文献２に開示されているように、上下に振動させるために設けられる。ただし、傾斜裁断刃５のみを用いる場合は、上下に振動させないので、設ける必要はない。
【００２６】
ナット部材１７には、裁断刃シリンダ２０も取付けられている。裁断刃シリンダ２０は、傾斜裁断刃５がシート状物４に突刺さって裁断を行う作用状態と、刃先５ａがシート状物４の表面から離れる不作用状態とを切換えるために用いられる。裁断刃シリンダ２０の出力ロッドは、昇降ベース２１に取付けられる。昇降ベース２１は、Ｒ軸ユニット９を支持する。Ｒ軸ユニット９からは、案内軸２２が下方に延びている。生地押え８は、案内軸２２に案内され、案内軸２２の上部に設けられるばね２３で上方に引上げるように付勢されている。このように上方に付勢されている生地押え８を昇降移動させるために、昇降ベース２１には、生地押えシリンダ２４が取付けられている。生地押えシリンダ２４の出力ロッド２４ａは、下方に突出し、先端に接続ユニット２５が取付けられている。接続ユニット２５は、生地押えシリンダ２４が出力ロッド２４ａを突出させるように作動すると、ばね２３の付勢に抗して、生地押え８を下降させる。生地押えシリンダ２４が作動する状態では、生地押え８はシート状物４の表面を押える状態となり、テーブル３の表面から、シート状物４の厚さ分だけ浮く状態となる。この厚さは、接続ユニット２５の上方に設けられるラック２６、ラック２６の歯に噛合するピニオン２７を介して、エンコーダ２８で検出される。昇降ベース２１には、Ｒ軸ユニット９を回転駆動するためのＲ軸モータ２９も取付けられている。
【００２７】
図２は、図１の傾斜裁断刃５に関連する構成について示す。図２（ａ）は、傾斜裁断刃５が片刃の場合に、シート状物４の表面から突刺す深さＤ１，Ｄ２の違いによって、刃先５ａから作用位置５ｃまでの距離Ｌ１，Ｌ２が変化することを示す。図２（ｂ）は、両刃の傾斜裁断刃５の形状と、裁断ヘッド２に取付けるために用いるホルダ３０とを示す。図２（ｃ）は、傾斜裁断刃５を、他の形状とする例を示す。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、傾斜裁断刃５をシート状物４に突刺す深さＤ１，Ｄ２を変えれば、刃縁５ｂでシート状物４を裁断する作用位置５ｃを変えることができる。このように、作用位置５ｃを変えれば、一つの作用位置５ｃでは、摩耗して切れ味が悪くなったり、刃こぼれや刃欠けなどを生じて、刃縁５ｂとしての寿命が到来しても、他の作用位置５ｃで裁断を続けることができる。本実施例の制御部７は、各作用位置５ｃでの裁断距離などの裁断量を監視して記憶しながら管理し、使用中の作用位置における裁断量が寿命として設定される限界値を越えると、次の作用位置５ｃをとるように制御するので、傾斜裁断刃５の長寿命化を図ることができる。たとえば、深さ６ｍｍ程度まで刃縁５ｂが設けられる傾斜裁断刃５では、２ｍｍ毎に３カ所の作用位置５ｃを切換えることができる。
【００２９】
このように高さが異なる複数の作用位置５ｃを用いる場合、作用位置を裁断中に切換えても良いが、シート状物４として一回で裁断するマーカー毎や、各マーカー内でのパーツ毎などで、切換えるようにしてもよい。制御部７は、各作用位置５ｃで裁断量を監視し、記憶しておき、裁断量の積算値が限界量を超える、あるいは限界量に近づくと、その作用位置５ｃは使用しない、などの制御を行う。
【００３０】
ただし、刃縁５ｂは傾斜しているので、刃先５ａに対する作用位置５ｃの高さによって、裁断ヘッド２の基準位置、たとえばＲ軸の位置に対する作用位置５ｃが変化してしまう。しかしながら、この変化分は、制御部７が裁断データを補正して裁断ヘッド２の制御を行うことによって、誤差なく裁断を行うことができる。
【００３１】
また、傾斜裁断刃５は、突刺す深さＤ１，Ｄ２で浅いＤ１の方が、シート状物４にかかる刃先５ａから作用位置５ｃまでの距離Ｌ１が短くなる。この距離が短い方が、曲率が大きい部分の裁断や、裁断密度が高い部分などの裁断には適している。したがって、制御部７は、裁断データに基づく判断で、必要に応じて、深さが浅い刃先５ａ付近を使用して裁断するように制御することが好ましい。なお、このような作用位置５ｃの高さの切換は裁断中に行っても良いが、制御部７は、裁断データから判断して、切換えが必要になると、傾斜裁断刃５をシート状物４から引上げた状態で裁断を行うように制御してもよい。
【００３２】
図２（ｂ）に示すような両刃にすれば、傾斜裁断刃５で刃縁５ｂを刃先５ａの両側に設けることができ、片側のみに刃縁５ｂを設けるよりも、さらに長寿命化を図ることができる。たとえば、傾斜角度θ１が６５°程度であれば、深さ８ｍｍずつ両側に刃縁５ｂを設けることができる。このような傾斜裁断刃５は、二片のホルダ３０で両側から挟む状態で、裁断ヘッド２に取付けて固定する。ホルダ３０では、傾斜裁断刃５の周囲を、ねじ３１，３２，３３，３４，３５で締付ける。
【００３３】
図２（ｃ）に示すように、傾斜裁断刃５は、両刃にするとしても、種々の形状とすることが可能である。また、刃縁５ｂの傾斜角度θ２もθ１より小さくすることも、大きくすることもできる。
【００３４】
図３および図４は、図１の裁断ヘッド２で、ナット部材１７が上限まで上昇している原点位置にあり、裁断刃シリンダ２０が昇降ベース２１を下降させている作用状態にあり、生地押えシリンダ２４が生地押え８を上昇させて不作用状態にしている構成を示す。ボールねじ機構による昇降量は、裁断刃シリンダ２０による昇降量よりも大きく、原点位置では、傾斜裁断刃５の刃先５ａは、シート状物４の表面まで下降しない。
【００３５】
図１では省略しているけれども、昇降ベース２１には、レシプロ機構１９に装着する裁断刃を研磨する際に、砥石を回転駆動するための砥石モータ３６や、研磨時にＲ軸ユニット９の回転を止めるブレーキ３７なども取付けられている。傾斜裁断刃５が貫通する生地押え８の底面８ａには、傾斜裁断刃５への付着物をかき取るスクレーパ４０が設けられている。底面８ａで、傾斜裁断刃５およびホルダ３０等が貫通する貫通孔８ｂの周囲には、スクレーパ４０の平坦部４０ａが嵌合する凹部８ｃが形成されている。スクレーパ４０は、案内部材４１を介して、昇降ベース２１に、昇降移動可能な状態で取付けられている。
【００３６】
図５は、図１の裁断刃昇降機構６および生地押え８の作動状態を簡略化して示す。図５（ａ）は、図３および図４の状態から、生地押えシリンダ２４による生地押え８の引上げを停止して、生地押え８がシート状物４の表面を押える作用状態を示す。ボールねじ機構も傾斜裁断刃５の下降を開始し、刃先５ａがシート状物４の表面を突刺している。図５（ｂ）および図５（ｃ）は、図５（ａ）よりも、傾斜裁断刃５をさらに下降させている状態を示す。図５（ｂ）と図５（ｃ）とは、刃縁５ｂの作用位置５ｃが異なるので、傾斜裁断刃５をシート状物４に突刺す深さの切換で、傾斜裁断刃５の寿命を延ばすことができる。図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態で、裁断刃シリンダ２０を不作用状態にして、昇降ベース２１を上昇させ、傾斜裁断刃５の刃先５ａがシート状物４の表面から離す状態を示す。
【００３７】
図６は、傾斜裁断刃５への付着物をかき取るスクレーパ４０に関連する構成を示す。図６（ａ）に示すように、スクレーパ４０の平坦部４０ａには、傾斜裁断刃５が貫通する貫通孔４０ｂが設けられている。貫通状態で、傾斜裁断刃５と貫通孔４０ｂとの隙間は小さく、傾斜裁断刃５の表面に付着物があれば、平坦部４０ａ表面でかき取ることができる。平坦部４０ａの一辺からは、取付部４０ｃが直立し、さらにその上端には、ばね掛け部４０ｄが設けられる。図６（ｂ）に示すように、取付部４０ｃには、案内部材４１に取付けるための長孔４０ｅが設けられており、ねじ４２，４３で、昇降移動可能な状態で取付けられる。図６（ｃ）に示すように、スクレーパ４０の上端に設けられるばね掛け部４０ｄには、引張りばね４４の下端が掛けられる。引張りばね４４の上端は、案内部材４１の上部に掛けられる。
【００３８】
スクレーパ４０の貫通孔４０ｂは、傾斜裁断刃５の断面に近い形状であるので、図６（ｃ）に示すように生地押え８に対して傾斜裁断刃５が相対的に下降している状態では、ホルダ３０の下端で押下げられる。生地押え８に対して、傾斜裁断刃５が相対的に上昇すると、スクレーパ４０は、引張りばね４４で引張られ、生地押え８の凹部８ｃまでは平坦部４０ａが上昇可能であるけれども、貫通孔８ｂの開口面積は平坦部４０ａよりも小さいため、平坦部４０ａは凹部８ｃで上昇を阻止される。シート状物４を裁断する際には、裁断パーツ間の移動時には、裁断刃シリンダ４０を不作用にして、傾斜裁断刃５を上昇させ、裁断パーツの裁断時には裁断刃シリンダ４０を作用にして、傾斜裁断刃５を下降させる。このような傾斜裁断刃５の昇降で、スクレーパ４０による付着物の除去が並行して行われる。
【００３９】
裁断するシート状物４として、プリプレグを使用する場合、プリプレグには、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の硬質部分とともに、エポキシ樹脂などの未硬化の熱硬化性樹脂が含浸されている。硬質部分の裁断のためには、傾斜裁断刃５の材質に、たとえば超硬合金を使用する。しかしながら、含浸された未硬化樹脂は、傾斜裁断刃５への付着物となりやすい。傾斜裁断刃５への付着物が多くなると、切れ味が鈍り、裁断が困難になる。スクレーパ４０を用いることによって、付着物を除去することができる。また、付着物は刃縁５ｂの後方にも付着するので、両刃の傾斜裁断刃５を用いる場合、多量に付着する前に、Ｒ軸の回転で、向きが異なる刃縁５ｂに切換えれば、裁断しながら付着物を除去することもできる。このような刃の向きの切換えも制御部７で行う。
【００４０】
図７は、図１の裁断ヘッド２でレシプロ機構１９を用いて裁断を行う場合に使用する裁断ユニット５０の概略的な構成を示す。裁断ユニット５０では、直立裁断刃５５を使用する。直立裁断刃５５では、刃縁５５ａが直立した側方に形成されている。直立裁断刃５５は、ナイフガイド５６で案内されて、繰返し駆動機構であるレシプロ機構１９で上下に駆動しながらシート状物４を裁断する。直立裁断刃５５の材質は、工具鋼などの硬質鋼材が使用され、砥石ユニット５７で研磨しながら使用し、比較的軟質の素材を効率よく裁断することができる。このような裁断ユニット５０および生地押え５８を、図１に示す傾斜裁断刃５およびその取付け部分や、生地押え８と交換することによって、広範囲な素材に対して適切な裁断を行うことができる。
【００４１】
また、直立裁断刃５５には、刃縁５５ａに凹凸を設けて、鋸歯状とすることもでき、鋸歯状の裁断刃を用いれば、ゴムなどの弾性素材を効率よく裁断することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 裁断機
２ 裁断ヘッド
３ テーブル
４ シート状物
５ 傾斜裁断刃
５ａ 刃先
５ｂ 刃縁
５ｃ 作用位置
６ 裁断刃昇降機構
７ 制御部
８ 生地押え
９ Ｒ軸ユニット
１０ リフトモータ
２０ 裁断刃シリンダ
２４ 生地押えシリンダ
３０ ホルダ
４０ スクレーパ
５０ 裁断ユニット
５５ 直立裁断刃
５７ 砥石ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め設定されるデータに従ってシート状物、特に炭素繊維を含む硬質の産業用資材などを裁断するための裁断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、産業用資材、たとえば炭素繊維などを含む繊維強化プラスチック（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を、任意形状に切出すために、シート状物切断装置（たとえば、特許文献１参照）を用いることが提案されている。このシート状物切断装置では、平坦なテーブル上にシート状物を広げ、斜めに形成される刃縁を先端に有する切刃の突端を接触させて、切刃をシート状物に対して、刃縁が傾斜している方向に相対的に移動させて切断を行う。硬質の産業用資材の切断を継続して行うと、刃縁がシート状物を切断する部分が摩耗し、切れ味が鈍り、刃こぼれや刃欠けなども生じやすくなって、切断が困難になる。特許文献１では、切刃の先端の両側に傾斜した刃縁を設けて山形にすれば、両側の刃縁を順次的に使用して、切刃の寿命を延長する技術も先行技術として紹介されている。特許文献１で開示している発明では、切刃の刃縁を円弧状に形成し、切断に使用可能な刃縁の位置を増やし、切刃の寿命のさらなる延長を目指している。
【０００３】
織地や編地などの布帛で比較的軟質の素材で形成されるシート状物に対しては、テーブル表面に載置される状態で、予め設定される裁断データに従って、シート状物の表面に沿うＸ−Ｙ平面で裁断する裁断機が使用される（たとえば、特許文献２参照）。裁断されたシート状物は、縫製されて衣料品などが製造される。裁断の対象となるシート状物は、複数枚が積層される状態で、テーブル上に載置される。裁断を行う裁断刃は、直立した側方に刃縁が形成され、上方からシート状物に挿入される状態で、上下動を繰返しながら、刃縁の方向に進行してシート状物を裁断する。テーブルの表面は、剛毛ブラシやフェルトなど、上方から内部に裁断刃の刃が侵入可能なように構成されている。裁断機には、外周に刃縁が形成される円板状の裁断刃を回転させて裁断に用いるものもある。特許文献２には、刃縁の研磨で裁断刃の寿命を延ばす技術も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−４３１８９号公報
【特許文献２】特開平７−６０６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プリプレグなどの産業用資材では、硬質の繊維を含むので、裁断により裁断刃の刃縁が急速に消耗する。また、軟質で未硬化の樹脂と共存しており、従来の裁断機に用いるような上下動する裁断刃で裁断すると、粉状の裁断屑が発生し、裁断面も波打つ状態になってしまう。このような不具合は、裁断刃を上下動させないで裁断する場合は生じないけれども、刃縁の作用位置が変らずに同一位置となるので、摩耗しやすく、刃こぼれや刃欠けなども生じやすい。これらが生じて、裁断が困難になれば、裁断刃としての寿命が到来し、裁断刃の交換が必要となり、手間がかかる。
【０００６】
特許文献１で紹介されている山形の切刃を用いる場合は、両方向の使用で、寿命を２倍に延ばすことが期待されるに過ぎない。刃縁が円弧状に形成される切刃を用いる場合は、シート状物に挿入された円弧状刃縁の二つの位置で、シート状物が切断される。二つの位置間に間隔を必要とするので、裁断する部分の曲率が大きくなったり、裁断する部分同士の隣接密度が高くなったりすると、裁断位置がずれたり、裁断方向の後側で隣接する裁断部分を痛めてしまうおそれがある。裁断機で、円形の裁断刃を用いる場合も同様である。
【０００７】
さらに、プリプレグなどに含まれる未硬化の樹脂などは、裁断刃の刃縁付近に付着しやすい。刃縁付近の付着物は、裁断刃としての切れ味を劣化させるなどの障害となり、裁断刃としての摩耗に対する寿命が残っていても、裁断が困難になってしまう。付着物を裁断刃から除去する作業を行うためには、裁断を停止しなければならず、手間がかかり、裁断の効率も低下してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な構成で裁断刃の長寿命化を図り、裁断刃の交換作業を軽減することができる裁断機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、刃が上方から内部に侵入可能なテーブルの表面上に載置されるシート状物を、予め設定される裁断データに従い、シート状物の表面に沿うＸ−Ｙ平面で裁断する裁断機において、
片状で、下部には下方に突出する刃先、および刃先から側方に傾斜しながら上昇する刃縁を有し、下部をシート状物の表面に突刺す状態での刃縁の作用で、シート状物を裁断する傾斜裁断刃と、
傾斜裁断刃を昇降させて、シート状物を裁断する刃縁の作用位置を変更させる裁断刃昇降機構と、
裁断刃昇降機構によって変更させられる刃縁の作用位置に応じて、裁断データを補正しながら、シート状物を裁断するように、シート状物と傾斜裁断刃との相対的な移動を制御する制御部とを、
含むことを特徴とする裁断機である。
【００１０】
また本発明の前記制御部は、
前記刃縁の複数の位置を前記作用位置として設定し、
各作用位置での裁断量を監視して記憶し、
裁断量に応じて、作用位置を切換えるように制御する、
ことを特徴とする。
【００１１】
また本発明の前記傾斜裁断刃は、前記刃先の両側に前記刃縁を有する両刃であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記裁断刃昇降機構による前記傾斜裁断刃の昇降時に、傾斜裁断刃の下部に摺接して、傾斜裁断刃への付着物を除去するスクレーパを、
さらに含むことを特徴とする。
【００１３】
また本発明の前記制御部は、前記裁断データに従い、前記シート状物を裁断すべき部分で、裁断の密度が高い場合、または裁断の曲率が大きい場合に、前記作用位置が前記傾斜裁断刃の下端付近となるように制御する、
ことを特徴とする。
【００１４】
また本発明の前記傾斜裁断刃および裁断刃昇降機構は、前記シート状物の表面の上方で移動する裁断ヘッドに設けられ、
裁断ヘッドでは、該傾斜裁断刃と、刃縁が上下方向で直立するように形成される直立裁断刃とが交換可能であり、
裁断ヘッドには、
直立裁断刃を上下方向に繰返して昇降するように駆動することが可能な繰返し駆動機構を、
さらに含む、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、裁断刃昇降機構で傾斜裁断刃を昇降させて、シート状物を裁断する刃縁の作用位置を変更させるので、特定の作用位置に関して裁断刃としての寿命が尽きても、裁断刃全体としての長寿命化を図ることができる。制御部は、変更した刃縁の作用位置に応じて、裁断データを補正しながら、シート状物を裁断するように、シート状物と傾斜裁断刃との相対的な移動を制御するので、シート状物に対する裁断データに従う裁断を続けることができる。傾斜裁断刃の刃縁の作用位置を変更し、裁断データを補正するだけの簡単な構成で、裁断刃の長寿命化を図り、裁断刃の交換作業を軽減することができる。
【００１６】
また本発明によれば、複数の作用位置を使い分けて、裁断刃としての寿命を、単一の作用位置を使用する場合の複数倍に延ばすことができる。
【００１７】
また本発明によれば、刃先の両側に刃縁を有する両刃を傾斜裁断刃として用いるので、傾斜する刃縁の両方向を利用して裁断を行うことができ、裁断刃としての寿命を二倍に延ばすことができる。
【００１８】
また本発明によれば、スクレーパで傾斜裁断刃への付着物を除去することができるので、付着物による裁断への障害を避けることができる。
【００１９】
また本発明によれば、傾斜裁断刃の下端付近を使用して、裁断の密度が高い場所での隣接する裁断部分を痛めるおそれを軽減し、曲率の大きい部分の正確な裁断を可能にすることができる。
【００２０】
また本発明によれば、シート状物の素材に応じて、硬質の素材に対しては傾斜裁断刃を使用して裁断し、軟質の素材に対しては直立裁断刃を使用して上下動させ、広範囲な素材に対して適切な裁断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施例としての裁断機１の裁断ヘッド２の主要部分の概略的な構成を示す図である。
【図２】図２は、片刃の裁断刃を使用する場合に寿命を延ばす本発明の基本的な考え方を示し、さらに寿命を延ばすために使用する両刃の裁断刃の例を示す図である。
【図３】図３は、図１の裁断ヘッド２で、ナット部材１７が原点位置、裁断刃シリンダ２０が作用状態、および生地押えシリンダ２４が不作用状態の構成を示す簡略化した正面図である。
【図４】図４は、図３の部分的な右側面図である。
【図５】図５は、図３の裁断刃昇降機構６および生地押え８の作動状態を示す簡略化した正面図である。
【図６】図６は、図３の裁断ヘッド２に設けるスクレーパ４０の構成を示す平面図、スクレーパ４０の取付け状態を示す正面図、およびスクレーパ４０による傾斜裁断刃５への作用状態を示す右側面図である。
【図７】図７は、図１の裁断ヘッド２で、レシプロ機構１９を用いて裁断を行うために使用する裁断ユニット５０の概略的な構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１〜図７で本発明の一実施例を説明する。各図の説明では、当該図面には存在せずに、先に説明する図には存在する符号を用いて説明したり、先に説明する図に示す部分と対応する部分には同一の参照符を付したり、重複する説明を省略する場合がある。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例としての裁断機１、特に裁断ヘッド２の主要部分の概略的な構成を示す。裁断機１および裁断ヘッド２の基本的な構成は、特許文献２に記載されている構成と同等である。すなわち、裁断ヘッド２は、水平なテーブル３に載置されるシート状物４の表面に沿うＸ−Ｙ平面で移動しながら、裁断を行う。テーブル３は、剛毛ブラシ３ａを並べて、下方から直立する剛毛で形成され、通気性を有する表面を有し、剛毛ブラシ３ａの下方から吸引してシート状物４を保持することができる。剛毛は、合成樹脂などで形成され、表面の上方から裁断刃の刃を内部に侵入させることが可能である。テーブル３の表面は、フェルトなどで形成してもよい。
【００２４】
本実施例の裁断ヘッド２には、裁断刃として傾斜裁断刃５が取付けられている。傾斜裁断刃５は、大略的に片状であり、下部には下方に突出する刃先５ａを有する。傾斜裁断刃５は、刃先５ａの側方に、傾斜しながら上昇する刃縁５ｂを有する。本実施例の傾斜裁断刃５は、両刃であり、刃先５ａの両側方に刃縁５ｂを有する。シート状物４に対する裁断は、傾斜裁断刃５を上方からシート状物４に突刺した状態で、刃縁５ｂの一部となる作用位置５ｃで行われる。このような傾斜裁断刃５の昇降移動を行うために、裁断刃昇降機構６が備えられている。裁断刃昇降機構６に対する制御は、制御部７で行われる。制御部７は、裁断ヘッド２のＸ−Ｙ平面での移動を含む裁断機１の全体的な制御を行うために備えられている。傾斜裁断刃５が裁断を行うシート状物４の表面は、生地押え８で押えることができる。傾斜裁断刃５の向きは、Ｒ軸ユニット９で、テーブル３の表面に垂直な軸線まわりに変えることができる。
【００２５】
裁断刃昇降機構６は、リフトモータ１０で駆動するボールねじ機構を含む。ボールねじ機構には、プーリ１１，タイミングベルト１２、プーリ１３、およびねじ棒１４が設けられる。プーリ１１はリフトモータ１０の出力軸に取付けられ、プーリ１３はねじ棒１４に取付けられる。タイミングベルト１２は、プーリ１１，１３間に掛け渡される。ねじ棒１３は、上下を、裁断ヘッド２のフレーム１５，１６で回転可能に支持される。リフトモータ１０も、裁断ヘッド２のフレームに取付けられる。ねじ棒１４には、ナット部材１７が螺合し、ねじ棒１４の回転で、ナット部材１７が昇降移動する。ナット部材１７には、Ｚ軸シリンダ１８が取付けられており、Ｚ軸シリンダ１８は、レシプロ機構１９をボールねじ機構に対してＺ軸方向に昇降させる。レシプロ機構１９は、裁断刃を、たとえば特許文献２に開示されているように、上下に振動させるために設けられる。ただし、傾斜裁断刃５のみを用いる場合は、上下に振動させないので、設ける必要はない。
【００２６】
ナット部材１７には、裁断刃シリンダ２０も取付けられている。裁断刃シリンダ２０は、傾斜裁断刃５がシート状物４に突刺さって裁断を行う作用状態と、刃先５ａがシート状物４の表面から離れる不作用状態とを切換えるために用いられる。裁断刃シリンダ２０の出力ロッドは、昇降ベース２１に取付けられる。昇降ベース２１は、Ｒ軸ユニット９を支持する。Ｒ軸ユニット９からは、案内軸２２が下方に延びている。生地押え８は、案内軸２２に案内され、案内軸２２の上部に設けられるばね２３で上方に引上げるように付勢されている。このように上方に付勢されている生地押え８を昇降移動させるために、昇降ベース２１には、生地押えシリンダ２４が取付けられている。生地押えシリンダ２４の出力ロッド２４ａは、下方に突出し、先端に接続ユニット２５が取付けられている。接続ユニット２５は、生地押えシリンダ２４が出力ロッド２４ａを突出させるように作動すると、ばね２３の付勢に抗して、生地押え８を下降させる。生地押えシリンダ２４が作動する状態では、生地押え８はシート状物４の表面を押える状態となり、テーブル３の表面から、シート状物４の厚さ分だけ浮く状態となる。この厚さは、接続ユニット２５の上方に設けられるラック２６、ラック２６の歯に噛合するピニオン２７を介して、エンコーダ２８で検出される。昇降ベース２１には、Ｒ軸ユニット９を回転駆動するためのＲ軸モータ２９も取付けられている。
【００２７】
図２は、図１の傾斜裁断刃５に関連する構成について示す。図２（ａ）は、傾斜裁断刃５が片刃の場合に、シート状物４の表面から突刺す深さＤ１，Ｄ２の違いによって、刃先５ａから作用位置５ｃまでの距離Ｌ１，Ｌ２が変化することを示す。図２（ｂ）は、両刃の傾斜裁断刃５の形状と、裁断ヘッド２に取付けるために用いるホルダ３０とを示す。図２（ｃ）は、傾斜裁断刃５を、他の形状とする例を示す。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、傾斜裁断刃５をシート状物４に突刺す深さＤ１，Ｄ２を変えれば、刃縁５ｂでシート状物４を裁断する作用位置５ｃを変えることができる。このように、作用位置５ｃを変えれば、一つの作用位置５ｃでは、摩耗して切れ味が悪くなったり、刃こぼれや刃欠けなどを生じて、刃縁５ｂとしての寿命が到来しても、他の作用位置５ｃで裁断を続けることができる。本実施例の制御部７は、各作用位置５ｃでの裁断距離などの裁断量を監視して記憶しながら管理し、使用中の作用位置における裁断量が寿命として設定される限界値を越えると、次の作用位置５ｃをとるように制御するので、傾斜裁断刃５の長寿命化を図ることができる。たとえば、深さ６ｍｍ程度まで刃縁５ｂが設けられる傾斜裁断刃５では、２ｍｍ毎に３カ所の作用位置５ｃを切換えることができる。
【００２９】
このように高さが異なる複数の作用位置５ｃを用いる場合、作用位置を裁断中に切換えても良いが、シート状物４として一回で裁断するマーカー毎や、各マーカー内でのパーツ毎などで、切換えるようにしてもよい。制御部７は、各作用位置５ｃで裁断量を監視し、記憶しておき、裁断量の積算値が限界量を超える、あるいは限界量に近づくと、その作用位置５ｃは使用しない、などの制御を行う。
【００３０】
ただし、刃縁５ｂは傾斜しているので、刃先５ａに対する作用位置５ｃの高さによって、裁断ヘッド２の基準位置、たとえばＲ軸の位置に対する作用位置５ｃが変化してしまう。しかしながら、この変化分は、制御部７が裁断データを補正して裁断ヘッド２の制御を行うことによって、誤差なく裁断を行うことができる。
【００３１】
また、傾斜裁断刃５は、突刺す深さＤ１，Ｄ２で浅いＤ１の方が、シート状物４にかかる刃先５ａから作用位置５ｃまでの距離Ｌ１が短くなる。この距離が短い方が、曲率が大きい部分の裁断や、裁断密度が高い部分などの裁断には適している。したがって、制御部７は、裁断データに基づく判断で、必要に応じて、深さが浅い刃先５ａ付近を使用して裁断するように制御することが好ましい。なお、このような作用位置５ｃの高さの切換は裁断中に行っても良いが、制御部７は、裁断データから判断して、切換えが必要になると、傾斜裁断刃５をシート状物４から引上げた状態で裁断を行うように制御してもよい。
【００３２】
図２（ｂ）に示すような両刃にすれば、傾斜裁断刃５で刃縁５ｂを刃先５ａの両側に設けることができ、片側のみに刃縁５ｂを設けるよりも、さらに長寿命化を図ることができる。たとえば、傾斜角度θ１が６５°程度であれば、深さ８ｍｍずつ両側に刃縁５ｂを設けることができる。このような傾斜裁断刃５は、二片のホルダ３０で両側から挟む状態で、裁断ヘッド２に取付けて固定する。ホルダ３０では、傾斜裁断刃５の周囲を、ねじ３１，３２，３３，３４，３５で締付ける。
【００３３】
図２（ｃ）に示すように、傾斜裁断刃５は、両刃にするとしても、種々の形状とすることが可能である。また、刃縁５ｂの傾斜角度θ２もθ１より小さくすることも、大きくすることもできる。
【００３４】
図３および図４は、図１の裁断ヘッド２で、ナット部材１７が上限まで上昇している原点位置にあり、裁断刃シリンダ２０が昇降ベース２１を下降させている作用状態にあり、生地押えシリンダ２４が生地押え８を上昇させて不作用状態にしている構成を示す。ボールねじ機構による昇降量は、裁断刃シリンダ２０による昇降量よりも大きく、原点位置では、傾斜裁断刃５の刃先５ａは、シート状物４の表面まで下降しない。
【００３５】
図１では省略しているけれども、昇降ベース２１には、レシプロ機構１９に装着する裁断刃を研磨する際に、砥石を回転駆動するための砥石モータ３６や、研磨時にＲ軸ユニット９の回転を止めるブレーキ３７なども取付けられている。傾斜裁断刃５が貫通する生地押え８の底面８ａには、傾斜裁断刃５への付着物をかき取るスクレーパ４０が設けられている。底面８ａで、傾斜裁断刃５およびホルダ３０等が貫通する貫通孔８ｂの周囲には、スクレーパ４０の平坦部４０ａが嵌合する凹部８ｃが形成されている。スクレーパ４０は、案内部材４１を介して、昇降ベース２１に、昇降移動可能な状態で取付けられている。
【００３６】
図５は、図１の裁断刃昇降機構６および生地押え８の作動状態を簡略化して示す。図５（ａ）は、図３および図４の状態から、生地押えシリンダ２４による生地押え８の引上げを停止して、生地押え８がシート状物４の表面を押える作用状態を示す。ボールねじ機構も傾斜裁断刃５の下降を開始し、刃先５ａがシート状物４の表面を突刺している。図５（ｂ）および図５（ｃ）は、図５（ａ）よりも、傾斜裁断刃５をさらに下降させている状態を示す。図５（ｂ）と図５（ｃ）とは、刃縁５ｂの作用位置５ｃが異なるので、傾斜裁断刃５をシート状物４に突刺す深さの切換で、傾斜裁断刃５の寿命を延ばすことができる。図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態で、裁断刃シリンダ２０を不作用状態にして、昇降ベース２１を上昇させ、傾斜裁断刃５の刃先５ａがシート状物４の表面から離す状態を示す。
【００３７】
図６は、傾斜裁断刃５への付着物をかき取るスクレーパ４０に関連する構成を示す。図６（ａ）に示すように、スクレーパ４０の平坦部４０ａには、傾斜裁断刃５が貫通する貫通孔４０ｂが設けられている。貫通状態で、傾斜裁断刃５と貫通孔４０ｂとの隙間は小さく、傾斜裁断刃５の表面に付着物があれば、平坦部４０ａ表面でかき取ることができる。平坦部４０ａの一辺からは、取付部４０ｃが直立し、さらにその上端には、ばね掛け部４０ｄが設けられる。図６（ｂ）に示すように、取付部４０ｃには、案内部材４１に取付けるための長孔４０ｅが設けられており、ねじ４２，４３で、昇降移動可能な状態で取付けられる。図６（ｃ）に示すように、スクレーパ４０の上端に設けられるばね掛け部４０ｄには、引張りばね４４の下端が掛けられる。引張りばね４４の上端は、案内部材４１の上部に掛けられる。
【００３８】
スクレーパ４０の貫通孔４０ｂは、傾斜裁断刃５の断面に近い形状であるので、図６（ｃ）に示すように生地押え８に対して傾斜裁断刃５が相対的に下降している状態では、ホルダ３０の下端で押下げられる。生地押え８に対して、傾斜裁断刃５が相対的に上昇すると、スクレーパ４０は、引張りばね４４で引張られ、生地押え８の凹部８ｃまでは平坦部４０ａが上昇可能であるけれども、貫通孔８ｂの開口面積は平坦部４０ａよりも小さいため、平坦部４０ａは凹部８ｃで上昇を阻止される。シート状物４を裁断する際には、裁断パーツ間の移動時には、裁断刃シリンダ４０を不作用にして、傾斜裁断刃５を上昇させ、裁断パーツの裁断時には裁断刃シリンダ４０を作用にして、傾斜裁断刃５を下降させる。このような傾斜裁断刃５の昇降で、スクレーパ４０による付着物の除去が並行して行われる。
【００３９】
裁断するシート状物４として、プリプレグを使用する場合、プリプレグには、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の硬質部分とともに、エポキシ樹脂などの未硬化の熱硬化性樹脂が含浸されている。硬質部分の裁断のためには、傾斜裁断刃５の材質に、たとえば超硬合金を使用する。しかしながら、含浸された未硬化樹脂は、傾斜裁断刃５への付着物となりやすい。傾斜裁断刃５への付着物が多くなると、切れ味が鈍り、裁断が困難になる。スクレーパ４０を用いることによって、付着物を除去することができる。また、付着物は刃縁５ｂの後方にも付着するので、両刃の傾斜裁断刃５を用いる場合、多量に付着する前に、Ｒ軸の回転で、向きが異なる刃縁５ｂに切換えれば、裁断しながら付着物を除去することもできる。このような刃の向きの切換えも制御部７で行う。
【００４０】
図７は、図１の裁断ヘッド２でレシプロ機構１９を用いて裁断を行う場合に使用する裁断ユニット５０の概略的な構成を示す。裁断ユニット５０では、直立裁断刃５５を使用する。直立裁断刃５５では、刃縁５５ａが直立した側方に形成されている。直立裁断刃５５は、ナイフガイド５６で案内されて、繰返し駆動機構であるレシプロ機構１９で上下に駆動しながらシート状物４を裁断する。直立裁断刃５５の材質は、工具鋼などの硬質鋼材が使用され、砥石ユニット５７で研磨しながら使用し、比較的軟質の素材を効率よく裁断することができる。このような裁断ユニット５０および生地押え５８を、図１に示す傾斜裁断刃５およびその取付け部分や、生地押え８と交換することによって、広範囲な素材に対して適切な裁断を行うことができる。
【００４１】
また、直立裁断刃５５には、刃縁５５ａに凹凸を設けて、鋸歯状とすることもでき、鋸歯状の裁断刃を用いれば、ゴムなどの弾性素材を効率よく裁断することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 裁断機
２ 裁断ヘッド
３ テーブル
４ シート状物
５ 傾斜裁断刃
５ａ 刃先
５ｂ 刃縁
５ｃ 作用位置
６ 裁断刃昇降機構
７ 制御部
８ 生地押え
９ Ｒ軸ユニット
１０ リフトモータ
２０ 裁断刃シリンダ
２４ 生地押えシリンダ
３０ ホルダ
４０ スクレーパ
５０ 裁断ユニット
５５ 直立裁断刃
５７ 砥石ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃が上方から内部に侵入可能なテーブルの表面上に載置されるシート状物を、予め設定される裁断データに従い、シート状物の表面に沿うＸ−Ｙ平面で裁断する裁断機において、
片状で、下部には下方に突出する刃先、および刃先から側方に傾斜しながら上昇する刃縁を有し、下部をシート状物の表面に突刺す状態での刃縁の作用で、シート状物を裁断する傾斜裁断刃と、
傾斜裁断刃を昇降させて、シート状物を裁断する刃縁の作用位置を変更させる裁断刃昇降機構と、
裁断刃昇降機構によって変更させられる刃縁の作用位置に応じて、裁断データを補正しながら、シート状物を裁断するように、シート状物と傾斜裁断刃との相対的な移動を制御する制御部とを、
含むことを特徴とする裁断機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記刃縁の複数の位置を前記作用位置として設定し、
各作用位置での裁断量を監視して記憶し、
裁断量に応じて、作用位置を切換えるように制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の裁断機。
【請求項３】
前記傾斜裁断刃は、前記刃先の両側に前記刃縁を有する両刃であることを特徴とする請求項１または２記載の裁断機。
【請求項４】
前記裁断刃昇降機構による前記傾斜裁断刃の昇降時に、傾斜裁断刃の下部に摺接して、傾斜裁断刃への付着物を除去するスクレーパを、
さらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の裁断機。
【請求項５】
前記制御部は、前記裁断データに従い、前記シート状物を裁断すべき部分で、裁断の密度が高い場合、または裁断の曲率が大きい場合に、前記作用位置が前記傾斜裁断刃の下端付近となるように制御する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の裁断機。
【請求項６】
前記傾斜裁断刃および裁断刃昇降機構は、前記シート状物の表面の上方で移動する裁断ヘッドに設けられ、
裁断ヘッドでは、該傾斜裁断刃と、刃縁が上下方向で直立するように形成される直立裁断刃とが交換可能であり、
裁断ヘッドには、
直立裁断刃を上下方向に繰返して昇降するように駆動することが可能な繰返し駆動機構を、
さらに含む、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の裁断機。
【請求項１】
刃が上方から内部に侵入可能なテーブルの表面上に載置されるシート状物を、予め設定される裁断データに従い、シート状物の表面に沿うＸ−Ｙ平面で裁断する裁断機において、
片状で、下部には下方に突出する刃先、および刃先から側方に傾斜しながら上昇する刃縁を有し、下部をシート状物の表面に突刺す状態での刃縁の作用で、シート状物を裁断する傾斜裁断刃と、
傾斜裁断刃を昇降させて、シート状物を裁断する刃縁の作用位置を変更させる裁断刃昇降機構と、
裁断刃昇降機構によって変更させられる刃縁の作用位置に応じて、裁断データを補正しながら、シート状物を裁断するように、シート状物と傾斜裁断刃との相対的な移動を制御する制御部とを、
含むことを特徴とする裁断機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記刃縁の複数の位置を前記作用位置として設定し、
各作用位置での裁断量を監視して記憶し、
裁断量に応じて、作用位置を切換えるように制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の裁断機。
【請求項３】
前記傾斜裁断刃は、前記刃先の両側に前記刃縁を有する両刃であることを特徴とする請求項１または２記載の裁断機。
【請求項４】
前記裁断刃昇降機構による前記傾斜裁断刃の昇降時に、傾斜裁断刃の下部に摺接して、傾斜裁断刃への付着物を除去するスクレーパを、
さらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の裁断機。
【請求項５】
前記制御部は、前記裁断データに従い、前記シート状物を裁断すべき部分で、裁断の密度が高い場合、または裁断の曲率が大きい場合に、前記作用位置が前記傾斜裁断刃の下端付近となるように制御する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の裁断機。
【請求項６】
前記傾斜裁断刃および裁断刃昇降機構は、前記シート状物の表面の上方で移動する裁断ヘッドに設けられ、
裁断ヘッドでは、該傾斜裁断刃と、刃縁が上下方向で直立するように形成される直立裁断刃とが交換可能であり、
裁断ヘッドには、
直立裁断刃を上下方向に繰返して昇降するように駆動することが可能な繰返し駆動機構を、
さらに含む、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の裁断機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９９８１１（Ｐ２０１３−９９８１１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４４４５（Ｐ２０１１−２４４４４５）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００１５１２２１）株式会社島精機製作所 (357)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００１５１２２１）株式会社島精機製作所 (357)
【Ｆターム（参考）】
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