裁断装置
【課題】固定刃がシート材から抵抗力を受けても、シート材の移動や破損を防止でき、また、固定刃の破損を防止できる裁断装置を提供すること。
【解決手段】
裁断装置１のカッターユニット４を、裁断テーブル２の長手方向のレールに沿って走行する一対のキャリッジ５と、キャリッジ５，５の間の梁部材６に設けられたレールに沿って走行するカッターヘッド７で構成する。カッターヘッド７は、回転刃２９と、回転刃２９の刃先に付勢される固定刃４３を有する。固定刃４を、板バネ４０の先端部に揺動可能に枢着された固定刃ホルダ４２で保持し、固定刃ホルダ４２を永久磁石４４で吸着して固定刃４３を切断位置に保持する。固定刃２９が布地１０から過大な抵抗力を受けると、固定刃４３が反転してカッターヘッド７の駆動方向と反対方向に退避する。
【解決手段】
裁断装置１のカッターユニット４を、裁断テーブル２の長手方向のレールに沿って走行する一対のキャリッジ５と、キャリッジ５，５の間の梁部材６に設けられたレールに沿って走行するカッターヘッド７で構成する。カッターヘッド７は、回転刃２９と、回転刃２９の刃先に付勢される固定刃４３を有する。固定刃４を、板バネ４０の先端部に揺動可能に枢着された固定刃ホルダ４２で保持し、固定刃ホルダ４２を永久磁石４４で吸着して固定刃４３を切断位置に保持する。固定刃２９が布地１０から過大な抵抗力を受けると、固定刃４３が反転してカッターヘッド７の駆動方向と反対方向に退避する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば布地等のシート材を裁断パターンに沿って裁断する裁断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被服用の布地を裁断してパターンピースを作製する裁断装置として、プロッタ型の裁断装置がある。プロッタ型の裁断装置は、布地を支持する支持面を有する裁断テーブルと、裁断テーブルの長手方向の縁部に延在する２つのレールに沿って走行する１対のキャリッジと、これら１対のキャリッジの間に掛け渡された梁部材と、この梁部材に設置されたレールに沿って走行するカッターヘッドを備える。裁断装置は、パターンピースの裁断パターンを表す裁断データが制御部に入力され、この裁断データに基づき、カッターヘッドに内蔵したカッターを作動させながらカッターを平面方向に駆動して布地を裁断し、パターンピースを作製している。
【０００３】
この種の裁断装置として、カッターヘッドにカッターとしての回転刃と固定刃を設け、回転刃と固定刃のせん断作用により布地を裁断するものがある（例えば、特許文献１参照）。この裁断装置は、図７に示すように、カッターヘッドのフレーム１０１に回転自在に枢着された回転刃１０２と、上記フレーム１０１に基端が連結された板バネ１０３と、この板バネ１０３の先端に固定されて回転刃１０２の刃先に付勢されて接触する固定刃１０４を備える。この裁断装置は、裁断テーブルのコンベヤベルト１０５上に支持された布地１０６を固定刃１０４が支持面側からすくい上げた状態で、固定刃１０４の先端側である矢印Ｆの方向にカッターヘッドが駆動される。回転刃１０２と固定刃１０４のせん断作用で布地１０６を切断すると共に、カッターヘッドを裁断パターンに応じた経路に駆動することにより、裁断パターンの形状に布地１０６を裁断するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４０４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の裁断装置は、回転刃１０２や固定刃１０４の切れ味の低下や布地の皺等に起因して、固定刃１０４が布地１０６から過大な抵抗力を受け、布地１０６に引っ掛かる場合がある。固定刃１０４が布地１０６に引っ掛かると、カッターヘッドの駆動方向に布地１０６を移動させて裁断動作が中断する不都合や、布地１０６が破損する不都合を招く恐れがある。また、固定刃１０４が布地１０６に引っ掛かったままカッターヘッドの駆動力が作用することにより、固定刃１０４が破損する恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、固定刃がシート材から抵抗力を受けても、シート材の移動や破損を防止でき、また、固定刃の破損を防止できる裁断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の裁断装置は、シート材を支持する支持面を有する支持部と、
上記支持部の支持面に支持されたシート材を、このシート材に上記支持面に遠い側から接する第１の刃と、上記シート材に支持面に近い側から接する第２の刃とで切断するカッターヘッドと、
上記カッターヘッドを支持面と平行の面内に駆動するヘッド駆動部と、
上記第２の刃にシート材から所定の抵抗力が作用するに伴い、この第２の刃をカッターヘッドの駆動方向と反対方向に退避させる退避機構と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、支持部の支持面に支持されたシート材が、カッターヘッドの第１及び第２の刃で切断されると共に、このカッターヘッドがヘッド駆動部で支持面と平行の面内に駆動される。第１及び第２の刃がシート材を切断する際、第２の刃にシート材から所定の抵抗力が作用すると、退避機構によって第２の刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に退避させられる。したがって、第２の刃は、支持面に近い側からシート材に接するにもかかわらず、シート材に引っ掛かることが防止される。その結果、第２の刃がシート材に引っ掛かった状態でカッターヘッドがヘッド駆動部で駆動されてシート材が移動する不都合や、シート材が第１又は第２の刃で破損する不都合が防止される。また、第２の刃がシート材に引っ掛かった状態でカッターヘッドの駆動力が作用することにより、第２の刃が破損する不都合が防止される。
【０００９】
一実施形態の裁断装置は、上記カッターヘッドの第１の刃は、回転刃であり、
上記カッターヘッドの第２の刃は、先端が上記カッターヘッドの駆動方向を向いて上記回転刃に接する固定刃であり、
上記退避機構は、上記カッターヘッドの固定刃を、上記シート材から受けた抵抗力により、先端が上記カッターヘッドの駆動方向と反対方向を向くように反転させる反転機構である。
【００１０】
上記実施形態によれば、シート材がカッターヘッドの回転刃と固定刃で切断され、上記固定刃にシート材から抵抗力が作用するに伴い、この抵抗力により、上記固定刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に先端を向くように反転されられる。これにより、固定刃がシート材に引っ掛かることを効果的に防止でき、したがって、固定刃がシート材に引っ掛かってシート材が移動する不都合や、シート材が破損する不都合や、固定刃が破損する不都合を防止できる。
【００１１】
一実施形態の裁断装置は、上記反転機構を介して上記固定刃を支持すると共に、この固定刃を回転刃の刃先に付勢する付勢支持部を備え、
上記反転機構は、上記付勢支持部に揺動可能に枢着されて上記固定刃を保持する固定刃ホルダと、この固定刃ホルダを吸着して上記固定刃を上記回転刃に接触する位置に保持する吸着部を有する。
【００１２】
上記実施形態によれば、付勢支持部で固定刃が回転刃の刃先に付勢されることにより、固定刃と回転刃によりシート材が効果的に切断される。上記固定刃は、上記付勢支持部に枢着された固定刃ホルダに保持され、この固定刃ホルダが吸着部で吸着されて、上記回転刃に接触する位置に保持される。シート材を切断する際に所定の抵抗力が作用すると、吸着部による固定刃ホルダの保持が解除され、固定ホルダが揺動して固定刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に先端を向くように反転する。こうして、固定刃を安定して保持してシート材を裁断できると共に、所定の抵抗力を受けたときには固定刃を速やかに退避させることができる。
【００１３】
一実施形態の裁断装置は、上記付勢支持部は、上記反転機構及び固定刃を支持面に対して接離可能に形成され、
上記付勢支持部に付勢力を与えて上記固定刃を支持面側に保持する支持面側付勢手段を備える。
【００１４】
上記実施形態によれば、付勢支持部が、反転機構及び固定刃を支持面に対して接離可能に形成され、この付勢支持部に支持面側付勢手段によって付勢力が与えられることにより、支持面側に固定刃が安定して保持されてシート材が安定して裁断される。ここで、シート材から固定刃に所定の抵抗力が作用すると、反転機構によって固定刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に先端がむくように反転するが、このとき、反転機構及び固定刃が支持面に対して離隔するので固定刃を確実に反転させることができる。また、付勢支持部が支持面側付勢手段から付勢力を受けているので、反転した固定刃を速やかに支持面側に押圧して固定刃を安定させることができる。
【００１５】
一実施形態の裁断装置は、上記付勢支持部は、一端に上記反転機構及び固定刃が配置されている一方、他端に、この付勢支持部を揺動可能に支持する揺動軸が設けられていると共に揺動レバーが連結されており、この揺動レバーに上記支持面側付勢手段によって付勢力が作用され、
上記回転刃でシート材に切り込みを形成する際に、上記揺動レバーを上記支持面側付勢手段の付勢力に抗して上記固定刃を支持面から離隔する方向に駆動力を作用させる一方、上記固定刃及び回転刃でシート材を裁断する際に、上記揺動レバーへの駆動力を解除する駆動手段を備える。
【００１６】
上記実施形態によれば、付勢支持部の一端に反転機構及び固定刃が配置されている一方、この付勢支持部の他端に、揺動軸が設けられていると共に揺動レバーが連結されている。この連結レバーに、支持面側付勢手段によって付勢力が作用される。これらにより、反転機構及び固定刃が簡易な構成で支持面に対して接離可能となると共に、固定刃が支持面側に付勢される。その結果、固定刃が確実に反転可能な状態で、固定刃と回転刃で安定してシートを切断できる。ここで、例えばシート材の裁断を開始する場合、駆動手段により、上記揺動レバーに駆動力が作用して固定刃が支持面から離隔し、これにより、回転刃でシート材に効果的に切り込みを形成することができる。一方、駆動手段による揺動レバーの駆動力が解除されると、支持面付勢手段から揺動部に作用する付勢力によって固定刃が支持面側に保持され、固定刃及び回転刃の切断機能を安定して発揮させることができる。ここで、上記駆動手段としては、例えばエアシリンダ、リニア電磁ソレノイド、リニアモータ、リニア振動アクチュエータ、リニア電磁ポンプ等の線形駆動装置を用いることができ、上記駆動手段の動作形式は、電気式、油圧式、空気圧式の種々のものを用いることができる。
【００１７】
一実施形態の裁断装置は、上記反転機構による固定刃の反転を検知するセンサと、
上記センサから上記固定刃の反転を示す信号を受けると、上記ヘッド駆動部の動作を停止させる制御部とを備える。
【００１８】
上記実施形態によれば、反転機構による固定刃の反転がセンサで検知され、このセンサから検知信号を制御部が受けると、この制御部の制御により、ヘッド駆動部の動作が停止する。したがって、固定刃が反転してシート材の裁断が停止する位置に、カッターヘッドを停止させることができるので、カッターヘッドの構成部品によりシート材が移動又は破損する不都合や、カッターヘッドの構成部品がシート材からの抵抗力で破損する不都合を防止できる。ここで、上記センサとしては、検知媒体として磁界、電磁波、電界、光及び超音波を用いた近接センサ、変位センサ及び測距センサ等の種々のセンサを用いることができる。また、上記センサとして、接触式のスイッチを用いてもよい。
【００１９】
一実施形態の裁断装置は、上記付勢支持部の支持面からの離隔動作を検知するセンサと、
上記センサから、上記付勢支持部の支持面からの離隔動作を示す信号を受けると、上記ヘッド駆動部の動作を停止させる制御部とを備える。
【００２０】
上記実施形態によれば、付勢支持部の支持面からの離隔動作がセンサで検知されることにより、固定刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に反転したことが検知され、したがって、シート材の裁断が停止したことが検知される。上記センサから検知信号を制御部が受けると、この制御部の制御により、ヘッド駆動部の動作が停止する。したがって、シート材の裁断が停止した位置に、カッターヘッドを停止させることができるので、カッターヘッドの構成部品によりシート材が移動又は破損する不都合や、カッターヘッドの構成部品がシート材からの抵抗力で破損する不都合を防止できる。ここで、上記センサとしては、検知媒体として磁界、電磁波、電界、光及び超音波を用いた近接センサ、変位センサ及び測距センサ等の種々のセンサを用いることができる。また、上記センサとして、接触式のスイッチを用いてもよい。
【００２１】
一実施形態の裁断装置は、上記センサからの検知信号を受けて、上記回転刃の動作を停止する回転刃制御部を備える。
【００２２】
上記実施形態によれば、センサからの検知信号を受けて、固定刃の反転や付勢支持部の支持面からの離隔動作が検知されると、回転刃制御部の制御により、カッターヘッドの回転刃の動作が停止する。したがって、カッターヘッドの駆動が停止した際に、回転刃でシート材が不正に切断される不都合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態としての裁断装置の全体概要を示す斜視図である。
【図２】裁断装置のカッターヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図３】裁断装置のカッターヘッドの要部を示す側面図である。
【図４】裁断開始時におけるカッターヘッドの様子を示す側面図である。
【図５】裁断実行時におけるカッターヘッドの様子を示す側面図である。
【図６】固定刃が反転したときのカッターヘッドの様子を示す側面図である。
【図７】従来の裁断装置のカッターヘッドを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
本発明の実施形態の裁断装置は、シート材としての布地を裁断して被服のパターンピースを作製するプロッタ型の裁断装置である。この裁断装置１は、図１に示すように、裁断テーブル２と、カッターユニット４と、解反機８と、制御部及び回転刃制御部としての制御装置１１とで大略構成されている。
【００２６】
裁断テーブル２は、布地１０を解反機８から搬送すると共に裁断時に布地１０を支持するベルトコンベヤを内蔵している。ベルトコンベヤは、裁断テーブル２の長手方向の両端に内蔵されて短手方向に延在する図示しないプーリの間に、支持部としてのコンベヤベルト３が掛け渡されて構成されている。このベルトコンベヤを構成するコンベヤベルト３の上側部の表面が、裁断テーブル２の上側面に露出して、支持面３ａとして機能する。コンベヤベルト３は、基布４６に立毛４７が編み込まれてなるモケット状のシートで形成されている。
【００２７】
カッターユニット４は、裁断テーブル２の長手方向の縁部に設置された２つのレールに沿って走行する一対のキャリッジ５と、これら１対のキャリッジ５，５の間に掛け渡されて裁断テーブル２の短手方向に延在する梁部材６と、この梁部材６に設置されたレールに沿って走行するカッターヘッド７を備える。カッターヘッド７は、後述のように、布地１０を切断する回転刃２８と固定刃４３を内蔵している。カッターヘッド７は、キャリッジ５により裁断テーブル２の長手方向に移動すると共に、カッターヘッド７に内蔵された駆動機構により裁断テーブル２の短手方向に移動することにより、裁断テーブル２の支持面３ａと平行の面内に駆動される。このように、キャリッジ５とカッターヘッド７の駆動機構により、ヘッド駆動部が構成されている。
【００２８】
解反機８は、ベルトコンベヤの一端側に、裁断テーブル２の短辺に隣接して配置されている。解反機８は、布地のロール９が載置された状態で、このロール９を回転駆動して布地１０を巻き出すものである。この解反機８は、図示しないモータによって回転駆動され、回転軸が所定間隔をおいて平行に配置された２つの解反ローラを有する。これら２つの解反ローラに接するように、解反ローラの間の上側にロール９が載置され、解反ローラが回転するに伴ってロール９から布地を巻き出すように構成されている。解反機８には、解反ローラよりも裁断テーブル２側に、解反ローラから巻き出された布地１０を裁断テーブル２に送るガイドローラが設けられている。
【００２９】
制御装置１１は、裁断テーブル２及び解反機８に接続され、裁断テーブル２の支持面３ａに布地１０を引き出す際の解反機８及びベルトコンベヤの動作と、支持面３ａ上に載置された布地１０を裁断する際のカッターユニット４の動作を制御する。制御装置１１は、市販のノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって構成されている。制御装置１１は、解反機８の巻き出し動作や、ベルトコンベヤの動作や、カッターユニット４の動作や、裁断パターン５０の情報に関する入力を操作者から受け、受け付けた入力に基づいて、解反機８、ベルトコンベヤ及びカッターユニット４の動作を制御する。なお、制御装置１１と同様の機能を有する制御部又は回転刃制御部を裁断テーブル２や解反機８に内蔵し、裁断テーブル２のカッターユニット４のキャリッジ５や、解反機８のフレーム等に、タッチパネル等で形成された指令入力部を設けてもよい。
【００３０】
図２は、カッターヘッド７の構成を示す部分断面図である。カッターヘッド７は、板状のフレーム１４の背面に設けられたガイド１３により、梁部材６の側面に固定されたガイドレール１２に沿って移動可能に構成されている。カッターヘッド７は、内部に設置された図示しないモータにより、或いは、キャリッジ５，５の間に掛け渡されてフレームに固定された駆動ワイヤにより、ガイドレール１２の延在方向に駆動される。
【００３１】
カッターヘッド７のフレーム１４の正面には、上下に離間して設置された一対の取り付けアーム１６，１６の間に、ガイド軸１７が取り付けられている。このガイド軸１７には、上下動フレーム１９に固定されたスライド軸受け１８が嵌合しており、この上下動フレーム１９は、ロッドの先端が連結された上下動シリンダー１５によって、ガイド軸１７に沿って上下方向に駆動される。上記上下動フレーム１９には、カッター旋回用モータ２０が設置されており、このカッター旋回用モータ２０の回転力は、カッター旋回用プーリ２１によって、旋回軸受け２３で支持された中空状の旋回軸２２に伝達される。旋回軸２２の上端は、固定刃移動用のエアジョイント２４に連結されている一方、旋回軸２２の下端には、板状の刃物フレーム２５が固定されている。
【００３２】
上記刃物フレーム２５の下端よりもやや上方の位置に軸孔が形成されており、この軸孔に、刃物軸受２７で刃物フレーム２５に回転自在に支持された刃物軸２６が挿通されている。刃物軸２６の一端には、刃物止めナット２８によって回転刃２９が固定されている。回転刃２９は、刃物フレーム２５を正面側から視た図３に示すように、各辺が外径側に膨出して角部が丸みを帯びた四角形に形成されている。なお、回転刃２９は、各辺が外径側に膨出して角部が丸みを帯びた多角形でもよく、或いは、円形でもよい。刃物フレーム２５の旋回軸２２の固定位置の下方には、刃物回転用モータ３０が固定されており、この刃物回転モータ３０の出力軸３１に駆動プーリ３２が固定されている。駆動プーリ３２の下方に位置する刃物軸２６の他端に、従動プーリ３４が固定されており、上記駆動プーリ３２と従動プーリ３４に歯付ベルト３３が巻き回されている。刃物回転モータ３０の回転力が、駆動プーリ３２から歯付ベルト３３を通して従動プーリ３４に伝達され、刃物軸２６が回転し、回転刃２９が回転駆動されるように構成されている。
【００３３】
上記刃物フレーム２５の下端よりもやや上方の位置には、刃物軸２６に関してカッターの進行方向と反対側に、互いに連結された揺動レバー３７及び付勢支持部としての板バネ４０を揺動可能に枢着する揺動軸３８が設けられている。
【００３４】
揺動レバー３７は、刃物フレーム２５の回転刃２９が配置された側と反対側に配置されており、揺動軸３８の一端に揺動レバー３７の下端が固定されている。上記刃物フレーム２５の駆動プーリ３２と従動プーリ３４の間、かつ、カッターの進行方向と反対側には、揺動レバー３７を駆動する固定刃シリンダー３６が固定されており、この固定刃シリンダー３６には、旋回軸２２の下端に一端が接続されたエアホース３５の他端が接続されている。この固定刃シリンダー３６のロッドの先端が、上記揺動レバー３７の上端よりもやや下方の位置に当接して揺動レバー３７を揺動駆動する。この揺動レバー３７の上記固定刃シリンダー３６のロッドの当接位置よりも揺動軸３８側に、支持面側付勢手段としてのコイルバネ３９が連結されている。このコイルバネ３９で揺動レバー３７を固定刃シリンダー３６側に付勢し、この揺動レバー３７に連結された板バネ４０の先端の固定刃４３を、支持面側に付勢している。
【００３５】
板バネ４０は、刃物フレーム２５の回転刃２９が配置された側に配置されている。板バネ４０の基端は、上記揺動軸３８の他端に固定されており、図３に示される刃物フレーム２５の正面視において、揺動レバー３７との間に約１２０°の角度をなしている。
【００３６】
板バネ４０の先端には、固定刃４３を保持する固定刃ホルダ４２が反転軸４１によって枢着されている。固定刃ホルダ４２は、直方体の揺動軸３８側に凸部を有する形状であり、この凸部の側面が、吸着部としての永久磁石４４に吸着される被吸着部となっている。永久磁石４４は、固定刃ホルダ４２の凸部を吸着して、上記固定刃ホルダ４２に保持された固定刃４３を適正な姿勢に保持するように構成されている。板バネ４０は、固定刃４３を、刃物フレーム２５の正面視において、回転刃２８の刃物軸２６が通る鉛直線上で回転刃２８の刃先に付勢している。吸着部としての永久磁石４４の吸着力は、固定刃４３と回転刃２９による切断動作を阻害しない程度の強さに設定されている。
【００３７】
上記刃物フレーム２５には、上記揺動レバー３７の揺動を検知する図示しないリミットスイッチが設けられている。カッターヘッド７が駆動されて布地１０の裁断を行っている際に、板バネ４０の固定刃４３が支持面３ａから離隔する方向に揺動し、これにより揺動レバー３７の先端部が固定刃シリンダー３６から遠ざかる方向に揺動レバー３７が揺動すると、リミットスイッチから検知信号が出力される。リミットスイッチからの検知信号は制御装置１１に入力され、これに応じて、制御装置１１が刃物回転用モータ３０の回転を停止する制御を行うと共に、キャリッジ５とカッターヘッド７の駆動機構によるカッターヘッド７の駆動を停止する。なお、上記リミットスイッチは、光学式、電磁式及び接触式のいずれの形式でもよい。また、リミットスイッチからの検知信号に応じた刃物回転用モータ３０及びカッターヘッド７の制御は、裁断テーブル２内に設けた制御部で行ってもよい。
【００３８】
上記構成の裁断装置により、布地１０を裁断してパターンピースを作製する動作を説明する。
【００３９】
まず、操作者により、解反機８の解反ローラの上に布地のロール９が載置され、制御装置１１に解反の指令が入力される。これに応じて解反ローラが動作し、ロール９から布地１０が巻き出される。巻き出された布地１０の先端部が、ベルトコンベヤの解反機８側の一端側の上側面に載置され、制御装置１１に延出の指令が入力されると、解反機８の解反ローラが巻き出し動作を行うと共に、ベルトコンベヤが布地１０を他端側に送る送り動作を行う。これにより、裁断テーブル２の支持面３ａ上の裁断領域に布地１０が延出される。なお、裁断領域とは、カッターヘッド７のカッターにより裁断が実行可能な領域である。
【００４０】
裁断テーブル２の支持面３ａ上に布地１が延出されると、操作者により、裁断パターン５０の形状を示す裁断データが制御装置１１に入力される。制御装置１１のディスプレイに、裁断データに対応する裁断パターン５０の形状や位置が表示され、表示された情報を視認した操作者により、布地１０上の裁断パターン５０の位置及び角度が調節される。裁断パターン５０の位置及び角度の調節が終了すると、操作者により裁断開始の指令が制御装置１１に入力され、この入力に応じて制御装置１１が裁断の制御を開始する。以下、制御装置１１による制御の内容を説明する。
【００４１】
まず、制御装置１１は、キャリッジ５とカッターヘッド７の駆動機構を作動させ、カッターヘッド７を支持面３ａと平行の面内で駆動して、カッターヘッド７の回転刃２８を布地１０の裁断を開始する裁断開始位置に配置する。カッターヘッド７を裁断開始位置まで移動させる間は、上下動シリンダー１５で上下動フレーム１９を最上位置に保持して、回転刃２８及び固定刃４３が布地１０に引っ掛からないようにする。カッターヘッド７が裁断開始位置に到達すると、図４の矢印Ｃ１で示すように固定刃シリンダー３６のロッドを突出させ、揺動レバー３７を固定刃シリンダー３６から遠ざけ、固定刃４３を支持面３ａから離隔するように板バネ４０を揺動する。続いて、刃物回転モータ３０を起動して回転刃２９を矢印Ｒで示すように回転駆動すると共に、上下動シリンダー１５を作動させ、上下動フレーム１９を支持面３ａの方向に、すなわち、下方に駆動する。これにより、回転する回転刃２９の刃先が布地１０に接触し、布地１０の裁断開始位置に切り込みが形成される。ここで、布地１０はモケット状のコンベヤベルト３に支持されているので、コンベヤベルト３の立毛４７の先端に接触する布地１０に、回転刃２９が貫通して効果的に切り込みが形成され、しかも、コンベヤベルト３の基布４６には回転刃２９が達しないのでコンベヤベルト３の破損が防止される。
【００４２】
布地１０の裁断開始位置に切り込みが形成されると回転刃２９を一旦停止し、図５に示すように、固定刃シリンダー３６のロッドを没入させる。これにより、収縮するコイルバネ３９の付勢力によって揺動レバー３７が固定刃シリンダー３９側に揺動し、板バネ４０が揺動して固定刃４３が支持面３ａに接近する。固定刃４３が支持面３ａに接近すると、板バネ４０の付勢力により、固定刃４３が回転刃２９の刃先の側面を押圧する状態で接触する。これと共に、上下動シリンダー１５を作動させ、上下動フレーム１９を支持面３ａから離隔する方向に、すなわち、上方に駆動する。これにより、固定刃４３が布地１０を支持面３ａからすくい上げ、布地１０の支持面３ａと近い側に固定刃４３が接する一方、布地１０の支持面３ａと遠い側に回転刃２９が接する。続いて、矢印Ｒで示すように回転刃２９の回転駆動を再開し、カッターヘッド７を矢印Ｆで示すように固定刃４３の先端の向く方向に駆動する。なお、上記固定刃４３を支持面３ａに接近させて回転刃２９の刃先に接触させると共に、上下動フレーム１９を上方に駆動して固定刃４３で布地１０を支持面３ａからすくい上げる一連の動作は、回転刃２９の回転を継続した状態で行ってもよい。上記カッターヘッド７を、裁断パターンの形状に応じた経路に沿って平面方向に駆動すると共に、駆動方向に応じて旋回軸２２回りに刃物フレーム２５を旋回駆動することにより、固定刃４３と回転刃２９で裁断パターンに沿って布地１０を切断し、パターンピースを作製する。
【００４３】
こうしてカッターヘッド７が布地１０の裁断動作を行う際、回転刃２９や固定刃４３の切れ味の低下や、布地１０に生じた皺に起因して、過大な抵抗力が布地１０から固定刃４３に作用する場合がある。布地１０からの過大な抵抗力は、多くの場合、回転刃２９と固定刃４３による切断線が途切れ、切断線の端に固定刃４３が係止して生じる。固定刃４３に過大な抵抗力が作用すると、図６に示すように、固定刃ホルダ４２の被吸着部が永久磁石４４の吸着力から開放され、固定刃４３が矢印Ｓで示すように回動する。これにより、固定刃４３の先端が、矢印Ｆで示されるカッターヘッド７の駆動方向と反対方向を向くように、固定刃４３が反転する。このとき、固定刃４３の先端が支持面３ａから反力を受け、矢印Ｐ２で示すように板バネ４０が上方に揺動するので、固定刃４３の先端が支持面３ａに引っ掛かることなく固定刃４３が円滑に反転する。板バネ４０が揺動して揺動レバー３７が揺動すると、リミットスイッチが揺動レバー３７の揺動を検知して検知信号を出力し、これに応じて刃物回転用モータ３０が停止すると共に、キャリッジ５とカッターヘッド７の駆動機構が停止する。
【００４４】
このように、過大な抵抗力が布地１０から固定刃４３に作用すると、固定刃４３が反転してカッターヘッド７の駆動経路から退避すると共に、回転刃２９の回転とカッターヘッド７の駆動が停止する。その結果、固定刃４３が布地１０に引っ掛かって布地１０をカッターヘッド７の駆動方向に移動させる不都合を防止することができる。また、布地１０から固定刃４３に過大な抵抗力が持続して作用することを防止できるので、布地１０の破損や固定刃４３の破損を防止できる。さらに、回転刃２９の回転を停止するので、固定刃４３の反転に伴って布地１０が浮き上がり、浮き上がった布地１０が回転刃２９に接触しても、布地１０が不正に切断される不都合を防止できる。
【００４５】
上記実施形態では、センサとしてのリミットスイッチが、揺動レバー３７の揺動を検知したが、板バネ４０の揺動を検知してもよい。また、センサは、固定刃４３の反転を検知してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態の裁断装置１は、シート材としての布地を裁断したが、皮革や紙や樹脂等の他のシート材を裁断してもよい。
【００４７】
また、本発明は、プロッタ型の裁断装置に限らず、カッターヘッドが所定位置に固定された裁断装置や、カッターヘッドが一方向のみに駆動される裁断装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 裁断装置
２ 裁断テーブル
３ コンベヤベルト
３ａ 支持面
４ カッターユニット
７ カッターヘッド
２８ 回転刃
４０ 板バネ
４１ 反転軸
４２ 固定刃ホルダ
４３ 固定刃
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば布地等のシート材を裁断パターンに沿って裁断する裁断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被服用の布地を裁断してパターンピースを作製する裁断装置として、プロッタ型の裁断装置がある。プロッタ型の裁断装置は、布地を支持する支持面を有する裁断テーブルと、裁断テーブルの長手方向の縁部に延在する２つのレールに沿って走行する１対のキャリッジと、これら１対のキャリッジの間に掛け渡された梁部材と、この梁部材に設置されたレールに沿って走行するカッターヘッドを備える。裁断装置は、パターンピースの裁断パターンを表す裁断データが制御部に入力され、この裁断データに基づき、カッターヘッドに内蔵したカッターを作動させながらカッターを平面方向に駆動して布地を裁断し、パターンピースを作製している。
【０００３】
この種の裁断装置として、カッターヘッドにカッターとしての回転刃と固定刃を設け、回転刃と固定刃のせん断作用により布地を裁断するものがある（例えば、特許文献１参照）。この裁断装置は、図７に示すように、カッターヘッドのフレーム１０１に回転自在に枢着された回転刃１０２と、上記フレーム１０１に基端が連結された板バネ１０３と、この板バネ１０３の先端に固定されて回転刃１０２の刃先に付勢されて接触する固定刃１０４を備える。この裁断装置は、裁断テーブルのコンベヤベルト１０５上に支持された布地１０６を固定刃１０４が支持面側からすくい上げた状態で、固定刃１０４の先端側である矢印Ｆの方向にカッターヘッドが駆動される。回転刃１０２と固定刃１０４のせん断作用で布地１０６を切断すると共に、カッターヘッドを裁断パターンに応じた経路に駆動することにより、裁断パターンの形状に布地１０６を裁断するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４０４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の裁断装置は、回転刃１０２や固定刃１０４の切れ味の低下や布地の皺等に起因して、固定刃１０４が布地１０６から過大な抵抗力を受け、布地１０６に引っ掛かる場合がある。固定刃１０４が布地１０６に引っ掛かると、カッターヘッドの駆動方向に布地１０６を移動させて裁断動作が中断する不都合や、布地１０６が破損する不都合を招く恐れがある。また、固定刃１０４が布地１０６に引っ掛かったままカッターヘッドの駆動力が作用することにより、固定刃１０４が破損する恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、固定刃がシート材から抵抗力を受けても、シート材の移動や破損を防止でき、また、固定刃の破損を防止できる裁断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の裁断装置は、シート材を支持する支持面を有する支持部と、
上記支持部の支持面に支持されたシート材を、このシート材に上記支持面に遠い側から接する第１の刃と、上記シート材に支持面に近い側から接する第２の刃とで切断するカッターヘッドと、
上記カッターヘッドを支持面と平行の面内に駆動するヘッド駆動部と、
上記第２の刃にシート材から所定の抵抗力が作用するに伴い、この第２の刃をカッターヘッドの駆動方向と反対方向に退避させる退避機構と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、支持部の支持面に支持されたシート材が、カッターヘッドの第１及び第２の刃で切断されると共に、このカッターヘッドがヘッド駆動部で支持面と平行の面内に駆動される。第１及び第２の刃がシート材を切断する際、第２の刃にシート材から所定の抵抗力が作用すると、退避機構によって第２の刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に退避させられる。したがって、第２の刃は、支持面に近い側からシート材に接するにもかかわらず、シート材に引っ掛かることが防止される。その結果、第２の刃がシート材に引っ掛かった状態でカッターヘッドがヘッド駆動部で駆動されてシート材が移動する不都合や、シート材が第１又は第２の刃で破損する不都合が防止される。また、第２の刃がシート材に引っ掛かった状態でカッターヘッドの駆動力が作用することにより、第２の刃が破損する不都合が防止される。
【０００９】
一実施形態の裁断装置は、上記カッターヘッドの第１の刃は、回転刃であり、
上記カッターヘッドの第２の刃は、先端が上記カッターヘッドの駆動方向を向いて上記回転刃に接する固定刃であり、
上記退避機構は、上記カッターヘッドの固定刃を、上記シート材から受けた抵抗力により、先端が上記カッターヘッドの駆動方向と反対方向を向くように反転させる反転機構である。
【００１０】
上記実施形態によれば、シート材がカッターヘッドの回転刃と固定刃で切断され、上記固定刃にシート材から抵抗力が作用するに伴い、この抵抗力により、上記固定刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に先端を向くように反転されられる。これにより、固定刃がシート材に引っ掛かることを効果的に防止でき、したがって、固定刃がシート材に引っ掛かってシート材が移動する不都合や、シート材が破損する不都合や、固定刃が破損する不都合を防止できる。
【００１１】
一実施形態の裁断装置は、上記反転機構を介して上記固定刃を支持すると共に、この固定刃を回転刃の刃先に付勢する付勢支持部を備え、
上記反転機構は、上記付勢支持部に揺動可能に枢着されて上記固定刃を保持する固定刃ホルダと、この固定刃ホルダを吸着して上記固定刃を上記回転刃に接触する位置に保持する吸着部を有する。
【００１２】
上記実施形態によれば、付勢支持部で固定刃が回転刃の刃先に付勢されることにより、固定刃と回転刃によりシート材が効果的に切断される。上記固定刃は、上記付勢支持部に枢着された固定刃ホルダに保持され、この固定刃ホルダが吸着部で吸着されて、上記回転刃に接触する位置に保持される。シート材を切断する際に所定の抵抗力が作用すると、吸着部による固定刃ホルダの保持が解除され、固定ホルダが揺動して固定刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に先端を向くように反転する。こうして、固定刃を安定して保持してシート材を裁断できると共に、所定の抵抗力を受けたときには固定刃を速やかに退避させることができる。
【００１３】
一実施形態の裁断装置は、上記付勢支持部は、上記反転機構及び固定刃を支持面に対して接離可能に形成され、
上記付勢支持部に付勢力を与えて上記固定刃を支持面側に保持する支持面側付勢手段を備える。
【００１４】
上記実施形態によれば、付勢支持部が、反転機構及び固定刃を支持面に対して接離可能に形成され、この付勢支持部に支持面側付勢手段によって付勢力が与えられることにより、支持面側に固定刃が安定して保持されてシート材が安定して裁断される。ここで、シート材から固定刃に所定の抵抗力が作用すると、反転機構によって固定刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に先端がむくように反転するが、このとき、反転機構及び固定刃が支持面に対して離隔するので固定刃を確実に反転させることができる。また、付勢支持部が支持面側付勢手段から付勢力を受けているので、反転した固定刃を速やかに支持面側に押圧して固定刃を安定させることができる。
【００１５】
一実施形態の裁断装置は、上記付勢支持部は、一端に上記反転機構及び固定刃が配置されている一方、他端に、この付勢支持部を揺動可能に支持する揺動軸が設けられていると共に揺動レバーが連結されており、この揺動レバーに上記支持面側付勢手段によって付勢力が作用され、
上記回転刃でシート材に切り込みを形成する際に、上記揺動レバーを上記支持面側付勢手段の付勢力に抗して上記固定刃を支持面から離隔する方向に駆動力を作用させる一方、上記固定刃及び回転刃でシート材を裁断する際に、上記揺動レバーへの駆動力を解除する駆動手段を備える。
【００１６】
上記実施形態によれば、付勢支持部の一端に反転機構及び固定刃が配置されている一方、この付勢支持部の他端に、揺動軸が設けられていると共に揺動レバーが連結されている。この連結レバーに、支持面側付勢手段によって付勢力が作用される。これらにより、反転機構及び固定刃が簡易な構成で支持面に対して接離可能となると共に、固定刃が支持面側に付勢される。その結果、固定刃が確実に反転可能な状態で、固定刃と回転刃で安定してシートを切断できる。ここで、例えばシート材の裁断を開始する場合、駆動手段により、上記揺動レバーに駆動力が作用して固定刃が支持面から離隔し、これにより、回転刃でシート材に効果的に切り込みを形成することができる。一方、駆動手段による揺動レバーの駆動力が解除されると、支持面付勢手段から揺動部に作用する付勢力によって固定刃が支持面側に保持され、固定刃及び回転刃の切断機能を安定して発揮させることができる。ここで、上記駆動手段としては、例えばエアシリンダ、リニア電磁ソレノイド、リニアモータ、リニア振動アクチュエータ、リニア電磁ポンプ等の線形駆動装置を用いることができ、上記駆動手段の動作形式は、電気式、油圧式、空気圧式の種々のものを用いることができる。
【００１７】
一実施形態の裁断装置は、上記反転機構による固定刃の反転を検知するセンサと、
上記センサから上記固定刃の反転を示す信号を受けると、上記ヘッド駆動部の動作を停止させる制御部とを備える。
【００１８】
上記実施形態によれば、反転機構による固定刃の反転がセンサで検知され、このセンサから検知信号を制御部が受けると、この制御部の制御により、ヘッド駆動部の動作が停止する。したがって、固定刃が反転してシート材の裁断が停止する位置に、カッターヘッドを停止させることができるので、カッターヘッドの構成部品によりシート材が移動又は破損する不都合や、カッターヘッドの構成部品がシート材からの抵抗力で破損する不都合を防止できる。ここで、上記センサとしては、検知媒体として磁界、電磁波、電界、光及び超音波を用いた近接センサ、変位センサ及び測距センサ等の種々のセンサを用いることができる。また、上記センサとして、接触式のスイッチを用いてもよい。
【００１９】
一実施形態の裁断装置は、上記付勢支持部の支持面からの離隔動作を検知するセンサと、
上記センサから、上記付勢支持部の支持面からの離隔動作を示す信号を受けると、上記ヘッド駆動部の動作を停止させる制御部とを備える。
【００２０】
上記実施形態によれば、付勢支持部の支持面からの離隔動作がセンサで検知されることにより、固定刃がカッターヘッドの駆動方向と反対方向に反転したことが検知され、したがって、シート材の裁断が停止したことが検知される。上記センサから検知信号を制御部が受けると、この制御部の制御により、ヘッド駆動部の動作が停止する。したがって、シート材の裁断が停止した位置に、カッターヘッドを停止させることができるので、カッターヘッドの構成部品によりシート材が移動又は破損する不都合や、カッターヘッドの構成部品がシート材からの抵抗力で破損する不都合を防止できる。ここで、上記センサとしては、検知媒体として磁界、電磁波、電界、光及び超音波を用いた近接センサ、変位センサ及び測距センサ等の種々のセンサを用いることができる。また、上記センサとして、接触式のスイッチを用いてもよい。
【００２１】
一実施形態の裁断装置は、上記センサからの検知信号を受けて、上記回転刃の動作を停止する回転刃制御部を備える。
【００２２】
上記実施形態によれば、センサからの検知信号を受けて、固定刃の反転や付勢支持部の支持面からの離隔動作が検知されると、回転刃制御部の制御により、カッターヘッドの回転刃の動作が停止する。したがって、カッターヘッドの駆動が停止した際に、回転刃でシート材が不正に切断される不都合を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態としての裁断装置の全体概要を示す斜視図である。
【図２】裁断装置のカッターヘッドの構成を示す部分断面図である。
【図３】裁断装置のカッターヘッドの要部を示す側面図である。
【図４】裁断開始時におけるカッターヘッドの様子を示す側面図である。
【図５】裁断実行時におけるカッターヘッドの様子を示す側面図である。
【図６】固定刃が反転したときのカッターヘッドの様子を示す側面図である。
【図７】従来の裁断装置のカッターヘッドを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
本発明の実施形態の裁断装置は、シート材としての布地を裁断して被服のパターンピースを作製するプロッタ型の裁断装置である。この裁断装置１は、図１に示すように、裁断テーブル２と、カッターユニット４と、解反機８と、制御部及び回転刃制御部としての制御装置１１とで大略構成されている。
【００２６】
裁断テーブル２は、布地１０を解反機８から搬送すると共に裁断時に布地１０を支持するベルトコンベヤを内蔵している。ベルトコンベヤは、裁断テーブル２の長手方向の両端に内蔵されて短手方向に延在する図示しないプーリの間に、支持部としてのコンベヤベルト３が掛け渡されて構成されている。このベルトコンベヤを構成するコンベヤベルト３の上側部の表面が、裁断テーブル２の上側面に露出して、支持面３ａとして機能する。コンベヤベルト３は、基布４６に立毛４７が編み込まれてなるモケット状のシートで形成されている。
【００２７】
カッターユニット４は、裁断テーブル２の長手方向の縁部に設置された２つのレールに沿って走行する一対のキャリッジ５と、これら１対のキャリッジ５，５の間に掛け渡されて裁断テーブル２の短手方向に延在する梁部材６と、この梁部材６に設置されたレールに沿って走行するカッターヘッド７を備える。カッターヘッド７は、後述のように、布地１０を切断する回転刃２８と固定刃４３を内蔵している。カッターヘッド７は、キャリッジ５により裁断テーブル２の長手方向に移動すると共に、カッターヘッド７に内蔵された駆動機構により裁断テーブル２の短手方向に移動することにより、裁断テーブル２の支持面３ａと平行の面内に駆動される。このように、キャリッジ５とカッターヘッド７の駆動機構により、ヘッド駆動部が構成されている。
【００２８】
解反機８は、ベルトコンベヤの一端側に、裁断テーブル２の短辺に隣接して配置されている。解反機８は、布地のロール９が載置された状態で、このロール９を回転駆動して布地１０を巻き出すものである。この解反機８は、図示しないモータによって回転駆動され、回転軸が所定間隔をおいて平行に配置された２つの解反ローラを有する。これら２つの解反ローラに接するように、解反ローラの間の上側にロール９が載置され、解反ローラが回転するに伴ってロール９から布地を巻き出すように構成されている。解反機８には、解反ローラよりも裁断テーブル２側に、解反ローラから巻き出された布地１０を裁断テーブル２に送るガイドローラが設けられている。
【００２９】
制御装置１１は、裁断テーブル２及び解反機８に接続され、裁断テーブル２の支持面３ａに布地１０を引き出す際の解反機８及びベルトコンベヤの動作と、支持面３ａ上に載置された布地１０を裁断する際のカッターユニット４の動作を制御する。制御装置１１は、市販のノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって構成されている。制御装置１１は、解反機８の巻き出し動作や、ベルトコンベヤの動作や、カッターユニット４の動作や、裁断パターン５０の情報に関する入力を操作者から受け、受け付けた入力に基づいて、解反機８、ベルトコンベヤ及びカッターユニット４の動作を制御する。なお、制御装置１１と同様の機能を有する制御部又は回転刃制御部を裁断テーブル２や解反機８に内蔵し、裁断テーブル２のカッターユニット４のキャリッジ５や、解反機８のフレーム等に、タッチパネル等で形成された指令入力部を設けてもよい。
【００３０】
図２は、カッターヘッド７の構成を示す部分断面図である。カッターヘッド７は、板状のフレーム１４の背面に設けられたガイド１３により、梁部材６の側面に固定されたガイドレール１２に沿って移動可能に構成されている。カッターヘッド７は、内部に設置された図示しないモータにより、或いは、キャリッジ５，５の間に掛け渡されてフレームに固定された駆動ワイヤにより、ガイドレール１２の延在方向に駆動される。
【００３１】
カッターヘッド７のフレーム１４の正面には、上下に離間して設置された一対の取り付けアーム１６，１６の間に、ガイド軸１７が取り付けられている。このガイド軸１７には、上下動フレーム１９に固定されたスライド軸受け１８が嵌合しており、この上下動フレーム１９は、ロッドの先端が連結された上下動シリンダー１５によって、ガイド軸１７に沿って上下方向に駆動される。上記上下動フレーム１９には、カッター旋回用モータ２０が設置されており、このカッター旋回用モータ２０の回転力は、カッター旋回用プーリ２１によって、旋回軸受け２３で支持された中空状の旋回軸２２に伝達される。旋回軸２２の上端は、固定刃移動用のエアジョイント２４に連結されている一方、旋回軸２２の下端には、板状の刃物フレーム２５が固定されている。
【００３２】
上記刃物フレーム２５の下端よりもやや上方の位置に軸孔が形成されており、この軸孔に、刃物軸受２７で刃物フレーム２５に回転自在に支持された刃物軸２６が挿通されている。刃物軸２６の一端には、刃物止めナット２８によって回転刃２９が固定されている。回転刃２９は、刃物フレーム２５を正面側から視た図３に示すように、各辺が外径側に膨出して角部が丸みを帯びた四角形に形成されている。なお、回転刃２９は、各辺が外径側に膨出して角部が丸みを帯びた多角形でもよく、或いは、円形でもよい。刃物フレーム２５の旋回軸２２の固定位置の下方には、刃物回転用モータ３０が固定されており、この刃物回転モータ３０の出力軸３１に駆動プーリ３２が固定されている。駆動プーリ３２の下方に位置する刃物軸２６の他端に、従動プーリ３４が固定されており、上記駆動プーリ３２と従動プーリ３４に歯付ベルト３３が巻き回されている。刃物回転モータ３０の回転力が、駆動プーリ３２から歯付ベルト３３を通して従動プーリ３４に伝達され、刃物軸２６が回転し、回転刃２９が回転駆動されるように構成されている。
【００３３】
上記刃物フレーム２５の下端よりもやや上方の位置には、刃物軸２６に関してカッターの進行方向と反対側に、互いに連結された揺動レバー３７及び付勢支持部としての板バネ４０を揺動可能に枢着する揺動軸３８が設けられている。
【００３４】
揺動レバー３７は、刃物フレーム２５の回転刃２９が配置された側と反対側に配置されており、揺動軸３８の一端に揺動レバー３７の下端が固定されている。上記刃物フレーム２５の駆動プーリ３２と従動プーリ３４の間、かつ、カッターの進行方向と反対側には、揺動レバー３７を駆動する固定刃シリンダー３６が固定されており、この固定刃シリンダー３６には、旋回軸２２の下端に一端が接続されたエアホース３５の他端が接続されている。この固定刃シリンダー３６のロッドの先端が、上記揺動レバー３７の上端よりもやや下方の位置に当接して揺動レバー３７を揺動駆動する。この揺動レバー３７の上記固定刃シリンダー３６のロッドの当接位置よりも揺動軸３８側に、支持面側付勢手段としてのコイルバネ３９が連結されている。このコイルバネ３９で揺動レバー３７を固定刃シリンダー３６側に付勢し、この揺動レバー３７に連結された板バネ４０の先端の固定刃４３を、支持面側に付勢している。
【００３５】
板バネ４０は、刃物フレーム２５の回転刃２９が配置された側に配置されている。板バネ４０の基端は、上記揺動軸３８の他端に固定されており、図３に示される刃物フレーム２５の正面視において、揺動レバー３７との間に約１２０°の角度をなしている。
【００３６】
板バネ４０の先端には、固定刃４３を保持する固定刃ホルダ４２が反転軸４１によって枢着されている。固定刃ホルダ４２は、直方体の揺動軸３８側に凸部を有する形状であり、この凸部の側面が、吸着部としての永久磁石４４に吸着される被吸着部となっている。永久磁石４４は、固定刃ホルダ４２の凸部を吸着して、上記固定刃ホルダ４２に保持された固定刃４３を適正な姿勢に保持するように構成されている。板バネ４０は、固定刃４３を、刃物フレーム２５の正面視において、回転刃２８の刃物軸２６が通る鉛直線上で回転刃２８の刃先に付勢している。吸着部としての永久磁石４４の吸着力は、固定刃４３と回転刃２９による切断動作を阻害しない程度の強さに設定されている。
【００３７】
上記刃物フレーム２５には、上記揺動レバー３７の揺動を検知する図示しないリミットスイッチが設けられている。カッターヘッド７が駆動されて布地１０の裁断を行っている際に、板バネ４０の固定刃４３が支持面３ａから離隔する方向に揺動し、これにより揺動レバー３７の先端部が固定刃シリンダー３６から遠ざかる方向に揺動レバー３７が揺動すると、リミットスイッチから検知信号が出力される。リミットスイッチからの検知信号は制御装置１１に入力され、これに応じて、制御装置１１が刃物回転用モータ３０の回転を停止する制御を行うと共に、キャリッジ５とカッターヘッド７の駆動機構によるカッターヘッド７の駆動を停止する。なお、上記リミットスイッチは、光学式、電磁式及び接触式のいずれの形式でもよい。また、リミットスイッチからの検知信号に応じた刃物回転用モータ３０及びカッターヘッド７の制御は、裁断テーブル２内に設けた制御部で行ってもよい。
【００３８】
上記構成の裁断装置により、布地１０を裁断してパターンピースを作製する動作を説明する。
【００３９】
まず、操作者により、解反機８の解反ローラの上に布地のロール９が載置され、制御装置１１に解反の指令が入力される。これに応じて解反ローラが動作し、ロール９から布地１０が巻き出される。巻き出された布地１０の先端部が、ベルトコンベヤの解反機８側の一端側の上側面に載置され、制御装置１１に延出の指令が入力されると、解反機８の解反ローラが巻き出し動作を行うと共に、ベルトコンベヤが布地１０を他端側に送る送り動作を行う。これにより、裁断テーブル２の支持面３ａ上の裁断領域に布地１０が延出される。なお、裁断領域とは、カッターヘッド７のカッターにより裁断が実行可能な領域である。
【００４０】
裁断テーブル２の支持面３ａ上に布地１が延出されると、操作者により、裁断パターン５０の形状を示す裁断データが制御装置１１に入力される。制御装置１１のディスプレイに、裁断データに対応する裁断パターン５０の形状や位置が表示され、表示された情報を視認した操作者により、布地１０上の裁断パターン５０の位置及び角度が調節される。裁断パターン５０の位置及び角度の調節が終了すると、操作者により裁断開始の指令が制御装置１１に入力され、この入力に応じて制御装置１１が裁断の制御を開始する。以下、制御装置１１による制御の内容を説明する。
【００４１】
まず、制御装置１１は、キャリッジ５とカッターヘッド７の駆動機構を作動させ、カッターヘッド７を支持面３ａと平行の面内で駆動して、カッターヘッド７の回転刃２８を布地１０の裁断を開始する裁断開始位置に配置する。カッターヘッド７を裁断開始位置まで移動させる間は、上下動シリンダー１５で上下動フレーム１９を最上位置に保持して、回転刃２８及び固定刃４３が布地１０に引っ掛からないようにする。カッターヘッド７が裁断開始位置に到達すると、図４の矢印Ｃ１で示すように固定刃シリンダー３６のロッドを突出させ、揺動レバー３７を固定刃シリンダー３６から遠ざけ、固定刃４３を支持面３ａから離隔するように板バネ４０を揺動する。続いて、刃物回転モータ３０を起動して回転刃２９を矢印Ｒで示すように回転駆動すると共に、上下動シリンダー１５を作動させ、上下動フレーム１９を支持面３ａの方向に、すなわち、下方に駆動する。これにより、回転する回転刃２９の刃先が布地１０に接触し、布地１０の裁断開始位置に切り込みが形成される。ここで、布地１０はモケット状のコンベヤベルト３に支持されているので、コンベヤベルト３の立毛４７の先端に接触する布地１０に、回転刃２９が貫通して効果的に切り込みが形成され、しかも、コンベヤベルト３の基布４６には回転刃２９が達しないのでコンベヤベルト３の破損が防止される。
【００４２】
布地１０の裁断開始位置に切り込みが形成されると回転刃２９を一旦停止し、図５に示すように、固定刃シリンダー３６のロッドを没入させる。これにより、収縮するコイルバネ３９の付勢力によって揺動レバー３７が固定刃シリンダー３９側に揺動し、板バネ４０が揺動して固定刃４３が支持面３ａに接近する。固定刃４３が支持面３ａに接近すると、板バネ４０の付勢力により、固定刃４３が回転刃２９の刃先の側面を押圧する状態で接触する。これと共に、上下動シリンダー１５を作動させ、上下動フレーム１９を支持面３ａから離隔する方向に、すなわち、上方に駆動する。これにより、固定刃４３が布地１０を支持面３ａからすくい上げ、布地１０の支持面３ａと近い側に固定刃４３が接する一方、布地１０の支持面３ａと遠い側に回転刃２９が接する。続いて、矢印Ｒで示すように回転刃２９の回転駆動を再開し、カッターヘッド７を矢印Ｆで示すように固定刃４３の先端の向く方向に駆動する。なお、上記固定刃４３を支持面３ａに接近させて回転刃２９の刃先に接触させると共に、上下動フレーム１９を上方に駆動して固定刃４３で布地１０を支持面３ａからすくい上げる一連の動作は、回転刃２９の回転を継続した状態で行ってもよい。上記カッターヘッド７を、裁断パターンの形状に応じた経路に沿って平面方向に駆動すると共に、駆動方向に応じて旋回軸２２回りに刃物フレーム２５を旋回駆動することにより、固定刃４３と回転刃２９で裁断パターンに沿って布地１０を切断し、パターンピースを作製する。
【００４３】
こうしてカッターヘッド７が布地１０の裁断動作を行う際、回転刃２９や固定刃４３の切れ味の低下や、布地１０に生じた皺に起因して、過大な抵抗力が布地１０から固定刃４３に作用する場合がある。布地１０からの過大な抵抗力は、多くの場合、回転刃２９と固定刃４３による切断線が途切れ、切断線の端に固定刃４３が係止して生じる。固定刃４３に過大な抵抗力が作用すると、図６に示すように、固定刃ホルダ４２の被吸着部が永久磁石４４の吸着力から開放され、固定刃４３が矢印Ｓで示すように回動する。これにより、固定刃４３の先端が、矢印Ｆで示されるカッターヘッド７の駆動方向と反対方向を向くように、固定刃４３が反転する。このとき、固定刃４３の先端が支持面３ａから反力を受け、矢印Ｐ２で示すように板バネ４０が上方に揺動するので、固定刃４３の先端が支持面３ａに引っ掛かることなく固定刃４３が円滑に反転する。板バネ４０が揺動して揺動レバー３７が揺動すると、リミットスイッチが揺動レバー３７の揺動を検知して検知信号を出力し、これに応じて刃物回転用モータ３０が停止すると共に、キャリッジ５とカッターヘッド７の駆動機構が停止する。
【００４４】
このように、過大な抵抗力が布地１０から固定刃４３に作用すると、固定刃４３が反転してカッターヘッド７の駆動経路から退避すると共に、回転刃２９の回転とカッターヘッド７の駆動が停止する。その結果、固定刃４３が布地１０に引っ掛かって布地１０をカッターヘッド７の駆動方向に移動させる不都合を防止することができる。また、布地１０から固定刃４３に過大な抵抗力が持続して作用することを防止できるので、布地１０の破損や固定刃４３の破損を防止できる。さらに、回転刃２９の回転を停止するので、固定刃４３の反転に伴って布地１０が浮き上がり、浮き上がった布地１０が回転刃２９に接触しても、布地１０が不正に切断される不都合を防止できる。
【００４５】
上記実施形態では、センサとしてのリミットスイッチが、揺動レバー３７の揺動を検知したが、板バネ４０の揺動を検知してもよい。また、センサは、固定刃４３の反転を検知してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態の裁断装置１は、シート材としての布地を裁断したが、皮革や紙や樹脂等の他のシート材を裁断してもよい。
【００４７】
また、本発明は、プロッタ型の裁断装置に限らず、カッターヘッドが所定位置に固定された裁断装置や、カッターヘッドが一方向のみに駆動される裁断装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 裁断装置
２ 裁断テーブル
３ コンベヤベルト
３ａ 支持面
４ カッターユニット
７ カッターヘッド
２８ 回転刃
４０ 板バネ
４１ 反転軸
４２ 固定刃ホルダ
４３ 固定刃
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材を支持する支持面を有する支持部と、
上記支持部の支持面に支持されたシート材を、このシート材に上記支持面に遠い側から接する第１の刃と、上記シート材に支持面に近い側から接する第２の刃とで切断するカッターヘッドと、
上記カッターヘッドを支持面と平行の面内に駆動するヘッド駆動部と、
上記第２の刃にシート材から所定の抵抗力が作用するに伴い、この第２の刃をカッターヘッドの駆動方向と反対方向に退避させる退避機構と
を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の裁断装置において、
上記カッターヘッドの第１の刃は、回転刃であり、
上記カッターヘッドの第２の刃は、先端が上記カッターヘッドの駆動方向を向いて上記回転刃に接する固定刃であり、
上記退避機構は、上記カッターヘッドの固定刃を、上記シート材から受けた抵抗力により、先端が上記カッターヘッドの駆動方向と反対方向を向くように反転させる反転機構であることを特徴とする裁断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の裁断装置において、
上記反転機構を介して上記固定刃を支持すると共に、この固定刃を回転刃の刃先に付勢する付勢支持部を備え、
上記反転機構は、上記付勢支持部に揺動可能に枢着されて上記固定刃を保持する固定刃ホルダと、この固定刃ホルダを吸着して上記固定刃を上記回転刃に接触する位置に保持する吸着部を有することを特徴とする裁断装置。
【請求項４】
請求項２に記載の裁断装置において、
上記付勢支持部は、上記反転機構及び固定刃を支持面に対して接離可能に形成され、
上記付勢支持部に付勢力を与えて上記固定刃を支持面側に保持する支持面側付勢手段を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の裁断装置において、
上記付勢支持部は、一端に上記反転機構及び固定刃が配置されている一方、他端に、この付勢支持部を揺動可能に支持する揺動軸が設けられていると共に揺動レバーが連結されており、この揺動レバーに上記支持面側付勢手段によって付勢力が作用され、
上記回転刃でシート材に切り込みを形成する際に、上記揺動レバーを上記支持面側付勢手段の付勢力に抗して上記固定刃を支持面から離隔する方向に駆動力を作用させる一方、上記固定刃及び回転刃でシート材を裁断する際に、上記揺動レバーへの駆動力を解除する駆動手段を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項６】
請求項２に記載の裁断装置において、
上記反転機構による固定刃の反転を検知するセンサと、
上記センサから上記固定刃の反転を示す信号を受けると、上記ヘッド駆動部の動作を停止させる制御部と
を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項７】
請求項４に記載の裁断装置において、
上記付勢支持部の支持面からの離隔動作を検知するセンサと、
上記センサから、上記付勢支持部の支持面からの離隔動作を示す信号を受けると、上記ヘッド駆動部の動作を停止させる制御部と
を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の裁断装置において、
上記センサからの検知信号を受けて、上記回転刃の動作を停止する回転刃制御部を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項１】
シート材を支持する支持面を有する支持部と、
上記支持部の支持面に支持されたシート材を、このシート材に上記支持面に遠い側から接する第１の刃と、上記シート材に支持面に近い側から接する第２の刃とで切断するカッターヘッドと、
上記カッターヘッドを支持面と平行の面内に駆動するヘッド駆動部と、
上記第２の刃にシート材から所定の抵抗力が作用するに伴い、この第２の刃をカッターヘッドの駆動方向と反対方向に退避させる退避機構と
を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の裁断装置において、
上記カッターヘッドの第１の刃は、回転刃であり、
上記カッターヘッドの第２の刃は、先端が上記カッターヘッドの駆動方向を向いて上記回転刃に接する固定刃であり、
上記退避機構は、上記カッターヘッドの固定刃を、上記シート材から受けた抵抗力により、先端が上記カッターヘッドの駆動方向と反対方向を向くように反転させる反転機構であることを特徴とする裁断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の裁断装置において、
上記反転機構を介して上記固定刃を支持すると共に、この固定刃を回転刃の刃先に付勢する付勢支持部を備え、
上記反転機構は、上記付勢支持部に揺動可能に枢着されて上記固定刃を保持する固定刃ホルダと、この固定刃ホルダを吸着して上記固定刃を上記回転刃に接触する位置に保持する吸着部を有することを特徴とする裁断装置。
【請求項４】
請求項２に記載の裁断装置において、
上記付勢支持部は、上記反転機構及び固定刃を支持面に対して接離可能に形成され、
上記付勢支持部に付勢力を与えて上記固定刃を支持面側に保持する支持面側付勢手段を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の裁断装置において、
上記付勢支持部は、一端に上記反転機構及び固定刃が配置されている一方、他端に、この付勢支持部を揺動可能に支持する揺動軸が設けられていると共に揺動レバーが連結されており、この揺動レバーに上記支持面側付勢手段によって付勢力が作用され、
上記回転刃でシート材に切り込みを形成する際に、上記揺動レバーを上記支持面側付勢手段の付勢力に抗して上記固定刃を支持面から離隔する方向に駆動力を作用させる一方、上記固定刃及び回転刃でシート材を裁断する際に、上記揺動レバーへの駆動力を解除する駆動手段を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項６】
請求項２に記載の裁断装置において、
上記反転機構による固定刃の反転を検知するセンサと、
上記センサから上記固定刃の反転を示す信号を受けると、上記ヘッド駆動部の動作を停止させる制御部と
を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項７】
請求項４に記載の裁断装置において、
上記付勢支持部の支持面からの離隔動作を検知するセンサと、
上記センサから、上記付勢支持部の支持面からの離隔動作を示す信号を受けると、上記ヘッド駆動部の動作を停止させる制御部と
を備えることを特徴とする裁断装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の裁断装置において、
上記センサからの検知信号を受けて、上記回転刃の動作を停止する回転刃制御部を備えることを特徴とする裁断装置。
【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２０１２−１６６３１６（Ｐ２０１２−１６６３１６Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３００６１（Ｐ２０１１−３００６１）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（５９１２６４４７４）有限会社ナムックス (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（５９１２６４４７４）有限会社ナムックス (10)
【Ｆターム（参考）】
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