JPH01216791A - 可撓性駆動部分を有する往復運動ナイフカッタ - Google Patents

可撓性駆動部分を有する往復運動ナイフカッタ

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JPH01216791A
JPH01216791A JP1002688A JP268889A JPH01216791A JP H01216791 A JPH01216791 A JP H01216791A JP 1002688 A JP1002688 A JP 1002688A JP 268889 A JP268889 A JP 268889A JP H01216791 A JPH01216791 A JP H01216791A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、往復運動ナイフカッタ(recipro−c
stiB knife cutters)番;して、ナ
イフが少なくとも1つの鋭利な切断エツジを有する下方
部分を含み、横方向に可撓性を有する上方部分即ち駆動
部分であって下端においてナイフの切断部分に連結され
上端において偏心機構に連結される駆動部分を介してナ
イフが偏心機構により駆動され、偏心軸線の運動の横方
向成分が上方部分の横方向可撓性により収容(B(Hm
odate)され、それによりそうでないときに必要で
ある偏心軸線と切断部分の間のピボット継手を無くする
形式のナイフカッタに関し、より詳しくはそのようなナ
イフカッタにおける改良であって、可撓性駆動部分の能
力を増大し切断工程の間に駆動部分に加わる力に耐えナ
イフカッタの性能を増大する改良に関する。
(従来の技術及び解決しようとする課題)本発明が一般
的に関係する形式の往復運動ナイフカッタは、例えば米
国特許第4,033,214号及び1986年5月8日
出願の米国特許出願第06/861,148号、発明の
名称「シート材料切断用カッタヘッド及びナイフ」に示
される。  ゛また本発明の形式の別のナイフカッタは
、米国特許第3,513,444号に示される。往復運
動ナイフカッタは、米国特許第3,513,444号若
しくは米国特許第4,033,214号におけるような
部品の集合体として作られるか又は米国特許出願第06
/861.148号におけるような一体の部材として作
られる往復運動ナイフを含む。
前述の切断部分及び駆動部分が一体に結合され一体の材
料から作られる一体ナイフが、本発明の好ましい実施例
であり事例として示され説明される。
しかしながら、本発明は、少なくともそのより広い特徴
において、最初別々の部品でありその後カッタに用いる
ため互いに結合される切断部分及び可視性駆動部分の場
合へも広がる。
前述の米国特許及び米国特許出願は布材料又は同様のシ
ート材料の切断に用いられるとして記述される。本発明
のナイフカッタを示す図面及び記述において布材料切断
に用いられるナイフカッタが示されるが、本発明は布材
料の切断のみに限定されず、その代わりに種々の他の材
料を切断するナイフカッタに用いられることが見いださ
れ得る。
本発明の一般的な目的は、前述の性質のナイフカッタで
あって、同様の一般的形式の既知のナイフカッタと比較
して、所定の可撓性ナイフ駆動部分が作動中にそれに加
わる力に耐える能力が増大され長い使用寿命(serマ
ice 1ife)を生じるか、又はその代わりに可撓
性ナイフ駆動部分が従来の駆動部分の使用寿命とほぼ同
じ使用寿命を維持しながら従来より小形又は少質量に作
られるナイフカッタ、を提供することである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、垂直案内軸線即ち往復運動軸線に沿って往復
運動するようにガイド手段により支持され切断作用を行
う下方部分を有するナイフを含む往復運動ナイフカッタ
を含む。偏心機構がガイド手段の上方に配置される。偏
心機構は、ガイド手段に対して固定の水平方向の駆動軸
線の回りに回転可能な偏心駆動部材を含む。弾性可撓性
駆動部分又は駆動部材が、ナイフの下方部分に連結され
下方部分の上端から上方へ延びる。ナイフの駆動部分は
、その上端においで偏心駆動部材に連結され、偏心軸線
の回りに偏心駆動部材に対して回転される。偏心軸線は
偏心駆動部材に固定され偏心駆動部材の駆動軸線に半径
方向の間隔を有し平行にされる。それ故、偏心駆動部材
が回転されると、ナイフの可視性駆動部分が垂直に往復
運動され、ナイフの下方部分を往復運動させる。ナイフ
の可撓性駆動部分はまた横方向に曲がり偏心軸線の運動
の水平成分を収容する。
本発明は、特に前述の性質のナイフカッタにおいて偏心
駆動部材の回転軸線即ち駆動軸線がナイフの切断部分の
垂直方向の往復運動軸線から水平方向に或る距離の間隔
を置かれ、駆動部分の下降行程の間の曲がりが駆動部分
の上昇行程の間の曲がりと異なることに存する。
本発明は、更に駆動部分の回転の方向及び駆動軸線の往
復運動軸線からのずれ(offset)の方向が、駆動
部分の下降行程の間の駆動部分の曲がりが駆動部分の上
昇行程の間の駆動部分の曲がりより小さくなるように、
関係付けられることに存する。それ故、圧縮下にあり且
つ通常は駆動部分の上昇行程におけるよりもより重い負
荷が加わる駆動部分の下降行程の間に、可撓性駆動部分
が従来のナイフカッタにおけるよりもより真直であり、
従ってより著しく大きな柱体強度を有し圧縮負荷が駆動
部分に加わるとき駆動部分の曲げをより小さくシ、それ
により駆動部分を疲労破壊又はその他の損傷により耐え
るようにし、若しくは同様の使用寿命でより薄い断面及
びより小さな質量で作られることを可能にすることによ
り、駆動部分により長い使用寿命を与える。
(実施例) 第1図は、本発明の実施例のカッタヘッド12を有する
布材料の切断機械10を示す。切断機械10及びカッタ
ヘッド12は、以下に記述される相違を除き、1986
年5月8日出願の米国特許出願筒861,148号に示
される切断機械及びカッタヘッドと同様であり、構造及
び作動について同出願が参照される。本発明の目的にお
いては、切断機械10が、カッタヘッド12に加えて切
断テーブル14及び制御器16を有することに留意すれ
ば充分である。切断テーブル14は、広げた状態で切断
されるシート材料を支持するために、細長い、長方形の
、水平の上向きの面を有する作業用支持面を有する。そ
のようなシート材料の1枚が符号20により示される。
図示されないが、例えば米国特許第4,587,873
号に示される真空システムと同様の真空システムが、好
ましくは切断テーブル14に協働し、切断されるシート
材料を所定の位置に保持すると共に圧縮する。切断テー
ブル14の作業面18を形成する材料は、切断作業の間
にカッタヘッド12のナイフが作業面18を貫通するよ
うな材料とする。この材料は、広く変化して良いが、好
ましくは、前述の米国特許第4,587,873号にお
けるように、多数の剛毛の要素又集合されたブロックで
あって連続する剛毛ベツドを形成するものから或る。
カッタヘッド12の一部分は工具キャリッジ22である
。工具キャリッジ22は、第1図に示されるY座標軸方
向に運動するように2個の案内棒26.26によるXキ
ャリッジ24上に支持される。Xキャリッジ24は、第
1図のX座標軸方向において切断テーブル14に対して
移動することができるように、その両端のそれぞれを案
内される。適当な駆動モータ及び協働する駆動機構が制
御器16の制御の下で工具キャリッジ22及びXキャリ
ッジ24を移動させる。このように、X座標軸方向にお
けるXキャリッジ24及びY座標軸方向における工具キ
ャリッジ22の組み合わされた運動により、カッタヘッ
ド12は、シート材料20上の任意の切断線に追従可能
にされ、シート材料20からパターン片又は同様の構成
要素を切断する。切断線の1つが符号42で示され、パ
ターン片の1′つが符号44で示される。
第2図において最も良く示されるように、カッタヘッド
12はベースフレーム46を含む。ベースフレーム46
は、2本の案内棒48.48により、工具キャリッジ2
2に対して垂直方向に移動可能に支持される。第2図は
、工具キャリッジ22に対して上昇された又は非切断位
置におけるベースフレーム46を示す。ベースフレーム
46は、上昇された又は非切断位置から、案内棒48.
48上を摺動することにより且つ空気圧アクチュエータ
又は同様のモータ(図示されない)の作動により、下方
の切断位置まで下降され得る。
ナイフフレーム58が、ベースフレーム46に対して垂
直軸線59の回りに回転するように、ベースフレーム4
6に担持される。ナイフフレーム58は、ガイド60を
固着される。ガイド60は、ナイフ62の下方部分61
に係合し、ナイフ62を垂直方向の軸線即ち往復運動軸
線59に沿う垂直方向の往復運動するように拘束する。
押圧脚68が、ベースフレーム46に対して垂直方向の
摺動運動するようにベースフレーム46に支持され、符
号69により示されるばねのような、1又は多数のばね
により押圧脚68の最下方位置へ押圧される。ベースフ
レーム46が第2図の上昇位置から切断位置へ下降され
るとき、押圧脚6Bが切断されるべきシート材料に係合
した後切断されるべきシート材料によりその下降運動を
止められ、その後ベースフレーム46が押圧ばね69の
力に抗して押圧脚68に対して下方へ移動され、ナイフ
62を押圧脚68の中心を介して移動させシート材料2
0に切断係合させる。
ナイフ62を往復運動において駆動するためのモータ8
0が、ベースフレーム46に装着され、一般的に符号8
3で指示されるプーリ及びベルト駆動機構を介して、ナ
イフフレーム58に担持される偏心機構81に駆動可能
に連結される。プーリ及びベルト駆動機構83は、モー
タ80から偏心機構81へ往復運動軸線59の回りのナ
イフフレーム58の全角度位置において動力を伝達する
間、ナイフフレーム58がベースフレーム46及びモー
タ80に対して往復運動軸線59の回りに回転すること
を可能にする。ナイフフレーム58は、制御器16の制
御の下でモータ90により往復運動軸線59の回りに位
置される。モータ90はベースフレーム46に担持され
、歯車86及び88を介してナイフフレーム58に駆動
可能に連結される。
第4図乃至第9図に示されるように、ナイフ62は下方
部分61を有する。ナイフ62の下方部分61は、少な
くともその前方エツジの長さの一部分を鋭利にされ、ナ
イフ62が垂直方向に往復運動され切断線に沿って移動
されるときシート材料20を切断する切断エツジ63を
提供する。
ナイフ62の下方部分61は、更にガイド60により往
復運動軸線59に沿って往復運動するように拘束される
。ガイド60はこのような目的でナイフ62に係合する
適当な手段を有する。図示される実施例において、その
ような適当な手段は、ナイフ62の側面に係合する複数
のローラ92、ナイフ62の後方エツジに係合する少な
くとも1個のローラ94、及びナイフ62の前方エツジ
に係合する少なくとも1個の他のローラ(第4図乃′至
第9図には示されない)を含む。
ナイフ62は、またガイド60から偏心機構81へ上方
へ延びる上方部分即ち駆動部分96を含む。好ましくは
、そして図示されるように、ナイフ62の駆動部分96
は下方部分61と一体であり、駆動部分96の上端が偏
心機構81に取り外し可能゛に連結され、ナイフ62を
交換するとき、下方部分61及び駆動部分96を含む全
ナイフ62が取り外され、下方部分61及び駆動部分9
6を含む同様の新しいナイフにより置換される。
しかしながら、本発明は、このような特定の構造には限
定されず、ある場合には、駆動部分96は下方部分61
に取り外し可能に連結される別個の部材として作られ得
る。下方部分61が他の別個の部材を形成することによ
り、下方部分は、同時に駆動部分96を取り外しそして
交換することなく、カッタヘッド12から取り外され交
換され得る。
図示さバた駆動部分96は、横方向の可撓性、即ち第4
図乃至第9図において紙面の平面における可撓性を有し
、駆動部分96の上端が横方向に可動であり偏心機構8
1の運動の水平成分を収容する。第4図乃至第9図にお
いて、駆動部分96は下方部分61と同じ厚さを有する
ものとして示されたが、必要に応じて、例えば米国特許
出願第861.148号に開示されるような傾斜を付け
られた厚さとすることができる。
ガイド60と偏心機構81の間において、ナイフフレー
ム58が、2個のローラ98.98を担持する。2個の
ローラ98.98は、ナイフ62の駆動部分96の両側
に位置され、1方のローラ98が駆動部分96の下降行
程の一部分の間に駆動部分96に係合し、他方のローラ
98が駆動部分96の上昇行程の一部分の間に駆動部分
96係合し、それにより振動防止または振動減少ストッ
プとして機能する。しかしながら、そのようなストップ
は、本発明のより広い観点においては必要でなく、或る
応用においては省略され得る。
第3図において最も良く示されるように、偏心機構81
は、駆動軸部分を有する偏心駆動部材100を含み、ナ
イフフレーム58に対して固定される水平方向の駆動軸
線104の回りに回転するようにナイフフレーム58に
より支持される。
偏心駆動部材100は、また中心軸線即ち偏心軸線10
8を有するスタブ(st++IB切株形)軸106の形
態の偏心部分を含む。スタブ軸106は、偏心機構81
の偏心軸線を構成し、スタブ軸106の中心軸線即ち偏
心軸線108は、偏心駆動部材100に対して固着され
、駆動軸線104に平行であり、駆動軸線104から距
離dの間隔を有する。第4図乃至第9図に示されるよう
に、偏心スタブ軸106はチャック110を回転可能に
担持する。チャック110は、ばねクリップ112によ
りスタブ軸106上に軸線方向に保持される。
チャック110は、ねじ114によりナイフ62の駆動
部分96の上端に取り外し可能に連結される。ねじ11
4は駆動部分96の上端における開口を通って挿入され
チャック110の一部分にねじ係合す′るように受は入
れられる。
本発明によると、偏心機構81の駆動軸線104は、往
復運動軸線59の一方の側へ水平方向に変位される。往
復運動軸線59の一方の側に沿ってナイフ62の下方部
分が往復運動する。駆動軸線104の往復運動軸線59
からのずれ(offset)は、変化され得るが、好ま
しくは偏心軸線108の駆動軸線104からの距離dの
半分又はほぼ半分であり、第5図乃至第9図においては
d/2として示される。
駆動軸線104の往復運動軸線59からの水平方向のず
れの結果として、ナイフ62の上方部分即ち駆動部分9
6は、その下降行程の間にその上昇行程の間のたわみと
異なるようにたわむ。実際、ナイフ62の1行程におい
て、上方部分は単に僅かに曲げられ直線に近い形状に保
持され、他の行程において上方部分はより大きく曲げら
れ直線から相当に離れる。
更に本発明によると、偏心駆動部材100の回転方向は
、駆動軸線104の往復運動軸線59からの変位の方向
に関連して、駆動部分96の下降行程は駆動部分がその
直線に近い形状を保持する行程であるが、上昇行程は駆
動部分がより大きく曲げられる行程であるように選択さ
れる。駆動部分の下降行程は、駆動部分の圧縮における
行程であり、通常はより高い作動力を受け、また駆動部
分がより直線形状でありより大きな柱体強度を有するの
で、駆動部分はそれに加わる圧縮負荷により良く耐える
ことができる。他方、駆動部分の上昇行程の間、駆動部
分に加えられる張力が、駆動部分をその曲げを増加する
より駆動部分を真直にする傾向がある。これの実質効果
は、既知の可撓性ナイフカッタのように偏心駆動部材の
駆動軸線104が往復運動軸線59に交差するように配
置される場合におけるよりも駆動部分96が遥かに少な
い応力を加えられることである。
第4図乃至第9図は、駆動軸線104の回りの異なる連
続位置における偏心駆動部材100を示すことにより、
駆動軸線104の往復運動軸線59からのずれの効果を
図示する。これらの図面に示される″ように、駆動軸線
104は、距離d/2だけ往復運動軸線59の右へ変位
される。
dは駆動軸線104と偏心軸線108の間の変位である
。図示された垂直方向の線116は駆動軸線104が通
過する垂直方向の線である。更に偏心駆動部材100は
矢印118により示されるように反時計回り方向へ回転
される。
第4図は、偏心軸線108が駆動軸線104と同じ垂直
線上に配置されるときに占められる位置における部品を
示す。偏心駆動部材100のこの位置において、ナイフ
62は上昇行程の最上位置にあり、下降行程を始めよう
としており、ナイフ62の最上部即ち駆動部分96の最
上部が往復運動軸線59の右側へ幾分曲げられているが
、駆動部分96の曲げが比較的少なく、曲げのない直線
状態から単に僅かに離れていることが観察されるであろ
う。
第5図は、偏心駆動部材100の第4図の位置から偏心
軸線108が往復運動軸線59と交差する位置へ回転さ
れた偏心駆動部材100を示す。
この位置においてナイフ62は矢印120により示され
るようにその下降行程にあり、ナイフ62はその全長に
わたり往復運動軸線59に一致する直線又は曲げのない
状態にある。
第6図は、偏心駆動部材100の第5図の位置から偏心
軸線108が駆動軸線104を通る水平線122と交差
する位置へ回転された偏心駆動部材100を示す。線1
24は偏心軸線108を通る垂直線である。この位置に
おいてナイフ62の最上部は往復運動軸線59の左側へ
僅かに曲げられるが、第4図の場合と同じくその曲げは
比較的少なく、ナイフ62は長さに沿ってナイフ62の
曲げられない直線状態から大きく離れない。この位置に
おいて、ナイフ62はまだその下降行程にある。
第7図は、偏心駆動部材100の偏心軸線108が再び
往復運動軸線59と交差する位置へ回転された偏心駆動
部材100を示す。この位置においてナイフ62は、ま
だその下降行程にあり、再び第5図の状態と類似する曲
げのない直線状態にある。
第8図は、偏心駆動部材100が第7図の位置から偏心
軸線10gが再び駆動軸線104を通る垂直線116と
一致する位置へ回転されるときに占める位置における部
品を示す。この位置はナイフ62の下降行程の終点及び
ナイフ62が最下方位置にあるナイフ62の上昇行程の
始点を示す。
またこの位置においてナイフ62の上端が再び往復運動
軸線59の右側へ僅かに曲げられ直線状態から単に少し
曲げられ離されることが観察されるであろう。また第4
図、第6図及び第8図がナイフ62の下降行程の間のナ
イフ62の最大−げを示し、これらの各場合における偏
心軸線10Bが往復運動軸線59から距離d/2だけ横
方向に変位することが理解されるであろう。
第8図の位置から、偏心駆動部材100は、第4図の位
置へ戻るように半時針方向に回転され、この回転の間に
ナイフ62は上昇行程を移動される。第9図はナイフ6
2の上端即ち駆動端96が上昇行程の間の最大−げを受
ける位置にあるときの部品′を示す。この位置は、偏心
軸線108が駆動軸線104を通る水平線122上にあ
る場合の位置である。この位置において偏心軸線108
は往復運動軸線59から距離3d/2だけ離される。
このことはナイフ62の最大−げが下降行程のナイフ6
2の最大−げのほぼ3倍であることを意味する。
ナイフ62の上昇行程の間の駆動部分96における負荷
が張力である故に、その負荷はナイフ6°2の曲げに抵
抗するか又は反対に作用する傾向にある。もし負荷が圧
縮負荷であればその傾向はナイフ62を更に曲げること
であろう。他方下降行程において駆動部分96の負荷は
圧縮負荷であるが、駆動部分のかなり減少された曲げの
故に駆動部分の下降行程の間曲げモーメントが適度に小
さく保たれ、圧縮負荷が駆動部分の増大されない曲げを
起こす結果を生じる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のナイフカッタを含む有材料切
断機械の斜視図、第2図は第1図のナイフカッタの′部
分拡大斜視図、第3図は第1図のナイフカッタの偏心駆
動部材の部分斜視図、第4図、第5図、第6図、第7図
、第8図及び第9図は第1図のナイフカッタのナイフ、
ナイフガイド、ナイフ駆動機構を示す部分的に立面のそ
して部分的に垂直断面の図であり、偏心駆動部材がその
駆動軸線の回りの異なる位置にあることが示されること
を除き、同一の図である。 10・・・切断機械、     12・・・カッタヘッ
ド、14・・・切断テーブル、   16・・・制御器
、18・・・作業面、      20・・・シート材
料、22・・・工具キャリッジ、  24・・・Xキャ
リッジ、26・・・案内棒、     42・・・切断
線、44・・・パターン片、    46・・・ペース
フレーム、48・・・案内棒、s s・・・ナイフフレ
ーム、59・・・往復運動軸線、  60・・・ガイド
、61・・・下方部分、    62・・・ナイフ、6
3・・・切断エツジ、   68・・・押圧脚、69・
・・ばね、       80.90・・・モータ、8
1・・・偏心機構、    86.88・・・歯車、9
2.94.98・・・ローラ、 96・・・駆動部分、    lOO・・・偏心駆動部
材、104・・・駆動軸線、    106・・・スタ
ブ軸、108・・・偏心軸線、    11O・・・チ
ャック、112・・・ばねクリップ、  114・・・
ねじ1.116・・・垂直線、     122・・・
水平線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、細長いナイフの長さの少なくとも一部分に沿って延
    びる鋭利なエッジを備える下方部分を有するナイフ、フ
    レーム、フレームに担持されナイフの下方部分に係合し
    フレームに対して固定の垂直方向の往復運動軸線に沿つ
    て往復運動するようにナイフの下方部分を拘束するガイ
    ド、フレームに支持される偏心駆動部材であってフレー
    ムに対して固定の水平方向の駆動軸線の回りに回転駆動
    される偏心駆動部材、及びナイフの下方部分に連結され
    る細長い駆動部分であってナイフの下方部分から上方へ
    延び偏心駆動部材に連結される上方部分を有し偏心駆動
    部材に対し水平方向の偏心軸線の回りに回転される駆動
    部分を含み、偏心軸線が偏心駆動部材に対して固定され
    駆動軸線から間隔を置かれ駆動軸線に平行であり、駆動
    部分が横方向に可撓性を有し、偏心駆動部材が駆動軸線
    の回りに回転されるとき駆動部分が下方部分を往復運動
    軸線に沿って往復運動させると共に横方向に曲がり偏心
    軸線の運動の水平成分を収容する往復運動ナイフカッタ
    にして、 偏心駆動部材(100)の駆動軸線(104)が往復運
    動軸線(59)から或る距離だけ水平方向に間隔を置か
    れ、駆動部分(96)の下降行程の間の駆動部分の曲が
    りが駆動部分の上昇行程の間の駆動部分の曲がりと異な
    ることを特徴とするナイフカッタ。 2、請求項1に記載の往復運動ナイフカッタにして、駆
    動部分(96)の下降行程の間に駆動部分が駆動部分の
    上昇行程の間に駆動部分が曲がるより少ない程度に曲が
    るような方向に偏心駆動部材(100)を駆動軸線の回
    りに駆動する駆動手段(80、83)を更に含むことを
    特徴とするナイフカッタ。 3、請求項1に記載の往復運動ナイフカッタにして、ナ
    イフ(62)の下方部分(61)及び駆動部分(96)
    が一体に作られることを特徴とするナイフカッタ。 4、請求項3に記載の往復運動ナイフカッタにして、駆
    動部分を偏心駆動部材(100)に連結する手段が、偏
    心駆動部材に連結され偏心駆動部材に対し偏心軸線(1
    08)の回りに回転されるチャック(110)であり、
    チャックがチャックを駆動部分の上端に取り外し可能に
    連結する手段(114)を含むことを特徴とするナイフ
    カッタ。 5、請求項4に記載の往復運動ナイフカッタにして、偏
    心軸線(108)が駆動軸線(104)から離される距
    離のほぼ半分に等しい距離だけ駆動軸線(104)が往
    復運動軸線から水平方向に離されることを特徴とするナ
    イフカッタ。
JP1002688A 1988-02-17 1989-01-09 可撓性駆動部分を有する往復運動ナイフカッタ Expired - Fee Related JPH064233B2 (ja)

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