JPH07115318B2 - 裁断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、布地等の被裁断物をナ
イフ等の刃物で裁断するための裁断装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、布地等の被裁断物の裁断は、ナ
イフ等の刃物に往復運動（振動）を付加し、このナイフ
等を上記被裁断物に対して所定の送り方向に相対移動さ
せることにより行われる。このような裁断装置は、超音
波振動等の高周波振動を利用したものと、これよりも周
波数の低い低周波振動とに大別され、例えば超音波振動
を利用した裁断装置では、図９に示すように、ナイフ９
２を高い周波数で上下方向（布地９０の厚み方向）に振
動させながら、このナイフ９２を生地９０に対して所定
の送り方向に移動させるようになっている。これによ
り、上記ナイフ９２によって生地９０を構成する糸が切
断され、上記方向への生地９０の裁断が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記装置のうち、高周
波振動を利用したものでは、ナイフ側面と被裁断物との
間の摩擦力が低く、また美しくて鋭い切り口が得られる
とともに、比較的固い生地（例えば織物）の裁断に特に
大きな効果を発揮する。反面、周波数が高いために大き
な振幅を得ることができない（例えば周波数２０kHzで
得られる振幅は0.12mm程度）。このため、編み物等のや
わらかい布地の裁断に特に困難を生じることとなる。

【０００４】これに対し、低周波振動を利用したもので
は、大きな振幅を確保することができ（例えば周波数５
０〜１００Hzでは約８〜１５mmの振幅が可能）、従って
上記編み物等のやわらかい生地を良好に裁断することが
できるが、ナイフの側面と生地との摩擦が大きいため
に、その摩擦熱で裁断面に融着現象が生じやすく、特に
固い生地を裁断する場合に良好な精度が得られなくなる
欠点がある。また、ナイフと被裁断物とのこすれに起因
して裁断面に糸のほつれが発生し易い不都合もある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、ナイフ
等の刃物に大きな振幅を与えると同時にこの刃物と被裁
断物との摩擦を低減させることを可能にし、これにより
被裁断物の種類にかかわらず良好な裁断を行うことがで
きる裁断装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、刃物を被裁断
物に対して所定の送り方向に相対移動させることによ
り、この送り方向に上記被裁断物を裁断する裁断装置に
おいて、上記刃物を保持しかつこれに対して第１の周波
数をもつ上記被裁断物の厚み方向の振動を与える刃物保
持部材と、この刃物保持部材を上記被裁断物の厚み方向
に移動可能に保持し、かつこの保持状態で被裁断物に対
して上記送り方向に相対移動する全体保持部材と、この
全体保持部材に対して上記刃物保持部材を上記被裁断物
の厚み方向に上記第１の周波数よりも低い第２の周波数
で振動させる加振手段とを備えるとともに、上記刃物保
持部材に与える振動の振幅が可変となるように、上記加
振手段を構成したものである（請求項１）。

【０００７】この加振手段としては、上記被裁断物の厚
み方向と直交する方向の出力軸をもつ回転駆動手段と、
この回転駆動手段の出力軸にこれと平行でかつ偏心した
状態で連結され、かつ上記刃物保持部材に上記被裁断物
の厚み方向及び出力軸の軸方向の双方に直交する方向に
相対移動可能でかつ相対回転可能に連結される偏心軸
と、この偏心軸と上記出力軸とを両軸の偏心量が可変と
なるように連結する軸連結部材とを備えたものが好適で
ある（請求項２）。

【０００８】

【作用】請求項１記載の装置では、刃物に対して刃物保
持部材から直接高周波数（第１の周波数）をもつ振動が
与えられると同時に、加振手段によって上記刃物保持部
材に低周波数（第２の周波数）をもつ振動が与えられる
ことにより、この刃物保持部材と一体に刃物も全体保持
部材に対して低周波振動する。そして、この状態で全体
保持部材が被裁断物に対して上記送り方向に移動するこ
とにより、上記刃物が被裁断物を裁断する。しかも、刃
物保持部材に与えられる振動の振幅、すなわち刃物に与
えられる低周波成分の振動についての振幅が調節可能で
ある。

【０００９】具体的に、請求項２記載の装置では、回転
駆動手段の作動により、その出力軸から偏心した偏心軸
が円運動するとともに、この運動のうち被裁断物の厚み
方向の成分が刃物保持部材に与えられ、この刃物保持部
材及び刃物は同方向に単振動する。しかも、軸連結部材
において上記偏心軸と出力軸の偏心量を変えることによ
り、上記円運動の半径すなわち単振動の振幅を変えるこ
とができる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図９に基づいて説
明する。

【００１１】図８に示す裁断装置は、地盤上に設置され
る基台１０を備え、この基台１０にテーブル１２が設け
られている。このテーブル１２の上方には、これを幅方
向（Ｙ軸方向）に横切るＹ軸ビーム１６が設けられ、こ
のＹ軸ビーム１６はＸ軸方向に走行可能に構成されてい
る。このＹ軸ビーム１６には、その長手方向（すなわち
Ｙ軸方向）に沿って走行可能にサドル（全体保持部材）
１８が装着され、このサドル１８に裁断装置本体２０が
設置されている。そして、上記テーブル１２上に被裁断
物である生地１４が固定された状態で、Ｙ軸ビーム１６
がテーブル１２に対してＸ軸方向に移動し、かつサドル
１８がＹ軸ビーム１６に沿って移動することにより、上
記裁断装置本体２０が生地１４に対してＸ軸方向、Ｙ軸
方向に相対移動できるようになっている。

【００１２】上記裁断装置本体２０の構造を図１〜図４
に示す。上記サドル１８は、Ｙ軸ビーム１６の上面上を
スライドする水平部１８ａと、この水平部１８ａの前端
から下方に延びる垂直部１８ｂとを有し、この垂直部１
８ｂに昇降可能に筒状の昇降部材２２が支持されてい
る。具体的には、上記垂直部１８ｂの前面に上下に延び
るガイドレール２４が固定される一方、昇降部材２２の
背面に直線案内軸受２６が固定され、この直線案内軸受
２６が上記ガイドレール２４に昇降可能に嵌合されてい
る。

【００１３】上記昇降部材２２の内側には、軸受２８を
介して筒状の回転部材３０が回転可能に保持されてい
る。この回転部材３０の内側には超音波コンバータ３２
が固定され、その下端部が回転部材３０の下面から下方
に突出している。この超音波コンバータ３２の下端部に
チップ３４が固定され、このチップ３４にナイフ（刃
物）３６が固定されている。そして、上記昇降部材２
２、回転部材３０、及び超音波コンバータ３２によって
本発明の刃物保持部材が構成されるとともに、上記超音
波コンバータ３２から上下方向（すなわち生地１４の厚
み方向）の超音波振動（高周波振動）が上記チップ３４
を介してナイフ３６に伝達され、これによってナイフ３
６が上下方向に高周波数で微振動するようになってい
る。

【００１４】上記回転部材３０の下面には、生地押え装
置９６が着脱可能に装着されている。詳しくは、上記回
転部材３０の下面に着脱プレート９５が着脱可能に装着
され、この着脱プレート９５に複数の押圧シリンダ３３
が下向きの状態で固定されており、各押圧シリンダ３３
のロッド３３ａの下端部に生地押圧用の押圧プレート３
５が固定されている。この押圧プレート３５は、上記押
圧シリンダ３３により下方に付勢されており、その中央
には上記ナイフ３６が貫通可能な貫通孔３７が穿設され
ている。

【００１５】上記サドル１８からは前方にブラケット３
８が延設されており、その前端部（図１では左端部）に
上下シリンダ４０が下向きに固定されている。この上下
シリンダ４０のロッド４１の下端部にはブラケット４２
を介して加振モータ（回転駆動手段）４４が固定され、
その出力軸４５が後方を向いた状態、すなわち昇降部材
２２に向いた状態となっている。この出力軸４５には、
軸連結部材４６を介して偏心軸４８が出力軸４５と平行
に連結され、この偏心軸４８の端部外周面に軸受５０が
装着されている。これに対し、上記昇降部材２２の外周
面には断面コ字状で図２に示すようにＹ軸方向に延びる
嵌合部４９が形成されており、この嵌合部４９内に上記
軸受５０が嵌入されることにより、上記偏心軸４８が昇
降部材２２に相対回転可能でかつＺ軸方向にのみ相対移
動可能となるように連結されている。

【００１６】図３（ａ）（ｂ）及び図４（ａ）（ｂ）に
示すように、上記軸連結部材４６は、モータ側ブロック
５４と昇降側ブロック５６とで構成され、モータ側ブロ
ック５４がキー５８を介して上記出力軸４５に相対回転
不能に連結されるとともに、昇降ブロック５６に一体に
偏心軸４８が形成されている。そして、上記モータ側ブ
ロック５４において出力軸４５の回転中心Ｃ１から所定
量ｅ１偏心した位置に嵌入孔５９が凹設され、その周囲
に複数（図例では４つ）のビス挿入孔６１が周方向に等
間隔（図例では９０°間隔）で並設される一方、昇降側
ブロック５６において上記偏心軸４８の中心Ｃ２から上
記偏心量ｅ１と同じ量ｅ２だけ偏心した位置に、上記嵌
入孔５９に嵌入可能な突出部６０が形成されている。

【００１７】そして、この昇降側ブロック５６を上記モ
ータ側ブロック５４に対して所定角度傾けた状態で上記
突出部６０を嵌入孔５９内に嵌入し、昇降側ブロック５
６のビス通し孔６２にビス６３を通して適当なビス挿入
孔６１にねじ込むことにより、上記角度の選択で出力軸
４５と偏心軸４８との偏心量ｅを調節しながら両軸４
５，４８を連結できるようになっている。例えば、図３
（ａ）及び図４（ａ）に示すように上記突出部６０の中
心Ｃ３に対する出力軸４５の偏心方向及び偏心軸４８の
偏心方向をともに下向きにした場合には、両軸４５，４
８の偏心量ｅは最小（ｅ＝ｅ１−ｅ２＝０）となり、図
３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように上記突出部６０の
中心Ｃ３に対する偏心軸４８の偏心方向を上向きにした
場合には、両軸４５，４８の偏心量ｅは最大（ｅ＝ｅ１
＋ｅ２）となる。

【００１８】従って、この構造では、加振モータ４４の
作動で偏心軸４８は偏心量ｅを半径として円運動し、図
２に示すように偏心軸４８及び軸受５０が嵌合部４９内
でＹ軸方向にスライドするようにしながら上下運動のみ
が昇降部材２２に伝達され、これにより昇降部材２２が
上記偏心量ｅの２倍の振幅及び加振モータ４４の回転数
と等しい周波数で単振動するとともに、加振モータ４４
の回転数制御によって上記振動数を自由に制御でき、さ
らに、上記軸連結部材４６において出力軸４５と偏心軸
４８との相対位相を変えることにより、偏心量ｅを調
節、すなわち上記単振動の振幅を自由に調節できるよう
になっている。すなわち、上記加振モータ４４、軸連結
部材４６、偏心軸４８、軸受５０等で本発明における加
振手段５２が構成されている。また、上記上下シリンダ
４０は、上記昇降部材２２を上から吊下げ支持するとと
もに、そのロッド４１の伸縮で昇降部材２２をサドル１
８に対して昇降駆動する役割を担っている。

【００１９】上記サドル１８の水平部１８ａ上には、ブ
ラケット６８を介して回転駆動モータ７０が下向きに固
定され、その出力軸に歯車７２が固定されている。一
方、上記回転部材３０の上部外周面にも歯車７４が形成
され、この歯車７４が上記歯車７２に噛合されており、
従って上記回転駆動モータ７０の作動で回転部材３０お
よびこれに固定されている超音波コンバータ３２やナイ
フ３６が昇降部材２２に対して回転駆動（Ｃ軸）される
ようになっている。

【００２０】次に、この装置による生地１４の裁断方法
を順を追って説明する。

【００２１】１） 図５（ａ）に示すように上下シリン
ダ４０のロッド４１を収縮させて昇降部材２２、回転部
材３０、超音波コンバータ３２、及びナイフ３６を上限
位置まで引き上げておく。

【００２２】２）超音波テーブル１２上に生地１４をセ
ットする。

【００２３】３）超音波コンバータ３２を作動させてナ
イフ３６に第１の周波数をもつ超音波振動を与えると同
時に、加振モータ４４を作動させて昇降部材２２を上記
第１の周波数よりも低い第２の周波数で低周波振動させ
る。この時、昇降部材２２とともに上記回転部材３０及
び超音波コンバータ３２も低周波振動する。従って、上
記ナイフ３６には図６（ａ）に示すような超音波振動
（高周波振動）と図６（ｂ）に示すような低周波振動の
双方が同時に与えられ、結局ナイフ３６は同図（ｃ）に
示すような複合振動、すなわち低周波成分と高周波成分
の双方を含んだ振動を行うことになる。

【００２４】４）上記ロッド４１を伸長し、図５（ｂ）
に示すようにナイフ３６を生地１４に突っ込む。この
時、押圧プレート３５が生地１４の上面に当たるととも
に、生地１４の厚み分だけ押圧シリンダ３３が縮み、そ
の縮み分に相当する反発力で押圧プレート３５が生地１
４を上から押えつける。

【００２５】５）上記振動状態を保ったまま、予めプロ
グラムされた裁断パターンに沿って裁断装置本体２０と
生地１４とをＸ軸方向及びＹ軸方向に相対移動させると
ともに、ナイフ３６をＣ軸により走査方向に制御するこ
とにより、生地１４は上記走査の軌跡に沿ってナイフ３
６で裁断されることとなる。

【００２６】６）裁断終了と同時に上下シリンダ４０の
ロッド４１を再び収縮させ、ナイフ３６を生地１４から
引き上げるとともに、超音波コンバータ３２及び加振モ
ータ４４を停止させる。

【００２７】以上説明したように、この装置では、ナイ
フ３６に複合振動、すなわち超音波コンバータ３２によ
り生成される高周波振動と加振手段５２により生成され
る低周波振動とを合成した振動を与えているので、その
高周波成分によってナイフ３６の側面と生地１４との摩
擦を削減し、シャープで美しい切り口を確保すると同時
に、低周波成分でナイフ３６に大きな振幅（偏心軸４８
の偏心量ｅの２倍の振幅）を与えることにより、やわら
かい生地の裁断も可能にすることができる。すなわち、
この装置によれば、被裁断物の種類にかかわらず、従来
よりも良好な裁断を行うことができ、比較的やわらかい
被裁断物、例えば図７（ａ）に示すように曲線状の糸８
４で構成された編み物８１も、比較的固い被裁断物、例
えば同図（ｂ）に示すように直線状の糸８４で構成され
た織物８２も、良好に裁断することができる。

【００２８】さらに、この装置では、加振モータ４４の
出力軸４５と、昇降部材２２に連結される偏心軸４８と
の間に軸連結部材４６を介在させ、この軸連結部材４６
における両ブロック５４，５６の結合状態を変えること
により両軸４５，４８の偏心量ｅを調節できるようにし
ているので、この偏心量ｅの調節により低周波振動の振
幅を自由に設定することができる。従って、裁断物の種
類や裁断条件に応じてこれに最も適した振幅を選ぶこと
ができる。また、加振モータ４４の回転数を変えるだけ
で、低周波振動の周波数も自由に設定することができ
る。

【００２９】さらにこの装置では、加振モータ４４、超
音波コンバータ３２のいずれか一方のみを停止させるこ
とにより、高周波振動のみによる裁断、もしくは低周波
振動のみによる裁断も自由に行うことが可能である。

【００３０】なお、上記実施例では、出力軸４５の中心
Ｃ１と嵌入穴６０の中心Ｃ３との偏心量ｅ１と、偏心軸
４８の中心Ｃ２と上記中心Ｃ３との偏心量ｅ２とを等し
く設定したものを示したが、これに限らず各偏心量は適
宜設定すればよい。両軸４５，４８を連結するビス６３
の個数も特に問わず、例えば周方向に６等分した個所に
ビス６３を配するようにすれば、出力軸４５と偏心軸４
８との相対位相を６通りに切換えることが可能となる。

【００３１】また、上記実施例では、裁断の際に生地１
４等の被裁断物を固定したままナイフ３６等の刃物を移
動させるものを示したが、本発明では裁断の際に生地１
４を例えば上記Ｘ軸方向に移動させるようにしてもよ
い。被裁断物も上記生地１４に限らず、紙その他のシー
ト材等の裁断にも好適に用いることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、刃物を刃物保持
部材で保持して高周波振動を与えると同時に、上記刃物
保持部材を低周波振動させるだけの簡単な構成で、上記
刃物に複数種の周波数をもつ複合振動を与えることがで
き、また、刃物保持手段による振動の付与、加振手段に
よる振動の付与のいずれか一方を停止させることによ
り、高周波振動のみによる裁断や低周波振動のみによる
裁断を必要に応じて自由に行うことができる。しかも、
被裁断物の種類や裁断条件に応じて加振手段による振動
の振幅を変えることにより、その裁断に最も適した振動
を付与できる効果がある。

【００３３】特に、請求項２記載の装置では、回転駆動
手段による偏心軸の回転駆動によって刃物保持部材に低
周波振動を与えるとともに、軸連結部材による偏心軸と
回転駆動手段の出力軸との結合状態を変えるだけで、上
記偏心軸の偏心量を変え、これにより上記振幅を容易に
調節することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における裁断装置本体の一部
断面側面図である。

【図２】上記裁断装置本体における昇降部材と偏心軸と
の結合状態を示す一部断面正面図である。

【図３】（ａ）（ｂ）は軸連結部材による偏心軸の連結
状態を示す一部断面背面図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は軸連結部材による偏心軸の連結
状態を示す断面側面図である。

【図５】（ａ）は上記裁断装置におけるナイフを生地に
突っ込む前の状態を示す一部断面側面図、（ｂ）は同ナ
イフを生地に突っ込んだ状態を示す一部断面側面図であ
る。

【図６】（ａ）は上記裁断装置において超音波コンバー
タにより生成される高周波振動を示すグラフ、（ｂ）は
上記裁断装置において加振手段により生成される低周波
振動を示すグラフ、（ｃ）は両振動を合成した複合振動
を示すグラフである。

【図７】（ａ）は編み物を示す拡大図、（ｂ）は織物を
示す拡大図である。

【図８】上記裁断装置の全体斜視図である。

【図９】超音波振動するナイフで布地を裁断する様子を
描いた斜視図である。

【符号の説明】

１４ 布地（被裁断物） １８ サドル（全体保持部材） ２０ 裁断装置本体 ２２ 昇降部材（刃物保持部材を構成） ３０ 回転部材（刃物保持部材を構成） ３２ 超音波コンバータ（刃物保持部材を構成） ３６ ナイフ（刃物） ４４ 加振モータ（回転駆動手段） ４５ 出力軸 ４６ 軸連結部材 ４８ 偏心軸 ５２ 加振手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 真二 大阪府大阪市中央区北久宝寺町２丁目４番 １号 新日本工機株式会社内 (72)発明者 賀集 孝次 大阪府大阪市中央区北久宝寺町２丁目４番 １号 新日本工機株式会社内 (56)参考文献 実開 平１−143384（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刃物を被裁断物に対して所定の送り方向
   に相対移動させることにより、この送り方向に上記被裁
   断物を裁断する裁断装置において、上記刃物を保持しか
   つこれに対して第１の周波数をもつ上記被裁断物の厚み
   方向の振動を与える刃物保持部材と、この刃物保持部材
   を上記被裁断物の厚み方向に移動可能に保持し、かつこ
   の保持状態で被裁断物に対して上記送り方向に相対移動
   する全体保持部材と、この全体保持部材に対して上記刃
   物保持部材を上記被裁断物の厚み方向に上記第１の周波
   数よりも低い第２の周波数で振動させる加振手段とを備
   えるとともに、上記刃物保持部材に与える振動の振幅が
   可変となるように上記加振手段を構成したことを特徴と
   する裁断装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の裁断装置において、上記
   加振手段は、上記被裁断物の厚み方向と直交する方向の
   出力軸をもつ回転駆動手段と、この回転駆動手段の出力
   軸にこれと平行でかつ偏心した状態で連結され、上記刃
   物保持部材に上記被裁断物の厚み方向及び出力軸の軸方
   向の双方に直交する方向に相対移動可能でかつ相対回転
   可能に連結される偏心軸と、この偏心軸と上記出力軸と
   を両軸の偏心量が可変となるように連結する軸連結部材
   とを備えていることを特徴とする裁断装置。