(57)【要約】【課題】裁断刃を往復運動させる機構を簡単な構造として振動と騒音を小さくする。【解決手段】シートの裁断機は裁断刃５の往復運動機構６が、裁断刃５を往復運動させる可動鉄心２１と、可動鉄心２１の外側に非接触状態に配置してなる固定子コア２２と、固定子コア２２に非接触状態で可動鉄心２１を往復運動できるように配置させる連結具２３と、固定子コア２２の最大磁界位置を交互に切り換えて、可動鉄心２１を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル２６と、界磁コイル２６の通電を制御して、固定子コア２２の最大磁界位置を上死点と下死点に切り換える電源回路２４とを備え、電源回路２４が最大磁界位置を切り換えて、可動鉄心２１を上死点と下死点とに往復運動させて、裁断刃５を往復運動させる。【選択図】図４
2015058527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裁断テーブル(3)にセットされるシートをシートの交差方向に往復運動する裁断刃(5)で裁断する裁断機であって、
裁断刃(5)を往復運動させる往復運動機構(6)と、この往復運動機構(6)を裁断テーブル(3)の表面に沿って所定の位置に移動させる移動機構(7)とを備え、
往復運動機構(6)が、裁断刃(5)に連結されて裁断刃(5)を往復運動させる可動鉄心(21)と、この可動鉄心(21)の外側に非接触状態に配置してなる固定子コア(22)と、この固定子コア(22)に非接触状態で往復運動できるように可動鉄心(21)を連結してなる連結具(23)と、固定子コア(22)を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心(21)が往復運動する上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心(21)を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル(26)と、この界磁コイル(26)の通電をコントロールして、固定子コア(22)の最大磁界位置を可動鉄心(21)の上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路(24)とを備え、
連結具(23)は、界磁コイル(26)の非通電状態において、可動鉄心(21)を上死点と下死点の中間に配置すると共に、
電源回路(24)が界磁コイル(26)に通電して、固定子コア(22)の最大磁界位置を上死点と下死点に切り換えて、可動鉄心(21)を上死点と下死点とに往復運動して、往復運動する可動鉄心(21)でもって裁断刃(5)を往復運動させるようにしてなる裁断機。
【請求項２】
固定子コア(22)が、磁気シールド(27)を介して可動鉄心(21)の往復運動方向に配置してなる第１の固定子コア(22A)と第２の固定子コア(22B)とを備え、界磁コイル(26)が、第１の固定子コア(22A)を励磁する第１の界磁コイル(26A)と、第２の固定子コア(22B)を励磁する第２の界磁コイル(26B)とを備え、
電源回路(24)が、第１の界磁コイル(26A)と第２の界磁コイル(26B)とを交互に通電して、可動鉄心(21)を往復運動させる請求項１に記載される裁断機。
【請求項３】
固定子コア(22)が、可動鉄心(21)との対向面に、上死点と下死点とを異なる磁極とし、かつ、可動鉄心(21)の両側と対向する磁極をも異なる磁極とする永久磁石(28)を配置しており、
電源回路(24)が界磁コイル(26)の通電方向を正逆に切り換えて、固定子コア(22)の励磁方向を反転して、最大磁界位置を上死点と下死点とに切り換える請求項１に記載される裁断機。
【請求項４】
往復運動機構(6)が、可動鉄心(21)を互いに逆方向に往復運動させる一対のリニアアクチュエーター(29)を備え、
各々のリニアアクチュエーター(29)が、可動鉄心(21)と、この可動鉄心(21)の外側に非接触状態に配置してなる固定子コア(22)と、この固定子コア(22)に可動鉄心(21)を上死点と下死点との間に非接触状態に往復運動できるように連結してなる連結具(23)と、固定子コア(22)を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心(21)の上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心(21)を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル(26)とを備え、
一方のリニアアクチュエーター(29)の可動鉄心(21)に裁断刃(5)が連結され、
さらに、各々のリニアアクチュエーター(29)の界磁コイル(26)の通電をコントロールして、各々の固定子コア(22)の最大磁界位置を上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路(24)とを備え、
電源回路(24)が各々のリニアアクチュエーター(29)の界磁コイル(26)に通電して、各々のリニアアクチュエーター(29)の可動鉄心(21)を互いに逆方向に往復運動させるようにしてなる請求項１ないし３のいずれかに記載される裁断機。
【請求項５】
可動鉄心(21)が積層してなるケイ素鋼板である請求項１ないし４のいずれかに記載される裁断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裁断刃を往復運動させてシートを裁断する裁断機に関し、とくに、裁断刃を往復運動させながら、低振動、低騒音で正確にシートを裁断できる裁断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
裁断機は、裁断刃を往復運動させながら、この裁断刃を設けている裁断ヘッドを、裁断テーブルの表面でＸ軸方向とＹ軸方向に移動させて、裁断テーブルのシートを所定の形状に裁断する。この裁断機は、裁断刃を往復運動させる速度を速くすることが大切である。それは、裁断刃を速く往復運動させることで、裁断ヘッドを速く移動させてシートを効率よく綺麗に裁断できるからである。
【０００３】
裁断刃は、往復運動機構に連結されて往復運動される。往復運動機構として、プランジャーを往復運動させる電磁ソレノイドが開発されている。電磁ソレノイドは界磁コイルに通電してプランジャーを磁気的な吸引力で吸引し、界磁コイルの通電を停止してバネなどでプランジャーを復帰させて往復運動させる。この構造の電磁ソレノイドは、往復運動させるプランジャーのストロークを大きくすると駆動力が低下する。プランジャーが固定子コアから離れるにしたがって、固定子コアの磁界がプランジャーを吸引する力が低下するからである。また、弾性体でプランジャーを復帰させるので、復帰時間を短くするために、弾性体の弾性率を大きくすると、弾性体に逆らってプランジャーを吸引するために、界磁コイルの電流を大きくして、固定子コアの磁界でプランジャーをより強く吸引する必要がある。ただ、固定子コアの吸引力は界磁コイルの電流に比例して大きくならないので、弾性体によるプランジャーの復帰時間を短くするのが難しい。このため、プランジャーを高速で往復運動させるのが難しい欠点がある。すなわち、界磁コイルでプランジャーを両方に駆動できない欠点がある。また、界磁コイルの電流に比例してリニアにプランジャーの駆動力をコントロールできないので、これで裁断刃を往復運動させる駆動力のコントロールが難しい欠点もある。
【０００４】
以上の欠点を解消するために、裁断刃を往復運動させる機構として、モータでクランク軸を回転し、このクランク軸のクランクピンにコンロッドを連結して、回転運動を往復運動に変換して、裁断刃を往復運動させる機構が使用される。この構造は、クランク軸の１回転で裁断刃は１往復するので、クランク軸の回転速度を速くして、裁断刃の往復運動速度を速くできる。しかしながら、この構造は、クランク軸の回転速度を速くすると、振動と騒音が大きくなる欠点がある。この欠点を解消するために、種々の構造の往復運動機構が開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０５７２１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の往復運動機構は、図１に示すように、一対のクランク軸１を互いに逆方向に同じ速度で回転させて、アンバランスなクランク軸の振動を互いに打ち消して騒音を小さくする。図１の往復運動機構は、一対のクランク軸１を互いに逆方向に回転させることで、左右のアンバランスを解消できる。しかしながら、この構造は、上下の振動を完全に打ち消すことができず、上下方向の振動と騒音が大きくなる欠点がある。とくに、ふたつのクランク軸１を回転させると共に、ふたつのコンロッド２が上下に往復運動するので、上下方向の振動を解消できない。上下方向の振動は、シートの裁断ラインの誤差の原因となって、シートを正確なラインで裁断できず、また、振動によって往復運動する部材の疲労や損傷が大きく、また寿命が短くなる欠点がある。
さらにまた、クランク軸の往復運動機構は、クランクアームの長さが往復運動のストロークを特定するので、往復運動のストロークをコントロールできない欠点もある。
【０００７】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、左右方向の振動を完全に解消できることに加えて、裁断刃を往復運動させるための機構を極めて簡単な構造とし、かつ往復運動するパーツの質量を小さくして、振動と騒音を小さくして、シートを正確な裁断ラインで綺麗に裁断できる裁断機を提供することにある。
また本発明の他の大切な目的は、裁断刃を往復運動させる速度と駆動力の両方を最適値に調整できる裁断機を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、必要であれば裁断刃を往復運動させるストロークもコントロールできる裁断機を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００８】
本発明の裁断機は、裁断テーブル３にセットされるシート４を、シート４の交差方向に往復運動する裁断刃５で裁断する。裁断機は、裁断刃５を往復運動させる往復運動機構６と、往復運動機構６を裁断テーブル３の表面に沿って所定の位置に移動させる移動機構７とを備える。往復運動機構６は、裁断刃５に連結されて裁断刃５を往復運動させる可動鉄心２１と、この可動鉄心２１の外側に非接触状態に配置している固定子コア２２と、この固定子コア２２に可動鉄心２１を連結して、上死点と下死点との間で固定子コア２２に非接触状態で往復運動できるように配置してなる連結具２３と、前記固定子コア２２を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心２１の上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心２１を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル２６と、この界磁コイル２６の通電をコントロールして、固定子コア２２の最大磁界位置を上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路２４とを備える。以上の裁断機は、電源回路２４が界磁コイル２６に通電して、固定子コア２２の最大磁界位置を上死点と下死点に切り換えて、可動鉄心２１を上死点と下死点とに往復運動させて、往復運動する可動鉄心２１が裁断刃５を往復運動させる。
【０００９】
以上の裁断機は、左右方向の振動を完全に解消できる、かつ裁断刃を往復運動させるための機構を極めて簡単な構造とし、さらに往復運動するパーツの質量を小さくして、振動と騒音を小さくできる特徴がある。左右方向の振動を解消できるのは、可動鉄心を左右方向には往復運動させることなく、裁断刃を往復運動させる方向にのみ直線状に往復運動させるからである。また、往復運動機構を極めて簡単な構造として、往復運動するパーツの質量を小さく軽くして、振動と騒音を低減できるのは、可動鉄心を往復運動させるからである。可動鉄心は、固定子コアの磁束を通過できる鉄心であって、コイルや永久磁石などを設ける必要のない簡単なパーツである。可動鉄心は、固定子コアの最大磁界位置に磁気的な吸引力に吸引して移動されて往復運動するので、コイルや永久磁石を設ける必要がない。また、固定子コアの最大磁界位置を上死点と下死点とに移動させて、可動鉄心を最大磁界位置に吸引して往復運動させるので、可動鉄心は上死点と下死点の両方向に磁気的な吸引力で駆動される。このため、従来の電磁ソレノイドのように、弾性体等で一方に付勢する必要がなく、可動鉄心を上死点と下死点との両方向に駆動して高速で往復運動できる。このため、裁断刃を高速で往復運動させて、シートを速やかに、しかも正確な裁断ラインにそって誤差なく綺麗に裁断できる特徴も実現する。また、振動を少なくできることによって、往復運動する部品の疲労や損傷を少なくして寿命を長くできる特徴がある。
【００１０】
さらに、以上の裁断機は、裁断刃を往復運動させる速度と駆動力の両方を最適値に調整できる特徴も実現する。それは、往復運動機構が、界磁コイルの電流値に比例して、可動鉄心の駆動力をリニアに調整できるので、界磁コイルの電流の大きさを調整して可動鉄心の駆動力をコントロールでき、また、最大磁界位置を切り換える周期、すなわち、界磁コイルの電流の方向を切り換える周期を調整して、可動鉄心を往復運動させる速度をコントロールできるからである。このため、以上の裁断機は、裁断刃を往復運動させるスピードと駆動力の両方を最適値に調整して、シートを速やかに効率よく、しかも綺麗に裁断できる特徴を実現する。
さらにまた、以上の裁断機は、必要であれば裁断刃のストロークをコントロールできる特徴も実現する。それは、以上の裁断機の往復運動機構が可動鉄心を往復運動させるストロークをコントロールできるからである。可動鉄心のストロークは、可動鉄心が上死点と下死点に移動する前に、最大磁界位置を切り換えてコントロールできる。
【００１１】
本発明の裁断機は、固定子コア２２を、磁気シールドを介して可動鉄心２１の往復運動方向に配置してなる第１の固定子コア２２Ａと第２の固定子コア２２Ｂとで構成し、界磁コイル２６を、第１の固定子コア２２Ａを励磁する第１の界磁コイル２６Ａと、第２の固定子コア２２Ｂを励磁する第２の界磁コイル２６Ｂとで構成して、電源回路２４でもって、第１の界磁コイル２６Ａと第２の界磁コイル２６Ｂとを交互に通電して、最大磁界位置を上死点と下死点とに移動させて、可動鉄心２１を往復運動させることもできる。
【００１２】
以上の裁断機は、第１の界磁コイルと第２の界磁コイルとに交互に通電して、可動鉄心２１を往復運動できる。
【００１３】
本発明の裁断機の固定子コア２２は、可動鉄心２１との対向面に、上死点と下死点とを異なる磁極とする永久磁石を配置して、電源回路２４でもって、界磁コイル２６の通電方向を正逆に切り換えて、固定子コア２２の励磁方向を反転して、最大磁界位置を上死点と下死点とに切り換えることができる。この裁断機は、界磁コイルに流す電流の方向を交互に逆に切り換えて可動鉄心を往復運動して、可動鉄心で裁断刃を往復運動することもできる。
【００１４】
往復運動機構６は、可動鉄心２１を互いに逆方向に往復運動させる一対のリニアアクチュエーター２９を備える構造とすることができる。この往復運動機構の各々のリニアアクチュエーター２９が、可動鉄心２１と、この可動鉄心２１の外側に非接触状態に配置してなる固定子コア２２と、この固定子コア２２に可動鉄心２１を上死点と下死点との間に非接触状態に往復運動できるように連結してなる連結具２３と、固定子コア２２を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心２１の上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心２１を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル２６とを備える。以上の往復運動機構は、一方のリニアアクチュエーター２９の可動鉄心２１に裁断刃５を連結し、各々のリニアアクチュエーター２９の界磁コイル２６の通電をコントロールして、各々の固定子コア２２の最大磁界位置を上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路２４とを備える。この往復運動機構は、電源回路２４で各々のリニアアクチュエーターの界磁コイル２６に通電して、各々のリニアアクチュエーターの可動鉄心２１を互いに逆方向に往復運動させる。
【００１５】
以上の裁断機は、一対のリニアアクチュエーターを反対方向に往復運動させるので、往復運動による振動を互いに打ち消して、振動と騒音を著しく少なくできる特徴がある。
【００１６】
裁断機は、ケイ素鋼板を積層して可動鉄心２１とすることができる。この裁断機は、可動鉄心に透磁率の大きいケイ素鋼板を使用するので、可動鉄心を往復運動させる駆動力を大きくして、裁断刃を効果的に往復運動できる。それは、可動鉄心の磁気抵抗を小さくして、界磁コイルを通電してできる閉ループの磁気回路の磁気抵抗を小さくして、磁束密度を高くできるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の往復運動機構を示す正面図である。
【図２】裁断機の斜視図である。
【図３】図２に示す裁断機のブロック図である。
【図４】本発明の実施例にかかる裁断機の往復運動機構の概略図である。
【図５】図４に示す往復運動機構の可動鉄心が上死点に移動する状態を示す概略図である。
【図６】図４に示す往復運動機構の可動鉄心が下死点に移動する状態を示す概略図である。
【図７】図４の往復運動機構の界磁コイルに通電する電流波形を示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施例にかかる往復運動機構の概略図である。
【図９】図８に示す往復運動機構の可動鉄心が上死点に移動する状態を示す概略図である。
【図１０】図８に示す往復運動機構の可動鉄心が下死点に移動する状態を示す概略図である。
【図１１】図８の往復運動機構の界磁コイルに通電する電流波形を示すグラフである。
【図１２】本発明の他の実施例にかかる往復運動機構の概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための裁断機を例示するものであって、本発明は裁断機を以下のものに特定しない。
【００１９】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２０】
図２に示す裁断機は、裁断テーブル３にセットされるシートを往復運動する裁断刃５で裁断する。この裁断機は、裁断テーブル３の上方であって、裁断テーブル３の上面に接近する位置を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに移動するように配置してなる裁断ヘッドと、この裁断ヘッドに上下方向、すなわちシートの交差方向に往復運動するように連結してなる裁断刃５と、裁断ヘッドに設けられて裁断刃５を往復運動させる往復運動機構６と、往復運動機構６を備える裁断ヘッドを裁断テーブル３の表面に沿って所定の位置に移動させる移動機構７とを備える。
【００２１】
以上の裁断機は、裁断刃５を往復運動させながら、移動機構７でもって裁断ヘッド８をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動させて、裁断テーブル３にセットしているシートを所定の形状に裁断する。
【００２２】
移動機構７は、裁断ヘッド８をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動機構９と、Ｙ軸方向に移動させるＹ軸駆動機構１０とを備える。
【００２３】
Ｘ軸駆動機構９は、Ｘ軸方向の延びるガイドブリッジ１１と、このガイドブリッジ１１に沿って裁断ヘッド８を移動させるネジ棒１２と、このネジ棒１２を回転させて裁断ヘッド８をＸ軸方向に移動させるＸ軸サーボモータ１３とを備える。Ｘ軸サーボモータ１３でネジ棒１２を回転して、裁断ヘッド８をガイドブリッジ１１に沿ってＸ軸方向に移動するように、裁断ヘッド８には、ネジ棒１２にねじ込まれる雌ねじ孔を水平方向に貫通して設けている。さらに、裁断ヘッド８は回転することなくガイドブリッジ１１の長手方向に移動される。このことを実現するために、ガイドブリッジ１１と裁断ヘッド８との対向面には、互いに面接触状態で摺動するガイド面１４を設けている。
【００２４】
Ｙ軸駆動機構１０は、ガイドブリッジ１１をＹ軸方向に移動させる。ガイドブリッジ１１は両端に下方に延びる一対の支柱１５を有し、この支柱１５の下端には、Ｙ軸方向に延びる雌ねじ孔を設けている。Ｙ軸駆動機構１０は、この雌ねじ孔にねじ込んでいる一対のネジ棒１６と、一対のネジ棒１６を同じ方向に同じ回転数で回転するＹ軸サーボモータ１７とを備える。一対のネジ棒１６はＹ軸方向に延びるように平行に配置され、これがＹ軸サーボモータ１７で回転されて、ガイドブリッジ１１をＹ軸方向に移動させる。
【００２５】
さらに、裁断ヘッド８は裁断刃５を水平面内で回転して、裁断刃５を移動方向と平行であって、移送方向の先端を刃先とする姿勢に回転させる回転機構１８を有する。回転機構１８は、裁断刃５を水平面内で回転する刃回転サーボモータ（図示せず）を備える。刃回転サーボモータの回転軸に裁断刃５を固定している。
【００２６】
裁断機は、図３のブロック図に示すように、Ｘ軸サーボモータ１３とＹ軸サーボモータ１７と刃回転サーボモータとを制御するコントロール回路１９と、このコントロール回路１９に裁断刃５がシートを裁断する形状を入力する入力装置２０とを備える。コントロール回路１９は、入力装置２０から入力される形状にシートを裁断するように、Ｘ軸サーボモータ１３とＹ軸サーボモータ１７と刃回転サーボモータとを制御して、裁断刃５を往復運動させながら、この裁断刃５を所定の角度に回転しながら裁断ラインに移動させてシートを裁断する。以上の裁断機は、裁断ヘッド８をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動して、シートを所定の形状に裁断するが、本発明は裁断ヘッドを水平面内で移動させる機構を前述の機構に特定しない。裁断機は、裁断ヘッドを水平面内で所定の位置に移動できる全ての機構とすることができるからである。
【００２７】
裁断機は、裁断刃５を往復運動させながら、裁断刃５を設けている裁断ヘッド８を、裁断テーブル３の表面でＸ軸方向とＹ軸方向に移動させて、裁断テーブル３の上にセットしているシートを裁断ラインで裁断する。
【００２８】
図４〜図６と、図８〜図１０は裁断刃５の往復運動機構６を示している。これ等の往復運動機構６は、裁断刃５に連結されて裁断刃５を往復運動させる可動鉄心２１と、この可動鉄心２１の両側に非接触状態に配置している固定子コア２２と、この固定子コア２２に可動鉄心２１を連結している連結具２３と、固定子コア２２を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心２１が往復運動する上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心２１を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル２６と、この界磁コイル２６の通電をコントロールして、固定子コア２２の最大磁界位置を可動鉄心２１の上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路２４とを備える。
【００２９】
可動鉄心２１は、透磁率の大きいケイ素鋼板を、図において水平方向に積層してブロックで、その両端には、往復運動方向に延びる一対のガイドシャフト２５を直線状に固定している。図の往復運動機構６は、可動鉄心２１を上下方向に往復運動させるので、ガイドシャフト２５を垂直方向にのびるように可動鉄心２１の上下端面に固定している。ガイドシャフト２５はプラスチック等の非磁性材で、下方のガイドシャフト２５の下端を裁断刃５に連結している。
【００３０】
連結具２３は、上下のガイドシャフト２５を介して、可動鉄心２１を上死点と下死点とに往復運動できるように固定子コア２２に非接触状態に連結している。図の連結具２３は、ガイド筒２３Ａと弾性体２３Ｂとからなり、ガイド筒２３Ａは、ガイドシャフト２５を往復運動方向に摺動できるように挿通しており、弾性体２３Ｂは固定子コア２２を励磁しない非励磁状態で、可動鉄心２１を図４と図７に示すように、上死点と下死点との中央部に配置する。弾性体２３Ｂは、弾性変形して、可動鉄心２１を上死点と下死点に往復運動させる。
【００３１】
固定子コア２２は、可動鉄心２１の両側に対向して配置される磁極部２２ａを有し、一対の磁極部２２ａの間に可動鉄心２１を配置している。固定子コア２２も磁気抵抗の小さいケイ素鋼板を積層している。固定子コア２２は、対向する磁極部２２ａの間の磁束で可動鉄心２１を往復運動させる。固定子コア２２は、磁極部２２ａの間に発生させる最大磁界位置を、可動鉄心２１の往復運動方向に移動して、可動鉄心２１を上死点と下死点とに往復運動させる。図４の往復運動機構６は、通電する界磁コイル２６を切り換えて、最大磁界位置を上死点と下死点とに切り換える。図８の往復運動機構６は、界磁コイル２６に通電する電流の方向を逆転して最大磁界位置を上死点と下死点に切り換える。
【００３２】
図４と図８の往復運動機構６は、電源回路２４で界磁コイル２６の通電をコントロールして、固定子コア２２の最大磁界位置を上死点と下死点に切り換えて、可動鉄心２１を上死点と下死点とに往復運動させる。
【００３３】
図４の往復運動機構６は、固定子コア２２を、磁気シールド２７を介して可動鉄心２１の往復運動方向、すなわち上下に配置している第１の固定子コア２２Ａと第２の固定子コア２２Ｂとを備える。界磁コイル２６は、第１の固定子コア２２Ａを励磁する第１の界磁コイル２６Ａと、第２の固定子コア２２Ｂを励磁する第２の界磁コイル２６Ｂとを備える。
【００３４】
磁気シールド２７は、第１の固定子コア２２Ａと第２の固定子コア２２Ｂとの間に配置されて、第１の界磁コイル２６Ａの磁束が第２の固定子コア２２Ｂの磁極部２２ａに漏れるのを制限し、第２の界磁コイル２６Ｂの磁束が第１の固定子コア２２Ａの磁極部２２ａに漏れるのを制限して、最大磁界位置を上死点と下死点とに切り換える。
【００３５】
図４の往復運動機構は、上側に配置される第１の界磁コイル２６Ａに通電して、第２の界磁コイル２６Ｂに通電しない状態では、図５に示すように、最大磁界位置が、第１の固定子コア２２Ａの磁極部２２ａの対向位置となる。この状態で、第１の固定子コア２２Ａの磁束が、第２の固定子コア２２Ｂの磁極部２２ａに漏れるのは、磁気シールド２７で制限される。この状態では、可動鉄心２１が最大磁界位置に磁気的な吸引力で引き上げられて上昇される。すなわち上死点に配置される。下側に配置される第２の界磁コイル２６Ｂに通電して、第１の界磁コイル２６Ａに通電しない状態では、図６に示すように、最大磁界位置が、第２の固定子コア２２Ｂの磁極部２２ａの対向位置となり、可動鉄心２１は磁気的な吸引力で引き下げられて降下される。すなわち下死点に配置される。
【００３６】
したがって、図４の往復運動機構６は、電源回路２４でもって、第１の界磁コイル２６Ａと第２の界磁コイル２６Ｂとに交互に切り換えるように通電して、可動鉄心２１を上死点と下死点とに往復運動させる。第１の界磁コイル２６Ａと第２の界磁コイル２６Ｂとを通電する周期で、可動鉄心２１を往復運動させる周期は特定される。
【００３７】
図７は電源回路２４が第１の界磁コイル２６Ａと第２の界磁コイル２６Ｂとに通電する電流波形を示している。この図に示すように、電源回路２４は、第１の界磁コイル２６Ａと第２の界磁コイル２６Ｂとの交互に通電する。以上の往復運動機構６は、第１の界磁コイル２６Ａと第２の界磁コイル２６Ｂに交互に通電する周期（Ｔ）で、可動鉄心２１を往復運動させる周期を特定する。また、この往復運動機構６は、界磁コイル２６に通電する電流値に比例して、対向する磁極部２２ａの間の磁束密度が大きくなる。可動鉄心２１が、磁極部２２ａの磁束密度に比例する力で吸引されて、上死点と下死点に移動されるからである。したがって、この往復運動機構６は、界磁コイル２６に通電する電流値で可動鉄心２１を往復運動させる駆動力、すなわち推力をコントロールできる。
【００３８】
図８の往復運動機構６は、固定子コア２２の可動鉄心２１との対向面に永久磁石２８を固定している。永久磁石２８は、可動鉄心２１を往復運動させる上死点と下死点とを異なる磁極とするように配置している。図において、上部と下部とを異なる磁極としている。また、永久磁石２８は、固定子コア２２の磁極部２２ａの対向面を異なる磁極とするように、すなわち可動鉄心２１の両側に異なる磁極を配置するように永永久磁石２８を配置している。図８は、可動鉄心２１の右側の永久磁石２８は、上部をＮ極、下部をＳ極とし、可動鉄心２１の左側の永久磁石２８は、上部をＳ極、下部をＮ極としている。磁束はＮ極からＳ極に向かっては放射されるが、その反対側には放射されない。
【００３９】
可動鉄心２１の左右に配置している各々の固定子コア２２には界磁コイル２６を巻いている。界磁コイル２６は、通電する電流の方向によって、図９と図１０に示す方向に磁束を放射する。この固定子コア２２は、図９に示すように、右側の固定子コア２２から左側の固定子コア２２に向かって磁束を放射する方向に界磁コイル２６に通電して、最大磁界位置を上死点に配置する。この状態において最大磁界位置が上死点に配置されるのは、上側の永久磁石２８が上部において、可動鉄心２１の右側をＮ極として左側をＳ極とするからである。すなわち、対向する永久磁石２８の磁束が右から左に放射されるからである。この状態で、可動鉄心２１は最大磁界位置に磁気的な吸引力で引き上げられて上昇される。すなわち上死点に移動される。界磁コイル２６の電流を逆方向にすると、図１０に示すように、磁束の方向が逆転して最大磁界位置は磁極部２２ａの下死点となり、可動鉄心２１は磁気的な吸引力で引き下げられて下死点に移動される。この状態で最大磁界位置が下死点に移動されるのは、永久磁石２８の下部で、可動鉄心２１の左側をＮ極として右側をＳ極として、対向する永久磁石２８の磁束が左から右に放射されるからである。
【００４０】
したがって、図８ないし図１０の往復運動機構６は、電源回路２４でもって、界磁コイル２６の電流の向きを一定の周期で逆転するように切り換えて、可動鉄心２１を上死点と下死点とに往復運動できる。界磁コイル２６の通電方向を切り換える周期で、可動鉄心２１を往復運動させる周期は特定される。
【００４１】
図１１は、電源回路２４が界磁コイル２６に通電する電流波形を示している。この図に示すように、電源回路２４は、界磁コイル２６に通電する電流を所定の周期（Ｔ）で逆転させる。界磁コイル２６に通電する電流を逆転させる周期（Ｔ）で、可動鉄心２１を往復運動させる周期は特定される。界磁コイル２６を通電する電流の方向で、可動鉄心２１が上死点と下死点とに移動されるからである。
【００４２】
また、この往復運動機構６は、界磁コイル２６に通電する電流値で可動鉄心２１を往復運動させる駆動力をコントロールできる。界磁コイル２６の電流値に比例して、対向する磁極部２２ａの間の磁束密度が大きくなり、可動鉄心２１が、磁極部２２ａの磁束密度に比例する力で吸引されて、上死点と下死点に移動されるからである。したがって、この往復運動機構６は、界磁コイル２６に通電する電流値を調整して、可動鉄心２１を往復運動させる駆動力、すなわち推力をコントロールできる。
【００４３】
図８ないし図１０の往復運動機構は、可動鉄心のストロークをコントロールするために、可動鉄心に移動位置を検出する位置検出器３０を備える。位置検出器３０は、可動鉄心の上下位置を検出して、電源回路２４が界磁コイル２６に通電する電流の方向を切り換えるタイミングをコントロールして、可動鉄心のストロークを調整する。たとえば、可動鉄心が上死点と下死点に移動する中間で界磁コイル２６に流す電流の方向を切り換えて、可動鉄心のストロークを小さくできる。すなわち、界磁コイルに通電する電流の方向を切り換えるタイミングを、可動鉄心の中心からの変位でコントロールして、ストロークをコントロールできる。図１１において、周期（Ｔ）を短くするにしたがって、可動鉄心を往復運動するストロークは小さくなる。可動鉄心の位置を検出することなく、電源回路が周期（Ｔ）を短くして、可動鉄心のストロークをコントロールできるが、図８ないし図１０に示すように、可動鉄心の位置を位置検出器３０で検出して、位置検出器３０で電源回路２４を制御して電流の方向を切り換える往復運動機構は、可動鉄心の往復運動する中心から上下に往復運動するようにコントロールでき、また往復運動する中心を上下にずらせて往復運動するストロークをコントロールすることもできる。
【００４４】
図１２の往復運動機構６は、可動鉄心２１を互いに逆方向に往復運動させる一対のリニアアクチュエーター２９を備える。各々のリニアアクチュエーター２９は、図４〜図６、及び図８〜図１０に示す往復運動機構に示すように、可動鉄心２１と、この可動鉄心２１の外側に非接触状態に配置してなる固定子コア２２と、この固定子コア２２に可動鉄心２１を上死点と下死点との間に非接触状態に往復運動できるように連結してなる連結具２３と、固定子コア２２を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心２１の上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心２１を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル２６とを備える。この往復運動機構６は、一方のリニアアクチュエーター２９の可動鉄心２１に裁断刃５が連結している。さらに、各々のリニアアクチュエーター２９の界磁コイル２６の通電をコントロールして、各々の固定子コア２２の最大磁界位置を上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路２４とを備える。電源回路２４は各々のリニアアクチュエーター２９の界磁コイル２６に通電して、各々のリニアアクチュエーター２９の可動鉄心２１を互いに逆方向に往復運動して、上下方向の振動と騒音を解消する。
【００４５】
本発明の裁断機は、往復運動する裁断刃５を所定の裁断ラインに移動させて、シートを所定の形状に裁断する装置として使用される。
【符号の説明】
【００４６】
１…クランク軸
２…コンロッド
３…裁断テーブル
４…シート
５…裁断刃
６…往復運動機構
７…移動機構
８…裁断ヘッド
９…Ｘ軸駆動機構
１０…Ｙ軸駆動機構
１１…ガイドブリッジ
１２…ネジ棒（Ｘ軸方向）
１３…Ｘ軸サーボモータ
１４…ガイド面
１５…支柱
１６…ネジ棒（Ｙ軸方向）
１７…Ｙ軸サーボモータ
１８…回転機構
１９…コントロール回路
２０…入力装置
２１…可動鉄心
２２…固定子コア          ２２ａ…磁極部
２２Ａ…第１の固定子コア  ２２Ｂ…第２の固定子コア
２３…連結具
２３Ａ…ガイド筒２３Ａ          ２３Ｂ…弾性体２３Ｂ
２４…電源回路
２５…ガイドシャフト
２６…界磁コイル          
２６Ａ…第１の界磁コイル  ２６Ｂ…第２の界磁コイル
２７…磁気シールド
２８…永久磁石
２９…リニアアクチュエーター
３０…位置検出器
【図１】
2015058527.tif 000003
【図２】
2015058527.tif 000004
【図３】
2015058527.tif 000005
【図４】
2015058527.tif 000006
【図５】
2015058527.tif 000007
【図６】
2015058527.tif 000008
【図７】
2015058527.tif 000009
【図８】
2015058527.tif 000010
【図９】
2015058527.tif 000011
【図１０】
2015058527.tif 000012
【図１１】
2015058527.tif 000013
【図１２】
2015058527.tif 000014