(57)【要約】  材料を切断するための切断装置。本装置には、２つの刃を備え、これら２つの刃は、共に用いられて、この２つの刃の間の切断領域において切断動作を実施できるように配置されている。これらの刃は、切断動作によって生じる切断力の結果として、切断領域において共に付勢されるような相互関係で装着されている。一実施形態では、これらの刃のうちの少なくとも一方は、切断動作時に、生成された切断力又は剪断力によって、その刃が他方の刃に向かって旋回運動で付勢されるように、旋回軸を中心とした旋回運動のために装着されている。他の実施形態では、一方の刃は、回転切刃であり、また、他方の刃は、切断領域において切断動作を協働して実施するように構成されたもう１つの切刃である。このもう１つの切刃は、切断動作時に生成された切断力又は剪断力の結果として、回転切刃側に向かって付勢されるように装着されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を切断するための切断装置であって、２つの刃を備え、該２つの刃は共に用いられて、該２つの刃の間の切断領域において切断動作を実施できるように配置されており、前記２つの刃は、切断動作によって発生する切断力の結果として、切断領域において共に付勢されるように、互いに対し設けられている切断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の切断装置であって、前記刃のうちの少なくとも一方は、旋回軸を中心として旋回運動するように装着されているので、切断動作時に、生じた切断力又は剪断力によって、該一方の刃が他方の刃に向かって旋回運動で付勢される、切断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の切断装置であって、旋回可能に一体に接続されて、はさみ状の構成をなす２つのアームを備えており、切刃の内の第１切刃は、前記アームの内の第１アームの端部に固定されているか又は該端部と一体化されており、第２切刃は、前記アームの内の第２アームに旋回可能に装着されており、切断動作時に、生じた切断力又は剪断力によって、第１刃に向かう第２刃の旋回運動が生じる切断装置。
【請求項４】
請求項３に記載の切断装置であって、前記第２アームは、第２刃用の旋回領域を形成するように、第２刃の一部分を第２アームに収容するための溝を含む切断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の切断装置であって、前記溝は、第２アームのほぼ軸方向に延びるとともに、刃先と反対側の第２刃の端部を内部に収容するように構成されている切断装置。
【請求項６】
請求項５に記載の切断装置であって、第２切刃は、前記端部を溝内に保持する協働ラグ及びスロットによって、第２アームに動作可能状態で装着されている切断装置。
【請求項７】
請求項６に記載の切断装置であって、第２刃は、前負荷力を第２刃に与えて、第２刃を第１刃と係合させるべく付勢するように、第２アームに装着されている切断装置。
【請求項８】
請求項１に記載の切断装置であって、一方の刃は、回転切刃であり、他方の刃は、切断領域において協働して切断動作を実施するように構成された別の切刃であり、該別の切刃は、切断動作時に生じた切断力又は剪断力の結果として、回転切刃に向かって付勢されるように装着されている切断装置。
【請求項９】
請求項８に記載の切断装置であって、切断力が、回転刃の刃先の方向に固定刃の刃先を付勢するトルクを生じ易くなるように、固定刃は、切断領域における刃先と、旋回領域の刃先に対して離間して動作可能状態で装着されている装着アームと、を備える切断装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の切断装置であって、ワーク表面上を移動可能なカッター本体を備え、回転切刃は、周辺刃先部を有し、固定切刃は、シート材を切断できる切断領域を提供するべく協働するように構成されており、回転切刃は、切断領域へのシート材の通常の供給方向に対してほぼ横方向に延在する軸線を中心として回転するように装着されており、切断領域を通る周辺刃先部の回転方向は、通常の供給方向である切断装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の切断装置であって、切断領域における回転切刃の接線方向の周速は、切断領域へのシート材の供給の速度以上である切断装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の切断装置であって、回転切刃を回転させるための駆動部を備える切断装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の切断装置であって、駆動部は駆動輪を備え、該駆動輪は、カッター本体に動作可能状態で装着されるとともに、カッター本体が供給方向と逆方向にワーク表面上を移動するにつれて回転するように構成されている、切断装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の切断装置であって、駆動輪は、カッター本体がワーク表面上を移動するのと同じ方向に駆動輪と回転切刃とを回転させる動力伝達部を介して回転切刃に動作可能状態で結合される切断装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の切断装置であって、動力伝達部は、歯車列を備える切断装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の切断装置であって、カッター本体は、カッター本体に動作可能状態で装着された支持輪を有するフレームを備え、接地輪のうちの少なくとも１つは駆動輪に提供される切断装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のカッター装置であって、前記支持輪の内の少なくとも１つが、切断時の装置の通常の移動方向に対して、回転切刃の前方に配置されるカッター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
はじめに
本発明は、概して切断装置に関し、以下のものに限定するものではないが、例えば、紙、厚紙、布地、プラスチック等の可撓性シート材の切断に適する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切断装置の一形態が、特許文献１に述べられている。特許文献１の内容は、相互参照により本明細書に組み込まれる。この装置は、可撓性シート材を切断するための手動操作可能なカッター装置であり、また、本装置には、切断対象の可撓性シートを載置できるワーク表面上を移動可能なカッター本体が含まれる。本装置には、切刃組立体が含まれ、この切刃組立体は、カッター本体に動作可能状態で装着され、また、周辺刃先部を有する第１回転切刃と、この回転切刃を基準として実質的に固定された位置に装着される第２切刃と、を備える。第２切刃は、シート材を切断できる切断領域を提供するべく協働するように構成されている。回転切刃は、切断領域へのシート材の通常の供給方向に対してほぼ横方向に延在する軸を中心に回転するために装着され、切断領域を通る周辺刃先部の回転方向は、通常の供給方向である。切断領域における回転切刃の接線方向の周速は、切断領域へのシート材の供給速度以上である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際特許明細書ＷＯ２００８／０１４５４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この装置は、従来のカッターより大きな利点を提供するのに対して、特に、シート材が比較的厚い場合、問題に直面する。この理由は、第２刃には、比較的小さく、実質的に静止している接触領域があるため、速度や力が大きいと加熱され易いことが挙げられる。この加熱により、局所的溶着又は焼付きが起こり、ざらついた感覚や刃先の劣化が生じることがある。従来のはさみもまた、厚さが異なるシーツ地を切断する必要がある場合、問題に直面し得る。材料が厚くなると、はさみの刃を開閉する時の操作する力が大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１態様では、材料を切断するための切断装置を開示する。この装置には、第１刃と第２刃とを備え、第１刃と第２刃は、共に用いられる際に、この２つの刃の間の切断領域において切断動作を実施できるように配置されている。これらの刃は、互いに対して装着されているので、切断動作によって生じた切断力又は剪断力の結果として、切断領域において少なくとも部分的に共に付勢される。
【０００６】
或る実施形態では、これらの刃のうちの１つは、切断動作時に、生成された切断力又は剪断力が、これらの刃を共に付勢する力を生成するように、軸を中心とした旋回又は曲げ運動のために装着される。他の構成では、これらの刃は、伝達トルクを利用することによって共に付勢してもよい。切断装置には、或る実施形態では、旋回可能に一体に接続され、はさみ状の構成を形成する２つのアームを備える。第１切刃は、これらのアームの内の第１アームの端部に固定されるか又はその端部と一体化されており、第２切刃は、これらのアームの内の第２アームに旋回可能に装着されており、これにより、切断動作時に、生成された切断力又は剪断力によって、第１切刃及び第２切刃を共に付勢する力が生成される。
【０００７】
或る実施形態では、第２アームには、第２刃用の旋回領域を形成するように、第２刃の一部分を収容するための溝が内部に含まれる。溝は、例えば、第２アームのほぼ軸線方向に延びてよく、また、刃先と反対側の第２刃の端部を第２アームに収容するように構成してよい。或る実施形態では、第２切刃は、端部を溝内に保持する協働ラグ（ｌｕｇ）及びスロットによって、第２アームに動作可能状態で装着してよい。或る実施形態では、第２刃は、前負荷力を第２刃に与えて、その第２刃を付勢して第１刃と係合させるように、第２アームに装着される。
【０００８】
或る実施形態の切断装置において、第１刃は、回転切刃の形態であってよい。第１刃及び第２刃は、切断領域において切断動作を協働して実施するように構成されている。第２切刃は、切断動作時に生じた切断力又は剪断力の結果として、回転切刃側に向かってその第２切刃を付勢するように装着してよい。第２刃には、或る実施形態では、切断領域における刃先と、旋回領域の刃先に対して離間して動作可能状態で装着される装着アームと、を備え、これにより、生じた切断力が、第２刃の刃先と回転刃とを共に付勢するように、旋回領域を中心にして装着アーム上に力を生成する。
【０００９】
或る実施形態では、切断装置には、ワーク表面上を移動可能なカッター本体を含んでよい。回転切刃は、周辺刃先部を有し、第２切刃は、シート材を切断できる切断領域を提供するべく協働するように構成されている。回転切刃は、切断領域へのシート材の通常の供給方向に対してほぼ横方向に延在する軸線を中心として回転するために装着されている。切断領域を通る周辺刃先部の回転方向は、通常の供給方向である。或る実施形態において、切断領域における回転切刃の接線方向の周速は、切断領域へのシート材の供給の速度以上である。しかしながら、後者の記載特徴は、制限と見なさないものとする。刃が共に付勢される構成は、他のカッター組立体に適用可能である。
【００１０】
回転切刃を回転させるために駆動部を備えても良い。或る実施形態では、駆動部には、カッター本体に動作可能状態で装着され、また、供給方向と逆方向にワーク表面上をカッター本体が移動するにつれて回転するように構成された駆動輪が含まれる。駆動輪は、カッター本体がワーク表面上を移動するのと同じ方向に駆動輪及び回転切刃を回転させる動力伝達部を介して回転切刃に動作可能状態で結合してよい。動力伝達部には、例えば、歯車列を備えてもよい。
【００１１】
或る実施形態では、カッター本体には、そのカッター本体に動作可能状態で装着された支持輪を有するハウジングを含んでよく、接地輪のうちの少なくとも１つが、駆動輪として提供される。支持輪の少なくとも１つは、切断時の装置の通常の移動方向に対して、回転切刃の前方に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態による切断装置の概略側面図。
【図２】図１に示された装置の端面図。
【図３】図１及び２に示された装置の下面図。
【図４】図１乃至３に示された装置の等角下面図。
【図５】図１乃至４に示された装置の一部の詳細図。
【図６】図１乃至５に示された装置の一部の側面図。
【図７】図５の矢視Ａ−Ａに沿う側断面図。
【図８】図７の円Ｂに示された装置のその部分の詳細図。
【図９】図１乃至８に示された装置の一部の等角図。
【図１０】他の実施形態による切断装置の側面図。
【図１１】図１０に示す装置の端面図。
【図１２】図１０の矢視Ａ−Ａに沿う断面図。
【図１３】更に他の実施形態による装置の一部の等角図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
発明の概要に記載された装置の範囲内には、他の形態のものも含まれるが、以下、具体的な実施形態について、一例として、また、次の添付図面を参照して述べる。
図１乃至９では、切断装置を全体的に４１０で示すが、この装置は、特に、例えば、紙、厚紙、プラスチックシート等の可撓性シート材の切断に適している。装置４１０には、部品を内部に収容でき、また、片手で快適に保持できる単一ハウジング４１２の形態の本体４１１が含まれる。ハウジング４１２には、離間した側壁部４１３及び４１４並びに上壁部４１５が含まれる。本装置には、更に、輪軸架台４２６及び４２７においてハウジング４１２に固定された輪軸４２３を介して本体４１１に動作可能状態で接続された駆動輪４２０及び４２１が含まれる。駆動輪４２０及び４２１は、切断対象の材料が置かれている可撓性シート又はワーク表面上で転がるように構成されている。ワーク表面は、傾斜したもしくは水平のテーブル又は他の構造体等、ほぼ平坦な面の形態であってよい。安定化駆動輪４２４及び４２５を設けているが、これにより、使用時に、カッター装置は、テーブルに対して平坦な状態を確実に維持する。駆動輪４２４、４２５は、輪軸架台４３２及び４３３においてハウジングに固定された輪軸４３１に装着されている。１つ又は複数の安定化駆動輪が、特に、直線切断型の装置では、駆動輪としても機能し得る。
【００１４】
第１回転切断円板、即ち、刃４３０は、その回転軸が、駆動輪軸に平行又はそれに平行な面から約１５度以内であり、その下端部が、ワークテーブルに近いが接触はしていない状態で、輪軸架台４４６及び４４７においてハウジング４１２に接続された輪軸４４５上に支持されている。図３及び４に最も良く示されているように、輪軸架台４２６、４２７、４３２、４３３、４４６及び４４７は、それぞれの輪軸の端部をその内部に収容する離間した溝形材の形態である。歯車４４０、４４１及び４４２によって、駆動輪は、切断円板４３０を駆動輪と同じ回転方向に回転させ、また、一実施形態例では、駆動輪の周速以上である切断円板の周速で回転させる。しかしながら、このことは、必要ではなく、望ましいことである。刃４３０は、歯車４４２が装着される差込み部４８２を有するハブ部４８０上に装着される。第２刃４３６は、図示するように、刃先４３７（図９）がほぼ水平又はわずかに前方方向の下方に傾斜した状態で、輪軸４４５上の装着領域４５４及び４５５を介してハウジング４１２に動作可能状態で装着され、また、切断テーブルに近接して、更に、両者間の切断領域４６０を画成する切断円板４３０の刃先に対向して配置される。
【００１５】
第２刃４３６には、互いに固定された又は互いに一体化された第１部位４６３及び第２部位４６４から構成される装着部４６２が含まれる。第２部位４６４には、接合領域４６７及び４６８において第１部位４６３に固定される２つの接続突起部４６５及び４６６が含まれる。接合領域は、ばね留めされており、これにより、刃４３６は、刃４３０側に向かって前負荷バイアス力によって付勢される。各部位４６３及び４６４は、それらに対応する装着領域４５４及び４５５を有する。装着領域４５４及び４５５は、輪軸４４５が通過する開口４７１及び４７２の形態である。開口の寸法は、輪軸４４５の断面寸法より大きく、これによって、旋回点４５６を中心として、第２刃４３６が限定的に動くことが許容される。図８に最も良く示されるように、開口４７１の端部４７４の少なくとも一部を湾曲させて、旋回点４５６を設けてよい。しかしながら、これは、本質的なことではなく、動きは無視できることから、例えば、大まかに打ち抜くだけでよい。図７から明らかなように、旋回点４５６は、切断領域から軸方向にオフセットしている。装着領域４５５は、第１刃に対する第２刃の位置合わせを支援する。
【００１６】
他の構成を図１３に示す。この構成では、装着部４６２の第２部位４６４は、装着部４
６２の部位４６３に固定されるか又はその端部と一体化されるガイド４７８上に支持されたばね４７９で置き換えられている。ばね４７９の自由端は、カッター本体の一部を押している。ばね４７９は、刃４３０側に向かって刃４３６に前負荷バイアス力を与える。
【００１７】
動作中、カッター本体４１２を切断対象の材料の端部に向け、そして、第２刃４３６がその材料の下を通過するように持ち上げる。リフター刃（図示せず）を設けて、紙と刃の位置決めを支援してもよい。そして、カッター本体をわずかな力で下方へ更に押して、駆動輪の牽引を行う。歯車４４０、４４１及び４４２は、カッター本体の前方向への速度以上の周速で切断円板４３０を駆動するが、方向は、逆方向（駆動輪とは同じ回転方向）である。従って、切断円板４３０は、材料に対して後方に摺動し、せん断点にある切刃に材料を引き込み易くする。切断動作時に、切断領域４６０に生じた切断力又はせん断力によって、第２刃４３６は、その第２刃を回転刃４３０側に向かって付勢するように、点４５６を中心にして旋回する。
【００１８】
一実施形態例では、装置の切断性能は、紙駆動力の和がシート材停止力を超えることから、実効的となる。シート材駆動力は、切断円板牽引力とシート材圧縮力との和である。シート材停止力は、第２刃摺動摩擦力（対シート材）と、シート材の進行方向に平行な剪断力の成分との和である。好適には、操作は、次のように、駆動力を最大にし、停止力を最小にすることによって実現される。切断円板すべり速度を最小にすると、摩擦係数が最大になる（摩擦係数は、大抵、摺動速度が大きいと小さくなるため、自動車では、アンチロックブレーキシステムが必要となる）。切断円板摩擦力は、刃先に隣接するほぼ円柱状の面の材料の選択により最大にできる。駆動輪対シート材摩擦力は、材料選択と、ユーザの駆動力の作用点からできるだけ遠くに非駆動輪及びスキッドパッド（skid pad）を配置することにより最大にできる。シート材入口スロット間隙を最小化して、圧縮下でのシート材座屈を実質的に防止し、力の供給を確実に伝達し、また、摩擦力を低減する。固定刃材料表面の静的摩擦係数及び動的摩擦係数は、せん断領域における切断円板と第２刃との間の角度として最小にでき、これによって、シート材進行方向に平行な剪断力の成分を最小にし得る。必要ならば、上面に対するシート材の下面の摩擦係数は、シート材を反転することによって最小にできる。
【００１９】
第２刃は、両刃を一緒に保持する両刃間の接触力によって平衡状態になる旋回軸を中心としたモーメントを剪断力が生成するように構成されている。切断対象材料を切断領域に導入すると、第２刃上で下向きの力が生成され、これによって、それが他方の刃に向かって付勢される。材料が厚ければ厚いほど、生成される力は、大きくなる。図７に示す傾斜角Ｘは、剪断力に比例して、どの程度強く両刃が互いに押し合っているかを決定する。固定刃は、速度と力が大きいと加熱され易い、小さな静止接触領域を有しているため、この構成は、カッターにとって最も有益であることが分かった。加熱によって、局所的焼付きが起こり、また、特に、切断していない時、カッターを所定の位置にすばやく転がすと、不規則な動作や刃先の劣化が生じることがある。
【００２０】
紙又は他のシート材をせん断するのに必要な力は、両刃を一緒に引っ張るために用いられ、これにより、必要な刃への前加重が小さくてすむ。これが意味することは、摩擦力は、カッターを後方に走らせることで極めて小さく、薄い紙を切断する場合わずかに大きくなり、また、厚みのある紙／カードを切断する時にのみ大幅に増加するということである。
【００２１】
図９乃至１１では、旋回可能に一体に接続され、はさみ状の構成を形成する２つのアーム５１２及び５１３が含まれる切断装置５１０を示す。第１切刃５１５は、アームの内の第１アームの端部に固定されるか又はその端部と一体化され、また、第２切刃５１６は、アームの内の第２アームに旋回可能に装着されており、これにより、切断動作時に、切断
力によって、第１刃側に向かって第２刃の旋回運動が生じる。
【００２２】
第２アーム５１３には、第２刃用の旋回領域５２１を形成するように、第２刃の一部分を第２アームに収容するための溝５２０が含まれる。溝は、第２アームのほぼ軸方向に延び、刃先と反対側の第２刃の端部をその内部に収容するように構成されている。第２切刃は、端部を溝内に保持する協働ラグ（ｌｕｇ）５２２及びスロット５２４によって、第２アームに動作可能状態で装着される。第２刃は、予切断力をそのラグ及びスロットに与えて、その第２刃を付勢して第１刃と係合させるように、第２アームに装着される。
【００２３】
本明細書におけるあらゆる従来の公報（又はその公報から導かれた情報）又は公知のあらゆる事柄に対する参照は、従来の公報（又はその公報から導かれた情報）又は公知の事柄が、本明細書が関係する努力の分野における共通の一般的な知識の一部を形成するということの容認もしくは承認もしくは何らかの形態の示唆ではなく、また、そのように解釈すべきではない。
【００２４】
本明細書とそれに続く請求項の全体において、文脈上異なる解釈が必要でない限り、語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（が含まれる、を含む）」、及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（が含まれる、を含む）」や「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（が含まれる、を含む）」等の変体（用語）は、言明した整数若しくはステップ又は整数若しくはステップのグループの包含を暗示すると理解されるが、他のあらゆる整数若しくはステップ又は整数若しくはステップのグループの排除を暗示しない。
【００２５】
最後に、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、構成要素の様々な構造や構成に対して、様々な変更、修正及び／又は追加を行い得るものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年7月31日(2012.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を切断するための切断装置であって、２つの刃を備え、該２つの刃は共に用いられて、該２つの刃の間の切断領域において切断動作を実施できるように配置されており、前記２つの刃は、切断動作によって発生する切断力の結果として、切断領域において共に付勢されるように、互いに対し設けられており、
一方の刃は、回転切刃であり、他方の刃は、切断領域において協働して切断動作を実施するように構成された別の切刃であり、該別の切刃は、切断動作時に生じた切断力又は剪断力の結果として、前記回転切刃に向かって付勢されるように装着されている切断装置。
【請求項２】
切断力が、回転刃の刃先の方向に固定刃の刃先を付勢するトルクを生じ易くなるように、固定刃は、切断領域における刃先と、旋回領域の刃先に対して離間して動作可能状態で装着されている装着アームと、を備える、請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
ワーク表面上を移動可能なカッター本体を備え、回転切刃は、周辺刃先部を有し、固定切刃は、シート材を切断できる切断領域を提供するべく協働するように構成されており、回転切刃は、切断領域へのシート材の通常の供給方向に対してほぼ横方向に延在する軸線を中心として回転するように装着されており、切断領域を通る周辺刃先部の回転方向は、通常の供給方向である、請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
切断領域における回転切刃の接線方向の周速は、切断領域へのシート材の供給の速度以上である、請求項３に記載の切断装置。
【請求項５】
回転切刃を回転させるための駆動部を備える、請求項４に記載の切断装置。
【請求項６】
駆動部は駆動輪を備え、該駆動輪は、カッター本体に動作可能状態で装着されるとともに、カッター本体が供給方向と逆方向にワーク表面上を移動するにつれて回転するように構成されている、請求項５に記載の切断装置。
【請求項７】
駆動輪は、カッター本体がワーク表面上を移動するのと同じ方向に駆動輪と回転切刃とを回転させる動力伝達部を介して回転切刃に動作可能状態で結合される、請求項６に記載の切断装置。
【請求項８】
動力伝達部は、歯車列を備える請求項７に記載の切断装置。
【請求項９】
カッター本体は、カッター本体に動作可能状態で装着された支持輪を有するフレームを備え、接地輪のうちの少なくとも１つは駆動輪に提供される、請求項８に記載の切断装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のカッター装置であって、前記支持輪の内の少なくとも１つが、切断時の装置の通常の移動方向に対して、回転切刃の前方に配置されるカッター装置。
【国際調査報告】
2013502291.tif 000016
2013502291.tif 000017