(57)【要約】【課題】管状加工物に対する一貫した張力を達成することによってあらゆる所望の幅を正確に真っ直ぐ切断する、管状加工物をストリップ又はリボンに切断するための単純な装置を提供する。【解決手段】管状加工物をストリップに細断する装置が、放射状に配置された切断部材を含む。装置は、細断される管状加工物に対する張力を維持するためのテーパ状の送り込みマンドレルと、任意に出口マンドレルとを含むことができる。実施形態では、放射状に配置された切断部材の位置を調整することもできる。【選択図】図１
2020527473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状加工物をストリップに切断するための装置であって、
送り込みマンドレルと、
フレームと、
前記送り込みマンドレルと前記フレームとの間で前記フレーム上に支持された、複数の放射状に配置された切断部材と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記複数の切断部材はワイヤである、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
電源をさらに備え、前記ワイヤは前記電源によって加熱される、
請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ワイヤは、前記電源によって加熱されると、前記管状加工物に直接接触することなく前記管状加工物をストリップに細断する、
請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の切断部材は、前記フレーム上に張力下で支持される、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記送り込みマンドレルは、前記管状加工物内に位置して前記管状加工物の直径を拡張させるように構成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記送り込みマンドレルは、第１の直径を有する上流部分と、前記送り込みマンドレルの前記上流部分の前記直径よりも大きな直径を有する下流部分とを含む、
請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記送り込みマンドレルの前記上流部分の前記直径は、前記管状加工物の非拡張直径よりも小さく、前記送り込みマンドレルの前記下流部分の前記直径は、前記管状加工物の前記非拡張直径よりも大きい、
請求項７に記載の装置。
【請求項９】
出口マンドレルをさらに備える、
請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記フレームは、それぞれが前記切断部材の第１の端部を固定するように構成された複数の開口部を前記フレームの中心部分に含み、それぞれが前記切断部材の第２の端部を固定するように構成された複数の穴を前記フレームの周辺部分に含み、
前記複数の切断部材の各切断部材は、前記フレームの前記中心部分から前記フレームの前記周辺部分に延びる、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数の切断部材のうちの１つの切断部材の前記第２の端部の位置は、前記複数の穴のうちの第１の穴から前記複数の穴のうちの第２の穴に移動することができる、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記フレームに固定された導電性リングをさらに備え、前記複数の切断部材の中間部分が前記導電性リングに接触する、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
管状加工物をストリップに切断するためのシステムであって、
管状加工物在庫材料の供給源と、
請求項９に記載の装置を含む細断ステーションと、
駆動機構と、
収集ステーションと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
前記駆動機構は、前記細断ステーションを通じて切断された材料ストリップを引っ張るためのニップローラを含む、
請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記収集ステーションは、前記ストリップを巻き付けて保管できるスプールを含む、
請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ストリップを前記収集ステーションに到達する前に所望の長さに切断するための切断ステーションをさらに備える、
請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
管状加工物をストリップに切断する方法であって、
管状加工物の直径を拡張させる送り込みマンドレルを覆って前記管状加工物を配置するステップと、
前記拡張した管状加工物を、複数の放射状に配列された通電中の高抵抗ワイヤを越えて前進させ、前記管状加工物に接触することなく前記管状加工物をストリップに切断するステップと、
出口マンドレルを介して前記ストリップを引っ張るステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法によって製造された管状加工物から得られる、
ことを特徴とする材料ストリップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、管状加工物をストリップ又はリボンに切断するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、フラットウェブスリッター（ｆｌａｔ  ｗｅｂ  ｓｌｉｔｔｅｒｓ）は、所望のストリップの幅に相当する正確な間隔で互いに配置された一連のナイフを利用する。この種のスリッター構成を弾性ウェブに対して使用すると、フラットウェブを張力下で引っ張った時に発生する非線形的なネッキング（ｎｅｃｋｉｎｇ）に起因して、しばしば予測できないストリップ幅がもたらされる。各ナイフ間の張力及びネッキングの量は変化しやすく、従って弛緩状態で細断されたストリップの幅は、変動の度合いが大きくなることがある。
【０００３】
通常、フラットウェブを細断すると、エッジの張力の不均一性にエッジの位置を正確に制御できないことが組み合わさって、２つのエッジの各々にトリム屑（ｔｒｉｍ  ｗａｓｔｅ）が生じる。このため、フラットウェブの細断時には、細断機がエッジ上で容認できる切断品質を得るように、マスターロールを必要な細断幅よりもわずかに広くしてかなりの生産廃棄物を生じることが一般的である。
【０００４】
通常、管状加工物をストリップ又はリボンに切断するための装置は、正確かつ再現可能な細断幅を達成できるように、管状加工物に対する張力を正確に制御するための複雑な構造を含む。張力が不適切であると、真っ直ぐでない不統一な切断になりやすい。管状加工物は、引っ張られた時にネックダウンする（幅が狭くなる）傾向にあるので、弾性管状加工物を細断する際には、一貫した細断時張力を克服することが特に困難になる。一般に、管状加工物の幅方向における「ネッキング」の量は機械方向における「伸び」の量に相当するが、弾性管状加工物のネッキングは、管状加工物の幅全体にわたって線形的でない場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
管状加工物に対する一貫した張力を達成することによってあらゆる所望の幅を正確に真っ直ぐ切断する、管状加工物をストリップ又はリボンに切断するための単純な装置を提供することが有益と思われる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下では、特許請求する主題のいくつかの態様の基本的理解をもたらすために、特許請求する主題の簡単な概要を示す。この概要は、特許請求する主題の広範にわたる概説ではない。特許請求する主題の主要又は重要な要素を識別することも、或いは特許請求する主題の範囲を正確に説明することも意図してはいない。この概要の唯一の目的は、後述するさらに詳細な説明の前置きとして、特許請求する主題のいくつかの概念を簡略化した形で示すことである。
【０００７】
本開示は、管状加工物をストリップ又はリボンに切断するための装置に関する。１つの態様では、本開示の実施形態による細断装置が、フレームと、送り込みマンドレル（ｉｎｆｅｅｄ  ｍａｎｄｒｅｌ）と、フレーム上に支持された複数の放射状に配置された切断部材とを含む。
【０００８】
別の態様では、管状加工物内に位置して管状加工物の直径を拡張させるように構成された送り込みマンドレルを含む、管状加工物をストリップに切断するための細断装置について説明する。この装置は、出口マンドレルと、送り込みマンドレルと出口マンドレルとの間に配置されたフレームとをさらに含み、フレーム上には複数の切断部材が支持される。
【０００９】
さらに別の態様では、複数の放射状に配置された調整可能な切断部材を含む、管状加工物をストリップに切断するための細断装置について説明する。このような実施形態は、送り込みマンドレルと、出口マンドレルと、送り込みマンドレルと出口マンドレルとの間に位置するフレームとを含む。フレームは、それぞれが切断部材の第１の端部を固定するように構成された、フレームの中心部分における複数の中心開口部と、それぞれが切断部材の第２の端部を固定するように構成された、フレームの周辺部に位置する複数の外側開口部とを含む。
【００１０】
上述した実施形態では、いずれも複数の切断部材をワイヤとすることができる。実施形態では、これらのワイヤをニッケルクロム製とすることができる。実施形態では、装置が電源を含み、ワイヤが電源によって加熱される。実施形態では、ワイヤが、電源によって加熱されると、管状加工物に直接接触することなく管状加工物を細断することができる。
【００１１】
さらに別の態様では、送り込みマンドレルを覆って管状加工物を配置するステップと、切断部材の放射状配列を横切って管状加工物を前進させるステップとを含む、管状加工物をストリップに切断する方法について説明する。実施形態では、送り込みマンドレルが、管状加工物の直径を拡張させる。実施形態では、管状加工物が、ワイヤの放射状配列を横切って前進する。実施形態では、ワイヤが加熱され、管状加工物に接触することなくこれらをストリップに切断する。実施形態では、切断要素の放射状配列を通過した後に、結果として得られたストリップが出口マンドレルを介して引っ張られる。
【００１２】
さらに別の態様では、送り込みマンドレルを覆って管状加工物を配置するステップと、切断部材の放射状配列を横切って管状加工物を前進させるステップとを含む方法によって製造される、管状加工物から得られる材料ストリップについて説明する。
【００１３】
さらに別の態様では、管状加工物の供給源と、管状加工物からストリップ又はリボンを形成するための細断ステーションと、細断ステーションを通じて管状加工物を引っ張るための駆動機構と、収集ステーションとを含む、管状加工物をストリップに切断するためのシステムについて説明する。実施形態では、管状加工物の供給源が、管状加工物在庫材料のスプールである。実施形態では、細断ステーションが、フレーム上に支持された複数の放射状に配置された切断部材を含む。実施形態では、細断ステーションが、管状加工物の直径を拡張させるテーパ状の送り込みマンドレルを含む。実施形態では、駆動機構がニップローラを含む。実施形態では、駆動機構が、管状加工物から形成されたストリップを、出口マンドレルを介して引っ張る。実施形態では、収集ステーションが、ストリップが巻き付けられた１又は２以上のスプールを含む。実施形態では、システムが、ストリップを所望の長さに切断する切断機構をさらに含む。このような実施形態では、収集ステーションを、所望の長さのストリップが収集される容器とすることができる。
【００１４】
添付図面と併せて行う以下の詳細な説明に照らせば、本細断装置の上記の及びその他の態様、特徴及び利点がさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示による細断装置の例示的な実施形態の正面図である。
【図２】図１の装置の断面図である。
【図３】管状加工物がワイヤに接触することなくワイヤによって切断される様子を概略的に示す図である。
【図４】管状加工物が図１の装置によってストリップ又はリボンに切断されている斜視図である。
【図５】本開示による細断装置の別の例示的な実施形態の斜視図である。
【図６】図５の装置のフレームの上流側の上面図である。
【図７】出口マンドレルを除去した図５の装置の斜視図である。
【図８】図５の装置の断面図である。
【図９】送り込みマンドレルを示す図５の装置の斜視図である。
【図１０】フレームの内側部分にワイヤ切断部材をどのように固定できるかについての一例の詳細を示す図５の装置の拡大斜視図である。
【図１１】切断部材の位置を調整できる、本開示による細断装置の別の例示的な実施形態の下流方向の図である。
【図１２】図１０の装置の３つの異なる位置への切断部材の調整を概略的に示す図である。
【図１２Ａ】切断部材の位置の調整を可能にするスロット付きプレートが取り付けられた別のフレームの平面図である。
【図１３】本開示による細断装置を組み込んだシステムの概略図である。
【図１４】本開示による細断装置の準備において使用される挿通ツールの例示的な実施形態のハンドル側からの斜視図である。
【図１５】図１４の挿通ツールのフィンガ側からの斜視図である。
【図１６】図５の細断装置に挿通させた図１４の挿通装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、管状加工物からストリップ又はリボンを切断するための本装置の特定の実施形態について添付図面を参照しながら説明するが、開示する実施形態は本開示の例示にすぎず、本切断装置は様々な形態で具体化することができると理解されたい。当業者であれば、以下の説明から、本明細書で説明する本開示の原理から逸脱することなく、本明細書に示す構造及び方法の別の実施形態を採用することもできると容易に認識するであろう。従って、本明細書に開示する特定の構造及び機能の詳細は、限定としてではなく、特許請求の範囲の根拠として、及び事実上全ての適切な詳細な構造において本開示の概念を様々に採用できることを当業者に教示するための代表的根拠としてのみ解釈すべきものである。
【００１７】
本開示の例示的な実施形態による細断装置は、管状加工物をストリップに切断し、いくつかの実施形態では様々な幅の複数のストリップを同時に形成するように構成される。
【００１８】
本開示による装置を使用してストリップに切断できる管状加工物としては、合成フィルム、ウェブ、網、布地、プラスチック又は紙製の円筒構造が挙げられる。管状加工物は、以下に限定するわけではないが、押し出し成形、ブロー成形、製編、製織などを含む、当業者の範囲内のあらゆる技術を使用して形成することができる。管状加工物は弾性とすることができ、実施形態では約０．０１ｍｍ〜約１ｍｍの厚みを有することができる。管状加工物の直径は、実施形態では約０．２０ｃｍ〜約２００ｃｍとすることができる。管状加工物は、いずれかの好適な供給源から細断装置に供給することができる。実施形態では、この供給源を、予め形成された管状加工物の在庫のスプールとすることができる。他の実施形態では、管状加工物が、形成後に保管する必要なく直接細断装置に供給されるように、供給源を、細断装置に隣接して配置された管状加工物製造装置（例えば、編み機、織り機、押し出し機又はブロー成形機など）とすることができる。
【００１９】
以下の説明における「上流」は、管状加工物の供給方向を意味し、「下流」は、管状加工物の供給から離れる方向を意味する。
【００２０】
図１〜図４に示す例示的な実施形態では、細断装置１００が、フレーム１１０と、送り込みマンドレル１３０と、切断部材１５０とを含む。
【００２１】
フレーム１１０は、送り込みマンドレル１３０及び切断部材１５０を支持する。フレーム１１０は、図示のような円形とすることも、或いはマンドレル１３０及び切断部材１５０を支持するのに適したいずれかの幾何学的構成を有することもできる。実施形態では、フレーム１３０が、電気的に絶縁されて熱的に安定した材料から形成され、細断装置１００の他の構成要素を支持できるほど十分に剛性である。フレーム１１０を形成できる好適な材料としては、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂及びポリオキシベンジルメチレングリコランヒドリドなどの、さらに一般的にはノボラック、レゾール又はベークライトなどの商品名で知られているようなフェノール材料が挙げられる。フレーム１１０は、例えば成形及び機械加工などの当業者の範囲内のいずれかの技術を使用して形成することができ、単一部品、又は互いに固定された複数部品とすることができる。
【００２２】
フレーム１１０の幅にわたってストラット１３４が広がる。ストラット１３４は、フレーム１１０の下流側に配置してフレーム１１０に直接取り付けることも、或いは図１及び図２に示すように、フレーム１１０に取り付けられたブロック１１１に取り付けることもできる。ブロック１１１は、切断された材料のエッジがストラット１３４に接触しないように、ストラット１３４を切断部材１５０から好適な距離に保つスペーサとしての役割を果たすことができる。また、ブロック１１１は、フレーム１１０に対するストラット１３４の正確な取り付け具としての役割を果たすこともできる。ブロック１１１は、溶接、締結（例えば、ボルト締め）及び接着などを含む当業者の範囲内のいずれかの方法を使用してフレーム１１０及びストラット１３４に固定することができる。ストラット１３４は、いずれかの剛性材料から形成することができ、実施形態では、真鍮、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、銅、青銅又はチタンなどの導電性材料から形成される。フレーム１１０の中心又はその付近では、ストラット１３４からフレーム１１０を貫通して上流方向に延びる中心ロッド１３２がストラット１３４に取り付けられる。中心ロッド１３２は、ストラット１３４と同じ材料又は異なる材料から形成することができ、実施形態では導電性材料から形成される。
【００２３】
中心ロッド１３２とフレーム１１０との間には、切断部材１５０が放射状配列で取り付けられる。各切断部材１５０の第１の端部は、当業者の範囲内のいずれかの技術を使用して中心ロッド１３２に取り付けることができる。例えば、各切断部材１５０の第１の端部は、止めねじを使用して中心ロッド１３２の穴の内部に固定することができる。各切断部材１５０の第２の端部は、当業者の範囲内のいずれかの技術を使用してフレーム１１０に取り付けることができる。例えば、各切断部材１５０の第２の端部は、フレーム１１０から延びるピン（図示せず）に固定することができる。実施形態では、各切断部材１５０の第２の端部が、ばねなどのテンショナーを介して、又は図１及び図２に示すようにばね付きプランジャ１１２を介して張力下でフレーム１１０に固定される。ばね付きプランジャ１１２は、切断要素１５０を張力下に維持し、実施形態では、切断要素１５０が加熱された場合の膨張に対応する。実施形態では、切断部材１５０の第１の端部がばね付きプランジャ１１２に取り付けられ、フレーム１１０の中心を直接貫通して延びて中心ロッド１３２と電気的に接触することができるが、第２の端部は、第１の端部の反対側に位置する別のばね付きプランジャ１１２に取り付けられる。
【００２４】
切断されるストリップの数は、放射状に配置された切断部材の数によって決まる。図１の例示的な実施形態は１０個の切断部材１５０を含んでいるが、装置１００は、１０個よりも多くの又は少ない切断部材を使用することもできると理解されたい。装置によって生成されるストリップ又はリボンの幅は、隣接する切断部材１５０間の間隔と、管状加工物が切断部材１５０を横切る際の中心ロッド１３２からの距離との組み合わせによって決まる。本開示を読んでいる当業者であれば理解するように、図１の例示的な実施形態に示すように切断部材１５０が等間隔を空けていれば、等しい幅のストリップを得ることができる。或いは、隣接する切断部材間の間隔が不規則であれば、異なる幅のストリップが得られる。これらの切断部材は放射状に配置されているので、各切断部材の位置は、円内の特定の度数を表す。この位置は、Ｘ＝所望のスリット幅、Ｙ＝弛緩状態（０張力）にある管状加工物の円周、Ｚ＝隣接するワイヤ間の度数とする、式Ｘ＝Ｙ／３６０×Ｚに従ってストリップ幅に変換することができる。
【００２５】
切断部材１５０は、管状加工物を切断できるいずれかの構造とすることができる。切断部材１５０は、管状加工物に直接接触することによって、又は管状加工物に直接接触せずに切断を行うことができる。好適な切断部材としては、ナイフ、ブレード、かみそり、コード、ワイヤ及びレーザーなどが挙げられる。実施形態では、切断部材１５０が、例えば加工物に接触することなく熱のみを使用して加工物を切断するのに十分な温度まで加熱できる材料のワイヤ又はストリップなどの抵抗加熱式切断要素である。
【００２６】
抵抗加熱式切断プロセスでは、外部電源からの電流が導電性切断要素（例えば、ワイヤ）を通って流れる。電流フローに対する抵抗の結果、切断要素に熱が発生する。実施形態では、切断要素が、管状加工物を形成する材料の融点を十分に上回る温度まで加熱されることにより、加工物が切断要素に接触する前に溶融する。様々な材料を切断するのに適した温度の決定は、本開示を読んでいる当業者の範囲内であり、例えば構造の（単複の）特定の材料、加工物の密度及び加工物の厚みなどを含む様々な要因に基づいて決定することができる。
【００２７】
電気抵抗式加熱を行うための電流は、回路によって切断要素に接続された変圧器（図示せず）などを通じた、当業者に周知のあらゆる方法で供給することができる。実施形態では、切断要素を並列に配線して均等な熱分配を確実にすることができ、回路内の電圧を調整するための加減抵抗器及びスイッチを含む制御パネル（図示せず）によって電圧を制御することができる。
【００２８】
実施形態では、切断部材としての役割を果たすワイヤに可変ＤＣ変圧器（図示せず）が電流を供給する。電流が増加すると、ワイヤの熱が上昇する。機械のオペレータは、切断される材料に応じて電流設定を調整することができる。ワイヤの寿命を延ばすために、容認できる結果を達成しながらできるだけ最低限の熱を使用することが望ましいと考えられる。いくつかのエラストマ材料は、材料をワイヤに接触させずに細断することができる。熱を好適に調整して送り込みマンドレルが好適な予備引張力を与えると、管状加工物が放射熱のみによって分裂し、これによってワイヤの寿命を延ばすことができるとともに、煙の発生、ワイヤへの蓄積、又はその他のあらゆる望ましくない副作用を最小化することができる。
【００２９】
実施形態では、切断部材１５０が抵抗ワイヤである。抵抗ワイヤは、以下に限定するわけではないが、角形ワイヤ、平形ワイヤ又は丸形ワイヤを含むあらゆる幾何学的形状のものとすることができる。抵抗ワイヤは、実際に加工物に接触することなく熱の使用のみを通じて加工物を切断できるほど十分に高い温度まで加熱できるいずれかの好適な材料で形成することができる。実施形態では、（ニクロムとも呼ばれる）ニッケルクロム抵抗ワイヤを使用することができる。本開示を読んでいる当業者であれば理解するように、ニクロム線は、摂氏１４００度までの温度に耐えることができ、例えば４０ゲージ〜８ゲージのサイズ範囲が利用可能である。本装置において使用できる１つの例示的なニクロム線は、イリノイ州エルムハーストのＭｃＭａｓｔｅｒ  Ｃａｒｒ社から市販されている３０ゲージニッケルクロム線である。
【００３０】
ばね付きプランジャ１１２は、切断要素１５０に給電を行う役割を果たす回路の一部とすることができる。実施形態では、電力が（直接、又はワイヤ１１３を経由してストラット１３４を通じて）中心ロッド１３２に供給され、ワイヤ切断部材１５０を流れ、その後にばね付きプランジャ１１２を流れることができる。ばね付きプランジャ１１２を並列に接続し、これらに電流を供給して回路を完成させるには、ワイヤ１１４を使用することができる。従って、ばね付きプランジャ１１２は、切断要素１５０に電気を供給するとともに、たとえ切断要素１５０が高温にさらされた時であっても切断要素１５０を張力下に保つことによって、ばねが存在しない場合でも切断要素１５０の拡張及び弛緩を引き起こすことができるという２つの機能を果たすことができる。
【００３１】
中心ロッド１３２の上流部分には、送り込みマンドレル１３０が取り付けられる。送り込みマンドレル１３０は、装置を通じて管状加工物が供給された時にこれを受け入れて導くように構成される。送り込みマンドレル１３０は、切断すべき管状加工物の非拡張直径又は「安静時」直径よりもわずかに大きな直径「ｄm」（図２を参照）を有し、送り込みマンドレル１３０を介した管状加工物の滑らかな動きを促す材料から形成された表面を含むことができる。或いは、図１の例示的な実施形態に示すように、送り込みマンドレル１３０は、ローラホイール１３６を含むこともできる。ローラホイール１３６は、送り込みマンドレル１３０の外縁付近に位置して、管状加工物が送り込みマンドレル１３０を介して供給される時の摩擦の減少に役立つことができる。実施形態では、ローラホイール１３６が、各切断部材１５０に沿って中心に位置する。
【００３２】
例えば図４に示す動作方法の説明例では、最初に管状加工物「Ｗ」の端部をスプールから引き出し、送り込みマンドレル１３０及びローラホイール１３６を介して引き伸ばす。次に、装置に電力を供給し、ワイヤを所望の温度に加熱する。次に、加熱された切断要素を通じて、通過時に細断される管状加工物の端部を引っ張る。次に、結果として得られたストリップ「Ｓ」を機械駆動式ニップローラ（図示せず）に供給し、ここで放射状に配列された切断部材を横切って直線的な進路で管状加工物を連続的に引っ張るのに適した引き出し力が管状加工物の供給物に加わって均一幅のストリップが提供される。その後、ストリップ「Ｓ」を収集し、収集する準備を行い、又は別の処理ステップに向けて供給することができる。
【００３３】
図５〜図１０に示す別の例示的な実施形態では、装置２００が、フレーム２１０と、送り込みマンドレル２３０と、出口マンドレル２５０と、切断部材２７０とを含む。
【００３４】
図６に示すように、フレーム２１０は、中心部分２１１と、フレーム２１０の中心部分２１１から外側部分２１３に延びる一連のストラット２１２とを含む。フレーム２１０の中心部分２１１は、装置の他の構成要素を支持する中心ロッド２１８を受け取るための中心開口部２１４を含む。ストラット２１２及びフレーム２１０には、切断部材２７０の加熱によるあらゆる損傷を回避するようにスロット２１５を設けることができる。フレーム２１０は、フレーム１１０に関連して上述したものと同様の材料及び方法で形成することができ、中心ロッド２１８は、中心ロッド１３２と同様の材料で形成することができる。図７に示すように、中心ロッド２１８は、フレーム２１０から上流方向に延びて送り込みマンドレル２３０を支持し、フレーム２１０から下流方向に延びて出口マンドレル２５０を支持することができる。中心ロッド２１８の部分（例えば、上流部分及び下流部分）は、ねじ式とすることも、或いは中心ロッド２１８に対する他の構成要素の取り付けを容易にするように構成された他の構造を含むこともできる。
【００３５】
図８及び図９で最も良く分かるように、送り込みマンドレル２３０は、第１の上流部分２３２及び第２の下流部分２３４を含む。送り込みマンドレル２３０の上流部分２３２の直径「ｄm1」は、切断すべき管状加工物の非拡張直径又は「安静時」直径よりも小さくすることができる。従って、送り込みマンドレル２３０の上流部分２３２を覆って管状加工物を容易に配置することができる。送り込みマンドレル２３０の下流部分２３４の直径「ｄm2」は、拡張前の管状加工物の直径よりも大きい。従って、管状加工物が送り込みマンドレル２３０の第２の部分２３４を介して下流方向に引っ張られると、管状加工物の直径が拡張し、管状加工物が切断に備えて半径方向に引き伸ばされるようになる。いくつかの実施形態では、送り込みマンドレルが、管状加工物の直径をその非拡張直径又は安静時直径の約５％〜約２５％拡張させる。送り込みマンドレル２３０は中実又は中空であり、管状加工物が送り込みマンドレルの表面を容易に通過することによってあらゆるローラホイールの必要性を排除できるように、滑らかな低摩擦材料で形成することができる。
【００３６】
出口マンドレル２５０は、フレーム２１０の下流に位置する。出口マンドレル２５０は、送り込みマンドレル２３０の下流の第２の部分２３４の直径「ｄm2」と実質的に同様の直径を有することができる。出口マンドレル２５０の直径と送り込みマンドレル２３０の第２の部分２３４の直径とが同様であるため、管状加工物は、切断後に出口マンドレル２５０を介した比較的真っ直ぐな経路に沿って供給することができる。この真っ直ぐな経路は、切断された加工物の望ましくない動きを制限して正確なストリップの安定生産を確実にするのに役立つとともに、切断された加工物のストリップを分離状態に保って管状加工物の処理に悪影響を及ぼすあらゆるもつれ又はその他の相互作用を防ぐことができる。
【００３７】
前の実施形態と同様に、切断部材２７０は、放射状配列で取り付けられる。図１０に示すように、各切断部材２７０の第１の端部は、フレーム２１０の上流側に取り付けられたプレート２２５に取り付けられる。プレート２２５には、摩擦嵌めによって穴２２８の内部に固定できるピン２２７によってブロック２２６が取り付けられる。切断部材２７０は、ブロック２２６の貫通穴２２９に挿入し、その内部に止めねじ２４０によって固定することができる。プレート２２５、ピン２２７、ブロック２２６及び止めねじ２４０の各々は、限定するわけではないが、本明細書において上述した導電性材料を含むいずれかの導電性材料で個別に形成することができる。
【００３８】
各切断部材２７０の第２の端部は、張力下でフレーム２１０の外側部分２１３に取り付けられる。フレーム２１０は、フレーム２１０の外側部分２１３を貫通する一連のピン２２１を含む。ピン２２１には、前の実施形態に関連して説明したばね付きプランジャ１１２と同様の機能を果たす引張ばね２２０が固定される。
【００３９】
ばね２２０は、切断要素２７０に給電を行う役割を果たす回路の一部とすることができる。図５〜図１０に示す例示的な実施形態では、図７に示すように、例えばワイヤ２２３を介して、プレート２２５をフレーム２１０の内側部分２１１に取り付けるために使用されるボルト２３５を通じてプレート２２５に電力が供給される。電流は、ワイヤ切断部材２７０を流れた後に、ばね２２０及びピン２２１を流れる。ワイヤ２２４は、切断部材２７０を直列に接続し、これらの切断部材２７０に電流を供給して回路を完成させる。
【００４０】
図５〜図１０に示す装置の動作方法の説明例では、管状加工物の端部をスプールから引き出し、送り込みマンドレル２３０を介して引き伸ばす。次に、装置に電力を供給し、ワイヤ２７０を所望の温度に加熱する。次に、加熱された切断部材を通じて（通過時に細断される）管状加工物の端部を引っ張り、ストリップが出口マンドレル２５０を通過する。次に、ストリップを機械駆動式ニップローラ（図示せず）に供給し、ここで放射状に配列された切断部材を横切って管状加工物を連続的に引っ張るのに適した引き出し力が管状加工物の供給物に加わって均一幅のストリップが提供される。その後、ストリップを収集し、収集する準備を行い、又は別の処理ステップに向けて供給することができる。
【００４１】
図１１〜図１２に示す別の例示的な実施形態では、装置３００が、フレーム３１０と、送り込みマンドレル３３０と、出口マンドレル３５０と、切断部材３７０とを含む。この実施形態では、送り込みマンドレル３３０、出口マンドレル３５０及び切断部材３７０は、上述した送り込みマンドレル２３０、出口マンドレル２５０及び切断部材２７０と実質的に同様であるが、（フレーム１１０及び２１０と比べて）フレーム３１０が異なることにより、装置３００によって生産されるストリップ又はリボンの幅を変更するように切断部材３７０の位置を容易に調整することができる。
【００４２】
図１１及び図１２に示すように、フレーム３１０は、中心部分３１１（図１１には明示していない）と、フレーム３１０の中心部分３１１から外側部分３１３に延びる一連のストラット３１２とを含む。図１１の例示的な実施形態は３つのストラット３１２を含むが、フレーム３１０上には３つよりも多くの又は少ないストラットが存在することもできると理解されたい。フレーム３１０の中心部分３１１は、装置の他の構成要素を支持する中心ロッド（明示していない）を受け取るための中心開口部３１４を含む。フレーム３１０は、フレーム１１０及び２１０に関連して上述したものと同様の材料及び方法で形成することができる。
【００４３】
前の実施形態と同様に、切断部材３７０は、放射状配列で取り付けられる。各切断部材３７０の第１の端部は、フレーム３１０の上流側に取り付けられたプレート３２５に固定される。プレート３２５には、前の実施形態と同様に（例えば、穴（図示せず）の内部に固定されたピン（図示せず）によって）ブロック３２６が取り付けられる。切断部材３７０は、ブロック３２６の貫通穴に挿入し、その内部に止めねじ３４０によって固定することができる。
【００４４】
各切断部材３７０の第２の端部は、張力下でフレーム３１０の外側部分３１３に取り付けられる。フレーム３１０は、各切断部材３７０の第２の端部を固定するために使用される一連の指標付きねじ穴（ｉｎｄｅｘｅｄ  ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｈｏｌｅｓ）３１５を含む。各切断部材３７０は、引張ばね３２０に固定され、引張ばね３２０は、ねじ穴３１５のうちの１つに螺入された時に外側部分３１３をフレーム３１０の上流側から下流側に貫通するねじ付きピン３２１にさらに固定される。ばね３２０は、前の実施形態に関連して説明したばね２２０及びばね付きプランジャ１１２と同様の引張機能を果たす。
【００４５】
しかしながら、図１１〜図１２の実施形態では、ばね３２０が、切断部材３７０に給電を行う役割を果たす回路の一部ではない。むしろ、フレーム３１０には、導電性リング３６０が取り付けられる。導電性リング３６０は、実施形態では指標付きねじ穴３１５の数に対応する数の穴３６３を含む。各穴３６３は、切断部材３７０が通過するスロット３６６を含むピンワイヤガイド３６５を有することができる。図１１〜図１２に示す例示的な実施形態では、（例えば、プレート３２５をフレーム３１０の内側部分３１１に取り付けるために使用されるボルト３２７を通じて）前の実施形態と同様にプレート３２５に電力が供給される。電流は、ワイヤ式切断部材３７０を流れた後に、ピンワイヤガイド３６５及び導電性リング３６０を流れる。導電性リング３６０にはワイヤ３２４が接続され、ワイヤ３２４は、切断要素３７０を直列に接続し、これらの切断要素３７０に電流を供給して回路を完成させる。
【００４６】
装置によって生産されるストリップ又はリボンの幅を調整するには、切断部材３７０の第１の端部をブロック３２６に固定した状態で、穴３１５のうちの１つからピン３２１を取り外し、穴３１５のうちの別の穴に移動させる。切断部材３７０は、穴３１５のうちの別の穴の内部に再配置されると、ピンワイヤガイド３６５のうちの対応するピンワイヤガイドスロット３６６内に収まる。例えば、図１２に示すように、１つのワイヤを、ピンワイヤガイド３６５ａに接触する第１の位置３７０ａから、ピンワイヤガイド３６５ｂと電気的に接触する第２の位置３７０ｂに、又はピンワイヤガイド３６５ｃと電気的に接触する第３の位置３７０ｃに、又はピンワイヤガイド３６５が配置された他のいずれかの中間位置に容易に動かすことができる。このように、基本的に装置３００は、装置を大幅に修正することなくオペレータが周辺部でワイヤを動かすことによってあらゆる幅の組み合わせを細断するために使用できる万能カッターである。
【００４７】
図１２には、ブロック３２６内に固定された１つのワイヤを示しているが、複数のワイヤをブロック３２６内に固定することも検討されると理解されたい。例えば、図１２を見ている当業者であれば、１つのワイヤの３つの代替位置を示す代わりに、第１の端部が共通ブロックに固定された３つの異なるワイヤ（３７０ａ、３７０ｂ、３７０ｃ）を容易に想像することができる。
【００４８】
図１２Ａに示すフレームの別の実施形態では、フレーム３１０の内側部分３１１に、切断ワイヤの第１の端部を固定する導電性ブロック（図示せず）と共に使用できる同心状のオフセットされた環状の穴３２８、３２８’が設けられる。フレーム３１０の外側部分３１３には、指標付き穴３１５を貫通するピン（図示せず）を使用して、各切断ワイヤの第２の端部が張力下で取り付けられる。フレーム３１０の外側部分３１３には、スロット付き導電性プレート３６０ａが固定され、ワイヤは、プレート３６０ａのスロット３６６ａ内に位置するように調整される。
【００４９】
切断部材の位置が設定されると、装置３００の動作は、装置２００の動作と同様である。図１１に示すように、装置３００の動作方法の説明例では、管状加工物「Ｗ」の端部をスプールから引き出し、送り込みマンドレル３３０を介して引き伸ばす。次いで、装置に電力を供給し、ワイヤ３７０を所望の温度に加熱する。次に、加熱された切断部材を通じて（通過時に細断される）管状加工物の端部を引っ張り、結果として得られたストリップ「Ｓ」が出口マンドレル３５０を通過する。次に、ストリップ「Ｓ」を機械駆動式ニップローラ（図示せず）に供給し、ここで放射状に配列された切断部材を横切って管状加工物を連続的に引っ張るのに適した引き出し力が管状加工物の供給物に加わって均一幅のストリップが提供される。その後、ストリップを収集し、収集する準備を行い、又は別の処理ステップに向けて供給することができる。
【００５０】
上述した実施形態の細断装置は、いずれも図１３に概略的に示すシステムなどの、管状加工物をストリップに切断するためのシステムに組み込むことができる。このシステムは、スプール５１０などの、管状加工物在庫の供給源を含む。スプール５１０から管状加工物を引き出した後には、送り込みローラ５１５に通して（例えば、本開示の原理又はいずれかの実施形態による、放射状に配列された切断部材を含む切断装置を含む）細断ステーション５２０に進め、ここで拡張及び切断を行って管状加工物からストリップ「Ｓ」を形成することができる。その後、ストリップを収集し、細断ステーションを通じて管状加工物を引っ張るための、ニップローラ５３０などの駆動機構に供給する。駆動機構の下流では、ストリップが収集ステーションに向けられる。実施形態では、収集ステーションが、ストリップを巻き付けることができる１又は２以上のスプール５４０を含む。実施形態では、システムが、ストリップを所望の長さに切断する切断ステーション５５０をさらに含む。このような実施形態では、収集ステーションを、所望の長さのストリップを収集できる容器（図示せず）とすることができる。
【００５１】
装置の初期起動中には、露出した切断部材（実施形態では、電気が流れる非常に高温のワイヤ）を含むことができる細断装置を通じて管状加工物が供給されるので、安全に装置に挿通させるために一連の「フィンガ」を含むツールを使用することができる。このツールは、オペレータの手を切断部材から安全な距離に保つとともに、管状加工物が細断装置を通じて最初に均一に引き出されることも確実にする。図１４〜図１６に、挿通ツール４００の例示的な実施形態を示す。
【００５２】
挿通ツール４００は、本体４１０と、ハンドル４２０と、複数のフィンガ４３０とを含む。本体４１０は、非導電性の熱的に安定した剛性材料から形成することができる。ハンドル４２０は、本体４１０の第１の側の中心付近に取り付けられて、挿通ツールのバランス及び容易な操作を促すことができる。フィンガ４３０は、本体４１０に固定されて、本体４１０の第２の側から離れて延びる。
【００５３】
フィンガ４３０は、本体４１０の周辺に放射状に配置され、本体４１０から実質的に垂直に、かつ互いに平行に延びることができる。図１４の例示的な実施形態は、１０個のフィンガ４３０を含んでいるが、ツール４００では、１０個よりも多くの又は少ないフィンガを使用することもできると理解されたい。実施形態では、管状加工物がツール４００上に十分に固定されて切断部材を通じて均等に引っ張られる限り、フィンガ４３０の数をわずかに３つとすることもできる。隣接するフィンガ間の間隔は、細断装置の隣接する切断部材間にフィンガ４３０が配置されて送り込みマンドレルを取り囲むことができるほどの十分なものとすべきである。フィンガ４３０は、ユーザが切断装置の切断部材にツール４００を安全に貫通させることができると同時に、管状加工物が挿通される細断装置の切断部材から（上流側及び下流側の両方において）ユーザの手を安全な距離に維持できるほどの十分な長さとすべきである。
【００５４】
各フィンガ４３０は、その自由端付近に返し（ｂａｒｂ）４３２を含む。返し４３２は、ツール４００のユーザが管状加工物をツールに固定できるようにすると同時に、ユーザが細断装置に挿通させようと試みている間に管状加工物がフィンガ４３０から滑り落ちないことを確実にする、管状加工物を容易に刺し通すことができる鋭利な先端を有する。図１４の例示的な実施形態では、返し４３２が、フィンガ４３０からフィンガ４３０に対して実質的に垂直な方向に外側を向いている。別の実施形態では、返し４３２が、本体４１０の方向に傾斜して、返し付きフィンガが管状加工物内に容易に滑り込むとともに、切断部材を通じてツールが下流方向に引っ張られた時に管状加工物を確実に掴むことを可能にする。
【００５５】
図１６に示すように、ユーザは、ツール４００を使用して、例えば図５に示す実施形態の細断装置などの細断装置に挿通させるために、ハンドル４２０を保持して、放射状に配列された切断要素を通じて挿通ツール４００のフィンガ４３０を（フレーム２１０の下流側から）出口マンドレル２５０の周囲に配置することにより、各フィンガが隣接する切断部材間を通過してフィンガ４３０が送り込みマンドレル２３０を取り囲むようにする。フレーム２１０の上流側では、フィンガ４３０を介して管状加工物が引っ張られることにより、管状加工物が返し４３２に刺し通されてフィンガ４３０から加工物が滑り落ちるのを確実に防ぐ。管状加工物がツール４００に固定されると、ユーザは、細断装置を通じてツール４００を、従って管状加工物を下流に引っ張る。加工物は、切断部材を通過するとストリップに切断される。その後、ストリップは収集され、細断ステーションを通じて均一な一定のペースで管状加工物を引っ張る駆動機構に供給される。
【００５６】
本細断装置のいくつかの実施形態を図面に示して説明したが、本開示は、技術が許容するだけの広い範囲を有し、本明細書も同様に読まれるべきであるように意図されているため、これらの実施形態に限定されるように意図するものではない。上記の説明は、本開示の例示にすぎないと理解されたい。当業者であれば、本開示から逸脱することなく様々な代替例及び修正例を考案することができる。このような修正例及び変形例も、本開示の範囲に含まれるように意図される。また、１つの例示的な実施形態に関連して図示又は説明した特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせることもできる。従って、上記の説明は、限定的なものとしてではなく、単に本開示による実施形態の例示として解釈すべきものである。
【符号の説明】
【００５７】
１００  細断装置
１１０  フレーム
１１１  ブロック
１１２  ばね付きプランジャ
１１３  ワイヤ
１１４  ワイヤ
１３０  送り込みマンドレル
１３２  中心ロッド
１３４  ストラット
１３６  ローラホイール
１５０  切断部材
【図１】
2020527473.tif 000003
【図２】
2020527473.tif 000004
【図３】
2020527473.tif 000005
【図４】
2020527473.tif 000006
【図５】
2020527473.tif 000007
【図６】
2020527473.tif 000008
【図７】
2020527473.tif 000009
【図８】
2020527473.tif 000010
【図９】
2020527473.tif 000011
【図１０】
2020527473.tif 000012
【図１１】
2020527473.tif 000013
【図１２】
2020527473.tif 000014
【図１２Ａ】
2020527473.tif 000015
【図１３】
2020527473.tif 000016
【図１４】
2020527473.tif 000017
【図１５】
2020527473.tif 000018
【図１６】
2020527473.tif 000019
【国際調査報告】
2020527473.tif 000020
2020527473.tif 000021