JP6111120B2 - 切裁装置 - Google Patents

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Description

本発明は、切裁装置に関する。
一般に、緩衝材等に用いられるシート状製品は、カッターやバンドナイフ等を備えた切裁装置によりブロック状の母材(以下、ブロック母材)を厚み方向に順次切裁する工程を経て、切り出されたシート状製品に必要に応じて加工を施すことにより製造されている。
上記切裁装置として、ブロック母材の搬送方向と略直交する方向に搬送されるバンドナイフを用いて、コンベア等で搬送されてきたブロック母材を厚み方向に順次切裁する装置が知られている。このような切裁装置のバンドナイフには、ブロック母材に接触する際に生じる振動を適度に抑えて切裁後のシート状製品を切裁方向後方に送り出すためのカバー部材が具備されている。また、切裁後のシート状製品が接触する部分にノコギリ状溝を設けたカバー部材が提案されており、これによってゴム又は合成樹脂エラストマーからなる母材から円滑に、且つ、シート状製品がバンドナイフに食いつく或いは巻きつくことなく切り出される(特許文献1参照)。
特公平6−88236号公報
しかしながら、従来の切裁装置では、ウレタン等の弾性を有する部材をブロック母材として用いると、図6に示すようにブロック母材Bの内部に侵入したバンドナイフ121、リボンガイド123(カバー部材)に押されるようにして未切裁のブロック母材BがC方向(切裁方向)前方寄りに弾性変形するため、シート状製品SのC方向後端138の位置が切裁方向に対してシート状製品S毎にばらつき、ブロック母材Bの切裁完了後にシート状製品の端部を所定の位置に揃えるための手間や時間がかかるという問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、ブロック母材の切裁完了後にシート状製品の端部を所定の位置に揃えるための手間や時間を要しない切裁装置の提供を課題とする。
本発明の切裁装置は、弾性を有する被切裁部材を所定の厚みのシート状製品に切裁するためのカッターを備えた切裁装置であって、前記シート状製品の切裁方向後端を該切裁方向の定められた位置に至らせる調整機構と、前記カッターの両面に対向するように配置されたカバー部材と、前記カバー部材の前記切裁方向後端から該切裁方向後方へ向かうに従い、前記カッターの配置面から離間する方向に傾斜するように配置されたガイド体と、を備えていることを特徴とする。
本発明の切裁装置では、前記被切裁部材を厚み方向に順次切裁することによってシート状製品が複数枚積層されてもよい
に、本発明の切裁装置では、前記ガイド体の前記カバー部材側の基端が前記カッターの配置面に平行且つ前記切裁方向に直交する軸線を中心として回動自在に支持され、前記ガイド体の前記カッターの配置面に対する角度を調整する角度調整機構を備えていてもよい。
更にまた、本発明の切裁装置では、前記ガイド体の前記切裁方向前端が前記カバー部材の前記切裁方向後端に蝶着されていてもよい。
また、本発明の切裁装置では、前記ガイド体は前記カッターの配置面に対して傾斜した方向に長さを調整可能とされていてもよい。
本発明の切裁装置によれば、ブロック母材の切裁完了後にシート状製品の端部を所定の位置に揃えるための手間や時間が不要となり、シート状製品の生産性が向上する。
本発明の実施形態である切裁装置の模式図である。 本発明の実施形態である切裁装置を示す図であって、図1に示すX方向から見た切裁装置の部分拡大図である。 本発明の実施形態である切裁装置が被切裁部材を切裁する様子を示す図であって、(a)は切裁部が被切裁部材の切裁方向後方に侵入した状態を示す断面図であり、(b)は切裁部が被切裁部材の切裁方向前方に侵入した状態を示す断面図である。 本発明の実施形態である切裁装置が被切裁部材を厚み方向に順次切裁する様子を示す断面図である。 実施例及び比較例におけるシート状製品同士の端部の平面視でのずれを示す模式図である。 従来の切裁装置が被切裁部材を厚み方向に順次切裁する様子を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態である切裁装置について、図1〜図4を参照して説明する。尚、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更できる。
図1は、本発明の実施形態である切裁装置10の構成図である。切裁装置10は、少なくとも回転式ステージ11と、切裁部20と、を備えている。
回転式ステージ11は、ブロック母材B(被切裁部材)を切裁部20に搬送するために設けられており、ステージ12とステージ回転構造14を備えている。ステージ12は、ブロック母材Bを一方の面12rに載置するために設けられた部材であり、本実施形態では中央に孔部13を有する円盤形状の部材である。また、ステージ12は、自転する際にブロック母材Bを固定するための滑り止め用ヤスリ、又は、吸引機構を備えていてもよい。ステージ回転構造14は、ブロック母材Bを切裁部20に搬送するためにステージ12をR方向に自転させる機能を有する。ステージ12の円盤形状の部材とステージ回転構造14は、耐性に優れたステンレス等で構成されている。
ブロック母材Bは、後述するシート状製品(図3及び図4参照)と同一の材質からなるブロック材である。本発明のシート状製品は、弾性を有する材質から構成されており、例えば緩衝材として使用されるものである。このような弾性を有する材質として、例えばポリウレタン等のウレタン素材が挙げられる。
切裁部20は、ブロック母材BをZ方向(厚み方向)に切裁するために設けられており、バンドナイフ21(カッター)と、支持部22と、リボンガイド23(カバー部材)と、ガイド体24と、角度調整機構25と、を備えている。
バンドナイフ21は、鋼等からなるバンド状の薄い刃であり、刃部26をブロック母材Bに侵入させ、ブロック母材Bの切裁面に沿ってシート状製品を削ぎ取るように移動させることによってブロック母材Bを切裁するものである。具体的には、バンドナイフ21は、支持部22を介してR方向に周回している。これにより、回転式ステージで継続的にR方向に搬送されるブロック母材Bが、切裁高さ(図1に示すようにステージ12の一方の面12rからの高さT)におけるバンドナイフ21の延在方向(図1に示すX方向)に直交するC方向(切裁方向)からバンドナイフ21に接触した後、バンドナイフ21がブロック母材Bに円滑に侵入すると共にブロック母材Bの切裁面に沿ってシート状製品を削ぎ取るように流動する。
支持部22は、ステージ12の中央の孔部13を貫通して立設された支柱27と回転式ステージの外方に立設された支柱28からなる一対の支柱で構成されている。支持部22には、バンドナイフ21を周回させるための一体構造のナイフ回転用プーリー29A,29B,29C,29Dが設けられている。ナイフ回転用プーリー29A,29B,29C,29Dは、ブロック母材Bを切裁する際、回転式ステージ11が周回する度にシート状製品の厚みの高さ寸法で降下する機構(図示略)を備えている。また、ナイフ回転用プーリー29A,29B,29C,29Dは、R方向に周回するバンドナイフ21のうち前記切裁高さのバンドナイフ21のみがブロック母材Bに接触及び侵入するようにブロック母材Bの大きさを勘案して配置されており、支柱27,28はこのようなナイフ回転用プーリー29A,29B,29C,29Dを配置可能とする充分な高さを有している。支柱27,28の材質としては、例えばステンレスが挙げられる。
図2は、図1に示すX方向から見たときの切裁部20の構成図である。
リボンガイド23は、バンドナイフ21の両面に対向するように配置されている。即ち、リボンガイド23は、バンドナイフ21の表面21aと一定間隔をあけて対向するように配置されたガイド上部31と、バンドナイフ21の裏面21bと一定間隔をあけて対向するように配置されたガイド下部32と、を備えている。ガイド上部31とガイド下部32は、バンドナイフ21に接触しない箇所で連結されているか、又は不図示の連結部により接続されている。
ガイド体24は、ガイド上部31のC方向後端23dからC方向後方へ向かうに従い、バンドナイフ21の配置面33から離間するD方向に傾斜するように配置されている。このような配置とするために、ガイド体24は、ガイド上部31とヒンジ35により結合されており、リボンガイド23側の基端24cがバンドナイフ21の配置面33に平行且つC方向に直交する軸線34を中心として回動自在に支持されている。このような構成により、ガイド体24のC方向前端24hは、ガイド上部31のC方向後端23dに蝶着されている。
角度調整機構25は、ガイド体24のバンドナイフ21の配置面33に対する角度θを調節するために設けられている。具体的には、角度調整機構25は、配置面33に直交する方向においてガイド体24を挟持する一対のネジ等の保持具36と、配置面33に直交する方向における保持具36の位置を変更可能とする支持体37から構成されているが、このような構成に限定されず、ガイド体24のバンドナイフ21の配置面33に対する角度θを調節できればよい。図1に示すように、支持体37のX方向端部は切裁部20の支持部22に接合されている。
本実施形態の切裁装置10にはガイド体24が設置されているため、バンドナイフ21の刃部26で切裁されてなるシート状製品は、図3に示すガイド上部31とガイド体24の上を搬送され、ガイド体24のD方向後端24dからバンドナイフ21の配置面33に向けて降下する。即ち、ブロック母材Bから切り出されたシート状製品のC方向後端が至る位置は、ガイド体24のバンドナイフ21の配置面33に対する角度θで調節されるガイド体24のD方向の長さL及びガイド体24のD方向後端24dとバンドナイフ21の配置面33との高さHとの合計の長さ(以下、迂回長という)に応じて設定される。従って、ガイド体24のバンドナイフ21の配置面33に対する角度θは、ブロック母材Bから切り出されたシート状製品のC方向後端を至らせる位置を勘案して設定されている。
また、ガイド体24は、D方向に長さを調節可能とされており、例えば図2に示すように長さLから長さLへ双方向に変更可能となっている。前記迂回長は、ガイド体24のD方向における長さが変更されることによっても変えられる。但し、ガイド体24のバンドナイフ21の配置面33に対する角度θのみでブロック母材Bから切り出されたシート状製品のC方向後端を至らせる位置を所望の位置に設定できれば、ガイド体24のD方向の長さは固定されていてもよい。
ガイド体24及び角度調整機構25は、上記説明したシート状製品の迂回長を変更するために用いられることから、本発明の切裁装置においてシート状製品の切裁方向後端を切裁方向の定められた位置に至らせる調整機構の構成要素である。
ガイド体24の材質は、特に制限されるものではなく、例えばステンレス等である。ガイド体24の表面には、ブロック母材Bから切り出されたシート状製品が円滑に搬送される点から、ポリ四フッ化エチレン等からなる被覆が施されていることが好ましい。
次いで、切裁装置10を用いたブロック母材Bの切裁方法について説明する。
先ず、図1に示すように、ステージ12の一方の面12rにブロック母材Bを載置し、ブロック母材Bと接触するバンドナイフ21の切裁高さ(高さT)を所定の高さに設定する。その後、ステージ回転構造14によりステージ12をR方向に自転させて、ブロック母材Bを切裁装置10の切裁部20にC方向から侵入させるように搬送する。
図3は、切裁部20のバンドナイフ21とヒンジ35により結合されたリボンガイド23及びガイド体24がブロック母材Bを切裁する様子を示す図であって、(a)は切裁部20がブロック母材BのC方向後方に侵入した状態を示す断面図であり、(b)は切裁部20がブロック母材BのC方向前方に侵入した状態を示す断面図である。なお、図3においては、ブロック母材Bと切裁部20のみを図示しているが、バンドナイフ21、リボンガイド23、ガイド体24、ヒンジ35以外の切裁部20の構成要素の図示は省略している。
次に、バンドナイフ21を図1及び図2に示すR方向に周回させた状態で、図3(a)に示すように切裁部20のバンドナイフ21、リボンガイド23及びガイド体24を、ブロック母材Bの上面PからZ方向にシート状製品の厚み分だけ降下した位置でブロック母材BのC方向後方から内部に侵入させる。バンドナイフ21をR方向に周回させているので、ブロック母材Bの切裁面Pに沿って切裁領域の先頭GをC方向に前進させながらバンドナイフ21の刃部26がシート状製品Sを削ぎ取るように移動することにより、ブロック母材Bからシート状製品Sを切裁することができる。
図3(a)に示すように、C方向後方で未切裁のブロック母材Bから離脱したシート状製品Sは、ガイド上部31とガイド体24の上を搬送され、バンドナイフ21の配置面33から離間する方向に進行する。これと同時に、未切裁のブロック母材Bの上部は、リボンガイド23のガイド下部32によってC方向から斜め下方に押されるため、弾性変形する。
バンドナイフ21、リボンガイド23及びガイド体24がブロック母材Bの切裁面Pに沿ってC方向に前進し、シート状製品SのC方向後端38がガイド体24のD方向後端24dの後方に達すると、自重によりガイド体24のD方向後端24dからバンドナイフ21の配置面33に向けて降下する。また、未切裁のブロック母材Bの上部は、ブロック母材Bの材質の弾性に応じたタイミングで弾性復帰する。
上記説明したシート状製品Sの搬送及び降下の動きと未切裁のブロック母材Bの弾性変形及び復帰を勘案して、シート状製品SのC方向後端38をC方向の所望の位置に至らせるように、ガイド体24のバンドナイフ21の配置面33に対する角度θを角度調整機構25により調節し、シート状製品Sが辿る迂回長を設定する。例えば、図3(b)に示すように、弾性復帰後の未切裁のブロック母材BのC方向後端39に揃えてシート状製品SのC方向後端38を着地させるように迂回長を設定すれば、バンドナイフ21、リボンガイド23及びガイド体24がブロック母材Bを貫通した後に、シート状製品SのC方向後端38とブロック母材BのC方向後端39の位置を揃えることができる。角度θに替えてガイド体24のD方向の長さLを調節してもよい。
バンドナイフ21、リボンガイド23及びガイド体24がブロック母材Bを貫通した後、ブロック母材Bの切裁を完了する場合は、シート状製品Sが載置されたブロック母材Bをステージ12から離脱させ、必要に応じてシート状製品Sに後処理を施す。引き続き、ブロック母材Bを図1及び図3に示すZ方向に順次切裁して複数枚のシート状製品Sを切り出す場合は、シート状製品Sが載置されたブロック母材Bをステージ12に残して、再び切裁部20のバンドナイフ21、リボンガイド23及びガイド体24を、未切裁のブロック母材Bの上面からZ方向にシート状製品の厚み分だけ降下した位置でC方向前方から内部に侵入させて上記説明と同様の工程によりブロック母材Bを切裁する。
ブロック母材BをZ方向に順次切裁することによって未切裁のブロック母材Bの上にシート状製品Sを複数枚積層する場合は、図4に示すように弾性復帰後の未切裁のブロック母材BのC方向後端39に揃えてシート状製品SのC方向後端38を着地させるように迂回長を設定すると、ブロック母材Bの切裁完了後に平面視において全てのシート状製品SのC方向後端38とブロック母材BのC方向後端39の位置やシート状製品S同士のC方向後端38の位置を揃えることができる。また、所定の枚数のシート状製品Sを切り出す毎に迂回長を変更すれば、シート状製品SのC方向後端38を所定の枚数毎にC方向においてずらすことも可能である。
以上説明したように、本実施形態の切裁装置10によれば、ガイド体24のバンドナイフ21の配置面33に対する角度θ又はD方向の長さを調整することによって、容易にブロック母材Bの切裁後のシート状製品SのC方向後端38を所定の位置に至らせることができる。従って、ブロック母材Bの切裁完了後にシート状製品Sの端部を所定の位置に揃えるための手間や時間が不要となり、シート状製品Sの生産性が向上する。また、ブロック母材Bの切裁完了後に所定の枚数毎のシート状製品Sを仕分けし易くなる。
なお、本実施形態の切裁装置10は、ブロック母材BをZ方向に切裁できる装置であればよく、本発明の主旨を逸しない範囲で変更でき、図1に示す構成に限定されない。例えば、回転式ステージ11のステージ12は円盤形状ではなく帯状を有していてもよい。また、ガイド体24は、リボンガイド23のガイド下部32のC方向後端に備え付けられてもよい。更に、ガイド体24は、図1に示すX方向、即ち、ブロック母材Bに接触するバンドナイフ21の延在方向に離間して設けられた複数のガイド体から構成されていてもよい。但し、複数のガイド体のX方向における離間間隔は、搬送されるシート状製品Sが撓まないように支持できる範囲内に設定することが好ましい。
また、図1に示す切裁装置10のようにステージ12が円盤形状を有する場合は、ブロック母材Bの切裁完了後におけるシート状製品SのC方向後端38と未切裁のブロック母材BのC方向後端39の位置のずれ、或いはシート状製品S同士のC方向後端38のずれが平面視において変化する場合がある。このようなシート状製品SのC方向後端38の平面視でのずれの変化量に対応するように、ガイド体24の平面視形状をX方向における幅がステージ12の外周方向に進むに従って拡がるような扇形としてもよい。
以下、本発明の実施例を説明する。
(実施例1)
図1に示す切裁装置10の構成要素を備えた装置としてサーキュラーを用いてブロック母材の切裁を行った。サーキュラーのステージの半径方向におけるバンドナイフの長さは2195mmであり、サーキュラーのステージの半径方向においてバンドナイフと同じ長さを有するカバー部材の幅は38mmとした。また、サーキュラーのステージの半径方向においてカバー部材と同じ長さを有するガイド体の幅を38mmで固定値とした。
ブロック母材として、弾性を有する、横1000mm、縦2000mm、厚み800mmのウレタンブロックを用意した。ここで、「横」は図1に示す切裁部20にブロック母材Bであるウレタンブロックが侵入する際にX方向に略平行な方向、「縦」は図1に示す切裁部20にブロック母材Bであるウレタンブロックが侵入する際にC方向に略平行な方向、「厚み」は図1に示すZ方向における寸法をそれぞれ示す。
用意したウレタンブロックをサーキュラーのステージに載置し、切裁装置10を用いたブロック母材の切裁方法に従って、サーキュラーのバンドナイフ、カバー部材及びガイド体をウレタンブロックに侵入させて、ウレタンブロックの厚み方向に順次切裁した。このとき、シート状製品の切裁方向後端を弾性復帰後の未切裁のウレタンブロックの切裁方向後端に揃えて着地させるようにガイド体のバンドナイフの配置面に対する角度を20°に設定し、ステージの回転速度を27.11秒/周、シート状製品の厚みは3mmとした。
(実施例2)
シート状製品の厚みを5mmとしたこと以外は、実施例1で用いたサーキュラーと同様のサーキュラーを用いて、実施例1と同様の条件及び工程によりウレタンブロックを厚み方向に順次切裁した。
(比較例1)
ガイド体が設置されていないこと以外は、実施例1で用いたサーキュラーと同様のサーキュラーを用いて、実施例1と同様の条件及び工程によりウレタンブロックを厚み方向に順次切裁した。
(比較例2)
ガイド体が設置されていないこと以外は、実施例1で用いたサーキュラーと同様のサーキュラーを用いて、実施例2と同様の条件及び工程によりウレタンブロックを厚み方向に順次切裁した。
(実施例及び比較例の評価)
実施例1,2及び比較例1,2のそれぞれにおいて、ウレタンブロックの切裁完了時に複数枚積層されたシート状製品を平面視して、図5に示すシート状製品同士の端部のずれM〜Mを最下層のシート状製品の底面からの高さを変えて測定した。シート状製品の厚みを3mmとした場合と、5mmとした場合において、最下層のシート状製品の底面からのそれぞれの高さにおけるシート状製品同士の端部のずれM〜Mの測定結果を表1と表2に示す。
Figure 0006111120
Figure 0006111120
表1に示すように、シート状製品の厚みを3mmとした場合、本発明を適用した実施例1では、シート状製品同士の端部のずれM〜Mは、例えば高さ200mmにおいて−30mm〜0mmの範囲内に収まり、高さ800mmにおいても−270mm〜+100mmの範囲内に収まった。
これに対し、調整機構であるガイド体を備えていないサーキュラーを使用した比較例1では、シート状製品同士の端部のずれM〜Mが例えば高さ200mmにおいて−240mm〜+40mmの範囲に及び、高さ800mmにおいては−1020mm〜+440mmの極めて広範囲に及んだ。
また、表2に示すように、シート状製品の厚みを5mmとした場合、本発明を適用した実施例2では、シート状製品同士の端部のずれM〜Mは、例えば高さ200mmにおいて−28mm〜+10mmの範囲内に収まり、高さ800mmにおいても−160mm〜+90mmの範囲内に収まった。
これに対し、調整機構であるガイド体を備えていないサーキュラーを使用した比較例2では、シート状製品同士の端部のずれM〜Mが例えば高さ200mmにおいて−100mm〜+50mmの範囲に及び、高さ800mmにおいては−630mm〜+290mmの広範囲に及んだ。
以上説明した表1及び表2の結果から、本発明によればウレタンブロック等の被切裁部材の切裁完了時にシート状製品の端部が所定の位置に揃えられることを確認した。
10…切裁装置、21…バンドナイフ(カッター)、23…リボンガイド(カバー部材)、23d…後端、24…ガイド体、24c…基端、24h…前端、25…角度調整機構、33…配置面、34…軸線、B,B…ブロック母材(被切裁部材)、C…方向(切裁方向)、L,L…長さ、S…シート状製品、θ…角度

Claims (5)

  1. 弾性を有する被切裁部材を所定の厚みのシート状製品に切裁するためのカッターを備えた切裁装置であって、
    前記シート状製品の切裁方向後端を該切裁方向の定められた位置に至らせる調整機構と、
    前記カッターの両面に対向するように配置されたカバー部材と、
    前記カバー部材の前記切裁方向後端から該切裁方向後方へ向かうに従い、前記カッターの配置面から離間する方向に傾斜するように配置されたガイド体と、
    を備えていることを特徴とする切裁装置。
  2. 前記被切裁部材を厚み方向に順次切裁することによってシート状製品が複数枚積層されることを特徴とする請求項1に記載の切裁装置。
  3. 前記ガイド体の前記カバー部材側の基端が前記カッターの配置面に平行且つ前記切裁方向に直交する軸線を中心として回動自在に支持され、
    前記ガイド体の前記カッターの配置面に対する角度を調整する角度調整機構を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の切裁装置。
  4. 前記ガイド体の前記切裁方向前端が前記カバー部材の前記切裁方向後端に蝶着されていることを特徴とする請求項に記載の切裁装置。
  5. 前記ガイド体は前記カッターの配置面に対して傾斜した方向に長さを調整可能とされていることを特徴とする請求項の何れか一項に記載の切裁装置。
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