JPH0366592A - シート材料を切断する切断ブレードと切断方法 - Google Patents

シート材料を切断する切断ブレードと切断方法

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JPH0366592A
JPH0366592A JP2161167A JP16116790A JPH0366592A JP H0366592 A JPH0366592 A JP H0366592A JP 2161167 A JP2161167 A JP 2161167A JP 16116790 A JP16116790 A JP 16116790A JP H0366592 A JPH0366592 A JP H0366592A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、支持面上に広げられた織物その他のシート材
料を、往復運動する切断ブレードにより切断し、切断ブ
レードは、切断ブレードがシート材料と切断係合され所
望の切断線に沿って前方へ移動される間にシート材料に
ほぼ垂直の往復運動軸線に沿って往復運動される切断装
置に関し、より詳しくは、そのような切断に使用される
ブレードの構造とブレードを使用しそしてブレードを研
磨する方法に関する。
本発明のブレードは、米国特許第4,653,373号
に示される一般的型式であり、少なくとも切断エツジ付
近のベース材料が、硬質材料の薄い被覆により覆われ、
硬質材料の被覆はブレードの研磨の後に切断エツジに位
置されて切断エツジを画成し、軟質のベース材料により
画成される場合に比べて切断エツジにより大きな耐久性
及び耐摩耗性を与える。本発明は上記米国特許に示され
る基本的ブレード構造の改良を含み、またブレードの使
用方法の改良を含む。
(従来の技術及び解決しようとする課題)自動制御器に
より制御される切断装置において、切断ブレードの使用
前のブレードの切断エツジは、ブレード厚さの中央を通
る参照平面に位置され、ブレードが使用されるとき、研
磨サイクルの間にブレードの両方の側面が研磨され参照
平面上に切断エツジを保持する。しかしながら上記米国
特許に示されるブレードにおいて、切断エツジは最初は
ほぼ参照平面上にあり、次にブレードの使用の間にブレ
ードの一方の側面だけが研磨により鋭利にされ、繰り返
しの研磨の結果として、切断エツジは、参照平面から徐
々に離れるように移動する。
ブレードはこのようにして切断装置に最初に取り付けら
れたときのみ高精度で切断し、使用寿命の進行の間にそ
のような高精度を徐々に失う。
更に上記米国特許に示されるブレードの使用寿命は、参
照平面から切断エツジが参照平面から変位した成る限界
へ移動する期間を通じてのみブレ−ドが使用され研磨さ
れ得ると言うことにより制限される。
本発明の一般的な目的は、それ故、硬質材料により被覆
されたブレード、及び関連するブレードを使用する方法
を提供することであり、それによりブレードは、同様の
一般的型式の従来知られた使用寿命よりより長い使用寿
命を通じ、受は入れ可能な精度を備えて切断することが
できる。
本発明のその他の目的及び利点は、本発明の好ましい実
施例の次の説明及び添付の図面及び特許請求の範囲から
明らかにされるであろう。
(解決するための手段) 本発明は、支持面上に広げられたシート材料を切断する
ブレード、及びそのブレードを使用する方法に存し、使
用前のブレードは、ブレードの厚さの中間を通る参照平
面の一方の側へ変位された切断エツジを有する。切断エ
ツジは2つの交差する側表面(side 5urfac
es)により画成される。
2つの交差する側方の表面の第1側表面が参照平面を通
り、第2側表面はブレードの研磨の間に研磨される。第
1側表面1よ、ブレードのベース材料より硬い硬質材料
の薄い被覆により被覆され、第2側表面が研磨されると
き、硬質材料により切断エツジがほぼ全体的に画成され
る。
参照平面からの切断エツジの初期の変位の故に、第2側
表面が繰り返し研磨されるとき、切断エツジが徐々に参
照平面の方へ移動し、次に参照平面の他方の側へ移動す
る。好ましくは、参照平面からの切断エツジの初期の間
隔は、ブレードが切断装置に最初に取り付けられるとき
、切断装置が許容可能な精度で切断する程度にされる。
次に、ブレードが研磨されるとき、ブレードの精度は切
断エツジが参照平面に向かって移動すると共に改良され
る。切断エツジが参照平面に達した後、ブ1/−ドの一
層の研磨は切断エツジが変位の別の制限に達するまで切
断エツジをして参照平面から離れさせ、その後ブレード
は廃棄される。従って、切断エツジが参照平面の一方の
側面の初期の変位の制限から参照平面の方へ移動すると
き、及び切断エツジが参照平面から参照平面の他方の側
面にある最終の変位の制限へ移動するときの両者におい
て、ブレードは使用される。それに対して、前述の米国
特許の従来公知のブレードにおいては、ブレードの切断
エツジが参照平面から許容される変位のi&終制限まで
移動するときのみブレードが使用される。
多くの場合において、ブレードが薄いか又は手元の仕事
の切断精度の要求が広いため、許容可能な切断の精度が
、ブレードの側面を含む2つの平面の間の任意の点に位
置される切断エツジにより達成される。そのような場合
、最大許容切断誤差は、参照平面の両方の側面からの切
断エツジの制限変位を確立しないが、それにも拘わらず
そのような制限変位は、参照平面からブレードの各側面
を離すこと等の、その他の理由により存在する。
本発明はそのような場合に利用され、同様に変位制限が
許容切断誤差の特定の最大量により画成される場合に利
用される。
(実施例) 本発明のブレードは、1986¥−5月8日の米国特許
出願第06/861,148号、名称「シート材料を切
断するカッターヘッド及びナイフ」に示される寸法形状
のブレードとほぼ同じブレードとすることができる。ブ
レードを用いる切断装置は、上記特許出願に示される切
断装置とほぼ同じとすることができる。それ故協働する
切断装置の構造の詳細については該特許が参照される。
本発明の説明においては、添付の図面において、本発明
を具現するブレードが、62により示され、シート材料
切断装置の切断ヘッドへの使用が示されることを記載す
れば充分であり、シート材料切断装置は、14により指
示される切断されるべき織物等のシート材料を切断する
ものである。シート材料はベツド18により提供される
支持面16により支持される。ベツド18は、比較的接
近して詰められた垂直方向へ伸びる多数の剛毛から戊り
、剛毛の上端は支持面16に位置され支持面16を画成
する。それ故、支持面16はブレード62の下端が材料
14を切断するときブレード62の下端により貫通可能
である。材料14は、単一層のシート材料により構成さ
れることができ、又は重ねて広げられた複数のシート材
料の積重ねにより構成されることができる。
第1図において、切断ブレード62が上昇された非切断
位置において示される。材料14を切断するt;め、ブ
レード62は、この上昇された位置から材料14と切断
係合する下方へ移動され、ブレード62は、図示のX座
標及びY座標方向において切断ヘッド12の適当な運動
により所望の切断線に沿って移動される間に、材料14
の平面に直角のほぼ垂直の往復運動軸線に沿って往復運
動される。
切断ヘッド12の一部分は、図示されるY座標方向に運
動するように2本の案内棒26.26によりXキャリッ
ジ24上に支持される工具キャリッジ22である。工具
キャリッジ22のY座標方向の運動は駆動ベルト28に
より果たされる。駆動ベルト28は、工具キャリッジ2
2に固着され、工具キャリッジ24の両端におけるプー
リを通る。
そのプーリの1個は適当な駆動モータにより動力を与え
られる。Xキャリッジ24は、その両端において支持面
16対してX座標方向におい、て運動するように案内さ
れ、図示されない協働する駆動機構によりX座標方向に
駆動される。
第1図に見られるように、切断ヘッド12はまたベース
フレーム46を含む。ベースフレーム46は、工具キャ
リッジ22に対して運動するように、摺動軸受50.5
0により、工具キャリッジ22に固定される2本の垂直
案内棒48.48によって支持される。摺動軸受50.
50は、ベースフレーム46に固定され垂直案内棒48
.48を摺動可能に受は入れる。第1図において、ベー
スフレーム46は、工具キャリッジ22に対してその上
昇された位置、即ち非切断位置において示される。図示
されない空気アクチュエータ又は同様のモータがベース
フレーム46をその下方位置と上昇された位置の間にお
いて移動する。ベースフレーム46は、基本的にU字形
部材であり、上部水平壁52、下方水平壁54及び垂直
壁56を有する。
ブレードフレーム58は、ベースフレーム46により担
持され、ベースフレーム46に対しθ垂直軸線59の周
りに回転可能にされる。ブレードフレーム58は、ブレ
ード62のガイド60、往復運動機構64、及び往復運
動機構64の駆動機構66の主要部分を担持する。
2本の垂直ロッド70.70の下端に取り付けられた押
圧脚68もまたベースフレーム46により担持される。
垂直ロッド70.70は、ベースフレーム46の2つの
水平壁52及び54に対して垂直方向に摺動可能である
。ベースフレーム46に対する垂直ロッド70.70の
下降運動は各垂直ロッドの上端における適当なストップ
により制限される。![旋圧線ばね74が、各垂直ロン
ドア0の下方部分を取り囲み、垂直ロッド及び押圧脚6
8をベースフレーム46に対して下方へ押圧する。第1
図に示されるようにベースフレーム46がその上昇され
た位置にあるとき、押圧脚68及び垂直ロッド70,7
0はそれらの最下方位置にあるが、押圧脚68は切断さ
れるべき広げられたシート材料の表面の上方へ上昇され
ている。
ベースフレーム46がその上昇された位置から下方切断
位置へ移動されると、ベースフレーム46がその運動の
最下方限界に達する前に、押圧脚68はシート材料14
の表面と係合され、その後ベースフレーム46の継続す
る下降運動が、押圧脚68をし、てシーI・材料14に
押圧力を与えさせる。
ブレード62を研磨するために、工具キャリッジ22は
水平伸長壁部分76を有する。水平伸長壁部分76は、
ベースフレーム46の下方壁54の下方に位置され、第
1図において78により全体的に指示される研磨機構を
支持する。研磨機構78は、ベースフレーム46が第1
図の非切断位置にあるとき、以下に詳細に説明するよう
に、ブレード62を研磨するように作動可能である。
ブレード62をその往復運動において駆動するモータは
80により指示される。このモータ80はベースフレー
ム46に固定され、往復運動機構64はブレード62と
共にθ垂直軸線59の周りに回転する。モータ80の出
力駆動軸は82により指示される。適当な駆動機構が出
力駆動軸82と往復運動機構64の入力軸の間に設けら
れ、モータ80により動力がブレード62を往復運動さ
せるため往復運動機構64に伝えられるとき、往復運動
機構がθ垂直軸線59の周りに回転することを可能にす
る。歯車88が下方水平壁54の下方でブレードフレー
ム58に取り付けられる。歯車88は、適当な歯車列を
介して図示されない協働するモータにより駆動され、ブ
レードフレーム58のθ垂直軸線59の周りの位置決め
を制御する。
第1図及び第2図を参照すると、研磨機構78は、ハブ
154)に強固に固着された研磨腕148を含む。ハブ
154)は工具キャリッジ壁76に対して第1垂直軸線
152の周りに回転可能に支持される。研磨軸156が
研磨腕148の外端において研磨腕148に対して第2
垂直軸線154の周りに回転可能に支持される。研磨軸
156は、頂部と下端の中間に駆動溝158を有する胴
部及び胴部の外面に接着した研磨砂から成る。研磨軸1
56は、プーリ162及び駆動溝158に係合するO−
リング駆動ベルト164を介して、モータ160により
第2垂直軸線154の周りに回転駆動される。引張ばね
166が、通常、第2図の破線により示されるように、
研磨腕148をストップ168に突き当たる後退位置に
保持する。研磨腕14Bは、破線の後退位置から実線で
示される能動的な研磨位置へ可動である。研磨位置にお
いて研磨軸ブレード62に係合される。この研磨腕14
8の運動を生じさせるt;めに、研磨機構78は、回転
電気ソレノイドアクチュエータ170を含む。ソレノイ
ドアクチュエータ170は、垂直軸線172の周りに回
転可能な出力部材を備え、垂直に伸びるビン174を担
持する。ソレノイドアクチュエータ170が消勢される
とさ、ビン174は、第2図に示されるように、破線位
置から実線位置へ垂直軸線172の周りに時計方向に回
転し、このときのコースにおいてハブ154)に固定さ
れる水平ビン176に係合し、それにより研磨腕148
をその後退位置からその能動的な研磨位置へ回転する。
研磨サイクルの進行において、ベースフレーム46は、
最初に工具キャリッジ22に対してその非切断位置へ上
昇され、ガイド6oから下方へ突出するブレードの一部
分を研磨軸156の垂直位置へ運ぶ。次にブレードは、
研磨を行うためθ垂直軸線59の周りの適当な位置へ回
転され、研磨軸156は、研磨腕148の揺動によりブ
レードに接触するようにされる。研磨の間にブレードは
、好ましくはシート材料14を切断するために用いられ
るよりも低い行程速度で往復運動され、研磨軸156が
ブレードの切断部分の全範囲に係合し研磨する。研磨軸
156の胴部はほぼ円筒形であるが、好ましくは僅かに
円錐形であり、上端が下端より僅かに小さな直径を有し
、研磨軸156がブレードに押圧されるとき生じるブレ
ードの曲げを収容し、それにより研磨軸156をしてほ
ぼ均一の研磨効果を研磨軸156に係合されるブレード
にその全長に沿って及ぼさせる。
ブレード62に用いられる研磨サイクルは、切断装置と
協働する制御器(図示されない)により制御され、切断
工程が進行するとき、ブレードが周期的な間隔で研磨さ
れ、ブレードの切断エツジが鋭利な状態に保たれる。例
えば、制御器は、切断ブレードがシート材料の所定長さ
を切断する毎に、先行研磨サイクルに続く往復運動機構
64に研磨サイクルを実施させるように、プログラムさ
れることができる。また別の事例として、センサが用意
され、シート材料14によりブレード62に加えられる
後向き力(rearvard force)を感知し、
そして制御器が、感知された後向き力が予め決められた
値に達する毎に新しい研磨サイクルが始動されるように
プログラムされ得る。
第3図乃至第9図を参照すると、本発明に従ってブレー
ド62が少なくとも部分的に薄い被覆21により被覆さ
れたベース材料部片19がら成り、薄い被覆21はベー
ス材料部片19より堅い材料から作られる。ベース材料
部片19及び被覆21のために選定される材料は、広く
変化して良いが、好ましい事例として、ベース材料部片
19がM−2鋼のような鋼であり、被覆21の材料が窒
化チタンである。被覆21の窒化チタンその他の材料は
、好ましくはベース材料部片19に蒸着により加えられ
、0 、025 mm (0,0011nch)未満の
厚さを有し、好ましくはその厚さは約0.0025mm
−0,0051mm (0,・ooito O,000
21nch)の範囲である。被覆の厚さはいつでもベー
ス材料部片19の寸法に比べて極めて小さく、それ故、
ブレード62の全体の基本形状と寸法は、ベース材料部
片19により決定され、ベース材部片19に本質的に類
似する。
第3図及び第4図に見られるように、ブレード62は、
縦軸線23に沿って細長くされ、そして下方切断部分2
5を有する。縦軸線23はまたブレード62の往復運動
の軸線である。ブレード62の実際の形状及び寸法は、
本発明から逸脱することなく広く変化し得るが、事例と
しての図示される場合においては、ブレード62は、は
ぼ12゜7 c mm0 、64 c m (5−1/
41nch)の長さ、はぼ5 、1 mm (0,20
01nch)の幅wl及びほぼ0 、91 mm (0
,0361nch)の厚さTを有するものとされる。
第3図、第4図及び第6図は、ブレード62の切断部2
5を示し、ブレード62は、ブレード62の製造が完了
され、ブレード62が使用に供される前のものとして示
される。こられの図に見られるように、切断部25は、
縦軸23に平行に伸びる細長い前方切断エツジ27を有
する。切断エツジ27の後方に2つの平行で平坦な側面
29ど31がある。これらの側面29と31の前方に第
1側表面33と第2側表面35がある。第1側表面33
と第2側表面35は、相互に傾斜し、交差して切断エツ
ジ27を画成する。第1側表面33は側面29から切断
エツジ27へ伸び、第2側表面35は側面31から切断
27へ伸びる。第6図に見られるように、第1側表面3
3と第2側表面35の配置は、未使用のブレード62の
切断エツジ27が、参照平面37から距離dだけ横方向
にオアセットされる如くされる。参照平面37は、側面
29と31の平面の間の中央にそれらに平行に配置され
る。第1側表面33と第2側表面35は、平坦であるか
または僅かにくぼみ底であり得る。
第5図乃至第9図に示される実施例において、ベース材
料部片19は、はぼ全体的に硬質材料の被覆21により
被覆される。それ故、ブレード62が切断ヘッドに装着
され、第2側表面35が最初に研磨されるとき、第7図
に示されるように、第2側表面35を始めに被覆する硬
質材料の被覆21が除去され、第1側表面33を被覆す
る被覆21の部分が切断エツジ27を画成する。次に切
断が進行するとき、切断エツジ27の鋭利さの必要に応
じて、第2側表面35が周期的研磨サイクルの間に研磨
され更新される。各研磨サイクルの間に、幾らかのベー
ス材料が第2側表面35から除去され、その結果として
切断エツジ27が、第8図に示される点に達するまで徐
々に参照平面37に接近する。第8図に示される点にお
いて切断エツジ27は参照平面37に一致する。
その後、第2側表面35を研磨することによりブレード
62を更に研磨すると、切断エツジ27は、参照平面3
7の反対側を通り、そして参照平面37から徐々に離れ
る。また、研磨輪156が基本的に円筒形である故に、
研磨輪156は表面に僅かに中高又はくぼみ底の形状を
与える。
それ故、新しい未使用のブレードの切断エツジがほぼ中
央参照平面に位置する米国特許第4,653.373号
に示されるような以前のブレードに比較して、!6図乃
至第9図から、参照平面37からの切断エツジの初期横
方向オフセンl−dがブレード62に大きく増加された
使用寿命を提供することが、明らかにされる。
第6図において、未使用のブレード62の第2側表面3
5は、協働する側面31に対して傾斜されて示され、切
断エツジ27の変位即ちオフセットdがブレード62の
厚さの半分未満である。しかしながら、これは本発明に
おいて本質的ではなく、必要に応じ、そして最大許容切
断誤差と両立するならば、未使用ブレードにおいて、切
断エツジ27にブレードの半分の厚さに等しい参照平面
からの初期変位dを与えるように、第2側表面35は、
側面31と同一平面とすることができる。
同様に、成る場合には、必要に応じて、ブレードの第2
側表面35は、第9図に示される点を越えて、傾斜した
第1側表面33が消えそして切断エツジ27が側面29
の平面に位置されるまで、研磨され続けることができる
本発明において、ベース材料部片19の全表面が硬質材
料の被覆21により被覆されることは本質的でなく、ブ
レードの未使用状態において単に第1側表面33が硬質
材料により被覆されることのみで充分であることが理解
されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の切断ブレードを使用する切断
装置の一部分の透視図、第2図は第1図の切断装置の研
磨機構の平面図、第3図は第1図のブレードの後面図、
第4図は第1図のブレードの側面図、第5図は第4図の
線5−5の沿う横断面図、第6図、第7図、第8図及び
第9図は、第4図の線6−6に沿う横断面図でありブレ
ードの使用寿命における継続するブレードの異なる点を
示す図である。 12・・・切断ヘッド、   16・・・支持面、19
・・・ベース材料部片、21・・・被覆、22・・・工
具キャリッジ、23・・・縦軸、24・・・Xキャリッ
ジ、  25・・・切断部、26・・・案内棒、   
  27・・・切断エツジ、28・・・駆動ベルト、 
  29.31・・・側面、33・・・第1側表面、 
  35・・・第2側表面、37・・・[[平面、46
・・・ベースフ1/−ム、48・・・垂直案内棒、  
50・・・摺動軸受、52・・・上部水平壁、  54
・・・下方水平壁、56・・・垂直壁、 58・・・ブレードフレーム、 59・・・θ垂直軸線、  62・・・ブレード、64
・・・往復運動機構、 68・・・押圧脚、70・・・
垂直ロッド、   78・・・研磨機構、80・・・モ
ータ、     148・・・研磨腕、154)・・・
ハブ、     152・・・第1垂直軸線、4・・・
第2垂直軸線、156・・・研磨輪、8・・・駆動溝、
    162・・・プーリ、4゛°°駆動ベルト、 
 166・・・引張ばね、0・・・アクチュエータ、 2・・・垂直軸線、   174・・・垂直ビン、6・
・・水平ビン。 m3 FIG、 4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、シート材料切断装置のブレードにして、使用前のブ
    レードが縦軸線に沿って伸びる細長い切断部分を有する
    ベース材料の部片を含み、該切断部分が、縦軸線に平行
    の前方の切断エッジ、切断エッジの後方の離間した第1
    及び第2の平行平面にそれぞれ配置される2つのほぼ平
    坦な後方側面、及び後方側面のそれぞれから前方へ伸び
    る第1及び第2前方側表面を有し、 第1及び第2前方側表面が、縦軸線に垂直の平面から見
    て相互に傾斜し、交差し、交差線に該切断エッジを画成
    し、 切断エッジ(21)が、該2つの後方側面(29、31
    )の間に位置され、該2つの後方側面に平行にそれらの
    中間面に位置される参照平面(37)から横方向へ変位
    され、第1前方側表面(33)が参照平面(31)を通
    過し、該ベース材料より硬い硬質材料の薄い被覆(21
    )がベース材料の部片の切断部分(25)の少なくとも
    第1前方側表面(33)を被覆し、第2前方側表面(3
    5)を研磨することにより切断エッジ(27)がほぼ全
    体的に硬質材料により画成され、 第2前方側表面(35)を繰り返し研磨する結果、切断
    エッジ(27)が参照平面(37)の他方の側へ徐々に
    移動することを特徴とするブレード。 2、請求項1に記載のブレードにして、ベース材料部片
    の切断部分(25)のほぼ全部が硬質材料の薄い被覆(
    21)により被覆されることを特徴とするブレード。 3、請求項1に記載のブレードにして、該ベース材料が
    鋼であり、該硬質材料が窒化チタンであることを特徴と
    するブレード。 4、請求項1に記載のブレードにして、硬質材料の薄い
    被覆(21)が0.025mm未満の厚さを有すること
    を特徴とするブレード。 5、シート材料切断方法にして、 切断ブレードが縦軸線に沿って伸びる細長い切断部分を
    有するベース材料の部片を含み、該切断部分が、縦軸線
    に平行の前方の切断エッジ、切断エッジの後方の離間し
    た第1及び第2の平行平面にそれぞれ配置される2つの
    ほぼ平坦な後方側面、及び後方側面のそれぞれから前方
    へ伸びる第1及び第2前方側表面を有し、第1及び第2
    前方側表面が、縦軸線に垂直の平面から見て相互に傾斜
    し、交差し、その交差線に該切断エッジを画成する切断
    ブレードを用意し、 支持面上に広げられて支持面により支持されるシート材
    料を用意し、 該切断エッジがシート材料と切断係合する間に縦軸線に
    ほぼ平行且つシート材料にほぼ垂直の往復運動の軸線に
    沿ってブレードを往復運動させそしてシート材料を切断
    するための所望の切断線に沿ってブレードを前方へ動か
    すことによりシート材料を切断し、 該切断エッジ(27)が、該2つの後方側面(29、3
    1)の間に位置され、該2つの後方側面に平行にそれら
    の中間面に位置される参照平面(37)から横方向へ変
    位され、第1前方側表面(33)が参照平面(31)を
    通過し、該ベース材料より硬い硬質材料の薄い被覆(2
    1)がベース材料の部片の切断部分(25)の少なくと
    も第1前方側表面(33)を被覆し、 第2側表面(35)のみを研磨し、切断エッジ(27)
    をしてほぼ全体的に該硬質材料により画成されるように
    することにより、ブレードの切断部分(25)を周期的
    に研磨し、切断エッジ(27)が第2側表面の繰り返し
    研磨の結果として徐々に参照平面(37)の他方の側へ
    向かつて移動しそして最終的に参照平面(37)の他方
    の側へ移動することを特徴とするシート材料切断方法。 6、請求項5に記載のシート材料切断方法にして、ブレ
    ードを周期的に研磨する段階が、第2側表面(35)を
    全体的に円筒形の研磨輪(156)により研磨すること
    により実行され、該研磨輪(156)が縦軸線(23)
    にほぼ平行の対称及び回転の軸線(154)を有し、そ
    のため第2側表面(35)が研磨輪の作用により凹面形
    状を付与されることを特徴とするシート材料切断方法。
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