JPS6216798B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、米国特許第3485120号（Keith）およ
び第3557648号（Coffinら）各明細書に記載され
た、細長い可撓性材料をこれよりも短かい予定の
長さに切断するための、たとえば連続した繊維材
料またはトウを所望の長さのステープルフアイバ
ーに切断するための装置に関するものであり、こ
の種の細長い可撓性材料を切断する際に加圧する
ための改良された装置を提供することを目的とす
る。 上記の２種の特許により認められるように、細
長い材料を短かく切断するための多種の既知の装
置がある。これらのうちある種のものは比較的小
さな速度では満足に実施されるが、大きな生産速
度では、特にポリエステルその他の人造繊維のト
ウを切断する際にある種の固有の欠点が現われ
る。 たとえば従来の装置の多くのものにおいて、切
断サイクルのある時点に切断面が繊維の長さ方向
に移動する。この長さ方向の移動は短期間ではあ
るが大きな影響を伴つて、かつきわめて大きな速
度で起こる。ポリエステルその他の人造材料の切
断に際して移動が起こると、ナイフの刃が鈍くな
るため摩擦を生じ、このため通常の場合よりも多
量の熱が発生する。この熱はしばしば近接する繊
維の末端を互いに融合させうるほどのものであ
る。またナイフの刃が鈍ることによつて、ナイフ
交換に伴う機械維持のための操業休止期がひんぱ
んになる。 たとえば細い間〓を有する接近した２本のゴム
製ローラ、および繊維を切断するために同調させ
た回転ナイフ集合体を含む、繊維関係の分野で周
知の装置を用いた場合、合計約45000デニールの
ポリエステル繊維を切断する際の刃の寿命は一般
に約27分である。 KeithおよびCoffinらの各特許明細書には、上
記の問題およびそれらの明細書において考察され
ている他の若干の問題に対する解決法が記載され
ている。この解決法は、鋭利な刃を放射状に向け
かつ切断すべき長さと実質的に等しい間隔を置い
て配列された多数のナイフの刃から構成される糸
巻き様の構成員子の周囲に、細長い可撓性材料を
連続的に巻きつけることによる方法、ならびにこ
の方法を実施するための装置によるものである。
材料は、内側に来る層に対して放射方向にみて外
側に連続した層を形成しかつ最も内側の層をナイ
フの刃に接触した状態に位置させて、糸巻き様の
構成員子の周囲に巻きつけられる。 それらの明細書に記載されている加圧装置は、
糸巻き様の構成員子および巻きつけたトウの層に
隣接して設置されたローラである。このローラが
トウの外層に圧力を及ぼし、この圧力はローラに
直面するナイフの刃の方向へ内側に向かつて伝達
され、ナイフの刃と接触した最も内側の層を、切
断作用を有するナイフの刃の内側へまたはナイフ
の刃を通過して押しやる。加圧ローラはナイフの
刃のいずれとも接触することはない。なぜならば
加圧ローラとナイフの刃との間には、常に１層以
上の材料があるからである。 このようにKeithおよびCoffinらの各明細書に
は、操作が簡単であり、従来の技術における他の
多くの繊維切断装置に比べて100万デニール以上
のトウを扱う場合ですら比較的小さな力で済み、
かつ設置および維持の費用も比較的安価である繊
維切断装置が記載されている。この装置は通常大
きな生産速度で操作され、長期間でも有意量の刃
の損耗は生じないと思われる。切断過程において
融合繊維を生じる可能性のある過度の発熱が避け
られ、正確な、実質的に均一な長さのステープル
フアイバーが切り取られる。前記各明細書に記載
された装置は元来繊維材料の切断に用いられる
が、上記の様式で巻きつけることができる程度の
可撓性を有するほとんどすべての材料のフイル
ム、テープ、ワイヤまたは帯状物の切断にも用い
ることができる。 多くの装置、機器においてそうであるが、より
効果的に実施するための改良は常に可能である。
KeithおよびCoffinらの各明細書に記載された繊
維切断装置は、工業的に大いに受け入れられるほ
ど従来技術に優る有意な進歩を示す。ナイフ交換
に関する年間経費節約だけでも、少なくとも10倍
となつている。長尺の新しい人造材料を切断する
場合に長年残されていた他の問題点も、多くの場
合大部分が除かれ、あるいは大幅に軽減した。こ
うして、より効果的に切断を行ないうる新しい切
断装置を求める方向へと関心が向けられたのは、
つい最近のことであつた。 連続的に形成される外層と加圧ローラのかみ合
わせによつて、切断器ヘツドに巻きついた材料が
うねりを生じ、あるいは加圧ローラのニツプ点ま
たはピンチ点の前で材料が加圧ローラに押される
ということが従来既に認識されてきた。このよう
に側面圧力（巻かれた材料の層を通して、切断器
の刃先に伝えられ、材料の不必要な再切断を生じ
させる力のこと）は、加圧ローラがかみ合う直
前、ないしは切断器ヘツドに最も接近する直前の
位置にあるナイフの方向へ向かつて、巻きついた
層の内部を伝達される。この「側面圧力」によつ
て、ナイフの刃に直接に接触していない層のトウ
ないしは材料を若干ずれさせる押圧力が生じる。
負荷全体のうち一部のみが切断効果を示すことか
ら、ナイフの先端のねじれないしはロールオーバ
ーも起こりやすい。すなわち、ナイフの刃と接触
しているトウも半径方向でないベクトル力を有し
ており、これがトウをかたよらせてトウが角度を
もつて切断される原因となり、このため、巻きつ
けた材料に加えられた力の一部分だけしか切断に
有効ではないという現象が起る。 これを他の形で説明しよう。ある部位で加圧ロ
ーラがトウの層を通してナイフに圧力を及ぼし始
める。これは加圧ローラとナイフの間隙が本質的
にトウの層の厚さに等しくなつた時点で起こる。
充分な圧力またはしきい圧力が形成されると、切
断が開始する。切断のしきい水準ないしはしきい
圧力未満に力が低下するまで、切断は継続する。
加圧ローラからトウ層を経て切断の起こり始める
ナイフに至る力の経路はわずかに角度を有し、こ
のためナイフに関して直接ないしは放射状の押圧
力よりも、むしろ放射状押圧力と側面圧力との合
力が生じる。前記のようにこの側面圧力によつ
て、ナイフの刃に接触した層以外のトウ層が若干
のずれを生じ、かつナイフの先端のねじれないし
はロールオーバーを生じる傾向があり、このため
結局ナイフの刃が鈍くなりやすい。従つて負荷全
体のうち一部が切断効果を有するにすぎない。す
なわち加圧ローラとナイフの間に生じた力の半径
方向の部分が切断効果を示すにすぎない。側面方
向（lateral）ないしは接線方向（tangential）の
力は切断に際して効果を示さず、加圧ローラがト
ウ層を圧迫するのに伴い加圧ローラの前方へのト
ウのずれまたはトウのローリングを起こすことに
よつて操作を妨害する。 本発明の目的は、切断力をなるべく半径方向に
集中させて接線方向ないしは側面方向の力を少な
くするための装置を提供することである。 切断された繊維の長さによつては、加圧ローラ
の及ぼす圧力が隣接するナイフの間に形成される
次の区域へと移動するのに伴つて、切断された繊
維が前の区域からはね返る傾向の生じることがあ
る点が注目されていた。捲縮した繊維はきわめて
柔軟であり、バネ様である。何らかの理由で、上
記の区域から切断器ヘツド集合体の中心部へ向か
う（次いで繊維荷作り装置へ送るために）切断済
みの繊維に対して区域内に何らかの障害があると
すれば、明らかな対向圧力が生じ、切断された繊
維の一部がこのため区域の半径方向外側へ移動
し、側面圧力の方向へ若干ずれると思われる。そ
の結果、次の回転の際にこの帯域に再び切断圧力
が及ぼされたとき、切断済みの繊維がすでに一部
この隣接区域へ移行しており、ここで再切断され
る。再切断された部分はきわめて小さく（繊維の
直径の約10倍程度の長さ）、場合によりこの再切
断分がすべて粉塵の問題を累加する。そのほか、
再切断後に残るこれらの繊維の主要部は、正常な
１回切断の繊維のように均一な長さではない。こ
れはさほど重大な問題ではないが、特定の条件下
では問題になる。 本発明の他の目的は、隣接するナイフによつて
規定された区域を通り抜けて、切断された繊維を
移動させる（その後切断された繊維がはね返るこ
となく、切断器ヘツドないしは切断器集合体から
これを取り出すために）ことができる程度の比較
的長期間にわたる切断圧力を及ぼすことのできる
装置を提供することである。 より長いステープルフアイバーに切断するため
に隣接するナイフの間隔を増大させるに伴つて、
ナイフの刃が規定する面はより多角形的になり、
かつ平坦さがより少ない湾曲した連続面となる。
従つて、加圧ローラの及ぼす圧力は実際には巻き
ついたトウの層にどちらかといえば急激に接近
し、衝撃ないしは打撃を生じ、衝撃全体の累積結
果として振動が起こる。言い換えると、加圧ロー
ラはある時点またはある地点において、トウの層
に対し凸角を提示する。同様に巻きついたトウの
層もある時点またはある地点において、加圧ロー
ラに対し凸角を提示する。相互に最も接近するの
は、もちろん連続的に形成されるトウ層を有する
切断器集合体の中心と加圧ローラの中心とを結ぶ
直線に沿つたところである。その際いずれかが最
も接近するのは、両者間の回転接点である。より
長い切断繊維を得るために隣接するナイフの間隔
を増大させるに伴つて、切断器ヘツド集合体の直
径（巻きついたトウを含む）よりも小さな直径を
有する加圧ローラは、事実上各区域に「落ち込
み」やすくなり、このため前記の衝撃およびこれ
に伴う振動が生じる。 この問題は、隣接するナイフの間隔が増大する
に伴つていつそう大きな長径を有する加圧ローラ
に変えることによつて、若干は抑えられるかも知
れないが、ある時点またはある地点においてはや
はり対向する２個の凸角円弧間に回転接点があ
る。これは上記の問題に満足すべき解決を与える
ものでなく、また繊維操作帯域において装置の寸
法を増大させるので実用的でない。 従つて本発明のもう一つの目的は、与える圧力
をより低い総圧力水準においてより長期間にわた
つて維持することによつて、与えられる圧力（従
つて切断作用）の急激さを減少させ、これによつ
て衝撃（従つて振動）を減少させることのできる
装置を提供することである。 本発明は、米国特許第3485120号（Keith）およ
び第3557648号（Coffinら）各明細書の記載に従
つて切断を行なうことにより細長い可撓性材料を
切断する際に圧力を与えるための改良法を実施す
るための装置の提供を目的とする。細長い可撓性
材料は、すべてKeithおよびCoffinらの各明細書
に示される様式で、刃を放射状に外側に向けて切
断器集合体の周囲に配列された多数のナイフを有
する円形の切断器集合体の周囲に、半径方向に連
続的に積層配置された状態で、かつ最も内側の材
料層をナイフの刃と接触した状態に位置させて、
連続的に巻きつけられる。改良装置は、連続的に
形成される材料外層の弧状表面部分に対向してこ
の部分を覆つて、この弧状表面部分に対し偏心し
かつこの部分よりも大きな半径の円弧にわたつて
分布した圧力を与えることのできる構成部品を有
している。連続的に形成される最も内側の材料層
は、ナイフの刃の内側へ圧迫移動させられなが
ら、半径方向の内側に向う力をかけられて、予定
の長さに切断される。この改良された装置は、円
形の切断器集合体、ならびに切断器集合体を取り
巻いて連続的にロール巻きされた材料の層の最外
部の層の弧状表面部分にかみ合うようにつくられ
た凹面を有する加圧器具を有しており、この凹面
は上記の弧状表面部分に対し偏心しかつこの部分
よりも大きな半径を有しており、切断器集合体と
相関的に連続的に運動しうるようにつくられてい
る。 凹面は、好ましくは切断器集合体と相関的に自
由に運動しうる円形の環ないしは輪ないしは加圧
環の内面をなすという形で与えられる。加圧環は
構造が単純であり、運動する部分がないので、装
置への導入が簡単である。加圧環は、ナイフの刃
先がつくる円のまわりに巻きつけられた細長い可
撓性材料の外表面が形成する円の直径よりも若干
大きな内径を有するものとしてつくられ、切断器
集合体に対して偏心的に配置され、加圧用部材
（たとえば切断器集合体に近付けたりまたはそれ
から遠ざけたりする調節が自由にできる別個体の
加圧ローラ）によつて、連続的に形成される材料
外層の一部分に押しつけられる。加圧用部材は他
の形態をとることもでき、たとえば加圧環を取り
巻いて配置された位置ぎめリンク上に一連のカム
従輪を乗せ、位置ぎめリンクは支持枠に連結さ
れ、かつ偏心的に調節された形態とすることもで
きる。 先きに引用したKeithの明細書において主とし
て示されている装置の態様においては、切断器集
合体が回転運動させられ、細長い可撓性材料（た
とえば捲縮繊維性トウ）は切断器集合体の回転に
伴つて層状に巻きつく。そこに示されている加圧
ローラは切断器集合体の一方の側に留まつてお
り、切断器集合体に対して遠近調節されることが
でき、そのように調節された位置にあつて、切断
器集合体の周囲に巻きつけられて連続的に形成さ
れる材料外層との摩擦によるかみ合いによつて回
転している。切断作用が生じるまでの間に巻きつ
けられた材料の層が何層形成されているかは、加
圧ローラの調節後の固定位置および層の緊張度に
よつて決まる。 このような態様例において改善された加圧装置
の使用を行なうと、加圧環は加圧ローラによつて
切断器集合体の一方の側に偏心して配置され、適
切に偏心したこの位置において、切断器集合体が
回転するに伴つて連続的に形成される材料外層と
の摩擦によるかみ合いによつて回転することにな
る。 加圧ローラは加圧環を圧迫し、これによつて加
圧環の内面と連続的に形成される外層との継続的
な摩擦によるかみ合いが確保される。巻かれた材
料の外側の層と圧力環それぞれの直径は相違する
ので、摩擦を生じてかみ合つている部分以外のと
ころでは巻かれた材料は圧力環に対して相対的に
回転運動しているが、摩擦接触している部分にお
いては、巻かれた材料の最外層と圧力環との間に
は実質上相対運動はない。したがつて、加圧環
は、摩擦接触している部分において最外層の回転
運動の速度と実質上等しい速度で回転させられ
る。 細長い可撓性材料、たとえば織物用の捲縮繊維
性トウを切断する場合は、トウの繊維の捲縮を伸
長するのに充分でありただし捲縮が永久的に除か
れることのない程度に最外層を緊張させる。トウ
の層は半径方向に内側へ移動させられ、これによ
り、より小さい円周のらせん体となるよう強制さ
れるので、最も内側の層の緊張はゆるみ、その結
果実際に切断される前に繊維の捲縮度は希望する
予定の大きさにまで回復している。これはKeith
の明細書により教示されている捲縮繊維の切断長
さを調節する方式を取り入れた装置で行なわれ
る。 先きに引用したCoffinらの明細書に主として示
されている装置の場合は、切断器集合体は静止し
ており、細長い可撓性材料を切断器集合体に導く
材料誘導装置が回転する、すなわち静止した切断
器集合体の周囲をまわつてそれ自体が動くのであ
り、それによつて材料を切断器集合体の周囲に層
状に巻きつける。そこに示された加圧ローラ（こ
れも切断器集合体に対し遠近調節することができ
る）は、材料誘導装置と共に切断器集合体の周囲
を回転する、すなわちそれ自体が移動するのであ
る。加圧ローラは、切断器集合体の周囲を取り巻
く連続的に形成される材料外層との摩擦によるか
み合いによつてローラが切断器集合体の周囲を移
動するに伴つて、回転する。 従つてこの第２の態様においては、自由に動く
加圧環が加圧ローラによつて切断器集合体の一方
の側へ偏心して押しつけられ、このように加圧ロ
ーラにより常に偏心して押しつけられながら加圧
ローラが切断器集合体の周囲を移動するのに伴つ
て切断器集合体の周囲を動くことになる。運動す
る材料誘導装置によつて巻かれた層が形成される
のに伴つて、この連続的に形成される最外層との
摩擦によるかみ合いによつて加圧環も切断器集合
体の周囲を移動し、かつこれに伴つて回転する。 本発明の実施態様において、加圧環は最も内側
の材料層の切断が開始されるまで（これは最も内
側の層がナイフの刃の内側へ移動することによつ
て、円弧が接触し始める時点でほぼ起こる）漸進
的に増加する圧力を与える。最大圧力（従つて最
大の切断）は、加圧環の内面がナイフの刃に最も
接近する時点で生じる。しかし、切断は加圧ロー
ラのみを用いる従来技術の装置に比較して広範な
弧状部分において有効に行なわれる。従来技術の
装置の場合、連続的に形成される周囲の材料の外
層と加圧ローラのかみ合う地点ないしは回転接点
の内側で放射状に切断が行なわれるにすぎない。 言い換えると、従来技術の場合、加圧ローラは
切断器集合体上に連続的に形成される材料の最外
層の凸面部分に対して凸面を以て接し、従つて圧
力は回転接点に最も強く分布する。これに対し本
発明の場合は、加圧環が材料の最外層の凸面部分
に対して凹面を以て接するので、圧力は弧状帯域
にわたつて分布する。 さらに他の形で説明しよう。加圧環の凹面ない
しは内面（連続的に形成される材料層の最も外側
の層の弧状表面部分に接して、あるいはこの部分
を覆つて摩擦接触している部分）は、加圧環の内
側の面と材料最外層との間に三日月形の空間を規
定する。細長い可撓性材料はここに規定された空
間の最も広い部分を通つて切断器集合体へ供給さ
れ、集合体の周囲に巻きつく。巻きついた材料の
最も内側の層の切断は、三日月形の空間の内側で
放射状に、三日月の両尖端の中間の位置において
行なわれる。 圧力は連続的に形成される巻かれた材料層の外
層の弧状表面部分の全域にわたつて加えられるの
で、一点接触によつて接する加圧ローラのみを用
いる従来技術の場合よりも長時間にわたつて圧力
が維持される。このように圧力が長時間維持され
るので予定の長さに切断されたものが隣接するナ
イフによりそれらの中間に形成される区域で半径
方向内側に脱出するための時間がより長くなり、
このため切断された材料がはね返つて先きに切断
された材料の一部が再切断される可能性は阻止さ
れる。 比較例 （従来法） 第１図は、KeithおよびCoffinらの各明細書に
記載された切断装置に関して、前記の問題点を図
面により説明したものである。切断装置１０の一
部のみを示す。加圧ローラ１２（連続的に巻きつ
けられる細長い可撓性材料１４の最外層から受け
る圧力を受け止めている）は、切断器集合体１８
が加圧ローラに対して相対的に移動するかまたは
加圧ローラが切断器集合体に対して相対的に移動
するときに、加圧ローラに隣接する位置で図中１
６に示すように、材料を押しくぼまし、あるいは
うねらせる。切断器集合体を取り巻く層の数や層
の緊張度などに応じて差はあるが押しくぼめられ
た材料も半径方向の内側に向かつてある程度広が
る。押しくぼめられた材料は、前記のようにして
ナイフの方向へ層の内部を伝達される側圧を生じ
る。 捲縮繊維性トウをステープルフアイバーに切断
する場合、捲縮繊維がばね様の挙動を示す。加圧
ローラはいずれか１つの切断区域（切断区域はそ
れぞれ隣接する２個のナイフにより形成される）
に面して瞬時位置するにすぎないので、ローラが
次ぎの区域に照準を合わせようとすることによつ
て加圧ローラにより与えられていた圧力が弱まつ
たとき、切断済みの捲縮ステープルフアイバーが
前の区域からはね返ることがある。切断区域から
の排出は切断された他の繊維によつて阻止され、
加圧ローラにより与えられる圧力は切断された繊
維がその区域から出口を通つて排出されるまで続
くほど充分長い時間は維持されない。次回の回転
に際して、押しくぼめられた材料による側圧のた
め、前回切断されてはね返つていた繊維が若干ず
れる。その結果、この切断済みの繊維の末端が次
ぎの区域の方へ広がり、末端（２２に示す）が正
常な長さの繊維と一緒に切断される。切断された
末端部分は結局塵埃ないしは飛散物として切断区
域から押し出され、正常な長さに切断された捲縮
ステープルフアイバーと共に採取される。この塵
埃ないしは飛散物は、加工装置における粉塵の問
題をひきおこす。 また前記のように、加圧ローラはどちらかとい
えば急激に切断区域へ接近し、比較的短時間ここ
に維持される。ナイフの間隔が増大するに伴つ
て、この急激さはいつそう顕著になり（たとえば
急激な動揺ないしは激突のように）、このため上
記集合装置に振動を生じる。 さらに前記のように、加圧ローラとナイフの間
に発生する力の半径方向の分力のみが切断に際し
て有効であり、生じる側圧は切断に際して効力を
有しない。また側圧はナイフの先端のねじれまた
はロールオーバーを生じやすく、場合によつては
その有効切断寿命を短縮する。 実施例 第２図および第３図において、３０は改善され
た加圧法を実施するための切断装置を示す。加圧
ローラ３２は加圧環３４を圧迫する（調節可
能）。加圧環は切断器集合体３８上のナイフ３６
の刃により規定される円の直径よりもわずかに大
きい直径を有する。細長い可撓性材料４０は切断
器集合体の周囲に連続的に層状に巻きつけられ、
連続的に形成される最も内側の層がナイフ３６の
刃と接触した状態となるように配置される。 切断器集合体３８はナイフ３６およびナイフの
台座部分を有し、台座部分は上部円盤４２、およ
び上部円盤から平行に適宜距離を置いた下部環状
台座４４を含む。切断器集合体は駆動軸４６に運
動可能な状態で連結され、これにより切断器集合
体を回転運動させることができる。駆動軸は一般
的に４８に示される駆動装置に適宜連結してい
る。 加圧ローラ３２は、一般的に５０に示される調
節装置によつて、切断器集合体に対して遠近調節
することができる。 ナイフを据えつける方式、および切断装置の他
の構成要素の操作のより詳細な記載に関しては、
米国特許第3485120号明細書（Keith）を参照され
たい。加圧環３４が本発明においてKeithによる
装置に付加された本質的に唯一の構成要素であ
る。しかしこれが付加されると、連続的に形成さ
れる材料内層の切断に際して加圧する様式に重大
な差異が生じる。 加圧環３４は、切断器集合体の外周に設けられ
ている上部円盤４２と下部環状台座４４との間に
はさまれ両者に支えられて動くように調整された
内部シヨールダー部５２を備えていることが好ま
しい。上部円盤と下部環状台座はナイフの刃より
も広がつて空間を形成し、取り巻いた材料はこの
空間において、切断器集合体の周囲に配置されか
つ相互に外側へ放射状に連続した状態で保持され
る。こうして加圧環は、その内部シヨールダー部
と加圧環の外面を圧迫する加圧ローラ（調整可
能）とによつて、切断器集合体の周囲の適切な位
置に維持される。その他の点では加圧環は切断器
集合体に関して自由に運動しうる。内部シヨール
ダー部５２は加圧ローラの調節に際して若干の自
由度を有し、これによつて切断開始前に切断器集
合体を取り巻く層の数量を調節しうる深さであ
る。内部シヨールダー部の内面５４は、連続的に
形成される外層とかみ合い、これを圧迫する面で
ある。 切断装置３０を操作する際には、装入される細
長い可撓性材料４０を回転している切断器集合体
３８へ供給し、切断器集合体の周囲に、上部円盤
４２と下部環状台座４４との間に層状に巻きつけ
る。材料の最も内側の層はナイフの刃と接触し、
これに続く各層はナイフの刃と加圧環３４（外層
と接触するその弧状部分）との間隙が充填される
まで、相互に外側へ放射状に配置される。 実際には、加圧環は加圧ローラ３２と切断器集
合体を連続的に取り巻く材料層との間に配置さ
れ、加圧ローラによつて、切断器集合体の上に巻
かれた材料層の一部分に押しつけられる。こうし
て加圧環３４の内面５４は、切断器集合体の周囲
を取り巻く連続的に形成される材料外層により与
えられる弧状表面部分に対して偏心しかつこの部
分よりも大きな半径を有する凹面を提示する。 加圧環３４は自由に移動しうるので、回転して
いる切断器集合体はこれを取り巻く材料層と加圧
環との摩擦によるかみ合わせを媒介として、加圧
環を回転運動させる作用を有する。連続的に形成
される外層（回転している切断器集合体によつ
て、これと共に回転運動する）の特定の部分が加
圧環とかみ合うので、加圧環とこの特定の部分と
は実質的に等しい速度で移動する。すなわちかみ
合つている間にはこれらの間に相対的な動きは実
質的には起こらない。 加圧環によつて材料層に与えられる圧力は徐々
に増大して、加圧環が切断器集合体に最も接近す
る位置で予定された最大値に達し、次いでその部
分が加圧環とかみ合う帯域の外へ出るまで徐々に
圧力が低下する。 最大量の切断は加圧環が切断器集合体に最も接
近する位置で行なわれるので、最も接近した位置
の後においてかみ合つている弧状の帯域には、加
圧環と切断器集合体との間に材料の層がわずかし
か無い。従つて最も接近する位置の後においてか
み合つている弧状の帯域上では、圧力は若干速か
に低下する。 圧力は、取り巻く層の内部を経由して半径方向
に内側へ伝達されて、ナイフの刃に対向した材料
の最も内側の層に達し、次いで最も内側の層がナ
イフを通過して内側へ押されることによつてこの
層の切断が行なわれる。 連続的に形成される外層が徐々に押しつけられ
て加圧環と接触するので、切断作用が継続する。
加圧環により与えられる圧力は、加圧ローラのみ
を用いる従来技術よりも広い弧状帯域にわたつて
維持される。従来技術の場合の凸面は、これが外
層と最も接近する位置すなわち回転接点に達した
のちに、材料外層から直ちに離れ去る。 第２図および第３図から認められるように、細
長い材料は加圧環と連続的に形成される層との間
で加圧環が層から最も離れた帯域において、すな
わち加圧環が層に最も接近した地点とほぼ反対側
の円周において、切断器集合体に供給される。 第４図においては、６０は前記の米国特許第
3557648号明細書（Coffinら）に記載された様式
で操作される切断装置を示す。この第２の態様に
おいては、切断器集合体６２は静止しており、他
方加圧ローラ６４および材料誘導装置６６は、リ
ングギア６８（これに加圧ローラおよび材料誘導
装置が運動可能な状態で連結されている）および
駆動部７０によつて、静止した切断器集合体の周
囲を回転運動させられる。細長い可撓性材料７２
はこうしてCoffinらの明細書に記載された様式で
切断器集合体の周囲を層状に取り巻き、連続的に
形成される最も内側の層はナイフの刃（図示して
ない）と接触した状態に配置される。加圧ローラ
６４は適宜な調節装置（図示してない）によつて
切断器集合体の近くおよび遠くへ調節して移動さ
せることができる。 各種構成要素および一般的な操作原理の詳細に
関しては、Coffinらの明細書を参照されたい。第
２図および第３図に関連して先きに考察した第１
の態様の場合と同様に、加圧環７４が本発明にお
いてCoffinらによる装置に付加された本質的に唯
一の構成要素である。しかしこれが付加される
と、連続的に形成される材料内層の切断に際して
の加圧様式に重大な差異が生じる。 加圧環７４も、切断器集合体外周にある上部円
盤７８と下部環状台座８０との間にはまりこみ、
これらに支えられて動くように調節された内部シ
ヨールダー部７６を備えていてもよい。上部円盤
および下部環状台座はこれらの間に配列されかつ
切断器集合体の周囲に存在するナイフ（図示して
ない）を支持している。加圧環と切断器集合体と
の調節は、第２図および第３図の態様に関連して
記載したのと同様である。 切断装置６０を操作する際には、装入される細
長い可撓性材料７２を静止した切断器集合体に供
給し、回転している材料誘導装置６６によつて集
合体の周囲に層状に巻きつける。 実際には、加圧環７４は加圧ローラ６４と切断
器集合体の周囲に連続的に形成されるかないしは
取り巻く材料層とによつて、それらの間に切断器
集合体の一方側へ偏心して押しつけられる。 第２の態様において自由に動きうる加圧環の駆
動要素として作用するのは、切断器集合体の周囲
を自ら移動する加圧ローラである。加圧ローラは
切断器集合体の一方の側へ（連続的に形成される
材料層に対して）加圧環を圧迫し、かつ偏心的に
押しやるので、加圧ローラは加圧環を絶えず偏心
的に押しやることによつて加圧環を全体として切
断器集合体の周囲を移動させる。こうして加圧環
は移動し、連続的に形成される取り巻き材料の外
層の弧状の連続面とかみ合い、材料外層の弧状部
分とある時点で接触している加圧環の表面との間
に、相対的な動きは本質的には起こらない。 加圧環により与えられる圧力は、第２図および
第３図の第１の態様に関して記載したのと同じで
ある。 第５図および第６図のうち、第５図には第２図
および第３図の第１の態様において起こる各種の
回転運動を図示し、一方第６図には第４図の第２
の態様において起こる各種の回転運動を図示す
る。これらに示される番号は２種の態様の記載に
用いたものと同一である。 第５図においては、右回り回転として図示した
切断器集合体上へ、細長い可撓性材料４０を供給
する。加圧ローラ３２は、加圧環３４との回転摩
擦によるかみ合いによつて、左回り回転として図
示される。逆に加圧環は連続的に形成される材料
層に押しつけられることによつて、右回りに回転
する。材料層は切断器集合体と共に右回りに回転
する。 第６図においては、細長い材料７２が切断器集
合体６２上へ供給され、材料誘導装置６６によつ
て集合体の周囲に巻きつけられる。誘導装置は右
回り回転として図示されている。加圧ローラ６４
は、加圧環７４との摩擦による回転かみ合わせに
よつて右回り回転として図示され、同時に切断器
集合体６２の周囲を全体として右回り方向に移動
している。加圧環７４は右回り回転として図示さ
れ、同時に加圧ローラによつて切断器集合体の周
囲を右回り方向に全体として移動させられてい
る。 第５図および第６図において、加圧環は連続的
に形成される材料外層と一緒になつて、加圧環の
内面と連続的に形成される外層の外面との間に三
日月形の空間を規定する。材料内層の切断は、三
日月形空間の両末端すなわち両尖端の間付近の帯
域で開始する。三日月形空間の両末端すなわち両
尖端の間の帯域は、加圧環と切断器集合体の周囲
を取り巻いて連続的に形成される材料外層とが弧
状にかみ合う帯域にほぼ匹敵するものである。 第７，８および９図において、これらの図面は
KeithおよびCoffinらの各明細書による従来技術
に示される方式で操作される切断装置と、本発明
の切断装置を操作する方式との比較を示したもの
である。 従来技術の切断装置１０を示す第７図におい
て、Δは加圧ローラ１２とナイフの刃との間隔な
いしは間隙を表わす。Δは、加圧ローラと連続的
に形成される材料外層とが行なう最初の接触の地
点から、加圧ローラとナイフ２０の刃が最も接近
する地点に至る円弧について計算する。加圧ロー
ラにより与えられる圧力は、この間隔ないしは間
隙が小さくなるに伴つて増加する。この間隔ない
しは間隙は次式に従つて小さくなる。 (1) Δ＝√（₁）^２＋［（₁＋＋₂）−₁］^２−R₂ 式中 R₁＝ナイフの刃により規定される半径、 R₂＝加圧ローラの半径、 φ＝加圧ローラおよび切断器集合体の各中心を
結ぶ共通の直線から、切断器集合体の中心と
Δを算出する円弧の中にあるナイフの刃とを
結ぶ直線までを測定した角度、 Ｇ＝最も接近する地点における間隙。 本発明の切断装置を示す第８図において、Δは
加圧環（両態様の３４または７４）とナイフの刃
との間の間隔ないしは間隙を表わす。Δは、加圧
環と連続的に形成される材料外層とが行なう最初
の接触の地点から、加圧ローラとナイフの刃が最
も接近する地点に至る円弧について計算する。加
圧環により与えられる圧力はこの間隔ないしは間
隙が小さくなるに伴つて増加し、間隔ないしは間
隙は次式に従つて小さくなる。 (2) Δ＝√（₂）^２＋（₂−）^２−R₁ φ＝Tan^-1Ｒ_２Ｓｉｎθ／Ｒ_２Ｃｏｓθ−ｅ Ｇ＝R₂−（R₁＋ｅ） 式中 R₁＝ナイフの刃により規定される半径、 R₂＝加圧環の内径（半径）、 ｅ＝切断器集合体と加圧環の各中心間の距離、 θ＝加圧環が巻かれた可撓性材料に最初に接触
した地点から最も接近した地点までを、加圧
環の中心に関して測定した角度、 φ＝加圧環が巻かれた可撓性材料に最初に接触
した地点から最も接近した地点までを、切断
器集合体の中心に関して測定した角度。 これらの式(1)および(2)の意味を説明するため
に、下記の例を示す。 第７図の従来技術の場合、式(1)および下記の数
値 R₁＝22.9cm（９インチ） R₂＝7.6cm（３インチ） Ｇ＝0.64cm（0.25インチ） を採用し、かつ切断器集合体を取り巻く材料層の
厚さが1.27cm（0.5インチ）であるならば、対応
する角度φに関して下記の数値Δが算出される。

【表】 第８図の本発明の場合、式(2)および下記の数値 R₁＝22.9cm（９インチ） R₂＝26.7cm（10.5インチ） Ｇ＝0.64cm（0.25インチ） を採用し、かつ切断器集合体を取り巻く材料層の
厚さが1.27cm（0.5インチ）であるならば、対応
する角度θに関して下記の数値Δおよびφが算出
される。

【表】 従つて第９図は、２種の加圧法を算出された数
値に関して比較したグラフである。このグラフ
は、従来技術の加圧ローラによる急速な間隙減少
（従つて急激な圧力増加）と比較して、本発明の
加圧環により与えられる漸進的な間隙減少（従つ
て漸進的な圧力増加）を示している。 従来技術（第７図）の場合、圧力増加およびこ
れに続く切断は回転角度７゜以下にわたつて起こ
る。これに対し本発明（第８図）の場合、圧力増
加およびこれに続く切断は約39゜の回転角度にわ
たつて起こる。これは第９図のグラフより明らか
である。 本発明におけるこの漸進的な切断過程の結果、
従来技術における急激かつ途切れがちな衝撃的作
用（特にナイフの間隔が、加圧ローラにより与え
られる圧力増加を次ぎのナイフが受け始める前に
前のナイフが最も接近する地点を通過する状態の
場合）と比較して、切断作用は実質的に円滑であ
り、かつ実質的に維持され、中断することがな
い。こして振動は減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、切断器集合体および加圧ローラ、な
らびに切断器集合体の周囲を取り巻く材料の層の
一部を表わす図であり、従来技術のある情況下で
切断が行なわれていることを示している。またこ
の図は、加圧ローラに近接して押しつけられてい
る材料、ならびに先きに切断された材料の一部が
はね返つて、この材料の一部の再切断が起こつて
いる状態を表わしている。第２図は、回転してい
る切断器集合体およびこれを取り巻く材料を図示
したものであり、加圧環が切断器集合体およびそ
の材料外層を取り囲み、加圧ローラが加圧環に対
向してこれを切断器集合体の一方側の位置に偏心
して押しやつている。第３図は第２図に図示され
た切断装置の等角図である。第４図は装置の他の
態様の等角図であり、この場合切断器集合体は静
止しており、加圧ローラおよび材料誘導装置が全
体として切断器集合体の周囲を移動し、加圧ロー
ラは自身が切断器集合体の周囲を移動するのに伴
つて継続的に加圧環を切断器集合体の一方側へ偏
心して押しやつている。第５図は１番目に述べた
態様を図示したものであり、加圧ローラ、加圧
環、切断器集合体（ナイフを除いて図示してあ
る）、および切断器集合体の周囲を取り巻く材料
において起こる運動の相対的方向を示す。第６図
は２番目に述べた態様を図示したものであり、同
様に静止した切断器集合体（この場合もナイフを
図示してない）に対する加圧ローラ、加圧環、材
料誘導装置、および切断器集合体の周囲を取り巻
く材料において起こる運動の相対的方向を示す。
第７図は従来技術の加圧ローラおよび切断器集合
体を図示したものであり、ナイフの刃と加圧ロー
ラの間隔ないしは間隙を示す。第８図は本発明の
加圧環および切断器集合体を図示したものであ
り、ナイフの刃と加圧環の間隔ないしは間〓を示
す。第９図は、従来技術の切断器集合体と本発明
の切断器集合体との切断サイクルを比較したグラ
フである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の構成要素からなる、細長い可撓性材料
   を予定の長さに切断する装置； (1) 外周部に多数のナイフが間隔をとつて配置さ
   れている円形の切断器集合体であつて、ナイフ
   の刃先が放射状に外側に向けられ切断器集合体
   の中心から等距離に展開されている切断器集合
   体； (2) 切断器集合体上のナイフの刃先によつて決定
   される円の直径よりも僅かに大きい直径を有
   し、前記ナイフ群の刃と同一の面内において切
   断器集合体の周囲に偏心的に配置されている加
   圧環； (3) 加圧環に対抗して調節自在に固定することが
   でき、前記加圧環を前記切断器集合体の方に向
   つて押しつける機能をもつ加圧ローラ； (4) 前記円形切断器集合体を回転させるための、
   または前記加圧ローラが前記切断器集合体の周
   囲をまわるように加圧ローラを円形運動させる
   ための駆動用電動機；および (5) 前記可撓性材料を引き入れて送り出す機能を
   持ち、前記切断器集合体の回転中または前記加
   圧ローラの円形運動中に該材料をナイフの刃先
   の上部に誘導できる位置にあり、これによつて
   可撓性材料が最も内側の層はナイフの刃先に接
   し、その上に次々と巻きつけられた状態にロー
   ル状に巻かれるようにするための材料誘導装
   置。