特開 2024-14857 コンプライアントローラカッタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024014857

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】コンプライアントローラカッタ

(51)【国際特許分類】

   B26B 25/00 20060101AFI20240125BHJP

【ＦＩ】

B26B25/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023119456

(22)【出願日】2023-07-21

(31)【優先権主張番号】63/391,234

(32)【優先日】2022-07-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】595034112

【氏名又は名称】ザ・キュレイターズ・オブ・ザ・ユニバーシティー・オブ・ミズーリ

【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＣＵＲＡＴＯＲＳ ＯＦ ＴＨＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＭＩＳＳＯＵＲＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110003421

【氏名又は名称】弁理士法人フィールズ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アショク、ミダ

(72)【発明者】

【氏名】プラシーク、バジバル、プラサンナ

(72)【発明者】

【氏名】ヴァムシ、ロダガラ

(72)【発明者】

【氏名】サッシュラット ジー．バパット

(72)【発明者】

【氏名】プレム、ミダ

【テーマコード（参考）】

3C061

【Ｆターム（参考）】

3C061AA06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】材料を切断するためのローラカッタが提供される。
【解決手段】材料を切断するためのローラカッタ１０は、回転可能なローラ１６と、回転可能なブレード１８と、回転伝達機構とを含む。ローラは、ローラ係合点で材料と係合するように構成された外側リム２６を含む。ブレードは、ブレード係合点で材料を切断するように構成された刃先３８を含む。ブレード係合点は、ローラ係合点から離間している。回転伝達機構は、ブレードがローラよりも速く回転するように、ブレードとローラとを駆動的に相互接続するように構成される。ローラカッタは、ブレードが材料に押し込まれ、ブレード及びローラが回転すると、刃先がブレード係合点において材料に圧縮剪断力及び接線剪断力の両方を加えるように構成される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

材料を切断するためのローラカッタであって、
ローラ係合点で前記材料と係合するように構成された外側リムを含む回転可能なローラと、
ブレード係合点であって、前記ブレード係合点が、前記ローラ係合点から離間している、ブレード係合点で前記材料を切断するように構成された刃先を含む回転可能なブレードと、
前記ブレードが前記ローラよりも速く回転するように、前記ブレードと前記ローラとを駆動的に相互接続するように構成された回転伝達機構と、を備え、
前記ローラカッタが、前記ブレードが前記材料に押し込まれ、前記ブレード及び前記ローラが回転するときに、前記刃先が前記ブレード係合点において前記材料に圧縮剪断力及び接線剪断力の両方を付与するように構成される、ローラカッタ。

【請求項2】

前記伝達機構が、ギヤ機構を備える、請求項１に記載のローラカッタ。

【請求項3】

前記ギヤ機構が、前記ローラ及び前記ブレードの一方に対して固定されて前記ローラ及び前記ブレードの一方と共に回転する外側リングギヤと、前記ローラ及び前記ブレードの他方に対して固定されて前記ローラ及び前記ブレードの他方と共に回転する内側ピニオンギヤとを含む、請求項２に記載のローラカッタ。

【請求項4】

前記ローラが、前記リングギヤを一体的に画定し、
前記ピニオンギヤが、前記ブレードから分離し、かつ前記ブレードに固定される、請求項３に記載のローラカッタ。

【請求項5】

前記リングギヤ及び前記ピニオンギヤが、駆動相互係合で選択的に位置付けられる、請求項３に記載のローラカッタ。

【請求項6】

前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの選択的係合を容易にする弾性的に変形可能なコンプライアント機構をさらに備える、請求項５に記載のローラカッタ。

【請求項7】

前記コンプライアント機構が、それぞれがその中立構成と偏向構成との間でシフト可能な、円弧状に分布し、円弧状に半径方向に延在する弾性的に偏向可能な複数のスポークを含み、
前記ピニオンギヤ及び前記リングギヤが、前記スポークの各々がその前記中立構成にあるときに互いに係合解除され、
前記スポークのうちの少なくとも１つを、その前記偏向構成のうちの選択された１つにシフトすることにより、前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの係合を容易にする、請求項６に記載のローラカッタ。

【請求項8】

前記外側リムが、半径方向外面に存在し、
前記スポークの各々がその前記中立構成にあるとき、前記刃先全体が前記外面全体の半径方向内側に配置される、請求項７に記載のローラカッタ。

【請求項9】

前記コンプライアント機構が、外部ステージと、前記外部ステージの半径方向内側に配置された内部ステージとを含み、
前記内部ステージが前記スポークを含み、
前記外部ステージが、各々がその中立構成と偏向構成との間でシフト可能な、円弧状に分布し、円弧状に半径方向に延在する弾性的に偏向可能な複数のアームを含む、請求項７に記載のローラカッタ。

【請求項10】

前記アームのうちの少なくとも１つを前記偏向された構成のうちの選択された１つにシフトすることにより、前記ローラの前記リムに対する前記ブレードの前記刃先のシフトが可能になり、それにより、前記リム及び前記刃先の両方が、それぞれ前記ローラ係合点及び前記ブレード係合点で前記材料と係合する、請求項９に記載のローラカッタ。

【請求項11】

前記外部ステージが、前記内部ステージよりも高い剛性を有し、それにより、前記内部ステージのスポークの変形が、前記外部ステージのアームの変形の前に生じ、前記材料と接触するように前記刃先をシフトする前に前記ピニオンギヤと前記リングギヤとの係合が容易になる、請求項９に記載のローラカッタ。

【請求項12】

前記コンプライアント機構及び前記リングギヤが、前記ローラに対して固定されており、
前記リングギヤが、前記内部ステージと前記外部ステージとの間に半径方向に配置され、
前記リングギヤが、前記ピニオンギヤとの係合の内外に選択的にシフトする、請求項９に記載のローラカッタ。

【請求項13】

前記リム、前記リングギヤ、及び前記コンプライアント機構が、一体的に形成される、請求項６に記載のローラカッタ。

【請求項14】

一対の円弧状に離間したフランジを含むガイド要素と、
前記外側リムから半径方向内側に離間した内側リムを含む前記ローラと、
前記リングギヤを画定する半径方向内側歯付き面と、前記歯付き面の反対側の半径方向外側ガイド面とを含む前記内側リムと、
前記ピニオンギヤに対する前記内側リムの半径方向のシフトを制限するために、前記ガイド面に並んで軸方向に延在し、前記ガイド面の半径方向外側に延在する前記フランジと、
をさらに備える、請求項５に記載のローラカッタ。

【請求項15】

ハンドルと、
前記ハンドルに回転可能に固定される前記ローラ、前記ピニオンギヤ、及び前記ガイド要素の各々と、
互いに直径方向に対向する前記フランジと、
前記ローラ及び前記ブレードが前記材料と係合すると自己位置合わせするように構成された前記ガイド要素であって、前記ガイド要素が、前記フランジが前記ハンドルに対して少なくとも実質的に垂直に延在するまで回転する、前記ガイド要素と、
をさらに備える、請求項１４に記載のローラカッタ。

【請求項16】

前記ブレードの前記刃先が、ブレード中心点の周りに延在し、
前記ブレードが、前記ブレード中心点を通って延在するブレード軸の周りを回転可能であり、
前記ローラの前記外側リムが、前記ブレード中心点及び前記ブレード軸に対してシフト可能なリム中心点の周りに延在し、
前記リム中心点が、前記ブレードが前記ブレード係合点で前記材料と係合し、前記リムが前記ローラ係合点で前記材料と係合するときに前記ブレード中心点からオフセットされる、請求項１に記載のローラカッタ。

【請求項17】

前記ローラカッタが、前記材料の表面にほぼ平行な切断方向に前記材料を横断するように構成され、
前記ローラ係合点が、前記切断方向に前記ブレード係合点の前方に配置されている、請求項１に記載のローラカッタ。

【請求項18】

前記ローラがローラ速度で回転し、
前記ブレードがブレード速度で回転し、
前記ローラ速度が、前記ブレード速度の約７０％～約９０％である、請求項１に記載のローラカッタ。

【請求項19】

ハブと、
前記ハブに回転可能に固定されている前記ローラ及び前記ピニオンギヤの各々と、
前記ハブと前記ローラとの間に配置され、前記ローラ用の軸受支持を提供するために前記ハブと前記ローラとの間にばね力を伝達する皿ばねと、
をさらに備える、請求項１に記載のローラカッタ。

【請求項20】

前記皿ばねを前記ハブに対して固定するための軸アセンブリと、
軸方向に延びる軸と、前記軸上に配置されたナットとを含む前記軸アセンブリと、
前記皿ばねを通って軸方向に延在する前記軸と、
前記皿ばね上に軸方向の圧縮力を増加又は減少させるように、前記軸に沿って軸方向にシフト可能である前記ナットと、
をさらに備える、請求項１９に記載のローラカッタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
１．優先権出願

【0002】

本出願は、２０２２年７月２１日に出願された米国仮特許出願第６３／３９１，２３４号の利益及び優先権を主張し、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

１．発明の分野

【0004】

本発明は、一般に、材料の１つ又は複数の層を切断するための、ロータリカッタとしても一般に知られているローラカッタに関する。

【0005】

２．先行技術の考察

【0006】

従来のローラカッタは、ブレード軸を中心に回転可能であり、その外縁に円周方向に延在する刃先を有するディスク状ブレードを含む。材料の１つ又は複数の層の切断は、刃先が材料の表面に押し込まれるときに行われる。より具体的には、切断は、切断される材料の表面にブレードによって圧縮力が加えられるときに生じ、結果として生じる垂直剪断力は、材料への刃先の挿入を容易にする。圧縮力が加えられる（及び結果として生じる垂直剪断力が発生する）位置は、ブレードが材料表面に対して前方又は後方に転がると変化する。

【0007】

多くの場合、ユーザは、より効率的な切断を容易にするために、材料に手動で張力を加えるか、そうでなければ材料を保持又は操作することができ、バンチング及び他の形態の材料の崩壊は、適切に対処されない場合には切断の有効性を低下させる。

【発明の概要】

【0008】

本発明の一態様によれば、材料を切断するためのローラカッタが提供される。カッターは、回転可能なローラと、回転可能なブレードと、回転伝達機構とを備える。ローラは、ローラ係合点で材料と係合するように構成された外側リムを含む。ブレードは、ブレード係合点で材料を切断するように構成された刃先を含む。ブレード係合点は、ローラ係合点から離間している。回転伝達機構は、ブレードがローラよりも速く回転するように、ブレードとローラとを駆動的に相互接続するように構成される。ローラカッタは、ブレードが材料に押し込まれ、ブレード及びローラが回転すると、刃先がブレード係合点において材料に圧縮剪断力及び接線剪断力の両方を加えるように構成される。

【0009】

この概要は、概念の選択を簡略化された形態で紹介するために提供される。これらの概念は、発明を実施するための形態において以下でさらに説明される。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることも意図していない。

【0010】

本発明の様々な他の態様及び利点は、発明を実施するための形態及び添付の図面から明らかになるであろう。

【0011】

本発明の好ましい実施形態は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の好ましい実施形態によるローラカッタの正面斜視図である。

【0013】

【図2】図２は、図１のローラカッタの背面斜視図である。

【0014】

【図3】図３は、図１及び図２のローラカッタの分解正面斜視図である。

【0015】

【図4】図４は、図１～図３のローラカッタの分解背面斜視図である。

【0016】

【図5】図５は、図１～図４のローラカッタの拡大底面斜視図である。

【0017】

【図6】図６は、図１～図５のローラカッタの拡大部分断面背面斜視図である。

【0018】

【図7】図７は、図１～図６のローラカッタの拡大背面斜視図であり、ガイド要素及び皿ばねの機能をよりよく示すために、選択された要素が隠れ線で示されている。

【0019】

【図8】図８は、特にピニオンギヤ、リングギヤ、及びコンプライアント機構の配置を示す、図１～図７のローラカッタの拡大部分分解正面斜視図である。

【0020】

【図9】図９は、ナットがボルト及び皿ばねに対して外側の位置にあり、その結果、わずかに圧縮されただけである、図１～図８のローラカッタの拡大断面側面図である。

【0021】

【図10】図１０は、ナットがボルトに対して内側又は締め付け位置にあり、皿ばねが著しく圧縮され、結果としてローラがハンドルと係合する図９と同様の断面側面図である。

【0022】

【図11】図１１は、明確にするために選択された構成要素が隠れ線で示されている、図１～図１０のローラカッタの一部分の拡大簡略背面図であり、特にローラの外側リムと切断される材料の表面との初期接触及びガイド要素の全体的な向きを示す。

【0023】

【図12】図１２は、ローラ接触点がブレード接触点の前方に配置され、ガイド要素が案内位置にある状態での、材料表面とのローラとブレードとの両方の接触を特に示す、図１１と同様のローラカッタの一部分の背面図である。

【0024】

【図13】図１３は、図１～図１２のローラカッタの正面斜視図であるが、安全カバーがブレード上に設置されている。

【0025】

【図14】図１４は、図１３に示すローラカッタの部分分解正面斜視図である。

【0026】

【図15】図１５は、図１３及び図１４のセーフティーカバーの背面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図面は、本発明を本明細書に開示及び記載された特定の実施形態に限定するものではない。図面は、図示された構造又は構成要素の正確な寸法又は公差を必ずしも提供するものではなく、図面は、図面に示された構造の構成要素間の関係に対して縮尺通りである。

【0028】

本発明は、多くの異なる形態で具現化できる。図面は、本発明の特定の好ましい実施形態を示し、本明細書は説明するが、そのような開示は単なる例にすぎないことを理解されたい。本発明の原理を実施形態に限定する意図はない。

【0029】

さらに、特定又は明確にされない限り、本発明及び／又は関連する構成要素（例えば、上部、底部、上方、下方、内側、外側など）に関して本明細書で行われる方向についての言及は、単に便宜のために使用され、互いに関してのみ理解されるべきである。例えば、構成要素は、実際には、「上部」及び「底部」と呼ばれる面が、選択された基準フレームに対して横方向、角度付けられた、反転されたなどになるように配向されてもよい。

【0030】

概要
ここで図１及び図２を参照すると、ローラカッタ１０（代替で、ロータリカッタ又はローラ若しくはロータリトリマと呼ばれてもよい）が示されている。以下で詳細に説明するように、ローラカッタ１０は、材料１２を切断するように構成される。より具体的には、ローラカッタ１０は、表面１４の関連部分にほぼ平行な切断方向Ｄに材料１２を横断する際に、材料１２の表面１４に係合してこれを切断する。切断方向Ｄについては、以下でより詳細に説明する。

【0031】

広義には、ローラカッタ１０は、回転可能なローラ１６と、回転可能なブレード１８と、回転伝達機構２０と、コンプライアント機構２２と、ハンドル２４とを含む。

【0032】

ローラ１６は、ローラ接触点又は係合点ＥＰ＿Ｒ（図１１及び図１２）で材料と係合するように構成された外側リム２６を含む。外側リム２６は、ローラ１６の周囲に延在することが好ましい。さらに、外側リム２６は、好ましくは連続的に延在するが、不連続性は本発明のいくつかの態様の範囲内にある。

【0033】

リム２６は、好ましくは、前面２８と、前面２８の反対側の背面３０とを呈する。

【0034】

リム２６は、好ましくは、それらの間に溝３６を画定する円弧状に延在する前側及び後側リッジ３２及び３４を含む。前側リッジ３２は、さらに好ましくは、部分的に前面２８を画定する。後側リッジ３４は、同様に、好ましくは部分的に背面３０を画定する。

【0035】

把持要素（図示せず）は、部分的に溝３６内に挿入又は形成されてもよく、いくつかの実施形態では、リッジ３２及び３４の頂部と重なる係合まで延在してもよい。しかしながら、本発明のいくつかの態様によれば、溝は充填されていなくてもよい。

【0036】

把持要素は、含まれる場合、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）などの弾性材料の形態であることが好ましいが、他の材料も本発明のいくつかの態様の範囲内にある。把持要素は、好ましくは、リム２６から材料１２への力の均等な分配を助ける。把持要素はまた、好ましくは、材料１２に対するリム２６の（転がりとは対照的な）滑りに抵抗する。

【0037】

ローラリム２６の二重リッジ設計の結果として、切断される材料１２の転がり又は回転に対する抵抗も提供される。より具体的には、リッジ３２及び３４の頂点によって提供される２つの別個の接触点は、材料１２を保持して回転しないようにするために力が伝達される２つの反応点を提供する。したがって、ブレード１８のスライス動作は保持される。

【0038】

２つのリッジが好ましいが、本発明のいくつかの態様によれば、追加のリッジを含むか、又はリッジがないリムも許容されることに留意されたい。

【0039】

回転可能なブレード１８は、好ましくは、ブレード接触点又は係合点ＥＰ＿Ｂ（図１２）で材料１２に係合し切断するように構成された刃先３８を含む。刃先３８は、好ましくは、ブレード１８の周囲に延在する。さらに、刃先３８は連続的に延在することが好ましいが、不連続性は本発明のいくつかの態様の範囲内にある。滑らかな伸長（例えば、隆起、リッジ、又は他の凹凸なし）も最も好ましい。

【0040】

ブレード１８は、好ましくは、前面４０と、前面４０の反対側の背面４２とを呈する。前面４０は、好ましくは、それぞれの主部分４０ａ及び縁部分４０ｂを含む。背面４２は、好ましくは、それぞれの主部分４２ａ及び縁部分４２ｂを含む。主部分４０ａ、４２ａは、少なくとも互いに略平行であることが好ましい。一方、縁部分４０ｂ及び４２ｂは、好ましくは互いに向かって傾斜して、刃先３８を画定する頂点を有するＶ字形を形成する。好ましい実施形態では、刃先３８は対称なＶ字形の輪郭を呈するが、いくつかの実施形態では非対称性が許容される。さらに、広義の代替的な縁形成形状も、本発明のいくつかの態様の範囲内にある。

【0041】

好ましくは、ローラ１６の外側リム２６及びブレード１８の刃先３８の両方は、円周方向に延在するように円形経路に沿って延在する。すなわち、ローラ１６及びブレード１８は、いずれも円盤状又は円形の形状であることが好ましい。しかしながら、本発明のいくつかの態様によれば、全体的な意味（例えば、全体的に楕円形）であろうと、或いは、リム又は刃先自体に沿って（例えば、鋸歯状、スカラップ状など）いようと、形状の変化も許容される。

【0042】

以下により詳細に説明するように、回転伝達機構２０は、ブレード１８がローラ１６よりも速く回転するように、ブレード１８とローラ１６とを駆動的に相互接続するように構成される。換言すれば、回転伝達機構２０は、ローラ１６とブレード１８とが同じ期間の間回転する（すなわち、両方が同時に回転する）ように構成されるが、ブレード１８がローラ１６よりも速く回転するように、ローラ１６とブレード１８とを相互接続する。

【0043】

材料１２に対するローラカッタ１０の横方向移動は、好ましくは、それぞれローラ係合点ＥＰ＿Ｒとブレード係合点ＥＰ＿Ｂとの間の材料の表面１４にほぼ平行な切断方向Ｄであることに留意されたい。さらに、方向Ｄは、ローラカッタ１０が全体としてユーザから押し出されている（すなわち、「前方」に移動する）か、ユーザに向かって引っ張られている（すなわち、「後方」に移動する）かにかかわらず、ローラ係合点ＥＰ＿Ｒがブレード係合接触点ＥＰ＿Ｂを「先導する」状態で、従来の意味で「前方」又は「後方」のいずれであってもよいことに留意されたい。

【0044】

さらに、切断方向Ｄは、好ましくは、ブレード１８、より具体的にはその刃先３８に沿って又は平行に延在する平面内に少なくとも実質的に画定される。すなわち、ブレード１８は、好ましくは切断方向に位置合わせされて容易に転動可能であり、ブレード１８及び切断方向は同一平面上にある。

【0045】

ブレード１８自体は、好ましくは回転対称であるが、本発明のいくつかの態様の範囲内に変形が含まれる。

【0046】

ブレード１８は、好ましくは、限定はしないが、特定のセラミックを含む、鋼（例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、タングステン鋼など）又は切断に適した別の材料を含む。適切な材料は、あまり困難でない材料（例えば、綿織布の単層）の切断に十分な堅牢性の低いブレード材料、及びより困難な材料（例えば、皮革）の切断に必要な高品質のブレード材料を用いて、意図された切断用途によって変化することに留意されたい。

【0047】

本発明のいくつかの態様によれば、ブレードの一部又は全部のコーティングも許容される。例えば、ブレードの縁部は、困難な材料の切断又はスクライブにおける使用を容易にするために、片面又は両面がダイヤモンドでコーティングされてもよい。

【0048】

ブレード１８及びローラ１６は、好ましくは、軸アセンブリ４４によってハンドル２４に回転可能に固定される。軸アセンブリ４４は、好ましくは、軸ヘッド４６と、軸ヘッド４６から軸方向に延在する軸４８と、軸４８上に配置され、軸ヘッド４６から離間したナット５０とを含む。軸４８は、好ましくは、ブレード１８の回転軸を画定し、ブレード１８の本体に対して直角に延在する。さらに、ブレード１８は、ブレード回転軸上にある中央ブレード中心点ＣＰ＿Ｂを画定する。換言すれば、刃先３８は、ブレード中心点ＣＰ＿Ｂの周りに円弧状に（この場合、円周方向に）延在する。

【0049】

より具体的には、ブレード１８は、ブレード中心点ＣＰ＿Ｂと一直線になって中央ブレード軸開口部５２を画定することが好ましい。ローラ１６は、ローラ軸開口部５６を画定するローラハブ５４を含む。ローラ１６及びブレード１８は、軸ヘッド４６とナット５０との間に軸方向に配置され、軸４８は、ブレード軸開口部５２及びローラ軸開口部５６を通って延びる。

【0050】

ローラ１６のリム２６は、好ましくは、円弧状に、本実施形態では、リム中心点ＣＰ＿Ｒの周りに円周方向に延在することに留意されたい。以下でより詳細に説明するように、ローラ１６が非変形状態にあるとき、リム中心点ＣＰ＿Ｒ及びブレード中心点ＣＰ＿Ｂは、互いに軸方向に一直線になっている。したがって、ローラ１６のリム２６、ローラ１６のハブ６４、及びブレード１８のエッジ３８はすべて、互いに少なくとも実質的に同心であり、ブレード１８の回転軸は、ローラ１６の回転軸と同一の広がりを有し、ブレード中心点ＣＰ＿Ｂとリム中心点ＣＰ＿Ｒとは同じ場所にある。

【0051】

ハンドル２４は、好ましくは、グリップ部分５８と、ガード６０と、支持ストラット６２と、支持ストラット６２上に配置されたハブ６４と、ストラット６２の端部の外側リップ６６とを含む。

【0052】

最も好ましくは、ナット５０は、ハンドル２４のストラット６２によって画定されたナット凹部又はシート６８内の軸４８（ねじ山は図示せず）に螺合される。シート６８は、好ましくは、ハブ６４と軸方向に一直線になって画定されるが、オフセット構成は、本発明のいくつかの態様の範囲内にある。

【0053】

したがって、当業者には容易に明らかであるように、ハンドル２４、ならびにローラ１６及びブレード１８は、少なくとも部分的に、軸ヘッド４６とナット５０との間に軸方向に配置される。

【0054】

以下により詳細に説明するように、ナット５０は、カッター１０の選択された構成要素に対する軸方向圧縮力を増加又は減少させるように、軸４８に沿って軸方向に移動可能である。すなわち、軸アセンブリ４４は、広義には、ローラカッタ１０を「緩める」、「締め付ける」、さらには「ロックする」ように調整され得る。

【0055】

好ましい実施形態では、例えば、軸４８に沿ったナット５０の運動範囲は、ナット５０が軸４８に沿って遠位位置にある（すなわち、ヘッド４６からより遠くにある）ときにブレード１８及びローラ１６が実質的に自由に回転することができるようなものである。代替で、ブレード１８及びローラ１６は、著しい克服力がなければ、ナット５０が軸４８に沿って近位位置にある（すなわち、ヘッド４６により近い）ときに回転が厳しく制限されるか、又は無くなる程度まで、互いに及び／又はハンドル２４に対して強制的に圧縮されてもよい。後者の場合、ナット５０は、安全装置の一部として機能し、ブレード１８を所定の位置に本質的に「ロック」し、人又は材料の不注意な切断の可能性を防止又は少なくとも大幅に低減する。ここでも、この機能については、以下でより詳細に説明する。

【0056】

ブレード及び／又はローラの代替的な取り付け手段は、本発明のいくつかの態様の範囲内にあるが、ブレード及びローラの両方の回転が容易になることが不可欠である。

【0057】

ローラ１６は、好ましくは、ブレード１８の軸受支持を提供する複数の円弧状に離間した軸受タブ７０を含む。しかしながら、そのようなタブは、本発明のいくつかの態様の範囲から逸脱することなく省略することができる。

【0058】

ハンドル２４は、好ましくは、ユーザの快適さ及び制御のために人間工学的に設計される。さらに、ハンドル２４は、好ましくは、左手又は右手のどちらでも使用するように設計される。しかしながら、本発明のいくつかの態様によれば、ハンドルが特定のユーザ又はユーザの部分集合のためにサイズ設定及び／又は形状設定されることが許容される。例えば、ハンドルは、特定の手の向き又はサイズに合わせて設計されてもよい。ハンドルはまた、機械の一部として使用するために設計されてもよく、完全に排除されてもよく、又は完全に代替の形態で提供されてもよい。例えば、本ハンドル２４は、指がハンドルの周りを取り囲むようにユーザの手のひら及び指によって把持されるように設計されているが、ハンドルは代わりに、ユーザの手のひらに収まるように意図された半円形ケーシングの形態であってもよい。（したがって、ユーザの前腕にほぼ平行に延在するのではなく、代替的なハンドルは、手の下に配置され、手で覆われる。）

【0059】

ローラカッタ１０は、何らかの方法で電動機構と関連付けられてもよいが、好ましい実施形態では、ブレード１８の回転は直接電動化されてないことに留意されたい。すなわち、以下で詳細に説明するように、ブレード１８の回転及び関連する接線剪断運動は、最も好ましくは、伝達機構２０を介してブレード１８に伝達されるローラ１６の転動運動によって生成される。これは、例えば、ブレードの回転が、直接的に又は伝動装置を介してのいずれかの動力回転によって駆動され、ローラから切り離されるカッターとは対照的である。

【0060】

さらに、切断方向Ｄにおけるローラ１６の横運動（ローラ１６の回転又は転がりに対応する）は手動で駆動されることが好ましいが、本発明のいくつかの態様によれば、そのような運動が機械制御されることが許容される。しかしながら、そのような実施形態では、伝達機構２０は、好ましくは、ブレード１８自体の回転を駆動するために、本明細書に示され説明されるように依然として動作可能であることに留意されたい。すなわち、ローラの横運動又はローラ自体の回転の機械化は、本質的にローラカッタ１０の他の態様の動作に影響を与えない。

【0061】

最後に、本発明の特定の態様は、それにもかかわらず、ブレード自体の回転が、少なくとも部分的に非手動で（例えば、モータを介して）、及び／又はローラ及び伝動装置と関連せずに駆動されるローラカッタに適用可能であり得ることに留意されたい。

【0062】

セーフティーカバー７２を設けることもできるが、そのような省略は本発明のいくつかの態様の範囲内にある。図示の実施形態では、セーフティーカバー７２（図１３～図１５）は、トロイダル本体７４と、本体７４からほぼ直交して延在する、円弧状に離間した複数の弾性的に変形可能なラッチ７６と、これも本体７４からほぼ直交して延在する、直径方向に対向する一対のリップ７８とを含む。カバー７２が設置されると、本体７４は、ブレード１８の前面４０の一部分と重なり係合して、その刃先３８を覆って、軸ヘッド４６の周りに延在する。リップ７８は、ローラ１６のリム２６に沿って軸方向及び円弧状に延在し、ラッチ７６も同様にリム２６に沿って軸方向及び円弧状に延在するが、その背面３０にも係合する。したがって、セーフティーカバー７２のその後の取り外しを可能にするために、ラッチ７６の半径方向外側への偏向が生じなければならない。
伝達機構

【0063】

伝達機構２０は、好ましくは、ブレード１８とローラ１６とを選択的に駆動的に相互接続するギヤ機構８０を備える。より具体的には、好ましい実施形態では、ギヤ機構８０は、ローラ１６に対して固定されてローラと共に回転する外側リングギヤ８２と、ブレード１８に対して固定されてブレードと共に回転する内側ピニオンギヤ８４とを含む。

【0064】

リングギヤ８２は、半径方向内側に延在する複数のリングギヤ歯８６ａを含む内側歯付き領域８６を含む。ピニオンギヤ８４は、半径方向内側に延在するリングギヤ歯８６ａの対応するものと噛み合う半径方向外側に延在する複数のピニオンギヤ歯８８ａを含む外側歯付き領域８８を含む。

【0065】

ピニオンギヤ８４は、リングギヤ８２によって画定される内径よりも小さい外径を呈する。より詳細には、ローラカッタ１０の静止状態（例えば、図８及び図１１を参照）では、歯８６ａ及び８８ａは互いに係合しない。しかしながら、ギヤ８２及び８４が駆動的に相互係合すると、以下でより詳細に説明するプロセスでは、歯付き領域８６及び８８（又は、より具体的には、歯８６ａ及び８８ａのうちの選択されたもの）が噛み合い（図１２参照）、リングギヤ８２及びピニオンギヤ８４が回転すると、リングギヤ８２とピニオンギヤ８４との間に相対回転が生じる。さらに、ピニオンギヤ８４は、リングギヤ８２よりも高い角速度で回転する。そして、ブレード１８は、ローラ１６よりも速く回転する。

【0066】

好ましい実施形態では、ローラ１６は、ブレードの速度の約５０％～約９５％のローラの速度で回転する。より好ましくは、ローラの速度は、ブレードの速度の約７０％～約９０％である。最も好ましくは、ローラの速度はブレードの速度の約８０％である。

【0067】

ピニオンギヤ８４及びリングギヤ８２は、ローラカッタ１０の静止状態では好ましくは同軸であるが、軸は、ギヤ８２と８４との係合中にオフセットされるが平行であることに留意されたい。これについては、以下でより詳細に説明する。換言すれば、ピニオンギヤ８４及びリングギヤ８２の中心は、ギヤ８２と８４との係合中にオフセットされる。

【0068】

リングギヤ８２がローラ１６に対して固定され、ピニオンギヤ８４がブレード１８に対して固定されることが好ましいが、本発明のいくつかの態様によれば、リングギヤがブレードに対して固定され、ピニオンギヤがローラに対して固定された逆の構成が利用されることが許容される。

【0069】

本発明のいくつかの態様によれば、伝達機構が代替的に構成されることも許容される（例えば、太陽ギヤ及び１つ又は複数の遊星ギヤを含むこと、リングギヤと係合する追加のギヤを含むこと、及び／又は完全に代替的に配置されること）。しかしながら、好ましくは、そのような修正はいずれも、ローラと比較してブレードの好ましいより速い回転速度を依然として維持する。さらに、剛性システムは本発明のいくつかの態様の範囲内にあってよいが、以下でより詳細に説明するように、任意の代替の伝達機構設計がローラ１６のコンプライアンスを容易にすることが最も好ましい。

【0070】

ピニオンギヤ８４は、ブレード１８から分離しているが、直接固定されていることが好ましい。そのような固定は、機械的結合、にかわ又は他の接着剤によって容易にされる化学的結合、機械的及び化学的／接着剤結合の組み合わせなどを含むがこれらに限定されない、当技術分野で既知の様々な手段のいずれかを介してもよい。例えば、ピニオンギヤは、ブレード上にオーバーモールドされて（又は上に成形されて）それらの間に機械的結合を提供してもよく、又はブレードの背面とピニオンギヤの前面との間に接着剤が塗布されて固定を提供してもよい。図示の実施形態に示すように、ピニオンギヤ８４は、固定も提供するために、締まり嵌めでブレード軸開口部５２を貫通する前方に突出するリップ９０を追加的に（又は、ことによると代替的に）含んでもよい。しかしながら、ピニオンギヤの一体形成又は間接的固定は、本発明のいくつかの態様の範囲内にあるが、摩耗したブレードの交換を容易にすることができる構成が場合によっては最も好ましい。

【0071】

対照的に、リングギヤ８２は、ローラ１６によって一体的に画定されることが最も好ましい。より具体的には、好ましい実施形態では、ローラ１６は、前述の外側リム２６から半径方向内側に配置された内側リム９４を含む。内側リム９４は、好ましくは、リングギヤ８２をその前側及び内側に画定する。より具体的には、内側リム９４は、好ましくは、リングギヤ８２を画定する半径方向内側歯付き面８６と、歯付き面８６の反対側の半径方向外側ガイド面８６とを含む。

【0072】

それによって画定されるリングギヤ８２に関するものを含む、内側リム９４の追加の機能は、以下でより詳細に説明される。

【0073】

したがって、ローラ１６は、外側リム２６、ローラハブ５４、及びそれらの間に配置された内側リム９４を含み、内側リム９４はリングギヤ８２を画定する。外側リム２６、内側リム９４（及びリングギヤ８２）、及びローラハブ５４は、好ましくは、コンプライアント機構２２によってすべて一体的に形成され、互いに相互接続される。

【0074】

さらにより詳細には、以下でさらに説明するように、コンプライアント機構２２は、好ましくは、外側リム２６及び内側リム９４と一体的に形成され、それらの間に延在し、それらを相互接続する外部ステージ９８と、内側リム９４及びローラハブ５４と一体的に形成され、それらの間に延在し、それらを相互接続する内部ステージ１００とを含む。

【0075】

しかしながら、本発明のいくつかの態様によれば、構成要素の一部又は全部が非一体的に形成されることが許容される。例えば、コンプライアント機構の内部ステージは、ローラハブ及び内側リムのいずれか又は両方から分離しているが、にかわ、接着剤、ラッチ、干渉要素などによってそれに固定されていてもよい。同様に、コンプライアント機構の外部ステージは、外側リム及び内側リムのいずれか又は両方から分離しているが、にかわ、接着剤、ラッチ、干渉要素などによってそれに固定されていてもよい。

【0076】

コンプライアント機構
コンプライアント機構２２は、ピニオンギヤ８４とリングギヤ８２との選択的係合を容易にするように広く構成されている。より具体的には、そのような選択的係合は、コンプライアント機構２２の弾性的に変形可能な性質によって容易にされる。

【0077】

前述のように、コンプライアント機構２２は、好ましくはローラ１６と一体的に形成され、リム２６は外部ステージ９８に外接し、内側リム９４（及びリングギヤ８２）に外接し、内部ステージ１００に外接し、内側ハブ６４に外接する。しかしながら、本発明のいくつかの態様によれば、上記の構成要素の１つ又は複数の別個の形成が許容される。

【0078】

さらに、本発明の好ましい実施形態では、コンプライアント機構２２及びリングギヤ８２は何らかの方法で（一体であるかどうかにかかわらず）ローラ１６に固定されているが、本発明のいくつかの態様によれば、コンプライアント機構が代わりにブレードと共に形成されるか、又はブレードに固定される、或いはブレードに部分的に関連付けられ、ローラに部分的に関連付けられることが許容される。

【0079】

コンプライアント機構２２の内部ステージ１００は、好ましくは、円弧状に分布し、円弧状に半径方向に延在する弾性的に偏向可能な複数のスポーク１０２を含む。各スポーク１０２は、その中立構成と偏向構成との間で独立してシフト可能である。

【0080】

図示の実施形態では、３つのスポーク１０２が設けられているが、本発明のいくつかの態様によれば、代替の数のスポークが許容される。

【0081】

内部スポーク１０２は、好ましくは略フック形又はＪ字形であり、形状の上端部が内側リング又はリム９４と係合し、形状の後端部が内側ハブ６４と係合する。しかしながら、以下に記載される所望の機能を依然として提供する代替的な形状は、本発明のいくつかの態様の範囲内にある。

【0082】

内部スポーク１０２によって提供される抵抗は、好ましくは、切断プロセスの開始時に内部スポーク１０２の偏向が容易に生じるように、切断プロセス中にローラ１６にユーザが加える（又は機械的に、若しくは他の方法で加えられる）典型的な力と比較して比較的低い。例えば、スポーク１０２の偏向は、好ましくは、切断プロセスの開始時にユーザがハンドル２４によってローラカッタ１０を保持しながら、材料表面１４の中又は上にローラ１６を最初に押圧するときに容易に生じる。しかしながら、様々なレベルの偏向抵抗が本発明のいくつかの態様の範囲内にある。

【0083】

スポーク１０２の中立構成（すなわち、スポーク１０２の各々がその中立構成にあるとき）では、ピニオンギヤ８４とリングギヤ８２との係合が解除される（図８、図１１などを参照）。すなわち、ピニオンギヤ８４は、円周方向に延在する係合解除間隙１０４がその間に存在するように、リングギヤ８２から半径方向に離間している。間隔及びその結果としての継続的な係合解除は、１つ又は複数の内部スポーク１０２の十分に小さい偏向でも持続する。すなわち、内部スポーク１０２のいくつかの偏向構成は、ピニオンギヤ８４とリングギヤ８２との間の係合をもたらさない。

【0084】

しかしながら、内部スポーク１０２のうちの１つ又は複数（又は、より一般的には、コンプライアント機構２２の内部ステージ１００）が十分に偏向すると、ピニオンギヤ８４の外側歯８８ａの噛み合いサブセット１０６は、リングギヤ８２の内側歯８６ａの噛み合いサブセット１０８と噛み合う（図１２参照）。すなわち、スポーク１０２の少なくとも一方を、その偏向された構成のうちの選択された１つにシフトすることにより、ピニオンギヤ８４とリングギヤ８２との係合が容易になる。

【0085】

したがって、実際の意味では、材料１２の表面１４との相互作用から生じるローラ１６の回転は、メッシュ状サブセット１０６及び１０８の相互作用を介してブレード１８に駆動伝達される。

【0086】

また、リングギヤ８２に対するピニオンギヤ８４のギヤ比の利点により、ブレード１８の回転はローラ１６の回転よりも速いことにも留意されたい。

【0087】

ローラ１６への力の付与が停止されると（例えば、切断プロセスの終わりに）、内部スポーク１０２は、前述の弾性的に変形可能な性質の利点により、それらの初期の中立的な構成に戻る（又はほぼ戻る）。ある程度の変形保持は許容可能であり、多くの適切な材料に対して予想されるが、そのような保持は、内部スポークの機能を保持するために最も最小限に抑えられることに留意されたい。すなわち、弾性性能が最も最適である。

【0088】

また、内部スポーク１０２がそれらの中立状態にあるとき（及び、偏向構成のうちの偏向が少ない構成のいくつかにおいて）、刃先３８は全体として、リム２６の外側マージン２６ａの半径方向内側に配置されることにも留意されたい。すなわち、刃先３８は、リム２６によってある程度保護されており、これはまた、内部スポーク１０２が中立構成にあるときに、ユーザ又は隣接する材料をブレード１８から保護するように逆に作用する。

【0089】

内部スポーク１０２が、係合された構成が最初に存在する程度まで偏向されるとき、ブレード１８は、ここではリム２６と同軸ではないが、依然として露出していないことが最も好ましい。すなわち、最初にギヤ係合が発生したとき（及びコンプライアント機構２２の第２の又は外部ステージ９８の変形がまだ発生していないとき）、リム２６の半径方向外側マージン２６ａは、依然として刃先３８の全体の半径方向外側に配置されていることが好ましい。本発明のいくつかの態様によれば、（実質的な切断が依然として起こりにくいような）刃先３８と等しい位置合わせも許容される。

【0090】

さらに、本発明のいくつかの実施形態では、特にコンプライアント機構の外部ステージが省略されている代替の実施形態では、内部ステージの十分な偏向が、刃先の露出及び切断能力をもたらすことが許容される。

【0091】

コンプライアント機構２２の外部ステージ９８は、内部ステージ１００の半径方向外側に配置される。より具体的には、内部ステージ１００が内側リム９４と内部ハブ６４との間に延在し、それらを相互接続するのに対して、外部ステージ９８は内側リム９４と外側リム２６との間に延在し、それらを相互接続する。

【0092】

さらにより詳細には、外部ステージ９８は、各々がその中立構成と偏向構成との間で移動可能な、円弧状に分布し、円弧状に半径方向に延在する弾性的に偏向可能な複数のアーム１１０を含む。

【0093】

図示の実施形態では、４つのアーム１１０が設けられているが、本発明のいくつかの態様によれば、代替の数のアームが許容される。

【0094】

アーム１１０は、一般に、比較的低い曲率の（すなわち、比較的平坦な）アーチの形状であることが好ましく、形状の外側端部がローラ１６の外側リム２６と係合し、形状の内側端部がローラ１６の内側リム９４と係合する。しかしながら、以下に記載される所望の機能を依然として提供する代替的な形状は、本発明のいくつかの態様の範囲内にある。

【0095】

アーム１１０の中立構成（すなわち、アーム１１０の各々がその中立構成にあるとき）では、ピニオンギヤ８４及びリングギヤ８２は、互いに係合解除又は係合することができる。後者の場合、ローラ１６に加えられる力（例えば、ユーザによって、ハンドル２４を介して）は、ギヤ８２及び８４の駆動係合を容易にするためにコンプライアント機構２２の内部ステージのスポーク１０２の十分な偏向を引き起こしたが、コンプライアント機構２２の外部ステージ９８のアーム１１０の偏向を引き起こすほどには（まだ）十分大きくなかった。

【0096】

上記から明らかなように、外部ステージ９８（又は、より具体的には、アーム１１０）は、内部ステージ１００（スポーク１０２を含む）よりも高い剛性を呈する。したがって、それらの偏向を引き起こすためにより大きな力が必要とされる。

【0097】

さらに、任意の切削プロセスは、内部ステージ１００が偏向してギヤ８２と８４との係合を容易にする前述の第１のステージ、及び外部ステージ９８の偏向が材料１２の実際の切断を容易にする以下でより詳細に説明する第２のステージの２つのステージの偏向が生じることを必要とする。

【0098】

より具体的には、図１２に示すように、内部ステージ１００の偏向がギヤ８２及び８４の係合をもたらした後、外部ステージ９８の偏向により、内側ハブ６４、ブレード１８、及びピニオンギヤ８４をすべて材料１２に向かって、ローラ１６の外側リム２６に対してシフトし、ブレード１８は、好ましくはブレード係合点ＥＰ＿Ｂで材料１２に接触し、その表面１４をスライスする。ローラ１６のリム２６は、材料１２の表面に留まり、ローラ係合点ＥＰ＿Ｒで材料に係合する。

【0099】

その後の力の付与の増加により、アーム１１０がさらに大きく変位すると、ブレード１８及び関連する構成要素がさらにシフトし、そのようなシフトは、ブレード１８がリム２６に対してさらに大きくシフトし、材料表面１４をさらに越えて延在するときのより深い切断深さに対応する。

【0100】

ローラ１６への力の付与が停止されると（例えば、切断プロセスの終わりに）、内部スポーク１０２及び外部アーム１１０は、前述の弾性的に変形可能な性質の利点により、それらの初期の中立的な構成に戻る（又はほぼ戻る）。ある程度の変形保持は許容可能であり、多くの適切な材料に対して予想されるが、そのような保持は、内部スポークの機能を保持するために最も最小限に抑えられることに留意されたい。

【0101】

外部又は第２のステージ９８が内部又は第１のステージ１００よりも剛性であるため、外部又は第２のステージ９８を設けることは、場合によっては、ブレード１８を露出させ、その意図された使用のためにツールに係合するのに必要な意図的な動作を効果的にもたらすことは、当業者には容易に明らかであろう。例えば、最初の手動の力の付与が第１又は内部ステージ１００を係合させることにのみ十分であったユーザは、付与される力を意図的に増加させて外部又は第２のステージ９８を完全に係合させ、切断のためにブレード１８を露出させることが必要であろう。

【0102】

再び材料表面１４とブレード１８の最初の接触に目を向けると、コンプライアント機構２２の変形は、ブレード１８の下方及びローラ１６に対して切断方向Ｄとは反対方向の両方にシフトする（又はローラ１６全体の上方及びブレード１８に対して切断方向Ｄの両方のシフトする）ことを容易にし、切断方向は表面１４にほぼ平行であると理解されることに留意されたい。（切断方向Ｄは、典型的にはユーザから離れる「前方」方向であるが、「後方」方向も許容される）。このシフトにより、ブレード１８は、ローラ係合点ＥＰ＿Ｒの後方（すなわち、切断方向Ｄの後方）のブレード係合点ＥＰ＿Ｂで材料１２と係合する。

【0103】

要約すると、内部ステージ１００のスポーク１０２の少なくとも１つを偏向構成のうちの選択された１つにシフトすることにより、ピニオンギヤ８４をリングギヤ８２と係合するようにシフトさせることが可能になる。外部ステージ９８のアーム１１０の少なくとも１つを偏向構成のうちの選択された１つにシフトさせることにより、ローラ１６のリム２６に対するブレード１８の刃先３８のシフトが可能になり、その結果、リム２６及び刃先３８の両方が、それぞれローラ係合点ＥＰ＿Ｒ及びブレード係合点ＥＰ＿Ｂで材料と係合し、ブレード係合点ＥＰ＿Ｂはローラ係合点ＥＰ＿Ｒから後方に離間している。外部ステージ９８は内部ステージ１００よりも高い剛性を有するので、内部ステージのスポーク１０２の変形は、外部ステージのアーム１１０の変形の前に生じ、それにより、材料１２と接触するように刃先３８をシフトする前にピニオンギヤ８４とリングギヤ８２との係合が容易になる。

【0104】

上述したように、コンプライアント機構２２の弾性変形は、弾性的に偏向可能なスポーク１０２及びアーム１１０によって提供されることが好ましいが、弾性変形を提供する他の手段は、本発明のいくつかの態様の範囲内にあることに留意されたい。例えば、スポーク及び／又はアームは、ほぼ連続した（すなわち、ほぼ固体又はバルク状の）形態で提供される１つ又は複数の可撓性若しくは弾性的に圧縮可能なフォーム或いは他の材料（例えば、ポリウレタン、エラストマーなど）によって置き換えられるか、又はそれと併せて提供され得る。ばね状のメッシュ又は他の構造を設けることもできる。

【0105】

例えば、第１の剛性又は圧縮に対する耐性を有する弾性的に圧縮可能な材料のリングは、内側スポークのすべてを置き換えることができ、より高い剛性／圧縮に対する耐性を有する異なる弾性的に圧縮可能な材料のリングは、外側アームのすべてを置き換えることができる。代替で、アームのみ又はスポークのみを交換することができ、或いはスポーク及び／又はアームを材料インサートと共に設けることができる。

【0106】

固有の材料組成に関して、及び変化する負荷に応じて、所与の材料インサート内の剛性の変化も考えられる。

【0107】

本発明の好ましい実施形態では、ブレード１８の刃先３８は、軸４８と位置合わせし、ブレード１８の回転軸上にあるブレード中心点ＣＰ＿Ｂの周りに延在する。ローラ１６のリム２６も同様に、リム中心点ＣＰ＿Ｒの周りに延在する。（リム２６は、加えられた力が高いときに切断プロセス中に円形からいくらか変形する可能性があるが、それにもかかわらず、おおよその「中心」を見つけることができる。）コンプライアント機構２２の変形の前に、ブレード及びリム中心点ＣＰ＿Ｂ及びＣＰ＿Ｒは、軸４８によって画定されるように、ブレード１８の回転軸に沿って互いに位置合わせされる。すなわち、刃先３８及びリム２６は両方とも共有軸を中心とする。しかしながら、コンプライアント機構の利点により、リム中心点ＣＰ＿Ｒは、ブレード中心点ＣＰ＿Ｂ及びブレード回転軸に対してシフト可能である。図１２に示すように、例えば、ブレード１８がブレード係合点ＥＰ＿Ｂで材料１２と係合し、リム２６がローラ係合点ＥＰ＿Ｒで材料１２と係合するとき、リム中心点ＣＰ＿Ｒはブレード中心点ＣＰ＿Ｂの上方及び前方にオフセットされる。換言すれば、ブレード中心点ＣＰ＿Ｂは、コンプライアント機構２２のステージ９８又は１００のいずれかが変形すると、リム中心点ＣＰ＿Ｒに対して下方及び後方にシフトする。

【0108】

ここでも、コンプライアント機構２２によって容易にされるように、切断方向Ｄにブレード係合点ＥＰ＿Ｂの前方のローラ係合点ＥＰ＿Ｒの間隔が、それらの間の材料１２に張力をかけることに留意されたい。したがって、刃先３８は、ブレード係合点ＥＰ＿Ｂで圧縮剪断力と接線剪断力の両方を加え、材料１２のより効果的な切断をもたらす。

【0109】

この張力がローラカッタ１０自体によって一体的に提供されることも特に強調される。対照的に、従来のローラカッタを操作するユーザは、一方の手を使用してローラを操作し、他方の手を使用して切断する材料を張力下で保持する必要があることに気付くかもしれない。このような面倒な支援努力は、本設計によって不要にされる。

【0110】

ガイド要素
本発明の好ましい実施形態では、ガイド要素又は自由度低減器１１２が提供される。ガイド要素１１２は、伝達機構２０の自由度を減少させるように広く作用する。

【0111】

より具体的には、当業者には容易に明らかになるように、リングギヤ８２及びピニオンギヤ８４を含むギヤ機構８０は、２つの自由度、すなわち歯８６ａ及び８８ａの相互係合によって駆動されるような正回転に関連する第１の自由度と、リングギヤ８２に沿ったピニオンギヤ８４の相対移動又は「乗り上げ」に関連する第２の自由度とを有する遊星ギヤ列である（又は、代替的に見ると、ピニオンギヤ８４に対してシフトするリングギヤ８２）。

【0112】

また、当業者には明らかなように、そのような「乗り上げ」は、許容される場合、ピニオンギヤ８４に固定されてそれと共にシフトするブレード１８の対応する「乗り上げ」をもたらす。この乗り上げ又は持ち上げは、切断される材料１２の表面１４から離れるようにブレード１８を持ち上げることに対応し、接触の喪失及び関連する切断エラー及び／又は不規則性を潜在的にもたらし、又は完全な断絶が生じない場合には少なくとも切断深さの変化をもたらす。したがって、そのような乗り上げに関連するギヤ機構の自由度を除去又は制限することが望ましい。以下に説明するように、ガイド要素１１２は、そのような制限の信頼性が高く耐摩耗性の物理的手段を提供する。

【0113】

ガイド要素１１２は、好ましくは、横材１１６によって連結された一対の円弧状に離間したフランジ１１４ａ及び１１４ｂを含み、フランジ１１４ａ及び１１４ｂならびに横材１１６は協働してほぼＨ字形の形態を作成する。より具体的には、フランジ１１４ａ及び１１４ｂは、好ましくは、互いに直径方向に対向し、互いに平行に延在し、横材１１６は、フランジ１１４ａ及び１１４ｂに対してほぼ垂直に延在する。

【0114】

フランジ１１４ａ及び１１４ｂを連結することに加えて、横材１１６は、好ましくは、横材を貫通するハブ開口部１１８を画定する。より具体的には、横材１１６は、ハブ開口部１１８を画定する取り付けリング部分１２０を含む。ローラカッタ１０のハンドル２４のハブ６４は、好ましくは、取り付けリング部分１２０がハブ６４に外接した状態で、ハブ開口部１１８内に受け入れられる。

【0115】

リング部分１２０は、以下でより詳細に説明する目的のために、ハブ６４の周りのガイド要素１１２の少なくとも実質的に制限されないか、又は自由な回転を容易にするようにサイズ設定及び形状設定されることが好ましい。

【0116】

好ましくは、ハブ６４には、ハブ６４に設置されたときにガイド要素１１２の軸方向前方への移動を制限するリップ１２２が設けられる。ストラット６２は、ガイド要素１１２の後方に延在し、その軸方向後方へのシフトを制限する。

【0117】

ガイド要素１１２のフランジ１１４ａ及び１１４ｂは、横材１１６から軸方向前方に延在する。フランジ１１４ａ及び１１４ｂはまた、ローラ１６の内側リム９４の外側ガイド面９６に並んで、部分的に接触して、接線方向に延在する。すなわち、フランジ１１４ａ及び１１４ｂは、ガイド面９６に並んで軸方向に延在し、ガイド面の半径方向外側に延在することが好ましい。したがって、フランジ１１４ａ及び１１４ｂは、ピニオンギヤ８４に対する内側リム９４の半径方向のシフトを部分的に制限する障壁として作用する（これは、上記から明らかなように、ガイド要素１１２と一定の同心性で配置されている）。以下により詳細に説明するように、フランジ１１４ａ及び１１４ｂは、ガイド要素１１２がそのガイド位置にあるときに、リングギヤ８２に沿ったピニオンギヤ８４の相対的な「乗り上げ」を制限するようにさらに作用する。

【0118】

より具体的には、ユーザによって加えられる力は、一般に、力方向Ｆにハンドル２４を介してローラ１６及びブレード１８に伝達される。図示の実施形態では、ハンドル２４の少なくとも実質的に直線的な延伸は、ハンドル２４自体も力方向Ｆに沿って延在するようなものであり、力方向Ｆもハンドル方向であると理解することができる。しかしながら、本発明のいくつかの態様によれば、力方向と少なくとも部分的に位置合わせしていない代替的なハンドル形状が存在することが許容される。

【0119】

フランジ１１４ａ及び１１４ｂは、ハンドル２４及び力方向Ｆに対して任意の方法で最初に配向されてもよいが、ロータリカッタ１０は、ハンドル２４を介してユーザが力を加えると、ガイド要素１１２が案内位置に自己位置合わせするように設計される。案内位置は、ガイド要素１１２が、ガイドリム９４の外面９６の係合によってリングギヤ８２に対するピニオンギヤ８４の望ましくない動きを機械的に制限するようなものである。ガイド要素１１２の案内位置及び自己位置合わせプロセスについては、以下でより詳細に説明する。

【0120】

ガイド要素１１２が案内位置にあるとき、図１２に示すように、フランジ１１４ａ及び１１４ｂは、力方向Ｆに対して少なくとも実質的に垂直に延在する（これは、図示の実施形態では、ハンドル２４の延長方向でもある）ことに最初に留意されたい。代替的に説明すると、ガイド要素１１２は、横材１１６に沿ってフランジ１１４ａ及び１１４ｂを通って延在する局所ガイド要素軸Ｇを有すると理解されてもよく、ガイド要素軸Ｇはフランジ１１４ａ及び１１４ｂに対して垂直である。ガイド要素１１２が案内位置にあるとき、ガイド要素軸Ｇは、力方向Ｆと平行であるか、又は位置合わせされ、図示の実施形態では、ハンドル２４の延伸方向と平行であるか、又は位置合わせされる。

【0121】

対照的に、ガイド要素１１２が複数の一般的な向き（例えば、図２、図５、及び図１１を参照されたい）のいずれかである場合、ガイド要素軸Ｇは力方向Ｆから角度的にオフセットされ、フランジ１１４ａ及び１１４ｂは力方向に対して垂直ではない。

【0122】

図１１を参照すると、材料１２とのローラ１６の最初の接触は、力方向Ｆに沿った力の伝達に関連付けられることが当業者によって容易に理解されよう。さらに、上述したように、そのような加えられた力の増加は、最終的に、最初にコンプライアント機構２２の内部ステージ１００の変形及びその結果としてのギヤ８２及び８４の係合をもたらし、その後、コンプライアント機構の外部ステージ９８の変形及び結果としてのブレード１８の材料１２（図１２を参照されたい）との接触をもたらす。

【0123】

しかしながら、引き続き図１１を参照すると、ガイド要素１１２に関して、ハンドル２４を介したユーザによる力の力方向Ｆへの伝達は、ローラ１６の内側ガイドリム９４との接触を介してガイド要素１１２に回転モーメントを発生させる。すなわち、ガイド要素１１２に作用する回転モーメントは、フランジ１１４ａ及び１１４ｂに対する内側リム９４からの力に起因して発生する。これらの力は、平衡が達成されるまでガイド要素１１２の回転をもたらし、フランジ１１４ａ及び１１４ｂはもはや内側リム９４によって「押圧」されない（すなわち、ガイド要素１１２にモーメントが作用しない）。図１２に示すこの平衡状態は、ガイド要素軸Ｇが力方向と位置合わせする前述の案内位置におけるガイド要素１１２の配置に対応する。したがって、ガイド要素１１２は、平衡に向かって、そしてひいては案内位置に向かって自然にシフトすることによって「自己位置合わせ」する。

【0124】

当然ながら、案内位置は力方向Ｆに依存するため、ローラカッタ１０の再配向及び／又は力方向Ｆの変化は、ガイド要素１１２に加えられる新しいモーメントの生成及びそれに対応するガイド要素１１２の回転をもたらして、新しい力に関連する案内位置にそれ自体を再位置合わせする。

【0125】

ガイド要素１１２が案内位置にあるとき、図７及び図１２に示すように、ガイド要素１１２は、伝達機構２０の過剰な自由を除去する。より具体的には、ガイド要素１１２は、リングギヤ８２に対するピニオンギヤ８４の「乗り上げ」に関連付けられた伝達機構２０の自由度を除去する。すなわち、リム９４は、フランジ１１４ａと１１４ｂとの間に捕捉され、フランジ１１４ａと１１４ｂは、それらの取り付けの利点によってピニオンギヤ８４に対して半径方向に固定されて回転軸を共有するため、リム９４及びピニオンギヤ８４のハンドル軸に沿ったシフト（すなわち、力方向Ｆ）は許容されない。したがって、刃先３８の「乗り上げ」及び関連するシフト、ならびに表面１４からの潜在的な断絶が回避される。良好なブレード接触が維持され、所望のカットにおけるスキップ及び他の欠陥が回避される。

【0126】

剛性ギヤトレイン又は伝達機構を設けることは、ガイド要素の必要性を少なくともある程度排除することができるが、そのようなシステムは、本発明の有利なオフセットブレード及びローラ接触点を提供することができないことに留意されたい。さらに、良好なブレード接触を維持することが困難になる可能性がある。

【0127】

本明細書に記載のガイド要素１１２は、ある程度のコンプライアンスを有する様々な他の遊星ギヤ列又は他のギヤ列での使用に容易に適合させることができ、効率的、費用効果的、及び信頼性の高い方法でシステムから自由度を取り除くことが望ましいことにも留意されたい。

【0128】

軸受及び調整
前述のように、ローラカッタ１０は、ハンドル２４のストラット６２によって画定されたシート６８に受け入れられるナット５０を含む。同じく前述したように、ナット５０は、カッター１０の選択された構成要素に対する軸方向圧縮力を増加又は減少させるように、軸に沿って軸方向にシフト可能である（ただし必ずしもねじ係合を介する必要はないことが好ましい）。そのような構成要素の１つは、皿ばね１２４である。

【0129】

皿ばね１２４は、好ましくは、本体１２６と、本体１２６に外接するリム１２８とを含む。本体１２６は、それを貫通する中央開口部１３０を画定する。本体１２６は、リム１２８から開口部１３０まで延在する、円弧状に配置された半径方向内側に延在する複数のフィンガ１３２を含む。代替で、フィンガ１３２は、本体１２６に画定された半径方向外側に延在するスリット１３４によって形成されると理解されてもよい。

【0130】

皿ばね１２４は、前面１３６及び背面１２８を呈する。前面１３６は好ましくは凹形状であり、一方、背面１２８はそれに対応して凸状である。しかしながら、反転された向きは、より一般的な意味での代替的なばね設計と同様に、本発明のいくつかの態様の範囲内にある。

【0131】

皿ばね１２４は、リングギヤ８２の軸方向後方及びガイド要素１１２の前方に配置され、軸４８は開口部１３０を貫通している。より具体的には、皿ばね１２４は、ローラ１６の内側リム９４によって画定された皿ばね座又は棚１４０に着座し、内側リム９４の半径方向内面１４２と円周方向に接触する。

【0132】

図９を参照すると、ナット５０が軸４８上の軸方向後方位置にあるとき、皿ばね１２４は少なくとも実質的に圧縮されず、前面１３６の最大凹部に対応する。皿ばね１２４のリム１２８と、シート１４０及びガイドリム９４の内面１４２の両方との間で接触がなされる。皿ばね１２４のフィンガ１３２の内側端部の後部とハブ６４の前部との間にも接触がなされるが、そのような接触は比較的低い力である。さらに、ローラ１６のリム２６とハンドル２４のリム当接部１４６との間には、円周方向に延在する軸方向間隙１４４が存在する。

【0133】

対照的に、図１０に示すように、ナット５０が軸４８に沿って軸方向前方位置に締め付けられると、皿ばね１２４は、少なくとも実質的に圧縮され（すなわち、平坦にされ）、前面１３６の凹部の減少、及びリム１２８によって内側リム１２４の内面１４２及びシート１４０にそれぞれ付与される外向き及び前方のばね力の増加に対応する。すなわち、皿ばねリム１２８とガイドリム９４の内面１４２及びシート１４０の両方との間、及びフィンガ１３２の内側端部の背面とハブ６４との間に接触が継続されるが、このような接触は、ここでは、ナット５０がハブ６４及びローラ１６を互いに向かって引き込むときのばね１２４の圧縮による比較的高い力に関連する。

【0134】

この構成では、皿ばね１２４によってローラ１６の内側リム９４に形状及び回転安定性ならびに付加の分配が提供される。より具体的には、力は、ハブ６４からフィンガ１３２に、フィンガ１３２から皿ばねのリム１２８に、及び皿ばね１２４のリム１２８からローラ１６の内側リム９４に均一に広がる。

【0135】

ローラ１６に対するハブ６４の相対的なシフトの結果として、ローラ１６のリム２６とハンドル２４のリム当接部１４６との間の先に画定された円周方向に延在する軸方向間隙１４４が近づき、ローラ１６とハンドル２４との間に接触が生じることにも留意されたい。したがって、ローラリム２６とハンドル２４の当接部１４６との間に摩擦がもたらされる。この摩擦は、十分に高い場合、ブレード１８の望ましくない回転を防止する安全機構として機能するのに十分であり得る。すなわち、ナット５０は、使用されていないときにブレード１８を「ロック」するように締め付けることができる。

【0136】

ブレードを「ロック」する点にではなく上昇する摩擦は、ハンドル、ひいてはブレード１８及びローラ１６により大きな力を付与するようにユーザに促す抵抗フィードバックをユーザに提供することによって「より重い」切断プロセスに対しても有益であり得る。すなわち、重い材料又は複数の層を切断する前にナット５０を締め付けることにより、ユーザに適切に高い力を加えるように誘導することによって、切断の改善を促進することができる。このような有益なフィードバック摩擦は、少なくとも実質的にフィンガ１３２とハブ６４との相互作用のみから生じ得る。代替で、ナット５０がさらに締め付けられている場合、そのようなフィードバック摩擦は、フィンガ１３２とハブ６４との界面、及びリム２６とリム当接部１４６との界面の両方から生じ得る。

【0137】

より締まったナット５０及びより圧縮された皿ばね１２４はまた、ローラカッタ１０の平面性及び安定性を助け、様々な構成要素が位置合わせされたままで軸外運動を回避するのを支援する。そのような頑丈さは、すべての状況において有益であるが、堅牢性が低く、より脆弱なシステムの位置ずれをもたらす高い力が存在する重切断状況において特に必要である。

【0138】

低い切断力が加えられる特定の状況では、皿ばね１２４はそれ自体、伝達機構２０の過剰な自由度を制限し、したがってリングギヤ８２に対するピニオンギヤ８４の乗り上げを防止するか、又は少なくとも実質的に制限するのに十分であり得ることに留意されたい。すなわち、これらの状況ではガイド要素１１２は必要ではない場合がある。しかしながら、皿ばね１２４は、摩擦を受け、摩擦を発生し（例えば、フィンガ１３２とハブ６４との間で）、その固有の材料特性に基づいて機能するので、状況によっては、ガイド要素１１２などの機械的要素ほど信頼性又は一貫性がない。例えば、皿ばね１２４は、経時的に摩耗し、その復元力／弾性及び／又は摩擦発生能力の一部を失う可能性がある。

【0139】

上記を考慮すると、皿ばね１２４がローラ１６に対して軸受支持を提供し、一般にローラ１６及びローラカッタ１０の平面性を維持するのを支援し、リングギヤ８２がピニオンギヤ８４に対して乗り上げるのを制限することによって自由度の制限を助け、場合によっては、ユーザによる適切な力の付与を促す抵抗フィードバックを提供することが当業者には明らかであろう。可撓性フィンガ１３２がハブ６４及び他の構成要素の欠陥に対応するためのコンプライアンスを提供して、皿ばね１２４が焼付を防止するのにも役立つ。

【0140】

広義のローラカッタ１０の設計は、ローラカッタ１０の他の構成要素の変更を必ずしも必要とせずにブレード１８のサイズを変えることができるようなものである。例えば、ローラ１６の外側リム２６の外径を越えない刃先３８の外径をもたらす刃先３８の外径の増加は、本質的にローラカッタ１０の既存の構成要素のいずれかの変更を必要としない。

【0141】

同様に、ローラ１６の外側リム２６のサイズは、必ずしもローラカッタ１０に対する他の修正を必要とすることなく、ある程度修正することができる。

【0142】

もちろん、他の既存の構成要素（例えば、外側リム及びブレードサイズの両方に対する変更）の機能性に影響を与えることなくいくつかの組み合わせた修正を行うこともできることは、当業者には容易に明らかであろう。

【0143】

結論
上述した１つ又は複数の実施形態の特徴は、互いに様々な組み合わせで使用されてもよく、及び／又は互いに独立して使用されてもよい。例えば、単一の開示された実施形態は、特徴の好ましい組み合わせを含むことができるが、本明細書が明示的に述べていない限り、又は当業者によって理解され得るように、本実施形態が開示された特徴の１つのみ又は全部よりも少ないものを含むことは、本発明の特定の態様の範囲内である。したがって、本発明の実施形態は、必ずしも上述の特徴の組み合わせ（複数可）に限定されない。

【0144】

上述の本発明の好ましい形態は、例示としてのみ使用されるべきであり、本発明の範囲を解釈する際に限定的な意味で利用されるべきではない。上述したように、例示的な実施形態に対する明白な変更は、本発明の精神から逸脱することなく、当業者によって容易に行うことができる。

【0145】

上記の説明は、本発明の好ましい実施形態の特徴を提示しているが、本発明の原理を踏まえて他の好ましい実施形態も作成され得る。さらに、前述したように、これらの他の好ましい実施形態は、場合によっては、上記の説明において別個の実施形態の一部として独立して提示されているにもかかわらず、一緒に使用するのに適合する特徴の組み合わせによって実現されてもよい。

【0146】

本発明者らは、以下の特許請求の範囲に記載されている本発明の文字通りの範囲から実質的に逸脱していないが、その範囲外にある任意の装置に関連して、本発明の合理的に公平な範囲を決定し、それにアクセスするために均等論に依拠する意図を、本明細書によって述べる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【外国語明細書】