JP2023505786A - 縮小されたフォームファクタを有する裁断機械 - Google Patents

Abstract

裁断機械が、作業面と、キャリッジと、ツールと、駆動機構と、を含んでいる。キャリッジは作業面の上方に配置されている。ツールは、キャリッジへ取り外し可能に固定されていて、（ｉ）作業面に向かって第１の軸に沿って動くように、（ｉｉ）作業面に対して第１の軸を横断する第２の軸に沿って動くように、及び（ｉｉｉ）作業面に対して第１の軸及び第２の軸を横断する第３の軸に沿って動くように構成されている。駆動機構は、第１の軸からオフセットされていて、ツールを第１の軸に沿って動かすように構成されている。【選択図】図１Ａ

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、合衆国法典第３５巻、第１１９条（ｅ）の下に、「縮小されたフォームファクタを有する裁断機械」（“Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｈａｖｉｎｇ Ａ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ”）と題された２０１９年１２月１２日出願の米国特許出願第６２／９４７，４７０号に対する優先権を主張し、その開示をこの出願の開示の一部と見なし、その全体を参考文献として本明細書に組み入れる。
技術分野

本開示は、概括的には、電子式裁断システム、方法、及び装置に関する。特に、本開示は小型化された電子式裁断機械に関する。

この項目は、本開示に関連する背景情報を提供しており、必ずしも先行技術ではない。

歴史全体を通して人々は芸術を創造することによって自身の充実、達成、満足、及び表現の感覚を見いだしてきた。近代、１９世紀後半には、熟練職人たちによって先導された芸術改革及び社会運動が、アメリカ、カナダ、イギリス、オーストラリアをまたいで多くの民衆に徐々に認知されようとし始めていた。この運動はしばしば「アーツ・アンド・クラフツ運動」と呼ばれることもあった。

何年も前に始まったいわゆるアーツ・アンド・クラフツ運動は、必ずしも特定の手工芸に熟練しているとは限らない多くの人々によって今日も進化し続けている。その様に非熟練者が社会的活動や趣味として美術工芸に傾倒することもあると言えるだろう。状況によっては、活動や趣味は、例えば経済的な利益のため、贈り物をするため、又は単に自身の充実、達成、満足、及び表現の感覚を見いだしながら時間を過ごすため、に及ぶ幾つもの理由で営まれるだろう。

何年も前に始まった現代技術の進歩、即ち「アーツ・アンド・クラフツ運動」は、例えば熟練者又は非熟練者の美術工芸への貢献の仕方を強化し又は向上させ得る更なる進歩の余地がある。ゆえに、当技術分野を進歩させる改善された構成要素、デバイスなどの開発に対するニーズが存在する。

開発及び改良の対象とされるデバイスの１つの部類は、一般にビニールカッタ又はカッタと呼ばれることもある電子式裁断機械である。現在利用可能な電子式裁断機械は、ユーザーの体験と楽しさに影響を与える多くの態様が不十分である。

例えば、典型的な裁断機械は、大きくて重く、使用中は、手工芸用テーブル表面の様なテーブル／カウンターの表面の広い面積を占有する。これらの機械は、手工芸用テーブル上に裁断機械と並んで他のツールや消耗品のためのスペースを必要とする者にとっては、使用することがフラストレーションを引き起こすほどであるかもしれない。

現在の裁断機械は、機械を持ち上げ運ぶことに困難を来さないとも限らないほどの大きさである。これらの機械を運んでセットアップすることが面倒であるため、ユーザーがこれらの機械をその場に置きっぱなしにして、機械を移動させることもしなければ、使用の合間に見えないところに保管することもしない、ということはよくある。

裁断機械製造者は、彼らの機械を初心者の手工芸愛好家やアーツ・アンド・クラフツ運動に乗り出したばかりの者にとって使いやすくするために、ユーザーインターフェース機能の簡素化を絶えず図っている。それにもかかわらず、現在の裁断機械のユーザーインターフェース機能は、いまもって複雑であり、直感的に理解し難い場合が多く、ユーザー特に経験の浅い手工芸愛好家が自分たちの裁断機械の全潜在能力を発揮させようという意欲を削いでいる。

以上より、当技術分野には解決され得る多くの課題がある。

米国特許出願第６２／９４７，４７０号

この項は、開示の全般的な概要を提供しており、その完全な範囲又はその特徴すべての包括的な開示ではない。

本開示の上記の独立した実施形及び次に続く詳細な説明中に記載されている実施形のそれぞれは、他の独立した実施形の下に記載のものを含めた本開示及び諸図に示される特徴、オプション、及び実現性の何れかを含み、更には、本開示及び諸図に示される特徴、オプション、及び実現性の何れかから成る任意の組合せを含み得る。

本開示の例示としての実施形の追加の特徴及び利点が以下の説明に示されており、それらは一部には説明から明白であるだろうし、或いはその様な例示としての実施形の実践によって知られ得る。その様な実施形の特徴及び利点は、付随の特許請求の範囲に特定的に指摘されている機器及び組合せの手段によって実現され及び獲得され得る。これら及び他の特徴は、以下の説明及び付随の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろうし、或いは以下に示されるその様な例示としての実施形の実践によって知られ得る。

開示の１つ又はそれ以上の実施形の詳細は、添付の図面及び以下の説明に示されている。他の態様、特徴、及び利点は、説明及び図面ならびに特許請求の範囲から明らかであろう。

本開示の実施形態は、概括的には、電子式裁断システム、方法、及び装置に関する。特に、本開示は小型化された裁断機械に関する。例えば、本開示の１つの実施形態では、裁断機械が、作業面と、作業面の上方に配置されたキャリッジと、キャリッジへ取り外し可能に固定されたツールと、軸外Ｚ駆動機構と、を含んでいる。ツールは、作業面に対して、Ｚ方向に上下に、Ｘ方向に往復に、及びＹ方向に前後に操作されるように構成されている。軸外Ｚ駆動機構は、ツールをＺ方向に上下に操作するように構成されている。

本開示の１つの実施形態では、裁断機械が、作業面と、作業面の上方に配置された受動キャリッジであって第１の部分及び第２の部分を含む受動キャリッジと、受動キャリッジを作業面に対して横方向に往復に作動させるように構成された駆動ベルトと、キャリッジの第１の部分を作業面に対して垂直方向に上下に作動させるように構成された軸外Ｚ駆動機構と、を含んでいる。

本開示の１つの実施形態では、裁断機械が、作業面と、作業面の上方に配置されたキャリッジであって、キャリッジはツールをキャリッジへ解放可能に固定するように構成されたツールクランプを含み、ブレードクランプはピンを介して回転可能に接続されたバーを有する４バーリンケージシステムを備えている、キャリッジと、を含んでいる。ピンは、裁断機械の動作中は視界から隠されている。

本開示の１つの態様は裁断機械を提供している。裁断機械は、作業面と、キャリッジと、ツールと、駆動機構と、を含んでいてもよい。キャリッジは作業面の上方に配置されていてもよい。ツールは、キャリッジへ取り外し可能に固定されていて、（ｉ）作業面に向かって第１の軸に沿って動くように、（ｉｉ）作業面に対して第１の軸を横断する第２の軸に沿って動くように、及び（ｉｉｉ）作業面に対して第１の軸及び第２の軸を横断する第３の軸に沿って動くように構成されていてもよい。駆動機構は、第１の軸からオフセットされていて、ツールを第１の軸に沿って動かすように構成されていてもよい。

本開示の実施形は、以下の随意的な特徴の１つ又はそれ以上を含み得る。幾つかの実施形では、キャリッジは受動的である。

幾つかの実施形では、駆動機構は第１のモータ及びシャフトを含んでいる。第１のモータはキャリッジから分離されていてもよい。シャフトは、第１のモータ及びツールへ連結されていて、キャリッジの前方部分を第１の軸に沿って動かすように構成されていてもよい。駆動機構は、第１のモータ及びシャフトへ連結された駆動ギヤ及び駆動ベルトを含んでいてもよい。駆動ギヤ及び駆動ベルトはシャフトを回転させるように構成されていてもよい。駆動ギヤ及び駆動ベルトは第１のモータの回転運動をシャフトへ伝達するように構成されていてもよい。シャフトはダブルＤ断面形状を画定していてもよい。駆動ギヤはダブルＤ形状を有する開口を画定していてもよい。シャフトは開口内に配置されていてもよい。裁断機械は側方部分及び壁を更に含んでいてもよい。側方部分は第２の軸に対してキャリッジからオフセットされていてもよい。壁は裁断機械を前方部分と後方部分に分けていてもよい。駆動ギヤ及び駆動ベルトは側方部分内に配置されていてもよい。第１のモータは後方部分内に配置されていてもよい。キャリッジは前方部分内に配置されていてもよい。

本開示の別の態様は裁断機械を提供している。裁断機械は、作業面と、受動キャリッジと、駆動ベルトと、駆動機構と、を含んでいてもよい。受動キャリッジは作業面の上方に配置されていてもよい。受動キャリッジは第１の部分及び第２の部分を含んでいてもよい。駆動ベルトは受動キャリッジを作業面に対して第１の方向に動かすように構成されていてもよい。駆動機構は、受動キャリッジから分離されていて、キャリッジの第１の部分を作業面に対して第２の方向に動かすように構成されていてもよい。第２の方向は第１の方向を横断していてもよい。

開示のこの態様の実施形は、以下の随意的な特徴の１つ又はそれ以上を含み得る。幾つかの実施形では、裁断機械は側方部分及び第１のモータを含んでいる。側方部分は第１の方向に受動キャリッジからオフセットされていてもよい。第１のモータは、受動キャリッジの背後に配置されていて、駆動ベルトを駆動するように構成されていてもよい。駆動ベルトは、（ｉ）受動キャリッジの背後から裁断機械の側方部分の中へ、そして（ｉｉ）側方部分から受動キャリッジへ延びていてもよい。

幾つかの実施形では、裁断機械は第１の方向に受動キャリッジからオフセットされた側方部分を含んでいる。駆動機構は、ラックアンドピニオン機構と、シャフトと、駆動ベルトと、モータと、を含んでいてもよい。ラックアンドピニオン機構は受動キャリッジへ連結されていてもよい。シャフトはラックアンドピニオン機構に係合していてもよい。駆動ベルトは側方部分内に配置されていてもよい。モータは受動キャリッジの背後に且つ側方部分の外に配置されていてもよい。モータは駆動ベルト及び１つ又はそれ以上のギヤを介してシャフトを回転させるように構成されていてもよい。シャフトはダブルＤ断面形状を画定していてもよい。１つ又はそれ以上のギヤのうちの第１のギヤはダブルＤ形状を有する開口を画定していてもよい。シャフトは開口内に配置されていてもよい。

幾つかの実施形では、受動キャリッジは、受動キャリッジの背後に延びていて受動キャリッジの第２の部分へ固定されている垂直ガイドバーを含んでいる。受動キャリッジの第１の部分は、第１の部分から第２の部分を貫通して後方に延びる腕部を含んでいてもよい。腕部は垂直ガイドバーと摺動可能に係合されていてもよい。受動キャリッジの第２の部分は開口部を含んでいてもよい。第１の部分の腕部は開口部を貫通して延びていてもよい。

開示の更に別の態様は、視線に沿って視認できる裁断機械を提供している。裁断機械は、作業面と、キャリッジと、を含んでいてもよい。キャリッジは作業面の上方に配置されていてもよい。キャリッジはツールをキャリッジへ固定するように構成されたツールクランプを含んでいてもよい。ツールクランプは第１のバー及び第２のバーを含んでいてもよい。第２のバーは視線に交わる第１のピンによって第１のバーへ枢動式に連結されていてもよい。第１のバーは、（ｉ）視線に交わる第１の向きと、（ｉｉ）視線からオフセットされた第２の向き、の間で動くように動作可能であってもよい。

開示のこの他の態様の実施形は、以下の随意的な特徴の１つ又はそれ以上を含み得る。幾つかの実施形では、ツールクランプは第３のバー及び第４のバーを含んでいる。第３のバーは第２のバーへ枢動式に連結されていてもよい。第４のバーは第３のバーへ枢動式に連結されていてもよい。第１のバー、第２のバー、第３のバー、及び第４のバーは、第１のバーの第１の向きと第２の向きとの間の運動中にカムフォロワ面を形成し得ない。

幾つかの実施形では、第１のバー又は第２のバーの少なくとも一方は、少なくとも部分的にガラス充填ナイロンから形成されている。

幾つかの実施形では、第１のバー又は第２のバーの少なくとも一方は、少なくとも部分的にガラス充填ポリカーボネートから形成されている。

また、開示の更なる態様は裁断用組立体を提供している。裁断用組立体は、第１の駆動機構と、第２の駆動機構と、キャリッジと、を含んでいてもよい。キャリッジは前方部分及び後方部分を含んでいてもよい。前方部分は第１の駆動機構へ動作的に連結されていてもよい。後方部分は、前方部分へ連結されていて、第２の駆動機構へ動作的に連結されていてもよい。後方部分は、（ｉ）第２の駆動機構が作動されると前方部分と共に第１の方向に動くように、及び（ｉｉ）第１の駆動機構が作動されると前方部分に対して第１の方向を横断する第２の方向に動くように、構成されていてもよい。第２の部分は、第１の部分と第１の駆動機構又は第２の駆動機構の少なくとも一方との間に配置されていてもよい。

開示のこの更なる態様の実施形は、以下の随意的な特徴の１つ又はそれ以上を含み得る。幾つかの実施形では、第２の駆動機構は、第１の方向にキャリッジからオフセットされた駆動ギヤ及び駆動ベルトを含んでいる。第１の駆動機構は、第２の方向にキャリッジからオフセットされていてもよい。

本開示の上記の独立した態様及び以下の詳細な説明中に記載されている態様のそれぞれは、他の独立した態様の下に記載のものを含めた本開示及び諸図に示される特徴、オプション、及び実現性の何れかを含み、更には、本開示及び諸図に示される特徴、オプション、及び実現性の何れかから成る任意の組合せを含み得る。

開示の例示としての態様の追加の特徴及び利点が次に続く説明に示されており、それらは一部には説明から明白であるだろうし、或いはその様な例示としての態様の実践によって知られ得る。その様な態様の特徴及び利点は、付随の特許請求の範囲に特定的に指摘されている機器及び組合せの手段によって実現され及び獲得され得る。これら及び他の特徴は、以下の説明及び付随の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろうし、或いは以下に示されるその様な例示としての実施形の実践によって知られ得る。

発明の上記及び他の利点及び特徴が獲得され得るやり方を説明するために、以上に簡単に説明された発明のより具体的な記述が、添付図面に描かれているその特定の実施形態を参照して示される。これらの図面は発明の典型的な実施形態を描写しているにすぎず、ゆえに発明の範囲を限定していると考えられるべきではないとの理解の下に、発明は添付図面の使用を通していっそう明細に且つ詳細に記述され解説される。

扉が材料を受け入れるために開いた向きに配置された状態の、本開示の原理による或る例示としての裁断機械の前方斜視図である。 図１Ａの裁断機械の後方斜視図である。 扉が閉じた向きに配置された状態の図１Ａの裁断機械の前方斜視図である。 図１Ａの裁断機械の前面図である。 本開示の原理による裁断機械の内部作業用構成要素の或る例示としての配置を示すために外側筐体が取り払われた図１Ａの裁断機械の別の前方斜視図である。 本開示の原理による裁断機械の内部作業用構成要素の或る例示としての配置を示すために外側筐体が取り払われた図１Ａの裁断機械の上面図である。 本開示の原理による裁断機械の内部作業用構成要素の或る例示としての配置を示すために外側筐体が取り払われた図１Ａの裁断機械の後方斜視図である。 本開示の原理による、内部作業用構成要素の或る例示としての配置を示すために外側筐体が取り払われた図１Ａの裁断機械の後面図である。 本開示の原理による裁断機械のベルト駆動部の或る例示としての部分のクローズアップ後方斜視図である。 本開示の原理による裁断機械のベルト駆動部の或る例示としての部分のクローズアップ前方斜視図である。 本開示の原理による、切刃を垂直方向に駆動するように構成されている裁断機械の或る例示としてのラックアンドピニオンギヤのクローズアップ斜視図である。 本開示の原理による、図１０Ａのピニオンギヤに係合している或る例示としてのダブルＤシャフトの断面図である。 本開示の原理による、内部作業用構成要素の或る例示としての配置を示すために外側筐体が取り払われた裁断機械の右側面図である。 本開示の原理による、内部作業用構成要素の或る例示としての配置を示すために外側筐体が取り払われた裁断機械の左側面図である。 本開示の原理による、キャリッジと、複数個の駆動シャフト及びキャリッジガイドバーと、を含んでいる裁断機械の或る例示としてのサブ組立体の前方斜視図である。 図１３のサブ組立体の後方斜視図である。 本開示の原理による、閉構成に配置された裁断機械の或る例示としてのツールクランプの右上方斜視図である。 開構成に配置された図１５のツールクランプの右上方斜視図である。 開構成に配置された図１５のツールクランプの右下方斜視図である。 図１７の１８－１８線による断面図であり、開構成に配置されたツールクランプを示している。 図１８から参照される別の断面図であるが、閉構成に配置されたツールクランプを示している。 本開示の原理による、図１Ａの裁断機械と共に利用するために構成された或る例示としてのキャリッジの前方斜視図である。 本開示の原理による、ワークピース（加工対象物，workpiece）の材料に対して作業を行うように構成された図１の裁断機械を含むシステムを使用する第１の工程の斜視図である。 図２１によるシステムを使用する第２の工程の斜視図である。 図２１によるシステムを使用する第３の工程の斜視図である。 図２３の２３Ａ－２３Ａ線による断面図である。 図２１によるシステムを使用する第４の工程の斜視図である。 図２４の２４Ａ－２４Ａ線による断面図である。

図面全体を通して対応する符号は対応する部分を表す。

本開示は、概括的には、電子式裁断システム、方法、及び装置に関する。特に、本開示は、小型化された電子式裁断機械に関しており、以上に論じられた当技術分野の数々の技法上の課題に対する技術的解決策を提供している。

例えば、本明細書に開示されている裁断機械の１つの態様では、機械は、手工芸用テーブルの様なカウンター又はテーブルの表面上に保管されるのに十分に小さく、しかも他の手工芸用ツール及び消耗品のための利用可能なスペースを最大化している。

代替的には、本明細書に記載の裁断機械は、便利な収納のために家庭内の標準的なサイズの引き出し又はカップボードの中に簡単にしまえる。これらの線に沿って、本明細書に記載の裁断機械は、１つの場所から別の場所へ簡単に移せるように小さく軽量である。本明細書に記載の裁断機械は、ゆえに、ポータブルで使用前のセットアップ及び使用後の片づけが簡単である。

また、本明細書に記載の裁断機械の１つの態様では、機械は、使用が単純でユーザーインターフェースボタン又は複雑性が最小限又は皆無である。したがって、本開示の裁断機械は、経験豊富な職人にも初心者にも同様に容易に使用可能である。

これより添付図面を参照しながら、例としての構成がより十分に説明される。例としての構成は、この開示が綿密なものとなり、開示の範囲が当業者へ十分に伝わるように提供されている。本開示の構成の十分な理解を提供するために、特定の構成要素の例、特定のデバイスの例、及び特定の方法の例の様な、特定の詳細事項が示される。当業者には自明である様に、特定の詳細事項は採用されずともよく、例としての構成は多くの異なる形態に具現化される余地があり、特定の詳細事項及び例としての構成は開示の範囲を限定するものと解釈されてはならない。

図１Ａ、図１Ｂ、図２、及び図３を参照して、本開示の実施形は、概括的には、裁断機械１０、その構成要素、及び使用の方法に関する。裁断機械１０は外側筐体１２と扉１４を備えている。扉１４は、閉じた向き（例えば、図２参照）と開構成（例えば、図１Ａ、図１Ｂ、及び図３を参照）の一方に配置されることができる。扉１４が開構成に配置されているときに、ワークピース（例えば、図２１－図２４の上層のワークピース材料１０２と下層のワークピース支持材料１０４によって画定され得るワークピース１００を参照）が裁断機械１０の中へ挿入されることになる。扉１４は、扉１４を裁断機械１０の外側筐体１２に接続させているヒンジ機構（図示せず）を介して選択的に開閉されることができる。図１Ａ及び図３に見られる様に、裁断機械１０の複数の例示としての内部裁断用構成要素は、例えば、キャリッジ１６、ローラ組立体１８、又は類似物の１つ又はそれ以上を含んでいてもよい。

裁断機械１０の中へ送り込まれようとしているワークピース（例えば、図２３のワークピース１００）は、ツール３８が突き当たることになる作業面１３上に少なくとも部分的に支持される。幾つかの構成では、扉１４の上を向いた面が更に、裁断機械１０を通って送られるワークピース１００を支持する作業面１３のもう１つの部分を画定し又はもう１つの部分として働くことができる。ワークピース１００がローラ組立体１８によって前後方向に送られる際に、例えば切刃の様なツール３８を操作するキャリッジ１６は下向きにワークピース１００上へ選択的に突き当たる。キャリッジ１６は、更に、ワークピース１００の任意の領域に１つ又はそれ以上のカット（例えば、図２３ＡのカットＣを参照）を形成するためにワークピース１００を横切って往復運動することができる。ツール３８は例えば図２３Ａでは裁断ツール３８（例えば刃）として示されているが、裁断機械１０は、切刃を含むツール３８に限定されず、したがって他のツールがキャリッジ１６へ固定され、キャリッジ１６によって操作されることもできる。例えば、幾つかの構成では、裁断ツール３８は、例えばスコアリングツール、インクペン、又はワークピース１００が裁断機械１０を通って送られてゆく際にワークピース１００の上層のワークピース材料１０２へ付加する、ワークピース材料１０２から取り去る、又はそれ以外にワークピース材料１０２を改変するように構成された他のツールの様な、別のツールと置換されることができる。

幾つかの例では、キャリッジ１６がＸ方向に横に往復運動している最中にローラ組立体１８がワークピース１００をＹ方向に前後に動かすことができる。上述のＸ方向及びＹ方向は図１Ａに見られるＸ－Ｙ－Ｚ座標系からの参照であるとしてもよい。

幾つかの実施形では、ツール３８は、キャリッジ１６内に収納され、又はキャリッジ１６内に格納され、又はキャリッジ１６によって作業面１３及びワークピース１００に対して垂直方向（即ち、Ｚ方向）に上下に可動に操作されることができる。Ｚ方向も同じく図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系から参照される。

図１Ｂを参照して、外側筐体１２は、裁断機械１０を通って裁断され又は送られてゆくワークピース１００が裁断機械１０を貫通できるようにする貫通スロット２０を画定しており、裁断機械１０によって裁断されるワークピース１００の上層のワークピース材料１０２の長さ（例えば、図２２－図２４のワークピース１００の長さＬ_１００を参照）は制限されない。動作中、裁断されるワークピース１００の上層のワークピース材料１０２は、ワークピース１００の長さＬ_１００とワークピース１００の上層のワークピース材料１０２へ切り込まれるパターンＣ（例えば、図２３ＡのカットＣを参照）に依って必要に応じ貫通スロット２０を出入りすることができる。ゆえに、本明細書に記載の裁断機械１０の実施形態は、内部裁断用構成要素と、例えばモータ（即ち、Ｚ方向モータ３０、Ｘ方向モータ３２、及びＹ方向モータ３４）、ギヤ、ベルト、及び他の電子機器の様な他の動作用構成要素とを、使用中に裁断機械１０の全行程を通過してゆくワークピース１００に干渉しないように配置させて含むことができる。

幾つかの構成では、本開示の裁断機械１０は、裁断機械１０が、使いやすいように小さくコンパクトな形態を画定するやり方でサイズ設定されるように、「小型化」様式にサイズ設定され得る。したがって、裁断機械１０のサイズを記述するために本明細書で使用される用語である「コンパクト」、「小型化」、「小さい」、「ポータブル」、又は他の同様の用語は、限定することを意味しているのではなく、むしろ、これらの用語は、概して家庭又は職場内での個人消費者の使用に適した電子式裁断機械を指すために使用されている。したがって、本開示の裁断機械１０は、軽量で、ポータブルで、しかも訓練を受けていない人が簡単に動作させることができる。

本明細書で裁断機械１０を参照して記述されている寸法は、裁断機械１０の一般的なサイズ及びスケールの例として与えられているにすぎない。例えば、非限定的な例として、本明細書に記載の裁断機械１０の少なくとも１つの実施形態は、以下の寸法、即ち図２に見られる様に、約（例えば、＋／－１０％）３乃至６インチ（７．６２乃至１５．２４ｃｍ）の高さＨ、約（例えば、＋／－１０％）６乃至１０インチ（１５．２４乃至２５．４ｃｍ）の幅Ｗ、及び約（例えば、＋／－１０％）４乃至６インチ（１０．１６乃至１５．２４ｃｍ）の奥行Ｄを有するとしてもよい。図２の参照寸法は非限定的であり、本明細書に記載の裁断機械１０の単に例示としてのスケールを与えることを意図している。裁断機械１０の１つ又はそれ以上の他の実施形態は、本明細書に記された小型化の利点すべてを含む、美術工芸用途に適したポータブルで軽量の消費者フレンドリーな裁断機械１０を提供しながらも、以上に参照された寸法の何れか又はすべてから逸脱している、ということもある。

図１Ａ－図２に見られる様に、裁断機械１０は、何れかのユーザーインターフェースボタン又はスクリーンを、完全にではないにしてもほとんど廃することができる。幾つかの構成では、裁断機械１０は、例えばコンピュータ又はモバイルデバイスから有線及び／又は無線通信方法を介して遠隔制御されるように構成されている。このやり方では、裁断機械１０は、ユーザーの体験を簡素化し、端正で審美的に好ましいデバイスを呈す。

図１Ａ及び図３を参照して、裁断機械１０はその様な比較的小さいフォームファクタで構成されているので、裁断機械１０の設計は、外側筐体１２によって画定されるキャビティ２２の利用可能な裁断空間を最大化する。ここでいうキャビティ２２とは、概して横方向の寸法であって、それに沿って、キャリッジ１６内に固定され又はキャリッジ１６によって支持されたツール３８が裁断機械１０の中へ送り込まれるワークピース１００を裁断し又はそれ以外に操作することのできる寸法によって画定され得る。扉１４が開いた向きに配置された図３の裁断機械１０の前面図は、横方向裁断区域を画定し得るキャビティ２２の横方向寸法又は横方向限界を露にしている。したがって、キャビティ２２は、ワークピース１００が挿入され、キャリッジ１６内に固定され又はキャリッジ１６によって支持されたツール３８による操作（例えば、裁断）を受けることのできる横方向（Ｘ方向）空間の限界を表す。キャビティ２２と関連づけられる利用可能な空間によって制限される横方向裁断区域を最大化するために、内部構成要素（例えば、モータ（即ち、Ｚ方向モータ３０、Ｘ方向モータ３２、及びＹ方向モータ３４）、ギヤ、シャフト、電子機器、及び他の構成要素を含む）は、外側筐体１２の左側方部分２６及び外側筐体１２の右側方部分２４それぞれの厚さＴを最小化するようなやり方で配置されている。

図４を参照して、裁断機械１０の複数の内部構成要素の或る例示としての構成を示すために外側筐体１２が取り払われている。図示されている様に、外側筐体１２の右側方部分２４及び外側筐体１２の左側方部分２６の厚さＴを最小化するために、裁断機械１０の複数の内部構成要素のうちのより体積のある又はより大きい構成要素の幾つか、例えばモータ（即ち、Ｚ方向モータ３０、Ｘ方向モータ３２、及びＹ方向モータ３４）、回路基板、及び駆動ギヤなどは後方に（即ち、（１）裁断機械１０の前面付近に位置する扉１４から離れ、且つ（２）外側筐体１２の右側方部分２４及び外側筐体１２の左側方部分２６内に横方向に配置されるのではなしにキャリッジ１６の背後に）配置されている。

幾つかの構成では、裁断機械１０は、キャリッジ１６の背後に配置されていて裁断機械１０の内部収納部又は壁部分３６によって分離されている複数のモータ３０、３２、３４（例えば、Ｚ方向モータ３０、Ｘ方向モータ３２、及びＹ方向モータ３４によって定義される３つのモータ）を含み得る。図４－図８に見られる様に、複数のモータは、図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系と関連づけられた３つの方向の各方向への作動のためのモータを含む。例えば、第１のモータ３０（即ち、「Ｚ方向モータ」）は、１つ又はそれ以上のギヤ、ベルト、及びシャフトを介して、図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向にキャリッジ１６を作動させるように構成されている。更なる例では、第２のモータ３２（即ち、「Ｘ方向モータ」）は、１つ又はそれ以上のギヤ、ベルト、及びシャフトを介して、図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＸ方向にキャリッジ１６を作動させるように構成されている。更に別の例では、第３のモータ３４（即ち、「Ｙ方向モータ」）は、１つ又はそれ以上のギヤ、ベルト、及びシャフトを介して、図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＹ方向にキャリッジ１６を作動させるように構成されている。Ｚ方向モータ３０のシャフトからの回転をキャリッジ１６の垂直方向の作動へ伝達する特定の構成要素に関する更なる詳細事項は以下に与えられているが、ここで簡単に触れておくと、比較的嵩張りの大きいＺ方向モータ３０そのものはキャリッジ１６の背後に配置され、運動をキャリッジ１６へ伝達する嵩張りの小さいギヤ、ベルト、及び他の構成要素は外側筐体１２の左側方部分２６内に配置されている。その様なベルト、ギヤ、及び他の構成要素を外側筐体１２の左側方部分２６内に配置させ、平坦にしかも互いと比較的同一平面上に配置させることができるので、外側筐体１２の左側方部分２６の厚さＴは最小化される。

外側筐体１２の右側方部分２４内に配置された構成要素についても同じことが言え、右側方部分２４には、幾つかの実施形によれば、Ｙ方向モータ３４からの回転をローラ組立体１８へ伝達してワークピース１００を図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＹ方向に前後に作動させるギヤ及びベルトが収容されている。Ｚ方向モータ３０と同様に、Ｙ方向モータ３４は、外側筐体１２の右側方部分２４か又は外側筐体１２の左側方部分２６の一方の内部の面ではなしにキャリッジ１６の背後に配置され、こうして裁断機械１０の横方向（Ｘ方向）のフォームファクタを小さくし、外側筐体１２のキャビティ２２の裁断空間を最大化させている。

同じく、Ｘ方向モータ３２はキャリッジ１６の背後に配置され、キャリッジ１６を図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＸ方向に横方向に往復に作動させるギヤ、ベルト、及び他の駆動用構成要素は外側筐体１２の左側方部分２６内に配置されている。複数の構成要素のうちの１つ又はそれ以上の構成要素が外側筐体１２の右側方部分２４及び外側筐体１２の左側方部分２６内に配置される限りにおいて、複数の構成要素の１つ又はそれ以上の構成要素は必ずしも上記の通りに限定されるわけではない。例えば、Ｚ方向モータ３０と接続している様々なギヤ、ベルト、又は他の駆動用構成要素は、代替的に、外側筐体１２の右側方部分２４内に配置されることもできるだろう。Ｘ方向モータ３２及びＹ方向モータ３４と関連づけられる複数の構成要素の他の構成要素についても同じことが当てはまる。

再度図３を参照して、非限定的な例として、外側筐体１２の右側方部分２４及び外側筐体１２の左側方部分２６の厚さＴは、幾つかの構成では約２インチ（５．０８ｃｍ）未満、又は他の構成では約１．５インチ（３．８１ｃｍ）未満、又は、更に他の構成では約１インチ（２．５４ｃｍ）以下とされ得る。外側筐体１２の右側方部分２４又は外側筐体１２の左側方部分２６の厚さＴは、本明細書に記載の外側筐体１２の右側方部分２４及び外側筐体１２の左側方部分２６の特性及び小さいフォームファクタから逸脱することなく、上述の寸法より大きいか又は小さくてもよい。

図５を参照すると、外側筐体１２無しの裁断機械１０の上面図が示されている。この上面図から、Ｚ方向モータ３０、Ｘ方向モータ３２、Ｙ方向モータ３４の、キャリッジ１６に対する後方位置が明らかである。これらの同じ線に沿って、図６は、同様の構成を後方斜視図から示し、図７は、外側筐体１２無しの裁断機械１０の後面図を示している。

図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向へのキャリッジ１６の運動を制御するＺ方向モータ３０、即ち（単数又は複数の）駆動機構は、完全に軸外に配置されており、この「軸外Ｚ駆動部構成」が、完全に受動的なキャリッジを可能にし（即ち、キャリッジ１６は、何れの能動的な駆動モータ、ワイヤ、又は他の駆動用構成要素も含まず）、このことが、好都合にも裁断機械１０及びキャビティ２２の裁断空間の小さいフォームファクタ内に納まるキャリッジ１６の比較的小さいサイズ設定の実施形を可能にさせる。Ｚ駆動部構成要素（即ち、図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向へのキャリッジ１６の運動を作動させる構成要素）がキャリッジ１６上に配置されるのではなく、キャリッジ１６の背後に配置されているか又は外側筐体１２の右側方部分２４又は外側筐体１２の左側方部分２６内に配置されているモータ、ギヤ、及びベルトによってキャリッジ１６が受動的に作動されるのである。このやり方では、キャリッジ１６は依然として軽量で小さいままであり、Ｚ方向モータ３０、Ｘ方向モータ３２、及びＹ方向モータ３４は、裁断機械１０内のどこか他の所定位置に固定されている。

次に、複数のモータ３０、３２、３４の各モータが、ローラ組立体１８のローラバー５４と５６の間を裁断機械１０の中へ送り込まれるワークピース１００に対するツール３８（例えば、切刃など）の位置決め又は運動をどのように作動させるかの明細に注目を向けてみよう。キャリッジ１６のＸ方向作動に関し、図８に示されている様にＸ方向モータ３２はベルト４０を駆動する一組のギヤを回転させる。図９を参照して、ベルト４０は、外側筐体１２の左側方部分２６の中へ入り、キャビティ２２の裁断空間を横切って、外側筐体１２の右側方部分２４の中へ延びている。ベルト４０は、キャリッジ１６の後方部分４２にてキャリッジ１６へ固定されている。Ｘ方向モータ３２がベルト４０を往復に駆動すると、キャリッジ１６は、図１のＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＸ方向に横方向に往復に駆動される。

以上に論じられているキャリッジ１６の軸外Ｚ駆動部もまたベルト４４を利用しており、ベルト４４が、キャリッジ１６内部に配置されたラックアンドピニオン機構の部分であるピニオンギヤ４８へ固定される「ダブルＤシャフト」と本明細書で呼称され得るところのキー溝シャフト４６を駆動する。ベルト４４、ダブルＤシャフト４６、及びラックアンドピニオン機構５０は図９及び図１０Ａに示されている。図１０Ａを参照して、ラックアンドピニオン機構５０を示すためにキャリッジ１６の前方部分は取り払われている。ラックアンドピニオン機構５０は、ダブルＤシャフト４６の回転運動をキャリッジ１６内に固定され又はキャリッジ１６によって支持されるツール３８のＺ方向への垂直運動へ変換する。

図１０Ｂの断面図から明らかである様に、ダブルＤシャフト４６は、４つの角を形成する互いに反対側の平坦な面を含み、各面はピニオン４８に４つのそれぞれの接触点にて係合する。ダブルＤシャフト４６のデュアル平坦面構成は、ピニオン４８との追加の接触を提供して、各接触点での力を軽減し、２つの構成要素間の摩耗を低減する。

一般に、裁断機械１０内に使用されるベルト４０、４４は、例えば外側筐体１２の右側方部分２４及び外側筐体の左側方部分２６のフォームファクタの最小化を含め、多くの利点を提供し（即ち、ベルト４０、４４は、外側筐体１２の右側方部分２４及び外側筐体１２の左側方部分２６内で横方向により少ないスペースを占める傾向があり）、ギヤに比べてより薄いフォームファクタに役立つ。したがって、全てをギヤというのではなくベルト４０、４４の使用を通してギヤの数を最小化することによって、キャリッジ１６の制御システムにおける不要なバックラッシュも軽減される。

複数の構成要素のうちの、外側筐体１２の右側方部分２４及び外側筐体１２の左側方部分２６内に配置される構成要素の配置を更に明確にするため、図１１及び図１２を参照すると、外側筐体１２が取り払われた裁断機械１０の側面図が、外側筐体１２の左側方部分２６及び外側筐体１２の右側方部分２４をそれぞれ取り払ったことに因る構成要素の遮るもののない眺めを提供している。図１１は、Ｘ方向モータ３２及びＺ方向モータ３０によってそれぞれ駆動される前述のベルト４０、４４を示している。図１２は、Ｙ方向モータ３４によって一連のギヤを通して駆動されるベルト５２を示している。ベルト５２は下部ローラバー５４を駆動し、下部ローラバー５４に対し上部ローラバー５６がばねを介して付勢されている。上部ローラバー５６及び下部ローラバー５４は協同で、裁断機械１０の中へ送り込まれるワークピース１００に係合するローラ組立体１８を画定している。幾つかの実施形では、ローラ組立体１８は、ワークピース１００の図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＹ方向への前後方向の運動を作動させる。ローラ組立体１８の上部ローラバー５６の例示としての配置は、図１Ａに見ることができる。

図１３及び図１４を参照して、キャリッジ１６及び様々なガイドバー、作動シャフト、及びローラバーは、例示目的のために裁断機械１０の複数の構成要素の残りの構成要素から孤立して示されている。ローラ組立体１８は、以上に指摘されている様に、ワークピース１００を、裁断機械１０を通して図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＹ方向に前後方向に送るために互いに押圧し合うそれぞれのローラ６２、６０を有する下部ローラバー５４と上部ローラバー５６を含むことができる。

ワークピース１００へ「押圧」力を与えるローラ組立体１８に加えて、図１３及び図１４は更にダブルＤシャフト４６の前方斜視図及び後方斜視図をそれぞれ示している。以上に指摘されている様に、ダブルＤシャフト４６は、キャリッジ１６及びツール３８を図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向に垂直に上下に作動させるために、ラックアンドピニオン機構５０に係合する。

以上に指摘されている様に、キャリッジ１６の軸外Ｚ駆動部と関連づけられる複数の構成要素の構成に因り、キャリッジ１６は、図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＸ方向及び図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向に動くよう働きかけられるというように完全に受動的である。キャリッジ１６が受動的であり、例えばモータ、配線、ソレノイド、又は他の能動的駆動機構の様な能動的駆動機構を収納していないので、キャリッジ１６は軽量で小さい。キャリッジ１６の小さいフォームファクタは、外側筐体１２のキャビティ２２の利用可能な横方向裁断空間を最大化するために、キャリッジ１６が図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＸ方向に往復移動できる距離を最大化する。加えて、キャリッジ１６は軽量であるため、キャリッジ１６の運動ならびにツール３８の制御を生じさせるのに必要なパワーの量が軽減される。

図１３及び図１４を参照して、受動的に駆動されるキャリッジ１６が、裁断機械１０の使用中にキャリッジ１６が動かされてゆく各点でのＸ－Ｚ平面、Ｘ－Ｙ平面、及びＺ－Ｙ平面内の整列を維持することを確約するために、キャリッジ１６は下部ガイドバー６３及び上部ガイドバー６４へ摺動可能に固定されている。上部ガイドバー６４は、キャリッジ１６にその上端にて接面し、下部ガイドバー６３は、キャリッジ１６にその下端にて接面している。

また、キャリッジ１６の前方部分６８は、キャリッジ１６が図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向に垂直に上下に移動する際に垂直ロッド６５によって案内される。幾つかの構成では、垂直ロッド６５はキャリッジ１６の後方部分７４へ固定されている。キャリッジ１６の前方部分６８は、後方に延びていて垂直ガイドバー６６に摺動可能に係合している腕部７０、を更に含んでいてもよい。キャリッジ１６を通ってその後面から外に出る腕部７０の延長は、裁断機械１０の使用中にキャリッジ１６を更に安定させるために腕部７０と垂直ガイドバー６６と垂直ロッド６５の間のモーメントアームを増加させる。

キャリッジ１６を貫通して前方部分６８から垂直ガイドバー６６まで延びる腕部７０に適合するために、キャリッジ１６は、裁断機械１０の使用中にキャリッジ１６の後方部分７４が図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向に静止したままで前方部分６８が図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向に作動される際に腕部７０が上下に摺動できるようにする開口部７２を含んでいる。これらの様々なガイドバー、ロッド、及び腕部、即ち６３、６４、６５、６６及び７０が、裁断機械１０の使用中に、確実にキャリッジ１６が往復揺動したり、傾いたり、ねじれたり、又はそれ以外に所定位置から外れてしまうことのないようにする。

図１５を参照すると、キャリッジ１６の或る例示としてのツールクランプ８２が示されている。ツールクランプ８２は、ツール３８をキャリッジ１６内又はキャリッジ１６上に保持し又は取り外し可能に留保することによって機能する。ツールクランプ８２は、例えば、使いやすい小さいフォームファクタを含み、キャリッジ１６上にツール３８を収容するための小型化されたクランプとして機能することができる。ツールクランプ８２は、外側筐体１２のキャビティ２２の横方向裁断空間内でキャリッジ１６を超えて横方向に延びないように幅狭に構成されていてもよい。このやり方では、ツールクランプ８２は、外側筐体１２のキャビティ２２の横方向裁断空間内を往復するキャリッジ１６のＸ方向の移動を制限しない。幾つかの構成ではツールクランプ８２のＸ方向の全幅Ｗは約１インチ（２．５４ｃｍ）であり得る。他の構成では、ツールクランプ８２の全幅Ｗは、１インチ（２．５４ｃｍ）より大きいか又は小さくてもよい。

いくつかの構成では、ツールクランプ８２は、オーバーセンター、デュアルロック、４バーリンケージシステムであってもよい。図１５を参照すると、ツールクランプ８２が閉じた向きに配置されていることが示されており、それによってツール３８はキャリッジ１６の前方部分６８へ固定されている。図１６を参照すると、ツールクランプ８２は開いた向きに配置されていることが示されており、それによってツール開口部８４はツール３８の取り外し及び挿入を許容するように拡げられている。図１６による開位置では、クランプレバー８６が外向きに回転されている。その様な開構成では、リンケージシステムの４つのバーすべてが見えており、これらのバーは、例えば、レバー８６、キャリッジ１６の前方部分６８、腕部８８、及びスライダ９０を含み得る。４つのバー８６、６８、８８、９０は、隣り合うバーとピン（例えば、図１７のピン９２を参照）を介して回転可能に係合されており、それについては以下でより詳細に説明される。

ツールクランプ８２と関連づけられる１つ又はそれ以上の構成要素の材料クリープの影響を低減するために、成形後の材料クリープを低減する特性を有する材料が選択されてもよい。その様な材料の例には、限定するわけではないが、ガラス充填ポリカーボネート、及びガラス充填ナイロンが挙げられる。

図１７を参照して、ツールクランプ８２の下方斜視図が、ツールクランプ８２を開いた向きに配置させた状態で示されている。バー６８、８６、９０、８８は、３本のピン９２によって接続されているのが見える。再度図１５を参照して、図１７に描かれている下面図以外の視点からだと、ピン９２は使用中に視界から隠れる。ピン９２は、エンドユーザーのための端正で審美的に好ましいツールクランプ８２を形成するために、視界から隠される。裁断機械１０の使用中にピン９２を視界から隠すために、ピン９２はツールクランプ８２の組み立て中に下方から挿入される。図１７に見られる様に、ピン９２は、挿入された後、ピン９２を直接取り囲むバー６８、８６、９０から延びる隆起リング特徴を介して、下方からその場に保持される。幾つかの構成では、ピン９２をバー６８、８６、９０内に下方から保持するリングは、例えば熱かしめ製造法を用いて形成されてもよい。

その様なやり方でピン９２を介してツールクランプ８２の隣接するバー６８、８６、９０同士を固定することは、十分なクランプ力を提供し、しかもバー６８、８６、９０がツールクランプ８２の開いた向きと閉じた向きの間でバー６８、８６、９０の材料が互いに擦れ合うことなく動けるようにする。この様に、バー６８、８６、９０は、例えば何らの接触するカムフォロワ面も含まないように設計されている。こうして、バー６８、８６、９０間の擦れ合いに因る材料摩耗は最小限に抑えられる。また、ピン９２は、ツールクランプ８２の開閉に対する低い摩擦抵抗をもたらし、エンドユーザーへのより滑らかな触覚体験を提供する。

更なる参照及び明確化のために、図１８及び図１９は、図１７の１８－１８線に沿って取られた、ツールクランプ８２の或る例示としての実施形の断面図を示している。図１８は閉じた向きにあるツールクランプ８２を示しているのに対し、図１９は開いた向きに配置されたツールクランプ８２を示している。

図２０を参照すると、或る例示としてのキャリッジ１６’が示されている。キャリッジ１６’は、裁断機１０の使用中に、ツール３８’を昇降させるために図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向に上下に作動される前方部分６８’含むことができる。キャリッジ１６’は、キャリッジ１６の他の実施形態を参照して上述されている様に、本明細書に記載された１つ又はそれ以上の駆動ベルト、ギヤ、又はそれらの組合せを介して図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＸ方向に往復に作動されるために、１つ又はそれ以上のガイドバー６３’、６４’へ摺動可能に固定されるように構成されることができる。

ガイドピン７８によって導かれながら図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向に垂直に上下にツール３８’を作動させるために、Ｚ駆動ケーブル７６’がキャリッジ１６’の可動前方部分６８’に係合している。Ｚ方向モータ３０’が、１つ又はそれ以上のギヤ８０’を前後に回転させる。少なくとも１つのギヤ８０’は、ギヤ８０’が前後に回転したときにギヤ８０’とキャリッジ１６’の間に延びるＺ駆動ケーブル７６’の長さが相応に増減し、その結果、前方部分６８’を、ひいてはツール３８’を図１ＡのＸ－Ｙ－Ｚ座標系のＺ方向に垂直に上下に作動させるように、Ｚ駆動ケーブル７６’に係合している。

その様な或る例示としての実施形では、ダブルＤシャフト４６’及びラックアンドピニオン機構５０’ではなしにＺ駆動ケーブル７６’がツール３８’を作動させる。したがって、キャリッジ１６’自体にモータ、ソレノイド、又は他の駆動電子機器の様ないかなる能動的駆動機構も不在であることを含め、キャリッジ１６の動作に関して上述されているのと同様のやり方でキャリッジ１６’はその受動特性を維持している。

図２１－図２４を参照して、裁断機械１０を使用する方法が示される。ワークピース１００は、効率的に包装及び出荷されるのに十分に可撓性であるように例えばロール１００Ｒ状に構成されていてもよい。ワークピース１００のロール１００Ｒは、ワークピース１００の大きな長さが小さい又は縮小された体積に収まるようにする。しかしながら、ロール状のワークピース１００の長い長さは、裁断機械１０の裁断作業中に取り扱うのが困難であるかもしれない。したがって、図２２に見られる様に、エンドユーザーは、裁断されるべきワークピース１００のロール１００Ｒを裁断機械１０の近くに置き、ワークピース１００の長さＬ_１００をロール１００Ｒから手で繰り出すことができる。ワークピース１００の所望長さＬ_１００がロール１００Ｒから繰り出されたら、エンドユーザーは、例えばはさみＳでワークピース１００を切ることによって、ワークピース１００の長さＬ_１００をロール１００Ｒから分離することができる。他の構成では、ワークピース１００のロール１００Ｒの遠位端１００Ｄが裁断機械の中へ挿入され、そうすると例えばはさみＳでワークピース１００を切るという様なユーザーからの何らの手動的介入もなしに裁断機械１０がワークピース１００のロール１００Ｒからワークピース１００の長さＬ_１００を繰り出すようになっていてもよい。

図２３－図２４を参照して、裁断機械１０は、上層のワークピース材料１０２及び下層のワークピース支持材料１０４によって画定され得るワークピース１００と共に動作するように固有に構成されている。図２３に見られる様に、ワークピース１００が裁断機械１０の中へ挿入された後、上層のワークピース材料１０２はツール３８によって切られることができ（例えば、図２３ＡのカットＣを参照）、一方、下層の支持材料１０４はツール３８によってＣを切られず、ワークピース１００を上記の様にロール１００Ｒ状に配置させられるように非剛性、可撓性でロール状にできる材料を画定している。したがって、図２４及び図２４Ａに見られる様に、上層のワークピース材料１０２がＣを切られた後、続いて上層のワークピース材料１０２の第１の部分１０２_１が下層のワークピース支持材料１０４から剥がされる一方、上層のワークピース材料１０２の第２の部分１０２_２は下層のワークピース支持材料１０４へ剥離可能に固定されたままである。こうして、ワークピース１００の一部を形成している下層のワークピース支持材料１０４は、１回使用したらその後に廃棄されるように構成されていてもよい。

以上に指摘されている様に、上記の詳細な説明に記載されている実施形態のそれぞれは、他の独立した実施形態の下に記載のものを含めた本開示に示される特徴、オプション、及び実現性の何れかを含み、更には、本開示及び諸図に示される特徴、オプション、及び実現性の何れかから成る任意の組合せを含み得る。本明細書に記載の本教示と一致する更なる実施例が以下の番号を付された条項に示されている。

条項１：作業面と、作業面の上方に配置されたキャリッジと、キャリッジへ取り外し可能に固定されたツールであって、作業面に対してＺ方向に上下に、Ｘ方向に往復に、及びＹ方向に前後に操作されるように構成されたツールと、ツールをＺ方向に上下に操作するように構成された軸外Ｚ駆動機構と、を備える裁断機械。

条項２：条項１に記載の裁断機械において、キャリッジは受動的である、裁断機械。

条項３：条項１又は２に記載の裁断機械であって、キャリッジから分離してキャリッジの背後に配置された第１のモータと、第１のモータによって回転されるように構成されたダブルＤシャフトと、を更に備え、ダブルＤシャフトの回転がキャリッジの前方部分をＺ方向に上下に動かす、裁断機械。

条項４：条項３に記載の裁断機械において、軸外Ｚ駆動部は、少なくとも１つの駆動ギヤ及び少なくとも１つの駆動ベルトを更に備え、少なくとも１つの駆動ギヤ及び少なくとも１つの駆動ベルトは、使用中に第１のモータの回転運動をダブルＤシャフトの回転運動へ伝達する、裁断機械。

条項５：条項４に記載の裁断機械であって、裁断機械は、キャリッジに対してＸ方向に横方向に配置された側方部分を更に備え、少なくとも１つの駆動ギヤの少なくとも１つと少なくとも１つの駆動ベルトの少なくとも１つが側方部分内に配置されており、第１のモータは、Ｙ方向にキャリッジの背後に配置されていて内部壁によって第１のモータから分離されている、裁断機械。

条項６：作業面と、作業面の上方に配置された受動キャリッジであって、第１の部分及び第２の部分を備えた受動キャリッジと、受動キャリッジを作業面に対して横方向に往復に作動させるように構成された駆動ベルトと、キャリッジの第１の部分を作業面に対して垂直方向に上下に作動させるように構成された軸外Ｚ駆動機構と、を備える裁断機械。

条項７：条項６に記載の裁断機械において、第１のモータが受動キャリッジの背後に配置されていて駆動ベルトを駆動し、駆動ベルトは受動キャリッジの背後から、裁断機械の側方部分の中へ、そして側方部分から受動キャリッジへ延び、裁断機械の側方部分は受動キャリッジの側面に対し横方向に配置されている、裁断機械。

条項８：条項６又は７に記載の裁断機械において、軸外Ｚ駆動部は、ラックアンドピニオン機構を介して受動キャリッジの第１の部分に係合しているダブルＤシャフトと、裁断機械の側方部分であって受動キャリッジの側面に対して横方向に配置されている側方部分内に配置されたＺ駆動ベルトと、受動キャリッジの背後に且つ側方部分の外に配置されたＺ駆動モータであって、Ｚ駆動ベルトと１つ又はそれ以上のギヤを介してダブルＤシャフトを回転させるように構成されているＺ駆動モータと、を備えている、裁断機械。

条項９：条項６乃至８の何れか一項に記載の裁断機械において、受動キャリッジは、受動キャリッジの背後に延びていて受動キャリッジの第２の部分へ固定されている垂直ガイドバーを備え、受動キャリッジの第１の部分は、第１の部分から第２の部分を貫通して後方に延びる延長腕部であって垂直ガイドバーと摺動可能に係合される延長腕部を備え、受動キャリッジの第２の部分は、第１の部分の延長腕部が貫通して延びる開口部を備えている、裁断機械。

条項１０：作業面と、作業面の上方に配置されたキャリッジであって、キャリッジはツールをキャリッジへ解放可能に固定するように構成されたツールクランプを含み、ブレードクランプはピンを介して回転可能に接続されたバーを有する４バーリンケージシステムを備えている、キャリッジと、を備える裁断機械において、ピンは裁断機械の動作中は視界から隠れている、裁断機械。

条項１１：条項１０に記載の裁断機械において、４バーリンケージシステムのバーは、ツールクランプの開閉中にいかなるカムフォロワ面も形成しない、裁断機械。

条項１２：条項１０又は１１に記載の裁断機械において、４バーリンケージシステムのバーのうち少なくとも１つはガラス充填ナイロンを備えている、裁断機械。

条項１３：条項１０乃至１２の何れか一項に記載の裁断機械において、４バールリンケージシステムのバーのうち少なくとも１つはガラス充填ポリカーボネートを備えている、裁断機械。

条項１４：作業面と、作業面の上方に配置されたキャリッジと、キャリッジへ取り外し可能に固定されたツールであって、（ｉ）作業面に向かって第１の軸に沿って動くように、（ｉｉ）作業面に対して第１の軸を横断する第２の軸に沿って動くように、及び（ｉｉｉ）作業面に対して第１の軸及び第２の軸を横断する第３の軸に沿って動くように構成されているツールと、第１の軸からオフセットされていてツールを第１の軸に沿って動かすように構成されている駆動機構と、を備える裁断機械。

条項１５：条項１４に記載の裁断機械において、キャリッジは受動的である、裁断機械。

条項１６：条項１４乃至１５の何れか一項に記載の裁断機械において、駆動機構は、キャリッジから分離された第１のモータと、第１のモータ及びツールへ連結されていてキャリッジの前方部分を第１の軸に沿って動かすように構成されているシャフトと、を備えている、裁断機械。

条項１７：条項１６に記載の裁断機械において、駆動機構は、第１のモータ及びシャフトへ連結された駆動ギヤ及び駆動ベルトを更に備え、駆動ギヤ及び駆動ベルトはシャフトを回転させるように構成されている、裁断機械。

条項１８：条項１７に記載の裁断機械において、駆動ギヤ及び駆動ベルトは第１のモータの回転運動をシャフトへ伝達するように構成されている、裁断機械。

条項１９：条項１７乃至１８の何れか一項に記載の裁断機械において、シャフトはダブルＤ断面形状を画定している、裁断機械。

条項２０：条項１９に記載の裁断機械において、駆動ギヤはダブルＤ形状を有する開口を画定しており、シャフトは開口内に配置されている、裁断機械。

条項２１：条項１７乃至２０の何れか一項に記載の裁断機械であって、第２の軸に対してキャリッジからオフセットされた側方部分と、裁断機械を前方部分と後方部分へ分けている壁と、を更に備え、駆動ギヤ及び駆動ベルトは側方部分内に配置され、第１のモータは後方部分内に配置され、キャリッジは前方部分内に配置されている、裁断機械。

条項２２：作業面と、作業面の上方に配置された受動キャリッジであって、第１の部分及び第２の部分を備えた受動キャリッジと、受動キャリッジを作業面に対して第１の方向に動かすように構成された駆動ベルトと、受動キャリッジから分離されていて前記キャリッジの第１の部分を作業面に対して第１の方向を横断する第２の方向に動かすように構成されている駆動機構と、を備える裁断機械。

条項２３：条項２２に記載の裁断機械であって、第１の方向に受動キャリッジからオフセットされた側方部分と、受動キャリッジの背後に配置されていて駆動ベルトを駆動するように構成されている第１のモータであって、駆動ベルトは（ｉ）受動キャリッジの背後から裁断機械の側方部分の中へ、そして（ｉｉ）側方部分から受動キャリッジへ延びている、第１のモータと、を更に備える裁断機械。

条項２４：条項２２乃至２３の何れか一項に記載の裁断機械であって、第１の方向に受動キャリッジからオフセットされた側方部分を更に備え、駆動機構は、受動キャリッジへ連結されたラックアンドピニオン機構、ラックアンドピニオン機構に係合しているシャフト、側方部分内に配置された駆動ベルト、及び受動キャリッジの背後に且つ側方部分の外に配置されているモータであって、駆動ベルト及び１つ又はそれ以上のギヤを介してシャフトを回転させるように構成されているモータ、を備えている、裁断機械。

条項２５：条項２４に記載の裁断機械において、シャフトはダブルＤ断面形状を画定している、裁断機械。

条項２６：条項２５に記載の裁断機械において、１つ又はそれ以上のギヤのうち第１のギヤはダブルＤ形状を有する開口を画定しており、シャフトは開口内に配置されている、裁断機械。

条項２７：条項２２乃至２６の何れか一項に記載の裁断機械において、受動キャリッジは、受動キャリッジの背後に延びていて受動キャリッジの第２の部分へ固定されている垂直ガイドバーを備え、受動キャリッジの第１の部分は、第１の部分から第２の部分を貫通して後方に延びる腕部であって垂直ガイドバーと摺動可能に係合される腕部を備え、受動キャリッジの第２の部分は、第１の部分の腕部が貫通して延びる開口部を備えている、裁断機械。

条項２８：視線に沿って視認できる裁断機械であって、作業面と、作業面の上方に配置されたキャリッジであって、キャリッジは、ツールをキャリッジへ固定するように構成されたツールクランプを含み、ツールクランプは第１のバー及び第２のバーを備え、第２のバーは視線に交わる第１のピンによって第１のバーへ枢動式に連結され、第１のバーは（ｉ）視線に交わる第１の向きと（ｉｉ）視線からオフセットされる第２の向きの間で動くように動作可能である、キャリッジと、を備える裁断機械。

条項２９：条項２８に記載の裁断機械であって、ツールクランプは、第２のバーへ枢動式に連結された第３のバー及び第３のバーへ枢動式に連結された第４のバーを更に備え、第１のバー、第２のバー、第３バー、及び第４バーは、第１のバーの第１の向きと第２の向きの間の運動中にカムフォロワ面を形成しない、裁断機械。

条項３０：条項２８乃至２９の何れか一項に記載の裁断機械において、第１のバー又は第２のバーの少なくとも一方は少なくとも部分的にガラス充填ナイロンから形成されている、裁断機械。

条項３１：条項２８乃至３０の何れか一項に記載の裁断機械において、第１のバー又は第２のバーの少なくとも一方は少なくとも部分的にガラス充填ポリカーボネートから形成されている、裁断機械。

条項３２：第１の駆動機構と；第２の駆動機構と；キャリッジであって、第１の駆動機構へ動作的に連結された前方部分、及び前方部分へ連結されていて且つ第２の駆動機構へ動作的に連結されている後方部分であって、（ｉ）第２の駆動機構が作動されると前方部分と共に第１の方向に動くように、及び（ｉｉ）第１の駆動機構が作動されると前方部分に対して第１の方向を横断する第２の方向に動くように、構成されている後方部分、を備えたキャリッジと；を備える裁断用組立体において、第２の部分は、第１の部分と第１の駆動機構又は第２の駆動機構の少なくとも一方との間に配置されている、裁断用組立体。

条項３３：条項３２に記載の裁断用組立体において、第２の駆動機構は、第１の方向にキャリッジからオフセットされた駆動ギヤ及び駆動ベルトを含み、第１の駆動機構は、第２の方向にキャリッジからオフセットされている、裁断用組立体。

原文の単数を表す冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の対訳である「或る」、「一」、及び「当該」は、以上の記述中の要素の１つ又はそれ以上が存在することを意味するものとする。「備える」、「含む」、及び「有する」という用語は、包含的であり、挙げられた要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味するものとする。追加的に、理解されるべきこととして、本開示の「１つの実施形態」又は「或る実施形態」への言及は、追加の実施形であって同じく列挙された特徴を組み入れている実施形の存在を排除するものと解釈されることを意図していない。本明細書に記載されている数、パーセンテージ、比率、又は他の値は、当該の値を含み、更には本開示の実施形によって網羅される当業者が理解するところの「約」又は「大凡」記載値である他の値を含むものとする。したがって、記載値は、所望の機能を遂行する又は所望の結果を達成するうえで記載値に少なくとも十分に近い値を網羅するように十分に広範に解釈されるべきである。記載値は、少なくとも、適切な製造又は生産プロセスでの予想されるばらつきを含み、記載値の５％以内、１％以内、０．１％以内、又は０．０１％以内である値を含み得る。

当業者には、本開示に鑑み、等価的な構成が本開示の精神及び範囲から逸脱しないということ、及び、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に開示されている実施形へ様々な変更、置換、及び修正がなされ得というること、を認識されたい。機能的な「手段＋機能」節を含む等価的な構成は、同じ方式で動作する構造的等価物及び同じ機能を提供するする等価的構造物の両方を含め、列挙された機能を遂行するものとして本明細書に記載されている構造をカバーするものとする。何れかの請求項について、「○○のための手段」という語が関連づけられた機能と一体に登場している場合を除き、手段＋機能又は他の機能的請求を行使しないというのが出願人の明確な意思である。実施形態に対するそれぞれの追加、削除、及び修正で特許請求の範囲の意味及び範囲の内に入るものは、特許請求の範囲によって包含されるものとする。

本明細書での使用に際し「大凡」、「約」、及び「実質的に」という用語は、記載量に近い量であって、なおも所望の機能を遂行し又は所望の結果を達成する量を表す。例えば、「大凡」、「約」、及び「実質的」という用語は、記載量の５％未満内、１％未満内、０．１％未満内、又は０．０１％未満内である量を指すとしてもよい。また、上記説明での何れかの方向又は基準座標系は、相対的な方向又は相対的な運動でしかないことを理解されたい。例えば、「上」と「下」、又は「上方」と「下方」への何れかの言及は、関係づけられた要素の相対位置又は相対運動を記述しているにすぎない。

本発明は、その精神又は本質的な特性から逸脱することなく他の特定の形態に具現化され得る。記載された実施形態は、すべての点で説明目的であると考えられるべきであり、制限を課すものと考えられてはならない。したがって、発明の範囲は、前述の説明によってではなく、付随の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の等価の意味及び範囲の内に入るすべての変更は、それらの範囲内に包含されるものとする。

１０ 裁断機械
１２ 外側筐体
１３ 作業面
１４ 扉
１６、１６’ キャリッジ
１８ ローラ組立体
２０ 貫通スロット
２２ キャビティ
２４ 右側方部分
２６ 左側方部分
３０、３０’ Ｚ方向モータ
３２ Ｘ方向モータ
３４ Ｙ方向モータ
３６ 壁部分
３８、３８’ ローラ組立体
４０ ベルト
４２ キャリッジの後方部分
４４ ベルト
４６、４６’ ダブルＤシャフト
４８ ピニオンギヤ
５０、５０’ ラックアンドピニオン機構
５２ ベルト
５４ 下部ローラバー
５６ 上部ローラバー
６０、６２ ローラ
６３、６３’ 下部ガイドバー
６４、６４’ 上部ガイドバー
６５ 垂直ロッド
６６ ガイドバー
６８、６８’ キャリッジの前方部分
７０ 腕部
７２ 開口部
７４、７４’ キャリッジの後方部分
７６’ Ｚ駆動ケーブル
７８、７８’ ガイドピン
８０’ ギヤ
８２ ツールクランプ
８４ ツール開口部
８６ クランプレバー
８８ 腕部
９０ スライダ
９２ ピン
１００ ワークピース
１００Ｒ ロール
１００Ｄ 遠位端
１０２ ワークピース材料
１０２_１ ワークピース材料の第１の部分
１０２_２ ワークピース材料の第２の部分
１０４ ワークピース支持材料
Ｄ 裁断機械の奥行
Ｈ 裁断機械の高さ
Ｗ 裁断機械の幅
Ｔ 側方部分の厚さ
Ｗ ツールクランプ８２のＸ方向の全幅
Ｃ カット
Ｌ_１００ ワークピース１００の長さ
Ｓ はさみ

Claims (20)

1. 裁断機械において、
   作業面と、
   前記作業面の上方に配置されたキャリッジと、
   前記キャリッジへ取り外し可能に固定されたツールであって、（ｉ）前記作業面に向かって第１の軸に沿って動くように、（ｉｉ）前記作業面に対して前記第１の軸を横断する第２の軸に沿って動くように、及び（ｉｉｉ）前記作業面に対して前記第１の軸及び前記第２の軸を横断する第３の軸に沿って動くように構成されているツールと、
   前記第１の軸からオフセットされていて前記ツールを前記第１の軸に沿って動かすように構成されている駆動機構と、を備える裁断機械。
2. 前記キャリッジは受動的である、請求項１に記載の裁断機械。
3. 前記駆動機構は、
   前記キャリッジから分離された第１のモータと、
   前記第１のモータ及び前記ツールへ連結されていて前記キャリッジの前方部分を前記第１の軸に沿って動かすように構成されているシャフトと、
   を備えている、請求項１に記載の裁断機械。
4. 前記駆動機構は、前記第１のモータ及び前記シャフトへ連結された駆動ギヤ及び駆動ベルトを更に備え、前記駆動ギヤ及び前記駆動ベルトは前記シャフトを回転させるように構成されている、請求項３に記載の裁断機械。
5. 前記駆動ギヤ及び前記駆動ベルトは前記第１のモータの回転運動を前記シャフトへ伝達するように構成されている、請求項４に記載の裁断機械。
6. 前記シャフトはダブルＤ断面形状を画定している、請求項４に記載の裁断機械。
7. 前記駆動ギヤはダブルＤ形状を有する開口を画定しており、前記シャフトは前記開口内に配置されている、請求項６に記載の裁断機械。
8. 前記裁断機械は、
   前記第２の軸に対して前記キャリッジからオフセットされた側方部分と、
   前記裁断機械を前方部分と後方部分へ分けている壁と、を更に備え、
   前記駆動ギヤ及び前記駆動ベルトは前記側方部分内に配置され、
   前記第１のモータは前記後方部分内に配置され、
   前記キャリッジは前記前方部分内に配置されている、請求項４に記載の裁断機械。
9. 裁断機械において、
   作業面と、
   前記作業面の上方に配置された受動キャリッジであって、第１の部分及び第２の部分を備えた受動キャリッジと、
   前記受動キャリッジを前記作業面に対して第１の方向に動かすように構成された駆動ベルトと、
   前記受動キャリッジから分離されていてそのキャリッジの第１の部分を前記作業面に対して前記第１の方向を横断する第２の方向に動かすように構成されている駆動機構と、を備える裁断機械。
10. 前記第１の方向に前記受動キャリッジからオフセットされた側方部分と、
    前記受動キャリッジの背後に配置されていて前記駆動ベルトを駆動するように構成されている第１のモータであって、前記駆動ベルトは（ｉ）前記受動キャリッジの背後から前記裁断機械の前記側方部分の中へ、そして（ｉｉ）前記側方部分から前記受動キャリッジへ延びている、第１のモータと、を更に備える請求項９に記載の裁断機械。
11. 前記裁断機械は、前記第１の方向に前記受動キャリッジからオフセットされた側方部分を更に備え、前記駆動機構は、
    前記受動キャリッジへ連結されたラックアンドピニオン機構、
    前記ラックアンドピニオン機構に係合しているシャフト、
    前記側方部分内に配置された駆動ベルト、及び、
    前記受動キャリッジの背後に且つ前記側方部分の外に配置されているモータであって、前記駆動ベルト及び１つ又はそれ以上のギヤを介して前記シャフトを回転させるように構成されているモータ、を備えている、請求項９に記載の裁断機械。
12. 前記シャフトはダブルＤ断面形状を画定している、請求項１１に記載の裁断機械。
13. 前記１つ又はそれ以上のギヤのうち第１のギヤはダブルＤ形状を有する開口を画定しており、前記シャフトは前記開口内に配置されている、請求項１２に記載の裁断機械。
14. 前記受動キャリッジは、前記受動キャリッジの背後に延びていて前記受動キャリッジの前記第２の部分へ固定されている垂直ガイドバーを備え、
    前記受動キャリッジの前記第１の部分は、前記第１の部分から前記第２の部分を貫通して後方に延びる腕部であって前記垂直ガイドバーと摺動可能に係合される腕部を備え、
    前記受動キャリッジの前記第２の部分は、前記第１の部分の前記腕部が貫通して延びる開口部を備えている、請求項９に記載の裁断機械。
15. 視線に沿って視認できる裁断機械において、
    作業面と、
    前記作業面の上方に配置されたキャリッジであって、前記キャリッジはツールを前記キャリッジへ固定するように構成されたツールクランプを含み、前記ツールクランプは第１のバー及び第２のバーを備え、前記第２のバーは前記視線に交わる第１のピンによって前記第１のバーへ枢動式に連結され、前記第１のバーは（ｉ）前記視線に交わる第１の向きと（ｉｉ）前記視線からオフセットされる第２の向きの間で動くように動作可能である、キャリッジと、を備える裁断機械。
16. 前記ツールクランプは、前記第２のバーへ枢動式に連結された第３のバー及び前記第３のバーへ枢動式に連結された第４のバーを更に備え、前記第１のバー、前記第２のバー、前記第３バー、及び前記第４バーは、前記第１のバーの前記第１の向きと前記第２の向きの間の運動中にカムフォロワ面を形成しない、請求項１５に記載の裁断機械。
17. 前記第１のバー又は前記第２のバーの少なくとも一方は少なくとも部分的にガラス充填ナイロンから形成されている、請求項１５に記載の裁断機械。
18. 前記第１のバー又は前記第２のバーの少なくとも一方は少なくとも部分的にガラス充填ポリカーボネートから形成されている、請求項１５に記載の裁断機械。
19. 裁断用組立体において、
    第１の駆動機構と、
    第２の駆動機構と、
    キャリッジであって、
    前記第１の駆動機構へ動作的に連結された前方部分、及び、
    前記前方部分へ連結されていて且つ前記第２の駆動機構へ動作的に連結されている後方部分であって、（ｉ）前記第２の駆動機構が作動されると前記前方部分と共に第１の方向に動くように、及び（ｉｉ）前記第１の駆動機構が作動されると前記前方部分に対して前記第１の方向を横断する第２の方向に動くように、構成されている後方部分、を備えたキャリッジと、を備える裁断用組立体において、
    前記第２の部分は、前記第１の部分と前記第１の駆動機構又は前記第２の駆動機構の少なくとも一方との間に配置されている、裁断用組立体。
20. 前記第２の駆動機構は、前記第１の方向に前記キャリッジからオフセットされた駆動ギヤ及び駆動ベルトを含み、
    前記第１の駆動機構は、前記第２の方向にキャリッジからオフセットされている、請求項１９に記載の裁断用組立体。

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