JP5197715B2

JP5197715B2 - 切断装置

Info

Publication number: JP5197715B2
Application number: JP2010246207A
Authority: JP
Inventors: 圭一森下
Original assignee: Hidaka Seiki KK
Current assignee: Hidaka Seiki KK
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2013-05-15
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Description

本発明は、所定方向に間欠的に順送される板状体を送り方向に切断することにより、帯状体を形成する切断装置に関する。

図１２に熱交換器の放熱部に用いられる熱交換器用フィンを示す。フィンは、長手方向に放熱管が挿入される複数個のカラー付透孔１２，１２・・が一列に形成された複数列のカラー列が幅方向に形成された、幅広の金属製の板状体（金属帯状体）１０から作られる。
この金属帯状体１０をその長手方向に切断して、一列のカラー列が形成された複数枚の幅狭の帯状材を形成し、引き続いて帯状材を所定長さとなるように切断して短冊状のフィンが形成される。

熱交換器用フィンの製造は、図１３に示すプレス装置１８を用いて行われている。
プレス装置１８では、熱交換器用フィンの被加工材であるアルミニウム等の金属から成る金属帯状体１０が、コイル状に巻かれたアンコイラー１４からピンチロール１６を経て引き出される。引き出された金属帯状体１０は、オイル付与装置２０に挿入され、加工用オイルをその表面に付着された後、プレス装置１８内に設けられた金型装置２２に間欠的に順送される。

金型装置２２は、順送金型であって、内部に上下動可能な上型ダイセット２２ａと、静止状態にある下型ダイセット２２ｂとが設けられている。この金型装置２２を通過した金属帯状体１０には、カラー付透孔１２，１２・・が送り方向（金属帯状体１０の長手方向）に一列に形成された複数列のカラー列が金属帯状体１０の幅方向に形成されている。
かかる金属帯状体１０を、切断装置２４によって、その長手方向に切断して、一列のカラー列が形成された複数枚の幅狭の帯状材を形成する。引き続いて帯状材を所定長さとなるように切断して短冊状のフィンとしてスタッカ２６に収容される。

従来の切断装置２４を図１４に示す。
従来の切断装置２４には、金属帯状体１０を切断する切断刃１００が金属帯状体１０の上面側および下面側に配置され、上下間で金属帯状体１０が切断刃先端の刃部に挟み込まれて切断される（例えば特許文献１参照）。
切断刃１００は、金属帯状体１０の長手方向に長尺な形状に形成されており、形成するフィンの列間に複数配置されている。

切断刃１００は、金属帯状体１０の上面側に配置され、下方に向けて移動する可動切断刃１００ａと、金属帯状体１０の下面側に配置され、対応する可動切断刃１００ａと共に金属帯状体を切断する固定切断刃１００ｂとを有している。
また、可動切断刃１００ａは、上下方向に可動する可動型３６に固定されており、可動型３６は図示しない駆動装置によって上下動している。駆動装置としては、金型装置２２において上型ダイセット２２ａを上下方向に動作させる油圧シリンダー等を用いることができる。

特開２００７−５４９０１号公報

従来の切断の様子を図１５〜図１６に示す。
従来の切断装置２４では、金型装置２２におけるプレスの上下動を利用して可動型３６を上下動させ、可動切断刃１００ａが下降したときに切断が行われるようにしていた。
しかしながら、切断後の金属帯状体を送り方向に搬送し、次に切断すべき位置から再度切断を行うときに、既に切断されている位置と次に切断する位置とがずれてしまうことがあると、切断位置のずれによる切断片（いわゆるヒゲ）が生じてしまうという課題がある。

金属帯状体の搬送時の送り量が一定の場合に切断位置がずれると、図１５に示すように短い切断片が発生する。
また、加工中に金属帯状体の送り量を変化させる場合には、既に切断されている位置と次に切断する位置との重なり部分が長くなるため、図１６に示すように長い切断片が発生する。このように、特に送り量に変化がある場合には、長い切断片が発生してしまうので、均一の製品を安定して供給するために注意が必要である。

そこで本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、間欠的に順送される金属帯状体を、切断片が生じ無いように切断できる切断装置を提供することにある。

本発明にかかる切断装置によれば、所定方向に間欠的に順送される板状体を送り方向に切断し、複数枚の幅狭の帯状材を形成する切断装置において、板状体の上面側に配置される上刃と、該上刃に対して噛み合うように、板状体の下面側に配置される下刃と、板状体の切断時に、前記上刃と前記下刃とを噛み合わせるように、前記上刃及び前記下刃の少なくともいずれか一方を駆動させる駆動手段とを具備し、前記上刃と前記下刃とが、板状体の送り方向の下流側においては常に噛み合うように配置され、板状体の送り方向の上流側においては切断時に噛み合うように配置されており、前記駆動手段は、板状体の送り装置と連結され、送り装置の送り方向への運動を鉛直面内での回転運動に変換するリンク機構を有し、該リンク機構により、送り装置の送り動作に伴って、前記上刃又は前記下刃が、板状体の送り方向下流側に位置する所定の回動中心を中心にして回動し、前記上刃と前記下刃とが、板状体の送り方向の下流側から上流側に向けて徐々に噛み合うように、前記上刃及び前記下刃の少なくともいずれか一方を駆動させることを特徴としている。
この構成を採用することによる作用は以下の通りである。
上刃と下刃とは、送り方向の下流側では常に噛み合いが生じているので、既に切断された切断箇所の端部（切断箇所における送り方向の上流側の端部）に、噛み合った上刃と下刃が配置される。このため、次に切断動作を開始する際には、既に切断された切断箇所と、新たに切断を開始する場所がずれてしまうことがなく、切断箇所のずれに基づく切断片の発生を防止することができる。
また、既に噛み合いが生じている箇所から徐々に送り方向の上流側に向けて切断をしていくので、切断箇所のずれに基づく切断片の発生を防止することができる。

さらに、前記リンク機構は、前記上刃又は前記下刃が、送り装置の送り量に基づいた回動角度で動作することにより、送り装置の送り量に基づいた長さで板状体を切断することができることを特徴としてもよい。
この構成によれば、板状体の移動量に応じた切断長さとすることができるため、板状体の移動量が少ない場合であっても長い切断片を生じさせないようにすることができる。

本発明によれば、板状体を切断するときに切断片の発生を防止することができる。

本発明に係る切断装置を説明する概念図である。切断装置の第１の実施形態の正面図である。切断装置の第１の実施形態の側面図である。図３の状態から上刃を駆動させたところを示す第１の実施形態の側面図である。図４の状態からさらに上刃を駆動させて切断が完了したところを示す第１の実施形態の側面図である。切断装置の第２の実施形態の平面図である。図６のＡ−Ａ断面図である。図６のＢ−Ｂ断面図である。切断装置の第２の実施形態の側面図である。図９の状態から上刃を駆動させたところを示す第２の実施形態の側面図である。図１０の状態からさらに上刃を駆動させて切断が完了したところを示す第２の実施形態の側面図である。熱交換器用フィンが形成される金属帯状体の平面図である。熱交換器用フィンを製造する製造装置の説明図である。従来の切断装置の側面図である。従来の切断装置による切断片の発生について説明する説明図である。従来の切断装置による長い切断片の発生について説明する説明図である。

本発明に係る切断装置の好適な実施の形態を以下に説明する。
なお、本発明の切断装置３０は、従来の技術で説明した熱交換器用フィン製造装置に設けられるものであるが、熱交換器用フィン製造装置の全体構成については図１３を援用し、ここではその全体構成についての説明を省略する。

まず、図１に本発明の原理的な概念図を示し、上刃４２と下刃４４の構成及び切断動作について説明する。
切断装置３０は、板状体１０の上面側に配置された上刃４２と、板状体１０の下面側に配置された下刃４４とを有する。上刃４２及び下刃４４は、板状体１０の送り方向に長尺に形成されており、所定方向に間欠送りされる板状体１０を、噛み合わせた上刃４２と下刃４４とで切断し、送り方向に長い帯状材を製造する。
なお、特許請求の範囲でいう板状体は、本実施形態では、具体的にはカラー付き透孔が形成された金属帯状体である。

本発明における上刃４２と下刃４４は、金属帯状体１０の送り方向の下流側で常に噛み合っているように配置されている。具体的に説明すると、下刃４４は刃先が水平となるように固定配置されている。上刃４２は、金属帯状体の送り方向下流側が常に下刃４４と噛み合い、送り方向上流側が下刃４４の刃先よりも上方に位置するよう、送り方向下流側から上流側にかけて斜め上向きに配置されている。
本実施形態では、上刃４２が可動刃であって、切断時には、上刃４２が送り方向下流側から上流側に向けて徐々に下刃４４と噛み合うように、送り方向下流側を中心として送り方向上流側が下降するように回動する。

図１の（ａ）は切断前の状態である。金属帯状体１０において、先の切断動作によって既に切断された切断箇所の送り方向後端部が基準位置となり、この位置で上刃と下刃とが噛み合っている。
次に、図１の（ｂ）のように、上刃４２が、送り方向の下流側の所定位置を中心とし、上流側を下方に向けて回動していくことで切断が行われていく。
図１の（ｃ）では、上刃４２と下刃４４の長さ方向全体が噛み合ったところを示しており、この位置で切断が完了する。
図１の（ｄ）では、上刃４２を送り方向の下流側の所定位置を中心として、上流側を上方に向けて回動させて下刃４４との噛み合いを解除すると共に、図示しない送り装置の送り動作によって、金属帯状体１０が送り方向に移送される。
図１の（ｅ）では、切断箇所の送り方向上流側端部が基準位置に到達して送り動作が停止し、また上刃４２の上方への回動が停止することで、１回の切断動作が完了する。そして、次の切断動作（図１の（ａ））へ臨むことができる。

このように、先の切断箇所の送り方向の上流側端部において、上刃４２と下刃４４とを常に噛み合うようにして、次の切断動作も上刃４２と下刃４４とが噛み合った状態から開始させることができる。このとき、先の切断箇所の送り方向の上流側端部内に、噛み合った状態の刃先を配置させたままであることから、先の切断箇所と次の切断箇所とがずれてしまうことを防止し、切断片（ヒゲ）の発生を防止できる。

（第１の実施形態）
次に、図２〜図５に基づいて本発明の切断装置に係る第１の実施形態について説明する。
図２は、金属帯状体の送り方向の下流側からみたところを示しており、図３〜図５は金属帯状体の送り方向の側方からみたところを示している。
複数の上刃４２は、各上刃４２の上方に位置する上型ブロック４６に固定され、この上型ブロック４６は上型プレート４８の下面に固定されている。この上型ブロック４６及び上型プレート４８が特許請求の範囲でいう上型に該当する。
上型プレート４８の送り方向に対しての幅方向端部には、回動軸４７が設けられており、上型プレート４８は、回動軸４７を中心にして鉛直面内で自在に回動するように設けられている。回動軸４７は、ベアリング４９を介してベースブロック５１に支持されている。この回動軸４７は、上型プレート４８の送り方向の下流側に配置されている。

図２は、送り方向下流側からみたところであるから、上刃４２と下刃４４とが常に噛み合った状態となっている。
複数の下刃４４は、下刃４４の下方に配置された下型ブロック５９に固定されており、さらに下型ブロック５９は下型プレート５０の上面に固定されている。下型プレート５０及び下型ブロック５９は可動せずに固定されて形成されている。したがって、下刃４４は可動刃である上刃４２に対して固定刃として設けられている。

上型プレート４８の下面には、上型プレート４８を下方から付勢して押し上げている付勢手段５２が設けられている。付勢手段５２は、上型プレート４８の下面に当接するピン５４と、ピン５４を下方からバネ力で押し上げているバネ５５と、ピン５４及びバネ５５の周囲を覆うケース５６とを有している。
ピン５４は、上型プレート４８の送り方向の上流側の下面に当接しており、回動軸４７を中心にして上型プレート４８の送り方向の上流側を上昇させている。

上型プレート４８の上方には、所定のタイミングで間欠的に下降し、上型プレート４８の上面を押圧する押圧手段５８が設けられている。押圧手段５８は、図示しない金型装置２２（図１３参照）からの上下動動作と連動して動作するベース部５８ａと、ベース部５８ａから下方に向けて突出する当接部５８ｂとを有している。金型装置２２の上下動動作は、油圧シリンダー等によって行われる。
押圧手段５８が下降して上型プレート４８の送り方向上流側を上方から押圧すると、上型プレート４８は、バネ５５を圧縮させつつ下降し、上刃４２を下降させて送り方向下流側から上流側に向けて徐々に金属帯状体１０の切断を行う。
なお、特許請求の範囲でいう駆動手段は、上型ブロック４６、上型プレート４８、付勢手段５２及び押圧手段５８が該当する。

なお、図２では省略しているが、図３〜図５に示すように、上型プレート４８の送り方向の上流側端部の上面に当接して上型プレート４８の上端位置を規制するユニット押さえ６０が設けられている。
これにより、付勢手段５２によって上型プレート４８が上昇しすぎてしまうことを防止できる。

図３は、切断開始前の状態であって、上刃４２を固定している上型プレート４８は付勢手段５２によって上方に付勢されており、且つ上面がユニット押さえ６０の下面に当接してほぼ水平となるように位置している。このとき、図３の左側に拡大図として図示しているように、上刃４２と下刃４４との噛み合いは送り方向の下流側のみである。

図４には、押圧手段５８が下降し、押圧手段５８の当接部５８ｂの下端部が上型プレート４８の上面に当接したところを示している。押圧手段５８の当接部５８ｂによる当接位置は、回動軸４７が設けられている位置よりも送り方向の上流側である。

図５には、図４の状態よりもさらに押圧手段５８が下降し、当接部５８ｂが上型プレート４８の回動軸４７よりも送り方向の上流側を押圧する。すると、回動軸４７によって鉛直面内で回動自在に保持されている上型プレート４８は、付勢手段５２の付勢力に抗して回動軸４７を中心として送り方向の上流側が下方に移動するように回動する。このため、上刃４２が下降して下刃４４と長尺方向（送り方向）全体に噛み合い、金属帯状体１０の切断が完了する。

（第２の実施形態）
次に、図６〜図１１に基づいて、本発明に係る切断装置の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
なお、本実施形態では、送り装置７０の往復動ユニット７２の送り方向への移動動作を、上刃４２の鉛直面内での回動動作に変更するようなリンク機構を採用しており、以下ではその具体的構成及び動作について説明する。

図６は、切断装置及び切断装置が連結された金属帯状体の送り装置の平面図である。図７は、図６におけるＡ−Ａ断面図であり、図８は、図６におけるＢ−Ｂ断面図である。複数の上刃４２は上型ブロック４６に固定され、上型ブロック４６は上型プレート４８に固定されている。
上型プレート４８の幅方向（金属帯状体の送り方向と直交する方向）の両側面には、回動軸４７が設けられている。上型プレート４８は回動軸４７の回動動作に伴って、回動軸４７を中心として鉛直面内で回動することができる。回動軸４７は、ベアリング４９を介してベースブロック５１に支持されている。この回動軸４７は、上型プレート４８の送り方向の下流側に配置されている。

各回動軸４７の外方側端部には、回動軸４７を駆動させるためのリンク部材６２がそれぞれ連結されている。
リンク部材６２における送り方向の下流側の上部には、送り装置７０からの動作を伝える第２のリンク部材６４と連結される弧状溝６５が形成されている。弧状溝６５内には、第２のリンク部材６４の上端部に設けられたピン６６が挿入されている。ピン６６は、第２のリンク部材６４の動作に合わせて弧状溝６５内で移動可能である。ピン６６が弧状溝６５内で動作することにより、ピン６６がリンク部材６２の送り方向下流側を、送り方向上流側を中心として回動させる。

第２のリンク部材６４は、上端部がピン６６を介してリンク部材６２と連結され、下端部がピン６９を介して送り装置７０の往復動ユニット７２に連結されている。第２のリンク部材６４の下端部には、第２のリンク部材６４の長尺方向に延びる直線溝７３が形成されており、往復動ユニット７２から側方に延びて固定されているピン６９が直線溝７３内に挿入されている。
また、第２のリンク部材６４は、その上下方向のほぼ中央において、固定シャフト６７を中心にして鉛直面内で回動自在に保持されている。
ピン６９は、往復動ユニット７２と共に水平方向へ移動するので、ピン６９は第２のリンク部材６４の下端部を押動させて第２のリンク部材６４の下端部を、固定シャフト６７を中心として回動させる。

上記のように、送り装置７０の往復動ユニット７２が水平方向に移動すると、第２のリンク部材６４の下端部も、ピン６９によって牽引されて回動する。第２のリンク部材６４は、上下方向のほぼ中央に設けられた固定シャフト６７を中心に回動するので、第２のリンク部材６４の上端部は、下端部の回動方向と逆方向に回動するように動作する。

ここで、送り装置７０について説明する。
送り装置７０は、金属帯状体１０を間欠的に送り方向に移送させる装置であり、水平方向に移動可能な往復動ユニット７２が、初期位置と移送位置との間を往復動して金属帯状体１０を牽引する。往復動ユニット７２の上面には、送りピン７６が上方に突出して配置されており、送りピン７６が金属帯状体１０に形成されたカラー付き透孔１２（図１２参照）内に下方から進入し、送りピン７６がカラー付き透孔１２を牽引することで金属帯状体１０は移送位置（図９の状態）まで移動する。

金属帯状体１０が移送位置に到達すると、往復動ユニット７２の移動が停止し、且つ送りピン７６がカラー付き透孔１２から下方に抜け出るように下降する。送りピン７６が下降すると往復動ユニット７２は初期位置へ移動を開始する（図１０の状態）。
そして、往復動ユニット７２が初期位置に到達すると、往復動ユニット７２の移動が停止する（図１１の状態）。そして、送りピン７６が上昇して金属帯状体１０のカラー付き透孔１２内に進入し、金属帯状体１０を移送可能な状態となる。

続いて、図９〜図１１に基づいて、送り装置７０の送り動作に連動して金属帯状体１０を切断する切断装置３０の動作について説明する。
図９のように、送り装置７０によって金属帯状体１０が移送位置に送られた状態から、切断動作が開始される。この位置では、送り装置７０の往復動ユニット７２は、図面右方向の送り方向側に移送されている。
また、このとき往復動ユニット７２に連結されている第２のリンク部材６４の下端部は、往復動ユニット７２の側面から突出しているピン６９によって送り方向に移動されている。このため、第２のリンク部材６４の上端部は、送り方向と反対方向に移動しておりリンク部材６２の弧状溝６５の送り方向の上流側端部にピン６６が位置するように配置される。

次に、図１０に示すように、往復動ユニット７２が初期位置に戻るべく、送り方向と反対方向に移動していくと、往復動ユニット７２の側面から突出しているピン６９は、直線溝７３内で第２のリンク部材６４の下端部を送り方向と反対方向に押動する。第２のリンク部材６４は、下端部が送り方向と反対方向に押動されることにより、固定シャフト６７を中心に回動し、上端部が送り方向に移動する。
第２のリンク部材６４の上端部が送り方向に移動すると、第２のリンク部材６４の上端部のピン６６が弧状溝６５内を移動しつつ、リンク部材６２を上方へ押動する。

第２のリンク部材６４の動作により、リンク部材６２の送り方向下流側が上昇すると、リンク部材６２全体は回動軸４７を中心として回動する。すなわち、リンク部材６２の送り方向上流側が下降する方向に回動軸４７が回動する。
回動軸４７は上型プレート４８に固定されているので、上型プレート４８は、送り方向上流側が下降するように、回動軸４７を中心に回動する。
これにより、上型プレート４８に固定されている上刃４２は、送り方向下流側から徐々に送り方向上流側に向けて、送り方向下流側を中心として送り方向上流側が下降するように回動し、下刃４４と噛み合っていく。

図１１の状態は、往復動ユニット７２が初期位置に到達したところを示している。
このとき本実施形態では、第２のリンク部材６４は鉛直方向に延びる位置にあり、第２のリンク部材６４の上端部は、リンク部材６２の送り方向下流側を最も上方に押し上げている。
そして、回動軸４７は、送り方向上流側が下降する方向への回動量が最も大きくなる。このため、回動軸４７に固定された上型プレート４８は、送り方向上流側が最も下降した位置に移動し、上刃４２と下刃４４とは送り方向に沿って全体に噛み合った状態となる。このため、この位置で金属帯状体１０の切断は完了する。

その後、往復動ユニット７２は金属帯状体１０を移送位置まで移動させるべく送り方向に移動する。往復動ユニット７２が送り方向に移動する場合の切断装置３０の動作は、図９〜図１１に示したものを逆に動作させることで理解できる。
すなわち、往復動ユニット７２が送り方向へ移動すると、送りピン７６が金属帯状体１０を送り方向に牽引し、且つピン６９が第２のリンク部材６４の下端部を送り方向に移動させる。

第２のリンク部材６４の下端部が送り方向に移動すると、第２のリンク部材６４は固定シャフト６７を中心に回動し、上端部が送り方向と反対方向に移動する。すると、第２のリンク部材６４の上端部のピン６６が弧状溝６５内で下降方向に移動し、リンク部材６２の送り方向下流側を押し下げる。
すると、リンク部材６４は回動軸４７を送り方向下流側が下降する方向に回動させ、回動軸４７に固定された上型プレート４８を、回動軸２７を中心に送り方向の上流側が上昇するように回動する。すると、上刃４２が下刃４４との噛み合いを解消して徐々に、送り方向下流側を中心として送り方向上流側が上昇する方向に回動していく。

このようにして、本実施形態では、１回の切断が完了した後、送り装置７０が金属帯状体１０を送り方向に移送させつつ、切断装置３０では上刃４２と下刃４４との噛み合いを解除するように動作している。

上述してきた本実施形態のように、送り装置７０の往復動ユニット７２の移動量に基づいて、上刃４２の回動角度が決まるような構成を採用することにより、移動量が少なければ回動角度も小さくなり、結果として切断長さも短くなる。
図１０に示したように、往復動ユニット７２が距離Ｌだけ送り方向と反対方向に移動したときには、上刃４２と下刃４４の噛み合い長さはＬ＋αであり、また図１１に示したように、往復動ユニット７２が距離２Ｌだけ送り方向と反対方向に移動したときには、上刃４２と下刃４４の噛み合い長さは２Ｌ＋αであり、往復動ユニット７２の移動距離に依存した噛み合い長さとなる。
このように、本実施形態では、送り装置７０における金属帯状体１０の移動量に応じた切断長さとすることができるため、従来の技術で説明したような（図１６参照）送り量が少ない状況であっても長い切断片を生じさせないようにすることができる。

なお、これまでの説明は、複数個のカラー付透孔が形成された金属帯状体１０の切断装置について説明してきたが、本発明は平坦な金属帯状体や樹脂製の帯状体の切断にも適用することができる。

１０金属帯状体（板状体）
３０切断装置
４２上刃
４４下刃
４６上型ブロック
４７回動軸
４８上型プレート
４９ベアリング
５０下型プレート
５１ベースブロック
５２付勢手段
５４ピン
５５バネ
５６ケース
５８押圧手段
５８ａベース部
５８ｂ当接部
５９下型ブロック
６２リンク部材
６４第２のリンク部材
６５弧状溝
６６，６９ピン
６７固定シャフト
７０送り装置
７２往復動ユニット
７３直線溝
７６送りピン

Claims

所定方向に間欠的に順送される板状体を送り方向に切断し、複数枚の幅狭の帯状材を形成する切断装置において、
板状体の上面側に配置される上刃と、
該上刃に対して噛み合うように、板状体の下面側に配置される下刃と、
板状体の切断時に、前記上刃と前記下刃とを噛み合わせるように、前記上刃及び前記下刃の少なくともいずれか一方を駆動させる駆動手段とを具備し、
前記上刃と前記下刃とが、板状体の送り方向の下流側においては常に噛み合うように配置され、板状体の送り方向の上流側においては切断時に噛み合うように配置されており、
前記駆動手段は、
板状体の送り装置と連結され、送り装置の送り方向への運動を鉛直面内での回転運動に変換するリンク機構を有し、
該リンク機構により、送り装置の送り動作に伴って、前記上刃又は前記下刃が、板状体の送り方向下流側に位置する所定の回動中心を中心にして回動し、前記上刃と前記下刃とが、板状体の送り方向の下流側から上流側に向けて徐々に噛み合うように、前記上刃及び前記下刃の少なくともいずれか一方を駆動させることを特徴とする切断装置。
前記リンク機構は、前記上刃又は前記下刃が、送り装置の送り量に基づいた回動角度で動作することにより、送り装置の送り量に基づいた長さで板状体を切断することができることを特徴とする請求項１記載の切断装置。