JP2001191299A - 超音波切断システム - Google Patents
超音波切断システムInfo
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- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
- B26D7/086—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by vibrating, e.g. ultrasonically
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B3/02—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency involving a change of amplitude
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブレードの疲労寿命を向上させた超音波切断
システムを提供する。 【解決手段】 作動面を有する超音波加振装置と、超音
波加振装置の作動面に連結された応答面、および作動面
を有し、作動面および応答面の間でそのブロックを横断
する４〜６ｍｍの幅を有する少なくとも１つの通常調整
スロットを備えたブロック・ホーンと、ブロック・ホー
ンの作動面に取付けられ、作動面と一緒に振動されるよ
うに振動の長手方向軸線を含む平面内に位置された切断
ブレードとを含んで成る超音波切断システムであって、
ブロック・ホーンは作動面および応答面の間でブロック
・ホーンを横断する０．１〜２．５ｍｍの幅を有する少
なくとも１つの狭い調整・減衰スロットも備えているこ
とを特徴とする。
システムを提供する。 【解決手段】 作動面を有する超音波加振装置と、超音
波加振装置の作動面に連結された応答面、および作動面
を有し、作動面および応答面の間でそのブロックを横断
する４〜６ｍｍの幅を有する少なくとも１つの通常調整
スロットを備えたブロック・ホーンと、ブロック・ホー
ンの作動面に取付けられ、作動面と一緒に振動されるよ
うに振動の長手方向軸線を含む平面内に位置された切断
ブレードとを含んで成る超音波切断システムであって、
ブロック・ホーンは作動面および応答面の間でブロック
・ホーンを横断する０．１〜２．５ｍｍの幅を有する少
なくとも１つの狭い調整・減衰スロットも備えているこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は切断システム、特に
超音波切断システムに関する。
超音波切断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波切断方法は、超音波加振装
置に取付けられ、その振動の長手方向軸線を含む平面内
に位置された切断ブレードを使用し、前記平面に沿って
切断する物を通してブレードを移動させることを必要と
する。しかしながら、このような従来方法の使用によれ
ば、可能とされる切断深さが限られるという難点があ
る。この理由のために超音波切断は一般に、薄い物、例
えば紙、布および薄いプラスチック・シートに限られて
いた。かなりの厚さのブロックを切断するには、および
多数の平行な切断を同時に行うには、かなりの問題点が
ある。食品菓子の分野では、ここのところ市場は軽く柔
らかい、また粘ついた製品に関心が向けられており、そ
のような製品は切断が困難であるばかりか、多量の廃物
を生じる。例えば、キャラメルや、さまざまな粘度また
は硬さの各種材料で構成された複合材料、例えばチョコ
レート、ヌガー、キャラメルおよびナッツのうちの２種
類以上の混合物を含んで成る菓子製品、のような粘つい
た材料は、引きずられる傾向があり、これによって切断
ブレードを通過する前に製品が持ち上がってしまうか、
切断ブレードが曲がって製品を不均一な幅となし、その
ような製品は過熱されることになる。例えば落とすと粉
々になるハニカム材料または結晶材料のように脆く、ま
たは砕けやすい材料は切断することが困難である。しば
しば、切断ブレードは長期間の製造使用に十分な信頼性
を与えることができない。
置に取付けられ、その振動の長手方向軸線を含む平面内
に位置された切断ブレードを使用し、前記平面に沿って
切断する物を通してブレードを移動させることを必要と
する。しかしながら、このような従来方法の使用によれ
ば、可能とされる切断深さが限られるという難点があ
る。この理由のために超音波切断は一般に、薄い物、例
えば紙、布および薄いプラスチック・シートに限られて
いた。かなりの厚さのブロックを切断するには、および
多数の平行な切断を同時に行うには、かなりの問題点が
ある。食品菓子の分野では、ここのところ市場は軽く柔
らかい、また粘ついた製品に関心が向けられており、そ
のような製品は切断が困難であるばかりか、多量の廃物
を生じる。例えば、キャラメルや、さまざまな粘度また
は硬さの各種材料で構成された複合材料、例えばチョコ
レート、ヌガー、キャラメルおよびナッツのうちの２種
類以上の混合物を含んで成る菓子製品、のような粘つい
た材料は、引きずられる傾向があり、これによって切断
ブレードを通過する前に製品が持ち上がってしまうか、
切断ブレードが曲がって製品を不均一な幅となし、その
ような製品は過熱されることになる。例えば落とすと粉
々になるハニカム材料または結晶材料のように脆く、ま
たは砕けやすい材料は切断することが困難である。しば
しば、切断ブレードは長期間の製造使用に十分な信頼性
を与えることができない。
【０００３】本出願人の関連出願ＥＰ−Ａ−０９４３４
０５で、出願人は上述の問題点および難点を大いに減少
させる超音波切断システムを記載している。この超音波
切断システムは、作動面を有する超音波加振装置と、超
音波加振装置の作動面に連結された応答面、および作動
面を有するブロック・ホーンと、ブロック・ホーンの作
動面に取付けられ、作動面と一緒に振動されるように振
動の長手方向軸線を含む平面内に位置された複数の切断
ブレードとを含んで成り、ブロック・ホーンが作動面お
よび応答面の間でブロック・ホーンを横断する少なくと
も１つの調整スロットを備えていることを特徴とする。
この特許出願明細書では、調整スロットの幅が４〜６ｍ
ｍであると記載されている。
０５で、出願人は上述の問題点および難点を大いに減少
させる超音波切断システムを記載している。この超音波
切断システムは、作動面を有する超音波加振装置と、超
音波加振装置の作動面に連結された応答面、および作動
面を有するブロック・ホーンと、ブロック・ホーンの作
動面に取付けられ、作動面と一緒に振動されるように振
動の長手方向軸線を含む平面内に位置された複数の切断
ブレードとを含んで成り、ブロック・ホーンが作動面お
よび応答面の間でブロック・ホーンを横断する少なくと
も１つの調整スロットを備えていることを特徴とする。
この特許出願明細書では、調整スロットの幅が４〜６ｍ
ｍであると記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
ＥＰ−Ａ−０９４３４０５のシステムを使用する場合、
ブレードの疲労寿命が満足できないことが見い出され
た。超音波切断システムは、振動振幅を制御するために
大きな固有の減衰作用を有する基本的に共振構造であ
る。切断材料は減衰媒体として作用し、切断ブレードを
安定化させる。主なる問題点は、システムが製品から移
動して空転するときのシステムの動きである。移動時の
ブレードに作用する過渡力は、システムを「モードの変
転」、すなわち３６ｋＨｚの長手方向の振動モードから
幾分低い分数調波の横方向すなわち撓みモードへ変化さ
せる。この横方向すなわち撓みモードは、非常に破壊的
となり得る。先端振幅は６５ミクロンから１〜２ｍｍへ
変化する。著しい加速力がブレードを数秒以内に破壊し
てしまう。
ＥＰ−Ａ−０９４３４０５のシステムを使用する場合、
ブレードの疲労寿命が満足できないことが見い出され
た。超音波切断システムは、振動振幅を制御するために
大きな固有の減衰作用を有する基本的に共振構造であ
る。切断材料は減衰媒体として作用し、切断ブレードを
安定化させる。主なる問題点は、システムが製品から移
動して空転するときのシステムの動きである。移動時の
ブレードに作用する過渡力は、システムを「モードの変
転」、すなわち３６ｋＨｚの長手方向の振動モードから
幾分低い分数調波の横方向すなわち撓みモードへ変化さ
せる。この横方向すなわち撓みモードは、非常に破壊的
となり得る。先端振幅は６５ミクロンから１〜２ｍｍへ
変化する。著しい加速力がブレードを数秒以内に破壊し
てしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本出願人は、自身の関連
特許出願で記載した幅の広い調整スロット（以下に「通
常調整スロット」と称する）に加えて、０．１〜２．５
ｍｍの幅を有する少なくとも１つの狭い調整・減衰スロ
ットを含めることで、ブレードの疲労寿命が大いに延長
できること、例えば連続運転でブレードが４カ月以上も
の間にわたり運転できることを驚きをもって見い出し
た。
特許出願で記載した幅の広い調整スロット（以下に「通
常調整スロット」と称する）に加えて、０．１〜２．５
ｍｍの幅を有する少なくとも１つの狭い調整・減衰スロ
ットを含めることで、ブレードの疲労寿命が大いに延長
できること、例えば連続運転でブレードが４カ月以上も
の間にわたり運転できることを驚きをもって見い出し
た。
【０００６】したがって、本発明は、作動面を有する超
音波加振装置と、超音波加振装置の作動面に連結された
応答面、および作動面を有し、作動面および応答面の間
でそのブロックを横断する４〜６ｍｍの幅を有する少な
くとも１つの通常調整スロットを備えたブロック・ホー
ンと、ブロック・ホーンの作動面に取付けられ、作動面
と一緒に振動されるように振動の長手方向軸線を含む平
面内に位置された切断ブレードとを含んで成る超音波切
断システムであって、ブロック・ホーンは作動面および
応答面の間でブロック・ホーンを横断する０．１〜２．
５ｍｍの幅を有する少なくとも１つの狭い調整・減衰ス
ロットも備えていることを特徴とする超音波切断システ
ムを提供する。
音波加振装置と、超音波加振装置の作動面に連結された
応答面、および作動面を有し、作動面および応答面の間
でそのブロックを横断する４〜６ｍｍの幅を有する少な
くとも１つの通常調整スロットを備えたブロック・ホー
ンと、ブロック・ホーンの作動面に取付けられ、作動面
と一緒に振動されるように振動の長手方向軸線を含む平
面内に位置された切断ブレードとを含んで成る超音波切
断システムであって、ブロック・ホーンは作動面および
応答面の間でブロック・ホーンを横断する０．１〜２．
５ｍｍの幅を有する少なくとも１つの狭い調整・減衰ス
ロットも備えていることを特徴とする超音波切断システ
ムを提供する。
【０００７】この超音波切断システムは、例えば直接的
に、またはブースター装置を経て間接的にブロック・ホ
ーンの応答面に固定された、シヌソイド運動を生じる圧
電式サンドイッチ型変換器とすることができる。
に、またはブースター装置を経て間接的にブロック・ホ
ーンの応答面に固定された、シヌソイド運動を生じる圧
電式サンドイッチ型変換器とすることができる。
【０００８】ブロック・ホーンはアルミニウムまたはチ
タンで形成されるのが好ましい。作動面と応答面との間
のブロック・ホーンの長さは６０〜７０ｍｍ、作動面お
よび応答面の幅は６０〜７０ｍｍ、および調整スロット
が横断する厚さは１５〜２５ｍｍとされる。
タンで形成されるのが好ましい。作動面と応答面との間
のブロック・ホーンの長さは６０〜７０ｍｍ、作動面お
よび応答面の幅は６０〜７０ｍｍ、および調整スロット
が横断する厚さは１５〜２５ｍｍとされる。
【０００９】発生し得る１つの問題点は、ブロック・ホ
ーンの歪みに起因する切断システムの不安定化である。
歪みは、作動面の外縁がその面の中央よりも約２０％大
きい振幅を有する場合に生じる。この歪みを減少させる
ために、ブロック・ホーンはその応答面上にショルダを
有利に備え、例えば各側に１つずつショルダを備え、望
まれるならば段付きとすることができる。切断システム
を安定化させるために約５％以下に歪みを減少させるこ
とができる。
ーンの歪みに起因する切断システムの不安定化である。
歪みは、作動面の外縁がその面の中央よりも約２０％大
きい振幅を有する場合に生じる。この歪みを減少させる
ために、ブロック・ホーンはその応答面上にショルダを
有利に備え、例えば各側に１つずつショルダを備え、望
まれるならば段付きとすることができる。切断システム
を安定化させるために約５％以下に歪みを減少させるこ
とができる。
【００１０】ブロック・ホーンの作動面に取付けられる
切断ブレードの枚数は、２〜６枚、好ましくは３〜５枚
とされる。奇数枚の切断ブレード、例えば３または５枚
の切断ブレードを使用することが有利である。奇数の部
材、例えば変換器、ブロック・ホーンおよびブレードで
構成されたシステムは、有利な効果を有する。切断ブレ
ードは鋼で形成されるのが好ましい。
切断ブレードの枚数は、２〜６枚、好ましくは３〜５枚
とされる。奇数枚の切断ブレード、例えば３または５枚
の切断ブレードを使用することが有利である。奇数の部
材、例えば変換器、ブロック・ホーンおよびブレードで
構成されたシステムは、有利な効果を有する。切断ブレ
ードは鋼で形成されるのが好ましい。
【００１１】切断ブレードの周波数は１０〜６０のＨｚ
であるのが好ましく、切断ブレードの振幅は２０〜２５
０ミクロン好ましくは４０〜２００ミクロンであるのが
好ましい。切断ブレードは、システムを安定化させてゲ
インを減少させ、またシステムの作動周波数を僅かに広
げる、例えば運転周波数の各側で８０〜１２０Ｈｚ、好
ましくは９０〜１１０Ｈｚほど広げるために、ブロック
・ホーンの作動面の周波数と十分に異なる値に離調され
ることが好ましい。その後ブレードは機械加工されて個
別ブレードの配向を設定され、ブレードが互いに平行で
ブロック・ホーンの作動面と正確に整合される。
であるのが好ましく、切断ブレードの振幅は２０〜２５
０ミクロン好ましくは４０〜２００ミクロンであるのが
好ましい。切断ブレードは、システムを安定化させてゲ
インを減少させ、またシステムの作動周波数を僅かに広
げる、例えば運転周波数の各側で８０〜１２０Ｈｚ、好
ましくは９０〜１１０Ｈｚほど広げるために、ブロック
・ホーンの作動面の周波数と十分に異なる値に離調され
ることが好ましい。その後ブレードは機械加工されて個
別ブレードの配向を設定され、ブレードが互いに平行で
ブロック・ホーンの作動面と正確に整合される。
【００１２】ブレードの長さは５０〜１００ｍｍ、好ま
しくは７０〜８０ｍｍとされる。ブレードの幅は５〜２
０ｍｍ、好ましくは１０〜１５ｍｍとされる。ブレード
の厚さは１．４〜３．５ｍｍ、好ましくは１．５〜３．
０ｍｍ、さらに好ましくは１．６〜２．４ｍｍとされ
る。ブレードの間隔距離は１５〜３５ｍｍ、好ましくは
２０〜２６ｍｍとされる。切断ブレードはショルダを備
え、ショルダはブロック・ホーンの作動面に対してクラ
ンプされるのが好ましい。ショルダは２５〜４５ｍｍ、
好ましくは３０〜３５ｍｍの長さを有することができ
る。ショルダの幅は１０〜１５ｍｍとされる。切断ブレ
ードのショルダはその前面および後面に、ブレードをブ
ロック・ホーンの作動面に緊締するための手段を成すス
パン・スロットを備えることが有利である。
しくは７０〜８０ｍｍとされる。ブレードの幅は５〜２
０ｍｍ、好ましくは１０〜１５ｍｍとされる。ブレード
の厚さは１．４〜３．５ｍｍ、好ましくは１．５〜３．
０ｍｍ、さらに好ましくは１．６〜２．４ｍｍとされ
る。ブレードの間隔距離は１５〜３５ｍｍ、好ましくは
２０〜２６ｍｍとされる。切断ブレードはショルダを備
え、ショルダはブロック・ホーンの作動面に対してクラ
ンプされるのが好ましい。ショルダは２５〜４５ｍｍ、
好ましくは３０〜３５ｍｍの長さを有することができ
る。ショルダの幅は１０〜１５ｍｍとされる。切断ブレ
ードのショルダはその前面および後面に、ブレードをブ
ロック・ホーンの作動面に緊締するための手段を成すス
パン・スロットを備えることが有利である。
【００１３】ブレードは垂直軸線に沿って配置できる
が、垂直軸線に対して偏倚させて、例えば５゜〜２０
゜、好ましくは１０゜〜１５゜の角度に配置されること
が好ましい。
が、垂直軸線に対して偏倚させて、例えば５゜〜２０
゜、好ましくは１０゜〜１５゜の角度に配置されること
が好ましい。
【００１４】通常調整スロットの本数は切断ブレードの
枚数より１少ないことが好ましい。通常調整スロットは
長手方向の平面内で一対のブレードに対して偏倚される
ことが好ましい。通常調整スロットの寸法は横方向振動
を減少または解消するために、またブロックの歪みを減
少させるために選定できる。例えば、通常調整スロット
は２０〜６０ｍｍ、好ましくは３０〜５０ｍｍ、一層好
ましくは３５〜４５ｍｍの長さを有する。通常調整スロ
ットの幅は４．５〜５．５ｍｍが好ましい。
枚数より１少ないことが好ましい。通常調整スロットは
長手方向の平面内で一対のブレードに対して偏倚される
ことが好ましい。通常調整スロットの寸法は横方向振動
を減少または解消するために、またブロックの歪みを減
少させるために選定できる。例えば、通常調整スロット
は２０〜６０ｍｍ、好ましくは３０〜５０ｍｍ、一層好
ましくは３５〜４５ｍｍの長さを有する。通常調整スロ
ットの幅は４．５〜５．５ｍｍが好ましい。
【００１５】狭い調整・減衰スロットは０．１５〜１ｍ
ｍ、好ましくは０．２〜０．７５ｍｍ、さらに好ましく
は０．２５〜０．６ｍｍの幅を有する。調整・減衰スロ
ットの長さは通常調整スロットの長さよりも小さく、例
えば１０〜５０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍ、さら
に好ましくは２５〜３５ｍｍとされることができる。
ｍ、好ましくは０．２〜０．７５ｍｍ、さらに好ましく
は０．２５〜０．６ｍｍの幅を有する。調整・減衰スロ
ットの長さは通常調整スロットの長さよりも小さく、例
えば１０〜５０ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍ、さら
に好ましくは２５〜３５ｍｍとされることができる。
【００１６】１〜４つの狭い調整スロットが一対の通常
調整スロットの間に配置され、好ましくは２または３本
の狭い調整スロットが一対の通常調整スロットの間に、
すなわちブレードと同じ長手方向の平面内に配置され
る。２本以上の狭い調整スロットが一対の通常調整スロ
ットの間に配置される場合、それらのスロットは０．１
〜１０ｍｍ、好ましくは１〜８ｍｍ、一般的には２〜６
ｍｍの間隔を隔てられる。
調整スロットの間に配置され、好ましくは２または３本
の狭い調整スロットが一対の通常調整スロットの間に、
すなわちブレードと同じ長手方向の平面内に配置され
る。２本以上の狭い調整スロットが一対の通常調整スロ
ットの間に配置される場合、それらのスロットは０．１
〜１０ｍｍ、好ましくは１〜８ｍｍ、一般的には２〜６
ｍｍの間隔を隔てられる。
【００１７】本発明では、寸法、例えばブレード、通常
調整スロットおよび狭い調整・減衰スロットの寸法は一
般に低周波数ほど相応に大きく、またこの逆が言えると
いうことを理解しなければならない。
調整スロットおよび狭い調整・減衰スロットの寸法は一
般に低周波数ほど相応に大きく、またこの逆が言えると
いうことを理解しなければならない。
【００１８】ブレードを担持するブロック・ホーンの各
部はリムと称され、中央部分よりも幅の広いブロック・
ホーンの２つの外側リムを形成することが構造の安定性
を助成する。本出願人は、ブロック・ホーンの３つの同
じリムがしばしば共振構造として作用し、また調整フォ
ークとして効果的に作用して、ブロック・ホーンに受け
入れがたい大きな振幅を生じることを見い出した。例え
ば、３つのリムを有するブロック・ホーンでは、２つの
外側リムは１９ｍｍ、また中央のリムは１６ｍｍとさ
れ、５ｍｍのスロットをそれぞれ備えて、全体として６
４ｍｍの幅を成す。
部はリムと称され、中央部分よりも幅の広いブロック・
ホーンの２つの外側リムを形成することが構造の安定性
を助成する。本出願人は、ブロック・ホーンの３つの同
じリムがしばしば共振構造として作用し、また調整フォ
ークとして効果的に作用して、ブロック・ホーンに受け
入れがたい大きな振幅を生じることを見い出した。例え
ば、３つのリムを有するブロック・ホーンでは、２つの
外側リムは１９ｍｍ、また中央のリムは１６ｍｍとさ
れ、５ｍｍのスロットをそれぞれ備えて、全体として６
４ｍｍの幅を成す。
【００１９】望まれるならば、複数の本発明による超音
波切断システムが直列に連結されて切断ブレードの枚数
を増大する、例えば５〜１０の切断システムが直列に連
結されてブレードの全数を２０〜４０と成すことができ
る。
波切断システムが直列に連結されて切断ブレードの枚数
を増大する、例えば５〜１０の切断システムが直列に連
結されてブレードの全数を２０〜４０と成すことができ
る。
【００２０】本発明はまた、作動面を有する超音波加振
装置と、超音波加振装置の作動面に連結された応答面、
および作動面を有し、作動面および応答面の間でそのブ
ロックを横断する４〜６ｍｍの幅を有する少なくとも１
つの通常調整スロットを備えたブロック・ホーンと、ブ
ロック・ホーンの作動面に取付けられ、作動面と一緒に
振動されるように振動の長手方向軸線を含む平面内に位
置された複数の切断ブレードと、切断する材料を運ぶ手
段と、前記材料を通る前記平面内で前記切断ブレードを
移動させる間に切断ブレードを超音波振動させる手段と
を含んで成る材料の切断装置であって、ブロック・ホー
ンは作動面および応答面の間でブロック・ホーンを横断
する０．１〜２．５ｍｍの幅を有する少なくとも１つの
狭い調整・減衰スロットも備えていることを特徴とする
材料の切断装置も提供する。
装置と、超音波加振装置の作動面に連結された応答面、
および作動面を有し、作動面および応答面の間でそのブ
ロックを横断する４〜６ｍｍの幅を有する少なくとも１
つの通常調整スロットを備えたブロック・ホーンと、ブ
ロック・ホーンの作動面に取付けられ、作動面と一緒に
振動されるように振動の長手方向軸線を含む平面内に位
置された複数の切断ブレードと、切断する材料を運ぶ手
段と、前記材料を通る前記平面内で前記切断ブレードを
移動させる間に切断ブレードを超音波振動させる手段と
を含んで成る材料の切断装置であって、ブロック・ホー
ンは作動面および応答面の間でブロック・ホーンを横断
する０．１〜２．５ｍｍの幅を有する少なくとも１つの
狭い調整・減衰スロットも備えていることを特徴とする
材料の切断装置も提供する。
【００２１】材料が切断ヘッドを通過されるときにその
切断すべき材料の支持を成す手段は、材料を支持するコ
ンベヤ・ベルト、例えば材料を運ぶときに材料を効果的
に挟み込む上側ガイド・ベルトおよび下側コンベヤ・ベ
ルト、または個々に「Ｖ」形のベルトとされることがで
きる。
切断すべき材料の支持を成す手段は、材料を支持するコ
ンベヤ・ベルト、例えば材料を運ぶときに材料を効果的
に挟み込む上側ガイド・ベルトおよび下側コンベヤ・ベ
ルト、または個々に「Ｖ」形のベルトとされることがで
きる。
【００２２】本発明はさらに、作動面を有する超音波加
振装置と、超音波加振装置の作動面に連結された応答
面、および作動面を有し、作動面および応答面の間でそ
のブロックを横断する４〜６ｍｍの幅を有する少なくと
も１つの通常調整スロットを備えたブロック・ホーン
と、ブロック・ホーンの作動面に取付けられ、作動面と
一緒に振動されるように振動の長手方向軸線を含む平面
内に位置された切断ブレードとを含んで成る超音波切断
システムの下方で材料を運ぶこと、および前記材料を通
る前記平面内で前記切断ブレードを移動させる間に切断
ブレードを超音波振動させることを含んで成る材料の切
断方法であって、ブロック・ホーンは作動面および応答
面の間でブロック・ホーンを横断する０．１〜２．５ｍ
ｍの幅を有する少なくとも１つの狭い調整・減衰スロッ
トも備えていることを特徴とする材料の切断方法を提供
する。
振装置と、超音波加振装置の作動面に連結された応答
面、および作動面を有し、作動面および応答面の間でそ
のブロックを横断する４〜６ｍｍの幅を有する少なくと
も１つの通常調整スロットを備えたブロック・ホーン
と、ブロック・ホーンの作動面に取付けられ、作動面と
一緒に振動されるように振動の長手方向軸線を含む平面
内に位置された切断ブレードとを含んで成る超音波切断
システムの下方で材料を運ぶこと、および前記材料を通
る前記平面内で前記切断ブレードを移動させる間に切断
ブレードを超音波振動させることを含んで成る材料の切
断方法であって、ブロック・ホーンは作動面および応答
面の間でブロック・ホーンを横断する０．１〜２．５ｍ
ｍの幅を有する少なくとも１つの狭い調整・減衰スロッ
トも備えていることを特徴とする材料の切断方法を提供
する。
【００２３】材料はコンベヤ・ベルトで超音波切断シス
テムの下方を好ましく運ばれる。材料の速度は１０ｍ／
分までの速度で、例えば１〜８ｍ／分、好ましくは２〜
６ｍ／分とされる。
テムの下方を好ましく運ばれる。材料の速度は１０ｍ／
分までの速度で、例えば１〜８ｍ／分、好ましくは２〜
６ｍ／分とされる。
【００２４】切断される材料は、材料の運ぶ際にその材
料を効果的に挟み込む上側ガイド・ベルトと下側ガイド
・ベルトとの間で超音波切断システムの下方を運ばれる
ことが有利である。材料を効果的に挟み込む上側および
下側コンベヤ・ベルトの使用は、材料が切断ブレードを
通過するときにブレードによる引きずりによって持ち上
がる傾向を実質的に防止する。この傾向は、システムに
使用された切断ブレードが多数である場合に一層強調さ
れる。
料を効果的に挟み込む上側ガイド・ベルトと下側ガイド
・ベルトとの間で超音波切断システムの下方を運ばれる
ことが有利である。材料を効果的に挟み込む上側および
下側コンベヤ・ベルトの使用は、材料が切断ブレードを
通過するときにブレードによる引きずりによって持ち上
がる傾向を実質的に防止する。この傾向は、システムに
使用された切断ブレードが多数である場合に一層強調さ
れる。
【００２５】材料は、粘りけのある材料、脆いまたは砕
けやすい材料、または異なる粘度または硬さを有するさ
まざまな材料で構成された複合材料とすることができ
る。本発明の超音波切断システムで切断するのに好適な
材料は、例えばチョコレート、ヌガー、キャラメル、ナ
ッツ、ベーカリー製品、スナック製品、ミール、ドー
（ｄｏｕｇｈ）を詰めた製品、アイスクリーム、および
それらの混合物のうちの１つまたは２種類以上の混合物
を含んで成る菓子製品である。
けやすい材料、または異なる粘度または硬さを有するさ
まざまな材料で構成された複合材料とすることができ
る。本発明の超音波切断システムで切断するのに好適な
材料は、例えばチョコレート、ヌガー、キャラメル、ナ
ッツ、ベーカリー製品、スナック製品、ミール、ドー
（ｄｏｕｇｈ）を詰めた製品、アイスクリーム、および
それらの混合物のうちの１つまたは２種類以上の混合物
を含んで成る菓子製品である。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明は添付図面を参照してさら
に説明される。
に説明される。
【００２７】図面を参照すれば、図１は変換器／ブース
ター組立体１０を示しており、この変換器／ブースター
組立体１０にブロック・ホーン１１が取付けられ、ブロ
ック・ホーン１１は長さが４０ｍｍで幅が４ｍｍの２つ
の通常調整スロット１２と、長さが３１．５ｍｍで幅が
０．５ｍｍの狭い調整・減衰スロット１３とを備えてお
り、対を成す狭いスロットは４ｍｍの間隔を隔てられて
いる。ブロック・ホーンには切断ブレード１４が取付け
られ、各切断ブレード１４は切断エッジ１５を備えてい
る。
ター組立体１０を示しており、この変換器／ブースター
組立体１０にブロック・ホーン１１が取付けられ、ブロ
ック・ホーン１１は長さが４０ｍｍで幅が４ｍｍの２つ
の通常調整スロット１２と、長さが３１．５ｍｍで幅が
０．５ｍｍの狭い調整・減衰スロット１３とを備えてお
り、対を成す狭いスロットは４ｍｍの間隔を隔てられて
いる。ブロック・ホーンには切断ブレード１４が取付け
られ、各切断ブレード１４は切断エッジ１５を備えてい
る。
【００２８】図２および図３は、コンベヤ・ベルト１７
によって矢印の方向へ運ばれるヌガー材料１６を示して
おり、この材料はその後下側駆動ベルト１８と上側ガイ
ド・ベルト１９の間に挟み込まれ、この状態でブロック
・ホーン１１および切断エッジ１５を含んで成る超音波
切断システムの下方を移動される。切断ブレードはヌガ
ー材料を通して垂直下方へ移動される間、超音波振動さ
れてその材料を切断し、切断されたヌガー材料は最終的
にコンベヤ・ベルト２０で送り出される。
によって矢印の方向へ運ばれるヌガー材料１６を示して
おり、この材料はその後下側駆動ベルト１８と上側ガイ
ド・ベルト１９の間に挟み込まれ、この状態でブロック
・ホーン１１および切断エッジ１５を含んで成る超音波
切断システムの下方を移動される。切断ブレードはヌガ
ー材料を通して垂直下方へ移動される間、超音波振動さ
れてその材料を切断し、切断されたヌガー材料は最終的
にコンベヤ・ベルト２０で送り出される。
【００２９】０．５ｍｍ幅の調整・減衰スロットを使用
することで、ブレードの疲労寿命は連続運転で少なくと
も４カ月となることが見い出された。
することで、ブレードの疲労寿命は連続運転で少なくと
も４カ月となることが見い出された。
【図１】本発明の超音波切断システムの平面図を示す。
【図２】ヌガー材料を切断する本発明の超音波切断シス
テムの図解的な側面図を示す。
テムの図解的な側面図を示す。
【図３】図２の線Ｂ−Ｂに沿う断面図を示す。
１０ 変換器／ブースター組立体 １１ ブロック・ホーン １２ １３ 狭い調整・減衰スロット １４ 切断ブレード １５ 切断エッジ １６ ヌガー材料 １７，２０ コンベヤ・ベルト １８ 下側駆動ベルト １９ 上側ガイド・ベルト
Claims (22)
- 【請求項１】 作動面を有する超音波加振装置と、超音
波加振装置の作動面に連結された応答面、および作動面
を有し、作動面および応答面の間でそのブロックを横断
する４〜６ｍｍの幅を有する少なくとも１つの通常調整
スロットを備えたブロック・ホーンと、ブロック・ホー
ンの作動面に取付けられ、作動面と一緒に振動されるよ
うに振動の長手方向軸線を含む平面内に位置された切断
ブレードとを含んで成る超音波切断システムであって、
ブロック・ホーンは作動面および応答面の間でブロック
・ホーンを横断する０．１〜２．５ｍｍの幅を有する少
なくとも１つの狭い調整・減衰スロットも備えているこ
とを特徴とする超音波切断システム。 - 【請求項２】 作動面および応答面の間のブロック・ホ
ーンの長さが６０〜７０ｍｍ、作動面および応答面の幅
が６０〜７０ｍｍ、および調整スロットが横断する厚さ
が１５〜２５ｍｍであるの請求項１に記載された基超音
波切断システム。 - 【請求項３】 ブロック・ホーンが応答面上にショルダ
を備えた請求項１に記載された超音波切断システム。 - 【請求項４】 ブロック・ホーンが応答面の各側部にシ
ョルダを備えた請求項１に記載された超音波切断システ
ム。 - 【請求項５】 ブロック・ホーンがアルミニウムまたは
チタンで作られた請求項１に記載された超音波切断シス
テム。 - 【請求項６】 ブロック・ホーンの作動面に取付けられ
た切断ブレードの枚数が２〜６枚である請求項１に記載
された超音波切断システム。 - 【請求項７】 奇数枚の切断ブレードが使用された請求
項１に記載された超音波切断システム。 - 【請求項８】 切断ブレードがブロック・ホーンの作動
面とは８０〜１２０Ｈｚだけ異なる値に離調（デチュー
ン）された請求項１に記載された超音波切断システム。 - 【請求項９】 切断ブレードの周波数が１０〜６０ｋＨ
ｚで、切断ブレードの振幅が２０〜２５０ミクロンであ
る請求項１に記載された超音波切断システム。 - 【請求項１０】 システムを安定化させ、ゲインを減少
させ、作動周波数を僅かに広げるために切断ブレードが
ブロック・ホーンの作動面の値と十分に異なる値に離調
された後、個々のブレードの配向を設定するために機械
加工される請求項１に記載された超音波切断システム。 - 【請求項１１】 ブレードの長さが５０〜１００ｍｍ、
ブレードの厚さが１．４〜３．５ｍｍ、ブレードの離間
距離が１５〜３５ｍｍである請求項１に記載された超音
波切断システム。 - 【請求項１２】 切断ブレードが垂直軸線に対して偏倚
して位置決めされた請求項１に記載された超音波切断シ
ステム。 - 【請求項１３】 調整スロットの個数が切断ブレードの
枚数よりも１少ない請求項１に記載された超音波切断シ
ステム。 - 【請求項１４】 調整スロットが長手方向の平面内の一
対のブレードに対して偏倚されている請求項１に記載さ
れた超音波切断システム。 - 【請求項１５】 調整および減衰スロットが０．２〜１
ｍｍの幅を有する請求項１に記載された超音波切断シス
テム。 - 【請求項１６】 切断ブレードの枚数を増大させるため
に前記超音波切断システムが複数個直列に連結され、５
〜１０の切断システムが直列に連結されて、切断ブレー
ド全数を２０〜４０枚にする請求項１に記載された超音
波切断装置。 - 【請求項１７】 作動面を有する超音波加振装置と、超
音波加振装置の作動面に連結された応答面、および作動
面を有し、作動面および応答面の間でブロック・ホーン
を横断する４〜６ｍｍの幅を有する少なくとも１つの通
常調整スロットを備えた前記ブロック・ホーンと、ブロ
ック・ホーンの作動面に取付けられ、作動面と一緒に振
動されるように振動の長手方向軸線を含む平面内に位置
された複数の切断ブレードと、切断する材料を運ぶ手段
と、前記材料を通る前記平面内で前記切断ブレードを移
動させる間に切断ブレードを超音波振動させる手段とを
含んで成る材料の切断装置であって、ブロック・ホーン
は作動面および応答面の間でブロック・ホーンを横断す
る０．１〜２．５ｍｍの幅を有する少なくとも１つの狭
い調整・減衰スロットも備えていることを特徴とする材
料の切断装置。 - 【請求項１８】 切断する材料を運ぶ手段が材料を支持
するコンベヤ・ベルトである請求項１７に記載された装
置。 - 【請求項１９】 切断する材料を運ぶ手段が上側および
下側のコンベヤ・ベルトを含んで成り、これらのベルト
は材料を運ぶときに材料を効果的に挟み込む請求項１７
に記載された装置。 - 【請求項２０】 作動面を有する超音波加振装置と、超
音波加振装置の作動面に連結された応答面、および作動
面を有し、作動面および応答面の間でブロック・ホーン
を横断する４〜６ｍｍの幅を有する少なくとも１つの通
常調整スロットを備えた前記ブロック・ホーンと、ブロ
ック・ホーンの作動面に取付けられ、作動面と一緒に振
動されるように振動の長手方向軸線を含む平面内に位置
された複数の切断ブレードとを含んで成る超音波切断シ
ステムの下方で材料を運ぶこと、および前記材料を通る
前記平面内で前記切断ブレードを移動させる間に切断ブ
レードを超音波振動させることを含んで成る材料の切断
方法であって、ブロック・ホーンは作動面および応答面
の間でブロック・ホーンを横断する０．１〜２．５ｍｍ
の幅を有する少なくとも１つの狭い調整・減衰スロット
も備えていることを特徴とする材料の切断方法。 - 【請求項２１】 材料は１０ｍ／分までの速度でコンベ
ヤ・ベルトで超音波切断システムの下方を運ばれる請求
項２０に記載された方法。 - 【請求項２２】 切断される材料は、その材料が運ばれ
るとき、上側および下側のコンベヤ・ベルトの間に効果
的に挟み込まれて超音波切断システムの下方を運ばれる
請求項２０に記載された方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9926998.7A GB9926998D0 (en) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | Ultrasonic cutting system |
| GB9926998.7 | 1999-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001191299A true JP2001191299A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=10864552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000346023A Pending JP2001191299A (ja) | 1999-11-15 | 2000-11-14 | 超音波切断システム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6530768B1 (ja) |
| EP (1) | EP1101577B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001191299A (ja) |
| AT (1) | ATE225238T1 (ja) |
| DE (1) | DE60000531T2 (ja) |
| GB (1) | GB9926998D0 (ja) |
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| WO2011135847A1 (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-03 | 株式会社アドウェルズ | 振動切断装置 |
| JP2013523476A (ja) * | 2010-04-12 | 2013-06-17 | ブランソン・ウルトラソニックス・コーポレーション | 軟質材料を切断するための超音波システムおよび方法、ならびにこれらのための超音波用ブレードホーン |
| CN108994881A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-14 | 上海骄成机电设备有限公司 | 一种超声波复合切刀 |
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- 2000-09-22 AT AT00203297T patent/ATE225238T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-09-22 DE DE60000531T patent/DE60000531T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-13 US US09/709,734 patent/US6530768B1/en not_active Expired - Fee Related
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