JP2003266378A

JP2003266378A - 超音波カッター装置

Info

Publication number: JP2003266378A
Application number: JP2002067687A
Authority: JP
Inventors: Hajime Oura; 肇大浦; Tatsuji Oka; 達二岡; Hiroyuki Daihisa; 宏幸大久
Original assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Current assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波カッター装置によって布帛等のシート
を切断する場合に、熱によって故障等が発生しないよう
にした超音波カッター装置を提供する。【解決手段】発信器１２、振動子１４、ホーン１６よ
りなるカッター本体２２をダクト部材２４によって覆
い、カッター本体２２とダクト部材２４との間によって
できたダクト２６に送風装置２８から常温の空気を送っ
て空冷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂繊維を含
む繊維よりなる布帛などのシートの切断を行う超音波カ
ッター装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、ピンテンタによる布帛の仕
上加工に際し、走行する布帛の耳端部をピンニング離脱
ローラによって持ち上げ、これら耳端部とピンテンタの
ピンシートの係合を解除した後、これら耳端部をピンニ
ング離脱ローラと同一の駆動軸上に回転自在なピンロー
ラ上に係止し、この直後に超音波による振動エネルギー
を利用してこれら耳端部を切断し布帛の本体から房耳部
を分離除去する超音波カッター装置を提案した（特公平
１−４４８３１号）。

【０００３】この超音波カッター装置であると、布帛の
耳端部を迅速かつ寸法精度よく溶断することができる。
また、この溶断と同時に布帛の耳端部を熱融着すること
によって、布帛本体から糸がほつれ出ることがない綺麗
な切断面が形成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、一対の超音波カッター装置を、熱処理装置の出口付
近に設けているので、熱処理装置からの熱によって環境
温度が６０℃以上となるため、超音波カッター装置にか
なりの熱がかかることとなる。

【０００５】このため、この熱によって布帛の溶着カス
が布帛に再び付いたり、溶断後の耳端部が再び付く再隔
着が起こったり、超音波カッター装置の発信器の発信周
波数の位相がずれたり、この発信器自身が熱によって故
障したりする場合がある。

【０００６】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、超音
波カッター装置によって布帛等のシートを切断する場合
に、熱によって故障等が発生しないようにした超音波カ
ッター装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、発信
器、振動子、ホーン、アンビルを含み、前記ホーンと前
記アンビルの間に位置するシートを切断する超音波カッ
ター装置において、前記ホーンにおける前記シートとの
接触部を除く前記ホーン全体をダクト部材によって少な
くとも覆い、前記ホーンと前記ダクト部材の間にダクト
を設け、前記ダクトへ送風装置から空気を流し、前記ホ
ーンを空冷することを特徴とする超音波カッター装置で
ある。

【０００８】また、ダクトを形成する場合には、少なく
ともホーン全体を筒状のダクト部材によって覆うことに
より、ホーンとこの筒状のダクト部材との間にダクトを
構成し、また、このダクト部材の下端は開口させてお
き、ホーンの接触部は露出させる。

【０００９】さらに、ホーン以外に発信器と振動子もダ
クトによって覆ってもよい。

【００１０】請求項２の発明は、前記ダクトの空気の排
出口を前記ホーンの接触部近傍に設けることを特徴とす
る請求項１記載の超音波カッター装置である。

【００１１】請求項３の発明は、前記ホーンの接触部に
カッター刃を有し、前記アンビルが板状であることを特
徴とする請求項１または２記載の超音波カッター装置で
ある。

【００１２】請求項４の発明は、前記ホーンの接触部が
板状であり、前記アンビルがカッター刃を有することを
特徴とする請求項１または２記載の超音波カッター装置
である。

【００１３】請求項５の発明は、前記シートの両耳部が
一対のシート支持部材によって支持され、前記シートが
拡布状態でテンター装置によって搬送され、前記テンタ
ー装置の出口側における前記シートの両耳部近傍に前記
超音波カッター装置が一対配され、前記一対の超音波カ
ッター装置によって前記搬送されるシートの両耳部を長
手方向に沿って切断することを特徴とする請求項１から
４記載の超音波カッター装置である。

【００１４】なお、シート支持部材としては、ピンシー
トや、クリップがある。

【００１５】請求項６の発明は、前記シートの両耳部が
一対のシート支持部材によって支持され、前記シートが
拡布状態でテンター装置によって搬送され、前記テンタ
ー装置の出口側における前記シートの中央部近傍に前記
超音波カッター装置が配され、前記超音波カッター装置
によって前記搬送されるシートを長手方向に沿って切断
することを特徴とする請求項１から４記載の超音波カッ
ター装置である。

【００１６】なお、シート支持部材としては、ピンシー
トや、クリップがある。

【００１７】請求項７の発明は、前記テンター装置によ
って前記シートが熱処理装置内部を搬送させることを特
徴とする請求項５または６記載の超音波カッター装置で
ある。

【００１８】請求項８の発明は、前記ホーンがエアシリ
ンダーによって上下方向に移動自在に配され、前記エア
シリンダーによって位置決めされた前記ホーンの上下方
向の位置をさらに調整して、前記ホーンと前記アンビル
との隙間を微調整する隙間調整手段を有することを特徴
とする請求項１から７記載の超音波カッター装置であ
る。

【００１９】隙間調整手段としては、エアシリンダーに
よって上下するホーンと、固定部材との間にボルトを配
し、このボルトの長さを調整することにより隙間を調整
したり、固定部材とホーンとの間に上下一対のコッタを
配し、この上下コッタを位置調整することによって隙間
を調整してもよい。

【００２０】

【作用】請求項１における超音波カッター装置である
と、ホーン全体をダクトによって覆い、ダクトへ送風装
置から空気を流してホーン全体を空冷するため、超音波
カッター装置が熱処理装置の近傍などに配されて環境温
度が高い場合であっても、空冷によって超音波カッター
装置が故障したりすることがない。

【００２１】請求項２における超音波カッター装置であ
ると、ダクトの出口である排出口を、ホーンに設けられ
た接触部付近に設けることによって、排出口から排出さ
れた空気によってシートに付着した溶着カスを吹き払う
ことができる。

【００２２】請求項７に係る発明において、ホーンがア
ンビルに対して過剰な圧力で押されることがなく、シー
トを適切な圧力で切断することができる。そのため、ホ
ーンとアンビルの摩耗が急速に進んで発熱が多く発生し
たりすることがない。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）以下、本発明の
第１の実施例を図１から図４に基づいて説明する。

【００２４】（１）ピンテンター装置１００と熱処理装
置１０２の構成本実施例は、図４に示すように、ピンテンター装置１０
０によって、拡布状態でシート１が長手方向に搬送さ
れ、このシート１が熱処理装置１０２に搬入されて熱処
理が行われる。この熱処理が終了した後にピンテンター
装置１００によって搬出されたシート１の両耳端部２を
切断するために、熱処理装置１０２の出口側の近傍に本
実施例の超音波カッター装置１０が左右一対配されてい
る。

【００２５】シート１としては、合成樹脂繊維よりなる
布帛、合成樹脂繊維と天然繊維を含む布帛、または、フ
ィルムなどがある。

【００２６】ピンテンター装置１００は、無限軌道上の
チェーン１０４が左右一対配され、これらチェーン１０
４がそれぞれチェーンホイール１０６，１０６に掛け渡
され、チェーン１０４には、所定間隔毎にピンシート１
０８が設けられている。これらピンシート１０８にはピ
ン１１０が植設され、左右一対のピンシート１０８のピ
ン１１０の間にシート１が拡布状態で、かつ、オーバー
フィード状態で張り付けられ、長手方向に搬送される。
なお、チェーン１０４は、ピンテンター装置１００の固
定台１１２に沿って移動可能となっている。

【００２７】熱処理装置１０２は、ピンテンター装置１
００によって拡布状態で搬送されるシート１の上下面
に、トランク室１２０内部で上下ノズルからそれぞれ熱
風を当てて、シート１の乾燥等の熱処理を行う。

【００２８】（２）超音波カッター装置の構造次に、図１から図３に基づいて、超音波カッター装置１
０の構造について説明する。

【００２９】超音波カッター装置１０は、図１に示すよ
うに、発信器１２、振動子１４、ホーン１６及びアンビ
ル１８を有している。発信器１２と振動子１４とホーン
１６とは一体となって略円柱状の構成をなし、ホーン１
６の下端部は、カッター刃２０を形成している。

【００３０】このカッター刃２０と相対向するように所
定の隙間（なお、隙間はなく接触してもよい）をおい
て、アンビル１８が配されている。アンビル１８は、カ
ッター刃２０との接触面が平面状の板部材よりなる。

【００３１】シート１は、このアンビル１８とホーン１
６のカッター刃２０との間を走行する。

【００３２】発信器１２から発信された超音波領域の周
波数に基づいて振動子１４が縦振動の電気エネルギーに
変換し、この縦振動の振動に基づいてホーン１６が超音
波振動を起こし、カッター刃２０が超音波で縦方向に振
動してシート１の耳端部２を切断すると共に、カッター
刃２０が縦振動することによってアンビル１８が発熱し
て摩擦熱が発生し、この摩擦熱によってカッター刃２０
に圧接されているシート１の耳端部２を長手方向に沿っ
てテープ状に溶断する。

【００３３】発信器１２と振動子１４とホーン１６より
構成されるカッター本体２２は、前記したように円柱状
であるが、この円柱状のカッター本体２２を、円筒状の
ダクト部材２４によって覆っている。そして、カッター
本体２２とダクト部材２４との間にダクト２６を構成し
ている。ホーン１６の下部はカッター刃２０に向かって
先細りとなっているため、このダクト部材２４の下部も
先細り、すなわち、円錐形となって、その下端には、空
気の排出口３０が開口している。なお、ダクト部材２４
は、カッター刃２０のみが露出するようにし、カッター
刃２０によるシート１の切断に支障がないようにしてお
く。

【００３４】ダクト２６には、送風装置２８によって常
温の空気が送風される。この送風された空気はダクト２
６によってカッター本体２２の上部から下部に流れ、先
細りとなったダクト部材２４の下端部にある排出口３０
から排出される。そして、この空気がカッター本体２２
の表面を通過する時にカッター本体２２を空冷する。ま
た、この超音波カッター装置１０には、カッター本体２
２とダクト部材２４とを一体に上下動する上下動装置３
２が備えられている。

【００３５】この上下動装置３２の構造について以下説
明する。

【００３６】カッター本体２２とダクト部材２４とを支
持する支持部材３４がダクト部材２４から突出し、この
支持部材３４は、枠部材３６に固定されたエアシリンダ
ー３８のシリンダー部４０の下端に吊り下げられてい
る。また、枠部材３６の側面にはレール４２が縦方向に
設けられ、このレール４２に沿って支持部材３４が上下
動可能となっている。

【００３７】支持部材３４の底面と枠部材３６の底面と
の間には、図１及び図３に示すように一対のスプリング
よりなる弾性部材４４，４４が配されている。この一対
の弾性部材４４，４４の間には支持部材３４と枠部材３
６との間の距離を微調整するための隙間調整手段である
ボルト４６が縦方向に設けられている。

【００３８】枠部材３６は、ピンテンター装置１００の
固定台１１２の上面に固定されている。

【００３９】アンビル１８のアンビル支持部１９は、ピ
ンテンター装置１００の固定台１１２から突出してい
る。また、アンビル１８は、アンビル支持部１９に対し
て回動自在となっており、図１に示すように、アンビル
１８をホーン１６から離す場合には、このアンビル１８
を、アンビル支持部１９に対して回動させればよい（図
１の点線の図参照）。

【００４０】なお、図１から図３においては左右一対の
超音波カッター装置１０の右側のみを図示したが、左側
の超音波カッター装置１０も同様の構成を有している。

【００４１】（３）超音波カッター装置１０の動作状態上記左右一対の超音波カッター装置１０の動作状態につ
いて説明する。

【００４２】まず、ホーン１６のカッター刃２０とアン
ビル１８との間の調整を行う。この調整は、第１に、上
下動装置３２のエアシリンダー３８によってカッター本
体２２を上下動させてシート１にカッター刃２０が接触
するぐらいまでに位置調整をする。第２に、ボルト４６
によって弾性部材４４の弾性力に反して支持部材３４と
枠部材３６の底面との間の距離を調整し、カッター刃２
０がシート１に対し適切な圧力で押圧するように調整を
行う。この隙間の調整は、切断するシート１の種類等に
よって異なり、最小の隙間は隙間が全くない状態（０ｍ
ｍ）とすることもできる。特に、隙間が全くない状態に
しているときでも、弾性部材４４の弾性力によってホー
ン１６が引き上げる方向に付勢されているために、カッ
ター刃２０がアンビル８を、そのホーン１６の自重によ
って押圧することがなく、アンビルに傷を付けたり、破
壊したりすることがない。

【００４３】そして、図４に示すように、ピンテンター
装置１００によってシート１が搬送され、熱処理装置１
０２によって熱処理されて、熱処理装置１０２からシー
ト１が搬出される。

【００４４】シート１は、カッター刃２０とアンビル１
８の間を通過するため、カッター刃２０を微振動させ
て、シート１の両耳端部２を溶断していく。

【００４５】この場合に、超音波カッター装置１０は熱
処理装置１０２の出口付近に配されているため、熱処理
装置１０２のトランク室１２０の出口から漏れて出る熱
風やトランク室１２０自身の温度等によって、環境温度
は６０℃以上であるが、カッター本体２２はダクト部材
２４によって覆われ、ダクト２６に送風装置２８から空
気が送られて空冷が行われているため、発信器が故障し
たり位相のずれが発生したりすることがない。また、空
気の排出口３０はカッター刃２０によって切断されるシ
ート１付近に設けられているため、溶着カスが排出口３
０からの空気によって吹き飛ばされ、シート１に付着し
たりすることがなく、また、溶断後のシート１はこの空
気によってすぐに冷却されるため、溶断後のシート１と
耳端部２が再隔着したりすることがない。

【００４６】なお、この送風する空気の温度としては、
常温（例えば、０℃から３５℃付近）で、十分に空冷効
果がある。

【００４７】また、平面状の板部材よりなるアンビル１
８の上をシート１が走行しつつ、ホーン１６のカッター
刃２０によって溶断されるために、シート１は安定して
走行でき、シート１の両耳端部２を長手方向と平行に正
確に溶断できる。

【００４８】（第２の実施例）以下、第２の実施例の超
音波カッター装置１０について図５に基づいて説明す
る。

【００４９】本実施例と第１の実施例の異なる点は隙間
調整手段にあり、ボルト４６に代えて、コッタ４８を用
いている点にある。

【００５０】すなわち、図５に示すように、下面が傾斜
した上コッタ５０を支持部材３４の底面に固定し、上面
が斜めの下コッタ５２を枠部材３６に移動自在に配し、
下コッタ５２を移動させることによって、支持部材３４
と枠部材３６との間の距離を調整する。

【００５１】この隙間調整手段であっても、下コッタ５
２によって枠部材３６と支持部材３４との間の距離を微
調整することができるため、ホーン１６のカッター２０
を適切な圧力でシート１に対し押圧させることができ
る。

【００５２】（第１の変更例）上記実施例ではシート１
を搬送するものとしてピンテンター装置１００を用いた
が、これに代えてシート１の両耳部をクリップで支持す
るクリップテンター装置であってもよい。

【００５３】（第２の変更例）上記実施例では、ピンテ
ンター装置１００の両側部に左右一対の超音波カッター
装置１０を配して、シート１の両耳部を切断したが、こ
れに代えてピンテンター装置１００の搬送路の中央に１
個の超音波カッター装置１０を配し、シート１を左右に
２枚長手方向に切断する構造であってもよい。

【００５４】また、シート１を超音波カッター装置１０
によって切断する目的であれば、本発明の超音波カッタ
ー装置１０を適用することができる。

【００５５】（第３の変更例）上記実施例では、ホーン
１６にカッター刃２０を設け、アンビル１８は板部材で
あったが、これに代えてアンビル１８にカッター刃を設
け、ホーン１６を平らな振動面とする。

【００５６】そして、カッター刃よりなるアンビル１８
と振動面よりなるホーン１６の間をシート１が搬送さ
れ、これによってシート１を切断してもよい。

【００５７】（第４の変更例）上記実施例では上下動装
置３２としてエアシリンダー３８を用いたが、これに代
えて、支持部材３４に雌ネジ部を設け、雄ネジ部材を上
下方向に配してこの雄ネジ部材をモータによって回転駆
動させ、モータの回転角によってカッター本体２２を上
下の位置を調整してもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上により本発明の超音波カッター装置
であると、少なくともホーンがダクトによって覆われ空
冷されているために、超音波カッター装置を温度の高い
悪環境下においても、超音波カッター装置は正常に動作
し、シートを切断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す超音波カッター装
置の一部欠裁正面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図３】超音波カッター装置の側面図である。

【図４】超音波カッター装置を配したピンテンター装置
の平面図である。

【図５】第２の実施例の超音波カッター装置の側面図で
ある。

【符号の説明】

１シート２耳端部１０超音波カッター装置１２発信器１４振動子１６ホーン１８アンビル２０カッター刃２２カッター本体２４ダクト部材２６ダクト２８送風装置３０排出口３２上下動装置４６ボルト１００ピンテンター装置１０２熱処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大久宏幸奈良県北葛城郡河合町大字川合101番地の１株式会社ヒラノテクシード内Ｆターム(参考） 3B154 AA01 AA06 AB19 BA49 BB28 BB56 BC31 BC47 CA33 CA38 DA13 DA22 5D107 AA10 BB01 CC10 FF03 FF08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発信器、振動子、ホーン、アンビルを含
み、前記ホーンと前記アンビルの間に位置するシートを
切断する超音波カッター装置において、前記ホーンにおける前記シートとの接触部を除く前記ホ
ーン全体をダクト部材によって少なくとも覆い、前記ホ
ーンと前記ダクト部材の間にダクトを設け、前記ダクトへ送風装置から空気を流し、前記ホーンを空
冷することを特徴とする超音波カッター装置。
【請求項２】前記ダクトの空気の排出口を前記ホーンの
接触部近傍に設けることを特徴とする請求項１記載の超
音波カッター装置。
【請求項３】前記ホーンの接触部にカッター刃を有し、
前記アンビルが板状であることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の超音波カッター装置。
【請求項４】前記ホーンの接触部が板状であり、前記ア
ンビルがカッター刃を有することを特徴とする請求項１
または２記載の超音波カッター装置。
【請求項５】前記シートの両耳部が一対のシート支持部
材によって支持され、前記シートが拡布状態でテンター
装置によって搬送され、前記テンター装置の出口側における前記シートの両耳部
近傍に前記超音波カッター装置が一対配され、前記一対の超音波カッター装置によって前記搬送される
シートの両耳部を長手方向に沿って切断することを特徴
とする請求項１から４記載の超音波カッター装置。
【請求項６】前記シートの両耳部が一対のシート支持部
材によって支持され、前記シートが拡布状態でテンター
装置によって搬送され、前記テンター装置の出口側における前記シートの中央部
近傍に前記超音波カッター装置が配され、前記超音波カッター装置によって前記搬送されるシート
を長手方向に沿って切断することを特徴とする請求項１
から４記載の超音波カッター装置。
【請求項７】前記テンター装置によって前記シートが熱
処理装置内部を搬送させることを特徴とする請求項５ま
たは６記載の超音波カッター装置。
【請求項８】前記ホーンがエアシリンダーによって上下
方向に移動自在に配され、前記エアシリンダーによって位置決めされた前記ホーン
の上下方向の位置をさらに調整して、前記ホーンと前記
アンビルとの隙間を微調整する隙間調整手段を有するこ
とを特徴とする請求項１から７記載の超音波カッター装
置。