JP2018051633A

JP2018051633A - Ultrasonic cutting device

Info

Publication number: JP2018051633A
Application number: JP2016186557A
Authority: JP
Inventors: 浪王; Lang Wang
Original assignee: Branson Ultrasonics Corp
Current assignee: Branson Ultrasonics Corp
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-04-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the optimal adjustment of the tension of a cutting blade when changing size of the blade.SOLUTION: A vibrating horn 4 connected to a converter 3 is vertically fixed to one end part in a length direction of a rectangular base 2 so that a tip part of the horn is positioned at an upper part. A bearing plate 6 whose upper end part fixed with a support block 5 for supporting one end part of a cutting blade 15 is provided at the other end part of the base. The bearing plate moves via a linear guide block 8 which slides along a linear guide rail 7 provided, in a length direction of the blade, on the base. A tension adjustment plate 10 is arranged at the opposite side of the vibrating horn of the bearing plate in the linear guide rail, via a linear guide block 9 which slides along the linear guide rail. The tension adjustment plate can be freely moved by a ball screw 11 provided on the base and a nut member 12 provided on the tension adjustment plate. A coil spring 14 for tension is interposed between the bearing plate and the tension adjustment plate. Both end parts of the strip-shaped blade are supported on the tip part of the vibrating horn and the supporting block by a resonance body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は超音波切断装置に関し、更に詳細には所定の形状に造形することはできるが、軟らかで、力を加えると変形してしまう部材や、粘り気があり、切断時に切断部品に付着して形が崩れてしまう部材の切断に用いるに好適な超音波切断装置に係わる。 The present invention relates to an ultrasonic cutting device, and more specifically, it can be shaped into a predetermined shape, but it is soft, has a member that deforms when applied with force, and is sticky and adheres to a cutting part during cutting. The present invention relates to an ultrasonic cutting apparatus suitable for cutting a member whose shape is lost.

従来、例えば、ケーキや粘土の如き所定の形状に造形することはできるが、軟らかで、切断時に形が崩れやすい部材や、キャラメルの如き粘り気があり、切断時に切断部品に付着して形が崩れてしまう部材を切断するときには、マザーホーンと、マザーホーンに所定の間隔をおいて平行に取り付けられる一対のチャイルドホーンとからなり、前記一対のチャイルドホーンの先端部間に張り渡した切断用の薄い刃体をもって被切断部材を切断する切断用共振器を備えた超音波切断装置が用いられる。 Conventionally, it can be shaped into a predetermined shape such as cake or clay, but it is soft and has a tendency to lose its shape when cut, or sticky like caramel, and it adheres to the cut part when cut and loses its shape When cutting a member, the mother horn and a pair of child horns attached in parallel to the mother horn at a predetermined interval are arranged, and the cutting thin stretched between the tip ends of the pair of child horns. An ultrasonic cutting apparatus including a cutting resonator that cuts a member to be cut with a blade body is used.

図１４及び図１５には斯かる従来の超音波切断装置における切断用共振器を示している。 14 and 15 show a cutting resonator in such a conventional ultrasonic cutting apparatus.

該図において、１００は斯かる従来の超音波切断装置における切断用共振器である。また、該切断用共振器１００は、マザーホーン１０１と、該マザーホーン１０１に所定の間隔をおいて平行に取り付けられる一対のチャイルドホーン１０２、１０３とからなり、前記一対のチャイルドホーン１０２、１０３の先端部間に張り渡した切断用の薄い刃体１０５をもって被切断部材（図示せず。）を切断するものである。 In the figure, reference numeral 100 denotes a cutting resonator in such a conventional ultrasonic cutting apparatus. The cutting resonator 100 includes a mother horn 101 and a pair of child horns 102 and 103 attached to the mother horn 101 in parallel at a predetermined interval. A member to be cut (not shown) is cut with a thin blade 105 for cutting stretched between the tip portions.

また、切断用の刃体１０５は、一対のチャイルドホーン１０２、１０３の夫々の先端面に設けたスリット１０８に該刃体１０５の長さ方向の両端部を嵌め入れ、この状態において、一対のチャイルドホーン１０２、１０３の夫々の先端部に側面から差し通すボルト１０９を、該刃体１０５の長さ方向の両端部に設けたボルト挿通孔１０５ａを貫通させ、最後に該ボルト１０９にナット１１０を螺合して固定するものである。 Further, the cutting blade 105 is fitted into the slits 108 provided on the respective tip surfaces of the pair of child horns 102 and 103 at both ends in the longitudinal direction of the blade body 105. In this state, the pair of child horns Bolts 109 inserted from the side surfaces of the respective horns 102 and 103 are passed through bolt insertion holes 105a provided at both ends in the longitudinal direction of the blade body 105, and finally a nut 110 is screwed into the bolt 109. They are fixed together.

そしてまた、前記切断用共振器１００においては、マザーホーン１０１と、該マザーホーン１０１に取り付けられる一対のチャイルドホーン１０２、１０３との接合を、全体をねじ部とした直状のスタッドボルト１１１を用いて行っている。即ち、マザーホーン１０１の一対のチャイルドホーン１０２、１０３の夫々との接合面にねじ孔１０１ａを設ける一方、マザーホーン１０１に取り付けられる一対のチャイルドホーン１０２、１０３のマザーホーン１０１との接合面に夫々ねじ孔１０２ａ、１０３ａを設け、スタッドボルト１１１の両側のねじ部をこれらのねじ孔１０１ａ、１０２ａ、１０３ａに螺合し、もってマザーホーン１０１とチャイルドホーン１０２、１０３とを一体的に接合してなるものである。 Further, in the cutting resonator 100, a straight stud bolt 111 is used in which the mother horn 101 and a pair of child horns 102 and 103 attached to the mother horn 101 are joined together as a screw portion. Is going. That is, the screw holes 101a are provided in the joint surfaces of the mother horn 101 with the pair of child horns 102 and 103, respectively, while the pair of child horns 102 and 103 attached to the mother horn 101 are respectively formed on the joint surfaces with the mother horn 101. Screw holes 102a and 103a are provided, and screw portions on both sides of the stud bolt 111 are screwed into these screw holes 101a, 102a and 103a, so that the mother horn 101 and the child horns 102 and 103 are integrally joined. Is.

ところで、一対のチャイルドホーン１０２、１０３の先端部間に張り渡した切断用の刃体１０５をもって被切断部材を切断するにあたっては、切断中においてマザーホーン１０１とチャイルドホーン１０２、１０３の振動を該切断用の刃体１０５の全体に的確に伝達するために、該刃体１０５に所定の張力（テンション）を与える必要がある。 By the way, when the member to be cut is cut by the cutting blade 105 stretched between the tips of the pair of child horns 102, 103, the vibrations of the mother horn 101 and the child horns 102, 103 are cut during the cutting. In order to accurately transmit the entire blade body 105 for use, it is necessary to apply a predetermined tension to the blade body 105.

ところが、上記従来の接合構造によると、図１５に示す如く、一対のチャイルドホーン１０２、１０３の夫々は、そのマザーホーン１０１との接合面が全体的にマザーホーン１０１のチャイルドホーン１０２、１０３との接合面に当接している。即ち、スタッドボルト１１１の周囲が広い範囲にわたって密接している。そして、このように接合面が広く付き当たっているため、一対のチャイルドホーン１０２、１０３は、マザーホーン１０１に対して傾けることができない。したがって、マザーホーン１０１に対する角度を変えることができないから、該一対のチャイルドホーン１０２、１０３は殆どばね性がなく、撓まない。 However, according to the above-described conventional joining structure, as shown in FIG. 15, each of the pair of child horns 102, 103 has a joint surface with the mother horn 101 as a whole with the child horns 102, 103 of the mother horn 101. It is in contact with the joint surface. That is, the periphery of the stud bolt 111 is in close contact over a wide range. And since the joint surface has contact | abutted widely in this way, a pair of child horns 102 and 103 cannot incline with respect to the mother horn 101. FIG. Therefore, since the angle with respect to the mother horn 101 cannot be changed, the pair of child horns 102 and 103 have almost no spring property and do not bend.

そして、このように一対のチャイルドホーン１０２、１０３は殆どばね性がなく、撓まないから当然に接離方向のばね性もなく、撓まない。よって、それらの先端部間に張り渡した切断用の刃体１０５に与えられた張力は、固定したときの張力のままである。そしてて、この場合には切断時において必要とする所定の張力にはならず、不十分であるから、切断作業中にホーンからの振動が低減して切断効率が低下したり、或いは刃体１０５が折損する等の事故が起こり易かった。 In this way, the pair of child horns 102 and 103 have almost no spring property and do not bend, and naturally, there is no spring property in the contact / separation direction and does not bend. Therefore, the tension applied to the cutting blade 105 stretched between the tip portions remains as it was when it was fixed. In this case, the predetermined tension required at the time of cutting is not sufficient and insufficient, so that the vibration from the horn is reduced during the cutting operation to reduce the cutting efficiency, or the blade 105 Accidents such as breakage were easy to happen.

そこで、本発明者らは斯かる問題点を解消すべく、先に特許文献１に示されるマザーホーンとチャイルドホーンの接合構造を案出した。 Therefore, the present inventors have devised a mother horn / child horn joint structure disclosed in Patent Document 1 in order to solve such problems.

該特許文献１に示されるマザーホーンとチャイルドホーンの接合構造は、図８乃至図１３に示した通りであり、マザーホーンとこれに取り付けられる一対のチャイルドホーンとの接合の仕方を工夫することにより、一対のチャイルドホーンの夫々に接離方向へも含めたバネ性、即ち撓み性を持たせたものである。 The joining structure of the mother horn and the child horn shown in Patent Document 1 is as shown in FIGS. 8 to 13, and by devising the way of joining the mother horn and a pair of child horns attached thereto. Each of the pair of child horns is provided with a spring property including the contact and separation direction, that is, a flexibility.

即ち、マザーホーン１０１′と、該マザーホーン１０１′に所定の間隔をおいて平行に取り付けられる一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′とからなり、前記一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′の先端部間に張り渡した切断用の薄い刃体１０５′をもって被切断部材を切断する超音波切断装置の切断用共振器１００′において、鉄に比して引張り弾性率と曲げ弾性率が所要程度に低い材料からなり、軸方向の中央部に、チャイルドホーン１０２′、１０３′のマザーホーン１０１′との接合面１０２Ａ′、１０３Ａ′の断面積より小さい断面積の鍔状突起部１１１Ａを設けたスタッドボルト１１１を用い、該スタッドボルト１１１の両側ねじ部１１１ａ、１１１ｂを、マザーホーン１０１′と一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′の夫々の接合面に設けたネジ孔１０１ａ′、１０２ａ′、１０３ａ′（１０３ａ′は図示せず。）に螺合し、両者を一体的に接合したものである。尚、図１３において、Ｘは一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′の撓み方向、Ｙは刃体１０５′に対して張力を与える方向を示す。 That is, it comprises a mother horn 101 'and a pair of child horns 102', 103 'attached in parallel to the mother horn 101' at a predetermined interval, and the tip ends of the pair of child horns 102 ', 103'. In the cutting resonator 100 ′ of the ultrasonic cutting apparatus that cuts the member to be cut with the thin cutting body 105 ′ sandwiched therebetween, the tensile elastic modulus and the bending elastic modulus are lower than required as compared with iron. A stud bolt made of a material and having a hook-shaped protrusion 111A having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the joint surfaces 102A 'and 103A' of the child horns 102 'and 103' with the mother horn 101 'at the axial center 111, and both side threaded portions 111a and 111b of the stud bolt 111 are connected to a mother horn 101 'and a pair of child horns 102'. 'Screw hole 101a provided on the bonding surface of each of the' 103, 102a ', 103a' (103a 'is not shown.) Screwed on, it is integrally joined to each other. In FIG. 13, X indicates the bending direction of the pair of child horns 102 'and 103', and Y indicates the direction in which tension is applied to the blade body 105 '.

上記構造は、マザーホーン１０１′とこれに取り付けられる一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′とを特殊なスタッドボルト１１１を用いて一体的に接合したものである。即ち、該スタッドボルト１１１は、その材料が鉄に比して引張り弾性率と曲げ弾性率が所要程度に低いものであり、そしてまた、該スタッドボルト１１１は、その軸方向の中央部に、一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′のマザーホーン１０１′との接合面１０２Ａ′、１０３Ａ′の断面積より小さい断面積の鍔状突起部１１１Ａを設けているから、該スタッドボルト１１１の両側ねじ部１１１ａ、１１１ｂを、マザーホーン１０１′に設けたねじ孔１０１ａ′、１０１ａ′と一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′に設けたねじ孔１０２ａ′、１０３ａ′に夫々螺合したときにおいて、該鍔状突起部１１１Ａの上下各面のマザーホーン１０１′及び一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′の夫々との接触面積が、従来の超音波切断装置の切断用共振器におけるチャイルドホーンのマザーホーンとの接触面積よりも小さくなる。そして、これにより図１０に示す如く、チャイルドホーン１０２′、１０３′を傾けてスタッドボルト１１１にその軸と直交する力を加えたときに、鍔状突起部１１１Ａがマザーホーン１０１′のチャイルドホーン１０２′、１０３′との接合面から浮いて離れ易くなる。即ち、スタッドボルト１１１の撓み（図１０においてθの角度の撓み）が可能となるものである。 The above structure is obtained by integrally joining a mother horn 101 ′ and a pair of child horns 102 ′ and 103 ′ attached thereto using a special stud bolt 111. That is, the stud bolt 111 is made of a material whose tensile elastic modulus and bending elastic modulus are as low as required as compared with iron, and the stud bolt 111 is paired at the center in the axial direction. Since the saddle-shaped protrusions 111A having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the joint surfaces 102A 'and 103A' of the child horns 102 'and 103' with the mother horn 101 'are provided, both side thread portions 111a of the stud bolt 111 are provided. , 111b are screwed into the screw holes 101a 'and 101a' provided in the mother horn 101 'and the screw holes 102a' and 103a 'provided in the pair of child horns 102' and 103 ', respectively. The contact area of the upper and lower surfaces of the part 111A with the mother horn 101 'and the pair of child horns 102', 103 ' It is smaller than the contact area of the mother horn child horn in cutting cavity of the cutting device. Then, as shown in FIG. 10, when the child horns 102 'and 103' are tilted and a force perpendicular to the axis is applied to the stud bolt 111, the hook-shaped protrusion 111A becomes the child horn 102 of the mother horn 101 '. It becomes easy to float away from the joint surface with 'and 103'. In other words, the stud bolt 111 can be bent (bending at an angle θ in FIG. 10).

そして、以上の作用により一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′の夫々に接離方向へも含めた適度のばね性、即ち撓み性を持たせることができるものである。したがって、一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′を一旦夫々内側に、即ち接近する方向に撓めた状態において夫々の先端部に切断用の刃体１０５′を固定することにより、その先端部間に張り渡した切断用の刃体１０５′に対して、その全体に充分な張力を与えることができるものであり、もって切断作業中においてホーンの振動が的確に該刃体１０５′の全体に伝達されることになるものである。そして、これにより、従来の接合構造における切断作業中にホーンからの振動が低減して切断効率が低下するという問題点を解消することができると共に、刃体が折損する等の事故の発生を減少させることができるものである。そしてまた、スタッドボルト１１１としてチタンを材料とするものを用いることにより、予測した効果を確実に得ることができるものである。 With the above operation, the pair of child horns 102 'and 103' can be provided with appropriate springiness, that is, flexibility, including the contact and separation directions. Accordingly, when the pair of child horns 102 'and 103' are once bent inward, that is, in the approaching direction, the cutting blade body 105 'is fixed to the respective leading end portions, whereby the leading end portions are fixed. Sufficient tension can be applied to the entire cutting blade 105 'stretched over, so that the vibration of the horn is accurately transmitted to the entire blade 105' during the cutting operation. It will be. As a result, it is possible to eliminate the problem that the vibration from the horn is reduced and the cutting efficiency is lowered during the cutting operation in the conventional joining structure, and the occurrence of an accident such as breakage of the blade body is reduced. It can be made to. Further, by using a stud bolt 111 made of titanium, it is possible to reliably obtain the predicted effect.

特開２０１５−１９９１６０号公報JP-A-2015-199160

上記本発明者らが先に案出した接合構造によれば、一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′を接近する方向に撓めた状態において夫々の先端部に切断用の刃体１０５′を固定することにより、該刃体１０５′に対して全体的に充分な張力を与えることができるものである。そして、これにより従来の問題点を悉く解消することができるものである。 According to the joint structure previously devised by the present inventors, the cutting blade 105 'is fixed to the respective distal ends in a state where the pair of child horns 102' and 103 'are bent in the approaching direction. By doing so, a sufficient tension can be applied to the blade body 105 'as a whole. As a result, the conventional problems can be solved.

ところで、切断する部材は様々であり、部材に応じたサイズ（長さ、厚み）の刃体を用いることが望ましい。 By the way, the member to cut | disconnect is various and it is desirable to use the blade body of the size (length, thickness) according to the member.

ところが、本発明者らが先に案出した接合構造によると、一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′を接近する方向に撓めた状態において夫々の先端部に切断用の刃体１０５′を固定するが、一対のチャイルドホーン１０２′、１０３′の夫々を略最大に撓めた状態においては１０５′を固定するものであるから、刃体１０５′に与える張力は一定である。即ち、刃体のサイズの変更に対して張力の調整を行うことができない。 However, according to the joint structure previously devised by the present inventors, the cutting blade body 105 'is fixed to the respective tip portions in a state where the pair of child horns 102' and 103 'are bent in the approaching direction. However, since 105 'is fixed in a state where each of the pair of child horns 102' and 103 'is bent to the maximum, the tension applied to the blade 105' is constant. That is, the tension cannot be adjusted with respect to the change in the size of the blade.

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであって、切断用の刃体のサイズを変更するに際して、使用する刃体に最適な張力に調整することができるようになした超音波切断装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and in changing the size of a cutting blade body, an ultrasonic cutting apparatus that can be adjusted to the optimum tension for the blade body to be used. Is to provide.

而して、本発明の要旨とするところは、長方形の基台における長さ方向の一方側の端部に、コンバータに接続された加振ホーンをその先端部が上になるようにして垂直に固定する一方、前記基台における長さ方向の他方側の端部に、前記加振ホーンと対向して立ち上がり、上端部に後記切断用の刃体の一方側の端部を支持する支持ブロックを固定した支承板を設けると共に、該支承板を、前記基台上に後記切断用の刃体の長さ方向に沿って設けたリニアガイドレールに沿って摺動するリニアガイドブロックを介して移動自在とし、また、前記リニアガイドレールにおける前記支承板の前記加振ホーンと反対側に、該リニアガイドレールに沿って摺動するリニアガイドブロックを介して張力調整板を配設すると共に、該張力調整板を、前記基台上に備えたボールねじ及び該張力調整板に設けた該ボールねじが螺合するナット部材とからなる送りねじ機構をもって移動自在とし、また、前記支承板と前記張力調整板との間に張力用のコイルばねを介装し、また、共振体で、厚みが薄く且つ帯状に長い切断用の刃体の両端部を、夫々前記加振ホーンの先端部と前記支持ブロックに支持せしめてなることを特徴とする超音波切断装置にある。 Thus, the gist of the present invention is that the excitation horn connected to the converter is placed vertically on one end in the length direction of the rectangular base so that the tip is on the top. On the other end in the length direction of the base, the support block rises up to face the vibration horn and supports the end on one side of the blade for cutting described later on the upper end. A fixed support plate is provided, and the support plate is movable via a linear guide block that slides along a linear guide rail provided along the length direction of the cutting blade described later on the base. In addition, a tension adjusting plate is disposed on the side of the linear guide rail opposite to the excitation horn of the support plate via a linear guide block that slides along the linear guide rail, and the tension adjustment is performed. The plate, the base And a feed screw mechanism comprising a ball screw provided on the tension adjusting plate and a nut member to which the ball screw is screwed, and is movable between the support plate and the tension adjusting plate. A coil spring is interposed, and both ends of a cutting blade that is a resonator and is thin and long in a strip shape are supported by the tip of the excitation horn and the support block, respectively. It is in the ultrasonic cutting device.

本発明は上記の如き構成であり、切断用の刃体における加振ホーンと反対側の端部を支持する支持ブロックを固定した支承板を、加振ホーンと接離する方向に移動自在とする一方、該支承板の加振ホーンと反対側に、加振ホーンと接離する方向に移動自在に張力調整板を配設すると共に、該張力調整板をボールねじ機構をもって支承板との相互間隔を変えるべく移動させることができるようになし、更にこれら支承板と張力調整板との間に張力用のコイルばねを介装してなるものであるから、切断用の刃体のサイズを変更するに際して、使用する刃体に最適な張力に調整することができるものである。したがって、サイズの異なる夫々の切断用の刃体の安定した振動を得ることができるものである。 The present invention is configured as described above, and a support plate that fixes a support block that supports an end of the cutting blade opposite to the excitation horn is movable in a direction in which the support horn is brought into contact with and separated from the excitation horn. On the other hand, a tension adjusting plate is disposed on the opposite side of the support plate from the excitation horn so as to be movable toward and away from the excitation horn, and the tension adjustment plate is separated from the support plate by a ball screw mechanism. Since the coil spring for tension is interposed between the support plate and the tension adjusting plate, the size of the cutting blade is changed. In this case, the tension can be adjusted to the optimum tension for the blade body to be used. Therefore, stable vibrations of the cutting blades having different sizes can be obtained.

また、切断用の刃体における加振ホーンと反対側の端部を支持する支持ブロックを固定した支承板は、加振ホーンと接離する方向に移動自在であり、また張力を調整するための張力調整板も同方向に移動自在であるから、長さの異なる刃体に変更するときに、長短いずれにも容易に対応することができるものである。 In addition, the support plate that fixes the support block that supports the end of the cutting blade opposite to the excitation horn is movable in the direction of contact with and away from the excitation horn, and for adjusting the tension. Since the tension adjusting plate is also movable in the same direction, when changing to a blade having a different length, it is possible to easily cope with both long and short.

また、切断用の刃体は、一端側が振動しないように支持ブロックによって固定された状態において他端側を加振ホーンによって、且つまた該刃体の長さ方向に対して直角に振動を加えるものであるから、刃体はベンディング振動を行うことになり、もって縦振動によって切断する場合に比して一段と切断能力が向上することになるものである。また、刃体に対する加振は一端側からの加振のみであるから、刃体の振動が安定するものである。 Further, the cutting blade body is such that the other end side is vibrated at right angles to the length direction of the blade body with a vibration horn in a state where the one end side is fixed by a support block so as not to vibrate. Therefore, the blade body performs bending vibration, so that the cutting ability is further improved as compared with the case of cutting by longitudinal vibration. Further, since the vibration to the blade body is only from one end side, the vibration of the blade body is stabilized.

また、本発明者らが先に案出した特許文献１に示されるマザーホーンとチャイルドホーンの接合構造において必須の構成要素であるマザーホーンが不要となるから、その分のコストを削減することができると共に、マザーホーンの振動による刃体の振動への影響を排除することができるものである。 Moreover, since the mother horn which is an essential component in the joining structure of the mother horn and the child horn disclosed in Patent Document 1 previously proposed by the present inventors is not necessary, the cost can be reduced accordingly. In addition, the influence of the vibration of the mother horn on the vibration of the blade body can be eliminated.

本発明の実施形態に係る超音波切断装置の斜視図である。1 is a perspective view of an ultrasonic cutting device according to an embodiment of the present invention. 同正面図である。It is the same front view. 同加振ホーンの斜視図である。It is a perspective view of the vibration horn. 同加振ホーンの上端部の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the upper end part of the same excitation horn. 同加振ホーンの上端部の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the upper end part of the vibration horn. 図５中Ａ―Ａ線断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5. 同支持ブロックの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the support block. 特許文献１に示される本発明者らが先に案出したマザーホーンとチャイルドホーンの接合構造を実施した切断用共振器の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a cutting resonator in which a joining structure of a mother horn and a child horn previously devised by the present inventors shown in Patent Document 1 is implemented. 図８に示した切断用共振器で用いる接合用スタッドボルトの正面図である。It is a front view of the stud bolt for joining used with the resonator for cutting shown in FIG. 図８に示した切断用共振器においてチャイルドホーンを撓めた状態の要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part in the state where the child horn was bent in the resonator for cutting shown in FIG. 図１０中Ｂ―Ｂ線断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line BB in FIG. 10. 図８に示した切断用共振器においてチャイルドホーンを撓めた状態における切断用の刃体に対する張力の説明図であり、一方側のチャイルドホーンを示すものである。It is explanatory drawing of the tension | tensile_strength with respect to the cutting blade body in the state which bent the child horn in the resonator for cutting | disconnection shown in FIG. 8, and shows the child horn of one side. 図８に示した切断用共振器におけるマザーホーンとチャイルドホーンの振動方向並びにチャイルドホーンの撓み方向と張力を与える方向の説明図である。It is explanatory drawing of the vibration direction of the mother horn and the child horn in the resonator for cutting | disconnection shown in FIG. 8, and the direction which gives the bending direction and tension | tensile_strength of a child horn. 従来の接合構造による超音波切断装置の切断用共振器の斜視図である。It is a perspective view of the resonator for cutting | disconnection of the ultrasonic cutting device by the conventional junction structure. 同マザーホーンとチャイルドホーンの接合部分の断面図である。It is sectional drawing of the junction part of the same mother horn and a child horn.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図中、１は超音波切断装置である。また、該超音波切断装置１は、長方形の基台２における長さ方向の一方側の端部に、コンバータ３に接続された加振ホーン４をその先端部が上になるようにして垂直に固定する一方、前記基台２における長さ方向の他方側の端部に、前記加振ホーン４と対向して立ち上がり、上端部に後記切断用の刃体の一方側の端部を支持する支持ブロック５を固定した支承板６を設けると共に、該支承板６を、前記基台２上に後記切断用の刃体の長さ方向に沿って設けたリニアガイドレール７に沿って摺動するリニアガイドブロック８を介して移動自在とし、また、前記リニアガイドレール７における前記支承板６の前記加振ホーン４と反対側に、該リニアガイドレール７に沿って摺動するリニアガイドブロック９を介して張力調整板１０を配設すると共に、該張力調整板１０を、前記基台２上に備えたボールねじ１１及び該張力調整板１０に設けた該ボールねじ１１が螺合するナット部材１２とからなる送りねじ機構１３をもって移動自在とし、また、前記支承板６と前記張力調整板１０との間に張力用のコイルばね１４を介装し、また、共振体で、厚みが薄く且つ帯状に長い切断用の刃体１５の両端部を、夫々前記加振ホーン４の先端部と前記支持ブロック５に支持せしめてなるものである。尚、１１Ａは前記ボールねじ１１の回転ハンドル、１１Ｂは回転止めである。 In the figure, reference numeral 1 denotes an ultrasonic cutting device. In addition, the ultrasonic cutting device 1 is arranged so that the excitation horn 4 connected to the converter 3 is placed vertically on one end in the length direction of the rectangular base 2 so that the tip thereof is on the top. On the other hand, the other end in the length direction of the base 2 rises up to face the vibration horn 4 and supports the end on one side of the blade for cutting described later on the upper end. The support plate 6 to which the block 5 is fixed is provided, and the support plate 6 is slid along a linear guide rail 7 provided on the base 2 along the length direction of a cutting blade to be described later. Via a linear guide block 9 which is movable along the linear guide rail 7 on the side opposite to the excitation horn 4 of the support plate 6 in the linear guide rail 7. If the tension adjustment plate 10 is disposed, The tension adjusting plate 10 is movable by a feed screw mechanism 13 including a ball screw 11 provided on the base 2 and a nut member 12 with which the ball screw 11 provided on the tension adjusting plate 10 is screwed. Further, a coil spring 14 for tension is interposed between the support plate 6 and the tension adjusting plate 10, and both ends of a cutting blade 15 for cutting which is a resonator and is thin and long in a strip shape. Are supported by the tip of the vibration horn 4 and the support block 5 respectively. In addition, 11A is a rotation handle of the ball screw 11, and 11B is a rotation stopper.

また、切断用の刃体１５の一方側の端部の加振ホーン４の先端部への支持は、加振ホーン４の先端面に、加振ホーン４の中心部において最も深くなる三角形状の切り込み１６を設け、該三角形状の切り込み１６の各平坦な傾斜面１６Ａ、１６Ｂの夫々に、該傾斜面１６Ａ、１６Ｂの夫々と同一角度の傾斜面１７Ａ、１８Ａを設けて該傾斜面１６Ａ、１６Ｂに沿って摺動自在となすと共に、双方の対向壁１７Ｂ、１８Ｂを加振ホーン４の軸と平行な平坦面となした一対の挟持駒１７、１８を、それらの中心部に穿設した加振ホーン４の軸方向に沿い且つ前記三角形状の切り込み１６の各傾斜面１６Ａ、１６Ｂの浅深方向に長いねじ挿通孔１９、２０に挿通した、加振ホーン４の前記三角形状の切り込み１６の各傾斜面１６Ａ、１６Ｂに加振ホーン４の軸と平行に螺装した六角孔付き頭部２１Ａ、２２Ａのねじ２１、２２をもって保持し、前記ねじ２１、２２を螺進させ、その頭部２１Ａ、２２Ａで前記一対の挟持駒１７、１８の夫々を前記三角形状の切り込み１６の傾斜面１６Ａ、１６Ｂに押し付けることによって双方の対向間隙を狭め、もってこれら一対の挟持駒１７、１８間に前記切断用の刃体１５の端部を挟持固定することによって行うものである。 Further, the one end of the cutting blade 15 is supported on the tip of the vibration horn 4 in a triangular shape that is deepest in the center of the vibration horn 4 on the tip of the vibration horn 4. An incision 16 is provided, and each of the flat inclined surfaces 16A and 16B of the triangular notch 16 is provided with inclined surfaces 17A and 18A having the same angle as the inclined surfaces 16A and 16B, respectively, and the inclined surfaces 16A and 16B. A pair of sandwiching pieces 17 and 18 whose both opposing walls 17B and 18B are flat surfaces parallel to the axis of the vibration horn 4 are drilled in the center portion thereof. The triangular notch 16 of the excitation horn 4 is inserted into the screw insertion holes 19 and 20 that are long along the axial direction of the vibration horn 4 and in the shallow depth direction of the inclined surfaces 16A and 16B of the triangular notch 16. Excitation ho on each inclined surface 16A, 16B The screws 21 and 22 of the hexagonal hole heads 21A and 22A screwed in parallel with the axis 4 are held and the screws 21 and 22 are screwed, and the heads 21A and 22A 18 is pressed against the inclined surfaces 16A and 16B of the triangular notch 16, thereby narrowing the opposing gap therebetween, and the end of the cutting blade 15 is sandwiched between the pair of sandwiching pieces 17 and 18. It is done by fixing.

また、切断用の刃体１５の他方側の端部の支持ブロック５への支持は、該支持ブロック５における支持ブロック本体５Ａの加振ホーン４との対向面に垂直に設けた切欠部５Ａ′と、該切欠部５Ａ′の垂直面に押し当てる固定ブロック５Ｂとをもって挟持して行うものであり、該固定ブロック５Ｂは、それに設けたボルト挿通孔５Ｂ′、５Ｂ′に挿通した固定ボルト５Ｃ、５Ｃを、支持ブロック本体５Ａの切欠部５Ａ′に設けたねじ孔５ａ、５ａに螺合することによって固定するものである。 Further, the other end of the cutting blade 15 is supported on the support block 5 by a notch 5A ′ provided perpendicular to the surface of the support block 5 facing the vibration horn 4 of the support block main body 5A. And a fixing block 5B pressed against the vertical surface of the notch 5A ′. The fixing block 5B includes fixing bolts 5C inserted into bolt insertion holes 5B ′ and 5B ′ provided therein, 5C is fixed by being screwed into screw holes 5a and 5a provided in the notch 5A 'of the support block main body 5A.

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態は、上記の如く切断用の刃体１５における加振ホーン４と反対側の端部を指示する支持ブロック５を固定した支承板６を、加振ホーン４と接離する方向に移動自在とする一方、該支承板６の加振ホーン４と反対側に、加振ホーン４と接離する方向に移動自在に張力調整板１０を配設すると共に、該張力調整板１０をボールねじ機構１３をもって支承板６との相互間隔を変えるべく移動させることができるようになし、更にこれら支承板６と張力調整板１０との間に張力用のコイルばね１４を介装してなるものであるから、ボールねじ機構１３をもって張力調整板１０を移動させ、該張力調整板１０と支承板６との相互の間隔を変えることによって張力用のコイルばね１４の張力を調整することができるものである。即ち、相互の間隔が大きくなれば張力が大きくなり、また反対に相互の間隔が小さくなれば小さくなるものである。もって、切断用の刃体１５のサイズを変更するに際して、使用する刃体に最適な張力に調整することができるものである。したがって、サイズの異なる夫々の切断用の刃体の安定した振動を得ることができるものである。 Next, the operation of this embodiment will be described.
In the present embodiment, as described above, the support plate 6 to which the support block 5 indicating the end of the cutting blade 15 opposite to the excitation horn 4 is fixed is moved in a direction in which the support horn 4 is in contact with or separated from the excitation horn 4. On the other hand, a tension adjusting plate 10 is arranged on the opposite side of the support plate 6 from the excitation horn 4 so as to be movable in the direction of contact with and away from the excitation horn 4, and the tension adjustment plate 10 is mounted on a ball screw. The mechanism 13 can be moved so as to change the distance between the support plate 6 and the coil spring 14 for tension is interposed between the support plate 6 and the tension adjusting plate 10. Therefore, the tension of the coil spring 14 for tension can be adjusted by moving the tension adjusting plate 10 with the ball screw mechanism 13 and changing the distance between the tension adjusting plate 10 and the support plate 6. is there. That is, the tension increases as the mutual distance increases, and conversely decreases as the mutual distance decreases. Therefore, when the size of the cutting blade 15 is changed, the tension can be adjusted to the optimum tension for the blade to be used. Therefore, stable vibrations of the cutting blades having different sizes can be obtained.

また、切断用の刃体１５における加振ホーン４と反対側の端部を指示する支持ブロック５を固定した支承板６は、加振ホーン４と接離する方向に移動自在であり、また張力を調整するための張力調整板１０も同方向に移動自在であるから、長さの異なる刃体に変更するときに、長短いずれにも容易に対応することができるものである。 Further, the support plate 6 to which the support block 5 indicating the end of the cutting blade 15 opposite to the excitation horn 4 is fixed is movable in the direction of contacting and separating from the excitation horn 4 and tension. Since the tension adjusting plate 10 for adjusting the angle is also movable in the same direction, when changing to a blade having a different length, it is possible to easily cope with both long and short.

また、切断用の刃体１５は、一端側が振動しないように支持ブロック５によって固定された状態において他端側を加振ホーン４によって、且つまた該刃体１５の長さ方向に対して直角に振動を加えるものであるから、刃体１５はベンディング振動を行うことになり、もって縦振動によって切断する場合に比して一段と切断能力が向上することになるものである。また、刃体１５に対する加振は一端側からの加振のみであるから、刃体１５の振動が安定するものである。 In addition, the cutting blade 15 is fixed at the other end side by the vibration horn 4 while being fixed by the support block 5 so that the one end side does not vibrate, and at a right angle to the length direction of the blade body 15. Since vibration is applied, the blade body 15 performs bending vibration, and the cutting ability is further improved as compared with the case of cutting by longitudinal vibration. Further, since the blade body 15 is vibrated only from one end side, the vibration of the blade body 15 is stabilized.

１超音波切断装置
２基台
３コンバータ
４加振ホーン
５支持ブロック
６支承板
７リニアガイドレール
８、９リニアガイドブロック
１０張力調整板
１１ボールねじ
１２ナット部材
１３送りねじ機構
１４コイルばね
１５切断用の刃体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic cutting device 2 Base 3 Converter 4 Excitation horn 5 Support block 6 Support plate 7 Linear guide rail 8, 9 Linear guide block 10 Tension adjustment plate 11 Ball screw 12 Nut member 13 Feed screw mechanism 14 Coil spring 15 For cutting Blade

Claims

The vibration horn connected to the converter is fixed vertically at one end in the length direction of the rectangular base so that the tip thereof is up, while the other in the length direction of the base is A support plate having a support block that supports the end portion on one side of the blade for cutting described later is fixed to an upper end portion of the support plate. It is movable on a linear guide block that slides along a linear guide rail provided along the length direction of a cutting blade to be described later on the base, and the support plate of the linear guide rail A tension adjusting plate is disposed on a side opposite to the excitation horn via a linear guide block that slides along the linear guide rail, and the tension adjusting plate is provided with a ball screw provided on the base and Tension adjusting plate It is movable with a feed screw mechanism comprising a nut member to which the ball screw is provided, a tension coil spring is interposed between the support plate and the tension adjusting plate, and a resonator The ultrasonic cutting device is characterized in that both ends of a cutting blade having a thin thickness and a long strip shape are supported by the tip of the vibration horn and the support block, respectively.