JP2019000975A - 超音波カッター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】苺入りケーキのように、第一の被切断物７ａ中に硬さの異なる第二の被切断物７ｂが混在している被切断物７を効率よく切断する。【解決手段】必要により刃先の端の部分に刃の無い鈍部を形成したカッターを接続した超音波振動子に取り付けるハウジングの外側には、カッターの刃先が振動する平面上にハンドル部を突出させ、当該ハンドル部の表面には、カッターの刃先の長さ方向の中央から所定距離だけ離れた位置で、かつ、カッターの刃の無い鈍部を含む刃先の長さ方向の範囲内で、カッターの刃先の長さ方向と交差する方向の外力を受ける受圧部を設け、受圧部に外力を加えたとき、カッターの刃先が、被切断物の表面から受ける反力と外力による偶力で、カッターの刃先が振動する平面上で傾いて当該刃先が被切断物の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物を切断するようにした超音波カッター装置。【選択図】図１

Description

本発明は、魚や肉、ケーキ、パン類などの食品や、古タイヤのようなゴムを切断するための超音波カッター装置に関し、特に骨の付いている魚や肉、苺入りケーキ、補強部材が入っている古タイヤなど、柔らかい全体部分の中に硬い部分が含まれている被切断物を切断するのに適した超音波カッター装置に関する。

従来から、魚や肉、ケーキ、パン類などの食品を切断するのに、カッター（刃物）に超音波振動を付与して食品と刃物の切断抵抗を減少して切れやすくした超音波カッター装置が用いられている。

そして切れ味を高めるため、あるいは所定の長さを切断するために、カッター（刃物）に超音波振動を付与すると同時にカッターを所定の方向に往復運動あるいは移動させることが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。参考までに、図４３に、カッターに超音波振動を付与すると同時にカッターを切刃の長さ方向に沿って移動させる超音波カッター装置の外観斜視図を示した。図４３で、６８はナイフ刃であり、６５は超音波スピンドルであり、６９は、被切断物である。ナイフ刃６８は、矢印の方向に移動することが説明されている。

被切断物６９の硬さが全体的に均一な場合は、ナイフ刃６８（カッター）に超音波振動を付与すると同時にカッターを所定の方向に移動させる切り方を採用しても、スムーズに切断することができる。しかし、例えば苺入りケーキのように、柔らかい被切断物の中に硬い部分が混在しているときは、硬い苺の部分がすぐに切れない。いわゆるギロチン型カッターでは、カッターの刃先を苺と苺を支えている周囲部分に押し付けていくので、カッターの圧力で苺と苺を支えている周囲部分が押されて変形してしまう。カッターに超音波振動を付与すると同時にカッターを所定の方向に移動させると、苺がカッターの移動する方向に傾いてしまう、という問題があった。

そこで、図４３のナイフ刃６８と超音波スピンドル６５からなる超音波スピンドル付きナイフ刃を一つの超音波カッター装置として、図４４のように取り出して、作業者が手に持って手加減しながら被切断物６９を切ることも行われているが、手作業で動かしても綺麗に切ることは難しかった。

実用新案登録第３１１８０９９号公報 特開２０１４−１１１２８８号公報

本発明は、例えば苺入りケーキのように、柔らかい被切断物の中に硬い部分が含まれているときに、硬い部分の表面にカッターが当たると、超音波振動の刃先が硬い部分の表面を撫で切りしていくように動いて被切断物を切断する超音波カッター装置を提供することを課題としている。

本発明の超音波カッター装置は、超音波振動子と、超音波振動子と接続する接続部を一端に備え、接続部のない他の端に被切断物を切断する刃先を備えたカッターと、接続部で接続した超音波振動子とカッターの超音波振動子に取り付けるハウジングと、を有し、必要により、カッターの刃先の端の部分に、刃の無い鈍部を形成し、ハウジングの外側には、カッターの刃先が振動する平面上にハンドル部を突出させ、当該ハンドル部の表面には、前記カッターの刃先の長さ方向の中央から所定距離だけ離れた位置で、前記カッターの刃の無い鈍部を含む刃先の長さ方向の範囲内で、カッターの刃先の長さ方向と交差する方向の外力を受ける受圧部を設け、超音波振動子に取り付けたハウジングをハンドル部で支持した状態で、カッターの刃先を被切断物に向けて移動して当接させ、ハンドル部の受圧部に外力を加えたとき、カッターの刃先が、被切断物の表面から受ける反力と外力による偶力で、カッターの刃先が振動する平面上で傾いて当該刃先が被切断物の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物を切断する動作を行うようにしている。

また、本発明の超音波カッター装置は、ハンドル部が所定の範囲内で傾斜するように支持する支持手段、あるいは弾性的に支持する支持手段を設け、ハンドル部をこれらの支持手段で支持した状態で、カッターの刃先が被切断物の表面から受ける反力と外力による偶力により、ハンドル部が所定の範囲内で傾くようにしている。

また、本発明の超音波カッター装置は、支持手段を上下動させる上下動手段と、上下動手段の上下動を制御する上下動制御手段と、ハンドル部の姿勢を変更する姿勢変更手段と、当該姿勢変更手段を制御する姿勢制御手段と、更に設け、上下動制御手段で上下動手段の上下動を制御するとともに、当該姿勢変更手段と姿勢制御手段とで、ハンドル部の姿勢を変更する制御を行うようにしている。

また、本発明の超音波カッター装置は、カッターが被切断物から受ける抵抗力を検出する抵抗力検出手段、を更に設け、抵抗力検出手段が所定の抵抗力を検出したときに、姿勢変更手段と姿勢制御手段とでハンドル部の姿勢を変更する制御を行うようにしている。

また、本発明の超音波カッター装置は、上下動手段の上下動した位置を検出する位置検出手段、を更に設け、位置検出手段が、上下動手段が所定位置に到達したことを検出したときに、姿勢変更手段と姿勢制御手段とでハンドル部の姿勢を変更する制御を行うようにしている。

本発明の超音波カッター装置は、特に、必要により、カッターの刃先の端の部分に、刃の無い鈍部を形成し、ハウジングの外側に、カッターの刃先が振動する平面上にハンドル部を突出させ、当該ハンドル部の表面には、カッターの刃先の長さ方向の中央から所定距離だけ離れた位置で、前記カッターの刃の無い鈍部を含む刃先の長さ方向の範囲内で、カッターの刃先の長さ方向と交差する方向の外力を受ける受圧部を設けて、超音波振動子に取り付けたハウジングをハンドル部で支持した状態で、カッターの刃先を被切断物に向けて移動して当接させ、ハンドル部の受圧部に外力を加えるようにしている。

このことにより、カッターの刃先が、被切断物の表面から受ける反力と外力による偶力で、カッターの刃先が振動する平面上で傾いて当該刃先が被切断物の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物を切断していくことを実現している。

このことにより、例えば苺入りケーキのように、柔らかい被切断物の中に硬い部分が含まれていたり、混在したりしているときに、硬い部分の表面にカッターが当たると、超音波振動の刃先が硬い部分の表面を超音波振動方向に外力と同じ大きさの力で押すとともに、前記の偶力の作用により硬い部分の表面に当たる角度を変えていく。

被切断物の表面にカッターが当たると、超音波振動している刃先は硬い部分の表面に当たる位置を少しずつ変えて、被切断物を撫で切りしていく動作をする。そして、柔らかい被切断物の中に硬い部分が含まれていたり、混在したりしていても、硬い部分と硬い部分を支えている周囲部分を変形させず、硬い部分を傾かせずに綺麗に切断することができる。

また、本発明では、常に、ハンドル部の受圧部に加わる外力が、カッターの刃の無い鈍部を含む刃先の長さ方向の範囲内で、カッターの刃先の長さ方向と交差する。この外力によって、常にカッターの刃先を被切断部に押し付ける方向に作用させることができる。そして、刃先を被切断物に、あるいは刃先を、被切断物を載置しているアンビルの表面に強く押し付けて、被切断物を完全に切断することができる。

（ａ）本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の正面図、（ｂ）本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の右側面図。 本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業を始めたときの状態を示した図。 本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業をしているときの状態を示した図。 本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業をしているときの状態を示した図。 本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の刃先と被切断物の当接角度が変化する様子を示した図。 本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業をしているときの状態を示した図。 本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業をしているときの状態を示した図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の一部を断面とした正面図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の主要部について一部を断面とした正面図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業を始めたときの状態を示した図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の図１０のＡ方向から見た要部側面図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業をしているときの状態を示した図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の図１２のＡ方向から見た要部側面図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業をしているときの状態を示した図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の図１４のＡ方向から見た要部側面図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業をしているときの状態を示した図。 本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業をしているときの状態を示した図。 本発明の実施形態２の変形例に係る超音波カッター装置の一部を断面とした正面図。 本発明の実施形態３に係る超音波カッター装置の一部を断面にした正面図。 （ａ）本発明の実施形態３に係る超音波カッター装置の支持部の姿勢制御手段を動作させてハンドル部を一の方向に傾けた状態を示した図、（ｂ）本発明の実施形態３に係る超音波カッター装置の支持部の姿勢制御手段を動作させてハンドル部を他の方向に傾けた状態を示した図。 （ａ）本発明の実施形態３に係る超音波カッター装置の支持部の姿勢制御手段を動作させてハンドル部を下の方向に寄せた状態を示した図、（ｂ）本発明の実施形態３に係る超音波カッター装置の支持部の姿勢制御手段を動作させてハンドル部を上の方向に寄せた状態を示した図。 本発明の実施形態３に係る超音波カッター装置の制御手順をフローチャートで示した図。 （ａ）本発明の実施形態３に係る超音波カッター装置で被切断物を切断していく過程を示した図、（ｂ）本発明の実施形態３に係る超音波カッター装置で被切断物を切断していく過程を示した図、（ｃ）本発明の実施形態３に係る超音波カッター装置で被切断物を切断していく過程を示した図。 本発明の実施形態３の第一の変形例に係る超音波カッター装置の一部を断面にした正面図。 本発明の実施形態３の第二の変形例に係る超音波カッター装置の一部を断面にした正面図。 本発明の実施形態４に係る超音波カッター装置の一部を断面にした正面図。 本発明の実施形態４に係る超音波カッター装置の制御手順をフローチャートで示した図。 本発明の実施形態５に係る超音波カッター装置の一部を断面にした正面図。 （ａ）本発明の実施形態５に係る超音波カッター装置の一部を断面にした平面図、（ｂ）図２８のＢより見た、一部を断面にした左側面図。 （ａ）本発明の実施形態５に係る超音波カッター装置で被切断物を切断していく過程を示した図、（ｂ）本発明の実施形態５に係る超音波カッター装置で被切断物を切断していく過程を示した図。 （ａ）本発明の実施形態１から４に用いられるカッターの刃先の端を鈍部とした図、（ｂ）本発明の実施形態１から４に用いられるカッターの刃先の端を鈍部とした図、（ｃ）本発明の実施形態１から４に用いられるカッターの刃先の端を鈍部とした図、（ｄ）本発明の実施形態１から４に用いられるカッターの刃先の端を鈍部とした図。 （ａ）本発明の実施形態６に係る超音波カッター装置の正面図、（ｂ）同右側面図、（ｃ）同左側面図、（ｄ）同上面図、（ｅ）同下面図、（ｆ）同裏面図。 （ａ）本発明の実施形態６に係る超音波カッター装置のカッターを想像線で示した正面図、（ｂ）同右側面図、（ｃ）同左側面図、（ｄ）同上面図、（ｅ）同下面図、（ｆ）同裏面図。 本発明の実施形態６に係る超音波カッター装置を手で持って使用する状態を示した図。 本発明の実施形態７に係る超音波カッター装置のハウジング本体とハンドル部を分離した状態を示した図。 本発明の実施形態８に係る超音波カッター装置の超音波振動子とカッターを分離した状態を示した図。 （ａ）本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の超音波カッター本体部分の正面図、（ｂ）本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の超音波カッター本体部分の右側面図。 本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置で、被切断物にカッターの刃先を押し付けようとしている状態を示した正面図。 本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置をアンビルの上に置いた状態を示す外観斜視図。 （ａ）本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第一の変形例の超音波カッター本体部分の正面図、（ｂ）本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第一の変形例の超音波カッター本体部分の右側面図、（ｃ）本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第一の変形例の超音波カッター本体部分の鈍部の一部を外したときの右側面図。 本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第二の変形例の超音波カッター本体部分と揺動アーム付きアンビルを合体する前の分離した状態を示した外観斜視図。 （ａ）本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第二の変形例の、超音波カッター本体部分と揺動アーム付きアンビルを合体する前の分離した状態を示した正面図、（ｂ）本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第二の変形例の、超音波カッター本体部分と揺動アーム付きアンビルを合体して、被切断物にカッターの刃先を押し付けようとしている状態を示した正面図。 従来の超音波カッター装置の外観斜視図。 従来の超音波カッター装置の超音波スピンドル付きナイフ刃を用いて被切断物を切断する様子を示した図。

本発明の超音波カッター装置は、カッターに超音波振動を付与すると同時に、カッターの刃先が被切断物に当たったときに刃先が振動する同一平面上で、刃先が一方向あるいは他方向に傾く揺動回転運動を可能にした構造を実現している。

実施形態１では、本発明の超音波カッター装置を用いることにより被切断物の表面にカッターが当たると超音波振動する刃先が振動する同一平面上で、刃先が被切断物の表面に当たる位置を少しずつ変えて、撫で切りしていく動作をして、カッターの切れ味を高めていることを説明する。

そして、本発明は、ハンドル部の受圧部に加わる外力が、カッターの刃の無い鈍部を含む刃先の長さ方向の範囲内でカッターの刃先の長さ方向と交差するようにして、常にカッターの刃先を被切断部に押し付けることができることを説明する。

そして、実施形態２では、実施形態１で説明した超音波カッター装置のハンドル部を支持手段あるいは、弾性体からなる支持手段で支持して、超音波カッター装置を構成したことを説明する。

更に実施形態３では、実施形態２で説明した超音波カッター装置のハンドル部の支持手段に、ハンドル部の姿勢を変更する姿勢変更手段を設け、更に当該姿勢変更手段を制御する姿勢制御手段を用いて、カッターの姿勢を制御する超音波カッター装置を構成したことを説明する。また、実施形態３では、カッターが被切断物から受ける抵抗力を検出する抵抗力検出手段を用いて、所定の抵抗力を検知したときに、当該刃先が表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物を切断していることも説明する。

実施形態４では、カッターの付いている超音波振動子に取り付けたハウジングのハンドル部を上下動させる上下動手段の上下動した位置を検出する位置検出手段を用いて、上下動手段が所定の位置に到達すると、当該刃先が表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物を切断していることを説明する。

そして、実施形態５では、超音波振動子に接続されるカッターとして振動方向に長く、刃先の長い方向に振動するカッターに本発明を適用したときの超音波カッター装置を説明する。

更に、実施形態６では、カッター５の形状を、刃先も端も同じ形状のままとして、刃先の端だけ特別な熱処理で金属組織を変えたり、その他の表面処理をしたりして鈍部を形成するようにした超音波カッター装置の外観を、いわゆる６面図で示した。

実施形態７では、超音波カッター装置のハウジングの構造を、ハウジング本体部に対してハンドル部を着脱自在にしていることを説明する。

実施形態８では、超音波カッター装置では、超音波振動子に接続部で接続するカッターについて、形状あるいは材質の異なる他のカッターと交換可能にしていることを説明する。

実施形態９では、カッターの端に、刃先の方向と直交する方向に所定の長さのある鈍部を形成し、アンビルを用いた切断作業時には、鈍部をアンビル表面に当てることにより、カッターの刃先がふらつかないようにしていることを説明する。

（実施形態１）
本発明の実施形態１にかかる超音波カッター装置を説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の正面図であり、図１（ｂ）は、本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の右側面図である。

図１（ａ）では、超音波振動子１の下面に、カッター５の一端にある接続部５ｂを当てた状態で、両者を埋め込みボルト５０を用いて接続している。接続部５ｂで接続した超音波振動子１とカッター５の超音波振動子１にはハウジング４が取り付けられている。なお、カッター５の接続部５ｂの無い他の端、図１では接続部５ｂに対向する他端に刃先５ａが設けてある。

カッター５は、厚さを接続部５ｂのある一端から刃先５ａのある他端に向けて薄くするとともに、途中に複数の長孔５ｃをあけて、超音波振動子１の振動が接続部５ｂから刃先５ａに均一な振動数と振幅で伝わるようにしている。

カッター５の左右の側面には、カッターの素材を切削加工する時に、直方体の形をした部分を削り残して、鈍部８０Ｌ、８０Ｒを設けている。そして、カッターの刃先５ａの端の部分に刃の無い鈍部８０Ｌ、８０Ｒを隣接して形成している。鈍部８０Ｌ、８０Ｒのそれぞれの下面８０Ｌ−ａ、８０Ｒ−ａは、刃の無い、即ち鋭利でない平面になっていて、被切断物７を載置するアンビル６の表面に当たっても、刃先５ａが欠けないようにしている。

図１（ｂ）では、鈍部８０Ｒの下方を部分断面にして、刃先５ａと鈍部８０Ｌの下面８０Ｌ−ａの形が見えるよう図示した。なお、鈍部８０Ｌ、８０Ｒの機能と、鈍部８０Ｌ、８０Ｒのその他の形成方法については、以下の明細書の中で随時、説明する。

円筒状をしたハウジング本体部４ａには超音波振動子１を入れて締めつけ固定して取り付けている。カッター５はハウジング本体部４ａの下方に露出している。カッター５は超音波振動子１の軸方向の超音波振動により刃先５ａを超音波振動させる。

ハウジング４の外側には、ハンドル部４ｂを突出させている。ハンドル部４ｂは、カッターの刃先５ａが振動する平面上に突出していて、ハンドル部４ｂの表面には、カッターの刃先の長さ方向の中央から所定距離（ｅ）だけ離れた位置に、カッターの刃先の長さ方向と交差する方向の外力を受ける受圧部４ｄを形成している。なお、図１では、ハウジング４の中のハンドル部４ｂだけを太線で描いて、ハンドル部４ｂの姿が理解できるようにした。

図１では、刃先５ａの長さ（Ｂ）に右側の鈍部８０Ｒの厚さ（Ｄ_Ｒ）と左側の鈍部８０Ｌの厚さ（Ｄ_Ｌ）を加えた長さを、刃先の長さ方向の範囲の長さ（Ｌ）として示した。また、刃先５ａの長さ方向の中央、即ち、刃先の端から刃先５ａの長さ（Ｂ）の半分（Ｂ／２）にある位置を、刃先の長さ方向の中央（Ｃ）として示した。

そして、本発明では、外力（Ｆ）の作用線がカッターの刃先の長さ方向と交差する位置（Ｘ）を、刃先の長さ方向の範囲内で、且つ、刃先の長さ方向の中央（Ｃ）から所定距離（ｅ）だけ離れた位置とした。この外力（Ｆ）の作用線がカッターの刃先の長さ方向と交差する位置（Ｘ）を、前記カッターの刃の無い鈍部を含む刃先の長さ方向の範囲内にした。こうして、外力（Ｆ）の作用線が図１の左右の鈍部８０Ｒ、８０Ｌの外側表面を結ぶ範囲内にあるようにしている。

そのため、後述する図６、７のように、左右の鈍部８０Ｒ、８０Ｌの外側表面のどちらかが、アンビル６に当たったときでも、外力の作用線がカッターの刃先の長さ方向と交差する位置（Ｘ）は、左右の鈍部８０Ｒ、８０Ｌの外側表面を結ぶ範囲内にある。

図１で、ハンドル部４ｂは、円筒状をしたハウジング本体部４ａの軸方向と交わるハンドル中心軸４ｃの上に外周面が波上の形をしたハンドル円筒部４ｂ-０を重ねて一体にした構造にしている。ハウジング本体部４ａの軸方向と交わるハンドル中心軸４ｃの材料として金属を用い、ハンドル円筒部４ｂ-０の材料として硬質プラスチックや木材などを用いている。

図２、３、４は、本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の刃先５ａを被切断物７に当てて切断作業を始めたとき、切断作業をしているときの状態を示した図である。図２、３、４では、苺入りケーキのように、全体として柔らかい被切断物７ａの中に硬い被切断物７ｂが入っている場合を示している。

図２、３、４では、アンビル６（６ａ、６ｂ）の上に被切断物７が載置されている。アンビル６は、固いアンビル台６ａの上に、プラスチックシート板でできた載置台、いわゆる「まな板」や、硬質ゴムシート板のような表面に弾力のある「弾性まな板」などのアンビルシート６ｂを重ねて置いた場合を示した。

カッターの刃先５ａを直接、固いアンビル台６ａに当てるのではなく、プラスチックシート板や硬質ゴムシート板などのアンビルシート６ｂに当てることにより、カッターの刃先５ａが欠けないようにしている。被切断物７の硬さなどの切断条件によって、アンビルシート６ｂの上に被切断物７を置いたことによりカッターの刃先５ａの端が欠ける可能性が無いときは、カッターの刃先５ａの端に鈍部を設けなくてもよい。カッターの刃先５ａの端の鈍部は、必要により、形成すれば良い。

本発明の超音波カッター装置を用いて、図２のように、超音波カッター装置の刃先５ａを被切断物７に当てて切断作業を始めると、刃先５ａは、柔らかい被切断物７ａを切断して、硬い被切断物７ｂに当たる。硬い被切断物７ｂがすぐに切断されないと、超音波カッター装置は、被切断物７ｂから刃先に伝わる反力とハンドル部４ｂの受圧部４ｄに加わる外力（Ｆ）による偶力によって、図２から図３、図４のように、時計回り方向に傾く。刃先５ａは硬い被切断物７ｂの表面に当たる位置を少しずつ変えて当接角度を変えていく。

この動きは、図５に示したように、カッターの刃先が硬い被切断物７ｂの表面に当たる位置を少しずつ変え、当該硬い被切断物７ｂに与える超音波振動の方向も変えて、切断していく。硬い被切断物７ｂの表面をいわゆる撫で切りしていくことになる。

本発明の超音波カッター装置を用いると、刃先５ａが被切断物７に当接する位置を、切断した表面からまだ切断されていない表面に刃先５ａを少しずつずらして超音波振動を与えて切断していく。そのため、柔らかい被切断物７ａの中に硬い被切断物７ｂが入っていても、柔らかい被切断物７ａも硬い被切断物７ｂも迅速に切断される。

硬い被切断物７ｂについては、一方向から強引に押圧して押し切るより、硬い部分の表面に刃先５ａが当たる位置を少しずつ変えて当接角度を変えて切断するほうが、早く切断できる。なお、ハンドル部の受圧部４ｄに与えている外力（Ｆ）を増大すれば、被切断物７（７ａ、7ｂ）を押圧する力が増大するとともに、外力（Ｆ）が生み出す偶力が大きくなるので、多少切りにくい被切断物７でも、スムーズに切断することができる。

繰り返しになるが、本発明の超音波カッター装置は、必要により、カッターの刃先の端の部分に、刃の無い鈍部を形成し、一体に接続した超音波振動子１とカッター５の超音波振動子１に取り付けたハウジング４の外側に、カッターの刃先５ａが振動する平面上にハンドル部４ｂを突出させ、当該ハンドル部４ｂの表面には、カッターの刃先５ａの長さ方向の中央から所定距離（ｅ）だけ離れた位置で、前記カッターの刃の無い鈍部を含む刃先の長さ方向の範囲（Ｌ）内で、カッターの刃先５ａの長さ方向と交差する方向の外力を受ける受圧部４ｄを設け、ハウジング４をハンドル部４ｂで支持した状態で、カッターの刃先５ａを被切断物に向けて移動して当接させ、ハンドル部４ｂの受圧部４ｄに外力（Ｆ）を加え、カッターの刃先５ａが、被切断物７の表面から受ける反力と外力による偶力で、カッターの刃先５ａが振動する平面上で傾いて、当該刃先５ａが被切断物７の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物７を切断していくように構成した。

カッター５の材質は、超音波振動の工具ホーンとしてジュラルミン、チタンなどの軽量合金が用いられる。そこで、例えば図１で説明した、ハウジング４のハンドル部４ｂのハンドル円筒部４ｂ-０の材料として硬質プラスチックや木材などの代わりにより比重の大きい鉄や銅などの金属材料を用いれば、外力（Ｆ）にハンドル部４ｂの重力が加わるため、作業者としては少しの外力（Ｆ）で容易に硬い被切断物７ｂを切断することができる。

特に、例えば苺入りケーキのように、柔らかい被切断物７ａの中に硬い部分、つまり硬い被切断物７ｂが含まれていたり、混在したりしていても、硬い被切断物７ｂである苺と苺を支えている周囲部分を変形させず、苺を傾かせずに、綺麗に切断することができる。

特に、被切断物７の切断を開始するときに、図２のように予めカッター５を傾けた状態でカッターの刃先５ａを被切断物７に当てると、当該刃先５ａが被切断物７の表面に当たった位置から当接角度を変えながら被切断物７を切断していく距離が長くなるので、被切断物７が切断しやすくなる。

なお、被切断物７として柔らかい被切断物７ａの中に硬い部分、つまり硬い被切断物７ｂが含まれていたり、混在したりしている場合を説明したが、柔らかい被切断物７ａの中に硬い部分が含まれていなかったり、混在したりしていなくても、被切断物７が全体的に硬い場合、あるいは切りにくい場合に、本発明の超音波カッター装置を用いれば、カッターの切れ味を高めてスムーズに切断することができる。

図６と図７は、本発明の実施形態１に係る超音波カッター装置の刃先を被切断物に当てて切断作業をしているときの状態を示した図であるが、カッター５が被切断物７のほとんどを切断して、刃先の端の鈍部８０Ｌ、８０Ｒのどちらか一方がアンビル６の表面に当たったときの状態を示している。

図６では、カッター５が反時計回り方向に傾いて、ハンドル部４ｂとは逆側にある鈍部８０Ｌの下面８０Ｌ−ａがアンビル６の表面に当たっている。当該下面８０Ｌ−ａとアンビル６との当接点Ｐ_Ｌは、力学でいう「支点」の役目を果たし、「力点」としての受圧部４ｄにかかる外力（Ｆ）が、「作用点」となる被切断物７を押す。そして、カッター５が時計回り方向に傾いていくことで、刃先５ａが被切断物７を押し切ってアンビル６の表面にあたる。

図７では、カッター５が時計回り方向に傾いて、ハンドル部４ｂ側にある鈍部８０Ｒの下面８０Ｒ−ａがアンビル６の表面に当たっている。当該下面８０Ｒ−ａとアンビル６との当接点Ｐ_Ｒは、力学でいう「支点」の役目を果たし、「力点」としての受圧部４ｄにかかる外力（Ｆ）が、「作用点」となる被切断物７を押す。そして、カッター５が反時計回り方向に傾いていくことで、刃先５ａが被切断物７を押し切ってアンビル６の表面にあたる。

このように、本発明では、常に、ハンドル部の受圧部に加わる外力が、カッターの刃の無い鈍部を含む刃先の長さ方向の範囲内で、カッターの刃先の長さ方向と交差させているので、この外力を、常にカッターの刃先を被切断部に押し付ける方向に作用させることができる。そして、刃先を被切断物に、あるいは刃先を、被切断物を載置しているアンビルの表面に強く押し付けて、被切断物を完全に切断することができる。

特に、カッターの刃先の端の部分に、刃の無い鈍部を形成したものは、鈍部が力学の支点として機能することで、カッターの刃先の端が欠けないように保護している。

（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１で説明した超音波カッター装置のハンドル部４ｂの表面を、支持手段あるいは、弾性体からなる支持手段８で支持し、カッターの刃先５ａが被切断物７の表面を押圧する方向に当該支持手段８を移動させて、被切断物７の表面にカッター５が当接した後に、当該刃先５ａが表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物７（７ａ、７ｂ）を切断していくように構成している。

図８は、本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の一部を断面とした正面図である。被切断物７は、アンビル６の上に載置されていて、アンビル６には、フレーム部分６ｃを略コの字型に形成している。フレーム部分６ｃの上面には、上下動手段９を構成するエアーシリンダー９ａを下向きに取付けている。エアーシリンダー９ａの動作軸の先端に形成したホルダー９ｂの中には、円筒状をした弾性体からなる支持手段８を収納している。支持手段８は、エアーシリンダー９ａが動作すると、ホルダー９ｂに支持された形で上下動する。

なお、上下動手段９を構成するエアーシリンダー９ａは、図示していない上下動制御手段により、動作軸の先端に形成したホルダー９ｂが所定の位置まで下がってカッター５の刃先５ａがアンビル６に接近して当たる直前に反転上昇して切断作業を終了するようにしてある。図示していない上下動制御手段は、上下動手段９を構成するエアーシリンダー９ａの上下動の動作を制御する。

図８では、上記支持手段８の中空円筒部分に、本発明の超音波カッター装置のハンドル部４ｂを圧入して支持している。フレーム部分６ｃには、超音波振動子１を超音波振動させる超音波駆動手段２と、超音波制御手段３を取り付けていて、本発明の超音波カッター装置の超音波振動子１を所定の周波数と振幅で超音波振動させ、超音波振動子１に一体に接続したカッター５の刃先５ａを超音波振動させる。

本発明の超音波カッター装置では、上下動手段９を動作させることにより、超音波振動しているカッター５の刃先５ａをアンビル６の上に載置した被切断物７に押しつけて切断する。以下の説明では、図９に示した、本発明の超音波カッター装置の主要部の動きを図１０から図１７を用いて説明する。

図１０のように、被切断物７に向けて、カッター５の刃先５ａを押し当てると、柔らかい被切断物７ａは切断されて、硬い被切断物７ｂに当たる。カッター５が傾いていないときは、図９のように、弾性体からなる支持手段８の厚さ、は、ハンドル部４ｂの全長にわたって、上下方向にほぼ均一あるいは同じ厚さを保っている。

図１１は、本発明の実施形態２に係る超音波カッター装置の図１０のＡ方向から見た要部側面図である。

図１１で示したように、弾性体からなる支持手段８とそれを入れている上下動手段９のホルダー９ｂの断面を、上下に長い楕円形にしている。弾性体からなる支持手段８と上下動手段９のホルダー９ｂの断面が上下に長い楕円形や、たまご形であると、支持手段８の弾性体の上下の厚みが厚く、側面の厚みがうすくなる。このことにより、支持手段８の弾性体の変形が主として上下方向に起きるようにしている。図１１では、弾性体からなる支持手段８の厚みが、ハンドル部４ｂの上方の厚み（Ｔ_０）と下方の厚み（Ｔ_０）が等しい状態を示している。

図１２のように、刃先５ａが硬い被切断物７ｂに当たって、スムーズに切断されないまま所定の抵抗力を受けると、カッター５は傾き、刃先５ａが硬い被切断物７ｂと当接する位置がずれる。このとき刃先５ａと硬い被切断物７ｂの当接角度も変化して超音波振動の加わる向きも変化する。そして、新たな当接位置を切断していく。

カッター５が傾くと、弾性体からなる支持手段８の圧縮量がハンドル部４ｂの長さ方向に変化し、図１３のようにハンドル部４ｂのＡから見た支持手段８の端部の上方の厚み（Ｔ₁）が厚く、下方の厚み（Ｔ₂）が薄くなる。弾性体からなる支持手段８は圧縮されると、元の形に復元しようとして、カッター５の傾きを元に戻そうとする。

硬い被切断物７ｂが切断されると、図１４のようにカッター５の傾きは変わり、弾性体からなる支持手段８は逆の傾向に、例えば図１５のようにハンドル部４ｂのＡから見た支持手段８の端部の上方の厚み（Ｔ_３）が薄く、下方の厚み（Ｔ_４）が厚くなる。そして、カッター５は、例えば図１６、１７に示したように傾きを変えながら被切断物７（７ａ、７ｂ）を切断する。

カッター５の刃先５ａの動きは、実施形態１で説明したのと同様に、カッターの刃先５ａが被切断物７の表面に当たる位置を少しずつ変え、被切断物７に与える超音波振動の方向も変えて、切断していく。このことは、硬い被切断物７ｂの表面をいわゆる撫で切りしていくことになる。

（実施形態２の変形例）
図１８に、実施形態２の変形例にかかる超音波カッター装置を示した。実施形態２の変形例は、ハンドル部４ｂ−１の受圧部４ｄ−２のあるハンドル円筒部４ｂ-０の材料をウレタンゴム等の弾性体とし、当該弾性体からなるハンドル円筒部４ｂ−０をハンドル部４ｂ−１のハンドル中心軸４ｃに嵌めている。そしてハンドル円筒部４ｂ−０を支持手段８−１に圧入して支持し、更に上下動手段９のホルダー９ｂの中に入れている。実施形態２の変形例では、ハンドル円筒部４ｂ−０が弾性変形するので、支持手段８−１の材料を弾性体でない硬いアルミニュウムや鉄等の金属材料にしている。

実施形態２の変形例では、カッター５の刃先５ａで被切断物７を押圧すると、ハンドル部４ｂ−１のハンドル円筒部４ｂ-０が弾性変形してカッター５が傾く。動きとしては、図８で説明した、実施形態２と基本的に同じである。

カッターの刃先５ａは硬い被切断物７ｂの表面に当たる位置を少しずつ変え、与える超音波振動の方向も変えて、被切断物７（７ａ、７ｂ）を切断していく。このことは、被切断物７、特に硬い被切断物７ｂの表面をいわゆる撫で切りしていくことになる。

図１８の実施形態２の変形例では、カッター５−１の刃先５−１ａを直線刃でなく、下に凸の曲線刃にした場合を示している。カッター５−１の刃先５−１ａが下に凸の曲線刃であると、刃先５−１ａの中央部付近を被切断物７に当てることが容易に出来て、被切断物７の厚さが薄い板材に近いようなものであっても切断しやすいという利点がある。特に古タイヤのように、ゴム材の中に硬い補強材が入った被切断物７を切断するのに、図１８の実施形態２の変形例は、適していると言える。

なお、実施形態２でも、被切断物７として柔らかい被切断物７ａの中に硬い部分が含まれていたり、混在したりしている場合を説明したが、柔らかい被切断物７ａの中に硬い部分が含まれていなかったり、混在したりしていなくても、被切断物７が全体的に硬い場合、あるいは切りにくい場合に、本発明の超音波カッター装置を用いれば、カッターの切れ味を高めてスムーズに切断することができるのは、実施形態１と同じである。

（実施形態３）
実施形態３では、実施形態２で説明した支持手段８に、超音波カッター装置のハンドル部４ｂの姿勢を制御する手段として、ハンドル部４ｂの姿勢を変更する姿勢変更手段と、姿勢変更手段を制御する姿勢制御手段とを設けている。

すなわち、ハンドル部４ｂの姿勢を変更する姿勢変更手段として、支持手段８の中に４つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４と、図示しないポンプ手段を用い、図示しない圧力可変制御手段を、姿勢変更手段を制御する姿勢制御手段として用いて、４つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４の圧力を可変して、超音波カッター装置のハンドル部４ｂの姿勢を制御している。

そして、超音波カッター装置のハンドル部４ｂの姿勢を制御しながら、上下動手段９のホルダー９ｂを上下動させて、カッター５の刃先５ａを被切断物７の表面に押圧して、被切断物７の表面にカッター５の刃先５ａが当たった後に、当該刃先５ａが被切断物７、特に硬い被切断物７ｂの表面に当たる位置と当接角度を変えながら切断していくように構成している。

図１９には、実施形態３の超音波カッター装置の主要部の一部を断面した正面図を示した。上下動手段９のホルダー９ｂに入れられた支持手段８には、超音波カッター装置のハンドル部４ｂの姿勢を制御する姿勢変更手段として、４つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４が形成されているのが確認できる。４つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４はそれぞれ独立した空間であり、図示しないポンプ手段を加えた姿勢変更手段を制御する姿勢制御手段である圧力可変制御手段により、例えば空気（エアー）が供給される。圧力は、単純にハイ（高）とロー（低）を切り替えるだけであるが、４つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４のそれぞれに加える圧力の高低を必要により所定の組み合わせることで、多様な姿勢制御をするようにしている。

図２０と図２１では、４つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４の圧力を変えて、刃先５ａを一の方向に傾けたとき、他の方向に傾けたとき、下方向に寄せたとき、上方向に寄せたときのそれぞれの状態を図示した。

例えば、図２０（ａ）では、圧力付与空間８−Ｐ１と８−Ｐ４の圧力が高く、圧力付与空間８−Ｐ２と８−Ｐ３の圧力が低い。ハンドル部４ｂは、反時計回り方向に傾いている。図２０（ｂ）では、圧力付与空間８−Ｐ１と８−Ｐ４の圧力が低く、圧力付与空間８−Ｐ２と８−Ｐ３の圧力が高い。そのため、ハンドル部４ｂは、時計回り方向に傾いている。

図２１（ａ）では、圧力付与空間８−Ｐ１と８−Ｐ２の圧力が高く、圧力付与空間８−Ｐ３と８−Ｐ４の圧力が低い。そのため、ハンドル部４ｂは、水平で下方に片寄せられている。図２１（ｂ）では、圧力付与空間８−Ｐ１と８−Ｐ２の圧力が低く、圧力付与空間８−Ｐ３と８−Ｐ４の圧力が高い。そのため、ハンドル部４ｂは、水平で上方に片寄せられている。このように、超音波カッター装置のハンドル部４ｂは、４つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４と図示しないポンプ手段と圧力可変制御手段の作用により、姿勢制御される。

また図１９では、カッター５の接続部５ｂの近くに、カッター５が被切断物７から受ける抵抗力を検出する抵抗力検出手段１０を取り付けていることを示した。抵抗力検出手段１０は、カッター５が被切断物７から受ける抵抗力を検出し、当該抵抗力が所定の抵抗力を検知したときに、ハンドル部４ｂの姿勢制御手段を動作させるようにしている。

抵抗力検出手段１０には、歪みゲージなどが用いられる。抵抗力検出手段１０の取り付け位置としては、上記の位置に取り付けていることを図１９で示したが、他の位置に設けても良い。

図２２は、実施形態３の超音波カッター装置の切断動作手順のフローチャートである。図２２では、まず、切断動作を開始すると、超音波制御手段３が、超音波駆動手段２を動作させ、超音波振動子１により、カッター５を超音波振動させる。そして、図示していない上下動制御手段により、カッターの刃先５ａを被切断物７に押し当てる。カッター５の刃先５ａは、被切断物７の表面の切断を開始するとともに抵抗力を受け始める（ステップＳＴ１）。

抵抗力検出手段１０が、所定の抵抗力を検知したときは（ステップＳＴ２のＹＥＳ）、ハンドル部４ｂの姿勢制御をして、刃先５ａを一方向に傾斜させて、上下動手段９でカッター５を押下させる（ステップＳＴ４）。そして、刃先５ａを他方向に傾斜させて、上下動手段９でカッター５を押下させる（ステップＳＴ５）。

更に、刃先５ａの傾きを元の水平にして、上下動させつつ、上下動手段９でカッター５を押下させる（ステップＳＴ６）。

一方、ステップＳＴ２で、所定の抵抗力を検知しないときは（ステップＳＴ２のＮＯ）、上下動手段９でカッター５を刃先５ａが水平のまま押下させる（ステップＳＴ３）。

そして、抵抗力検出手段１０が所定の抵抗力を検出しなければ（ステップＳＴ７のＮＯ）、刃先５ａを水平にして、上下動手段９でカッター５を押下する（ステップＳＴ８）。カッター５が所定の位置まで下がると、切断完了と判断して（ステップＳＴ９のＹＥＳ）、切断動作を終了する（ステップＳＴ１０）。カッター５が所定の位置まで下がっておらず、切断が完了していないと判断したときは（ステップＳＴ９のＮＯ）、ステップＳＴ２に戻り、所定のフローによる作業を行う。また、抵抗力検出手段１０が所定の抵抗力を検出したときは（ステップＳＴ７のＹＥＳ）ステップＳＴ２に戻り、所定のフローによる作業を行う。

なお、ステップＳＴ４、ステップＳＴ５、ステップＳＴ６で示した刃先５ａの姿勢制御の順序と内容は例示であり、被切断物７に応じて任意に順序を変更したり、内容を変更したりしても良い。

上記の図２２のフローチャートのように動作させると、図２３に示したように、刃先５ａで被切断物７（７ａ、７ｂ）に対して、（ａ）刃先５ａを一の方向に傾けたとき、（ｂ）他の方向に傾けたとき、（ｃ）下方向に寄せ、その後、上方向に寄せたときというように、刃先５ａと被切断物７の当接位置と当接角度を少しずつ変えながら、切断していくことができる。

図２４に、実施形態３の第一の変形例を示した。図２４では、ハンドル部４ｂ−３の延びる方向をカッターの刃先５ａの長さ方向に対して傾斜させている。ハンドル部４ｂ−３の延びる方向とカッターの刃先５ａの長さ方向がなす角度は、実施形態１と２で示したように平行のままでも良いし、図２２の実施形態３の第一の変形例のように、傾斜させてもよい。

また、事前に予め実験を行うことにより特定の被切断物７に対する好ましい角度範囲を求めておき、求めた所定の角度範囲で動作するように設定しておくこともできる。更に、各種の被切断物７に対応できるように、ハンドル部４−３の延びる方向とカッターの刃先５ａがなす角度を可変設定できる構造にしておいてもよい。

実施形態３の超音波カッター装置では、超音波振動子１と、カッター５と、一体に接続した超音波振動子１とカッター５の超音波振動子１に取り付けるハウジング４と、を有する実施形態１の図１で説明した超音波カッター装置の基本部分と、支持手段８と、上下動手段９と、抵抗力検出手段１０と、を用いて、超音波カッター装置のハンドル部４ｂを支持手段８で支持し、カッターの刃先５ａが被切断物７の表面を押圧する方向に当該支持手段８を上下動手段９で上下動させて、カッター５の刃先５ａを被切断物７に向けて移動して当接させ、その後、抵抗力検出手段１０が所定の抵抗力を検出したときに、当該刃先５ａが被切断物７の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物７を切断していくように構成し、抵抗力検出手段１０が所定の抵抗力を検出しなくなったときに、当該刃先５ａが被切断物７の表面に当たる位置と当接角度を元の状態に戻して被切断物７を切断していくように構成していることを説明した。

図２５に、実施形態３の第二の変形例を示した。図２５では、ハンドル部４ｂ−４の延びる方向をカッターの刃先５ａの長さ方向と直交させている。ハンドル部４ｂ−４の果たす機能は同じである。

図２５の第二の変形例では、超音波カッター装置の水平方向の幅が小さく、床面積が少なくて済むという利点があるので、超音波カッター装置を狭い場所に配置するときに好都合である。

なお、上記では、超音波カッター装置のハンドル部４ｂ−４の姿勢を変更する姿勢変更手段として、支持手段８の中に４つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４と、図示しないポンプ手段を設け、図示しない圧力可変制御手段を、姿勢変更手段を制御する姿勢制御手段として用いて、４つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４の圧力を可変して、超音波カッター装置のハンドル部４ｂ−４の姿勢を制御することを説明したが、これは、例示である。上記と同等の姿勢制御を行う他の機械的あるいは電気的手段、例えば、バネ、カム、送りネジ、ソレノイド、小型モータ等を用いて、ハンドル部４ｂ−４の姿勢を制御する他の手段を用いた制御をしても良い。

この姿勢変更手段と姿勢制御手段として他の手段を用いた実施形態については、実施形態９として後述する。

（実施形態４）
実施形態４にかかる超音波カッター装置では、超音波振動子１と、カッター５と、一体に結合した超音波振動子１とカッター５の超音波振動子１に取り付けたハウジング４と、を有する超音波カッター装置で、更に、位置検出手段４１と、上記で説明した超音波カッター装置の支持手段８とを用いて、超音波カッター装置のハンドル部４ｂを支持手段８で支持し、カッターの刃先５ａが被切断物７の表面を押圧する方向に当該支持手段８を上下動手段９で上下動させて、上下動手段が所定の位置に到達したことを位置検出手段４１が検出したときに当該刃先５ａが表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物７を切断している。

より具体的には、上下動手段９が到達した位置として、位置検出手段４１が第一位置を検出したときに、当該刃先５ａが被切断物７の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物７を切断していく。そして、位置検出手段４１が第二位置を検出したときに、刃先５ａが被切断物７の表面に当たる位置と当接角度を元の状態に戻して被切断物７を切断していくように構成している。

苺入りショートケーキのように、全体の柔らかいスポンジケーキの中に硬い苺があるときは、カッター５にかかる抵抗力の変化を検出しやすいのであるが、例えば、巻き寿司のように、外の柔らかいご飯と、中の具（例えば、かんぴょうやキュウリ等）の硬さにそれほど差がないものを切断するときは、図２６に示したように、上下動手段９の突起９ｃの位置を、磁気スケールセンサーを利用した位置検出手段４１で読み取り、第一位置に到達したことを検出すると、当該刃先５ａが被切断物７の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物７を切断していくようにし、位置検出手段４１が第二位置を検出したときに、当該刃先５ａが表面に当たる位置と当接角度を元の状態に戻して被切断物７を切断していくようにしておくと、柔らかい被切断物７ａと硬い被切断物７ｂの硬さの差が小さく、例えば抵抗力検出手段１０で検出しにくい程度の差であるときでも、刃先５ａが被切断物７の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物７を切断することができる。

図２７に、実施形態４にかかる超音波カッター装置の切断動作手順をフローチャートとして示した。図２７では、切断動作を開始すると、超音波制御手段３が、超音波駆動手段２を動作させ、超音波振動子１により、カッター５を超音波振動させる。そして、位置検出手段４１が、上下動手段の突起９ｃの位置検出を開始するとともに。図示していない上下動制御手段により、カッターの刃先５ａを被切断物７に押し当てる。カッター５の刃先５ａは、被切断物７の表面の切断を開始する（ステップＳＴ２１）。

上下動手段の突起９ｃの位置が第一位置に到達したときは（ステップＳＴ２２のＹＥＳ）、ハンドル部４ｂの姿勢制御をして、刃先５ａを一方向に傾斜させて押下させる（ステップＳＴ２４）。そして、刃先５ａを他方向に傾斜させて押下させる（ステップＳＴ２５）。更に、刃先５ａの傾きを元の水平にして、上下動させつつ押下させる（ステップＳＴ２６）。

一方、ステップＳＴ２２で、検出位置が第一位置に到達しないときは（ステップＳＴ２２のＮＯ）、上下動手段９でカッター５を刃先５ａが水平のまま押下させる（ステップＳＴ２３）。

そして、上下動手段９の突起９ｃの位置が第二位置に到達していれば（ステップＳＴ２７のＹＥＳ）、刃先５ａを水平にして押下する（ステップＳＴ２８）。カッター５が所定の位置まで下がると、切断完了と判断して（ステップＳＴ２９のＹＥＳ）、切断動作を終了する（ステップＳＴ３０）。また、上下動手段９の突起９ｃの位置が第二位置に到達していないときは（ステップＳＴ２７のＮＯ）ステップＳＴ２２に戻り、所定のフローによる作業を行う。

カッター５が所定の位置まで下がっておらず、切断が完了していないと判断したときは（ステップＳＴ２９のＮＯ）、ステップＳＴ２８に戻り、刃先を水平にして押下する（ステップＳＴ２８）。

ステップＳＴ２７で、上下動手段９の突起９ｃの位置が第二位置に到達していなければ（ステップＳＴ２７のＮＯ）、ステップ２２に戻って、フローの動作を行う。なお、ステップＳＴ２４、ステップＳＴ２５、ステップＳＴ２６で示した刃先５ａの姿勢制御の順序と内容は例示であり、被切断物７に応じて任意に順序を変更したり内容を変更したりしても良いのは、図２２のフローチャートと同じである。

上記の図２７のフローチャートのように動作させると、既に、図２３で説明したのと同じように、刃先５ａで被切断物７（７ａ、７ｂ）に対して、（ａ）刃先５ａを一の方向に傾けたとき、（ｂ）他の方向に傾けたとき、（ｃ）下方向に寄せ、後に、上方向に寄せたときというように、刃先５ａと被切断物７の当接位置と当接角度を少しずつ変えながら、切断していくことができる。なお、実施形態３の超音波カッター装置と、実施形態４の超音波カッター装置の両方を組み合わせて、抵抗力検出手段１０が所定の抵抗力を検出したときの出力と、位置検出手段４１が所定の位置を検出した出力の両方を利用して、切断動作を行うようにしても良い。

（実施形態５）
実施形態５にかかる超音波カッター装置では、超音波振動子１に接続されるカッターとして振動方向に長いカッター５−２を用いた場合を説明する。

図２８は、本発明の実施形態５に係る超音波カッター装置の一部を断面にした正面図、図２９（ａ）は本発明の実施形態５に係る超音波カッター装置の一部を断面にした平面図、図２９（ｂ）は、図２８のＢより見た一部を断面にした左側面図である。

実施形態５にかかる超音波カッター装置の上下動手段９のホルダー９ｂ−１は、中空の四角柱の形をしていて、中に支持部材８−１を収納している。支持部材８−１は四角柱の形をしていて、内部に計８つの圧力付与空間を設けている。８つの圧力付与空間は、十字型断面をしたハンドル部４ｂ−１の上下左右の四つの周囲で、上下動手段９のホルダー９ｂ−１の長手方向に各２つを配置している。

図２８の平面図では、圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４の四つが、ハンドル部４ｂ−１を挟んで配置されているのが見える。

図２９（ａ）の平面図では、圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ５、８−Ｐ６の四つが、ハンドル部４ｂ−１を挟んで配置されているのが見える。また図２９（ｂ）の左側面図では、圧力付与空間８−Ｐ５、８−Ｐ１、８−Ｐ３、８−Ｐ７の四つが、ハンドル部４ｂ−１を挟んで配置されているのが見える。

実施形態５にかかる超音波カッター装置では、上記の８つの圧力付与空間８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４、８−Ｐ５、８−Ｐ６、８−Ｐ７、８−Ｐ８について、図示しないポンプ手段と圧力可変制御手段とにより、それぞれの圧力の高・低を所望の組み合わせにする制御をして、カッター５−２の刃先５−２ａの傾きを姿勢制御している。

姿勢制御方法の基本的内容は、既に図１９から図２１を用いて説明した内容とほぼ同じであるが、実施形態５にかかる超音波カッター装置では、図２９（ｂ）の左側面図で示したように、カッター５−２の振動面を図２８のＢの方向から見て左右に揺動回転させて傾ける動きができることが新しい。

即ち、図２９（ｂ）に示した圧力付与空間８−Ｐ５とその対角線斜め下の圧力付与空間８−Ｐ３の圧力を高にして水平方向に膨張させ、圧力付与空間８−Ｐ７とその対角線斜め上の圧力付与空間８−Ｐ１の圧力を低にすると、十字型断面をしたハンドル部４ｂ−１の姿勢は図２９（ｂ）で見たときに時計回り方向に傾き、カッター５−２の刃先５−２ａも同様に傾く。圧力の高低を入れ替えれば、カッター５−２の刃先５−２ａが上述した姿勢と逆向きに傾くようにしている。

実施形態５にかかる超音波カッター装置のように、超音波振動子１に接続されるカッターとして振動方向に長いカッター５−２を用いたときは、刃先を設ける接続部のない他の端が実施形態１から４と違っていて、カッター５−２の振動方向が、実施形態１から４と違うが、全体の構成は同じである。

すなわち、超音波振動子１と、超音波振動子１と接続する接続部を一端に備え、接続部のない他の端に被切断物７を切断する刃先５−２ａを備えたカッター５−２と、接続部で接続した超音波振動子１とカッター５−２の超音波振動子１に取り付けるハウジング４と、を有し、必要により、カッターの刃先の端の部分に、刃の無い鈍部８０Ｌ、８０Ｒを形成し、ハウジング４の外側には、カッター５−２の刃先５−２ａが振動する平面上にハンドル部４ｂ−１を突出させ、当該ハンドル部４ｂ−１の表面には、カッター５−２の刃先５−２ａの長さ方向の中央から所定距離だけ離れた位置で、前記カッターの刃の無い鈍部８０Ｌ、８０Ｒを含む刃先の長さ方向の範囲内で、カッター５−２の刃先５−２ａの長さ方向と交差する方向の外力を受ける受圧部４ｄを設け、超音波振動子１に取り付けたハウジング４をハンドル部４ｂ−１で支持した状態で、カッター５−２の刃先５−２ａを被切断物７に向けて移動して当接させ、ハンドル部４ｂ−１の受圧部４ｄに外力（Ｆ）を加えたとき、カッター５−２の刃先５−２ａが、被切断物７の表面から受ける反力と外力（Ｆ）による偶力で、カッター５−２の刃先５−２ａが振動する平面上で傾いて当該刃先５−２ａが被切断物７の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物７を切断する動作を行うように構成した。実施形態５にかかる超音波カッター装置の基本構成は、実施形態１から４の超音波カッター装置の基本構成と同じである。

実施形態５にかかる超音波カッター装置では、実施形態１から４の超音波カッター装置と同様に、被切断物７の表面にカッター５−２の刃先５−２ａが当たると被切断物７の表面に応じてカッター５−２の刃先５−２ａの当接角度が変わり、被切断物７の表面を新たな角度から超音波振動しているカッター５−２が押し切る動き、いわゆるなで切りの動作をする。

以上説明したとおり、本発明の超音波カッター装置によれば、特に、柔らかい被切断物７の中に硬い部分が含まれ、あるいは混在しているときに、硬い部分の表面にカッター５−２が当たると、超音波振動の刃先５−２ａが硬い部分の表面を撫で切りしていくように動いて被切断物７を切断する超音波カッター装置ができている。なお、柔らかい被切断物７の中に硬い部分が含まれていなかったり、混在したりしていなくても、被切断物７が全体的に硬い場合、あるいは切りにくい場合に、本発明の超音波カッター装置を用いれば、カッター５−２の切れ味を高めてスムーズに切断することができる超音波カッター装置が実現できている。なお、本発明の実施形態５のカッター５−２の刃先５−２ａは、刃先５−２ａを素材から削り出すときに、長さ方向の両端部を削り残して鈍部８０Ｌ、８０Ｒを形成している。

さらに、図２８に戻り、図のように鈍部８０Ｌ、８０Ｒのそれぞれの下面８０Ｌ−ａ、８０Ｒ−ａは、刃の無い平面になっていて、被切断物７を載置するアンビル６の表面に当たっても欠けないようにしている。

図３０（ａ）と（ｂ）は、本発明の実施形態５に係る超音波カッター装置の刃先５−２ａを被切断物７に当てて切断作業をしているときの状態を示した図であるが、カッター５−２が被切断物のほとんどを切断して、刃先５−２ａの端の鈍部８０Ｌ、８０Ｒがそれぞれアンビル６の表面に当たったときの状態を示している。

図３０（ａ）では、カッター５−２が反時計回り方向に傾いて、鈍部８０Ｌの下面８０Ｌ−ａ（図面に記されていない）がアンビル６の表面に当たっている。下面８０Ｌ−ａとアンビル６の当接点Ｐ_Ｌは、力学でいう「支点」の役目を果たし、「力点」としての受圧部４ｄにかかる外力（Ｆ）が、「作用点」となる被切断物７の表面を押す。そして、カッターは時計回り方向に傾いていくことで、刃先５−２ａが被切断物７を押し切ってアンビル６の表面にあたる。

図３０（ｂ）では、カッター５−２が時計回り方向に傾いて、鈍部８０Ｒの下面８０Ｒ−ａ（図面に記されていない）がアンビル６の表面に当たっている。下面８０Ｒ−ａとアンビル６の当接点Ｐ_Ｒは、力学でいう「支点」の役目を果たし、「力点」としての受圧部４ｄにかかる外力（Ｆ）が、「作用点」となる被切断物７の表面を押す。そして、カッター５−２は反時計方向に傾いていくことで、刃先５−２ａが被切断物７を押し切ってアンビル６の表面にあたる。

このように、本発明では、常に、ハンドル部４ｂ−１の受圧部４ｄに加わる外力が、カッターの刃の無い鈍部８０Ｌ、８０Ｒを含む刃先の長さ方向の範囲内で、カッターの刃先５−２ａの長さ方向と交差させているので、この外力によって、常にカッターの刃先５−２ａを被切断部に押し付ける方向に作用させることができる。すなわち、ハンドル部４ｂの受圧部４ｄに加わる外力（Ｆ）は専らカッターの刃先５−２ａにかかり、刃先の長さ方向の範囲外に出ない。

そして、刃先を被切断物に、あるいは刃先を、被切断物を載置しているアンビルの表面に強く押し付けて、被切断物を完全に切断することができる。

特に、カッターの刃先の端の部分に、刃の無い鈍部を形成したものは、鈍部が力学の支点として機能するので、カッターの刃先の端が欠けないように保護している。

ちなみに、図３１（ａ）から（ｄ）を用いて、本発明のカッター５の鈍部８０Ｒ、８０Ｌの形成方法を説明する。図３１（ａ）では、テープ状の薄いシートをカッター５の刃先５ａの両端部分において、表から裏にかけてＵ字上に貼付して、鈍部８１Ｌ、８１Ｒを形成している。

図３１（ｂ）では、カッター５の刃先５ａの両端部分において、表から裏にかけてＵ字状に例えばテフロン（登録商標）等の樹脂を焼き付けコーティングして鈍部８２Ｌ、８２Ｒを形成している。図３１（ｃ）は、金属の粒や細かい金属片を溶射したり溶接したりして、鈍部８３Ｌ、８３Ｒを形成している。図３１（ｄ）は、刃先５ａの両端部分に圧力をかけて塑性変形させて、他の刃先部分より刃先を盛り上がらせて、鈍部８４Ｌ、８４Ｒを形成している。これらは、いずれも例示であり、他の方法を採用しても良い。

他の方法としては、例えば、カッターの形状は、刃先も端も同じ形状のままとして、刃先の端だけ特別な熱処理で金属組織を変えたり、その他の表面処理をしたりして、刃先の端が欠けない部分、即ち鈍部を形成するようにしてもよい。

（実施形態６）
実施形態１から５では、カッター５の両側面に鈍部８０Ｒ、８０Ｌ、８１Ｒ、８１Ｌ、８２Ｒ、８２Ｌ、８３Ｒ、８３Ｌ、８４Ｒ、８４Ｌを明確に示した図で説明したが、実施形態６では、カッター５の形状を、刃先も端も同じ形状のままとして、刃先の端だけ特別な熱処理で金属組織を変えたり、その他の表面処理をしたりして、刃先の端が欠けない部分、即ち鈍部を形成するようにしたときの形を示した。

実施形態６は、カッター５の形状が、実施形態１から５のカッターと違うだけであるので、各部の詳細な説明は省略する。

図３２（ａ）は、本発明の実施形態６に係る超音波カッター装置の正面図である。（ｂ）は同右側面図、（ｃ）は同左側面図、（ｄ）は同上面図、（ｅ）は同下面図、（ｆ）は同裏面図である。

ちなみにカッター５の形状は、被切断物７に応じて変わるので、図３３に本発明の実施形態６に係る超音波カッター装置のカッターを想像線で示した。

図３３（ａ）は、本発明の実施形態６に係る超音波カッター装置のカッターを想像線で示した正面図、（ｂ）は同右側面図、（ｃ）は同左側面図、（ｄ）は同上面図、（ｅ）は同下面図、（ｆ）は同裏面図である。

参考までに、図３４に本発明の実施形態６に係る超音波カッター装置を手（Ｈａ）で持って使用する状態を示した。超音波カッター装置全体は大きく見えるが、カッター５の材料はジュラルミンやチタンのような軽量合金であり、ハウジングのハンドル部４ｂの材料も硬質プラスチックや木材であるので、片手（Ｈａ）で持って操作することが出来る。

（実施形態７）
また、本発明の超音波カッター装置では、ハウジングの構造をハウジング本体部４ａに対してハンドル部４ｂを着脱自在に取り付けるようにして、固定ネジなどで固定して、ハウジングの外側に突出させる構成にしている。

図３５に、実施形態７の超音波カッター装置を示した。図３５では、ハウジング本体部４ａとハンドル部４ｂａが切り離されているが、ハウジング本体部４ａとハンドル部４ｂａを当接部で当接して、固定ネジ８５で両者を固定している。

必要により、固定ネジ８５を外して、ハンドル部４ｂａの代わりに別のハンドル部４ｂｂをハウジング本体部４ａの当接部に当接して、固定ネジ８５で両者を固定すれば、ハンドル部４ｂａから別のハンドル部４ｂｂに交換することができる。必要により、ハウジング本体部４ａから突出させるハンドル部４ｂの形を、図１で示した、超音波振動子１の軸芯に対してハンドル部４ｂが直交して突出する形、図２４で示した、超音波振動子１の軸芯に対してハンドル部４ｂが傾斜して突出する形、図２５で示した、超音波振動子１に対してＬ字型のハンドル部４ｂ取り付いた形に組み替えることができる。

このように、本発明の超音波カッター装置は、形状あるいは材質の異なる他のハンドル部と交換可能にしている。なお、部品交換として形状および材質が同じ他のハンドルと交換してもよい。

（実施形態８）
また、本発明の超音波カッター装置では、超音波振動子に接続部で接続するカッターについて、形状あるいは材質の異なる他のカッターと交換可能にしている。すなわち、図１で示した、下面に刃先５ａを持つ全体として正面から見て四角形タイプのもの、図１８で示した、下に凸の曲面を持つ全体として正面から見て略四角形タイプのもの、図２８に示した、振動方向に長い刃先を持つ全体として正面から見て四角形の棒状タイプのもの、図３１で示した、各種の鈍部を形成したもの、の中から、必要に応じて選んだカッターを超音波振動子に接続して、切断作業を行うことができる。

図３６に、実施形態８の超音波カッター装置を示した。埋め込みボルト５０の上半分は、右ネジ、下半分は左ネジを切ってある。先に超音波振動子１の下面に、埋め込みボルト５０の上半分をネジ込んで、埋め込みボルト５０の下半分を突出しておき、この埋め込みボルト５０の突出している下半分に、上記したいずれかのカッターの接続部のメネジをねじ込み、超音波振動子１にカッターを一体に固定する。超音波振動子１の下面に突出した埋め込みボルト５０の下半分に対して、取り付けたカッターを外し、他のカッターを取り付ければ、本発明の超音波カッター装置は、被切断物７に応じて、最も適した形状あるいは材質の異なる他のカッターと交換して、必要に応じた各種の切断作業を可能にしている。

（実施形態９）
なお、図１から図７を用いて説明した実施形態１では、ハンドル部４ｂを使用者が手で把持して、カッター５の刃先５ａを被切断物７に押し当てる。そのため、刃先５ａが硬い被切断物７ｂに当たったときにカッター５の刃先５ａが超音波振動する平面が、被切断物７に対してふらつくことがある。

そこで、本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置では、鈍部を刃先５ａの方向と直交する方向に長くしている。そして、刃先５ａの方向と直交する方向に所定の長さのある鈍部８０Ｌ_２、８０Ｒ_２を、カッター５の刃先５ａのふらつき防止部材としている。

図３７（ａ）に、本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の超音波カッター本体部分の正面図を示した。図３７（ｂ）に、本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の超音波カッター本体部分の右側面図を示した。

図３７が図１と違うのは、鈍部８０Ｌ_２、８０Ｒ_２の刃先５ａの方向と直交する方向の長さを所定の長さに長くした点である。鈍部８０Ｌ_２、８０Ｒ_２は、図３７（ｂ）のように、所定の厚さのある逆Ｔ字型の形をしていて、鈍部８０Ｌ_２、８０Ｒ_２の下面８０Ｌ_２−ａ、８０Ｒ_２−ａ（底面）の中央を凹ませ、両端を下方向に突出させている。

そのため、図３８のように、カッター５を傾け、カッター５の一端の鈍部８０Ｌ_２の下面をアンビル６０上のアンビルシート６１に当てると、アンビルシート６１の表面に、鈍部８０Ｌ_２の下面の両端がカッター５の刃先５ａと直交する方向に位置決めされる。このことにより、アンビルシート６１の表面に対する刃先５ａの超音波振動する平面の角度が定まり、カッター５の刃先５ａのふらつきが防止される。なお、所定の厚さのある逆Ｔ字型の形をした鈍部８０Ｌ_２、８０Ｒ_２は、カッター５の材料から削り出す形成方法の他に、別部品として切削したものを、ろう付け等で一体にしてもよい。

また、カッター５の材料と別材料であるプラスチック部品等を貼り付けて形成してもよい。下面８０Ｌ_２−ａ、８０Ｒ_２−ａの両端表面にクッション性をもたせるために、ゴム等の弾性部材を貼り付けておいてもよい。

図３８に、本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の超音波カッター本体部分と揺動アーム付きアンビルを合体して、被切断物にカッターの刃先を押し付けようとしている状態を示した。

図３８で、ハンドル４ｂの押圧部４ｄに押圧力を加えると、カッター５の刃先５ａは、上記のようにアンビルシート６１の表面に対して刃先５ａの超音波振動する平面が定まった所定角度を保ったまま被切削物７を切断していく。なお、鈍部８０Ｌ_２、８０Ｒ_２の刃先５ａの方向と直交する方向の長さを所定の長さに長くしているため、図３９のように、アンビルシート６１の上に置いて手を離しても、超音波カッター装置が倒れないように、鈍部８０Ｌ_２と８０Ｒ_２が姿勢を保つ実用的な効果がある。

（実施形態９の第一の変形例）
実施形態９の第一の変形例では、図４０に示したように、カッター５の刃先５ａの方向と直交する方向に、ピン８５Ｒ−ｃを設け、ピン８５Ｒ−ｃに円筒部材８５Ｒ−ａ、８５Ｒ−ｂを嵌めている。図３７では、カッター５の鈍部８０Ｌ_２、８０Ｒ_２を所定の厚さのある逆Ｔ字型の形としたが、図４０のような形でも、その他の形状としてもよい。

図４０（ａ）には、本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第一の変形例の超音波カッター本体部分の正面図を、図４０（ｂ）では、その右側面図を、図４０（ｃ）では、本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第一の変形例の超音波カッター本体部分の鈍部の一部である円筒部材８５Ｒ−ａ、８５Ｒ−ｂを外したときの右側面図を示した。

実施形態９に係る超音波カッター装置の第一の変形例では、カット作業の必要により、同一のカッター５に対して、円筒部材８５Ｒ−ａ、８５Ｒ−ｂを他の材質や外径の異なるものに交換することができる。

（実施形態９の第二の変形例）
本発明の実施形態９の第二の変形例では、鈍部を刃先５ａの方向と直交する方向に長くしたことに加えて、揺動自在な揺動アーム６３をアンビル６０ａに取り付けている。そして、超音波カッター本体部分を揺動アーム６３に取り付けて、揺動アーム６３によりカッター５の動きを案内・規制して、刃先５ａのふらつきを防止している。このことにより、刃先５ａをアンビル６上の所定の位置に所定の角度で押し当てるようにしている。

図４１に、本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第二の変形例である、超音波カッター本体部分と揺動アーム付きアンビル６０ａを合体する前の分離した状態を示した外観斜視図を示した。

図４１のカッターの鈍部の円筒部材の外周面には溝８５Ｌ−ｄが掘ってあり、後述する揺動アーム６３の支持爪６３ｄに嵌めるようにしている。アンビル６０ａには、一対の孔あき突起部６０ｂ、６０ｂが設けてあり、突起部６０ｂ、６０ｂに対して揺動アーム６３を軸６２で軸支している。揺動アーム６３ａの先端には、ストッパー６３ｂ、Ｕ字溝６３ｃ、支持爪６３ｄを設け、カッター５につけた鈍部８５Ｌを一体に保持するようにしている。

図４２（ａ）に、本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第二の変形例の超音波カッター本体部分と揺動アーム付きアンビル６０ａを合体する前の分離した状態を示した。カッター５を左向きの太字矢印のように動かし、カッター５の左端面をストッパー６３ｂに当て、右斜め向きの太字矢印のように動かして、カッターの鈍部の外周面の溝８５Ｌ−ｄに揺動アーム６３の支持爪６３ｄを嵌めるようにしている。

図４２（ｂ）に、本発明の実施形態９に係る超音波カッター装置の第二の変形例の超音波カッター本体部分と揺動アーム付きアンビル６０ａを合体して、被切断物にカッターの刃先を押し付けようとしている状態を示した。

図４２（ｂ）では、揺動アーム６３の支持爪６３ｄがカッターの鈍部の外周面の溝８５Ｌ−ｄに嵌まり、かつター５の左端面がストッパー６３ｂに当たると、カッター５と揺動アーム６３は一体に動く。超音波カッター本体部分と揺動アーム６３が一体に動くと、アンビルシート６１の表面に対して刃先５ａは、所定角度を保ったまま動いて、被切削物７を切断する。

実施形態１から９で示したように、本発明による超音波カッター装置は、魚や肉、ケーキ、パン類などの食品や、古タイヤのようなゴムを切断するための超音波カッター装置に適用することができる。特に骨の付いている魚や肉、苺入りケーキ、補強部材が入っている古タイヤなど、柔らかい全体部分の中に硬い部分が含まれている被切断物７を切断するのに適した超音波カッター装置に適用することができる。なお、柔らかい被切断物７の中に硬い部分が含まれていなかったり、混在したりしていないときで、被切断物７が全体的に硬い場合、あるいは切りにくい場合の超音波カッター装置に適用することができる。

１ 超音波振動子
２ 超音波駆動手段
３ 超音波制御手段
４ ハウジング
４ａ ハウジング本体部
４ｂ ハンドル部
４ｃ ハンドル中心軸
５ カッター
５ａ カッターの刃先
６ アンビル
６ａ アンビル台
６ｂ アンビルシート
７ 被切断物
７ａ 柔らかい被切断物
７ｂ 硬い被切断物
８ 支持手段
８−Ｐ１、８−Ｐ２、８−Ｐ３、８−Ｐ４ 圧力付与空間
９ 上下動手段
９ａ エアーシリンダー
９ｂ 上下動手段のホルダー
１０ 抵抗力検出手段
４１ 位置検出手段
８０ 鈍部
８０Ｒ 右端鈍部
８０Ｌ 左端鈍部

Claims (14)

1. 超音波振動子と、
   前記超音波振動子と接続する接続部を一端に備え、前記接続部のない他の端に被切断物を切断する刃先を備えたカッターと、
   前記接続部で接続した前記超音波振動子と前記カッターの前記超音波振動子に取り付けるハウジングと、を有し、
   前記ハウジングの外側には、前記カッターの刃先が振動する平面上にハンドル部を突出させ、当該ハンドル部の表面には、前記カッターの刃先の長さ方向の中央から所定距離だけ離れた位置で、刃先の長さ方向の範囲内で、前記カッターの刃先の長さ方向と交差する方向の外力を受ける受圧部を設け、
   前記超音波振動子に取り付けた前記ハウジングをハンドル部で支持した状態で、前記カッターの刃先を被切断物に向けて移動して当接させ、前記ハンドル部の受圧部に外力を加えたとき、前記カッターの刃先が、被切断物の表面から受ける反力と前記外力による偶力で、前記カッターの刃先が振動する平面上で傾いて当該刃先が被切断物の表面に当たる位置と当接角度を変えながら被切断物を切断する動作を行うように構成した超音波カッター装置。
2. 前記カッターの刃先の端の部分に刃の無い鈍部を隣接して形成し、前記ハンドル部の表面には、前記カッターの刃先の長さ方向の中央から所定距離だけ離れた位置で、前記カッターの刃の無い鈍部を含む刃先の長さ方向の範囲内で、前記カッターの刃先の長さ方向と交差する方向の外力を受ける受圧部を設けた、請求項１に記載の超音波カッター装置。
3. 前記カッターの刃先の端の部分に、刃の無い鈍部を形成した、請求項１に記載の超音波カッター装置。
4. 前記鈍部は、刃先の長さ方向に対して直交方向に所定の長さの底面を有するものとした請求項２又は３に記載の超音波カッター装置。
5. 前記ハンドル部が所定の範囲内で傾斜するように支持する支持手段を設け、
   前記ハンドル部を前記支持手段で支持した状態で、前記カッターの刃先が、被切断物の表面から受ける反力と前記外力による偶力により、所定の範囲内で傾くように構成した請求項１から４のいずれかに記載の超音波カッター装置。
6. 前記ハンドル部が所定の範囲内で傾斜するように弾性的に支持する支持手段を設け、
   前記ハンドル部を前記支持手段で弾性的に支持した状態で、前記カッターの刃先が、被切断物の表面から受ける反力と前記外力による偶力により、所定の範囲内で傾くように構成した請求項１から４のいずれかに記載の超音波カッター装置。
7. 前記支持手段を上下動させる上下動手段と、
   前記上下動手段の上下動を制御する上下動制御手段と、
   前記ハンドル部の姿勢を変更する姿勢変更手段と、
   当該姿勢変更手段を制御する姿勢制御手段と、
   少なくとも前記上下動手段を取り付けるフレーム部分を有するアンビルと、を設け、
   前記上下動制御手段で前記上下動手段の上下動を制御するとともに、
   当該姿勢変更手段と姿勢制御手段とで、前記ハンドル部の姿勢を変更する制御を行うように構成した請求項５又は６に記載の超音波カッター装置。
8. 前記カッターが被切断物から受ける抵抗力を検出する抵抗力検出手段、を設け、
   前記抵抗力検出手段が所定の抵抗力を検出したときに、前記姿勢変更手段と前記姿勢制御手段とで前記ハンドル部の姿勢を変更する制御を行うように構成した請求項７に記載の超音波カッター装置。
9. 前記上下動手段の上下動した位置を検出する位置検出手段、を設け、
   前記位置検出手段が、前記上下動手段が所定位置に到達したことを検出したときに、前記姿勢変更手段と前記姿勢制御手段とで前記ハンドル部の姿勢を変更する制御を行うように構成した請求項７又は８に記載の超音波カッター装置。
10. 前記超音波振動子の振動方向と、前記カッターの刃先の長さ方向を、一つの一平面内で交差させた、請求項１から９のいずれかに記載の超音波カッター装置。
11. 前記超音波振動子の振動方向と、前記カッターの刃先の長さ方向を、一つの一平面内で平行にした、請求項１から９のいずれかに記載の超音波カッター装置。
12. 前記ハウジングの構造をハウジング本体部に対してハンドル部を着脱自在に取り付けて、前記ハウジングの外側に突出させる構成として、他のハンドル部と交換可能にした請求項１から１１のいずれかに記載の超音波カッター装置。
13. 前記超音波振動子に接続部で接続するカッターについて、他のカッターと交換可能にした請求項１から１１のいずれかに記載の超音波カッター装置。
14. 前記アンビルにアンビル台を設け、
    前記アンビル台の上にアンビルシートを載置するように構成した請求項７から１１のいずれかに記載の超音波カッター装置。