JP2022007043A - Ultrasonic cutting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超音波切断装置に関し、より具体的には長刃状の刃体をたわみ振動させて被切断物を切断する超音波切断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic cutting device, and more specifically, to an ultrasonic cutting device that bends and vibrates a long blade-shaped blade to cut an object to be cut.
従来から、パン、菓子類、肉類、青果、海産物等の食品等を切断するのに長刃状の刃体を超音波振動させて切断する超音波切断装置が用いられている。 Conventionally, an ultrasonic cutting device for cutting a long-edged blade by ultrasonically vibrating has been used for cutting foods such as bread, confectionery, meat, fruits and vegetables, and marine products.
これら長刃状の刃体を超音波振動させて切断する超音波切断装置では、(1)長刃状の刃体を長手方向に超音波振動させるもの(例えば、特許文献1参照)、(2)長刃状の刃体を短手方向(長手方向と直交する方向)に超音波振動させるもの(例えば、特許文献2参照)、そして(3)長刃状の刃体をたわみ振動させる超音波切断装置が知られていた(例えば、特許文献3、4、5、6参照)。 The ultrasonic cutting device that cuts these long-edged blades by ultrasonically vibrating them includes (1) one that ultrasonically vibrates the long-edged blade in the longitudinal direction (see, for example, Patent Document 1), (2). ) Ultrasonic waves that vibrate the long-blade blade in the lateral direction (direction orthogonal to the longitudinal direction) (see, for example, Patent Document 2), and (3) Ultrasonic waves that flex and vibrate the long-blade blade. Cutting devices have been known (see, for example, Patent Documents 3, 4, 5, 6).
ここで、(3)の長刃状の刃体をたわみ振動させる超音波切断装置は、刃体を短い固有振動の波長で、波打ち状にたわみ振動をさせている。 Here, the ultrasonic cutting device that flexes and vibrates the long blade-shaped blade of (3) causes the blade to flex and vibrate in a wavy manner at a wavelength of a short natural vibration.
図26(a)に、長刃状の刃体70をたわみ振動させる従来の超音波切断装置の基本的な構成を示し、図26(b)に、刃体70のたわみ振動の振幅の様子を示した。図26(c)は、刃体70のA-A断面図である。刃体70は、断面が三角形をした、薄くて長い直線的な形をしており、三角形の頂点が切れ刃になっている。90は超音波振動子で、ホーン80を超音波振動させる超音波振動手段である。
FIG. 26 (a) shows the basic configuration of a conventional ultrasonic cutting device that flexes and vibrates a long blade-
刃体70の側面にホーン80の先端80aをロウ付けして一体に固定している。ホーン80に直結した超音波振動子90を超音波振動させると、図26(b)のように、刃体70の側面が長手方向に波を打って、たわみ振動をする。
The
図27に、従来の超音波切断装置の刃体70とホーン80の結合部分近傍の振動状態をイメージ図として示した。刃体70の側面とホーン80の先端はロウ材99で一体に結合しているので、結合部分の刃体70はホーンの先端80aとともに縦振動する。ホーン80と結合していない刃体70だけの部分は、刃体の固有振動の波長でたわみ振動する。
FIG. 27 shows an image of the vibration state in the vicinity of the joint portion between the
図28に、ホーン80の先端にロウ付けした刃体70をたわみ振動させる超音波切断装置でケーキ300等の被切断物を切断する作業の様子を示した。図28では、ベルトコンベア400の上を白線矢印のように運ばれてくるケーキ300を、斜めに傾けた刃体70で切断する。刃体70はホーン80で片持ち支持しているため被切断物の反力で、刃体70の先端がふらつくことがあった。
FIG. 28 shows a state of cutting an object to be cut such as a
図29に、刃体71をたわみ振動させる他の従来の超音波切断装置でケーキ301を切断している様子を示した。図29の超音波切断装置では、刃体71の両端をそれぞれホーン81a,81bをビス50で固定して超音波振動させている。ケーキ301は底辺301aを図示しない平面の台座で支えていて、ケーキ301の上方から下方に刃体71を移動させて押し付けて、切断する。302はケーキ301を切断した一片を倒した姿を例示している。
FIG. 29 shows how the
図30に、従来の超音波切断装置の刃体71とホーン81aをビス50で締結した結合部分と刃体71のたわみ振動する状態をイメージ図として示した。刃体71の両端はホーン81a、81bのそれぞれの先端に、ビス50、50で結合している。そして、結合部分の刃体71はホーン81aの先端とともに縦振動し、ホーン81と結合していない範囲の刃体71は、たわみ振動する。
FIG. 30 shows, as an image diagram, a state in which the
図29と図30に示した超音波切断装置では、刃体71を両持ち支持している。しかし、刃体71の長手方向、つまり刃体71をピンと張る方向に大きな張力をかけていない。刃体71に張力をかけるとホーン81a、81bの先端が内向きに傾く。ホーン81a、81bの先端が傾くと、超音波振動の方向・角度が傾く。そのため、刃体71のたわみ振動が不安定になることがあった。また、ケーキ301を切断するとき、反力を受けると刃体71が撓んだり、刃体71の直線性が不安定になったりした。
In the ultrasonic cutting apparatus shown in FIGS. 29 and 30, the
図31には、更に他の刃体をたわみ振動させる従来の超音波切断装置の要部を示した。図31でも、刃体72の両端をそれぞれホーン82a、82bに当て、ビス50で固定している。図31の超音波切断装置では、ホーン82aから刃体72へ進行波を伝えて、たわみ振動させている。図31の超音波切断装置では、刃体72がうなることがあるため、刃体72の途中にうなり防止手段510を設けている。うなり防止手段510は、刃体72の両側面を挟んで固定している。そして、刃体72を図示しない被切断物に押し付けて切断している。
FIG. 31 shows a main part of a conventional ultrasonic cutting device that flexes and vibrates another blade. Also in FIG. 31, both ends of the
上記した従来の超音波切断装置では、(a)刃体の側面にホーンの先端をロウ付けや、ねじ止めで結合した結合部分では、刃体はホーンの先端と一体であり、ホーンの先端とともに縦振動する。しかし、結合部でない刃体だけの部分は、たわみ振動する。そのため、刃体が縦振動からたわみ振動に移る部分では、繰り返し応力が作用する。使用時間が長くなると、刃体が折れたり、ロウ付けした部分が割れたり、ビスが緩んだり、外れたりして、刃体とホーンの結合部で破損することがあった。 In the conventional ultrasonic cutting device described above, (a) the blade is integrated with the tip of the horn at the joint portion where the tip of the horn is brazed to the side surface of the blade or joined by screwing, and the blade is integrated with the tip of the horn. It vibrates vertically. However, the part of only the blade that is not the joint part bends and vibrates. Therefore, repeated stress acts on the portion where the blade body shifts from longitudinal vibration to deflection vibration. When the blade was used for a long time, the blade may break, the brazed part may crack, the screw may loosen or come off, and the joint between the blade and the horn may be damaged.
(b)刃体の一端を一つのホーンに固定し、他端を自由端とした、片持ち構造の超音波切断装置では、刃体の固定していない自由端が、被切断物を切断する反力を受けて変形し、ふらつくことがあった。 (B) In an ultrasonic cutting device having a cantilever structure in which one end of the blade is fixed to one horn and the other end is a free end, the unfixed free end of the blade cuts the object to be cut. It was deformed by the reaction force and sometimes wobbled.
(c)刃体を二つのホーンで両持ち支持したものは、刃体に張力をかけて引っ張ると、ホーンが撓んで超音波振動しにくくなる。そのため、刃体に大きな張力をかけていない。刃体がピンと張っていないと、刃体が被切断物を切断する反力を受けて変形し、被切断物を真っすぐに切断できないことがあった。 (C) In a case where the blade is supported by holding both sides with two horns, when the blade is pulled by applying tension, the horn bends and ultrasonic vibration is less likely to occur. Therefore, a large tension is not applied to the blade. If the blade is not taut, the blade may be deformed by the reaction force that cuts the object to be cut, and the object to be cut may not be cut straight.
(d)たわみ振動を進行波として切断する超音波切断装置では、刃体がうなることがあるので、うなり防止手段を刃体の途中に設ける必要があった。 (D) In an ultrasonic cutting device that cuts bending vibration as a progressive wave, the blade may growl, so it is necessary to provide a beat prevention means in the middle of the blade.
(e)二つのホーンを用いたものは、高コストであった。 (E) The one using two horns was expensive.
(f)従来の超音波切断装置は、刃体の交換作業に時間がかかった。予め、用途に応じた複数の刃体を準備しておき、最適な刃体に交換しようとしても、短時間に迅速な交換作業ができなかった。 (F) In the conventional ultrasonic cutting device, it takes time to replace the blade. Even if a plurality of blades were prepared in advance according to the intended use and an attempt was made to replace them with the optimum blades, quick replacement work could not be performed in a short time.
本発明は、上記従来の長刃状の刃体をたわみ振動させる超音波切断装置が有していた諸課題を解決する。具体的には、(1)刃体とホーンの結合部で破損しない。(2)切断作業時に刃体がふらつかない。(3)切断作業時の刃体の直線性を保つ。(4)刃体のうなり防止手段がいらない。(5)1つのホーンで刃体をたわみ振動させる。(6)刃体の交換作業が簡単で短時間にでき、被切断物に最適な刃体に迅速に交換できる、新品の刃体に交換して切れ味を保てる、という超音波切断装置を提供することを課題としている。 The present invention solves various problems of the conventional ultrasonic cutting device that bends and vibrates a long-edged blade. Specifically, (1) the joint between the blade and the horn does not break. (2) The blade does not sway during cutting work. (3) Maintain the straightness of the blade during cutting work. (4) No beat prevention means is required for the blade. (5) The blade is flexed and vibrated with one horn. (6) To provide an ultrasonic cutting device that can easily replace the blade in a short time, can quickly replace the blade with the most suitable blade for the object to be cut, and can replace it with a new blade to maintain sharpness. That is the issue.
本発明の長刃状の刃体をたわみ振動させる超音波切断装置では、長刃状の刃体両端を刃体側面のたわみ振動の節の位置で支持し、刃体に張力をかけた状態で、刃体側面のたわみ振動の腹の位置に超音波振動するホーンの先端を当てて、刃体全体を一様にたわみ振動させ、被切断物に押し当てて切断している。 In the ultrasonic cutting device that flexes and vibrates the long-blade-shaped blade of the present invention, both ends of the long-blade-shaped blade are supported at the positions of the flexion vibration nodes on the side surface of the blade, and tension is applied to the blade. The tip of the horn that vibrates ultrasonically is applied to the position of the antinode of the deflection vibration on the side surface of the blade to uniformly bend and vibrate the entire blade, and the entire blade is pressed against the object to be cut for cutting.
より具体的には、本発明の長刃状の刃体をたわみ振動させる超音波切断装置は、直線的な刃体と、張力付与部材と、前記刃体の一端を固定する固定端と、前記刃体の他端側で前記張力付与部材を張力付与自在に支持する張力付与端を形成した固定枠と、固定枠の張力付与端で、前記張力付与部材により前記刃体に張力を付与する張力付与手段と、前記刃体の一端を前記固定枠の固定端に固定する第一の固定手段と、前記刃体の他端を前記固定枠の張力付与端の張力付与部材に固定する第二の固定手段と、ホーンと、超音波振動手段と、超音波振動制御手段と、を有し、固定枠と張力付与部材に、刃体の一端と他端を、刃体のたわみ振動の節の位置で、前記第一と第二の固定手段でそれぞれ固定し、ホーンと超音波振動手段を一体に接続し、超音波振動手段には超音波振動制御手段を接続し、刃体の側面で、たわみ振動の腹の位置にホーンの先端部を押し当てた状態で、一体に接続した超音波振動手段とホーンを固定枠に取り付け、超音波振動制御手段により超音波振動手段で発生させた超音波振動を、ホーンから刃体の側面に伝え、刃体を超音波たわみ振動させる制御を行い、たわみ振動している刃体を被切断物に押し当てて被切断物を切断するように構成している。 More specifically, the ultrasonic cutting device that bends and vibrates the long-edged blade of the present invention includes a linear blade, a tension-applying member, a fixed end that fixes one end of the blade, and the above. A fixed frame having a tension applying end forming a tension applying end that freely supports the tension applying member on the other end side of the blade, and a tension applying tension to the blade body by the tension applying member at the tension applying end of the fixed frame. The applying means, the first fixing means for fixing one end of the blade to the fixed end of the fixed frame, and the second fixing means for fixing the other end of the blade to the tension applying member at the tension applying end of the fixed frame. It has a fixing means, a horn, an ultrasonic vibration means, and an ultrasonic vibration control means. Then, it is fixed by the first and second fixing means, respectively, the horn and the ultrasonic vibration means are integrally connected, the ultrasonic vibration control means is connected to the ultrasonic vibration means, and the side surface of the blade is bent. With the tip of the horn pressed against the position of the antinode of vibration, the ultrasonic vibration means and the horn that are integrally connected are attached to the fixed frame, and the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration means by the ultrasonic vibration control means. Is transmitted from the horn to the side surface of the blade, and the blade is controlled to flex and vibrate ultrasonically, and the flexing and vibrating blade is pressed against the object to be cut to cut the object to be cut. ..
また、本発明の超音波切断装置では、張力付与部材を、スライド部材とし、張力付与手段を、固定枠の張力付与端で張力付与部材であるスライド部材をスライド方向に引っ張る引っ張り手段としている。 Further, in the ultrasonic cutting device of the present invention, the tension applying member is a slide member, and the tension applying means is a pulling means for pulling the slide member, which is a tension applying member, at the tension applying end of the fixed frame in the slide direction.
また、本発明の超音波切断装置では、張力付与部材を、揺動アーム部材とし、張力付与手段を、固定枠の張力付与端で揺動アーム部材を一方向に揺動させる揺動手段としている。
また、本発明の超音波切断装置では、固定枠の刃体の他端側を弾性力で刃体の張力を付与する弾性力揺動アーム部材とし、張力付与手段を、固定枠の張力付与端で与する弾性力揺動アーム部材の弾性力により刃体に張力を与える構造を、張力付与手段としている。
Further, in the ultrasonic cutting device of the present invention, the tension applying member is a swing arm member, and the tension applying means is a swinging means for swinging the swing arm member in one direction at the tension applying end of the fixed frame. ..
Further, in the ultrasonic cutting device of the present invention, the other end side of the blade of the fixed frame is an elastic force swing arm member that applies tension to the blade by elastic force, and the tension applying means is a tension applying end of the fixed frame. The structure in which tension is applied to the blade body by the elastic force of the swing arm member is used as the tension applying means.
また本発明は、固定手段としてコルクシートで刃体の側面を挟持して、刃体が刃体自体の固有振動で振動しやすくしている。 Further, in the present invention, the side surface of the blade body is sandwiched by a cork sheet as a fixing means, so that the blade body easily vibrates due to the natural vibration of the blade body itself.
本発明の長刃状の刃体をたわみ振動させる超音波切断装置は、長刃状の刃体両端を刃体側面のたわみ振動の節の位置で支持し、刃体に張力をかけた状態で、刃体側面のたわみ振動の腹の位置に超音波振動するホーンの先端を当てて、刃体全体を一様にたわみ振動させている。 The ultrasonic cutting device that flexes and vibrates the long-blade-shaped blade of the present invention supports both ends of the long-blade-shaped blade at the positions of the flexion vibration nodes on the side surface of the blade, and applies tension to the blade. , The tip of the horn that vibrates ultrasonically is applied to the position of the antinode of the flexural vibration on the side surface of the blade, and the entire blade is uniformly flexed and vibrated.
このことにより、(1)刃体とホーンの結合部で破損しない。(2)切断作業時の反力で刃体がふらつかない。(3)切断作業時に刃体の直線性が保たれる。(4)刃体のうなり防止手段がいらない。(5)一つのホーンで刃体をたわみ振動させる、(6)刃体の交換作業が簡単で短時間にでき、被切断物に最適な刃体に迅速に交換できる、新品の刃体に交換して切れ味を保てる、という超音波切断装置を提供することを可能にしている。 As a result, (1) the joint between the blade and the horn is not damaged. (2) The blade does not sway due to the reaction force during cutting work. (3) The straightness of the blade is maintained during the cutting work. (4) No beat prevention means is required for the blade. (5) Bend and vibrate the blade with one horn, (6) Replace the blade with a new one, which can be replaced easily and in a short time, and can be quickly replaced with the most suitable blade for the object to be cut. It makes it possible to provide an ultrasonic cutting device that can maintain sharpness.
以下、本発明に係る超音波切断装置について、図面とともに説明する。 Hereinafter, the ultrasonic cutting apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(本発明の第一の実施形態)
図1(a)に、本発明の第一の実施形態にかかる超音波切断装置の要部構成を示した。本発明では、薄い長刃状の刃体7の一端をコルクシート12a、12bで挟み、コの字形をした固定枠10の左側部材10aの先端面を固定端と称して、段付きボルト13a(第一の固定手段)でねじ止め固定している。また、刃体7の他端をコルクシート12c、12dで挟み、固定枠10の右側部材10bの先端で刃体7の長手方向にスライド自在に組み込まれたスライド部材11に段付きボルト13b(第二の固定手段)でねじ止め固定している。
(First Embodiment of the present invention)
FIG. 1A shows the main configuration of the ultrasonic cutting device according to the first embodiment of the present invention. In the present invention, one end of a thin long-edged
スライド部材11は、蝶ナット15の動きにより固定枠10の右側部材10bの先端でスライドする。刃体7を伸ばすように蝶ナット15でスライド部材11を移動させると、刃体7に張力がかかってピンと張る。つまり、スライド部材11は張力付与部材であり、蝶ナット15は、スライド部材11により刃体7に張力を付与する張力付与手段である。
The
そして、予めホーン83と超音波振動子93を一体に組み立てておき、固定枠10の孔にホーン83と一体になった超音波振動子93を入れて、ホーン83の先端83aを刃体7の側面で、たわみ振動の腹となる位置に当接して、超音波振動子のフランジ93aを押さえ板10eで押さえて固定している。
Then, the
図1(a)のように組み立てた状態で、図示しない超音波振動駆動手段により超音波振動子93を駆動すると、超音波振動子93に直結しているホーン83は超音波振動し、ホーンの先端83aから超音波振動エネルギーが刃体7に他わり、刃体7がたわみ振動する。
When the
図1(a)では、刃体7を固定している両端が、振幅がゼロである振動の節となり、ホーン83の先端83aが当たっている位置が、最大の振幅で振動する振動の腹になるようにしている。
In FIG. 1A, both ends fixing the
図1(b)では、固定枠10の左側部材10aに固定した刃体7の一端と、スライド部材11に固定した他端が振幅ゼロであり、ホーン83の先端83aが当たっているところが最大振幅で振動することを示している。
In FIG. 1B, one end of the
なお、本発明の第一の実施形態にかかる超音波切断装置の要部構成の底面図を図2に示した。図2に示すように、本実施形態の刃体7は図示下側が刃先7bであり、図示上側が峰7cである。
FIG. 2 shows a bottom view of a main part configuration of the ultrasonic cutting device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, in the
図3(a)(b)に、刃体7が固有振動数でたわみ振動する様子をイメージ図として示した。なお、図3(a)(b)では、刃体7に対してホーン83側を上、逆側を下として表現する。本発明の第一の実施形態にかかる超音波切断装置では、ホーン83の細い先端83aを刃体7の側面に押し当てている。ネジやロウ付けで結合していないが、ホーン83が15kHzから40kHzの周波数で、数十μmの振幅で超音波振動すれば、刃体7の側面はホーン83の先端83aの動きに追従して振動する。
FIGS. 3A and 3B show an image of the
図3(a)では、ホーン83の先端83aが超音波振動の振幅の下死点(ホーン83から離れる側への振幅の頂点)に下がり、刃体7の側面を押し下げた状態を示している。図3(b)では、ホーン83の先端83aが超音波振動の振幅の上死点(ホーン83に近づく側への振幅の頂点)に上がり、刃体7の側面が押し上がった状態を示している。
FIG. 3A shows a state in which the
ホーン83は、先端83aを細く加工して刃体7の長手方向に対して垂直な方向に縦長の長方形にしている。そして、刃体7の側面に押し当てている。
The
本発明の第一の実施形態にかかる超音波切断装置では、刃体7に一定の張力を付与している。そのため、ホーン83の先端83aを刃体7の側面に当てて押し下げれば刃体7は変形して張力が増す。刃体7は復元しようとして振動する。そして、ホーン83の先端83aからは超音波振動エネルギーが放出されるため、ホーン83の先端83aと刃体7の側面が接したまま、超音波の周波数でたわみ振動する。たわみ振動している刃体7の刃先7bを被切断物に押し付けると、被切断物は切断される。
In the ultrasonic cutting device according to the first embodiment of the present invention, a constant tension is applied to the
図4に、本発明の第一の実施形態に用いる刃体7、70、71の外観斜視図を示した。刃体7、70、71のいずれかを固定枠10に取り付け、超音波のたわみ振動をさせて、被切断物に押し当てていくと、被切断物を軽い力で切断できる。刃体の側面に被切断物は付着しない。
FIG. 4 shows an external perspective view of the
図4(a)の刃体7は、市販されている金属等を切断する鋸刃と同じ形をしている。細長くて薄い直方体をしていて、両端の外形は円弧になっている。それぞれの円弧の中心には取り付け孔7a、7aが開いていて、長手方向の一辺である刃先7bには、ギザギザの切れ刃がついている。
The
図4(b)の刃体70は、外形は図4(a)と同じであるが、ギザギザの無い真っすぐな切れ刃70bがついている。図4(c)の刃体71は、外形は図4(a)と同じであるが、薄い刃体の端面そのものを切れ刃としている。これらの刃体7、70、71は、取り付け孔の大きさと距離を共通にしているので、被切断物の性質に応じて切れ味の良い最適の刃体を選択して、固定枠10に取り付けて切断することができる。
The
例えば、パンやケーキのように、気泡の入ったスポンジ状のものは、ギザギザの切れ刃7bのある刃体7を用いると、図5(a)から(d)に示したように、ギザギザの切れ刃7bがパンやケーキの表面を擦って、切り屑を作りながら切断していく。切り屑はできるが、素早く切れる。
For example, a sponge-like product containing air bubbles, such as bread or cake, can be jagged as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (d) by using a
図5(a)では、パンやケーキのように、気泡の入ったスポンジ状の被切断物30に刃体7のギザギザの切れ刃7bが当たって、刃体7の側面がたわみ振動して、切れ刃7bでパンやケーキの表面を擦って切断し始めた状態を示している。そして、図5(b)(c)のように、刃体7は切り屑を作りながら被切断物30に溝を掘り進み、ついに図5(d)のように、被切断物30を切断する。
In FIG. 5A, the
羊羹やプリンのようなものは、直線刃の刃体70や薄い刃体そのものである刃体71を用いて、素早く切断することが出来る。直線刃の刃体70や刃体71を用いると、被切断物30を切り屑を発生させずに、鋭く切断できる利点がある。
Something like yokan or pudding can be cut quickly using a
原理的な説明としては上記のとおりであるが、本発明の効果を実現するための構造を以下に詳述する。図6に、本発明の第一の実施形態に係る超音波切断装置の、固定枠10と、刃体7と、スライド部材11と、固定手段の位置関係を分解図として示した。刃体7の両端には、既に図4で説明したように、取り付け孔7aが開いている。固定枠10の左側部材10a及び右側部材10bのそれぞれにおいて、一対のコルクシート12a、12b、12c、12dは、四角形をした一定の厚さのあるコルクのシートである。コルクは弾性があり、刃体7を密着して挟持するが、挟持されている刃体7はコルクの弾性が許す範囲で振動することができる。コルクシート12a、12b、12c、12dの中央には、刃体7の取り付け孔7aに対応した通し孔を開けている。13a、13bは、段付きボルトであり段付き部の外形は、刃体7の取り付け孔7aとコルクシート12a、12b、12c、12dの通し孔より小さくしている。刃体7の両端を、それぞれ一対のコルクシート12a、12b、12c、12dで挟み、段付きボルト13a、13bを固定枠10の左側部材10aに形成されたねじ孔10cと、固定枠10でスライドするスライド部材11に形成されたねじ孔11bに締めこんで固定している。
The explanation in principle is as described above, but the structure for realizing the effect of the present invention will be described in detail below. FIG. 6 shows the positional relationship between the fixing
刃体7の取り付け孔7aの中心は、たわみ振動の節であり、振幅はゼロであるが、取り付け孔7aの中心から離れるにしたがって振幅は増える。一対のコルクシート12a、12b、12c、12dで挟まれた刃体7の取り付け孔7aの中心から離れたところではコルクシート12a、12b、12c、12dがクッションとして刃体7の振動の動きを許容している。この構造は、従来の刃体をホーンの先端にロウ付けやねじ止めで一体に固定して動かないようにしていた結合部分の構造と異なり、刃体7の振動で破損しない。
The center of the mounting
本発明では、コルクシート12a、12b、12c、12dで挟まれた刃体7は、取り付け孔7aの中心部では、振動の節であるが、取り付け孔7aの中心から離れたところでは、たわみ振動を許容している。このことにより、本発明では、刃体7が、長手方向に全体としてたわみ振動する。刃体が折れることは無い。
In the present invention, the
なお、段付きボルト13a、13bの軸方向は、ホーン83の超音波振動方向と平行にしている。段付きボルト13a、13bの軸方向とホーン83の超音波振動方向が同じだと、段付きボルト13a、13bは超音波振動で緩まない。
The axial direction of the stepped
本発明の第一の実施形態に係る超音波切断装置では、図6のように、各部品を分解した時点で、刃体7の代わりに図4に示した他の刃体70あるいは刃体71を固定手段で固定すれば、簡単な作業で短時間に刃体の交換を行うことができる。
In the ultrasonic cutting apparatus according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, when each component is disassembled, the
図7は、本発明の第一の実施形態に係る超音波切断装置の、固定枠10と、スライド部材11の位置関係を示した底面図である。図6、7に示すように、固定枠10の右側部材10bの先端には、刃体7の長手方向と平行に穿設されたスライド孔10dが形成されている。当該スライド孔10dに、スライド部材11の腕部11aがスライド可能に挿通されている。腕部11aの先端側は蝶ナット15とねじ結合可能にねじ山が切られている。蝶ナット15は右側部材10bの先端にて回転可能に固定されている。これにより、蝶ナット15を締めていくことでスライド部材11は蝶ナット15側に引き込まれ刃体7への張力付与を増加させる。一方、蝶ナット15を緩めていくことでスライド部材11は蝶ナット15から離れていき刃体7への張力付与を低下させる。
FIG. 7 is a bottom view showing the positional relationship between the fixed
図8は、本発明の第一の実施形態に係る超音波切断装置の固定枠、固定手段、刃体、ホーン、超音波振動子の要部を示した分解斜視図である。コの字形の固定枠10の真ん中の部分には、超音波振動子93と一体になったホーン83を取り付けている。ホーン83の先端83aは刃体7の長手方向に細くして、細い先端部を前記刃体7の側面に押し当てる。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a fixed frame, a fixing means, a blade, a horn, and a main part of an ultrasonic vibrator of the ultrasonic cutting device according to the first embodiment of the present invention. A
図9に、本発明の第一の実施形態にかかる超音波切断装置で、半円柱状のケーキを切断する切断作業の様子を外観斜視図で示している。図9で、15は蝶ナットである。蝶ナット15は、固定枠10でスライドするスライド部材11を引っ張る。蝶ナット15を締めこむことにより、スライド部材11を固定枠10に対してスライドさせ、刃体7に張力を付与している。
FIG. 9 is an external perspective view showing a state of cutting work for cutting a semi-cylindrical cake with the ultrasonic cutting device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 9,
図9では、既に説明したように、コの字形の固定枠10に刃体7と、超音波振動子93と一体になったホーン83を取り付けて、固定枠10ごと、被切断物31に対して上下動自在にしている。超音波振動子93には、超音波振動制御手段401が接続してある。
In FIG. 9, as described above, the
この状態で超音波振動子93によりホーン83を超音波振動させると、ホーン83の細い先端83aが当っている刃体7の側面から、刃体7に超音波振動が伝わる。刃体7全体がたわみ振動する。そして、アンビル19上の載置台16aに被切断物31を載せて、白抜き矢印のように、被切断物31の上に、刃体7を固定枠10ごと押し付けると、超音波のたわみ振動をしている刃体7が被切断物を切断する。
When the
図9の刃体7とホーン83を固定した固定枠10を、図示しない手段で被切断物31に向けて動かせば、超音波たわみ振動している刃体7が被切断物31を任意の角度で切断する。
If the fixed
例えば図10のように、刃体7と、超音波振動子93と一体になったホーン83を取り付けた状態の固定枠10を上下動手段18により、下方に移動させて、刃体7の刃先で載置台16a上の被切断物31を押し付けて被切断物31を切断するようにしてもよい。また、図示しない手段で載置台16aを一定寸法で間欠的に奥行き方向へ移動させるようにすれば、均一の厚さにケーキ等の被切断物を切断できる。実際にケーキやパン等を切断した実験では、刃体7の長手方向に渡って切断できた。
For example, as shown in FIG. 10, the fixed
後に、図14と図15を用いて説明するように、固定枠10の形を変えたり、固定枠10に把持部分を突出させて把持部分を多関節ロボットでのアームに取り付けたりして、固定枠10に固定した刃体を任意の角度で被切断物を切断するようにしてもよい。
Later, as will be described with reference to FIGS. 14 and 15, the shape of the fixed
(本発明の第一の実施形態の第1変形例)
本発明の第一の実施形態の第1変形例では、図11に断面図を示したように、コルクシート12eの形状を、中心に孔のあいた円錐台としている。コルクシート12eの中央にねじ止め用の通し孔が開いていることは、すでに説明したコルクシート12a、12b、12c、12dと同じであるが、コルクシート12eの肉厚が、中心から外に向かって薄くなっているため、図12のように、コルクシート12eの頂面を刃体7側とすることで、刃体7の側面をコルクシート12eのねじ止め用の通し孔の近傍部分で強く支えている。そのため、刃体7の側面をねじ止め用の通し孔の近傍から少し離れると、刃体7の側面にコルクシート12eは当たっていない。刃体7の側面はコルクシート12eに当たらず、たわみ振動する。つまり、コルクシート12eによる超音波エネルギーのロスが減り、刃体7に伝えられる超音波エネルギーが被切断物を切断するのに有効利用される。
(First Modification Example of First Embodiment of the Present Invention)
In the first modification of the first embodiment of the present invention, as shown in the cross-sectional view in FIG. 11, the shape of the
(本発明の第一の実施形態の第2変形例)
図13(a)(b)は、本発明の第一の実施形態にかかる超音波切断装置の第2変形例で、刃体7の張力を調整するように、蝶ナット15とスライド部材11の間に圧縮ばね60と圧縮ばねホルダー61を入れて刃体張力調整機構を形成し、刃体7の張力を圧縮ばね60のばね力で付与している。
(Second modification of the first embodiment of the present invention)
13 (a) and 13 (b) are the second modification of the ultrasonic cutting apparatus according to the first embodiment of the present invention, in which the
すなわち、圧縮ばね60は、固定枠10の右側部材10bと圧縮ばねホルダー61の間に挟まれているので、蝶ナット15を締めて圧縮ばね60を圧縮すれば圧縮ばね60の反力が大きくなり、刃体7の張力は増す。逆に蝶ナット15を締めて圧縮ばね60をの圧縮量を減らせば、圧縮ばね60の反力が小さくなり刃体7の張力は減る。圧縮ばね60の圧縮量により、刃体7の張力は容易に調整することが出来る。
That is, since the
図13(a)は、圧縮ばね60の圧縮量を大きくして、大きな張力を刃体7に与えている。図13(b)は、圧縮ばね60の圧縮量を小さくして、小さな張力を刃体7に与えている。切断しにくい被切断物のときに、大きな張力を刃体7に与えると刃体7の直線性が保たれて、真っ直ぐに切断することができる。
In FIG. 13A, the amount of compression of the
(本発明の第一の実施形態の第3変形例)
図14(a)は、本発明の第一の実施形態の第3変形例を示した外観斜視図である。本発明の第一の実施形態の第3変形例では、コの字型をした固定枠110の両端の刃体7取り付け位置を変えて、刃体7を高低差のある斜めに取り付けている。
(Third variant example of the first embodiment of the present invention)
FIG. 14A is an external perspective view showing a third modification of the first embodiment of the present invention. In the third modification of the first embodiment of the present invention, the
刃体7を高低差のある斜めに取り付けておくと、被切断物31aが直方体のように上面が平面であるときに、図14(b)のように刃体7が被切断物31aの上面の角部に斜めに当たる。切断開始時点で刃体7と被切断物31aが点あたりすると、点あたりしている部分に押圧力が集中する。そして、点当たりした位置から切断面を拡大させる切断方法となるため、容易に切断することができる。
When the
(本発明の第一の実施形態の第4変形例)
図15は、本発明の第一の実施形態の第4変形例を示した外観斜視図である。本発明の第一の実施形態の第4変形例では、コの字型をした固定枠120の上面に把持部120aを突設して、把持部120aを多軸ロボット500のアーム504のグリップ505で掴んでいる。多軸ロボット500は基部501から1つ目のアーム502が延び、関節部503を介して2つ目のアーム504が接続されている。多軸ロボット500は、アーム502、504を動かし、固定枠120の上面に把持部120aを掴んだグリップ505を、上下、左右、揺動させて、刃体7の被切断物に対する角度と位置を任意に動かすことができる。
(Fourth modification of the first embodiment of the present invention)
FIG. 15 is an external perspective view showing a fourth modification of the first embodiment of the present invention. In the fourth modification of the first embodiment of the present invention, the
そのため、被切断物の切断のしやすさに応じて好ましい刃体の動作をプログラミングしておくことにより、切断しにくいとされる被切断物でも容易に切断することを可能としている。 Therefore, by programming the preferable operation of the blade according to the ease of cutting the object to be cut, it is possible to easily cut the object to be cut, which is considered to be difficult to cut.
(本発明の第二の実施形態)
本発明の第二の実施形態にかかる超音波切断装置では、図16に外観斜視図を示したように、刃体7を水平方向に倒した構成にしている。刃体7は刃先を載置台16の上面と平行の向きに向けている。図16で、載置台16を白抜き矢印302の向きに動かすと載置台16上の被切断物31bは、刃体7によって水平方向に切断される。本発明の第二の実施形態にかかる超音波切断装置は、被切断物31bを水平方向に切断することを可能としている。
(Second Embodiment of the present invention)
In the ultrasonic cutting device according to the second embodiment of the present invention, as shown in the external perspective view in FIG. 16, the
(本発明の第三の実施形態)
本発明の第一と第二の実施形態にかかる超音波切断装置では、固定枠10の孔にホーン83と一体になった超音波振動子93を入れて、超音波振動子のフランジ93aを押さえて位置決め固定していた。しかし、刃体の側面のたわみ振動の腹に、ホーンの先端83aを精度よく当てるために、ホーン83と一体になった超音波振動子93を刃体7の長手方向に動かしたい場合もある。
(Third Embodiment of the present invention)
In the ultrasonic cutting apparatus according to the first and second embodiments of the present invention, the
本発明の第三の実施形態として、固定枠130の孔を刃体7の長手方向に長い長孔として、ホーン83と一体になった超音波振動子93を刃体7の長手方向に微動調整できる構造を示した。
As a third embodiment of the present invention, the hole of the fixed
即ち、図17に示したように、固定枠130には、固定枠130に対して刃体7の長手方向にスライド調整可能にしたスライド板140に、ホーン83と一体になった超音波振動子93を入れて、超音波振動子のフランジ93aを取り付け、スライド板140を固定枠130に対して刃体7の長手方向にスライド調整したあと、固定ボルト150で固定している。
That is, as shown in FIG. 17, the fixed
なお、この構造は一例であり、ホーン83と一体になった超音波振動子93を刃体7の長手方向に移動調整することが出来れば、その他の構造を用いてよいことはもちろんである。
It should be noted that this structure is an example, and it goes without saying that another structure may be used as long as the
(本発明の第四の実施形態)
本発明の第四の実施形態にかかる超音波切断装置では、図18(a)(b)にホーンの外観斜視図を示したように、ホーン84の先端を超音波振動方向に薄い直方体84a、あるいは薄い円柱体85aにしている。
(Fourth Embodiment of the present invention)
In the ultrasonic cutting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b), the tip of the
本発明の第一と第二の実施形態にかかる超音波切断装置では、ホーンの先端の形状を刃体の長手方向に短い長さに細めた直方体を、ホーン先端の望ましい姿として示したが、図18(a)(b)に示したように、ホーン84、85の先端を薄い直方体84a、あるいは薄い円柱体85aとして、刃体を押圧しても刃体がたわみ振動する。
In the ultrasonic cutting apparatus according to the first and second embodiments of the present invention, a rectangular parallelepiped in which the shape of the tip of the horn is narrowed to a short length in the longitudinal direction of the blade is shown as a desirable figure of the tip of the horn. As shown in FIGS. 18A and 18B, the tips of the
ホーンの材質が、ジュラルミンなどのアルミ材のときには、ホーンの寿命を延ばすためには、図18(a)(b)に示したように、ホーン84、85の先端を薄い直方体84a、あるいは薄い円柱体85aとしたほうがホーン84、85の強度が増して寿命が延びるので好ましいといえる。また、刃体の側面を曲面で当接して超音波振動エネルギーを伝えるので、刃体側面に応力が集中せず、刃体の寿命が延びる。刃体の寿命が延びれば、取り付けた一つの刃体で一定数量の被切断物を切断できる利点がある。
When the material of the horn is an aluminum material such as duralumin, in order to extend the life of the horn, as shown in FIGS. 18A and 18B, the tips of the
なお、ホーン84、85の先端を薄い直方体84a、あるいは薄い円柱体85aとしたとき、ホーン84、85の先端面を外に凸の曲面として形成しておくと良い。図19(a)(b)のように、刃体7の側面の、たわみ振動の腹にホーン84、85の先端面を当接して、刃体7をたわみ振動させることが出来る。図20と図21に、ホーン84の先端を薄い直方体84aとして、ホーン84の先端面を外の凸の曲面として形成したときの外観斜視図を示した。また、図22と図23に、ホーン85の先端を薄い円柱体85aとして、ホーン85の先端面を外の凸の曲面として形成したときの外観斜視図を示した。
When the tips of the
なお、図18から図23では、ホーン先端の円柱体の直径や、直方体の一辺をホーン先端の直径より大きく描いているが、必要により、ホーン先端の円柱体の直径や、直方体の一辺をホーン先端の直径と同じにしたり、小さくしたりしてもよい。 In FIGS. 18 to 23, the diameter of the cylinder at the tip of the horn and one side of the rectangular parallelepiped are drawn larger than the diameter of the tip of the horn. It may be the same as or smaller than the diameter of the tip.
本発明の第一から第四の実施形態では、刃体に張力を付与する張力付与手段として、刃体の他端を固定枠に対してスライドするスライド部材に固定し、スライド部材を引っ張って刃体に張力を与える引っ張り手段を用いた例を説明した。 In the first to fourth embodiments of the present invention, as a tension applying means for applying tension to the blade, the other end of the blade is fixed to a slide member that slides with respect to the fixed frame, and the slide member is pulled to pull the blade. An example using a pulling means for applying tension to the body has been described.
(本発明の第五の実施形態)
本発明の第五の実施形態では、刃体に張力を付与する張力付与手段として、固定枠114に揺動部材115、115aを揺動自在に固定し、刃体7の他端を揺動部材115、115aに固定し、揺動部材115、115aを引っ張りバネで引っ張って張力を与えている。
(Fifth Embodiment of the present invention)
In the fifth embodiment of the present invention, as the tension applying means for applying tension to the blade body, the swinging
図24(a)(b)に、本発明の第五の実施形態に係る超音波切断装置の要部構成の一部を断面として示した正面図を示した。図24(a)の固定枠114には、L字型の揺動部材115が刃体7の長手方向に揺動自在に取り付けてあり、図24(b)の固定枠114には、T字型の揺動部材115aが刃体7の長手方向に揺動自在に取り付けてあり、L字型の揺動部材115及びT字型の揺動部材115aの一端に引っ張りバネ116をそれぞれ取り付けている。
24 (a) and 24 (b) are front views showing a part of the main part configuration of the ultrasonic cutting apparatus according to the fifth embodiment of the present invention as a cross section. An L-shaped
本発明の第五の実施形態では、固定枠114の左側部材114aの先端にコルクシート12a、12bで挟んだ刃体7の一端を段付きボルト13aで固定し、揺動部材115、115aにおける図24(a)(b)上での下端にコルクシート12c、12dで挟んだ刃体7の他端を段付きボルト13bで固定する。引っ張りバネ116により、揺動部材115、115aは反時計方向に回転し、刃体7に張力が付与される。この状態で、刃体7のたわみ振動の腹の位置にホーン83の先端83eを当接している。超音波振動子93を駆動すると、ホーン83の縦方向の超音波振動は、刃体7に伝わり、刃体7の側面をたわみ振動させる。たわみ振動している刃体7を被切断物に押し付けて切断することは、既に説明したのと同じである。
In the fifth embodiment of the present invention, one end of the
なお、図24(b)のように、T字型の揺動部材115aを用いて、刃体7とホーン83を取り付けた後、図24(b)上での上端にネジ311を締めて揺動部材115aを固定枠114に固定すれば、揺動部材115aは固定枠114と一体になるため、刃体7に付与した張力は一定に保たれる。そして、刃体は安定した、たわみ振動をする。
As shown in FIG. 24 (b), after attaching the
本発明の第五の実施形態では、このように、長刃状の刃体両端を刃体側面のたわみ振動の節の位置で支持し、刃体に張力をかけた状態で、刃体側面のたわみ振動の腹の位置に超音波振動するホーンの先端を当てて、刃体全体を一様に、刃体側面のたわみ振動させ、被切断物に刃体を押し当てて切断している。 In the fifth embodiment of the present invention, in this way, both ends of the long blade-shaped blade are supported at the positions of the flexion vibration nodes on the side surface of the blade, and the blade is tensioned on the side surface of the blade. The tip of the horn that vibrates ultrasonically is applied to the position of the antinode of the bending vibration, the entire blade is uniformly deflected and vibrated on the side surface of the blade, and the blade is pressed against the object to be cut to cut.
(本発明の第六の実施形態)
本発明の第六の実施形態では、刃体に張力を付与する張力付与手段として、固定枠の一部を弾性変形可能な形状として、刃体を固定枠に固定する際に、固定枠の一部を押し縮め、刃体を固定した後、押し縮めていた固定枠の一部の復元力で、刃体に張力を与えるようにしている。
(Sixth Embodiment of the present invention)
In the sixth embodiment of the present invention, as a tension applying means for applying tension to the blade, a part of the fixed frame is formed into an elastically deformable shape, and when the blade is fixed to the fixed frame, one of the fixed frames is used. After the part is compressed and the blade is fixed, tension is applied to the blade by the restoring force of a part of the fixed frame that has been compressed.
図25(a)(b)に、本発明の第六の実施形態に係る超音波切断装置で、刃体の取り付け作業中と、刃体を取り付けた後の要部構成の一部を断面として示した正面図を示した。図25(a)では、固定枠117の右側部材を弾性変形可能な形状としている。すなわち、コの字型の固定枠117の水平部分の右側に肉厚を薄くした湾曲部117gを形成し、その先端、固定枠117の右側部材に相当する部分を弾性変形アーム部117hとしている。弾性変形アーム部117hは、固定枠117の湾曲部117gで弾性変形する。
25 (a) and 25 (b) show, in the ultrasonic cutting apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, a part of the main part configuration during the blade mounting work and after the blade is mounted is taken as a cross section. The front view shown is shown. In FIG. 25A, the right member of the fixed
図25(a)では、刃体7の一端を固定枠117aに固定し、刃体7の他端は、まだ弾性変形アーム部117hに固定していない状態を示した。弾性変形アーム部117hは、右方に開いているが、付け根の湾曲部117gで弾性的に曲がる。そこで、図25(b)のように、弾性変形アーム部117hを曲げて、刃体7の他端をコルクシート12c、12dで挟んで、段付きボルト13で固定する。弾性変形アーム部117hは図25(a)で示した元の形に復元しようとするため、刃体7に張力が作用する。
FIG. 25A shows a state in which one end of the
本発明の第六の実施形態では、このように、長刃状の刃体両端を刃体側面のたわみ振動の節の位置で支持し、刃体に張力を付与した状態で、刃体側面のたわみ振動の腹の位置に超音波振動するホーンの先端を当てて、刃体全体を一様に、刃体側面のたわみ振動させ、被切断物に刃体を押し当てて切断する。 In the sixth embodiment of the present invention, both ends of the long blade-shaped blade are supported at the positions of the flexion vibration nodes on the side surface of the blade, and tension is applied to the blade surface on the side surface of the blade. The tip of the horn that vibrates ultrasonically is applied to the position of the antinode of the bending vibration, the entire blade is uniformly deflected and vibrated on the side surface of the blade, and the blade is pressed against the object to be cut to cut.
以上説明したことにより、本発明では、(1)刃体とホーンの結合部で破損しない。(2)切断作業時の反力で刃体がふらつかない。(3)切断作業時に刃体の直線性が保たれる。(4)刃体のうなり防止手段がいらない。(5)一つのホーンで刃体をたわみ振動させる、(6)刃体の交換作業が簡単で短時間にでき、被切断物に最適な刃体に迅速に交換できる、新品の刃体に交換して切れ味を保てる、という超音波切断装置を提供することを可能にしている。 As described above, in the present invention, (1) the joint between the blade and the horn is not damaged. (2) The blade does not sway due to the reaction force during cutting work. (3) The straightness of the blade is maintained during the cutting work. (4) No beat prevention means is required for the blade. (5) Bend and vibrate the blade with one horn, (6) Replace the blade with a new one, which can be replaced easily and in a short time, and can be quickly replaced with the most suitable blade for the object to be cut. It makes it possible to provide an ultrasonic cutting device that can maintain sharpness.
以上説明したとおり、本発明は、パン、菓子類、肉類、青果、海産物等の食品等を切断するのに長刃状の刃体を超音波振動させて切断する超音波切断装置に適用することができる。 As described above, the present invention is applied to an ultrasonic cutting device that cuts a long-edged blade by ultrasonically vibrating to cut foods such as bread, confectionery, meat, fruits and vegetables, and marine products. Can be done.
7:刃体
10:固定枠
11:スライド部材
12:コルクシート
13:段付きボルト
14:カラー
15:蝶ナット
16:アンビル
18:往復動手段(エアーシリンダー)
30:被切断物
83:ホーン
93:超音波振動子
7: Blade 10: Fixed frame 11: Slide member 12: Cork sheet 13: Stepped bolt 14: Collar 15: Wing nut 16: Anvil 18: Reciprocating means (air cylinder)
30: Object to be cut 83: Horn 93: Ultrasonic oscillator
Claims (5)
張力付与部材と
前記刃体の一端を固定する固定端および、前記刃体の他端側で前記張力付与部材により張力付与自在に支持する張力付与端を形成した固定枠と、
前記固定枠の張力付与端で、前記張力付与部材により前記刃体に張力を付与する張力付与手段と、
前記刃体の一端を前記固定枠の固定端に固定する第一の固定手段と、
前記刃体の他端を前記固定枠の張力付与端の前記張力付与部材に固定する第二の固定手段と、
ホーンと、
超音波振動手段と、
超音波振動制御手段と、を有し、
前記固定枠と前記張力付与部材に、前記刃体の一端と他端を、前記刃体のたわみ振動の節の位置で、前記第一と第二の固定手段でそれぞれ固定し、前記ホーンと前記超音波振動手段を一体に接続し、前記超音波振動手段には前記超音波振動制御手段を接続し、前記刃体のたわみ振動の腹の位置の側面に前記ホーンの先端部を押し当てた状態で、一体に接続した前記超音波振動手段と前記ホーンを前記固定枠に取り付け、前記超音波振動制御手段により前記超音波振動手段で発生させた超音波振動を、前記ホーンから前記刃体の側面に伝え、前記刃体を超音波たわみ振動させる制御を行い、前記固定枠に固定した、たわみ振動している前記刃体を被切断物に押し当てて被切断物を切断するように構成したことを特徴とする長刃状の刃体をたわみ振動させる超音波切断装置。 With a straight blade,
A fixed frame for fixing the tension-applying member and one end of the blade, and a fixed frame having a tension-applied end that is freely supported by the tension-applying member on the other end side of the blade.
A tension applying means for applying tension to the blade by the tension applying member at the tension applying end of the fixed frame.
A first fixing means for fixing one end of the blade to the fixed end of the fixed frame,
A second fixing means for fixing the other end of the blade body to the tension applying member at the tension applying end of the fixing frame,
With the horn
With ultrasonic vibration means,
With ultrasonic vibration control means,
One end and the other end of the blade are fixed to the fixing frame and the tension applying member at the positions of the bending vibration nodes of the blade by the first and second fixing means, respectively, and the horn and the horn are fixed. A state in which the ultrasonic vibration means is integrally connected, the ultrasonic vibration control means is connected to the ultrasonic vibration means, and the tip of the horn is pressed against the side surface of the antinode position of the deflection vibration of the blade. Then, the ultrasonic vibration means and the horn that are integrally connected are attached to the fixed frame, and the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration means by the ultrasonic vibration control means is transmitted from the horn to the side surface of the blade. The blade is controlled to flex and vibrate ultrasonically, and the blade, which is fixed to the fixed frame and vibrates, is pressed against the object to be cut to cut the object to be cut. An ultrasonic cutting device that flexes and vibrates a long-edged blade.
前記刃体の一端を固定する固定端と、前記刃体の他端を固定するとともに前記刃体に張力を付与するために弾性変形する弾性変形アーム部を形成した固定枠と、
前記刃体の一端を前記固定枠の固定端に固定する第一の固定手段と、
前記刃体の他端を前記固定枠の弾性変形アーム部に固定する第二の固定手段と、
ホーンと、
超音波振動手段と、
超音波振動制御手段と、を有し、
前記固定枠の固定端と前記弾性変形アーム部に、前記刃体の一端と他端を、前記刃体のたわみ振動の節の位置で、前記第一と第二の固定手段でそれぞれ固定し、前記ホーンと前記超音波振動手段を一体に接続し、前記超音波振動手段には前記超音波振動制御手段を接続し、前記刃体のたわみ振動の腹の位置の側面に前記ホーンの先端部を押し当てた状態で、一体に接続し前記した超音波振動手段と前記ホーンを前記固定枠に取り付け、前記超音波振動制御手段により前記超音波振動手段で発生させた超音波振動を、前記ホーンから前記刃体の側面に伝え、前記刃体を超音波たわみ振動させる制御を行い、前記固定枠に固定した、たわみ振動している前記刃体を被切断物に押し当てて被切断物を切断するように構成したことを特徴とする長刃状の刃体をたわみ振動させる超音波切断装置。 With a straight blade,
A fixed end for fixing one end of the blade, and a fixed frame having an elastic deformation arm portion for fixing the other end of the blade and elastically deforming to apply tension to the blade.
A first fixing means for fixing one end of the blade to the fixed end of the fixed frame,
A second fixing means for fixing the other end of the blade to the elastically deforming arm portion of the fixing frame,
With the horn
With ultrasonic vibration means,
With ultrasonic vibration control means,
One end and the other end of the blade are fixed to the fixed end of the fixed frame and the elastic deformation arm portion at the positions of the flexion vibration nodes of the blade by the first and second fixing means, respectively. The horn and the ultrasonic vibration means are integrally connected, the ultrasonic vibration control means is connected to the ultrasonic vibration means, and the tip of the horn is attached to the side surface of the position of the antinode of the deflection vibration of the blade. In the pressed state, the ultrasonic vibration means and the horn are integrally connected and attached to the fixed frame, and the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration means by the ultrasonic vibration control means is transmitted from the horn. It is transmitted to the side surface of the blade, and the blade is controlled to flex and vibrate ultrasonically, and the blade, which is fixed to the fixed frame and vibrates, is pressed against the object to be cut to cut the object to be cut. An ultrasonic cutting device that flexes and vibrates a long-edged blade, which is characterized by being configured in this way.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020109708A JP2022007043A (en) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Ultrasonic cutting device |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20220388190A1 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Corning Incorporated | Vibratory cutting system |
-
2020
- 2020-06-25 JP JP2020109708A patent/JP2022007043A/en active Pending
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US20220388190A1 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Corning Incorporated | Vibratory cutting system |
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