JPH03234498A - 複合振動超音波カッタ - Google Patents
複合振動超音波カッタInfo
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- JPH03234498A JPH03234498A JP2746090A JP2746090A JPH03234498A JP H03234498 A JPH03234498 A JP H03234498A JP 2746090 A JP2746090 A JP 2746090A JP 2746090 A JP2746090 A JP 2746090A JP H03234498 A JPH03234498 A JP H03234498A
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- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 46
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- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 13
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- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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Landscapes
- Knives (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、縦振動とたわみ振動との複合共振をして切刃
でシート材などを切断する複合振動超音波カッタに関す
る。
でシート材などを切断する複合振動超音波カッタに関す
る。
従来の技術
シート材などの切断効果は、カッタの刃を超音波振動さ
せることにより著しく増大するため、広い分野、例えば
、縫製業界での繊維や型紙のカット、各種プラスチック
シートやゴムシートのカット、プラスチック成型品のゲ
ートカット、プリント基板のパターン修正時のカッティ
ングなどにおいて利用されている。
せることにより著しく増大するため、広い分野、例えば
、縫製業界での繊維や型紙のカット、各種プラスチック
シートやゴムシートのカット、プラスチック成型品のゲ
ートカット、プリント基板のパターン修正時のカッティ
ングなどにおいて利用されている。
このような装置における切刃は、専用に作られたものか
ら市販のカッタナイフ刃まで用途に応じて工夫されて、
通常の縦型振動子の出力端部に取り付けられ振動子の軸
方向に超音波振動する。
ら市販のカッタナイフ刃まで用途に応じて工夫されて、
通常の縦型振動子の出力端部に取り付けられ振動子の軸
方向に超音波振動する。
また、本出願人は先に、たわみ振動子の出力端部に設け
た切刃を、振動子軸と直角あるいは制御された角度に振
動させて用いる超音波カッタを特開昭６２−１１４４７
８号公報のように提案した。
た切刃を、振動子軸と直角あるいは制御された角度に振
動させて用いる超音波カッタを特開昭６２−１１４４７
８号公報のように提案した。
そのような振動子を用いた一例を第３図ないし第６図に
より説明する。
より説明する。
まず、厚み方向に分極された円環状の電歪素子２．３は
、その−面に絶縁部１３を中心として電極１４，１５が
二分割して形成され、他面には全面に共通電極１６が形
成されている。
、その−面に絶縁部１３を中心として電極１４，１５が
二分割して形成され、他面には全面に共通電極１６が形
成されている。
このような電歪素子２，３の二個は、絶縁部１３を一致
させるとともに２個の電極板４，５を間にして前記電極
１４．１５を対向させて配設されている。そして、一方
の電歪素子３の共通電極１６の面には、共通電極板６が
接合され、さらに、出力端部１０を細く形成すると共に
エクスポネンシャルステップ８を設けた金属材９が接合
されている。また、他方の電歪素子２の共通電極１６の
面には金属材７がを接合されている。そして、ボルト１
１によりこれらは一体的に固定されてたわみ振動子１が
構成されている。
させるとともに２個の電極板４，５を間にして前記電極
１４．１５を対向させて配設されている。そして、一方
の電歪素子３の共通電極１６の面には、共通電極板６が
接合され、さらに、出力端部１０を細く形成すると共に
エクスポネンシャルステップ８を設けた金属材９が接合
されている。また、他方の電歪素子２の共通電極１６の
面には金属材７がを接合されている。そして、ボルト１
１によりこれらは一体的に固定されてたわみ振動子１が
構成されている。
ついで、たわみ振動子１の出力端部１０にカッタ刃１２
が銀ろう接合などによって固定されている。
が銀ろう接合などによって固定されている。
このような構成において、共通電極板６を基準として、
電極板４，５に互いに位相の反転したたわみ共振周波数
の駆動電圧を印加すると、軸に直角で電極の分割方向に
直角にたわみ共振振動し、刃先は矢印１７の方向に強く
振動する。
電極板４，５に互いに位相の反転したたわみ共振周波数
の駆動電圧を印加すると、軸に直角で電極の分割方向に
直角にたわみ共振振動し、刃先は矢印１７の方向に強く
振動する。
しかして、第６図のように被カット材であるシート１９
を、刃先部分を逃げるために設けた座ぐり２０を持つテ
ーブル１８に載せて、シート１９を右または左方向に送
ると、シート１９はカッタ刃１２の超音波振動の大きな
加速度の繰り返しによって容易に切断される。さらに、
縦とたわみ共振周波数を一致させたたわみ振動子によれ
ば、軸に直角な方向の振動を刃先に与えることができる
とともに、各電極に印加する駆動電圧を制御することに
よって刃先の振動方向を軸方向からそれと直角方向まで
連続的に制御することができる。
を、刃先部分を逃げるために設けた座ぐり２０を持つテ
ーブル１８に載せて、シート１９を右または左方向に送
ると、シート１９はカッタ刃１２の超音波振動の大きな
加速度の繰り返しによって容易に切断される。さらに、
縦とたわみ共振周波数を一致させたたわみ振動子によれ
ば、軸に直角な方向の振動を刃先に与えることができる
とともに、各電極に印加する駆動電圧を制御することに
よって刃先の振動方向を軸方向からそれと直角方向まで
連続的に制御することができる。
発明が解決しようとする課題
縦方向とたわみ方向との共振周波数を一致させたたわみ
振動子によれば、軸に直角な方向の振動を切刃に与える
ことができるとともに、各電極に印加する駆動電圧を制
御することによって切刃の振動方向を軸方向からそれと
直角方向まで連続的に制御することができる。
振動子によれば、軸に直角な方向の振動を切刃に与える
ことができるとともに、各電極に印加する駆動電圧を制
御することによって切刃の振動方向を軸方向からそれと
直角方向まで連続的に制御することができる。
しかるに、縦共振周波数とたわみ共振周波数とを一致さ
せることは、固定された工具ではともかく、かなり困難
が多い。工具の交換、切刃の再研削によっては勿論、負
荷の大きさによって変化する共振周波数はその共振モー
ドによって変化率が異なり、負荷とともに各共振周波数
の差は大きく離れてしまう。その結果、相対位相や相対
振幅がずれて振動方向を正しく制御できなくなる。
せることは、固定された工具ではともかく、かなり困難
が多い。工具の交換、切刃の再研削によっては勿論、負
荷の大きさによって変化する共振周波数はその共振モー
ドによって変化率が異なり、負荷とともに各共振周波数
の差は大きく離れてしまう。その結果、相対位相や相対
振幅がずれて振動方向を正しく制御できなくなる。
課題を解決するための手段
出力端部に刃を設けたたわみ振動子を、縦共振周波数で
駆動するとともに、それと異なるたわみ共振周波数で駆
動するようにした。
駆動するとともに、それと異なるたわみ共振周波数で駆
動するようにした。
作用
軸方向とそれに直角な方向の振動との合成複合振動によ
って、切刃をランダムにあらゆる方向に振動させること
ができ、たわみ振動子の切刃と被カット材との相対角度
に関係なく良好な切断を行うことができ、また、切刃が
被カット材に対してあらゆる角度で切り込むため、従来
の単一方向振動に比べて著しい切断効果を示すものであ
る。
って、切刃をランダムにあらゆる方向に振動させること
ができ、たわみ振動子の切刃と被カット材との相対角度
に関係なく良好な切断を行うことができ、また、切刃が
被カット材に対してあらゆる角度で切り込むため、従来
の単一方向振動に比べて著しい切断効果を示すものであ
る。
実施例
本発明の第一の実施例を第１図および第２図に基づいて
説明する。本実施例は超音波カッタに関するもので、第
６図について説明した部分と同一部分は同一符号を用い
その説明も省略する。
説明する。本実施例は超音波カッタに関するもので、第
６図について説明した部分と同一部分は同一符号を用い
その説明も省略する。
まず、電歪素子２，３をもつたわみ振動子２１は、その
出力端部２２に右雄ネジ２３が設けられている。また、
切刃２６が銀ろう接合された工具２４には、左雄ネジ２
５が設けられている。それらのたわみ振動子２１と工具
２４とは、右および左雌ネジとスパナ掛け２８が設けら
れた締着リング２７゛と嵌合して、切刃２６のカット方
向とたわみ振動方向とのそれぞれの向きを合せて締着さ
れている。
出力端部２２に右雄ネジ２３が設けられている。また、
切刃２６が銀ろう接合された工具２４には、左雄ネジ２
５が設けられている。それらのたわみ振動子２１と工具
２４とは、右および左雌ネジとスパナ掛け２８が設けら
れた締着リング２７゛と嵌合して、切刃２６のカット方
向とたわみ振動方向とのそれぞれの向きを合せて締着さ
れている。
前記切刃２６は、図示した剣先以外にＲ刃、尖り刃、平
刃なと多様な切刃があり、これらの切刃２６を持つ複数
種の工具が用意され、締着リング２７を介して選択的に
交換使用される。
刃なと多様な切刃があり、これらの切刃２６を持つ複数
種の工具が用意され、締着リング２７を介して選択的に
交換使用される。
そして、工具２４を含めたたわみ振動子２１のたわみ共
振周波数に調節したたわみ共振駆動手段としての高周波
電源３０から、出カドランス３１の二次コイル３２より
互いに位相の反転した電圧を電極板４，５に印加すると
、電歪素子２，３の上半分の厚みが伸びた瞬間に下半分
は縮み、半周期後反転するサイクル動作によってたわみ
モードの振動分布が発生して矢印３７の如く切刃は軸と
直角方向に振動する。
振周波数に調節したたわみ共振駆動手段としての高周波
電源３０から、出カドランス３１の二次コイル３２より
互いに位相の反転した電圧を電極板４，５に印加すると
、電歪素子２，３の上半分の厚みが伸びた瞬間に下半分
は縮み、半周期後反転するサイクル動作によってたわみ
モードの振動分布が発生して矢印３７の如く切刃は軸と
直角方向に振動する。
次に、縦共振周波数をもつ縦共振駆動手段としての高周
波電源３４から出カドランス３５を経てトランス３１の
二次コイル３２の中点タップ３３に電圧を印加すると、
電極板４，５には同相電圧として印加されて電歪素子２
，３は上下ともに同時に伸縮するので、軸方向の縦モー
ドの振動分布が発生して矢印３８の如く切刃先は軸方向
に振動する。
波電源３４から出カドランス３５を経てトランス３１の
二次コイル３２の中点タップ３３に電圧を印加すると、
電極板４，５には同相電圧として印加されて電歪素子２
，３は上下ともに同時に伸縮するので、軸方向の縦モー
ドの振動分布が発生して矢印３８の如く切刃先は軸方向
に振動する。
そこで、円高周波電源３０．３４を同時に駆動すると、
切刃２６には互いに直角な方向の振動の合成複合振動が
発生する。それぞれの共振周波数は、工具２４を交換し
たり切刃２６の摩耗あるいは負荷がかかるとともに変化
するので、高周波電源３０．３４の周波数はそれぞれの
共振周波数を追尾して発振できるものが好ましい。各発
振周波数は独立して発振しているため周波数、位相とも
互いに関係なく、合成複合振動はランダムな方向に変化
する。その切刃２６における合成複合振動は、たわみ振
動３７と縦振動３８との合成されたものであり、各振動
の振幅を制御することにより、その振動軌跡の包路線の
形状を第２図のようにたわみ方向から縦方向に（ａ）直
線、（ｂ）矩形、（Ｃ）正方形、（ｄ）矩形、（ｅ）直
線とすることができ。
切刃２６には互いに直角な方向の振動の合成複合振動が
発生する。それぞれの共振周波数は、工具２４を交換し
たり切刃２６の摩耗あるいは負荷がかかるとともに変化
するので、高周波電源３０．３４の周波数はそれぞれの
共振周波数を追尾して発振できるものが好ましい。各発
振周波数は独立して発振しているため周波数、位相とも
互いに関係なく、合成複合振動はランダムな方向に変化
する。その切刃２６における合成複合振動は、たわみ振
動３７と縦振動３８との合成されたものであり、各振動
の振幅を制御することにより、その振動軌跡の包路線の
形状を第２図のようにたわみ方向から縦方向に（ａ）直
線、（ｂ）矩形、（Ｃ）正方形、（ｄ）矩形、（ｅ）直
線とすることができ。
被カット材の材質や切断加工内容によって適宜選択され
る。
る。
このように切刃は軸方向とそれに直角な方向を二軸とす
る面上での合成複合振動によって、ランダムにあらゆる
方向に振動するので、振動子の切刃と被カット材との相
対角度に関係なく良好な切断が行える。
る面上での合成複合振動によって、ランダムにあらゆる
方向に振動するので、振動子の切刃と被カット材との相
対角度に関係なく良好な切断が行える。
このことはまた、切刃が被カット材に対してあらゆる角
度で切り込むので、従来の単一方向振動に比べて著しい
切断効果を示すものである。
度で切り込むので、従来の単一方向振動に比べて著しい
切断効果を示すものである。
また、縦方向とたわみ方向との共振周波数を合わせる必
要がないので、工具のデイメンジョンの自由度が大きく
、このことは振動系の構成を非常に簡単にすることがで
きる。
要がないので、工具のデイメンジョンの自由度が大きく
、このことは振動系の構成を非常に簡単にすることがで
きる。
発明の効果
本発明は上述のように、出力端部に切刃を設けたたわみ
振動子を、縦共振周波数で駆動するとともに、それと異
なるたわみ共振周波数で駆動するようにしたので、軸方
向とそれに直角な方向の振動との合成複合振動によって
、切刃をランダムにあらゆる方向に振動させることがで
き、たわみ振動子の切刃と被カット材との相対角度に関
係なく良好な切断を行うことができ、また、切刃が被カ
ット材に対してあらゆる角度で切り込むため、従来の単
一方向振動に比べて著しい切断効果を得ることができる
と云う効果を有する。
振動子を、縦共振周波数で駆動するとともに、それと異
なるたわみ共振周波数で駆動するようにしたので、軸方
向とそれに直角な方向の振動との合成複合振動によって
、切刃をランダムにあらゆる方向に振動させることがで
き、たわみ振動子の切刃と被カット材との相対角度に関
係なく良好な切断を行うことができ、また、切刃が被カ
ット材に対してあらゆる角度で切り込むため、従来の単
一方向振動に比べて著しい切断効果を得ることができる
と云う効果を有する。
第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は各種
の振動軌跡の包路線の形状を示す平面図、第３図は従来
の一例を示す側面図、第４図は電極板の斜視図、第５図
は電歪素子の斜視図、第６図は切断動作を示す一部の断
面図である。 ２１・・・たわみ振動子、３０・・・たわみ共振駆動手
段、３４・・・縦共振駆動手段 手 続 補 正 書（自発） １、事件の表示 特願平２−２７４６０号 ２、発明の名称 複合振動超音波カッタ ４、代 理 人 〒１０７ な し ６、補正の対象 特願平２−２７４６０号補正書 この出願に関し、明細書及び図面の記載を下記のように
補正する。 ５、図面中、第３図を別紙のように補正する。 （符号１０を加入した。） 記 １、明細書中、第３頁第８行目乃至第９行目の「エクス
ポネンシャル」を「エクスポネンシャル」に補正する。 ２、明細書中、第３頁第１１行目の「金属材７がを」を
「金属材７が」に補正する。 ３、明細書中、第６頁第７行目の「第一の実施例」を「
一実施例」に補正する。 ４、明細書中、第６頁第８行目乃至第９行目の「本実施
例は超音波カッタに関するもので、」を削除する。
の振動軌跡の包路線の形状を示す平面図、第３図は従来
の一例を示す側面図、第４図は電極板の斜視図、第５図
は電歪素子の斜視図、第６図は切断動作を示す一部の断
面図である。 ２１・・・たわみ振動子、３０・・・たわみ共振駆動手
段、３４・・・縦共振駆動手段 手 続 補 正 書（自発） １、事件の表示 特願平２−２７４６０号 ２、発明の名称 複合振動超音波カッタ ４、代 理 人 〒１０７ な し ６、補正の対象 特願平２−２７４６０号補正書 この出願に関し、明細書及び図面の記載を下記のように
補正する。 ５、図面中、第３図を別紙のように補正する。 （符号１０を加入した。） 記 １、明細書中、第３頁第８行目乃至第９行目の「エクス
ポネンシャル」を「エクスポネンシャル」に補正する。 ２、明細書中、第３頁第１１行目の「金属材７がを」を
「金属材７が」に補正する。 ３、明細書中、第６頁第７行目の「第一の実施例」を「
一実施例」に補正する。 ４、明細書中、第６頁第８行目乃至第９行目の「本実施
例は超音波カッタに関するもので、」を削除する。
Claims (1)
- たわみ振動子と、このたわみ振動子の出力端部に設け
られた切刃と、前記たわみ振動子を縦共振周波数で駆動
する縦共振駆動手段と、この縦共振駆動手段による縦共
振周波数とは異なるたわみ共振周波数で駆動するたわみ
共振駆動手段とよりなることを特徴とする複合振動超音
波カッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2027460A JPH0761636B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 複合振動超音波カッタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2027460A JPH0761636B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 複合振動超音波カッタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03234498A true JPH03234498A (ja) | 1991-10-18 |
| JPH0761636B2 JPH0761636B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=12221729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2027460A Expired - Lifetime JPH0761636B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 複合振動超音波カッタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0761636B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007307632A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Saitama Univ | 超音波カッター |
| JPWO2006126302A1 (ja) * | 2005-05-23 | 2008-12-25 | 大西 一正 | 円盤状の切断ブレードを備えた切断具及び切断装置 |
| JP2009018352A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Seiko Epson Corp | 超音波カッターおよびその駆動方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5344918B2 (ja) * | 2006-07-25 | 2013-11-20 | 株式会社Ｒｏｓｅｃｃ | ３次元自動切断方法及び装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62114478A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-26 | Taga Denki Kk | 超音波振動子とその駆動制御方法 |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2027460A patent/JPH0761636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62114478A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-26 | Taga Denki Kk | 超音波振動子とその駆動制御方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006126302A1 (ja) * | 2005-05-23 | 2008-12-25 | 大西 一正 | 円盤状の切断ブレードを備えた切断具及び切断装置 |
| JP2007307632A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Saitama Univ | 超音波カッター |
| JP2009018352A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Seiko Epson Corp | 超音波カッターおよびその駆動方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0761636B2 (ja) | 1995-07-05 |
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