JPH04336996A - 超音波切断装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シート材や布などの切
断や裁断に利用される超音波切断装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シート材や布などの切断や裁断
時に、切刃を超音波振動させると切断抵抗が低くなり、
これにより、切れ味が増大することは広く知られており
、超音波振動カッターとして広く用いられている。この
ような超音波振動カッターは、特に、プラスチックス、
ゴム、紙などのシート材のカットや布、皮革の裁断など
に利用されているものであり、その構造としては、市販
のカッターナイフ刃や専用の刃などが通常の縦型振動子
の出力端に取り付けられ、縦型振動子の軸方向の振動に
より刃先の鋭利化効果及び摩擦抵抗の減少効果によって
効果的な切断が行われている。

【０００３】さらに、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或は制御された
角度に振動させて用いる超音波カッターを特開昭６２−
１１４４７８号公報に見られるように提案している。そ
の内容を図４に基づいて説明する。まず、たわみ振動子
１の出力端部２の切刃３が斜めに形成された刃４を固定
し、この刃４をテーブル５の座繰り部６に臨ませて配設
している。そして、たわみ振動子１を駆動すると、刃４
は矢印７に示す方向に超音波振動し、シート８を振動方
向に移動させることによりそのシート８は容易に切断さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の縦型振動子や前
述のたわみ振動子によって駆動される刃は、その大きな
振動の加速度の繰返しによって被切断シートを切断する
ものであるが、被切断シートが一般的な紙やゴム、プラ
スチックスシートのように超音波振動に対して抵抗を示
す材料であると良好な切断を行うことができる。しかし
ながら、被切断シートが柔らかい材料である布では、刃
の振動に対して逃げてしまい、布が浮いた状態では全く
切断出来ないものである。そのため、硬質プラスチック
スやガラスなどの硬い板の上に布を載せて刃と硬質板と
の間の衝突によって間に挾まれた布の繊維を切断するよ
うにしている。したがって、敷き板としては、ガラス板
のように硬いほど布は良く切れるが、逆に刃先の摩耗は
大きくなってしまうものである。

【０００５】さらに、最近新素材が種々実用化されて来
ているが、例えば、比強度の高いアラミド樹脂を用いた
繊維は、その著しく高い強度のために超音波振動カッタ
ーによっても切断が困難である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】超音波振動子に連結され
て超音波振動するとともに切刃が形成された可動刃を設
け、この可動刃の前記切刃との間に微小ギャップをもっ
て切刃の稜線を傾けてクロスさせて固定刃を配設した。 また、可動刃と固定刃との少なくとも一方を低周波振動
させるようにした。

【０００７】

【作用】可動刃と固定刃との切刃のクロス部分に向かっ
て被切断シートを送り込むと、被切断シートは超音波振
動をする可動刃と固定刃との間で微小な振幅で高い繰返
し剪断力を受けて切断される。また、低周波振動を重畳
することにより、低い繰返しながら大きな振幅との複合
作用がなされて一層大きな切断効果が得られる。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図１乃至図３に基づいて
説明する。まず、超音波振動子としての縦型振動子１０
の出力端部１１には、振動振幅を拡大するためのホーン
１２がボルトにより接合されている。そして、切刃１４
ａを備えたハイス鋼や超硬などの刃１４が銀ろう接合さ
れたツールホルダー１５が形成され、このツールホルダ
ー１５は、前記ホーン１２の細端部１３にその中心に設
けられたボルト１６により堅く締着されている。前記ホ
ーン１２のノード部分１７は、ケーシング１８のザグリ
底部に強く押しつけられて固定されている。前記ケーシ
ング１８の端部には、段付き異径部１９が形成され、こ
の段付き異径部１９には、内径部に段部を持つベース２
０が嵌め合わされている。

【０００９】また、前記ベース２０には、ラジアル方向
にスリット２１が設けられたタブ２２が突出して形成さ
れており、このタブ２２の一方に穴２３が形成され、対
向するタブ２２には図示しないねじ穴が設けられている
。そして、このねじ穴に螺合するボルト２４を締めるこ
とにより前記ベース２０は前記ケーシング１８の異径部
１９に周方向角度を合わせた上でしっかりと固定されて
いる。

【００１０】前記ベース２０の上には、第２のベース２
５が載せられ、このベース２５には、スリット２６とタ
ブ２７および２８が形成され、また、前記タブ２８には
穴３０とこの穴３０に連なるスリット２９とが設けられ
ている。さらに、前記タブ２８には、穴３１が形成され
、対向するタブ２８には、図示しないねじ穴が形成され
ている。さらにまた、前記タブ２７には、ねじ穴２７ａ
が設けられ、６角孔付き止めねじ３３が挿入されている
。

【００１１】ついで、切刃３４ａを備えた固定刃３４は
、シャンク３５に設けられたスリワリにその基部が挟み
込まれて銀ろう接合されている。そして、シャンク３５
の端部は、タブ２８に設けた穴３０に嵌め込まれてボル
ト３２により切刃３４ａの向きを合わせて固定すること
ができる。したがって、前記可動刃１４の締着角度に合
わせて固定刃３４と可動刃１４との対向面を密着させ、
第２のベース２５がボルト３６，３７および３８により
仮止めされたベース２０をケーシング１８の異径部１９
に取り付けてボルト２４により固定し、さらに、ボルト
３２によりシャンク３５を固定する。ボルト３６および
３７により、第２のベース２５の半分をベース２０に固
定する。また、６角孔付き止めねじ３３によって可動刃
１４と固定刃３４との対向面間のギャップを必要な値に
設定した後、ボルト３８によって堅く締着する。

【００１２】振動する可動刃１４と他方の固定刃３４と
は、互いの切刃１４ａ，３４ａの稜線が傾斜してクロス
し、かつ、その面間のギャップは微小に、例えば、１０
μに調整される。

【００１３】このような構成において、被切断シート４
０を切刃１４ａ，３４ａの噛み合い部分に矢印４１の方
向に送り込むと、被切断シート４０は、矢印４２の方向
に超音波振動する可動刃１４と他方の固定刃３４とに挾
まれて剪断力を受け、軽く切断される。それぞれの可動
刃１４と固定刃３４との面間のギャップは、被切断シー
ト４０の厚さ（織布であれば繊維の太さ）に比べて十分
小さくなるように設定される。しかし、余り狭すぎると
押されて撓んだときに、互いに接触して切刃１４ａ，３
４ａを傷めることになる。

【００１４】このように、従来の超音波カッターによっ
ては宙に浮かして切ることのできなかった布や皮革など
を容易に切ることが出来る。また、振動子をテーブル内
部に置き、作業テーブル上に刃のクロス部をわずかに浮
き上がらせて固定し、テーブル上で被切断シートを送り
込めば良い。

【００１５】また、実施に当たっては、振動子を手に持
って、或は、ロボットに持たせてＮＣ制御し、シートを
切断させるようにしても良い。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上述のように、超音波振動子に
連結されて超音波振動するとともに切刃が形成された可
動刃を設け、この可動刃の前記切刃との間に微小ギャッ
プをもって切刃の稜線を傾けてクロスさせて固定刃を配
設したので、可動刃と固定刃との切刃のクロス部分に向
かって被切断シートを送り込むと、被切断シートは超音
波振動をする可動刃と固定刃との間で微小な振幅で高い
繰返し剪断力を受けて容易に切断することができ、その
結果、従来のカッターや鋏では殆ど切れなかったアラミ
ド繊維による織物をも容易に切断することができ、また
、鉄、銅あるいはアルミニウムなどの金属薄膜を、かえ
りやバリが少なくきれいな切断面をもって切断すること
ができ、さらに、低周波振動を重畳することにより、低
い繰返しながら大きな振幅との複合作用がなされて一層
大きな切断効果を得ることができ、特に、刃先を硬い敷
き板などに当てたり、鋏のように互いの刃を擦り合わせ
ないので、刃が傷付きにくく、刃の寿命が長いなどの効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断側面図である。

【図２】その平面図である。

【図３】分解斜視図である。

【図４】従来の一例を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１０　　　　　　超音波振動子 １４　　　　　　可動刃 １４ａ　　　　切刃 ３４　　　　　　固定刃 ３４ａ　　　　切刃

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　超音波振動子に連結されて超音波振動
   するとともに切刃が形成された可動刃と、この可動刃の
   前記切刃との間に微小ギャップをもって切刃の稜線を傾
   けてクロスさせて配設した固定刃とよりなることを特徴
   とする超音波切断装置。
2. 【請求項２】　　可動刃と固定刃との少なくとも一方を
   低周波振動させるようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の超音波切断装置。