JPH08257999A - 超音波切断装置および品物を切断する方法 - Google Patents
超音波切断装置および品物を切断する方法Info
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- JPH08257999A JPH08257999A JP8062590A JP6259096A JPH08257999A JP H08257999 A JPH08257999 A JP H08257999A JP 8062590 A JP8062590 A JP 8062590A JP 6259096 A JP6259096 A JP 6259096A JP H08257999 A JPH08257999 A JP H08257999A
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- B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
- B26D7/086—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by vibrating, e.g. ultrasonically
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- G10K11/025—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators horns for impedance matching
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T83/7876—Plural, axially spaced tool elements
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブレードが回転トルクを受けず、管状スペー
サホーンが超音波学的に簡単であり、中実ホーンが単一
片から構成され、従って、応力集中による損傷開始点を
有しない超音波切断装置を提供する。 【解決手段】 本超音波切断装置は、作動時に長手方向
に超音波振動を発生する超音波振動装置すなわちマザー
ホーン１０と、マザーホーンに結合されて長手方向に延
びていてその長さが半波長の倍数である中実ホーンと、
中実ホーンを包囲する複数の管状スペーサホーン１６
と、隣接する管状スペーサホーン１６の各対の振動端面
間に固定された少なくとも１つの切断ブレード１９であ
って長手方向振動軸線に対して横断方向に延びる平面に
位置するものと、マザーホーン１０から遠い側にある中
実ホーンの端部に配置された管状スペーサホーン１６の
ための締付手段１４とを有する。
サホーンが超音波学的に簡単であり、中実ホーンが単一
片から構成され、従って、応力集中による損傷開始点を
有しない超音波切断装置を提供する。 【解決手段】 本超音波切断装置は、作動時に長手方向
に超音波振動を発生する超音波振動装置すなわちマザー
ホーン１０と、マザーホーンに結合されて長手方向に延
びていてその長さが半波長の倍数である中実ホーンと、
中実ホーンを包囲する複数の管状スペーサホーン１６
と、隣接する管状スペーサホーン１６の各対の振動端面
間に固定された少なくとも１つの切断ブレード１９であ
って長手方向振動軸線に対して横断方向に延びる平面に
位置するものと、マザーホーン１０から遠い側にある中
実ホーンの端部に配置された管状スペーサホーン１６の
ための締付手段１４とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は特に高周波（超音
波）振動装置を使用した切断に関連するものである。
波）振動装置を使用した切断に関連するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】超音波切断の従来の方
法は、超音波振動装置に取付けられていて長手方向振動
軸線を含む平面に位置している切断ブレードを使用し、
該平面において切断すべき品物を通すように前記ブレー
ドを動かすものであった。
法は、超音波振動装置に取付けられていて長手方向振動
軸線を含む平面に位置している切断ブレードを使用し、
該平面において切断すべき品物を通すように前記ブレー
ドを動かすものであった。
【０００３】上記従来の方法を使用する場合、切込み
（ｃｕｔ）の深さが制限されるという問題があった。こ
の理由によって、超音波切断は、一般に薄い品物、例え
ば紙、布、薄いプラスチックシートなどへの使用に限定
されており、かなりの深さを有する塊片の切断、或い
は、同時に多数の平行する切断を行うこと、等に適した
ものとは云い難いものであった。
（ｃｕｔ）の深さが制限されるという問題があった。こ
の理由によって、超音波切断は、一般に薄い品物、例え
ば紙、布、薄いプラスチックシートなどへの使用に限定
されており、かなりの深さを有する塊片の切断、或い
は、同時に多数の平行する切断を行うこと、等に適した
ものとは云い難いものであった。
【０００４】脆いまたは砕けやすい材料、例えば落とせ
ば破砕されるおそれのある蜂の巣状または結晶状物質、
の切断も困難である。
ば破砕されるおそれのある蜂の巣状または結晶状物質、
の切断も困難である。
【０００５】本願の出願人による欧州特許出願、ＥＵ−
Ａ−８９１０９４８８．０には、長手方向振動軸線に対
して横方向（好ましくは直角）に延びる平面に切断ブレ
ードが位置するように超音波振動装置に切断ブレードを
取付け、前記平面において品物を通すように切断ブレー
ドを動かすようにする品物の切断方法及び装置が記載さ
れている。
Ａ−８９１０９４８８．０には、長手方向振動軸線に対
して横方向（好ましくは直角）に延びる平面に切断ブレ
ードが位置するように超音波振動装置に切断ブレードを
取付け、前記平面において品物を通すように切断ブレー
ドを動かすようにする品物の切断方法及び装置が記載さ
れている。
【０００６】方法及び装置では、切断ブレードは品物を
通って移動する平面に対し横方向に前後に運動して、切
断線に沿って品物の材料を除去する。切断ブレードはブ
レード寸法によって決定される複雑な振動モードで振動
する。
通って移動する平面に対し横方向に前後に運動して、切
断線に沿って品物の材料を除去する。切断ブレードはブ
レード寸法によって決定される複雑な振動モードで振動
する。
【０００７】前記振動装置は通常は棒の形にされたホー
ンの形式の振動手段を有し、該振動手段の前面は超音波
力の給源、例えばブースタ装置を介して直接または間接
にホーンの後部に結合されたシヌソイド運動を生じさせ
る変換器、によって超音波周波数で振動させられる。前
記超音波ホーンは長手方向軸線を有する方向に超音波振
動を発生し、これら振動において、最大振動は各端すな
わち空間に静止していて波腹間の中間点に位置される波
節から四分の一波長の位置に波腹を形成する前面と後面
とにおいて生じる。通常、超音波ホーンの長さは波長の
二分の一として規定される。
ンの形式の振動手段を有し、該振動手段の前面は超音波
力の給源、例えばブースタ装置を介して直接または間接
にホーンの後部に結合されたシヌソイド運動を生じさせ
る変換器、によって超音波周波数で振動させられる。前
記超音波ホーンは長手方向軸線を有する方向に超音波振
動を発生し、これら振動において、最大振動は各端すな
わち空間に静止していて波腹間の中間点に位置される波
節から四分の一波長の位置に波腹を形成する前面と後面
とにおいて生じる。通常、超音波ホーンの長さは波長の
二分の一として規定される。
【０００８】ＥＵ−Ａ−８９１０９４８８．０の一実施
例において、振動装置は、超音波ホーンに結合されて超
音波ホーンによって振動させられる１つまたは複数の支
持部材を有し、各支持部材は複数のブレードを支持して
おり、各ブレードは波腹に固定されていてそこで振動さ
せられる。また、これら支持部材は各ブレードがそれら
に沿って互いに離されて配置されるからスペーサホーン
として知られている。
例において、振動装置は、超音波ホーンに結合されて超
音波ホーンによって振動させられる１つまたは複数の支
持部材を有し、各支持部材は複数のブレードを支持して
おり、各ブレードは波腹に固定されていてそこで振動さ
せられる。また、これら支持部材は各ブレードがそれら
に沿って互いに離されて配置されるからスペーサホーン
として知られている。
【０００９】各支持部材は好ましくは棒の形にされた多
数の独立した中実片から構成され、各中実片は半波長の
長さを有し互いに端と端とを対向させて結合される。支
持部材を結合する在来の方法はグラブねじを使用するも
のである。これらグラブねじは回転トルクを加えること
によって２つの端面がきわめてきつく接合されることを
可能にする。前記ブレードは最大振動が生じる波腹を形
成する端面間に固定される。
数の独立した中実片から構成され、各中実片は半波長の
長さを有し互いに端と端とを対向させて結合される。支
持部材を結合する在来の方法はグラブねじを使用するも
のである。これらグラブねじは回転トルクを加えること
によって２つの端面がきわめてきつく接合されることを
可能にする。前記ブレードは最大振動が生じる波腹を形
成する端面間に固定される。
【００１０】ブレードを固定する前記方法は多くの欠点
を有する。すなわち、 ａ） 各支持部材は複数片から形成されているから、応
力集中による損傷開始点が生じる可能性がある。 ｂ） 前記複数片がグラブねじ締付用スパナの使用を可
能にするのに通常必要なスパナフラット（スパナ用平坦
部）または穴を有するから、各支持部材は超音波学的に
複雑である。 ｃ） ブレードはそれらの締付時と締付解除時とにおい
て回転トルクをうける。 ｄ） ブレードを交換するときに、前記端面の各対の締
付けを一つづつ解除することを要する。
を有する。すなわち、 ａ） 各支持部材は複数片から形成されているから、応
力集中による損傷開始点が生じる可能性がある。 ｂ） 前記複数片がグラブねじ締付用スパナの使用を可
能にするのに通常必要なスパナフラット（スパナ用平坦
部）または穴を有するから、各支持部材は超音波学的に
複雑である。 ｃ） ブレードはそれらの締付時と締付解除時とにおい
て回転トルクをうける。 ｄ） ブレードを交換するときに、前記端面の各対の締
付けを一つづつ解除することを要する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本願発明者は前記諸欠点
を解消する改良された装置を発明した。
を解消する改良された装置を発明した。
【００１２】本発明は下記構成要素を有する超音波切断
装置を提供する。 ａ） 作動時に長手方向に超音波振動を発生する超音波
振動装置、 ｂ） 長さが半波長の倍数であり、前記振動装置に結合
されてそれから遠ざかるように超音波振動の長手方向に
延びる中実ホーン、 ｃ） おのおのが実質的に１半波長の長さを有していて
前記中実ホーンを包囲し、振動端面が互いに対向するよ
うに配置されている複数の管状スペーサホーン、 ｄ） １対の隣接する管状スペーサホーンの振動端面の
間に固定され、長手方向振動軸線に対して横断方向に延
びる平面に位置する少なくとも１つの切断ブレード、及
び ｅ） 前記振動装置から遠い側にある前記中実ホーンの
端部に配置された前記管状スペーサホーンのための締付
手段。
装置を提供する。 ａ） 作動時に長手方向に超音波振動を発生する超音波
振動装置、 ｂ） 長さが半波長の倍数であり、前記振動装置に結合
されてそれから遠ざかるように超音波振動の長手方向に
延びる中実ホーン、 ｃ） おのおのが実質的に１半波長の長さを有していて
前記中実ホーンを包囲し、振動端面が互いに対向するよ
うに配置されている複数の管状スペーサホーン、 ｄ） １対の隣接する管状スペーサホーンの振動端面の
間に固定され、長手方向振動軸線に対して横断方向に延
びる平面に位置する少なくとも１つの切断ブレード、及
び ｅ） 前記振動装置から遠い側にある前記中実ホーンの
端部に配置された前記管状スペーサホーンのための締付
手段。
【００１３】前記中実ホーンと結合される前記超音波振
動装置はホーンの形式であることが好ましく、以下の記
載においてはこれを超音波力の給源例えば変換器によっ
て超音波周波数で振動させられるマザーホーン若しくは
母ホーン（ｍｏｔｈｅｒ ｈｏｒｎ）と称する。前記変
換器はマザーホーンの一端部（前記中実ホーンに結合さ
れる端部に対し反対側の端部）に直接にまたは間接的に
結合される。前記マザーホーンと変換器との間接的結合
は、“利得”または“振動の振幅増加”を得るブースタ
装置を介して、または各端部に振動面を有し一端が変換
器に結合される棒形超音波ホーンを介して、行うことが
できる。
動装置はホーンの形式であることが好ましく、以下の記
載においてはこれを超音波力の給源例えば変換器によっ
て超音波周波数で振動させられるマザーホーン若しくは
母ホーン（ｍｏｔｈｅｒ ｈｏｒｎ）と称する。前記変
換器はマザーホーンの一端部（前記中実ホーンに結合さ
れる端部に対し反対側の端部）に直接にまたは間接的に
結合される。前記マザーホーンと変換器との間接的結合
は、“利得”または“振動の振幅増加”を得るブースタ
装置を介して、または各端部に振動面を有し一端が変換
器に結合される棒形超音波ホーンを介して、行うことが
できる。
【００１４】前記中実ホーンの長さは、例えば、２０半
波長までとすることができるが、実際的な目的のために
はその長さは通常３〜１２半波長、好ましくは５〜１０
半波長である。
波長までとすることができるが、実際的な目的のために
はその長さは通常３〜１２半波長、好ましくは５〜１０
半波長である。
【００１５】前記中実ホーンは、グラブねじ等の在来手
段によって、或いは肩付きのねじ切りされた端部を設け
たり溶接したりすることによって、前記マザーホーンに
結合できる。中実ホーンは好ましくは単一片から形成さ
れるが、それぞれが半波長の長さを有する複数片をグラ
ブねじによって互いにねじ結合することにより形成され
てもよい。
段によって、或いは肩付きのねじ切りされた端部を設け
たり溶接したりすることによって、前記マザーホーンに
結合できる。中実ホーンは好ましくは単一片から形成さ
れるが、それぞれが半波長の長さを有する複数片をグラ
ブねじによって互いにねじ結合することにより形成され
てもよい。
【００１６】前記管状スペーサホーンは前記中実ホーン
に沿って摺動するようにされている。各管状スペーサホ
ーンの長さは、ブレード厚さとブレード材料とを考慮し
て、半波長より僅かに長くまたは短くされる。ブレード
と隣接ホーンとに対して均一の圧力を加えるため、管状
スペーサホーンの振動面にリップまたは座金セグメント
を設けるとよい。
に沿って摺動するようにされている。各管状スペーサホ
ーンの長さは、ブレード厚さとブレード材料とを考慮し
て、半波長より僅かに長くまたは短くされる。ブレード
と隣接ホーンとに対して均一の圧力を加えるため、管状
スペーサホーンの振動面にリップまたは座金セグメント
を設けるとよい。
【００１７】前記マザーホーン、中実ホーン及び管状ス
ペーサホーンは、疲労強度の高いアルミニウム合金また
はチタン合金から形成されるのが好ましい。
ペーサホーンは、疲労強度の高いアルミニウム合金また
はチタン合金から形成されるのが好ましい。
【００１８】前記ブレードは硬質、強靭、または可撓性
の材料、例えば鋼、黒鉛含浸鋼、焼戻し高張力鋼、ジル
コニウム系などの可撓性セラミックスまたは繊維強化複
合物、から作られるとよい。それらの材料に、非粘着性
および／または耐久性の非摩耗性コーティング、例えば
クロム、ポリテトラフルオロエチレンまたは可撓セラミ
ックスのコーティングを施し、或いはその他の表面硬化
処理を施してもよい。ブレードの切刃は凹刃（ｈｏｌｌ
ｏｗ ｅｄｇｅ）を作るため火花焼食を施され（ｓｐａ
ｒｋ−ｅｒｏｄｅｄ）またはその他の方法で切断され得
る。
の材料、例えば鋼、黒鉛含浸鋼、焼戻し高張力鋼、ジル
コニウム系などの可撓性セラミックスまたは繊維強化複
合物、から作られるとよい。それらの材料に、非粘着性
および／または耐久性の非摩耗性コーティング、例えば
クロム、ポリテトラフルオロエチレンまたは可撓セラミ
ックスのコーティングを施し、或いはその他の表面硬化
処理を施してもよい。ブレードの切刃は凹刃（ｈｏｌｌ
ｏｗ ｅｄｇｅ）を作るため火花焼食を施され（ｓｐａ
ｒｋ−ｅｒｏｄｅｄ）またはその他の方法で切断され得
る。
【００１９】前記締付装置は種々の手段から構成するこ
とができる。例えば、振動装置から遠い側の中実ホーン
の端部にねじを切り、そのねじ切り端部にナットを螺合
させるようにすることができる。好ましくは、ナットの
長さは半波長にされ、または締付けられた組立体の全体
が必要周波数で振動するようにさるべきである。また、
振動装置から遠い側の管状スペーサホーンの端部に力を
加えるようにされた液圧または空気圧シリンダによって
締付装置を構成してもよい。
とができる。例えば、振動装置から遠い側の中実ホーン
の端部にねじを切り、そのねじ切り端部にナットを螺合
させるようにすることができる。好ましくは、ナットの
長さは半波長にされ、または締付けられた組立体の全体
が必要周波数で振動するようにさるべきである。また、
振動装置から遠い側の管状スペーサホーンの端部に力を
加えるようにされた液圧または空気圧シリンダによって
締付装置を構成してもよい。
【００２０】前記管状スペーサホーンは、もし望まれる
ならば、従来の方法によって、振幅利得を与えるように
形成することができる。
ならば、従来の方法によって、振幅利得を与えるように
形成することができる。
【００２１】前記管状スペーサホーンと前記中実ホーン
との間における摩擦溶着を防止する装置を設けるとよ
い。一つの可能な手段は節フランジベアリングを有する
中実ホーンまたは管状スペーサを設けることである。別
の方法として、摩擦変動作用を隔離する若しくは減じる
ために前記管状スペーサホーン内の前記中実ホーンのま
わりに、ベアリングチューブを嵌装することもできる。
ベアリングチューブは繊維またはプラスチックベアリン
グ材料、例えばタフノル（ｔｕｆｎｏｌ）から作られる
のが有利である。もし望まれるならば、ベアリングチュ
ーブと前記中実ホーンとの間、及びベアリングチューブ
と前記管状スペーサホーンとの間に、空洞を通じて冷却
用空気または流体を吹込むまたはポンプ送りするための
複数の通路が設けられる。
との間における摩擦溶着を防止する装置を設けるとよ
い。一つの可能な手段は節フランジベアリングを有する
中実ホーンまたは管状スペーサを設けることである。別
の方法として、摩擦変動作用を隔離する若しくは減じる
ために前記管状スペーサホーン内の前記中実ホーンのま
わりに、ベアリングチューブを嵌装することもできる。
ベアリングチューブは繊維またはプラスチックベアリン
グ材料、例えばタフノル（ｔｕｆｎｏｌ）から作られる
のが有利である。もし望まれるならば、ベアリングチュ
ーブと前記中実ホーンとの間、及びベアリングチューブ
と前記管状スペーサホーンとの間に、空洞を通じて冷却
用空気または流体を吹込むまたはポンプ送りするための
複数の通路が設けられる。
【００２２】２つの中実ホーンを互いに平行にするよう
にして超音波振動装置に連結し、それら中実ホーンを包
囲する２つの管状スペーサホーンの隣接振動面によって
各ブレードが支持されて、各ブレードがそのそれぞれの
端部において好適に固定されるようにするのが好まし
い。複式駆動のそのような装置は、単一の中実ホーンが
超音波振動装置に結合されている単式駆動の装置より大
きい切断力を生じる。また、平行な中実ホーンの対を１
対以上超音波振動装置に連結し、各対が１つまたはそれ
以上のブレードを支持するようにすることができる。
にして超音波振動装置に連結し、それら中実ホーンを包
囲する２つの管状スペーサホーンの隣接振動面によって
各ブレードが支持されて、各ブレードがそのそれぞれの
端部において好適に固定されるようにするのが好まし
い。複式駆動のそのような装置は、単一の中実ホーンが
超音波振動装置に結合されている単式駆動の装置より大
きい切断力を生じる。また、平行な中実ホーンの対を１
対以上超音波振動装置に連結し、各対が１つまたはそれ
以上のブレードを支持するようにすることができる。
【００２３】前記ブレードは、幅広のもの、幅の狭いも
の、薄いもの、またはワイヤであり得る。これらブレー
ドは円形、三角形またはおおむね正方形であり得るが、
なるべくなら矩形、例えば長さ１０〜１００ｍｍそして
幅１〜２２ｍｍ、にされる。ブレードが概ね正方形また
は矩形であるとき、それらは長さの一部分の幅が端部の
幅よりもより狭いような輪郭を有しているのが有利であ
る。例えば、両端間のそれらの長さの４０〜９０％、好
ましくは５０〜７０％、の部分の幅を狭くし、その幅が
両端部の幅よりも最大６０％まで小さくするとよい。ブ
レードの厚さは０．２５〜１．５ｍｍ、より普通には
０．５〜１．３５ｍｍ、特に０．８５〜１．２ｍｍにさ
れる。前記ブレードは前記中実ホーンに沿って摺動する
ことを可能にするようにその本体、できれば真ん中、に
開口を設けることができるが、各端部において駆動され
るブレードには、その各端部に開口が設けられるとよ
い。ブレードはそれが２つの管状スペーサホーンの相隣
面間に位置されるように前記管状スペーサホーンとブレ
ードとを順次に摺動させることによって適所に配置され
る。前記開口は、分解を容易にしかつ前記管状スペーサ
ホーンを取り外すことなしにブレードを交換することと
を可能にするため、“蹄鉄形”を形成するように切除さ
れるとよい。管状スペーサホーンの振動端面は実質的に
波腹に位置される。
の、薄いもの、またはワイヤであり得る。これらブレー
ドは円形、三角形またはおおむね正方形であり得るが、
なるべくなら矩形、例えば長さ１０〜１００ｍｍそして
幅１〜２２ｍｍ、にされる。ブレードが概ね正方形また
は矩形であるとき、それらは長さの一部分の幅が端部の
幅よりもより狭いような輪郭を有しているのが有利であ
る。例えば、両端間のそれらの長さの４０〜９０％、好
ましくは５０〜７０％、の部分の幅を狭くし、その幅が
両端部の幅よりも最大６０％まで小さくするとよい。ブ
レードの厚さは０．２５〜１．５ｍｍ、より普通には
０．５〜１．３５ｍｍ、特に０．８５〜１．２ｍｍにさ
れる。前記ブレードは前記中実ホーンに沿って摺動する
ことを可能にするようにその本体、できれば真ん中、に
開口を設けることができるが、各端部において駆動され
るブレードには、その各端部に開口が設けられるとよ
い。ブレードはそれが２つの管状スペーサホーンの相隣
面間に位置されるように前記管状スペーサホーンとブレ
ードとを順次に摺動させることによって適所に配置され
る。前記開口は、分解を容易にしかつ前記管状スペーサ
ホーンを取り外すことなしにブレードを交換することと
を可能にするため、“蹄鉄形”を形成するように切除さ
れるとよい。管状スペーサホーンの振動端面は実質的に
波腹に位置される。
【００２４】前記波腹はシヌソイド振動の波頭であり、
したがって、本明細書において、波腹は、無振動静止点
である波節から四分の一波長±１０％の位置にあり、好
ましくはそれから四分の一波長±５％，より好ましくは
±２％，さらに好ましくは±１％，最も好ましくは真の
波腹点すなわち波節から四分の一波長の位置にあること
を意味する。
したがって、本明細書において、波腹は、無振動静止点
である波節から四分の一波長±１０％の位置にあり、好
ましくはそれから四分の一波長±５％，より好ましくは
±２％，さらに好ましくは±１％，最も好ましくは真の
波腹点すなわち波節から四分の一波長の位置にあること
を意味する。
【００２５】また本発明は、既述のごとき超音波切断装
置を使用し、前記品物を通るように前記切断ブレードを
移動させて品物を切断する方法を提供する。
置を使用し、前記品物を通るように前記切断ブレードを
移動させて品物を切断する方法を提供する。
【００２６】切断すべき品物と切断ブレードとの間の相
対移動は、切断ブレードを通るように品物を移動させる
ことによって生じてもよく、また、切断すべき品物を通
るように切断ブレードを移動させることにより生じても
よい。
対移動は、切断ブレードを通るように品物を移動させる
ことによって生じてもよく、また、切断すべき品物を通
るように切断ブレードを移動させることにより生じても
よい。
【００２７】使用される周波数は５〜１５ＫＨｚの可聴
範囲内であり得るが、好ましくは１５〜１００ＫＨｚ、
特に２０〜４０ＫＨｚ、の間である。
範囲内であり得るが、好ましくは１５〜１００ＫＨｚ、
特に２０〜４０ＫＨｚ、の間である。
【００２８】本発明は下記諸利点を有する： １） 切断ブレードが回転トルクを受けない。 ２） 切断ブレードは端末ナットを緩めること、または
代替締付装置を解放すること、によって各個にかつ迅速
に交換され得る。 ３） 管状スペーサホーンが超音波学的に簡単であり、
したがってスパナフラットまたは穴を設けることを要し
ない。 ４） 中実ホーンは単一片からなるものであるから植込
ボルトを有さず、したがって応力集中による損傷開始点
を有しない。
代替締付装置を解放すること、によって各個にかつ迅速
に交換され得る。 ３） 管状スペーサホーンが超音波学的に簡単であり、
したがってスパナフラットまたは穴を設けることを要し
ない。 ４） 中実ホーンは単一片からなるものであるから植込
ボルトを有さず、したがって応力集中による損傷開始点
を有しない。
【００２９】以下、本発明を添付図面を参照して実施例
によって説明する。
によって説明する。
【００３０】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、超音波切断装
置は、前面１０ａを有する母ホーン（ｍｏｔｈｅｒ ｈ
ｏｒｎ）１０と、６半波長の長さを有しそして高力チタ
ン合金から作られた中実ホーン（ｓｏｌｉｄ ｈｏｒ
ｎ）１１とを有する。ホーン１１の一端部１２はねじ切
りされていて母ホーン１０のなかに螺合されており、そ
の他端部１３はねじ切りされていてその外面に１半波長
の波長を有するナット１４が螺合されている。
置は、前面１０ａを有する母ホーン（ｍｏｔｈｅｒ ｈ
ｏｒｎ）１０と、６半波長の長さを有しそして高力チタ
ン合金から作られた中実ホーン（ｓｏｌｉｄ ｈｏｒ
ｎ）１１とを有する。ホーン１１の一端部１２はねじ切
りされていて母ホーン１０のなかに螺合されており、そ
の他端部１３はねじ切りされていてその外面に１半波長
の波長を有するナット１４が螺合されている。
【００３１】中実ホーン１１は内スリーブを形成するタ
フノル（ｔｕｆｎｏｌ）から作られた担持管１５によっ
て包囲されている。ベアリングチューブ１５は高力チタ
ン合金から作られた６個の管状スペーサホーン１６によ
って包囲されている。スペーサホーン１６のそれぞれは
ベアリングチューブ１５に沿って摺動するようにされ、
概ね半波長の長さを有する。相隣する管状スペーサホー
ン１６の端部はリップ１７を形成されており、また母ホ
ーン１０から遠くてナット１４に隣接している管状スペ
ーサホーン１６の端部はフランジ１８を形成されてい
る。
フノル（ｔｕｆｎｏｌ）から作られた担持管１５によっ
て包囲されている。ベアリングチューブ１５は高力チタ
ン合金から作られた６個の管状スペーサホーン１６によ
って包囲されている。スペーサホーン１６のそれぞれは
ベアリングチューブ１５に沿って摺動するようにされ、
概ね半波長の長さを有する。相隣する管状スペーサホー
ン１６の端部はリップ１７を形成されており、また母ホ
ーン１０から遠くてナット１４に隣接している管状スペ
ーサホーン１６の端部はフランジ１８を形成されてい
る。
【００３２】鋼から作られたブレード１９が管状スペー
サホーン１６の隣接面間に締付けられている。図３は両
端部において駆動されるブレード１９であって各端部で
２つの平行する中実ホーン１１の１つに結合されそして
その締付端部が蹄鉄形２０を形成するように切除されて
いるものを示す。
サホーン１６の隣接面間に締付けられている。図３は両
端部において駆動されるブレード１９であって各端部で
２つの平行する中実ホーン１１の１つに結合されそして
その締付端部が蹄鉄形２０を形成するように切除されて
いるものを示す。
【００３３】管状スペーサホーン１６のリップ１７は、
均一の圧力がブレード１９と隣接ホーンに及ぼされるこ
とを可能にする。
均一の圧力がブレード１９と隣接ホーンに及ぼされるこ
とを可能にする。
【００３４】装置の組立ての際は、中実ホーン１１を母
ホーン１０のなかにねじ込み、その後ベアリングチュー
ブ１５を中実ホーン１１の周囲に沿って摺動させて配置
する。管状スペーサホーン１６とブレード１９を順次に
ベアリングチューブ１５の周囲に沿って摺動させ、それ
によって、ブレード１９を締付リングによって確保され
た管状スペーサホーン１６の隣接端面間に位置決めす
る。管状スペーサホーン１６がブレード１９をしっかり
と締付けるまで、ナット１４が中実ホーン１１のねじ切
りされた他端部１３にねじ込まれる。
ホーン１０のなかにねじ込み、その後ベアリングチュー
ブ１５を中実ホーン１１の周囲に沿って摺動させて配置
する。管状スペーサホーン１６とブレード１９を順次に
ベアリングチューブ１５の周囲に沿って摺動させ、それ
によって、ブレード１９を締付リングによって確保され
た管状スペーサホーン１６の隣接端面間に位置決めす
る。管状スペーサホーン１６がブレード１９をしっかり
と締付けるまで、ナット１４が中実ホーン１１のねじ切
りされた他端部１３にねじ込まれる。
【００３５】作動時には、変換器（図示せず）が超音波
力を生じさせそれによって母ホーン１０の前面１０ａと
管状スペーサホーン１６の端面とを２０ＫＨｚで振動さ
せ、それにより、ブレード１９を図１と図２に示される
矢印の方向に振動させる。本装置はテーブル（図示せ
ず）上に支持されたウエハースビスケットを通るように
下方へ移動しそれにより複数の切れ目（ｃｕｔ）を同時
に形成する。
力を生じさせそれによって母ホーン１０の前面１０ａと
管状スペーサホーン１６の端面とを２０ＫＨｚで振動さ
せ、それにより、ブレード１９を図１と図２に示される
矢印の方向に振動させる。本装置はテーブル（図示せ
ず）上に支持されたウエハースビスケットを通るように
下方へ移動しそれにより複数の切れ目（ｃｕｔ）を同時
に形成する。
【００３６】本装置によって切断できる材料は、例えば
金属、石、プラスチック、菓子類、チョコレート、食
品、薬品、化粧品、紙、板紙などである。本装置はあら
ゆる厚さの砕け易いまたは脆い材料に対し特に有用であ
り、冷凍食用生産品を切断するためにも使用できる。
金属、石、プラスチック、菓子類、チョコレート、食
品、薬品、化粧品、紙、板紙などである。本装置はあら
ゆる厚さの砕け易いまたは脆い材料に対し特に有用であ
り、冷凍食用生産品を切断するためにも使用できる。
【図１】本発明による超音波切断装置の概略側面図。
【図２】本発明による超音波切断装置の概略縦断面図。
【図３】本発明による超音波切断装置のためのブレード
の平面図。
の平面図。
１０ マザーホーン １０ａ 前面 １１ 中実ホーン １４ ナット １５ ベアリングチューブ １６ 管状スペーサホーン １７ リップ １８ フランジ １９ ブレード
Claims (12)
- 【請求項１】 ａ） 作動時に長手方向へ超音波振動を
発生する超音波振動装置と、 ｂ） 長さが半波長の倍数であり、前記振動装置に結合
されてそれから遠ざかるように超音波振動の長手方向に
延びる中実ホーンと、 ｃ） おのおのが実質的に１半波長の長さを有していて
前記中実ホーンを包囲し、振動端面が互いに対向するよ
うに配置されている複数の管状スペーサホーンと、 ｄ） １対の隣接する管状スペーサホーンの振動端面の
間に固定され、長手方向振動軸線に対して横断方向に延
びる平面に位置する少なくとも１つの切断ブレードと、 ｅ） 前記振動装置から遠い側にある前記中実ホーンの
端部に配置された前記管状スペーサホーンのための締付
手段と、を有する超音波切断装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の超音波切断装置におい
て、中実ホーンの長さが３〜１２半波長である超音波切
断装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の超音波切断装置におい
て、管状スペーサホーンが前記中実ホーンに沿って摺動
するようにされている超音波切断装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の超音波切断装置におい
て、各管状スペーサホーンの長さが、ブレード厚さとブ
レード材料とを考慮して、１波長の半分より僅かに長い
かまたは短いようにされている超音波切断装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の超音波切断装置におい
て、締付手段が前記中実ホーンの端部に螺合するナット
によって構成されている超音波切断装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の超音波切断装置におい
て、前記ナットの長さが１波長の半分であるかまたは装
置全体を必要周波数で振動させるように選ばれている超
音波切断装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の超音波切断装置におい
て、締付手段が前記振動装置から遠い側にある前記管状
スペーサホーンの端部に力を加えるように配設された液
圧または空気圧シリンダによって構成されている超音波
切断装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の超音波切断装置におい
て、前記管状スペーサホーンと前記中実ホーンとの間に
おける摩擦溶着を防止する装置が設けられている超音波
切断装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の超音波切断装置におい
て、ベアリングチューブが前記中実ホーンと前記管状ス
ペーサホーンとの間に嵌合されている超音波切断装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の超音波切断装置にお
いて、ベアリングチューブと中実ホーンとの間、及びベ
アリングチューブと管状スペーサホーンとの間に冷却用
空気または流体を空洞を通じて吹込むかまたはポンプ送
りするための複数の通路が設けられている超音波切断装
置。 - 【請求項１１】 請求項１に記載の超音波切断装置にお
いて、互いに平行な２つの中実ホーンが超音波振動装置
に連結され、それら中実ホーンを包囲する２つの管状ス
ペーサホーンの隣接振動面によって各ブレードが支持さ
れていて、各ブレードがそのそれぞれの端部において固
定されている超音波切断装置。 - 【請求項１２】 請求項１に記載の超音波切断装置によ
って品物を切断する方法であって、前記切断ブレードが
前記品物を通るように、該切断ブレードと品物との間の
相対移動を生じる段階を含むことを特徴とする、超音波
切断装置によって品物を切断する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9505684A GB2299046A (en) | 1995-03-21 | 1995-03-21 | Ultrasonic cutting device |
| GB95056842 | 1995-03-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257999A true JPH08257999A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=10771572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8062590A Withdrawn JPH08257999A (ja) | 1995-03-21 | 1996-03-19 | 超音波切断装置および品物を切断する方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5752423A (ja) |
| EP (1) | EP0733409A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08257999A (ja) |
| AU (1) | AU694615B2 (ja) |
| CA (1) | CA2172172A1 (ja) |
| GB (1) | GB2299046A (ja) |
| NZ (1) | NZ286204A (ja) |
| ZA (1) | ZA962277B (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2735412B1 (fr) * | 1995-06-19 | 1997-08-22 | Unir Ultra Propre Nutrition In | Dispositif de decoupage par ultrasons |
| GB9610417D0 (en) * | 1996-05-17 | 1996-07-24 | Rawson Francis F H | Horn tuning and adjustment |
| US5871783A (en) | 1996-08-22 | 1999-02-16 | Mars, Incorporated | Apparatus for ultrasonically forming confectionery products |
| US5861185A (en) | 1996-08-22 | 1999-01-19 | Mars, Incorporated | Ultrasonic forming of confectionery products |
| US5871793A (en) | 1996-11-27 | 1999-02-16 | Mars Incorporated | Puffed cereal cakes |
| US5846584A (en) | 1997-04-30 | 1998-12-08 | Mars, Incorporated | Apparatus and method for forming cereal food products |
| GB2325192B (en) * | 1997-05-16 | 2001-03-07 | Rawson Francis F H | Cutting devices |
| US6134999A (en) * | 1997-08-15 | 2000-10-24 | Heidelberg Druckmaschinen Ag | Trimming device for flat articles |
| US5928695A (en) * | 1997-12-31 | 1999-07-27 | Mars, Incorporated | Ultrasonically activated continuous slitter apparatus and method |
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| US6368647B1 (en) | 1998-12-29 | 2002-04-09 | Mars, Incorporated | Ultrasonically activated continuous slitter apparatus and method |
| US6692782B1 (en) | 1999-10-19 | 2004-02-17 | The Pillsbury Company | Filled potato product |
| US6574944B2 (en) * | 2001-06-19 | 2003-06-10 | Mars Incorporated | Method and system for ultrasonic sealing of food product packaging |
| US6655948B2 (en) | 2001-08-31 | 2003-12-02 | Mars, Incorporated | System of ultrasonic processing of pre-baked food product |
| US6635292B2 (en) * | 2001-10-26 | 2003-10-21 | Mars, Incorporated | Ultrasonic rotary forming of food products |
| US6786384B1 (en) * | 2003-06-13 | 2004-09-07 | 3M Innovative Properties Company | Ultrasonic horn mount |
| US20050081692A1 (en) * | 2003-10-20 | 2005-04-21 | Kraft Foods Holdings, Inc. | Ultrasonic slitter |
| KR100727484B1 (ko) * | 2005-07-28 | 2007-06-13 | 삼성전자주식회사 | 화학기계적 연마 장치 및 패드 컨디셔닝 방법 |
| US20070199423A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-08-30 | Roberto Capodieci | Apparatus and method for ultrasonic cutting |
| DE102009056441B4 (de) * | 2009-12-02 | 2014-04-30 | Fritz Egger Gmbh & Co. Og | Verfahren zum Herstellen von Paneelen, insbesondere Fußbodenpaneelen |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2717012A (en) * | 1953-02-02 | 1955-09-06 | Schneider Machine Co | Wood slicing machine |
| US2813377A (en) * | 1955-08-25 | 1957-11-19 | Raytheon Mfg Co | Multiple slicing tools |
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-
1995
- 1995-03-21 GB GB9505684A patent/GB2299046A/en not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-02-27 EP EP96200511A patent/EP0733409A3/en not_active Withdrawn
- 1996-03-19 JP JP8062590A patent/JPH08257999A/ja not_active Withdrawn
- 1996-03-19 NZ NZ286204A patent/NZ286204A/en unknown
- 1996-03-20 ZA ZA9602277A patent/ZA962277B/xx unknown
- 1996-03-20 CA CA002172172A patent/CA2172172A1/en not_active Abandoned
- 1996-03-20 AU AU48202/96A patent/AU694615B2/en not_active Ceased
- 1996-03-20 US US08/619,089 patent/US5752423A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2299046A (en) | 1996-09-25 |
| GB9505684D0 (en) | 1995-05-10 |
| EP0733409A2 (en) | 1996-09-25 |
| ZA962277B (en) | 1997-09-22 |
| US5752423A (en) | 1998-05-19 |
| AU4820296A (en) | 1996-10-03 |
| EP0733409A3 (en) | 1997-01-22 |
| CA2172172A1 (en) | 1996-09-22 |
| NZ286204A (en) | 1997-11-24 |
| AU694615B2 (en) | 1998-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |