JPH09216195A

JPH09216195A - 超音波カッター用ナイフホルダー

Info

Publication number: JPH09216195A
Application number: JP2350396A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Sudo; 直彦須藤
Original assignee: SONOTETSUKU KK; SONOTEC CO Ltd
Current assignee: SONOTETSUKU KK; SONOTEC CO Ltd
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】市販されている板状の肉薄のナイフ刃を、超
音波カッター用ナイフとして有効に利用出来る様にした
超音波カッター用ナイフホルダーを提供する。【解決手段】ナイフ２を保持する本体部の一部に該ナ
イフ２を挿入せしめて該ナイフを挟持せしめる溝部８１
が設けられ、溝部８１に挿入されたナイフ２を溝部８の
対向内壁面８２、８３で保持しうる様に、溝部８１の溝
方向Ｘと直角の方向Ｙに螺子部材８４が設けられ、螺子
部材８４により溝部８１の間隙ｗが調整しうる様に構成
されているナイフホルダー８に於いて、溝部８１に於け
る該ナイフ２の挿入端部８５から溝部８１の底部８６迄
の深さＨが、ナイフホルダー本体部８の幅方向Ｗに於い
て異なっている超音波カッター用ナイフホルダー８。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波カッター用ナイ
フホルダーに関するものであり、特に詳しくは、市販さ
れている板状の肉薄のナイフ刃を超音波カッター用ナイ
フとして有効に利用出来る超音波カッター用ナイフホル
ダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来，超音波加工装置を使用して物体を
切断、研磨、研削等の加工することは良く知られてお
り，その場合，該超音波加工装置に接続された振動子を
振動させて、当該振動子に接続された刃体或いは適宜の
加工具を例えば２５ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの高周波で、３
０〜４０μの振幅で振動せしめながら、適宜の物体を加
工している。

【０００３】処で、係る超音波加工装置の中でも、超音
波カッターは、現在広範囲の産業分野で使用されてお
り、その理由としては、該超音波カッターを上記した様
な条件で高周波振動させる事によって、刃体、つまりナ
イフ部と被切断材料との当接部に於ける切断抵抗が、係
る振動の効果によって大きく低下するので、当該被切断
材料を強く押圧しなくとも良く切断が出来る他、此れま
でナイフでは切断が困難であると考えられていた物で
も、容易に切断出来る様になる。

【０００４】又、係る超音波カッターを用いる事によっ
て、被切断材料と該ナイフ部との間の切断抵抗が小さい
事から、該被切断材料の切断面が綺麗に仕上がるので、
製品の商品価値が向上する。更には、通常のナイフ部で
は、該被切断材料を切断操作する場合には、例えば数回
の切断操作で当該ナイフ部が切れなくなり、新しいナイ
フ部と交換する事を余儀なくされていたので、製造コス
トが高くなると言う問題が有ったが、係る超音波カッタ
ーを用いる事によって、同じナイフ部でも長期間使用し
ても切断効果にはさほど影響がなく、超音波カッターを
使用する事によって、切断効果の永続性が向上し従っ
て、当該ナイフ部の寿命が延びる事になり、その結果、
生産コストも大幅に向上すると言う様な点に有った。

【０００５】従来から、係る超音波カッターを使用する
場合に、当該超音波カッターの高周波振動を効率良くナ
イフ部に伝達する必要から、様々な工夫がなされて来て
いる。つまり、係る超音波カッター本体１にナイフ部２
を取り付けるに際しては、図３に示す様に、通常ナイフ
ホルダー３を使用し、当該ナイフホルダー３にナイフ部
２を固定して取付けた後、当該ナイフホルダー３を超音
波カッター本体１に設けられている高周波圧電素子群５
に接続されたホーン部４に固着させるものである。

【０００６】従って、係るナイフ部２と該ナイフホルダ
ー３とが緊密一体的に固着される事が必要である。尚、
該超音波カッター本体１内には、高周波圧電素子群５に
接続された高周波発生手段６が設けられている。図４及
び図５は、従来に於ける当該ナイフ部２とナイフホルダ
ー部３との結合固着方法の例を示す図であり、図４で
は、該ナイフ部２の刃先２１とは反対側の端部を円筒状
２２に形成し、当該ナイフ部２の円筒状部２２をナイフ
ホルダー３の先端部分に設けられている円筒状の穴部３
１に嵌入させ、当該ナイフ部２の該円筒状部２２をビス
３２で固定する様にした構造のものが示されており、一
方、図５には、刃先２１とは反対側の端部を平坦状２３
に形成し、当該平坦状部２２を、該ナイフホルダー３の
先端部で且つ該ナイフホルダー３の中心軸を含んで当該
ナイフホルダー３の直径方向と該ナイフホルダー３の長
手方向とに延展せしめられている溝部３３に嵌入させ、
当該ナイフ部２を図４と同様にビス３２で固定する様に
した構造のものが示されている。

【０００７】図４及び図５に示される方法に於いては、
取付け構造が簡単であり、製造コストも安価であるが、
該ナイフ部２を直接ビス３２が押さえるものであって、
然も該ナイフ部２は、当該ビス３２のみで固定されてい
るので、当該ナイフ部２の確実な固定保持が困難であ
り、特に、係る構造に於いては、該ナイフ部２を含めた
当該ナイフホルダー３の振動方向と該ビスによる当該ナ
イフ部２の固定押圧力方向とは、９０度も異なるので、
超音波振動中に両者は、互いにずれが発生し、その結果
当該ナイフ部２が切断したり、振動エネルギーのロスが
発生し、発熱するという問題が有った。

【０００８】図６は、上記した問題を更に解決する為、
ナイフ部２の刃先２１とは反対側の端部を平坦状２２と
すると共に、該平坦部２２に切り欠け部２４を設け、当
該平坦状部２２を、該ナイフホルダー３の先端部で且つ
該ナイフホルダー３の中心軸を含んで当該ナイフホルダ
ー３の直径方向と該ナイフホルダー３の長手方向とに延
展せしめられている溝部３３に嵌入させ、当該切り欠け
部２４にビス３２を嵌合せしめる事により、当該ナイフ
部２は、直接ビス３２で固定されるのではなく、該ナイ
フホルダー３の当該溝部の内壁面を構成している互いに
対向している壁面間で把持されるものである。

【０００９】従って、当該ナイフホルダー３と該ナイフ
部２とは図４及び図５の構造よりもより固定的に一体化
されるが、ナイフ部２そのものを特別に製造しなければ
ならず、従って生産コストの上昇につながるという問題
が存在している。一方、図７は、従来の方法の中でも最
も理想的な固定方法の例を示しており、該ナイフ部２と
該ナイフホルダー３とは互いに半田、溶接等の所謂ロー
付け方法を示したものである。

【００１０】係るロー付け方法に於いては、確かに、外
観上は、両者が完全に互いに固定されている様に見える
場合でも、その内部に空間部、亀裂部、ボイド部等が存
在していると、超音波が効率良く伝播されず、従って、
発熱の原因ともなる。従って、係る構成に於いては、当
該両者の接続部に於いて、欠陥部の無いロー付け処理Ｒ
が行われなければならないが、係る状態のロー付け処理
を行う事は、非常に難しいものであり、超音波の専門家
でないユーザーにとって、ロー付け処理の専門家である
メーカーにロー付け処理を依頼しなければならないと言
う問題が有った。

【００１１】又、係る方法に於いては、ナイフ部２が、
磨耗した場合には、ナイフ部２のみを取り替える事が出
来ず、ナイフ部２とナイフホルダー３とをそっくり取り
替えなければならないので、高価になり、結局は生産コ
ストの上昇に寄与するという問題を有している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を解消し、超音波カッターに於い
て、市販されている板状の肉薄のナイフ刃を、超音波カ
ッター用ナイフとして有効に利用出来る様にした超音波
カッター用ナイフホルダーを提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、超音波カッター用
ナイフホルダーであって、ナイフを保持する本体部の一
部に該ナイフを挿入せしめて該ナイフを挟持せしめる溝
部が設けられており、当該溝部に挿入された該ナイフを
該溝部の対向内壁面で保持しうる様に、当該溝部の溝方
向と直角の方向に螺子部材が設けられ、当該螺子部材に
より該溝部の間隙が調整しうる様に構成されているナイ
フホルダーに於いて、当該溝部に於ける該ナイフの挿入
端部から該溝部の底部迄の深さが、当該ナイフホルダー
本体部の幅方向に於いて異なっている超音波カッター用
ナイフホルダーである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係る超音波カッター用ナ
イフホルダーに於いては、上記した様な技術構成を採用
しているので、超音波振動の諸条件を損なうことなく、
ナイフ部を確実に保持する事が可能であると共に、当該
ナイフホルダーにナイフ部を装着した時に、該ナイフ部
の刃先を当該ナイフホルダーの中央軸心線と一致させる
様に構成されているので、自動加工機、例えばＸ−Ｙプ
ロッターと組み合わされたカッティング装置と組み合わ
せて使用した場合に、当該ナイフ部の先端部の刃先の芯
出しが容易であるので、Ｘ−Ｙプロッターに於ける０座
標点に容易合わせる事が出来るので、加工制度が著しく
向上する。

【００１５】更に、本発明に於いては、該ナイフ部が該
ナイフホルダー部に確実に固定保持されるので、切断負
荷によるナイフ部の位置ずれがないので、長期間に亘た
って加工制度を最適な状態に維持する事が可能である。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明に係る超音波カッター用ナイ
フホルダーの具体例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。即ち、図１（Ａ）は、本発明に係る超音波カッター
用ナイフホルダー８を取り付けた超音波カッター１を示
すものであって、本発明に係る該超音波カッター用ナイ
フホルダー８は、ナイフ２を保持する本体部の一部に該
ナイフ２を挿入せしめて該ナイフを挟持せしめる溝部８
１が設けられており、当該溝部８１に挿入された該ナイ
フ２を該溝部８の対向内壁面８２、８３で保持しうる様
に、当該溝部８１の溝方向Ｘと直角の方向Ｙに螺子部材
８４が設けられ、当該螺子部材８４により該溝部８１の
間隙ｗが調整しうる様に構成されているナイフホルダー
８に於いて、当該溝部８１に於ける該ナイフ２の挿入端
部８５から該溝部８１の底部８６迄の深さＨが、当該ナ
イフホルダー本体部８の幅方向Ｗに於いて異なっている
超音波カッター用ナイフホルダー８が示されている。

【００１７】そして、該超音波カッター用ナイフホルダ
ー８は、図１（Ｂ）に示す様に、従来の超音波カッター
１と同様に、該ナイフホルダー８にナイフ部２を固定し
て取付けた後、当該ナイフホルダー８を超音波カッター
本体１に設けられている高周波発生手段６で駆動される
高周波圧電素子群５に接続されたホーン部４に固着させ
て使用するものである。

【００１８】本発明に係る超音波カッター用ナイフホル
ダー８の構成をより詳細に説明するならば、図２（Ａ）
から図２（Ｄ）に示されている様に、先ず当該超音波カ
ッター用ナイフホルダー本体部８には、その先端部Ｆで
且つ該ナイフホルダー８の中心軸Ｏを含んで当該ナイフ
ホルダー８の幅方向と該ナイフホルダー８の長手方向と
に延展せしめられている溝部８１が設けられているもの
である。

【００１９】該溝部８１の終端部、つまり当該溝部８１
の底部８６近傍には、当該溝部幅ｗを拡大する拡大溝部
８７が設けられており、これによって、該溝部８１の両
側に形成された把持部Ｍ、Ｍ’が前記した螺子部材８４
の螺子込み動作によって、容易に該溝部幅ｗが調整出来
る様になっている。又、該超音波カッター用ナイフホル
ダー８に於いては、その一側面Ｓ１側に設けられた溝部
８１の長さＨ１と、該側面Ｓ１側の反対側の側面Ｓ２に
設けられた溝部８１’の長さＨ２とは互いに異なってい
るものであり、具体的には、１例として図２に示す様
に、その長さが、当該超音波カッター用ナイフホルダー
８の一側面Ｓ１側から側面Ｓ２側にかけて漸次長くなる
ように設計されている。

【００２０】係る構造を採用する事によって、後述する
様に、当該螺子部材８４が、該ナイフホルダー本体部８
の中央軸心線から外れた位置に配備されている場合で
も、当該螺子部材８４によって、把持部Ｍ、Ｍ’が該ナ
イフ部２を均一な把持力で把持固定する事を可能にす
る。本発明に於ける該溝部８１の底部８６に設けられる
傾斜角度は特に特定されるものではなく、任意の角度、
傾斜度を採用する事が可能である。

【００２１】次に、本発明に係る該超音波カッター用ナ
イフホルダー８に於いては、該螺子部材８４の中心部Ｐ
が、当該ナイフホルダー８の中央軸線Ｏから離反した位
置に配置されている事が望ましく、更には、当該螺子部
材８４の螺子形成部分９０に於ける、当該ナイフホルダ
ー８の中央軸心線部Ｏよりに位置する外径部が、当該ナ
イフホルダー８の中央軸線Ｏと一致する位置に配置され
る様に構成されている事が望ましい。

【００２２】係る構成を採用する事によって、当該ナイ
フ２の先鋭部Ｔに連なる当該ナイフ２の背部稜線Ｌが、
当該螺子部材８４の螺子形成部分９０に接触する事によ
って該ナイフホルダー８の中央軸線Ｏと一致する位置に
確実に配置される事になる。つまり、当該ナイフ部２の
芯出しが容易に行える事になる。又、本発明に係る超音
波カッター用ナイフホルダー８に於いては、当該ナイフ
ホルダー８に於ける該ナイフ２の挿入端部Ｆが設けられ
ている側面とは異なる側面、例えば上記側面Ｓ２に、当
該側面Ｓ２に形成された当該溝部８１’の少なくとも一
部を被覆するナイフ固定部材９１が設けられている事が
好ましい。

【００２３】つまり、当該ナイフ固定部材９１は、該螺
子部材８４の中心が当該ナイフホルダー８の中央軸線Ｏ
からずれて設けられている方向にある該ナイフホルダー
８の側面Ｓ１とは反対側の側面Ｓ２に設けられているも
のである。当該ナイフ固定部材９１は、打ち込み若しく
は螺子部材によって、当該ナイフホルダーの側面Ｓ２に
固定的に設けられるものであり、又、該ナイフ固定部材
９１は、ボルト、ビス等の頭部９２の一部、若しくはボ
ルト、ビス等に嵌合されたワッシャー９３であっても良
い。

【００２４】本発明に於ける上記ナイフ固定部材９１
は、該超音波カッター用ナイフホルダー８にナイフ部２
が固定され、適宜の超音波カッター操作を行う場合に、
加工時の切断抵抗等により該ナイフ部２が変位して上記
した芯合わせがずれる事の内容、当該溝部８１’から該
ナイフ部２が外部に顕出する事を防止する作用を有して
いる。

【００２５】上記した、ナイフ部２のナイフホルダー８
とが完全一体化されたソリッドな状態に接合されている
と言う条件が満足される必要があると同時に、更に、本
発明に於いては、上記した、ナイフ部２のナイフホルダ
ー８への取り付け部、或いは、該超音波カッター用ナイ
フホルダー８の螺子部材８４の配置位置、更には、当該
ナイフホルダー８と振動子４との接合部位置等は、当該
超音波振動に於ける振動系としての振動条件を充分満た
す様な条件下に設定される必要がある。

【００２６】つまり、本発明に係る超音波カッターに於
いては、振動子４からナイフ部２にかけては、所定の周
波数に基づいて当該超音波カッターの長手方向の中央軸
心線Ｏに沿って高周波数で伸び縮み共振振動をしている
ものであるが、その振幅は、当該圧電素子群５から当該
ナイフ部２にかけて順次にその振幅が増幅されている。

【００２７】その為、当該圧電素子群５から当該ナイフ
部２にかけて、必然的に振動分布の節部が発生するが、
上記したナイフ部２のナイフホルダー８への取り付け
部、該超音波カッター用ナイフホルダー８の螺子部材８
４の配置位置、或いは、当該ナイフホルダー８と振動子
４との接合部位置等は、かかる振動の節目部に形成する
事によって、共振の発生がなく、安定した状態にあるの
で、当該部分の破壊のおそれがない。

【００２８】その為、超音波カッター全体の発熱も少な
い状態に押さえる事が可能になる。然かも、本発明に係
る超音波カッター用ナイフホルダー８は、その構成か
ら、当該ナイフホルダー８と該ナイフ部２との着脱操作
が容易であるので、市販のナイフ部を購入して、必要に
応じて交換する事が出来るので、経済的である。又、本
発明に係る超音波カッター用ナイフホルダーを使用する
事によって、該ナイフ部２を交換するたびに当該超音波
カッターの振動系に於ける周波数特性を調整する操作を
する必要がなくなるので、作業の効率が向上する。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る超音波カッター用ナイフホ
ルダー８は、上記した様な技術構成を有しているので、
市販されている板状の肉薄のナイフ刃を、超音波カッタ
ー用ナイフとして有効に利用出来ると同時に、ナイフホ
ルダー８に対してナイフ部２を確実に且つ一体的に把持
固定出来るので、ナイフ部の破損を防止すると共に、振
動子の発熱を最小限に抑える事が出来、更には駆動装置
自体を小型化し，且つ消費電力も必要最小限に抑えるこ
との出来る、加工精度、加工効率の優れた超音波カッタ
ー用ナイフホルダーを容易に得る事が出来るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る超音波カッター用ナイフ
ホルダーの構造の一具体例を示す図であり、図１（Ａ）
は、超音波カッター用ナイフホルダーにナイフ部を取り
付けた状態を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１
（Ａ）に示す超音波カッター用ナイフホルダーを超音波
カッター本体部に取り付けた状態を示す図である。

【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本発明に係る超音
波カッター用ナイフホルダーの要部の構成例を示す図で
ある。

【図３】図３は、従来に於ける超音波カッターとそのナ
イフホルダーとの関係を示す図である。

【図４】図４は、従来に於ける超音波カッター用ナイフ
ホルダーの一例の構成を示す図である。

【図５】図５は、従来に於ける超音波カッター用ナイフ
ホルダーの他の例の構成を示す図である。

【図６】図６は、従来に於ける超音波カッター用ナイフ
ホルダーの別の例の構成を示す図である。

【図７】図７は、従来に於ける超音波カッター用ナイフ
ホルダーの更に他の例の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…超音波カッター用ナイフホルダー２…ナイフ部３…ナイフホルダー部４…ホーン部５…高周波圧電素子６…高周波発生手段８…ナイフホルダー部８１、８１’…溝部８２、８３…対向内壁面８４…螺子部材８５…挿入端部８６…溝部の底部８７…拡大溝部９０…螺子形成部分９１…ナイフ固定部材９２…ボルト、ビス等の頭部９３…ワッシャー

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【手続補正書】

【提出日】平成８年７月１日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】本発明に係る超音波カッター用ナイフホル
ダー８の構成をより詳細に説明するならば、図２（Ａ）
から図２（Ｃ）に示されている様に、先ず当該超音波カ
ッター用ナイフホルダー本体部８には、その先端部Ｆで
且つ該ナイフホルダー８の中心軸Ｏを含んで当該ナイフ
ホルダー８の幅方向と該ナイフホルダー８の長手方向と
に延展せしめられている溝部８１が設けられているもの
である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、本発明に係る超音
波カッター用ナイフホルダーの要部の構成例を示す図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波カッター用ナイフホルダーであっ
て、ナイフを保持する本体部の一部に該ナイフを挿入せ
しめて該ナイフを挟持せしめる溝部が設けられており、
当該溝部に挿入された該ナイフを該溝部の対向内壁面で
保持しうる様に、当該溝部の溝方向と直角の方向に螺子
部材が設けられ、当該螺子部材により該溝部の間隙が調
整しうる様に構成されているナイフホルダーに於いて、
当該溝部に於ける該ナイフの挿入端部から該溝部の底部
迄の深さが、当該ナイフホルダー本体部の幅方向に於い
て異なっている事を特徴とする超音波カッター用ナイフ
ホルダー。
【請求項２】当該螺子部材の中心部が、当該ナイフホ
ルダーの中央軸線から離反した位置に配置されている事
を特徴とする請求項１記載の超音波カッター用ナイフホ
ルダー。
【請求項３】当該螺子部材の螺子形成部分に於ける、
当該ナイフホルダーの中央部よりに位置する外径部が、
当該ナイフホルダーの中央軸線と一致する位置に配置さ
れる様に構成されている事を特徴とする請求項２記載の
超音波カッター用ナイフホルダー。
【請求項４】当該ナイフの先鋭部に連なる当該ナイフ
の背部稜線が、該ナイフホルダーの中央軸線と一致する
位置に配置されていると同時に、当該螺子部材の螺子形
成部分に接触している事を特徴とする請求項３記載の超
音波カッター用ナイフホルダー。
【請求項５】当該ナイフホルダーに於ける該ナイフの
挿入端部が設けられている側面とは異なる側面に、当該
側面に形成された当該溝部の少なくとも一部を被覆する
ナイフ固定部材が設けられている事を特徴とする請求項
４記載の超音波カッター用ナイフホルダー。
【請求項６】当該ナイフ固定部材は、該螺子部材の中
心が当該ナイフホルダーの中央軸線からずれて設けられ
ている方向にある該ナイフホルダーの側面とは反対側の
側面に設けられている事を特徴とする請求項５記載の超
音波カッター用ナイフホルダー。
【請求項７】当該ナイフ固定部材は、打ち込み若しく
は螺子部材によって、当該ナイフホルダーの側面に固定
的に設けられている事を特徴とする請求項６記載の超音
波カッター用ナイフホルダー。
【請求項８】当該ナイフ固定部材は、ボルト、ビス等
の頭部の一部、若しくはボルト、ビス等に嵌合されたワ
ッシャーである事を特徴とする請求項６又は７に記載の
超音波カッター用ナイフホルダー。