JPS6099600A - シ−ト材料を超音波的に切断する方法およびその装置 - 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】 〔発明の背景〕 この発明は、織成布および不織布、紙、皮革、合成物、
混成材層その他の柔軟なシート拐イ′トを切断するため
に使用することのできる自動制御切断機械に関するもの
である。

自動制御的に布帛を切断する装置における往復動切断刃
は、従来から良（知られており、米国特許第３，４９５
，４９２号等に開示されている。切断刃としては先鋭な
先導刃先を有する薄く細長い切断刃が一般的であり、こ
の種の切断刃は、シート材イｑな介して予じめ定められ
た切断径路に沿って１１丁進し、同時にシート材料に対
してほぼ垂直な方向に往復動するものである。

特に最近、柔軟なシート材料の切断が超音波振動の助け
によって遂行することができることは認ｈ” 識されている。ペーパー（Ｇｅｒｂｅｒ）およびパール
（Ｐｅａｒｌ）の米国特許第４．ろ７ろ、４１２号には
、シート月相を切断のために位置決めする硬質切断表面
上を先鋭な円周刃先を有する切断ホイールが転動すると
きに、この切断ホイールに超音波振動を伺加する切断機
械が開示されている。超音波振動は、切断刃先と支持表
面との間に位置するシート材料な破砕することによる切
断作業を助けるものと考えられている。さらに、オベー
ダ（Ｏｂｅｄａ）の米国特許第３，３７８，４２９号に
は、合成繊維で作成された織物材不］にスリットを入れ
かつ密封するために超音波的に、！！；ｇ動される器具
が開示されている。

前記した従来の切断器具は、切断作業を遂行するために
シート−材料を位置付けまたは移動させる支持表面に対
して切断刃先を接離させるように振動させている。しか
しながら、衣服や室内装飾品、その他の大型の品目のＭ
造に際して、；１ｎ常、シート材料は多層積重ね体の形
態で切断されており、超音波−的に振動される切断器具
と同時にアノビルとして支持表面を使用することばてき
なかった。

それ故に、この発明の主たる目的は、シート材料の多層
積重ね体を超音波の助けにより９ノ断することのできる
自動制御切断装置とその方法な提供することにあり、さ
らにこの発明の目的は、シート材料の多層積重ね体を超
音波の助けにより穿孔するための装置とその方法を提供
することにある。

〔発明の摘要〕

この発明は、柔軟なシート月別を多層積重ね休の形態で
切断するための自動制御切断装置に関連するものである
。この発明の方法を実施する装置は、切断の間に柔軟な
シート材料を保持する貫通可能な支持表面を具備する。

貫通可能な支持表面に対して移動しつるように装着され
た切断ヘンドは、貫通可能な支持表面に対してほぼ垂直
に延びる軸芯に沿って切断刃を往復動さぜるだめの往復
駆動手段を備えた細長い切断刃を具備する。切断刃は先
鋭な先導刃先を有し、柔軟なシート材料な介してシート
材料と切断的に係合して切断径路に沿って前進しかつ往
復運動を行う。

この発明の装置の改良点は、切断刃の往復運動に超音波
振動を付加するように、超音波変換器手段を備えた。駆
動リンクを往復駆動手段内に設けた点にある。この変換
器手段は、細長い切断刃の長さに沿って定常波を形成し
、切断刃の往復運動は、定常波の節を材料の積重ね体の
中で確実に上下に移動させるものであって、均一な切断
を実施することができさらに超音波振動の利点を積重」
つ体の各層に充分に付与することができる。また切断磯
株のトリル器具も同様に穿孔作業を効果的に行なうこと
ができるように超音波変換器手段を具備する。

〔好ましい実施例の説明〕

図面第１図には、前記の米国ｑ＋πＩ々’ｊ　３，４９
５，４９２号に詳細に開示された型式の自動制御切断機
械を全体的に符号１．０で図示する。この様４７ｆｆｌ
ｌＯは、その上に延展された単一層の柔軟なノーＮｄ別
あるいはシート材料の多層８を重ね体からパターン片を
切断するために使用されるものである。図示の機械１０
は、ｆｌｊｌ］御コンピュータ１２と切断テーブル２２
を有する数値’１ｌｊｌＪ御磯誠であり、この切断チー
ノル２２は、電気ケー７゛ル１４を介してコンピュータ
からテーブルへ伝達される機械コマンド゛に応答して切
断作業を行なうものである。機械は、衣服や室内装飾品
あるいはその他の製品を作成するためにシーＩ・材旧か
もパターン片のマーカーまたは配列を切断ずろこともで
きる。

コンピュータ１２は、切断すべきパターンハノ輪郭を限
定するパターンまたはマーカー・プログラムテープ１６
からデジタル化されたデータを読み取り、そして切断作
業が行なわれるときに、往復動切断刃２０を誘導するた
めの機械コマンド信号を発生する。切断機械の数値制御
の実施例において、積重ね体上の切断径路Ｐはデジタル
化プロセスにおける位置データ（ｐｏｉｎｔ　ｃｉａｔ
ａ）に変換され、この位置データはプログラムテープ１
６上に記憶される。この位置データは、連続的な配置に
４６いて切断径路Ｐに相応する直線または曲線区分の各
端部位置を実際的に限定する。

フｏ　ｆ　ラムテープ１６がコンピュータ１２に読み取
られる前に、コンピュータは、切断チーツル］、　２　
Ｋ特有なサーボ及びカーブ・アルゴリズムを含ムベーシ
ック・マシン・プログラムで固有的ニ構成されまたはマ
シン・プログラムを受け入れる。

このマシン・プログラムは、コンピュータ１２によって
、積重ね体り内で切断されるべき特別な輪郭を限定する
位置データを切断テーブルに理解できる機械コマンド゛
に変換される。この機械コマンド９は、積重ね体に対し
てプログラム制御された切断径路に沿って切断刃２０を
移動させるものである。ところで、この発明は、開示さ
れた数値制御’／　ステムに限定されるものではな（、
アナログコン上０ユータとライン追従子を含むリアルタ
イムおよび前処理プログラムされたデータシステム等？
利用１−ることもできるものである。

切断テーブル２２は、図示するように、切断の間に稍重
ね休りを支持する平坦な支］つ表面を限定する貫通可能
なベラ）２４’ｒ有する。このベット゛は発泡プラスチ
ックまたは剛毛ベント゛て構成することが、できるが、
切断の間に切断刃２（ｌ二ｔ６よびベソ！パを損傷ずろ
ことなく切断刃を容易に挿入さぜ貫通させうろ剛毛ベッ
ト゛が好ましい。また、ベッドは、債重ね体をテーブル
上に堅固に押圧し一体化するために、米国特許第３．４
９５．４９２号に詳細に開示された真空吸着ムステムを
利用するごともできる。

切断刃２０は、Ｘキャリッジ２ＧおよびＹキャリッジ２
８によってベッド２４の支持表面上に懸架され、Ｘキャ
リッジ２６は一組のラック３０と３２」二で図示のＸ座
標軸方向に前後に移動可能であり、ラックに係合する一
ニオンは、コンピュータ１２からのコマンド信号に応答
づ−るＸ駆動モータ３４によって駆動される。Ｙキャリ
ッジ２８は、Ｘキャリッジ２６に対してＹ［標軸方向に
移動しうるようにＸキャリッジ２６上に装着されており
、Ｙ駆動モータ３６およびＹキャリッジとＹ駆動モータ
１１ηを連結するリードねじ軸３８によって、駆動され
る。１駆動モータ３６は、５駆動モータ３４と同様に、
コンぎユータ１２からのコマンドゝ信号によって励起さ
れる。両キャリッジ２６と２８の合成運動は、コンピュ
ータによりプログラムテープ１６から読み出されるデジ
タル化データに応答して行なわれ、往復動切断刃２０を
切断径路ＰＫ沿って誘導する。このように、切断刃はシ
ート材オ」を支持するテーブル上のあらゆる領域にわた
ってパターン片を切断するために利用されるものである
。

切断刃２０は、Ｙキャリッジ２８の突出端部に片持梁状
に散会Ｊげられた台枠４０からなる切断へントゝに装着
される。

第２図には、切断刃２０の装着部を有し、シート材料に
係合する下降位置とシート材イ′・トから１１［［脱す
る上昇位置との間で切断刃２０を移動さぜる切断ヘッド
の詳細を図示する。切断刃２０ばざらにシート材料に対
してほぼ垂直に延びる軸芯のまわりな回動可能であって
、シート材イ′−１においてＸ　１ｌｉｌおよびＹｉｌ
々１１に対してあらゆる角度で延びる！、ＩＪＩ唐所路
に整合するように刃先を方向付けることができる。

り断力２０は、紀１図に図示するように、モータ４２に
よ、って回転、（駆動される［扁心盤５０を含む往復駆
動手段に支持され、この偏心盤５０は偏心した連結ピン
５２および切断刃とピン間を連結する往復１１９に動リ
ンク５１１７有する。、ｌ駆動リンク５４は、その上方
端部でピン５２に直接的に連結され、２個のガイ］・ゝ
ローラ５８と６０間で往復ｒｌｆｌ＋芯方向下方に延び
る可撓性リンク５Ｇヲ有する。ガイド゛ローラは台枠４
０に固定的に取付けられた一対のロット″′６４．６６
」二を上下に１習動する全体的に符シフ６２で示すガイ
ド組立体の一部を構成する。このガイド゛組立体は、連
結リンク７１と上昇モータ（図示しない）とによって、
偏心盤５ｏおよびその駆動モータと同時にロットに沿っ
て垂直方向に移動する。ガイド゛組立体の垂直方向の移
動によって、切断刃はシー４材別積重ね体りどの切断的
な係合および係合からのｐコＬ脱をするように昇降する
。Ｙキャリッジ２８に対する切断ヘッドの装着構造並び
にその作動の詳細は、パール（Ｐｅａｒｌ）の米国特許
第４．０６３，２１４号を参照することができる。

切断刃２０は、モータ４２（第１図）を励起させて偏心
盤５０ヲ回転させることによって、切断の間に往復運動
を行なう。可ｊ；ｂ性リンク５６の下方部分は、ガイド
ローラ５８と６０によってほぼ中央位置に保持され、そ
の上方部分は仮想線で示す両極１恨間で揺動する。ガイ
ドローラは、リンク７ｏと７２の下方端部において調節
可能なキャップねじ７４．７６によってほぼ中央位置に
保持されている。

５駆動リンク５４のスイベルジヨイント８ｏハ、可七６
性リンク５６の下方端部を円周状ハウジング８２に結合
する。この円筒状ハウジング８２は、支持＋１！１１１
８４の中央孔内で往復動’１１１１芯に沿って案内され
、これば切断刃の」三方ガイド゛として作用ずろ。切断
刃の中間ガイｌ−″８６は支持ブラケット８８によって
軸８４から垂架され、下方ガイドＳ！ｌ　Ｏは、ブラケ
ットの下方端部に保持された一対の支持柱９４．９６に
よって押え脚部９２内に装着されている。

支持柱ば、切断作業の間に押え脚部９２をそれ自体の重
量によって、積重ね体りの上に載置しうるように、支持
ブラケット８８内で１習動する。切断刃の下方ガイド９
０の機構に関する詳細はパール（Ｐｅａ、ｒｌ）の米国
特許第４，０９１，７０１−Ｑを参照することができる
。

偏心盤５０、ガイド゛組立体６２および切断刃２０が、
切断刃２０をシート材料との係合から離脱させるように
上昇するときに、中間ガイド８６と支持軸８４が切断刃
を垂直的な一線」二に整列させる。

偏心盤５０、ガイド９組立体６２および切断刃２０が切
断刃をシート材料に切断的に係合さぜるべく下降位置へ
降下されるときに、下方ガイド９０も同様に切断刃の整
列を助け、さらに切断刃に付加される切断負荷を吸収緩
和する。

切断刃２０は、台枠４０に装着された方向イ」けサーボ
モータ（図示しない）及び軸８４の上方端部にキー止め
された７駆動ブー’Ｊ１０２とサーボモータ間に掛は渡
された歯付き、駆動ベルト１００によって、往街動軸芯
に相当する支持軸８４の中心軸芯のまわりを回動する。

このために、１１！ｌＩ］８４は台枠４０内でベアリン
グ１０４，１０６によって軸支され、支持ブラケット８
８は中間ガイド″８６と共に、ロック上０ン１０８によ
って軸の下方端部へ回転可能にピン止めされている。押
え脚部９２内に装着された下方ガイド９０は、支持柱９
４．９６によって支持ブラケット８８と中間ガイド８６
と共に往復動軸芯のまわりを回転する。

このように、切断刃２０は、支持軸８４を介して垂直軸
芯に沿って往復運動をし、そして支持軸と共に軸芯のま
わりを回転する。往復駆動リンク５４内のスイはル８０
は、偏心盤５０に対する切断刃の回転運動を可能にし、
同時に往復運動な切断刃に確実に伝達する。

この発明に基づく切断装置１０ば、切断ヘット９におり
゛る往復駆動リンク５４内に超７３波変換器を具備する
。この変換器は、往復動軸芯方向の細長い切断刃２０に
沿って延びる定常波の形態の超音波振動を切断刃２０内
に発生させる。第６図には、円筒状ハウジング８２に包
囲された超音波変換器１２０を備えた。駆動リンクの詳
細を図示する。

超音波変換器１２０ば、固有励起振動数を有するピエゾ
超音波発生器］２２と音春インピーダンス・トランスフ
ォーマ１２Ｇとからなり、超音波発生器１２２は、導体
１２４を介して例えばろｏ、ｏ　ｏ　ｏサイクルのよう
な超音波帯域の高周波数パルス列によって励起される。

音響インピーダンス・トランスフォーマまたはホーン１
２６は、発生器１２２？切断刀２０の上方端部に連結す
る。切断刃とホーン１２６間の連結は、振動エネルギー
がホーンと刃の接合面を介して大きく減衰することなく
確実に伝達されるように、堅固にねじ結合される。発生
器をピエゾ素子で形成ずろことは必ずしも必須ではなく
、所望ならば、等価の磁歪形または動電形（ｃｌｅｃｔ
ｒｏｄｙｎａｍｉｃ）発生器を用いることもできる。

超音波変換器１２０は、第６図に図示するように、ホー
ン１２６と切断刃２０内に固有振動数の定常波Ｗを発生
させる。定常波Ｗは理論上実線で示す屈Ｊｊ７波と破線
で示す反射波とからなり、圧縮波が機械的な構造内で前
後に移行するときに発生する構造的な振動を呈し、図示
した波の振幅に比例した機械振動を発生させる。定常波
においては振動の節と腹がホーンと切断刃の長さに沿っ
て分布されていることが注目されよう。部間の間隔は、
波が西過する金属内の超音波振動の波長によって決定さ
れ、カーバイド鋼（超硬ｊＮｉ７１）の場合には、ろ０
，０００ｃｐｓ　ま１こばそれ以上の超音波振動数は、
切断刃の長さに沿って数インチまたはそれ以下毎に節を
発生させろ。従って５または６インチ（１２，７または
１５２４α）の長さを有する切断刃の」場合には、図示
するように、刃の長さに沿って数個の節が現われる。

す断力に沿った波Ｗの節と腹は、シート材オ・１内の圧
１酪点と膨張点に相当し、圧縮と膨張により生じる切断
刃先における微小な運動は、切断刃が柔軟なシート利洋
１の積重ね体りを介して切断径路に沿って前進するとき
の布帛の切１所を助ける。この振動に関連した運動は、
往復運動の実ｑＩＩ的に大きなストロークに比べて相当
に小さい。切ｌ’ｌ’Ｊｒ刃の性能な改善するために超
音波を使用するという考えは、米国特許第３．０８６，
２８８号、同３．６１０，０８０号、同３，８１７，１
４１号に例示されているように、この技術分野において
は良く知られているところである。しかしながら、多層
Ａ、ＬＩｉｉ１【ね体形態の柔軟なシート材料の切断に
°超音波を使用するについては、切断刃２０の先鋭な先
導刃先１３／ｌに７Ｑつだ節は刃先の微小な変移に（刀
連し、そして腹が位置する８１重ね体の各）り・ツでの
切断よりも節が位置する積重ね体の各層での切断の効果
が少なくなるという困＋ｉｔｃな点があった。ところで
この発明においては、切断刃内の圧縮波により生じる超
音波振動は切断刃の往復運動に付加され、節と腹は積重
ね体の相異なる層間で垂直方向に移動される。それ故に
８１重ね体の個々の各層が連続的に微小な振動に曝され
ろことがない。その結果、節と腹の影響は積重ね体の多
数の層にわたって全般的に分配されることになる。

節の影響がオｒ↑屯ね体を通して十分に分配されること
を確実にずろために、切断刃のストロークＳと超音波振
動の波長とを相互に関連させることが望ましい。例えば
第６図に図示するように、切断刃のストロークＳは定常
波Ｗの部間の距離とほぼ同じ大きさに形成される。この
ような環境において、節と腹は積重ね体内のそれらの通
常の位置から波長の％に等しい川だけ上下に移動され、
それ故に積重ね体の各層は節と腹の両方に関連した超音
波振動に曝される。このような状態において積重ね体？
介する超音波振動のもつとも効果的な分配を達成するこ
とができる。もちろん、切断刃の往復運動に超音波振動
を付加することは、その他の波長とストロークの関係で
も効果的なものである。

超音波発生器１２２は、ヤツケ（Ｊａｃｋｅ）等の米国
特許第３，３２　Ｂ、６１０号に開示された庁波発生器
の形態でもよい。この種の発生器は、スζ゛ス・クライ
ン・ウルトラソニック・プロダクツ（Ｓｍｉ、ｔｈ　Ｋ
１１ｎｅ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）
　（コネチカット州、ニュータウン）やその他の企業か
ら商業的に入手できろものである。

往復駆動リンク５４内への超音波変換器１２０の装着は
、この技術分野において公知の技術を用いて行うことが
できる。特に、音響インピーダンス・トランスフォーマ
またはホーン１２６は波長の％にほぼ等、しい長さを有
し、発生器はホーンと切断刃２０に結合されており、節
は発生器と切断７りとの中間で縦方向の位置に存在する
。節点は、偏心盤５０によって、駆動される残余のリン
クと円筒状ハウジング内へ転移されるであろう超８−彼
１辰動が微小であるので、変換器を円ｆｒ４１状ハウジ
ング内へ結合または装着する望ましい位置である。した
がって、このようなイ１４成により、切断ヘッドの他の
機械的な構造への超音波振動のフィート゛バックが最小
であり、変換器からのエネルギーの伝播は切断刃２０内
で最大になる。

切断装置１０における超音波変換手段の他の適用は、マ
ーク例は等のために柔軟なシート材料のオ責重ね体りに
穿孔すべく使用されるトゝリルに採用される。第４およ
び５図には、超音波変換器を備えたドリルの詳細を図示
する。全体的に符号１４０で示す穿孔機構は、変換器を
除いては通常一般のものであり、切断テーブル２２のあ
らゆる所望の位１δにわたって移動しうるようにＹキャ
リッジ２８に連結された台枠４０または同様な台枠上の
切断ヘッド９に装着されている。

穿孔機イｆ１７１４．ｏは、スライド’１４４と２個の
ガイド゛柱］４６．１４８とからなるスライド゛組立体
上に装着された回転１駆動モータ］４２を具備する。ス
ライド９１４４は、その突出部１５４に結合されたヒ０
ストン］５２を有する空気圧アクチュエータ］５０によ
って、ガイＩ−ゝ柱１４６．１４．８に沿って垂直方向
に移動する。

コンピュータ制御器］２からのコマンド信号に基づいて
、回転駆動モータ１４２は励起し、そしてアクチュエー
タ１５０はスライドとモータとをモータ１駆動１１ｉ１
＋１　］　６２に結合された回転ドリルＩｎと共に積重
ね体りの方へ下方に押下げる。ドリルＪ６０は通常の布
帛用１・゛リルてあって、一般的に柔軟なシート材料に
挿通して切断するように下方１’１１ｊ部に先鋭な円形
切断力１８０？ｒ有する中空円筒体からなる。

中空ドリルの上端部には、シート材３′・１かも切断さ
れた破片を排出するための排出孔を設けることができる
。この型式の穿孔装置は、米国時２１′１第３．７３０
，６６４号に開示されている。

この発明に基づいて、超音波変換ｉ？：；１６（ｉば、
駆動軸１６２とドリル１６０間に結合されており、この
変換器１６Ｇの詳細は第５図に図示する。この変換器が
、切断刃２０に連結された変ｉＳ器１２０と実質的に同
一構造を有することは第５図から明らかであろう。変換
器］６６は、円筒状ハウジング４７２内に装着された超
音波発生器１６８と１（匈１゛（５インピーダンス・ト
ランスフォーマ１７０を具（＋ｉｉｉずろ。ハウジング
と変換器間の機械的結合部は、トランスフォーマ１．７
０の中央点の近傍で振動の節点であることが好ましい。

発生器１６８は、ピエゾ、磁歪形または動電形発生器で
あり、第４図に図示するスリラフリング組立体１７６を
介して励起される。ドリルは穿孔作業の間にモータ軸１
６２によって回動されるので、スリップリングが必要で
ある。カップリングカラー１７８は、振動な減衰させる
ことなく軸方向に１・８リルヘ伝達するように、発生器
１６６とドリルの間に堅固な機械的なカンプリングを形
成する。

１・゛リルによる切断はト８リルの下方端部Ｉ８ｏのみ
で行なわれるので、振動はドリルの下方端部で最大変移
を有するような定常波をドリル内に形成するものが最も
望ましい。都合良いことに、ロー１・゛・インピーダン
スも同様にその下方ψ１．）：部で屈折波と同期するこ
とな（１８０度変位した反射波を必要とする。換言する
と、トゝリル内の定常波は、第６図の定常波と実質的に
同一な波形な有し、超音波振動の振動数および波長は、
第６図に図示するような定常波を形成するように、１・
ゞリルの長さと相互に関連させるべきである。

要約すると、ここに開示された柔軟なシーｔ−ｊ、ｇ石
なり１す〒するだめの自動制御ｑ）断・則（）↓（は、
細長い切断刃の往復運動が切断作業を向上させろように
超音波振動で助成されるものである。これは、切断刃を
往復運動させる１駆動リンク内に超音波発生器を組み込
むことによって達成することができる。

切断拶械におけろドリルもまブこ同じシート材料を介す
る穿孔作業？改善するように超）′１波変換器で向上さ
れる。

以上、この発明に関して好ましい実施例につき説明した
けれども、この発明の精神から逸脱することなく種々の
修正および置換を行いうることは理解されよう。前記し
たように、超音波振動を発生させる発生器はヒ０エゾ、
動電形または磁歪形のいずれかて形成することができる
。発生器は音響インピーダンス・トランスフォーマによ
って）！ｉｆｆ　点に装着することが好ましいけれども
、その他の装着構造を用いることもできる。切断力を往
復運動させるだめの図示した特別な駆動リンクは典型的
な一例であって、例えば米国特Ｓイ［第４，０４８，８
９１号に示されたような他のリンクもＩツノ断力の作用
な改善すべく超音波変換器で助成することができる。

従ってこの発明は、限定の意味ではなく例示として好ま
しい実施例につし・て説明したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を具体化する自動制御切断機械の宗
１視図であり、 第２図は、第１図に図示する・殿わ曳の切断ヘットゝの
立面図であって、長い切断刃および切断刃を往復動させ
る１駆動手段を図示し、 第６図は、切断力および切断刃に定常波を形成する超音
波変換器を図示する拡大部分図であり、第４図は、切断
ヘラｌ−゛Ｊ：に装着された回転１−゛リルを図示する
立面図であり、 ２ｉ′！１５図は、ｌ−ゝリルに結合された超音波変換
器を図示する拡大部分図である。 〔符号の説明〕 １ｏ・・・自動制御切断装置　２０・・・切断力２２・
・・切断チーノル　２７１・・・支持部（切断ベッド）
２６．２８・・・キャリノジ　３４．３６・・・１駆動
モータ５０・・・（Ｉｉｉｉ心盤　５　／Ｉ・・・往復
１駆動リンク８２・・・円筒状ハウジング　１２０・・
・超音波変換器１２２・・・超音波発生器　１２６・・
・音響インピーダンス・トランスフォーマ　１３４・・
・切１１Ｆ　刃先１４０・・・穿孔機構　１６０・・・
回転トゞリル　１６６・・・超音波変換器　１６８・・
・超音波発生器　］７０・・・音響インピーダンス・ト
ランスフォーマ　１７２・・・円筒状ハウジング Ｌ・・・積重ね体　Ｓ・・・ストローク　Ｗ・・・定電
波臼Ｇ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）多層積重ね体Ｌ）の形態に延展された柔軟な７−ト
   材料を保持する貫通可能な支持表面を限定する支持部０
   ４）と、貫通可能な支持表面およびその上のシート材料
   に対して相対的に移動可能に装着され、細長い切断刃（
   ２０）と貫通可能な支筒表面Ｋｌ丘ぼ垂直に延びる１（
   １＋芯に市って切断刃（２０）を往復運動させる往復駆
   動機構（５０）とを備えた切断ヘッドを具備し、切断刃
   （２０）は切断作業の間にシート材料と切断係合して切
   断径路に沿って前進する先鋭な先導刃先な有し、更に支
   持部■イ）と切断ヘッドに連結され、予め設定された切
   断径路に沿って切断刃（２０）とシート材料、（Ｌ）を
   互いに相対的に移動させる被制御モータ機構（２６、２
   ８）を具備する柔軟なシート材料を自動的に切断するた
   めの切断装置において、往復μスに動ｔａ構内に設げら
   れた駆動リンク（５４）は、切断刃の往彷運動に超音波
   振動を付加するための超音波変換器（１２０）を含むこ
   とを特徴とする切断装置。 ２）超音波変換器（１２０）は、超音波発生器（１２２
   ）と、切断刃と発生器間に延びる音響インピーダンス・
   トランスフォーマ（１２６）とからなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の切断装置。 ６）往復１駆動機構は、切断刃の刃先におけろ超音波振
   動の節をシート材料の積重ね体の相異なる層の間で移動
   させるように、駆動リンク（５４）と切断刃（２０）を
   超音波振動よりも実質的に大きなストロークで往復運動
   させる聞心盤（５０）’に含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の切断装置。 ４）超音波変換器（１２０）は固有振動数を有し、細長
   い切断刃（２０）の長さは、その中で超音波１辰動な固
   有偏動数の定常波に形成するように選定されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の切断装置。 ５）柔軟なシート材料の多層積重ね体（Ｌ）な細長い切
   断刃（２０）で切断するように保持する支持表面を有す
   る自動！１ｉｌＩＩｉ１．ｌ］切断装置を用い、切断刃
   は、支持部１ｊｉｉ　Ｋ対しほぼ垂直に延びろ軸芯に沿
   って往復動され、プログラム制御のもとて、刃が前進し
   かつ往復動するときに、シー１−４Ｊ石を介して切断す
   る先鋭な先導刃先で予め設定された切断径路（Ｐｌに沿
   って前進させる、柔軟なシート材料の切断方法において
   、切断刃の往復運動に切断刃先の長さに沿った超音波撮
   動を伺加ずろことを一特徴とする切断方法。 ６）超音波振動のイ」加は、超音波振動ケ切断刃（瀾に
   沿った定常波として発生させることを特徴どずろｑ！ｆ
   許請求の範囲第５項に記載の切断方法。 ７）切断刃（２０）の往復運動は、定常波のｔイｊ間の
   間隔とほぼ同じ大きさのストロークで行われることを特
   徴とする特許請求の範囲第６項に記載の切断方法。 ８）切断のために多層積重ね体（Ｌ）の形態に延展され
   た柔軟なシート側斜を保持する貫通可能な支持表面を限
   定する支持部（２＝Ｉ）と、支持表面上のシー　１−材
   料と切断係合する切断器具（２０）を有して、支持部（
   ２４）に対し相対的に移動可能に装着された器具キャリ
   ッジ（２６）と、キャリッジを支持表面とシート材料に
   対して予め設定された切断線に沿って相対的に移動させ
   るように支持部（２イ）と器具キャリッジ（２６）に連
   結された被制御モータ機構（３イ）とを具備する柔軟な
   シート材料す自動的に切断する装置において、シート材
   料上の選定された位置へ移動すべ（器具キャリッジ（２
   Ｇ）上に装着され、シート材料に穿孔す・るために支持
   表面とシート材料に接雅自在に移動する１・゛リル器具
   （１６０）な有する穿孔機構（１４０）な備え、該穿孔
   機構Ｃ１４０）は、１・９リル器具（］−６０）をキャ
   リッジ（２６）から支持しかつ穿孔作業な促進するよう
   に器具（１，６０）内に定常波を発生させる超音波変換
   器（１６Ｇ）　’、ｃ有することを特徴とする切断装置
   。 ９）超音波変換器（１６６）は、超音波発生器（１，６
   ８）と、１・ゝリルと発生器間に延びる音響インピーダ
   ンス・トランスフォーマ（１７０）とからなることな特
   徴とするｑ踵′１請求の範囲第８項に記載の切断装置。 １０）柔軟なシート材料の多層積重ね体化切断のために
   延展する支持表面とシート材イ′１に穿孔ずべ（選定さ
   れた位置において績重ね休を１１通ずる機械的ト９リル
   器具０６０）とを具（＋ｉｉｉする自動制御切断機械（
   １０）を用いて、柔軟なシー１−　）ｌ、ｔ　１１を切
   断する方法において、ドリル器具Ｑｔ；ｏ）かシー１材
   相の積重ね体を貫通する間にドリル器只（１，６０）を
   超音波振動数で振動さぜることを！１１徴とする切断、
   方法。 １１）超音波振動数での振動は、器具の長さに沿って定
   常波を形成する超音波振動数で１’　！Ｊル器具（１，
   ６０）を振動させることを特徴とするＪＩ！ｉ：許請求
   の範囲第１０項に記載の切断方法。