特許 6471004 超音波切断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6471004

(24)【登録日】2019年1月25日

(45)【発行日】2019年2月13日

(54)【発明の名称】超音波切断装置

(51)【国際特許分類】

   B26D 7/08 20060101AFI20190204BHJP

【ＦＩ】

   B26D7/08 A

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-42302(P2015-42302)

(22)【出願日】2015年3月4日

(65)【公開番号】特開2016-159413(P2016-159413A)

(43)【公開日】2016年9月5日

【審査請求日】2018年2月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】501410126

【氏名又は名称】ブランソン・ウルトラソニックス・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100073324

【弁理士】

【氏名又は名称】杉山 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100134898

【弁理士】

【氏名又は名称】岩田 克子

(72)【発明者】

【氏名】玉本 修

(72)【発明者】

【氏名】王 浪

【審査官】 石田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１１８２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１９９４２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実用新案登録第２５２０７３２（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開２０１２−１４３８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２６２７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７１７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６６３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０７０４２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−１２３５１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２６Ｄ ７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台上に支承板を対立設し、前記二つの支承板の内の一方の支承板は、前記基台に固定すると共に、もう一方の支承板は、前記基台上に後記切断刃の長さに沿って設けたリニアガイドレール及び該リニアガイドレールに沿って摺動するリニアガイドブロックを介して移動自在とし、また前記リニアガイドレールにおける前記移動側の支承板の前記固定側の支承板との反対側に、該リニアガードレールに沿って摺動するリニアガイドブロックを介してテンション調整板を配設すると共に、該テンション調整板を、前記基台上に備えたボールねじ及び該テンション調整板に設けた該ボールねじが螺合するナット部材とからなる送りねじ機構をもって移動可能とし、また、前記移動側の支承板と前記テンション調整板との間にテンション用のコイルばねを介装し、また厚味が薄く且つ帯状に長い、共振体とし且つその一端側をコンバータに接続した加振ホーンに支持せしめてこれによる加振側とした切断刃を、その全体の長さにおいて加振側と反対側の端部が振動の腹又は節のいずれかになるようになし、該切断刃の加振側と反対側の端部が、腹となる場合には支持ホーンにより支持する一方、節となる場合には所定の質量の支持ブロックに支持するようになし、前記対立設する支承板における一方の支承板に、前記加振ホーンを保持すると共に、もう一方の支承板に、前記切断刃の加振側と反対側の端部を支持する支持ホーン又は支持ブロックを保持し、前記切断刃の加振側と反対側の端部が腹となる場合においては前記加振ホーンと支持ホーンの夫々の先端面に、また前記切断刃の加振側と反対側の端部が節となる場合においては前記加振ホーンの先端面に、加振ホーン又は支持ホーンの中心部において最も深くなる三角形状の切り込みを設け、該三角形状の切り込みの各平坦な傾斜面の夫々に、該傾斜面の夫々と同一角度の傾斜面を設けて該傾斜面に沿って摺動自在となすと共に、双方の対向壁を加振ホーン又は支持ホーンの軸と平行な平坦面となした一対の挟持駒を、それらの中心部に穿設した加振ホーン又は支持ホーンの軸方向に沿い且つ前記三角形状の切り込みの傾斜面の浅深方向に長いねじ挿通孔に挿通した加振ホーン又は支持ホーンの前記三角形状の切り込みの各傾斜面に加振ホーン又は支持ホーンの軸と平行に螺装した六角孔付き頭部のねじをもって保持し、前記ねじを螺進させ、その頭部で前記一対の挟持駒の夫々を前記三角形状の切り込みの傾斜面に押し付けることによって双方の対向間隙を狭め、もってこれら一対の挟持駒間に前記切断刃の端部を挟持固定するようになしたことを特徴とする超音波切断装置。

【請求項2】

加振ホーンとコンバータの間にブースターを介在させてなる請求項１記載の超音波切断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は超音波切断装置に関し、更に詳細には所定の形状に造形することはできるが、軟らかで、力を加えると変形してしまう部材の切断に用いるに好適な超音波切断装置に係わる。

【背景技術】

【0002】

従来、切断刃に超音波振動を与えて部材を切断する技術は周知であり、そして、所定の形状に造形することはできるが、軟らかで、力を加えると変形してしまう部材、例えば、極めて微細な粒子と水との混合体である焼結前の陶器のような粘土質のものを切断するには、厚みが薄く且つ帯状に長い切断刃を用いて行うことが有効であることは良く知られ、従来においてもそのような装置が種々案出されている。

【0003】

ところで、そのような装置で用いる切断刃は、薄ければ薄い程且つ安定した縦振動共振を維持する程切断に有利である。しかし、従来における切断刃は一般的に相当な厚みがあり、１ｍｍ以上のものが殆どであるから，被切断物の切断面の変形が避けられず、よってより薄い切断刃による切断の実現化が要望されている。

【0004】

また、そのような切断装置では切断刃の摩耗や折損が生じたときにおける切断刃の交換作業の迅速性も求められている。

【0005】

そして前記の如く厚みが薄く且つ帯状に長い切断刃を、従来におけるよりも一段と厚みを薄く且つ安定した縦振動共振を維持することができるようにするためには、次の二点の工夫が必要である。

【0006】

先ず、第１の点は、切断刃への振動のかけ方であり、それは、切断刃自身を共振体とし、且つその全体の長さにおいて加振側と反対側の端部が腹又は節のいずれかになるようになすと共に，該端部が腹である場合には支持ホーンで、また該端部が節である場合には支持ブロックで支持するようになし、更に切断刃に安定して適度のテンションをかけることである。

【0007】

次に、第２の点は、切断刃における端部の加振ホーン又は支持ホーンへの固定の仕方である。

【0008】

切断刃の厚みが薄く且つ長くなると、切断に必要な振動モード以外の振動モードが発生し易くなる。即ち、切断に必要な振動モードは縦振動であるが、これ以外の横振動や捻じれ振動が発生し易くなる。それは、切断刃の厚みが１ｍｍ以上あれば充分な剛性を有することから撓みを生じないが、それ以下だと撓みを生じ、これが原因して横振動や捻じれ振動が発生し易くなるのである。尚、横振動や捻じれ振動が発生すると、切断の効率が低下すると共に、切断刃の折損を招く虞がある。

【0009】

そして、厚みが薄く且つ長い切断刃に撓みを生じさせないようにし、或いは振動モードを縦振動に安定させるには、切断刃自身を共振体とし且つ切断刃をその全体の長さにおいて、加振側と反対側の端部が振動の腹又は節のいずれかになるようになすと共に、該端部が腹である場合には支持ホーンで、また該端部が節である場合には支持ブロックで支持するようになし、更にその剛性を補うべく適度のテンションをかけることと、切断刃における端部の加振ホーン又は支持ホーンへの固定の仕方が重要である。

【0010】

従来の装置においても前記第１の点を略満たす構成のものが特許文献１に示されている。しかし、特許文献１に示されたものは、切断刃へのテンションのかけ方と、切断刃における端部の加振ホーンと支持ホーンへの固定の仕方において問題があり、切断刃の撓みや捻じれを防ぐことができず、また振動モードを安定させることができない。

【0011】

該特許文献１に示された装置における切断刃へのテンションのかけ方は、図１１に示す通りであり、切断刃１００の両端部の夫々を支持する加振ホーン（図示せず。）と支持ホーン１０１（図では支持ホーンのみを示している。）の切断刃１００と反対側の面に、先端に雄ねじ１０２ａを刻設したテンション調整杆１０２を突設し、該テンション調整杆１０２を支承枠１０３に設けた孔１０３ａに摺動自在に貫挿した状態において該テンション調整杆１０２の雄ねじ１０２ａにナット１０４、１０４を螺合してなるものである。そして、該ナット１０４、１０４をテンション調整杆１０２の軸方向にずらすことによって切断刃１００のテンションを調整するものである。尚、図中１０５は切断刃１００の端部の支持ホーン１０１への固定金具である。

【0012】

斯かる切断刃へのテンションのかけ方は、装置を稼働する前の状態においてナット１０４、１０４のテンション調整杆１０２の軸方向における位置を決めるため、稼働中に振動でナット１０４、１０４が緩んだときにテンションが不充分になるという問題がある。よって安定して適度のテンションをかけることができない。そしてまた、この場合には切断刃１００に撓みや捻じれが生じることになる。

【0013】

また、該特許文献１に示された装置における切断刃の両端部の各加振ホーンと支持ホーンへの固定の仕方は、図１２に示す通り、前記固定金具１０５を用いて行うものである。そして、該固定金具１０５は、ホーン１０１の先端に突設したボルト１０６内の透孔１０６Ａ内に、切断刃１００を挟持するチャック体１０７を挿着し、その先端に、テーパー状をなす先端部にスリット杆１０８を形成し、更に前記ボルト１０６に螺合した締付ナット１０９のテーパー孔部１０９Ａ内に前記スリット杆１０８を貫通させ、前記締付ナット１０９をボルト１０６の軸方向にずらすことによって締付ナット１０９のテーパー孔部１０９Ａによりスリット杆１０８を縮小させ、もって切断刃１００を固定するものである。尚、切断刃１００を交換等のために取り外すときには、締付ナット１０９を反対方向に回してそのテーパー孔部１０９Ａをずらし、もってスリット杆１０８を拡張させて行うものである。

【0014】

しかし、斯かる固定の仕方では、部品の数が多いことから結果として金属の接触面が多く、稼働中において摩擦による発熱と同時に超音波周波数以外の振動を誘発するという問題がある。そして、これが切断刃の振動モードの安定に悪影響を及ぼすことになる。

【0015】

即ち、斯かる固定の仕方では、１０μｍ程度の小さな振幅の場合には殆ど問題がないが、振幅がそれ以上の大きさになると部品同士の摩擦による発熱が生じ、また部品同士の衝突により超音波周波数以外の振動が誘発され、切断刃の振動モードの安定に悪影響を及ぼすことになる。

【0016】

また、切断刃の加振ホーンへの固定の仕方としては、この他にも、例えば、特許文献２に示す方法もある。図１３には、該特許文献２に示す方法を示しており、切断刃（図示せず。）の端部を加振ホーン１１０の先端部の切断刃挿入溝１１１に差し込み、加振ホーン１１０に前記切断刃挿入溝１１１と直交する方向から差し込んだボルト１１２をもって切断刃を固定するものである。尚、切断刃の端部には前記ボルト１１２を貫挿する孔が穿設されている。

【0017】

しかし、斯かる固定の仕方の場合には、固定状態におけるボルト１１２の軸が切断刃の振動方向と直交することになる。このため、ねじが緩み易く、その場合は切断刃が安定せず、また超音波振動によるボルト１１２の雄ねじとホーン１１０の雌ねじとの間の表面摩擦が抑えられず、発熱することになる。尚、超音波ツール用のねじとしては振動方向と平行にすることが望ましく、それが雄ねじと雌ねじの緩みを防ぎ、且つそれらの間の表面摩擦による発熱を防ぐために有効である。

【0018】

また、特許文献３にも切断刃の加振ホーンへの固定の仕方が示されている。該特許文献３に示された固定の仕方は、図１４に示す通りであり、加振ホーン１１３に、その先端面に中心部に向かって深くなるテーパー状の傾斜面１１４を設けると共に、該傾斜面１１４から奥の方に加振ホーン１１３の軸に沿った雌ねじ１１５を刻設した孔１１６を設ける一方、前記加振ホーン１１３と別体で、加振ホーン１１３の前記雌ねじ１１５を刻設した孔１１６に螺入するボルト１１７における頭部１１７ａを、その雌ねじ１１５を刻設した孔１１６との螺合側の面を前記傾斜面１１４と同等のテーパー状の傾斜面１１８となすと共に、頭部１１７ａの端面に加振ホーン１１３の軸に沿った切断刃挿入溝１１９を設け、該切断刃挿入溝１１９に切断刃１２０を挿入した状態で前記ボルト１１７を前記加振ホーン１１３の雌ねじ１１５を刻設した孔１１６内に螺進させ、前記加振ホーン１１３の傾斜面１１４と前記ボルト１１７の傾斜面１１８との共働によってボルト１１７の切断刃挿入溝１１９を狭め、もって該ボルト１１７の切断刃挿入溝１１９によって切断刃１２０を把持するものである。

【0019】

しかし、斯かる固定の仕方では、ボルト１１７の切断刃挿入溝１１９の挟持による切断刃１２０の把持力が弱く、稼働中において切断刃１２０がずれたり、抜け落ちたりする虞がある。それは、ボルト１１７を螺進させて切断刃１２０を固定するとき、切断刃挿入溝１１９の対向壁における切口側（開放端）の部分から切断刃１２０への接触が始まるから、両対向壁は最後まで平行にならず、切断刃１２０に対して面ではなく点或いは線で接触していることになる。このため把持力が弱く、前記の問題が生じることになるのである。また、その結果、切断刃が薄い帯状の長い切断刃であると、テンションが不充分となり、切断刃に撓みや捻じれが生じることになる。

【0020】

またその他、斯かる固定の仕方では、ボルト１１７をねじ回すことによって切断刃１２０を把持するものであるから、切断刃１２０のホーン１１３の円周方向に対する位置の再現性に問題がある。即ち、切断刃１２０の交換の度毎にホーン１１３に対する切断刃１２０の回転方向の位置がずれ、改めてホーン或いは被切断物の位置を再セットし直さなければならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0021】

【特許文献1】特開平８−１１８２８７号公報

【特許文献2】特開２００８−１５４７８５号公報

【特許文献3】特開２０１０−５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0022】

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであって、切断刃への振動のかけ方において、切断刃自身を共振体とし、且つ切断刃を、その全体の長さにおいて加振側と反対側の端部が振動の腹又は節のいずれかになるようになすと共に、該端部が腹である場合には支持ホーンで、また該端部が節である場合には支持ブロックで支持するようになし、更に切断刃に安定して適度のテンションをかけることができるようになすと共に、切断刃における端部の加振ホーン又は支持ホーンへの固定の仕方において、稼働中において切断刃の撓みや捻じれを生じないように確固として固定することができるようになし、もって従来に比して一段と切断刃の厚みを薄くすることができると共に安定した縦振動共振を維持することができるようになした超音波切断装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0023】

而して、本発明の要旨とするところは、基台上に支承板を対立設し、前記二つの支承板の内の一方の支承板は、前記基台に固定すると共に、もう一方の支承板は、前記基台上に後記切断刃の長さに沿って設けたリニアガイドレール及び該リニアガイドレールに沿って摺動するリニアガイドブロックを介して移動自在とし、また前記リニアガイドレールにおける前記移動側の支承板の前記固定側の支承板との反対側に、該リニアガードレールに沿って摺動するリニアガイドブロックを介してテンション調整板を配設すると共に、該テンション調整板を、前記基台上に備えたボールねじ及び該テンション調整板に設けた該ボールねじが螺合するナット部材とからなる送りねじ機構をもって移動可能とし、また、前記移動側の支承板と前記テンション調整板との間にテンション用のコイルばねを介装し、また厚みが薄く且つ帯状に長い、共振体とし且つその一端側をコンバータに接続した加振ホーンに支持せしめてこれによる加振側とした切断刃を、その全体の長さにおいて加振側と反対側の端部が振動の腹又は節のいずれかになるようになし、該切断刃の加振側と反対側の端部が、腹となる場合には支持ホーンにより支持する一方、節となる場合には所定の質量の支持ブロックに支持するようになし、前記対立設する支承板における一方の支承板に、前記加振ホーンを保持すると共に、もう一方の支承板に、前記切断刃の加振側と反対側の端部を支持する支持ホーン又は支持ブロックを保持し、前記切断刃の加振側と反対側の端部が腹となる場合においては前記加振ホーンと支持ホーンの夫々の先端面に、また前記切断刃の加振側と反対側の端部が節となる場合においては前記加振ホーンの先端面に、加振ホーン又は支持ホーンの中心部において最も深くなる三角形状の切り込みを設け、該三角形状の切り込みの各平坦な傾斜面の夫々に、該傾斜面の夫々と同一角度の傾斜面を設けて該傾斜面に沿って摺動自在となすと共に、双方の対向壁を加振ホーン又は支持ホーンの軸と平行な平坦面となした一対の挟持駒を、それらの中心部に穿設した加振ホーン又は支持ホーンの軸方向に沿い且つ前記三角形状の切り込みの傾斜面の浅深方向に長いねじ挿通孔に挿通した加振ホーン又は支持ホーンの前記三角形状の切り込みの各傾斜面に加振ホーン又は支持ホーンの軸と平行に螺装した六角孔付き頭部のねじをもって保持し、前記ねじを螺進させ、その頭部で前記一対の挟持駒の夫々を前記三角形状の切り込みの傾斜面に押し付けることによって双方の対向間隙を狭め、もってこれら一対の挟持駒間に前記切断刃の端部を挟持固定するようになしたことを特徴とする超音波切断装置にある。

【0024】

また、上記構成において、加振ホーンとコンバータの間にブースターを介在させるようになしてもよい。

【発明の効果】

【0025】

本発明は上記の如き構成であり、切断刃への振動のかけ方において、切断刃自身を共振体とし、且つ切断刃を、その全体の長さにおいて加振側と反対側の端部が振動の腹又は節のいずれかになるようになすと共に、該端部が腹である場合には支持ホーンで、また該端部が節である場合には支持ブロックで支持するようになし、更に切断刃に安定して適度のテンションをかけることができるようになすと共に、切断刃における端部の加振ホーン又は支持ホーンへの固定の仕方において、稼働中において切断刃の撓みや捻じれを生じないように確固として固定することができるようになしたものである。したがって、切断刃を従来に比して一段と厚みを薄くできると共に安定した縦振動共振を維持することができ、もって切断効率を一段と向上させることができるものである。

【0026】

また、加振ホーンとコンバータの間にブースターを介在させるようになした場合には、加振ホーンのみの振幅では不充分である場合に振幅を増幅させてこれを補うことができるようになり、切断の効率が一段と向上するものである。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第１実施形態に係る超音波切断装置の斜視図である。

【図2】同正面図である。

【図3】同平面図である。

【図4】同加振ホーンと支持ホーンへの切断刃の固定方法の説明図であり、切断刃を一部省略して示した加振ホーンと切断刃の部分の斜視図である。

【図5】同一対の挟持駒による切断刃の挟持前の状態の部分拡大断面図である。

【図6】図５中Ａ―Ａ線断面図である。

【図7】同一対の挟持駒による切断刃を挟持した状態の部分拡大正面図である。

【図8】同一対の挟持駒による切断刃を挟持した状態の部分拡大断面図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係る超音波切断装置の正面図である。

【図10】本発明の第３実施形態に係る超音波切断装置の斜視図である。

【図11】特許文献１に示された超音波切断装置における切断刃へのテンションのかけ方の説明図である。

【図12】特許文献１に示された超音波切断装置における切断刃のホーンへの固定の仕方の説明図である。

【図13】特許文献２に示された超音波切断装置における切断刃のホーンへの固定の仕方の説明図である。

【図14】特許文献３に示された超音波切断装置における切断刃のホーンへの固定の仕方の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。

【0029】

先ず、本発明の第１実施形態について説明する。
図中、１は超音波切断装置である。

【0030】

また、該超音波切断装置１は、長方形の基台２上に支承板３、４を対立設し、前記二つの支承板３、４の内の一方の支承板４は、前記基台２に固定すると共に、もう一方の支承板３は、前記基台２上に後記切断刃の長さ方向に沿って設けたリニアガイドレール５及び該リニアガイドレール５に沿って摺動するリニアガイドブロック６を介して移動自在とし、また前記リニアガイドレール５における前記移動側の支承板３の前記固定側の支承板４との反対側に、該リニアガードレール５に沿って摺動するリニアガイドブロック７を介してテンション調整板８を配設すると共に、該テンション調整板８を、前記基台２上に備えたボールねじ９及び該テンション調整板８に設けた該ボールねじ９が螺合するナット部材１０とからなる送りねじ機構１１をもって移動可能とし、また、前記移動側の支承板３と前記テンション調整板８との間にテンション用のコイルばね１２を介装し、また厚みが薄く且つ帯状に長い、共振体とし且つその一端側をコンバータ１４に接続した加振ホーン１５に支持せしめてこれによる加振側とした切断刃１３を、その全体の長さにおいて加振側と反対側の端部が振動の腹となるようになすと共に、該切断刃１３の加振側と反対側の端部を支持ホーン１６により支持し、また前記対立設する支承板３、４における一方の支承板３に前記加振ホーン１５を保持すると共に、もう一方の支承板４に前記支持ホーン１６を保持し、更に前記加振ホーン１５と支持ホーン１６の夫々の先端面に、加振ホーン１５又は支持ホーン１６の中心部において最も深くなる三角形状の切り込み１７を設け、該三角形状の切り込み１７の各平坦な傾斜面１７Ａ、１７Ｂの夫々に、該傾斜面１７Ａ、１７Ｂの夫々と同一角度の傾斜面１８Ａ、１９Ａを設けて該傾斜面１７Ａ、１７Ｂに沿って摺動自在となすと共に、双方の対向壁１８Ｂ、１９Ｂを加振ホーン１５又は支持ホーン１６の軸と平行な平坦面となした一対の挟持駒１８、１９を、それらの中心部に穿設した加振ホーン１５又は支持ホーン１６の軸方向に沿い且つ前記三角形状の切り込み１７の各傾斜面１７Ａ、１７Ｂの浅深方向に長いねじ挿通孔２０、２１に挿通した、加振ホーン１５又は支持ホーン１６の前記三角形状の切り込み１７の各傾斜面１７Ａ、１７Ｂに加振ホーン１５又は支持ホーン１６の軸と平行に螺装した六角孔付き頭部２２Ａ、２３Ａのねじ２２、２３をもって保持し、前記ねじ２２、２３を螺進させ、その頭部２２Ａ、２３Ａで前記一対の挟持駒１８、１９の夫々を前記三角形状の切り込み１７の傾斜面１７Ａ、１７Ｂに押し付けることによって双方の対向間隙を狭め、もってこれら一対の挟持駒１８、１９間に前記切断刃１３の端部を挟持固定するようになしたものである。また、その他図中９Ａは前記ボールねじ９の回転ハンドル、９Ｂは回転止めである。

【0031】

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態は、上記の如く加振ホーン１５から加えられた超音波振動により切断刃１３自身が共振して大きく振動し、そして、該切断刃１３の加振側と反対側の振動の腹となる端部も加振側と同様の支持ホーン１６によって支持されているから、切断刃１３の振動が減衰されることがないものである。したがって、切断刃１３は、切断するに充分な大きさの振動を行うと共に、振動する部分と振動しない部分の状態が安定して持続することになり、切断の効率が向上するものである。また、一方側の加振ホーン１５を保持する一方の支承板３は、リニアガイドレール５に沿って切断刃１３の長さ方向に移動し、送りねじ機構１１によるテンション調整板８の移動によってこれらテンション調整板８と一方の支承板３との間に介装したコイルばね１２の張力を調整することによって切断刃１３のテンションを適度に調整するものであるから、切断刃１３に充分なテンションをかけることができ、振動中における撓みや捻じれが生じることを防止することができるものである。したがって、切断刃１３には切断に必要な縦振動のみを発生させることができるものであり、前記作用と相俟って、切断刃１３をより薄く且つ安定した縦振動共振を維持することができるものである。尚、切断刃１３のテンションは１００Ｎから１０００Ｎが望ましく、また、切断刃１３は、その全体の長さにおいて加振側と反対側の端部が振動の腹となるようになし、具体的には超音波振動周波数による刃の１／２波長共振長さを求め、その整数倍で決定すればよい。例えば、超音波振動周波数２０ＫＨｚの鋼材で切断刃を製作した場合には、縦振動１／２波長共振長さは約１３０ｍｍとなり、その整数倍の２６０ｍｍ、３９０ｍｍとすればよい。

【0032】

また、切断刃１３における両端部の夫々の加振ホーン１５、支持ホーン１６への固定の仕方も、前記の如くであり、加振ホーン１５、支持ホーン１６の夫々の先端面に三角形状の切り込み１７を設け、該切り込み１７の傾斜面１７Ａ，１７Ｂに、ねじ２２、２３のねじ回しによって接離方向に移動する一対の挟持駒１８、１９を設けてなるものであるから、構成部品の数が少ないと共に、ねじ２２、２３は加振ホーン１５、支持ホーン１６の軸方向に沿っているから切断刃１３の振動による緩みが発生しにくく、したがって、従来の固定手段の如く部品同士の摩擦による発熱が生ずることもなく且つ超音波周波数以外の振動を誘発することもないものである。加えて、一対の挟持駒１８、１９が切断刃１３を挟持固定したときには、図７及び図８に示す如く、一対の挟持駒１８、１９の各対向壁１８Ｂ、１９Ｂは切断刃１３と平行に接触するから、全体が面で接触することになるものであり、従来の固定手段に比してはるかに把持力が増大することになるものである。したがって、稼働中において振動で切断刃１３の把持が緩むことがなく、該切断刃１３の撓みや捻じれを確実に防止することができるものである。また、一対の挟持駒１８、１９の平坦な対向壁１８Ｂ、１９Ｂは、加振ホーン１５、支持ホーン１６の円周方向に対して常に一定の角度になるから、切断刃１３を新たなものに交換したときにおいても前と同じ向きにセットすることが可能となるものである。また、切断刃１３を交換するときには、ねじ２２、２３をねじ回すだけの簡単な操作で済むから、交換作業を手際よく迅速に行うことができるものである。

【0033】

次に、図９に示した本発明の第２実施形態について説明する。

【0034】

本実施形態と前記第１実施形態との相違点は、本実施形態において、加振ホーン１５とコンバータ１４の間にブースター２４を介在させたことにある。

【0035】

本実施形態は斯くの如く構成することにより、ホーンのみの振幅では不充分である場合に振幅を増幅させてこれを補うことができるようになり、切断の効率が一段と向上するものである。尚、その他の構成並びに作用は前記第１実施形態と同様であるから、同一の部材には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0036】

次に、図１０に示した本発明の第３実施形態について説明する。

【0037】

本実施形態と前記第１実施形態及び第２実施形態との相違点は、前記第１実施形態及び第２実施形態において、切断刃を、その全体の長さにおいて加振側と反対側の端部が振動の腹となるようにしてなるのに対して、本実施形態においては振動の節となるようにしてなることにある。そしてまた、本実施形態においては、この切断刃の端部を所定の質量の支持ブロック２５によって支持せしめている。

【0038】

また、該支持ブロック２５は、支承板４の上端部に設置しており、水平な支持板２６と、該支持板２６の上部に固定した、重合する一対の切断刃支持ブロック２７、２８とからなり、該一対の切断刃支持ブロック２７、２８の対向面に形成した切り込み２９、３０に挟持することをもって切断刃１３の節となる端部を支持するものである。また、該一対の切断刃支持ブロック２７、２８の対向面の中央部には、嵌まり合う凹部３１と凸部３２を形成し、該凹部３１と凸部３２の部分に前記切り込み２９、３０を形成している。

【0039】

また、斯かる実施形態の場合における切断刃１３は、その全体の長さにおいて加振側と反対側の端部が振動の節となるようになし、基本は１／４波長（２０ＫＨｚ鋼材で切断刃を製作した場合には縦振動１／４波長、共振長さは約６５ｍｍ）、それに１／２波長を加えたものとすることが可能となる。具体的には、６５ｍｍ、６５ｍｍ＋１３０ｍｍ、６５ｍｍ＋１３０ｍｍ＋１３０ｍｍ等となる。尚、その他の構成並びに作用は前記第１実施形態及び第２実施形態と同様であるから、同一の部材には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【符号の説明】

【0040】

１ 超音波切断装置
２ 基台
３、４ 支承板
５ リニアガイドレール
６、７ リニアガイドブロック
８ テンション調整板
９ ボールねじ
１０ ナット部材
１１ 送りねじ機構
１２ コイルばね
１３ 切断刃
１４ コンバータ
１５ 加振ホーン
１６ 支持ホーン-
１７ 三角形状の切り込み
１８、１９ 一対の挟持駒
２２、２３ ねじ
２４ ブースター
２５ 支持ブロック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】