JPH0341645Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はパン、ケーキ、チーズ、高野豆腐など
の切断の際切断がスムースに行え、きれいな切り
口が得られる超音波カツターの改良に関する。

（従来の技術） パン、ケーキ、チーズ、高野豆腐などの生産現
場あるいは販売現場等においては、形を整え商品
化するために切断と言う作業が行われている。

このような場合商品の価値を高め作業能率を上
げるために超音波カツターが使用されている。

第２図は従来の超音波カツターの一例の構成を
示す図である。第２図において５は電気振動を発
生する発振器であり、あとに述べる整合手段が設
けてある。３は振動子で電気振動を機械的な振動
に交換するものである。２はホーンと呼ばれてい
るもので振動子からの振動を受けて所定の振幅に
変えるものである。１は刃体であり振動の伝送体
としても作用する。発振器５で超音波周波数の電
気振動が発生され、ケーブル９を介して振動子３
に加えられる。振動子３ではこの電気振動が同一
周波数の機械的な振動に変換され、ホーン２に機
械的な振動を加える。ホーン２では伝えられた機
械的な振動の振幅の大きさが拡大され刃体１が駆
動される。刃体１は伝送体として作用するが、先
端開放であるので長くなると振動の波長の半波長
の整数倍で共振させることになる。この共振周波
数は前記した発振器の整合手段により周波数を可
変して調整される。

刃体１が超音波振動すると刃体１の長手方向に
振動が生じる。この振動が刃を押したり引いたり
する動きとなり切断作用を生ずる。

このようにして切断された切断面は従来のナイ
フ等に較べて美しくシヤープでしかも刃体１に被
切断物が付着しにくいので切断作業が容易にな
る。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の超音波カツターでは刃体
１の全長に亙る振動分布と切断作用との関係はあ
まり考慮されておらず、例えば第２図の刃体１が
先端開放で共振をしている場合には、第３図の従
来の超音波カツターの刃体上の振動の振幅分布図
に示すように刃体１の中央部の1/4波長の点で振
幅は節（ノード）で零となり、刃体１の先端とホ
ーン２との接合部は振動の波腹となり最大振幅と
なる。このような刃体１で被切断物の幅が1/4波
長程度又はそれより広い物を切断する場合には、
刃体１の場所により刃体１の超音波振動による変
位量が異なるので刃体１上の切断作用も異なつて
しまう。それ故に刃体１の場所によつて切れ味が
異なり、切断面がきれいにならず且つ被切断物の
種類によつて刃体１に被切断物が付着し作業能率
が上がらないという欠点を有していた。

本考案の目的は上記従来技術の問題点を解決す
るために、刃体の従来開放端であつた端部に超音
波振動負荷手段を設けて、伝搬して来た超音波振
動を吸収させて反射を少なくし、できるだけ進行
波だけになるようにして、刃体上の振動の振幅を
一様にし、刃体全長に亙り一様な切断作業をもた
せ、切口をきれいに切断し作業能率を高めること
のできる超音波カツターを提供しようとするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記の目的を達成するために、次の手
段構成を有する。即ち、本考案の超音波カツター
は、帯状の刃体と； 該刃体の一端に接合され該
刃体を超音波振動で駆動する超音波振動駆動手段
と； 前記刃体の他端に接合され該刃体を伝搬し
て来た超音波振動を吸収する超音波振動負荷手段
と； を具備することを特徴とする超音波カツタ
ーである。

（作用） 以下、上記手段構成を有する本考案の超音波カ
ツターの作用について述べる。

超音波カツターは超音波振動を刃体に加える
と、刃体は周波数に応じて機械的な変位を生じ
る。この変位は例えば10μmとし周波数を16KHz
とすると振動速度は1m／ｓとなり加速度は10⁵
ｍ／s²程度となる。したがつて刃体に当接した部
分に強力な切断作用が生ずると言う原理を利用し
たものである。

本考案の超音波カツターは振動の伝送体をなす
帯状の刃体の一端が所定の機械的な超音波振動を
発生する超音波振動駆動手段に装着され、刃体の
もう一方の端には機械的な振動を吸収する超音波
振動負荷手段が装着されている。

従つて、刃体の端部から反射される超音波振動
は吸収された分だけ少なくなり、反射波と進行波
の干渉によつて生ずる振幅分布の腹と節の差が小
さくなる。換言すれば刃体上における振動振幅が
一様に近付くことになる。そして刃体と超音波振
動駆動手段との接合点から超音波振動駆動手段側
を見たインピーダンスと超音波振動負荷手段と刃
体との接合点から超音波振動負荷手段側を見たイ
ンピーダンスとが等しくなつたとき刃体を伝搬し
て来た超音波振動のエネルギーは100％吸収され
反射は零となり進行波だけとなる。この時刃体上
における振動振幅は完全に一様になる。

従つて、超音波振動負荷手段にインピーダンス
調整手段を設けておくと振幅分布が最も一様に近
づくように調整することができる。そして振幅分
布が一様である程被切断物の幅に関係なく切断面
のきれいな切断ができ、また刃体に被切断物が付
着することもなくなる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図ａは本考案の超音波カツターの実施例の
構成図である。第１図ａにおいて、１は刃体、２
および２′はホーンで機械的な振幅を拡大してい
る。３および３′は振動子で電気振動を機械振動
に変換または機械振動を電気振動に変換するもの
である。６および６′は整合用インダクタンスで
ある。５は発振器で超音波周波数の電気振動を発
生するものである。８はインピーダンス整合用可
変抵抗器で発振器５の発生した振動エネルギーを
吸収する負荷となるものである。

上記のように構成されている装置の作用を次に
述べる。発振器５では振動子３の特性と整合用イ
ンダクタンス６および発振器５からみた負荷特性
できまる所定の周波数で電気振動を発生する。こ
の電気振動は振動子３に伝えられ機械振動に変換
される。機械振動がホーン２に加えられるとホー
ン２の形で決まる振幅に拡大され刃体１に機械振
動が伝えられる。刃体１のもう一方の端部にはホ
ーン２と同一の特性を有するホーン２′が装着さ
れており刃体１の機械振動は吸収される。

ホーン２′で吸収された機械振動は振動子３′に
伝えられる。振動子３′も振動子３と同一の特性
を有するものが使用されている。振動子３′では
ホーン２′から受けた機械振動は電気振動に変換
される。電気振動に変換された超音波振動は整合
用インダクタンス６′とインピーダンス整合用可
変抵抗器８で吸収される。即ち、電気振動エネル
ギーが消費される。上記の場合は刃体１上で進行
波となるようにインピーダンス整合用可変抵抗器
８で調整できるようになつている。

以上のようにして刃体１では第１図のｂに示す
振幅分布のように刃体１の全長に亙つて一様な振
幅の振動が得られ一様な切れ味が得られる。

上記の実施例では刃体の長さ方向の振動を加え
た場合を示したが、刃体の横幅方向の振動を与え
た場合も同様の作用が得られる。

（考案の効果） 以上説明したように本考案の超音波カツターに
おいては、帯状の刃体の一端には超音波振動駆動
手段を、他の一端には超音波振動負荷手段を設
け、刃体を伝搬して来た超音波振動を吸収させ反
射波をなくするか又は小さくするようにしている
ので、刃体全長に亙つて一様又はそれに近い振幅
の超音波振動を与えることができ、被切断物の寸
法に関係なく一様な切れ味が得られる利点があ
る。

その結果、被切断物が刃体に付着することもな
く、きれいな切断面を保ちながら、切断作業能率
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本考案の超音波カツターの実施例の
構成図、第１図ｂは第１図実施例の刃体の振動の
振幅分布を示す図、第２図は従来の超音波カツタ
ーの一例の構成図、第３図は従来の超音波カツタ
ーの刃上の振動の振幅分布の一例を示す図であ
る。 １……刃体、２，２′……ホーン、３，３′……
振動子、４……カバー、５……発振器、６，６′
……整合用インダクタンス、７，７′……設置台、
８……インピーダンス整合用可変抵抗器、９……
ケーブル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 帯状の刃体と； 該刃体の一端に接合され該刃
   体を超音波振動で駆動する超音波振動駆動手段
   と； 前記刃体の他端に接合され該刃体を伝搬し
   て来た超音波振動を吸収する超音波振動負荷手段
   と； を具備することを特徴とする超音波カツタ
   ー。