JPH0737783Y2 - 超音波切断装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、被切断物切断を図る切断装置に係り、特に
超音波振動を用いて切断を行う超音波切断装置に関する
ものである。

〔従来の技術及び解決しようとする課題〕

例えば、一般のノコギリ等は、切断時に刃部が所定の切
断位置から逃げたり、切削・切断しようとするもの（被
切断物）が変形したり、過大な残留応力を生じたりする
ので、切断後等に刃部が反りや変形を生ずるおそれがあ
り、加工精度の低下を招いている。

そこで、このような問題を改善するため、例えば第４図
に示すような切断装置が開発されている。即ち、これ
は、刃部100の基端部に起振動部101を有しており、この
起振動部101により発生する振動により刃部100をその刃
面長さ方向に振動し、これによって被切断物の切削・切
断を行うものである。

ところが、このような切断装置にあっては、第５図に示
すように、一定の振動数で振動する際に、その振動の節
に対応する刃部（Ａ・Ｃ）における切断能力が、他の部
位に比べ大幅に低下しており、大きな切削むらを生じて
いる。

そこで、この考案は、上記した従来の問題点に鑑み、刃
部面での切断力にムラが生じるのを防止できると共に、
切断力の大幅な向上を図ることが可能な超音波切断装置
を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、この考案は、刃部の刃面方向に超音波振動を与え
て被切断物の切断加工を行う超音波切断装置であって、
超音波振動の波長の半整数倍が前記刃部の刃面長となる
互いに異なる振動数の超音波振動を発生する起振手段を
少なくとも２個以上有するものである。

〔作用〕

この考案の超音波切断装置は、本体両端部が腹となるよ
うに、即ち、刃面長さを丁度半波長の整数倍となるよう
に、所定周波数の電流が流れる各起振手段を少なくとも
２個有しており、これによって各起振手段により振動す
る刃には、各振動を重ね合せた大きさの振動が発生し、
換言すれば節に相当する部位がなくなり、切断能力を大
幅に向上させることができる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例について添付図面を参照しなが
ら説明する。

第１図はこの考案に係る超音波切断装置を示すものであ
り、この超音波切断装置は、本体１と、第1,第２起振手
段2,3を有する把持体4,5と、制御手段（図略）とから構
成されている。

本体１は、略コ字型を有する形状のものからなり、中央
部に刃面の長さ１の刃部1aを有していると共に、両端部
に把持体4,5を固着している。

第１起振手段２は、所定周波数f₁の交番電流を通電する
ことにより、第２図に示すように刃部1a両端が振動腹を
有する一定振動数n₁（＝f₁）の超音波振動を発生するよ
うになっており、この実施例では圧電素子が使用されて
いる。そして、この振動数n₁は、半波長（λ/2）分が刃
面の長さｌと等しくなるよう、つまり Ｖ＝n₁・λ 即ち、n₁＝2V/l （但しＶは超音波速度） となるように、通電する交番電流の周波数が制御手段に
より制御されている。

第２起振手段３は、第１起振手段２と同様の圧電素子に
所定周波数f₂の交番電流が通電されており、これによっ
て、第２図に示すように刃部1aの両端が振動腹を有する
一定振動数n₂（＝f₂）の超音波振動が発生するようにな
っている。そして、この第２起振手段３の振動数n₂は、
半波長（λ/2）の２倍の長さが刃面の長さｌと丁度等し
くなるように、つまり、 Ｖ＝n₂・λ ∴ n₂＝V/（2l） となるように、通常する交番電流の周波数が制御手段に
よって制御されている。

把持体4,5は、夫々先端側がテーパ状に窄まり、本体１
の刃部1aに振動エネルギーを効率的に拡大させた状態で
伝達させるようになっており、先端部が本体１の端部に
固着されている。

制御手段は、周波数変換器を備えており、第１起振手段
２へは周波数f₁の電流を、また第２起振手段３へは周波
数f₂の電流を夫々出力させるようになっている。

従って、この実施例によれば、第1,第２起振手段2,3を
同時に作動させることにより、周波数n₁，n₂の超音波振
動を重畳させた、つまり第２図に示すように変位０の振
動節が生じない、大きな振幅の超音波振動が発生する。

なお、この考案の超音波切断装置としては、第３図に示
すように、略Ｌ字型の本体６と、この本体６の一端部に
のみ固着した把持体７と、この把持体７に２個設置した
所定振動数の起振手段、例えば先の実施例のものと同じ
第1,第２起振手段2,3とから構成したものであってもよ
い。

〔効果〕

以上説明してきたように、この考案に係る超音波切断装
置によれば、各起振手段から本体両端部が振動腹となる
ように、かつ起振手段の振動についてその半波長の整数
倍の長さが丁度刃面長さとなるような状態で超音波振動
を発生させており、しかもこれらの波長は互いに異なる
ように構成されており、これによってこれらの振動が重
畳されて振動する刃面には全体に亙り変位零となる振動
節の発生が抑制できると共に大きな振動が得られるの
で、刃面全体において切削力の著しく低い部位の発生が
なく、高切削能力のものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る超音波切断装置を示す平面図、
第２図は第１図に示す切断装置における振動状態を示す
説明図、第３図はこの考案に係る超音波切断装置の変形
例を示す平面図、第４図は従来の切断装置を示す平面
図、第５図は第４図に示す切断装置の振動状態を示す説
明図である。 1a……刃部 2,3……起振手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】刃部の刃面方向に超音波振動を与えて被切
   断物の切断加工を行う超音波切断装置であって、 超音波振動の波長の半整数倍が前記刃部の刃面長となる
   互いに異なる振動数の超音波振動を発生する起振手段を
   少なくとも２個以上有することを特徴とする超音波切断
   装置。