(57)【要約】【課題】従来の空冷式超音波カッター装置では、大量のエアーを吹きつけてもカッター本体やカッター刃が内部から冷えず、熱がたまって超音波の振動周波数が変動し、振幅が低下してカッターが切れにくくなった。【解決手段】超音波振動子、ホーンを有するカッター本体部をダクト部材で囲み、エアーを流してカッター本体部を冷却するとともに、カッター本体部のホーンの内部と、カッター刃を固定する工具ホーンの内部に冷却用孔を連通して設け、カッター本体部を冷却したエアーを工具ホーンの冷却用孔に通して、工具ホーンの内部とカッター刃、そしてカッター刃の固定部分を冷却するようにした。また、工具ホーン内部の冷却用孔からカッター刃の表面に沿った冷却用溝を設け、カッター刃の先端にエアーを吹き出すようにした。更に工具ホーンのカッター刃固定用スリットに設けた屈折部分をカッター刃のストッパー部とした。【選択図】図１
2011125972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端のカッター刃固定部にてカッター刃を固定した工具ホーンと、
前記工具ホーンの根元側と連結され、当該工具ホーンに超音波振動を伝達可能な超音波振動子を有するカッター本体部と、
前記カッター本体部を囲むダクト部材と、
前記ダクト部材内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、を備え、
前記カッター本体部及び前記工具ホーンには、前記冷却媒体供給手段により供給されたダクト部材内の冷却媒体が前記カッター刃固定部まで流通可能な冷却用孔をそれぞれ連通して設けたことを特徴とする超音波カッター装置。
【請求項２】
先端のカッター刃固定部にてカッター刃を固定した工具ホーンと、
前記工具ホーンの根元側と連結され、当該工具ホーンに超音波振動を伝達可能な超音波振動子を有するカッター本体部と、
前記工具ホーンの根元側と前記カッター本体部を囲むダクト部材と、
前記ダクト部材内に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、を備え、
前記工具ホーンには、前記冷却媒体供給手段により供給されたダクト部材内の冷却媒体が前記カッター刃固定部まで流通可能な冷却用孔を設けたことを特徴とする超音波カッター装置。
【請求項３】
先端のカッター刃固定部にてカッター刃を固定した工具ホーンと、
前記工具ホーンの根元側と連結され、当該工具ホーンに超音波振動を伝達可能な超音波振動子を有するカッター本体部と、
前記工具ホーンに冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段と、を備え、
前記工具ホーンには、前記冷却媒体供給手段により供給される冷却媒体が前記カッター刃固定部まで流通可能な冷却用孔を設けたことを特徴とする超音波カッター装置。
【請求項４】
前記請求項１から３のいずれかに記載の構成に加え、
前記工具ホーン内部の冷却用孔からをカッター刃の表面に沿った冷却用溝を設け、
当該冷却用溝にも冷却媒体を通し、前記カッター刃の先端に冷却媒体を吹き出すようにしたことを特徴とする超音波カッター装置。
【請求項５】
前記請求項１から４のいずれかの記載の構成に加え、
前記カッター刃は前記工具ホーン先端部に形成されたカッター刃固定用スリットにより挟持され、
前記工具ホーンのカッター刃固定用スリットは、一部を屈折させ、屈折部分をカッター刃のストッパー部としたことを特徴とする超音波カッター装置。
【請求項６】
前記冷却媒体は空気であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の超音波カッター装置。
【請求項７】
前記冷却媒体は不活性ガスであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の超音波カッター装置。
【請求項８】
先端のカッター刃固定用スリットにてカッター刃を挟持して固定した工具ホーンと、
前記工具ホーンの根元側と連結され、当該工具ホーンに超音波振動を伝達可能な超音波振動子を有するカッター本体部と、を備え、
前記工具ホーンのカッター刃固定用スリットの一部を屈折させ、屈折部分をカッター刃のストッパー部とし、屈折部分より前記工具ホーンの根元側にて径方向に延びた冷却用孔を、カッター刃とカッター固定部分の放熱用空間としたことを特徴とする超音波カッター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波カッター装置に関し、特に、カッター刃と、カッター刃を固定している工具ホーンの発熱部分を冷却するようにした超音波カッター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、布巾やプラスチック等のシートを切断する超音波カッター装置では、超音波振動によるホーンの発熱やカッター刃の発熱が問題になっていた。超音波カッター装置でホーンやカッター刃が発熱すると、超音波の振動周波数が変動したり、振幅が低下したりして、カッター刃が所定の振動をしなくなる。そして、カッター刃に樹脂等が付着してカッター刃の切れ味が悪くなったり、カッター刃を固定しているネジが緩んだりするなど問題を生じていた。そこで、熱による不都合や故障等が発生しないように冷却手段を設けた超音波カッター装置が提案されていた。
【０００３】
従来の冷却手段を設けた超音波カッター装置の一例を図１０に示す。図１０に示した超音波カッター装置では、超音波振動子２１、ホーン２２よりなるカッター本体２３をダクト部材３１で覆い、カッター本体２３とダクト部材３１の間のダクト３２に、送風装置３３から常温の空気（エアー）を送って空冷している。送風装置３３からのエアーは、図１０のＪ矢印のようにダクト３２内を下降し、超音波振動子２１、ホーン２２よりなるカッター本体２３を冷却する。その後、エアーはＫ矢印のようにホーン２２の先端に取り付けられたカッター刃２４に向けて流れ、Ｌ矢印のようにカッター刃２４を冷却する。そして、ダクト部材３１と切断されるシートであるワーク５０の隙間からＭ矢印のように外気に放出し、カッター本体２３やカッター刃２４の熱を排熱している。
【０００４】
図１０の超音波カッター装置では、ワーク５０はアンビル４４上に置かれ、フレーム４１上をアンビル４４とともに移動する。図１０の超音波カッター装置では、アンビル４４は紙面に対して奥から手前に移動する。そして、カッター刃２４の付いたカッター本体２３は、超音波カッター装置のフレーム４１上を昇降する保持手段４２に一体に保持された状態で、駆動手段４３によって上下動する。カッター刃２４の付いたカッター本体２３が下降し、超音波振動しているカッター刃２４がアンビル４４上のワーク５０を切断する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、図１０の従来例では、（１）カッター本体２３をダクト部材３１で覆うため、装置が大型化する。（２）カッター刃２４の先端付近をダクト部材３１で覆うため、切断作業状況が外部から見えない。（３）空冷用に大量のエアーを送る必要がある。（４）カッター本体２３やカッター刃２４の外表面は冷えるが、カッター本体２３の内部やカッター刃２４の固定部分が冷えない。（５）カッター刃２４の固定部分の熱で固定ネジが弛むという課題があった。
【０００６】
その他の冷却方法としては、図１１に示したように、カッター本体６３の先に付けたカッター刃６４にエアーノズル８１を向け、エアーノズル８１からエアーを吹き付けて局所的に空冷（場合によっては水冷）する方法が用いられていた（例えば、特許文献２参照）。
図１１の方法はダクト部材を使用しないので、装置は簡素化され、カッター刃６４の先端付近が目視できるという点で優れている。しかし、依然として（１）空冷用に大量のエアーを送る必要がある。（２）カッター刃の外表面は冷えるが、カッター本体６３の内部やカッター刃６４の固定部分が冷えない。（３）カッター刃６４の固定部分の熱で固定ネジが弛むという課題があった。
【０００７】
固定ネジの弛み防止対策としては、カッター刃を強固に固定する方法が提案されていた。例えば図１２に示したように、Ｕ字溝９１を持った処理刃９２を保持する本体１０１の一部に処理刃９２を挿入して挟持する一対の対向内壁面１０２ａ、１０２ｂを有した溝部１０３と、当該溝部１０３の溝方向と直角方向に螺着される螺子部材１１０により溝部１０３の間隔を調整しうる様に構成された処理刃ホルダーにおいて、溝部１０３の対向内壁面に処理刃９２と略等しい拡大溝部１０５を形成し、取り付けた処理刃９２が振動で弛むことがなく騒音の発生を防止し、また、摩擦による発熱やロスを未然に防止する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２６６３７８号公報
【特許文献２】特開２００１−３３４４９４号公報
【特許文献３】特開２０００−３２６２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、カッター刃と、カッター刃の固定部分を、送風機等の冷却媒体供給手段から供給する空気（エアー）、またはアルゴンガスをはじめとする不活性ガスなどの冷却媒体等（以下、「エアー等」と略す）で冷却し、カッター刃と、カッター刃を固定している工具ホーンの発熱を抑えることにより、超音波の振動周波数の変動や、振幅の低下を抑え、カッター刃に所定の振動をさせる。そして、カッター刃への樹脂の付着を防ぎ、カッター刃の切れ味を保つことを第一の課題としている。
【００１０】
また本発明は、送風機等の冷却媒体供給手段から供給するエアー等の冷却媒体の消費量を節約することを第二の課題としている。
また本発明は、装置を簡素化して、カッター刃先付近が外部から目視できるようにすることを第三の課題としている。
また本発明は、カッター刃と、カッター刃を固定している工具ホーンの発熱を抑えると同時に、カッター刃を位置決め固定しやすく、カッター刃を固定した後に弛みにくい取り付け構造にして、カッター刃の固定状態のチェック作業と締め直し作業を不要にすることを第四の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の超音波カッター装置ではこれらの課題を解決するために、カッター本体部だけをダクト部材で囲み、ダクト部材の冷却媒体供給口からエアー等を供給し、カッター本体部を構成する超音波振動子、ホーンをエアー等で冷却する。そして、カッター本体部のホーンの内部と、カッター刃を固定する工具ホーンの内部に冷却用孔をそれぞれ連通して設け、カッター本体部を冷却したエアー等を工具ホーンの冷却用孔に通して、工具ホーンの内部、カッター刃の固定部分、そしてカッター刃を冷却している。
【００１２】
この構成により、ホーンと工具ホーンの振動周波数の変動、振幅の低下を防ぎ、カッター刃に所定の振動をさせ、カッター刃への樹脂の付着を防ぎ、カッター刃の切れ味を保つという第一の課題を解決している。また、エアー等の冷却媒体の消費量を節約するという第二の課題を解決している。また、装置を簡素化してカッター刃先付近が外部から目視できるようにするという第三の課題を解決している。
【００１３】
そして、本発明の超音波カッター装置では工具ホーンのカッター刃固定用スリットの長さを長くして途中部分を屈折させ、スリットの屈折部分にカッター刃の端面を位置決め固定している。
この構成により、スリットの屈折部分の根元側の冷却孔が冷却用の空間として機能するため、カッター刃と、カッター刃を固定している工具ホーンの熱を発散させることができ、更に、カッター刃を位置決め固定しやすく、カッター刃を固定した後に弛みにくくして、カッター刃の固定状態のチェック作業と締め直し作業を不要にするという第四の課題を解決している。
【００１４】
また本発明では、工具ホーン内部の冷却用孔からカッター刃の表面に沿った冷却用溝を設け、カッター刃先端にエアー等を吹き出すようにしている。
この構成により、上記の課題を解決すると同時に、エアーノズルを取り付けたと同様に、カッター刃の表面とカッター刃の先端を冷却する効果が得られるようにしている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、カッター本体やカッター刃の固定部分の内部をエアー等で冷却することにより、カッター刃と、カッター刃の固定部分の発熱を抑え、超音波の振動周波数の変動や、振幅の低下を抑え、カッター刃に所定の振動をさせることができる。そして、カッター刃への樹脂の付着を防ぎ、カッター刃の切れ味を保つことができる。
また本発明は、エアー等の冷却媒体の消費量を節約することができる。
【００１６】
また本発明は、装置を簡素化して、カッター刃先付近が外部から目視できるようにすることができる。
また本発明は、カッター刃と、カッター刃を固定している工具ホーンの発熱を抑えると同時に、カッター刃を位置決め固定しやすく、カッター刃を固定した後に弛みにくい取り付け構造にしているため、カッター刃の固定状態のチェック作業と締め直し作業を不要にしている。
【００１７】
本発明で、工具ホーン内部の冷却用孔からカッター刃の表面に沿って冷却用溝を設けカッター刃先端にエアー等を吹き出すよう構成したものは、上記の効果に加えて、カッター刃の先端付近にエアーノズルを取り付けたのと同様の冷却効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる超音波カッター装置のカッター本体にカッター刃付き工具ホーンを連結したときの一部を断面とした側面図。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる超音波カッター装置の工具ホーンとカッター刃と固定ネジを分解して下方から見た外観斜視図。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる超音波カッター装置の工具ホーンにカッター刃を固定して下方から見た外観斜視図。
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１にかかる他の工具ホーンの側面図、（ｂ）本発明の実施の形態１にかかる他の工具ホーンの側面図、（ｃ）本発明の実施の形態１にかかる他の工具ホーンの側面図。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる超音波カッター装置の工具ホーンとカッター刃と固定ネジを分解して下方から見た外観斜視図。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる超音波カッター装置の工具ホーンにカッター刃を固定して下方から見た外観斜視図。
【図７】本発明の実施の形態２にかかる超音波カッター装置のカッター本体にカッター刃付き工具ホーンを連結したときの一部を断面とした側面図。
【図８】本発明の実施の形態３にかかる超音波カッター装置のカッター本体にカッター刃付き工具ホーンを連結したときの一部を断面とした側面図。
【図９】本発明の実施の形態４にかかる超音波カッター装置のカッター本体にカッター刃付き工具ホーンを連結したときの一部を断面とした側面図。
【図１０】従来の超音波カッター装置の一部を断面とした側面図。
【図１１】従来の超音波カッター装置の主要部の外観斜視図。
【図１２】従来の超音波カッター装置のカッター刃、カッターホルダーと固定ネジの分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面とともに説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかるカッター刃付き工具ホーンをカッター本体に連結したときの一部を断面とした側面図である。
本発明では、図１に示したように、カッター刃１を工具ホーン２の先端部に設けたスリット２ａに挟んだ状態で、固定ネジ３によって締め付け固定している。工具ホーン２の上端面には雄ネジ部分２ｄが削り出してあって、カッター本体４に一体に取り付けている。カッター本体４は、超音波振動子４ａ、ホーン４ｂと、ダクト部材４ｄを一体に組み立てている。工具ホーン２の上端面、つまり工具ホーン２の根元側、に対向するホーン４ｂの下端面には、工具ホーン２の雄ネジ部分２ｄが螺着する雌ネジ部分が設けてあり、工具ホーン２とカッター本体４を一体に固定している。また、ホーン４ｂの超音波振動の節となる位置には、フランジ４ｃが設けてあり、ダクト部材４ｄを図示しないネジで一体に固定している。
【００２０】
カッター本体４へは、図示しない超音波供給手段から電力と超音波振動信号を超音波振動子４ａに供給し、超音波振動子４ａによりホーン４ｂを振動させている。ホーン４ｂは円柱状をしており、半径方向に貫通孔５ａが開いており、貫通孔５ａに対してＴ字状に、ホーン４ｂの軸心に沿って下向きにホーン冷却孔５ｂが開いている。この貫通孔５ａとホーン冷却孔５ｂが、ホーン４ｂにおける本発明の冷却用孔に該当する。カッター本体４のダクト部材４ｄは、超音波振動子４ａとホーン４ｂを覆っている。
【００２１】
図示しない送風機等の冷却媒体供給手段により、ダクト部材上方の冷却媒体供給口４ｅから、エアー等をＡ矢印のように送り込む。エアー等はダクト部材４ｄ内をＢ矢印のように下降し、Ｃ矢印、Ｄ矢印のように貫通孔５ａからホーン冷却孔５ｂを通って工具ホーン２に向けて下降する。
工具ホーン２は段付き円柱状をしており、工具ホーン２の軸心には、ホーン４ｂのホーン冷却孔５ｂと連通する工具ホーン冷却孔６が開いている。この工具ホーン冷却孔６が、工具ホーン２における本発明の冷却用孔に該当する。そして、ホーン４ｂのホーン冷却孔５ｂから送られてくるエアー等が工具ホーン冷却孔６をＥ矢印のように流れ、工具ホーン２のスリット２ａに挟まれたカッター刃１の端面に突き当たる。カッター刃１の端面に突き当たったエアー等は、カッター刃１やカッター刃の固定部分の熱を奪って外気に放出される。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１にかかる超音波カッター装置の工具ホーンとカッター刃と固定ネジを分解して下方から見た外観斜視図である。カッター刃１には先端の刃面１ａを尖らせ、刃面１ａの反対の端部を平らな端面１ｂとしている。工具ホーン２のスリットは途中を屈折させて盛り上げ部２ｂを形成し、盛り上げ部２ｂの下方のスリット２ａの部分と、上方の放熱孔２ｃを形成している。この放熱孔２ｃも、本発明の冷却用孔に該当する。なお、スリットは盛り上げ部２ｂにおいてもエアー等が通過可能に一定以上のスリット幅を確保するよう、盛り上げ部２ｂが形成されている面と対向する面には盛り上げ部２ｂ形状に沿った凹部が形成されている。そして、カッター刃１を下方のスリット２ａの部分に挟み、盛り上げ部２ｂでカッター刃１の平らな端面１ｂを当てて位置決めしており、当該盛り上げ部２ｂはカッター刃１のストッパー部の役割をなしている。なお、カッター刃１の平面部中央には取り付け孔１ｃを開けて、固定ネジ３が貫通できるようにしている。カッター刃１に、従来例のＵ字溝でなく、取り付け孔１ｃを開けているのは、固定ネジ３が弛んだとしても、固定ネジ３が工具ホーン２から完全に外れない間は、固定ネジ３がカッター刃１の取り付け孔１ｃに引っかかっていて、カッター刃１の脱落を防止できるからである。固定ネジ３を締めると、工具ホーン２の先端側は放熱孔２ｃの根元からたわむ。工具ホーン２のスリットは十分に長いため、固定ネジ３を強く締めてもカッター刃１を挟持している部分の撓み長さが長く、カッター刃１を挟持している部分が折れることは無い。カッター刃１は工具ホーン２に強く固定される。
【００２３】
盛り上げ部２ｂの上方の放熱孔２ｃは、カッター刃１がとりつかない空間であり、放熱孔２ｃでカッター刃１の端面に突き当たったエアー等が、カッター刃１やカッター刃の固定部分の熱を奪い、その後外気に放出される。
図３に、本発明の実施の形態１にかかる超音波カッター装置の工具ホーンにカッター刃を固定して下方から見たときの外観斜視図を示す。なお簡単のため、図３ではカッター本体４を図示していない。図３で示したように、カッター本体４からＤ矢印のように流れてくるエアー等は、工具ホーン冷却孔６をＥ矢印のように通ってカッター刃１の端面１ｂに衝突する。カッター刃１とカッター刃１の固定部分は端面１ｂに吹き付けるエアー等により冷却される。
【００２４】
本発明では、カッター刃１の固定部分を内部から冷却する手段を新たに提供した。本発明では、カッター刃１とカッター刃１の固定部分をエアー等で冷却しているため、カッター刃１の先端で発生した熱が、カッター刃１の固定部分で放熱され、カッター刃１の固定部分から上に伝わらないようにしている。そして、カッター刃１の先端で発熱する発熱量よりカッター刃１の固定部分で放熱する放熱量を多くすることにより、カッター刃１全体の発熱を安定的に冷却して抑制することができる。
【００２５】
なお、上記の説明では、工具ホーン２のスリットの途中を屈折させて盛り上げ部２ｂを形成し、盛り上げ部２ｂの下方のスリット２ａの部分と上方の放熱孔２ｃを形成する際に、盛り上げ部２ｂの表面を曲面として形成した例を説明した。しかし、この盛り上げ部の作り方については、例えば図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のようにスリットの途中を直角に屈折させてもよい。図４（ａ）には、スリットの途中をコの字形に屈折してカッター刃の端面１ｂを平面で支える盛り上げ部２ｄを設けた例を示した。図４（ｂ）には、スリットの途中に平面と斜面からなる盛り上げ部２ｅを設けた例を示した。また、図４（ｃ）には、スリットの途中に平面と曲面からなる盛り上げ部２ｆを設けた例を示した。これらの盛り上げ部２ｄ、２ｅ、２ｆのように、盛り上げ部のカッター刃の端面１ｂに当接する面を平面にしておくと、カッター刃１をより確実に位置決め固定できる。なお、盛り上げ部２ｄ、２ｅ、２ｆのいずれか、又は他のスリット形状を採用するかは、例えばワイヤーカットの加工条件を変えることで容易に選択できる。
【００２６】
なお、放熱孔２ｃは、放熱用の空間として機能するため、カッター刃と、カッター刃を固定している工具ホーンの熱を発散させることができる。このことは、送風機等の冷却媒体供給手段によるエアー等の供給量が少ない場合でも、熱を効率的に発散させることができる。特に、発熱量が小さいときは、冷却媒体供給手段によるエアー等の供給を止めた場合でも、放熱孔２ｃからの放熱によってカッター刃１やカッター刃の固定部分の熱を冷すことができる。
【００２７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかる超音波カッター装置について解説する。実施の形態２は、実施の形態１の構成に加え、工具ホーン内部の冷却用孔からカッター刃の表面をなす平面部に沿った冷却用溝を追加し、カッター刃の先端にエアー等を吹き出すようにした点に特徴がある。
図５に、本発明の実施の形態２にかかる超音波カッター装置の工具ホーンとカッター刃と固定ネジを分解して下方から見た外観斜視図を示す。工具ホーン２のスリット２ａには、カッター刃１の平面部に沿った冷却用溝２ｇ、２ｈを設けている。冷却用溝２ｇ、２ｈは、工具ホーンの先端に軸方向の丸孔を開けてから、スリットをワイヤーカットすれば容易に形成することができる。
【００２８】
なお、図５では冷却用溝２ｇ、２ｈを盛り上げ部２ｂから工具ホーン２の先端まで設けた場合を示したが、冷却用溝２ｇ、２ｈを放熱孔２ｃの上方から工具ホーン２の先端まで設けてもよい。このようにすれば、工具ホーン冷却孔６から送られてくるエアー等がカッター刃１に向けて流れやすくなる。
図６に、本発明の実施の形態２にかかる超音波カッター装置の工具ホーンにカッター刃を固定して下方から見た外観斜視図を示す。図６では、工具ホーン２に設けた冷却用溝２ｇ、２ｈとカッター刃１の平面部の間に、矢印Ｇ、Ｈのようにエアー等の流路が出来ている。図６で示したように、図示しないカッター本体４からＤ矢印のように流れてくるエアー等は、工具ホーン冷却孔６をＥ矢印のように通ってカッター刃の端面１ｂに衝突する。カッター刃１は端面１ｂに吹き付けるエアー等により冷却される。そしてＧ矢印、Ｈ矢印のようにカッター刃１の平面部に沿って下方に流れるエアー等でカッター刃１の平面部と先端が冷却される。
【００２９】
図７は、本発明の実施の形態２にかかるカッター刃付き工具ホーンをカッター本体に連結したときの一部を断面とした側面図である。なお、本発明の実施の形態２では、工具ホーン２の上端面を削り出して雄ネジ部分を形成する代わりに、雌ネジ部分２ｅを形成して、カッター本体４のホーン４ｂの下端面の雌ねじ部分に予め螺着してあるボルト１７を用いて工具ホーン２とカッター本体４のホーン４ｂを一体に固定している。工具ホーン２の上端面を削り出して雄ネジ部分を形成するか、図７のように、ボルト１７を用いるかは、状況に応じて任意に選択すればよい。
【００３０】
本発明の実施の形態２にかかる超音波カッター装置では、カッター刃１の端面１ｂとカッター刃１の固定部分に、工具ホーン２の内部からエアー等を吹きつけて冷却するとともに、エアー等の一部をカッター刃１の平面部に沿ってカッター刃１の先端に向けて流している。そのため、カッター刃１とカッター刃１を固定している工具ホーン２の先端部分を全体的に冷却することができる。
【００３１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３にかかる超音波カッター装置について説明する。実施の形態３では、カッター本体部と工具ホーンの一部をダクト部材で囲み、冷却用孔を工具ホーンの内部に設け、送風機等の冷却媒体供給手段によりダクト部材の冷却媒体供給口からエアー等を供給し、カッター本体部を構成する超音波振動子、ホーンをエアー等で冷却し、カッター本体部を冷却したエアー等を工具ホーンの冷却用孔に通し、工具ホーンの内部とカッター刃、そしてカッター刃の固定部分を冷却する点に特徴がある。
【００３２】
図８に、本発明の実施の形態３にかかる超音波カッター装置の側面図を示す。ほとんどの部分は、既に説明した本発明の図１と図７の構成と同じであるが、ダクト部材４ｄが工具ホーン２の上部を覆うまで延びており、ホーン４ｂに冷却用孔が開いておらず、工具ホーン２上部に貫通孔１６ａと、貫通孔１６ａにＴ字状に交差する工具ホーン冷却孔１６ｂが開いている点に特徴がある。この工具ホーン貫通孔１６ａと工具ホーン冷却孔１６ｂが本発明の実施の形態３における冷却用孔に該当する。
【００３３】
図８において、図示しない冷却媒体供給手段により、上方のエアー等の冷却媒体供給口４ｅから、エアー等をＡ矢印のように送り込むと、エアー等はダクト部材４ｄ内をＢ矢印のように下降し、工具ホーン２に向けて下降する。エアー等は、工具ホーン２の貫通孔１６ａから工具ホーン冷却孔１６ｂを通り、Ｑ矢印のようにカッター刃１の上端と固定部分に吹き付ける。
【００３４】
カッター本体のホーン４ｂに冷却用孔が開いていないときや、ホーン４ｂの発熱量が少ないときなどには、本発明の実施の形態３のように工具ホーン２の内部にエアー等を通して冷却して、カッター本体４とカッター刃１、カッター刃１の固定部分の発熱を防ぐことができる。
なお、図８でダクト部材４ｄは、既に述べた他の実施の形態と同様に、カッター本体のホーン４ｂで超音波振動の節となるフランジ４ｃに固定するのであるが、エアー等の流れを見やすくするため、固定する構造は省略して示している。なお、ダクト部材４ｄの下部と工具ホーン２の外周面には隙間があるため、エアー等の流れをさえぎるスポンジ等の柔軟なシール部材１８を配置している。
【００３５】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、工具ホーンに設けた冷却用孔に冷却媒体を直接供給するようにした点に特徴がある。超音波振動子とホーンを有するカッター本体の発熱が少なく、カッター刃と、カッター刃の固定部分を冷却媒体で冷却するのに有効である。
図９に、本発明の実施の形態４の超音波カッター装置のカッター本体にカッター刃付き工具ホーンを連結したときの一部を断面とした側面図を示す。図９では、カッター本体の発熱が少ない場合であるため、カッター本体４を覆うダクトは設けておらず、工具ホーン２に冷却媒体供給管１７を直結している。冷却媒体供給管１７は可撓性チューブや可撓性パイプでもよく、工具ホーンの超音波振動の節になる位置に設ける。冷却媒体供給管１７を取り付けた工具ホーン２の内部には、半径方向の孔１８ａと軸方向の孔１８ｂをあけている。これらの孔１８ａと孔１８ｂが本発明に言う工具ホーン２の冷却用孔に該当する。
【００３６】
図示しない冷却媒体供給装置から冷却媒体供給管１７にエアー等をＵ矢印のように供給すると、エアー等は、工具ホーン２内をＱ矢印のようにカッター刃１の上端と固定部分に吹き付ける。他の構成は、既に説明した実施の形態と同じである。この構成により、工具ホーンの内部と、カッター刃、カッター刃の固定部分が冷却媒体で冷却される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、超音波カッターによって布巾等のシートを切断する超音波カッター装置について適用できる。切断する対象であるワークはプラスチックシート、プラスチック板はもとより、プラスチック以外の他のシート、板を対象としてもよく、本発明はこれらを対象とした超音波カッター装置に適用することができる。
また、本発明はエアー等で冷却するいわゆる空冷の場合について説明したが、エアー（空気）、またはアルゴンガスをはじめとする不活性ガスなどの冷却媒体以外の冷却媒体、例えば、水などの液状の冷却媒体を用いてカッター本体とカッター刃を冷却する超音波カッター装置にも適用することができる。
【００３８】
また、本発明は、カッター刃の固定部分の上方に、放熱用の空間として機能する放熱孔２ｃを設けている。そのため、送風機等の冷却媒体供給手段によるエアー等の供給量が少ない場合でも、熱を効率的に発散させることができ、発熱量が小さいときは、冷却媒体供給手段によるエアー等の供給を止めた場合でも、放熱孔２ｃからの放熱によってカッター刃１やカッター刃の固定部分の熱を冷すことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  カッター刃
２  工具ホーン
２ａ  スリット
２ｂ  盛り上げ部
２ｃ  放熱孔
２ｇ、２ｈ  冷却用溝
３  固定ネジ
４  カッター本体
４ａ  超音波振動子
４ｂ  ホーン
４ｃ  フランジ
４ｄ  ダクト部材
５ａ  貫通孔
５ｂ  ホーン冷却孔
６  工具ホーン冷却孔
【図１】
2011125972.tif 000003
【図２】
2011125972.tif 000004
【図３】
2011125972.tif 000005
【図４】
2011125972.tif 000006
【図５】
2011125972.tif 000007
【図６】
2011125972.tif 000008
【図７】
2011125972.tif 000009
【図８】
2011125972.tif 000010
【図９】
2011125972.tif 000011
【図１０】
2011125972.tif 000012
【図１１】
2011125972.tif 000013
【図１２】
2011125972.tif 000014