CN101594961B - 圆盘状的切削工具及切削装置 - Google Patents

Abstract

一种圆盘状的切削工具(10)，由在中央具备圆孔(11)的圆盘状的切削刀片(12)、与刀片同轴地配置在刀片(12)的各侧的表面上、将刀片(12)在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的支承板(19)、以及在比支承板(19)的内周缘靠外周侧的位置上、以与刀片同轴的配置固定在支承板(19)的表面上的、连续的环状的超声波振子(14)构成，上述支承板(19)具备在比超声波振子(14)的内周缘靠内周侧的位置上沿支承板(19)的厚度方向延伸的、由与连续或不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面(16)，能够使其刀片(12)的外周缘部的刃尖沿刀片的径向以较大的振幅超声波振动。

Description

圆盘状的切削工具及切削装置

技术领域

本发明涉及圆盘状的切削工具及切削装置。 

背景技术

以往，为了切削由以玻璃、硅、氮化硅、氧化铝-TiC(含有碳化钛的氧化铝)、稀土类磁铁材料、或者超硬金属为代表的硬且脆的材料形成的加工对象物，广泛地使用具备圆盘状的切削刀片的切削装置。在该切削装置中，通过一边使圆盘状的切削刀片旋转一边使其外周缘部的刃尖接触在加工对象物上，进行加工对象物的切削(例如切断或开槽)。 

在专利文献1中，公开了具备由圆盘状的切削刀片(切断刀片)和固定在其表面上的圆环状的超声波振子构成的圆盘状的切削工具(圆盘状刀片)的切削装置。在该切削装置中，通过一边使圆盘状的切削工具与切削刀片一起旋转，一边将由超声波振子产生的超声波振动施加给刀片，使被施加了该超声波振动的刀片的外周缘部的刃尖接触在加工对象物上，来进行加工对象物的切削。并且，记载了该文献的切削工具通过对其切削刀片施加超声波振动、能够以高精度切削加工对象物。 

专利文献1：特开2004-291636号公报 

发明内容

在如专利文献1的切削工具那样对切削刀片施加超声波振动的情况下，优选地使切削刀片的外周缘部的刃尖沿刀片的径向以较大的振幅超声波振动。这是因为，如果使切削刀片的刃尖沿刀片的径向以较大的振幅超声波振动，则切削阻力下降，能够抑制与进行切削时的切削刀片的摩擦带来的加工对象物的发热及热膨胀，所以能够以高精度切削加工对象物。 

本发明的课题是提供一种能够使切削刀片的刃尖沿刀片的径向以较大的振幅超声波振动的圆盘状的切削工具及切削装置。 

本发明是一种圆盘状的切削工具，由在中央具备圆孔的圆盘状的切削刀片、与刀片同轴地配置在该刀片的至少一侧的表面上、将刀片在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的支承板、以及在比支承板的内周缘靠外周侧的位置上、以与刀片同轴的配置固定在支承板或刀片的表面上的、连续或不连续的环状的超声波振子构成，上述支承板具备在比超声波振子的内周缘靠内周侧的位置上沿支承板的厚度方向延伸的、由与连续或不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面。 

以下，将该切削工具的结构称作第一结构。 

本发明的第一结构的切削工具的优选的技术方案如下。 

(1)环状的空气相空间由相对于支承板的轴轴对称地、相互经由非空间部横截支承板而形成的、多个弧状的空气相空间构成。更优选的是，在上述各非空间部的内周侧形成有横截支承板的另外的弧状的空气相空间，构成追加的超声波反射面。 

(2)环状的空气相空间由相互经由非空间部横截支承板而形成的多个圆形或多边形的空气相空间构成。更优选的是，在上述各非空间部的内周侧形成有横截支承板的另外的圆形或多边形的空气相空间，构成追加的超声波反射面。 

(3)环状的空气相空间由相对于支承板的轴轴对称地相互经由非空间部横截支承板而形成的、分别相对于支承板的半径方向倾斜的多个缝隙状的空气相空间构成。 

(4)环状的空气相空间由环状的多孔质材料构成。 

(5)在支承板上，形成有从其一个表面超过厚度的1/2而延伸的、构成超声波反射面的环状的槽、和在该环状的槽的内周侧、从另一个表面超过厚度的1/2而延伸的、构成追加的超声波反射面的环状的槽。 

(6)环状的超声波振子由相互经由间隔配置的多个超声波振子片构成，在相邻的超声波振子片之间的支承板上形成有空气相空间。 

本发明还是一种切削装置，包括圆盘状的切削工具和旋转轴，所述圆盘状的切削工具由在中央具备圆孔的圆盘状的切削刀片、与刀片同轴地配置在该刀片的至少一侧的表面上、将刀片在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的支承板、以及在比支承板的内周缘靠外周侧的位置上、以与刀片同轴的配置固定在支承板或刀片的表面上的、 连续或不连续的环状的超声波振子构成，上述支承板具备在比超声波振子的内周缘靠内周侧的位置上沿支承板的厚度方向延伸的、由与连续或不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面；所述旋转轴在比该支承板的超声波反射面靠内周侧的位置保持该切削工具。 

在本发明的切削装置中使用的切削工具的优选的技术方案与上述第一结构的切削工具的情况是同样的。 

本发明还是一种圆盘状的切削工具，由在中央具备圆孔的圆盘状的切削刀片、与刀片同轴地配置在该刀片的两表面的每个上、分别在刀片侧具备将上述刀片在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的突起、经由该突起与刀片隔开间隔平行地配置的一对环状的支承板、以及以与刀片同轴的配置固定在比各个支承板的内周缘靠外周侧的表面、或者比支承板靠外周侧的刀片的表面上的、连续或不连续的环状的超声波振子构成，上述支承板分别具备在比超声波振子的内周缘靠内周侧的位置上沿支承板的厚度方向延伸的、由与连续或不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面。 

以下，将该切削工具的结构称作第二结构。 

本发明的第二结构的切削工具的优选的技术方案与上述第一结构的切削工具的情况是同样的。 

本发明还是一种切削装置，包括圆盘状的切削工具和旋转轴，所述圆盘状的切削工具由在中央具备圆孔的圆盘状的切削刀片、与刀片同轴地配置在该刀片的两表面的每个上、分别在刀片侧具备将上述刀片在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的突起、经由该突起与刀片隔开间隔平行地配置的一对环状的支承板、以及以与刀片同轴的配置固定在比各个支承板的内周缘靠外周侧的表面、或者比支承板靠外周侧的刀片的表面上的、连续或不连续的环状的超声波振子构成，上述支承板分别具备在比超声波振子的内周缘靠内周侧的位置上沿支承板的厚度方向延伸的、由与连续或不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面；所述旋转轴在比该支承板的超声波反射面靠内周侧的位置保持该切削工具。 

在本发明的切削装置中使用的切削工具的优选的技术方案与上述第一结构的切削工具的情况是同样的。 

另外，在本说明书中所谓的“支承板的厚度方向”中，包括相对 于垂直于支承板的表面的方向成20度以内(优选为10度以内)的角度的方向。 

本发明的圆盘状的切削工具及切削装置由于能够使其切削刀片的刃尖沿刀片的径向以较大的振幅超声波振动，所以能够以高精度切削加工对象物。 

附图说明

图1是表示本发明的切削工具的结构例的俯视图。 

图2是沿着图1中记入的切断线I-I线切断的切削工具10的剖视图。 

图3是表示本发明的切削装置的结构例的剖视图。 

图4是表示本发明的切削工具的另一结构例的剖视图。 

图5是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图6是沿着图5中记入的切断线II-II线切断的切削工具50的剖视图。 

图7是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图8是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图9是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图10是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图11是沿着图10中记入的切断线III-III线切断的切削工具100的剖视图。 

图12是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图13是沿着图12中记入的切断线IV-IV线切断的切削工具120的剖视图。 

图14是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

图15是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

图16是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

图17是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图18是沿着图17中记入的切断线V-V线切断的切削工具170的剖视图。 

图19是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图20是沿着图19中记入的切断线VI-VI线切断的切削工具190 的剖视图。 

图21是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图22是沿着图21中记入的切断线VII-VII线切断的切削工具210的剖视图。 

图23是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图24是沿着图23中记入的切断线VIII-VIII线切断的切削工具230的剖视图。 

图25是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图26是沿着图25中记入的切断线IX-IX线切断的切削工具250的剖视图。 

图27是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图28是沿着图27中记入的切断线X-X线切断的切削工具270的剖视图。 

图29是表示本发明的切削装置的另一结构例的剖视图。 

图30是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

图31是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

附图标记说明 

10 切削工具 

11 圆孔 

12 切削刀片 

14 超声波振子 

15 弧状的长孔 

16 超声波反射面 

16a 与空气相空间的界面 

17 构成超声波反射面16的反射面 

18 非空间部 

19 支承板 

21 电源 

22 旋转变压器 

23 电力供给单元 

24 电力接受单元 

23a、24a 线圈 

25a、25b 电气配线 

26a、26b 电气配线 

30 切削装置 

31 马达 

32 旋转轴 

33 保持件 

34、35 凸缘 

34a、35a 突起 

36 套筒 

37 螺栓 

38 螺母 

40、50 切削工具 

45、55 弧状的长孔 

46、56 超声波反射面 

49、59 支承板 

57 构成超声波反射面56的反射面 

70、80、90 切削工具 

75 圆形的孔 

76、86、86a、96 超声波反射面 

77、87、87a、97 构成超声波反射面的反射面 

78、88、98 非空间部 

79、89、99 支承板 

85、85a 六边形的孔 

95 缝隙状的孔 

100 切削工具 

105 气泡 

106 超声波反射面 

107 构成超声波反射面106的反射面 

108 螺母 

109 支承板 

109a 支承板109的内周侧部分 

109b 支承板109的外周侧部分 

109c 多孔质材料制的环 

120、140 切削工具 

125、145a、145b 环状的槽 

126、146a、146b 超声波反射面 

129、149 支承板 

150、160 切削工具 

155、165a、165b 环状的切口 

156、166a、166b 超声波反射面 

159、169 支承板 

169a 套筒 

170 切削工具 

174 超声波振子 

174a 超声波振子片 

175 缝隙状的孔 

179 支承板 

190、210 切削工具 

199、219 支承板 

215a、215b 圆形的孔 

216a、216b 超声波反射面 

230、250 切削工具 

270、300、310 切削工具 

279 支承板 

279a 支承板的突起 

290 切削装置 

具体实施方式

首先，参照附图对本发明的第一结构的切削工具、和使用该切削工具的切削装置进行说明。 

图1是表示本发明的切削工具的结构例的俯视图，并且，图2是沿着图1中记入的切断线I-I线切断的切削工具10的剖视图。 

图1及图2所示的切削工具10由在中央具备圆孔11的圆盘状的切削刀片12、与刀片12同轴地配置在刀片12的各侧的表面上、将刀片 12在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的支承板19、以及在比各个支承板19的内周缘靠外周侧的位置、以与刀片12同轴的配置固定在支承板19的表面上的、连续的环状的超声波振子14构成。并且，上述各个支承板19具备在比超声波振子14的内周缘靠内周侧的位置沿支承板14的厚度方向延伸的、由与不连续的环状的空气相空间(形成在支承板19上的4个弧状的长孔15、15、15、15的内部的空气相空间)的界面构成的超声波反射面16。 

作为切削刀片12，例如可以使用以圆锯、在圆盘状的基板的外周缘部固定有磨粒的圆盘状的切削刀片、或者将磨粒及树脂(结合剂)热处理而制造的圆盘状的切削刀片(熟化树脂刀片(resinoid blade))为代表的公知的圆盘状的切削刀片。 

上述切削刀片的圆盘状的基板例如由铝、钛、铁、铝合金或不锈钢等金属材料形成。 

作为磨粒，例如可以使用金刚石粒子、氧化铝粒子、硅石粒子、氧化铁粒子、氧化铬粒子、碳化硅粒子、或者立方晶体碳化硼(CBN)粒子等。通常，磨粒的平均粒径设定为0.1至50μm的范围内的值。 

磨粒例如通过用含有磨粒的电镀液对圆盘状的基板电镀处理而固定(电装)在圆盘状的基板的外周缘部上。磨粒也可以使用粘合剂树脂(例如苯酚福尔马林树脂)固定在圆盘状的基板上。 

在图1及图2所示的切削工具10的情况下，在切削刀片12的各侧的表面上，以与刀片12同轴的配置固定环状的支承板19。各个支承板19在比其外周缘靠内周侧的位置支承切削刀片12。 

支承板19例如由铝、钛、铁、铝合金、钛合金、或者不锈钢等金属材料形成。 

支承板19例如可以通过在由上述金属材料形成的圆环状的板材上形成超声波反射面16(即用来构成超声波反射面16的四个弧状的长孔15、15、15、15)而简单地制作。作为在支承板19上形成超声波反射面16(即各个弧状的长孔15)的方法的代表例，可以举出切削加工法及激光加工法。 

并且，图1及图2所示的切削工具10具备的各个连续的环状的超声波振子14在比支承板19的内周缘靠外周侧的位置上，以与刀片12同轴的配置固定在支承板19的表面上。即，环状的超声波振子14的 内径设定为比支承板19的内径大的值。 

作为环状的超声波振子14，例如使用在圆环板状的压电体的各个表面上附设有电极的结构的压电振子。压电振子通过对其两表面的电极间施加电能(例如交流电压)而产生超声波振动。 

图2所示的各个超声波振子(压电振子)14的压电体通常在其厚度方向(在图2中是左右的方向)且朝向切削刀片12的方向上被极化处理。 

作为压电体的材料的例子，可以举出锆酸钛酸铅类的压电陶瓷材料、以及以聚偏氟乙烯树脂为代表的压电高分子材料。此外，作为电极的材料的例子，可以举出银或磷青铜等金属材料。 

超声波振子14例如使用环氧树脂等公知的粘接剂固定在支承板19的表面上。作为粘接剂，既可以使用电气绝缘性的粘接剂，也可以使用导电性的粘接剂。如果使用导电性粘接剂，则能够经由支承板19对各个超声波振子14的切削刀片12侧的电极容易地供给电能。 

切削工具10与上述专利文献1的切削工具的情况同样，例如在被保持在马达的旋转轴的周围的状态下使用。 

具体而言，首先，驱动上述马达，使保持着切削工具10的旋转轴旋转。接着，通过对切削工具10的超声波振子14、14供给电能，由各个超声波振子14产生沿振子14的径向振动的超声波振动。该超声波振动被施加给各个支承板19，各个支承板19沿其径向超声波振动。切削刀片12由于固定在各个支承板19上，所以与各个支承板19一起沿其径向超声波振动。即，切削刀片12一边反复进行其直径扩大、接着缩小的变位一边沿刀片12的径向超声波振动。并且，通过使这样一边超声波振动一边旋转的切削刀片12的外周缘部的刃尖接触在加工对象物上，进行加工对象物的切削(例如切断或开槽)。 

并且，在图1及图2所示的切削工具10的情况下，在支承切削刀片12的各个支承板19上，具备在比各个超声波振子14的内周缘靠内周侧沿支承板19的厚度方向延伸的、由与不连续的环状的空气相空间(形成在支承板19上的四个弧状的长孔15、15、15、15的内部的空气相空间)的界面构成的超声波反射面16。 

一般，已知在不同的两物质相互接触而形成界面的情况下，如果各物质所固有的声阻抗的值相互较大地不同，则在一物质中朝向另一 物质传递的声波的大部分被上述界面反射，几乎不传递到另一物质中。上述声阻抗由物质的密度与该物质中的声速的积决定。并且，在固体和气体中，两者的密度的值、即声阻抗的值相互较大地不同，所以例如在固体中传递的声波的大部分被固体与气体的界面反射而几乎不传递到气体中。 

即，切削工具10的各个支承板19所具备的超声波反射面16由支承板(固体)19与四个弧状的长孔15、15、15、15的内部的空气相空间(气体)的界面构成，是如上述那样将超声波(声波)的大部分反射的面。 

因此，如上述那样在切削加工时从环状的超声波振子14、14分别对支承板19施加的、使支承板19沿其径向振动的超声波振动、即在支承板19中沿其径向传递的超声波振动如果到达上述超声波反射面16，则其大部分被超声波反射面16反射而向支承板19的外周侧传递，几乎不传递到支承板19的比超声波反射面16靠内周侧的部分。 

因而，由各个超声波振子14产生的超声波振动(超声波振动所具有的能量)被有效地用于使各个支承板19的比超声波反射面16靠外周侧的部分振动，所以各个支承板19的外周侧的部分沿其径向以较大的振幅超声波振动。并且，固定在各个支承板19上的切削刀片12与各个支承板19一起沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动。 

因而，如果使用本发明的切削工具，则在进行切削加工时，切削刀片的刃尖沿刀片的径向以较大的振幅超声波振动，切削阻力下降，抑制了与切削刀片的摩擦带来的加工对象物的发热及热膨胀，所以能够以高精度切削加工对象物。 

例如，上述切削工具10也取决于使用的切削刀片12的尺寸(例如厚度)，但即使在对各个超声波振子14施加100V以下的较低的电压的交流电压的情况下，也能够使刀片12的外周缘部的刃尖沿刀片12的径向以5μm左右以上的较大的振幅超声波振动。另一方面，在除了不使用上述具有超声波反射面的支承板、各个超声波振子被直接固定在切削刀片的表面上以外具有与切削工具10同样的结构的切削工具的情况下，该切削刀片的刃尖的超声波振动的振幅值表现为上述本发明的切削工具10所表现的振幅值的大致十分之一以下的较小的值。 

此外，上述超声波反射面16是沿支承板19的厚度方向延伸的与 环状的空气相空间的界面、即相对于支承板19的表面大致垂直的面。因而，各个超声波振子14产生的、沿支承板19的径向传递的超声波振动在被相对于支承板19的表面大致垂直的超声波反射面16反射的情况下，沿着与支承板19的表面平行的面向支承板19的外周侧传递。即，不易发生沿相对于支承板19的表面倾斜的方向传递的超声波振动。 

假设如果超声波反射面是相对于垂直于支承板的表面的方向具有较大的角度的面，则超声波振动被该超声波反射面反射而沿相对于支承板的表面倾斜的方向传递。这样的沿相对于支承板的表面倾斜的方向传递的超声波振动会使支承板、以及固定在支承板上的切削刀片产生例如挠曲振动(具有沿刀片的厚度方向振动的振动成分的振动)，所以切削刀片的刃尖沿刀片的厚度方向较大地振动。因此，加工对象物以比刀片的刃尖的厚度大的宽度被切削而切削加工的精度下降，或者在将加工对象物切削而切断为多个制品的情况下，通过切削除去的加工对象物的量增加而加工的成品率(从相同尺寸的加工对象物得到的制品的个数)下降等。 

另外，本发明的切削工具、例如图1及图2所示的切削工具10与不论在切削刀片12具有怎样的厚度的情况下都不使用如上述那样具有超声波反射面的支承板、将各个超声波振子直接固定在切削刀片的表面上的切削工具相比较，能够使切削刀片12沿其径向以较大的振幅超声波振动。 

但是，在本发明的切削工具10中，随着切削刀片12的厚度变大，由超声波振子14、14产生的超声波振动容易经由支承板19、19及刀片12传递到保持刀片12的旋转轴而损失。 

因而，本发明的切削工具10其切削刀片12的厚度越小则越能降低上述超声波振动的损失，所以在切削刀片12的厚度处于1mm以下、优选地处于5～500μm、更优选地处于5～100μm的范围内的情况下，即在通过厚度较小的切削刀片进行细微的切削加工的情况下可以特别有利地使用。 

此外，切削刀片12由于其厚度越小沿厚度方向越容易挠曲，所以在被施加超声波振动的情况下、或者受到当切削刀片旋转时发生的外部振动的影响的情况下，不仅在其径向、在厚度方向上也容易振动(例如挠曲振动)。支承板19还具有将厚度较小的切削刀片加强、抑制刀片的厚度方向的振动的发生的功能。 

为了将切削刀片充分地加强，支承板19的厚度优选为0.1mm以上，更优选为0.2mm以上。支承板19的厚度在实用上设定为20mm以下的厚度。 

在本发明的切削工具中，环状的空气相空间优选地由相对于支承板的轴轴对称地、相互经由非空间部横截支承板而形成的多个弧状的空气相空间构成。 

例如，在图1及图2所示的切削工具10中，环状的空气相空间由相对于支承板19的轴轴对称地、相互经由非空间部18横截支承板19而形成的、四个弧状的空气相空间(弧状的长孔15、15、15、15的内部的空气相空间)构成。即，切削工具10的各个支承板19具备的超声波反射面16由四个反射面17、17、17、17构成，所述四个反射面17、17、17、17分别由与弧状的长孔15的内部的弧状的空气相空间的界面形成。 

这样，如果将环状的空气相空间用相互经由非空间部18横截支承板19而形成的多个弧状的空气相空间构成，则由于通过上述非空间部18、18、18、18将支承板19的比超声波反射面16靠外周侧的部分稳定地支承在比超声波反射面16靠内周侧的部分上，所以支承板19的刚性变高。 

此外，如果在支承板19上相对于支承板19的轴轴对称地形成多个弧状的空气相空间(即例如四个弧状的长孔15、15、15、15)，则切削工具10的重心被配置在工具10的中心轴上。因此，切削工具10在使该切削刀片12超声波振动的同时，即使在例如以几千～几万转的高速旋转的情况下也表现出较高的旋转精度，因此实现较高的加工精度。 

并且，如果多个弧状的空气相空间将支承板19横截，则支承板19的比超声波反射面16靠外周侧的部分与内周侧的部分被相互分离。因此，由各个超声波振子14产生的超声波振动难以传递到支承板19的比超声波反射面16靠内周侧的部分、以及保持切削工具10的旋转轴。 

另外，在本发明的切削工具的支承板沿其径向具备两个以上与环状的空气相空间的界面的情况下，例如如图1的切削工具10那样，在支承板19沿其径向具备与环状的空气相空间(四个弧状的长孔15、15、 15、15的内部的空气相空间)的界面16和界面16a的情况下，所谓的超声波反射面，是指处于支承板19的最外周侧的界面(即界面16)。 

上述界面16a将从支承板19的外周侧的部分向环状的空气相空间传递的很少的量的超声波振动向支承板19的外周侧反射，所以由超声波振子14产生的超声波振动不易传递到支承板19的内周侧部分、进而传递到旋转轴。如果由超声波振子14产生的超声波振动传递到旋转轴，则支承由此超声波振动的旋转轴的轴承的耐久性有下降的倾向。 

界面16a还将从旋转轴向支承板19的内周侧部分传递的外部振动(噪音)向支承板19的内周侧反射，所以这样的外部振动不易传递到支承板19的外周侧的部分。如果上述外部振动传递到支承板19的外周侧的部分，则有固定在支承板19上的切削刀片12的刃尖例如沿刀片12的厚度方向振动而切削加工的精度下降的情况。 

图3是表示具备图1及图2所示的切削工具10的本发明的切削装置的结构例的剖视图。 

图3的切削装置30由圆盘状的切削工具10和旋转轴32等构成，所述圆盘状的切削工具10由在中央具备圆孔11的圆盘状的切削刀片12、与刀片12同轴地配置在刀片12的各侧的表面上、将刀片12在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的支承板19、以及在比各个支承板19的内周缘靠外周侧的位置、以与刀片12同轴的配置固定在支承板19的表面上的、连续的环状的超声波振子14构成，上述各个支承板19具备在比超声波振子14的内周缘靠内周侧的位置沿支承板19的厚度方向延伸的、由与不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面16，所述旋转轴32将该切削工具10在比其各个支承板19的超声波反射面16靠内周侧的位置保持。 

切削装置30的旋转轴32具备用来将上述切削工具10保持在其周围的保持件33。该保持件33由套筒36及凸缘35等构成，所述套筒36利用螺栓37固定在旋转轴32的周围，且具备在切削工具10的一侧具有环状的突起34a的凸缘34，所述凸缘35利用螺母38固定在套筒36的周围，且在切削工具10的一侧具有环状的突起35a。保持件33由例如以钛或不锈钢为代表的金属材料形成。 

如图3所示，切削装置30的旋转轴32通过其保持件33所具备的一对环状的突起34a、35a将切削工具10在比其各个支承板19的超声 波反射面16靠内周侧的位置上保持。 

此外，在切削装置30中，具备电源21及旋转变压器22。旋转变压器22由具备沿着旋转轴32的周向以环状卷绕的线圈23a的环状的电力供给单元23、和具备同样的线圈24a的环状的电力接受单元24构成。 

如图3所示，上述环状的电力供给单元23例如在与旋转轴32非接触地配置在旋转轴32的周围的状态下，固定在马达31的主体的端面上。并且，环状的电力接受单元24例如固定在安装于马达31的旋转轴32上的套筒36的周围。 

通过使用这样的旋转变压器22，能够将供给到电力供给单元23的线圈23a中的电能(例如交流电压)供给到旋转中的电力接受单元24的线圈24a中。旋转变压器22由于已在许多文献(例如上述专利文献1)中记载，是公知的，所以关于其动作原理及功能的详细的说明省略。此外，也可以代替旋转变压器22而使用集电环。 

并且，如果将由电源21产生的电能(例如交流电压)经由电气配线25a、25b对电力供给单元23的线圈23a施加，则该电能传递给电力接受单元24的线圈24a，经由连接在该线圈24a上的电气配线26a、26b被施加在各个超声波振子14上。通过该电能的施加，各个超声波振子14发生超声波振动。另外，各个超声波振子14的支承板19侧的电极与电力接受单元24的线圈24a经由上述电气配线26a、套筒36、及支承板19相互电气地连接。 

在该切削装置30中，例如通过以下的顺序进行加工对象物的切削(切断或开槽)。 

首先，驱动马达31，使保持切削工具10的旋转轴32旋转。接着，通过将由电源21产生的电能经由电气配线25a、25b、旋转变压器22、电气配线26a、26b对各个超声波振子14施加，由各个超声波振子14产生沿振子14的径向振动的超声波振动。该超声波振动被施加在各个支承板19上，各个支承板19沿其径向超声波振动，并且，固定在各个支承板19上的切削刀片12也沿其径向超声波振动。并且，通过使一边这样超声波振动一边旋转的切削刀片12的外周缘部的刃尖接触在加工对象物上，进行加工对象物的切削(例如切断或开槽)。 

在图3的切削装置30中，切削工具10在比其各个支承板19的超声波反射面16靠内周侧的位置上由马达31的旋转轴32所具备的保持件33保持。

因此，在进行切削加工时各个超声波振子14产生的、在支承板19中传递的超声波振动的大部分被超声波反射面16反射而向支承板19的外周侧传递，几乎不传递到支承板19的比超声波反射面16靠内周侧的部分、以及保持切削工具10的旋转轴32。 

因而，由各个超声波振子14产生的超声波振动被有效地用于使各个支承板19的比超声波反射面16靠外周侧部分振动，所以各个支承板19的外周侧的部分沿其径向以较大的振幅超声波振动。并且，固定在各个支承板19上的切削刀片12与各个支承板19一起沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动。 

另外，切削装置30具备的切削工具10的切削刀片12与支承板19、19通过将配置在它们的两外侧的保持件33的一对环状的突起34a、34a用螺母38紧固而相互固定。 

在本发明的切削工具中，切削刀片与支承板优选地使用粘接剂相互固定。通过使用粘接剂，切削刀片与支承板相互充分紧贴而一体化，所以能够使切削刀片以与支承板相同大小的振幅超声波振动。 

作为上述粘接剂，例如优选地使用热熔型的粘接剂。如果使用热熔型的粘接剂将切削刀片12与各个支承板19固定，则通过将切削工具10加热而使粘接剂熔化，能够将分别固定着超声波振子14的支承板19、19容易地从切削刀片12拆下。因而，例如能够从因使用而刃尖磨损的切削刀片12拆下分别固定着超声波振子14的支承板19、19，将其固定在其他新的切削刀片的表面上而再使用。即，能够不将制造成本较高的超声波振子废弃而再使用。 

图4是表示本发明的切削工具的另一结构例的剖视图。 

图4的切削工具40的结构除了各个支承板49在比超声波振子14的内周缘靠外周侧的位置上具备在比环状的超声波振子14的内周缘靠内周侧沿支承板49的厚度方向延伸的、由与不连续的环状的空气相空间(即相互经由非空间部形成在各个支承板49上的四个弧状的长孔45的内部的空气相空间)的界面构成的超声波反射面46以外，与图1及图2所示的切削工具10是同样的。 

这样，本发明的切削工具的支承板所具备的超声波反射面既可以如图1及图2所示的切削工具10的超声波反射面16那样装备在支承板19的比超声波振子14的内周缘靠内周侧的位置上，也可以如图4所示的切削工具40的超声波反射面46那样装备在支承板49的比超声波振子14的内周缘靠外周侧的位置上。但是，后者的超声波反射面、例如图4所示的切削工具40的超声波反射面46需要装备在支承板49的比超声波振子14的外周缘靠内周侧的位置上，以使其对支承板49的比超声波反射面46靠外周侧的部分施加超声波振动。 

在如图4的切削工具40那样、超声波反射面46装备在支承板49的比超声波振子14的内周缘靠外周侧的位置上的情况下，在各个支承板49中传递的超声波振动的大部分也被超声波反射面46向刀片12的外周侧反射。此外，由于在支承板49的比超声波振子14的内周侧靠内周侧存在空气相空间(各个弧状的长孔45的内部的空气相空间)，所以超声波振子14不会接触在支承板49的比超声波反射面46靠内周侧的部分上而施加超声波振动，这样的超声波振动也不会传递给保持支承板49的旋转轴。 

因此，在切削工具40中，由各个超声波振子14产生的超声波振动也被有效地用于使各个支承板49的比超声波反射面46靠外周侧的部分振动，所以各个支承板49的外周侧的部分沿其径向以较大的振幅超声波振动。并且，固定在各个支承板49上的切削刀片12与各个支承板49一起沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动。 

因而，本发明的切削工具40也能够使其切削刀片12的刃尖沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动，所以能够将加工对象物以较高的精度切削。 

图5是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图，并且，图6是沿着图5中记入的切断线II-II线切断的切削工具50的剖视图。 

切削工具50的结构除了在各个支承板59的各非空间部18的内周侧形成横截支承板59的其他弧状的空气相空间(各个弧状的长孔55的内部的空气相空间)、构成了追加的超声波反射面56以外，与图1及图2所示的切削工具10是同样的。 

即，切削工具50的各个支承板59具备超声波反射面16和追加的超声波反射面56，所述超声波反射面16通过由与分别横截支承板59的弧状的空气相空间(弧状的长孔15的内部的空气相空间)的界面形成的多个反射面17、17、17、17构成，所述追加的超声波反射面56通过由与分别在非空间部18的内周侧横截支承板59的弧状的空气相空间(弧状的长孔55的内部的空气相空间)的界面形成的多个反射面57、57、57、57构成。

如果在支承板59上具备上述追加的超声波反射面56，则在支承板59的构成超声波反射面16的反射面17与反射面17之间的部分(非空间部18)中向支承板59的内周侧传递的超声波振动的大部分被构成追加的超声波反射面56的各个反射面57反射而向支承板59的外周侧传递，所以在支承板59中传递的超声波振动更难以传递到支承板59的内周侧的部分、以及保持切削工具50的旋转轴。 

这样，在切削工具50中，由于在各个支承板59的整个周向、并且整个厚度方向上具备超声波反射面16或超声波反射面56，所以由各个超声波振子14产生的超声波振动被很有效地用于使各个支承板59的外周侧的部分振动。 

因而，切削工具50能够使其切削刀片12的刃尖沿刀片12的径向以更大的振幅超声波振动，所以能够将加工对象物以很高的精度切削。 

图7是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图7的切削工具70的结构除了环状的空气相空间由相互经由非空间部78横截支承板79而形成的多个圆形的空气相空间(圆形的孔75的内部的空气相空间)构成以外，与图1及图2所示的切削工具10是同样的。 

即，该切削工具70具备的支承板79的超声波反射面76通过由与分别横截支承板79的多个圆形的空气相空间(圆形的孔75的内部的空气相空间)的界面形成的多个反射面77构成。 

这样，在本发明的切削工具中，也可以将环状的空气相空间由相互经由非空间部横截支承板而形成的多个圆形(包括长圆)或多边形(优选为三～八边形)的空气相空间构成。 

图8是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图8的切削工具80的结构除了环状的空气相空间由相互经由非空间部88横截支承板89而形成的多个六边形的空气相空间(六边形的孔85的内部的空气相空间)构成、进而在上述各非空间部88的内周侧形成横截支承板89的另外的六边形的空气相空间(六边形的孔85a的内部的空气相空间)而构成追加的超声波反射面86a以外，与图1 及图2所示的切削工具10是同样的。 

即，该切削工具80的支承板89具备超声波反射面86和追加的超声波反射面86a，所述超声波反射面86通过由与分别横截支承板89的六边形的空气相空间(六边形的孔85的内部的空气相空间)的界面形成的多个反射面87构成，所述追加的超声波反射面86a通过由与分别在非空间部88的内周侧横截支承板89的多个六边形的空气相空间(六边形的孔85a的内部的空气相空间)的界面形成的多个反射面87a构成。 

支承板89由于其内周侧的部分和外周侧的部分经由在形成于支承板89上的多个六边形的孔85及多个六边形的孔85a的周围形成的蜂窝构造相互连接，所以表现出较高的刚性。因此，能够使通过在使切削工具80高速旋转时产生的离心力在支承板80、以及固定于支承板89上的切削刀片12上产生的变形量变小。因而，切削工具80即使在例如以几千～几万转的高速旋转的情况下也表现出较高的旋转精度，因此实现较高的加工精度。 

图9是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图。 

图9的切削工具90的结构除了环状的空气相空间由相对于支承板99的轴轴对称地相互经由非空间部98横截支承板99而形成的、分别相对于支承板99的半径方向倾斜的多个缝隙状的空气相空间(缝隙状的孔95的内部的空气相空间)构成以外，与图1及图2所示的切削工具10是同样的。 

即，该切削工具90所具备的支承板99的超声波反射面96通过由与分别横截支承板99的多个缝隙状的空气相空间(缝隙状的孔95的内部的空气相空间)的界面形成的多个反射面97构成。 

这样，在本发明的切削工具中，也可以将环状的空气相空间用相互经由非空间部横截支承板而形成的多个缝隙状的空气相空间构成。 

图10是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图，并且，图11是沿着图10中记入的切断线III-III线切断的切削工具100的剖视图。 

图10及图11所示的切削工具100的结构除了支承板109的环状的空气相空间由环状的多孔质材料构成、支承板109比切削刀片12的圆孔11的周缘更向内周侧延长、以及支承板109通过紧固螺母108而固 定在切削刀片12上以外，与图1及图2所示的切削工具10是同样的。 

该切削工具100的支承板109例如可以通过将多孔质材料制的环109c配置在支承板109的内周侧部分109a与外周侧部分109b之间、将它们分别相互焊接(或粘接等)来制作。 

即，该切削工具100具备的支承板109的超声波反射面106通过由与多孔质材料制的环109c的多个气泡(空气相空间)105的界面形成的多个反射面107构成。 

这样，在本发明的切削工具中，也可以将环状的空气相空间用环状的多孔质材料构成。 

作为多孔质材料的代表例，可以举出作为吸音材料或隔热材料使用的多孔质金属材料。上述多孔质材料制的环109c例如可以通过将青铜、不锈钢、镍、或钛等的金属粉末(或金属纤维)压缩成形并烧结来制作。多孔质金属的各自的气泡的直径也取决于其制造方法，但一般处于10nm～几mm的范围内。 

多孔质材料制的环109c的密度(体积密度)优选地设定为支承板109的外周侧部分109b的密度的5～75％的范围内的值。如果将多孔质材料制的环109c的密度设定为不到支承板109的外周侧部分109b的密度的5％的值，则支承板109的刚性变小，并且如果设定为超过75％的值则被超声波反射面106反射的超声波振动的量变少。 

此外，如图11所示，如果支承板19被延长到比切削刀片12的圆孔11的周缘靠内周侧，则能够通过超声波反射面106将从切削刀片12向支承板109传递的超声波振动也向刀片12的外周侧反射。 

因此，切削工具100能够使各个支承板109沿其径向以较大的振幅超声波振动，还能够抑制从切削刀片12向保持切削工具100的旋转轴的超声波振动的传递(超声波振动的损失的发生)。 

因而，切削工具100由于能够使其切削刀片12的刃尖沿刀片12的径向以更大的振幅超声波振动，所以能够将加工对象物以很高的精度切削。 

此外，如图12所示，在切削工具100的支承板109上，没有形成横截支承板109的孔(例如上述弧状的长孔)。因此，切削工具100即使在例如以几千～几万转的高速旋转的情况下，也不易发生摩擦风音等噪音。 

另外，例如通过将以发泡树脂(例如发泡聚氨酯树脂)为代表的多孔质材料填充到上述图1的切削工具10的支承板19的各个长孔15的内部中，能够减小在使切削工具10以高速旋转的情况下产生的摩擦风音等噪音。 

图12是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图，并且，图13是沿着图12中记入的切断线IV-IV线切断的切削工具120的剖视图。 

图12及图13所示的切削工具120的结构除了在各个支承板129上形成有从其表面沿厚度方向延伸的、构成超声波反射面126的环状的槽125以外，与图1及图2所示的切削工具10是同样的。 

这样，切削工具120所具备的支承板129具备由与从支承板129的表面沿厚度方向延伸的环状的槽125的内部的空气相空间(环状的空气相空间)的界面构成的超声波反射面126。另外，这样的环状的槽也可以形成在支承板的切削刀片侧的表面上。 

上述各个支承板的环状的槽的深度优选地设定为支承板的厚度的1/4～3/4(优选的是1/2～3/4)的范围内的深度。如果将该槽的深度设定为不到支承板的厚度的1/4的深度，则从支承板的外周侧的部分传递到内周侧的部分的超声波振动的量增加，所以在切削刀片的刃尖上产生的超声波振动的振幅变小。另一方面，如果将该槽的深度设定为超过支承板的厚度的3/4的深度，则支承板的刚性下降，所以切削工具的旋转精度及加工精度下降。 

另外，上述环状的槽也可以由相对于支承板的轴轴对称地相互经由非空间部形成在支承板上的多个槽(例如弧状的槽、缝隙状的槽)或者多个凹部(例如圆形或多边形的凹部)构成。 

图14是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

图14的切削工具140的结构除了在支承板149上形成有从其一个表面超过厚度的1/2而延伸的、构成超声波反射面146a的环状的槽145a、和在该环状的槽145a的内周侧、从另一表面超过厚度的1/2延伸的、构成追加的超声波反射面146b的环状的槽145b以外，与图10及图11所示的切削工具100是同样的。 

在切削工具140中，由于在支承板149的整个周向、以及整个厚度方向上具备超声波反射面146a或超声波反射面146b，所以由超声波 振子14产生的超声波振动被很有效地用于使支承板149的外周侧的部分振动。 

因而，切削工具140能够使其切削刀片12的刃尖沿刀片12的径向以更大的振幅超声波振动，所以能够将加工对象物以很高的精度切削。 

在如图14的切削工具140那样、在切削刀片的各个表面上以相互不对置的状态形成环状槽的情况下，上述各个槽的深度优选地设定为切削刀片的厚度的1/4～3/4的范围内的深度(更优选为超过切削刀片的厚度的1/2的深度)。此外，将上述两者的槽的深度合计的值优选地处于切削刀片的厚度的75～150％(优选的是90～110％)的范围内。如果将合计了两者的槽的深度的值设定为切削刀片的厚度的100％以上的值，则能够在切削刀片的整个厚度方向上形成超声波反射面。 

另外，在切削刀片的各个表面上以相互对置的状态形成环状的槽的情况下，两者的槽的深度合计的值优选地处于切削刀片的厚度的1/4～3/4(优选的是1/2～3/4)的范围内。 

图15是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

图15的切削工具150的结构除了各个支承板159具备由与沿支承板159的厚度方向形成的环状的切口155的内侧的空气相空间的界面构成的超声波反射面156以外，与图2所示的切削工具10是同样的。 

这样，超声波反射面也可以由与形成在支承板上的环状的切口的内侧的空气相空间(环状的空气相空间)的界面构成。 

图16是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

图16的切削工具160的结构除了在支承板169的各个表面上固定有超声波振子14、在支承板169上形成有从其一个表面沿厚度方向延伸的、构成超声波反射面166a的环状的切口165a、和从另一表面沿厚度方向延伸的、构成追加的超声波反射面166b的环状的切口165b、以及在支承板169的内周侧为了将切削工具160安装到旋转轴上而固定并一体化有套筒169a以外，与图14的切削工具140是同样的。 

这样，在本发明的切削工具中，由于使切削工具向旋转轴的安装变得容易，所以也可以将套筒固定并一体化在环状的支承板的内周侧。 

图17是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图，并且，图18是沿着图17中记入的切断线V-V线切断的切削工具170的剖视图。 

图17的切削工具170的结构除了环状的超声波振子174由相互经由间隔而配置的多个超声波振子片174a构成、在相邻的超声波振子片之间的支承板179上形成有空气相空间(缝隙状的孔175的内部的空气相空间)以外，与图5及图6所示的切削工具50是同样的。 

这样，在本发明的切削工具中，也可以将环状的超声波振子用多个超声波振子片构成(使用不连续的环状的超声波振子)。由此，在本发明的切削工具中使用较大尺寸的切削刀片、即具有较大的直径的环状的超声波振子的情况下，能够使用多个超声波振子片容易地构成环状的超声波振子。这些多个超声波振子片优选地相对于支承板的轴轴对称地配置。 

上述超声波振子片为了使其制造较容易而优选的是矩形的形状，但也可以是圆形(包括长圆形)或矩形以外的多边形的形状。 

在这样环状的超声波振子由多个超声波振子片构成的情况下，例如如图17及图18所示，优选地在相邻的超声波振子片174a、174a之间的支承板179上形成空气相空间(沿支承板179的径向延伸的缝隙状的孔175的内部的空气相空间)。 

通过这样的空气相空间(缝隙状的孔175的内部的空气相空间)，抑制在各个支承板197的相互相邻的振子片174a与振子片174a之间的部位沿着与支承板179的表面平行的面且向相对于支承板179的径向倾斜的方向传递的振动(例如面内弯曲振动)的发生。因此，与不具备缝隙状的孔175的情况相比，能够使各个支承板179的比超声波反射面16靠外周侧的部分以更大的振幅沿支承板179的径向超声波振动。即，能够使固定在各个支承板179上的切削刀片12沿其径向以更大的振幅超声波振动。 

在以上的说明中，对于本发明的切削工具，作为其具有超声波反射面的支承板的具体例，表示具备多个弧状的长孔的支承板、具备多个圆形或多边形的孔的支承板、具备多孔质材料制的环的支承板、具备环状的槽的支承板、以及具备环状的切口的支承板进行了说明。作为本发明的切削工具的支承板，如在以下举例说明那样，也可以使用具备上述多个弧状的长孔等的两种以上的支承板。 

图19是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图，并且，图20是沿着图19中记入的切断线VI-VI线切断的切削工具190的剖视 图。 

在图19及图20所示的切削工具190的支承板199上，具备构成超声波反射面166a的环状的切口165a、构成追加的超声波反射面166b的环状的切口165b、构成另一追加的超声波反射面16的弧状的长孔15、15、15、15、还有构成再另一追加的超声波反射面56的弧状的长孔55、55、55、55。 

图21是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图，并且，图22是沿着图21中记入的切断线VII-VII线切断的切削工具210的剖视图。 

在图21及图22所示的切削工具210的支承板219上，具备构成超声波反射面166a的环状的切口165a、构成追加的超声波反射面166b的环状的切口165b、构成另一追加的超声波反射面216a的多个圆形的孔215a还有构成再另一追加的超声波反射面216b的多个圆形的孔215b。 

图23是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图，并且，图24是沿着图23中记入的切断线VIII-VIII线切断的切削工具230的剖视图。 

图23及图24所示的切削工具230的结构除了各个超声波振子14固定在比各个支承板19的内周缘靠外周侧的位置且比支承板19的外周缘靠外周侧的刀片12的表面上以外，与图1及图2所示的切削工具10是同样的。 

固定在该切削工具230的切削刀片12上的各个超声波振子14产生的超声波振动经由刀片12传递给各个支承板19。在支承板19中传递的超声波振动的大部分被超声波反射面16反射而向支承板19的外周侧传递，几乎没有传递给支承板19的比超声波反射面16靠内周侧的部分。 

这样，由上述各个超声波振子14产生的超声波振动被有效地用于使各个支承板19的比超声波反射面16靠外周侧的部分振动，所以各个支承板19的外周侧的部分沿其径向以较大的振幅超声波振动。并且，固定在各个支承板19上的切削刀片12与各个支承板19一起沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动。 

因而，图23及图24所示的切削工具230也能够使该切削刀片12的刃尖沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动，所以能够将加工对象物以很高的精度切削。 

图25是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图，并且，图26是沿着图25中记入的切断线IX-IX线切断的切削工具250的剖视图。 

图25及图26所示的切削工具250的结构除了超声波振子14在比支承板19的内周缘靠外周侧的位置上、固定在刀片12的与固定支承板19的一侧相反侧的表面上以外，与图1及图2所示的切削工具10是同样的。 

固定在该切削工具250的切削刀片12上的超声波振子14产生的超声波振动经由刀片12传递给支承板19。在支承板19中传递的超声波振动的大部分被超声波反射面16反射而向支承板19的外周侧传递，几乎没有传递给支承板19的比超声波反射面16靠内周侧的部分。 

这样，由超声波振子14产生的超声波振动被有效地用于使支承板19的比超声波反射面16靠外周侧的部分振动，所以支承板19的外周侧的部分沿其径向以较大的振幅超声波振动。并且，固定于支承板19上的切削刀片12与支承板19一起沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动。 

因而，图25及图26所示的切削工具250也能够使其切削刀片12的刃尖12沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动，所以能够将加工对象物以很高的精度切削。 

接着，参照附图对本发明的第二结构的切削工具、和使用该切削工具的切削装置进行说明。 

图27是表示本发明的切削工具的再另一结构例的俯视图，并且，图28是沿着图27中记入的切断线X-X线切断的切削工具270的剖视图。 

图27及图28所示的切削工具270由在中央具备圆孔11的圆盘状的切削刀片12、与刀片12同轴地配置在刀片12的两表面的每个上、分别在刀片12侧具备将刀片12在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的突起279a、经由该突起279a与刀片12隔开间隔平行地配置的一对环状的支承板279、279、以及以与刀片12同轴的配置固定在 各个支承板279的比内周缘靠外周侧的表面上的、连续的环状的超声波振子14构成。并且，上述支承板279分别具备在比超声波振子14的内周缘靠内周侧的位置沿支承板279的厚度方向延伸的、由与不连续的环状的空气相空间(形成在支承板279上的四个弧状的长孔15、15、15、15的内部的空气相空间)的界面构成的超声波反射面16。 

图27及图28所示的切削工具270的结构除了各个支承板279在刀片12侧具备环状的突起279a、经由该突起279a与刀片12隔开间隔平行地配置、在一个(在图28中右侧的)支承板279的内周侧固定并一体化有用来将切削工具270安装到旋转轴上的套筒169a、以及切削工具270的切削刀片12和支承板279、279通过将螺母38紧固而相互固定以外，与图1及图2所示的切削工具10是同样的。 

该切削工具270的各个超声波振子14产生的、在支承板279中传递的超声波振动的大部分被超声波反射面16反射而向支承板279的外周侧传递，几乎不传递给支承板279的比超声波反射面16靠内周侧的部分、以及保持切削工具270的旋转轴。 

这样，由各个超声波振子14产生的超声波振动被有效地用于使支承板279的比超声波反射面16靠外周侧的部分振动，所以支承板279的外周侧的部分沿其径向以较大的振幅超声波振动。并且，固定在上述各个支承板279的环状的突起279a上的切削刀片12与支承板19一起沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动。 

因而，图27及图28所示的切削工具270也能够使其切削刀片12的刃尖沿刀片12的径向以较大的振幅超声波振动，所以能够将加工对象物以很高的精度切削。 

本发明的第二结构的切削工具的优选的形态由于与上述第一结构的切削工具是同样的，所以省略说明。 

图29是表示具备图27及图28所示的切削工具270的本发明的切削装置的结构例的剖视图。 

图29的切削装置290由圆盘状的切削工具270和旋转轴32等构成，所述圆盘状的切削工具270由在中央具备圆孔11的圆盘状的切削刀片12、与刀片12同轴地配置在刀片12的两表面的每个上、分别在刀片12一侧具备将刀片12在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的突起279a、经由该突起279a与刀片12隔开间隔平行地配置的 一对环状的支承板279、279、以及以与刀片12同轴的配置固定在比各个支承板279的内周缘靠外周侧的表面上的、连续的环状的超声波振子14构成，上述支承板279分别具备在比超声波振子14的内周缘靠内周侧的位置沿支承板279的厚度方向延伸的、由与不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面16；所述旋转轴32将该切削工具270在比其各个支承板279的超声波反射面16靠内周侧的位置上保持。 

图29的切削装置290的结构除了图27及图28所示的本发明的第二结构的切削工具270通过将螺栓37紧固而保持在旋转轴32上以外，与图3的切削装置30是同样的。 

图30是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

图30的切削工具300的结构除了各个超声波振子14固定在比各个支承板279的内周缘靠外周侧、并且刀片12侧的表面上以外，与图27及图28所示的切削工具270是同样的。 

这样，在本发明的第二结构的切削工具中，由于各个环状的支承板与切削刀片隔开间隔配置，所以也可以将超声波振子固定在各个支承板的刀片侧的表面上。 

图31是表示本发明的切削工具的再另一结构例的剖视图。 

图31的切削工具310的结构除了各个超声波振子14固定在比各个支承板279靠外周侧的刀片12的表面上以外，与图27及图28所示的切削工具270是同样的。 

这样，在本发明的第二结构的切削工具中，也能够将超声波振子固定在比各个支承板靠外周侧的刀片的表面上。 

在本发明的第一结构或第二结构的切削工具中，优选地在环状的支承板的周向的50～100％(优选为70～90％，特别优选为90～100％)的范围内的部分上形成超声波反射面。特别是，优选地如上述图5、图8、图9、图14、图17或图19的切削工具那样、在支承板的整个周向、以及整个厚度方向上具备超声波反射面。 

Claims (20)

1.一种圆盘状的切削工具，其特征在于，由在中央具备圆孔的圆盘状的切削刀片、与该刀片同轴地配置在该刀片的至少一侧的表面上、将该刀片在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的支承板、以及在比该支承板的内周缘靠外周侧的位置上、以与该刀片同轴的配置固定在支承板或刀片的表面上的、连续或不连续的环状的超声波振子构成，上述支承板具备在比超声波振子的内周缘靠内周侧的位置上沿支承板的厚度方向延伸的、由与连续或不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面。

2.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，环状的空气相空间由相对于支承板的轴轴对称地、相互经由非空间部横截支承板而形成的、多个弧状的空气相空间构成。

3.如权利要求2所述的切削工具，其特征在于，在各非空间部的内周侧形成有横截支承板的另外的弧状的空气相空间，构成追加的超声波反射面。

4.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，环状的空气相空间由相互经由非空间部横截支承板而形成的多个圆形或多边形的空气相空间构成。

5.如权利要求4所述的切削工具，其特征在于，在各非空间部的内周侧形成有横截支承板的另外的圆形或多边形的空气相空间，构成追加的超声波反射面。

6.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，环状的空气相空间由相对于支承板的轴轴对称地相互经由非空间部横截支承板而形成的、分别相对于支承板的半径方向倾斜的多个缝隙状的空气相空间构成。

7.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，环状的空气相空间由环状的多孔质材料构成。

8.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，在支承板上，形成有从其一个表面超过厚度的1/2而延伸的、构成超声波反射面的环状的槽、和在该环状的槽的内周侧、从另一个表面超过厚度的1/2而延伸的、构成追加的超声波反射面的环状的槽。

9.如权利要求1所述的切削工具，其特征在于，环状的超声波振子由相互经由间隔配置的多个超声波振子片构成，在相邻的超声波振子片之间的支承板上形成有空气相空间。

10.一种切削装置，其特征在于，包括圆盘状的切削工具和旋转轴，所述圆盘状的切削工具由在中央具备圆孔的圆盘状的切削刀片、与该刀片同轴地配置在该刀片的至少一侧的表面上、将该刀片在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的支承板、以及在比该支承板的内周缘靠外周侧的位置上、以与该刀片同轴的配置固定在支承板或刀片的表面上的、连续或不连续的环状的超声波振子构成，上述支承板具备在比超声波振子的内周缘靠内周侧的位置上沿支承板的厚度方向延伸的、由与连续或不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面；所述旋转轴在比该支承板的超声波反射面靠内周侧的位置保持该切削工具。

11.一种圆盘状的切削工具，其特征在于，由在中央具备圆孔的圆盘状的切削刀片、与该刀片同轴地配置在该刀片的两表面的每个上、分别在刀片侧具备将该刀片在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的突起、经由该突起与刀片隔开间隔平行地配置的一对环状的支承板、连续或不连续的环状的超声波振子构成，该超声波振子以与该刀片同轴的配置固定在比各个支承板的内周缘靠外周侧的表面或者比支承板靠外周侧的刀片的表面上，上述支承板分别具备在比超声波振子的内周缘靠内周侧的位置上沿支承板的厚度方向延伸的、由与连续或不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面。

12.如权利要求11所述的切削工具，其特征在于，环状的空气相空间由相对于支承板的轴轴对称地、相互经由非空间部横截支承板而形成的、多个弧状的空气相空间构成。

13.如权利要求12所述的切削工具，其特征在于，在各非空间部的内周侧形成有横截支承板的另外的弧状的空气相空间，构成追加的超声波反射面。

14.如权利要求11所述的切削工具，其特征在于，环状的空气相空间由相互经由非空间部横截支承板而形成的多个圆形或多边形的空气相空间构成。

15.如权利要求14所述的切削工具，其特征在于，在各非空间部的内周侧形成有横截支承板的另外的圆形或多边形的空气相空间，构成追加的超声波反射面。

16.如权利要求11所述的切削工具，其特征在于，环状的空气相空间由相对于支承板的轴轴对称地相互经由非空间部横截支承板而形成的、分别相对于支承板的半径方向倾斜的多个缝隙状的空气相空间构成。

17.如权利要求11所述的切削工具，其特征在于，环状的空气相空间由环状的多孔质材料构成。

18.如权利要求11所述的切削工具，其特征在于，在支承板上，形成有从其一个表面超过厚度的1/2而延伸的、构成超声波反射面的环状的槽、和在该环状的槽的内周侧、从另一个表面超过厚度的1/2而延伸的、构成追加的超声波反射面的环状的槽。

19.如权利要求11所述的切削工具，其特征在于，环状的超声波振子由相互经由间隔配置的多个超声波振子片构成，在相邻的超声波振子片之间的支承板上形成有空气相空间。

20.一种切削装置，其特征在于，包括圆盘状的切削工具和旋转轴，所述圆盘状的切削工具由在中央具备圆孔的圆盘状的切削刀片、与该刀片同轴地配置在该刀片的两表面的每个上、分别在刀片侧具备将该刀片在比其外周缘靠内周侧的位置支承固定的环状的突起、经由该突起与刀片隔开间隔平行地配置的一对环状的支承板、连续或不连续的环状的超声波振子构成，该超声波振子以与该刀片同轴的配置固定在比各个支承板的内周缘靠外周侧的表面或者比支承板靠外周侧的刀片的表面上，上述支承板分别具备在比超声波振子的内周缘靠内周侧的位置上沿支承板的厚度方向延伸的、由与连续或不连续的环状的空气相空间的界面构成的超声波反射面；所述旋转轴在比该支承板的超声波反射面靠内周侧的位置保持该切削工具。

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