JP2000254801A - 超音波加工機におけるスピンドル構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンドル側への振動エネルギの逃げを抑え
てホルダホーン側への振動伝達効率を高く維持すると同
時にホルダホーンを回転主軸であるスピンドルと同軸姿
勢を保って加工精度を向上させる。 【解決手段】 中空のスリーブ３ｂを形成したスピンド
ル３と、スリーブ３ｂの中に配置した超音波振動子４
と、この超音波振動子４に同軸上に連接され且つスリー
ブ３ｂの内周壁に拘束固定される少なくとも２個の支持
ホーン６，７と、支持ホーン６，７に同軸上に基端を連
接され先端に加工チップ５ａを備えるホルダホーン５と
を備え、支持ホーン６，７は超音波振動子４からスピン
ドル３側への振動伝達を抑制する緩衝機構を備え、更に
超音波振動子４から加工チップ５ａまでを、超音波振動
負荷時に支持ホーン６，７には圧縮変形と引張り変形が
配列方向の順に相互に引き起こされる振動系とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動によっ
てワークに機械加工するための超音波加工機に係り、特
に研磨や研削のための加工チップに対して回転軸周りの
振れ等を伴わずに超音波振動を高効率で伝達でき、しか
も高精度の機械加工ができるようにした超音波加工機に
おけるスピンドル構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】精密加工及び超精密加工の分野におい
て、ワークの表面研磨や孔開け加工には超音波加工機が
従来から広く利用されている。この超音波加工機の基本
的な構成は、モータによって回転駆動されるスピンドル
を主軸として備え、このスピンドルに同軸配置として超
音波ヘッドを配置するとともに、この超音波ヘッドに一
体に連結したホーンの先端に加工チップを取り付けると
いうものである。このような超音波加工機では、超精密
加工に対応できるように、スピンドル及び超音波ヘッド
とホーンとのアセンブリの組立て精度を厳しくする必要
がある。そして、超音波ヘッドによる超音波振動が軸線
方向に完全に一致し且つ振幅も変動することがないよう
に、加工チップに対して超音波振動を伝達できるように
することが最も重要な設計課題とされている。

【０００３】本願出願人は、加工チップへの超音波振動
の伝達を最適化するための構造をすでに提案して実願平
１−１４７８３４号として出願し、実用新案登録第２５
０６３２１号として実用新案登録を取得した。先の出願
は、スピンドル本体の中に備える超音波ヘッドをカップ
リングホーンで支持固定する超音波スピンドルに関する
もので、この構成を適用した孔開け用の超音波加工機の
例を図５に示す。

【０００４】図５において、円筒状のハウジング１の上
端に駆動モータ２を備え、この駆動モータ２の出力軸に
カップリング２ａを介して連接したスピンドル３がラジ
アル・スラストの軸受１ａによってハウジング１内に同
軸上に組み込まれている。

【０００５】スピンドル３は、上端側をカップリング２
ａに連結するロッド３ａと、このロッド３ａの下端に同
軸上に形成されて下端を開放した円筒状のスリーブ３ｂ
とを備えたものである。ロッド３ａにはカップリング２
ａの直ぐ下に環状の給電ブラシ３ｃを備え、ハウジング
１に固定した給電ユニット１ｂと給電ブラシ３ｃとの間
を通電可能としている。そして、スリーブ３ｂの中に給
電ブラシ３ｃに導通させた超音波振動子４を収納し、こ
の超音波振動子４の下端には支持ホーン２１とホルダホ
ーン５とを同軸上に連結している。超音波振動子４は圧
電素子を利用して２０ｋＨｚ以上の周波数の超音波振動
を軸線方向に励起し、ホルダホーン５はその先端に微小
な内径の孔を穿孔するための加工チップ５ａを同軸上に
取り付けている。

【０００６】支持ホーン２１は、自身に一体化する超音
波振動子４をスリーブ３ｂ内で同軸上に固定保持すると
ともにホルダホーン５へ振動を伝達するための部材であ
る。そして、先の出願に係る考案に基づく構成として、
中実の本体部２１ａの外周面にフランジ２１ｂを半径方
向に突き出して形成するとともに、このフランジ２１ｂ
の外周縁から本体部２１ａと同軸上に円筒体２１ｃを備
え、更にこの円筒体２１ｃの上端に取付けフランジ２１
ｄを設けている。円筒体２１ｃはフランジ２１ｂ及び取
付けフランジ２１ｄよりもかなり薄い肉厚としたもので
あり、取付けフランジ２１ｄはスピンドル３のスリーブ
３ｂの内周に嵌め込んで固定される。

【０００７】このような支持ホーン２１を備えると、超
音波振動子４による振動励起があるとき、その振動は支
持ホーン２１からホルダホーン５側だけでなく、フラン
ジ２１ｂ，円筒部２１ｃ，取付けフランジ２１ｄからス
ピンドル３側にも伝達される。したがって、超音波振動
子４による振動エネルギの一部はスピンドル３によって
吸収されることになる。

【０００８】これに対し、円筒部２１ｃは薄肉であって
簡単に変形したり変位したりするように振る舞うので、
このような変位や変形が本体部２１ａからスリーブ３ｂ
側への振動の伝達に対する緩衝となる。このため、振動
エネルギがスリーブ３ｂ側に無駄に吸収される度合いが
小さくなり、ホルダホーン５側への振動伝達の効率を上
げて加工性能を向上させることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このようなスリーブ３
ｂ側への振動伝達の抑制は、要するに、薄肉の円筒体２
１ｃが変形したり変位したりしやすくして、支持ホーン
２１の軸線方向及び半径方向の振動振幅を吸収するとい
うものである。すなわち、スリーブ３ｂ側への振動の伝
達を抑えるには、支持ホーン２１とスリーブ３ｂとの連
接構造に弾性的な要素を含ませたり剛性が低い構造とす
るほうが都合がよい。

【００１０】ところが、支持ホーン２１は超音波振動子
４及びホルダホーン５とを連結してこれらをスリーブ３
ｂに固定する部材である。したがって、支持ホーン２１
がスリーブ３ｂに対して弾性的にまたは低剛性で連結さ
れていると、超音波振動子４による振動負荷を受けると
き、スリーブ３ｂに対する支持ホーン２１の姿勢の安定
度が崩れてしまう可能性がある。このように支持ホーン
２１の姿勢の安定性が失われると、ホルダホーン５の軸
線方向及び軸線周りの半径方向に不規則な振れが引き起
こされる。したがって、超音波振動子４による設定され
た振動数や振幅から外れてホルダホーン５が振動し、加
工チップ５ａがその半径方向に振れ動作するとワークの
穿孔径が大きくなったり加工チップ５ａが折れたりす
る。

【００１１】一方、支持ホーン２１だけでなく、先に説
明した登録番号の実用新案登録公報の第１図及び第３図
に示されているように、スリーブ３ｂの外からねじを差
し込んで超音波振動子４の周面に突き当ててこの超音波
振動子４を保持すれば、ホルダホーン５の振れの発生を
抑えることはできる。しかしながら、ねじによって超音
波振動子４がスピンドル３に剛的に連結されるので、ス
ピンドル３側への振動の伝達が促されてしまい、ホルダ
ホーン５側への振動エネルギの伝達量が低下することに
なる。

【００１２】このように、従来の超音波加工機のスピン
ドル構造では、超音波振動子からスピンドル側へ逃げる
振動エネルギを抑えて加工チップへの振動の伝達効率を
高く維持できるものの、加工チップの振れ回りや無用な
揺れを伴いやすく、加工精度に大きく影響するという問
題がある。

【００１３】本発明は、スピンドル側への振動エネルギ
の逃げを抑えてホルダホーン側への振動伝達効率を高く
維持すると同時にホルダホーンを回転主軸であるスピン
ドルと同軸姿勢を保って加工精度を大幅に向上させる超
音波加工機のスピンドル構造を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波加工機に
おけるスピンドル構造は、軸線回りに回転駆動されるス
ピンドルと、前記スピンドルに形成された中空のスリー
ブの中に配置する超音波振動子と、前記超音波振動子に
同軸上に連接され且つ前記スリーブの内周壁に拘束固定
される少なくとも２個の支持ホーンと、前記支持ホーン
に同軸上に基端を連接され先端に加工チップを備えるホ
ルダホーンとを備え、前記支持ホーンは前記超音波振動
子から前記スピンドル側への振動伝達を抑制する緩衝機
構を備え、前記超音波振動子から加工チップまでを、超
音波振動負荷時に前記支持ホーンには圧縮変形と引張り
変形が配列方向の順に相互に引き起こされる振動系とし
たことを特徴とする。

【００１５】このような構成おいて、前記支持ホーン
は、前記超音波振動子に同軸配置される本体と、前記本
体の外周面と間隔をおいてほぼ同軸上に形成されて前記
緩衝機構を構成する取付け環とを備え、前記取付け環
は、前記本体の軸線方向のほぼ中間位置に一体化した基
部と、前記基部から前記本体の周りに同軸形成された弾
性変形可能な薄肉円筒状の緩衝スリーブと、前記緩衝ス
リーブの軸線方向の両端に形成され前記スピンドルのス
リーブの内周壁に没入させるフランジとを備え、前記緩
衝スリーブは、前記本体の圧縮変形及び引張り変形のと
きの半径方向の膨張及び収縮に倣い変形可能としたもの
としてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の超音波加工機の要
部を示す縦断面図であり、図５で示した従来例と同じ構
成部材については共通の符号で指示しその詳細な説明は
省略する。

【００１７】図１において、中空円筒状のハウジング１
と、駆動モータ２にカップリング２ａを介して連接され
軸受１ａによってハウジング１内に回転自在に支持され
たスピンドル３は、従来例で示したものよりも軸線長さ
が長い。スピンドル３のスリーブ３ｂの中に同軸上に収
納される超音波振動子４と、ハウジング１の下端から突
き出る配置のホルダホーン５とは従来例のものと同様の
部材である。すなわち、超音波振動子４はセラミックス
を利用した圧電素子４ａを正負の電極プレート４ｂ，４
ｃで挟み込み、下端側の部分を振動を増幅させる質点と
して機能する出力部４ｄとしたものである。電極プレー
ト４ｂ，４ｃはリード線４ｂ−１，４ｃ−１によってス
ピンドル３のロッド３ａに取り付けた環状の給電ブラシ
３ｃに導通している。そして、給電ユニット１ｂから通
電すると、圧電素子４ａの作動によって出力部４ｄには
その軸線方向を振幅とする２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの超
音波振動が励起される。

【００１８】超音波振動子４とホルダホーン５との間に
は、２個の支持ホーン６，７を同軸上で連結する。これ
らの支持ホーン６，７は共通部品であり、図２に上段配
置の支持ホーン６の詳細を示す。図２の（ａ）は支持ホ
ーン６の平面図、図２の（ｂ）は切欠正面図である。

【００１９】支持ホーン６はたとえばステンレス鋼を素
材とした一体成形品であり、中実状の本体６ａとその外
周に形成した取付け環６ｂとを備えたものである。本体
６ａは円柱体であって、その上端にはにボルトを連結す
るとともに下端には下段配置の支持ホーン７のボルト６
ａ−１を螺合連結するための雌ねじ孔６ａ−２を形成し
ている。

【００２０】取付け環６ｂは、本体６ａの軸線方向の中
央位置の外周面から突き出る基部６ｃと、この基部６ｃ
の突き出し周面に一体化され本体６ａと同軸配置として
形成した緩衝スリーブ６ｄと、この緩衝スリーブ６ｄの
上下両端から外向きに突き出る断面として形成した一対
のフランジ６ｅ，６ｆとから構成されたものである。基
部６ｃとフランジ６ｅ，６ｆの肉厚はほぼ等しく、緩衝
スリーブ６ｄはこれらの基部６ｃ及びフランジ６ｅ，６
ｆに比べて薄くすることによって、弾性変形しやすくし
ている。

【００２１】支持ホーン６は、ステンレス鋼のインゴッ
トの周面を切削して本体６ａの上下両端の外周面，緩衝
スリーブ６ｄの外周面及びフランジ６ｅ，６ｆを加工
し、フランジ６ｅ，６ｆの端面から軸線方向に環状溝を
切削して基部６ｂと緩衝スリーブ６ｄの内周面を切削す
ることによって得られる。なお、下段配置の支持ホーン
７についても同様の構造であり、その符号７，７ａ〜７
ｆを括弧付きとして示している。

【００２２】支持ホーン６，７は、図１に示すように超
音波振動子４の出力部４ｄとホルダホーン５との間に同
軸配置として直結して組み立てるとともに、それぞれの
取付け環６ｂ，７ｂのフランジ６ｅ，６ｆ，７ｅ，７ｆ
の外周縁をスピンドル３のスリーブ３ｂの内周面に嵌合
させて固定する。すなわち、超音波振動子４とホルダホ
ーン５及びこれらの間に同軸結合させた支持ホーン６，
７は、４枚のフランジ６ｅ，６ｆ，７ｅ，７ｆによって
スピンドル３に固定され、スピンドル３のスリーブ３ｂ
の軸線方向の４点で拘束されて固定される。このような
固定構造では、薄肉とした緩衝スリーブ６ｄ，７ｄが弾
性変形しやすいことから、超音波振動子４からの振動が
スピンドル３側へ逃げるのが抑えられる。また、支持ホ
ーン６，７を同軸上で２連配置とし、その両者の間で発
生する半径方向及び軸線方向の収縮変形を互いに吸収し
合うようにすることで、半径方向の揺れと軸線方向への
伸縮による加工チップ５ａの位置ずれ変位を抑えること
ができる。これらの２点について図３及び図４を用いて
説明する。

【００２３】図３は超音波振動子４の出力部４ｄから超
音波振動の負荷を受けたときの支持ホーン６の変形の概
要を模式的に描いたものである。超音波振動が支持ホー
ン６の軸線方向に作用するときには、振幅が軸線方向に
一致するので支持ホーン６にはその軸線方向に圧縮と引
張りが作用する。この圧縮と引張りは２０ｋＨｚ以上の
周波数で加わり、一方加工の際には加工チップ５ａがワ
ークから反力を受け、ホルダホーン５からこの反力が支
持ホーン６に伝達される。したがって、支持ホーン６は
図３の（ｂ）に示すように圧縮されて本体６ａが軸線方
向に収縮し半径方向に膨らむ変形と、引張りによって同
図の（ａ）のように軸線方向に伸びて半径方向に収縮す
る変形を繰り返す。すなわち、このような支持ホーン６
の圧縮と引張りの繰り返しは、下端に連結されたホルダ
ホーン５にも一体に伝わり、圧縮変形と引張り変形の総
和が加工チップ５ａの軸線方向の超音波振動のストロー
クとなる。なお、実際には、後述するように、ホルダホ
ーン５も同様に圧縮と引張り変形を繰り返し、このホル
ダホーン５の変形量を加えたものが加工チップ５ａの超
音波振動のストロークとなる。

【００２４】一方、取付け環６ｂはスリーブ３ｂの内周
壁に固定されているので、以上のような圧縮と引張りの
変形があるときには、図３の（ａ）及び（ｂ）の変形を
繰り返す。このとき、取付け環６ｂの緩衝スリーブ６ｄ
は薄肉なので弾性変形しやすく、本体６ａの超音波振動
はこの弾性変形によって吸収される。すなわち、本体６
ａがスリーブ３ｂに剛的に固定されていると、超音波振
動子４から支持ホーン６の本体６ａに伝達された振動は
スピンドル３側にそのまま伝わるのに対し、緩衝スリー
ブ６ｄによってスピンドル３への伝達が緩衝される。し
たがって、超音波振動子４からの超音波振動をスピンド
ル３側へ逃がすことなく、高効率でホルダホーン５へ伝
達することができる。

【００２５】下段配置の支持ホーン７も図３に示した支
持ホーン６と同様に変形し、支持ホーン７からスピンド
ル３側への超音波振動の伝達を抑える。したがって、超
音波振動子４からの超音波振動のエネルギは、２連の支
持ホーン６，７を経てホルダホーン５に伝達される間に
スピンドル３側へ逃げてしまう度合いが小さくなり、ホ
ルダホーン５へ高効率で超音波振動が伝達される。この
ため、ホルダホーン５に取り付けた加工チップ５ａの軸
線方向の超音波振動も高効率で励起され、駆動モータ２
による回転との合成によって高精度の孔開け加工が可能
となる。

【００２６】支持ホーン６が超音波振動の負荷を受ける
ときには、図３に示したように軸線方向及び半径方向へ
伸縮変形を繰り返す。すなわち、軸線方向へ引張り変形
するときには半径方向に収縮し、軸線方向の中間位置で
の収縮変形が最大となる。また、圧縮されて軸線方向に
収縮すると半径方向へ膨らみ、引張り変形の場合と同様
に軸線方向の中間位置で変形量は最大となる。

【００２７】そこで、一方の支持ホーン６が軸線方向に
引張り変形するとき、他方の支持ホーン７が軸線方向に
収縮変形するような超音波振動のモードに設定すれば、
支持ホーン６では半径方向に収縮し他方の支持ホーン７
では膨らむように相反するものとすることができる。こ
のような現象を利用すると、支持ホーン６，７を軸線方
向の４点で嵌合しているスピンドル３のスリーブ３ｂの
半径方向に対する負荷変動も小さくできる。

【００２８】図４はこのような支持ホーン６，７どうし
の間の軸線方向及び半径方向の相反する変形が得られる
ようにした超音波振動子５による振動モードと支持ホー
ン６，７の位置関係を説明するための図である。

【００２９】或る時刻でのモードでは、同図の（ａ）に
示すように、上段配置の支持ホーン６は軸線方向へ収縮
し、下段配置の支持ホーン７は軸線方向へ伸び変形す
る。また、別の或る時刻では、同図の（ｂ）に示すよう
に、上段配置の支持ホーン６は軸線方向に伸び変形し、
下段配置の支持ホーン７は軸線方向へ収縮変形する。こ
のような支持ホーン６，７の変形のパターンを得るため
には、超音波振動子４の振動周波数，超音波振動子４と
支持ホーン６，７及びホルダホーン５の加工チップ５ａ
までの全体の固有振動数，この固有振動数にスピンドル
３を質点として含む振動系の固有振動数等が適切となる
ように、各部材の形状や質量を最適化すればよい。

【００３０】このように、或る時刻でのモードでは上段
配置の支持ホーン６は膨らみ下段配置の支持ホーン７は
細くなり、或る別の時刻では逆の関係となる変形を相互
に繰り返していく。このとき、図４の（ａ）及び（ｂ）
の変形パターンは、超音波振動子４による超音波振動の
１周期の時間にほぼ一致する微小なインターバルで繰り
返される。したがって、２個の支持ホーン６，７を同軸
結合してそれぞれの取付け環６ｂ，７ｂをスピンドル３
のスリーブ３ｂ内に嵌合する組立て構造であれば、スリ
ーブ３ｂに対する半径方向の負荷を相互に相殺し合うよ
うになる。

【００３１】すなわち、図４の（ａ）では上段配置の支
持ホーン６は半径方向に膨らんでいるので、取付け環６
ｂがスリーブ３ｂに加える負荷は大きく、したがってス
リーブ３ｂ側からの反作用によって取付け環６ｂに対す
る嵌合力も大きくなる。一方、下段配置の支持ホーン７
では、半径方向に収縮しているので、逆にスリーブ３ｂ
による支持ホーン７の嵌合力は低下する。そして、この
ようなスリーブ３ｂとの間の嵌合力には、取付け環６
ｂ，７ｂの薄肉の緩衝スリーブ６ｄ，７ｄの弾性変形に
よる弾性反力が含まれることは無論である。

【００３２】ここで、上下の支持ホーン６，７が同時に
半径方向の収縮と膨張の同じ変形をするような振動モー
ドに設定されたとする。この場合では、支持ホーン６，
７が膨張変形しているときには、本体６ａ，７ａが取付
け環６ｂ，７ｄを外に押し出すようになるので、スリー
ブ３ｂに対する嵌合度も強くなり安定した支持力が得ら
れる。しかし、支持ホーン６，７が収縮変形している期
間では、取付け環６ｂ，７ｂから本体６ａ，７ａが中心
側に離れるようになって外への押し出しがないので、ス
リーブ３ｂに対する嵌合度は弱くなり、両方の支持ホー
ン６，７の安定支持が崩れる。

【００３３】これに対し、図４の（ａ）及び（ｂ）で示
したように、両方の支持ホーン６，７が互いに相反する
向きの膨張と収縮変形を繰り返すような振動モードに設
定することで、どの時点でも支持ホーン６，７のいずれ
か一方を膨張変形させた態勢に維持できる。このため、
支持ホーン６，７は相互に助け合ってスリーブ３ｂに対
して安定保持され、軸線周りの振れ周りが阻止される。
したがって、スピンドル３側への超音波振動の伝達を抑
えるために弾性変形しやすい薄肉の緩衝スリーブ６ｄ，
７ｄを形成した取付け環６ｂ，７ｂを備えていても、支
持ホーン６，７の半径方向の振れが抑えられ、ホルダホ
ーン５の加工チップ５ｂの無用な振れ回りもなくなる。

【００３４】以上の構成において、超音波振動子４が作
動して支持ホーン６，７を介してホルダホーン５に超音
波振動のエネルギが伝達されるとき、支持ホーン６，７
のそれぞれの取付け環６ｂ，７ｂの緩衝スリーブ６ｄ，
７ｄの弾性変形によって、超音波振動がスリーブ３ｂ側
へ逃げることが抑制される。したがって、超音波振動の
エネルギを損失することなくホルダホーン５に伝達で
き、加工チップ５ａによる穿孔の加工性の向上が得られ
る。

【００３５】また、図４に示したように、支持ホーン
６，７の半径方向の膨張及び収縮変形が互いに逆向きと
なるように超音波振動子４による振動系に含ませること
で、加工チップ５ａの振れ回りも抑えられる。したがっ
て、加工チップ５ａの調心性を高く維持できるので、ワ
ークに開ける孔径が無用に大きくなることがなく、高精
度の孔開け加工が可能となる。

【００３６】なお、図示の例では２個の支持ホーン６，
７としたが、３個以上を同軸上に並べる構成としてもよ
く、この場合でも支持ホーンの配列順に圧縮変形と伸び
変形が相互に繰り返されるような振動系とすればよい。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明では、支持ホーンからス
ピンドル側への超音波振動エネルギの逃げを抑えて加工
チップ側へ高効率で超音波振動を伝達できると同時に、
ホルダホーンの半径方向の振れを抑えることができる。
したがって、加工チップによるワークの加工効率が向上
するとともに、加工チップのワークに対する調心性を保
って高精度の加工を維持できる。

【００３８】請求項２の発明では、支持ホーンの本体の
半径方向の膨張及び収縮変形が最大となる部分に取付け
環の基部を設けているので、この基部に連ねて形成した
緩衝スリーブの本体に対する倣い変形がしやすくなり、
ワークへの調心性がより高くなるとともにスピンドル側
への振動の伝達抑制効果も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のスピンドル構造を備えた穿孔用の超
音波加工機の概略縦断面図である。

【図２】 支持ホーンの詳細であって、（ａ）は平面
図、（ｂ）は一部切欠正面図である。

【図３】 超音波振動の負荷による支持ホーンの変形を
示す模式図であって、（ａ）は引張り変形時及び（ｂ）
は圧縮変形時を示す図である。

【図４】 ２連の支持ホーンの位置関係と軸線方向及び
半径方向の変形のパターンを示す概略図である。

【図５】 １個の支持ホーンによる超音波振動子のスピ
ンドル側への連接構造を備えた従来の超音波加工機の概
略縦断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １ａ 軸受 ２ 駆動モータ ２ａ カップリング ３ スピンドル ３ａ ロッド ３ｂ スリーブ ３ｃ 給電ブラシ ４ 超音波振動子 ４ａ 圧電素子 ４ｂ，４ｃ 電極プレート ４ｂ−１，４ｃ−１ リード線 ４ｄ 出力部 ５ ホルダホーン ５ａ 加工チップ ６，７ 支持ホーン ６ａ，７ａ 本体 ６ｂ，７ｂ 取付け環 ６ｃ，７ｃ 基部 ６ｄ，７ｄ 緩衝スリーブ ６ｅ，６ｆ，７ｅ，７ｆ フランジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転駆動されるスピンドル
   と、前記スピンドルに形成された中空のスリーブの中に
   配置する超音波振動子と、前記超音波振動子に同軸上に
   連接され且つ前記スリーブの内周壁に拘束固定される少
   なくとも２個の支持ホーンと、前記支持ホーンに同軸上
   に基端を連接され先端に加工チップを備えるホルダホー
   ンとを備え、前記支持ホーンは前記超音波振動子から前
   記スピンドル側への振動伝達を抑制する緩衝機構を備
   え、前記超音波振動子から加工チップまでを、超音波振
   動負荷時に前記支持ホーンには圧縮変形と引張り変形が
   配列方向の順に相互に引き起こされる振動系としたこと
   を特徴とする超音波加工機におけるスピンドル構造。
2. 【請求項２】 前記支持ホーンは、前記超音波振動子に
   同軸配置される本体と、前記本体の外周面と間隔をおい
   てほぼ同軸上に形成されて前記緩衝機構を構成する取付
   け環とを備え、前記取付け環は、前記本体の軸線方向の
   ほぼ中間位置に一体化した基部と、前記基部から前記本
   体の周りに同軸形成された弾性変形可能な薄肉円筒状の
   緩衝スリーブと、前記緩衝スリーブの軸線方向の両端に
   形成され前記スピンドルのスリーブの内周壁に没入させ
   るフランジとを備え、前記緩衝スリーブは、前記本体の
   圧縮変形及び引張り変形のときの半径方向の膨張及び収
   縮に倣い変形可能としたことを特徴とする請求項１記載
   の超音波加工機におけるスピンドル構造。