JP2017532209A - 金属加工システムにおける音響振動を遮断する装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本特許出願は、2014年9月5日に出願された米国仮特許出願番号62/046,248、表題「金属加工システムにおける音響振動を遮断する装置」に基づく優先権を主張するものであり、これらの開示内容は、そのすべてを本出願に組み込むものとし、あらゆる意味で本特許出願の一部をなす。
Claims (36)
- (a)既知の節位置を有する超音波変換器であって、前記超音波変換器は機械加工工具を受け入れるのに適合していることを特徴とする超音波変換器と、
(b)機械加工システムとの相性がよく前記超音波変換器を受け入れるのに適合している振動遮断ハウジングであって、前記ハウジングは前記装置の運転中に前記機械加工工具に伝達される軸方向の振動以外の、前記超音波変換器により生じるすべての振動を遮断するための少なくとも1つの変形部をさらに有し、これにより、前記機械加工システム内に後方又は上方への好ましくない振動が生じるのを防止することを特徴とする振動遮断ハウジングと、
を具備する機械加工システムに用いる装置。 - 工具ホルダーであって、前記工具ホルダーと前記ハウジングの上部とが相互に機械的に結合又は一体化していることを特徴とする、工具ホルダーをさらに具備する請求項1に記載の装置。
- 前記超音波変換器は、フロントマスと、バックマスと、前記フロントマスと前記バックマスとの間に位置する複数の圧電セラミックと、前記圧電セラミックに電気的に接続された少なくとも1つの電源と、前記フロントマス、前記バックマス、及び前記セラミックを貫く圧縮用部材であって、前記圧縮用部材は、前記セラミックに圧縮力を与えるよう作用することを特徴とする圧縮用部材と、をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記超音波変換器は、前記機械加工工具を受け入れるのに適合している改造されたコレットをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記超音波変換器は、少なくとも1つの電気的接続部をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジング内の1以上の所定の位置に形成された薄くなった領域がさらに含まれることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジング内の1以上の所定の位置に形成された三角形の幾何形状の逃がし部がさらに含まれることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジング内の1以上の所定の位置に形成された四角い幾何形状の逃がし部がさらに含まれることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、λ/4波長の器具となるようハウジングを変形させたものがさらに含まれ、変形させたハウジングは前記装置と共振することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジングに形成された振動減衰用切り抜きがさらに含まれ、前記振動減衰用切り抜きにはさらに少なくとも1つの所定の幾何形状がさらに含まれ、随意的に、前記振動減衰用切り抜きは少なくとも1つの振動減衰素材で充填されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジングに形成された振動減衰用切り抜きがさらに含まれ、前記振動減衰用切り抜きにはさらに少なくとも1つの所定の幾何形状がさらに含まれ、前記少なくとも1つの所定の幾何形状には、所定の直径、所定の長さ、所定の角度、及び、所定の方向を有するスロットを有し、前記スロットは、前記機械加工工具の先端でのねじれの量を増大させる機能があることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記変換器の節位置にあるバネ板のような構造と、機械加工動作時に軸方向及び側方向に加わる負荷に耐える硬いバネ板型の機構とが含まれることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記装置には、
(a)前記変換器の節点に形成された円錐状の位置合わせボスと、
(b)前記ハウジング内に形成された円錐状のフランジであって、前記円錐状のフランジは、前記円錐状の位置合わせボスにかぶせて弾性限界内で引き延ばされて、前記変換器上に形成された水平ベースに対してハウジングを密封することを特徴とするフランジと、 (c)前記変換器上の前記水平ベースに形成された、Oリングを受け入れるための溝であって、前記Oリングは前記装置をさらに密封する特性をもたらすことを特徴とする溝と、
がさらに含まれることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - (a)既知の節位置を有する超音波変換器であって、前記超音波変換器は機械加工を受け入れるのに適合していることを特徴とする超音波変換器と、
(b)機械加工システムとの相性がよく前記超音波変換器を受け入れるのに適合している振動遮断ハウジングであって、前記ハウジングは前記装置の運転中に前記機械加工工具に伝達される軸方向の振動以外の、前記超音波変換器により生じるすべての振動を遮断するための少なくとも1つの変形部をさらに有し、これにより、前記機械加工システム内に後方又は上方への好ましくない振動が生じるのを防止することを特徴とする振動遮断ハウジングと、
(c)工具ホルダーであって、この工具ホルダーとハウジングの上部とが相互に機械的に結合又は一体化していることを特徴とする工具ホルダーと、
を具備する機械加工システムに用いる装置。 - 前記超音波変換器は、フロントマスと、バックマスと、前記フロントマスと前記バックマスとの間に位置する複数の圧電セラミックと、前記圧電セラミックに電気的に接続された少なくとも1つの電源と、前記フロントマス、前記バックマス、及び前記セラミックを貫く圧縮用部材であって、前記圧縮用部材は、前記セラミックに圧縮力を与えるよう作用することを特徴とする圧縮用部材と、をさらに具備することを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 前記超音波変換器は、前記機械加工工具を受け入れるのに適合している改造されたコレットをさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 前記超音波変換器は、少なくとも1つの電気的接続部をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジング内の1以上の所定の位置に形成された薄くなった領域がさらに含まれることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジング内の1以上の所定の位置に形成された三角形の幾何形状の逃がし部がさらに含まれることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジング内の1以上の所定の位置に形成された四角い幾何形状の逃がし部がさらに含まれることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、λ/4波長の器具となるようハウジングを変形させたものがさらに含まれ、変形させたハウジングは前記装置と共振することを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジングに形成された振動減衰用切り抜きがさらに含まれ、前記振動減衰用切り抜きにはさらに少なくとも1つの所定の幾何形状がさらに含まれ、随意的に、前記振動減衰用切り抜きは少なくとも1つの振動減衰素材で充填されることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジングに形成された振動減衰用切り抜きがさらに含まれ、前記振動減衰用切り抜きにはさらに少なくとも1つの所定の幾何形状がさらに含まれ、前記少なくとも1つの所定の幾何形状には、所定の直径、長さ、所定の角度、及び、所定の方向を有するスロットを有し、前記スロットは、前記機械加工工具の先端でのねじれの量を増大させる機能があることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記変換器の節位置にあるバネ板のような構造と、機械加工動作時に軸方向及び側方向に加わる負荷に耐える硬いバネ板型の機構とが含まれることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 前記装置には、
(a)前記変換器の節点に形成された円錐状の位置合わせボスと、
(b)前記ハウジング内に形成された円錐状のフランジであって、前記円錐状のフランジは、前記円錐状の位置合わせボスにかぶせて弾性限界内で引き延ばされて、前記変換器上に形成された水平ベースに対してハウジングを密封することを特徴とするフランジと、 (c)前記変換器上の前記水平ベースに形成された、Oリングを受け入れるための溝であって、前記Oリングは前記装置をさらに密封する特性をもたらすことを特徴とする溝と、
がさらに含まれることを特徴とする請求項14に記載の装置。 - (a)既知の節位置を有する超音波変換器であって、前記超音波変換器は機械加工を受け入れるのに適合していることを特徴とする超音波変換器と、
(b)機械加工システムとの相性がよく前記超音波変換器を受け入れるのに適合している振動遮断ハウジングであって、前記ハウジングは前記装置の運転中に前記機械加工工具に伝達される軸方向の振動以外の、前記超音波変換器により生じるすべての振動を遮断するための少なくとも1つの変形部をさらに有し、これにより、前記機械加工システム内に後方又は上方への好ましくない振動が生じるのを防止することを特徴とする振動遮断ハウジングと、
(c)工具ホルダーであって、この工具ホルダーとハウジングの上部とが相互に機械的に結合又は一体化していることを特徴とする工具ホルダーと、
(d)内部密封システムであって、前記内部密封システムは、
(i)前記変換器の節点に形成された円錐状の位置合わせボスと、
(ii)前記ハウジング内に形成された円錐状のフランジであって、この円錐状のフランジは、前記円錐状の位置合わせボスにかぶせて弾性限界内で引き延ばされて、前記変換器上に形成された水平ベースに対してハウジングを密封することを特徴とするフランジと、
(iii)変換器上の水平ベースに形成された、Oリングを受け入れるための溝であって、このOリングは前記装置をさらに密封する特性をもたらすことを特徴とする溝と、
を有することを特徴とする内部密封システムと
を具備する機械加工システムに用いる装置。 - 前記超音波変換器は、フロントマスと、バックマスと、前記フロントマスと前記バックマスとの間に位置する複数の圧電セラミックと、前記圧電セラミックに電気的に接続された少なくとも1つの電源と、前記フロントマス、前記バックマス、及び前記セラミックを貫く圧縮用部材であって、前記圧縮用部材は、前記セラミックに圧縮力を与えるよう作用することを特徴とする圧縮用部材と、をさらに具備することを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 前記超音波変換器は、前記機械加工工具を受け入れるのに適合している改造されたコレットをさらに含むことを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 前記超音波変換器は、少なくとも1つの電気的接続部をさらに含むことを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジング内の1以上の所定の位置に形成された薄くなった領域がさらに含まれることを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジング内の1以上の所定の位置に形成された三角形の幾何形状の逃がし部がさらに含まれることを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジング内の1以上の所定の位置に形成された四角い幾何形状の逃がし部がさらに含まれることを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、λ/4波長の器具となるようハウジングを変形させたものがさらに含まれ、変形させたハウジングは前記装置と共振することを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジングに形成された振動減衰用切り抜きがさらに含まれ、前記振動減衰用切り抜きにはさらに少なくとも1つの所定の幾何形状がさらに含まれ、随意的に、前記振動減衰用切り抜きは少なくとも1つの振動減衰素材で充填されることを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記ハウジングに形成された振動減衰用切り抜きがさらに含まれ、前記振動減衰用切り抜きにはさらに少なくとも1つの所定の幾何形状がさらに含まれ、前記少なくとも1つの所定の幾何形状には、所定の直径、長さ、所定の角度、及び、所定の方向を有するスロットを有し、前記スロットは、前記機械加工工具の先端でのねじれの量を増大させる機能があることを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 振動遮断のための前記少なくとも1つの変形部には、前記変換器の節位置にあるバネ板のような構造と、機械加工動作時に軸方向及び側方向に加わる負荷に耐える硬いバネ板型の機構とが含まれることを特徴とする請求項26に記載の装置。
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