JP5903748B2 - Ultrasonic composite vibrator - Google Patents
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Description
本発明は超音波振動装置に関し、特に、超音波複合振動を生成する超音波複合振動装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic vibration device, and more particularly to an ultrasonic composite vibration device that generates an ultrasonic composite vibration.
近年、超音波振動装置は、穴あけ加工や溶接・溶着等の用途にも用いられている。これらの用途では、振動軌跡が直線的な単一振動モードよりも２つ以上の振動を複合させた複合振動モードの方が加工対象の仕上がり等に優れるため、より好ましいものとして知られている。そこで、従来から複合振動を発生させる超音波複合振動装置が種々開発されている。 In recent years, ultrasonic vibration devices have been used for applications such as drilling and welding / welding. In these applications, the composite vibration mode in which two or more vibrations are combined is superior to the single vibration mode in which the vibration trajectory is linear, so that the finish of the object to be processed is superior, and therefore, it is known to be more preferable. Accordingly, various ultrasonic composite vibration devices that generate composite vibration have been developed.
超音波複合振動装置の例としては、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１には、縦振動子とねじり振動子の２種類の振動子を用いて、縦振動とねじり振動の２つの複合振動を得ることが可能な装置が開示されている。 As an example of the ultrasonic composite vibration device, for example, Patent Literature 1 can be cited. Patent Document 1 discloses an apparatus that can obtain two combined vibrations of longitudinal vibration and torsional vibration using two types of vibrators, a longitudinal vibrator and a torsional vibrator.
また、例えば特許文献２には、縦振動子に単一周波数を印加し、縦振動の腹から節の間の位置に周波数調整用素子を設けると共に、縦振動をねじり振動に変換する斜めスリットを縦振動の縦振動の節となる位置に配置する超音波複合振動装置が開示されている。 Further, for example, in Patent Document 2, a single frequency is applied to the longitudinal vibrator, a frequency adjusting element is provided at a position between the antinodes of the longitudinal vibration and a node, and an oblique slit that converts the longitudinal vibration into torsional vibration is provided. An ultrasonic composite vibration device disposed at a position that becomes a node of longitudinal vibration of longitudinal vibration is disclosed.
また、２つの異なる共振周波数を加算した信号を用いて複合振動を発生させる超音波複合振動装置の例としては、例えば特許文献３が挙げられる。特許文献３は、縦振動とたわみ振動を共振体に発生させるものである。具体的には、この装置は、たわみ振動発生手段が設けられた面内複合共振体に、縦振動用の信号とたわみ振動用の信号の２つの異なる共振周波数信号を加算して印加することにより、縦振動とたわみ振動の２つの複合振動を得ることが可能なものである。 Patent Document 3 is an example of an ultrasonic composite vibration device that generates composite vibration using a signal obtained by adding two different resonance frequencies. Patent Document 3 generates longitudinal vibration and flexural vibration in a resonator. Specifically, this apparatus adds and applies two different resonance frequency signals, ie, a longitudinal vibration signal and a flexural vibration signal, to an in-plane composite resonator provided with a flexural vibration generating means. It is possible to obtain two combined vibrations of longitudinal vibration and flexural vibration.
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の装置では、得られる複合振動の振動軌跡が直線や円形、楕円形となり、この軌跡をそのまま繰り返すような振動であるため、それほど複雑な振動軌跡とはなっていなかった。 However, in the devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the vibration trajectory of the obtained composite vibration is a straight line, a circle, or an ellipse, and the vibration is such that this trajectory is repeated as it is. It wasn't.
さらに、特許文献１に記載の装置では、振動子が２つ必要となり、コスト的な問題もあった。 Furthermore, the apparatus described in Patent Document 1 requires two vibrators, which has a problem of cost.
また、特許文献２では、単一周波数を印加しているため、縦振動とねじり振動をそれぞれ分離して別々に制御できないという問題があった。 Moreover, in patent document 2, since the single frequency was applied, there existed a problem that a longitudinal vibration and a torsional vibration were isolate | separated and it was not possible to control separately.
一方、特許文献３に記載の構成は、縦振動用とたわみ振動用の２つの異なる共振周波数を加算した信号を印加するものであり、振動軌跡は複雑となるが、面内複合共振体自体が角棒状のものであり、これをそのまま穴開け加工等に利用することは、その構造上難しかった。例えば、さらにロッド等を面内複合共振体に接続する必要等が生じ、たわみ振動の振動軌跡を得られず、その軌跡は複雑なものとはならない可能性があった。 On the other hand, the configuration described in Patent Document 3 applies a signal obtained by adding two different resonance frequencies for longitudinal vibration and flexural vibration, and the vibration trajectory becomes complicated. It was a rectangular bar-like shape, and it was difficult to use this as it is for drilling or the like because of its structure. For example, it becomes necessary to connect a rod or the like to the in-plane composite resonator, and the vibration locus of the flexural vibration cannot be obtained, and the locus may not be complicated.
本発明は、斯かる実情に鑑み、複合振動の振動軌跡が複雑であり、穴あけ加工や溶接・溶着等に利用するのに適した超音波複合振動装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide an ultrasonic composite vibration device that has a complex vibration locus and is suitable for use in drilling, welding, welding, and the like.
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による超音波複合振動装置は、縦振動を励起する縦振動体と、縦振動体からの縦振動を伝達するロッドと、縦振動用の共振周波数信号を発生する縦振動用発振器と、ねじり振動用の共振周波数信号を発生するねじり振動用発振器と、これらの各共振周波数信号を加算して縦振動体に印加する加算器と、からなる駆動部と、ロッドのねじり振動の腹となる位置近傍に配置され、縦振動をねじり振動に変換する縦−ねじり振動変換部と、を具備するものである。 In order to achieve the above-described object of the present invention, an ultrasonic composite vibration device according to the present invention includes a longitudinal vibration body that excites longitudinal vibration, a rod that transmits longitudinal vibration from the longitudinal vibration body, and a resonance for longitudinal vibration. Drive comprising: a longitudinal vibration oscillator that generates a frequency signal; a torsional vibration oscillator that generates a resonance frequency signal for torsional vibration; and an adder that adds these resonance frequency signals and applies them to the longitudinal vibration body And a longitudinal-torsional vibration conversion unit that is disposed in the vicinity of a position that becomes an antinode of torsional vibration of the rod and that converts longitudinal vibration into torsional vibration.
ここで、縦−ねじり振動変換部は、ロッドの軸方向に対して斜めにスリットが設けられる斜めスリットであれば良い。 Here, the longitudinal-torsional vibration converter may be an oblique slit provided with a slit obliquely with respect to the axial direction of the rod.
また、縦−ねじり振動変換部は、断面多角形の棒状体をロッドの軸方向を中心にねじって構成されるねじり棒からなるものであっても良い。 Further, the longitudinal-torsional vibration converting unit may be formed of a torsion bar formed by twisting a rod-shaped body having a polygonal cross section around the axial direction of the rod.
また、縦−ねじり振動変換部は、ロッド先端の超音波複合振動の軌跡が、塗り潰される略矩形軌跡となり、縦振動の最大値近傍のところでねじり振動が正の最大値から負の最大値まで変化し、ねじり振動軌跡の辺が、縦振動軌跡の辺と略直交するように、配置位置が調整されれば良い。 In the longitudinal-torsional vibration converter, the trajectory of the ultrasonic composite vibration at the tip of the rod becomes a substantially rectangular trajectory that is filled, and the torsional vibration changes from a positive maximum value to a negative maximum value in the vicinity of the maximum longitudinal vibration value. However, the arrangement position may be adjusted so that the side of the torsional vibration locus is substantially orthogonal to the side of the longitudinal vibration locus.
本発明の超音波複合振動装置には、複合振動の振動軌跡が複雑であり、穴あけ加工や溶接・溶着等に利用するのに適しているという利点がある。 The ultrasonic composite vibration device of the present invention has an advantage that the vibration trajectory of the composite vibration is complicated and suitable for use in drilling, welding, welding, and the like.
以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の超音波複合振動装置の構成を説明するための概略構成図である。図示の通り、本発明の超音波複合振動装置は、縦振動体１０と、ロッド２０と、駆動部３０と、縦−ねじり振動変換部４０とから主に構成されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described together with illustrated examples. FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the configuration of the ultrasonic composite vibration device of the present invention. As shown in the figure, the ultrasonic composite vibration device of the present invention is mainly composed of a longitudinal vibration body 10, a rod 20, a drive unit 30, and a longitudinal-torsional vibration conversion unit 40.
縦振動体１０は、縦振動を励起するものである。縦振動体１０は、例えば縦振動子１１と振動増幅部１２からなる。具体的には、例えば縦振動子１１がボルト締めランジュバン型振動子からなるものである。ボルト締めランジュバン型振動子の共振周波数の一例を挙げると、２０ｋＨｚである。また、振動増幅部１２は、エキスポネンシャルホーンからなるものである。エキスポネンシャルホーンの一例を挙げると、ジュラルミン製であり、振幅拡大比が約５．０のものである。また、縦振動子１１としては、圧電セラミックス素子や磁歪振動子等を用いても良い。 The longitudinal vibration body 10 excites longitudinal vibration. The longitudinal vibration body 10 includes, for example, a longitudinal vibrator 11 and a vibration amplification unit 12. Specifically, for example, the longitudinal vibrator 11 is a bolted Langevin vibrator. An example of the resonance frequency of the bolted Langevin type vibrator is 20 kHz. The vibration amplifying unit 12 is composed of an exponential horn. An example of an exponential horn is made of duralumin and has an amplitude expansion ratio of about 5.0. Further, as the longitudinal vibrator 11, a piezoelectric ceramic element, a magnetostrictive vibrator, or the like may be used.
この縦振動体１０に、ロッド２０が結合されている。ロッド２０の長さを調整することで、縦振動の共振周波数が調整可能である。ロッド２０の一例を挙げると、例えばジュラルミン製であり、円筒形のものである。その寸法は、例えば長さが１２０ｍｍであり、直径が１２ｍｍである。ロッド２０は、加工対象物に直接接触させるものであり、摩耗に強いことが好ましい。本発明の超音波複合振動装置では、ロッド２０は交換可能に縦振動体１０にねじ込まれるものであれば良く、摩耗した際には交換することも可能である。また、加工効率を上げるようにロッド２０の先端部分を適宜加工することも可能である。さらに、加工対象物に施す加工の種類に応じて、ロッドをそれらに適したものに交換することも可能である。 A rod 20 is coupled to the longitudinal vibrating body 10. By adjusting the length of the rod 20, the resonance frequency of the longitudinal vibration can be adjusted. An example of the rod 20 is made of, for example, duralumin and has a cylindrical shape. The dimensions are, for example, a length of 120 mm and a diameter of 12 mm. The rod 20 is to be brought into direct contact with the workpiece and is preferably resistant to wear. In the ultrasonic composite vibration device of the present invention, the rod 20 is only required to be screwed into the longitudinal vibration body 10 in a replaceable manner, and can be replaced when worn. Moreover, it is also possible to process the front-end | tip part of the rod 20 suitably so that processing efficiency may be raised. Furthermore, it is also possible to replace the rod with one suitable for them according to the type of processing performed on the processing object.
そして、駆動部３０は、縦振動体１０に共振周波数信号を印加するものである。駆動部３０は、縦振動用発振器３１と、ねじり振動用発振器３２と、加算器３３とからなる。駆動部３０は、縦振動体１０を駆動させるものである。縦振動用発振器３１は、縦振動用の共振周波数信号を発生するものである。ねじり振動用発振器３２は、ねじり振動用の共振周波数信号を発生するものである。具体的には、例えば縦振動用発振器３１は、１９．２５ｋＨｚの信号を生成し、ねじり振動用発振器３２は、１８．５５ｋＨｚの信号を生成する。そして、加算器３３は、これらの各共振周波数信号を加算して縦振動体に印加するものである。加算器３３は、加算された共振周波数信号を出力するものであり、必要により加算信号を増幅する増幅器を備えても良い。 The drive unit 30 applies a resonance frequency signal to the longitudinal vibration body 10. The drive unit 30 includes a longitudinal vibration oscillator 31, a torsional vibration oscillator 32, and an adder 33. The drive unit 30 drives the longitudinal vibration body 10. The longitudinal vibration oscillator 31 generates a resonance frequency signal for longitudinal vibration. The torsional vibration oscillator 32 generates a resonance frequency signal for torsional vibration. Specifically, for example, the longitudinal vibration oscillator 31 generates a 19.25 kHz signal, and the torsional vibration oscillator 32 generates a 18.55 kHz signal. The adder 33 adds these resonance frequency signals and applies them to the longitudinal vibration body. The adder 33 outputs the added resonance frequency signal, and may include an amplifier that amplifies the added signal if necessary.
縦−ねじり振動変換部４０は、ロッドに配置されるものであり、縦振動をねじり振動に変換するものである。一例を挙げると、縦−ねじり振動変換部４０は、例えば斜めスリットからなるものである。斜めスリットは、ロッド２０の軸方向に対して斜めにスリットが設けられるものである。この斜めスリットにより、ロッド２０に伝達された縦振動がねじり振動に変換される。そして、縦−ねじり振動変換部４０は、ロッド２０のねじり振動の腹となる位置近傍に配置されている。 The longitudinal-torsional vibration conversion unit 40 is disposed on the rod and converts longitudinal vibration into torsional vibration. For example, the longitudinal-torsional vibration converting unit 40 is composed of, for example, an oblique slit. The oblique slit is provided with a slit obliquely with respect to the axial direction of the rod 20. By this oblique slit, the longitudinal vibration transmitted to the rod 20 is converted into torsional vibration. The longitudinal-torsional vibration conversion unit 40 is disposed in the vicinity of a position that becomes an antinode of the torsional vibration of the rod 20.
以下、より具体的に縦−ねじり振動変換部４０について説明する。縦−ねじり振動変換部４０を構成する斜めスリットは、例えばスリットの長さが１９ｍｍ、溝幅が０．５ｍｍ、深さが３．５ｍｍ、斜め角度が３５度、スリット本数を８として構成される。例えば、上述の具体例のように、ロッド２０を長さ１２０ｍｍで直径１２ｍｍで構成した場合、ロッド２０のねじり振動の腹となる位置は、縦振動体１０の結合部から概ね３０ｍｍの位置となる。したがって、この場合、斜めスリットは、ロッド２０の縦振動体１０の結合部から概ね３０ｍｍの位置を中心に配置されれば良い。 Hereinafter, the longitudinal-torsional vibration converting unit 40 will be described more specifically. The oblique slits constituting the longitudinal-torsional vibration converting unit 40 are configured with, for example, a slit length of 19 mm, a groove width of 0.5 mm, a depth of 3.5 mm, an oblique angle of 35 degrees, and a slit number of 8. . For example, when the rod 20 is 120 mm long and 12 mm in diameter as in the above-described specific example, the position where the rod 20 becomes the antinode of torsional vibration is approximately 30 mm from the coupling portion of the longitudinal vibration body 10. . Therefore, in this case, the oblique slit may be disposed around a position of approximately 30 mm from the coupling portion of the longitudinal vibration body 10 of the rod 20.
このように構成された本発明の超音波複合振動装置の振動軌跡について説明する。図２は、本発明の超音波複合振動装置の振動軌跡を表すグラフである。横軸が縦振動の振動幅であり、縦軸がねじり振動の振動幅である。図中、３０ｍｍと示された振動軌跡が、本発明の超音波複合振動装置において縦−ねじり振動変換部を３０ｍｍの位置に配置した例である。超音波複合振動装置の構成としては、ロッドの寸法が１２０ｍｍで直径が１２ｍｍのものを用い、縦−ねじり振動変換部として斜めスリットを用いたものである。駆動部としては、縦振動用発振器が１９．４９ｋＨｚの信号を生成し、ねじり振動用発振器が１９．１０ｋＨｚの信号を生成するものを用いた。 The vibration locus of the ultrasonic composite vibration device of the present invention configured as described above will be described. FIG. 2 is a graph showing the vibration trajectory of the ultrasonic composite vibration device of the present invention. The horizontal axis is the vibration width of the longitudinal vibration, and the vertical axis is the vibration width of the torsional vibration. In the figure, the vibration trajectory indicated as 30 mm is an example in which the longitudinal-torsional vibration converting portion is disposed at a position of 30 mm in the ultrasonic composite vibration device of the present invention. As a configuration of the ultrasonic composite vibration device, a rod having a size of 120 mm and a diameter of 12 mm is used, and an oblique slit is used as a longitudinal-torsional vibration conversion unit. As the driving section, a longitudinal vibration oscillator generates a 19.49 kHz signal, and a torsional vibration oscillator generates a 19.10 kHz signal.
また、比較例として、縦−ねじり振動変換部をロッドの縦振動の節の位置に配置した例も示した。これが、５８ｍｍと示された振動軌跡である。なお、ロッドの縦振動の節の位置に縦−ねじり振動変換部を配置するのは、縦振動で大きな複合振動が得られる位置と考えられている所であるためである。ここで、５８ｍｍの例では、ロッドの寸法は上述の例と同様であるが、縦振動用発振器が１９．２５ｋＨｚの信号を生成し、ねじり振動用発振器が１８．５５ｋＨｚの信号を生成するものとした。 Further, as a comparative example, an example in which the longitudinal-torsional vibration converting portion is arranged at the position of the longitudinal vibration node of the rod is also shown. This is the vibration trajectory indicated as 58 mm. The reason why the longitudinal-torsional vibration converting portion is arranged at the position of the longitudinal vibration node of the rod is that it is considered as a position where a large composite vibration can be obtained by the longitudinal vibration. Here, in the 58 mm example, the dimensions of the rod are the same as in the above example, but the longitudinal vibration oscillator generates a 19.25 kHz signal, and the torsional vibration oscillator generates a 18.55 kHz signal. did.
図示の通り、本発明の超音波複合振動装置のロッド先端の超音波複合振動の振動軌跡は、塗り潰される略矩形軌跡となっていることが分かる。より詳しくは、縦振動の最大値近傍のところでねじり振動が正の最大値から負の最大値まで変化している。また、図面上、縦軸がねじり振動軌跡の辺となり、横軸が縦振動軌跡の辺となるが、これらが略直交するような軌跡となっていることも分かる。また、比較例の配置位置が５８ｍｍの例の複合振動軌跡に比べて、３０ｍｍの複合振動軌跡のほうが振動軌跡の面積が大きいことが分かる。即ち、全体的に各振動の振幅が大きくなっていることが分かる。また、超音波複合振動装置を用いて対象物を加工する場合、ロッドの軸方向の先に加工対象物が置かれることになるが、本発明の３０ｍｍの複合振動軌跡の場合には、加工対象物に対していわば垂直方向に複合振動を加えることが可能となり、縦振動の最大値を有効に作用させることができる（縦振動の最大値近傍のところでねじり振動が正の最大値から負の最大値まで変化している）。一方、比較例の場合には複合振動軌跡が加工対象物に対していわば斜め方向に加わることになり、縦振動の最大値を有効に作用させることができない（縦振動の最大値においてねじり振動の変化が少ない）。 As shown in the figure, it can be seen that the vibration trajectory of the ultrasonic composite vibration at the tip of the rod of the ultrasonic composite vibration device of the present invention is a substantially rectangular trajectory to be filled. More specifically, the torsional vibration changes from a positive maximum value to a negative maximum value in the vicinity of the maximum value of the longitudinal vibration. In the drawing, the vertical axis is the side of the torsional vibration locus, and the horizontal axis is the side of the longitudinal vibration locus. It can also be seen that these are substantially orthogonal. Further, it can be seen that the composite vibration trajectory of 30 mm has a larger area of the vibration trajectory than the composite vibration trajectory of the example where the arrangement position of the comparative example is 58 mm. That is, it can be seen that the amplitude of each vibration is increased as a whole. Further, when processing an object using an ultrasonic composite vibration device, the processing object is placed at the tip of the rod in the axial direction. It is possible to apply compound vibration in the vertical direction to an object, so that the maximum value of longitudinal vibration can be effectively applied (the torsional vibration is increased from a positive maximum value to a negative maximum near the maximum value of the longitudinal vibration. To the value). On the other hand, in the case of the comparative example, the combined vibration trajectory is applied in an oblique direction with respect to the workpiece, and the maximum value of the longitudinal vibration cannot be effectively applied (the torsional vibration at the maximum value of the longitudinal vibration). Little change).
また、本発明の超音波複合振動装置のように、縦−ねじり振動変換部が３０ｍｍの配置位置の場合には、縦振動共振時には大きな縦振動に対してねじり振動があまり得られず、また、ねじり振動共振時には大きなねじり振動に対して縦振動があまり得られない特徴がある。一方、縦−ねじり振動変換部を５８ｍｍに配置した場合には、何れの振動もある程度の大きさが得られるものの、これらの振動を別々に分けて制御することはできない。即ち、本発明の場合には、縦振動共振時にはねじり振動に対して大きな縦振動が得られ、ねじり振動共振時には縦振動に対して大きなねじり振動が得ることができる。したがって、縦振動とねじり振動を別々に分けて振動制御が可能となる。 In addition, when the longitudinal-torsional vibration converting unit is disposed at a position of 30 mm as in the ultrasonic composite vibration device of the present invention, the torsional vibration is not obtained with respect to the large longitudinal vibration at the time of longitudinal vibration resonance. At the time of torsional vibration resonance, there is a feature that longitudinal vibrations are not obtained much with respect to large torsional vibrations. On the other hand, when the longitudinal-torsional vibration converting portion is disposed at 58 mm, each vibration can obtain a certain level of magnitude, but these vibrations cannot be separately controlled. That is, in the case of the present invention, a large longitudinal vibration can be obtained with respect to the torsional vibration during the longitudinal vibration resonance, and a large torsional vibration can be obtained with respect to the longitudinal vibration during the torsional vibration resonance. Accordingly, vibration control can be performed by separately dividing longitudinal vibration and torsional vibration.
このように、本発明の超音波複合振動装置によれば、複合振動の振動軌跡が複雑であり、穴あけ加工や溶接・溶着等に利用する場合には、有効に複合振動を加工対象物に作用させることが可能となる。また、本発明の超音波複合振動装置では、２つの発振器を用いて縦振動とねじり振動の２つの共振周波数信号をそれぞれ生成し、これを加算器により加算して縦振動体に印加しているため、縦振動とねじり振動をそれぞれ別々に分けて振動制御可能である。したがって、より柔軟に所望な複合振動が得られる。 As described above, according to the ultrasonic composite vibration device of the present invention, the vibration trajectory of the composite vibration is complicated, and when used for drilling, welding, welding, etc., the composite vibration is effectively applied to the workpiece. It becomes possible to make it. Further, in the ultrasonic composite vibration device of the present invention, two resonance frequency signals of longitudinal vibration and torsional vibration are respectively generated using two oscillators, which are added by an adder and applied to the longitudinal vibration body. Therefore, the vibration can be controlled by dividing the longitudinal vibration and the torsional vibration separately. Therefore, the desired composite vibration can be obtained more flexibly.
なお、縦−ねじり振動変換部は、ロッドのねじり振動の腹の位置に正確に配置される必要は必ずしもなく、加工対象物に対して複合振動の最大値を有効に作用させるように、ねじり振動の腹の位置の近傍である程度その配置位置を調整すれば良い。 Note that the longitudinal-torsional vibration conversion unit does not necessarily have to be accurately arranged at the position of the antinode of the torsional vibration of the rod, and the torsional vibration is effective so that the maximum value of the composite vibration is effectively applied to the workpiece. The arrangement position may be adjusted to some extent in the vicinity of the position of the stomach.
次に、本発明の超音波複合振動装置の縦−ねじり振動変換部の他の例について説明する。図３は、本発明の超音波複合振動装置の縦−ねじり振動変換部がねじり棒で構成された例を説明するための、縦−ねじり振動変換部の概略拡大斜視図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は概ね同一物を表している。図示の通り、この例の縦−ねじり振動変換部４０は、ねじり棒からなっている。ねじり棒は、断面多角形の棒状体をロッド２０の軸方向を中心にねじってなるものである。このようなねじり棒であっても、上述の斜めスリットと同様に、縦振動をねじり振動に変換可能である。ねじり棒を、上述のようにロッド２０のねじり振動の腹となる位置近傍に配置することで、同じような作用・効果が得られる。 Next, another example of the longitudinal-torsional vibration conversion unit of the ultrasonic composite vibration device of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic enlarged perspective view of the longitudinal-torsional vibration converting portion for explaining an example in which the longitudinal-torsional vibration converting portion of the ultrasonic composite vibration device of the present invention is configured by a torsion bar. In the figure, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. As shown in the figure, the longitudinal-torsional vibration converter 40 in this example is formed of a torsion bar. The torsion bar is formed by twisting a rod-shaped body having a polygonal cross section around the axial direction of the rod 20. Even with such a torsion bar, longitudinal vibration can be converted into torsional vibration as in the above-described oblique slit. By arranging the torsion bar in the vicinity of the position where the torsional vibration of the rod 20 occurs as described above, the same action and effect can be obtained.
なお、本発明の超音波複合振動装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、説明上具体的な一例として挙げた寸法や周波数等については、あくまでも一例であり、これらの具体的な数字に限定されるものではない。 It should be noted that the ultrasonic composite vibration device of the present invention is not limited to the illustrated example described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In addition, the dimensions, frequencies, and the like given as specific examples in the description are merely examples, and are not limited to these specific numbers.
１０ 縦振動体
１１ 縦振動子
１２ 振動増幅部
２０ ロッド
３０ 駆動部
３１ 縦振動用発振器
３２ ねじり振動用発振器
３３ 加算器
４０ 縦−ねじり振動変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Longitudinal vibrator 11 Longitudinal vibrator 12 Vibration amplification part 20 Rod 30 Drive part 31 Longitudinal vibration oscillator 32 Torsional vibration oscillator 33 Adder 40 Longitudinal-torsional vibration conversion part
Claims (4)
縦振動子と振動増幅部を含み、縦振動を励起する縦振動体と、
前記縦振動体からの縦振動を伝達するロッドと、
縦振動用の共振周波数信号を発生する縦振動用発振器と、ねじり振動用の共振周波数信号を発生するねじり振動用発振器と、これらの各共振周波数信号を加算して縦振動体に印加する加算器と、からなる駆動部と、
ロッドのねじり振動の腹となる位置近傍に配置され、縦振動をねじり振動に変換する縦−ねじり振動変換部と、
を具備することを特徴とする超音波複合振動装置。 An ultrasonic composite vibration device for generating an ultrasonic composite vibration, the ultrasonic composite vibration device,
A longitudinal vibrator including a longitudinal vibrator and a vibration amplifying unit and exciting longitudinal vibration;
A rod for transmitting longitudinal vibration from the longitudinal vibrator;
A longitudinal vibration oscillator that generates a resonance frequency signal for longitudinal vibration, a torsional vibration oscillator that generates a resonance frequency signal for torsional vibration, and an adder that adds these resonance frequency signals and applies them to the longitudinal vibration body A drive unit comprising:
A longitudinal-torsional vibration conversion unit that is arranged near the position that becomes the antinode of the torsional vibration of the rod and converts the longitudinal vibration into torsional vibration;
An ultrasonic composite vibration device comprising:
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