JPH01272500A - 超磁歪材を用いた刻印彫刻装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、材料に磁場をかけたときのけ歪定数が従来の
材料に比べてはるかに大きないわゆる超磁歪材料を利用
して被加工物を刻印及び彫刻する装置に関する。

（従来の技術） 磁歪定数がきわめて大きな材料として各種の合金が開発
されており、例えば、特開昭６２−２９２０９９号公報
「磁気ひずみ駆動モジュール」は、磁歪材料のディスク
と永久磁石のディスクとを交互配置して音響エネルギ伝
送用のトランスジューサーを構成したものであるが、実
用化されている磁気ひずみ性ランタニド合金として、チ
ルフェノール−Ｄ、すなわちＴｂｏ、ｓ　ＤＹｏ、Ｆｅ
＋、ｑが最も競合力の高いピエゾセラミックスの５倍以
上のひずみｒｍｓ値を存し、かつ最も競合力の高い非ラ
ンタニド合金、例えばニッケル磁歪合金の１０倍のひず
み値を有することが開示されている。

米国特許第４３０８４７４号（１９８１年１２月２９日
発行）には、希土類元素を用いた磁歪材料として Ｔ　ｂｘ　Ｄ　ｙＩ−Ｘ　Ｆ　ｅ　ｚ−ｗＴｂｘ　ＨＯ
Ｉ−１１Ｆ　ｅｘ−ｗ ＳｍＩＩＤｙ＋−＋＋　Ｆｅｗ−ｗ ＳｍＸ　Ｈｏ、−、Ｆ　　ｅｚ−ｗ Ｔｂｇ　　ＨＯ，ＤＹＩＩ　　Ｆｅｗ−ｗＳ　ｍＸＨｏ
　ｙ　　Ｄ　’Ｉ　＊　　Ｆｅｆｆ１−ｗ等が開示され
ている。

米国特許第４６０９４０２号（１９８６年９月２日発行
）には、希土類合金を溶融してルツボの中で成形し磁歪
材料のロンドを形成する方法が示されている。

昭和６２年３月発行の雑誌「エレクトロニク・セラミッ
クス」の第１９〜２０頁には積層圧電セラミックのアク
チュエータを用いたプリンタヘッドが提案されている。

しかしながら、従来の圧電素子は接着剤を用いて多数の
薄帯を積層したものがほとんどであり、接着剤の層が緩
衝材の役割をなすため、プリンタの印字程度の圧力には
対応できても、樹脂や金属材料を加工する工具などは駆
動することができないという欠点がある。また、圧電素
子はそのひずみ量が小さいために、刻印や彫刻などを行
なわせるには実用的でないという欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、超磁歪材料を利用して工具を駆動し、
被加工物に極めて精密な刻印や彫刻を施すことが可能な
装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、超磁歪材を利用して任意の図形を
転写することが可能な転写装置を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段とその作用）本発明の前
述した第１の目的は、ＲＦｅ２系合金、　Ｔｂ、Ｄ　ｙ
Ｉ−Ｘ　Ｆｅｘ系合金、Ｔ　ｂｘ　Ｄ　！　＋−ｗＨｏ
、Ｆｅ、系合金などの超磁歪材で棒状の支持部を形成し
、該支持部の先端にダイヤモンド等の工具を取付け、前
記支持部に磁界をかけて伸縮せしめ前記工具を駆動して
被加工物に刻印や彫刻を施すようにした刻印彫刻装置に
よって達成される。

すなわち、例えば　Ｔ　ｂ　、ＩＤ　ｙＩ−ｘ　Ｆ　ｅ
　を系合金を柱状に成形し結晶方向を揃えたものから成
る支持部の下端に超硬工具を取付ける。あるいは、柱状
磁歪材の先端支持部にＩＩＩ線等の高音速材で工具を連
結し、この工具により被加工物に極めて精密な刻印や彫
刻を施すことができる・ なぜなら、超磁歪材を用いればエネルギ密度が０．０２
５Ｊ／ｃｍ”？’　　１５００−２０００ｐｐｍ程度の
駆動量が得られるが、従来がら周知の圧電セラミックＰ
ＺＴを用いた場合は　Ｑ、　ＯＯＱ　９７Ｊ／ｃ１ｍコ
で　１００〜３００ｐｐｍ程度の駆動量しか得られず、
刻印や彫刻を行なわせるには実用的でないからである。

本発明の第２の目的は、任意の図形を読み取る読取装置
を配置し、この読取装置からの信号に応答してＡ／Ｄ変
換等を行ない、デジタル信号を用いて前記刻印彫刻装置
を駆動するなどして、任意の図形を転写する刻印彫刻装
置によって達成される。

本発明のさらに他の特徴及び利点は、添付図面の実施例
を参照した以下の記載により明らかとなろう。

（実施例） 第１図は、本発明の好適な実施例による刻印彫刻装置１
０を概略的に表わしており、超磁歪材で作られた棒状体
１２が円筒形のケース１４内を延伸し、上端はケース１
４の内面に固定され、下端はケースの出口付近に配置さ
れたローラ１６で上下移動可能に案内されている。棒状
体１２の下端には高周波発振器１８からのエネルギを受
けて超音波振動する振動子２０が取付けられ、その下端
にはダイヤモンドやＷＣから成る超硬工具のホーン２２
が固着されている。

棒状体１２は、本発明の特徴に従い、超磁歪材の一種で
あるＴｂａ、ｓ　Ｄｙｏ、１．Ｆｅ＋、ｑ合金で作られ
ている。その耐圧は約３〜５　ｋｇ　／　鶴”である。

この棒状体１２に駆動コイル２４を５００回巻き付け、
駆動電源２６から電力を供給する。この電源回路には、
高速スイッチング回路３０とインピーダンス測定部３２
が挿入され、測定部３２にはマイクロコンピュータ３４
が接続されている。

かかる構成に基づき、駆動電源２６からの電流をコイル
２４に流し５．棒状体１２に磁界をかけると、超磁歪材
の性質に基づき棒状体１２が歪んで伸長し、ホー７２２
を押し下げて加工台４０上の被加工物４２に押し付ける
。同時に、ホー７２２は高周波発振器１８からのエネル
ギで超音波振動を行ない、被加工物４２に衝突して表面
を加工する。高速スイッチング回路３０を作動させ高速
でＯＮ−〇ＦＦを行なわせることにより、ホーン２２の
先端が高速で上下に運動し、効果的な加工が行なわれる
。

インピーダンス測定部３２では、ホーン２２が上下動す
る瞬間における駆動回路のインピーダンス変化を検出し
、マイクロコンピュータ３４で分析してホーン先端の摩
耗状態などを検知することができる。

第２図は、本発明の他の実施例による刻印彫刻装置５０
を表わしており、第１図の実施例における高周波発振器
１８と振動子２０を省略し、棒状体１２の下端に直接ホ
ーン５２を取付けている。

この場合でも、高速スイッチング回路を作動させ高速で
ＯＮ−〇ＦＦを行なわせることにより、ホー７２２の先
端が高速で上下に運動し、効果的な加工が行なわれる。

第３図は、さらに他の実施例による刻印彫刻装置６０を
表わしており、第１図の実施例における高周波発振器１
８と振動子２０の代りに電′ｒＡ６２と回転モータ又は
振動モータ６４を連結し、ホーン２２の振動を増幅して
さらに効果的な加工を行なわせるものである。

第４図は、第１のドラム７１の上に凹凸その他の手段で
描かれた図形７２を第２のドラム８１の上に相位の図形
８２として転写する装置を表わしており、両ドラム７１
．８１はモーター９０で回転駆動されている。まず触針
式又は光学的読取装置７４で図形７２を読取り、Ａ／Ｄ
変換器７５及びデジタルコンピュータ７６を介してコン
パレータ７８に信号が送られる。コンパレータ７８はそ
の信号に応答して最適の制御信号をモーター９０及び本
発明による刻印彫刻装置１０に向けて送出し、ホーン２
２を伸縮させると共に超音波振動させてドラム８１の表
面を加工し、図形８２を描かせる。か（して、ドラム７
１からドラム８１へと図形が転写されることになる。

本発明による刻印彫刻装置は、図示の実施例に限定され
ることなく各種の変形を考えることができる０例えば、
棒状体１２とケース１４の構造や、ホー７２２の形状な
ど、被加工物の形状や使用目的に応じて最適の構造とな
るように工夫することが望ましい。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く、本発明の刻印彫刻装置によれ
ば、従来の圧電素子に比べてはるかに大きなひずみ量を
利用した掻めて精密な刻印彫刻装置が得られることにな
り、図形を転写する装置に応用できるなど、その技術的
効果には極めて顕著なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による刻印彫刻装置を表わす概略縦断面
図、第２図は他の実施例を表わす部分断面図、第３図は
さらに他の実施例を表わす部分断面図、第４図は転写装
置に応用した例を表わす概略斜視図である。 １０・・・刻印彫刻装置　　１２・・・支持部１４・・
・ケース　　　　　１６・・・ローラ１８・・・高周波
発振器　　２０・・・振動子２２・・・工具　　　　　
　２４・・・コイル２６・・・駆動１ｉｉ ３０・・・スイッチング回路 ３２・・・インピーダンス測定部 ３４・・・コンピュータ ４２・・・被加工物 特許出願人　　　　井　上　　潔 金子夫夫 代理人　弁理士　　二　宮　正　孝 第１図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＲＦｅ＿ｚ系合金、Ｔｂ＿ｘＤｙ＿１＿−＿ｘＦｅ
   ＿ｚ系合金、Ｔｂ＿ｘＤｙ＿１＿−＿ｘＨｏ＿ｙＦｅ＿
   ｚ系合金などの超磁歪材で棒状の支持部を形成し、該支
   持部の先端にダイヤモンド等の工具を取付け、前記支持
   部に磁界をかけて伸縮せしめ前記工具を駆動して被加工
   物に刻印や彫刻を施すようにしたことを特徴とする超磁
   歪材を用いた刻印彫刻装置。 ２、任意の図形を読み取る読取装置を配置し、この読取
   装置からの信号に応答して、前記刻印彫刻装置を駆動し
   、任意の図形を転写することを特徴とする請求項１記載
   の装置。