JPH03117513A

JPH03117513A - 超音波鋸

Info

Publication number: JPH03117513A
Application number: JP25444989A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Maeda; 前田　杏一
Original assignee: Seikosha KK
Current assignee: Seikosha KK
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-05-20
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0763886B2

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、超音波によって切断加工を行なうための超音
波鋸に関するものである。

（従来の技術とその課題）従来より、木材や金属をひき切る工具としての鋸（ハン
ドソー）は種々のものが知られており、弓鋸や金切り鋸
などが何名である。

しかし、このような鋸は、手動により被加工物をひき切
るため、刃の切れ具合や、被加工物の材質によっては力
を要する。

このような問題に鑑み、鋸刃に超音波振動を与えること
により切断加工を行なう医療用の超音波カッターがある
。

しかし、これは医療用に開発されたものであり、鋸刃の
刃渡りは短い。刃渡りを長くすれば、目的とする鋸刃の
振動とは異なるスプリアス振動が発生する恐れがある。

このスプリアス振動が発生すると、切断面が荒くなった
り、鋸刃が破断したりする原因となる。

（発明の目的）本発明は上記問題に鑑みて提案されたものであり、その
目的は、鋸刃に超短波振動を与えることによって切断加
工を容易にすると共に、鋸刃に生じるスプリアス振動を
極力低減することによって効率良く切断が行え、滑らか
な切断面が得られる超短波鋸を提供することにある。

（目的を達成するための手段）本発明の特徴は、超音波発生装置およびこの超音波発生
装置より発生された超音波振動を伝達するホーンとがハ
ンドピースに内蔵されており、このホーンの先端部には
鋸刃取付部が設けてあり、この鋸刃取付部には、スプリ
アス振動抑制板を介して鋸刃が取付けてあるところにあ
る。

（実施例）第１図において、超音波振動発生装置１は２枚のセラミ
ックなどの圧電体２，２と、これらの圧電体の中間と両
側に位置する３枚の電極３・・・・・・とから構成され
る圧電振動子を、ホーン４と負荷マス５とにより挟み、
締付はボルト６とナツト７により締付けたバイモルフ型
のボルト締めランジュバン型の超音波振動発生装置であ
る。

この超音波振動発生装置１がハンドピース１０内に内蔵
されている。

圧電振動ｆの両側の電極３，３の外側には、アルミナな
どの絶縁り／・グ８，８が配設され、電極３・・と締付
ボルト６との間には絶縁バイブ９が配設されている。超
音波振動発生装置１のホーン４にはローレット（図示せ
ず。）を形成した係合部４ａが設けてあり、係合部４ａ
はハンドピース１０の内周面に係合し２ている。

ホーン４どハンドピース１０との間には、ゴムなどで形
成したリング１１が配設しである。

ホーン４の先端部（第１図右方）には、鋸刃取付部１２
がねじ込まれる取付ねじ部４ｂが設けてある。鋸刃取付
部１２は超音波振動発生装置１の一部をなし、その軸方
向に一定深さの凹部１２ａが形成さねている。

四部１２ａには鋸刃１３の括端部が挿入さイ１ており、
第１．２図に示すようにスプリアス振動抑制板１４を介
して締付ネジ１５により固定されている。

本実施例では、鋸刃取付部１２より突出する鋸刃１３の
長さ１．１を２７１１Ｉ１１１とし、同じく鋸刃取付部
１２より突出するスプリアス振動抑制板１４の長さＰｌ
を６．５ｍｍとしである。

この超音波鋸を用いて切削加工を行なうには、超音波振
動発生装置１を作動さぜ、鋸刃１３を波加工物に軽く押
し当て、ハンドピース１０を前後に引けばよい。

上記構成による超音波鋸の共振特性を、タテ軸に電圧を
とり、ヨコ軸に振動周波数をとり表わすと第３図のよう
になる。なお、第３図において、スプリアス振動抑制板
１４を介さずに鋸刃１３を取付けた場合の共振特性を破
線で示す。

第３図から明らかなように、スプリアス振動抑制板１４
を介して鋸刃１３を取り付けた場合には、バラツキのな
い共振特性が得られ、スプリアス振動が発生し、ないこ
とがわかる。これに比較して、スプリアス振動抑制板な
しの場合では、共振点近くの振動周波Ｆｔ　２５　ＩＮ
　ｚ付近で、スプリアス振動が発生ずる。

次に上記構成による超音波鋸によるアルミの切削は特性
を、タテ軸に切削量をとり、ヨコ軸に鋸刃の負荷をとり
表わすと第４図のようになる。なお、第４図において、
超音波振動によらず機械式にＣ鋸を作動させた場合の特
性を破線で示す。

第４図から明らかなように、超音波振動により鋸を振動
さけた場合には、鋸刃の負荷に比例して大きな切削量が
得られるのに対し、機械式では得られる切削量が小さな
ものである。

第５図は本発明の他の実施例を示すものてあ−。

て、ハンドピース１０内の超音波振動発生装置１および
ホーン４は第１の実施例と同一である。

ホーン４の先端部と、鋸刃取付部２２との間には、鋸刃
を支持する口字状のフレーム３０の−◇ｉ＋ｊ部３０ａ
が挟持されている。

鋸刃取付部２２には、第１の実施例と同様に、一定深さ
の凹部２２ａが形成されており、この凹部２２　ａ　ｌ
；：鋸刃２３の括端部が挿入されており、スプリアス振
動抑制板２４を介して締付ネジ２５により固定されてい
る。

鋸刃２３の先端（第５国有か）には穴２３ａか設けてあ
り、この穴２３ａを四部するビン２４の両端部がフレー
ム３０の凹部３０　ｂ、　　３０　ｂｌこ係合し、てい
る（第６図参照）。こねにより、鋸刃２３は、フ１ノー
ム３０の弾性力によりその延伸方向に引張力を受けてい
る。

この第２の実施例では、鋸刃取付部２２と、フレーム３
０との間における鋸刃２３の長さＬ２を６１關とし、同
じく鋸取付部２２より突出するスプリアス振動抑制板２
４の長さＰ２を５．５ｍｍとしである。

このように構成された超音波鋸の共振特性を、第３図と
同様にして第７図に表わす。なお、スプリアス振動抑制
板２４なしの場合は破線で示す。

第７図から明らかなように、スプリアス振動抑制板２４
を介して鋸刃２３を取付けた場合にはバラツキのない共
振特性が得られ、スプリアス振動は発生しない。

これに比較してスプリアス振動抑制板なしの場合では、
共振点近くの振動周波数２４Ｈｚ付近でスプリアス振動
が発生する。

次に上記構成による超音波鋸によるアルミの切削量特性
を、第４図と同様に第８図に表わす。なお、超音波振動
によらず機械式にて鋸を作動させた場合を破線で示す。

第８図から明らかなように、フレーム３０を介して比較
的全長の長い鋸刃２３を取付けた場合でも、鋸刃の負荷
に比例して大きな切削量を得ることができる。

（効果）以上のように本発明の超音波鋸によれば、鋸刃が超音波
振動を受けて振動するため、切削効率が格段に向上する
。またスプリアス振動抑制板を設けたため、共振周波数
付近でスプリアス振動が発生することがなく、効率よく
安定して切削加工を行なうことができる。また、コ字状
フレームを介して鋸刃に引張力をもたせることにより、
比較的刃渡りの長い鋸刃にも応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は第１の実施例を示し、第１図は超音波鋸の
断面図、第２図は第１図Ａ　−Ａ線断面図、第３図は共
振特性図、第４図は切削量特性図である。第５〜８図は第２の実施例を示し、第５図は要部の断面
図、第６図は第５図Ｂ−Ｂ線から見た拡大側面図、第７
図は共振特性図、第８図は切削量特性図である。１・・・超音波振動発生装置、４・・・ホーン、１０・・・ハンドピース、１２．２２・・・鋸刃取付部、１３．２３・・・鋸刃、１４．２４・・・スプリアス振動抑制板。以

Claims

【特許請求の範囲】超音波振動発生装置と、この超音波振動発生装置より発
生された超音波振動を伝達するホーンとを内蔵したハン
ドピースと、上記ホーンの先端部に設けてある鋸刃取付部と、上記鋸
刃取付部に、スプリアス振動抑制板を介して取付けてあ
る鋸刃とからなる超音波鋸。