JPH0332558A - 超音波加工装置 - 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］ 本発明は超音波により工具を振動させ、工具と被加工物
との間に介在する砥粒により被加工物の加工を行なう超
音波加工装置に関する。

［従来の技術］ 超音波加工装置は、超音波により工具を振動させること
により、工具と被加工物との間に浮遊介在する砥粒を工
具と被加工物との間に挾み、又は砥粒を被加工物に衝突
させ、被加工物を微細に破砕して加工を行なう装置であ
る。このような超音波加工装置を図により説明する。

第３図は従来の超音波加工装置の構成概略図である０図
で、１は超音波発振器、２は内部に超音波振動子および
コーン３を収納したケースを示す。

上記超音波振動子は超音波発振器１により励振されて超
音波振動を発生し、その振動はコーン３により縦振動と
して伝達される。４はコーン３により伝達された縦振動
の振幅を増幅するホーン、５はホーン４に取付けられた
工具である。６は加工槽、７は加工槽６内の所定個所に
載置された被加工物、８は加工槽６内に注入されたスラ
リーを示す、スラリー８は砥粒と他の液体との混合液で
ある。９はスラリー８を貯蔵するスラリータンク、１０
はスラリータンク９から加工槽６ヘスラリーを注入する
ためのポンプである。

超音波発振器１を所定の周波数で発振させると、超音波
振動子が励振し、コーン３により縦振動が伝達され、こ
の縦振動はホーン４により増幅されて工具５に伝達され
る。これにより、工具５は超音波発振器１と同一周波数
で縦振動し、被加工物７との間に浮遊しているスラリー
８中の砥粒を被加工物７に衝突させ、または挾み込んで
被加工物７の表面を微細に破砕する。このように工具５
の振動を継続することにより、被加工物７には、例えば
、穴加工が施される。この超音波加工は、ガラスやセラ
ミックス等の脆性材料の加工に最適である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来の超音波加工装置を用いて被加工物
の広い面を加工しようとする場合、例えば当該広い面を
平面に仕上げる加工をしようとする場合、工具５として
広い面を有するものを選択することが考えられる。しか
しながら、このような工具５を用いた場合、工具５の重
量も大きくなるので、これを振動させるエネルギは極め
て大きくなり、この工具５を所望の周波数で振動させる
ことは困難となる。さらに、仮にこのような工具５を用
いたとしても、これを振動させた場合、工具５と被加工
物との間に浮遊する砥粒は広い面間においては振動によ
り中心部分に集まる傾向があるので、砥粒の分布が不均
一となり、被加工面に対する所望の加工ができなくなる
という問題が生じる。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
広い面の加工を行なうことができる超音波加工装置を提
供するにある。

［！ｌｉｉ！を解決するための手段］ 上記の目的を達成すめため、本発明は、超音波発振器と
、この超音波発振器により得られた振動を増幅するホー
ンと、このホーンに連結された工具と、この工具と被加
工物との間に浮遊介在せしめられる砥粒とを備えた超音
波加工装置において、前記工具を弾性を有する板体で構
威し、この板体の端部を前記ホーンと連結し、前記超音
波発振器の発振周波数を前記板体を共振させて進行波を
誘起させる周波数に設定したことを特徴とする。

［作用］ 超音波発振器を発振させると、これにより生じた振動が
ホーンで増幅されて板体の端部に伝達される。この板体
端部の振動は、板体自体に、ホーンの振動の位相とは異
なる位相で振動する進行波を誘起する。上記板体の振動
は共振により得られるので、大きな振動エネルギを必要
とせず、かつ、上記進行波により砥粒は均一に分散せし
められる。

［実施例コ 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の超音波加工装置の斜視図、第２図は第
１図に示す超音波加工装置の作動状態図である。各回で
、第３図に示す部分と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。１２は板状の工具、１３は工具１２の端
部とホーン４とを連結する連結部材である。工具１２は
弾性を有する部材で作られ、図示のように広い面を有す
る。

超音波発振器１を発振させると、ホーン４および連結部
材１３は縦振動し、この縦振動は工具１２の端部に伝達
される。この結果、当該端部はホーン４の振動と同一位
相で振動するが、工具１２は弾性を有する部材で作られ
ているので、ホーン４の振動周波数を適切に選択すれば
、工具１２を共振させることができる。そして、この場
合、工具１２の振動は第２図に示すように、ホーン４の
位相とは異なる多数の進行波を誘起させる。このように
、工具１２を共振させるようにしたので、工具１２を高
い剛性の部材で作成し、これをホーン４と一体に振動さ
せるようにした場合に比較して遥かに小さなエネルギで
工具１２を振動させることができる。又、その振動にお
いて多数の進行波が誘起するので、これら多数の進行波
により、振動時に工具１２の面の中心に集まる傾向をも
っ砥粒は撹拌されて移動し、工具１２の全体に均一に分
布する。したがって、被加工物の加工面に、砥粒の不均
一な分布による凹凸が発生することはない。このように
１本実施例の超音波加工装置は被加工物の広い表面を大
きなエネルギを要することなく鏡面に仕上げることがで
きる。

なお、上記実施例の説明では、工具として平板状の板体
の一方端が自由である片持梁式の構成を例示して説明し
たが、当該一方端を支持した構成としても差支えない、
又、工具の形状は方形の平板状のものに限ることはなく
、他の種々の形状のものを用いることができ、円環形状
のものも使用可能であり、この場合には進行波を当該円
環に沿って回転させることができる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明は、工具を弾性を有する板体
で構威し、その一端に適切な振動を与えて板体を共振さ
せるようにしたので、当該板体を比較的小さなエネルギ
で振動させることができる。

しかも、この振動は板体にホーンと位相の異なる多数の
進行波を伴なうので、砥粒を板体全面に均一に分布させ
ることができ、被加工物の表面に予期しない凹凸が発生
するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る超音波加工装置の斜視図
、第２図は第１図に示す超音波加工装置の作動状態図、
第３図は従来の超音波加工装置の構成概鴫図である。 １・・・・・・超音波発振器、４・・・・・・ホーン、
８・・・・・・スラリー、１２・・・・・・工具、１３
・・・・・・連結部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　超音波発振器と、この超音波発振器により得られた振
   動を増幅するホーンと、このホーンに連結された工具と
   、この工具と被加工物との間に浮遊介在せしめられる砥
   粒とを備えた超音波加工装置において、前記工具を弾性
   を有する板体で構成し、この板体の端部を前記ホーンと
   連結し、前記超音波発振器の発振周波数を前記板体を共
   振させて進行波を誘起させる周波数に設定したことを特
   徴とする超音波加工装置。