JPH04201007A - 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、超音波を利用してドリルや研磨用工具などの
ツールを駆動して穴あけや研磨作業なとをｆｒなうため
の超音波加工装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より超音波を利用した超音波加工装置か知られてい
る。超音波加工装置には、振動子に接着されたコーンの
一端に先細形状のホーンかねし止めされ、このホーンの
他端に工具か取り付けである。ホーンは作業上取り外し
のできるようにコーンとの間はねし結合であるか、工具
の取り付けは加工中に工具の強い応力振動のために起こ
る折損９１ｉｆ脱を防ぐために、はんた付けあるいは銀
ロウ付け、または打ち込みにする。一般に用いられる振
動子の基本振動振幅は数μのものであるから、この振動
数と同一の固有振動数を有するホーンによって振動振幅
を４０〜５０μ程度に拡大する。

超音波振動をしている工具は、その縦弾性振動の振動方
向のみに変位し得るようになっていて、工具は通常回転
させないか、加工目的によって工具と被加工物との間に
相対運動を与える必要かある場合には、被加工物を固定
しであるテーブルにその運動を与えるようにしている。

（解決しようとする課題） 上記した従来技術では、ホーンに直接に工具を取り付け
るため、工具の取り付は作業が煩雑であり、工具の交換
時には、ホーンこと交換する必要かあるのでコストが高
くなる。また、上記した超音波加工装置では、工具に回
転運動を与えることができない。

本発明の目的は、ホーンと工具との連結を、はんた付け
やロウ付けなとを施すことなく可能とし工具の交換がワ
ンタッチで可能であり、工具に回転運動を与えることの
できる小型の超音波加工装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するための本発明の特徴は、ハンド
ピース内に超音波発生装置と超音波伝達ポーンか設けて
あり、ホーンの先端部に保持部材が設けてあり、補助振
動板がホーンの延伸方向と所定の角度をもって保持部材
を貫通しており、この補助振動板に対して所定の付勢力
でロータが面接触しており、このロータの回転中心軸に
固定して設けてあるホルダ軸にツールか連結されている
ところにある。

（作用） 超ぎ波発生装置から発生された振動かホーンにより拡大
されて補助振動板に伝達される。これにより補助振動板
は励起されて固有振動状態を有し、ロータか回転運動を
行なう （実施例） 以下本発明の一実施例を、図面に基き説明する。

第１図に示すように、スティック型のハントピース１の
内部には、超音波を発生するだめの超音波発生装置２か
内蔵しである。超音波発生装置２は枠型としてその柱部
に巻線し、この巻線に発振器（図示せず）からの超音波
電流と個有磁場を与える直流を重畳して流し、変位弾性
振動を誘起している。超音波発生装置２の発生する超音
波を伝達する超音波伝達ホーン３かこの超音波発生装置
２に連結され、同しくハントピース１内に位置している
。ホーン３は超音波発生装置２によって発生ずる振動を
拡大して伝達するものであり、炭素鋼、ステンレス鋼、
チタン合金その他の材料にて形成され、また形状として
は、第１図に示したコニカル型の他に、指数関数型や２
段あるいは３段の直線部よりなるステップ型によっても
構成可能である。

ホーン３の先端（第１図左端）にはねし孔３ａか設けて
あり、このねじ孔３ａに保持部材４のねし部４ａかねじ
込まれ、ホーン３と保持部材４とか一体に結合している
。保持部材４には、ポーン３の延伸方向と所定の角度θ
（０＜θ≦９０”）をもつ方向に延伸するねし孔４ｂが
貫通している。

本実施例ではθ；９ｏ０にしである。保持部材４のねし
孔４ｂには、断面Ｔ字状の補助振動板５のねし部５ａか
ねし込まれ、保持部材４と補助振動板５とが一体に結合
している。

補助振動板５の上面５ｂは、第２，３図に示すように円
形面となっており、がっ上下方向の撓み振動か最大にな
る位置に、複数の突起部を設けてある。補助振動板５の
中心は断面円形の貫通孔５ことなっており、断面十字状
のロータ６がこのＮ通孔５ｃを貫通しロータ６の円形部
６ａの下面か、補助振動板５の突起部上に接触している
。

第１図に示すように、ハントピース１の先端部には、保
持部材４のねし孔４ｂの貫通方向と同方向に延伸するケ
ーシング２ｏが取付けである。

ケーシング２０の内部は上下に連通した空間部となって
おり、この空間内に上記した保持部材４゜補助振動板５
．ロータ６が位置する構成となっている。

ケーシング２０の上部にはねし溝２０ａが切ってあり、
ねしキャップ７がねし込まれている。ねしキャップ７の
下面には四部７ａが設けてあり、二の凹部７ａ内にコイ
ルばね８および断面Ｔ字状の抑圧片９が収納されている
。抑圧片９の下端部は球状となっており、ロータ６上端
面の凹部６ｂに係合し、第２図の矢印方向にロータ６を
コイルばね８のばね力で付勢している。これにより、ロ
ータ６は補助振動板５に対し所定の付勢力で面接触する
。ねしキャップ７を回すことにより、ロータロの補助振
動板５に対する面接触の付勢力を調節可能である。

ロータ６の回転中心軸部６ｃの下端部にはホルダ軸１０
の上端部が結合している。軸部６ｃの下端面はマイナス
孔か、ホルダ軸１０の上端部にはマイナス突起かそれぞ
れ設けてあり、両者か係合することにより、ロータ６と
ホルダ軸１０とは一体となって回転可能である。ホルダ
軸１０の下端部はチャックとなっており、ケーシング２
０の下端から突出している。このチャンクにツールとし
てドリル軸１１が取り付けられている。ホルダ軸１０は
ケーシング２０内に設けてある軸受１２によってケーシ
ング２０から脱落不能に軸受けされており、ドリル軸１
１を交換する際には、ホルダ軸］０を手で下方に引張り
たし、トリル軸１１をチャックから外せばよい。

つぎに本発明の動作について説明する。

超音波発生装置２より発生する超音波振動かホーン３を
介して増幅されて保持部材４へ伝達され、補助振動板５
が励起される。これによりその上面５ｂ周辺かその自体
で固有振動状態を有し、撓み振動の進行波か励振される
。その結果、ロータ６に進行波と逆方向の回転力か与え
られ、トリル１１か回転する。回転するトリル１１を被
加工物例えば回路基板Ｗに垂直に向けてハントピース１
を把持し、ドリル１１を回路基板Ｗの表面に押し当てれ
ば、穴あけ加工か行なえる。この場合、被加工物Ｗとト
リル１１との間に、水あるいは砥粒混合液を適宜介在さ
せる。

なお、本発明は穴あけ加工に限らす、研磨部材をツール
とすることにより、研磨加工を行なってもよい。

（効果） 以上説明したように本発明によれば、ホーンとツールと
の連結を、はんた付けやロウ付けなとを施す二となく可
能であり、ツールの交換か迅速かつ容易に行なえる。さ
らに磁気を使用しないため、コイルホビン変更か不要で
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
一部切欠断面図、第２図は要部の拡大断面図、第３図は
補助振動板のＴ面図である。 １・・ハンドピース、 ２−・超音波発生装置、 ３・・・ホーン、 ４・・・保持部材、 ５・補助振動板、 ６・　ロータ、 １０・ホルダ軸、 １１・・・ツール（トリル軸う。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 超音波発生装置を内蔵するハンドピースと、上記ハンド
   ピース内に設けられかつ超音波を伝達する超音波伝達ホ
   ーンと、 上記ホーンの先端部に設けてある保持部材と、上記ホー
   ンの延伸方向と所定の角度をもって上記保持部材を貫通
   する補助振動板と、 上記補助振動板に対し所定の付勢力で面接触する回転自
   在のロータと、 上記ロータの回転中心軸に固定的に設けてあるホルダ軸
   と、 上記ホルダ軸に連結されるツールと からなる超音波加工装置。