JPH0585537U - 超音波工具取付け用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い平行度を維持しつつ安定した状態でホー
ンと超音波工具とを支持することで、超音波工具の取付
け作業を容易にし、しかもホーンと超音波工具間の平行
度向上と半田付け不良のない確実な取付けを可能とす
る。 【構成】 ホーンを直立姿勢に取付け可能なホーン支持
手段を設けるとともに、このホーン支持手段に取付けた
ホーンの工具取付穴に対して、超音波工具の基部が挿入
されるように案内し、かつ同工具を工具取付穴の同一軸
上に支持する工具案内支持手段を備えている。また、工
具案内支持手段は、移動保持手段によって、超音波工具
の支持に適した位置に位置決め調整される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、超音波加工機の工具ヘッド部分に用いられる超音波振動伝達用のホ ーンに対し、超音波工具を容易に取り付けできるようにした超音波工具取付け用 治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、セラミックス，ガラス等の非導電性素材をはじめとする難削材の加工、 特に、難削材に対して小径穴，異形穴等の加工を行なう場合において、ひび割れ が少なく、加工を高精度に行なうことのできる超音波を利用した超音波加工機が 注目されている。 図３はかかる超音波加工機における超音波ヘッド部、すなわち、超音波工具１ ４，１４に対して超音波振動を伝達する部分を示す正面図である。

【０００３】 同図に示すごとく、超音波ヘッド１０は、超音波振動子１１，コーン１２，ホ ーン１３及び超音波工具１４，１４の各部材から構成されており、超音波振動子 １１で発生した超音波振動をコーン１２により増幅し、ホーン１３を介して超音 波工具１４，１４へと伝達する。 ここで、コーン１３の基端には、図４に示すような締結用の雄ねじ部１３ａが 設けられており、コーン１２の先端に形成された雌ねじ部１２ａにこの雄ねじ部 １３ａを螺合することでコーン１２と連結できる仕組みになっている。また、ホ ーン１３の先端には、工具取付穴１３ｂ，１３ｂが形成されており、超音波工具 １４，１４は、基部をこの工具取付穴１３ｂ，１３ｂに挿入した状態で半田付け されていた。

【０００４】 従来、超音波工具１４，１４のホーン１３への取付けは、コーン１２から取り 外したホーン１３を万力等で固定し、作業員が工具取付穴１３ｂ，１３ｂ内に超 音波工具１４，１４の基部を挿入するとともに、そのまま片方の手で超音波工具 １４，１４を押えておき、他方の手で工具取付穴１３ｂ，１３ｂの隙間内に半田 を流し込むという段取りで行なわれていた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

超音波工具の取付けに際して注意しなければならないことの一つに、ホーンと 超音波工具の各中心軸を平行に保つということが挙げられる。すなわち、ホーン と超音波工具との間の平行出しが正確でない場合、工具先端に伝わる超音波振動 の振幅に異常が生じたり、加工中、偏った負荷が工具に作用し破損の原因となっ たりするためである。 しかしながら、上述したような従来の工具取付け作業では、ホーンと超音波工 具との間の平行出しは作業員の感覚に依存しているため正確さに欠け、かつ困難 なものであった。 そこで、ホーンと超音波工具との間の平行度を向上するため、超音波工具に対 する工具取付穴のクリアランスを小さくすることも考えられたが、このようにし た場合、工具取付穴内に半田を円滑に流し込むことができず、半田付不良を生ず るおそれがあった。

【０００６】 本考案は上述した事情に鑑みてなされたもので、ホーンへの超音波工具の取付 け作業を容易にし、しかもホーンと超音波工具間の平行度を向上させるとともに 、確実な取付け状態を実現することのできる超音波工具取付け用治具の提供を目 的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、超音波振動を伝達するホーンの先端に形 成された工具取付穴に対し、超音波工具の基部を挿入固定するための超音波工具 取付け用治具であって、前記ホーンを直立した姿勢のまま支持するホーン支持手 段と、前記超音波工具の挿通可能な案内孔を有した工具案内支持手段と、この工 具案内支持手段を保持するとともに、前記案内孔を前記ホーン支持手段に支持さ れたホーンの工具取付穴と同一軸上に位置決めするように、前記工具案内支持手 段を移動可能とした移動保持手段とで構成してある。

【０００８】

【作用】

したがって、本考案では、ホーン支持手段に対してホーンを直立姿勢に取付け 、この取付けたホーンの工具取付穴と案内孔とを同一軸上に位置決めするように 工具案内支持手段の位置を調整し、その後、案内孔を通して超音波工具の基部を ホーンの工具取付穴へと挿入する。これにより、工具案内支持手段は、ホーンと の平行状態を保ったまま超音波工具を支持する。したがって、高い平行度を維持 した状態で容易に半田付け作業を行なうことができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例について図面を参照して説明する。 図１は本考案の実施例を示す一部断面正面図である。 同図において、１は治具ベースであり、その上面には治具プレート２とスタン ド３が設けられている。 治具プレート２はホーン支持手段を構成するもので、上面中央部にホーン１３ の雄ねじ部１３ａを螺合する雌ねじ部２ａが鉛直方向に形成されている。 一方、スタンド３は、治具ベース１上に直立して設けられ、かつ上端から所定 長さの位置に段部３ａを有し、この段部３ａより上方が細経のヘッド摺動部３ｂ となっている。 ４は治具ヘッドであり、基部に透孔４ａを有し、この透孔４ａがヘッド摺動部 ３ｂに遊嵌されている。また、治具ヘッド４には、側方へ突き出すようにしてア ーム部４ｂが形成されており、このアーム部４ｂに嵌合孔４ｃが設けられている 。嵌合孔４ｃには、工具案内支持手段としてのブッシュ５が嵌合固定される。 なお、上記スタンド３と治具ヘッド４とがブッシュ５の移動保持手段を構成す る。 ブッシュ５は、超音波工具１４，１４をがたつきのない状態で挿通する案内孔 ５ａ，５ａを有している。これら案内孔５ａ，５ａの間隔は、ホーン１３の先端 に設けられた工具取付穴１３ｂ，１３ｂと対応させてある。

【００１０】 ここで、治具ヘッド４及びスタンド３におけるヘッド摺動部３ｂの構成をさら に詳細に説明する。すなわち、ヘッド摺動部３ｂの下部にはキー６が固定されて おり、一方、治具ヘッド４における透孔４ａの内壁には、キー６と係合するキー 溝４ｄが形成されている。そして、これらキー６とキー溝４ｄとが係合し、かつ 治具ヘッド４がヘッド摺動部３ｂ下端の段部３ａに当接した状態において、ブッ シュ５に設けられた案内孔５ａ，５ｂが、それぞれ治具プレート２上のホーン１ ３先端にある工具取付穴１３ｂ，１３ｂと同一軸上に位置するように調整されて いる。 また、この状態におけるブッシュ５が、ホーン１３の工具取付穴１３ｂ，１３ ｂに基部を挿入した超音波工具１４，１４の中間部を支持できる高さ位置となる ように調整されている。 さらに、治具ヘッド４を上方へ移動してキー６からキー溝４ｄを離脱させた状 態（図の想像線に示す状態）では、ブッシュ５がホーン１３上の超音波工具１４ ，１４上端より上方に位置するように調整し、治具ヘッド４がヘッド摺動部３ｂ 周りに回動できる構成にしてある。 なお、７はヘッド摺動部３ｂから治具ヘッド４の離脱を防ぐキャップである。

【００１１】 次に、上述した構成の超音波工具取付け用治具を使用した超音波工具の取付け 手順を説明する。 まず、治具プレート２の雌ねじ部２ａにホーン１３の雄ねじ部１３ａを螺合し て、ホーン１３を直立状態にセットする。一方治具ヘッド４の嵌合孔４ｃには、 あらかじめブッシュ５を固定しておく。 次いで、治具ヘッド４を移動操作してキー６にキー溝４ｄを係合するとともに 、治具ヘッド４の基部下端を段部３ａへ当接させた状態を設定する。この状態に おいて、ブッシュ５の案内孔５ａ，５ａは、治具プレート２上のホーン１３に設 けられた工具取付穴１３ｂ，１３ｂと同一軸上に位置している。 したがって、ブッシュ５の上面側から案内孔５ａ，５ａ内に超音波工具１４， １４を挿通すると、超音波工具１４，１４の基部は案内孔５ａ，５ａに導かれて ホーン１３の工具取付穴１３ｂ，１３ｂへ挿入され、しかも超音波工具１４，１ ４の中間部は、案内孔５ａ，５ａ内で支持された状態となる。この状態は、勿論 ホーン１３と超音波工具１４，１４とが高い平行度を保った状態である。

【００１２】 続いて、半田ごてを用いて溶融した半田を工具取付穴１３ｂ，１３ｂの隙間に 流し込み、半田付けを行なう。ここで、工具取付穴１３ｂ，１３ｂと超音波工具 １４，１４間のクリアランスは、同工具を人手で支持していた従来よりも十分に 広くとることができるため、十分な量の半田を流し込むことができ、半田付け不 良のおそれも解消される。 半田付け終了後は、治具ヘッド４を持ち上げ、キー溝４ｄがキー６から離脱さ せる。このとき、治具ヘッド４はキー６に沿って持ち上げられるため、超音波工 具１４，１４に負荷を与えることなく円滑にブッシュ５を同工具１４，１４から 離脱できる。そして、治具ヘッド４をヘッド摺動部３ｂ周りに回動させて、ホー ン１３の上方からブッシュ５を退避させた後、ホーン１３を治具プレート２から 取り外して超音波工具の取付け作業が完了する。

【００１３】 図２は本考案の超音波工具取付け用治具の変形例を示すものである。 すなわち、上述した実施例では、半田ごてを用いて半田付け作業を行なったが 、この作業をさらに容易化するため、ホーン１３の周囲に誘導加熱器２０を付設 した。この誘導加熱器２０は、発振器２１及び誘導コイル２２で構成され、治具 プレート２にセットしたホーン１３の周囲に誘導コイル２２が配置される。 そして、超音波工具１４，１４の配置後、同加熱器２０によりホーン１３を加 熱することで、半田を溶融し、工具取付穴１３ｂ，１３ｂ内へ半田を流し込むこ とができる。この変形例によれば、半田ごてを使用しなくて済むため、一層作業 の容易化を図ることができる。

【００１４】 なお、本考案は、上述した実施例及び変形例に限定されるものではない。例え ば、ホーンに取付けるべき超音波工具の本数及び形状は、加工内容により異なる 。そこで、ホーンに取付けるべき超音波工具の本数及び形状に対応した案内孔を 有するブッシュを用意しておき、適宜所要のブッシュを治具ヘッドに固定するこ とが好ましい。また、ブッシュの材質は限定しないが、一例として、合成ゴム等 の弾性材料でブッシュを形成し、超音波工具を案内孔へ押し込むようにして弾力 的に支持すれば、がたつきがなくより正確な平行度を保つことができる。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の超音波工具取付け用治具によれば、高い平行度 を維持しつつ安定した状態でホーンと超音波工具とを支持できるので、超音波工 具の取付け作業を容易にし、しかもホーンと超音波工具間の平行度向上と半田付 け不良のない確実な取付けを実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す一部断面正面図である。

【図２】本考案の変形例を示す一部断面正面図である。

【図３】超音波加工機における超音波ヘッド部を示す一
部断面正面図である。

【図４】ホーン及び超音波工具を示す一部切欠正面図で
ある。

【符号の説明】

１…治具ベース ２…治具プレート ３…スタンド ４…治具ヘッド ５…ブッシュ ５ａ…案内孔 １３…ホーン １３ｂ…工具取付穴 １４…超音波工具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 横山 徳衛 神奈川県川崎市幸区神明町１−80 株式会 社池貝内 (72)考案者 宮下 欣也 神奈川県川崎市川崎区新川通り11−15 株 式会社創造科学内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波振動を伝達するホーンの先端に形
   成された工具取付穴に対し、超音波工具の基部を挿入固
   定するための超音波工具取付け用治具であって、 前記ホーンを直立した姿勢のまま支持するホーン支持手
   段と、 前記超音波工具の挿通可能な案内孔を有した工具案内支
   持手段と、 この工具案内支持手段を保持するとともに、前記案内孔
   を前記ホーン支持手段に支持されたホーンの工具取付穴
   と同一軸上に位置決めするように、前記工具案内支持手
   段を移動可能とした移動保持手段と、 を具備したことを特徴とする超音波工具取付け用治具。