JPH0611750Y2 - 超音波加工用工具の保持機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、超音波加工用工具を振動振幅拡大用ホーンに
結合保持する為の機構に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、超音波加工用工具を振動振幅拡大用ホーンに結合
する為の手段として、ハンダ付あるいはロー付手段とい
った半永久型固着手段、及び振動振幅拡大用ホーン先端
部に形成した割溝に超音波加工用工具の柄部を挿入して
挾み込み、ネジ等で振動振幅拡大用ホーン先端部を締め
付けることによって圧着保持するといった取換容易型保
持手段が知られている。

これらのうち、前者による手段は、文字通り超音波加工
用工具の交換作業が極めて不便であるといった致命的欠
点がある。すなわち、超音波加工作業に伴なって加工用
工具は摩耗変形し、この摩耗変形の為に共振特性が低下
して超音波加工作業が効率よく行なえなくなるから、ど
うしても超音波加工用工具の取り換えは要るのに、この
取換作業性が悪いのである。

これに対して、後者の手段では、上記のような問題点は
ないものの、つまりロー付手段に比べれば文字通り超音
波加工用工具の取り換えは比較的容易なものの、例えば
硬脆材料を対象とした遊離砥粒懸濁液を用いた衝撃破砕
加工作業の場合には、超音波加工用工具並びに振動振幅
拡大用ホーン先端部付近は砥粒懸濁液飛沫を浴び、この
為振動振幅拡大用ホーン先端部のネジ孔の隙間に多量の
砥粒が侵入付着してしまい、ネジ孔のネジ溝の破壊等が
起きて振動振幅拡大用ホーン自体の交換を必要とする欠
点が起きたり、又、ネジ孔のネジ溝が破壊されないまで
も超音波加工用工具の交換に際してはその都度付着砥粒
の完全な除去が要され、この為超音波加工用工具交換作
業も比較的面倒であり、さらには振動振幅拡大用ホーン
先端部に割溝やネジ孔等の複雑な加工を要するものであ
るから製作コストも高くつき、又、これらの加工によっ
て振動特性の低下が起きるといった欠点もある。

〔問題点を解決する為の手段〕

適用超音波の約1/2波長の整数倍の長さの振動振幅拡大
用ホーンと、適用超音波の約1/2波長の整数倍の長さの
工具圧着用部材とを備え、前記振動振幅拡大用ホーン先
端部と工具圧着用部材先端部とが共振腹位置に対応する
よう工具圧着用部材を共振節位置付近において振動振幅
拡大用ホーンに回動可能に配設し、かつ、前記共振節位
置より後方の共振腹位置付近において前記工具圧着用部
材が振動振幅拡大用ホーンより離間し、工具圧着用部材
先端部が振動振幅拡大用ホーンに近接し得るようにする
離間・近接部材を設ける。

〔実施例〕

図面は、本考案に係る超音波加工用工具の保持機構の１
実施例の説明図である。

同図中、１は適用超音波の1/2波長の整数倍の共振長と
なした振動振幅拡大用ホーンであり、このホーン１の先
端部には加工用工具２の結合用柄３装着用の凹溝４が形
成されている。

５は、ホーン１の凹溝４部に挿入された加工用工具２の
結合用柄３を圧着することによって加工用工具２をホー
ン１に連結する為の工具圧着用部材であり、この工具圧
着用部材５はホーン１の共振周波数付近において共振体
となるような形状と共振長（適用超音波の1/2波長の整
数倍相当）に構成されたものであり、そしてホーン１の
共振節位置付近においてホーン１に対して回動可能に取
り付けられている。つまり、例えばホーン１の共振節位
置においてホーン１に支承体６を設け、又、工具圧着用
部材５の共振節位置において工具圧着用部材５に孔を設
け、そして支承体６のピン７をこの孔に挿通してピン７
を回動軸芯とすることにより工具圧着用部材５が所定角
度内で回動自在なように構成されている。

尚、共振腹位置に相当するホーン１先端部に対応して工
具圧着用部材５の先端部があり、つまりホーン１先端部
と工具圧着用部材５先端部とで圧着挾持される加工用工
具２は共振腹位置において連結されるよう構成されてい
る。

８は、工具圧着用部材５の共振腹位置に相当する後端部
に構成されたネジ孔９に螺合する押ネジであり、この押
ネジ８の先端部はホーン１の共振腹位置に相当する位置
に当接するようになっていて、押ネジ８を回動すること
により、この位置において工具圧着用部材５はホーン１
から離間し、工具圧着用部材５先端部では工具圧着用部
材５がホーン１に近接し、つまり工具圧着用部材５は時
計方向に回動し、加工用工具２が挾持圧着保持されるよ
う構成されている。

上記のように構成された超音波加工用工具の保持機構
は、工具圧着用部材５の先端部がホーン１の先端部に配
された加工用工具２の結合用柄３を介して共振腹位置相
当のホーン１の先端部と一体的な結合状態となり、又、
工具圧着用部材５の後端部が押ネジ８を介して共振腹位
置相当のホーン１の後端部と連結されており、ホーン１
と工具圧着用部材５は共に適用周波数付近において共振
体となり得る構成であるから、工具圧着用部材５の存在
がホーン１の共振振動を妨げることなく、そして加工用
工具２を強固に取り付けることができる。

又、ホーン１先端部に加工用加工具結合の為のホーン軸
芯方向の割溝等を設けなくてすむので、これに起因する
例えば振動振幅の低下、ホーン軸芯方向と平行でない振
動を引き起こすといったような本来のホーンの特性を減
殺する要素が少ない。

又、多量の砥粒飛沫を浴びる部分は極めて単純な構成で
あり、つまり例えばネジ孔９及び押ネジ８等は砥粒飛沫
を浴びることがほとんどないような後部に配設している
ので、加工用工具交換時においての付着砥粒の除去も容
易であり、又、付着砥粒除去不充分によって従来しばし
ばみられた動作中における工具締結部のゆるみや、これ
に起因する振動特性の低下や、ネジの異常摩耗といった
ことがほとんど起きない。

尚、加工用工具配設部分の構成は簡単な形ですむから付
着砥粒の除去は容易であるが、仮に付着砥粒の除去が不
充分であってこれによって多少の摩耗変形が起きたとし
ても、工具圧着用部材５は回動可能な構成であるから、
ホーン本来の特性低下を招かずに加工用工具を確実に挾
持圧着保持できる。

又、従来のように工具締結用ネジをホーン先端部に設け
る必要がないので、ホーン本来の特性と使用目的のみに
着目してホーンを構成でき、例えば加工用工具の大きさ
等にのみ相応した先細状ホーンにも本考案のものは利用
でき、ホーン形状の設計の自由度の大きなものである。

又、超音波加工作業時においての工具先端部の目視確認
が簡単に出来る。つまり、従来の加工用工具保持機構と
異なり、工具先端部の目視確認が保持機構によって妨げ
られることの少ないものである。

〔効果〕

ホーンの共振振動を妨げることなく加工用工具を強固に
取り付けられる。

加工用工具交換作業の極めて容易なものであり、そして
付着砥粒除去が不充分であってもこれによる悪影響の少
ないものである。

ホーン設計の自由度の大きなものとなる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案に係る超音波加工用工具の保持機構の１
実施例の説明図である。 １……ホーン、２……加工用工具、４……凹溝、５……
工具圧着用部材、６……支承体、７……ピン、８……押
ネジ、９……ネジ孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】適用超音波の約1/2波長の整数倍の長さの
   振動振幅拡大用ホーンと、適用超音波の約1/2波長の整
   数倍の長さの工具圧着用部材とを備え、前記振動振幅拡
   大用ホーン先端部と工具圧着用部材先端部とが共振腹位
   置に対応するよう工具圧着用部材を共振節位置付近にお
   いて振動振幅拡大用ホーンに回動可能に配設し、かつ、
   前記共振節位置より後方の共振腹位置付近において前記
   工具圧着用部材が振動振幅拡大用ホーンより離間し、工
   具圧着用部材先端部が振動振幅拡大用ホーンに近接し得
   るようにする離間・近接部材を設けたことを特徴とする
   超音波加工用工具の保持機構。