JPH0621653Y2 - Ultrasonic oscillator - Google Patents

Ultrasonic oscillator

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JPH0621653Y2
JPH0621653Y2 JP15971888U JP15971888U JPH0621653Y2 JP H0621653 Y2 JPH0621653 Y2 JP H0621653Y2 JP 15971888 U JP15971888 U JP 15971888U JP 15971888 U JP15971888 U JP 15971888U JP H0621653 Y2 JPH0621653 Y2 JP H0621653Y2
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vibrating
oscillator
vibration wave
ultrasonic
horn
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晋 小泉
光興 畑本
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Shibaura Machine Co Ltd
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  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 (産業上の利用分野) 本考案は超音波発振装置に係り、とりわけ総形砥石をド
レッシングするのに適した超音波発振装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Use) The present invention relates to an ultrasonic oscillator, and more particularly to an ultrasonic oscillator suitable for dressing a grindstone.

(従来の技術) 砥石粒度の非常に小さい超精密研磨用砥石をドレッシン
グするため、超音波発振装置が用いられている。
(Prior Art) An ultrasonic oscillating device is used for dressing a grindstone for ultra-precision polishing having a very small grindstone grain size.

この超音波発振装置は、超音波振動を発振する発振器
と、この発振器からの超音波振動により振動させられる
ホーン部とから構成され、ホーン部の先端を被加工物の
表面に近づけて振動させると、ドレッサ液を介して超音
波振動が被加工物に伝えられ、被加工物の表面が超音波
によりドレッシングされる。
This ultrasonic oscillating device is composed of an oscillator that oscillates ultrasonic vibrations and a horn part that is vibrated by the ultrasonic vibrations from the oscillator. When the tip of the horn part is brought close to the surface of the workpiece to be vibrated. Ultrasonic vibrations are transmitted to the workpiece through the dresser liquid, and the surface of the workpiece is dressed by the ultrasonic waves.

(考案が解決しようとする課題) 超音波発振装置によるドレッシングは、ドレッシング面
に直交する方向の振動波によって行われるため、ドレッ
シング面が平面である場合は比較的容易であるが、ドレ
ッシング面に凹部がある場合、この凹部の内面をドレッ
シングするのに特別の工夫が必要となる。すなわち凹部
にホーン部の先端を挿入し、ホーン部の挿入方向とは直
交する方向に振動させる必要がある。
(Problems to be solved by the invention) Since dressing by an ultrasonic oscillator is performed by an oscillating wave in a direction orthogonal to the dressing surface, it is relatively easy when the dressing surface is a flat surface. If so, a special device is required to dress the inner surface of the recess. That is, it is necessary to insert the tip of the horn portion into the recess and vibrate in the direction orthogonal to the insertion direction of the horn portion.

第4図はこのような凹部を加工する超音波発振装置のホ
ーン部の一例を示す断面図である。超音波発振装置40
は、略直方体形状のホーン本体41と、このホーン本体
41の先端に止めねじ43で連結されたL字型のホーン
先端部41aとこのホーン本体41の下端面に接続され
た、超音波振動を発振するための発振器42とから構成
されている。
FIG. 4 is a sectional view showing an example of a horn portion of an ultrasonic oscillator for processing such a recess. Ultrasonic oscillator 40
Is a substantially rectangular parallelepiped horn body 41, an L-shaped horn tip portion 41 a connected to the tip of the horn body 41 with a set screw 43, and ultrasonic vibrations connected to the lower end surface of the horn body 41. And an oscillator 42 for oscillating.

ホーン先端部41aは、砥石Gの凹部g内に挿入して振
動させられることにより、超音波ドレッシングが行われ
る。
The horn tip portion 41a is inserted into the recess g of the grindstone G and vibrated to perform ultrasonic dressing.

しかしながら、この方法によれば、ホーン先端部41a
の挿入方向と平行な面の加工はできても、挿入方向と直
交する面の加工はできない。
However, according to this method, the horn tip 41a
The surface parallel to the insertion direction can be processed, but the surface orthogonal to the insertion direction cannot be processed.

このため、従来の超音波発振装置では、凹凸面を有する
総形砥石を良好にドレッシングすることができなかっ
た。
For this reason, the conventional ultrasonic oscillating device cannot satisfactorily dress the shaped grindstone having the uneven surface.

本考案はこのような点を考慮してなされたものであり、
複雑な凹面を有する総形砥石などでも良好にドレッシン
グすることのできる超音波発振装置を提供することを目
的とする。
The present invention is made in consideration of such points,
An object of the present invention is to provide an ultrasonic oscillating device capable of satisfactorily dressing even a shaped grindstone having a complicated concave surface.

〔考案の構成〕[Constitution of device]

(課題を解決するための手段) 本考案は上記目的を達成するために、略直方体形状のホ
ーン部とホーン部の一端面に接続された超音波振動を発
振する発振器とからなる超音波発振装置であって、ホー
ン部の先端部は、発振器の接続された一端面と対向する
端面に設けられた、発振器からの第1縦振動波により振
動させられる第1振動面と、第1振動面に対して傾斜し
て形成され発振器からの第1縦振動波を反射して横振動
波に変換する第1反射面と、第1振動面と直交する相隣
れる2面に対し傾斜して形成され、第1反射面で反射さ
れた横振動波をさらに反射して第2縦振動波に変換する
第2反射面と、第1振動面と直交し、第1振動面および
第1反射面にそれぞれ隣接する面に設けられた第2反射
面で反射された第2縦振動波により振動させられる第2
振動面と、第2振動面と平行する面に設けられ、第2縦
振動波により振動させられる第3振動面を有しているこ
とを特徴としている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic oscillating device including a substantially rectangular parallelepiped horn portion and an oscillator connected to one end surface of the horn for oscillating ultrasonic vibration. The tip part of the horn part is provided on the end face opposite to the one end face to which the oscillator is connected, and the first vibrating face vibrated by the first longitudinal vibration wave from the oscillator and the first vibrating face. A first reflecting surface that is formed to be inclined with respect to the first longitudinal vibration wave from the oscillator and converts the first longitudinal vibration wave into a lateral vibration wave; and is formed to be inclined with respect to two adjacent surfaces that are orthogonal to the first vibration surface. , A second reflecting surface that further reflects the transverse vibration wave reflected by the first reflecting surface and converts it into a second longitudinal vibration wave, and a second vibrating surface that is orthogonal to the first vibrating surface and is formed on the first vibrating surface and the first reflecting surface, respectively. It is vibrated by the second longitudinal vibration wave reflected by the second reflecting surface provided on the adjacent surface. The second
It is characterized in that it has a vibrating surface and a third vibrating surface provided on a surface parallel to the second vibrating surface and vibrated by the second longitudinal vibration wave.

(作用) 本考案によれば発振器からの超音波振動は第1縦振動波
として第1振動面に伝播されて第1振動面を振動させる
とともに、第1反射面により反射されて横振動波とな
り、さらに第2反射面に伝播され第2反射面で反射され
て再び第2縦振動波となる。この第2縦振動波はさらに
第2振動面および第3振動面に伝播され、第2振動面お
よび第3振動面を振動させる。
(Operation) According to the present invention, the ultrasonic vibration from the oscillator is propagated as the first longitudinal vibration wave to the first vibrating surface to vibrate the first vibrating surface, and is also reflected by the first reflecting surface to become the lateral vibrating wave. Further, it is propagated to the second reflecting surface, reflected by the second reflecting surface, and becomes the second longitudinal vibration wave again. The second longitudinal vibration wave is further propagated to the second vibrating surface and the third vibrating surface and vibrates the second vibrating surface and the third vibrating surface.

第1振動面と第2,第3振動面とは直交した関係にある
ので、第1振動面の振動波と第2,第3振動面の振動波
とは、被加工物に伝えられる際ベクトル合成され、全体
的に楕円運動を行う。これにより、任意の凹面形状を良
好にドレッシングすることができる。
Since the first vibrating surface and the second and third vibrating surfaces are orthogonal to each other, the vibrating wave of the first vibrating surface and the vibrating waves of the second and third vibrating surfaces are vectors when transmitted to the workpiece. It is composed and makes an elliptic motion as a whole. This makes it possible to satisfactorily dress any concave shape.

(実施例) 以下、図面を参照して本考案による超音波発振装置の一
実施例について説明する。
(Embodiment) An embodiment of an ultrasonic oscillator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は超音波発振装置のホーン部の先端を示す外観斜
視図であり、第2図は本考案による超音波発振装置を用
いて砥石の凹部をドレッシングしている状態を示す説明
図である。
FIG. 1 is an external perspective view showing the tip of a horn portion of an ultrasonic oscillator, and FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which a concave portion of a grindstone is dressed using the ultrasonic oscillator according to the present invention. .

第2図に示すように、超音波発振装置10は、略直方体
形状のホーン本体11と、このホーン本体11の先端に
接着あるいは一体形成で設けられたホーン先端部11a
とからなるホーン部と、ホーン本体11の下端面に接続
された、超音波振動を発振するための発振器12とから
構成されている。
As shown in FIG. 2, the ultrasonic wave oscillating device 10 includes a horn body 11 having a substantially rectangular parallelepiped shape, and a horn tip portion 11a provided at the tip of the horn body 11 by adhesion or integral formation.
And a oscillator 12 connected to the lower end surface of the horn body 11 for oscillating ultrasonic vibration.

ホーン先端部11aは、発振器12の接続されたホーン
本体11の一端面と対向する端面に設けられた第1振動
面13を有している。第1振動面13には、これと隣接
して傾斜面が接続され、この傾斜面が、発振器12から
伝播された第1縦振動波を反射して横振動波に変換する
第1反射面14とされている。
The horn tip portion 11a has a first vibrating surface 13 provided on an end surface facing the one end surface of the horn body 11 to which the oscillator 12 is connected. An inclined surface is connected to and adjacent to the first vibrating surface 13, and the inclined surface reflects the first longitudinal vibration wave propagated from the oscillator 12 and converts it into a transverse vibration wave. It is said that.

また、第1振動面13と直交する相隣れる2面15,1
6に対して傾斜する面が形成され、この傾斜面が、第1
反射面14で反射された横振動波をさらに反射して第2
縦振動波に変換する第2反射面17とされている。
In addition, two adjacent surfaces 15 and 1 orthogonal to the first vibrating surface 13
6, a surface inclined with respect to 6 is formed.
The transverse vibration wave reflected by the reflecting surface 14 is further reflected to the second
It is the second reflecting surface 17 that is converted into a longitudinal vibration wave.

そして、第1振動面13と直交し、第1振動面13およ
び第1反射面14にそれぞれ隣接した面が、第2反射面
17で反射された第2縦振動波により振動させられる第
2振動面19とされている。そして第2振動面19と平
行し、第2反射面17に隣接する面が第2縦振動波によ
り振動させられる第3振動面18とされている。
Then, the second vibration in which the surfaces orthogonal to the first vibrating surface 13 and adjacent to the first vibrating surface 13 and the first reflecting surface 14 are vibrated by the second longitudinal vibration wave reflected by the second reflecting surface 17. It is defined as surface 19. A surface parallel to the second vibrating surface 19 and adjacent to the second reflecting surface 17 is a third vibrating surface 18 that is vibrated by the second longitudinal vibration wave.

すなわち、第1図に示すように、第1振動面13に対し
θ1の傾斜角度を有して第1反射面14が形成され、面
15に対しθ2の傾斜角度を有して第2反射面17が形
成されている。これらの傾斜角度θ1,θ2は、45°
であることが望ましい。
That is, as shown in FIG. 1, the first reflecting surface 14 is formed with an inclination angle of θ1 with respect to the first vibrating surface 13, and the second reflecting surface with an inclination angle of θ2 with respect to the surface 15. 17 are formed. These inclination angles θ1 and θ2 are 45 °
Is desirable.

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。
Next, the operation of this embodiment having such a configuration will be described.

発振器12から発振された超音波振動は、第1の縦振動
波としてホーン本体11内を直進し、第1振動面13ま
で伝播され、第1振動面13をZ方向(第1図参照)に
振動させる。また、この第1縦振動波は、第1反射面1
4で反射され、Y方向の横振動波に変換される。このY
方向の横振動波は、第2反射面17までさらに伝播さ
れ、X方向の第2縦振動波に反射される。
The ultrasonic vibration oscillated from the oscillator 12 travels straight in the horn body 11 as a first longitudinal vibration wave, propagates to the first vibrating surface 13, and moves on the first vibrating surface 13 in the Z direction (see FIG. 1). Vibrate. Further, this first longitudinal vibration wave is generated by the first reflection surface 1
It is reflected at 4 and converted into a transverse vibration wave in the Y direction. This Y
The transverse vibration wave in the direction further propagates to the second reflecting surface 17, and is reflected by the second longitudinal vibration wave in the X direction.

このX方向の第2縦振動波は、第2および第3振動面1
9,18に伝播され、第2および第3振動面19,18
を振動させる。
The second longitudinal vibration wave in the X direction is generated by the second and third vibrating surfaces 1
9 and 18, propagated to the second and third vibrating surfaces 19, 18
Vibrate.

この第1振動面13、第2および第3振動面19,18
の振動を、振動点P(第1図参照)においてY方向に見
ると、点PはZ方向およびX方向の振動のベクトル合成
振動となる。すなわち第1振動面13は全体として楕円
運動を行う。
The first vibrating surface 13, the second and third vibrating surfaces 19, 18
When the vibration of is observed in the Y direction at the vibration point P (see FIG. 1), the point P becomes a vector composite vibration of the vibrations in the Z direction and the X direction. That is, the first vibrating surface 13 makes an elliptic motion as a whole.

したがって、ホーン先端部11aを砥石Gの凹部g内に
挿入して振動させれば、Z方向およびX方向の両方向に
超音波ドレッシングを行うことができる。
Therefore, if the horn tip portion 11a is inserted into the concave portion g of the grindstone G and vibrated, ultrasonic dressing can be performed in both the Z direction and the X direction.

また、Z方向とX方向の振動波を適宜合成することによ
り、第3図に示すような、湾曲した凹部gが設けられて
いても良好にドレッシング加工することができる。
Further, by appropriately combining the vibration waves in the Z direction and the X direction, the dressing can be favorably performed even if the curved concave portion g as shown in FIG. 3 is provided.

なお、第3図に示すように、第1振動面23を曲面にし
たり、第2および第3振動面28,29の間隔を小さく
することにより、幅あるいは湾曲半径の小さい凹部gに
ついても良好にドレッシング加工することができる。
As shown in FIG. 3, the first vibrating surface 23 is formed into a curved surface and the interval between the second and third vibrating surfaces 28 and 29 is reduced so that the concave portion g having a small width or a small radius of curvature can be satisfactorily processed. It can be dressed.

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上説明したように、本考案によれば複雑な凹凸形状を
した総形砥石のドレッシングを良好に行うことができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to satisfactorily perform dressing of a shaped grindstone having a complicated uneven shape.

また本考案は総形砥石のドレッシングの他に、複雑な形
状をした被加工物の超音波振動を用いた加工を行うこと
ができる。
In addition to dressing of a grindstone, the present invention can perform processing using ultrasonic vibration of a workpiece having a complicated shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案による超音波発振装置のホーン先端部を
示す外観斜視図、第2図は本考案による超音波発振装置
の使用状態を示す説明図、第3図は本考案の第2の実施
例を示す第2図相当図、第4図は超音波発振装置の従来
例を示す側面図である。 11a…ホーン先端部、12…発振器、13…第1振動
面、14…第1反射面、15,16…第1振動面と直交
する相隣れる2面、17…第2反射面、18…第2振動
面19…第3振動面。
FIG. 1 is an external perspective view showing a tip portion of a horn of an ultrasonic oscillator according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing a usage state of the ultrasonic oscillator according to the present invention, and FIG. 3 is a second view of the present invention. 2 is a side view showing a conventional example of an ultrasonic oscillator. 11a ... Horn tip, 12 ... Oscillator, 13 ... First vibrating surface, 14 ... First reflecting surface, 15, 16 ... Two adjacent surfaces orthogonal to the first vibrating surface, 17 ... Second reflecting surface, 18 ... Second vibration surface 19 ... Third vibration surface.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】略直方体形状のホーン部とホーン部の一端
面に接続された超音波振動を発振する発振器とからな
り、前記ホーン部の先端部は、前記発振器の接続された
一端面と対向する端面に設けられた、前記発振器からの
第1縦振動波により振動させられる第1振動面と、前記
第1振動面に対して傾斜して形成され前記発振器からの
第1縦振動波を反射して横振動波に変換する第1反射面
と、前記第1振動面と直交する相隣れる2面に対し傾斜
して形成され、前記第1反射面で反射された横振動波を
さらに反射して第2縦振動波に変換する第2反射面と、
前記第1振動面と直交し、前記第1振動面および第1反
射面にそれぞれ隣接する面に設けられた前記第2反射面
で反射された第2縦振動波により振動させられる第2振
動面と、前記第2振動面と平行する面に設けられ、前記
第2縦振動波により振動させられる第3振動面を有して
いることを特徴とする超音波発振装置。
1. A substantially rectangular parallelepiped horn portion and an oscillator connected to one end surface of the horn portion for oscillating ultrasonic vibrations, and a tip portion of the horn portion faces one end surface to which the oscillator is connected. A first vibrating surface provided on an end surface that vibrates by a first longitudinal vibrating wave from the oscillator and a first longitudinal vibrating wave from the oscillator that is formed to be inclined with respect to the first vibrating surface. And a first reflection surface that is converted into a lateral vibration wave and is formed to be inclined with respect to two adjacent surfaces that are orthogonal to the first vibration surface and that further reflects the lateral vibration wave reflected by the first reflection surface. And a second reflecting surface for converting into a second longitudinal vibration wave,
A second vibrating surface which is orthogonal to the first vibrating surface and which is vibrated by a second longitudinal vibration wave reflected by the second reflecting surface provided on a surface adjacent to the first vibrating surface and the first reflecting surface, respectively. And an ultrasonic oscillating device having a third vibrating surface which is provided on a surface parallel to the second vibrating surface and which is vibrated by the second longitudinal vibration wave.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012011014A (en) * 2010-07-01 2012-01-19 Yamaguchi Univ Lateral vibration generation method of long member and micro device provided with vibration part

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012011014A (en) * 2010-07-01 2012-01-19 Yamaguchi Univ Lateral vibration generation method of long member and micro device provided with vibration part

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