JPH1015491A - 超音波振動用共振器の支持装置 - Google Patents

超音波振動用共振器の支持装置

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JPH1015491A
JPH1015491A JP8170103A JP17010396A JPH1015491A JP H1015491 A JPH1015491 A JP H1015491A JP 8170103 A JP8170103 A JP 8170103A JP 17010396 A JP17010396 A JP 17010396A JP H1015491 A JPH1015491 A JP H1015491A
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茂 佐藤
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誠也 中居
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    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工時に共振器が受ける直交方向の力に対す
る支持剛性を向上して、超音波振動のエネルギー損失を
低減する。 【解決手段】 ホルダー２に取り付けられた止め具１２
が支持部７ａの先端部ｃを軸方向に沿う方向に押圧する
ことで、支持部７ａを受け止めた第２ズペーサー１０、
ブースター収容室２ｂに内接挿入されたカラー１１、支
持部６ａを受け止めた第１スペーサー９を介して、第１
ブースター６の支持部６ａの先端部ｃがホルダー２の段
差部２ｄに当接し、第１、第２ブースター６，７の支持
部６ａ，７ａを軸方向に沿う方向に挟み付けるように一
体的に結合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は超音波振動用共振
器を支持する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、実公平７−３３９１０号公報に
は、超音波加工機の筒状ケーシング内に取り付けた振動
子である超音波ヘッドに、ブースターと呼ばれる第１カ
ップリングホーンと同ブースターと呼ばれる第２カップ
リングホーンとを直列に連結した超音波振動用共振器の
支持装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来の共振器の支
持装置では、第１カップリングホーンより外側に突出す
る支持部であるフランジがホルダーとしての筒状ケーシ
ングの内周面に内接するように、第１カップリングホー
ンを筒状ケーシングに収容し、第２カップリングホーン
より外側に突出する支持部を構成するフランジを筒状ケ
ーシングの内周面に固定してあることから、超音波ヘッ
ドからの超音波振動を第１カップリングホーン及び第２
カップリングホーンを経て、第２カップリングホーンに
取り付けた加工用工具に伝達し、その加工用工具の外周
面をワークに押し付けて加工を行う際、加工用工具がワ
ークから受ける軸方向と直交する力により、第１カップ
リングホーンのフランジと第２カップリングホーンのフ
ランジとの間の部分が、筒状ケーシングに固定した第２
カップリングホーンのフランジを中心として撓み、それ
によって発生する内部応力で超音波ヘッドから加工用工
具に伝達される超音波振動のエネルギー損失が大きくな
るばかりか、加工用工具のワークへの接触位置が狂うこ
とを否めなかった。
【０００４】そこで、この発明は、加工時に共振器が受
ける直交方向の力に対する支持剛性を向上して、超音波
振動のエネルギー損失が少なく、品質信頼性を向上する
ことができる超音波振動接合用共振器の支持装置を提供
しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の筒状のホルダ
ーの内部に振動子に同軸に連結された２つのブースター
を支持する超音波振動用共振器の支持装置は、ホルダー
に振動子収容室とこれよりも大径のブースター収容室と
を同軸に内部側から一端側に連接形成し、このホルダー
の振動子収容室とブースター収容室との間に形成された
段差部とブースター収容室に内接するように収容した筒
状部材とホルダーに取り付けられた止め具とで２つのブ
ースターの支持部を軸方向に沿う方向より挟み付けるよ
うに結合したことを特徴としている。この請求項１の構
成によれば、筒状部材がホルダーのブースター収容室に
内接嵌合し、２つのブースターの支持部を軸方向に沿う
方向より挟み付けたことにより、直交方向の力により、
２つのブースターの支持部が撓むことのないように、当
該直交方向の力に対する支持剛性を向上して、超音波振
動のエネルギー損失が少なく、品質信頼性を向上するこ
とができる。又、共振器をホルダーに取り付ける際に、
止め具を強固に締結した場合でも、２つのブースターの
支持部が互いに近づくように撓むような不都合も阻止す
ることができる。又、前記筒状部材をブースターの支持
部に同軸に外嵌装着されるリング状のスペーサーと、こ
のスペーサーを同軸に受け止めるように２つのブースタ
ーの支持部間に介在される筒状のカラーとにより形成す
れば、筒状部材の支持部への接触面積が減少して、振動
子からブースターに伝達される超音波振動のエネルギー
損失をより少なくすることができる。又、前記スペーサ
ーの一部を分断し、一方の分断部から他方の分断部にね
じを締結することで、当該スペーサーをブースターの支
持部に固定すれば、スペーサーの取り付け構造を簡素化
することができる。請求項２のホルダーに超音波ホーン
の両側にブースターが同軸に連結された共振器を両持ち
支持に取り付ける超音波振動用共振器の支持装置は、ホ
ルダーの相対峙するアームの内部に各ブースターを収容
し、これらのアームの内部に形成された段差部とアーム
に取り付けられた止め具とで各ブースターより外側に突
出された支持部を軸方向に沿う方向より挟み付けるよう
に結合したことを特徴としている。この請求項２の構成
によれば、超音波ホーンの両側に連結された各ブースタ
ーの支持部をホルダーの相対峙するアームに軸方向に沿
う方向より挟み付けるように結合したことにより、直交
方向の力により、２つのブースターの支持部が撓むこと
のないように、当該直交方向の力に対する支持剛性を向
上して、超音波振動のエネルギー損失が少なく、品質信
頼性を向上することができる。又、共振器をホルダーに
取り付ける際に、止め具を強固に締結した場合でも、２
つのブースターの支持部が互いに近づくように撓むよう
な不都合も阻止することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１〜２は第１実施形態を示して
いる。この実施形態は図２に示すように、超音波接合装
置の装置本体１に回転可能に組付けられた筒状のホルダ
ー２に共振器３を片持ち支持に取り付けたものである。
【０００７】この実施形態の場合、図１のａ図に示すよ
うに、ホルダー２はその中心に振動子収容室２ａ、振動
子収容室２ａよりも大径のブースター収容室２ｂ、ねじ
孔２ｃを同軸に内部側から一端側に連接形成してある。
ねじ孔２ｃはブースター収容室２ｂがホルダー２の一端
で開口する側の内周面に雌ねじを刻むことで形成されて
いる。
【０００８】振動子４は図外の超音波発生器から供給さ
れた電力により所定周波数の縦波の超音波振動を発生し
て出力する、電気エネルギーを機械エネルギーに変換す
る圧電素子又は磁歪素子等からなる電気音響変換器又は
電気振動変換器であって、振動子４の出力端に凹部４ａ
とねじ孔４ｂとを同軸に形成してある。振動子４には熱
伝導性が良好で電気伝導性の良好なアルミニウムのよう
な金属からなる筒状の周壁に多数の放熱用孔５ａが形成
されたカバー５を外嵌装着してある。カバー５の底部に
互いに電気的に絶縁されて形成された２つの電気接点部
５ｂ，５ｃには、超音波発生器から電力を受ける振動子
４の２本の図外の電線が個別に接続されている。
【０００９】共振器３は振動子４から伝達された超音波
振動に共振するものであって、チタン、アルミニウム又
は焼き入れされた鉄等のいずれかの材質からなる棒状の
第１ブースター６、同様な材質からなる棒状の第２ブー
スター７、チタン等のような合金からなる棒状の超音波
ホーン８を備えている。
【００１０】第１ブースター６と第２ブースター７と
は、同一の材質及び形状を有するブースターを２個使用
し、振動子４に連結される側を第１ブースター６と称
し、第１ブースター６に連結される側を第２ブースター
７と表現して区別したものである。第１・第２ブースタ
ー６は１つの最大振動振幅点から次の１つの最大振動振
幅点までの１／２波長の長さを有し、それぞれの間に位
置する最小振動振幅点の全外周面より外側に突出された
肉厚の根元部ａ、肉薄な中間部ｂ、肉厚な先端部ｃから
なる環状の支持部６ａ，７ａを備え、一端に凸部６ｂ，
７ｂとこれに同軸に形成された図外のねじ孔に締結され
た無頭ねじ６ｃ，７ｃを同軸に有し、他端に凹部６ｄ，
７ｄとねじ孔６ｅ，７ｅを同軸に形成してある。
【００１１】超音波ホーン８は１つの最大振動振幅点か
ら別の最大振動振幅点までの１／２波長の長さを有し、
その間に位置する最小振動振幅点の全外周面より外側に
円板状の振動方向変換部８ａを突設し、振動変換部８ａ
の最大振動振幅点である外周に幅狭の環状の接合作用部
８ｂを備え、一端に凸部８ｃとこれに同軸に形成された
図外のねじ孔に締結された無頭ねじ８ｄを同軸に有し、
他端に凸部８ｅとねじ孔８ｆを同軸に形成してある。
【００１２】第１・第２スペーサー９，１０は、熱硬化
性合成樹脂のような同一の材質で同一の形状を有するも
のを２個使用し、第１ブースター６側に用いられるもの
を第１スペーサー９と称し、第２ブースター７側に第１
スペーサー９と向きを逆にして用いられるものを第２ス
ペーサー１０と表現して区別したものである。第１・第
２スペーサー９，１０は、ホルダー２のブースター収容
室２ｂの内径よりも小径な外径と、第１・第２ブースタ
ー６，７の支持部６ａ，７ａ近傍の外径よりも大きな内
径とを有する環状になっていて、一端面に第１・第２ブ
ースター６，７の支持部６ａ，７ａの先端部ｃの外周縁
を同軸に内接収容する段差部９ａ，１０ａを備えてい
る。
【００１３】カラー１１はホルダー２のブースター収容
室２ｂに内接する外径と、第１・第２ブースター６，７
の支持部６ａ，７ａの中間部ｂの外径よりも大きな内径
とを有する筒状になっていて、両端面に第１・第２スペ
ーサー９，１０を同軸に内接収容する格納部１１ａ，１
１ｂを備えている。カラー１１の各格納部１１ａ，１１
ｂに第１・第２スペーサー９，１０を収容した状態にお
いて、第１スペーサー９の段差部９ａから第２スペーサ
ー１０の段差部１０ａまでの寸法は、第２ブースター７
より突出する無頭ねじ７ｃを第１ブースター６のねじ孔
６ｅに締結して、第１・第２ブースター６，７を同軸に
結合した際の支持部６ａの先端部ｃから支持部７ａの先
端部ｃまでの内法と同一寸法に設定されている。
【００１４】止め具１２は第２ブースター７の支持部７
ａの中間部ｂの外径より大きな内径を有する環状になっ
ていて、その外周面にホルダー２のねじ孔２ｃに嵌合す
る雄ねじ部１２ａを形成してあり、その一端より外側に
フランジ１２ｂを突設してある。
【００１５】図１のｂ図にも示すように、ホルダー２に
共振器３を支持させるには、先ず、振動子４のねじ孔４
ｂに第１ブースター６の無頭ねじ６ｃを締結すること
で、第１ブースター６の凸部６ｂが振動子４の凹部４ａ
に内接して取り込まれて、第１ブースター６が振動子４
の出力端に同軸に連結する。
【００１６】そして、振動子４の反対側より第１ブース
ター６に第１スペーサー９を外嵌し、第１スペーサー９
の段差部９ａを支持部６ａの先端部ｃに外接嵌合するこ
とで、第１スペーサー９を第１ブースター６の支持部６
ａに同軸にはめ込む。又、第１スペーサー９と同様に、
振動子４の反対側より第１ブースター６にカラー１１を
外嵌し、カラー１１のはめ込み方向先端側の格納部１１
ａに第１スペーサー９を内接して取り込む。このカラー
１１の他方の格納部１１ｂに第２スペーサー１０を内接
して取り込んだ後に、第２ブースター７の無頭ねじ７ｃ
を第２スペーサー１０及びカラー１１の内部に通して第
１ブースター６のねじ孔６ｅに締結する。これにより、
第２ブースター７の凸部７ｂが第１ブースター６の凹部
６ｄに内接して取り込まれると共に、第２ブースター７
の支持部７ａの先端部ｃが第２スペーサー１０の段差部
１０ａに外接嵌合し、第１ブースター６の支持部６ａと
第２ブースター７の支持部７ａとの間に、第１スペーサ
ー９、カラー１１、第２スペーサー１０が同軸に介在し
て、第１ブースター６と第２ブースター７とが同軸に連
結する。
【００１７】次に、振動子４をホルダー２のねじ孔２ｃ
よりブースター収容室２ｂを経て振動子収容室２ａに挿
入し、カラー１１をブースター収容室２ｂに内接挿入し
た後に、止め具１２を第２ブースター７に外嵌して、止
め具１２の雄ねじ部１２ａをホルダー２のねじ孔２ｃに
締結する。これにより、止め具１２が第２ブースター７
の支持部７ａの先端部ｃを軸方向に沿う方向に押圧し、
第１ブースター６の支持部６ａの先端部ｃがホルダー２
の段差部２ｄに当接し、止め具１２、ホルダー２の段差
部２ｄ、カラー１１、第１スペーサー９、第２スペーサ
ー１０により、第１・第２ブースター６，７の支持部６
ａ，７ａを軸方向に沿う方向に挟み付けるように一体的
に結合する。
【００１８】最後に、止め具１２より外側に突出された
第２ブースター７に超音波ホーン８を無頭ねじ８ｄとね
じ孔７ｅとを介して同軸に結合することで、超音波ホー
ン８の凸部８ｃが第２ブースター７の凹部７ｄに内接し
て取り込まれ、第１ブースター６、第２ブースター７、
超音波ホーン８からなる共振器３がホルダー２に一体的
に支持される。
【００１９】この実施形態の構造によれば、振動子４か
らの超音波振動を第１ブースター６及び第２ブースター
７を経て超音波ホーン８に伝達し、超音波ホーン８の接
合作用部８ｂを例えば図外の複数の金属部材を互いに重
ね合わせた部分のようなワークに押し付けることで、当
該重ね合わせ部分を接合するような加工を行う。この
際、超音波ホーン８がワークから受ける軸方向と直交す
る図１のｂ図に矢印Ｘで示すような力を受けるが、カラ
ー１１と第１・第２スペーサー９，１０とからなる筒状
部材が第１ブースター６の支持部６ａと第２ブースター
７の支持部７ａとの間に介在しており、当該カラー１１
がホルダー２のブースター収容室２ｂに内接嵌合してい
ることから、第１ブースター６の支持部６ａと第２ブー
スター７の支持部７ａとの間の部分が撓むという不都合
を解消することができる。又、共振器３をホルダー２に
取り付ける際に、止め具１２を強固に締結した場合で
も、第１ブースター６の支持部６ａと第２ブースター７
の支持部７ａとが互いに近づくように撓むような不都合
も阻止することができる。よって、振動子４から超音波
ホーン８に超音波振動のエネルギーを適正に伝達するこ
とができる。又、超音波ホーン８の接合作用部８ｂをワ
ークに正確に位置を決めして接触することができて、超
音波振動のエネルギー損失が少なく、品質信頼性を向上
することができる。
【００２０】しかも、第１・第２ブースター６，７の支
持部６ａ，７ａより大きな外径を有するカラー１１がホ
ルダー２のブースター収容室２ｂに内接嵌合しているこ
とから、カラー１１と第１・第２スペーサー９，１０と
からなる筒状部材を介在させて同軸に結合された第１・
第２ブースター６，７をホルダー２のブースター収容室
２ｂに取り付けた状態において、第１・第２ブースター
６，７の支持部６ａ，７ａとホルダー２のブースター収
容室２ｂを形成する内周面との間に隙間１３ａ，１３ｂ
が形成され、第１・第２ブースター６，７の支持部６
ａ，７ａを少ない接触面積で撓むことがないように一体
に結合することができて、振動子４から超音波ホーン８
に伝達される超音波振動のエネルギー損失を少なくする
ことができる。
【００２１】図３〜４は第２実施形態を示している。こ
の実施形態は、図３に示すように、第１・第２ブースタ
ー６，７を同軸に連結し、当該第１ブースター６，７の
支持部６ａ，７ａに第１・第２スペーサー２０，２１を
外嵌装着し、第１・第２スペーサー２０，２１との間に
カラー２２を介在させ、止め具１２をホルダー２のねじ
孔２ｃに締結することで、止め具１２が第２スペーサー
２１を押圧し、第１スペーサー２０が第２スペーサー２
１との間にカラー２２を介してホルダー２の段差部２ｄ
に当接して、第１・第２ブースター６，７をホルダー２
に一体的に結合したものである。
【００２２】第１・第２スペーサー２０，２１は熱硬化
性合成樹脂のような同一の材質で同一の形状を有するも
のを２個使用し、第１ブースター６側に用いられるもの
を第１スペーサー２０と称し、第２ブースター７側に第
１スペーサー２０と向きを逆にして用いられるものを第
２スペーサー２１と表現して区別したものである。第１
・第２スペーサー２０，２１は、ホルダー２のブースタ
ー収容室２ｂの内径と同一の外径と、第１・第２ブース
ター６，７の支持部６ａ，７ａよりもわずかに小径な内
径を有する環状に形成されたものを１つのスリット２２
で分断した形状になっていて、一方の分断部に貫通孔２
３を形成し、他方の分断部に貫通孔２３と対応するねじ
孔２４を備えている。又、第１・第２スペーサー２０，
２１の一端面には段差部２０ａ，２１ａを同軸で環状に
形成してある。
【００２３】カラー２２はホルダー２のブースター収容
室２ｂに内接する外径と、第１・第２ブースター６，７
の支持部６ａ，７ａの先端部ｃの外径よりも大きな内径
を有する筒状になっていて、両端面に第１・第２スペー
サー２０，２１の段差部２０ａ，２１ａを同軸に合掌状
に収容する格納部２２ａ，２２ｂを備えている。
【００２４】この実施形態の場合、ホルダー２に共振器
３を支持させるには、先ず、スリット２２の形成で外開
き状態となった第１・第２のスペーサー２０，２１の段
差部２０ａ，２１ａを、カラー２２の格納部２２ａ，２
２ｂに個別にはめ込む。一方、第１・第２ブースター
６，７を同軸に連結し、第２ブースター７の支持部７ａ
を例えば第１スペーサー２０よりカラー２２を経て第２
スペーサー２１の内部に位置させると共に、第１ブース
ター６の支持部６ａを第１スペーサー２０の内部に位置
させた後に、第１・第２スペーサーの貫通孔２３よりス
リット２２を経てねじ孔２４に図４に示すねじ２５を締
結して、第１・第２スペーサー２０，２１を第１・第２
ブースター６，７の支持部６ａ，７ａに固定する。又、
第１ブースター６に振動子４を同軸に連結し、第２ブー
スター７に超音波ホーン８を同軸に連結し、振動子４を
ホルダー２のねじ孔２ｃよりブースター収容室２ｂを経
て振動子収容室２ａに挿入し、カラー２２をブースター
収容室２ｂに内接挿入した後に、止め具１２を第２ブー
スター７に外嵌して、止め具１２の雄ねじ部１２ａをホ
ルダー２のねじ孔２ｃに締結する。これにより、止め具
１２が第２ブースター７の支持部７ａに固定された第２
スペーサー２１を軸方向に沿う方向に押圧し、第１ブー
スター６の支持部６ａに固定された第１スペーサー２０
がホルダー２の段差部２ｄに当接し、止め具１２とホル
ダー２の段差部２ｄとが第１・第２スペーサー２０，２
１をカラー２２を介在して軸方向に沿う方向に挟み付け
るように一体的に結合して、第１・第２ブースター６，
７がホルダー２に一体的に支持される。
【００２５】この実施形態の構造によれば、振動子４か
らの超音波振動を第１ブースター６及び第２ブースター
７を経て超音波ホーン８に伝達し、超音波ホーン８の接
合作用部８ｂを図外の例えば図外の複数の金属部材を互
いに重ね合わせた部分のようなワークに押し付けること
で、当該重ね合わせ部分を接合するような加工を行う、
この際、超音波ホーン８がワークから受ける軸方向と直
交する図３に矢印Ｘで示すような力を受けるが、カラー
２２である筒状部材が第１・第２ブースター６，７の支
持部６ａ，７ａに固定された第１・第２スペーサー２
０，２１との間に介在しており、当該カラー２２がホル
ダー２のブースター収容室２ｂに内接嵌合していること
から、第１ブースター６の支持部６ａと第２ブースター
７の支持部７ａとの間の部分が撓むという不都合を解消
することができる。又、共振器３をホルダー２に取り付
ける際に、止め具１２を強固に締結した場合でも、第１
・第２ブースター６，７の支持部６ａ，７ａが互いに近
づくように撓むような不都合も阻止することができる。
よって、振動子４から超音波ホーン８に超音波振動のエ
ネルギーを適正に伝達することができると共に、超音波
ホーン８の接合作用部８ｂをワークに正確に位置を決め
して接触することができて、超音波振動のエネルギー損
失が少なく、品質信頼性を向上することができる。
【００２６】図５〜６は第３実施形態を示し、超音波接
合装置のホルダー３０に共振器４０を両持ち支持に取り
付けたものであって、ホルダー３０は相対峙するアーム
３０ａ，３０ｂを備えている。一方のアーム３０ａはそ
の内部にベアリング３０ｃを介して回転可能に装着され
た回転筒３０ｄを有している。回転筒３０ｄはホルダー
３０の外部に設置されたモーター３０ｅによりドライブ
ギヤー３０ｆと、これに噛合された環状のドリブンギヤ
ー３０ｇとを介して回転駆動される。他方のアーム３０
ｂはホルダー３０の基部に対してクロスローラー等のよ
うなガイドレール３０ｈを介して摺動可能に取り付けら
れたブロックに形成されていて、余圧調整用ボルト３０
ｉを調整操作することにより、アーム３０ｂが摺動する
際のガイドレール３０ｈの部分でのがたつきを取り除く
と共に接合時の踏ん張りを起こすようになっている。
又、アーム３０ｂはホルダー３０の基部とに跨設された
スプリング３０ｊによりアーム３０ａ側に付勢されてい
る。アーム３０ｂはその内部にベアリング３０ｋを介し
て回転可能装着された回転筒３０ｍを有している。
【００２７】共振器４０は円盤状の接合作用部４０ａを
有する超音波ホーン４０ｂの両側に第１・第２ブースタ
ー４０ｃ，４０ｄを図外の無頭ねじとねじ孔とを介して
同軸に連結した形態である。第１ブースター４０ｃには
振動子４１の出力端が図外の無頭ねじとねじ孔とを介し
て同軸に連結される。
【００２８】この振動子４１を含む共振器４０はホルダ
ー３０に例えば次のようにして取り付けられる。先ず、
振動子４１と第１ブースター４０ｃとを結合すると共
に、第１ブースター４０ｃの振動子４１が取り付けられ
た側とは反対側に止め具４２を外嵌装着した後に、第１
ブースター４０ｃに超音波ホーン４０ｂを結合する。そ
して、振動子４１、第１ブースター４０ｃ、超音波ホー
ン４０ｂからなる構成体の軸方向の長さが、アーム３０
ａとアーム３０ｂとの間隔より長いことから、アーム３
０ｂをアーム３０ａより遠ざけるように位置をずらし
て、振動子４１及び第１ブースター４０ｃをアーム３０
ａの内部に収容する。これと並行に、第２ブースター４
０ｄをアーム３０ｂの内部に収容するが、前記第１ブー
スター４０ｃのアーム３０ａへの収容と、第２ブースタ
ー４０ｄのアーム３０ｂへの収容とのどちらを先に行っ
てもよい。要するに、アーム３０ｂをずらして、振動子
４１、第１ブースター４０ｃ、超音波ホーン４０ｂから
なる構成体をアーム３０ａに収め、第２ブースター４０
ｄをアーム３０ｂに収めると共に、アーム３０ｂより突
出する第２ブースター４０ｄに上記とは別の止め具４３
を外嵌装着する。次に、第２ブースター４０ｄと超音波
ホーン４０ｂとを結合した後に、アーム３０ａに止め具
４２をねじ嵌合にて装着して、第１ブースター４０ｃよ
り同心円状に外側に突出された支持部４０ｅを止め具４
２とアーム３０ａの段差部３０ｎとで挟み付けることに
より、第１ブースター４０ｃをアーム３０ａの回転筒３
０ｄに固定する。又、アーム３０ｂに止め具４３をねじ
嵌合にて装着して、第２ブースター４０ｄより同心円状
に外側に突出された支持部４０ｆを止め具４３とアーム
３０ｂの段差部３０ｐとで挟み付けることにより、第２
ブースター４０ｄをアーム３０ｂの回転筒３０ｍに固定
する。
【００２９】この実施形態の場合、第１ブースター４０
ｃの回転筒３０ｄへの固定と、第２ブースター４０ｄの
回転筒３０ｍへの固定とのどちらを先に行ってもよい
が、アーム３０ｂがホルダー３０に摺動可能に組付けら
れているので、振動子４１の結合された共振器４０が止
め具４２，４３で回転筒３０ｄ，３０ｍに固定される
際、アーム３０ａを基準として、アーム３０ｂが移動
し、共振器４０がホルダー３０に適正に両持ち支持され
る。
【００３０】この実施形態の構造によれば、モーター３
０ｅにより共振器４０を回転駆動すると共に、振動子４
１から超音波振動を第１ブースター４０ｃを経由して超
音波ホーン４０ｂに伝達することで、共振器４０の接合
作用部４０ａが回転しながら例えば図外の複数の金属部
材を互いに重ね合わせた部分のようなワークに押し付け
ることで、当該重ね合わせ部分を接合するような加工を
行う。この際、超音波ホーン４０ｂがワークから受ける
軸方向と直交する図５に矢印Ｘで示すような力を受ける
が、共振器４０がホルダー３０に両持ち支持に取り付け
られていることから、第１ブースター４０ｃの支持部４
０ｅと第２ブースター４０ｄの支持部４０ｆとの間の部
分が撓むという不都合を解消することができる。又、共
振器４０をホルダー２に取り付ける際に、止め具４２，
４３を強固に締結した場合でも、第１・第２ブースター
４０ｃ，４０ｄの支持部４０ｅ，４０ｆがホルダー３０
の段差部３０ｎ，３０ｒと止め具４２，４３とで軸方向
に沿う方向に挟み付けられるだけで、第１・第２ブース
ター４０ｃ，４０ｄの支持部４０ｅ，４０ｆが互いに近
づくように撓むような不都合も阻止することができる。
よって、振動子４１から超音波ホーン４０ｂに超音波振
動のエネルギーを適正に伝達することができると共に、
共振器４０の接合作用部４０ａをワークに正確に位置を
決めして接触することができて、超音波振動のエネルギ
ー損失が少なく、品質信頼性を向上することができる。
【００３１】尚、第１・第２実施形態において、第１ス
ペーサー９，２０、第２スペーサー１０，２１を熱硬化
性合成樹脂で形成し、第１・第２ブースター６，７の支
持部６ａ，７ａから漏れる超音波振動で当該第１・第２
スペーサー９，２０，１０，２１が金属製のカラー１
１，２２に接合することがないようにしたが、超音波振
動が第１・第２ブースター６，７の支持部６ａ，７ａか
ら漏れないように、共振器３の振動調整を適切に行え
ば、第１・第２スペーサー９，２０，１０，２１を金属
で形成するか、金属製のスペーサを省いてブースターを
カラー１１，２２に直接装着しても同様の効果がある。
【００３２】第３実施形態において、共振器４０をモー
ター３０ｅで回転駆動するようにしたが、共振器４０を
ホルダー３０に自由回転可能に取り付けておき、共振器
４０の接合作用部４０ａをワークに接触して、ホルダー
４０を図５の紙面の表裏方向に移動することで、共振器
４０を回転動作させても同様の効果がある。
【００３３】尚、図１のｂ図中の符号Ｗ１は共振器３の
共振による超音波振動の瞬間的な変位（振動振幅）を示
す波形、Ｗ２は超音波ホーン８で伝達方向が変換された
超音波振動の瞬間的な変位を示す波形、ｆ１，ｆ３，ｆ
５，ｆ７は波形Ｗ１での最大振動振幅点、ｆ２，ｆ４，
ｆ６は波形Ｗ１での最小振動振幅点振幅、ｆ８，ｆ９は
波形Ｗ２での最大振動振幅点、Ｙは接合作用部８ｂの振
動方向である。
【００３４】又、図５〜６中の符号４４はベアリング３
０ｃのインナースリーブを回転筒３０ｄに固定する内側
固定具、４５はベアリング３０ｃのアウタースリーブを
アーム３０ａに固定する外側固定具、４６はベアリング
３０ｋのインナースリーブを回転筒３０ｍに固定する内
側固定具、４７はベアリング３０ｋのアウタースリーブ
をアーム３０ｂに固定する外側固定具を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態を示し、ａ図は分解図、ｂ図は
組立断面図。
【図２】 同実施形態を示す斜視図。
【図３】 第２実施形態を示す断面図。
【図４】 同実施形態のスペーサーとカラーを示す斜視
図。
【図５】 第３実施形態の一部を破断して示す側面図。
【図６】 図５に示すＡ−Ａ線に沿う断面図。
【符号の説明】
２，３０ ホルダー ３，４０ 共振器 ４，４１ 振動子 ６，４０ｃ 第１ブースター ６ａ，４０ｅ 支持部 ７，４０ｄ 第２ブースター ７ａ，４０ｆ 支持部 ８，４０ｂ 超音波ホーン ９，２０ 第１スペーサー １０，２１ 第２スペーサー １１ カラー １２，４２，４３ 止め具

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 筒状のホルダーの内部に振動子に同軸に
    連結された２つのブースターを支持する超音波振動用共
    振器の支持装置において、ホルダーに振動子収容室とこ
    れよりも大径のブースター収容室とを同軸に内部側から
    一端側に連接形成し、このホルダーの振動子収容室とブ
    ースター収容室との間に形成された段差部とブースター
    収容室に内接するように収容した筒状部材とホルダーに
    取り付けられた止め具とで２つのブースターの支持部を
    軸方向に沿う方向より挟み付けるように結合したことを
    特徴とする超音波振動用共振器の支持装置。
  2. 【請求項２】 ホルダーに超音波ホーンの両側にブース
    ターが同軸に連結された共振器を両持ち支持に取り付け
    る超音波振動用共振器の支持装置において、ホルダーの
    相対峙するアームの内部に各ブースターを収容し、これ
    らのアームの内部に形成された段差部とアームに取り付
    けられた止め具とで各ブースターより外側に突出された
    支持部を軸方向に沿う方向より挟み付けるように結合し
    たことを特徴とする超音波振動用共振器の支持装置。
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