JPS5920230B2 - 超音波振動体の取付部 - Google Patents
超音波振動体の取付部Info
- Publication number
- JPS5920230B2 JPS5920230B2 JP11643079A JP11643079A JPS5920230B2 JP S5920230 B2 JPS5920230 B2 JP S5920230B2 JP 11643079 A JP11643079 A JP 11643079A JP 11643079 A JP11643079 A JP 11643079A JP S5920230 B2 JPS5920230 B2 JP S5920230B2
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- JP
- Japan
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- support
- flange
- horn
- ultrasonic vibrator
- mounting part
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Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 11
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波振動子や超音波振動ホーン等の超音波振
動体の取付部に関するものである。
動体の取付部に関するものである。
一般に超音波振動を行う超音波振動体を取付ける場合、
例えば軸方向にＨ波長にて約１８ＫＨ２で伸縮するよう
に作られた第１図に示すようなホーン１を取付けるため
には、第２図に示すように振動の節部に取付用のフラン
ジ２を一体加工で設け、このフランジ２を利用して取付
けを行つている。この場合、フランジ２は振動の節に設
けてあるが、振動の節はホーン１の軸に直交する１つの
面として存在するのに対し、フランジ２は機械的強度を
得る都合上、通常１〜４ｍｍ程度の厚みがあり、振動の
節と一致させることができない。
例えば軸方向にＨ波長にて約１８ＫＨ２で伸縮するよう
に作られた第１図に示すようなホーン１を取付けるため
には、第２図に示すように振動の節部に取付用のフラン
ジ２を一体加工で設け、このフランジ２を利用して取付
けを行つている。この場合、フランジ２は振動の節に設
けてあるが、振動の節はホーン１の軸に直交する１つの
面として存在するのに対し、フランジ２は機械的強度を
得る都合上、通常１〜４ｍｍ程度の厚みがあり、振動の
節と一致させることができない。
このため若干の振動がホーン１からフランジ２に伝わる
のが現状である。例えば、第２図に示すホーン１が共振
周波数１８ＫＨ２、１次側ＩＡの振幅２０μ（ｐ−ｐ）
、２次側ＩＢの振幅４０μ（ｐ−ｐ）となるように作ら
れた場合、フランジ２０振動は軸方向（矢印Ａ方向）に
３μ（ｐ−ｐ）、径方向（矢印Ｂ方向）に６μ（ｐ−ｐ
）という振動を示す。このような状態において、フラン
ジ２を用いて支持体に取付けた場合、支持体とフランジ
２の接触面より支持体に接触面積に比例して多大な振動
工ネルギーが伝達吸収されたり、その接触面より異音を
発生したり、発熱したりする問題があつた。これらの問
題を解決するため、従来の超音波振動体の取付部は、第
３図に示すように支持体３に孔４をあけてホーン１を貫
通させ、フランジ２と支持体３との間及びフランジ２と
押え金具５との間にＯリング等のパッキン６を介在させ
、これらを複数個のボルト７にて共締めすることにより
ホーン１を支持体３に支持させていたｇこの取付部は、
ホーン１やフランジ２が通常金属製であるのに対してパ
ッキン６はゴム又は樹脂等製で音響インピーダンスが金
属に比べて非常に低く、且つ振動吸収体であるという性
質を利用したものである。
のが現状である。例えば、第２図に示すホーン１が共振
周波数１８ＫＨ２、１次側ＩＡの振幅２０μ（ｐ−ｐ）
、２次側ＩＢの振幅４０μ（ｐ−ｐ）となるように作ら
れた場合、フランジ２０振動は軸方向（矢印Ａ方向）に
３μ（ｐ−ｐ）、径方向（矢印Ｂ方向）に６μ（ｐ−ｐ
）という振動を示す。このような状態において、フラン
ジ２を用いて支持体に取付けた場合、支持体とフランジ
２の接触面より支持体に接触面積に比例して多大な振動
工ネルギーが伝達吸収されたり、その接触面より異音を
発生したり、発熱したりする問題があつた。これらの問
題を解決するため、従来の超音波振動体の取付部は、第
３図に示すように支持体３に孔４をあけてホーン１を貫
通させ、フランジ２と支持体３との間及びフランジ２と
押え金具５との間にＯリング等のパッキン６を介在させ
、これらを複数個のボルト７にて共締めすることにより
ホーン１を支持体３に支持させていたｇこの取付部は、
ホーン１やフランジ２が通常金属製であるのに対してパ
ッキン６はゴム又は樹脂等製で音響インピーダンスが金
属に比べて非常に低く、且つ振動吸収体であるという性
質を利用したものである。
このような取付部においては、フ、ランジ２とパッキン
６の音響インピーダンスが非常に異なるため、その境界
面で大部分の振動エネルギーが反射してしまい、残りの
振動エネルギーは支持損失としてパッキン６に伝達吸収
され、その内部にて熱交換されるものである。フ かゝ
る取付部は、ボルトＴの締付力を変えることによりパッ
キン６とフランジ２の当りが粗又は密となり、これによ
りパッキン６に伝達吸収される振動エネルギーの量（支
持損失）が減少又は増加する性質を有する。
６の音響インピーダンスが非常に異なるため、その境界
面で大部分の振動エネルギーが反射してしまい、残りの
振動エネルギーは支持損失としてパッキン６に伝達吸収
され、その内部にて熱交換されるものである。フ かゝ
る取付部は、ボルトＴの締付力を変えることによりパッ
キン６とフランジ２の当りが粗又は密となり、これによ
りパッキン６に伝達吸収される振動エネルギーの量（支
持損失）が減少又は増加する性質を有する。
５ 従つて、従来の取付部においては、支持力、支持損
失が共に実用上さしつかえない状態をボルトＴの締付力
を調整することにより得ていたので、、Ｒ−（イ）調整
が困難であり、（口）十分な支持力を得ようとすると支
持損失が増大する、（ハ）パッキンの使用により取付け
の直角度が出しずらい、（ニ）耐久性に乏しい、等の欠
点があつた。
失が共に実用上さしつかえない状態をボルトＴの締付力
を調整することにより得ていたので、、Ｒ−（イ）調整
が困難であり、（口）十分な支持力を得ようとすると支
持損失が増大する、（ハ）パッキンの使用により取付け
の直角度が出しずらい、（ニ）耐久性に乏しい、等の欠
点があつた。
本発明の目的は、支持力の向上が図れ、取付けの直角度
が出し易く、且つ支持損失の減少が図れる超音波振動体
の取付部を提供するにある。
が出し易く、且つ支持損失の減少が図れる超音波振動体
の取付部を提供するにある。
以下本発明の具体例を図面を参照して詳細に説明する。
第４図及び第５図に示すように本実施例の超音波振動体
の取付部は、支持体３と押え金具５とに孔４，８をあけ
て超音波振動体としてのホーン１を貫通させ、ホーン１
に一体に設けられているフランジ２を支持体３と押え金
具５との間に配置し、押え金具５をボルト７で支持体３
にねじ込んで締付固定を行う点は従来通りである。特に
、本実施例では、ホーン１の軸心に対してφＤなる同一
円周上の支持体３、フランジ２、及び押え金具５の各部
分に、精度良く孔よりなる位置決め窪み９，１０，１１
を対応させて周方向に複数個設け、これら位置決め窪み
９−１０間、１０−１１間に両端を嵌込み位置決めさせ
て振動伝達抑制金属体としての複数の鋼球１２を支持体
３とフランジ２との間及びフランジ２と押え金具５との
間にそれぞれ介在させている。各ボルト７はホーン１の
軸心に対してφＤ″（〉φＤ）なる円周上に設けてフラ
ンジ２を鋼球１２を介して支持体３と押え金具５間に締
付けている。ホーン１には、振動体としての電歪振動子
１３を取付け、これに電気ケーブル１４を接続して給電
を行うようにしている。このような取付部においては、
鋼球１２とフランジ２との接触面Ａ、鋼球１２と支持体
３との接触面Ｂ、鋼球１２と押え金具５との接触面Ｃは
殆んど線接触となるため、ボルト７にて締付けた場合、
各接触面Ａ，Ｂ，Ｃの面圧は振動を伝達させるに十分な
圧力に容易になり得る。また、接触面 、積が非常に小
さいため伝達される振動エネルギーは非常に小さい。本
実施例のような取付部は、支持損失が極めて少ない。
第４図及び第５図に示すように本実施例の超音波振動体
の取付部は、支持体３と押え金具５とに孔４，８をあけ
て超音波振動体としてのホーン１を貫通させ、ホーン１
に一体に設けられているフランジ２を支持体３と押え金
具５との間に配置し、押え金具５をボルト７で支持体３
にねじ込んで締付固定を行う点は従来通りである。特に
、本実施例では、ホーン１の軸心に対してφＤなる同一
円周上の支持体３、フランジ２、及び押え金具５の各部
分に、精度良く孔よりなる位置決め窪み９，１０，１１
を対応させて周方向に複数個設け、これら位置決め窪み
９−１０間、１０−１１間に両端を嵌込み位置決めさせ
て振動伝達抑制金属体としての複数の鋼球１２を支持体
３とフランジ２との間及びフランジ２と押え金具５との
間にそれぞれ介在させている。各ボルト７はホーン１の
軸心に対してφＤ″（〉φＤ）なる円周上に設けてフラ
ンジ２を鋼球１２を介して支持体３と押え金具５間に締
付けている。ホーン１には、振動体としての電歪振動子
１３を取付け、これに電気ケーブル１４を接続して給電
を行うようにしている。このような取付部においては、
鋼球１２とフランジ２との接触面Ａ、鋼球１２と支持体
３との接触面Ｂ、鋼球１２と押え金具５との接触面Ｃは
殆んど線接触となるため、ボルト７にて締付けた場合、
各接触面Ａ，Ｂ，Ｃの面圧は振動を伝達させるに十分な
圧力に容易になり得る。また、接触面 、積が非常に小
さいため伝達される振動エネルギーは非常に小さい。本
実施例のような取付部は、支持損失が極めて少ない。
また、総て剛体で構成されており、且つ各鋼球１２を位
置決め窪み９，１０，１１により４位置決めしているの
で、ホーン１と支持体３及び押え金具５間の相互位置の
精度、取付けの直角度、平行度等について高精度が容易
に得られると共に耐久性に富み、且つホーン１の回転止
め機能を有する利点がある。本発明による構造のものと
従来の構造との効果の差を求めたところ下記のような結
果が得られた。
置決め窪み９，１０，１１により４位置決めしているの
で、ホーン１と支持体３及び押え金具５間の相互位置の
精度、取付けの直角度、平行度等について高精度が容易
に得られると共に耐久性に富み、且つホーン１の回転止
め機能を有する利点がある。本発明による構造のものと
従来の構造との効果の差を求めたところ下記のような結
果が得られた。
また、ホーン１の先端に第６図Ａ，Ｂに示すように突起
１Ａ，１Ｂ等を備えていて、これら突起１Ａ，１Ｂ等の
周方向の位置決めのためにホーン１をその軸心のまわり
に回転させる必要がある場合に【ζ各位置決め窪み９，
１０，１１をホーン１の軸心に対してφＤなる同一円周
上に円周溝として形成すればよい。第７図及び第８図は
、振動伝達抑制金属体として割鋼球１２を用いた２種の
例を示したものである。
１Ａ，１Ｂ等を備えていて、これら突起１Ａ，１Ｂ等の
周方向の位置決めのためにホーン１をその軸心のまわり
に回転させる必要がある場合に【ζ各位置決め窪み９，
１０，１１をホーン１の軸心に対してφＤなる同一円周
上に円周溝として形成すればよい。第７図及び第８図は
、振動伝達抑制金属体として割鋼球１２を用いた２種の
例を示したものである。
第７図の実施例は、各割鋼球１２の割面を支持体３及び
押え金具５に一体に取付け、各球面をフランジ２の位置
決め窪み１０に嵌込んだ例を示したものである。第８図
の実施例は、割鋼球１２の各割面をフランジ２に一体に
取付け、各球面を支持体３及び押え金具５の位置決め窪
み９，１１にそれぞれ嵌込んだ例を示したものである。
第９図乃至第１１図は第５図、第７図及び第８図に示す
各実施例において位置決め窪み９，１０，１１をそれぞ
れ省略した実施例を示したものである。第１２図乃至第
１４図は、振動伝達抑制金属体１２の更に他の例を示し
たものであり、第１２図は円錐状にした例を示し、第１
３図は円錐台状にした例を示し、第１４図は先端を丸め
た柾状にした例を示している。
押え金具５に一体に取付け、各球面をフランジ２の位置
決め窪み１０に嵌込んだ例を示したものである。第８図
の実施例は、割鋼球１２の各割面をフランジ２に一体に
取付け、各球面を支持体３及び押え金具５の位置決め窪
み９，１１にそれぞれ嵌込んだ例を示したものである。
第９図乃至第１１図は第５図、第７図及び第８図に示す
各実施例において位置決め窪み９，１０，１１をそれぞ
れ省略した実施例を示したものである。第１２図乃至第
１４図は、振動伝達抑制金属体１２の更に他の例を示し
たものであり、第１２図は円錐状にした例を示し、第１
３図は円錐台状にした例を示し、第１４図は先端を丸め
た柾状にした例を示している。
以上説明したように本発明に係る超音波振動体の取付部
は、支持体とフランジとの間及びフランジと押え金具と
の間に、少なくとも一方との接触面積を小さくした複数
個の振動伝達抑制金属体をそれぞれ介在させたので、支
持力及び取付けの直角度を従来のものに比べて著しく向
上させることができる。
は、支持体とフランジとの間及びフランジと押え金具と
の間に、少なくとも一方との接触面積を小さくした複数
個の振動伝達抑制金属体をそれぞれ介在させたので、支
持力及び取付けの直角度を従来のものに比べて著しく向
上させることができる。
このため、超音波加工機、超音波振動切削機、超音波ウ
エルダー等の支持力及び取付けの直角度を要求される超
音波振動体の取付部として最適である。また、本発明の
取付部は従来のものに比べて支持損失が少ないので、連
続使用のため支持損失による熱の蓄積が大であつたエロ
ージヨン試験機等の長時間連続運転を行う超音波振動体
の支持部等として最適である。更に本発明の支持部は総
て剛体であるため耐久性にも優れており、且つ締付調整
も容易である。
エルダー等の支持力及び取付けの直角度を要求される超
音波振動体の取付部として最適である。また、本発明の
取付部は従来のものに比べて支持損失が少ないので、連
続使用のため支持損失による熱の蓄積が大であつたエロ
ージヨン試験機等の長時間連続運転を行う超音波振動体
の支持部等として最適である。更に本発明の支持部は総
て剛体であるため耐久性にも優れており、且つ締付調整
も容易である。
第１図はホーンの側面図、第２図はホーンにフランジを
取付けた状態の側面図、第３図は従来の取付部の縦断面
図、第４図は本発明に係る取付部の一実施例を示す縦断
面図、第５図は第４図のイ部の拡大断面図、第６図Ａ，
Ｂはホーンの他の例を示す先端部正面図及び側面図、第
７図乃至第１１図は本発明に係る取付部の更に他の５種
の実施例の断面図、第１２図乃至第１４図は振動伝達抑
制金属体の更に他の３種の実施例の断面図を示じたもの
である。 １・・・・・・ホーン、２・・・・・・フランジ、３・
・・・・・支持体、５・・・・・・押え金具、７・・・
・・・ボルト、１２・・・・・・振動伝達抑制金属体。
取付けた状態の側面図、第３図は従来の取付部の縦断面
図、第４図は本発明に係る取付部の一実施例を示す縦断
面図、第５図は第４図のイ部の拡大断面図、第６図Ａ，
Ｂはホーンの他の例を示す先端部正面図及び側面図、第
７図乃至第１１図は本発明に係る取付部の更に他の５種
の実施例の断面図、第１２図乃至第１４図は振動伝達抑
制金属体の更に他の３種の実施例の断面図を示じたもの
である。 １・・・・・・ホーン、２・・・・・・フランジ、３・
・・・・・支持体、５・・・・・・押え金具、７・・・
・・・ボルト、１２・・・・・・振動伝達抑制金属体。
Claims (1)
- １ 超音波振動体のフランジを支持体と押え金具で挾み
、締付ボルトで締付けて前記支持体に取付ける超音波振
動体の取付部において、前記支持体と前記フランジとの
間及び前記フランジと前記押え金具との間に、少なくと
も一方との接触面積を小さくした複数個の振動伝達抑制
金属体をそれぞれ介在させたことを特徴とする超音波振
動体の取付部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11643079A JPS5920230B2 (ja) | 1979-09-11 | 1979-09-11 | 超音波振動体の取付部 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11643079A JPS5920230B2 (ja) | 1979-09-11 | 1979-09-11 | 超音波振動体の取付部 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5640395A JPS5640395A (en) | 1981-04-16 |
| JPS5920230B2 true JPS5920230B2 (ja) | 1984-05-11 |
Family
ID=14686895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11643079A Expired JPS5920230B2 (ja) | 1979-09-11 | 1979-09-11 | 超音波振動体の取付部 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920230B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018164153A1 (ja) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | 株式会社デンソー | 超音波センサ |
| US11474239B2 (en) | 2017-03-07 | 2022-10-18 | Denso Corporation | Ultrasonic wave sensor |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4803347B2 (ja) * | 2005-04-21 | 2011-10-26 | コニカミノルタオプト株式会社 | 振動切削装置 |
| WO2007072681A1 (ja) * | 2005-12-19 | 2007-06-28 | Konica Minolta Opto, Inc. | 切削用振動体、振動切削ユニット、加工装置、成形金型、及び光学素子 |
-
1979
- 1979-09-11 JP JP11643079A patent/JPS5920230B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018164153A1 (ja) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | 株式会社デンソー | 超音波センサ |
| US11474239B2 (en) | 2017-03-07 | 2022-10-18 | Denso Corporation | Ultrasonic wave sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5640395A (en) | 1981-04-16 |
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