JPS60257777A - ねじり振動装置 - Google Patents
ねじり振動装置Info
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- JPS60257777A JPS60257777A JP59114061A JP11406184A JPS60257777A JP S60257777 A JPS60257777 A JP S60257777A JP 59114061 A JP59114061 A JP 59114061A JP 11406184 A JP11406184 A JP 11406184A JP S60257777 A JPS60257777 A JP S60257777A
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/208—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using shear or torsion displacement, e.g. d15 type devices
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、工作機械などに利用されるねじり振動装置に
関するものである。
関するものである。
技術的背景およびその問題点
一般にねじり振動を利用する工業的用途は広い。
たとえば、旋盤、フライス盤、ボール盤、タッピング盤
などの工作機械において、切刃に超音波振動をあたえな
がら加工すると、切削抵抗が著しく減少してその加工精
度を向上させ、これにより工具の寿命を延ばし、また、
難削材の加工を容易にするものである。このような用途
に用ｔ）られるねしり振動発生体は、比較的にパワーを
要する。このような目的のために、周方向に分極をほど
こし、厚み方向に駆動電圧を印加して周方向にすへり振
動を発生させる電歪素子を用い、この電歪素子をその両
側より金属材にて一体的に挟持して共振振動させるもの
が提案されている。その従来の電歪素子の一例を第１図
しこ基いて説明する。即ち、円環状電歪素子１の一方の
面から側面をえて地表面じＸｈか乙名数の電極９４部固
じｔ−い１７丁均等し１貨０を寸隣合う電極間に直流高
電圧を印加して矢印のごとくに周方向に順次全ての電極
について分極を行い、全周の分極後、全ての電極を除去
し、しかるのちに、両面を再ラップして分極による面の
荒れを修正し、再度両面に電極を設けて電歪素子を形成
しているものである。そして、ねじり振動発生体として
は、特公昭５０−９１５９号公報にみられるように、複
数枚の電歪素子を電気的に並列に重ね合せ、その両面に
金属材を接合させて中心ポル１へ等により一体的に締着
しているものである。
などの工作機械において、切刃に超音波振動をあたえな
がら加工すると、切削抵抗が著しく減少してその加工精
度を向上させ、これにより工具の寿命を延ばし、また、
難削材の加工を容易にするものである。このような用途
に用ｔ）られるねしり振動発生体は、比較的にパワーを
要する。このような目的のために、周方向に分極をほど
こし、厚み方向に駆動電圧を印加して周方向にすへり振
動を発生させる電歪素子を用い、この電歪素子をその両
側より金属材にて一体的に挟持して共振振動させるもの
が提案されている。その従来の電歪素子の一例を第１図
しこ基いて説明する。即ち、円環状電歪素子１の一方の
面から側面をえて地表面じＸｈか乙名数の電極９４部固
じｔ−い１７丁均等し１貨０を寸隣合う電極間に直流高
電圧を印加して矢印のごとくに周方向に順次全ての電極
について分極を行い、全周の分極後、全ての電極を除去
し、しかるのちに、両面を再ラップして分極による面の
荒れを修正し、再度両面に電極を設けて電歪素子を形成
しているものである。そして、ねじり振動発生体として
は、特公昭５０−９１５９号公報にみられるように、複
数枚の電歪素子を電気的に並列に重ね合せ、その両面に
金属材を接合させて中心ポル１へ等により一体的に締着
しているものである。
しかしながら、前述の電歪素子においては、周方向に残
留分極を与えるためには隣合う電極間の分極処理を分極
の数の回数だけ行わなければならない１．シかも、周方
向に揃えて分極しようとすれば、分割数が多くなり、そ
の作業は非常に大変になる。
留分極を与えるためには隣合う電極間の分極処理を分極
の数の回数だけ行わなければならない１．シかも、周方
向に揃えて分極しようとすれば、分割数が多くなり、そ
の作業は非常に大変になる。
また、分極形成時においては、部分的に行われるために
分極歪みによる材料の割れが発生して歩止まりを低下さ
せる。さらに、分割数が少ない場合はど周方向の回り込
みにより必要な分極を打ち消す形で他の部分に逆方向に
電界を生じ、分極効果を低下させる。
分極歪みによる材料の割れが発生して歩止まりを低下さ
せる。さらに、分割数が少ない場合はど周方向の回り込
みにより必要な分極を打ち消す形で他の部分に逆方向に
電界を生じ、分極効果を低下させる。
発明の目的
本発明は、分極処理が一回でよく、しかも、分極割れが
発生せず分極効果の高いねじれ振動装置を得ることを目
的とする。
発生せず分極効果の高いねじれ振動装置を得ることを目
的とする。
発明の概要
本発明は、円形の電歪材料の面に複数の電極を形成し、
隣合う電極間を周方向に逆方向に分極するようにしたの
で、分極処理が一回でよく、そのために分極形成時にお
ける分極歪みが発生せず、しかも分極効果も極めて高い
ように構成したものである。
隣合う電極間を周方向に逆方向に分極するようにしたの
で、分極処理が一回でよく、そのために分極形成時にお
ける分極歪みが発生せず、しかも分極効果も極めて高い
ように構成したものである。
発明の実施例
本発明の一実施例を第２図ないし第８図にもとづいて説
明する。本実施例は、４分割した電極に応用したもので
ある。まず、第２図において電歪材料となる、円環状電
歪素子３の一方の表面より外周面をえて地表面にまでに
わたり径方向に十文字の帯状部４を残して分極用電極５
が設けられている。
明する。本実施例は、４分割した電極に応用したもので
ある。まず、第２図において電歪材料となる、円環状電
歪素子３の一方の表面より外周面をえて地表面にまでに
わたり径方向に十文字の帯状部４を残して分極用電極５
が設けられている。
このような円環状電歪素子３は、それぞれの分極用電極
５の隣合うものに極性を反転させて分極用電源６を接続
して分極を行っているものであり、その結果、分極方向
は隣合う毎に第３図中の矢印に示すように反転して残留
する。このように分極処理を行ったのちに全ての電極を
除去し、前記十文字の帯状部４ど周方向に４５度ずらせ
て一方の面には第４図に示すようにＢＡ駆動用分割電極
を設けるとともに、他方の面には全面に共通電極を設【
プて電歪素子８を形成する。
５の隣合うものに極性を反転させて分極用電源６を接続
して分極を行っているものであり、その結果、分極方向
は隣合う毎に第３図中の矢印に示すように反転して残留
する。このように分極処理を行ったのちに全ての電極を
除去し、前記十文字の帯状部４ど周方向に４５度ずらせ
て一方の面には第４図に示すようにＢＡ駆動用分割電極
を設けるとともに、他方の面には全面に共通電極を設【
プて電歪素子８を形成する。
ついで、第５図に示すものは電極板９であり、ガラスエ
ポキシ薄板１０の両面に銅箔を貼ったプリン１〜基板よ
りなる。そして、第４図に示した駆動用分割電極７と同
一形状の電極１１を極間１２を残して両面に絶縁形成し
、それぞれの電極１１には端子１３を形成するとともに
、中心部には中心孔１４が形成されている。
ポキシ薄板１０の両面に銅箔を貼ったプリン１〜基板よ
りなる。そして、第４図に示した駆動用分割電極７と同
一形状の電極１１を極間１２を残して両面に絶縁形成し
、それぞれの電極１１には端子１３を形成するとともに
、中心部には中心孔１４が形成されている。
このように形成された電歪素子８と電極板９とは第６図
に示すように組み立てられてねじり振動発生体１５が形
成される。すなわち、電極板９の両面にそれらの電極板
９の電極１１−に駆動用分割電極７を接合させて重ね合
せ、一方の前記電歪素子８の外面に金属材１６を接合さ
せ、他方の電歪素子８の外面に全体に導通性のあるアー
ス側電極１７を接合させ、このアース側電極１７の外側
に金属材１８を接合させている。そして、前記金属材１
６には、ねじ孔１９が形成され、前記電極板９、前記電
歪素子８、前記アース側電極１７、前記金属材１８にそ
れぞれ貫通孔２０．２」、２２．２３が形成され、これ
らの貫通孔２０．２１．２２．２３を貫通して前記ねじ
孔１９にねじ着される捻子棒２４により全ては一体的に
固定されている。
に示すように組み立てられてねじり振動発生体１５が形
成される。すなわち、電極板９の両面にそれらの電極板
９の電極１１−に駆動用分割電極７を接合させて重ね合
せ、一方の前記電歪素子８の外面に金属材１６を接合さ
せ、他方の電歪素子８の外面に全体に導通性のあるアー
ス側電極１７を接合させ、このアース側電極１７の外側
に金属材１８を接合させている。そして、前記金属材１
６には、ねじ孔１９が形成され、前記電極板９、前記電
歪素子８、前記アース側電極１７、前記金属材１８にそ
れぞれ貫通孔２０．２」、２２．２３が形成され、これ
らの貫通孔２０．２１．２２．２３を貫通して前記ねじ
孔１９にねじ着される捻子棒２４により全ては一体的に
固定されている。
また、電気的接続は第４図に示すように行われている。
まず、駆動電源２５にその一次側コイル２６が接続され
たトランス２７を設け、このトランス２７の二次側コイ
ル２８の中点２９を前記アース側電極１７に接続し、こ
の二次側コイル２８の両側は前記駆動用分割電極７にそ
れぞれその極性が隣合うものに対して逆に成るようにし
て接続されている。なお、前記アース側電極１７には前
記金属材１８が直接接続されているが、前記捻子棒２４
を介して前記金属材１６も同様に接続されている。
たトランス２７を設け、このトランス２７の二次側コイ
ル２８の中点２９を前記アース側電極１７に接続し、こ
の二次側コイル２８の両側は前記駆動用分割電極７にそ
れぞれその極性が隣合うものに対して逆に成るようにし
て接続されている。なお、前記アース側電極１７には前
記金属材１８が直接接続されているが、前記捻子棒２４
を介して前記金属材１６も同様に接続されている。
このような構成において、本実施例の動作を説明する前
に第７図および第８図に基いてすベリ振動の動作原理を
説明する。まず、図示のような矩形状の電歪材料に対し
、Ａ、８面に電極を設けて長さ方向に分極した後、Ａ、
Ｂ電極を取去ってＣ２Ｄ面に電極を設け、厚さ方向、即
ち、分極方向と直角に電界をかけるとそのＣ，Ｄ面は分
極方向に歪む。そして、Ｃ，Ｄ面に高周波電圧を印加し
てそのすへり共振周波数に合せるとその長さ方向に共振
振動する。
に第７図および第８図に基いてすベリ振動の動作原理を
説明する。まず、図示のような矩形状の電歪材料に対し
、Ａ、８面に電極を設けて長さ方向に分極した後、Ａ、
Ｂ電極を取去ってＣ２Ｄ面に電極を設け、厚さ方向、即
ち、分極方向と直角に電界をかけるとそのＣ，Ｄ面は分
極方向に歪む。そして、Ｃ，Ｄ面に高周波電圧を印加し
てそのすへり共振周波数に合せるとその長さ方向に共振
振動する。
そこで、本実施例における駆動用分割電極７に電圧を印
加すると、電歪素子８は分極方向に歪む。
加すると、電歪素子８は分極方向に歪む。
このとき、各駆動用分割電極７のあいだは逆方向に分極
されているが、電圧の印加の方向が隣合う駆動用分割電
極７では逆方向になっているので、すべり力の方向は周
にそって同一になり、ねじり振動発生体１４はその両端
において最大振幅であり、周方向に互いに反対方向のね
じり共振振動をする。
されているが、電圧の印加の方向が隣合う駆動用分割電
極７では逆方向になっているので、すべり力の方向は周
にそって同一になり、ねじり振動発生体１４はその両端
において最大振幅であり、周方向に互いに反対方向のね
じり共振振動をする。
つぎに、第９図および第１０図に示すものは、電歪素子
８の変形例である。まず、第９図に示すものにおいては
、第９図（ａ）のように円周方向に二分割して分極用電
極５を設け、矢印のように分極して第９図（ｂ）に示す
ように駆動用分割電極７を形成したものである。また、
第１０図（ａ）（ｂ）にしめすものは、六分割して同様
に分極したものである。
８の変形例である。まず、第９図に示すものにおいては
、第９図（ａ）のように円周方向に二分割して分極用電
極５を設け、矢印のように分極して第９図（ｂ）に示す
ように駆動用分割電極７を形成したものである。また、
第１０図（ａ）（ｂ）にしめすものは、六分割して同様
に分極したものである。
なお、前記実施例においては、捻子棒２４による締着構
造について説明したが実施に当っては中心孔をなくして
外周ポル１〜により締めっけるようにしてもよい。また
、電歪素子８は必要に応じてその枚数を自由に組み合わ
せることができる。
造について説明したが実施に当っては中心孔をなくして
外周ポル１〜により締めっけるようにしてもよい。また
、電歪素子８は必要に応じてその枚数を自由に組み合わ
せることができる。
又、電極板９はガラスエポキシ基材プリント基板をもっ
て説明したが、セラミック等の絶縁基板に電極を蒸着し
たり、メッキしたり、或いはプリントしたりしたもので
あってもよい。さらに、電極板９の電極］Ｏを片面にの
み設けて一枚の電歪素子８にてもねしり振動発生体１５
を構成することができる。
て説明したが、セラミック等の絶縁基板に電極を蒸着し
たり、メッキしたり、或いはプリントしたりしたもので
あってもよい。さらに、電極板９の電極］Ｏを片面にの
み設けて一枚の電歪素子８にてもねしり振動発生体１５
を構成することができる。
さらに、第１１図に示すものは、電極板８の変形例であ
る。すなわち、その直径を前起電歪素子８の直径よりも
大きく形成し、中心孔から十文字状に溝３０を形成した
ものである。そして、組み立て後に溝３０の外周部の連
結部３１を切り落として独立した電極１１を形成したも
のである。
る。すなわち、その直径を前起電歪素子８の直径よりも
大きく形成し、中心孔から十文字状に溝３０を形成した
ものである。そして、組み立て後に溝３０の外周部の連
結部３１を切り落として独立した電極１１を形成したも
のである。
発明の効果
本発明は、」二連のように電歪素子に偶数個の駆動用分
割電極を形成し、隣合う電極毎に逆方向に分極するよう
にしたので、周方向の分極作業を一回で行うことができ
、分極効果も極めて高く、これにより、作業工程が簡略
でよいとともに、分極時の素子の割れが発生せず、歩止
まりを著しく向上させることができ、ハイパワーのねじ
り振動発生体をうろことができるものである。
割電極を形成し、隣合う電極毎に逆方向に分極するよう
にしたので、周方向の分極作業を一回で行うことができ
、分極効果も極めて高く、これにより、作業工程が簡略
でよいとともに、分極時の素子の割れが発生せず、歩止
まりを著しく向上させることができ、ハイパワーのねじ
り振動発生体をうろことができるものである。
第１図は従来の電歪素子の一例を示す斜視図、第２図は
本発明の一実施例に係オ〕る電歪材料の斜視図、第３図
は分極作業時の平面図、第４図は駆動用電極が施された
電歪素子の平面図、第５図は電極板の平面図、第６図は
ねしり振動発生体の縦断側面図、第７図はすベリ振動髪
説明するための斜視図、第８図はその正面図、第９図お
よび第１０図は電歪素子の変形例を示す平面図、第１１
図は電極板の変形例を示す平面図である。 ３−円環状電歪素子（電歪材料）、７−駆動用分割電極
、８−電歪素子、１６．１８−金属打出 願 人 多賀
電気株式会社 代理人 相 木 明 Ｊ３６図 Ｊｉ７図 ３は ］ ９ 図 ［ａ） ｌ） Ｊ」己 コ○ ［囚 （ａ＋ （ｂ） Ｊ ＪＪ 図 手続相ｊ丁■ミ■ζ（自発） １、事件の表示 特願昭５９−１． ］、 ４．０６１号２、発明の名称 ねじり振！ＩＩ］装置 ４、代 理 人 〒１０７ 住所 東京都港区南青山５丁目９番１５号な し 特願昭５９−１１４０６０号補正書 この出願に関し、明細書および図面の記載を下記のよう
に補正する。 記 １、明細書中、第１頁第３行目ないし第１９行目の特許
請求の範囲を別紙のように補正する。 ２、明細書中、第２頁第１９行目の「側面をえて−１を
「側面を経て」に補正する。 ３、明細書中、第４頁第９行目の「電極間を周方向に」
を「電極間毎に周方向に」に補正する。 ４、明細摺・中、第７頁第１−８行目の［各駆動用分割
電極７のあいだは逆方向」をっぎのように補正する。 「各駆動用分割電極７の下は隣合う毎に周方向に対して
逆方向」 ５、明細書中、第８頁第２行目の「発生体１４」を「発
生体」５」に補正する。 ６、明細書中、第９頁第５行目の「電極板８」を「電極
板９」に補正する。 ７、図面中、第６図を別紙のように補正する。 別 紙 ２、特許請求の範囲 又は複数枚の前起電歪素子の外表面に金属材を接合して
これらを一体的に締着したことを特徴とするねしり振動
装置。 又は複数枚の前記電歪素子の外表面に金属材を接合して
これらを一体的に締着し、隣合う前記分割電極のそれぞ
れに前記共通電極に対して逆位相の駆動電圧を印加した
ことを特徴とするねしり振動装置。 」ミ 続 ネ市 １−ミ ；囚シ（自発）昭和５９年
７ Ｊ−１２４Ｅ１ １、事件の表示 特願昭５９−１．１４０６１号 ２、発明の名称 ねじり振動装置 ４、代 理 人 〒１０７ 住所 東京都港区南庁山５丁１１９番１５号な し 明 細 書 １、発明の名称 ねしり振動装置 ２、特許請求の範囲 １、円形の電歪材料に周方向に偶数個に分割した電極を
設けて隣合う分割電極毎に周方向に対して逆方向に分極
してから各分極部分を中心とした駆動用分割電極を一方
の面に設けるとともに他方の而に共通電極を設けて電歪
素子を形成し、一枚又は複数枚の前記電歪素子の外表面
に金属材を接合してこれらを一体的に締着したことを特
徴とするねじり振動装置。 ２、円形の電歪材料に周方向に偶数個に分割した電極を
設けて隣合う分割電極毎に周方向に対して逆方向に分極
してから各分極部分を中心とした駆動用分割電極を一方
の面に設けるとともに他方の面に共通電極を設置−１て
電歪索子を形成し、一枚又は複数枚の市起電歪素子の外
表面に金属相を接合してこれらを一体的に締着し、隣合
う前記分割電極のそれぞれに前記共通電極に対して逆位
相の駆動電圧を印加したことを特徴とするねじり振動装
置。 ３、発明の詳細な説明 発明の技術分野 本発明は、工作機械などに利用されるねじり振動装置に
関するものである。 技術的背景およびその問題点 一般にねじり振動を利用する工業的用途は広い。 たとえば、旋盤、フライス盤、ボール盤、タッピング盤
などの工作機械において、切刃に超音波振動をあたえな
がら加工すると、切削抵抗が著しく減少してその加工精
度を向上させ、これにより工具の寿命を延ばし、また、
難削材の加工を容易にするものである。このような用途
に用いられるねじり振動発生体は、比較的しこパワーを
要する。このような目的のために、周方向しこ分極をほ
どこし、厚み方向に駆動電圧を印加して周方向にすベリ
振動を発生させる電歪素子を用い、この電歪索子をその
両側より金属材にて一体的に挟持して共振振動させるも
のが提案されている。その従来の電歪素子の一例を第１
図に基いて説明する。即ち、円環状電歪素ｒ１の一方の
面から側面を経て地表面にわたる多数の電極２を周にた
いして均等に設け、隣合う電極間に直流高電圧を印加し
て矢印のことくに周方向に順次全ての電極について分（
う′ｉを行い、全周の分極後、全ての電極を除去し、し
かるのちに、両面を再ラップして分極による面の荒、１
％を修正し、再度両面に電（函を設けて電歪索子を形成
しているものである。そして、ねしり振動発生体として
は、特公昭５０−９１５９号公報にみられるように、複
数枚の電歪素子を電気的に並列に重ね合せ、その両面に
金属材を接合させて中心ポルＩ〜等により一体的に締着
しているものである。 しかしなから、前述の電歪素子においては、周方向に残
留分極を与えるためには隣合う電極間の分（４ｊ処理を
分割の数の回数たけ行ねなけれはならない。しかも、周
方向に揃えて分ｌｉｊ Ｌようとすれば、分割数が多く
なり、その作業は非常に大変になる。 また、分極形成時しこおいては、部分的に行われるため
し二分極歪みによる材料の割れが発生して歩止まりを低
トさせる。さらに、分割数が少ない場合はど周方向の回
り込みにより必要な分極を打ち消す形で他の部分に逆方
向に電界を生し、分極効果を低下させる。 発明のＬ１的 本発明は、分極処理か一回でよく、しかも、分極割れが
発生ぜず分極効果の高いねしれ振動装置を得ることを目
的とする。 発明の概要 本発明は、円形の電歪材料の面に複数の電極を形成し、
隣合う電極間毎に周方向に逆方向に分極するようにした
ので、分極処理が−・回でよく、そのために分極形成時
における分極割れが発生せず、しかも分極効果も極めて
高いように構成したもターである。 発明の実施例 本発明の一実施例を第２図ないし第８図にもとづいて説
明する。本実施例は、４分割した電極に応用したもので
ある。ます、第２図において電歪材料となる、円環状電
歪素子３の一方の表面より外周面をえて地表面にまでに
わたり径方向に十文字の帯状部４を残して分極用電極５
が設けられている。 このような円環状電歪索子３は、それぞれの分極用電極
５の隣合うものに極性を反転させて分極用電源６を接続
して分極を行っているものであり、その結果、分極方向
は隣合う毎に第３図中の矢印に丞すように反転して残留
する。このように分極処理を行ったのちに全ての電極を
除去し、前記分極用電極５を周方向に４５度ずらせて一
方の面には第４図に示すように駆動用分割電極７を設け
るとともに、他方の面には全面に共通電極を設けて電歪
素子８を形成する。 ついで、第５図に示すものは電極板９であり、ガラスエ
ポキシ薄板１０の両面に銅箔を貼ったプリント基板より
なる。そして、第４図に示した駆動用分割電極７と同一
形状の重積」］−を極間１２を残して両面に絶縁形成し
、それぞれの電極１コには端子１３を形成するとともに
、中心部には中心孔１４が形成されている。 このように形成された電歪索子８と電極板９とは第６図
に示すように組み立てられてねしり振動発生体」５が形
成される。すなわち、電ｗｌ板９の両面にそれらの電極
板９の電極］」に駆動用分割電極７を接合させて重ね合
せ、一方の前記電歪素子８の外面に金属相コ−６を接合
させ、他方の電歪素子８の外面に全体トこ導通性のある
アース側電極Ｊ７を接合させ、このアース側電極］７の
外側に金属材］−８を接合させている。そして、前記金
属材１Ｇには、ねじ孔１９が形成され、前記電極板９、
前記電歪素子８、前記アース側電極１７、前記金属材１
８にそれぞれ貫通孔２０．２］−１２２，２３が形成さ
れ、これらの貫通孔２０．２コ、２２．２３を貫通して
前記ねじ孔ｊ９にねし着される捻子捧２４により全ては
＝一体的に固定されている。なお、極間沿面放電による
絶縁破壊を防ぐため、組立時に電歪素子８および電極板
９の電極間隙部には絶縁塗料等を塗布することが好まし
い。 また、電気的接続は第４図に示すように行われている。 まず、駆動電源２５にその一次側コイル２６が接続され
た１〜ランス２７を設け、このｌヘラジス２フの二次側
コイル２８の中点２９を前記アース側′准極１７に接続
し、この二次側コイル２８の両端は前記駆動用分割電極
７にそれぞれその極性が隣合うものに対して逆に成るよ
うにして接続されている。なお、前記アース側電極４７
には前記金属材］８が直接接続されているが、前記捻子
棒２４を介して前記金属材１Ｇも同様に接続されている
。 このような構成において、本実施例の」す３作を説明す
る前に第７図および第８図にノルいてずへり振動の動作
原理を説明する。まず、図示のような矩形状の電歪月利
に対し、Ａ、８面に電極を設けて長さ方向に分極した後
、Ａ、１３電極を取去ってＣ２Ｄ面に電極を設け、厚さ
方向、即ち、分極方向と直角に電界を力弓ブるとそのＣ
，Ｄ面は分極方向に歪む。そして、Ｃ，Ｄ面に高周波電
圧を印加してそのずへり共振周波数に合せるどその長さ
方向に共振振動する。 そこで、本実施例における駆動用分割電極７に電圧を印
加すると、電歪素子８は分極方向に歪む。 このとき、各駆動用分割電極７の下は隣合う毎に周方向
に対して逆方向に分極されているが、電圧の印加の方向
が隣合う駆動用分割電極７では逆方向になっているので
、ずにリカの方向は周にそって同一になり、ねじり振動
発生体１５はその両端において最大振幅であり、周方向
に互いに反対方向のねしり共振振動をする。 つぎに、第９図および第１０図に示すものは、電歪素子
８の変形例である。まず、第９図に示すものにおいては
、第９図（ａ）のように円周方向にコニ分割して分極用
電極５を設（プ、矢印のように分極して第９図（ｂ）に
示すように駆動用分割電極７を形成したものである。ま
た、第１０図（ａ）（ｂ）にしめすものは、六分割して
同様に分極したものである。 なお、前記実施例においては、捻子捧２４による締着構
造について説明したが実施に当っては中心孔をなくして
外周ボルトにより締めつけるようにしてもよい。また、
電歪素子８は必要に応じてその枚数を自由しこ組み合わ
せることができる。 又、電極板９はガラスエポキシ基材プリン１一基板をも
って説明したが、セラミック等の絶縁基板に電極を蒸着
したり、メッキしたり、或いはプリン！−シたりしたも
のであってもよい。さらに、電極板９の電極］〕を片面
にのみ設けて一枚の電歪素子８にてもねしり振動発生体
］５を構成することができる。 さらに、第１１図に示すものは、電極板９の変形例であ
る。すなわち、その直径を前起電歪素子８の直径よりも
大きく形成し、中心孔から十文字状に溝３０を形成した
ものである。そして、組み立て後に１ｇ３０の外周部の
連結部３」を切り落として独立した電極１１を形成した
ものである。 発明の効果 本発明は、上述のように電歪素子に偶数個の分極用分割
電極を形成し、隣合う電極毎に逆方向に分極するように
したので、周方向の分極作業を一回で行うことができ、
分極効果も極めて高く、これにより１作業工程が簡略で
よいとともに、分極時の素子の割れが発生せず、歩止ま
りを著しく向」二させることができ、ハイパワーのねじ
り振動発生体をうろことができるものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来の電歪素子の一例を示す斜視図、第２図は
本発明の一実施例に係わる電歪材料の斜視図、第３図は
分極作業時の平面図、第４図は駆動用電極が施された電
歪素子の平面図、第５図は電極板の平面図、第６図はね
しり振動発生体の縦断側面図、第７図はすへり振動を説
明するための斜視図、第８図はその正面図、第９図およ
び第１０図は電歪素子の変形例を示す平面図、第１１図
は電極板の変形例を示す平面図である。 ３−円環状電歪素子（電歪材料）、７−駆動用分割電極
、８−電歪素子、］６．１８−金属打出 願 人 多賀
電気株式会社
本発明の一実施例に係オ〕る電歪材料の斜視図、第３図
は分極作業時の平面図、第４図は駆動用電極が施された
電歪素子の平面図、第５図は電極板の平面図、第６図は
ねしり振動発生体の縦断側面図、第７図はすベリ振動髪
説明するための斜視図、第８図はその正面図、第９図お
よび第１０図は電歪素子の変形例を示す平面図、第１１
図は電極板の変形例を示す平面図である。 ３−円環状電歪素子（電歪材料）、７−駆動用分割電極
、８−電歪素子、１６．１８−金属打出 願 人 多賀
電気株式会社 代理人 相 木 明 Ｊ３６図 Ｊｉ７図 ３は ］ ９ 図 ［ａ） ｌ） Ｊ」己 コ○ ［囚 （ａ＋ （ｂ） Ｊ ＪＪ 図 手続相ｊ丁■ミ■ζ（自発） １、事件の表示 特願昭５９−１． ］、 ４．０６１号２、発明の名称 ねじり振！ＩＩ］装置 ４、代 理 人 〒１０７ 住所 東京都港区南青山５丁目９番１５号な し 特願昭５９−１１４０６０号補正書 この出願に関し、明細書および図面の記載を下記のよう
に補正する。 記 １、明細書中、第１頁第３行目ないし第１９行目の特許
請求の範囲を別紙のように補正する。 ２、明細書中、第２頁第１９行目の「側面をえて−１を
「側面を経て」に補正する。 ３、明細書中、第４頁第９行目の「電極間を周方向に」
を「電極間毎に周方向に」に補正する。 ４、明細摺・中、第７頁第１−８行目の［各駆動用分割
電極７のあいだは逆方向」をっぎのように補正する。 「各駆動用分割電極７の下は隣合う毎に周方向に対して
逆方向」 ５、明細書中、第８頁第２行目の「発生体１４」を「発
生体」５」に補正する。 ６、明細書中、第９頁第５行目の「電極板８」を「電極
板９」に補正する。 ７、図面中、第６図を別紙のように補正する。 別 紙 ２、特許請求の範囲 又は複数枚の前起電歪素子の外表面に金属材を接合して
これらを一体的に締着したことを特徴とするねしり振動
装置。 又は複数枚の前記電歪素子の外表面に金属材を接合して
これらを一体的に締着し、隣合う前記分割電極のそれぞ
れに前記共通電極に対して逆位相の駆動電圧を印加した
ことを特徴とするねしり振動装置。 」ミ 続 ネ市 １−ミ ；囚シ（自発）昭和５９年
７ Ｊ−１２４Ｅ１ １、事件の表示 特願昭５９−１．１４０６１号 ２、発明の名称 ねじり振動装置 ４、代 理 人 〒１０７ 住所 東京都港区南庁山５丁１１９番１５号な し 明 細 書 １、発明の名称 ねしり振動装置 ２、特許請求の範囲 １、円形の電歪材料に周方向に偶数個に分割した電極を
設けて隣合う分割電極毎に周方向に対して逆方向に分極
してから各分極部分を中心とした駆動用分割電極を一方
の面に設けるとともに他方の而に共通電極を設けて電歪
素子を形成し、一枚又は複数枚の前記電歪素子の外表面
に金属材を接合してこれらを一体的に締着したことを特
徴とするねじり振動装置。 ２、円形の電歪材料に周方向に偶数個に分割した電極を
設けて隣合う分割電極毎に周方向に対して逆方向に分極
してから各分極部分を中心とした駆動用分割電極を一方
の面に設けるとともに他方の面に共通電極を設置−１て
電歪索子を形成し、一枚又は複数枚の市起電歪素子の外
表面に金属相を接合してこれらを一体的に締着し、隣合
う前記分割電極のそれぞれに前記共通電極に対して逆位
相の駆動電圧を印加したことを特徴とするねじり振動装
置。 ３、発明の詳細な説明 発明の技術分野 本発明は、工作機械などに利用されるねじり振動装置に
関するものである。 技術的背景およびその問題点 一般にねじり振動を利用する工業的用途は広い。 たとえば、旋盤、フライス盤、ボール盤、タッピング盤
などの工作機械において、切刃に超音波振動をあたえな
がら加工すると、切削抵抗が著しく減少してその加工精
度を向上させ、これにより工具の寿命を延ばし、また、
難削材の加工を容易にするものである。このような用途
に用いられるねじり振動発生体は、比較的しこパワーを
要する。このような目的のために、周方向しこ分極をほ
どこし、厚み方向に駆動電圧を印加して周方向にすベリ
振動を発生させる電歪素子を用い、この電歪索子をその
両側より金属材にて一体的に挟持して共振振動させるも
のが提案されている。その従来の電歪素子の一例を第１
図に基いて説明する。即ち、円環状電歪素ｒ１の一方の
面から側面を経て地表面にわたる多数の電極２を周にた
いして均等に設け、隣合う電極間に直流高電圧を印加し
て矢印のことくに周方向に順次全ての電極について分（
う′ｉを行い、全周の分極後、全ての電極を除去し、し
かるのちに、両面を再ラップして分極による面の荒、１
％を修正し、再度両面に電（函を設けて電歪索子を形成
しているものである。そして、ねしり振動発生体として
は、特公昭５０−９１５９号公報にみられるように、複
数枚の電歪素子を電気的に並列に重ね合せ、その両面に
金属材を接合させて中心ポルＩ〜等により一体的に締着
しているものである。 しかしなから、前述の電歪素子においては、周方向に残
留分極を与えるためには隣合う電極間の分（４ｊ処理を
分割の数の回数たけ行ねなけれはならない。しかも、周
方向に揃えて分ｌｉｊ Ｌようとすれば、分割数が多く
なり、その作業は非常に大変になる。 また、分極形成時しこおいては、部分的に行われるため
し二分極歪みによる材料の割れが発生して歩止まりを低
トさせる。さらに、分割数が少ない場合はど周方向の回
り込みにより必要な分極を打ち消す形で他の部分に逆方
向に電界を生し、分極効果を低下させる。 発明のＬ１的 本発明は、分極処理か一回でよく、しかも、分極割れが
発生ぜず分極効果の高いねしれ振動装置を得ることを目
的とする。 発明の概要 本発明は、円形の電歪材料の面に複数の電極を形成し、
隣合う電極間毎に周方向に逆方向に分極するようにした
ので、分極処理が−・回でよく、そのために分極形成時
における分極割れが発生せず、しかも分極効果も極めて
高いように構成したもターである。 発明の実施例 本発明の一実施例を第２図ないし第８図にもとづいて説
明する。本実施例は、４分割した電極に応用したもので
ある。ます、第２図において電歪材料となる、円環状電
歪素子３の一方の表面より外周面をえて地表面にまでに
わたり径方向に十文字の帯状部４を残して分極用電極５
が設けられている。 このような円環状電歪索子３は、それぞれの分極用電極
５の隣合うものに極性を反転させて分極用電源６を接続
して分極を行っているものであり、その結果、分極方向
は隣合う毎に第３図中の矢印に丞すように反転して残留
する。このように分極処理を行ったのちに全ての電極を
除去し、前記分極用電極５を周方向に４５度ずらせて一
方の面には第４図に示すように駆動用分割電極７を設け
るとともに、他方の面には全面に共通電極を設けて電歪
素子８を形成する。 ついで、第５図に示すものは電極板９であり、ガラスエ
ポキシ薄板１０の両面に銅箔を貼ったプリント基板より
なる。そして、第４図に示した駆動用分割電極７と同一
形状の重積」］−を極間１２を残して両面に絶縁形成し
、それぞれの電極１コには端子１３を形成するとともに
、中心部には中心孔１４が形成されている。 このように形成された電歪索子８と電極板９とは第６図
に示すように組み立てられてねしり振動発生体」５が形
成される。すなわち、電ｗｌ板９の両面にそれらの電極
板９の電極］」に駆動用分割電極７を接合させて重ね合
せ、一方の前記電歪素子８の外面に金属相コ−６を接合
させ、他方の電歪素子８の外面に全体トこ導通性のある
アース側電極Ｊ７を接合させ、このアース側電極］７の
外側に金属材］−８を接合させている。そして、前記金
属材１Ｇには、ねじ孔１９が形成され、前記電極板９、
前記電歪素子８、前記アース側電極１７、前記金属材１
８にそれぞれ貫通孔２０．２］−１２２，２３が形成さ
れ、これらの貫通孔２０．２コ、２２．２３を貫通して
前記ねじ孔ｊ９にねし着される捻子捧２４により全ては
＝一体的に固定されている。なお、極間沿面放電による
絶縁破壊を防ぐため、組立時に電歪素子８および電極板
９の電極間隙部には絶縁塗料等を塗布することが好まし
い。 また、電気的接続は第４図に示すように行われている。 まず、駆動電源２５にその一次側コイル２６が接続され
た１〜ランス２７を設け、このｌヘラジス２フの二次側
コイル２８の中点２９を前記アース側′准極１７に接続
し、この二次側コイル２８の両端は前記駆動用分割電極
７にそれぞれその極性が隣合うものに対して逆に成るよ
うにして接続されている。なお、前記アース側電極４７
には前記金属材］８が直接接続されているが、前記捻子
棒２４を介して前記金属材１Ｇも同様に接続されている
。 このような構成において、本実施例の」す３作を説明す
る前に第７図および第８図にノルいてずへり振動の動作
原理を説明する。まず、図示のような矩形状の電歪月利
に対し、Ａ、８面に電極を設けて長さ方向に分極した後
、Ａ、１３電極を取去ってＣ２Ｄ面に電極を設け、厚さ
方向、即ち、分極方向と直角に電界を力弓ブるとそのＣ
，Ｄ面は分極方向に歪む。そして、Ｃ，Ｄ面に高周波電
圧を印加してそのずへり共振周波数に合せるどその長さ
方向に共振振動する。 そこで、本実施例における駆動用分割電極７に電圧を印
加すると、電歪素子８は分極方向に歪む。 このとき、各駆動用分割電極７の下は隣合う毎に周方向
に対して逆方向に分極されているが、電圧の印加の方向
が隣合う駆動用分割電極７では逆方向になっているので
、ずにリカの方向は周にそって同一になり、ねじり振動
発生体１５はその両端において最大振幅であり、周方向
に互いに反対方向のねしり共振振動をする。 つぎに、第９図および第１０図に示すものは、電歪素子
８の変形例である。まず、第９図に示すものにおいては
、第９図（ａ）のように円周方向にコニ分割して分極用
電極５を設（プ、矢印のように分極して第９図（ｂ）に
示すように駆動用分割電極７を形成したものである。ま
た、第１０図（ａ）（ｂ）にしめすものは、六分割して
同様に分極したものである。 なお、前記実施例においては、捻子捧２４による締着構
造について説明したが実施に当っては中心孔をなくして
外周ボルトにより締めつけるようにしてもよい。また、
電歪素子８は必要に応じてその枚数を自由しこ組み合わ
せることができる。 又、電極板９はガラスエポキシ基材プリン１一基板をも
って説明したが、セラミック等の絶縁基板に電極を蒸着
したり、メッキしたり、或いはプリン！−シたりしたも
のであってもよい。さらに、電極板９の電極］〕を片面
にのみ設けて一枚の電歪素子８にてもねしり振動発生体
］５を構成することができる。 さらに、第１１図に示すものは、電極板９の変形例であ
る。すなわち、その直径を前起電歪素子８の直径よりも
大きく形成し、中心孔から十文字状に溝３０を形成した
ものである。そして、組み立て後に１ｇ３０の外周部の
連結部３」を切り落として独立した電極１１を形成した
ものである。 発明の効果 本発明は、上述のように電歪素子に偶数個の分極用分割
電極を形成し、隣合う電極毎に逆方向に分極するように
したので、周方向の分極作業を一回で行うことができ、
分極効果も極めて高く、これにより１作業工程が簡略で
よいとともに、分極時の素子の割れが発生せず、歩止ま
りを著しく向」二させることができ、ハイパワーのねじ
り振動発生体をうろことができるものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来の電歪素子の一例を示す斜視図、第２図は
本発明の一実施例に係わる電歪材料の斜視図、第３図は
分極作業時の平面図、第４図は駆動用電極が施された電
歪素子の平面図、第５図は電極板の平面図、第６図はね
しり振動発生体の縦断側面図、第７図はすへり振動を説
明するための斜視図、第８図はその正面図、第９図およ
び第１０図は電歪素子の変形例を示す平面図、第１１図
は電極板の変形例を示す平面図である。 ３−円環状電歪素子（電歪材料）、７−駆動用分割電極
、８−電歪素子、］６．１８−金属打出 願 人 多賀
電気株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、円形の電歪材料の一方の面に周方向に偶数個に分割
した駆動用分割電極を設けるとともに前記電歪材料の他
方の面に共通電極を設けて隣合う前記駆動用分割電極間
を周方向に逆方向に分極した電歪素子を形成し、一枚又
は複数枚の前記電歪素子の外表面に金属材を接合してこ
れらを一体的に締着したことを特徴とするねじり振動装
置。 ２、円形の電歪材料の一方の面レコ局方向に偶数個に分
割した駆動用分割電極を設けるとともに前記電歪材料の
他方の面に共通電極を設けて隣合う前記駆動用分割電極
間を周方向に逆方向に分極した電歪素子を形成し、一枚
又は複数枚の前記電歪素子の外表面に金属材を接合して
これらを一体的に締着し、隣合う前記分割電極のそれぞ
れに前記共通電極に対して逆位相の駆動電圧を印加した
ことを特徴とするねじり振動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114061A JPS60257777A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | ねじり振動装置 |
| US06/804,151 US4652786A (en) | 1984-06-04 | 1985-12-03 | Torsional vibration apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114061A JPS60257777A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | ねじり振動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257777A true JPS60257777A (ja) | 1985-12-19 |
Family
ID=14628048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59114061A Pending JPS60257777A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | ねじり振動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4652786A (ja) |
| JP (1) | JPS60257777A (ja) |
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