TW201420241A - 具備工具之超音波振動體的支承構造 - Google Patents

Abstract

本發明的目的在於提供以下所述的支承構造：以高穩定性支承工具與超音波振動體的振動複合體，並且藉由將超音波振動體所產生之超音波振動的振動能量朝向該複合體之支承體(固定支承體)的漏出抑制成低程度，能而以高效率使振動能量作用於工具。本發明的支承構造，是在具備工具的超音波振動體附設凸緣，並藉由使凸緣的其中一側面，在作用應力的狀態下，接觸形成於額外準備之固定體的凸緣支承面，而形成卡合支承，但是超音波振動體的凸緣，並未接合於固定體的凸緣支承面，此外，接觸於固定體的支承面而呈現卡合支承之超音波振動體的凸緣，是形成當該超音波振動體處於振動狀態時朝向凸緣的厚度方向形成超音波振動的構造。

Description

具備工具之超音波振動體的支承構造

本發明是關於具備工具(刀具)之超音波振動體的支承構造。更詳細地說，本發明是關於「具備穿孔具、切削具、研削具或者研磨具等材料加工用工具的超音波振動體，在穩定的狀態下，且該超音波振動體所產生的超音波振動能量能有效地作用於該工具」的具備工具之超音波振動體的支承構造。

傳統以來，在鑽頭之類的穿孔具、尖端切刀(cutting tip)之類的切削具、切割機(Dicer)之類的圓盤狀切削具、圓環狀研削具、甚至圓環狀研磨具之類的各種工具附設有超音波振動體或者超音波振動器，藉由對該超音波振動體施加電能(electric energy)而產生超音波振動，將該超音波振動作用於工具並同時對加工對象的各種材料執行各種加工的材料加工方法已為大眾所知悉，一般被稱為所謂的超音波加工。一旦利用這樣的超音波加工時，由於工具在加工作業時產生超音波振動，而可形成高效率的材料加工。而本案說明書中所使用的「超音波振動 體」是意味著由如同郎之萬(Langevin)振動器般的壓電元件(piezoelectric element)、與接合於該壓電元件兩側的質量體所形成的複合體；或者將超音波振動器固定於基板表面的複合體。就「超音波振動器」的代表例而言，可舉出壓電元件及電伸縮元件(electrostrictive element)。

雖然超音波加工是絕佳的材料加工方法，其中卻也存在各種的問題。舉例來說，在「於其中一端部具備鑽頭等穿孔具」的郎之萬振動器中，由於郎之萬振動器的質量遠大於鑽頭的質量，因此對於穿孔具與郎之萬振動器的複合體(超音波振動複合體)的支承，是透過附設於郎之萬振動器之側面的支承具所執行。該支承具對上述複合體的支承，為了實現郎之萬振動器的穩定振動，是在成為該振動器所示的縱方向(細長方向)之振動「節點(node)」的位置執行。第1圖，是顯示郎之萬振動器(超音波振動體)1，在成為其振動之「節點」的位置由支承具2所支承之狀態的示意圖。上述振動體之「節點」的位置，對各振動體而言，可利用有限要素法而得知。話雖如此，在將工具附設於超音波振動體的場合中，很難正確地求出該振動體與工具的複合體之振動的「節點」位置。此外，在附設於超音波振動體的工具已接觸於加工對象材料的場合中、或者隨著加工處理的進行而使工具產生摩耗等的場合中，超音波振動體與工具的複合體之振動的「節點」位置將移動。因此，即使在「僅針對超音波振動體所求得的支承位置」執行該振動體的支承，也無法將上 述複合體的支承位置，正確地定義為「節點」的位置，並且也無法正確地維持於「節點」的位置。因此，在第1圖所示的支承構造，存在難以實現「超音波振動體與工具間之複合體的穩定振動」的問題。

考慮上述的問題，已知有藉由採用「在人為決定之複數個位置的固定支承」，來執行超音波振動體與工具間之複合體的支承的方法。舉例來說，在專利文獻1中記載著：藉由附設於該圓柱狀超音波振動體之兩側端部附近的二個環狀凸緣，執行具備工具之細長圓柱狀超音波振動體在外殼內的支承。但是，在該支承構造中，在細長圓柱狀超音波振動體的側面形成環狀體的凸緣，是藉由螺紋而連接固定於外殼內面。根據該支承方法，雖然可確實地形成超音波振動體與工具之複合體的穩定振動，但如此一來，由超音波振動體所產生之超音波振動的振動能量中的絕大部分，將經由上述凸緣(支承具)而洩漏至外殼側，致使無法使充分的超音波能量傳達至工具，因此引發：無法期待以預定的加工效率實現「利用超音波振動的超音波加工」的問題。

在專利文獻2中記載著一種構造：就用來抑制「利用具備工具的超音波振動體(由超音波振動器與基體所構成)所產生之超音波振動的振動能量」朝超音波振動體之支承體漏出的構造而言，在基體的超音波振動器與支承體之間的位置形成槽縫，藉由該槽縫的存在，防止由超音波振動器所產生之超音波振動的振動能量朝向支承體 傳遞(漏出)。

在專利文獻3中記載一種構造：就用來抑制「利用具備利用超音波加工之圓盤狀切削工具的圓盤狀超音波振動體(由超音波振動器與圓盤狀基體所構成)，而產生之超音波振動的振動能量」朝超音波振動體的支承體漏出的構造而言，在基體的超音波振動器與支承體之間形成槽縫，藉由該槽縫的存在，防止超音波振動器所產生之超音波振動的振動能量朝向支承體傳遞(漏出)。

在專利文獻4中記載一種構造：就用來抑制「利用具備利用超音波加工之圓盤狀研磨具的圓盤狀超音波振動體(由超音波振動器與圓盤狀基體所構成)，而產生之超音波振動的振動能量」朝超音波振動體的支承體漏出的構造而言，在基體的超音波振動器與支承體之間形成槽縫，藉由該槽縫的存在，防止超音波振動器所產生之超音波振動的振動能量朝向支承體傳遞(漏出)。

[專利文獻1]日本特開2009-28882號公報

[專利文獻2]日本特開2008-162004號公報

[專利文獻3]WO 2008/047789 A1

[專利文獻4]WO 2006/137453 A1

針對「超音波加工所使用的工具與超音波振 動體的振動複合體」的支承構造，雖然已知有以上所述的各種構造，但截至目前為止，以下的支承構造卻仍未被知悉：以高穩定性支承工具與超音波振動體的複合體，並且藉由將超音波振動體所產生之超音波振動的振動能量朝向該複合體之支承體(固定支承體)的漏出抑制成低程度，能而以高效率使振動能量作用於工具。

因此，本發明的目的在於提供以下所述具備工具之超音波振動體的支承構造：以高穩定性支承工具與超音波振動體的複合體，並且藉由將超音波振動體所產生之超音波振動的振動能量朝向該複合體之支承體(固定支承體)的漏出抑制成低程度，能而以高效率使振動能量作用於工具。

本發明的第一態樣，是將在其中一端部具備工具的長條狀超音波振動體支承於外殼內的構造，在該超音波振動體的兩端部或者其附近，附設延伸於「對該超音波振動體的側面形成交叉之方向」的凸緣，藉由在作用應力的狀態下，使各個凸緣之相對向的內側面或者外側面，接觸在延伸於「對形成於外殼的端面或者其附近之內面的外殼的內側面形成交叉之方向」的凸緣支承面，而形成卡合支承的支承構造。但是，該構造形成：該超音波振動體的各個凸緣，並未接合於外殼的凸緣支承面，此外，接觸於外殼的支承面而呈現卡合支承之超音波振動體的凸緣， 是形成當該超音波振動體處於振動狀態時，朝向凸緣的厚度方向形成超音波振動的構造。

上述第一態樣的最佳態樣如以下所述。

(1)在長條狀超音波振動體之具有工具的那一側的相反側端部或者其周邊的凸緣，形成可變更該超音波振動體的長度方向之位置的構造。

(2)附設於長條狀超音波振動體之凸緣的至少其中一個與外殼的支承面之間的接觸面，對該超音波振動體的側面形成傾斜的方向。

(3)工具為穿孔工具或者切削工具。

(4)作用於「附設於長條狀超音波振動體之二個凸緣、與外殼上相對應的支承面形成接觸的面」的應力，是作用於使各個凸緣彼此分離的方向。

本發明的第二態樣，是利用一對圓盤狀支承板，從兩側支承「具備超音波振動器之圓盤狀切削具」的構造，該切削具形成「在其兩側表面形成有環狀的凸緣，該環狀凸緣延伸於對前述各表面形成交叉的方向」的構造，藉由在作用應力的狀態下，使各個凸緣之圓盤外周側的表面或者內周側的表面，接觸於「形成於圓盤狀支承板的外周側端面或內側側面」的凸緣支承面，而形成卡合支承的支承構造。但是，超音波波振動體的凸緣並未接合於圓盤狀支承板的凸緣支承面，此外，接觸於圓盤狀支承板的支承面而呈現卡合支承之圓盤狀切削具的凸緣，是形成當該超音波振動體處於振動狀態時，朝凸緣的厚度方向形 成超音波振動的構造。

上述第二態樣的最好態樣如以下所述。

(1)圓盤狀切削具形成包含「圓盤狀切削具本體、及接合於其兩側面之補強板」的構造，超音波振動器是具備於該補強板的表面。

(2)圓盤狀切削具為切割機。

(3)作用於「環狀凸緣與圓盤狀支承板形成接觸之面」的應力，是作用於使凸緣朝圓盤狀切削具之外周側變形的方向。

本發明的第三態樣，是以「配置於該圓盤狀基板之上側的圓盤狀支承板」，來支承「將環狀研削具或者環狀研磨具固定於具備超音波振動器之圓盤狀基板的底面所形成的圓盤狀工具」的構造，該工具是形成具有「立設於該圓盤狀基板之上側表面外周緣部的環狀凸緣」的構造，藉由在作用應力的狀態下，使該環狀凸緣之圓盤狀基板的外周側表面或者內周側表面，接觸於形成在圓盤狀支承板的外周側端面或者外周側底面之凸緣的側面，也就是指圓盤狀工具凸緣支承面，而形成卡合支承的支承構造。但是，該工具之基板上的凸緣，並未接合於圓盤狀支承板的凸緣支承面，此外，接觸於圓盤狀支承板的支承面而呈現卡合支承之圓盤狀工具的凸緣，是形成當該超音波振動體處於振動狀態時，對凸緣的厚度方向執行超音波振動的構造。

上述第三態樣的最好態樣如以下所述。

(1)作用於「圓盤狀工具的環狀凸緣與圓盤狀支承板形成接觸之面」的應力，是作用於使該凸緣朝圓盤狀工具之外周側變形的方向。

(2)具備以下的支承構造：圓盤狀工具的圓盤狀基板，更進一步具有立設於中心軸周圍之上面的環狀凸緣，並藉由在作用應力的狀態下，使該環狀凸緣之內周側的表面，接觸於「沿著中心軸而設在圓盤狀支承板之底面的圓柱的外周面」，而形成卡合支承。

藉由利用本發明的支承構造，可實現以下所述具備工具之超音波振動體的支承構造：能以高穩定性支承工具與超音波振動體的振動複合體，並且藉由將超音波振動體所產生之超音波振動的振動能量朝向該複合體之支承體(固定支承體)的漏出抑制成低程度，能而以高效率使振動能量作用於工具。

1‧‧‧超音波振動體

2‧‧‧支承具

2a、2b‧‧‧凸緣

3‧‧‧固定體(外殼、圓盤狀支承板)

3a、3b、3c‧‧‧凸緣支承面

4‧‧‧棒狀延長部、棒狀連接輔助具

5‧‧‧螺紋構造

6‧‧‧螺帽

7‧‧‧固定輔助具

13、18a、18b‧‧‧超音波振動器

23‧‧‧圓盤狀切削具

23a‧‧‧塗粒

24、25‧‧‧圓盤狀支承板

24a、25a‧‧‧支承面

26‧‧‧環狀研削具

42a、42b‧‧‧圓盤狀補強板

43‧‧‧圓盤狀切削具

43a‧‧‧塗粒

53‧‧‧圓盤狀基板

第1圖：顯示傳統以來一般所使用之超音波振動體的支承構造的示意圖。

第2圖：是顯示基於本發明的第一態樣之支承構造的例子(具備鑽頭之超音波振動體的支承構造)。

第3圖：是顯示基於本發明之第一態樣的支承構造之基本概念的圖。

第4圖：是顯示基於本發明的第一態樣之支承構造的變形例的基本概念圖。

第5圖：顯示基於本發明的第一態樣之支承構造的其他例子(具備尖端片狀切刀之超音波振動體的支承構造)。

第6圖：顯示基於本發明的第二態樣之支承構造的例子(在切割機附設有超音波振動器之超音波振動體的支承構造)。

第7圖：顯示基於本發明的第二態樣之支承構造的其他例子(具備切割機之超音波振動體的支承構造)。

第8圖：顯示基於本發明的第三態樣之支承構造的例子(在圓環狀研削具附設有超音波振動器之超音波振動體的支承構造)。

第2圖中顯示：將具備鑽頭16之長條狀超音波振動體的支承構件，作為基於本發明的第一態樣之支承構造的例子。第2圖之超音波振動體的支承構造，是將超音波振動體1支承固定於「含有基台8、配置於基台上的馬達9a、支柱(滾珠螺桿軸)11、滾珠螺桿螺帽12、及升降台14」的支承固定構造體的構造。在第2圖中，超音波振動體1，是一般被稱為郎之萬振動器的超音波振動 體。在超音波振動體1的下端部備有鑽頭16。超音波振動體1之下端部的附近，具備與超音波振動體1形成一體的環狀凸緣2a，且在超音波振動體1的上端部(頂部)，具備嵌合於「具有與超音波振動體1作為一體而形成的螺紋構造」之延長部的環狀凸緣2b。該凸緣2b構成：藉由使嵌合於螺紋構造的螺帽6轉動，而可朝上下移動。而對郎之萬振動器所具備之壓電振動器供給電力的供給方式，業已為大眾所知悉，因此在第2圖中，省略該電力供給系統的繪製。

超音波振動體1所具備的環狀凸緣2a與環狀凸緣2b，是藉由以下所述的支承構造，而被外殼(固定體)3所卡合支承：藉由設於超音波振動體1之周圍的外殼(固定體)3，在作用「因為螺帽6的轉動而使凸緣支承面3b下降所產生之應力」的狀態下，使環狀凸緣2a與環狀凸緣2b接觸「形成於對該外殼3呈現傾斜方向(最好是對外殼的側面呈15~75°周圍的範圍內)」的凸緣支承面3a、3b，而形成卡合支承。但是，超音波振動體1的凸緣2a、2b並未接合於外殼3的凸緣支承面3a、3b，此外接觸於外殼3的支承面3a、3b而形成卡合支承之超音波振動體的凸緣2a、2b，是形成當超音波振動體1處於振動狀態時，朝凸緣2a、2b的厚度方向形成超音波振動的構造。外殼3，是在升降台14於位在下側之圓筒罩殼15的內側，藉由馬達9b與轉動軸10、以及軸承13a、13b、13c、13d支承成：將轉動軸10作為中心軸而轉 動。

第3圖的(a)，是顯示「具備第2圖所示之鑽頭的超音波振動體1之支承構造」的基本概念圖。亦即，在超音波振動體1之其中一側的端部附近形成一體的凸緣2a，利用其右側表面(朝向該端部之相反側的表面)，與固定體3左側的支承面形成接觸。在超音波振動體1之另一側的端部，形成有「前端形成螺紋構造的棒狀延長部4」，藉由「具有可合於該螺紋構造5之螺帽構造的凸緣2b(不同於第2圖，凸緣2b本身是以具有螺帽構造的型態顯示)」的轉動，使凸緣2b朝左側移動，藉此將棒狀突起拉向右側(箭號的方向)。因此，凸緣2a稍微朝向左側變形而朝右側移動，另外凸緣2b則稍微朝右側變形而朝左側移動。而第3圖中雙向的箭號，是表示超音波振動體1的振動方向。

第3圖(a)中標示於超音波振動體1之凸緣2a、2b的虛線，是表示凸緣2a、2b的振動模式。亦即，對應於超音波振動體1之長度方向的振動，凸緣2a、2b也在厚度方向上產生超音波振動。而為了使凸緣2a、2b產生前述模式的超音波振動，凸緣2a、2b的厚度(平均厚度)，最好是在凸緣2a、2b之寬度(從凸緣的基部、或者超音波振動體表面到凸緣外周緣為止的長度)的1/2~1/20(特別是1/3~1/10)的範圍內。而凸緣2a、2b的超音波振動，是將凸緣2a、2b的基部(與超音波振動體1的接合部)作為其中一個「節點」的振動，另一個「節 點」，是因應於超音波振動體1的振動，沿著與固定體3的接觸面(接觸支承面)而形成周期性移動。因此，凸緣2a、2b與固定體3之間的接觸面，並非被固定的接觸面，其接觸成為：在藉由超音波振動而使位置經常變動之微小領域內的接觸。因此可顯著地將「從超音波振動體1經由凸緣2a、2b而朝固定體3洩漏的超音波能量」保持在極低的程度。

在第3圖(b)中，凸緣2a、2b皆與超音波振動體1形成一體，在作用「固定體3與凸緣2a、2b間的應力」之狀態下的接觸卡合，可藉由「藉由螺紋機構而可移動地卡合於其中一個固定體之固定輔助具7(第3圖(b)中，右側固定體的固定輔助具)」朝向右側的移動(箭號方向9的移動)而實現。

第4圖(a)，是顯示第2圖所示之具備鑽頭的超音波振動體1之支承構造相反的支承構造之基本概念的圖。亦即，在超音波振動體1之其中一側的端部附近形成一體的凸緣2a，利用其左側表面(朝向該端部的表面)，與「藉由螺紋機構而可移動地卡合於固定體3之固定輔助具7」之右側的支承面接觸。在超音波振動體1的另一側的端部，於螺帽構造的孔部卡合有「其中一端形成螺紋構造的棒狀連接輔助具4」，在棒狀連接輔助具4的另一端附近形成有凸緣2b。藉由卡合於該螺紋構造之「螺帽構造的凸緣2b」的轉動，使凸緣2b朝右側移動。因此，凸緣2a朝右側稍微變形而朝左側移動，另外，凸 緣2b朝左側稍微變形而朝右側。而第4圖(a)的雙向箭號，是表示超音波振動體1的振動方向。

在第4圖(b)中，凸緣2a、2b皆與超音波振動體1形成一體，在作用「各個固定體3與各個凸緣2a、2b間的應力」之狀態下的接觸卡合，可藉由「藉由螺紋機構而可移動地卡合於其中一個固定體3b之固定輔助具7(第4圖(b)中，右側固定體的固定輔助具)」朝向左側的移動(箭號方向的移動)而實現。

第5圖中顯示：基於本發明第一態樣之支承構造的其他例子(具備尖端片狀切刀之超音波振動體的支承構造)。在第5圖(a)中，在長條狀超音波振動體1之其中一側的端部，可裝卸地固定有尖端片狀切刀(刀刃尖端)17。超音波振動體1，是在側面具備超音波振動器的基體(刀柄；bite shank)。而由於對「具備超音波振動器的刀柄」之超音波振動器供給電力的供給方式業已為大眾所知悉，因此在第5圖中，省略該電力供給系統的圖示。在超音波振動體1固定著尖端片狀切刀17之端部的附近，立設有與超音波振動體1形成一體的凸緣2a，在該相反側的端部具備：藉由螺栓與螺紋構造而連接於超音波振動體1的凸緣2b。各個凸緣2a、2b，是在作用應力的狀態下，藉由與「在收容著超音波振動體1之外殼(固定體)3的兩端部作為斜面而形成的支承面」接觸而形成卡合支承。但是，超音波振動體1的凸緣2a、2b並未接合於外殼3的凸緣支承面3a、3b，此外，接觸於外殼3 的支承面3a、3b而形成卡合支承之超音波振動體的凸緣2a、2b，是構成當超音波振動體1處於振動狀態時朝凸緣2a、2b的厚度方向形成超音波振動的構造。

在第5圖(b)中顯示：接觸於外殼3的支承面3a而形成卡合支承之超音波振動體1的凸緣2a，當超音波振動體1處於振動狀態時，朝凸緣2a的厚度方向形成超音波振動之狀態的示意圖。

在第6圖中顯示：將在「於周緣固定有塗粒的切割機」附設有超音波振動器之圓盤狀切削具(圓盤狀超音波振動體)的支承構造，作為基於本發明之第二態樣的支承構造的例子。

在第6圖中所顯示的支承構造，是具備超音波振動器18a、18b的圓盤狀切削具23(在周緣部固定有切削用塗粒23a的切削具)，利用一對圓盤狀支承板24、25從兩側形成支承的構造，該切削具形成「在其兩側表面，形成有朝向與各表面交叉之方向延伸的環狀凸緣2a、2b」的構造，藉由使各個凸緣2a、2b之圓盤內周側的表面，在作用應力的狀態下，接觸「形成於圓盤狀支承體之外周側瑞面的凸緣支承面24a、25a」，而形成卡合支承。但是，圓盤狀切削具的凸緣並未接合於圓盤狀支承板的凸緣支承面，此外，接觸於圓盤狀支承板的支承面而呈現卡合支承之圓盤狀切削具的凸緣，形成在該超音波振動體處於振動狀態時朝凸緣的厚度方向形成超音波振動的構造。在圓盤狀支承板24、25亦可形成有：如專利文獻2 ~4所揭示，用來妨礙超音波振動之傳遞的槽縫。

朝第6圖中圓盤狀切削具23所具備的之超音波振動器18a、18b的電力供給，是由設在「促使圓盤狀切削具23轉動的轉子20」與「圓盤狀支承板24、25」之間的旋轉變壓器(rotary transformer)20a所執行，由於採用旋轉變壓器對超音波振動器供給電力的方式已經是大眾所熟悉的做法，因此省略該電力供給系統的圖示。

在第7圖中所顯示的支承構造，是具備超音波振動器18a、18b的圓盤狀切削具43(其構造包含：在周緣部固定有切削用塗粒43a的圓盤狀切削具本體43；及接合於其兩側面的補強板42a、42b)，透過該補強板並以一對圓盤狀支承板3a、3b從兩側形成支承的構造，該切削具43形成「在該圓盤狀補強板42a、42b的兩側表面，形成有朝向交叉於表面之方向延伸的環狀凸緣2a、2b」的構造，藉由使各個凸緣2a、2b之圓盤內周側的表面，在作用應力的狀態下，接觸「形成於圓盤狀支承板3a、3b之外周側端面的凸緣支承面」而形成卡合支承。但是，圓盤狀切削具的凸緣並未接合於圓盤狀支承板的凸緣支承面，此外，接觸於圓盤狀支承板的支承面而呈現卡合支承之圓盤狀切削具的凸緣，形成當該超音波振動體處於振動狀態時朝向凸緣的厚度方向形成超音波振動的構造。雖然在第7圖中，顯示圓盤狀切削具的構造、及對超音波振動器(壓電振動器)供給電力的系統，但是這樣的圓盤狀切削具的構造、以及對壓電振動器供給電力的系統 已為大眾所知悉，因此省略其詳細的說明。

第8圖中，顯示將圓盤狀研削具附設於底部的超音波振動體，作為基於本發明的第三態樣之支承構造的例子。

在第8圖中所示的構造，是將環狀研削具26固定於「具備超音波振動器18之圓盤狀基板53的底面」所形成的圓盤狀工具(圓盤狀研削具)，利用配置於該圓盤狀基板53上側的圓盤狀支承板(固定體)3形成支承的構造，該工具形成具有「立設於圓盤狀基板53的上側表面之外周緣部的環狀凸緣2a」的構造，藉由具有螺帽構造的圓盤狀支承板3與螺栓21之間的卡合旋鎖，並在作用應力的狀態下，使該環狀凸緣2a的圓盤狀基板之外周側的表面或者內周側的內面，接觸「形成於圓盤狀支承板3的外周側底面之凸緣的側面，也就是指圓盤狀工具凸緣支承面3c」，而形成卡合支承的支承構造。但是，該工具之基板53上的凸緣2a，並未接合於圓盤狀支承板3的凸緣支承面3c，此外，接觸於圓盤狀支承板3的支承面3c而形成卡合支承之圓盤狀工具的凸緣2a，是形成當該超音波振動體處於振動狀態時，朝凸緣的厚度方向執行超音波振動的構造。

而圓盤狀工具的圓盤狀基板53亦可更進一步具有「立設於中心軸周圍之上表面的環狀凸緣2b」，而具備：藉由使該環狀凸緣2b之內周側的表面，在作用應力的狀態下，接觸「在圓盤狀支承體的底面，沿著中心軸 所設置之螺栓(圓柱)的外周面」，而形成卡合支承的支承構造。

1‧‧‧超音波振動體

2a、2b‧‧‧凸緣

3‧‧‧固定體(外殼、圓盤狀支承板)

3a、3b‧‧‧凸緣支承面

6‧‧‧螺帽

8‧‧‧基台

9a、9b‧‧‧馬達

10‧‧‧轉動軸

11‧‧‧支柱(滾珠螺桿軸)

12‧‧‧滾珠螺桿螺帽

13a~13d‧‧‧軸承

14‧‧‧升降台

15‧‧‧圓筒罩殼

16‧‧‧鑽頭

Claims (12)

1. 一種具備工具之超音波振動體的支承構造，是將在其中一側的端部具備工具的長條狀超音波振動體，支承於外殼內的構造，在該超音波振動體的兩端部或者其附近，附設有沿著交叉於該超音波振動體側面之方向延伸的凸緣，藉由使各個凸緣之相對向的內側面或者外側面，在作用應力的狀態下，接觸在延伸於對外殼的端面或者形成在其附近之內面的外殼內側面形成交叉之方向的凸緣支承面，而形成卡合支承的支承構造，在此，該超音波振動體的各個凸緣並未接合於外殼的凸緣支承面，並且，接觸於外殼的支承面而呈現卡合支承之超音波振動體的凸緣，形成當該超音波振動體處於振動狀態時朝向凸緣的厚度方向形成超音波振動的構造。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的具備工具之超音波振動體的支承構造，其中在長條狀超音波振動體之具有工具的那一側的相反側端部或者其附近的凸緣，形成可變更該超音波振動體的長度方向之位置的構造。
3. 如申請專利範圍第1項所記載的具備工具之超音波振動體的支承構造，其中附設於長條狀超音波振動體之凸緣的至少其中一個與外殼的支承面之間的接觸面，對該超音波振動體的側面形成傾斜的方向。
4. 如申請專利範圍第1項所記載的具備工具之超音波振動體的支承構造，其中工具為穿孔工具或者切削工具。
5. 如申請專利範圍第1項所記載的具備工具之超音波振動體的支承構造，其中在附設於長條狀超音波振動體的二個凸緣、與外殼上相對應的支承面形成接觸的面上所施加的應力，是作用於使各個凸緣彼此分離的方向。
6. 一種具備工具之超音波振動體的支承構造，是利用一對圓盤狀支承板，從兩側支承著具備超音波振動器之圓盤狀切削具的構造，該切削具形成「在其兩側表面形成有環狀的凸緣，該環狀凸緣延伸於對前述各表面形成交叉的方向」的構造，藉由在作用應力的狀態下，使各個凸緣之圓盤外周側的表面或者內周側的表面，接觸在「形成於圓盤狀支承板的外周側端面或內側側面」的凸緣支承面，而形成卡合支承的支承構造，但是，該超音波波振動體的凸緣並未接合於圓盤狀支承板的凸緣支承面，此外，接觸於圓盤狀支承板的支承面而呈現卡合支承之圓盤狀切削具的凸緣，是形成當該超音波振動體處於振動狀態時，朝凸緣的厚度方向形成超音波振動的構造。
7. 如申請專利範圍第6項所記載的具備工具之超音波振動體的支承構造，其中圓盤狀切削具形成包含：圓盤狀切削具本體、及接合於其兩側面之補強板的構造，超音波振動器是具備於該補強板的表面。
8. 如申請專利範圍第6項所記載的具備工具之超音波振動體的支承構造，其中圓盤狀切削具為切割機。
9. 如申請專利範圍第6項所記載的具備工具之超音波振動體的支承構造，其中作用於「環狀凸緣與圓盤狀支 承板形成接觸之面」的應力，是作用於使凸緣朝圓盤狀切削具之外周側變形的方向。
10. 一種具備工具之超音波振動體的支承構造，是以配置於圓盤狀基板之上側的圓盤狀支承板，來支承「將環狀研削具或者環狀研磨具固定於具備超音波振動器之圓盤狀基板的底面所形成的圓盤狀工具」的構造，該工具是形成具有「立設於該圓盤狀基板之上側表面外周緣部的環狀凸緣」的構造，藉由在作用應力的狀態下，使該環狀凸緣之圓盤狀基板的外周側表面或者內周側表面，接觸於形成在圓盤狀支承板的外周側端面或者外周側底面之凸緣的側面，也就是指圓盤狀工具凸緣支承面，而形成卡合支承的支承構造，但是，該工具之基板上的凸緣，並未接合於圓盤狀支承板的凸緣支承面，此外，接觸於圓盤狀支承板的支承面而呈現卡合支承之圓盤狀工具的凸緣，是形成當該超音波振動體處於振動狀態時，對凸緣的厚度方向執行超音波振動的構造。
11. 如申請專利範圍第10項所記載的具備工具之超音波振動體的支承構造，其中作用於「圓盤狀工具的環狀凸緣與圓盤狀支承板形成接觸之面」的應力，是作用於使該凸緣朝圓盤狀工具之外周側變形的方向。
12. 如申請專利範圍第10項所記載的具備工具之超音波振動體的支承構造，其中圓盤狀工具的圓盤狀基板，更進一步具有立設於中心軸周圍之上表面的環狀凸緣，而具有：藉由在作用應力的狀態下，使該環狀凸緣之內周側 的表面，接觸於沿著中心軸而設在圓盤狀支承板之底面的圓柱的外周面，而形成卡合支承的支承構造。