JPH0487671A - 捩り振動子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、各種機器例えば工作機械等の動力用に使用
する捩り振動子に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、被加工物に対し旋削、切削、研削などを行うた
約各種の加工機器が開発され幅広く使用されている。ま
た、このような加工作業にあっては、高い精度を要求さ
れることがあり、この要求を満たすべく高精度の加工機
器の開発が切望されている。

このような事情から、例えば高周波振動、超音波振動等
を利用して高精度の加工を行おうとすることが試みられ
ている。即ち、このような加工機器として、例えば電歪
素子を用い、縦振動つまり電歪素子の厚さ方向に振動を
おこし、その振動により所定の加工作業を行うように構
成したものが開発されている。しかしながら、このよう
なタイプの加工機器にあっては、振動動作の方向が直線
的であることから、円周面方向についての加工作業、例
えば穴加工等を行うには適してない。

そこで、第７図に示すような捩り振動子を用いた加工機
器が提案されている。即ちこの捩り振動子は、同一周方
向に残留分極を有し同方向に配置したブロック状の電歪
素子１００　（第８図参照）と、この電歪素子１００を
ボルト１０１によって両側から挟持する金属材１０２と
、電歪素子１００に接続した電極１０３とから構成され
ており、所定の交番電界を電極１０３間に与えることに
より、周方向に振動をおこすようになっている。

〔解決しようとする課題〕

ところで、このような捩り振動子は、加工機器の駆動手
段として用いた場合には、高い精度での穴加工が可能と
なり有効なものであるが、例えばタップ加工やり−マ加
工等の駆動手段としては不充分であり、これらの精密加
工作業用として有効なものの開発が要望されている。

そこで、この発明は、上記した事情に鑑み、タップ加工
やり−マ加工等の精密加工用機器の駆動手段として有効
な捩り振動子を提供することを目的とするものである。

こ課題を解決するた約の手段］ 即ち、この発明の捩り振動子は、周方向に残留分極を有
するブロック状のものを複数個周方向に沿って配置し形
成した前記周方向の振動を発生するブロック状の電歪素
子と、このブロック状の電歪素子が振動する周方向と直
交する厚さ方向に残留分極を有し、その厚さ方向の振動
を発生する円板状若しくは板状の電歪素子と、これらの
電歪素子の各端面に設けた電極と、これらの電歪素子及
び電極からなる駆動部を両端面から挟持するようにして
取付けたブロック体とを備え、前記電極間に所定の電界
を付与して螺旋状の捩り振動をおこすように形成したも
のである。

〔作用〕

この発明の捩り振動子は、ブロック状の電歪素子による
周方向の捩り振動と円板状若しくは板状の電歪素子によ
る板厚方向つまり周方向に垂直な縦振動とを同時におこ
ない、これによってこれら２方向の振動をベクトル的に
合成させた螺旋状の振動動作を発生させることができる
。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例について添付図面を参照しなが
ら説明する。

第１図はこの発明に係る捩り振動子を示すものであり、
この捩り振動子は、ブロック状の電歪素子１と、円板状
の電歪素子２と、電極３と、ボルト４で締着したブロッ
ク体５．６とからなり、ランジエバン型振動子を構成し
ている。

なお、図中符号７は、ボルト４やブロック体５゜６への
短絡防止のだ約に設けた絶縁体を示すものである。

電歪素子１は、円周方向に捩り振動をおこさせるもので
あり、強誘電性結晶からなり第２図に示すように周方向
に分極処理を施したセラミックス単体１ａを、第３図に
示すように複数個組合せて円環状に形成させた構成とな
っている。そして、この実施例の電歪素子１は捩り力を
増幅させるため、第４図に示すように、電極３を挟み円
環状のものを２層積層させた構成となっている。なお、
この電歪素子としては、特にこの２層積層のものに限定
されるものではなく、発生させる捩り力の大きさに応じ
て積層数を適宜調整すればよい。

電歪素子２は、電歪素子１の捩り振動方向に垂直な縦振
動をおこさせるものであり、第５図に示すように厚さ方
向（Ｚ方向）に分極処理を施した強誘電性結晶からなり
円環状に形成したセラミックスが使用されている。そし
て、この実施例の電歪素子２は、縦振結方を増幅させる
ため、第４図に示すように、電極３を歪み厚さ方向（Ｚ
方向）に２層積層させた構成となっている。

電極３は、各電歪素子１．２間に挟着状態で介装されて
おり、互いに隣接するものどうしの間に、つまり各電歪
素子１．２の厚さ方向に交番電界（Ｅ）を与えるように
構成されている。

ブロック体５は、ボルト４によりブロック体６と共に締
着して電歪素子１，２を挟持するようになっており、こ
の実施例では振動特性の良好な金属材料により各電歪素
子１．２と同一断面形状を有する円柱状に形成されてい
る。

ブロック体６は、ブロック体５と同一金属材料によって
略円柱状に形成されており、中央部にボルト４と螺合す
る雌ネジ６ａが形成されている。

従って、この実施例によれば、各電極３に所定の交番電
界を付与することにより、各電歪素子１゜２には夫々第
４図に示すような方向の振動を生じ、その結果ブロック
体６には第６図に示すようにこれらの各方向の力をベク
トル的に合成した螺旋運動を発生させることができる。

〔効果〕

以上説明してきたように、この発明に係る捩り振動子に
よれば、一方の電歪素子によって周方向の運動を生ずる
と共に他方の電歪素子によってそれに垂直な縦方向の運
動を生ずるので、これらの電歪素子を同時に動作させる
ことにより、双方の運動を合成した螺旋運動を発生させ
ることができ、ネジタップ加工やリーマ加工等の精密加
工用機器きしての有効な恩区動手段となるものが提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る捩り振動子を示す断面図、第２
図はこの発明に係るブロック状電歪素子を構成するセラ
ミックスを示す斜視図、第３図は第２図に示すセラミッ
クスを組合せて形成したブロック状電歪素子を示す斜視
図、第４図はこの発明に係る電歪素子を示す要部斜視図
、第５図はこの発明に係る円板状の電歪素子を示す斜視
図、第６図はこの発明に係る捩り振り子の動作を示す説
明図、第７図は従来の捩り振し子を示す断面図、第８図
は第７図に示す捩り振動子の電歪素子を示す斜視図であ
る。 １・・・（ブロック状）電歪素子、 ２・・・（円板状）電歪素子、 ３・・・電極、 ５．６・・・ブロック体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周方向に残留分極を有するブロック状のものを複数
   個周方向に沿って配置し形成した前記周方向の振動を発
   生するブロック状の電歪素子と、このブロック状の電歪
   素子が振動する周方向と直交する厚さ方向に残留分極を
   有し、その厚さ方向の振動を発生する円板状若しくは板
   状の電歪素子と、 これらの電歪素子の各端面に設けた電極と、これらの電
   歪素子及び電極からなる駆動部を両端面から挟持するよ
   うにして取付けたブロック体と を備え、前記電極間に所定の電界を付与して螺旋状の捩
   り振動をおこすように形成したことを特徴とする捩り振
   動子。