JPH073947U

JPH073947U - 超音波加工ヘッド

Info

Publication number: JPH073947U
Application number: JP688891U
Authority: JP
Inventors: 正博柏; 正明郡司; 和行林; 欣也宮下
Original assignee: 株式会社池貝; 株式会社創造科学
Priority date: 1991-01-24
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】超音波工具の交換に際し、ホーンの交換を不
要とすることにより、加工精度の維持と、設備費用の低
廉価を可能とした。【構成】超音波工具を工具ホルダに固定し、かつ締結
手段を介してこの工具ホルダを、ホーンに着脱自在に連
結する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、超音波加工機に用いる超音波工具を容易に交換できるようにした超音波加工ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、セラミックス，ガラス等の非導電性素材をはじめとする難削材の加工、特に、難削材に対して小径穴，異形穴等の加工を行なう場合において、ひび割れが少なく、加工を高精度に行なうことのできる超音波を利用した超音波加工機が注目されている。この超音波加工機は、微細に振動する超音波工具が砥粒を介して加工物と接触しながら加工を進めていくため、工具の摩耗が速く短期間のうちに工具交換が必要となる。

【０００３】この工具交換作業は、従来、手作業で行なわれていたが、人材不足に伴う省力化および生産性の向上を図る見地から自動化の要請が高く、これに応えて本出願人の一人は、先に特願平2-230384号の超音波加工機を提案した。かかる超音波加工機は、図３に示すごとく、ヘッド本体１００に固定したコーン１０１に対し、締結手段１０３を介してホーン１０２を着脱自在とするとともに、ホーン１０２の先端に超音波工具１０４を固定した構成となっており、本体テーブルに設けた工具交換装置によって、ホーン１０２および超音波工具１０４を一体として自動交換するものであった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述した超音波加工機は、従来の技術に比べると格段の効果を有するものの、超音波工具１０４とともにホーン１０２も一体に交換する構成となっているため、交換用に用意する超音波工具と同数のホーンが必要となる。ところで、ホーン１０２は、超音波振動子１０５で発生し、コーン１０１により増幅されてきた超音波振動を、効率的に超音波工具１０４へと伝達するために、特殊形状でかつ高精度に加工しなければならない。したがって、製作費が高く、超音波工具ごとにホーンを用意する上記超音波加工機では、設備コストの観点からすると改良の余地があった。また、少なくとも同種の超音波工具に対しては、それぞれ同一形状のホーンが装着されていなければないが、ホーン相互間に製作誤差の生ずることも考えられ、その場合、超音波工具の振動状態が変わってしまい、加工能力に不均一を生じるという問題を有していた。

【０００５】本考案はこのような事情に鑑みてなされたもので、超音波工具の交換に際してホーンの交換を不要とした超音波加工ヘッドの提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、ホーンをコーンに連結したままの構成か、あるいはコーンとホーンとを一体形成した構成とし、超音波工具の取付けられた工具ホルダを締結手段を介してホーンに着脱自在に連結できるようにした。すなわち、本考案の超音波加工ヘッドは、超音波振動子と、この超音波振動子で発生した超音波振動を拡大して伝達するコーンと、基端を前記コーンに連結され、コーンからの超音波振動を先端に伝達するホーンと、先端に超音波工具の取付けられた工具ホルダとを備え、前記ホーンの先端と前記工具ホルダの基端とを締結手段を介して着脱自在に連結して構成してある。

【０００７】

【作用】

したがって、本考案では、コーンに連結したままのホーンに対して、工具ホルダを着脱することにより超音波工具を交換できるため、多数のホーンを用意せずに済み、しかも超音波振動を常に同じ状態で伝達することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、本考案の実施例に係る超音波工具ヘッドを一部切欠いて示す正面図、であり、図２は超音波工具の取付けられた工具ホルダを一部切欠いて示す正面図である。図１に示すように、本実施例の超音波加工ヘッド１は、超音波振動子２、コーン３、ホーン４、および超音波工具５の取付けられた工具ホルダ６を備えている。超音波振動子２は、コーン３の基端に連結されており、図示しない超音波発振器から発振信号を入力し固有の振動数で振動する。コーン３は、超音波振動子２で発生した超音波振動の振幅を拡大して伝達する振動増幅部材である。また、ホーン４は、コーン３で拡大された超音波振動を減衰させることなく伝達する振動伝達部材である。これらのコーン３およびホーン４は、振動工学にもとづき効率的に超音波振動を拡大し、かつ伝達し得るように設計されなければならない。特に、ホーン４とコーン３との接続部において、がたつき等が生じていた場合、超音波振動を大きく減衰させることになる。そこで、本実施例においては、コーン３とホーン４とを一体形成し、その境界部でのがたつき等を無くすようにした。

【０００９】また、このようにコーン３とホーン４とを一体形成することにより、各部材間に締結手段を構成する必要がなくなった。ホーン４は比較的重量のある部材のため、その重量物を支持する従来の締結手段（図３の１０３参照）は大形構造となる。この大形の締結手段を省略できる結果、ホーン４が短尺となり、より効率的に超音波振動を伝達できるとともに、超音波加工ヘッド１の機動性が向上するという結果が生まれた。コーン３とホーン４の境界部にはフランジ７が形成され、このフランジ７をヘッド本体８の下端に締結してある。ここで、ヘッド本体８は、超音波加工機における主軸（図示せず）に装着されており、主軸とともにＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動する。

【００１０】工具ホルダ６は、超音波振動を効率的に伝達可能な材料からなり、振動の伝達を容易にするため、ホーン４に比べてはるかに小形の薄肉形状に形成されている。外径は、ホーン４との間で形状の連続性を保つため、ホーン４の先端部における外径と同じ寸法としてある。図２に示すごとく、工具ホルダ６の先端中央部に工具取付用の穴９が設けてあり、この工具取付穴９に挿入した超音波工具５の基端を半田等で固定することにより、超音波工具５が取付けられている。ホーン４の先端中央部には雌ねじ１０が形成され、一方、工具ホルダ６の基端中央部には雌ねじ１０に螺合する雄ねじ１１が形成されており、これら各ねじ１０，１１によって、ホーン４に工具ホルダ６を着脱自在に連結するための締結手段が構成されている。

【００１１】したがって、本実施例の超音波加工ヘッド１では、ホーン４はヘッド本体８に装着したままで、工具ホルダ６の着脱により超音波工具５の交換を行なうことができる。この交換作業を自動的に行なうためには、例えば、工具ホルダ６の外周を挾持して軸中心に回転駆動することにより雌雄ねじ１０，１１を係脱する自動交換装置を備えておけばよい。また、マシニングセンタにおけるオプション工具として使用する場合は、加工面から工具位置までの距離を短くすることができる。なお、本考案は上述の一実施例に限定されるものではなく、必要に応じてコーン３とホーン４とを別体に形成してもよく、また、雌雄のねじ以外でホーンと工具ホルダとの締結手段を構成してもよい。

【００１２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の超音波加工ヘッドによれば、超音波工具の交換に際してホーンの交換が不要となり、その結果、設備コストの低廉化と加工精度の安定化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る超音波加工ヘッドを一部
切欠いて示す正面図である。

【図２】超音波工具の取付けられた工具ホルダを一部切
欠いて示す正面図である。

【図３】従来例を示す一部切欠正面図である。

【符号の説明】

１…超音波加工ヘッド２…超音波振動子３…コーン４…ホーン５…超音波工具６…工具ホルダ７…フランジ８…ヘッド本体１０…雌ねじ１１…雄ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者林和行神奈川県川崎市川崎区新川通り11−15 株式会社創造科学内 (72)考案者宮下欣也神奈川県川崎市川崎区新川通り11−15 株式会社創造科学内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】超音波振動子と、この超音波振動子で発
生した超音波振動を拡大して伝達するコーンと、基端を
前記コーンに連結され、コーンからの超音波振動を先端
に伝達するホーンと、先端に超音波工具の取付けられた
工具ホルダとを備え、前記ホーンの先端と前記工具ホルダの基端とを締結手段
を介して着脱自在に連結したことを特徴とする超音波加
工ヘッド。
【請求項２】請求項１の超音波加工ヘッドにおいて、
前記ホーンを前記コーンと一体的に形成したことを特徴
とする超音波加工ヘッド。