JPS6029361Y2 - 振動工具と振動ホ−ンの結合構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は超音波捩り振動切削用工具と振動ホーンとの結
合構造に関するものある。

先づ捩り振動切削装置の概略を説明すると、第１図に示
すごとく振動子１１は振動ホーン１２に装着されており
カバー１０で保護されている。

第１図下部に振巾曲線、応力曲線が画かれてあり、振動
ホーン１２の端面の振巾最大、応力最小の位置で振動工
具１３に結合されており共振系となっている。

振動工具１３は振巾最小の点１３ｂ、１３Ｃにフランジ
を設は板１４を介して固定ネジ１６により工具ホルダー
１５に固定されている。

振動工具１３の先端の振巾最大点１３ｄにチップ１８が
取けられ、被削材１７を切削する機構になっている。

振動子１１は１／２ｔＬ長２０ＫＨｚの振動をするよう
に図には示していないが発振器により駆動されている。

振動ホーン１２は１１皺長で共振し且つ振巾を３〜５倍
に増巾する。

振動工具１３は１波長で共振し先端１３ｄの外周部で両
振巾約３０μとなっている。

従来振巾ホーンと振動工具の結合部の機構として、第２
図に示すごとく振動工具１３′の結合部１３′ａにテー
パー軸部を設け、又ホーン１２′の端部１２′ａに前記
テーパー軸に適合したテーパー穴部を設けて此のテーパ
ーを密接させることにより振動の結合伝達を行わせてい
た。

上記機構の場合の結合の方法としては図には示していな
いが２つ割り袋ナツト状の専用工具が必要であった。

即ち締付は時には袋ナツトの底をフランジ部１３’ｆの
図中左側に掛は袋ナツトのメネジを振動ホーン１３′の
外周のオネジに喰ませて引き込みテーパー結合させる、
又取外し時には同袋ナツトの底をフランジ１３′ｆの図
中右側に掛はネジを逆回転させることにより取外しを行
っていた。

上述の如く、振動工具は一端に設けられた切刃を鋭利に
研磨したり又は使用中での破損時に再研磨するために度
々振動ホーンを振動工具より着脱する事が必要である。

従来の機構の欠点は上記のように複雑な締付け、取外し
操作が必要なこと、複雑な形状の２つ割裂ナット工具を
必要としたこと以外にテーパー結合であるためにテーパ
一部は軸穴共に精度を必要とし加工コストが高価である
こと、又テーパ一部は強力に圧入されるためにテーパー
軸穴部共に損傷が著しいことがあり数回の着脱により特
に高価な振動ホーンの穴が開き使用不能になり非常に不
経済であった。

尚損傷の著しい原因の１つとして次の理由がある。

第１図の振動系の振巾曲線、応力曲線に示す如く振動工
具１３の結合点１３ａは振巾最大、応力最小の点でこの
部分で結合すれば振動エネルギーは充分に伝達出来るし
、又応力が少ないので結合当り面は損傷が少なくなるも
のである。

しかし第２図の従来のテーパー結合方式では当り面が軸
方向に分布しているため応力の多い部分の当り面となり
損傷の原因となっている。

本考案はこれらの欠点を排除し製造コストの安価で耐久
性のある結合構造、即ち振動工具を提供するものである
。

本考案の要旨とするところは結合構造として第３図に示
すごとく一端に切刃部１８“を有する振動工具１３″に
捩り振動軸線に対し垂直な面を形成した結合端部１３″
ａにオネジ部１３″ｅを設け、又振動ホーン１２″の結
合端部１２″ａは前記垂直な面を形成した結合端部１３
″ａに密接結合が可能な如く設けられたメネジ１２“ｅ
によってネジ結合され振動伝達を行わしめる構造である
。

本考案の機構を第１図の振巾曲線、応力曲線で考えると
、振巾最大応力最小点１３ａで平面形状に当り面をとっ
ているため振動エネルギーの伝達は最も効率良く且つ当
り面の損傷はほとんど生じない。

又結合力としてはオネジ、メネジのネジ結合であるため
に非常に強力であり、又平面当りのため圧接力による変
形は全く生じない。

更に加工コストについては通常のタップ加工、ダイス加
工の精度で充分であるためにコストは安価である。

又、前記テーパー結合方式で必要であった２つ割裂ナツ
ト状の複雑な専用工具は不必要で第３図１３″ｆに示す
２面巾加工を軸部に行ない通常のスパナで締付けが可能
であり締付、取外し操作上も容易である。

以上の事は、思想上では従来のテーパ一方式では振動伝
達の当り面と圧着力を保持する作用とが共に同一のテー
パー面に行わせているものに対して、本考案のネジ結合
方式は振動伝達の当り面である平面と圧着力を保持させ
るネジ部とを別に設けて作用を分離したことにより上記
の効果が生じたものである。

又、振動工具１３″にメネジを設け、オネジ１３″ｅに
相当する長いオネジを前記振動工具１３″のメネジ及び
振動ホーン１２“のメネジ１２“ｅの両方にネジ結合し
螺着する構造にしても同様の効果が得られる。

尚第３図１３ａ部のフランジはこの場合振動伝達当り面
の面積を調整する機能を持ち必要に応じて広くも狭くも
容易に調整加工が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは捩り振動切削装置の全体図、第１図すは振動
状態を説明するための振巾曲線及び応力曲線図、第２図
は従来のテーパー結合工具及び振動ホーンの先端部を示
す拡大図、第３図は本考案のネジ結合加工具及び振動ホ
ーンの先端部を示す拡大図である。 １３・・・・・・振動工具、１３“ｅ・・・・・・オネ
ジ部、１２・・・・・・振動ホーン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発振器、振動子、振動ホーン、および一端に切刃部を有
   し他端に振動伝達結合部を形威した振動工具より構成さ
   れ、前記発振器からの信号により捩り振動切削を行なう
   振動切削装置において、前記振動工具と振動ホーンとの
   結合端を振巾最大位置に設定し、前記振動ホーンは前記
   振動工具の捩り振動軸線に対し垂直な接合面を形威し、
   且つネジ締結により着脱可能としたことを特徴とする振
   動切削工具と振動ホーンの結合構造。