JP2008173738A - 超音波ドリル加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波ドリル加工装置において、回転軸の剛性を確保しながら外部電源からの電力供給線と超音波振動子への配線とを相互に接続する接続部が大径化するのを防ぐとともに、その接続部の構造の自由度を向上させる。
【解決手段】超音波ドリル加工装置は、軸回りに回転する回転軸２と、回転軸２に対してその軸方向に離間して配置され、切削刃２６とこの切削刃２６に軸方向に沿った超音波振動を付与する超音波振動子２２とを有するとともに切削刃２６の軸回りに回転可能に構成されたドリル部４と、回転軸２の回転をドリル部４に伝達する伝達機構１２と、回転軸２とドリル部４の間の領域で回転軸２の軸心上に設けられ、外部電源からの電力供給線１１と超音波振動子２２に繋がる配線３０とを相互に電気的に接続する接続部１０とを備えている。そして、伝達機構１２は、回転軸２から接続部１０の外側を通ってドリル部４に回転を伝達する構造を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波ドリル加工装置に関するものである。

従来、精密加工の分野においてワークの表面研磨や孔形成加工に超音波ドリル加工装置が広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。

図３には、そのような従来の一例による超音波ドリル加工装置の構成が概略的に示されている。この超音波ドリル加工装置は、図略の駆動源の駆動に伴って回転する回転軸１０１と、その回転軸１０１の端部に超音波振動子１０２を介して取り付けられた切削刃１０３とを備えており、超音波振動子１０２と切削刃１０３が回転軸１０１とともにその軸回りに回転するようになっている。そして、超音波振動子１０２は、外部電源１０５から電力が供給されることにより軸方向に沿った超音波振動を発生し、その振動を切削刃１０３に付与するように構成されている。これにより、切削刃１０３が軸方向に超音波振動しながら軸回りに回転してワークの加工を行うようになっている。

そして、この超音波ドリル加工装置では、外部電源１０５から超音波振動子１０２への給電のためにスリップリングからなる接続部１０４が用いられている。この接続部１０４は、環状に構成されており、前記回転軸１０１が内挿されている。そして、接続部１０４は、回転軸１０１の周面に絶縁体を介して固定された図略の集電環と、その集電環の径方向外側に配置された固定部１０４ａとを有している。この固定部１０４ａは、回転しないように固定されている一方、その固定部１０４ａの内側で前記集電環が回転軸１０１とともに回転するように構成されている。そして、前記集電環は超音波振動子１０２に繋がる図略の配線に接続されており、固定部１０４ａには回転する前記集電環の外周面に摺動接触するとともに前記外部電源１０５からの電力供給線１０６が接続される図略のブラシが設けられている。このような構成により、外部電源１０５からの電力が前記集電環と前記ブラシの接触部を通って超音波振動子１０２側へ供給されるようになっている。
特開２０００−２５４８０１号公報

上記した従来の超音波ドリル加工装置では、回転軸１０１から超音波振動子１０２への回転の伝達と、回転軸１０１と接続部１０４の干渉の回避とを同時に達成するために、回転軸１０１を接続部１０４に内挿して超音波振動子１０２へ繋げる構造を採用している。このため、接続部１０４として環状構造のものを用いざるを得ず、接続部１０４が構造的な制約を受けるという不都合がある。また、超音波ドリル加工装置は、切削刃１０３を高速回転させるものであるため、回転軸１０１はその高速回転に耐久可能な剛性を持っている必要がある。このため、回転軸１０１の径をある程度大きくする必要がある。しかしながら、この場合には回転軸１０１の大径化に伴って接続部１０４も大径化するという不都合が生じる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、超音波ドリル加工装置において、回転軸の剛性を確保しながら外部電源からの電力供給線と超音波振動子への配線とを相互に接続する接続部が大径化するのを防ぐとともに、その接続部の構造の自由度を向上させることである。

上記目的を達成するために、本発明による超音波ドリル加工装置は、切削刃をその軸方向に沿って超音波振動させながら軸回りに回転させる超音波ドリル加工装置であって、駆動源からの駆動力により軸回りに回転する回転軸と、前記回転軸に対してその軸方向に離間して配置され、前記切削刃とこの切削刃に軸方向に沿った超音波振動を付与する超音波振動子とを有するとともに前記切削刃の軸回りに回転可能に構成されたドリル部と、前記回転軸の回転を前記ドリル部に伝達する伝達機構と、前記回転軸と前記ドリル部の間の領域で前記回転軸の軸心上に設けられ、外部電源からの電力供給線と前記超音波振動子に繋がる配線とを相互に電気的に接続する接続部とを備えている。そして、前記接続部は、前記電力供給線が接続された非回転部と、前記配線が接続され、前記ドリル部と一体となって軸回りに回転するとともに前記非回転部に対して回転可能に結合された回転部とを有し、前記伝達機構は、前記回転軸から前記接続部の外側を通って前記ドリル部に回転を伝達する構造を有している。

この超音波ドリル加工装置では、ドリル部において超音波振動子が回転しながら振動を発することによって切削刃が軸方向に振動しながら回転する。そして、この超音波ドリル加工装置において、伝達機構が、外部電源からの電力供給線と超音波振動子への配線とを相互に接続する接続部の外側を通って回転軸からドリル部に回転を伝達する構造を有している。このため、従来のように環状の接続部に回転軸を内挿する構成を取らなくても、回転軸からドリル部への回転の伝達と、回転軸と接続部の干渉の回避とを同時に達成することができる。これにより、接続部の構造の自由度を向上させることができる。さらに、この超音波ドリル加工装置では、回転軸が接続部の内部を通らないので、剛性を確保するために回転軸を大径化する場合でも接続部が大径化するのを防ぐことができる。従って、この超音波ドリル加工装置では、回転軸の剛性を確保しながら接続部が大径化するのを防ぐとともに、その接続部の構造の自由度を向上させることができる。

上記超音波ドリル加工装置において、前記伝達機構は、前記接続部の外側に設けられるとともに、前記回転軸の軸心と平行な軸回りに自転可能に構成された伝達軸を含み、当該伝達軸は、前記回転軸の回転を受けて軸回りに自転することで前記ドリル部を軸回りに回転させるように構成されているのが好ましい。このように構成すれば、伝達軸が接続部の外側の位置においてその場で自転してドリル部を回転させるので、例えば接続部の外側を覆った状態で回転軸の回転を伝達するような回転伝達部を用いる場合と異なり、外部電源から接続部への電力供給線を伝達機構との干渉を回避しながら容易に配線することができる。

この場合において、前記伝達軸は、前記回転軸の外周の領域において周方向に等間隔で複数配置されているのが好ましい。このように構成すれば、複数の伝達軸が回転軸の外周にバランスよく配置されるので、回転軸の回転をドリル部に安定して伝達することができる。

上記伝達機構が伝達軸を含む構成において、前記回転軸には当該回転軸とともにその軸回りに回転する駆動側歯車が設けられている一方、前記ドリル部には当該ドリル部とともにその軸回りに回転する従動歯車が取り付けられており、前記伝達軸には、前記駆動側歯車に噛み合う第１伝達歯車と、前記従動歯車に噛み合う第２伝達歯車とが設けられているのが好ましい。このように構成すれば、上記各歯車により回転軸の回転を伝達軸を通じてドリル部に伝達する構造を構成することができる。

上記超音波ドリル加工装置において、前記接続部の非回転部は、前記電力供給線と接続する第１導電体を有する一方、前記接続部の回転部は、前記配線と接続する第２導電体を有し、前記第１導電体と前記第２導電体は相対的に回転可能な状態で電気的に接続されているのが好ましい。このように構成すれば、接続部において、回転しない前記電力供給線と、ドリル部とともに回転する前記超音波振動子に繋がる配線との間でそれらの相対的な回転を許容しながら相互に電気的に接続する構造を構成することができる。

この場合において、前記第１導電体と前記第２導電体のうち一方の導電体は、前記回転部の軸を中心とした外周面を有し、その外周面に対して他方の導電体が摺動接触することにより前記第１導電体と前記第２導電体が電気的に接続されていてもよい。

上記第１導電体と第２導電体を含む構成において、前記第１導電体と前記第２導電体のうち一方の導電体は液状の金属からなるとともに、他方の導電体は金属端子からなり、この金属端子が前記液状の金属中に挿入されることにより前記第１導電体と前記第２導電体が電気的に接続されていてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、超音波ドリル加工装置において、回転軸の剛性を確保しながら外部電源からの電力供給線と超音波振動子への配線とを相互に接続する接続部が大径化するのを防ぐとともに、その接続部の構造の自由度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態による超音波ドリル加工装置の構成を示した縦断面図であり、図２は、図１に示した超音波ドリル加工装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態による超音波ドリル加工装置の構成について説明する。

本実施形態による超音波ドリル加工装置（以下、単に加工装置という）は、精密加工の分野においてワークの表面研磨や孔形成加工などに用いられるものであり、後述する切削刃２６をその軸方向に沿って超音波振動させながら軸回りに高速回転させてワークの切削を行うものである。この加工装置は、図１に示すように、回転軸２と、ドリル部４と、ハウジング６と、伝達機構外装体８と、接続部１０と、伝達機構１２とを備えている。

前記回転軸２は、加工装置の上部に設けられており、その軸回りに回転するようになっている。そして、回転軸２は、把持部２ａと、その把持部２ａの下方に繋がる軸部２ｂとからなる。なお、本実施形態の説明における「上下」の用語は、図１中における上下を表すものとする。把持部２ａと軸部２ｂはそれらの軸心が同軸となるように配置されている。そして、把持部２ａは、軸部２ｂよりも大径に形成されており、図略のチャック部によって把持される部分である。本実施形態による加工装置は、図略の駆動源を備えており、その駆動源の駆動によって前記図略のチャック部が回転するとともに、そのチャック部に把持された回転軸２が回転するようになっている。

前記ドリル部４は、略円筒状の外形を有しており、前記回転軸２に対してその軸方向に離間して設けられている。このドリル部４は、その軸心が回転軸２の軸心と同軸上に位置するように配置されている。そして、ドリル部４は、略円筒状に形成された前記ハウジング６内に格納されている。ハウジング６の内周面には、一対の軸受７ａ，７ｂが軸方向に離間して設けられており、この軸受７ａ，７ｂによってドリル部４が軸回りに回転可能に支持されている。そして、ドリル部４は、筒体２０と、超音波振動子２２と、切削刃支持ホーン２４と、切削刃２６とによって構成されている。

筒体２０は、上部壁２０ａ及び下部壁２０ｂを有する略円筒形状に形成されている。この筒体２０は、ドリル部４の外装体となるものであり、その内部に超音波振動子２２と切削刃支持ホーン２４とが格納されている。筒体２０の上部壁２０ａには、ドリル部４の軸心に対応する位置に上下に貫通する孔部２０ｃが形成されている一方、下部壁２０ｂには、ドリル部４の軸心に対応する位置に上下に貫通する孔部２０ｄが形成されている。

超音波振動子２２は、筒体２０の内部において当該筒体２０に対して固定されている。そして、超音波振動子２２は圧電素子２２ａを有しており、この圧電素子２２ａには給電のための配線３０が接続されている。圧電素子２２ａは、配線３０を通じて給電されることにより軸方向に沿った超音波振動を発生するようになっている。

切削刃支持ホーン２４は、筒体２０の内部において当該筒体２０に対して固定されている。この切削刃支持ホーン２４は、前記超音波振動子２２の下部に繋がっており、超音波振動子２２で発生した超音波振動を増幅する機能を有している。

切削刃２６は、ワークの切削を行う部分であり、切削刃支持ホーン２４の下端部に着脱可能に支持されている。そして、切削刃２６は、その軸心がドリル部４の軸心上に位置するように配置されているとともに、ドリル部４の軸方向に沿って前記筒体２０内から下部壁２０ｂの孔部２０ｄを通じて下方へ突出している。切削刃２６は、前記切削刃支持ホーン２４で増幅された超音波振動が伝達されることにより、筒体２０の前記孔部２０ｄを通じて軸方向に振動するようになっている。また、上記したようにドリル部４が軸回りに回転可能に構成されているため、切削刃２６もその軸回りに回転可能となっている。

前記伝達機構外装体８は、前記ハウジング６の上端部に固定されている。この伝達機構外装体８は、伝達機構１２の外側を覆うものであり、上部壁８ａと下部壁８ｂを有する円筒形状に形成されている。そして、伝達機構外装体８は、その軸心が回転軸２の軸心及びドリル部４の軸心と同軸上に位置するように配置されている。上部壁８ａには、伝達機構外装体８の軸心に対応する位置に上下に貫通する回転軸挿通孔８ｃが形成されている。この回転軸挿通孔８ｃを通じて前記回転軸２の軸部２ｂが上方から伝達機構外装体８の内部に挿入されているとともに、前記回転軸２は伝達機構外装体８に対して回転可能となっている。下部壁８ｂには、伝達機構外装体８の軸心に対応する位置に上下に貫通する従動軸挿通孔８ｄが形成されているとともに、この従動軸挿通孔８ｄの周囲に軸受９が取り付けられている。そして、従動軸挿通孔８ｄを通じて伝達機構１２の後述する従動軸３５が伝達機構外装体８内から前記ハウジング６内のドリル部４側へ延びているとともに、軸受９によってその従動軸３５が回転可能に支持されている。

前記接続部１０は、図略の外部電源からの電力供給線１１と前記超音波振動子２２の圧電素子２２ａに繋がる配線３０とを相互に電気的に接続するものである。この接続部１０は、前記回転軸２と前記ドリル部４の間の領域で回転軸２及びドリル部４の軸心上に設けられている。具体的には、接続部１０は伝達機構外装体８内で伝達機構１２の後述する従動歯車３４上に設置されている。接続部１０は、非回転部１０ａと、回転部１０ｂとによって構成されている。非回転部１０ａには電力供給線１１が繋がっており、この電力供給線１１によって非回転部１０ａは拘束されてほぼ回転できないようになっている。回転部１０ｂは、非回転部１０ａの下側に配置されているとともに、非回転部１０ａに対して相対的に回転可能に結合している。そして、回転部１０ｂは、その下端部が後述する従動歯車３４と従動軸３５を介して前記ドリル部４に連結されている。これにより、回転部１０ｂは前記ドリル部４と一体となって軸回りに回転するとともに非回転部１０ａに対して相対的に回転するようになっている。

非回転部１０ａの内部には、図略の金属端子（第１導電体）が設けられており、この金属端子に前記配線３０が接続されている。回転部１０ｂは、その内部に水銀からなる図略の導電体（第２導電体）を収容する収容室を備えており、その収容室内の導電体に電力供給線１１が接続されている。そして、回転部１０ｂの収容室内の水銀からなる導電体に前記非回転部１０ａの金属端子が挿入されることにより、回転部１０ｂの収容室内の導電体と非回転部１０ａの金属端子が相対的に回転可能な状態で電気的に接続している。このような構成により、接続部１０において、回転しない電力供給線１１と前記ドリル部４とともに回転する前記配線３０とが相対的に回転可能で、かつ、互いに電気的に接続可能となっている。

前記伝達機構１２は、伝達機構外装体８内に設けられており、前記回転軸２の回転をドリル部４に伝達するものである。本実施形態では、この伝達機構１２は回転軸２から前記接続部１０の外側を通ってドリル部４に回転を伝達する構造を有している。伝達機構１２は、駆動側歯車３２と、従動歯車３４と、従動軸３５と、伝達軸３６と、上側伝達歯車３８（第１伝達歯車）と、下側伝達歯車４０（第２伝達歯車）と、上側軸受４２と、下側軸受４４とを備えている。

駆動側歯車３２は、前記回転軸２の軸部２ｂに外嵌しており、回転軸２とともにその軸回りに回転するように構成されている。

従動歯車３４は、駆動側歯車３２の下方に離間して配置されているとともに、その軸心が回転軸２及びドリル部４の軸心と同軸上に位置するように配置されている。この従動歯車３４の軸心に対応する位置には、上下に貫通する貫通孔３４ａが設けられている。この貫通孔３４ａに上方から前記接続部１０の回転部１０ｂが嵌め込まれて固定されている。これにより、回転部１０ｂは、従動歯車３４と軸心が同軸上に位置した状態で一体的に回転可能となっている。

また、従動歯車３４の貫通孔３４ａには、下方から従動軸３５が嵌め込まれて固定されている。この従動軸３５は、伝達機構外装体８の従動軸挿通孔８ｄを通って下方へ延びるとともに、その下端がドリル部４の筒体２０の上部壁２０ａに結合している。そして、従動軸３５は、その軸心がドリル部４の軸心と同軸上に位置するように配置されている。これにより、従動歯車３４とドリル部４とが一体的に回転可能となっている。そして、従動軸３５には、上下に貫通する貫通孔３５ａが形成されており、この貫通孔３５ａと前記筒体２０の上部壁２０ａの孔部２０ｃを通って前記配線３０が接続部１０の回転部１０ｂと超音波振動子２２の圧電素子２２ａとを繋いでいる。

伝達軸３６は、図１及び図２に示すように、回転軸２の外周の領域でかつ前記接続部１０の外側の位置に周方向に等間隔で４本設けられている。各伝達軸３６は、その軸心が回転軸２の軸心と平行になるようにそれぞれ配置されている。前記電力供給線１１は、隣り合う伝達軸３６，３６間の間隙を通って外部に引き出されている。そして、各伝達軸３６はその上端が伝達機構外装体８の上部壁８ａの下面に設置された前記上側軸受４２によって回転可能に支持されている一方、下端が伝達機構外装体８の下部壁８ｂの上面に設置された前記下側軸受４４によって回転可能に支持されている。これにより、各伝達軸３６はその場で軸回りに自転可能となっている。そして、各伝達軸３６の上端部には駆動側歯車３２と噛み合う前記上側伝達歯車３８が外嵌しているとともに、下端部には従動歯車３４と噛み合う前記下側伝達歯車４０が外嵌している。このような構成により、各伝達軸３６は回転軸２の回転を受けてその軸回りに自転することでドリル部４に回転を伝達するようになっている。

次に、図１を参照して、本実施形態による加工装置の動作について説明する。

まず、図略の駆動源の駆動により図略のチャック部が回転し、そのチャック部に把持された回転軸２がその軸回りに回転する。回転軸２の回転は、伝達機構１２の駆動側歯車３２、各上側伝達歯車３８、各伝達軸３６、各下側伝達歯車４０を通じて従動歯車３４に伝達される。そして、従動歯車３４の回転は、従動軸３５を通じてドリル部４に伝達され、そのドリル部４の下端に設けられた切削刃２６が回転する。

一方、図略の外部電源から電力供給線１１、接続部１０及び配線３０を通じて、ドリル部４内の超音波振動子２２の圧電素子２２ａに給電されることにより軸方向に沿った超音波振動が生成される。この超音波振動は、切削刃支持ホーン２４において増幅されるとともに切削刃２６に伝達される。これにより、切削刃２６が軸方向に沿って超音波振動する。このようにして、本実施形態による加工装置では、切削刃２６が軸方向に沿って超音波振動しながら軸回りに高速回転し、その切削刃２６によってワークの切削が行われる。

以上説明したように、本実施形態による加工装置では、ドリル部４において超音波振動子２２が回転しながら振動を発することによって切削刃２６が軸方向に振動しながら回転する。そして、この加工装置の構成において、伝達機構１２が、外部電源からの電力供給線１１と超音波振動子２２への配線３０とを相互に接続する接続部１０の外側を通って回転軸２からドリル部４に回転を伝達する構造を有している。このため、従来のように環状の接続部に回転軸を内挿する構成を取らなくても、回転軸２からドリル部４への回転の伝達と、回転軸２と接続部１０の干渉の回避とを同時に達成することができる。これにより、接続部１０の構造の自由度を向上させることができる。さらに、本実施形態による加工装置では、回転軸２が接続部１０の内部を通らないので、剛性を確保するために回転軸２を大径化する場合でも接続部１０が大径化するのを防ぐことができる。従って、本実施形態による加工装置では、回転軸２の剛性を確保しながら接続部１０が大径化するのを防ぐとともに、その接続部１０の構造の自由度を向上させることができる。

また、本実施形態による加工装置では、伝達機構１２が、接続部１０の外側に設けられるとともに回転軸２の軸心と平行な軸回りに自転可能に構成された伝達軸３６を含み、当該伝達軸３６が回転軸２の回転を受けて軸回りに自転することでドリル部４を軸回りに回転させるように構成されている。すなわち、伝達軸３６が接続部１０の外側の位置においてその場で自転してドリル部４を回転させるので、例えば接続部１０の外側を覆った状態で回転軸２の回転を伝達するような回転伝達部を用いる場合と異なり、外部電源から接続部１０への電力供給線１１を伝達機構１２との干渉を回避しながら容易に配線することができる。

また、本実施形態では、伝達軸３６が回転軸２の外周の領域において周方向に等間隔で４本配置されている。すなわち、本実施形態では、４本の伝達軸３６が回転軸２の外周にバランスよく配置されているので、回転軸２の回転をドリル部４に安定して伝達することができる。

また、本実施形態では、接続部１０が、電力供給線１１と接続する金属端子を有する非回転部１０ａと、超音波振動子２２への配線３０と接続する水銀からなる導電体を有し、かつ、ドリル部４とともに軸回りに回転する回転部１０ｂとを含んでいる。そして、回転部１０ｂはその軸回りに非回転部１０ａに対して回転可能に結合しており、前記金属端子と前記水銀からなる導電体は相対的に回転可能な状態で電気的に接続されている。本実施形態ではこのような構成により、接続部１０において、回転しない前記電力供給線１１と、ドリル部４とともに回転する前記超音波振動子２２に繋がる配線３０との間でそれらの相対的な回転を許容しながら相互に電気的に接続する構造を構成することができる。

また、本実施形態では、非回転部１０ａの金属端子からなる導電体が回転部１０ｂの水銀からなる導電体中に挿入されることにより両導電体が電気的に接続されている。一般に、接続部１０の構造が、非回転部１０ａの導電体と回転部１０ｂの導電体とを摺動接触させることにより両導電体間の電気接続を取る構造である場合には、非回転部１０ａの導電体と回転部１０ｂの導電体との間で導通可能な限界の摺動速度がある。そのため、回転部１０ｂの非回転部１０ａに対する相対的な回転速度、すなわちドリル部４の回転速度に限界が生じる。しかしながら、本実施形態のように、回転部１０ｂの水銀からなる導電体中に非回転部１０ａの金属端子が挿入されて両導電体の導通が取られている場合には、上記のような限界の摺動速度が存在しないので、ドリル部４（切削刃２６）の高速回転化を図ることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、図１中の上下方向に延びるように超音波ドリル加工装置を配置した例について説明したが、本発明の超音波ドリル加工装置はその軸方向が任意の方向に配置された状態で用いることが可能である。

また、上記実施形態では、接続部１０の構造として非回転部１０ａの金属端子と回転部１０ｂの水銀からなる導電体との間で電気接続を取る例を示したが、接続部１０の構造はこれに限らず、上記以外の様々な構造を採用することができる。例えば、回転部１０ｂがその軸心を中心とした外周面を有する導電体（集電体）を備えている一方、非回転部１０ａが回転部１０ｂの導電体の外周面に対して摺動接触するブラシ等の導電体を備えており、回転部１０ｂの導電体と非回転部１０ａの導電体の摺動接触により両者の電気接続を取る構造を接続部１０の構造として採用してもよい。

このような両導電体の摺動接触により電気接続を取る構造を接続部１０に採用した場合には、上記したように回転部１０ｂの導電体と非回転部１０ａの導電体との間で導通可能な限界の摺動速度がある。そのため、回転部１０ｂの非回転部１０ａに対する相対的な回転速度、すなわちドリル部４の回転速度に限界が生じる。しかしながら、この場合には接続部１０を小径化すれば、ドリル部４の回転速度を上げたとしても前記両導電体間の摺動速度の増大をある程度抑えることができる。例えば、上記実施形態では、伝達機構１２が接続部１０の外側を通って回転軸２の回転をドリル部４へ伝達する構造を有しており、回転軸の回転を伝達するために接続部を環状にしてその接続部に回転軸を内挿した従来の構造に比べて、接続部１０を小径化することが可能である。従って、上記実施形態の構造において接続部１０に上記の両導電体の摺動接触により電気接続を取る構造を採用した場合には、接続部１０を小径化して、ドリル部４（切削刃２６）の高速回転化を図ることができるとともに、接続部１０での導通も確保することができる。

本発明の一実施形態による超音波ドリル加工装置の構成を示した縦断面図である。 本発明の一実施形態による超音波ドリル加工装置の図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 従来の一例による超音波ドリル加工装置の構成を概略的に示した図である。

符号の説明

２ 回転軸
４ ドリル部
１０ 接続部
１０ａ 非回転部
１０ｂ 回転部
１１ 電力供給線
１２ 伝達機構
２２ 超音波振動子
２６ 切削刃
３０ 配線
３２ 駆動側歯車
３４ 従動歯車
３６ 伝達軸
３８ 上側伝達歯車（第１伝達歯車）
４０ 下側伝達歯車（第２伝達歯車）

Claims (7)

1. 切削刃をその軸方向に沿って超音波振動させながら軸回りに回転させる超音波ドリル加工装置であって、
   駆動源からの駆動力により軸回りに回転する回転軸と、
   前記回転軸に対してその軸方向に離間して配置され、前記切削刃とこの切削刃に軸方向に沿った超音波振動を付与する超音波振動子とを有するとともに前記切削刃の軸回りに回転可能に構成されたドリル部と、
   前記回転軸の回転を前記ドリル部に伝達する伝達機構と、
   前記回転軸と前記ドリル部の間の領域で前記回転軸の軸心上に設けられ、外部電源からの電力供給線と前記超音波振動子に繋がる配線とを相互に電気的に接続する接続部とを備え、
   前記接続部は、前記電力供給線が接続された非回転部と、前記配線が接続され、前記ドリル部と一体となって軸回りに回転するとともに前記非回転部に対して回転可能に結合された回転部とを有し、
   前記伝達機構は、前記回転軸から前記接続部の外側を通って前記ドリル部に回転を伝達する構造を有している、超音波ドリル加工装置。
2. 前記伝達機構は、前記接続部の外側に設けられるとともに、前記回転軸の軸心と平行な軸回りに自転可能に構成された伝達軸を含み、
   当該伝達軸は、前記回転軸の回転を受けて軸回りに自転することで前記ドリル部を軸回りに回転させるように構成されている、請求項１に記載の超音波ドリル加工装置。
3. 前記伝達軸は、前記回転軸の外周の領域において周方向に等間隔で複数配置されている、請求項２に記載の超音波ドリル加工装置。
4. 前記回転軸には当該回転軸とともにその軸回りに回転する駆動側歯車が設けられている一方、前記ドリル部には当該ドリル部とともにその軸回りに回転する従動歯車が取り付けられており、
   前記伝達軸には、前記駆動側歯車に噛み合う第１伝達歯車と、前記従動歯車に噛み合う第２伝達歯車とが設けられている、請求項２または３に記載の超音波ドリル加工装置。
5. 前記接続部の非回転部は、前記電力供給線と接続する第１導電体を有する一方、前記接続部の回転部は、前記配線と接続する第２導電体を有し、
   前記第１導電体と前記第２導電体は相対的に回転可能な状態で電気的に接続されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波ドリル加工装置。
6. 前記第１導電体と前記第２導電体のうち一方の導電体は、前記回転部の軸心を中心とした外周面を有し、その外周面に対して他方の導電体が摺動接触することにより前記第１導電体と前記第２導電体が電気的に接続されている、請求項５に記載の超音波ドリル加工装置。
7. 前記第１導電体と前記第２導電体のうち一方の導電体は液状の金属からなるとともに、他方の導電体は金属端子からなり、この金属端子が前記液状の金属中に挿入されることにより前記第１導電体と前記第２導電体が電気的に接続されている、請求項５に記載の超音波ドリル加工装置。

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