JP2011131342A - 超音波振動加工装置及びその工具ホルダー用放熱部材 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス及び部品交換を容易にすることができる超音波振動加工装置を提供する。
【解決手段】超音波振動加工装置は、ハウジング１０と、スピンドル２０と、切削・研削工具１が取り付けられた工具ホルダー３０と、切削・研削工具１を超音波振動させる超音波振動子４０と、超音波振動子に電力を供給する給電装置５０とを備えている。スピンドル２０は空洞部２１Ａ、２２Ａを有している。工具ホルダー３０は、チャック部３１と、ホーン部３２と、外縁部がスピンドル２０に連結されたフランジ部３３とを有している。超音波振動子４０は、ホーン部３２の後端面に直接的に接続されている。フランジ部３３より後方側に延びたホーン部３２の後端部３２Ｂと超音波振動子４０とは、スピンドル２０の先端側から空胴部２１Ａ、２２Ａ内に挿入可能な外形状に形成され、スピンドル２０の先端側へ引出し可能に空洞部２１Ａ、２２Ａ内に挿入されている。
【選択図】図１

Description

本発明は超音波振動加工装置及びその工具ホルダー用放熱部材に関する。

特許文献１の図１には、従来の超音波振動加工装置が開示されている。この超音波振動加工装置は、ハウジングと、このハウジング内に回転自在に支持されたスピンドルと、このスピンドルの前端面に連結され、切削工具が取り付けられた工具ホルダーと、この工具ホルダーを介して切削工具を超音波振動させる超音波振動子とを備えている。スピンドルは、前端面の中央部に形成された開口と、この開口に連続して前後方向に貫通し、かつ回転軸を中心軸として形成された空洞部とを有している。工具ホルダーは、切削工具が取り付けられるチャック部と、このチャック部に連続して形成されたホーン部と、このホーン部の中間側面から外方に延びて形成されたフランジ部とを有している。このフランジ部は、スピンドルに連結されている。このフランジ部より後方側のホーン部と、このホーン部の後端面に直接的に接続された超音波振動子とは、空洞部内に挿入されている。超音波振動子は、外側面から外側に張り出して形成されたフランジ部を有している。このフランジ部の外側面は空洞部の内側面に当接している。空洞部の内面には、超音波振動子のフランジ部が係止し、超音波振動子が前方へ抜けてしまうことを防止する段差が設けられている。

このように構成された超音波振動加工装置では、超音波振動子のフランジによって超音波振動子の中心軸がスピンドルの回転軸上に位置するように保持されている。このため、超音波振動子がスピンドルとともに回転する際に、超音波振動子をスピンドルの回転軸上で回転させることができる。このため、超音波振動子を直接的に接続した工具ホルダー及び切削工具をスピンドルの回転軸上で良好に回転させ、切削制度を高めることができる。

特開２００６−２４７８０８号公報

しかし、上記従来の超音波振動加工装置では、工具ホルダー及び／又は超音波振動子をメンテナンスしたり、交換したりする際、スピンドルの後方から超音波振動子を取り外した後、スピンドルの先端側から工具ホルダーを取り外さなければならない。この際には、スピンドルの後方に配置された超音波加工装置の部材も取り外さなければならない。このように、この超音波振動加工装置では、工具ホルダー及び／又は超音波振動子のメンテナンス及び交換に手間を要する。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、メンテナンス及び部品交換を容易にすることができる超音波振動加工装置を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の超音波振動加工装置は、ハウジングと、このハウジング内に回転自在に支持されたスピンドルと、このスピンドルの先端に連結され、切削・研削工具が取り付けられた工具ホルダーと、この工具ホルダーを介して前記切削・研削工具を超音波振動させる超音波振動子と、この超音波振動子に電力を供給する給電装置とを備えた超音波振動加工装置であって、
前記スピンドルは、先端面の中央部に開口して前後方向に延び、かつ回転軸を中心軸として形成された空洞部を有し、
前記工具ホルダーは、前記切削・研削工具が取り付けられるチャック部と、このチャック部に連続して形成されたホーン部と、このホーン部の中間側面から外方に延びて形成され、外縁部が前記スピンドルに連結されたフランジ部とを有し、
前記超音波振動子は、前記ホーン部の後端面に直接的に接続されており、
前記フランジ部より後方側に延びた前記ホーン部の後端部と前記超音波振動子とは、前記スピンドルの先端側から前記空胴部内に挿入可能な外形状に形成され、このスピンドルの先端側へ引出し可能に前記空洞部内に挿入されていることを特徴とする。

この超音波振動加工装置では、工具ホルダーのホーン部の後端部と超音波振動子とをスピンドルの先端側から空胴部内に挿入することができる。また、空洞部内に挿入されたホーン部の後端部と超音波振動子とをスピンドルの先端側へ引き出すことができる。このため、工具ホルダー及び／又は超音波振動子をメンテナンスしたり、交換したりする際、スピンドルの先端側からこれら部材を取り外したり、取り付けたりすることができる。

したがって、本発明の超音波振動加工装置は、メンテナンス及び部品交換を容易にすることができる。

前記ホーン部は外形が円柱形状であり、その後端面は、中央部が凹設され、後方へ凸設された外周縁部が前記超音波振動子の先端面に当接され得る。この場合、ホーン部の後端面の外周縁部が超音波振動子の先端面に当接されているため、超音波振動をホーン部の回転軸対称に伝播させることができる。また、ホーン部の後端面の外周縁部のみを超音波振動子の先端面に当接させればよいため、隙間なく容易に当接させることができる。このため、超音波振動子で発生した超音波振動を確実にホーン部に伝播させることができ、切削・研削工具を良好に超音波振動させることができる。

前記フランジ部は、前記超音波振動子が発生する軸方向に振動する超音波振動の節の位置に形成され得る。この場合、フランジ部が軸方向に振動しないため、フランジ部をスピンドルに強固に連結することができる。また、フランジ部を介してスピンドルに超音波振動が伝播されないため、超音波振動加工装置全体が振動することを防止することができる。

前記工具ホルダーはチタン合金により形成され得る。この場合、工具ホルダーの超音波振動の伝達効率を大きくすることができる。また、工具ホルダーの疲労強度を上げることができる。さらに、工具ホルダーの熱伝導率を抑えることができるため、切削・研削工具を焼き嵌めにより工具ホルダーに良好に取り付けることができる。

前記工具ホルダーは、前記チャック部と前記ホーン部とが別体に形成され、このチャック部の後端部とホーン部の先端部とが焼き嵌め結合され得る。この場合、ホーン部に対してチャック部を取り外すことができる。このため、切削・研削工具をメンテナンスしたり、交換したりすることを容易に行なうことができる。

本発明の工具ホルダー用放熱部材は、前記超音波振動加工装置に備えられた前記工具ホルダーに対して取り外し可能であり、前記ホーン部の外周面に当接可能な当接面を有した放熱板から形成され得ていることを特徴とする。

この工具ホルダー用放熱部材では、工具ホルダーのチャック部に切削・研削工具を焼き嵌めにより取り付ける際の熱をホーン部を介してスピンドルに伝播することを抑制することができる。このため、スピンドルが加熱されることによって生じる悪影響を防止することができる。

実施例１の超音波振動加工装置を示す断面図である。 実施例１の工具ホルダーを示す断面図である。 実施例１の工具ホルダーに工具ホルダー用放熱部材を取り付けた状態を示す断面図である。 実施例１の工具ホルダーに工具ホルダー用放熱部材を取り付けた状態を示す正面図である。 実施例１の給電装置を示す断面図である。 実施例１の給電装置の要部を示す断面図である。 実施例１の給電装置においてスピンドルが伸張した状態を示す断面図である。 実施例２の工具ホルダーを示す断面図である。

本発明の超音波振動加工装置及びその工具ホルダー用放熱部材を具体化した実施例１及び２を図面を参照しつつ説明する。

＜実施例１＞
実施例１の超音波振動加工装置は、図１に示すように、ハウジング１０と、ハウジング１０内に回転自在に支持されたスピンドル２０と、スピンドル２０の先端に連結され、切削・研削工具であるエンドミル１が取り付けられた工具ホルダー３０と、工具ホルダー３０を介してエンドミル１を超音波振動させる超音波振動子４０と、超音波振動子４０に電力を供給する給電装置５０とを備えている。

ハウジング１０は、先端部を形成する第１ハウジング１１と、第１ハウジング１１の後方に接続され、中間部を形成する第２ハウジング１２と、第２ハウジング１２の後方に接続され、後端部を形成する第３ハウジング１３と、第１ハウジング１１の先端面に接続された先端部材１４とから構成されている。

第１ハウジング１１の内周面には第１空気静圧軸受部２が設けられている。この第１空気静圧軸受部２は、空気供給路２Ａを介して空気供給管Ｓに連通された噴出口からスピンドル２０の外周面に向けて空気を噴出可能である。スピンドル２０は、この第１空気静圧軸受部２により軸方向及び径方向に支持されており、回転軸周りに回転自在である。

第２ハウジング１２の内周面には、スピンドル２０を回転駆動する駆動モーター３と、第２空気静圧軸受部４と、エンコーダー５とが設けられている。駆動モーター３は、第２ハウジングの内周面に設けられたステーター３Ａと、スピンドル２０の外周面に設けられたローター３Ｂとから構成されている。第２空気静圧軸受部４は、空気供給路４Ａを介して空気供給管Ｓに連通された噴出口からスピンドル２０の外周面に向けて空気を噴出可能である。スピンドル２０は、この第２空気静圧軸受部４により径方向に支持されており、回転軸周りに回転自在である。エンコーダー５はスピンドル２０の回転制御に用いられる。

第３ハウジング１３の内部には給電装置５０が設けられている。先端部材１４は、スピンドル２０の先端部の外周面との間から空気が漏れることを防止している。

スピンドル２０は、先端部を形成する第１スピンドル２１と、第１スピンドル２１の後方に接続され、第１ハウジング１１内に配置された第２スピンドル２２と、第２スピンドルの後方に接続され、第２ハウジング１２内に配置された第３スピンドル２３とから構成されている。

第１スピンドル２１は、スピンドル２０の回転軸を中心とした円盤状であり、中心部に第１貫通孔２１Ａが設けられている。第１スピンドル２１の先端面２１Ｂ側には第１貫通孔２１Ａと同軸であり、第１貫通孔２１Ａの径よりも大きい径を有する円形状の凹部２１Ｃが形成されている。第１スピンドル２１の後端面は、第１空気静圧軸受部２の先端面から噴出する空気により先端方向に押圧される。これにより、第１スピンドル２１の後端面は、第１空気静圧軸受部２の先端面及び第１ハウジング１１の先端面とは非接触状態になる。

第２スピンドル２２は、円筒形であり、後端部には径方向に拡がった鍔部２２Ｂが形成されている。第２スピンドル２２には、第１貫通孔２１Ａに連続し、第１貫通孔２１Ａと同径の第２貫通孔２２Ａが設けられている。第２スピンドル２２の外周面は、第１空気静圧軸受部２の内周面から噴出する空気により中心方向に押圧される。これにより、第２スピンドル２２は、第１空気静圧軸受部２の内周面とは非接触状態になる。また、第２スピンドル２２の鍔部２２Ｂの先端側の面は、第１空気静圧軸受部２の後端面から噴出する空気により後方に押圧される。これにより、第２スピンドル２２は、第１空気静圧軸受部２の後端面とは非接触状態になる。このように、第１スピンドル２１及び第２スピンドル２２は第１空気静圧軸受部２により回転軸周りに回転自在に支持される。

第３スピンドル２２は、円筒形であり、先端部に径方向に広がった鍔部２３Ｂが形成されている。第３スピンドル２３には、第２貫通孔２２Ａに連続した第３貫通孔２３Ａが形成されている。第１貫通孔２１Ａ、第２貫通孔２２Ａ及び第３貫通孔２３Ａによって、スピンドル２０の空洞部が構成されている。この空洞部はスピンドル２０の回転軸を中心軸として形成されている。

第３スピンドル２２は、上述した駆動モーター３により回転駆動される。また、第３スピンドル２２は、上述した第２空気静圧軸受部４によって径方向に支持される。さらに、上述したエンコーダー５によりスピンドル２０の回転数が測定され、スピンドル２０は回転制御される。

工具ホルダー３０は、図２に示すように、エンドミル１が取り付けられるチャック部３１と、このチャック部に連続して形成されたホーン部３２と、このホーン部３２の中間側面から外方に延びて形成されたフランジ部３３とを有している。

工具ホルダー３０はチタン合金により形成されている。このため、工具ホルダー３０の超音波振動の伝達効率を大きくすることができる。また、工具ホルダー３０の疲労強度を上げることができる。さらに、工具ホルダー３０の熱伝導率を抑えることができるため、エンドミル１などの切削・研削工具を焼き嵌めにより工具ホルダー３０に良好に取り付けることができる。

チャック部３１の外形は円柱形状である。チャック部３１とホーン部３２の境界部分の外形はホーン部３２に向けて徐々に大径となる円錐台形状である。ホーン部３２の外形は円柱形状である。チャック部３１には、回転軸上に挿入孔３１Ａが形成されている。エンドミル１は、この挿入孔３１Ａに焼き嵌め結合されている。ホーン部３２には、挿入孔３１Ａに連続した貫通孔３２Ａが回転軸上に形成されている。ホーン部３２の後端面は、中央部が凹設され、外周縁部３２Ｃが後方へ凸設されている。

フランジ部３３の外形は、円形状に形成され、外縁部の複数個所にボルト孔が貫設されている。このボルト孔にボルトＢ１を挿通し、フランジ部３３を第１スピンドル２１の先端面２１Ｂに固定している。このようにして、フランジ部３３が第１スピンドル２１に連結されている。フランジ部３３の後面であって、ホーン部３２の周縁部には凹部３３Ａが形成されている。

フランジ部３３は、超音波振動子４０が発生する軸方向に振動する超音波振動の節の位置に形成されている。このため、フランジ部３３が軸方向に振動しないため、フランジ部３３を第１スピンドル２１に強固に連結することができる。また、フランジ部３３を介してスピンドル２０に超音波振動が伝播されないため、超音波振動加工装置全体がスピンドル２０の回転軸方向に振動することを防止することができる。

超音波振動子４０はランジュバン型である。超音波振動子４０は円柱形上であり、その外径はフランジ部３３より後方側に延びたホーン部３２の後端部３２Ｂの外径と同じである。超音波振動子４０の先端中央部にはボルト部４１が凸設されている。超音波振動子４０は、ボルト部４１をホーン部３２の貫通孔３２Ａの後端部にねじ込み、ホーン部３２の後端面の外周縁部３２Ｃに超音波振動子４０の先端面が当接した状態で、ホーン部３２の後端面に直接的に接続されている。

このように、ホーン部３２の後端面の外周縁部３２Ｃが超音波振動子４０の先端面に当接しているため、超音波振動子４０で発生した超音波振動をホーン部３２の回転軸対称に伝播させることができる。また、ホーン部３２の後端面の外周縁部３２Ｃのみを超音波振動子４０の先端面に当接させればよいため、隙間なく当接させることができる。このため、超音波振動子４０で発生した超音波振動を確実にホーン部３２に伝播させることができ、工具ホルダー３０に取り付けられたエンドミル１などの切削・研削工具を良好に超音波振動させることができる。

フランジ部３３より後方側に延びたホーン部３２の後端部３２Ｂと超音波振動子４０との外径は、第１スピンドル２１の第１貫通孔２１Ａ及び第２スピンドル２２の第２貫通孔２２Ａの内径より僅かに小さく形成されている。このため、ホーン部３２の後端部３２Ｂ及び超音波振動子４０は、スピンドル２０の先端側からスピンドル２０の空洞部（第１貫通孔２１Ａ及び第２貫通孔２２Ａ内）に挿入可能である。また、空洞部内に挿入されたホーン部３２の後端部３２Ｂ及び超音波振動子４０はスピンドル２０の先端側へ引き出し可能である。

このため、工具ホルダー３０及び／又は超音波振動子をメンテナンスしたり、交換したりする際、スピンドル２０の先端側からこれら部材を取り外したり、取り付けたりすることができる。

したがって、実施例１の超音波振動加工装置は、メンテナンス及び部品交換を容易に行なうことができる。

工具ホルダー３０のチャック部３１には、エンドミル１などの切削・研削工具が焼き嵌め結合されている。この焼き嵌め結合の際、図３及び図４に示すように、工具ホルダー３０に工具ホルダー用放熱部材１００を取り付ける。

この工具ホルダー用放熱部材１００は、一対の半円盤形状の放熱板１０１、１０２をから形成されている。これら放熱板１０１、１０２は、弦側の側面の中央部が円弧状に切り欠かれている。この切り欠かれた側面部が工具ホルダー３０のホーン部３２の外側面に隙間なく当接可能に形成されており、当接面１０１Ａ、１０２Ａを形成している。また、これら放熱板１０１、１０２の表面及び裏面には、断面形状が三角形状の凹部が複数列並んで形成されている。これにより、放熱板１０１、１０２の表面積が大きくなり、工具ホルダー用放熱部材１００の放熱効率を大きくしている。これら放熱板１０１、１０２は、弦側の側面を対向させた状態でボルトＢ２により連結されている。これにより、工具ホルダー用放熱部材１００の中央部には工具ホルダー３０のホーン部３２を挿入可能な挿入部が形成されている。

このように構成された工具ホルダー用放熱部材１００は、中央部に形成された挿入部に工具ホルダー３０のホーン部３２を挿入する。その後、ボルトＢ２を締め付け、当接面１０１Ａ、１０２Ａをホーン部３２の外周面に隙間なく当接させる。このようにして、工具ホルダー３０に工具ホルダー用放熱部材１００を取り付けた後、チャック部３１を加熱し、挿入孔３１Ａを拡径させた状態で、エンドミル１を挿入孔３１Ａに挿入する。この際、チャック部３１を加熱した熱は、ホーン部３２から工具ホルダー用放熱部材１００に伝播し、放熱されるため、その熱がホーン部３２を介してスピンドル２０に伝播することを抑制することができる。このため、スピンドル２０が加熱されることによって生じる悪影響を防止することができる。

給電装置５０は、図５及び図６に示すように、一次側トランス６０と、二次側トランス７０とを具備している。一次側トランス６０は、スピンドル２０の回転軸を中心にしてリング状に巻回され、外部電源に電線Ｗ１を介して接続された一次側コイル６１を有している。また、一次側トランス６０は、スピンドル２０の回転軸に直交する第１対向面６１Ａが形成されている。さらに、一次側トランス６０の第１対向面６１Ａの反対面は、磁力漏れを防止するアルミ金属製のカバー９１が取り付けられ、覆われている。

二次側トランス７０は、スピンドル２０の回転軸を中心にしてリング状に巻回され、超音波振動子４０に電線Ｗ２を介して接続された二次側コイル７１を有している。電線Ｗ２は、図示しないが、中間部にコネクタが設けられ、接続及び切り離し可能とされている。また、二次側トランス７０は、スピンドル２０の回転軸に直交する第２対向面６１Ａが形成されている。さらに、二次側トランス７０の第２対向面７１Ａの反対面は、磁力漏れを防止するアルミ金属製のカバー９２が取り付けられ、覆われている。

一次側トランス６０は、スピンドル２０より後方に、このスピンドル２０の回転軸方向に往復移動可能に設けられている。また、２次側トランス７０は、スピンドル２０の後端部に連結されている。一次側トランス６０と二次側トランス７０とは、第１対向面６１Ａと第２対向面７１Ａとを対向させて配置されている。給電装置５０は、この第１対向面６１Ａと第２対向面７１Ａとの隙間Ｘを設定間隔に保持する隙間保持機構８０を具備している。隙間保持機構８０により、第１対向面６１Ａと第２対向面７１Ａとの隙間Ｘは、０．４ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下に設定されている。この給電装置５０は、電磁誘導により一次側トランス６０から二次側トランス７０に電力を供給可能である。

このような構成を有する給電装置５０を備えた超音波振動加工装置では、隙間保持機構８０により、第１対向面６１Ａと第２対向面７１Ａとの隙間Ｘを設定間隔に保つため、スピンドル２０が超音波振動子４０の発熱や駆動モーター３の発熱などにより温度変化を生じ、回転軸方向に収縮しても第１対向面６１Ａと第２対向面７１Ａとの隙間Ｘの間隔は変動しない。このため、電磁誘導による給電効率が変動せず、超音波振動子４０が良好に超音波振動を発生することができる。

したがって、実施例１の超音波振動加工装置は、超音波振動子に電力を安定して供給し、超音波振動を利用した加工を良好に行うことができる。

また、一次側トランス６０及び二次側トランス７０を挟んで磁力漏れを防止するカバー９１、９２が取り付けられているため、給電装置５０からの磁力漏れを抑制することができ、電子機器への影響を軽減することができる。

隙間保持機構８０は、第１保持部材８１、第２保持部材８２及び第１保持部材８１を第２保持部材８２側に付勢する付勢手段である加圧バネ８３を備えている。

第１保持部材８１は、円盤形状の基板部８１Ａと、基板部８１Ａの前面周縁部から前方に延びる周縁部８１Ｂと、基板部８１Ａの後面中央部から後方に延びる円柱状の突出部８１Ｃとから構成されている。

基板部８１Ａの前面中央部には、カバー９１を介して一次側トランス６０が保持されている。周縁部８１Ｂは、一次側トランス６０の第１対向面６１Ａよりも前方に延びている。周縁部８１Ｂの前端面は一次側トランス６０の第１対向面６１Ａに平行に形成された第３対向面８１Ｄを構成している。第３対向面８１Ｄには、前方へ向けて空気を噴出させる空気噴出口８１Ｅが複数個所に設けられている。空気噴出口８１Ｅには多孔質部材Ｐが充填されている。空気噴出口８１Ｅは、周縁部８１Ｂ内に設けられた空気供給路８１Ｆを介して空気供給管Ｓに連通されている。

突出部８１Ｃは、第３ハウジング１３に設けられた貫通孔１３Ａ内に、スピンドル２０の回転軸方向に往復移動可能に挿入されている。貫通孔１３Ａの後方開口は、第３ハウジング１３の後端面に取り付けられた閉鎖板１３Ｂにより閉鎖されている。突出部８１Ｃには、後端面からスピンドル２０の回転軸方向に延びる有底の挿入孔８１Ｇが設けられている。挿入孔８１Ｇには加圧バネ８３が挿入されている。加圧バネ８２は、閉鎖板１３Ｂの前面と挿入孔８１Ｇの底面との間で圧縮されており、第１保持部材８１を第２保持部材８２側に付勢している。

第２保持部材８２は中央部に貫通孔が設けられた円盤形状である。第２保持部材８２の後面中央部には、カバー９２を介して二次側トランス７０が保持されている。第２保持部材８２の後面の周縁部は、二次側トランス７０の第２対向面７１Ａに平行に形成された第４対向面８２Ｄを構成している。第４対向面８２Ｄに向けて第３対向面８１Ｄに設けられた空気噴出口８１Ｅから空気が噴出される。

第２保持部材８２の前面中央部には、スピンドル２０の後端部が連結されている。このため、第２保持部材８２、カバー９２及び二次側トランス７０は、スピンドル２０とともに回転軸周りを回転する。また、スピンドル２０が超音波振動子４０の発熱や駆動モーター３の発熱などにより温度変化を生じ、回転軸方向に伸縮すると、第２保持部材８２、カバー９２及び二次側トランス７０は、その伸縮量と同じ分だけ回転軸方向に移動する。

一次側トランス６０の第１対向面６１Ａと第１保持部材８１の第３対向面８１Ｄとの間隔と、二次側トランス７０の第２対向面７１Ａと第４対向面８２Ｄとの間隔とは等間隔に形成されている。このため、第３対向面８１Ｄに設けられた空気噴出口８１Ｅから第４対向面８２Ｄに向けて噴出された空気の圧力と、第１保持部材８１を第２保持部材８２側へ付勢する加圧バネ８３の付勢力とが均衡して、第３対向面８１Ｄと第４対向面８２Ｄとの隙間Ｙが設定間隔に保たれると、第１対向面６１Ａと第２対向面７１Ａとの隙間Ｘを設定間隔に保つことができる。

スピンドル２０が超音波振動子４０の発熱や駆動モーター３の発熱などにより温度が上昇して回転軸方向に伸張しても、図７に示すように、第３対向面８１Ｄと第４対向面８２Ｄとの隙間Ｙは、空気噴出口８１Ｅから噴出された空気の圧力と加圧バネ８３の付勢力とが均衡して設定間隔に保たれる。このため、第１対向面６１Ａと第２対向面７１Ａとの隙間Ｘが設定間隔に保たれる。よって、電磁誘導による給電効率が変動せず、超音波振動子４０が良好に超音波振動を発生することができる。

第１保持部材８１の周縁部８１Ｂの内周面と、第２保持部材８２に取り付けられたカバー９２の外周面との間に隙間が設けられ、空気噴出口８１Ｅから噴出された空気が一次側トランス６０及び二次側トランス７０の周囲に流れるように空気流路Ｒが設けられている。このため、一次側トランス６０及び二次側トランス７０の周囲を冷却することができ、給電効率を良好にすることができる。

＜実施例２＞
実施例２の超音波振動加工装置は、図８に示すように、工具ホルダー１３０の形態が実施例１のものと相違する。他の構成は実施例１と同じであり、同一の構成については同一の符号を付し詳細な説明を省略する。

実施例２の工具ホルダー１３０は、チャック部３１とホーン部３２とが別体に形成されている。チャック部３２の後端部の中央部には後方へ延びる挿入部１３１が形成されている。挿入部１３１の外径は、後方へ行くに従い小径となる円錐台形状である。ホーン部３２の先端部には、チャック部３２の挿入部１３１の外形より僅かに小さい内径を有する凹部１３２が形成されている。ホーン部３２の先端部を加熱し、凹部１３２が拡径された状態で挿入部１３１を挿入し、冷却することによってチャック部３１とホーン部３２とは焼き嵌め結合されている。このように、チャック部３１のみをホーン部３２に対して取替え可能に構成されているため、エンドミル１などの切削・研削工具をメンテナンスしたり、交換したりすることを容易に行なうことができる。

したがって、実施例２の超音波振動加工装置も、メンテナンス及び部品交換を容易にすることができる。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例１及び２に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例１及び２では、エンドミルを工具ホルダーに取り付けたが、ドリルなど他の切削・研削工具を工具ホルダーに取り付けてもよい。
（２）実施例１及び２では、ホーン部の後端面の中央部が凹設されていたが、ホーン部の後端面は平坦面であってもよい。

１…エンドミル（切削・研削工具）
１０…ハウジング
２０…スピンドル
２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ…空洞部（２１Ａ…第１貫通孔、２２Ａ…第２貫通孔、２３Ａ…第３貫通孔）
３０…工具ホルダー
３１…チャック部
３２…ホーン部
３２Ｃ…外周縁部
３３…フランジ部
４０…超音波振動子
５０…給電装置
１００…工具ホルダー用放熱部材
１０１Ａ…当接面

Claims (6)

1. ハウジングと、このハウジング内に回転自在に支持されたスピンドルと、このスピンドルの先端に連結され、切削・研削工具が取り付けられた工具ホルダーと、この工具ホルダーを介して前記切削・研削工具を超音波振動させる超音波振動子と、この超音波振動子に電力を供給する給電装置とを備えた超音波振動加工装置であって、
   前記スピンドルは、先端面の中央部に開口して前後方向に延び、かつ回転軸を中心軸として形成された空洞部を有し、
   前記工具ホルダーは、前記切削・研削工具が取り付けられるチャック部と、このチャック部に連続して形成されたホーン部と、このホーン部の中間側面から外方に延びて形成され、外縁部が前記スピンドルに連結されたフランジ部とを有し、
   前記超音波振動子は、前記ホーン部の後端面に直接的に接続されており、
   前記フランジ部より後方側に延びた前記ホーン部の後端部と前記超音波振動子とは、前記スピンドルの先端側から前記空胴部内に挿入可能な外形状に形成され、このスピンドルの先端側へ引出し可能に前記空洞部内に挿入されていることを特徴とする超音波振動加工装置。
2. 前記ホーン部は外形が円柱形状であり、その後端面は、中央部が凹設され、後方へ凸設された外周縁部が前記超音波振動子の先端面に当接されていることを特徴とする請求項１記載の超音波振動加工装置。
3. 前記フランジ部は、前記超音波振動子が発生する軸方向に振動する超音波振動の節の位置に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の超音波振動加工装置。
4. 前記工具ホルダーはチタン合金により形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の超音波振動加工装置。
5. 前記工具ホルダーは、前記チャック部と前記ホーン部とが別体に形成され、このチャック部の後端部とホーン部の先端部とが焼き嵌め結合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の超音波振動加工装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載の超音波振動加工装置に備えられた前記工具ホルダーに対して取り外し可能であり、前記ホーン部の外周面に当接可能な当接面を有した放熱板から形成されていることを特徴とする工具ホルダー用放熱部材。

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