JP5523088B2 - Ultrasonic vibration processing equipment - Google Patents

Description

本発明は超音波振動加工装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic vibration processing apparatus.

特許文献１の図３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、この超音波振動子に電力を供給する給電装置とを備えている。超音波振動子はスピンドルの後部に組み付けられている。給電装置は、ハウジングの後端部に設けられ、外部電源に接続された一次側トランスと、スピンドルに後端部に設けられた二次側トランスとを有している。一次側トランスは、スピンドルの回転軸を中心にして巻回された一次側コイルを有している。また、二次側トランスは、スピンドルの回転軸を中心にして巻回された二次側コイルを有している。一次側トランスと二次側トランスは、スピンドルの回転軸に直交する面を対向させ、隙間を設けて配置され、電磁誘導により一次側トランスから二次側トランスに電力を供給可能である。   FIG. 3 of Patent Document 1 discloses a conventional ultrasonic vibration processing apparatus. The ultrasonic vibration processing apparatus includes a housing, a spindle rotatably supported in the housing, a tool holder connected to a front end surface of the spindle and having a cutting tool attached thereto, and a cutting tool disposed through the tool holder. An ultrasonic vibrator that ultrasonically vibrates the tool and a power supply device that supplies electric power to the ultrasonic vibrator are provided. The ultrasonic transducer is assembled at the rear of the spindle. The power supply apparatus includes a primary transformer provided at the rear end of the housing and connected to an external power source, and a secondary transformer provided at the rear end of the spindle. The primary side transformer has a primary side coil wound around the rotation axis of the spindle. The secondary side transformer has a secondary side coil wound around the rotation axis of the spindle. The primary-side transformer and the secondary-side transformer are arranged with a gap perpendicular to the surface orthogonal to the rotation axis of the spindle, and can supply power from the primary-side transformer to the secondary-side transformer by electromagnetic induction.

このように構成された超音波振動加工装置では、外部電源に接続された一次側トランスからスピンドルの後端部に設けられた二次側トランスに電磁誘導により電力が供給され、スピンドルに設けられた超音波振動子に電力が供給される。このように、回転するスピンドルに非接触で超音波振動子に電力を供給することができる。このため、電極端子をスピンドルに接触させて電力を供給するものに比べ、電極端子が摩耗することなどによる交換を必要としない。また、摩耗した電極端子の屑がハウジングの外に排出され、被加工物に付着してしまうおそれがない。   In the ultrasonic vibration processing apparatus configured as described above, electric power is supplied from the primary transformer connected to the external power source to the secondary transformer provided at the rear end of the spindle by electromagnetic induction, and is provided on the spindle. Electric power is supplied to the ultrasonic transducer. In this way, electric power can be supplied to the ultrasonic transducer without contacting the rotating spindle. For this reason, it is not necessary to replace the electrode terminal due to wear or the like, compared to the case where the electrode terminal is brought into contact with the spindle to supply power. Further, there is no possibility that the scraps of the worn electrode terminals are discharged out of the housing and attached to the workpiece.

特開２００６−１４７７１７号公報JP 2006-147717 A

しかし、上記従来の超音波振動加工装置では、超音波振動子の発熱などによりスピンドルが温度変化する。すると、スピンドルが回転軸方向に収縮し、二次側トランスがスピンドルの回転軸方向に移動する。これにより、一次側トランスと二次側トランスとの隙間の間隔が変動してしまう。一次側トランスと二次側トランスとの隙間の間隔が変動すると電磁誘導により一次側トランスから二次側トランスに供給する電力の給電効率が変動してしまうおそれがある。給電効率が変動し、超音波振動子へ供給される電力がばらついてしまうと、超音波振動子が良好に超音波振動を発生しないおそれがある。   However, in the conventional ultrasonic vibration processing apparatus, the temperature of the spindle changes due to heat generated by the ultrasonic vibrator. Then, the spindle contracts in the direction of the rotation axis, and the secondary transformer moves in the direction of the rotation axis of the spindle. As a result, the gap interval between the primary transformer and the secondary transformer varies. If the gap between the primary transformer and the secondary transformer varies, the power supply efficiency of power supplied from the primary transformer to the secondary transformer may vary due to electromagnetic induction. If the power supply efficiency fluctuates and the power supplied to the ultrasonic vibrator varies, the ultrasonic vibrator may not generate the ultrasonic vibration satisfactorily.

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、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。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and is an ultrasonic vibration processing apparatus that can stably supply power to an ultrasonic vibrator and perform processing using ultrasonic vibration satisfactorily. Providing is an issue to be solved.

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、
前記給電装置は、
前記スピンドルの回転軸を中心に巻回してこの回転軸に直交する第１対向面が形成され、外部電源に接続された一次側コイルを有し、かつ、このスピンドルより後方で前記回転軸方向に往復移動可能に設けられた一次側トランスと、
前記スピンドルの回転軸を中心に巻回してこの回転軸に直交する第２対向面が形成され、前記超音波振動子に接続された二次側コイルを有し、かつ、このスピンドルの後端部に連結された二次側トランスと、
前記一次側トランスと前記二次側トランスとは、前記第１対向面と前記第２対向面とを対向させて配置され、その隙間を設定間隔に保持する隙間保持機構とを具備しており、
電磁誘導により前記一次側トランスから前記二次側トランスに電力を供給可能であり、
前記隙間保持機構は、
前記一次側トランスを保持し、前記スピンドルの回転軸方向に往復移動可能に設けられた第１保持部材と、
前記二次側トランスを保持し、前記スピンドルの後端部に連結された第２保持部材と、
前記第１保持部材を前記第２保持部材側へ付勢する付勢手段とを有しており、
前記第１保持部材には前記第１対向面に平行な第３対向面が形成され、前記第２保持部材には前記第２対向面に平行であり、前記第３対向面に対向する位置に第４対向面が形成され、この第３対向面又は第４対向面の一方に他方へ向けて空気を噴出させる空気噴出口が設けられており、
この空気噴出口から噴出された空気の圧力と前記付勢手段の付勢力とが均衡して前記第３対向面と前記第４対向面との隙間が設定間隔に保たれることにより、前記第１対向面と前記第２対向面との隙間が設定間隔に保たれることを特徴とする。 An ultrasonic vibration machining apparatus according to the present invention includes a housing, a spindle rotatably supported in the housing, a tool holder connected to a tip of the spindle and attached with a cutting / grinding tool, and the tool holder. An ultrasonic vibration processing apparatus including an ultrasonic vibrator that ultrasonically vibrates the cutting / grinding tool and a power supply device that supplies electric power to the ultrasonic vibrator,
The power supply device
A first opposed surface that is wound around the rotation axis of the spindle and is orthogonal to the rotation axis is formed, has a primary coil connected to an external power source, and is located behind the spindle in the direction of the rotation axis. A primary-side transformer provided to be reciprocally movable;
A second opposing surface that is wound around the rotation axis of the spindle and is orthogonal to the rotation axis is formed, has a secondary coil connected to the ultrasonic transducer, and the rear end of the spindle A secondary transformer connected to
The primary-side transformer and the secondary-side transformer are disposed with the first facing surface and the second facing surface facing each other, and include a gap holding mechanism that holds the gap at a set interval.
Der capable of supplying power to the secondary side transformer from the primary side transformer by electromagnetic induction is,
The gap holding mechanism is
A first holding member that holds the primary transformer and is provided so as to be capable of reciprocating in the rotation axis direction of the spindle;
A second holding member that holds the secondary transformer and is connected to a rear end of the spindle;
Biasing means for biasing the first holding member toward the second holding member;
The first holding member is formed with a third opposing surface parallel to the first opposing surface, and the second holding member is parallel to the second opposing surface and at a position facing the third opposing surface. A fourth facing surface is formed, and an air outlet for ejecting air toward one of the third facing surface or the fourth facing surface is provided,
The pressure of the air ejected from the air outlet and the urging force of the urging means are balanced, and the gap between the third opposed surface and the fourth opposed surface is maintained at a set interval, whereby the first A gap between one opposing surface and the second opposing surface is maintained at a set interval .

この超音波振動加工装置では、隙間保持機構によって、第１対向面と第２対向面との隙間を設定間隔に保つことができるため、スピンドルが超音波振動子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対向面と第２対向面との隙間の間隔が変動しない。このため、電磁誘導による給電効率が変動せず、超音波振動子が良好に超音波振動を発生することができる。   In this ultrasonic vibration processing apparatus, the gap between the first facing surface and the second facing surface can be maintained at a set interval by the gap holding mechanism, so that the spindle changes in temperature due to heat generated by the ultrasonic vibrator, Even when contracted in the rotation axis direction, the gap between the first facing surface and the second facing surface does not vary. For this reason, the power supply efficiency by electromagnetic induction does not fluctuate, and the ultrasonic vibrator can generate ultrasonic vibration satisfactorily.

したがって、本発明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。   Therefore, the ultrasonic vibration processing apparatus of the present invention can stably supply power to the ultrasonic vibrator and perform processing using ultrasonic vibration satisfactorily.

また、スピンドルが超音波振動子の発熱などにより温度変化を生じ、回転軸方向に収縮した際、第２移動部材がその収縮に追随してスピンドルの回転軸方向に移動し、第２移動部材の第４対向面がスピンドルの回転軸方向に移動する。第３対向面と第４対向面との隙間は、空気噴出口から噴出された空気の圧力と付勢手段の付勢力とが均衡して設定間隔に保たれる。このため、スピンドルが超音波振動子の発熱などにより回転軸方向に収縮すると、第３対向面は、第４対向面との隙間を設定間隔に保つようにして、回転軸方向に移動する。このため、第１対向面と第２対向面との隙間が常に設定間隔に保たれ、電磁誘導による給電効率が変動せず、超音波振動子が良好に超音波振動を発生することができる。 In addition , when the spindle changes in temperature due to heat generated by the ultrasonic vibrator and contracts in the direction of the rotation axis, the second moving member follows the contraction and moves in the direction of the rotation axis of the spindle. The fourth facing surface moves in the direction of the rotation axis of the spindle. In the gap between the third facing surface and the fourth facing surface, the pressure of the air ejected from the air outlet and the urging force of the urging means are balanced and maintained at a set interval. For this reason, when the spindle contracts in the direction of the rotation axis due to heat generated by the ultrasonic vibrator, the third facing surface moves in the direction of the rotation axis so as to maintain a gap between the third facing surface and the fourth facing surface. For this reason, the gap between the first facing surface and the second facing surface is always kept at the set interval, the power supply efficiency by electromagnetic induction does not fluctuate, and the ultrasonic transducer can generate ultrasonic vibrations satisfactorily.

前記一次側トランスの前記第１対向面の反対面及び前記二次側トランスの前記第２対向面の反対面には、磁力漏れを防止するカバーが取り付けられ得る。この場合、給電装置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。   A cover for preventing magnetic leakage may be attached to a surface opposite to the first facing surface of the primary transformer and a surface facing to the second facing surface of the secondary transformer. In this case, magnetic leakage from the power feeding device can be suppressed, and the influence on the electronic device can be reduced.

前記空気噴出口から噴出された空気が前記一次側トランス及び前記二次側トランスの周囲に流れるように空気流路が設けられ得る。この場合、一次側トランス及び二次側トランス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。   An air flow path may be provided so that the air ejected from the air ejection port flows around the primary transformer and the secondary transformer. In this case, the surroundings of the primary transformer and the secondary transformer can be cooled, and the power supply efficiency can be improved.

実施例１の超音波振動加工装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ultrasonic vibration processing apparatus of Example 1. FIG. 実施例１の工具ホルダーを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the tool holder of Example 1. FIG. 実施例１の給電装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a power supply device according to a first embodiment. 実施例１の給電装置の要部を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a main part of the power supply apparatus according to the first embodiment. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state where a spindle is extended in the power supply apparatus according to the first embodiment. 参考例の給電装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electric power feeder of a reference example .

本発明の超音波振動加工装置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。 Embodiments 1 and 2 embodying the ultrasonic vibration processing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Example 1>
As shown in FIG. 1, the ultrasonic vibration machining apparatus according to the first embodiment is a cutting / grinding tool that is connected to a housing 10, a spindle 20 rotatably supported in the housing 10, and a tip of the spindle 20. A tool holder 30 to which the end mill 1 is attached, an ultrasonic vibrator 40 that ultrasonically vibrates the end mill 1 via the tool holder 30, and a power supply device 50 that supplies power to the ultrasonic vibrator 40 are provided.

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。   The housing 10 is connected to the rear of the first housing 11 that forms the tip, the second housing 12 that forms the middle, and the rear of the first housing 11. A third housing 13 to be formed and a tip member 14 connected to the tip surface of the first housing 11 are formed.

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。   A first aerostatic bearing portion 2 is provided on the inner peripheral surface of the first housing 11. The first static air bearing portion 2 is capable of ejecting air from an ejection port communicating with the air supply pipe S via the air supply path 2 </ b> A toward the outer peripheral surface of the spindle 20. The spindle 20 is supported in the axial direction and the radial direction by the first aerostatic bearing 2 and is rotatable about the rotation axis.

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。   A drive motor 3 that rotates the spindle 20, a second aerostatic bearing portion 4, and an encoder 5 are provided on the inner peripheral surface of the second housing 12. The drive motor 3 includes a stator 3 </ b> A provided on the inner peripheral surface of the second housing and a rotor 3 </ b> B provided on the outer peripheral surface of the spindle 20. The second static air pressure bearing portion 4 can eject air toward the outer peripheral surface of the spindle 20 from the ejection port communicated with the air supply pipe S via the air supply path 4A. The spindle 20 is supported in the radial direction by the second aerostatic bearing 4 and is rotatable around the rotation axis. The encoder 5 is used for rotation control of the spindle 20.

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。   A power feeding device 50 is provided inside the third housing 13. The tip member 14 prevents air from leaking from between the outer peripheral surface of the tip portion of the spindle 20.

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。   The spindle 20 is connected to the first spindle 21 forming the tip, the rear of the first spindle 21, the second spindle 22 disposed in the first housing 11, and the rear of the second spindle. 2 and a third spindle 23 disposed in the housing 12.

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。   The first spindle 21 has a disk shape centered on the rotation axis of the spindle 20, and a first through hole 21 </ b> A is provided at the center. A circular recess 21 </ b> C that is coaxial with the first through hole 21 </ b> A and has a diameter larger than the diameter of the first through hole 21 </ b> A is formed on the tip surface 21 </ b> B side of the first spindle 21. The rear end surface of the first spindle 21 is pressed in the front end direction by the air ejected from the front end surface of the first aerostatic bearing portion 2. As a result, the rear end surface of the first spindle 21 is not in contact with the front end surface of the first aerostatic bearing portion 2 and the front end surface of the first housing 11.

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。   The second spindle 22 has a cylindrical shape, and a flange portion 22B that extends in the radial direction is formed at the rear end portion. The second spindle 22 is provided with a second through hole 22A that is continuous with the first through hole 21A and has the same diameter as the first through hole 21A. The outer peripheral surface of the second spindle 22 is pressed toward the center by the air ejected from the inner peripheral surface of the first aerostatic bearing portion 2. As a result, the second spindle 22 is not in contact with the inner peripheral surface of the first aerostatic bearing portion 2. Further, the front end surface of the flange portion 22 </ b> B of the second spindle 22 is pressed rearward by the air ejected from the rear end surface of the first aerostatic bearing portion 2. Thereby, the 2nd spindle 22 will be in a non-contact state with the rear end surface of the 1st aerostatic bearing 2. As described above, the first spindle 21 and the second spindle 22 are supported by the first aerostatic bearing 2 so as to be rotatable around the rotation axis.

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。   The third spindle 22 has a cylindrical shape, and has a flange portion 23 </ b> B extending in the radial direction at the distal end portion. The third spindle 23 is formed with a third through hole 23A continuous with the second through hole 22A. A hollow portion of the spindle 20 is configured by the first through hole 21A, the second through hole 22A, and the third through hole 23A. This hollow portion is formed with the rotation axis of the spindle 20 as the central axis.

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。   The third spindle 22 is rotationally driven by the drive motor 3 described above. The third spindle 22 is supported in the radial direction by the second aerostatic bearing 4 described above. Furthermore, the rotation speed of the spindle 20 is measured by the encoder 5 described above, and the rotation of the spindle 20 is controlled.

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。   As shown in FIG. 2, the tool holder 30 includes a chuck portion 31 to which the end mill 1 is attached, a horn portion 32 formed continuously with the chuck portion, and extends outward from an intermediate side surface of the horn portion 32. And a formed flange portion 33.

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。   The tool holder 30 is made of a titanium alloy. For this reason, the transmission efficiency of the ultrasonic vibration of the tool holder 30 can be increased. Further, the fatigue strength of the tool holder 30 can be increased. Furthermore, since the thermal conductivity of the tool holder 30 can be suppressed, a cutting / grinding tool such as the end mill 1 can be favorably attached to the tool holder 30 by shrink fitting.

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。   The outer shape of the chuck portion 31 is a cylindrical shape. The outer shape of the boundary portion between the chuck portion 31 and the horn portion 32 is a truncated cone shape that gradually increases in diameter toward the horn portion 32. The outer shape of the horn part 32 is a cylindrical shape. The chuck portion 31 is formed with an insertion hole 31A on the rotation shaft. The end mill 1 is shrink-fitted and coupled to the insertion hole 31A. In the horn part 32, a through hole 32A continuous with the insertion hole 31A is formed on the rotating shaft. The rear end surface of the horn part 32 has a central part recessed, and an outer peripheral edge part 32C protruding rearward.

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。   The outer shape of the flange portion 33 is formed in a circular shape, and bolt holes are formed through a plurality of locations on the outer edge portion. The bolt B1 is inserted into the bolt hole, and the flange portion 33 is fixed to the tip surface 21B of the first spindle 21. In this way, the flange portion 33 is connected to the first spindle 21. A concave portion 33 </ b> A is formed on the rear surface of the flange portion 33 and on the peripheral edge portion of the horn portion 32.

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。   The flange portion 33 is formed at the position of a node of ultrasonic vibration that vibrates in the axial direction generated by the ultrasonic transducer 40. For this reason, since the flange portion 33 does not vibrate in the axial direction, the flange portion 33 can be firmly connected to the first spindle 21. Further, since the ultrasonic vibration is not propagated to the spindle 20 via the flange portion 33, it is possible to prevent the entire ultrasonic vibration processing apparatus from vibrating in the direction of the rotation axis of the spindle 20.

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。   The ultrasonic transducer 40 is a Langevin type. The ultrasonic transducer 40 has a cylindrical shape, and the outer diameter thereof is the same as the outer diameter of the rear end portion 32 </ b> B of the horn portion 32 extending rearward from the flange portion 33. A bolt 41 is protruded from the center of the tip of the ultrasonic transducer 40. In the ultrasonic transducer 40, the bolt portion 41 is screwed into the rear end portion of the through hole 32 </ b> A of the horn portion 32, and the front end surface of the ultrasonic transducer 40 is in contact with the outer peripheral edge portion 32 </ b> C of the rear end surface of the horn portion 32. Thus, it is directly connected to the rear end face of the horn part 32.

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。   Thus, since the outer peripheral edge portion 32C of the rear end surface of the horn portion 32 is in contact with the tip surface of the ultrasonic transducer 40, the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic transducer 40 is symmetric with respect to the rotational axis of the horn portion 32. Can be propagated to. Further, since only the outer peripheral edge portion 32C of the rear end surface of the horn portion 32 has to be brought into contact with the distal end surface of the ultrasonic transducer 40, the contact can be made without any gap. For this reason, the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 40 can be reliably propagated to the horn portion 32, and the cutting / grinding tool such as the end mill 1 attached to the tool holder 30 can be satisfactorily ultrasonically vibrated. Can do.

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。   The outer diameters of the rear end portion 32B of the horn portion 32 extending to the rear side from the flange portion 33 and the ultrasonic transducer 40 are the first through hole 21A of the first spindle 21 and the second through hole 22A of the second spindle 22. It is formed to be slightly smaller than the inner diameter. For this reason, the rear end portion 32B of the horn portion 32 and the ultrasonic transducer 40 can be inserted into the cavity portion of the spindle 20 (in the first through hole 21A and the second through hole 22A) from the front end side of the spindle 20. Further, the rear end portion 32B of the horn portion 32 and the ultrasonic transducer 40 inserted into the cavity portion can be pulled out to the tip end side of the spindle 20.

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。   For this reason, when maintaining or exchanging the tool holder 30 and / or the ultrasonic transducer, these members can be removed or attached from the tip side of the spindle 20.

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。   Therefore, the ultrasonic vibration processing apparatus according to the first embodiment can easily perform maintenance and component replacement.

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。   As shown in FIGS. 5 and 6, the power feeding device 50 includes a primary transformer 60 and a secondary transformer 70. The primary-side transformer 60 has a primary-side coil 61 that is wound in a ring shape around the rotation axis of the spindle 20 and is connected to an external power source via an electric wire W1. In addition, the primary transformer 60 has a first facing surface 61 </ b> A that is orthogonal to the rotation axis of the spindle 20. Further, an aluminum metal cover 91 for preventing magnetic leakage is attached to and covered with the surface opposite to the first facing surface 61A of the primary transformer 60.

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。   The secondary transformer 70 has a secondary coil 71 wound around in a ring shape around the rotation axis of the spindle 20 and connected to the ultrasonic transducer 40 via an electric wire W2. Although not shown in the figure, the electric wire W2 is provided with a connector at an intermediate portion, and can be connected and disconnected. The secondary transformer 70 has a second facing surface 61 </ b> A that is orthogonal to the rotational axis of the spindle 20. Furthermore, an aluminum metal cover 92 for preventing magnetic leakage is attached to and covered with the opposite surface of the second facing surface 71A of the secondary transformer 70.

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。   The primary-side transformer 60 is provided behind the spindle 20 so as to be capable of reciprocating in the direction of the rotation axis of the spindle 20. The secondary transformer 70 is connected to the rear end portion of the spindle 20. The primary-side transformer 60 and the secondary-side transformer 70 are disposed with the first facing surface 61A and the second facing surface 71A facing each other. The power feeding device 50 includes a gap holding mechanism 80 that holds the gap X between the first opposed surface 61A and the second opposed surface 71A at a set interval. By the gap holding mechanism 80, the gap X between the first facing surface 61A and the second facing surface 71A is set to 0.4 mm or less, preferably 0.1 mm or less. The power feeding device 50 can supply power from the primary transformer 60 to the secondary transformer 70 by electromagnetic induction.

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２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。   In the ultrasonic vibration processing apparatus provided with the power supply device 50 having such a configuration, the spindle 20 is used to keep the gap X between the first facing surface 61A and the second facing surface 71A at the set interval by the gap holding mechanism 80. Even if the temperature changes due to heat generated by the ultrasonic transducer 40 or heat generated by the drive motor 3, the gap X between the second facing surface 61A and the second facing surface 71A does not change even when contracted in the rotation axis direction. For this reason, the power supply efficiency by electromagnetic induction does not fluctuate, and the ultrasonic transducer 40 can generate ultrasonic vibration satisfactorily.

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。   Therefore, the ultrasonic vibration processing apparatus according to the first embodiment can stably supply power to the ultrasonic vibrator and perform processing using ultrasonic vibration satisfactorily.

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。   In addition, since covers 91 and 92 that prevent magnetic leakage from being sandwiched between the primary transformer 60 and the secondary transformer 70 are attached, magnetic leakage from the power supply device 50 can be suppressed, and the influence on the electronic apparatus can be suppressed. Can be reduced.

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。   The gap holding mechanism 80 includes a first holding member 81, a second holding member 82, and a pressure spring 83 that is a biasing unit that biases the first holding member 81 toward the second holding member 82.

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形状の突出部８１Ｃとから構成されている。   The first holding member 81 includes a disc-shaped substrate portion 81A, a peripheral portion 81B extending forward from the front peripheral portion of the substrate portion 81A, and a columnar protruding portion 81C extending rearward from the rear center portion of the substrate portion 81A. It is configured.

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。   A primary-side transformer 60 is held via a cover 91 at the center of the front surface of the substrate portion 81A. The peripheral edge portion 81 </ b> B extends forward from the first facing surface 61 </ b> A of the primary transformer 60. The front end surface of the peripheral portion 81B constitutes a third facing surface 81D formed in parallel with the first facing surface 61A of the primary transformer 60. The third facing surface 81D is provided with a plurality of air outlets 81E for ejecting air forward. The air jet 81E is filled with a porous member P. The air outlet 81E communicates with the air supply pipe S through an air supply path 81F provided in the peripheral edge portion 81B.

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８３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。   The protruding portion 81 </ b> C is inserted into a through hole 13 </ b> A provided in the third housing 13 so as to be able to reciprocate in the direction of the rotation axis of the spindle 20. The rear opening of the through hole 13 </ b> A is closed by a closing plate 13 </ b> B attached to the rear end surface of the third housing 13. The protruding portion 81C is provided with a bottomed insertion hole 81G extending in the direction of the rotation axis of the spindle 20 from the rear end surface. A pressure spring 83 is inserted into the insertion hole 81G. The pressure spring 83 is compressed between the front surface of the closing plate 13B and the bottom surface of the insertion hole 81G, and biases the first holding member 81 toward the second holding member 82.

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。   The second holding member 82 has a disk shape with a through hole provided in the center. The secondary transformer 70 is held at the center of the rear surface of the second holding member 82 via a cover 92. The peripheral edge portion of the rear surface of the second holding member 82 constitutes a fourth opposing surface 82D formed in parallel with the second opposing surface 71A of the secondary transformer 70. Air is ejected from an air outlet 81E provided on the third facing surface 81D toward the fourth facing surface 82D.

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。   A rear end portion of the spindle 20 is connected to the front center portion of the second holding member 82. For this reason, the second holding member 82, the cover 92, and the secondary transformer 70 rotate around the rotation axis together with the spindle 20. Further, when the temperature of the spindle 20 changes due to heat generated by the ultrasonic vibrator 40 or heat generated by the drive motor 3 and expands and contracts in the direction of the rotation axis, the second holding member 82, the cover 92, and the secondary transformer 70 expand and contract. Move in the direction of the rotation axis by the same amount.

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。   The distance between the first facing surface 61A of the primary transformer 60 and the third facing surface 81D of the first holding member 81 and the distance between the second facing surface 71A and the fourth facing surface 82D of the secondary transformer 70 are equal. It is formed at intervals. For this reason, the pressure of the air ejected from the air jet 81E provided on the third facing surface 81D toward the fourth facing surface 82D, and the bias that biases the first holding member 81 toward the second holding member 82 side. When the biasing force of the pressure spring 83 is balanced and the gap Y between the third opposing surface 81D and the fourth opposing surface 82D is maintained at a set interval, the clearance between the first opposing surface 61A and the second opposing surface 71A. X can be kept at a set interval.

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。   Even if the temperature of the spindle 20 rises due to the heat generated by the ultrasonic vibrator 40 or the heat generated by the drive motor 3 and extends in the direction of the rotation axis, as shown in FIG. 7, the third facing surface 81D and the fourth facing surface 82D. Is maintained at a set interval by balancing the pressure of the air ejected from the air ejection port 81E and the urging force of the pressure spring 83. For this reason, the gap X between the first facing surface 61A and the second facing surface 71A is kept at the set interval. Therefore, the power supply efficiency by electromagnetic induction does not fluctuate, and the ultrasonic transducer 40 can generate ultrasonic vibration satisfactorily.

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。   A gap is provided between the inner peripheral surface of the peripheral edge portion 81B of the first holding member 81 and the outer peripheral surface of the cover 92 attached to the second holding member 82, and the air ejected from the air outlet 81E is the primary side. An air flow path R is provided so as to flow around the transformer 60 and the secondary transformer 70. For this reason, the circumference | surroundings of the primary side transformer 60 and the secondary side transformer 70 can be cooled, and electric power feeding efficiency can be made favorable.

＜参考例＞
参考例の超音波振動加工装置は、図６に示すように、隙間保持機構の構成が実施例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。 < Reference example >
As shown in FIG. 6, the ultrasonic vibration machining apparatus of the reference example is different from that of the first embodiment in the configuration of the gap holding mechanism. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

参考例の隙間保持機構は、二次側トランス７０の第２対向面７１Ａの回転軸方向の変位量を測定可能なセンサー１００と、一次側トランス６０を回転軸方向に移動させる駆動装置１０１とを備えている。 The gap holding mechanism of the reference example includes a sensor 100 that can measure the amount of displacement in the rotation axis direction of the second facing surface 71A of the secondary transformer 70 and a drive device 101 that moves the primary transformer 60 in the rotation axis direction. I have.

センサー１００は第１保持部材１８１の基板部１８１Ａに取り付けられている。第１保持部材１８１は、円盤形状の基板部１８１Ａと、基板部１８１Ａの後面中央部から後方に延びる円柱形状の突出部１８１Ｃとから構成されている。センサー１００は、円柱形状であり、基板部１８１Ａに設けられた貫通孔１８１Ｂに挿入され、先端面を第２保持部材８２の第４対向面８２Ｄに対向させて配置されている。センサー１００は第４対向面８２Ｄの回転軸方向の変位を測定可能である。第４対向面８２Ｄを有する第２保持部材８２と、第２対向面７１Ａを有する二次側トランス７０とは、スピンドル２０が伸縮すると、その伸縮量と同じ分だけ回転軸方向に移動する。このため、センサー１００が第４対向面８２Ｄの回転軸方向の変位を測定すれば、第２対向面７１Ａの回転軸方向の変位を測定することになる。   The sensor 100 is attached to the substrate portion 181A of the first holding member 181. The first holding member 181 includes a disk-shaped substrate portion 181A and a columnar protrusion 181C extending rearward from the center of the rear surface of the substrate portion 181A. The sensor 100 has a cylindrical shape, is inserted into a through-hole 181B provided in the substrate portion 181A, and is disposed with its tip end face facing the fourth facing surface 82D of the second holding member 82. The sensor 100 can measure the displacement of the fourth facing surface 82D in the rotation axis direction. When the spindle 20 expands and contracts, the second holding member 82 having the fourth facing surface 82D and the secondary transformer 70 having the second facing surface 71A move in the direction of the rotation axis by the same amount as the amount of expansion and contraction. For this reason, if the sensor 100 measures the displacement in the rotation axis direction of the fourth facing surface 82D, the displacement in the rotation axis direction of the second facing surface 71A is measured.

第１保持部材１８１の突出部１８１Ｃ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可能に挿入されている。また、この突出部１８１Ｃの後端面は連結部材１５３により駆動装置１０１に連結されている。また、突出部１８１Ｃに設けられた挿入孔８１Ｇには加圧バネ８３が挿入されている。この加圧バネ８３は、第３ハウジング１３に取り付けられた押え部材１５４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１８１を第２保持部材８２側に付勢している。   The protrusion 181 </ b> C of the first holding member 181 is inserted into a through hole 13 </ b> A provided in the third housing 13 so as to reciprocate in the direction of the rotation axis of the spindle 20. In addition, the rear end surface of the protruding portion 181 </ b> C is connected to the driving device 101 by a connecting member 153. A pressure spring 83 is inserted into the insertion hole 81G provided in the protruding portion 181C. The pressure spring 83 is compressed between the front surface of the pressing member 154 attached to the third housing 13 and the bottom surface of the insertion hole 81G, and biases the first holding member 181 toward the second holding member 82. doing.

駆動装置１０１は、第３ハウジング１３に設けられた有底の穴部１１３Ｃに挿入され、軸方向に伸縮可能である。この駆動装置１０１は、センサー１００が第２対向面７１Ａの後方への変位量を検知すると、制御装置Ｃを介して信号が入力され、その変位量と同じだけ伸張する。これにより、第１保持部材１８１が後方に移動し、第１対向面６１Ａも後方に移動する。また、この駆動装置１０１は、センサー１００が第２対向面７１Ａの前方への変位量を検知すると、制御装置Ｃを介して信号が入力され、その変位量と同じだけ収縮する。これにより、第１保持部材１８１が加圧バネ８３の付勢力により前方に移動し、第１対向面６１Ａも前方に移動する。このように、センサー１００１と駆動装置１０１とにより、第１対向面６１Ａと第２対向面７１Ａとの隙間は設定間隔に保たれる。つまり、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。   The drive device 101 is inserted into a bottomed hole 113 </ b> C provided in the third housing 13, and can extend and contract in the axial direction. When the sensor 100 detects the amount of rearward displacement of the second facing surface 71A, the drive device 101 receives a signal through the control device C and expands by the same amount as the amount of displacement. As a result, the first holding member 181 moves backward, and the first facing surface 61A also moves backward. In addition, when the sensor 100 detects a forward displacement amount of the second facing surface 71A, the driving device 101 receives a signal via the control device C and contracts by the same amount as the displacement amount. As a result, the first holding member 181 moves forward by the biasing force of the pressure spring 83, and the first facing surface 61A also moves forward. As described above, the gap between the first facing surface 61A and the second facing surface 71A is maintained at the set interval by the sensor 1001 and the driving device 101. That is, even if the spindle 20 undergoes a temperature change due to the heat generated by the ultrasonic transducer 40 or the heat generated by the drive motor 3 and expands or contracts in the direction of the rotation axis, the gap X between the first facing surface 61A and the second facing surface 71A. The interval does not change. For this reason, the power supply efficiency by electromagnetic induction does not fluctuate, and the ultrasonic transducer 40 can generate ultrasonic vibration satisfactorily.

したがって、参考例の超音波振動加工装置も、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。 Therefore, the ultrasonic vibration processing apparatus of the reference example can stably supply power to the ultrasonic vibrator and perform processing using ultrasonic vibration satisfactorily.

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例１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では、第３対向面に第４対向面に向けて空気を噴出させる空気噴出口を設けていたが、第４対向面に第３対向面に向けて空気を噴出する空気噴出口を設けてもよい。
（２）実施例１では、加圧バネにより第１保持部材を第２保持部材側へ付勢したが、第１保持部材の後端面に向けて空気を噴出することにより、第１保持部材を第２保持部材側へ付勢してもよい。 The present invention is not limited to the first embodiment described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In Example 1, although the air jet port which ejects air toward the 4th opposing surface was provided in the 3rd opposing surface, the air which ejects air toward the 3rd opposing surface on the 4th opposing surface A spout may be provided.
(2) In Example 1, although to bias the first holding member by the pressure spring to the second holding member, by ejecting air toward the rear end surface of the first holding member, the first holding member May be biased toward the second holding member.

１…エンドミル（切削・研削工具）
１０…ハウジング
２０…スピンドル
３０…工具ホルダー
４０…超音波振動子
５０…給電装置
６０…一次側トランス
６１…一次側コイル
６１Ａ…第１対向面
７０…二次側トランス
７１…二次側コイル
７１Ａ…第２対向面
８０…隙間保持機構
８１、１８１…第１保持部材
８１Ｄ…第３対向面
８１Ｅ…空気噴出口
８２…第２保持部材
８２Ｄ…第４対向面
８３…加圧バネ（付勢手段）
９１、９２…カバー
１００…センサー
１０１…駆動装置
Ｒ…空気流路 1. End mill (cutting / grinding tool)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Housing 20 ... Spindle 30 ... Tool holder 40 ... Ultrasonic vibrator 50 ... Feeding device 60 ... Primary side transformer 61 ... Primary side coil 61A ... 1st opposing surface 70 ... Secondary side transformer 71 ... Secondary side coil 71A ... 2nd opposing surface 80 ... Gap holding mechanism 81, 181 ... 1st holding member 81D ... 3rd opposing surface 81E ... Air jet outlet 82 ... 2nd holding member 82D ... 4th opposing surface 83 ... Pressure spring (biasing means)
91, 92 ... Cover 100 ... Sensor 101 ... Driving device R ... Air flow path

Claims (3)

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、
前記給電装置は、
前記スピンドルの回転軸を中心に巻回してこの回転軸に直交する第１対向面が形成され、外部電源に接続された一次側コイルを有し、かつ、このスピンドルより後方で前記回転軸方向に往復移動可能に設けられた一次側トランスと、
前記スピンドルの回転軸を中心に巻回してこの回転軸に直交する第２対向面が形成され、前記超音波振動子に接続された二次側コイルを有し、かつ、このスピンドルの後端部に連結された二次側トランスと、
前記一次側トランスと前記二次側トランスとは、前記第１対向面と前記第２対向面とを対向させて配置され、その隙間を設定間隔に保持する隙間保持機構とを具備しており、
電磁誘導により前記一次側トランスから前記二次側トランスに電力を供給可能であり、
前記隙間保持機構は、
前記一次側トランスを保持し、前記スピンドルの回転軸方向に往復移動可能に設けられた第１保持部材と、
前記二次側トランスを保持し、前記スピンドルの後端部に連結された第２保持部材と、
前記第１保持部材を前記第２保持部材側へ付勢する付勢手段とを有しており、
前記第１保持部材には前記第１対向面に平行な第３対向面が形成され、前記第２保持部材には前記第２対向面に平行であり、前記第３対向面に対向する位置に第４対向面が形成され、この第３対向面又は第４対向面の一方に他方へ向けて空気を噴出させる空気噴出口が設けられており、
この空気噴出口から噴出された空気の圧力と前記付勢手段の付勢力とが均衡して前記第３対向面と前記第４対向面との隙間が設定間隔に保たれることにより、前記第１対向面と前記第２対向面との隙間が設定間隔に保たれることを特徴とする超音波振動加工装置。 A housing, a spindle rotatably supported in the housing, a tool holder connected to a tip of the spindle and having a cutting / grinding tool attached thereto, and the cutting / grinding tool is ultrasonically transmitted through the tool holder. An ultrasonic vibration processing apparatus including an ultrasonic vibrator to be vibrated and a power supply device that supplies electric power to the ultrasonic vibrator,
The power supply device
A first opposed surface that is wound around the rotation axis of the spindle and is orthogonal to the rotation axis is formed, has a primary coil connected to an external power source, and is located behind the spindle in the direction of the rotation axis. A primary-side transformer provided to be reciprocally movable;
A second opposing surface that is wound around the rotation axis of the spindle and is orthogonal to the rotation axis is formed, has a secondary coil connected to the ultrasonic transducer, and the rear end of the spindle A secondary transformer connected to
The primary-side transformer and the secondary-side transformer are disposed with the first facing surface and the second facing surface facing each other, and include a gap holding mechanism that holds the gap at a set interval.
Der capable of supplying power to the secondary side transformer from the primary side transformer by electromagnetic induction is,
The gap holding mechanism is
A first holding member that holds the primary transformer and is provided so as to be capable of reciprocating in the rotation axis direction of the spindle;
A second holding member that holds the secondary transformer and is connected to a rear end of the spindle;
Biasing means for biasing the first holding member toward the second holding member;
The first holding member is formed with a third opposing surface parallel to the first opposing surface, and the second holding member is parallel to the second opposing surface and at a position facing the third opposing surface. A fourth facing surface is formed, and an air outlet for ejecting air toward one of the third facing surface or the fourth facing surface is provided,
The pressure of the air ejected from the air outlet and the urging force of the urging means are balanced, and the gap between the third opposed surface and the fourth opposed surface is maintained at a set interval, whereby the first An ultrasonic vibration processing apparatus , wherein a gap between one facing surface and the second facing surface is maintained at a set interval . 前記一次側トランスの前記第１対向面の反対面及び前記二次側トランスの前記第２対向面の反対面には、磁力漏れを防止するカバーが取り付けら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。 2. A cover for preventing magnetic leakage is attached to a surface opposite to the first facing surface of the primary transformer and a surface facing to the second facing surface of the secondary transformer. The ultrasonic vibration processing apparatus as described. 前記空気噴出口から噴出された空気が前記一次側トランス及び前記二次側トランスの周囲に流れるように空気流路が設けら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。 The ultrasonic vibration processing according to claim 1 or 2 , wherein an air flow path is provided so that the air ejected from the air ejection port flows around the primary transformer and the secondary transformer. apparatus.

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