JPH07213998A - 振動部材のための装着手段 - Google Patents
振動部材のための装着手段Info
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- JPH07213998A JPH07213998A JP7036036A JP3603695A JPH07213998A JP H07213998 A JPH07213998 A JP H07213998A JP 7036036 A JP7036036 A JP 7036036A JP 3603695 A JP3603695 A JP 3603695A JP H07213998 A JPH07213998 A JP H07213998A
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- substantially cylindrical
- tubes
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Supports For Pipes And Cables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】振動部材のための新しい改良された堅い装着手
段を提供すること。 【構成】細長い半波長共振体の如き振動部材24のための
装着手段は、一対の円筒状チューブ38,40 を含み、各々
のチューブは、一端にて部材の節領域に接続され、他端
にて部材の周囲に配置された静止した把持手段42,44 へ
接続される。チューブの軸線方向長さと壁厚は、節領域
に現れる実質的に放射方向の振動に応答してチューブが
放射方向に撓めるよう選択され、把持手段から部材の振
動が分離される。
段を提供すること。 【構成】細長い半波長共振体の如き振動部材24のための
装着手段は、一対の円筒状チューブ38,40 を含み、各々
のチューブは、一端にて部材の節領域に接続され、他端
にて部材の周囲に配置された静止した把持手段42,44 へ
接続される。チューブの軸線方向長さと壁厚は、節領域
に現れる実質的に放射方向の振動に応答してチューブが
放射方向に撓めるよう選択され、把持手段から部材の振
動が分離される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波振動部材のため
の装着手段に係り、一層詳細には、ワークピースへ音波
若しくは超音波の周波数範囲に於ける高周波振動を伝え
るために用いられる機械的インピーダンス変換器、ソノ
トロード、ホーン、工具、集中装置、結合器などとも知
られる固体共振器のための装着手段に係る。
の装着手段に係り、一層詳細には、ワークピースへ音波
若しくは超音波の周波数範囲に於ける高周波振動を伝え
るために用いられる機械的インピーダンス変換器、ソノ
トロード、ホーン、工具、集中装置、結合器などとも知
られる固体共振器のための装着手段に係る。
【０００２】
【従来の技術】高周波振動は、熱可塑製部品、溶接金属
部品、ガラス若しくはセラミックのワークピースからな
る研摩加工スラリーを結合するために用いられる。これ
らの振動部材の構成及び用法は、「超音波エンジニアリ
ング（“Ｕltrasonic Ｅngineering”(book) by Ｊulia
n Ｒ．Ｆrederick，Ｊohn Ｗiley ＆ Ｓons ，ＮewＹ
ork ，N.Y.(1965)，pp．89-103）に詳しく記載されてい
る。
部品、ガラス若しくはセラミックのワークピースからな
る研摩加工スラリーを結合するために用いられる。これ
らの振動部材の構成及び用法は、「超音波エンジニアリ
ング（“Ｕltrasonic Ｅngineering”(book) by Ｊulia
n Ｒ．Ｆrederick，Ｊohn Ｗiley ＆ Ｓons ，ＮewＹ
ork ，N.Y.(1965)，pp．89-103）に詳しく記載されてい
る。
【０００３】振動部材は、その作動時に於て所定の周波
数の高周波振動が長手方向に伝わるよう半波長共振体と
して共振する。振動部材のための装着手段は、かかる振
動部材の作動を損なうことなくその振動が装着手段から
実質的に分離されるよう構成されていなければならな
い。かかる分離がなされていないと、振動エネルギの損
失が生じ、装着手段や、機械のうち振動のある状態が非
常に望ましくないその他の部分へ振動が伝わることとな
る。
数の高周波振動が長手方向に伝わるよう半波長共振体と
して共振する。振動部材のための装着手段は、かかる振
動部材の作動を損なうことなくその振動が装着手段から
実質的に分離されるよう構成されていなければならな
い。かかる分離がなされていないと、振動エネルギの損
失が生じ、装着手段や、機械のうち振動のある状態が非
常に望ましくないその他の部分へ振動が伝わることとな
る。
【０００４】振動部材の固定支持部への装着は、通常、
支持手段を設けることによりなされる。支持手段と振動
部材との係合は、高周波振動が振動部材を通ってその長
手方向軸線に沿って一方の端に於ける放射方向に置かれ
た入力表面から他方の端に於ける放射方向に置かれた出
力表面へ向って伝達される際に、振動部材に於て生ずる
節領域若しくは腹領域に於て成される。このような状態
のもとで半波長共振体を仮定すると、入力表面と出力表
面に於て振動の腹領域が存在し、それら腹領域の中間の
領域に於て振動の節領域が存在することとなる。節領域
の正確な位置は、共振体の機械的構成に依存している。
節領域に於て振動は実質的に放射方向に向った振動とし
て現れる。
支持手段を設けることによりなされる。支持手段と振動
部材との係合は、高周波振動が振動部材を通ってその長
手方向軸線に沿って一方の端に於ける放射方向に置かれ
た入力表面から他方の端に於ける放射方向に置かれた出
力表面へ向って伝達される際に、振動部材に於て生ずる
節領域若しくは腹領域に於て成される。このような状態
のもとで半波長共振体を仮定すると、入力表面と出力表
面に於て振動の腹領域が存在し、それら腹領域の中間の
領域に於て振動の節領域が存在することとなる。節領域
の正確な位置は、共振体の機械的構成に依存している。
節領域に於て振動は実質的に放射方向に向った振動とし
て現れる。
【０００５】振動の腹領域にて振動部材に係合する可撓
性金属要素を用いた装着手段が、例えば、米国特許第
３，７５２，３８０号明細書「振動溶接装置」（“Ｖib
ratoryＷelding Ａpparatus”）」に開示されている。
その構成の欠点は、振動部材が少なくとも１全波長の長
さでなければならないということにある。
性金属要素を用いた装着手段が、例えば、米国特許第
３，７５２，３８０号明細書「振動溶接装置」（“Ｖib
ratoryＷelding Ａpparatus”）」に開示されている。
その構成の欠点は、振動部材が少なくとも１全波長の長
さでなければならないということにある。
【０００６】振動部材に結合されるその他の装着手段
は、米国特許第２，８９１，１７８号明細書、同第２，
８９１，１７９号及び同第２，８９１，１８０号の「振
動装置のための支持部（“Ｓupport for Ｖibratory
Ｄevices”）」に示されている。これらの特許は、振動
部材に腹領域にて係合する種々の分離手段を開示してい
る。分離手段は、１／４若しくは１／２波長の長さの同
調された要素を含んでいる。これらの装着手段は、それ
らが複雑であり空間を多く要するということから広く受
入れられておらず、市販の装置としては殆んど見られな
い。
は、米国特許第２，８９１，１７８号明細書、同第２，
８９１，１７９号及び同第２，８９１，１８０号の「振
動装置のための支持部（“Ｓupport for Ｖibratory
Ｄevices”）」に示されている。これらの特許は、振動
部材に腹領域にて係合する種々の分離手段を開示してい
る。分離手段は、１／４若しくは１／２波長の長さの同
調された要素を含んでいる。これらの装着手段は、それ
らが複雑であり空間を多く要するということから広く受
入れられておらず、市販の装置としては殆んど見られな
い。
【０００７】上記の欠点から、振動部材を節領域にて支
持する幾つかの装着手段が開発されている。現在広く利
用されている構成では、振動部材に薄いフランジが設け
られており、薄いフランジは、かかる振動の節領域から
放射方向に突出している。エラストマ材からなるＯリン
グがフランジの何れかの側に配置され、それら全ては、
二片の金属製環状リング内に覆われている。米国特許第
４，６４７，３３６号明細書を参照。エラストマ材Ｏリ
ングは、ハウジングに固定されている環状リングに対し
て振動部材の節領域に存在する振動を低減するよう機能
する。しかしながら、この構成は広く使われているが、
幾つかの固有の問題を有している。Ｏリングは、摩耗さ
れ易く、又、弾性的なリングでは、振動部材を精密な作
業に利用する場合、特に、振動部材が軸線方向若しくは
横方向に応答して移動するようになっている場合に於て
所望の剛性を得ることができない。
持する幾つかの装着手段が開発されている。現在広く利
用されている構成では、振動部材に薄いフランジが設け
られており、薄いフランジは、かかる振動の節領域から
放射方向に突出している。エラストマ材からなるＯリン
グがフランジの何れかの側に配置され、それら全ては、
二片の金属製環状リング内に覆われている。米国特許第
４，６４７，３３６号明細書を参照。エラストマ材Ｏリ
ングは、ハウジングに固定されている環状リングに対し
て振動部材の節領域に存在する振動を低減するよう機能
する。しかしながら、この構成は広く使われているが、
幾つかの固有の問題を有している。Ｏリングは、摩耗さ
れ易く、又、弾性的なリングでは、振動部材を精密な作
業に利用する場合、特に、振動部材が軸線方向若しくは
横方向に応答して移動するようになっている場合に於て
所望の剛性を得ることができない。
【０００８】上記の問題を解決するために、より大きな
剛性の得られる金属製の節領域装着手段が開発されてい
る。しかしながら、現在利用されている構成は、重大な
欠点を有している。一つの構成に於ては、振動部材と金
属製の分離フランジが単一の部品から作られており、複
雑で且費用のかかる加工作業が必要となる。別の構成で
は、棒状ストックから機械的に加工され、比較的大きな
空間を必要とする一つのＬ型フランジが用いられてい
る。
剛性の得られる金属製の節領域装着手段が開発されてい
る。しかしながら、現在利用されている構成は、重大な
欠点を有している。一つの構成に於ては、振動部材と金
属製の分離フランジが単一の部品から作られており、複
雑で且費用のかかる加工作業が必要となる。別の構成で
は、棒状ストックから機械的に加工され、比較的大きな
空間を必要とする一つのＬ型フランジが用いられてい
る。
【０００９】
【発明の概要】本発明は、振動部材のためのコンパクト
で且単純な金属製装着部材を開示する。振動部材には、
その節領域に於て放射方向に延在する円筒状フランジが
設けられる。把持手段が振動部材を囲繞する。一対の円
筒状の可撓性チューブが設けられ、チューブの各々につ
いて、その一方の端はプレスフィットによりフランジの
対応する側へ固定され、かかるチューブの他方の端は、
プレスフィットにより把持手段へ固定される。把持手段
は、軸線方向に互いに固定された二つの半体を含んでい
る。更に、両方の把持手段の半体は、フランジ上に配置
された対応する着座表面に各々のチューブを押付けるた
めの放射方向表面を有している。円筒状のチューブは、
振動部材が節領域に於て放射方向に振動する際にチュー
ブが放射方向に撓むことができるような壁厚及び軸線方
向の長さを有する。従って、チューブは、静止したハウ
ジング内にて支持された把持手段から振動部材の振動を
分離する。
で且単純な金属製装着部材を開示する。振動部材には、
その節領域に於て放射方向に延在する円筒状フランジが
設けられる。把持手段が振動部材を囲繞する。一対の円
筒状の可撓性チューブが設けられ、チューブの各々につ
いて、その一方の端はプレスフィットによりフランジの
対応する側へ固定され、かかるチューブの他方の端は、
プレスフィットにより把持手段へ固定される。把持手段
は、軸線方向に互いに固定された二つの半体を含んでい
る。更に、両方の把持手段の半体は、フランジ上に配置
された対応する着座表面に各々のチューブを押付けるた
めの放射方向表面を有している。円筒状のチューブは、
振動部材が節領域に於て放射方向に振動する際にチュー
ブが放射方向に撓むことができるような壁厚及び軸線方
向の長さを有する。従って、チューブは、静止したハウ
ジング内にて支持された把持手段から振動部材の振動を
分離する。
【００１０】本発明の一つの目的は、振動部材のための
新しい改良された装着手段を提供することである。
新しい改良された装着手段を提供することである。
【００１１】本発明のもう一つの目的は、振動部材、特
に半波長共振体として共振するようになった共振部材の
ための新しい改良された堅い装着手段を提供することで
ある。
に半波長共振体として共振するようになった共振部材の
ための新しい改良された堅い装着手段を提供することで
ある。
【００１２】本発明のもう一つの重要な目的は、振動部
材が或る所定の周波数にて共振された際に節領域となる
領域にて該振動部材へ接続される金属製装着手段を提供
することである。
材が或る所定の周波数にて共振された際に節領域となる
領域にて該振動部材へ接続される金属製装着手段を提供
することである。
【００１３】本発明の更なる目的は、半波長共振体とし
て共振するよう構成された振動部材のための装着手段で
あって、振動部材の節領域にて現れる振動を該振動部材
を囲繞する実質的に固定された把持手段から分離するた
めの一対の円筒状チューブを含んでいる装着手段を提供
することである。
て共振するよう構成された振動部材のための装着手段で
あって、振動部材の節領域にて現れる振動を該振動部材
を囲繞する実質的に固定された把持手段から分離するた
めの一対の円筒状チューブを含んでいる装着手段を提供
することである。
【００１４】本発明のもう一つの更なる目的は、振動部
材のための金属製の堅い装着手段であって、かかる振動
部材にその節領域にて係合し、構成が簡単なこと及びコ
ストが低いことで特徴付けられる装着手段を提供するこ
とである。
材のための金属製の堅い装着手段であって、かかる振動
部材にその節領域にて係合し、構成が簡単なこと及びコ
ストが低いことで特徴付けられる装着手段を提供するこ
とである。
【００１５】本発明の更なるもう一つの目的は、振動部
材のための節装着部であって、振動を分離するための弾
性的リングを用いた従来の手段よりも大きな剛性を示し
且その出力損失が低い装着手段を提供することである。
材のための節装着部であって、振動を分離するための弾
性的リングを用いた従来の手段よりも大きな剛性を示し
且その出力損失が低い装着手段を提供することである。
【００１６】本発明のその他の目的は、添付の図面と共
に以下の説明からより明らかになるであろう。
に以下の説明からより明らかになるであろう。
【００１７】
【実施例】以下に於て記載される装着手段は、細長い共
振体であって、その長手方向に或る所定の周波数の高周
波振動が伝わる際に半波長共振体として共振するよう定
寸された共振体を、長手方向の振動の節領域にて装着す
るのに適したものである。典型的な工業用装置に於て
は、或る所定の周波数とは、超音波領域、例えば２０kH
z であり、装置は、三つの振動部材の積重体、即ち、印
加された電気的高周波数エネルギを機械的振動へ変換す
るための電気音響変換器と、「ブースターホーン」とし
ても知られる中間結合器と、出力ホーン、工具、ソノト
ロード等の積重体を含む。変換器からの振動は、中間結
合器により受け取られ、同じ強度若しくは増大された強
度にて出力ホーン等に伝えられ、ついでワークピースへ
伝えられる。作動するためには、積重体の全ての部材
は、前記の所定の周波数にて共振するような寸法に構成
されている。ブースターホーンは、機械的インピーダン
ス変換器として機能するほかに、殆んどの場合に於て、
静止したハウジング内に於て積重体を支持するための手
段としての機能を果す。以下の記述は、ブースターホー
ンに関連した装着手段を説明するものであるが、本発明
は、類似の性質を有するその他の振動部材にも適用可能
である。
振体であって、その長手方向に或る所定の周波数の高周
波振動が伝わる際に半波長共振体として共振するよう定
寸された共振体を、長手方向の振動の節領域にて装着す
るのに適したものである。典型的な工業用装置に於て
は、或る所定の周波数とは、超音波領域、例えば２０kH
z であり、装置は、三つの振動部材の積重体、即ち、印
加された電気的高周波数エネルギを機械的振動へ変換す
るための電気音響変換器と、「ブースターホーン」とし
ても知られる中間結合器と、出力ホーン、工具、ソノト
ロード等の積重体を含む。変換器からの振動は、中間結
合器により受け取られ、同じ強度若しくは増大された強
度にて出力ホーン等に伝えられ、ついでワークピースへ
伝えられる。作動するためには、積重体の全ての部材
は、前記の所定の周波数にて共振するような寸法に構成
されている。ブースターホーンは、機械的インピーダン
ス変換器として機能するほかに、殆んどの場合に於て、
静止したハウジング内に於て積重体を支持するための手
段としての機能を果す。以下の記述は、ブースターホー
ンに関連した装着手段を説明するものであるが、本発明
は、類似の性質を有するその他の振動部材にも適用可能
である。
【００１８】特に図１を参照すると、広く用いられてい
る従来の技術に於ける装着手段が示されている。符号１
０は、典型的なブースターホーンの本体を示す。ブース
ターホーンは、アルミニウム若しくはチタニウムから構
成され、長手方向の振動の節領域に於て放射方向に延在
するフランジ１２が設けられている。エラストマ材のＯ
リング１４及び１６が設けられており、一つのリング
は、フランジ１２の一方の側にあり、リング及びフラン
ジの双方は、一組のＬ型環状金属リング１８及び２０内
に囲まれている。金属リング１８及び２０は、一組の放
射方向ピン２２によって互いに固定されている。エラス
トマリングは、振動部材（ブースターホーン）の振動
を、更に大きなハウジング（図示せず）に配置された円
形溝内に挿入され且それにより支持された囲繞支持リン
グ１８及び２０から分離する機能を果す。
る従来の技術に於ける装着手段が示されている。符号１
０は、典型的なブースターホーンの本体を示す。ブース
ターホーンは、アルミニウム若しくはチタニウムから構
成され、長手方向の振動の節領域に於て放射方向に延在
するフランジ１２が設けられている。エラストマ材のＯ
リング１４及び１６が設けられており、一つのリング
は、フランジ１２の一方の側にあり、リング及びフラン
ジの双方は、一組のＬ型環状金属リング１８及び２０内
に囲まれている。金属リング１８及び２０は、一組の放
射方向ピン２２によって互いに固定されている。エラス
トマリングは、振動部材（ブースターホーン）の振動
を、更に大きなハウジング（図示せず）に配置された円
形溝内に挿入され且それにより支持された囲繞支持リン
グ１８及び２０から分離する機能を果す。
【００１９】従来の技術に於ける装着手段がＯリングの
弾性に起因する積重体の剛性について固有の欠点を有し
ているということ、又、Ｏリングが振動エネルギの散逸
により老化し摩耗し易いということは理解されるであろ
う。
弾性に起因する積重体の剛性について固有の欠点を有し
ているということ、又、Ｏリングが振動エネルギの散逸
により老化し摩耗し易いということは理解されるであろ
う。
【００２０】改良された、所謂堅い節装着手段の構造が
図２及び図３に示されている。ブースターホーン２４、
即ち細長い丸い本体には、放射方向に置かれた入力表面
２６が設けられ、入力表面２６は、電気音響変換器の出
力表面へ機械的に接続され、そこから機械的高周波振動
を受入れるようになっている。反対の放射方向に置かれ
た出力表面２８は、振動をホーンの入力表面へ与え、次
いで振動をワークピースへ伝える。上記の文献を参照。
ここに示されているブースターホーンは、符号３０にて
概ね示された、入力表面２６から出力表面２８へ伝達さ
れる振動についての機械的増幅器として機能する利得部
分を有する。
図２及び図３に示されている。ブースターホーン２４、
即ち細長い丸い本体には、放射方向に置かれた入力表面
２６が設けられ、入力表面２６は、電気音響変換器の出
力表面へ機械的に接続され、そこから機械的高周波振動
を受入れるようになっている。反対の放射方向に置かれ
た出力表面２８は、振動をホーンの入力表面へ与え、次
いで振動をワークピースへ伝える。上記の文献を参照。
ここに示されているブースターホーンは、符号３０にて
概ね示された、入力表面２６から出力表面２８へ伝達さ
れる振動についての機械的増幅器として機能する利得部
分を有する。
【００２１】所定の周波数の振動が伝達されると、ブー
スターホーンは、半波長共振体として共振され、かかる
振動の節領域が入力表面及び出力表面に存在する腹領域
の概ね中間に現れる。既に述べた如く、節領域の正確な
位置は、ホーンの構造に依存している。図２に示されて
いる如く、環状フランジ３２は、ホーンの節領域から放
射方向に突出する。フランジ３２の各々の側には、同一
の着座手段３４及び３６が設けられ、それらは、対応す
る可撓性チューブ３８及び４０の一方の端を受入れる。
各々のチューブの他方の端は、把持手段４２及び４４の
対応する半体に着座される。一組のねじ４６は、把持手
段の半体を互いに固定する。把持手段の外側表面４８
は、より大きなハウジングの円形溝内に装着されるよう
構成され、これによりハウジングは振動部材、即ち共振
体の積重体を支持する。
スターホーンは、半波長共振体として共振され、かかる
振動の節領域が入力表面及び出力表面に存在する腹領域
の概ね中間に現れる。既に述べた如く、節領域の正確な
位置は、ホーンの構造に依存している。図２に示されて
いる如く、環状フランジ３２は、ホーンの節領域から放
射方向に突出する。フランジ３２の各々の側には、同一
の着座手段３４及び３６が設けられ、それらは、対応す
る可撓性チューブ３８及び４０の一方の端を受入れる。
各々のチューブの他方の端は、把持手段４２及び４４の
対応する半体に着座される。一組のねじ４６は、把持手
段の半体を互いに固定する。把持手段の外側表面４８
は、より大きなハウジングの円形溝内に装着されるよう
構成され、これによりハウジングは振動部材、即ち共振
体の積重体を支持する。
【００２２】チューブ３８、４０の外端は、図３に示す
如く、把持手段の半体の対応する円筒状表面５０及び５
２に対するプレスフィットを有する。着座部材３４及び
３６は、Ｌ字形状となっている。着座手段の軸線方向に
配置された円筒状の表面５４及び５６の寸法は、チュー
ブ３８及び４０の内端に対するプレスフィットを構成す
るようになっている。プレスフィットを達成するため
に、各々の面取りされた表面５８及び６０が表面５４及
び５６上にてチューブを案内するべくフランジ３２の各
々の側に配置されている。
如く、把持手段の半体の対応する円筒状表面５０及び５
２に対するプレスフィットを有する。着座部材３４及び
３６は、Ｌ字形状となっている。着座手段の軸線方向に
配置された円筒状の表面５４及び５６の寸法は、チュー
ブ３８及び４０の内端に対するプレスフィットを構成す
るようになっている。プレスフィットを達成するため
に、各々の面取りされた表面５８及び６０が表面５４及
び５６上にてチューブを案内するべくフランジ３２の各
々の側に配置されている。
【００２３】装着手段は、各々のチューブの一方の端を
把持手段の半体４２及び４４の対応する一方の端へ押付
けることによって組立てられる。表面５０及び５２が、
チューブの外側直径よりも僅かに小さい内側直径を有す
るよう加工されていることにより、既に述べた如く、プ
レスフィットがなされる。把持手段の半体が、その中に
強固に押付けられたチューブと共に、図３に示す如くブ
ースターホーンの周りに配置され、ねじ４６を締結する
ことによって互いに閉じた状態となる。チューブ３８及
び４０の内端は、対応する面取りされた表面５８及び６
０上にて案内され、隣接する軸線方向表面５４及び５６
上に押し付けられる。表面５４及び５６は、チューブ３
８及び４０の内径よりも僅かに大きい直径を有する。把
持手段の半体の各々の放射方向表面６１及び６２は、関
連するチューブへ力を与え、ねじが閉められると、チュ
ーブは、面取りされた表面と、隣接した円筒状表面上を
摺動し着座手段３４及び３６の放射方向表面上へ押付け
られる。
把持手段の半体４２及び４４の対応する一方の端へ押付
けることによって組立てられる。表面５０及び５２が、
チューブの外側直径よりも僅かに小さい内側直径を有す
るよう加工されていることにより、既に述べた如く、プ
レスフィットがなされる。把持手段の半体が、その中に
強固に押付けられたチューブと共に、図３に示す如くブ
ースターホーンの周りに配置され、ねじ４６を締結する
ことによって互いに閉じた状態となる。チューブ３８及
び４０の内端は、対応する面取りされた表面５８及び６
０上にて案内され、隣接する軸線方向表面５４及び５６
上に押し付けられる。表面５４及び５６は、チューブ３
８及び４０の内径よりも僅かに大きい直径を有する。把
持手段の半体の各々の放射方向表面６１及び６２は、関
連するチューブへ力を与え、ねじが閉められると、チュ
ーブは、面取りされた表面と、隣接した円筒状表面上を
摺動し着座手段３４及び３６の放射方向表面上へ押付け
られる。
【００２４】プレスフィットにより、チューブの内端
が、プランジに対して相対的に運動することが抑えら
れ、外端が把持手段に対し相対的に移動することが抑え
られる。典型的な場合、チューブは、アルミニウムから
構成され、実質的に静止した把持手段から振動部材の節
領域に於て現れる振動を分離するべく撓む若しくは放射
方向に曲がるような寸法に構成された軸線方向の長さ及
び壁厚となっている。ホーンが２０kHz の超音波周波数
にて共振されるような寸法に構成されている典型的な実
施例に於ては、各々のチューブは、１１．４３mmの軸線
方向長さを有し、５５．４mmの外径及び１．２９mmの壁
厚を有する。図２及び図３から明らかな如く、チューブ
と把持手段との中間には、節領域に於けるホーンの放射
方向運動により要求される如く、チューブが放射方向に
撓み、静止した把持手段からブースターホーンの振動を
分離することができるように充分なクリアランスが設け
られる。
が、プランジに対して相対的に運動することが抑えら
れ、外端が把持手段に対し相対的に移動することが抑え
られる。典型的な場合、チューブは、アルミニウムから
構成され、実質的に静止した把持手段から振動部材の節
領域に於て現れる振動を分離するべく撓む若しくは放射
方向に曲がるような寸法に構成された軸線方向の長さ及
び壁厚となっている。ホーンが２０kHz の超音波周波数
にて共振されるような寸法に構成されている典型的な実
施例に於ては、各々のチューブは、１１．４３mmの軸線
方向長さを有し、５５．４mmの外径及び１．２９mmの壁
厚を有する。図２及び図３から明らかな如く、チューブ
と把持手段との中間には、節領域に於けるホーンの放射
方向運動により要求される如く、チューブが放射方向に
撓み、静止した把持手段からブースターホーンの振動を
分離することができるように充分なクリアランスが設け
られる。
【００２５】本発明の構成に於ける利点は単純であると
いうことである。しかしながら重要なことは、図２の改
良された装着手段が図１の従来の技術に於ける構成と同
一のハウジングへ機械的に適合するということである。
この特徴は、既に備え付けられている装置から改良され
た性能を引出すことができるという点で重要である。
いうことである。しかしながら重要なことは、図２の改
良された装着手段が図１の従来の技術に於ける構成と同
一のハウジングへ機械的に適合するということである。
この特徴は、既に備え付けられている装置から改良され
た性能を引出すことができるという点で重要である。
【００２６】図４、図５及び図６は、ここに開示された
新しい装着手段によって得られる改良された結果を示
す。図４は、前記の積重体に於て測定された横方向の振
れと側方荷重についての関係を示す。振れは、出力ホー
ンの中央部分若しくは節領域に於てmm単位で測定されて
いる。荷重は、キロニュートンで測定されている。曲線
７０は、図１に示すＯリングの組立体を示し、曲線７２
は、図２に示されている堅い装着構造を持って達成され
た大幅に低減された振れを示す。図５は、積重体に於け
る出力損失と軸線方向荷重との関係を示す。曲線７４
は、エラストマ材からなるリングの構造上に於て得られ
た測定値を示し、曲線７６は、図２に於ける構造につい
ての大幅に低減された出力損失を示す。曲線７４に於け
る大きな出力損失は、基本的にはＯリングの剛性の増大
によるものである。図６は、振れと軸線方向荷重との関
係を示す。再度、曲線７８は、弾性的な装着構造に関し
たものであり、曲線８０は、図２に於て示されている堅
い装着構造に対応する。全ての例に於て達成されている
改善点は重要である。
新しい装着手段によって得られる改良された結果を示
す。図４は、前記の積重体に於て測定された横方向の振
れと側方荷重についての関係を示す。振れは、出力ホー
ンの中央部分若しくは節領域に於てmm単位で測定されて
いる。荷重は、キロニュートンで測定されている。曲線
７０は、図１に示すＯリングの組立体を示し、曲線７２
は、図２に示されている堅い装着構造を持って達成され
た大幅に低減された振れを示す。図５は、積重体に於け
る出力損失と軸線方向荷重との関係を示す。曲線７４
は、エラストマ材からなるリングの構造上に於て得られ
た測定値を示し、曲線７６は、図２に於ける構造につい
ての大幅に低減された出力損失を示す。曲線７４に於け
る大きな出力損失は、基本的にはＯリングの剛性の増大
によるものである。図６は、振れと軸線方向荷重との関
係を示す。再度、曲線７８は、弾性的な装着構造に関し
たものであり、曲線８０は、図２に於て示されている堅
い装着構造に対応する。全ての例に於て達成されている
改善点は重要である。
【００２７】本発明の好ましい実施例について説明され
例示されているが、当業者にとって本発明の概念から逸
脱することなく種々の変更及び改良は明らかであり、本
発明は、実施例のみに限定されるべきものではない。
例示されているが、当業者にとって本発明の概念から逸
脱することなく種々の変更及び改良は明らかであり、本
発明は、実施例のみに限定されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】広く用いられている典型的な従来の技術に於け
る装着手段の正面図。部分的に断面が示されている。
る装着手段の正面図。部分的に断面が示されている。
【図２】本発明の改良された装着手段の正面図。部分的
に断面が示されている。
に断面が示されている。
【図３】図２に示されている部分の拡大図。
【図４】図１の従来の技術に於ける構成及び図２に示さ
れている改良された装着手段についての振れ対側方荷重
の関係を示すグラフ図。
れている改良された装着手段についての振れ対側方荷重
の関係を示すグラフ図。
【図５】従来の技術に於ける装着手段と改良された本発
明の装着手段についての積重体出力損失対軸線方向荷重
との関係を示すグラフ図。
明の装着手段についての積重体出力損失対軸線方向荷重
との関係を示すグラフ図。
【図６】従来の技術に於ける装着手段と本発明による改
良された節装着手段の構成についての振れ対軸線方向荷
重との関係を示すグラフ図。
良された節装着手段の構成についての振れ対軸線方向荷
重との関係を示すグラフ図。
１０…ブースターホーン（従来技術） １２…フランジ １４、１６…Ｏリング １８、２０…Ｌ型環状金属リング ２２…放射方向ピン ２４…ブースターホーン ２６…入力表面 ２８…出力表面 ３２…フランジ ３４、３６…着座手段 ３８、４０…可撓性チューブ ４２、４４…把持手段 ４６…ねじ ４８…把持手段の外側表面 ５０、５２…円筒状表面 ５４、５６…軸線方向表面 ５８、６０…面取りされた表面 ６１、６２…放射方向表面
Claims (7)
- 【請求項１】細長い実質的に円筒状の振動部材であって
その長手方向に伝わる所定の周波数の振動に１／２波長
共振体として共振する寸法に構成され共振した際に前記
振動の二つの腹領域と一つの節領域が生ずる振動部材の
ための装着手段であって、 実質的に前記節領域にて前記振動部材から放射方向に延
在する実質的に円筒の断面を有するフランジ手段であっ
て、各々の側に下記の対応する可撓性チューブの一方の
端を受入れ且前記対応するチューブの一方の端と前記振
動部材との間の相対的な運動を抑えるべく前記対応する
チューブの前記一方の端と強固に係合するための着座手
段を含むフランジ手段と、 一対の可撓性金属チューブであって、その一方が前記フ
ランジ手段の一方の側上にある前記着座手段上に配置さ
れており、他方が前記フランジ手段の他方の側上にある
前記着座手段上に配置され、前記振動部材の実質的に軸
線方向に同芯状に延在するチューブと、 前記チューブの各々の他方の端に係合するよう配置され
た環状把持手段であって、前記チューブの前記他方の端
が前記把持手段に対して放射方向に運動することを抑え
るべく前記チューブの各々の前記他方の端に強固に係合
するための第一の表面手段を含み、前記チューブと前記
着座手段との間にて軸線方向の係合力を与えるための第
二の表面手段を有する把持手段と、 を含み、 前記チューブが、前記振動部材が共振し、これによりそ
の節領域にて実質的に放射方向に運動することに応答し
て放射方向に撓めるような寸法に形成された軸線方向長
さと壁厚とを有し、 これにより前記振動部材の振動を前記把持手段から分離
するようになっている装着手段。 - 【請求項２】請求項１による細長い実質的に円筒状の振
動部材のための装着手段であって、前記可撓性チューブ
が円筒形状である装着手段。 - 【請求項３】請求項２による細長い実質的に円筒状の振
動部材のための装着手段であって、前記着座手段が、前
記放射方向に延在するフランジ手段上にて前記チューブ
の対応する一方の前記一方の端をプレスフィットにより
受入れるよう前記フランジ手段の各々の側上にて軸線方
向に延在する表面を含み、前記把持手段の前記第一の表
面手段が一対の軸線方向に沿った表面を含み、該表面の
各々は、対応するチューブの前記他方の端とプレスフィ
ットするようになっており、前記第二の表面手段が前記
チューブと前記着座手段との間に軸線方向係合力を与え
るよう前記チューブの各々に前記対応する他方の端にて
係合するための放射方向に置かれた表面手段を含んでい
る装着手段。 - 【請求項４】請求項２による細長い実質的に円筒状の振
動部材のための装着手段であって、前記把持手段が、二
つの実質的に環状の半体と、前記半体を軸線方向に互い
に固定するための固定手段とを含んでいる装着手段。 - 【請求項５】請求項４による細長い実質的に円筒状の振
動部材のための装着手段であって、前記把持手段が、該
把持手段がハウジングの溝内に挿入されるよう構成され
た外側表面を含んでいる装着手段。 - 【請求項６】請求項１による細長い実質的に円筒状の振
動部材のための装着手段であって、前記振動部材が超音
波周波数領域の或る所定の周波数にて作動するような寸
法に構成されている装着手段。 - 【請求項７】請求項１による細長い実質的に円筒状の振
動部材のための装着手段であって、前記チューブがアル
ミニウムである装着手段。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US194108 | 1994-02-09 | ||
| US08/194,108 US5443240A (en) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | Mounting means for vibration member |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07213998A true JPH07213998A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3650158B2 JP3650158B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=22716334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03603695A Expired - Lifetime JP3650158B2 (ja) | 1994-02-09 | 1995-02-01 | 振動部材装着装置及び振動部材を装着する方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5443240A (ja) |
| EP (1) | EP0667189B1 (ja) |
| JP (1) | JP3650158B2 (ja) |
| KR (1) | KR950033226A (ja) |
| CA (1) | CA2130209C (ja) |
| DE (1) | DE69515921T2 (ja) |
| TW (1) | TW290486B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5443240A (en) * | 1994-02-09 | 1995-08-22 | Branson Ultrasonics Corporation | Mounting means for vibration member |
| SE9502226L (sv) * | 1995-06-19 | 1996-12-20 | Tetra Laval Holdings & Finance | Anordning vid en drivenhet för en ultraljudsförseglingsenhet |
| US5788791A (en) * | 1996-07-03 | 1998-08-04 | Branson Ultrasonics Corporation | Method of determining the collapse of plastic parts |
| US6434244B1 (en) * | 2000-04-26 | 2002-08-13 | Branson Ultrasonics Corporation | Electroacoustic converter |
| US6561983B2 (en) | 2001-01-31 | 2003-05-13 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Attachments of components of ultrasonic blades or waveguides |
| JP3568496B2 (ja) * | 2001-07-06 | 2004-09-22 | 株式会社アルテクス | 超音波ワイヤボンディング用共振器 |
| US6634539B2 (en) | 2001-09-21 | 2003-10-21 | 3M Innovative Properties Company | Adjustable-gap rotary ultrasonic horn mounting apparatus and method for mounting |
| JP3466175B2 (ja) * | 2001-12-03 | 2003-11-10 | 三島 大二 | 超音波振動ホーン |
| GB0130129D0 (en) * | 2001-12-17 | 2002-02-06 | Purac Ltd | Apparatus for generating ultrasound |
| US6537403B1 (en) | 2001-12-18 | 2003-03-25 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Nip adjustment for a rigid ultrasonic bonder or processor |
| US6613171B2 (en) * | 2001-12-18 | 2003-09-02 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Rotary ultrasonic bonder or processor capable of fixed gap operation |
| US6547903B1 (en) * | 2001-12-18 | 2003-04-15 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Rotary ultrasonic bonder or processor capable of high speed intermittent processing |
| US6620270B2 (en) | 2001-12-18 | 2003-09-16 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Control of processing force and process gap in rigid rotary ultrasonic systems |
| US6676003B2 (en) | 2001-12-18 | 2004-01-13 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Rigid isolation of rotary ultrasonic horn |
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| DE102009048696B3 (de) * | 2009-10-08 | 2011-06-09 | Kunststoff-Zentrum in Leipzig gemeinnützige Gesellschaft mbH | Sonotrodenanordnung für Kunststoffbe- und -verarbeitungswerkzeuge |
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| US10381321B2 (en) | 2017-02-18 | 2019-08-13 | Kulicke And Soffa Industries, Inc | Ultrasonic transducer systems including tuned resonators, equipment including such systems, and methods of providing the same |
| DE102018132838A1 (de) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg | Ultraschallschweißanlage mit Halterung |
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- 1994-08-08 CA CA002130209A patent/CA2130209C/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-02-01 JP JP03603695A patent/JP3650158B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-06 KR KR1019950002049A patent/KR950033226A/ko active IP Right Grant
- 1995-02-08 TW TW084101024A patent/TW290486B/zh active
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- 1995-02-09 DE DE69515921T patent/DE69515921T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-25 US US08/507,053 patent/US5590866A/en not_active Expired - Lifetime
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