JPH10315334A - 超音波加工装置 - Google Patents

超音波加工装置

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JPH10315334A
JPH10315334A JP9144570A JP14457097A JPH10315334A JP H10315334 A JPH10315334 A JP H10315334A JP 9144570 A JP9144570 A JP 9144570A JP 14457097 A JP14457097 A JP 14457097A JP H10315334 A JPH10315334 A JP H10315334A
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tool horn
ultrasonic
tool
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Takao Tomiyama
孝夫 富山
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Seidensha Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工時に加わる荷重を確実に支持して、ワー
クの加工状態を安定させることができるようにする。 【解決手段】 複数の単位工具ホーン10aを組合わせ
て、大型の工具ホーン10を得る。各単位工具ホーン1
0aに、固定ホーン11を介して超音波振動子12をそ
れぞれ連結する。各単位工具ホーン10aの両側中央部
に、フランジ16をそれぞれ設ける。このフランジ16
を加工テーブル3に固定する。加工時に加わる荷重を、
工具ホーン10で直接支持することができるので、支持
を安定させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大型,大重量の工
具ホーンを有する超音波加工装置に係り、特に超音波加
工時に負荷される荷重を工具ホーンで支持する超音波加
工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、超音波振動子と、この超音波
振動子に連結された固定ホーンと、この固定ホーンに連
結された工具ホーンとを備えた超音波加工装置、あるい
は前記固定ホーンと工具ホーンとの間に必要に応じ駆動
ホーンを介装した超音波加工装置は一般に知られている
が、この種の超音波加工装置においては、前記各ホーン
の入力面と放射面との間の寸法を、使用振動周波数のほ
ぼ1/2波長に長さ設定し、超音波振動子からの振動エ
ネルギが工具ホーンの放射面を介しワークに効率よく伝
達されるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の超音波加工
装置においては、工具ホーンの放射面を上に向けて工具
ホーンを超音波定盤として使用する場合にも、また工具
ホーンの放射面を下に向け定盤上に配したワークに工具
ホーンを上方から圧接させて使用する場合にも、固定ホ
ーンに設けられた固定フランジを固定側に固定すること
により、超音波加工時に負荷される荷重を支持するよう
にしている。
【0004】ところが、大きな加工面積を確保する等の
必要から、工具ホーンを大型化した場合には、工具ホー
ンだけでもかなりの大重量物となるため、固定ホーンの
固定フランジを固定する従来の支持構造では、加工時に
負荷される荷重を充分に支持できず、安定した加工状態
を得ることができないという問題がある。
【0005】本発明は、かかる現況に鑑みなされたもの
で、加工時に大きな荷重が負荷された場合であっても、
この荷重を充分に支持し安定した加工状態を得ることが
できる超音波加工装置を提供することを目的とする。
【0006】本発明の他の目的は、支持機構の製作が容
易で、しかも安定した支持力が得られる超音波加工装置
を提供するにある。
【0007】本発明の他の目的は、大形状の素材を用い
ることなく工具ホーンおよび支持機構を製作することが
でき、しかも安定した支持力が得られる超音波加工装置
を提供するにある。
【0008】本発明の他の目的は、既存の工具ホーンに
対しても、支持機構を容易に設けることができる超音波
加工装置を提供するにある。
【0009】本発明の他の目的は、支持機構の構造を大
幅に簡素化することができる超音波加工装置を提供する
にある。
【0010】本発明の他の目的は、工具ホーンの段部と
固定側の段部との離間を防止することができ、しかも振
動エネルギの工具ホーンへの伝達が阻害されるおそれが
ほとんどない超音波加工装置を提供するにある。
【0011】本発明の他の目的は、工具ホーンの製作が
容易で、しかも隣位する単位工具ホーンの振動が完全に
同期していなくても問題がない超音波加工装置を提供す
るにある。
【0012】本発明の他の目的は、工具ホーンを複数の
単位工具ホーンで構成した場合であっても、その制御が
容易であるとともに、大出力を容易に得ることができる
超音波加工装置を提供するにある。
【0013】本発明の他の目的は、製作が容易でしかも
機械的および電気的精度を向上させることができる超音
波加工装置を提供するにある。
【0014】本発明のさらに他の目的は、容易に加工面
積の大型化を図ることができる超音波加工装置を提供す
るにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、超音波振動子と、この超音波振動子に連結さ
れた固定ホーンと、入力面と放射面との間の寸法が使用
振動周波数に対しほぼ1/2波長に設定され入力面に前
記固定ホーンからの振動エネルギが供給される大型の工
具ホーンとを具備する超音波加工装置において、前記工
具ホーンに支持機構を設け、この支持機構を固定側で支
持することにより、加工時に負荷される荷重を工具ホー
ンで支持することができるようにしたことを特徴とす
る。そしてこれにより、加工時に大きな荷重が負荷され
た場合であっても、この荷重を充分に支持して安定した
加工状態を得ることが可能となる。
【0016】本発明はまた、支持機構を、工具ホーンの
入力面,放射面間の中央位置に設けられたフランジで形
成し、このフランジを両側から挾持することにより、加
工時に負荷される荷重を工具ホーンで支持することがで
きるようにしたことを特徴とする。そしてこれにより、
支持機構の製作が容易で、しかも安定した支持力を得る
ことが可能となる。
【0017】本発明はまた、支持機構を、工具ホーンの
入力面,放射面の中央位置に設けられた凹溝で形成し、
この凹溝内に固定側の支持材先端部を挿入することによ
り、加工時に負荷される荷重を工具ホーンで支持するこ
とができるようにしたことを特徴とする。そしてこれに
より、大形状の素材を用いることなく工具ホーンおよび
支持機構を製作することが可能となり、しかも安定した
支持力を得ることが可能となる。
【0018】本発明はまた、支持機構を、工具ホーンの
入力面から使用振動周波数のほぼ1/2波長の長さで突
出し、中央部に固定部が設けられた支持部材で形成し、
前記固定部を固定側に固定することにより、加工時に負
荷される荷重を工具ホーンで支持することができるよう
にしたことを特徴とする。そしてこれにより、既存の工
具ホーンに対しても、支持機構を容易に設けることが可
能となる。
【0019】本発明はまた、支持機構を、工具ホーンの
入力面,放射面間の中央位置に設けられた段部で形成
し、この段部を固定側の段部に当接させることにより、
加工時に負荷される荷重を工具ホーンで支持することが
できるようにしたことを特徴とする。そしてこれによ
り、支持機構の構造を大幅に簡素化することが可能とな
る。
【0020】本発明はまた、固定ホーンに設けられた固
定フランジを固定側で支持することにより、工具ホーン
の段部の固定側の段部からの離間を阻止することができ
るようにしたことを特徴とする。そしてこれにより、工
具ホーンの段部と固定側の段部との離間を防止すること
が可能となり、しかも振動エネルギの工具ホーンへの伝
達が阻害されるおそれがほとんどない。
【0021】本発明はまた、工具ホーンを、複数の単位
工具ホーンを並置して構成し、かつ隣位する単位工具ホ
ーンの間の入力面,放射面間の中央位置に、シート状の
隔絶材を介装するようにしたことを特徴とする。ところ
で、複数の単位工具ホーンを同時に駆動した場合、各単
位工具ホーンの寸法,形状を正確に一致させることは不
可能であるので、仮えすべての単位工具ホーンに同一の
振動エネルギを与えた場合であっても、各単位工具ホー
ンの振幅等が完全に一致することは有り得ない。このた
め、隣位する単位工具ホーンを直接密着させた場合に
は、単位工具ホーンの密着面間にカジリが生じ、安定し
た出力が得られないおそれがあるが、隣位する単位工具
ホーン間にシート状の隔絶材を介装することにより、単
位工具ホーン間に隔絶材の厚さに相当する狭い間隙が形
成され、隣位する単位工具ホーンの振動が完全に同期し
ていなくても特に問題はない。
【0022】本発明はまた、固定ホーンおよび超音波振
動子を、各単位工具ホーン毎にそれぞれ設けるようにし
たことを特徴とする。そしてこれにより、大型の工具ホ
ーンの場合であってもその制御が容易であり、しかも大
出力を容易に得ることが可能となる。
【0023】本発明はまた、複数の単位工具ホーンに対
し1個の駆動ホーンを設け、この駆動ホーンに固定ホー
ンおよび超音波振動子を任意数設けるようにしたことを
特徴とする。そして、駆動ホーンで各単位工具ホーンを
連結することで製作が容易となり、また機械的および電
気的精度を向上させることが可能となる。
【0024】本発明はさらに、工具ホーンを、加工テー
ブルに放射面を上に向け配設して超音波定盤として使用
できるようにしたことを特徴とする。そしてこれによ
り、容易に加工面積の大型化を図ることが可能となる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る超音
波加工装置を示すもので、この超音波加工装置1は、中
央位置に開口2を有する加工テーブル3を備えており、
この加工テーブル3の上方には、支柱4を介して支持部
材5が配設されている。
【0026】この支持部材5には、図1に示すように昇
降シリンダ6が搭載されており、そのロッド6aの下端
部は、昇降部材7に連結されている。この昇降部材7の
上面側には、前記支持部材5を貫通して支持部材5に摺
動自在に支持されるガイドロッド8の下端部が連結され
ており、昇降部材7は、前記昇降シリンダ6の伸縮作動
により、ガイドロッド8をガイドとして昇降駆動される
ようになっている。
【0027】また、昇降部材7の下面側には、図1に示
すように金型9が着脱交換可能に装着されており、この
金型9は、昇降部材7の昇降とともに昇降し、後述する
工具ホーン10上にワーク(図示せず)を押圧して溶着
等の超音波加工をワークに施すことができるようになっ
ている。
【0028】前記工具ホーン10は、図1に示すよう
に、同一形状寸法の例えば4個の単位工具ホーン10a
を並置して構成されており、この工具ホーン10は、前
記開口2内に挿入された状態で加工テーブル3に固定さ
れているとともに、前記各単位工具ホーン10a下端の
入力面13には、固定ホーン11を介し超音波振動子1
2がそれぞれ取付けられている。そして、これら各超音
波振動子12を同相で駆動することにより、各超音波振
動子12からの振動エネルギが固定ホーン11を介し各
単位工具ホーン10aに伝達され、さらに各単位工具ホ
ーン10a上端の放射面14を介し図示しないワークに
与えられるようになっている。
【0029】前記各単位工具ホーン10aは、図2およ
び図3に示すように、例えばチタン合金,燐青銅あるい
はジュラルミン等の金属素材を板状のブロックに加工し
て形成されており、その入力面13と放射面14との間
の寸法Lは、入力される超音波振動の周波数λに対しほ
ぼλ/2に設定されている。
【0030】これら各単位工具ホーン10aの板面に
は、図3に示すように、任意数のスロット15が設けら
れており、また各単位工具ホーン10aの両側部には、
図2および図3に示すように、入力面13および放射面
14から寸法L/2の位置に、工具ホーン10を加工テ
ーブル3に固定する支持機構としてのフランジ16がそ
れぞれ一体に設けられている。そして、このフランジ1
6は、加工テーブル3に設けた段部17と加工テーブル
3上に取付けた押さえ板18との間で上下に挾持固定さ
れるようになっている。
【0031】すなわち、前記フランジ16は、図3に示
すように、加工テーブル3に設けた段部17上に、ゴ
ム,ガラステープあるいはポリテトラフロロエチレン製
の薄い下緩衝材19を介し載置されており、フランジ1
6の上面側には、下緩衝材19と同材質の厚い上緩衝材
20および金属板21が順次載置されている。そしてフ
ランシジ16は、前記押さえ板18に螺装された締付け
ねじ22を締付けることにより、段部17と押さえ板1
8との間で上下に挾持固定されるようになっている。
【0032】前記各単位工具ホーン10aの板面にはま
た、図3に示すように、入力面13および放射面14か
ら寸法L/2の位置のスロット15間およびスロット1
5とフランジ16との間に、例えばポリエステル製の薄
いシート状の隔絶材23が貼着されており、この隔絶材
23により、図2に示すように単位工具ホーン10aの
同士が直接密着せず、単位工具ホーン10aの密着面間
にカジリが生じるのを防止できるようになっている。
【0033】一方、前記固定ホーン11は、図2および
図3に示すように、前記工具ホーン10と同様の素材を
用いて長さが寸法Lの丸棒状に形成されており、その放
射面24側の上半部は、入力面25側の下半部よりも細
径に形成されているとともに、放射面24および入力面
25からの寸法L/2の位置には、固定フランジ26が
一体に設けられている。そして、この固定ホーン11
は、前記放射面24が各単位工具ホーン10aの入力面
13中央部に連結されているとともに、前記入力面25
の中央部には超音波振動子12が連結され、超音波振動
子12からの振動エネルギを各単位工具ホーン10aに
伝達するようになっている。
【0034】なお、図1において、符号27は加工テー
ブル3に取付けられた防音ケースであり、この防音ケー
ス27内には、超音波振動子12駆動用のアンプ(図示
せず)等も組込まれるようになっている。
【0035】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。図示しないワークの超音波加工に際しては、まず各
超音波振動子12を同相で駆動する。すると、各超音波
振動子12からの振動エネルギは、各固定ホーン11を
介し各単位工具ホーン10aに伝達される。この際、各
固定ホーン11は、放射面24側が入力面25側よりも
小面積となっているので、超音波振動子12からの振動
エネルギを、その振幅を拡大して各単位工具ホーン10
aに伝達することができる。
【0036】ところで、各超音波振動子12を同相で駆
動した場合、各固定ホーン11同士および各単位工具ホ
ーン10a同士が完全に同一形状寸法であれば、各単位
工具ホーン10aの変位は完全に同一となり、各単位工
具ホーン10aの端面を直接密着させても、密着面間に
カジリが生じるおそれはない。ところが、各ホーン1
1,10a同士を正確に同一形状寸法に形成することは
実際には不可能であるので、各単位工具ホーン10aの
変位が完全に一致することは有り得ない。そしてこの場
合には、相互の単位工具ホーン10aの密着面間にカジ
リが生じ、安定した出力が得られないおそれがある。
【0037】ところが、本実施の形態においては、隣位
する単位工具ホーン10a間に隔絶材23を介装するよ
うにしているので、カジリが生じて出力が不安定になる
といった不具合がない。しかも、隔絶材23は、変位が
零か極めて小さい部位に配されているので、長期間使用
しても隔絶材23が損傷するといったおそれもない。
【0038】また、各単位工具ホーン10aのフランジ
16も、緩衝材19,20を介し上下に挾持固定されて
いるので、各単位工具ホーン10aを駆動した際に、フ
ランジ16に多少変位が生じた場合であっても固定支持
状態を安定させることができる。しかも、超音波加工時
に加工圧が作用する下緩衝材19の厚さを薄くしている
ので、加工時の工具ホーン10の沈み込みをほぼ零とす
ることができ、これにより加工精度を向上させることが
できる。
【0039】このようにして工具ホーン10を駆動した
ならば、工具ホーン10上に図示しないワークを載置す
るとともに、昇降シリンダ6を伸長作動させて昇降部材
7を下降させ、金型9でワークを工具ホーン10に押付
ける。これにより、振動エネルギがワークに与えられ、
ワークに溶着等の超音波加工が施される。
【0040】しかして、大型,大重量の工具ホーン10
を直接固定支持するようにしているので、加工時に大き
な荷重が負荷された場合であっても、この荷重を充分に
支持し安定した加工状態を得ることができる。
【0041】また、工具ホーン10は、複数の単位工具
ホーン10aで構成されているので、大型の単一の工具
ホーンを製作するよりも製作が容易であるとともに、単
位工具ホーン10aの個数の増減により、必要とする大
きさの超音波定盤を容易に得ることができる。
【0042】図4は、本発明の第2の実施の形態を示す
もので、前記第1の実施の形態におけるフランジ16に
代え、凹溝36を設けるようにしたものである。
【0043】すなわち、各単位工具ホーン10aの両側
部には、図4に示すように、入力面13および放射面1
4から寸法L/2の位置に、例えばV溝状の凹溝36が
それぞれ設けられており、この凹溝36内には、支持材
37の先端部が緩衝材38を介し挿入され、この支持材
37は、固定ねじ39を介し加工テーブル3上に固定さ
れている。なお、その他の点については、前記第1の実
施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。
【0044】しかして、凹溝36により支持機構を形成
することにより、フランジ16で支持機構を形成するよ
りも、より少ない材料で単位工具ホーン10aを製作す
ることができ、しかもフランジ16と同等の支持固定力
を得ることができる。
【0045】図5は、本発明の第3の実施の形態を示す
もので、前記第1の実施の形態におけるフランジ16に
代え、支持部材46を用いるようにしたものである。
【0046】すなわち、この支持部材46は、図5に示
すように、長さが寸法Lの丸棒状に形成されており、そ
の両端から寸法L/2の位置には、フランジ部47が一
体に設けられ、上端中央部には、連結ねじ48が突設さ
れている。そして、この支持部材46は、各単位工具ホ
ーン10aの入力面13の固定ホーン11を介しその両
側位置に2本連結固定されており、これら各支持部材4
6のフランジ部47を固定側に固定することにより、加
工時に各単位工具ホーン10aに負荷される荷重を支持
することができるようになっている。
【0047】具体的には、前記フランジ部47は、薄肉
の下緩衝材49を介し支持台51上に載置されており、
フランジ部47の上面側は、厚肉の上緩衝材50を介し
支持ブロック52で支持され、この支持ブロック52
は、固定ねじ53を介し支持台51上に固定されてい
る。なお、その他の点については、前記第1の実施の形
態と同一構成となっており、作用も同一である。
【0048】しかして、支持部材46を用いて加工時に
負荷される荷重を支持するようにしているので、フラン
ジ16や凹溝36を有しない既存の単位工具ホーン10
aにも容易に適用することができる。
【0049】なお、前記第3の実施の形態においては、
支持部材46にフランジ部47を設け、このフランジ部
47を固定側に固定する場合について説明したが、フラ
ンジ部47に代えて支持部材46の外周部にリング状の
V溝を設け、このV溝を図4に示すような方法で固定側
に固定するようにしてもよい。
【0050】図6は、本発明の第4の実施の形態を示す
もので、前記第1の実施の形態におけるフランジ16に
代え、段部66を設けるようにしたものである。
【0051】すなわち、各単位工具ホーン10aの両側
部には、図6に示すように、入力面13および放射面1
4から寸法L/2の位置に、下向きに切欠かれた段部6
6がそれぞれ設けられており、一方加工テーブル3に
は、上向きに切欠かれた段部67が設けられている。そ
して、各単位工具ホーン10aの段部66は、薄肉の緩
衝材68を介し加工テーブル3の段部67上に載置さ
れ、加工時に各単位工具ホーン10aに負荷される荷重
を支持することができるようになっている。
【0052】一方、固定ホーン11の固定フランジ26
は、図6に示すように、薄肉の下緩衝材69を介し支持
台71上に載置されており、固定フランジ26の上面側
は、厚肉の上緩衝材70を介し支持ブロック72で支持
され、この支持ブロック72は、固定ねじ73を介し支
持台71上に固定されている。そしてこれにより、各単
位工具ホーン10aの段部67からの浮き上がりおよび
位置ずれを防止することができるようになっている。な
お、その他の点については、前記第1の実施の形態と同
一構成となっており、作用も同一である。
【0053】しかして、段部66を用いて加工時に負荷
される荷重を支持するようにしているので、支持機構の
構造を大幅に簡素化することができる。なお、段部66
の場合、各単位工具ホーン10aの上方に持ち上げる力
に対しては、これを支持する機能を有しておらず、した
がって、固定ホーン11側で支持する必要があるが、段
部66には各単位工具ホーン10a等の自重が常時負荷
されていて安定状態が確保されているので、固定ホーン
11側での支持は、万一の場合の安全策として考えれば
よく、極めて簡単な支持構造で足りる。
【0054】図7および図8は、本発明の第5の実施の
形態を示すもので前記第1の形態における工具ホーン1
0と固定ホーン11との間に、駆動ホーン80を介装す
るようにしたものである。
【0055】すなわち、前記駆動ホーン80は、図7お
よび図8に示すように、所定厚の方形板状に形成されて
おり、その入力面81と放射面82との間の長さは寸法
Lに設定され、また板面には、任意数のスロット83が
設けられている。そして、この駆動ホーン80は、各単
位工具ホーン10aに対し直角状に配置され、その放射
面82が各単位工具ホーン10aの入力面13に連結さ
れているとともに、入力面81には、入力面25に超音
波振動子12が連結された例えば2個の固定ホーン11
の放射面24が連結されている。また、本実施の形態に
おいては、各単位工具ホーン10aが駆動ホーン80に
連結固定されているため、前記第1の実施の形態におけ
る隔絶材23は省略されている。なお、その他の点につ
いては、前記第1の実施の形態と同一構成となってお
り、作用も同一である。
【0056】しかして、工具ホーン10と固定ホーン1
1との間に、駆動ホーン80を介装するようにしている
ので、各固定ホーン11からの振動が駆動ホーン80で
平均化された後に各単位工具ホーン10aに伝達される
ことになり、各単位工具ホーン10aに固定ホーン11
を各別に連結する場合に比較して、各単位工具ホーン1
0aをより均一に振動させることができ、加工精度をよ
り向上させることができる。また、駆動ホーン80に各
単位工具ホーン10aを連結した状態で、各単位工具ホ
ーン10aの放射面14等を加工できるので、加工が容
易であるとともに、工具ホーン10全体としての放射面
14の平坦度をより向上させることができる。また、単
位工具ホーン10aの個数に無関係に固定ホーン11お
よび超音波振動子の個数を決定できるので、選択の幅を
広げることができるとともに、コストダウンを図ること
ができる。
【0057】なお、前記各実施の形態においては、工具
ホーン10を超音波定盤として用いる場合について説明
したが、例えば図1の金型9と工具ホーン10との位置
を上下逆にした使用方法の場合にも同様に適用でき、同
様の効果を得ることができる。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、加工時に
負荷される荷重を工具ホーンで支持できるようにしてい
るので、加工時に大きな荷重が負荷された場合であって
も、この荷重を充分に支持して安定した加工状態を得る
ことができる。
【0059】本発明はまた、支持機構を、工具ホーンの
入力面,放射面間の中央位置に設けられたフランジで形
成し、このフランジを両側から挾持することにより、加
工時に負荷される荷重を工具ホーンで支持できるように
しているので、支持機構の製作が容易であるとともに、
安定した支持力を得ることができる。
【0060】本発明はまた、支持機構を、工具ホーンの
入力面,放射面間の中央位置に設けられた凹溝で形成
し、この凹溝内に固定側の支持材先端部を挿入すること
により、加工時に負荷される荷重を工具ホーンで支持で
きるようにしているので、大形状の素材を用いることな
く工具ホーンおよび支持機構を製作することができ、し
かも安定した支持力を得ることができる。
【0061】本発明はまた、支持機構を、工具ホーンの
入力面から使用振動周波数のほぼ1/2波長の長さで突
出し中央部に固定部が設けられた支持部材で形成し、前
記固定部を固定側に固定することにより、加工時に負荷
される荷重を工具ホーンで支持できるようにしているの
で、既存の工具ホーンに対しても、支持機構を容易に設
けることができるとともに、支持機構の個数を容易に増
減できるので、使用目的にあった最適な支持力を容易に
得ることができる。
【0062】本発明はまた、支持機構を、工具ホーンの
入力面,放射面間の中央位置に設けられた段部で形成
し、この段部を固定側の段部に当接させることにより、
加工時に負荷される荷重を工具ホーンで支持できるよう
にしているので、支持機構の構造を大幅に簡素化するこ
とができる。
【0063】本発明はまた、固定ホーンに設けられた固
定フランジを固定側で支持することにより、工具ホーン
の段部の固定側の段部からの離間を阻止できるようにし
ているので、工具ホーンの設置状態を安定させることが
できるとともに、固定フランジの支持は段部の離間を阻
止するだけでよいので、簡単な構造のもので足り、振動
エネルギの工具ホーンへの伝達が阻止されるおそれがほ
とんどない。
【0064】本発明はまた、工具ホーンを、複数の単位
工具ホーンを並置して構成し、かつ隣位する単位工具ホ
ーンの間の入力面,放射面間の中央位置に、シート状の
隔絶材を介装するようにしているので、隣位する単位工
具ホーンの振動が完全に同期していなくても、単位工具
ホーン相互間でカジリが生じることがなく、安定した出
力を得ることができる。
【0065】本発明また、固定ホーンおよび超音波振動
子を、各単位工具ホーン毎にそれぞれ設けるようにして
いるので、大型の工具ホーンの場合であっても、その制
御が容易であり、しかも大出力を容易に得ることができ
る。
【0066】本発明はまた、複数の単位工具ホーンに対
し1個の駆動ホーンを設け、この駆動ホーンに対し1個
の駆動ホーンを設け、この駆動ホーンに固定ホーンおよ
び超音波振動子を任意数設けるようにしているので、各
単位工具ホーンをより均一に振動させることができると
ともに、駆動ホーンで各単位工具ホーンを連結した状態
で各単位工具ホーンを加工することで製作が容易とな
り、また機械的および電気的精度を向上させることがで
きる。
【0067】本発明はさらに、工具ホーンを、加工テー
ブルに放射面を上に向けて配設して超音波定盤として使
用できるようにしているので、容易に加工面積の大型化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る超音波加工装
置を示す全体構成図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】図2の側面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す図3相当図で
ある。
【図5】本発明の第3の実施の形態を示す図3相当図で
ある。
【図6】本発明の第4の実施の形態を示す図3相当図で
ある。
【図7】本発明の第5の実施の形態を示す図2相当図で
ある。
【図8】図7の側面図である。
【符号の説明】
1 超音波加工装置 2 開口 3 加工テーブル 6 昇降シリンダ 7 昇降部材 9 金型 10 工具ホーン 10a 単位工具ホーン 11 固定ホーン 12 超音波振動子 13,25,81 入力面 14,24,82 放射面 15,83 スロット 16 フランジ 17,66,67 段部 18 押さえ板 19,49,69 下緩衝材 20,50,70 上緩衝材 23 隔絶材 26 固定フランジ 27 防音ケース 36 凹溝 37 支持材 38,68 緩衝材 46 支持部材 47 フランジ部 51,71 支持台 52,72 支持ブロック 80 駆動ホーン L,L/2 寸法 λ 周波数

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波振動子と、この超音波振動子に連
    結された固定ホーンと、入力面と放射面との間の寸法が
    使用振動周波数に対しほぼ1/2波長に設定され入力面
    に前記固定ホーンからの振動エネルギが供給される大型
    の工具ホーンとを具備する超音波加工装置において、前
    記工具ホーンに支持機構を設け、この支持機構を固定側
    で支持することにより、加工時に負荷される荷重を工具
    ホーンで支持することを特徴とする超音波加工装置。
  2. 【請求項2】 支持機構は、工具ホーンの入力面,放射
    面間の中央位置に設けたフランジで形成され、工具ホー
    ンは、前記フランジを両側から挾持することにより、加
    工時に負荷される荷重を支持することを特徴とする請求
    項1記載の超音波加工装置。
  3. 【請求項3】 支持機構は、工具ホーンの入力面,放射
    面間の中央位置に設けた凹溝で形成され、工具ホーン
    は、前記凹溝内に固定側の支持材先端部を挿入すること
    により、加工時に負荷される荷重を支持することを特徴
    とする請求項1記載の超音波加工装置。
  4. 【請求項4】 支持機構は、工具ホーンの入力面から使
    用振動周波数のほぼ1/2波長の長さで突出し中央部に
    固定部を有する支持部材で形成され、工具ホーンは、前
    記固定部を固定側に固定することにより、加工時に負荷
    される荷重を支持することを特徴とする請求項1記載の
    超音波加工装置。
  5. 【請求項5】 支持機構は、工具ホーンの入力面,放射
    面間の中央位置に設けた段部で形成され、工具ホーン
    は、前記段部を固定側の段部に当接させることにより、
    加工時に負荷される荷重を支持することを特徴とする請
    求項1記載の超音波加工装置。
  6. 【請求項6】 工具ホーンは、固定ホーンに設けられた
    固定フランジを固定側で支持することにより、その段部
    の固定側の段部からの離間が阻止されることを特徴とす
    る請求項5記載の超音波加工装置。
  7. 【請求項7】 工具ホーンは、複数の単位工具ホーンを
    並置して構成され、かつ隣位する単位工具ホーンの間の
    入力面,放射面間の中央位置には、シート状の隔絶材が
    介装されていることを特徴とする請求項1,2,3,
    4,5または6記載の超音波加工装置。
  8. 【請求項8】 固定ホーンおよび超音波振動子は、各単
    位工具ホーン毎にそれぞれ設けられていることを特徴と
    する請求項7記載の超音波加工装置。
  9. 【請求項9】 複数の単位工具ホーンに対し1個の駆動
    ホーンが設けられ、固定ホーンおよび超音波振動子は、
    前記駆動ホーンに任意数設けられていることを特徴とす
    る請求項7記載の超音波加工装置。
  10. 【請求項10】 工具ホーンは、加工テーブルに放射面
    を上に向けて配設され、超音波定盤として用いられるこ
    とを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,8
    または9記載の超音波加工装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006137453A1 (ja) * 2005-06-21 2006-12-28 Kazumasa Ohnishi 超音波振動を利用する研磨装置
EP2105281A1 (de) 2008-03-26 2009-09-30 Widmann Maschinen e.K. Vorrichtung zum Schweißen und/oder Schneiden von Werkstücken, insbesondere flächigen Werkstücken
JP2016147289A (ja) * 2015-02-12 2016-08-18 株式会社ウイング プレス加工装置の金型、及び、プレス加工装置
CN114393721A (zh) * 2022-01-26 2022-04-26 广州志橙半导体有限公司 一种超声打多孔装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006137453A1 (ja) * 2005-06-21 2006-12-28 Kazumasa Ohnishi 超音波振動を利用する研磨装置
JPWO2006137453A1 (ja) * 2005-06-21 2009-01-22 大西 一正 超音波振動を利用する研磨装置
EP2105281A1 (de) 2008-03-26 2009-09-30 Widmann Maschinen e.K. Vorrichtung zum Schweißen und/oder Schneiden von Werkstücken, insbesondere flächigen Werkstücken
JP2016147289A (ja) * 2015-02-12 2016-08-18 株式会社ウイング プレス加工装置の金型、及び、プレス加工装置
CN114393721A (zh) * 2022-01-26 2022-04-26 广州志橙半导体有限公司 一种超声打多孔装置

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