(57)【要約】【課題】発生した超音波のエネルギーを有効に利用することができる超音波切削もしくは研削装置を提供すること。【解決手段】切削もしくは研削装置は、基台と、この基台に中間域もしくは後端部にて固定されている交換可能な切削用もしくは研削用のロッドとからなる加工ユニット、および加工対象物の回転支持具を持つ回転ユニットからなり、そして上記の切削用もしくは研削用のロッドは、前記ロッドの先端部及びロッドの基台との固定部の間の領域に超音波トランスジューサを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、該基台に中間域もしくは後端部にて固定されている交換可能な切削用もしくは研削用のロッドとからなる加工ユニット、および加工対象物の回転支持具からなる回転ユニットを含み、上記の切削用もしくは研削用のロッドが、該ロッドの先端部及び該ロッドの基台との固定部の間の領域に超音波トランスジューサを備えている切削もしくは研削装置。
【請求項２】
切削用もしくは研削用のロッドが、その周囲に連続的なあるいは分割された環状の形態の超音波トランスジューサを備える請求項１に記載の切削もしくは研削装置。
【請求項３】
切削用もしくは研削用のロッドが、先端部に砥石を備えるロッドである請求項１に記載の切削もしくは研削装置。
【請求項４】
切削用もしくは研削用のロッドが、エンドミル又はドリルである請求項１に記載の切削もしくは研削装置。
【請求項５】
切削用もしくは研削用のロッドが、支持ロッド及び該支持ロッドに装着されたスローアウェイチップを含む請求項１に記載の切削もしくは研削装置。
【請求項６】
超音波トランスジューサが、スローアウェイチップの表面に配置されている請求項５に記載の切削もしくは研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機ガラス、シリコン、シリコンナイトライド、あるいは超硬合金などの硬い材料から形成された物品の加工処理に好ましく用いることができる、超音波トランスジューサを備えた切削もしくは研削装置に関する。本発明は更にまた、硬い材料から形成された物品の加工処理に好ましく用いることができる、切削用もしくは研削用のロッドにも関する。
【背景技術】
【０００２】
回転する加工対象物を、固定された切削用もしくは研削用のロッドによって加工処理する切削もしくは研削装置は広く知られている。
【０００３】
図１は、切削手段としてスローアウェイチップを用いた公知の切削装置を示している。切削装置１０は、
基台１１と、基台１１に中間域もしくは後端部にて固定されている交換可能な切削用のロッド１２とからなる加工ユニット、および
加工対象物１４を支持する回転支持具１３からなる加工対象物回転支持ユニット
から構成されている。
切削用のロッド１２は、先端にスローアウェイ切削チップ１５を備えている。
【０００４】
図１の切削装置１０は、下記の手順にて操作される。
【０００５】
支持具１３に接続されたモータ（図示しない）により、支持具１３を加工対象物１４と共に、その中心軸の周囲にて回転させる。スローアウェイ切削チップ１５を、所定の部位が切り出されるように加工対象物１４と係合させるため、切削用のロッド１２を位置調整手段を用いて基台１１から前進させる。
【０００６】
特許文献１には、図２に示すように、超音波トランスジューサを備えた切削装置２０が記載されている。図２の切削装置２０は、撓みを発生させるロッド２２を備える切削用のロッド２１及びスローアウェイ切削チップ２３から構成されている。切削用のロッド２１は、ランジュバン超音波トランスジューサ２５に固定されたホーン２４に装着されている。ランジュバン超音波トランスジューサ２５は、電源２６に接続されている。ランジュバン超音波トランスジューサ２５の後端付近には、送風機２７が配設されている。切削用のロッド２１、ホーン２４及びランジュバン超音波トランスジューサ２５が結合された構造体は、フランジ２９によって円筒形のハウジング２８の内部に堅く支持されている。
【０００７】
図２の超音波切削装置２０は、図１の加工対象物回転支持ユニットと組み合わせて使用される。図２の超音波切削装置２０が図１の加工対象物１４の加工に使用される際には、ランジュバン超音波トランスジューサ２５が超音波振動を発生し、次いでホーン２４が前記の超音波振動を増幅して切削用のロッド２１に伝送する。切削用のロッド２１に供給された振動は、次いで撓みを発生させるロッド２２に伝送され、その内部に撓み運動を引き起こす。この撓み運動は、スローアウェイ切削チップ２３に供給される。加工対象物１４を、撓み運動するスローアウェイ切削チップ２３によって加工すると、加工の精度が高くなる。
【０００８】
本発明者は、図２の超音波切削装置を研究したところ、図２の超音波切削装置は、超音波トランスジューサにて発生した超音波のエネルギーの大部分が、切削用のロッドの方向に伝達する過程において、フランジを通って円筒形のハウジングに吸収されるという問題があることを見出した。このような超音波のエネルギーの損失を補うためには、図２で使用されているような大きな容量の超音波発生装置を用いる必要がある。
【特許文献１】特開平７−１６４２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の目的は、発生した超音波のエネルギーを有効に利用することができる超音波切削もしくは超音波研削装置を提供することである。
本発明の別の目的は、比較的に小さなサイズに構成することができる超音波切削もしくは超音波研削装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基台と、この基台に中間域もしくは後端部にて固定されている交換可能な切削用もしくは研削用のロッドとからなる加工ユニット、および加工対象物の回転支持具からなる回転ユニットを含み、上記の切削用もしくは研削用のロッドが、前記ロッドの先端部及びロッドの基台との固定部の間の領域に超音波トランスジューサを備えている切削もしくは研削装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
超音波トランスジューサが発生した超音波振動は、直接的に且つ殆ど大部分が切削用もしくは研削用のロッドの先端部に伝送される。発生した超音波振動の僅かな量のみしか、チャックとの接触部に伝送されない。従って、発生した超音波振動は、切削用もしくは研削用のロッドを振動させるために非常に有効に利用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の切削もしくは研削装置を作製するために用いられる切削用もしくは研削用のロッドの好ましい態様を、以下に説明する。
（１）切削用もしくは研削用のロッドが、その周囲に連続的なあるいは分割された環状の形態の超音波トランスジューサを備える。
（２）切削用もしくは研削用のロッドが、先端部に砥石を備えるロッドである。
（３）切削用もしくは研削用のロッドが、エンドミル又はドリルである。
（４）切削用もしくは研削用のロッドが、支持ロッド及び支持ロッドに装着されたスローアウェイチップを含む。
（５）切削用もしくは研削用のロッドが支持ロッド及び支持ロッドに装着されたスローアウェイチップを含み、そして超音波トランスジューサがスローアウェイチップの表面に配置されている。
【００１３】
本発明を、添付の図面に示された図を参照しながら更に説明する。
【００１４】
図３は、本発明に従う切削もしくは研削装置の一例を示している。
【００１５】
図２の切削もしくは研削装置３０は、基台と、基台３１にチャック３３によって中間域もしくは後端部にて固定されている交換可能な切削用もしくは研削用のロッド３２とからなる加工ユニット、および回転支持具３４と、支持具３４に固定された加工対象物３５とからなる回転ユニットから構成されている。この切削用もしくは研削用のロッド３２は、前記ロッドの先端部及びロッドの基台との固定部（すなわち、チャック３３に把持された位置）の間の領域に超音波トランスジューサ３６を備えている。この超音波トランスジューサ３６は、電源３７に接続されている。
【００１６】
図３の本発明に従う切削もしくは研削装置を用いて、下記の手順により切削もしくは研削を行なうことができる。
【００１７】
基台に接続されたモータ（図示しない）により、基台３４が加工対象物１５と共に、その中心軸の周囲にて回転される。切削用のロッド３２の先端を、予め定められた部位が切り出されるように加工対象物１４と係合させるため、位置調整手段を用いて、切削用のロッド３２とチャック３３とを、両者が組み合わされた状態にて基台３１から前進させる。切削用のロッド３２の前進移動の前に、超音波トランスジューサ３６が駆動し、次いで超音波振動を発生して切削用のロッド３２に伝送する。切削用のロッド３２に供給された前記の振動は、加工対象物３５をより精密に加工するために有効である。このように、超音波トランスジューサ３６が発生した超音波振動は、直接的に且つ殆ど大部分がロッド３２の先端部に伝送される。発生した超音波振動の僅かな量のみしか、チャック３３との接触部に伝送されない。従って、発生した超音波振動は、切削用もしくは研削用のロッドを振動させるために非常に有効に利用される。
【００１８】
図４及び図５の各々は、本発明に従う切削用のロッドを示している。
【００１９】
図４の切削用のロッドはドリル４１であり、そしてドリル４１は、その中間領域の周囲に超音波トランスジューサ４６を備えている。このように、超音波トランスジューサは、連続的な環状の形態とすることができる。
【００２０】
図５の切削用のロッドはドリル５１であり、そしてドリル５１は、その中間領域の周囲に超音波トランスジューサ５６を備えている。超音波トランスジューサは、中間プレートを介してロッド５１の周囲に配置された四個の超音波トランスジューサから構成されている。このように、超音波トランスジューサは、分割された環状の形態とすることができる。
【００２１】
図６に示すように、切削用のロッドは二つの分枝体の形態とすることができる。切削用のロッド６０の一方の分枝体６１は、切削用の先端部を備えている。前記の二つの分枝体の間には、一対の超音波トランスジューサ６２が配置されている。
【００２２】
図７は、切削用のロッド７０が支持具７１及びスローアウェイ切削チップ７２から構成されていることを除いて、図３と本質的に同様の切削装置を示している。支持具７１は、その周囲に環状の形態の超音波トランスジューサ７３を備えている。
【００２３】
図８及び図９は、図７の切削装置に用いられている切削用のロッド７０を示している。
【００２４】
図１０に示すように、切削用のロッド１０１は、二つの分枝体の形態の支持具１０２、スローアウェイ切削チップ１０３、および各々支持具１０２の二つの分枝体の間に配置されている超音波トランスジューサ１０４の一対から構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の切削装置を示す。
【図２】超音波トランスジューサを備える公知の切削装置を示す。
【図３】本発明に従う切削もしくは研削装置の一例を示す。
【図４】本発明に従う切削用のロッドの一例を示す。
【図５】本発明に従う切削用のロッドの別の一例を示す。
【図６】本発明に従う切削用のロッドの更に別の一例の概略図である。
【図７】本発明に従う切削もしくは研削装置の別の一例を示す。
【図８】本発明に従う切削用のロッドの更に別の一例の平面図を示す。
【図９】図８の切削用のロッドの正面図を示す。
【図１０】本発明に従う切削用のロッドの更に別の一例の概略図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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