(57)【要約】      （修正有）【課題】工具の形状に制約されずに、振動付与による加工効率と加工品質の向上を達成させる為に、加工テーブルを加振して、機械的振動をワークに伝達させ工具側と同様の効果を得る。【解決手段】最適な振幅の幅を設定できて更にテーブル全面を均一な振幅を出力すること、その為には振動板の背面に複数個の振動子を並列に取り付け、振幅のゼロになる部分いわゆるノード分布に共振させて均一な振幅をつくる振動板の構造を工夫した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板の背面にボルト締めランジュバン型振動子（ＢＬＴ）を複数個配置し振動板上面を均一な振動振幅を創生可能な構造と、平行・平滑面を備えた高精度な超音波加振テーブルユニット。
【請求項２】
超音波加振テーブル上面への負荷変動にかかわらず機械的振動振幅を一定にする振動系の、共振周波数を自動追尾できる発信器。
【請求項３】
機械的振動伝達を振動板とそれ以外の本体部と伝達を遮断するための構造。
【請求項４】
真空吸着式構造の超音波加振テーブル。
【請求項５】
超音波加振テーブル単独の加振とテーブル上面に水槽を設置して溶液を溜めてテーブルを加振と超音波加振水槽ユニット内の加振の併用構造。
【請求項６】
ワーク又はワークを載せたテーブルにホーンを直接接触させて、ワーク又はテーブル全体に機械的振動を伝達する超音波加振ホーンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、一般的に言うところの刃物や砥粒を用いた穴や溝等の除去加工や研磨や磨き等の表面加工、エネルギーを用いた放電等の電気加工、又ショットブラスト加工、プレス等の塑性加工、溶接や半田付けなどの接合加工そして小部品やネジ等の挿入する際の効率や品質向上を図る分野の技術である。
【背景技術】
【０００２】半導体、光、電子、医療などの、先端的技術と言われる分野の部材の製作を支えている要素技術の一つとして、微細加工技術の進歩は目覚しいものがある。この分野で使用される材料も、高性能化、高機能化が要求され、新素材の開発が盛んに行われている。熱伝導性や耐熱性、耐磨耗性などに優れた素材の加工が極端に増えている。各種セラミックスを始め、ガラス・シリコン等の硬脆性材料や難削材の加工において、従来の加工方法を効率的する為に工具の開発を始めいろいろと研究が行われて来た。超音波を付与する加工法が加工抵抗を低減する事は、既に実証されており、応用した加工技術開発は、工具側に振動系を配する工具側の振動を用いている。工具に最適な振動を得るために振動子と工具の間には必要なホーン介して振幅のノードを調整していた。しかし工具の形状に対応するホーンの交換と被加工物に対しての物理的な意味で剛性を無視した工具長や形状を制約して使用する必要性があり、結果として効率や品質への問題を解決出来ないまま実用化しており結局は余り普及していない。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】小径の穴や溝の除去加工に於いて特に微細加工に於いては、第一には工具の磨耗、欠損、破損をいかに遅らすか、言い換えれば寿命を伸ばすかである。その為には工具に掛かる加工抵抗を低減させる事、次に工具の破損を回避する為に、いかに切り屑の排泄を良くさせるかである、また加工時に工具とワークが摩擦で発生する摩擦熱が工具の磨耗に影響を及ぼす事から、熱を下げる為に冷却水が工具に充分にかかる様に超音波振動の表面張力を低下させる特徴を利用することである。
これらを有効に機能をする振動振幅を作る為の本発明は以下に述べる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】全ての加工機械は、加工テーブル（ステージ）をワークを載せる為の台としていて被加工物の固定が主な目的である。工具の形状に制約されずに、振動付与による加工効率と加工品質の向上を達成させる為に、加工テーブルを加振して、機械的振動をワークに伝達させ工具側と同様の効果を得る事を考案した。
これらを実現させる為のノウハウは、一つには、振動を伝達したいワークを想定したときに、最適な振幅の幅を設定できて更にテーブル全面を均一な振幅を出力すること、その為には振動板の背面に複数個の振動子を並列に取り付け、振幅のゼロに成る部分いわゆるノード分布に共振させて均一な振幅をつくる振動板の構造を工夫した。二つには加工時に掛かる負荷による振幅の変化を一定に追尾すること、その為には
発信器内に自動追尾の回路を設置した。三つ目は加振テーブルの振動が加工機械装置に機械的振動伝達するのを遮断すること、その為に振動板と加振動テーブル本体の間に振動吸収用の特殊なゴムを挟み込んだ。その他にも、縦振動のみを有効に引き出すホーンの設計、テーブル面の平行度や平坦度などの加振テーブル本体を高精度に製作すること、ワークの固定を真空吸着方式の構造に設計した、また冷却水や研削液を使用する事や液中での使用を可能にする為に防水構造にしたこと、連続長時間使用に絶えられる様に振動子を空気冷却すること、用途によってはテーブル上面の温度を管理するための温調構造にすること等々である。
【発明の効果】
【０００５】各種の加工機械に本テーブルを搭載することで、超音波加工機として使用することが出来る。又各種加工機や装置搭載して、振動というメカニズムを取り入れることで、従来にない複合的な効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】ドリル、エンドミル、軸付き砥石等を用いて、穴や溝加工のボール盤、フライス盤、マシニングセンター、固定砥石を用いた平面研削盤、遊離砥石を用いたラッピング盤、ポリッシングマシン、各種カッターやブレード砥石を用いた切断加工のダイシングマシンなどの切断機、放電加工機、プレス装置、ブラストマシン、更に溶接、半田接合、ロウ付け作業など工具寿命延長と高品位加工に適用する。
【実施例】
【０００７】「実施例１」ドリル、軸付き砥石等を用いて、穴加工を高速回転仕様でＸＹＺ同時３軸の加工機で、金属、樹脂、硬脆性材を超音波振動テーブルユニット上でワーク側の加振付与で、加工効率の向上と工具寿命を３０％以上延長する事が出来、面粗度や真円度、バリなど高品位な加工に適用する。【０００８】「実施例２」エンドミルを用いて、高速回転仕様でＸＹＺ同時３軸の加工機で金型部品の深い溝加工を、超音波加振水槽ユニットの中で加振付与で、深溝加工の効率の向上と工具寿命を３０％以上延長する事が出来、面粗度や真円度、バリなど高品位な加工に適用する。【０００９】「実施例３」プレス加工中でもマイクロプレスにおいて、小径の穴・溝の打ち抜きに超音波振動テーブルユニットのワーク側の加振付与で、加工効率の向上と工具寿命の延長更に高品位加工に適用する。【００１０】「実施例４」ダイシングマシンなどのブレード砥石による切断において超音波振動テーブルユニットのワーク側の加振付与で、加工効率の向上と砥石寿命の延長更に高品位加工に適用する。【００１１】「実施例５」ショットブラスト加工において特にマイクロブラストの分野で、マイクロタスに使われる極細い溝加工を、超音波振動テーブルユニットのワーク側の加振付与で、加工効率の向上と砥石寿命の延長更に高品位加工に適用する。【００１２】「実施例６」冶具研磨やインターナル研磨で内面の研削をする場合にワークに直接超音波振動ホーンを接触させて加工する事で加工効率の向上と高品位加工に適用する。【００１３】「実施例７」ジェットミルなどの粉体化処理装置のチャンバー外部に直接超音波振動ホーンを接触させる事でチャンバー内の超微粒子粉体の付着を妨げる事加に適用する。【００１４】「実施例８」ガラスとガラスなど部材の半田付け作業において、振動テーブル上に半田等を充填する時、表面張力が減少する特徴を利用して、半田が浸透性が良くなる為、部材と部材の接合や部材上への半田の定着を容易にする、又大きなワークには超音波振動ホーンユニットを直接接触させる事で同様の効果を得る事に適用する。【００１５】「実施例９」ポリッシング加工による、各種部材の磨き作業において、ワーク側に超音波振動ホーンユニットを直接接触させる事で、加工効率の向上と高品位加工に適用する。【００１６】「実施例１０」放電加工において、電極側の上下動作とワーク（テーブル）側の超音波振動テーブルユニットの併用による切り屑排泄の向上と高品位加工に適用する。
【産業上の利用可能性】
【００１７】マイクロ、ＭＥＭＳ、ナノテクノロジーの産業拡大に欠かせない基盤的な技術開発に必要な支援ツールとして利用される可能性が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】超音波テーブル本体の図。
【図２】加振水槽ユニットの図
【図３】超音波加振ホーンユニットの図。
【符号の説明】
【００１９】１．    振動板
２．    振動子（複数個）
３．    本体
４．    吸着ホース
５．    発信器接続コード
６．    水槽
７．    振動板
８．    パッキン
９．    溶液
１０．  ホーン
１１．  振動子（単体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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