(57)【要約】【課題】先端部に工具挿入部が設けられて、かつ、この工具挿入部に連なり当該先端部を分割するスリットが設けられた工具ホルダを使用して超音波加工用工具を超音波加工装置に取り付けた場合の加工精度を向上させ、超精密加工を可能にする。【解決手段】ホルダ１の先端部に、工具２が挿入される工具挿入部１０と、この工具挿入部１０に連なり当該先端部を分割するスリット１１とを備え、さらにスリット１１が、ホルダ１の軸芯と略平行な面内にあり、ホルダ１の先端面からの深さは加工超音波の波長の１／８以上１／５以下とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波加工装置に超音波加工用工具を取り付けるための超音波加工用工具ホルダであって、
先端部に、前記超音波加工用工具が挿入される工具挿入部と、この工具挿入部に連なり当該先端部を分割するスリットとを備え、
さらに前記スリットが、当該超音波加工用工具ホルダの軸芯と略平行な面内にあり、当該超音波加工用工具ホルダの先端面からの深さが加工超音波の波長の１／８以上１／５以下である
ことを特徴とする超音波加工用工具ホルダ。
【請求項２】
超音波加工用工具が超音波加工用工具ホルダを介して取り付けられる超音波加工装置であって、
前記超音波加工用工具ホルダは、先端部に、前記超音波加工用工具が挿入される工具挿入部と、この工具挿入部に連なり当該先端部を分割するスリットとを備え、
さらに前記スリットが、当該超音波加工用工具ホルダの軸芯と略平行な面内にあり、当該超音波加工用工具ホルダの先端面からの深さが加工超音波の波長の１／８以上１／５以下である
ことを特徴とする超音波加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波加工装置に超音波加工用工具を取り付けるための超音波加工用工具ホルダおよびこれを用いた超音波加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波加工装置においては、超音波加工用工具が超音波加工用ホーンの先端部にろう付けされることによって一体化されていたが、この超音波加工用工具のろう付け作業は手間が掛かって面倒であり、さらにろう付けの場合、摩耗した超音波加工用工具の交換作業は大変に手間が掛かって面倒である。そこで、このろう付け手段に代わり、例えば特許文献１に記載のような固定手段が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の超音波加工装置では、ホーンの先端部に工具挿入部が設けられ、かつ、この工具挿入部に連なるホーンを分割する第１の溝が構成されており、この第１の分割溝は、ホーンの軸芯と略平行な面内にあり、その長さを適用超音波の波長の略１／４以上としている。そして、この超音波加工装置によれば、振動特性が略等しいホーンを二つ並列してコーンに接続した状態のものに近いものと考えられるようになり、発振器とのインピーダンス整合が容易で、特に強励振時においても工具の結合強度は高く、振動特性は良好で、力率の低下もなく、安定した動作を得ることができるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特公平７−１４５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このように先端部に工具挿入部が設けられて、かつ、この工具挿入部に連なる分割溝が設けられたホーンを使用した場合、ろう付けしたものと比較して超音波加工用工具先端部の振幅が大きくなる傾向がある。このように超音波加工用工具先端部の振幅が大きくなると、加工精度が悪くなってしまい、ミクロンオーダーの超精密加工を行うことが不可能となる。
【０００６】
そこで、本発明においては、先端部に工具挿入部が設けられて、かつ、この工具挿入部に連なり当該先端部を分割するスリットが設けられた工具ホルダを使用して超音波加工用工具を超音波加工装置に取り付けた場合の加工精度を向上させ、超精密加工を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の超音波加工用工具ホルダは、超音波加工装置に超音波加工用工具を取り付けるための超音波加工用工具ホルダであって、先端部に、超音波加工用工具が挿入される工具挿入部と、この工具挿入部に連なり当該先端部を分割するスリットとを備え、さらにスリットが、当該超音波加工用工具ホルダの軸芯と略平行な面内にあり、当該超音波加工用工具ホルダの先端面からの深さが加工超音波の波長の１／８以上１／５以下であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の超音波加工装置は、超音波加工用工具が超音波加工用工具ホルダを介して取り付けられる超音波加工装置であって、超音波加工用工具ホルダは、先端部に、超音波加工用工具が挿入される工具挿入部と、この工具挿入部に連なり当該先端部を分割するスリットとを備え、さらにスリットが、当該超音波加工用工具ホルダの軸芯と略平行な面内にあり、当該超音波加工用工具ホルダの先端面からの深さが加工超音波の波長の１／８以上１／５以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る超音波加工用工具ホルダでは、工具挿入部に連なるスリットの深さを加工超音波の波長の１／８以上１／５以下とすることによって、この工具ホルダを使用して超音波加工用工具を超音波加工装置に取り付けた場合の加工精度が向上し、超精密加工を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の実施の形態における超音波加工装置の要部の正面図、図２は図１の右側面図、図３は図１の超音波加工用工具ホルダの正面図、図４は図３の右側面図である。
【００１１】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態における超音波加工装置は、超音波ホーンＨの先端部に超音波加工用工具ホルダ（以下、「ホルダ」と称す。）１が連結固定されたものである。ホルダ１の先端部には、超音波加工用工具（以下、「工具」と称す。）２が挿入される工具挿入部１０と、この工具挿入部１０に連なり当該先端部を２分割するスリット１１とが形成されている。
【００１２】
スリット１１は、図３に示すように、ホルダ１の軸芯Ｃと略平行な面内にあり、ホルダ１の先端面（図３の右端面）からの深さＬは、超音波加工装置の加工超音波の波長λに対して１／８≦λ≦１／５の範囲内としている。なお、工具挿入部１０は、その深さＢがスリット１１の深さＬよりも浅くなるように形成された有底の丸穴である。
【００１３】
また、ホルダ１の先端部には、スリット１１を閉じる方向にボルト３を締め付けて工具２を工具挿入部１０に固定するための雌ねじ穴１２と、ボルト３の胴部を挿入するボルト穴１３と、ボルト３の頭部が固定されるザグリ穴１４とが設けられている。なお、雌ねじ穴１２、ボルト穴１３およびザグリ穴１４は、ホルダ１の軸芯Ｃを中心として対称の位置に計２箇所設けられている。工具２は工具挿入部１０の底に当接する位置まで挿入され、２個のボルト３をザグリ穴１４から挿入して雌ねじ穴１２へ締め付けることによってホルダ１に固定される。
【実施例】
【００１４】
上記実施形態における超音波加工装置において、工具２先端部の縦振動および横振動の振幅測定を行った。使用したホルダ１は外径２２Ａ（呼び径）のアルミ丸棒製であり、スリット１１の深さＬは１８ｍｍ（１／８≦λ≦１／５；λ＝１２６）である。工具２としてφ３ｍｍの丸棒を使用した。なお、比較例としてスリット深さＬを３１．５ｍｍ（λ＞１／５）としたもの（比較例１）、１５ｍｍ（λ＜１／８）としたもの（比較例２）を使用した。
【００１５】
表１は測定結果を示している。表１中、縦は軸芯Ｃ方向の振幅、横０°はスリット１１に対して平行かつ軸芯Ｃに対して直角方向（図２の横方向）の振幅、横９０°はスリット１１に対して直角かつ軸芯Ｃに対して直角方向（図２の縦方向）の振幅である。
【表１】
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【００１６】
表１から、実施例１のスリット１１の深さＬが１／８≦λ≦１／５の場合には、横０°、横９０°ともに１μｍ程度の振幅で収まっており、ミクロンオーダーの超精密加工を行うことが可能であることが確認できた。なお、比較例１，２の場合には、横０°の振幅が実施例１と比較して大きく異なっており、いずれの場合もミクロンオーダーの超精密加工を行うことは不可能であることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、超音波振動を利用してミクロンオーダーの超精密加工を行うための超音波加工用工具ホルダおよび超音波加工装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における超音波加工装置の要部の正面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図１の超音波加工用工具ホルダの正面図である。
【図４】図３の右側面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ホルダ
２  工具
３  ボルト
１０  工具挿入部
１１  スリット
１２  雌ねじ穴
１３  ボルト穴
１４  ザグリ穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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