JP6904536B2 - Ultrasonic processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、長尺状工具を長さ方向に振動させて機械的な加工を行う超音波加工装置に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic processing apparatus that vibrates a long tool in the length direction to perform mechanical processing.
従来、この種の超音波加工装置の一種として超音波カッターがよく知られている。一般的に超音波カッターは、超音波発振子の先端に超音波伝送体であるホーンを設け、そのホーンの先端に刃物をねじ止め固定した構造を有している。超音波発振子は超音波発振器からの駆動信号によって超音波振動され、その超音波振動がホーンを介して刃物に伝達される結果、切断対象が容易に切断されるようになっている。このような超音波カッターを用いた場合、超音波振動がないときに比べて、厚手の紙、プラスチック、FRP、木材などを小さい力で切断することができる。また、ケーキ、食パン、肉、魚、野菜などの柔らかい食材を押し潰すことなく、切り口の形状を壊さずに切断することができる。 Conventionally, an ultrasonic cutter is well known as a kind of this kind of ultrasonic processing apparatus. Generally, an ultrasonic cutter has a structure in which a horn, which is an ultrasonic transmitter, is provided at the tip of an ultrasonic oscillator, and a cutting tool is screwed and fixed to the tip of the horn. The ultrasonic oscillator is ultrasonically vibrated by a drive signal from the ultrasonic oscillator, and the ultrasonic vibration is transmitted to the blade through the horn, so that the object to be cut is easily cut. When such an ultrasonic cutter is used, it is possible to cut thick paper, plastic, FRP, wood, etc. with a smaller force than when there is no ultrasonic vibration. In addition, soft foodstuffs such as cakes, breads, meats, fish, and vegetables can be cut without crushing and without breaking the shape of the cut end.
ところで、超音波カッターでは、縦振動、撓み振動、ねじり振動、複合振動などが振動モードとして利用されているが、実用化・製品化されている超音波カッターの殆どは縦振動を利用したものである。例えば、特許文献1に開示された従来の超音波カッターは、ケースに振動可能に装着されたランジュバン型振動子と、該ランジュバン型振動子に固着されたホーン部材と、該ホーン部材に基部が固着された鋸状刃とを備えている。そして、ランジュバン型振動子に発振器から発振出力を印加して振動子を縦振動駆動することにより、縦振動体であるホーン及び鋸状刃が縦振動して切断対象が切断されるようになっている。
By the way, in ultrasonic cutters, longitudinal vibration, flexural vibration, torsional vibration, compound vibration, etc. are used as vibration modes, but most of the ultrasonic cutters that have been put into practical use and commercialized use longitudinal vibration. be. For example, in the conventional ultrasonic cutter disclosed in
例えば、切断範囲が広い切断対象を超音波カッターで一度に効率よく切断したいような場合、ホーン先端には長い刃物が接続される。その一方で、刃物が長くなると刃物が撓みやすくなるため、重い切断負荷に対して刃物が折れやすくなるという欠点がある。また、縦振動を利用した超音波カッターの場合、刃物が撓むことにより、振動の一部が撓み振動にモード変換される。それゆえ、切断に寄与する縦振動成分が減り、超音波による効果が低減してしまうという問題がある。さらに、モード変換される撓み振動成分は、非線形作用により超音波の駆動周波数より低い周波数で励振されることが経験的に知られているが、その振動周波数が可聴域にあると騒音になるので好ましくない。また、撓み振動の機械振動損は縦振動の機械振動損よりもはるかに大きく、大きな発熱を伴うので、使用上好ましくない。 For example, when it is desired to efficiently cut a cutting target having a wide cutting range with an ultrasonic cutter at one time, a long blade is connected to the tip of the horn. On the other hand, when the blade becomes long, the blade tends to bend, so that there is a drawback that the blade easily breaks under a heavy cutting load. Further, in the case of an ultrasonic cutter using longitudinal vibration, when the blade bends, a part of the vibration is mode-converted to the bending vibration. Therefore, there is a problem that the longitudinal vibration component that contributes to cutting is reduced and the effect of ultrasonic waves is reduced. Furthermore, it is empirically known that the mode-converted flexural vibration component is excited at a frequency lower than the ultrasonic drive frequency due to non-linear action, but if the vibration frequency is in the audible range, it becomes noise. Not preferable. Further, the mechanical vibration loss of the deflection vibration is much larger than the mechanical vibration loss of the longitudinal vibration, and a large amount of heat is generated, which is not preferable in use.
さらに、切断対象が硬かったり粘性を有するものである場合や、切断対象の切断範囲が広いような場合には、切断抵抗が大きくなることで刃物に伝送される超音波振動が抑制されてしまい、超音波による効果が得られないことがある。また、実用化されている超音波カッターは、一般的に、刃物の一端に超音波振動子を1つ接続した構造を有している。ここで、振動子単体の最大出力パワーは限られているので、切断抵抗が大きい切断対象に対しては、切断効果がある振動レベルを実現するための振動パワーが不足して、超音波による効果が得られなくなるという問題がある。 Furthermore, when the object to be cut is hard or viscous, or when the object to be cut has a wide cutting range, the cutting resistance increases and the ultrasonic vibration transmitted to the cutting tool is suppressed. The effect of ultrasonic waves may not be obtained. Further, an ultrasonic cutter that has been put into practical use generally has a structure in which one ultrasonic vibrator is connected to one end of a blade. Here, since the maximum output power of the vibrator alone is limited, the vibration power for achieving a vibration level having a cutting effect is insufficient for a cutting target having a large cutting resistance, and the effect of ultrasonic waves is insufficient. There is a problem that it cannot be obtained.
ここで、刃物の両端にそれぞれ超音波振動子を接続した構造の超音波カッターも従来知られているが(例えば、特許文献2を参照)、この超音波カッターは、進行波を発生させるために撓み振動を積極的に利用するものであって、縦振動を利用するものではない。 Here, an ultrasonic cutter having a structure in which ultrasonic vibrators are connected to both ends of the blade is also conventionally known (see, for example, Patent Document 2), but this ultrasonic cutter is used to generate a traveling wave. It actively utilizes flexural vibration, not longitudinal vibration.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、縦振動体の支持剛性を高めることで、加工性能低下、工具の短命化、騒音や熱の発生などの原因となる長尺状工具の撓み振動を抑制することができる超音波加工装置を提供することにある。また、本発明のさらなる目的は、十分大きな振動パワーで動作可能なため、抵抗が大きい加工対象に対しても確実に加工を行うことができる高出力の超音波加工装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to increase the support rigidity of a longitudinal vibrating body, which causes deterioration of machining performance, shortening of tool life, generation of noise and heat, and the like. An object of the present invention is to provide an ultrasonic processing apparatus capable of suppressing bending vibration of a scale tool. A further object of the present invention is to provide a high-power ultrasonic processing apparatus capable of reliably processing even a processing target having a large resistance because it can operate with a sufficiently large vibration power.
請求項1に記載の発明は、長尺状工具を含んで構成され前記長尺状工具の長さ方向に振動する縦振動体と、前記縦振動体に超音波縦振動を与える超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動させる超音波発振器とを備え、支持体に固定された状態で使用される超音波加工装置であって、前記超音波振動子は、同一周波数で軸方向に縦振動共振する第1超音波振動子及び第2超音波振動子からなり、前記縦振動体は、前記長尺状工具と、前記長尺状工具の一端に接続され、前記第1超音波振動子の超音波縦振動を前記長尺状工具に伝送する第1超音波伝送体と、前記長尺状工具の他端に接続され、前記第2超音波振動子の超音波縦振動を前記長尺状工具に伝送する第2超音波伝送体とにより構成され、振動速度の振動移相が互いに同一になるように前記第1超音波伝送体の入力端面に前記第1超音波振動子の出力端面が接続され、かつ、振動速度の振動移相が互いに同一になるように前記第2超音波伝送体の入力端面に前記第2超音波振動子の出力端面が接続され、前記第1超音波伝送体において縦振動節部となる位置に設けられた第1被固定部と、前記第2超音波伝送体において縦振動節部となる位置に設けられた第2被固定部とが、前記長尺状工具の長さ方向に張力を付与可能な固定手段を介して前記支持体にそれぞれ固定されていることを特徴とする超音波加工装置をその要旨とする。
The invention according to
従って、請求項1に記載の発明によると、超音波発振器からの駆動信号に基づき同一周波数で第1及び第2超音波振動子が超音波縦振動する結果、さらにその超音波縦振動が第1及び第2超音波伝送体及び長尺状工具からなる縦振動体に伝達されて全体が縦振動共振する。このとき、縦振動体は両端にある縦振動節部にて支持体に両持ち固定され、かつ長尺状工具の長さ方向に張力が付与された状態で縦振動する。そのため、縦振動を阻害することなく、縦振動体の支持剛性を確実に高めることができる。従って、長尺状工具の撓み振動成分が抑制される結果、加工性能の向上、工具の長寿命化、騒音や熱の発生防止を図ることが可能となる。また、第1及び第2超音波振動子の縦振動が加算されることになるので、十分大きな振動パワーで動作可能となり、抵抗が大きい加工対象に対しても確実に加工を行うことができる高出力の超音波加工装置とすることができる。
Therefore, according to the invention of
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記長尺状工具は、前記第1超音波振動子及び前記第2超音波振動子が発生する超音波の1/2波長以上の長さを有するとともに、前記第1超音波伝送体及び前記第2超音波伝送体は、前記1/2波長の整数倍の長さを有することを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, in the first aspect , the long tool has a length of 1/2 wavelength or more of the ultrasonic waves generated by the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator. The first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter have a length that is an integral multiple of the 1/2 wavelength.
請求項3に記載の発明は、請求項2において、前記縦振動体の長さが前記1/2波長の奇数倍となるように設定され、前記第1超音波振動子における圧電素子の分極方向と、前記第2超音波振動子における圧電素子の分極方向とが同じになるように設定されていることを特徴とする。 According to the third aspect of the present invention, in the second aspect , the length of the longitudinal vibrating body is set to be an odd multiple of the 1/2 wavelength, and the polarization direction of the piezoelectric element in the first ultrasonic vibrator is set. And, the polarization direction of the piezoelectric element in the second ultrasonic vibrator is set to be the same.
従って、請求項3に記載の発明によると、第1超音波振動子及び第2超音波振動子を同一周波数かつ同一位相の高周波信号で駆動させた場合、縦振動体の一端面と第1超音波振動子の出力端面との振動速度の振動移相、縦振動体の他端面と第2超音波振動子の出力端面との振動速度の振動移相をそれぞれ同一にすることができる。よって、縦振動体、第1超音波振動子及び第2超音波振動子を容易にかつ確実に縦振動共振させることができる。
Therefore, according to the invention of
請求項4に記載の発明は、請求項2において、前記縦振動体の長さが前記1/2波長の偶数倍となるように設定され、前記第1超音波振動子における圧電素子の分極方向と、前記第2超音波振動子における圧電素子の分極方向とが逆になるように設定されていることを特徴とする。 According to the fourth aspect of the present invention, in the second aspect , the length of the longitudinal vibrating body is set to be an even multiple of the 1/2 wavelength, and the polarization direction of the piezoelectric element in the first ultrasonic vibrator is set. The second ultrasonic vibrator is set so that the polarization direction of the piezoelectric element is opposite to that of the second ultrasonic vibrator.
従って、請求項4に記載の発明によると、第1超音波振動子及び第2超音波振動子を同一周波数かつ同一位相の高周波信号で駆動させた場合、縦振動体の一端面と第1超音波振動子の出力端面との振動速度の振動移相、縦振動体の他端面と第2超音波振動子の出力端面との振動速度の振動移相をそれぞれ同一にすることができる。よって、縦振動体、第1超音波振動子及び第2超音波振動子を容易にかつ確実に縦振動共振させることができるため、長尺状工具を十分大きな振動パワーで効率よく縦振動させることができる。 Therefore, according to the invention of claim 4 , when the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator are driven by high frequency signals having the same frequency and the same phase, one end surface of the longitudinal vibrating body and the first super vibration body are driven. The vibration phase shift of the vibration velocity with the output end face of the sound oscillator and the vibration phase shift of the vibration velocity between the other end surface of the longitudinal vibrator and the output end face of the second ultrasonic vibrator can be made the same. Therefore, the longitudinal vibrating body, the first ultrasonic vibrator, and the second ultrasonic vibrator can be easily and surely resonated with the longitudinal vibration, so that the long tool can be efficiently longitudinally vibrated with a sufficiently large vibration power. Can be done.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項において、前記超音波振動子は、同一周波数で軸方向に縦振動共振する複数の第1超音波振動子及び複数の第2超音波振動子からなることを特徴とする。
The invention according to
従って、請求項5に記載の発明によると、複数の第1超音波振動子による縦振動と、複数の第2超音波振動子による縦振動とが加算されることで、長尺状工具を十分大きな振動パワーで動作させることが可能となる。
Therefore, according to the invention of
請求項6に記載の発明は、請求項5において、複数の前記第1超音波振動子同士が互いに縦列接続され、複数の前記第2超音波振動子同士が互いに縦列接続されていることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is characterized in that, in
請求項7に記載の発明は、請求項5において、複数の前記第1超音波振動子の超音波縦振動の方向を変換しかつパワーを合成して出力する第1パワー合成器が前記第1超音波伝送体の入力端面に設けられ、複数の前記第2超音波振動子の超音波縦振動の方向を変換しかつパワーを合成して出力する第2パワー合成器が前記第2超音波伝送体の入力端面に設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the first power synthesizer according to
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項において、前記第1超音波振動子及び前記第2超音波振動子は、共通の前記超音波発振器を用いて同一位相で駆動されることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to any one of
従って、請求項8に記載の発明によると、第1超音波振動子及び第2超音波振動子を駆動するにあたり、超音波発振器が1つでよくしかも位相を変換する移相器なども必要としないため、装置構成を簡略化することができる。 Therefore, according to the invention of claim 8 , when driving the first ultrasonic vibrator and the second ultrasonic vibrator, only one ultrasonic oscillator is required, and a phase shifter or the like that converts the phase is also required. Therefore, the device configuration can be simplified.
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか1項において、前記長尺状工具は、長尺状の刃物であることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is characterized in that, in any one of
請求項10に記載の発明は、請求項1乃至9のいずれか1項において、前記固定手段は、前記支持体に対する取り付け位置が前記長尺状工具の長さ方向に沿って調整可能なスライド式固定具であることを特徴とする。
The invention according to claim 10 is, in any one of
従って、請求項10に記載の発明によると、固定手段により支持体に対する取り付け位置を長尺状工具の長さ方向に沿って調整することで、長尺状工具に好適な張力を付与することができる。その結果、長尺状工具の撓み振動を確実に防止することができる。 Therefore, according to the invention of claim 10 , it is possible to apply a suitable tension to the long tool by adjusting the mounting position with respect to the support along the length direction of the long tool by the fixing means. can. As a result, it is possible to reliably prevent the bending vibration of the long tool.
請求項11に記載の発明は、請求項10において、前記スライド式固定具は、前記超音波振動子を被覆するカバーを兼ねることを特徴とする。
The invention according to
従って、請求項11に記載の発明によると、超音波振動子がカバーによって被覆されて非露出の状態となるため、加工時に発生した異物が超音波振動子に付着しにくくなる。その結果、超音波振動子が故障しにくくなり、装置の耐久性が向上する。
Therefore, according to the invention of
請求項12に記載の発明は、請求項11において、前記スライド式固定具は、前記超音波振動子を冷却するための冷却手段を有することを特徴とする.
The invention according to
上記のように、カバーを兼ねるスライド式固定具によって超音波振動子を被覆すると、超音波振動子に対する異物の付着が防止される一方で放熱効率が低下する可能性がある。その点、請求項12に記載の発明によると、冷却手段により超音波振動子が冷却されることで超音波振動子が効率よく冷却される。その結果、超音波振動子の作動状態が安定化するとともに、長寿命化を図ることも可能となる。
As described above, when the ultrasonic vibrator is covered with the slide type fixture that also serves as a cover, foreign matter may be prevented from adhering to the ultrasonic vibrator, but the heat dissipation efficiency may be lowered. In that respect, according to the invention of
以上詳述したように、請求項1〜12に記載の発明によると、縦振動体の支持剛性を高めることで、加工性能低下、工具の短命化、騒音や熱の発生などの原因となる長尺状工具の撓み振動を抑制することができるばかりでなく、十分大きな振動パワーで動作可能なため、抵抗が大きい加工対象に対しても確実に加工を行うことができる高出力の超音波加工装置を提供することができる。
As described in detail above , according to the inventions of
[第1実施形態]
以下、本発明の超音波加工装置を具体化した実施形態の超音波カッターを図1〜図2に基づき詳細に説明する。図1は、本実施形態の超音波カッター11の要部を示す概略図であり、図2は当該超音波カッター11におけるカッター部本体31を支持体に設置した状態を示す概略図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, the ultrasonic cutter of the embodiment embodying the ultrasonic processing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic view showing a main part of the
図1、図2に示されるように、本実施形態のカッター部本体31は、固定手段としてのスライド式固定具32,33、超音波振動子21、超音波発振器22、縦振動体41などを備えている。また、このカッター部本体31と支持体である切断自動加工機12とによって、超音波カッター11が構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cutter portion
図1に示されるように、カッター部本体31を構成する縦振動体41は、長尺状工具としての刃物42と、超音波伝送体としての超音波ホーン43と、超音波共振体44とからなる。本実施形態において使用される刃物42は、片側縁に刃部を有する平板かつ長尺状の部材であって、超音波振動子が発生する超音波の1/2波長以上の長さLb(具体的には1/2波長の3倍の長さ)を有している。超音波ホーン43は、円柱状をなす金属製の部材であって出力端側が徐々に小径となるように形成されている。超音波ホーン43の軸方向の長さは、1/2波長の1倍の長さとなっている。また、超音波ホーン43の入力端面と出力端面とのちょうど中間となる位置には、第1被固定部としての第1フランジ部43aが形成されている。そして、このような構造をした超音波ホーン43の出力端面は、長尺状の刃物42の一端(図1における左端)側に接続されている。より具体的にいうと、超音波ホーン43の出力端面は、着脱可能な状態で長尺状の刃物42の一端側に対してねじ止め固定されている。
As shown in FIG. 1, the longitudinal vibrating
本実施形態における超音波共振体44は、上述した超音波ホーン43と略同一の形状及び寸法を有している。つまり、この超音波共振体44は、円柱状をなす金属製の部材であって一端側が徐々に小径となるように形成されている。また、超音波共振体44の軸方向の長さは、超音波ホーン43と同様に1/2波長の1倍の長さとなっている。また、超音波共振体44の両端面のちょうど中間となる位置には、第2被固定部としての第2フランジ部44aが形成されている。そして、このような構造をした超音波共振体44のホーン側の端面は、長尺状の刃物42の他端(図1における右端)側に接続されている。より具体的にいうと、超音波共振体44のホーン側の端面は、着脱可能な状態で長尺状の刃物42の他端側に対してねじ止め固定されている。
The
なお、このように構成された縦振動体41は、全長Lvが1/2波長の整数倍(本実施形態では5倍)の長さを有するものとなっている。
The longitudinal vibrating
図1、図2に示されるように、縦振動体41の一端(超音波ホーン43の入力端面)には、縦振動体41に超音波縦振動を与えるための超音波振動子21が接続されている。本実施形態の超音波振動子21は、軸方向の縦振動成分が1/2波長の整数倍の周波数で共振する振動モードを有するボルト締めランジュバン振動子であり、軸方向の長さが1/2波長の1倍となるように設計されている。この超音波振動子21には、超音波発振器22が電気的に接続されている。超音波発振器22は、超音波振動子21を駆動するための正弦波からなる超音波発振信号を生成し、この信号を超音波振動子21に対して出力する。なお、縦振動体41の他端(超音波共振体44の非ホーン側の端面)には、このような超音波振動子21は特に接続されていない。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
図2に示されるように、支持体である切断自動加工機12は、互いに離間して配置された一対の支持アーム13を有している。これら一対の支持アーム13には、スライド式固定具32,33がそれぞれ設けられている。これらのスライド式固定具32,33は、収容空間34を有するカバー部35の上下両側に一対の突片36を設けた構成となっている。各々の突片36には、図2の左右方向に沿って延びる2つの長孔37が形成されている。そして、長孔37にボルト38を挿通することで、スライド式固定具32,33がそれぞれの支持アーム13に対して固定されている。従って、これらのスライド式固定具32、33は、支持アーム13に対する取り付け位置が図2の左右方向(即ち刃物42の長さ方向)に沿って調整可能な構造となっている。
As shown in FIG. 2, the
この縦振動体41の場合、超音波伝送体43において縦振動節部f1となる位置には、第1被固定部としての第1フランジ部43aが設けられている。一方、超音波共振体44において縦振動節部f1となる位置には、第2被固定部としての第フランジ部44aが設けられている。一方のスライド式固定具32のカバー部35内には、超音波振動子21の全部及び超音波ホーン43の一部が収容されている。第1フランジ部43aは、ゴムパッキング39を介して、フランジ固定金具40によりカバー部35の内壁面に対して固定されている。他方のスライド式固定具33のカバー部35内には、超音波共振体44の一部が収容されている。第2フランジ部44aは、ゴムパッキング39を介して、フランジ固定金具40によりカバー部35の内壁面に対して固定されている。その結果、縦振動体41は、両端にある縦振動節部f1にて支持体に両持ち固定された状態となる。なお、スライド式固定具32、33の取り付け位置を適宜調整することにより、縦振動体41は、刃物42の長さ方向に沿って好適な張力が付与された状態で固定される。
In the case of the longitudinal vibrating
次にこのように構成された装置の動作について説明する。 Next, the operation of the device configured in this way will be described.
上述のように、カッター部本体31を切断自動加工機12に固定した状態で、超音波発振器22を動作させる。すると、超音波発振器22が所定周波数の超音波発振信号を生成し、この信号を超音波振動子21に対して出力する結果、超音波振動子21が超音波縦振動する。さらにこの超音波縦振動は、超音波ホーン43によって振動振幅が拡大された後に刃物42及び超音波共振体44に伝達される。その結果、縦振動体41の全体が縦振動共振し、刃物42が撓むことなくその長さ方向に沿って縦振動する。このように超音波縦振動する刃物42を切断対象(加工対象)に当てることにより、切断対象を効率よく切断加工することができる。
As described above, the
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)本実施形態の超音波カッター11によると、上述したように、超音波発振器22からの駆動信号に基づき超音波振動子21が超音波縦振動し、さらにその超音波縦振動が超音波ホーン43、刃物42及び超音波共振体44からなる縦振動体41に伝達されて、縦振動体41全体が縦振動共振する。このとき、縦振動体41は、両端にある縦振動節部f1(即ち第1フランジ部43a及び第2フランジ部44aの位置)にて一対の支持アーム体13に両持ち固定され、かつ刃物42の長さ方向に張力が付与された状態で縦振動する。そのため、縦振動を阻害することなく、縦振動体41の支持剛性を確実に高めることができる。
(1) According to the
そして、この超音波カッター11の場合、超音波振動の一部が撓み振動にモード変換されることがないため、切断に寄与する縦振動成分で刃物42を振動させることができ、超音波による効果を得る(即ち切断性能を向上する)ことができる。また、刃物42を長くした場合であっても、刃物42の撓みが抑制されることから、重い切断負荷に対して刃物42が折れるといったリスクが小さくなる。よって、刃物42の長寿命化を図ることができる。さらに、撓み振動に起因して超音波の駆動周波数より低い可聴域の周波数で励振されるといったことがないため、騒音の発生を未然に防ぐことができるとともに、熱の発生も未然に防ぐことができる。
In the case of this
(2)本実施形態の超音波カッター11において、刃物42は、超音波振動子21が発生する超音波の1/2波長の3倍の長さLbを有している。また、超音波ホーン43及び超音波共振体43は、互いに略同一の形状及び寸法を有しており、それぞれ1/2波長の1倍の長さを有している。そして、これら部材により構成された縦振動体41の場合、超音波共振体43を容易にかつ確実に縦振動で共振させることができ、刃物42を効率よく縦振動させることができる。
(2) In the
(3)本実施形態の超音波カッター11では、支持アーム13に対する取り付け位置が刃物42の長さ方向に沿って調整可能なスライド式固定具32,33を用い、これを介して縦振動体41を固定している。このため、縦振動体41の取り付け位置を適宜調整することで、刃物42に好適な張力を付与することができる。その結果、刃物42の撓み振動を確実に防止することができる。
(3) In the
(4)本実施形態では、一方のスライド式固定具32が超音波振動子21を被覆するカバーを兼ねているため、超音波振動子21が非露出の状態に保たれる。よって、切断加工時に発生した切削屑などの異物が超音波振動子21に付着しにくくなる。その結果、超音波振動子21から異物を除去する作業が不要になり、装置のメンテナンス性が向上するとともに、異物の付着による超音波振動子21の故障を未然に防止することができる。また、本実施形態ではスライド式固定具32とは別にカバーを設ける必要がないことから、装置構成を簡略化することが可能である。
(4) In the present embodiment, since one of the sliding
[第2実施形態]
次に、第2実施形態の超音波カッター51を図3〜図4に基づき詳細に説明する。図3は、本実施形態の超音波カッター51の要部を示す概略図であり、図4は当該超音波カッター51におけるカッター部本体31Aを支持体に設置した状態を示す概略図である。
[Second Embodiment]
Next, the
図3、図4に示されるように、本実施形態のカッター部本体31Aは、固定手段としての固定具32A及びスライド式固定具32B、第1超音波振動子21A、第2超音波振動子21B、超音波発振器22、縦振動体41Aなどを備えている。また、このカッター部本体31Aと支持体である切断自動加工機12とによって、超音波カッター51が構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the cutter portion
図3に示されるように、カッター部本体31Aを構成する縦振動体41Aは、長尺状工具としての刃物42と、第1超音波伝送体としての第1超音波ホーン43Aと、第2超音波伝送体としての第2超音波ホーン43Bとからなる。本実施形態において使用される刃物42は、超音波振動子21A,21Bが発生する超音波の1/2波長の3倍の長さLbを有している。第1及び第2超音波ホーン43A,43Bは、いずれも軸方向の長さが1/2波長の1倍となっており、入力端面と出力端面との中間位置にそれぞれ第1フランジ部43a、第2フランジ部43bを有している。そして、第1超音波ホーン43Aの出力端面は、刃物42の一端(図3における左端)側にねじ止めにより接続固定されている。また、第2超音波ホーン43Bの出力端面は、刃物42の他端(図3における右端)側にねじ止めにより接続固定されている。そして、このように構成された縦振動体41Aは、全長Lvが1/2波長の奇数倍(本実施形態では5倍)の長さを有するものとなっている。
As shown in FIG. 3, the longitudinal vibrating
図3、図4に示されるように、縦振動体41Aの一端(第1超音波ホーン43Aの入力端面)には第1超音波振動子21Aが接続され、他端(第2超音波ホーン43Bの入力端面)には第2超音波振動子21Bが接続されている。これら超音波振動子21A,21Bは、基本的に第1実施形態の超音波振動子21と同様のものであって、同一周波数で軸方向に縦振動共振するものとなっている。これら2つの超音波振動子21A,21Bには、共通の超音波発振器22が電気的に接続されている。また、第1超音波振動子21Aにおける圧電素子52の直流分極方向と、第2超音波振動子21Bにおける圧電素子52の直流分極方向とが同じになるように(即ち、振動子軸方向(具体的には、積層された2枚の素子の積層方向)に沿って互いに離間する向きに分極するように)設定されている(図3の矢印ARを参照)。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first
そして、第1超音波ホーン43Aの入力端面と第1超音波振動子21Aの出力端面とで互いの振動速度の振動移相が同一になるように、第1超音波ホーン43Aの入力端面に第1超音波振動子21Aの出力端面がねじ止めにより接続されている。また、第2超音波ホーン43Bの入力端面と第2超音波振動子21Bの出力端面とで互いの振動速度の振動移相が同一になるように、第2超音波ホーン43Bの入力端面に第2超音波振動子21Bの出力端面がねじ止めにより接続されている。
Then, the input end face of the first
本実施形態の固定具32A、スライド式固定具32Bは、基本的に第1実施形態のスライド式固定具32とほぼ同じ構成を備えていることから、共通する部分については同じ部材番号を付し、詳細な説明を割愛する。固定具32Aにおけるカバー部35の基端側には、第1超音波振動子21Aを冷却するための冷却ファン55(冷却手段)が設けられている。また、スライド式固定具32Bにおけるカバー部35の基端側には、第2超音波振動子21Bを冷却するための冷却ファン55(冷却手段)が設けられている。なお、固定具32Aにおける一対の突片36は、ボルト挿通のための孔を有しているものの、その孔は長孔37ではない。このため、固定具32Aについては、非スライド式の固定具となっている。
Since the
この縦振動体41Aの場合、第1超音波ホーン43Aにおいて縦振動節部f1となる位置には、第1被固定部としての第1フランジ部43aが設けられている。そして、この第1フランジ部43aは、固定具32Aのカバー部35の内壁面に対して固定されている。一方、第2超音波ホーン43Bにおいて縦振動節部f1となる位置には、第2被固定部としての第2フランジ部44aが設けられている。そして、この第2フランジ部44aは、スライド式固定具32Bのカバー部35の内壁面に対して固定されている。その結果、縦振動体41Aは、両端にある縦振動節部f1にて支持体に両持ち固定された状態となる。このような固定状態では、スライド式固定具32Bの取り付け位置を適宜調整することにより、刃物42の長さ方向に沿って好適な張力を付与することができる。
In the case of the longitudinal vibrating
次にこのように構成された装置の動作について説明する。 Next, the operation of the device configured in this way will be described.
上述のように、カッター部本体31Aを切断自動加工機12に固定した状態で、超音波発振器22を動作させる。すると、超音波発振器22が所定周波数の超音波発振信号を生成し、この信号を第1及び第2超音波振動子21A,21Bに対して出力する。その結果、第1及び第2超音波振動子21A,21Bが超音波縦振動する。さらにこの超音波縦振動は、第1及び第2超音波ホーン43A,43Bによって振動振幅が拡大された後に刃物42に伝達される。その結果、縦振動体41Aの全体が縦振動共振し、刃物42が撓むことなくその長さ方向に沿って縦振動する。このように超音波縦振動する刃物42を切断対象(加工対象)に当てることにより、切断対象を効率よく切断加工することができる。
As described above, the
そして、このように構成された超音波カッター51の場合、超音波振動の一部が撓み振動にモード変換されることがないため、切断に寄与する縦振動成分で刃物42を振動させることができ、超音波による効果を得る(即ち切断性能を向上する)ことができる。また、刃物42を長くした場合であっても、刃物42の撓みが抑制されることから、重い切断負荷に対して刃物42が折れるといったリスクが小さくなる。よって、刃物42の長寿命化を図ることができる。さらに、撓み振動に起因して超音波の駆動周波数より低い可聴域の周波数で励振されるといったことがないため、騒音の発生を未然に防ぐことができるとともに、熱の発生も未然に防ぐことができる。
In the case of the
ここで、第1及び第2超音波振動子21A,21Bの接合面における振動力をF1、F2[N]、振動速度をv1、v2[m/s]とする。機械振動損失がない場合、2本の超音波振動子21A,21Bの振動パワー[W](単位時間あたりのエネルギー[J/s])の総和は、エネルギー保存則により、ΣFv=F1v1+F2v2として、縦振動体41Aの音響出力面(刃物42の切断面)に現れる。F1v1+F2v2であるとすると、振動パワーの総和は、超音波振動子が1本の場合の2倍となる。このように、第1及び第2超音波振動子21A,21Bの縦振動が加算される本実施形態によれば、超音波振動子が1本の場合に比べて十分大きな振動パワーで超音波カッター51を動作させることができる。それゆえ、抵抗が大きい切断対象に対しても確実に切断加工を行うことができる高出力の超音波カッター51とすることができる。
Here, the vibration forces at the joint surfaces of the first and second
また、本実施形態の超音波カッター51では、縦振動体41Aの長さLvが駆動超音波の1/2波長の5倍となるように設定され、第1超音波振動子21Aにおける圧電素子52の直流分極方向と、第2超音波振動子21Bにおける圧電素子52の直流分極方向とが同じになるように設定されている。このため、第1及び第2超音波振動子21A,21Bを同一周波数かつ同一位相の高周波信号で駆動させた場合、第1超音波ホーン43Aの入力端面と第1超音波振動子21Aの出力端面との振動速度の振動移相を互いに同一にすることができる。また、第2超音波ホーン43Bの入力端面と第2超音波振動子21Bの出力端面との振動速度の振動移相を互いに同一にすることができる。よって、縦振動体41A、第1超音波振動子21A及び第2超音波振動子21Bを容易にかつ確実に縦振動共振させることができる。
Further, in the
さらに、本実施形態の固定具32A及びスライド式固定具32Bは、それぞれ冷却ファン55を有しているため、超音波振動子21A,21Bを効率よく冷却することができる。その結果、超音波振動子21A,21Bの作動状態が安定化するとともに、長寿命化を図ることも可能となる。
Further, since the
[第3実施形態]
次に、第3実施形態の超音波カッターについて図5に基づき説明する。本実施形態の超音波カッターは、基本的に第2実施形態とほぼ同じ構成を備えていることから、共通する部分については同じ部材番号を付し、詳細な説明を割愛する。この超音波カッターにおけるカッター部本体31Bは、縦振動体41Bの構成が第2実施形態のものと若干異なっている。
[Third Embodiment]
Next, the ultrasonic cutter of the third embodiment will be described with reference to FIG. Since the ultrasonic cutter of the present embodiment basically has substantially the same configuration as that of the second embodiment, the same member numbers are assigned to common parts, and detailed description thereof will be omitted. The structure of the longitudinal vibrating
図5に示されるように、カッター部本体31Bを構成する縦振動体41Bは、刃物42と第1超音波ホーン43Aと第2超音波ホーン43Bとからなる。ただし、本実施形態において使用される刃物42は、第2実施形態のものよりも短く、超音波振動子21A,21Bが発生する超音波の1/2波長の2倍の長さLbを有する。このため、縦振動体41Bは、全長Lvが1/2波長の偶数倍(本実施形態では4倍)の長さを有するものとなっている。
As shown in FIG. 5, the longitudinal vibrating
同一周波数で軸方向に縦振動共振する第1及び第2超音波振動子21A,21Bは、共通の超音波発振器22が電気的に接続されている。また、第1超音波振動子21Aにおける圧電素子52の直流分極方向と、第2超音波振動子21Bにおける圧電素子52の直流分極方向とが逆になるように設定されている。具体的には、第1超音波振動子21Aにおける直流分極方向は、積層された2枚の圧電素子52同士の界面から離間する方向であるのに対し、第2超音波振動子21Bにおける直流分極方向は、積層された2枚の圧電素子52同士の界面に向かう方向となっている(図5の矢印ARを参照)。
A common
ここで、第1及び第2超音波振動子21A,21Bの接合面における振動力をF1、F2[N]、振動速度をv1、v2[m/s]とする。機械振動損失がない場合、2本の超音波振動子21A,21Bの振動パワー[W](単位時間あたりのエネルギー[J/s])の総和は、エネルギー保存則により、ΣFv=F1v1+F2v2として、縦振動体41Bの音響出力面(刃物42の切断面)に現れる。F1v1+F2v2であるとすると、振動パワーの総和は、超音波振動子が1本の場合の2倍となる。このように、第1及び第2超音波振動子21A,21Bの縦振動が加算される本実施形態によれば、超音波振動子が1本の場合に比べて十分大きな振動パワーで超音波カッターを動作させることができる。それゆえ、抵抗が大きい切断対象に対しても確実に切断加工を行うことができる高出力の超音波カッターとすることができる。
Here, the vibration forces at the joint surfaces of the first and second
[第4実施形態]
次に、第4実施形態の超音波カッターについて図6に基づき説明する。本実施形態の超音波カッターは、基本的に第2実施形態とほぼ同じ構成を備えていることから、共通する部分については同じ部材番号を付し、詳細な説明を割愛する。
[Fourth Embodiment]
Next, the ultrasonic cutter of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Since the ultrasonic cutter of the present embodiment basically has substantially the same configuration as that of the second embodiment, the same member numbers are assigned to common parts, and detailed description thereof will be omitted.
この超音波カッターにおけるカッター部本体31Cは、固定手段としての固定具32A及びスライド式固定具32B、2本の第1超音波振動子21A、2本の第2超音波振動子21B、超音波発振器22、縦振動体41Aなどを備えている。カッター部本体31Cの一端側においては、同一周波数で軸方向に縦振動共振する2本の第1超音波振動子21A同士が、互いに縦列接続されている。また、カッター部本体31Cの他端側においては、同一周波数で軸方向に縦振動共振する2本の第2超音波振動子21B同士が、互いに縦列接続されている。
The cutter
2本ある第1超音波振動子21Aのうち、縦振動体41Aに近いものにおける圧電素子52の直流分極方向は、積層された2枚の圧電素子52同士の界面から離間する方向となっている。これに対し、縦振動体41Aから遠い第1超音波振動子21Aにおける圧電素子52の直流分極方向は、積層された2枚の圧電素子52同士の界面に向かう方向となっている。2本ある第2超音波振動子21Bのうち、縦振動体41Aに近いものにおける圧電素子52の直流分極方向は、積層された2枚の圧電素子52同士の界面から離間する方向となっている。これに対し、縦振動体41Aから遠い第2超音波振動子21Bにおける圧電素子52の直流分極方向は、積層された2枚の圧電素子52同士の界面に向かう方向となっている(図6の矢印ARを参照)。このため、各超音波振動子21A,21Bを同一周波数かつ同一位相の高周波信号で駆動させた場合、第1超音波ホーン43Aの入力端面と第1超音波振動子21Aの出力端面との振動速度の振動移相、及び第1超音波ホーン43A同士の接合面の振動速度の振動移相を互いに同一にすることができる。また、第2超音波ホーン43Bの入力端面と第2超音波振動子21Bの出力端面との振動速度の振動移相、及び第2超音波ホーン43B同士の接合面の振動速度の振動移相を互いに同一にすることができる。よって、縦振動体41A、2本の第1超音波振動子21A及び2本の第2超音波振動子21Bを容易にかつ確実に縦振動共振させることができる。
Of the two first
ここで、第1及び第2超音波振動子21A,21Bの接合面における振動力をF1、F2[N]、振動速度をv1、v2[m/s]とする。機械振動損失がない場合、4本の超音波振動子21A,21Bの振動パワー[W](単位時間あたりのエネルギー[J/s])の総和は、エネルギー保存則により、ΣFv=2・F1v1+2・F2v2として、縦振動体41Aの音響出力面(刃物42の切断面)に現れる。F1=v1、F2=v2であるとすると、振動パワーの総和は、超音波振動子が1本の場合の4倍となる。このように、第1及び第2超音波振動子21A,21Bの縦振動が加算される本実施形態によれば、超音波振動子が1本の場合に比べて十分大きな振動パワーで超音波カッターを動作させることができる。それゆえ、抵抗が大きい切断対象に対しても確実に切断加工を行うことができる高出力の超音波カッターとすることができる。
Here, the vibration forces at the joint surfaces of the first and second
[第5実施形態]
次に、第5実施形態の超音波カッターについて図7に基づき説明する。本実施形態の超音波カッターは、基本的に第2実施形態とほぼ同じ構成を備えていることから、共通する部分については同じ部材番号を付し、詳細な説明を割愛する。
[Fifth Embodiment]
Next, the ultrasonic cutter of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. Since the ultrasonic cutter of the present embodiment basically has substantially the same configuration as that of the second embodiment, the same member numbers are assigned to common parts, and detailed description thereof will be omitted.
この超音波カッターにおけるカッター部本体31Dは、固定手段としての固定具32A及びスライド式固定具32B、2本の第1超音波振動子21A、2本の第2超音波振動子21B、超音波発振器22、縦振動体41Aなどを備えている。これに加えて、カッター部本体31Dは第1パワー合成器61及び第2パワー合成器62をさらに備えている。第1パワー合成器61は、2本の第1超音波振動子21Aの超音波縦振動の方向を90°変換しかつパワーを合成して出力するべく、第1超音波ホーン43Aの入力端面に設けられている。第2パワー合成器62は、2本の第2超音波振動子21Bの超音波縦振動の方向を90°変換しかつパワーを合成して出力するべく、第2超音波ホーン43Bの入力端面に設けられている。なお、本実施形態では第1パワー合成器61、第2パワー合成器62としてL−L形変換体が使用されており、これらを介して第1及び第2超音波振動子21A,21Bが縦振動体41Aに接続されている。
The cutter
4本の超音波振動子21A,21Bの圧電素子52の直流分極方向は、いずれも積層された2枚の圧電素子52同士の界面から離間する方向となっている(図6の矢印ARを参照)。このため、各超音波振動子21A,21Bを同一周波数かつ同一位相の高周波信号で駆動させた場合、第1超音波ホーン43Aの入力端面と第1パワー合成器61の出力端面との振動速度の振動移相、及び第1パワー合成器61の入力端面と第1超音波振動子21Aの出力端面との振動速度の振動移相をそれぞれ互いに同一にすることができる。また、第2超音波ホーン43Bの入力端面と第2パワー合成器62の出力端面との振動速度の振動移相、及び第2パワー合成器62の入力端面と第2超音波振動子21Bの出力端面との振動速度の振動移相をそれぞれ互いに同一にすることができる。よって、縦振動体41A、2本の第1超音波振動子21A、2本の第2超音波振動子21B、第1パワー合成器61、第2パワー合成器62を容易にかつ確実に縦振動共振させることができる。
The DC polarization directions of the
ここで、第1及び第2超音波振動子21A,21Bの接合面における振動力をF1、F2[N]、振動速度をv1、v2[m/s]とする。機械振動損失がない場合、4本の超音波振動子21A,21Bの振動パワー[W](単位時間あたりのエネルギー[J/s])の総和は、エネルギー保存則により、ΣFv=2・F1v1+2・F2v2として、縦振動体41Aの音響出力面(刃物42の切断面)に現れる。F1=v1、F2=v2であるとすると、振動パワーの総和は、超音波振動子が1本の場合の4倍となる。このように、第1及び第2超音波振動子21A,21Bの縦振動が加算される本実施形態によれば、超音波振動子が1本の場合に比べて十分大きな振動パワーで超音波カッターを動作させることができる。それゆえ、抵抗が大きい切断対象に対しても確実に切断加工を行うことができる高出力の超音波カッターとすることができる。
Here, the vibration forces at the joint surfaces of the first and second
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。 Each embodiment of the present invention may be modified as follows.
・上記各実施形態では、第1被固定部及び第2被固定部の形状としてフランジ状を採用したが、これに限定されるわけではなく、フランジ状以外の形状(例えば舌片状など)を採用してもよい。 -In each of the above embodiments, a flange shape is adopted as the shape of the first fixed portion and the second fixed portion, but the shape is not limited to this, and a shape other than the flange shape (for example, a tongue piece shape) is adopted. It may be adopted.
・上記各実施形態では、第1及び第2フランジ部43a,43bを支持体に固定する際に刃物42の長さ方向に張力を付与する固定手段として、長孔37にボルト38を挿通させた構造のスライド式固定具32,32Bを用いたが、これに限定されない。例えば、ばね等の付勢手段の付勢力や流体圧などを利用して、刃物42の長さ方向に張力を付与するもの等であってもよい。
-In each of the above embodiments, a
・上記各実施形態では、超音波振動子21,21A,21Bとしてボルト締めランジュバン振動子を用いたが、これに限定されることはなく、例えばそれとは異なるタイプの振動子を用いても勿論よい。
-In each of the above embodiments, bolt-tightened Langevin vibrators are used as the
・上記各実施形態では、超音波振動子21,21A,21Bの数が、縦振動体41,41A,41Bの両端において同じ数であったが、必ずしもそうする必要はなく、異なる数としてもよい。
-In each of the above embodiments, the numbers of the
・上記各実施形態では、いずれも複数の超音波振動子21,21A,21Bに対して共通の超音波発振器22を接続して駆動させるようにしたが、各超音波振動子21,21A,21Bに対して個別に超音波発振器22を接続して駆動させるようにしてもよい。ただし、後者に比べて前者のほうが装置構成の簡略化にとって有利である。
-In each of the above embodiments, a common
・上記各実施形態では、第1パワー合成器61、第2パワー合成器62としてL−L形変換体を使用したが、これに代えてR−L形変換体を使用してもよい。この場合、円板の側面に多くの超音波振動子21A,21Bを接続することが可能なため、さらに大きな振動パワーを得ることができ、ひいてはさらに高出力の超音波カッターを実現することができる。
-In each of the above embodiments, the LL type converter is used as the
・上記各実施形態では、長尺状工具として長尺状かつ平板状の刃物42を用いたが、これに限定されない。例えば、切断部にギザギザの付いた鋸状歯等の切断用工具を用いてもよく、切断以外の加工を行う工具(例えば、長尺状のヤスリ等)を用いてもよい。
-In each of the above embodiments, a long and
・上記実施形態における超音波伝達体はホーン形状を有するものであったが、必ずしもホーン形状を有していなくてもよい。 -Although the ultrasonic transmitter in the above embodiment has a horn shape, it does not necessarily have to have a horn shape.
・第1超音波振動子21A同士や第2超音波振動子21B同士を縦列接続する場合の手段はねじ固定でなくてもよく、例えば接着剤による接着や、ろう付けによる接合、金具による連結などといった別の手段を採用してもよい。
-The means for connecting the first
・上記実施形態では切断自動加工機12を支持体として用いたが、これ以外のものを支持体として用いても勿論よい。
-In the above embodiment, the
1,51…超音波加工装置としての超音波カッター
12…支持体としての切断自動加工機
21…超音波振動子
21A…第1超音波振動子
21B…第2超音波振動子
22…超音波発振器
32,32B,33…固定手段としてのスライド式固定具
41,41A,41B…縦振動体
42…長尺状工具としての刃物
43…超音波伝送体としての超音波ホーン
43A…第1超音波伝送体としての第1超音波ホーン
43B…第2超音波伝送体としての第2超音波ホーン
43a…第1被固定部としての第1フランジ部
43b…第2被固定部としての第2フランジ部
44…超音波共振体
52…圧電素子
55…冷却手段としての冷却ファン
61…第1パワー合成器
62…第2パワー合成器
f1…縦振動節部
Lb…(長尺状工具の)長さ
1,51 ...
Claims (12)
前記超音波振動子は、同一周波数で軸方向に縦振動共振する第1超音波振動子及び第2超音波振動子からなり、
前記縦振動体は、前記長尺状工具と、前記長尺状工具の一端に接続され、前記第1超音波振動子の超音波縦振動を前記長尺状工具に伝送する第1超音波伝送体と、前記長尺状工具の他端に接続され、前記第2超音波振動子の超音波縦振動を前記長尺状工具に伝送する第2超音波伝送体とにより構成され、
振動速度の振動移相が互いに同一になるように前記第1超音波伝送体の入力端面に前記第1超音波振動子の出力端面が接続され、かつ、振動速度の振動移相が互いに同一になるように前記第2超音波伝送体の入力端面に前記第2超音波振動子の出力端面が接続され、
前記第1超音波伝送体において縦振動節部となる位置に設けられた第1被固定部と、前記第2超音波伝送体において縦振動節部となる位置に設けられた第2被固定部とが、前記長尺状工具の長さ方向に張力を付与可能な固定手段を介して前記支持体にそれぞれ固定されている
ことを特徴とする超音波加工装置。 A longitudinal vibrating body that includes a long tool and vibrates in the length direction of the long tool, an ultrasonic vibrator that gives ultrasonic longitudinal vibration to the vertical vibrating body, and an ultrasonic vibrator that drives the ultrasonic vibrator. It is an ultrasonic processing device that is equipped with an ultrasonic oscillator to vibrate and is used in a state of being fixed to a support.
The ultrasonic vibrator is composed of a first ultrasonic vibrator and a second ultrasonic vibrator that resonate longitudinally in the axial direction at the same frequency.
The longitudinal vibrating body is connected to the elongated tool and one end of the elongated tool, and transmits the ultrasonic longitudinal vibration of the first ultrasonic vibrator to the elongated tool. It is composed of a body and a second ultrasonic transmitter connected to the other end of the long tool and transmitting ultrasonic longitudinal vibration of the second ultrasonic vibrator to the long tool.
The output end face of the first ultrasonic vibrator is connected to the input end face of the first ultrasonic transmitter so that the vibration phase shifts of the vibration velocities are the same as each other, and the vibration phase shifts of the vibration velocities are the same as each other. The output end face of the second ultrasonic vibrator is connected to the input end face of the second ultrasonic transmitter so as to be.
A first fixed portion provided at a position to be a longitudinal vibration node in the first ultrasonic transmitter and a second fixed portion provided at a position to be a longitudinal vibration node in the second ultrasonic transmitter. The ultrasonic processing apparatus is characterized in that the ultrasonic processing apparatus is fixed to the support via fixing means capable of applying tension in the length direction of the long tool.
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