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JP2006346843A - Disc-like blade and cutting device - Google Patents

Disc-like blade and cutting device Download PDF

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JP2006346843A
JP2006346843A JP2005200874A JP2005200874A JP2006346843A JP 2006346843 A JP2006346843 A JP 2006346843A JP 2005200874 A JP2005200874 A JP 2005200874A JP 2005200874 A JP2005200874 A JP 2005200874A JP 2006346843 A JP2006346843 A JP 2006346843A
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disk
vibration
ultrasonic
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JP2005200874A
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Kazumasa Onishi
一正 大西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a disc-like blade capable of stably exhibiting excellent cutting performance to a machined material formed from a hard and fragile material, and easy to be designed. <P>SOLUTION: In the cutting device having the disc-like blade 1 provided with a through hole, which is to be fitted on a rotary shaft, in a central part thereof, ultrasonic vibrators 8 are arranged on both sides of the disc-like blade 1, and fixed by two support plates 7 from both sides of the ultrasonic vibrators 8. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガラスやシリコンなどの脆い材料から形成された加工対象物の切断あるいは溝入れに有利に用いることができる円盤状のブレードおよび切断装置に関する。  The present invention relates to a disk-shaped blade and a cutting apparatus that can be advantageously used for cutting or grooving a workpiece formed of a brittle material such as glass or silicon.

ガラス、シリコン、シリコンナイトライド、希土類磁石材料もしくは超硬金属などの硬く且つ脆い材料から形成された加工対象物を切断あるいは溝入れするために、円盤状のブレードを備えた切断装置が一般的に用いられている。  A cutting device with a disk-shaped blade is generally used for cutting or grooving a workpiece formed from a hard and brittle material such as glass, silicon, silicon nitride, rare earth magnet material or super hard metal. It is used.

図1は、特許文献1に記載の従来の切断装置5の構成例を示す正面図であり、そして図2は、図1の切断装置5の側面図である。図1及び図2に示す切断装置5は、回転駆動装置6の回転軸3に取付けられた第一のフランジ2a、円盤状のブレード1、及び第二のフランジ2b、そしてこれらのフランジ2a、2bによりブレード1を締め付け固定するためのナット4から構成されている。そして切断装置5の回転駆動装置6を作動させて円盤状のブレード1を回転させながら、加工対象物を切断あるいは溝入れを行う。  FIG. 1 is a front view showing a configuration example of a conventional cutting device 5 described in Patent Document 1, and FIG. 2 is a side view of the cutting device 5 of FIG. The cutting device 5 shown in FIGS. 1 and 2 includes a first flange 2a, a disk-shaped blade 1 and a second flange 2b attached to the rotary shaft 3 of the rotary drive device 6, and these flanges 2a and 2b. It is comprised from the nut 4 for clamp | tightening and fixing the braid | blade 1 by this. Then, the workpiece is cut or grooved while the rotary drive device 6 of the cutting device 5 is operated to rotate the disk-shaped blade 1.

一方、工作機械のバイトなどの工具に超音波振動を付与しながら加工対象物を切削する方法は知られている。このような切削方法は、超音波切削加工と呼ばれており、非特許文献1に詳しく記載されている。超音波切削加工は、加工対象物と工具との摩擦抵抗が小さくなるために、加工面の熱歪みが低減され、加工精度が高くなり、そして切削工具の寿命が長くなるなどの利点を有している。さらにそして、加工速度が倍以上になることも非特許文献2に詳しく記載されている。  On the other hand, a method of cutting an object to be processed while applying ultrasonic vibration to a tool such as a tool of a machine tool is known. Such a cutting method is called ultrasonic cutting, and is described in detail in Non-Patent Document 1. Ultrasonic cutting has the advantages that the frictional resistance between the workpiece and the tool is reduced, so that the thermal distortion of the machined surface is reduced, the machining accuracy is increased, and the life of the cutting tool is extended. ing. Further, it is described in detail in Non-Patent Document 2 that the processing speed is doubled or more.

特許文献2には、円盤状のブレードを回転させる回転軸に超音波振動子が付設された構成の切断装置が開示されている。この切断装置は、円盤状のブレードを回転させ、かつ超音波振動子にて発生させた超音波振動を、回転軸を介して円盤状のブレードに付与しながら、ブレードの外縁端部にて加工対象物を切断する。この切断装置の円盤状のブレードは、振動伝達方向変換器とナットとにより締め付けられた状態で回転軸の先端に固定される。回転軸に付設された超音波振動子は、回転軸の軸方向に振動する超音波振動を発生させ、この超音波振動は、振動伝達方向変換器によりブレードの径を拡縮させる方向に振動する超音波振動へと変換され、ブレードに付与される。超音波振動の伝達方向を変換するため、回転軸や振動伝達方向変換器は、有限要素法などによる数値計算により所定の形状に設計される。
特開平8−127023公報 特開2000−210928公報 超音波便覧編集委員会、「超音波便覧」、丸善株式会社、平成11年8月、p679−684 日本電子機械工業会、「超音波工学」、株式会社コロナ社、1993年、p218−229
Patent Document 2 discloses a cutting device having a configuration in which an ultrasonic transducer is attached to a rotating shaft that rotates a disk-shaped blade. This cutting device rotates at the outer edge of the blade while rotating the disk-shaped blade and applying the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator to the disk-shaped blade via the rotating shaft. Cut the object. The disk-shaped blade of this cutting device is fixed to the tip of the rotating shaft while being tightened by a vibration transmission direction changer and a nut. The ultrasonic vibrator attached to the rotating shaft generates ultrasonic vibration that vibrates in the axial direction of the rotating shaft, and this ultrasonic vibration is supersonic that vibrates in the direction in which the diameter of the blade is expanded or contracted by the vibration transmission direction converter. It is converted into sonic vibration and applied to the blade. In order to convert the transmission direction of the ultrasonic vibration, the rotating shaft and the vibration transmission direction converter are designed in a predetermined shape by numerical calculation using a finite element method or the like.
JP-A-8-127003 JP 2000-210928 A Ultrasonic Handbook Editorial Committee, “Ultrasonic Handbook”, Maruzen Co., Ltd., August 1999, p679-684 Japan Electromechanical Industry Association, "Ultrasonic Engineering", Corona Co., Ltd., 1993, p218-229

上記の特許文献2に記載の切断装置においては、ブレードに付与する超音波振動の振動方向や振動数などを変更する場合には、有限要素法などによる数値計算を再度行って回転軸や振動伝達方向変換器の形状を設計し直す必要がある。また、この切断装置は、振動伝達方向変換器とナットとによるブレードの締め付け力の強弱により、ブレードに伝わる超音波振動の大きさが変化する可能性が高い。ブレードに伝わる超音波振動の大きさが変動すると、ブレードの径を拡縮させる方向の振動の大きさが変化して、ブレードの切断性能が変化してしまう。  In the cutting apparatus described in Patent Document 2, when changing the vibration direction or frequency of the ultrasonic vibration applied to the blade, the numerical calculation is again performed by the finite element method or the like, and the rotation shaft or vibration transmission is performed. It is necessary to redesign the shape of the direction changer. Further, in this cutting apparatus, there is a high possibility that the magnitude of the ultrasonic vibration transmitted to the blade changes due to the strength of the tightening force of the blade by the vibration transmission direction changer and the nut. When the magnitude of ultrasonic vibration transmitted to the blade fluctuates, the magnitude of vibration in the direction of expanding or reducing the diameter of the blade changes, and the cutting performance of the blade changes.

本発明の目的は、優れた切断性能を安定して円盤状のブレードを提供することにある。
本発明の目的はまた、優れた切断性能を安定して示し、かつ設計が容易な切断装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a disk-shaped blade with stable excellent cutting performance.
Another object of the present invention is to provide a cutting device that stably exhibits excellent cutting performance and is easy to design.

本発明は、回転軸に嵌め合わされる透孔を中央に備えた円盤状のブレードを持つ切断装置において、超音波振動子を持つ2個のサポート板があり、そのサポート板により両側から円盤状のブレードを、ネジを用いて締め付けることにある。  The present invention provides a cutting device having a disk-like blade having a through-hole fitted in a rotating shaft in the center, and has two support plates having an ultrasonic transducer, and the support plates are shaped like a disk from both sides. The blade is to be tightened with screws.

本発明はまた、フランジが前記サポート板を保持していることにある。  The present invention also resides in that a flange holds the support plate.

本発明はまた、超音波振動子がリング状圧電セラミックであり、そのリング状圧電セラミック内で分極方向が異なるかまたは電圧の印加方向が異なることにある。  The present invention is also characterized in that the ultrasonic transducer is a ring-shaped piezoelectric ceramic, and the polarization direction is different or the voltage application direction is different in the ring-shaped piezoelectric ceramic.

本発明はまた、超音波発振回路を超音波振動子に接続してなる切断装置にある。  The present invention also provides a cutting device in which an ultrasonic oscillation circuit is connected to an ultrasonic transducer.

本発明のサポート板を備えた円盤状のブレードは、サポート板を介して円盤状のブレードに超音波振動が励起されるので、回転軸など不要な部材に超音波振動を伝達することがないので、超音波振動を効率よく且つ安定に円盤状のブレードに付与することができる。このため、本発明の円盤状ブレードおよびこのブレードを備えた切断装置は、優れた切断性能を安定して示す。  The disk-shaped blade provided with the support plate of the present invention does not transmit ultrasonic vibration to unnecessary members such as a rotating shaft because ultrasonic vibration is excited to the disk-shaped blade via the support plate. In addition, ultrasonic vibration can be efficiently and stably applied to the disk-shaped blade. For this reason, the disk-shaped blade of this invention and the cutting device provided with this blade show the outstanding cutting performance stably.

本発明のサポート板を備えた円盤状のブレードはまた、フランジによりサポート板を固定支持している。ブレードの剛性がフランジに比較して小さいときは、フランジにより直接ブレード表面を固定支持すると超音波振動は、ブレードの先端部に伝播させることが困難となる。そこで、フランジの直径より、剛性材料製のサポート板の直径を大きいか又は等しいようにすることで、超音波振動を効率よく且つ安定に円盤状のブレードに付与することができる。  The disk-shaped blade provided with the support plate of the present invention also supports the support plate by a flange. When the rigidity of the blade is smaller than that of the flange, if the blade surface is directly fixed and supported by the flange, it is difficult to propagate the ultrasonic vibration to the tip of the blade. Therefore, by making the diameter of the support plate made of a rigid material larger than or equal to the diameter of the flange, ultrasonic vibration can be efficiently and stably applied to the disk-shaped blade.

本発明のサポート板を備えた円盤状のブレードはさらに、円盤状のブレードを両側からサポート板で機械的に締め付け一体化する。このことにより円盤状のブレードが消耗して円盤状のブレードに変えるときにも、消耗した円盤状のブレードからサポート板を取り外し、新たな円盤状のブレードに取付けることができる。このことにより消耗するのは円盤状のブレードだけとなり、省資源、及び製造コストの低減に役立つ。  The disc-shaped blade provided with the support plate of the present invention is further mechanically clamped and integrated with the support plate from both sides with the support plate. As a result, even when the disk-shaped blade is worn out and changed to a disk-shaped blade, the support plate can be removed from the worn disk-shaped blade and attached to a new disk-shaped blade. As a result, only the disk-shaped blade is consumed, which helps to save resources and reduce manufacturing costs.

図3の正面図、そして図3のA−A線で切断した図4の断面図で実施の形態を示す。まず、中心軸に回転軸が通る貫通孔を持った接合ボルト14に、外周部がテーパー状になったサポート板7aを通す。外周部をテーパー状にすることで、円盤状のブレード1に拡がり振動変位だけにほぼすることができる。外周部がテーパー状でない場合は、円盤状のブレード1に切断方向と直交する方向の曲げ振動が発生する恐れがある。なお、接合ボルト14の概略の形状は外径50mm、内径40mm、長さ10mmである。  The embodiment is shown in the front view of FIG. 3 and the cross-sectional view of FIG. 4 taken along the line AA of FIG. First, the support plate 7a whose outer peripheral portion is tapered is passed through a joining bolt 14 having a through hole through which the rotation shaft passes through the central axis. By making the outer peripheral portion into a tapered shape, it spreads to the disk-shaped blade 1 and can be made almost only by vibration displacement. When the outer peripheral portion is not tapered, bending vibration in the direction orthogonal to the cutting direction may occur in the disk-shaped blade 1. The approximate shape of the joining bolt 14 is an outer diameter of 50 mm, an inner diameter of 40 mm, and a length of 10 mm.

サポート板7aは、以下のように作成した。外径90mm、内径50mm、外周部の厚さ1.5mm、圧電セラミック8aの接合される部分の厚さ0.5mmのアルミ合金製の剛性板12aに超音波振動子である外径70mm、内径50mm、厚さ0.5mmの圧電セラミック8aをエポキシ樹脂で接合する。なお、剛性板12aは、振動損失の少ない超音波振動材料が望ましく、アルミ合金、チタンなどの金属、そしてアルミナ、ガラスなどの無機材料が適している。そして、圧電セラミック8aの外側に圧電セラミックと同じ形状のガラス繊維複合材料製の絶縁板13aをエポキシ樹脂で接合する。  The support plate 7a was prepared as follows. An ultrasonic transducer having an outer diameter of 70 mm, an inner diameter of 50 mm, an outer peripheral thickness of 1.5 mm, and a rigid plate 12a made of aluminum alloy having a thickness of 0.5 mm of a portion to which the piezoelectric ceramic 8a is bonded. A piezoelectric ceramic 8a having a thickness of 50 mm and a thickness of 0.5 mm is joined with an epoxy resin. The rigid plate 12a is preferably an ultrasonic vibration material with a small vibration loss, and a metal such as an aluminum alloy or titanium and an inorganic material such as alumina or glass are suitable. Then, an insulating plate 13a made of a glass fiber composite material having the same shape as the piezoelectric ceramic is joined to the outside of the piezoelectric ceramic 8a with an epoxy resin.

次に同じく接合ボルトに外径100mm、内径50mmそして0.1mm厚の金属性の円盤状のブレード1を通す。サポート板7aと円盤状のブレード1の界面にグリースまたは接着剤などの接触媒質を用いると、サポート板7aと円盤状のブレード1は、さらに一体の振動体となる。接着剤は、剥離剤などを用いて簡単に取り除けるものが、後の分解作業を考えると望ましい。なお、接触媒質については、非特許文献3に詳しく記述してある。ここに用いた円盤状のブレード1は、金属の表面に砥粒を固定したものである。なお、円盤状の金属基板の材料の例として、アルミニウム、鉄、ステンレスおよび超硬金属などがある。
実吉純一、「超音波技術便覧」、日刊工業新聞社、昭和60年12月、p722−723
Next, the metallic disk-shaped blade 1 having an outer diameter of 100 mm, an inner diameter of 50 mm and a thickness of 0.1 mm is passed through the joining bolt. When a contact medium such as grease or adhesive is used at the interface between the support plate 7a and the disk-shaped blade 1, the support plate 7a and the disk-shaped blade 1 become a further integrated vibrating body. An adhesive that can be easily removed using a release agent or the like is desirable in view of the subsequent disassembly work. The contact medium is described in detail in Non-Patent Document 3. The disk-shaped blade 1 used here is one in which abrasive grains are fixed on a metal surface. Examples of the material for the disk-shaped metal substrate include aluminum, iron, stainless steel, and cemented carbide.
Junichi Miyoshi, “Ultrasonic Technology Handbook”, Nikkan Kogyo Shimbun, December 1985, p722-723

そしてサポート板7bを通す。このサポート板7bの形状は、サポート板7aのブレードと接する面を対称面とする形状である。  Then, the support plate 7b is passed. The shape of the support plate 7b is a shape in which the surface in contact with the blade of the support plate 7a is a symmetrical surface.

接合ボルト14にサポート板7a、円盤状のブレード1、サポート板7bの順で挿入した後、接合ナット15によりこれらを機械的に一体化する。これをサポート板/ブレード構成と呼ぶ。  After inserting the support plate 7 a, the disk-shaped blade 1, and the support plate 7 b in this order into the joining bolt 14, these are mechanically integrated by the joining nut 15. This is called a support plate / blade configuration.

次にサポート板/ブレード構成をフランジで保持し、さらに回転軸に取付けた構成について図5の平面図と図5のA−A線での断面図である図6を用いて説明する。  Next, a configuration in which the support plate / blade configuration is held by a flange and attached to a rotating shaft will be described with reference to FIG. 6 which is a plan view of FIG. 5 and a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

スリーブ10と内側のフランジ2aを一体化したスリーブ10/内側のフランジ2aに回転側のロータリートランス9aを図示しないネジにより固定する。そして、スリーブ10の外径面に沿って、サポート板/ブレード構成を挿入する。次にフランジ2bを同じくスリーブ10の外径面に沿って挿入する。さらにフランジナット11によりこれらを一体化する。  The rotary transformer 9a on the rotation side is fixed to the sleeve 10 / inner flange 2a in which the sleeve 10 and the inner flange 2a are integrated with screws (not shown). A support plate / blade configuration is then inserted along the outer diameter surface of the sleeve 10. Next, the flange 2b is inserted along the outer diameter surface of the sleeve 10 in the same manner. Furthermore, these are integrated by the flange nut 11.

サポート板7a、7bに接触するフランジ2a、2bの面の形状は外径85mm、内径80mmである。また、この部分はリング状の形状であり、外径85mm、内径80mm面を持ち、長さは約3mmである。さらに、フランジ2a、2bの外周部は、テーパー状であり、振動が外周部で拡大する作用がある。図に示すようにブレードが非常に薄い場合は上に述べたフランジ2a、2bのリング形状の部分が振動の固定端になり、またサポート板とブレードの厚さの合計が大きくなれば、リング状の部分は、振動変形するので、円盤状のブレード1の先端にまで振動は伝播する。このようにサポート板7a、7bの厚さは重要であり、薄すぎると円盤状のブレード1の先端は振動しないか、要求する振動変位量にならない。このため、サポート板7a、7bの厚さを、有限要素法などの数値計算により決定する。  The shapes of the surfaces of the flanges 2a and 2b that contact the support plates 7a and 7b are an outer diameter of 85 mm and an inner diameter of 80 mm. Further, this portion has a ring shape, has an outer diameter of 85 mm, an inner diameter of 80 mm, and a length of about 3 mm. Further, the outer peripheral portions of the flanges 2a and 2b are tapered, and there is an effect that vibration is expanded at the outer peripheral portion. As shown in the figure, when the blade is very thin, the ring-shaped portion of the flanges 2a and 2b described above becomes a fixed end of vibration, and if the total thickness of the support plate and the blade increases, the ring shape Since this part is deformed by vibration, the vibration propagates to the tip of the disk-shaped blade 1. Thus, the thickness of the support plates 7a and 7b is important. If the thickness is too thin, the tip of the disk-shaped blade 1 does not vibrate or does not have the required amount of vibration displacement. Therefore, the thickness of the support plates 7a and 7b is determined by numerical calculation such as a finite element method.

その際、サポート板7a、7bの圧電セラミック8a、8bの電極と図示しないリード線の一方を接続する。リード線の他方は回転側のロータリートランス9aに接続される。  At that time, the electrodes of the piezoelectric ceramics 8a and 8b of the support plates 7a and 7b are connected to one of the lead wires (not shown). The other lead wire is connected to a rotary transformer 9a on the rotation side.

スリーブ10/内側のフランジ2aにサポート板/ブレード構成をフランジ2bとフランジナット11により一体化したものを回転軸3にナット4により取付ける。  The sleeve 10 / the inner flange 2a and the support plate / blade structure integrated by the flange 2b and the flange nut 11 are attached to the rotary shaft 3 by the nut 4.

次に上記の円盤状ブレード1を使用した切断装置の運転方法について同じく図6の断面図を用いて説明する。まず図示しないモータの電源をいれ回転軸3を回転させる。次にロータリートランス9a、9bを介してサポート板7a、7bを構成するリング状の圧電セラミック8a、8bに図示しない超音波発振回路からの超音波交流電圧を印加する。超音波交流電圧を印加することにより、サポート板7a、7b及び円盤状のブレード1は、径方向の拡がり振動が励起される。次に回転する円盤状ブレード1と図示しない加工対象物に冷却水をノズルから与え、加工対象物を切断または溝入れする。  Next, the operation method of the cutting apparatus using the disk-shaped blade 1 will be described with reference to the sectional view of FIG. First, the power of a motor (not shown) is turned on to rotate the rotary shaft 3. Next, an ultrasonic alternating voltage from an ultrasonic oscillation circuit (not shown) is applied to the ring-shaped piezoelectric ceramics 8a and 8b constituting the support plates 7a and 7b via the rotary transformers 9a and 9b. By applying the ultrasonic alternating voltage, the support plates 7a and 7b and the disk-shaped blade 1 are excited to expand in the radial direction. Next, cooling water is supplied from a nozzle to the rotating disk-shaped blade 1 and the workpiece not shown, and the workpiece is cut or grooved.

円盤状のブレード1の径方向の拡がり振動モードを励起する固有振動数の周波数の電圧を圧電セラミック8a、8bに印加することにより、100V以下の低い電圧でブレードの先端部に約10ミクロン程度の振動変位を容易に励起できる。  By applying to the piezoelectric ceramics 8a and 8b a voltage having a natural frequency that excites the radial spreading vibration mode of the disk-shaped blade 1, a voltage of about 10 microns is applied to the tip of the blade at a low voltage of 100V or less. Vibration displacement can be easily excited.

円盤状のブレード1の厚さが2mm以下、特に1mm以下の場合、フランジ2a、2bをブレード1に押し付けることにより、圧電セラミックの振動を、ブレードの先端部に振動を伝播させるのが困難になる。  When the thickness of the disk-shaped blade 1 is 2 mm or less, particularly 1 mm or less, it is difficult to propagate the vibration of the piezoelectric ceramic to the tip of the blade by pressing the flanges 2 a and 2 b against the blade 1. .

そこで本発明のサポート板7a、7bの外径がフランジ2a、2bの外径より大きいか等しくする手段を用いることで、圧電セラミックの振動をブレードの先端部に伝播させることができる。そしてこの構成にすることで、製造できるブレード厚さ現在では50ミクロン程度までのブレードを使用できる。さらに薄いブレードも適用可能であると考えられる。  Therefore, by using means for making the outer diameters of the support plates 7a and 7b of the present invention larger or equal to the outer diameters of the flanges 2a and 2b, the vibration of the piezoelectric ceramic can be propagated to the tip of the blade. With this configuration, a blade having a thickness of about 50 microns can be used at present. It is believed that even thinner blades are applicable.

上記の構成によれば従来の円盤状のブレードをそのまま用いることができるので、特に改めてブレードを特別に製作する必要がない。  According to the above configuration, since the conventional disk-shaped blade can be used as it is, it is not particularly necessary to make a special blade.

また、サポート板/ブレード構成とこれに接触するフランジの一部だけが振動するだけなので、他の部分にはほとんど振動が伝播することがないため不要な振動ロスがほとんどないので小さな電力で必要な大きさの振動を励起させることができる。したがって、ブレードの温度の上昇を小さくできるので、加工精度を向上させることができる。  Also, since only the support plate / blade configuration and part of the flange in contact with it vibrate, the vibration hardly propagates to the other parts, so there is almost no unnecessary vibration loss, so less power is required. The vibration of the magnitude can be excited. Therefore, since the rise in the temperature of the blade can be reduced, the machining accuracy can be improved.

また、回転軸には、ほとんど振動が伝播することがないので回転軸と回転軸を回転自在に支持する軸受けの損傷の恐れほとんどない。  Further, since vibration hardly propagates to the rotating shaft, there is almost no risk of damage to the rotating shaft and the bearing that rotatably supports the rotating shaft.

さらに、円盤状のブレードが消耗したときには、サポート板から円盤状のブレードを取り外し新しい円盤状のブレードに交換することができる。これにより、消耗するのは円盤状のブレードだけとなり、超音波振動を印加することにより、従来の切断方法に比較して、ブレードの消耗量は大幅に小さくなるため、省資源かつ製造コストの削減ができる。  Further, when the disk-shaped blade is consumed, the disk-shaped blade can be removed from the support plate and replaced with a new disk-shaped blade. As a result, only the disk-shaped blade is consumed, and by applying ultrasonic vibration, the amount of blade consumption is significantly reduced compared to conventional cutting methods, saving resources and reducing manufacturing costs. Can do.

上記のように、ブレードおよびフランジの一部にだけ振動させることができることにより加工精度の高い、信頼性の高い切断装置を提供できる。  As described above, since only a part of the blade and the flange can be vibrated, it is possible to provide a cutting device with high processing accuracy and high reliability.

また、上記の実施の形態では金属製のブレードを用いたが、レジン製のブレードでも同じ効果が得られる。  In the above embodiment, a metal blade is used. However, the same effect can be obtained with a resin blade.

さらに、上記の実施の形態では超音波振動子がリング状圧電セラミックであり、かつ分極方向が同一であり、円板の拡がり振動を励起するものであった。しかし、円板の面内屈曲振動を励起するために、リング状圧電セラミック内で分極方向が異なるかまたは電圧の印加方向が異なるものも使用できる。  Furthermore, in the above embodiment, the ultrasonic vibrator is a ring-shaped piezoelectric ceramic and has the same polarization direction, and excites the spreading vibration of the disk. However, in order to excite the in-plane bending vibration of the disk, it is possible to use a ring-shaped piezoelectric ceramic having a different polarization direction or a different voltage application direction.

本発明の円盤状のブレードおよび切断装置は、ガラスやシリコンなどの脆い材料から形成された加工対象物の切断あるいは溝入れに有利に用いることができる。  The disk-shaped blade and cutting device of the present invention can be advantageously used for cutting or grooving a workpiece formed from a brittle material such as glass or silicon.

従来の切断装置の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the structural example of the conventional cutting device. 図1の切断装置の側面図である。It is a side view of the cutting device of FIG. 本発明の円盤状ブレードとサポート板などを示す正面図である。It is a front view which shows the disk shaped blade of this invention, a support plate, etc. FIG. 図3のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG. 本発明の円盤状ブレードとサポート板などを回転軸に取付けた正面図である。It is the front view which attached the disk shaped blade of this invention, the support plate, etc. to the rotating shaft. 図5のA−A線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the AA line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ブレード
2 フランジ
3 回転軸
4 ナット
5 切断装置
6 回転駆動装置
7 サポート板
8 圧電セラミック
9 ロータリートランス
10 スリーブ
11 フランジナット
12 剛性板
13 絶縁板
14 接合ボルト
15 接合ナット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blade 2 Flange 3 Rotating shaft 4 Nut 5 Cutting device 6 Rotation drive device 7 Support plate 8 Piezoceramic 9 Rotary transformer 10 Sleeve 11 Flange nut 12 Rigid plate 13 Insulating plate 14 Joining bolt 15 Joining nut 15

Claims (4)

回転軸に嵌め合わされる透孔を中央に備えた円盤状のブレードを持つ切断装置において、超音波振動子を持つ2個のサポート板があり、そのサポート板により両側から円盤状のブレードを、ネジを用いて締め付けることを特徴とする。  In a cutting device having a disk-shaped blade with a through-hole fitted in the center of a rotating shaft, there are two support plates with ultrasonic transducers. It is characterized by tightening using フランジがサポート板を保持していることを特徴とする請求項1、2に記載の切断装置。The cutting apparatus according to claim 1, wherein the flange holds a support plate. 超音波振動子がリング状圧電セラミックであり、そのリング状圧電セラミック内で分極方向が異なるかまたは電圧の印加方向が異なることを特徴とする請求項1、2に記載の切断装置。The cutting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the ultrasonic vibrator is a ring-shaped piezoelectric ceramic, and a polarization direction is different or a voltage application direction is different in the ring-shaped piezoelectric ceramic. 超音波発振回路を請求項1、2に記載の固定側ロータリートランスに接続してなる切断装置。The cutting device which connects an ultrasonic oscillation circuit to the fixed side rotary transformer of Claims 1 and 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016018187A (en) * 2014-07-11 2016-02-01 株式会社ディスコ Method for producing exposure mask

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