TW526122B - Shaft core structure body of an ultrasonic machining center and support suspension ring used thereby - Google Patents

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526122 A7 B7 五、發明説明（彳） 〔技術領域〕 本發明係關於能夠對各種加工工具施加超音波振動並 且對被加工物施予高精度且高效率的硏削加工或切削加工 的超音波加工機之軸芯構造體。 〔先行技術〕 在於高硬脆性材料或金屬複合材等難加工性構件的精 密加工領域中，使用超音波加工機作爲加工物的切削加工 或開孔加工手段。超音波加工機，一般具備以馬達迴轉驅 動之軸芯，及與軸芯同軸配置之超音波振動子，及成一體 連結到超音波振動子之懸環，及安裝在懸環先端之切削工 具或硏削工具等之加工工具；超音波振動系以高剛性狀態 固定。 此種的超音波加工機，爲了維持能夠與精密加工相對 應的精度，軸芯，超音波振動子及懸環必須嚴格維持在高 剛性狀態。然後，經由超音波振動子所施加的超音波振動 ，與軸方向完全一致且振幅不變動，傳達到加工工具則爲 最重要的設計課題。 因此，本提案人開發出不致伴隨迴轉軸周圍的振動而 能超音波振動高效率地傳達到用於切削加工或硏削加工的 加工工具，而且能夠使其高精度的切削加工或硏削加工之 超音波加工機的軸芯構造體，在於日本專利特開2 Ο 〇 〇 —2 5 4 8 0 1號公報中已載示。 第9圖係爲表示前述公報所載示超音波加工機的軸芯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 526122 A7 B7 五、發明説明（2) 構造體之部分斷面圖。如第9圖所示，此軸芯構造體具備 :依軸線旋轉迴轉驅動之軸芯6 3，及配置於被形成在該 軸芯6 3之中空的本體套筒6 3 b的內部之超音波振動子 6 4，及與超音波振動子6 4連結在同軸上且拘束固定於 本體套筒6 3 b的內周壁之2個支承懸環6 6和6 7，及 支承懸環6 6和6 7其基端連結在同軸上且先端能裝著硏 削工具6 8之支承懸環6 5等。 另外，支承懸環6 6，6 7係由與超音波振動子6 4 配置在同軸之本體6 6 a和6 7 a，及成一體形成在本體 6 6 a和6 7 a其軸方向的中間位置之基部6 6 c和 67c，及形成在基部66c和67c到本體66a和 6 7其周圍的同軸上之能彈性變形之薄肉圓筒狀的緩衝軸 筒66d和67d，及形成在緩衝套筒66d和67d其 軸方向的兩端之凸緣6 6 e和6 6 f和6 7 e，6 7 f等 所構成。 此兩個支承懸環6 6和6 7，在於軸芯6 3的本體套 筒6 3 b內相互連結成密接狀態，並且凸緣6 6 e， 6 6 f，6 7 e，6 7 f呈沒入狀態固定於本體套環 6 3 b的內周壁。另外也有在凸緣6 6 e與凸緣6 6 f之 間，凸緣6 6 f與凸緣6 7 e之間，凸緣6 7 e與凸緣 6 7 f之間，分別配置間隔體材（未圖示）的情況。 經由採用此種的軸芯構造體，因而從超音波振動子 6 4傳達到支承懸環6 6，6 7的本體6 6 a，6 7 a之 超音波振動原樣傳達到支架懸環6 5側，爲了利用緩衝套 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---♦--’t---裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 526122 A7 B7 五、發明説明（3 ) 筒6 6 d，6 7 d緩衝傳達到軸芯6 3，抑制超音波振動 能量往軸芯6 3退避，而能提高維持往支架懸環6 5的振 動傳達效率，則同時經由將也是迴軸主軸之軸芯6 3及支 持懸環6 5保持在同軸上而能使加工精度大幅提升。 在於第9圖所示的軸芯構造體，由於必要將支承懸環 6 6，6 7及間隔體（未圖示）等以無間隙密接狀態配列 在本體套筒6 3 b的內部，而往軸芯6 3的軸方向及周方 向拘束這些零件，並且以不產生畸變或應力集中等的狀態 組裝到各別的零件，因而這些的組裝作業，必須將一個零 件組裝到本體套筒6 3 b的內部時，以目視確認相鄰零件 之間未產生間隙且又慎重地微調整各零件的位置或姿勢； 這些的作業不但要熟練的高度技術，還耗費龐大的工時。 另外，因連結配置複數個支承懸環6 6，6 7，所以即使 細心注意進行組裝，仍無法避免因這些零件的尺寸精度參 差不齊而組裝後的芯晃動，該芯晃動使加工精度惡化。 進而，由於支承懸環6 6，6 7的凸緣6 6 e， 6 6 f，6 7 e，6 7 f呈沒入狀態固定在本體套筒 6 3 b的內周壁，因而從超音波振動子6 4傳達到支承懸 環66，67的本體66a，67a之超音波振動的一部 分介由凸緣66e，66f，67e，67f等洩漏到本 體套筒6 3 b而發熱。然後，連結到同軸上之支承懸環 6 6，6 7等的合計全長較大而增加發熱所造成的變形’ 切削工具6 8的橫向晃動易於發生，造成加工精度的惡化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6- 526122 A7 B7 五、發明説明（4) 本發明所欲解決之課題係提供削減組裝工時數而能使 加工精度提升的超音波加工機的軸芯構造體及其所使用之 支承懸環。 〔.發明槪要〕 本發明超音波加工機的芯軸構造體其特徵爲：具備依 軸線旋轉迴轉驅動之軸芯本體，及配置於被形成在前述軸 芯本體之圓筒形的本體套筒內之超音波振動子，及在前述 本體套筒內與前述超音波振動子連結之支承懸環；前述支 承懸環具有與前述超音波振動子連結在同軸上之本體，及 呈鍔狀形成在前述本體的外周面之基部，及往軸方向延伸 設置而形成前述基部的外周之具有彈性之圓筒狀的緩衝套 筒，及形成在前述緩衝套筒一方的端部之可動凸緣，及形 成在前述緩衝套筒的他端部之固定凸緣，及沿著基部的周 方向形成在基部的外周面之不連續部；在使前述支承懸環 的可動凸緣能滑動地接觸到前述本體套筒內周面的狀態下 配置在前述超音波振動子側，在往軸方向拘束前述固定凸 緣的狀態下安裝在前述本體套筒，此處，可動凸緣係指經 由使其外周部分抵接到其他的構件而受到只往徑方向的拘 束之凸緣；固定凸緣係指經由使與該軸方向交叉之面抵接 到其他的構件而至少受到軸方向的拘束之凸緣；不連續部 係指中外周面的連續之部位；例如爲形成孔，溝，間隙等 之部位。 在使前述支承懸環的可動凸緣能滑動地接觸到前述本 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526122 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（5) 體套筒內周面的狀態下配置在前述超音波振動子側，在往 軸方向拘束前述固定凸緣的狀態下固定在前述套筒，因而 該支承懸環，以固定凸緣部分往軸方向拘束，可動凸緣部 分則是往徑方向拘束，不過形成爲往軸方向未拘束的狀態 ，.所以該支承懸環的本體能經由以固定凸緣部分爲支承點 之自我的伸縮運動往軸方向有效率地傳達從前述超音波振 動子所施加的超音波振動。另外，在前述支承懸環其基部 的外周面，沿著其周方向，設置不連續部，因而可動凸緣 側及固定凸緣側的緩衝套筒，從支承懸環本體分別獨立而 易於變形，所以能夠防止施加到支承懸環本體的超音波介 由可動凸緣及固定凸緣洩漏到本體套環。 即是從超音波振動子施加到支承懸環的超音波能不浪 費傳達到加工工具，因而能避免加工作業中超音波洩漏所 造成的發熱。另外因發熱所造成支承懸環的微小變形而橫 向晃動也消除，因而加工精度提升。另外，因只將固定凸 緣固定於前述本體套筒即可，所以間隔體等不需要；其結 果：因零件件數減少，組裝時的微調整也不需要，所以能 大幅削減組裝工時數，從凸緣介由間隔體洩漏之超音波所 造成的發熱也能消除。 此處，在前述基部的外周面設置周方向的緩衝溝，作 爲前述支承懸環的不連續部’因而可動凸緣側的緩衝套筒 及固定凸緣側的緩衝套筒，形成爲以此周方向的緩衝溝而 往軸方向分離的狀態；進而因獨立而易於變形，所以施加 到本體的超音波洩漏到本體的套筒之洩漏防止功能更加提 本G張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） " ' -8- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝*

、1T 526122 A7 B7 五、發明説明（6 ) 高，而能大幅減輕加工作業的超音波洩漏所造成的發熱。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此處，前述支承懸環其本體的軸方向長度爲所施加超 音波波長的二分之一，前述支承懸環其緩衝套筒的軸方向 長度爲所施加超音波波長的四分之一以內，在前述本體其 軸方向長度的中間位置且是在前述緩衝套筒其軸方向長度 的中間位置形成前述基部較爲理想。由於此因，以施加到 支承懸環的本體之超音波，本體自身能夠有效地超音波振 動且又將該超音波振動傳達到支架懸環，所以不單是加工 作業的速度提高，作業效率提升，而防止超音波洩漏到本 體套筒的功能也成爲最高，所以能夠以最小限度抑制加工 作業中的超音波洩漏所造成的發熱。 進而，將前述緩衝溝的寬度設爲所施加超音波波長的 0 _ 1 %〜3 %，因而維持支承懸環的強度，發揮優越的 超音波傳達功能及超音波洩漏防止功能，所以加工作業效 率維持在高水準且又發揮優越的信賴性，耐久性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由於在前述緩衝套筒的內徑範圍內，設置沿著前述本 體的軸方向連續地或是斷續地使前述支承懸環其本體的外 徑變化之部位，因而達到本體全體的形狀從超音波振動子 側朝向支架懸環側漸漸縮徑之增幅型支承懸環或是朝向前 述方向漸漸擴徑之衰減型支承懸環，在於其中1種的狀況 也發揮優良的超音波傳達功能及超音波洩漏防止功能，所 以能達到加工精度的提升，加工作業中超音波洩漏所造成 的發熱減輕。 其次，本發明的支承懸環係爲與配置在超音波加工機 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9- 526122 A7 _ B7 五、發明説明（7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的軸芯本體內之超音波振動子連結之支承懸環；其特徵爲 :具備與前述超音波振動子連結在同軸上之本體，及呈鍔 狀形成在前述本體的外周面之基部，及朝軸方向延伸設置 形成前述基部的外周部的具有彈性之圓筒狀的緩衝套筒， 及形成在前述緩衝套筒的一端部之可動凸緣，及形成在前 述緩衝套筒的他端部之固定凸緣，及沿著周方向設置在前 述基部的外周面之不連續部等。 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 在前述支承懸環的可動凸緣能滑動地使其接觸到被設 於超音波加工機的軸芯本體內之圓筒形本體套筒的內周面 之狀態下配置在前述超音波振動子側，在往軸方向拘束前 述固定凸緣的狀態下固定於前述本體套筒，則該支承懸環 ，以固定凸緣部分往軸方向拘束，可動凸緣部分則是往徑 方向拘束，不過形成爲往軸方向不拘束的狀態，所以前述 支承懸環本體經由自身的伸縮運動往軸方向能有效地傳達 從超音波振動子所施加的超音波振動；設置前述不連續部 ，可動凸緣及固定凸緣側的緩衝套筒從支承懸環本體分別 獨立而易於變形，所以能防止施加到支承懸環本體的超音 波介由可動凸緣及固定凸緣洩漏到本體套筒。 此樣，從超音波振動子所施加的超音波能不浪費傳達 到支架懸環，因而能大幅減輕加工作業中超音波洩漏所造 成的發熱，因而加工精度也提升。另外，因只將固定凸緣 固定在前述本體套筒即可，所以間隔體等不需要而減少零 件件數，組裝時不需微調整而能大幅削減組裝工時數；過 去，因空間體與凸緣無間隙加以固定所造成的發熱也能消 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10- 526122 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（8) 除。 此處，在前述基部的外周面設置周方向的緩衝溝，作 爲前述不連續部，因而形成爲可動凸緣側的緩衝套筒及固 定凸緣側的緩衝凸緣依該周方向的緩衝溝朝軸方向分別分 離的狀態；進而獨立而易於變形，所以施加到本體的超音 波洩漏到本體套筒等之洩漏防止功能更加提高。 前述本體的軸方向長度爲所施加超音波波長的二分之 一，前述緩衝套筒的軸方向長度爲所施加超音波波長的四 分之一以內；在前述本體其軸方向長度的中間位置且是在 前述緩衝套筒其軸方向長度的中間位置形成前述基部，因 而以施加到前述本體的超音波，本體自身有效地超音波振 動且又能將該超音波振動傳達到支架懸環等；防止超音波 洩漏到本體套筒的功能也最高。 將前述緩衝溝的寬度設爲所施加超音波波長的0 . 1 %〜0 · 3 %，因而維持支承懸環的強度，發揮優越的超 音波傳達功能及超音波洩漏防止功能。 在前述緩衝套筒的內徑範圍內，設置沿著前述本體的 軸方向連續地或是斷續地使前述本體的外徑變化之部位， 因到達到本體全體的形狀從超音波振動子側朝向支架懸環 側而漸漸縮徑之增幅型支承懸環或是朝向前述方向而漸漸 擴徑之衰減型支承懸環；在於其中1種的情況也發揮優越 的超音波傳達功能及超音波洩漏防止功能。 〔圖面之簡單說明〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ. 一裝·

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 526122 A7 B7 五、發明説明（9) 第1圖係爲表示也是本發明的實施形態其超音波加工 機之軸芯構造體的槪略斷面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第2圖係爲第1圖中之軸芯本體附近的擴大斷面圖。 第3 A圖係爲構成第1圖所示的軸芯構造體之支承懸 環的平面圖；第3 B圖係爲前述支承懸環的一部分缺口側 面圖。 第4圖係爲跨張表示施加超音波振動時的支承懸環之 變形狀態的模式圖；第4 A圖係爲表示伸張變形狀態的模 式圖，第4 B圖係爲表示收縮變形狀態的模式圖。 第5圖係爲誇張表示構成超音波傳達路徑的各構件之 變形狀態之模式圖。 第6圖係爲表示也是本發明的其他實施形態其超音波 加工機之軸芯構造體的槪略斷面圖。 第7圖係爲表示本發明的其他實施形態之衰減型支承 懸環的軸方向斷面圖。 第8圖係爲表示本發明的其他實施形態之增幅型支承 懸環的軸方向斷面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第9圖係爲表示過去超音波加工機之軸芯構造體重要 部分的槪略縱斷面圖。 元件對照表 1 容室 2 驅動馬達 3 軸芯本體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公酱） -12- 526122 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7 _五、發明説明（1〇) 4 超音波振動子 5 支架懸環 6 支承懸環 10 軸芯 1 1 加工工具 1 2 被加工物 2 0 支承懸環 3 0 支承懸環。 〔實施形態〕 第1圖係爲表示也是本發明的實施形態其超音波加工 機之軸芯構造體的槪略縱斷面圖。第2圖係爲第1圖中之 軸芯本體附近的擴大斷面圖。第3 A圖係爲構成第1圖所 示的軸芯構造體之支承懸環的平面。第3 B圖係爲前述支 承懸環的一部分缺口側面圖。 如第1，2圖所示，在中空圓筒狀的容室1的上端具 備驅動馬達2，介由連結器2 a連結到上述馬達2的輸出 軸之軸芯本體3經由軸承1 a，於容室1內組裝在同軸上 。軸芯本體3具備將上端側連結到連結器2 a之連桿3 a ，及連桿3 a的下端形成在同軸上且下端開放之圓筒形的 本體套筒3 b。 連結到連結器2 a之連桿3 a的正下方具備環狀的受 電部3 c，從固定於容室1之供電單元1 b介由供電碳刷 通電到受電部3 c。然後，在本體套筒3 b內，收容與受 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~ -13- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 526122 A 7 B7 五、發明説明（11) 電部3 c導通之超音波振動子4 ;在此超音波振動子4的 下端，支承懸環6與支架懸環5連結配置在同軸上。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 超音波振動子4將其下端部分設爲具有使超音波振動 增幅之質點的功能之輸出部4 d。超音波振動子4經由引 線導通到被安裝在軸芯本體3的連桿3 a之環狀的受電部 3 c ;從供電單元1 b通電則在輸出部4 d激勵以輸出軸 方向爲振動方向的1 5KHz〜6 5KHz之超音波振動 〇 在於軸芯本體3的本體套筒3 b內，超音波振動子4 與支承懸環6連結配置在同軸上；進而在支承懸環6，支 架懸環5連結配置在同軸上，因而輸出部4 d所激動之超 音波振動，經由支承懸環6，傳達到支架懸環5。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 支承懸環6例如爲以不銹鋼爲素材之一體成形品；如 第3圖所示，具有：與超音波振動子4連結在同軸上之實 心圓柱狀的本體6 a，及呈鍔狀形成在本體6 a的外周面 之基部6 c，及朝軸方向延伸設置形成基部6 c的外周之 具有彈性之圓筒狀的緩衝套筒6 d，及形成在緩衝套筒 6 d的一端部（超音波振動子4側的端部）之可動凸緣 6 e，及形成在緩衝套筒6 d的他端部之固定凸緣6 f ， 及沿著基部6 c的周方向形成在該外周面之緩衝溝6 g。 支承懸環6在經由使該可動凸緣6 e的外周面抵接到 本體套筒3 b的內周面而往徑方向拘束的狀態下配置在超 音波振動子4側，固定凸緣6 f在經由使與該軸方向交差 之面接觸固定於本體套筒3的先端部而至少往軸方向拘束 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 526122 A7 B7 五、發明説明（12) 的狀態下固定於套筒3 b的先端。由於此因，支承懸環6 以固定凸緣6 f部分至少往軸方向拘束，可動凸緣6 e部 分則是往徑方向拘束，不過形成爲往軸方向不拘束的狀態 ，所以支承懸環6的本體6 a經由自身的伸縮運動能往軸 方向有效地傳達從超音波振動子4所施加的超音波振動。 另外在支承懸環6其基部6 c的外周面，沿著其周方向設 置不連續部的緩衝溝6 g，因而可動凸緣6 e側及固定凸 緣6 f側的緩衝套筒6 d分別獨立而易於變形，所以能防 止施加到本體6 a的超音波洩漏到本體套筒3 b。 即是從超音波振動子4施加到支承懸環6的超音波不 浪費介由支架懸環5等傳達到切削工具5 a，因而能避免 加工作業中超音波洩漏所造成的發熱。由於此因，能防止 受到發熱所造成支承懸環等微小變形的影響，因而迴轉振 動精度提升；高速迴轉也不受到影響，而加工精度也提升 。另外在只將固定凸緣6 f往軸方向拘束的狀態下安裝在 本體套筒3 b即可，所以間隔體等不需要而減少零件件數 ’組裝時的微調整也不需要，所以能大幅削減組裝工時數 ;過去間隔體與凸緣無間隙加以固定所造成的發熱也能消 除。 此處，參照第4，5圖，說明從超音波振動子4的輸 出部4 d施加超音波振動時其支承懸環6的變形狀態。第 4圖係爲誇張表示施加超音波振動時其支承懸環之變形狀 態的模式圖；第4 A圖係爲表示伸張變形狀態的模式圖， 第4 B圖係爲表示收縮變形狀態的模式圖。第5圖係爲誇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 526122 A7 B7 五、發明説明（13) ---.--2---^^裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 張表示構成超音波傳達路徑其各構件之變形狀態的模式圖 ;第5 A圖係爲表示伸張變形狀態的模式圖，第5 B圖係 爲表示收縮變形狀態的模式圖。 超音波振動往支承懸環6的軸方向作用時，支承懸環 6.如第4 B圖所示本體6 a往軸方向收縮並且往半徑方向 膨脹的變形與如第4 A圖所示往軸方向延伸並且往半徑方 向收縮的變形交互形成。然後此種支承懸環6的收縮變形 與伸張變形的反覆也傳達到連結到下端之支架懸環5 ;支 持懸環5也與支承懸環6同樣地，反覆收縮變形與伸張變 形；此支架懸環5的收縮變形與伸張變形之差形成爲切削 工具5 a其超音波振動的振幅。 經濟部智慧財產局工消費合作社印製 支承懸環6反覆如第4圖所示的收縮變形與伸張變形 時，緩衝套筒6 d因肉薄而易於彈性變形，所以本體6 a 的超音波振動經該彈性變形而被吸收。即是從超音波振動 子4傳達到支承懸環6的本體6 a之超音波振動，由於經 由緩衝套筒6 d緩衝傳達到軸芯3的本體套筒3 b，因而 超音波振動不致洩漏到套筒3 b側，而能以高效率往支架 懸環5方向傳達。 本實施形態則是如第3圖所示，支承懸環6其本體 6 a的軸方向長度L爲所施加超音波波長的二分之一，在 本體6 a其軸方向長度L的中間位置形成基部6 c ，因而 以施加到支承懸環6的本體6 a之超音波，本體6 a自身 有效地超音波振動且又能將該超音波振動傳達到支架懸環 5等，加工作業的速度提高，作業效率提升。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526122 A7 _______B7 五、發明説明（14) 另外，支承懸環6其緩衝套筒6 d的軸方向長度1爲 所施加超音波波長的四分之一以內，在緩衝套筒6 d其軸 方向長度1的中間位置形成基部6 c，因而防止施加到支 承懸環6的本體之超音波洩漏到本體套筒3 b之功能爲最 高.，而能以最小限度抑制加工作業中超音波洩漏所造成的 發熱。 進而’將緩衝溝6 g的寬度W設爲所施加超音波波長 的3 % ’將緩衝溝6 g的深度D設爲基部6 c的外徑R與 本體6 a其基部6 c位置的外徑r其兩者之差的二分之一 之尺寸，所以維持支承懸環6的強度，具備優越的超音波 傳達功能及超音波洩漏防止功能，加工作業效率維持在高 水準且又發揮優越的信賴性、耐久性。 第6圖係爲表示也是本發明的其他實施形態其超音波 加工機之軸芯構造的槪造斷面圖。本實施形態中，超音波 加工機之軸芯1 0的本體套筒1 〇 3內，超音波振動子4 與支承懸環6 X和支承懸環6連結配置在同軸上，在支承 懸環6的先端安裝加工工具1 1。支承懸環6的形狀，功 能及與本體套筒1 0 a的固定構造則是與第1〜5圖所示 之支承懸環6的形狀，功能及與套筒3 a的固定構造相同 〇 支承懸環6 X若除了具有外徑相同之2個二動凸緣 6 s，6 t之點以外則具有與支承懸環6相同的形狀、功 能’不過可動凸緣6 s，6 t部分則是往徑方向拘束，不 過形成往軸方向不拘束的狀態。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 17- 526122 A7 B7 五、發明説明（15) 利用此種的構成，防止從超音波振動子4所施加的超 音波振動洩漏到本體套筒1 〇 a，且又能介由支承懸環 6 X及支承懸環6有效率地傳達到加工工具1 1，所以能 夠以局速度’局精度硏削加工被加工物1 2 ’加工作業中 從超音波振動系統所造成的發熱變爲極低。另外，本實施 形態中，2個支承懸環6 X，6連結配置在同軸上，加強 從加工工具1 1所承受的應力，超音波振動子4爲高輸出 ，而被加工物1 2的加工量較大的情況適用。其他的功能 ，效果則是與第1〜5圖所示的實施形態相同。 其次，參照第7，8圖說明也是其他實施形態其支承 懸環20，30。然而第7，8圖中附註與第1〜5圖相 同圖號之部位，因發揮與第1〜5圖所示的部分相同的功 能、效果，所以其說明省略。 第7圖所示的支承懸環2 0中，在緩衝套筒2 d之內 徑2 0 r的範圍內，設置沿著本體2 0 a的軸方向往支架 懸環5方向連續增加支承懸環2 0其本體2 0 a的外徑， 因而形成本體2 0 a的形狀從超音波振動子4側朝向支架 懸環5側漸漸擴徑之衰減型支承懸環。使用此種衰減型的 支承懸環2 0，形成超音波加工機之軸芯構造體，則能夠 調整爲最適於加工物的加工條件，而提升加工精度。其他 的功能，效果則與前述過的支承懸環6相同。 第8圖所示的支承懸環3 0中，在緩衝套筒3 d其內 徑3 0 r的範圍內，設置沿著本體3 0 a的軸方向往支架 懸環5方向連續地減少支承懸環3 0其本體3 0 a的外徑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 -18- 526122 A7 B7 五、發明説明（16) ’因而形成本體3 0 a的形狀從超音波振動子4側朝向支 架懸環5側漸漸縮徑之增幅型支承懸環。使用此種增幅型 的支承懸環3 0，構成超音波加工機之軸芯機構，則與前 述的支承懸環2 0同樣地，能夠調整爲最適於加工物的加 工條件，而提升加工精度。其他的功能，效果則與前述過 的支承懸環6同樣。 利用本發明達到以下所示的效果。 (1 )具備依軸線旋轉而迴轉驅動之軸芯本體，及配 置於被形成在前述軸芯本體的本體套筒內之超音波振動子 ，及在前述本體套筒內與前述超音波振動子連結之支承懸 環等；前述支承懸環具有與前述超音波振動子連結在同軸 上之本體，及呈鍔狀形成在前述本體的外周面之基部，及 朝軸方向延伸設置形成前述基部的外周之具有彈性之圓筒 狀的緩衝套筒，及形成在前述緩衝套筒的一端部之可動凸 緣，及形成在前述緩衝套筒的他端部之固定凸緣，及沿著 前述基部的周方向形成在其外周面之不連續部；在使前述 支承懸環的可動凸緣能滑動地接觸到前述本體套筒內周面 的狀態下安裝在前述本體套環，因而削減軸芯的組裝工時 數，使加工精度提升，而能減輕加工作業中超音波洩漏所 造成的發熱。 (2 )在前述基部的外周面設置周方向的緩衝溝作爲 前述支承懸環的不連續部，因而防止施加到本體之超音波 洩漏到本體套筒之功能更加提高，而可以大幅減輕加工作 業中超音波洩漏所造成的發熱。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐） ·--2---辦衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局R工消費合作社印製 -19- 526122 A7 B7 五、發明説明（17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (3 )前述支承懸環其本體的軸方向長度爲所施加超 音波波長的二分之一，則述支承懸環其緩衝套筒的軸方向 長度爲所施加超音波波長的四分之一以內，在前述緩衝套 筒其軸方向長度的中間位置且是在前述本體其軸方向長度 的中間位置形成前述基部，因而加工作業的速度提高，作 業效率提升，而能夠以最小限度抑制加工作業中超音波洩 漏所造成的發熱。 (4 )將前述緩衝溝的寬度設爲所施加超音波波長的 〇· 1%〜3%，因而加工作業效率維持在高水準，且又 發揮優越的耐久性。 (5 )在前述緩衝套筒的內徑範圍內，設置沿著前述 本體的軸方向連續或是斷續地使前述支承懸環其本體的外 徑變化之部位，因而達到增幅型支承懸環或是衰減型支承 懸環，在於其中一種的情況，也選定最適加工條件，而會g 達到加工精度的提升。 以上，已具體的說明本發明的實施例，不過該業者也 考慮到多數種的變形或替代物所構成的實施例。因此本發 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 圍 的 利 專 請 申 於 限 侷 只 不 並 明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20-

Claims (1)

1. 526122 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 i 1 . 一種超音波加工機之軸芯構造體，其特徵爲： 具備依軸線旋轉而迴轉驅動之軸芯本體，及配置於被 設置在前述軸芯本體之圓筒形的本體套筒內之超音波振動 子，及在前述套筒內與前述超音波振動連結之支承懸環； 前述支承懸環具有與前述超音波振動子連結在同軸上 之本體，呈鍔狀形成在前述本體的外周之基部，及朝軸方 向延伸設置而形成前述基部的外周部之具有彈性之圓筒狀 的緩衝套筒，及形成在前述緩衝套筒的一端部之可動凸緣 ，及形成在前述緩衝套筒的他端部之固定凸緣，及沿著前 述基部的周方向設置在該外周面之不連續部； 在使前述支承懸環的可動凸緣能滑動地接觸到前述本 體套筒內周面的狀態下配置於前述超音波振動子側，在前 述固定凸緣往軸方向拘束的狀態下安裝於前述本體套筒。 2 ·如申請專利範圍第1項的超音波加工機之軸芯構 造體，其中前述支承懸環的不連續部爲往周方向延伸到前 述基部的外周面之緩衝溝。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 ·如申請專利範圍第1項的超音波加工機之軸芯構. 造體，其中前述支承懸環其本體的軸方向長度爲所施加超 音波波長的二分之一，前述支承懸環其緩衝套筒的軸方向 長度爲所施加超音波波長的四分之一以內，在前述本體其 軸方向長度的中間位置且在前述緩衝套筒其軸方向長度的 中間位置形成前述基部。 4 .如申請專利範圍第2項的超音波加工機之軸芯構 造體，其中前述支承懸環其本體的軸方向長度爲所施加超 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 526122 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) 音波波長的二分之一，前述支承懸環其緩衝套筒的軸方向 長度爲所施加超音波波長的四分之一以內，在前述本體其 軸方向長度的中間位置且在前述緩衝套筒其軸方向長度的 中間位置形成基部。 5 ·如申請專利範圍第2項的超音波加工機之軸芯構 造體，其中將前述緩衝溝的寬度設爲所施加超音波波長的 0 · 1 % 〜3 %。 6 ·如申請專利範圍第1項的超音波加工機之軸芯構 造體，其中前述支承懸環的本體具體外徑在前述緩衝套筒 的內徑範圍內沿著本述本體的軸方向連續或是斷續地變化 之部位。 7 .如申請專利範圍第2項的超音波加工機之軸芯構 造體，其中前述支承懸環的本體具有外徑在前述緩衝套筒 的內徑範圍內沿著前述本體的軸方向連續或是斷續地變化 之部位。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 .如申請專利範圍第3項的超音波加工機之軸芯構 造體，其中前述支承懸環的本體具有外徑在前述緩衝套筒 的內徑範圍內沿著前述本體的軸方向連續或是斷續地變化 之部位。 9 .如申請專利範圍第4項的超音波加工機之軸芯構 造體，其中前述支承懸環的本體具有外徑在前述緩衝套筒 的內徑範圍內沿著前述本體的軸方向連續或是斷續地變化 之部位。 1 0 .如申請專利範圍第5項的超音波加工機之軸芯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 526122 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 構造體，其中前述支承懸環的本體具有外徑在前述緩衝套 筒的內徑範圍內沿著前述本體的軸方向連續或是斷續地變 化之部位。 1 1 . 一種支承懸環，係爲與配置在前述超音波加工 機之軸芯本體內的超音波振動子連結之支承懸環；其特徵 Wh · 具備與前述超音波振動子連結在同軸上之本體，及呈 鍔狀形成在前述本體的外周面之基部，及往軸方向延伸設 置而形成前述基部的外周部之具有彈性之圓筒狀的緩衝套 筒，及形成在前述緩衝套筒的一端部之可動凸緣，及形成 在前述緩衝套筒的他端部之固定凸緣，及沿著周方向設置 在前述基部的外周面之不連續部。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之支承懸環，其中前 述不連續部及朝周方向延伸到前述基部的外周面之緩衝溝 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之支承懸環，其中前 述本體軸的方向長度爲所施加超音波波長的二分之一，前 述緩衝套筒的軸方向長度爲所施加超音波波長的四分之一 ，在前述本體其軸方向長度的中間位置且在前述緩衝套筒 其軸方向長度的中間位置形成前述基部。 . 1 4 .如申請專利範圍第1 2項之支承懸環，其中前 述本體的軸方向長度爲所施加超音波波長的二分之一’前 述緩衝套筒的軸方向長度爲所施加超音波波長的四分之一 以內，在前述本體其軸方向長度的中間位置且在前述緩衝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23 - 526122 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 套筒其軸方向長度的中間位置形成基部。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 5 .如申請專利範圍第1 2項之支承懸環，其中將 前述緩衝溝的寬度設爲所施加超音波波長的0 . 1 %〜3 %。 1 6 ·如申請專利範圍第1 1項之支承懸環，其中前 述本體具有外徑在前述緩衝套筒的內徑範圍內沿著前述本 體的軸方向連續或是斷續地變化之部位。 i 7 ·如申請專利範圍第1 2項之支承懸環，其中前 述本體具有外徑在前述緩衝套筒的內徑範圍內沿著前述本 體的軸方向連續或是斷續地變化之部位。 i 8 .如申請專利範圍第1 3項之支承懸環，其中前 述本體具有外徑在前述緩衝套筒的內徑範圍內沿著前述本 體的軸方向連續或是斷續地變化之部位。 1 9 ·如申請專利範圍第1 4項之支承懸環，其中前 述本體具有外徑在前述緩衝套筒的內徑範圍內沿著前述本 體的軸方向連續或是斷續地變化之部位。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 〇 .如申請專利範圍第1 5項之支承懸環，其中前 述本體具有外徑在前述緩衝套筒的內徑範圍內沿著前述本 體的軸方向連續或是斷續地變化之部位。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24-