01
発振
発振器から超音波振動ユニットへ高周波電力を供給します。
概要
超音波振動ユニットは、 発振器から供給される電気エネルギーを機械振動へ変換し、 ホーンを介して加工対象へ伝達します。
安定した加工を実現するには、 振動子、ブースター、ホーン、治具、発振器を 一つの超音波システムとして最適化することが重要です。
システム構成
超音波振動ユニットの仕組み
安定した超音波加工は、 発振器からワークまでのエネルギー伝達全体を適切に構成することで実現されます。
02
変換
振動子が電気エネルギーを縦方向の機械振動へ変換します。
03
調整
ブースターが振幅を調整するとともに、 超音波振動ユニットの取付部として機能します。
04
伝達
ホーンが超音波振動をワークへ伝達し、 治具がワークを安定して支持します。
主要構成
振動ユニットの主要構成
各部品はそれぞれ異なる役割を担い、 超音波振動を発生・調整・伝達してワークへ届けます。
振動変換
振動子
振動子は発振器から供給された高周波電力を 縦方向の機械振動へ変換します。 周波数、冷却方式、保護構造は用途や使用環境に合わせて選定します。
- 周波数：20 kHz・35 kHzが一般的
- 使用環境：負荷や使用条件に応じて保護構造・冷却方式を選定
コンパクト構成
一体型振動ユニット
振動子とブースターを一体化した構成です。 設置スペースを抑えながらも、 振幅比や取付方法は用途に合わせて選定する必要があります。
- 構成：振動子とブースターを一体化
- 用途：設置スペースが限られる装置
振幅制御
ブースター
ブースターは振幅を調整するとともに、 超音波振動ユニットの取付部としても機能します。 振幅比、材質、応力は振動子やホーンと合わせて選定します。
- 機能：振幅調整・取付部
- 材質：用途に応じてアルミまたはチタン
エネルギー伝達
ホーン・治具
ホーンは超音波振動をワークへ伝達し、 治具はワークを支持・位置決めします。 形状、接触面積、材質、表面処理は用途に合わせて設計されます。
- ホーン：用途に合わせて共振設計
- 治具：ワーク支持とエネルギー伝達を最適化
- 表面処理：耐摩耗・離型性・耐食性の向上に対応
設計のポイント
一体設計のポイント
振動子、ブースター、ホーンは、 共振する一つの振動ユニットとして設計・選定することが重要です。
周波数
共振周波数
振動子、ブースター、ホーンは、 同じ設計周波数で共振するよう構成する必要があります。
振幅
振幅と応力
振幅は大きければ良いわけではありません。 振幅比、材質、ホーン形状を考慮し、 許容応力内で設計する必要があります。
治具
ホーン・治具設計
ホーン形状、治具、材質は、 ワーク形状、接触面、摩耗条件、 使用条件に合わせて設計します。
FAQ
よくあるご質問
振動ユニットについて、よくいただくご質問をまとめました。
用途に応じて単体での供給も可能ですが、
周波数、接続寸法、振幅、発振器との適合性、
振動ユニット全体の共振条件を事前に確認する必要があります。
できません。
寸法だけでなく、
周波数、ねじ仕様、振幅比、質量分布、
既存の振動ユニットとの適合性も確認する必要があります。
ホーンは超音波振動を伝達し、
治具はワークを支持します。
適切な支持がない場合、
エネルギー伝達が低下し、
加工品質や安定性に影響します。