超音波振動によって円形に切断するための中空型ステップホーンの縦振動特性

摘要

現在、脆く壊れやすい素材を円形（直径が数mm～数十mm）に切断するためには、レーザやウォータージェットなどを用いる方法がとられている。しかし、これらの方法では装置が大型、構造が複雑をいった欠点がある。筆者らはそれらを解決する方法として、超音波振動によって円形に切断することを考えた。そのための振動体として中空型ステップホーンの検討を行っている。ここでは、中空型ステップホーンを用いた超音波振動源（20 kHz）の縦振動特性について明らかにした。その結果、中空型ステップホーンの中空部の深さが1/4波長のときに良好な縦振動が得られることがわかった。また、振幅拡大比は、中空部の深さが1/4波長のとき面積比で決定することがわかった。