JPH0538919Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、超音波ホーンに係り、とくに先端部
の加工面部が高温下に使用される場合に好適に機
能する超音波ホーンに関する。

〔従来の技術〕

プラスチツク部材の加工等に使用される超音波
溶接機６０は、第８図に示すようにコ字状の支柱
本体６１と、支柱本体６１の突出上端部に装備さ
れたエアーシリンダ６２と、このエアーシリンダ
６２のピストン部分に装着された超音波変換器６
３及び加工用の超音波ホーン６４とを備えてい
る。この超音波ホーン６４の下方すなわちコ字状
の支柱本体６１の支持台６１Ａ部分には、接合部
が重ねられたプラスチツクワーク６５が配設され
固定されるようになつている。

一方、超音波ホーンのホーン部材６４は、一般
にアルミニウム又は、鉄、或いはこれらとニツケ
ル、銅、チタン等の合金で形成されている。換言
すると、ホーン部材６４は、いづれも熱伝導度が
良好な金属で形成されている。

〔考案が解決しようとする課題〕 超音波ホーンの一部をなす超音波変換器６３
は、多くの場合、電歪部材により形成されてい
る。この場合、電歪型の超音波振動子は、そのキ
ユー点温度で電歪特性が無くなる。また電圧素子
等の場合においても高温下での異常動作が認めら
れている。

このため、従来例において超音波ホーンの先端
部を高温下に配して使用するものにあつては（第
７図参照）、ホーン部材６４の超音波変換器側を
常時冷却する必要性が生じていた。第８図ないし
第９図に冷却の一例を示す。

この場合、例えば、アルミウム溶湯の脱泡用と
して超音波ホーンを使用する場合、水冷の場合は
水蒸気爆発の危険が常に伴つており、又、空冷の
場合は溶湯の温度低下を招来するという不都合を
常に伴つていた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに空冷もしくは水冷等の有する不
都合に煩わされることなく、超音波変換器の温度
上昇を有効に抑えることができる超音波ホーンを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本考案では、超音波変換器と、この超
音波変換器に直結されたホーン部材とを備えた超
音波ホーンにおいて、ホーン部材の超音波変換器
側に、セラミツク製断熱部材を装備する、という
構成を採つている。これによつて前述した目的を
達成しようとするものである。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図ないし第４図
に基づいて説明する。

この第１図ないし第４図の実施例は、超音波変
換器１と、この超音波変換器１に直結されたホー
ン部材２とを備えている。ホーン部材２の超音波
変換器１側に、セラミツク製断熱部材３が装備さ
れている。

超音波変換器１は、本実施例においては、振動
子素材PZTIAをアルミニウムブロツク１Ｂ，１
Ｃでサンドウイツチ状に組み合わせたものが使用
されている。また、ホーン部材２としては、ニツ
ケル銅が使用されているが、使用目的によつて
は、アルミニウムを用いても或いはチタン合金を
用いたものであつてもよい。

セラミツク製断熱部材３は、本実施例において
は、円板状で両面中心軸にねじが突設されたもの
が使用されている。このため、ホーン部材２と超
音波変換器１とはセラミツク製断熱部材３を介し
て相互に一体的にねじ止めされた状態のものが使
用されている。

第３図に、セラミツク製断熱部材３の断熱作用
を示す。

この第３図において、超音波ホーンは、アルミ
ニウム溶湯内の脱気用として使用されている。こ
の場合、ホーン部材２は700〔℃〕に近い温度とな
つているが、セラミツク製断熱部材３の反対側に
位置する超音波変換器１は60〔℃〕前後の温度と
なつていることが第３図に示す如く実験的に確認
されている。

第４図は、セラミツク製断熱部材３の取付位置
と超音波ホーンとしての振動特性との関係を示す
ものである。

この第４図に示すように、セラミツク製断熱部
材３は、超音波ホーン上で振巾が最大となる位置
に装着されている。

第５図に他の実施例を示す。

この第５図の実施例は、ホーン部材２と超音波
変換器１との間に中継部材としてのブースタ９を
介装した場合を示す。この場合は、ブースタ９の
中心軸に直交する面の両端部に振巾の最大値と最
小値（即ち絶対値の最大値）の箇所にセラミツク
製断熱部材３，３Ａが介装され一体化された状態
となつている。

このようにすると、二箇所で断熱が行われるこ
とから、超音波変換器１は、加熱状態下におかれ
ることが全くなくなり、かかる点においてほぼ完
全に保護されるようになつている。

第６図は、応用側を示す。この第６図の応用側
は、セラミツク製断熱材３をホーン部材２の先端
部に配設した場合を示すものである。

〔考案の効果〕

本考案は以上のように構成され機能するので、
これによると、従来の如く強制冷却することなく
超音波変換器側へ伝達する熱を有効に遮断するこ
とができ、これがため、大掛かりな冷却手段を用
いることなく長時間有効に、しかも継続使用する
ことができるという従来にない実用的な超音波ホ
ーンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面図、第２
図は第１図の分解図、第３図は第１図の作用説明
図、第４図は第１図の振動状態を示す説明図、第
５図は他の実施例を示す説明図、第６図は応用例
を示す説明図、第７図は従来例の使用状態を示す
説明図、第８図ないし第９図は各々従来例におけ
る冷却方法を示す説明図、第１０図は超音波溶接
機の全体を示す説明図である。 １……超音波変換器、２……ホーン部材、３…
…セラミツク製断熱部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 超音波変換器と、この超音波変換器に直結され
   たホーン部材とを備えた超音波ホーンにおいて、 前記ホーン部材の超音波変換器側に、セラミツ
   ク製断熱部材を装備したことを特徴とする超音波
   ホーン。