JPH09239317A - セラミック接合型超音波ホーン及びその製造方法 - Google Patents
セラミック接合型超音波ホーン及びその製造方法Info
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- JPH09239317A JPH09239317A JP4768496A JP4768496A JPH09239317A JP H09239317 A JPH09239317 A JP H09239317A JP 4768496 A JP4768496 A JP 4768496A JP 4768496 A JP4768496 A JP 4768496A JP H09239317 A JPH09239317 A JP H09239317A
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミック部材の接合強度が低下しないセラ
ミック接合型超音波ホーン及びその製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 超音波ホーンは、先端に向かって細く形
成された円柱状のホーン本体１と、ホーン本体１の細い
先端面にろう付けされたセラミック工具３とから構成さ
れている。詳しくは、超音波ホーンは、セラミック工具
３が接合されている断面円形の細径の先端部９を備えて
おり、この先端部９は、更に太径部１１とそれより径の
小さな細径部１３とからなる。つまり、太径部１１の先
端側の最小の径をＤ1とし細径部１３の径をＤ2とする
と、Ｄ2＜Ｄ1であり、細径部１３はＲ状の段差１３ａを
介して小径となっている。
ミック接合型超音波ホーン及びその製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 超音波ホーンは、先端に向かって細く形
成された円柱状のホーン本体１と、ホーン本体１の細い
先端面にろう付けされたセラミック工具３とから構成さ
れている。詳しくは、超音波ホーンは、セラミック工具
３が接合されている断面円形の細径の先端部９を備えて
おり、この先端部９は、更に太径部１１とそれより径の
小さな細径部１３とからなる。つまり、太径部１１の先
端側の最小の径をＤ1とし細径部１３の径をＤ2とする
と、Ｄ2＜Ｄ1であり、細径部１３はＲ状の段差１３ａを
介して小径となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波穿孔機、超
音波圧搾機、超音波かしめ機、超音波半田付機、超音波
切断機などの超音波加工機や、超音波洗浄機、超音波攪
拌機などに用いられるセラミック接合型超音波ホーン及
びその製造方法に関するものである。
音波圧搾機、超音波かしめ機、超音波半田付機、超音波
切断機などの超音波加工機や、超音波洗浄機、超音波攪
拌機などに用いられるセラミック接合型超音波ホーン及
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種の超音波ホーンとして
は、鋼製、チタン合金製、アルミニウム合金製のものが
知られており、超音波加工用或は超音波洗浄用に用いる
場合は、ホーンの先端部は、耐摩耗性、耐エロージョン
性を備えていることが要求される。そのため、鋼製のホ
ーンでは、焼き入れ、硬化処理が施されており、またチ
タン合金製のものにおいても、窒化処理などの硬化処理
が施されている。
は、鋼製、チタン合金製、アルミニウム合金製のものが
知られており、超音波加工用或は超音波洗浄用に用いる
場合は、ホーンの先端部は、耐摩耗性、耐エロージョン
性を備えていることが要求される。そのため、鋼製のホ
ーンでは、焼き入れ、硬化処理が施されており、またチ
タン合金製のものにおいても、窒化処理などの硬化処理
が施されている。
【０００３】更に、近年では、ホーン先端面の耐摩耗性
を向上させるために、ホーンの先端面にセラミック層を
形成したものや（実開昭６３−１１３５４５号及び実開
平１−１４６９２８号公報参照）、ホーン先端部に緩衝
板を介してセラミック工具を接合したものが提案されて
いる（実開平５−８０５６９号公報参照）。
を向上させるために、ホーンの先端面にセラミック層を
形成したものや（実開昭６３−１１３５４５号及び実開
平１−１４６９２８号公報参照）、ホーン先端部に緩衝
板を介してセラミック工具を接合したものが提案されて
いる（実開平５−８０５６９号公報参照）。
【０００４】このセラミック工具を接合した超音波ホー
ンを製造する場合には、図５に示す様に、金属の基体Ｐ
１の先端にセラミック工具Ｐ２を接合した後に、（超音
波振動子を取り付ける）大径の基端部Ｐ３を通常のバイ
トを用いて旋盤加工にて切削し、次に、小径の先端部Ｐ
４の表面全体に渡りダイヤモンド砥石による研削加工を
施していた。ここで、先端部Ｐ４に対してダイヤモンド
砥石による研削を行なうのは、硬質のセラミック工具Ｐ
２の加工を行なうためには、ダイヤモンド砥石が必要と
されるからである。
ンを製造する場合には、図５に示す様に、金属の基体Ｐ
１の先端にセラミック工具Ｐ２を接合した後に、（超音
波振動子を取り付ける）大径の基端部Ｐ３を通常のバイ
トを用いて旋盤加工にて切削し、次に、小径の先端部Ｐ
４の表面全体に渡りダイヤモンド砥石による研削加工を
施していた。ここで、先端部Ｐ４に対してダイヤモンド
砥石による研削を行なうのは、硬質のセラミック工具Ｐ
２の加工を行なうためには、ダイヤモンド砥石が必要と
されるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先端部
Ｐ４をダイヤモンド砥石で研削する場合には、先端部Ｐ
４の金属部分をも多く加工するため、金属によってダイ
ヤモンド砥石に目詰まりが発生するという問題がある。
そして、この目詰まりしたダイヤモンド砥石でセラミッ
ク工具Ｐ２の接合部分を研削すると、目詰まりによって
ダイヤモンド砥石の切削性能が低下しているので、予期
せぬ応力がセラミック工具Ｐ２等にかかり、その接合強
度が低下するという問題があった。
Ｐ４をダイヤモンド砥石で研削する場合には、先端部Ｐ
４の金属部分をも多く加工するため、金属によってダイ
ヤモンド砥石に目詰まりが発生するという問題がある。
そして、この目詰まりしたダイヤモンド砥石でセラミッ
ク工具Ｐ２の接合部分を研削すると、目詰まりによって
ダイヤモンド砥石の切削性能が低下しているので、予期
せぬ応力がセラミック工具Ｐ２等にかかり、その接合強
度が低下するという問題があった。
【０００６】本発明は上記の問題点を鑑みて提案された
もので、セラミック部材の接合強度が低下しないセラミ
ック接合型超音波ホーン及びその製造方法を提供するこ
とを目的としている。
もので、セラミック部材の接合強度が低下しないセラミ
ック接合型超音波ホーン及びその製造方法を提供するこ
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１の発明は、金属からなる基体の先端にセラミ
ック部材を接合したセラミック接合型超音波ホーンにお
いて、超音波振動子が取り付けられる基端部と、該基端
部より小径で前記セラミック部材を有する先端部と、を
備えるとともに、該先端部が、前記金属からなる基端側
の太径部と、該太径部の先端側の径より小径で、前記セ
ラミック部材及び該セラミック部材に接合された前記金
属からなる先端側の細径部と、を備えたことを特徴とす
るセラミック接合型超音波ホーンを要旨とする。
の請求項１の発明は、金属からなる基体の先端にセラミ
ック部材を接合したセラミック接合型超音波ホーンにお
いて、超音波振動子が取り付けられる基端部と、該基端
部より小径で前記セラミック部材を有する先端部と、を
備えるとともに、該先端部が、前記金属からなる基端側
の太径部と、該太径部の先端側の径より小径で、前記セ
ラミック部材及び該セラミック部材に接合された前記金
属からなる先端側の細径部と、を備えたことを特徴とす
るセラミック接合型超音波ホーンを要旨とする。
【０００８】ここで、超音波ホーンの先端部の形状とし
ては、円柱形、角柱形等を採用できる。従って、径と
は、径方向の寸法を意味する（例えば円柱の場合は、直
径や半径、角柱の場合は、縦横の寸法）。また、前記セ
ラミック部材として、例えば、アルミナ、ジルコニア、
窒化ケイ素、炭化ケイ素、又はこれらの複合材料、或は
超硬、サーメット等の周知の硬質材料が使用可能であ
る。
ては、円柱形、角柱形等を採用できる。従って、径と
は、径方向の寸法を意味する（例えば円柱の場合は、直
径や半径、角柱の場合は、縦横の寸法）。また、前記セ
ラミック部材として、例えば、アルミナ、ジルコニア、
窒化ケイ素、炭化ケイ素、又はこれらの複合材料、或は
超硬、サーメット等の周知の硬質材料が使用可能であ
る。
【０００９】請求項２の発明は、前記細径部が、前記セ
ラミック部材を加工するための研削加工によって形成さ
れた段差部分であることを特徴とする前記請求項１記載
のセラミック接合型超音波ホーンを要旨とする。
ラミック部材を加工するための研削加工によって形成さ
れた段差部分であることを特徴とする前記請求項１記載
のセラミック接合型超音波ホーンを要旨とする。
【００１０】請求項３の発明は、前記細径部が、前記セ
ラミック部材と、該セラミック部材の接合部分から０．
２〜１５ｍｍの範囲の金属部分とからなることを特徴と
する前記請求項１又は２記載のセラミック接合型超音波
ホーンを要旨とする。
ラミック部材と、該セラミック部材の接合部分から０．
２〜１５ｍｍの範囲の金属部分とからなることを特徴と
する前記請求項１又は２記載のセラミック接合型超音波
ホーンを要旨とする。
【００１１】請求項４の発明は、金属からなる基体の先
端にセラミック部材を接合した後に、該セラミック部材
の外周及び前記基体の先端側から少なくとも前記近接位
置までの外周に対してセラミック加工用の研削加工を施
して、該研削部分の外径を前記切削部分の先端側の外径
以下とすることを特徴とするセラミック接合型超音波ホ
ーンの製造方法を要旨とする。
端にセラミック部材を接合した後に、該セラミック部材
の外周及び前記基体の先端側から少なくとも前記近接位
置までの外周に対してセラミック加工用の研削加工を施
して、該研削部分の外径を前記切削部分の先端側の外径
以下とすることを特徴とするセラミック接合型超音波ホ
ーンの製造方法を要旨とする。
【００１２】尚、前記近接位置としては、セラミック部
材の接合面から基端側に例えば５ｍｍの位置を採用でき
る。
材の接合面から基端側に例えば５ｍｍの位置を採用でき
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】請求項１の発明のセラミック接合
型超音波ホーンは、大径の基端部と小径の先端部とを備
えている。特に本発明では、先端部が、更に、基端側の
太径部と先端側の細径部とから構成されており、細径部
のセラミック部材の径が太径部の先端側の（最小の）径
より小さくされている。
型超音波ホーンは、大径の基端部と小径の先端部とを備
えている。特に本発明では、先端部が、更に、基端側の
太径部と先端側の細径部とから構成されており、細径部
のセラミック部材の径が太径部の先端側の（最小の）径
より小さくされている。
【００１４】つまり、本発明では、従来の様な先端部の
構造ではなく、先端部が太径部とそれより細い細径部と
に分かれており、しかもこの細径部にはセラミック部材
が接合されている。従って、太径部に対しては、通常の
金属加工におけるバイトを用いて迅速に切削加工するこ
とができる。また、硬質のセラミック部材を含む細径部
に対しては、ダイヤモンド砥石を用いて研削加工するこ
とができ、しかも金属部分が従来よりはるかに少ないの
で目詰まりが発生しにくい。その結果、目詰まりのない
ダイヤモンド砥石で研削ができるので、切削時にセラミ
ック部材に発生し易いマイクロクラックの発生を防止で
き、よってセラミック部材の接合強度の低下を防ぐこと
ができる。
構造ではなく、先端部が太径部とそれより細い細径部と
に分かれており、しかもこの細径部にはセラミック部材
が接合されている。従って、太径部に対しては、通常の
金属加工におけるバイトを用いて迅速に切削加工するこ
とができる。また、硬質のセラミック部材を含む細径部
に対しては、ダイヤモンド砥石を用いて研削加工するこ
とができ、しかも金属部分が従来よりはるかに少ないの
で目詰まりが発生しにくい。その結果、目詰まりのない
ダイヤモンド砥石で研削ができるので、切削時にセラミ
ック部材に発生し易いマイクロクラックの発生を防止で
き、よってセラミック部材の接合強度の低下を防ぐこと
ができる。
【００１５】また、本発明では、セラミック部材を含む
細径部の径が小さいので、超音波ホーンの使用時（超音
波加工時）に、太径部と細径部との境界部分に過度の応
力集中が加わることがなく、よって、先端部分における
変形や破損することを防止できる。
細径部の径が小さいので、超音波ホーンの使用時（超音
波加工時）に、太径部と細径部との境界部分に過度の応
力集中が加わることがなく、よって、先端部分における
変形や破損することを防止できる。
【００１６】更に、太径部の径をＤ1、細径部の径をＤ2
とすると、Ｄ1＞Ｄ2であるが、Ｄ2としては、例えばＤ1
の９０〜９９．９９％程度を採用することができる。こ
の様な範囲に設定することにより、Ｄ1とＤ2の境には極
端な段差を形成することなく、また、ホーンの単体の共
振周波数が殆どずれないという利点がある。
とすると、Ｄ1＞Ｄ2であるが、Ｄ2としては、例えばＤ1
の９０〜９９．９９％程度を採用することができる。こ
の様な範囲に設定することにより、Ｄ1とＤ2の境には極
端な段差を形成することなく、また、ホーンの単体の共
振周波数が殆どずれないという利点がある。
【００１７】請求項２の発明では、細径部の構成とし
て、セラミック部材を加工するための研削加工によって
形成された例えば段差状に細径となっている構成を採用
できる。請求項３の発明では、細径部の範囲として、セ
ラミック部材の接合部分から０．２〜１５ｍｍの範囲を
採用できる。つまり、細径部をこの範囲に設定すること
により、細径部における金属部分をできる限り少なくす
ることができ、しかも、実際の金属部分の切削加工の際
に、バイト等がセラミック部材に当る危険性も少なくす
ることができる。
て、セラミック部材を加工するための研削加工によって
形成された例えば段差状に細径となっている構成を採用
できる。請求項３の発明では、細径部の範囲として、セ
ラミック部材の接合部分から０．２〜１５ｍｍの範囲を
採用できる。つまり、細径部をこの範囲に設定すること
により、細径部における金属部分をできる限り少なくす
ることができ、しかも、実際の金属部分の切削加工の際
に、バイト等がセラミック部材に当る危険性も少なくす
ることができる。
【００１８】請求項４の発明のセラミック接合型超音波
ホーンの製造方法では、金属からなる基体の先端にセラ
ミック部材を接合した後に、セラミック部材の外周及び
少なくとも近接位置までの外周に対してセラミック加工
用の研削加工を施して、研削部分の外径を切削部分の先
端側の外径以下とする。
ホーンの製造方法では、金属からなる基体の先端にセラ
ミック部材を接合した後に、セラミック部材の外周及び
少なくとも近接位置までの外周に対してセラミック加工
用の研削加工を施して、研削部分の外径を切削部分の先
端側の外径以下とする。
【００１９】例えば、まず、所定の近接位置まで、具体
的には、図１に示す様に、実際に金属の切削加工が可能
な位置（例えば接合面から３ｍｍ）まで、所定の径Ｄ1
となる様に切削加工を施す。その後、先端側の残った部
分に対し、ある位置（例えば接合面から５ｍｍ）までダ
イヤモンド砥石等を用いて研削加工を施し、前記径Ｄ1
以下の径Ｄ2となる様に研削する。これにより、ダイヤ
モンド砥石による研削範囲を（できる限り）狭くして、
先端側の径Ｄ2を小さくすることができる。
的には、図１に示す様に、実際に金属の切削加工が可能
な位置（例えば接合面から３ｍｍ）まで、所定の径Ｄ1
となる様に切削加工を施す。その後、先端側の残った部
分に対し、ある位置（例えば接合面から５ｍｍ）までダ
イヤモンド砥石等を用いて研削加工を施し、前記径Ｄ1
以下の径Ｄ2となる様に研削する。これにより、ダイヤ
モンド砥石による研削範囲を（できる限り）狭くして、
先端側の径Ｄ2を小さくすることができる。
【００２０】
【実施例】本発明のセラミック接合型超音波ホーンの実
施例について、図面に基づいて説明する。 まず、本実施例のセラミック接合型超音波ホーン（以
下単に超音波ホーンと記す）の構成について説明する。
施例について、図面に基づいて説明する。 まず、本実施例のセラミック接合型超音波ホーン（以
下単に超音波ホーンと記す）の構成について説明する。
【００２１】図２に示す様に、本実施例の超音波ホーン
は、中間部から先端に向かって細く形成された円柱状の
ホーン本体１と、ホーン本体１の細い先端面にろう付け
されたセラミック工具３とから構成されている。詳しく
は、超音波ホーンは、超音波振動子５が取り付けられる
断面円形の基端部７と、セラミック工具３が接合されて
いる断面円形の（基端部７より細径の）先端部９とから
なるとともに、先端部９は、更に太径部１１とそれより
径の小さな細径部１３とからなる。つまり、太径部１１
の先端側の最小の径をＤ1（例えば８ｍｍ）とし、細径
部１３の径をＤ2（例えば７．９５ｍｍ）とすると、Ｄ2
＜Ｄ1で且つＤ2はＤ1の９９．４％であり、細径部１３
は段差状となっている。尚、この段差部分１３ａは滑ら
かなＲ状となっている。
は、中間部から先端に向かって細く形成された円柱状の
ホーン本体１と、ホーン本体１の細い先端面にろう付け
されたセラミック工具３とから構成されている。詳しく
は、超音波ホーンは、超音波振動子５が取り付けられる
断面円形の基端部７と、セラミック工具３が接合されて
いる断面円形の（基端部７より細径の）先端部９とから
なるとともに、先端部９は、更に太径部１１とそれより
径の小さな細径部１３とからなる。つまり、太径部１１
の先端側の最小の径をＤ1（例えば８ｍｍ）とし、細径
部１３の径をＤ2（例えば７．９５ｍｍ）とすると、Ｄ2
＜Ｄ1で且つＤ2はＤ1の９９．４％であり、細径部１３
は段差状となっている。尚、この段差部分１３ａは滑ら
かなＲ状となっている。
【００２２】前記セラミック工具３は、その先端に帯状
の加工面３ａが形成された断面略Ｔ字形のものである。
つまり、先端面３ｂは加工用に、横幅１０ｍｍ×縦幅１
ｍｍの帯状にされている。また、前記ホーン本体１は、
ＪＩＳＡ２０２４の（Ａｌ−Ｃｕ系）アルミニウム合金
で構成されている。一方、セラミック工具３は、ジルコ
ニア（ＺｒＯ2にＡｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＮを添加）か
らなり、その接合面には、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉが順次蒸着
されてメタライズ層（図示せず）が形成されている。
の加工面３ａが形成された断面略Ｔ字形のものである。
つまり、先端面３ｂは加工用に、横幅１０ｍｍ×縦幅１
ｍｍの帯状にされている。また、前記ホーン本体１は、
ＪＩＳＡ２０２４の（Ａｌ−Ｃｕ系）アルミニウム合金
で構成されている。一方、セラミック工具３は、ジルコ
ニア（ＺｒＯ2にＡｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＮを添加）か
らなり、その接合面には、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉが順次蒸着
されてメタライズ層（図示せず）が形成されている。
【００２３】次に、本実施例の超音波ホーンの製造方
法について、図３に基づいて説明する。セラミック工具
３の（メタライズ層が形成された）接合面とホーン本体
１の先端面との間に、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系のろう材１５
を介在させて、５５０℃で２時間窒素ガス雰囲気中でろ
う付けした後に、所望の硬度（ＨＶ１００以上）を得る
ために、溶体化処理し室温時効５０時間行なう。
法について、図３に基づいて説明する。セラミック工具
３の（メタライズ層が形成された）接合面とホーン本体
１の先端面との間に、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系のろう材１５
を介在させて、５５０℃で２時間窒素ガス雰囲気中でろ
う付けした後に、所望の硬度（ＨＶ１００以上）を得る
ために、溶体化処理し室温時効５０時間行なう。
【００２４】その後、ホーン本体１に対し、金属切削用
のバイト及び旋盤を使用して、基端部７から先端部９の
位置（例えば接合面から３ｍｍ）までを切削加工する。
尚、この位置は段差部分１３ａより先端側である。次
に、セラミック加工用のダイヤモンド砥石を使用して、
セラミック工具３の（太径部分の）外周３ｃと、金属部
分である接合面から位置（例えば接合面から５ｍｍ）ま
でとを研削加工する。
のバイト及び旋盤を使用して、基端部７から先端部９の
位置（例えば接合面から３ｍｍ）までを切削加工する。
尚、この位置は段差部分１３ａより先端側である。次
に、セラミック加工用のダイヤモンド砥石を使用して、
セラミック工具３の（太径部分の）外周３ｃと、金属部
分である接合面から位置（例えば接合面から５ｍｍ）ま
でとを研削加工する。
【００２５】これにより、図１に示す超音波ホーンを完
成する。この様に、本実施例の超音波ホーンでは、セラ
ミック工具３が接合された細径部９の径Ｄ2をホーン本
体１の先端側の最小の径Ｄ1より小さくした構成として
いるので、ダイヤモンド砥石の研削部分を少なくするこ
とができる。そのため、ダイヤモンド砥石の目詰まりを
抑制できるので、（目詰まりしたダイヤモンド砥石によ
る接合面近傍の外周の研削による）接合強度の低下を防
ぐことができる。また、ダイヤモンド砥石の寿命が伸び
るという利点もあり、コスト的に有利である。
成する。この様に、本実施例の超音波ホーンでは、セラ
ミック工具３が接合された細径部９の径Ｄ2をホーン本
体１の先端側の最小の径Ｄ1より小さくした構成として
いるので、ダイヤモンド砥石の研削部分を少なくするこ
とができる。そのため、ダイヤモンド砥石の目詰まりを
抑制できるので、（目詰まりしたダイヤモンド砥石によ
る接合面近傍の外周の研削による）接合強度の低下を防
ぐことができる。また、ダイヤモンド砥石の寿命が伸び
るという利点もあり、コスト的に有利である。
【００２６】また、Ｄ2＜Ｄ1であるので、超音波ホーン
を使用する際に、（仮にＤ2＞Ｄ1とした場合の）応力集
中をなくすることができ、よって、長期間にわたって使
用しても変形がなく、耐久性に優れている。 （実験例）次に、本実施例の効果を確認するために行っ
た実験例について説明する。
を使用する際に、（仮にＤ2＞Ｄ1とした場合の）応力集
中をなくすることができ、よって、長期間にわたって使
用しても変形がなく、耐久性に優れている。 （実験例）次に、本実施例の効果を確認するために行っ
た実験例について説明する。
【００２７】実験に使用する試料として、下記表１に示
す寸法形状の超音波ホーンを作成した。このうち試料N
o.１（試料数ｎ＝５個）は、図４（ａ）に示す様に、前
記実施例と同様の形状のもの（Ｄ1＞Ｄ2）であり、試料
No.２（試料数ｎ＝６個）は、図４（ｂ）に示す様に、
従来の製造方法で製造したもの（Ｄ1＝Ｄ2）であり、試
料No.３（試料数ｎ＝５個）は、図４（ｃ）に示す様
に、セラミック工具の径が大きなもの（Ｄ1＜Ｄ2）であ
る。
す寸法形状の超音波ホーンを作成した。このうち試料N
o.１（試料数ｎ＝５個）は、図４（ａ）に示す様に、前
記実施例と同様の形状のもの（Ｄ1＞Ｄ2）であり、試料
No.２（試料数ｎ＝６個）は、図４（ｂ）に示す様に、
従来の製造方法で製造したもの（Ｄ1＝Ｄ2）であり、試
料No.３（試料数ｎ＝５個）は、図４（ｃ）に示す様
に、セラミック工具の径が大きなもの（Ｄ1＜Ｄ2）であ
る。
【００２８】そして、それらの試料に対し、図４（ａ）
に示す様に、片持ち曲げ（基端側を固定し先端側を下方
に押圧する方法）により接合強度の実験を行なった。ま
た、各試料を超音波加工機に取り付け、超音波振動子に
て２０μｍの振幅を与えた時のセラミック工具の先端の
振幅を測定した。その結果を、同じく表１に記す。
に示す様に、片持ち曲げ（基端側を固定し先端側を下方
に押圧する方法）により接合強度の実験を行なった。ま
た、各試料を超音波加工機に取り付け、超音波振動子に
て２０μｍの振幅を与えた時のセラミック工具の先端の
振幅を測定した。その結果を、同じく表１に記す。
【００２９】
【表１】
【００３０】この表１から明らかな様に、本実施例のも
の（試料No.１）は、接合強度が高く、しかも２０μｍ
の入力振幅に対して７９μｍの振幅が得られ、好適であ
った。それに対して、比較例の試料No.２は、７５μｍ
の振幅が得られるが、本実施例と比べて劣っており、ま
た、接合強度が本実施例の約８３％と低い。比較例の試
料No.３は、接合強度は本実施例とほぼ同等であるが、
振幅が７１μｍしか得られなかった。これは、Ｄ1＜Ｄ2
であるので、（超音波が分散して）振幅拡大率が低下し
たためである。
の（試料No.１）は、接合強度が高く、しかも２０μｍ
の入力振幅に対して７９μｍの振幅が得られ、好適であ
った。それに対して、比較例の試料No.２は、７５μｍ
の振幅が得られるが、本実施例と比べて劣っており、ま
た、接合強度が本実施例の約８３％と低い。比較例の試
料No.３は、接合強度は本実施例とほぼ同等であるが、
振幅が７１μｍしか得られなかった。これは、Ｄ1＜Ｄ2
であるので、（超音波が分散して）振幅拡大率が低下し
たためである。
【００３１】尚、本発明は前記実施例になんら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各
種の態様で実施できるのは勿論である。例えば前記実施
例では、Ｄ1＞Ｄ2としたが、本実施例の方法で製造する
場合には、Ｄ1＝Ｄ2としても、同様な効果は得られる。
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各
種の態様で実施できるのは勿論である。例えば前記実施
例では、Ｄ1＞Ｄ2としたが、本実施例の方法で製造する
場合には、Ｄ1＝Ｄ2としても、同様な効果は得られる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述した様に、本発明のセラミック
接合型超音波ホーンは、砥石に目詰まりが生じ難いの
で、セラミック部材の接合強度が低下しないという顕著
な効果を奏する。また、細径部の径が他の部分より小さ
いので、使用時に振幅が良く得られるという利点があ
る。更に、その製造が容易であり、砥石の寿命が伸び、
加工コストも低減できるという効果がある。
接合型超音波ホーンは、砥石に目詰まりが生じ難いの
で、セラミック部材の接合強度が低下しないという顕著
な効果を奏する。また、細径部の径が他の部分より小さ
いので、使用時に振幅が良く得られるという利点があ
る。更に、その製造が容易であり、砥石の寿命が伸び、
加工コストも低減できるという効果がある。
【図１】 セラミック接合型超音波ホーンの製造方法を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】 実施例のセラミック接合型超音波ホーンを示
し、（ａ）はセラミック接合型超音波ホーンを一部破断
して示す正面図、（ｂ）はセラミック接合型超音波ホー
ンの底面図である。
し、（ａ）はセラミック接合型超音波ホーンを一部破断
して示す正面図、（ｂ）はセラミック接合型超音波ホー
ンの底面図である。
【図３】 実施例のセラミック接合型超音波ホーンの要
部を拡大し且つ一部破断して示す正面図である。
部を拡大し且つ一部破断して示す正面図である。
【図４】 実験例を示す説明図である。
【図５】 従来技術を示す説明図である。
１…ホーン本体 ３…セラミック工具 ７…基端部 ９…先端部 １１…太径部 １３…細径部
Claims (4)
- 【請求項１】 金属からなる基体の先端にセラミック部
材を接合したセラミック接合型超音波ホーンにおいて、 超音波振動子が取り付けられる基端部と、該基端部より
小径で前記セラミック部材を有する先端部と、を備える
とともに、 該先端部が、 前記金属からなる基端側の太径部と、 該太径部の先端側の径より小径で、前記セラミック部材
及び該セラミック部材に接合された前記金属からなる先
端側の細径部と、 を備えたことを特徴とするセラミック接合型超音波ホー
ン。 - 【請求項２】 前記細径部が、前記セラミック部材を加
工するための研削加工によって形成された細径の部分で
あることを特徴とする前記請求項１記載のセラミック接
合型超音波ホーン。 - 【請求項３】 前記細径部が、前記セラミック部材と、
該セラミック部材の接合部分から０．２〜１５ｍｍの範
囲の金属部分とからなることを特徴とする前記請求項１
又は２記載のセラミック接合型超音波ホーン。 - 【請求項４】 金属からなる基体の先端にセラミック部
材を接合した後に、該セラミック部材の外周及び前記基
体の先端側から少なくとも前記近接位置までの外周に対
してセラミック加工用の研削加工を施して、該研削部分
の外径を前記切削部分の先端側の外径以下とすることを
特徴とするセラミック接合型超音波ホーンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4768496A JPH09239317A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | セラミック接合型超音波ホーン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4768496A JPH09239317A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | セラミック接合型超音波ホーン及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239317A true JPH09239317A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12782116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4768496A Pending JPH09239317A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | セラミック接合型超音波ホーン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09239317A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009082904A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 超音波振動子及びその製造方法 |
| WO2010005427A1 (en) * | 2008-07-08 | 2010-01-14 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Wire bonding tool with improved transducer interface |
| US9034073B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-05-19 | Tsinghua University | Method for making metal-based nano-composite material |
-
1996
- 1996-03-05 JP JP4768496A patent/JPH09239317A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009082904A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 超音波振動子及びその製造方法 |
| WO2010005427A1 (en) * | 2008-07-08 | 2010-01-14 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Wire bonding tool with improved transducer interface |
| US9034073B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-05-19 | Tsinghua University | Method for making metal-based nano-composite material |
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