JP6945223B2 - 接合用共振器又は接合用受け治具 - Google Patents
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Description
本発明は、接合用共振器の接合対象体を押し付ける先端部の形状又は接合用受け治具の接合対象体を押し付ける先端部の形状に工夫を凝らし、少なくとも、前記先端部から金属箔を保護部材で保護することなく、超音波振動又は音波振動で金属箔の接合が可能な接合用共振器又は接合用受け治具に関する。
図4及び5用いて、非特許文献1で開示された金属接合について説明する。図4に示した金属接合は、複数の重ね合わされた金属部材51からなる接合対象体52を共振器53とアンビル54とで加重しながら共振器53で横方向の超音波振動を接合対象体52に与えることで、複数の重ね合わされた金属部材51同士の境界面において摩擦が発生し、この摩擦熱による加熱から金属原子の運動が盛んになり、拡散による金属原子の移動が発生し、金属原子相互間に発生する引力で金属原子相互間が結び付き、複数の重ね合わされた金属部材51同士が接合する。共振器53の金属部材51を押し付ける先端部55及びアンビル54の金属部材51を押し付ける先端部56は、図5に示したように、共振器53又はアンビル54の側から突出する方向に徐々に細くなる角錐形又は截頭角錐形の突起部として構成され、図4に示した接合対象体52をグリップするようなっている。
近年、リチウムイオン電池等にあっては、金属箔の1枚ずつの厚みが薄くなり、金属箔の接合枚数が多くなる傾向にある。このように金属箔の厚みが薄くかつ接合枚数が多くなると、接合中において、前記角錐形又は截頭角錐形の突起部からなる先端部55及び56が金属箔に刺さるに連れて先端部55及び56における隣接する面同士の交差するエッジに角が立ち、金属箔に破壊が発生することがあった。
前記角錐形又は截頭角錐形になった突起部からなる先端部55及び56による金属箔の破壊を防止することから、特許文献1の段落[0027]から段落[0030]及び図5で開示された金属箔を超音波振動で接合する発明を利用することが考えられる。
図6を用いて、特許文献1の段落[0027]から段落[0030]及び図5で開示された発明を利用して、複数の金属箔61を超音波振動で接合する場合について説明する。図6に示したように、複数の重ね合わされた金属箔61を金属板からなる保護部材62及び63で上下より挟み、保護部材62及63を共振器53の先端部55とアンビル54の先端部56とで上下より挟み、共振器53で金属箔61と保護部材62及63とに加重及び超音波振動をかけ、先端部55及び56が保護部材62及63並びに金属箔61を破壊することなく金属箔61と保護部材62及63とを互いに超音波振動で接合する。
しかしならが、図6に示した金属接合は、複数の重ね合わされた金属箔61を保護部材62及63で保護する工程が増加するので、にわかに採用しがたい。
超音波金属接合の原理(技術説明)コスモシステム株式会社、[平成28年9月7日検索、インターネット<URL:http://www.cosmo-stm.com/usmetal/about-us-metal-welding.html>]
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、接合用共振器の接合対象体を押し付ける先端部の形状又は接合用受け治具の接合対象体を押し付ける先端部の形状に工夫を凝らし、少なくとも、前記先端部から金属箔を保護部材で保護することなく、超音波振動又は音波振動で金属箔の接合が可能な接合用共振器又は接合用受け治具の提供を目的とする。
本発明は、超音波振動又は音波振動を利用して接合対象体を接合する接合用共振器又は接合用受け治具であって、前記接合用共振器又は接合用受け治具の少なくとも一方における接合対象体の側の先端部が外面に角張ったシャープエッジの存在しない複数個の突起部を前記接合用共振器と前記接合用受け治具との対向する方向に2段以上に積み重ねかつ前記接合対象体の側の突起部を前記接合用共振器の側又は接合用受け治具の側の突起部よりも小さい形状としたことを特徴とする。
本発明は、前記接合用共振器又は接合用受け治具の少なくとも一方における先端部が複数個の突起部を前記接合用共振器と前記接合用受け治具との対向する方向に2段以上に積み重ねかつ前記接合対象体の側の突起部を前記接合用共振器の側又は接合用受け治具の側の突起部よりも小さい形状としたことにより、前記接合対象体を接合する工程において、先ず音波振動又は超音波振動のエネルギーを1段目としての小さい形状の突起部に集中させて変位のきっかけとし、続く2段目以降としての大きい形状の突起部が前記小さい形状の突起部の周囲に存在する前記接合対象体の部分を円滑に接合することができる。よって、接合対象体として複数の重ね合わされた金属箔を用いても、前記先端部が接合時に金属箔を破壊しないので、前記先端部から金属箔を保護部材で保護することなく、複数の重ね合わされた金属箔を超音波振動又は音波振動で接合することができる。又、本発明において、前記接合対象体の側の突起部の根元部が外側から前記接合用共振器の側又は前記接合用受け治具の側に窪む凹弧状面部になっていれば、前記接合用受け治具の側の突起部の根元部にクラックが入ることがなく、接合の仕上りを前記接合用受け治具の側の突起部の根元部の凹弧状面部の反映された綺麗な形に見せることができる。又、本発明において、前記接合用共振器の側又は前記接合用受け治具の側の突起部の根元部が外側から前記接合用共振器の側又は前記接合用受け治具の側に窪む凹弧状面部になっていれば、前記接合用共振器の側又は前記接合用受け治具の側の突起部の根元部にクラックが入ることがなく、接合の仕上りを前記根元部の凹弧状面部の反映された綺麗な形に見せることができる。
図1を用いて、発明を実施するための形態に係る超音波振動又は音波振動を利用する接合装置31について説明する。図1に示した接合装置31に用いられる共振器1は、超音波振動又は音波振動を利用して接合対象体41を接合する接合用共振器1を構成するので、この明細書では共振器1と表現する。共振器1は、接合目的に応じて、アルミ合金又はチタン合金又は鉄合金等から構成され、共振主体部2と支持部3と接合ツール部4とを備える。接合ツール部4のワーク側の面5は、接合時に接合対象体41に対向する面となり、接合ツール部4の縦方向に延びる中心線に直交する横方向の平面を構成する。ワーク側の面5には、先端部6が設けられる。先端部6の個数は、1個のワーク側の面5に対し、1個でも複数個でもよい。
先端部6は、共振器1の接合対象体41の側に位置する部分でありかつ接合時に接合対象体41に押し付けられる部分であって、外面に角張ったシャープエッジの存在しない半球形又は蒲鉾形の複数個の突起部7及び8を共振器1と受け治具40との対向する方向としての縦方向に2段に積み重ねかつ接合対象体41の側の突起部8を共振器1の側の突起部7よりも小さい形状とした構成になっている。接合対象体41の側の突起部8が接合用共振器1の側の突起部7よりも小さい形状になっているので、この明細書では、接合用共振器1の側の突起部7を大突起部7と表現し、接合対象体41の側の突起部8を小突起部8と表現する。又、接合時に小突起部8が大突起部7よりも先に接合対象体41に接触するように、小突起部8が大突起部7から接合対象体41の側に突出した構成になったことにより、接合対象体41として複数個の重ね合わされた金属箔を用いても、先端部6が接合時に金属箔を破壊しないので、複数個の重ね合わされた金属箔を保護部材で保護する工程が不要になる。大突起部7と小突起部8とからなる先端部6の個数は、1個又は複数個のどちらかでよい。先端部6が複数個の場合、それぞれの先端部6が異なる大きさ又は同じ大きさでもよい。
ワーク側の面5並びに先端部6が矢印9で示した横方向に最大の振動振幅で振動する最大振動振幅点を構成するように、接合ツール部4の共振主体部2の外面から下側に突出した寸法は設定される。共振主体部2における横方向の一端から他端までの長さは、振動子38から伝達された超音波振動又は音波振動の共振周波数の少なくとも半波長の長さを有すればよいが、1波長の長さになったものを例示した。共振主体部2は、丸棒状であっても角棒状であってもよい。共振主体部2の長さ方向の両端部及び中央部には、最大振動振幅点が位置する。
共振主体部2の長さ方向の中央部おける最大振動振幅点の位置には、接合ツール部4が共振主体部2の外面から下側に突出して設けられる。接合ツール部4の共振主体部2の外面から下側に突出した寸法が少ない場合は、接合ツール部4が共振主体部2の外面から上側又は前側又は後側の少なくとも1つの側にも突出して設けられてもよい。
共振主体部2の長さ方向の中央部と両端部との間における最小振動振幅点の位置には、支持部3が共振主体部2の外面から外側に突出して設けられる。最小振動振幅点は、ノーダルポイントとも称される。支持部3が共振主体部2の外面から外側に突出する態様は、特許第4564548号公報の段落[0013]及び図2を参照すれば、明確になる。
共振主体部2が丸棒状の場合、支持部3は共振主体部2を円周方向に囲む態様であってもよい。支持部3が共振主体部2を円周方向に囲む態様は、特許第2911394号公報の図5または図18を参照すれば、明確になる。
共振主体部2は、構造は複雑になるが、接合ツール部4を有する中央部と支持部3を有する両端部とを無頭ねじ又はねじ棒のような連結具で同軸状に連結した構造でもよい。
共振主体部2の接合ツール部4を有する中央部がホーンと表現され、共振主体部2の支持部3を有する両端部がブースタと表現される。
接合ツール部4は、共振主体部2に一体に設けられた構造でも、共振主体部2と別体になったものを無頭ねじ又はねじ棒のような連結具で共振主体部2に連結した構造でもよい。接合ツール部4が共振主体部2に連結される構造の場合、無頭ねじ又はねじ棒のような連結具を使用することなく、共振主体部2に接合ツール部4をろう付け材のような接合剤で結合させてもよい。接合ツール部4の全体形状としては、丸棒状、角棒状等の形が適用可能である。
図1に示した接合装置31は、装置躯体32の上部に加圧機構33を備え、加圧機構33の出力部材34に保持具35を備える。保持具35は、前後及び下方に貫通する空間部36の左右方向としての横方向の両側に、保持部37を備える。保持具35には、共振器1の長さ方向が矢印9で示した横方向に向けられ、共振器1の支持部3以外の部分が保持具35に接触しないように空間部36と保持具35の外とに配置され、支持部3が保持部37に支持され、超音波振動又は音波振動を利用して接合対象体41を接合する接合用共振器1が保持具35に設置される。これにより、振動子38を一端部に有する共振器1が昇降可能な保持具35に水平状で両側支持に装着される。以下、接合用共振器1を共振器1と表現する。
共振器1の横方向の一端部には振動子38の出力端部39が無頭ねじ又はねじ棒のような連結具で同軸状に連結され、共振器1は振動子38から伝達された音波振動又は超音波振動に共振する。装置躯体32の下部には、アンビルとしての受け治具40が、接合ツール部4の真下に位置して設けられる。図1に示した接合装置31に用いられる受け治具40は、超音波振動又は音波振動を利用して接合対象体41を接合する接合用受け治具40を構成するので、この明細書では接合用受け治具40を受け治具40と表現する。尚、共振器1としては、接合ツール部4から横方向の両側に支持部3を備えた両支持タイプを図示したが、接合ツール部4から横方向の片側に支持部を備えた片支持タイプでもよい。しかしながら、共振器1としては、片支持タイプよりも両支持タイプの方が、接合ツール部4で接合対象体に加重を掛けたときに、接合対象体への加重の偏りがない。
図1に示した接合装置31で接合対象体41を接合する場合には、接合対象体41の挿入可能な空間が共振器1の先端部6と受け治具40との間に形成され、共振器1の先端部6と受け治具40とが互いに縦方向で対向した状態において、接合対象体41が受け治具40の上に搭載される。次に、加圧機構33が駆動し、出力部材34が下降するのに伴って、接合対象体41が共振器1の先端部6と受け治具40とで上下から挟まれて加圧され、共振器1が振動子38から伝達された音波振動又は超音波振動に共振し、共振器1の先端部6が矢印9で示した横方向に振動し、接合対象体41の接合対象部位が先端部6からの加圧と振動エネルギーとを受けて接合される。その後、加圧機構33が駆動し、出力部材34が上昇するのに伴って、先端部6が接合対象体41から離れ、接合対象体41が受け治具40の上に残される。そして、接合対象体41が受け治具40から取り出され、接合対象体41に対する1回の接合動作が終了する。
図1に示したように、先端部6が外面に角張ったシャープエッジの存在しない大突起部7と大突起部7よりも小さな形状で大突起部7から接合対象体41の側に突出しかつ外面に角張ったシャープエッジの存在しない小突起部8とからなる2段に構成されたことにより、前記接合対象体41を接合する工程において、先ず音波振動又は超音波振動のエネルギーを1段目としての小突起部8に集中させて変位のきっかけとし、続く2段目としての大突起部7が小突起部8の周囲に存在する部分を円滑に接合することができる。その結果、音波振動又は超音波振動のより少ないエネルギーつまり小さな振動振幅、低い荷重及び時間短縮で接合することができる。又、音波振動又は超音波振動のエネルギーが小突起部8に集中することにより、接合強度が向上し、接合の歩留まりが良くなる。これらの効果は、図1に示した接合装置31による接合に用いた音波又は超音波振動として、10kHzから50kHzの範囲中の或る1つの周波数として15kHzに固定された縦方向の振動で接合したところ、最も顕著であった。
図1に示した接合装置31による接合に用いた音波又は超音波振動として、10kHzから50kHzの範囲中の或る1つの周波数として15kHzに固定された縦方向の振動で接合したところ、接合装置31に用いた接合対象体41として、熱可塑性合成樹脂からなる複数個の合成樹脂部材を重ね合せた樹脂間接合の構成、同種又は異種の複数個の金属部材を重ね合せた金属間接合の構成、同種又は異種の複数個の金属部材の上方及び下方の一方又は両方にレジンパッドを重ね合せた異材料間接合の構成、金属部材とセラミック部材とを重ね合せた異材料間接合の構成、金属部材とセラミック部材と重ね合わせた上方及び下方の一方又は両方にレジンパッドを重ね合せた異材料間接合の構成、金属部材と合成樹脂部材とを重ね合わせた異材料間接合の構成、金属部材と合成樹脂部材とを重ね合わせた上方及び下方の一方又は両方にレジンパッドを重ね合せた異材料間接合の構成等を用いることが可能であることが確認できた。
特に、接合対象体41として複数個のアルミニウム又は銅等からなる金属箔が重ね合わされたものであっても、共振器1の金属箔を押し付ける先端部6大突起部7と小突起部8とからなる2段に構成されたので、先端部6が接合時に金属箔を破壊しない。金属箔として、厚み10μmの銅箔を60枚重ね合わせて図1に示した接合装置31で15kHzに固定された縦方向の振動で接合したところ、又は、厚み20μmのアルミニウム箔を60枚重ねあわせて図1に示した接合装置31で15kHzに固定された縦方向の振動で接合したところ、銅箔及びアルミニウム箔に破壊が発生しなくことが確認できた。
共振器1における接合ツール部4を有する中央部と支持部3を有する両端部との間に、又は、共振器1と接合ツール部4との間に、共振器1と振動子38の出力端部39との間に、図示のされていない中間ブースタを無頭ねじ又はねじ棒からなる連結具により横方向に同軸状態に一体に結合しても良い。中間ブースタは、共振器1の振幅を調整するためのものである。中間ブースタの倍率(形状)を変えることで、共振器1の振幅を大きくも小さくもすることができる。中間ブースタを使用しない場合は、共振器1の振幅は、振動子38の振幅と同じ、つまり、1倍である。但し、1倍の中間ブースタを使用する場合もある。
接合装置31としては、特許第2911395号公報で開示された共振器を縦置き状態に配置した接合装置でも適用可能である。
図1に示したワーク側の面5の大突起部7と小突起部8とからなる2段に構成された先端部6の周囲に、図示を省略した周辺突部を設けても良い。この図示を省略した周辺突部のワーク側の面5から突出する寸法は、先端部6のワーク側の面5から突出する寸法より小さくなっており、接合時に前記図示を省略した周辺突部が接合対象体41を破壊することなく押さえ込んで接合することができる。
又、共振器1の先端部6が突起部7及び8を共振器1と受け治具40との対向する方向に2段に積み重ねた構成になった場合を図1に例示したが、複数個の突起部を共振器1と受け治具40との対向する方向に3段以上に積み重ねた構造でも同様に適用可能である。例えば、複数個の突起部が共振器1と受け治具40との対向する方向に3段に積み重ねられた構造にあっては、接合対象体41の側に最も近い突起部が最も小さい形状であり、共振器1の側に最も近い突起部が最も大きい形状であり、接合対象体41の側に最も近い突起部と共振器1の側に最も近い突起部との間に位置する突起部が接合対象体41の側に最も近い最も小さい形状の突起部よりも大きい形状であるとともに共振器1の側に最も近い大きな形状の突起部よりも小さい形状になっている。このように複数個の突起部が共振器1と受け治具40との対向する方向に3段又は3段以上に積み重ねられた構造では、複数個の突起部のそれぞれの形状が共振器1の側から接合対象体41の側に行くに従って小さい形状になっている。又、複数個の突起部を2段又は3段以上に積み重ねてなる先端部6が共振器1の1個のワーク側の面5に対し複数個設けられてもよい。
又、受け治具40の接合対象体41の側の先端部が図1に示した複数個の突起部7及び8を共振器1と受け治具40との対向する方向に2段に積み重ねた構造でも適用可能である。例えば、受け治具40のワーク側の面に設けられた先端部6が突起部7及び8を共振器1と受け治具40との対向する方向に2段に積み重ねた構成になった場合でも、接合対象体41の側の突起部8を共振器1の側の突起部7よりも小さい形状とした構成になっている。又、受け治具40の接合対象体41の側の先端部でも、複数個の突起部を共振器1と受け治具40との対向する方向に3段以上に積み重ねた構造でも同様に適用可能である。例えば、複数個の突起部が共振器1と受け治具40との対向する方向に3段に積み重ねられた構造にあっては、接合対象体41の側に最も近い突起部が最も小さい形状であり、受け治具40の側に最も近い突起部が最も大きい形状であり、接合対象体41の側に最も近い突起部と受け治具40の側に最も近い突起部との間に位置する突起部が接合対象体41の側に最も近い最も小さい形状の突起部よりも大きい形状であるとともに受け治具40の側に最も近い大きな形状の突起部よりも小さい形状になっている。このように受け治具40の先端部が複数個の突起部を共振器1と受け治具40との対向する方向に3段以上に積み重ねられた構造では、複数個の突起部のそれぞれの形状が受け治具40の側から接合対象体41の側に行くに従って小さい形状になっている。又、複数個の突起部を2段又は3段以上に積み重ねてなる先端部が受け治具40の1個のワーク側の面に対し複数個設けられてもよい。受け治具40の大突起部7と小突起部8とからなる2段に構成された先端部6の周囲に、図示を省略した周辺突部を設けても良い。この図示を省略した周辺突部の受け治具40の上面から突出する寸法は、先端部6の受け治具40の上面から突出する寸法より小さくなっており、接合時に前記図示を省略した周辺突部が接合対象体41を破壊することなく押さえ込んで接合することができる。
又、2段又は3段以上に積み重ねられた複数個の突起部からなる先端部が共振器1及び受け治具40の一方又は両方に設けられてもよい。尚、図1において、保持具35を出力部材34から取り外し、受け治具40を装置躯体32から取り外し、先端部6が上に向くように前記取り外した保持具35を装置躯体32の下部に設置し、受け治具40の先端部が下に向くように前記取り外した受け治具40を出力部材34に取り付けるというように、受け治具40を装置躯体32の上部に設け、共振器1及び保持具35を装置躯体32の下部に設けて接合対象体41を接合してもよい。
図2を用いて、発明を実施するための形態に係る共振器1の先端部6が大突起部7と小突起部8とからなる2段に構成された構造について説明する。図2のA図に示したように、先端部6を底面より見た場合に、大突起部7は、蒲鉾形になっているが、円形状でもよい。蒲鉾形の大突起部7の長手方向における両端部の外面は、凸弧状面部71として構成される。凸弧状面部71は、大突起部7の外面の長手方向に延びる中心線を中心として大突起部7の外面の長手方向に延びる中心線に直交する水平面内において大突起部7を半周する態様で、大突起部7の外面の長手方向に延びる中心線の側から大突起部7の外面の長手方向に延びる中心線と直交する方向の両側に行くに従って滑らかな凸状の円弧を描き、大突起部7の短手方向の両端部に外接する。小突起部8は、大突起部7よりも小さい相似形の蒲鉾形になっているが、円形状でもよい。小突起部8の長手方向における両端部の外面は、凸弧状面部81として構成される。凸弧状面部81は、小突起部8の外面の長手方向に延びる中心線を中心として小突起部8の外面の長手方向に延びる中心線に直交する水平面内において小突起部8を半周する態様で、小突起部8の外面の長手方向に延びる中心線の側から小突起部8の外面の長手方向に延びる中心線と直交する方向の両側に行くに従って滑らかな凸状の円弧を描き、小突起部8の短手方向の両端部に外接する。図2のA図において、小突起部8が長手方向に複数個に分かれた構成、つまり、複数個の小突起部8が1個の大突起部7に設けられてもよい。
図2のB図に示したように、凸弧状面部71は、大突起部7の外面の縦方向に延びる中心線を中心として大突起部7の両端部の側における外面の縦方向に延びる中心線上の垂直平面内において大突起部7を1/4周する態様で、ワーク側の面5から大突起部7の外面の中心部の側に行くに従って滑らかな凸状の円弧を描き、大突起部7の短手方向の外面としての凸弧状面部72と段差なく滑らかに連続し、ワーク側の面5に到達する。即ち、大突起部7の長手方向における両端部の外面は、図2のB図に示した凸弧状面部71により、角張ったシャープエッジの存在しない、共振器1の側から外側に突出した凸状の円弧面を構成する。凸弧状面部71における凸状の円弧面を描く中心部の上下方向の位置は、ワーク側の面5と同じ位置又は異なる位置のどちらの位置でもよい。又、凸弧状面部81は、小突起部8の外面の縦方向に延びる中心線を中心として小突起部8の両端部の側における外面の縦方向に延びる中心線上の垂直平面内において小突起部8を1/4周する態様で、ワーク側の面5から小突起部8の外面の中心部の側に行くに従って滑らかな凸状の円弧を描き、小突起部8の短手方向の外面としての凸弧状面部82と段差なく滑らかに連続し、凸弧状面部72に到達する。即ち、小突起部8の長手方向における両端部の外面は、図2のB図に示した凸弧状面部81により、角張ったシャープエッジの存在しない、共振器1の側から外側に突出した凸状の円弧面を構成する。凸弧状面部81における凸状の円弧面を描く中心部の上下方向の位置は、凸弧状面部72と同じ位置又は異なる位置のどちらの位置でもよい。
図2のC図に示したように、大突起部7の短手方向の外面は、凸弧状面部72として構成される。凸弧状面部72は、大突起部7の外面の縦方向に延びる中心線を中心として大突起部7の中間部の側における外面の縦方向に延びる中心線上の垂直面内において大突起部7を半周する態様で、ワーク側の面5から大突起部7の外面の中心部の側に行くに従って滑らかな凸状の円弧を描き、ワーク側の面5に到達する。即ち、大突起部7の外面は、図2のB図及びC図に示した凸弧状面部71及び72が互いに段差なく滑らかに連続したことにより、角張ったシャープエッジの存在しない、ワーク側の面5から下方に突出した凸状の円弧面を構成する。又、小突起部8の短手方向の外面は、凸弧状面部82として構成される。凸弧状面部82は、小突起部8の外面の縦方向に延びる中心線を中心として小突起部8の中間部の側における外面の縦方向に延びる中心線上の垂直面内において小突起部8を半周する態様で、大突起部7の側から小突起部8の外面の中心部の側に行くに従って滑らかな凸状の円弧を描き、凸弧状面部72に到達する。即ち、小突起部8の外面は、図2のB図及びC図に示した凸弧状面部81及び82が互いに段差なく滑らかに連続したことにより、角張ったシャープエッジの存在しない、大突起部7から下方に突出した凸状の円弧面を構成する。
図3を用いて、発明を実施するための形態に係る大突起部7における共振器1の側の根元部の図2と異なる形状と小突起部8における大突起部21の側の根元部の図2と異なる形状とについて説明する。図3のB図に示したように、大突起部7の長手方向の側の根元部は、凹弧状面部73として構成される。凹弧状面部73は、大突起部7の側からワーク側の面5に行くに従って滑らかな凹状の円弧を描き、凸弧状面部71とワーク側の面5とに外接する。即ち、大突起部7の根元部は、凹弧状面部73により、角張ったシャープエッジの存在しない、外側から共振器1の側に窪んだ凹状の円弧面を構成する。又、小突起部8の長手方向の側の根元部は、凹弧状面部83として構成される。凹弧状面部83は、小突起部8の側から大突起部7の側に行くに従って滑らかな凹状の円弧を描き、凸弧状面部81及び凸弧状面部72に外接する。即ち、小突起部11の長手方向の側の根元部は、凹弧状面部83により、角張ったシャープエッジの存在しない、外側から共振器1の側に窪んだ凹状の円弧面を構成する。
図3のC図に示したように、大突起部7の短手方向の根元部は、凹弧状面部74として構成される。凹弧状面部74は、大突起部7の側からワーク側の面5に行くに従って滑らかな凹状の円弧を描き、ワーク側の面5と凸弧状面部71とに外接する。即ち、大突起部7の根元部は、図3のB図及びC図に示した凹弧状面部73及び74が互いに滑らかに連続したことにより、角張ったシャープエッジの存在しない、外側から共振器1の側に窪んだ凹状の円弧面を構成する。よって、大突起部7の根元部には、接合時の超音波振動又は音波振動に起因するクラックが発生しない。又、小突起部8の短手方向の根元部は、凹弧状面部84として構成される。凹弧状面部84は、小突起部8の側から大突起部7の側に行くに従って滑らかな凹状の円弧を描き、凸弧状面部71及び82に外接する。即ち、小突起部8の根元部は、図3のB図及びC図に示した凹弧状面部83及び84が互いに滑らかに連続したことにより、角張ったシャープエッジの存在しない、外側から共振器1の側に窪んだ凹状の円弧面を構成する。よって、小突起部8の根元部には、接合時の超音波振動又は音波振動に起因するクラックが発生しない。
1 共振器
2 共振主体部
3 支持部
4 接合ツール部
5 ワーク側の面
6 共振器3の接合対象体41を押し付ける先端部
7 大突起部
8 小突起部
9 横方向を示した矢印
31 接合装置
32 装置躯体
33 加圧機構
34 加圧機構33の出力部材
35 保持具
36 保持具35の空間部
37 保持具35の保持部
38 振動子
39 振動子38の出力端部
40 受け治具
41 接合対象体
71 大突起部7の長手方向の両端部の外面としての凸弧状面部
72 大突起部7の短手方向の外面としての凸弧状面部
73 大突起部7の長手方向の両端部の根元部としての凹弧状面部
74 大突起部7の短手方向の両端部の根元部としての凹弧状面部
81 小突起部8の長手方向の両端部の外面としての凸弧状面部
82 小突起部8の短手方向の外面としての凸弧状面部
83 小突起部8の長手方向の両端部の根元部としての凹弧状面部
84 小突起部8の短手方向の両端部の根元部としての凹弧状面部
2 共振主体部
3 支持部
4 接合ツール部
5 ワーク側の面
6 共振器3の接合対象体41を押し付ける先端部
7 大突起部
8 小突起部
9 横方向を示した矢印
31 接合装置
32 装置躯体
33 加圧機構
34 加圧機構33の出力部材
35 保持具
36 保持具35の空間部
37 保持具35の保持部
38 振動子
39 振動子38の出力端部
40 受け治具
41 接合対象体
71 大突起部7の長手方向の両端部の外面としての凸弧状面部
72 大突起部7の短手方向の外面としての凸弧状面部
73 大突起部7の長手方向の両端部の根元部としての凹弧状面部
74 大突起部7の短手方向の両端部の根元部としての凹弧状面部
81 小突起部8の長手方向の両端部の外面としての凸弧状面部
82 小突起部8の短手方向の外面としての凸弧状面部
83 小突起部8の長手方向の両端部の根元部としての凹弧状面部
84 小突起部8の短手方向の両端部の根元部としての凹弧状面部
Claims (3)
- 超音波振動又は音波振動を利用して接合対象体を接合する接合用共振器又は接合用受け治具であって、前記接合用共振器又は接合用受け治具の少なくとも一方における接合対象体の側の先端部が外面に角張ったシャープエッジの存在しない複数個の突起部を前記接合用共振器と前記接合用受け治具との対向する方向に2段以上に積み重ねかつ前記接合対象体の側の突起部を前記接合用共振器の側又は接合用受け治具の側の突起部よりも小さい形状とした構成になったことを特徴とする接合用共振器又は接合用受け治具。
- 前記接合対象体の側の突起部の根元部が外側から前記接合用共振器の側又は前記接合用受け治具の側に窪む凹弧状面部になったことを特徴とする請求項1記載の接合用共振器又は接合用受け治具。
- 前記接合用共振器の側又は前記接合用受け治具の側の突起部の根元部が外側から前記接合用共振器の側又は前記接合用受け治具の側に窪む凹弧状面部になったことを特徴とする請求項1記載の接合用共振器又は接合用受け治具。
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