CN201275665Y - 超声波接合装置的滚轮 - Google Patents

Abstract

一种超声波接合装置的滚轮，用于接合熔接料件及待熔接物，以改善传统超声波接合装置熔接作业时熔接料件遭刺穿而导致待熔接物受损的缺点，该接合装置包含传动子及固设于该传动子两端的振动子与焊头，而该滚轮设置于该焊头一端并与该熔接料件相接触，使该熔接料件介于该滚轮及该待熔接物之间，超声波由振动子经传动子及焊头传导至该滚轮而将该熔接料件及该待熔接物接合定位，其中，该滚轮的轮面设有接合部，该接合部具有与该熔接料件相触的齿部，且该熔接料件厚度小于等于0.3mm，而该齿部的深度小于等于该熔接料件厚度的两倍，使该熔接料件可完整地接合于该待熔接物，由此达到增加接合强度的效果。

Description

超声波接合装置的滚轮

技术领域

本实用新型涉及一种超声波接合装置的滚轮，特别是一种设置于超声波接合装置并通过超声波将金属薄膜接合于金属对象的滚轮。

背景技术

由于金属制品具有较佳的结构强度及耐久性，早已广泛应用于航空、船舶、汽车、电器、电子等各种技术领域中，然而，并非所有金属制品都可一次制作成型，且往往需要通过一些接合手段将金属制品结合，而传统用于接合金属的手法多半以焊接(如焊锡)为主，此方式不仅耗费工时及人力，并产生大量光热及烟尘，长期操作下对施工者而言容易产生健康方面的影响，且金属的接合面形成深浅不一的熔接区段，不但无法维持美观，更存在熔接强度不足的问题，再者若接合后的金属欲用于导电，则因熔接区段的深浅度不一而影响其导电的特性，因此这种焊接工艺已无法适用于现代工业的发展及需求，于是便产生一种新颖的加工技术-超声波焊接技术，其工作原理主要于欲接合的金属的接触面上以超声波产生高频振动，使两金属制品的接触面迅速熔合，而形成坚固的分子链，以达到接合金属制品的目的，这种金属接合手段既不需添加任何粘接剂、填料或溶剂，也不致消耗大量热源，且具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点，因此，超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。

而目前现有的超声波接合装置多半如图1所示，包含传动子200、设置于该传动子200两端的振动子100与焊头300，以及设置于该焊头300一端的滚轮400，且该滚轮400与该焊头300为一体成型的单一本体，其中，该滚轮400设有多个肋部402并形成多个开孔，且该滚轮400轮面上设有齿部403，超声波由该振动子100、该传动子200传导至该焊头300及该滚轮400，并通过该些肋部402将超声波传导至轮面上的齿部403，由此将欲熔接的对象熔合，但无论该滚轮400是否设有肋部402，因该滚轮400与该焊头300为一体成型的单一本体设计结构，故当该滚轮400磨耗不良而欲更换滚轮400时，则须连同焊头300一并更换，且需重新调整焊头300与传动子200的同心度，操作上不但费时且相当耗材及不便。

另有如图2所示将焊头300与滚轮400采分离式的设计，该滚轮400具有调整孔401以供螺丝500穿设锁固于该焊头300的结合孔301，因此，更换滚轮400时则不必将焊头300拆下，并可通过调整孔401调整滚轮400与焊头300的同心度，但实际更换作业时，仍须仰赖专业人员通过特殊仪器来调整、校准，不但耗费时间，且该滚轮400极易因使用频繁而脱离该焊头300的轴心，导致滚轮400与焊头300无法同轴转动，因此，加工后的金属料件其接合处也随之产生结合紧密度不均的现象，而降低加工的品质，且不论滚轮400与焊头300为一体式或分离式设计，由于该滚轮400以多个肋部402形成多个开孔，使超声波必须经由该些肋部402才能传导至该齿部403，造成该齿部403上每一点的超声波传导距离均不相同，使其超声波振幅也不相同，造成熔接力不均的问题，因此，欲将待熔接物60(如金属板或镀有金属层的对象)上接合熔接料件61(如金属薄膜)时容易如图3所示于熔接区段产生间断的现象。

此外，如图4-1至图4-2所示，当熔接料件61的厚度小于等于0.3mm，且滚轮400宽度小于该熔接料件61宽度时，将造成熔接料件61未与滚轮400接触的区域极易翘起；为防止未接触区域翘起，一般的作法则是如图5-1至图5-2所示增加滚轮400的宽度，使滚轮400宽度略大于熔接料件61宽度，但滚轮400滚压后却容易刮伤待熔接物60；且无论熔接料件61未与滚轮400接触的区域翘起与否，上述两技术都有一共同缺点，那就是滚轮400上的齿部403其深度大于熔接料件61的厚度，当滚轮400下压熔接料件61与待熔接物60进行接合时，该齿部403便会将熔接料件61刺穿或刺破而破坏待熔接物60，此外，若欲避免熔接料件61遭刺穿，则需控制滚轮400下压的行程，在熔接料件61厚度极薄且小于等于0.3mm的情况下，欲精准控制滚轮400的下压行程使熔接料件61不被刺破的难度已经相当高了，况且，超声波接合装置中传动子200、焊头300及滚轮400组接时可能因组接面微小的公差造成同心度不一致，导致滚轮400转动运行时产生上下起伏的现象，根本无法因应滚轮400实际动作的情况去控制滚轮400的下压行程，故上述现有技术无法将熔接料件61稳定接合于待熔接物60，实有改进的必要。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种超声波接合装置的滚轮，使厚度小于等于0.3mm的对象可完整地接合于另一对象。

为达到上述目的，本实用新型的超声波接合装置的滚轮用以接合熔接料件及待熔接物，该接合装置包含传动子及固设于该传动子两端的振动子与焊头，而该滚轮设置于该焊头一端并与该熔接料件相接触，使该熔接料件介于该滚轮及该待熔接物之间，超声波由振动子经传动子及焊头传导至该滚轮而将该熔接料件及该待熔接物接合定位，其中，该滚轮的轮面设有接合部，该接合部具有与该熔接料件相触的齿部，且该熔接料件厚度小于等于0.3mm，而该齿部的深度小于等于该熔接料件厚度的两倍。

经由以上可知，本实用新型主要通过该滚轮将厚度小于等于0.3mm的熔接料件接合于待熔接物，并通过该滚轮上的齿部其深度小于等于该熔接料件的厚度的两倍，因此，当该滚轮下压与该熔接料件接触进行熔接作业时，该齿部不致刺穿或刺破该熔接料件，使该熔接料件可完整地接合于该待熔接物，由此增加该熔接料件与该待熔接物接合部位的接合强度，且当该熔接料件与该待熔接物用于导电时，更可提升其导电的特性。

因此本实用新型相较于现有技术达到的有益效果为增加接合部位的接合强度。

附图说明

图1为传统超声波接合装置的结构示意图(一)。

图2为传统超声波接合装置的结构示意图(二)。

图3为传统超声波接合装置的动作示意图(一)。

图4-1至图4-2为传统超声波接合装置的动作示意图(二)。

图5-1至图5-2为传统超声波接合装置的动作示意图(三)。

图6为本实用新型的外观示意图。

图7为本实用新型的结构分解示意图(一)。

图8为图7的剖面示意图。

图9为本实用新型的结构分解示意图(二)。

图10为图9的剖面示意图。

图11为本实用新型的动作示意图(一)。

图12-1至图12-2为本实用新型的动作示意图(二)。

图13-1至图13-2为本实用新型的动作示意图(三)。

图14-1至图14-2为本实用新型的动作示意图(四)。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

请参阅图6所示，本实用新型为一种设置于超声波接合装置的滚轮，适用于将厚度小于等于0.3mm的熔接料件61(本图未示)接合于待熔接物60(本图未示)，该接合装置1包含有振动子10、设置于该振动子10一端的传动子20、设置于该传动子20一端并组设滚轮40的焊头30，且该滚轮40与该焊头30呈同心配置并以定位件50穿设定位，其中，该滚轮40呈实心的盘状(即为不具有连接肋)而使该滚轮40轮面上任一点的超声波振幅均相同，而图7及图8的实施例中，该滚轮40与该焊头30之间具有间隙d，且该滚轮40与该焊头30对应设有构成组合分离关系的第一结合端42a及第二结合端32a，该第一结合端42a与该第二结合端32a分别设有供该定位件50穿设的穿孔41、31，且该第一结合端42a与该第二结合端32a为相应接合的凸柱及凹槽；另外如图9及图10所示，该滚轮40的第一结合端42b也可为凹槽，而该焊头30的第二结合端32b为对应凹槽的凸柱，由此说明该滚轮40的第一结合端42a、42b与该焊头30的第二结合端32a、32b可通过对应的凹凸结构相接合，且不限制凹凸结构配置的位置；由于该滚轮40呈实心的盘状结构，使该轮面上每一点的超声波传导距离都相同，因此该轮面上每一点具有相同的超声波振幅，作业时可将熔接料件61稳定地熔合于待熔接物60，且具有均匀的熔接力并形成连续的熔接区段(如图11所示)，因此，不会因为接合周面上超声波振幅不同而造成熔接力不均且产生熔接区段间断的现象。

而本实用新型值得注意的地方在于，该滚轮40的轮面设有接合部44，该接合部44具有与该熔接料件61相触的齿部43，且该齿部43的深度小于等于该熔接料件61厚度的两倍，当进行接合作业时，超声波通过该振动子10、该传动子20及该焊头30传导至该滚轮40而将该熔接料件61及该待熔接物60接合定位，并通过该齿部43的深度小于等于该熔接料件61厚度的两倍，以防止该熔接料件61遭该滚轮40的齿部43刺穿而伤及该待熔接物60，而可完整地接合于该待熔接物60，由此增加该熔接料件61及该待熔接物60接合部位的强度。

此外，如图12-1至图12-2所示，该接合部44两侧于该轮面分别设有辅助部45，且该辅助部45高度小于该接合部44高度而形成落差段h，若该接合部44的宽度小于该熔接料件61的宽度，而该辅助部45与该接合部44宽度总合大于或等于该熔接料件61宽度，即该滚轮40的宽度大于或等于该熔接料件61的宽度，实际运用时，该辅助部45与该接合部44宽度总合也可小于该熔接料件61宽度，接合作业时则可通过该辅助部45将该熔接料件61未与该齿部43接触的部分贴覆于该待熔接物60而不会翘起，不但可保持熔接后的美观度，更增加该待熔接物60与该熔接料件61的结合强度。

而该接合部44的宽度也可如图13-1及图13-2所示大于该熔接料件61宽度，更可如图14-1及图14-2所示，该接合部44宽度等于该熔接料件61宽度，使该接合部44可涵盖该熔接料件61的范围，且通过该齿部43深度小于该熔接料件61厚度，令该熔接料件61接合于该待熔接物60后不但不会翘起，该熔接料件61更不会被该齿部43刺穿，而该待熔接物60也不会受损。

综上所述，本实用新型主要通过该滚轮40将厚度小于等于0.3mm的熔接料件61接合于待熔接物60，并通过该滚轮40上的齿部43其深度小于等于该熔接料件61的厚度的两倍，因此，当该滚轮40下压与该熔接料件61接触进行熔接作业时，该齿部43不致刺穿或刺破该熔接料件61，使该熔接料件61可完整地接合于该待熔接物60，由此增加该熔接料件61与该待熔接物60接合部位的接合强度，且当该熔接料件61与该待熔接物60用于导电时，更可提升其导电的特性。

经由以上可知，本实用新型相较于现有技术达到的有益效果为增加接合部位的接合强度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。在上述实施例中，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声波接合装置的滚轮，用以接合熔接料件(61)及待熔接物(60)，所述接合装置(1)包含传动子(20)及固设于所述传动子(20)两端的振动子(10)与焊头(30)，而滚轮(40)设置于所述焊头(30)一端并与所述熔接料件(61)相接触，使所述熔接料件(61)介于所述滚轮(40)及所述待熔接物(60)之间，超声波由振动子(10)经传动子(20)及焊头(30)传导至所述滚轮(40)而将所述熔接料件(61)及所述待熔接物(60)接合定位，其特征在于：

所述滚轮(40)的轮面设有接合部(44)，所述接合部(44)具有与所述熔接料件(61)相触的齿部(43)，且所述熔接料件(61)厚度小于等于0.3mm，而所述齿部(43)的深度小于等于所述熔接料件(61)厚度的两倍。

2.根据权利要求1所述的超声波接合装置的滚轮，其特征在于，所述接合部(44)两侧于所述轮面分别设有辅助部(45)。

3.根据权利要求2所述的超声波接合装置的滚轮，其特征在于，所述辅助部(45)高度小于所述接合部(44)高度。

4.根据权利要求1所述的超声波接合装置的滚轮，其特征在于，所述滚轮(40)与所述焊头(30)对应设有构成组合分离关系的第一结合端(42a)、(42b)及第二结合端(32a)、(32b)并以定位件(50)穿设定位。

5.根据权利要求4所述的超声波接合装置的滚轮，其特征在于，所述第一结合端(42a)、(42b)与所述第二结合端(32a)、(32b)分别设有供所述定位件(50)穿设的穿孔(41)、(31)。

6.根据权利要求4所述的超声波接合装置的滚轮，其特征在于，所述第一结合端(42a)与所述第二结合端(32a)为相应接合的凸柱及凹槽。

7.根据权利要求4所述的超声波接合装置的滚轮，其特征在于，所述第一结合端(42b)与所述第二结合端(32b)为相应接合的凹槽及凸柱。

8.根据权利要求1所述的超声波接合装置的滚轮，其特征在于，所述滚轮为实心盘状并在其接合部(44)上每一点具有相同的超声波传导距离。

9.根据权利要求1所述的超声波接合装置的滚轮，其特征在于，所述滚轮(40)与所述焊头(30)之间具有间隙(d)。

10.根据权利要求1所述的超声波接合装置的滚轮，其特征在于，所述滚轮(40)与所述焊头(30)呈同心配置。

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