JPH09239317A - Ceramic bounded type ultrasonic horn and its production - Google Patents
Ceramic bounded type ultrasonic horn and its productionInfo
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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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Abstract
Description
【０００１】[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。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic processing machine such as an ultrasonic punching machine, an ultrasonic squeezing machine, an ultrasonic staking machine, an ultrasonic soldering machine, an ultrasonic cutting machine, an ultrasonic cleaning machine, and an ultrasonic cleaning machine. The present invention relates to a ceramic-bonded ultrasonic horn used for a sonic stirrer and the like, and a method for manufacturing the same.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of ultrasonic horn, those made of steel, titanium alloy, and aluminum alloy have been known. When used for ultrasonic processing or ultrasonic cleaning, The tip of the horn is required to have wear resistance and erosion resistance. Therefore, the steel horn is hardened and hardened, and the titanium horn is hardened such as nitriding.
【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）。Furthermore, in recent years, in order to improve the wear resistance of the tip surface of the horn, those in which a ceramic layer is formed on the tip surface of the horn (see Japanese Utility Model Publication No. 63-113545 and Japanese Utility Model Publication No. 1-146928). ), One in which a ceramic tool is joined to the tip of the horn via a buffer plate (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-80569).
【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。When manufacturing an ultrasonic horn to which this ceramic tool is joined, as shown in FIG. 5, a metal substrate P is used.
After joining the ceramic tool P2 to the tip of No. 1, the large-diameter base end P3 (to which an ultrasonic transducer is attached) is cut by lathe processing using a normal cutting tool, and then the small-diameter tip P
The entire surface of No. 4 was ground with a diamond grindstone. Here, it is the hard ceramic tool P that grinds the tip portion P4 with a diamond grindstone.
This is because a diamond grindstone is required to perform the processing of 2.
【０００５】[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。However, when the tip portion P4 is ground with a diamond grindstone, the tip portion P4
Since many metal parts of 4 are also processed, there is a problem that the diamond grindstone is clogged with the metal.
Then, when the joined portion of the ceramic tool P2 is ground by the clogged diamond grindstone, the cutting performance of the diamond grindstone is deteriorated due to the clogged, and therefore unexpected stress is applied to the ceramic tool P2 and the like, and the joining strength is increased. There was a problem of lowering.
【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。The present invention has been proposed in view of the above problems, and an object thereof is to provide a ceramic-bonding ultrasonic horn in which the bonding strength of a ceramic member does not decrease, and a method for manufacturing the same.
【０００７】[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。According to a first aspect of the invention for achieving the above object, an ultrasonic transducer is attached to a ceramic-bonded ultrasonic horn in which a ceramic member is bonded to a tip of a base made of metal. A base end portion and a tip end portion having a diameter smaller than that of the base end portion and having the ceramic member are provided, and the tip end portion has a base end side large diameter portion made of the metal, and a tip end side of the large diameter portion. A ceramic-bonded ultrasonic horn having a diameter smaller than that of the above-mentioned ceramic member and a thin-diameter portion made of the metal and bonded to the ceramic member on the tip side.
【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。Here, as the shape of the tip of the ultrasonic horn, a cylindrical shape, a prismatic shape or the like can be adopted. Therefore, the diameter means the dimension in the radial direction (for example, in the case of a cylinder, the diameter or radius, and in the case of a prism, the vertical and horizontal dimensions). Further, as the ceramic member, for example, alumina, zirconia,
Silicon nitride, silicon carbide, or a composite material thereof, or a known hard material such as cemented carbide or cermet can be used.
【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。According to a second aspect of the present invention, the ceramic-bonded ultrasonic wave according to the first aspect is characterized in that the small diameter portion is a step portion formed by a grinding process for processing the ceramic member. The horn is the gist.
【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。According to a third aspect of the present invention, the small-diameter portion has a diameter of 0.1 mm from a joint portion between the ceramic member and the ceramic member.
The ceramic-bonded ultrasonic horn according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a metal portion within a range of 2 to 15 mm.
【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。According to a fourth aspect of the present invention, after the ceramic member is joined to the tip of the base body made of metal, the outer circumference of the ceramic member and the outer circumference from the tip side of the base body to at least the proximity position are used for ceramic processing. A gist is a method for manufacturing a ceramic-bonded ultrasonic horn, which is characterized in that a grinding process is performed so that an outer diameter of the ground portion is equal to or smaller than an outer diameter of a tip side of the cutting portion.
【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。The proximity position may be, for example, a position of 5 mm from the joint surface of the ceramic member to the base end side.
【００１３】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A ceramic-bonded ultrasonic horn according to a first aspect of the invention has a large-diameter base end portion and a small-diameter tip end portion. In particular, in the present invention, the tip portion is further composed of a large-diameter portion on the base end side and a small-diameter portion on the tip side, and the diameter of the ceramic member of the small-diameter portion is smaller than that of the tip side of the large-diameter portion. It is smaller than the diameter.
【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。That is, in the present invention, the tip is divided into a large-diameter portion and a thin-diameter portion smaller than the conventional structure of the tip portion, and a ceramic member is joined to the thin-diameter portion. Has been done. Therefore, the large-diameter portion can be rapidly cut using a cutting tool used in ordinary metal processing. Further, the small-diameter portion including the hard ceramic member can be ground by using a diamond grindstone, and the metal portion is much smaller than the conventional one, so that clogging is less likely to occur. As a result, since it is possible to grind with a diamond grindstone that does not cause clogging, it is possible to prevent the generation of microcracks, which are likely to occur in the ceramic member during cutting, and thus prevent the bonding strength of the ceramic member from decreasing.
【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。Further, according to the present invention, since the diameter of the small diameter portion including the ceramic member is small, when the ultrasonic horn is used (at the time of ultrasonic processing), the boundary portion between the large diameter portion and the small diameter portion is excessively large. Since stress concentration is not applied, it is possible to prevent the tip portion from being deformed or damaged.
【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。Further, the diameter of the large diameter portion is D1 and the diameter of the small diameter portion is D2.
Then, D1> D2, but as D2, for example, D1
90 to 99.99% can be adopted. By setting in such a range, there is an advantage that an extreme step is not formed at the boundary between D1 and D2, and the resonance frequency of the horn alone hardly shifts.
【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。According to the second aspect of the invention, as the structure of the small-diameter portion, it is possible to adopt a structure in which the diameter is reduced, for example, in the shape of a step formed by grinding for processing the ceramic member. In the invention of claim 3, the range of 0.2 to 15 mm from the joint portion of the ceramic member can be adopted as the range of the small diameter portion. That is, by setting the small diameter portion within this range, the metal portion in the small diameter portion can be reduced as much as possible, and further, there is a risk that the cutting tool or the like hits the ceramic member during the actual cutting of the metal portion. It is possible to reduce the sex.
【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。In the method for manufacturing a ceramic-bonded ultrasonic horn according to a fourth aspect of the present invention, after the ceramic member is bonded to the tip of the metal base, the outer periphery of the ceramic member and at least the outer periphery up to the adjacent position are subjected to ceramic working. The outer diameter of the ground portion is made equal to or less than the outer diameter of the tip end side of the cut portion.
【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。For example, first, a predetermined diameter D1 is reached up to a predetermined proximity position, specifically, as shown in FIG. 1, up to a position where metal cutting can be actually performed (for example, 3 mm from the bonding surface).
Cut so that Then, the remaining portion on the tip side is ground to a certain position (for example, 5 mm from the bonding surface) with a diamond grindstone or the like, and the diameter D1
Grind to have the following diameter D2. This narrows the grinding area with the diamond grindstone (as much as possible),
The diameter D2 on the tip side can be reduced.
【００２０】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a ceramic-bonded ultrasonic horn according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, the structure of the ceramic-bonded ultrasonic horn of this embodiment (hereinafter simply referred to as an ultrasonic horn) will be described.
【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。As shown in FIG. 2, the ultrasonic horn of this embodiment is brazed to a cylindrical horn body 1 which is formed thinly from the middle portion to the tip and a thin tip surface of the horn body 1. It is composed of a ceramic tool 3. Specifically, the ultrasonic horn includes a base end portion 7 having a circular cross section to which the ultrasonic transducer 5 is attached, and a front end portion 9 (having a smaller diameter than the base end portion 7) having a circular cross section to which the ceramic tool 3 is joined. In addition, the tip portion 9 further includes a large diameter portion 11 and a small diameter portion 13 having a smaller diameter. That is, the large diameter portion 11
Assuming that the minimum diameter on the tip end side of D1 is D1 (for example, 8 mm) and the diameter of the small-diameter portion 13 is D2 (for example, 7.95 mm), D2
<D1 and D2 is 99.4% of D1, and the small diameter portion 13
Is stepped. The step portion 13a has a smooth R shape.
【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。The ceramic tool 3 has a substantially T-shaped cross section with a band-shaped processed surface 3a formed at its tip.
In other words, the tip surface 3b is 10 mm in width x 1 in width for processing.
It has a band shape of mm. Further, the horn body 1 is
It is composed of a JIS A2024 (Al-Cu-based) aluminum alloy. On the other hand, the ceramic tool 3 is made of zirconia (ZrO 2 with Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , and TiN added), and Ti, Mo, and Ni are sequentially deposited on the bonding surface of the metallized layer (not shown). ) Is formed.
【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。Next, a method of manufacturing the ultrasonic horn of this embodiment will be described with reference to FIG. Between the joint surface of the ceramic tool 3 (where the metallized layer is formed) and the tip surface of the horn body 1, an Al—Cu—Si based brazing material 15 is provided.
And brazing in a nitrogen gas atmosphere at 550 ° C. for 2 hours, and then solution treatment and aging at room temperature for 50 hours in order to obtain a desired hardness (HV 100 or more).
【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。After that, the horn body 1 is cut using a metal cutting tool and a lathe from the base end portion 7 to the tip end portion 9 (for example, 3 mm from the joint surface).
Note that this position is closer to the tip side than the step portion 13a. Next, using a diamond grindstone for ceramic processing,
The outer circumference 3c (of the large-diameter portion) of the ceramic tool 3 and the metal portion, from the joint surface to a position (for example, 5 mm from the joint surface) are ground.
【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。As a result, the ultrasonic horn shown in FIG. 1 is completed. As described above, in the ultrasonic horn of this embodiment, the diameter D2 of the small diameter portion 9 to which the ceramic tool 3 is joined is made smaller than the minimum diameter D1 on the tip side of the horn body 1, so that The grinding portion can be reduced. Therefore, the clogging of the diamond grindstone can be suppressed, so that the reduction of the bonding strength (due to the grinding of the outer periphery in the vicinity of the bonding surface by the clogged diamond grindstone) can be prevented. Further, there is an advantage that the life of the diamond grindstone is extended, which is advantageous in cost.
【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。Further, since D2 <D1, it is possible to eliminate stress concentration (when D2> D1 is assumed) when using the ultrasonic horn, so that even if it is used for a long period of time, it will be deformed. And has excellent durability. (Experimental Example) Next, an experimental example performed to confirm the effect of the present embodiment will be described.
【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。As a sample used in the experiment, ultrasonic horns having the dimensions and shapes shown in Table 1 below were prepared. Of these, sample N
o.1 (the number of samples n = 5) has the same shape (D1> D2) as that of the above-described embodiment, as shown in FIG.
No. 2 (sample number n = 6) is as shown in FIG.
It was manufactured by the conventional manufacturing method (D1 = D2), and the sample No. 3 (sample number n = 5) has a large ceramic tool diameter (D1 <D1 <5) as shown in FIG. 4 (c). D2).
【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。Then, for those samples, FIG.
As shown in Fig. 3, the joint strength was tested by cantilever bending (method of fixing the base end side and pressing the tip end side downward). Further, each sample was attached to an ultrasonic processing machine, and the amplitude of the tip of the ceramic tool when an amplitude of 20 μm was applied by an ultrasonic vibrator was measured. The results are also shown in Table 1.
【００２９】[0029]
【表１】 [Table 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。As is clear from Table 1, the sample of this example (Sample No. 1) has a high bonding strength and is 20 μm.
An amplitude of 79 μm was obtained with respect to the input amplitude of 1. On the other hand, the sample No. 2 of the comparative example has a thickness of 75 μm.
Although the amplitude is obtained, it is inferior to that of this example, and the bonding strength is as low as about 83% of that of this example. The sample No. 3 of the comparative example has almost the same bonding strength as that of this example,
Only an amplitude of 71 μm was obtained. This is D1 <D2
This is because the amplitude expansion rate is lowered (due to the dispersion of ultrasonic waves).
【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。The present invention is by no means limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-mentioned embodiment, D1> D2 was set, but in the case of manufacturing by the method of this embodiment, the same effect can be obtained even if D1 = D2.
【００３２】[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。As described in detail above, the ceramic-bonded ultrasonic horn of the present invention has a remarkable effect that the bonding strength of the ceramic member does not decrease because the grindstone is unlikely to be clogged. Further, since the diameter of the small diameter portion is smaller than that of the other portion, there is an advantage that the amplitude can be obtained well during use. Furthermore, its production is easy, the life of the grindstone is extended,
The processing cost can be reduced.
【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。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a method for manufacturing a ceramic-bonded ultrasonic horn.
【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。2A and 2B show a ceramic-bonding ultrasonic horn of an embodiment, FIG. 2A is a front view showing a ceramic-bonding ultrasonic horn partially broken, and FIG. 2B is a bottom view of the ceramic-bonding ultrasonic horn. is there.
【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。FIG. 3 is a front view showing an enlarged and partially broken view of a main part of a ceramic-bonded ultrasonic horn of an example.
【図４】 実験例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an experimental example.
【図５】 従来技術を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a conventional technique.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Horn main body 3 ... Ceramic tool 7 ... Base end part 9 ... Tip part 11 ... Large diameter part 13 ... Small diameter part
Claims (4)
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。1. A ceramic-bonded ultrasonic horn in which a ceramic member is bonded to the tip of a base body made of metal, and a tip having a base end portion to which an ultrasonic transducer is attached and the ceramic member having a diameter smaller than that of the base end portion. And a tip portion having a large diameter portion made of the metal on the proximal side and a diameter smaller than the diameter of the large diameter portion on the tip side, and the ceramic member and the ceramic member joined to the ceramic member. A ceramic-bonding ultrasonic horn, comprising: a thin-diameter portion on the tip side made of metal.
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。2. The ceramic-bonded ultrasonic horn according to claim 1, wherein the small-diameter portion is a small-diameter portion formed by grinding for processing the ceramic member.
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。3. The small-diameter portion includes the ceramic member,
2. The metal member in the range of 0.2 to 15 mm from the joined portion of the ceramic member.
Alternatively, the ceramic-bonded ultrasonic horn according to 2 above.
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。4. A ceramic member is joined to the tip of a base body made of metal, and then the outer periphery of the ceramic member and the outer periphery from the front end side of the base body to at least the proximity position are subjected to grinding processing for ceramic processing. A method of manufacturing a ceramic-bonded ultrasonic horn, wherein an outer diameter of the ground portion is equal to or less than an outer diameter of a tip portion side of the cut portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4768496A JPH09239317A (en) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | Ceramic bounded type ultrasonic horn and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4768496A JPH09239317A (en) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | Ceramic bounded type ultrasonic horn and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239317A true JPH09239317A (en) | 1997-09-16 |
Family
ID=12782116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4768496A Pending JPH09239317A (en) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | Ceramic bounded type ultrasonic horn and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09239317A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009082904A (en) * | 2007-09-11 | 2009-04-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ultrasonic vibrator and its production method |
| 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/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009082904A (en) * | 2007-09-11 | 2009-04-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Ultrasonic vibrator and its production method |
| 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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