TW202042938A

TW202042938A - 刀柄導電體

Info

Publication number: TW202042938A
Application number: TW108118165A
Authority: TW
Inventors: 王政榮
Original assignee: 旭泰精密機械股份有限公司
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-12-01
Also published as: TWI677388B

Abstract

一種刀柄導電體，係由一接觸負電極、二絕緣套管、一接觸正電極以及一螺帽所構成；該接觸負電極由鍍覆一硬金合金鍍膜之一銅合金製成，其上游具有一內階級的一穿孔，其下游外表面形成一螺紋伸出端；該絕緣套管具有一穿通孔，一外階級的該絕緣套管設置於一上游的該內階級的該穿孔當中，而該穿孔一下游以緊配合設置開設該氣孔的該絕緣套管；該接觸正電極由鍍覆一硬金合金鍍膜之一銅合金製成，緊配合設置於該上游與該下游的二絕緣套管的二穿通孔當中，該接觸正電極分別具有一大直徑與一傾斜角的一圓錐體以及一小直徑且的一正極終端；該螺帽鎖固於該螺紋伸出端。

Description

刀柄導電體

本發明係關於一種刀柄導電體，特別是指一硬金合金鍍膜能將金本來的良好比電阻及化學安定性維持操作實用性與可靠性，並同時提昇該接觸負電極與該接觸正電極的硬度及耐磨耗性的一種刀柄導電體。

新型超聲波刀柄組件係如中國公告第CN104526751號專利案，其主要構成特徵為：包括刀柄殼體、壓電陶瓷、與刀柄殼體連接的刀套；該壓電陶瓷用於將電能轉化為機械振動能，並產生振動；該刀套包括變幅杆部、與變幅杆部連接並用於加工工件的刀頭，該變幅杆部與壓電陶瓷連接，並用於將壓電陶瓷的振動進行振幅放大處理後傳遞至刀頭；該壓電陶瓷位於刀柄殼體的空腔內；該壓電陶瓷的正極、負極上均連接有導線，該導線上均電性連接有導電件；該刀柄殼體上設置有兩安裝槽，各安裝槽均貫穿刀柄殼體的外側壁；該安裝槽內安裝有絕緣套，該兩導電件一一對應地插裝在各絕緣套內，並通過絕緣套將導電件與刀柄殼體隔離開；該導電件上具有露出於刀柄殼體外的外端面；而其構成上之主要缺點為：導線與絕緣套設計位置在安裝於主軸時，會因一微量污染物(micropollutant)而導致導線接觸不佳、刀柄平衡不佳。

習用中心加工機超音波切斷刀把係如臺灣公告第TWM454887號專利案，其主要構成特徵為：包含一刀把、複數壓電片與一接頭桿，其中該接頭桿固定於該刀把上，而該些壓電片的兩端分為正極、負極的極性端，且該些壓電片為堆疊在一起固定於該接頭桿上，並讓極性相同的極性端相鄰，又該些壓電片產生超音波級的振動而帶動該接頭桿相對該刀把線性振動；據此讓該接頭桿夾制一切斷刀，並透過該些壓電片超音波級的振動，即可帶動該切斷刀產生超音波級的線性振動，因而該切斷刀即可用於切割工件；其構成上之主要缺點為：接頭桿組裝於刀把無法控制組裝平衡精度與品質。

因為完全的刀柄平衡是永遠無法達成的，故允許適當的殘餘量，而此殘餘量的多寡便依機械型態的大小及平衡作業的成本而定，因此便有平衡等級的標準。

關於刀柄導電體之先前技術，公告第TWI650198、TWM560962、TWM565609、TWM562739、TWM560962、TWM558683、TWM557657、TWM556641、TWM555265、TWM539419、TWM538434、TWM538435、TWI566062、TWM534055、TWM534064、TWM462640、TWM455583、 TWM454887、TWM454888、TWM428011、TWM426466、TWM424210、TWM372763、TW201836760、TW201127550、TW201121707、CN208099735、CN107282945、CN206215939、CN202344315、CN207723519、CN105643463、CN20785787、WO2016056499、CN207857875、CN107983974、CN107824820、CN206898463、CN106994628、CN106217437、CN106112021、CN105666254、CN10482735、CN104441259、CN104400017、CN104014836、CN102601688、CN101898298、CN201618992、CN101851701、CN101391379、US2018250758、US2001017448、JP2016075584、JP2013039627、JP2010030028、JP2010005779、JPH07164217、JPH10118806、JPH07100753號的問題，在本發明中該刀柄導電體的旋轉作用力或高速震動可進行有效之平衡抵銷，相當實用化。

本發明之目的即在於提供一種硬金合金鍍膜能將金本來的良好比電阻及化學安定性維持在操作實用性與可靠性，並同時提昇該接觸負電極與該接觸正電極的硬度及耐磨耗性之刀柄導電體。

本發明之次一目的係在於提供一種可有效消除變幅桿與振動產生器系統因為不平衡而於旋轉中所產生的振動的刀柄導電體。

可達成上述發明目的之刀柄導電體，包括有：一接觸負電極，由鍍覆一硬金合金鍍膜之一銅合金製成，該硬金合金鍍膜係主要含有微小結晶所構成之無定形相之結晶構造，其外表形成一外階級的一分段圓棒形狀，使一小徑部為從一大徑部的一底面一體延伸形成，該接觸負電極的上游具有一內階級的一穿孔，該內階級的該穿孔之孔徑上段比孔徑下段之尺寸較大，從該接觸負電極的下游設置一底端，並在該接觸負電極的該小徑部的下游外表面形成一螺紋伸出端；二絕緣套管，分別具有一穿通孔，且分別由一外階級的該絕緣套管以及一側邊開設一氣孔的該絕緣套管所構成，該外階級的該絕緣套管的該穿通孔上方形成一凹部，該外階級的該絕緣套管以緊配合設置於該穿孔的一上游的該內階級的該穿孔當中，而該穿孔一下游以緊配合設置開設該氣孔的該絕緣套管；一接觸正電極，由鍍覆一硬金合金鍍膜之一銅合金製成，該硬金合金鍍膜係主要含有微小結晶所構成之無定形相之結晶構造，緊配合設置於該上游與該下游的二絕緣套管的二穿通孔當中，該接觸正電極分別具有一大直徑的一圓錐體以及一小直徑且的一正極終端，該圓錐體具有一傾斜角且容置在該外階級的該絕緣套管的該穿通孔上方的該凹部內，該圓錐體能夠加速電流擴散，讓施加在該接觸正電極上的一移動電流均勻地分散與集中電流強度至該接觸正電極，避免電流擁擠而造成電壓偏高；一螺帽，鎖固於該接觸負電極之該螺紋伸出端，以調整該接觸負電極於該接觸電極拉栓的一上界限位置。

1‧‧‧刀套

11‧‧‧螺紋部分

12‧‧‧通道

13‧‧‧共振腔

14‧‧‧第一側

15‧‧‧第二側

16‧‧‧開口底面

17‧‧‧鎖孔

2‧‧‧變幅桿

21‧‧‧校正平面

22‧‧‧通孔

23‧‧‧螺栓

24‧‧‧調整桿

25‧‧‧夾頭

26‧‧‧上端螺紋

3‧‧‧振動產生器系統

31‧‧‧第一壓電晶體

32‧‧‧正極板

33‧‧‧第二壓電晶體

34‧‧‧負極板

35‧‧‧配重

36‧‧‧側面具固定鎖孔圓螺帽

41‧‧‧塗層

42‧‧‧無機膠體

5‧‧‧接觸電極拉栓

51‧‧‧外螺紋

52‧‧‧定位孔

53‧‧‧上下界限

54‧‧‧第一導線

55‧‧‧第二導線

56‧‧‧梯面

6‧‧‧接觸電極

61‧‧‧接觸正電極

611‧‧‧圓錐體

612‧‧‧正極終端

θ‧‧‧傾斜角

62‧‧‧絕緣套管

621‧‧‧穿通孔

622‧‧‧氣孔

623‧‧‧凹部

63‧‧‧接觸負電極

631‧‧‧穿孔

632‧‧‧底端

633‧‧‧螺紋伸出端

634‧‧‧大徑部

635‧‧‧底面

636‧‧‧小徑部

64‧‧‧彈性體

65‧‧‧螺帽

71‧‧‧銅合金

72‧‧‧硬金合金鍍膜

73‧‧‧鎳/鈷層

74‧‧‧鎳層

圖1為本發明刀柄導電體之剖面示意圖；圖2為該刀套之剖面示意圖；圖3為該變幅桿之剖面示意圖；圖4為該振動產生器系統之剖面分解示意圖；圖5為該振動產生器系統之剖面組合示意圖；圖6為該接觸電極拉栓之剖面示意圖；圖7為該接觸電極之剖面示意圖；圖8為該接觸電極之分解示意圖；圖9為圖8之A部分之局部放大示意圖，其顯示該硬金合金鍍膜與該鎳/鈷層之組成；圖10為圖8之A部分之局部放大示意圖，其顯示該硬金合金鍍膜與該鎳層之組成；圖11為圖8之B部分之局部放大示意圖，其顯示該硬金合金鍍膜與該鎳/鈷層之組成；圖12為圖8之B部分之局部放大示意圖，其顯示該硬金合金鍍膜與該鎳層之組成；圖13為該接觸電極拉栓與該接觸電極之剖面示意圖；圖14為該接觸電極於該接觸電極拉栓之作動示意圖；圖15至圖17為該刀柄導電體第二實施例之剖面示意圖；以及圖18為該刀柄導電體第三實施例之剖面示意圖。

請參閱圖1，本發明所提供之超音波刀柄之第一實施例，主要包括有：一刀套1、一變幅桿2、一塗層41、一接觸電極拉栓5以及一接觸電極6所構成。其中，該接觸電極6係由一接觸負電極63、二絕緣套管62、一接觸正電極61以及一螺帽65所構成。

請參閱圖2，該刀套1(knife cover)係由不鏽鋼係鉻含有量10質量%以上之合金鋼所構成，該合金鋼係可列舉例如JIS規格SUS403、SUS410、SUS416、SUS420、SUS431、SUS440等之麻田散鐵(martensite)系等之不鏽鋼種，其內由包含一螺紋部分11(threaded portion)及一螺紋高度(height of thread)的一通道12(flow passage)連通一共振腔13(resonant cavity)，該共振腔13具有一面向該通道12之第一側14及一面向一開口底面16(opening bottom)之第二側15，該開口底面16環設複數鎖孔17；請參閱圖3，該變幅桿2係由不鏽鋼係鉻含有量 10質量%以上之合金鋼所構成，該合金鋼係可列舉例如JIS規格SUS403、SUS410、SUS416、SUS420、SUS431、SUS440等之麻田散鐵(martensite)系等之不鏽鋼種，係一校正平面21(correction plane)緊密配合(close fit)於該開口底面16，其上相對複數鎖孔17形成複數通孔22，藉由複數螺栓23穿過該通孔22固定(tightening up)於該鎖孔17，以密封該共振腔13之該開口底面16，該校正平面21於相反方向形成一調整桿24(adjusting rod)及一夾頭25(chuck)，該校正平面21上平行堆疊(parallel stacking)一振動產生器系統3(vibration generator system)鎖固於該調整桿24的上端(upper)，該振動產生器系統3包括：一第一壓電晶體31(piezocrystal)、一正極板32(positive plate)、一第二壓電晶體33(piezocrystal)、一負極板34(negative plate)及一配重35(balancing weight)後再由一側面具固定鎖孔圓螺帽36(round nut with set lock holes in side)鎖固於該調整桿24的上端螺紋26(upper screw thread)，如圖4與圖5所示：請參閱圖6、圖7、圖13所示，該接觸電極拉栓5(contact electrode pull bolt)係以一外螺紋51(male screw)扭矩鎖緊(torque tightening)於該刀套1之該螺紋部分11，其由一質量中心(center of mass)由內往外組合(composite)一接觸正電極61(contact positive electrode)、一絕緣套管62(insulating bushing)及一接觸負電極63(contact negative electrode)形成一接觸電極6(contact electrode)後並穿設於一彈性體64，該接觸電極6與該彈性體64同時固定在該接觸電極拉栓5的一階級狀(class shape)的一定位孔52(locating hole)當中，使該接觸電極6在該絕緣套管62形成的該定位孔52的一上下界限53(upper and lower bounds)中限位滑動(limit sliding)，如圖13與圖14所示。

如圖1與圖7所示，該接觸負電極63由鍍覆一硬金合金鍍膜72(hard gold alloy coating)之一銅合金71(copper alloy)製成，該硬金合金鍍膜72係主要含有微小結晶(microcrystal)所構成之無定形相(amorphous phase)之結晶構造(crystalline structure)，其外表形成一外階級的一分段圓棒形狀，使一小徑部636為從一大徑部634的一底面635一體延伸形成，再以鬆配合設置於該接觸電極拉栓5的該定位孔52當中，該接觸負電極63的上游具有一內階級(internal step)的一穿孔631，該內階級的該穿孔631之孔徑上段比孔徑下段之尺寸較大，從該接觸負電極63的下游設置一底端632(bottom)以及在該接觸負電極63的該小徑部636的下游外表面形成一螺紋伸出端633(free end of the thread)；二絕緣套管62分別具有一穿通孔621，且分別由一外階級的該絕緣套管62以及一側邊開設一氣孔622的該絕緣套管62所構成，該外階級的該絕緣套管62的該穿通孔621上方形成一凹部623(dent)，該外階級的該絕緣套管62以緊配合設置於一上游的該內階級的該穿孔631當中，而該穿孔631一下游以緊配合設置開設該氣孔622的該絕緣套管62；該接觸正電極61由鍍覆一硬金合金鍍膜72(hard gold alloy coating)之一銅合金71(copper alloy)製成，該硬金合金鍍膜72係主要含有微小結晶(microcrystal)所構成之無定形相(amorphous phase)之結晶構造(crystalline structure)，緊配合設置於該上游與該下游的二絕緣套管62的二穿通孔621當中，該接觸正電極61分別具有一大直徑與一傾斜角θ(inclined angle)的一圓錐體611(cone)以及一小直徑且的一正極終端612，該傾斜角θ以150度以下為佳、以135度以下為較佳、又更佳為120度以下，該圓錐體611具有該傾斜角且容置在該外階級的該絕緣套管62的該穿通孔621上方的該凹部623(dent)內，該圓錐體611所鍍覆的該硬金合金鍍膜72所包含的微小結晶和無定形相之結晶構造能夠加速電流擴散(current scattering)，讓施加在該接觸正電極61上的一移動電流均勻地分散(spreading)與集中電流強度(magnitude of current)至該接觸正電極61，避免電流擁擠(crowding)而造成電壓偏高；該螺帽65鎖固於該接觸負電極63之該螺紋伸出端633，以調整該接觸負電極63於該接觸電極拉栓5的一上界限(upper bounds)位置。

該接觸正電極61以一第一導線54連接該振動產生器系統3的該正極板32，而該接觸負電極63以一第二導線55連接該振動產生器系統3的該負極板34，該負極板34提供負極接地(minus earth)之功效，該接觸電極6的該接觸正電極61以輸入一移動電流(migration current)驅動該振動產生器系統3產生振幅連動該夾頭25引起機械振動(mechanical vibration)。因該移動電流與電流強度(magnitude of current)的對數呈線性關係，為了維持該振動產生器系統3其反應速率所需要的足夠能量，該接觸正電極61的該圓錐體611上所鍍覆的該硬金合金鍍膜72係主要含有微小結晶所構成之無定形相之結晶構造用以均勻施加在該移動電流均勻地分散與集中該移動電流的電流強度(magnitude of current)，避免電流擁擠(crowding)而造成電壓偏高，因而影響該移動電流轉移速率的快慢能維持該振動產生器系統3其反應速率的快慢。

被收容於該定位孔52的該接觸負電極63其外表形成一外階級的一分段圓棒形狀，具有構成一大徑部634、一底面635、一小徑部636，該小徑部636為從該大徑部634的該底面635一體延伸形成。該大徑部634的外表面的部分長度可與該接觸電極拉栓5的該定位孔52的內表面以鬆配合接觸，一邊在該上下界限53中移動，亦即對該定位孔52滑動自如，可使該接觸負電極63沿著該接觸電極拉栓5的該質量中心移動自如。

由壓縮彈簧(compression spring)構成的該彈性體 64其上端抵接該接觸負電極63的該底面635。該彈性體64更使下端抵接該階級狀的該定位孔52與該上下界限53當中的一梯面56並使其該上下界限53收容該彈性體64，使該彈性體64的外表面被該上下界限53的內表面支撐。接續，再由該螺帽65鎖固於該接觸負電極63之該螺紋伸出端633。據此，該接觸負電極63不會由該接觸電極拉栓5脫落。使該接觸負電極63於該接觸電極拉栓5的該定位孔52的該上下界限53中以鬆配合限位滑動，或者使該接觸電極6形成接受一壓力而移動位置的行程(stroke)。

依照圖7由一外階級(external step)的該絕緣套管62被收容於該接觸負電極63的上游的該內階級的該穿孔631得知，該外階級的該絕緣套管62之孔徑上段比孔徑下段尺寸更大，使該穿孔631上游的該外階級的該絕緣套管62不會進入該穿孔631的內部。而該穿孔631的下游收容該側邊開設一氣孔622的該絕緣套管62，該氣孔622用以排出該穿孔631中之空氣，避免該接觸正電極61設置在上游與下游當中的二絕緣套管62的該穿通孔621中滑動時，而產生空氣阻力(air resistance)。

進一步說明該接觸正電極61與該接觸負電極63的該硬金合金鍍膜72是一種在金中添加鈷、鎳等而成、既不會降低金本來的良好導電性及化學安定性、且可提昇該硬金合金鍍膜72的硬度之物。此種該硬金合金鍍膜72是一種具有由硬金的微小結晶(10~30nm)聚集而成的結晶構造，可視為是一種由於此種結晶構造而能得到用以獲得該接觸正電極61與該接觸負電極63作為接點材料所要求的耐磨耗性所需之最低限的硬度(具有在HK200之努氏硬度(Knoop hardness))之物質。本發明的該硬金合金鍍膜72的微小結晶是一種不會降低硬度的該硬金合金鍍膜72之結晶構造，雖然無定形相的結晶構造是可以將硬金本來的良好比電阻及化學安定性維持在操作實用性與可靠性，同時再提昇該硬金合金鍍膜72的硬度及耐磨耗性。

本發明之含有微小結晶和無定形相混雜的該硬金合金鍍膜72係在金中含有鎳及/或鈷之物，並且該結晶構造係一種含有微小結晶和無定形相混雜而成。

該接觸正電極61與該接觸負電極63是在該電鍍浴中加工而成，該電鍍浴是包含有氰化金鉀、一種或多種鎳離子源及/或一種或多種鈷離子源。電鍍浴中之氰化金鉀的體積莫耳濃度，以金為基準計，較佳為0.01~0.4mol/L、更佳為0.01~0.2mol/L、再更佳為0.01~0.1mol/L。一種或多種鎳離子源的體積莫耳濃度，以鎳為基準計，較佳為0.01~0.5mol/L、更佳為0.01~0.2mol/L；以調整一種或多種鎳離子源的添加濃度與控制電流密度作為該硬金合金鍍膜72其金含量的控制，使該銅合金71含有一鎳層74(如圖10或圖12所示)。一種或多種鈷離子源的體積莫耳濃度，以鈷為基準計，較佳為 0.01~0.5mol/L、更佳為為0.01~0.2mol/L；以調整一種或多種鎳離子源與一種或多種鈷離子源的添加濃度與控制電流密度作為該硬金合金鍍膜72其金含量的控制，使該銅合金71含有一鎳/鈷層73(如圖9或圖11所示)。

又，該電鍍浴較佳為更進一步地含有錯合劑。用來做為該錯合劑者，舉例來說，例如，它可以是具有錯合作用及pH緩衝作用之有機酸、無機酸或其鹽者，舉例來說，例如其可以是檸檬酸、酒石酸、蘋果酸等。電鍍浴中的錯合劑的體積莫耳濃度，較佳為0.01~2.0mol/L、更佳為0.01~1.0mol/L、再更佳為0.1~0.3mol/L。

使用一種或多種鎳離子源及/或一種或多種鈷離子源中的至少一個配方於黃銅、銅、銅/鈹合金、銅/鎳合金、銅/錫合金、鎳鍍覆黃銅及鎳鈷鍍覆黃銅的該銅合金71的電鍍浴，然而電鍍浴溫度宜為30~80℃特別合適。陰極電流密度也隨著電鍍浴的組成而變化，雖然沒有特別的限定，然而在的水溶液的電鍍浴組成，可以調整一種或多種鎳離子源的添加濃度(0.01~0.5mol/L)與控制電流密度(0.5ASD~3ASD)作為該硬金合金鍍膜72其金含量的控制；或可以調整一種或多種鈷離子源的添加濃度(0.01~0.5mol/L)與控制電流密度(0.5ASD~3ASD)作為該硬金合金鍍膜72其金含量的控制，該銅合金71含有該鎳/鈷層73或該鎳層74以促進少於100nm之該硬金合金鍍膜72(膜厚1μm以上)之接著，以得到含有微小結晶和無定形相混雜的該硬金合金鍍膜72。電鍍係以0.5ASD至1ASD進行10秒至30秒。ASD=安培/平方分米=A/dm²。

藉由X射線繞射(XRD)圖、穿透式電子顯微鏡(TEM)照片及傳輸高能電子繞射(THEED)照片來加以確認所得到的含有微小結晶和無定形相混雜的該硬金合金鍍膜72。可確認在X射線繞射(XRD)曲線之2 θ=40度附近具有含有微小結晶和無定形相特有的峰半值幅度1度以上之寬廣峰。又，在穿透式電子顯微鏡(TEM)照片中可觀察到，微小結晶特有的結晶紋和無定形相特有的不規則構造之混雜的樣子，微小結晶的平均粒徑為10nm，而微小結晶的體積分率為50%以上。其微小結晶之平均粒徑較佳為30nm以下、更佳為20nm以下、再更佳為15nm以下。其微小結晶的體積分率較佳為10~90%、更佳為40~60%。再者，在傳輸高能電子繞射(THEED)照片上可觀察到，微小結晶特有的繞射斑點和無定形相特有的中空環之混雜的樣子。由此結果，可知：所得到的該硬金合金鍍膜72係具有微小結晶和無定形相混雜構造。另一方面，對所得到的含有微小結晶和無定形相混雜的該硬金合金鍍膜72進行比電阻之測定，比電阻為100μΩ‧cm。

若依照本發明的話，就能夠得到一種具有優異的硬度和比電阻之含有微小結晶和無定形相混雜的該硬金合金鍍膜72，按照ISO 9385的定義，該硬金合金鍍膜72具有在HK200至HK280範圍內之努氏硬度(Knoop hardness)。就本發明目的而言，在HK200與HK230間之努氏硬度範圍為較佳，但努氏硬度亦可呈現高於HK280之值。又，比電阻以200μΩ‧cm以下為佳、以150μΩ‧cm以下為較佳、又更佳為100μΩ‧cm以下。又，本發明之含有微小結晶和無定形相混雜的該硬金合金鍍膜72是一種在280℃以下(如150℃)之退火處理(保持1小時)時不會改變含有微小結晶和無定形相混雜而成的結晶構造(即，引起結晶化而增大微小結晶的平均粒徑及體積分率)。

其中，該振動產生器系統3係可為一機械振動產生器(mechanical vibration generator)、或一動圈式振動產生器(moving coil vibration generator)、或一直接驅動式振動產生器(direct-drive vibration generator)、或一電動振動產生器(electrodynamic vibration generator)、或一諧振振動產生器(resonant vibration generator)、或一壓電振動產生器(piezoelectric vibration generator)、或一電磁振動產生器(electromagnetic vibration generator)、或一磁致伸縮振動發生器(magnetostrictive vibration generator)、或一共振振動產生器(resonant vibration generator)之其中之一所構成。

請參閱圖1，一塗層41其以重疊處理(overlap processing)及結合處理(combined processing)施以塗布操作(coating operation)於該振動產生器系統3的該第一壓電晶體 31、該正極板32、該第二壓電晶體33、該負極板34、該配重35及該側面具固定鎖孔圓螺帽36的一外觀(exterior finish)上，該塗層41在一直立方向(vertical direction)與一水平方向(horizontal direction)上具有條紋形狀(fringe shape)以及寬度(width)，以形成交錯分層(diagonal stratification)(或交錯構造(decussate structure))及沿著該外觀延伸的複數條紋(streak)，該塗層41係由具固化作用(solidification process)的一接合化合物(joining compound)製成，該塗層41經組態以承受該振動產生器系統3的該第一壓電晶體31、該正極板32、該第二壓電晶體33、該負極板34、該配重35及該側面具固定鎖孔圓螺帽36在該直立方向施加的一振動勢(vibro-motive force)以及該水平方向上施加的一剪力變形(shear deflection)；舉例而言，所說明實施例中的該振動產生器系統3的該外觀上包含以一直立方向(vertical direction)與一水平方向(horizontal direction)的重疊處理經固化作用的該接合化合物、以結合處理於經固化作用的該接合化合物內的該塗層41以及可平刮塗佈的該塗層41，該塗層41可形成為用以匹配該振動產生器系統3的該外觀乾壁表面的精細加工表面。其中在製備該接合化合物之2~10小時內進行該塗布操作步驟，並藉由具固化作用該接合化合物。有利地，本發明之該塗層41可進一步包含一或多種交聯化合物或樹脂、一或多種增韌化合物、一熱塑性有機聚合物、一熱固性有機聚合物、一熱塑性樹脂、一熱固性樹脂以及無機填料材料，該塗層41在塗布操作該振動產生器系統3的該外觀時形成具有對該振動產生器系統3實現的該振動勢以及該剪力變形之優良耐受性的結構。更進一步，形成條紋形狀以及寬度的該塗層41能構成該振動產生器系統3的外觀上的一局部平衡配重(local balance weight)，該局部平衡配重藉以微調該振動產生器系統3包含的一或多個轉動平衡(rotary balance)以及一或多個動態平衡(dynamical balancing)，以優化或調高該振動產生器系統3的轉動平衡或動態平衡，儘管該塗層41經繪示為塗布操作該振動產生器系統3中。在所說明實施例中，塗布操作該塗層41有利地經組態以承受施加於作該振動產生器系統3的該第一壓電晶體31與該第二壓電晶體33之間的剪力變形、拉伸應力以及壓縮應力。

該振動產生器系統3可由相同或類似類型的該塗層41施以塗布操作步驟所組成。塗布操作該振動產生器系統3有利地經組態以用於在重疊處理及結合處理期間分配適當條紋形狀以及寬度的該塗層41。進一步說明，該塗層41由兩層以上的條紋形狀以及寬度所製成。如本發明中所使用，「層」表示共用類似特點(包含(但不限於)類似組成、大小、功能及/或塗布圖案)的多個接合化合物或接合化合物群組。因此，雖然根據針對塗布操作該接合化合物的少量實施例來描述並繪示該塗層41，但預期可將該塗層41以交錯分層構造或交錯構造及沿著該外觀延伸的複數條紋以固化作用塗布在一起。

請參閱圖15，一無機膠體42(inorganic colloid)藉由一裝填裝置(filling device)使用一脈動響應(impulse response)與一填充脈波(filler pulse)將該無機膠體42輸送到該共振腔13與該振動產生器系統3之一間隙，且該無機膠體42係由第二側15填滿至第一側14之間該隙，該脈動響應與該填充脈波能平衡流速，使該間隙內無氣泡(bubble)或氣孔(air hole)產生，並保持在一膠體固定相(colloid stationary phase)流動並密封該振動產生器系統3的該第一壓電晶體31、該正極板32、該第二壓電晶體33、該負極板34、該配重35及該側面具固定鎖孔圓螺帽36的一外觀(exterior finish)上，以提供適當的封裝保護以防止電性短路與微塵(dust)污染。該無機膠體42係由具固化作用(solidification process)且經組態以承受該振動產生器系統3的該第一壓電晶體31、該正極板32、該第二壓電晶體33、該負極板34、該配重35及該側面具固定鎖孔圓螺帽36在該直立方向施加的一振動勢(vibro-motive force)以及該水平方向上施加的一剪力變形(shear deflection)；在本實施例中，該無機膠體42在該共振腔13內的厚度(由該振動產生器系統3之外表面至該共振腔13之內表面之間的距離)係等於該間隙，以達到第一側14至第二側15流速平衡。又，用於該無機膠體42之起始材料或成分之製造、源或純度的差異、或初始濃度或混合比之組成物而不同之量，能有效調整該超音波刀柄其振動量的大小及平衡其相位角位置，如圖16至圖17所示。或如圖18所示，能使用該塗層41與複數層的該無機膠體42。

該共振腔13與該振動產生器系統3之該間隙係包括一收縮通道，而該無機膠體42係流動通過該收縮通道。為了此揭露內容的目的，該收縮通道是表示任何在至少一尺寸上的變窄。該收縮通道可以藉由以下來形成：(A)該共振腔13的一側邊具有一朝向該振動產生器系統3的一側邊突出的突起、(B)該共振腔13的兩側邊具有至少一朝向該振動產生器系統3的一側邊突出的突起，其中此種多個突起係與彼此對齊、或是沿著該間隙交錯的、或是(C)至少一突出在該共振腔13的兩個壁之間的圓柱或柱，以區別能夠較慢速度流過該間隙。在一實施方式中，該收縮通道係包括該間隙的一區域，其係具有一比在該收縮通道的上游的第一側14及下游的第二側15之該間隙的相鄰的區域較小的橫截面面積。該收縮通道的大小或尺寸係限制在任一時點可以平衡通過該收縮通道的該無機膠體42，此係使得平衡通過該收縮通道之個別流速變的容易的該無機膠體42。個別流速變的容易係指出通過收縮通道的該無機膠體42之性質、參數或特徵。

該裝填裝置係經由該刀套1之該通道12進入該共振腔13之第一側14，其後，藉由對該無機膠體42施加該脈動響應與該填充脈波(係為一較低功率的該脈動響應與一較長的該填充脈波、或為一較高功率的該脈動響應與一相當短的該填充脈波)，而使該無機膠體42產生垂直流體壓力(vertical fluid pressure)流入該共振腔13與該振動產生器系統3之該間隙或該收縮通道，使該無機膠體42由第一側14流入第二側15時，當該脈動響應與該填充脈波被啟動時可去除該無機膠體42中所含有的氣泡或氣孔，而在該無機膠體42中亦可維持氣泡或氣孔去除之狀態。作為一副產物的是，一適量的熱可能會被產生。較佳，係為一較低功率的該脈動響應與一較長的該填充脈波下，以在不形成氣泡或氣孔下提供一脈波的熱至該無機膠體42。若該無機膠體42在流動中一部分或完全的堵塞發生，能使用一較高功率的該脈動響應與一相當短的該填充脈波以清除該堵塞。

該無機膠體42流入該間隙或該收縮通道的角度與該質量中心在平行的情況，不會產生氣泡或氣孔，又，若流入角度非90度，流速就會改變。因此，該無機膠體42流入的角度係需要至少大於0度且90度以下，係50~90度為較佳，係70~90度為更佳。又，該無機膠體42流入之條數係只要至少一條，就可藉垂直流體壓力去除氣泡或氣孔，但是為了有效使去除氣泡或氣孔，形成二條以上的該無機膠體42，並配置成對所流入之該無機膠體42的垂直流體壓力成為均勻為較佳。在形成三條以上之該無機膠體42的情況，可立體地配置流速平衡。可藉由獲得於垂直流體壓力以及與流體流動加速度，因此，該間隙或該收縮通道的收縮、彎曲部位會產生消散相關的壓力降之間的自然平衡，達成該無機膠體42中所使用的流體控制。

於本實施例中，該接觸正電極61與該接觸負電極63係由導電材料或以導體製成，該接觸正電極61與該接觸負電極63係可電性連接該振動產生器系統3的該正極板32與該負極板34；其中，該接觸負電極63係可電性連接的至少一接地路徑上(如該刀套1)，藉以擴大接地面積，而有助於將該共振腔13與該振動產生器系統3之該間隙的雜訊干擾引導接地，從而可獲得良好電氣特性。

此外，較佳者，該接觸負電極63係環繞並包圍該接觸正電極61，該接觸負電極63與該接觸正電極61以該絕緣套管62相隔有一定間距，使該接觸負電極63與該接觸正電極61分離並彼此電性隔離，該些該接觸負電極63分別用以供至少一第二導線55電性連接該振動產生器系統3的該負極板34。於本實施例當中，該接觸正電極61與該接觸負電極63係銅或銅合金71進行如化金表面處理所形成，但於其他應用上，並不以此為限，於其他應用上，可使用其他表面處理方式，例如：使用鍍鎳、鍍鎳鈷、鍍鎳鋅及電鍍金等表面處理方式，用以形成可供電性連接與焊接的該接觸正電極61與該接觸負電極63；或者，亦可使用其他方式在銅或銅合金71表面設置或形成有可供電性連接或焊接的該接觸正電極61與該接觸負電極63。值得一提的是，藉由前述各該接觸負電極63分別圍繞各該接觸正電極61的設計，可提升該些該接觸正電極61之間的電性隔離效果，而可降低於測試過程時，該些該接觸正電極之間所產生之漏電流交互影響，藉以提升電氣特性以及測試的準確度，使得電氣路徑受到更完善的保護，另外，透過該接觸負電極63的設計，還可起到將環境中所產生的雜訊干擾或靜電導離該接觸正電極61的作用，進而使得測試路徑受到保護與降低雜訊干擾，提升該接觸電極拉栓5的電氣特性，避免接觸結果失真。

該振動產生器系統3通過該接觸電極拉栓5在外加高電壓工作時，該振動產生器系統3所產生的溫升現象、外加的預力均會使該振動產生器系統3的共振頻率產生漂移，使該夾頭25輸出的機械功率下降。另一方面，因為該振動產生器系統3本身所放大的振幅並不大，所以加入該共振腔13設計藉以放大該夾頭25的機械振動(mechanical vibration)。

在本發明中，首先使用阻抗分析儀量測該振動產生器系統3在靜態(低電壓)下的壓電阻抗基本特性與等效電路值，並藉由量測動態(高電壓)的觀念獲得該移動電流對測該振動產生器系統3的共振頻率的響應特性，並將兩著加以比較做一分析，建立該振動產生器系統3在實際應用條件下的動態等效電路。並使用光纖位移量測模組量測加入該共振腔13後該振動產生器系統3對該夾頭25引起的最大機械振動。藉由該移動電流與振幅的量測，與阻抗分析儀的結果比較，在共振頻率上，得到實際的量測結果會比使用阻抗分析儀要低，故靜態等效電路並不適用於實際的應用上。本發明中以動態等效電路，經由模擬的結果更接近實際的量測。另外，將該振動產生器系統3加入階梯形合金鋼之該共振腔13，可得到較大的機械振動(約為原先的3~6倍)，因此增加振動產生器系統3的工作效率，而該共振腔13在等效電路上可視為負電阻與電感的串聯。

綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。