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公開番号2025074603
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2023185533
出願日2023-10-30
発明の名称ホーン及び超音波接合装置
出願人矢崎総業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 20/10 20060101AFI20250507BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】複数の接合対象物を伝播する超音波振動の減衰を抑えるのに有利なホーンを提供する。
【解決手段】ホーン10は、第1端面10aに、複数の突起11からなるナール形状の凹凸部10bを有する。複数の突起11のうち、少なくとも、振動方向に沿った方向で双方の最外端に互いに対称に配置される一対の突起は、非対称面突起11a,11bである。非対称面突起11a,11bにおいて、外側傾斜角の角度値θbは、内側傾斜角の角度値θaよりも小さい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
アンビルとの間に挟み込まれた複数の接合対象物に対して超音波振動を付与することで互いに接合させるホーンであって、
前記接合対象物と接触する端面に、前記ホーンの振動方向に対して直交する幅方向に各々延伸する複数の突起からなるナール形状の凹凸部を有し、
複数の前記突起のうち、少なくとも、前記振動方向に沿った方向で双方の最外端に互いに対称に配置される一対の突起は、非対称面突起であり、
前記非対称面突起の前記幅方向と直交する断面形状は、前記非対称面突起の頂部を頂点とする三角形であり、
前記非対称面突起の２つの側面のうち、前記凹凸部の外側に向けて傾斜する一方の前記側面の傾斜角を外側傾斜角と規定し、前記凹凸部の内側に向けて傾斜する他方の前記側面の傾斜角を内側傾斜角と規定すると、
前記外側傾斜角の角度値は、前記内側傾斜角の角度値よりも小さい、ホーン。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
複数の前記突起のうち、前記非対称面突起ではない前記突起の前記幅方向と直交する断面形状は、前記突起の頂部を頂点とする二等辺三角形である、請求項１に記載のホーン。
【請求項３】
前記外側傾斜角の前記角度値と、前記内側傾斜角の前記角度値との和は、前記非対称面突起ではない前記突起の頂角の角度値と同一である、請求項２に記載のホーン。
【請求項４】
前記外側傾斜角の前記角度値と、前記内側傾斜角の前記角度値との和は、前記非対称面突起ではない前記突起の頂角の角度値よりも大きい、請求項２に記載のホーン。
【請求項５】
前記突起の前記頂角として設定される前記角度値は、６０°から１６０°の範囲にある、請求項３又は４に記載のホーン。
【請求項６】
前記突起の前記頂角として設定される前記角度値は、１４０°である、請求項５に記載のホーン。
【請求項７】
前記非対称面突起において前記凹凸部の外側に向かう前記側面は、前記端面に対して垂直である、請求項１又は２に記載のホーン。
【請求項８】
ホーンとアンビルとで挟み込まれた複数の接合対象物に対して前記ホーンから超音波振動を付与することで複数の前記接合対象物を互いに接合する超音波接合装置であって、
前記ホーンは、請求項１又は２に記載のホーンである、超音波接合装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーン及び超音波接合装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ホーンとアンビルとの間に複数の接合対象物を挟み込んだ状態でホーンに超音波振動を付与することで接合対象物同士を接合する超音波接合装置がある。特許文献１は、複数の接合対象物として複数の電線の芯線を想定し、ホーン及びアンビルの互いに対向する端面の少なくとも一方に、芯線の軸方向に並ぶ断面三角形状の複数の突起からなる凹凸部が設けられている超音波接合装置に関する技術を開示している。一般に、ホーンの振動は、複数の接合対象物の間を減衰しながら伝播し、アンビルに到達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－１１０３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている超音波接合装置では、接合動作時に複数の突起が接合対象物に引っ掛かることで、ホーンの振動が接合対象物に伝えられる。しかし、凹凸部に含まれるすべての突起の断面形状が、頂点に対して対称な二等辺三角形に設定されていることから、各々の突起の頂角の設定によっては、ホーンの振動方向に対して接合対象物に掛かる反力の角度が大きくなる。この場合、接合対象物に掛かる反力の振動方向成分が小さくなり、ホーンが振動する際に接合対象物を振動方向に沿って押す力が分散する。したがって、例えば、接合対象物が多数の場合には、振動の減衰を抑えることができず、接合対象物同士の接合が弱まることも考えられる。
【０００５】
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、複数の接合対象物を伝播する超音波振動の減衰を抑えるのに有利なホーン及び超音波接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、アンビルとの間に挟み込まれた複数の接合対象物に対して超音波振動を付与することで互いに接合させるホーンであって、接合対象物と接触する端面に、ホーンの振動方向に対して直交する幅方向に各々延伸する複数の突起からなるナール形状の凹凸部を有し、複数の突起のうち、少なくとも、振動方向に沿った方向で双方の最外端に互いに対称に配置される一対の突起は、非対称面突起であり、非対称面突起の幅方向と直交する断面形状は、非対称面突起の頂部を頂点とする三角形であり、非対称面突起の２つの側面のうち、凹凸部の外側に向けて傾斜する一方の側面の傾斜角を外側傾斜角と規定し、凹凸部の内側に向けて傾斜する他方の側面の傾斜角を内側傾斜角と規定すると、外側傾斜角の角度値は、内側傾斜角の角度値よりも小さい。
【０００７】
本発明の第２の態様は、ホーンとアンビルとで挟み込まれた複数の接合対象物に対してホーンから超音波振動を付与することで複数の接合対象物を互いに接合する超音波接合装置であって、ホーンは、上記の第１の態様に係るホーンである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の接合対象物を伝播する超音波振動の減衰を抑えるのに有利なホーン及び超音波接合装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る超音波接合装置の接合動作前での側面図である。
第１実施形態に係るホーンの斜視図である。
第１実施形態に係るホーンにおける凹凸部の側面図である。
接合動作時の各種様子を示す超音波接合装置の側面図である。
図４Ａ中のIVB部に相当する第２非対称面突起の近傍の拡大図である。
第２実施形態に係るホーンにおける凹凸部の側面図である。
第３実施形態に係るホーンにおける凹凸部の側面図である。
第４実施形態に係るホーンにおける凹凸部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて各実施形態に係るホーン及び当該ホーンを備えた超音波接合装置について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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