| 研究課題/領域番号 |
11355030
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
辻野 次郎丸 神奈川大学, 工学部, 教授 (20078299)
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| 研究分担者 |
中村 茂夫 神奈川大学, 工学部, 教授 (10011008)
浦田 暎三 神奈川大学, 工学部, 教授 (90016452)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
26,320千円 (直接経費: 24,700千円、間接経費: 1,620千円)
2001年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2000年度: 8,300千円 (直接経費: 8,300千円)
1999年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
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| キーワード | 超音波溶接 / 複合振動超音波連続シーム溶接 / 斜めスリット複合振動変換器 / 大容量の複合振動変換器 / アルミニウム板の連続接合 / アルミニウム-銅板の連続接合 / ヒートシンク・熱交換器の製造 / 大型試料の連続接合 / アルミニウム・銅板の連続接合 / 超音波シーム溶接 / 縦-ねじり複合振動変換器 / 曲げ-ねじり複合振動変換器 / 復数部の連続シーム溶接 / 複合振動超音波溶接 / アルミニウム薄板の連続接合 / 複数部のシーム溶接 |
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| 研究概要 |
従来の一次元の直線振動軌跡を用いた超音波シーム溶接装置では金属箔またはごく薄い金属板の接合のみが可能で、複数部分の連続接合は極めて困難であるが、2次元の楕円または円形の複合振動軌跡を用いることにより、2次元の溶接面を一様に大面積で効果的に接合することが可能になる。
試作した27kHzおよび19kHzの複合振動超音波連続シーム溶接装置は、縦振動系により段付きホーンを介して、一軸構成の斜めスリット付き縦-ねじり振動変換器の端部に設置した複合振動円形溶接チップを駆動する構成で、振動系全体の回転および下部作業台のX-Y自動送り装置を有する架台に設置してある。シーム溶接は重ね合わせた溶接試料を円形溶接チップと下部作業台間に挿入し、静圧力を印加した状態で円形溶接チップを複合振動系とともに回転させ、更に作業台を溶接チップの回転と同期させて溶接試料を平行に移動させて連続接合を行う。
直線振動軌跡では振動方向、位置によって溶接時のImpedance|Z|、皮相電力、実効電力、溶接強度等の溶接時の特性が大きく変化するが、複合振動を用いることにより溶接位置が変化しても実効入力電力のばらつきが小となり一様な接合が可能で、さらに近接した複数部での連続シーム溶接が可能となる。
27kHzの複合振動超音波シーム溶接装置では振動振幅7μm(peak-to-zero value)程度で従来の直線振動では不可能であった板厚0.3〜0.7mmおよび板厚3.0〜10mmのアルミニウム板を連続してシーム溶接することが可能である。
また更に大容量の試作した19kHzの複合振動超音波シーム溶接装置ではアルミニウム板試料の場合には振動振幅4μm以上で安定な大強度の接合が実現できる。更にアルミニウム-銅板および銅板同士の連続接合につき検討した結果、接合に必要な振動振幅は8μm程度である事が明らかになった。
また更に板厚の大な、アルミニウム合金等の自動車ボディ等のシームまたは連続点溶接を可能とするために多数の超音波振動子を集積した大容量の複合振動源を開発中で、溶接実験を計画中である。
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