| 研究課題/領域番号 |
15K21409
|
|---|
| 研究機関 | 日本大学 |
|---|
研究代表者 |
淺見 拓哉 日本大学, 理工学部, 助手 (60706571)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | 超音波 / 振動 / 接合 / 溶接 / 金属 / 軌跡 |
|---|
| 研究実績の概要 |
薄板の異種金属を接合する有効な方法の一つとして超音波接合法が挙げられる。超音波接合法は，接合対象に均等な静圧力と振動源により超音波振動を加えることによって接合する方法である。超音波接合法は，熱を用いない方法であるため融点の異なる異種金属の接合が容易に行える方法である。しかし，従来の超音波接合方法では，接合部に対して加えられる振動エネルギーが小さく，接合強度が弱い点が問題であった。本研究では，振動エネルギーが増大し，接合強度の向上が考えられる縦振動とねじり振動を組み合わせた面状軌跡の振動を用いた超音波接合法の開発を目的としている。平成27年度の研究実績は以下の通りである。
1. 面状の振動軌跡が得られる振動源の作成
縦振動とねじり振動を組み合わせた面状の振動軌跡が得られる振動源の作成及び振動特性の測定を行なった。振動源は，縦振動を発生させる振動子とねじり振動を発生させる振動子の2つを組み合わせることで作成した。振動源の作成においては，FEM解析ソフトにて設計を行い，本学の工作技術センターの協力を得て作成を行なった。
2. 振動源の振動特性
作成を行なった振動源の振動特性の測定を行なった。その結果，作成した振動源より，矩形の面状振動軌跡が得られること，また縦振動とねじり振動を個々に制御可能であることを明らかにした。具体的には，縦振動を発生させる振動子に加える信号の大小で縦振動の制御，ねじり振動を発生させる振動子に加える信号の大小でねじり振動を制御し，正方形，長方形の矩形の面状振動軌跡を発生させられることを明らかにした。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の平成27年度の研究計画は，振動源に対して接合対象に振動を加えるための接合チップを装着した状態での振動特性の測定を最終目的としていた。しかし，現状としては，振動源の作成は行えたが，接合チップの設計が行えず，結果，接合チップが装着されていない状態での振動源の振動特性の測定となった。
|
| 今後の研究の推進方策 |
本研究の最終的な目標は，面状の振動軌跡を用いた超音波接合装置の実用化である。その目標のために，平成28年度は以下の検討を行なう予定である。
1. 接合チップを装着した振動源の作成・振動特性
まず，接合チップのFEM解析ソフトを用いて設計を行ない，本学の工作技術センターの協力を得て作成を行なう。そして，接合チップを装着した状態での振動源において振動特性の測定を行なう。そして，矩形の面状振動軌跡が得られること，また縦振動とねじり振動を個々に制御可能である接合チップを装着した振動源を目指す。
2. 面状の振動軌跡を用いた異種金属の接合特性
面状の振動軌跡を用いた超音波接合による異種金属（アルミニウム板と銅板）の接合特性は，基礎的な特性は明らかにされている。しかしながら，未だに面状の振動軌跡を用いた接合原理については明らかにされていない。また，接合原理の解明が行われていない状態では実用化は困難と考える。そこで，面状の振動軌跡による接合原理の解明を目的として，種々の条件による接合特性の検討を多角的に行う。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の平成27年度の計画は，接合チップを装着した振動源の振動特性の測定を目的としていた。しかし，接合チップの設計が行えず，結果として接合チップを装着した振動源の作成を行なうに至らなかった。そのため，接合チップを装着した振動源の作成に関わる必要経費が残額として生じた。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
次年度の使用計画は，まず，計画に遅れが生じている振動源の作成に次年度使用額を用いることを考えている。その後は，当初の計画通りの使用を予定している。
|
