| 主权项 |
1.一种超音波旋转焊头,仍是用以在约18至约40 KHz频率间受激发之旋转焊头,该焊头包含一已定型之固态金属物体,该物体有一结束于第一端及第二端之径向表面,以及一旋转轴,每一端均由一表面来界定,并且该物体为轴向对称,其改良者包含:(A)该焊头的直径范围由约4cm至约9cm间;(B)在该径向表面之该焊头宽度由约0.16cm至约13cm;(C)在旋转轴处之该焊头厚度由约0.6cm至约15cm,且独立该径向表面之该焊头宽度;(D)该焊头有一范围由约0.06kg至约30kg之质量;以及(E)所选用之该直径,宽度,及厚度系用于所须频率,因而使以实质垂直于一或二端形式,在该频率下输入旋转轴之超音波能量激发该焊头,使该焊头适于以如下形式共振;(1)受激发端之移动与激发源之移动为同相:(2)而相反端,不论其是否真正地受激发,其实质之移动与受激发端之移动为异相;(3)该径向工作接触表面之实质移动与受激发端之移动同时地为异相;(4)该焊头于其几何中心展现一单节点。2.如申请专利范围第1项之超音波旋转焊头,该焊头之至少一端有轮毂。3.如申请专利范围第2项之超音波旋转焊头,其中该轮毂由该端向外延伸。4.如申请专利范围第3项之超音波旋转焊头,其中该轮毂为该焊头之整体部份。5.如申请专利范围第3项之超音波旋转焊头,其中该轮毂延伸超过该焊头之该径向表面的边缘。6.如申请专利范围第1项之超音波旋转焊头,其中由该端伸出一螺桩,该螺桩与该端为同心且为该焊头之整体部份。7.如申请专利范围第6项之超音波旋转焊头,其中该螺桩为有螺纹的。8.如申请专利范围第4项之超音波旋转焊头,其中由该轮毂伸出一同心之螺桩。9.如申请专利范围第8项之超音波旋转焊头,其中该螺桩为有螺纹的。10.如申请专利范围第4项之超音波旋转焊头,其中由该轮毂伸出一同心之螺桩,其并为该焊头之整体部份。11.如申请专利范围第10项之超音波旋转焊头,其中该螺桩为有螺纹的。12.如申请专利范围第1项之超音波旋转焊头,其中该径向表面有一线性外廓。13.如申请专利范围第1项之超音波旋转焊头,其中该径向表面有一非线性外廓。14.如申请专利范围第1项之超音波旋转焊头,其中该径向表面的中央位置有一升出部。15.如申请专利范围第13项之超音波旋转焊头,其中该径向表面其一边缘有一伸出部。16.如申请专利范围第1项之超音波旋转焊头,其中该焊头直径,宽度,以及厚度,以及端表面之构形系经选定,所以横过该工作接触表面之径向振幅对纵长振幅之平均比値至少约为1,且横过该径向工作接触表面,每瓦特激发源之径向振幅平均比値至少约为0.14微米。17.如申请专利范围第1项之超音波旋转焊头,其中该第一端及第二端有一宽质凹面构形,该构形包含一中央、圆形平坦部,其与该旋转轴为同心,又包含一由该平坦部至该径向表面之凸面部,其中:(a)该平坦部的直径至少约为焊头直径之百分之20;(b)该凸面部为一轴向对称之曲面,其由通过该旋转轴之剖面观之为曲线外廓,该旋转轴躺于限定如下之三角形(i)由该平坦部外边缘引导至该径向表面边缘之直线;(ii)与旋转轴相平行之直线,其开始于平坦部之外边缘,且由焊头处向外延伸;以及(iii)一垂直于旋转轴之直线,其由该径向表面之边缘延伸至平行于旋转轴之该直线;(c)该焊头横过该径向表面之改变不超过约 20;以及(d)平均径向振幅对纵长振幅之比値至少为1。18.如申请专利范围第17项之超音波旋转焊头,其中在该径向表面之该焊头宽度由约5至约13cm。第1至第14图所包含的,为本创作之超音波旋转焊头之不同实施例的图示代表。第15图为本创作超音波旋转焊头之一实施例的侧视图,例举了三个可以决定实质凹面端之可改变的不同方法。第16图为一类似于第7图之超音波旋转焊头的代表图示,且例举了焊头的尺寸参数。第17图为一商业上取得之超音波旋转焊头之代表图示,其有明确之焊头尺寸参考。第18图为一测试超音波旋转焊头之声音及机械特性的实验装置及设备的代表图示。例如,由第16图所示之本创作焊头,及由第17图所示,自商业上取得之焊头。第19及20图例举了测试取得之点,用以测定第16图及第17图所示之声音及机械特性。第21及22图所例举为,代表第16,17图之焊头的〝同相〞及〝异相〞的定义,该定义系用于该二焊头声音及机械特性及叙述中。第23图为第16.17图之超音波旋转焊头,工作接触表面之径向振幅外廓的曲线图。第24图为本创作一20KHZ超音波旋转焊头之最深刻模式(gravest mode)共振频率对焊头直径之曲线图,且例举说明了频率参数与焊头直径有关。第25图为一类似于第24图之曲线图,但变数为共振频率及焊头质量;图示例举了当焊头因直径或宽度的改变所造成的质量改变,所造成频率之相对效果。第26图为用以测定第16.17图焊头型状之实验装置及设施之图示代表。第27及28图各别表示第16.17图焊头型状所测试的点位置。第29图为本创作焊头形状之二维图示代表,也就是,为第16图所代表之焊头。第30图为商业上取得的焊头形状的二维图示代表,也就是,为第17图所代表之焊头。第31图为平均增溢对应一系列类似于第16图焊头之焊头宽度的曲线图,也就是本创作之焊头。第32图为一类似于第10图之超音波旋转焊头之图示代表,且例举了焊头之尺寸参考。第33图例举了测定第32图中焊头声学及机械特性所取之测试点。第34图为第32图中,在三个分离升压(booster)结合中的每一个,超音波旋转焊头之工作接触表面之径向振幅外廓之曲线图。第35图为一类似于第11图之超音波旋转焊头之图示代表,且举例了焊头之尺寸参考。第36图例举了第35图中,测定焊头声音及机械特性所取测示点。第37图为本创作之40KHZ超音波旋转焊头最深刻模式共振频率对应焊头直径之曲线图,且例举了频率与焊头直径之相依关系。第38图为一类似于第6图之超音波旋转焊头的图示代表,其例举了焊头之尺寸参考。第39图例举了第38图焊头,测定声音及机械特性所取之测量点。第40图为本创作之超音波旋转焊头之较佳实施例,所例举尺寸参考数之侧视图示,该实施例相关于焊头端之形状。第41图为第40图焊头之上部右侧四分之一之测视代表图,其显示穿过焊头旋转轴端之截面形状。第42图为第40图焊头之横过径向表面对应驱动端距离的最大振幅 |
