図4 共振周波数によるホーンの振幅の変化 図3 固定ボルトの締付けトルクによる振幅の変化 mµ /D位変mµ /D位変mµ /D位変000000000mµ /D位変mµ /D位変振開始から終了までの時間で制御した． 繰返し押付け試験後，DLC膜表面にできた圧痕のSEM観察，EDX組成分析により，押付け試験結果について考察した． ３．結果と考察 3・1 振動子固定ボルトの締付けトルクが振動に及ぼす影響 試験機に振動子を取り付ける際，M10のボルトを用いて試験機のフランジ部を締め付ける．このボルトの締付けトルクによって，共振周波数やホーンの軸方向変位が変化する可能性があるため，このことについて調査した． 周波数は振動子の共振点である 27 および 40 kHz とし，電圧は 22.3 V とした．締付けトルクは，6.0，10.0，14.0，18.0 N・m とした．図3 (a)，(b)に，それぞれの締付けトルクでの振幅の測定結果を示す．この結果から，締付けトルクが大きいほど振幅は小さくなっている．低トルクで締め付けた時に振幅が大きくなるのは，締付けトルクが低いとボルトのねじ山とねじ溝の間のすき間の影響を受けるためと考えられる．振幅は18.0 N・m 以上の締付けトルクではほとんど変わらなかった．このことから，ボルトの締付けトルクを 18.0 N・m と決定した． 次に，振動子を動作させる周波数と電圧を決定する．振動子の 周波数を変化させ，振幅を 2.3.1 節で述べたのと同じ方法で測定した．共振周波数を 27，36，40kHz の 3020105.04.03.02.01.00.0515締付けトルクT/ N・m10515締付けトルクT/ N・m103 水準で振動させた時の振幅の変化を図4 (a)～(c)に示す． 27 kHz では，振動子の軸方向変位以外に，大きい周波数の振動も発生していた．これは，振動子を固定するのに締め付けたボルトのバックラッシの影響を受けたことに原因の可能性がある．また，周波数の増大に伴って振幅は小さくなることがわかる．実験に要する時間を短縮するためには，可能な限り高い周波数で実験を行いたい．しかしながら，40kHz では振幅が1 µm 程度と小さく，膜厚が数µm 程度であることを考慮すると， 振幅が6 µmである36kHzで動作させることが最も好ましいと考えた． 3・2 加振条件によるホーン先端変位の変化 図5 (a)～(d)に，超音波振動子の加振条件を変化させて測定した，ホーン先端の軸方向変位を示す．30Vまでは，2010-10-202010-10-20202010-10-2020− 254 −200400600200400600200400600800100080010008001000(a) 27 kHz (b) 40 kHz 時間T/μs(a) 27 kHz 時間T/μs(b) 36 kHz 時間T/μs(c) 40 kHz
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