JP2010274296A

JP2010274296A - 超音波接合装置

Info

Publication number: JP2010274296A
Application number: JP2009128308A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Tanaka; 俊治田中
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2010-12-09

Abstract

【課題】良好な生産性を有しかつ工具コストを低減し得る超音波接合装置を提供する。
【解決手段】重ね合わされた２枚の板状ワークを、アンビルとホーン１２０とによって把持し、超音波振動させることによって接合する超音波接合装置である。ホーン１２０は、超音波振動が付加される駆動部１３０と、板状ワークの一方と当接する凹凸状の溝が形成された挟持面１４２を有する工具モジュール１４０とに分割されている。駆動部１３０と工具モジュール１４０との境界は、ホーン１２０の振動の節に位置する。工具モジュール１４０は、挟持面１４２と直交する方向に延長する軸Ｓ２を中心に、挟持面１４２が９０度回転し得るように、駆動部１３０に着脱自在に締結されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、超音波接合装置に関する。

超音波接合装置においては、重ね合わされた２枚の金属板を、可動側のホーンと固定側のアンビルで挟み込み、ホーンを超音波振動させることで接合している。ホーン先端の挟持面は、機械加工によって形成される凸凹形状を有しており、接合を繰返すことにより、当接する金属板部位を構成する材料が凝着し、目詰まりが発生する。

目詰まりは、例えば、接合時間の長期化、接合強度の低下、接合強度のバラツキ、接合品質の悪化等の問題を生じるため、凝着対策として、超音波接合完了後、金属板を装置から取り外す時点で、超音波を再度付与し、凝着した金属材料をホーン先端の挟持面から除去している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−６８２６１号公報

しかし、超音波の再度の付与による凝着材料の除去能力は、十分ではないため、上記問題の発生を避けるためには、従来と同様に、比較的短い間隔でホーンを交換する必要があり、工具コストの上昇および生産性の低下を引き起こす。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、良好な生産性を有しかつ工具コストを低減し得る超音波接合装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、重ね合わされた２枚の板状ワークを、アンビルとホーンとによって把持し、超音波振動させることによって接合する超音波接合装置である。前記ホーンは、超音波振動が付加される駆動部と、前記板状ワークの一方と当接する凹凸状の溝が形成された挟持面を有する工具モジュールとに分割されている。前記駆動部と前記工具モジュールとの境界は、前記ホーンの振動の節に位置する。前記工具モジュールは、前記挟持面と直交する方向に延長する軸を中心に、前記挟持面が９０度回転し得るように、前記駆動部に着脱自在に締結されている。

本発明によれば、接合を繰返すことにより、工具モジュールの挟持面が目詰まりした場合、挟持面を９０度回転させることにより、目詰まりが発生していない溝の面が、振動方向と平行な方向に位置することになるため、工具モジュールを交換することなく、再度接合に適用することが可能であり、工具モジュールの交換頻度を減らしても、接合時間の長期化、接合強度の低下、接合強度のバラツキ、接合品質の悪化等の問題を避けることが可能であり、生産性を向上させ、かつ、工具コストを低減することができる。また、駆動部と工具モジュールの分割位置は、ホーンの振動の節に対応しているため、ホーンを分割したことによる振動に対する影響（例えば、振動や振幅の減衰）を抑制することができる。したがって、良好な生産性を有しかつ工具コストを低減し得る超音波接合装置を提供することができる。

実施形態１に係る超音波接合装置を説明するための側面図である。実施形態１に係るワークを説明するための斜視図である。図２に示されるワークの接合部位を説明するための概略図である。図１に示されるホーンの構造を説明するための側面図である。図４に示される挟持面の９０度回転を説明するための平面図である。振動の節を説明するための概念図である。振動の節の位置のシミュレーション結果を説明するための概念図である。実施形態１に係る変形例１を説明するための斜視図である。実施形態２に係る超音波接合装置を説明するための側面図である。実施形態２に係る変形例１を説明するための斜視図である。工具モジュールの締結状態を説明するための斜視図である。実施形態２に係る変形例２を説明するための斜視図である。工具モジュールの締結状態を説明するための斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、実施形態１に係る超音波接合装置を説明するための側面図、図２は、実施形態１に係るワークを説明するための斜視図、図３は、図２に示されるワークの接合部位を説明するための概略図である。

超音波接合装置１００は、アンビル１１０、ホーン１２０、支柱部１９０および制御部１９５を有し、重ね合わされた２枚の板状ワークＷ１，Ｗ２を、アンビル１１０とホーン１２０とによって把持し、超音波振動させることによって接合するために使用される。超音波接合装置１００は、後述するように、良好な生産性を有しかつ工具コストを低減することが可能である。

アンビル１１０は、ワークＷ１，Ｗ２が載置される固定式の台座としての機能を有し、ワークＷ２と当接する凹凸状の溝が形成された挟持面１１２を有する。

ホーン１２０は、略Ｔ字状であり、超音波振動が付加されるホーン本体（駆動部）１３０と、ホーン本体１３０の振動方向Ｖと直交する方向（縦方向）Ｌに延長するホーン先端部（工具モジュール）１４０と、からなる。ホーン１２０の振動数は、例えば、２０ｋＨｚである。

ホーン本体１３０は、圧電振動子等からなる振動子に接続されるブースタ１３２を有する。ブースタ１３２は、振動子により発振された超音波振動における振幅を増減させ、ホーン先端部１４０に伝達するために使用される。

ホーン先端部１４０は、ホーン本体１３０の振動方向Ｖに延長する軸Ｓ１を中心に１８０度回転し得るように、ホーン本体１３０に着脱自在に締結され、ワークＷ１と当接する凹凸状の溝が形成された挟持面１４２を有する。挟持面１４２は、縦方向Ｌの両端面に配置されており、一方の端面に配置される挟持面１４２が目詰まりした場合、ホーン先端部１４０を１８０度回転させることにより、他方の端面に配置される未使用の挟持面１４２を、接合に適用することが可能となるため、ホーン先端部１４０の交換頻度を削減することができる。

ホーン先端部１４０の挟持面１４２の凹凸状の溝は、アンビル１１０の挟持面１１２の凹凸状の溝よりも微細に形成されている。これは、超音波振動に追従してワークＷ１を十分に食い込ませる必要があるためである。

支柱部１９０は、ホーン本体１３０を支持しており、ホーン本体１３０を駆動する駆動機構を有し、ホーン本体１３０に締結されるホーン先端部１４０を、アンビル１１０に対して近接離間自在に制御し、アンビル１１０に載置されるワークＷ１，Ｗ２に対して一定の押圧力を付加することが可能である。制御部１９５は、ホーン本体１３０を駆動する駆動機構および振動子の振動状態を制御するために使用される。

ワークＷ１およびＷ２は、例えば、図２に示される扁平型電池１０の負極タブおよび正極タブおよび負極タブである。扁平型電池１０は、例えば、リチウムイオン二次電池などの二次電池であり、図３に示されるように、電池１０の配置方向を交互に逆にしながら積層することで、組電池２０を形成している。

超音波接合装置１００は、隣接する電池１０の正極タブＷ２と負極タブＷ１とを順次接合し、組電池２０に含まれる電池１０を直列に接続するために使用される。なお、正極タブＷ２の材質は銅であり、負極タブＷ１の材質は、アルミニウムであり、異種金属の接合となる。なお、ワークＷ１，Ｗ２は、電池の電極タブに限定されない。また、ワークＷ１の材質は、アルミニウムに限定されず、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の他の低融点金属を適用することも可能である。

図４は、図１に示されるホーンの構造を説明するための側面図、図５は、図４に示される挟持面の９０度回転を説明するための平面図である。

ホーン本体１３０は、ホーン先端部１４０と相対する端面（ホーン本体とホーン先端部との境界面）に配置される略矩形の凸部１３４を有し、凸部１３４には、螺子穴１３６が形成されている。

ホーン先端部１４０は、ホーン本体１３０に締結される基部１６０と、挟持面１４２が位置する遠位部とから構成される。基部１６０は、ホーン本体１３０の凸部１３４と嵌合自在の貫通穴１６２Ａ，１６２Ｂを有する。貫通穴１６２Ａ，１６２Ｂは、略矩形であり、基部１６０の側面に配置され、隣接する辺に位置しており、基部１６０の内部において十字状に交差している。

したがって、ホーン本体１３０の凸部１３４が嵌合する部材を、ホーン先端部１４０の貫通穴１６２Ａから貫通穴１６２Ｂに変更すると、ホーン先端部１４０は、挟持面１４２と直交する方向に延長する軸Ｓ２を中心に９０度回転する。また、ボルト（ボルト手段）１５０を凸部１３４の螺子穴１３６と螺合させることによって、ホーン先端部１４０は、ホーン本体１３０に締結される。つまり、ホーン先端部１４０は、軸Ｓ２を中心に挟持面１４２が９０度回転し得るように、ホーン本体１３０に着脱自在に締結されている。

このため、例えば、接合を繰返すことにより、ホーン先端部１４０の挟持面１４２が目詰まりした場合、ホーン先端部１４０をホーン本体１３０から一旦取外し、ホーン先端部１４０を、軸Ｓ２を中心に９０度回転させてから、ホーン本体１３０に再度締結すると、挟持面１４２は、９０度回転する。この結果、図５に示されように、振動方向Ｖと平行な方向に面し、目詰まりが発生した溝の面１４３Ｂが、振動方向Ｖと交差する方向に移動し、一方、目詰まりが発生していない溝の面１４３Ａが、振動方向Ｖと平行な方向に位置することになる。つまり、ホーン先端部１４０を交換することなく、再度接合に適用することが可能であり、ホーン先端部１４０の交換頻度を減らしても、接合時間の長期化、接合強度の低下、接合強度のバラツキ、接合品質の悪化等の問題を避けることが可能であり、生産性を向上させ、かつ、工具コストを低減することができる。

ホーン本体１３０の凸部１３４およびホーン先端部１４０の貫通穴１６２Ａ，１６２Ｂは、上記のように略矩形であり、嵌合することによって、ホーン本体１３０に対するホーン先端部１４０の位置決めがなされる。したがって、ホーン１２０は、ホーン本体１３０に対してホーン先端部１４０を位置決めするための位置決め手段を有しており、ホーン先端部１４０のアライメント調整のための作業時間を短縮することができる。また、当該位置決め手段は、ホーン本体１３０の凸部１３４とホーン先端部１４０の貫通穴１６２Ａ，１６２Ｂとによって構成されており、単純な形状となっている。

なお、凸部をホーン先端部１４０に配置し、凹部をホーン本体１３０に配置することによって、位置決め手段を構成することも可能である。

図６は、振動の節を説明するための概念図、図７は、振動の節の位置のシミュレーション結果を説明するための概念図である。

ホーン本体１３０とホーン先端部１４０との境界（分割位置）は、ホーン１２０の振動の節に位置するように設定されている。振動の節は、図６に示されるように、振幅が最小（消失）となる位置であるため、ホーン１２０を分割したことによる振動に対する影響（例えば、振動や振幅の減衰）を抑制することが可能である。

なお、ホーン１２０に伝達される力をシミュレーションすることによって、振動の節の位置として、図７に示されるような結果が得られる。振動の節の位置は、波長をλで表すと、λ／４毎に発生する。波長λは、ホーン１２０を伝わる音速ｍｖを固有振動数ｆｏで除することで算出される。固有振動数ｆｏは、ホーン１２０の先端質量をＭ、ホーン１２０のバネ定数をｋとすると、式「ｆｏ＝１／２π√ｋ／Ｍ」により定義される。

したがって、振動の節の位置は、ホーン１２０の形状寸法（質量）を調整することによって、移動させることが可能である。つまり、実施形態１においては、ホーン先端部１４０の質量を調整することで、ホーン１２０の振動の節が、ホーン本体１３０とホーン先端部１４０との境界に位置するように設定しており、ホーン３０の分割が容易となっている。

ホーン先端部１４０は、ボルト１５０によってホーン本体１３０に着脱自在に締結されている。ボルト１５０による締結は、トルクによって正確に管理することができるため、ホーンを分割したことによる振動に対する影響を、確実に抑制することが可能であり、好ましい。

図８は、実施形態１に係る変形例１を説明するための斜視図である。

ホーン先端部１４０とホーン本体１３０との締結は、ボルト１５０を利用する形態に限定されず、ナット（ナット手段）１５２Ａ，１５２Ｂを適用することも可能である。

この場合、ホーン本体１３０は、ホーン先端部１４０と相対する端面に配置される略円筒形の凸部１３５Ａ，１３５Ｂを有し、凸部１３５の外周には、螺子溝が形成されている。ホーン先端部１４０の基部１６０は、ホーン本体１３０の凸部１３５Ａ，１３５Ｂと嵌合自在の貫通穴１６３（１６３Ａ，１６３Ｂ），１６４（１６４Ａ，１６４Ｂ）を有する。貫通穴１６３，１６４は、略円筒形であり、基部１６０の側面に配置され、隣接する辺に位置している。

したがって、ホーン本体１３０の凸部１３５Ａ，１３５Ｂが嵌合する部材を、ホーン先端部１４０の貫通穴１６３から貫通穴１６４に変更すると、ホーン先端部１４０は、挟持面１４２と直交する方向に延長する軸Ｓ２を中心に９０度回転する。また、ナット１５２Ａ，１５２Ｂを凸部１３５Ａ，１３５Ｂの螺子溝と螺合させることによって、ホーン先端部１４０は、ホーン本体１３０に締結される。つまり、ホーン先端部１４０は、軸Ｓ２を中心に挟持面１４２が９０度回転し得るように、ホーン本体１３０に着脱自在に締結されている。

また、ホーン本体１３０の凸部１３５Ａ，１３５Ｂは、離間して配置されており、ホーン先端部１４０の貫通穴１６３，１６４と嵌合することによって、ホーン本体１３０に対するホーン先端部１４０の位置決めがなされる。なお、ホーン本体１３０の凸部の設置数および貫通穴１６３，１６４の各設置数は、３個以上とすることも可能であり。

以上のように、実施形態１においては、接合を繰返すことにより、ホーン先端部の挟持面が目詰まりした場合、ホーン先端部を９０度回転させることにより、目詰まりが発生していない溝の面が、振動方向と平行な方向に位置することになるため、ホーン先端部を交換することなく、再度接合に適用することが可能であり、ホーン先端部の交換頻度を減らしても、接合時間の長期化、接合強度の低下、接合強度のバラツキ、接合品質の悪化等の問題を避けることが可能であり、生産性を向上させ、かつ、工具コストを低減することができる。また、超音波振動が付加されるホーン本体とホーン先端部の分割位置は、ホーンの振動の節に対応しているため、ホーンを分割したことによる振動に対する影響（例えば、振動や振幅の減衰）を抑制することができる。したがって、良好な生産性を有しかつ工具コストを低減し得る超音波接合装置を提供することができる。

また、ホーンの分割位置が、ホーン先端部とホーン本体の境界であるため、ホーンの分割が容易である。

挟持面は、ホーン先端部の延長方向の両端面に配置されているため、ホーン先端部の一方の端面に配置される挟持面が目詰まりした場合、ホーン先端部を１８０度回転させることにより、ホーン先端部の他方の端面に配置される未使用の挟持面を、接合に適用することが可能となるため、ホーン先端部の交換頻度をさらに削減することができる。

ホーン本体に対してホーン先端部を位置決めするための位置決め手段を有し、当該位置決め手段は、ホーン本体およびホーン先端部の境界面に配置されているため、ホーン先端部のアライメント調整のための作業時間を短縮することができる。

位置決め手段は、ホーン本体の凸部とホーン先端部の貫通穴とによって構成され、単純な形状となっている。

ホーン先端部は、ボルトあるいはナットによって、ホーン本体に着脱自在に締結することが可能であり、ボルトあるいはナットによる締結は、トルクによって正確に管理することができるため、ホーンを分割したことによる振動に対する影響を、確実に抑制することができる。

次に、実施形態２を説明する。なお、実施形態１と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。

図９は、実施形態２に係る超音波接合装置を説明するための側面図である。

実施形態２は、ホーンの分割位置に関し、実施形態と概して異なる。図９に示されるように、ホーン２２０は、略Ｔ字状であり、超音波振動が付加されるホーン本体２３０と、ホーン本体２３０の振動方向Ｖと直交する方向に延長しかつ延長方向Ｌの端面に挟持面２４２が配置されるホーン先端部２４０と、からなる。

ホーン先端部２４０は、ホーン本体２３０に固定される基部２６０と、挟持面２４２が配置される遠位部２４５とに分割される。ホーン先端部２４０の質量は、基部２６０と遠位部２４５との境界が、ホーン２２０の振動の節に位置するように調整されている。

したがって、ホーン１２０を分割したことによる振動に対する影響（例えば、振動や振幅の減衰）を抑制することが可能である。また、挟持面２４２を有する工具モジュールは、ホーン先端部２４０の遠位部２４５によって構成されており、ホーン先端部の一部であるため、ホーン先端部全体を交換する場合に比較し、工具コストを大幅に低減することができる。なお、実施形態２においては、超音波振動が付加される駆動部は、ホーン本体１３０およびホーン先端部２４０の基部２６０によって構成される。

ホーン先端部２４０の基部２６０は、遠位部２４５と相対する端面（基部と遠位部との境界面）に配置される略矩形の凹部２３４を有し、凹部２３４には、貫通穴２３５が配置されている。貫通穴２３５は、ボルト（ボルト手段）２５０と螺合自在の螺子溝を有する。

遠位部２４５は、基部２６０の凹部２３４と嵌合自在の凸部２４６を有し、凸部２４６には、貫通穴２４７Ａ，２４７Ｂが配置されている。貫通穴２４７Ａ，２４７Ｂは、凸部２４６の側面に配置され、隣接する辺に位置しており、凸部２４６の内部において十字状に交差している。貫通穴２４７Ａ，２４７Ｂは、ボルト２５０と螺合自在の螺子溝を有し、基部２６０の凹部２３４の貫通穴２３５と位置合せされている。

したがって、ホーン先端部２４０の基部２６０の凹部２３４に嵌合された遠位部２４５の凸部２４６を、凹部２３４から取り外し、挟持面１４２と直交する方向に延長する軸Ｓ２を中心に９０度回転しても、ホーン先端部２４０の基部２６０の凹部２３４に再度嵌合することが可能である。つまり、接合を繰返すことにより、遠位部２４５の挟持面２４２が目詰まりした場合、遠位部２４５を９０度回転させることにより、目詰まりが発生していない溝の面が、振動方向と平行な方向に位置することになるため、遠位部２４５を交換することなく、再度接合に適用することが可能であり、遠位部２４５の交換頻度を減らしても、接合時間の長期化、接合強度の低下、接合強度のバラツキ、接合品質の悪化等の問題を避けることが可能であり、生産性を向上させ、かつ、工具コストを低減することができる。

基部２６０の凹部２３４および遠位部２４５の凸部２４６は、上記のように略矩形であり、嵌合することによって、基部２６０に対する遠位部２４５の位置決めがなされる。つまり、ホーン２２０は、基部２６０に対して遠位部２４５を位置決めするための位置決め手段を有しており、遠位部２４５のアライメント調整のための作業時間を短縮することができる。また、当該位置決め手段は、基部２６０の凹部２３４および遠位部２４５の凸部２４６によって構成されており、単純な形状となっており、好ましい。

遠位部２４５は、ボルト２５０によって基部２６０に着脱自在に締結されている。ボルト２５０による締結は、トルクによって正確に管理することができるため、ホーンを分割したことによる振動に対する影響を、確実に抑制することができる。なお、凹部を遠位部２４５に配置し、凸部を基部２６０に配置することによって、位置決め手段を構成することも可能である。

図１０は、実施形態２に係る変形例１を説明するための斜視図、図１１は、工具モジュールの締結状態を説明するための斜視図である。

ホーン先端部２４０の基部２６０と遠位部２４５との締結手段および位置決め手段は、多様な形態を適用することが可能である。

例えば、図１０に示される変形例１においては、ホーン先端部２４０の基部２６０は、凹部２８０、貫通穴２８４および突出ピン２８２を有する。凹部２８０は、略矩形であり、貫通穴２８４は、凹部２８０の側壁の３面に連通するように配置されている。また、貫通穴２８４の内周は、ボルト（ボルト手段）２５２と螺合自在の螺子溝を有する。突出ピンは、基部２６０の端面における対角線上に位置している２箇所のコーナー部にそれぞれ配置されている。

遠位部２４５は、凸部２７０および挿入孔２７２を有する。凸部２７０は、基部２６０の凹部２８０と嵌合自在である。挿入孔２７２は、突出ピン２８２が挿入自在であり、遠位部２４５の端面における４箇所のコーナー部にそれぞれ配置されている。

したがって、基部２６０の突出ピン２８２を、遠位部２４５の挿入孔２７２に挿入しながら、基部２６０の凹部２８０に対し、遠位部２４５の凸部２７０を嵌合させることによって、基部２６０に対する遠位部２４５の位置決めなされる。また、ボルト２５２を基部２６０の貫通穴２８４に螺合させることにより、ボルト２５２の先端は、基部２６０の凹部２８０に嵌合された遠位部２４５の凸部２７０に当接する。この結果、図１１に示されるように、遠位部２４５は、ボルト２５２によって基部２６０に着脱自在に締結される。

この際、突出ピン２８２は、位置決めを補助し、また、遠位部２４５の凸部２７０は、３箇所で固定されるため、良好な位置決め精度および締結強度を達成することが可能である。突出ピン２８２の挿入に使用されない挿入孔２７２には、突出ピンの替わりとなる同種材のダミーを配置し、振動に対する影響を抑制することも好ましい。貫通穴２８４、突出ピン２８２および挿入孔２７２の設置数は、変形例１の構成に限定されない。

図１２は、実施形態２に係る変形例２を説明するための斜視図、図１３は、工具モジュールの締結状態を説明するための斜視図である。

変形例２は、ホーン先端部における基部と遠位部との締結に、ボルトの代わりにピンを適用している点で、変形例１と概して異なる。

図１２に示される変形例２においては、ホーン先端部２４０の基部２６０は、凹部２８０、貫通穴２８６および突出ピン２８２を有する。凹部２８０は、略矩形であり、貫通穴２８６は、凹部２８０の側壁の相対する２面に連通するように配置されている。貫通穴２８４の内周は、滑らかであり、締結ピン２５４が挿入自在である。

遠位部２４５は、凸部２７０および挿入孔２７２を有する。凸部２７０は、基部２６０の凹部２８０と嵌合自在であり、貫通穴２７４Ａ，２７４Ｂが形成されている。貫通穴２７４Ａ，２７４Ｂは、締結ピン２５４が挿入自在であり、凸部２７０の側面に配置され、隣接する辺に位置しており、凸部２７０の内部において十字状に交差している。

したがって、基部２６０の突出ピン２８２を、遠位部２４５の挿入孔２７２に挿入しながら、基部２６０の凹部２８０に対し、遠位部２４５の凸部２７０を嵌合させることによって、基部２６０に対する遠位部２４５の位置決めなされる。また、締結ピン２５４を、基部２６０の貫通穴２８６に挿通し、さらに、遠位部２４５の凸部２７０の貫通穴２７４Ａ，２７４Ｂの一方に挿通させることにより、図１１に示されるように、遠位部２４５は、基部２６０に着脱自在に締結される。

この際、突出ピン２８２は、位置決めを補助し、また、遠位部２４５の凸部２７０は、突出ピン２８２によって、基部２６０の凹部２８０と一体的に固定されるため、良好な位置決め精度および締結強度を達成することが可能である。

なお、工具先端である遠位部２４５は、振動振幅が大きい。そのため、突出ピン２８２の締結（挿入）方向Ｋを、ホーン本体１３０の振動方向と直交する方向に設定することで、振幅が変化して共振位置が変化することを抑制することが好ましい。

以上のように、実施形態２においては、挟持面を有する工具モジュールは、ホーン先端部の遠位部によって構成されており、ホーン先端部の一部であるため、ホーン先端部全体を交換する場合に比較し、工具コストを大幅に低減することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、炭化物層が形成された挟持面を有するホーンを適用したり、油などの有機物を挟持面に供給する機構を設けたりすることで、アルミニウムの凝着自体を抑制することも可能である。

１０電池、
２０組電池、
３０ホーン、
１００超音波接合装置、
１１０アンビル、
１１２挟持面、
１２０ホーン、
１３０ホーン本体（駆動部）、
１３２ブースタ、
１３４凸部、
１３５，１３５Ａ，１３５Ｂ凸部、
１３６螺子穴、
１４０ホーン先端部（工具モジュール）、
１４２挟持面、
１４３Ａ，１４３Ｂ面、
１５０ボルト（ボルト手段）、
１５２Ａ，１５２Ｂナット（ナット手段）、
１６０基部、
１６２Ａ，１６２Ｂ貫通穴、
１６３，１６３Ａ，１６３Ｂ，１６４，１６４Ａ，１６４Ｂ貫通穴、
１９０支柱部、
１９５制御部、
２２０ホーン、
２３４凹部、
２３５貫通穴、
２４０ホーン先端部、
２４２挟持面、
２４５遠位部（工具モジュール）、
２４６凸部、
２４７Ａ，２４７Ｂ貫通穴、
２５０，２５２ボルト（ボルト手段）、
２５４締結ピン、
２６０基部、
２７０凸部、
２７２挿入孔、
２７４Ａ，２７４Ｂ貫通穴、
２８０凹部、
２８２突出ピン、
２８４，２８６貫通穴、
Ｋ，Ｌ，Ｖ方向、
Ｓ１，Ｓ２軸、
Ｗ１ワーク（正極タブ）、
Ｗ２ワーク（負極タブ）。

Claims

重ね合わされた２枚の板状ワークを、アンビルとホーンとによって把持し、超音波振動させることによって接合する超音波接合装置であって、
前記ホーンは、超音波振動が付加される駆動部と、前記板状ワークの一方と当接する凹凸状の溝が形成された挟持面を有する工具モジュールとに分割され、
前記駆動部と前記工具モジュールとの境界は、前記ホーンの振動の節に位置し、
前記工具モジュールは、前記挟持面と直交する方向に延長する軸を中心に、前記挟持面が９０度回転し得るように、前記駆動部に着脱自在に締結されている
ことを特徴とする超音波接合装置。
前記ホーンは、略Ｔ字状であり、超音波振動が付加されるホーン本体と、前記ホーン本体の振動方向と直交する方向に延長しかつ延長方向の端面に前記挟持面が配置されるホーン先端部と、からなり、
前記ホーン先端部の質量は、前記ホーン本体と前記ホーン先端部との境界が、前記ホーンの振動の節に位置するように調整されており、
前記工具モジュールおよび前記駆動部は、前記ホーン先端部および前記ホーン本体によって構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波接合装置。
前記ホーンは、略Ｔ字状であり、超音波振動が付加されるホーン本体と、前記ホーン本体の振動方向と直交する方向に延長しかつ延長方向の端面に前記挟持面が配置されるホーン先端部と、からなり、
前記ホーン先端部は、前記ホーン本体に固定される基部と、前記挟持面が配置される遠位部とに分割され、
前記ホーン先端部の質量は、前記基部と前記遠位部との境界が、前記ホーンの振動の節に位置するように調整されており、
前記工具モジュールは、前記ホーン先端部の前記遠位部によって構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波接合装置。
前記挟持面は、前記ホーン先端部の延長方向の両端面に配置されており、
前記ホーン先端部は、前記ホーン本体の振動方向に延長する軸を中心に１８０度回転し得るように、前記ホーン本体に着脱自在に締結されている
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の超音波接合装置。
前記駆動部に対して前記工具モジュールを位置決めするための位置決め手段を有し、前記位置決め手段は、前記駆動部および前記工具モジュールの境界面に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波接合装置。
前記位置決め手段は、
前記駆動部および前記工具モジュールの一方の境界面に配置される凸部と、
前記凸部と嵌合自在であり、前記駆動部および前記工具モジュールの一方の境界面に配置される凹部あるいは貫通穴と、
を有することを特徴とする請求項５に記載の超音波接合装置。
前記工具モジュールは、ボルト手段あるいはナット手段によって、前記駆動部に着脱自在に締結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の超音波接合装置。