JP2016104523A - 超音波加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの加工対象物に対して複数種の加工を１台で行うことが可能な超音波加工装置を提供することができる。【解決手段】本発明の超音波加工装置１０は、載置台７０と、複数の加工対象部位Ｘ１等を有する加工対象物の裏面側から重なるように載置台７０上に設置され、加工対象部位毎に割り当てられる複数の受け治具３１等と、振動子２３と、振動子２３に電力を供給する電力供給部４０と、振動子２３により振動し、受け治具３１等との間で加工対象部位Ｘ１等を加圧しながら加工するホーン２１と、ホーン２１を移動させる移動機構６０とを備える。移動機構６０は、ホーン２１が複数の加工対象部位Ｘ１等を順次加工できるようにホーンを移動させる。電力供給部は、加工対象部位毎に予め定められている振動条件に基づいて、振動子に電力を供給する。【選択図】図２

Description

本発明は、超音波加工装置に関する。

特許文献１に示されるように、車両の三列目シートの跳ね上げ等の用途に、ストラップベルトが利用されている。この種のストラップベルトは、熱可塑性樹脂からなる繊維基材が帯状に加工されたベルト部を備えており、適度な伸縮性を備えている。

このようなベルト部は、一般的に、繊維基材の切断、繊維基材同士の溶着、繊維基材の穴開け等の様々な加工を経て製造される。そして、各種加工には、通常、専用の加工装置が用いられる。例えば、繊維基材の切断には、切断装置が用いられ、繊維基材同士の溶着には、溶着装置が用いられる。

また、特許文献１等に示されるように、繊維基材同士の溶着等の各種加工には、超音波振動による超音波加工処理が利用されている。

特開２００２−３６２２０７号公報

上述のように繊維基材の各種加工には、それぞれ専用の加工装置が用いられる。そのため、繊維基材が複数の加工部位を備える場合、その加工部位毎に加工装置をそれぞれ用意する必要があり、製造設備が大型化していた。

また、１つの製品を製造するために、繊維基材を加工装置毎にセットし直す必要があり、製造時間が長時間化していた。

本発明の目的は、１つの加工対象物に対して複数種の加工を１台で行うことが可能な超音波加工装置を提供することである。

本発明に係る超音波加工装置は、載置台と、加工対象部位を有する加工対象物の裏面側から前記加工対象部位と重なるように前記載置台上に設置される受け治具と、供給される電力に応じて超音波振動を出力する振動子と、前記振動子に電力を供給する電力供給部と、前記振動子により振動し、前記受け治具との間で前記加工対象部位を加圧しながら加工するホーンと、前記ホーンが前記受け治具に対して相対的に接近又は離間するように前記ホーン又は前記載置台を移動させる移動機構とを備える超音波加工装置であって、前記加工対象物は、前記加工対象部位を複数有し、前記受け治具は、前記加工対象部位毎に割り当てられるように複数のものからなり、前記移動機構は、前記ホーンが複数の前記加工対象部位を順次加工できるように前記ホーン又は前記載置台を移動させ、前記電力供給部は、前記加工対象部位毎に予め定められている振動条件に基づいて、前記振動子に電力を供給することを特徴とする。

前記超音波加工装置は、上記構成を備えることにより、加工対象物が備える複数の加工対象部位の加工に、ホーンを共用することができる。そのため、超音波加工装置は、装置の大型化を抑制することができる。また、超音波加工装置は、加工対象部位毎に、加工対象物をセットし直す必要がなく、製造時間を短縮化できる。

前記超音波加工装置において、前記加工対象物は、前記加工対象部位毎に加工内容が異なり、複数の前記受け治具は、前記加工内容に対応するように前記加工対象部位毎に形状が異なるものであてもよい。このように、加工対象部位毎に加工内容が異なる場合であっても、加工内容に対応するように受け治具の形状を異ならせることによって、複数の加工対象部位の加工に、ホーンを共用することができる。

前記超音波加工装置において、前記移動機構は、前記ホーンが複数の前記受け治具に対してそれぞれ相対的に接近又は離間する距離が同じに設定されているものであってもよい。

前記超音波加工装置において、複数の前記受け治具は、各々の上端の高さ位置が互いに同じに設定されているものであってもよい。

前記超音波加工装置において、前記振動条件は、前記加工対象部位毎に予め定められている前記超音波振動の出力量、及び前記超音波振動の出力時間を含むものであってもよい。

前記超音波加工装置において、前記加工対象物は、繊維基材からなるものであってもよい。

本発明によれば、１つの加工対象物に対して複数種の加工を１台で行うことが可能な超音波加工装置を提供することができる。

ストラップベルトの斜視図 超音波加工装置のブロック図 超音波加工装置の正面図 載置台上に配設された受け治具群の平面図 繊維基材及びゴムバンドを載置治具上で固定する構成を模式的に表した超音波加工装置の部分断面図 載置治具上の繊維基材の端部を折り返して受け治具上で重ねる工程を模式的に表した説明図 加工対象部位Ｘ１の１回目の加工処理を行う超音波加工装置の部分断面図 加工対象部位Ｘ１の２回目の加工処理を行う超音波加工装置の部分断面図 加工対象部位Ｘ２，Ｘ３の加工処理を行う超音波加工装置の部分断面図 加工対象部位Ｘ４の加工処理を行う超音波加工装置の部分断面図 加工対象部位Ｘ５の加工処理を行う超音波加工装置の部分断面図

＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１を、図１乃至図１１を参照しつつ説明する。本実施形態では、超音波加工装置を例示する。

先ず、超音波加工装置で加工されるストラップベルトについて説明する。図１は、ストラップベルト１の斜視図である。ストラップベルト１は、車両シートの跳ね上げ等に利用されるものであり、繊維基材が加工されたベルト部２と、ベルト部２の先端に取り付けられるハンドル部３とを備えている。

ベルト部２は、熱可塑性樹脂（例えば、ポリアミド、ポリエステル）製の織物状の繊維基材２Ａからなる。ベルト部２を構成する繊維基材２Ａは長手状をなし、その一方の端部２ａにハンドル部３を取り付けるための取付孔２ｂが設けられている。取付孔２ｂは、繊維基材２Ａの端部２ａを厚み方向に貫通するように２個設けられている。

ベルト部２の他方の端部２ｃは、長手状の繊維基材２Ａの端部が折り返された部分からなり、車両シートに固定される際に利用される固定孔２ｄが設けられている。固定孔２ｄは、ベルト部２の端部２ｃ（繊維基材２Ａが折り重なった部分）を厚み方向に貫通するように１個設けられている。

また、ベルト部２の端部２ｃ寄りの部分には、裏面２ｅ側から伸縮性を有するゴムバンド２Ｂが取り付けられている。ゴムバンド２Ｂは、ゴム紐を含む扁平で短い帯状をなし、長手方向に沿って伸縮する。このゴムバンド２Ｂは、外側が熱可塑性樹脂製の繊維で被覆された状態となっている。ゴムバンド２Ｂの長手方向の両端は、繊維基材２Ａの裏面２ｅにそれぞれ溶着されている。なお、ゴムバンド２Ｂが取り付けられている部分（以下、被取付部）２ｇのベルト部２は、長さに余裕があり、ゴムバンド２Ｂとの間に隙間ができるように表面２ｆ側に盛り上がった状態となっている。

ハンドル部３は、乗員がストラップベルト１を操作する際に把持する部分であり、ベルト部２の端部２ａに熱可塑性樹脂を射出成形することによって設けられる。ハンドル部３の一部は、取付孔２ｂを貫通した状態となっており、ベルト部２の端部２ａに対して固着されている。

このようなストラップベルト１のうち、ベルト部２が、超音波加工装置を用いて加工される。ベルト部２には、超音波加工装置による加工対象部位が４個所ある。１つ目の加工対象部位Ｘ１は、繊維基材２Ａが折り重なり固定孔２ｄが形成されるベルト部２の端部２ｃである。２つ目及び３つ目の加工対象部位Ｘ２，Ｘ３は、ゴムバンド２Ｂの各端部が繊維基材２Ａの被取付部２ｇにそれぞれ溶着される２個所の部分である。

なお、後述するように、超音波加工装置は、上記加工対象部位以外に、ゴムバンド２Ｂの端部も、ロール状に巻回されたゴムバンド基材の原反からゴムバンド２Ｂを切り出す際の加工対象部位Ｘ５となっている。以下、超音波加工装置の詳細を説明する。

図２は、超音波加工装置１０のブロック図であり、図３は、超音波加工装置１０の正面図であり、図４は、載置台上に配設された受け治具群の平面図である。

超音波加工装置１０は、上述のように、ストラップベルト１のベルト部２を製造するための装置であり、自動車用部品組立工場等に設置されるものである。超音波加工装置１０は、ベルト部２に設定されている４つの加工対象部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４を順次、加工するものである。

また、超音波加工装置１０は、ベルト部２の４つの加工対象部位Ｘ１等を加工した後、引き続いて次回のベルト部２の加工に備えるために、ゴムバンド基材の原反から次回用のゴムバンド２Ｂを切り出す加工を行う。その際、原反と繋がっている次回用のゴムバンド２Ｂの端部が加工対象部位Ｘ５として加工される。

超音波加工装置１０は、主として、ホーンユニット２０、受け治具群３０、電力供給部４０、制御部５０、ＸＹＺ移動機構６０、及び載置台７０を備えている。

ホーンユニット２０は、主として、ホーン２１、ブースター２２、振動子２３、及びホルダ２４を備えている。ホーン（共鳴体）２１は、ホーンユニット２０の下端に配される部分であり、振動子２３から出力された超音波振動を受けて振動する部分となっている。ホーン２１は、受け治具群３０を構成する各受け治具（後述）との間で、加工対象物（各加工対象部位）を加圧しながら超音波振動を出力する。ホーン２１は金属製であり、全体的には角柱状をなしている。ホーン２１の先端面（下端面）２１ａは、平坦面となっている。

ホーンユニット２０は、上述したベルト部２の４つの加工対象部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４及び次回用のゴムバンド２Ｂを切り出す際の加工対象部位Ｘ５の加工に利用される。つまり、１つのホーンユニット２０が、５つの加工対象部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５の加工に共用される。

振動子２３は、圧電素子等から構成され、電力供給部４０により駆動される。ホーン２１と振動子２３との間には、振幅を調整するためのブースター２２が組み込まれている。ホルダ２４は、ホーンユニット２０をＸＹＺ移動機構６０に取り付けるためのものであり、ブースター２２付近に設けられている。

受け治具群３０は、複数個（本実施形態の場合、５個）の受け治具（アンビル）３１，３２，３３，３４，３５からなり、それらは、載置台７０の平坦な載置面７０ａ上に載せられた状態で固定されている。各受け治具３１等は、金属製であり、各々が独立して取り付け及び取り外しが可能な構造となっている。そのため、各受け治具３１等が摩耗等によって交換が必要となった場合には、それらを適宜、新たな物に取り換えることが可能である。

受け治具３１，３２，３３，３４は、ベルト部２の加工に用いられるものであり、一列に並ぶように載置台７０上に設置されている。これに対し、受け治具３５は、次回用のゴムバンド２Ｂを切り出す際に用いられるものであり、図４に示されるように、受け治具３１等の列に対して平行に並ぶように配置されている。なお、受け治具群３０を構成する各受け治具３１等の上端は、同一平面上に配置されている。

載置台７０上には、受け治具３１等以外に、繊維基材２Ａを載せるための複数の載置治具１３１，１３２，１３３，１３４，１３５と、次回用のゴムバンド２Ｂを載せるための複数の載置治具２３１，２３２とがそれぞれ設置されている。

電力供給部４０は、発振器等を備えて構成されており、制御部５０からの指示に応じて所定周波数の電力（電圧）を発振し、その電力（電圧）を振動子２３に供給する。振動子２３は、電力供給部４０より電力が供給されると、所定の超音波振動を発生する。

制御部５０は、超音波加工装置１０の各構成の動作制御を行う部分であり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)等を備えたコンピュータによって構成される。制御部５０は、ＲＯＭ等に記憶された各種プログラムに基づいて、各種の処理を実行する。

なお、制御部５０が備えるＲＯＭ等の記憶部には、加工対象部位毎に予め定められている振動条件が記録されている。振動条件としては、加工対象部位に応じた超音波振動の出力、超音波振動の出力時間等の情報が含まれている。

ＸＹＺ移動機構６０は、制御部５０からの指示に応じてホーンユニット２０をＸＹＺの三方向に移動させるものである。ＸＹＺ移動機構６０は、エアシリンダ、電動シリンダ等の知の移動手段より構成される。ホーンユニット２０は、ＸＹＺ移動機構６０を利用して、三次元的に移動自在となっている。

本明細書において「Ｘ軸方向」は、超音波加工装置１０の左右方向（図３の左右方向）に対応し、「Ｙ軸方向」は、超音波加工装置１０の前後方向（図３の紙面に垂直な方向）に対応し、「Ｚ軸方向」は、超音波加工装置１０の上下方向（図３の上下方向）に対応する。

ＸＹＺ移動機構６０のうち、ホーンユニット２０をＹ軸方向に移動させるＹ移動部６１は、載置台７０の左右両側にそれぞれ１つずつ設けられている。ホーンユニット２０をＸ軸方向に移動させるＸ移動部６２は、２つのＹ移動部６１の間に架け渡されるように設けられている。ホーンユニット２０をＺ軸方向に移動させるＺ移動部６３は、Ｙ移動部６２に取り付けられている。なお、ホーンユニット２０のホルダ２４は、Ｙ移動部６２に取り付けられている。

なお、ＸＹＺ移動機構６０は、加工対象部位毎に予め定められている移動条件に基づいて駆動する。前記移動条件は、制御部５０が備えるＲＯＭ等の記憶部に記録されている。

載置台７０は、加工対象物等が載せられる部分であり、床面上に設置される。載置台７０の上面は水平であり、受け治具３１等が載せられる載置面７０ａとなっている。なお、図２に示されるように、上述した電力供給部４０や制御部５０は、載置台７０の内部に配設されている。

図３に示されるように、載置台７０上には、加工対象物である帯状の繊維基材２Ａの原反を巻き取るための第１巻取装置８０が設けられている。繊維基材２Ａの原反は、この巻取装置８０にロール状に巻回されており、ベルト部２の加工時に第１巻取装置８０から、必要な長さの繊維基材２Ａが適宜、引き出される。また、載置台７０上には、第１巻取装置８０と並ぶ形で、ゴムバンド２Ｂ用の基材（ゴムバンド基材）の原反を巻き取るための第２巻取装置８１が設けられている。第２巻取装置８１は、第１巻取装置８０の奥側に配設されている。ゴムバンド２Ｂを原反から切り出す際に、必要な長さ分だけゴムバンド基材が引き出される。

その他、超音波加工装置１０は、タッチパネル機能を備えた表示入力部（不図示）等も備えており、この表示入力部を利用して、上述した記憶部に振動条件等が入力される。

次いで、図４乃至図１１等を参照しつつ、ベルト部２の製造工程を説明しながら、超音波加工装置１０の動作を説明する。

先ず、図５に示されるように、作業者により、載置台７０上に設置された受け治具３２、載置治具１３３及び受け治具３３の各上面に、所定の長さに予め切断されたゴムバンド２Ｂが載せられる。そして、ゴムバンド２Ｂの長手方向における略中央部分が、載置治具１３３上で第１押え部９１によって押え付けられる形で固定される。なお、第１押え部９１は、超音波加工装置１０の前後方向（Ｙ軸方向）に手動により移動自在に設けられており、載置台７０の奥側から必要に応じて、適宜、引き出すことが可能である。第１押え部９１は、図５に示されるように、断面が略三角形状の棒状をなしている。

次いで、作業者により、未加工の繊維基材２Ａが第１巻取装置８０から必要な長さ分だけ引き出されて、ゴムバンド２Ｂと重なるように各載置治具１３１等及び受け治具３１等上にセットされる。その際、繊維基材２Ａは、第１巻取装置８０に巻回されている原反に繋がりつつ、第１押え部９１の表面形状に倣って山形に盛り上がった状態となっている。その盛り上がった部分の繊維基材２Ａは、第２押え部９２により、第１押え部９１上で押え付けられる形で固定される。つまり、その部分の繊維基材２Ａは、第１押え部９１と第２押え部９２とで挟み付けられた状態となる。第２押え部９２は、第１押え部９１と同様、前後方向（Ｙ軸方向）に手動により移動自在に設けられており、載置台７０の奥側から必要に応じて、適宜、引き出すことが可能である。第２押え部９２は、図５等に示されるように、断面が逆Ｖ字状をなしている。

なお、載置台７０に繊維基材２Ａ及びゴムバンド２Ｂがセットされる前に、予めＸＹＺ移動機構６０を作動させて、ホーンユニット２０を初期位置で待機させている。本実施形態の場合、ホーンユニット２０の初期位置は、ホーン２１の先端面２１ａが受け治具３１と離間した状態で対向するように、受け治具３１の上方に設定されている（図３等参照）。また、本実施形態の場合、ＸＹＺ移動機構６０のＺ軸方向の移動距離は、予め一定値に設定されている。ＸＹＺ移動機構６０のＺ軸方向の移動距離は、受け治具３０を構成する各受け治具３１等に対してすべて同じに設定されている。

次いで、繊維基材２Ａの端部が、超音波加工装置１０が備える折返し手段９３に宛がわれながら、作業者により折り返される。図６に示されるように、繊維基材２Ａの端部は、第１巻取装置８０から最も離れた個所にある受け治具３１を越えて、最も載置台７０の左端側に設置されている載置治具１３１上に載置されている。繊維基材２Ａの端部は、載置治具１３１の平坦な上面１３１ａに載せられており、上面１３１ａよりも段差状に盛り上がった形をなした位置決め部１３１ｂと当接することで位置決めされる。このように位置決めされた状態の繊維基材２Ａの端部を、受け治具３１上で重なるように折り返すと、繊維基材２Ａの端部を、予め定められた長さ分だけ確実に折り返すことができる。この折り重なった部分が、繊維基材２Ａ（ベルト部２）の端部２ｃとなる。なお、上記折返し手段９３は、プレート状をなした部材であり、前後方向（Ｙ軸方向）に手動により移動自在に設けられている。折返し手段９３は、載置台７０の奥側から必要に応じて、適宜、引き出すことが可能であり、繊維基材２Ａの端部を折り重ねる際に適宜、退避される。

図４に示されるように、載置治具１３１の上面１３１ｂは、上面１３１ｂよりも段差状に盛り上がった一対の規制部１３１ｃで挟まれた状態となっている。上面１３１ｂ上の繊維基材２Ａは、一対の規制部１３１ｃにより、Ｙ軸方向（載置台７０の前後方向）に沿った動きが抑制されている。

（加工対象部位Ｘ１の加工処理）
加工対象部位Ｘ１の加工処理は、２回に分けて行われる。図７は、加工対象部位Ｘ１の１回目の加工処理を行う超音波加工装置１０の部分断面図である。１回目の加工処理は、折り重なっている繊維基材２Ａの端部２ｃを、受け治具３１とホーン２１とを利用して、超音波溶着するものである。なお、受け治具３１上で折り重なっている繊維基材２Ａ（ベルト部２）の端部２ｃが、加工対象部位Ｘ１となっている。そして、折り重なっている部分の繊維基材２Ａの一部が、載置治具１３２上で、第３押え部９４により押え付けられる形で固定される。第３押え部９４は、前後方向（Ｙ軸方向）に手動により移動自在に設けられており、載置台７０の奥側から必要に応じて、適宜、引き出すことが可能である。

受け治具３１は、固定部３１ａと可動部３１ｂとを備えている。固定部３１ａは、載置台７０上に固定され、上方に向かって立設された円筒状の受け部（以下、円筒受け部）３１ａ１を備えている。これに対し、可動部３１ｂは、全体的には、円筒受け部３１ａ１に被せられる凹部状をなしている。可動部３１ｂの上端面（受け面）３１ｂ１は、平坦な略四角形状をなしており、その中央部分に円筒受け部３１ａ１を挿通させる孔部３１ｂ２が設けられている。

加工対象部位Ｘ１の１回目の加工処理において、可動部３１ｂは、図示されない昇降手段により、上方へ持ち上がった状態となっており、上端面（受け面３１ｂ１）の高さ位置が、円筒受け部３１ａ１の先端の高さ位置と同じに設定されている。

１回目の加工処理において、受け治具３１上で折り重なっている繊維基材２Ａの端部２ｃは、図７に示されるように、受け治具３１の可動部３１ｂの上端面３１ｂ１とホーン２１の先端面２１ａとの間で挟まれて加圧されながら、ホーン２１より所定の超音波振動を受ける。すると、繊維基材２Ａの端部２ｃは適度に溶融し、繊維基材２Ａの折り重なった部分同士が互いに溶着される。

加工対象部位Ｘ１の１回目の加工処理の際、制御部５０は、ホーン２１の先端面２１ａを加工対象部位Ｘ１に圧接させるために、ホーンユニット２０が初期位置から受け治具３１に向かって接近するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

また、その際、制御部５０は、繊維基材２Ａの端部２ｃを溶着するために、ホーン２１が所定時間、所定の超音波振動を出力できるように、電力供給部４０を作動させる。なお、１回目の加工処理の後、制御部５０は、ホーンユニット２０が初期位置に戻るように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

次いで、加工対象部位Ｘ１における２回目の加工処理について説明する。図８は、加工対象部位Ｘ１の２回目の加工処理を行う超音波加工装置１０の部分断面図である。２回目の加工処理は、溶着された繊維基材２Ａの端部２ｃの中央に固定孔２ｄが形成されるように、受け治具３１とホーン２１とを利用して、穴開けをするものである。

２回目の加工処理と１回目の加工処理とでは、同じ受け治具３１が利用される。ただし、２回目の加工処理では、受け治具３１の可動部３１ｂ１が下降して、円筒受け部３１ａ１の先端が、可動部３１ｂ１の孔部３１ｂ２から突出した状態となっている。このように、２回目の加工処理に備えて、受け治具３１の形状が適宜、変化する。

２回目の加工処理の際、制御部５０は、ホーン２１の先端面２１ｂ１を加工対象部位Ｘ１に圧接させるために、ホーンユニット２０が初期位置から受け治具３１の、円筒受け部３１ａ１に向かって接近するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

また、その際、制御部５０は、繊維基材２Ａの端部２ｃの中心に固定孔２ｄを貫通形成させるために、ホーン２１が所定時間、所定の超音波振動を出力できるように、電力供給部４０を作動させる。

円筒受け部３１ａ１の先端が加工対象部位Ｘ１（繊維基材２Ａの端部２ｃの中心）に下方から圧接されると、その先端は、溶融した繊維基材２Ａを貫通して、ホーン２１の先端面２１ｂ１に当接する。このようにして、繊維基材２Ａの端部２ｃに固定孔２ｄが貫通形成される。

なお、２回目の加工処理の後、制御部５０は、ホーンユニット２０が初期位置に戻るように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。また、制御部５０は、受け治具３１の形状が元の形に戻るように、昇降手段（不図示）を作動させる。そして更に、制御部５０は、ホーンユニット２０が加工対象部位Ｘ２に対応する受け治具３２の上方位置で待機するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

（加工対象部位Ｘ２の加工処理）
図９は、加工対象部位Ｘ２，Ｘ３の加工処理を行う超音波加工装置１０の部分断面図である。加工対象部位Ｘ２の加工処理は、ゴムバンド２Ｂの一方の端部２Ｂａと、繊維基材２Ａの被取付部２ｇの一方の端部２ｇ１とを、受け治具３２とホーン２１とを利用して、超音波溶着するものである。なお、受け治具３２上でゴムバンド２Ｂの端部２Ｂａと被取付部２ｇの端部２ｇ１とが重なった部分が、加工対象部位Ｘ２となっている。

受け治具３２の上端部３２ａは、本体部３２ｂから凸状に盛り上がった形をなしている。上端部３２ａは、上述の受け治具３１側に片寄った状態で、本体部３２ｂに設けられている。この上端部３２ａの上端面（受け面、受け治具３２の上端面）３２ａ１は、繊維基材２Ａ及びゴムバンド２Ｂの幅方向に横切るように延びた細長い四角形状をなしている。受け治具３２の上端面３２ａ１の高さ位置は、他の受け治具３３等の上端の高さ位置と同じに設定されている。

加工対象部位Ｘ２の加工処理の際、制御部５０は、ホーン２１の先端面２１ａを加工対象部位Ｘ２に圧接させるために、ホーンユニット２０が上方の待機位置から受け治具３２に向かって接近するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

また、その際、制御部５０は、ゴムバンド２Ｂの端部２Ｂａと、被取付部２ｇの端部２ｇ１とを互いに溶着させるために、ホーン２１が所定時間、所定の超音波振動を出力できるように、電力供給部４０を作動させる。このようにして、ゴムバンド２Ｂの端部２Ｂａと、被取付部２ｇの端部２ｇ１とが互いに溶着される。

なお、加工対象部位Ｘ２の加工処理の後、制御部５０は、ホーンユニット２０が元の待機位置へ戻り、更に加工対象部位Ｘ３に対応する受け治具３３の上方位置で待機するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

（加工対象部位Ｘ３の加工処理）
加工対象部位Ｘ３の加工処理は、ゴムバンド２Ｂの他方の端部２Ｂｂと、繊維基材２Ａの被取付部２ｇの他方の端部２ｇ２とを、受け治具３３とホーン２１とを利用して、超音波溶着するものである。なお、受け治具３３上でゴムバンド２Ｂの端部２Ｂｂと被取付部２ｇの端部２ｇ２とが重なった部分が、加工対象部位Ｘ３となっている。

受け治具３３の上端部３３ａは、本体部３３ｂから凸状に盛り上がった形をなしている。上端部３３ａは、受け治具３４側に片寄った状態で、本体部３３ｂに設けられている。この上端部３３ａの上端面（受け面、受け治具３３の上端面）３３ａ１は、受け治具３２の場合と同様、繊維基材２Ａ及びゴムバンド２Ｂの幅方向に横切るように延びた細長い四角形状をなしている。受け治具３３の上端面３３ａ１の高さ位置は、受け治具３２の場合と同様、他の受け治具の高さ位置と同じに設定されている。

加工対象部位Ｘ３の加工処理の際、制御部５０は、ホーン２１の先端面２１ａを加工対象部位Ｘ３に圧接させるために、ホーンユニット２０が上方の待機位置から受け治具３３に向かって接近するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

また、その際、制御部５０は、ゴムバンド２Ｂの端部２Ｂｂと、被取付部２ｇの端部２ｇ２とを互いに溶着させるために、ホーン２１が所定時間、所定の超音波振動を出力できるように、電力供給部４０を作動させる。このようにして、ゴムバンド２Ｂの端部２Ｂｂと、被取付部２ｇの端部２ｇ２とが互いに溶着される。

なお、加工対象部位Ｘ３の加工処理の後、制御部５０は、ホーンユニット２０が元の待機位置へ戻り、更に加工対象部位Ｘ４に対応する受け治具３４の上方位置で待機するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

（加工対象部位Ｘ４の加工処理）
図１０は、加工対象部位Ｘ４の加工処理を行う超音波加工装置１０の部分断面図である。加工対象部位Ｘ４の加工処理は、受け治具３４とホーン２１とを利用して、繊維基材２Ａが原反から切り離されるように超音波切断すると共に、ベルト部２の端部２ａとなる部分に取付孔２ｂが形成されるように、穴開けをするものである。なお、受け治具３４上に載せられている部分の繊維基材２Ａが、加工対象部位Ｘ４となっている。加工対象部位Ｘ４が加工処理されると、ベルト部２の端部２ａが得られる。

受け治具３４の上端には、凸状に盛り上がった２種類の受け部３４ａ，３４ｂが本体部３４ｃに設けられている。一方の受け部３４ａは、繊維基材２Ａに取付孔２ｂを形成するためのものである。受け部３４ａは、上下方向に沿って延びた円筒状をなしている。受け部３４ａの上端３４ａ１は、上方に向かって先細りした円環状をなしている。なお、受け部３４ａは、超音波加工装置１０の前後方向（図１０の紙面に垂直な方向）に並ぶように２個設けられている。

これに対し、他方の受け部３４ｂは、繊維基材２Ａを第１巻取装置８０に巻回されている原反から切り離すためのものである。受け部３４ｂは、繊維基材２Ａを幅方向に横切るように、超音波加工装置１０の前後方向に沿って延びつつ、上端３４ｂ１が尖った形状をなしている。

受け治具３４の上端位置（つまり、受け部３４ａの上端３４ａ１の位置、及び受け部３４ｂの上端３４ｂ１の位置）は、他の受け治具の上端の高さ位置と同じに設定されている。

加工対象部位Ｘ４の加工処理の際、制御部５０は、ホーン２１の先端面２１ａを加工対象部位Ｘ３に圧接させるために、ホーンユニット２０が上方の待機位置から受け治具３４に向かって接近するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

また、その際、制御部５０は、繊維基材２Ａを原反から切り離すと共に、ベルト部２の端部２ａとなる部分に取付孔２ｂを形成するために、ホーン２１が所定時間、所定の超音波振動を出力できるように、電力供給部４０を作動させる。

なお、加工対象部位Ｘ４の加工処理の後、制御部５０は、ホーンユニット２０が元の待機位置へ戻り、そして更に加工対象部位Ｘ５に対応する受け治具３５の上方位置で待機するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

（加工対象部位Ｘ５の加工処理）
図１１は、加工対象部位Ｘ５の加工処理を行う超音波加工装置１０の部分断面図である。加工対象部位Ｘ５の加工処理は、受け治具３５とホーン２１とを利用して、ゴムバンド２Ｂが所定の長さで原反から切り離されるように超音波切断するものである。なお、受け治具３５上に載せられている部分のゴムバンド２Ｂが、加工対象部位Ｘ５となっている。加工対象部位Ｘ５が加工処理されると、次回用のゴムバンド２Ｂが得られる。

次回用のゴムバンド２Ｂを得るための加工処理は、上記加工対象部位Ｘ１〜Ｘ４の加工処理後に引き続いて行われる。そのため、上記加工対象部位Ｘ１等の加工処理が始まる前に、予め第２巻取装置８１に巻回されているゴムバンド基材が引き出されて、載置軸２３１、受け治具３５及び載置治具２３２上に載せられる。その際、ゴムバンド基材の端部は、載置治具２３１の平坦な上面２３１ａに載せられ、その上面２３１ａよりも段差状に盛り上がった形をなした位置決め部２３１ｂと当接することで位置決めされる。このようにゴムバンド基材の端部が位置決めされることにより、切り出されるゴムバンド２Ｂの長さが調節される。

受け治具３５の上端には、凸状に盛り上がった受け部３５ａが本体部３５ｂに設けられている。受け部３５ａは、ゴムバンド２Ｂを第２巻取装置８１に巻回されている原反から切り離すためのものである。受け部３５ａは、ゴムバンド２Ｂを幅方向に横切るように、超音波加工装置１０の前後方向に沿って延びつつ、上端３５ａ１が尖った形状をなしている。なお、上端３５ａ１の高さ位置は、他の受け治具の上端位置と同じに設定されている。

加工対象部位Ｘ５の加工処理の際、制御部５０は、ホーン２１の先端面２１ａを加工対象部位Ｘ５に圧接させるために、ホーンユニット２０が上方の待機位置から受け治具３５に向かって接近するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

また、その際、制御部５０は、ゴムバンド基材をホーン２１と受け治具３５との間で挟みつけて切断し、ゴムバンド２Ｂを原反から切り離すために、ホーン２１が所定時間、所定の超音波振動を出力できるように、電力供給部４０を作動させる。このようにして、次回用のゴムバンド２Ｂが得られる。

なお、加工対象部位Ｘ５の加工処理後、制御部５０は、ホーンユニット２０が元の待機位置へ戻り、そして更に加工対象部位Ｘ１に対応する受け治具３１の上方位置（つまり、初期位置）で待機するように、ＸＹＺ移動機構６０を作動させる。

以上のように、各加工対象部位Ｘ１〜Ｘ５が全て加工されると、繊維基材２Ａ及びゴムバンド２Ｂを固定する第１押え部９１及び第２押え部９２が解除され、繊維基材２Ａ及びゴムバンド２Ｂからなるベルト部２が得られる。それと共に、次回用のゴムバンド２Ｂも得られる。

ここで、繊維基材２Ａ、及び次回用のゴムバンド２Ｂを固定する手段等について、補足説明する。図４、及び図１０に示されるように、載置治具１３４の上面１３４ａ上の繊維基材２Ａは、第４押え部９５により押え付けられる形で固定されている。第４押え部９５は、回転自在な車輪状をなした部分を有しており、その部分で繊維基材２Ａを上方から押さえる構成となっている。第４押え部９５は、超音波加工装置１０の前後方向（Ｙ軸方向）に手動により移動自在に設けられており、載置台７０の奥側から必要に応じて、適宜、引き出すことが可能である。なお、第４押え部９５は、載置治具２３１の上面２３１ａ上のゴムバンド２Ｂを固定するための第５押え部９６（図１１参照）と連動するように構成されている。つまり、第４押え部９５が奥側から引き出されると、第５押え部９６も同時に奥側から引き出される構成となっている。第５押え部９６は、第４押え部９５と同様、回転自在な車輪状をなした部分を有しており、その部分でゴムバンド２Ｂを上方から押さえる構成となっている。

また、載置治具１３４には、上面１３４ａ上の繊維基材２Ａの位置を規制する一対の規制部１３４ｂが設けられている。規制部１３４ｂは、上面１３４ａよりも段差状に盛り上がりつつ、繊維基材２Ａの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って平行に配設されている。繊維基材２Ａは、幅方向に位置ずれし易いため、このような規制手段１３４ａを利用して、適宜、位置決めされる。

また、載置治具１３５には、上面１３５ａ上に載置された繊維基材２Ａの高さ位置を上方から覆う形で規制する一対のプレート状の規制部１４１が設けられている。規制部１４１と上面１３５ａとの間には、隙間があり、その隙間に、原反から引き出された繊維基材２Ａの端部が挿し通される。そして、繊維基材２Ａは、更に回転自在なローラ部１４３により、上方から軽く押えられており、作業者が、繊維基材２Ａの端部を、載置治具１３１側に向って引き出し易くなっている。なお、ローラ部１４３は、載置治具１３５の上部に立設されている支持部１４２によって支持されている。

また、載置治具２３２にも、載置治具１３５と同様、上面２３２ａ上に載置された次回用のゴムバンド２Ｂの高さ位置を上方から覆う形で規制する一対のプレート状の規制部２４１が設けられている。規制部２４１と上面２３２ａとの間には、隙間があり、その隙間に原反から引き出されたゴムバンド２Ｂ（ゴムバンド基材）の端部が挿し通される。そして、ゴムバンド２Ｂは、更に回転自在なローラ部２４３により、上方から軽く押えられており、作業者が、ゴムバンド２Ｂ（ゴムバンド基材）の端部を、載置治具２３１側に向って引き出し易くなっている。なお、ローラ部２４３は、載置治具２３２の上部に立設されている支持部２４２によって支持されている。

以上のような超音波加工装置１０よれば、加工対象物である繊維基材２Ａ及びゴムバンド２Ｂが備える４つの加工対象部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４の加工と共に、次回用のゴムバンド２Ｂの加工に、ホーン２１を共用することができる。そのため、超音波加工装置１０は、装置の大型化を抑制することができる。また、超音波加工装置１０は、加工対象部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４毎に、加工対象物（繊維基材２Ａ及びゴムバンド２Ｂ）をセットし直す必要がなく、製造時間を短縮化できる。そして、加工対象部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４に引き続いて、次回用のゴムバンド２Ｂを得るための加工対象部位Ｘ５を加工するため、作業効率も向上する。

また、超音波加工装置１０によれば、加工対象部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５毎に加工内容が異なる場合であっても、加工内容に対応するように各受け治具３１、３２，３３，３４，３５の上端形状を異ならせることによって、複数の加工対象部位Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５の加工に、ホーン２１を共用することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、ＸＹＺ移動機構６０により、ホーン２１が受け治具３１等に対して相対的に接近又は離間するようにホーン２１（ホーンユニット２０）を移動させていたが、他の実施形態においては、載置台７０側を移動させることにより、ホーン２１が受け治具３１等に対して相対的に接近又は離間するように構成してもよい。

（２）他の実施形態において、受け治具の高さ位置は、受け治具の下面にシリコンゴム、コルク等の弾性体からなる下敷き部材を取り付けることによって、適宜、調節してもよい。このように下敷き部材を利用すると、受け治具の上端位置を、所定の高さ位置に設定し易い。

（３）上記実施形態では、加工対象物が繊維基材であったが、本発明はこれに限られず、他の部材を加工対象物としてもよい。

１…ストラップベルト、２…ベルト部、２ｂ…取付孔、２ｄ…固定孔、２ｇ…被取付部、２Ａ…繊維基材（加工対象物）、２Ｂ…ゴムバンド（加工対象物）、３…バンド部、１０…超音波加工装置、２０…ホーンユニット、２１…ホーン、２２…ブースター、２３…振動子、３０…受け治具群、３１，３２，３３，３４…受け治具、４０…電力供給部、５０…制御部、６０…ＸＹＺ移動機構（移動機構）、７０…載置台、７０ａ…載置面、８０…巻取装置、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４…加工対象物の加工対象部位

Claims (3)

1. 載置台と、
   加工対象部位を有する加工対象物の裏面側から前記加工対象部位と重なるように前記載置台上に設置される受け治具と、
   供給される電力に応じて超音波振動を出力する振動子と、
   前記振動子に電力を供給する電力供給部と、
   前記振動子により振動し、前記受け治具との間で前記加工対象部位を加圧しながら加工するホーンと、
   前記ホーンが前記受け治具に対して相対的に接近又は離間するように前記ホーン又は前記載置台を移動させる移動機構とを備える超音波加工装置であって、
   前記加工対象物は、前記加工対象部位を複数有し、
   前記受け治具は、前記加工対象部位毎に割り当てられるように複数のものからなり、
   前記移動機構は、前記ホーンが複数の前記加工対象部位を順次加工できるように前記ホーン又は前記載置台を移動させ、
   前記電力供給部は、前記加工対象部位毎に予め定められている振動条件に基づいて、前記振動子に電力を供給することを特徴とする超音波加工装置。
2. 前記振動条件は、前記加工対象部位毎に予め定められている前記超音波振動の出力量、及び前記超音波振動の出力時間を含む請求項１に記載の超音波加工装置。
3. 前記加工対象物は、繊維基材からなる請求項１又は２に記載の超音波加工装置。

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