JPH09253869A - Ultrasonic joining device - Google Patents

Ultrasonic joining device

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JPH09253869A
JPH09253869A JP7047496A JP7047496A JPH09253869A JP H09253869 A JPH09253869 A JP H09253869A JP 7047496 A JP7047496 A JP 7047496A JP 7047496 A JP7047496 A JP 7047496A JP H09253869 A JPH09253869 A JP H09253869A
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diaphragm
booster
outer cylinder
horn
resonance unit
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Shigeru Sato
茂 佐藤
Mitsugi Katsumi
貢 勝見
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably support a resonance unit on a holder part of a device body so as to efficiently transmit to the resonance unit while obstructing the transmission of ultrasonic vibration to the device body side. SOLUTION: Because diaphragms 11, 12 interposed in joints of a phone 5 of a resonance unit 4 and a booster 6 are deflected to the transmission direction of a vibration with the action of plural numbers of slits 11b, 12b, the transmission of ultrasonic vibration from the diaphragms 11, 12 to the holder part 2 of the device body is obstructed. Further, the device has the rigidity to the direction crossing by a right angle to the transmission direction of the ultrasonic, and the ultrasonic vibration generating in a trembler 3 is transmitted efficiently to the phone 5 via the diaphragms 11, 12 and the booster 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、複数のワークの
互いに重ね合わされた被接合部分を超音波振動で接合す
る装置であって、特に、装置本体のホルダー部に共振ユ
ニットを支持する構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for joining ultrasonically vibrated portions of a plurality of works which are overlapped with each other, and more particularly to a structure for supporting a resonance unit in a holder portion of an apparatus body.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、特公昭54−23349号公報
には、複数のワークの互いに重ね合わされた被接合部分
を所定周波数を有する超音波振動で接合する超音波接合
装置が示されている。
2. Description of the Related Art For example, Japanese Patent Publication No. 54-23349 discloses an ultrasonic bonding apparatus for bonding overlapping parts of a plurality of works by ultrasonic vibration having a predetermined frequency.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】超音波接合装置では超
音波振動のエネルギーを共振ユニットに効率良く伝達
し、しかも、共振ユニットを装置本体のホルダー部に安
定に支持することが、省エネルギーで短時間にワークを
的確に接合する上から重要な問題である。
In the ultrasonic bonding apparatus, energy of ultrasonic vibration is efficiently transmitted to the resonance unit, and moreover, stable support of the resonance unit on the holder of the apparatus body is energy saving and short time. This is an important issue in accurately joining the workpieces.

【0004】そこで、この発明は超音波振動の装置本体
側への伝達を阻止しつつ共振ユニットに効率良く伝達す
るように、共振ユニットを装置本体のホルダー部に安定
に支持して、品質信頼性を向上することができる超音波
接合装置を提供しようとするものである。
Therefore, according to the present invention, the resonance unit is stably supported by the holder portion of the apparatus main body so that the ultrasonic vibration is efficiently transmitted to the resonance unit while blocking the transmission to the apparatus main body side, and the quality reliability is improved. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic bonding device capable of improving the above.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の振動子が発生
した超音波振動に共振する共振ユニットで複数のワーク
の互いに重ね合わされた被接合部分を接合する超音波接
合装置は、共振ユニットを接合作用部を有するホーンと
ブースタとで構成し、この共振ユニットをホーンとブー
スタとの継目に介在させたダイヤフラムを介して装置本
体のホルダー部に支持する一方、前記ダイヤフラムにス
リットや閉環状凹部又は長孔等の振動伝達阻止部を形成
し、この振動伝達阻止部により共振ユニットからダイヤ
フラムを経由してホルダー部への超音波振動の伝達を阻
止するように形成したことを特徴としている。この請求
項1の構成によれば、共振器ユニットのホーンとブース
タとの継目に介在させたダイヤフラムに複数のスリット
や閉環状凹部又は長孔等の振動伝達阻止部を設けたこと
により、ダイヤフラムが振動の伝達方向に撓むことで、
ダイヤフラムからホルダー部への超音波振動の伝達を阻
止できると共に、振動の伝達方向と直交する方向には剛
性を有していて、振動子で発生した超音波振動がダイヤ
フラム及びブースタを経由してホーンに効率良く伝達で
きる。また、フロント外筒と、これに同軸状に結合され
るリヤー外筒と、フロント外筒の一端に形成された収容
凹部に収容されて取り付けられたダイヤフラムと、リヤ
ー外筒の一端に形成された収容凹部に収容されて取り付
けられたダイヤフラムとで支持機構を構成し、この支持
機構の内部空間にブースタを内蔵して、このブースタの
一端に振動子を支持機構の一方のダイヤフラムに密接し
て同軸状に結合すると共に、当該ブースタの他端にホー
ンを支持機構の他方のダイヤフラムに密接して同軸状に
結合すれば、ダイヤフラムをフロント外筒とリヤー外筒
とで正確に同軸状に位置決めすることができるうえ、支
持機構を装置本体のホルダー部で保持することができ
て、共振ユニットを一段と安定に支持することができ
る。
An ultrasonic bonding apparatus for bonding a plurality of workpieces to be bonded to each other by a resonance unit which resonates with ultrasonic vibration generated by a vibrator according to claim 1. A horn having a joining action part and a booster, and this resonance unit is supported by a holder part of the main body of the apparatus through a diaphragm interposed at a joint between the horn and the booster, while the diaphragm has a slit or a closed annular recess or It is characterized in that a vibration transmission blocking portion such as a long hole is formed, and the vibration transmission blocking portion is formed so as to block the transmission of ultrasonic vibration from the resonance unit to the holder portion via the diaphragm. According to the structure of the first aspect, the diaphragm provided at the joint between the horn and the booster of the resonator unit is provided with a plurality of slits, closed annular recesses, or vibration transmission blocking portions such as elongated holes. By bending in the vibration transmission direction,
It is possible to prevent the transmission of ultrasonic vibration from the diaphragm to the holder part, and it has rigidity in the direction orthogonal to the transmission direction of the vibration, and the ultrasonic vibration generated by the vibrator is passed through the diaphragm and booster to create the horn. Can be efficiently transmitted to. Further, a front outer cylinder, a rear outer cylinder coaxially coupled to the front outer cylinder, a diaphragm housed and attached in a housing recess formed in one end of the front outer cylinder, and a rear outer cylinder formed in one end. A support mechanism is configured with the diaphragm housed and mounted in the housing recess, a booster is built in the internal space of this support mechanism, and the vibrator is closely attached to one diaphragm of the support mechanism at one end of the booster. When the horn is connected to the other end of the booster closely and coaxially with the other diaphragm of the support mechanism, the diaphragm can be accurately positioned coaxially between the front outer cylinder and the rear outer cylinder. In addition, the support mechanism can be held by the holder portion of the apparatus body, and the resonance unit can be supported more stably.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1〜3は第1実施形態を示して
いる。この実施形態は、図3に示すように、装置本体1
に昇降動作可能に組付けられたホルダー部2に、振動子
3が結合された共振ユニット4を片支持に装着してい
て、装置本体1の前部のワーク搭載部1aの上に、金属
材料からなる複数の図外のワークの互いに重ね合わされ
た被接合部分を搭載すると共に、ホルダー部2を下降動
作して、共振ユニット4の先端に有る接合作用部5aと
ワーク搭載部1aとでそれらの間に図外のワークの被接
合部分を加圧保持すると共に、振動子3に超音波振動を
発生させることにより、当該ワークの重ね合わせ面間に
非溶解接合をもたらすようになっている。
1 to 3 show a first embodiment. In this embodiment, as shown in FIG.
The resonance unit 4 to which the vibrator 3 is coupled is mounted on one side of the holder unit 2 which is assembled so as to be able to move up and down, and the metal material is placed on the work mounting unit 1a at the front of the apparatus body 1. A plurality of workpieces (not shown), which are overlapped with each other, are mounted, and the holder unit 2 is moved downward so that the joining action portion 5a and the workpiece mounting portion 1a at the tip of the resonance unit 4 can be used to A portion to be joined of a work (not shown) is pressurized and held in between, and ultrasonic vibration is generated in the vibrator 3 to cause non-melting joining between the overlapping surfaces of the work.

【0007】この実施形態の場合、図1〜2に示すよう
に、振動子3は図外の超音波発生器から受けた電気的な
エネルギーにより所定周波数を有する縦波の超音波振動
を発生して出力する、所謂、電気エネルギーを機械エネ
ルギーに変換する、圧電素子又は磁歪素子等からなる電
気音響変換器又は電気振動変換器であって、その出力端
の中心にねじ孔3aを有している。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the vibrator 3 generates longitudinal ultrasonic vibration having a predetermined frequency by the electric energy received from the ultrasonic generator (not shown). It is an electroacoustic converter or an electric vibration converter, which is formed by a piezoelectric element, a magnetostrictive element, or the like, which converts electric energy into mechanical energy, and which has a screw hole 3a at the center of its output end. .

【0008】共振ユニット4はホーン5の片側に支持機
構7に内蔵されたブースタ6を同軸状に結合してあっ
て、支持機構7を前記ホルダー部2に装着したことで、
装置本体1に組付けられている。
In the resonance unit 4, a booster 6 incorporated in a support mechanism 7 is coaxially coupled to one side of a horn 5, and the support mechanism 7 is attached to the holder portion 2.
It is assembled to the apparatus body 1.

【0009】ホーン5は振動子3から伝達された超音波
振動に共振する最大振動振幅点f3から最大振動振幅点
f5までの1/2波長の長さの良好な音響特性を有する
チタン等のような合金で棒状に形成されている。ホーン
5は一方の最大振動振幅点f5である前端部に接合作用
部5aを備え、他方の最大振動振幅点f3である後端部
の中心に整合用突起5bとねじ孔5cとを同軸状に備え
ている。整合用突起5bの軸心方向の突出量は後述する
フロントダイヤフラム11の厚さよりも小さい寸法に形
成されている。
The horn 5 is made of titanium or the like having good acoustic characteristics of a half wavelength length from the maximum vibration amplitude point f3 to the maximum vibration amplitude point f5 which resonates with the ultrasonic vibration transmitted from the vibrator 3. It is made of various alloys and has a rod shape. The horn 5 has a joining action portion 5a at the front end portion which is one of the maximum vibration amplitude points f5, and has a matching projection 5b and a screw hole 5c which are coaxial with each other at the center of the rear end portion which is the other maximum vibration amplitude point f3. I have it. The protrusion amount of the alignment protrusion 5b in the axial direction is smaller than the thickness of the front diaphragm 11 described later.

【0010】ブースタ6は振動子3から伝達された超音
波振動に共振する最大振動振幅点f1から最大振動振幅
点f3までの1/2波長の長さのチタン、アルミニウム
又は焼き入れされた鉄等のいずれかの材料で棒状に形成
されている。ブースタ6は一方の最大振動振幅点f3で
ある前端部の中心にねじ孔6aを備え、他方の最大振動
振幅点f1である後端部の中心に整合用突起6bとねじ
孔6cとを同軸状に備えている。整合用突起6bの軸心
方向の突出量は後述するリヤーダイヤフラム12の厚さ
よりも小さい寸法に設定してある。
The booster 6 is made of titanium, aluminum, hardened iron or the like having a half wavelength length from the maximum vibration amplitude point f1 to the maximum vibration amplitude point f3 which resonates with the ultrasonic vibration transmitted from the vibrator 3. It is formed in a rod shape with any of the above materials. The booster 6 has a screw hole 6a at the center of the front end which is one of the maximum vibration amplitude points f3, and a matching projection 6b and a screw hole 6c which are coaxial with each other at the center of the rear end which is the other maximum vibration amplitude point f1. Be prepared for. The protrusion amount of the alignment protrusion 6b in the axial direction is set to be smaller than the thickness of the rear diaphragm 12 described later.

【0011】支持機構7はフロント外筒8、リヤー外筒
9、ナット10、フロントダイヤフラム11、リヤーダ
イヤフラム12、フロントキャップ13、リヤーキャッ
プ14を備えている。フロント外筒8とリヤー外筒9と
が互いにねじ嵌合にて同軸状に連結されることで、その
内部にブースタ6を無接触で同軸状に配置する筒状に形
成されている。
The support mechanism 7 includes a front outer cylinder 8, a rear outer cylinder 9, a nut 10, a front diaphragm 11, a rear diaphragm 12, a front cap 13, and a rear cap 14. The front outer cylinder 8 and the rear outer cylinder 9 are coaxially connected to each other by screw fitting, so that the booster 6 is coaxially arranged in the inside thereof without contact.

【0012】この実施形態では、フロント外筒8の内周
面の後半側に雌ねじ部8aを大きな内径を有するように
有段形成し、前端面にフロントダイヤフラム11ががた
つかないように収納される収容凹部8bを同心円状に形
成してある。収容凹部8bの内径及び深さはフロントダ
イヤフラム11の外径及び厚さと略同一寸法に形成して
ある。収容凹部8bの底面としての閉環状端面には複数
のねじ孔8cを周方向に等分配置に形成してある。
In this embodiment, a female screw portion 8a is formed stepwise on the rear half of the inner peripheral surface of the front outer cylinder 8 so as to have a large inner diameter, and the front diaphragm 11 is housed so that the front diaphragm 11 does not rattle. The housing recess 8b is formed concentrically. The accommodation recess 8b has an inner diameter and a depth substantially the same as the outer diameter and thickness of the front diaphragm 11. A plurality of screw holes 8c are formed at equal intervals in the circumferential direction on the closed annular end surface serving as the bottom surface of the accommodation recess 8b.

【0013】リヤー外筒9にはフロント外筒8の雌ねじ
部8aにねじ嵌合させる雄ねじ部9aを外周面の前半側
に小さな外径を有するように有段形成してある。雄ねじ
部9aにはリヤー外筒9よりも小さい外径に形成された
ナット10を装着してある。リヤー外筒9の後端面には
リヤーダイヤフラム12ががたつかないように収納され
る収容凹部9bを同心円状に形成してある。収容凹部9
bの内径及び深さはリヤーダイヤフラム12の外径及び
厚さと略同一寸法に形成してある。収容凹部9bの底面
としての閉環状端面には複数のねじ孔9cを周方向に等
分配置に形成してある。
On the rear outer cylinder 9, a male screw portion 9a to be screwed into the female screw portion 8a of the front outer cylinder 8 is formed stepwise so as to have a small outer diameter on the front half side of the outer peripheral surface. A nut 10 having an outer diameter smaller than that of the rear outer cylinder 9 is attached to the male screw portion 9a. On the rear end surface of the rear outer cylinder 9, there is concentrically formed an accommodating recess 9b in which the rear diaphragm 12 is accommodated so as not to rattle. Accommodation recess 9
The inner diameter and depth of b are formed to have substantially the same dimensions as the outer diameter and thickness of the rear diaphragm 12. A plurality of screw holes 9c are formed at equal intervals in the circumferential direction on the closed annular end surface as the bottom surface of the accommodation recess 9b.

【0014】フロントダイヤフラム11は中心に整合孔
11aを同心円状に有している。整合孔11aはホーン
5の整合用突起5bをがたつかないように挿入させるよ
うに、ホーン5の整合用突起5bの外径と略同一の直径
を有している。整合孔11aの周囲において、フロント
ダイヤフラム11には振動伝達阻止部である複数のスリ
ット11bを周方向に等分配置に形成してある。スリッ
ト11bはフロントダイヤフラム11の外周縁より中心
に向けて放射状に切り込まれている。各スリット11b
間におけるダイヤフラム片11cには貫通孔11dを外
周縁側の周方向への2等分位置でフロント外筒8のねじ
孔8cと同一円周上に形成してある。
The front diaphragm 11 has a matching hole 11a concentrically in the center thereof. The alignment hole 11a has a diameter substantially the same as the outer diameter of the alignment protrusion 5b of the horn 5 so that the alignment protrusion 5b of the horn 5 can be inserted without rattling. Around the alignment hole 11a, the front diaphragm 11 is formed with a plurality of slits 11b, which are vibration transmission blocking portions, in a circumferentially equally spaced arrangement. The slits 11b are radially cut from the outer peripheral edge of the front diaphragm 11 toward the center. Each slit 11b
Through-holes 11d are formed in the diaphragm piece 11c in the space between the outer peripheral side and the circumferentially bisected position on the same circumference as the screw holes 8c of the front outer cylinder 8.

【0015】リヤーダイヤフラム12は中心に整合孔1
2aを同心円状に有している。整合孔12aはブースタ
6の整合用突起6bをがたつかないように挿入させるよ
うに、ブースタ6の整合用突起6bの外径と略同一の直
径を有している。整合孔12aの周囲において、リヤー
ダイヤフラム12には振動伝達阻止部である複数のスリ
ット12bを周方向に等分配置に形成してある。スリッ
ト12bはリヤーダイヤフラム12の外周縁より中心に
向けて放射状に切り込まれている。各スリット12b間
におけるダイヤフラム片12cには貫通孔12dを外周
縁側の周方向への2等分位置でリヤー外筒9のねじ孔9
cと同一円周上に形成してある。
The rear diaphragm 12 has a matching hole 1 at the center.
It has 2a concentrically. The alignment hole 12a has a diameter substantially the same as the outer diameter of the alignment protrusion 6b of the booster 6 so that the alignment protrusion 6b of the booster 6 can be inserted without rattling. Around the alignment hole 12a, the rear diaphragm 12 is formed with a plurality of slits 12b, which are vibration transmission blocking portions, in a circumferentially equally spaced arrangement. The slits 12b are radially cut from the outer peripheral edge of the rear diaphragm 12 toward the center. The diaphragm piece 12c between the slits 12b has a through hole 12d at the outer peripheral edge side in a circumferentially bisected position at a screw hole 9 of the rear outer cylinder 9.
It is formed on the same circumference as c.

【0016】フロントキャップ13はフロントダイヤフ
ラム11と略同一の外径とフロント外筒8と略同一の内
径とを有する閉環状に形成されていて、複数の貫通孔1
3aをフロント外筒8のねじ孔8cと対応する位置に備
えている。
The front cap 13 is formed in a closed ring shape having an outer diameter substantially the same as that of the front diaphragm 11 and an inner diameter substantially the same as that of the front outer cylinder 8, and the plurality of through holes 1
3a is provided at a position corresponding to the screw hole 8c of the front outer cylinder 8.

【0017】リヤーキャップ14はリヤーダイヤフラム
12と略同一の外径とリヤー外筒9と略同一の内径とを
有する閉環状に形成されていて、複数の貫通孔14aを
リヤー外筒9のねじ孔9cと対応する位置に備えてい
る。
The rear cap 14 is formed in a closed ring shape having an outer diameter substantially the same as the rear diaphragm 12 and an inner diameter substantially the same as the rear outer cylinder 9, and a plurality of through holes 14a are formed in the rear outer cylinder 9 with screw holes. It is provided at a position corresponding to 9c.

【0018】この実施形態の場合、フロントダイヤフラ
ム11とリヤーダイヤフラム12とにはスリット11
b,12bを6本づつ形成してあることからダイヤフラ
ム片11c,12cと貫通孔11d,12dとも6個で
あるが、フロント外筒8とリヤー外筒9とのねじ孔8
c,9c、フロントキャップ13とリヤーキャップ14
との貫通孔13a,14aはスリット11b,12bの
数の2倍の12個形成してある。
In the case of this embodiment, the slit 11 is formed in the front diaphragm 11 and the rear diaphragm 12.
Since each of the diaphragm pieces 11c and 12c and the through holes 11d and 12d is six because six b and 12b are formed, the screw hole 8 between the front outer cylinder 8 and the rear outer cylinder 9 is formed.
c, 9c, front cap 13 and rear cap 14
The through holes 13a and 14a are formed in the number of 12 which is twice the number of the slits 11b and 12b.

【0019】この実施形態の振動子3、共振ユニット4
及び支持機構7は次のように組み立てる。先ず、ブース
タ6を支持機構7の内部に装着する。即ち、フロント外
筒8の収容凹部8bにフロントダイヤフラム11を収納
し、フロントダイヤフラム11にフロントキャップ13
を重ね合わせて、ダイヤフラム片11c毎に1本当ての
ねじ15をフロントキャップ13の貫通孔13aからフ
ロントダイヤフラム11の貫通孔11dを経てフロント
外筒8のねじ孔8cに締結する。また、リヤー外筒9の
収容凹部9bにリヤーダイヤフラム12を収納し、リヤ
ーダイヤフラム12にリヤーキャップ14を重ね合わせ
て、ダイヤフラム片12c毎に1本当てのねじ16をリ
ヤーキャップ14の貫通孔14aからリヤーダイヤフラ
ム12の貫通孔12dを経てリヤー外筒9のねじ孔9c
に締結すると共に、リヤー外筒9の雄ねじ部9aにナッ
ト10を奥まで装着しておく。そして、リヤー外筒9の
雄ねじ部9aの開口よりリヤー外筒9の内部にブースタ
6を挿入して、ブースタ6の整合用突起6bをリヤーダ
イヤフラム12の整合孔12aに挿入した後、リヤー外
筒9の雄ねじ部9aにフロント外筒8の雌ねじ部8aを
装着して、ブースタ6の前端面がフロントダイヤフラム
11の後端面に当接した所で、ナット10の外周面に形
成された図外の工具用孔に挿入した締付工具でナット1
0を締結方向に回転操作してフロント外筒8側に前進さ
せ、当該ナット10をフロント外筒8とでリヤー外筒9
にダブルナット掛けするように締結する。
The vibrator 3 and the resonance unit 4 of this embodiment
The support mechanism 7 is assembled as follows. First, the booster 6 is mounted inside the support mechanism 7. That is, the front diaphragm 11 is housed in the housing concave portion 8b of the front outer cylinder 8, and the front diaphragm 11 is housed in the front diaphragm 11.
And one screw 15 for each diaphragm piece 11c is fastened from the through hole 13a of the front cap 13 to the screw hole 8c of the front outer cylinder 8 through the through hole 11d of the front diaphragm 11. Further, the rear diaphragm 12 is housed in the housing recess 9b of the rear outer cylinder 9, the rear cap 14 is overlaid on the rear diaphragm 12, and one screw 16 is attached to each diaphragm piece 12c from the through hole 14a of the rear cap 14. Screw hole 9c of rear outer cylinder 9 through through hole 12d of rear diaphragm 12
The nut 10 is attached to the male screw portion 9a of the rear outer cylinder 9 as far as it will go. Then, after inserting the booster 6 into the inside of the rear outer cylinder 9 through the opening of the male screw portion 9a of the rear outer cylinder 9 and inserting the alignment projection 6b of the booster 6 into the alignment hole 12a of the rear diaphragm 12, the rear outer cylinder The female screw portion 8a of the front outer cylinder 8 is attached to the male screw portion 9a of 9 and the front end face of the booster 6 is brought into contact with the rear end face of the front diaphragm 11 to form the outer surface of the nut 10 (not shown). Nut 1 with the tightening tool inserted in the tool hole
0 is rotated in the fastening direction to move it forward to the front outer cylinder 8 side, and the nut 10 together with the front outer cylinder 8 is attached to the rear outer cylinder 9
Fasten with a double nut.

【0020】次に、ブースタ6を内蔵した支持機構7の
前後に振動子3とホーン5とを無頭ボルト17,18で
同軸状に組付ける。この場合、振動子3とホーン5との
どちらを先に支持機構7に組付けても良いが、例えば、
1本の無頭ボルト17をホーン5のねじ孔5cに締結
し、このホーン5より突出する無頭ボルト17をフロン
トダイヤフラム11の整合孔11aからブースタ6の前
端側のねじ孔6aに締結する。また、もう1本の無頭ボ
ルト18を振動子3のねじ孔3aに締結し、この振動子
3より突出する無頭ボルト18をリヤーダイヤフラム1
2の整合孔12aからブースタ6の後端側のねじ孔6c
に締結する。この状態において、図外の工具でホーン5
が回転しないように保持し、振動子3の外周面に形成さ
れた図外の工具用孔に挿入した図外の締付工具で振動子
3を締結方向に回転操作して、振動子3、ホーン5、ブ
ースタ6、フロントダイヤフラム11、リヤーダイヤフ
ラム12を強固に締結する。
Next, the vibrator 3 and the horn 5 are coaxially assembled with the headless bolts 17 and 18 in front of and behind the support mechanism 7 having the booster 6 built therein. In this case, either the vibrator 3 or the horn 5 may be assembled to the support mechanism 7 first.
One headless bolt 17 is fastened to the screw hole 5c of the horn 5, and the headless bolt 17 protruding from the horn 5 is fastened from the matching hole 11a of the front diaphragm 11 to the screw hole 6a on the front end side of the booster 6. Further, another headless bolt 18 is fastened to the screw hole 3a of the vibrator 3, and the headless bolt 18 protruding from the vibrator 3 is attached to the rear diaphragm 1.
2 from the matching hole 12a to the screw hole 6c on the rear end side of the booster 6
To conclude. In this state, the horn 5 is
Is held so as not to rotate, and the vibrator 3 is rotated in the fastening direction by a tightening tool (not shown) inserted in a tool hole (not shown) formed on the outer peripheral surface of the vibrator 3, so that the vibrator 3, The horn 5, booster 6, front diaphragm 11, and rear diaphragm 12 are firmly fastened.

【0021】この締結によって、図1に示すように、ホ
ーン5の整合用突起5bとブースタ6の前端面との間に
隙間19が形成されて、ホーン5の整合用突起5bがフ
ロントダイヤフラム11の整合孔11aに内接嵌合し、
その整合孔11aまわりのフロントダイヤフラム11の
前端面及び後端面にホーン5の整合用突起5bより外側
の後端面及びブースタ6の前端面が個別に密接する。ま
た、ブースタ6の整合用突起6bと振動子3の出力端面
との間に隙間20が形成されて、ブースタ6の整合用突
起6bがリヤーダイヤフラム12の整合孔12aに内接
嵌合し、その整合孔12aまわりのリヤーダイヤフラム
12の前端面及び後端面にブースタ6の整合用突起6b
より外側の後端面及び振動子3の出力端面が個別に密接
する。
By this fastening, as shown in FIG. 1, a gap 19 is formed between the matching projection 5b of the horn 5 and the front end surface of the booster 6, and the matching projection 5b of the horn 5 is attached to the front diaphragm 11. Inscribed in the matching hole 11a,
The front end face and the rear end face of the front diaphragm 11 around the alignment hole 11a are individually brought into close contact with the rear end face outside the alignment protrusion 5b of the horn 5 and the front end face of the booster 6. Further, a gap 20 is formed between the matching projection 6b of the booster 6 and the output end surface of the vibrator 3, and the matching projection 6b of the booster 6 is internally fitted into the matching hole 12a of the rear diaphragm 12, Alignment protrusions 6b of the booster 6 on the front end face and the rear end face of the rear diaphragm 12 around the alignment hole 12a.
The rear end face on the outer side and the output end face of the vibrator 3 individually come into close contact with each other.

【0022】しかも、振動子3とホーン5とブースタ6
とがねじ孔3a,5c,6a,6cと無頭ボルト17,
18とで正確に同軸状に結合される。また、ホーン5の
整合用突起5bとフロントダイヤフラム11の整合孔1
1aとの同軸嵌合、フロントダイヤフラム11とフロン
ト外筒8の収容凹部8bとの同軸嵌合、ブースタ6の整
合用突起6bとリヤーダイヤフラム12の整合孔12a
との同軸嵌合、リヤーダイヤフラム12とリヤー外筒9
の収容凹部9bとの同軸嵌合によって、ホーン5とブー
スタ6とが支持機構7と正確に同軸状に位置決めされて
結合される。
Moreover, the oscillator 3, the horn 5, and the booster 6
Are screw holes 3a, 5c, 6a, 6c and headless bolts 17,
It is coupled with 18 exactly coaxially. Also, the matching projection 5b of the horn 5 and the matching hole 1 of the front diaphragm 11
1a, coaxial fitting between the front diaphragm 11 and the accommodation recess 8b of the front outer cylinder 8, alignment projection 6b of the booster 6 and alignment hole 12a of the rear diaphragm 12.
Coaxial fitting with, rear diaphragm 12 and rear outer cylinder 9
The horn 5 and the booster 6 are accurately coaxially positioned and coupled to the support mechanism 7 by the coaxial fitting with the housing recess 9b.

【0023】この実施形態の構造によれば、図1に示す
ように、共振器ユニット4はブースタ6の前端にホーン
5がフロント外筒8の一端開口部を閉鎖するように取り
付けられたフロントダイヤフラム11に密接して無頭ボ
ルト17とねじ孔6a,5cとにより同軸状に結合して
いると共に、フロント外筒8とこれに同軸状に結合され
るリヤー外筒9とで形成される内部空間にブースタ6を
内蔵し、ブースタ6の後端に振動子3がリヤー外筒9の
一端開口部を閉鎖するように取り付けられたリヤーダイ
ヤフラム12に密接して無頭ボルト18とねじ孔3a,
6cとにより同軸状に結合している。即ち、共振ユニッ
ト4の最大振動振幅f3,f1の部分に位置したフロン
トダイヤフラム11及びリヤーダイヤフラム12は、複
数のスリット11b,12bにより共振ユニット4の振
動の伝達方向に撓むことで、フロントダイヤフラム11
からフロント外筒8への超音波振動の伝達を阻止し、リ
ヤーダイヤフラム12からリヤー外筒9への超音波振動
の伝達を阻止することができる。この超音波振動の伝達
阻止については、本出願人がフロント外筒8及びリヤー
外筒9を手で把持して振動子3に40kHzの超音波振
動を発生し、手に振動を全く感じなっかったことで確か
められた。また、フロントダイヤフラム11及びリヤー
ダイヤフラム12は振動の伝達方向と直交する方向には
剛性を有していて、振動子3で発生した超音波振動をリ
ヤーダイヤフラム12、ブースタ6、フロントダイヤフ
ラム11を経由してホーン5に効率良く適正に伝達でき
る。
According to the structure of this embodiment, as shown in FIG. 1, in the resonator unit 4, the horn 5 is attached to the front end of the booster 6 so as to close the one end opening of the front outer cylinder 8. An internal space that is closely connected to the head 11 and is coaxially coupled by the headless bolt 17 and the screw holes 6a and 5c, and that is formed by the front outer casing 8 and the rear outer casing 9 coaxially coupled thereto. A booster 6 is built into the rear end of the booster 6, and a vibrator 3 is attached to the rear diaphragm 12 attached to the rear end of the booster 6 so as to close one end opening of the rear outer cylinder 9, and the headless bolt 18 and the screw hole 3a,
6c and coaxially. That is, the front diaphragm 11 and the rear diaphragm 12 located at the portions of the maximum vibration amplitudes f3 and f1 of the resonance unit 4 are bent in the vibration transmission direction of the resonance unit 4 by the plurality of slits 11b and 12b.
It is possible to prevent the transmission of ultrasonic vibrations from the front outer cylinder 8 to the front outer cylinder 8, and to prevent the transmission of ultrasonic vibrations from the rear diaphragm 12 to the rear outer cylinder 9. Regarding the prevention of transmission of this ultrasonic vibration, the applicant of the present invention grips the front outer cylinder 8 and the rear outer cylinder 9 with his / her hand to generate ultrasonic vibration of 40 kHz in the vibrator 3, and does not feel the vibration at all in the hand. That was confirmed. Further, the front diaphragm 11 and the rear diaphragm 12 have rigidity in the direction orthogonal to the vibration transmission direction, and the ultrasonic vibration generated in the vibrator 3 is passed through the rear diaphragm 12, the booster 6, and the front diaphragm 11. Can be efficiently and properly transmitted to the horn 5.

【0024】特に、フロントダイヤフラム11、リヤー
ダイヤフラム12は、金属製の円板に整合孔11a,1
2a、スリット11b,12b、貫通孔11d,12d
を形成した簡単な形状であり、コストダウンを図ること
ができる。
In particular, the front diaphragm 11 and the rear diaphragm 12 are made of metal disks and have matching holes 11a, 1a.
2a, slits 11b and 12b, through holes 11d and 12d
The shape is simple and the cost can be reduced.

【0025】また、フロント外筒8、リヤー外筒9、ナ
ット10、フロントダイヤフラム11、リヤーダイヤフ
ラム12、フロントキャップ13、リヤーキャップ14
からなる支持機構7を装置本体1のホルダー部2で抱え
るように保持したことにより、共振ユニット4を安定に
支持できる。
Further, the front outer cylinder 8, the rear outer cylinder 9, the nut 10, the front diaphragm 11, the rear diaphragm 12, the front cap 13, the rear cap 14
By holding the supporting mechanism 7 composed of the above so as to be held by the holder portion 2 of the apparatus main body 1, the resonance unit 4 can be stably supported.

【0026】また、ブースタ6やホーン5は材料と波長
とで長さが決まる。例えば、ブースタ6をアルミニウ
ム、チタン、鉄で作る場合、同一の共振周波数でも、ブ
ースタ6の長さはアルミニウム>チタン>鉄となるよう
に、それぞれの音響特性により異なるが、この実施形態
では支持機構7がフロント外筒8とリヤー外筒9との雌
ねじ部8aと雄ねじ部9aとによるねじ嵌合で各種のブ
ースタ6に正確に整合するように長さ調整できる。
The lengths of the booster 6 and the horn 5 are determined by the material and the wavelength. For example, when the booster 6 is made of aluminum, titanium, and iron, the length of the booster 6 is different depending on the acoustic characteristics such that aluminum>titanium> iron even at the same resonance frequency, but in this embodiment, the support mechanism is used. The length of 7 can be adjusted so as to be accurately aligned with various boosters 6 by the screw fitting of the female screw portion 8a and the male screw portion 9a of the front outer cylinder 8 and the rear outer cylinder 9.

【0027】また、ホーン5は使用するブースタ6の長
さに応じて接合作用部5aが最大振動振幅点となるよう
に長さを決めるが、ホーン5やブースタ6は1/2波長
の整数倍の長さとなるのが一般的である。そこで、例え
ば、ブースタ6を1/2波長から1波長のものに交換す
るような場合、図示は省略するが、フロント外筒8やリ
ヤー外筒9と略同一の内径及び外径を有するリリーフ外
筒を使用することができる。リリーフ外筒は、外周面の
前半部に有段形成された雄ねじ部をフロント外筒8の雌
ねじ部8aにねじ嵌合すると共に、内周面の後半部に有
段形成された雌ねじ部をリヤー外筒9の雄ねじ部9aに
ねじ嵌合させて、支持機構7の長さを長くすることもで
きる。この場合、リヤー外筒9の雄ねじ部9aに装着さ
れたナット10をリリーフ外筒とでリヤー外筒9にダブ
ルナット掛けするように締結し、リリーフ外筒の雄ねじ
部に装着されたナットをフロント外筒8とでリリーフ外
筒にダブルナット掛けするように締結すれば、前記実施
形態と同様の作用効果がある。
The length of the horn 5 is determined according to the length of the booster 6 used so that the joining action portion 5a becomes the maximum vibration amplitude point. The horn 5 and the booster 6 are integral multiples of 1/2 wavelength. Is generally the length of. Therefore, for example, when the booster 6 is replaced with one having a wavelength of ½ wavelength, although not shown in the drawing, the relief outer portion having substantially the same inner diameter and outer diameter as the front outer casing 8 and the rear outer casing 9 is provided. A tube can be used. In the relief outer cylinder, a male screw portion formed in a step on the front half of the outer peripheral surface is screwed into a female screw portion 8a of the front outer cylinder 8, and a female screw portion formed in a step on the rear half of the inner peripheral surface is formed in the rear. The length of the support mechanism 7 can be increased by thread-fitting into the male screw portion 9a of the outer cylinder 9. In this case, the nut 10 mounted on the male screw portion 9a of the rear outer cylinder 9 is fastened with the relief outer cylinder so that the rear outer cylinder 9 is double-nut-hanged, and the nut mounted on the male screw portion of the relief outer cylinder is attached to the front. If the outer cylinder 8 and the relief outer cylinder are fastened so as to be hooked with a double nut, the same operational effect as that of the above-described embodiment is obtained.

【0028】さらに、前記実施形態では、図1に示すよ
うに、最大振動振幅点f1での振動振幅A1を「1」と
すると、最大振動振幅点f3での振動振幅点A2が1.
25倍、最大振動振幅点f5での振動振幅点A3が1.
875倍となるように、ブースタ6とホーン5との形状
から設定される質量に変化を持たせて、フロントダイヤ
フラム11とリヤーダイヤフラム12とのスリット11
b,12bを6本形成した場合を図示して説明したが、
前記振動振幅点A2の振動振幅を1.5倍、振動振幅点
A3の振動振幅を2倍とするような際には、例えば、フ
ロントダイヤフラム11とリヤーダイヤフラム12のス
リット11b,12bの数を12本とするか、フロント
ダイヤフラム11のスリット11bの数を12本とし、
リヤーダイヤフラム12のスリット12bの数を6本と
すれば、振動の倍率に応じて、フロント外筒8やリヤー
外筒9への超音波振動の伝達を適正に阻止できる。即
ち、フロントダイヤフラム11とリヤーダイヤフラム1
2のスリット11b,12bの数は、ホーン5やブース
タ6の質量による音響特性によって、音や振れを見て、
異音や振れの少ない状態や無い状態を見極めて、増やし
て同数とするか、増やして異なる数にするかを決定す
る。
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 1, when the vibration amplitude A1 at the maximum vibration amplitude point f1 is "1", the vibration amplitude point A2 at the maximum vibration amplitude point f3 is 1.
25 times, the vibration amplitude point A3 at the maximum vibration amplitude point f5 is 1.
The slit 11 formed between the front diaphragm 11 and the rear diaphragm 12 is changed by changing the mass set by the shapes of the booster 6 and the horn 5 so that it becomes 875 times.
Although the case where six b and 12b are formed has been illustrated and described,
When the vibration amplitude of the vibration amplitude point A2 is 1.5 times and the vibration amplitude of the vibration amplitude point A3 is 2 times, for example, the number of slits 11b and 12b of the front diaphragm 11 and the rear diaphragm 12 is 12 times. The number of slits 11b of the front diaphragm 11 is 12 or
If the number of slits 12b of the rear diaphragm 12 is 6, the transmission of ultrasonic vibrations to the front outer cylinder 8 and the rear outer cylinder 9 can be properly prevented according to the vibration magnification. That is, the front diaphragm 11 and the rear diaphragm 1
The number of slits 11b and 12b of 2 is determined by looking at the sound and shake depending on the acoustic characteristics of the horn 5 and the booster 6 due to the mass.
Determine the state with little or no abnormal noise and shake, and decide whether to increase the number to the same number or to increase it to a different number.

【0029】図4は第2実施形態としてのダイヤフラム
21を示している。このダイヤフラム21はフロント外
筒8の収容凹部8b又はリヤー外筒9の収容凹部9bの
内径と略同一の外径で、その中心に整合孔21aを形成
している。整合孔21aはホーン5の整合用突起5b又
はブースタ6の整合用突起6bをがたつかないように挿
入させるように、当該整合用突起5b又は整合用突起6
bの外径と略同一の直径を有している。整合孔21aの
周囲において、ダイヤフラム21の一端面には振動伝達
阻止部である閉環状凹部21bを同心円状に形成してい
る。閉環状凹部21bの深さはダイヤフラム21の板厚
の1/2程度に設定してある。閉環状凹部21bの外側
で、ダイヤフラム21には複数の貫通孔21cをフロン
ト外筒8のねじ孔8c又はリヤー外筒9のねじ孔9cと
対応する位置に形成してある。
FIG. 4 shows a diaphragm 21 as a second embodiment. The diaphragm 21 has an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the accommodation recess 8b of the front outer cylinder 8 or the accommodation recess 9b of the rear outer cylinder 9, and has a matching hole 21a formed in the center thereof. The aligning hole 21a is inserted into the aligning protrusion 5b of the horn 5 or the aligning protrusion 6b of the booster 6 without rattling.
It has a diameter substantially the same as the outer diameter of b. Around the matching hole 21a, a closed annular recess 21b, which is a vibration transmission blocking portion, is formed concentrically on one end surface of the diaphragm 21. The depth of the closed annular recess 21b is set to about 1/2 of the plate thickness of the diaphragm 21. Outside the closed annular recess 21b, a plurality of through holes 21c are formed in the diaphragm 21 at positions corresponding to the screw holes 8c of the front outer cylinder 8 or the screw holes 9c of the rear outer cylinder 9.

【0030】この実施形態のダイヤフラム21はブース
タ6での振動振幅の倍率が小さい時に、フロントダイヤ
フラムとリヤーダイヤフラムとのいずれか一方又は両方
のダイヤフラムとして使用すれば、スリットを省略した
分、低コストにできる。即ち、スリットは歯車の歯切り
を行うように等分配置に加工することが必要であるが、
閉環状凹部21bは旋盤加工で形成できるので、閉環状
凹部21bの方がスリットよりも低コストで加工でき
る。
If the diaphragm 21 of this embodiment is used as either or both of the front diaphragm and the rear diaphragm when the magnification of the vibration amplitude in the booster 6 is small, the slits can be omitted and the cost can be reduced. it can. That is, it is necessary to process the slits into equal parts so as to cut the gear teeth,
Since the closed annular recess 21b can be formed by lathe processing, the closed annular recess 21b can be processed at a lower cost than the slit.

【0031】図5は第3実施形態であって、フロント側
やリヤー側のダイヤフラム22の中心に形成した整合孔
22aに、当該ダイヤフラム22の両側に配置される振
動子3の出力端面に形成した整合用突起3bとブースタ
6の後端面に形成した整合用突起6bとをがたつかない
ように嵌合するか、ブースタ6の前端面に形成した整合
用突起6dとホーン5の後端面に形成した整合突起5b
とをがたつかないように嵌合すれば、位置決め性能を一
段と向上できる。
FIG. 5 shows a third embodiment, in which a matching hole 22a formed in the center of the diaphragm 22 on the front side or the rear side is formed on the output end surface of the vibrator 3 arranged on both sides of the diaphragm 22. The matching projections 3b and the matching projections 6b formed on the rear end surface of the booster 6 are fitted together without rattling, or the matching projections 6d formed on the front end surface of the booster 6 and the rear end surface of the horn 5 are formed. Matching protrusion 5b
Positioning performance can be further improved by fitting them so as not to rattle.

【0032】図6〜7は第4実施形態を示している。こ
の実施形態は、図7に示すように、装置本体31に昇降
動作可能に組付けられたホルダー部32に、振動子3が
結合された共振ユニット33を両支持に装着していて、
装置本体31の前部で前方及び左右に開放する作業空間
34の下部を形成するワーク搭載部31aと、共振ユニ
ット33の中央に有る接合作用部36aとでそれらの間
にワーク35の被接合部分を加圧保持して、振動子3に
発生された超音波振動によりワーク35の重ね合わせ面
間に非溶解接合をもたらすようになっている。
6 to 7 show a fourth embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 7, a holder unit 32 that is assembled to a device main body 31 so as to be able to move up and down has a resonance unit 33 to which a vibrator 3 is coupled attached to both supports.
A work mounting portion 31a that forms a lower part of a work space 34 that is open to the front and left and right at the front of the apparatus main body 31, and a joining action portion 36a at the center of the resonance unit 33. Is held under pressure, and the ultrasonic vibration generated in the vibrator 3 causes non-melt bonding between the overlapping surfaces of the works 35.

【0033】この実施形態の場合、図6に示すように、
共振ユニット33は、フロント外筒8、リヤー外筒9、
ナット10、フロントダイヤフラム11、リヤーダイヤ
フラム12、フロントキャップ13、リヤーキャップ1
4からなる支持機構7に内蔵されたブースタ6が、ホー
ン36の両側に、ねじ孔6aと無頭ボルト17とで同軸
状に結合してあって、双方の支持機構7を前記ホルダー
部32に装着したことで、装置本体31に組付けられて
いる。ホーン36は例えば振動子3から伝達された超音
波振動に共振する最大振動振幅点f13から最大振動振
幅点f17までの1波長の長さを有し、その中央の最大
振動振幅点f15に接合作用部36aを備えている。一
方のブースタ6は振動子3から伝達された超音波振動に
共振する最大振動振幅点f11から最大振動振幅点f1
3までの1/2波長の長さを有していて、振動子3が支
持機構7のリヤーダイヤフラム12を介在させてねじ孔
3a,6cと無頭ボルト18とで同軸状に結合してあ
る。他方のブースタ6は振動子3から伝達された超音波
振動に共振する最大振動振幅点f17から最大振動振幅
点f19までの1/2波長の長さを有している。この他
方のブースタ6を内蔵した支持機構7は一方のブースタ
6を内蔵した支持機構7と左右対称に配置してあって、
当該他方のブースタ6がホーン36に支持機構7のフロ
ントダイヤフラム11を介在して結合されている。
In the case of this embodiment, as shown in FIG.
The resonance unit 33 includes a front outer cylinder 8, a rear outer cylinder 9,
Nut 10, front diaphragm 11, rear diaphragm 12, front cap 13, rear cap 1
The booster 6 built in the support mechanism 7 composed of 4 is coaxially connected to both sides of the horn 36 by the screw hole 6a and the headless bolt 17, and both support mechanisms 7 are attached to the holder portion 32. By being attached, it is assembled to the apparatus main body 31. The horn 36 has a length of one wavelength from the maximum vibration amplitude point f13 to the maximum vibration amplitude point f17 which resonates with the ultrasonic vibration transmitted from the vibrator 3, for example, and is bonded to the central maximum vibration amplitude point f15. The portion 36a is provided. One of the boosters 6 has a maximum vibration amplitude point f11 to a maximum vibration amplitude point f1 that resonates with the ultrasonic vibration transmitted from the vibrator 3.
3, the vibrator 3 is coaxially coupled with the screw holes 3a and 6c and the headless bolt 18 with the rear diaphragm 12 of the support mechanism 7 interposed. . The other booster 6 has a length of ½ wavelength from the maximum vibration amplitude point f17 to the maximum vibration amplitude point f19 that resonates with the ultrasonic vibration transmitted from the vibrator 3. The support mechanism 7 having the other booster 6 built therein is arranged symmetrically with the support mechanism 7 having the one booster 6 built therein,
The other booster 6 is coupled to the horn 36 with the front diaphragm 11 of the support mechanism 7 interposed.

【0034】この実施形態によれば、双方の支持機構7
に内蔵されたブースタ6をホーン36に左右対称となる
ように同軸に結合し、一方のブースタ6に振動子3を結
合して、その振動子3に超音波振動を発生すると、各支
持機構7のフロントダイヤフラム11やリヤーダイヤフ
ラム12のスリット11b,12b(図2参照)がフロ
ントダイヤフラム11やリヤーダイヤフラム12からフ
ロント外筒8やリヤー外筒9への超音波振動の伝達を阻
止して、前記超音波振動をホーン36に効率良く適正に
伝達できて、共振ユニット33が両端支持で撓むことな
くワーク35を適切に接合することができる。
According to this embodiment, both support mechanisms 7
When the booster 6 incorporated in the horn 36 is coaxially coupled to the horn 36 so as to be bilaterally symmetric, and the oscillator 3 is coupled to one booster 6 and ultrasonic vibration is generated in the oscillator 3, each support mechanism 7 The slits 11b and 12b (see FIG. 2) of the front diaphragm 11 and the rear diaphragm 12 of FIG. 2 prevent the transmission of ultrasonic vibrations from the front diaphragm 11 and the rear diaphragm 12 to the front outer cylinder 8 and the rear outer cylinder 9, and The sound wave vibration can be efficiently and properly transmitted to the horn 36, and the work 35 can be appropriately joined without the resonance unit 33 supporting both ends and bending.

【0035】図8は第5実施形態を示し、共振ユニット
40を両支持する構造に特徴がある。即ち、前記第2実
施形態での支持機構7とホルダー部32との機能を併有
する支持機構41を備えている。この支持機構41はホ
ルダー部32が組付けられる装置本体31(図7参照)
の昇降駆動端42にボルト43で取り付けられた基部4
4と、この基部44の両側より下方に向けて曲折形成さ
れたダイヤフラム部45,46とを備えている。各ダイ
ヤフラム部45,46は整合孔45a,46aとそれの
周囲に振動伝達阻止部である複数の縦長な長孔45b,
46bとを整合孔45a,46aを中心とした放射状と
なるように有している。この実施形態の場合、各ダイヤ
フラム部45,46の内部に1波長の長さを有するホー
ン47を配置すると共に、各ダイヤフラム部45,46
の外側にブースタ48,49を配置し、これらのホーン
47とブースタ48,49とを、各ブースタ48,49
の対向する側の端面の中心に形成されたねじ孔48a,
49aとホーン47の両端の中心に形成されたねじ孔4
7a,47bとに無頭ボルト50,51とで同軸状に結
合することにより、各ブースタ48,49のねじ孔48
a,49aまわりに同軸状に突設された整合用突起48
b,49bがダイヤフラム部45,46の整合孔45
a,46aに外接嵌合する一方、ブースタ48,49の
整合用突起48b,49bまわりの端面とホーン47の
両端面とが各ダイヤフラム部45,46に密接すると共
に、ブースタ48,49の整合用突起48b,49bと
ホーン47との間に隙間52,53が形成される。
FIG. 8 shows a fifth embodiment, which is characterized by a structure for supporting the resonance unit 40 on both sides. That is, the support mechanism 41 having the functions of both the support mechanism 7 and the holder 32 in the second embodiment is provided. This support mechanism 41 is a device main body 31 (see FIG. 7) to which the holder part 32 is assembled.
Base 4 attached to the lifting drive end 42 of the
4 and diaphragm portions 45 and 46 that are bent downward from both sides of the base portion 44. Each of the diaphragm portions 45 and 46 includes matching holes 45a and 46a and a plurality of vertically elongated holes 45b which are vibration transmission blocking portions around the matching holes 45a and 46a.
46b so as to be radial around the matching holes 45a and 46a. In the case of this embodiment, a horn 47 having a length of one wavelength is arranged inside each diaphragm portion 45, 46, and each diaphragm portion 45, 46 is arranged.
Boosters 48 and 49 are arranged outside the horn 47, and these horns 47 and boosters 48 and 49 are respectively connected to the boosters 48 and 49.
Of the screw holes 48a formed at the centers of the end faces on the opposite side of
49a and screw hole 4 formed at the center of both ends of horn 47
7a, 47b and headless bolts 50, 51 are coaxially coupled to each other, so that the screw holes 48 of the boosters 48, 49 are connected.
a, 49a A matching projection 48 provided coaxially around the projections
b and 49b are matching holes 45 of the diaphragm portions 45 and 46.
While being externally fitted to the a and 46a, the end faces around the matching protrusions 48b and 49b of the boosters 48 and 49 and both end faces of the horn 47 are in close contact with the diaphragm portions 45 and 46, and the boosters 48 and 49 are aligned. Gaps 52 and 53 are formed between the protrusions 48b and 49b and the horn 47.

【0036】この実施形態によれば、基部44の両端に
ダイヤフラム部45,46を曲折形成した簡単な構造の
支持機構41で共振ユニット40を両支持し、複数の長
孔45b,46bで各ダイヤフラム部45,46から基
部44及び装置本体31の昇降駆動端42への超音波振
動の伝達を阻止することができる。
According to this embodiment, both sides of the resonance unit 40 are supported by the support mechanism 41 having a simple structure in which the diaphragm portions 45 and 46 are bent and formed at both ends of the base portion 44, and the plurality of elongated holes 45b and 46b respectively support each diaphragm. It is possible to prevent the transmission of ultrasonic vibrations from the portions 45 and 46 to the base portion 44 and the lifting drive end 42 of the apparatus body 31.

【0037】図9は第6実施形態であって、前記支持機
構41のダイヤフラム部45,46に相当するダイヤフ
ラム54,55を別体に構成し、各ダイヤフラム部5
4,55を装置本体31の昇降駆動端42に側方よりね
じ56,57で取り付けたことにより、支持機構41の
昇降駆動端42への取り付けを容易にすることができ
る。これらの第5〜第6実施形態では、振動子3の出力
端を振動の始点と見做し、接合作用部47cの両側に同
一形状のブースタ48,49を備えて、接合作用部47
cを中心とした左右の質量バランスが取れているので、
振動のバランスが良好である。
FIG. 9 shows a sixth embodiment, in which diaphragms 54 and 55 corresponding to the diaphragm parts 45 and 46 of the support mechanism 41 are formed separately and each diaphragm part 5 is formed.
By attaching 4, 55 to the elevation drive end 42 of the apparatus main body 31 from the side with screws 56, 57, the attachment of the support mechanism 41 to the elevation drive end 42 can be facilitated. In these fifth to sixth embodiments, the output end of the vibrator 3 is regarded as the starting point of vibration, and boosters 48 and 49 of the same shape are provided on both sides of the joining action portion 47c, and the joining action portion 47c is provided.
Since the left and right mass balance centering on c is balanced,
Good balance of vibration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1実施形態を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment.

【図2】 同実施形態を示す分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the same embodiment.

【図3】 同実施形態の超音波接合装置を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing the ultrasonic bonding apparatus of the same embodiment.

【図4】 第2実施形態のダイヤフラムを示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a diaphragm according to a second embodiment.

【図5】 第3実施形態の結合状態を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a combined state of the third embodiment.

【図6】 第4実施形態を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a fourth embodiment.

【図7】 同実施形態の超音波接合装置を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing the ultrasonic bonding apparatus of the same embodiment.

【図8】 第5実施形態を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing a fifth embodiment.

【図9】 第6実施形態を示す断面図。FIG. 9 is a sectional view showing a sixth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,31 装置本体、2,32 ホルダー部、3 振動
子 4,33,40 共振ユニット、5 ホーン、6,4
8,49 ブースタ 7,41 支持機構、8 フロント外筒、9 リヤー外
筒 11 フロントダイヤフラム、12 リヤーダイヤフラ
ム 21,22,54,55 ダイヤフラム、45,46
ダイヤフラム部。
1,31 Device body, 2,32 Holder part, 3 Transducer 4,33,40 Resonant unit, 5 Horn, 6,4
8,49 Booster 7,41 Support mechanism, 8 Front outer cylinder, 9 Rear outer cylinder 11 Front diaphragm, 12 Rear diaphragm 21,22,54,55 Diaphragm, 45,46
Diaphragm part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動子が発生した超音波振動に共振する
共振ユニットで複数のワークの互いに重ね合わされた被
接合部分を接合する超音波接合装置であって、前記共振
ユニットを接合作用部を有するホーンとブースタとで構
成し、この共振ユニットをホーンとブースタとの継目に
介在させたダイヤフラムを介して装置本体のホルダー部
に支持する一方、前記ダイヤフラムにスリットや閉環状
凹部又は長孔等の振動伝達阻止部を形成し、この振動伝
達阻止部により共振ユニットからダイヤフラムを経由し
てホルダー部への超音波振動の伝達を阻止するように形
成したことを特徴とする超音波接合装置。
1. An ultrasonic joining apparatus for joining a plurality of workpieces to be joined, which are superposed on each other, by a resonance unit that resonates with ultrasonic vibration generated by a vibrator, the resonance unit having a joining action portion. The resonance unit is composed of a horn and a booster, and the resonance unit is supported by the holder part of the main body of the device through a diaphragm interposed at the joint between the horn and the booster, while the diaphragm vibrates due to a slit, a closed annular recess or an elongated hole. An ultrasonic joining device, wherein a transmission blocking portion is formed, and the vibration transmission blocking portion is formed so as to block the transmission of ultrasonic vibration from the resonance unit to the holder portion via the diaphragm.
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