WO2020213078A1 - 処理装置 - Google Patents

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WO2020213078A1
WO2020213078A1 PCT/JP2019/016405 JP2019016405W WO2020213078A1 WO 2020213078 A1 WO2020213078 A1 WO 2020213078A1 JP 2019016405 W JP2019016405 W JP 2019016405W WO 2020213078 A1 WO2020213078 A1 WO 2020213078A1
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WO
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resonator
supports
joints
processed
support
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Application number
PCT/JP2019/016405
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English (en)
French (fr)
Inventor
中居　誠也
Original Assignee
株式会社アドウェルズ
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/20—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in a single direction, e.g. roofing or other parallel fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material

Definitions

  • the present invention relates to a processing apparatus that applies ultrasonic vibration to an object to be processed to perform a predetermined process such as impregnation or joining.
  • processing such as bonding between one resonator and one support is performed. It is common to ultrasonically bond while sandwiching the object to be processed.
  • a plurality of supports are arranged so as to face a plurality of tip portions formed in one resonator, and each tip portion and each support of the resonator are arranged. It has also been proposed to sandwich an object to be bonded between each body and ultrasonically bond it to improve productivity. Further, by applying such a configuration to the above-mentioned impregnation, it is conceivable to improve the productivity in impregnation.
  • each tip of the resonator and each support can be used. Since only the same pressure can be applied to the object to be processed, the parallelism and thickness of the object to be processed are parallel to each object to be processed at the sandwiching portion where the object to be processed is sandwiched between each tip of the resonator and each support. If they are different, ultrasonic vibration will be applied in a state where the pressing force according to the difference in parallelism and thickness cannot be applied, and the finish such as impregnation and bonding will vary depending on the difference in parallelism and thickness. There is a problem that it occurs.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and even if there are variations in parallelism and thickness of the objects to be processed, the variations are met with respect to different parts of the objects to be processed.
  • the purpose is to apply ultrasonic waves while applying a pressing force and controlling the position to perform a predetermined process so that a uniform finish can be obtained.
  • the processing apparatus includes a plurality of supports, a resonator that vibrates ultrasonically, and a resonator in the processing apparatus that applies ultrasonic vibration to the object to be processed to perform a predetermined process.
  • Each of the supports is individually moved in the direction of approaching / separating from the resonator to control the position, and a pressing force is individually applied to each of the supports in the direction toward the resonator.
  • the pressurizing means includes the pressurizing means, and the pressurizing means presses and / or presses the processed object by each of the supports with the processed object sandwiched between each of the supports and the resonator.
  • each of the supports is controlled for each sandwiched portion, and the resonator applies ultrasonic vibration to the object to be processed in a state where the pressing force is applied and / or the position is controlled by the pressurizing means. It is characterized by that.
  • the object to be processed is sandwiched between each support and the resonator.
  • the pressure applied in the direction toward the resonator and the position of each support are individually controlled, and the pressure applied to the object to be processed sandwiched between each support and the resonator is controlled for each sandwiched portion.
  • a pressing force is applied to the sandwiched portion of the object to be processed having different parallelism and thickness variation, and / or of each support. It is possible to apply ultrasonic waves to perform a predetermined process while controlling the position.
  • the object to be treated is a long one in which a band-shaped unidirectional reinforcing fiber bundle and a resin sheet are overlapped with each other, and the object to be processed is sandwiched between each of the supports and the resonator. It is preferable that the resin of the resin sheet melted by ultrasonic vibration by the resonator in the direction orthogonal to the one is impregnated in the unidirectional reinforcing fiber bundle.
  • the pressure is individually applied by the plurality of supports and / or the plurality of supports.
  • By individually controlling the position it is possible to apply a pressing force and / or position control according to the variation in the processing target having variations in parallelism and thickness.
  • the resin can be uniformly impregnated in the width direction of the directional reinforcing fiber bundle.
  • the object to be processed is composed of a plurality of sets of joints in which at least two joints joined to each other are one set, and each of the supports and the resonator in each set. While the joints to be joined to each other are sandwiched, a pressing force applied by the pressurizing means is applied to the joints to be joined to each other in each set via each of the supports.
  • the joints of the respective sets may be joined to each other by ultrasonic vibration by the resonator in a direction parallel to the object to be processed.
  • the object to be processed is composed of a plurality of sets of joints in which at least two joints joined to each other are one set, and each of the supports and the resonator in each set. While the joints to be joined to each other are sandwiched, a pressing force applied by the pressurizing means is applied to the joints to be joined to each other in each set via each of the supports.
  • the joints of the respective sets may be joined to each other by ultrasonic vibration by the resonator in a direction orthogonal to the object to be processed.
  • the pressurizing means sequentially stops the application and / or position control of the pressing force by each of the supports from the one in which the joining is completed among the joinings of each set, and resonates the support. It is good to keep it away from the vessel. By doing so, it is possible to prevent an extra pressing force from being applied to the joined product after joining, and it is possible to prevent the finished condition of the joint from being deteriorated.
  • a plurality of joints are provided at positions of the resonator facing each of the supports, and the joints of each set are sandwiched between each of the joints and each of the supports. It is good to join them together.
  • ultrasonic vibration is applied and the joints are joined with the joints sandwiched between each joint of the resonator and each support.
  • the plurality of joints are provided on different surfaces of the resonator, and by changing the surfaces of the resonator, the plurality of joints are used for bonding.
  • the plurality of joints are used for bonding.
  • the pressing force applied to the object to be processed sandwiched between each support and the resonator is controlled for each sandwiched portion, even if the object to be processed has variations in parallelism and thickness.
  • the variation in parallelism and thickness varies with respect to the sandwiched portion of the object to be processed. It is possible to perform a predetermined process by applying ultrasonic waves while applying a pressing force according to the pressure and / or controlling the position of each support, and it is possible to achieve a high-quality finish.
  • FIG. 6 is an operation explanatory diagram of FIG.
  • FIG. 6 is an operation explanatory diagram of FIG. It is operation explanatory drawing of the modification of FIG.
  • the impregnation device 1 applies ultrasonic vibration in the Z direction (FIG. 1) to the unidirectional reinforcing fiber bundle B in which the three supports 2 and the resin sheet as the object to be treated are stacked.
  • a head portion 3 having a resonator 31 as a vibrating means to be applied, a driving means 4 for driving the resonator 31 supported by the supporting means 33 and reciprocating in the Z direction which is the vertical direction, and a unidirectional reinforcing fiber bundle.
  • a supply means (not shown) for supplying between each support 2 and the head portion 3 in a state where a resin sheet is superposed on B, and a control device (not shown) for controlling each part of the impregnation device 1 are provided.
  • the unidirectional reinforcing fiber bundle B is formed by bundling a large number of filaments made of reinforcing fibers such as carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers.
  • the impregnation device 1 sandwiches the unidirectional reinforcing fiber bundle B on which the resin sheet is superimposed between the plurality of supports 2 and the resonator 31 that vibrates ultrasonically in the Z direction orthogonal to the supports 2.
  • the unidirectional reinforcing fiber bundle B is moved in the Y direction, which is the longitudinal direction thereof, and while the unidirectional reinforcing fiber bundle B is moving, the resonator 31 moves the unidirectional reinforcing fiber bundle B in the vertical direction (Z) with respect to the unidirectional reinforcing fiber bundle B.
  • the resin sheet superimposed on the unidirectional reinforcing fiber bundle B is melted, and the resin of the melted resin sheet is impregnated into the unidirectional reinforcing fiber bundle B.
  • the three supports 2 are arranged below the horn 35 so as to sandwich the unidirectional reinforcing fiber bundle B with the horn 35 included in the head portion 3, and each support
  • the overall width in the X direction (FIG. 1) in which 2 are arranged side by side and the width of the horn 35 are set to be substantially the same. In other words, it is equivalent to a block body having a width substantially the same as the width in the X direction of the horn 35 being divided into three in the X direction to form three supports 2.
  • the width of the horn 35 does not have to be the same as the total width of each support 2 as described above, and may be larger or smaller than the total width of each support 2.
  • each support 2 is attached in parallel to the fixing member 21 which is fixedly provided so as not to move, the three L-shaped mounting frames 22 attached to the lower part of the fixing member 21, and the fixing member 21.
  • a connecting member 25 that connects 2 and a motor 26 such as three stepping motors mounted on the lower surface of the mounting frame 22 and a motor 26 that is connected to the rotation shaft of each motor 26 and rotates in conjunction with each motor 26 3
  • a motor 26 such as three stepping motors mounted on the lower surface of the mounting frame 22 and a motor 26 that is connected to the rotation shaft of each motor 26 and rotates in conjunction with each motor 26 3
  • One ball screw 27, three moving members 28 which are screwed into each ball screw 27 and move up and down by the rotation of the ball screw 27, and as a pressurizing means arranged on the upper surface of each moving member 28, respectively.
  • a load cell LC for detecting a load on the support 2 by the air cylinder 29 provided between each of the three air cylinders 29 and each of the air cylinders 29 and each of the supports 2 is provided, and each of these load cell LCs is provided. The detected load is fed back to a control device (not shown), and the load on the support 2 by the air cylinder 29 is controlled to
  • FIG. 2 a unidirectional reinforcing fiber bundle B in which a resin sheet to be treated is laminated on the support 2 is placed on the support 2, but is not in contact with the horn 35.
  • the ball screw 27 is rotated by the motor 26 to move the support 2 upward and the unidirectional reinforcing fiber bundle B comes into contact with the lower surface of the horn 35 as shown in FIG. 3 (a), FIG. 3 (b)
  • the air cylinder 29 begins to bend and the detection load on the support 2 by the load cell LC rapidly increases, the contact of the unidirectional reinforcing fiber bundle B with the lower surface of the horn 35 is detected.
  • the air cylinder 29 is controlled by the control device so that the load on the support 2 becomes a predetermined load, and the unidirectional reinforcement sandwiched between the support 2 and the horn 35 is strengthened.
  • the fiber bundle B is pressurized.
  • the operation when one ball screw 27 is rotated by the rotation of the motor 26 is as follows. Due to the rotation of the ball screw 27, the moving member 28, the air cylinder 29, the support 2, the connecting member 25 and the guide member 24 are integrally moved upward along the guide rail 23, and at this time, the horn 35 is moved by the driving means 4.
  • the relative positions of the horn 35 and each support 2 are adjusted so as to move downward and sandwich the unidirectional reinforcing fiber bundle B on which the resin sheets are stacked between the support 2 and the horn 35.
  • the positions of the other supports 2 are adjusted in the same manner. For example, the support 2 is moved from the state of the alternate long and short dash line in FIG.
  • a predetermined resonance frequency is applied to the unidirectional reinforcing fiber bundle B on which the resin sheets are stacked by the horn 35.
  • the ultrasonic vibration in the vertical direction (Z direction) is applied, and the resin sheet is heated and melted by the frictional heat generated by the ultrasonic vibration, and the resin of the melted resin sheet is impregnated in the unidirectional reinforcing fiber bundle B.
  • the head portion 3 includes an oscillator 32 connected to one end of the resonator 31 and a support means 33 for supporting the resonator 31.
  • the resonator 31 resonates with the ultrasonic vibration generated by the vibrator 32 under the control of the above-mentioned control device (not shown) and ultrasonically vibrates in the direction of the central axis (Z direction), and is a booster.
  • a 34 and a horn 35 are provided, and the other end of the booster 34 and one end of the horn 35 are connected by a headless screw so that their central axes are coaxial with each other. Then, the vibrator 32 ultrasonically vibrates the resonator 31, so that the ultrasonic vibration is applied to the one-way reinforcing fiber bundle B sandwiched between each support 2 and the resonator 31.
  • the booster 34 is formed to have a length of one wavelength of the resonance frequency so that the substantially center position in the Z direction in FIG. 1 and the positions at both ends thereof are the maximum amplitude points, and the booster 34 is formed in the Z direction. Two positions separated by 1/4 wavelength from each maximum amplitude point correspond to the first and second minimum amplitude points of the booster 34, respectively. Further, the booster 34 has a columnar cross-sectional shape. An oscillator 32 is connected to one end of the booster 34 by a headless screw so as to be coaxial with the central axis of the booster 34.
  • gripped portions are formed on the outer peripheral surfaces of the booster 34 at positions corresponding to the first and second minimum amplitude points, respectively, and these gripped portions are located at positions corresponding to the first and second minimum amplitude points.
  • the booster 34 of the resonator 31 is supported by the support means 33 by engaging the grip portion of the support means 33 with the groove of the gripped portion, which is composed of a concave groove formed along the circumferential direction of the outer peripheral surface.
  • the gripped portion is formed so that the cross-sectional shape substantially orthogonal to the central axis of the booster 34 is, for example, an octagonal shape.
  • the cross-sectional shape may be formed into a circular shape or another polygonal shape.
  • the horn 35 has a planar pressing surface that presses the unidirectional reinforcing fiber bundle B in the vertical direction (Z direction) orthogonal to each support 2, and resonates with the vibration of the vibrator 32 to vibrate ultrasonically.
  • the ultrasonic vibration is applied to the unidirectional reinforcing fiber bundle B from the pressing surface.
  • the horn 35 is formed, for example, to have a length of half a wavelength of the resonance frequency so that the positions at both ends thereof in the Z direction in FIG. 1 are the maximum amplitude points. At this time, the position substantially at the center of the horn 35 in the Z direction corresponds to the third minimum amplitude point.
  • the horn 35 is formed in a rectangular parallelepiped shape, but the shape of the horn 35 is not necessarily limited to the rectangular parallelepiped shape.
  • the resonator 31 is configured such that its resonance frequency is about 15 kHz to about 60 kHz and its vibration amplitude (amplitude of expansion and contraction in the Z direction) is about 2 ⁇ m to about 300 ⁇ m.
  • the ultrasonic vibration in the vertical direction (Z direction) is applied to the unidirectional reinforcing fiber bundle B from the pressing surface of the horn 35. Will be done.
  • the support means 33 includes a base portion 36 and a clamp means 37, and supports the resonator 31 by gripping the gripped portion of the booster 34 with the clamp means 37, and the base portion 36 has a ball of the drive means 4.
  • a screw hole to be screwed into the screw 42 is formed in the Z direction.
  • the clamping means 37 is provided at two positions of the base 36 corresponding to each of the two gripped portions formed on the booster 34, and the first and second clamp means for sandwiching the gripped portion of the booster 34, respectively. It is equipped with a member.
  • the first and second members of the clamp means 37 are each provided with recesses having a shape that can be engaged with a cross-sectional shape such as an octagon of the gripped portion.
  • the first and second clamp means 37 supported by the base 36 in the concave groove forming the gripped portion so as to narrow the gripped portion of the booster 34 in the recesses of the first and second members.
  • the members are fitted and inserted, and the first and second members are fixed with bolts, so that the gripped portion of the booster 34 is gripped by the clamping means 37.
  • the configuration of the supporting means 33 that supports the resonator 31 is not limited to the clamping means 37 that is fixed by bolts while gripping (clamping) the gripped portion formed on the booster 34, as described above. Any structure can be used as long as it can support the gripped portion of the booster 34, such as a mechanical clamp mechanism configured to be electrically controllable and a clamp mechanism that can be attached with one touch.
  • the position of the gripped portion formed on the resonator 31 is not limited to the minimum amplitude point, and the gripped portion may be formed at an arbitrary position of the resonator 31.
  • the configuration of the gripped portion is not limited to a configuration in which a concave groove is formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the resonator 31, for example, a convex shape along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the resonator 31.
  • the gripped portion may be formed in any shape as long as it can be gripped by the supporting means 33, such as a structure in which a flange is formed. Further, the gripped portion may be supported by the supporting means 33 via an elastic member such as an O-ring or a diaphragm.
  • the drive means 4 drives the resonator 31 supported by the support means 33 so that the pressing surface of the horn 35 faces each support 2, in the Z direction in FIG. 1, and is close to or each of the supports 2. It is separated from the support 2 and includes a drive motor 41 and a ball screw 42. Further, a guide 43 is connected to a support column (not shown) erected on a gantry (not shown), and the drive means 4 is connected to the support column and the guide 43 via a frame 44.
  • the drive means 4 adjusts the drive torque of the drive motor 41 based on the control by the control device so that the resonator 31 supported by the support means 33 at a predetermined pressure is brought close to each support 2. It is configured to be possible. Further, a linear encoder (not shown) is provided on the support column, whereby the height of the head portion 3 in the Z direction is detected, and the drive motor 41 is controlled by the control device based on the detection signal of the linear encoder. As a result, the height position of the head portion 3 is adjusted.
  • the direction of the central axis of the resonator 31 is substantially the same as the direction of the screw hole formed in the base portion 36, that is, the direction of the central axis of the resonator 31 and the moving direction (Z direction) of the resonator 31 by the driving means 4.
  • the resonator 31 is supported by the support means 33 so that the horns 35 face each support 2. Therefore, when the base portion 36 is moved downward by the driving means 4, the resonator 31 (horn 35) is driven in the Z direction and integrally approaches each support 2, thereby causing the horn 35 and each support 2.
  • a unidirectional reinforcing fiber bundle B on which a resin sheet is stacked is sandwiched between the two.
  • the unidirectional reinforcing fiber bundle B is opened in a strip shape, and is supplied in the direction of the black arrow in FIG. 2 by a supply means including a supply roller, a drawer roller, a tension adjusting roller, and a storage roller. Moved as soon as it is done. Specifically, the unidirectional reinforcing fiber bundle B is pulled out from the supply roller by being nipated by the driving roller constituting the drawing roller and the driven roller corresponding thereto, and the unidirectional reinforcing fiber bundle in the opened state is pulled out. A resin sheet (not shown) is further superposed on B, and is supplied and sandwiched between the horn 35 and each support 2.
  • the resin-impregnated unidirectional reinforcing fiber bundle B is nipled by a driving roller constituting a tension adjusting roller arranged downstream of the head portion 3 and a driven roller following the driving roller. It is moved while the tension is adjusted.
  • the resin sheets S are superposed on the unidirectional reinforcing fiber bundles B having the various thicknesses from above and below, and are added by the supports 2 in a state of being sandwiched between each of the supports 2 and the horn 35.
  • a strong pressing force is applied to the sandwiched portions at both ends where the thickness of the unidirectional reinforcing fiber bundle B on which the resin sheet S is stacked is thin, and to the other sandwiched portions (hatched portions in FIG. 4) which are thick.
  • a weak pressing force is applied. That is, each air cylinder 29 is controlled by the control device so that a stronger pressing force is applied to the supports 2 on both sides and a weaker pressing force is applied to the support 2 in the middle.
  • each support so that the displacement of each support 2 falls within a predetermined allowable range. The position control of 2 may be performed.
  • the pressing force is individually controlled for each sandwiched portion between each of the supports 2 and the horn 35, and even if there are variations in parallelism and thickness for each sandwiched portion of the unidirectional reinforcing fiber bundle B,
  • the pressing force of each support 2 it is possible to apply the pressing force according to the variation to different parts of the unidirectional reinforcing fiber bundle B in which these variations exist, and ultrasonic vibration is applied.
  • the resin of the molten resin sheet uniformly (uniformly) enters the inside of the unidirectional reinforcing fiber bundle B and impregnates with high quality. Will be possible.
  • the position of each support 2 may be controlled individually.
  • the pressing force of each support 2 is individually applied according to the variation in parallelism and thickness for each sandwiched portion of the unidirectional reinforcing fiber bundle B by each support 2 and the horn 35.
  • a pressing force according to the variation to different parts of the unidirectional reinforcing fiber bundle B in which these variations exist, and by applying ultrasonic vibration in this state, melting is performed.
  • the resin of the resin sheet can easily enter the inside of the unidirectional reinforcing fiber bundle B uniformly, and the resin can be uniformly impregnated in the width direction of the unidirectional reinforcing fiber bundle B.
  • FIGS. 6 to 10 the joining device according to the second embodiment of the processing device according to the present invention joins two sets of two joining objects to be processed at the same time, and the basic configuration of the device is almost the same as that of the first embodiment described above.
  • the points different from the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIGS. 5 to 8 the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 indicate the same or equivalent.
  • the joining device 11 includes a horn 35a that is longer in the Y direction (see FIG. 1) than one horn 35, and two supports 2a and 2b having the same shape, and the horn 35a.
  • the vibrator 32 is generated in a state where the two processing objects B1 and B2 are in contact with each other and the two processing objects B1 and B2 are sandwiched between the joint portions 35a1 and 35a2 and the supports 2a and 2b, respectively.
  • the resonator 31 resonates with the ultrasonic vibration, and the horn 35a applies ultrasonic vibration to the processing objects B1 and B2 in the Y direction, which is the longitudinal direction of the processing objects B1 and B2.
  • two joints 35a3 and 35a4 are also provided on the upper surface of the horn 35a as well as the joints 35a1 and 35a2, and the joints 35a1 on the lower surface side.
  • the joint portions 35a3 and 35a4 on the upper surface side of FIGS. 6 and 7 can be used.
  • the horn 35a may be long in the X direction, and the joint portions 35a1, 35a2, 35a3, 35a4 may be arranged in either the Y direction or the X direction.
  • one of the processing objects B1 and B2 of the processing object B2 has two types of joints B2a and B2b that are long in the Y direction and are joined at the joints as shown in FIG.
  • the other object to be processed B1 is also formed by joining two types of long joints B1a and B1b in the Y direction at the end portions, which is shown in FIG. 9A.
  • the thickness of the joint portion where the joints B1a and B1b are overlapped is thicker by ⁇ A than the thickness of the joint portion where the joints B2a and B2b are overlapped.
  • the two supports 2a and 2b sandwich the objects to be processed B1 and B2 between the joint portions 35a1 and 35a2 on the lower surface of the horn 35a, respectively, and support in the first embodiment, respectively.
  • the fixing member 21 included in the body 2, the mounting frame 22, the vertical guide rail 23, the pair of guide members 24, the connecting member 25, the motor 26 such as a stepping motor, and the motor 26 rotate in conjunction with each other. It includes three ball screws 27, a moving member 28 that moves up and down by the rotation of the ball screw 27, and the same as the air cylinder 29.
  • the horn 35a may be long in the X direction, and the joint portions 35a1, 35a2, 35a3, 35a4 may be arranged in either the Y direction or the X direction.
  • the rotation of the ball screw 27 causes the moving member 28, the air cylinder 29, the support 2, the connecting member 25, and the guide member 24 to move upward along the guide rail 23, and as shown in FIG. 7, the object to be processed B1 B1a, B1b and the joints B2a, B2b of the object to be processed B2 are placed on the supports 2a, 2b, respectively, so that the joints of the joints B1a, B1b and the joints B2a, B2b of the object B2 overlap. Then, the joints B1a and B1b of the object to be processed B1 and the horn 35 are brought close to each other, and as shown in FIG.
  • the initial positions of the supports 2a and 2b shown in FIG. 7 are stored in advance as initial position information in the memory of the control device and the like, and the rotation of the ball screw 27 by the motor 26 causes the supports 2a and 2b to rotate. Is moved upward to set the initial position, and then both supports 2a and 2b are further moved upward, and as shown in FIG. 8A, the joints B1a and B1b and the joints B2a and B2b are joined 35a1. When it comes into contact with the lower surface of the 35a2, the air cylinder 29 begins to bend as shown in FIG. 8B and is detected by the load cell LC provided between the air cylinder 29 and the supports 2a and 2b, respectively.
  • the air cylinder 29 is controlled by the control device and the load on both supports 2a and 2b is applied.
  • the horn 35a is controlled so as to have a predetermined load, and the joints B1a and B1b and the joints B2a and B2b sandwiched between the supports 2a and 2b and the joints 35a1 and 35a2 of the horn 35a are pressurized. As a result, ultrasonic vibration in the horizontal direction (Y direction in FIG.
  • the positions of the lower surfaces of both supports 2a and 2b in the vertical direction (Z direction) at the initial positions before the start of joining are such that the joints B1a and B1b of the object to be processed B1 are overlapped as shown in FIG. 9A.
  • ⁇ A and ⁇ H Joined in a state of being deviated by a distance ⁇ H corresponding to the difference between the thickness of the joint portion where the joints B1a and B1b of the object to be treated B1 are overlapped and the thickness of the joint portion where the joints B2a and B2b of the object B2 are overlapped. Is completed.
  • the magnitudes of ⁇ A and ⁇ H may be the same or different.
  • 10 shows the relationship between the displacement from the contact position where the joints 35a1 and 35a2 are in contact with the lower surface of the joints 35a1 and 35a2 and the elapsed time until the end of the joint.
  • the displacement on the vertical axis in FIG. 10 represents the distance to the upper surfaces of both supports 2a and 2b when the lower surface of the horn 35a is set as the reference (zero) position, and the horizontal axis represents the elapsed time until the end of joining. Represents.
  • the joint portion of the two joints B2a and B2b of the object to be processed B2 is thinner, and the joint start position of the support 2b is closer to the horn 35a than the joint start position of the support 2a.
  • the displacement of the support 2b at time 0 is smaller than that of the support 2a by the difference ⁇ A in the thickness of the joint.
  • ultrasonic vibration is applied to both supports 2a and 2b at the respective joining start positions while applying pressure individually. Since the ultrasonic energy required to obtain the same bonding strength is smaller when the thickness is thin, the time from the start of ultrasonic bonding to the end of bonding is that of the thin object B2 to be processed. Is shorter than the thick object to be processed B1.
  • the amount of displacement of each of the supports 2a and 2b that move from the start to the end of ultrasonic bonding that is, the amount of change in displacement from the start to the end of bonding on the vertical axis, is smaller for the thin object B2 to be processed. Therefore, the difference in displacement between the two supports 2a and 2b at the end of bonding is ⁇ H as shown in FIG. 9B.
  • the air cylinder 29 adds the bonding to the support 2b even if the bonding by the support 2a is continuing.
  • the application of pressure is stopped, and conversely, the air cylinder 29 starts the downward movement of the support 2b to separate the support 2b from the horn 35a.
  • the position control is performed instead of the application of the pressing force, the position control of the support 2b whose joining is completed first is stopped.
  • the joints B1a, B1b, Ba, and B2b of the objects to be treated B1 and B2 are preferably metals such as Cu, Al, Au, Ni, Sn, Fe, SUS, Cr, Mg, and Ag, and are of the same type. It is possible to join different kinds of metals, not limited to joining the metals of the above.
  • the variation can be obtained with respect to the different portion of the processing object in which the variation exists. It is possible to join by applying a corresponding pressing force, and the two objects to be processed B1 and B2 can be joined to the same joining strength by one joining operation.
  • At least one of the two objects to be processed B1 and B2 may join three or more bonded objects, and in this case as well, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. Can be done.
  • the above-mentioned joining device 11 is also used when the object to be processed is two cables and the copper wires which are the core wires of the two cables are joined to each other. Can be done.
  • one processing object B3 is the core wire B3a, B3b of the two cables
  • the other processing object B4 is the core wire B4a, B4b of the two cables
  • the core wire B3a is thicker than the core wires B4a and B4b
  • both supports 2a are used to join the core wires B3a and B3b and the core wires B4a and B4b of cables having core wires having different thicknesses.
  • 2b and the joints 35a1 and 35a2 of the horn 35a are processed into uneven surfaces having a large number of triangular or trapezoidal cross-sections, respectively, and both supports 2a and 2b and the horn 35a having these uneven surfaces.
  • the core wires B3a and B3b and the core wires B4a and B4b are sandwiched between the joints 35a and 35a2, respectively, and ultrasonic vibration is applied while the pressure is individually applied by both supports 2a and 2b. May be applied to join the core wires B3a and B3b to each other and the core wires B4a and B4b to each other.
  • the joining device 11 of the second embodiment can be applied to welding, which is a kind of joining, and the object to be treated is heat such as polyethylene (PE), polyimide (PI), and polyethylene terephthalate (PET).
  • the resins can be welded to each other by the joining device 11 described above.
  • the first set may join the metals and the second set may weld the resins together.
  • the number of supports may be set to 3 or more, and one resonator may process three or more sets of objects to be processed at the same time.
  • one joint portion is provided so as to project from one surface of the horn 35a, and the joint surface or the joint region in which the one joint portion sandwiches the object to be processed between the plurality of supports is provided. You may have more than one. Further, one or more joints may be provided on each surface of the horn 35a.
  • the joint portion provided on the horn 35a may be recessed without protruding.
  • the object to be processed may be a short object instead of a long object as shown in FIG.
  • the above-mentioned pressurizing means is not limited to the above-mentioned air cylinder 29, and if a pressing force can be individually applied to each of the supports 2, 2a and 2b, a well-known actuator such as a linear motor or a cylinder may be used. , The pressurizing means may be configured in any way.
  • a plurality of horns may be attached to the horns 35a instead of the joints 35a1 and 35a2, and one resonator may be formed by these horns.
  • the second embodiment may be used. The same effect as can be obtained.
  • the present invention can be widely applied to an impregnation device, a joining device (including a welding device), and an apparatus for performing a predetermined treatment by applying ultrasonic vibration to a treatment object.
  • Impregnation device processing device 2,2a, 2b ... Support 11 ... Joining device (processing device) 29 ... Air cylinder (pressurizing means) 31 ... Resonator B ... One-way reinforcing fiber bundle (object to be processed) B1, B2, B3, B4 ... Object to be processed

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Abstract

処理対象物に平行度や厚みのばらつきがあっても、これらのばらつきが存在する処理対象物の異なる部分に対して当該ばらつきに応じた加圧力の付加や位置制御を行い超音波を印加して所定の処理を行い、均質な仕上がりが得られるようにする。　各支持体２と共振器のホーン３５との間に、処理対象物である開繊された一方向強化繊維束Ｂが挟持された状態で、共振器のホーン３５に向かう方向への加圧力を個別に付加し、各支持体２それぞれと共振器のホーン３５との間に挟持された一方向強化繊維束Ｂに対する加圧力を、挟持部分ごとに制御しつつ共振器により一方向強化繊維束Ｂに超音波振動を与える。

Description

処理装置
　この発明は、処理対象物に超音波振動を与えて含浸や接合などの所定の処理を行う処理装置に関する。
　従来、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維を多数束状にした一方向繊維束を所定幅の帯状に開繊して樹脂を含浸させる場合に、超音波振動を与えて樹脂を溶融して含浸することが行われている。
　この場合、超音波振動子に接続されて共振する共振器と、該共振器に対向して配置された支持体との間に、開繊された一方向繊維束および樹脂シートを重ね合せた状態で挟持し、超音波振動により樹脂シートの樹脂を溶融して一方向繊維束に含浸させる構成であり、１つの共振器と１つの支持体とで挟持するものである。
　また、超音波振動により例えば金属や樹脂などを接合するほか、含浸や接合以外のその他の所定の処理を行う場合にも、１つの共振器と１つの支持体との間に接合等の処理を行うべき処理対象物を挟持した状態で超音波接合することが一般的である。
　一方、例えば特許文献１に記載のように、１つの共振器に形成された複数の先端部に対向するように複数の支持体（アンビル）を配置し、共振器の各先端部それぞれと各支持体それぞれとの間に接合対象物を挟持して超音波接合し、生産性に向上を図るようにすることも提案されている。また、このような構成を上記した含浸にも適用することにより、含浸における生産性の向上を図ることも考えられる。
特開２０１７－１３４６５号公報（段落００６３、図１０参照）
　しかしながら、特許文献１に記載のものでは、複数の処理対象物を一度に接合したり含浸したりして生産性を向上できるという利点があるものの、共振器の各先端部それぞれと各支持体それぞれとの間において処理対象物に同じ加圧力しか加えることができないため、処理対象物を共振器の各先端部と各支持体とにより挟持する挟持部分において、各々の処理対象物に平行度や厚みが異なる場合には、これら平行度や厚みの違い応じた加圧力を加えることができない状態で超音波振動を印加することになり、平行度や厚みの違いによって含浸や接合等の仕上がりにばらつきが生じるという問題がある。
　この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、処理対象物に平行度や厚みのばらつきがあっても、これらのばらつきが存在する処理対象物の異なる部分に対して当該ばらつきに応じた加圧力の付加や位置制御を行いつつ超音波を印加して所定の処理を行い、均質な仕上がりが得られるようにすることを目的とする。
　上記した目的を達成するために、本発明に係る処理装置は、処理対象物に超音波振動を与えて所定の処理を行う処理装置において、複数の支持体と、超音波振動する共振器と、前記各支持体それぞれを前記共振器に接近・離間する方向に個別に移動させて位置制御するとともに、前記各支持体それぞれに対して前記共振器に向かう方向への加圧力を個別に付加する加圧手段とを備え、前記加圧手段は、前記各支持体それぞれと前記共振器との間に前記処理対象物を挟持した状態で、前記各支持体による前記処理対象物に対する加圧力および／または前記各支持体の位置を挟持部分ごとに制御するものであり、前記加圧手段により加圧力が付加および／または位置制御された状態で、前記共振器により前記処理対象物に超音波振動を与えることを特徴としている。
　このような構成によれば、加圧手段により、各支持体の加圧力の調整および／または位置制御を行うため、各支持体と共振器との間に処理対象物が挟持された状態で、共振器に向かう方向への加圧力の付加や各支持体の位置制御を個別に行い、各支持体それぞれと共振器との間に挟持された処理対象物に対する加圧力を、挟持部分ごとに制御しつつ共振器により処理対象物に超音波振動を与えることにより、平行度や厚みのばらつきが異なる処理対象物の挟持部分に対して当該ばらつきに応じた加圧力の付加および／または各支持体の位置制御を行いつつ、超音波を印加して所定の処理を行うことが可能になる。
　また、前記処理対象物は、帯状の一方向強化繊維束と樹脂シートとを重ねあわせた長尺のものであり、前記各支持体と前記共振器とにより挟持された状態で、当該処理対象物に対して直交する方向への前記共振器による超音波振動により溶融された前記樹脂シートの樹脂が前記一方向強化繊維束に含浸されるものであるとよい。
　このような構成によれば、開繊された一方向強化繊維束の幅方向における平行度や厚みがばらついていても、複数の支持体により個別に加圧力を付加および／または複数の支持体の位置を個別に制御することにより、平行度や厚みのばらつきが存在する処理対象物の異なる部分に対して、当該ばらつきに応じた加圧力の付加および／または位置制御を行うことができるため、一方向強化繊維束の幅方向に均質に樹脂を含浸させることができる。
　また、前記処理対象物は、互いに接合される少なくとも２つの接合物を１組とする複数組の接合物により構成されるものであり、前記各支持体それぞれと前記共振器とにより、各組における互いに接合される前記接合物が挟持された状態で、前記加圧手段により付加される加圧力が、前記各支持体それぞれを介して前記各組における互いに接合される前記接合物に加えられつつ、当該処理対象物に対して平行な方向への前記共振器による超音波振動により前記各組の前記接合物が互いに接合されるものであってもよい。
　また、前記処理対象物は、互いに接合される少なくとも２つの接合物を１組とする複数組の接合物により構成されるものであり、前記各支持体それぞれと前記共振器とにより、各組における互いに接合される前記接合物が挟持された状態で、前記加圧手段により付加される加圧力が、前記各支持体それぞれを介して前記各組における互いに接合される前記接合物に加えられつつ、当該処理対象物に対して直交する方向への前記共振器による超音波振動により前記各組の前記接合物が互いに接合されるものであってもよい。
　このような構成によれば、各組ごとの接合物の平行度や厚みが異なっていても、各支持体により個別に加圧力を付加し、および／または各支持体の位置を個別に制御することにより、平行度や厚みのばらつきが存在する複数組の接合物に対して、当該ばらつきに応じた加圧力を加えつつ超音波振動により接合することができるため、各組の接合物をすべて同じ接合強度等、均質に接合することができる。また、処理対象物である接合物が樹脂から成り、接合の一種である溶着を行う場合であっても、各支持体による加圧力を個別に付加し、および／または各支持体の位置を個別に制御しつつ当該処理対象物に対して平行または直交する方向に超音波振動を印加することにより、各組の対象物をすべて同じ溶着強度等、均質に溶着することができる。
　また、前記加圧手段は、前記各組の前記接合物のうち接合が終了したものから、順次、前記各支持体による加圧力の付加および／または位置制御を停止して当該支持体を前記共振器から離間させるとよい。こうすると、接合を終了した接合物に余分な加圧力が加わることを防止でき、接合の仕上がり具合が低下することを未然に防止できる。
　また、前記共振器の前記各支持体それぞれと対向する位置に接合部が複数設けられ、前記各接合部それぞれと前記各支持体それぞれとの間に、前記各組ごとの前記接合物を挟持して接合するとよい。この場合、共振器の各接合部と各支持体との間に接合物がそれぞれ挟持された状態で、超音波振動が印加されて接合される。
　また、前記複数の接合部は、前記共振器の異なる面それぞれに設けられ、前記共振器の面を変えることにより、異なる前記複数の接合部を使用して接合を行うのが望ましい。こうすると、共振器の面を変えることにより、異なる複数の接合部により接合することができるため、いずれかの面の接合部が摩耗したときなど、異なる面の接合部により接合することができ、実用的である。
　この発明によれば、各支持体それぞれと共振器との間に挟持された処理対象物に対する加圧力を、挟持部分ごとに制御するため、処理対象物に平行度や厚みのばらつきがあっても、複数の支持体により個別に加圧力を付加し、および／または複数の支持体の位置を個別に制御することにより、平行度や厚みのばらつきが異なる処理対象物の挟持部分に対して当該ばらつきに応じた加圧力の付加および／または各支持体の位置制御を行いつつ超音波を印加して所定の処理を行うことが可能になり、高品質な仕上がりを達成することができる。
本発明に係る処理装置の第１実施形態である含浸装置の正面図である。 図１の右側面図である。 図１の動作説明図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ異なる状態における左側面図である。 図１の一部の斜視図である。 図１の動作説明図である。 本発明に係る処理装置の第２実施形態である接合装置の斜視図である。 図６の右側面図である。 図６の動作説明図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ異なる状態における左側面図である。 図６の動作説明図である。 図６の動作説明図である。 図６の変形例の動作説明図である。
　（第１実施形態）
　この発明に係る処理装置の第１実施形態である含浸装置について、図１ないし図５を参照して説明する。
　図１ないし図３に示すように、含浸装置１は、３つの支持体２と、処理対象物としての樹脂シートを重ねた一方向強化繊維束ＢにＺ方向（図１）の超音波振動を印加する振動手段である共振器３１を備えるヘッド部３と、支持手段３３に支持された共振器３１を駆動して上下方向であるＺ方向に往復移動させる駆動手段４と、一方向強化繊維束Ｂに樹脂シートを重ね合せた状態で各支持体２とヘッド部３との間に供給する供給手段（図示省略）と、含浸装置１の各部の制御を行う制御装置（図示省略）とを備えている。ここで、一方向強化繊維束Ｂは、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維から成るフィラメントが多数束ねられて形成されている。
　そして、含浸装置１は、複数の支持体２と、これら支持体２に直交するＺ方向に超音波振動する共振器３１との間に、樹脂シートが重畳された一方向強化繊維束Ｂを挟持した状態で、一方向強化繊維束Ｂをその長手方向であるＹ方向に移動させ、一方向強化繊維束Ｂの移動中に、共振器３１から一方向強化繊維束Ｂに対して上下方向（Ｚ方向）の超音波振動を印加することにより、一方向強化繊維束Ｂに重畳した樹脂シートを溶融し、溶融した樹脂シートの樹脂を一方向強化繊維束Ｂに含浸させる。
　３つの支持体２は、図２に示すように、一方向強化繊維束Ｂをヘッド部３が備えるホーン３５との間に挟持するように、ホーン３５の下方に配置されており、各支持体２を並設したＸ方向（図１）の全体幅とホーン３５の幅とがほぼ同じに設定されている。換言すると、ホーン３５のＸ方向の幅とほぼ同じ幅を有するブロック体がＸ方向に３分割されて3つの支持体２が形成されているのと同等である。なお、ホーン３５の幅は、上記したように各支持体２の全幅と同じでなくてもよく、各支持体２の全幅よりも大きくても小さくてもよい。
　そして、各支持体２は、動かないように固定して設けられた固定部材２１と、固定部材２１の下部に取り付けられたＬ字状の３つの取付フレーム２２と、固定部材２１に並列に取り付けられた３つの上下方向（Ｚ方向）のガイドレール２３と、各ガイドレール２３それぞれに沿って上下動自在に１対ずつ設けられたガイド部材２４と、各対ごとのガイド部材２４と各支持体２とを連結する連結部材２５と、取付フレーム２２の下面に取り付けられた３つのステッピングモータ等のモータ２６と、各モータ２６それぞれの回転軸に連結されて各モータ２６に連動して回転する３つのボールねじ２７と、各ボールねじ２７それぞれに螺合して設けられボールねじ２７の回転により上下動する３つの移動部材２８と、各移動部材２８の上面にそれぞれ配置された加圧手段としての３つのエアシリンダ２９と、各エアシリンダ２９それぞれと各支持体２それぞれとの間に設けられたエアシリンダ２９による支持体２への荷重検出用のロードセルＬＣとを備えており、これら各ロードセルＬＣにより検出荷重が図示省略の制御装置にフィードバックされて、エアシリンダ２９による支持体２への荷重が所定荷重になるように制御される。
　すなわち、図２に示すように、支持体２に処理対象物である樹脂シートを重ねた一方向強化繊維束Ｂが支持体２に載置されているがホーン３５には当接していない状態から、モータ２６によりボールねじ２７が回転して支持体２が上動し、図３(ａ)に示すように、一方向強化繊維束Ｂがホーン３５の下面に当接すると、図３（ｂ）に示すように、エアシリンダ２９が撓み始めてロードセルＬＣによる支持体２への検出荷重が急増するため、一方向強化繊維束Ｂのホーン３５の下面への当接が検知される。そして、この当接状態から、エアシリンダ２９が制御装置により制御されて支持体２への荷重が所定荷重になるように制御され、支持体２とホーン３５との間に挟持された一方向強化繊維束Ｂが加圧される。
　ところで、１つのボールねじ２７がモータ２６の回転により回転した場合の動作は次のとおりである。ボールねじ２７の回転により、移動部材２８、エアシリンダ２９、支持体２、連結部材２５およびガイド部材２４が一体となってガイドレール２３に沿って上動し、このときホーン３５は駆動手段４により下動し、樹脂シートを重ねた一方向強化繊維束Ｂを各支持体２とホーン３５との間に挟持するように、ホーン３５および各支持体２の相対位置が調整されるようになっている。なお、他の支持体２も同様にして位置調整がなされ、例えば図２中の一点鎖線の状態から実線の状態に支持体２が移動され、こうして位置調整された各支持体２に対して、それぞれエアシリンダ２９により加圧力が付加され、一方向強化繊維束Ｂに対する各支持体２それぞれによる加圧力が個別に制御される。なお、ホーン３５は下動しなくても構わない。
　さらに、このように処理対象物である樹脂シートを重ねた一方向強化繊維束Ｂに加圧力が加えられた状態で、樹脂シートを重ねた一方向強化繊維束Ｂにホーン３５により所定の共振周波数の上下方向（Ｚ方向）への超音波振動が印加され、超音波振動による摩擦熱で樹脂シートが加熱されて溶融し、溶融した樹脂シートの樹脂が一方向強化繊維束Ｂに含浸される。
　ヘッド部３は、共振器３１の一方端に接続された振動子３２と、共振器３１を支持する支持手段３３とを備える。共振器３１は、上記した制御装置（図示省略）により制御されて振動子３２が生成する超音波振動に共振してその中心軸の方向（Ｚ方向）に超音波振動するものであって、ブースタ３４とホーン３５とを備え、ブースタ３４の他方端とホーン３５の一方端とが、互いの中心軸が同軸になるように無頭ねじにより連結されている。そして、振動子３２が共振器３１を超音波振動させることにより、各支持体２と共振器３１との間に挟持された一方向強化繊維束Ｂに超音波振動が印加される。
　このとき、ブースタ３４は、例えば図１中のＺ方向におけるそのほぼ中央の位置と、その両端位置とが最大振幅点となるように、共振周波数の一波長の長さに形成され、Ｚ方向において各最大振幅点から１／４波長離れた２つの位置が、それぞれブースタ３４の第１および第２最小振幅点に相当する。また、ブースタ３４は、その断面形状が円柱状に形成されている。そして、ブースタ３４の一方端に、ブースタ３４の中心軸と同軸になるように振動子３２が無頭ねじにより接続されている。
　さらに、ブースタ３４の第１および第２最小振幅点に相当する位置の外周面には被把持部がそれぞれ形成され、これらの被把持部は、第１および第２最小振幅点に相当する位置の外周面の周方向に沿って形成された凹状の溝から成り、被把持部の溝に支持手段３３の把持部が係合することにより、共振器３１のブースタ３４が支持手段３３に支持されている。ここで、被把持部は、ブースタ３４の中心軸にほぼ直交する断面形状が、例えば八角形状となるように形成されている。なお、この断面形状は、円形状やその他の多角形状に形成されてもよい。
　ホーン３５は、一方向強化繊維束Ｂを各支持体２に直交する上下方向（Ｚ方向）に押圧する平面状の押圧面を有し、振動子３２の振動に共振して超音波振動することにより押圧面から一方向強化繊維束Ｂに超音波振動を印加する。ホーン３５は、例えば図１中のＺ方向におけるその両端位置が最大振幅点となるように、例えば共振周波数の半波長の長さに形成されている。このとき、Ｚ方向におけるホーン３５のほぼ中央の位置が第３最小振幅点に相当する。ここで、図１、図２では、ホーン３５は直方体状に形成されているが、ホーン３５の形状は必ずしも直方体状に限られるものではない。
　なお、本実施形態では、共振器３１は、その共振周波数が約１５ｋＨｚ～約６０ｋＨｚ、その振動振幅（Ｚ方向における伸縮の振幅）が約２μｍ～約３００μｍとなるように構成されており、振動子３２により生成される超音波振動に共振して共振器３１が超音波振動することによって、ホーン３５の押圧面から一方向強化繊維束Ｂに対して上下方向（Ｚ方向）の超音波振動が印加される。
　支持手段３３は、基部３６とクランプ手段３７とを備え、クランプ手段３７でブースタ３４の被把持部を把持することにより共振器３１を支持するものであり、基部３６には、駆動手段４のボールねじ４２に螺合するねじ穴がＺ方向に形成されている。
　また、クランプ手段３７は、ブースタ３４に形成された２箇所の被把持部それぞれに対応して基部３６の２箇所に設けられており、それぞれブースタ３４の被把持部を挟持する第１および第２部材を備えている。このとき、クランプ手段３７の第１および第２部材には、被把持部の八角形等の断面形状に係合可能な形状を有する凹部がそれぞれ設けられている。そして、第１および第２部材の凹部でブースタ３４の被把持部を狭持するように、被把持部を形成する凹状の溝に、基部３６に支持されたクランプ手段３７の第１および第２部材が嵌挿され、ボルトで第１および第２部材が固定されることにより、ブースタ３４の被把持部がクランプ手段３７により把持される。
　なお、共振器３１を支持する支持手段３３の構成は、上記したように、ブースタ３４に形成された被把持部を把持（クランプ）した状態でボルトにより固定されるクランプ手段３７に限られず、例えば、電気制御可能に構成された機械的なクランプ機構や、ワンタッチで取り付け可能なクランプ機構など、ブースタ３４の被把持部を支持することができる構成あればどのようなものであってもよい。
　また、共振器３１に形成される被把持部の位置は、最小振幅点に限らず、共振器３１の任意の位置に被把持部を形成すればよい。また、被把持部の構成は、共振器３１の外周面に周方向に沿って凹状の溝が形成された構成に限られず、例えば、共振器３１の外周面に周方向に沿って凸状のフランジが形成された構成など、支持手段３３により把持することができれば、被把持部がどのような形状に構成されてもよい。また、被把持部が支持手段３３により、Ｏリングやダイアフラム等の弾性部材を介して支持されていてもよい。
　駆動手段４は、ホーン３５の押圧面が各支持体２と対向するように支持手段３３に支持された共振器３１を、図１中のＺ方向に駆動して各支持体２に近接または各支持体２から離間させるものであって、駆動モータ４１とボールねじ４２とを備えている。また、架台（図示省略）に立設された支柱（図示省略）にガイド４３が結合されており、駆動手段４は、フレーム４４を介して支柱およびガイド４３に連結されている。
　そして、制御装置に制御されて駆動モータ４１が回転することにより、ガイド４３に上下方向に設けられた凸状のレール４３ａと支持手段３３に設けられたガイド（図示省略）とが摺接しつつ、ボールねじ４２に螺合された支持手段３３が上下方向（Ｚ方向およびその反対方向）に移動し、これにより、支持手段３３に支持された共振器３１が各支持体２に近接しまたは各支持体２から離間する。
　また、駆動手段４は、制御装置による制御に基づいて駆動モータ４１の駆動トルクを調整することにより、所定の圧力で支持手段３３に支持された共振器３１を各支持体２に近接させることができる構成になっている。また、支柱にはリニアエンコーダ（図示省略）が設けられており、これによりＺ方向におけるヘッド部３の高さが検出されて、リニアエンコーダの検出信号に基づいて制御装置により駆動モータ４１を制御することにより、ヘッド部３の高さ位置が調整される。
　さらに、共振器３１の中心軸の方向が基部３６に形成されたねじ穴とほぼ同じ方向、すなわち、共振器３１の中心軸の方向と駆動手段４による共振器３１の移動方向（Ｚ方向）とが一致し、ホーン３５が各支持体２と対向するように、支持手段３３により共振器３１が支持されている。したがって、駆動手段４により基部３６が下動されることで共振器３１（ホーン３５）がＺ方向に駆動されて一体的に各支持体２に近接し、これにより、ホーン３５と各支持体２との間に樹脂シートが重ねられた一方向強化繊維束Ｂが挟持される。
　また、一方向強化繊維束Ｂは帯状に開繊されており、供給ローラと、引出ローラと、張力調整用ローラと、収納ローラとを備える供給手段により、図２中の黒振り矢印方向に供給されると同時に移動される。詳細には、一方向強化繊維束Ｂが、引出しローラを構成する駆動ローラおよびこれに従動する従動ローラによりニップされることによって供給ローラから引き出され、引き出された開繊状態の一方向強化繊維束Ｂに、さらに樹脂シート（図示省略）が重ねられた状態でホーン３５と各支持体２との間に供給されて挟持される。さらに、樹脂が含浸された一方向強化繊維束Ｂは、ヘッド部３よりも下流側に配置された張力調整用ローラを構成する駆動ローラおよびこれに従動する従動ローラによりニップされることによって、その張力が調整されながら移動される。
　ところで、上記したように、樹脂シートが重ねられた一方向強化繊維束Ｂに、樹脂シートの樹脂を含浸させる場合に、各支持体２それぞれとホーン３５との間に挟持される一方向強化繊維束Ｂは上記したように既に開繊されているが、図４に示すように、その移動方向に直交する幅方向における断面では、一方向強化繊維束Ｂの両端部の厚みは、図４中のハッチングを施したその他の部分よりも薄くなっていることが多い。
　そこで、このように厚みがばらついた一方向強化繊維束Ｂに対して上下から樹脂シートＳを重ね合せて各支持体２それぞれとホーン３５との間に挟持した状態で各支持体２により加える加圧力として、例えば樹脂シートＳを重ねた一方向強化繊維束Ｂの厚みが薄い両端の挟持部分に対しては強い加圧力を加え、厚みが厚いその他の挟持部分（図４中のハッチング部分）に対しては弱い加圧力を加える。つまり、両側の支持体２により強い加圧力を、真ん中の支持体２により弱い加圧力を加えるように、制御装置により各エアシリンダ２９が制御される。また、上記したように各支持体２ごとに加圧力を変えるほか、各支持体２に同じ加圧力を加えながら、各支持体２の位置ずれが所定の許容範囲内に収まるように各支持体２の位置制御を行ってもよい。
　そうすると、各支持体２それぞれとホーン３５とによる挟持部分ごとに加圧力が個別に制御されることになり、一方向強化繊維束Ｂの挟持部分ごとに平行度や厚みのばらつきがあっても、各支持体２それぞれの加圧力を制御することで、これらのばらつきが存在する一方向強化繊維束Ｂの異なる部分に対して当該ばらつきに応じた加圧力を加えることができ、超音波振動が印加されて含浸される際に、厚みに応じた加圧力を加えることによって、溶融した樹脂シートの樹脂が一様に（均一に）一方向強化繊維束Ｂの内部に入り込み、高品質の含浸を行うことが可能になる。ここで、上記したように、ばらつきに応じて各支持体２それぞれの加圧力を個別に制御することに代えて、各支持体２それぞれの位置制御を個別に行ってもよい。
　したがって、この実施形態によれば、各支持体２それぞれとホーン３５とによる一方向強化繊維束Ｂの挟持部分ごとに平行度や厚みのばらつきに応じて、各支持体２それぞれの加圧力を個別に制御することで、これらのばらつきが存在する一方向強化繊維束Ｂの異なる部分に対して当該ばらつきに応じた加圧力を加えることができ、この状態で超音波振動を印加することにより、溶融した樹脂シートの樹脂が一方向強化繊維束Ｂの内部に一様に入り込み易くなり、一方向強化繊維束Ｂの幅方向に均質に樹脂を含浸させることができる。
　（第２実施形態）
　次に、この発明に係る処理装置の第２実施形態である接合装置について、図６ないし図１０を参照して説明する。本実施形態の接合装置は、図６に示すように、処理対象物である２つの接合物の接合を２組同時に行うものであり、装置の基本的構成は上記した第１実施形態とほぼ同じであり、以下では主として第１実施形態と異なる点について、図１、図２も参照しつつ説明する。なお、図５ないし図８において、図１ないし図４と同一符号は同一若しくは相当するものを示す。
　図６に示すように、接合装置１１は、１つのホーン３５よりもＹ方向（図１参照）に長尺のホーン３５ａと、同じ形状の２つの支持体２ａ，２ｂを備えており、ホーン３５ａは図１のヘッド部３の共振器３１を構成し、ホーン３５ａの下面の両支持体２ａ，２ｂそれぞれと対向する位置に突出して設けられた２つの接合部３５ａ１，３５ａ２の下面の接合面が２つの処理対象物Ｂ１，Ｂ２それぞれに当接し、接合部３５ａ１，３５ａ２それぞれと支持体２ａ，２ｂそれぞれとの間に２つの処理対象物Ｂ１，Ｂ２をそれぞれ挟持した状態で、振動子３２が生成する超音波振動に共振器３１が共振し、ホーン３５ａにより処理対象物Ｂ１，Ｂ２に対して処理対象物Ｂ１，Ｂ２の長手方向であるＹ方向への超音波振動が印加される。なお、図６、図７に示すように、ホーン３５ａの上面にも接合部３５ａ１，３５ａ２と同様に２つの接合部３５ａ３，３５ａ４（図７参照）が設けられており、下面側の接合部３５ａ１，３５ａ２が消耗したときに、ホーン３５ａを上下逆転させることにより、図６、図７の上面側の接合部３５ａ３，３５ａ４を使用することが可能になる。なお、ホーン３５ａはＸ方向に長尺であってもよく、Ｙ方向またはＸ方向のいずれに接合部３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，３５ａ４を配列して設けてもよい。
　ここで、処理対象物Ｂ１，Ｂ２のうち例えば一方の処理対象物Ｂ２は、図７に示すように２つのＹ方向に長尺の２種類の接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの端部の接合箇所が接合されるものであり、他方の処理対象物Ｂ１も２つのＹ方向に長尺の２種類の接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂの端部の接合箇所が接合されるものであり、図９（ａ）に示すように、接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂを重ねた接合箇所の厚みは、接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂを重ねた接合箇所の厚みよりもΔＡだけ厚くなっている。
　ところで、２つの支持体２ａ，２ｂは、上記したようにホーン３５ａの下面の接合部３５ａ１，３５ａ２それぞれとの間に処理対象物Ｂ１，Ｂ２を挟持するものであり、それぞれ第１実施形態における支持体２が備える固定部材２１と、取付フレーム２２と、上下方向のガイドレール２３と、１対のガイド部材２４と、連結部材２５と、ステッピングモータ等のモータ２６と、モータ２６連動して回転する３つのボールねじ２７と、ボールねじ２７の回転により上下動する移動部材２８と、エアシリンダ２９と同様のものを備えている。なお、ホーン３５ａはＸ方向に長尺であってもよく、Ｙ方向またはＸ方向のいずれに接合部３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，３５ａ４を配列して設けてもよい。
　そして、ボールねじ２７の回転により、移動部材２８、エアシリンダ２９、支持体２、連結部材２５およびガイド部材２４がガイドレール２３に沿って上動され、図７に示すように、処理対象物Ｂ１の接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂおよび処理対象物Ｂ２の接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの接合箇所が重なるように、接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂおよび接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂそれぞれが支持体２ａ，２ｂ上に載置された状態で、処理対象物Ｂ１の接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂとホーン３５とが接近され、図７に示すように、ホーン３５ａの接合部３５ａ１，３５ａ２のいずれもが、重なった接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂおよび接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂそれぞれに当接しない位置を初期位置として、両支持体２ａ，２ｂおよびホーン３５ａが位置調整される。
　このとき、例えば図７に示す両支持体２ａ，２ｂの初期位置は、制御装置のメモリ等に初期位置情報として予め記憶されており、モータ２６によるボールねじ２７の回転により両支持体２ａ，２ｂが上動されて初期位置に設定され、その後さらに両支持体２ａ，２ｂが上動されて、図８（ａ）に示すように、接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂおよび接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの接合部３５ａ１，３５ａ２の下面に当接すると、エアシリンダ２９が図８（ｂ）に示すように撓み始めてエアシリンダ２９と支持体２ａ，２ｂとの間にそれぞれ設けられた荷重検出用のロードセルＬＣにより検出される支持体２ａ，２ｂに対する荷重が急増し、この荷重の変化から接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂおよび接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの接合部３５ａ１，３５ａ２の下面への当接が検知される。なお、両支持体２ａ，２ｂが初期位置にある状態において、両処理対象物Ｂ１，Ｂ２それぞれの接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂおよび接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの接合箇所の厚みの差はΔＡ（図９（ａ）参照）である。
　そして、接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂおよび接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂが接合部３５ａ１，３５ａ２の下面に当接が検知された後、エアシリンダ２９が制御装置により制御されて両支持体２ａ，２ｂへの荷重が所定荷重になるように制御され、両支持体２ａ，２ｂとホーン３５ａの接合部３５ａ１，３５ａ２との間に挟持された接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂおよび接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂが加圧されつつ、ホーン３５ａにより、接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂの接合箇所および接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの接合箇所に対して水平方向（図１のＹ方向）への超音波振動が印加されて接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂおよび接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂが接合される。このとき、両支持体２ａ，２ｂごとに加圧力を変えるほか、両支持体２ａ，２ｂに同じ加圧力を加えながら、両支持体２ａ，２ｂの位置ずれが所定の許容範囲内に収まるように両支持体２ａ，２ｂの位置制御を行ってもよい。
　ところで、接合開始前の初期位置における両支持体２ａ，２ｂの下面の上下方向（Ｚ方向）の位置は、図９（ａ）に示すように処理対象物Ｂ１の接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂを重ねた接合箇所の厚みと、処理対象物Ｂ２の接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂを重ねた接合箇所の厚みとの差に相当する距離ΔＡだけずれており、接合終了時には、図９（ｂ）に示すように、処理対象物Ｂ１の接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂを重ねた接合箇所の厚みと、処理対象物Ｂ２の接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂを重ねた接合箇所の厚みとの差に相当する距離ΔＨだけずれた状態で接合が完了する。このΔＡとΔＨの大きさは同じであってもよく、異なっていてもよい。
　ところで、例えば両支持体２ａ，２ｂによるか圧力を個別に付与しつつ超音波接合する場合において、両支持体２ａ，２ｂ上の接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂの接合箇所および接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの接合箇所がそれぞれ接合部３５ａ１，３５ａ２の下面に当接した当接位置からの変位と接合終了までの経過時間との関係は、図１０に示すようになる。なお、図１０の縦軸の変位は、ホーン３５ａの下面を基準（ゼロ）位置としたときの両支持体２ａ，２ｂの上面までの距離を表わしており、横軸は接合終了までの経過時間を表わしている。
　処理対象物Ｂ２の２つの接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの接合箇所の方が薄く、支持体２ｂの接合開始位置が、支持体２ａの接合開始位置よりもホーン３５ａに近いことから、図１０に示すように、支持体２ｂの時間０の時点での変位は、支持体２ａよりも接合箇所の厚みの差ΔＡだけ小さくなる。そして、それぞれの接合開始位置にある両支持体２ａ，２ｂに対して、加圧力が個別に加えられつつ超音波振動が印加される。そして、同じ接合強度を得るのに必要な超音波エネルギーは厚みの薄い方が少なくて済むため、超音波接合が開始されてから接合終了するまでの時間は、厚みの薄い処理対象物Ｂ２の方が厚みの厚い処理対象物Ｂ１よりも短くなる。なお、超音波接合の開始から終了までに移動する両支持体２ａ，２ｂそれぞれの変位量、つまり縦軸における接合開始から終了まで変位の変化分は、厚みの薄い処理対象物Ｂ２の方が少なくなり、接合終了時における両支持体２ａ，２ｂの変位の差は、図９（ｂ）に示すようにΔＨとなる。
　また、処理対象物Ｂ２の２つの接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの接合箇所の超音波接合が先に終了すると、支持体２ａによる接合が継続中であっても、エアシリンダ２９により支持体２ｂへの加圧力の付加が停止され、逆にエアシリンダ２９により支持体２ｂの下動が開始されて支持体２ｂがホーン３５ａから離間される。なお、加圧力の付加に代えて位置制御を行う場合には、先に接合が終了した方の支持体２ｂの位置制御が停止される。
　このように、処理対象物Ｂ１の２つの接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂの接合箇所、および、処理対象物Ｂ２の２つの接合物Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの接合箇所に対し、個別に異なる加圧力を加えることにより、処理対象物Ｂ１，Ｂ２の各々接合物の節後部分の厚みや平行度がばらついていても、当該ばらつきに応じた加圧力を加えつつ超音波振動を印加することで、２つの処理対象物Ｂ１，Ｂ２の接合部分それぞれに対して同じ接合強度に接合するなど均質に接合させることができる。ここで、処理対象物Ｂ１，Ｂ２それぞれの接合物Ｂ１ａ，Ｂ１ｂ，Ｂａ，Ｂ２ｂは、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｆｅ，ＳＵＳ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ａｇ等の金属であるとよく、同種の金属同士の接合に限らず、異種の金属同士を接合することが可能である。
　したがって、上記した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様、支持体２ａ，２ｂにより個別に加圧力を加えることにより、ばらつきが存在する処理対象物の異なる部分に対して当該ばらつきに応じた加圧力を加えて接合することができ、２つの処理対象物Ｂ１，Ｂ２を１回の接合動作により同じ接合強度に接合することができる。
　なお、第２実施形態において、２つの処理対象物Ｂ１，Ｂ２の少なくとも一方が、３つ以上の接合物を接合するようにしてもよく、この場合も第２実施形態と同等の効果を得ることができる。
　（変形例）
　次に、第２実施形態の変形例として、処理対象物が２つのケーブルであって、２つのケーブルの心線である銅線同士を接合する場合にも、上記した接合装置１１を使用することができる。
　すなわち、図１１に示すように、一方の処理対象物Ｂ３が２つのケーブルの心線Ｂ３ａ，Ｂ３ｂであり、他方の処理対象物Ｂ４が２つのケーブルの心線Ｂ４ａ，Ｂ４ｂであり、心線Ｂ３ａ，Ｂ３ｂの方が心線Ｂ４ａ，Ｂ４ｂよりも太い場合に、これら太さの異なる心線を有するケーブルの心線Ｂ３ａ，Ｂ３ｂ同士および心線Ｂ４ａ，Ｂ４ｂ同士を接合する場合において、両支持体２ａ，２ｂの上面および、ホーン３５ａの接合部３５ａ１，３５ａ２に、それぞれ多数の断面三角形状もしくは断面台形状を成す凹凸面に加工し、これら凹凸面を有する、両支持体２ａ，２ｂそれぞれとホーン３５ａの接合部３５ａ１，３５ａ２それぞれとの間に、心線Ｂ３ａ，Ｂ３ｂおよび心線Ｂ４ａ，Ｂ４ｂそれぞれを重ね合せた状態で挟持し、両支持体２ａ，２ｂにより加圧力を個別に加えつつ超音波振動を印加して心線Ｂ３ａ，Ｂ３ｂ同士および心線Ｂ４ａ，Ｂ４ｂ同士を接合するようにしてもよい。
　この場合も、上記した第２実施形態と同様の効果、つまりいずれも２つのケーブルから成る２組の処理対象物Ｂ３，Ｂ４を１回の接合動作により同じ接合強度に接合することができる。
　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、第２実施形態の接合装置１１を、接合の一種である溶着にも適用することが可能であり、処理対象物がポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの熱可塑性樹脂である場合に、上記した接合装置１１により樹脂同士の溶着を行うことができる。
　また、２組の処理対象物を同時に接合等する場合であって、１組目は金属同士を接合し、２組目は樹脂同士を溶着するようにしてもよい。さらに、支持体の個数を３以上にし、１つの共振器で３組以上の処理対象物を同時に処理するようにしてもよい。また、第２実施形態において、ホーン３５ａの１つの面に１つの接合部を突出して設け、この１つの接合部が複数の支持体との間に処理対象物を挟持する接合面或いは接合領域を複数有していてもよい。さらに、ホーン３５ａの各面に１つあるいは２つ以上の接合部を設けてもよい。
　また、ホーン３５ａに設けられる接合部が突出せずに窪んでいてもよい。さらに、処理対象物は、図５に示すような長尺物ではなく短いものであってもよい。
　また、上記した実施形態では、所定の処理として含浸および接合を行う場合について説明したが、含浸、接合以外の処理に対しても本発明を同様に適用することが可能である。
　また、上記した加圧手段は上記したエアシリンダ２９に限られるものではなく、各支持体２，２ａ，２ｂそれぞれに加圧力を個別に付加できれば、リニアモータやシリンダ等の周知のアクチュエータを用いるなど、どのように加圧手段を構成してもよい。
　また、第２実施形態において、接合部３５ａ１，３５ａ２に代えて、ホーン３５ａに複数のホーンを取り付け、これらのホーンにより１つの共振器を構成するようにしてもよく、この場合も第２実施形態と同等の効果を得ることができる。
　そして、本発明は、含浸装置、接合装置（溶着装置を含む）のほか、処理対象物に超音波振動を付加して所定の処理を行う装置に広く適用することができる。
　１　　…含浸装置（処理装置）
　２，２ａ，２ｂ　　…支持体
　１１　…接合装置（処理装置）
　２９　…エアシリンダ（加圧手段）
　３１　…共振器
　Ｂ　　…一方向強化繊維束（処理対象物）
　Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４　…処理対象物

Claims (5)

  1. 　処理対象物に超音波振動を与えて所定の処理を行う処理装置において、
    　複数の支持体と、
    　超音波振動する共振器と、
    　前記各支持体それぞれを前記共振器に接近・離間する方向に個別に移動させて位置制御するとともに、前記各支持体それぞれに対して前記共振器に向かう方向への加圧力を個別に付加する加圧手段とを備え、
    　前記加圧手段は、前記各支持体それぞれと前記共振器との間に前記処理対象物を挟持した状態で、前記各支持体による前記処理対象物に対する加圧力および／または前記各支持体の位置を挟持部分ごとに制御するものであり、
    　前記加圧手段による加圧力が付加および／または位置制御された状態で、前記共振器により前記処理対象物に超音波振動を与えることを特徴とする処理装置。
  2. 　前記処理対象物は、
    　開繊された帯状の一方向強化繊維束と樹脂シートとを重ねあわせた長尺のものであり、前記各支持体と前記共振器とにより挟持された状態で、当該処理対象物の挟持部分に直交する方向への前記共振器による超音波振動により溶融された前記樹脂シートの樹脂が前記一方向強化繊維束に含浸されるものであることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
  3. 　前記処理対象物は、
    　互いに接合される少なくとも２つの接合物を１組とする複数組の接合物により構成されるものであり、
    　前記各支持体それぞれと前記共振器とにより、各組における互いに接合される前記接合物が挟持された状態で、前記加圧手段により付加される加圧力が、前記各支持体それぞれを介して前記各組における互いに接合される前記接合物に加えられつつ、当該処理対象物の挟持部分に平行な方向への前記共振器による超音波振動により前記各組の前記接合物が互いに接合されるものであることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
  4. 　前記処理対象物は、
    　互いに接合される少なくとも２つの接合物を１組とする複数組の接合物により構成されるものであり、
    　前記各支持体それぞれと前記共振器とにより、各組における互いに接合される前記接合物が挟持された状態で、前記加圧手段により付加される加圧力が、前記各支持体それぞれを介して前記各組における互いに接合される前記接合物に加えられつつ、当該処理対象物に対して直交する方向への前記共振器による超音波振動により前記各組の前記接合物が互いに接合されるものであることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
  5. 　前記加圧手段は、前記各組の前記接合物のうち接合が終了したものから、順次、前記各支持体に対する前記加圧手段による加圧力の付加および／または位置制御を停止して当該支持体を前記共振器から離間させることを特徴とする請求項３または４に記載の処理装置。
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