(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシング内に収容され、電気的信号を機械的振動に変換して出力するトランスデューサと、
前記トランスデューサによって出力された機械的振動に従って共振するホーンであって、その先端によって被加工部材に加工を施すホーンと
を備える超音波加工装置であって、
前記超音波加工装置は、使用者が前記ケーシングを片手で把持することができる大きさであって、前記ケーシングに少なくとも一部が収容された光源を更に備え、前記光源は、前記ホーンの先端を照射することができるようになっており、
前記ケーシングには、流体を流入するための開口が設けられ、前記ホーンには、前記ホーンの先端近傍に前記流体を流出するための開口が設けられ、前記超音波加工装置は、前記流体が、前記ケーシングの開口から前記ケーシング内に流入されて前記トランスデューサを冷却し、続いて、前記ホーンの内部を通って前記ホーンをその内部から冷却し、続いて、前記ホーンの開口から流出されて前記ホーンの先端によって加工が施された前記被加工部材を冷却することができるようになっており、或いは
前記ケーシングには、流体を流出するための開口が設けられ、前記ホーンには、前記ホーンの先端近傍から前記流体を流入するための開口が設けられ、前記超音波加工装置は、前記流体が、前記ホーンの先端によって加工が施された前記被加工部材を冷却し、続いて、前記ホーンの開口から前記ホーン内に流入されて前記ホーンの内部を通って前記ホーンをその内部から冷却し、続いて、前記ケーシング内に流入されて前記トランスデューサを冷却し、続いて、前記ケーシングの開口から流出されることができるようになっている、超音波加工装置。
【請求項２】
前記光源は、前記超音波加工装置における複数の状態の各々に応じて、照射条件を変更することができるようになっている、請求項１に記載の超音波加工装置。
【請求項３】
前記複数の状態は、前記超音波加工装置の超音波振動動作時、前記被加工部材の冷却時、前記超音波加工装置の過負荷動作前時、及び前記超音波加工装置の過負荷動作時のうちの少なくとも２つを含む、請求項２に記載の超音波加工装置。
【請求項４】
前記照射条件の変更は、前記光源が照射する光の色の変更、前記光源の点灯又は消灯、前記光源が照射する光の輝度の変更、及び前記光源が照射する光の点滅の周波数の変更のうちの少なくとも１つを含む、請求項２又は３に記載の超音波加工装置。
【請求項５】
前記超音波加工装置の超音波振動動作期間及び／又は前記被加工部材の冷却期間は、事前に設定されることができるようになっている、請求項１〜４の何れか一項に記載の超音波加工装置。
【請求項６】
前記流体が、前記ケーシングの開口から前記ケーシング内に流入される場合には、前記流体は、ドライエア又は不活性ガスである、請求項１〜５の何れか一項に記載の超音波加工装置。
【請求項７】
前記トランスデューサと前記ホーンとの間に配置されたコーンを更に備え、前記コーンは、前記トランスデューサによって出力された機械的振動の振幅を増幅して前記ホーンに出力することができるようになっている、請求項１〜６の何れか一項に記載の超音波加工装置。
【請求項８】
前記流体は、前記コーンの内部を通って前記コーンをその内部から冷却する、請求項７に記載の超音波加工装置。
【請求項９】
前記ホーンの開口は、前記ホーンの径方向外方に、前記ホーンの軸線方向外方に、又は前記ホーンの軸線方向から傾斜した方向に開口されている、請求項１〜８の何れか一項に記載の超音波加工装置。
【請求項１０】
前記ケーシングの開口は、前記ホーンの先端に対向する前記ケーシングの後端に設けられている、請求項１〜９の何れか一項に記載の超音波加工装置。
【請求項１１】
前記ケーシングの側面には、凹面が設けられ、且つ平坦部が設けられている、請求項１〜１０の何れか一項に記載の超音波加工装置。
【請求項１２】
前記凹面には、前記超音波加工装置の状態を切り換えるためのスイッチが設けられ、前記スイッチの高さは、前記ケーシングの高さより低くなっている、請求項１１に記載の超音波加工装置。
【請求項１３】
少なくとも２つの請求項１〜１２の何れか一項に記載の超音波加工装置と、発振器とを備える超音波加工システムであって、
前記少なくとも２つの超音波加工装置の各々は、前記発振器から前記電気的信号を受信することができるように前記発振器に接続され、前記被加工部材に対して、他の超音波加工装置のホーンが前記被加工部材に対して施す加工とは異なる加工を施すことができるホーンを備える、超音波加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動を使用して、被加工部材に対して加工を施す超音波加工装置、及びそれを備える超音波加工システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動子の超音波振動によって熱可塑性樹脂等の間の境界面に摩擦熱を発生させて境界面の熱可塑性樹脂等を溶解し、超音波振動を停止させた後も加重を保持することによって熱可塑性樹脂等を溶着する超音波溶着装置が知られている。超音波溶着装置は、暗い環境で使用される場合がある。また振動子は、過負荷状態で超音波振動動作させると、発熱によって劣化して異常動作を起こす場合がある。
【０００３】
引用文献１には、半導体部品を吸着保持し、先端に取り付けられた超音波振動子を駆動して半導体部品のバンプを基板電極に接合させるボンディングヘッドと、吸着保持された半導体部品の吸着姿勢を画像認識する部品画像認識手段とを備える電子部品実装装置が開示されている。この電子部品実装装置の部品画像認識手段には照明装置が設けられ、半導体部品に対して照明光を照射する。引用文献２には、接合対象部位を含むワークをアンビル上に載置し、ワークの接合対象部位に加重を与えると共にホーンから超音波振動を印加して接合対象部位を接合する超音波接合装置が開示されている。この超音波接合装置においては、ホーンに超音波振動を与える超音波振動子を保持する振動子ホルダに熱流センサを取り付け、熱流センサの検出出力から振動子又はホーンの異常を監視する。引用文献３には、電圧を印加して電気抵抗により熱溶着チップ本体の熱溶着エッジを発熱させて、フィルター等のチップ材の周囲を熱可塑性樹脂製品に熱溶着するインパルス加熱方式の熱溶着装置が開示され、冷却エアの流出窓が、熱溶着チップ本体において、熱溶着エッジの両側面に水平に形成され、スリットが、熱溶着チップ本体の前後側面において、流出窓の中央から上方に向けて対称位置に形成され、冷却パイプが、熱溶着チップ本体の上端部内に嵌合したセラミック製絶縁体の中心孔を経由して熱溶着チップ本体内に挿入されて冷却エアを供給することが開示されている。この熱溶着装置においては、熱可塑性樹脂製品とチップ材とは、共に熱溶着エッジによって押圧されて熱溶着し、冷却パイプから噴出した冷却エアによって冷却されて固化し、冷却エアは、熱溶着チップ本体の先端部を内部から冷却し、流出窓及びスリットの間隙を経由して熱溶着チップ本体の外部に放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２４２５４号公報
【特許文献２】特開２０１９−５７９６号公報
【特許文献３】特開２０１６−１４１１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１による電子部品実装装置は、超音波振動子が取り付けられたボンディングヘッドとは別に照明装置が設けられて、該実装装置全体のサイズが大きく、また振動子の異常を検出することができないという問題点がある。また、特許文献２のよる超音波接合装置は、熱流センサによって振動子又はホーンの異常を検出することができるが、異常が検出された場合に、振動子又はホーンの発熱を抑制することはできず、またワークの接合対象部位への加重を保持する時間を短縮することはできないという問題点がある。特許文献３のよる熱溶着装置は、冷却エアによって熱溶着された熱可塑性樹脂製品及びチップ材への加重を保持する時間を短縮することができるが、電気抵抗により熱溶着エッジを発熱させるインパルス加熱方式であるために、振動子を使用する特許文献２のよる超音波接合装置とは相違して、熱溶着エッジの温度が下がらないようにしなければならないという問題点がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解決して、使用者の視認性を向上させ、更には使用者の作業効率を向上させることを可能にする超音波加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点によれば、超音波加工装置が、ケーシングと、ケーシング内に収容され、電気的信号を機械的振動に変換して出力するトランスデューサと、トランスデューサによって出力された機械的振動に従って共振するホーンであって、その先端によって被加工部材に加工を施すホーンとを備え、超音波加工装置が、使用者がケーシングを片手で把持することができる大きさであって、ケーシングに少なくとも一部が収容された光源を更に備え、光源が、ホーンの先端を照射することができるようになっている。
【０００８】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、光源が、超音波加工装置における複数の状態の各々に応じて、照射条件を変更することができるようになっている。
【０００９】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、複数の状態が、超音波加工装置の超音波振動動作時、被加工部材の冷却時、超音波加工装置の過負荷動作前時、及び超音波加工装置の過負荷動作時のうちの少なくとも２つを含む。
【００１０】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、照射条件の変更が、光源が照射する光の色の変更、光源の点灯又は消灯、光源が照射する光の輝度の変更、及び光源が照射する光の点滅の周波数の変更のうちの少なくとも１つを含む。
【００１１】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、超音波加工装置の超音波振動動作期間及び／又は被加工部材の冷却期間が、事前に設定されることができるようになっている。
【００１２】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、ケーシングには、流体を流入するための開口が設けられ、ホーンには、ホーンの先端近傍に流体を流出するための開口が設けられ、超音波加工装置が、流体が、ケーシングの開口からケーシング内に流入されてトランスデューサを冷却し、続いて、ホーンの内部を通ってホーンをその内部から冷却し、続いて、ホーンの開口から流出されてホーンの先端によって加工が施された被加工部材を冷却することができるようになっている。
【００１３】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、流体が、ドライエア又は不活性ガスである。
【００１４】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、ケーシングには、流体を流出するための開口が設けられ、ホーンには、ホーンの先端近傍から流体を流入するための開口が設けられ、超音波加工装置が、流体が、ホーンの先端によって加工が施された被加工部材を冷却し、続いて、ホーンの開口からホーン内に流入されてホーンの内部を通ってホーンをその内部から冷却し、続いて、ケーシング内に流入されてトランスデューサを冷却し、続いて、ケーシングの開口から流出されることができるようになっている。
【００１５】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置が、トランスデューサとホーンとの間に配置されたコーンを更に備え、コーンが、トランスデューサによって出力された機械的振動の振幅を増幅してホーンに出力することができるようになっている。
【００１６】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、流体が、コーンの内部を通ってコーンをその内部から冷却する。
【００１７】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、ホーンの開口が、ホーンの径方向外方に、ホーンの軸線方向外方に、又はホーンの軸線方向から傾斜した方向に開口されている。
【００１８】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、ケーシングの開口が、ホーンの先端に対向するケーシングの後端に設けられいる。
【００１９】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、ケーシングの側面には、凹面が設けられ、且つ平坦部が設けられている。
【００２０】
本発明の一具体例によれば、超音波加工装置において、ケーシングの側面の凹面には、超音波加工装置の状態を切り換えるためのスイッチが設けられ、スイッチの高さは、ケーシングの高さより低くなっている。
【００２１】
本発明の別の観点によれば、超音波加工システムが、少なくとも２つの上記超音波加工装置と、発振器とを備え、少なくとも２つの超音波加工装置の各々が、発振器から電気的信号を受信することができるように発振器に接続され、被加工部材に対して、他の超音波加工装置のホーンが被加工部材に対して施す加工とは異なる加工を施すことができるホーンを備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ホーンの先端の視認性が高まることによって、超音波加工装置の使用者は、ホーンの先端によって加工が施される被加工部材の部分を容易に把握することでき、更には使用者の作業効率を向上させることができる。
【００２３】
なお、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態としての超音波加工装置の側方から見た断面概略図である。
【図２】図１の超音波加工装置の前方から見た概略図である。
【図３】図１の超音波加工装置のホーンの別の実施形態としての概略図である。
【図４】図１の超音波加工装置のホーンの別の実施形態としての概略図である。
【図５】従来の超音波加工装置を並列した多頭式超音波加工装置の概略図である。
【図６】図１の超音波加工装置を並列した多頭式超音波加工装置の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態としての超音波加工システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２６】
図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態としての超音波加工装置１０１について説明する。超音波加工装置１０１は、ケーシング１０２と、ケーシング１０２内に収容され、電気的信号を機械的振動に変換して出力するトランスデューサ１０３と、トランスデューサ１０３によって出力された機械的振動に従って共振するホーン１０７とを備える。トランスデューサ１０３は、発振器から送信される交流信号を機械的振動に変換することが可能な振動子であればよく、例えば、ボルト締めランジュバン型振動子（Ｂｏｌｔ−ｃｌａｍｐｅｄ  Ｌａｎｇｅｖｉｎ  Ｔｙｐｅ  （ＢＬＴ）  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）がある。ホーン１０７は、トランスデューサ１０３からの超音波振動を使用して、その先端によって被加工部材に対して加工を施す。超音波加工装置１０１は、用途に応じてホーン１０７を変更することによって、熱可塑性樹脂等の被加工部材に対して、溶着、カシメ、溶断、インサート、スウェージング、ゲートカット、リベッティング、等の加工を施すことができる。
【００２７】
ケーシング１０２には、流体を注入するための開口１０８が設けられてもよく、ホーン１０７には、その先端１１１の近傍に流体を流出するための開口１１０が設けられてもよい。この場合、流体は、図１の矢印によって示されるように、ケーシング１０２の開口１０８からケーシング１０２の内部に注入されて通路１０９を通って流れ、まずはトランスデューサ１０３を冷却する。その後、流体は、ホーン１０７の内部を通って流れ、続いてホーン１０７をその内部から冷却する。更にその後、流体は、ホーン１０７の先端１１１の近傍に設けられた開口１１０から流出され、続いてホーン１０７の先端１１１によって加工が施された被加工部材を冷却する。このようにして、一連の流体の流れ１１３によって、トランスデューサ１０３、ホーン１０７、被加工部材を順々に、すなわち超音波加工装置１０１の内部だけでなく超音波加工装置１０１によって加工が施される被加工部材までをも効率的に冷却することが可能になる。
【００２８】
冷却に使用する流体は、超音波加工装置１０１、被加工部材、施される加工、等に応じて何れの流体であってもよいが、好ましくは圧縮されたドライエア又は不活性ガスである。また、冷却に使用する流体の圧力は、好ましくは０．０５ＭＰａ以上である。
【００２９】
ケーシング１０２の開口１０８は流体を流出するためであってもよく、ホーン１０７の開口１１０は流体を流入するためであってもよい。この場合、流体は、図１に示される矢印の向きの一連の流体の流れ１１３とは逆向きに、まずはホーン１０７の先端１１１によって加工が施された被加工部材を冷却する。その後、流体は、ホーン１０７の開口１１０からホーン１０７の内部に流入されてホーン１０７の内部を通って流れ、続いてホーン１０７をその内部から冷却する。更にその後、流体は、ケーシング１０２の内部に流入されて通路１０９を通って流れ、続いてトランスデューサ１０３を冷却する。そして、流体は、ケーシング１０２の開口１０８から流出される。このようにして、図１に示される矢印の向きの一連の流体の流れ１１３とは逆向きの一連の流体の流れによって、被加工部材、ホーン１０７、トランスデューサ１０３を順々に、すなわち超音波加工装置１０１によって加工が施される被加工部材だけでなく超音波加工装置１０１の内部までをも効率的に冷却することが可能になる。このような一連の流体の流れは、ケーシング１０２の開口１０８に真空ポンプ等を接続して陰圧を印加することによって、流体がケーシング１０２の開口１０８から吸引されるように実行されてもよい。
【００３０】
ホーン１０７の先端１１１によって被加工部材を加工している場合にはホーン１０７に負荷が加わり、ホーン１０７を介してトランスデューサ１０３にも負荷が加わる。このホーン１０７に加わる負荷が大きくなるほど、トランスデューサ１０３に加わる負荷が大きくなり、トランスデューサ１０３の発熱が大きくなり、この結果、電気−機械変換効率が悪化する。この発熱によって、トランスデューサ１０３の周波数及び位相が所定の範囲を越えてシフトすると、共振状態から脱して、トランスデューサ１０３の振幅が急激に小さくなる。このために、発振器は、トランスデューサ１０３の周波数及び位相を所定の範囲内に収めるためのＰＬＬ回路等の周波数自動追尾機能を備えて、トランスデューサ１０３の振動の振幅を一定に保持するが、この際、トランスデューサ１０３により多くの電力を供給する。このホーン１０７に加わる負荷が更に大きくなると、発振器がトランスデューサ１０３にそれ以上の電力を供給することができず、トランスデューサ１０３の振動の振幅を一定に保持することができないという過負荷状態になる。しかし、上記のように冷却することによって、トランスデューサ１０３の発熱を抑制することが可能になり、より大きい負荷をホーン１０７に加えることが可能になり、超音波加工装置１０１による消費電力を削減することが可能になり、超音波振動によって溶解した被加工部材を冷却するために加重を保持する時間を短縮することが可能になる。
【００３１】
超音波加工装置１０１は、トランスデューサ１０３とホーン１０７との間に配置されたコーン１０５を備えてもよく、コーン１０５は、トランスデューサ１０３によって出力された機械的振動の振幅を増幅してホーン１０７に出力する。このように超音波加工装置１０１がコーン１０５を備える場合には、トランスデューサ１０３を冷却した流体は、ケーシング１０２の内部からコーン１０５の内部を通って流れ、コーン１０５をその内部から冷却し、繋ぎねじ１０６によって接続されたホーン１０７に繋ぎねじ１０６の貫通孔を介して流れる。このようにして、一連の流体の流れ１１３によって、トランスデューサ１０３、コーン１０５、ホーン１０７、被加工部材を順々に、すなわち超音波加工装置１０１の内部だけでなく超音波加工装置１０１によって加工が施される被加工部材までをも効率的に冷却することが可能になる。或いは、ホーン１０７の先端１１１によって加工が施された被加工部材を冷却した流体は、ホーン１０７の開口１１０から流入されてホーン１０７の内部を通って流れ、ホーン１０７をその内部から冷却し、繋ぎねじ１０６によって接続されたコーン１０５に繋ぎねじ１０６の貫通孔を介して流れ、コーン１０５の内部を通って流れ、コーン１０５をその内部から冷却する。このようにして、一連の流体の流れによって、被加工部材、ホーン１０７、コーン１０５、トランスデューサ１０３を順々に、すなわち超音波加工装置１０１によって加工が施される被加工部材だけでなく超音波加工装置１０１の内部までをも効率的に冷却することが可能になる。
【００３２】
図１の実施形態においては、ホーン１０７に、ホーン１０７の径方向外方に流体を流出するように、又はホーン１０７の径方向外方から流体を流入するように開口１１０を設けて被加工部材を冷却しているが、図３に示すように、ホーン１０７の軸線方向から傾斜した方向に流体を流出するように、又はホーン１０７の軸線方向から傾斜した方向から流体を流入するように開口１１０を設けて被加工部材を冷却してもよい。また、図４に示すように、ホーン１０７の軸線方向外方に流体を流出するように、又はホーン１０７の軸線方向外方から流体を流入するように開口１１０を設けて被加工部材を冷却してもよい。これによって、被加工部材の性質、施される加工、等に応じた冷却をすることが可能になる。
【００３３】
ケーシング１０２に設けられた開口１０８は、ホーン１０７の先端１１１に対向するケーシング１０２の後端１１２に設けられていてもよい。これによって、流体は一方向に流れることが可能になり、超音波加工装置１０１の内部から被加工部材まで、又は被加工部材から超音波加工装置１０１の内部まで効率的に冷却することが可能になる。
【００３４】
図６に上記の超音波加工装置１０１を２つ並列に備える多頭式超音波加工装置を示す。このように２つの超音波加工装置１０１を備えることによって同時に複数の被加工部材の部分に加工を施すことができる。なお、図６の多頭式超音波加工装置においては、２つの超音波加工装置１０１を並列に備えるが、３つ以上の超音波加工装置１０１を並列に備えてもよい。上記のように、流体が超音波加工装置１０１の内部を流れるようにして、超音波加工装置１０１の内部及び被加工部材を冷却するために、超音波加工装置１０１の構造をコンパクト化することができる。図５に従来の超音波加工装置を２つ並列に備える多頭式超音波加工装置を示すが、従来の超音波加工装置においては、被加工部材の冷却はホース１１７を別途備えて、超音波加工装置の内部の冷却とは別々に行われていた。このホース１１７を別途備えるために、超音波加工装置全体としてコンパクト化することができず、超音波加工装置を複数備える多頭式超音波加工装置においては更に構造が複雑化し、コンパクト化することができなかった。しかし、上記のように、流体が超音波加工装置１０１の内部を流れるようにして、超音波加工装置１０１の内部及び被加工部材を冷却することによって、多頭式超音波加工装置において、構造を単純化することが可能になり、更にはコンパクト化することが可能になるという相乗効果をもたらす。
【００３５】
超音波加工装置１０１は、光源１０４を更に備える。光源１０４は、その全部がケーシング１０２に収容されてもよく、またその少なくとも一部がケーシング１０２に収容されてもよい。光源１０４は、ホーン１０７の先端１１１を照射して、ホーン１０７の先端１１１の視認性を高め、これによって、超音波加工装置１０１の使用者が、ホーン１０７の先端１１１によって加工が施される被加工部材の部分を容易に把握することが可能になり、特に暗い環境で超音波加工装置１０１を使用して被加工部材に対して加工を施す場合に有利である。なお、光源１０４は、何れの光源であってもよいが、好ましくはＬＥＤである。
【００３６】
光源１０４は、超音波加工装置１０１における複数の状態の各々に応じて、照射条件を変更してもよい。これによって、超音波加工装置１０１の使用者が、超音波加工装置１０１の状態を容易に把握することが可能になる。超音波加工装置１０１の状態としては、超音波加工装置１０１の超音波振動動作時、被加工部材の冷却時、超音波加工装置１０１の過負荷動作前時、及び超音波加工装置１０１の過負荷動作時がある。例えば、超音波加工装置１０１を超音波振動動作させて被加工部材に対して加工を施す状態の場合には、光源１０４は、加工が施される被加工部材の部分を把握するためにある色を有する光（例えば白色光）を照射する。そして、加工後、超音波加工装置１０１の超音波振動動作を停止して、加工が施された被加工部材の部分を冷却する状態の場合には、光源１０４は、冷却していることを示すために超音波振動動作時の色とは異なる色を有する光（例えば青色光）を照射する。また、超音波加工装置１０１を過負荷状態で超音波振動動作させるとトランスデューサ１０３が故障する虞がある。そこで、例えばトランスデューサ１０３における消費電力等を監視することによって、超音波加工装置１０１の過負荷状態の前の状態の場合には、光源１０４は、超音波加工装置１０１が過負荷状態になることを未然に防止するために更に異なる色を有する光（例えば黄色光）を照射する。そして、超音波加工装置１０１の過負荷状態の場合には、光源１０４は、警報を発するためにまた更に異なる色を有する光（例えば赤色光）を照射する。またこの場合には、更に認識性を高めるために、音声が発せられてもよい。
【００３７】
上記においては、光源１０４は、超音波加工装置１０１における複数の状態の各々に応じて、照射条件の変更として、照射する光の色を変更しているが、照射条件の変更として、光源１０４の点灯又は消灯、光源１０４が照射する光の輝度の変更、又は光源１０４が照射する光の点滅の周波数の変更であってもよく、また、これらを組み合わせて照射条件を変更してもよい。
【００３８】
超音波加工装置１０１の超音波振動動作期間は、事前に設定されていてもよい。使用者は、超音波加工装置１０１のホーン１０７を加工が施される被加工部材の部分に接触させ、トランスデューサ１０３による超音波振動をホーン１０７を介して加工が施される被加工部材の部分に伝達させて、加工が施される被加工部材の部分を溶解させるが、超音波加工装置１０１を超音波振動動作させる時間が短い場合には、加工が施される被加工部材の部分を溶解させることができない場合がある。そこで、事前に設定された動作期間の間は、光源１０４がある色を有する光（例えば白色光）を照射する一方で、事前に設定された動作期間が終了した場合には、光源１０４が消灯するようにしてもよい。これによって、使用者の感覚に寄らずに加工が施される被加工部材の部分を溶解させることが可能になり、加工品質を管理することが可能になり、更には超音波加工装置１０１による消費電力を削減することが可能になる。
【００３９】
また、超音波加工装置１０１による被加工部材の冷却期間は、事前に設定されていてもよい。上記のように、ホーン１０７の先端１１１の近傍に設けられた開口１１０から流体が流出されることによって、又は開口１１０に流体が流入されることによって、流体が、ホーン１０７の先端１１１によって加工が施された被加工部材の部分を冷却するが、冷却する時間が短い場合には、加工が施された被加工部材の部分を固化させることができない場合がある。そこで、事前に設定された冷却期間の間は、光源１０４がある色を有する光（例えば青色光）を照射する一方で、事前に設定された冷却期間が終了した場合には、光源１０４が消灯するようにしてもよい。これによって、使用者の感覚に寄らずに加工が施された被加工部材の部分を冷却させることが可能になり、加工品質を管理することが可能になり、更には超音波加工装置１０１による消費電力を削減することが可能になる。なお、光源１０４は、動作期間の終了及び冷却期間の終了に応じて、照射条件の変更として、点灯又は消灯するが、照射条件の変更として、光源１０４が照射する光の色の変更、光源１０４が照射する光の輝度の変更、又は光源１０４が照射する光の点滅の周波数の変更であってもよく、また、これらを組み合わせて照射条件を変更してもよい。
【００４０】
超音波加工装置１０１のケーシング１０２の側面１１６には、図１に示すように把持部１１４としての凹面が設けられてもよい。これによって、使用者が超音波加工装置１０１を片手で容易に把持することが可能になる。また、超音波加工装置１０１のケーシング１０２の側面１１６には、図２に示すようにケーシング１０２を面取りして平坦部が設けられてもよい。これによって、超音波加工装置１０１を平面上に戴置した場合であっても、超音波加工装置１０１が転がることを防止することが可能になる。
【００４１】
超音波加工装置１０１のケーシング１０２の側面１１６の凹面には、超音波加工装置１０１の状態を切り換えるためのスイッチ１１５が設けられてもよい。スイッチ１１５が把持部１１４の近傍にあるために、使用者が加工中に超音波加工装置１０１の状態を容易に切り換えることが可能になる。また、スイッチ１１５の高さは、ケーシング１０２の側面１１６の最も高い部分の高さより低くなっていてもよい。これによって、超音波加工装置１０１を平面上に戴置した場合であっても、スイッチ１１５の誤動作を防止することが可能になる。
【００４２】
次に図７を参照して、本発明の一実施形態としての超音波加工システム２０１について説明する。超音波加工システム２０１は、発振器２０２と、第１の超音波加工装置２０３と、第２の超音波加工装置２０４とを備える。第１の超音波加工装置２０３及び第２の超音波加工装置２０４は、上記で説明された超音波加工装置１０１であって、超音波加工システム２０１は、必要に応じて更に超音波加工装置を備えてもよい。第１の超音波加工装置２０３及び第２の超音波加工装置２０４の各々は、発振器２０２から電気的信号を受信するために発振器２０２に接続される。第１の超音波加工装置２０３は、被加工部材に対して、第２の超音波加工装置２０４のホーンが被加工部材に対して施す加工とは異なる加工を施すホーンを備える。例えば、第１の超音波加工装置２０３は、被加工部材を溶着するホーンを備える一方で、第２の超音波加工装置２０４は、被加工部材を溶断するホーンを備えてもよい。第１の超音波加工装置２０３と、第２の超音波加工装置２０４とを備えることによって、各加工に応じてホーンを交換する必要はなく、全体の加工時間を短縮することが可能になる。発振器２０２は、第１の超音波加工装置２０３及び第２の超音波加工装置２０４に送信する電気的信号を調整することが可能であって、例えば、第１の超音波加工装置２０３及び第２の超音波加工装置２０４の各々のトランスデューサを超音波振動させるための交流信号の振幅、第１の超音波加工装置２０３及び第２の超音波加工装置２０４の各々の超音波振動動作期間、被加工部材の冷却期間、等を調整することが可能である。
【００４３】
上記記載は特定の実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の原理と添付の特許請求の範囲の範囲内で種々の変更及び修正をすることができることは当業者に明らかである。
【符号の説明】
【００４４】
１０１    超音波加工装置
１０２    ケーシング
１０３    トランスデューサ
１０４    光源
１０５    コーン
１０６    繋ぎねじ  
１０７    ホーン
１０８    ケーシングの開口
１０９    通路
１１０    ホーンの開口
１１１    先端
１１２    後端
１１３    流体の流れ
１１４    把持部
１１５    スイッチ
１１６    側面
１１７    ホース
２０１    超音波加工システム
２０２    発振器
２０３    第１の超音波加工装置
２０４    第２の超音波加工装置
【要約】
【課題】使用者の視認性を向上させ、更には使用者の作業効率を向上させる超音波加工装置を提供する。
【解決手段】超音波加工装置１０１は、ケーシング１０２と、ケーシング１０２内に収容され、電気的信号を機械的振動に変換して出力するトランスデューサ１０３と、トランスデューサ１０３によって出力された機械的振動に従って共振するホーン１０７であって、その先端によって被加工部材に加工を施すホーン１０７とを備え、超音波加工装置１０１は、使用者がケーシング１０２を片手で把持することができる大きさであって、ケーシング１０２に少なくとも一部が収容された光源１０４を更に備え、光源１０４は、ホーン１０７の先端を照射することができるようになっている。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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