(57)【要約】【課題】使用する接合作用面の切り替え作業の簡単化を図る。【解決手段】接合に使用する接合作用面のうちの１つの接合作用面８ａを別の接合作用面８ｂに切り替える場合、ａ図に示すように角度割出機構１２と回転支持機構５とが互いに結合し合っていて、１つの接合作用面８ａが下部に位置している状態において、ｂ図に示すように角度割出機構１２が人為操作で上方に移動して角度割出機構１２と回転支持機構５との結合を解除した後、ｃ図に示すように回転支持機構５が振動伝達方向軸心を回転中心として右方向に人為操作で回転され、そして、ｄ図に示すように回転支持機構５がａ図を基準とした場合に９０度右回転されたら、角度割出機構１２が人為操作で下方に移動されて角度割出機構１２と回転支持機構５とが互いに結合されることで、別の接合作用面８ｂが接合作用面８ａに代替されて下に向いて接合に使用する接合作用面となる。【選択図】　　　　図２
2004122033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に設けられたホルダーは、複数の接合作用面を有する共振器が振動伝達方向軸心を回転中心として回転可能に装着される回転支持機構と、上記共振器が複数の接合作用面の振動伝達方向軸心を中心とする周方向の割付角度で固定される角度割出機構とを備えたことを特徴とする超音波接合装置の共振器支持装置。
【請求項２】
角度割出機構がホルダーに振動伝達方向軸心と交差する方向に移動可能に設けられた角度割出体と、角度割出体に設けられたストッパーと、回転支持機構に設けられて複数の接合作用面の割付角度でストッパーに嵌り合う掛止部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波接合装置の共振器支持装置。
【請求項３】
角度割出機構がホルダーに回転操作可能に設けられた操作体と、操作体に固定されたカムと、角度割出体をホルダーに摺接係合するガイドとを備えたことを特徴とする請求項２記載の超音波接合装置の共振器支持装置。
【請求項４】
角度割出機構がホルダーに取り付けられたステップモータと、ステップモータの回転を回転支持機構に伝達する歯車列とを備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波接合装置の共振器支持装置。
【請求項５】
歯車列がステップモータに設けられた小径歯車と回転支持機構に設けられた大径歯車とを備えたことを特徴とする請求項４記載の超音波接合装置の共振器支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波接合装置のホルダーに共振器を取り付ける支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波接合装置のホルダーに共振器を取り付ける支持装置は、ナットが締め付けられると、楔外筒がホルダーからの押し縮める力と、楔内筒と楔外筒とによる楔作用とで、共振器を固定的に支持し、共振器のワークと接触する接合作用面と、ワーク搭載台のワークと接触する面との平行度を出すようになっている。そして、超音波接合装置による加工動作が繰り返されることで、共振器のワークと接触する接合作用面が徐々に磨耗したり、ワークと接合作用面との間に挟まった微細な異物で接合作用面が損傷を受けたりした場合、接合不良やワークの損傷などの不都合が発生する。これを防止するために、接合作用面が傷んだら共振器を新品に交換してもよいが、不経済である。そのため、１つの接合作用面が傷んだら別の接合作用面を使えるように、１つの共振器には複数の接合作用面が振動伝達方向軸心を中心とする周方向に割り付けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２９３４６０２号明細書（第１頁、特許請求の範囲、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例はホルダーに共振器を固定的に支持する構造であるため、１つの接合作用面から別の接合作用面を使用する場合には、ナットを緩めてホルダーに対する共振器の固定的な支持を解除した状態において、振動伝達方向軸心を回転中心とする周方向に共振器を回転し、新たに使用する接合作用面とワーク搭載台のワークと接触する面との平行度を出す。その後、ナットを再び締め付けてホルダーに共振器を固定的に支持する必要があり、ナットを再び締め付ける場合の締結力が変化すると共振器の振動バランスが変化するので、使用する接合作用面を１つの接合作用面から別の接合作用面に切り替える作業に多大な労力と時間を要するという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は使用する接合作用面の切り替えを簡単に行うことができる超音波接合装置の共振器支持装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、装置本体に設けられたホルダーは、複数の接合作用面を有する共振器が振動伝達方向軸心を回転中心として回転可能に装着される回転支持機構と、上記共振器が複数の接合作用面の振動伝達方向軸心を中心とする周方向の割付角度で固定される角度割出機構とを備えたことによって、角度割出機構と回転支持機構との共同で使用する接合作用面の切り替えを簡単に行うことができる。また、本発明にあっては、角度割出機構がホルダーに振動伝達方向軸心と交差する方向に移動可能に設けられた角度割出体と、角度割出体に設けられたストッパーと、回転支持機構に設けられて複数の接合作用面の割付角度でストッパーに嵌り合う掛止部とを備えれば、角度割出を手動で操作することができる。また、本発明にあっては、角度割出機構がホルダーに回転操作可能に設けられた操作体と、操作体に固定されたカムと、角度割出体をホルダーに摺接係合するガイドとを備えれば、角度割出の作業が簡単となる。また、本発明にあっては、角度割出機構がホルダーに取り付けられたステップモータと、ステップモータの回転を回転支持機構に伝達する歯車列とを備えれば、角度割出を電動で操作することができる。また、本発明にあっては、歯車列がステップモータに設けられた小径歯車と回転支持機構に設けられた大径歯車とを備えれば、電動による角度割出が一層正確になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１から図５は第１実施形態であって、図１は共振器支持装置の縦方向に切断した断面を示し、図２は共振器支持装置の角度割出動作を示し、図３は共振器支持装置における回転支持機構５の分解した外観を示し、図４は共振器支持装置における角度割出機構１２の分解した外観を示し、図５は超音波接合装置の外観を示す。
【０００８】
図５を参照し、共振器支持装置を用いる超音波接合装置について説明する。超音波接合装置は装置本体１に前方および左右に開放する作業空間２を設け、作業空間２にホルダー３を配置し、ホルダー３に共振器４を左右に配置された同一形態の回転支持機構５で両支持にかつ回転可能に装着し、共振器４の一端に図外の超音波発生器から供給された電力により所定周波数の超音波振動を発生して出力する振動子６を結合し、作業空間２の底部にワーク搭載台７を設け、ワーク搭載台７に複数のワークが重ね合わせられた被接合部分Ｗを搭載し、ホルダー３を装置本体１の内部に設けられた図外のエアーシリンダーのような加圧機能を有するアクチュエータで下降することによって、被接合部分Ｗを共振器４の中央に有る接合作用面８とワーク搭載台７とでそれらの間に加圧保持し、共振器４が振動子６で発生した超音波振動に共振してワークの重ね合わせ面を接合した後、ホルダー３をアクチュエータで上昇して停止するようになっている。
【０００９】
図１および図２を参照し、共振器支持装置について、ホルダー３が複数のアーム部１１を左右に所定間隔で相対峙するように連接し、複数の接合作用面８が共振器４の振動伝達方向軸心Ｌ１を中心とする周方向に割り付けられ、共振器４がアーム部１１に両支持された形態を例として説明する。図１に示すように、複数の接合作用面８はホルダー３の昇降中心線Ｌ２と同軸となる円周上に位置して共振器４の周方向に割り付けられている。共振器支持装置はホルダー３に回転支持機構５と角度割出機構１２とを備え、回転支持機構５がアーム部１１に共振器４を振動伝達方向軸心Ｌ１を回転中心として回転可能に装着し、角度割出機構１２がアーム部１１に共振器４を複数の接合作用面８の振動伝達方向軸心Ｌ１を中心とする周方向の割付角度で固定する。共振器４の下方に向いた１つの接合作用面８とワーク搭載台７の被接合部分Ｗ（図５参照）を載せる上面１３とは互いに平行で相対峙しているとともにホルダー３の昇降中心線Ｌ２と直交する平坦面である。ワーク搭載台７にはその左右方向の中心を示す図外の目印がホルダー３の昇降中心線Ｌ２と同軸状に配置される。
【００１０】
共振器４はホーン１４の両側にブースタ１５を図外のねじ孔（雌ねじの形成された孔）と図外の無頭ボルトとで同軸状に結合した形態である。一方のブースタ１５の一端面には振動子６が図外のねじ孔と図外の無頭ボルトとで同軸状に結合される。ホーン１４は例えば振動子６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ｆ７までの１波長の長さを有し、その中央の最大振動振幅点ｆ５に位置するホーン１４の外側面に接合作用面８を備える。一方のブースタ１５は振動子６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波長の長さを有し、その中央の最小振動振幅点ｆ２の部分より外側に屈曲して環状に突出する支持部１６を備える。他方のブースタ１５は振動子６から伝達された超音波振動に共振する最大振動振幅点ｆ７から最大振動振幅点ｆ９までの１／２波長の長さを有し、その中央の最小振動振幅点ｆ８の部分より外側に屈曲して環状に突出する支持部１６を備える。支持部１６の外側面は振動伝達方向軸心を中心とする１つの円周上に位置する真円な面である。
【００１１】
図２に示すように、複数の接合作用面８ａ；８ｂ；８ｃ；８ｄは振動伝達方向軸心Ｌ１を通る２本の互いに直交する直線上に位置するように共振器４の周面を９０度で４等分した位置に設けられるとともに２本の直線と直交する平坦面であるが、接合作用面８ａ−８ｄが共振器４の周面から突出していても窪んでいてもよく、また、共振器４の接合作用面８ａ−８ｄを設ける部分が断面方形である場合には接合作用面８ａ−８ｄが共振器４の周面と同一面であっても実施可能である。そして、例えば、図２のａ図−ｄ図に示すように、接合に使用する接合作用面８ａ−８ｄのうちの１つの接合作用面８ａを別の接合作用面８ｂに切り替える場合には次のように動作する。先ず、図２のａ図に示すように角度割出機構１２と回転支持機構５とが互いに結合し合っていて、１つの接合作用面８ａが下部に位置している状態において、図２のｂ図に示すように角度割出機構１２が人為操作で上方に移動されて角度割出機構１２と回転支持機構５との結合を解除する。その後、図２のｃ図に示すように回転支持機構５が振動伝達方向軸心Ｌ１を回転中心として右方向に人為操作で回転される。そして、図２のｄ図に示すように回転支持機構５がａ図を基準とした場合に９０度右回転されたら、角度割出機構１２が人為操作で下方に移動されて角度割出機構１２と回転支持機構５とが互いに結合される。これによって、別の接合作用面８ｂが接合作用面８ａに代替されて下に向いて接合に使用する接合作用面８となる。
【００１２】
図３を参照し、ホルダー３のアーム部１１の内部構造および回転支持機構５の内部構造について説明する。アーム部１１にはその外側面に開口する真円形の凹部２１が形成され、各凹部２１の底部には凹部２１より小径な貫通孔２２が形成され、貫通孔２２と凹部２１との境には環状の段差部２３が形成され、貫通孔２１周りの周縁に止ねじＢを締結するためのねじ孔Ｄを備える。段差部２３はベアリングＡのインナーリングを押さえるための環状である。これらの凹部２１、貫通孔２２、段差部２３は、ホルダー３の昇降中心線Ｌ２と直交する水平な１本の直線（共振器４における振動の伝達する方向の軸心（振動伝達方向軸心Ｌ１）と同じ直線）を中心とした同軸状に形成される。ホルダー３の一方のアーム部１１よりも上部には振動伝達方向軸心Ｌ１と平行な方向の外側に突出する台座２４を前後に位置するように備える。前後に位置する台座２４の間は上下方向に延びるガイドたるガイド溝２６であって、ガイド溝２６には図４に示す角度割出機構１２のカム軸７５を取り付けるためのねじ孔２７を備える。
【００１３】
回転支持機構５は楔内筒３１、楔外筒３２、楔側ナット３３、ベアリングＡ、楔被覆体３４、掛止部３５、ベアリング支持体３６、ベアリング受止体３７、ベアリング側ナット３８を備える。楔内筒３１は外周面の一半分に雄ねじ部３９を備え、他半分に雄ねじ部３９側から反対側に行くに従って外径が徐々に大きくなる楔部４０を備え、楔部４０の径大側端に鍔部４１を備える。楔内筒３１は図１に示すブースタ１５の支持部１６の外径と略同一直径の真円形の内孔４２を備え、スリット４３が形成されて周壁を一カ所切り離すことにより、その楔内筒３１の弾性作用で、内孔４２の直径がその内部に支持部１６を接触して収容し得る程度に開いているとともに、楔部４０の大径な開口側の端部の外径寸法がベアリング支持体３６の内径よりも小寸法に開いている態様である。雄ねじ部３９、楔部４０、内孔４２は同軸状である。
【００１４】
楔外筒３２は楔被覆体３４における楔支持部４９の内径と略同一直径の真円形に形成された外周面の一端に環状の鍔部４４を径方向外側に突出し、内周面に鍔部４４側から反対側に行くに従って内径が徐々に大きくなる楔部４５を備える。楔外筒３２は楔部４５を楔内筒３１の楔部４０と同一の傾斜角度を有するように貫通形成した態様で、その直径部分で２等分に分割された形態としたが、楔外筒３２は楔内筒３１に類似するようにスリットで周壁を一カ所切り離すことで内径を小さくするように形成してもよい。鍔部４４、楔部４５は同軸状になっている。楔側ナット３３は内部に楔内筒３１の雄ねじ部３９にねじ嵌合する雌ねじ部４６を有し、他端部に楔外筒３２の鍔部４４以外の外周部を挿入可能な挿入孔４７を備え、挿入孔４７と雌ねじ部４６との間に楔外筒３２の鍔部４４を収容する環状の溝部４８を備える。楔被覆体３４は一半分の内部に楔外筒３２の楔部４５を内接嵌合する楔支持部４９を備え、他端部にベアリング支持体３６の雌ねじ部５２にねじ嵌合する雄ねじ部５０を備える。掛止部３５は角度割出機構１２のストッパー７２との共同で共振器４を複数の接合作用面８の振動伝達方向軸心Ｌ１を中心とする周方向の割付角度（第１実施形態では９０度）で固定する要素であって、楔被覆体３４の外周面に９０度で４等分した位置に設けられた窪みである。
【００１５】
ベアリング支持体３６は一端部に楔内筒３１の鍔部４１の外径と略同一直径の真円形に形成された凹部５１を備え、凹部５１の内周面に楔被覆体３４の雄ねじ部５０とねじ嵌合する雌ねじ部５２を備え、他半部にベアリングＡのアウターリングの外周面に内接嵌合される筒状のベアリング支持部５３を備え、凹部５１を囲む周壁とベアリング支持部５３を囲む周壁との連接部分に突起５４を備え、ベアリング支持部５３の他端部にベアリング側ナット３８の雌ねじ部５８に嵌合する雄ねじ部５５を備える。ベアリング受止体３７はベアリングＡのインナーリングよりも大きくかつアウターリングよりも小さい直径の貫通孔５６とアウターリングよりも大きな外径とを有する環状であって、周縁部にベアリング受止体３７をアーム部１１に取り付けるための止ねじＢを挿入する貫通孔Ｃを備える。ベアリング側ナット３８はホルダー３の貫通孔２２よりも小さな外径を有する環状であって、内部にベアリング支持体３６の雄ねじ部５５に嵌合する雌ねじ部５８を備え、一端面にベアリングＡのインナーリングを押さえるための環状の突起５９を備え、他端面にベアリング側ナット３８を締結・弛緩操作する工具を挿入するための工具用凹部６０（図１参照）を備える。
【００１６】
図１および図３を参照し、回転支持機構５で共振器４をホルダー３に取り付ける場合について説明する。ベアリングＡがホルダー３におけるアーム部１１の凹部２１に外側より挿入され、ベアリング受止体３７がアーム部１１における凹部２１の開口周りの端面およびベアリングＡのアウターリングの端面に接触するようにあてがわれた後、止ねじＢがベアリング受止体３７の貫通孔Ｃからアーム部１１のねじ孔Ｄに締結され、ベアリングＡがアーム部１１に取り付けられた状態において、ベアリング支持体３６のベアリング支持部５３がアーム部１１の振動伝達方向外側からベアリングＡの内部に挿入され、ベアリング支持体３６のベアリングＡから振動伝達方向内側に突出した雄ねじ部５５にはベアリング側ナット３８の雌ねじ部５８がねじ嵌合され、ベアリング側ナット３８が工具用凹部６０に装着された図外の締結工具で締結操作されることで、アーム部１１の段差部２３とベアリング受止体３７とがベアリングＡのアウターリングを振動伝達方向両側から挟み付けた格好で支持し、ベアリング支持体３６の突起５４とベアリング側ナット３８の突起５９とがベアリングＡのインナーリングを振動伝達方向両側から挟み付けた格好で支持し、ベアリングＡがホルダー３のアーム部１１に個別に取り付けられる。
【００１７】
また、楔外筒３２の鍔部４４が楔側ナット３３の溝部４８に装着され、楔側ナット３３よりも突出した楔外筒３２の楔部４５と楔被覆体３４の楔支持部４９とが互いに嵌め合わされ、楔外筒３２の楔部４５と楔内筒３１の楔部４０とが互いに嵌め合わされ、楔被覆体３４の雄ねじ部５０よりも突出した楔内筒３１の鍔部４１がベアリング支持体３６の雌ねじ部５２を経由して凹部５１の底部に装着される一方、楔被覆体３４の雄ねじ部５０がベアリング支持体３６の雌ねじ部５２にねじ嵌合され、楔側ナット３３の雌ねじ部４６が楔内筒３１の雄ねじ部３９にねじ嵌合されることで、楔内筒３１、楔外筒３２、楔側ナット３３、ベアリングＡ、ベアリング受止体３７、ベアリング支持体３６、楔被覆体３４、掛止部３５、ベアリング側ナット３８からなる２組の回転支持機構５がホルダー３の各アーム部１１に組み付けられる。
【００１８】
その後、楔側ナット３３が締め込まれることで、楔内筒３１の楔部４０と楔外筒３２の楔部４５とが互いに接触し、楔外筒３２の外周面と楔被覆体３４の貫通孔の内周面とが互いに接触し、楔外筒３２が楔被覆体３４から受ける押し縮める方向の外力と、双方の楔部４０；４５による楔作用とにより、楔内筒３１の内孔４２の直径がその内部にブースタ１５の支持部１６を接触して収容し得る程度に開いている状態にする。その状態において、図１に示すように、楔外筒３２の大径な開口側の端部と楔内筒３１の鍔部４１との間には隙間６１が形成され、楔側ナット３３は楔被覆体３４から離れている。
【００１９】
引き続き、図１に示すように、共振器４の振動子６の反対側に位置するブースタ１５を左側の回転支持機構５における楔内筒３１の内孔４２を経由して右側の回転支持機構５の内孔４２に挿入するとともに、振動子６の側に位置するブースタ１５を左側の回転支持機構５の内孔４２に挿入する。その後、ワーク搭載台７にワークの被接合部分Ｗと同じ厚さを持った部材を載せるかまたは当該部材をワーク搭載台７に載せないで、ホルダー３を下降して、共振器４の下方に向いた１つの接合作用面８をワーク搭載台７の上の部材またはワーク搭載台７に当接させることで、共振器４の下方に向いた１つの接合作用面８とワーク搭載台７の上面１３との平行度を取る。この場合、ホルダー３を昇降するエアーシリンダーの空気圧は共振器４、振動子６などを含む重さを有するホルダー３が自重落下しない程度に低くしておく。そして、共振器４を手で左右に移動して、共振器４の下方に向いた１つの接合作用面８をワーク搭載台７の図外の目印に合わせることで、当該接合作用面８をホルダー３の昇降中心線Ｌ２上に位置するように位置合わせを行う。
【００２０】
更に、前記共振器４の下方に向いた１つの接合作用面８をワーク搭載台７上の部材またはワーク搭載台７の上面１３に接触させて、共振器４の下方に向いた１つの接合作用面８とワーク搭載台７の上面１３との平行度を保持したまま、楔側ナット３３を締め込むことで、楔側ナット３３が楔外筒３２をホルダー３の段差部２３の側に押圧し、楔外筒３２がホルダー３の凹部２１より受ける押し縮める方向の外力と、双方の楔部４０；４５による楔作用とにより、楔内筒３１のスリット４３の間隔が狭くなるとともに、楔内筒３１の内孔４２が縮小して真円となって共振器４の支持部１６の外周面を径方向外側より締め付ける。これによって、ホルダー３には回転支持機構５で複数の接合作用面８を有する共振器４が振動伝達方向軸心Ｌ１を回転中心として回転可能に装着される。
【００２１】
図４を参照し、角度割出機構１２の内部構造について説明する。角度割出機構１２は角度割出体７１、ストッパー７２、操作体７３、カム７４、カム軸７５、ガイドたるガイド突起７６、結合子７７、ピン７８、セットスクリューのような止ねじ７９、図３に示す掛止部３５を備える。角度割出体７１はホルダー３に図１の振動伝達方向軸心Ｌ１と交差する方向（ホルダー３の昇降方向と同方向；上下方向）に移動可能に設けられる横長板状であって、左右方向中央部に振動伝達方向軸心Ｌ１と平行な方向に貫通する開口部８１、ホルダー３のガイド溝２６に摺接係合するガイド突起７６、ガイド突起７６よりも左右外側の両側部に縦長孔８２を備える。そして、ガイド突起７６がホルダー３のガイド溝２６に嵌め込まれた状態で、段付ねじのような取付具８３のねじ部８４が角度割出体７１の外側から縦長孔８２を経由してホルダー３のねじ孔２５に締結され、取付具８３がねじ孔２５周りのホルダー３の台座２４に突き当てられる以前に、取付具８３の頭部８５が角度割出体７１の縦長孔８２周りを台座２４との共同で振動伝達方向軸心Ｌ１と同方向の左右方向で挟む格好となり、取付具８３が角度割出体７１をホルダー３に上下方向に移動しないように固定する。その固定状態において、取付具８３における雄ねじ部８４のねじ孔２５に対する締結が緩められることで、取付具８３の頭部８５が角度割出体７１の縦長孔８２周りと非接触に対向配置され、取付具８３が角度割出体７１をホルダー３に対し昇降可能となるとともに脱落しないようになる。
【００２２】
ガイド突起７６は開口部８１よりも大きな前後方向の幅を有する形態で角度割出体７１の裏面に設けられる。開口部８１は角度割出体７１とガイド突起７６とにわたり形成される。ストッパー７２は角度割出体７１の左右両端部から下方に突出した延設部８６に回転可能に取り付けられる。ストッパー７２が延設部８６に取り付けられた状態において、ストッパー７２の外周部の一部が延設部８６よりも突出する。掛止部３５は回転支持機構５の楔被覆体３４に設けられて複数の接合作用面８の割付角度でストッパー７２の延設部８６よりも突出した外周部の一部に嵌り合う部分である。操作体７３はホルダー３に回転操作可能に設けられ、カム７４は操作体７３に固定される。第１実施形態の場合、操作体７３とカム７４との結合構造は次のようになっている。操作体７３は一端部に平面四角形のような異形孔８９、異形孔８９と一端部の外周面とに貫通するねじ孔９０を備える。カム７４は円形な基部９１の外周部から径方向一側にカム部９２を突出した形状であって、基部９１の一端部に開口する真円形の凹部９３が形成され、凹部９３の底部に凹部９３より小径な軸受孔９４が形成され、軸受孔９４と一端部の外周面とに貫通するピン挿入孔９５が形成される。
【００２３】
そして、カム７４がホルダー３に取り付けられた角度割出体７１の外側から開口部８１を経由してホルダー３のガイド溝２６に配置され、カム軸７５の雄ねじ部９６がカム７４の凹部９３から軸受孔９４を経由してホルダー３のねじ孔２７にねじ嵌合され、カム軸７５が頭部９７の工具用凹部９８に装着された図外の締結工具で締結操作されることで、カム軸７５がねじ孔２７周りのガイド溝２６の面に接触してホルダー３に固定され、カム軸７５と軸受孔９４とが互いに回転可能に嵌合し、カム軸７５の頭部９７が凹部９３の軸受孔９４の側に配置され、カム７４がホルダー３に回転可能に取り付けられる。一方、操作体７３の異形孔８９には結合子７７の角棒部９９が挿入され、止ねじ７９が操作体７３の外側からねじ孔９０に締結されて角棒部９９に突き当たることで、結合子７７と操作体７３とが互いに組み合わせられる。また、結合子７７の円板部１００がカム７４の凹部９３に嵌め込まれ、ピン７８がカム７４の外側からカム７４のピン挿入孔９５を経由して結合子７７の円板部１００のピン挿入孔１０１に押し込まれることで、結合子７７とカム７４とが互いに組み合わせられる。これによって、操作体７３とカム７４とが結合子７７を介して一緒に回転し得るように結合される。
【００２４】
そして、操作体７３を操作すると、カム７４がホルダー３に対しカム軸７５を中心として回転し、カム７４のカム部９２が角度割出体７１の開口部８１を囲む上内面に接触するのに伴い角度割出体７１をホルダー３に対し上昇し、当該角度割出体７１の上昇に伴いストッパー７２が図２のｂ図に示すように掛止部３５から上方に移動して解放される。
【００２５】
図２を参照し、接合に使用する接合作用面８のうちの下を向いた接合作用面８ａを別の接合作用面８ｂに切り替える場合について詳述する。図２のａ図では、角度割出機構１２におけるカム７４のカム部９２（図４参照）がカム軸７５から左側に向くように位置して角度割出体７１の開口部８１の内周面から離れており、角度割出機構１２のストッパー７２と回転支持機構５の掛止部３５とが互いに結合し合っていて、１つの接合作用面８ａが下部に位置している状態である。その状態において、作業者が図２のａ図に示す取付具８３を弛緩操作して取付具８３によるホルダー３に対する角度割出体７１の固定を解除した後、作業者が図４の操作体７３を手で右方向に回転操作すると、図２のｂ図に示すように、角度割出機構１２のカム７４がカム軸７５を回転中心として右方向に回転し、カム部９２がカム軸７５から上側に向くように位置し、カム部９２が上側を向いたら、作業者が上記操作体７３に対する右方向への回転操作を停止する。
【００２６】
このようにカム部９２が図２のａ図に示す右側を向く姿勢から図２のｂ図に示す上側を向く姿勢に変化する過程において、カム部９２が開口部８１の上側内周面に接触した後に角度割出体７１を上方に移動し、当該角度割出体７１の上方への移動（昇降）に伴い上記ストッパー７２と掛止部３５との結合が解除される。その後、図２のｃ図において、作業者が例えば角度割出体７１における掛止部の周りの部分を手で持って右方向に回転操作すると、共振器４が振動伝達方向軸心Ｌ１を回転中心として右方向に回転される。そして、図２のｄ図に示すように、共振器４がａ図を基準とした場合に９０度右回転されたら、作業者が図４の操作体７３を手で左方向に回転操作し、角度割出機構１２のカム７４がカム軸７５を回転中心として左方向に回転し、カム部９２がカム軸７５から左側に向くように位置し、カム部９２が左側を向いたら、作業者が上記操作体７３に対する左方向への回転操作を停止する。
【００２７】
このようにカム部９２が図２のｃ図に示す上側を向く姿勢から図２のｄ図に示す左側を向く姿勢に変化する過程において、カム部９２が開口部８１の上側内周面から離れるに伴い角度割出体７１が自重で下方に移動する。この角度割出体７１の自重による下降が適切でない場合は作業者が例えば角度割出体７１における掛止部３５の周りの部分を手で押し下げる。この角度割出体７１の下方への移動（下降）に伴いストッパー７２と掛止部３５とが互いに結合される。これによって、別の接合作用面８ｂが上記接合作用面８ａに代替されて接合に使用する接合作用面８となる。この１つの接合作用面８ａが別の接合作用面８ｂに切り替えられた後、作業者が取付具８３を締結操作し、取付具８３が角度割出体７１をホルダー３に固定して上記ストッパー７２と掛止部３５との結合を保持することで、新たな接合作用面８ｂが図１のワーク搭載台７の上面１３と平行に対向する。
【００２８】
図６および図７は第２実施形態を示し、図６は角度割出機構１１１の側面を示し、図７は角度割出機構１１１の内部構造の断面を示す。第１実施形態が角度割出機構１２を手動式に形成したのに対し、第２実施形態は角度割出機構１１１を駆動式に形成したものである。図６および図７において、角度割出機構１１１はホルダー３に取り付けられたステップモータ１１２と、ステップモータ１１２の回転を回転支持機構５に伝達する歯車列１１３とを備える。歯車列１１３はステップモータ１１２の出力軸１１４に一緒に回転するように取り付けられた小径歯車１１５と回転支持機構５の楔被覆体３４に一緒に回転するように取り付けられた大径歯車１１６とを備える。第２実施形態では大径歯車１１６は図３における楔被覆体３４から掛止部３５を削除した状態の楔部４５を囲み形成する筒部に一緒に回転するように取り付けられる。
【００２９】
したがって、図２に示すように接合に使用する接合作用面８ａから接合作用面８ｂに切り替える場合、作業者が図６に示す角度切替操作部１２１における釦のような操作部材１２２を操作すると、角度切替操作部１２１のスイッチ１２３が角度切替開始信号を制御装置１２４に出力し、制御装置１２４がステップモータ１１２を９０度の回転角度運動範囲で回転駆動する。このステップモータ１１２の回転駆動に伴い回転支持機構５が歯車列１１３を介して９０度の回転角度運動範囲で回転し、この回転支持機構５の回転に伴い、共振器４が振動伝達方向軸心Ｌ１を回転中心として回転して接合作用面８ａが接合作用面８ｂに代替されて接合に使用する接合作用面８となる。この接合作用面８ａが接合作用面８ｂに切り替えられることで、上記制御装置１２４によるステップモータ１１２に対する回転駆動が停止する。この制御装置１２４によるステップモータ１１２に対する回転駆動の停止後は、ステップモータ１１２における永久磁石による回転位置を保持する機能で、回転支持機構５が回転しないように位置保持され、共振器４が振動伝達方向軸心Ｌ１を回転中心として回転しないようになるので、接合作用面８ｂが下に向いた姿勢が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態を示す縦断面図。
【図２】第１実施形態の共振器支持装置の角度割出動作を示す工程図。
【図３】第１実施形態の回転支持機構を示す分解斜視図。
【図４】第１実施形態の角度割出機構を示す分解斜視図。
【図５】第１実施形態の超音波接合装置を示す斜視図。
【図６】第２実施形態の角度割出機構を示す側面図。
【図７】第２実施形態の角度割出機構を示す縦断面図。
【符号の説明】
３　ホルダー、４　共振器、５　回転支持機構、８；８ａ−８ｂ　接合作用面、１２　角度割出機構。
【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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