(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動の与えられた加工液体に加工対象部分を浸す超音波加工装置における液槽の内外に貫通するように液槽の側部または底部に取り付けられて用いられる共振器において、液槽の内部から外部に加工液体を漏れないように液槽に固定される支持部が共振器における最小振動振幅点の存在する外周面から外側に突出して設けられ、液槽の内部における共振器の一端部には作業槽が設けられており、作業槽が加工対象部分を上方から挿入し得るように上方に開口しかつ下方及び横方向に閉じられた窪みであり、また、作業槽が共振器の上方に向けられた側面又は端面から共振器の中に窪んでおり、さらに、作業槽が液槽における加工液体の一部を上記開口から取り込むとともに液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する窪みであることを特徴とする超音波加工用共振器。
【請求項２】
液槽と、液槽の内外に貫通するように液槽の側部または底部に配置される共振器と、液槽の内部から外部に加工液体を漏れないように液槽に固定されるとともに共振器における最小振動振幅点の存在する外周面から外側に突出して設けられた支持部と、液槽の外部における共振器の他端部に結合された振動子と、液槽の内部における共振器の一端部に設けられた作業槽と、液槽に設けられた調整機構とを備えた超音波加工装置であって、作業槽が加工対象部分を上方から挿入し得るように上方に開口しかつ下方及び横方向に閉じられた窪みであり、また、作業槽が共振器の上方に向けられた側面又は端面から共振器の中に窪んでおり、さらに、作業槽が液槽における加工液体の一部を上記開口から取り込んで液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する窪みであり、調整機構が液槽における加工液体の液面を作業槽の開口よりも上方に調整することにより加工液体の一部を作業槽における上方の開口から作業槽に供給し、また、調整機構が液槽における加工液体の液面を作業槽における上方の開口よりも下方に調整することにより作業槽に供給された加工液体を液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する一方、作業槽に収容された加工液体が振動子の駆動による超音波振動で振動するとともに加工対象部分が作業槽の上方から加工液体に浸されることにより、作業槽に収容されて超音波振動で振動した加工液体による加工が加工対象部分に行なえることを特徴とする超音波加工装置。
【請求項３】
液槽と、液槽の内外に貫通するように液槽の側部または底部に配置される共振器と、液槽の内部から外部に加工液体を漏れないように液槽に固定されるとともに共振器における最小振動振幅点の存在する外周面から外側に突出して設けられた支持部と、液槽の外部における共振器の他端部に結合された振動子と、液槽の内部における共振器の一端部に設けられた作業槽と、液槽に設けられた供給機構とを備えた超音波加工装置であって、作業槽が加工対象部分を上方から挿入し得る上方に開口しかつ下方及び横方向に閉じられた窪みであり、また、作業槽が共振器の上方に向けられた側面又は端面から共振器の中に窪んでおり、さらに、作業槽が液槽における加工液体の一部を上記作業槽における上方の開口から取り込んで液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する窪みであり、供給機構が液槽における加工液体の一部を作業槽における上方の開口から作業槽に供給することにより液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する一方、作業槽に収容された加工液体が振動子の駆動による超音波振動で振動するとともに加工対象部分が作業槽の上方から加工液体に浸されることにより、作業槽に収容されて超音波振動で振動した加工液体による加工が加工対象部分に行なえることを特徴とする超音波加工装置。
【請求項４】
液槽と、液槽の内外に貫通するように液槽の側部または底部に配置される共振器と、液槽の内部から外部に加工液体を漏れないように液槽に固定されるとともに共振器における最小振動振幅点の存在する外周面から外側に突出して設けられた支持部と、液槽の外部における共振器の他端部に結合された振動子と、液槽の内部における共振器の一端部に設けられた作業槽と、液槽に設けられたタンクと、液槽からタンクへの加工液体の通路に設けられたバルブと、タンクに設けられたポンプとを備えた超音波加工装置であって、作業槽が加工対象部分を上方から挿入し得る上方に開口しかつ下方及び横方向に閉じられた窪みであり、また、作業槽が共振器の上方に向けられた側面又は端面から共振器の中に窪んでおり、さらに、作業槽が液槽における加工液体の一部を上記作業槽における上方の開口から取り込んで液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する窪みであり、バルブが閉じられ、ポンプが駆動して加工液体をタンクから液槽に戻すことにより、液槽における加工液体の液面が作業槽における上方の開口よりも上方に調整され、この調整により液槽における加工液体の一部が作業槽における上方の開口より作業槽に取り込まれて液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容される一方、作業槽に収容された加工液体が振動子の駆動による超音波振動で振動するとともに加工対象部分が作業槽の上方から加工液体に浸されることにより、作業槽に収容されて超音波振動で振動した加工液体による加工が加工対象部分に行なえることを特徴とする超音波加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田付けまたは洗浄が適切に行える超音波加工用共振器と超音波加工装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、特許文献１で開示された半田付装置を示す。図１４の半田付装置にあっては、溶融半田４３の液面が半田槽４１の共振器４４を取り付ける開口４５よりも下位になるように、溶融半田４３が半田槽４１に入れられ、昇降機構２０によって液面調整体１９が半田槽４１の中の溶融半田４３に入れられて溶融半田４３の液面を開口４５よりも上位に調整した状態において、ポンプなどの攪拌機構４６が駆動されると、溶融半田４３が半田槽４１から作業槽４２に導入され、当該導入された溶融半田４３が作業槽４２から溢れて半田槽４１に戻されるというように、溶融半田４３が矢印Ｙ５で示す方向に循環する。そして、共振器４４が作業槽４２の溶融半田４３に超音波振動を与えた状態において、ワークハンド機構１４で支持された加工対象物１５の加工対象部分１６が溶融半田４３に浸されて半田付けされる。共振器４４を交換する場合は、液面調整体１９が昇降機構２０によって上方に引き上げられて溶融半田４３の液面を開口４５よりも下位に調整する。しかしながら、作業槽４２が共振器４４の一端部の外側を囲む構造であるので、半田付けを行う場合、超音波振動が共振器４４から作業槽４２の中の流れる溶融半田４３に浸された加工対象部分１６に伝達されにくく、加工対象部分１６への半田の濡れ性が悪いうえ、加工対象部分１６が溶融半田４３の流れに掉さすような形態となり、半田付けされる範囲が加工対象部分１６よりも広くなるという欠点があった。また、図１４の半田付装置は、溶融半田４３を洗浄液に置換すれば、加工対象部分１６の洗浄も行えるが、半田付けの場合と同様の欠点がある。
【特許文献１】特開平９−２７１９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発明が解決しようとする問題点は、加工が不適切になるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る超音波加工用共振器は、超音波振動の与えられた加工液体に加工対象部分を浸す超音波加工装置における液槽の内外に貫通するように液槽の側部または底部に取り付けられて用いられる共振器において、液槽の内部から外部に加工液体を漏れないように液槽に固定される支持部が共振器における最小振動振幅点の存在する外周面から外側に突出して設けられ、液槽の内部における共振器の一端部には作業槽が設けられており、作業槽が加工対象部分を上方から挿入し得る上方に開口しかつ下方及び横方向に閉じられた窪みであり、また、作業槽が共振器の上方に向けられた側面又は端面から共振器の中に窪んでおり、さらに、作業槽が液槽における加工液体の一部を上記開口から取り込むとともに液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する窪みであることを特徴とする。本発明に係る超音波加工装置は、液槽と、液槽の内外に貫通するように液槽の側部または底部に配置される共振器と、液槽の内部から外部に加工液体を漏れないように液槽に固定されるとともに共振器における最小振動振幅点の存在する外周面から外側に突出して設けられた支持部と、液槽の外部における共振器の他端部に結合された振動子と、液槽の内部における共振器の一端部に設けられた作業槽と、液槽に設けられた調整機構とを備えた超音波加工装置であって、作業槽が加工対象部分を上方から挿入し得る上方に開口しかつ下方及び横方向に閉じられた窪みであり、また、作業槽が共振器の上方に向けられた側面又は端面から共振器の中に窪んでおり、さらに、作業槽が液槽における加工液体の一部を上記開口から取り込んで液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する窪みであり、調整機構が液槽における加工液体の液面を作業槽の開口よりも上方に調整することにより加工液体の一部を作業槽における上方の開口から作業槽に供給し、また、調整機構が液槽における加工液体の液面を作業槽における上方の開口よりも下方に調整することにより作業槽に供給された加工液体を液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する一方、作業槽に収容された加工液体が振動子の駆動による超音波振動で振動するとともに加工対象部分が作業槽の上方から加工液体に浸されることにより、作業槽に収容されて超音波振動で振動した加工液体による加工が加工対象部分に行なえることを特徴とするか、または、液槽と、液槽の内外に貫通するように液槽の側部または底部に配置される共振器と、液槽の内部から外部に加工液体を漏れないように液槽に固定されるとともに共振器における最小振動振幅点の存在する外周面から外側に突出して設けられた支持部と、液槽の外部における共振器の他端部に結合された振動子と、液槽の内部における共振器の一端部に設けられた作業槽と、液槽に設けられた供給機構とを備えた超音波加工装置であって、作業槽が加工対象部分を上方から挿入し得る上方に開口しかつ下方及び横方向に閉じられた窪みであり、また、作業槽が共振器の上方に向けられた側面又は端面から共振器の中に窪んでおり、さらに、作業槽が液槽における加工液体の一部を上記作業槽における上方の開口から取り込んで液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する窪みであり、供給機構が液槽における加工液体の一部を作業槽における上方の開口から作業槽に供給することにより液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する一方、作業槽に収容された加工液体が振動子の駆動による超音波振動で振動するとともに加工対象部分が作業槽の上方から加工液体に浸されることにより、作業槽に収容されて超音波振動で振動した加工液体による加工が加工対象部分に行なえるか、または、液槽と、液槽の内外に貫通するように液槽の側部または底部に配置される共振器と、液槽の内部から外部に加工液体を漏れないように液槽に固定されるとともに共振器における最小振動振幅点の存在する外周面から外側に突出して設けられた支持部と、液槽の外部における共振器の他端部に結合された振動子と、液槽の内部における共振器の一端部に設けられた作業槽と、液槽に設けられたタンクと、液槽からタンクへの加工液体の通路に設けられたバルブと、タンクに設けられたポンプとを備えた超音波加工装置であって、作業槽が加工対象部分を上方から挿入し得る上方に開口しかつ下方及び横方向に閉じられた窪みであり、また、作業槽が共振器の上方に向けられた側面又は端面から共振器の中に窪んでおり、さらに、作業槽が液槽における加工液体の一部を上記作業槽における上方の開口から取り込んで液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容する窪みであり、バルブが閉じられ、ポンプが駆動して加工液体をタンクから液槽に戻すことにより、液槽における加工液体の液面が作業槽における上方の開口よりも上方に調整され、この調整により液槽における加工液体の一部が作業槽における上方の開口より作業槽に取り込まれて液槽の加工液体から繋がらないように分離して収容される一方、作業槽に収容された加工液体が振動子の駆動による超音波振動で振動するとともに加工対象部分が作業槽の上方から加工液体に浸されることにより、作業槽に収容されて超音波振動で振動した加工液体による加工が加工対象部分に行なえることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る超音波加工用共振器は、作業槽が液槽の内部における共振器の一端部に共振器の上方に向けられた側面又は端面から共振器の中に設けられたことによって、液槽における加工液体の一部が当該液槽における加工液体から分離して作業槽の上方より当該作業槽に収容され、超音波振動が共振器から作業槽の中で静止している加工液体に浸された加工対象部分に良好に伝達され、加工対象部分に対する半田付けまたは洗浄などの加工が適切になるという利点がある。本発明に係る超音波加工装置は、調整機構または供給機構またはタンクとバルブとポンプとを備える機構によって、加工液体の一部が当該液槽における加工液体から分離して作業槽の上方より当該作業槽に収容され、超音波振動が共振器から作業槽の中で静止している加工液体に浸された加工対象部分に良好に伝達され、加工対象部分に対する半田付けまたは洗浄などの加工が適切になるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、超音波加工装置の縦方向に切断した断面を示す。図２は、共振器８を示す。図３は、加工工程を示す。
【０００７】
図１を参照し、超音波加工装置の構造について説明する。超音波加工装置の液槽１は、工場の床などの設置面２の上に置かれ、溶融半田または洗浄液などの加工液体３を入れる、上方に開放された浴槽タイプに形成される。液槽１の内部には、ヒーター４、仕切部材５、ポンプなどの調整機構６が設けられる。そして、加工液体３が液槽１の内部に入れられ、調整機構６が液槽１の外面に取り付けられた図外のモーターで駆動されると、加工液体３が矢印Ｙ１または矢印Ｙ２で示す方向に循環する。この循環によって、加工液体３が液槽１の底部と仕切部材５との間の通路から液槽１の側部と仕切部材５との間の通路を上昇して仕切部材５の上を越えた後に液槽１の底部の側に戻る。加工液体３が溶融半田の場合は、液槽１に投入された半田がヒーター４で溶融され、または、加工液体３が洗浄液の場合は、液槽１に投入された洗浄液が必要に応じてヒーター４で温められる。よって、超音波加工装置で行われる加工が洗浄の場合、ヒーター４が不要な場合もある。液槽１の側部には、貫通孔７が形成される。
【０００８】
液槽１には、共振器８が次のように取り付けられる。共振器８の一端部が液槽１の外部から貫通孔７を貫通して液槽１の内部に挿入され、共振器８の他端部が液槽１の外部に配置され、共振器８の支持部９が貫通孔７を塞ぎかつ液槽１の外面に液漏れしない（加工液体３が漏れない）ように固定され、共振器８の一端部における端面に直交する側面が上方に向けられる。支持部９は、共振器８における最小振動振幅点の１つが存在する外周面から外側に突出し、共振器８の外周面を一周する突起として、共振器８に設けられる。共振器８には、作業槽１０が、少なくとも、共振器８の一端部の上方に向けられた側面に、加工対象部分１６を上方から挿入し得るとともに液槽１における加工液体３の一部を当該液槽１における加工液体３から分離して収容し得る上方に開口する窪みとして設けられる。このように、作業槽１０が共振器８の上方に向けられた側面から共振器８の中に設けられた構造であるので、半田付けまたは洗浄などの加工を行う場合、超音波振動が共振器８から作業槽１０の中で静止している加工液体１３（図３のステップ３０３参照）に浸された加工対象部分１６に良好に伝達される。これによって、半田付けの場合は加工対象部分１６への半田の濡れ性が良くなり、洗浄の場合は加工対象部分１６への洗浄液の洗浄性（洗浄力）が高まり、加工対象部分１６に対する加工液１３による加工が適切になるという利点がある。
【０００９】
作業槽１０が共振器８の側面に設けられたので、加工液体１３（図３参照）が共振器８における超音波振動によって矢印Ｘで示す横方向に振動する。共振器８の他端部には、振動子１１が図外の無頭ねじなどのねじ棒で同軸状に結合される。共振器８は、振動子１１から伝達された超音波振動に共振し、両端部に最大振動振幅点をそれぞれ有し、それらの最大振動振幅点の間に最小振動振幅点を少なくとも１つ有する矢印Ｘで示す横方向の長さの超音波ホーンを構成する。振動子１１は、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、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る。
【００１０】
作業槽１０は、単数でもよいが、図２に示すように、共振器８の一端部に複数設けられてもよい。このように、作業槽１０が共振器８の一端部に複数設けられることによって、共振器８における作業槽１０の並ぶ方向の幅が広くなる場合、スロット１２が共振器８に支持部９を境として一端部の側と他端部の側とに設けられれば、共振器８の振動振幅の状態が良くなり、加工が加工対象部分１６に適切に施される。スロット１２は、共振器８を上下方向に貫通する。図示は省略するが、作業槽１０が共振器８の下方に向けられた側面から共振器８の中に設けられてもよく、作業槽１０が共振器８の上下に向く側面の両方に設けられてもよい。また、作業槽１０が共振器８の他端部にも設けられてもよい。つまり、作業槽１０が１つの共振器８に設けられる個数は、単数でも複数でもよい。
【００１１】
図１および図３を参照し、超音波加工装置による加工工程について説明する。先ず、図１に示すように、液槽１には、加工液体３が入れられる。その場合、加工液体３の液面は、作業槽１０の開口よりも下方に設定される。そして、調整機構６が停止しているか、または、調整機構６が駆動していても、加工液体３の液面が作業槽１０の開口よりも下方に位置するように、調整機構６が低速に駆動しているものとする。
【００１２】
次に、調整機構６が高速に駆動され、加工液体３が例えば矢印Ｙ１で示す方向に循環する。これによって、共振器８の周りにおける加工液体３の液面が上昇して図３のステップ３０１に示すように作業槽１０の開口よりも上方に調整され、加工液体３の一部が作業槽１０に取り込まれる。調整機構６の高速駆動によって加工液体３が矢印Ｙ２で示す方向に循環する場合は、共振器８の周りにおける加工液体３が下降し、仕切部材５よりも左側における加工液体３の液面が上昇して作業槽１０の開口よりも上方に調整された後に仕切部材５を上方に越えて共振器８の周りに流れ込むことによって、この仕切部材５を越えて共振器８の周りに流れ込む加工液体３の一部が作業槽１０に取り込まれる。作業槽１０に取り込まれた加工液体は、加工液体３と同じ加工液体である。よって、作業槽１０に取り込まれた加工液体にも符号３を付すべきであるが、作業槽１０に取り込まれた加工液体には符号１３を付し、液槽１における加工液体３と作業槽１０における加工液体１３（図３のステップ３０２参照）とを表現的に区別する。
【００１３】
その後、調整機構６が停止されるかまたは低速に駆動される。これに伴って、図３のステップ３０２に示すように、加工液体１３が作業槽１０に残り、加工液体３の液面が作業槽１０の開口よりも下方に調整され、加工液体１３が加工液体３から分離されて作業槽１０の中で静止する。これによって、加工液体１３の液面が表面張力によって鏡面のように安定する。加工液体３の液面が作業槽１０の開口よりも下方に調整（設定と同義語）された場合でも、共振器８の一端部が図３のステップ３０２に示すように加工液体３に浸されていれば、加工液体３が共振器８の一端部を温めるので、加工液体１３の溶融状態が適切に保たれるという利点がある。
【００１４】
最良の形態の場合、調整機構６が高速駆動すると、図３のステップ３０１に示すように液槽１に入れられた加工液体３の一部の液面が作業槽１０の開口よりも上方に調整され、調整機構６が停止または低速駆動すると、図３のステップ３０２に示すように液槽１に入れられた加工液体３の一部の液面が作業槽１０の開口よりも下方に調整されるので、調整機構６は液槽１に入れられた加工液体３の一部の液面を作業槽１０の開口よりも上方と当該開口よりも下方とに調整する装置を構成する。
【００１５】
引き続き、振動子１１が駆動されると、共振器８から伝達された超音波振動が加工液体１３に横方向に振動するように作用する。加工液体１３が超音波振動で横方向に振動しても、加工液体１３の液面が表面張力によって波打つことなく鏡面のような状態に保たれている。そして、図３のステップ３０３に示すように、ワークハンド機構１４が加工対象物１５を支持して作業槽１０の上方に運ぶ。加工対象物１５が作業槽１０の上方に運ばれるのと、振動子１１が駆動されるのとは、どちらが先でも後でも同時でもよい。
【００１６】
さらに、ワークハンド機構１４が下降して加工対象部分１６を加工液体１３に浸す。これによって、加工対象部分１６が超音波振動で横方向に振動した加工液体１３による加工を受ける。つまり、加工液体１３が溶融半田の場合は、加工対象部分１６が半田付けを受ける。加工液体３が洗浄液の場合は、加工対象部分１６が洗浄を受ける。加工液体１３が共振器８から伝達された超音波振動によって横方向に振動するので、当該横方向の振動が加工液体１３に浸された加工対象部分１６の上下方向の全体的に作用し、加工が加工対象部分１６に適切に施されるという利点がある。
【００１７】
しかも、加工液体１３が作業槽１０から流れ出ることなく作業槽１０の中で静止しているので、加工対象物１５の加工対象部分１６以外の部分が加工液体１３に触れることも加工液体１３から熱劣化を受けることもなく、加工対象物１５における加工対象部分１６以外の部分に加工液体１３に対する防護膜（マスク膜）を施す必要もないという利点がある。
【００１８】
そして、加工が終了すると、上記振動子１１の駆動が停止され、ワークハンド機構１４の上方への移動に伴って、加工対象部分１６が加工液体１３から上方に抜き取られる。その後、図３のステップ３０１乃至ステップ３０３に示す工程が繰り返されることによって、新たな加工対象物１５に対する加工が順に繰り返される。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
図４および図５は、発明を実施するための異なる第１の形態である。図４は、超音波加工装置を示す。図５は、共振器８を示す。
【００２０】
異なる第１の形態では、図４に示すように、共振器８が液槽１に取り付けられる構造、作業槽１８が共振器８の一端部に設けられる構造、共振器８から伝達された超音波振動が加工液体１３に作用する方向が、図１に示す形態と異なる。つまり、液槽１の底部には貫通孔１７が設けられ、共振器８の一端部が液槽１の外部から貫通孔１７を貫通して液槽１の内部に挿入され、共振器８の他端部が液槽１の外部に配置され、共振器８の支持部９が液槽１の外面に液漏れしないように固定され、共振器８の一端部における端面が上方に向けられる。加工液体１３は、共振器８からの超音波振動により上下方向に振動する。
【００２１】
作業槽１８は、共振器８の上方に向けられた端面に、加工対象部分１６を上方から挿入し得るとともに液槽１における加工液体３の一部を当該液槽１における加工液体３から分離して収容し得る上方に開口する窪みとして設けられる。このように、作業槽１８が共振器８の上方に向けられた端面から共振器８の中に設けられた構造であるので、加工液体１３が共振器８における超音波振動を加工対象部分１６に良好に伝達するという利点がある。図４に示す超音波加工装置による加工工程は、図３の作業槽１０を作業槽１８と読み替えれば、容易に理解できるであろう。作業槽１８は、共振器８の一端部に、図５のａ図に示すように単数設けられても、図５のｂ図に示すように複数設けられてもよい。また、作業槽１８が共振器８の他端部にも設けられてもよい。つまり、作業槽１８が１つの共振器８に設けられる個数は、単数でも複数でもよい。図５のｂ図において、スリット１２は共振器８を横方向に貫通する。
【００２２】
図６および図７は、発明を実施するための異なる第２の形態である。図６は、超音波加工装置を示す。図７は、加工工程を示す。
【００２３】
異なる第２の形態では、図６に示すように、調整機構６が、図１および図４に示す形態と異なる。図６に示す形態は、共振器８の一端部が液槽１の底部における貫通孔１７から液槽１の内部に挿入され、共振器８の支持部９が液槽１の底部に固定された形態を例示する。調整機構６は、液面調整体１９を昇降機構２０で昇降する装置として構成される。液面調整体１９は、加工液体３の中に入る体積の変化によって、加工液体３の全部の液面を作業槽１８の開口よりも上方と下方とになるように調整するものである。
【００２４】
昇降機構２０は、固定ベース２１、モーター２２、ねじ棒２３、ガイドマスト２４、昇降部材２５を備える。固定ベース２１は、液槽１における側部の外面に固定される。モーター２２およびガイドマスト２４が固定ベース２１に固定される。ねじ棒２３は、モーター２２の上方に突出するモーター軸などの出力軸に結合される。昇降部材２５は、ねじ棒２３およびガイドマスト２４に嵌め込まれる。そして、ねじ棒２３がモーター２２の駆動によって一方向に回転するのに伴って、昇降部材２５がガイドマスト２４に案内されつつ矢印Ｙ３で示す方向に直線的に上昇し、ねじ棒２３がモーター２２の駆動によって他方向に回転するのに伴って、昇降部材２５がガイドマスト２４に案内されつつ矢印Ｙ４で示す方向に直線的に下降する。つまり、昇降部材２５がモーター２２の駆動によって昇降する。昇降部材２５における液槽１の上部に延設された端部には、液面調整体１９が固定される。よって、昇降部材２５が昇降するのに伴って、液面調整体１９が昇降する。また、液槽１の内部にはポンプなどの攪拌機構２６が設けられ、攪拌機構２６が加工液体３をかき混ぜて加工液体３に対流を起こさせ、加工液体３の溶融状態を良好に保つようになっている。
【００２５】
図６および図７を参照し、超音波加工装置による加工工程について説明する。先ず、図６に示すように、加工液体３の液面が作業槽１８の開口よりも下方に設定されるように、加工液体３が液槽１に入れられる。昇降部材２５は図６に示すように上昇限度位置に停止し、液面調整体１９が加工液体３の液面よりも上方に離されているものとする。次に、昇降部材２５が下降するのに伴って、液面調整体１９が液槽１の加工液体３の液面から内部に進入すると、液面調整体１９の進入した体積に応じ、加工液体３の液面が上昇して図７のステップ７０１に示すように作業槽１８の開口よりも上方に調整される。
【００２６】
図７のステップ７０１に示すように加工液体３の液面が作業槽１８の開口よりも上方に調整されるに伴って、加工液体３の一部が加工液体１３として液槽１から作業槽１８に取り込まれる。そして、昇降部材２５が上昇する。これに伴って、図７のステップ７０２に示すように、液面調整体１９が加工液体３の液面から上方に退避し、加工液体１３が作業槽１８に残ったまま、加工液体３の液面が作業槽１８の開口よりも下方に調整され、加工液体１３が加工液体３から分離されて作業槽１８の中で静止する。
【００２７】
その後、図６の振動子１１が駆動され、図７のステップ７０３に示すように、加工対象部分１６が超音波振動で上下方向に振動した加工液体１３に浸されて加工を受ける。そして、加工が終了すると、上記振動子１１の駆動が停止され、加工対象部分１６が加工液体１３から抜き取られる。その後、図７のステップ７０１乃至ステップ７０３に示す工程が繰り返されることによって、新たな加工対象物１５に対する加工が順に繰り返される。
【００２８】
図８および図９は、発明を実施するための異なる第３の形態である。図８は、超音波加工装置を示す。図９は、加工工程を示す。
【００２９】
異なる第３の形態では、図８に示すように、図１、図４、図６のそれぞれにおける調整機構６に代わり、供給機構２７が液槽１に設けられたことが、図１、図４、図６のそれぞれに示す形態と異なる。供給機構２７は、昇降機構２０、モーターを含む回転機構２８、回転機構２８の出力軸２９に固定されたパイプ３０、液槽１の内部に設けられた噴流機構３１を備える。具体的には、昇降機構２０の昇降部材２５には、回転機構２８が設けられる。パイプ３０の一端部は、加工液体３をパイプ３０に取り入れるための入口を構成する。パイプ３０の他端部は、パイプ３０から加工液体３を排出するための出口を構成する。そして、パイプ３０の入口は、噴流機構３１によって上昇する加工液体３の一部が取り入れられるように、パイプ３０が回転機構２８によって回転されても、常に、加工液体３の噴流に向けられる。パイプ３０が回転機構２８によって一方に回転して停止された場合はパイプ３０の出口が作業槽１８の上方から側方に外れて液槽１の上方に対向し、パイプ３０が回転機構２８によって他方に回転して停止された場合はパイプ３０の出口が液槽１の上方から側方に外れて作業槽１８の上方に対向する。
【００３０】
図８および図９を参照し、超音波加工装置による加工工程について説明する。先ず、図８に示すように、加工液体３の液面が作業槽１８の開口よりも下方に設定されるように、加工液体３が液槽１に入れられる。昇降部材２５が図示のように上昇限度位置に停止し、パイプ３０の入口が加工液体３の液面よりも上方に離れ、加工液体３がパイプ３０の入口に取り込まれず、パイプ３０の出口が作業槽１８の開口よりも上方に離されて作業槽１８の開口と対向し、噴流機構３１が駆動しているものとする。
【００３１】
次に、パイプ３０が図８の昇降機構２０により下降し、パイプ３０の出口が作業槽１８の開口に近づき、パイプ３０の入口が加工液体３に入るのに伴って、加工液体３の一部がパイプ３０の入口に取り込まれ、この取り込まれた加工液体３が加工液体１３として図９のステップ９０１に示すようにパイプ３０の出口から作業槽１８に取り込まれる。そして、図９のステップ９０２に示すように、パイプ３０が図８の昇降機構２０により上昇され、パイプ３０の入口が加工液体３の液面よりも上方に離れると、加工液体３がパイプ３０の入口に入らなくなり、パイプ３０の出口から作業槽１８への加工液体３（図９のステップ９０２参照）の供給が停止する。これによって、加工液体１３が加工液体３から分離されて作業槽１８の中で静止する。
【００３２】
その後、図８の回転機構２８が回転し、パイプ３０の出口が作業槽１８から液槽１の方に移動される。その後、図９のステップ９０３に示すように、ワークハンド機構１４が加工対象物１５を作業槽１８の上方に運び、図８の振動子１１が駆動され、ワークハンド機構１４が下降して加工対象部分１６を加工液体１３に浸す。この場合、パイプ３０が作業槽１８から側方に退避しているので、作業槽１８が加工対象部分１６を非接触に挿入することが可能な範囲でできるだけ小さく形成しても、加工対象部分１６がパイプ３０を避けることなく作業槽１８に適切に挿入することができるという利点がある。加工対象部分１６が作業槽１８に挿入されることによって、加工液体１３が共振器８からの超音波振動を加工対象部分１６に伝達し、加工対象部分１６が加工を受ける。そして、加工が終了すると、上記振動子１１の駆動が停止され、加工対象部分１６が加工液体１３から抜き取られる。その後、図９のステップ９０１乃至ステップ９０３に示す工程が繰り返されることによって、新たな加工対象物１５に対する加工が順に繰り返される。
【００３３】
図１０および図１１は、発明を実施するための異なる第４の形態である。図１０は、超音波加工装置を示す。図１１は、加工工程を示す。異なる第４の形態は、図１０に示すように、供給機構２７の構造が、図８に示す形態と異なる。具体的には、支柱３２が液槽１に固定され、支柱３２には回転機構２８が設けられる。加工液体３の液面が作業槽１８の開口よりも下方に設定されるように、加工液体３が液槽１に入れられ、パイプ３０の入口が加工液体３の側に配置され、パイプ３０の出口が作業槽１８の開口よりも上方に離されて作業槽１８の開口と対向し、噴流機構３１が駆動しているものとする。
【００３４】
異なる第４の形態に係る超音波加工装置によれば、上記噴流機構３１の駆動に伴って、図１１のステップ１１０１に示すように、加工液体３の一部がパイプ３０を経由して作業槽１８に取り込まれる。次に、この加工液体１３の一部が作業槽１８から溢れた後、図１１のステップ１１０２に示すように、回転機構２８が回転し、パイプ３０の出口が作業槽１８から液槽１の方に移動される。これによって、作業槽１８への加工液体３の供給が停止し、加工液体１３が加工液体３から分離されて作業槽１８の中で静止する。
【００３５】
その後、図１０の振動子１１が駆動され、図１１のステップ１１０２に示すように、加工対象部分１６が共振器８から伝達された超音波振動で上下に振動した加工液体１３に浸されて加工を受ける。そして、加工が終了すると、上記振動子１１の駆動が停止され、加工対象部分１６が加工液体１３から抜き取られる。その後、回転機構２８が回転し、パイプ３０の出口が液槽１から作業槽１８の方に移動されて作業槽１８の開口と対向させられ、図１１のステップ１１０１およびステップ１１０２に示す工程が繰り返されることによって、新たな加工対象物１５に対する加工が順に繰り返される。
【００３６】
図１２は、発明を実施するための異なる第５の形態に係る超音波加工装置を示す。異なる第５の形態は、図１２に示すように、供給機構２７の構造が、図８、図１０のそれぞれに示す形態と異なる。具体的には、支柱３２にはパイプ３０が固定され、パイプ３０の入口が加工液体３の側に配置され、パイプ３０の出口が作業槽１８の開口よりも上方に離されて作業槽１８の開口と対向している。よって、異なる第５の形態は、図６や図８の昇降機構２０、図１０の回転機構２８などが供給機構２７に設けられていない、簡単な構造である。
【００３７】
異なる第５の形態に係る超音波加工装置によれば、噴流機構３１が高速に駆動されると、加工液体３の一部が上昇してパイプ３０の入口に取り込まれ、この取り込まれた加工液体３が加工液体１３としてパイプ３０の出口から作業槽１８に取り込まれる。そして、加工液体１３が作業槽１８から溢れたら、噴流機構３１が停止されるか、または、噴流機構３１が駆動していても、加工液体３がパイプ３０の入口に取り込まれないように、噴流機構３１が低速に駆動される。この噴流機構３１の停止または低速駆動によって、作業槽１８への加工液体３の供給が停止し、加工液体１３が加工液体３から分離されて作業槽１８の中で静止する。
【００３８】
その後、振動子１１が駆動され、加工対象部分１６が共振器８から伝達された超音波振動で上下に振動した加工液体１３に浸されて加工を受ける。そして、加工が終了すると、上記振動子１１の駆動が停止され、加工対象部分１６が加工液体１３から抜き取られる。その後、噴流機構３１の高速駆動、噴流機構３１の停止または低速駆動、加工対象部分１６の加工液体１３への浸し、加工対象部分１６の加工液体１３からの引き上げが繰り返されることによって、新たな加工対象物１５に対する加工が順に繰り返される。
【００３９】
図１３は、発明を実施するための異なる第６の形態に係る超音波加工装置を示す。異なる第６の形態は、図１３に示すように、液槽１の内部に設けられたタンク３３、液槽１からタンク３３への加工液体３の通路３４に設けられたバルブ３５、タンク３３に設けられたポンプ３６を備えた構造が、図１、図４、図６、図８、図１０のそれぞれに示す形態と異なる。タンク３３は、加工液体３の液面を作業槽１０の開口よりも下方に調整するように加工液体３を貯蔵する。バルブ３５は、通路３４を開閉する。ポンプ３６は、加工液体３の液面を作業槽１０の開口よりも上方に調整するようにタンク３３から液槽１に加工液体３を戻す。ポンプ３６の出口パイプ３７は、タンク３３を上方に越えて液槽１の上部に配置される。
【００４０】
図１３に示す超音波加工装置によれば、加工液体３の液面が作業槽１０の開口よりも下方に設定されるように、加工液体３が液槽１に入れられる。その場合、バルブ３５が開かれていて、ポンプ３６が停止しているものとする。よって、液槽１に入れられた加工液体３は液槽１とタンク３３とに満たされる。そして、バルブ３５が閉じられ、ポンプ３６が駆動して加工液体３をタンク３３から出口パイプ３７を経由して液槽１に戻すことによって、液槽１における加工液体３の液面が作業槽１０の開口よりも上方に調整される。これに伴い、液槽１における加工液体３の一部が作業槽１０に取り込まれる。その後、バルブ３５が開かれ、ポンプ３６が停止されると、液槽１における加工液体３の液面が作業槽１０の開口よりも下方に調整され、加工液体１３が加工液体３から分離されて作業槽１０の中で静止する。
【００４１】
その後、振動子１１が駆動され、加工対象部分１６が共振器８から伝達された超音波振動で上下に振動した加工液体１３に浸されて加工を受ける。そして、加工が終了すると、上記振動子１１の駆動が停止され、加工対象部分１６が加工液体１３から抜き取られる。その後、バルブ３５の開閉、ポンプ３６の駆動と停止、加工対象部分１６の加工液体１３への浸し、加工対象部分１６の加工液体１３からの引き上げが繰り返されることによって、新たな加工対象物１５に対する加工が順に繰り返される。
【００４２】
図６、図８、図１０、図１２では図示を省いたが、作業槽１８の設けられた共振器８に代えて、図１の作業槽１０の設けられた共振器８を使用してもよい。その場合、超音波加工装置による半田付けまたは洗浄を行う工程は、図７、図９、図１１の作業槽１８を作業槽１０と読み替えれば、容易に理解できるであろう。図１３では図示を省いたが、作業槽１０の設けられた共振器８に代えて、図４の作業槽１８の設けられた共振器８を使用してもよい。その場合、超音波加工装置による半田付けまたは洗浄を行う工程は、図１３の作業槽１０を作業槽１８と読み替えれば、容易に理解できるであろう。
【００４３】
図６、図８において、モーター２２に代えて、シリンダーまたは人力で昇降部材２５を昇降してもよい。図６において、昇降部材２５が上昇限度位置に停止した場合、液面調整体１９の下部が加工液体３に浸されてもよい。つまり、昇降部材２５が上昇限度位置と下降限度位置との間を昇降しても、液面調整体１９の下部が加工液体３から上方に出ない構成でもよい。共振器８の取り付けられた部分の周囲における液槽１の底部または側部が共振器８の取り付けられた部分における液槽１の底部よりも下方に突出され、液槽１の容積が大きく構成されてもよい。
【００４４】
図１、図４では図示を省いたが、図６に示した液面調整体１９を昇降機構２０で昇降する装置が液槽１に設けられ、超音波加工装置による加工の進行に従って加工液体３の量が減少し、加工液体３の液面が作業槽１０または作業槽１８の開口よりも下方に異常に下がった場合において、液面調整体１９の加工液体３への進入する容積を増やして、作業槽１０または作業槽１８の開口よりも下方における加工液体３の液面の高さが適切な位置に調整されるようにしてもよい。
【００４５】
図１０、図１２において、仮想線で示すように、仕切部材５が液槽１に設けられ、噴流機構３１の高速駆動によって、加工液体３の一部が矢印Ｙ１で示す方向に循環するようにしてもよい。
【００４６】
図１、図４、図６、図８、図１０、図１２、図１３において、共振器８に図外の振動振幅の倍率を変化させるためのブースタを図外の無頭ねじなどのねじ棒で同軸状に結合し、図外のブースタに振動子１１を図外の無頭ねじなどのねじ棒で同軸状に結合することによって、共振器８と振動子１１との間に図外のブースタを単数または複数介在させ、ブースタが共振器８と振動子１１との間の距離を延長し、加工液体３；１３の熱が共振器８から振動子１１に伝わらないようにしてもよい。ブースタは、共振周波数の１／２波長分の整数倍の長さを有する。ブースタの両端には最大振動振幅点が配置される。また、ブースタにファンで空気を吹き付けることによって、ブースタを空冷してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】超音波加工装置の断面図（最良の形態）。
【図２】共振器の斜視図（最良の形態）。
【図３】加工工程図（最良の形態）。
【図４】超音波加工装置の断面図（異なる第１形態）。
【図５】共振器の斜視図（異なる第１形態）。
【図６】超音波加工装置の断面図（異なる第２形態）。
【図７】加工工程図（異なる第２形態）。
【図８】超音波加工装置の断面図（異なる第３形態）。
【図９】加工工程図（異なる第３形態）。
【図１０】超音波加工装置の断面図（異なる第４形態）。
【図１１】加工工程図（異なる第４形態）。
【図１２】超音波加工装置の断面図（異なる第５形態）。
【図１３】超音波加工装置の断面図（異なる第６形態）。
【図１４】半田付装置（従来）。
【符号の説明】
【００４８】
１は液槽、２は設置面、３は加工液体、４はヒーター、５は仕切部材、６は調整機構、７は貫通孔、８は共振器、９は支持部、１０は作業槽、１１は振動子、１２はスロット、１３は加工液体、１４はワークハンド機構、１５は加工対象物、１６は加工対象部分、１７は貫通孔、１８は作業槽、１９は液面調整体、２０は昇降機構、２１は固定ベース、２２はモーター、２３はねじ棒、２４はガイドマスト、２５は昇降部材、２６は攪拌機構、２７は供給機構、２８は回転機構、２９は出力軸、３０はパイプ、３１は噴流機構、３２は支柱、３３はタンク、３４は通路、３５はバルブ、３６はポンプ、３７は出口パイプ、３８乃至４０は欠番、４１は半田槽、４２は作業槽、４３は溶融半田、４４は共振器、４５は開口、４６は攪拌機構。
【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】
0005171338.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005171338.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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