(57)【要約】【課題】共振器に取り付けられる加工工具を簡単に交換することができる技術を提供する。【解決手段】切断刃３３１が設けられた取付台座１２６ｕをホーン２６の他方端面に形成された取付溝１２６ｍに吸着することにより、ホーン２６に容易に切断刃３３１を取り付けることができる。また、ホーン２６に吸着された取付台座１２６ｕに設けられた切断刃３３１が磨耗などにより劣化した場合に、吸引手段による吸引を停止して劣化した切断刃３３１を取外した後、新しい切断刃３３１が設けられた取付台座１２６ｕを取付溝１２６ｍに吸着することにより、簡単に切断刃３３１を交換することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方端に振動子が接続され、該振動子の反対側の他方端側に加工工具が取り付けられた共振器を備え、前記共振器の振動方向と同一方向の振動を加工工具に印加して対象物を加工する振動加工装置において、
前記共振器の他方端側に設けられ、前記加工工具を着脱自在に吸着保持する吸着保持手段を
備えることを特徴とする振動加工装置。
【請求項２】
前記加工工具は、平板状の取付台座の一方面に切断刃が設けられて成り、
前記吸着保持手段は、前記共振器の他方端の端面に設けられて前記取付台座の他方面を吸着することを特徴とする請求項１に記載の振動加工装置。
【請求項３】
複数の前記取付台座がシート状部材に設けられており、前記シート状部材に設けられた前記取付台座のうちのいずれか一つが前記吸着保持手段により吸着されることを特徴とする請求項２に記載の振動加工装置。
【請求項４】
前記共振器の他方端の端面の一部を切除して形成された断面Ｌ字状段部を備え、
前記吸着保持手段は、前記共振器の振動方向と平行な前記段部の取付面に設けられて、平板状の切断刃により構成される前記加工工具を前記取付面に吸着保持することを特徴とする請求項１に記載の振動加工装置。
【請求項５】
前記対象物が載置される載置面が設けられた緩衝層を有するステージをさらに備え、
前記緩衝層は前記切断刃による切込みが可能な材質により形成されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の振動加工装置。
【請求項６】
前記共振器の他方端の端面に、前記対象物を加工する際に該対象物を押圧する弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の振動加工装置。
【請求項７】
前記吸着保持手段は、真空吸着力により前記加工工具を吸着保持することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の振動加工装置。
【請求項８】
前記吸着保持手段は、磁力により前記加工工具を吸着保持することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の振動加工装置。
【請求項９】
前記吸着保持手段は、静電吸着力により前記加工工具を吸着保持することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の振動加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方端に振動子が接続され、該振動子の反対側の他方端側に加工工具が取り付けられた共振器により加工工具に振動を印加して対象物を加工する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平板状の切断刃に振動を印加して対象物を切断する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、一方端に接続された振動子が発生する振動に共振する共振器の他方端に切断刃が取り付けられており、ステージに載置されたセラミックグリーンシートに代表される対象物を、振動が印加された状態の切断刃により切断することで、対象物を切断する際に切断刃に刃曲がりが生じることなどが防止されて、切断刃に振動を印加しない場合と比較して良好な切断面を有する切断片を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１２２４０８号公報（第３頁右上欄〜第３頁右下欄、第２図など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、切断刃などの加工工具は、ろう材やはんだで接着されることにより共振器に一体的に取り付けられている。この場合、磨耗などにより破損した加工工具を交換するのに、ろう材やはんだなどの接着剤を取り除かなければならず、加工工具の交換に手間がかかるため技術の改善が求められていた。
【０００５】
この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、共振器に取り付けられる加工工具を簡単に交換することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、本発明にかかる振動加工装置は、一方端に振動子が接続され、該振動子の反対側の他方端側に加工工具が取り付けられた共振器を備え、前記共振器の振動方向と同一方向の振動を加工工具に印加して対象物を加工する振動加工装置において、前記共振器の他方端側に設けられ、前記加工工具を着脱自在に吸着保持する吸着保持手段を備えることを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
また、前記加工工具は、平板状の取付台座の一方面に切断刃が設けられて成り、前記吸着保持手段は、前記共振器の他方端の端面に設けられて前記取付台座の他方面を吸着するようにしてもよい（請求項２）。
【０００８】
また、複数の前記取付台座がシート状部材に設けられており、前記シート状部材に設けられた前記取付台座のうちのいずれか一つが前記吸着保持手段により吸着されるようにしてもよい（請求項３）。
【０００９】
また、前記共振器の他方端の端面の一部を切除して形成された断面Ｌ字状段部を備え、前記吸着保持手段は、前記共振器の振動方向と平行な前記段部の取付面に設けられて、平板状の切断刃により構成される前記加工工具を前記取付面に吸着保持するようにしてもよい（請求項４）。
【００１０】
また、前記対象物が載置される載置面が設けられた緩衝層を有するステージをさらに備え、前記緩衝層は前記切断刃による切込みが可能な材質により形成されていてもよい（請求項５）。
【００１１】
また、前記共振器の他方端の端面に、前記対象物を加工する際に該対象物を押圧する弾性部材が設けられていてもよい（請求項６）。
【００１２】
また、前記吸着保持手段は、真空吸着力により前記加工工具を吸着保持してもよい（請求項７）。
【００１３】
また、前記吸着保持手段は、磁力により前記加工工具を吸着保持してもよい（請求項８）。
【００１４】
また、前記吸着保持手段は、静電吸着力により前記加工工具を吸着保持してもよい（請求項９）。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、一方端に振動子が接続され、該振動子の反対側の他方端側に加工工具が取り付けられた共振器により、該共振器の振動方向と同一方向の振動が加工工具に印加されて対象物が加工されるが、加工工具は、共振器の他方端側に設けられた吸着保持手段により着脱自在に共振器に取り付けられる。したがって、加工工具が磨耗などにより破損した場合には、加工工具は吸着保持手段による吸着により共振器に取り付けられているだけであるため、破損した加工工具を簡単に共振器から取外すことができるので、共振器に取り付けられる加工工具を簡単に交換することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、平板状の取付台座の一方面に切断刃が設けられて成る加工工具を、共振器の他方端の端面に設けられた吸着保持手段により取付台座の他方面を吸着することで、容易に共振器に取り付けることができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、シート状部材に設けられた複数の取付台座のうちのいずれか一つを共振器の他方端に吸着保持手段により吸着することにより、共振器に容易に切断刃を取り付けることができる。また、共振器に吸着された取付台座の切断刃が磨耗などにより損傷した場合に、切断刃が設けられた他の取付台座を共振器の他方端に吸着保持手段により吸着することで、共振器に取り付けられる切断刃を容易に交換することができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、共振器の他方端の端面の一部を切除して形成された断面Ｌ字状段部の、共振器の振動方向と平行な前記段部の取付面に、平板状の切断刃により構成される加工工具を吸着保持手段により吸着保持することで、容易に加工工具を共振器に取り付けることができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、緩衝層は切断刃による切込みが可能な材質により形成されているため、対象物を切断する際に切断刃の刃先が載置面に達したとしても切断刃が破損するのを防止することができる。また、対象物が切断された際に対象物が載置される緩衝層の載置面に切断刃による切込が形成されたときには、形成された切込は切断刃を逃がすための逃がし溝として機能し、しかも、切断刃により形成された切込の厚みは切断刃の厚みとほぼ同じ厚みであるため、切断の際に切断刃により押圧された対象物の切断端が切込に嵌り込むことを防止することができ、対象物が切断されることによる切断片を高精度に成形することができる。また、切断の際に、載置面に形成された切込の位置と切断刃の刃先の位置とに位置ずれが生じた場合であっても、緩衝層は切断刃による切込みが可能な材質により形成されているため、切断刃が破損することを防止することができる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、対象物を加工する際に、共振器の他方端の端面に設けられた弾性部材により対象物が押圧されるため、対象物が位置ずれするのを防止することができる。
【００２１】
請求項７〜９の発明によれば、吸着保持手段は、真空吸着力、磁力または静電吸着力により加工工具を確実に吸着保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる振動切断装置を示す図である。
【図２】共振器を構成するホーンの拡大図である。
【図３】図１の振動切断装置の動作の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる振動切断装置の要部拡大図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる振動切断装置の要部拡大図である。
【図６】図５の振動切断装置における取付台座の保持方法の他の例である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかる振動切断装置の要部拡大図である。
【図８】本発明の第５実施形態にかかる振動切断装置の要部拡大図である。
【図９】本発明の第６実施形態にかかる振動切断装置の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
この発明の振動加工装置にかかる振動切断装置の第１実施形態について図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態にかかる振動切断装置を示す図である。図２は共振器を構成するホーンの拡大図であって、（ａ）は下面図、（ｂ）はホーンを天地反転した状態の正面から見た断面図、（ｃ）はホーンを天地反転した状態の側断面図である。図３は図１の振動切断装置の動作の一例を示す図である。
【００２４】
（装置構成）
図１に示す振動切断装置１は、平板状の取付台座１２６ｕの一方面に輪郭状の切断刃３３１が設けられて成る加工工具に、共振器の振動方向と同一方向の振動を印加してステージ３の載置面３１に載置された切断の対象物を切断加工するものであって、共振器２１が設けられたヘッド部２と、載置面３１に切断の対象物が載置されるステージ３と、支持手段２４に支持された共振器２１を上下方向に駆動する駆動機構４と、ステージ３の載置面３１に載置された対象物と共振器２１に取り付けられた切断刃３３１の刃先３３１ａとの相対位置を認識する位置認識手段５と、振動切断装置１の各部の制御を行う制御装置６とを備えている。
【００２５】
ヘッド部２は、図１および図２に示すように、振動子２２が一方端に接続され、振動子２２の反対側の他方端に切断刃３３１が設けられた取付台座１２６ｕが取り付けられた共振器２１と、共振器２１を支持する支持手段２４とを備えている。そして、制御装置６に制御されることによる振動子２２の超音波振動に共振する共振器２１から、共振器２１の中心軸の方向に振動する超音波振動が切断刃３３１に印加される。ヘッド部２の構成および動作については後で詳細に説明する。
【００２６】
ステージ３は、セラミックグリーンシートの積層体、半導体ウエハ、回路基板、合成樹脂による積層基板、金属板、シリコン、フェライト、石英、ガラス、セラミック、樹脂板、単層の金属薄膜、金属薄膜の積層体などの切断の対象物が載置される載置面３１と、載置面３１の傾きを調整する倣い機構３２とを備えている。また、ステージ３は、Ｘ−Ｙ方向への平行移動およびθ方向への回転移動が可能な移動軸を備え、制御装置６により制御されることにより、共振器２１に取り付けられた切断刃３３１の刃先３３１ａと、載置面３１に載置された対象物との相対的な位置調整を行うことができるように構成されている。
【００２７】
また、載置面３１には、切断の対象物を保持するための保持機構（図示省略）が設けられている。保持機構の構成としては、真空吸着機構や静電吸着機構、機械式のチャック機能など、切断加工の対象物を載置面３１に保持することができる構成であればどのようなものであってもよい。また、保持機構を設けずに、載置面３１に対象物を載置するだけでもよい。
【００２８】
また、この実施形態では、倣い機構３２は、ステージ３の載置面３１に倣いの対象物が当接されることによる生じるモーメントにより載置面３１の傾きを倣いの対象物の傾きに倣わせるものであって、載置面３１が所定の傾きとなった状態で、制御装置６による制御に基づいて当該載置面３１の傾きを維持することができるように構成されている。すなわち、例えば共振器２１に取り付けられた切断刃３３１の刃先３３１ａが載置面３１に当接することにより載置面３１の傾きが刃先３３１ａの傾きに倣った状態で、倣い機構３２は、制御装置６による制御に基づいて載置面３１の傾きを刃先３３１ａの傾きに一致させた状態に維持することができる。
【００２９】
なお、倣い機構３２の構成としては、所謂、載置面３１の傾きを所定の傾きに維持することができる一般的な倣い機構であれば、上記した構成に限られず、どのような構成の倣い機構であってもよいが、例えば、圧力検出手段としても機能するピエゾ素子によりピエゾアクチュエータを形成し、載置面３１下方の少なくとも３箇所に配設されたピエゾアクチュエータそれぞれにより検出される圧力が一致するように、制御装置６によりピエゾアクチュエータを駆動することで載置面３１の傾きを調整することができる倣い機構のように、アクチュエータによる載置面３１の傾き調整を行うことができる倣い機構であってもよい。
【００３０】
駆動機構４は、共振器２１に取り付けられた切断刃３３１の刃先３３１ａがステージ３の載置面３１と対向するように支持手段２４に支持された共振器２１を、ステージ３に近接またはステージ３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。そして、架台１１に立設された支柱１２にガイド４３ａが結合されており、駆動機構４は、フレーム４４を介して支柱１２およびガイド４３ａに連結されている。
【００３１】
そして、制御装置６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４３ａと支持手段２４に設けられたガイド４３ｂとが摺接しつつ、ボールねじ４２に螺合された支持手段２４が上下動し、これにより、支持手段２４に支持された共振器２１がステージ３に近接またはステージ３から離間する。
【００３２】
また、駆動機構４は、制御装置６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、所定の加圧力で支持手段２４に支持された共振器２１をステージ３に近接させることができるように構成されている。
【００３３】
また、支柱１２にはリニアエンコーダ４５が設けられており、これによりヘッド部２の高さが検出されて、リニアエンコーダ４５の検出信号に基づいて制御装置６により駆動モータ４１を制御することにより、ヘッド部２の高さを調整することができる。
【００３４】
位置認識手段５は、２視野光学系レンズ５１と、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像手段により形成されるカメラ５２と、２視野光学系レンズ５１を水平方向および上下方向に移動する駆動部（図示省略）とを備えている。そして、位置認識手段５は、２視野光学系レンズ５１が、対向配置された載置面３１上の対象物と切断刃３３１の刃先３３１ａとの間に駆動部により挿入されることにより、対象物に設けられた位置認識用のアライメントマークと刃先３３１ａとを認識する。なお、位置認識手段５の構成としてはこれに限られず、対向配置された載置面３１上の対象物と刃先３３１ａとの相対位置を認識することができれば、どのように位置認識手段５を構成してもよい。
【００３５】
制御装置６は、振動切断装置１全体の制御を行うための操作パネル（図示省略）を備えており、振動子２２へ印加される電圧値または電流値により算出される超音波エネルギーの大きさ、ステージ３が備える倣い機構３の自由可動状態および不可動状態の切換え、リニアエンコーダ４５の検出信号に基づく駆動モータ４１の制御、駆動モータ４１の駆動トルクの制御、位置認識手段５の移動制御、位置認識手段５の検出信号に基づくステージ３の水平方向および回転方向における移動制御などの制御を行って、ヘッド部２の図１中の矢印Ｚ方向の高さを調節したり、切断刃３３１の刃先３３１ａと載置面３１上の対象物との相対位置を調整する。
【００３６】
（ヘッド部２の構成）
次に、ヘッド部２が備える共振器２１および支持手段２４について説明する。
【００３７】
共振器２１は、図１および図２に示すように、ブースタ２５とホーン２６とを備え、ブースタ２５の他方端とホーン２６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。
【００３８】
ブースタ２５は、ブースタ２５のほぼ中央の位置と、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ている。このとき、最大振幅点から１／４波長離れた、両端位置および中央位置の２つの中間点が、それぞれ第１および第２最小振幅点に相当する。また、ブースタ２５は、軸方向から見た断面が円形である円柱状に形成されている。また、第１最小振幅点および第２最小振幅点におけるブースタ２５の外周面に、それぞれ凹状の溝が周方向に形成されることによりブースタ２５（共振器２１）が把持されるため被把持部（図示省略）が形成されている。そして、ブースタ２５の一方端に、ブースタ２５の中心軸と同軸になるように振動子２２が無頭ねじにより接続されている。
【００３９】
ホーン２６は、ホーン２６の両端位置が最大振幅点となるように、共振周波数の半波長の長さに形成されている。このとき、ホーン２６のほぼ中央の位置が第３最小振幅点に相当する。また、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ホーン２６は、直方体形状に形成され、ホーン２６の他方端の端面に取付溝１２６ｍが形成されている。また、ホーン２６には、一方面に切断刃３３１が設けられた平板状の取付台座１２６ｕの他方面を着脱自在に吸着保持する真空吸着機構４１０（本発明の「吸着保持手段」に相当）が設けられており、取付台座１２６ｕは、取付溝１２６ｍに埋没した状態で真空吸着機構４１０により吸着保持されてホーン２６の他方端側に取り付けられている。
【００４０】
具体的には、真空吸着機構４１０は、ホーン２６の取付溝１２６ｍの底面に設けられた吸着孔４１２と、ホーン２６の側面に設けられた吸引孔４１２と、吸着孔４１１および吸引孔４１２を連通してホーン２６に形成された吸引穴４１３と、吸引孔４１２から吸引を行う吸引手段（図示省略）とを備えている。そして、図示省略された吸引手段により吸引孔４１２から吸引を行うことで、切断刃３３１が設けられた取付台座１２６ｕの他方面が、ホーン２６の取付溝１２６ｍに吸着保持さる。なお、ホーン２６の他方端の端面に取付溝１２６ｍを設けずに、当該ホーン２６の他方端の端面に直接取付台座１２６ｕを吸着してもよい。
【００４１】
また、取付台座１２６ｕの一方面に設けられた切断刃３３１は、その刃先３３１ａが所定の輪郭形状を有するように形成されている。したがって、切断刃３３１で、例えばシート状の切断対象物を切断することで、当該シート状の切断の対象物を所定の輪郭形状に切り抜くことができる。
【００４２】
また、ホーン２６の側面には、振動子２２の振動方向であるブースタ２５およびホーン２６の中心軸方向にほぼ平行に２つの長孔２６ｂが透設されている。
【００４３】
このように構成された共振器２１において、振動子２２が制御装置６に制御されて超音波振動を発生し、これにより共振器２１がその中心軸方向に振動する。このとき、この実施形態では、ホーン２６には振動方向とほぼ平行に２つの長孔２６ｂが透設されているため、ホーン２６の長孔２６ｂを挟んだ各部位における振動の位相および振幅が調整される。したがって、振動の振幅がホーン２６の他方端の幅方向に渡ってほぼ同じ大きさとなり、幅方向に渡って振幅の大きさが調整された振動が切断刃３３１に印加される。
【００４４】
なお、切断刃３３１は、高炭素鋼、炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度鋼、焼結高速度鋼、超硬合金、セラミックス、サーメット、工業用ダイヤモンドなどの種々の材質により形成することができ、切断対象の種類や、要求される切断片の大きさに応じて刃厚は数μｍ〜約２００μｍとなるように形成される。また、切断刃３３１の刃先３３１ａを、化学気相成長（ＣＶＤ）や物理気相成長（ＰＶＤ）により、窒化チタン、炭窒化チタン、チタンアルミナイトライド、アルミクロムナイトライドなどの硬質物質によりコーティングしてもよい。
【００４５】
支持手段２４は、図１に示すように、基部２７とクランプ手段２８とを備え、クランプ手段２８でブースタ２５の図示省略された被把持部を把持することにより共振器２１を支持する。また、基部２７には、駆動機構４のボールねじ４２に螺合するねじ穴（図示省略）が形成されている。
【００４６】
また、クランプ手段２８は、ブースタ２５に形成された２つの被把持部を把持できるように、基部２７の２ヶ所に設けられており、それぞれ、基部２７に支持された第１部材と、第１部材に結合される第２部材とを備えている。また、第１部材および第２部材が対向する部分には、被把持部の断面形状に合わせた凹部がそれぞれ設けられている。そして、第１部材および第２部材の凹部でブースタ２５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２７に支持されたクランプ手段２８の第１部材と第２部材とが嵌挿され、ボルト２８ｃで第１部材および第２部材が固定されることにより、被把持部がクランプ手段２８により把持される。
【００４７】
以上のように、共振器２１は、共振器２１の中心軸の方向が基部２７に形成されたねじ穴とほぼ同じ方向、すなわち、共振器２１の中心軸の方向と駆動機構４による共振器２１の移動方向（図１中の矢印Ｚ方向）とがほぼ同方向となり、切断刃３３１の刃先３３１ａがステージ３と対向するように支持手段２４により支持される。そして、駆動機構４により基部２７が下動されることで共振器２１が一体的にステージ３に近接し、これにより、駆動機構４による加圧力が切断刃３３１の刃先３３１ａからステージ３の載置面３１に載置された切断の対象物に加えられて、当該対象物が切断刃３３１により切断される。
【００４８】
なお、クランプ手段２８は、純Ｔｉ、Ｔｉ合金、ジュラルミン、双晶型制振合金の一種であるＭｎ−Ｃｕ合金、Ｍｎ−Ｃｕ合金にＮｉ、Ｆｅ等をさらに添加したＭｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、片状黒鉛鋳鉄、フェライト系ステンレスなど、対数減衰率が０．０１より大きく１より小さい材質、望ましくは対数減衰率０．１以上の材質により形成するとよい。
【００４９】
一方、Ａｌ合金であるジュラルミン、Ｔｉ合金など、対数減衰率が０．０１以下であっても、音速が５９００ｍ／ｓより大きい材質、望ましくは音速が６０００ｍ／ｓ以上の材質であれば、クランプ手段２８を形成することができる。
【００５０】
（切断動作）
次に、ステージ３の載置面３１に載置された切断の対象物を切断する動作の一例について図３を参照して説明する。
【００５１】
まず、制御装置６により、倣い機構３２が自由可動状態にされて、駆動機構４が駆動されることにより待機位置の共振器２１がステージに近接移動され、切断刃３３１の刃先３３１ａと載置面３１とが当接される。そして、刃先３３１ａが載置面に３１に当接することにより発生したモーメントにより倣い機構３２が可動し、載置面３１の傾きが刃先３３１ａの傾きに倣うことにより刃先３３１ａの傾きと載置面３１の傾きとが一致すれば、倣い機構３２が不可動状態に制御されて載置面３１の傾きが固定される（ステップＳ１）。そして、駆動機構４が駆動されて共振器２１が上方の待機位置まで移動される。
【００５２】
次に、ステージ３の載置面３１にグリーンシートの積層体などの切断の対象物（ワーク）が載置され（ステップＳ２）、刃先３３１ａとステージ３との間に位置認識手段５が挿入されることにより、刃先３３１ａと載置面３１上の対象物との相対位置が認識されて、認識された相対位置に基づいてステージ３が駆動されることにより刃先３３１ａと載置面３１上の対象物とがアライメントされる（ステップＳ３）。
【００５３】
そして、駆動機構４により共振器２１の下方への移動が開始され（ステップＳ４）、振動子２２に対して駆動信号が印加されることにより共振器２１の振動が開始される（ステップＳ５）。このとき、駆動機構４の駆動モータ４１の駆動トルクが制御されて、切断刃３３１による載置面３１上の対象物への加圧力が所定値で一定となるように駆動機構４により共振器２１がステージ３に近接移動される（ステップＳ６）。
【００５４】
そして、対象物の切断が完了すれば共振器２１が上方の待機位置に移動されて、ステージ３が駆動されて対象物の位置が次の切断位置に移動される（ステップＳ７）。このとき、対象物に設定された全ての切断位置の切断が完了するまでステップＳ３〜ステップＳ７までの動作が繰返し実行され（ステップＳ８でＮＯ）、対象物の全ての切断位置の切断が完了すれば処理を終了する（ステップＳ８でＹＥＳ）。
【００５５】
なお、切断刃３３１による載置面３１上の対象物への加圧力の大きさは、例えば、対象物の試験切断を行って対象物切断の際に生じる刃曲がりの大きさを測定することにより、切断の際に生じる刃曲がりの大きさが要求される切断精度における許容範囲内に収まるように加圧力を設定すればよい。
【００５６】
以上のように、上記した実施形態によれば、切断刃３３１が設けられた取付台座１２６ｕをホーン２６の他方端面に形成された取付溝１２６ｍに真空吸着機構４１０により吸着保持することにより、ホーン２６に容易に切断刃３３１を取り付けることができる。また、ホーン２６に吸着保持された取付台座１２６ｕに設けられた切断刃３３１が磨耗などにより劣化した場合に、真空吸着機構４１０による吸引を停止して劣化した切断刃３３１をホーン２６から取り外した後、新しい切断刃３３１が設けられた取付台座１２６ｕを取付溝１２６ｍに吸着することにより、簡単に切断刃３３１を交換することができる。
【００５７】
また、ホーン２６のの長孔２６ｂを挟んだ各部位の振動の位相を逆にすることができると共に、各部位の振動の振幅を適切に調整することができる。
【００５８】
また、切断刃３３１の刃先３３１ａとステージ３の載置面３１との傾きがほぼ一致した状態で対象物を切断刃３３１により切断することができ、対象物が切断される際の切断刃３３１の対象物への切込量が刃先３３１ａの幅方向に渡ってほぼ一致した状態となるため、対象物を切断する際の切断刃３３１の対象物への押し込み量を対象物を切断するのに必要な最小の量とすることができ、切断刃３３１が磨耗するのを抑制することができる。
【００５９】
また、切断刃３３１による対象物への加圧力が、要求される切断精度における許容範囲内に切断刃３３１の刃曲がりの大きさが収まる所定値で一定となるように、駆動機構４により共振器２１をステージ３に近接させることで、切断刃３３１の対象物への押し込み速度は加圧力が制御されることにより自動的に変動するため、切断刃３３１の刃曲がりの大きさが前記許容範囲内に収まる最も速い速度で切断刃３３１が対象物に押し込まれることとなり、切断刃３３１の刃曲がりが前記許容範囲内に収まる状態での対象物の切断加工における作業効率の向上を図ることができる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
この発明の振動切断装置の第２実施形態について図４を参照して説明する。図４は本発明の第２実施形態にかかる振動切断装置のホーンおよびステージの要部拡大図であって、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ異なる状態を示す。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、この実施形態のステージ３が上記第１実施形態のステージ３と異なるのは、切断対象物が載置される載置面３１ａが設けられた緩衝層３３をステージ３が備えている点である。また、ホーン２６の他方端の端面に取付溝１２６ｍが設けられておらず、ホーン２６の他方端の端面に直接取付台座２２６ｕが吸着されている。その他の構成および動作は上記第１実施形態と同一であるため、以下では第１実施形態との相違点を中心に説明を行い、上記した第１実施形態と同一の構成および動作については、同一符号を付すことによりその構成および動作の説明を省略する。
【００６１】
図４（ｂ），（ｃ）に示すように、緩衝層３３は、切断刃３３１による切込みが可能なポリイミドなどの樹脂材料により形成されている。そして、図４（ｂ）に示すように、駆動機構４により切断刃３３１が下動されて刃先３３１ａが緩衝層３３に切込むことにより、緩衝層３３の載置面３１ａには、切断刃３３１による切込３１ｂが形成されている（図４（ｃ）参照）。
【００６２】
したがって、この実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができると共に、対象物が載置される緩衝層３３の載置面３１ａに切断刃３３１による切込３１ｂが形成されており、切断刃３３１により形成された切込３１ｂの厚みは切断刃３３１の厚みとほぼ同じ厚みであるため、対象物を切断する際に切断刃３３１により押圧された対象物の切断端が切込３１ｂに嵌り込むことを防止することができ、対象物が切断されることによる切断片を高精度に成形することができる。
【００６３】
また、切断の際に、載置面３１ａに形成された切込３１ｂの位置と切断刃３３１の刃先３３１ａの位置とに位置ずれが生じた場合であっても、緩衝層３３は切断刃３３１による切込みが可能な材質により形成されているため、切断刃３３１が破損することを防止することができる。
【００６４】
なお、緩衝層３３の材質は上記したものに限られず、緩衝層３３は、ポリエチレンテレフタレートや紙など、切断刃による切込みが可能な種々の材質により形成することができる。
【００６５】
＜第３実施形態＞
この発明の振動切断装置の第３実施形態について図５を参照して説明する。図５は本発明の第３実施形態にかかる振動切断装置のホーンの要部拡大図であって、（ａ）は下面図、（ｂ）はホーン２６を天地反転した状態の正面から見た断面図、（ｂ）はホーン２６を天地反転した状態の側断面図である。
【００６６】
この実施形態では、、ホーン２６の他方端面に設けられた吸着孔４１１と、ホーン２６の側面に設けられた吸引孔４１２とを連通する吸引穴４１３がホーン２６に形成されている。また、切断刃３３１が設けられた複数の取付台座１２６ｕがＰＥＴフィルムなどにより形成されるシート状の保持部材４３０に保持されており、図示省略された吸引手段により吸引孔４１２から吸引を行うことで、保持部材４３０に設けられた取付台座１２６ｕのうちのいずれか一つが、シート状の保持部材４３０の裏面側からホーン２６の他方端に吸着される。
【００６７】
また、図６に示すように、取付台座３２６ｕの外周にフランジ部３２６ｕ１を設け、フランジ部３２６ｕ１を、シート状の保持部材４３０に形成された保持孔４３０ａの外周に係止させることにより取付台座３２６ｕを保持するようにしてもよい。なお、図６は、図５の振動切断装置における取付台座の保持方法の他の例である。その他の構成および動作は、上記実施形態と同様の構成および動作であるため、同一符号を付すことによりその構成および動作の説明は省略する。
【００６８】
このように構成すると、上記した実施形態と同様の効果を奏することができると共に、以下の効果を奏することができる。すなわち、シート状の保持部材４３０に設けられた複数の取付台座１２６ｕ，３２６ｕのいずれか一つをホーン２６の他方端に吸着することにより、ホーン２６に容易に切断刃３３１を取り付けることができる。また、ホーン２６に吸着された取付台座１２６ｕ，３２６ｕの切断刃３３１が磨耗などにより損傷したり、劣化した場合に、真空吸着機構４１０による吸着を解除して使用済みの切断刃３３１を取外した後、新しい切断刃３３１が設けられた他の取付台座１２６ｕ，３２６ｕをホーン２６の他方端に吸着することにより、ホーン２６に取り付けられる切断刃３３１を容易に交換することができる。
【００６９】
＜第４実施形態＞
この発明の振動切断装置の第４実施形態について図７を参照して説明する。図７は本発明の第４実施形態にかかる振動切断装置の要部拡大図であって、（ａ）は切断の対象物が切断刃の下方に配置された状態を示し、（ｂ）は切断の対象物が切断された状態を示す図である。図７に示すように、この実施形態が上記第１〜第３実施形態と異なる点は、取付台座１２６ｕの切断刃３３１が設けられた面に、スポンジやばねなどの弾性部材により形成され、切断（加工）の際に対象物を押圧する押さえ部材４４０が設けられている点である。その他の構成および動作は上記実施形態と同一であるため、以下では同一符号および相当符号を付すことによりその構成および動作の説明を省略する。
【００７０】
この実施形態では、切断の対象物として、例えば銅箔４０６がＰＥＴフィルム４０７に貼着されたシート状の部材が切断刃３３１により切断される。すなわち、図７（ａ）に示すように、銅箔４０６（ＰＥＴフィルム４０７）が、切断刃３３１の下方のステージ３の載置面３１上に配置された状態で、駆動機構４により切断刃３３１が下降されると、まず最初に押さえ部材４４０が銅箔４０６に接触する。そして、図７（ｂ）に示すように、押さえ部材４４０が有する弾性力に抗しつつさらに切断刃３３１を下降させると、押さえ部材４４０が圧縮されると共に、切断刃３３１の刃先３３１ａが押さえ部材４４０から突出して銅箔４０６が切断される。
【００７１】
そして、銅箔４０６が切断された後、駆動機構４により切断刃３３１を上昇させるときに、銅箔４０６が押さえ部材４４０によりステージ３側に押圧されつつ切断刃３３１が上昇する。したがって、切断刃３３１の刃先３３１ａが有する所定の輪郭形状に切り抜かれた銅箔４０６を確実にステージ３上に残すことができ、切り抜かれた銅箔４０６が切断刃３３１の内側に嵌り込むことを防止することができる。
【００７２】
また、銅箔４０６を切断する際に、押さえ部材４４０により銅箔４４０６が押圧されるため、銅箔４０６が位置ずれするのを防止することができる。また、銅箔４０６を切断する際に、押さえ部材４４０が有する弾性力により、取付台座１２６ｕ（切断刃３３１）がホーン２６の他方端の端面に押圧されるため、取付台座１２６ｕとホーン２６の他方端の端面との密着性が向上するので、ホーン２６から切断刃３３１への振動の伝達効率を向上することができる。
【００７３】
なお、銅箔４０６が切断される際に、切断刃３３１の刃先３３１ａはＰＥＴフィルム４０７に切込むことにより保護されるため、ステージ３の載置面３１に緩衝材などの刃先３３１ａの保護部材を設ける必要がない。また、この実施形態では、取付台座１２６ｕの一方面に押さえ部材４４０が設けられているが、ホーン２６の他方端の端面に押さえ部材を設けることにより、押さえ部材４４０により切断の対象物を押圧するようにしてもよい。
【００７４】
＜第５実施形態＞
この発明の振動切断装置の第５実施形態について図８を参照して説明する。図８は本発明の第５実施形態にかかる振動切断装置の要部拡大図である。
【００７５】
図８に示すように、この実施形態では、接着・絶縁の機能を同時に有するフィルム状接続材料であるＮＣＦ（Non Conductive Film）４００が切断対象物として、切断刃３３１の刃先３３１ａが有する輪郭形状に切り抜かれる。ＮＣＦ４００は、両面がポリエステルやポリエチレンなどにより形成される離型フィルム４０１，４０２により保護された状態でリール（図示省略）に巻回されて保持されており、送りローラー４０３および従動ローラー４０４に狭持されることで、必要な分だけリールからステージ３の位置に送り込まれる。その他の構成および動作は上記第１実施形態と同一であるため、以下では同一符号および相当符号を付すことによりその構成および動作の説明を省略する。
【００７６】
図８に示すように、ＮＣＦ４００の上面を保護する離型フィルム４０２は押さえローラー４０５の位置で剥離されることにより、ステージ３の載置面３１上には、上面側の離型フィルム４０２のみが剥離された状態のＮＣＦ４００が配置される。そして、駆動機構４により切断刃３３１を下降することで、ＮＣＦ４００が切断刃３３１の刃先３３１ａが有する所定の輪郭形状に切り抜き加工される。
【００７７】
切り抜き加工されたＮＣＦ４００は、送りローラー４０３および従動ローラー４０４によりステージ３の位置から移動され、送りローラー４０３および従動ローラ４０４の位置において、ＮＣＦ４００と離型フィルム４０１とが剥離されることにより、ＮＣＦ４００の切断物が離型フィルム４０１上に残った状態となる。そして、取り出し位置Ｐにおいて、下面側の離型フィルム４０１上に残っているＮＣＦ４００の切断物が取り出されて切断処理が終了する。なお、ＮＣＦ４００の下面側が離型フィルム４０１により保護された状態で切断処理が行われることにより、ＮＣＦ４００を切断した切断刃３３１の刃先３３１ａは、離型フィルム４０１に切込むことにより保護されるため、ステージ３の載置面３１に緩衝材などの刃先３３１ａの保護部材を設ける必要がない。
【００７８】
また、シート状の切断の対象物としてＮＣＦ４００を切断したが、切断の対象物としてはこれに限られるものではなく、Ｃｕ等の金属箔など、切抜きが可能なシート状の部材であればどのようなものであってもよい。
【００７９】
以上のように、この実施形態では、上記した実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
＜６実施形態＞
この発明の振動切断装置の第６実施形態について図９を参照して説明する。図９は本発明の第６実施形態にかかる振動切断装置の要部拡大図である。図９に示すように、この実施形態が上記第１実施形態と異なるのは、ホーン２６の他方端の端面の一部が切除されて断面Ｌ字状段部２６ｍが形成され、矩形の平板状の切断刃２３１（加工工具）が、ホーン２６の振動方向と平行な段部２６ｍの取付面２６ｎに吸着保持される点であり、その他の構成および動作は上記第１実施形態と同一であるため、以下では、上記した第１実施形態と同一符号を付すことによりその構成および動作の説明を省略する。
【００８１】
図９に示すように、ホーン２６の他方端には、その端面の一部が切除されて断面Ｌ字状段部２６ｍが形成されており、段部２６ｍにおけるホーン２６の振動方向と平行な取付面２６ｎに磁石４５０（本発明の「吸着保持手段」に相当）が設けられている。また、段部２６ｍの取付面２６ｎには係止用突起２６ｗが幅方向に並設されており、係止用突起２６ｗが、切断刃２３１の係止用突起２６ｗに対峙する位置に透設された係止用孔２３１ｂに挿通されることで、切断刃２３１は、その一端側縁部の刃先２３１ａを除く他端側の片側側面が取付面２６ｎに当接された状態で磁石４５０の磁力により取付面２６ｎに吸着保持されてホーン２６の他端側に取付けられる。
【００８２】
したがって、この実施形態によれば、ホーン２６の他方端の端面の一部を切除して形成された断面Ｌ字状段部２６ｍの、ホーン２６の振動方向と平行な段部２６ｍの取付面２６ｎに、平板状の切断刃２３１により構成される加工工具を磁石４５０の磁力により吸着保持することで、容易に切断刃２３１をホーン２６に取り付けることができる。
【００８３】
なお、加工工具を磁力によりホーン２６に吸着保持する場合には、加工工具を磁力により吸着保持可能な磁性部材により構成するとよい。
【００８４】
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、上述した構成をどのように組み合わせてもよく、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。例えば上記した実施形態では、真空吸着力または磁力による吸着により、加工工具をホーン（共振器）に着脱自在に取り付けるように構成されているが、一般的な静電吸着機構をホーンに設け、静電吸着力により加工工具をホーンに着脱自在に取り付けるようにしてもよい。このようにしても、上記した実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８５】
また、上記した実施形態ではホーンに２つの長孔が形成されているが、少なくとも１つの長孔が共振器に形成されていればよく、共振器の構成に基づいて、切断刃に適切に振動が印加されるように長孔の大きさおよび数、長孔の形成方向などの構成を適宜調整すればよい。また、共振器の他方端の端面に所定の輪郭形状の刃先を有する切断刃を取着するときに、当該切断刃の幅方向および奥行き方向の大きさ（平面視における面積）が、共振器の他方端の端面の面積と比較して十分に小さく、切断刃に印加される振動の振幅の大きさが、切断刃の全体において大きく異なることがない場合には、必ずしも共振器に長孔を設ける必要はない。
【００８６】
また、切断刃の構成および形状は、上記した輪郭状または直線状に限られるものではなく、必要に応じて、曲線状など、適宜、最適な構成および形状を有する切断刃を採用することができる。また、上記した実施形態では、切断刃を用いた振動切断装置を例に挙げて本発明の振動加工装置を説明したが、振動加工装置としては上記した例に限られるものではなく、例えば、加工工具として切削工具を用いた振動切削装置により本発明の切断装置を構成してもよく、加工工具として、振動を印加することにより加工対象物を加工するときの加工効率を向上することができれば、どのような加工工具を採用してもよい。
【００８７】
また、上記した実施形態では、加工工具（切断刃）に超音波振動を印加しているが、加工工具に印加する振動としては超音波振動に限らず、低周波振動や、例えば約１００Ｈｚの低周波振動と超音波振動とが重畳された振動などを加工工具に印加してもよい。このように、加工工具に低周波振動を印加することにより、対象物の切屑などが加工工具に付着しにくくなる。
【００８８】
また、共振器の３箇所以上の位置が支持手段により支持されるようにしてもよく、少なくとも、クランプ手段（把持部）の被把持部に接触する部分を上記した材質で形成するとよい。また、共振器の形状、材質、大きさ等は、上記した例に限られず、どのようなものであってもよい。
【００８９】
また、上記した実施形態では、駆動機構４の駆動モータ４１により共振器を移動するように構成されているが、エアシリンダによる流体圧力を利用したアクチュエータや、リニアモータなどにより共振器を移動するようにしてもよく、一般的な実装装置において採用される加圧装置を適宜採用することができる。
【００９０】
そして、加工工具に振動を印加して対象物を加工する技術に本発明を広く適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１    振動切断装置（振動加工装置）
３    ステージ
２１    共振器
２６    ホーン（共振器）
２６ｍ    断面Ｌ字状段部
２６ｎ    取付面
３１ａ    載置面
３３    緩衝層
１２６ｕ，２２６ｕ，３２６ｕ    取付台座
２３１    切断刃（加工工具）
３３１    切断刃
４００    ＮＣＦ（対象物）
４０６    銅箔（対象物）
４１０    真空吸着機構（吸着保持手段）
４３０    保持部材（シート状部材）
４４０    押さえ部材（弾性部材）
４５０    磁石（吸着保持手段）
【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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【図８】
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【図９】
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