[发明专利]超声波焊接装置

说明书

本发明涉及使用有预定频率的纵波超声波振动来焊接多个被焊接部件互相重叠的被焊部分的超声波焊接装置。

图14表示特公昭54_23349号公报和美国专利3752380公报所述的超声波焊接装置的侧视图。图14中，基座200有其中央部构成加压机构的油压千斤顶那样的油压汽缸201。从该油压汽缸201的基座200的上面向上方突出的活塞杆202的上面，一体化设有为搭载多个被焊接部件W1、W2的互相叠合的被焊部分Wa的支座203。振子204通过电线从图中未画出的超声波发生器得到电能，发生并输出有预定频率的纵波超声波振动，它就是所谓将电能变换为机械能的、由压电元件或者磁致伸缩元件构成的电声变换器或电振动变换器。在该振子204的输出端206处同轴地连接有机械上成为一体的棒状共振器207。  

在位于共振器207的中央的最大振动振幅点处，由共振器207的外周面向径向外侧突出设置有焊接工作部208。支持部件209、210的一端分别连接到共振器207的两边的两个最大振动振幅度点上。这些支持部件209、210的另一端分别连接到基座200的左右两侧面上。通过借助于这些支持部件209、210的、共振器207和基座200的连接关系，将焊接工作部208的底面与支座203的顶面互相面对地配置，其方向与来自振子204传向共振器207的超声波振动的传播方向相垂直。

因而，包含振子204的共振器207靠两个支持部件209、210在基座200上以规定的间隔并行地设置，因此，当油压汽缸201的活塞杆202停止在最低位置时，在支座203上面搭载被焊部分Wa，当活塞杆202作伸长动作并停于最高位置时，在这一活塞杆202从最低位置移向最高位置并停在最高位置的过程中，支座203的上面搭载的被焊部分Wa的上面被压紧并接触到焊接工作部208的下面，同时，被焊部分Wa的下面被压紧并接触到支座203的上面，结果，被焊部分Wa在支座203和焊接工作部208之间保持被加压的状态。

在此加压保持之前或之后，从未图示出的超声波振荡器来的电能加到振子204上，振子204就发生超声波振动。振子204所发生的超声波振动在上述被焊接部分Wa的加压保持状态下，经由共振器207传输到焊接工作部208，使焊接工作部208在油压汽缸201的加压方向的正交的方向上振动，经过一定时间，被焊接部分Wd的叠合的接触面间，就达成例如美国专利2946119号所述的非熔解焊接。

上述已有的超声波焊接装置，由于共振器207是用分别形成的支持部件209、210连到基座200上，在用别的共振器来换该共振器207时，需要拆开支持部件210与共振器207的连接，同时从基座200上卸下支持部件210，或者使支持部件210的上端向图14纸面这边或那边退避，而且要拆开支持部件209和共振器207的连接，从基座200上卸下共振器207，这样，交换共振器很麻烦。而且，由于用油压汽缸210来升高支座203并加压保持被焊接部分Wa，因此在被焊接部Wa上升时，上升过程中被保持在支座203和焊接工作部208之间的被焊接部分Wa会产生横向位移的问题。

而且，已有的超声波焊接装置，由于升高基座203、加压保持被焊接部分Wa，因此在被焊接部Wa上升过程中被保持在支座203和焊接工作部208之间的被焊接部分Wa会产生横向移位的问题。

为了解决这一问题，考虑设置支座203为静止状态，水平设置共振器207并作升降驱动，可是在将这些组装进生产线中时，由于焊接工程的前道工序和后道工序的关系，或者与被焊接部件W的形状关系等，必须在上下方向上加大配置共振器207和支座203的作业空间。在上下方向上加宽了作业空间的情况下，则容纳升降驱动共振器207用的加压机构201的装置部分的高度变高，不但与装置整体小型化及轻量化、而且对节能化都背道而驰，难于采用。

本发明的目的在于提供一种水平设置共振器的超声波焊接装置，其共振器的交换容易，能适当保持被焊接部分并且提高可靠性，又，其共振器具有高实用性，其焊接工作部的磨损易更换、具有适合被焊接部件的物理性质的互换性且易于制造等。