本发明专利技术提供以两端支持状态水平或垂直设定共振器的超声波焊接装置以及所用共振器。被焊部分搭载于支座上，用加压机构从上方降下共振器，由焊接工作部１与支座适当地加压保持被焊接部分Ｗａ，以纵波超声波能量进行焊接。共振器由螺丝以同轴状态一体地连接具有焊接工作部的超声波辐射体和具有支持部的两个增幅器而成，且各部分更换方便。而且，共振器也可以两端支持状态垂直配置于装置本体的前面。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。本专利技术的第1个目的在于提供一种超声波焊接装置，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，和提供一种具有高实用性的共振器，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。本专利技术的第2目的在于提供一种将共振器垂直配置在装置主体前面的超声波焊接装置。权利要求项1的专利技术，其特征在于，装置主体在前方及左右形成开放的作业空间，支座配置在这个作业空间的下部，加压机构装在这一作业空间的上部装置本体的上部之中，保持部件装在这一加压机构的输出端上，由这一保持部件将共振器在支座上方的作业空间内通过支持部两端支持在焊接工作部的两侧，保持水平状态，通过用加压机构使该共振器以靠近于搭载在支座上的被焊接部件的互相叠合的被焊部分的方向下降规定的距离，以保持由支座和共振器的焊接工作部加压在它们之间的上述被焊部分的状态，通过将来自振子的超声波振动传输到共振器的焊接工作部，焊接被焊接部分叠合的接触面。按照权利要求项1的结构，在交换共振器的时候，通过将保持部件停在最高位置，使共振器以水平状态保持于作业空间内的上部，因而能够容易地从作业空间的横向交换共振器。而且，被焊接部分搭载在配置于作业空间内的下部的支座上，由加压机构从其上方降下共振器，能够由焊接工作部和支座适当地加压保持被焊接部分于原来静止状态，用纵波超声波振动进行焊接。权利要求项2的专利技术，其特征在于，按照设置于装置主体内部的加压机构的升降驱动，由共振器的焊接工作部和支座加压保持多个被焊接部件的互相叠合的被焊接部分，同时通过将来自振子的超声波振动传输到共振器，焊接被焊部分，另一方面，在共振器的、振子传来的超声波振动的最小振动振幅点整体地形成十字形的振动变换部，在这振动变换部的十字形的水平方向端部整体地设有焊接工作部，同时，此共振器通过其支持部由保持部件以两端支持的状态垂直地配置在装置本体的前面，在此装置本体前面在左右方向上以规定的间隔平行配置多个升降导杆，沿这些升降导杆滑动的被引导部件设置在保持部件的背面。按照权利要求项2的结构，通过在装置本体的前面以与加压机构的升降方向平行的垂直状态配置共振器，能谋求装置本体的小型化、轻量化和节能化。而且，加压保持时通过导杆机构由装置本体的前壁负担支持体所受的反作用力，因此能确保焊接工作部的下面和支座的上面的平行度，使被焊接部分的焊接强度稳定。权利要求项3的专利技术是用于超声波焊接装置的共振器，其特征在于，在具有焊接工作部的超声波辐射器的两端，通过螺丝以同轴状态成一体地连接着带有支持部的两个增幅器(booster)。按照权利要求项3的结构，在超声波辐射器的焊接工作部磨损时，不必更换共振器整体而只要更换超声波辐射体，在多种的超声波辐射体中选用最适合于被焊接部件的材质、被焊接部分的面积、厚度等的物理性质的超声波辐射体，即使制作超声波辐射体和增幅器的过程中与设置图不同尺寸的场合也可以只重新制作这些零部件。图1示出作为实施形态1的超声波焊接装置的透视图。图2是图1中A-A线剖面图。图3示出该实施形态1的振子、共振器、超声波振动及应力的位置关系的模式图。图4示出分解该实施形态1的振子和共振器的状态的透视图。图5示出该实施形态1的支持部件的透视图。图6是图5的B-B线剖面图。图7是图5的C-C线剖面图。图8示出在相当于图5的D-D线的、保持部安装共振器的安装状态剖面图。图9是表示该实施形态1的中间增幅器纵剖面图。图10示出实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波焊接装置，用纵波超声波振动焊接多个被焊接部件互相叠合的被焊接部分，其特征在于，包括：形成前方及左右开放的作业空间的装置本体；配置在作业空间下部，搭载上述被焊接部分用的支座；发生上述超声波振动的振子；成一整体地连接到该振子的输出端并以与该振子来的超声波振动以规定的共振频率共振，同时有在向外周面整体突出的状态下设置的焊接工作部和离开焊接工作部两侧的位置在外周面整体突出的状态下设置的支持部的共振器；通过使包括该振子的共振器以与由振子向共振器传播超声波振动的方向相正交的方向，向离开支座的方向上升预定的距离，以在支座与焊接工作部之间形成被焊接部分的出入空间，同时，通过使共振器以与由振子向共振器传播超声波振动的方向相正交的方向，向接近支座的方向下降预定的距离，以保持对支座与焊接工作部之间的被焊接部分加压的状态，为此需要装置于划定的装置本体的作业空间上部的部分内的加压机构；装于该加压机构的输出端，并在支座上方的作业空间内通过支持部两端支持共振器保持水平状态的支持部件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤茂，
申请(专利权)人：株式会社厄泰克斯，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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