位置決め装置および位置決め方法
【課題】超音波接合装置に取り付けられるホーンとアンビルとを再現性良く位置決めして、ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせを同じにすることができる位置決め装置および位置決め方法を提供する。
【解決手段】超音波接合装置に備えられ複数の突起部１１，２１がそれぞれ形成されているホーン１０とアンビル２０との相対位置を決めるための位置決め装置３０であって、本体部３１、ホーン側係合部３２、およびアンビル側係合部３３を有する。本体部は、互いに平行な第１および第２の面３１ａ，３１ｂを有する。ホーン側係合部は、本体部の第１の面に形成され、ホーンに形成されている複数の突起部と係合してホーンと本体部とを位置決めする。アンビル側係合部は、本体部の第２の面に形成され、アンビルに形成されている複数の突起部と係合してアンビルと本体部とを位置決めする。
【解決手段】超音波接合装置に備えられ複数の突起部１１，２１がそれぞれ形成されているホーン１０とアンビル２０との相対位置を決めるための位置決め装置３０であって、本体部３１、ホーン側係合部３２、およびアンビル側係合部３３を有する。本体部は、互いに平行な第１および第２の面３１ａ，３１ｂを有する。ホーン側係合部は、本体部の第１の面に形成され、ホーンに形成されている複数の突起部と係合してホーンと本体部とを位置決めする。アンビル側係合部は、本体部の第２の面に形成され、アンビルに形成されている複数の突起部と係合してアンビルと本体部とを位置決めする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波接合装置におけるホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め装置および位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波接合は、たとえば、２枚の金属板をホーンとアンビルとの間に挟んで加圧しつつ、接触面に平行に超音波振動を加えることによって、これらの金属板を固相接合するものである。
【０００３】
ホーンおよびアンビルには、金属板の接触面に超音波振動をロスなく伝達するために、金属板に食い込むような微細な角錐状の突起部を形成している（たとえば、特許文献１参照）。このような突起部は、接合回数の増加とともに磨耗する。突起部が磨耗すると、超音波接合装置からホーンおよびアンビルを取り外して新しいものに交換する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８８０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、超音波接合では、ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせが変われば、接合結果が変わってくる。ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせの変化は、接合品質を変化させるのみならず、接合痕の形状変化を引き起こし、接合痕の形状に基づく接合品質の評価を困難にする。したがって、工具交換の前後において、ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせが同じになるように、超音波接合装置上でホーンとアンビルとを位置決めすることが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、超音波接合装置に取り付けられるホーンとアンビルとを再現性良く位置決めして、ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせを同じにすることができる位置決め装置および位置決め方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００８】
本発明の位置決め装置は、超音波接合装置に備えられ複数の突起部がそれぞれ形成されているホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め装置であって、本体部、ホーン側係合部、およびアンビル側係合部を有する。前記本体部は、互いに平行な第１および第２の面を有する。前記ホーン側係合部は、前記本体部の前記第１の面に形成され、前記ホーンに形成されている前記複数の突起部と係合して前記ホーンと前記本体部とを位置決めする。前記アンビル側係合部は、前記本体部の前記第２の面に形成され、前記アンビルに形成されている前記複数の突起部と係合して前記アンビルと前記本体部とを位置決めする。
【０００９】
本発明の位置決め方法は、超音波接合装置に備えられ複数の突起部がそれぞれ形成されているホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め方法であって、第１および第２の工程を有する。前記第１の工程は、前記ホーンおよびアンビルのうち一方の工具に形成されている複数の突起部と、位置決め装置の本体部における互いに平行な２面のうち一方の面に形成されている第１の係合部とを係合させることによって、前記一方の工具と前記本体部とを位置決めする。前記第２の工程は、前記ホーンおよびアンビルのうち他方の工具に形成されている複数の突起部と、前記本体部における他方の面に形成されている第２の係合部とを係合させることによって、前記他方の工具と前記本体部とを位置決めする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の位置決め装置および位置決め方法によれば、ホーンおよびアンビルが位置決め装置の本体部に対してそれぞれ位置決めされるため、位置決め装置を基準としてホーンとアンビルとの相対位置が決まる。したがって、ホーンおよびアンビルの取り付け時に、ホーンとアンビルとで位置決め装置を挟み込むことにより、ホーンとアンビルとを再現性良く位置決めして、ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせを同じにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態における超音波接合装置の概略構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の部分拡大図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１に示す位置決め装置の概略構成を説明するための斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図３】図３に示す位置決め装置を用いた位置決め方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３に示す位置決め装置を用いた位置決め方法を説明するための模式図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における位置決め装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示す位置決め装置を用いた位置決め方法を説明するための模式図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態における位置決め装置を説明するための断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す位置決め装置の底面図である。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の第４の実施の形態における位置決め装置の概略構成を示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図中、同様の部材には、同一の符号を用いた。
【００１３】
（第１の実施の形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態における位置決め装置によりホーンとアンビルとを位置決めする超音波接合装置について簡単に説明する。図１（Ａ）は、本実施の形態における超音波接合装置の概略構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の部分拡大図である。
【００１４】
図１に示すとおり、本実施の形態の超音波接合装置１には、ワーク（たとえば、２枚の金属板）に押付けられて振動を付与するホーン１０と、ワークが載置されるアンビル２０とを取り付けている。ホーン１０およびアンビル２０の近傍には、位置決め装置３０を配置している。
【００１５】
ホーン１０は、ホルダ４１を介して超音波接合装置１に位置調整可能に取り付けており、アンビル２０は、超音波接合装置１に対して位置調整可能な移動ステージ４２に取り付けている。超音波接合装置１上に対向配置しているホーン１０およびアンビル２０の先端部には、複数の突起部１１，２１をそれぞれ形成している。本実施の形態の突起部１１，２１は、角錐形状を有しており、ホーン１０およびアンビル２０の先端部には、複数の突起部１１，２１を碁盤目状に形成している。
【００１６】
次に、図２を参照して、本実施の形態の位置決め装置３０について詳細に説明する。
【００１７】
図２（Ａ）は、図１に示す位置決め装置の概略構成を説明するための斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００１８】
図２に示すとおり、本実施の形態の位置決め装置３０は、互いに平行な第１および第２の面３１ａ，３１ｂを有する本体部３１と、本体部３１の第１の面３１ａに形成されたホーン側係合部３２と、本体部３１の第２の面３１ｂに形成されたアンビル側係合部３３とを有する。
【００１９】
本体部３１は、直方体形状の部材であり、互いに平行な第１の面３１ａと第２の面３１ｂとを有する。
【００２０】
ホーン側係合部３２は、ホーン１０の突起部１１と係合してホーン１０と本体部３１とを位置決めするものであり、複数の凹部３４を有する。各凹部３４は、底部に向かって漸減する矩形状の開口部を有し、ホーン１０の角錐状の突起部１１と嵌合することができる。ホーン１０の先端部に碁盤目状に形成している複数の突起部１１に対応するように、本体部３１の第１の面３１ａに複数の凹部３４を碁盤目状に形成している。
【００２１】
アンビル側係合部３３は、アンビル２０の突起部２１と係合してアンビル２０と本体部３１とを位置決めするものであり、複数の凹部３５を有する。各凹部３５は、底部に向かって漸減する矩形状の開口部を有し、アンビル２０の角錐状の突起部２１と嵌合することができる。アンビル２０の先端部に碁盤目状に形成している複数の突起部２１に対応するように、本体部３１の第２の面３１ｂに複数の凹部３５を碁盤目状に形成している。
【００２２】
ホーン側係合部３２とアンビル側係合部３３とは、たとえば、ホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３を介して本体部３１と係合するホーン１０とアンビル２０との中心軸が一致するように、本体部３１の第１および第２の面３１ａ，３１ｂにそれぞれ形成している。
【００２３】
以上のとおり構成する本実施の形態の位置決め装置３０では、ホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３と、ホーン１０およびアンビル２０の突起部１１，２１とをそれぞれ係合させることにより、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を決める。以下、図３および図４を参照して、本実施の形態の位置決め装置３０を用いた位置決め方法について説明する。
【００２４】
図３は、図２に示す位置決め装置を用いた位置決め方法を説明するためのフローチャートである。
【００２５】
図３に示すとおり、本実施の形態の位置決め方法では、まず、ホーン１０およびアンビル２０を超音波接合装置１に取り付ける（ステップＳ１１）。本実施の形態では、磨耗したホーン１０およびアンビル２０を取り外した超音波接合装置１に、新しいホーン１０およびアンビル２０を取り付ける。
【００２６】
次に、ホーン１０とアンビル２０との間に、位置決め装置３０を配置する（ステップＳ１２）。本実施の形態では、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を調整するために、超音波接合装置１０に位置調整可能に取り付けているホーン１０とアンビル２０との間に位置決め装置３０を配置する。
【００２７】
次に、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とを係合させることによって、アンビル２０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする（ステップＳ１３）。本実施の形態では、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０の下部に形成されているアンビル側係合部３３とを係合させることにより、アンビル２０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする。
【００２８】
図４（Ａ）は、アンビルの突起部と位置決め装置のアンビル側係合部とを係合させる工程を説明するための図である。本実施の形態の位置決め方法では、基準ブロック４３から所定距離Ｌだけ離隔した位置に位置決め装置３０を配置し、位置決め装置３０の下方に移動自在に設けられているアンビル２０に向かって位置決め装置３０を移動させる。なお、基準ブロック４３は、基盤４４上で超音波接合装置１に対して位置が固定されている。このとき、アンビル２０の角錐状の突起部２１は、まず、凹部３５の斜面に接触し、それから、凹部３５の斜面に沿って移動しつつ凹部３５と嵌合する。アンビル２０の突起部２１が凹部３５と嵌合することによって、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合し、位置決め装置３０の本体部３１とアンビル２０との位置が決まる。
【００２９】
次に、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とを係合させることにより、ホーン１０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする（ステップＳ１４）。本実施の形態では、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合している状態で、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とを係合させることにより、ホーン１０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする。
【００３０】
図４（Ｂ）は、ホーンの突起部と位置決め装置のホーン側係合部とを係合させる工程を説明するための図である。本実施の形態の位置決め方法では、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合している状態で、超音波接合装置１に移動自在に保持されているホーン１０を下方の位置決め装置３０に向かって移動させる。このとき、ホーン１０の突起部１１は、まず、ホーン側係合部３２の凹部３４の斜面に接触し、それから、凹部３４の斜面に沿って移動しつつ凹部３４と嵌合する。ホーン１０の突起部１１が凹部３４と嵌合することによって、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とが係合し、位置決め装置３０の本体部３１とホーン１０との位置が決まる。
【００３１】
次に、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を固定する（ステップＳ１５）。本実施の形態では、位置決め装置３０の本体部３１に対して位置決めされているホーン１０とアンビル２０との相対位置を固定する。その結果、アンビル２０の超音波接合装置１における位置が固定され、ホーン１０は、超音波接合装置１内で上下方向にのみ移動可能に保持される。
【００３２】
そして、位置決め装置３０を取り除き（ステップＳ１６）、処理を終了する。本実施の形態では、ホーン１０を上方に移動した後、位置決め装置３０をアンビル２０上から移動させて取り除く。その後、位置決め装置３０を基準に相対的な位置が決められているホーン１０およびアンビル２０によるワークの超音波接合を開始する。
【００３３】
以上のとおり、図３に示すフローチャートの処理によれば、まず、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合することにより、アンビル２０と位置決め装置３０の本体部３１との位置が決まる。次に、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合した状態で、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とが係合することにより、ホーン１０と位置決め装置３０の本体部３１との位置が決まる。そして、位置決め装置３０の本体部３１に対してそれぞれ位置決めされたホーン１０およびアンビル２０の位置を固定することにより、ホーン１０とアンビル２０との相対位置が、位置決め装置３０を基準に決まる。
【００３４】
したがって、ホーン１０とアンビル２０とで位置決め装置３０を挟み込むことにより、ホーン１０とアンビル２０とを再現性良く位置決めでき、これにより、ホーン１０の突起部１１とアンビル２０の突起部２１との噛み合わせを同じにすることができる。
【００３５】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、以下の効果を奏する。
【００３６】
（ａ）本実施の形態の位置決め装置３０は、ホーン１０の突起部１１と係合してホーン１０と本体部３１とを位置決めするホーン側係合部３２と、アンビル２０の突起部２１と係合してアンビル２０と本体部３１とを位置決めするアンビル側係合部３３と、を有する。したがって、ホーン１０およびアンビル２０が位置決め装置３０の本体部３１に対してそれぞれ位置決めされるため、位置決め装置３０を基準としてホーン１０とアンビル２０との相対位置が決まる。このため、ホーン１０およびアンビル２０の取り付け時に、ホーン１０とアンビル２０とで位置決め装置３０を挟み込むことにより、ホーン１０とアンビル２０とを再現性良く位置決めして、ホーン１０の突起部１１とアンビル２０の突起部２１との噛み合わせを同じにすることができる。その結果、超音波接合によるワークの接合品質が安定し、製品の歩留まり向上により製造コストを抑制することができる。
【００３７】
また、本実施の形態の位置決め装置３０では、ホーン１０およびアンビル２０の先端部に形成している突起部１１，２１を利用して、ホーン１０とアンビル２０との相対位置が決まる。すなわち、位置決め用の基準面をホーン１０およびアンビル２０に別途に形成することなく、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を決めることができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態の位置決め装置３０では、簡単な構成によりホーン１０とアンビル２０との相対位置（平行度を含む）が決まるため、作業効率が向上する。
【００３９】
（ｂ）本実施の形態のホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３は、ホーン１０およびアンビル２０に形成している突起部１１，２１と嵌合する凹部３４，３５をそれぞれ有する。したがって、突起部１１，２１と凹部３４，３５とが嵌合することにより、ホーン１０およびアンビル２０の突起部１１，２１とホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３とを精度良く係合させることができる。
【００４０】
（ｃ）本実施の形態の位置決め方法は、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とを係合させてアンビル２０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする工程と、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とを係合させてホーン１０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする工程と、を有する。したがって、ホーン１０およびアンビル２０が位置決め装置３０の本体部３１に対してそれぞれ位置決めされるため、位置決め装置３０を基準としてホーン１０とアンビル２０との相対位置が決まる。このため、ホーン１０およびアンビル２０の取り付け時に、ホーン１０とアンビル２０とで位置決め装置３０を挟み込むことにより、ホーン１０とアンビル２０とを再現性良く位置決めして、ホーン１０の突起部１１とアンビル２０の突起部２１との噛み合わせを同じにすることができる。その結果、超音波接合によるワークの接合品質が安定し、製品の歩留まり向上により製造コストを抑制することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、位置決め装置に複数種類の係合部が形成されている実施の形態である。
【００４２】
図５は、本発明の第２の実施の形態における位置決め装置の概略構成を示す斜視図である。図５に示すとおり、本実施の形態の位置決め装置３０は、長手方向に互いに摺動可能な第１および第２の部材３６，３７と、第１および第２の部材３６，３７を固定する位置決めピン３８とを有する。
【００４３】
第１の部材３６には、長手方向に複数種類のホーン側係合部３２ａ〜３２ｅを所定の間隔を空けて形成している。突起部１１の大きさおよび形状が異なる種々のホーン１０に対応可能なように、ホーン側係合部３２ａ〜３２ｅには、異なる大きさおよび形状の凹部３４をそれぞれ形成している。
【００４４】
第２の部材３７には、長手方向に複数種類のアンビル側係合部３３ａ〜３３ｅを所定の間隔を空けて形成している。突起部２１の大きさおよび形状が異なる種々のアンビル２０に対応可能なように、アンビル側係合部３３ａ〜３３ｅには、異なる大きさおよび形状の凹部３５をそれぞれ形成している。
【００４５】
位置決めピン３８は、第１および第２の部材３６，３７に設けられた位置決め用孔に嵌合することにより、第１の部材３６と第２の部材３７とを固定する。
【００４６】
このような構成によれば、第１および第２の部材３６，３７を摺動させることにより、複数種類のホーン側係合部３２ａ〜３２ｅと複数種類のアンビル側係合部３３ａ〜３３ｅとの組合せの中から、ホーン側係合部およびアンビル側係合部の対を選択することができる。そして、図６に示すとおり、複数種類のホーン側係合部３２ａ〜３２ｅと複数種類のアンビル側係合部３３ａ〜３３ｅの中から選択したホーン側係合部３２ａおよびアンビル側係合部３３ｂの対により、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を決めることができる。
【００４７】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００４８】
（ｄ）本実施の形態の位置決め装置３０は、互いに摺動可能な第１および第２の部材３６，３７を有する。第１の部材３６は、複数種類のホーン側係合部３２ａ〜３２ｅを有し、第２の部材３７は、複数種類のアンビル側係合部３３ａ〜３３ｅを有している。したがって、１つの位置決め装置３０によって、種々のホーン１０およびアンビル２０の位置決めに対応することができる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００５０】
図７（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態における位置決め装置を説明するための断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す位置決め装置の底面図である。
【００５１】
図７に示すとおり、本実施の形態の位置決め装置３０は、アンビル側係合部３３の底部に３つの荷重センサ３９を有する。
【００５２】
アンビル側係合部３３を構成する複数の凹部３５を本体部３１に対して独立的に形成し、複数の凹部３５と本体部３１との間に荷重センサ３９を配置する。本実施の形態では、アンビル２０がアンビル側係合部３３に接触する際の傾きを検出することができるように、３個の荷重センサ３９をアンビル側係合部３３の所定位置に配置する。荷重センサ３９としては、荷重検出時におけるセンサの変形を最小限に抑える見地から、圧電素子を用いることが好ましい。
【００５３】
このような構成によれば、たとえば、アンビル２０が傾斜した状態でアンビル側係合部３３に接触する場合、３つの荷重センサ３９の出力に違いが生じる。したがって、３つの荷重センサ３９の出力が同じになるように、アンビル２０の傾きを調整することにより、位置決め装置３０の本体部３１に対してアンビル２０を平行にすることができる。加えて、位置決め装置３０の本体部３１を超音波接合装置１に対して水平に維持することにより、ホーン１０およびアンビル２０を超音波接合装置１に対して水平にすることができる。
【００５４】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１および第２の実施の形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００５５】
（ｅ）本実施の形態の位置決め装置３０は、アンビル側係合部３３の底部に複数配置され、アンビル側係合部３３にアンビル２０が接触することによって発生する力を検出することにより、アンビル２０の傾きを検出する荷重センサ３９を有する。したがって、位置決め装置３０の本体部３１に対するホーン１０およびアンビル２０の傾きを補正することが可能となる。また、超音波接合装置１に対してホーン１０およびアンビル２０を水平にすることができるため、超音波接合時に超音波接合装置１に対して水平に供給されるワークへのホーン１０およびアンビル１０の片当たりを防止することができる。
【００５６】
（第４の実施の形態）
第１〜第３の実施の形態では、ホーンおよびアンビルに碁盤目状に形成している各突起部と嵌合するように、ホーン側係合部およびアンビル側係合部には、突起部と同数の凹部を形成していた。しかしながら、ホーン側係合部およびアンビル側係合部には、ホーンおよびアンビルの突起部の数よりも少ない数の凹部を形成してもよい。
【００５７】
図８は、本発明の第４の実施の形態における位置決め装置を説明するための図である。図８（Ａ）は、本発明の第４の実施の形態における位置決め装置の概略構成を示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００５８】
図８に示すとおり、本実施の形態の位置決め装置３０では、矩形状のホーン側係合部３２の周縁部にのみ凹部３４を形成し、ホーン側係合部３２の中央部には、凹部３４を形成しない。同様に、矩形状のアンビル側係合部３３の周縁部にのみ凹部３５を形成し、アンビル側係合部３３の中央部には、凹部３５を形成しない。
【００５９】
このような構成によれば、ホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３とホーン１０の突起部１１およびアンビル２０の突起部２１とを最小限の凹部３４，３５により係合することができる。
【００６０】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１および第２の実施の形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００６１】
（ｆ）本実施の形態のホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３には、ホーン１０およびアンビル２０の一部の突起部１１，２１のみが凹部３４，３５と嵌合するように、一部の突起部１１，２１に対応する位置にのみ凹部３４，３５を形成している。したがって、位置決め装置３０の構造が簡素化されるため、位置決め装置３０の製造コストを抑制することができる。
【００６２】
以上のとおり、説明した第１〜第４の実施の形態において、本発明の位置決め装置および位置決め方法を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。
【００６３】
たとえば、上述した実施の形態では、ホーン側係合部およびアンビル側係合部には、ホーンおよびアンビルの１つの突起部と勘合することができる大きさの凹部を形成していた。しかしながら、ホーン側係合部およびアンビル側係合部に形成する凹部の形状および大きさは、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば、隣接する複数の突起部と一体的に嵌合するような種々の形状および大きさの凹部を形成することができる。また、凹部の深さも突起部の高さに揃える必要はなく、凹部を浅めに形成してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 超音波接合装置、
１０ ホーン、
１１，２１ 突起部、
２０ アンビル、
３０ 位置決め装置
３１ 本体部、
３１ａ 第１の面、
３１ｂ 第２の面、
３２ ホーン側係合部（第２の係合部）、
３３ アンビル側係合部（第１の係合部）、
３４，３５ 凹部、
３６ 第１の部材、
３７ 第２の部材、
３８ 位置決めピン（固定部材）、
３９ 荷重センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波接合装置におけるホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め装置および位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波接合は、たとえば、２枚の金属板をホーンとアンビルとの間に挟んで加圧しつつ、接触面に平行に超音波振動を加えることによって、これらの金属板を固相接合するものである。
【０００３】
ホーンおよびアンビルには、金属板の接触面に超音波振動をロスなく伝達するために、金属板に食い込むような微細な角錐状の突起部を形成している（たとえば、特許文献１参照）。このような突起部は、接合回数の増加とともに磨耗する。突起部が磨耗すると、超音波接合装置からホーンおよびアンビルを取り外して新しいものに交換する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８８０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、超音波接合では、ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせが変われば、接合結果が変わってくる。ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせの変化は、接合品質を変化させるのみならず、接合痕の形状変化を引き起こし、接合痕の形状に基づく接合品質の評価を困難にする。したがって、工具交換の前後において、ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせが同じになるように、超音波接合装置上でホーンとアンビルとを位置決めすることが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、超音波接合装置に取り付けられるホーンとアンビルとを再現性良く位置決めして、ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせを同じにすることができる位置決め装置および位置決め方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００８】
本発明の位置決め装置は、超音波接合装置に備えられ複数の突起部がそれぞれ形成されているホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め装置であって、本体部、ホーン側係合部、およびアンビル側係合部を有する。前記本体部は、互いに平行な第１および第２の面を有する。前記ホーン側係合部は、前記本体部の前記第１の面に形成され、前記ホーンに形成されている前記複数の突起部と係合して前記ホーンと前記本体部とを位置決めする。前記アンビル側係合部は、前記本体部の前記第２の面に形成され、前記アンビルに形成されている前記複数の突起部と係合して前記アンビルと前記本体部とを位置決めする。
【０００９】
本発明の位置決め方法は、超音波接合装置に備えられ複数の突起部がそれぞれ形成されているホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め方法であって、第１および第２の工程を有する。前記第１の工程は、前記ホーンおよびアンビルのうち一方の工具に形成されている複数の突起部と、位置決め装置の本体部における互いに平行な２面のうち一方の面に形成されている第１の係合部とを係合させることによって、前記一方の工具と前記本体部とを位置決めする。前記第２の工程は、前記ホーンおよびアンビルのうち他方の工具に形成されている複数の突起部と、前記本体部における他方の面に形成されている第２の係合部とを係合させることによって、前記他方の工具と前記本体部とを位置決めする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の位置決め装置および位置決め方法によれば、ホーンおよびアンビルが位置決め装置の本体部に対してそれぞれ位置決めされるため、位置決め装置を基準としてホーンとアンビルとの相対位置が決まる。したがって、ホーンおよびアンビルの取り付け時に、ホーンとアンビルとで位置決め装置を挟み込むことにより、ホーンとアンビルとを再現性良く位置決めして、ホーンの突起部とアンビルの突起部との噛み合わせを同じにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態における超音波接合装置の概略構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の部分拡大図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１に示す位置決め装置の概略構成を説明するための斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図３】図３に示す位置決め装置を用いた位置決め方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３に示す位置決め装置を用いた位置決め方法を説明するための模式図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における位置決め装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示す位置決め装置を用いた位置決め方法を説明するための模式図である。
【図７】図７（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態における位置決め装置を説明するための断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す位置決め装置の底面図である。
【図８】図８（Ａ）は、本発明の第４の実施の形態における位置決め装置の概略構成を示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図中、同様の部材には、同一の符号を用いた。
【００１３】
（第１の実施の形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態における位置決め装置によりホーンとアンビルとを位置決めする超音波接合装置について簡単に説明する。図１（Ａ）は、本実施の形態における超音波接合装置の概略構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の部分拡大図である。
【００１４】
図１に示すとおり、本実施の形態の超音波接合装置１には、ワーク（たとえば、２枚の金属板）に押付けられて振動を付与するホーン１０と、ワークが載置されるアンビル２０とを取り付けている。ホーン１０およびアンビル２０の近傍には、位置決め装置３０を配置している。
【００１５】
ホーン１０は、ホルダ４１を介して超音波接合装置１に位置調整可能に取り付けており、アンビル２０は、超音波接合装置１に対して位置調整可能な移動ステージ４２に取り付けている。超音波接合装置１上に対向配置しているホーン１０およびアンビル２０の先端部には、複数の突起部１１，２１をそれぞれ形成している。本実施の形態の突起部１１，２１は、角錐形状を有しており、ホーン１０およびアンビル２０の先端部には、複数の突起部１１，２１を碁盤目状に形成している。
【００１６】
次に、図２を参照して、本実施の形態の位置決め装置３０について詳細に説明する。
【００１７】
図２（Ａ）は、図１に示す位置決め装置の概略構成を説明するための斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００１８】
図２に示すとおり、本実施の形態の位置決め装置３０は、互いに平行な第１および第２の面３１ａ，３１ｂを有する本体部３１と、本体部３１の第１の面３１ａに形成されたホーン側係合部３２と、本体部３１の第２の面３１ｂに形成されたアンビル側係合部３３とを有する。
【００１９】
本体部３１は、直方体形状の部材であり、互いに平行な第１の面３１ａと第２の面３１ｂとを有する。
【００２０】
ホーン側係合部３２は、ホーン１０の突起部１１と係合してホーン１０と本体部３１とを位置決めするものであり、複数の凹部３４を有する。各凹部３４は、底部に向かって漸減する矩形状の開口部を有し、ホーン１０の角錐状の突起部１１と嵌合することができる。ホーン１０の先端部に碁盤目状に形成している複数の突起部１１に対応するように、本体部３１の第１の面３１ａに複数の凹部３４を碁盤目状に形成している。
【００２１】
アンビル側係合部３３は、アンビル２０の突起部２１と係合してアンビル２０と本体部３１とを位置決めするものであり、複数の凹部３５を有する。各凹部３５は、底部に向かって漸減する矩形状の開口部を有し、アンビル２０の角錐状の突起部２１と嵌合することができる。アンビル２０の先端部に碁盤目状に形成している複数の突起部２１に対応するように、本体部３１の第２の面３１ｂに複数の凹部３５を碁盤目状に形成している。
【００２２】
ホーン側係合部３２とアンビル側係合部３３とは、たとえば、ホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３を介して本体部３１と係合するホーン１０とアンビル２０との中心軸が一致するように、本体部３１の第１および第２の面３１ａ，３１ｂにそれぞれ形成している。
【００２３】
以上のとおり構成する本実施の形態の位置決め装置３０では、ホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３と、ホーン１０およびアンビル２０の突起部１１，２１とをそれぞれ係合させることにより、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を決める。以下、図３および図４を参照して、本実施の形態の位置決め装置３０を用いた位置決め方法について説明する。
【００２４】
図３は、図２に示す位置決め装置を用いた位置決め方法を説明するためのフローチャートである。
【００２５】
図３に示すとおり、本実施の形態の位置決め方法では、まず、ホーン１０およびアンビル２０を超音波接合装置１に取り付ける（ステップＳ１１）。本実施の形態では、磨耗したホーン１０およびアンビル２０を取り外した超音波接合装置１に、新しいホーン１０およびアンビル２０を取り付ける。
【００２６】
次に、ホーン１０とアンビル２０との間に、位置決め装置３０を配置する（ステップＳ１２）。本実施の形態では、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を調整するために、超音波接合装置１０に位置調整可能に取り付けているホーン１０とアンビル２０との間に位置決め装置３０を配置する。
【００２７】
次に、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とを係合させることによって、アンビル２０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする（ステップＳ１３）。本実施の形態では、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０の下部に形成されているアンビル側係合部３３とを係合させることにより、アンビル２０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする。
【００２８】
図４（Ａ）は、アンビルの突起部と位置決め装置のアンビル側係合部とを係合させる工程を説明するための図である。本実施の形態の位置決め方法では、基準ブロック４３から所定距離Ｌだけ離隔した位置に位置決め装置３０を配置し、位置決め装置３０の下方に移動自在に設けられているアンビル２０に向かって位置決め装置３０を移動させる。なお、基準ブロック４３は、基盤４４上で超音波接合装置１に対して位置が固定されている。このとき、アンビル２０の角錐状の突起部２１は、まず、凹部３５の斜面に接触し、それから、凹部３５の斜面に沿って移動しつつ凹部３５と嵌合する。アンビル２０の突起部２１が凹部３５と嵌合することによって、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合し、位置決め装置３０の本体部３１とアンビル２０との位置が決まる。
【００２９】
次に、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とを係合させることにより、ホーン１０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする（ステップＳ１４）。本実施の形態では、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合している状態で、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とを係合させることにより、ホーン１０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする。
【００３０】
図４（Ｂ）は、ホーンの突起部と位置決め装置のホーン側係合部とを係合させる工程を説明するための図である。本実施の形態の位置決め方法では、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合している状態で、超音波接合装置１に移動自在に保持されているホーン１０を下方の位置決め装置３０に向かって移動させる。このとき、ホーン１０の突起部１１は、まず、ホーン側係合部３２の凹部３４の斜面に接触し、それから、凹部３４の斜面に沿って移動しつつ凹部３４と嵌合する。ホーン１０の突起部１１が凹部３４と嵌合することによって、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とが係合し、位置決め装置３０の本体部３１とホーン１０との位置が決まる。
【００３１】
次に、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を固定する（ステップＳ１５）。本実施の形態では、位置決め装置３０の本体部３１に対して位置決めされているホーン１０とアンビル２０との相対位置を固定する。その結果、アンビル２０の超音波接合装置１における位置が固定され、ホーン１０は、超音波接合装置１内で上下方向にのみ移動可能に保持される。
【００３２】
そして、位置決め装置３０を取り除き（ステップＳ１６）、処理を終了する。本実施の形態では、ホーン１０を上方に移動した後、位置決め装置３０をアンビル２０上から移動させて取り除く。その後、位置決め装置３０を基準に相対的な位置が決められているホーン１０およびアンビル２０によるワークの超音波接合を開始する。
【００３３】
以上のとおり、図３に示すフローチャートの処理によれば、まず、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合することにより、アンビル２０と位置決め装置３０の本体部３１との位置が決まる。次に、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とが係合した状態で、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とが係合することにより、ホーン１０と位置決め装置３０の本体部３１との位置が決まる。そして、位置決め装置３０の本体部３１に対してそれぞれ位置決めされたホーン１０およびアンビル２０の位置を固定することにより、ホーン１０とアンビル２０との相対位置が、位置決め装置３０を基準に決まる。
【００３４】
したがって、ホーン１０とアンビル２０とで位置決め装置３０を挟み込むことにより、ホーン１０とアンビル２０とを再現性良く位置決めでき、これにより、ホーン１０の突起部１１とアンビル２０の突起部２１との噛み合わせを同じにすることができる。
【００３５】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、以下の効果を奏する。
【００３６】
（ａ）本実施の形態の位置決め装置３０は、ホーン１０の突起部１１と係合してホーン１０と本体部３１とを位置決めするホーン側係合部３２と、アンビル２０の突起部２１と係合してアンビル２０と本体部３１とを位置決めするアンビル側係合部３３と、を有する。したがって、ホーン１０およびアンビル２０が位置決め装置３０の本体部３１に対してそれぞれ位置決めされるため、位置決め装置３０を基準としてホーン１０とアンビル２０との相対位置が決まる。このため、ホーン１０およびアンビル２０の取り付け時に、ホーン１０とアンビル２０とで位置決め装置３０を挟み込むことにより、ホーン１０とアンビル２０とを再現性良く位置決めして、ホーン１０の突起部１１とアンビル２０の突起部２１との噛み合わせを同じにすることができる。その結果、超音波接合によるワークの接合品質が安定し、製品の歩留まり向上により製造コストを抑制することができる。
【００３７】
また、本実施の形態の位置決め装置３０では、ホーン１０およびアンビル２０の先端部に形成している突起部１１，２１を利用して、ホーン１０とアンビル２０との相対位置が決まる。すなわち、位置決め用の基準面をホーン１０およびアンビル２０に別途に形成することなく、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を決めることができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態の位置決め装置３０では、簡単な構成によりホーン１０とアンビル２０との相対位置（平行度を含む）が決まるため、作業効率が向上する。
【００３９】
（ｂ）本実施の形態のホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３は、ホーン１０およびアンビル２０に形成している突起部１１，２１と嵌合する凹部３４，３５をそれぞれ有する。したがって、突起部１１，２１と凹部３４，３５とが嵌合することにより、ホーン１０およびアンビル２０の突起部１１，２１とホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３とを精度良く係合させることができる。
【００４０】
（ｃ）本実施の形態の位置決め方法は、アンビル２０の突起部２１と位置決め装置３０のアンビル側係合部３３とを係合させてアンビル２０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする工程と、ホーン１０の突起部１１と位置決め装置３０のホーン側係合部３２とを係合させてホーン１０と位置決め装置３０の本体部３１とを位置決めする工程と、を有する。したがって、ホーン１０およびアンビル２０が位置決め装置３０の本体部３１に対してそれぞれ位置決めされるため、位置決め装置３０を基準としてホーン１０とアンビル２０との相対位置が決まる。このため、ホーン１０およびアンビル２０の取り付け時に、ホーン１０とアンビル２０とで位置決め装置３０を挟み込むことにより、ホーン１０とアンビル２０とを再現性良く位置決めして、ホーン１０の突起部１１とアンビル２０の突起部２１との噛み合わせを同じにすることができる。その結果、超音波接合によるワークの接合品質が安定し、製品の歩留まり向上により製造コストを抑制することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、位置決め装置に複数種類の係合部が形成されている実施の形態である。
【００４２】
図５は、本発明の第２の実施の形態における位置決め装置の概略構成を示す斜視図である。図５に示すとおり、本実施の形態の位置決め装置３０は、長手方向に互いに摺動可能な第１および第２の部材３６，３７と、第１および第２の部材３６，３７を固定する位置決めピン３８とを有する。
【００４３】
第１の部材３６には、長手方向に複数種類のホーン側係合部３２ａ〜３２ｅを所定の間隔を空けて形成している。突起部１１の大きさおよび形状が異なる種々のホーン１０に対応可能なように、ホーン側係合部３２ａ〜３２ｅには、異なる大きさおよび形状の凹部３４をそれぞれ形成している。
【００４４】
第２の部材３７には、長手方向に複数種類のアンビル側係合部３３ａ〜３３ｅを所定の間隔を空けて形成している。突起部２１の大きさおよび形状が異なる種々のアンビル２０に対応可能なように、アンビル側係合部３３ａ〜３３ｅには、異なる大きさおよび形状の凹部３５をそれぞれ形成している。
【００４５】
位置決めピン３８は、第１および第２の部材３６，３７に設けられた位置決め用孔に嵌合することにより、第１の部材３６と第２の部材３７とを固定する。
【００４６】
このような構成によれば、第１および第２の部材３６，３７を摺動させることにより、複数種類のホーン側係合部３２ａ〜３２ｅと複数種類のアンビル側係合部３３ａ〜３３ｅとの組合せの中から、ホーン側係合部およびアンビル側係合部の対を選択することができる。そして、図６に示すとおり、複数種類のホーン側係合部３２ａ〜３２ｅと複数種類のアンビル側係合部３３ａ〜３３ｅの中から選択したホーン側係合部３２ａおよびアンビル側係合部３３ｂの対により、ホーン１０とアンビル２０との相対位置を決めることができる。
【００４７】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００４８】
（ｄ）本実施の形態の位置決め装置３０は、互いに摺動可能な第１および第２の部材３６，３７を有する。第１の部材３６は、複数種類のホーン側係合部３２ａ〜３２ｅを有し、第２の部材３７は、複数種類のアンビル側係合部３３ａ〜３３ｅを有している。したがって、１つの位置決め装置３０によって、種々のホーン１０およびアンビル２０の位置決めに対応することができる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００５０】
図７（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態における位置決め装置を説明するための断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す位置決め装置の底面図である。
【００５１】
図７に示すとおり、本実施の形態の位置決め装置３０は、アンビル側係合部３３の底部に３つの荷重センサ３９を有する。
【００５２】
アンビル側係合部３３を構成する複数の凹部３５を本体部３１に対して独立的に形成し、複数の凹部３５と本体部３１との間に荷重センサ３９を配置する。本実施の形態では、アンビル２０がアンビル側係合部３３に接触する際の傾きを検出することができるように、３個の荷重センサ３９をアンビル側係合部３３の所定位置に配置する。荷重センサ３９としては、荷重検出時におけるセンサの変形を最小限に抑える見地から、圧電素子を用いることが好ましい。
【００５３】
このような構成によれば、たとえば、アンビル２０が傾斜した状態でアンビル側係合部３３に接触する場合、３つの荷重センサ３９の出力に違いが生じる。したがって、３つの荷重センサ３９の出力が同じになるように、アンビル２０の傾きを調整することにより、位置決め装置３０の本体部３１に対してアンビル２０を平行にすることができる。加えて、位置決め装置３０の本体部３１を超音波接合装置１に対して水平に維持することにより、ホーン１０およびアンビル２０を超音波接合装置１に対して水平にすることができる。
【００５４】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１および第２の実施の形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００５５】
（ｅ）本実施の形態の位置決め装置３０は、アンビル側係合部３３の底部に複数配置され、アンビル側係合部３３にアンビル２０が接触することによって発生する力を検出することにより、アンビル２０の傾きを検出する荷重センサ３９を有する。したがって、位置決め装置３０の本体部３１に対するホーン１０およびアンビル２０の傾きを補正することが可能となる。また、超音波接合装置１に対してホーン１０およびアンビル２０を水平にすることができるため、超音波接合時に超音波接合装置１に対して水平に供給されるワークへのホーン１０およびアンビル１０の片当たりを防止することができる。
【００５６】
（第４の実施の形態）
第１〜第３の実施の形態では、ホーンおよびアンビルに碁盤目状に形成している各突起部と嵌合するように、ホーン側係合部およびアンビル側係合部には、突起部と同数の凹部を形成していた。しかしながら、ホーン側係合部およびアンビル側係合部には、ホーンおよびアンビルの突起部の数よりも少ない数の凹部を形成してもよい。
【００５７】
図８は、本発明の第４の実施の形態における位置決め装置を説明するための図である。図８（Ａ）は、本発明の第４の実施の形態における位置決め装置の概略構成を示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００５８】
図８に示すとおり、本実施の形態の位置決め装置３０では、矩形状のホーン側係合部３２の周縁部にのみ凹部３４を形成し、ホーン側係合部３２の中央部には、凹部３４を形成しない。同様に、矩形状のアンビル側係合部３３の周縁部にのみ凹部３５を形成し、アンビル側係合部３３の中央部には、凹部３５を形成しない。
【００５９】
このような構成によれば、ホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３とホーン１０の突起部１１およびアンビル２０の突起部２１とを最小限の凹部３４，３５により係合することができる。
【００６０】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１および第２の実施の形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００６１】
（ｆ）本実施の形態のホーン側係合部３２およびアンビル側係合部３３には、ホーン１０およびアンビル２０の一部の突起部１１，２１のみが凹部３４，３５と嵌合するように、一部の突起部１１，２１に対応する位置にのみ凹部３４，３５を形成している。したがって、位置決め装置３０の構造が簡素化されるため、位置決め装置３０の製造コストを抑制することができる。
【００６２】
以上のとおり、説明した第１〜第４の実施の形態において、本発明の位置決め装置および位置決め方法を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。
【００６３】
たとえば、上述した実施の形態では、ホーン側係合部およびアンビル側係合部には、ホーンおよびアンビルの１つの突起部と勘合することができる大きさの凹部を形成していた。しかしながら、ホーン側係合部およびアンビル側係合部に形成する凹部の形状および大きさは、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば、隣接する複数の突起部と一体的に嵌合するような種々の形状および大きさの凹部を形成することができる。また、凹部の深さも突起部の高さに揃える必要はなく、凹部を浅めに形成してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 超音波接合装置、
１０ ホーン、
１１，２１ 突起部、
２０ アンビル、
３０ 位置決め装置
３１ 本体部、
３１ａ 第１の面、
３１ｂ 第２の面、
３２ ホーン側係合部（第２の係合部）、
３３ アンビル側係合部（第１の係合部）、
３４，３５ 凹部、
３６ 第１の部材、
３７ 第２の部材、
３８ 位置決めピン（固定部材）、
３９ 荷重センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波接合装置に備えられ複数の突起部がそれぞれ形成されているホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め装置であって、
互いに平行な第１および第２の面を有する本体部と、
前記本体部の前記第１の面に形成され、前記ホーンに形成されている前記複数の突起部と係合して前記ホーンと前記本体部とを位置決めするホーン側係合部と、
前記本体部の前記第２の面に形成され、前記アンビルに形成されている前記複数の突起部と係合して前記アンビルと前記本体部とを位置決めするアンビル側係合部と、
を有することを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記ホーン側係合部およびアンビル側係合部は、前記ホーンおよびアンビルに形成されている前記突起部と嵌合する凹部をそれぞれ有することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記本体部は、長手方向に互いに摺動可能な第１および第２の部材を有し、
前記第１の部材には、前記長手方向に所定の間隔を空けて複数種類の前記ホーン側係合部が形成され、前記第２の部材には、前記長手方向に所定の間隔を空けて複数種類の前記アンビル側係合部が形成されており、
前記位置決め装置は、
前記第１の部材と前記第２の部材とを固定することにより、前記複数種類のホーン側係合部およびアンビル側係合部の中からホーン側係合部およびアンビル側係合部の対を形成する固定部材をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記ホーン側係合部およびアンビル側係合部の少なくとも一方の係合部の底部に複数配置され、当該係合部に前記ホーンまたはアンビルが接触することによって発生する力を検出することにより、前記第１および第２の面に対する前記ホーンまたはアンビルの傾きを検出する荷重センサをさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記ホーンおよびアンビルにそれぞれ形成されている前記複数の突起部の中から選択される一部の突起部が前記凹部と嵌合するように、前記ホーン側係合部およびアンビル側係合部には、前記一部の突起部に対応する位置に前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項６】
超音波接合装置に備えられ複数の突起部がそれぞれ形成されているホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め方法であって、
前記ホーンおよびアンビルのうち一方の工具に形成されている複数の突起部と、位置決め装置の本体部における互いに平行な２面のうち一方の面に形成されている第１の係合部とを係合させることによって、前記一方の工具と前記本体部とを位置決めする工程と、
前記ホーンおよびアンビルのうち他方の工具に形成されている複数の突起部と、前記本体部における他方の面に形成されている第２の係合部とを係合させることによって、前記他方の工具と前記本体部とを位置決めする工程と、
を有することを特徴とする位置決め方法。
【請求項１】
超音波接合装置に備えられ複数の突起部がそれぞれ形成されているホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め装置であって、
互いに平行な第１および第２の面を有する本体部と、
前記本体部の前記第１の面に形成され、前記ホーンに形成されている前記複数の突起部と係合して前記ホーンと前記本体部とを位置決めするホーン側係合部と、
前記本体部の前記第２の面に形成され、前記アンビルに形成されている前記複数の突起部と係合して前記アンビルと前記本体部とを位置決めするアンビル側係合部と、
を有することを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記ホーン側係合部およびアンビル側係合部は、前記ホーンおよびアンビルに形成されている前記突起部と嵌合する凹部をそれぞれ有することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記本体部は、長手方向に互いに摺動可能な第１および第２の部材を有し、
前記第１の部材には、前記長手方向に所定の間隔を空けて複数種類の前記ホーン側係合部が形成され、前記第２の部材には、前記長手方向に所定の間隔を空けて複数種類の前記アンビル側係合部が形成されており、
前記位置決め装置は、
前記第１の部材と前記第２の部材とを固定することにより、前記複数種類のホーン側係合部およびアンビル側係合部の中からホーン側係合部およびアンビル側係合部の対を形成する固定部材をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記ホーン側係合部およびアンビル側係合部の少なくとも一方の係合部の底部に複数配置され、当該係合部に前記ホーンまたはアンビルが接触することによって発生する力を検出することにより、前記第１および第２の面に対する前記ホーンまたはアンビルの傾きを検出する荷重センサをさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記ホーンおよびアンビルにそれぞれ形成されている前記複数の突起部の中から選択される一部の突起部が前記凹部と嵌合するように、前記ホーン側係合部およびアンビル側係合部には、前記一部の突起部に対応する位置に前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項６】
超音波接合装置に備えられ複数の突起部がそれぞれ形成されているホーンとアンビルとの相対位置を決めるための位置決め方法であって、
前記ホーンおよびアンビルのうち一方の工具に形成されている複数の突起部と、位置決め装置の本体部における互いに平行な２面のうち一方の面に形成されている第１の係合部とを係合させることによって、前記一方の工具と前記本体部とを位置決めする工程と、
前記ホーンおよびアンビルのうち他方の工具に形成されている複数の突起部と、前記本体部における他方の面に形成されている第２の係合部とを係合させることによって、前記他方の工具と前記本体部とを位置決めする工程と、
を有することを特徴とする位置決め方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２０１４８１（Ｐ２０１０−２０１４８１Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１５５４（Ｐ２００９−５１５５４）
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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