JP7565071B2 - 超音波加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、切断刃に超音波振動を印加して被加工物である切断対象物を切断し、或いは、被加工物を接合、溶着等する超音波加工装置に関し、ホーン先端に着脱・交換可能に取付部材を取り付ける構造に関する。

超音波を利用して加工を行う超音波加工装置として、切断対象物を切断する切断刃に超音波振動を印加する超音波切断装置がある（特許文献１参照）。この種の切断装置では、例えば図２７に示すように、超音波切断装置１００のホーン１０１の下端部の１つの側面に複数のボルト穴を形成し、これらのボルト穴にボルト１０２を螺合して切断刃１０３を取り付けている。

また、従来、上記した超音波による切断以外に、被加工物を接合或いは溶着する超音波加工装置においても、摩耗や破損によりホーンを取り換える必要が生じた場合に、ホーン全体を取り換えるにはコストがかかり過ぎることから、ホーンの先端である下端部分を着脱・交換自在な取付部材により構成にすることが提案されている。この場合、例えばホーンの下面を断面Ｌ字状にし、取付部材の上面をホーン下面のＬ字と同じＬ字状にし、ホーンおよび取付部材のＬ字同士を噛み合わせた状態で、側面においてボルトにより取付部材をホーンに固定するなど、ホーンと取付部材との結合構造としてボルトによる締結構造という簡単な構造が採用されることが多い。

実願昭６１－２００８４１号（実開昭６３－１０７５９５号公報）のＣＤ－ＲＯＭ（明細書第５頁第１８行～第６頁第１行、第３図参照）

しかし、図１７示すような切断刃１０３の取り付け構造では、ホーン１０１の超音波振動によってボルト１０２に緩みが生じて切断刃１０３の締め付けが緩み、切断刃１０３のぶれが生じて切断対象物をきれいに精度よく切断することができなくなるおそれがある。

また、接合、溶着に使用する従来の超音波加工装置の場合、上記したようにボルトによる簡単な締結構造が採用されるため、超音波振動によりボルトに緩みが生じて超音波振動が取付部材に効率よく伝わらなかったり、ホーンと取付部材との結合面の構造によっては、ホーンが超音波振動したときに取付部材がホーンと一体化せずに結合部分において超音波振動が取付部材に効率よく伝わらなかったりし、取付部材の下面と支持体との間に挟持された被加工物にホーンによる超音波振動が効率よく印加されないことがあり、ホーンと強固に一体化してホーンの超音波振動を取付部材に効率よく伝達できるホーンと取付部材との結合構造が望まれている。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、着脱・交換自在の取付部材にホーンの超音波振動を効率よく伝達し、被加工物に対して切断、接合、溶着などの加工を精度よく施すことができる超音波加工装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明に係る超音波加工装置は、超音波振動により被加工物に切断、接合、溶着などの加工を施す超音波加工装置において、前記被加工物が載置される支持体と、上下方向に直交する一方向に長尺のホーンを有し、振動子により発生する超音波振動に共振して前記支持体と前記ホーンとの間に挟持した前記被加工物に超音波振動を印加する超音波振動手段と、前記超音波振動手段を前記支持体に近接する方向に移動させて前記ホーンに加圧力を与える加圧手段と、前記ホーンの先端面に着脱・交換自在に取り付けられる前記ホーンの長手方向に長尺の取付部材と、前記取付部材を前記ホーンの先端面に着脱自在に固定する固定手段とを備え、前記取付部材を前記ホーンに固定した状態で、前記ホーンの先端面とこれに対向する前記取付部材の対向面とが面接触し、前記ホーンの長手方向に直交する縦断面において、前記ホーンの先端面および前記取付部材の対向面の中央部分には、前記ホーンの前記先端面と前記取付部材の前記対向面とが互いに接触しない隙間が設けられていることを特徴としている。

このような構成によれば、取付部材をホーンに固定した状態で、ホーンの先端面とこれに対向する取付部材の対向面とが面接触し、ホーンの長手方向に直交する縦断面において、ホーンの先端面および取付部材の対向面の中央部分に、ホーンの先端面と取付部材の対向面とが互いに接触しない隙間を設けるように構成したため、取付部材のホーンへの固定手段による固定強度を上げたときに、ホーンの先端面と取付部材の対向面との間の隙間により撓みや歪みを吸収できるので、面接触するホーンの先端面と取付部材の対向面とを強く圧接させることができる。その結果、超音波振動手段による超音波振動が取付部材に加わったときに、強い接触圧で面接触するホーンの先端面により、ホーンの長手方向に直交する縦断面における取付部材のホーン側の端部が外側へ広がるのを規制することができ、取付部材をホーンと強固に一体化した状態で超音波振動させてホーンの超音波振動を取付部材に効率よく伝達することができ、取付部材と支持体との間に挟持した被加工物を加工（切断、接合、溶着等）する際に、ホーンの超音波振動エネルギーを漏れなく取付部材を介して被加工物に印加して加工することが可能になり、被加工物を精度よく加工することができる。しかも、取付部材が摩耗、破損したときには、ホーン全体を取り換えることなく取付部材のみ交換すればよいため、非常に安価で済む。

このとき、前記ホーンの長手方向に直交する縦断面において、前記隙間の両側の前記ホーンの前記先端面および前記取付部材の前記対向面が中央から外側に向かう下り傾斜面を成して面接触していてもよい。また、前記ホーンの長手方向に直交する縦断面において、前記隙間の両側の前記ホーンの前記先端面および前記取付部材の前記対向面が水平面を成して面接触していてもよい。

また、前記固定手段は、前記取付部材の前記先端面のほぼ中央の位置に、前記取付部材から前記ホーンに向かう方向に貫通して形成されたボルト挿入孔と、前記ホーンの前記先端面のほぼ中央であって、前記ボルト挿入孔に連続する位置に形成されたねじ孔と、前記取付部材の前記対向面と反対側の端面側から前記ボルト挿入孔に挿入され前記ねじ孔に螺合されることにより前記取付部材を前記ホーンに固定するボルトとを備え、前記ボルトは、前記ホーンの前記先端面と前記取付部材の前記対向面との間の前記隙間を貫通するのが望ましい。

この構成によれば、ボルトの締め付け力を高くして取付部材のホーンへの固定強度を上げたときに、ホーンの先端面とこれに対向する取付部材の対向面との間の隙間により撓みや歪みを吸収できるので、面接触するホーンの先端面と取付部材の対向面との接触圧を高めて取付部材をホーンに圧接した状態で取り付けることができる。

また、本発明に係る超音波加工装置は、前記取付部材の前記対向面と反対側の端面に固着されて前記被加工物を切断する切断刃を備えるとよい。

この構成によれば、被加工物である切断対象物を切断刃により切断する場合において、取付部材をホーンに固定した状態で、ホーンの先端面とこれに対向する取付部材の対向面とが面接触し、ホーンの長手方向に直交する縦断面において、ホーンの先端面および取付部材の対向面の中央部分に、ホーンの先端面と取付部材の対向面とが互いに接触しない隙間を設けるように構成したため、取付部材のホーンへの固定手段による固定強度を上げたときに、ホーンの先端面と取付部材の対向面との間の隙間により撓みや歪みを吸収できるので、面接触するホーンの先端面と取付部材の対向面とを強く圧接させることができる。その結果、超音波振動手段による超音波振動が取付部材に加わったときに、強い接触圧で面接触するホーンの先端面により、ホーンの長手方向に直交する縦断面における取付部材のホーン側の端部が外側へ広がるのを規制することができ、取付部材をホーンと一体化して超音波振動させることができ、超音波振動が取付部材に加わっても、取付部材の対向面と反対側の端面に固着された切断刃がぶれるのを確実に防止することができ、切断刃を強固に固着した状態に保持して切断対象物を切断することが可能になる。

また、前記ホーンの長手方向に平行な直線を成す刃先を有する切断刃が、前記取付部材の前記対向面と反対側の端面であって前記ボルトからずれた位置に固着されているとよい。

この構成によれば、ホーンの先端面とこれに対向する取付部材の対向面との間の隙間をボルトが貫通して、取付部材をホーンに固定する場合に、ボルトに干渉することなく切断刃を固定することができる。

また、前記固定手段は、前記ホーンの長手方向に平行な前記ホーンの先端部の両側面のうち少なくとも一側面に、前記ホーンの傾斜した前記先端面まで貫通して形成されたボルト挿入孔と、前記取付部材の傾斜した前記対向面であって、前記ボルト挿入孔に連続する位置に形成されたねじ孔と、前記ホーンの前記一側面から前記ボルト挿入孔に挿入され前記ねじ孔に螺合されて前記取付部材を前記ホーンに固定するボルトとを備えていてもよい。

この構成によれば、ホーンの長手方向に平行なホーンの先端端部または取付部材のホーン側端部の両側面のうち少なくとも一側面に形成したボルト挿入孔にボルトを挿入し、挿入したボルトを取付部材側またはホーン側のねじ孔に螺合することにより、取付部材をホーンに固定することができる。このとき、ボルトの締め付け力を高くして取付部材のホーンへの固定強度を上げたときに、ホーンの先端面とこれに対向する取付部材の対向面との間の隙間により撓みや歪みを吸収できるので、面接触するホーンの先端面と取付部材の対向面との接触圧を高めることができる。

また、前記切断刃は、前記ホーンの長手方向に平行な直線を成す刃先を有し、前記取付部材の前記対向面と反対側の端面のほぼ中央に固着されていてもよい。

また、前記切断刃は、直線と曲線との組み合わせから成る所定の切断パターンとなる刃先形状を有し、前記取付部材の前記対向面と反対側の端面に固着されているとよい。この場合、切断刃により、切断対象物を所定の切断パターンに打ち抜くことができる。

本発明によれば、超音波振動手段による超音波振動が取付部材に加わったときに、強い接触圧で面接触するホーンの先端面により、ホーンの長手方向に直交する縦断面における取付部材のホーン側の端部が外側に広がるのを規制することができるため、取付部材をホーンと強固に一体化して超音波振動させてホーンの超音波振動を取付部材に効率よく伝達することができ、取付部材と支持体との間に挟持した被加工物を加工（切断、接合、溶着等）する際に、ホーンの超音波振動エネルギーを漏れなく取付部材を介して被加工物に印加して加工することが可能になり、被加工物を精度よく加工することが可能になる。さらに、取付部材が摩耗、破損したときには取付部材のみを取り外して新しいものに交換することができるため、ホーン全体を取り換える場合比べて非常に安価で済む。

本発明に係る超音波加工装置を切断に使用する場合の第１実施形態の側面図である。 図１の一部の斜視図である。 図２の分解状態における切断正面図である。 図２の切断正面図である。 比較例の動切断正面図である。 第２実施形態の一部の切断正面図である。 第３実施形態の一部の正面図である。 第４実施形態の一部の正面図である。 第５実施形態の一部の正面図である。 第６実施形態の一部の正面図である。 第７実施形態の一部の正面図である。 第８実施形態の一部を下方から見た斜視図である。 本発明に係る超音波加工装置を溶着に使用する場合の第９実施形態の一部の正面図である。 本発明に係る超音波加工装置を接合に使用する場合の第１０実施形態の一部の分解状態における正面図である。 第１０実施形態の一部の正面図である。 第１０実施形態の変形例を示す図である。 従来例の一部の斜視図である。

＜第１実施形態＞
本発明に係る超音波加工装置を切断用に適用した第１実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。

図１に示す切断用の超音波加工装置１は、支持体２の支持面２１と、支持面２１に直交する上下方向（図１中のＺ軸方向）に超音波振動するホーン３５との間に切断対象物を挟んだ状態で、切断対象物をその長手方向である図１中のＹ軸方向に走行させることにより、切断対象物の押圧箇所を切断対象物の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させ、切断対象物をＺ方向に押圧しつつ超音波振動を印加することによって、ホーン３５の下面側に取り付けられた図１中のＸ軸方向に長尺の切断刃４により切断対象物を切断し、その後、切断対象物をＹ軸方向に走行させて切断を繰り返すものである。

支持体２はヘッド部３の下方に配置され、ホーン３５の下面側の取付部材３６に固定された切断刃４と、支持体２の水平な支持面２１との間に、支持体２に載置された被加工物である切断対象物を挟持し、この挟み込み状態で切断刃４により切断対象物に対して所定の押圧力で押圧しつつ超音波振動を加えることで、切断対象物を切断する。なお、支持体２は、チタン、チタン合金、鉄、ステンレス、アルミニウム、ジュラルミン等のアルミニウム合金などの種々の金属材料、ガラス、セラミックス、樹脂など、適宜、種々の材料により形成するとよい。また、切断刃４は、その刃先を化学気相成長（ＣＶＤ）や物理気相成長（ＰＶＤ）によって、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、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ：Ｄｉａｍｏｎｄ－ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）などの硬質物質によるコーティングを施すのが望ましい。

ヘッド部３は、上下方向である図１中のＺ軸方向へのいわゆる縦振動の超音波振動を印加する振動子３１（本発明における「超音波振動手段」に相当）と、振動子３１の一方端に接続された共振器３２と、振動子３１および共振器３２を振動方向である上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に支持する支持手段３３とを備え、振動子３１が共振器３２を超音波振動させることにより、切断対象物に超音波振動が印加されて切断対象物が切断される。

具体的には、共振器３２は、制御装置（図示せず）により制御される振動子３１が生成する超音波振動に共振してその中心軸の方向である上下方向（図１中のＺ軸方向）に超音波振動するものであって、ブースタ３４とホーン３５とを備え、ブースタ３４の下端とホーン３５の上端とが、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。ブースタ３４は、例えば上下方向（Ｚ軸方向）におけるそのほぼ中央の位置と、その上下の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、上下方向（Ｚ軸方向）において各最大振幅点から１／４波長離れた２つの位置が、それぞれブースタ３４の第１および第２最小振幅点に相当する。また、ブースタ３４は、その横断面が円形を成す円柱状に形成されている。そして、ブースタ３４の上端に、ブースタ３４の中心軸と同軸になるように振動子３１が無頭ねじにより接続されている。

また、ブースタ３４の第１および第２最小振幅点に相当する位置の外周面には、それぞれの周方向に沿って凹状の溝が形成されることによりブースタ３４が支持手段３３に把持されるための被把持部が形成されている。このとき、ブースタ３４の中心軸にほぼ直交する断面形状が円形状やその他の多角形状となるように、被把持部を形成するとよい。

ここで、共振器３２（ブースタ３４およびホーン３５）は、チタン、チタン合金、鉄、ステンレス、アルミニウム、ジュラルミン等のアルミニウム合金など、一般的に共振器を形成するのに用いられる種々の金属材料により形成するとよい。また、共振器３２は、その共振周波数が約１５ｋＨｚ～約６０ｋＨｚ、その振動振幅（図１中のＺ軸方向における伸縮の振幅）が約２μｍ～約３００μｍとなるように構成するのが望ましい。

ホーン３５の下面には、ホーン３５と同様に図１中のＸ軸方向の長尺の取付部材３６が着脱自在に取り付けられ、この取付部材３６の下面に切断刃４が固着され、後述する支持手段によりホーン３５を介して支持体２の支持面２１に載置された切断対象物が上下方向（Ｚ軸方向）に所定圧で押圧されつつ、振動子３１に共振してホーン３５が超音波振動することにより切断刃４に超音波振動が印加される。そして、ホーン３５は、例えば図１中の上下方向（Ｚ軸方向）におけるそ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、上下方向（Ｚ軸方向）におけるホーン３５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、図３に示すように、ホーン３５は図３中のＸ軸方向に長尺の直方体状に形成され、ホーン３５の下面中央部には、ホーン３５の長手方向（図３中のＸ軸方向）に垂直なＺ軸方向の縦断面である垂直断面がほぼ凹状を成す取付部材３６を取り付けるために、Ｘ軸方向を長さ方向とするホーン側凸条３５ａが形成され、取付部材３６の上面中央部には、Ｘ軸方向を長さ方向とする取付部材側凹溝３６ａが形成され、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとが嵌合することにより、取付部材３６がホーン３５の下面に取り付けられる。そして、図２、図３に示すように、取付部材３６の下面の図３中のＹ軸方向における中央位置よりも一端（左端）側にずれた位置に、切断刃４の固定用にＸ軸方向に長尺の溝が形成され、この溝に切断刃４の上端部が嵌め込まれるとともに接着剤により接着或いは溶接されて、取付部材３６に切断刃４が固着されている。

さらに、図３に示すように、取付部材３６の下面中央部には、取付部材側凹溝３６ａに連通する複数のボルト挿入孔３６ｂが所定間隔で形成され、ホーン３５のホーン側凸条３５ａの下面には、各ボルト挿入孔３６ｂにそれぞれ連通するねじ孔３５ｂが形成されている。なお、各ボルト挿入孔３６ｂにはボルトＢの頭部を収納する収納孔も形成されている。そして、図３中の矢印のように取付部材側凹溝３６ａがホーン側凸条３５ａに嵌め合わされた状態で、各ボルト挿入孔３６ｂそれぞれに下方からボルトＢが挿入されて、ホーン側凸条３５ａの複数のねじ孔３５ｂそれぞれに螺合されることにより、取付部材３６がホーン３５の下面に着脱自在に固定される。このとき、切断刃４は取付部材３６ごと取り換えられる。

このとき、図３、図４に示すように、取付部材側凹溝３６ａに形成されたボルト挿入孔３６ｂに挿入されたボルトＢがホーン３５側のねじ孔３５ｂに螺合する際、ホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の下面３５ｃと、取付部材側凹溝３６ａの周縁の取付部材３６の上面３６ｃとが面接触し、かつ、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとの対向面が面接触せずに隙間Ｓ（図４参照）が生じるように、ホーン側凸条３５ａの突出長さ、および、取付部材側凹溝３６ａが設定されている。

さらに、ホーン３５の長手方向（図３中のＸ軸方向）に直交する上下方向（Ｚ軸方向）の縦断面において、面接触するホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の先端面である下面３５ｃおよび取付部材側凹溝３６ａの周縁の取付部材３６のホーン３５との対向面である上面３６ｃが、中央から外側に向かって下り傾斜面を成すように加工されている。

図１に戻って、支持手段３３は、基部３７とクランプ手段３８とを備え、クランプ手段３８でブースタ３４の被把持部を把持することにより共振器３２を支持するものであり、基部３７には、後に詳述する加圧手段５のボールねじに螺合するねじ穴が上下方向（Ｚ軸方向）に形成されている。

また、クランプ手段３８は、ブースタ３４に形成された２つの被把持部を把持（クランプ）できるように、基部３７の２箇所に設けられており、両クランプ手段３８それぞれは、ブースタ３４の被把持部を挟持する第１および第２部材を備えている。具体的には、クランプ手段３８の第１および第２の部材には、被把持部の断面形状に係合可能な形状を有する凹部がそれぞれ設けられ、第１および第２部材の凹部でブースタ３４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３７に支持されたクランプ手段３８の第１および第２部材が嵌挿され、ボルトで第１および第２部材が固定されることにより、ブースタ３４の被把持部がクランプ手段３８により把持されている。

なお、共振器３２を支持する支持手段３３の構成は、上記したように、ブースタ３４に形成された被把持部を把持した状態でボルトにより固定されるクランプ手段３８に限られず、例えば、電気制御可能に構成された機械的なクランプ機構や、ワンタッチで取り付け可能なクランプ機構など、ブースタ３４の被把持部を支持することができる構成あればどのようなものであってもよい。

また、共振器３２に形成される被把持部の位置は、最小振幅点に限らず、共振器３２の任意の位置に被把持部を形成すればよい。さらに、被把持部の構成は、共振器３２の外周面に周方向に沿って凹状の溝が形成された構成に限られず、例えば、共振器３２の外周面に周方向に沿って凸状のフランジが形成された構成など、支持手段３３により把持することができれば、被把持部がどのような形状に構成されてもよい。また、被把持部が支持手段３３により、Ｏリングやダイアフラム等の弾性部材を介して支持されていてもよい。

加圧手段５は、取付部材３６を介してホーン３５に取り付けられた切断刃４が、支持面２１と対向するように支持手段３３に支持された共振器３２を、上下方向（図１中のＺ軸方向）に駆動して支持体２に近接または支持体２から離間するよう上下方向に移動させるものであって、駆動モータ５１とボールねじ５２とを備えている。また、架台（図示省略）に立設された支柱（図示省略）にガイド５３が結合されており、加圧手段５は、フレーム５４を介して支柱およびガイド５３に連結されている。

そして、図１では図示省略された制御装置により、駆動モータ５１が制御されて回転することにより、ガイド５３に上下方向（図１中のＺ軸方向）に設けられた凸状のレール５３ａと支持手段３３に設けられたガイド（図示省略）とが摺接しつつ、ボールねじ５２に螺合された支持手段３３が上下方向（Ｚ軸方向）に移動し、これにより、支持手段３３に支持された共振器３２が支持体２に近接し、または、支持体２から離間する。このとき、共振器３２の中心軸の方向が基部３７に形成されたねじ穴とほぼ同じ方向、つまり共振器３２の中心軸の方向と加圧手段５による共振器３２の移動方向である上下方向（Ｚ軸方向）とがほぼ平行になり、ホーン３５下面の切断刃４が支持体２と対向するように、支持手段３３により振動子３１および共振器３２が上下動自在に、かつ、切断刃４の押圧力を調整可能に支持されている。

すなわち、加圧手段５は、制御装置による制御に基づいて駆動モータ５１の駆動トルクを調整することにより、所定の加圧力で切断刃４を支持体２に近接させることができるように構成されている。具体的には、支柱にはリニアエンコーダ（図示省略）が設けられており、これにより上下方向（Ｚ軸方向）におけるヘッド部３の高さが検出されて、リニアエンコーダの検出信号に基づいて制御装置により駆動モータ５１が制御されることにより、ヘッド部３の高さが微調整されて、切断刃４による支持体２上に載置された切断対象物の切断時の押圧力が所定値に調整される。

なお、切断対象物は、例えば厚さ数１００μｍの銅、アルミニウムなどの薄い箔状の金属や樹脂シートであり、例えば供給ローラに巻回された長尺の切断対象物（以下、単にシートという）が、一対の引出ローラによりニップされて供給ローラから繰り出され、繰り出されたシートが支持体２と切断刃４との間に送り出され、シートが上下動する切断刃４によって切断される。

ところで、図１ないし図４に示す第１実施形態における超音波加工装置１では、切断刃４の取り付け部分の構成に特徴がある。すなわち、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとが嵌合した状態で、ねじ孔３５ｂにボルトＢが螺合したときに、ホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の下面３５ｃと、取付部材側凹溝３６ａの周縁の取付部材３６の上面３６ｃとが面接触し、かつ、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとの対向面とは面接触せずに隙間Ｓが生じるように構成されている。さらに、ホーン３５の長手方向（Ｘ軸方向）に直交する上下方向（Ｚ軸方向）の縦断面において、面接触するホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の下面３５ｃおよび取付部材側凹溝３６ａの周縁の取付部材３６の上面３６ｃが、中央から外側に向かって下り傾斜面を成すように形成されている。

上記した特徴的構成によってもたらされる技術的効果について以下に説明する。いま、図５（ａ）に示すように、ホーン３５の長手方向（図５中のＸ軸方向）に直交する上下方向（図５中のＺ軸方向）の縦断面において、ホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の下面３５ｃ’、および、取付部材側凹溝３６ａの周縁の取付部材３６の上面３６ｃ’を水平な面にし、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとが嵌合した状態で、ねじ孔３５ｂにボルトが螺合したときに、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとの対向面が面接触し、ホーン３５のホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の下面３５ｃ’と、取付部材３６の取付部材側凹溝３６ａの周縁の上面３６ｃ’とが接触せずに隙間Ｓ’を生じるように形成した比較例の挙動について調べた。

図５（ａ）の構成の場合、ホーン３５に超音波振動を印加すると、同図（ｂ）中の矢印に示すように、ホーン３５の長手方向（図５中のＸ軸方向）に直交する上下方向（Ｚ軸方向）の縦断面において、取付部材３６の取付部材側凹溝３６ａの両側の上面３６ｃ’が、超音波振動の周期で外側つまり図５（ｂ）中の矢印方向に開くように変位するため、取付部材３６の下面に固定された切断刃４の刃先に、同図（ｂ）中の矢印方向へのぶれが生じ、切断対象物をきれいに切断できないことが判明した。

これに対して、図４に示すように、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとが嵌合した状態で、ねじ孔３５ｂにボルトＢが螺合したときに、ホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の下面３５ｃと、取付部材側凹溝３６ａの周縁の取付部材３６の上面３６ｃとが面接触し、面接触するホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の下面３５ｃおよび取付部材側凹溝３６ａの周縁の取付部材３６の上面３６ｃが、ホーン３５の長手方向（図４中のＸ軸方向）に直交する上下方向（Ｚ軸方向）の縦断面における中央から外側に向かって下り傾斜面を成し、かつ、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとの対向面が面接触せずに隙間Ｓが生じるように形成することによって、取付部材３６のホーン３５へのボルトＢの締め付けによる固定強度を上げたときに、ホーン３５の下面と取付部材３６の上面との間の隙間Ｓにより撓みや歪みを吸収することができ、ホーン３５の下面３５ｃと取付部材３６の上面３６ｃとを強く圧接させることができる。そのため、振動子３１による超音波振動が共振器３２を介して取付部材３６に加わっても、ホーン３５の長手方向である図４中のＸ軸方向に直交するＺ軸方向の縦断面における取付部材３６の上端部が外側に広がるのを規制することが可能になり、切断刃４の刃先にぶれが生じるのを確実に防止することができる。

したがって、上記した第１実施形態によれば、超音波振動手段である振動子３１による超音波振動がホーン３５を介して取付部材３６に加わっても、切断刃４の長さ方向（図１、図３、図４中のＸ軸方向）に直交する上下方向（Ｚ軸方向）の縦断面における取付部材３６の上端部が外側に広がるのを規制することができるため、取付部材３６をホーン３５と一体化して超音波振動させることが可能になり、超音波振動が取付部材３６に加わったときに、取付部材３６の下面に固定された切断刃４の刃先にぶれが生じるのを確実に防止することができ、切断刃４を強固に固定した状態に保持して切断対象物をきれいに精度よく切断することができる。しかも、切断刃４が摩耗、破損したときには、ホーン全体を取り換えることなく取付部材３６ごと切断刃４を新しいものに交換すればよい。

また、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとの対向面に隙間Ｓを設けることにより、ボルトＢを締め付けたときに、隙間ＳによりボルトＢの強い締め付けによる撓みや歪みを吸収できるので、ホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の下面３５ｃおよび取付部材側凹溝３６ａの周縁の取付部材３６の上面３６ｃを圧接させることができ、超音波振動が加わったときの取付部材３６の上端部の外側への広がりを、より確実に規制することができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る超音波加工装置の第２実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第２実施形態における装置の全体構成は、上記した第１実施形態の超音波加工装置１とほぼ同じであるため、以下では図１ないし図４も参照し、主として第１実施形態と異なる点について説明する。

第２実施形態におけるホーン３５および取付部材３６が上記した第１実施形態と異なるのは、ホーン側凸条３５ａおよび取付部材側凹溝３６ａそれぞれに代え、図６に示すように、ホーン３５の下面中央にホーン側凹溝３５ｄを、取付部材３６の上面中央に取付部材側凸条３６ｄをそれぞれ形成し、ホーン側凹溝３５ｄと取付部材側凸条３６ｄとを嵌合させるようにした点である。

したがって、第２実施形態によれば、上記した第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
本発明に係る超音波加工装置の第３実施形態について、図７を参照して説明する。なお、第２実施形態における装置の全体構成は、上記した第２実施形態の超音波加工装置１とほぼ同じであるため、以下では主として第２実施形態と異なる点について説明する。

第３実施形態におけるホーン３５および取付部材３６が上記した第２実施形態と異なるのは、図７に示すように、第２実施形態のホーン側凹溝３５ｄおよび取付部材側凸条３６ｄに代え、ホーン３５の長手方向（図７中のＸ軸方向）に直交する上下方向（Ｚ軸方向）の縦断面において、面接触するホーン３５の下り傾斜の下面３５ｃおよび取付部材３６の下り傾斜の上面３６ｃそれぞれに連続して、中央部分にホーン側水平面３５ｅおよび取付部材側水平面３６ｅを形成し、ホーン側水平面３５ｅと取付部材側水平面３６ｅとの間に隙間Ｓを設けた点である。

したがって、第３実施形態によれば、上記した第２実施形態と同様、第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明に係る超音波加工装置の第４実施形態について、図８を参照して説明する。なお、第４実施形態における装置の全体構成は、上記した第１実施形態の超音波加工装置１とほぼ同じであるため、以下では図１ないし図４も参照し、主として第１実施形態と異なる点について説明する。

第４実施形態におけるホーン３５および取付部材３６が上記した第１実施形態と異なるのは、図８に示すように、ホーン３５の長手方向（図１２中のＸ軸方向）に直交する上下方向（Ｚ軸方向）の縦断面において、第１実施形態のホーン側凸条３５ａの周縁のホーン３５の下面および取付部材側凹溝３６ａの周縁の取付部材３６の上面を、それぞれ傾斜のない水平面３５ｆ，３６ｆとした点である。

そして、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとが嵌合した状態で、ねじ孔３５ｂにボルトＢ（図３参照）が螺合したときに、ホーン３５の水平面３５ｆと取付部材３６の水平面３６ｆとが面接触し、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとの対向面が面接触せずに隙間Ｓが生じるようにした点は、上記した第１実施形態と同じである。

したがって、第４実施形態によれば、上記した第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

＜第５実施形態＞
本発明に係る超音波加工装置の第５実施形態について、図９を参照して説明する。なお、第５実施形態における装置の全体構成は、上記した第４実施形態の超音波加工装置１とほぼ同じであるため、以下では主として第４実施形態と異なる点について説明する。

第５実施形態におけるホーン３５および取付部材３６が上記した第４実施形態（図８参照）と異なるのは、図９に示すように、第４実施形態におけるホーン側凸条３５ａおよび取付部材側凹溝３６ａに代え、ホーン３５にホーン側凹溝３５ｇを、取付部材３６側に取付部材側凸条３６ｇをそれぞれ形成した点である。

なお、ホーン側凹溝３５ｇと取付部材側凸条３６ｇが嵌合し、ホーン３５に形成されたねじ孔３５ｂに取付部材３６の下面側から挿入されたボルトが螺合したときに、図９に示すように、ホーン側凹溝３５ｇと取付部材側凸条３６ｇとの対向面が面接触せずに隙間Ｓを生じるように形成した点は、第４実施形態と同じである。

したがって、第５実施形態によれば第４実施形態と同様に、上記した第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

＜第６実施形態＞
本発明に係る超音波加工装置の第６実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、第６実施形態における装置の全体構成は、上記した第３実施形態の超音波加工装置１とほぼ同じであるため、以下では主として第３実施形態と異なる点について説明する。

第６実施形態において第３実施形態（図７参照）と異なるのは、取付部材３６をホーン３５に固定する固定手段として、図３に示すように取付部材３６の下面側からボルトＢをホーン３５のねじ孔３５ｂに螺合して固定するのではなく、図１０に示すように、ホーン３５の長手方向（図１０中のＸ軸方向）に平行なホーン３５の下端部の両側面に、ホーン３５の下り傾斜した下面３５ｃまで貫通するボルト挿入孔３５ｈを所定間隔で複数ずつ形成し、取付部材３６の下り傾斜した上面３６ｃであって、ホーン３５の両側面の各ボルト挿入孔３５ｈそれぞれに連続する位置にねじ孔３６ｈを複数ずつ形成し、ホーン３５の両側面からボルト挿入孔３５ｈにボルトＢをそれぞれ挿入してねじ孔３６ｈに螺合することにより、取付部材３６をホーン３５に固定し、切断刃４を取付部材３６の下面中央に固着した点である。ここで、ホーン側水平面３５ｅと取付部材側水平面３６ｅとの間に隙間Ｓがあるのは、第３実施形態と同じである。

なお、ホーン３５の側面からボルトＢを締め付けて取付部材３６をホーン３５に固定するため、図１０に示すように、取付部材３６の下面中央に限らず、取付部材３６の下面のどの位置であっても切断刃４を固着することができる。

したがって、第６実施形態によれば第３実施形態と同様に、上記した第１実施形態と同等の効果を得ることができる。加えて、取付部材３６の下面中央に限らず、取付部材３６の下面のどの位置にも切断刃４を固着することが可能になる。

＜第７実施形態＞
本発明に係る超音波加工装置の第７実施形態について、図１１を参照して説明する。なお、第７実施形態における装置の全体構成は、上記した第６実施形態（図１０参照）の超音波加工装置１とほぼ同じであり、第６実施形態と異なるのは、ホーン３５の長手方向（図１１中のＸ軸方向）に平行なホーン３５の下端部の両側面のうち一方の側面にのみ、ホーン３５の下り傾斜した下面３５ｃまで貫通するボルト挿入孔３５ｈを所定間隔で複数形成するとともに、取付部材３６の下り傾斜した上面３６ｃであって、ボルト挿入孔３５ｈに連続する位置にねじ孔３６ｈを複数形成し、ホーン３５の当該一方の側面からボルト挿入孔３５ｈにボルトＢを挿入してねじ孔３６ｈに螺合して、取付部材３６をホーン３５に固定するようにした点である。ここで、ホーン側水平面３５ｅと取付部材側水平面３６ｅとの間に隙間Ｓがあるのは、第６実施形態と同じである。

したがって、第７実施形態によれば第６実施形態と同等の効果を得ることができる。

＜第８実施形態＞
本発明に係る超音波加工装置の第８実施形態について、図１２を参照して説明する。なお、第８実施形態では切断刃の形状が上記した第３実施形態（図７参照）の超音波加工装置１と異なる点を除き、基本的な装置構成は第３実施形態と同じである。

第８実施形態における切断刃４１は、図１２に示すように、長方形の４つの角を曲線状に滑らかにした刃先形状を有しており、第３実施形態の切断刃４に代えて、取付部材３６の下面のボルトＢが挿入される中央から離れた周縁に近い位置にボルトＢの配列を囲むように切断刃４１が固着されている。ここで、切断刃４１は第４実施形態の切断刃４と同様、取付部材３６の下面の周縁に形成された溝に切断刃４１の上端部が嵌め込まれ、接着剤により接着或いは溶接されて固着される。なお、切断刃４１の刃先形状は、図１２に示す形状に限るものではない、また、切断刃４１を固着する取付部材３６およびホーン３５の構造も、図１２に示すものに限定されることはなく、上記した各実施形態のいずれであってもよい。ここで、ホーン側水平面３５ｅと取付部材側水平面３６ｅとの間に隙間Ｓがあるのは、第３実施形態と同じである。

したがって、第８実施形態によれば、上記した第３実施形態と同様、第１実施形態と同等の効果を得ることができるのは勿論のこと、所定の刃先形状を有する切断刃４１により、切断対象物を所定の切断パターンに打ち抜き加工することが可能になる。

＜第９実施形態＞
本発明に係る超音波加工装置を樹脂フィルム等の溶着用に適用した場合の第９実施形態について、図１３を参照して説明する。なお、第９実施形態では、上記した第６実施形態（図１０参照）における切断刃４を除きその他の構成は第６実施形態の超音波加工装置１と同じである。

すなわち、第９実施形態は、被加工物である複数の樹脂フィルムを重ねた状態で超音波振動による熱により溶着するなどの場合に、図１３に示すように、第６実施形態（図１０参照）と同様、取付部材３６をホーン３５に固定した状態で、ホーン３５の下り傾斜の下面３５ｃと取付部材３６の下り傾斜の上面３６ｃとが面接触し、ホーン３５の長手方向に直交する縦断面において、ホーン３５の下面３５ｃおよび取付部材３６の上面３６ｃの中央部分であるホーン側水平面３５ｅと取付部材側水平面３６ｅとの間に隙間Ｓを設けるように構成し、取付部材３６を両側面において複数のボルトＢによりホーン３５に着脱・交換自在に固定し、取付部材３６には切断刃４を固着せず、支持体２（図１参照）の支持面２１と取付部材３６との下面との間に、例えば２枚の樹脂フィルムを重ね合わせた状態で挟持し、ホーン３５による超音波振動を両樹脂材に印加して溶着するものである。

このとき、取付部材３６の下面に所定間隔で突起を形成し、各突起と支持体２の支持面２１との間で樹脂フィルムを挟持し、各突起を介して樹脂フィルムに超音波振動を印加するのが望ましい。こうすると、取付部材３６の下面のうち樹脂フィルムに接触するのが各突起だけになるので、各突起を介して超音波振動エネルギーを樹脂フィルムに与えて集中的に加熱することができ、効率よく樹脂フィルムを溶着することができる。

したがって、第９実施形態によれば、取付部材３６をホーン３５に固定した状態で、ホーン３５の下り傾斜の下面３５ｃと取付部材３６の下り傾斜の上面３６ｃとが面接触し、ホーン３５の長手方向に直交する縦断面において、ホーン３５の下面３５ｃおよび取付部材３６の上面３６ｃの中央部分に、ホーン３５の下面３５ｃと取付部材３６の上面３６ｃとが互いに接触しない隙間Ｓを設けるように構成したため、取付部材３６のホーン３５へのボルトＢによる固定強度を上げたときに、ホーン３５のホーン側水平面３５ｅと取付部材３６の取付部材側水平面３６ｅとの間の隙間Ｓにより撓みや歪みを吸収できるので、面接触するホーン３５の下面３５ｃと取付部材３６の上面３６ｃとを強く圧接させることができる。

そのため、振動子３１（図１参照）による超音波振動が取付部材３６に加わったときに、強い接触圧で面接触するホーン３５の下面により、ホーン３５の長手方向に直交する縦断面における取付部材３６の上端部が外側へ広がるのを規制することができ、取付部材３６をホーン３５と強固に一体化した状態で超音波振動させてホーン３５の超音波振動を取付部材３６に効率よく伝達することができ、取付部材３６の下面と支持体２との間に挟持した被加工物である樹脂材と樹脂材を溶着する際に、ホーン３５の超音波振動エネルギーを漏れなく取付部材３６を介して被加工物に印加して精度よく溶着することができる。

しかも、取付部材３６が摩耗、破損したときには、取付部材３６のみ交換すればよいため、ホーン全体を取り換える場合に比べて非常に安価で済む。

なお、取付部材３６のホーン３５への取付構造は、図１３に示すもの以外に、上記した第７実施形態（図１１参照）における切断刃４を除いた構成であってもよく、取付部材３６の被加工物と接触する下面にボルトＢが配設されていない構成であるのが望ましい。

ここで、第９実施形態では、ホーン３５および取付部材３６がＸ軸方向に長尺な例を挙げたが、必ずしも長尺でなくてもよい。

＜第１０実施形態＞
本発明に係る超音波加工装置を被加工物である金属等の接合用に適用した場合の第１０実施形態について、図１４および図１５を参照して説明する。なお、第１０実施形態では、上記した第１実施形態（図１～図４参照）における切断刃４をなくし、被加工物に横振動を与えるために、支持手段３３により振動子３１、共振器３２およびホーン３５を横向きに支持し、図１４、図１５中のＹ軸方向に横振動させるようにした点を除き、その他の構成は第１実施形態の超音波加工装置１と同じである。

図１４、図１５に示すように、第１実施形態における切断刃４をなくし、第１実施形態と同様、ホーン３５の先端面の中央にＸ軸方向を長さ方向とするホーン側凸条３５ａを形成するとともに、取付部材３６のホーン３５に対向する対向面の中央にＸ軸方向を長さ方向とする取付部材側凹溝３６ａを形成し、取付部材３６をホーン３５に固定した状態で、ホーン３５のホーン側凸条３５ａの周縁の先端面３５ｉと、取付部材３６の取付部材側凹溝３６ａの周縁の対向面３６ｉとが面接触し、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとの相対する面間に隙間Ｓを設けるように構成したものである。

ここで、図１４に示すように、取付部材３６の端面中央部には、取付部材側凹溝３６ａに連通する複数のボルト挿入孔３６ｂを所定間隔で形成し、ホーン３５のホーン側凸条３５ａの端面には、各ボルト挿入孔３６ｂにそれぞれ連通するねじ孔３５ｂを形成し、各ボルト挿入孔３６ｂにはボルトＢの頭部を収納する収納孔も形成し、図１４中の矢印のように取付部材側凹溝３６ａをホーン側凸条３５ａに嵌め合わせた状態で、各ボルト挿入孔３６ｂそれぞれにボルトＢを挿入して、ホーン側凸条３５ａの複数のねじ孔３５ｂそれぞれに螺合することにより、取付部材３６をホーン３５の下面に着脱・交換自在に固定する点は、向きの違いを除き第１実施形態と同様である。

そして、支持体２の支持面２１に被加工物である金属等の接合対象物を載置し、例えば取付部材３６の図１４、図１５中に黒塗りした面である接合面３６ｊを接合対象物に接触した状態で、図１４、図１５中のＹ軸方向の超音波振動を接合対象物に与えて、接合対象物の接合を行うようになっている。

したがって、第１０実施形態によれば、上記した第９実施形態と同様、ホーン側凸条３５ａと取付部材側凹溝３６ａとの相対する面間に隙間Ｓを設けたことにより、この隙間Ｓによって撓みや歪みを吸収できるので、面接触するホーン３５の先端面３５ｉとこれに対向する取付部材３６の対向面３６ｉとを強く圧接させることができる。

そのため、振動子３１（図１参照）による横方向（図１４、図１５中のＹ軸方向）への超音波振動が取付部材３６に加わったときに、強い接触圧で面接触するホーン３５の先端面３５ｉおよび取付部材３６の対向面３６ｉにより、ホーン３５の長手方向に直交する縦断面における取付部材３６のホーン３５側の端部が外側へ広がるのを規制することができ、取付部材３６をホーン３５と強固に一体化した状態で超音波振動させてホーン３５の超音波振動を取付部材３６に効率よく伝達することができ、取付部材３６の接合面３６ｊ（図１４、図１５中の黒塗りの面）支持体２との間に挟持した被加工物である金属等の接合対象物を接合する際に、ホーン３５の超音波振動エネルギーを漏れなく取付部材３６を介して被加工物に印加して精度よく接合することができる。さらに、取付部材３６の接合面３６ｒが摩耗、破損したときには、取付部材３６のみ交換することができるため、ホーン全体を取り換える場合に比べて非常に安価で済む。

なお、取付部材３６のホーン３５への取付構造は、図１４、図１５に示すもの以外に、上記した第１実施形態（図１～図４参照）、第２実施形態（図６参照）、第３実施形態（図７参照）における切断刃４を除いた構成であってもよく、第７実施形態（図１１参照）のようにホーン３５や取付部材３６の一側面側からボルトＢにより取付部材３６をホーン３５に固定する構成であってボルトＢの配列された側面と反対側の取付部材３６の側面を接合面として使用するのが望ましい。

ここで、第１０実施形態では、ホーン３５および取付部材３６がＸ軸方向に長尺な例を挙げたが、必ずしも長尺でなくてもよい。

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、被加工物を切断、接合、溶着する装置に本発明を適用した場合について説明したが、加工は切断、接合、溶着に限るものではなく、要するに超音波を利用して被加工物を加工するものに本発明を適用することができる。

また、上記した第１ないし第９実施形態におけるホーン３５の傾斜した下面３５ｃおよび取付部材３６の傾斜した上面３６ｃ、並びに、第１０実施形態におけるホーン３５の傾斜した先端面３５ｉおよび取付部材３６の傾斜した対向面３６ｉは、平坦ではなく同じ曲率の曲面を成すように加工されていてもよい。

また、上記した各実施形態では、取付部材３６をホーン３５に固定する固定手段として一般的なボルトＢを備える場合について説明したが、固定手段はこの種のボルトＢに限定されるものではなく、その他の締結具を備えるものであってもよく、要するに取付部材３６をホーン３５に固定できるものであればどのようなものでもよいが、少なくとも締め付け力を調整できるものが望ましい。

また、第１０実施形態の変形例として、図１６に示すように、取付部材３６のホーン３５と反対側の端部をＺ軸方向に膨出して断面ほぼＴ字状を成すような形状に加工し、膨出した取付部材３６の一方の側面を接合面３６ｊとしても使用するようにしてもよい。

そして、本発明は、超音波振動を利用して被加工物を加工する超音波加工装置に広く適用することができる。

１ …超音波加工装置
２ …支持体
４，４１ …切断刃
５ …加圧手段
３１ …振動子（超音波振動手段）
３５ …ホーン
３５ｂ …ねじ孔
３５ｃ …下面（先端面）
３５ｅ …ホーン側水平面
３５ｈ …ボルト挿入孔
３５ｉ …先端面
３６ …取付部材
３６ｂ …ボルト挿入孔
３６ｃ …上面（対向面）
３６ｅ …取付部材側水平面
３６ｈ …ねじ孔
３６ｉ …対向面
３６ｊ …接合面
Ｓ …隙間
Ｂ …ボルト

Claims (9)

1. 超音波振動により被加工物に切断、接合、溶着などの加工を施す超音波加工装置において、
   前記被加工物が載置される支持体と、
   上下方向に直交する一方向に長尺のホーンを有し、振動子により発生する超音波振動に共振して前記支持体と前記ホーンとの間に挟持した前記被加工物に超音波振動を印加する超音波振動手段と、
   前記超音波振動手段を前記支持体に近接する方向に移動させて前記ホーンに加圧力を与える加圧手段と、
   前記ホーンの先端面に着脱・交換自在に取り付けられる前記ホーンの長手方向に長尺の取付部材と、
   前記取付部材を前記ホーンの先端面に着脱自在に固定する固定手段とを備え、
   前記取付部材を前記ホーンに固定した状態で、前記ホーンの先端面とこれに対向する前記取付部材の対向面とが面接触し、
   前記ホーンの長手方向に直交する縦断面において、前記ホーンの先端面および前記取付部材の対向面の中央部分には、前記ホーンの前記先端面と前記取付部材の前記対向面とが互いに接触しない隙間が設けられていることを特徴とする超音波加工装置。
2. 前記ホーンの長手方向に直交する縦断面において、前記隙間の両側の前記ホーンの前記先端面および前記取付部材の前記対向面が中央から外側に向かう下り傾斜面を成して面接触していることを特徴とする請求項１に記載の超音波加工装置。
3. 前記ホーンの長手方向に直交する縦断面において、前記隙間の両側の前記ホーンの前記先端面および前記取付部材の前記対向面が水平面を成して面接触していることを特徴とする請求項１に記載の超音波加工装置。
4. 前記固定手段は、
   前記取付部材の前記先端面のほぼ中央の位置に、前記取付部材から前記ホーンに向かう方向に貫通して形成されたボルト挿入孔と、
   前記ホーンの前記先端面のほぼ中央であって、前記ボルト挿入孔に連続する位置に形成されたねじ孔と、
   前記取付部材の前記対向面と反対側の端面側から前記ボルト挿入孔に挿入され前記ねじ孔に螺合されることにより前記取付部材を前記ホーンに固定するボルトとを備え、
   前記ボルトは、前記ホーンの前記先端面と前記取付部材の前記対向面との間の前記隙間を貫通することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波加工装置。
5. 前記取付部材の前記対向面と反対側の端面に固着されて前記被加工物を切断する切断刃を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波加工装置。
6. 前記切断刃は、前記ホーンの長手方向に平行な直線を成す刃先を有し、前記取付部材の前記対向面と反対側の端面であって前記ボルトからずれた位置に固着されていることを特徴とする請求項４に従属する請求項５に記載の超音波加工装置。
7. 前記固定手段は、
   前記ホーンの長手方向に平行な前記ホーンの先端部の両側面のうち少なくとも一側面に、前記ホーンの傾斜した前記先端面まで貫通して形成されたボルト挿入孔と、
   前記取付部材の傾斜した前記対向面であって、前記ボルト挿入孔に連続する位置に形成されたねじ孔と、
   前記ホーンの前記一側面から前記ボルト挿入孔に挿入され前記ねじ孔に螺合されて前記取付部材を前記ホーンに固定するボルトとを備えることを特徴とする請求項２に記載の超音波加工装置。
8. 前記ホーンの長手方向に平行な直線を成す刃先を有する切断刃が、前記取付部材の前記対向面と反対側の端面のほぼ中央に固着されていることを特徴とする請求項７に記載の超音波加工装置。
9. 前記切断刃は、直線と曲線との組み合わせから成る所定の切断パターンとなる刃先形状を有し、前記取付部材の前記対向面と反対側の端面に固着されていることを特徴とする請求項５または８に記載の超音波加工装置。

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