JP2000231769A - 筐体の超音波溶着方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波溶着動作による筐体表面の傷等の損傷
を防止し、製品の歩留りを向上できるようにした筐体の
超音波溶着方法及び装置を得る。 【解決手段】 カセットＣに溶着ヘッド２を加圧し、溶
着ヘッド２から超音波振動をカセットＣの重ね合わされ
た接合面に与え、加熱により接合面を溶着結合するよう
にした超音波溶着方法において、カセットＣに摩擦吸収
シート５を介して溶着ヘッド２を加圧し、溶着ヘッド２
の超音波振動に伴いカセット表面に伝わる摩擦振動を摩
擦吸収シート５で吸収し、これによって、筐体表面の摩
擦による傷等の損傷を防止するようにした。また、上記
超音波溶着方法を実施するための超音波溶着装置を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばオーディオ
用コンパクトカセット等のように筐体が上下２つに分離
されている上ハーフと下ハーフとを超音波溶着するため
の方法及び装置に関し、詳しくは、超音波溶着する筐体
と超音波振動する溶着ヘッドとの間に摩擦吸収シートを
介在して加圧し溶着動作を行うことにより、溶着ヘッド
が接する筐体の外表面の損傷を防止するようにしたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、オーディオ用コンパクト
カセットやディスクカートリッジあるいはプリントメデ
ィア用のリボンカセット等は、一般にプラスチック成形
品からできており、その筐体が２つに分離された上ハー
フと下ハーフとから構成され、この両ハーフはハーフ内
へ機構部品の組付け後に超音波溶着により一体に結合さ
れ製品化される。

【０００３】超音波溶着方法としては、接合した両ハー
フを受け台上に位置決めした状態において、上から溶着
ヘッドで両ハーフを加圧し超音波振動を発生させる。こ
れによって、両ハーフの接合面が摩擦により急激に加熱
されて溶融し、超音波振動の停止により溶融部分が硬化
し両ハーフが一体化される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した筐
体は製品モデルにより材質や表面の光沢度、色彩等、様
々な仕様があることから、超音波溶着動作による振動に
よって溶着ヘッドの摩擦振動で筐体表面に傷等の損傷が
生じると、損傷の程度によっては製品化して出荷するこ
とが不都合となり、この場合、不良品として廃棄しなけ
ればならないといった問題がある。

【０００５】本発明は、上述したような課題を解消する
ためになされたもので、超音波溶着動作による筐体表面
の傷等の損傷を回避し、製品の歩留りを向上できるよう
にした筐体の超音波溶着方法及び装置を得ることを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明による筐体の超音波溶着方法は、筐体に摩擦
吸収シートを介して溶着ヘッドを加圧し、溶着ヘッドの
超音波振動に伴い筐体表面に伝わる摩擦振動を摩擦吸収
シートで吸収し、筐体表面の傷等の損傷を防止するよう
にしたものである。

【０００７】上述したような方法によれば、溶着ヘッド
の超音波振動は摩擦吸収シートを介して筐体に伝わり、
筐体の接合面間に発生する摩擦熱により溶融し溶着がさ
れる。一方、溶着ヘッドの超音波振動に伴い筐体表面に
摩擦振動が生じるが、この摩擦振動は摩擦吸収シートに
よって吸収され筐体表面への摩擦が緩和されることにな
り、これによって、筐体表面への傷等の損傷を未然に回
避することができ、筐体の製品性を高めることができ
る。

【０００８】また、本発明による筐体の超音波溶着装置
は、溶着前の筐体が位置決めされる受け台に対向して上
下に昇降動作する溶着ヘッドを備え、送り装置から引き
出された摩擦吸収シートが受け台上を横断し巻取り装置
に巻き取られるように配置したものである。

【０００９】このように構成した超音波溶着装置は、受
け台上に溶着前の筐体が位置決めされ、この筐体の上方
に摩擦吸収シートが横断される。このため、溶着動作の
際に下降する溶着ヘッドは摩擦吸収シートを挟んだ状態
で筐体を加圧する。溶着ヘッドの超音波振動は摩擦吸収
シートを伝わって筐体の接合部を振動により加熱させ超
音波溶着動作が行われる。一方、溶着ヘッドの超音波振
動に伴い筐体表面に伝わる摩擦振動は摩擦吸収シートに
吸収される。このため、筐体表面への摩擦振動が緩和さ
れ筐体表面の傷等の損傷を防止することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による筐体の超音波
溶着方法及び装置の実施の形態の例をオーディオ用コン
パクトカセット（以下、単にカセットＣという）の超音
波溶着に適用した場合について説明する。

【００１１】図１は超音波溶着装置の一例の概要図であ
る。符号１がカセットＣを超音波溶着位置に位置決めす
るためのカセット受け台であり、受け台１の後方側から
上ハーフと下ハーフとが合体されたカセットＣが図示し
ない搬送レールで搬送され、カセット受け台１に位置決
めされる。このカセット受け台１の上部にはシリンダー
等の駆動手段によって上下に昇降動作する溶着ヘッド２
が配置されている。溶着ヘッド２は図示しない超音波発
生手段によって超音波振動される。

【００１２】カセット受け台１の隣接する位置には摩擦
吸収シート送給装置３が設置されている。摩擦吸収シー
ト送給装置３はカセット受け台１の一方側にシート送り
装置４が配置されている。シート送り装置４に摩擦吸収
シート５がリール６に巻回され、シート送り装置４から
引き出された摩擦吸収シート５が送給側ローラ７を介し
てカセット受け台１上のカセットＣの上を横断し、カセ
ット受け台１の他方側のシート巻取り装置８のリール９
に巻取り側ローラ１０を経て巻き取られるようになって
いる。尚、シート巻取り装置８はスイッチ１１を操作す
ることでステッピングモータが駆動され、摩擦吸収シー
ト５が巻き取られる際、カセットＣの上を横断する摩擦
吸収シート５が弛むことなく緊張状態になるようにシー
ト送り装置４のリール６にブレーキ機構１２が取り付け
られている。

【００１３】巻取り側ローラ１０は上下に移動可能な昇
降ローラであり、巻取り側ローラ１０が上動されると、
カセット受け台１の上を横断する摩擦吸収シート５がカ
セットＣの上表面に接触することなく離間し、また、巻
取り側ローラ１０が下動されると、摩擦吸収シート５を
カセットＣの上表面に接触させることができるようにな
っている。尚、巻取り側ローラ１０と共に供給側ローラ
７も昇降ローラにし、摩擦吸収シート５を水平状態に上
下に移動するようにしてもよい。

【００１４】ここで、摩擦吸収シート５について説明す
る。摩擦吸収シート５はカセットＣの超音波溶着動作に
おいて、溶着ヘッド２が直にカセットＣを加圧せず、摩
擦吸収シート５を挟んでカセットＣを加圧するためのも
ので、このため、摩擦吸収シート５は溶着ヘッド２の超
音波振動がカセットＣに効果的に伝わるように振動吸収
性の低い材質で、しかも、溶着ヘッド２の超音波振動が
カセットＣに摩擦として伝わらないような摩擦吸収性の
高い材質が使用される。これらの条件を満たす材質とし
てポリエチレン製のシートが使用される。また、摩擦吸
収シート５はシート厚が厚すぎるとカセットへ伝わる振
動強度が低下するので、摩擦吸収シート５の厚みとして
は、カセットＣの溶着強度を考慮して５０μｍ前後が最
適である。

【００１５】次に、カセットの超音波溶着の一連の動作
を図１〜図６と共に図７に示したシーケンス（手順）に
沿って説明する。

【００１６】まず、ハーフ内に構成部品が組付けられた
上ハーフと下ハーフとがその接合面を合体（ステップＳ
１）したカセットを図示しない搬送レールを移動し（ス
テップＳ２）、超音波溶着位置であるカセット受け台１
上に位置決めされる（ステップＳ３）。この状態が図１
である。この際、摩擦吸収シート５はカセットＣとは離
間している位置に引き上げられているので、カセット受
け台１上に搬送されて位置決めされるカセットには干渉
することはない。

【００１７】カセット受け台１上にカセットＣが位置決
めされると昇降ローラ１０が下動し（図２参照）、これ
によって、摩擦吸収シート５がカセットＣ上に重ねられ
る（ステップＳ４）。

【００１８】このあと、溶着ヘッド２が下降し（ステッ
プＳ５）、カセットＣが摩擦吸収シート５を介在して溶
着ヘッド２で加圧される（図３参照）。尚、カセットＣ
には台形状の膨出部が突出しているので、溶着ヘッド２
の加圧面には凹部２ａを形成して膨出部を逃げている。
これによって、カセットＣの接合面全体を溶着ヘッド２
で均一に加圧するようにしている。

【００１９】そして、カセットＣの加圧状態において溶
着ヘッド２に超音波振動を発生させ、カセットＣの超音
波溶着が開始される（ステップＳ６）。すなわち、溶着
ヘッド２の超音波振動は摩擦吸収シート５を介してカセ
ットＣに伝わり、その接合面に超音波振動が発生するこ
とで接合面が加熱溶融し溶着され一体化される。

【００２０】また、溶着ヘッド２の超音波振動に伴いカ
セットＣの外表面には摩擦振動が発生する。この摩擦振
動は摩擦吸収シート５により吸収されることになり、こ
れによって、カセットＣの外表面に摩擦に伴う傷等の損
傷が生じることがない。

【００２１】かくして、カセットＣの超音波溶着が終了
すると、溶着ヘッド２が上昇する（ステップＳ７）。こ
の状態が図４である。続いて、昇降ローラ１０が上動し
カセットＣから摩擦吸収シート５が引き上げられ離間す
る（ステップＳ８）。この状態が図５である。

【００２２】超音波溶着により一体化がされたカセット
Ｃは、カセット受け台１から排出され（ステップＳ
９）、ここで、検査機による製品化の検査が行われる
（ステップＳ１０）。検査により良品の場合は製品化
（ステップＳ１１）となり、不良品は破棄（ステップＳ
１２）される。

【００２３】超音波溶着が終了されてカセット受け台１
からカセットが排出されると、次のカセットがステップ
Ｓ３のカセット受け台１上に位置決めされ、上述と同様
にステップＳ３〜ステップＳ８の各動作を経て一連の超
音波溶着が行われる。このステップＳ３〜ステップＳ８
は同じ摩擦吸収シート５の部分が使用され、複数サイク
ル（本例では５回）の超音波溶着動作に供される。すな
わち、同じ摩擦吸収シート５の部分で５巻のカセットの
超音波溶着が行われる。

【００２４】また、摩擦吸収シート５が所定回数の超音
波溶着に供されたあとは、ステップＳ８においてカセッ
ト上からシートが離れた動作に連動してシート巻取り装
置８が始動され、先の超音波溶着に供された摩擦吸収シ
ート５が巻き取られ新たな摩擦吸収シート５がシート送
り装置４から繰り出され（ステップＳ１３）、シートが
所定量引き出されシートの送りが完了する（ステップＳ
１４）。この後、ステップＳ３の動作からカセットの超
音波溶着動作が開始される。

【００２５】尚、超音波溶着装置における一連の動作
は、Ｍ／Ｃ本体（機構制御部）からの制御信号により動
作される。また、ステップＳ３〜ステップＳ８の繰り返
しのサイクル数はカウンター設定により容易に変更可能
である。さらに、摩擦吸収シート５の送り量制御はタイ
マーにより設定される。

【００２６】本発明は上述しかつ図面に示した実施の形
態の例に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない
範囲内で種々の変形実施が可能である。

【００２７】本例では、オーディオ用コンパクトカセッ
トの接合面の超音波溶着に適用した場合について説明し
たが、その他、ディスクカートリッジやプリントメディ
ア用のリボンカセット等、筐体の上ハーフと下ハーフと
の接合面の超音波溶着にも同様に広く適用可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明による筐体の
超音波溶着方法は、筐体に摩擦吸収シートを介して溶着
ヘッドを加圧し超音波溶着を行うようにしたことで、溶
着ヘッドの超音波振動に伴い筐体表面に伝わる摩擦振動
が摩擦吸収シートによって吸収され、これによって、筐
体の材質や筐体表面の光沢度あるいは色彩等のモデルの
仕様が変わっても筐体表面への傷等の損傷を未然に回避
し製品性を高めることができ、オーディオ用コンパクト
カセットやディスクカートリッジあるいはプリントメデ
ィア用のリボンカセット等の筐体の超音波溶着に適用し
て極めて好適である。また、本発明による超音波溶着方
法では、従来のような溶着ヘッドの超音波振動出力の調
整ノウハウや調整ロスも無く製品の歩留りを向上するこ
とができる。

【００２９】また、本発明による筐体の超音波溶着装置
は、筐体が位置決めされる受け台に対向して上下に昇降
動作する溶着ヘッドを備え、送り装置から引き出された
摩擦吸収シートが受け台上を横断し巻取り装置に巻き取
られるように構成したので、溶着ヘッドが摩擦吸収シー
トを介して筐体結合面の超音波溶着動作が行われること
になる。また、溶着ヘッドの超音波振動に伴い筐体表面
に伝わる摩擦振動は摩擦吸収シートに吸収され、摩擦に
よる筐体表面の傷等の損傷を防止することができ、製品
歩留りを向上することができる。また、本発明による超
音波溶着装置は構成が簡単であり、装置コストを安価に
製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波溶着装置の溶着動作前の正
面図である。

【図２】摩擦吸収シートがカセット上に重ねられた動作
の正面図である。

【図３】溶着ヘッドが下降しカセットの溶着動作が開始
された動作の正面図である。

【図４】溶着動作が終了し溶着ヘッドが上昇した動作の
正面図である。

【図５】摩擦吸収シートがカセット上から離間した動作
の正面図である。

【図６】摩擦吸収シートが送り出される動作の正面図で
ある。

【図７】超音波溶着の一連の動作のシーケンス図であ
る。

【符号の説明】

１…カセット受け台、２…溶着ヘッド、３…摩擦吸収シ
ート送給装置、４…シート送り装置、５…摩擦吸収シー
ト、８…シート巻取り装置、１０…昇降ローラ、Ｃ…カ
セット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体に溶着ヘッドを加圧し、上記溶着ヘ
   ッドから超音波振動を上記筐体の重ね合わされた接合面
   に与え、加熱により上記接合面を溶着結合するようにし
   た筐体の超音波溶着方法において、 上記筐体に摩擦吸収シートを介して上記溶着ヘッドを加
   圧し、上記溶着ヘッドの超音波振動に伴い上記筐体表面
   に伝わる摩擦振動を上記摩擦吸収シートで吸収し、上記
   筐体外表面への摩擦振動による損傷を防止するようにし
   たことを特徴とする筐体の超音波溶着方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の筐体の超音波溶着方法に
   おいて、 上記摩擦吸収シートは上記筐体の上部を横断し、ロール
   状に巻回された送り装置から巻取り装置に巻き取られる
   ように移動することを特徴とする筐体の超音波溶着方
   法。
3. 【請求項３】 筐体に溶着ヘッドを加圧し、上記溶着ヘ
   ッドから超音波振動を上記筐体の重ね合わされた接合面
   に与え、加熱により上記接合面を溶着結合するようにし
   た筐体の超音波溶着装置において、 接合状態の上記筐体が位置決めされる受け台と、 上記受け台に対して上下に昇降動作する溶着ヘッドと、 摩擦吸収シートがロール状に巻回されているシート送り
   装置と、このシート送り装置から引き出された摩擦吸収
   シートが上記筐体の上部を横断し巻き取られるシート巻
   取り装置と、上記シート送り装置あるいはシート巻取り
   装置の少なくとも一方に設けられ横断する摩擦吸収シー
   トを上記筐体に接触／離間する昇降ローラとから構成さ
   れている摩擦吸収シート送給装置とからなることを特徴
   とする筐体の超音波溶着装置。