JP2001121611A - 超音波溶着機 - Google Patents

超音波溶着機

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JP2001121611A JP30636899A JP30636899A JP2001121611A JP 2001121611 A JP2001121611 A JP 2001121611A JP 30636899 A JP30636899 A JP 30636899A JP 30636899 A JP30636899 A JP 30636899A JP 2001121611 A JP2001121611 A JP 2001121611A
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pressing
welding machine
ultrasonic welding
bar
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Wataru Yumoto
度 湯本
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Nihon Dennetsu Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い面積の溶着ができ安定な超音波溶着機を
提供すること。 【解決手段】 ホーン２１を有する超音波出力装置２３
を保持したケーシング部材２５に取り付けたハンドル部
材３１の回動によって回動し前記ホーン２１の加工面２
１ａを加圧するアンビル機構は、アンビルバー４１にア
ンビル継ぎ手４３を介して回動可能に係合したアンビル
４５と、該アンビル４５を押圧する押圧板４６と、前記
アンビル４５の近傍で前記アンビルバー４１に固定され
ている弾性部材４９とを有し、前記押圧板４６の押圧を
受けたときに、前記アンビル継ぎ手４３とともに回動
し、前記弾性部材４９の一側面に当接し前記弾性部材４
９を圧縮する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被溶着物を超音波
振動により融解して溶着する超音波溶着機に属し、特
に、搬送や溶着作業を片手により可能とした超音波溶着
機に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波溶着機は、図１３に示すよ
うに、超音波振動により被溶着物４３０を融解して溶着
するように先端部の一部に平坦な加工面４２１ａを形成
したホーン４２１を有する超音波出力装置４２３と、こ
の超音波出力装置４２３を保持したケーシング部材４２
５と、ケーシング部材４２５に回動可能に取り付けられ
ているハンドル部材４２７とを具備している。
【０００３】ケーシング部材４２５の内部には超音波出
力装置４２３が保持されている。ホーン４２１の先端部
はケーシング部材４２５の一端側から外へ延出されてい
る。ケーシング部材４２５にはハンドル部材４２７を回
動可能となすように、ハンドル部材４２７の他端部がケ
ーシング部材４２５の外壁にピン４２９によって回動可
能に結合されている。
【０００４】ハンドル部材４２７の先端部は、ホーン４
２１の加工面４２１ａに対向するように曲げられてい
る。ハンドル部材４２７の先端には被溶着物４３０を加
工面４２１ａへ加圧し所定時間、加圧状態を保持するた
めに平坦な加圧面４２７ａが形成されている。ケーシン
グ部材４２５とハンドル部材４２７との間には、ホーン
４２１の加工面４２１ａとハンドル部材４２７の加圧面
４２７ａとを離間する方向に付勢しているバネ部材４３
３が介在されている。さらに、ハンドル部材４２７の他
端部には、バネ部材４３３により加工面４２１ａと加圧
面４２７ａとの間が所定間隔以上に離間することを制限
するストッパー４３５が設けられている。
【０００５】この超音波溶着機では、樹脂製のパックの
ような被溶着物４３０の開け口を封止するために溶着を
行う。このような作業では、まず、作業者がケーシング
部材４２５及びハンドル部材４２７を片手で握る。そし
てホーン４２１の加工面４２１ａとハンドル部材４２７
の加工面４２７ａとの間に被溶着物４３０の溶着個所が
介在するように位置合わせを行う。
【０００６】位置を合わせが完了した後、ハンドル部材
４２７をケーシング部材４２５側へ移動するように回動
することによって引き寄せると被溶着物４３０の溶着個
所が加圧面４２７ａによって加工面４２１ａへ押圧され
た状態で保持される。このとき、超音波出力装置４２３
に発振電源装置４４１からの発振周波数の電圧が印加さ
れて超音波振動を発生する。この時、ホーン４２１に超
音波振動が伝達され加工面４２１ａが超音波振動状態と
なり、被溶着物４３０の溶着個所は融解を生じ溶着が行
われる。
【０００７】したがって、超音波振動装置４２３からホ
ーン４２１を介して超音波振動が被溶着物４３０の溶着
個所に伝達されるため、溶着動作においてホーン４２１
の加工面４２１ａが被溶着物４３０を融解し始めるまで
の時間は短時間であり、しかも短時間で溶着作業が終了
する。（たとえば、特開平８−２３００４２号公報を参
照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波溶着機では、被溶着物４３０の溶着個所が加圧面
４２７ａによって加工面４２１ａへ押圧された状態で加
工面４２１ａが超音波振動状態となり、被溶着物４３０
の溶着個所の溶着を行うので、一つの小さな面積のポイ
ントにおける溶着しかできないという問題がある。
【０００９】すなわち、加工面４２１ａの面積を大きく
して、被溶着物４３０の溶着個所の面積をも拡大しよう
とすると、従来の発振電源装置の発振容量も大きく、ま
た超音波出力装置自体も大きくしなければならず、しい
ては加工面４２１ａ及び加圧面４２７ａの面積を増大さ
せる必要が生じることから、超音波溶着機そのものも大
形になっていしまう。
【００１０】また、たとえば、クリーニング業者などに
よって採用されている洗濯物に取り付ける樹脂帯状のタ
グにいては、帯長方向に溶着個所を長くしたほうが確実
に溶着固定され、洗濯物からの離脱も防ぐことができる
が、ポイント溶着した場合には溶着個所の面積が限られ
ているので洗濯物から外力によって脱落する恐れがあ
る。
【００１１】さらに、ハンドル部材４２７をケーシング
部材４２５側へ手動によって引き寄せる力は、設計上で
設定した圧力であっても人手の握力が様々であるので、
溶着個所を増加して複数のポイントで溶着すると溶着作
業の工数や多くの時間を費やしてしまうという問題があ
る。
【００１２】それ故に本発明の課題は、搬送や溶着作業
を片手によりでき、従来の発振電源装置の発振容量を増
加することなく、溶着個所を広い面積で連続的に溶着が
でき、加圧力の誤差をきわめて小さくして溶着個所にお
ける溶着状態を良好にできる超音波溶着機を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、超音波
振動により被溶着物を融解して溶着するよう先端部がケ
ーシング部材の一端側から外へ延出され該先端部に平坦
な加工面を形成したホーンを有する超音波出力装置と、
該超音波出力装置を保持したケーシング部材と、該ケー
シング部材に回動可能に取り付けたハンドル部材と、前
記ケーシング部材に取り付けられ前記ハンドル部材の回
動によって回動し前記加工面を加圧するアンビル機構と
を具備している超音波溶着機において、前記ケーシング
部材には軸支持部が形成されており、前記ハンドル部材
の一端部が前記軸支持部に設けたハンドルシャフトに回
動可能に係合されており、前記アンビル機構は長板形状
のアンビルバーと、該アンビルバーの一端部にアンビル
継ぎ手を介して回動可能に係合したアンビルと、前記ア
ンビルバーに固定されかつ前記アンビルを押圧する押圧
板と、前記アンビルの近傍で前記アンビルバーに固定さ
れている弾性部材とを有し、前記アンビル継ぎ手の一端
部が第１の係合ピンによって前記アンビルバーの一端部
に回動可能に係合されており、前記アンビル継ぎ手の他
端部が前記アンビルの基部に第２の係合ピンによって回
動可能に係合されており、前記アンビルの上面には前記
加工面を加圧するように対向する加圧面が形成されてお
り、該加圧面が前記加工面を順次前記ホーン先端から軸
方向の奧部へ加圧するよう前記加工面側へ突出した曲面
になっており、前記押圧板は前記第１及び第２の係合ピ
ン間を通って前記アンビルに当接している押圧部と、少
なくとも前記第２の係合ピン側の一側面を除き前記弾性
部材を外面から保持している保持部とを有し、前記アン
ビルは前記押圧部の押圧を受けたときに、前記第１及び
第２の係合ピンを軸として前記アンビル継ぎ手とともに
回動し、前記第２の係合ピン又は前記アンビルの基部が
前記弾性部材の一側面に当接し前記弾性部材を圧縮する
ことを特徴とする超音波溶着機が得られる。
【００１４】また、本発明によれば、超音波振動により
被溶着物を融解して溶着するよう先端部がケーシング部
材の一端側から外へ延出され該先端部に平坦な加工面を
形成したホーンを有する超音波出力装置と、該超音波出
力装置を保持したケーシング部材と、該ケーシング部材
に回動可能に取り付けたハンドル部材と、前記ケーシン
グ部材に取り付けられ前記ハンドル部材の回動によって
回動し前記加工面を加圧するアンビル機構とを具備して
いる超音波溶着機において、前記ケーシング部材には軸
支持部が形成されており、前記ハンドル部材の一端部が
前記軸支持部に設けたハンドルシャフトに回動可能に係
合されており、前記アンビル機構は長板形状のアンビル
バーと、該アンビルバーの一端部にアンビル継ぎ手を介
して回動可能に係合した車輪形状のアンビルと、該アン
ビルバーに固定されている保持部と、前記アンビルの近
傍で前記保持板に固定されている弾性部材とを有し、前
記アンビル継ぎ手の一端部は第１の係合ピンによって前
記アンビルバーの一端部に回動可能に係合されており、
前記アンビル継ぎ手の他端部は前記アンビルの中心部分
に第２の係合ピンによって回動可能に係合されており、
前記アンビルの外周面には前記加工面に対向する加圧面
が形成されており、該加圧面は円面となっており、前記
アンビル継ぎ手には前記第１及び第２の係合ピン間で前
記弾性部材の一面に当接している押圧部が形成されてお
り、前記アンビルが前記第１及び第２の係合ピンを軸と
して前記アンビル継ぎ手とともに回動し、前記押圧部の
押圧を受けたときに前記押圧部によって前記弾性部材を
圧縮することを特徴とする超音波溶着機が得られる。
【００１５】
【作用】本発明の第１の構成では、作業者がケーシング
部材及びハンドル部材のハンドルカバーを片手で握って
超音波溶着機をもつ。そして超音波溶着機を被溶着物の
溶着個所へ近づけ、ホーンの加工面とアンビルの加圧面
４５ａとの間に被溶着物の溶着個所が介在するように位
置合わせを行う。
【００１６】そして、位置合わせの後、ハンドル部材を
ケーシング部材側へ移動するように手動で引き寄せる
と、ハンドルシャフトを軸としてハンドル部材が回動
し、ハンドルピンがアンビルバーを押し上げる。このと
きアンビルバーはアンビルピンを軸として梃子の作用に
よって回動する。
【００１７】さらに、アンビル機構ではハンドルピンが
アンビルバーを押し上げたとき、加工面の先端側の溶着
個所で加圧面に対して加圧を開始する。そして、さら
に、ハンドル部材をケーシング部材側へ移動するように
手動で引き寄せると、アンビルバーがさらに回動を続け
るので、押圧板の押圧部がアンビルを押圧し続ける。よ
って、ハンドル部材へ回動するように順次手動で引き寄
せると、アンビル継ぎ手が弾性部材側へ回動し、これに
よりアンビルの押圧部を先端からケーシング側へ回動移
動し、被溶着物の溶着個所をホーンの先端からケーシン
グの方向へ移動し、ホーンの軸方向へ加圧していく。よ
って、この実施の形態例における超音波溶着機では、被
溶着物３０に対して溶着個所を連続して広い面積で溶着
が行われる。この際の、押圧部は、第２の係合ピンもし
くはアンビルの基部が大１の弾性部材を押圧しているの
でこの付勢力を受けて安定した押圧状態となる。
【００１８】また、本発明の第２の構成では、ハンドル
ピンがアンビルバーを押し上げたとき、加工面の先端側
に加圧面に対して加圧を開始する。そして、さらに、ハ
ンドル部材をケーシン部材側へ移動するように手動でさ
らに引き寄せると、アンビルバーが回動を続けるとアン
ビル継ぎ手の押圧部がアンビルを押圧する。
【００１９】よって、ハンドル部材へ回動するように順
次手動で引き寄せると、アンビル継ぎ手が弾性部材へ回
動し、アンビルが第２の係合ピンを軸として回転し被溶
着物の溶着個所をホーンの軸方向先端側から奥部へ移動
して加圧していく。この際、押圧部は第１の弾性部材を
を押圧しているので、第１の弾性部材の付勢力を受けて
いるので安定した押圧状態となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の超音波溶着機を図
面に基づき説明する。図１乃至図４は本発明の超音波溶
着機の第１の実施の形態例を示している。
【００２１】図１乃至図３を参照して、この実施の形態
例における超音波溶着機は、超音波振動により被溶着物
３０を融解して溶着するように先端部に平坦な加工面２
１ａを形成したホーン２１を有する超音波出力装置２３
と、この超音波出力装置２３を保持したケーシング部材
２５と、ケーシング部材２５に回動可能に取り付けたハ
ンドル部材３１と、ケーシング部材２５に取り付けられ
かつハンドル部材３１の回動によって回動するアンビル
機構とを具備している。
【００２２】ケーシング部材２５の内部には超音波出力
装置２３が保持されている。また、ホーン２１の先端部
は、ケーシング部材２５の一端側（図１の紙面の右側）
から外へ延出されている。加工面２１ａはホーン２１の
軸方向に平行な面となっている。
【００２３】ケーシング部材２５の下部には、ハンドル
部材３１及びアンビル機構を回動可能となすよう取り付
けるために、一端側の近傍に互いに平行な一対の軸支持
部（軸支持壁部）２７が形成されている。ハンドル部材
３１の一端部はケーシング部材２５の軸支持部（軸支持
壁部）２７に設けたハンドルシャフト３３に回動可能に
係合されている。
【００２４】アンビルバー４１は、ハンドル部材３１の
一端部側とケーシング部材２５との間へ延びかつハンド
ルシャフト３３よりもハンドル部材３１の他端側へ延び
ている他端部が軸支持壁部２７にアンビルピン４４によ
って回動可能に係合されている。
【００２５】また、ハンドル部材３１には、ハンドルシ
ャフト３３とアンビルピン４４との間の位置でアンビル
バー４１に当接しているハンドルピン３５が設けられて
いる。
【００２６】アンビル４５は、たとえばアルミニウム材
を押し出し成形することによって作られており、表面に
はアルマイト加工が施されている。
【００２７】アンビル機構は、図４に詳細に示すよう
に、直線状に長い長板形状に形成されているアンビルバ
ー４１と、このアンビルバー４１の一端部に図５（ａ）
及び図５（ｂ）にも示すアンビル継ぎ手４３を介して回
動可能に係合したアンビル４５と、アンビルバー４１に
固定されアンビル４５を押圧する押圧板４６と、図６
（ａ）及び図６（ｂ）にも示すアンビル４５の近傍でア
ンビルバー４１に固定されている方形状の第１の弾性部
材４９とを有している。
【００２８】アンビルバー４１は、ホーン２１に対向す
るするように長い平面板形状に延びている底板部４１ａ
と、底板部４１ａからホーン２１側へほぼ直角に折り曲
げられて底板部４１ａと同様に延びているバー側板部４
１ｂとを有している。
【００２９】アンビル継ぎ手４３の一端部は、第１の係
合ピン４７によってバー側板部４１ｂの一端部に回動可
能に係合されている。アンビル継ぎ手４３の他端部は、
アンビル４５の基部に第２の係合ピン４８によって回動
可能に係合されている。アンビル４５の上面には加工面
２１ａに対向する加圧面４５ａが形成されている。アン
ビル４５の加圧面４５ａは、加工面２１ａに加圧面４５
ａが対向したときの状態で、加工面２１ａ側へ突出する
よう曲面形状となっている。すなわち、加圧面４５ａは
円弧面形状もしくは湾曲形状、円形状のうちの一つを選
択することができる。さらに、この加圧面４５ａは波板
形状もしくは凹凸形状となっている。
【００３０】押圧板４６は第１及び第２の係合ピン４
７，４８間を通ってアンビル４５の外側面の一側面であ
る傾斜面４５ｂに当接する押圧部４６ａと、少なくとも
第２の係合ピン４８側の一側面を除き第１の弾性部材４
９を外面から保持している保持部４６ｂとを有してい
る。
【００３１】第２の係合ピン４８又はアンビル４５の基
部は、第１の弾性部材４９の一側面に当接している。押
圧板４６の保持部４６ｂと、この保持部４６ｂ上に立設
させた第１の弾性部材４９は、アンビルバー４１の底板
部４１ａにネジ５１によって締め付け固定された保持板
で挟み固定されている。
【００３２】したがって、アンビル４５は押圧部４６ａ
の押圧を受けると、第１及び第２の係合ピン４７，４８
を軸としてアンビル継ぎ手４３とともに一方向へ回動し
ながら、第２の係合ピン４８又はアンビル４５の基部が
第１の弾性部材４９を圧縮させるものである。
【００３３】さらに、ケーシング部材２５及びアンビル
バー４１間には、ホーン２１の加工面２１ａとアンビル
４５の加圧面４５ａとの間を離間させる方向で付勢して
いる第２の弾性部材５５が介在されている。ハンドル部
材３１の他端から中間部分には、ハンドルカバー５７が
ネジ５８によってハンドル部材に締め固定されている。
ハンドルカバー５７は人の指によって握られる部分とな
っている。このハンドルカバー５７によってハンドル部
材３１の握る部分を容易に理解できるようにしている。
【００３４】ケーシング部材２５の内部には、ハンドル
カバー５７に対向する位置にリードスイッチ６１が設け
られている。そして、ハンドル部材３１には、リードス
イッチ６１に対向する部分にマグネット６３が設けられ
ている。マグネット６３は、たとえば、ラバーマグネッ
トであり、異方性フレキシブルマグネットを採用する。
【００３５】アンビル４５の加圧面４５ａは、被溶着物
３０を加工面２１ａへ加圧し所定時間、その状態を保持
するものである。ハンドル部材３１に設けたハンドルシ
ャフト３５は第２の弾性部材５５によってアンビル機構
が回動して加工面２１ａと加圧面４５ａとの間が所定間
隔以上に離間することを制限する役目も果たす。第２の
弾性部材５５は、コイルバネ、板バネ、空気バネ、ゴ
ム、スポンジなどの弾性力を有するものであればよい。
【００３６】ホーン２１には、直径が大きい円柱部分
と、円柱部分からホーン２１先端に向けて延びている円
錐部とがある。円錐部分には鍔状のフランジ７１が設け
られている。このフランジ７１はケーシング材２５とこ
のケーシング部材２５の一側に設けられている取付部材
７３との当接個所に形成される係合溝(図示せず)に係合
し、これによりホーン２１はケーシング部材２５に保持
される。また、ホーン２１は軸方向に超音波振動が伝達
されており、さらに、円錐部分の外周面の一部は平面状
に形成されており、これが加工面２１ａとして被溶着物
３０と当接しかつ超音波振動を伝達する。超音波出力装
置２３は、ホーン２１に隣接して、電極、セラミックス
振動子７５が配設されている。
【００３７】セラミックス振動子７５には、電極、電線
７７を介して外部に有る発振電源装置（図示せず）に接
続されている。この発振電源装置から、電極、電線７７
を介して所定の発振周波数の電圧が印加されると、セラ
ミックス振動子７５から超音波振動が発生する。この超
音波振動がホーン２１に伝達され、加工面２１ａはその
水平方向に超音波振動を行う。
【００３８】超音波出力装置２３はそのケーシング部材
２５とともに、ホーン２１の加工面２１ａの振動方向に
対して平行な方向からケーシング部材２５により保持さ
れている。このケーシング部材２５はほぼ筒状の板状部
材からなり、その一端部にはホーン２１のフランジ７１
よりも若干小さい貫通孔２５ａが設けられている。この
貫通穴２５ａにはホーン２１の大きい円錐部分及び中間
部分が嵌入状態で係合しており、このケーシング部材２
５の上側には、ホーン２１の小さい円錐部分が挿入可能
な貫通孔７３ａを有する取付部材７３がネジ７４によっ
て取り付けられる。
【００３９】さらに、アンビルバー４１は第２の弾性部
材５５によって外部からの力が加わらない自然状態にお
いては、ケーシング部材２５に対して常に一定の角度を
有している。これにより、ホーン２１の加工面２１ａと
加圧面４５ａとは一定の間隔を有した状態に復元が可能
となる。
【００４０】自然状態ではハンドル部材３１とケーシン
グ部材２５とが、互いにほぼ平行状態にあって、アンビ
ルバー４１がケーシング部材２５に対して鋭角な状態に
ある。そのため溶着作業時には、第１の弾性部材５５の
復帰力に抗してハンドル部材３１をケーシング部材２５
側へ引き寄せて超音波溶着の作業を行う。このとき、こ
の引き寄せる動作は、人間の握力で行われるため、ハン
ドルカバー５７は人の手の大きさに対応した大きさが望
ましい。本実施の形態例では、外へ延出したホーン２１
を含むケーシング部材２５の長さ寸法が１３９ｍｍであ
り、この長さ寸法の範囲内にハンドル部材３１及びアン
ビル部材４１が設定されている。
【００４１】図示しない発振電源装置から超音波出力装
置２３へ発振周波数の電圧の印加は、リードスイッチ６
１とマグネット６３とによって行われる。これにより、
ハンドル部材３１を引き寄せて溶着作業を行う際に、リ
ードスイッチ６１にマグネット６３が近づきリードスイ
ッチ６１を閉回路とするので電圧が印加される。
【００４２】次に、第１の実施の形態例の動作を樹脂製
のパックのような被溶着物３０の開け口の溶着を行う作
業を例にとって説明する。まず、図１に示したように、
作業者がケーシング部材２５及びハンドル部材３１のハ
ンドルカバー５７を片手で握って超音波溶着機をもつ。
そして超音波溶着機を被溶着物３０の溶着個所へ近づ
け、ホーン２１の加工面２１ａとアンビル４５の加圧面
４５ａとの間に被溶着物３０の溶着個所が介在するよう
に位置合わせを行う。
【００４３】そして、位置合わせの後、図３に示したよ
うに、ハンドル部材３１をケーシング部材２５側へ移動
するように手動で引き寄せる（図３の実線の位置から二
点鎖線の位置へハンドル部材３１を引き寄せる）と、ハ
ンドルシャフト３３を軸としてハンドル部材３１が回動
し、ハンドル部材３１に設けられているハンドルピン３
５がアンビルバー４１を押し上げる。このときアンビル
バー４１はアンビルピン４４を軸として梃子の作用によ
って回動する。
【００４４】さらに、アンビル機構はハンドルピン３５
がアンビルバー４１を押し上げたとき、図３及び図４に
示したように、加工面２１ａの先端側の溶着個所で加圧
面４５ａに対して加圧を開始する。そして、さらに、ハ
ンドル部材３１をケーシング部材２５側へ移動するよう
に手動で引き寄せると、アンビルバー４１がさらに回動
を続けるので、押圧板４６の押圧部４６ａがアンビル４
５の傾斜面４５ｂを押圧し続ける。よって、ハンドル部
材３１へ回動するように順次手動で引き寄せると、被溶
着物３０の溶着個所をホーン２１の軸方向でホーン２１
の先端から奧方向へ移動して加圧しながら移動してい
く。
【００４５】このときのアンビル４５の変位は、図４の
実線の位置から二点鎖線の位置へと変位するものであ
り、加圧面４５ａは加工面２１ａの先端側の溶着個所か
ら奧部へと加圧を変えていく。したがって、加圧面４５
ａが波板形状になっていることから、被溶着か物３０を
しっかりと保持しつつ加圧面４５ａを加工面２１ａへ準
じ押圧してする保持することができる。よって、この実
施の形態例における超音波溶着機では、被溶着物３０に
対して溶着個所を連続して広い面積で溶着が行われる。
【００４６】なお、ハンドル部材３１をケーシング部材
２５側へ移動するように手動で引き寄せる動作と同時
に、マグネット６３がリードスイッチ６１に近づき、リ
ードスイッチ６１が閉路となり、これにより超音波出力
装置２３に発振電源装置からの発振周波数の電圧が印加
され、超音波振動を発生し、これがホーン２１に伝達さ
れ、加工面２１ａが超音波振動状態となる。
【００４７】ハンドル部材３１がケーシング部材２５側
へ引き寄せられることにより、被溶着物３０の溶着個所
がホーン２１の加工面２１ａとアンビル４５の加圧面４
５ａとの間で挟まれて所定の加圧力が加わっている状態
で溶着個所に超音波振動が伝達されて被溶着物３０は溶
着個所を軸方向へ変えながら融解を生じさせて溶着が行
われる。この際、第１の弾性部材４９には第２の係合ピ
ン４８又はアンビル４５の基部が押圧しているため、第
１の弾性部材４９の付勢力を受けているので安定した押
圧状態が得られる。
【００４８】また、所定時間の溶着が完了した後は、手
によって握っているハンドルカバー５７を緩めれば、第
１の弾性部材５５の付勢力によってアンビル部材４１が
溶着時と逆方向へ回動し、加工面２１ａと加圧面４５ａ
との間が離間し、さらに、リードスイッチ６１とマグネ
ット６３との間も離間するので発振電源装置からの印加
を停止することができる。
【００４９】図７乃至図１２（ｂ）は、超音波溶着機の
第２の実施の形態例を示している。なお、この第２の実
施の形態例においては、第１の実施の形態例によるアン
ビル機構が相違する構成であり、他の部分の形状は若干
相違するものの構成要素や作用が同じであるため、第１
の実施の形態例と同じとなる構成要素には同じ符号を付
して説明を省略する。
【００５０】図７乃至図１０を参照して、アンビル機構
は、アンビルバー１４１と、アンビルバー１４１の一端
部にアンビル継ぎ手１４３を介して回動可能に係合した
円板、円筒もしくは円柱形状を呈する車輪形状のアンビ
ル１４５と、アンビルバー１４１に固定されている保持
板１４６と、アンビル１４５の近傍で保持板１４６に固
定されている側面台形状の第１の弾性部材１４９とを有
している。
【００５１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）には、第１
の弾性部材１４９を示した。図１２（ａ）及び図１２
（ｂ）には、保持板１４６を示した。
【００５２】アンビルバー１４１は、ホーン２１に対向
するするように長い平面板形状に延びている底板部１４
１ａと、底板部１４１ａからホーン２１側へほぼ直角に
折り曲げられて底板部１４１ａと同様な方向へに延びて
いるバー側板部１４１ｂとを有している。
【００５３】アンビル継ぎ手１４３の一端部は、第１の
係合ピン１４７によってバー側板部１４１ｂの一端部に
回動可能に係合されている。アンビル継ぎ手１４３の他
端部は、アンビル１４５の円中心に第２の係合ピン１４
８によって回動可能に係合されている。アンビル１４５
は歯車のような形状を呈している。アンビル１４５の外
円周面は、加工面２１ａに対向する加圧面１４５ａとな
っている。加圧面１４５ａは円面となっており、この加
圧面１４５ａが波板形状もしくは凹凸形状に形成されて
いる。アンビル継ぎ手１４３には第１及び第２の係合ピ
ン４７，４８間で第１の弾性部材１４９の一側面である
傾斜面１４９ｂに当接している押圧部１４３ａが形成さ
れている。
【００５４】保持板１４６とこの保持板１４６ｂ上に立
設させた第１の弾性部材１４９とは、アンビルバー１４
１の底板部１４１ａにネジ１５１によって締め付け固定
された保持板１４６に挟み込まれ固定されている。
【００５５】したがって、アンビル１４５は、第１及び
第２の係合ピン１４７，１４８を軸としてアンビル継ぎ
手１４３とともに回動し、アンビル継ぎ手１４３の押圧
部１４３ａが第１の弾性部材１４９を圧縮させるもので
ある。
【００５６】さらに、アンビルバー１４１は第２の弾性
部材５５によって外部からの力が加わらない自然状態に
おいては、ケーシング部材２５に対して常に一定の角度
を有している。これにより、ホーン２１の加工面２１ａ
とアンビル１４５の加圧面１４５ａとは一定の間隔を有
した状態に復元が可能となる。
【００５７】自然状態ではハンドル部材３１とケーシン
グ部材２５とが、互いに離れた状態にあって、アンビル
バー１４１がケーシング部材２５に対して鋭角な状態に
ある。また、アンビルバー１４１とアンビル継ぎ手１４
３とは自然状態で鋭角に位置しており、このときのアン
ビル１４５の加圧面１４５ａの上部がホーン２１の加工
面２１ａの先端側に対向して位置している。
【００５８】次に、第２の実施の形態例の動作を被溶着
物３０の開け口の溶着を行う作業を例にとって説明す
る。まず、図７に示したように、作業者がケーシング部
材２５及びハンドル部材３１のハンドルカバー５７を片
手で握って超音波溶着機をもつ。そして超音波溶着機を
被溶着物３０の溶着個所へ近づけ、ホーン２１の加工面
２１ａとアンビル１４５の加圧面１４５ａとの間に被溶
着物３０（図１を参照）の溶着個所が介在するように位
置合わせを行う。
【００５９】そして、位置合わせの後、図８に示したよ
うに、ハンドル部材３１をケーシング部材２５側へ移動
するように手動で引き寄せると、ハンドルシャフト３３
を軸としてハンドル部材３１が回動し、ハンドル部材３
１に設けられているハンドルピン３５がアンビルバー４
１を押し上げる。このときアンビルバー４１はアンビル
ピン４４を軸として梃子の作用によって回動する。
【００６０】さらに、アンビル機構はハンドルピン３５
がアンビルバー４１を押し上げたとき、図９及び図１０
に示したように、加工面２１ａの先端側に加圧面４５ａ
に対して加圧を開始する（図１０で実線で示したアンビ
ル１４５の位置）。そして、さらに、ハンドル部材３１
をケーシン部材２５側へ移動するように手動でさらに引
き寄せると、アンビルバー１４１が回動を続けるとアン
ビル継ぎ手１４３の押圧部１４３ａがアンビル１４５を
押圧移動（図９の二点鎖線から実線まで）する。
【００６１】よって、ハンドル部材３１へ回動するよう
に順次手動で引き寄せると、アンビル１４５が第２の係
合ピン１４８を軸として一方向へ回動しながら、被溶着
物３０の溶着個所をホーン２１の軸方向の奥部へ加圧し
ていく。この際、押圧部１４３ａは第２の係合ピン１４
８が押圧しているので、第１の弾性部材１４９の付勢力
を受けているので安定した押圧状態となる。なお、アン
ビル１４５は回動するので、加工面２１ａに対する加圧
面４５ａを変化させながら、加圧時においてさまざまな
加圧面４５ａが利用できるため、しいては全部の加圧面
４５ａを利用でき、加圧面４５ａの寿命を長くすること
ができる。
【００６２】このときの動作と同時にマグネット６３が
リードスイッチ６１に近づき、これにより超音波出力装
置２３に発振電源装置からの発振周波数の電圧が印加さ
れ、超音波振動を発生し、これがホーン２１に伝達さ
れ、加工面２１ａが超音波振動状態となる。
【００６３】したがって、ハンドル部材３１がケーシン
グ部材２５側へ引き寄せられることにより、被溶着物３
０の溶着個所がホーン２１の加工面２１ａとアンビル４
５の加圧面４５ａとの間で挟まれて所定の加圧力が加わ
っている状態で溶着個所に超音波振動が伝達されて被溶
着物３０は溶着個所を軸方向へ変えながら融解を生じさ
せて溶着が行われる。
【００６４】なお、所定時間の溶着が完了した後は、手
によって握っているハンドルカバー５７を緩めれば、第
２の弾性部材５５の付勢力によってアンビルバー１４１
が溶着時と逆方向へ回動し、加工面２１ａと加圧面１４
５ａとの間が離間し、同時にリードスイッチ６１とマグ
ネット６３との間も離間するので発振電源装置からの印
加を停止することができる。
【００６５】
【発明の効果】各実施の形態例によって説明したよう
に、本発明の超音波溶着機によれば、アンビル機構によ
って加工面対して加圧面を順次変化させて溶着していく
ので、従来の発振電源装置の発振容量を増加することな
く、また、超音波出力装置を大きくすることなく、溶着
個所を広い面積で連続的に溶着ができ、加圧力の誤差を
きわめて小さくして溶着個所における溶着状態を良好に
できる。
【００６６】また、ハンドル部材とアンビルバーとの間
に、弾性変形可能な押圧手段を設けたので、加工面に対
する加圧面への安定した加圧力が得られる。
【００６７】また、超音波溶着機では、短時間で溶着作
業が行えるために、被溶着物を過分に溶融させることな
く、所定の溶着個所を広い面積で溶着することが可能と
なり、これにより加工面の形状に応じた所定の溶着形状
で超音波溶着を行うことができる。
【００６８】また、本来多点（多数回）溶着作業が必要
であったが、１回の作業ででき、さらに、第２の実施の
形態例におけるアンビルは、アンビルが回動するため従
来のアンビルよりも長寿命になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波溶着機の第１の実施の形態例を
示す正面断面図である。
【図２】図1に示した超音波溶着機の平面図である。
【図３】図１に示した超音波溶着機の溶着時を示す正面
断面図である。
【図４】図１に示した超音波溶着機のアンビル機構及び
動作を示す正面図である。
【図５】（ａ）は図４に示したアンビル継ぎ手の平面
図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図６】（ａ）は図４に示した第１の弾性部材の平面
図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図７】本発明の超音波溶着機の第２の実施の形態例を
示す正面断面図である。
【図８】図５に示した超音波溶着機の溶着時の初期を示
す正面断面図である。
【図９】図５に示した超音波溶着機の溶着時の後期を示
す正面断面図である。
【図１０】図5に示した超音波溶着機のアンビル機構及
び動作を示す正面図である。
【図１１】（ａ）は図１０に示した第１の弾性部材の平
面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図１２】（ａ）は図１０に示した保持板のの平面図、
（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図１３】従来の超音波溶着機を示す正面断面図であ
る。
【符号の説明】
２１，４２１ ホーン ２１ａ，４２１ａ 加工面 ２３，４２３ 超音波出力装置 ２５，４２５ ケーシング部材 ２７ 軸支持壁部 ３０，４３０ 被溶着物 ３１，４２７ ハンドル部材 ３３ ハンドルシャフト ３５ ハンドルピン ４１，１４１ アンビルバー ４３，１４３ アンビル継ぎ手 ４５，１４５ アンビル ４５ａ，１４５ａ，４２７ａ 加圧面 ４６ 押圧板 ４７ 第１の係合ピン ４８ 第２の係合ピン ４９，１４９ 第１の弾性部材 ５５ 第２の弾性部材 ５７ ハンドルカバー ６１ リードスイッチ ６３ マグネット ７５ セラミックス振動子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波振動により被溶着物を融解して溶
    着するよう先端部がケーシング部材の一端側から外へ延
    出され該先端部に平坦な加工面を形成したホーンを有す
    る超音波出力装置と、該超音波出力装置を保持したケー
    シング部材と、該ケーシング部材に回動可能に取り付け
    たハンドル部材と、前記ケーシング部材に取り付けられ
    前記ハンドル部材の回動によって回動し前記加工面を加
    圧するアンビル機構とを具備している超音波溶着機にお
    いて、 前記ケーシング部材には軸支持部が形成されており、前
    記ハンドル部材の一端部が前記軸支持部に設けたハンド
    ルシャフトに回動可能に係合されており、前記アンビル
    機構は長板形状のアンビルバーと、該アンビルバーの一
    端部にアンビル継ぎ手を介して回動可能に係合したアン
    ビルと、前記アンビルバーに固定されかつ前記アンビル
    を押圧する押圧板と、前記アンビルの近傍で前記アンビ
    ルバーに固定されている弾性部材とを有し、前記アンビ
    ル継ぎ手の一端部が第１の係合ピンによって前記アンビ
    ルバーの一端部に回動可能に係合されており、前記アン
    ビル継ぎ手の他端部が前記アンビルの基部に第２の係合
    ピンによって回動可能に係合されており、前記アンビル
    の上面には前記加工面を加圧するように対向する加圧面
    が形成されており、該加圧面が前記加工面を順次前記ホ
    ーン先端から軸方向の奧部へ加圧するよう前記加工面側
    へ突出した曲面になっており、前記押圧板は前記第１及
    び第２の係合ピン間を通って前記アンビルに当接してい
    る押圧部と、少なくとも前記第２の係合ピン側の一側面
    を除き前記弾性部材を外面から保持している保持部とを
    有し、前記アンビルは前記押圧部の押圧を受けたとき
    に、前記第１及び第２の係合ピンを軸として前記アンビ
    ル継ぎ手とともに回動し、前記第２の係合ピン又は前記
    アンビルの基部が前記弾性部材の一側面に当接し前記弾
    性部材を圧縮することを特徴とする超音波溶着機。
  2. 【請求項２】 請求項1記載の超音波溶着機において、
    前記アンビルの前記上面が円弧面、湾曲面もしくは円形
    面のいずれか一つの面にとなっていることを特徴とする
    超音波溶着機。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の超音波溶着機において、
    前記加圧面が波板形状もしくは凹凸形状に形成されてい
    ることを特徴とする超音波溶着機。
  4. 【請求項４】 超音波振動により被溶着物を融解して溶
    着するよう先端部がケーシング部材の一端側から外へ延
    出され該先端部に平坦な加工面を形成したホーンを有す
    る超音波出力装置と、該超音波出力装置を保持したケー
    シング部材と、該ケーシング部材に回動可能に取り付け
    たハンドル部材と、前記ケーシング部材に取り付けられ
    前記ハンドル部材の回動によって回動し前記加工面を加
    圧するアンビル機構とを具備している超音波溶着機にお
    いて、 前記ケーシング部材には軸支持部が形成されており、前
    記ハンドル部材の一端部が前記軸支持部に設けたハンド
    ルシャフトに回動可能に係合されており、前記アンビル
    機構は長板形状のアンビルバーと、該アンビルバーの一
    端部にアンビル継ぎ手を介して回動可能に係合した車輪
    形状のアンビルと、該アンビルバーに固定されている保
    持部と、前記アンビルの近傍で前記保持板に固定されて
    いる弾性部材とを有し、前記アンビル継ぎ手の一端部は
    第１の係合ピンによって前記アンビルバーの一端部に回
    動可能に係合されており、前記アンビル継ぎ手の他端部
    は前記アンビルの中心部分に第２の係合ピンによって回
    動可能に係合されており、前記アンビルの外周面には前
    記加工面に対向する加圧面が形成されており、該加圧面
    は円面となっており、前記アンビル継ぎ手には前記第１
    及び第２の係合ピン間で前記弾性部材の一面に当接して
    いる押圧部が形成されており、前記アンビルが前記第１
    及び第２の係合ピンを軸として前記アンビル継ぎ手とと
    もに回動し、前記押圧部の押圧を受けたときに前記押圧
    部によって前記弾性部材を圧縮することを特徴とする超
    音波溶着機。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の超音波溶着機において、
    前記アンビルが円板形状、円筒形状もしくは円柱形状の
    いずれか一つの形状に形成されていることを特徴とする
    超音波溶着機。
  6. 【請求項６】 請求項４記載の超音波溶着機において、
    前記加圧面が凹凸形状もしくは波板形状に形成されてい
    ることを特徴とする超音波溶着機。
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