JP2008296422A - 振動溶着機及び振動溶着用振動発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶着精度の向上を図り、かつ装置を大型化することなく、振動体の溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくすることができる振動溶着装置を提供する。
【解決手段】ハウジング１０の天井部１０Ｂに形成されたボス部１０Ｃに前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部３０を設け、一方前記ハウジングに収容される振動体４０には前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部４１を前記振動体の上部に設け、かつ該振動体の側面上部を前記ハウジングの内側壁１０Ａ，１０Ｂとの間に付勢部材５１、５２を介して支持する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂等の成形品に振動を加えて溶着させる、振動溶着機及び振動溶着用振動発生装置に関する。

図５は従来の振動溶着機の電気的構成を示している。図５において、振動溶着機１００は、所定の空間距離Ｌを隔てて対向する一対の電磁石１１１、１２１を有しており、一対の電磁石１１１、１２１の間に、磁性体で形成される振動体１１４が振動自由に配置されている。電磁石１１１は、鉄芯等のコア１１２にコイル１１３が巻回されて構成され、電磁石１２１は、コア１２２にコイル１２３が巻回されて構成されている。

コイル電流制御回路１０３は、電磁石１１１のコイル１１３と電磁石１２１のコイル１２３に、励磁電流を所定の周期（周波数）で交互に流す。これにより、振動体１１４は電磁石１１１と電磁石１２１により交互に吸引され、矢印Ａで示す水平方向に振動する。

振動体１１４の底面部には、図示しないアタッチメント（装着器具）により、溶着対象となる熱可塑性樹脂成形品等のワーク（成形体）１３１が装着される。
また、ワーク装着台１４１には、図示しないアタッチメント（装着器具）により、溶着対象となる熱可塑性樹脂成形品等のワーク（成形体）１３２が装着される。

ワーク装着台１４１は、加圧装置１０６により矢印Ｂ方向に加圧され、ワーク１３１とワーク１３２の対向する面Ｃが圧接される。ワーク１３１とワーク１３２の対向する面Ｃが圧接された状態において、振動体１１４を水平方向（矢印Ａで示す方向）に振動させる。これにより、ワーク１３１とワーク１３２の対向する面Ｃ（圧接面）が擦れあい、摩擦による発熱により、ワーク１３１とワーク１３２の圧接面が溶着する。この場合に、振動体１１４の振幅量（水平方向の移動量）の大きさを調節することにより、発熱量が調整される。

振動体１１４の振幅量の調整は、振幅指令信号Ａｒｅｆにより行われる。電流指令生成回路（ＡＭＰ）１０２は、振幅指令信号Ａｒｅｆを基に、電磁石１１１、１２１に流す電流の大きさを制御する電流指令信号Ｉｒｅｆを生成する。

電流指令信号Ｉｒｅｆはコイル電流制御回路１０３内のドライバ１０４に入力され、ドライバ１０４は、電流指令信号Ｉｒｅｆに応じた励磁電流を電磁石１１１、１２１に流すようにコイル通電部１０５を制御する。コイル通電部１０５は、電源およびスイッチング素子（図示せず）等を含み、電流指令信号Ｉｒｅｆに応じた大きさの励磁電流を、電磁石１１１のコイル１１３、および電磁石１２１のコイル１２３に所定の周期（周波数）で交互に流す。電磁石１１１、１２１、振動体１１４は振動発生部１５０を構成している。

このような構成により、電磁石１１１、１２１のコイル１１３、１２３に通電することにより振動体１１４を振動させ、ワーク１３１とワーク１３２との圧接面が擦れ合わされ、摩擦による発熱により、ワーク１３１とワーク１３２の圧接面が溶着することとなる。

図５に示した振動溶着機の構造を図６に示す。同図において、振動溶着機１００は、下方が開放されたコの字状に形成されたハウジング２００を有している。
ハウジング２００には、該ハウジング２００の内側壁に固定され、所定の距離を隔てて吸引面が対向して配置され交互に通電される一対の電磁石１１１、１２１が収容されている。

また、上記一対の電磁石１１１、１２１の間には、側面１１４Ａ，１１４Ａが磁性体で形成された振動体１１４が配置され、この振動体１１４の上面はハウジング２００の天井部２００Ａに一対の板ばね２０１、２０２を介して支持されている。
また、振動体１１４の底面には溶着対象となる第１の形成体（ワーク）（図示せず）が装着されるように構成されている。この振動体１１４は、一対の電磁石１１１、１２１に交互に吸引されて振動する。

また、ワーク装着台１４１は、振動体１１４に対面して設けられ、第１の形成体と溶着される第２の形成体が装着されるようになっている。
図示してない加圧装置により、上記第１の形成体に、上記第２の形成体を圧接させように、ワーク装着台１４１を駆動し、第１、第２の成形体を圧接した状態で第１、第２の成形体のうちの少なくとも一方の成形体（本実施形態では第１の成形体）を、一対の電磁石１１１、１２１に交互に通電することにより上記２つの成形体の圧接面に平行に振動させ、前記第１、第２の成形体の圧接面を溶着させる。
特開平９−１０８８５７号公報

振動溶着機では、振動溶着の効率の向上を図るために、溶着対象となる一方の成形体が装着される振動体（可動部）の溶着時に必要な方向の振動のストロークを大きくする必要がある。
しかしながら、上記構成からなる従来の振動溶着機にあっては、上記振動体をハウジングの天井部に板ばねで吊って支持する構造をとっているために、ストロークが大きくなると、振動体（可動部）が振動方向に直線的に移動できなくなり、円弧状に移動する。このため、振動体に上下方向の振動が発生し、溶着精度が低下するという問題が有った。

また、上記、従来装置のように、振動体をハウジング内壁に板ばねを使用して支持する構造をとる場合には、振動体の溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくするためには、板ばねの上下方向の長さを長くしなければならず、装置の大型化を招くという問題が有った。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、溶着精度の向上を図り、かつ装置を大型化することなく、振動体の溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくすることができる振動溶着装置及び振動溶着用振動発生装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の振動溶着機は、下方が開放されたコの字状に形成されたハウジングと、前記ハウジングに収容され、該ハウジングの内側壁に固定され、所定の距離を隔てて吸引面が対向して配置され交互に通電される一対の電磁石と、前記ハウジングに収容され、前記ハウジングの内壁に弾性部材を介して支持され、かつ少なくとも側面が磁性体で形成され、前記一対の電磁石の間に配置されるとともに、底面に溶着対象となる第１の形成体が装着されるように構成され、前記一対の電磁石に交互に吸引されて振動する振動体と、前記第１の形成体と溶着される第２の形成体が装着されるワーク装着台と、前記振動体に装着された前記第１の形成体に、前記第２の形成体を圧接させるように前記ワーク装着台を駆動する加圧装置と、を備え、前記第１、第２の成形体を圧接した状態で前記第１、第２の成形体のうちの少なくとも一方の成形体を前記２つの成形体の圧接面に平行に振動させることにより前記第１、第２の成形体の圧接面を溶着させる振動溶着機であって、前記ハウジングの天井部に形成されたボス部に前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部を有し、前記振動体は、前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部を上部に有し、側面上部に前記ハウジングの内側壁との間に付勢部材を介して支持されることを特徴とする。

上記構成からなる本発明の振動溶着機では、前記ハウジングの天井部に形成されたボス部に前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部を有し、前記振動体は、前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部を上部に有し、側面上部に前記ハウジングの内側壁との間に付勢部材を介して支持される。
したがって、上記一対の電磁石を交互に通電することにより、振動体をハウジングの側壁に直交する方向に振動させると、振動体は、その上部に設けられたスライダー部が、ハウジングの天井部に設けられたガイド部に沿って、上記付勢部材の伸長力に抗して上記振動方向に直線的に移動させられる。このガイド部と上記スライダー部を設けることにより、振動体のハウジングの側壁に直交する方向の振動の安定性が得られるだけでなく、下側からの加圧力を受けることができるため、加圧力が働く溶着時における振動体の振動動作においても上下振動が発生することなく、安定した振動動作を得ることができる。
したがって、振動溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくしても上下方向の振動の発生を防止できるので、溶着精度の向上が図れる。
また、振動溶着時に振動体を上下方向に振動させることなく、一方向のみに振動させることができ、騒音の低減が図れる。
更に、振動体をハウジングの両側壁間との間に付勢部材を介して支持するようにしたので、装置を大型化することなく、振動体の溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくすることができる。

また、本発明の振動溶着用振動発生装置は、下方が開放されたコの字状に形成されたハウジングと、前記ハウジングに収容され、該ハウジングの内側壁に固定され、所定の距離を隔てて吸引面が対向して配置され交互に通電される一対の電磁石と、前記ハウジングに収容され、弾性部材により前記ハウジング内壁に支持され、かつ少なくとも側面が磁性体で形成され、前記一対の電磁石の間に配置されるとともに、底面に溶着対象となる第１の形成体が装着されるように構成され、前記一対の電磁石に交互に吸引されて振動する振動体と、を備えた振動溶着用振動発生装置であって、前記ハウジングの天井部に形成されたボス部に前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部を有し、前記振動体は、前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部を上部に有し、側面上部に前記ハウジングの内側壁との間に付勢部材を介して支持されることを特徴とする。

上記構成からなる本発明の振動溶着用振動発生装置では、前記ハウジングの天井部に形成されたボス部に前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部を有し、前記振動体は、前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部を上部に有し、側面上部に前記ハウジングの内側壁との間に付勢部材を介して支持される。
したがって、上記一対の電磁石を交互に通電することにより、振動体をハウジングの側壁に直交する方向に振動させると、振動体は、その上部に設けられたスライダー部が、ハウジングの天井部に設けられたガイド部に沿って、上記付勢部材の伸長力に抗して上記振動方向に直線的に移動させられる。このガイド部と上記スライダー部を設けることにより、振動体のハウジングの側壁に直交する方向の振動の安定性が得られるだけでなく、下側からの加圧力を受けることができるため、加圧力が働く溶着時における振動体の振動動作においても上下振動が発生することなく、安定した振動動作を得ることができる。
したがって、振動溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくしても上下方向の振動の発生を防止できるので、溶着精度の向上が図れる。
また、振動溶着時に振動体を上下方向に振動させることなく、一方向のみに振動させることができ、騒音の低減が図れる。
更に、振動体をハウジングの両側壁間との間に付勢部材を介して支持するようにしたので、装置を大型化することなく、振動体の溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくすることができる。

以上説明したように、本発明の振動溶着機によれば、ハウジングの天井部に形成されたボス部に前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部を設け、一方前記ハウジングに収容される振動体には前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部を前記振動体の上部に設け、かつ該振動体の側面上部を前記ハウジングの内側壁との間に付勢部材を介して支持するようにしたので、振動溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくしても上下方向の振動の発生を防止できるので、溶着精度の向上が図れる。
また、振動溶着時に振動体を上下方向に振動させることなく、一方向のみに振動させることができ、騒音の低減が図れる。
更に、振動体をハウジングの両側壁間との間に付勢部材を介して支持するようにしたので、装置を大型化することなく、振動体の溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくすることができる。

また、本発明の振動溶着用振動発生装置によれば、ハウジングの天井部に形成されたボス部に前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部を設け、一方前記ハウジングに収容される振動体には前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部を前記振動体の上部に設け、かつ該振動体の側面上部を前記ハウジングの内側壁との間に付勢部材を介して支持するようにしたので、振動溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくしても上下方向の振動の発生を防止できるので、溶着精度の向上が図れる。
また、振動溶着時に振動体を上下方向に振動させることなく、一方向のみに振動させることができ、騒音の低減が図れる。
更に、振動体をハウジングの両側壁間との間に付勢部材を介して支持するようにしたので、装置を大型化することなく、振動体の溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくすることができる。
という効果が得られる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る振動溶着機の構造を図１乃至図４に示す。なお、本発明の実施形態に係る振動溶着機の電気的構成は、基本的に図５に示す構成と同一であるので、重複する説明を省略し、本実施形態では機械的構成についてのみ説明する。図１は本発明の実施形態に係る振動溶着機の全体構成を示す斜視図、図２は、本発明の実施形態に係る振動溶着機の全体構成を示す正面図、図３は、図２におけるＸ−Ｘ線矢視断面図、図４は、図３において、電磁石におけるコイル部分を取り除いた状態を示す断面図である。

これらの図において、本発明の実施形態に係る振動溶着機１は、下方が開放されたコの字状に形成されたハウジング１０と、ハウジング１０に収容され、該ハウジング１０の内側壁１０Ａ，１０Ｂに固定され、所定の距離を隔てて吸引面が対向して配置され交互に通電される一対の電磁石２０，２１とを有している。
ハウジング１０の天井部１０Ａに形成されたボス部１０Ｃにハウジング１０の両側壁１０Ａ，１０Ｂに直交する方向に案内するガイド部３０を有している。

また、前記ガイド部３０にスライド可能に装着されたスライダー部４１と、該スライダー部４１が上面に固定され、ハウジング１０の内側壁１０Ａ，１０Ｂとの間に縮圧されたコイルばね（本発明の付勢部材に相当する。）５１、５２を介して支持される支持部材４２と、支持部材４２に上面が固定され、かつ側面が磁性体で形成されるとともに、一対の電磁石２０，２１の間に配置される可動子４３とがハウジング１０に収容されている。

可動子４３の底面には溶着対象となる一方の第１の形成体（ワーク）が図示してない装着器具により装着されるように構成されている。スライダー部４１、支持部材４２及び可動子４３は、振動体４０を構成し、振動体４０は、一体的に形成してもよい。

更に、振動溶着機１は、振動体４０に対面する位置に設置され、第１の形成体と溶着される他方の第２の形成体が装着されるワーク装着台５０と、振動体４０を構成する可動子４３に装着された前記第１の形成体に、前記第２の形成体を圧接させるようにワーク装着台５０を駆動する加圧装置（図示せず）とを有している。

上記構成において、加圧装置を作動させることにより前記第１、第２の成形体を圧接した状態で一対の電磁石２０、２１に交互に通電することにより、振動体４０を構成する可動子４３の磁性体で形成された側面４３Ａ，４３Ｂが交互に一対の電磁石２０、２１に吸引されて振動体４０が上記２つの成形体の圧接面に平行に振動し、上記第１、第２の成形体の圧接面が摩擦熱により溶け、振動体４０の振動を停止させることにより、上記第１、第２の成形体の圧接面が冷却されて溶着する。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る振動溶着機によれば、ハウジングの天井部に形成されたボス部に前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部を設け、一方前記ハウジングに収容される振動体には前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部を前記振動体の上部に設け、かつ該振動体の側面上部を前記ハウジングの内側壁との間に付勢部材を介して支持するようにしたので、振動溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくしても上下方向の振動の発生を防止できるので、溶着精度の向上が図れる。
また、装置を大型化することなく、振動体の溶着に必要な方向の振動のストロークを大きくすることができる。

本発明の実施形態に係る振動溶着機の全体構成を示す斜視図、図４は、図３において、電磁石におけるコイル部分を取り除いた状態を示す断面図 本発明の実施形態に係る振動溶着機の全体構成を示す正面図。 図２におけるＸ−Ｘ線矢視断面図。 図３において、電磁石におけるコイル部分を取り除いた状態を示す断面図。 従来の振動溶着機の電気的構成を示す図。 従来の振動溶着機の全体構成をしめす斜視図。

符号の説明

１…振動溶着機、１０…ハウジング、２０、２１…電磁石、３０…ガイド部、４０…振動体、４１…スライダー部、４２…支持部材、４３…可動子、５０…ワーク装着台、５１、５２…コイルばね

Claims (2)

1. 下方が開放されたコの字状に形成されたハウジングと、
   前記ハウジングに収容され、該ハウジングの内側壁に固定され、所定の距離を隔てて吸引面が対向して配置され交互に通電される一対の電磁石と、
   前記ハウジングに収容され、前記ハウジングの内壁に弾性部材を介して支持され、かつ少なくとも側面が磁性体で形成され、前記一対の電磁石の間に配置されるとともに、底面に溶着対象となる第１の形成体が装着されるように構成され、前記一対の電磁石に交互に吸引されて振動する振動体と、
   前記第１の形成体と溶着される第２の形成体が装着されるワーク装着台と、
   前記振動体に装着された前記第１の形成体に、前記第２の形成体を圧接させるように前記ワーク装着台を駆動する加圧装置と、
   を備え、
   前記第１、第２の成形体を圧接した状態で前記第１、第２の成形体のうちの少なくとも一方の成形体を前記２つの成形体の圧接面に平行に振動させることにより前記第１、第２の成形体の圧接面を溶着させる振動溶着機であって、
   前記ハウジングの天井部に形成されたボス部に前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部を有し、
   前記振動体は、前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部を上部に有し、側面上部に前記ハウジングの内側壁との間に付勢部材を介して支持されることを特徴とする振動溶着機。
2. 下方が開放されたコの字状に形成されたハウジングと、
   前記ハウジングに収容され、該ハウジングの内側壁に固定され、所定の距離を隔てて吸引面が対向して配置され交互に通電される一対の電磁石と、
   前記ハウジングに収容され、弾性部材により前記ハウジング内壁に支持され、かつ少なくとも側面が磁性体で形成され、前記一対の電磁石の間に配置されるとともに、底面に溶着対象となる第１の形成体が装着されるように構成され、前記一対の電磁石に交互に吸引されて振動する振動体と、
   を備えた振動溶着用振動発生装置であって、
   前記ハウジングの天井部に形成されたボス部に前記ハウジングの両側壁に直交する方向に案内するガイド部を有し、
   前記振動体は、前記ガイド部にスライド可能に装着されるスライダー部を上部に有し、側面上部に前記ハウジングの内側壁との間に付勢部材を介して支持されることを特徴とする振動溶着用振動発生装置。

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