JP2019181508A - Ultrasonic welding system cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波振動によって被溶着物を溶着する超音波溶着システムの冷却装置であって、コンバータ、ブースタ及びホーンの全てを冷却できる冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a cooling device for an ultrasonic welding system that welds an object to be welded by ultrasonic vibration, and relates to a cooling structure capable of cooling all of a converter, a booster, and a horn.
この種の超音波溶着システムは、超音波電気信号を超音波振動に変換するコンバータと、前記コンバータからの超音波振動を増幅するブースタと、前記ブースタからの超音波振動を溶着作用面に与えるホーンとを備えたシステムとして知られている。 This type of ultrasonic welding system includes a converter that converts an ultrasonic electric signal into ultrasonic vibration, a booster that amplifies ultrasonic vibration from the converter, and a horn that applies ultrasonic vibration from the booster to the welding surface. It is known as a system with
この超音波溶着システムでは、前記ホーンの溶着作用面とアンビルとの間に被溶着物を置き、前記コンバータからの超音波振動を前記ブースタを介して前記ホーンに与え、溶着作用面に超音波振動を作用させることにより被溶着物を溶着している。 In this ultrasonic welding system, an object to be welded is placed between the welding working surface of the horn and the anvil, ultrasonic vibration from the converter is applied to the horn via the booster, and ultrasonic vibration is applied to the welding working surface. By welding, the object to be welded is welded.
図6は、従来の超音波溶着システム冷却装置の概要を示す図である。図6において、超音波溶着システム101は、超音波電気信号を超音波振動に変換するコンバータ103と、前記コンバータ103からの超音波振動を増幅するブースタ105と、前記ブースタ105からの超音波振動を溶着作用面107aに与えるホーン107とを備えている。なお、符号105aは支持体である。
FIG. 6 is a diagram showing an outline of a conventional ultrasonic welding system cooling apparatus. In FIG. 6, the
上記超音波溶着システム101にあっては、長時間使用していると、コンバータ103が加熱するとともに、ブースタ105やホーン107も加熱してしまい、これらの加熱に伴い溶着作用に悪影響が発生するという問題が発生していた。
In the
このため、各部材の加熱部分を冷却することが求められており、例えば図6に示す超音波溶着システム冷却装置が従来装置として提供されていた。
この従来の超音波溶着システム冷却装置は、図6矢印A1に示すように冷却空気を前記コンバータ103に供給し、前記コンバータ103を冷却した後の空気を図矢印A2に示すようにブースタ105に向けて放散させるものであった。
For this reason, it is calculated | required to cool the heating part of each member, for example, the ultrasonic welding system cooling apparatus shown in FIG. 6 was provided as a conventional apparatus.
This conventional ultrasonic welding system cooling apparatus supplies cooling air to the
また、上記問題を解消した他の従来の超音波溶着システム冷却装置では、ホーンに冷却媒体を流し、ホーンを冷却するというものが提供されている(特許文献1)。このような構成としたことによって、ホーンが冷却されて溶着品質を安定させることができる。 In addition, another conventional ultrasonic welding system cooling apparatus that solves the above-described problem is provided with a cooling medium flowing through the horn to cool the horn (Patent Document 1). By adopting such a configuration, the horn is cooled and the welding quality can be stabilized.
さらに、上記問題を解消した別の従来の超音波溶着システム冷却装置では、ホーンの溶着作用面にペルチェ素子等の電子的冷却部材を固定して、溶着作用面を冷却できるようにしたものが提案されている(特許文献2)。このような構成をしたことにより、ホーンの溶着作用面の温度を一定に保て、溶着品質を高めることができる。 Furthermore, in another conventional ultrasonic welding system cooling device that has solved the above problems, an electronic cooling member such as a Peltier element is fixed to the welding surface of the horn so that the welding surface can be cooled. (Patent Document 2). By having such a structure, the temperature of the welding operation surface of the horn can be kept constant, and the welding quality can be improved.
前記従来の超音波溶着システム冷却装置にあっては、コンバータ103を冷却できるものの、他のブースタ105やホーン107は冷却できないという問題があった。また、他のブースタ105やホーン107を冷却するためには、そのための冷却装置を別途用意しなければならず、構造が複雑になるほか、部品点数が増加するという欠点があった。
The conventional ultrasonic welding system cooling apparatus has a problem that although the
また、特許文献1に示す従来の他の超音波溶着システム冷却装置では、ホーンに冷却媒体を流すように構成しなければならないほか、冷却媒体の熱処理を行う装置が必要など、構造が複雑でかつ部品点数が著しく多くなるという欠点があった。
In addition, the other conventional ultrasonic welding system cooling device shown in
さらに、特許文献2に示す従来のさらに他の超音波溶着システム冷却装置では、ホーンの溶着作用面に電子的冷却部材を固定しなければならず、ホーンの溶着作用面の構造によっては取り付けが困難であり、かつ電子的冷却部材に流す電流を制御しなければならず、
部品点数が著しく増加するほか、特殊な部品を必要とするという欠点があった。
Furthermore, in another conventional ultrasonic welding system cooling device shown in
In addition to a significant increase in the number of parts, there are disadvantages in that special parts are required.
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、簡単な構造構成でコンバータ、ブースタ及びホーンを冷却できる超音波溶着システム冷却装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ultrasonic welding system cooling apparatus that eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art and can cool a converter, a booster, and a horn with a simple structure.
上記目的を達成するため、本発明に係る超音波溶着システム冷却装置は、超音波電気信号を超音波振動に変換するコンバータと、前記コンバータからの超音波振動を増幅するブースタと、前記ブースタからの超音波振動を溶着作用面に与えるホーンとを備えた超音波溶着システムであって、
所定長さ及び所定断面積を有し、前記コンバータと前記ブースタの一部を収容できる筒体と、
前記ブースタに設けられ前記ブースタの中心軸に対して放射状に設けられた支持体とを備え、
前記筒体の一端面は前記コンバータと前記ブースタの一部を収容した状態で前記支持体に固定され、前記筒体の他端面は冷却空気供給装置に連通されており、
かつ前記支持体には前記ブースタの軸方向に透孔が穿設されているものであることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an ultrasonic welding system cooling apparatus according to the present invention includes a converter that converts an ultrasonic electric signal into ultrasonic vibration, a booster that amplifies ultrasonic vibration from the converter, and a booster from the booster. An ultrasonic welding system including a horn for applying ultrasonic vibration to a welding surface,
A cylindrical body having a predetermined length and a predetermined cross-sectional area and capable of accommodating a part of the converter and the booster;
A support provided on the booster and provided radially with respect to the central axis of the booster;
One end surface of the cylindrical body is fixed to the support in a state in which a part of the converter and the booster is accommodated, and the other end surface of the cylindrical body is communicated with a cooling air supply device,
The support is provided with a through hole in the axial direction of the booster.
請求項2記載の超音波溶着システム冷却装置は、請求項1の記載において、前記筒体の所定長さは、前記コンバータの全てを収容し、かつ前記ブースタの一部として前記コンバータと前記ブースタとの接続部から前記ブースタの前記支持体までを収容できる長さ以上であることを特徴とするものである。
The ultrasonic welding system cooling device according to
請求項3記載の超音波溶着システム冷却装置は、請求項1の記載において、前記筒体の所定の断面積は、前記コンバータまたはブースタの断面積より一定以上大きく、前記コンバータあるいはブースタの外周面と、前記筒体の内周面との間に空間が形成されるものであることを特徴とするものである。
The ultrasonic welding system cooling device according to
本発明では、コンバータの全部及びブースタの一部を筒体内に収納し、前記筒体の一端をブースタの支持体に固定しかつブースタの支持体に透孔を穿設し、前記筒体の他端側から冷却空気を供給するという構造にしたことにより、簡単な構造構成でもってコンバータ、ブースタ及びホーンの三つの要素を確実に冷却することができ溶着品質を良好に保つことができるほか、部品点数を著しく減らすことができる効果がある。 In the present invention, the entire converter and a part of the booster are accommodated in the cylinder, one end of the cylinder is fixed to the support of the booster, and a through hole is formed in the support of the booster. By adopting a structure that supplies cooling air from the end side, it is possible to reliably cool the three elements of the converter, booster, and horn with a simple structure, and to maintain good welding quality. There is an effect that the score can be remarkably reduced.
以下、本発明に係る超音波溶着システム冷却装置の実施の形態の一例を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of an ultrasonic welding system cooling device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1ないし図4は、本発明に係る超音波溶着システム冷却装置を示す図である。これらの図を参照してまず超音波溶着システムの一例の概要について説明する。 1 to 4 are views showing an ultrasonic welding system cooling apparatus according to the present invention. First, an outline of an example of an ultrasonic welding system will be described with reference to these drawings.
これらの図において、ロータリ超音波溶着システム1は、超音波電気信号を超音波振動に変換するコンバータ3と、前記コンバータ3からの超音波振動を増幅するブースタ5と、前記ブースタ5からの超音波振動を溶着作用面7aに伝達するホーン7とを備えている。
In these drawings, a rotary
前記ホーン7は円板形状部分7bを備え、この円板形状部分7bの外周縁部が溶着作用面7aとなっている。この溶着作用面7aと、図示しない回転型アンビルとの間に被溶着物を配置して超音波溶着を行う。
The
また、符号5aは支持体であり、この支持体5aは、ブースタ5上に発生する超音波定在波のゼロ点位置に形成したものである。また、前記支持体5aは、ブースタ5の中心軸に対して直角方向に放射状に円板状に形成したものである。
次に、超音波溶着システム冷却装置2について説明する。
Next, the ultrasonic welding
この超音波溶着システム冷却装置2は、大別して、筒体4と、支持体5aに穿設された透孔6,6,・・・と、冷却空気供給装置8とから構成される。
The ultrasonic welding
この超音波溶着システム冷却装置2において、前記筒体4は、所定長さ及び所定断面積を有し、前記コンバータ3と前記ブースタの一部を収容できる構造としたものである。
In the ultrasonic welding
前記筒体4の所定長さLaは、前記コンバータ3の全てを収容でき、かつ前記コンバータ3と前記ブースタ5の接続部から前記ブースタ5の前記支持体5aまでを収容できる長さ以上に形成したものである。すなわち、前記筒体4の長さLaは、前記コンバータ3の長さLbと、前記ブースタ5に係る長さLcとを加えた長さより長く形成されている。
The predetermined length La of the
前記筒体4の内周面側の所定の断面積Saは、前記コンバータ3の外径あるいはブースタ5の外径のどちらか外径の大きいものの断面積Sbより一定以上大きく、前記コンバータ3あるいはブースタ5の外周面と、前記筒体4の内周面との間に空間(間隙D)が形成されるように構成されている。
The predetermined cross-sectional area Sa on the inner peripheral surface side of the
また、前記筒体4の一端面には、ねじ止め可能にねじ穴4aが形成されている。前記筒体4の他端面は閉じていて、前記筒体4の他端面の一部に設けた取付孔が冷却空気供給装置8に連通されている。
Further, a
前記ブースタ5には前述したように支持体5aが設けられている。前記支持体5aは、前記ブースタ5の中心軸Oに対して放射状にかつ直角に前記中心軸Oに対して円形の壁面が形成されている。
The
前記支持体5aの壁には、図4に示すように、前記ブースタ5の中心軸Oの方向に、中心軸Oから一定距離の位置に透孔6,6,・・・が穿設されている。また、同様に、支持体5aの壁には、図4に示すように、中心軸Oから前記透孔6,6,・・・の外側の位置に前記筒体4を固定するねじ孔10が前記ブースタ5の中心軸Oの方向に穿設されている。前記筒体4は、ねじ孔10及びねじ孔4aを介してねじ止めされることにより、前記支持体5aの壁に固定されている。
As shown in FIG. 4, through
前記筒体4の一端面は、図1及び図2に示すように、前記コンバータ3と前記ブースタ5の一部を収容した状態で前記支持体5aに固定され、前記筒体4の他端面は図2に示すように冷却空気供給装置8に連通されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, one end surface of the
このような超音波溶着システム冷却装置2は、前記コンバータ3、前記ブースタ5及びホーン7の全てに冷却空気が供給できるような構造としたものである。
Such an ultrasonic welding
このような超音波溶着システム冷却装置2によれば、次のように作用する。図2において、冷却空気供給装置8から図の矢印A1に示すように冷却空気が前記筒体4の他端面側に供給される。
According to such an ultrasonic welding
すると、冷却空気は、図の矢印A2に示すように、前記筒体4の内周面と前記コンバータ3や前記ブースタ5の外周面との間の空間を通り、前記コンバータ3と前記ブースタ5を冷却する。
Then, the cooling air passes through the space between the inner peripheral surface of the
その冷却後の空気は、支持体5aの透孔6,6,・・・から図の矢印A3に示すように流れてホーン7及び溶着作用面7aを冷却する。
The cooled air flows from the through
これにより、冷却空気が、前記コンバータ3、前記ブースタ5及びホーン7の全てに接触し、前記コンバータ3、前記ブースタ5及びホーン7を冷却することができる。
Thereby, the cooling air contacts all of the
図5は、本発明の超音波溶着システム冷却装置による冷却効果を従来の超音波溶着システム冷却装置の冷却効果とともに記載した特性図である。図5において、横軸は時間[分]を、縦軸は温度変化[℃]を、それぞれとったものである。◆印が従来装置による温度変化を示し、●印が本発明に係る超音波溶着システム冷却装置による温度変化を示したものである。 FIG. 5 is a characteristic diagram illustrating the cooling effect of the ultrasonic welding system cooling device of the present invention together with the cooling effect of the conventional ultrasonic welding system cooling device. In FIG. 5, the horizontal axis represents time [minute], and the vertical axis represents temperature change [° C.]. The asterisk indicates the temperature change due to the conventional apparatus, and the ◯ mark indicates the temperature change due to the ultrasonic welding system cooling apparatus according to the present invention.
従来装置の冷却では時間と共に温度が上昇してゆくが、本発明に係る超音波溶着システム冷却装置によれば20分程度は従来装置と同様な温度上昇特性を示すが、それ以降では温度が低下し、冷却効果が発揮されていることがわかる。 In the cooling of the conventional apparatus, the temperature rises with time, but the ultrasonic welding system cooling apparatus according to the present invention shows a temperature increase characteristic similar to that of the conventional apparatus for about 20 minutes, but after that the temperature decreases. It can be seen that the cooling effect is exhibited.
本発明に係る超音波溶着システム冷却装置2では、前記コンバータ3の全部及びブースタ5の一部を筒体4内に収納し、前記筒体4の一端をブースタ5の支持体5aに固定しかつブースタ5の支持体5aに透孔6,6,・・・を穿設し、前記筒体4の他端側から冷却空気を供給できるようにしたので、コンバータ3、ブースタ5及びホーン7の全てを冷却できる。
In the ultrasonic welding
また、本発明に係る超音波溶着システム冷却装置2では、前記筒体4を単に設けたこと、前記筒体4を前記ブースタ5の支持体5aに固定して支持体5aに透孔6,6,・・・を設けるという簡単な構造構成でもってコンバータ、ブースタ及びホーンを冷却できるほか、単に筒体4を設けただけなので、部品点数を著しく減らすことができる。
In the ultrasonic welding
1 ロータリ超音波溶着システム
2 超音波溶着システム冷却装置
3 コンバータ
4 筒体
5 ブースタ
6 透孔
7 ホーン
7a 溶着作用面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
所定長さ及び所定断面積を有し、前記コンバータと前記ブースタの一部を収容できる筒体と、
前記ブースタに設けられ前記ブースタの中心軸に対して放射状に設けられた支持体とを備え、
前記筒体の一端面は前記コンバータと前記ブースタの一部を収容した状態で前記支持体に固定されていて、前記筒体の他端面は冷却空気供給装置に連通されており、
かつ前記支持体には前記ブースタの軸方向に透孔が穿設されているものであることを特徴とする超音波溶着システム冷却装置。 An ultrasonic welding system comprising a converter that converts ultrasonic electric signals into ultrasonic vibration, a booster that amplifies ultrasonic vibration from the converter, and a horn that applies ultrasonic vibration from the booster to a welding surface. There,
A cylindrical body having a predetermined length and a predetermined cross-sectional area and capable of accommodating a part of the converter and the booster;
A support provided on the booster and provided radially with respect to the central axis of the booster;
One end surface of the cylindrical body is fixed to the support body in a state where a part of the converter and the booster is accommodated, and the other end surface of the cylindrical body is communicated with a cooling air supply device,
The ultrasonic welding system cooling device according to claim 1, wherein a through hole is formed in the support in the axial direction of the booster.
The predetermined cross-sectional area of the cylindrical body is larger than a predetermined cross-sectional area of the converter or the booster, and a space is formed between the outer peripheral surface of the converter or the booster and the inner peripheral surface of the cylindrical body. The ultrasonic welding system cooling device according to claim 1.
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CN112453680A (en) * | 2020-11-18 | 2021-03-09 | 上海骄成机电设备有限公司 | Ultrasonic welding device |
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- 2018-04-10 JP JP2018075115A patent/JP2019181508A/en active Pending
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