JP2984225B2 - 超音波溶接装置 - Google Patents
超音波溶接装置Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、重ね合わせた金
属あるいは樹脂材等の超音波接合可能な部材に超音波振
動を付与してそれらの部材を接合する超音波接合技術の
分野に属するものである。
属あるいは樹脂材等の超音波接合可能な部材に超音波振
動を付与してそれらの部材を接合する超音波接合技術の
分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば図７に示すような超音波溶
接装置Ａが知られている。
接装置Ａが知られている。
【０００３】この装置Ａにあっては、アンビルＢ上に載
置した加工材Ｗに超音波振動を付与するホーンＣは、そ
の突子Ｃ’を支持筒Ｄに連結したダイヤフラム型共振板
Ｅの透孔Ｅ’に貫通させ、支持筒Ｄ内に配置したブース
ターＦに連結されており、又、ブースターＦの突子Ｆ’
を他のダイヤフラム型共振板Ｅの透孔Ｅ’に貫通させ、
コンバータＧに連結された構成である（公知技術）。
置した加工材Ｗに超音波振動を付与するホーンＣは、そ
の突子Ｃ’を支持筒Ｄに連結したダイヤフラム型共振板
Ｅの透孔Ｅ’に貫通させ、支持筒Ｄ内に配置したブース
ターＦに連結されており、又、ブースターＦの突子Ｆ’
を他のダイヤフラム型共振板Ｅの透孔Ｅ’に貫通させ、
コンバータＧに連結された構成である（公知技術）。
【０００４】又、ホーンＣの先端位置において加工材Ｗ
に高加圧力を付与するためにホーンＣ自体の最小振巾点
（ノーダルポイント）位置において加工材Ｗを加圧する
ように配置する手法も想定される（周知技術）。
に高加圧力を付与するためにホーンＣ自体の最小振巾点
（ノーダルポイント）位置において加工材Ｗを加圧する
ように配置する手法も想定される（周知技術）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記の公知技術の装置
Ａにあっても、片持状に支持されたホーンＣに超音波振
動を発生させつつ加工材Ｗを加圧して溶接処理させるこ
とに格別の支障は存しないが、尚改善すべき課題点が残
されている。
Ａにあっても、片持状に支持されたホーンＣに超音波振
動を発生させつつ加工材Ｗを加圧して溶接処理させるこ
とに格別の支障は存しないが、尚改善すべき課題点が残
されている。
【０００６】即ち、図７に示すように加工材Ｗを溶接処
理する際には、矢印（Ｘ）方向の加圧力を付与すること
が望ましいが、この場合アンビルＢによる反力により、
却ってホーンＣに矢印（Ｙ）方向に撓みが発生するおそ
れがあるため、加圧力が制限され、結果的に加工材の厚
みや面積において制限が与えられることとなるという不
具合があった。
理する際には、矢印（Ｘ）方向の加圧力を付与すること
が望ましいが、この場合アンビルＢによる反力により、
却ってホーンＣに矢印（Ｙ）方向に撓みが発生するおそ
れがあるため、加圧力が制限され、結果的に加工材の厚
みや面積において制限が与えられることとなるという不
具合があった。
【０００７】前記の周知技術にあっては、振動するホー
ンＣ自体の伸縮に起因して連結手段の各部において発熱
や磨損が発生することとなり、頻繁な保守点検が必要と
なるばかりでなく故障の原因となるおそれがあって実用
性が疑問視されていた。
ンＣ自体の伸縮に起因して連結手段の各部において発熱
や磨損が発生することとなり、頻繁な保守点検が必要と
なるばかりでなく故障の原因となるおそれがあって実用
性が疑問視されていた。
【０００８】この発明が解決しようとする第１の課題
は、前記の如きホーンの撓み現象の発生を未然防止して
加工材の厚みや面積の点での制限を大巾に低減して高品
質の溶接処理を可能としたものを提供することである。
は、前記の如きホーンの撓み現象の発生を未然防止して
加工材の厚みや面積の点での制限を大巾に低減して高品
質の溶接処理を可能としたものを提供することである。
【０００９】この発明が解決しようとする第２の課題
は、構造が簡素で低コストで製造しうる優れたものを提
供することである。
は、構造が簡素で低コストで製造しうる優れたものを提
供することである。
【００１０】この発明が解決しようとする第３の課題
は、加圧治具における加圧子が安定的に連結されていて
メンテナンスフリーであって実用性が高いものを提供す
ることである。
は、加圧治具における加圧子が安定的に連結されていて
メンテナンスフリーであって実用性が高いものを提供す
ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する具
体的な対応手段は次の通りである。
体的な対応手段は次の通りである。
【００１２】(1) 重ね合わせて支持された金属もしくは
樹脂材料などの加工材に対して加圧力と共に超音波振動
を付与して溶接処理を行う装置であって、ホーンを加圧
する加圧治具の加圧子を、ホーンの共振周波数と同等程
度の周波数で共振され、撓み振動をなしうる振動共振体
となし、その最大振巾点においてホーンのノーダルポイ
ントを加圧するよう構成した超音波溶接装置。
樹脂材料などの加工材に対して加圧力と共に超音波振動
を付与して溶接処理を行う装置であって、ホーンを加圧
する加圧治具の加圧子を、ホーンの共振周波数と同等程
度の周波数で共振され、撓み振動をなしうる振動共振体
となし、その最大振巾点においてホーンのノーダルポイ
ントを加圧するよう構成した超音波溶接装置。
【００１３】(2) 前記加圧子におけるノーダルポイント
においてネジにより加圧子を加圧治具に連結してなる前
記(1) 記載の超音波溶接装置。
においてネジにより加圧子を加圧治具に連結してなる前
記(1) 記載の超音波溶接装置。
【００１４】
（実施の形態１）図１〜図３に示す実施の形態１の超音
波溶接装置にあっては、固定状の支持台１０上に起伏点
（Ｐ1 ）を支点として起伏自在に連設したそれ自体が振
動体を構成する可動ハウジング１１内には、コンバータ
１３とこれに連結されたブースター１２とを配設してお
り、このブースター１２の他側に片持状にホーン１４を
連結したものであって、可動ハウジング１１から突出し
たホーン１４の外端部の振動子１４’を前記支持台１０
に高さ調整可能に連設したアンビル１５に対向させたも
のである。
波溶接装置にあっては、固定状の支持台１０上に起伏点
（Ｐ1 ）を支点として起伏自在に連設したそれ自体が振
動体を構成する可動ハウジング１１内には、コンバータ
１３とこれに連結されたブースター１２とを配設してお
り、このブースター１２の他側に片持状にホーン１４を
連結したものであって、可動ハウジング１１から突出し
たホーン１４の外端部の振動子１４’を前記支持台１０
に高さ調整可能に連設したアンビル１５に対向させたも
のである。
【００１５】又、可動ハウジング１１上には、図４に示
すように第１のネジ１６によって加圧治具１７を片持状
に連結し、この加圧治具１７の自由端を前記ホーン１４
上に臨ませ、この加圧治具１７の自由端の下面には、第
２のネジ１８によって加圧子１９を垂設しており、その
隆条部２０を前記ホーン１４に当接させたものであっ
て、加圧治具１７と加圧子１９とは一体状であって、そ
れ自体がホーン１４の共振周波数と同等の撓み振動共振
体を構成したものであり、特に図５に示すように加圧子
１９のノーダルポイント位置（Ｐ2 ）に前記第２のネジ
１８を配置すると共に、ノーダルポイント（Ｐ2 ）の中
間位置における最大振巾点（Ｐ3 ）において隆条部２０
がホーン１４に圧接されるように構成されている。
すように第１のネジ１６によって加圧治具１７を片持状
に連結し、この加圧治具１７の自由端を前記ホーン１４
上に臨ませ、この加圧治具１７の自由端の下面には、第
２のネジ１８によって加圧子１９を垂設しており、その
隆条部２０を前記ホーン１４に当接させたものであっ
て、加圧治具１７と加圧子１９とは一体状であって、そ
れ自体がホーン１４の共振周波数と同等の撓み振動共振
体を構成したものであり、特に図５に示すように加圧子
１９のノーダルポイント位置（Ｐ2 ）に前記第２のネジ
１８を配置すると共に、ノーダルポイント（Ｐ2 ）の中
間位置における最大振巾点（Ｐ3 ）において隆条部２０
がホーン１４に圧接されるように構成されている。
【００１６】尚、図中２１は、ネジ手段によるアンビル
１５の高さ調整具であって、ガイドレール２２内で昇降
可能としたアンビル１５を調整ネジ２３によって支持台
１０に対して位置変更可能としたものである。
１５の高さ調整具であって、ガイドレール２２内で昇降
可能としたアンビル１５を調整ネジ２３によって支持台
１０に対して位置変更可能としたものである。
【００１７】次に、この超音波溶接装置１の使用法につ
いてみれば、予め加工材Ｗの厚みに応じて調整具２１に
よってアンビル１５の高さを調整した後にコンバータ１
３及びブースター１２を起動させてホーン１４を振動さ
せつつ起伏点（Ｐ1 ）を支点として可動ハウジング１１
を反時計方向（図１）に旋回させて加工材Ｗに振動子１
４’を当接させて加工材Ｗに振動と加圧力を付与してア
ンビル１５上で溶接処理を行うものであるが、この際ア
ンビル１５の反力によるホーン１４の時計方向への撓み
は加圧治具１９の加圧子２０が片持状のホーン１４を反
時計方向に付勢するものであり、加圧治具１９並びに加
圧子２０は一体状であって、それ自体がホーン１４と同
等の撓み振動共振体を構成しているので、その径方向最
大振巾点（Ｐ3 ）においてホーン１４のノーダルポイン
トを加圧することとなるからエネルギー損失が低減され
た状態で高い加圧力により効果的に超音波溶接処理をな
しうるものである。
いてみれば、予め加工材Ｗの厚みに応じて調整具２１に
よってアンビル１５の高さを調整した後にコンバータ１
３及びブースター１２を起動させてホーン１４を振動さ
せつつ起伏点（Ｐ1 ）を支点として可動ハウジング１１
を反時計方向（図１）に旋回させて加工材Ｗに振動子１
４’を当接させて加工材Ｗに振動と加圧力を付与してア
ンビル１５上で溶接処理を行うものであるが、この際ア
ンビル１５の反力によるホーン１４の時計方向への撓み
は加圧治具１９の加圧子２０が片持状のホーン１４を反
時計方向に付勢するものであり、加圧治具１９並びに加
圧子２０は一体状であって、それ自体がホーン１４と同
等の撓み振動共振体を構成しているので、その径方向最
大振巾点（Ｐ3 ）においてホーン１４のノーダルポイン
トを加圧することとなるからエネルギー損失が低減され
た状態で高い加圧力により効果的に超音波溶接処理をな
しうるものである。
【００１８】又、第２のネジ１８については、ノーダル
ポイント（Ｐ2 ）において加圧治具１７と加圧子１９を
連結しているため振動による緩みが発生するおそれがな
く、安全性の高いものであるといえる。
ポイント（Ｐ2 ）において加圧治具１７と加圧子１９を
連結しているため振動による緩みが発生するおそれがな
く、安全性の高いものであるといえる。
【００１９】（実施の形態２）図６には、実施の形態２
のものが示されているが、図５に示すものとの相違する
点は、ホーン１４Ａが長方形状であって、加圧治具１７
Ａに垂設した加圧子１９Ａの２個の隆条部１９Ａ’によ
り最大振巾点（Ｐ3 ）において、ホーン１４Ａを加圧す
るように構成したものであって、それ以外の点では実施
の形態１のものと共通しているので説明を省略する。
のものが示されているが、図５に示すものとの相違する
点は、ホーン１４Ａが長方形状であって、加圧治具１７
Ａに垂設した加圧子１９Ａの２個の隆条部１９Ａ’によ
り最大振巾点（Ｐ3 ）において、ホーン１４Ａを加圧す
るように構成したものであって、それ以外の点では実施
の形態１のものと共通しているので説明を省略する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したこの発明によってもたらさ
れる特有の効果は、次の通りである。
れる特有の効果は、次の通りである。
【００２１】 加圧手段による振動手段の撓みの発生
を未然防止して高い加圧力を付与して溶接処理しうるも
のであるから、厚みや面積の大きい加工材についても低
エネルギー状態で効果的に溶接処理しうるものでる。
を未然防止して高い加圧力を付与して溶接処理しうるも
のであるから、厚みや面積の大きい加工材についても低
エネルギー状態で効果的に溶接処理しうるものでる。
【００２２】 加圧力を高めて溶接処理しうるので発
振能力が比較的低レベルの発振器を採用しても高品質の
溶接処理をしうるものである。
振能力が比較的低レベルの発振器を採用しても高品質の
溶接処理をしうるものである。
【００２３】 振動手段にホーンの加圧手段を連設す
るだけでよいから、構造の複雑化は回避出来ることとな
り、簡素な構成のものであって、加圧手段が安定的に取
り付けられていて保守作業が容易になるものである。
るだけでよいから、構造の複雑化は回避出来ることとな
り、簡素な構成のものであって、加圧手段が安定的に取
り付けられていて保守作業が容易になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の超音波溶接装置の側
面図。
面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】図１の正面図。
【図４】図１の要部の側面図。
【図５】図２の一部正面図。
【図６】この発明の実施の形態２の超音波溶接装置にお
ける要部の一部正面図。
ける要部の一部正面図。
【図７】従来技術の組立図。
１ 超音波溶接装置 １４、１４Ａ ホーン １７、１７Ａ 加圧治具 １８ 第２のネジ １９、１９Ａ 加圧子
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−253869（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−276068（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−19877（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−117815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−94591（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−44872（ＪＰ，Ａ) 実公 昭60−10707（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 65/08 B23K 20/10
Claims (2)
- 【請求項１】 重ね合わせて支持された金属もしくは樹
脂材料などの加工材に対して加圧力と共に超音波振動を
付与して溶接処理を行う装置であって、ホーンを加圧す
る加圧治具の加圧子を、ホーンの共振周波数と同等程度
の周波数で共振され、撓み振動をなしうる振動共振体と
なし、その最大振巾点においてホーンのノーダルポイン
トを加圧するよう構成した超音波溶接装置。 - 【請求項２】 前記加圧子におけるノーダルポイントに
おいてネジにより加圧子を加圧治具に連結してなる請求
項１記載の超音波溶接装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9023115A JP2984225B2 (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 超音波溶接装置 |
| TW087110816A TW412453B (en) | 1997-01-23 | 1998-07-03 | Ultrasonic welding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9023115A JP2984225B2 (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 超音波溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202752A JPH10202752A (ja) | 1998-08-04 |
| JP2984225B2 true JP2984225B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=12101497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9023115A Expired - Lifetime JP2984225B2 (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 超音波溶接装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984225B2 (ja) |
| TW (1) | TW412453B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10307968B2 (en) | 2015-08-06 | 2019-06-04 | Branson Ultrasonics Corporation | Holding structure of an ultrasonic vibration transmission mechanism |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3466175B2 (ja) * | 2001-12-03 | 2003-11-10 | 三島 大二 | 超音波振動ホーン |
| DE10349380B3 (de) * | 2003-10-21 | 2005-06-02 | Schunk Ultraschalltechnik Gmbh | Werkzeug für eine Ultraschallschweißvorrichtung |
| JP4743405B2 (ja) * | 2005-10-13 | 2011-08-10 | 精電舎電子工業株式会社 | 超音波加工用工具ホーン |
| US8082966B2 (en) * | 2010-03-12 | 2011-12-27 | Edison Welding Institute, Inc. | System for enhancing sonotrode performance in ultrasonic additive manufacturing applications |
| JP6357667B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2018-07-18 | 精電舎電子工業株式会社 | 超音波接合装置 |
| JP6211976B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2017-10-11 | ブランソン・ウルトラソニックス・コーポレーション | 超音波溶接装置 |
| CN108340585A (zh) * | 2018-04-29 | 2018-07-31 | 芜湖新宝超声波设备有限公司 | 汽车内饰板超声波焊接流水线的胎膜结构 |
-
1997
- 1997-01-23 JP JP9023115A patent/JP2984225B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-07-03 TW TW087110816A patent/TW412453B/zh active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10307968B2 (en) | 2015-08-06 | 2019-06-04 | Branson Ultrasonics Corporation | Holding structure of an ultrasonic vibration transmission mechanism |
| DE112016007605B4 (de) | 2015-08-06 | 2024-02-01 | Branson Ultrasonics Corp. | Haltestruktur eines Ultraschallschwingung-Übertragungsmechanismus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW412453B (en) | 2000-11-21 |
| JPH10202752A (ja) | 1998-08-04 |
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