JP3479035B2 - 超音波溶着装置 - Google Patents

超音波溶着装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動子が発
する振動を増幅するホーン部と、被溶着物に対する挟持
体とで前記被溶着物を挟持可能に構成し、前記挟持体
は、挟持位置と非挟持位置とに位置変更自在な支持部材
に、前記被溶着物に対する挟持部材を挟持方向で連結し
て構成してある超音波溶着装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】内容物を収納した被溶着物としての薄肉
の樹脂製容器などの開口縁部を部分的に固着したり、被
溶着物としての袋体の入口全体を封緘したりするのに、
超音波を利用した上記の超音波溶着装置がその手軽さか
ら広く利用されている。 【０００３】従来、上記の超音波溶着装置は、Ｌ字形の
挟持部材（一般に「アンビル」と呼ばれている）の取り
付け座を支持部材の先端部に直接当てつけて挟持方向で
ボルト固定してあった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成によれ
ば、Ｌ字形の挟持部材の取り付け座を支持部材の先端部
に直接当てつけて挟持方向でボルト固定してあったため
に、ホーン部の加工面（被溶着物に当てつける面）に対
する挟持部材の挟持面の挟持時の姿勢が一定の姿勢に決
まってしまっていた。 【０００５】その結果、挟持部材やその周りの部品に組
み付け誤差や加工誤差があった場合、前記加工面に対す
る挟持部材の挟持面の挟持時の姿勢が傾いた姿勢になり
やすく、挟持面の一部でのみ挟持圧が高くなるといった
ように挟持圧にむらが生じて、融着が不十分になること
があった。 【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、融着を良好に行うことができるように
する点にある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】請求項１による発明の構
成・作用・効果は次の通りである。 【０００８】［構成］冒頭に記載した超音波溶着装置に
おいて、前記挟持部材を支持部材にボルト連結するとと
もに、前記挟持部材と支持部材との間に丸リング状の波
形座金を介在させ、この波形座金のボルト挿通孔に前記
ボルトを挿通させてある。 【０００９】［作用］挟持方向で連結してある挟持部材
と支持部材との間に緩衝材を介在させてあるから、挟持
部材やその周りの部品に組み付け誤差や加工誤差があっ
ても、挟持に伴ってホーン部の加工面（被溶着物に当て
つける面）に対して挟持部材の挟持面の姿勢が変更され
て、前記加工面に対して挟持部材の挟持面の姿勢が所望
の姿勢、すなわち加工面に対して平行な姿勢に収まりや
すくなり、挟持面の全面にわたって挟持圧を均一化しや
すくすることができる。更に、前記挟持部材を支持部材
にボルト連結するとともに、前記緩衝材を波形座金で構
成してあるから、緩衝材に要するコストを低廉化でき
る。 【００１０】［効果］従って、挟持部材の挟持面の姿勢
が加工面に対して平行な姿勢に収まりやすくなり、挟持
面の全面にわたって挟持圧を均一化しやすくすることが
できるから、融着を良好に行うことができるようにな
り、更に、製作コストを低廉化することができた。 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に超音波溶着装置Ａを示して
ある。この超音波溶着装置Ａは、各種熱可塑性樹脂など
の被溶着物を溶着する機能を備えた溶着部１と、超音波
を所定時間発生させるための超音波発振機能を備えた電
源制御部２とから成る。 【００１６】前記溶着部１は、溶着部本体に把持部１ａ
とヘッド部１ｂを設け、ヘッド部１ｂに超音波振動子３
を設けるとともに、超音波振動子３が発する振動を増幅
するホーン部６と、被溶着物に対する挟持体９とを設け
て、ホーン部６と挟持体９とで被溶着物を挟持可能に構
成してある。そして、挟持体９に対する手操作用のレバ
ー部５と、電源制御部２に接続するリード線Ｌ等を設け
てある。 【００１７】図２にも示すように前記挟持体９は、挟持
位置と非挟持位置とに位置変更自在な断面コの字状のア
ンビルバー１０（支持部材に相当）の先端部に、Ｌ形の
アンビル８（挟持部材に相当）の取り付け座８Ａを挟持
方向でボルト７によって連結し、アンビル８の取り付け
座８Ａとアンビルバー１０（支持部材に相当）の先端部
との間に波形座金１３（緩衝材に相当）を介在させて構
成してある。 【００１８】詳しくは、前記ボルト７は、アンビルバー
１０の先端部の背面側から、丸リング状の座金１４のボ
ルト挿通孔と前記先端部側のボルト挿通孔とに挿通させ
るとともに、波形座金１３のボルト挿通孔に挿通させ、
アンビル８の取り付け座８Ａに形成した雌ねじ部に螺合
してある。 【００１９】前記波形座金１３はバネ用鋼から成り、図
３に示すように、環状の薄板に波状に凹凸を付けて圧縮
に対する特性を備えさせた座金で、内径ｄが４．３ｍ
ｍ、外径Ｄが８ｍｍ、板厚ｔが０．１５ｍｍ、自由高さ
Ｈが０．６ｍｍである。前記アンビル８の挟持面は三角
波形の凹凸状に形成してある（図４参照）。 【００２０】前記挟持体９は、通常、被溶着物を挟持し
易くするため、板バネ（図示せず）によって開口状態に
なるよう付勢されているが、被溶着物を所定位置に配置
した後、把持部１ａとレバー部５とを片手で握ると、ホ
ーン部６とアンビル８が被溶着物を挟持するようになっ
ている。 【００２１】図１はバネの付勢力に抗して把持部１ａと
レバー部５とを接近させた状態を示すものである。把持
部１ａとレバー部５とを片手で握ることにより被溶着物
を挟持完了すると、溶着部１内のリミットスイッチ（図
示せず）が作用して通電されるようになっており、把持
部１ａとレバー部５との把持力を緩めて、レバー部５を
下げるとリミットスイッチが非作用状態になって、通電
が遮断されるようになっている。 【００２２】符号１２は、作業場壁面などに設けられた
吊り下げフック（図示略）に引っ掛ける引っ掛け部であ
る。 【００２３】前記被溶着物の挟持方法は次の通りであ
る。把持部１ａとレバー部５を片手で握り、バネの付勢
力に抗して両者を接近させる。これにより、レバー部５
がその支点５ａ周りに上昇揺動し、支点５ａから少し離
れた位置に図１の紙面に対して垂直方向に差し渡されて
いる棒状ピン５ｂがアンビルバー１０を押し上げる。 【００２４】つまり、このアンビルバー１０はその支点
１０ａ周りに押し上げられ、アンビル８を押し上げて、
アンビル８をホーン部６の加工面６ａ（図１参照）に接
近させる。このようにして被溶着物を挟持する。 【００２５】前記電源制御部２は、スイッチ部２ａと、
溶着部１のリード線Ｌと接続可能なアウトプット部２ｂ
と、タイマー機構２ｃと、外部ＡＣ電源と接続するコー
ド線２ｄ等とから成る。このようにタイマー機構２ｃを
備えていることにより、被溶着物Ｂの材質、形状などに
応じて加工時間を変化させ、常に最適な溶着状態を達成
できるようになっている。 【００２６】次に、上記超音波溶着装置Ａを用いて被溶
着物Ｂを溶着する方法について説明する。予め被溶着物
Ｂ（図２参照）の材質、形状などにより溶着時間を、電
源制御部２のタイマー機構２ｃを用いて設定する。スイ
ッチ部２ａをＯＮにした後、ホーン部６とアンビル８の
間に被溶着物Ｂを挿入し、レバー部５と把持部１ａとを
片手で把持する。 【００２７】これにより、アンビル８がホーン部６の加
工面６ａに接近し、被溶着物Ｂが挟持される（図２，図
４（ａ），図４（ｂ）参照）。この状態で、レバー部５
と把持部１ａとを片手で把持するだけでよい。 【００２８】上記構造によれば、アンビル８とアンビル
バー１０との間に波形座金１３を介在させてあるから、
アンビル８やその周りの部品に組み付け誤差や加工誤差
があっても、挟持に伴ってホーン部６の加工面６ａに対
してアンビル８の挟持凹凸面の姿勢が変更されて、前記
加工面６ａに対してアンビル８の挟持凹凸面の姿勢が所
望の姿勢、すなわち、各凸面の頂点を結んだ仮想線が、
加工面６ａに対して平行な姿勢に収まりやすくなり、挟
持凹凸面の全面にわたって挟持圧を均一化しやすくする
ことができる。 【００２９】〔別実施形態〕図５に示すように、前記波
形座金１３は環状の薄板の表面を凹凸に形成したもので
あってもよい。同図に示す波形座金１３は、内径ｄが
４．３ｍｍ、外径Ｄが８ｍｍ、板厚ｔが０．２ｍｍ、自
由高さＨが１．５ｍｍである。 【００３０】本発明に適用できる被溶着物としては、Ａ
−ＰＥＴ（非晶質ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶ
Ｃ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＯＰ
Ｓ（延伸ポリスチレン）等の各種樹脂製容器・袋体など
のみならず、樹脂製のリボン、シート製品など、超音波
溶着可能な各種材質のものを挙げることができる。 【００３１】
【図面の簡単な説明】 【図１】超音波溶着装置の全体構成を示す一部切欠き正
面図 【図２】超音波溶着装置の使用状態を示す図 【図３】波形座金を示す図 【図４】超音波溶着装置の使用方法を示す図 【図５】別実施形態を示す図 【符号の説明】 ３ 超音波振動子 ６ ホーン部 ８ 挟持部材 ９ 挟持体 １０ 支持部材 １３ 緩衝材 Ｂ 被溶着物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 65/00 - 65/82 B23K 20/10 B65B 51/00 - 51/32

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 超音波振動子が発する振動を増幅するホ
    ーン部と、被溶着物に対する挟持体とで前記被溶着物を
    挟持可能に構成し、前記挟持体は、挟持位置と非挟持位
    置とに位置変更自在な支持部材に、前記被溶着物に対す
    る挟持部材を挟持方向で連結して構成してある超音波溶
    着装置であって、前記挟持部材を支持部材にボルト連結
    するとともに、前記挟持部材と支持部材との間に丸リン
    グ状の波形座金を介在させ、この波形座金のボルト挿通
    孔に前記ボルトを挿通させてある超音波溶着装置。
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