JP3951332B2 - Ultrasonic welding equipment - Google Patents
Ultrasonic welding equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP3951332B2 JP3951332B2 JP01152197A JP1152197A JP3951332B2 JP 3951332 B2 JP3951332 B2 JP 3951332B2 JP 01152197 A JP01152197 A JP 01152197A JP 1152197 A JP1152197 A JP 1152197A JP 3951332 B2 JP3951332 B2 JP 3951332B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- horn
- ultrasonic
- ultrasonic welding
- welding
- welding apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/13—Single flanged joints; Fin-type joints; Single hem joints; Edge joints; Interpenetrating fingered joints; Other specific particular designs of joint cross-sections not provided for in groups B29C66/11 - B29C66/12
- B29C66/137—Beaded-edge joints or bead seals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
- B29C66/21—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being formed by a single dot or dash or by several dots or dashes, i.e. spot joining or spot welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/32—Measures for keeping the burr form under control; Avoiding burr formation; Shaping the burr
- B29C66/324—Avoiding burr formation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/53—Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
- B29C66/534—Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars
- B29C66/5346—Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars said single elements being substantially flat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/61—Joining from or joining on the inside
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
- B29C66/816—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
- B29C66/8161—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps said pressing elements being supported or backed-up by springs or by resilient material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
- B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
- B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
- B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
本願発明は、樹脂製の溶着部材同士を超音波溶着により接合する超音波溶着装置に関するものである。
【従来の技術】
【0003】
図5〜図7には、従来の超音波溶着装置を使用してエアロフォイル形状の中空翼を製造する場合の作業工程を示している。即ち、この中空翼は、予め別体形成された樹脂製の第1翼体41と第2翼体42とを超音波溶着により接合してこれらを一体化して得られるものであって、図5に示すように、上記第1翼体41の表面41a側に設けた棚面43上に、上記第2翼体42を衝合配置し、該第1翼体41の外周壁面44と第2翼体42の内周壁面45とを所定の隙間46をもたせて近接対向させる。この状態で、上記第1翼体41と第2翼体42との衝合部、即ち、上記棚面43に対応する部位の各表面41a,42a側に、超音波溶着装置のホーン40を、その先端面4aが該各表面41a,42aに対向するようにして配置する。
【0004】
しかる後、上記ホーン40を発振器(図示省略)からの超音波によりその軸方向(矢印方向)に超音波振動させながらこれを上記各表面41a,42aに所定の押圧力で押し付ける。すると、上記ホーン40の超音波振動を受けて、先ず、上記第1翼体41の棚面43を含む上記各翼体41,42の衝合部とその周辺部分が摩擦熱によって適度に融解しこの部分において上記各翼体41,42が相互に溶着される。また、上記ホーン40の先端面40aに接触した部分及びその周辺部分においては、摩擦熱によってこれらの部分が適度に融解し、上記ホーン40はそれにかかる押圧力によって融解樹脂を周囲に押し出しながら上記各第1翼体41,42の表面41a,42aからその内部に所定量だけ没入する。このホーン40の没入に伴って、融解樹脂の一部は上記隙間46側に押し込まれて上記棚面43側の融解樹脂と一体化される一方、他の一部は上記ホーン40の外周面40bに沿って上記各翼体41,42の表面41a,42aから上方に筒状に隆起せしめられる。
【0005】
従って、溶着完了後において上記ホーン40を取り除くと、図7に示すように、上記第1翼体41と第2翼体42との接合部には、上記棚面43部分からこれらの表面41a,42aに達し、さらにこれから上方へ筒状に隆起する一連の融解樹脂部50が形成され、この融解樹脂部50によってこれら両者が一体的に接合される。
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、上記融解樹脂部50のうち、上記各翼体41,42の表面41a,42aから隆起した部分は接合加工によって生じたバリ51であって、上記各翼体41,42相互間の接合強度には何等寄与しないのみならず、中空翼の表面の見映えを損ねるとともに、特にこの中空翼を備えた送風ファンにあってはその回転に伴って風切り音の発生源ともなるものであって好ましくない。このため、従来は、上記各翼体41,42の超音波溶着による接合加工後に、上記バリ51を切除するようにしていたが、かかるバリ51の切除加工は超音波接合作業における作業工数の増大につながるものであり、作業コストの低廉化という点においてはかかるバリ51の切除加工を無くすることが必要である。
【0007】
尚、かかるバリ51の発生は、上記各翼体41,42をポリプロピレン等の低融点・低粘度樹脂により構成した場合により顕著である。
【0008】
そこで本願発明は、超音波溶着に伴うバリの発生を未然に且つ確実に防止することでバリの切除加工という事後作業を省略し、もって溶着接合作業の低コスト化を実現し得るようにした超音波溶着装置を提案せんとしてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【0010】
本願の第1の発明にかかる超音波溶着装置では、相互に衝合配置される樹脂製の第1溶着部材と第2溶着部材との衝合部を超音波振動により適度に融解させて溶着するものにおいて、発振器からの超音波を受けてその軸方向に超音波振動するとともにその軸方向の一端に位置する先端面が上記衝合部に対して押圧せしめられるホーンと、上記ホーンの外周面の外側に微小隙間をもってその軸方向へ相対移動可能に嵌挿配置される筒状の変形規制部材と、上記ホーンと変形規制部材との間に配置されて該変形規制部材を上記ホーンに対してその軸方向に弾性支持せしめる弾性支持部材とを備えたことを特徴としている。
【0011】
本願の第2の発明にかかる超音波溶着装置では、上記第1の発明にかかる超音波溶着装置において、上記変形規制部材を木材又は雲母で構成したことを特徴としている。
【0012】
本願の第3の発明にかかる超音波溶着装置では、上記第1又は第2の発明にかかる超音波溶着装置において、上記弾性支持部材をコイルスプリングで構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【0013】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【0014】
(イ) 本願の第1の発明にかかる超音波溶着装置は、相互に衝合配置される樹脂製の第1溶着部材と第2溶着部材との衝合部を超音波振動により適度に融解させて溶着するものにおいて、発振器からの超音波を受けてその軸方向に超音波振動するとともにその軸方向の一端に位置する先端面が上記衝合部に対して押圧せしめられるホーンと、上記ホーンの外周面の外側に微小隙間をもってその軸方向へ相対移動可能に嵌挿配置される筒状の変形規制部材と、上記ホーンと変形規制部材との間に配置されて該変形規制部材を上記ホーンに対してその軸方向に弾性支持せしめる弾性支持部材とを備えている。
【0015】
この発明の超音波溶着装置によれば、上記ホーンを上記発振器からの超音波によってその軸方向に超音波振動させながらその先端面を相互に衝合配置される上記第1溶着部材と第2溶着部材との衝合部に対応する部分にその表面側から押し当てることで、超音波振動に伴う摩擦熱によって該各溶着部材が適度に融解しその融解樹脂部によって該各溶着部材相互が溶着接合される。この場合、上記ホーンは、樹脂の融解に伴ってこの融解樹脂を周囲に押し出しながら該各溶着部材内に適度に没入するが、このホーンによって押し出される融解樹脂のうち、該各溶着部材の表面から隆起方向に移動する融解樹脂は、上記ホーンに対して弾性支持され該ホーン側の超音波振動の影響をほとんど受けない上記変形規制部材によって隆起方向への移動が規制されるとともに該変形規制部材との接触により早期に冷却されて固化することになる。このため、超音波溶着加工の完了後において上記ホーンを上記各溶着部材側から取り除いた状態においては、該ホーンの当接部分に該ホーンによる圧痕が残るだけで該各溶着部材の表面から上方へ筒状に隆起するバリは全く存在しないことになる。
【0016】
従って、この発明の超音波溶着装置によれば、第1溶着部材と第2溶着部材とを、これらの溶着部分にバリを生じさせることなく溶着接合することができるものであり、例えばバリが発生する従来の超音波溶着装置を使用する場合に比して、溶着加工後におけるバリ切除作業が不要となる分だけ溶着作業全体における作業工数の低減が図れるものである。
【0017】
(ロ) 本願の第2の発明にかかる超音波溶着装置によれば、上記第1の発明にかかる超音波溶着装置において、上記変形規制部材を、融解樹脂との融着作用が少なく且つ適度の伝熱性をもつ木材又は雲母で構成しているので、隆起しようとする融解樹脂の押さえ込み作用とその冷却による固化促進とが良好であり、それだけ融解樹脂によるバリの発生をより一層確実に防止できるものである。
【0018】
(ハ) 本願の第3の発明にかかる超音波溶着装置によれば、上記第1又は第2の発明にかかる超音波溶着装置において、上記弾性支持部材をコイルスプリングで構成しているので、上記ホーンと上記変形規制部材との間における振動伝達阻止作用が確実ならしめられ該変形規制部材の振動による樹脂の融解作用が確実に防止されるとともに、該コイルスプリングの伸縮作用により上記融解樹脂に対する上記変形規制部材による押さえ込み作用が適正状態に調整され、これらの相乗作用として融解樹脂によるバリ発生の防止がさらに確実ならしめられるものである。
【発明の実施の形態】
【0019】
以下、本願発明を添付図面に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
図1には、本願発明にかかる後述の超音波溶着装置1を使用して接合される物品の一例として送風ファン用の中空翼10を示している。この中空翼10は、ボス9の外周に所定ピッチで複数個取り付けられて送風ファンを構成するものであって、図1及び図2に示すように次述の第1翼体11と第2翼体12との合体構造とされている。
【0020】
上記第1翼体11は、特許請求の範囲中の「第1溶着部材」に該当するものであって、例えばポリプロピレン等の低融点・低粘度樹脂を使用して予め型成形により形成されている。そして、この第1翼体11は、略台形状の平面形状を有するとともに、その表面11a側には、該表面11aから所定深さに凹入する凹陥部14を備えている。また、この凹陥部14の外周縁部には、次述する第2翼体12の厚さ寸法に略合致する深さ位置に設けられた棚面16と、該棚面16の外周側から表面11aに向けて立ち上がる内周壁面17とが形成されている。
【0021】
上記第2翼体12は、特許請求の範囲中の「第2溶着部材」に該当するものであって、上記第1翼体11と同様に、例えばポリプロピレン等の低融点・低粘度樹脂を使用して予め型成形により形成されている。そして、この第2翼体12は、上記第1翼体11の上記凹陥部14に対してこれを閉蓋する如く嵌合配置されるものであって、該凹陥部14の平面形状に略合致した平面形状をもつ板状体とされている。
【0022】
上記第1翼体11と第2翼体12とは、該第1翼体11における上記凹陥部14の棚面16上に上記第2翼体12の裏面外周部12bを載置し且つ該第1翼体11の内周壁面17と第2翼体12の外周壁面18とをこれらの間に所定の隙間19を持たせた状態で嵌合配置される。尚、この第1翼体11と第2翼体12との嵌合配置状態においては、上記凹陥部14に対応する位置に空間部13が形成される。
【0023】
そして、この第1翼体11と第2翼体12とを相互に嵌合させた状態において、次述する超音波溶着装置1を用いて、図1に示す各溶着接合部15,15,・・のように、これら両者を該第2翼体12の外周に沿って複数位置(この実施形態においては7カ所)で溶着接合してこれらを一体化することで一つの中空翼10が得られるものである。
【0024】
上記超音波溶着装置1は、図3に示すように、超音波振動を発生する発振器3と該発振器3に取り付けられ該発振器3の超音波振動を受けてその軸方向に超音波振動するホーン4とからなる溶着ヘッド部2と、溶着ヘッド部2の作動を制御する制御器5とを備えて構成され、作業者によるフットスイッチ8の操作を受けて溶着作業を行うようになっている。
【0025】
さらに、上記ホーン4には、その先端部の外周側に嵌合された状態で変形規制部材6が配置されている。この変形規制部材6は、木製の短筒体で構成され、その内周面と上記ホーン4の外周面4bとの間に微小空間をもち且つ該ホーン4の外周面4bに沿ってその軸方向(矢印方向)に相対移動可能とされるとともに、該ホーン4に装着されたコイルスプリング7(特許請求の範囲中の「弾性支持部材」に該当する)によって該ホーン4側に弾性支持されている。従って、この変形規制部材6は、上記コイルスプリング7の振動吸収作用によって上記ホーン4の超音波振動に拘わらず可及的に静止状態に保持される。
【0026】
尚、上記変形規制部材6は、自然状態における上記コイルスプリング7によって支持された状態(図3に示す状態)においては、その先端面6aが上記ホーン4の先端面4aよりも所定寸法「S」だけ後退するように該ホーン4に対してその取付位置が相対的に設定されている。そして、上記寸法「S」は、上記各翼体11,12の表面11a,12aに対する上記ホーン4の押圧没入量よりも僅かに小さい寸法に設定されている。
【0027】
次に、上記超音波溶着装置1を使用して上記各翼体11,12を溶着接合する場合における作業状態を説明する。
先ず、図3に示すように、適正状態に衝合せしめられた上記各翼体11,12の各表面11a,12a側における上記隙間19に対応する位置に、その上面側から上記超音波溶着装置1の上記ホーン4を対向配置する。そして、このホーン4を上記発振器3によって超音波振動させながら降下させてその先端面4aを所定の押圧力で上記各翼体11,12の表面11a,12aに接触させる。
【0028】
すると、図4に示すように、相互に接触する部位、即ち、上記第1翼体11の棚面16と上記第2翼体12の裏面外周部12bとの間、及び上記各翼体11,12の表面11a,12aと上記ホーン4の先端面4aとの間に、それぞれ摩擦熱が発生し、これら各部位においてはこの発生摩擦熱を受けて上記各翼体11,12の一部が融解する。
【0029】
そして、上記第1翼体11の棚面16と上記第2翼体12の裏面外周部12bとの間においては、これらの間に生じた融解樹脂によってこれら両者が溶着接合される。
【0030】
一方、上記各翼体11,12の表面11a,12aと上記ホーン4の先端面4aとの間においては、樹脂の融解に伴って上記ホーン4がこれにかかる押圧力により次第にその先端面4aが上記各表面11a,2a側に押し込まれる。この場合、このホーン4の先端面4aの近傍における融解樹脂は、該ホーン4の没入に伴って該ホーン4の外周側へ押し出される作用を受ける。
【0031】
ところが、上記ホーン4の上記各翼体11,12の表面11a,12a側への没入に伴って、該ホーン4の外側に配置された上記変形規制部材6も降下し、その先端面6aが該表面11a,12aに押し付けられている。しかもこの場合、この変形規制部材6は、上記コイルスプリング7により弾性的に支持されていることで上記ホーン4の超音波振動にも拘わらずほとんど振動せず該変形規制部材6の先端面6aに接した樹脂部分に摩擦熱による融解作用を発生させることはなく、逆に上記ホーン4の超音波振動により融解した樹脂に接することでこれを冷却して固化させる作用をなす。これらの相乗作用として、上記ホーン4の上記各翼体11,12の表面11a,12a側への没入に拘わらず、上記融解樹脂の該表面11a,12aからの隆起作用が確実に阻止されることになる。
【0032】
従って、上記ホーン4の没入により押し出し作用を受ける上記融解樹脂は、その全てが上記第1翼体11と第2翼体12との間の隙間19(図3を参照)に充填され、図4に示すように上記第1翼体11と第2翼体12との接合部分には、上記棚面16に対応する部分から没入状態にある上記ホーン4の先端部に対応する部分にかけて融解樹脂部20が形成され、この融解樹脂部20によって上記第1翼体11と第2翼体12とが接合されることになる。
【0033】
溶着接合の完了時点において上記ホーン4を中空翼10側から離脱させると、図2に示すように、上記中空翼10の表面側の溶着接合部15には、上記融解樹脂部20の上端部に上記ホーン4によって形成された圧痕21のみが残り、従来のようなバリ(図7参照)は発生しない。
【0034】
このように、この実施形態の超音波溶着装置によれば、各溶着接合部15,15,・・には、事後的な切除作業を必要とするバリが発生しないので、この切除加工が省略できる分だけ、従来の超音波溶着装置の場合に比して、溶着作業における作業工数を減らせて作業コストの低廉化を図ることが可能となるものである。
【0035】
特に、この実施形態のように送風ファンを構成する中空翼10の製造に適用した場合には、第1翼体11と第2翼体12との溶着接合作業のみによって(換言すれば、バリ切除という事後作業を行わずとも)、風きり音の発生原因となるバリの無い中空翼10を容易に得ることができるので、該送風ファンの機能維持と低コスト化との両立が図れるものである。
【0036】
尚、この実施形態においては、上記中空翼10の製造に上記超音波溶着装置1を使用した場合について説明したが、本願発明の超音波溶着方法及び超音波溶着装置は、その製造対象物に限定されるものではなく、樹脂製部材相互の溶着接合に広く適用できるものである。
【0037】
また、この実施形態においては、上記変形規制部材6を木材で構成しているが、この変形規制部材6は、融解樹脂との融着作用が少なく且つ適度の伝熱性をもつものであれば良く、かかる性状をもつ素材としているが木材の他に「雲母」が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明にかかる超音波溶着装置を用いて製造された中空翼の平面図である。
【図2】 図1のII-II拡大断面図である。
【図3】 本願発明にかかる超音波溶着装置の使用方法の説明図である。
【図4】 図3の状態変化図である。
【図5】 従来の超音波溶着装置の使用方法の説明図である。
【図6】 図5の状態変化図である。
【図7】 従来の超音波溶着装置を使用して接合された溶着接合部分の断面図である。
【符号の説明】
1は超音波溶着装置、2は溶着ヘッド部、3は発振器、4はホーン、5は制御器、6は変形規制部材、7はコイルスプリング、8はフットスイッチ、10は中空翼、11は第1翼体、12は第2翼体、13は空間部、14は凹陥部、15は溶着接合部、16は棚面、17は内周壁面、18は外周壁面、19は隙間、20は融解樹脂部、21は圧痕である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
The present invention welding members together made of resin to ultrasonic soluble wearing location of joining by ultrasonic welding.
[Prior art]
[0003]
The 5-7 shows a working process in the case of producing a hollow blade of aerofoil shape using conventional ultrasonic soluble wearing location. That is, this hollow wing is obtained by joining the
[0004]
Thereafter, the
[0005]
Therefore, when the
[Problems to be solved by the invention]
[0006]
However, in the
[0007]
The generation of
[0008]
Therefore, the present invention eliminates the subsequent work of burr cutting by reliably and reliably preventing the generation of burrs associated with ultrasonic welding, thereby realizing a reduction in the cost of the welding process. It has been made an acoustic soluble wearing location as proposed plugs.
[Means for Solving the Problems]
[0009]
In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem.
[0010]
In the ultrasonic welding apparatus according to the first invention of the present application, the abutting portions of the resin-made first welding member and the second welding member which are arranged to collide with each other are appropriately melted and welded by ultrasonic vibration. A horn that receives ultrasonic waves from an oscillator and ultrasonically vibrates in an axial direction thereof, and a tip surface positioned at one end in the axial direction is pressed against the abutting portion; and an outer peripheral surface of the horn. A cylindrical deformation restricting member that is inserted and arranged so as to be relatively movable in the axial direction with a minute gap on the outside, and is disposed between the horn and the deformation restricting member, and the deformation restricting member is disposed with respect to the horn. An elastic support member that is elastically supported in the axial direction is provided.
[0011]
The ultrasonic welding apparatus according to the second invention of the present application is characterized in that, in the ultrasonic welding apparatus according to the first invention, the deformation regulating member is made of wood or mica.
[0012]
An ultrasonic welding apparatus according to a third invention of the present application is characterized in that, in the ultrasonic welding apparatus according to the first or second invention, the elastic support member is constituted by a coil spring.
【The invention's effect】
[0013]
In the present invention, the following effects can be obtained by adopting such a configuration.
[0014]
(A) In the ultrasonic welding apparatus according to the first invention of the present application, the abutting portion between the resin-made first welding member and the second welding member, which are arranged to collide with each other, is appropriately melted by ultrasonic vibration. A horn that receives ultrasonic waves from an oscillator and ultrasonically vibrates in its axial direction and has a tip surface positioned at one end in the axial direction pressed against the abutting portion; A cylindrical deformation restricting member that is inserted and disposed so as to be relatively movable in the axial direction with a minute gap outside the outer peripheral surface, and is disposed between the horn and the deformation restricting member so that the deformation restricting member is attached to the horn. On the other hand, an elastic support member is provided which is elastically supported in the axial direction.
[0015]
According to the ultrasonic welding apparatus of the present invention, the first welding member and the second welding are arranged such that the tip surfaces of the horn are abutted against each other while being ultrasonically vibrated in the axial direction by the ultrasonic wave from the oscillator. By pressing against the part corresponding to the abutting part with the member from the surface side, each welding member is appropriately melted by the frictional heat accompanying ultrasonic vibration, and each welding member is welded and joined by the molten resin part Is done. In this case, the horn moderately sinks into each welding member while extruding the molten resin to the surroundings as the resin melts, but from the surface of each welding member out of the molten resin extruded by the horn. The molten resin that moves in the bulging direction is elastically supported by the horn and is restricted from moving in the bulging direction by the deformation regulating member that is hardly affected by the ultrasonic vibration on the horn side. It is cooled and solidified at an early stage by the contact. For this reason, in a state where the horn is removed from the side of each welding member after completion of the ultrasonic welding process, the indentation by the horn remains only at the contact portion of the horn, and the upward direction from the surface of each welding member. There will be no burrs protruding in a cylindrical shape.
[0016]
Therefore, according to the ultrasonic welding apparatus of the present invention, the first welding member and the second welding member can be welded and joined without generating burrs at these welded portions, for example, burrs are generated. Compared with the case where the conventional ultrasonic welding apparatus is used, the number of work steps in the entire welding work can be reduced by the amount that the burr cutting work after the welding process becomes unnecessary.
[0017]
(B) According to the ultrasonic welding apparatus according to the second invention of the present application, in the ultrasonic welding apparatus according to the first invention, the deformation restricting member has a low fusion action with the molten resin and is moderate. Because it is composed of wood or mica with heat transfer properties, it has good pressing action of the molten resin to be raised and solidification promotion by cooling, and can more reliably prevent the generation of burrs due to the molten resin. It is.
[0018]
(C) According to the ultrasonic welding apparatus according to the third invention of the present application, in the ultrasonic welding apparatus according to the first or second invention, the elastic support member is constituted by a coil spring. The vibration transmission preventing action between the horn and the deformation restricting member is surely ensured, and the melting action of the resin due to the vibration of the deformation restricting member is surely prevented. The pressing action by the deformation restricting member is adjusted to an appropriate state, and as a synergistic action thereof, the prevention of burrs due to the molten resin is further ensured.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0019]
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
In FIG. 1, a
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Then, in a state where the
[0024]
As shown in FIG. 3, the ultrasonic welding apparatus 1 includes an oscillator 3 that generates ultrasonic vibrations, and a
[0025]
Further, the
[0026]
In the state where the
[0027]
Next, a working state in the case where the
First, as shown in FIG. 3, the ultrasonic welding apparatus from the upper surface side to the position corresponding to the
[0028]
Then, as shown in FIG. 4, the parts that are in contact with each other, that is, between the
[0029]
And between the
[0030]
On the other hand, between the
[0031]
However, as the
[0032]
Therefore, all of the molten resin subjected to the pushing action by the immersion of the
[0033]
When the
[0034]
Thus, according to the ultrasonic welding equipment of this embodiment, the fusion bonded
[0035]
In particular, when applied to the manufacture of the
[0036]
In addition, in this embodiment, although the case where the said ultrasonic welding apparatus 1 was used for manufacture of the said
[0037]
Further, in this embodiment, the
[Brief description of the drawings]
1 is a plan view of a hollow blade manufactured by using an ultrasonic solvent wearing location according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of a method of using the ultrasonic welding apparatus according to the present invention.
4 is a state change diagram of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of using a conventional ultrasonic welding apparatus.
6 is a state change diagram of FIG. 5. FIG.
7 is a cross-sectional view of the conventional joining using ultrasound soluble worn location the welded joint portion.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 is ultrasonic welding apparatus, 2 is a welding head part, 3 is an oscillator, 4 is a horn, 5 is a controller, 6 is a deformation control member, 7 is a coil spring, 8 is a foot switch, 10 is a hollow wing, 11 is the first 1 wing body, 12 a second wing body, 13 a space portion, 14 a recessed portion, 15 a welded joint, 16 a shelf surface, 17 an inner peripheral wall surface, 18 an outer peripheral wall surface, 19 a gap, and 20 a melt The
Claims (3)
発振器からの超音波を受けてその軸方向に超音波振動するとともにその軸方向の一端に位置する先端面が上記衝合部に対して押圧せしめられるホーンと、
上記ホーンの外周面の外側に微小隙間をもってその軸方向へ相対移動可能に嵌挿配置される筒状の変形規制部材と、
上記ホーンと変形規制部材との間に配置されて該変形規制部材を上記ホーンに対してその軸方向に弾性支持せしめる弾性支持部材とを備えたことを特徴とする超音波溶着装置。An ultrasonic welding apparatus for melting and welding the abutting portions of the first welding member and the second welding member made of resin which are arranged to collide with each other by ultrasonic vibration,
A horn that receives ultrasonic waves from an oscillator and ultrasonically vibrates in the axial direction and a tip surface located at one end in the axial direction is pressed against the abutting portion;
A cylindrical deformation regulating member that is fitted and arranged so as to be relatively movable in the axial direction with a minute gap outside the outer peripheral surface of the horn
An ultrasonic welding apparatus comprising: an elastic support member disposed between the horn and the deformation restricting member and elastically supporting the deformation restricting member in the axial direction with respect to the horn.
上記変形規制部材が木材又は雲母で構成されていることを特徴とする超音波溶着装置。 In claim 1 ,
The ultrasonic welding apparatus, wherein the deformation regulating member is made of wood or mica.
上記弾性支持部材がコイルスプリングで構成されていることを特徴とする超音波溶着装置。 In claim 1 or 2 ,
The ultrasonic welding apparatus, wherein the elastic support member is constituted by a coil spring.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01152197A JP3951332B2 (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Ultrasonic welding equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01152197A JP3951332B2 (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Ultrasonic welding equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10202751A JPH10202751A (en) | 1998-08-04 |
JP3951332B2 true JP3951332B2 (en) | 2007-08-01 |
Family
ID=11780292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01152197A Expired - Fee Related JP3951332B2 (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Ultrasonic welding equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3951332B2 (en) |
-
1997
- 1997-01-24 JP JP01152197A patent/JP3951332B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10202751A (en) | 1998-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4491041B1 (en) | Resin product manufacturing system and manufacturing method | |
JP4294046B2 (en) | Centrifugal fan and manufacturing method thereof | |
JP3951332B2 (en) | Ultrasonic welding equipment | |
JP3478934B2 (en) | Toilet seat and its vibration welding manufacturing method | |
JP3234983B2 (en) | Method and apparatus for processing linear grooves on airbag portion of automobile skin | |
KR20120025831A (en) | Welding method of bumper fascia and holder bracket using ultrasonic vibration | |
JP2010260337A (en) | System for manufacturing resin product, method of manufacturing resin product, resin molding apparatus and mold | |
JPH0857959A (en) | Ultrasonic welding machine | |
JP6056952B1 (en) | Centrifugal fan impeller and manufacturing method thereof | |
JPH10156555A (en) | Ultrasonic horn for ultrasonic welding machine and method for attaching bracket using this horn | |
JPH10216962A (en) | Device and method for ultrasonic deposition | |
KR101121142B1 (en) | Assembly of a part of a motor vehicle and another part solidarized with the part by fusion of matter and process of assembly of these parts | |
JP2016010883A (en) | Method and apparatus for welding resin member | |
JP2005324362A (en) | Ultrasonic horn | |
JP2975176B2 (en) | Tip saw | |
JPS6161965B2 (en) | ||
JP2016049549A (en) | Hollow component and method of manufacturing the same | |
JP3217090B2 (en) | Ultrasonic welding method and ultrasonic welding jig | |
JPH11268135A (en) | Ultrasonic joining method | |
JP3895129B2 (en) | Instrument panel skin processing method and apparatus | |
JPH08150669A (en) | Net for ultrasonic welding and ultrasonic welding method | |
JPS6211660B2 (en) | ||
JPH0349869Y2 (en) | ||
JP3405005B2 (en) | Vibration welding method for vehicle lamp and lamp lens | |
KR19990086407A (en) | Injection gate cutting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050524 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050715 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070416 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |