JP5053055B2

JP5053055B2 - 振動溶着装置

Info

Publication number: JP5053055B2
Application number: JP2007303908A
Authority: JP
Inventors: 正孝木村
Original assignee: Branson Ultrasonics Corp
Current assignee: Branson Ultrasonics Corp
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2027-11-26
Also published as: JP2009126069A

Description

本発明は振動溶着装置に関し、更に詳細には、上治具と、表面に樹脂をコーティングした下治具とをもって重ね合わせて支持された金属若しくは樹脂等の加工材に対して相対振動を与えて摩擦熱により溶着処理を行う振動溶着装置に係わる。

上治具と、表面に樹脂をコーティングした下治具とをもって重ね合わせて支持された金属若しくは樹脂等の加工材に対して相対振動を与えて摩擦熱により溶着処理を行う振動溶着装置においては、治具に加工材を保持固定する手段として吸引手段を採用している。

例えば、特許文献１に示された振動溶着装置においては、吸引手段としてバキュームカップを用い、該バキュームカップによって加工材を吸着し、もって治具に保持固定している。

特開２００５−２９７２７３号公報

上記従来のバキュームカップによる吸引手段の場合においては、該バキュームカップは加工材の中央部の一箇所のみをスポット的に吸着するものである。

しかし、この場合には、次の如き問題点がある。即ち、重ね合わせた加工材の一方側に対して振動を与えると、振動が与えられない側の加工材における溶着部分より外側の部分において、歪等によって振動の都度治具面から浮き上がる現象が生ずる。そして、この場合には繰り返される衝突によって加工材と治具の両方が損耗し、加工材は美感が悪くなり、また変形する等して品質が低下し、また一方治具は寿命が短くなる。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、振動が与えられない側の加工材における溶着部分より外側の部分を、而も溶着部分を取り囲むようにして広く吸引手段によって治具に吸着するようになし、もってグリップ力を高めて、振動が与えられない側の加工材における溶着部分より外側の部分の治具面からの浮き上がりを確実に抑止することができるようにした振動溶着装置を提供しようとするものである。

而して、本発明の要旨とするところは、上治具と、表面に樹脂をコーティングした下治具とをもって重ね合わせて支持された金属若しくは樹脂等の加工材に対して相対振動を与えて摩擦熱により溶着処理を行う振動溶着装置であって、前記下治具の表面及びコーティングした樹脂に、加工材の溶接部分を囲繞するように溝を設けると共に該溝内にＯリングを嵌入し、更に前記下治具の表面及びコーティングした樹脂に、前記Ｏリングの内側に沿って吸引溝を設けると共に、該吸引溝を、前記下治具内に穿設された吸引孔に連通せしめ、該吸引孔を真空装置に接続し、適宜のタイミングで吸引するようになしたことを特徴とする振動溶着装置にある。

また、上記構成において、下治具の外側に、加工材における溶着部分より外側の折曲部分の傾斜角度に合わせた角度の傾斜部を形成すると共に、該傾斜部の表面に樹脂をコーティングし、更に該傾斜部の表面及びコーティングした樹脂に、加工材の折曲部分の外縁に沿って溝を設けると共に該溝内にＯリングを嵌入し、更に前記傾斜部の表面及びコーティングした樹脂に、前記Ｏリングの内側に沿って吸引溝を設けると共に、該吸引溝を、前記傾斜部内に穿設された吸引孔に連通せしめ、該吸引孔を真空装置に接続し、適宜のタイミングで吸引するようになしてもよい。振動が与えられない側の加工材において、溶着部分の外側に連続した折曲部分がある場合、上記の如く該加工材の治具面からの浮き上がり現象が起こったときに該折曲部分が振動発生装置等に衝突することが起こり得るが、このようになした場合には、該折曲部分は治具の傾斜部に吸引手段によってしっかりとグリップされるから、これを防止することができる。

また、上記の如く構成した上治具と下治具とを上下逆転させて設置し、上側に位置する治具を振動させることによって加工材に対して相対振動を与えるようになしてもよい。

本発明は上記の如き構成であり、振動が与えられない側の加工材における溶着部分より外側の部分を、而も溶着部分を取り囲むようにして広く吸引手段によって治具に吸着するようになしたものである。もってグリップ力が増大し、振動が与えられない側の加工材における溶着部分より外側の部分の治具面からの浮き上がりを確実に抑止することができるものである。そしてまた、これにより、従来の吸引手段による問題点であった加工材と治具との振動の都度繰り返される衝突による両者の損耗を解消することができるものである。

また、振動が与えられない側の加工材において、溶着部分の外側に連続した折曲部分がある場合、上記の如く該加工材の治具面からの浮き上がり現象が起こったときに該折曲部分が振動発生装置等に衝突することが起こり得るが、下治具の外側に、加工材における溶着部分より外側の折曲部分の傾斜角度に合わせた角度の傾斜部を形成すると共に、該傾斜部の表面に樹脂をコーティングし、更に該傾斜部の表面及びコーティングした樹脂に、加工材の折曲部分の外縁に沿って溝を設けると共に該溝内にＯリングを嵌入し、更に前記傾斜部の表面及びコーティングした樹脂に、前記Ｏリングの内側に沿って吸引溝を設けると共に、該吸引溝を、前記傾斜部内に穿設された吸引孔に連通せしめ、該吸引孔を真空装置に接続し、適宜のタイミングで吸引するようになした場合には、該折曲部分は治具の傾斜部に吸引手段によってしっかりとグリップされるから、これを防止することができるものである。

以下、本発明に係る振動溶着装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係る振動溶着装置の中央縦断面図、図２は作用説明図、図３は下治具の斜視図である。

図中、１は振動発生装置２をもって振動せしめられ、加工材Ｗ１に振動を与える上治具３と、表面に樹脂、本実施形態ではウレタン樹脂４をコーティングした下治具５とをもって重ね合わせて支持された金属若しくは樹脂等の加工材Ｗ１、Ｗ２に対して相対振動を与えて摩擦熱により溶着処理を行う振動溶着装置である。尚、Ｍは加工材Ｗ１、Ｗ２の溶着部分である。

また、前記振動溶着装置１は、前記下治具５の表面及びコーティングしたウレタン樹脂４に、加工材Ｗ１、Ｗ２の溶着部分Ｍを囲繞するように溝６を設けると共に該溝６内にＯリング７を嵌入し、更に前記下治具５の表面及びコーティングしたウレタン樹脂４に、前記Ｏリング７の内側に沿って吸引溝８を設けると共に、該吸引溝８を、前記下治具５内に穿設された吸引孔９に連通せしめ、該吸引孔９を真空装置（図示せず。）に接続し、適宜のタイミングで吸引するようになしているものである。

次に本実施形態の作用について説明する。
図１は加工材Ｗ１、Ｗ２を上治具３と下治具５とをもって重ね合わせて支持した状態を示しており、この状態において真空装置（図示せず。）を作動させると、吸引孔９と吸引溝８を介してＯリング７で囲まれた内部空間から空気が急速に引き抜かれる。そして、徐々にＯリング７は押し潰されて変形し、該Ｏリング７で囲まれた内部空間の空気が減少すると、最後は図２に示す如く加工材Ｗ２がウレタン樹脂４と密着する。そして更に空気の吸引が続くと吸引溝８によって強く吸着され、加工材Ｗ２の加工材Ｗ１との溶着部分Ｍより外側の部分を、而も吸引溝８は加工材Ｗ２の加工材Ｗ１との溶着部分Ｍを取り囲むようにして広く吸着する、つまり従来の如きスポット的な吸着ではないから、グリップ力が強大となり、加工材Ｗ２における溶着部分Ｍより外側の部分の下治具５の表面からの浮き上がりを確実に抑止することができるものである。

次に、図４に示した本実施形態の変形例について説明する。
本例は、加工材Ｗ２において溶着部分Ｍの外側に連続した折曲部分Ｗ２′がある場合に適した例である。具体的には、下治具５の外側に、加工材Ｗ２における加工材Ｗ１との溶着部分Ｍより外側の折曲部分Ｗ２′の傾斜角度に合わせた角度の傾斜部５Ａを形成すると共に、該傾斜部５Ａの表面にウレタン樹脂４Ａをコーティングし、更に該傾斜部５Ａの表面及びコーティングしたウレタン樹脂４Ａに、加工材Ｗ２の折曲部分Ｗ２′の外縁に沿って溝１０を設けると共に該溝１０内にＯリング１１を嵌入し、更に前記傾斜部５Ａの表面及びコーティングしたウレタン樹脂４Ａに、前記Ｏリング１１の内側に沿って吸引溝１２を設けると共に、該吸引溝１２を、前記傾斜部５Ａ内に穿設された吸引孔１３に連通せしめ、該吸引孔１３を真空装置（図示せず。）に接続し、適宜のタイミングで吸引するようになしたものである。

このようになした場合には、上記の如く、加工材Ｗ２の折曲部分Ｗ２′は下治具５の傾斜部５Ａに吸引手段によってしっかりとグリップされるから、振動発生装置２等への衝突を防止することができるものである。

次に、図５及び図６に示した本発明の第２実施形態に係る振動溶着装置について説明する。
図５は前記図１乃至図３に示した本発明の第１実施形態に係る振動溶着装置における上治具３と下治具５とを上下逆転させて設置し、上側における治具を振動させることによって加工材に対して相対振動を与えるようになしたものである。尚、上治具３と下治具５の構成並びに作用については前記図１乃至図３に示した第１実施形態に係る振動溶着装置と同様であるから、同一の部材に同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図６は前記図４に示した本発明の第１実施形態の変形例に係る振動溶着装置における上治具３と下治具５とを上下逆転させて設置し、上側における治具を振動させることによって加工材に対して相対振動を与えるようになしたものである。尚、上治具３と下治具５の構成並びに作用については前記図４に示した第１実施形態に係る振動溶着装置の変形例と同様であるから、同一の部材に同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本発明の第１実施形態に係る振動溶着装置の中央縦断面図である。同振動溶着装置の作用説明図である。同振動溶着装置における下治具の斜視図である。同振動溶着装置の変形例の中央縦断面図である。本発明の第２実施形態に係る振動溶着装置の中央縦断面図である。同振動溶着装置の変形例の中央縦断面図である。

符号の説明

１振動溶着装置
２振動発生装置
３上治具
４ウレタン樹脂
５下治具
５Ａ傾斜部
６溝
７Ｏリング
８吸引溝
９吸引孔
１０溝
１１Ｏリング
１２吸引溝
１３吸引孔

Claims

上治具と、表面に樹脂をコーティングした下治具とをもって重ね合わせて支持された金属若しくは樹脂等の加工材に対して相対振動を与えて摩擦熱により溶着処理を行う振動溶着装置であって、前記下治具の表面及びコーティングした樹脂に、加工材の溶接部分を囲繞するように溝を設けると共に該溝内にＯリングを嵌入し、更に前記下治具の表面及びコーティングした樹脂に、前記Ｏリングの内側に沿って吸引溝を設けると共に、該吸引溝を、前記下治具内に穿設された吸引孔に連通せしめ、該吸引孔を真空装置に接続し、適宜のタイミングで吸引するようになしたことを特徴とする振動溶着装置。
下治具の外側に、加工材における溶着部分より外側の折曲部分の傾斜角度に合わせた角度の傾斜部を形成すると共に、該傾斜部の表面に樹脂をコーティングし、更に該傾斜部の表面及びコーティングした樹脂に、加工材の折曲部分の外縁に沿って溝を設けると共に該溝内にＯリングを嵌入し、更に前記傾斜部の表面及びコーティングした樹脂に、前記Ｏリングの内側に沿って吸引溝を設けると共に、該吸引溝を、前記傾斜部内に穿設された吸引孔に連通せしめ、該吸引孔を真空装置に接続し、適宜のタイミングで吸引するようになした請求項１記載の振動溶着装置。
上治具と下治具とを上下逆転させて設置し、上側に位置する治具を振動させることによって加工材に対して相対振動を与えるようになした請求項１又は２記載の振動溶着装置。