JPH0422422B2 - - Google Patents

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JPH0422422B2
JPH0422422B2 JP11873386A JP11873386A JPH0422422B2 JP H0422422 B2 JPH0422422 B2 JP H0422422B2 JP 11873386 A JP11873386 A JP 11873386A JP 11873386 A JP11873386 A JP 11873386A JP H0422422 B2 JPH0422422 B2 JP H0422422B2
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JP
Japan
Prior art keywords
horn
tool horn
slots
tool
input
Prior art date
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Application number
JP11873386A
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English (en)
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JPS62273833A (ja
Inventor
Eiji Mori
Takashi Nakajima
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Seidensha Electronics Co Ltd
Original Assignee
Seidensha Electronics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Seidensha Electronics Co Ltd filed Critical Seidensha Electronics Co Ltd
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Publication of JPH0422422B2 publication Critical patent/JPH0422422B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81General 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
    • B29C66/814General 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 design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8145General 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 design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチツクの溶着に使用する超音波
プラスチツクウエルダー用ホーンに関する。
〔従来の技術〕
プラスチツクの超音波による溶着は、接着剤が
不要であり、溶着速度が早く、溶着面がきれいに
仕上る等、多くの特徴を有し、工業製品から食品
包装に至るまで多方面に利用されている。
このような溶着に使用する超音波プラスチツク
ウエルダーは第5図ないし第7図に示すように、
所定周波数の振動を発生する振動子1と、振動子
1に固定されて振動を伝達する固定ホーン2と、
固定ホーン2の他端に取付けた板状、直方体状又
は円柱状の工具ホーン3を具えている。この超音
波プラスチツクウエルダーで現在使用されている
周波数は20kHzを主流に15kHz〜40kHz程度である
が、溶着面の仕上りや精度の向上及び新材料や異
種材料との強固な接合等の要望を達成するため、
また騒音低減等の点からも一層高い周波数の使用
が検討され、使用周波数は60kHz〜70kHz更には
それ以上へと高周波化される傾向にある。
しかし、工具ホーン3には、その先端面即ち出
力側端面で同相で均一な振動振幅を得るために、
超音波の入出力方向に直角に加振波長λの1/4
以下の等しい間隔で配置され工具ホーン3の側面
間を貫通し入出力方向に細長く伸びる複数のスロ
ツト4が形成してあるが、使用する周波数が高く
なるに従つて、各スロツト4の間隔を狭くする必
要があり、工具ホーン3の寸法が同じであればス
ロツト4の本数を増加することになる。
スロツト4の増加に伴なつて、第5図に示すよ
うに、振動子1直下の柱部6(隣接するスロツト
4の間)と両端の柱部6とでは振動の立ち上りの
時間差(スロツト4本で250μs)が大きくなり、
1秒以下で操作が終了するプラスチツク溶着では
大きな問題となる。又、橋部7(スロツト4の両
端と工具ホーン3の入出力端面との間)はλ/8
程度の狭い間隔になつているので、スロツト4が
増加するほど工具ホーン3の振動子1直下から両
端側へのエネルギー補給が困難となり、出力側端
面での振動振幅が不均一になる等して、溶着むら
の原因となる。
更に、第7図のような円柱状の工具ホーン3で
は出力側端面での同相で均一な振動振幅を得る為
に、工具ホーン3の入力側端面の中心に1本の振
動子1を取付け、しかも工具ホーン3の直径上の
スロツト4で分割された円周距離は共に2λ/3
以下とする必要があり、工具ホーン3の大きさに
制限があつた。
又、周波数が高くなるほど、直径の大きな振動
子1の作製が困難になるので、1本の振動子1か
らの入力電力が小さくなる問題もあつた。
このようなスリツトの増加に伴なう問題を解決
するために、第6図に図示するように、各スロツ
ト4で分割された柱部6に固定ホーン2及び小電
力の振動子1を夫々1本づつ取付けたウエルダー
が提案されている。しかし、この場合にはスロツ
ト4の増加に応じて振動子1の数が増加するので
装置が高価になり、更に多数本の振動子1及び固
定ホーン2の工具ホーン3への取付けが困難であ
り、場合によつてはホーンを加圧装置に取付ける
ために第5図のように従来から固定ホーン2に設
けていたフランジ8の形成が無理になる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、使用周波数の高周波化により工具ホ
ーンのスロツト本数が増加しても、振動子の数を
必要電力に応じて任意に調整でき、しかも工具ホ
ーンの出力側端面で同相で均一な振動振幅を得る
ことができる、超音波プラスチツクウエルダー用
ホーンを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の超音波プラスチツクウエルダー用ホー
ンは複数の振動子に夫々一端を取付けた複数の固
定ホーンと、複数の固定ホーンの他端に取付けた
工具ホーンとからなり、この工具ホーンは超音波
の入出力方向に対して直角方向に等しい間隔で配
置され入出力方向に細長く伸びる工具ホーンを貫
通して形成された複数のスロツトと、全スロツト
中で対称的な位置にある少なくとも一つのスロツ
トの長さ方向両端からスロツトよりも細い幅で入
出力方向に伸び工具ホーンを貫通するスリツトと
を具えており、複数の固定ホーンを工具ホーンの
入力側端面に上記スリツトを挾んで対称的に取付
けたものである。
〔実施例〕
第1図は本発明の超音波プラスチツクウエルダ
ー用ホーンの一具体例であり、板状の工具ホーン
3aには超音波の入出力方向に対して直角方向
(板の幅方向)に等しい間隔で配置され入出力方
向に細長く延長させて形成された5本のスロツト
4が工具ホーン3aを厚さ方向に貫通して設けて
ある。各スロツト4間の柱部6の距離d1は約λ/
4以下であり、スロツト4両端の橋部7の距離d2
は約λ/8になつている。又、2番目と4番目の
スロツト4には、その両端からスロツト4よりも
細い幅で入出力方向に伸びたスリツト5が橋部7
に貫通して形成してある。このスリツトの長さは
λ/16程度、従つてスリツト5先端と工具ホーン
3の入出力側端面との距離d3は約λ/16が好まし
く、スリツト5の横幅はスロツト4より狭ければ
特に制限はない。
工具ホーン3aの入力側端面上には上記スリツ
ト5を挾んで対称的な位置に3本の固定ホーン2
が固定してあり、各固定ホーン2の上端には夫々
振動子1が取付けてある。固定ホーン2にはフラ
ンジ8が形成してあり、加圧装置(図示せず)に
ホーン全体を取付けられるようになつている。
スリツトの本数と配置はこの具体例に限定され
るものではなく、入力電力に応じて必要な振動子
の本数に合せて決めることができる。例えば、第
2図はスリツト5の配置を変えた別の具体例であ
り、板状の工具ホーン3bに5本のスロツト4が
形成してあり、中央のスロツト4の長さ方向両端
にのみスリツト5を形成してある。この場合に
は、スリツト5を中心に2本の固定ホーン2を対
称的に取付ければ良く、固定ホーン2及び振動子
の本数が最も少ない例である。
第3図は長尺の板状の工具ホーンを湾曲し両端
を結合した円環状の工具ホーン3cであり、その
内外側面を直径線上で貫通した12本のスロツト4
のうち1つおきに6本のスロツト4の長さ方向両
端にスリツト5を形成してある。固定ホーン2は
工具ホーン3の入力側端面のスリツト5で分割さ
れた部分の中央に、即ちスリツト5を有しないス
ロツト4の直上に夫々取付けてある。この円環状
の工具ホーン3cでもスリツト5の数を2本以上
何本にでも調整できるので、先に説明した如くス
ロツト4で分割された円周距離が2λ/3以下と
いう制限があつても、スロツト4とスリツト5の
数を増やすことによつていくらでも大きい半径の
工具ホーン3cを作製できる。
第4図は長尺で且つ奥行がある直方体状の工具
ホーン3bの例であり、横側面に5本及び縦側面
に3本のスロツト4が貫通して形成してあり、縦
横夫々中央のスロツト4の長さ方向両端にスリツ
ト5が各側面を貫通して穿設してある。従つて、
従来ならば各スロツト4により分割された部分毎
に24本の固定ホーンを取付ける必要があつたが、
スリツト5で分割された部分毎に4本の固定ホー
ン2を取付ければ良い。
尚、第1図のように固定ホーン2に形成したフ
ランジ8で加圧装置に取付けることが寸法的又は
強度的に無理な場合には、工具ホーンの外側面に
溝を設け、この溝に嵌合する突起を有する半円状
又はコ字状等の工具ホーンの外形に対応する形状
の取付金具を用いて工具ホーン3を締付けて保持
し、加圧装置に取付けることも可能である。
〔作用〕
固定ホーン2を介して各振動子1から工具ホー
ン3aのスリツト5で分割された部分毎に伝えら
れた振動は、スリツト5で分割された部分毎に出
力側に伝達され、しかも各スリツト5の間には少
なくとも1本のスロツト4が設けてあるので、振
動子1の本数を最小限度に抑えても同相で均一な
振動振幅が固定ホーン3aの出力側端面から得ら
れる。又、使用される振動子の共振周波が多少違
つていても、工具ホーン3を含めた合成の共振周
波数は一つとなり単一共振となるので一台の発振
機で駆動することも出来る。発振機の数も最大振
動子数から最小一台迄と小出力、中出力、大出力
のものを選択して対応させることが出来る。但し
複数の発振機で駆動するときは各振動子で同相の
電圧(電流)で駆動するようにしないと同相均一
な振動が出力面で得られない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、使用周波数の高周波化により
工具ホーンのスロツト本数が増加しても、その内
の任意の本数のスロツトの長さ方向両端に細長い
スリツトを形成することにより、スリツトにより
分割された部分毎に同数の振動子を固定ホーンを
介して取付ければ良いので、振動子の数を必要電
力に応じて任意に調整でき、しかも工具ホーンの
出力側端面で同相で均一な振動振幅を得ることが
できる。
従つて、60kHz帯の高い周波数でも200w近い出
力の振動系を構成でき、アクリル樹脂の大面積の
溶着でも透明度が改善でき、従来炭化発泡してし
まつた軟質塩ビの溶着が可能になり、粉末飛散の
問題なくPBTの多点同時かしめが可能になる等
超音波プラスチツクウエルダーの応用範囲を多く
の分野に拡大できる予期せぬ効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の超音波プラスチツクウエルダ
ー用ホーンの一具体例であり、aはその正面図及
びbはaの−線に沿つて一部を切り欠いた側
面図である。第2図はスリツトの配置を変更した
本発明の別の具体例の正面図である。第3図は本
発明の別の具体例で円環状工具ホーンの入力側端
面での平面図であり、第4図は本発明の更に別の
具体例で直方体状工具ホーンの入力側端面での平
面図である。第5図及び第6図は従来の板状工具
ホーンを具えた超音波プラスチツクウエルダー用
ホーンの正面図である。第7図は従来の円柱状工
具ホーンを具えたホーンであつて、aはその正面
図及びbはその工具ホーンの入力側端面での平面
図である。 1…振動子、2…固定ホーン、3,3a,3
b,3c,3d…工具ホーン、4…スロツト、5
…スリツト、6…柱部、7…橋部、8…フラン
ジ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数の振動子に夫々一端を取付けた複数の固
    定ホーンと、複数の固定ホーンの他端に取付けた
    工具ホーンとからなり、工具ホーンは超音波の入
    出力方向に対して直角方向に等しい間隔で配置さ
    れ入出力方向に細長く伸び該工具ホーンを貫通し
    て形成された複数のスロツトと、全スロツト中の
    対称的な位置にある少なくとも一つのスロツトの
    長さ方向両端からスロツトよりも細い幅で入出力
    方向に伸び該工具ホーンを貫通するリツトとを具
    え、複数の固定ホーンを工具ホーンの入力側端面
    に上記スリツトを挾んで対称的に取付けた超音波
    プラスチツクウエルダー用ホーン。
JP11873386A 1986-05-23 1986-05-23 超音波プラスチツクウエルダ−用ホ−ン Granted JPS62273833A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11873386A JPS62273833A (ja) 1986-05-23 1986-05-23 超音波プラスチツクウエルダ−用ホ−ン

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JP11873386A JPS62273833A (ja) 1986-05-23 1986-05-23 超音波プラスチツクウエルダ−用ホ−ン

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JPS62273833A JPS62273833A (ja) 1987-11-27
JPH0422422B2 true JPH0422422B2 (ja) 1992-04-17

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11873386A Granted JPS62273833A (ja) 1986-05-23 1986-05-23 超音波プラスチツクウエルダ−用ホ−ン

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5828156A (en) * 1996-10-23 1998-10-27 Branson Ultrasonics Corporation Ultrasonic apparatus
KR20200107013A (ko) * 2019-03-05 2020-09-16 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치의 제조 장치 및 표시 장치의 제조 방법

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Publication number Publication date
JPS62273833A (ja) 1987-11-27

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