JPH0429534B2 - - Google Patents

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JPH0429534B2
JPH0429534B2 JP10970883A JP10970883A JPH0429534B2 JP H0429534 B2 JPH0429534 B2 JP H0429534B2 JP 10970883 A JP10970883 A JP 10970883A JP 10970883 A JP10970883 A JP 10970883A JP H0429534 B2 JPH0429534 B2 JP H0429534B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、加工用ホーンの加工面とその加工
面に対向配置された押えローラとの間に押圧挟持
されたシート状加工物に、その加工面を超音波振
動させるとともに押えローラを一方向に回転駆動
させることにより、シート状加工物に連続的な溶
着加工を施すようにされた超音波溶着機に関する
ものである。
従来技術 従来、この種の超音波溶着機においては、加工
面と押えローラとの間に押圧挟持された加工物を
超音波振動させ、その振動に伴ない加工物中に発
生される摩擦熱によつてその加工物の一部を溶融
させ、その溶融個所を溶着させるようにされてい
た。従つて、その摩擦熱が加工物を介して押えロ
ーラにに伝えられたり、又、前記超音波振動がそ
の押えローラに直接付与され、それに基づきその
押えローラの温度が上昇されたりして、連続的な
溶着加工を施した状態においては、その押えロー
ラの温度は溶着加工開始時に比べ可成り上昇され
るため、溶着開始時において良好な溶着加工を施
し得る速度にて加工物を移送するように設定され
ている場合には過溶着になつたり、加工物表面が
溶融されてしまつたりする等の問題点を有し、均
一な溶着加工を施し得ないものであつた。
又、上記従来装置における上述した問題点を解
消するためのものとしては、先に本出願人が特願
昭57−200030号公報において提案したように、押
えローラの温度を検出する温度検出装置をその押
えローラに近接して設け、その検出装置により検
出された温度信号に応答させて押えローラによる
加工物の移送速度を制御するようにしたものが既
に提供されているが、押えローラの温度を検出す
る温度検出装置が比較的高価であるのみならず、
その検出装置の取付け時に押えローラが機械的な
制約を受ける等の実用上の問題点を有するもので
あつた。
目 的 この発明は、上述した種々の問題点に鑑みて為
されたもので、連続溶着加工時においても溶着開
始時と同様な溶着加工を施し得るようにするため
に、押えローラの温度を高価な検出装置により検
出するのではなく、溶着加工開始時からの溶着加
工時間に関連して押えローラの温度信号を算出し
その温度信号に応答して押えローラの回転速度若
しくは加工面の超音波振動速度を変化させること
により、加工面と押えローラとの間に押圧挟持さ
れたシート状加工材料に均一な溶着加工を連続的
に施し得るとともに廉価に実現し得る超音波溶着
機を提供することを目的とするものである。
実施例 以下に、この発明を超音波溶着機に具体化した
一実施例を示す図面に基づき、その詳細を説明す
る。
第１図において、機枠の一部を構成する作業台
１の一部には、ベツド２が固定され、その下面に
はフレーム３が固定されている。そのフレーム３
には一対の支持体４が固定されている。又、ベツ
ド２の上面には図面において左方へ延びるベツド
部５を有するアーム６が固定されている。
前記一対の支持体４には振動子組み体７が鉛直
線の周りに回動可能に支持され、その振動子組み
体７はフレーム３に固定されたモータ８により一
方向には回転駆動される。そして、振動子組み体
７は超音波振動子９を内蔵しており、この超音波
振動子９は振動子組み体７に固定された一対のス
リツプリング１０と、フレームに固定された一対
の接触子１１とを介して後述する高周波発生装置
３３により高周波電流が供給されて超音波振動す
るものである。この超音波振動子９の上部には加
工用ホーン１２が連結されている。この加工用ホ
ーン１２の上部は円筒状に構成され、その上端面
に形成された円環状の加工面１３は上下方向に超
音波振動するものであり、その加工面１３はベツ
ド２に形成された円孔１４を通して前記作業台１
の上面に露出されるとともに、作業台１及びベツ
ド２の上面と同一レベルになるように配置されて
いる。
作業台１の下面には駆動手段としてのモータ１
５が固定されている。
前記アーム６の内部には略水平方向に延びる連
結軸１６が回転可能に支承され、その一端に固定
したタイミングプーリ１７と前記モータ１５のモ
ータ軸上のタイミングプーリ１８との間にはタイ
ミングベルト１９が掛装されている。
前記ヘツド部５にはスプリング２１により常に
下方へ向かつて付勢された押え棒２０が上下動可
能に支持されており、その押え棒２０は押え上げ
レバー２２の操作により上下動される。押え棒２
０の下端には支持枠２３が固定され、その支持枠
２３には軸２４により押えローラ２５が支持され
ており、その押えローラ２５は前記加工面１３の
上方においてその加工面１３と略平行な一軸線の
回りに回転可能である。前記連結軸１６の他端に
はタイミングプーリ２６が固定されるとともに、
軸２４には押えローラ２５と一体回転されるタイ
ミングプーリ２７が支持され、それらの両プーリ
２６，２７間にはタイミングベルト２８が掛装さ
れている。そして、前記モータ１５が一方向に回
転されると、連結軸１６、タイミングベルト１
９，２８等を介して押えローラ２５が加工面１３
の回転方向と同方向に回転駆動される。
第２図において、３０は作業台１の下方に作業
者によつて操作可能に配置された操作ペダルで、
CR時定数回路としてのCR積分回路３１中にその
コンデンサＣ及び可変抵抗器Ｒと直列接続された
スイツチ３２及び高周波発生装置３３の起動停止
制御を行つたりモータ駆動回路４０の起動停止制
御を行つたりするためのスイツチ回路（共に図示
せず）に作動的に連結されている。３４はその出
力パルスCPのデユーテイ比が可変となるように
構成された発振回路で、その出力はトランジスタ
３５に接続されており、直流電源＋Ｖからダイオ
ード３６を経て前記CR積分回路３１に供給する
ための供給電流の継続を行うように構成されてい
る。前記CR積分回路３１の出力電圧V0は比較回
路３７に接続され、基準電圧発生回路３８からの
多数の基準電圧（Vr1〜Vrn）とその出力電圧V0
とが遂時比較され、その比較結果に基づき速度指
令電圧選択回路３９中に予め準備された多数の段
階的に異なる速度を指令する速度指令電圧（Vs1
〜Vsn）のうち一つの速度指令電圧を選択可能に
接続されている。その速度指令電圧選択回路３９
の出力は前記モータ９及び１５を回転駆動させる
ためのモータ駆動回路４０に接続されている。
前記高周波発生装置３３は前記超音波振動子９
に接続されており、前記操作ペダル３０の操作に
応答してその超音波振動子９に高周波電流の供給
及び停止が為されるように構成されている。
次に、上記のように構成された本装置の作動を
以下に説明する。
まず、本装置に電源投入が為されると、前記発
振回路３４は発振され、第３図に示されるように
出力パルスCPの出力が為されるが、前記ペダル
３０の操作が為されない限り、スイツチ３２は閉
成されず、しかも、前記モータ駆動回路４０及び
高周波発生装置３３は共に有効化されないため前
記各モータ８，１５及び超音波振動子９はいづれ
も駆動されない。次に、加工面１３を含むベツド
２の上面にシート状加工物を複数枚重ねて載置し
た後、押え上げレバー２２により押えローラ２５
を下降させると、そのシート状加工物が加工面１
３と押えローラ２５との間に挟持される。この状
態で、前記ペダル３０の押圧操作が為されると、
前記スイツチ３２が閉成され、前記発振回路３４
の出力パルスCPによつて前記CR積分回路３１の
コンデンサＣには間歇的に略一定な定電流が供給
され、その出力パルスCPの発生毎に段階的に電
圧が上昇される階段波形状の出力電圧のV0が出
力され（第３図参照）、その出力電圧V0は比較回
路３７における基準電圧Vr1，Vr2，…Vrnとの
比較結果に基づき、前記モータ駆動回路４０には
比較的低い速度を指令する速度指令電圧Vsが出
力され、この速度指令電圧Vsに基づき前記各モ
ータ８，１５が回転駆動されるとともに前記高周
波発生装置３３が有効化され、前記超音波振動子
９に高周波電流が供給される。このため、シート
状加工物が比較的低速度（Vs1）にて一方向に移
送されるとともにその加工材料に超音波振動が付
与されて溶着加工が為される。従つて、溶着加工
開始時において比較的押えローラ２５の温度が低
い場合でも加工物は低速で移送されるため、比較
的良好な溶着加工を施し得る。
上記溶着加工が連続して為されることに伴な
い、前記CR積分回路３１の出力電圧V0が上昇さ
れ、前記比較回路３７はその比較結果に基づき前
記速度指令電圧選択回路３９中に予め設定された
指令速度Vs1乃至VsnのうちVs1から順次Vsnまで
のその指令速度が段階的に上昇される。従つて、
操作ペダルの連続的な押圧操作に基づく連続的な
溶着加工に伴ない、前記押えローラ２５の速度が
上昇するように変化されることにより、シート状
加工物は、過溶着されることなく、連続的な溶着
加工を為した時でも溶着加工開始時と略同様で均
一な溶着加工を加工材料に施し得るものである。
その後、例えば、作業の休憩時間に相当するよ
うな休止期間TA経過後、再び、上述した作業と
同じ溶着加工を施すためにシート状加工物のセツ
トを為してから、前記操作ペダル３０の押圧が為
されると、前記CR積分回路３１の出力電圧V0は
その休止期間（TA）中に放電用抵抗器R0及びコ
ンデンサＣのリーク電流によつて放電されている
ため、前記速度指令電圧選択回路３９は中間速度
Vsが出力され、前記各モータ８，１５は中間速
度で回転されるとともに前述と同様前記超音波振
動子９は超音波振動される。従つて、前記休止期
間TAにおいて前記押えローラ２５の温度が前述
した連続的な溶着加工の終了時におけるそれより
も可成り降下されているにもかかわらず、前記各
モータ８，１５の駆動速度も低下され加工物の移
送速度が自動的に変化されているため、休止期間
TA経過後においても加工材料に均一な溶着加工
を施し得る。
上記実施例においては、説明の都合上、CR積
分回路３１の出力電圧V0が出力パルスCPに同期
して段階的に且つ直線的に増加されるように示し
たが、その出力電圧V0はその出力電圧が上昇さ
れるにしたがつてリーク電流等が増加されるた
め、その出力波形は直線とは異なり、所謂指数関
数によつて表わされるものとなるもので、しか
も、この関数が前記押えローラ２５の温度上昇又
は減少を表わす曲線と非常に近いもので非常に好
適である。又、CR積分回路３１の抵抗として可
変抵抗器Ｒを採用したため、押えローラの材質等
の変更された場合においてその温度曲線と近いも
のに手動調整できるメリツトを有するものであ
る。上記実施例においては、CR積分回路３１が
単なる受動素子抵抗及びコンデンサーからなる
CR積分回路によつて構成されているため、上記
休止期間中は電源が投入状態にあつても、遮断状
態にあつたとしても、そのコンデンサ中に温度信
号が保持されるのでその作動には支承がなく、好
適なものである。
尚、上記実施例において、前記押えローラ２５
の温度信号を算出する算出手段として操作ペダル
３０操作後の時間を積分するためのCR積分回路
３１によるものを示したが、ペダル操作後の操作
時間をデジタル的にアツプカウントし休止時間に
おいて一定数ずつダウンカウントしたりするよう
にしても良いことは伝うまでもない。
また、上記実施例においては、加工用ホーン１
２が鉛直線の周りに回転駆動されるように構成さ
れた例を示したが、必ずしも加工用ホーン１２は
回転駆動されなくともよい。
又、上記実施例において押えローラ２５は金属
材料より構成された例を示したが、そのローラ外
周に例えばシリコンゴム系の弾性材料よりなる弾
性部材を装着させたものによる場合にも、この発
明の効果は発揮し得るものであることは明白であ
る。
効 果 以上詳述したように、この発明は、押えローラ
の温度信号を溶着加工開始時からの加工時間長に
関連して算出し、その温度信号に応答して押えロ
ーラの回転速度若しくは加工面の振動速度を変化
させることにより、加工面と押えローラとの間に
挟持されたシート状加工材料に連続的な溶着加工
を施すようにしたもので、押えローラの温度信号
を検出する検出手段を比較的廉価に且つ簡単に構
成し得、しかも連続的加工後及び加工休止時後に
おいても加工開始時と同様に均一な溶着加工を施
し得る等の優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明を具体化した一実施例を示すも
のであつて、第１図は超音波溶着機の正面図、第
２図は電気的構成を示すブロツク図、第３図は本
装置の作動を説明するための説明図である。 図中、９は超音波振動子、１３は加工面、１５
はモータ、２５は押えローラ、３０はペダル、３
１はCR積分回路、３２はスイツチ、３３は高周
波発生回路、３７は比較回路、３９は速度指令電
圧選状回路、４０はモータ駆動回路である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波振動される加工面を備えた加工用ホー
    ンと、 回転可能に支承され、前記加工面に当接離反可
    能に対向して配置された押えローラと、 その押えローラを一方向に回転駆動するための
    回転駆動手段と を備え、前記加工面と押えローラとの間に挟持さ
    れた熱可塑性材料からなるシート状加工物に超音
    波振動を付与するとともにその加工物を一方向に
    移送することにより、シート状加工物に連続的な
    溶着加工を施すようにされた超音波溶着機におい
    て、 前記溶着加工開始時からの加工時間長に関連し
    て前記押えローラの温度信号を疑似的に算出する
    算出手段と、 その算出手段によつて算出された信号に基づき
    前記押えローラの温度信号に応答して前記加工物
    の移送速度及び加工面の超音波振動速度のうちい
    づれか一方若しくは双方を変化させるための制御
    手段と を設けたことを特徴とする超音波溶着機。 ２ 前記超音波溶着機は前記溶着加工の作業開始
    時期及び停止時期を指令するために設けられた操
    作ペダルを含むとともに、 前記検知手段は、前記操作ペダルに作動的に連
    結されたスイツチ回路と、そのスイツチ回路に接
    続されたCR時定数回路と、そのCR時定数回路と
    基準電圧発生回路からの基準電圧とを比較する比
    較回路とから構成されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の超音波溶着機。
JP58109708A 1983-06-17 1983-06-17 超音波溶着機 Granted JPS60934A (ja)

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