JPH06255611A - 熱可塑性帯摩擦溶着工具の加圧振動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 小型、軽量で摩擦溶着効率の高いコンパクト
な加圧振動装置の提供。 【構成】 加圧用エアシリンダのピストンを中空とし
て、下部を振子型振動子の腕部を収容すると共に振動子
支軸部を軸着し、振動子の支持軸と振動子先端部との距
離を延長して振動子先端部の振動円弧軌跡を直線に近付
けながら、加圧用エアシリンダ、ピストン、加圧振動子
および振動機構を含む加圧振動装置全体を構成した。さ
らに加えて、振動子先端部に設けた突起面を、支持軸を
中心とするゆるやかな凸状円弧面に形成すると共に、帯
受圧支持部の形状を、熱可塑性帯重合部厚みを勘案した
支持軸までの距離を半径とする振動方向に沿った円弧状
凹型に形成し、帯重合部全幅に亘る受圧力を全く均等に
し、重合部の加圧振動による均質強固な摩擦溶着を達成
するごとく構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性帯を用いて物
品を結束する摩擦溶着型結束工具の改良に関し、より詳
しくは、熱可塑性帯の重合部に対する加圧溶着装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性帯を用いて物品を結束すること
は従来から広く行われ、特に近年では熱可塑性帯そのも
のの耐張強度が大きく向上して、所謂重結束の分野すな
わち被結束物の質量が大きく、かつ結束重量の大きな物
品に対して盛んに適用されるようになってきた。このよ
うな流れの中で、熱可塑性帯の両端重合部を溶着する技
術も大きく進展して、摩擦溶着型の結束機械や結束工具
が多く見られるところとなり、特に、大型の設備、構造
を要せず適当な箇所で随時包装結束作業を行うことがで
きる小型にして強力な摩擦溶着型の結束工具が珍重され
る時代となってきた。そしてこの摩擦溶着型結束工具の
重要なポイントは、加圧振動装置の振動加圧効率の良さ
と確実性、さらには形態の小型化と軽量化にあり、従来
のそれは、必ずしも満足すべきものではなかった。すな
わち、軽量小型化に重点を置けば加圧振動効率に難点が
あり、加圧振動効率に重きを置けばやや大型化をまぬか
れないなど、この点の改善が強く望まれるところであっ
た。例えば、特公昭42−19238 号公報に見られるような
複雑な構成でかつ加圧振動効率に若干の問題をもつ熱可
塑性摩擦溶着工具、あるいは小型、軽量ではあるが加圧
振動効率に今一歩確実性を求められる実願平４−77540
号など多くの先行技術がいずれも検討すべき対象であっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のよう
な状況に鑑み、加圧振動効率が良好で、かつ軽量小型化
を満足する熱可塑性帯摩擦溶着工具の加圧振動装置を提
供すべく、本発明者の鋭意検討試行のもとに達成された
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するために次のような手段を適用して対処した。す
なわち、加圧用エアシリンダのピストンを中空として、
下部を振動機構により振動せしめる振子型振動子の腕部
を収容すると共に該ピストンに振動子支持軸を軸着し
て、前記振動子の支持軸と振動子先端部の長さを可能な
限り延長して該振動子先端部の振動円弧軌跡を極力直線
に近付けることにより、加圧シリンダ、加圧振動子、お
よび振動機構を含む加圧振動装置全体を小型化し併せて
確実な加圧振動を行うごとく構成したものである。

【０００５】さらに、振動子先端部に設けた突起面を、
振動子の振動方向に対して、振動子の支持軸を中心とす
るゆるやかな凸状の円弧面に形成すると共に、この振動
子先端部に対向設置する帯受圧支持部の形状を、その突
起面が前記振動子先端部突起面に対応して、熱可塑性帯
重合厚みを勘案した加圧振動子の支持軸までの距離に沿
った半径の円弧状（振動方向に沿って）の凹型に形成
し、これによって両突起面に挟圧される重合熱可塑性帯
の全幅に亘る受圧力を全く均等にならしめ、均質強固な
溶着を達成するごとく構成したものである。

【０００６】

【発明の作用】本発明の「熱可塑性帯摩擦溶着工具の加
圧振動装置」（以下単に本装置と略称する）の作用につ
いて、図面の図２を引用しながら略説する。図２でよく
判るように、本装置１はピストン20の軸部中央にピスト
ン中空部28を穿設しており、このピストン中空部28に加
圧振動子30の振動子腕部31を貫通して、ピストン上部24
に振動子支持部35を支持軸36で軸支するものであるか
ら、加圧振動子30は、より腕の長い振子式のものとして
構成される訳で、従って加圧振動子30の搖動する下方先
端部すなわち振動子先端部37の振動軌跡は円弧を画いて
振動するけれども振動半径が比較的大きく採られるため
に、より直線に近い円弧として往復運動することができ
るものである。そして、加圧用エアシリンダ10の気室19
に空気給排孔16から圧縮空気を通入することによりピス
トン20がスプリング29の力に抗して押し下げられ、振動
子支軸部35において支持軸36を介して加圧振動子30が押
し下げられ、重合する熱可塑性帯90の上下両者を加圧す
る。かくして、振動子中空部38に装着された振動機構と
してのモータ軸41の回転によって偏心軸45、軸受47、中
空ローラ46を介して加圧振動子30に高速振動が付与さ
れ、熱可塑性帯90の重合接触面は摩擦により溶融し、加
圧溶着されるものであるが、ここで重ねて強調すべき点
は、ピストン20にピストン中空部28を穿設したことによ
る加圧振動子30の腕延長とこの延長をも含めて本装置１
の縦長さを吸収して小型化を可能とし、併せて、確実な
加圧振動を達成したことである。

【０００７】さらに加えて、加圧振動子30の振動子先端
部37の突起面に押し付けられた重合熱可塑性帯90の上側
帯下面と、帯受圧支持部57の突起面に押し付けられた重
合熱可塑性帯90の下側帯上面の加圧摺動面が、巨視的に
見ればほぼ直線的平面であるけれども、微視的に見れば
同心半径に基づく円弧曲面であるが、これは理論的にも
全く同一曲面となる訳で、加圧用エアシリンダ10とピス
トン20による加圧力が、摺動曲面全般すなわち上下重合
熱可塑性帯90の接触面において全く均一に分散され、均
等にして強力な加圧振動が施されて、当然に均質強固な
溶着が達成されるものである。

【０００８】

【実施例】以下本発明の好適な実施例を、図面に従って
詳しく説明する。図１に本装置１を装着した熱可塑性帯
摩擦溶着工具（以下単に本結束工具という）80の側面図
を示したが、本結束工具80は、エアモータ65を含む帯引
締装置60と、シヤー装置70と、物品を回周し前記帯引締
装置60によって強固に引締められた熱可塑性帯90の重合
部を摩擦溶着する本装置１（振動機構としての振動用モ
ータ40をも含めて）を具備せしめて構成しており、帯引
締装置60は、引締用回転バルブ63の操作によりエアモー
タ65の回転を伴って駆動されるものであり、本装置１の
操作は、加圧振動用レバー13によって行われる。

【０００９】本装置１は、図１のＡ−Ａ矢視による正面
断面図としての図２に詳しく示すように、加圧用エアシ
リンダ10、該加圧用エアシリンダ10に嵌着されるピスト
ン20および該ピストン20のピストン中空部28を貫通しピ
ストン上部24において支持軸36で軸着される加圧振動子
30、該加圧振動子30の振動子中空部38に軸着結合してい
る振動用モータ40の出力軸であるモータ軸41、偏心軸4
5、中空ローラ46、軸受47を含む振動機構を装着してお
り、振動子先端部37は、開放型の加圧用シリンダ10の下
部の一方に取付けられた受圧ベース50に嵌着される帯受
圧支持部57と共働して、重合熱可塑性帯90を挟圧し上側
帯を高速振動するごとく構成される。

【００１０】加圧用エアシリンダ10は、図２でよく判る
ように、ピストン20を内蔵し、上部にシリンダ蓋15を冠
封してシリンダ上部に気室19を形成し、シリンダ中間部
に空気給排孔16を穿ってスプリング29を配しピストン20
の上昇力を付与している。そして下方部は開放型とし脚
部の一方に受圧ベース50を付設すると共に、図１で判る
ように、前方外部には振動機構の振動モータ40を取付け
ており、後方外部には引締装置60およびシヤー装置70を
取付けている。

【００１１】シリンダ蓋15は、図５に半截平面図、図６
に図５のＢ−Ｂ矢視による側面断面図として示したが、
中央部にピストン通過孔17を穿ち、四隅近傍に取付孔1
5、そして適当箇所に空気給排孔16を穿っている。

【００１２】ピストン20は、図３に正面断面図、図４に
側面断面図として示したが、中央部にピストン中空部28
を設けており、ピストン上部24には、振動子取付孔26を
穿っている。ピストン中空部28は、加圧振動子30を貫通
収容するもので、振動子取付孔26は当然に加圧振動子30
を軸着するものであるが、この形状は一つの実施例にす
ぎず、ピストン上部24が図２において加圧用エアシリン
ダ10のシリンダ蓋15の上方にはみ出さない状態にピスト
ン20の長さを抑制してその中で加圧振動子30との連結を
行うことも可能であり、このことは本発明の範囲に入る
ものである。

【００１３】なお、ピストン20の下部には、図７に正面
図、図８に側面図として示したピストン底蓋25を付設し
ており、取付孔27によってピストン中空部28の外筒に取
付けている。そしてこのピストン底蓋25は、シヤー装置
70のための可撓ピン孔71を穿っており、シヤー装置用カ
ッターの弾力的押圧をなす可撓ピンを貫通支持させる役
を果たすものである。

【００１４】加圧振動子30は、図９に正面図、図10に側
面図として示したが、振動子支軸部35を上方に設け支持
軸孔34を穿って支持軸36によってピストン上部24の振動
子取付孔26に取付けられ、ピストン20と軸着結合する。
振動子中空部38には、モータ軸41、偏心軸45、軸受47、
中空ローラ46を収容すると共に中空ローラ46と振動子中
空部38内壁が接して、加圧振動子30自体を支持軸36を中
心として搖動（厳密に云えば振動）するものであり、振
動用モータ40の回転によって高速振動を行うものであ
る。振動子先端部37は図９においてよく判るように、振
動方向に沿って支持軸孔34の中心と振動子先端部37に設
けた突起37’先端を結ぶ距離を半径とする凸型円弧状に
形成しており、突起37’は本実施例では鋸切刃状を採用
したが、円錐状、四角錐状、三角錐状でもよい。

【００１５】また本実施例に示す振動子先端部37は、加
圧振動子30に直接設けた一体的なものであるが、先端部
のみ別作取付けてもよく、さらに、首振り形式の平面形
状のものでもよい。ただ申し述べたいことは、凸型円弧
状の先端部であれば、対応する後述の帯受圧支持部57の
凹型円弧形状と相俟って、ピストン20の加圧力を、両者
で挟持する熱可塑性帯90の重合部に対して全く均等な形
で付加するという点で優れているということである。

【００１６】受圧ベース50は図２で判るように加圧用エ
アシリンダ10の下部に取付けており、帯受圧支持部57を
嵌設するための孔を穿っている。帯受圧支持部57は、上
面形状を前記振動子先端部37の凸型円弧の外周に相対応
するごとく、かつ、両者で挟持する熱可塑性帯90の重合
部厚みを勘案した上で前述の加圧振動子30の支持軸36を
中心とする半径の円弧を形成しており、表面に突起57’
を設けている。ただし突起57’の形状は鋸切刃型、錐型
の何れでもよい。なお、前述の振動子先端部37が平面で
あるときは、この帯受圧支持部57も平面で対応すること
になる。

【００１７】振動機構としての振動用モータ40、モータ
軸41、偏心軸45、中空ローラ46、軸受47および加圧振動
子30の振動子中空部38を含む一連の構成および作用は公
知のものであり詳述を省く。

【００１８】さて、本装置１の作動について略述する。
まず、本結束工具80に、被結束物品を回周した熱可塑性
帯90の自由端をグリップして後続部を帯引締装置60に挿
入装着して帯重合部が本装置１に整列するごとくし、帯
引締装置60の引締用回転バルブ63を廻すとエアモータ65
が回転して被結束物品を回周した熱可塑性帯90は強固に
緊縛される。かくて引締用回転バルブ63から手を離して
ストールテンションを保持し、ついで加圧振動用レバー
13を押すと、加圧用エアシリンダ10の気室19に圧縮空気
が空気給排孔16から供給されてピストン20はスプリング
29の力に抗して押し下げられ、加圧振動子30を、支持軸
36によって押し下げて振動子先端部37が帯受圧支持部57
との間にある熱可塑性帯90の重合部を強く加圧する。同
時に、振動用モータ40が回転を開始し、振動子中空部38
において、モータ軸41、偏心軸45、軸受47、中空ローラ
46の働きにより振動が発生し、加圧振動子30は高速振動
を開始する。かくて、帯受圧支持部57は不動であり、こ
こに突起57’で固着された重合帯の下側帯は不動を保持
し、振動子先端部37の突起37’に固着された重合帯の上
側帯は振動子先端部37と共に高速振動を行う訳でこの結
果、重合帯90の接触面に摩擦溶着が施されることは説明
を要しない。このとき、重合帯90に対して、ゆるやかな
円弧面に沿った均等加圧が行われることは申すまでもな
い。かくして適当時間経過後に前記加圧振動用レバー13
を離すと、空気供給は停止し空気給排孔16は大気に開通
し、スプリング29の復元力によってピストン20は上昇
し、同時に、振動用モータ40は停止する。なお、ピスト
ン20が下降し、重合の上側帯90が振動するとき、ピスト
ン底蓋25に取付けられた可撓ピンによってシヤー装置の
カッターが上側帯余剰部を切断する構成となっているこ
とを申し添える。かくて本結束工具80を取り去ればよい
訳で、本装置１の作動はこの本結束工具80の結束サイク
ル中で行われるものである。

【００１９】

【発明の効果】本発明の実施により、軽量小型で摩擦溶
着効率の高い、均質強固な溶着結束を達成する摩擦溶着
装置が提供され、摩擦溶着結束工具の軽量小型化と相俟
って、今後のこの種結束工具の発展に大きく貢献するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【総括】図面はすべて本発明の実施例を示すものであ
る。

【図１】本装置を装着する結束工具の側面図である。

【図２】本装置の正面断面図であり、図１のＡ−Ａ矢視
による。

【図３】ピストンの正面断面図である。

【図４】ピストンの側面断面図である。

【図５】シリンダ蓋の平面半截図である。

【図６】シリンダ蓋の正面断面図であり図５のＢ−Ｂ矢
視による。

【図７】ピストン底蓋の正面図である。

【図８】ピストン底蓋の側面一部断面図である。

【図９】加圧振動子の正面図である。

【図10】加圧振動子の側面図である。

【符号の説明】

１ 本装置 10 加圧用エアシリンダ 13
加圧振動用レバー 15 シリンダ蓋 16 空気給排孔 17
ピストン通過孔 18 取付孔 19 気室 20
ピストン 24 ピストン上部 25 ピストン底蓋 26
振動子取付孔 27 取付孔 28 ピストン中空部 29
スプリング 30 加圧振動子 31 振動子腕部 34
支持軸孔 35 振動子支軸部 36 支持軸 37
振動子先端部 37’突起 38 振動子中空部 39
ストッパー軸 40 振動用モータ 41 モータ軸 45
偏心軸 46 中空ローラ 47 軸受 50
受圧ベース 57 帯受圧支持部 57’突起 60
帯引締装置 63 引締用回転バルブ 65 エアモータ 70
シヤー装置 71 可撓ピン孔 80 本結束工具 90
熱可塑性帯。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性帯の重合部を加圧し振動溶着せ
   しめる摩擦溶着工具の加圧振動装置において、加圧用エ
   アシリンダのピストンを中空として、下部を振動機構に
   より振動する振子型振動子の腕部を収容すると共に該ピ
   ストンに振動子支軸部を軸着して、前記振動子の支持軸
   と振動子先端部との距離を可能な限り延長して該振動子
   先端部の振動円弧軌跡を極力直線に近付けながら、加圧
   用エアシリンダ、ピストン、加圧振動子および振動機構
   を含む加圧振動装置全体を軽量小型化すると共に、確実
   な加圧振動を行うごとく構成したことを特徴とする熱可
   塑性帯摩擦溶着工具の加圧振動装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、振動子先端部に設け
   た突起面を、加圧振動子の振動方向に対して、支持軸を
   中心とするゆるやかな凸状円弧面に形成すると共に、振
   動子先端部に対向設置する帯受圧支持部の形状を、その
   突起面が前記振動子先端部突起面に対応して、両者で挟
   持する熱可塑性帯重合部厚みを勘案した支持軸までの距
   離を半径とする振動方向に沿った円弧状凹型に形成し、
   前述の挟圧する帯重合部全幅に亘る受圧力を全く均等に
   なし、重合帯の加圧振動による均質強固な摩擦溶着を達
   成するごとく構成した熱可塑性帯摩擦溶着工具の加圧振
   動装置。