JPH07164525A - 振動溶着機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチック製品を均一に溶着させることが
でき、振動テーブルの振動ストロークを無段階に調整す
ることができ、瞬時に振動テーブルの振動を停止させて
位置精度よくプラスチック製品同士を溶着させることが
でき、構造が簡単で、かつ安価に構成できるようにす
る。 【構成】 クラッチ機構Ｃを、第１ガイドバー２Ｌ，２
Ｒで案内される第１移動テーブル３と、第１移動テーブ
ルを動力伝達位置と非動力伝達位置とに移動させる第１
エアーシリンダ５と、第１移動テーブルに設けられ、モ
ータ１０で回転させられる駆動カムフォロワ１１ａと、
第２ガイドバー１４Ｆ，１４Ｂで案内される振動テーブ
ル１５に設けられた従動カムフォロワ１５ａと、第１移
動テーブルに一端部が回動可能に取り付けられ、駆動カ
ムフォロワおよび従動カムフォロワが移動可能に遊嵌す
る平行孔６ａを有し、駆動カムフォロワが回転すること
によって揺動する揺動杆６とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、クラッチ機構を動力
伝達状態にして振動テーブルを振動させ、プラスチック
製品同士をこすり合わせることによって発生する摩擦熱
でプラスチック製品同士を溶着させる振動溶着機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の溶着機として、一方のプラスチッ
ク製品を回転させることによって発生する摩擦熱でプラ
スチック製品同士を溶着させるもの（スピン型溶着
機）、振動発生を電磁石で行い、プラスチック製品を板
ばねで所定位置に位置決めするもの（電磁石型振動溶着
機）などが提案されている。

【０００３】上述した前者の場合、一方のプラスチック
製品を回転させる構成とすればよいので、モータの動力
で一方のプラスチック製品を回転させることができるた
め、構造が簡単となり、溶着時間を短くすることができ
る。そして、後者の場合、位置精度よく大きなプラスチ
ック製品同士を溶着させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の溶着機は上記の
ように構成されているので、すなわち前者の場合、一方
のプラスチック製品を回転させることによってプラスチ
ック製品同士を溶着させるため、回転する方のプラスチ
ック製品が円筒形状のものに制約されるとともに、回転
中心部分が溶けにくいため、回転中心部分が溶着できな
いという不都合があった。また、後者の場合、位置精度
よくプラスチック製品同士を溶着させる性能を確保する
ために複雑で大型化するとともに、高価になるという不
都合があった。

【０００５】この発明は、上記したような不都合を解消
するためになされたもので、プラスチック製品を均一に
溶着させることができ、振動テーブルの振動ストローク
を無段階に調整することができるとともに、瞬時に振動
テーブルの振動を停止させて位置精度よくプラスチック
製品同士を溶着させることができ、構造が簡単で、かつ
安価に構成できる振動溶着機を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、振動テーブ
ルを振動させ、プラスチック製品同士をこすり合わせる
ことによって発生する摩擦熱でプラスチック製品同士を
溶着させる振動溶着機において、振動テーブルに第２駆
動源の動力を伝達するクラッチ機構を、平行な第１ガイ
ドバーと、この第１ガイドバーによって案内される移動
テーブルと、この移動テーブルを動力伝達位置と非動作
伝達位置とに移動させる第１駆動源と、移動テーブルに
設けられ、第２駆動源によって回転させられる駆動カム
フォロワと、平行な第２ガイドバーによって案内される
振動テーブルに設けられた従動カムフォロワと、移動テ
ーブルに一端部が回動可能に取り付けられ、駆動カムフ
ォロワおよび従動カムフォロワが移動可能に遊嵌する平
行孔を有し、駆動カムフォロワが回転することによって
揺動する揺動杆とで構成し、第１駆動源で移動テーブル
を非動力伝達位置に移動させてクラッチ機構を非動力伝
達状態にすると、揺動杆の揺動中心と従動カムフォロワ
の中心とが一致して振動テーブルは振動せず、第１駆動
源で移動テーブルを動力伝達位置に移動させてクラッチ
機構を動力伝達状態にすると、揺動杆の揺動中心と従動
カムフォロワの中心とがずれて振動テーブルが振動する
ものである。

【０００７】

【作用】この発明における振動溶着機は、第１駆動源で
移動テーブルを非動作位置に移動させてクラッチ機構を
非動力伝達状態（オフ状態）にすると、揺動杆の揺動中
心と従動カムフォロワの中心とが一致するので、駆動カ
ムフォロワの回転にかかわらず、振動テーブルが振動し
ない。そして、第２駆動源で駆動カムフォロワを回転さ
せている状態で、第１駆動源で移動テーブルを動作位置
に移動させてクラッチ機構を動力伝達状態（オン状態）
にすると、揺動杆の揺動中心と従動カムフォロワの中心
とがずれるので、振動テーブルが振動する。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１はこの発明の一実施例である振動溶着機の一
部を破断した非動作時の正面図、図２は図１の振動溶着
機の第２移動テーブルなどを省略して一部を破断したク
ラッチ機構がオフ状態の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線
で一部を破断および省略した右側面図、図４は第２移動
テーブルが下降した動作時の図１に対応する正面図、図
５はクラッチ機構がオン状態の図２に対応する平面図、
図６はクラッチ機構がオン状態の図３に対応する右側面
図、図７および図８は揺動杆の動作説明図である。

【０００９】これらの図において、１はテーブルを示
し、上面板の中央に、前後方向に開放した開口１ａが設
けられている。２Ｌ，２Ｒは平行な第１ガイドバーを示
し、テーブル１の開口１ａの両側に位置し、テーブル１
の前板と後ろ板とに両端が固定されている。３は第１ガ
イドバー２Ｌ，２Ｒでテーブル１の前後方向に案内され
る第１移動テーブルを示し、左右方向の中心の後部側
に、後述する回転テーブル１１が挿入される丸孔３ａが
設けられている。

【００１０】４Ｆ，４Ｂは第１ガイドバー２Ｌ，２Ｒに
取り付けられたストッパを示し、第１移動テーブル３の
移動範囲を規制するものである。５はテーブル１の後ろ
板の後ろ側に取り付けられた第１駆動源としての第１エ
アーシリンダを示し、ロッド５ａの先端部分はテーブル
１の後ろ板を貫通して第１移動テーブル３の後端部分に
取り付けられている。６はテーブル１の開口１ａ内に位
置する揺動杆を示し、図３および図６に示すように、一
端部を第１移動テーブル３の上面の前端部で、左右方向
の中心に支持軸７、オイルレスプレート８およびオイル
レスブッシュ９で回動可能に軸支され、一端（前端）か
ら他端側（後ろ側）へ垂直方向に、後述する駆動カムフ
ォロワ１１ａおよび従動カムフォロワ１５ａがほとんど
隙間のない状態で上下から遊嵌するとともに、移動する
平行孔６ａが設けられ、他端部には水平方向に被ガイド
溝６ｂが設けられている。

【００１１】１０は第２駆動源としてのモータを示し、
第１移動テーブル３の下面に、回転軸が丸孔３ａの中心
に位置するように取り付けられている。１１はモータ１
０の回転軸に取り付けられた回転テーブルを示し、第１
移動テーブル３の上面に突出する円柱状の駆動カムフォ
ロワ１１ａが偏心した位置に設けられ、この駆動カムフ
ォロワ１１ａは、図７および図８に一点鎖線で示す円周
上を回転し、揺動杆６の平行孔６ａに下側から遊嵌して
いる。

【００１２】１２はテーブル１の開口１ａ内に位置する
ガイド板を示し、第１移動テーブル３の上面の後端部に
取り付けられ、被ガイド溝６ｂに係合して揺動杆６の揺
動を案内するものである。１３Ｌ，１３Ｒは開口１ａを
挟むようにテーブル１の上面に取り付けられた支持ブロ
ック、１４Ｆ，１４Ｂは平行な第２ガイドバーを示し、
この第２ガイドバー１４Ｆ，１４Ｂは第１ガイドバー２
Ｌ，２Ｒと直交するように、支持ブロック１３Ｌ，１３
Ｒに両端が固定されている。

【００１３】１５は第２ガイドバー１４Ｆ，１４Ｂでテ
ーブル１の左右方向に案内される振動テーブルを示し、
揺動杆６の平行孔６ａに上側から遊嵌する円柱状の従動
カムフォロワ１５ａが下面に突出させて設けられ、上面
に一方のプラスチック製品Ｐａを位置決めする載置部１
５ｂが設けられている。この載置部１５ｂは、振動テー
ブル１５の上面にコ字状をした部材をねじで取り付ける
ことによって形成されている。

【００１４】１６は支持フレームを示し、円柱状の左、
右支柱１６ｌ，１６ｒと、この左、右支柱１６ｌ，１６
ｒの上端部に両端部が固定された天板１６ｕとで構成さ
れ、テーブル１の上面の左右端部に左、右支柱１６ｌ，
１６ｒの下端部が固定されている。１７は支持フレーム
１６の左、右支柱１６ｌ，１６ｒで上下方向に案内され
る第２移動テーブル、１８は支持フレーム１６の天板１
６ｕの上面側に取り付けられた第３駆動源としての第２
エアーシリンダを示し、この第２エアーシリンダ１８の
ロッド１８ａの先端部分は、天板１６ｕを貫通して第２
移動テーブル１７の上端部分に取り付けられている。

【００１５】１９は第２移動テーブル１７の下面に取り
付けられたチャッキング部を示し、ねじ１９ａを締め付
けたり、弛めることによって他方のプラスチック製品Ｐ
ｂを着脱することができるものである。２０Ｆ，２０Ｂ
は支持フレーム１６の天板１６ｕの前後に、下側に向け
て取り付けられた第１保護板、２１Ｆ，２１Ｂは第２移
動テーブル１７の前後に、下側に向けて取り付けられた
第２保護板を示し、第１保護板２０Ｆ，２０Ｂの間隔
は、第２移動テーブル１７および第２保護板２１Ｆ，２
１Ｂが出入りできる間隔とされている。

【００１６】なお、クラッチ機構Ｃは、第１ガイドバー
２Ｌ，２Ｒ、第１移動テーブル３、第１エアーシリンダ
５、揺動杆６、駆動カムフォロワ１１ａおよび従動カム
フォロワ１５ａで構成されている。そして、振動テーブ
ル１５の載置部１５ｂの中心位置に従動カムフォロワ１
５ａが設けられ、従動カムフォロワ１５ａの中心線上に
非動作状態時の支持軸７の中心が位置する。

【００１７】さらに、支持軸７および従動カムフォロワ
１５ａの中心を通り、第１ガイドバー２Ｌ，２Ｒと平行
な面上に駆動カムフォロワ１１ａの回転中心および第１
エアーシリンダ５の中心が位置する。また、従動カムフ
ォロワ１５ａの中心線上にチャッキング部１９の中心お
よび第２エアーシリンダ１８の中心が位置する。

【００１８】次に、動作について説明する。まず、図１
〜図３に示す非動作状態において、例えば平板状のプラ
スチック製品Ｐａを振動テーブル１５の載置部１５ｂに
載置するとともに、チャッキング部１９に非溶着部分を
挿入し、溶着面を下側にしてねじ１９ａを締め付けるこ
とによってプラスチック製品Ｐｂをチャッキング部１９
に取り付ける。そして、図示を省略した操作部を操作し
て制御開始状態にすると、制御部の制御により、まず、
モータ１０が回転することによって駆動カムフォロワ１
１ａが回転するので、この駆動カムフォロワ１１ａが遊
嵌している揺動杆６が支持軸７を中心にして揺動を開始
する。

【００１９】しかし、この状態では、図７に示すよう
に、支持軸７と従動カムフォロワ１５ａとの中心が同一
直線上にあり、クラッチ機構Ｃはオフ状態なので、振動
テーブル１５は振動しない。次に、第１エアーシリンダ
５が動作状態となってロッド５ａが突出すると、第１移
動テーブル３は、図５および図６に示すように、第１ガ
イドバー２Ｌ，２Ｒで案内されてストッパ４Ｆに衝合す
る位置までテーブル１の前方側へ移動する。

【００２０】このように第１移動テーブル３がテーブル
１の前方側へ移動し、クラッチ機構Ｃはオン状態になる
と、従動カムフォロワ１５ａが平行孔６ａ内を他端側へ
移動するので、図８に示すように、第１移動テーブル３
が移動する過程で従動カムフォロワ１５ａの中心と支持
軸７の中心との水平方向の距離が順次長くなる。したが
って、揺動杆６は支持軸７を中心に揺動を開始し、振動
テーブル１５は第２ガイドバー１４Ｆ，１４Ｂに案内さ
れてテーブル１の左右方向に振動を開始し、振幅が、例
えば３ｍｍまで順次大きくなる。

【００２１】そして、第２エアーシリンダ１８が動作状
態となってロッド１８ａが所定圧で突出するので、図４
に示すように、第２移動テーブル１７は支持フレーム１
６の左、右支柱１６ｌ，１６ｒで案内されてテーブル１
の下方側へ移動する。このように第２移動テーブル１７
がテーブル１の下方側へ移動すると、プラスチック製品
Ｐｂがプラスチック製品Ｐａに所定圧（第２エアーシリ
ンダ１８の駆動圧）で圧接するので、プラスチック製品
Ｐａ，Ｐｂ同士がこすり合わされて摩擦熱が発生する。

【００２２】この摩擦熱によってプラスチック製品Ｐ
ａ，Ｐｂ同士を溶着させることができる時間、例えば３
秒〜５秒が経過すると、第１エアーシリンダ５が非動作
状態となってロッド５ａが復帰すると、第１移動テーブ
ル３は、図２および図３に示すように、第１ガイドバー
２Ｌ，２Ｒで案内されてストッパ４Ｒに衝合する位置ま
でテーブル１の後方側へ移動し、復帰するので、支持軸
７と従動カムフォロワ１５ａとの中心が同一直線上に位
置し、クラッチ機構Ｃはオフ状態になるため、振動テー
ブル１５は振動しなくなり、プラスチック製品Ｐｂはプ
ラスチック製品Ｐａに対して精度よく位置決めされた状
態で溶着される。なお、モータ１０は、第１振動テーブ
ル３を復帰させる過程、すなわちクラッチ機構Ｃがオフ
する過程で停止させられる。

【００２３】このようにしてプラスチック製品Ｐａ，Ｐ
ｂ同士の溶着が完了すると、ねじ１９ａを弛めてチャッ
キング部１９からプラスチック製品Ｐａを抜き出せる状
態にした後、操作部を操作して第２エアーシリンダ１８
を非動作状態にすると、図１に示すように、ロッド１８
ａが元の状態に復帰するので、溶着されたプラスチック
製品Ｐａ，Ｐｂは載置部１５ｂに残される。したがっ
て、この溶着されたプラスチック製品Ｐａ，Ｐｂを載置
部１５ｂから取り除いた後、前述の操作を繰り返すこと
により、プラスチック製品Ｐａ，Ｐｂ同士を順次溶着さ
せることができる。

【００２４】上述したように、この発明の一実施例によ
れば、第１移動テーブル３を移動させてクラッチ機構Ｃ
をオン状態にすることにより、駆動カムフォロワ１１ａ
の回転運動を揺動杆６および従動カムフォロワ１５ａに
よって直線運動に変換し、振動テーブル１５を振動させ
る構成としたので、プラスチック製品Ｐａ，Ｐｂを均一
に溶着させることができる。そして、第１移動テーブル
３の移動ストロークを、ストッパ４Ｒを移動させること
によって調整することにより、ストッパ４Ｒを取り除き
第１エアーシリンダ５の取付位置を調整することによ
り、またはロッドの移動ストロークの異なるエアーシリ
ンダとすることにより、振動テーブル１５の振動ストロ
ークを無段階に調整することができる。

【００２５】さらに、第１移動テーブル３を復帰させて
クラッチ機構Ｃをオフ状態にすることにより、駆動カム
フォロワ１１ａが回転して揺動杆６を揺動させていて
も、振動テーブル１５の振動を瞬時に停止させて位置精
度よくプラスチック製品Ｐａ，Ｐｂ同士を溶着させるこ
とができる。また、第１および第２移動テーブル３，１
７を第１および第２エアーシリンダ４，１８で移動させ
ることができ、駆動カムフォロワ１１ａをモータ１０で
回転させることができ、クラッチ機構Ｃを第１ガイドバ
ー２Ｌ，２Ｒ、第１移動テーブル３、第１エアーシリン
ダ５、揺動杆６、駆動カムフォロワ１１ａおよび従動カ
ムフォロワ１５ａで構成できるので、構造が簡単で、か
つ安価に構成することができる。

【００２６】なお、上記した実施例では、第１および第
３駆動源をエアーシリンダとし、第２駆動源をモータと
した例で説明したが、同様に機能する駆動源であれば、
他の駆動源でもよいことは言うまでもない。そして、溶
着するプラスチック製品Ｐａ，Ｐｂが小さいので、振動
テーブル１５を振動させる方式を採用したが、振動発生
ユニットを第２移動テーブル１７に取り付けて加圧ユニ
ットと組み合わせれば、溶着されるプラスチック製品を
完全に固定し、溶着するプラスチック製品、例えばクリ
ップなどの小物を振動させながら加圧することにより、
同じ理屈で溶着でき、溶着されるプラスチック製品が大
きくなった場合でも容易に対応できる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、第１
駆動源で移動テーブルを非動作位置に移動させてクラッ
チ機構を非動力伝達状態にすると、揺動杆の揺動中心と
従動カムフォロワの中心とが一致して振動テーブルは振
動せず、第１駆動源で移動テーブルを動作位置に移動さ
せてクラッチ機構を動力伝達状態にすると、揺動杆の揺
動中心と従動カムフォロワの中心とがずれて振動テーブ
ルが振動する構成としたので、プラスチック製品を均一
に溶着させることができる。

【００２８】そして、移動テーブルの移動ストロークを
調整することにより、振動テーブルの振動ストロークを
無段階に調整することができる。さらに、移動テーブル
を復帰させることにより、駆動カムフォロワが回転して
揺動杆を揺動させていても、振動テーブルの振動を瞬時
に停止させて位置精度よくプラスチック製品同士を溶着
させることができる。また、クラッチ機構を第１ガイド
バー、移動テーブル、第１駆動源、揺動杆、駆動カムフ
ォロワおよび従動カムフォロワで構成でき、駆動カムフ
ォロワを回転させる第２駆動源をモータとすることがで
きるので、構造が簡単で、かつ安価に構成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である振動溶着機の一部を
破断した非動作時の正面図である。

【図２】図１の振動溶着機の第２移動テーブルなどを省
略して一部を破断したクラッチ機構がオフ状態の平面図
である。

【図３】図２のＡ−Ａ線で一部を破断および省略した右
側面図である。

【図４】第２移動テーブルが下降した動作時の図１に対
応する正面図である。

【図５】クラッチ機構がオン状態の図２に対応する平面
図である。

【図６】クラッチ機構がオン状態の図３に対応する右側
面図である。

【図７】揺動杆の動作説明図である。

【図８】揺動杆の動作説明図である。

【符号の説明】

１ テーブル ２Ｌ，２Ｒ 第１ガイドバー ３ 第１移動テーブル ５ 第１エアーシリンダ ６ 揺動杆 ６ａ 平行孔 ７ 支持軸 １０ モータ １１ 回転テーブル １１ａ 駆動カムフォロワ １４Ｆ，１４Ｂ 第２ガイドバー １５ 振動テーブル １５ａ 従動カムフォロワ １５ｂ 載置部 １６ 支持フレーム １７ 第２移動テーブル １８ 第２エアーシリンダ １９ チャッキング部 Ｃ クラッチ機構 Ｐａ，Ｐｂ プラスチック製品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動テーブルを振動させ、プラスチック
   製品同士をこすり合わせることによって発生する摩擦熱
   で前記プラスチック製品同士を溶着させる振動溶着機に
   おいて、 前記振動テーブルに第２駆動源の動力を伝達するクラッ
   チ機構を、 平行な第１ガイドバーと、 この第１ガイドバーによって案内される移動テーブル
   と、 この移動テーブルを動力伝達位置と非動作伝達位置とに
   移動させる第１駆動源と、 前記移動テーブルに設けられ、前記第２駆動源によって
   回転させられる駆動カムフォロワと、 平行な第２ガイドバーによって案内される前記振動テー
   ブルに設けられた従動カムフォロワと、 前記移動テーブルに一端部が回動可能に取り付けられ、
   前記駆動カムフォロワおよび前記従動カムフォロワが移
   動可能に遊嵌する平行孔を有し、前記駆動カムフォロワ
   が回転することによって揺動する揺動杆とで構成し、 前記第１駆動源で前記移動テーブルを非動力伝達位置に
   移動させて前記クラッチ機構を非動力伝達状態にする
   と、前記揺動杆の揺動中心と前記従動カムフォロワの中
   心とが一致して前記振動テーブルは振動せず、前記第１
   駆動源で前記移動テーブルを動力伝達位置に移動させて
   前記クラッチ機構を動力伝達状態にすると、前記揺動杆
   の揺動中心と前記従動カムフォロワの中心とがずれて前
   記振動テーブルが振動する、ことを特徴とする振動溶着
   機。