JPH08230042A - 超音波ホッチキス - Google Patents

超音波ホッチキス

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JPH08230042A
JPH08230042A JP6204095A JP6204095A JPH08230042A JP H08230042 A JPH08230042 A JP H08230042A JP 6204095 A JP6204095 A JP 6204095A JP 6204095 A JP6204095 A JP 6204095A JP H08230042 A JPH08230042 A JP H08230042A
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JP
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horn
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Atsushi Horiuchi
敦司 堀内
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 可搬性が良好な超音波ホッチキスを提供す
る。 【構成】 先端に加工面１２Ａを有するホーン１２を備
えた超音波出力手段１４と、この超音波出力手段１４を
一端部で保持する握り部材１８と、この握り部材１８の
他端部に回動自在に係合すると共にその回動端にホーン
１２の加工面１２Ａに対向する加圧面２１Ａを有する下
受け部材２０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波ホッチキスに係
り、特に手持ち作業に好適な超音波ホッチキスに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来例を図７に示す。この従来の超音波
溶着機５０は、先端に加工面５１ａを設けたホーン５１
を備える超音波出力手段５２を有している。この超音波
出力手段５２は、超音波溶着機５０のケーシング５３内
にホーン５１の先端を露出した状態で収納されており、
この先端に設けられた加工面５１ａにより被溶着物に対
する超音波溶着作業を行っている。
【０００３】さらに、この超音波溶着機５０は、図示し
ない支持台を有しており、超音波出力手段配５２が、ホ
ーン５１の加工面５１ａがこの加工面５１ａに対向する
下治具Ｇの対向面との間に間隙を有して設置されてい
る。さらに、ケーシング５３の上方にはエアシリンダ５
４が設けられ、これにより超音波出力手段５２の上下移
動が可能となっており、それに伴い、加工面５１ａと下
治具Ｇの対向面との距離を調節することができる。符号
５５は、超音波出力手段５２を励振する発振器である。
【０００４】そしてこの従来例は、定位置に配置した状
態において、外部からの振動等の影響を排除するため
に、安定した形状と所定の重量とが付されたものとなっ
ている。
【０００５】図７における符号Ｐは、卵を収容するプラ
スチック製のパックを示しており、この卵のパックＰの
開け口を溶着する場合を例にとって、この超音波溶着機
５０の動作を説明すると、まず、卵のパックＰの所定箇
所をホーン５１の加工面５１ａと下治具Ｇの対向面との
間隙に運ぶ。このとき、超音波出力手段５２は、発振器
５５により励振されており、ホーン５１の加工面５１ａ
が超音波振動を行っている状態にある。そして、エアシ
リンダ５４により超音波出力手段５２の下降動作が行わ
れる。
【０００６】これにより、卵のパックＰの所定箇所は、
ホーン５１の加工面５１ａと下治具Ｇの対向面との間で
両方向から押圧され、ホーン５１の加工面５１ａから超
音波振動が伝達される。そして、卵のパックＰは所定箇
所が融解して超音波溶着が行われる。この後、速やかに
超音波出力手段５２は、エアシリンダ５４により引き上
げられて動作が終了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例における超音波溶着機は、そのほとんどが上述した
ように卓上型或いは据置型であり、このため可搬性が悪
いという不都合があった。
【０００８】係る場合、溶着作業を行うに際しては、被
溶着物を従来の超音波溶着機まで運び、定位置のみでし
か作業が行えないため、溶着作業が可能な領域を広げる
ことが困難であった。
【０００９】
【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、可搬性が良好な超音波ホッチキスを提供
することを、その目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、先端に加工
面を有するホーンを備えた超音波出力手段と、この超音
波出力手段を一端部で保持する握り部材と、この握り部
材の他端部に回動自在に係合すると共にその回動端にホ
ーンの加工面に対向する加圧面を有する下受け部材とを
備える構成となっている。
【００１１】また、握り部材と下受け部材との間に、ホ
ーンの加工面と下受け部材の加圧面とが離間する方向に
付勢する弾性部材を加えても良い。
【００１２】さらに、下受け部材の回動動作により加工
面と加圧面とが所定間隔以上離間することを制限するス
トッパを握り部材と下受け部材の何れか一方に加えると
尚良い。
【００１３】以上の構成により前述した目的を達成しよ
うとするものである。
【００１４】
【作用】本発明により溶着動作を行う際には、まず、作
業者は、超音波出力手段を一端部で保持する握り部材を
用いて、このホーンの加工面と下受け部材の加圧面との
間に被溶着物が介在するように超音波ホッチキスの位置
を合わせる。
【００１５】そして、握り部材に回動自在に係止されて
いる下受け部材を、この下受け部材に設けられた加圧面
がホーンの加工面に近接する方向に引き寄せる。これに
より、被溶着物は、ホーンの加工面と下受け部材の加圧
面に挟持され、ホーンの加工面に対して加圧される。
【００１６】この加圧時において、超音波出力手段によ
り超音波振動が被溶着物に対して垂直に加えられる。そ
の結果、被溶着物は融解を生じて溶着が行われる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図５に基
づいて説明する。
【００１８】図１は、本実施例である超音波ホッチキス
１０の全体図である。本実施例は、先端に加工面１２Ａ
を有するホーン１２を備えた超音波出力手段１４と、こ
の超音波出力手段１４を一端部で保持すると共に超音波
振動に対して垂直をなす長手の部材である握り部材１８
と、この握り部材１８の他端部に回動自在に係合すると
共にその回動端にホーン１２の加工面１２Ａと対向する
加圧面２１Ａを当接部材２１を介して有している下受け
部材２０とを備えている。
【００１９】これを詳述すると、まず、ホーン１２は、
直径が比較的大きい円柱部１２Ｂと直径が比較的小さい
円柱部１２Ｄとが、ほぼエクスポネンシャル形状を成す
中間部１２Ｃを介して一体的に形成されており、大きい
円柱部１２Ｂと中間部１２Ｃとの間には鍔状のフランジ
１２Ｅが設けられている。このフランジ１２Ｅは、後述
する握り部材１８と取付部材１９との当接箇所に形成さ
れる係合溝に係合し、これによりホーン１２は、握り部
材１８に保持される。また、ホーン１２は軸方向に超音
波振動が伝達されており、さらに、小さい円柱部１２Ｄ
の先端は、平面状に形成され、これが加工面１２Ａとし
て被溶着物と当接し且つ超音波振動を伝達する。
【００２０】ホーン１２を有する超音波出力手段１４
は、ケーシング（図１の二点鎖線部）内に収納されてい
る。超音波出力手段１４は、ホーン１２に隣接してアル
ミブロック，電極，セラミック振動子を順次配設して有
しており、これら各部は、図示しないボルトにより締め
付け固定されている。
【００２１】セラミック振動子には、電極，リード線を
介して超音波ホッチキス１０の外部にある発振器１５に
接続されている。この発振器１５から、電極，リード線
を介して所定の発信周波数の電圧が印加されると、セラ
ミック振動子から超音波振動が発生する。この超音波振
動がホーン１２に伝達され、加工面１２Ａはその垂直方
向に超音波振動を行う。
【００２２】この超音波出力手段１４はそのケーシング
と共に、ホーン１２の作用面１２Ａの振動方向に対して
垂直な方向から握り部材１８により保持されている。こ
の握り部材１８は長手の板状部材からなり、その一端部
には前述したホーン１２のフランジ１２Ｅより若干小さ
い貫通穴１８Ａが設けられている。この貫通穴１８Ａに
はホーン１２の小さい円柱部１２Ｄ及び中間部１２Ｃが
嵌挿状態で係合しており、この握り部材１８の上側には
ホーン１２の大きい円柱部１２Ｂが挿入可能な貫通穴１
９Ａを有する取付部材１９が取り付けられる。さらにま
た、この取付部材１９と握り部材１８の当接面側には、
それぞれホーン１２のフランジ１２Ｅが嵌合する嵌合凹
部１８Ｂ，１９Ｂが形成されており、これらによりフラ
ンジ１２Ｅが係合する係合溝が形成される。そして、ホ
ーン１２は、この係合溝にフランジ１２Ｅが係合して握
り部材１８に保持され、これに伴い超音波出力手段１４
も保持される。
【００２３】一方、握り部材１８の他端部は、握り部材
１８と同様に長手の板状部材からなる下受け部材２０と
回動自在に係合する構造を有している。
【００２４】図２は、図１におけるＤ−Ｄ線に沿った断
面図を示している。図２に示すように、握り部材１８は
その両側端が図２における下方に延設され、これが側壁
１８Ｃを形成している。また、同様にして下受け部材２
０もその両側端が上方に延設されることにより側壁２０
Ｂが形成されており、握り部材１８と下受け部材２０
は、それぞれ断面がコ字状を成し、互いにその開口部を
対向させて配置されている。さらに、下受け部材２０は
握り部材１８より若干幅が狭く形成されているため、握
り部材１８は、下受け部材２０に上方から覆いかぶさる
様にして配置され、側壁１８Ｃの内側と側壁２０Ｂの外
側が当接している。この当接領域に、側壁１８Ｃ，２０
Ｂを貫通する貫通穴が設けられ、この貫通穴にピン２２
が嵌入される。これにより握り部材１８と下受け部材２
０とが、ピン２２を中心として回動自在に係合してい
る。
【００２５】また、側壁１８Ｃの内側には、突起状のス
トッパ１８Ｄが設けられており、ホーン１２の加工面１
２Ａと加圧面２１Ａとが離間する方向に回動する下受け
部材２０の側壁２０Ｂが、このストッパ１８Ｄに引っか
かり（図３参照）、回動を制限する構造となっている。
【００２６】さらに、図３に示すように，超音波ホッチ
キス１０の非使用時において握り部材１８と下受け部材
２０の各回動端が離間した状態に復帰させるように付勢
する弾性部材（図示略）が、握り部材１８と下受け部材
２０との間に設けられている。この弾性部材の弾性力と
上述したストッパ１８Ｄの効果とを併せて、下受け部材
２０は、外部からの力が加わらない自然状態において
は、握り部材１８に対して常に一定の角度を有して係合
している。これにより、ホーン１２の加工面１２Ａと加
圧面２１Ａとは、一定の間隔を有した状態に復元が可能
となる。
【００２７】握り部材１８と下受け部材２０とは、互い
にほぼ平行状態にあって、ホーン１２の加工面１２Ａ
と，下受け部材２０が当接部材２１を介して有する加圧
面２１Ａとが当接する。そのため、作業時には、弾性部
材の復帰力に抗して下受け部材２０の回動端を握り部材
１８側に引き寄せて超音波溶着を行う。このとき、この
引き寄せる動作は、人間の握力で行われるため、握り部
材１８，下受け部材２０は人の手の大きさに対応した大
きさが望ましく、本実施例では、握り部材１８の長さが
１１０［ｍｍ］，下受け部材２０の長さが１０５［ｍ
ｍ］に設定されている。また、握り部材１８に保持され
ている超音波出力手段１４も握り部材１８に対応する大
きさのものが使用されている。
【００２８】符号２４は押鉛スイッチであり、前述の発
振器１５から超音波出力手段１４への発信周波数の電圧
の印可は、この押鉛スイッチ２４を介して行われる。こ
の押鉛スイッチ２４は握り部材１８上の回動端側近くに
付設される。これにより、図３に示されるように下受け
部材２０を引き寄せて溶着作業を行う際に、作業者の手
Ｔの親指の位置に来るため、このスイッチ２４の押圧動
作が容易に行うことができる。
【００２９】作業時においてホーン１２の加工面１２Ａ
と当接する加圧面２１Ａを有する当接部材２１は、下受
け部材２０の回動端先端に、その加圧面２１Ａをホーン
１２の加工面１２Ａに対向させて付設されている。この
当接部材２１は、下受け部材２０と別部材として設けら
れているため、ホーン１２を先端形状の異なるものと交
換した際に、この当接部材２１もそれに対応する加圧面
形状を有するものと交換することができる。
【００３０】本実施例の動作をプラスチック製の卵パッ
ク２６の開け口の溶着を行う作業を例にとって説明す
る。
【００３１】まず図３に示すように、作業者が、握り部
材１８および下受け部材２０を片手Ｔで握って超音波ホ
ッチキス１０を持つ。そしてこの超音波ホッチキス１０
を卵パック２６に近づけ、ホーン１２の加工面１２Ａと
下受け部材２０に設けられた当接部材２１の加圧面２１
Ａとの間に卵パック２６の溶着箇所２７，２７が介在す
るように位置合わせを行う。
【００３２】そして、位置合わせの後、下受け部材２０
をその回動端が矢印Ｙの方向に移動するように手動によ
り引き寄せる。このとき、この動作と同時に親指により
押鉛スイッチ２４を図３における下方向に押圧する。こ
れにより、超音波出力手段１４に、発振器１５からの発
信周波数の電圧が印可され、超音波振動を発生し、これ
がホーン１２に伝達され、加工面１２Ａが超音波振動状
態となる。
【００３３】下受け部材２０が引き寄せられることによ
り卵パック２６の溶着箇所２７，２７が、ホーン１２の
加工面１２Ａと当接部材２１の加圧面２１Ａとに挟持さ
れる。これにより、ホーン１２の加工面１２Ａと当接部
材２１の加圧面２１Ａとからの加圧力が加わり、超音波
振動が伝達され、卵パック２６は融解を生じ、溶着が行
われる。
【００３４】図４は、本実施例による卵パック２６の溶
着状態を示している。卵パック２６は、その溶着箇所２
７，２７が上述のようにホーン１２の加工面１２Ａと当
接部材２１の加圧面２１Ａとに挟持され、これらの面に
圧接する。この圧接の方向は、ホーン１２が超音波出力
手段１４から伝達される超音波振動と同方向である。こ
れにより、超音波出力手段１４からホーン１２を介して
超音波振動が効率よく溶着箇所に伝達されるために、上
述の溶着動作において，ホーン１２の加工面１２Ａが卵
パック２６に当接してからこの卵パック２６が融解し始
めるまでの時間は極めて短時間となる。そして、短時間
で溶着動作が完了することにより、卵パック２６の溶着
箇所２７の余分な部分を融解させることがなく、例え
ば、図４に示されるように上側の溶着部２７と下側の溶
着箇所２７の当接部分２７Ａのみが融解するので、仕上
がりが美しくなり、さらに被溶着物の変形等を引き起こ
さないために、溶着後の強度が高くなる。
【００３５】図５は、ホーン１２と先端形状が異なる他
のホーンを使用した場合の、溶着後の仕上がり状態を示
している。これによると、符号２８Ａは、ホーンの加工
面がドーナツ形状であるものの仕上がりを示し、符号２
８Ｂは、加工面が三角形状であるものの仕上がりを示
し、符号２８Ｃは、加工面が四角形状のものの仕上がり
を示している。このように、ホーンの振動方向に被溶着
物を押圧するために、振動エネルギーの伝達効率が良
く、さらに溶着動作が速やかに行われるために、ホーン
の加工面の形状を変えることにより、被溶着物の仕上が
り状態を変えることが可能となる。
【００３６】ここで、前述した発振器１５は、超音波ホ
ッチキス１０の内部に一体適に搭載しても良い。これに
より、超音波ホッチキス１０と発振器１５との間に張ら
れるリード線により超音波ホッチキスの作業にともなう
行動範囲の制限を受けることがなくなるために、超音波
ホッチキス１０の作業範囲は広がり、可搬性が向上す
る。
【００３７】また、本実施例では、握り部材１８が、超
音波出力手段１４を、出力される超音波振動の方向に対
して垂直方向から保持しているが、これは垂直方向に限
定されるものではない。例えば、超音波出力手段がその
振動方向に対して斜め方向から保持されていても良い。
この場合、超音波出力手段１４のホーン１２の作用面１
２Ａと対向するように下受け部材２０に加圧面２１Ａを
設ける必要がある。
【００３８】また、前述の当接部材２１と下受け部材２
０は、一体形成しても良い。これにより、部品点数を削
減することができ、部品の生産コストの低減となる。
【００３９】また、前述の押鉛スイッチ２４に替わり、
握り部材１８と下受け部材２０との間にリミットスイッ
チを設けても良い。このリミットスイッチは、溶着を行
う際に、下受け部材２０を握り部材１８側に引き寄せ
て、握り部材１８と下受け部材２０の間が狭小すること
により、握り部材１８或いは下受け部材２０により押圧
されて、このリミットスイッチが閉路することにより発
振器１５からの発信周波数の電圧の印可が行われる構造
となっている。これにより、下受け部材２０を引き寄せ
る動作のみで超音波溶着が行われ、作業を行う度に押鉛
スイッチを押圧する手間をなくすことができる。また、
このリミットスイッチは、下受け部材２０を握り部材１
８側に引き寄せる行程において、常に一定のタイミング
で印可されるため、リミットスイッチを所定の位置に付
設することにより、被溶着物は一定の溶着状態で超音波
溶着が行われる。
【００４０】また、前述した握り部材１８と下受け部材
２０との間に設けられる弾性部材は、コイルバネ，板バ
ネ，空気バネ，ゴム，スポンジ等の弾性力を有するもの
であれば良い。さらにまた、これらの弾性部材の一端を
握り部材１８側に固定し、他端を下受け部材２０側に固
定することにより、溶着を行った後に下受け部材２０が
弾性部材の弾性力により、元の位置に戻るだけではな
く、下受け部材２０が、握り部材１８から所定間隔以上
に離間することを防止するため、ストッパ１８Ｄの役割
も果たすことになり、これにより握り部材１８にストッ
パ１８Ｄを設けるための形成コストを削減することがで
きる。
【００４１】図１に開示した実施例の超音波出力手段１
４は、下受け部材２０側に設けても良い。この場合、握
り部材１８の回動端側には加圧面が設けられ、下受け部
材２０の回動端側には、ホーン１２の加工面が加圧面と
対向するように超音波出力手段１４を設ける構成とす
る。
【００４２】また、図１に開示した実施例の超音波出力
手段１４は、より超音波振動方向に対する長さが短いも
のを使用しても良い。これにより、超音波ホッチキス１
０はより小型化し、使用時の安定が良くなり、操作性が
向上する。
【００４３】他の例を図６に示す。この超音波ホッチキ
ス３０は、ホーン３２を有する超音波出力手段３４をケ
ーシング３６に収納し、このケーシンング３６の一端側
からホーン３２の先端を外部に露出さると共に他端側に
回動自在に係合する下受け部材３８を設ける構成となっ
ている。そしてこの下受け部材３８は、回動端側が曲折
してその先端部が、ホーン３２の先端近部の側面に当接
する構造となっており、超音波出力手段３４が出力する
超音波振動方向に対して平行に下受け部材３８がホーン
３２と当接することを特徴としている。この構造によ
り、ケーシング３６と下受け部材３８が平行に配列され
るために装置の小型化がなされる。
【００４４】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、可搬性が向上し、これにより、従
来の卓上型，据置型の超音波加工器のように被溶着物を
超音波加工器まで運搬する必要がなく、作業領域が広が
り、握り部材を手にして超音波ホッチキス自体を移動さ
せて超音波溶着を行うことができ、例えば、機械内部の
修理等の狭い領域での使用が可能となるという効果を有
している。
【００４５】また、従来のように、超音波出力手段の移
動を行うエアシリンダ等の移動装置，装置を支える支持
部材，被溶着物の固定保持に必要な下地具を必要としな
いために、それらの部品コストを低減することが可能と
なり、さらに、装置全体の小型化，軽量化が可能とな
る。
【００４６】さらに、本発明は、ホーンの加工面と、下
受け部材の加圧面とにより被溶着物を押圧挟持するため
に、超音波振動の伝達効率が良く、溶着作業が速やかに
行われる。また、短時間で溶着作業が行えるために、被
溶着物を過分に融解させること無く所定の溶着箇所のみ
を溶着することが可能となる。またこれにより、加工面
の形状に応じた所定の溶着形状で超音波溶着を行うこと
が可能となる。
【００４７】また、請求項２に示す弾性部材により、超
音波溶着作業時に下受け部材の引き付け動作を行った後
で、下受け部材が元の状態に復帰するために、復帰動作
を手で行う必要がなくなり、さらに速やかに次の動作に
移行することができ、超音波ホッチキスの操作性がより
向上する。
【００４８】さらに、請求項３に示すストッパにより、
下受け部材が握り部材から所定間隔以上に離間すること
を防止するため、片手での操作に好適となり、さらにこ
の所定間隔を被溶着物に対して適宜の間隔に設定するこ
とにより、速やかに溶着動作を開始することが可能とな
る。
【００４９】本発明により、上述の効果を有する従来に
ない優れた超音波ホッチキスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の一部を省略した概略正面図
である。
【図２】図１に開示した一実施例のＤ−Ｄ線に沿った一
部省略した断面図である。
【図３】図１に開示した一実施例の動作を示す一部を省
略した説明図である。
【図４】図１に開示した一実施例の溶着動作による被溶
着物の溶着状態を示す一部を切り欠いた説明図である。
【図５】他のホーンを使用した場合の被溶着物の溶着状
態を示す説明図である。
【図６】超音波ホッチキスの他の例を示す一部を切り欠
いた正面図である。
【図７】従来例としての超音波溶着機を示す一部を切り
欠くと共に一部を省略した正面図である。
【符号の説明】
１０ 超音波ホッチキス １２ ホーン １２Ａ 加工面 １４ 超音波出力手段 １８ 握り部材 １８Ｃ ストッパ ２０ 下受け部材 ２１Ａ 加圧面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 先端に加工面を有するホーンを備えた超
    音波出力手段と、この超音波出力手段を一端部で保持す
    る握り部材と、この握り部材の他端部に回動自在に係合
    すると共にその回動端に前記ホーンの加工面に対向する
    加圧面を有する下受け部材とを備えることを特徴とする
    超音波ホッチキス。
  2. 【請求項２】 前記握り部材と前記下受け部材との間
    に、前記ホーンの加工面と前記下受け部材の加圧面とが
    離間する方向に付勢する弾性部材を介在させたことを特
    徴とする請求項１記載の超音波ホッチキス。
  3. 【請求項３】 前記下受け部材の回動動作により前記加
    工面と前記加圧面とが所定間隔以上離間することを制限
    するストッパを前記握り部材と前記下受け部材のいずれ
    か一方に装備したことを特徴とする請求項１又は２記載
    の超音波ホッチキス。
JP6204095A 1995-02-25 1995-02-25 超音波ホッチキス Pending JPH08230042A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000117834A (ja) * 1998-10-14 2000-04-25 Toyota Motor Corp 超音波溶着方法
JP2003011227A (ja) * 2002-06-04 2003-01-15 Suzuki Motor Corp 超音波ホッチキス
JP2006304862A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Toyo Tire & Rubber Co Ltd クッションパッドの製造方法
JP2018130947A (ja) * 2017-06-07 2018-08-23 株式会社シルキー・アクト クリアファイルの製造方法およびクリアファイル

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