JPH0857959A - 超音波溶接装置 - Google Patents

超音波溶接装置

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JPH0857959A
JPH0857959A JP6195656A JP19565694A JPH0857959A JP H0857959 A JPH0857959 A JP H0857959A JP 6195656 A JP6195656 A JP 6195656A JP 19565694 A JP19565694 A JP 19565694A JP H0857959 A JPH0857959 A JP H0857959A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂部品の超音波溶接時に、樹脂の溶融屑が
飛散しにくい構造の超音波溶接装置を提供することを目
的とする。 【構成】 樹脂部品の溶接部に振動部材を当接させて該
樹脂部品を溶接する超音波溶接装置において、前記振動
部材の外周に摺動自在に設けられたカバーと、前記カバ
ーを摺動方向に弾性的に保持する保持部材からなり、前
記樹脂部品の溶接部を前記振動部材に当接させる前に前
記カバーで囲い、超音波溶接するようにしたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂材の超音波溶接に
関するもので、詳しくは超音波溶接に用いる振動部材
（ホーン部）の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波溶接を図４を用いて説明す
る。図４は溶接工程別の状態を示す断面図であり、
（ａ）は溶接前を示す断面図、（ｂ）は溶接途中を示す
断面図、（ｃ）は溶接後を示す断面図である。５０はホ
ーンで、超音波発振源（図示省略）から誘導された超音
波振動を溶接部６１に加え加熱し、軟化または溶融状態
にする。そして、ホーン５０の先端部５１には溶着部６
２を成形するための凹部５２が形成されている。ホーン
５０の材料にはチタン合金などの金属が用いられ旋削加
工などにより形成される。
【０００３】次に、樹脂部品（溶接部材）６０に孔明き
板（被溶接部材）７０を溶着する工程別の動作を説明す
る。（ａ）は溶接前の状態で、樹脂部品６０の溶接部６
１に孔明き板７０の孔７１を挿入し、所定の位置に位置
決めされた状態である。（ｂ）は溶接途中の状態で、溶
接部６１にホーン５０の当接により超音波振動を伝達し
て溶接部６１を溶融させ、ホーン５０の凹部５２で溶着
部６２を成形する途中であり、溶融した樹脂屑６５が樹
脂部品６０および孔明き板７０の上に飛散している状態
である。
【０００４】（ｃ）は溶接後の状態で、前記（ｂ）の状
態からホーン５０がさらに下降し、所定の位置に達する
と飛散した樹脂屑４２の一部が再度溶融される。そし
て、溶接部６１の溶融した樹脂と再度溶融した樹脂屑６
５の一部が、ホーン５０の先端部５１に形成された凹部
５２で成形され、溶着部６２がハット形状になり、樹脂
部品６０と孔明き板７０が固定される。
【０００５】次に、ホーン５０が上昇し超音波溶接が完
了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
超音波溶接においては、飛散した樹脂の溶融屑が製品に
付着したり、また、前記飛散した溶融屑が再度溶融し製
品にバリ状に溶着するなどの問題がある。そこで、本発
明は上述の問題を解決するもので、超音波溶接時に樹脂
の溶融屑が飛散しにくい構造の超音波溶接装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するもので、樹脂部品の溶接部に振動部材を当接さ
せて該樹脂部品を溶接する超音波溶接装置において、前
記振動部材の外周に摺動自在に設けられたカバーと、前
記カバーを摺動方向に弾性的に保持する保持部材からな
り、前記樹脂部品の溶接部を前記振動部材に当接させる
前に前記カバーで囲い、超音波溶接するようにしたこと
を特徴とする。
【０００８】また、前記カバーの先端部に防振性部材が
設けられ、前記カバーの振動が前記カバーと接触した部
材への伝達を防止することを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明によれば、前記カバーが前記樹脂部品の
溶接部を前記振動部材に当接させる前に囲うので、溶接
時に飛散する樹脂屑の飛散範囲が前記カバーの内側のみ
に限定される。第２の本発明によれば、前記カバーの先
端部に設けられた防振性部材が前記カバーの振動を吸収
するので、前記カバーが別の部材に接触しても振動の伝
達を防止する。
【００１０】
【実施例】本発明の第１実施例を図１及び図２により説
明する。図１は超音波溶接装置を示す断図面であり、図
２は超音波溶接工程途中の状態を示す断面図で、（ａ）
は溶接前、（ｂ）は溶接途中、（ｃ）は溶接後を示す断
面図である。
【００１１】１０は超音波溶接装置（要部のみ図示）
で、熱可塑性樹脂部品（以降樹脂部品と略す）同志また
は樹脂部品と異質の部材例えば金属とを組付けた状態
で、溶接部４１にホーン１１の先端部１２に形成された
凹部１３で加圧しながらホーン１１からの超音波振動を
加え境界面に摩擦熱を発生させる。そして、溶接部４１
が軟化または溶融した状態で、ホーン１１の先端部１２
に形成された凹部１３にて溶着部（ハット形状）を成形
し、組付けられた部品同志を固定する。
【００１２】ホーン１１は、超音波発振部（図示省略）
から誘導された超音波振動を溶接部４１に加え加熱し軟
化または溶融状態にする。溶着部４３を成形するための
凹部１３がホーン１１の先端部１２に、またホーン１１
の小径部１４の中程にはカバー２０の位置決めピン３２
を圧入するピン穴３１が形成されている。ホーン１１の
材料にはチタン合金などの金属が用いられ旋削加工など
により形成される。
【００１３】２０はカバーで、超音波溶接時にホーン１
１が溶接部４１に当接する前に囲い、溶融後凹部１３に
よる溶着部４３の成形途中に飛散する樹脂屑４２を内径
２１内に封じ込める囲いである。カバー２０は筒状をな
し内径２１はホーン１１の小径部１４よりやや大きめに
なっており、摺動方向の位置を規制する長孔２２が形成
されている。
【００１４】尚、カバー２０の材料にはアルミ、黄銅な
ど加工し易く、また、超音波振動により溶融しない材料
が用いられ、旋削加工などにより形成される。３０は巻
きばねで、カバー２０を弾性力で図面下方向に押圧して
いる。材料にはステンレスばね鋼線などが用いられ捲線
して形成される。次に、ホーン１１とカバー２０の組立
を説明する。
【００１５】ホーン１１の小径部１４に巻きばね３０を
遊挿し、次にカバー２０を緩挿する。そして、カバー２
０の上端部２４で巻きばね３０を圧縮しながら挿入し、
ホーン１１のピン孔３１とカバー２０の長孔２２の位置
を合わせ、ピン孔３１にピン３２を圧入する。尚、この
状態でカバー２０は巻きばね３０の弾性力により図面下
方向に付勢され、カバー２０の先端部２３がホーン１１
の先端部１２より常に突出した状態となる。
【００１６】次に、図２により樹脂部品（溶接部材）４
０に孔明き板（被溶接部材）４５を超音波溶着する工程
別の動作を説明する。（ａ）は溶接前の状態で、樹脂部
品４０の溶接部４１に孔明き板４５の孔４６を挿入し所
定の位置に位置決めされた孔明き板４５の上面にカバー
２０の先端部２３が当接し、カバー２０の内径２１とホ
ーン１１の先端部１２で溶接部４１を囲い、溶接時に発
生する樹脂屑が飛散する範囲を限定した状態である。
【００１７】（ｂ）は溶接途中の状態で、溶接部４１に
ホーン１１が当接し超音波振動を伝達して、溶接部４１
を溶融させ凹部１３で溶着部４３の成形途中であり、飛
散した樹脂屑４２がカバー２０の内径２１内に落下して
いる状態である。（ｃ）は溶接後の状態で、前記（ｂ）
の状態からホーン１１がさらに下降し、所定の位置に達
すると飛散した樹脂屑４２が再度溶融される。そして、
溶融された溶接部４１と再度溶融した樹脂屑４２がカバ
ー２０の内径２１とホーン１１の先端部１２に形成され
た凹部１３で成形される。そして、成形された溶着部４
３はハット形状になり、樹脂部品４０と孔明き板４５が
固定される。
【００１８】次に、ホーン１１とカバー２０が上昇し超
音波溶接が完了する。以上説明したように、本実施例に
よれば超音波溶接工程途中で飛散する樹脂屑４２がカバ
ー２０により飛散範囲がカバー２０内に限定される。そ
して、カバー２０内に飛散した樹脂屑４２も再溶融さ
れ、溶接部４１の溶融した樹脂と一緒に成形されるの
で、超音波溶接完了後に樹脂屑の発生が防止できる。ま
た、カバー２０の内径２１とホーン１１の先端部１２で
樹脂部品４０と孔明き板４５の溶着部４３がハット形状
に成形され、溶着部４３の端部にバリなどが発生しにく
くなり溶着部４３の品質の向上が図れる。
【００１９】尚、本実施例では溶着部４３をハット形状
に成形したが、これにこだわることなく適宜変更するこ
とが可能である。次に第２実施例を図３により説明す
る。図３は超音波溶接装置と超音波溶接工程途中の状態
を示す断面図であり、（ａ）は超音波溶接装置（溶接前
の状態）、（ｂ）は溶接後の状態（先端部付近）を示す
断面図である。尚、第２実施例は第１実施例のカバー２
０の一部が異なるだけでその他の構成については略同じ
なので、図１と同じ構成については同じ符号を付し説明
を省略する。
【００２０】２５はカバーで、図１に示した実施例にお
けるカバー２０の先端部２３に防振性および耐熱性の高
い防振ゴム２７を張り付け、先端部２８が孔明き板４５
に当接した時にカバー２５の振動が樹脂部品４０、およ
び、孔明き板４５へ伝わるのを防止する構成となってい
る。その他についてはカバー２０と略同じである。次に
動作を説明する。
【００２１】（ａ）は溶接前の状態で、樹脂部品４０の
溶接部４１に孔明き板４５の孔４６を挿入し、所定の位
置に位置決めされた孔明き板４５の上面にカバー２５の
先端部２８が当接し、カバー２５の内径２６とホーン１
１の先端部１２で溶接部４１を囲い、溶接時に発生する
樹脂屑が飛散する範囲を限定した状態である。（ｂ）は
溶接後の状態で、前記（ａ）の状態からホーン１１が下
降し、所定の位置に達すると溶接時に発生し、飛散した
樹脂屑が再度溶融される。そして、溶融された溶接部４
１と再度溶融した樹脂屑が、カバー２５の先端部に張り
付けられた防振ゴム２７の内径２６とホーン１１の先端
部１２に形成された凹部１３で成形される。そして、成
形された溶着部４３はハット形状になり、樹脂部品４０
と孔明き板４５が固定される。
【００２２】次に、ホーン１１とカバー２０が上昇し超
音波溶接が完了する。以上説明したように、本実施例に
おいても第１実施例と同じ効果を得ることができる。ま
た、カバーの先端部に防振ゴム２７を設けたことによ
り、カバー２５の振動が吸収され、製品への悪影響がな
くなり溶接の品質が向上する。尚、本実施例ではカバー
２５の先端部に防振ゴム２７を張りつけたが、カバー２
５全体を防振ゴムで形成することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波溶
接装置によれば、振動部材の外周にカバーを設けたこと
により、超音波溶接時に発生する樹脂の溶融屑の飛散範
囲が限定される。しかも、飛散した樹脂の溶融屑も再度
溶融され溶着部へと成形されるので、製品への付着やバ
リの発生原因が減少し、超音波溶接部品の品質の向上が
図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す超音波溶接装置の断
面図である。
【図２】本発明の第１実施例の超音波溶接工程の状態を
示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の超音波溶接装置と超音波
溶接工程の状態を示す断面図である。
【図４】従来の超音波溶接工程の状態を示す断面図であ
る。
【符号の説明】 １０・・・超音波溶接装置 １１・・・ホーン ２０、２５・・・カバー ２７・・・防振ゴム ３０・・・巻きばね ４０・・・樹脂部品 ４１・・・溶接部 ４３・・・溶着部 ４５・・・孔明き板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 樹脂部品の溶接部に振動部材を当接させ
    て該樹脂部品を溶接する超音波溶接装置において、 前記振動部材の外周に摺動自在に設けられたカバーと、 前記カバーを摺動方向に弾性的に保持する保持部材から
    なり、 前記樹脂部品の溶接部を前記振動部材に当接させる前に
    前記カバーで囲い、超音波溶接するようにしたことを特
    徴とする超音波溶接装置。
  2. 【請求項２】 前記カバーの先端部に防振性部材が設け
    られ、 前記カバーの振動が前記カバーと接触した部材への伝達
    を防止することを特徴とする請求項１記載の超音波溶接
    装置。
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