JPS59165622A - 超音波溶着機械 - Google Patents

超音波溶着機械

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JPS59165622A
JPS59165622A JP58041047A JP4104783A JPS59165622A JP S59165622 A JPS59165622 A JP S59165622A JP 58041047 A JP58041047 A JP 58041047A JP 4104783 A JP4104783 A JP 4104783A JP S59165622 A JPS59165622 A JP S59165622A
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ultrasonic
presser roller
temperature
roller
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Heizo Onishi
大西　平三
Hisao Hachisuga
蜂須賀　久雄
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Brother Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、加工用ホーンに形成された加工面とその加
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
たシート状加工材料に超音波振動を付与するとともにそ
の加工材料を一方向に移送することによって、重合され
たシート状加工材料を自動的に超音波溶着するようにし
た超音波溶着機械に関するものである。
従来技術 上述した従来装置によって、シート状加工材料を超音波
溶着させる場合、その加工作業開始時における加工用ホ
ーンの加工面及び押えローラの温度は比較的低く、又、
その加工作業を連続的に行った時には、その超音波溶着
作業に伴ない発生される摩擦熱が押えローラ及び加工面
に蓄積されそれらの温度が比較的高くなる。それ故、加
工作業開始時に加工材料の溶着が最適となるように加工
用ホーンの振動量、加工材料の移送速度を設定した場合
には、その加工作業が連続的に為された時、押えローラ
及び加工面の温度上昇に伴ない加工材料が過溶着の状態
となり、極端な場合は加工材料に孔がおいてしまうこと
があったり、又、逆に、その押えローラ等の温度が比較
的上界された状態で加工材料に最適な溶着作業を施すよ
うに加工用ホーンの振動量、加工材料の移送速度等を予
め低く設定しておいた場合には、次の加工作業開始時に
１−分な溶着作業が施し１ｎなかつたりするという問題
点を有するものであった。
又、上述した問題点を解消するための装置として、押え
ローラの温度を検出してその検出された温度信号に基づ
き加工用ホーンの擾動吊若しくは加工材料の移送速度を
調整する調整手段を設けたものが既に本出願人によって
提案されているが、これらの５Ａ置においては、押えロ
ーラの温度を検出するための検出装置が押えローラと接
触してその耐久性に問題があったり、非接触タイプのも
のにおいてはそのコストが高くなり過ぎたりする等の欠
陥を有するものであった。
目　　　　　　　　的 この発明は、上述した問題点等を解消するためｄ− が変化される示温部材を装着させるとともに、での示温
部材の色彩の変化を検出する検出装置とその検出装置か
らの検出出力に応答して加工用ホーンの振動量及び加工
材料の移送速度のうちいづれか一方若しくは双方を調整
する調整回路とを設け、押えローラの温度変化に応答し
てホーンの振動量、加工材料の移送速度等を自動的に調
整させることにより、押えローラの温度が変化されても
加工材料の溶着を均一に為し得、しかも、その検出装置
の構成が簡単で、低コストにて実現し得る超音波溶着ｆ
ｊｌ械を提供することを目的とするものである。
実　　施　　例 以下、この発明を超音波溶着機械に具体化した一実施例
を図面に基づいて説明する。機枠の一部を構成する作業
台１の一部には、ベッド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、ベッド２の上面には図面において左方へ延びたヘッ
ド部５を有するアーム６が固定されている。
４− 前記一対の支持体４には１辰動了粗み体７が鉛直線の回
りに回動可能に養持され、その撮動子組み体７はフレー
ム３に固定されたモータ８により一方向に回転駆動され
る。そして、撮動子組み体７は超音波振動素子９を内蔵
しており、この超音波振動素子９は撮動子組み体７に固
定された一対のスリップリング１０と、フレームに固定
された一対の接触子１１とを介して第３図に示す高周波
発生装＠３１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Ｓ勅素了９の上部には加工
用ホーン１２が連結されている。その加工用ホーン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はベッド２に形成されだ円孔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及びベッド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１５が固定
されている。前記アーム６の内部にははぼ水平方向に延
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と前記モーフ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
１つが掛装されている。
前記ヘッド部５にはスプリング２１により常に下方へ向
っ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は押上げレバー２２の操作により上
下動される。押え棒２ｏの下端には支持枠２３が固定さ
れ、その支持枠２３には軸２４により押え具としての押
えローラ２５が支持されており、その押えロー５２５は
前記加工面１３上方においてその加工面１３とほぼ平行
な一軸線の回りに回転可能である。前記連結軸１６の細
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２Ｓが用装されている。そして、前
記モ′−タ１５が一方向に回転されると、連結軸１Ｇ、
タイミング７− ベルト１９．２８Ｋを介して押えローラ２５が加工面１
３の回転方向と同、方向に回転駆動される。
前記押えローラ２５は金属製ローラ２５８及びそのロー
ラ２５ａの外周に装着された無端ベルトの弾性ローラ２
５ｂからなり、その弾性ローラ２５ｂはシリコンゴムに
より構成されその弾性ローラ２５１）中にはその成型時
にその温度に応じて色彩変化される示温材料が混入され
ており、常温峙において赤色を呈し、その押えローラ２
５の表面温度が７０℃を越える場合に暗い茶紫色を呈す
るように構成されている。前記弾性ローラ２５ｂは、前
記金属製ローラ２５ａに密接される内周層２５Ｃと加工
面１３に対向する外周層２５ｅとの間に位置する中間層
２５ｄが多数の泡状の小孔を有する発泡構造を有する三
層構造を有するものである。
前記支持枠２３の内側の前記押えローラ２５の外周面ど
の対向位置には、投光ユニツ１〜２９ａ及び受光ニット
２９ｂからなる反射型の光検出器２つが固定され、その
弾１１１０−ラ２５１）の温度変化に基づく赤色から茶
紫色への色彩変化が検出可能ｎ、− に配置されている。
第３図に示されるように、前記高周波発生装置３１は帰
還回路３５、超音波振動素子９の振動量を制御するため
の制御手段としての可変増中度増巾回路３６、及び、電
力増巾回路３７を含み、前記光検出器２つを含む検出回
路３０がその可変増中度増巾回路３６に接続されている
。前記検出回路３ｏは検出器２つからの検出出力に基づ
いて前記押えローラ２５の弾性ローラ２５ｂの色彩変化
を検出するための比較回路を備えた識別回路を含み、そ
の検出回路３０の出力に応答して前記可変増中度増巾回
路３６の増中度が変化され、前記超音波振動素子９の振
動量が段階的に調整可能に構成されている。
次に、以上のように構成された超音波溶着芸域の作用を
説明する。先ず、加工用ボーン１２の加工面１３を含む
ベッド２上面にシート状の加工材料を載置して押上げレ
バー２２により押えローラ２５を下降させると加工材料
に押圧力が付与されてその加工材料が加工面と押えロー
ラとの間に挾−〇− 持される。この状態で足踏みスイッチ等の加工開始スイ
ッチを操作すると、超音波振動素子９に高周波電流が供
給されて加工用ホーン１２が超音波振動されるとどもに
、モーフ１５の回転により押えローラ２５が一方向に回
転される。このため、加工材料が一方向へ送られながら
加工用ホーン１２の加工面１３ど押えローラ２５との間
において溶着加工が連続して行われる。そして、この場
合この超音波溶＠機においては光検出器２５が押えロー
ラ２５の外周面温度を常に検出し、その温度が７０℃を
越えたか否かに応じて検出信号を発生し、その検出信号
に応答して可変増中度増巾回路３６の増幅度が制御され
、超音波振動素子９の振動量が前記検出信号に応じて調
節される。すなわち、押えローラ２５及び加工面１３の
外表面温度が低くイの押えローラ２５が赤色を呈する場
合にはそれに応じて超音波振動素子９の振動量、っまり
１辰幅が大きくなり、又押えローラ２５および加工面１
３の外表面温度が高くなり、その押えローラ２５が赤色
から茶紫色に変色された場合には超音波振動素子９の振
幅が小さくなるように制御される。このため、加工材料
の溶着度合が常に一定に保持され、押えローラ２５およ
び加工面１３の外表面温度の高低に拘わらず常に良好な
溶着加工を行うことができる。
尚、上記実施例において、押えローラに装着する示温部
材として、シリコンゴム製のローラ中にその成型時に予
め示温材料が混入されたものを示したが、押えローラの
外周面若しくは側面に水湿性のペイント若しくはテープ
等を装着するようにしても良く、又、その示温材料とし
ては一種類のみを混入したものを用い、その変色を検出
する検出装置として単一の検出器を設けた例を示したが
、例えばそのローラをローラの回転軸線と直交する平面
で分割される多層構造とし、それらの各層に異なる温度
で変色が為される種々の示温材料をこにゆうするように
したり、種々の温度で変色されるペイント、テープ等を
押えローラに装着させたりして、それらの各々の示温部
材の変色を検出するために多数の検出器を設けるように
しても良い。
１１− 又、上記実施例においては、押えローラの温度変化に応
答して加工材料の溶着度を調整するための手段として超
音波振動素子の振動量だけを調整可能にした例を示した
が、その溶着度を調整する手段としては、例えば、その
加工材料の移送速度を変更したり、又、上述した超音波
振動素子の撮動ｍ及び加工材料の移送速度の双方を調整
するようにしても良いことは言うまでもない。
効　　　　　　　果 以上詳述したように、この発明は、押えローラと加工面
との間に挟持された加工材料に連続的な超音波溶着を施
すようにした超音波加工機械において、押えローラにそ
の温度変化に対応してそれ自身の色彩が変化される示温
部材を装着させるとともにての示温部材の色彩変化を検
出する検出回路を設け、その検出回路からの検出出力に
応答して加工用ホーンの振動量及び加工材料の移送速度
のうちいづれか一方若しくは双方を調整するようにした
もので、押えローラ等の温度が変化されても加工材料に
均一な溶着加工を施し得るのみなら１２− ず、検出回路の構成が簡単でその検出回路を低コストで
実現し得る等の優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第３図はこの発明を具体化した一実施例を示す
ものであって、第１図は超音波酒肴機械を示す正面図、
第２図は押圧ローラの部分を拡大して示す断面図、第３
図は電気的構成を示すブロック回路図である。 図中、９は超音波振動素子、１２は加工用ホーン、１３
は加工面、１５はモータ、２５は押えローラ、２９は検
出器、３０は検出回路、３１は高周波発生装置、３６は
可変増中度増巾回路である。 特許出願人 ブラザー工業株式会社 取締役社長　河嶋勝二

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、超音波振動子に連結された加工用ホーンと、その加
    工用ホーンに形成された加工面と対向して配置された押
    えローラと、前記超音波振動子を超音波振動させる振動
    子駆動手段と、前記加工面と押えローラとの間に配置さ
    れたシート状加工材料を一方向に移送する移送手段とを
    備え、重合されたシート状加工材料等を前記加工面と押
    えローラとの間に押圧挟持させ、その加工面に超音波振
    動を付与させるとともにそのシート状加工材料を一方向
    に移送させることによりシート状加工材料を連続的に溶
    着するようにしてなる超音波溶着機械において、 温度変化に対応してそれ自身の色彩が変化される示温部
    材を前記押えローラの少なくとも一部に装着させるとと
    もに、 その示温部材の色彩の変化を検出する検出装置その検出
    装置からの検出出力に応答し、前記振動子駆動手段に基
    づく前記加工面の振動量及び前記移送手段に基づくシー
    ト状加工材料の移送速度のうちいづれか一方若しくは双
    方を調整する調整回路と、 を設けたことを特徴とする超音波溶着機械。 ２、前記押えローラは回転軸に着脱可能に装着されたゴ
    ム系弾性材料よりな為無端ベルトを含み、前記示温部材
    はその無端ベルト中に混入された示温材料よりなること
    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
    械。 ３、前記検出装置は、前記無端ベルトの外周面に対向し
    て配置された反射型光検出器と、その光検出器からの検
    出出力と予め設定された設定用ノ〕との比較を行う比較
    回路とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載の超音波溶着機械。
JP58041047A 1983-03-11 1983-03-11 超音波溶着機械 Granted JPS59165622A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63125290A (ja) * 1986-11-14 1988-05-28 ブラザー工業株式会社 シ−ト状材料加熱加工機
JPH02115423U (ja) * 1989-03-01 1990-09-14
EP1110700A3 (en) * 1999-12-24 2002-05-02 Ykk Corporation Ultrasonic adhering method and apparatus

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