JPS61121928A - 超音波溶着ヘツド - Google Patents

超音波溶着ヘツド

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JPS61121928A
JPS61121928A JP59245163A JP24516384A JPS61121928A JP S61121928 A JPS61121928 A JP S61121928A JP 59245163 A JP59245163 A JP 59245163A JP 24516384 A JP24516384 A JP 24516384A JP S61121928 A JPS61121928 A JP S61121928A
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JP
Japan
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workpiece
sleeve
stopper
work
tool horn
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JP59245163A
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English (en)
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Shigeki Houchi
芳地　茂樹
Kazuo Kido
一夫 城戸
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co 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】 産業上の利用分野 本発明はプラスチック同志あるいはプラスチックと金属
を加熱溶着する超音波溶着ヘッドに関するものである。
２　ベー。
従来の技術 近年、超音波溶着は第５図に示すようなプラスチック同
志のかしめ組立やプラスチックへの金属部品のインサー
トに多く使用されている。
以下この種の超音波溶着に使用される゛超音波溶着ヘッ
ドの従来例について図面を参照しながら説明する。
第６図は従来の超音波ヘッドの外観を示すものであり、
第７図は従来の超音波溶着ヘッドの使用例を示す。第８
図は第乎図の側面図である。図において、１は振動部、
１ａはその固定ホーン、１ｂは工具ホーン取付ネジであ
る。２は振動部１に電源を供給するコネクターである。
３は工具ホーンでワークの形状に合せて選択使用される
。４は超音波溶着ヘッドをワークに押しつける為に上下
に□駆動する駆動装置で一例としてエアーシリンダー駆
動のものを系す。４ａ、４ｂ、４ｃはフレームで図示し
ないスタンド等に固定される。４ｄはエアーシリンダニ
、４ｅはスライダー、４ｆはそのガイドシャフトである
。４ｑはスライダーの下降３　ページ 限を調整するストッパーで、４ｈはショックアプゾーバ
である。５はワーク７及び８をワーク受台９に押しつけ
て安定させるワーク押えである。
５ａは押えビンで、ホルダー５ｂによって上下に摺動可
能に支持されている。５Ｃは圧縮コイルバネ、５ｄは押
えビン５ａの抜は止め、６ｅはブラケットである。６は
ホルダーでベース６ａと押え金具６ｂによって振動部１
をスライダー４ｅに固定している。
以上のように構成された超音波溶着ヘッドの一使用例に
ついてその動作を説明する。
まず、エアシリンダー駆動によって超音波溶着ヘッドが
ワーク７に向って下降を始めると、最初にワーク押え５
の押えビンがワーク７に当り圧縮コイルバネ６Ｃによっ
てワーク７をワーク８とワーク受台９に押えつける。さ
らに下降が進むと工具ホーン３がワーク８に当り、その
突起部８ａが工具ホーン３から伝えられる超音波振動に
より発熱し、８ｂに示すように頭部がつぶされてワーク
７と８が溶着固定される。この時溶着部の頭部厚さ１ｏ
は、駆動装置４のストッパー４９の位置を調整して、工
具ホーンの下降限を定めるかあるいは図示しないリミッ
トスイッチによりスライダー４ｅの下降位置を検出して
超音波の発振を停止する等の方法により一定に保たれる
ようにされている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、超音波溶着ヘッド
の工具ホーン３の下降限の高さ調整は、ワーク受台９に
対して一定にするものであるため、ワーク８の厚さが製
造上のバラツキによって厚く々っだ場合には溶着部の頭
部厚さ１０が所定以上につぶされて溶着強度が悪化し、
又薄くなった場合には、つぶし代が不足してワーク７と
８の間にがたつきが生じるという問題点を有していた。
さらに、ワーク押え５は超音波溶着ヘッドとは別体に設
けている為、押えビン６ａが溶着箇所から離れるため、
上側になるワーク７が薄い時には、ワークのゆがみを矯
正することができずワーク７が浮き上った状態で溶着さ
れるという問題を有し５ページ ていた。
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、ワークの厚
さが変化してもワークの上面から工具ホーンの下降限の
間隔を一定にして前着部のつぶし代を一定に保ち安定し
た溶着強度が得られるようにし、かつワーク押えを溶着
箇所のごく近傍に設置できるようにして、薄板でも安定
した溶着が行なえるようにするものである。
問題点を解決する為の手段 上記問題点を解決するために本発明の超音波溶着ヘッド
は、ワーク押え、を固定して振動部の外周を摺動可能に
設けたスリーブと、前記振動部の外周に調整可能に固定
され、かつ前記スリーブのワーク押え取付側の反対側に
位置し前記スリーブの摺動範囲を制限するストッパーへ
、前記スリーブと前記ストッパーの間に位置し両者の距
離を遠ざけるように働く圧縮コイルバネと、前記振動部
の外周に設け、前記ストッパーと反対側方向の前記スリ
ーブの摺動範囲を制限する手段とを備えたものである。
６　ページ 作　　　　用 本発明の超音波溶着ヘッドは、前記のエアーシリンダー
駆動による駆動装置によってワークに向って下降させら
れ、押しつけられる時、上記した構成によって下記のよ
うに作用する。
すなわち、スリーブの下部に取付けられたワーク押えが
溶着箇所のごく近傍のワーク上面に当ると、ワーク押え
とスリーブの下降は止まり圧縮コイルバネの圧力がワー
クに加えられる。さらに超音波溶着ンドの下降により圧
縮°イ″バネは縮められて、工具ホーンが溶着部のワー
クの突起に当ると工具ホーンを介して超音波振動がワー
ク突起部に伝えられ、ワークは発熱し溶着が開始される
。次にストッパーがスリーブに当るとエアーシリンダー
の推力があっても超音波溶着ヘッドの下降は止められ、
同時に工具ホーンの下降が止まる。
すなわち、スリーブがストッパーに当った状態でワーク
押えと工具ホーンの段差が溶着部の頭部最適厚さになる
ようにストッパーの位置を調整しておけば、常に工具ホ
ーンはワーク上面から設定した位置で下降を停止するの
で、ワークの厚さにバラツキがあっても、又駆動装置の
ストローク内であれば、どの高さにワークが設置されて
も安定しだ溶着ができるのである。さらにワーク押えは
、振動部の外周に設けたスリーブに固定するので超音波
溶着ヘッドと一体的になり、溶着箇所のごく近傍を押え
つけることができるようになるのである。
実施例 以下本発明の一実施例の超音波溶着ヘッドについて、第
１〜４図を参照しながら説明する。
第１図は本発明の超音波溶着ヘッドを示すもので、第２
図はその使用例を示すものである。第３図は第２図の側
面図である。図において、１１は振動部で、１１ａはそ
の固定ホーン、１１ｂは工具ホーン取付ネジである。１
２は振動部１１に電源を供給するコネクターである。１
３は工具ホーンでワークの形状に合せて選択使用される
。１４は超音波溶着ヘッドをワークに押しつける為に上
下に駆動する駆動装置で一例としてエアーシリンダー駆
動のものを示す。１４ａ、１４ｂ、１４ｃはフレームで
図示しないスタンド等に固定される。１４ｄはエアーシ
リンダー、１４ｅはスライダー、１４ｆはそのガイドシ
ャフトである。１４ｑはスライダーの下降限を制御する
ストッパーで１４ｈはショックアブゾーバである。又１
４１はエアーシリンダー１４ｄのピストンロッド１４ｊ
とスライダー１４ｅを連結するジヨイントである。１６
はワーク１７及びワーク１８をワーク受台１９に押しつ
けて安定させるワーク押えである。このワーク押え１５
はワーク１７及びワーク１８の溶着部の形状、大きさや
工具ホーン１３の形状、大きさによって最適なものを選
択使用する。１６はワーク押え１６を固定支持して振動
部１１の外周と摺動可能にはめ合されたスリーブで、バ
ネ受は部１７を備えている。又、スリーブ１６の内周に
向うフランジ部１６ａは、振動部１１の外周に設けられ
た段差部（スリーブ１６の摺動を制限する手段の一例）
１１ａによって落下しないように支えられている。１８
はストッパーで振動部１１の外周に位９ベーノ 置調整が可能に取りつけられており、１９はそのロック
ナツトである。２ｏは圧縮コイルバネでストッパー１８
を支えにしてスリーブ１６を押しつけるように設置され
ている。又圧縮コイルバネ２゜の押しつけ力は、バネ受
は部１７の取りつけ方を第２図に示すようにスリーブ１
６の外周にねじ込み方式とすれば任意に調整することが
でき、ワーク押え１６がワークを押える時の押え力を適
正にすることができる。２１はホルダーで超音波溶着ヘ
ッドの振動部１１をスライダー１４ｅに固定する手段と
して用いられている。
以上のように構成された超音波溶着ヘッドについて以下
第４図を用いてその動作を説明する。
先ずワーク１７とワーク１８が溶着固定された時の溶着
部の頭部厚さ２２をいくらにするか定めた後、４−１に
示すようにスリーブ１６とストッパー１８の隙間２３の
大きさをワーク押え１６と工具ホーン１３の段差２４よ
り頭部厚さ２２の分だけマイナスに調整する。すなわち
（２４−２３＝２２　）とする。次にバネ受は部を移動
してワーク押え力１０、−ッ が適正になるように調整する。このようにしてセツティ
ングされた超音波溶着ヘッドが駆動装置によってワーク
に向って下降されられると、４−２に示すようにワーク
押え１５がワーク１７の溶着部近傍に当る時、ワーク押
え１５はワークのソリやゆがみを矯正してワーク１７を
ワーク１８とワーク受台１９に確実に押えつける。さら
に下降が進むと、４−３に示すように圧縮コイルバネ２
゜はたわめられ工具ホーン１３がワーク１Ｂの突起部１
８ａに当り、工具ホーン１３の超音波振動はワーク１８
の突起部１８＆に伝えられる。
そしてその振動により突起部１８ａとワーク１７の接触
部に摩擦発熱が生じ突起部１８ａは溶融し駆動装置の推
力によって押しつぶされるがこの時４−４に示すように
スリーブ１６がストッパー１８に当ると駆動装置の推力
はワーク押えを介してワーク１７の表面で受けるので工
具ホーン１３はそれ以上下降できなくなる。この時、工
具ホーン１３の下面はワーク押え１５で押えつけたワー
ク１７の表面より一定の高さになり、ワーク１８の厚さ
１１４−ジ やワーク受台１９の高さによって影響を受けることはな
い。
以上のように本実施例によれば、振動部の外周にスリー
ブをはめ込み、ワーク押えを取りつけたので、溶着部分
の近傍を押えることができ薄板のワークであっても容易
にゆがみを矯正して溶着することができる。さらにスリ
ーブがストッパーに当った時にワーク表面から工具ホー
ンの高さが一定になるようにしたのでワークの厚さやワ
ーク受台の高さが変わっても溶着部厚さを一定にでき、
安定した溶着強度が得られるようになる。
なお、実施例においてスリーブ１６の摺動範囲を制限す
る手段として振動部１１の外周に段差部１１ａを設けた
が、第１図に示すようにビン２６を振動部１１の外周に
埋め込み、スリーブ１６に設けた溝２６とはめ合せるこ
とによって摺動範囲の制限と同時にスリーブ１６の回り
止めを兼用するようにしても良い。
発明の効果 以上のように本発明はワーク押えを固定して振動部の外
周を摺動可能に設けたスリーブと、前記振動部の外周に
調整可能に固定され、かつ前記スリーブのワーク押え取
付側の反対側に位置し、前記スリーブの摺動範囲を制限
するストッパーと、前記スリーブと前記ストッパーの間
に位置し両者の距離を遠ざけるように働く圧縮コイルバ
ネと、前記振動部の外周に設け、前記ストッパーと反対
側方向の前記スリーブの摺動範囲を制限する手段とを備
えることにより、ワークの厚さが変化してもワークの上
面から工具ホーンの下面までの高さを一定にして溶着部
のつぶし代を一定に保ち安定しだ溶着強度を得ることが
でき、かつワーク押えを溶着部のごく近傍に設置できる
ので薄板のワークでもワークのゆがみを矯正して安定し
た溶着が行々える。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例における超音波溶着ヘッドの断
面図、第２図は本発明の実施例における超音波溶着ヘッ
ドの一使用例の断面図、第３図は第２図の側面図、第４
図は本発明の実施例におけ１３、。 の外観図、第７図は従来の超音波溶着ヘッドの一使用例
の正面図、第８図は第７図の側面図である。 １１・・・・・・振動部、１１ａ・・・・・・固定ホー
ン、１３・・・・・・工具ホーン、１４・・・・・・駆
動装置、１６・・・・・・ワーク押え、１６・・・・・
・スリーブ、１７・・・・・・バネ受は部、１８・・・
・・・ストッパー、２ｏ・・・・・・圧縮コイルバネ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １Ｎ開［ａ６１−１２１９２８（５） 第　２　図 ｆｆ−一才屋倉刀３ｆｒ下 第３図 （４−２ン　　　　　　　　　　　　　　〔４−３）　
　　　　　　　　　　　（ｆ４）第５ａｌ ヂラズテッ７ １フスデツフ −６図 第７図 第８図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 工具ホーンを固定する固定ホーンを有する振動部と、ワ
    ーク押えを固定して前記振動部の外周を摺動可能に設け
    たスリーブと、前記振動部の外周に調整可能に固定され
    、かつ前記スリーブのワーク押え取付側の反対側に位置
    し、前記スリーブの摺動範囲を制限するストッパーと、
    前記スリーブと前記ストッパーの間に位置し、両者の距
    離を遠ざけるように働く圧縮コイルバネと、前記振動部
    の外周に設け、前記ストッパーと反対側方向の前記スリ
    ーブの摺動範囲を制限する手段とからなる超音波溶着ヘ
    ッド。
JP59245163A 1984-11-20 1984-11-20 超音波溶着ヘツド Pending JPS61121928A (ja)

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JP (1) JPS61121928A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4880617B2 (ja) * 2005-01-03 2012-02-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 超音波溶接システムのギャップ調節
CN103990903A (zh) * 2014-06-13 2014-08-20 金兴汽车内饰股份有限公司 超声波焊接设备用焊头压紧装置
JP2019524516A (ja) * 2016-07-14 2019-09-05 ノリア，カルラス ヴィラ 超音波溶接装置
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JP7298056B1 (ja) * 2022-08-18 2023-06-27 精電舎電子工業株式会社 超音波カシメ装置、超音波カシメ装置に用いる先行押えユニット

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