JPS63260427A - 超音波溶着用金型及びその金型を用いた超音波溶着方法 - Google Patents

超音波溶着用金型及びその金型を用いた超音波溶着方法

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JPS63260427A
JPS63260427A JP62094871A JP9487187A JPS63260427A JP S63260427 A JPS63260427 A JP S63260427A JP 62094871 A JP62094871 A JP 62094871A JP 9487187 A JP9487187 A JP 9487187A JP S63260427 A JPS63260427 A JP S63260427A
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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、超音波溶着用金型とその金型を用いた超音波
溶着方法に関し、更に詳しくは、網状等のシートの周端
を枠体に溶着したパーツにおいて、ソート撓みの防止を
図る超音波溶着用金型及び超音波溶着方法に関する。
〔従来の技術〕
２つの部材を接合する手段として、従来より超音波溶着
装置が知られている。この超音波溶着装置は、ホーン及
びアンビルと称される金型対を有し、これらホーンどア
ンビルとの間に、少なくとも２つの部材を重ねて挾圧す
ることにより、超音波振動による摩擦熱で両者を溶ｄず
ろしので、ポーン及びアンビルの形状は被溶着物の溶着
構造に応じて設計される。
ところで、このような超音波溶着装置により、シートを
枠体に溶着したい場合がある。シートに枠体を溶着した
ものの例としては、第６図に示したように、コンパクト
容器の本体１１内に収容されたペースト状の化粧料１２
等を常時適量で使用することを目的として化粧料１２の
上面を被うように設けた調整用フィルタが例示できる。
この調整用フィルタは網状シートｌの周端を枠体２に溶
着したもので、網状シートｌを通してパフで化粧料１２
を使用する構造のものである。
このような調整フィルタを製造するために必要な超音波
溶着装置においては、溶着対象たる調整フィルタの溶着
部分に合わせてホーンとアンビルとを形成しなければな
らないが、その場合、第７図に示したように、アーンビ
ル、１は平板状に形成し、ホーン３は枠体２に合った筒
状に形成してその先端挾圧部３ａの挾圧面Ｓをシートｌ
の周端面に平行な平面として形成し、この挾圧面Ｓをシ
ートｌの周端に直上から垂直に押圧接触させて超音波溶
着するのが通常であり、本願発明者はこのようなホーン
３及びアンビル４で前記調整用フィルタを製造してみた
。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このようなホーン３及びアンビル４を用
いて調整用フィルタを製造してみたところ、第７図に示
したように、シート１が枠体２の中央部で全体的に盛り
上がるか、またはへこむなどしてしまい、調整用フィル
タとして先のような本来の機能が得られないという問題
点が生じた。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり
、枠体にシートを緊張した状態で張設できる超音波溶着
用金型及びその金型を用いた超音波溶着方法の提供を目
的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、かかる従来の問題点を解決するために次なる
構成とした。
即ち、第１に、対向すべき相手方の金型との間で、シー
ト１を枠体２に重ね合わせて挾圧することにより溶着す
る超音波溶着用金型において、枠体２の形状に対応して
環状に形成した挾圧部（３ａまたは４ａ）に、内側に向
かって傾斜した挾圧面ミを設けた。
ここで、超音波溶着用金型としては、ホーン３及びアン
ビル４と称される２種類のものがあり、これらが超音波
溶着装置において金型対を形成する。よって、本発明に
おいて、相手方の金型がアンビル４である場合には、本
発明の金型はホーン３であり、相手方の金型がホーン３
である場合には、本発明の金型はアンビル４である。そ
して、本発明が実施される場合、ホーン３の挾圧部３ａ
に挾圧面Ｓを形成するのがより好適である。
なお、挾圧面Ｓとしては、傾斜した曲面で形成される場
合も含む。
また、第２に、挾圧部（３ａまたは４ａ）の全体に傾斜
した挾圧面Ｓを形成するのではなく、挾圧部（３ａまた
は４ａ）に環状突起５を設け、この環状突起５の内面を
傾斜した挾圧面Ｓとして形成する。
この第２の金型においても、超音波溶着装置のホーン３
である場合と、アンビル４である場合との２種類あるの
は、第１の金型の場合と同様である。
また、この第２の金型を使用して枠体２にシートｌを溶
着する場合、枠体２には前記金型の環状突起５に対応し
て環状溝６を形成しておき、この枠体の環状溝６の内径
を前記傾斜した挾圧面Ｓの外側周端縁の径より小さくし
て、その内側段部６ａが前記挾圧部Ｓに対向するように
しておく。
そして、いずれの金型の場合でも、枠体２を相手方の金
型側にしてこの枠体２にシートｌを重ね、前記相手方の
金型と前記超音波溶着用金型とで挾圧して、超音波振動
により枠体２にシートｌを張り付ける。
〔作用〕
まず、第１の金型を使用した場合の作用について説明す
るが、説明を簡単にするため、以下の各実施例において
は、発明に係る金型がホーン３であり、相手方の金型が
アンビル４であるものとして説明する。また、ここでは
アンビル４が下に固定されて設置され、ホーン３が上下
動自在に設置されているものとする。
アンビル上に枠体２を載置し、枠体２にシート１を重ね
、ホーン３を下降させてホーン３とアンビル４とで枠体
２とシートｌとを挾圧する。ここで、ホーン３の挾圧部
３ａに、内側へ向かって傾斜させた挾圧面Ｓを設けであ
るので、押圧力は第２図のように挾圧面Ｓに垂直な分力
Ｐ１とホーンの内方へと向かう水平分力Ｐ、とに分けら
れ、これら各分力がシートｌと枠体２とに作用する。
ここで、挾圧面Ｓとシート！との間に摩擦がなければ、
シートｌと枠一体２とは前記水平分力Ｐ、によりいずれ
も内方へと押し縮められるが、挾圧面゛Ｓとシートｌと
の間に摩擦力が生ずるため、ソートｌは挾圧面Ｓに一体
に保持されたままとなる。
一方、シートｌと枠体２との接触部分では超音波振動に
よる摩擦熱で両者が溶融し、いわば潤滑剤が介在した状
態となっているため、シートｌと枠体２との間の摩擦力
は小さく、水平分力Ｐ、により枠体２のみが内方へと縮
み、この状態でシート１が枠体２に溶着される。よって
、ホーン３による抑圧を解除すると、枠体２が元の状態
に広がるので、シートｌは外側に向かって均等に引っ張
られ、シートｌが枠体２に緊張して平坦に張設される。
なお、溶着すべきシートｌは予め枠体２の大きさに裁断
しておいてから溶着してもよいが、１枚の大きなシート
１を枠体２に溶着し、その後枠体２の大きさにシートを
裁断してもよい。また、そのために、ホーン３にカッタ
を取り付け、ホーン３による挾圧と同時にシートｌが裁
断されるようにしてもよい。
次に、第２の金型を使用して溶着する場合の作用につい
て説明する。
アンビル４上に枠体２とシートｌとを重ねて載置し、ホ
ーン３を下降させて挾圧する。その際、ホーン３の挾圧
部３ａに突設した環状突起５がシートｌを下方へと押し
つつ環状溝６内に入り込む。
このため、シート１も環状溝６内へと引っ張り込まれ１
．よって、シート１は外方へと緊張される。
一方、環状突起５゛の内面に設けた傾斜した挾圧面Ｓは
、シートｌを介在させた状態で環状溝６の内側段部６ａ
に当接するため、ここでは前記第１の金型による場合と
同様の作用で枠体２を内側へと縮めるので、溶着後の復
帰により、シート１が緊張される。
従って、第２の金型では、環状突起５によるシーｌ−１
の引っ張り作用と、傾斜した挾圧面Ｓによ゛る枠体２へ
の径縮作用とが相まって、シートｌの緊張に寄与する。
本発明は枠体２にシート１を張り付ける必要があるもの
であって、枠体２とシートｌの少なくとも一方が超音波
振動により溶融可能な材質であり、双方が溶融して化学
的に結合し、あるいは、一方のみ溶融して他方に物理的
に付着しうるようにしたものであれば、どのようなもの
にも適用できる。
すなわち、本発明の金型により溶着すべきシートｌとし
ては、例えばナイロンやテトロン等の合成樹脂製の網状
シート、金属製の網状シート、合成樹脂製の不織布シー
ト、その他合成樹脂製の単シート、複数の合成樹脂の積
層シート、合成樹脂層と金属層との積層シート等が例示
できる。
また、枠体２の材質としては、例えば、ＡＢＳおよびポ
リプロピレン等の合成樹脂が好適である。
そして、枠体２にシートｌを張り付けたものの例として
は、■前記〔従来の技術〕の項で述べた調整用フィルタ
の他、■真空吸引掃除機のフィルタ、■空気洗浄機のフ
ィルタ、■濾過器のフィルタなどが例示できる。
〔実施例〕
以下、本発明による超音波溶着用金型の実施例について
図面を参照しつつ説明する。なお、枠体２はポリプロピ
レン製の円形リングであり、これに溶着すべきシートｌ
は、テトロン糸によるメーツシュ５３、もしくはメツシ
ュ５１．２の二種類の網状シートＩで、この網状シート
ｌは枠体２の形状に合わせて予め円形に裁断されている
。
く第一実施例〉 本発明の第一実施例を示す第１図において、超音波溶着
装置の本体には、成形用の金型であるポーン３が、図の
上下方向に所定ストロークで往復動できるように装着さ
れ、このホーン３の先端部は網状のシートｌの周端のみ
を抑圧できるように筒状となっている。また、ホーン３
の下方には、このホーン３に対をなす相手方の金型のア
ンビル４が配置されている。このアンビル４側の挾圧部
４ａの上方に位置するホーン３側の挾圧部３ａとしては
、筒状先端の周端が内側へ向かって緩やかな曲面による
皿状となっており、この曲面がシート１の周端に接触し
てこれを挾圧する挾圧面Ｓとして形成されている。
また、アンビル４には、載置される枠体を周囲から保持
して位置決めする位置決め突起４ｂが環状に突設されて
いる。
即ち、アンビル４の位置決め突起４ｂ内に枠体２をセッ
トし、その上に網状シート１を重ね合わせてホーン３で
押圧すると、網状シートＩの周端には、矢印Ｐで示され
る駆動軸線方向へのホーン３による押圧力が作用する。
この押圧力Ｐによって、第２図に示すように、網状シー
ト１の周端と枠体２とにはホーン３側の挾圧面Ｓの曲率
に対応した傾斜分力Ｐ８、Ｐ、が作用するが、前記〔作
用〕の項で述べた原理で枠体２のみが内方へと縮み、こ
の状態で枠体２に網状シートＩが溶着されるので、ホー
ン３による挾圧を解除すると、枠体２が元の状態に復帰
し、網状シートｌを外方向に引っ張って均等に緊張せし
め、平坦に張り付ける。
超音波溶着の条件は、シート１がメツシュ５３の網の場
合、ホーン３によるシートｌの周端に作用する押圧力Ｐ
を２８ｇ／ｃｍ”に設定し、超音波振動を０．６秒間作
用させた後、０．３秒間だけそのままホールドした場合
と、超音波振動を０．４秒間作用させ、０．３秒間その
ままホールドした場合について溶着を試みた。
また、シート１がメツシュ５１．２の網の場合、押圧力
Ｐを同じ＜　２８ｇ／　ａｍ”に設定して、超音波振動
を０．６秒間作用させた後、０．３秒間そのままホール
ドして溶着を試みた。
その結果、いずれの場合も、シートｌの周端が枠体２に
平坦に緊張された調整用フィルタが得られた。この時の
溶着状態は、第３図に示したように、網を構成するテト
ロン製の糸条がポリプロピレン製の枠体２内に埋没する
形で溶着する。
なお、網状シートｌと枠体２とを相溶性のある合成樹脂
で形成すれば、両者が互いに溶融し合って溶着する。
く第二実施例〉 一方、第４図に示す本考案の第二実施例においては、ホ
ーン３の挾圧部３ａに環状突起５を突設し、この環状突
起５の内面を所定の勾配角度で傾斜した挾圧面Ｓとしで
ある。
そして、溶着すべき枠体２には、前記ホーン３の環状突
起５に対応して環状溝６が形成されている。この環状ｉ
１６は枠体２の中間から外周縁まで切り欠いて段差を形
成したもので、この環状溝６の内径は前記傾斜した挾圧
面の外側周端縁の径より小さくしてあり、これにより環
状溝６の内側段部６ａが前記挾圧面Ｓに対向するように
しである。
この場合も傾斜した挾圧面Ｓが網状シート１を介して環
状溝６の内側段部６ａに間接的に当接するため、第一実
施例と同様の作用で枠体２を縮める。
また、これと同時に環状突起５の先端が網状シートを下
方へと押し、環状溝６内に押し込むので、その押し込ん
だ分だけ、網状シート１を外方へと引っ張る。
よって、枠体２が内方へと縮み、かつ、網状シートが外
方へと引っ張られた状態で溶着されるので、溶着が完了
した時点で、網状シートｌは枠体２に平坦に緊張状態で
張られる。
超音波溶着の他の条件はいずれも第一実施例と同一条件
であった。
く第三実施例〉 また、第５図は本発明の第三実施例を示し、この第三実
施例は前記第二実施例の変形例ともいうべきものであり
、枠体２に設けるべき環状Ｗｌｔ６の形状を枠体２の外
周縁まで切り欠かずに断面凹状にしたものである。
他の条件、実施の結果は第二実施例と同一である。
〔発明の効果〕
本発明では、以上のように構成したので、枠体にシート
を超音波溶着する場合に、シートを平坦に張り付けるこ
とかできる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本考案による超音波溶着用金型に
よるフィルタ部材成形の一実施例を示す縦断面図および
シートと枠体に作用する力の作用図、第３図は網状シー
トと枠体との溶着状態の一例を示す断面図、第４図は第
二実施例の縦断面図、第５図は第二実施例の縦断面図で
ある。また、第６図は本発明の金型で製造すべき調整用
フィルタを化粧用コンパクト容器に装着した状態の断面
図で、第７図は通常考えられる超音波溶着用金型の縦断
面図である。 ｌ・・・網状のシート、　　　　２・・・枠体、３・・
・ホーン、　　　　　　　４・・・アンビル、（ホーン
３が相手方の金型である場合、本発明の金型はアンビル
で、アンビルが相手方の金型である場合、本発明の金型
はホーンである。）Ｓ・・・挾圧面。 特許出願人　　　　　　　株式会社　吉野工業所も 一週 一碍 第１図 第２図 第３図 第４図 第７図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）対向すべき相手方の金型との間で、シート１を枠
    体２に重ね合わせて挾圧することにより溶着する超音波
    溶着用金型において、枠体２の形状に対応して環状に形
    成した挾圧部に、内側に向かって傾斜した挾圧面Ｓを設
    けたことを特徴とする超音波溶着用金型。
  2. （２）相手方の金型が、超音波溶着装置におけるホーン
    である特許請求の範囲第１項記載の超音波溶着用金型。
  3. （３）相手方の金型が、超音波溶着装置におけるアンビ
    ルである特許請求の範囲第１項記載の超音波溶着用金型
    。
  4. （４）挾圧面Ｓが傾斜した曲面で形成された特許請求の
    範囲第１項記載の超音波溶着用金型。
  5. （５）対向すべき相手方の金型との間で、シート１を枠
    体２に重ね合わせて挾圧することにより溶着する超音波
    溶着用金型において、枠体２の形状に対応して環状に形
    成した挾圧部に環状突起を突設し、この環状突起の内面
    に内側に向かって傾斜した挾圧面Ｓを設けたことを特徴
    とする超音波溶着用金型。
  6. （６）相手方の金型が、超音波溶着装置におけるホーン
    である特許請求の範囲第５項記載の超音波溶着用金型。
  7. （７）相手方の金型が、超音波溶着装置におけるアンビ
    ルである特許請求の範囲第５項記載の超音波溶着用金型
    。
  8. （８）対向すべき相手方の金型との間で、シート１を枠
    体２に重ね合わせて挾圧することにより溶着する超音波
    溶着用金型において、枠体２の形状に対応して環状に形
    成した挾圧部に環状突起を突設し、この環状突起の内面
    に内側に向かって傾斜した挾圧面Ｓを設けた超音波溶着
    用金型を用意いておくとともに、溶着されるべき前記枠
    体には、前記金型の環状突起に対応して環状溝を形成し
    ておき、この枠体の環状溝の内径は前記傾斜した挾圧面
    の外側周端縁の径より小さくして、その内側段部が前記
    挾圧面に対向するようにし、枠体を相手方の金型側にし
    てこの枠体にシートを重ね、前記相手方の金型と前記超
    音波溶着用金型とで挾圧して、超音波振動により枠体に
    シートを張り付けることを特徴とする超音波溶着方法。
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