JPH0410020Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、狭隘な場所で高分子シートを溶着す
る超音波接合機の工具ホーンに関するものであ
る。

［従来の技術］ 高分子シートを溶着する手段の１として超音波
によるものがある。

大型の高分子シートを超音波により溶着する場
合、一般的に高分子シートが静止し、超音波接合
機側が移動する。

斯かる従来の超音波接合機の概略を示せば、第
７図の通りである。

即ち、接合すべき２枚の高分子シート１，１が
アンビル２上で重合され、該アンビル２上方にア
ンビル２と平行に移動フレーム３が移動可能に配
置され、該移動フレーム３に超音波接合機４が設
けられている。

該超音波接合機４は、前記移動フレーム３に取
付けられたホルダ５内に超音波発振器６が収納さ
れ、超音波発振器６の下端に工具ホーン７が取付
けられた構成となつており、工具ホーン７を高分
子シート１，１に所要の押圧させた状態で、前記
超音波発振器６により工具ホーン７を超音波で振
動させ押圧部を溶着させつつ超音波接合機４を移
動させて接合を行うものである。

［考案が解決しようとする問題点］ 超音波振動により高分子シート同士を溶着する
場合、高分子シートを加圧、減圧する方向の振動
である必要があり、又、超音波発振器６が発生す
る振動の方向を考慮すると、第７図で示される様
に超音波発振器６を高分子シート１に対して垂直
方向に設けなければならない。

この為、超音波接合機４の高さ方向の寸法が大
きく、狭隘な場所での高分子シートの接合を行う
ことができなかつた。

本考案は上記実情に鑑み、超音波接合機を水平
方向に設置しても高分子シートの接合が可能であ
る様な工具ホーンを提供し、狭隘な場所での高分
子シートの接合を行える様にしようとするもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、被接合の高分子シートに超音波によ
る押圧振動を与えて溶着させ、高分子シート同士
を接合する超音波接合機の工具ホーンに於いて、
超音波接合機の超音波発振器に固着される固定部
より変換増幅部を湾曲して延出させ、該変換増幅
部の先端にシート接触部を形成すると共に変換増
幅部を基部から先端に向つてその断面積を漸次減
少させたことを特徴とするものである。

［作用］ 超音波発振器によつて工具ホーンに振動を与え
ると固定部より変換増幅部を経て接触部へ振動が
伝播する過程で振動方向が変換されると共に振幅
が増幅される。

［実施例］ 以下図面に基づき本考案の１実施例を説明す
る。

第１図〜第３図は本考案の１実施例に係る工具
ホーンを示す。

以下詳述すると、工具ホーン３０は前記した超
音波発振器６へボルト８を介して取付け得る固定
部９と振動方向を変換し増幅する為の変換増幅部
１０とから形成される。

変換増幅部１０は固定部９より象の鼻形状に湾
曲して延出しており、その断面寸法は厚み方向
（水平方向寸法）、高さ方向（垂直方向）のいずれ
も先端に向つて漸次減少している。又、先端に設
けた接触部１１は、溶着幅に略等しい幅と、前後
方向に滑かな曲面となつており、耐摩性を考慮
し、材質を超硬合金とするか、表面をクロームメ
ツキする等の処理がなされる。

上記形状の工具ホーン３０に軸心方向の超音波
振動を加えれば、その振動は変換増幅部１０で方
向が変換されつつ接触部１１での振幅が増幅され
る。

この増幅の様子は第１図に対比させて示せば第
４図の如くなる。第４図から固定部９の先端近傍
に振動の節があることが分る。

尚、前記した形状とすれば振動方向の変換と振
幅の増大を行うことができるが増幅の割合につい
ては変換増幅部１０の基部の断面積と先端部の断
面積との比及び変換増幅部１０の漸次減少する形
状と関連があり、適切な増幅率とするには変換増
幅部１０の形状に基づき断面積比を適宜選択し、
接触部１１の振幅は溶着に必要な20〜50μmが得
られる様にする。

更に、工具ホーン３０の全長ｌについては該工
具ホーン３０が共振する様工具ホーン３０の材質
がもつ音速に基づき決定される。

以上の如く、上記工具ホーン３０によれば超音
波振動を90°その方向を変換できる。

次に、上記した工具ホーン３０を取付けた超音
波接合機４について略述する。

障害物１２と干渉しない様に設けられた移動フ
レーム３にホルダ５を移動フレーム３と平行な姿
勢でピン１３を介して回転自在に取付ける。前記
ホルダ５の工具ホーン３０と反対側端を回転リン
ク１４を介してシリンダ１５に連結する。シリン
ダ１５は液圧シリンダでも空圧シリンダでもよ
く、ロツド突出方向に一定の力を作用させホルダ
５に第５図中反時計方向のモーメントを発生させ
る。この反時計方向のモーメントにより工具ホー
ン３０の先端は高分子シート１，１に対し所要の
力で押圧され、超音波発振器６によつて工具ホー
ン３０が加振される。

前記した様に超音波発振器６によつて工具ホー
ン３０に与えられる振動の方向は、移動フレーム
３の姿勢と同方向（水平方向）であるが、工具ホ
ーン３０により振動方向の変換がなされ、工具ホ
ーンの先端は高分子シート１に対して垂直方向の
振動となり、シリンダ１５の押圧力との相互作用
で溶着がなされる。

又、移動フレーム３自体は図中矢印の方向に移
動して溶着位置の移動が行われ、高分子シートは
線状に溶着接合される。

更に第６図は超音波発振器６の他の支持方向を
示し、ホルダ５を２本のバネ１７，１８で支持し
たものであり、ホーン側のバネ１７を圧縮バネ、
反ホーン側のバネ１８を引張バネとし、ホルダ５
を移動フレーム３に機械的に支持させることなく
弾性的に支持し、更に工具ホーン３０と高分子シ
ート１間に所要の押圧力を発揮させる様にしたも
のである。

［考案の効果］ 以上述べた如く本考案によれば、工具ホーンで
超音波振動の振動方向を90°変換させ得るので、
超音波接合機の取付姿勢を被溶着シートと平行に
し得、超音波接合機の取付に要するスペースを大
幅に縮小することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る工具ホーンの１例を示す
側面図、第２図は同前底面図、第３図は第１図の
Ａ矢視図、第４図は該工具ホーンでの振動の状態
を示す線図、第５図、第６図はそれぞれ該工具ホ
ーンを具備する超音波接合機の例を示す説明図、
第７図は従来の超音波接合機の概略図である。 １は高分子シート、４は超音波接合機、６は超
音波発振器、９は固定部、１０は変換増幅部、１
１は接触部、３０は工具ホーンを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被接合の高分子シートに超音波による押圧振動
   を与えて溶着させ、高分子シート同士を接合する
   超音波接合機の工具ホーンに於いて、超音波接合
   機の超音波発振器に固着される固定部より変換増
   幅部を湾曲して延出させ、該変換増幅部の先端に
   シート接触部を形成すると共に変換増幅部を基部
   から先端に向つてその断面積を漸次減少させたこ
   とを特徴とする超音波接合機の工具ホーン。