JPH0653360B2 - シート材を接合切断する超音波装置 - Google Patents

シート材を接合切断する超音波装置

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JPH0653360B2
JPH0653360B2 JP62268032A JP26803287A JPH0653360B2 JP H0653360 B2 JPH0653360 B2 JP H0653360B2 JP 62268032 A JP62268032 A JP 62268032A JP 26803287 A JP26803287 A JP 26803287A JP H0653360 B2 JPH0653360 B2 JP H0653360B2
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welding
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二又はそれ以上に積み重ねられ少なくともそ
の一つは熱可塑性材料を含むシート材の層を超音波エネ
ルギーにより接合することに関するものであり、更に詳
細には、当該シート材を所望の型に接合し次にその接合
した材料を周囲材から切り離すための装置に関するもの
である。
更に明確に言えば、本発明は、所定の型を具備するアン
ビルドラムと連動して作動する超音波共振器を使用して
二又はそれ以上に積み重ねられたシート材の層を超音波
的に接合するための装置、及びアンビルドラムと連動し
て作動する第二のドラムであって当該アンビルドラムの
形状に倣って接合した接合部分を周囲材から切り離すべ
くアンビルドラムが具備する型と実質的に同一の型を具
備する打ち抜き面を有する第二のドラムを用いることに
関する。
所定の形状に倣ってシート材を接合するために一又はそ
れ以上の超音波共振器と連動させて所定の型を具備する
アンビルドラムを使用することは当該技術の分野に於て
周知であり、具体例は１９７３年５月１５日にロング他
（Ｄ．Ｄ．Ｌｏｎｇ ｅｔ ａｌ）に付与された米国特
許第３，７３３，２３８号及び１９８４年２月７日にシ
ェーファー（Ｊ．Ｅ．Ｓａｅｆｅｒ）に付与された米国
特許第４，４３０，１４８号に示されている。
アンビルドラム上に浮き彫りされた型によりシート材が
接合される位置が定まり、又この型の形状により一般的
に物品に好みの形状を与えることができるようになって
いる。
１９７１年２月９日にロバートソン（Ｃ．Ａ．Ｒｏｂｅ
ｒｔｓｏｎ）に付与された米国特許第３，５６２，０４
１号に示される実施例に於ては、ドラムの周縁面が型を
有するフランジを具備している。その型フランジの各々
は超音波振動する共振器の作用に露呈され、共振器の出
力面と型フランジの浮き彫り面との間に挿入された織物
シート材が接合されるようになっている。この特許発明
の実施例では、シャツの袖のカフスの製造について説明
がなされている。シャツの袖のカフスのような接合され
た材料は、せん断工具を具備する次の分離せん断工程に
於て周囲材から切り離されている。
接合したシート材を周囲材から切り離す分離せん断工程
の使用は、１９７６年２月１７日にグルガッチ他（Ｆ．
Ｇｒｇａｃｈ ｅｔ ａｌ）に付与された米国特許第
３，９３９，０３３号に開示された実施例では除外され
ている。この特許発明では、ドラムは溶着面として作動
する浮き彫りされた面を具備するが、その他に当該溶着
面に隣接して当該溶着面よりほんの少し高く浮き彫りさ
れた打ち抜き面を具備している。その結果、共振器の出
力面とドラム間のニップ（挟み部）を通って移動するシ
ート材は、このニップを一回通過することによりシール
と切断が同時に施される。次の分離せん断工程は不必要
である。この後者の実施例では、共振器の強い衝撃力が
繰り返し比較的幅の狭い鋭い打ち抜き面に加わるため、
実際の運転に於ては当該打ち抜き面が摩耗することが明
らかとなった。
その使用方法と材質によっては、摩耗は非常に速く、ほ
んの数時間後には装置の運転が不可能となることがあ
る。
本発明は、互いに反対方向に回転する二つのドラムを配
置することにより改良された装置に関する。第一のドラ
ムは浮き彫りにされた面を具備し、共振器の出力面と当
該第一ドラムの間のニップを通って供給されるシート材
はその浮き彫りされた型に沿って接合される。前記第一
のドラムと反対方向に回転する第二のドラムは浮き彫り
された打ち抜き面を具備し、該打ち抜き面の少なくとも
一部分は前記第一のドラムの型に対応する。接合したシ
ート材が共振器と第一ドラム間のニップから出ると、当
該材料は第一ドラムの周囲を経て第一ドラムと第二ドラ
ム間に形成される第二のニップへと移動する。そして第
二のニップを通った材料は、第一ドラム上の型と第二ド
ラム上の相対する打ち抜きの面の型との共働により切断
される。かくして、打ち抜き面は共振器の出力面の衝撃
を受けない。第二ドラムの打ち抜き面の前部が噛み合う
ような逃げ又は溝を第一ドラムの溶着面に設けることに
より、挿入されたシート材を確実に周囲材から切り離す
ことができる。
本発明の主たる目的の一つは、積み重ねられたシート材
の層を超音波接合し次に接合した材料を周囲材から切り
離すための新規にして且改良された装置を提供すること
である。
本発明の他の一つの重要な目的は、所定の型にシート材
を接合する第一ドラムと接合された材料を周囲の不要材
料から切り離す第二ドラムを使用することにより、シー
ト材料を超音波接合し切断するための新規にして且改良
された装置を提供することである。
本発明の他の一つの重要な目的は、周縁面に所定の型の
溶着面を有する第一ドラムと連動して作動する超音波共
振器を使用することにより積み重ねられたシート材の層
を接合する装置及び、第一ドラムと共働し且当該溶着面
の型と相対する位置に打ち抜き面の型を具備し二つのド
ラムが互いに反対方向に回転することにより溶着した材
料が二つのドラム間のニップを通って移動するに従って
切断されるように当該打ち抜き面を具備する第二ドラム
を提供することである。
本発明の更に他の一つの重要な目的は、シート材の超音
波シール及び切断装置を、特に過度の摩耗を防止し高い
信頼性と長寿命を有する装置として提供することであ
る。
本発明の有する尚その他の目的は、添付の図面を参照し
つつ行われる以下の記述より明らかになろう。
さて図面、特に第１図及び第２図についてみると、符号
１０及び１２は回転可能に取付けられたドラムを示し、
これらのドラムは機械的手段１６及び１８を経て駆動装
置１４により互いに反対方向に同期的に回転駆動され
る。ドラム１０はその周縁に所定の型に浮き彫りされた
溶着面２０を有する。本実施例では溶着面は環状であ
り、例えば周囲が溶着されたフィルターディスクを製造
することができる。これと相補的な型を有する打ち抜き
面２２がドラム１２上に設けられており、ドラム１０と
１２が駆動装置１４の運転に応じて同期的に回転すると
ドラム１０上の溶着面の各型の部分２０がドラム１２上
の打ち抜き面の各型の部分２２と相対する位置関係にな
るよう各型及び各ドラムが配置されている。
共振器又はホーン２４は、所定の超音波振動数で共振す
るよう寸法が定められ、ドラム１０の周縁面と相対する
位置関係になるよう取付けられた出力面２６を有する。
共振器の代表的な構造は、上記のロバートソン（Ｃ．
Ａ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ）の特許及び１９６３年１２月
３日にクリーサッテル他（Ｃ．Ｋｌｅｅｓａｔｔｅｌ
ｅｔ ａｌ）に付与された米国特許第３，１１３，２２
５号に示されている。この種の型の共振器は当該技術の
分野に於ては周知であり、一般に刃状型共振器と呼ばれ
ている。この型の共振器は単一で使用されることもある
が、上記のロング他の特許に見られるように幅広いシー
ト材を溶着する場合には幾つか並べて使用されることが
ある。出力面２６はドラム１０の周縁面との間にニップ
（挟み部）を形成し、このニップを通って積み重ねシー
ト材の層Ｍが移送される。シート材を接合するために
は、層状に重ねられたシート材のうちの少なくとも一つ
が熱可塑性材料にされる必要がある。共振器２４が超音
波振動数で共振し、出力面２６が回転体１０の周縁面に
向かう方向及びこれより遠ざかる方向に往復運動する間
に、シート材Ｍが回転体と共振器の間のニップを通って
移送される。浮き彫りされた溶着面２０はシート材に対
してアンビル面（金敷面）を形成する。超音波エネルギ
ーが材料層の中で散逸するのに対応してその材料層は溶
着面２０の型に合わせて接合されるが、このこと自身は
従来技術に於て十分開示されていることである。上記の
クリーサッテル他の記述によると、共振器を共振させる
ため共振器は電気音響交換器に接続され、当該電気音響
交換器は電気的高周波発生器からの電気的エネルギーに
よってエネルギーが供給される。
本発明に係る装置に於ては、第２図に示すように、共振
器２４とドラム１０との間のニップを通って供給された
材料Ｍは、ドラム１０の周縁面に沿って移動し、ドラム
１０と１２の間に形成される第二のニップに達する。材
料がこの第二のニップを通過すると、接合し溶着した材
料は相対向して位置するドラム１０上の溶着面２０とド
ラム１２上の打ち抜き面２２の共働により切断される。
切り離された型Ｍ１は、この実施例では容器３０の中に
落ちる。
第３図は各ドラムの周縁面に配置された溶着面と打ち抜
き面の代表的な好ましい実施例とがこれらの面が共働す
るよう態様を図示している。符号２０′は溶着面の型の
一部であって打ち抜き面の型の一部２２′と相向する位
置関係になっている部分を示す。浮き彫りされた平らな
溶着面は溝２１を有し、該溝は、代表的実施例では、溶
着面の幅に関しその中央に配置されている。打ち抜き面
２２′は、その刃先が溝２１に挿入できるよう相補的な
形状となっている。シート材Ｍをこれらの間に挿入する
と、打ち抜き作業が実行され、その結果接合された材料
Ｍが切断される。本実施例で特に重要なのは、打ち抜き
面は超音波共振器による繰返しの強い衝撃力を受けず、
それ故打ち抜き面はかなり長時間鋭さを保持することで
ある。
他の実施例として、溝２１は溶着面の外側の縁に設けら
れてもよい。
二つの相補的なドラムを使用した結果、シート材の接合
及び切断作業は滑らかに且連続的に行なわれる。尚、運
転中にトラム１０上の溶着面の型２０の各部分がドラム
１２上の打ち抜き面の型２２に対し、両者の各型が図示
のように噛み合うよう相対的に配置され相補的部分を形
成しなければならないことはあらかであろう。二つのド
ラムの同期的回転は駆動装置１４により達成される。
以上に於ては本発明の好ましい実施例及びその修正例を
図示し説明したが、併記する特許請求の範囲によっての
み限定されるこの発明の原理から逸脱することなく種々
の変更及び修正が可能であることは当業者にとって明ら
かであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を包含する装置の立面略図、第２図は当
該装置の側面図、第３図は相対する溶着面と打ち抜き面
を示す拡大図である。 １０，１２……ドラム、１４……駆動装置、１６，１８
……機械的動力伝達手段、２０，２０′……溶着面、２
２……打ち抜き面、２４……共振器、２６……出力面、
３０……容器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】二又はそれ以上に積み重ねられ少なくとも
    その一つは熱可塑性材料を含むシート材を所望の型に接
    合するための装置にして、周縁面に所望の図案に従った
    型に浮き彫りされた溶着面を具備し回転可能に装置され
    た第一のドラムと、周縁面に少なくともその一部が前記
    溶着面の型と対応する型に浮き彫りされた打ち抜き面を
    具備し回転可能に装着された第二のドラムにして前記ド
    ラムの回転に呼応してシート材が通過し移動し得るよう
    該両ドラム間にニップを形成しそれによって前記打ち抜
    きの各部分が順次前記溶着面の対応する各部分と相対す
    る位置関係によるよう前記第一のドラムと対面する位置
    関係に配置された第二のドラムと、出力面に超音波周波
    数領域の振動を提供することが可能であり又前記出力面
    と前記第一のドラムとの間にニップを形成し該ニップを
    通って積み重ねられたシート材の層が前記第一のドラム
    の回転に呼応して移動し得るように装着された共振器と
    を有し、前記共振器が共振し前記溶着面の型の方に押し
    付けられシート材がその出力面と前記第一のドラムとの
    間のニップを通って移動すると積み重ねられた層が溶着
    面の形状に相互に溶着し又当該材料が前記第一のドラム
    と前記第二のドラムとの間のニップを通って移動すると
    溶着した層は前記第二のドラムの打ち抜き面の形状に切
    断されるように構成されていることを特徴とする装置。
JP62268032A 1986-10-24 1987-10-23 シート材を接合切断する超音波装置 Expired - Lifetime JPH0653360B2 (ja)

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