JPH1110739A - 超音波溶着装置 - Google Patents

超音波溶着装置

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JPH1110739A
JPH1110739A JP9166148A JP16614897A JPH1110739A JP H1110739 A JPH1110739 A JP H1110739A JP 9166148 A JP9166148 A JP 9166148A JP 16614897 A JP16614897 A JP 16614897A JP H1110739 A JPH1110739 A JP H1110739A
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JP
Japan
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ultrasonic welding
reel
workpiece
state
pedestal
Prior art date
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JP9166148A
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English (en)
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Yoichi Hayashi
洋一 林
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Priority to US09/099,624 priority patent/US6152350A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波溶着装置において、被加工物の設置作
業を容易に行えると同時に、加工状態においては、受け
台に対して被加工物が密着することで、ぶれの発生を抑
制する。 【解決手段】 超音波溶着装置は、加工位置に向けて昇
降可能なコンバータ、ブースタ、ホーンからなる超音波
溶着機ユニットと、加工位置にあって、前記ホーン７２
に対向して配置され、かつ先端に被加工物４を嵌合状態
に保持する受け台１００とを備えた超音波溶着装置にお
いて、前記受け台１００にはその中心から径方向を三分
割するコレット溝１０１が形成され、このコレット溝１
０１により径方向に拡縮可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、超音波溶着加工
により、プラスチック成形体同士を接合するにあたり、
最適接合状態を得られるようにした超音波溶着装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図１に本発明の超音波溶着装置の加工対
象となる磁気テープカートリッジを示す。図における磁
気テープカートリッジ１は、テープストリーマなどのコ
ンピュータの磁気記録媒体として使用されるもので、上
リール４と下リール５とが超音波溶着されている単一の
リール３に磁気テープ２０を巻装し、前記リール３を上
カートリッジ２ａと下カートリッジ２ｂとがビス１９に
より締結されたカートリッジケース内に回動自在に収容
した構成である。
【０００３】前記上リール４はガラスファイバー入のポ
リカーボネート樹脂からなり、上フランジ４ａを有し、
その中心部分に凹部４ｂが設けられている。前記上フラ
ンジ４ａの外周にはギヤ部４ｃが形成されている。ま
た、前記凹部４ｂ内に形成された筒状リブ内にリング状
のベアリング６が圧入固定され、ベアリング中心部の穴
にスプリングプラグ７が圧入固定されている。そして、
前記スプリングプラグ７にリールバネ８が取りつけられ
て、前記リール３を下方に抑圧すると共に回転自在に保
持している。
【０００４】また、下リール５は、ポリカーボネート樹
脂からなり、その下フランジ５ａの中心に明けられた孔
の周囲に超音波溶着用の突起５ｂを形成したものであ
り、この部分が前記凹部４ｂの肩部に超音波溶着され
る。前記リール３は、カートリッジの不使用時において
は、ブレーキ用のトーションバネ１２にて適宜付勢され
たリールブレーキ５０，５１により不測の回動をしない
ように係止されている。また、前記磁気テープカートリ
ッジ１は、その不使用時においては、前記磁気テープ２
０が完全に前記リール３に巻き込まれた状態で、磁気テ
ープ端に取り付けられたリーダーテープ２１（コンピュ
ータの装置が前記磁気テープ２０をテープ路に導入する
ための手段）がカートリッジ側面寄りに組み込まれたフ
ック１８の先端部分に係止されている。
【０００５】前記磁気テープ２０を引き出す開口部分に
は、カートリッジ平面方向に開閉可能なリッド３０がリ
ッド付勢用のトーションバネ１５にて適宜付勢されて取
り付けられている。そして、カートリッジ不使用時に
は、前記リッド３０は圧縮ばね１６により適宜付勢され
たロック部材４０により回動出来ないように係止されて
いる。また、前記リッド１３とは反対側にはライトプロ
テクト１７が組み込まれている。
【０００６】記録再生装置のテープ路に前記磁気テープ
２０を導入するための係合手段と係合するリーダーテー
プ２１は、例えばスプライスにより前記磁気テープ２０
に繋げられている。以上の構成の磁気カートリッジテー
プ１における上リール４と下リール５の超音波接合方法
は、前述のごとく、下リール５の下フランジ５ａ中心に
明けられた開口の周縁の円周状突起５ｂを前記凹部４ｂ
の下方突出端周縁の肩部に係合し、この状態で両者間に
所定の圧力をかけながら、超音波励振することで、この
突起５ｂを溶融しつつ両リール４，５を接合する。
【０００７】図２は、以上のリール３の超音波加工用の
溶着装置を示す。図における超音波溶着装置６０は、加
工台ベッド６１と、ベッド６１の一側部に立設された縦
フレーム６２と、縦フレーム６２のヘッドに垂設された
エアシリンダ６３と、エアシリンダ６３の下部に突出す
るプランジャ６４に加圧センサ６５を介して連結し、か
つ縦フレーム３２の内側に設けたリニアガイド６６に沿
って昇降可能に移動する昇降フレーム６７と、昇降フレ
ーム６７に鉛直支持された超音波溶着機ユニット６８、
および溶着機ユニット６８の変位センサ６９を備えてい
る。
【０００８】溶着機ユニット６８は、上部から順にコン
バータ７０、ブースタ７１および被加工物に接触するホ
ーン７２の三つの連続する部品からなっている。これに
対し、ベッド６１の上部には、微調整台７３を介して受
け台７４が配置され、この受け台７４上に一方の被加工
物である前記上リール４を嵌合設置し、この上リール上
に他方の被加工物である下リール５を嵌合した状態で、
前記溶着機ユニット６８を下降させ、加圧しながら励振
することで、両リール４，５間に摩擦熱を発生させて両
者の接合面を溶着する。
【０００９】以上の構成におけるエアシリンダ６３およ
び、溶着機ユニット６８は、それぞれ前記加圧センサ６
５および変位センサ６９からの入力状態に応じた出力状
態とする制御装置７５によって駆動制御される。この制
御装置７５は、プログラマブルコントローラなどからな
るもので、内蔵したタイマーによるクロック周波数で加
工時における各部の変動を監視するとともに、図示しな
いディスプレイ、キーボードなどを備え、数値入力によ
り各種加工設定が行えるようになっている。
【００１０】そして、この制御装置７５のエアシリンダ
６３に対する制御は、スタートスイッチ７６の入力によ
りロードセル６５からの検出状態を監視しつつ、エアシ
リンダ駆動用空気圧源７７から供給される空気圧を圧力
調整器７８を介して所定圧力に調整するとともに、電磁
バルブ７９によりエアの開閉制御を行い、バルブ開でプ
ランジャ６４が突出して溶着機ユニット６８を加工位置
に下降させ、バルブ閉でプランジャ６４が没入して溶着
機ユニット６８を加工位置から離間させる。また、制御
装置７５の溶着機ユニット６８に対する制御は、スター
トスイッチ７６の入力により、リニアエンコーダ６９の
検出状態を監視しつつ、発振器電源８０を起動させると
同時に、振幅調整器８１を介して調整設定した振幅で溶
着機ユニット６８を励振させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
構成の超音波溶着装置６０にあっては、図３に示すよう
に、受け台７４の上リール４に対する嵌合部周縁と上リ
ール４の開口部との間にわずかな隙間ｄが生じており、
従って、この隙間部分がガタとなり、加工時において、
矢印に示すような上下ぶれが生じ、これにより歩留まり
が低下する欠点があった。
【００１２】そこで、ガタを防止するには、この隙間し
ろを当初から十分に小さくすればよいが、この場合に
は、逆に上リール４を受け台７４側に設置する操作が面
倒となり、特に自動挿入する場合には挿入ミスの原因と
なるため、ある程度の隙間を確保することは必要不可欠
となっており、相反する課題となっていた。この発明
は、以上の問題を解決するものであり、その目的は、被
加工物の設置作業を容易に行えると同時に、加工状態に
おいては、受け台に対して被加工物が密着することで、
ぶれの発生を抑制できるようにした超音波溶着装置を提
供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明は、加工位置に向けて昇降可能なコンバー
タ、ブースタ、ホーンからなる超音波溶着機ユニット
と、加工位置にあって、前記ホーンに対向して配置さ
れ、かつ先端に被加工物を嵌合状態に保持する受け台と
を備えた超音波溶着装置において、前記受け台を径方向
に拡縮可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１４】したがって、この発明にあっては、被加工
物を受け台に挿入するときには縮径して挿入ミスを防止
するとともに、挿入状態では拡径して隙間を極小とす
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、
本発明の要部以外は従来と同一か相当する部材なので、
その共通する部分には同一符号を付し、異なる部材のみ
異なる符号を用いて説明する。
【００１６】図４、図５は本発明の第一の実施の形態に
おける受け台の要部を示している。図４において、受け
台１００は、その中心から径方向に延び周方向を三分割
するコレット溝１０１を切り欠き形成したもので、被加
工物である上リール４の凹部４ｂの開口部を嵌合する受
け部１０２と、受け部１０２の下部に段差を設けて一体
化され、かつ下部側に向けて漸次小径となるテーパコー
ン部１０３及びテーパコーン部１０３の下部に一体化さ
れた取付け部１０４と、テーパコーン部１０３の外周に
移動可能に嵌合されたフランジ付きのコレットスリーブ
１０５と、テーパコーン部１０３の外周にあって、コレ
ットスリーブ１０５と微調整台７３との間に介挿された
縮径用の圧縮コイルバネ１０６とを備えている。
【００１７】そして、各部を組み立てた状態で、図５に
示すように、台座１０７に取付け部１０４をねじ込み固
定することで、台座１０７上に固定される。各コレット
溝１０１は、自由状態では拡幅方向のバネ弾性が付与さ
れ、受け部１０２は拡径されるが、コレットスリーブ１
０５の内径により規制され、縮径状態に保持される。
【００１８】従って、受け台１００の組立状態では、圧
縮コイルバネ１０６のバネ圧によって常時コレットスリ
ーブ１０５は上昇位置に付勢されて、段差位置まで押し
上げられ、この押し上げにより、受け部１０２の各コレ
ット溝１０１を縮幅し、これにより受け部１０２は径中
心側に均等な状態に縮径される。
【００１９】図５（ａ）は、溶着機ユニット６８のホー
ン７２が上昇位置に離間している状態を示し、コレット
スリーブ１０５は、バネ圧により上昇位置に保持される
結果、受け部１０２を縮径させ、これに装着される上リ
ール４との間に十分な隙間ｄを確保することで、上リー
ル４の受け台１００に対する挿入作業を確実に行えるよ
うにしている。
【００２０】下リール５を上リール４上に設置して加工
待機状態とし、ついでこの状態から図５（ｂ）に示すよ
うに、溶着機ユニット６８が下降して、ホーン７２が下
リール５に接触し、これを押し下げると、圧縮コイルバ
ネ１０６のバネ圧に抗してコレットスリーブ１０５が押
し下げられる結果、受け部１０２は拡径し、上リール４
の開口部との隙間を極小とする。
【００２１】従って、この状態で溶着機ユニット６８を
励振してもぶれを生ずることが無く、このぶれに伴う製
品歩留まりの低下を防止できる。また、以上のぶれ防止
効果に加えて、圧縮コイルバネ１０６による緩衝効果に
より溶着機ユニット６８の初期衝突慣性が緩和され、こ
の初期衝突慣性による不具合もついでに解消されること
になる。
【００２２】なお、開口内周に対する受け部１０２の外
周の上リール保持時の極小の隙間しろは、大きすぎる
と、従来と同じくぶれの原因となるため、上リール４を
構成する樹脂素材、及び素材厚みなどを勘案して適宜設
定される。たとえば以上の磁気カートリッジテープサイ
ズの場合、その隙間しろは０．０７mm以下が好ましく、
０．０５mm以下がさらに好ましく、０．０２mm以下が特
に好ましい。ただし、内周を圧着するような径に設定し
た場合には樹脂変形の原因となるため、受け台１００の
加工精度に応じて極小の値となるように設定される。
【００２３】図６は本発明の第二の実施の形態を示す。
図において、受け部１０２の外周にゴムチューブ１１０
を被せる以外は、第一の実施の形態と同様である。この
実施の形態においては、金属対樹脂の直接接触を防止
し、直接接触に伴う傷付き、変形を防止する。
【００２４】なお、以上の各実施の形態ではコレットス
リーブ１０５及び圧縮コイルバネ１０６により受け部１
０２を拡縮するように構成したが、単にコレット溝１０
１を形成しただけであっても、下リール５の挿入時に挿
入位置が多少ずれても縮径して下リール５を受け入れる
ことができるので、必ずしも以上の機構は必要ではな
い。また、コレット溝１０１の数も三つに限定されるも
のでなく、最低限二つ以上であればよく、また溝数が多
いほど拡縮時における真円度が保持される。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による超音波溶着加工装置にあっては、被加工物を受
け台に挿入するときには縮径して挿入ミスを防止すると
ともに、挿入状態では拡径して隙間を極小とするため、
精度良く超音波溶着加工を行え、ぶれによるによる歩留
り低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波溶着装置の加工対象となるリー
ルを含む磁気カートリッジテープの分解図である。
【図２】本発明にかかる超音波溶着装置の概略図であ
る。
【図３】同超音波溶着装置における従来の受け台の拡大
図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態における受け台の分
解斜視図である。
【図５】（ａ）は同受け台に上リール及下リールを装着
した状態の拡大図であり、（ｂ）は同状態からホーンを
圧雪した状態を示す拡大図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態における受け台の分
解斜視図である。
【符号の説明】
３ リール（被加工物） ４ 上リール ５ 下リール ６０ 超音波溶着装置 ６８ 溶着機ユニット ７０ コンバータ ７１ ブースタ ７２ ホーン １００ 受け台 １０１ コレット溝 １０２ 受け部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加工位置に向けて昇降可能なコンバー
    タ、ブースタ、ホーンからなる超音波溶着機ユニット
    と、加工位置にあって、前記ホーンに対向して配置さ
    れ、かつ先端に被加工物を嵌合状態に保持する受け台と
    を備えた超音波溶着装置において、 前記受け台を径方向に拡縮可能に構成したことを特徴と
    する超音波溶着装置。
JP9166148A 1997-06-19 1997-06-23 超音波溶着装置 Pending JPH1110739A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9166148A JPH1110739A (ja) 1997-06-23 1997-06-23 超音波溶着装置
US09/099,624 US6152350A (en) 1997-06-19 1998-06-18 Ultrasonic welding device and method, and a magnetic tape cartridge reel welding device and method

Applications Claiming Priority (1)

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JP9166148A JPH1110739A (ja) 1997-06-23 1997-06-23 超音波溶着装置

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JPH1110739A true JPH1110739A (ja) 1999-01-19

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JP9166148A Pending JPH1110739A (ja) 1997-06-19 1997-06-23 超音波溶着装置

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