JPS6184226A - 超音波溶着機用工具ホ−ン - Google Patents
超音波溶着機用工具ホ−ンInfo
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- JPS6184226A JPS6184226A JP20653284A JP20653284A JPS6184226A JP S6184226 A JPS6184226 A JP S6184226A JP 20653284 A JP20653284 A JP 20653284A JP 20653284 A JP20653284 A JP 20653284A JP S6184226 A JPS6184226 A JP S6184226A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B3/02—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency involving a change of amplitude
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
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。
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の溶着加工に用いる超音波溶着機
用工具ホーンに関する。
用工具ホーンに関する。
プラスチックの溶着面を気密性を有するように超音波溶
着機を用いて溶着する場合、工具ホーンのプラスチック
と接する面（加工面、放射面）が、同位相でほぼ均一の
縦振動の振動変位を有することが必要である。放射面が
このような振動をする工具ホーンとして第１図、第２図
に示す板状の工具ホーンが使用されている。これらの工
具ホーンは、横幅ｌが加振面１に加える超音波振動の波
長の１／２波長以上の長さを有する場合、少なくとも１
／４波長毎にスリット３を設けないと、放射面２におけ
る縦振動を全面で均一に出来ないことは知られている。
着機を用いて溶着する場合、工具ホーンのプラスチック
と接する面（加工面、放射面）が、同位相でほぼ均一の
縦振動の振動変位を有することが必要である。放射面が
このような振動をする工具ホーンとして第１図、第２図
に示す板状の工具ホーンが使用されている。これらの工
具ホーンは、横幅ｌが加振面１に加える超音波振動の波
長の１／２波長以上の長さを有する場合、少なくとも１
／４波長毎にスリット３を設けないと、放射面２におけ
る縦振動を全面で均一に出来ないことは知られている。
しかし放射面２における振動変位を均一にするために、
縦幅Ｌ１スリット幅Ｓ１柱部幅Ｗ１橋部幅Ｔを決定する
ための決った設計方法がないため、経験的に大よその寸
法に削り出し、実際に振動させて使用周波数の調整や、
振動変位が放射面２で均一となるように試考錯誤的に削
り直しを行ない、目的の使用周波数で、目的とする振動
変位が得られるように仕上げられていた。従って柱部幅
Ｗ１橋部幅Ｔ１スリット幅Ｓについてそれぞれの各部の
寸法がまちまちであった。この理由は、みかけの弾性率
の概念を導入した各部寸法の計算式や、伝送線路との類
似を利用した計算式も提案されたが、何れも微分方程式
の境界値問題を扱うものであり、変数が多過ぎて計算式
が立てられず、実験的にも根拠が確められていない現状
にあるためである。
縦幅Ｌ１スリット幅Ｓ１柱部幅Ｗ１橋部幅Ｔを決定する
ための決った設計方法がないため、経験的に大よその寸
法に削り出し、実際に振動させて使用周波数の調整や、
振動変位が放射面２で均一となるように試考錯誤的に削
り直しを行ない、目的の使用周波数で、目的とする振動
変位が得られるように仕上げられていた。従って柱部幅
Ｗ１橋部幅Ｔ１スリット幅Ｓについてそれぞれの各部の
寸法がまちまちであった。この理由は、みかけの弾性率
の概念を導入した各部寸法の計算式や、伝送線路との類
似を利用した計算式も提案されたが、何れも微分方程式
の境界値問題を扱うものであり、変数が多過ぎて計算式
が立てられず、実験的にも根拠が確められていない現状
にあるためである。
本発明は境界値問題を扱う観点から有限要素法により、
振動モードの解析や応力分布の解析を行ない、これを多
数のモデルについて実証した結果、訳者錯誤を要するこ
となく、自由度が高く、簡便に製作できる工具ホーンを
提供できるようにしたものである。
振動モードの解析や応力分布の解析を行ない、これを多
数のモデルについて実証した結果、訳者錯誤を要するこ
となく、自由度が高く、簡便に製作できる工具ホーンを
提供できるようにしたものである。
本発明は、使用超音波振動の波長で、横幅が１／２波長
以上、縦幅が１／２波長、厚さが１／８波長以下の板状
体であって、横幅方向の１／４波長毎に縦方向に延長す
る少なくとも１本以上のスリットを有し、スリット幅１
／２４波長以下、柱部幅１／４〜５／２４波長、橋部幅
２／２４〜４／２４波長の各部を同一寸法とし、−１−
下左右対称形に工具ホーンを形成することにある。
以上、縦幅が１／２波長、厚さが１／８波長以下の板状
体であって、横幅方向の１／４波長毎に縦方向に延長す
る少なくとも１本以上のスリットを有し、スリット幅１
／２４波長以下、柱部幅１／４〜５／２４波長、橋部幅
２／２４〜４／２４波長の各部を同一寸法とし、−１−
下左右対称形に工具ホーンを形成することにある。
本発明工具ホーンは、振動モードの解析を、縦幅を１／
２波長に一定し、二次元の平面応力間顆として解析を行
なった結果得られたものであるから、縦幅を１／２波長
、厚さを１／８波長以下のものに限定し、横幅が１７２
波長以」；で、横幅方向の１／４波長毎に縦方向に延長
する少なくとも１本以上のスリットを有するものを対象
とするものである。
２波長に一定し、二次元の平面応力間顆として解析を行
なった結果得られたものであるから、縦幅を１／２波長
、厚さを１／８波長以下のものに限定し、横幅が１７２
波長以」；で、横幅方向の１／４波長毎に縦方向に延長
する少なくとも１本以上のスリットを有するものを対象
とするものである。
本発明工具において、スリット幅Ｓを１／２４波長以下
とするのは、Ｉ／２４波長を超える幅にすると、放射面
２における縦振動に横波が混入し始め、放射面２におけ
る縦振動を均一にすることが困難となるためである。橋
部幅Ｔは、スリット数を２、スリット幅を１／２４波長
とし、柱部幅Ｗをヅ４波長としたとき、第３図に示すよ
うに、２／２４〜４７２４波長の範囲で、寸法に対応す
る共振周波数が得られるので、橋部幅Ｔを２／２４〜４
／２４波長とする。また柱部幅Ｗを１／４〜５／２４波
長とするのは、第４・図に示すように第３図と同条件で
橋部幅Ｔが２／２４〜４／２４波長の範囲で、寸法に対
応する共振周波数が得られるからである。
とするのは、Ｉ／２４波長を超える幅にすると、放射面
２における縦振動に横波が混入し始め、放射面２におけ
る縦振動を均一にすることが困難となるためである。橋
部幅Ｔは、スリット数を２、スリット幅を１／２４波長
とし、柱部幅Ｗをヅ４波長としたとき、第３図に示すよ
うに、２／２４〜４７２４波長の範囲で、寸法に対応す
る共振周波数が得られるので、橋部幅Ｔを２／２４〜４
／２４波長とする。また柱部幅Ｗを１／４〜５／２４波
長とするのは、第４・図に示すように第３図と同条件で
橋部幅Ｔが２／２４〜４／２４波長の範囲で、寸法に対
応する共振周波数が得られるからである。
第５図はスリット数４・、柱部幅Ｗ＝＝＋／４波長、ス
リット幅Ｓ ＝ Ｉ／２４波長で、橋部幅Ｔ−１／１２
波長、１／６波長、５／２４波長、１／２４波長１１／
８波長としたときの静止状態と動作（振動）状態の振動
モードの解析図を示したものである。本発明工具では」
−下左右対称形であるので１／４の部分だけを示してい
る。この図から判るように橋部幅Ｔが３／２４波長のと
きが最も均一に振動しており、２７２４〜４／２４波長
の範囲がほぼ均一に振動することが判る。
リット幅Ｓ ＝ Ｉ／２４波長で、橋部幅Ｔ−１／１２
波長、１／６波長、５／２４波長、１／２４波長１１／
８波長としたときの静止状態と動作（振動）状態の振動
モードの解析図を示したものである。本発明工具では」
−下左右対称形であるので１／４の部分だけを示してい
る。この図から判るように橋部幅Ｔが３／２４波長のと
きが最も均一に振動しており、２７２４〜４／２４波長
の範囲がほぼ均一に振動することが判る。
本発明工具ホーンによれば、上記したところから明らか
なように各部の寸法を本発明のようにすれば、放射面で
の縦振動をほぼ均一にできるので使用材料の種類及び使
用超音波周波数毎に、各スリット幅、柱部幅、橋部幅等
の一覧表を容易に作成でき、この一覧表により、製作現
場で訳者錯誤を要せず、直ちに所望の工具ホーンを製作
できる。
なように各部の寸法を本発明のようにすれば、放射面で
の縦振動をほぼ均一にできるので使用材料の種類及び使
用超音波周波数毎に、各スリット幅、柱部幅、橋部幅等
の一覧表を容易に作成でき、この一覧表により、製作現
場で訳者錯誤を要せず、直ちに所望の工具ホーンを製作
できる。
第１図はスリット数を３としたときの本発明工具の一実
施例の正面図及び側面図、第２図はスリット数を３とし
たときの本発明工具の他の実施例の正面図及び側面図、
第３図は橋部幅Ｔと共振周波数の関係を示した図、第４
・図は柱部幅Ｗと共振周波数の関係を示した図、第５図
は柱部幅Ｔを、１／２４〜５／２４波長に変化したとき
のそれぞれの振動モードの解析図である。 １・・加振面、２・・放射面、３・・スリット、Ｗ・・
柱部幅、Ｓ・・スリット幅、Ｔ−°橋部幅ＸＤ・・厚さ
、Ｌ・・縦幅、ｌ・・横幅。
施例の正面図及び側面図、第２図はスリット数を３とし
たときの本発明工具の他の実施例の正面図及び側面図、
第３図は橋部幅Ｔと共振周波数の関係を示した図、第４
・図は柱部幅Ｗと共振周波数の関係を示した図、第５図
は柱部幅Ｔを、１／２４〜５／２４波長に変化したとき
のそれぞれの振動モードの解析図である。 １・・加振面、２・・放射面、３・・スリット、Ｗ・・
柱部幅、Ｓ・・スリット幅、Ｔ−°橋部幅ＸＤ・・厚さ
、Ｌ・・縦幅、ｌ・・横幅。
Claims (1)
- （１）使用超音波振動の波長で、横幅が１／２波長以上
、縦幅が１／２波長、厚さが１／８波長以下の板状体で
あつて、横幅方向の１／４波長毎に縦方向に延長する少
なくとも１本以上のスリットを有し、スリット幅１／２
４波長以下、柱部幅１／４〜５／２４波長、橋部幅２／
２４〜４／２４波長の各部を同一寸法とし、上下左右対
称形としたことを特徴とする超音波溶着機用工具ホーン
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20653284A JPS6184226A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 超音波溶着機用工具ホ−ン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20653284A JPS6184226A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 超音波溶着機用工具ホ−ン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184226A true JPS6184226A (ja) | 1986-04-28 |
| JPS6258899B2 JPS6258899B2 (ja) | 1987-12-08 |
Family
ID=16524926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20653284A Granted JPS6184226A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 超音波溶着機用工具ホ−ン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6184226A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012210576A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波振動子 |
-
1984
- 1984-10-02 JP JP20653284A patent/JPS6184226A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012210576A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波振動子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6258899B2 (ja) | 1987-12-08 |
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