(57)【要約】【課題】開けられた穴の周面が固定され、的確に穴模様が形成された状態の加工対象シートを得る。【解決手段】加工対象シート２１に付加する穴模様に対応する凸部が表面に形成された金型１１と、前記金型１１に対向して設けられ、超音波を前記金型の表面へ向けて射出する超音波ホーン１２と、前記加工対象シートの穴が抜かれた抜片を融着して回収するための樹脂シート２２を前記加工対象シート２１に重ねて前記金型１１と前記超音波ホーン１２との間を通過させて、通過後に樹脂シート２２と前記加工対象シート２１を分離する搬送機構４０とを具備する。【選択図】図１
2020019073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象シートに付加する穴模様に対応する凸部が表面に形成された金型と、
前記金型に対向して設けられ、超音波を前記金型の表面へ向けて射出する超音波ホーンと、
前記加工対象シートの穴が抜かれた抜片を融着して回収するための樹脂シートを前記加工対象シートに重ねて前記金型と前記超音波ホーンとの間を通過させて、前記超音波ホーンから前記金型へ向けて超音波を射出してパンチング加工を行うパンチング加工部と、
通過後に樹脂シートと前記加工対象シートを分離する搬送機構と
を具備することを特徴とする超音波パンチング加工装置。
【請求項２】
前記金型の凸部へ向けて射出した超音波によって、前記金型の凸部の部位を穴模様に溶融して抜くように前記超音波ホーンを駆動する駆動源を備えると共に、
前記金型の凸部の先端部が細い略棒状であり、端部が平面に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項３】
前記加工対象シートの幅方向に、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型とこの基本長金型に対応する長さの前記超音波ホーンの組を、複数組並べて配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項４】
前記基本長金型と前記超音波ホーンの組を、前記加工対象シートが搬送される方向にジグザグに配列したことを特徴とする請求項３に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項５】
駆動軸に結合されたチェーンにより前記基本長金型を回転する回転機構を備え、
前記チェーンのテンションを調整するテンション調整手段を具備することを特徴とする請求項３または４に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項６】
前記金型または前記基本長金型と前記超音波ホーンの位置制御を、前記金型または前記基本長金型を固定した状態で前記超音波ホーンを移動させて行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項７】
前記基本長金型を長さ方向に複数に合成体してＮ倍長金型を構成したことを特徴とする請求項３または４に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項８】
前記超音波ホーンとして、前記超音波ホーンの超音波射出先端部長より短い超音波射出先端部を有する区分超音波ホーンを、前記基本長金型に対応して複数並べて構成したことを特徴とする請求項３または４または７に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項９】
区分された区分超音波ホーンの境界は、傾斜面に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項１０】
加工対象シートに付加する穴模様に対応する凸部が表面に形成された金型と、前記金型に対向して設けられ、超音波を前記金型の表面へ向けて射出する超音波ホーンとの間を、
前記加工対象シートの穴が抜かれた抜片を融着して回収するための樹脂シートを前記加工対象シートに重ねて通過させて、
前記金型と前記超音波ホーンとの間を重ねられた前記加工対象シートと前記樹脂シートが通過する際に、前記超音波ホーンから前記金型へ向けて超音波を射出して超音波パンチング加工を行い、
前記金型と前記超音波ホーンとの間を通過後に樹脂シートと前記加工対象シートを分離する
ことを特徴とする超音波パンチング加工方法。
【請求項１１】
前記金型の凸部へ向けて射出した超音波によって、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位及び前記樹脂シートの対応部位を穴模様に溶融して抜くように前記超音波ホーンを駆動することを特徴とする請求項１０に記載の超音波パンチング加工方法。
【請求項１２】
前記加工対象シートの幅方向に、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型とこの基本長金型に対応する長さの前記超音波ホーンの組を、複数組並べて配置し、それぞれの超音波ホーンから超音波を対応する前記基本長金型の表面へ向けて射出することを特徴とする請求項１０または１１に記載の超音波パンチング加工方法。
【請求項１３】
前記超音波ホーンとして、前記超音波ホーンの超音波射出先端部長より短い超音波射出先端部を有する区分超音波ホーンを、前記基本長金型に対応して複数並べて構成したことを特徴とする請求項１２に記載の超音波パンチング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波パンチング加工装置及び超音波パンチング加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、布シートに穴を開けて模様化する手法としては、機械的な圧力により穴を開ける手法が採用されていた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、刃部を有するパンチ部材をシート部材に押圧して穴を開け、穴開けによって発生した打抜片を吸引により回収することが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、繊維布帛に樹脂原料を塗布したものに、鋭利な刃先を持った金型を用いて、パンチング加工することが開示されている。
【０００５】
更に、特許文献３には穴開け加工した不織布が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１９０６４３号
【特許文献２】特開２０００−１４４５８６号公報
【特許文献３】特開２００１−１４０１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献３のものは、不織布であるから特に穴開けに工夫を要するものではなく、この技術を通常の布シートに適用して穴模様を有する布シートを作成することは適当ではない。
【０００８】
特許文献１、２のものは、機械的な圧力により穴開けを行うものであるため、開けられた穴の周面から綿糸状の屑が飛び出し、意匠的に好ましいものではなく、また、衣服に触れた場合には屑が付着するなどの問題点があった。
【０００９】
更に、パンチ加工の場合には、加工後に残る打抜片の回収が必要であり、特許文献１においては吸引によって回収を行う必要がある。
【００１０】
本発明は上記のような加工対象シートに対する穴開け加工を行う場合の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、開けられた穴の周面が固定され、的確に穴模様が形成された状態の加工対象シートを得ることが可能な超音波パンチング加工装置及び超音波パンチング加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る超音波パンチング加工装置は、加工対象シートに付加する穴模様に対応する凸部が表面に形成された金型と、前記金型に対向して設けられ、超音波を前記金型の表面へ向けて射出する超音波ホーンと、前記加工対象シートの穴が抜かれた抜片を融着して回収するための樹脂シートを前記加工対象シートに重ねて前記金型と前記超音波ホーンとの間を通過させて、前記超音波ホーンから前記金型へ向けて超音波を射出してパンチング加工を行うパンチング加工部と、通過後に樹脂シートと前記加工対象シートを分離する搬送機構とを具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記金型の凸部へ向けて射出した超音波によって、前記金型の凸部の部位を穴模様に溶融して抜くように前記超音波ホーンを駆動する駆動源を備えると共に、前記金型の凸部の先端部が細い略棒状であり、端部が平面に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記加工対象シートの幅方向に、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型とこの基本長金型に対応する長さの前記超音波ホーンの組を、複数組並べて配置したことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記基本長金型と前記超音波ホーンの組を、前記加工対象シートが搬送される方向にジグザグに配列したことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、駆動軸に結合されたチェーンにより前記基本長金型を回転する回転機構を備え、前記チェーンのテンションを調整するテンション調整手段を具備することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記金型または前記基本長金型と前記超音波ホーンの位置制御を、前記金型または前記基本長金型を固定した状態で前記超音波ホーンを移動させて行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記基本長金型を長さ方向に複数に合成体してＮ倍長金型を構成したことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記超音波ホーンとして、前記超音波ホーンの超音波射出先端部長より短い超音波射出先端部を有する区分超音波ホーンを、前記基本長金型に対応して複数並べて構成したことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、区分された区分超音波ホーンの境界は、傾斜面に構成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る超音波パンチング加工方法は、加工対象シートに付加する穴模様に対応する凸部が表面に形成された金型と、前記金型に対向して設けられ、超音波を前記金型の表面へ向けて射出する超音波ホーンとの間を、前記加工対象シートの穴が抜かれた抜片を融着して回収するための樹脂シートを前記加工対象シートに重ねて通過させて、前記金型と前記超音波ホーンとの間を重ねられた前記加工対象シートと前記樹脂シートが通過する際に、前記超音波ホーンから前記金型へ向けて超音波を射出して超音波パンチング加工を行い、前記金型と前記超音波ホーンとの間を通過後に樹脂シートと前記加工対象シートを分離することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る超音波パンチング加工方法では、前記金型の凸部へ向けて射出した超音波によって、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位及び前記樹脂シートの対応部位を穴模様に溶融して抜くように前記超音波ホーンを駆動することを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る超音波パンチング加工方法では、前記加工対象シートの幅方向に、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型とこの基本長金型に対応する長さの前記超音波ホーンの組を、複数組並べて配置し、それぞれの超音波ホーンから超音波を対応する前記基本長金型の表面へ向けて射出することを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る超音波パンチング加工方法では、前記超音波ホーンとして、前記超音波ホーンの超音波射出先端部長より短い超音波射出先端部を有する区分超音波ホーンを、前記基本長金型に対応して複数並べて構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、開けられた穴の周面が固定され、的確に穴模様が形成された状態の加工対象シートを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の全体構成図を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の金型の配列を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の金型の一例を示す斜視図。
【図４】本発明の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の金型に形成された凸部の一例を示す斜視図。
【図５】本発明の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の金型に形成された凸部の一例の断面図。
【図６】本発明の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の金型に形成された幾つかの凸部の平面図。
【図７】本発明の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の超音波ホーンの一例を示す斜視図。
【図８】本発明の実施形態に係る超音波パンチング加工装置における金型と超音波ホーン間の位置調整の構成を示す図。
【図９】穴模様の穴の位置ずれを示す平面図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る超音波パンチング加工装置における穴模様の穴の位置ずれを防止する機構の説明図。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る超音波パンチング加工装置に用いられるＮ倍長金型の一例を示す断面図。
【図１２】図１１のＡ−Ａ断面図。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る超音波パンチング加工装置に用いられる区分超音波ホーンにより構成される超音波ホーンの一例を示す正面図。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の超音波ホーンと金型の部分の構成を示す正面図。
【図１５】図１４の超音波ホーンと金型の部分の構成を金型の軸の中心から超音波ホーン側を見込んだ正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して本発明に係る超音波パンチング加工装置及び超音波パンチング加工方法の実施形態を説明する。各図において同一の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１に、第１の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の全体構成図を示す。この第１の実施形態では、加工対象シート２１の幅より短い長さの基本長金型１１を用いる。この基本長金型１１の長さは、例えば４０ｃｍであり、加工対象シート２１の幅は例えば１５０ｃｍ以下のものを用いる。これらの長さは一例に過ぎず、他の長さでも良いことは勿論である。
【００２７】
超音波パンチング加工装置は、基本長金型１１と超音波ホーン１２との間を加工対象シート２１及び樹脂シート２２を通過させパンチング加工を行うパンチング加工部１０を備える。超音波ホーン１２には、超音波ホーン１２を振動させて超音波ホーン１２から超音波を射出させるための振動子１３が接続されて設けられている。振動子１３には、所定周波数の高周波電力を振動子１３へ送る超音波発振器１４が接続されている。上記の加工対象シート２１は、布、皮革、紙などのシートとすることができる。また、樹脂シート２２の樹脂は、ＯＰＰフィルム（ポリプロピレンフィルム）とすることができる。
【００２８】
上記金型１１は、図２に示されるように、加工対象シート２１の幅方向に、複数並べて配置されている。また、基本長金型１１は、加工対象シート２１が搬送される方向にジグザグに配列されている。ジグザグに配置された基本長金型１１は、端部において僅かに重なっており、加工対象シート２１に形成される穴模様が連続するように構成されている。各基本長金型１１には、軸１６が貫通されている。また、各基本長金型１１を挟むように配置された長尺の駆動軸１７は、図示しないモータにより回転される。駆動軸１７と、各基本長金型１１の両端部の軸１６、１６には歯車が設けられ、チェーン１８、１８により連結されて駆動される。１９は、軸１６の軸受を示しており、例えば図示しない本体に固定されている。
【００２９】
上記各基本長金型１１には、基本長金型１１とほぼ同程度の長さ（加工対象シート２１の幅方向の長さ）を有する超音波ホーン１２がそれぞれ対応付けられて基本長金型１１の下方に設けられている。従って、加工対象シート２１の幅方向に、上記基本長金型１１と上記超音波ホーン１２の組が、複数組並べて配置されて設けられている。また、上記基本長金型１１と上記超音波ホーン１２の組が、上記加工対象シート２１が搬送される方向にジグザグに配列されて設けられている。
【００３０】
基本長金型１１は図３に示されるように円筒状であり、円筒を横長にした状態で使用される。加工対象シート２１に付加する穴模様に対応する凸部１５が基本長金型１１の表面に形成されたものである。本実施形態では、基本長金型１１の凸部１５を含む表面へ向けて射出した超音波によって、上記基本長金型１１の凸部１５の部位に対応する加工対象シート２１の部位を穴模様に溶融して抜くように上記超音波ホーン１２を駆動する駆動源を備える。この駆動源は、図１の振動子１３及び超音波発振器１４によって構成される。
【００３１】
凸部１５は、先端部が細い略棒状であり、図４（ａ）に示されるように、基本長金型１１のベース面１１ａから先端が細い円錐台形状や角錐台形状に形成される。或いは、図４（ｂ）に示されるように、径や太さが異なる円柱または角柱が複数段重ねられた形状であっても良い。
【００３２】
また、端部１５ａを上方から見たときに図５に示されるように、端部１５ａの頭部中央に凹部１５ｈを有するように構成することができる。図５（ａ）に示す凹部１５ｈの周壁における先端は鋭角となったものであり、図５（ｂ）に示す凹部１５ｈの周壁における先端は平坦部となったものである。図５（ｂ）に示す凹部１５ｈの構成がより的確に穴を抜くことができる。また、端部１５ａの形状は、端部１５ａを正面から見た図６（ａ）〜（ｅ）に示されるように、円形、正方形、三角形、長方形、ひし形などの所望の任意の形状とすることができる。勿論、ハート形や四葉のクローバー形状など、輪郭が曲線により構成される形状であっても良い。穴模様は、上記の形状の穴を加工対象シート２１上に、上下左右に一定のピッチで或いは適度に異なるピッチの部分を設け、或いは所望の傾きを有する斜め方向に延びるいくつかの直線状に所定間隔で配置するなどして形成したものとすることができる。勿論、模様に限定はない。
【００３３】
また、凹部１５ｈの中央における穴部の深さや先端部の長さ（高さ）は、穴模様を形成する加工対象シート２１の厚さや穴の大きさなどにより適切なものが選択される。なお、１つの穴の大きさは概ねφ１．２mm以上であることが望ましいものであった。また、隣接する穴の間隔に相当する２つの凸部１５の距離は、４ｍｍ以上であることが望ましいものであった。
【００３４】
超音波ホーン１２は、図７に示されるように直方体のベース部３１と、その上側に連続して形成された直方体の射出部３２とを備える。ベース部３１から射出部３２側へ向けて表面側から裏面に透過したスリット３３が形成され、超音波による捻じれ振動の発生を誘起している。
【００３５】
基本金型１１と超音波ホーン１２間の位置調整は、図８に示す構成によって行われる。この例では、１組みの基本長金型１１及び超音波ホーン１２について示したものであるが、複数の他の組も同様に構成される。基本長金型１１は、その上方に設けられた総重量が６００Ｋｇの本体における鉄板７１に取り付けられた軸受１９に軸１６を介して取り付けられている。従って、基本長金型１１は固定位置に設けられている。軸受１９は、図２に示されるようにチェーン１８によって回転されるが、ここではチェーン１８は省略されている。
【００３６】
基本長金型１１の下方には、超音波ホーン１２が設けられている。超音波ホーン１２の下側には、サーボ式上下機構７０が設けられている。サーボ式上下機構７０には、ＡＣサーボモータ７２が設けられており、ＡＣサーボモータ７２の回転により図示しない上下機構部がサーボ式上下機構７０振動子１３及び超音波ホーン１２を上下移動させて位置調整が行われる。
【００３７】
サーボ式上下機構７０には、ＡＣサーボモータ７２の回転量などを検出するセンサ７３が設けられ、センサ７３の信号は装置本体に設けられているサーボ制御部９０へ送られている。９０はオペレータから位置調整情報の入力を受けると共にセンサ７３から送られる信号に基づきＡＣサーボモータ７２の回転制御信号をＡＣサーボモータ７２へ送り、これに応じてＡＣサーボモータ７２が所要の回転行い、図示しない上下機構部が振動子１３及び超音波ホーン１２を所要だけ上下移動させる。この結果、超音波ホーン１２と基本長金型１１の間隙を所望に設定することが可能である。このように本実施形態では、上記基本長金型１１と上記超音波ホーン１２の位置制御を、上記基本長金型１１を固定した状態で上記超音波ホーン１２を移動させて行うものである。これにより、基本長金型１１を移動させる場合に比べ、超音波振動による発熱により超音波ホーン１２が熱膨張して基本長金型１１を押し上げて超音波パンチング加工に不具合を生じる事態を含めた適切な位置制御が可能となる。
尚、超音波ホーンの位置制御にＡＣサーボモータ７２に代えて、圧縮空気を用いた駆動によって上記の位置制御を行っても良い。
【００３８】
本実施形態においては、基本長金型１１を、図２に示されるように、加工対象シート２１の幅方向に、複数ジグザグに並べて端部において僅かに重ねて配置している。このために、重なりが生じる隣接する基本長金型１１による穴模様が図９の領域Ａと領域Ｂに示すように縦方向にズレを生じることがある。このズレの原因の多くは、チェーン１８のテンションが緩くなることであると突き止めることができた。
【００３９】
そこで、本実施形態では、上記チェーンのテンションを調整するテンション調整手段を具備している。具体的には、駆動軸１７とチェーン１８と基本長金型１１の軸１６とを縦断面図にした図１０に示されるように、周面に凹凸の無い円周面を有する円柱状のテンション調整棒７７をチェーン１８のリング内を通過させるように設ける。テンション調整棒７７の一端部は、例えば、装置本体の側壁内側部に緩着される。テンション調整棒７７の他端部には、バネ７８が結合され、このバネ７８は装置本体の搬送路の天板部７９に結合される。
【００４０】
このため、テンション調整棒７７は装置本体に緩着された一端側を中心にしてバネ７８が結合された他端部がチェーン１８を内側から外側へ引っ張るように機能し、チェーン１８のテンションが緩まるのを防止する。これによって、穴模様が図９の如く、縦方向にズレを生じる事態を防ぐことができる。
【００４１】
上記構成によって超音波振動による穴模様の穴が溶融されて打抜かれ、穴模様の穴が一つ一つ綺麗に確実に形成され、打ち抜きを確実に行うことができる。この場合において、開けられた穴の周面が超音波振動により一度溶融されて固定され、的確に穴模様が形成された状態の加工されたシートを得ることが可能となる。
【００４２】
図１に示されるように、上記の基本長金型１１と超音波ホーン１２とを挟んで、一方の側には、超音波パンチング加工される前の加工対象シート２１が巻回された原反ローラ３５が設けられる。また、上記原反ローラ３５の下方であって超音波ホーン１２に近い位置には、上記加工対象シート２１の穴が抜かれた抜片を付着して回収するための樹脂シート２２が巻回された樹脂シートローラ４２が設けられる。
【００４３】
樹脂シート２２は、加工対象シート２１が基本長金型１１と超音波ホーン１２との間へ到る搬送路のから搬送ローラ４８が設けられている位置において、加工対象シート２１の下に重ねられて基本長金型１１と超音波ホーン１２との間へ送られる。加工対象シート２１は基本長金型１１と超音波ホーン１２との間において超音波パンチング加工されて、この間を送り出される。加工対象シート２１と樹脂シート２２とは押えローラ４３、４４に挟まれて前方へ更に搬送される。
【００４４】
押えローラ４３、４４の搬送方向の前方には、分離ローラ４５Ｕ、４５Ｄが設けられている。押えローラ４３、４４から搬送された樹脂シート２２と加工対象シート２１とは、分離ローラ４５Ｕ、４５Ｄにより分離される。即ち、加工対象シート２１と樹脂シート２２とは、分離ローラ４５Ｕ、４５Ｄに到る前に２枚に分けられ、上方に重ねられた加工対象シート２１は分離ローラ４５Ｕを接するようにして製品巻取ローラ４６へ到る。また、下方に重ねられた樹脂シート２２は分離ローラ４５Ｄの一部を周回するようにしてローラ５２、５３を介して回収シートローラ４７によって巻き取られる。ローラ５２、５３の上側には、ローラ５２、５３の回転を阻害しない状態に、点検などのときに使用される足場板５１が設けられている。上記において、押えローラ４３、４４よりも搬送方向の前方側に設けられた構成要素は、上記樹脂シート２２と上記加工対象シート２１を分離する抜片回収搬送機構４０を構成する。
【００４５】
また、原反ローラ３５と樹脂シートローラ４２とから金型１１と超音波ホーン１２との間までの搬送路、基本長金型１１、超音波ホーン１２、振動子１３、超音波発振器１４は、前述の通り、上記加工対象シート２１及び樹脂シート２２を上記基本長金型１１と上記超音波ホーン１２との間を通過させて超音波照射によるパンチング加工を行うパンチング加工部１０として機能する。
【００４６】
以上の通りに構成された超音波パンチング加工装置では、原反ローラ３５の加工対象シート２１と、樹脂シートローラ４２に巻回された樹脂シート２２とを、搬送路を介して上記金型基本長１１と上記超音波ホーン１２との間へ導き、この間を通過させて超音波照射による超音波パンチング加工を行う。
【００４７】
上記の構成により、重ねられた加工対象シート２１と樹脂シート２２とは上記超音波パンチング加工のとき、加工対象シート２１の穴模様における穴が超音波振動によって溶融されて打抜かれると共に樹脂シート２２も加工対象シート２１の穴模様における穴に対応する部分が超音波振動によって溶融する。このとき、加工対象シート２１の穴から抜かれた抜片は重ねられた樹脂シート２２が超音波振動を受けて溶融した直後の樹脂シート２２に融着し固化した状態となる。この状態で、樹脂シート２２と加工対象シート２１とは、押えローラ４３、４４によって製品巻取ローラ４６と回収シートローラ４７の方向へ搬送され、分離ローラ４５Ｕ、４５Ｄへ導かれる過程で分離される。
【００４８】
上記分離ローラ４５による分離の後において、加工対象シート２１の穴から抜かれた抜片は樹脂シート２２に付着したまま樹脂シート２２と共に搬送される。一方、加工対象シート２１の穴から抜かれた抜片が樹脂シート２２に取り去れて無くなった加工対象シート２１は製品巻取ローラ４６によって巻き取られ、上記抜片を付着した樹脂シート２２は回収シートローラ４７によって巻き取られる。
【００４９】
従って、抜片が加工対象シート２１における穴模様の穴に残ったままになったり、加工対象シート２１の別部位に付着したゴミとなったりすることなく、的確に穴模様が形成された状態の加工対象シート２１を得ることができる。
【００５０】
上記の実施形態では図２に示されるように、上記基本長金型１１を加工対象シート２１の幅方向に、複数並べて配置したが、上記基本長金型１１を長さ方向に複数に合成体してＮ倍長金型とすることができる。図１１、図１２には、Ｎ＝３の３倍長金型８０を示す。図１１は第２の実施形態において用いる３倍長金型８０の長さ方向の断面図を示し、図１２は、図１１のＡ‐Ａ断面図を示す。
【００５１】
３倍長金型８０は、長さ方向の中心に円柱状の１本の軸体８２を有する。軸体８２の長さは、基本長金型１１の軸の長さの概ね３倍とすることができる。軸体８２の両端部には、中央部より径が細い軸端８３となっている。軸体８２の外周には、基本長金型部８１が直列に３本連結されて設けられる。１つの基本長金型部８１は基本長金型１１の長さと概ね同一であり、円筒状を成し、表面には、穴模様に対応する凸部が形成されている。基本長金型部８１の内壁には一条の凸条８４が形成されている。
【００５２】
軸体８２の外周には、凸条８４に対応する一条の凹部８５が形成されている。軸体８２の外周の凹部８５に基本長金型部８１の凸条８４を勘合させて軸方向へ移動させると、凹部８５内を凸条８４が摺動して、両者を結合することができる。
【００５３】
基本長金型部８１の端部であって、隣に他の基本長金型部８１が設けられる端部には、他方へ突出したホゾ８６と、対向する基本長金型部８１の端部から延びるホゾ８６を受けて勘合するホゾ穴８７とが形成されている。ここでは、ホゾ８６とホゾ穴８７を１つずつ設けているが、その数に限定はない。隣接する３つの基本長金型部８１をホゾ８６とホゾ穴８７を結合したときには、３つの基本長金型部８１の表面において穴模様に対応する凸部がズレを生じることなく表面において並ぶ。３つの基本長金型部８１の軸方向の位置は、端側の基本長金型部８１の端面と軸端８３の境界位置を位置合わせすることにより調整することができる。
【００５４】
第２の実施形態では、超音波ホーン１２は、正面方向から見た状態が図１３に示す如く構成されている。即ち、上記超音波ホーン１２としては、上記超音波ホーン１２の超音波射出先端部長より短い超音波射出先端部を有する区分超音波ホーン４１を、上記基本長金型８１に対応して複数並べて構成したものとなっている。ここでは、４つに区分されているが、その数は適宜決められる。この４つの区分超音波ホーン４１が１つの基本長金型部８１に対応して設けられる。従って、図１１のように、３つの基本長金型部８１により３倍長金型８０が構成される場合には、図１３に示す４つの区分超音波ホーン４１が３組設けられる。
【００５５】
区分超音波ホーン４１の境界Ｂは例えば１〜２ｍｍ程度の間隙を有し、図１３に示されるように傾斜面として構成されている。本実施形態では、正面から見たとき、隣接する１つ目の境界Ｂが右下がりの傾斜面であれば、次の隣接する境界Ｂは右上がりの傾斜面とされる。４つ並んだ両端に設けられる区分超音波ホーン４１の外縁については、つまり、隣接する区分超音波ホーン４１が存在しない側の縁については、本実施形態では傾斜面となっているが、垂直に延びる線により構成される面であっても良い。上記のように境界Ｂが傾斜面であることにより、超音波振動によって隣接する区分超音波ホーン４１が振動して相互に接触し、境界Ｂにおいて競り上がりまたは競り下がりの状態となり、相互に結合した状態を呈するので、複数の区分超音波ホーン４１でありながら１つの超音波ホーンの如く平均的に高音波の射出がなされ、偏りのない超音波パンチング加工がなされる。
【００５６】
各区分超音波ホーン４１には、図１において説明したように振動子１３が接続され、この振動子１３には、所定周波数の高周波電力を振動子１３へ送る超音波発振器１４が接続されている。この構成によって、各区分超音波ホーン４１に図１に示した１つ分の超音波ホーン１２に供給されている電力と同じ電力が供給され、同じパワーによる超音波射出が行われる。従って、本実施形態によれば、的確な穴模様を形成することができる。
【００５７】
このようにして、複数の区分超音波ホーン４１によって構成される超音波ホーン１２によって、従来よりも大きなパワーの超音波振動が生じて穴模様の穴が溶融されて打抜かれ、穴模様の穴が一つ一つ綺麗に確実に形成され、打ち抜きを確実に行うことができる。しかも、開けられた穴の周面が超音波振動により一度溶融されて固着或いは固定され、的確に穴模様が形成された状態の加工されたシートを得ることが可能となる。
【００５８】
図１４には、第３の実施形態に係る超音波パンチング加工装置の超音波ホーンと金型の部分の構成が示されている。本実施形態ではＮ倍長金型８０Ａを用いる。つまり、基本長金型部８１をＮ個連結させた構成を有している。Ｎ倍長金型８０Ａの長さは加工対象シート２１の幅とほぼ等しく、１つのＮ倍長金型８０Ａによって超音波加工を行う構成である。基本長金型部８１に対応して１つの超音波ホーン１２が設けられ、合計でＮ個の超音波ホーン１２が設けられる。超音波ホーン１２の構成は、図７において説明したものと同様である。
【００５９】
但し、隣接する超音波ホーン１２が加工対象シート２１の幅方向に並び且つ重なり合う部分を有するために、図１４に示すように、隣接する超音波ホーン１２、１２が基本長金型部８１の周面において、異なる円弧部分に位置付けられて配置されている。他の構成は、第１の実施形態の構成に等しい。このように構成された第３の実施形態によっても開けられた穴の周面が固定され、的確に穴模様が形成された状態の加工対象シートを得ることが可能である。なお、本実施形態の超音波ホーン１２を、第２の実施形態において用いた複数個の区分超音波ホーン４１により構成される超音波ホーンとしても良いことは勿論である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  パンチング加工部
１１  金型
１２  超音波ホーン
１３  振動子
１４  超音波発振器
１６  軸
１７  駆動軸
１８  チェーン
１９  軸受
２１  加工対象シート
２２  樹脂シート
３１  ベース部
３２  射出部
３３  スリット
３５  原反ローラ
４０  抜片回収搬送機構
４１  区分超音波ホーン
４２  樹脂シートローラ
４３、４８  ローラ
４５Ｕ、４５Ｄ  分離ローラ
４６  製品巻取ローラ
４７  回収シートローラ
７０  サーボ式上下機構
７７  テンション調整棒
７８  バネ
７９  天板部
８０  ３倍長金型
８０Ａ  Ｎ倍長金型
９０  サーボ制御部
【図１】
2020019073.tif 000003
【図２】
2020019073.tif 000004
【図３】
2020019073.tif 000005
【図４】
2020019073.tif 000006
【図５】
2020019073.tif 000007
【図６】
2020019073.tif 000008
【図７】
2020019073.tif 000009
【図８】
2020019073.tif 000010
【図９】
2020019073.tif 000011
【図１０】
2020019073.tif 000012
【図１１】
2020019073.tif 000013
【図１２】
2020019073.tif 000014
【図１３】
2020019073.tif 000015
【図１４】
2020019073.tif 000016
【図１５】
2020019073.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月5日(2019.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象シートに付加する穴模様に対応する凸部が表面に形成された金型と、
前記金型の前記表面に対向して設けられ、超音波を前記金型の表面へ向けて射出する超音波ホーンと、
前記加工対象シートの穴が抜かれた抜片を融着して回収するための樹脂シートを前記加工対象シートに重ねて、前記加工対象シートが前記金型側に位置し前記樹脂シートが前記超音波ホーン側に位置するようにして、重ねられた前記加工対象シートと前記樹脂シートとを、前記金型と前記超音波ホーンとの間を通過させて、前記超音波ホーンから前記金型へ向けて超音波を射出してパンチング加工を行うパンチング加工部と、
通過後に樹脂シートと前記加工対象シートを分離する搬送機構と
前記金型の凸部へ向けて射出した超音波によって、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位のみが溶融して抜かれ、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位及び前記樹脂シートの対応部位を穴模様に溶融し融着するように前記超音波ホーンを駆動する駆動源と、
を具備することを特徴とする超音波パンチング加工装置。
【請求項２】
前記金型の凸部の先端部が細い略棒状であり、端部が平面に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項３】
前記金型は、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型により構成され、
前記加工対象シートの幅方向に、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型とこの基本長金型に対応する長さの前記超音波ホーンの組を、複数組並べて配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項４】
前記基本長金型と前記超音波ホーンの組を、前記加工対象シートが搬送される方向にジグザグに配列したことを特徴とする請求項３に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項５】
駆動軸に結合されたチェーンにより前記基本長金型を回転する回転機構を備え、
前記チェーンのテンションを調整するテンション調整手段を具備することを特徴とする請求項３または４に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項６】
前記金型と前記超音波ホーンの位置制御を、前記金型を固定した状態で前記超音波ホーンを移動させて行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項７】
前記金型は、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型と同じ長さを有する基本長金型部を長さ方向に複数合成してＮ倍長金型として構成したことを特徴とする請求項３または４に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項８】
前記超音波ホーンとして、前記超音波ホーンの超音波射出先端部長より短い超音波射出先端部を有する区分超音波ホーンを用いると共に、前記基本長金型部に対応して複数並べて構成したことを特徴とする請求項７に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項９】
区分された前記区分超音波ホーンの境界は、傾斜面に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の超音波パンチング加工装置。
【請求項１０】
加工対象シートに付加する穴模様に対応する凸部が表面に形成された金型と、前記金型に対向して設けられ、超音波を前記金型の表面へ向けて射出する超音波ホーンとの間を、
前記加工対象シートの穴が抜かれた抜片を融着して回収するための樹脂シートを前記加工対象シートに重ねて通過させて、
前記金型と前記超音波ホーンとの間を重ねられた前記加工対象シートと前記樹脂シートが通過する際に、前記超音波ホーンから前記金型へ向けて超音波を射出して超音波パンチング加工を行い、
前記金型の凸部へ向けて射出した超音波によって、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位のみが溶融して抜かれ、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位及び前記樹脂シートの対応部位を穴模様に溶融し融着するように前記超音波ホーンを駆動し、
前記金型と前記超音波ホーンとの間を通過後に樹脂シートと前記加工対象シートを分離する
ことを特徴とする超音波パンチング加工方法。
【請求項１１】
前記金型として、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型を用い、前記加工対象シートの幅方向に、前記基本長金型とこの基本長金型に対応する長さの前記超音波ホーンの組を、複数組並べて配置し、それぞれの超音波ホーンから超音波を対応する前記基本長金型の表面へ向けて射出することを特徴とする請求項１０に記載の超音波パンチング加工方法。
【請求項１２】
前記金型として、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型と同じ長さを有する基本長金型部を長さ方向に複数合成してＮ倍長金型を用いたことを特徴とする請求項１０に記載の超音波パンチング加工方法。
【請求項１３】
前記超音波ホーンとして、前記超音波ホーンの超音波射出先端部長より短い超音波射出先端部を有する区分超音波ホーンを、前記基本長金型に対応して複数並べて構成したことを特徴とする請求項１２に記載の超音波パンチング加工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る超音波パンチング加工装置は、加工対象シートに付加する穴模様に対応する凸部が表面に形成された金型と、前記金型の前記表面に対向して設けられ、超音波を前記金型の表面へ向けて射出する超音波ホーンと、前記加工対象シートの穴が抜かれた抜片を融着して回収するための樹脂シートを前記加工対象シートに重ねて、前記加工対象シートが前記金型側に位置し前記樹脂シートが前記超音波ホーン側に位置するようにして、重ねられた前記加工対象シートと前記樹脂シートとを、前記金型と前記超音波ホーンとの間を通過させて、前記超音波ホーンから前記金型へ向けて超音波を射出してパンチング加工を行うパンチング加工部と、通過後に樹脂シートと前記加工対象シートを分離する搬送機構と前記金型の凸部へ向けて射出した超音波によって、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位のみが溶融して抜かれ、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位及び前記樹脂シートの対応部位を穴模様に溶融し融着するように前記超音波ホーンを駆動する駆動源と、を具備することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記金型の凸部の先端部が細い略棒状であり、端部が平面に構成されていることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記金型は、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型により構成され、前記加工対象シートの幅方向に、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型とこの基本長金型に対応する長さの前記超音波ホーンの組を、複数組並べて配置したことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記金型と前記超音波ホーンの位置制御を、前記金型を固定した状態で前記超音波ホーンを移動させて行うことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記金型は、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型と同じ長さを有する基本長金型部を長さ方向に複数合成してＮ倍長金型として構成したことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、前記超音波ホーンとして、前記超音波ホーンの超音波射出先端部長より短い超音波射出先端部を有する区分超音波ホーンを用いると共に、前記基本長金型部に対応して複数並べて構成したことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明に係る超音波パンチング加工装置では、区分された前記区分超音波ホーンの境界は、傾斜面に構成されていることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明に係る超音波パンチング加工方法は、加工対象シートに付加する穴模様に対応する凸部が表面に形成された金型と、前記金型に対向して設けられ、超音波を前記金型の表面へ向けて射出する超音波ホーンとの間を、前記加工対象シートの穴が抜かれた抜片を融着して回収するための樹脂シートを前記加工対象シートに重ねて通過させて、前記金型と前記超音波ホーンとの間を重ねられた前記加工対象シートと前記樹脂シートが通過する際に、前記超音波ホーンから前記金型へ向けて超音波を射出して超音波パンチング加工を行い、前記金型の凸部へ向けて射出した超音波によって、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位のみが溶融して抜かれ、前記金型の凸部に対応する前記加工対象シートの部位及び前記樹脂シートの対応部位を穴模様に溶融し融着するように前記超音波ホーンを駆動し、前記金型と前記超音波ホーンとの間を通過後に樹脂シートと前記加工対象シートを分離することを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明に係る超音波パンチング加工方法では、前記金型として、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型を用い、前記加工対象シートの幅方向に、前記基本長金型とこの基本長金型に対応する長さの前記超音波ホーンの組を、複数組並べて配置し、それぞれの超音波ホーンから超音波を対応する前記基本長金型の表面へ向けて射出することを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明に係る超音波パンチング加工方法では、前記金型として、前記加工対象シートの幅より短い長さの基本長金型と同じ長さを有する基本長金型部を長さ方向に複数合成してＮ倍長金型を用いたことを特徴とする。