(57)【要約】【課題】  作業時の安全性の向上と作業効率の向上を図ることができる超音波ホッチキスと超音波溶着方法を提供すること。【解決手段】  アッパーフレームと、上記アッパーフレームに対して開閉自在に取り付けられたロアーフレームと、上記アッパーフレームに設置された超音波振動子と、上記超音波振動子に設置されたホーンと、上記ロアーフレームに設置されたチップと、上記アッパーフレームに設置され上記ホーンを覆うとともに開口部を介して上記ホーンの先端を上記チップ側に露出させたホーンカバと、を具備したもの。【選択図】  図２
2020023172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アッパーフレームと、
上記アッパーフレームに対して開閉自在に取り付けられたロアーフレームと、
上記アッパーフレームに設置された超音波振動子と、
上記超音波振動子に設置されたホーンと、
上記ロアーフレームに設置されたチップと、
上記アッパーフレームに設置され上記ホーンを覆うとともに開口部を介して上記ホーンの先端を上記チップ側に露出させたホーンカバと、
を具備したことを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項２】
請求項１記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記ホーンの先端は上記ホーンカバの先端より内側に配置されていることを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記ホーンカバは上記アッパーフレームに着脱可能に設置されていることを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項４】
請求項３記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記ホーンカバは磁力によって上記アッパーフレームに着脱可能に設置されていることを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記チップは上記ホーンの先端面に対して傾斜した状態で設置された溶着・切断用のチップであることを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項６】
請求項５記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記チップは上記ホーンとの接触部位を変更可能に設置されていることを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項７】
請求項４又は請求項５記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記チップは弾性部材を介して取り付けられていることを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項８】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記チップは溶着時に回転するチップであることを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項９】
請求項８記載の超音波ホッチキスにおいて、
上記チップの表面には凹凸が形成されていることを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、
自身の移動方向をガイドするガイド治具が備えられていることを特徴とする超音波ホッチキス。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れかに記載の超音波ホッチキスを使用した超音波溶着方法において、
被加工物と上記ホーンとの間、及び／又は、上記被加工物と上記チップとの間に超音波振動では溶けない非溶着性シートを介材させた状態で溶着するようにしたことを特徴とする超音波溶着方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の超音波溶着方法において、
上記非溶着性シートは紙製であることを特徴とする超音波溶着方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の超音波溶着方法において、
上記非溶着性シートはフッ素樹脂製であることを特徴とする超音波溶着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ビニール製のシート同士を溶着する際に使用する超音波ホッチキスと超音波溶着方法に係り、特に、作業時の安全性と作業効率の向上を図ることができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波ホッチキスの構成を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。特許文献１に記載された超音波ホッチキスは概略次のような構成になっている、まず、アッパーフレームがあり、このアッパーフレームにはロアーフレームが回動可能に取り付けられている。上記アッパーフレームの先端には超音波振動子が設置されていてこの超音波振動子の先端にはホーンが設置されている。また、上記ロアーフレームの先端にはチップが設置されている。上記ホーンとチップの間に被加工物を挟み、上記超音波振動子により上記ホーンを振動させる。上記ホーンと被加工物との摩擦熱により被加工物が溶解・溶着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の構成では、次のような問題があった。
まず、ホーンが全て露出されているため、ホーンに使用者の指が不用意に触れてしまうと、指とホーンとの間の摩擦熱や溶着時の余熱により、指に火傷を負ってしまうという問題があった。
また、使用者の指以外にも、例えば、熱で溶解し易い物が不用意にホーンに触れてしまうと、同様に、ホーンと該物との間の摩擦熱や溶着時の余熱により、溶解・損傷してしまうという問題があった。
さらに、被加工物に対して超音波ホッチキスを移動させて加工するライン加工の場合、被加工物がホーンに引っ掛かってしまい、ホーンと被加工物との間の滑りが損なわれ、溶着作業の作業効率が低下してしまうという問題もあった。
【０００５】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、作業時の安全性と作業効率の向上を図ることが可能な超音波ホッチキスと超音波溶着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するべく本願発明の請求項１による超音波ホッチキスは、アッパーフレームと、上記アッパーフレームに対して開閉自在に取り付けられたロアーフレームと、上記アッパーフレームに設置された超音波振動子と、上記超音波振動子に設置されたホーンと、上記ロアーフレームに設置されたチップと、上記アッパーフレームに設置され上記ホーンを覆うとともに開口部を介して上記ホーンの先端を上記チップ側に露出させたホーンカバと、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による超音波ホッチキスは、請求項１記載の超音波ホッチキスにおいて、上記ホーンの先端は上記ホーンカバの先端より内側に配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項３による超音波ホッチキスは、請求項１又は請求項２記載の超音波ホッチキスにおいて、上記ホーンカバは上記アッパーフレームに着脱可能に設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項４による超音波ホッチキスは、請求項３記載の超音波ホッチキスにおいて、上記ホーンカバは磁力によって上記アッパーフレームに着脱可能に設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項５による超音波ホッチキスは、請求項１〜請求項４の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップは上記ホーンの先端面に対して傾斜した状態で設置された溶着・切断用のチップであることを特徴とするものである。
又、請求項６による超音波ホッチキスは、請求項５記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップは上記ホーンとの接触部位を変更可能に設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項７による超音波ホッチキスは、請求項４又は請求項５記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップは弾性部材を介して取り付けられていることを特徴とするものである。
又、請求項８による超音波ホッチキスは、請求項１〜請求項４の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップは溶着時に回転するチップであることを特徴とするものである。
又、請求項９による超音波ホッチキスは、請求項８記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップの表面には凹凸が形成されていることを特徴とするものである。
又、請求項１０による超音波ホッチキスは、請求項１〜請求項９の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、自身の移動方向をガイドするガイド治具が備えられていることを特徴とするものである。
又、請求項１１による超音波溶着方法は、請求項１〜請求項１０の何れかに記載の超音波ホッチキスを使用した超音波溶着方法において、被加工物と上記ホーンとの間、及び／又は、上記被加工物と上記チップとの間に超音波振動では溶けない非溶着性シートを介材させた状態で溶着するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１２による超音波溶着方法は、請求項１１記載の超音波溶着方法において、上記非溶着性シートは紙製であることを特徴とするものである。
又、請求項１３による超音波溶着方法は、請求項１１記載の超音波溶着方法において、上記非溶着性シートはフッ素樹脂製であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上述べたように、本願発明の請求項１記載の超音波ホッチキスによると、アッパーフレームと、上記アッパーフレームに対して開閉自在に取り付けられたロアーフレームと、上記アッパーフレームに設置された超音波振動子と、上記超音波振動子に設置されたホーンと、上記ロアーフレームに設置されたチップと、上記アッパーフレームに設置され上記ホーンを覆うとともに開口部を介して上記ホーンの先端を上記チップ側に露出させたホーンカバと、を具備したので、作業時の安全性と作業効率の向上を図ることができる。
又、請求項２記載の超音波ホッチキスによると、請求項１記載の超音波ホッチキスにおいて、上記ホーンの先端は上記ホーンカバの先端より内側に配置されているので、上記効果をより確実なものとすることができる。
又、請求項３記載の超音波ホッチキスによると、請求項１又は請求項２記載の超音波ホッチキスにおいて、上記ホーンカバは上記アッパーフレームに着脱可能に設置されているので、例えば、ホーンカバ内部やホーンの清掃を容易に行うことができ、また、破損した際に、上記ホーンカバ、ひいては、上記ホーンカバ内の上記ホーンを容易に交換することができる。
又、請求項４記載の超音波ホッチキスによると、請求項３記載の超音波ホッチキスにおいて、上記ホーンカバは磁力によって上記アッパーフレームに着脱可能に設置されているので、上記効果がより確実なものとなる。
又、請求項５記載の超音波ホッチキスによると、請求項１〜請求項４の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップは上記ホーンの先端面に対して傾斜した状態で設置された溶着・切断用のチップであるので、被加工物の溶着と切断を同時に行うことができるとともに、その際、接触面積を小さくして摩擦抵抗を最小限とすることができ、作業効率の向上を図ることができる。
又、請求項６記載の超音波ホッチキスによると、請求項５記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップは上記ホーンとの接触部位を変更可能に設置されているので、上記チップを効率よく使用することができる。
又、請求項７記載の超音波ホッチキスによると、請求項４又は請求項５記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップは弾性部材を介して取り付けられているので、作業時の把持力のバラツキを吸収することができる。
又、請求項８記載の超音波ホッチキスによると、請求項１〜請求項４の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップは溶着時に回転するチップであるので、溶着作業の円滑化ひいては作業効率の向上を図ることができる。
又、請求項９記載の超音波ホッチキスによると、請求項８記載の超音波ホッチキスにおいて、上記チップの表面には凹凸が形成されているので、上記チップと被加工物との滑りを防止することができる。
又、請求項１０記載の超音波ホッチキスによると、請求項１〜請求項９の何れかに記載の超音波ホッチキスにおいて、自身の移動方向をガイドするガイド治具が備えられているので、作業の品質の向上と作業効率の向上を図ることができる。
又、請求項１１記載の超音波溶着方法によると、請求項１〜請求項１０の何れかに記載の超音波ホッチキスを使用した超音波溶着方法において、被加工物と上記ホーンとの間、及び／又は、上記被加工物と上記チップとの間に超音波振動では解けない非溶着性シートを介材させた状態で溶着するようにしたので、上記被加工物に凹凸があっても上記非溶着性シートによって上記ホーン及び／又は上記チップが上記被加工物を押圧する面積を拡大するとともに超音波振動が伝達され、強固な超音波溶着を施すことができる。
又、請求項１２記載の超音波溶着方法によると、請求項１１記載の超音波溶着方法において、上記非溶着性シートは紙製であるので、入手が容易な材料を用いて容易に強固な超音波溶着を実現できる。
又、請求項１３記載の超音波溶着方法によると、請求項１１記載の超音波溶着方法において、上記非溶着性シートはフッ素樹脂製であるので、被加工物との溶融もし難く、入手が容易な材料を用いて容易に強固な超音波溶着を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスの使用状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスの側面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスの正面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ホーンカバを外した状態の超音波ホッチキスの斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態を示す図でホーンカバを外した状態の超音波ホッチキスの側面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ホーンカバを外した状態の超音波ホッチキスの正面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図８（ａ）はホーンカバを下側から視た斜視図、図８（ｂ）はホーンカバを上側から視た斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態を示す図で、一部を分解して示す超音波ホッチキスの斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１０（ａ）はホーンとチップの間に被加工物を挟み込んだ状態の超音波ホッチキスの側面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ矢視図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、チップの斜視図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ホーンの先端面とチップの溶断刃部との角度を示す側面図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ガイド治具と被加工物を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１４（ａ）は図１３のＸＩＶａ−ＸＩＶａ断面図、図１４（ｂ）は被加工物をガイド治具によって挟み込む状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態を示す図で、超音波ホッチキスをガイド治具に沿って移動させながら溶着・切断する状態を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図１６（ａ）はチップとチップ支持部材とボルトの斜視図、図１６（ｂ）はチップの側面図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態を示す図で、図１７（ａ）はチップとチップ支持部材とボルトの斜視図、図１７（ｂ）はチップの側面図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態を示す図で、ガイド治具を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第５の実施の形態を示す図で、図１９（ａ）はチップ用弾性部材を示す斜視図、図１９（ｂ）はチップ用弾性部材を介してチップが取り付けられた状態を示す断面図である。
【図２０】本発明の第６の実施の形態を示す図で、超音波振動では溶けない非溶着性シートを介在させた超音波溶着方法によりホッチキスで気泡緩衝材製袋体の開口部を溶着して封止する作業を行う状態を示す側面図である。
【図２１】本発明の第６の実施の形態示す図で、図２１（ａ）は超音波振動では溶けない非溶着性シートを介在させた状態で溶着した場合の気泡緩衝材製袋体を示す平面図、図２１（ｂ）は超音波振動では溶けない非溶着性シートを介在させずに溶着した場合の気泡緩衝材製袋体を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１乃至図１５を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明する。まず、第１の実施の形態による超音波ホッチキス１があり、この超音波ホッチキス１は、図１に示すように、ケーブル２を介して発振器３に接続されている。
【００１０】
上記超音波ホッチキス１は次のような構成をなしている。図１及び図２に示すように、まず、アッパーフレーム５があり、図３乃至図７に示すように、上記アッパーフレーム５の先端（図３中右側）には、超音波振動子７が設置されている。上記超音波振動子７は、図３に示すように、基部９と、第１電極１１と、第１ピエゾ素子１３と、第２電極１５と、第２ピエゾ素子１７と、を図３中上側から下側に向かって積層させたものである。上記第２ピエゾ素子１７の図３中下側にはホーン１９が設置されている。上記第１電極１１と上記第２電極１５には上記発振器３によって短い周期で変化する電圧が印加され、この電圧によって上記第１ピエゾ素子１３及び上記第２ピエゾ素子１７が超音波振動され、この超音波振動が上記ホーン１９を介して出力される。
【００１１】
上記ホーン１９は、例えば、アルミニウム製で先端側に硬質コートが施されている。また、上記ホーン１９の先端側の径（図６に示す寸法Φａ）は、例えば、７．５ｍｍに設定されている。
【００１２】
また、図３に示すように、上記アッパーフレーム５には、ホーンカバ２１が着脱可能に設置されている。このホーンカバ２１内に上記ホーン１９が収容・配置されている。上記ホーンカバ２１は、底板２２と、この底板２２から立設され略半円板状をなす一対の側板２４、２４と、上記一対の側板２４、２４の間を円弧状に覆う半円筒部２６と、から構成されている。上記底板２２には開口部２８が形成されていて、この開口部２８を介して上記ホーン１９がホーンカバ２１内に挿入されている。
【００１３】
図８（ａ）に示すように、上記半円筒部２６の先端側（図８（ａ）中下側）には開口部２３が設けられていて、この開口部２３を介して上記ホーン１９の先端面２５を覗ける構成になっている。また、上記一対の側板２４、２４の先端は被加工物当接部２７、２７となっている。図３及び図４に示すように、上記ホーン１９の先端面２５は上記被加工物当接部２７、２７よりも内側に配置されている。上記ホーン１９の先端面２５は上記被加工物当接部２７、２７の先端から図４中上方向に所定距離（ｈ）だけ引っ込んだ状態で配置されている。上記所定距離（ｈ）は、一例として、２ｍｍ程度である。
また、上記開口部２３は、図２に示すように、奥行き（図２中符号ｏ１で示す）と幅（図２中符号ｏ２で示す）が、例えば、１０ｍｍ×１０ｍｍ程度に設定されている。これは、後述するチップ３７の溶断刃部４０の図１２中上端側が上記開口部１３を介してホーンカバ２１内に入り込むことができ、且つ、上記ホーン１９と上記チップ３７との間に後述する被加工物３８を挟み込むことができる大きさである。
【００１４】
図８（ｂ）に示すように、上記ホーンカバ２１の底板２２の裏面にはホーンカバ固定用磁石２９、２９、２９が設置されている。一方、上記アッパーフレーム５には上記ホーンカバ固定用磁石２９、２９、２９に対応する図示しない磁性体が設置されている。上記ホーンカバ２１は、上記ホーンカバ固定用磁石２９、２９、２９と図示しない磁性体を介して、上記アッパーフレーム５に着脱可能に設置されている。
【００１５】
図３に示すように、上記アッパーフレーム５の基端側（図３中左側）には、ロアーフレーム３１が回動可能に設置されている。このロアーフレーム３１は上記アッパーフレーム５の先端側（図３中右側）まで延長されている。また、上記ロアーフレーム３１は、常時は、図示しない弾性部材によって、その先端側（図３中右側）が上記アッパーフレーム５の先端側（図３中右側）から離間する方向に回動・付勢されている。これに対して、上記アッパーフレーム５とロアーフレーム３１を把持することにより、上記アッパーフレーム５とロアーフレーム３１を上記弾性部材の付勢力に抗して相対的に回動・接近させ、それによって、所望の溶着・切断を行う。
【００１６】
図３、図９に示すように、上記ロアーフレーム３１の先端側（図３中右側）にはチップ支持部材３３が固定用ネジ３５によって固定されている。上記チップ支持部材３３にはチップ３７がボルト３９によって取付・固定されている。すなわち、上記ボルト３９を上記チップ３７の貫通孔３７ａを通して上記チップ支持部材３３に螺合することにより、上記チップ３７は上記ボルト３９の頭部と上記チップ支持部材３３の間に回転を規制された状態で挟持される。
なお、上記チップ６１は、既に説明したホーン１９と同様、例えば、アルミニウム製であるが、ホーン１９の先端のような硬質コートは施されていない。
【００１７】
また、上記被加工物当接部２７、２７を円弧状とし、且つ、上記チップ支持部材３３の上端側を円弧状としているのは、ホーン１９とチップ３７との間に挟み込まれた被加工物の超音波ホッチキス１に対する相対的な移動を円滑なものとするためである。
【００１８】
図１１に示すように、上記チップ３７の先端側（図１１中右側）は拡径されていて、溶断刃部４０となっている。この溶断刃部４０の円筒面４１は、図１２に示すように、テーパ形状を成している。その為、図１２に示すように、上記ホーン１９の先端面２５に上記溶断刃部４０を当接させるとテーパ状の隙間が形成される。上記テーパの傾斜角度（θ）は、５°〜１５°の範囲で設定されるのが好ましい。また、上記溶断刃部４０の最も拡径された部分の径（図１２中Φｂで示す）は、例えば、１１ｍｍ程度に設定されている。
因みに、本実施の形態の場合には、最も径が小さい箇所で１０．８ｍｍ、最も径が大きい箇所で１１．７ｍｍ程度に設定されている。
そして、上記溶断刃部４０の円筒面４１と上記ホーン１９の先端面が接触している部位で被加工物の切断が行われ、図１２中該接触している部位の左側のテーパ状の隙間の部分で被加工物の溶着が行われる。前記したように上記溶断刃部４０の円筒面４１のテーパの傾斜角度（θ）を５°〜１５°の範囲で設定するのは、上記切断と上記溶着を行い易くするためである。
なお、上記溶断刃部４０の最も拡径された部分の径（図１２中Φｂで示す）を、例えば、１１ｍｍ程度に設定したのは、上記チップ３７の溶断刃部４０の図１２中上端側が上記ホーンカバ２１の開口部１３を介してホーンカバ２１内に入り込み、且つ、上記ホーン１９と上記チップ３７との間に被加工物３８を挟み込んで溶着・切断を行うことを可能にするためである。
【００１９】
また、上記テーパ状の隙間を形成することにより、被加工物を介しての上記溶断刃部４０と上記ホーン１９の先端面２５の接触面積を小さくし、超音波ホッチキス１を移動させる際の摩擦抵抗を低減させ、上記超音波ホッチキス１と被加工物の相対的な移動の円滑化ひいては作業効率の向上を図っている。
【００２０】
また、上記超音波ホッチキス１による切断及び溶着に際して、図１３に示すようなガイド治具５１が適宜用いられる。このガイド治具５１は、図１４に示すように、上側ガイド要素５３と下側ガイド要素５５を重ね合わせて構成されていて、上記上側ガイド要素５３と上記下側ガイド要素５５との間に上記被加工物３８が挟み込まれる構成になっている。
【００２１】
上記上側ガイド要素５３にはガイド溝５７が形成されているとともに、上記下側ガイド要素５５にも上記ガイド溝５７と同様のガイド溝５９が形成されている。
そして、図１５に示すように、上記ホーン１９と上記チップ３７によって上記被加工物３８を挟み込み、上記ホーンカバ２１の先端側を上記上ガイド溝５７、５９に係合させる。その状態で、上記超音波ホッチキス１を上記ガイド溝５７、５９に沿って移動させながら、上記被加工物３８の溶着・切断を行う。
【００２２】
また、上記被加工物３８が、例えば、袋状であり、内容物を収容した状態で開口部を封止するために溶着作業を行う場合、上記ガイド治具５１によって上記超音波ホッチキス１が移動される範囲が限定されるので、上記内容物の熱による破損を防止することができる構成になっている。
【００２３】
次に、この第１の実施の形態による作用について説明する。
なお、被加工物３８の一例として、内容物を収容した袋体を例に挙げて説明する。
まず、図１３等に示すように、ガイド要素５３とガイド要素５５の間に被加工物３８を挟み込む。
次に、ホーン１９とチップ３７によって上記被加工物３８を挟み込むとともに、上記ガイド治具５１のガイド溝５７、５９に超音波ホッチキス１のホーンカバ２１の先端側を係合させる。
次に、アッパーフレーム５とロアーフレーム３１を把持して回動させる。
なお、発振器３により超音波振動子７、ひいては、上記ホーン１９を超音波振動している。
その状態で、上記超音波ホッチキス１を上記ガイド溝５７、５９に沿って移動させる。
それによって、上記袋状の被加工物の開口部は溶着・封止されるとともに端材が切断・除去される。
なお、上記チップ３７の上記ホーン１９に当接される箇所が摩耗したら、ボルト３９を緩めて上記チップ３７を回転させて当接部位を変更する。
【００２４】
次に、この第１の実施の形態による効果について説明する。
まず、使用者の指がホーン１９に不用意に触れて指に火傷を負うといった事故を未然に防止することができる。これは、ホーン１９をホーンカバ２１によって覆うようにしたからであり、且つ、上記ホーン１９の先端面２５を上記ホーンカバ２１の被加工物当接部２７、２７よりも内側に所定距離（ｈ）だけ引っ込めて配置したからである。
これは、使用者の指に限ったことではなく、例えば、溶解し易いものがホーン１９に不用意に触れて損傷してしまうことをも未然に防止することができる。
このようにして、作業時の安全性の向上を図ることができる。
また、被加工物３８のホーン１９への引っ掛かりを防止することができる。これも、ホーン１９をホーンカバ２１によって覆うようにしたからである。それによって、溶着・切断作業の連続性が損なわれることを防止して作業効率の向上を図ることができる。
【００２５】
また、上記ホーンカバ２１はアッパーフレーム５に対して着脱可能に設置されているので、上記ホーンカバ２１内や上記ホーン１９の清掃が容易である。また、ホーンカバ２１や内部のホーン１９の交換も容易である。
特に、上記ホーンカバ２１はホーンカバ固定用磁石２９、２９、２９とアッパーフレーム５側の磁性体による吸着によって固定されているので、上記ホーンカバ２１の着脱作業も簡単である。
また、上記被加工物当接部２７、２７が円弧状に形成されていて、上記チップ支持部材３３の上端側も円弧状に形成されているので、上記被加工物３８が引っ掛からず、溶着作業時における超音波ホッチキス１の移動を円滑に行うことができ、それによっても作業効率の向上を図ることができる。
また、上記溶断刃部４０の円筒面４１が上記ホーン１９の先端面２５に対して傾斜されていて、溶断刃部４０とホーン１９の先端面２５との接触面積が小さくなっているので、超音波ホッチキス１を移動させる際の摩擦力を低減させ、超音波ホッチキス１を円滑に移動させることができ、それによっても作業効率の向上を図ることができる。
また、上記溶断刃部４０の円筒面４１のテーパの傾斜角度（θ）が５°〜１５°の範囲で設定されているので、切断と溶着を行い易くすることができる。
【００２６】
また、上記チップ３７はボルト３９のみによって正面側から固定されているので、上記チップ３７の着脱や交換が容易である。
また、上記チップ３７の上記ホーン１９に対する当接箇所が摩耗した場合には、ボルト３９を緩めて上記チップ３７を回転させて、摩耗していない場所を当接箇所として使用することができ、上記チップ３７を効率よく使用することができる。
また、溶着・切断作業時に、超音波ホッチキス１をガイド治具５１に沿って移動させるようにしているので、溶着・切断を正確に行うことができる。
また、上記ガイド治具５１によって上記超音波ホッチキス１が移動される範囲が限定されるので、内容物の熱による破損を防止することができる。
【００２７】
次に、図１６を参照しながら、本発明の第２の実施の形態について説明する。前記第１の実施の形態においては、溶着・切断用のチップを使用する場合を例に挙げて説明したが、この第２の実施の形態の場合には、図１６に示すように、溶着用のチップ６１を使用している。このチップ６１はその側面６３が歯車状に形成されている。
また、上記チップ６１は回転可能に設置されている。すなわち、前記第１の実施の形態の場合と同様に、ボルト３９をチップ支持部材３３に螺合することにより取り付けられるが、その際、チップ６１の軸方向長さが所定量短く設定されている。その為、上記ボルト３９をチップ支持部材３３に螺合しても、チップ６１がボルト３９の頭部とチップ支持部材との間に挟み付けられることはなく、それによって、回転可能な状態が提供される。
【００２８】
上記チップ６１は、ホーンカバ２１の開口部２３の奥行き（ｏ１）、幅（ｏ２）が１０ｍｍ×１０ｍｍ程度に設定されているという前提で、例えば、外径（図１６（ｂ）中寸法Φｃ）が８ｍｍ以上、１０ｍｍ前後であることが好ましい。本実施の形態では１１ｍｍに設定されている。それによって、上記チップ６１の側面６３が開口部２３を介してホーンカバ２１内に入り込み、且つ、上記ホーン１９と上記チップ６１との間に被加工物３８を挟み込んで所望の溶着を行うことが可能となる。
加えて、上記側面６３の歯数は側面６３の大きさに対して適切な値に設定されている。この実施の形態の場合には２０枚に設定されている。これは上記チップ６１と上記被加工物３８の間の滑りを防止し、且つ、上記被加工物３８の溶着の仕上がりを綺麗にする（上記側面６３の歯跡が形が崩れることなく上記被加工物３８に残される状態）ためである。
なお、上記側面６３の歯車形状の歯数が多すぎれば、歯の間の凹部が浅くなり、上記歯車形状の歯の先端以外の部分でも上記被加工物３８が溶けてしまい、溶着の仕上がりが綺麗にはならない。逆に上記側面６３の歯車形状の歯数が少なすぎれば、上記歯車の歯の間の凹部を深くすることができ上記歯の先端に接触した部分のみ上記被加工物３８を溶解させることで溶着の仕上がりを綺麗にすることができるものの、上記被加工物３８に接触される歯の数が少なくなってしまうことによって上記チップ６１と上記被加工物３８間の摩擦が少なくなり、超音波ホッチキスを円滑に移動させることができなくなってしまう。
また、上記側面６３の幅（図１６（ｂ）中寸法ｗ）はホーン１９の径よりも小さく設定されている。これは、上記側面６３の図１６（ｂ）中左右方向全域を使って上記被加工物３８を上記ホーン１９に押し当てることができ、溶着の仕上がりを綺麗なものとするためである。
なお、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
【００２９】
この第２の実施の形態の場合は、前記第１の実施の場合と同様の作用・効果を奏することができる。また、上記チップ６１は回転可能に設置されているので、溶着作業の円滑化を図ることができる。また、側面６３が歯車状をなしているので、被加工物３８と上記チップ６１との滑りを防止し、確実に溶着を行うことができる。
【００３０】
次に、図１７を参照しながら、本発明の第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態の場合も、前記第２の実施の形態の場合と同様、溶着用のチップ７１を使用した例を説明するものであるが、その側面の状態が前記第２の実施の形態の場合と異なる。すなわち、この第３の実施の形態の場合には、チップ７１の側面７３がローレット形状に形成されている。
【００３１】
上記側面７３のローレット形状の凹凸は、例えば、図１７（ｂ）中左右方向に２列以上に設定されていて、溶着作業中に被加工物３８の滑りを確実に防止し、且つ、溶着部を綺麗に仕上げることができるようになっている。
因みに上記被加工物３８が滑ってしまうと、上記ローレット形状の凹凸で上記被加工物３８を引っ掻いたような跡が付いてしまうことになる。
なお、その他の構成は前記２の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
【００３２】
この第３の実施の形態の場合も、前記第２の実施の場合と同様の作用・効果を奏する。
【００３３】
次に、図１８を参照しながら、本発明の第４の実施の形態について説明する。この第４の実施の形態の場合は、前記第１の実施の形態の場合と略同様であるが、図１８に示すようなガイド治具８１が用いられる。このガイド治具８１は、図１８に示すように、上側ガイド要素８３と下側ガイド要素８５を重ね合わせて構成されている。
【００３４】
上記上側ガイド要素８３にはガイド溝８７が形成されているとともに上記下側ガイド要素８５には上記ガイド溝８７と同一のガイド溝８９が形成されている。ホーンカバ２１の先端側を上記上側ガイド溝８７、８９に係合させて、超音波ホッチキス１を上記ガイド溝８７、８９に沿って移動させながら、上記被加工物３８の溶着・切断を行う
なお、その他構成は前記第１の実施の形態の場合と同じである。この第４の実施の形態の場合は、上記超音波ホッチキス１を曲線状に移動させて、溶着・切断を行うことができる。
【００３５】
次に、図１９を参照しながら、本発明の第５の実施の形態について説明する。この第５の実施の形態の場合は、図１９（ａ）に示すような鼓状の弾性部材９１が、図１９（ｂ）に示すように、チップ３７とボルト３９との間に介挿されている。
図１９（ｂ）に示すように、上記弾性部材９１を設けることにより、超音波ホッチキス１に対する使用者の把持力にバラツキがあっても、所望の溶着・切断を行うことが可能になる。
上記、弾性部材９１の厚みは、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度に設定されている。上記弾性部材９１が厚すぎると、上記使用者の把持力が上記弾性部材９１に吸収されてしまい、被加工物３８を切断しにくくなってしまうからである。
【００３６】
次に、図２０及び図２１を参照しながら、本発明の第６の実施の形態について説明する。
この第６の実施の形態では、図２０に示すように、被加工物としての気泡緩衝材製袋体１０１の開口部１０３付近を溶着して封止する。上記気泡緩衝材製袋体１０１は表面に複数個の気泡１０２を備えた構成になっている。このとき、上記気泡緩衝材製袋体１０１の開口部１０３付近を、超音波振動では溶けない非溶着性シート１０５で覆う。上記非溶着性シート１０５としては、例えば、紙製シート、または、フッ素樹脂系のテフロン（登録商標）シート等が考えられる。
また、この実施の形態では前記第２の実施の形態で使用したチップ６１を使用する。このように、上記気泡緩衝材製袋体１０１とホーン１９の先端面２５の間、及び、上記気泡緩衝材製袋体１０１とチップ６１の側面６３の間に上記非溶着性シート１０５を介在させた状態で上記気泡緩衝材製袋体１０１の開口部１０３付近の溶着を行う。
なお、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
【００３７】
このようにすることで、図２１（ａ）に示すように、広い範囲で上記気泡緩衝材製袋体１０１の開口部１０３付近を強固に溶着して封止することができる。溶着部はチップ６１の側面６３が歯車状に形成されている関係で断続的なものになるが個々の溶着部１０７の範囲が比較的広く、且つ、深さ方向にも深くなっている。
因みに、上記非溶着性シート１０５なしで溶着を行うと、図２１（ｂ）に示すような溶着となり、断続的な個々の溶着部１０７′が図２１（ａ）に示す場合に比べて狭く、且つ、深さ方向にも浅くなっている。その結果、上記気泡緩衝材製袋体１０１の開口部１０３付近を強固に封止することができない。
これは、上記非溶着性シート１０５を介在させることで、上記非溶着性シート１０５が超音波振動され、この超音波振動が上記気泡緩衝材製袋体１０１の開口部１０３付近の広い範囲に伝達されるからである。
【００３８】
また、上記非溶着性シート１０５は紙製シート又はテフロン（登録商標）シートであるので入手も容易である。
【００３９】
なお、本発明は前記第１乃至第６の実施の形態に限定されない。
まず、ホーンカバの構成は図示したものに限定されず、様々な形状、大きさのものが想定される。
また、チップについても図示したものに限定されず、様々な形状、大きさのものが想定される。
また、ガイド治具の形状についても様々なものが考えられる。
非溶着性シートは、超音波溶着されないものであればよく、紙製やフッ素樹脂製以外にも様々な場合が考えられる。
また、第６の実施の形態の場合、ホーンの先端面と被加工物の間、又は、被加工物とチップの間の一方のみに非溶着性シートを介在させてもよい。
また、第６の実施の形態の場合、被加工物として気泡緩衝材製袋体以外のものも考えられる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、例えば、ビニール製のシート同士を溶着する際に使用する超音波ホッチキスに係り、特に、作業時の安全性の向上と作業効率の向上を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、ビニール製のパッケージの開口部を溶着・封止する場合に好適である。
【符号の説明】
【００４１】
１  超音波ホッチキス
５  アッパーフレーム
７  振動子
１９  ホーン
２１  ホーンカバ
２５  先端面
２７  被加工物当接部
２９  ホーンカバ固定用磁石
３１  ロアーフレーム
３７  チップ
３８  被加工物
５１  ガイド治具
５７  ガイド溝
６１  チップ
６３  側面（凹凸）
７１  チップ
７３  側面（凹凸）
８１  ガイド治具
９１  弾性部材
１０１  気泡緩衝材製袋体（被加工物）
１０５  非溶着性シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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