(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波発信器と振動子による超音波振動を伝達するホーンと、
前記ホーンの下側に設けられ、プラスチックシートの溶着部の下側を支えて回転する歯車状のローラーアンビルと、
前記ホーンがプラスチックシートを押さえ込むように付勢するバネと、
前記ローラーアンビルを挟んで電動機と反対側に設けられ、複数の従動ローラーとプラスチックシートを挟んで進行方向に送り出す送りローラーと、
前記ローラーアンビルと前記送りローラーの中間位置に、プラスチックシートの搬送進行方向に沿って一列に並びかつ搬送方向に垂直な方向に一列だけ設けられ、プラスチックシートの上面を押さえる複数個の蛇行防止ローラーと、
サイズの異なるプラスチックシートの一側を当接させてプラスチックシートの溶着が定位置で行われるように位置決めする位置決め部材と、
前記送りローラーを通過したプラスチックシートを送り出す排出ローラーと、
前記ローラーアンビルと前記送りローラーと前記排出ローラーを駆動する速度制御付き電動機と、
が備えられ、
前記送りローラー、前記蛇行防止ローラー、前記ローラーアンビル、前記位置決め部材がプラスチックシートの搬送方向に垂直な方向で一列に並ぶこと、
を特徴とするプラスチックシート小型溶着器。                                      
【請求項２】
前記ローラーアンビルは、歯の外周面にプラスチックシートの溶着部に転写される文字、模様、画像が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックシート小型溶着器。
【請求項３】
前記超音波発信器は、周波数が３０〜４０ｋＨｚであることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックシート溶着用小型溶着器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックシート小型溶着器に係り、より詳しくは、折り重ねたプラスチックシートの縁部を溶着してクリアファイルなどが製作できる小規模のプラスチックシート小型溶着器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クリアシートなどの大量生産用として大型の超音波接合装置があったが、大型の超音波接合装置は、大量生産用の素材供給部、大型の超音波発信装置を備えており、少ロットのプラスチックシートの処理には操業面、製造コスト面で不向きであった。また、大型の超音波接合装置では、周波数が２０ｋＨｚと低く、融点の高いＰＥＴ等の樹脂は接着が困難であり、接着できたとしても接着部の外観が劣るという問題があった。従って、ＰＥＴ樹脂を含む高融点樹脂の処理が可能であるとともに、少ロットのクリアシートの作成ができ、クリアシートの溶着部に会社名や、宣伝用の文字や画像の挿入ができて事務所単位でも処理が可能なプラスチックシート溶着用小型溶着器の要請が強かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−７１７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、蛇行がなく使い勝手のよいプラスチックシート小型溶着器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるプラスチックシート小型溶着器は、超音波発信器と振動子による超音波振動を伝達するホーンと、
前記ホーンの下側に設けられ、プラスチックシートの溶着部の下側を支えて回転する歯車状のローラーアンビルと、
前記ホーンがプラスチックシートを押さえ込むように付勢するバネと、
前記ローラーアンビルを挟んで電動機と反対側に設けられ、複数の従動ローラーとプラスチックシートを挟んで進行方向に送り出す送りローラーと、
前記ローラーアンビルと前記送りローラーの中間位置に、プラスチックシートの搬送進行方向に沿って一列に並びかつ搬送方向に垂直な方向に一列だけ設けられ、プラスチックシートの上面を押さえる複数個の蛇行防止ローラーと、
サイズの異なるプラスチックシートの一側を当接させてプラスチックシートの溶着が定位置で行われるように位置決めする位置決め部材と、
前記送りローラーを通過したプラスチックシートを送り出す排出ローラーと、
前記ローラーアンビルと前記送りローラーと前記排出ローラーを駆動する速度制御付き電動機と、
が備えられ、
前記送りローラー、前記蛇行防止ローラー、前記ローラーアンビル、前記位置決め部材がプラスチックシートの搬送方向に垂直な方向で一列に並ぶこと、
を特徴とする。
【０００６】
前記ローラーアンビルは、歯の外周面にプラスチックシートの溶着部に転写される文字、模様、画像が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
前記超音波発信器は、周波数が３０〜５０ｋＨｚであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のプラスチックシート小型溶着器によれば、ローラーアンビルと送りローラーの中間の位置に、プラスチックシートの進行方向に沿って一列に並び、プラスチックシートの上面を押さえる複数の蛇行防止ローラーを設けたので、プラスチックシートが垂れ下がっても正面側（前方側）に逃げにくくなり、溶着部が湾曲してしまうことがなく、まっすぐに溶着ができる。また、バネでホーンが、プラスチックシートを押さえ込むようにしたので、はがれにくい確実な溶着ができる。従動ロールを２個設けたので、送りロールとプラスチックシートの接触面積を大きくでき、プラスチックシートのスリップが生じないようにできる。位置決め部材を設けたので、プラスチックシートの一側に当接する簡単な操作で、プラスチックシートの挿入位置を決めることができる。排出ローラーによりプラスチックシートが出口側に十分に送り出されるから、取り出しやすい。
【０００９】
ローラーアンビルの歯の外周面にプラスチックシートの溶着部に転写される文字、模様、画像を形成したので、溶着部に自社製品のロゴなどを刻印したクリアファイルが製作できる。
【００１０】
超音波発信器の周波数を３０〜５０ｋＨｚとしたので、ＰＥＴなど融点が高いプラスチックシートであっても良好に溶着できる。樹脂の融点は、例をあげればＰＰが１７０°、ＰＥが１３０°、ＰＥＴが２６０°である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によるプラスチックシート小型溶着器の主要部概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明のプラスチックシート小型溶着器の斜視図である。
【図４】本発明のプラスチックシート小型溶着器の側面図である。
【図５】本発明のプラスチックシート小型溶着器の正面図である。
【図６】本発明のプラスチックシート小型溶着器の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明のプラスチックシート小型溶着器について説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明によるプラスチックシート小型溶着器の主要部概略図である。図１に示すように、プラスチックシート小型溶着器１は、超音波発信器２と、振動子８と、ホーン９と、ホーン９を押し付けるバネ１０と、ホーン９の下側にあって、プラスチックシート６の溶着部の下側を支えて回転するローラーアンビル４と、ローラーアンビル４の前方に設けられ、複数の従動ローラー１５と合わせてプラスチックシートを挟んで進行方向に送り出す送りローラー５と、ローラーアンビル４と送りローラー５の中間の位置に、プラスチックシート６の進行方向に沿って一列に並んで設けられ、プラスチックシート６の上面を押さえる複数個の蛇行防止ローラー１７と、プラスチックシート６の溶着位置を決める位置決め部材７と、を含んで構成される。ブースター３は、振動子８とホーン９を連結する振幅変換部品である。バネ１０の付勢力によって、ホーン９がプラスチックシート６を押さえ込む。ホーン９とローラーアンビル４に挟まれた位置でプラスチックシート６が超音波溶着される。
【００１４】
ローラーアンビル４は、外周部に歯が形成された歯車状をしており、外周部の歯の深さや個数を選定することで溶着の円滑化を計っている。また、ローラーアンビル４の歯の外周部に会社名や、宣伝用の文字や画像を刻印することでクリアファイル６ａのプラスチックシート６に会社名や、宣伝用の文字や画像を挿入することが出来る。ローラーアンビル４と軸を共用して、プラスチックシート６を進行方向に送る送りローラー５が備えられている。送りローラー５はゴム又はシリコーン製である。送りローラー５に対向して設けられる、従動ローラー１５は、プラスチックシート６を送りローラー５と上下に挟み込んで移動させる。従動ローラー１５は２個備えたので、１個の場合に比較して、プラスチックシート６と送りローラー５との接触面積を大きくできる。そのため、プラスチックシート６のスリップを防止できる。
【００１５】
クリアファイル６ａの溶着部は、クリアファイル６ａの奥側端に形成される。位置決め部材７は、プラスチックシート６の端面に当接して、プラスチックシート６の端面とホーン９との間隔を一定に保つ。ローラーアンビル４は、速度制御付き電動機１３で駆動される。駆動軸上には送りローラー５も装着されている。送りローラー５とローラーアンビル４は、同じ回転速度で駆動される。
【００１６】
プラスチックシート６は、送りローラー５によって移動するが、送りローラー５と従動ローラー１５で押さえているだけでは、プラスチックシート６が蛇行しやすく、クリアファイル６ａの１側端と溶着部の間隔が変化して溶着ラインが波状になる。そこで、ローラーアンビル４と送りローラー５の中間位置にあって、プラスチックシート６の上面を押さえてプラスチックシート６の蛇行を防止する蛇行防止ローラー１７を設置した。蛇行防止ローラー１７は、進行方向に沿って複数個が一列に並んで設けられる。蛇行防止ローラー１７の数は樹脂の種類、厚さによって最適な個数が異なるが、進行方向に４〜７個設置すると蛇行がない良好な結果が得られた。
【００１７】
図２は、図１のＡ−Ａ断面を示すものである。ローラーアンビル４と送りローラー５の間に７個の蛇行防止ローラー１７が設置されている。蛇行防止ローラー１７を複数個設けたので、プラスチックシート６が正面側に垂れ下がって移動しようとするが、これが蛇行防止ローラー１７とプラスチックシート６との摩擦で抑えられる。排出ローラー１８は、送りローラー５を通過したプラスチックシートの後端をさらに送り出せる。排出ローラー１８は、速度制御付き電動機１３で駆動される。
【００１８】
図３は、本発明のプラスチックシート小型溶着器１の斜視図であり、正面下部に操作パネルが設けられる。図４〜６は、本発明のプラスチックシート小型溶着器１の側面図、正面図、平面図である。図６は、クリアファイル６ａの大、中、小をプラスチックシート小型溶着器１で製作する場合の位置関係を示している。プラスチックシート６をプラスチックシート小型溶着器１に挿入する際、プラスチックシート６の一側を位置決め部材７に当接させるようにする。これによりプラスチックシート６の溶着位置が決まる。なお、装置を小型化したので、図６のような溶着では、クリアファイル６ａが装置からははみ出す形となる。
【００１９】
プラスチックシート小型溶着器をさらに詳しく説明する。プラスチックシート小型溶着器１は、幅４４０ｍｍ、奥行き４２０ｍｍ、高さ４００ｍｍの寸法に収めることが出来た。本実施例では、超音波発信器として４０ｋＨｚ、１５０Ｗのものを使用した。ローラーアンビル４は、径が７０ｍｍ、幅が１０ｍｍの円板で、外周部に歯を１００個設けて歯車状にした。
【００２０】
プラスチックシート６の送り速度は最大４００ｍｍ／秒で、この場合、プラスチックシート６の長辺３１０ｍｍでは１．３秒、短辺２２０ｍｍでは約０．５秒で処理できた。プラスチックシート６の送り速度は、プラスチックシート６の厚みにより最適な速度がある。ローラーアンビル４の外周部の歯の高さは０．２５〜１．５ｍｍの範囲とした。外周部の歯の幅は０．８〜１．０ｍｍの範囲とした。ローラーアンビル４の外周面に「ＣＬＥＡＲ  ＳＨＥＥＴ」の文字を刻印してプラスチックシートを処理した結果、溶着部に明瞭な文字を浮かび上がらせることができた。文字の刻印の状況は図２の引出し円の中に示す。なお、バネ１０によるホーン９の押し付け力は、２ｋｇｆ〜１０ｋｇｆとした。
【００２１】
本発明のプラスチックシート小型溶着器１は、幅４４０ｍｍ、奥行き４２０ｍｍ、高さ４００ｍｍなので、普通の事務所内で使用でき、持ち運びも容易である。超音波発信器は、４０ｋＨｚ，１５０Ｗと従来の標準型２０ｋＨｚ、１２００Ｗと比較して大幅に容量を低減できた。プラスチックシートとしてはＰＰ（ポリプロピレン）が一般的であるが、ＰＥＴ（ポリエチレンテフタレート）、ポリエステル、再生シートなどの場合でも溶着性が向上して良好な外観が得られた。
【００２２】
本実施例では、入側のプラスチックシート６を供給するフィーダーや、出側の溶着済みのプラスチックシート６を積み上げるパイラーが装備されないが、これらを付加してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、使い勝手のよいプラスチックシート小型溶着器として好適である。
【符号の説明】
【００２４】
１    プラスチックシート小型溶着器
２    超音波発信器
３    ブースター
４    ローラーアンビル
５    送りローラー
６    プラスチックシート
６ａ    クリアファイル
７    位置決め部材
８    振動子
９    ホーン
１０    バネ
１３    電動機
１４    電動機
１５    従動ローラー
１６    駆動ギヤ    
１７    蛇行防止ローラー
１８    排出ローラー
【図１】
0005810464.tif 000002
【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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