(57)【要約】【課題】迅速にパレットの補修を行うことが可能な超音波溶着装置を提供すること。【解決手段】この超音波溶着装置１は、熱可塑性樹脂製の補修部材３を超音波振動によってパレット２に溶着するものであって、溶着用ホーン２０の補修部材３に当接する主面２０３の所定方向に沿って凸部２０４が設けられ、当該凸部２０４は所定方向に交わる方向の断面が弓状であることを特徴とする。【選択図】  図１
2004268520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製の補修部材を超音波振動によって補修対象物に溶着する超音波溶着装置であって、
溶着用ホーンの前記補修部材に当接する主面の所定方向に沿って凸部が設けられ、当該凸部は所定方向に交わる方向の断面が弓状であることを特徴とする超音波溶着装置。
【請求項２】
前記凸部は前記主面における所定方向の一端から他端にかけて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波溶着装置。
【請求項３】
前記凸部は前記主面から０．５〜０．７ｍｍ突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波溶着装置。
【請求項４】
前記凸部の前記所定方向に沿った弓状の断面は、その半径が９００〜１１００ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波溶着装置。
【請求項５】
前記溶着用ホーンには、前記所定方向に沿った一対の貫通孔と、前記所定方向と交わる方向に沿った一対の貫通孔とが形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波溶着装置。
【請求項６】
補修対象物の被補修部分を覆うように形成されている薄板状の補修部材であって、
主面の外周に沿って凸部が設けられていることを特徴とする補修部材。
【請求項７】
前記凸部は前記主面の全周に渡って形成されていることを特徴とする請求項６に記載の補修部材。
【請求項８】
前記凸部は、前記主面の外周に沿って設けられている第一凸部と、前記第一凸部に沿ってその内側に設けられている第二凸部と、前記第二凸部に沿ってその内側に設けられている第三凸部とを備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の補修部材。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の超音波溶着装置と請求項６〜８のいずれか１項に記載の補修部材とを用いて補修対象物の補修を行う超音波溶着補修方法であって、
補修対象物を準備するステップと、
前記補修対象物の被補修部分を覆うように前記補修部材を配置するステップと、
前記補修部材を前記補修対象物に対して当接させ、前記溶着用ホーンによって前記補修部材を前記補修対象物の方向に加圧するステップと、
前記溶着用ホーンを振動させて、前記補修部材を前記補修対象物に溶着させるステップと、
を含むことを特徴とする超音波溶着補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波溶着装置、補修部材、及び超音波溶着補修方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の荷物をトラックや貨車などを用いて運搬する際には、パレットに荷物をまとめて積載し、そのパレットごとトラックや貨車に積み込むことが行われている。このパレットを積み込む際には、フォークリフトといった運搬機械が用いられる。パレットの側面にはフォークリフトのフォークを挿入するための差込口が設けられており、この差込口にフォークを挿入してパレットを持ち上げる。この差込口にフォークを挿入する際に、誤って差込口でない部分をフォークで突いて穴をあけてしまう場合がある。この穴をふさぐためには別の部材を接着等して補修する。尚、この従来技術は文献公知発明に係るものではない。従って、記載すべき先行技術文献はないものと出願人は認識しているので、先行技術文献情報を記載することができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
パレットの効率的な運用を考えれば、その補修は迅速に行われることが求められる。しかしながら、従来のように別の部材を接着する場合には接着後の強度等を考慮すれば、迅速に補修を行うことは困難である。
【０００４】
そこで本発明では、迅速にパレットの補修を行うことが可能な超音波溶着装置、補修部材、及び超音波溶着補修方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波溶着装置は、熱可塑性樹脂製の補修部材を超音波振動によって補修対象物に溶着するものであって、溶着用ホーンの補修部材に当接する主面の所定方向に沿って凸部が設けられ、当該凸部は所定方向に交わる方向の断面が弓状であることを特徴とする。
【０００６】
本発明の超音波溶着装置によれば、溶着用ホーンに所定方向に沿った凸部が形成されているので、この凸部によって補修部材をパレットといった補修対象物に効果的に密着させることができ、超音波振動による溶着を効率的に実現できる。また、凸部の断面形状は弓状に形成されているので、例えば補修対象物に凹部がある場合に補修部材を効果的に密着させることができる。
【０００７】
また本発明では、凸部は主面における所定方向の一端から他端にかけて形成されていることも好ましい。主面の一端から他端にかけて凸部が形成されていれば、所定方向に沿って補修部材を一様に加圧することができ、補修対象物に対して補修部材をより密着させることができる。
【０００８】
また本発明では、凸部は主面から０．５〜０．７ｍｍ突出していることも好ましい。凸部が主面から０．５〜０．７ｍｍ突出していれば、補修対象物に凹部があっても補修部材を密着させることができる。
【０００９】
また本発明では、凸部の所定方向に沿った弓状の断面は、その半径が９００〜１１００ｍｍであることも好ましい。凸部の断面の半径が９００〜１１００ｍｍであれば、補修対象物に凹部があっても補修部材を撓ませて密着させることができる。
【００１０】
また本発明では、溶着用ホーンには、所定方向に沿った一対の貫通孔と、所定方向と交わる方向に沿った一対の貫通孔とが形成されていることも好ましい。溶着用ホーンに相互に交わる方向に沿ったそれぞれ一対の貫通孔が設けられているので、溶着用ホーンがより適切に共振することができる。
【００１１】
本発明の補修部材は、補修対象物の被補修部分を覆うように形成されている薄板状のものであって、主面の外周に沿って凸部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の補修部材は薄板状に形成されているので、補修対象物の被補修部分に沿って密着できる。また主面の外周に沿って凸部が設けられているので、超音波振動が加えられた場合にこの凸部が補修対象物と溶着することで補修部材が補修対象物に密着する。
【００１３】
また本発明では、凸部は主面の全周に渡って形成されていることも好ましい。凸部が主面の全周に形成されているので、補修部材が補修対象物により密着する。
【００１４】
また本発明では、凸部は、主面の外周に沿って設けられている第一凸部と、第一凸部に沿ってその内側に設けられている第二凸部と、第二凸部に沿ってその内側に設けられている第三凸部とを備えることも好ましい。凸部が第一凸部、第二凸部、第三凸部を備えるので補修部材が補修対象物により密着する。
【００１５】
本発明の超音波溶着補修方法は、上記に記載の超音波溶着装置と補修部材とを用いて補修対象物の補修を行うものであって、補修対象物を準備するステップと、補修対象物の被補修部分を覆うように補修部材を配置するステップと、補修部材を補修対象物に対して当接させ、溶着用ホーンによって補修部材を補修対象物の方向に加圧するステップと、溶着用ホーンを振動させて、補修部材を補修対象物に溶着させるステップと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の超音波溶着補修方法によれば、所定方向に沿った凸部が形成されている溶着用ホーンによって補修部材を補修対象物に溶着するので、この溶着用ホーンの凸部によって補修部材をパレットといった補修対象物に効果的に密着させることができ、超音波振動による溶着を効率的に実現できる。また、この溶着用ホーンの凸部の断面形状は弓状に形成されているので、例えば補修対象物に凹部がある場合に補修部材を効果的に密着させることができる。補修部材は薄板状に形成されているので、補修対象物の被補修部分に沿って密着できる。また補修部材の主面の外周に沿って凸部が設けられているので、溶着用ホーンから超音波振動が加えられた場合にこの凸部が補修対象物と溶着することで補修部材が補修対象物に密着する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１８】
本発明の実施形態である超音波溶着装置について図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照しながら説明する。図１（ａ）は超音波溶着装置１の正面図であり、図１（ｂ）は超音波溶着装置１の側面図である。超音波溶着装置１には位置決めシリンダ４０及び４１が設けられている。位置決めシリンダ４０及び４１で、補修対象物としてのパレット２を保持する。パレット２は、この位置決めシリンダ４０及び４１で挟まれて保持されるので、容易に位置決めをすることができる。
【００１９】
超音波溶着装置１は、超音波アクチュエータ１０と、溶着用ホーン２０と、超音波発振器３０とを備える。超音波発振器３０は超音波振動子（図示しない）を含み、本実施形態の場合には電歪型振動子又は磁歪型振動子が用いられる。超音波発振器３０が発生する超音波振動は、超音波アクチュエータ１０を介して溶着用ホーン２０に伝達される。超音波アクチュエータ１０はブースター（図示しない）を含み、超音波発振器３０から伝達された超音波振動はブースターでその振動振幅が拡大されて溶着用ホーン２０に伝達される。
【００２０】
超音波アクチュエータ１０と溶着用ホーン２０とは、図１（ａ）における上下方向に沿った所定の軸に沿って締結されている。溶着用ホーン２０はこの所定の軸に沿って図１（ａ）における上下方向に動くことができるように構成されており、本実施形態の場合のそのストロークは５００ｍｍとなっている。従って、溶着用ホーン２０は、図１（ａ）における２０ａの位置まで降下して補修対象物２との間で補修部材３を加圧しながら保持し超音波振動を印加することで補修部材３を補修対象物２に溶着する。
【００２１】
引き続いて、溶着用ホーン２０について図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照しながら説明する。図２（ａ）は溶着用ホーン２０の正面図であり、図２（ｂ）は溶着用ホーン２０の側面図であり、図２（ｃ）は溶着用ホーン２０の下面図である。溶着用ホーン２０は直方体の原材料ブロック（ジュラルミン製）から削り出されて形成されており、図２（ａ）の横方向は１９５ｍｍ、図２（ｂ）の横方向は１２５ｍｍとなるように形成されている。図２（ａ）の縦方向の寸法は超音波周波数に合わせて調整されており、この実施形態の場合は２０ｋＨｚとなっている。尚、超音波周波数が１５ｋＨｚの場合には、図２（ａ）の横方向は２００ｍｍ、図２（ｂ）の横方向は１２５ｍｍとなるように形成される。
【００２２】
溶着用ホーン２０が補修部材３に当接する主面２０３には凸部２０４が設けられている。凸部２０４は図２（ａ）の横方向に沿った所定の方向に沿って一端から他端まで形成されており、その断面は弓状となっている。この弓状断面の半径は約１０２１ｍｍであり、９００〜１１００ｍｍの間で適宜選択される。また、図２（ｂ）側から見た凸部２０４の幅は７０ｍｍであり、主面２０３からは０．６ｍｍ突出している。主面２０３からの突出量は、０．５〜０．７ｍｍの間で適宜選択される。
【００２３】
溶着用ホーン２０には、一対の貫通孔２０１及び一対の貫通孔２０２が形成されている。一対の貫通孔２０１は図２（ａ）の手前から奥行き方向に貫通して、一対の貫通孔２０２は図２（ｂ）の手前から奥行き方向に貫通して、それぞれ形成されている。図２（ｃ）に示すように、一対の貫通孔２０１と一対の貫通孔２０２とは溶着用ホーン２０の内部において連結されている。
【００２４】
溶着用ホーン２０は超音波周波数下の高速振動をすると共に補修部材及び補修対象物からの様々な力を受ける。従って、溶着用ホーン２０に用いられる材料は、強靱性に富み、高い抗張力を有すると共に補修部材及び補修対象物に対して化学的な影響を与えにくい材料から適宜選択する。本実施形態の場合にはジュラルミンを採用しているが、チタン合金系も好適である。
【００２５】
溶着用ホーン２０の変形例である溶着用ホーン５０について図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照しながら説明する。図３（ａ）は溶着用ホーン５０の正面図であり、図３（ｂ）は溶着用ホーン５０の側面図であり、図３（ｃ）は溶着用ホーン５０の下面図である。図３（ｄ）は図３（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。溶着用ホーン５０は直方体の原材料ブロック（ジュラルミン製）から削り出されて形成されており、図３（ａ）の横方向は１９５ｍｍ、図３（ｂ）の横方向は１２５ｍｍとなるように形成されている。図３（ａ）の縦方向の寸法は超音波周波数に合わせて調整されており、この実施形態の場合は２０ｋＨｚとなっている。尚、超音波周波数が１５ｋＨｚの場合には、図３（ａ）の横方向は２００ｍｍ、図３（ｂ）の横方向は１２５ｍｍとなるように形成される。
【００２６】
溶着用ホーン５０が補修部材３に当接する主面５０３には矩形の三重のリブ（凸部）５０４ａ〜５０４ｃが設けられている。リブ５０４ａ〜５０４ｃは相互の間隔は、５ｍｍ〜２０ｍｍの間で適宜設定され、後述する補修部材３のリブ３０１〜３０３にそれぞれ対応する位置に設けられることが好ましい。リブ５０４ａ〜５０４ｃは、主面５０３からは０．６ｍｍ突出している。主面５０３からの突出量は、０．５〜０．７ｍｍの間で適宜選択される。図３（ｄ）に示すようにリブ５０４ａ〜５０４ｃの断面はその先端部分が円弧状になっている。
【００２７】
引き続いて、補修部材３について図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照しながら説明する。図４（ａ）は補修部材３の正面図であり、図４（ｂ）は補修部材３の側面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。補修部材３は補修対象物の材料と同一の材料によって形成される。補修部材３は矩形の薄板部材３０４に三重の矩形のリブ（凸部）３０１〜３０３が形成されている。薄板部材３０４の厚みは約２ｍｍであり、リブ３０１〜３０３は薄板部材３０４から約２ｍｍ突出するように形成されている。補修部材３は補修対象物にリブ３０１〜３０３が当接するように配置されて溶着される。従って、リブ３０１〜３０３が補修対象物に溶着することになる。このリブ３０１〜３０３相互の間隔は、５ｍｍ〜２０ｍｍの間で適宜設定される。図４（ｃ）に示すようにリブ３０１〜３０３の断面は三角形状になっている。
【００２８】
本実施形態において説明した超音波溶着装置１及び補修部材３を用いてパレット２を補修する場合には次の方法による。まず、補修対象物としてのパレット２を準備し、パレット２の被補修部分が溶着用ホーン２０に向くように超音波溶着装置１に設置して位置決めシリンダ４０及び４１で固定する。そしてパレット２の被補修部分を覆うように補修部材３を配置する。溶着用ホーン２０の位置を合わせた後、補修部材３に当接するように溶着用ホーン２０を降下させて加圧する。溶着用ホーン２０で補修部材３をパレット２に押し付けながら、その溶着用ホーン２０を振動させて補修部材３をパレット２の所定部分に溶着させる。
【００２９】
この実施形態によれば、溶着用ホーン２０に所定方向に沿った凸部２０４が形成されているので、この凸部２０４によって補修部材３をパレット２といった補修対象物に効果的に密着させることができ、超音波振動による溶着を効率的に実現できる。また、凸部２０４の断面形状は弓状に形成されているので、例えば補修対象物に凹部がある場合に補修部材を効果的に密着させることができる。
【００３０】
この実施形態では、溶着用ホーン２０の主面２０３の一端から他端にかけて凸部２０４が形成されているので、所定方向に沿って補修部材３を一様に加圧することができ、パレット２に対して補修部材３をより密着させることができる。
【００３１】
溶着用ホーン２０の凸部２０４は主面２０３から０．５〜０．７ｍｍ突出しているので、パレット２に凹部があっても補修部材３を密着させることができる。溶着用ホーン２０の凸部２０４の所定方向に沿った弓状の断面は、その半径が９００〜１１００ｍｍ（特に好ましくは１０２１ｍｍ）であるので、パレット２に凹部があっても補修部材を撓ませて密着させることができる。
【００３２】
溶着用ホーン２０には、所定方向に沿った一対の貫通孔２０２と、所定方向と交わる方向に沿った一対の貫通孔２０１とがそれぞれ形成されているので、溶着用ホーン２０がより適切に共振することができる。
【００３３】
この実施形態の補修部材３は薄板状に形成されているので、補修対象物としてのパレット２の被補修部分に沿って密着できる。また主面の外周に沿ってリブ３０１〜３０３が設けられているので、超音波振動が加えられた場合にこのリブ３０１〜３０３がパレット２と溶着することで補修部材が補修対象物に密着する。この補修部材３のリブ３０１〜３０３は主面の全周に渡って形成されていることも好ましい。リブ３０１〜３０３が主面の全周に形成されているので、補修部材３がパレット２により密着する。また、リブ３０１〜３０３は三重に形成されているので補修部材３がパレット２により密着する。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、溶着用ホーンに所定方向に沿った凸部が形成されているので、この凸部によって補修部材をパレットといった補修対象物に効果的に密着させることができ、超音波振動による溶着を効率的に実現できる。また、凸部の断面形状は弓状に形成されているので、例えば補修対象物に凹部がある場合に補修部材を効果的に密着させることができる。従って本発明の目的とする、迅速にパレットの補修を行うことが可能な超音波溶着装置、補修部材、及び超音波溶着補修方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である超音波溶着装置を示した図である。
【図２】図１の溶着用ホーンを示した図である。
【図３】図１の溶着用ホーンの変形例を示した図である。
【図４】本発明の実施形態である補修部材を示した図である。
【符号の説明】
１…超音波溶着装置、２…パレット、３…補修部材、１０…超音波アクチュエータ、２０…溶着用ホーン、３０…超音波発振器、４０、４１…位置決めシリンダ。
【図１】
2004268520.tif 000003
【図２】
2004268520.tif 000004
【図３】
2004268520.tif 000005
【図４】
2004268520.tif 000006