(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形板状に形成されて平行に配置された少なくとも２体の従動側ホーンと；従動側ホーンの長手方向中央部を直交方向に連結する板状の中央部駆動側ホーンと；従動側ホーンの長手方向両端近傍位置を直交方向にそれぞれ連結する板状の端部駆動側ホーンと；を備え、前記中央部駆動側ホーンの上端中央部に駆動振動が加えられる超音波加工用工具ホーンであって、前記各駆動側ホーンは、従動側ホーンから上方に立上がる振動部と；隣位する従動側ホーン間に挿入配置されて両側端面が各従動側ホーンに接触し、放射面が従動側ホーンと面一状をなす共振部と；を備えていることを特徴とする超音波加工用工具ホーン。
【請求項２】
駆動側ホーンと従動側ホーンとは、駆動側ホーンのノード近傍位置と従動側ホーンのノード近傍位置とを連結する連結ねじ部材を介して連結されていることを特徴とする請求項１記載の超音波加工用工具ホーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック材の溶着等を行なう際に用いられる超音波加工用工具ホーンに係り、特に駆動側ホーンと従動側ホーンとで構成される超音波加工用工具ホーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチック材を例えば枠形に溶着するような場合には、大きな金属ブロックから、溶着形状に合わせて工具ホーンを削り出す方法が採られている。
【特許文献１】特開平８−５２４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の超音波加工用工具ホーンにおいては、工具ホーンを大きな金属ブロックからから削り出さなければならないため、製造が容易でなくコスト高となるとともに、加工形状が変更される都度、工具ホーンを作り直さなければならない等の問題がある。
【０００４】
本発明は、かかる現況に鑑みなされたもので、製造が容易で製造コストを引き下げることができ、また加工形状の変更にも柔軟に対処することができる超音波加工用工具ホーンを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の他の目的は、駆動側ホーンと従動側ホーンとの連結状態を、長期に亘って安定させることができる超音波加工用工具ホーンを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため本発明は、方形板状に形成されて平行に配置された少なくとも２体の従動側ホーンと；従動側ホーンの長手方向中央部を直交方向に連結する板状の中央部駆動側ホーンと；従動側ホーンの長手方向両端近傍位置を直交方向にそれぞれ連結する板状の端部駆動側ホーンと；を備え、前記中央部駆動側ホーンの上端中央部に駆動振動が加えられる超音波加工用工具ホーンであって、前記各駆動側ホーンを、従動側ホーンから上方に立上がる振動部と；隣位する従動側ホーン間に挿入配置されて両側端面が各従動側ホーンに接触し、放射面が従動側ホーンと面一状をなす共振部と；で構成するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明はまた、駆動側ホーンと従動側ホーンとを、駆動側ホーンのノード近傍位置と従動側ホーンのノード近傍位置とを連結する連結ねじ部材を介して連結するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、方形板状に形成されて平行に配置された少なくとも２体の従動側ホーンと；従動側ホーンの長手方向中央部を直交方向に連結する板状の中央部駆動側ホーンと；従動側ホーンの長手方向両端近傍位置を直交方向にそれぞれ連結する板状の端部駆動側ホーンと；を備え、前記中央部駆動側ホーンの上端中央部に駆動振動が加えられる超音波加工用工具ホーンであって、前記各駆動側ホーンを、従動側ホーンから上方に立上がる振動部と；隣位する従動側ホーン間に挿入配置されて両側端面が各従動側ホーンに接触し、放射面が従動側ホーンと面一状をなす共振部と；で構成するようにしているので、製造が容易で製造コストを引き下げることができ、また、加工形状が変更になった場合であっても、この変更に柔軟に対処することができる。
【０００９】
本発明はまた、駆動側ホーンと従動側ホーンとを、駆動側ホーンのノード近傍位置と従動側ホーンのノード近傍位置とを連結する連結ねじ部材を介して連結するようにしているので、駆動振動によって連結ねじ部材が緩むおそれが少なく、駆動側ホーンと従動側ホーンとの連結状態を、長期に亘って安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図面を参照して説明する。
図１ないし図４は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波加工用工具ホーンを示すもので、この工具ホーン１は、平行に配された方形板状の２体の従動側ホーン２と、この従動側ホーン２の長手方向中央部を直交方向に連結する板状の中央部駆動側ホーン３と、前記従動側ホーン２の長手方向両端近傍位置を直交方向にそれぞれ連結する板状の端部駆動側ホーン４とを備えており、前記中央部駆動側ホーン３の上端中央部には、固定ホーン５が連結されて駆動振動が加えられるようになっている。
【００１１】
前記各従動側ホーン２は、図１ないし図３に示すように、板厚が使用振動周波数に対し約１／１０〜１／４波長程度の寸法に設定され、また横幅寸法が使用振動周波数に対し１／４波長を超える長さ寸法に設定され、さらに縦寸法が使用振動周波数に対し約１／２波長に設定され、半波長共振するようになっている。そして、各従動側ホーン２の板面には、使用振動周波数に対し１／４波長以下の間隔で縦方向のスロット２ａが任意数設けられ、放射面での変位の均一化が図られている。
【００１２】
また、前記各駆動側ホーン３，４は、図１ないし図４に示すように、従動側ホーン２から上方に立上がる振動部３ａ，４ａと、隣位する従動側ホーン２間に挿入配置されて両側端面が各従動側ホーンに接触する共振部３ｂ，４ｂとで構成されており、各共振部３ｂ，４ｂの放射面は、各従動側ホーン２の放射面とほぼ面一状態となっていて、各従動側ホーン２の放射面とともに加工面を構成している。
【００１３】
これら各駆動側ホーン３，４は、その板厚が使用振動周波数に対し約１／１０〜１／４波長程度の寸法に設定され、また、各振動部３ａ，４ａおよび各共振部３ｂ，４ｂの縦寸法が、使用振動周波数に対し約１／２波長に設定されて、全体として一波長共振するようになっている。
【００１４】
また、前記各駆動側ホーン３，４と前記各従動側ホーン２とは、図４に中央部駆動側ホーン３を例に採って示すように、中央部駆動側ホーン３のノード近傍位置に頭部６ａを有するとともに従動側ホーン２のノード近傍位置に連結ねじ部６ｂを有する連結ねじ部材６により、相互に連結されており、両者のノード位置間を連結することで、両者の連結状態を、長期に亘って安定させることができるようになっている。
【００１５】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
工具ホーン１の組立てに際しては、２体の従動側ホーン２を平行に配置し、その上方側に、中央部駆動側ホーン３および端部駆動側ホーン４をそれぞれ配置する。そして、これら各駆動側ホーン３，４と各従動側ホーン２との間を、連結ねじ部材６を介してそれぞれ連結する。
【００１６】
このようにして、各従動側ホーン２と各駆動側ホーン３，４とを一体に連結したならば、中央部駆動側ホーン３の上端部に固定ホーン５を取付けて、工具ホーン１を完成させる。
【００１７】
しかして、工具ホーン１を、板状の従動側ホーン２および駆動側ホーン３，４を組合わせて構成しているので、製造が容易で製造コストを引き下げることができ、また加工形状の変更にも柔軟に対処することができる。
【００１８】
なお、前記第１の実施の形態においては、各駆動ホーン３，４の振動部３ａ，４ａと共振部３ｂ，４ｂとが単一部材で構成されている場合について説明したが、各振動部３ａ，４ａと各共振部３ｂ，４ｂとを別部材で製作し、これを連結ねじ部材６（図４参照）と同様の連結ねじ部材を介し連結して一体化するようにしてもよい。そしてこれにより、より製造が容易となる。
【００１９】
図５は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、前記第１の実施の形態と異なり、３体の従動側ホーン２を用い、これら３体の従動側ホーン２を、中央部駆動側ホーン３と端部駆動側ホーン４とにより連結するようにしたものである。
なお、その他の点については、前記第１の実施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。
【００２０】
しかして、図５に示す工具ホーン１を用いることにより、漢字の「田」のような加工形状を得ることができる。
【００２１】
図６および図７は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、前記第１の実施の形態における連結ねじ部材６に代え、連結ねじ部材１６を用いるようにしたものである。
【００２２】
すなわち、前記連結ねじ部材１６は、図７に示すように、正ねじ部１６ａと、逆ねじ部１６ｂと、両ねじ部１６ａ，１６ｂを連結する連結部１６ｃとで構成されており、正ねじ部１６ａの上端軸心部には、連結ねじ部１６の操作用工具（図示せず）が装着される工具装着穴１７が設けられている。
【００２３】
一方、例えば中央部駆動側ホーン３の振動部３ａには、図６に示すように、連結ねじ部材１６の正ねじ部１６ａが螺装される正雌ねじ孔１８が設けられているとともに、従動側ホーン２の正雌ねじ孔１８に対応する部位には、連結ねじ部材１６の逆ねじ部１６ｂが螺装される逆雌ねじ穴１９が設けられている。したがって、連結ねじ部材１６を両ホーン２，３の間に位置させた状態で、連結ねじ部材１６を操作することにより、両ホーン２，３を連結したり分離したりすることができるようになっている。
なお、従動側ホーン２と端部駆動側ホーン４との連結の場合も同様である。また、その他の点については、前記第１の実施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。
【００２４】
しかして、本実施の形態に係る連結ねじ部材１６を用いた場合であっても、従動側ホーン２と各駆動側ホーン３，４とを連結することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明に係る超音波加工用工具ホーンは、プラスチック材の溶着等を行なう際に用いられる工具ホーンとして有用であり、特に駆動側ホーンと従動側ホーンとで構成される工具ホーンとして適している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波加工用工具ホーンを示す一部破断正面図である。
【図２】図１と同様の平面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図２相当図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す図４相当図である。
【図７】図６の連結ねじ部材の詳細を示す部分破断拡大図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  工具ホーン
２  従動側ホーン
２ａ  スロット
３  中央部駆動側ホーン
３ａ，４ａ  振動部
３ｂ，４ｂ  共振部
４  端部駆動側ホーン
５  固定ホーン
６，１６  連結ねじ部材
６ａ  頭部
６ｂ  連結ねじ部
１６ａ  正ねじ部
１６ｂ  逆ねじ部
１６ｃ  連結部
１７  工具装着穴
１８  正雌ねじ孔
１９  逆雌ねじ穴
【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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