(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波溶着装置において、対象物の溶着強度を確実に確保する。【解決手段】超音波振動を増幅可能なホーン３と、このホーン３に対向する受け台４とを有し、超音波振動を伝達されたホーン３と受け台４との間にて対象物を挟持した閉状態で対象物を溶着する超音波溶着装置であって、ホーン３及び受け台４の一方が第１ベース部分３ａと凸部分３ｂとを有し、これらの他方が、第２ベース部分４ａと、閉状態で凸部分３ｂに対応する凹部分４ｂとを有し、凸部分３ｂが、その先端の突起部３ｃと、この突起部３ｃの基端側の凸側圧着部３ｄとを有し、凹部分４ｂが、閉状態で突起部３ｃ及び凸側圧着部３ｄにそれぞれ対応する穴部４ｃ及び凹側圧着部４ｄを有する。【選択図】図５
0003223404.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子と、
前記超音波振動子からの超音波振動を増幅可能に構成されるホーンと、
前記ホーンに対向する受け台と
を備え、
前記超音波振動子から前記超音波振動を伝達された前記ホーンと前記受け台との間にて対象物を挟持した閉状態で前記対象物を溶着するように構成される超音波溶着装置であって、
前記ホーン及び前記受け台の一方である第１溶着要素が、第１ベース部分と、前記第１ベース部分から突出する凸部分とを有し、
前記ホーン及び前記受け台の他方である第２溶着要素が、第２ベース部分と、前記閉状態で前記凸部分に対応するように前記第２ベース部分から凹む凹部分とを有し、
前記凸部分が、前記凸部分の凸方向の先端側に位置する突起部と、前記突起部に対して前記凸方向の基端側に隣接する凸側圧着部とを有し、
前記凸側圧着部が、前記突起部から前記凸部分の基端側に向かって離れるに従って前記凸側圧着部の横断面を拡大するように傾斜しており、
前記凹部分が、前記閉状態で前記突起部及び前記凸側圧着部にそれぞれ対応するように凹む穴部及び凹側圧着部を有する、超音波溶着装置。
【請求項２】
前記凸部分が、前記凸側圧着部に対して前記凸部分の基端側に隣接する凸側溜まり部を有し、
前記凹部分が、前記閉状態で前記凸側溜まり部に対応するように凹み、かつ前記第２ベース部分上で開口する凹側溜まり部をさらに有し、
前記閉状態で、前記凸側及び凹側溜まり部間に形成される空間が前記凸側及び凹側圧着部間に形成される空間と連通するようになっている、請求項１に記載の超音波溶着装置。
【請求項３】
前記閉状態で、前記ホーン及び前記受け台の対向方向における前記突起部及び前記穴部間の第１最短距離が、前記対向方向における前記凸側及び凹側圧着部間の第２最短距離以上になっている、請求項１又は２に記載の超音波溶着装置。
【請求項４】
前記閉状態で前記第２ベース部分が前記対象物に接触し、
前記第２溶着要素が、前記第２ベース部分から凹む窪み部分をさらに有し、
前記窪み部分が、前記凹部分に隣接する幹部と、前記第２ベース部分上で前記幹部から前記幹部とは離れる方向に延び、かつ前記幹部の周方向にて互いに間隔を空けている複数の枝部とを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波溶着装置。
【請求項５】
前記閉状態で前記第１ベース部分が前記対象物に接触し、
前記第１溶着要素が、前記第１ベース部分から凹む窪み部分をさらに有し、
前記窪み部分が、前記凸部分に隣接する幹部と、前記第１ベース部分上で前記幹部から前記幹部とは離れる方向に延び、かつ前記幹部の周方向にて互いに間隔を空けている複数の枝部とを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波溶着装置。
【請求項６】
前記第１溶着要素が、複数の前記凸部分を有し、
前記第２溶着要素が、前記閉状態で前記複数の凸部分にそれぞれ対応するように前記第２ベース部分から凹む複数の凹部分を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波溶着装置。
【請求項７】
前記第１溶着要素が前記ホーンであり、
前記第２溶着要素が前記受け台である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波溶着装置。
【請求項８】
前記第１溶着要素が前記受け台であり、
前記第２溶着要素が前記ホーンである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波溶着装置。
【請求項９】
超音波振動子と、
前記超音波振動子からの超音波振動を増幅可能に構成されるホーンと、
前記ホーンに対向する受け台と
を備え、
前記超音波振動子から前記超音波振動を伝達された前記ホーンと前記受け台との間にて対象物を挟持した閉状態で前記対象物を溶着するように構成される超音波溶着装置であって、
前記ホーン及び前記受け台の対向部分の一方から凹む窪み部分が形成され、
前記窪み部分が、幹部と、前記ホーン及び前記受け台の対向部分の一方上で前記幹部から前記幹部とは離れる方向に延び、かつ前記幹部の周方向にて互いに間隔を空けている複数の枝部とを有する、超音波溶着装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、超音波振動を伝達されたホーンと受け台との間にて対象物を溶着する超音波溶着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂フィルム等の複数の部材、特に、２つの部材を互いに重ねた状態で溶着するために、超音波溶着装置が用いられることがある。典型的に、超音波溶着装置は、超音波振動を増幅可能なホーンと、このホーンに対向する受け台とを有していて、上述のような複数の部材を含む対象物を、超音波振動を伝達されたホーンと受け台との間で挟持した状態で溶着する。このような溶着によって、対象物には、複数の部材を互いに固定する溶着部が形成されることとなる。超音波溶着装置においては、溶着部を確実に形成することによって、対象物の溶着強度を高めることが求められる。
【０００３】
このような対象物の溶着強度を高めることを可能とする超音波溶着装置の一例としては、超音波機械振動する工具ホーン（ホーン）と、この工具ホーンに対向する受け台とを有し、工具ホーンがその先端に形成される突起部を有し、受け台が突起部に対応する位置にて貫通する孔を有し、受け台の孔が、溶着時における突起部の対象物への食い込みにより対象物に形成される尖端部を避けるように、この尖端部よりも大きく形成されている、超音波溶着装置が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５４−６９１８８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記超音波溶着装置の一例のように、受け台の孔が、対象物の尖端部を避けるように尖端部よりも大きく形成された場合であっても、ホーンと受け台との間において超音波振動により溶融した対象物の溶融材料が、溶着部を確実に形成するように十分に流動できないおそれがある。その結果、対象物の溶着強度を十分に確保できないおそれがある。
【０００６】
また、対象物の部材が、例えば、ＰＴＰ（Press Through Pack）等のように、熱可塑性樹脂層及びアルミニウム層から構成される場合、アルミニウム層によって熱可塑性樹脂層が十分に溶融せずに、対象物の溶着強度を十分に確保できないおそれがある。
【０００７】
このような実情を鑑みると、超音波溶着装置においては、対象物の溶着強度を確実に確保することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、一態様に係る超音波溶着装置は、超音波振動子と、前記超音波振動子からの超音波振動を増幅可能に構成されるホーンと、前記ホーンに対向する受け台とを備え、前記超音波振動子から前記超音波振動を伝達された前記ホーンと前記受け台との間にて対象物を挟持した閉状態で前記対象物を溶着するように構成される超音波溶着装置であって、前記ホーン及び前記受け台の一方である第１溶着要素が、第１ベース部分と、前記第１ベース部分から突出する凸部分とを有し、前記ホーン及び前記受け台の他方である第２溶着要素が、第２ベース部分と、前記閉状態で前記凸部分に対応するように前記第２ベース部分から凹む凹部分とを有し、前記凸部分が、前記凸部分の凸方向の先端側に位置する突起部と、前記突起部に対して前記凸方向の基端側に隣接する凸側圧着部とを有し、前記凸側圧着部が、前記突起部から前記凸部分の基端側に向かって離れるに従って前記凸側圧着部の横断面を拡大するように傾斜しており、前記凹部分が、前記閉状態で前記突起部及び前記凸側圧着部にそれぞれ対応するように凹む穴部及び凹側圧着部を有する。
【０００９】
上記課題を解決するために、別の一態様に係る超音波溶着装置は、超音波振動子と、前記超音波振動子からの超音波振動を増幅可能に構成されるホーンと、前記ホーンに対向する受け台とを備え、前記超音波振動子から前記超音波振動を伝達された前記ホーンと前記受け台との間にて対象物を挟持した閉状態で前記対象物を溶着するように構成される超音波溶着装置であって、前記ホーン及び前記受け台の対向部分の一方から凹む窪み部分が形成され、前記窪み部分が、幹部と、前記ホーン及び前記受け台の対向部分の一方上で前記幹部から前記幹部とは離れる方向に延び、かつ前記幹部の周方向にて互いに間隔を空けている複数の枝部とを有する。
【考案の効果】
【００１０】
一態様又は別の一態様に係る超音波溶着装置においては、対象物の溶着強度を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る超音波溶着装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る超音波溶着装置のハンドピースを、その一部を断面視した状態で概略的に示す側面図である。
【図３】図３（ａ）は、第１実施形態に係るハンドピースのホーンの先端領域を概略的に示す正面図であり、図３（ｂ）は、同ホーンの先端領域を概略的に示す底面図であり、かつ図３（ｃ）は、ホーンの先端領域を概略的に示す側面図である。
【図４】図４（ａ）は、第１実施形態に係るハンドピースの受け台の先端領域を概略的に示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図であり、かつ図４（ｃ）は、図４（ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るホーン及び受け台の先端領域を、閉状態かつ図４（ａ）のＸ２−Ｘ２線に相当する線で切断した状態で概略的に示す断面図である。
【図６】第１実施形態に係る超音波溶着装置によって溶着された対象物を概略的に示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）は、第２実施形態に係るホーンの先端領域を概略的に示す正面図であり、図７（ｂ）は、同ホーンの先端領域を概略的に示す底面図であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）のＸ３−Ｘ３線断面図であり、かつ図７（ｄ）は、図７（ｂ）のＸ４−Ｘ４線断面図である。
【図８】図８（ａ）は、第２実施形態に係る受け台の先端領域を概略的に示す平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＸ５−Ｘ５線断面図であり、かつ図８（ｃ）は、図８（ａ）のＸ６−Ｘ６線断面図である。
【図９】図９（ａ）は、第５実施形態に係るホーンの先端領域を概略的に示す正面図であり、図９（ｂ）は、同ホーンの先端領域を概略的に示す底面図であり、かつ図９（ｃ）は、同ホーンの先端領域を概略的に示す側面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、第５実施形態に係る受け台の先端領域を概略的に示す平面図であり、図１０（ｂ）は、同ホーンの先端領域を概略的に示す側面図であり、かつ図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のＸ７−Ｘ７線断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
第１〜第６実施形態に係る超音波溶着装置について以下に説明する。本実施形態に係る超音波溶着装置（以下、必要に応じて「溶着装置」という）は、対象物の複数の部材を互いに重ねた状態で溶着するように構成される。
【００１３】
「第１実施形態」
第１実施形態に係る超音波溶着装置について説明する。
【００１４】
「超音波溶着装置の概略について」
図１〜図６を参照すると、本実施形態に係る超音波溶着装置の概略は次のようになっている。図１に示すように、超音波溶着装置はハンドピース１を有する。図２に示すように、ハンドピース１は超音波振動子２を有する。図１〜図３に示すように、ハンドピース１は、超音波振動子（以下、「振動子」という）２からの超音波振動を増幅可能に構成されるホーン３を有する。図１、図２及び図４に示すように、ハンドピース１はまた、ホーン３に対向する受け台４を有する。図５に示すように、溶着装置、具体的には、ハンドピース１は、振動子２から超音波振動を伝達されたホーン３と受け台４との間にて対象物Ｐを挟持した閉状態で、対象物Ｐを溶着するように構成されている。
【００１５】
図３に示すように、ホーン３は、第１ベース部分３ａと、この第１ベース部分３ａから突出する凸部分３ｂとを有する第１溶着要素となっている。凸部分３ｂは、その凸方向の先端側に位置する突起部３ｃと、この突起部３ｃに対して凸部分３ｂの凸方向の基端側に隣接する凸側圧着部３ｄとを有する。凸側圧着部３ｄは、突起部３ｃから凸部分３ｂの基端側に向かって離れるに従って凸側圧着部３ｄの横断面を拡大するように傾斜する。なお、凸側圧着部３ｄの横断面は、凸部分３ｂの凸方向に略直交する平面に沿って切断された横断面である。
【００１６】
図４に示すように、受け台４は、第２ベース部分４ａと、閉状態で凸部分３ａに対応するように第２ベース部分４ａから凹む凹部分４ｂとを有する第２溶着要素となっている。凹部分４ｂは、閉状態で凸部分３ｂの突起部３ｃ及び凸側圧着部３ｄにそれぞれ対応するように凹む穴部４ｃ及び凹側圧着部４ｄを有する。
【００１７】
さらに、本実施形態に係る超音波溶着装置の概略は次のようになっているとよい。図３に示すように、凸部分３ｂは、凸側圧着部３ｄに対して凸部分３ｂの基端側に隣接する凸側溜まり部３ｅを有する。図４に示すように、凹部分４ｂは、閉状態で凸側溜まり部３ｅに対応するように凹む凹側溜まり部４ｅをさらに有する。凹側溜まり部４ｅは第２ベース部分４ａ上で開口する。
【００１８】
図５に示すように、閉状態では、凸側及び凹側溜まり部３ｅ，４ｅ間に形成される空間が凸側及び凹側圧着部間３ｄ，４ｄに形成される空間と連通するようになっている。閉状態で、ホーン３及び受け台４の対向方向における突起部３ｃ及び穴部４ｃ間の第１最短距離Ｈ１が、同対向方向における凸側及び凹側圧着部３ｄ，４ｄ間の第２最短距離Ｈ２以上になっている。閉状態では、ホーン３が対象物Ｐに接触する。
【００１９】
図４に示すように、受け台４は、第２ベース部分４ａから凹む窪み部分５をさらに有する。窪み部分５は、凹部分４ｂに隣接する幹部５ａを有する。窪み部分５は、第２ベース部分４ａ上で幹部５ａから幹部５ａとは離れる方向に延びる複数の枝部５ｂを有する。複数の枝部５ｂは、幹部５ａの周方向にて互いに間隔を空けるように配置されている。
【００２０】
図３及び図５に示すように、ホーン３は、複数の凸部分３ｂを有する。図４及び図５に示すように、受け台４は、閉状態で複数の凸部分３ｂにそれぞれ対応するように第２ベース部分４ａから凹む複数の凹部分４ｂを有する。一例として、図３及び図５においては、２つの凸部分３ｂを有するホーン３が示されており、図４及び図５においては、かかる２つの凸部分３ｂにそれぞれ対応する２つの凹部分４ｂが示されている。しかしながら、凸部分及び凹部分の数はこれに限定されない。ホーンは、１つ又は３つ以上の凸部分を有することができ、かつ受け台は、かかる１つ又は３つ以上の凸部分にそれぞれ対応する１つ又は３つ以上の凹部分を有することができる。
【００２１】
「対象物の詳細について」
本実施形態に係る超音波溶着装置によって溶着される対象物は、詳細には次のようになっているとよい。図５においては、対象物Ｐは２つの部材Ｐ１，Ｐ２を有する。しかしながら、特に図示はしないが、対象物は複数の部材を有することができる。複数の部材は、溶着装置によって、互いに重なった状態で溶着される。
【００２２】
対象物はフィルム状又はシート状に形成される。各部材もまたフィルム状又はシート状に形成される。対象物の部材は、１つの層から構成されるか、又は２つ以上の層から構成されることができる。なお、対象物の部材が２つ以上の層から構成される場合においては、部材は、その厚さ方向の両端にそれぞれ位置する両表面層を有しており、かつ隣接する２つの部材が、これらの表面層を当接させるように重ねられる。このような対象物において、複数の部材を溶着装置によって互いに溶着することができれば、これらの部材に用いられる素材は、同じであってもよいし、又は異なっていてもよい。
【００２３】
さらに、各部材は、熱可塑性樹脂を含む。各部材はまた、熱可塑性樹脂に加えて、熱可塑性樹脂以外の素材を含むこともできる。複数の部材のうち少なくとも１つの部材が１つの層から構成される場合、この１つの層が、熱可塑性樹脂から構成されるとよい。複数の部材のうち少なくとも１つの部材が２つ以上の層から構成される場合、かかる少なくとも１つの部材における少なくとも１つの層が、熱可塑性樹脂から構成されるとよい。
【００２４】
熱可塑性樹脂は、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等から成るものとすることができる。また、対象物の部材の層は、ポリスチレンペーパー（ＰＳＰ）、二軸延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリプロピレン・フィラー入り（ＰＰＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アモルファス・ポリエチレンテレフタレート（Ａ−ＰＥＴ）等とすることができる。熱可塑性樹脂以外の素材は、アルミニウム等の金属等とすることができる。
【００２５】
２つ以上の層から構成され、かつ熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂以外の素材とを含む部材の一例としては、ＰＴＰ（Press Through Pack）が挙げられる。典型的に、ＰＴＰの両表面層の一方は熱可塑性樹脂から構成することができ、かつＰＴＰの両表面層の他方はアルミニウムから構成することができる。
【００２６】
また、隣接する２つの部材は、互いに溶着可能な熱可塑性樹脂である溶着素材をそれぞれ含む。隣接する２つの部材の溶着素材は、同じにすることができ、かつ異なるようにすることもできる。さらに、隣接する２つの部材が、溶着素材に加えて、互いに溶着できない熱可塑性樹脂である非溶着素材をそれぞれ含むこともできる。隣接する２つの部材の非溶着素材は互いに異なるものである。溶着装置においては、複数の部材、例えば、図５に示した２つの部材Ｐ１，Ｐ２は、これらの溶着部材が溶け合うことによって溶着される。
【００２７】
２つ以上の層から構成され、かつ溶着素材と非溶着素材とを含む部材の一例としては、薬包フィルムが挙げられる。典型的に、薬包フィルムは４つの層から構成することができ、薬包フィルムの両表面層が非溶着素材から構成することができ、両表面層間に位置する２つの中間層が溶着素材から構成することができ、かつ２つの中間層間に錠剤等を収容する空間が形成することができる。
【００２８】
「超音波溶着装置及びハンドピースの詳細について」
図１及び図２を参照すると、本実施形態に係る超音波溶着装置及びそのハンドピース１は、詳細には次のようになっているとよい。図１に示すように、超音波溶着装置は、ハンドピース１を操作可能に構成される操作機Ｄを有する。溶着装置は、ハンドピース１と操作機Ｄとを電気的に接続するケーブルＣを有する。操作機Ｄは、ハンドピース１に電力を供給可能とし、かつハンドピース１の振動子２の発振を制御可能とするように構成されるとよい。
【００２９】
図２に示すように、ハンドピース１は、互いに対向するように配置されるアッパーフレーム６及びロアフレーム７を有する。アッパーフレーム６及びロアフレーム７のそれぞれは細長形状に形成される。アッパーフレーム６は、その長手方向の先端部６ａ及び基端部６ｂを有する。ロアフレーム７は、その長手方向の先端部７ａ及び基端部７ｂを有する。
【００３０】
振動子２は、アッパーフレーム６の先端部６ａの内部に配置される。ホーン３は、アッパーフレーム６の先端部６ａからロアフレーム７の先端部７ａ側に向かって突出するように配置される。ホーン３は、振動子２によって超音波振動可能となるように振動子２と接続されている。受け台４は、ロアフレーム７の先端部７ａからアッパーフレーム６の先端部６ａ側に向かって突出するように配置される。
【００３１】
アッパーフレーム６及びロアフレーム７の基端部６ｂ，７ｂは、互いに対して旋回となるように連結されている。これらの基端部６ｂ，７ｂの旋回可能な連結によって、ハンドピース１が、上記閉状態と、アッパーフレーム６及びロアフレーム７の対向方向にてホーン３及び受け台４を互いから離した開状態との間で移動可能となる。さらに、ケーブルＣは、アッパーフレーム６の基端部６ｂに接続されるとよい。
【００３２】
「凸部分及び凹部分の詳細について」
図３〜図５を参照すると、凸部分３ｂ及び凹部分４ｂは詳細には次のようになっているとよい。図３及び図５に示すように、複数の凸部分３ｂが設けられている場合において、これらの凸部分３ｂは、凸部分３ｂの凸方向に略直交する水平方向にて互いに離れて配置される。
【００３３】
凸部分３ｂの突起部３ｃは、凸側圧着部３ｄから凸部分３ｂの先端側に向かって離れるに従って突起部３ｃの横断面を縮小するように形成される。突起部３ｃの横断面は、凸部分３ｂの凸方向に略直交する平面に沿って切断された横断面である。かかる突起部３ｃは、略半球形状を有するように形成されている。しかしながら、突起部は、これに限定されない。突起部は、略円錐形状、略多角錐形状、略円錐台形状、略多角錐台形状等を有するように形成することもできる。
【００３４】
凸部分３ｂの凸側圧着部３ｄは、略円錐台形状に形成されている。しかしながら、凸側圧着部は、これに限定されない。凸側圧着部は、略多角錐台形状等に形成することもできる。
【００３５】
凸側溜まり部３ｅは、凸部分３ｂの凸方向に略直線状に延びる。かかる凸側溜まり部３ｅは、略円柱形状に形成されている。しかしながら、凸側溜まり部は、これに限定されない。凸側溜まり部は、略多角柱形状等に形成することもできる。なお、凸側溜まり部は、凸側圧着部から凸部分の基端側に向かって離れるに従って凸側溜まり部の横断面を拡大するように形成することもできる。この場合、凸側溜まり部は、略円錐台形状、略多角錐台形状等に形成することができる。
【００３６】
図４及び図５に示すように、閉状態で、上記凸部分３ｂにそれぞれ対応する複数の凹部分４ｂは、凸部分３ｂの凸方向に対応する凹部分４ｂの凹方向に略直交する水平方向にて互いに離れて配置される。凹部分４ｂの穴部４ｃは底を有するように形成される。
【００３７】
凹部分４ｂの穴部４ｃは、閉状態で、上記凸部分３ｂの突起部３ｃに対して第１最短距離Ｈ１の間隔を空けながら突起部３ｃに対応するように凹んでいる。凹部分４ｂの凹側圧着部４ｄは、閉状態で、上記凸部分３ｂの凸側圧着部３ｄに対して第２最短距離Ｈ２の間隔を空けながら凸側圧着部３ｄに対応するように凹んでいる。
【００３８】
「窪み部分の詳細について」
図４及び図５を参照すると、窪み部分５は、詳細には次のようになっているとよい。図４及び図５に示すように、窪み部分５の幹部５ａは、少なくとも２つの凹部分４ｂの間に位置するとよい。幹部５ａは、複数の凹部分４ｂのすべてに隣接するように配置される。幹部５ａは、複数の凹部分４ｂのすべてに入り込むように形成されるとよい。
【００３９】
窪み部分５の各枝部５ｂは、これら複数の凹部分４ｂのうち１つ又は２つの凹部分４ｂに隣接するように配置されるとよい。各枝部５ｂはまた、複数の凹部分４ｂのうち１つ又は２つの凹部分４ｂに入り込むように延びるとよい。各枝部５ｂは、幹部５ａから放射方向に延びるとよい。
【００４０】
図４においては、一例として、窪み部分５が４つの枝部５ｂを有する場合が示されている。かかる窪み部分５は略十字形状に形成されている。しかしながら、枝部の数はこれに限定されない。窪み部分は、２つ、３つ又は５つ以上の枝部を有することもできる。
【００４１】
「溶着方法について」
本実施形態に係る超音波溶着装置を用いた溶着方法の一例について説明する。ここでは、２つの部材Ｐ１，Ｐ２を有する対象物Ｐを溶着する場合を一例として説明する。最初に、２つの部材Ｐ１，Ｐ２を厚さ方向に重ねて配置した対象物Ｐを準備する。開状態のハンドピース１におけるホーン３及び受け台４間に、かかる対象物Ｐを配置する。ハンドピース１を開状態から閉状態とするように閉じる。
【００４２】
閉状態では、対象物Ｐがホーン３及び受け台４間に挟まれ、かつハンドピース１の振動子２が発振する。このとき、凸側及び凹側溜まり部３ｅ，４ｅ間の空間Ｗ１、並びに突起部３ｃの先端及び穴部４ｃの底端間の空間Ｗ２の間に位置する空間Ｗ３と、突起部３ｃの先端及び穴部４ｃの底端間の空間Ｗ２、並びに窪み部分５により形成された空間Ｗ４の間に位置する空間Ｗ５と、窪み部分５により形成された空間Ｗ４とにおいて、対象物Ｐの一部（以下、必要に応じて「破断溶融部分」という）が破断かつ溶融する。破断溶融部分は、凸側及び凹側溜まり部３ｅ，４ｅ間の空間Ｗ１と、突起部３ｃの先端及び穴部４ｃの底端間の空間Ｗ２とに流れることができる。破断溶融部分を含む対象物Ｐの２つの部材Ｐ１，Ｐ２が、凸側及び凹側溜まり部３ｅ，４ｅ間の空間Ｗ１にて加締められる。さらに、窪み部分５により形成された空間Ｗ４においては、対象物Ｐに貫通孔Ｔがあき、破断溶融部分が貫通孔Ｔを流れ、かつ２つの部材Ｐ１，Ｐ２が貫通孔Ｔを介して加締められる。
【００４３】
このような閉状態を所定時間維持した後に、ハンドピース１を閉状態から開状態とするように開く。その結果、対象物Ｐには、凸部分３ｂに対応して凹むと共に凹部分４ｂに対応して突出する膨出溶着部Ｑと、窪み部分５に対応して突出する隆起溶着部Ｒとが形成される。
【００４４】
このような溶接方法においては、隣接する部材の溶着素材の間に、熱可塑性樹脂以外の素材及び非溶着素材の少なくとも一方が配置されている場合であっても、隣接する部材を互いに溶着することができる。例えば、対象物Ｐにおける２つの部材Ｐ１，Ｐ２のそれぞれが上述したような薬包フィルムである場合であっても、２つの部材Ｐ１，Ｐ２を確実に溶着することができる。
【００４５】
さらに、例えば、対象物Ｐにおける２つの部材Ｐ１，Ｐ２のうち一方の部材Ｐ１が上述したようなＰＴＰであり、同他方の部材Ｐ２が上述したような薬包フィルムであり、かつ一方の部材Ｐ１におけるアルミニウムの表面層が他方の部材Ｐ２における非溶着素材の表面層に当接する場合であっても、２つの部材Ｐ１，Ｐ２を確実に溶着することができる。この場合、特に、窪み部分５により形成された空間Ｗ４において、アルミニウムの表面層及び非溶着素材の表面層に貫通孔Ｔがあき、かつ破断溶融部分が貫通孔Ｔを流れるので、２つの部材Ｐ１，Ｐ２を、貫通孔Ｔを介して確実に加締めることができる。
【００４６】
以上、本実施形態に係る超音波溶着装置においては、次のような効果を得ることができる。本実施形態に係る超音波溶着装置においては、溶着装置のハンドピース１において、凸部分３ｂが、その凸方向の先端側に位置する突起部３ｃと、この突起部３ｃに対して凸部分３ｂの凸方向の基端側に隣接する凸側圧着部３ｄとを有する。凸側圧着部３ｄが、突起部３ｃから凸部分３ｂの基端側に向かって離れるに従って凸側圧着部３ｄの横断面を拡大するように傾斜している。凹部分４ｂが、閉状態で突起部３ｃ及び凸側圧着部３ｄにそれぞれ対応するように凹む穴部４ｃ及び凹側圧着部４ｄを有する。そのため、上記閉状態において膨出溶着部Ｑを確実に形成するように、突起部３ｃ及び穴部４ｃ間で対象物Ｐを変形させながら、凸側圧着部３ｄ及び凹側圧着部４ｄ間の空間にて、超音波振動により溶融した対象物Ｐの溶融材料を確実に流動させることができる。その結果、対象物Ｐの溶着強度を確実に確保することができる。
【００４７】
本実施形態に係る超音波溶着装置においては、第１溶着要素がホーン３であり、かつ第２溶着要素が受け台４である。そして、凸部分３ｂが、凸側圧着部３ｄに対して凸部分３ｂの基端側に隣接する凸側溜まり部３ｅを有する。凹部分４ｂが、閉状態で凸側溜まり部３ｅに対応するように凹み、かつ第２ベース部分４ａ上で開口する凹側溜まり部４ｅをさらに有する。閉状態で、凸側及び凹側溜まり部３ｅ，４ｅ間に形成される空間が凸側及び凹側圧着部３ｄ，４ｄ間に形成される空間と連通する。そのため、上記閉状態において膨出溶着部Ｑを確実に形成するように、凸側及び凹側溜まり部３ｅ，４ｅ間の空間にて、対象物Ｐの溶融材料を確実に流動させることができる。
【００４８】
本実施形態に係る超音波溶着装置においては、閉状態で、ホーン３及び受け台４の対向方向における突起部３ｃ及び穴部４ｃ間の第１最短距離Ｈ１が、同対向方向における凸側及び凹側圧着部３ｄ，４ｄ間の第２最短距離Ｈ２以上になっている。そのため、上記閉状態において膨出溶着部Ｑを確実に形成するように、突起部３ｃ及び穴部４ｃ間で対象物Ｐを確実に変形させながら、凸側及び凹側圧着部３ｄ，４ｄ間の空間にて、対象物Ｐの溶融材料を確実に流動させることができる。
【００４９】
本実施形態に係る超音波溶着装置においては、閉状態で第２ベース部分４ａが対象物Ｐに接触する。第２溶着要素である受け台４が、第２ベース部分４ａから凹む窪み部分５をさらに有する。窪み部分５は、凹部分４ｂに隣接する幹部５ａと、第２ベース部分４ａ上で幹部５ａから幹部５ａとは離れる方向に延び、かつ幹部５ａの周方向にて互いに間隔を空けている複数の枝部５ｂとを有する。このような窪み部分５に基づく効果としては、対象物Ｐの溶融材料が、窪み部分５において、凹部分４ｂに隣接する幹部５ａから複数の枝部５ｂに流動できるので、対象物Ｐにおいては、かかる窪み部分５によって隆起溶着部Ｒを確実に形成できる。特に、隆起溶着部Ｒは、幹部５ａ及び複数の枝部５ｂを有する窪み部分５に対応する形状を有するので、対象物Ｐが、例えば、ＰＴＰ等のように、アルミニウム層を有する部材を含む場合であっても、隆起溶着部Ｒによって、対象物Ｐを確実に溶着することができる。
【００５０】
本実施形態に係る超音波溶着装置においては、第１溶着要素であるホーン３が複数の凸部分３ｂを有する。第２溶着要素である受け台４が、閉状態で複数の凸部分３ｂにそれぞれ対応するように第２ベース部分４ａから凹む複数の凹部分４ｂを有する。そのため、これらの凸部分３ｂ及び凹部分４ｂによって、複数の膨出溶着部Ｑを確実に形成できる。
【００５１】
「第２実施形態」
第２実施形態に係る超音波溶着装置について説明する。本実施形態に係る溶着装置は、ホーン及び受け台の構成を除いて、第１実施形態に係る溶着装置と同様である。そのため、以下においては、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおけるホーン及び受け台の構成について説明し、溶着装置の他の構成要素について説明は省略する。
【００５２】
図７に示すように、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいて、ホーン１３は第１溶着要素である。かかるホーン１３は、第１実施形態の第１ベース３ａ及び凸部分３ｂとそれぞれ同様である第１ベース１３ａ及び凸部分１３ｂを有する。凸部分１３ｂは、第１実施形態の突起部３ｃ、凸側圧着部３ｄ及び凸側溜まり部３ｅとそれぞれ同様である突起部１３ｃ、凸側圧着部１３ｄ及び凸側溜まり部１３ｅを有する。
【００５３】
図８に示すように、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいて、受け台１４は第２溶着要素である。かかる受け台１４は、第１実施形態の第２ベース部分４ａ及び凹部分４ｂとそれぞれ同様である第２ベース部分１４ａ及び凹部分１４ｂを有する。凹部分１４ｂは、第１実施形態の穴部４ｃ、凹側圧着部４ｄ及び凹側溜まり部４ｅとそれぞれ同様である穴部１４ｃ、凹側圧着部１４ｄ及び凹側溜まり部１４ｅを有する。本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいて、閉状態で第１ベース部分１３ａが対象物Ｐに接触する。
【００５４】
図７に示すように、本実施形態においては、第１実施形態のように第２溶着要素の受け台４に窪み部分５が設けられることの代わりに、第１溶着要素のホーン１３に窪み部分１５が設けられている。すなわち、第１溶着要素であるホーン１３が、第１ベース部分１３ａから凹む窪み部分１５を有する。窪み部分１５は、凸部分１３ｂに隣接する幹部１５ａを有する。窪み部分１５は、第１ベース部分１３ａ上で幹部１５ａから幹部１５ａとは離れる方向に延びる複数の枝部１５ｂを有する。複数の枝部１５ｂは、幹部１５ａの周方向にて互いに間隔を空けている。
【００５５】
さらに、窪み部分１５は次のようになっているとよい。窪み部分１５の幹部１５ａは、少なくとも２つの凸部分１３ｂの間に位置するとよい。幹部１５ａは、複数の凸部分１３ｂのすべてに隣接するように配置される。窪み部分１５の各枝部１５ｂは、これら複数の凸部分１３ｂのうち１つ又は２つの凸部分１３ｂに隣接するように配置されるとよい。各枝部１５ｂは、幹部１５ａから放射方向に延びるとよい。
【００５６】
図７においては、一例として、窪み部分１５が４つの枝部１５ｂを有する場合が示されている。かかる窪み部分１５は略十字形状に形成されている。しかしながら、枝部の数はこれに限定されない。窪み部分は、２つ、３つ又は５つ以上の枝部を有することもできる。
【００５７】
以上、本実施形態に係る超音波溶着装置においては、第１実施形態の窪み部分５の効果を除いて、第１実施形態に係る超音波溶着装置と同様の効果を得ることができる。そして、本実施形態に係る超音波溶着装置においては、対象物Ｐの溶融材料が、窪み部分１５において、凸部分１３ｂに隣接する幹部１５ａから複数の枝部１５ｂに流動できるので、対象物Ｐにおいては、かかる窪み部分１５によって隆起溶着部Ｒを確実に形成できる。特に、隆起溶着部Ｒは、幹部１５ａ及び複数の枝部１５ｂを有する窪み部分１５に対応する形状を有するので、対象物Ｐが、例えば、ＰＴＰ等のように、アルミニウム層を有する部材を含む場合であっても、隆起溶着部Ｒによって、対象物Ｐを確実に溶着することができる。
【００５８】
「第３実施形態」
第３実施形態に係る超音波溶着装置について説明する。本実施形態に係る溶着装置は、次に述べる構成を除いて、第１実施形態に係る溶着装置と同様である。そのため、以下においては、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおけるホーン及び受け台の構成について説明し、溶着装置の他の構成要素について説明は省略する。
【００５９】
特に図示はしないが、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいては、受け部が第１溶着要素となっている。かかる受け部は、第１実施形態の第１ベース部分３ａ及び凸部分３ｂとそれぞれ同様に構成される第１ベース部分及び凸部分を有する。
【００６０】
本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいては、ホーンが第２溶着要素となっている。かかるホーンは、第１実施形態の第２ベース部分４ａ及び凹部分４ｂとそれぞれ同様に構成される第２ベース部分及び凹部分を有する。本実施形態においては、ホーンはまた、第１実施形態の窪み部分５と同様に構成される窪み部分を有する。
【００６１】
このような本実施形態に係る超音波溶着装置においては、第１実施形態に係る超音波溶着装置と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
「第４実施形態」
第４実施形態に係る超音波溶着装置について説明する。本実施形態に係る溶着装置は、次に述べる構成を除いて、第２実施形態に係る溶着装置と同様である。そのため、以下においては、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおけるホーン及び受け台の構成について説明し、溶着装置の他の構成要素について説明は省略する。
【００６３】
特に図示はしないが、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいては、受け部が第１溶着要素となっている。かかる受け部は、第２実施形態の第１ベース部分１３ａ及び凸部分１３ｂとそれぞれ同様に構成される第１ベース部分及び凸部分を有する。本実施形態においては、受け部は、第２実施形態の窪み部分１５と同様に構成される窪み部分を有する。
【００６４】
本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいては、ホーンが第２溶着要素となっている。かかるホーンは、第２実施形態の第２ベース部分１４ａ及び凹部分１４ｂとそれぞれ同様に構成される第２ベース部分及び凹部分を有する。
【００６５】
このような本実施形態に係る超音波溶着装置においては、第２実施形態に係る超音波溶着装置と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
「第５実施形態」
第５実施形態に係る超音波溶着装置について説明する。本実施形態に係る溶着装置は、ホーン及び受け台の構成を除いて、第１実施形態に係る溶着装置と同様である。そのため、以下においては、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおけるホーン及び受け台の構成について説明し、溶着装置の他の構成要素について説明は省略する。
【００６７】
図９に示すように、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいて、ホーン２３は、受け台２４に対向する対向部分２３ａを有する。図１０に示すように、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいて、受け台２４もまた、ホーン２３に対向する対向部分２４ａを有する。すなわち、ホーン２３及び受け台２４の対向部分２３ａ，２４ａは互いに対向する。
【００６８】
受け台２４は、その対向部分２４ａから凹むように形成される窪み部分２５を有する。窪み部分２５は、幹部２５ａを有する。窪み部分２５はまた、受け台２４の対向部分２４ａ上で幹部２５ａから幹部２５ａとは離れる方向に延びる複数の枝部２５ｂを有する。複数の枝部２５ｂは、幹部２５ａの周方向にて互いに間隔を空けている。各枝部２５ｂは、幹部２５ａから放射方向に延びるとよい。
【００６９】
図１０においては、一例として、窪み部分２５が４つの枝部２５ｂを有する場合が示されている。かかる窪み部分２５は略十字形状に形成されている。しかしながら、枝部の数はこれに限定されない。窪み部分は、２つ、３つ又は５つ以上の枝部を有することもできる。
【００７０】
以上、本実施形態に係る超音波溶着装置においては、対象物Ｐの溶融材料が、窪み部分２５において、幹部２５ａから複数の枝部２５ｂに流動できる。そのため、対象物Ｐにおいては、かかる窪み部分２５によって隆起溶着部Ｒを確実に形成できる。さらに、対象物Ｐが、例えば、ＰＴＰ等のように、アルミニウム層を有する部材を含む場合であっても、窪み部分２５の幹部２５ａ及び複数の枝部２５ｂに対応するように形成される隆起溶着部Ｒによって、対象物Ｐを確実に溶着することができる。
【００７１】
「第６実施形態」
第６実施形態に係る超音波溶着装置について説明する。本実施形態に係る溶着装置は、次に述べる構成を除いて、第５実施形態に係る溶着装置と同様である。そのため、以下においては、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおけるホーン及び受け台の構成について説明し、溶着装置の他の構成要素について説明は省略する。
【００７２】
特に図示はしないが、本実施形態に係る溶着装置のハンドピースにおいては、ホーンは、第５実施形態の対向部分２３ａと同様である対向部分を有する。受け台は、第５実施形態の対向部分２４ａと同様である対向部分を有する。本実施形態においては、ホーンが窪み部分を有する。かかる窪み部分は、受け台の代わりにホーンに設けられる点を除いて、第５実施形態の窪み部分２５と同様に構成される。
【００７３】
このような本実施形態に係る超音波溶着装置においては、第５実施形態に係る超音波溶着装置と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
ここまで本考案の実施形態について説明したが、本考案は上述の実施形態に限定されるものではなく、本考案は、その技術的思想に基づいて変形及び変更可能である。
【符号の説明】
【００７５】
Ｐ…対象物
２…超音波振動子（振動子）
３，１３…ホーン、３ａ，１３ａ…第１ベース部分、３ｂ，１３ｂ…凸部分、３ｃ，１３ｃ…突起部、３ｄ，１３ｄ…凸側圧着部、３ｅ，１３ｅ…凸側溜まり部
４，１４…受け台、４ａ，１４ａ…第２ベース部分、４ｂ，１４ｂ…凹部分、４ｃ，１４ｃ…穴部、４ｄ，１４ｄ…凹側圧着部、４ｅ，１４ｅ…凹側溜まり部
５，１５…窪み部分、５ａ，１５ａ…幹部、５ｂ，１５ｂ…枝部
Ｈ１…第１最短距離，Ｈ２…第２最短距離
２３…ホーン、２３ａ…対向部分
２４…受け台、２４ａ…対向部分
２５…窪み部分、２５ａ…幹部、２５ｂ…枝部
【図１】
0003223404.tif 000003
【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】
0003223404.tif 000008
【図７】
0003223404.tif 000009
【図８】
0003223404.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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