(57)【要約】 【課題】  超音波溶着アンビルと被溶着品との擦れによる被溶着品の傷付きを抑え、被溶着品の寸法精度と溶着強度の安定化が可能な超音波溶着機を提供する。【解決手段】  超音波溶着時、被溶着品５の溶着代分、上側アンビル側面ガイド２ａを超音波発振と同期させて下降させることにより、被溶着品５と上側アンビル側面ガイド２ａとの間に擦れが生じることが無く被溶着品５の傷付きを抑えることができる。また、被溶着品５とアンビル側面ガイド（２ａ、２ｂ）との隙間を無くすることで、被溶着品５に超音波ホーン１から押力が掛かった際も被溶着品５は外側に撓むことが無く、寸法精度と溶着強度の安定化を図ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波ホーンと被溶着品を位置決めするアンビルを有する超音波溶着機において、前記アンビルがアンビルベース上で下側被溶着品の側面を保持する下側アンビル側面ガイドと、上側被溶着品の側面を保持する上側アンビル側面ガイドとを備え、前記上側アンビル側面ガイドが、上側被溶着品と同時に上下動することを特徴とする超音波溶着機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被溶着品を超音波溶着し一体化させる超音波溶着機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電池パックのケースのように、内部にリチウムイオン電池等を収納し、二分割されたプラスチックのケースを互いに超音波溶着して固定して機器ケースとする技術がある。被溶着品となる二分割されたプラスチックケースを、超音波溶着機を使用して超音波溶着し一体化させる際に、最近では製品の小型軽量化が進み、外形を形成する被溶着品のリブ形状が改良された技術が特許文献１で提案されている。リブ形状の改良により溶着性は保たれるが、被溶着品自体の肉厚が薄くなるため、強度が弱くなりやすいという問題があった。即ち、超音波溶着時に被溶着品に上下からかかる圧力により、被溶着品が外側に撓んでしまう問題がある。
【０００３】
また、被溶着品を超音波溶着する際、方向調整手段を具備した超音波溶着用受台を用いて被溶着品の接合面全面を均一に溶着する技術が特許文献２で開示されている。方向調整手段を用いることにより、全面が溶着できるが、超音波溶着後の寸法精度と溶着強度の安定化の為、超音波ホーンにより大きな押力が被溶着品に掛かることがある。この際、外側に被溶着品が撓むことを抑えるために被溶着品の外側全体を治具で押さえ込んだ場合には、被溶着品の上側が被溶着品リブの溶け代（０．２〜０．５ｍｍ）分だけ、治具と被溶着品がずれて擦れが生じるため、被溶着品に傷が付くことがあった。また、被溶着品の側面とアンビルの間に傷付き防止の為の隙間を設け、その隙間が大き過ぎると、超音波ホーン押力で被溶着品が外側に撓み、寸法精度と溶着強度が安定しないという問題点がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１３０１４号公報
【特許文献２】特開平１１−１７９２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、寸法精度と溶着強度が安定すると共に被溶着品に傷をつけずに加工できる超音波溶着機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するため鋭意検討した結果、被溶着品の位置決めをするアンビルの側面ガイドが被溶着品の溶着面付近で上下に分割され、その上側アンビル側面ガイドが超音波溶着発振と同期して下に可動する機構を有することにより被溶着品に傷をつけることなく安定した溶着強度が得られることを見出したものである。本発明の超音波溶着機は、超音波ホーンと被溶着品を位置決めするアンビルを有する超音波溶着機において、前記アンビルがアンビルベース上で下側被溶着品の側面を保持する下側アンビル側面ガイドと、上側被溶着品の側面を保持する上側アンビル側面ガイドとを備え、前記上側アンビル側面ガイドが、上側被溶着品と同時に上下動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の超音波溶着機によれば、上側被溶着品と上側アンビル側面ガイドとが同期して動く為、擦れによる被溶着品への傷付きを無くすることができる。また、擦れを抑制することにより被溶着品とアンビル側面ガイドとの隙間を無くすることができ、溶着時の被溶着品の撓みを抑えることができる。その結果、一定の押付け力で、溶着リブ溶け代を一定量に制御でき、寸法精度と溶着強度の安定化を図れる。また、被溶着品の不良による超音波溶着機調整の必要が無くなり保守時間を短縮でき、調整が必要になる部材を削減もできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の超音波溶着機の構成を示す概略断面図である。図１に示されるように、本発明の超音波溶着機は超音波ホーン１とアンビルを有し、被溶着品５は、アンビルベース２ｃ上に置かれ、上側アンビル側面ガイド２ａおよび下側アンビル側面ガイド２ｂにより所定の位置に位置決めされる。上側アンビル側面ガイド２ａと下側アンビル側面ガイド２ｂは被溶着品５の四側面に配置され、被溶着品５とは隙間が無いように取付けられている。本発明の超音波溶着機では、できるだけ上側アンビル側面ガイド２ａと下側アンビル側面ガイド２ｂと被溶着品５との隙間がないように設置することにより、寸法精度がより向上する。
【０００９】
図２は本発明の超音波溶着機のアンビル側面ガイド部を拡大した概略断面図である。図１、図２を参照して本発明の超音波溶着機を用いた超音波溶着方法について説明する。
【００１０】
図１、図２に示されるように、本発明の超音波溶着機を用いた超音波溶着方法は、先ず超音波ホーン１が下降し、被溶着品５を押付けると、超音波ホーン押付け力検出部４が溶着条件値として設定された押付け力を検出する。設定された押付け力に到達すると超音波を発振して超音波ホーン１により上側被溶着品５ａと下側被溶着品５ｂを超音波溶着する。超音波ホーン押付け力検出部４により、超音波ホーン１の超音波発振と同期して、上側アンビル側面ガイド２ａの上下駆動部３は、上側アンビル側面ガイド２ａを溶着リブ溶け代分だけ下降させる構造になっているので、擦れによる上側被溶着品５ａへの傷付きを無くすることができる。また、擦れを抑制することにより被溶着品とアンビル側面ガイドとの隙間を無くすることができ、溶着時の被溶着品の撓みを抑えることができる。その結果、一定の押付け力で、溶着リブ溶け代を一定量に制御でき、寸法精度と溶着強度の安定化を図れる。
【００１１】
なお、上側アンビル側面ガイド２ａの上下駆動部３は、四側面の上側アンビル側面ガイド２ａの上下駆動を１駆動源で行うため、四側面の上側アンビル側面ガイド２ａの上下動は同期させることができる。
【００１２】
また、超音波溶着後の被溶着品５が取り出されたことを被溶着品有無検出部６で検出すると、上側アンビル側面ガイド２ａを上昇させ待機位置に戻る。
【００１３】
本発明の超音波溶着機を用いて、被溶着品であるポリカーボネート材樹脂ケースで外周を構成されるリチウムイオン二次電池パック（縦３３ｍｍ×横５０ｍｍ×厚６．８ｍｍ）の超音波溶着を行なったところ、目標厚さ寸法値に対し±０．０１ｍｍの範囲で超音波溶着が可能であった。ただし、溶着部の落下強度を確保する為、目標厚さ寸法は被溶着品の成形金型、及びキャビティ毎に０．０１ｍｍ単位で調整する場合もある。また、リチウムイオン二次電池パックの寸法は製品により異なるものの、超音波溶着後の寸法精度は目標厚さ寸法値（３〜３０ｍｍ）に対し、±０．０１ｍｍの範囲で超音波溶着が可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
製品の小型軽量化が図られ、外観規格が厳しく、樹脂製ケースの超音波溶着が必要な分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の超音波溶着機の構成を示す概略断面図。
【図２】本発明の超音波溶着機のアンビル側面ガイド部を拡大した概略断面図。
【符号の説明】
【００１６】
１    超音波ホーン
２ａ    上側アンビル側面ガイド
２ｂ    下側アンビル側面ガイド
２ｃ    アンビルベース
３    上下駆動部
４    超音波ホーン押付け力検出部
５    被溶着品
５ａ    上側被溶着品
５ｂ    下側被溶着品
６    被溶着品有無検出部
【図１】
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【図２】
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