JP2000141489A - 超音波溶着装置及び超音波溶着方法 - Google Patents
超音波溶着装置及び超音波溶着方法Info
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 超音波ホーンへの樹脂固着具の自動装着を簡
単な構成で可能にする。 【解決手段】 超音波溶着装置1は、フランジ部5と係
止軸部6とを有する樹脂スタッド7を保持する超音波ホ
ーン3と、超音波ホーンに保持したスタッド7のフラン
ジ部を被取付部材に当接させる本体2とを備え、フラン
ジ部5を被取付部材に超音波溶着する。樹脂スタッド7
を給送管9からフランジ部を先にした状態で受取るスタ
ッド受取部材10とスタッド受取部材10を超音波ホー
ン3の下方に移動させる移動機構とを備え、該移動機構
は、スタッド受取部材10にある樹脂スタッド7の係止
軸部6を超音波ホーン3の収容部30に隣接する位置に
移動させることができ、スタッド受取部材には、フラン
ジ部5を着座させる凹部11が形成され、着座凹部11
には負圧空気が供給されてフランジ部を真空吸引するよ
うになっている。
単な構成で可能にする。 【解決手段】 超音波溶着装置1は、フランジ部5と係
止軸部6とを有する樹脂スタッド7を保持する超音波ホ
ーン3と、超音波ホーンに保持したスタッド7のフラン
ジ部を被取付部材に当接させる本体2とを備え、フラン
ジ部5を被取付部材に超音波溶着する。樹脂スタッド7
を給送管9からフランジ部を先にした状態で受取るスタ
ッド受取部材10とスタッド受取部材10を超音波ホー
ン3の下方に移動させる移動機構とを備え、該移動機構
は、スタッド受取部材10にある樹脂スタッド7の係止
軸部6を超音波ホーン3の収容部30に隣接する位置に
移動させることができ、スタッド受取部材には、フラン
ジ部5を着座させる凹部11が形成され、着座凹部11
には負圧空気が供給されてフランジ部を真空吸引するよ
うになっている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被取付部材に溶着
されるフランジ部と該フランジ部から延びる係止部とを
含む、樹脂スタッドや樹脂クリップ等の樹脂固着具の係
止部を保持する超音波ホーンを備え、超音波ホーンに保
持した樹脂固着具のフランジ部を被取付部材に当接さ
せ、超音波エネルギーを供給して被取付部材に樹脂固着
具を超音波溶着する装置及び樹脂固着具の超音波溶着方
法に関する。
されるフランジ部と該フランジ部から延びる係止部とを
含む、樹脂スタッドや樹脂クリップ等の樹脂固着具の係
止部を保持する超音波ホーンを備え、超音波ホーンに保
持した樹脂固着具のフランジ部を被取付部材に当接さ
せ、超音波エネルギーを供給して被取付部材に樹脂固着
具を超音波溶着する装置及び樹脂固着具の超音波溶着方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂パネル等の被取付部材に溶着される
フランジ部と該フランジ部から延びる係止部とを有する
樹脂スタッドや樹脂クリップ等の樹脂固着具を超音波エ
ネルギーを用いて超音波溶着することは既に行われてい
る。公知の超音波溶着装置は、樹脂固着具の係止部を保
持する超音波ホーンと、該超音波ホーンに保持した樹脂
固着具のフランジ部を被取付部材に当接させる手段とを
備え、超音波ホーンに超音波エネルギーを供給して樹脂
固着具のフランジ部を被取付部材に超音波溶着してい
る。
フランジ部と該フランジ部から延びる係止部とを有する
樹脂スタッドや樹脂クリップ等の樹脂固着具を超音波エ
ネルギーを用いて超音波溶着することは既に行われてい
る。公知の超音波溶着装置は、樹脂固着具の係止部を保
持する超音波ホーンと、該超音波ホーンに保持した樹脂
固着具のフランジ部を被取付部材に当接させる手段とを
備え、超音波ホーンに超音波エネルギーを供給して樹脂
固着具のフランジ部を被取付部材に超音波溶着してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の超音波溶着装置
では、超音波ホーンに樹脂固着具を保持させるには、手
で超音波ホーンの先端に樹脂固着具の係止部を挿入する
か、あるいは、自動装填の場合には超音波ホーンが樹脂
固着具の給送された場所に取りに行ってそこで装着して
いる。このように、固着具1つ1つの装着作業に手間が
かかり、作業効率が悪い。特に、超音波ホーンへの装着
には、樹脂固着具の係止部を確実に超音波ホーンの先端
に位置決めして装着させる必要があり、手による装着を
早くするには技能の熟達が要求され、自動装着において
は、超音波ホーンの移動のための機構が複雑にならざる
を得ない。
では、超音波ホーンに樹脂固着具を保持させるには、手
で超音波ホーンの先端に樹脂固着具の係止部を挿入する
か、あるいは、自動装填の場合には超音波ホーンが樹脂
固着具の給送された場所に取りに行ってそこで装着して
いる。このように、固着具1つ1つの装着作業に手間が
かかり、作業効率が悪い。特に、超音波ホーンへの装着
には、樹脂固着具の係止部を確実に超音波ホーンの先端
に位置決めして装着させる必要があり、手による装着を
早くするには技能の熟達が要求され、自動装着において
は、超音波ホーンの移動のための機構が複雑にならざる
を得ない。
【0004】従って、本発明の目的は、超音波ホーンへ
の樹脂固着具の自動装着を簡単な構成で可能にする超音
波溶着装置を提供することにあり、また、作業効率のよ
い超音波溶着方法を提供することにある。
の樹脂固着具の自動装着を簡単な構成で可能にする超音
波溶着装置を提供することにあり、また、作業効率のよ
い超音波溶着方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決する手段】かかる目的を達成するため、本
発明によれば、被取付部材に溶着されるフランジ部と該
フランジ部から延びる係止部とを有する樹脂スタッド等
の樹脂固着具の係止部を保持する超音波ホーンと、超音
波ホーンに保持した樹脂固着具のフランジ部を被取付部
材に当接させる手段とを備え、超音波ホーンに超音波エ
ネルギーを供給して、樹脂固着具のフランジ部を被取付
部材に超音波溶着する超音波溶着装置であって、超音波
ホーンへの装着のために樹脂固着具を給送する手段と、
該給送手段からフランジ部を先にした状態で固着具を受
取る固着具受取手段と、該固着具受取手段を前記超音波
ホーンの下方に移動させる固着具受取手段の移動手段と
を備え、該移動手段は、前記固着具受取手段にある固着
具の係止部を前記超音波ホーンの係止部支持部に隣接す
る位置に移動させることができ、前記固着具受取手段に
は、前記フランジ部を着座させる凹部が形成され、該着
座凹部には負圧空気が供給されてフランジ部を真空吸引
するようになっており、該着座凹部の縁部は着座するフ
ランジ部が着座凹部の中心に位置するようにすり鉢状に
形成されていることを特徴とする超音波溶着装置が提供
される。
発明によれば、被取付部材に溶着されるフランジ部と該
フランジ部から延びる係止部とを有する樹脂スタッド等
の樹脂固着具の係止部を保持する超音波ホーンと、超音
波ホーンに保持した樹脂固着具のフランジ部を被取付部
材に当接させる手段とを備え、超音波ホーンに超音波エ
ネルギーを供給して、樹脂固着具のフランジ部を被取付
部材に超音波溶着する超音波溶着装置であって、超音波
ホーンへの装着のために樹脂固着具を給送する手段と、
該給送手段からフランジ部を先にした状態で固着具を受
取る固着具受取手段と、該固着具受取手段を前記超音波
ホーンの下方に移動させる固着具受取手段の移動手段と
を備え、該移動手段は、前記固着具受取手段にある固着
具の係止部を前記超音波ホーンの係止部支持部に隣接す
る位置に移動させることができ、前記固着具受取手段に
は、前記フランジ部を着座させる凹部が形成され、該着
座凹部には負圧空気が供給されてフランジ部を真空吸引
するようになっており、該着座凹部の縁部は着座するフ
ランジ部が着座凹部の中心に位置するようにすり鉢状に
形成されていることを特徴とする超音波溶着装置が提供
される。
【0006】
【作用】上記のように、固着具給送手段から給送された
樹脂固着具のための、固着具受取手段のフランジ部着座
用凹部はすり鉢状に形成されて、その凹部にはフランジ
部を真空吸引する負圧空気が供給されて着座凹部の中心
にフランジ部が位置するので、固着具受取手段上でフラ
ンジ部は極めて正確に且つ確実に位置決めされ、固着具
受取手段の移動手段によって固着具受取手段が移動して
もその位置がずれることはなく、該移動手段による固着
具受取手段の移動だけで超音波ホーンに樹脂固着具を確
実に且つ正確に位置決めできて、超音波ホーンに樹脂固
着具を自動装着することができる。
樹脂固着具のための、固着具受取手段のフランジ部着座
用凹部はすり鉢状に形成されて、その凹部にはフランジ
部を真空吸引する負圧空気が供給されて着座凹部の中心
にフランジ部が位置するので、固着具受取手段上でフラ
ンジ部は極めて正確に且つ確実に位置決めされ、固着具
受取手段の移動手段によって固着具受取手段が移動して
もその位置がずれることはなく、該移動手段による固着
具受取手段の移動だけで超音波ホーンに樹脂固着具を確
実に且つ正確に位置決めできて、超音波ホーンに樹脂固
着具を自動装着することができる。
【0007】また、本発明は、超音波ホーンに、被取付
部材に溶着されるフランジ部と該フランジ部から延びる
係止部とを含む樹脂スタッドや樹脂クリップ等の樹脂固
着具の前記係止部を保持し、前記フランジ部を被取付部
材に当接させて被取付部材に超音波溶着する超音波溶着
方法が提供される。この方法は、前記樹脂固着具の給送
手段から前記フランジ部を先にして、固着具受取手段に
給送するステップと;固着具受取手段の、縁部がすり鉢
形状に形成されたフランジ部用着座凹部に、前記固着具
のフランジ部を着座させ、着座した固着具のフランジ部
を負圧空気によって真空吸引するステップと;前記固着
具受取手段を、前記超音波ホーンの先端に隣接する位置
に移動させるステップと;前記固着具受取手段に保持さ
れた固着具係止部を前記超音波ホーンに吸引して固着具
を超音波ホーンに保持させるステップと;固着具受取手
段を前記給送手段から固着具を受取る固着具受取位置に
復帰させるステップと;超音波ホーンに保持した固着具
のフランジ部を被取付部材に当接させつつ超音波溶着す
るステップと;溶着後、超音波ホーンを被取付部材から
引上げた原位置に復帰させるステップと;を包含する。
更に、本発明の方法においては、前記固着具受取手段の
復帰ステップと前記超音波ホーンの復帰ステップとの間
に、該固着具受取り位置に戻った固着具受取手段に次の
固着具をフランジ部を先にして、固着具受取手段に給送
するステップが設けられる。かかる方法によれば、簡単
な構成の超音波溶着装置を提供するとともに、樹脂固着
具の超音波溶着の作業時に、次の樹脂固着具を固着具受
取手段に保持させているので、次の作業における固着具
給送の時間を短縮することができ、作業効率を向上する
ことができる。
部材に溶着されるフランジ部と該フランジ部から延びる
係止部とを含む樹脂スタッドや樹脂クリップ等の樹脂固
着具の前記係止部を保持し、前記フランジ部を被取付部
材に当接させて被取付部材に超音波溶着する超音波溶着
方法が提供される。この方法は、前記樹脂固着具の給送
手段から前記フランジ部を先にして、固着具受取手段に
給送するステップと;固着具受取手段の、縁部がすり鉢
形状に形成されたフランジ部用着座凹部に、前記固着具
のフランジ部を着座させ、着座した固着具のフランジ部
を負圧空気によって真空吸引するステップと;前記固着
具受取手段を、前記超音波ホーンの先端に隣接する位置
に移動させるステップと;前記固着具受取手段に保持さ
れた固着具係止部を前記超音波ホーンに吸引して固着具
を超音波ホーンに保持させるステップと;固着具受取手
段を前記給送手段から固着具を受取る固着具受取位置に
復帰させるステップと;超音波ホーンに保持した固着具
のフランジ部を被取付部材に当接させつつ超音波溶着す
るステップと;溶着後、超音波ホーンを被取付部材から
引上げた原位置に復帰させるステップと;を包含する。
更に、本発明の方法においては、前記固着具受取手段の
復帰ステップと前記超音波ホーンの復帰ステップとの間
に、該固着具受取り位置に戻った固着具受取手段に次の
固着具をフランジ部を先にして、固着具受取手段に給送
するステップが設けられる。かかる方法によれば、簡単
な構成の超音波溶着装置を提供するとともに、樹脂固着
具の超音波溶着の作業時に、次の樹脂固着具を固着具受
取手段に保持させているので、次の作業における固着具
給送の時間を短縮することができ、作業効率を向上する
ことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施例にかかる超音波溶着装置1を説明する。図1
及び図2において、超音波溶着装置1は、超音波プレス
と呼ばれる垂直方向に延びる固定の本体2と、該本体2
の下端側から下方に延びる可動の超音波ホーン3とを備
えている。超音波ホーン3には、樹脂スタッドや樹脂ク
リップ等の樹脂固着具が保持される。本体2は、超音波
ホーン3を下降させて該ホーン3に保持した樹脂固着具
を樹脂パネル等の被取付部材に接面させ、更に、樹脂固
着具を強く押付けて超音波エネルギーを供給し、樹脂固
着具を被取付部材に超音波溶着させる。かかる超音波溶
着の機構は良く知られており、詳しい説明を省略する。
明の実施例にかかる超音波溶着装置1を説明する。図1
及び図2において、超音波溶着装置1は、超音波プレス
と呼ばれる垂直方向に延びる固定の本体2と、該本体2
の下端側から下方に延びる可動の超音波ホーン3とを備
えている。超音波ホーン3には、樹脂スタッドや樹脂ク
リップ等の樹脂固着具が保持される。本体2は、超音波
ホーン3を下降させて該ホーン3に保持した樹脂固着具
を樹脂パネル等の被取付部材に接面させ、更に、樹脂固
着具を強く押付けて超音波エネルギーを供給し、樹脂固
着具を被取付部材に超音波溶着させる。かかる超音波溶
着の機構は良く知られており、詳しい説明を省略する。
【0009】本発明に係る超音波溶着装置1には、超音
波ホーン3に樹脂固着具を自動装着する機構が設けられ
ている。図1及び図2の外に、図3〜図5も参照して本
発明に係る実施例を説明する。本実施例においては、説
明の便宜上、樹脂固着具として、図3及び5に示すよう
に、大径のフランジ部5とこのフランジ部5から垂直に
延びる係止軸部6とから成る樹脂スタッド7が用いられ
る。この樹脂スタッド7は、パネル等の被取付部材に取
付けられて、係止軸部6がIの字形状をしていることか
らIスタッドと呼ばれ、取付け後は、部品を直接取付け
たり、クリップを取付けて部品を取付けたりするのに利
用される。この実施例では、樹脂スタッドを用いている
が、樹脂クリップ等の他の樹脂固着具であってもよい。
超音波溶着装置1において、超音波ホーン3に樹脂スタ
ッド7を自動装着する機構には、超音波ホーン3への装
着のために樹脂スタッド7をフランジ部5を先にして空
圧給送する給送管9と、この給送管9からフランジ部を
先にした状態でスタッドを受取るスタッド受取部材10
と、このスタッド受取部材10を超音波ホーン3の下方
に移動させるスタッド受取部材の移動機構とが設けられ
ている。
波ホーン3に樹脂固着具を自動装着する機構が設けられ
ている。図1及び図2の外に、図3〜図5も参照して本
発明に係る実施例を説明する。本実施例においては、説
明の便宜上、樹脂固着具として、図3及び5に示すよう
に、大径のフランジ部5とこのフランジ部5から垂直に
延びる係止軸部6とから成る樹脂スタッド7が用いられ
る。この樹脂スタッド7は、パネル等の被取付部材に取
付けられて、係止軸部6がIの字形状をしていることか
らIスタッドと呼ばれ、取付け後は、部品を直接取付け
たり、クリップを取付けて部品を取付けたりするのに利
用される。この実施例では、樹脂スタッドを用いている
が、樹脂クリップ等の他の樹脂固着具であってもよい。
超音波溶着装置1において、超音波ホーン3に樹脂スタ
ッド7を自動装着する機構には、超音波ホーン3への装
着のために樹脂スタッド7をフランジ部5を先にして空
圧給送する給送管9と、この給送管9からフランジ部を
先にした状態でスタッドを受取るスタッド受取部材10
と、このスタッド受取部材10を超音波ホーン3の下方
に移動させるスタッド受取部材の移動機構とが設けられ
ている。
【0010】給送管9とスタッド受取部材10の詳細を
説明する。樹脂スタッド7は、ばらばらの姿勢で供給容
器(図示せず)に収容されており、この供給容器には、
樹脂スタッド7を1本ずつフランジ部5を先頭にして給
送するように整列させるエスケープメント機構(図示せ
ず)が連結されている。給送管9は、エスケープメント
機構の出力部に連結されている。給送管9には加圧空気
が供給されており、エスケープメント機構からフランジ
部5を先頭にして樹脂スタッド7を1本ずつ受取って、
スタッド受取部材10に給送する。加圧空気の供給と停
止とを制御することによって、樹脂スタッド7のスタッ
ド受取部材10への給送を調整することができる。スタ
ッド受取部材10には、図5に示すように、フランジ部
5を着座させる凹部11が形成されている。この着座凹
部11は、縁部がすり鉢状に形成されており、樹脂スタ
ッド7のフランジ部5の着座を安定させるとともに、フ
ランジ部5を着座凹部11の中心に位置させる。また、
着座凹部11の中心には穴13があけられ、穴13に通
じる管部分14には、負圧空気を供給するコンプレッサ
(図示せず)から延びるパイプ15が連結されている。
従って、スタッド受取部材10に給送される樹脂スタッ
ド7のフランジ部5は、真空吸引により、着座凹部11
に中心を合わせて確実に保持され、これによって、スタ
ッド受取部材10の移動に伴う揺れや振動によっても位
置ずれすることはない。なお、この真空吸引のタイミン
グは、給送管9から樹脂スタッド7を受取り、その後超
音波ホーン3へ受け渡すまでのタイミングに合わせて制
御される。
説明する。樹脂スタッド7は、ばらばらの姿勢で供給容
器(図示せず)に収容されており、この供給容器には、
樹脂スタッド7を1本ずつフランジ部5を先頭にして給
送するように整列させるエスケープメント機構(図示せ
ず)が連結されている。給送管9は、エスケープメント
機構の出力部に連結されている。給送管9には加圧空気
が供給されており、エスケープメント機構からフランジ
部5を先頭にして樹脂スタッド7を1本ずつ受取って、
スタッド受取部材10に給送する。加圧空気の供給と停
止とを制御することによって、樹脂スタッド7のスタッ
ド受取部材10への給送を調整することができる。スタ
ッド受取部材10には、図5に示すように、フランジ部
5を着座させる凹部11が形成されている。この着座凹
部11は、縁部がすり鉢状に形成されており、樹脂スタ
ッド7のフランジ部5の着座を安定させるとともに、フ
ランジ部5を着座凹部11の中心に位置させる。また、
着座凹部11の中心には穴13があけられ、穴13に通
じる管部分14には、負圧空気を供給するコンプレッサ
(図示せず)から延びるパイプ15が連結されている。
従って、スタッド受取部材10に給送される樹脂スタッ
ド7のフランジ部5は、真空吸引により、着座凹部11
に中心を合わせて確実に保持され、これによって、スタ
ッド受取部材10の移動に伴う揺れや振動によっても位
置ずれすることはない。なお、この真空吸引のタイミン
グは、給送管9から樹脂スタッド7を受取り、その後超
音波ホーン3へ受け渡すまでのタイミングに合わせて制
御される。
【0011】樹脂スタッド7を超音波ホーン3に支持さ
せるように、スタッド受取部材10を超音波ホーン3の
下方に移動させる機構について説明する。この移動機構
は、超音波ホーン3の軸線17と平行な垂直方向に移動
できて、先端18がスタッド受取部材10に連結された
第1アーム19と、第1アーム19を超音波ホーン3の
軸線方向に移動させる第1アームシリンダ21と、超音
波ホーン3の軸線17と直交する水平方向に移動でき、
先端22が第1アームシリンダ21に連結された第2ア
ーム23と、第2アーム23を超音波ホーン3の軸線1
7と直交する水平方向に、スタッド受取部材10を超音
波ホーン3の下方に移動させる第2アームシリンダ25
とを有する。また、移動機構には、超音波ホーン3の軸
線17と平行な垂直方向に移動でき、先端26が第2ア
ームシリンダ25に連結された第3アーム27と、第3
アーム27を超音波ホーン3の軸線17と平行な垂直方
向に、スタッド受取部材10を移動させる第3アームシ
リンダ29も含まれる。この第3アーム27及び第3ア
ームシリンダ29は、スタッド受取部材10を垂直方向
に移動させる点で、第1アーム19と第1アームシリン
ダ21と同じ機能を果たすものであるが、第1アーム1
9及び第1アームシリンダ21の移動長さを延長するこ
とができ、このため、スタッド受取部材10を大きく垂
直方向に移動させるのに利用できる。第1アーム19、
第1アームシリンダ21、第2アーム23、第2アーム
シリンダ25、第3アーム27及び第3アームシリンダ
29から成る移動機構は、図3の矢印から矢印の順
に、スタッド受取部材10を、樹脂スタッド受取位置か
ら超音波ホーン3の下方に移動させて樹脂スタッド7を
超音波ホーン3に支持させ、その後、空になったスタッ
ド受取部材10を樹脂スタッド受取位置に復帰させるよ
うに動作する。
せるように、スタッド受取部材10を超音波ホーン3の
下方に移動させる機構について説明する。この移動機構
は、超音波ホーン3の軸線17と平行な垂直方向に移動
できて、先端18がスタッド受取部材10に連結された
第1アーム19と、第1アーム19を超音波ホーン3の
軸線方向に移動させる第1アームシリンダ21と、超音
波ホーン3の軸線17と直交する水平方向に移動でき、
先端22が第1アームシリンダ21に連結された第2ア
ーム23と、第2アーム23を超音波ホーン3の軸線1
7と直交する水平方向に、スタッド受取部材10を超音
波ホーン3の下方に移動させる第2アームシリンダ25
とを有する。また、移動機構には、超音波ホーン3の軸
線17と平行な垂直方向に移動でき、先端26が第2ア
ームシリンダ25に連結された第3アーム27と、第3
アーム27を超音波ホーン3の軸線17と平行な垂直方
向に、スタッド受取部材10を移動させる第3アームシ
リンダ29も含まれる。この第3アーム27及び第3ア
ームシリンダ29は、スタッド受取部材10を垂直方向
に移動させる点で、第1アーム19と第1アームシリン
ダ21と同じ機能を果たすものであるが、第1アーム1
9及び第1アームシリンダ21の移動長さを延長するこ
とができ、このため、スタッド受取部材10を大きく垂
直方向に移動させるのに利用できる。第1アーム19、
第1アームシリンダ21、第2アーム23、第2アーム
シリンダ25、第3アーム27及び第3アームシリンダ
29から成る移動機構は、図3の矢印から矢印の順
に、スタッド受取部材10を、樹脂スタッド受取位置か
ら超音波ホーン3の下方に移動させて樹脂スタッド7を
超音波ホーン3に支持させ、その後、空になったスタッ
ド受取部材10を樹脂スタッド受取位置に復帰させるよ
うに動作する。
【0012】超音波ホーン3には、先端に、樹脂スタッ
ド7の係止軸部6を受取って保持する収容部30が設け
られている。収容部30には、下方に移動してきたスタ
ッド受取部材10に支持された樹脂スタッド7の係止軸
部6を真空吸引するように、空気通路31が延びてお
り、この空気通路31には外部からパイプ33が連結さ
れて、コンプレッサ等から負圧空気が供給されている。
収容部30への負圧空気の供給のタイミングは、樹脂ス
タッド7を、スタッド受取部材10から受取って支持す
るタイミングに合わせて制御される。なお、収容部30
の空気通路31は樹脂スタッドの溶着後の冷却空気の吐
出にも利用でき、その場合には、冷えた加圧空気がパイ
プ33から供給される。そのため、パイプ33には、負
圧空気と冷却用加圧空気とが選択的に供給される機構が
設けられるのが好ましい。
ド7の係止軸部6を受取って保持する収容部30が設け
られている。収容部30には、下方に移動してきたスタ
ッド受取部材10に支持された樹脂スタッド7の係止軸
部6を真空吸引するように、空気通路31が延びてお
り、この空気通路31には外部からパイプ33が連結さ
れて、コンプレッサ等から負圧空気が供給されている。
収容部30への負圧空気の供給のタイミングは、樹脂ス
タッド7を、スタッド受取部材10から受取って支持す
るタイミングに合わせて制御される。なお、収容部30
の空気通路31は樹脂スタッドの溶着後の冷却空気の吐
出にも利用でき、その場合には、冷えた加圧空気がパイ
プ33から供給される。そのため、パイプ33には、負
圧空気と冷却用加圧空気とが選択的に供給される機構が
設けられるのが好ましい。
【0013】上記の構成で成る超音波溶着装置1の動作
について、主に図3に加えて、図6(A)及び(B)の
動作図を参照しながら説明する。先ず、図6(A)を参
照して溶着作業の動作の1つの例を説明する。ステップ
aにおいて、樹脂スタッド7が給送管9から加圧空気に
よって給送され、スタッド受取部材10に、フランジ部
5を先頭にして送られる。ステップbにおいて、スタッ
ド受取部材10には負圧空気が供給されて、フランジ部
5を着座凹部11(図5も参照されたい)に真空吸引し
て、樹脂スタッド7の中心を凹部11の中心に合わせて
位置決め保持する。ステップcにおいて、スタッド受取
部材10は、超音波ホーン3の先端の収容部30の真下
に移動させられる。この移動は、第3アームシリンダ2
9が動作し、第3アーム27が超音波ホーン3の軸線1
7と平行な垂直方向に移動して図3の矢印で示すよう
に、スタッド受取部材10が樹脂スタッド7を支持した
状態で下降し、更に、第1アームシリンダ21が動作し
て第1アーム19が図3の矢印に示すように垂直方向
に移動し、スタッド受取部材10が下降する。次に、第
2アームシリンダ25が動作して第2アーム23が図3
の矢印に示すように軸線17と直交する水平方向に移
動し、スタッド受取部材10を超音波ホーン3の真下に
移動させる。第1アームシリンダ21の動作を逆にする
(あるいはばね付勢によって戻す場合には動作を停止す
る)ことによって、矢印に示すように、スタッド受取
部材10を上昇させ、着座凹部11の樹脂スタッド7の
係止軸部6を、超音波ホーン3の収容部30に隣接する
位置に移動させる。
について、主に図3に加えて、図6(A)及び(B)の
動作図を参照しながら説明する。先ず、図6(A)を参
照して溶着作業の動作の1つの例を説明する。ステップ
aにおいて、樹脂スタッド7が給送管9から加圧空気に
よって給送され、スタッド受取部材10に、フランジ部
5を先頭にして送られる。ステップbにおいて、スタッ
ド受取部材10には負圧空気が供給されて、フランジ部
5を着座凹部11(図5も参照されたい)に真空吸引し
て、樹脂スタッド7の中心を凹部11の中心に合わせて
位置決め保持する。ステップcにおいて、スタッド受取
部材10は、超音波ホーン3の先端の収容部30の真下
に移動させられる。この移動は、第3アームシリンダ2
9が動作し、第3アーム27が超音波ホーン3の軸線1
7と平行な垂直方向に移動して図3の矢印で示すよう
に、スタッド受取部材10が樹脂スタッド7を支持した
状態で下降し、更に、第1アームシリンダ21が動作し
て第1アーム19が図3の矢印に示すように垂直方向
に移動し、スタッド受取部材10が下降する。次に、第
2アームシリンダ25が動作して第2アーム23が図3
の矢印に示すように軸線17と直交する水平方向に移
動し、スタッド受取部材10を超音波ホーン3の真下に
移動させる。第1アームシリンダ21の動作を逆にする
(あるいはばね付勢によって戻す場合には動作を停止す
る)ことによって、矢印に示すように、スタッド受取
部材10を上昇させ、着座凹部11の樹脂スタッド7の
係止軸部6を、超音波ホーン3の収容部30に隣接する
位置に移動させる。
【0014】このとき、着座凹部11への負圧空気の供
給を停止するとともに空気通路31には負圧空気をパイ
プ33から供給し始める。図6のステップdにおいて、
スタッド受取部材10にあった樹脂スタッド7の係止軸
部6は、超音波ホーン3の収容部30に真空吸引され
て、樹脂スタッド7が収容部30に確実に保持される。
樹脂スタッド7を超音波ホーン3に保持した後、第1ア
ームシリンダ21を再度正方向側に動作(又は停止した
動作を再開)して第1アーム19を下降させ、空になっ
たスタッド受取部材10を図3の矢印に示すように、
下降させ、次に、第2アームシリンダ25の動作によっ
て、スタッド受取部材10を図3の矢印の移動させ、
更に、第1アームシリンダ21及び第3アームシリンダ
29の動作によって、スタッド受取部材10を矢印及
び矢印に図示のように次の樹脂スタッドを受取る位置
すなわち原位置に復帰させる。この動作は、図6(A)
のステップeに示されている。ステップfにおいて、超
音波ホーン3は、本体2の動作によって下降させられ、
先端の収容部30に支持された樹脂スタッド7のフラン
ジ部5を樹脂パネル等の被取付部材に接面させ更に加圧
する。また、超音波ホーン3の負圧空気の供給は停止す
る。ステップgにおいて、超音波ホーン3には超音波エ
ネルギーが供給されて、フランジ部5と被取付部材の界
面に超音波振動を生じさせて溶着を終える。溶着後、空
気通路31に冷却加圧空気が送って、溶着部分を冷却す
るのが好ましい。冷却後、ステップhに示すように、超
音波ホーン3は上昇して次の溶着作業に備える。そし
て、ステップiに図示のように、次の樹脂スタッドの溶
着作業のため、樹脂スタッドの給送が再開される。
給を停止するとともに空気通路31には負圧空気をパイ
プ33から供給し始める。図6のステップdにおいて、
スタッド受取部材10にあった樹脂スタッド7の係止軸
部6は、超音波ホーン3の収容部30に真空吸引され
て、樹脂スタッド7が収容部30に確実に保持される。
樹脂スタッド7を超音波ホーン3に保持した後、第1ア
ームシリンダ21を再度正方向側に動作(又は停止した
動作を再開)して第1アーム19を下降させ、空になっ
たスタッド受取部材10を図3の矢印に示すように、
下降させ、次に、第2アームシリンダ25の動作によっ
て、スタッド受取部材10を図3の矢印の移動させ、
更に、第1アームシリンダ21及び第3アームシリンダ
29の動作によって、スタッド受取部材10を矢印及
び矢印に図示のように次の樹脂スタッドを受取る位置
すなわち原位置に復帰させる。この動作は、図6(A)
のステップeに示されている。ステップfにおいて、超
音波ホーン3は、本体2の動作によって下降させられ、
先端の収容部30に支持された樹脂スタッド7のフラン
ジ部5を樹脂パネル等の被取付部材に接面させ更に加圧
する。また、超音波ホーン3の負圧空気の供給は停止す
る。ステップgにおいて、超音波ホーン3には超音波エ
ネルギーが供給されて、フランジ部5と被取付部材の界
面に超音波振動を生じさせて溶着を終える。溶着後、空
気通路31に冷却加圧空気が送って、溶着部分を冷却す
るのが好ましい。冷却後、ステップhに示すように、超
音波ホーン3は上昇して次の溶着作業に備える。そし
て、ステップiに図示のように、次の樹脂スタッドの溶
着作業のため、樹脂スタッドの給送が再開される。
【0015】図6の(B)は、本発明に係る超音波溶着
方法の実施例を示している。図6の(B)において、ス
テップaからステップhまでは、図6(A)のステップ
aからステップhまでの手順と同じである。すなわち、
図6(B)のステップaにおいて、樹脂スタッド7が給
送管9から給送され、スタッド受取部材10に、フラン
ジ部5を先頭にして送られる。ステップbにおいて、ス
タッド受取部材10には負圧空気によってフランジ部5
が保持される。ステップcにおいて、スタッド受取部材
10は、第1アームシリンダ21、第2アームシリンダ
25及び第3アームシリンダ29の動作によって、超音
波ホーン3の先端の収容部30の真下に移動させられ
る。ステップdにおいて、スタッド受取部材10にあっ
た樹脂スタッド7は、超音波ホーン3の収容部30に真
空吸引されて保持される。ステップeにおいて、スタッ
ド受取部材10は次の樹脂スタッドを受取る位置すなわ
ち原位置に復帰させる。ステップfにおいて、超音波ホ
ーン3は樹脂スタッド7のフランジ部5を被取付部材に
接面させ加圧する。ステップgにおいて、超音波ホーン
3には超音波エネルギーが供給されて溶着作業を終え
る。溶着後、ステップhにおいて超音波ホーン3は上昇
して次の溶着作業に備える。ここまでの手順は、図6の
(A)のステップaからステップhと同じである。
方法の実施例を示している。図6の(B)において、ス
テップaからステップhまでは、図6(A)のステップ
aからステップhまでの手順と同じである。すなわち、
図6(B)のステップaにおいて、樹脂スタッド7が給
送管9から給送され、スタッド受取部材10に、フラン
ジ部5を先頭にして送られる。ステップbにおいて、ス
タッド受取部材10には負圧空気によってフランジ部5
が保持される。ステップcにおいて、スタッド受取部材
10は、第1アームシリンダ21、第2アームシリンダ
25及び第3アームシリンダ29の動作によって、超音
波ホーン3の先端の収容部30の真下に移動させられ
る。ステップdにおいて、スタッド受取部材10にあっ
た樹脂スタッド7は、超音波ホーン3の収容部30に真
空吸引されて保持される。ステップeにおいて、スタッ
ド受取部材10は次の樹脂スタッドを受取る位置すなわ
ち原位置に復帰させる。ステップfにおいて、超音波ホ
ーン3は樹脂スタッド7のフランジ部5を被取付部材に
接面させ加圧する。ステップgにおいて、超音波ホーン
3には超音波エネルギーが供給されて溶着作業を終え
る。溶着後、ステップhにおいて超音波ホーン3は上昇
して次の溶着作業に備える。ここまでの手順は、図6の
(A)のステップaからステップhと同じである。
【0016】図6(B)において、スタッド受取部材1
0の復帰ステップ(e)の完了と超音波ホーン3の復帰
ステップ(h)の途中との間に、スタッド受取位置に戻
ったスタッド受取部材10に、次の樹脂スタッド7を、
フランジ部5を先にして給送するステップiが設けられ
ている。この樹脂スタッド給送ステップ(i)は、図6
(A)においては、超音波ホーンの復帰ステップ(h)
の完了後に行われている。図6(B)の方法によれば、
図6(A)のステップ(i)、すなわち、次の作業にお
ける固着具給送の時間を短縮することができ、作業効率
を向上することができる。これは、本発明の超音波溶着
装置によって樹脂スタッド7を自動装着できるようにな
ったからであり、樹脂スタッドの溶着作業の時間に次の
樹脂スタッドをスタッド受取部材10を保持できるから
である。
0の復帰ステップ(e)の完了と超音波ホーン3の復帰
ステップ(h)の途中との間に、スタッド受取位置に戻
ったスタッド受取部材10に、次の樹脂スタッド7を、
フランジ部5を先にして給送するステップiが設けられ
ている。この樹脂スタッド給送ステップ(i)は、図6
(A)においては、超音波ホーンの復帰ステップ(h)
の完了後に行われている。図6(B)の方法によれば、
図6(A)のステップ(i)、すなわち、次の作業にお
ける固着具給送の時間を短縮することができ、作業効率
を向上することができる。これは、本発明の超音波溶着
装置によって樹脂スタッド7を自動装着できるようにな
ったからであり、樹脂スタッドの溶着作業の時間に次の
樹脂スタッドをスタッド受取部材10を保持できるから
である。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成で、固着具
受取手段上でフランジ部は極めて正確に且つ確実に位置
決めされ、固着具受取手段の移動手段によって固着具受
取手段が移動してもその位置がずれることはなく、該移
動手段による固着具受取手段の移動だけで超音波ホーン
に樹脂固着具を確実に且つ正確に位置決めできて、超音
波ホーンに樹脂固着具を自動装着することができる。ま
た、本発明の方法によれば、樹脂固着具の超音波溶着の
作業時に、次の樹脂固着具を固着具受取手段に保持させ
ているので、次の作業における固着具給送の時間を短縮
することができ、作業効率を向上することができる。
受取手段上でフランジ部は極めて正確に且つ確実に位置
決めされ、固着具受取手段の移動手段によって固着具受
取手段が移動してもその位置がずれることはなく、該移
動手段による固着具受取手段の移動だけで超音波ホーン
に樹脂固着具を確実に且つ正確に位置決めできて、超音
波ホーンに樹脂固着具を自動装着することができる。ま
た、本発明の方法によれば、樹脂固着具の超音波溶着の
作業時に、次の樹脂固着具を固着具受取手段に保持させ
ているので、次の作業における固着具給送の時間を短縮
することができ、作業効率を向上することができる。
【図1】本発明に係る超音波溶着装置の正面図である。
【図2】図1の超音波溶着装置の左側面図である。
【図3】図1の超音波溶着装置の超音波ホーンを含む主
要な部分の正面図である。
要な部分の正面図である。
【図4】図3の装置部分の左側面図である。
【図5】図4の装置部分のA−A線断面図である。
【図6】本発明の超音波溶着装置の動作を示す図であ
り、(A)は標準的な超音波溶着方法のステップを示す
図であり、(B)は本発明に係る超音波溶着方法のステ
ップを示す図である。
り、(A)は標準的な超音波溶着方法のステップを示す
図であり、(B)は本発明に係る超音波溶着方法のステ
ップを示す図である。
1 超音波溶着装置 2 装置の本体 3 超音波ホーン 5 フランジ部 6 係止軸部 7 樹脂スタッド(樹脂固着具) 9 給送管 10 スタッド受取部材(固着具受取手段) 11 着座凹部 14 管部分 15 パイプ 17 超音波ホーンの軸線 19 第1アーム 21 第1アームシリンダ 23 第2アーム 25 第2アームシリンダ 27 第3アーム 29 第3アームシリンダ 30 収容部 31 空気通路
Claims (5)
- 【請求項1】 被取付部材に溶着されるフランジ部と該
フランジ部から延びる係止部とを有する樹脂スタッド等
の樹脂固着具の前記係止部を保持する超音波ホーンと、
超音波ホーンに保持した樹脂固着具のフランジ部を被取
付部材に当接させる手段とを備え、超音波ホーンに超音
波エネルギーを供給して、樹脂固着具のフランジ部を被
取付部材に超音波溶着する超音波溶着装置において、 超音波ホーンへの装着のために樹脂固着具を給送する手
段と、該給送手段からフランジ部を先にした状態で固着
具を受取る固着具受取手段と、該固着具受取手段を前記
超音波ホーンの下方に移動させる固着具受取手段の移動
手段とを備え、該移動手段は、前記固着具受取手段にあ
る固着具の係止部を前記超音波ホーンの係止部支持部に
隣接する位置に移動させることができ、前記固着具受取
手段には、前記フランジ部を着座させる凹部が形成さ
れ、該着座凹部には負圧空気が供給されてフランジ部を
真空吸引するようになっており、該着座凹部の縁部は着
座するフランジ部が着座凹部の中心に位置するようにす
り鉢状に形成されていることを特徴とする超音波溶着装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、前記固
着具受取手段の移動手段は、前記超音波ホーンの軸線と
平行に移動でき、先端が前記固着具受取手段に連結され
た第1アームと、該第1アームを超音波ホーンの軸線方
向に移動させる第1アームシリンダと、前記超音波ホー
ンの軸線と直交する方向に移動でき、先端が前記第1ア
ームシリンダに連結された第2アームと、該第2アーム
を超音波ホーンの軸線と直交する方向に、前記固着具受
取手段を前記超音波ホーンの下方に移動させる第2アー
ムシリンダとから成ることを特徴とする装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の装置において、前記超
音波ホーンの前記係止部を保持する部分には、空気通路
が設けられ、該空気通路には係止部を吸引する負圧空気
が供給されていることを特徴とする装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の装置において、前記超
音波ホーンの空気通路には、負圧空気の供給を停止した
後、溶着部分を冷却するための加圧空気が供給されてい
ることを特徴とする装置。 - 【請求項5】 超音波ホーンに、被取付部材に溶着され
るフランジ部と該フランジ部から延びる係止部とを含む
樹脂スタッドや樹脂クリップ等の樹脂固着具の前記係止
部を保持し、前記フランジ部を被取付部材に当接させて
被取付部材に超音波溶着する超音波溶着方法において、 前記樹脂固着具の給送手段から前記フランジ部を先にし
て、固着具受取手段に給送するステップと、 固着具受取手段の、縁部がすり鉢形状に形成されたフラ
ンジ部用着座凹部に、前記固着具のフランジ部を着座さ
せ、着座した固着具のフランジ部を負圧空気によって真
空吸引するステップと、 前記固着具受取手段を、前記超音波ホーンの先端に隣接
する位置に移動させるステップと、 前記固着具受取手段に保持された固着具係止部を前記超
音波ホーンに吸引して固着具を超音波ホーンに保持させ
るステップと、 固着具受取手段を前記給送手段から固着具を受取る固着
具受取位置に復帰させるステップと、 超音波ホーンに保持した固着具のフランジ部を被取付部
材に当接させつつ超音波溶着するステップと、 溶着後、超音波ホーンを被取付部材から引上げた原位置
に復帰させるステップとを包含し、 更に、前記固着具受取手段の復帰ステップと前記超音波
ホーンの復帰ステップとの間に、該固着具受取り位置に
戻った固着具受取手段に次の固着具をフランジ部を先に
して、固着具受取手段に給送するステップを包含するこ
とを特徴とする超音波溶着方法。
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