JP2016221566A - Dust collecting machine for ultrasonic deposition machine and ultrasonic deposition machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波溶着機用集塵機および超音波溶着機に関する。 The present invention relates to a dust collector for an ultrasonic welder and an ultrasonic welder.
超音波溶着とは、熱可塑性のプラスチックに超音波振動を加えながら圧着する加工技術である。超音波溶着では、溶着時に、振動するホーンとプラスチックとの接触部分が擦れることで、粒径1mm以下の細かい異物が瞬時に飛散し、作業環境を悪化させることがある。 Ultrasonic welding is a processing technique for crimping a thermoplastic plastic while applying ultrasonic vibration. In ultrasonic welding, the contact portion between the vibrating horn and the plastic rubs at the time of welding, so that fine foreign matters having a particle diameter of 1 mm or less may be instantaneously scattered, thereby deteriorating the working environment.
特許文献1には、刃物の周囲を覆うように配置されたノズルと、ノズルの内部に負圧を与える集塵部と、を備え、被切削物を刃物により切削加工する際に、発生する切削粉を集塵する切削機用集塵機が開示されている。しかしながら、超音波溶着の溶着時に発生する、切削粉より細かい異物を集塵可能な超音波溶着機用集塵機は知られていない。
ところで、特許文献1に記載の集塵機を超音波溶着機用集塵機として利用する場合、次のような問題がある。すなわち、この集塵機では、ノズルの先端と被融着物との間に給気用の隙間が空けられ、異物発生源の周囲が密閉される構造ではないため、発生した異物がノズルの外側に飛散することを十分に防ぐことができない。また、ノズルの内側の空間には先端側から基端部側へと向かう気流が形成されるため、発生した異物は気流により舞い上げられてホーンに付着し、ホーンを汚染してしまう。
By the way, when utilizing the dust collector of
本発明は、このような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、溶着時に発生する異物を効率的に収集できるとともに発生する異物がホーンに付着して汚染することを抑制できる超音波溶着機用集塵機および超音波溶着機を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such points. An object of the present invention is to provide a dust collector for an ultrasonic welder and an ultrasonic welder capable of efficiently collecting foreign matters generated during welding and suppressing the generated foreign matters from adhering to and contaminating a horn. .
本発明による超音波溶着機用集塵機は、
超音波溶着機のホーンの周囲を覆うように配置されるノズルと、
前記ノズルの内側の空間から異物を吸引する集塵部と、
を備え、
前記ノズルには、当該ノズルの内側の空間と外側の空間とを連通する給気流路および排気流路が形成されており、
前記排気流路の内側の開口は、前記給気流路の内側の開口よりも前記ノズルの先端側に位置しており、
前記集塵部は、前記排気流路の外側の開口に気密に接続されている。
The dust collector for an ultrasonic welder according to the present invention is:
A nozzle arranged to cover the periphery of the horn of the ultrasonic welder;
A dust collecting part for sucking foreign matter from the space inside the nozzle;
With
The nozzle is formed with an air supply channel and an exhaust channel that communicate the space inside and outside the nozzle,
The opening inside the exhaust passage is located closer to the tip side of the nozzle than the opening inside the air supply passage,
The dust collection unit is airtightly connected to an opening outside the exhaust passage.
本発明による超音波溶着機用集塵機において、
前記排気流路の内側の開口は、前記ノズルの周方向に沿って環状に形成されていてもよい。
In the dust collector for an ultrasonic welder according to the present invention,
The opening inside the exhaust passage may be formed in an annular shape along the circumferential direction of the nozzle.
本発明による超音波溶着機用集塵機において、
前記ノズルは、当該ノズルの軸線方向に伸縮可能な弾性部材により支持されていてもよい。
In the dust collector for an ultrasonic welder according to the present invention,
The nozzle may be supported by an elastic member that can expand and contract in the axial direction of the nozzle.
本発明による超音波溶着機用集塵機において、
前記給気流路の内側の開口と前記排気流路の内側の開口との間には、前記ノズルの内側表面から突出するように整流部が設けられていてもよい。
In the dust collector for an ultrasonic welder according to the present invention,
A rectifying unit may be provided between the opening inside the air supply passage and the opening inside the exhaust passage so as to protrude from the inner surface of the nozzle.
本発明による超音波溶着機用集塵機において、
前記排気流路のうち内側の開口と外側の開口との間には、環状のインナールームが形成されており、当該インナールームには、異物逆流防止部が設けられていてもよい。
In the dust collector for an ultrasonic welder according to the present invention,
An annular inner room may be formed between the inner opening and the outer opening of the exhaust flow path, and a foreign matter backflow prevention unit may be provided in the inner room.
本発明による超音波溶着機は、
前記したいずれかの特徴を有する超音波溶着機用集塵機を備える。
The ultrasonic welder according to the present invention is
A dust collector for an ultrasonic welder having any one of the characteristics described above is provided.
本発明によれば、溶着時に発生する異物を効率的に収集できるとともに発生する異物がホーンに付着して汚染することを抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the foreign material which generate | occur | produces at the time of welding can be collected efficiently, and it can suppress that the generated foreign material adheres to a horn and is contaminated.
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示の理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings attached to the present specification, for the sake of easy understanding of the drawings, the scale and the vertical / horizontal dimension ratio are appropriately changed and exaggerated from those of the actual ones.
図1は、本発明の一実施の形態による超音波溶着機を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an ultrasonic welding machine according to an embodiment of the present invention.
本実施の形態による超音波溶着機1は、被溶着物に振動エネルギーを伝達するホーン2と、ホーン2と被溶着物との接触部分から発生する異物を収集する超音波溶着機用集塵機10と、を備えている。
An
このうちホーン2は、それ自体は公知の超音波溶着機の一構成要素であり、ホーン2の形状および材料は、被溶着物の種類や溶着目的に応じて適宜決定され得る。一例を挙げれば、ホーン2の先端部は円筒形状を有しており、ホーン2の先端部の直径は10mmである。
Of these, the
図1に示すように、超音波溶着機用集塵機10は、ホーン2の周囲を覆うように配置されるノズル14と、ノズル14の内側の空間から異物を吸引する集塵部17と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic
図示された例では、ノズル14は、略円筒形状を有しており、ホーン2の先端部の周囲を覆うように、ホーン2と同軸状に配置されている。ノズル14の内径は、ホーン2の先端部の外径より大きく、ホーン2の先端部とノズル14との間には環状の隙間が形成されている。隙間の幅は、たとえば3mm〜5mmである。
In the illustrated example, the
本実施の形態では、ノズル14は、ノズル14の軸線方向に伸縮可能な弾性部材13(たとえば、螺旋バネ)により支持されている。図示された例では、ノズル14の基端部は径方向に広がるフランジ形状を有しており、ノズル14の基端部の上面とホーンカバー11の下面との間に弾性部材13(螺旋バネ)が挟み込まれた状態で、ノズル14の基端部の下面に当接する取付治具12が、ホーンカバー11に固定されている。ノズル14に軸方向上向きの外力が加わると、この外力に応じて弾性部材13が収縮することで、ノズル14は軸方向上向きに変位され、この外力が解消されると、弾性部材13の復元力により、ノズル14は軸方向下向きに変位されて元の位置に戻される。
In the present embodiment, the
図1に示すように、ノズル14には、当該ノズル14の内側の空間と外側の空間とを連通する給気流路15および排気流路16が形成されており、集塵部17は、排気流路16の外側の開口16bに気密に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
図3に示すように、後述する集塵部17の動作により、ノズル14の内側の空間の空気が排気流路16を通って排出されると、ノズル14の内側の空間が減圧され、ノズル14の内側の空間と外側の空間との圧力差により、ノズル14の外側の空間の空気が給気流路15を通ってノズル14の内側の空間へと供給され得る。そのため、特許文献1に記載の集塵機のようにノズル14の先端と被融着物との間に給気用の隙間を空ける必要がなく、ノズル14の先端を被融着物に当接させて、異物発生源の周囲を密閉することが可能である。
As shown in FIG. 3, when the air in the space inside the
ノズル14の軸方向において、排気流路16の内側の開口16aは、給気流路15の内側の開口15aよりもノズル14の先端側に位置している。これにより、図3に示すように、ノズル14の内側の空間、より詳しくはホーン2とノズル14との間の環状の隙間には、ノズル14の基端部側から先端側へと向かう気流(図示された例では、下向きの気流)が形成され得る。これにより、ノズル14の内側の空間で発生した異物が気流により舞い上げられてホーン2に付着することが抑制され得る。
In the axial direction of the
図2に示すように、給気流路15の内側の開口15aと排気流路16の内側の開口16aとの間には、ノズル14の内側表面から突出するように整流部18が設けられている。図示された例では、整流部18は、断面略半円形状であり、ノズル14の周方向に沿って環状に設けられている。本件発明者らの実際の検証によれば、整流部18が設けられていない場合、ホーン2とノズル14との間の環状の隙間では、ホーン2の近くを通る気流がノズル14の近くを通る気流より流速が速くなり、乱流を引き起こす可能性がある。一方、整流部18が設けられている場合、ホーン2の近くを通る気流とノズル14の近くを通る気流との間の流速差が低減され、乱流の発生が効果的に抑制され得る。
As shown in FIG. 2, a rectifying
本実施の形態では、給気流路15は、周方向に90°ずつ離れて、合計4つ形成されている。各給気流路15は、内側の開口15aから外側の開口15bまでノズル14の径方向に沿って直線状に延びている。なお、図面上では、手前側に延びる給気流路15と奥側に延びる給気流路15の図示が省略されている。
In the present embodiment, a total of four
一方、排気流路16の内側の開口16aは、ノズル14の周方向に沿って環状に形成されている。これにより、排気流路16の内側の開口16aが大きく確保されるため、ノズル14の内側の空間で発生した異物を排気流路16内へと効率的に吸引することができる。
On the other hand, the opening 16 a inside the
図2に示すように、排気流路16のうち内側の開口16aと外側の開口16bとの間には、環状のインナールーム19が形成されている。インナールーム19は、排気流路16の外側の開口16bから集塵部17により空気が吸引される時、インナールーム19の周方向全体に吸引力が作用し、外側の開口16bに近い角度位置と遠い角度位置との間での圧力差が低減されるような大きさに設計されている。これにより、ノズル14の内側で発生した異物を、排気流路16の内側の開口16aから周方向に関して一様な吸引力で吸引することができる。
As shown in FIG. 2, an annular
本実施の形態では、インナールーム19には、異物逆流防止部20が設けられている。図示された例では、異物逆流防止部20は、インナールーム19のうち内周側壁面の下端部から径方向外向き且つ斜め上向きに突き出るように設けられている。排気流路16の内側の開口16aから吸引された異物は、インナールーム19の外周側壁面に沿って上向きに案内された後、インナールーム19の天井で折り返されてインナールーム19の内周側壁面に沿って下向きに案内されるが、ここで異物逆流防止部20により再び折り返されることで、排気流路16の内側の開口16aへと戻ることが抑制され得る。これにより、排気流路16内に吸引された異物の逆流が抑制され、集塵効率が向上され得る。
In the present embodiment, the
以上のような構成からなる排気流路16および給気流路15が形成されたノズル14は、たとえば、3Dプリンタを用いた積層造形法により容易に製造することができる。
The
図1に示すように、集塵部17は、ノズル14の排気流路16に配管21を介して気密に接続されたフィルタ部17aと、フィルタ部17aに配管22を介して気密に接続された吸引排気部17bと、を有している。
As shown in FIG. 1, the
このうち吸引排気部17bとしては、たとえば市販の排気ファンが用いられる。
Among these, a commercially available exhaust fan is used as the
図4は、フィルタ部17aの内部構造を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the internal structure of the
図4に示すように、フィルタ部17aは、筐体31と、筐体31の互いに対向する壁面にそれぞれ形成された流入口33および流出口34と、流入口33と流出口34との間を遮るように筐体31内に設けられたフィルタ32と、を有している。
As shown in FIG. 4, the
図示された例では、流入口33は、筐体31の左側壁に形成されており、流出口34は、筐体31の右側壁に形成されている。フィルタ32は、筐体31の底面から上向きに突き出すように設けられており、フィルタ32の上端部と筐体31の天面との間には隙間が空けられている。
In the illustrated example, the
図4に示すように、配管21を通って流入口33から右向きに流入する空気は、フィルタ32により上向きに進路が曲げられる。ここで、流入口33から右向きに流入する空気中の異物Pは、空気より慣性が大きいため、曲がりきれずにフィルタ32に衝突して付着する。これにより、空気中から異物Pが除去される。異物Pが除去された空気は、フィルタ32の上端部と筐体31の天面との間の隙間を通過したのち、流出口34から配管22へと流出される。このような態様により、軽量かつコンパクトな構造で空気中から異物Pを除去することができる。
As shown in FIG. 4, the air flowing rightward from the
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
まず、ノズル14の先端が被融着物の表面に当接される。また、集塵部17が動作され、ノズル14の内側の空間の空気が排気流路16を通って排出される。これにより、ノズル14の内側の空間が減圧され、ノズル14の内側の空間と外側の空間との圧力差により、ノズル14の外側の空間の空気が給気流路15を通ってノズル14の内側の空間へと供給される。
First, the tip of the
ここで、排気流路16の内側の開口16aは、給気流路15の内側の開口15aよりもノズル14の先端側に位置しているため、図3に示すように、ノズル14の内側の空間、より詳しくはホーン2とノズル14との間の環状の隙間には、ノズル14の基端部側から先端側へと向かう気流(図示された例では、下向きの気流)が形成される。
Here, since the
本実施の形態では、給気流路15の内側の開口15aと排気流路16の内側の開口16aとの間に整流部18が設けられているため、ホーン2とノズル14との間の環状の隙間では、ホーン2の近くを通る気流とノズル14の近くを通る気流との間の流速差が低減され、流速差により乱流が発生することが抑制され得る。
In the present embodiment, since the rectifying
次に、ホーン2とホーンカバー11とが一緒に被融着物に向かって移動され、ホーン2の先端が被融着物に当接される。この時、ノズル14の先端には被融着物から軸方向上向きの圧力がかかり、この圧力に応じて弾性部材13が収縮され、その復元力によりノズル14の先端は被融着物に押し付けられるため、ホーン2と被融着物との接触部分の周囲がノズル14により確実に密閉される。
Next, the
ホーン2から伝達される振動エネルギーにより被融着物の超音波融着が行われる。この時、振動するホーン2と被溶着物との接触部分が擦れることで、接触部分から粒径1mm以下の細かい異物が瞬時に飛散する。
The object to be welded is ultrasonically fused by the vibration energy transmitted from the
本実施の形態では、ホーン2と被融着物との接触部分の周囲がノズル14により密閉されているため、発生した異物がノズル14の外側に飛散することが防止され得る。
In the present embodiment, since the periphery of the contact portion between the
また、図3に示すように、ノズル14の内側の空間には、ノズル14の基端部側から先端側へと向かう気流が形成されているため、発生した異物の舞い上がりが低減され、発生した異物がホーン2に付着して汚染することが抑制され得る。
Further, as shown in FIG. 3, in the space inside the
集塵部17による吸引力により、発生した異物は、排気流路16の内側の開口16aから排気流路16内へと吸引される。ここで、排気流路16の内側の開口16aは、ノズル14の周方向に沿って環状に形成されているため、排気流路16の内側の開口16aが大きく確保され、発生した異物は排気流路16の内側の開口16aから効率的に吸引され得る。
The generated foreign matter is sucked into the
排気流路16の内側の開口16aから吸引された異物は、インナールーム19の外周側壁面に沿って上向きに案内された後、インナールーム19の天井で折り返されてインナールーム19の内周側壁面に沿って下向きに案内され、次いで、異物逆流防止部20により再び折り返されることで、排気流路16の内側の開口へと戻ることが抑制され得る。
The foreign matter sucked from the opening 16 a inside the
インナールーム19内に吸引された異物は、排気流路16の外側の開口16bから配管21を通って集塵部17のフィルタ部17aへと流入される。図4に示すように、フィルタ部17aの流入口33から筐体31内へと右向きに流入する空気は、フィルタ32により上向きに進路が曲げられる。ここで、空気中の異物Pは、空気より慣性が大きいため、フィルタ32で曲がりきれずに、フィルタ32に衝突して付着する。これにより、空気中から異物Pが除去される。異物Pが除去された空気は、フィルタ32の上端部と筐体31の天面との間の隙間を通過したのち、流出口34から配管22を通って吸引排気部17bへと流出される。
The foreign matter sucked into the
以上のような本実施の形態によれば、ノズル14に給気流路15が形成されているため、特許文献1の集塵機のようにノズル14の先端と被融着物との間に給気用の隙間を空ける必要がなく、ノズル14の先端を被融着物に当接させて、異物発生源の周囲を密閉することができる。これにより、溶着時に発生する細かい異物をノズルの外側に飛散させることなく効率的に収集することができる。
According to the present embodiment as described above, since the
また、本実施の形態によれば、排気流路16の内側の開口16aは、給気流路15の内側の開口15aよりもノズル14の先端側に位置しているため、ノズル14の内側の空間には基端部側から先端側へと向かう気流が形成される。これにより、発生した異物が気流により舞い上げられてホーン2に付着して汚染することを抑制できる。
Further, according to the present embodiment, the opening 16 a inside the
また、本実施の形態によれば、排気流路16の内側の開口16aがノズル14の周方向に沿って環状に形成されているため、排気流路16の内側の開口16aが大きく確保され、発生した異物を排気流路16の内側の開口16aから効率的に吸引することができる。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施の形態によれば、ノズル14は、当該ノズル14の軸線方向に伸縮可能な弾性部材13により支持されているため、ノズル14の先端が被融着物に当接される際に、弾性部材13が収縮され、その復元力によりノズル14の先端が被融着物に押し付けられる。これにより、異物発生源の周囲がノズル14により確実に密閉され得る。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施の形態によれば、給気流路15の内側の開口15aと排気流路16の内側の開口16aとの間には、ノズル14の内側表面から突出するように整流部18が設けられているため、ノズル14の内側の空間に形成される基端部側から先端側へと向かう気流は、整流部18により効果的に整流され得る。これにより、ノズル14の内側で発生した異物の舞い上がりが低減され、発生した異物がホーン2に付着して汚染することが顕著に抑制され得る。
Further, according to the present embodiment, the rectifying
また、本実施の形態によれば、排気流路16のうち内側の開口16aと外側の開口16bとの間には、環状のインナールーム19が形成されており、当該インナールーム19には、異物逆流防止部20が設けられているため、排気流路16内に吸引された異物がノズル14の内側の空間へと逆流することが防止され、集塵効率が向上され得る。
Further, according to the present embodiment, the annular
なお、本実施の形態では、ホーン2の先端およびノズル14の先端は、下向きに向けられており、被融着物の上面に当接されるように構成されていたが、これに限定されず、ホーン2の先端およびノズル14の先端は、上向きに向けられており、被融着物の下面に当接されるように構成されていてもよいし、ホーン2の先端およびノズル14の先端は、横向きに向けられており、被融着物の側面に当接されるように構成されていてもよい。このような態様によっても、本実施の形態と同様の作用効果を奏する。
In the present embodiment, the tip of the
1 超音波溶着機
2 ホーン
10 超音波溶着機用集塵機
11 ホーンカバー
12 取付治具
13 弾性部材
14 ノズル
15 給気流路
15a 内側の開口
15b 外側の開口
16 排気流路
16a 内側の開口
16b 外側の開口
17 集塵部
17a フィルタ部
17b 吸引排気部
18 整流部
19 インナールーム
20 異物逆流防止部
21 配管
22 配管
31 筐体
32 フィルタ
33 流入口
34 流出口
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ノズルの内側の空間から異物を吸引する集塵部と、
を備え、
前記ノズルには、当該ノズルの内側の空間と外側の空間とを連通する給気流路および排気流路が形成されており、
前記排気流路の内側の開口は、前記給気流路の内側の開口よりも前記ノズルの先端側に位置しており、
前記集塵部は、前記排気流路の外側の開口に気密に接続されている
ことを特徴とする超音波溶着機用集塵機。 A nozzle arranged to cover the periphery of the horn of the ultrasonic welder;
A dust collecting part for sucking foreign matter from the space inside the nozzle;
With
The nozzle is formed with an air supply channel and an exhaust channel that communicate the space inside and outside the nozzle,
The opening inside the exhaust passage is located closer to the tip side of the nozzle than the opening inside the air supply passage,
The dust collector for an ultrasonic welder, wherein the dust collector is airtightly connected to an opening outside the exhaust passage.
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波溶着機用集塵機。 2. The dust collector for an ultrasonic welder according to claim 1, wherein an opening inside the exhaust passage is formed in an annular shape along a circumferential direction of the nozzle.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の超音波溶着機用集塵機。 The dust collector for an ultrasonic welder according to claim 1, wherein the nozzle is supported by an elastic member that can expand and contract in an axial direction of the nozzle.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の超音波溶着機用集塵機。 The rectification | straightening part is provided between the opening inside the said air supply flow path, and the opening inside the said exhaust flow path so that it may protrude from the inner surface of the said nozzle. A dust collector for an ultrasonic welder according to any one of the above.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の超音波溶着機用集塵機。 An annular inner room is formed between an inner opening and an outer opening in the exhaust flow path, and a foreign matter backflow prevention unit is provided in the inner room. Item 5. A dust collector for an ultrasonic welder according to any one of Items 1 to 4.
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