超声波粘结方法和装置制造方法及图纸

利用本超声波粘结方法和装置，不管外界温度如何以及结构如何简单，均可适当地进行超声波粘结。该装置包括一用于产生超声波振动的超声波振荡器（１０）、一设置在该超声波振荡器中用于超声波振荡的触头（１２）以及一用于感应触头（１２）温度的温度传感器（１８）。设置一控制装置（１６），用于检测触头（１２）温度并控制超声波振荡器（１０）在触头（１２）与一待粘结物体相接触的状态中的振荡时间，使该振荡时间与触头（１２）温度负相关。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用超声波振荡通过加热和熔合来粘结片状树脂材料的超声波粘结方法及其装置。到目前为止，已知的超声波振荡粘结装置包括一用于产生超声波振动的超声波振荡器以及一设置在超声波振荡器中的超声波振荡触头。它用于通过将超声波振荡触头压于需要彼此粘结的材料并使其振荡而加热和熔合物体。该超声波粘结中的一种控制方法包括检测触头温度并控制触头超声波振荡幅度的方法。在这种控制方法中，例如日本专利公开No.2-35661或日本专利公开No.63-315223中所揭示的，用安装于保持件或托座的诸如热敏电阻之类的温度感应元件检测温度，与基准温度比较，在温度低于基准温度时提高超声波振荡幅度，而在温度高于基准温度时降低振荡幅度。而且，如日本专利公开No.62-140823或日本专利公开No.5-299480中所揭示的，还提出有一种用于检测具有诸如加热器之类的加热装置的超声波触头的温度的控制装置，它控制加热装置以使触头保持于一恒定温度。在超声波振荡幅度控制的上述现有技术中，当在超声波粘结中提高振荡幅度时，在诸如片状树脂材料之类的粘结材料中可能产生局部的破裂。这是因为超声波振荡幅度的升高导致突然的能量增加。在薄片状材料的情况下，在其受压区域内很可能发生局部破裂。更坏的是，引起局部破裂的状况并不是不变的，这使得很难准确控制能量限度以不致引起局部破裂。此外，使超声波触头保持恒定温度的方法可适用于熔解温度相对较高的场合，诸如金属焊接。另一方面，在树脂等的粘结场合，熔解温度相对较低，不能设置加热器或任何其它的加热装置。相反，由于超声波触头因连续用于超声波粘结而温度升高，因而需要抑制温度的升高。但是，为了抑制这种温度升高，用送风的方法使其冷却并不十分有效，而若安装冷却装置，则会增加设备和生产成本。尤其是，在片状树脂材料的超声波粘结中，当温度变得过高时，材料会变脆。因此，触头的温度控制已成为一个严重的问题。本专利技术正是鉴于现有技术中的上述问题而提出的，因而其目的在于提供一种无论外界环境如何均能够以简单的结构进行适当粘结的超声波粘结方法和装置。为了实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种超声波粘结方法，使一超声波振荡器的触头与一片状树脂材料相接触，同时使该片状树脂材料覆置于一待粘结物体上并使触头产生超声波振荡，其特征在于，检测触头的温度，将触头与片状树脂材料相接触状态中的振荡时间设定成与触头温度负相关，并将片状树脂材料熔接于物体。紧临用触头粘结片状树脂材料之前检测触头的温度。待粘结的物体可以是拉链的具有连接元件的拉链带，片状树脂材料是加强材料，诸如需要熔接于拉链带的安装底部止挡件的部分、也就是拉链带的端部处的加强带。而且，按照本专利技术，提供了一种超声波粘结装置，它包括一产生超声波振动的超声波振荡器、一设置在该超声波振荡器中用于施加超声波振荡的触头、一感应触头温度的温度传感器以及一检测触头温度并控制超声波振荡器在触头与一片状树脂材料相接触的状态中的振荡时间的控制装置，使该振荡时间与触头温度负相关。温度传感器是非接触式的，它在待熔解物体附近感应触头的温度。附图说明图1是本专利技术一实施例的超声波粘结装置的示意图。图2是表示该实施例的超声波粘结装置的触头温度与触头振荡时间之间的适当关系的图。图3是一个实施例的示意图，其中本专利技术的超声波粘结装置用于粘结拉链的加强带。图4是在用该实施例的超声波粘结装置粘结拉链的加强带时触头区域的纵向剖视图。图5是该实施例的超声波粘结装置将拉链的加强带粘结于一起状态的触头区域的纵向剖视图。图6是用该实施例的超声波粘结装置粘结有加强带的拉链串的俯视图。图7是用该实施例的超声波粘结装置粘结有加强带的拉链的俯视图。下面参照图1和图2来描述本专利技术的一个实施例。如图1所示，该实施例的超声波粘结装置包括一产生超声波振动的超声波振荡器10和一个一体安装于超声波振荡器10中用于施加超声波振荡的触头12。超声波振荡器10和触头12连接于一诸如电动机之类的驱动装置，并可竖直移动。超声波振荡器10和驱动装置14连接于一控制装置16并由该控制装置16控制，其具体控制的实现将在后面描述。在触头12的下端附近设置一温度传感器18，用于感应触头12的温度而无需与其相接触。温度传感器18的检测输出被输入到一用于检测温度的温度检测装置20，该温度检测装置20的输出被输入到控制装置16。该实施例的超声波粘结装置用于使薄片状树脂材料22与一待熔接的片状物体22彼此熔接于一起。片状树脂材料22和物体24被放置于一砧台26上，该砧台是设置在触头12下面的托座，并且片状树脂材料22和物体24的边缘在由触头12与砧台26夹持时被彼此粘结。在粘结片状树脂材料22和物体24时，触头12的温度在其使用开始阶段设定得较低，并随着触头12的继续使用而升高。在片状树脂材料22和物体24的超声波粘结中，在超声波振荡的幅度和频率保持恒定的条件下，如果触头温度较低并且粘结振荡时间较短，则抗扭等粘结强度会变弱。在相同条件下，如果触头温度较高并且粘结振荡时间较长，则片状树脂材料容易变脆。综合这一关系，在图2的实线所示区域(a)中，可合适地进行超声波粘结，而在虚线所示的外部区域中，也就是在振荡时间短于或触头温度低于区域(a)的区域中，粘结强度不足，或是在振荡时间长于或触头温度高于区域(a)的区域中，粘结状态变脆。因此，通过检测触头12的温度并根据该温度调节振荡时间，将在触头12与片状树脂材料22相接触的状态中的超声波振荡器10的振荡时间控制成位于如图2所示的区域(a)范围之内。如图2所示，在触头温度和振荡时间的合适的关系中，振荡时间设定成与触头温度负相关，这以下面公式表示Y=B-AX其中，Y是振荡时间，X是触头12的温度，A是表示区域(a)的斜度的一个正值，并且是上述公式的用于控制振荡时间的一个系数，B是触头12温度假设为0时的振荡时间。对触头12的温度检测最好紧临触头12对片状树脂材料22和物体24的粘结之前进行，以使得可以实现更准确的温度设定，并可确保粘结。最好用一种非接触式红外线检测温度传感器作为温度传感器18，也可以使用热电偶或半导体传感器。按照该实施例的超声波粘结方法和装置，感应触头12的温度而不与其相接触，并以这样一种方式控制振荡时间，使触头温度与粘结振荡时间之间的关系处于有利于粘结的条件。因此，如果触头温度随着触头12的继续使用而升高，粘结可始终在合适的条件下进行。而且，通过控制振荡时间，粘结状况可保持恒定。这样，与控制超声波振荡的幅度相比，不会将突然的能量加到片状材料上，因而几乎不会发生局部破裂。而且，由于是对时间进行控制，因而可以实现方便而准确的控制。本专利技术的超声波粘结方法和装置中所使用的控制装置和温度检测装置既可以由若干分开的电路或专门的装置构成。或者，它们可以与一合适的计算机系统构成一体，也可以在功能上分成一温度检测器和一控制装置。其结构在此不具体说明。下面将参照图3到图7来描述本专利技术的超声波粘结方法和装置的一个实例。该实例设计用来将加强带34、35粘结于图7所示拉链40的拉链带30、32的前、后面，这种加强带是片状树脂材料的透明加强件。用于加强带的材料可包括聚酯弹性体、聚酰胺弹性体、尼龙6、尼龙12等。拉链带30、32由诸如聚酯或尼龙之类的合成纤维或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波粘结方法，使一超声波振荡器（１０）的触头（１２）与一片状树脂材料（２２）相接触，同时使该片状树脂材料（２２）覆置于一待粘结物体（２４）上并使触头（１２）超声波振荡，其特征在于，感应触头（１２）的温度，将触头（１２）与片状树脂材料（２２）相接触状态中的振荡时间设定成与触头（１２）温度负相关，并将片状树脂材料（２２）熔接于物体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前田英二，岩下启辅，松村悟志，
申请(专利权)人：YKK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]