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公開番号2025002271
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102329
出願日2023-06-22
発明の名称超音波溶着装置、超音波溶着方法及び制御プログラム
出願人グンゼ株式会社
代理人個人,個人
主分類B29C 65/08 20060101AFI20241226BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】超音波振動の停止タイミングを適切に判定可能な超音波溶着装置、超音波溶着方法及び制御プログラムを提供する。
【解決手段】超音波溶着装置は、ピンに超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる。超音波溶着装置は、超音波電力生成部と、振動子と、制御回路とを備える。超音波電力生成部は、超音波電力を生成する。振動子は、超音波電力生成部によって生成された超音波電力に基づいて超音波振動を発生させる。制御回路は、振動子の共振周波数、又は、共振周波数と相関を有するパラメータの変化に応じて振動子の停止タイミングを判定する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
ピンに超音波振動を伝搬させることによって前記ピンを溶融させる超音波溶着装置であって、
超音波電力を生成する超音波電力生成部と、
前記超音波電力生成部によって生成された前記超音波電力に基づいて前記超音波振動を発生させる振動子と、
前記振動子の共振周波数、又は、前記共振周波数と相関を有するパラメータの変化に応じて前記振動子の停止タイミングを判定する制御回路とを備える、超音波溶着装置。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記パラメータは、前記振動子に印加される電圧と前記振動子において生じる電流との位相差である、請求項１に記載の超音波溶着装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記共振周波数又は前記パラメータのピークを検出し、所定条件を満たす前記ピークが検出されるのに応じて前記停止タイミングを判定する、請求項１又は請求項２に記載の超音波溶着装置。
【請求項４】
前記超音波溶着装置のユーザへの通知を行なう通知部をさらに備え、
前記制御回路は、前記停止タイミングの判定結果に基づいて前記停止タイミングを前記ユーザへ通知するように前記通知部を制御する、請求項１又は請求項２に記載の超音波溶着装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記停止タイミングの判定結果に基づいて前記超音波振動を停止させるための制御を行なう、請求項１又は請求項２に記載の超音波溶着装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記超音波振動が開始してから所定時間経過後に前記停止タイミングの判定を開始する、請求項１又は請求項２に記載の超音波溶着装置。
【請求項７】
ピンに超音波振動を伝搬させることによって前記ピンを溶融させる超音波溶着方法であって、
超音波電力を生成するステップと、
振動子が前記超音波電力に基づいて前記超音波振動を発生させるステップと、
前記振動子の共振周波数、又は、前記共振周波数と相関を有するパラメータの変化に応じて前記振動子の停止タイミングを判定するステップとを含む、超音波溶着方法。
【請求項８】
ピンに超音波振動を伝搬させることによって前記ピンを溶融させる超音波溶着装置の制御プログラムであって、
前記超音波溶着装置は、
超音波電力を生成する超音波電力生成部と、
前記超音波電力生成部によって生成された前記超音波電力に基づいて前記超音波振動を発生させる振動子とを備え、
前記制御プログラムは、前記振動子の共振周波数、又は、前記共振周波数と相関を有するパラメータの変化に応じて前記振動子の停止タイミングを判定するステップをコンピュータに実行させる、制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波溶着装置、超音波溶着方法及び制御プログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許第４４１２９０１号公報（特許文献１）は、インプラントを埋め込むために用いられる埋込装置を開示する。この埋込装置は、発振器と発振ユニットとを含む。発振ユニットは、インプラントを保持する。発振ユニットは、発振器によって生成されたエネルギーに基づいて励起されることにより発振する。発振ユニットを発振させることによってインプラントの溶接が行なわれる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４４１２９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、上記特許文献１に開示されている埋込装置が用いられ、ピンに超音波振動が伝搬すると、ピンが溶融する。このピンの溶融を利用することによって溶着が行なわれる。溶着後におけるピンの引抜強度は、ピンの溶融度合いの影響を受ける。例えば、ピンの溶融が十分でない場合、及び、ピンが溶融しすぎた場合の各々において、十分な引抜強度が実現されない恐れがある。したがって、十分な引抜強度を実現するためには、超音波振動のピンへの伝搬を適切なタイミングで停止する必要がある。しかしながら、超音波振動の適切な停止タイミングを見極めることは必ずしも容易ではない。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、超音波振動の停止タイミングを適切に判定可能な超音波溶着装置、超音波溶着方法及び制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある局面に従う超音波溶着装置は、ピンに超音波振動を伝搬させることによってピンを溶融させる。超音波溶着装置は、超音波電力生成部と、振動子と、制御回路とを備える。超音波電力生成部は、超音波電力を生成する。振動子は、超音波電力生成部によって生成された超音波電力に基づいて超音波振動を発生させる。制御回路は、振動子の共振周波数、又は、共振周波数と相関を有するパラメータの変化に応じて振動子の停止タイミングを判定する。
【０００７】
本発明者（ら）は、振動子の共振周波数又は共振周波数と相関を有するパラメータがピンの溶融状態に応じて変化することを見出した。この超音波溶着装置においては、振動子の共振周波数、又は、共振周波数と相関を有するパラメータの変化に応じて振動子の停止タイミングが判定される。したがって、この超音波溶着装置によれば、ピンの溶融状態を考慮した上で振動子の停止タイミングを適切に判定することができる。
【０００８】
上記超音波溶着装置において、パラメータは、振動子に印加される電圧と振動子において生じる電流との位相差であってもよい。
【０００９】
本発明者（ら）は、超音波振動の周波数が略一定である場合に、振動子に印加される電圧と振動子において生じる電流との位相差がピンの溶融状態に応じて変化することを見出した。この超音波溶着装置においては、振動子に印加される電圧と振動子において生じる電流との位相差の変化に応じて振動子の停止タイミングが判定される。したがって、この超音波溶着装置によれば、ピンの溶融状態を考慮した上で振動子の停止タイミングを適切に判定することができる。
【００１０】
上記超音波溶着装置において、制御回路は、共振周波数又はパラメータのピークを検出し、所定条件を満たすピークが検出されるのに応じて停止タイミングを判定してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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