特許 6529657 複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6529657

(24)【登録日】2019年5月24日

(45)【発行日】2019年6月12日

(54)【発明の名称】複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/08 20060101AFI20190531BHJP

【ＦＩ】

   B29C65/08

【請求項の数】8

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2018-232526(P2018-232526)

(22)【出願日】2018年12月12日

【審査請求日】2019年1月15日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592198622

【氏名又は名称】ナカタ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080045

【弁理士】

【氏名又は名称】石黒 健二

(72)【発明者】

【氏名】仲田 政彦

【審査官】 神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２７８０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３８１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２９１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−００３７１４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

縦型に配置された保持板と、
前記保持板の上端部に取り付けられ、前記上端部の長手方向に一定の配列間隔で並ぶ複数の受け歯部を有する歯列部と、
前記歯列部の上方に前記長手方向に沿って配列され、前記歯列部に対向する状態で近接する下限位置と前記歯列部から上方に一定の間隔だけ離れた上限位置との間でそれぞれ上下方向に往復移動可能に設けられ、ホーンを有する複数の超音波振動子ユニットとを備えた超音波プレス式融着装置により、平坦状で横幅および縦幅を有し、複数層から成る複合樹脂素材を重ね合せたうちの一部である接合部で融着する超音波プレス式融着方法において、
前記保持板を上下方向に往復移動可能に駆動するものであって、駆動部材により前記保持板を昇降変位させて、前記歯列部が前記超音波振動子ユニットに対して接近する近接位置と前記歯列部が前記超音波振動子ユニットから離れる離間位置との間で移動させる駆動工程と、
前記超音波振動子ユニットと前記歯列部との間に配した前記複合樹脂素材を前記上限位置にて、搬送ローラの駆動により入口方向から出口方向に一定の時間間隔で間欠的に送り出す搬送工程と、
前記超音波振動子ユニットが前記歯列部に対して下方に移動した前記下限位置にて、前記保持板が前記駆動部材により前記歯列部を前記超音波振動子ユニットに対して近接する前記近接位置に上昇させ、前記複合樹脂素材を前記超音波振動子ユニットと前記歯列部との間で挟持する挟持工程と、
前記挟持工程にて、前記超音波振動子ユニットを前記複合樹脂素材の上面を押圧するとともに、前記歯列部を前記複合樹脂素材の下面に押し込む押込み工程と、
前記押込み工程にて、前記超音波振動子ユニットを通電駆動して前記ホーンから発する超音波振動により前記複合樹脂素材の前記接合部を融着して融着線状部を形成する通電融着工程と、
前記押込み工程が継続する工程時間内で前記複数の超音波振動子ユニットの前記下限位置で送風機が通電駆動されることにより生じた冷却風を導風ダクトを介して前記ホーンに吹き当てる風当て工程と、
前記通電融着工程を行った後、前記超音波振動子ユニットが前記下限位置から前記上限位置に向けて上昇する過程で、前記送風機による前記冷却風を前記融着線状部に一定時間だけ吹き当てることで、前記複合樹脂素材から複合樹脂品を製造する冷風工程とを備えたことを特徴とする複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法。

【請求項2】

前記冷風工程において、前記複数層の前記複合樹脂素材から成り、横幅および縦幅を有する複合樹脂品を形成し、前記融着線状部のそれぞれが前記複合樹脂品の下面に対して凹溝状に窪む凹曲面状部を有し、前記冷風工程にて前記融着線状部が冷却される過程で、前記凹曲面状部の前記縦幅に沿う方向の冷却による縮みが生じることにより、前記凹曲面状部における前記複数層の前記複合樹脂素材には、前記凹曲面状部の開口端部から内底部に向かう引張方向の弾性蓄勢力を保有させたことを特徴とする請求項１に記載の複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法。

【請求項3】

前記複数の前記超音波振動子ユニットは、ユニット制御部材によりそれぞれ個別に通電駆動されるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法。

【請求項4】

前記搬送ローラにより前記複合樹脂素材を送り出す方向に沿って前記保持板と平行状態に配列され、前記保持板の上端面が前記複合樹脂素材の下面部を摺動可能に載置する送り案内板を有することを特徴とする請求項１に記載の複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法。

【請求項5】

前記超音波振動子ユニットは、操作用エアシリンダ内に組み込まれ、前記操作用エアシリンダの駆動により前記上下方向に往復移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法。

【請求項6】

前記駆動部材は、回転駆動される駆動軸と、前記駆動軸に取り付けられたカム板と、上端部および下端部を有して前記上端部が前記保持板に連結され、前記下端部が前記カム板の外周端面に摺動可能に当接するロッドから成り、前記カム板は、
前記駆動軸に偏心状態に取り付けられた円弧状の第１プロフィールを有する径小カム部と、
前記径小カム部は、この径小カム部の中心部から所定の偏心量だけ離れた位置を回転中心として前記駆動軸に取り付けられていることと、
前記回転中心を有して前記偏心量を前記径小カム部の半径寸法に加算した寸法を半径とする円弧状の第２プロフィールを備えた径大カム部と、
前記径小カム部と前記径大カム部とは、同一平面上で一体物として連結されて成り、前記カム板の回転方向に沿った向きでの前記第１プロフィールの終端と前記第２プロフィールの始端とは、起伏のない無段差・平滑状態で連続していることとを特徴とする請求項１に記載の複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法。

【請求項7】

前記受け歯部の大きさの異なる複数の前記歯列部が用意されており、前記歯列部は、前記保持板の前記上端部に交換可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法。

【請求項8】

前記受け歯部の前記配列間隔の異なる複数の前記歯列部が用意されており、前記歯列部は、前記保持板の前記上端部に交換可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱可塑性樹脂のように熱融着可能な複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法に関する。

【背景技術】

【0002】

繊維製品の加工に用いる超音波融着装置を利用した例として、特許文献１〜３に記載あれたものがある。特許文献１は、マグネット付きシートであり、上生地、下生地および芯心材が超音波融着により接合され、円形の融着線パターンを合せて全体的に格子状模様を形成している。

【0003】

特許文献２は、枕を安定配置する敷寝具を構成し、枕を定位置に保つとともに、就寝姿勢での安眠を確保している。敷寝具を構成するにあたっては、敷寝具の上シートと下シートとを重ね合わせ、加圧超音波加工を用いて熱融着している。すなわち、就寝者の肩位置、腰位置、膝位置および踵位置で熱融着が行われて積層体を設けている。

【0004】

特許文献３は、保温性と抗菌防臭性を向上するため、ポリエステル綿布製の下側シートと上側シートとを超音波融着により接合している。上下両シートの間には、備長炭製の木炭繊維シートとを収容し、遠赤外線による温熱効果で冬季には温かく、夏季には放熱効果で涼感が得られるようにしている。

【0005】

また、特許文献４は、繊維製品でなく熱融着性フィルムを熱シールする超音波シール装置が開示している。超音波ホーンと受けローラとの間にフィルムを介在させ、フィルムの全長にわたってシールを施す構成となっている。

【0006】

特許文献５では、第１基材シートと第２基材シートとの間に発熱層を配した積層発熱体製造方法であり、超音波接合と同時に溶断する接合溶断工程を備えている。
特許文献６では、溶融樹脂線条が立体網状構造体件に垂涎された直後に被着体が重ね合わされて溶着一体化する複合体の製法を記載している。
特許文献７では、熱融着性樹脂層の表面に融着する超音波融着用樹脂成形体であって
、融着に割れ防止用のリブを設け、フランジ板が薄化するのを防いでいる。
特許文献８では、三層構造の敷きパッドが記載されており、敷きパッドの長手方向に一定間隔で点状に超音波融着して形成したスポット融着点列で一体化している。これにより、敷きパッドにおけるクッション性、形状保持力、空間保持力、通気性および保温性といった互いに相反する効用を同時に満たすようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平０６−２６１８２５号公報

【特許文献2】実用新案登録第３２０５０１８号公報

【特許文献3】実用新案登録第３０８５４９７号公報

【特許文献4】特開平０９−２７８０２２号公報

【特許文献5】特開２０１８−６１６１４号公報

【特許文献6】特開２０１１−１５２７７９号公報

【特許文献7】特開２０００−７９６３８号公報

【特許文献8】実用新案登録第３１０１４５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１〜３では、上シートと下シートとの接合を短時間で効率よく確実に超音波融着することに改良の余地があり、量産性の向上を図る業界の要請に応じる必要がある。
また、特許文献４の超音波シール装置では、厚みの小さなフィルムなど薄手の素材に適すものの、マットレスなどの厚手の敷寝具に適用するに不向きである。特許文献５〜８においても、同様な課題を内在する。
このため、当該業界では、特許文献３および特許文献８を凌駕する効果を発揮する健康志向の敷きパッドなどの複合樹脂品の登場が望まれていた。

【0009】

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複合樹脂素材の接合を短時間で効率よく確実に超音波融着することが可能となり、コスト的に有利に量産性の向上に寄与し、超音波融着により生じた融着線状部が折目を形成し、折目を介した複合樹脂品の折り曲げ操作が容易にでき、この折目により使用者の体圧分散に適した構造となり、厚手の複合樹脂品にも適用可能で汎用性が増し、融着線状部が成す融着文様が外観の見栄えを向上させる複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

超音波プレス式融着方法により形成された複合樹脂品にあっては、横幅および縦幅を有する複数の複合樹脂素材を重ね合せて複数層に構成され、複数層の複合樹脂素材を重ね合せたうちの一部である接合部で一定間隔毎に線状に融着した複数の融着線状部を一連の融着線状部群として横幅に沿って列方向にに設けている。一連の融着線状部群を一行単位として縦幅の方向に沿って複数行にわたって間欠的に設けている。
融着線状部のそれぞれが複合樹脂品の下面に対して凹溝状に窪む凹曲面状部を構成し、凹曲面状部における複数層の複合樹脂素材には、凹曲面状部の開口端部から内底部に向かう引張方向の弾性蓄勢力を保有する蓄勢力部を付与している。
この場合、引張方向の弾性蓄勢力により、凹曲面状部の開口上端部は、上方への回動付勢傾向が付与されるため、複合樹脂品が融着線状部を折目線として折り曲げ易くなって容易に折り曲げることができる。

【0011】

複数層から成る複合樹脂素材を複合樹脂素材の接合部で融着して複合樹脂品を形成する超音波プレス式融着方法において、超音波発振器により超音波振動子のホーンから発生させた超音波振動を接合部に印加・伝達して複合樹脂素材を融着させる。
このため、駆動工程では、保持板を上下方向に往復移動可能に駆動し、駆動部材により保持板を昇降変位させて、歯列部が超音波振動子ユニットに対して接近する近接位置と歯列部が超音波振動子ユニットのホーンから離れる離間位置との間で移動させる。
搬送工程では、超音波振動子ユニットと歯列部との間に配した複合樹脂素材を上限位置にて、搬送ローラの駆動により入口方向から出口方向に一定の時間間隔で間欠的に送り出す。
挟持工程では、超音波振動子ユニットが歯列部に対して下方に移動した下限位置にて、保持板が駆動部材により歯列部を超音波振動子ユニットに対して近接する近接位置に上昇させ、複合樹脂素材を超音波振動子ユニットと歯列部との間で挟持する。
挟持工程にて、超音波振動子ユニットを複合樹脂素材の上面を押圧すると共に、歯列部を複合樹脂素材の下面に押し込む。
通電融着工程では、押込み工程にて、超音波振動子ユニットを通電駆動してホーンから発する超音波振動により複合樹脂素材の接合部を融着して融着線状部を形成する。
風当て工程では、押込み工程が継続する工程時間内で複数の超音波振動子ユニットの下限位置で送風機が通電駆動されることにより生じた冷却風を導風ダクトを介してホーンに吹き当てる。
冷風工程では、通電融着工程の後に、超音波振動子ユニットが下限位置から上限位置に向けて上昇する過程で、送風機による冷却風を融着線状部に一定時間だけ吹き当てる。

【0012】

上記の複合樹脂素材を融着させる方法では、超音波振動子ユニットを通電駆動して発する超音波振動により複合樹脂素材を融着して形成する方法のため、複合樹脂素材の接合部を短時間で効率よく確実に超音波融着することが可能となる。
超音波振動により複合樹脂素材を融着する構成のため、工業用ミシンなどによる縫製作業が不要となってコスト的に有利に量産性の向上に寄与することができる。
超音波による融着で複合樹素材の接合部に生じた融着線状部が折目を形成し、折目を介した複合樹脂品の折り曲げ操作が容易にできる。

【0013】

この折目により使用者の体圧分散に適した構造となり、厚手の複合樹脂品にも適用可能で汎用性が増し、さらには、融着線状部が成す融着文様により複合樹脂品の外観の見栄えを向上させることができる。
また、保持板は、駆動部材により上下方向に往復移動調節可能に設けられている。このため、超音波振動子ユニットと歯列部との間の上下間隔を調整することにより、薄手の複合樹脂品から厚手の複合樹脂品まで多様な厚み寸法の複合樹脂品に対して超音波融着を広範囲に適用することができる。
また、送風機の通電駆動時には、導風ダクトから冷却風が複合樹脂素材品の接合部の上面に吹き当たる。このため、接合部の複数層（上層、中間層、下層）ほど早期に冷却されるようになって、他部位に比べて優先的に収縮（縮み）が生じる。

【0014】

すなわち、凹曲面状部は、下面から上面にわたって複数層（上層、中間層、下層）を成しており、冷風工程にて融着線状部が冷却される過程で、凹曲面状部の複数層（上層、中間層、下層）の縦幅に沿う方向の冷却による縮み（冷却縮み）が生じる。
この冷却縮みに起因して、凹曲面状部の開口上端部から凹面底部に向かって縮みによる弾性蓄勢力が生じる。この結果、凹曲面状部の開口上端部は、上方への回動付勢傾向が付与されるため、複合樹脂品が融着線状部を折目線として折り曲げ易くなって容易に折り曲げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】複合樹脂品用の超音波プレス式融着装置を示す平面図である（実施例１）。

【図2】（ａ）は振動子ユニットが離間位置に下降し、ホーンが上限位置に上昇した際の超音波プレス式融着装置を示す断面図、（ｂ）は複合樹脂素材をホーンと保持板との間に位置させた態様を示す縦断面図である（実施例１）。

【図3】（ａ）振動子ユニットが近接位置に上昇し、ホーンが下限位置に降下した際の超音波プレス式融着装置を示す断面図、（ｂ）は複合樹脂素材をホーンと保持板との間で挟持する態様を示す縦断面図である（実施例１）。

【図4】超音波プレス式融着装置における搬送ローラの配置関係を一部省略して示す部分的な上面図である（実施例１）。

【図5】超音波プレス式融着装置を入口方向から見た斜視図である（実施例１）。

【図6】超音波プレス式融着装置を出口方向から見た斜視図である（実施例１）。

【図7】中央演算部と各種の制御部とを結ぶブロック図である（実施例１）。

【図8】（ａ）は超音波プレス式融着装置を示す部分的斜視図、（ｂ）はホーンと歯列部を示す部分的な斜視図である（実施例１）。

【図9】複合樹脂素材に対して配置替え可能な導風ダクトと一緒に示す操作用エアシンリダの縦断面図である（実施例１）。

【図10】（ａ）は横幅および縦幅を有し、複数の融着線状部を形成した複合樹脂品を示す斜視図、（ｂ）は融着線状部の成形過程を示す部分的な斜視図、（ｃ）は図１０（ａ）のＡｘ−Ａｘに沿う縦断面図である（実施例１）。

【図11】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ上層、中間層および下層を異なる材質で形成した複合構造を例示する断面図である（実施例１）。

【図12】（ａ）は複合樹脂品を示す部分的な斜視図、（ｂ）は使用者が複合樹脂品上に仰臥した態様を示す側面図である（実施例１）。

【図13】（ａ）、（ｂ）は受け歯部の歯幅寸法、高さ寸法および配列間隔の異なる複数の歯列部が用意されたスライド部材を示す斜視図、（ｃ）はスライド部材と保持板とを示す分解斜視図である（実施例２）。

【図14】（ａ）〜（ｃ）は駆動部材におけるカム板の作動を示す説明図である（実施例３）。

【図15】（ａ）は複合樹脂品を示す拡大縦断面図、（ｂ）〜（ｅ）は類型的な融着線状部を示す融着線パターン図である（各実施例の類型図）。

【図16】（ａ）〜（ｈ）は類型的な融着線状部を示す融着線パターン図である（各実施例の類型図）。

【図17】（ａ）〜（ｇ）は類型的な融着線状部を示す融着線パターン図である（各実施例の類型図）。

【図18】（ａ）〜（ｈ）は類型的な融着線状部を示す融着線パターン図である（各実施例の類型図）。

【図19】（ａ）〜（ｅ）は融着線状部が形成された複合樹脂品の態様を示す説明図である（各実施例の折曲げ態様図）。

【図20】（ａ）〜（ｇ）は融着線状部が形成された複合樹脂品の態様を示す説明図である（各実施例の折曲げ態様図）。

【図21】（ａ）〜（ｄ）は複合樹脂品の適用例を示す説明図である（各実施例の適用図）。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本願発明に係る超音波プレス式融着方法では、超音波振動子ユニットを通電駆動して発する超音波振動により複合樹脂素材を接合部で融着するので、複合樹脂素材の接合部を短時間で効率よく確実に超音波融着することが可能となり、コスト的に有利に量産性の向上に寄与する。

【実施例1】

【0017】

本発明の実施例１を図１ないし図１２を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る複合樹脂品４Ｓを形成する超音波プレス式融着装置１を示す。超音波プレス式融着装置１は、製造工場などの設置面Ｗに据え付けられており、後述する超音波発振器２により超音波振動子３から発生させた超音波振動をブースタ３Ａおよび共鳴体としてのホーン３Ｂを順に介して平坦状の複合樹脂素材４に印加・伝達して複合樹脂素材４を互いに重ね合せたうちの一部である接合部４ａで融着させる（図３（ｂ）および図９参照）。

【0018】

複数層（例えば上層４Ａ、中間層４Ｃおよび下層４Ｂ）から成る複合樹脂素材４は、図１０に示すように、横幅Ｔｈおよび縦幅Ｔｖを有し、複合樹脂素材４の裏面を下面とし、複合樹脂素材４の表面を上面とし、後述する超音波プレス式融着方法により複合樹脂品４Ｓを形成する。

【0019】

すなわち、横幅Ｔｈおよび縦幅Ｔｖを有する複数の複合樹脂素材４を重ね合せ、複数層の複合樹脂素材４を互いに重ね合せたうちの一部を接合部４ａとしている。複合樹脂素材４の接合部４ａに、一定間隔毎に線状に融着した複数の融着線状部４ｆを一連の融着線状部群４Ｆとして横幅Ｔｈに沿って列方向に設けている。この一連の融着線状部群４Ｆを一行単位として縦幅Ｔｖの方向に複数行にわたって間欠的に設けた複合樹脂品４Ｓが構成される。

【0020】

融着線状部４ｆのそれぞれが複合樹脂品４Ｓの下面に対し、後述するように凹溝状に窪む凹曲面状部４ｅを構成する。凹曲面状部４ｅにおける複数層の複合樹脂素材４には、後述するように、凹曲面状部４ｅの開口端部から内底部に向かう引張方向Ｗｆの弾性蓄勢力を保有する蓄勢力部４ｋを付与している（図１０（ｂ）参照）。

【0021】

斯かる複合樹脂品４Ｓを形成するための超音波プレス式融着装置１では、図２および図３にも示すように、縦型に立設・配置されて、一定の厚みを有する金属製の保持板５が設けられている。保持板５の上端部には、複数の受け歯部６ａを有する歯列部６が取り付けられている。
受け歯部６ａは、保持板５における上端部の横長方向Ｌに沿って一定の配列間隔で並ぶ。保持板５は、図４に示す駆動部材７により上下方向に往復移動可能に設けられており、後述する複数の超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅ（ホーン３Ｂ）に対して、歯列部６が接近する近接位置Ｈ１と歯列部６が超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅから離れる離間位置Ｈ２との間で接離方向に昇降変位可能になっている。

【0022】

駆動部材７は、超音波プレス式融着装置１の運転に伴い、上下駆動機構（図示せず）を作動させることで保持板５を押し上げて近接位置Ｈ１に上昇させるようになっている。

【0023】

複数の超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅは、歯列部６の上方で歯列部６に対応する状態で、横長方向Ｌに沿って一定の僅少ピッチ間隔で間欠的に配置されている。各超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅは、これらに対応する操作用電磁弁Ｕ１〜Ｕ５により、図９で後述する操作用エアシリンダ２８を作動させてそれぞれ下限位置Ｓ１と上限位置Ｓ２との間で上下方向に往復移動可能に設けられている。

【0024】

下限位置Ｓ１とは、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅ（ホーン３Ｂ）が歯列部６に対向する状態で近接する位置であり、上限位置Ｓ２とは、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅ（ホーン３Ｂ）が歯列部６から上方に一定の間隔だけ離れた位置である。

【0025】

超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅと歯列部６との間には、平坦状の複合樹脂素材４が配されている。この複合樹脂素材４は、搬送ローラ１４の駆動により複合樹脂素材４を上限位置Ｓ２にて入口方向Ｅｐから出口方向Ｅｘに一定の時間間隔で間欠的に送り出すようになっている。
搬送ローラ１４では、歯列部６の前方に設けられた上下一対の前上ローラ１４ａと前下ローラ１４ｂが設けられていると共に、歯列部６の後方に設けられた上下一対の後上ローラ１４ｃと後下ローラ１４ｄが設けられている。

【0026】

前上ローラ１４ａは、左右に設けられた前部調整エアシンリダ１５、１６により上下移動調節可能に設けられ、前上ローラ１４ａと前下ローラ１４ｂとの間の挿通間隔を大小調整して複合樹脂素材４の厚み寸法ｔに対応させるようにしている。
後上ローラ１４ｃは、左右に設けられた後部調整エアシンリダ１７、１８により上下移動調節可能に設けられ、後上ローラ１４ｃと後下ローラ１４ｄとの間の挿通間隔を大小調整して複合樹脂素材４の厚み寸法ｔに対応させるようにしている。

【0027】

図１および図４に示す駆動装置１９は、超音波プレス式融着装置１の運転に伴い、後軸体２０ａおよび前軸体２１ｃを回転駆動するもので、後軸体２０ａは後下ローラ１４ｄに連結され、上方スプロケット２６は、前軸体２１ｃを介して前下ローラ１４ｂに連結されている。

【0028】

後上ローラ１４ｃおよび後下ローラ１４ｄの後方には、縦型の案内板２４が設けられている。案内板２４は、保持板５と一定間隔あけて平行状態に配列され、案内板２４の上端面２４ａが複合樹脂素材４の下面部を送り出す方向（Ｅｐ⇒Ｅｘ）に沿って摺動可能に載置している。

【0029】

超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅの上方には、これらの各位置に対応して送風機２５ａ〜２５ｅが設けられている（図２（ａ）、図３（ａ）および図５参照）。
送風機２５ａ〜２５ｅの通電駆動に伴い、送風機２５ａ〜２５ｅから導風ダクト２６ａ〜２６ｅを介して冷却風が各ホーン３Ｂおよび歯列部６（融着線状部４ｆ）に選択的に送られるようになっている（図９参照）。すなわち、後述する風当て工程では、冷却風が各ホーン３Ｂに吹き当たり、後述する冷風工程では、冷却風が歯列部６（融着線状部４ｆ）に吹き当たるようにしている。なお、導風ダクト２６ａ〜２６ｅの終端開口部を吹出口２６ｆ〜２６ｊとして形成している。

【0030】

ここで、導風ダクト２６ａ〜２６ｅに言及すれば、導風ダクト２６ａ〜２６ｅは、図９に示すように、吹出口２６ｆ〜２６ｊの近傍である先端部分２６Ｋを有する。先端部分２６Ｋは、外周囲に磁性体ｍを貼着して引張コイルスプリングＰｗに吊り下げられた状態にある。
図７に示すオン・オフ制御部２６Ｅにより電磁石Ｍへの通電が行われて、先端部分２６Ｋの磁性体ｍを吸着することで、先端部分２６Ｋを引張コイルスプリングＰｗの付勢力に抗し、上向き位置Ｚ１から実線で示すように、下向き位置Ｚ２に下方変位させる。

【0031】

すなわち、各ホーン３Ｂが下限位置Ｓ１から上方に移動する過程で、先端部分２６Ｋの下方変位により、吹出口２６ｆ〜２６ｊを各ホーン３Ｂに対する指向から外し、後述する融着線状部４ｆに対向させるようになっている（下向き位置Ｚ２）。
また、電磁石Ｍへの通電を止めることで、磁性体ｍへの吸着が止み、先端部分２６Ｋを電磁石Ｍの吸着力から解放して自由にする。この際、先端部分２６Ｋに引張コイルスプリングＰｗの上方への付勢力が働いて先端部分２６Ｋを上方変位により元の上向き位置Ｚ１に配し、吹出口２６ｆ〜２６ｊを下限位置Ｓ１の各ホーン３Ｂに対応させる（図９の二点鎖線参照）。

【0032】

風当て工程では、導風ダクト２６ａ〜２６ｅは、その吹出口２６ｆ〜２６ｊを下限位置Ｓ１でホーン３Ｂに対向させる。この対向位置で、送風機２５ａ〜２５ｅを通電駆動することで、冷風をホーン３Ｂに吹き当ててホーン３Ｂを冷却する。

【0033】

また、ホーン３Ｂが下限位置Ｓ１から上限位置Ｓ２に移動する過程で、吹出口２６ｆ〜２６ｊが歯列部６（融着線状部４ｆ）に対向するように配置替え可能になっている（冷風工程）。これらオン・オフ制御部２６Ｅ、電磁石Ｍ、磁性体ｍおよび引張コイルスプリングＰｗは位置替え機構を構成している。

【0034】

複合樹脂素材４の接合部３ａは、歯列部６に対応配置されているため、複合樹脂素材４に対する超音波振動の印加後には、歯列部６は融着線状部４ｆと同一位置にあると言える。この結果、歯列部６に対する吹出口２６ｆ〜２６ｊの対応位置は、融着線状部４ｆに対する吹出口２６ｆ〜２６ｊの対応位置と同等となる。

【0035】

なお、複合樹脂素材４の接合部４ａ（融着線状部４ｆ）はホーン３Ｂの下部近傍に位置するので、ホーン３Ｂが歯列部６から離れる過程（下限位置Ｓ１⇒上限位置Ｓ２）で、送風機２５ａ〜２５ｅによる冷風を融着線状部４ｆに対する分岐流として吹き当てて融着線状部４ｆを冷却してもよい。
この場合には、風当て工程が冷風工程として引き続き機能するため、オン・オフ制御部２６Ｅ、電磁石Ｍ、磁性体ｍおよび引張コイルスプリングＰｗから成る位置替え機構は省略してもよい。

【0036】

超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅについては、図９に示すように、超音波発振器２、超音波振動子３、超音波振動をブースタ３Ａおよびホーン３Ｂを円筒キャップ２７Ａにより格納して操作用エアシリンダ２８内で縦型に接続して構成されている。操作用エアシリンダ２８内には、ピストン２７ａとロッド２７ｂによる押引き操作部材２７Ｅが構成されている。
ピストン２７ａと円筒キャップ２７Ａとは縦軸２７Ｂにより連結されており、操作用エアシリンダ２８の作動により円筒キャップ２７Ａ、すなわちホーン３Ｂを下限位置Ｓ１と上限位置Ｓ２との間で上下方向に沿って昇降変位させる。

【0037】

また、保持板５の歯列部６については、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、保持板５の上端面に凹凸状に起伏する受け歯部６ａを有している。
保持板５が近接位置Ｈ１に上昇し、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅが下方変位してホーン３Ｂが歯列部６に接近する下限位置Ｓ１に下降するようになっている。
ホーン３Ｂは、下端部が鋭角端部３Ｃを形成した断面逆三角形状の形態となっている（特には図８（ｂ）参照）。鋭角端部３Ｃの先端面は、曲率半径の小さな丸みを帯びた曲面を成している。

【0038】

上記構成において、先ず、前部調整エアシンリダ１５、１６をそれぞれ通電し、前上ローラ１４ａを図１に示すその回転軸１４Ｅを介して前下ローラ１４ｂから引き上げて、両ローラ１４ａ、１４ｂ間の挿通間隔を複合樹脂素材４の厚み寸法ｔに対応調整させる。
また、後部調整エアシンリダ１７、１８の通電により、後上ローラ１４ｃをその回転軸１４Ｇを介して後下ローラ１４ｄから引き上げて、両ローラ１４ｃ、１４ｄ間の挿通間隔を複合樹脂素材４の厚み寸法ｔに対応調整させる。

【0039】

この場合の複合樹脂素材４は、熱可塑性樹脂を用い、一例として上層４Ａ（ｅｘ．ポリエチレン製）の上敷部と下層４Ｂ（ｅｘ．ポリエチレン製）の下敷部との間に、中間層４Ｃ（ｅｘ．ポリウレタン製）のクッション敷部を配置している。複合樹脂素材４から形成された複合樹脂品４Ｓとしては、マットレスなどの敷物（ｅｘ．敷シーツ、敷きパット）を例示することができる（図２（ｂ）、（ｄ）参照）。

【0040】

両ローラ１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）間の挿通間隔の対応調整に伴い、駆動装置１９が通電駆動され、上方スプロケット２６および前軸体２１ｃを介して前下ロータ１４ｂを正方向に回転させる。これと同時に、後軸体２０ａを介して後下ロータ１４ｄを正方向に回転させる。

【0041】

これにより、両ローラ１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）間に挟まれた複合樹脂素材４の出口方向Ｅｘに向う送りが行われる。
駆動装置１９を所定時間置きに通電駆動することで、搬送ローラ１４の間欠的な回転駆動により、上限位置Ｓ２にてホーン３Ｂと歯列部６との間の複合樹脂素材４を入口方向Ｅｐから出口方向Ｅｘに一定の時間間隔で間欠的に送り出すこととなる。

【0042】

複合樹脂素材４が正方向に所定量の送りが行われた際、駆動装置１９が停止して複合樹脂素材４の送りを止め、この状態で操作用電磁弁Ｕ１〜Ｕ５を駆動すると共に、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅにおける操作用エアシリンダ２８を介してホーン３Ｂを下限位置Ｓ１に下降移動させる。

【0043】

これに伴い、駆動部材７が作動して保持板５を近接位置Ｈ１まで押し上げて上昇変位させる。このように、保持板５を近接位置Ｈ１まで押し上げ、ホーン３Ｂを下限位置Ｓ１に下降移動させた状態で、超音波発振器２に通電して超音波振動子３を励起により発生した超音波振動をブースタ３Ａからホーン３Ｂに伝達する。

【0044】

この過程は、超音波プレス式融着方法における挟持工程に相当し、挟持工程では、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅの下限位置Ｓ１にて、図７に示す挟持制御部８Ａにより、中央演算部２６Ｆを介して駆動部材７が駆動される。
このため、保持板５が上方に押し上げられて歯列部６をホーン３Ｂに近接する近接位置Ｈ１に上昇し、複合樹脂素材４をホーン３Ｂと歯列部６との間で挟持する。

【0045】

挟持工程に続く押込み工程では、挟持工程での超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅのホーン３Ｂを複合樹脂素材４の上面を押圧するとともに、歯列部６を複合樹脂素材４の下面に押し込む。
押込み工程に続く通電融着工程では、通電融着制御部８Ｃにより押込み工程での超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅを通電駆動して発する超音波振動により複合樹脂素材４を重ね合わせた接合部４ａで融着する（図３（ｂ）および図９参照）。

【0046】

風当て工程では、押込み工程が継続する工程時間内で超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅの下限位置Ｓ１で、電磁石Ｍへの通電が止み、先端部分２６Ｋが引張コイルスプリングＰｗに付勢力により上向き位置Ｚ１に変位する。これに伴い、風当て制御部８Ｄが作動して送風機２５ａ〜２５ｅから生じた冷却風を導風ダクト２６ａ〜２６ｅを介し、下限位置Ｓ１のホーン３Ｂに吹き当てる。

【0047】

冷風工程では、通電融着工程を行った後、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅが下限位置Ｓ１から上限位置Ｓ２に向けて上昇する過程で電磁石Ｍが通電される。これにより、先端部分２６Ｋが磁性体ｍを介して電磁石Ｍに吸着されて、下向き位置Ｚ２に変位し、冷風制御部８Ｅが作動して送風機２５ａ〜２５ｅによる冷却風を融着線状部４ｆに一定時間だけ吹き当てる。

【0048】

冷風工程の終了により、図１０（ｂ）に示すように、複数層（上層４Ａ、中間層４Ｃ、下層４Ｂ）の複合樹脂素材４から成り、横幅Ｔｈおよび縦幅Ｔｖを有する複合樹脂品４Ｓを形成する。融着線状部４ｆのそれぞれが、複合樹脂品４Ｓの下面に対して凹溝状に窪む凹曲面状部４ｅを有する。
冷風工程にて融着線状部４ｆが冷却される過程で、凹曲面状部４ｅの縦幅Ｔｖに沿う方向の冷却による縮みが生じる。
これにより、凹曲面状部４ｅにおける複数層の複合樹脂素材４には、凹曲面状部４ｅの開口端部から内底部に向かう引張方向Ｗｆの弾性蓄勢力を保有させた蓄勢力部４ｋを付与する。

【0049】

融着線状部４ｆの冷却固化後に、送風機２５ａ〜２５ｅへの通電駆動が停止し、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅが上限位置Ｓ２に上昇し、送風機２５ａ〜２５ｅへの通電駆動が停止し、保持板５が元の離間位置Ｈ２に下降し、搬送ローラ１４の駆動により間欠的に送られる複合樹脂素材４への融着動作に備える。
この場合、送風機２５ａ〜２５ｅへの通電駆動は、複合樹脂素材４への融着作業運転が終了するまで継続状態のまま保持してもよい。

【0050】

なお、実施例１の変形例として、複数の超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅは、ユニット制御部材（図示せず）によりそれぞれ個別に通電駆動されるように構成してもよい。

【0051】

この変形例では、超音波プレス式融着装置１の運転時に超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅのうち、例えば、三機の超音波振動子ユニット（８ａ、８ｃ、８ｅ）と二機の超音波振動子ユニット（８ｂ、８ｄ）とを交互に通電駆動するようにしてもよい。
この場合には、超音波融着により複合樹脂品４Ｓ（複合樹脂素材４）に生じた融着線状部４ｆが多種類の融着文様を形成するため、需要者の嗜好に応じた融着文様を選択させることができる。

【0052】

〔実施例１の効果〕
実施例１では、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅの超音波発振器２を通電駆動して発する超音波振動により複合樹脂素材４を融着するので、複合樹脂素材４の接合部４ａを短時間で効率よく確実に超音波融着することが可能となる。
超音波振動により複合樹脂素材４を融着する構成のため、工業用ミシンなどによる縫製作業が不要となってコスト的に有利に量産性の向上に寄与することができる。

【0053】

接合部４ａへの超音波融着により、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、複合樹脂品４Ｓに薄肉の融着線状部４ｆが形成され、複合樹脂品４Ｓが融着線状部４ｆを介して曲げ易くなっている。

【0054】

ここで、保持板５に歯列部６を設けているので、複合樹脂素材４に複数の融着線状部４ｆが点線状に間欠形成される。このため、融着線状部を途切れなく連続的に形成するものと異なり、複合樹脂品４Ｓの融着線状部４ｆでの強度低下を抑制しながらも、複合樹脂品４Ｓの折目線を介する曲げ操作が容易となる。

【0055】

とりわけ、導風ダクト２６ａ〜２６ｅの吹出口２６ｆ〜２６ｊは、各ホーン３Ｂと融着線状部４ｆに選択的に対向するように配置されており、送風機２５ａ〜２５ｅの通電駆動時には、冷風工程で、導風ダクト２６ａ〜２６ｅから冷却風が融着線状部４ｆの上面に吹き当たる。

【0056】

このため、融着線状部４ｆ（接合部４ａ）の複数層（上層４Ａ、中間層４Ｃ、下層４Ｂ）ほど早期に冷却されて、他部位に比べて優先的に収縮（縮み）が生じる。
すなわち、凹曲面状部４ｅは、図１０（ａ）に示すように、上面から下面にわたって複数層（上層４Ａ、中間層４Ｃ、下層４Ｂ）を成しており、冷風工程にて融着線状部４ｆが冷却される過程で、凹曲面状部４ｅの複数層（上層４Ａ、中間層４Ｃ、下層４Ｂ）の縦幅Ｔｖに沿う方向の冷却による縮み（冷却縮み）が生じる。

【0057】

この際、融着線状部４ｆが凹溝状に窪む凹曲面状部４ｅ（例えば、断面弧状部または断面Ｕ字状部）として曲成されているため、凹曲面状部４ｅの縦幅Ｔｖの方向に対向する双方の開口上端部を陥入上面部Ｐｅ、Ｐｇとし、凹曲面状部４ｅの内底部を凹面底部Ｐｆとする（図１０（ｂ）、（ｃ）参照）。
この定義のもとで、陥入上面部Ｐｅ、Ｐｇから凹面底部Ｐｆに向かって縮みによる弾性蓄勢力を付与している（図１０（ｂ）の矢印Ｗｆ参照）。この弾性蓄勢力は、凹曲面状部４ｅ（接合部４ａ）に矢印Ｗｆに沿う引張方向の弾性付勢力として保有させている。

【0058】

この結果、凹曲面状部４ｅの陥入上面部Ｐｅ、Ｐｇは、蓄勢力部４ｋとして図１０（ｂ）、（ｃ）に矢印Ｊで示すように、上方への回動付勢傾向が付与されるため、複合樹脂品４Ｓが融着線状部４ｆを折目線として折り曲げ易くなる。
なお、複数層（上層４Ａ、中間層４Ｃ、下層４Ｂ）の冷却縮みについては、の割合は、冷風工程での冷却風速や冷却時間などを調整することにより、冷却縮みの割合が上層４Ａから中間層４Ｃおよび下層４Ｂにかけて次第に漸減するように設定してもよい。

【0059】

複合樹脂品４Ｓの複数層（上層４Ａ、中間層４Ｃ、下層４Ｂ）の材質について言及すると、図１１（ａ）では、上層４Ａをポリウレタンフォームと人工皮革（合成皮革）とし、中間層４Ｃを三次元立体編み物構造とし、下層４Ｂを合成繊維と綿との混紡とし、下層４Ｂをパンチング綿としている。
図１１（ｂ）では、上層４Ａを繊維製の織布と不織布との間に合成繊維綿を挟む層で形成し、中間層４Ｃを２層のパンチング綿で構成し、下層４Ｂを上層４Ａと同様な層構造にしている。

【0060】

図１１（ｃ）では、上層４Ａおよび下層４Ｂを図１１（ｂ）と同様な層構造とし、中間層４Ｃを三次元スプリング構造体としている。この例では、他の例に比べ、隣接する融着線状部４ｆ間のピッチ間隔Ｐｓを広く設定している。
図１１（ｄ）では、上層４Ａをポリエステル繊維とし、中間層４Ｃを厚手の固綿とし、下層４Ｂをパンチング綿としている。

【0061】

融着線状部４ｆを形成したことにより、使用者の体圧分散に適した構造となり、併せて、厚手の複合樹脂品４Ｓにも適用可能で汎用性が増す。更には、複数の融着線状部４ｆが成す融着文様により複合樹脂品４Ｓの外観の見栄えが向上るため、デザイン上の観点から有利となる。

【0062】

なかでも、使用者Ｕへのクッション性、通気性、体圧分散およびストレッチ性の効果については、図１２に示すように、所定の厚み寸法ｔで複数の融着線状部４ｆの行間隔Ｆｗが一定の幅寸法である場合、融着線状部４ｆの相互間で複合樹脂素材４（複合樹脂品４Ｓ）が上方に湾曲する（図１２（ａ）参照）。このため、複合樹脂品４Ｓ（例えば、敷きパッドやマットレス）上に仰臥する使用者Ｕの背中Ｂｗが複合樹脂品４Ｓの湾曲最上面部に接触状態で当接する（図１２（ｂ）参照）。

【0063】

複合樹脂素材４（複合樹脂品４Ｓ）が上方に湾曲した湾曲最上面部に背中Ｂｗが接触状態で当接する形状のため、使用者Ｕの背中Ｂｗと融着線状部４ｆとの間には通風空間が谷間として生じ、谷間の風通しがよくなって通気性が向上する。
これにより、複合樹脂品４Ｓのクッション性は勿論、通気性、体圧分散およびストレッチ性の各効果が大幅に向上し、〔先行技術文献〕の欄で挙げた特許文献３および特許文献８を凌駕する効果を発揮する健康志向の敷きパッドなどの複合樹脂品４Ｓを実現することができる。

【0064】

保持板５は、駆動部材７により上下方向に往復移動調節可能に設けられている。このため、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅのホーン４Ｂと歯列部６との間の上下間隔を調整することにより、薄手の複合樹脂品４Ｓから厚手の複合樹脂品４Ｓまで多様な厚み寸法の複合樹脂品に対して超音波融着を広範囲に適用することができる。

【0065】

送り案内板２４が保持板５と平行状態に配列され、送り案内板２４の上端面２４ａが複合樹脂素材４を摺動可能に載置している。このため、超音波プレス式融着装置１の運転開始に伴い、複合樹脂素材４を送り出す方向（出口方向Ｅｘ）に助長するので、複合樹脂素材４を円滑かつ迅速に搬送できて搬送作業の効率化を図ることができる。

【0066】

また、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅは、操作用エアシリンダ２８内に組み込まれ、操作用エアシリンダ２８の駆動により下限位置Ｓ１と上限位置Ｓ２との間で往復移動可能に設けられている。
これにより、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅが操作用エアシリンダ２８と一体的となった縦型の直立構造体となり、構造が簡素でコンパクトになって取り扱い易くなる。

【実施例2】

【0067】

図１３は本発明の実施例２を示す。実施例２が実施例１と異なるところは、保持板５の上端面に蟻溝状の樋部５Ａを形成し、別体の蟻臍状のスライド部材５Ｂを樋部５Ａに着脱可能に設けたことである（図１３（ｃ）参照）。

【0068】

スライド部材５Ｂには、受け歯部６ａの大きさや配列間隔Ｐの異なる複数の歯列部６が用意されており、歯列部６は、スライド部材５Ｂを樋部５Ａに取り替え着脱することにより交換可能になっている（図１３（ａ）、（ｂ）参照）。
これにより、所望の歯幅寸法ｗ、高さ寸法ｈあるいは配列間隔ｐを有する歯列部６と交換することできるので、複合樹脂品４Ｓに融着文様を形成する際、複合樹脂品４Ｓに生じる融着線状部４ｆを所望のデザインに変更することができる。
この実施例２並びに後述する実施例３、４のように構成しても、実施例１と同様な効果が得られる。

【実施例3】

【0069】

図１４は本発明の実施例３を示す。実施例３では、駆動部材７により上下駆動機構として回転駆動される駆動軸７ａを設置面Ｗと平行に設け、この駆動軸７ａに異形のカム板４０を設けている。
すなわち、駆動部材７の駆動軸７ａには、図１４（ａ）に示すように、カム板４０が嵌着固定されている。縦型のロッド９は、その上端部をヒンジ１０および取付辺１０ａを介して保持板５に連結している。ロッド９の下端部は、カム板４０の外周端面に摺動可能に当接している。

【0070】

カム板４０は、駆動軸７ａに偏心状態に取り付けられた円弧状の第１プロフィール４０ｅを有する径小カム部４０ａおよび径大カム部４０ｂを備えている。
径小カム部４０ａは、この径小カム部４０ａの中心部Ｃｐから所定の偏心量Ｅｆだけ離れた位置を回転中心Ｒｆとして駆動軸７ａに嵌着状態に取り付けられている。

【0071】

径大カム部４０ｂは円弧状の第２プロフィール４０ｆを備えており、駆動軸７ａを回転中心Ｒｆとして偏心量Ｅｆを径小カム部４０ａの半径寸法Ｒ１に加算した寸法を半径Ｒ２とする（Ｒ２＝Ｒ１＋Ｅｆ）。
径小カム部４０ａと径大カム部４０ｂとは、同一平面上で一体物として連結されて成る。カム板４０の回転方向Ｆ（例えば、時計回り方向）に沿った向きでの第１プロフィール４０ｅの終端部４０ｃと第２プロフィール４０ｆの始端部４０ｄとは、起伏や凹凸のない無段差・平滑状態で連続している。

【0072】

駆動軸７ａの回転駆動に伴い、ロッド９の下端部をカム板４０の外周端面に摺動させる際、第１プロフィール４０ｅの終端部４０ｃで保持板５を近接位置Ｈ１に上昇させ、第２プロフィール４０ｆの始端部４０ｄから終端部４０ｇまで近接位置Ｈ１が保たれる（図１４（ａ）、（ｂ）参照）。

【0073】

さらに、カム板４０が回転方向Ｆに駆動されると、図１４（ｃ）に示すように、第２プロフィール４０ｆの終端部４０ｇから第１プロフィール４０ｅの始端部４０ｈに至り、ロッド９を介して保持板５が離間位置Ｈ２に下降する。

【0074】

この実施例３では、ロッド９が径大カム部４０ｂの外周端面（第１プロフィール４０ｅ）に摺動する所定の持続時間の間は、ロッド９（保持板５）が近接位置Ｈ１に保持される（図１４（ａ）、（ｂ）参照）。このため、駆動部材７を近接位置Ｈ１で逐一止めることなく、超音波振動子ユニット（８ａ〜８ｅ）により、複合樹脂素材４に対する融着作業を続行せることができる。

【0075】

本発明に係る超音波プレス式融着装置１では、複合樹脂品のなかでも薄物繊維製品から極厚繊維製品まで製品幅に複数の融着線状部４ｆを平行間隔に配置している。
これにより、完成後の複合樹脂品４Ｓが融着線状部４ｆに沿って折り畳み易くなり、使用者の体圧分散式に適合し、指圧効果に加えて、融着線状部４ｆによる良好な外観デザイン加工が可能となる。

【0076】

複合樹脂品４Ｓを位置ずれしないようにホールド状態で超音波発振（１秒間に１９０００回の振動）、発振融着時間、融着部圧力などを調整後、手動・自動・連続運転加工が可能となる。複合樹脂品４の幅、厚さ、硬さが異なる加工も部分的に調整可能となる。
また、超音波ウエルダー型卓上機器、ミシン縫製で加工しづらい構成素材や厚手の構成素材も特殊加圧融着加工で圧縮あるいは部分調整可能なため、製品が平行均一で超音波加工が行える。

【0077】

超音波プレス式融着装置１の仕様例を下記に示す。
電源：ＡＣ２００Ｖ
加工有効幅：１０ｃｍ〜１５００ｃｍ
有効長さ：５ｃｍ（手動・自動加工）から３ｍ以上（連続加工）
有効厚さ：５ｍｍ〜７０ｍｍ
送り間隔：３０ｍｍ〜９００ｍｍ（手動送り・自動送り、連続送り）
融着回数：１〜９９９９回（手動数・自動数、連続数）
融着後圧縮率：１〜６ｋｇｔ／ｃｍ²
薄物構成／９０〜７０％、厚物構成／９５〜８５％
融着後部分厚ｔ：０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ（ゲージ使用）
加工後部分厚：前ｔｍｍ／後ｔｍｍ、ｔ５ｍｍ／ｔ１ｍｍ、ｔ１０ｍｍ／ｔ１．５ｍｍ、ｔ５０ｍｍ／ｔ２．５ｍｍ、ｔ４５ｍｍ／ｔ４．５ｍｍ

【0078】

繊維製品（複合樹脂品４Ｓ）を折り畳み易くする加工について下記に示す。
製品構成は、表層構成、中層構成、裏層構成で、素材・製品の全体厚み・製品密度（固さ・柔らかさ）などの要素から成る。

【0079】

繊維製品のサイズは、幅３０ｃｍから１５０ｃｍ、長さ５ｃｍから３００ｃｍ、厚さ５ｍｍから７０ｍｍまで用意されている。特に、折り曲げが難しい、全体の厚い層の構成あるいは全体構成が不揃いのものは、超音波プレス式融着装置により、部分部分の融着強度やバランスを考慮して素材に適合する仕様設定をする（図１５（ａ）参照）。製品幅に平行で均一な間隔で特殊加圧運動手法で圧縮融着を手動や自動運転で折り畳み易くする。
製品の類型により下記の構成加工方法がある。

【0080】

・２折り式（製品の中心に一箇所に超音波加工）、３折り式（製品を三等分する位置で二箇所に超音波加工）（図１５（ｂ）参照）、
・４折り式（製品を四等分する位置で三箇所に超音波加工）、６折り式（製品を六等分する位置で五箇所に超音波加工）（図１５（ｃ）参照）、
・８折り式（製品を八等分する位置で七箇所に超音波加工）（図１５（ｄ）参照）、
・丸める形式・電動ベッド、携帯式（製品を十から二十個所で超音波融着加工・蛇腹式）（図１５（ｅ）参照）。

【0081】

＜用途＞
・寝具、敷パッド、敷布団（２から８層で表生地、中層、裏生地から成る）、
・介護用布製品（電動ベッド）、敷パッド、敷布団（単層で中層ｔ１０ｍｍから５０ｍｍ）、
・子供用敷パッド、敷布団（９層で表生地、中層、裏生地から成る）、
・ベビー用敷パッド、敷布団
・車椅子用クッション。

【0082】

＜資材構成＞
・表生地／素材（ポリエステル系繊維、ＴＣ系繊維（綿・ポリエステル混紡）、ポリエステル樹脂綿、ポリエステルパンチ綿ｍ² ／１００ｇ、ポリエステル繊維）、
・中層／三次元スプリング構造体、ポリエステル立体編み物繊維、ポリエステル型綿、ポリエステル粒綿、ポリウレタンフォーム、
・裏生地／素材（ポリエステル系繊維、ＴＣ系繊維（綿・ポリエステル混紡）、ポリエステル樹脂綿、ポリエステルパンチ綿ｍ² ／１００ｇ、ポリエステル繊維）。

【0083】

体圧分散加工について下記に示す。
寝具（敷パッドおよび敷布団）では、多くの資材構成が存在し、全体層が柔らかい構成と固い（硬い）資材構成とに大別され、幾つかの体圧分散加工方法が利用可能である。
全体層を腰部個所、使用者の下半身個所など身体に合せた製品幅で狭い間隔で超音波融着加工をする。これにより、製品の全体層を変化させることなく、腰部個所、下半身個所など身体に合せた部分は、製品幅に平行で狭めた間隔構成で体圧分散に適する個所・回数だけ加工が可能となる。
特殊加圧運動で圧縮融着で狭めた加工部分は、全体層に比べて倍以上の反発力を発生させて体圧分散式製品が作製される。

【0084】

全体層が柔らかい構成に対しては、素材構成から間隔を狭めた超音波加工を敷パッドおよび敷布団の長さ２００ｃｍ〜中心部約１／３（約６７ｃｍ）間に超音波加工を５から１０箇所に施す（図１６（ａ）〜（ｈ）参照）。この場合、加工幅の間隔が狭いほど寝具からの反発力が増す。
全体層が固い（硬い）構成に対しては、図１６（ａ）の寝具上端より６７ｃｍからの領域範囲の５箇所に超音波加工を施す（１間隔／約１７ｃｍ）。６箇所の超音波加工では、１間隔／約１３ｃｍの仕様となる。

【0085】

寝具の上端より６７ｃｍからの領域範囲の７箇所に超音波加工を施す（１間隔／約１１ｃｍ）。８箇所の超音波加工では、１間隔／約９．６ｃｍの仕様となる。間隔を狭めた個所が多いほど全体層より反発力が増加して体圧分散式の敷パッドや敷布団を作製することができる。
＜用途＞寝具、敷パッド、敷布団、介護用布製品（電動ベッド）、敷パッド、敷布団
＜送りＰ＞１１ｃｍ〜２５ｃｍ、超音波加工方法／手動運転・自動運転・連続運転

【0086】

指圧効果発揮の超音波加工方法について下記に示す。
体圧分散加工と全体層を指圧効果式に仕様設定をし、製品幅に平行で均一な間隔において、特殊加圧運動により圧縮融着ひ、手動や自動運転にて指圧効果に合せた超音波加工回数で構成する（図１７（ａ）〜（ｇ）参照）。
素材構成から間隔を狭めた超音波加工を施す。図１７（ａ）より敷パッドや敷布団の長さ（２００ｃｍ）にわたって超音波加工を１７箇所に１８間隔Ｐ／約１１ｃｍで行う。敷パッドや敷布団の長さ（２１０ｃｍ）にわたって超音波加工を１８箇所に１９間隔Ｐ／約１１ｃｍで行う。

【0087】

＜用途＞寝具、敷パッド、敷布団、介護用布製品（電動ベッド）、敷パッド、敷布団、車椅子用クッション、座・背式クッション、動物用クッション、その他の専用クッション。
＜送りＰ＞１１ｃｍ〜２５ｃｍ〜３０ｃｍ。
超音波加工方法／手動運転・自動運転・連続運転。

【0088】

＜資材構成＞
・表生地／素材（ポリエステル系繊維、ＴＣ系繊維（綿・ポリエステル混紡）、ポリエステル樹脂綿、ポリエステルパンチ綿ｍ² ／１００ｇ、ポリエステル繊維）、
・中層／三次元スプリング構造体、ポリエステル立体編み物繊維、ポリエステル型綿、ポリエステル粒綿、ポリウレタンフォーム、
・裏生地／素材（ポリエステル系繊維、ＴＣ系繊維（綿・ポリエステル混紡）、ポリエステル樹脂綿、ポリエステルパンチ綿ｍ² ／１００ｇ、ポリエステル繊維）。

【0089】

超音波デザイン加工方法について下記に示す。
用途および資材構成は、指圧効果発揮の超音波加工方法と同一である。
複合樹脂品用の超音波プレス式融着装置１で厚く固い素材を幅なりに平行な一定間隔で超音波融着加工を施して製品の外観デザインを向上させることができる。これについては、図１８（ａ）〜（ｈ）に示す各種の融着線状部４ｆが示す融着線パターン図を参照されたい。
＜用途＞および＜資材構成＞については、指圧効果発揮の超音波加工方法と同様である。
＜送りＰ＞１１ｃｍ〜２５ｃｍ〜３０ｃｍ。
超音波加工方法／手動運転・自動運転・連続運転。

【0090】

なお、複合樹脂品４Ｓとしては、上述したように、敷シーツの外、寝具用、子供用、ベビー用・介護用（電動ベッド）の敷パット、敷布団、車椅子用クッション、座・背敷クッション、動物用クッションその他の専用クッションを含む。

【0091】

多層繊維素材（複合樹脂素材）を１層〜５層に同時に融着させて折り曲げ易くする製造方法について下記に述べる。
表生地、中材および裏生地を多層繊維素材として同時に融着させる方法として下記に説明する。
中材、指定外繊維 Ａ：ポリエーテルエステル系繊維 ｔ２０・３０・４０ｍｍ
Ｂ：ポリエチレン系繊維 ｔ２０・３０・４０ｍｍ
Ｃ：ポリプロピレン系繊維 ｔ２０・３０・４０ｍｍ
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ１５・２０・３０・４０ｍｍ
Ｅ：ポリウレタンフォーム ｔ１５・２０・３０ｍｍ
×：超音波加工数

【0092】

図１９（ａ）、（ｂ）にポリエーテルエステル系繊維（Ａ：ｔ２０ｍｍ）製の樹脂製品４Ｓに２条筋の折り目線として融着線状部４ｆを形成する例を示す。この例は３つ折式として折り曲げて畳み易くなる。
また、複合樹脂製品４Ｓとして下記の仕様がある。
×２−接着加工Ａ：ポリエーテルエステル系繊維 ｔ２０ｍｍ
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ２０ｍｍ
×２−接着加工Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ１５ｍｍ
Ｅ：ポリウレタンフォーム ｔ１５ｍｍ
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ１５ｍｍ（図１９（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）参照）
×４−接着加工Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ１５ｍｍ
Ｅ：ポリウレタンフォーム ｔ３０ｍｍ
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ１５ｍｍ
×４−接着加工 表生地繊維
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ１５ｍｍ
Ｅ：ポリウレタンフォーム ｔ２０ｍｍ
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ１５ｍｍ
裏生地シート
＊超音波加工４ショットの場合、複合樹脂製品４Ｓが厚手でも折り曲げ易くなる。

【0093】

複合樹脂製品４Ｓの厚みが３０ｍｍ以上になると、資材の反発で折り畳みが難しいが、超音波融着加工で折り目を融着線状部４ｆとして形成することにより、手軽に折り畳むことができる。複合樹脂製品４Ｓの市販品としては、マットレス式の構成（３分割縫製カバーに中材を配置した構成）が多い。

【0094】

図２０（ａ）〜（ｇ）を参照しながら多層繊維素材を１層〜５層を同時に融着させて折り曲げ易く、かつストレッチ効果を発揮する製造方法を下記に説明する。
複合樹脂品４Ｓのうち使用者の腰部分に当たる部分において、融着線状部４ｆのピッチ間隔を狭めた超音波加工で、腰部分に対する高い反発力によるストレッチ効果に併せて体圧分散効果を確保する。

【0095】

融着線状部４ｆのピッチ間隔を狭めた超音波加工は、素材（資材）の反発力を高めることでストレッチ効果および体圧分散効果に対応する。
これらの効果を奏する仕様を下記に列記する。
×９−接着加工 表生地 ポリエステル繊維 ｔ５ｍｍ
Ａ：ポリエーテルエステル系繊維 ｔ２０ｍｍ
裏生地シート ｔ５ｍｍ （図２０（ａ）参照）
×５−接着加工 表生地 ポリエステル繊維 ｔ５ｍｍ
Ｂ：ポリエチレン系繊維 ｔ４０ｍｍ
裏生地シート ｔ５ｍｍ （図２０（ｂ）参照）
×６−接着加工 表生地 ポリエステル繊維 ｔ５ｍｍ
Ｅ：ポリウレタンフォーム ｔ３０ｍｍ
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ１５ｍｍ
裏生地シート ｔ５ｍｍ （図２０（ｃ）参照）
×５−接着加工 表生地 ポリエステル繊維 ｔ３ｍｍ
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ３５ｍｍ
Ｃ：ポリプロピレン系繊維 ｔ３０ｍｍ
裏生地シート ｔ３ｍｍ （図２０（ｄ）、（ｅ）参照）
図２０（ｆ）においては、複合樹脂品４Ｓを区画寸法ｙで区分し、図示左方の融着線状部４ｆ間のピッチ間隔Ｐｍを、図示右方の融着線状部４ｆ間のピッチ間隔２Ｐｍの二倍としている。
ピッチ間隔Ｐｍを複合樹脂品４Ｓの厚み寸法ｔに相当する大きさに設定しておき、図２０（ｇ）に示すように、融着線状部４ｆを境にして折り畳むことにより、複合樹脂品４Ｓを隙間無く密着状態でコンパクトにまとめ上げることができる。

【0096】

複合樹脂品４Ｓにおける融着線状部４ｆのピッチ間隔を狭めて形成した製品は、高い反発力に起因するストレッチ効果を利用した電動ベッドの敷布団に好適する。電動ベッドに対する使用者の腰部や足部の曲がりにも対応可能である。
電動ベッドの敷布団の仕様を下記に示す。
×３１−接着加工 表生地 ポリエステル繊維
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ３０ｍｍ
裏生地：ポリエステル繊維（図２１（ａ）参照）
×３１−接着加工 表生地 ポリエステル繊維
Ａ：ポリエーテルエステル系繊維 ｔ２０ｍｍ
Ｄ：ポリエステル固綿繊維 ｔ２０ｍｍ
裏生地：ポリエステル繊維
この種の敷布団の場合、図２１（ｂ）に示すように、コンパクトに折り丸めておくことができる。
図２１（ｃ）に示す敷きパッド型の複合樹脂品４Ｓは、車椅子、椅子、ソファーおよびクッションとして対応することことができる（図２１（ｄ）参照）。

【産業上の利用可能性】

【0097】

本発明に係る超音波プレス式融着装置では、超音波振動子ユニットを通電駆動して発する超音波振動により複合樹脂素材を接合部で融着することで、その接合部を短時間で効率よく確実に超音波融着して融着線状部を形成することが可能となり、コスト的に有利に量産性の向上が図られる。斯かる発明の優れた効果に需要が喚起されて関連部品の流通を介して機械・化学業界への発展に寄与する。

【符号の説明】

【0098】

１ 超音波プレス式融着装置
２ 超音波発振器
３ 超音波振動子
３Ｂ ホーン
４ 複合樹脂素材
４ａ 接合部
４ｆ 融着線状部
４ｋ 蓄勢力部
４Ｓ 複合樹脂品
５ 保持板
５Ｂ スライド部材
６ 歯列部
６ａ 受け歯部
８ａ〜８ｅ 振動子ユニット
２５ａ〜２５ｅ 送風機
４０ カム板
４０ａ 径大カム部
４０ｂ 径小カム部
Ｃｐ 中心部
Ｅｆ 偏心量
Ｌ 横長方向
Ｒ１ 径小カム部の半径
Ｒ２ 径大カム部の半径
Ｒｆ 回転中心
Ｈ１ 近接位置
Ｈ２ 離間位置
Ｓ１ 下限位置
Ｓ２ 上限位置
Ｐｅ、Ｐｇ 陥入上面部（蓄勢力部）

【要約】

【課題】超音波振動により複合樹脂素材４を融着するので、複合樹脂素材４の接合部４ａを短時間で効率よく確実に超音波融着して複合樹脂品４Ｓを製造する複合樹脂品用の超音波プレス式融着方法を提供する。
【解決手段】複合樹脂素材４の所定量の送りが行われた際、駆動装置１９が停止して複合樹脂素材４の送りを止め、超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅにおける操作用エアシリンダ２８を介してホーン３Ｂを下限位置Ｓ１に下降移動させる。超音波振動子ユニット８ａ〜８ｅの超音波発振器２を通電駆動して発する超音波振動により複合樹脂素材４を融着する。クッション性、通気性、ストレッチ効果および体圧分散効果に加えて、複合樹脂品４Ｓの融着線状部４ｆでの強度低下を抑制しながらも、複合樹脂品４Ｓの折目線を介する曲げ操作が容易となる。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】