(57)【要約】      （修正有）【課題】ソノトロードのキャリアへの振動可能締着のためのソノトロードホルダーの提供。【解決手段】ソノトロードホルダー１０は、振動方向がキャリアからソノトロードへ延出し、少なくとも１つの切欠き２８、３０がある少なくとも１つの振動体２０があり、振動体２０が一端部でソノトロードへ接続され、キャリアへの締着のためにマウント１４を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアから前記ソノトロード（４２）へ振動方向（２２）が延出する、ソノトロード（４２）を前記キャリアへ振動可能に締着するソノトロードホルダー（１０）であって、前記ソノトロードホルダー（１０）には、少なくとも１つの切欠き（２４）がある少なくとも１つの振動体（２０）があり、前記振動体（２０）は一端部で前記ソノトロード（４２）に接続され、前記キャリアへの締着のために構成されるマウント（１４）がある、ソノトロードホルダー（１０）。
【請求項２】
前記振動体（２０）が平行六面体形状として構成される、請求項１に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項３】
前記切欠きが前記振動方向（２２）へ延出する長穴（２４）である、請求項１又は２に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項４】
前記マウントがＵ形状に実質的に構成され、前記Ｕ形状のマウント（１４）の２つの突出部（１６、１８）が、前記振動方向（２２）に見てその概ね中心で前記振動体（２０）へ接続される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項５】
前記切欠き（２４）が前記振動体（２０）の前記Ｕ形状マウント（１４）の前記突出部（１６、１８）の２つの端部間の概ね中心に配置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項６】
前記マウント（１４）と前記振動体（２０）が一体に形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項７】
前記マウント（１４）が前記マウントの２つの端部の領域に各切欠き（２８、３０）を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項８】
実質的にＵ形状の空洞（２６）が前記振動体（２０）と前記マウント（１４）との間に配置され、前記空洞（２６）が前記マウント（１４）の前記切欠き（２８、３０）を含む、請求項７に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項９】
前記振動体（２０）の長さが、前記振動方向（２２）に見て、前記ソノトロード（４２）と実質的に同じである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項１０】
前記マウント（１４）に前記キャリアに面する端部に少なくとも１つの栓（１２）があり、前記栓（１２）によりキャリアへ割り込みうる、請求項１〜９のいずれか１項に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項１１】
前記振動体（２０）が振動ノード（３２）の領域で前記マウント（１４）へ接続される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項１２】
前記振動体（２０）の共振周波数が前記ソノトロード（４２）と実質的に同じである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のソノトロードホルダー（１０）。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の少なくとも２つのソノトロードホルダー（１０）を備え、前記少なくとも２つのソノトロードホルダー（１０）は、前記少なくとも２つのソノトロードホルダー（１０）の長穴（２４）が平行に延出するよう互いに平行に配置される、ソノトロードホルダーシステム（４４、４６）。
【請求項１４】
少なくとも１つのソノトロード（４２）、請求項１３に記載のソノトロードホルダーシステム（４４、４６）、超音波コンバータ（４８）及び前記ソノトロードホルダーシステム（４４、４６）が割り込むキャリアを備える、ソノトロード装置（４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソノトロードをキャリアへ振動可能に締着するためのソノトロードホルダーに関し、振動方向がキャリアからソノトロードへ延出する。
【背景技術】
【０００２】
当該ソノトロードホルダーは公知であり、例えば、ソノトロードが超音波コンバータにより励振されて機械振動が始まる超音波溶接装置である。振動するソノトロードは、被処理材上に置かれて機械振動を被処理材に伝達する。当該被処理材は、例えば、このエネルギー入力で加熱されることができ、それにより、ソノトロードを、特にプラスチック、フィルム、フリース、織物／繊維及び／又は紙の異なる材料の溶接やシール溶接に用いうる。
【０００３】
被処理材の溶接には、ソノトロードの振動で加熱されて溶融が始まる熱可塑性プラスチックの最低限の部分が必要である。当該プラスチックは溶融状態で他の材料と接続しうる。
【０００４】
ソノトロードやソノトロードアセンブリを用いる溶接作業では被処理材に超高圧で加圧する必要がある。従って、特に数キロニュートンでありうる極めて強い力が、ソノトロードやソノトロードアセンブリに作用しうる。このため、ソノトロードに伝わる機械力による損傷を起こしうる個々のソノトロードの「沈降（dipping down）」が生じないよう、１又はそれ以上のソノトロードは機械的に安定したソノトロードホルダーで固定されるべきである。さらに、ソノトロードホルダーは高耐用性、つまり、低摩耗性であるべきである。
【０００５】
ソノトロードホルダーは、溶接中のソノトロードを確実に正確に誘導して位置決めする。種々のソノトロードホルダーが本目的で既に公知であるが；例えば、特許文献１は、ソノトロードに挿入されうる少なくとも４つの補助ブースターを備えた、振動してソノトロードの傾動や旋回を解消しうるソノトロードホルダーを開示するが、これは用いる各ソノトロードに適合、即ち、ソノトロードホルダーの幾何学形状が用いるソノトロードに適合しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第２０２００４００３９１７（Ｕ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の基本的な目的は、様々な構造のソノトロードに用いうる、摩耗が最小限の万能ソノトロードホルダーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
当該目的は、請求項１の特徴があるソノトロードホルダー、特に、少なくとも１つの切欠きがあり、一端でソノトロードに接続され、キャリアに締着するように構成されるマウントがある少なくとも１つの振動体があるソノトロードホルダーで達成される。
【０００９】
従って、ソノトロードは、マウントには直接接続されず、振動体へ連結されるが、当該振動体は、ソノトロードの周波数に合わせたインピーダンスで振動でき、振動のマウントを軽減しうるか又は概ね完全に振動しないようにマウントを維持しうる。振動体の切欠きは振動体の共振周波数をソノトロードの周波数に合わせるように機能しうる。
【００１０】
本発明では、ソノトロードの振動はソノトロードホルダーの振動体へ伝えられるが、実質的にマウントへは伝わらない。従って、キャリアで締着されたマウントはほとんど振動せず、キャリアでマウントを締着する必要があまりない。また、特に、キャリアは、実質的に本発明のソノトロードホルダーにより振動しない状態に維持される。
【００１１】
さらに、振動体がソノトロードに共振して振動しうるため、ソノトロードホルダーの摩耗は最小限か又は完全に回避されうる。従って、振動体とマウント及び／キャリアとの間の非適応振動周波数が原因の不要な力が回避されうる。
【００１２】
本発明の有利な実施の形態は、明細書、図面及び独立請求項に記載される。
【００１３】
第１の有利な実施の形態では、振動体は平行六面体形状に作製される。マウントは平行六面体形状のため振動体に特に簡易に接続されうる。
【００１４】
さらに有利な実施の形態では、切欠きは振動方向へ延出する長穴である。長穴は、技術的製造の観点からいかなる多大な労力なく製造でき、長さは仕様に応じて合わせうる。
【００１５】
さらに有利な実施の形態では、マウントは実質的にＵ形状に構成でき、そのＵ形状のマウントの２つの突出部は、振動方向に見て振動体の概ね中心に接続しうる。
【００１６】
実質的にＵ形状のマウントは、例えば、外側から平行六面体形状の振動体の周囲に係合しうる。この点、マウントの突出部は、振動体へその概ね中心で接続しうる。従って、振動体の概ね半分はマウントのＵ形状内に収容しうる。振動体の残り半分はＵ形状マウントから突出しうる。
【００１７】
振動体の共振振動のため、振動体には、超音波振動がより大きい領域及び超音波振動がより小さい領域がある。もちろん、ゼロライン、即ち、最少振幅領域（振動ノード）は、振動方向に見て振動体の概ね中心で延出するのが有利である。
【００１８】
従って、マウントへの接続はその振幅に起因するわずかな拡張部に荷重されるにすぎない。さらに、このように、振動がマウントへ伝達されないか又はわずかな振動部分のみがマウントへ伝達されて、ソノトロードホルダーの摩耗が最低限に軽減される。
【００１９】
他の有利な実施の形態では、切欠きや長穴は、振動体のＵ形状のマウントの突出部の２つの端部間の概ね中心に配置しうる。このように、振動体が対称構造となり、対称的な振動分布を同様に振動体に適用しうる。従って、Ｕ形状のマウント荷重により均一に分布される結果、発生する力が同様均一に分布されうるので、摩耗が軽減されうる。
【００２０】
他の有利な実施の形態では、マウントと振動体を一体に製造しうる。これにより、特に、強力な静的力と動的力を吸収しうる機械的に特に安定したソノトロードホルダーが得られる。本発明のソノトロードホルダーは、特に、数キロニュートンの強力な片側荷重を吸収できるが、当該荷重下でも数マイクロメータだけ凹むに過ぎない。
【００２１】
さらに、振動体の端を丸くでき、それにより、特に、一個の材料ブロックからのソノトロードホルダーの一体製造が容易になる。
【００２２】
他の有利な実施の形態では、マウントは、切欠きが振動体の共振周波数を設定するのに特に機能しうる２つの端部の領域に各１つの切欠きを備えうる。
【００２３】
他の有利な実施の形態では、実質的にＵ形状でマウントの切欠きを含む空洞を振動体とマウントとの間に配置できる。あるいは、空洞はまたＶ形状に作製されてよい。従って、振動体は、振動中、障害物なくマウントに衝撃せず振動しうる。従って、空洞により、振動体がスムーズに振動しうる。さらに、空洞は切欠きに融合併合でき、それゆえ、空洞にはマウントの切欠きが含まれる。
【００２４】
他の有利な実施の形態では、振動体の振動方向の長さは、ソノトロードと実質的に同じでありうる。このため、振動体のへインピーダンスをソノトロード簡素に確実に適応しうる。つまり、特に、振動方向の振動体長が振動体の共振周波数に関与するため、ソノトロードが共振中の場合、振動体は確実に共振振動しうる。
【００２５】
つまり、ソノトロードホルダーのサイズのみを、いかなる所望のソノトロードの所望の共振周波数にも適合するように変化又はスケール（拡大又は縮小）させてよい。ソノトロードホルダーの基本設計は、用いられるソノトロードから独立し、変えなくてよい。つまり、本発明のソノトロードホルダーのスペクトルは極めて広範囲にわたる。
【００２６】
他の有利な実施の形態では、マウントは、キャリアに面する端部に少なくとも１つの栓がありえ、この栓によりキャリアへ割り込みうる。ソノトロードホルダーがキャリアへ割り込むと接続でき、簡素に達成できて回復しやすい。
【００２７】
他の有利な実施の形態では、振動体は、振動ノード領域でマウントへ接続されうる。振動体の振動の振幅は、振動ノードの領域で最小であるので、振動で生じる最小の力のみがマウントへ伝えられる。この点、マウントはあまり振動せず、このため、キャリアもまた振動の極小振幅で荷重が印加されるに過ぎない。このように、本発明のソノトロードホルダーによりソノトロードとキャリアとの間の振動はかなり軽減される。
【００２８】
当該振動ノードは、振動方向で必ずしも振動体の中心になくてもよいが、むしろ、例えば、より高次の共振では、振動体長の４分の１に配置されうる。
【００２９】
振動体で複数の振動ノードと関連する高次共振であるほど、つまり、１、２、３、４、６又は８のポイントで振動体に接続しうるマウントを設けうる。原則として、振動体とマウントとの間にいかなる接続部も考えられ、各振動ノードに少なくとも１つの接続部が必要である。あるいはまた、各振動ノードに対して２つの接続部を設けうる。
【００３０】
他の有利な実施の形態では、振動体の共振周波数は実質的にソノトロードと同じでよい。従って、ソノトロードの共振動作中、振動体は最小の振動の振幅をマウントへ伝えるに過ぎず、ソノトロードホルダーは摩耗なし又は僅かな摩耗で動作されうる。
【００３１】
本発明は、さらに、長穴が平行に延出するように互いに平行に配置される少なくとも２つのソノトロードホルダーを備えるソノトロードホルダーシステムに関する。ソノトロードホルダーは挿入空間の有無を選択的に設定しえて、ソノトロードホルダーの有効な深さを変動しうる。従って、より大きなソノトロードはまた、単一のソノトロードホルダーでよりも本発明のソノトロードホルダーシステムで締着されうる。
【００３２】
本発明のソノトロードホルダーシステムの場合、特に、用いるソノトロードホルダーの全ての振動体は、ソノトロードと共振して振動でき、ソノトロードホルダーシステムの全てのソノトロードホルダーは概ね摩耗なく動作しうる。
【００３３】
同様に、ソノトロード装置は、少なくとも１つのソノトロード、ソノトロードホルダーシステム、超音波コンバータ並びにソノトロードホルダーシステムが割り込まれるキャリアを備える本発明の部品である。そのようなソノトロード装置を、例えば、上記超音波溶接に用いうる。
【００３４】
本発明を、可能な実施の形態及び添付図面を参照して単なる例示として以下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のソノトロードホルダーを概略側面図で示す。
【図２】本発明のソノトロード装置を概略側面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明のソノトロードホルダー１０は、側面図で図１に示され、当該ソノトロードホルダー１０は上端にキャリア（図示せず）が割り込みうる栓１２を備える。この栓１２はマウント１４へ接続、例えば、成形されるが、前記マウントの外形は実質的にＵ形状である。平行六面体形状の振動体２０の概ね半分は、マウント１４の２つの突出部１６、１８の間に延出し、振動方向２２に見て、マウント１４の突出部１６、１８へ中心に接続される。
【００３７】
振動方向２２へ延出する長穴２４は、突出部１６、１８の間の中心に配置される。振動体２０とマウント１４は一体に作製される。
【００３８】
切欠き２８、３０内に開口する空洞やＵ形状の凹所２６は振動体２０とマウント１４との間に形成される。凹所２６と振動体２０は共に端が丸い。切欠き２８、３０は、振動体２０からマウント１４の突出部１６、１８への遷移が実質的に振動体２０のゼロライン３２から対称的になるように配置される。あるいは、切欠き２８、３０の外形は実質的に液滴形で、それにより、マウント１４と振動体２０の２つの端部間の遷移がその湾曲半径から実質的に対称的にされうる。マウント１４が振動体２０の近くに配置されれば切欠き２６、２８は液滴形に設計しうる。マウント１４が振動体２０の近くに配置されれば当該対称をさらに設計しうる。対称設計により、個々のポイント又は一方の過荷重を防ぎうる。さらに、力を多く吸収しうる振動体２０と突出部１６との間の遷移は、特に、振動体２０と突出部１６、１８との間に設けうる。
【００３９】
ソノトロード４２（図２を参照）が締着されうるソノトロード締着部３６は、振動体２０の下端部３４領域に配置される。
【００４０】
本発明のソノトロードホルダー１０の動作で、振動するソノトロード４２は、ソノトロード締着部３６により振動体２０へ締着される。ソノトロード４２は、振動方向２２へ振動して当該振動を振動体２０へ伝達する。振動体２０が共振で励振されると、振動の大きさは下端部３４並びに振動体２０の上端部３８で最大となる。振動の振幅、つまり振動体２０の材料の撓みはゼロライン３２の領域で対照的で最小である。振動ノードは共振動作でゼロライン３２の領域に存在する。
【００４１】
振動体２０は、凹所２６により突出部１６、１８間でも振動しうる。
【００４２】
突出部１６、１８は、突出部１６、１８がゼロライン３２の領域で振動体２０に接続されているので、振動体２０により僅かに励振されて振動するに過ぎない。従って、突出部１６、１８の又は全マウント１４の振動体２０の振動による撓みは最小であり、最小の振動のみが栓１２を介してキャリアへ伝えられる。
【００４３】
図２は、本発明のソノトロード装置４０の概略側面図を示し、このソノトロード装置４０は、ソノトロード４２と、各々が一列に配置された２つのソノトロードホルダー１０がある２つのソノトロードホルダーシステム４４を備える。さらに、ソノトロード装置４０は超音波コンバータ４８並びにソノトロードホルダーシステム４４、４６とその超音波コンバータ４８を締着するキャリア（図示せず）を備える。
【００４４】
ソノトロードホルダーシステム４４、４６と超音波コンバータ４８は共に平面で、ソノトロード４２の上端でソノトロード４２と係合する。ソノトロード４２は、長穴５０を備え、好ましくは、その長さは振動方向２２に振動体２０と概ね同じである。
【００４５】
場合によって、ソノトロード４２とソノトロードホルダー１０の振動方向２２の長さを同じに作製してよい。従って、ソノトロードホルダー１０の共振周波数はソノトロード４２と実質的に同じでありうる。
【００４６】
ソノトロードホルダーシステム４４、４６は、栓１２によりキャリアへ割り込むが、当該キャリアは図示していない。
【００４７】
超音波コンバータ４８には動作中、ソノトロード４２の共振周波数により機械的振動がおこる。当該振動はソノトロード４２へ導入されて、ソノトロード４２で共振振動が始まる。次に、ソノトロード４２の振動はソノトロードホルダーシステム４４、４６の振動体２０へ伝えられる。振動体２０の振動ノードへの締着により、共振して振動する振動体２０の振動は、ソノトロードホルダーシステム４４、４６のマウント１４へ伝えられて大きく減衰され、キャリアへは実質的に伝えられない。ソノトロード４２による荷重はソノトロードホルダーシステム４４、４６の個々のソノトロードホルダー１０へ分配される。
【００４８】
従って、本発明のソノトロード装置４０により、極めて高い機械的荷重でソノトロード４２が動作でき、本発明のソノトロードホルダー１０により又は本発明のソノトロードホルダーシステム４４、４６により、荷重によらず、ソノトロード４２が確実に正確にガイダンスされる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ソノトロードホルダー
１２  栓
１４  マウント
１６  突出部
１８  突出部
２０  振動体
２２  振動方向
２４  長穴
２６  凹所
２８  切欠き
３０  切欠き
３２  ゼロライン
３４  下端部
３６  ソノトロード締着部
３８  上端部
４０  ソノトロード装置
４２  ソノトロード
４４  ソノトロードホルダーシステム
４６  ソノトロードホルダーシステム
４８  超音波コンバータ
５０  長穴
【図１】
2014073491.tif 000003
【図２】
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【外国語明細書】
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2014073491.tif 000006
2014073491.tif 000007
2014073491.tif 000008
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2014073491.tif 000019
2014073491.tif 000020
2014073491.tif 000021
【図１】
2014073491.tif 000022
【図２】
2014073491.tif 000023