(57)【要約】  本発明は、超音波溶接装置（１０）であって、長手方向のソノトロード軸（２６）の方向に縦振動を放出するソノトロード（１４，２８）を含み、前記ソノトロード（１４，２８）は、ソノトロード・ヘッド（１５，２９）上に実現された作業面（１７）と、アンビル（１６）と、前記作業面（１７）と対向して配置された前記アンビル（１６）の対向面（１８）と前記作業面（１７）との間に実現された、溶着物（２０）を収容するための溶接物収容部（１９）と、を含み、前記超音波溶接装置（１０）は、前記長手方向のソノトロード軸（２６）の前記方向（２２）における前記溶着物（２０）の前記作業面（１７）に対する溶接位置Ｐを定義するための停止装置（２１）を含み、前記対向面（１８）は、前記対向面（１８）が前記作業面（１７）に隣接する前記ソノトロード（１４，２８）の振動ノードに向かって下方に傾斜しているとき、前記作業面（１７）と前記対向面（１８）との間の距離ａは前記振動ノードに向かって連続的に増加し、前記対向面（１８）が前記作業面（１７）に隣接する振動ノードＳＫに向かって上方に傾斜しているとき、前記作業面（１７）と前記対向面（１８）との間の距離ａは本質的に一定であるような態様で、前記長手方向のソノトロード軸（２６）に向かって傾斜角αで配置されているものに関する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波溶接装置（１０）であって、長手方向のソノトロード軸（２６）の方向に縦振動を放出するソノトロード（１４，２８）を含み、前記ソノトロード（１４，２８）は、ソノトロード・ヘッド（１５，２９）上に実現された作業面（１７）と、アンビル（１６）と、前記作業面（１７）と対向して配置された前記アンビル（１６）の対向面（１８）と前記作業面（１７）との間に実現された、溶着物（２０）を収容するための溶接物収容部（１９）と、を含み、前記超音波溶接装置（１０）は、前記長手方向のソノトロード軸（２６）の前記方向（２２）における前記溶着物（２０）の前記作業面（１７）に対する溶接位置Ｐを定義するための停止装置（２１）を含み、
前記対向面（１８）は、前記対向面（１８）が前記作業面（１７）に隣接する前記ソノトロード（１４，２８）の振動ノードに向かって下方に傾斜しているとき、前記作業面（１７）と前記対向面（１８）との間の距離ａは前記振動ノードに向かって連続的に増加し、前記対向面（１８）が前記作業面（１７）に隣接する振動ノードＳＫに向かって上方に傾斜しているとき、前記作業面（１７）と前記対向面（１８）との間の距離ａは本質的に一定であるような態様で、前記長手方向のソノトロード軸（２６）に向かって傾斜角αで配置されている、ことを特徴とする超音波溶接装置。
【請求項２】
前記対向面（１８）が前記作業面（１７）に隣接する前記ソノトロード（１４，２８）の振動ノードＳＫに向かって下方に傾斜しているとき、前記作業面（１７）は本質的に前記長手方向のソノトロード軸（２６）に平行に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接装置。
【請求項３】
前記対向面（１８）が前記作業面（１７）に隣接する前記ソノトロード（１４，２８）の振動ノードＳＫに向かって上方に傾斜しているとき、前記作業面（１７）は前記対向面（１８）に平行に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接装置。
【請求項４】
前記ソノトロード・ヘッド（２９）は、前記作業面（１７）の平行な配置を実現するために、ソノトロード自由端（３２）に向かって増加する断面高さｈを有する、ことを特徴とする請求項３に記載の超音波溶接装置。
【請求項５】
前記対向面（１８）の傾斜角αは、前記長手方向のソノトロード軸（２６）に対して１°未満である、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波溶接装置。
【請求項６】
前記対向面（１８）の傾斜角αは、前記長手方向のソノトロード軸（２６）に対して０.５°未満である、ことを特徴とする請求項５に記載の超音波溶接装置。
【請求項７】
作業面角αは、０.１°より大きく０.３°未満である、ことを特徴とする請求項６に記載の超音波溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波溶接装置であって、長手方向のソノトロード軸の方向に縦振動を放出するソノトロードを含み、前記ソノトロードは、ソノトロード・ヘッド上に実現された作業面と、アンビルと、前記作業面と対向して配置された前記アンビルの対向面と前記作業面との間に実現された、溶着物を収容するための溶接物収容部と、を含み、前記超音波溶接装置は、前記長手方向のソノトロード軸の前記方向における前記溶着物の前記作業面に対する溶接位置Ｐを定義するための停止装置を含むものに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した超音波溶接装置は、特にエアコン又は冷蔵庫内の冷却ユニットの流体管として使用されるような金属管上の端部溶接を実現するために、特に、１対の超音波溶接トングに使用される。この種の端部溶接は、管の自由端に配置された注入弁が、端部溶接が切り離されると同時に管端から切り離されるような態様で、流体管を含む冷却回路に冷却剤を充填した後に実現される。
【０００３】
ソノトロードの作業面とアンビルの対向面との間で、上で詳述した用途の管として形成される溶着物の正確な位置決めを可能とするために、管の軸方向位置が長手方向のソノトロード軸の方向において定義されるよう、溶接位置において管と接触する超音波溶接装置のハウジング上に、停止装置が設けられている。
【０００４】
実際には、超音波溶接装置のオペレータが、振動が溶着物に加えられると同時に溶着物に力を加えず、したがって、溶着物を停止装置に押し付けると、停止装置が配置されているにもかかわらず、振動が溶着物に加えられる間、溶着物が停止装置に当接することが保証されないことが判明している。この手動で生成される締め付け力のために、溶接が真に反復可能な態様で行われることが常に保証されるとは限らない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、改良された態様で溶接の実行を反復することを可能にする超音波溶接装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明による超音波溶接装置は、請求項１の特徴を有する。
【０００７】
本発明によれば、前記対向面は、当該対向面が前記作業面に隣接する前記ソノトロードの振動ノードに向かって下方に傾斜しているとき、前記作業面と前記対向面との間の距離ａは前記振動ノードＳＫに向かって連続的に増加し、前記対向面が前記作業面に隣接する振動ノードＳＫに向かって上方に傾斜しているとき、前記作業面と前記対向面との間の距離は本質的に一定であるような態様で、前記長手方向のソノトロード軸に向かってある傾斜角で配置されている。
【０００８】
本発明は、ソノトロードの縦振動が、当該ソノトロードに付着した物体の並進運動を誘起するであろうという認識に基づいている。本発明による超音波溶接装置の代替的な実施形態は、前記溶接物収容部内の前記作業面と前記対向面との間に収容される溶着物、即ち、特に管として実現される前記溶着物を、前記停止装置の方向に並進運動させ、それにより、オペレータが前記停止装置の方向において前記溶着物に締め付け力を加えない場合であっても、前記溶着物が溶接プロセス全体の間、その位置において前記停止装置に常に当接することが保証され、それにより、少なくとも前記溶着物の溶接位置に関して反復可能な溶接プロセスが保証される。
【０００９】
本発明による解決策は、前記対向面が前記作業面に隣接する前記ソノトロードの振動ノードに向かって下方に傾斜しており、本発明によって、前記作業面と前記対向面との間の距離が前記振動ノードＳＫに向かって連続的に増加しているか、あるいは、前記対向面が前記作業面に隣接する振動ノードＳＫに向かって上方に傾斜しており、本発明によって、前記作業面と前記対向面との間の距離が本質的に一定であるか、に応じて、本発明の代替的な主題を定義する。
【００１０】
本発明の解決策によれば、「本質的に一定」は、本発明の利点、即ち、前記停止装置の方向において実現される並進運動を損なわない限りにおいて、僅かな偏差が許容されることを意味する。
【００１１】
超音波溶接装置の第１の実施形態においては、前記対向面が前記作業面に隣接する前記ソノトロードの振動ノードに向かって下方に傾斜しているとき、前記作業面は本質的に前記長手方向のソノトロード軸に平行に配置されている。
【００１２】
前記実施形態によれば、「本質的に平行に配置されている」は、本発明の利点、即ち、前記停止装置の方向において実現される並進運動を損なわない限りにおいて、僅かな偏差が許容されることを意味する。
【００１３】
超音波溶接装置の更に有利な実施形態においては、前記対向面が前記作業面に隣接する前記ソノトロードの振動ノードに向かって上方に傾斜しているとき、前記作業面は前記対向面に平行に配置されている。
【００１４】
前記作業面の平行な配置を実現するために、前記実施形態において、前記ソノトロード・ヘッドは、好ましくはソノトロード自由端に向かって増加する断面高さを有する。
【００１５】
前記対向面の前記傾斜角は、前記長手方向のソノトロード軸に対して好ましくは１°未満である。
【００１６】
より好ましくは、前記対向面の前記傾斜角は、前記長手方向のソノトロード軸に対して０.５°未満であり、更により好ましくは、前記対向面の前記傾斜角は、０.１°より大きく０.３°未満である。
【００１７】
以下において、本発明の実施形態が、図面を用いて更に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】超音波溶接装置と、ソノトロードの作業面とアンビルの対向面との間に形成された溶接物収容部上に配置された停止装置と、を備えた溶接トングの等角図を示している。
【図２】図１に示された溶接物収容部を拡大側面図で示している。
【図３】ソノトロードを等角図で示している。
【図４】振動がその長手方向軸に沿って加えられ、長手方向軸に平行に配置された作業面を有する、先行技術によるソノトロードの配置を示している。
【図５】本発明による超音波溶接装置の第１の実施形態によるソノトロード装置を示している。
【図６】本発明による超音波溶接装置の第２の実施形態によるソノトロード装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、超音波溶接トングとして実現され、共用のトング・ケーシング１３内に配置された上トング部１１及び下トング部１２を有する超音波溶接装置１０を等角図で示している。上トング部１１は、トング・ケーシング１３なしで特に図４に示されている超音波溶接装置３４のソノトロード１４を含み、当該ソノトロード１４は、その作業面１７とアンビル１６の対向面１８との間に、特に図２に示される溶接物収容部１９が形成されるように、下トング部１２上に実現される超音波溶接装置３４のアンビル１６に対向して、ソノトロード・ヘッド１５と共に配置されている。
【００２０】
図示された例示的な実施形態では、アンビル１６上に実現された対向面１８が、縦振動を放出するソノトロード１４の作業面１７に対して移動され得るよう、アンビル１６が、駆動デバイス（詳細には図示せず）により、ソノトロード１４のソノトロード・ヘッド１５に対して、トング・ケーシング１３の後部に実現された旋回軸１６の周りで旋回可能である。
【００２１】
図２に示されているように、ソノトロード１４の作業面１７とアンビル１６の対向面１８との間に実現された溶接物収容部１９は、手元のケース内に小さな金属チューブとして実現される溶着物２０を収容する機能を果たす。図２から更に分かるように、上トング部１１には停止装置２１が設けられており、当該停止装置は、長手方向のソノトロード軸２６の方向における相対位置を変更可能である。
【００２２】
図３は、ソノトロード・ネック２３を介してソノトロード・ボディ２５に接続されたソノトロード・ヘッド１５を含む、従来の方式で実現されたソノトロード１４を示している。ソノトロード・ヘッド１５は、互いに平行に配置された２つの作業面１７を有する一定の断面を備え、それにより、第１の作業面１７の摩耗後に、引き続き第２の作業面１７をアンビル１６の対向面１８に対向して配置するために、ソノトロード１４を、公知の方法で、長手方向のソノトロード軸２６の周りに１８０°回転させることができる（図２参照）。
【００２３】
ソノトロード・ヘッド１５に隣接して、ソノトロード１４は、ほぼゼロに等しい縦振動の振幅を有する振動ノードＳＫを有し、当該振動ノードＳＫは、図示された実施形態では、ソノトロード１４の保持部２２に実現されていると共に、ベアリング（詳細には図示せず）に対してソノトロードを支持する機能を果たす。
【００２４】
超音波溶接装置における従来のソノトロード配置が図４に示されており、この場合、ソノトロード１４の作業面１７と、作業面１７に対向して配置されたアンビル１６の対向面１８との両方が、長手方向のソノトロード軸２６に平行に配置されている。
【００２５】
本発明の第１の実施形態において、図５は、超音波溶接装置１０のソノトロード配置を示しており、その対向面１８は、当該対向面１８が作業面１７に隣接する振動ノードＳＫに向かって下方に傾斜するような態様で長手方向のソノトロード軸２６に向かって傾斜角αで配置されており、その作業面１７と対向面１８との間の距離ａは、振動ノードＳＫに向かって連続的に増加している。
【００２６】
図６に示されている本発明の更なる実施形態のソノトロード配置は、ソノトロード２８を備えており、当該ソノトロード２８は、図３−５に示されているソノトロード１４とは異なり、ソノトロード・ネック３０を介してソノトロード・ボディ３１に接続されたソノトロード・ヘッド２９を有すると共に、一定の断面ではなく、ソノトロード・ネック３０からソノトロード自由端３２に向かって増加する断面高さｈを有する。
【００２７】
ソノトロード２８の対向面１８は、当該対向面１８が作業面１７に隣接する振動ノードＳＫに向かって上方に傾斜するような態様で長手方向のソノトロード軸２６に向かって傾斜角αで配置されており、作業面１７と対向面１８との間の距離ａは、本質的に一定である。特に、図示された例示的な実施形態の場合、対向面１８は、作業面１７に平行に配置されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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