(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入可能な食品生産物の密封包装品を製造するための熱融着包装材料用の誘導密封装置（１０）であって、支持体（２２）の中に部分的に封入された少なくとも１つのインダクタコイル（１２）を備え、前記少なくとも１つのインダクタコイル（１２）には、密封中に前記包装材料と協働するための少なくとも１つの細長い封止面（１２ａ、１２ｂ）が設けられており、前記少なくとも１つの封止面（１２ａ、１２ｂ）が、前記包装材料と協働するように前記支持体（２２）の外面に露出しており、前記コイルの表面が、電力接続部（１８）の表面を除いて、少なくとも腐食から前記コイルを保護するためのコーティング（２６）を備え、
前記少なくとも１つの封止面（１２ａ、１２ｂ）が、前記包装材料と協働すると共に密封中に前記包装材料に対する密封圧力を増加させるための、前記封止面の長手方向の延長部に沿って延在する突出した隆起部（２４）を備え、前記長手方向の延長部に対して直交方向の面における前記封止面（１２ａ、１２ｂ）の輪郭が、
第１のセグメント（１）および第２のセグメント（２）と、
前記第１のセグメント（１）および前記第２のセグメント（２）とは異なる高さに配置され、前記突出した隆起部（２４）の頂面を形成する第３のセグメントと、
前記第１のセグメント（１）を前記第３のセグメント（３）に接続する第４のセグメント（４）であって、前記第１のセグメント（１）に接続する湾曲部分（４ａ）および前記第３のセグメント（３）に接続する湾曲部分（４ｂ）を備える第４のセグメント（４）と、
前記第３のセグメント（３）を前記第２のセグメント（２）に接続する第５のセグメント（５）であって、前記第３のセグメント（３）に接続する湾曲部分（５ｂ）および第５のセグメント（５）を前記第２のセグメント（２）に接続する湾曲部分（５ａ）を備える第５のセグメント（５）と
を備える誘導密封装置（１０）。
【請求項２】
注入可能な食品生産物の密封包装品を製造するための熱融着包装材料用の誘導密封装置（１０）であって、支持体（２２）の中に部分的に封入された少なくとも１つのインダクタコイル（１２）を備え、前記少なくとも１つのインダクタコイル（１２）には、密封中に前記包装材料と協働するための少なくとも１つの細長い封止面（１２ａ、１２ｂ）が設けられており、前記少なくとも１つの封止面（１２ａ、１２ｂ）が、前記包装材料と協働するように前記支持体（２２）の外面に露出しており、前記コイルの表面が、電力接続部（１８）の表面を除いて、少なくとも腐食から前記コイルを保護するためのコーティング（２６）を備え、
前記コーティング（２６）が、多層であって、腐食に対して前記コイル（１２）の表面を保護する内層（２６ａ）と、磨耗に対して前記コイル（１２）および前記内層（２６ａ）を保護する外層（２６ｂ）とを備える誘導密封装置（１０）。
【請求項３】
前記コーティングが、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、硬質金、ダイヤモンドライクカーボンおよび炭化クロムといった材料のうちの１つまたは複数を含む請求項１又は２に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項４】
前記コーティング（２６）の前記内層（２６ａ）がニッケル（Ｎｉ）で製作されており、前記コーティングの前記外層（２６ｂ）がクロム（Ｃｒ）で製作されている請求項２に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項５】
前記コイルの電力接続部の表面を含むすべての表面にコーティング（２６）が設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項６】
前記コイルが長方形または正方形の断面を有し、前記封止面に対して平行な面に配置された底面と電力接続部の表面とを除くすべての表面に、前記コーティングが設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの封止面（１２ａ、１２ｂ）が、前記包装材料と協働すると共に密封中に前記包装材料に対する密封圧力を増加させるための、前記封止面の長手方向の延長部に沿って延在する突出した隆起部（２４）を備え、前記長手方向の延長部に対して直交方向の面における前記封止面（１２ａ、１２ｂ）の輪郭が、
第１のセグメント（１）および第２のセグメント（２）と、
前記第１のセグメント（１）および前記第２のセグメント（２）とは異なる高さに配置され、前記突出した隆起部（２４）の頂面を形成する第３のセグメントと、
前記第１のセグメント（１）を前記第３のセグメント（３）に接続する第４のセグメント（４）であって、前記第１のセグメント（１）に接続する湾曲部分（４ａ）および前記第３のセグメント（３）に接続する湾曲部分（４ｂ）を備える第４のセグメント（４）と、
前記第３のセグメント（３）を前記第２のセグメント（２）に接続する第５のセグメント（５）であって、前記第３のセグメント（３）に接続する湾曲部分（５ｂ）および第５のセグメント（５）を前記第２のセグメント（２）に接続する湾曲部分（５ａ）を備える第５のセグメント（５）と
を備える請求項２に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項８】
前記第１のセグメント（１）、前記第２のセグメント（２）および前記第３のセグメント（３）が直線的であり、密封中に前記包装材料と協働するための平坦な封止面領域を形成する請求項１又は７に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項９】
前記第４のセグメント（４）および前記第５のセグメント（５）が、前記第１のセグメント（１）、前記第２のセグメント（２）および前記第３のセグメント（３）に対して傾斜している請求項１、７、８のいずれか一項に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項１０】
前記第４のセグメント（４）には、前記湾曲部分（４ａ、４ｂ）の間に直線部分（４ｃ）が設けられ、
前記第５のセグメント（５）には、前記湾曲部分（５ａ、５ｂ）の間に直線部分（５ｃ）が設けられている請求項１、７から９のいずれか一項に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項１１】
前記第４のセグメント（４）の前記直線部分（４ｃ）が前記湾曲部分（４ａ、４ｂ）に対して接線的に接続し、前記第５のセグメント（５）の前記直線部分（５ｃ）が前記湾曲部分（５ａ、５ｂ）に対して接線的に接続する請求項１０に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項１２】
前記直線部分（４ｃ、５ｃ）が、前記第１のセグメント（１）、前記第２のセグメント（２）および前記第３のセグメント（３）に対して傾斜している請求項１０または１１に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項１３】
前記第４のセグメント（４）の前記湾曲部分（４ａ）が前記第１のセグメント（１）に対して接線的に接続し、前記第４のセグメント（４）の前記湾曲部分（４ｂ）が前記第３のセグメント（３）に対して接線的に接続し、前記第５のセグメント（５）の前記湾曲部分（５ａ）が前記第２のセグメント（２）に対して接線的に接続し、前記第５のセグメント（５）の前記湾曲部分（５ｂ）が前記第３のセグメント（３）に対して接線的に接続する請求項１、７から１２のいずれか一項に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項１４】
前記第１のセグメント（１）に接続する前記第４のセグメント（４）の前記湾曲部分（４ａ）が凹形であり、前記第２のセグメント（２）に接続する前記第５のセグメント（５）の前記湾曲部分（５ａ）が凹形であって、前記第３のセグメント（３）に接続する前記第４のセグメント（４）の前記湾曲部分（４ｂ）と前記第５のセグメント（５）の前記湾曲部分（５ｂ）とが凸形である請求項１、７から１３のいずれか一項に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項１５】
前記第３のセグメントが湾曲している請求項１０から１４のいずれか一項に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項１６】
前記第４のセグメント（４）の前記湾曲部分（４ａ、４ｂ）が互いに合わさってＳ字形を形成し、
前記第５のセグメント（５）の前記湾曲部分（５ａ、５ｂ）が互いに合わさって反転Ｓ字形を形成する請求項１、７から９のいずれか一項に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項１７】
前記第４のセグメント（４）の前記直線部分（４ｃ）および前記第５のセグメント（５）の前記直線部分（５ｃ）が、前記第１のセグメント（１）および前記第２のセグメント（２）に対して直交している請求項１０から１２のいずれか一項、または請求項１０から１２のいずれか一項に従属する請求項１３若しくは１４に記載の誘導密封装置（１０）。
【請求項１８】
注入可能な食品生産物の密封包装品を製造するための熱融着包装材料用の誘導密封装置を製造する方法であって、前記誘導密封装置が、支持体（２２）の中に部分的に封入された少なくとも１つのインダクタコイル（１２）を備え、前記コイルには、密封中に前記包装材料と協働するための、前記支持体（２２）の外面に露出した少なくとも１つの細長い封止面（１２ａ、１２ｂ）が設けられており、前記方法が、電力接続部（１８）の表面を除く前記コイルの表面上にコーティング（２６）を設けるステップを含み、前記コーティングが、少なくとも腐食から前記コイルを保護し、
腐食に対して前記コイル（１２）の表面を保護する内層（２６ａ）と、磨耗に対して前記コイル（１２）および前記内層（２６ａ）を保護する外層（２６ｂ）とを備える多層コーティング（２６）を設けるステップを含む、方法。
【請求項１９】
金属材料の前記コイル（１２）を製造するステップと、前記コイル（１２）をニッケル（Ｎｉ）でめっきすることによって前記内層（２６ａ）を形成するステップと、その後、前記内層（２６ａ）の上部にクロム（Ｃｒ）めっきすることによって前記外層（２６ｂ）を形成するステップとを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記封止面（１２ａ、１２ｂ）が、前記包装材料と協働すると共に密封中に前記包装材料に対する密封圧力を増加させるための、前記封止面の長手方向の延長部に沿って延在する突出した隆起部（２４）を備え、前記方法が、前記封止面（１２ａ、１２ｂ）に輪郭を設けるステップを含み、前記輪郭が、前記長手方向の延長部に対して直交方向の面において、
第１のセグメント（１）および第２のセグメント（２）と、
前記第１のセグメント（１）および前記第２のセグメント（２）とは異なる高さに配置され、前記突出した隆起部（２４）の頂面を形成する第３のセグメント（３）と、
前記第１のセグメント（１）を前記第３のセグメント（３）に接続する第４のセグメント（４）であって、前記第１のセグメント（１）に接続する湾曲部分（４ａ）および前記第３のセグメント（３）に接続する湾曲部分（４ｂ）を備える第４のセグメント（４）と、
前記第３のセグメント（３）を前記第２のセグメント（２）に接続する第５のセグメント（５）であって、前記第３のセグメント（３）に接続する湾曲部分（５ｂ）および第５のセグメント（５）を前記第２のセグメント（２）に接続する湾曲部分（５ａ）を備える第５のセグメント（５）と
を備える輪郭を有する請求項１８または１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注入可能な食品生産物の密封包装品を製造するための熱融着包装材料用の誘導密封装置に関する。本発明は、そのような誘導密封装置を生産する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
フルーツジュース、UHTミルク、ワイン、トマトソースなどの多くの注入可能な食品生産物が、滅菌された包装材料で製作されたパッケージで販売されている。このタイプの包装品の代表例には、Tetra Brik Aseptic(登録商標)として知られている平行六面体の包装品があり、これは積層包装材料の巻取紙を折り畳んで密封することによって製作される。
【０００３】
包装材料の多層構造は、たとえば紙といった繊維材料のベース層と、ベース層の両側を覆う、たとえばポリエチレンフィルムといった熱融着可能なポリマー材料の複数の層とを実質的に備える。長期保存商品用の無菌包装品の場合には、包装材料は、熱融着可能なプラスチック材料の層の上に重ねられた、たとえばアルミニウム箔、エチルビニルアルコール(EVOH)フィルムといったガス障壁および光障壁の材料の層も備え、最終的に、食品生産物と接触する包装品の内面を形成する別の熱融着可能なポリマー材料の層でコーティングされている。
【０００４】
一般に、そのような包装材料でできているパッケージは、全自動の包装機で製造される。これらの機械では、包装材料は、たとえば過酸化水素溶液などの化学的滅菌剤を塗布することによって滅菌され、化学的滅菌剤は、一旦滅菌が完了すると、たとえば加熱されることによって蒸発し、包装材料の表面から除去される。包装材料の巻取紙は、滅菌された後、閉鎖された無菌の環境に保たれ、長手方向に折り畳まれ、密封されて垂直の管を形成する。この管は、第1の垂直方向に連続的に送られ、滅菌された、または滅菌処理された食品生産物で満たされ、対の掴み具によって等間隔の断面において把持される。より具体的には、対の掴み具が、管に対して循環的に連続して働き、管の包装材料を熱融着させ、前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に延在するそれぞれの横方向の封止領域によって互いに接続されたクッション状のパッケージの連続した列を形成する。
【０００５】
クッション状のパッケージは、関連する横方向の封止領域を切断して分離され、次いで最終的な折畳み機構へ送られて、完成した平行六面体の形状へと機械的に折り畳まれる。
【０００６】
前述の技術の代替形態では、包装材料は空包へと切断されてよい。この場合、空包は最初に立てられ、第1の終端において密封されてスリーブを形成する。次いでパッケージが滅菌される。その後、スリーブは、開いた第2の終端を通して、注入可能な製品で満たされ、パッケージを完成するように第2の終端が密封される。
【０００７】
どちらの場合も、アルミニウム層に渦電流を誘導して局所化された加熱をもたらすことによって熱融着可能なポリマー材料を局所的に融解させる、いわゆる誘導熱融着プロセスによって、障壁材料の層に導電材料を含む包装材料が、通常は熱融着される。
【０００８】
より具体的には、誘導熱融着では、密封装置が、高周波定電流源によって給電されるインダクタを実質的に備える。インダクタは導電材料で製作されたコイルであり、生成された電磁界が、包装材料のアルミニウム層と相互作用してアルミニウム層に渦電流を誘導し、必要な融着温度に加熱する。コイルは、一般に、たとえば銅などの金属材料で製作されている。
【０００９】
パッケージが包装材料の管から開始して形成される場合、密封装置は第1の掴み具に取り付けられる。金床として知られているもう一方の掴み具は、エラストマ材料製の圧力パッドを取り付けられて相対する密封要素を備え、これが密封装置と協働して、管を相対的横方向の封止領域に沿って熱融着させる。より具体的には、密封装置は、局所的に掴み具の間に把持された熱融着可能なポリマー材料の2つの層を融解する。
【００１０】
さらに、金床は切断要素を伴って構成されてよい。具体的には、切断要素が、パッケージの連続した列を、以前の説明の通りに個別パッケージへと切断するように、第1および第2の方向に対して直交する第3の方向に沿って、密封掴み具の密封装置に向かって、または密封装置から離れる方向にスライドしてよい。
【００１１】
パッケージが包装材料の空包から開始して形成される場合、密封装置は包装機の掴み具に取り付けられてよい。
【００１２】
どちらの場合にも使用される既知の密封装置は、2つの封止面を有するインダクタコイルを実質的に備える。インダクタコイルは、パッケージの形成中に包装材料と協働するように、少なくとも封止面が支持体の外面に露出して、支持体の中に部分的に封入される。電力接続部も支持体の外部に露出している。たとえばフェライトを含む複合材料といった磁束を集結させる材料で製作された1つまたは複数の挿入物が、電磁界を導くために、支持体の内部でインダクタコイルの近くに配置される。
【００１３】
それぞれの封止面は隆起部も備え、これは、包装材料と協働で包装材料上の圧力を増加させて、密封領域において、包装材料の融解されたプラスチック材料を融合させるように意図されている。
【００１４】
一般に、密封装置は、したがってインダクタコイルも、包装機において、高温、高圧および過酸化水素に露出される。この組合せは、特定の用途においてインダクタコイルを急速に腐食させ、かつ磨耗させる攻撃的環境をもたらす。したがって、密封装置を定期的に交換する必要があり、それぞれの交換においてパッケージの製造がストップする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって本発明の目的の1つは、上記のことを考慮して、磨耗および腐食に対してより耐性のある密封装置を提供することにより、密封装置の寿命を延ばすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的は、注入可能な食品生産物の密封包装品を製造するための熱融着包装材料用の誘導密封装置によって達成される。この密封装置は、支持体の中に部分的に封入された少なくとも1つのインダクタコイルを備える。前記少なくとも1つのインダクタコイルには、密封中に包装材料と協働するための少なくとも1つの細長い封止面が設けられている。前記少なくとも1つの封止面は、包装材料と協働するように、支持体の外面に露出している。コイルの表面は、電力接続部の表面を除いて、少なくとも腐食からコイルを保護するためのコーティングを備える。
【００１７】
1つまたは複数の実施形態では、コーティングは、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、銀(Ag)、タンタル(Ta)、硬質金、ダイヤモンドライクカーボンおよび炭化クロムといった材料のうちの1つまたは複数を含む。
【００１８】
1つまたは複数の実施形態では、コーティングは多層であり、腐食に対してコイルの表面を保護する内層と、磨耗に対してコイルおよび内層を保護する外層とを備える。
【００１９】
1つまたは複数の実施形態では、コーティングの内層はニッケル(Ni)で製作され、コーティングの外層はクロム(Cr)で製作される。
【００２０】
1つまたは複数の実施形態では、コイルの電力接続部の表面を含むすべての表面にコーティングが設けられている。
【００２１】
1つまたは複数の実施形態では、コイルは長方形または正方形の断面を有し、封止面に対して実質的に平行な面に配置された底面と電力接続部の表面とを除くすべての表面に、コーティングが設けられている。
【００２２】
従来技術のタイプの密封装置は、コーティングに対して特に十分に適するわけではない。隆起部領域における密封圧力が高いので、コーティングが割れる可能性がある。したがって、封止面上に、より優れたコーティングを与えて維持することができる形状を有する密封装置を提供することも本発明の目的の1つである。1つまたは複数の実施形態では、前記封止面は、包装材料と協働すると共に密封中に包装材料に対する密封圧力を増加させるための、封止面の長手方向の延長部に沿って延在する突出した隆起部を備える。前記封止面の輪郭は、長手方向の延長部に対して直交する面に、第1のセグメント、第2のセグメントおよび第3のセグメントを備え、第3のセグメントが、第1および第2のセグメントとは異なる高さに配置されて、突出した隆起部の頂面を形成する。さらに、この輪郭は、第1のセグメントを第3のセグメントに接続する第4のセグメントであって、第1のセグメントに接続する湾曲部分および第3のセグメントに接続する湾曲部分を備える第4のセグメントと、第3のセグメントを第2のセグメントに接続する第5のセグメントであって、第3のセグメントに接続する湾曲部分および第5のセグメントを第2のセグメントに接続する湾曲部分を備える第5のセグメントとを備える。
【００２３】
1つまたは複数の実施形態では、第1のセグメント、第2のセグメントおよび第3のセグメントは直線的であり、密封中に包装材料と協働するための平坦な封止面領域を形成する。
【００２４】
1つまたは複数の実施形態では、第4のセグメントおよび第5のセグメントは、第1のセグメント、第2のセグメントおよび第3のセグメントに対して傾斜している。
【００２５】
それに加えて、1つまたは複数の実施形態では、第4のセグメントおよび第5のセグメントには、湾曲部分の間に直線部分がそれぞれ設けられている。
【００２６】
1つまたは複数の実施形態では、第4のセグメントおよび第5のセグメントの直線部分のそれぞれが、湾曲部分に対して接線的に接続する。
【００２７】
1つまたは複数の実施形態では、直線部分は、第1のセグメント、第2のセグメントおよび第3のセグメントに対して傾斜している。
【００２８】
さらに、1つまたは複数の実施形態では、第4のセグメントの湾曲部分が第1のセグメントおよび第3のセグメントに対して接線的に接続しており、第5のセグメントの湾曲部分が第3のセグメントおよび第2のセグメントに対して接線的に接続している。
【００２９】
さらに、1つまたは複数の実施形態では、第1のセグメントに接続する第4のセグメントの湾曲部分は凹形であり、第2のセグメントに接続する第5のセグメントの湾曲部分は凹形であり、第3のセグメントに接続する第4のセグメントおよび第5のセグメントの湾曲部分は凸形である。
【００３０】
1つまたは複数の実施形態では、第3のセグメントは湾曲している。
【００３１】
1つまたは複数の実施形態では、第4のセグメントの湾曲部分が互いに合わさってS字形を形成し、第5のセグメントの湾曲部分が互いに合わさって反転S字形を形成する。
【００３２】
1つまたは複数の実施形態では、第4のセグメントおよび第5のセグメントの直線部分は、第1のセグメントおよび第2のセグメントに対して直交している。
【００３３】
1つまたは複数の実施形態では、コイルは金属材料で製作されている。
【００３４】
1つまたは複数の実施形態では、コイルは、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、ステンレス鋼、または前記材料のうちの1つもしくはいくつかを含む合金といった材料のうちの1つで製作されている。
【００３５】
この目的は、注入可能な食品生産物の密封包装品を製造するための熱融着包装材料用の誘導密封装置を製造する方法によってさらに達成され、前記誘導密封装置は、支持体の中に部分的に封入された少なくとも1つのインダクタコイルを備える。前記コイルには、密封中に包装材料と協働するための、支持体(22)の外面に露出した少なくとも1つの細長い封止面が設けられている。この方法は、電力接続部の表面を除くコイルの表面上にコーティングを設けるステップを含み、前記コーティングは少なくとも腐食からコイルを保護するものである。
【００３６】
1つまたは複数の実施形態では、この方法は、腐食に対してコイルの表面を保護する内層と、磨耗に対してコイルおよび内層を保護する外層とを備える多層コーティングを設けるステップを含む。
【００３７】
1つまたは複数の実施形態では、この方法は、金属材料のコイルを製造するステップと、コイルをニッケル(Ni)でめっきすることによって内層を形成するステップと、その後、内層の上部にクロム(Cr)めっきすることによって外層を形成するステップとを含む。
【００３８】
1つまたは複数の実施形態では、この方法は、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、銀(Ag)、タンタル(Ta)、硬質金、ダイヤモンドライクカーボンおよび炭化クロムといった材料のうちの1つまたは複数のもののコーティングを製作するステップを含む。
【００３９】
1つまたは複数の実施形態では、前記封止面は、包装材料と協働すると共に密封中に包装材料に対する密封圧力を増加するための、封止面の長手方向の延長部に沿って延在する突出した隆起部を備える。この方法は封止面を設けるステップを含み、この封止面は、長手方向の延長部に対して直交する面において、
第1のセグメントおよび第2のセグメントと、
突出した隆起部の頂面を形成する第3のセグメントであって、第1のセグメントおよび第2のセグメントとは異なる高さに配置された第3のセグメントと、
第1のセグメントを第3のセグメントに接続する第4のセグメントであって、第1のセグメントに接続する湾曲部分および第3のセグメントに接続する湾曲部分を備える第4のセグメントと、
第3のセグメントを第2のセグメントに接続する第5のセグメントであって、第3のセグメントに接続する湾曲部分および第5のセグメントを第2のセグメントに接続する湾曲部分を備える第5のセグメントとを備える輪郭を有する。
【００４０】
1つまたは複数の実施形態では、この方法は、ニッケル(Ni)の第1の層およびクロム(Cr)の第2の層を製作するステップを含む。
【００４１】
1つまたは複数の実施形態では、この方法は、コイルの電力接続部の表面を含むすべての表面にコーティングを与えるステップを含む。
【００４２】
本発明の、上記の目的、特徴および利点、ならびに追加の目的、特徴および利点が、本発明の実施形態の、添付の概略図が参照される例示の限定的でない以下の詳細な説明によって、よりよく理解されるであろう。等しい要素または相当する要素は、すべての図において同一の参照数字によって命名されている。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による誘導密封装置の斜視図である。
【図２】図1の誘導密封装置のコイルの斜視図である。
【図３】従来技術の封止面輪郭の一部分の、封止面の長手方向の延長部に対して直交する面における断面図である。
【図４ａ】本発明の第1の実施形態の封止面輪郭の一部分の、封止面の長手方向の延長部に対して直交する面における断面図である。
【図４ｂ】長方形断面を有するコイルの、封止面の長手方向の延長部に対して直交する面における断面図である。
【図４ｃ】実質的に円形の断面を有するコイルの、封止面の長手方向の延長部に対して直交する面における断面図である。
【図５】コーティングおよびコイルの一部分の詳細な断面図である。
【図６】コーティングを伴わないコイルの第1の封止面のみを示す図4aよりも詳細な図である。
【図７】本発明の第2の実施形態の、図6に類似の図である。
【図８】本発明の第3の実施形態の図である。
【図９】本発明の第4の実施形態の図である。
【図１０】本発明の第5の実施形態の図である。
【図１１】本発明の第6の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図1は誘導密封装置10を示すものである。誘導密封装置10は、密封装置10の第1の終端14から反対端16へ直線的に延在するインダクタコイル12を備える。誘導密封装置10は、第1の終端14と第2の終端16の間に長手方向の延長部を有する。外部電源(図示せず)によって供給される電流がコイル12を流れることを可能にするために、電気コネクタ(図示せず)がコイル12の電力接続部18に接続されるように適合されている。密封装置10の内部に冷却手段(図示せず)も設けられ得る。
【００４５】
このコイルは図2にも見られ、2つの封止面12a、12bを備える。封止面12a、12bは、間隔を置いて平行に設けられている。コイル12は、直線の経路に沿って第1の終端14から反対端16へ延在して第1の封止面12aを形成し、ここで方向を変えて第1の終端14へ戻り、第1の封止面12aに対して平行な第2の封止面12bを形成する。コイル12のそのような機構により、単一の密封装置で2つの隣接した密閉を同時にもたらすことができる。あるいは、コイルは、封止面が1つしかない単一の密閉タイプでもよい。
【００４６】
図1に見られるように、インダクタコイル12は支持体22の中に部分的に封入される。封止面12a、12bは、パッケージの形成中に包装材料と協働するように、支持体22の外面に露出している。支持体22は、一般的にはポリマー材料で製作され、好ましくはガラス繊維で強化されたポリマー材料で製作される。コイル12の電力接続部18も支持体22の外部に露出している。任意選択で、たとえばフェライトを含む複合材料といった磁束を集結させる材料で製作された1つまたは複数の挿入物(図示せず)が、支持体22の内部でインダクタコイル12の近くに配置される。切断ツールが溝20を通ることができるように、コイル12の封止面12aと12bの間に溝20が設けられ、それによってパッケージが管から効率的に分離され得る。
【００４７】
図3は、図1および図2に関して説明されたタイプの誘導密封装置10における従来技術のコイル12'の一部分の断面図を示すものである。この断面図は、たとえば図1との比較から容易に理解されるように、密封装置の長手方向の延長部に対して直交方向の面におけるものである。長手方向の延長部は、第1の終端14と第2の終端16の間の延長部である。図3には、コイル12'のそれぞれの封止面12a'、12b'が隆起部24'を備えることが示されている。隆起部24'は、包装材料と協働で包装材料上の圧力を増加させて、密封領域における包装材料の融解されたプラスチック材料を融合させるように意図されている。見られるように、隆起部24'の断面は実質的に長方形である。そのような隆起部24'を有する封止面上に首尾よくコーティングを与えて維持するのは不可能であることが判明している。
【００４８】
図4aは、本発明の第1の実施形態によるコイル12の一部分の断面図を示すものである。この断面図は、密封装置の長手方向の延長部に対して直交方向の面におけるものである。ここにはコイル12しか示されていないが、コイル12は、図1に関して説明されたタイプの誘導密封装置10の中に設けられてよく、図2に示されたように成形され得ることを理解されたい。前述のように、コイル12は、密封中に包装材料と協働するための2つの細長い封止面12a、12bを備える。さらに、それぞれの封止面12a、12bは、包装材料と協働するための、また密封中に包装材料に対する密封圧力を増加するための、封止面の長手方向の延長部に沿って延在する突出した隆起部24を備える。それぞれの隆起部24は、それぞれの封止面12a、12bの中央から、水平方向においてわずかにオフセットして配置されている。どちらの隆起部24も、溝20(図1にのみ見られる)の方へオフセットされている。このようにして、パッケージの内側の封止面は、より大きくなり、切断された終端側よりも無菌的に緊密な接合として働き、切断された終端側では、封止面は、機械的接合として働くのみでよい。
【００４９】
コイル12の表面はコーティングを備える。図4aの点線Cは、コーティングを与えられた領域の一部分を示し、図5は、26で表されたコーティングおよびコイル12の小部分を通る断面を示す。好ましくは、コイル12のすべての表面がコーティング26を備える。これは図4bに示されている。電力接続部18の表面については、任意選択で例外とされてもよい(図1および図2に示されている)。コイル12を全面的にコーティングするのは、コイル12と支持体22(図1および図3に示されている)の間に生じる小さな亀裂、チャネルまたは層間剥離に入り込む可能性のある過酸化水素などの攻撃的物質にも耐えることができるように頑健にするためである。したがって、コイル12の実質的に全体をコーティングするのは、密封装置が内部から腐食し始めるのを防止するためである。あるいは、長方形または正方形の断面の場合には、封止面に対して実質的に平行であるが支持体の内部に配置された内底面と、電力接続部の表面とを除くすべての表面がコーティングされている。底面は29で示され、図4bに示されている。しかしながら、図4bが示すコイルは、全面的にコーティングされている。コイルの、底面を除く封止面および側面をコーティングすると、コイルにコーティングがないインダクタの寿命と比較してインダクタの寿命が実際に増加するが、層間剥離および亀裂が一旦底面に達すると、コイルが腐食し始めるのが防止されないことになる。
【００５０】
図4cに示されるコイルの別の実施形態は、図3に示されたものに似て、実質的に円形の断面を有する。コイルは、好ましくはその全体の周囲がコーティングされる。電力接続部18の表面については、任意選択で例外とされてもよい(図1および図2に示されている)。
【００５１】
封止面12a、12bと側面28の間で長手方向に延在するエッジ30の辺りのコーティングを容易にするために、エッジ30は好ましくは角を取られ、すなわち、封止面12a、12bとその側面28の間に曲面セグメントが設けられる(図5)。
【００５２】
コーティング26は多層であって、それぞれの層が異なる保護に的を絞ったものであり、すなわち1つの層が防食として働き、別の層が磨耗保護として働く。この実施形態では、コーティング26は、コイル12を腐食に対して保護する第1の内層26aと、コイル12および内層26aを磨耗に対して保護する第2の外層26bとを備える。内層26aが当然ながら最初に塗布され、それによって内層26aの上に外層26bが塗布される。この実施形態では、コイル12は銅(Cu)で製作されるが、あるいはアルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、鋼、好ましくはステンレス鋼、または可能性としてはニッケル(Ni)も含めて前記金属のうちの1つまたはいくつかを含む合金などの別の金属材料で製作されてもよい。
【００５３】
コーティング26の内層26aは、高度な耐食性を有する材料であるニッケル(Ni)で製作される。銅のコイル12上にニッケルがめっきされて腐食/酸化の保護を与える。層の厚さは、好ましくは、実質的に0から約100マイクロメートルまでの間から選択される。コーティングの第2の外層26bは、その耐磨耗性のために特に選択された硬い脆性材料であるクロム(Cr)で製作される。この材料は、いくらかの耐食性も有する。層の厚さは、好ましくは、実質的に0から約100マイクロメートルまでの間から選択される。多層コーティング26の全体の厚さは、実質的に0から約200マイクロメートルまで、たとえば50〜150マイクロメートルの範囲内に、たとえば約100マイクロメートルに選択される。代替のコーティング材料には、たとえば銀(Ag)、タンタル(Ta)、硬質金(Au)、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)およびCRC(炭化クロム)がある。銀は耐食性に優れ、DLCおよびCRCは耐磨耗性に優れている。タンタルおよび硬質金は、どちらも耐食性および耐磨耗性に優れており、したがって層26aと26bの両方に用いられ得る。そのような場合、任意選択で、単一のより厚い層または2つのより薄い層を互いの上部に塗布する。
【００５４】
封止面12a、12bに対して前述のコーティング26を与え、はるかに長持ちさせることを可能にするためには、封止面12a、12bは、いかなる鋭角または垂直面も備えるべきでないということが判明している。鋭角、角および垂直面では、コーティングが、高い密封圧力への暴露中に急速に割れることになる。
【００５５】
図6が示すコイル12の封止面輪郭は、前述のタイプのコーティング26を塗布するのに適するものである。この図は、図4aよりも詳細であり、コーティング26を伴わないコイル12の第1の封止面12aのみを示す。この図は、密封装置10の長手方向の延長部に対して直交方向の面における封止面の輪郭を示す。この輪郭は、ベース封止面領域を形成する第1のセグメント1および第2のセグメント2を備える。第1のセグメント1および第2のセグメント2は直線的であり、密封中に包装材料と協働するための平坦な封止面領域を形成する。この輪郭は、第1のセグメント1および第2のセグメント2とは異なる高さに配置された第3のセグメント3をさらに備える。第3のセグメント3は、突出した隆起部24の頂面を形成する。さらに、この輪郭は、第1のセグメントを第3のセグメント3に接続する第4のセグメント4と、第3のセグメント3を第2のセグメント2に接続する第5のセグメント5とを備える。第3のセグメント3は、第1のセグメント1および第2のセグメント2によって形成されたベースから図の垂直方向にオフセットした高さに配置されている。図において、第1のセグメント1および第2のセグメント2は、第3のセグメント3の終点から図の水平方向に、ある距離だけ変位していることも見られ、すなわち、第3のセグメント3は、第1のセグメント1の最も近い終点から、ある距離だけオフセットして配置されている。同様に、第2のセグメント2は、第3のセグメント3のもう一方の終点から、ある距離だけオフセットして配置されている。したがって、第1のセグメント1と第3のセグメント3の間、および第3のセグメント3と第2のセグメントと2の間に距離xが形成される。第4のセグメント4および第5のセグメント5はコネクタをもたらし、どちらも水平方向に距離xだけ延在し、垂直方向では、図中の距離yを見て、第1のセグメント1と第3のセグメント3を接続し、第3のセグメント3と第2のセグメント2を接続する。これによって、第4のセグメント4および第5のセグメント5が、第1のセグメント1、第2のセグメント2、および第3のセグメント3に対して傾斜する。可視性のために、セグメント間の分割はドットで印が付けられている。
【００５６】
第4のセグメント4は、第1のセグメント1に接続する湾曲部分4aと、第3のセグメント3に接続する湾曲部分4bとを備える。第5のセグメント5は、第2のセグメント2に接続する湾曲部分5aと、第3のセグメント3に接続する湾曲部分5bとを備える。第4のセグメント4は湾曲部分の間に直線部分4cを備え、第5のセグメント5は湾曲部分の間に直線部分5cを備える。この実施形態では、直線部分4c、5cは、それぞれ2つの湾曲部分4a、4b、5a、5bと実質的に同じ長さであり、すなわち、それぞれのセグメントの3つの部分は実質的に同じ長さである。長さの割合が実質的に等しいものである必要はないことが、他の実施形態から明白であろう。第4のセグメント4の直線部分4cは、第1のセグメント1に対して傾斜している。同様に、第5のセグメント5の直線部分5cは、第2のセグメント2に対して傾斜している。傾斜角は、図ではαおよびβで示されている。可視性のために、第4のセグメント4および第5のセグメント5の湾曲部分と直線部分の間の区分は、セグメントを形成しているラインに対して実質的に直交する小さいラインで印を付けられている。
【００５７】
第4のセグメント4および第5のセグメント5の湾曲部分と直線部分の間を滑らかに接続するために、直線部分4cが湾曲部分4a、4bに対して接線的に接続し、直線部分5cが湾曲部分5a、5bに対して接線的に接続する。さらに、第4のセグメント4の湾曲部分が第1のセグメント1および第3のセグメント3に対して接線的に接続し、第5のセグメント5の湾曲部分が第3のセグメント3および第2のセグメント2に対して接線的に接続する。
【００５８】
図に見られるように、第1のセグメント1に接続する第4のセグメント4の湾曲部分4aにおけるコイル12の形状は凹形であり、第3のセグメント3に接続する第4のセグメント4のもう一方の湾曲部分4bは凸形である。同様に、第2のセグメント2に接続する第5のセグメント5の湾曲部分5aは凹形であり、第3のセグメント3に接続する第5のセグメント5の湾曲部分5bは凸形である。それぞれの湾曲部分は、たとえば円形または楕円の円弧または放物曲線として形成されている。それぞれの湾曲部分は、2つ以上の円形の円弧および/または楕円の円弧および/または放物曲線によっても形成され得る。第1の実施形態は、円形の円弧として形成された湾曲部分を示しており、第1のセグメントおよび第2のセグメントに接続する湾曲部分4a、5aの半径はr4a,5aで示されており、第3のセグメントに接続する湾曲部分4b、5bの半径はr4b,5bで示されている。第1の実施形態では半径は同一であり、すなわち半径r4a,5aは半径r4b,5bに類似である。
【００５９】
第1の実施形態では、第4のセグメント4と第5のセグメント5は、反転されてはいるものの類似であると説明されてきた。しかしながら、これらは、湾曲部分の曲率、傾斜角α、βおよび直線部分の長さが互いに異なって成形され得ることを理解されたい。
【００６０】
以下では、さらなる実施形態について説明する。理解の容易さのために、同一のフィーチャには同一の参照数字を用いる。実施形態の間の差のみを説明する。
【００６１】
図7は、図6に類似であるが、第1の実施形態のものとはわずかに異なる封止面輪郭を有する第2の実施形態を示す図である。
【００６２】
第2の実施形態では、第3のセグメント3に接続する湾曲部分4b、5bは、第1のセグメント1および第2のセグメント2にそれぞれ接続する湾曲部分4a、5aを形成する円形の円弧の半径r4a,5aよりも小さい半径r4b,5bを有する円形の円弧である。比r4a,5a/r4b,5bは好ましくは1.0〜2.0の間にあり、たとえば1.7である。さらに、第3のセグメントは長さlを有し、封止面12aの一方の側面28から他方の側面28までの長さはLである。比L/lは好ましくは4〜8の間にあり、たとえば約6である。さらに、第1のセグメント1および第2のセグメント2によって形成されたベースシール面から測定した隆起部24の高さをyとすると、比l/yは0.5〜2.0の間にあり、好ましくは1である。
【００６３】
前述のように、エッジ30は半径reを有して角を取られることになる。比r4b,5b/reは約3.5である。
【００６４】
第4のセグメント4と第5のセグメント5に関して、傾斜角αとβは同一でも異なってもよい。角度の範囲は約91°と約179°の間、好ましくは100°〜140°の間にある。
【００６５】
第2の実施形態の例示的密封装置は、L=2.1mm、l=0.325mm、r4a,5a=0.3mm、r4b,5b=0.175mm、re=0.05mm、α、β=120°、y=0.3mmといった寸法を有し得る。長手方向の延長部に沿った封止面の長さは約120mmであり、封止面12aと12bの間の距離は、長手方向の延長部に対して直交する方向において約4.4mmである。
【００６６】
図8は、図6および図7に類似であるが、前述の実施形態のものとはわずかに異なる封止面輪郭を有する第3の実施形態を示す図である。
【００６７】
第3の実施形態では、第4のセグメント4の湾曲部分4a、4bおよび第5のセグメント5の湾曲部分5a、5bは、直線部分4c、5cと比較して比較的小さい。直線部分の長さは、それぞれの湾曲部分の長さよりも約3〜5倍長い。
【００６８】
図9は第4の実施形態を示すものである。第4のセグメント4の湾曲部分4a、4bが互いに合わさってS字形を形成し、第5のセグメント5の湾曲部分5a、5bが互いに合わさって反転S字形を形成する。湾曲部分の間には直線部分がなく、または非常に小さい直線部分しかない。
【００６９】
図10は第5の実施形態を示すものである。この実施形態では、第4のセグメント4の直線部分4cおよび第5のセグメント5の直線部分5cは、第1のセグメント1、第2のセグメント2および第3のセグメント3に対して直交している。比r4a,5a/r4b,5bは、好ましくは1.0〜6.0の間ある。
【００７０】
図11は、第3のセグメント3が直線ではなく湾曲しているという点が前述のものから異なる第6の実施形態を示す。したがって、この実施形態では、湾曲部分4b、湾曲部分5bおよび第3のセグメント3は、一緒に、隆起部24の上部の丸みの付いた部分を形成する。第3のセグメント3の湾曲は、第4のセグメント4の湾曲部分4bおよび第5のセグメント5の湾曲部分5bの湾曲と接線的に接する。第3のセグメント3は、たとえば円形または楕円の円弧または放物曲線として形成されている。第3のセグメント3は、2つ以上の円形の円弧および/または楕円の円弧および/または放物曲線によっても形成され得る。一実施形態では、第4のセグメント4の湾曲部分4b、第5のセグメント5の湾曲部分5bおよび第3のセグメント3は、これらが一緒に円形のセグメントを形成するように、同一の半径を有する円弧に製作されてよい。この実施形態では、第3のセグメントは半径r3を有する円弧によって形成されている。第3のセグメントは凸形である。
【００７１】
説明された実施形態は例示であり、様々な修正形態が可能であることが当業者には明白である。したがって、本発明およびその実施形態は、前述の例に限定されることなく、特許請求の範囲の範囲内において様々であり得る。
【００７２】
たとえば、封止面12aおよび12bは、従来型の誘導密封装置10の従来型のコイル12に関連して説明されてきた。本発明の封止面は、他のタイプの誘導密封装置の他のタイプのコイル上に与えられ得ることを理解されたい。
【００７３】
さらに、コーティング26は、例示的誘導密封装置に関連して説明されてきた。コーティング26自体が、他のタイプの誘導密封装置の他のタイプのコイルに与えられてよい。
【符号の説明】
【００７４】
1  セグメント
2  セグメント
3  セグメント
4  セグメント
5  セグメント
4a  湾曲部分
4b  湾曲部分
4c  直線部分
5a  湾曲部分
5b  湾曲部分
5c  直線部分
10  誘導密封装置
12  コイル
12'  コイル
12a  封止面
12b  封止面
12a'  封止面
12b'  封止面
14  コイルの終端
16  コイルの終端
18  電力接続部
20  溝
22  支持体
24  隆起部
24'  隆起部
26  コーティング
26a  コーティングの内層
26b  コーティングの外層
28  封止面の側面
29  封止面の底面
30  エッジ
【図１】
0006340412.tif 000002
【図２】
0006340412.tif 000003
【図３】
0006340412.tif 000004
【図４ａ】
0006340412.tif 000005
【図４ｂ】
0006340412.tif 000006
【図４ｃ】
0006340412.tif 000007
【図５】
0006340412.tif 000008
【図６】
0006340412.tif 000009
【図７】
0006340412.tif 000010
【図８】
0006340412.tif 000011
【図９】
0006340412.tif 000012
【図１０】
0006340412.tif 000013
【図１１】
0006340412.tif 000014