(57)【要約】  乗員センサに使用する袋を形成する本願の方法は、高分子フィルムの第１及び第２のシートを台板上に位置付けることを包含する。本願の方法は、レーザービーム発生器を台板の上に位置付けることを更に包含する。レーザービーム発生器には、台板の上での移動経路を記述する情報が提供され、次に、レーザービーム発生器は、経路に沿って台板の上を移動し、レーザービームを適用して、第１及び第２のシートを融解してシートの間に接着を形成する。乗員センサの袋を高分子材料から製造するシステムも提供される。システムは、高分子材料の２つの層を受け入れることができる台板と、台板に向けられたレーザービーム発生器とを包含する。レーザービーム発生器は、台板の上で経路に沿って移動すると同時に、レーザービームを高分子材料に適用することができる。【選択図】図２Ａ
2010505660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子フィルムの第１のシートを、上面を有する台板上に位置付ける工程と、
第２のシートを前記第１のシート上に位置付ける工程と、
レーザービーム発生器に、前記第１及び第２のシートの上での第１の移動経路を記述する情報を提供する工程と、
前記レーザービーム発生器が前記台板の前記上面から第１の距離に在るように、前記レーザービーム発生器を前記台板に対して位置付ける工程と、
前記レーザービーム発生器を前記第１の経路に沿って移動させ、前記第１の経路の少なくとも一部の上にレーザービームを適用させて、前記第１及び第２のシートを融解させ、前記レーザービームが適用された前記第１の経路の前記一部に沿って接着を形成する工程とを含む、乗員センサに使用する袋を形成する方法。
【請求項２】
前記レーザービーム発生器に、前記台板の上の第２の移動経路を記述する情報を提供する工程と、前記レーザービーム発生器を前記第２の経路に沿って移動させ、前記第２の経路の少なくとも一部の上にレーザービームを適用させて、前記第１及び第２のシートを、前記レーザービームが適用された前記第２の経路の前記一部に沿って切断する工程とを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記台板の前記上面を介して真空を提供して、前記第１のシートを前記上面に引き込む、真空提供工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記レーザービーム発生器に、前記第１の経路の少なくとも一部の上にレーザービームを適用させる前記工程が、前記接着を形成するために、前記第１の経路の上で変動するエネルギーレベルを有するレーザービームを提供することを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記レーザービーム発生器を前記第１の経路に沿って移動させる前記工程が、前記レーザービーム発生器を前記第１の経路に沿って変動する速度で移動させることを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザービーム発生器が前記台板の前記上面から第２の距離に在るように、前記レーザービーム発生器を前記台板に対して位置付ける工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
袋状に製造される高分子材料の少なくとも２つの層を受け入れることができる上面を有する台板と、
前記台板の前記上面の上のある距離で位置付けられて前記上面に向けられる、前記高分子材料の層にレーザービームを適用することができるレーザービーム発生器とを備え、
前記レーザービーム発生器が、前記台板の少なくとも大部分の上に位置付けることができるように、前記台板に対して、前記台板の前記上面の長さ及び幅に沿って移動するように構成され、
前記レーザービーム発生器は、前記レーザービーム発生器が前記台板の上を移動する少なくとも１つの経路を記述し、かつ前記少なくとも１つの経路に沿ってどこで前記レーザービームを適用するかを記述するプログラミング情報を受け取り記憶することができる、乗員センサに使用される袋を製造するように構成されたシステム。
【請求項８】
前記レーザービーム発生器が、可変のエネルギーレベルで前記レーザービームを供給することができ、前記プログラミング情報が、前記少なくとも１つの経路に沿ったあらゆる所与の地点における前記レーザービームの適用されるエネルギーレベルを包含する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記レーザービーム発生器が、可変の速度で移動することができ、前記プログラミング情報が、前記少なくとも１つの経路に沿ったあらゆる所与の地点における前記レーザービーム発生器の移動する速度を包含する、請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は乗員センサ（occupant sensor）に関する。より具体的には、本発明は、重量感知用乗員センサの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサアセンブリは、所定空間内の人若しくは物体の位置、向き、存在、又はサイズを認識し監視するのに使用されてもよい。一例として、センサアセンブリは、車両のシート内に位置する人又は物体を認識するために、車両のシートに使用されてもよい。そのような感知を行うのに使用される技術の１つのタイプは重量感知用デバイスである。重量に基づく感知デバイスの１つのタイプは、シートの乗員の質量を測定するのに使用される充填材料で充填された袋を包含する。袋は、ポリエーテル−ポリウレタンフィルムなど、高分子材料の２つ以上のシートから形成される。このタイプの袋の製作は、２つ以上のフィルム片をカスタマイズしたテンプレート内に位置付け、テンプレートで覆われていないフィルムの部分に熱を加えて、その２つ以上のフィルム片を同時に溶解させ、封止を形成することによって行うことができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
１つの態様では、本発明は、乗員センサに使用する袋を形成する方法に関する。この形成方法は、高分子フィルムの第１及び第２のシートを位置付け、それらのシートを台板又はテーブル上に位置付けることを包含する。第１及び第２のシート上での第１の移動経路を記述する情報を包含する、レーザービーム発生器が設けられる。レーザービーム発生器は、レーザービーム発生器が台板の上面から第１の距離に在るようにして、台板に対して位置付けられる。方法は、レーザービーム発生器を第１の経路に沿って移動させ、第１の経路の少なくとも一部の上にレーザービームを適用して、第１及び第２のシートを溶解させ、レーザービームが適用された第１の経路の一部に沿って接合を形成する。
【０００４】
それに加えて、方法は、レーザービーム発生器に、台板の上での第２の所望の移動経路を記述する情報を提供することを包含することができる。レーザービーム発生器は、次に、第２の経路に沿って台板の上を移動させられ、レーザービーム発生器が第２の経路に沿って移動している間にレーザービームを発生して、第１及び第２のシートを切断し、袋の外辺を形成する。
【０００５】
本発明の別の態様は、乗員の重量を感知することができるセンサアセンブリの製造方法に関する。本発明のこの態様は、袋を形成し、少なくとも１つの乗員センサを袋に取り付けることを包含する。袋は、高分子フィルムの第１のシートを、第１のシートを受け入れるように適合された台板上に位置付け、高分子フィルムの第２のシートを第１のシート上に位置付けることによって形成される。レーザービームは、第１の経路の一部分に沿って第１及び第２のシートに適用され、レーザービームが適用された第１の経路に沿って第１及び第２のシートを同時に融解し、そして、第１及び第２のシートが同時に融解されなかった第１の経路に沿った間隙が残される。レーザービームはまた、第２の経路に沿って第１及び第２のシートに適用され、第１及び第２のシートを第２の経路に沿って切断する。材料は、間隙を通して導入され、次に、間隙に熱が加えられて、第１及び第２のシートを同時に融解し、第１及び第２のシートの間に上記材料を封止する。
【０００６】
本発明の更に別の態様は、乗員センサに使用するための袋を製造するように構成されたシステムに関する。システムは、袋の形に製造するための高分子材料の少なくとも複数層を受け入れることができる上面を有する台板を包含する。それに加えて、システムは、台板の上面上方のある距離に位置付けられ、上面に向けられているとともに、レーザービームを高分子材料の層に適用することができるレーザービーム発生器を包含する。レーザービーム発生器は、台板の上面の長さ及び幅に沿って台板に対して移動し、それによって台板の少なくとも大部分にわたって位置付けることができるように構成される。レーザービーム発生器はまた、レーザービーム発生器が台板の上を移動する少なくとも１つの経路を記述し、かつその少なくとも１つの経路に沿ってどこにレーザービームを適用するかを記述するプログラミング情報を受け取り、記憶することができる。
【０００７】
上記の概要は、本発明の開示された各実施形態又はあらゆる実施を記載することを意図するものではない。以下の図面及び詳細な説明は、代表的な実施形態をより具体的に例証する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本明細書で提示される概念は、添付図面を参照して更に説明され、ここで類似の構造体又はシステム要素はいくつかの図にわたって類似の参照番号により参照され得る。
【図１Ａ】本発明の方法又はシステムを使用して製造するのに有利に適したタイプの重量センサに使用する袋の平面図。
【図１Ｂ】図１Ａの袋の側面図。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、図１の袋の製造プロセスの一部を行うレーザー部材を包含するシステムの概略側面図。
【図２Ｂ】図２Ａの取付具の概略平面図。
【図２Ｃ】レーザービーム発生器を取り囲む環状領域を示す、図２Ａの２Ｃ−２Ｃに沿ったレーザー部材の断面図。
【図３】図２Ａのレーザー部材の構成要素を詳述する概略図。
【図４Ａ】図２Ａのレーザー部材によって形成される複数の袋部位を示すシステムの平面図。
【図４Ｂ】図４Ａの複数の袋部位の１つを詳述する概略図。
【図５】本発明の一実施形態による、高分子材料の複数のシートを融解し切断して、図１Ａに示されるタイプの袋を形成するためにレーザー部材を使用する方法を示すフローチャート。
【０００９】
上記図面は本発明のいくつかの実施形態を記載するが、本明細書に記載するように、他の実施形態もまた企図される。いずれの場合も、本明細書でに提示する概念は、説明目的で本発明を記載するものであり、制限目的ではない。本発明の原理の範囲及び趣旨の中にある他の多数の修正及び実施形態が、当業者によって考案され得ることを理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１Ａ及び１Ｂは、本発明のシステム及び／又は方法を使用して製造するのに有利に適したタイプの重量センサ９に使用される袋８を示す。袋８は、ポリエステル若しくはポリウレタンフィルムなどの材料、又は重量センサの袋として使用するのに適した別の防水性高分子材料でできた第１のシート１０を包含する。袋８はまた、第１のシート１０と類似の材料から作製したフィルムの第２のシート１２を包含する。第１のシート１０は、内部容積１６を規定する接着パターン１４に沿って第２のシート１２に接着される。接着パターン１４は防水性の封止をもたらすので、容積１６が封止され、袋８の外表面１８から分離される。一実施形態では、図１Ａに示されるように、接着パターン１４は、袋８の外辺１７付近で袋の周りを延びる連続パターンである。あるいは、接着パターン１４は、内部容積１６が封止されるように内部容積を規定するが、袋８に沿ってあらゆる形状をとることができる。重量センサ９に緩衝効果を提供するため、シリコーン又は他の適切な緩衝材料（図示なし）などの緩衝材料が、袋８の容積１６内に配置されてもよい。それに加えて、重量センサ９上に抵抗力を掛けるあらゆる重量を感知するために、１つ以上の感知素子２０を、袋８の外表面１８に沿って、又は別の方法として内部容積１６内に配置することができる。袋８は、図示されるパターンとは異なる接着パターン１４を有することができる。例えば、単一の袋８は、互いに排他的な複数の内部容積（図示なし）を袋８内に生成する接着パターン１４を有することができる。それに加えて、接着パターン１４は、袋８の特定部分内に格納することができる充填材料の量を制限する、不規則な形状の容積を生成することができる。
【００１１】
重量センサ９に組み込まれた感知素子２０は、あらゆる好適な技術を利用することができる。例えば、容量プレートを近似する感知素子２０は、袋８のどちらの側に位置してもよく、重量が袋８に加えられるので、袋内の材料の後に続く圧縮により、感知素子２０間の距離の変化と、それに対応する感知素子２０からの出力信号の変化とが生じる場合がある。感知素子２０に適した技術の他の例としては、歪みゲージ及び誘導感知デバイスが挙げられる。これらの例は、限定的であることを意味するものではなく、むしろ例示的であることを意味する。袋８は、ほぼ矩形を有するものとして図１Ａに示されているが、あらゆる形状で形成することができる。それに加えて、袋８は、一実施形態では、約１６５２ｃｍ２（２５６平方インチ）の面積を占めるが、袋８はあらゆる好適なサイズであることができる。それに加えて、重量センサ９は、外表面１８上か若しくは内部容積１６内かのいずれかに、袋８に取り付けられた、又はそれと連通するあらゆる数の感知素子を有することができる。
【００１２】
図２Ａ及び２Ｂはそれぞれ、レーザー部材４２を使用して、図１Ａに示されるタイプの複数の袋８を製造するように適合されたシステム３０の概略側面図及び概略平面図を示す。システム３０は、第１の分配ロール３４から分配される袋材料の第１のシート１０を受け入れるようにサイズ及び形状が決められた、ほぼ平面の上面４０を有する台板３２を包含する。本明細書の目的のため、台板３２は、図２Ｂに示されるＹ軸に沿った幅Ｗと、Ｘ軸に沿った長さＬとを有する。一実施形態では、台板３２の上面４０は、約１２２ｃｍ（４フィート）の長さと、約１２２ｃｍ（４フィート）の幅とを有するが、上面が袋材料の第１のシート１０を受け入れることができる限り、上面はあらゆる特定の長さ又は幅に限定されない。上面４０は、金属材料から形成されるので、レーザー部材４２からのエネルギーを反射して、第１のシート１０及び第２のシート１２内に戻すことができる。一実施形態では、上面４０は、ハニカム効果を生成するために、上面を貫通して形成された開口４３のパターン間に、ウェブ（web）状の壁４１を備えたアルミニウム面である。あるいは、上面４０は、ハニカム効果を生成する大きな開口４３を有さないアルミニウムのシートであってもよい。上面４０は陽極酸化させてもよい。あるいは、更に、上面４０は銅のシートであってもよい。
【００１３】
第１のシート１０及び第２のシート１２が台板３２の上面４０全体を延びるとき、袋材料の第２のシート１２は袋材料の第１のシート１０の上に位置付けられる。一実施形態では、第２のシート１２は、第２の分配ロール３６から第１のシート１０全体に分配される。図２Ｂに見られるように、第２の分配ロール３６は、トラニオン（trunnion）４８を支持するとともに、第２の分配ロール３６を回転させ、袋材料の第２のシート１２を台板３２の上面４０上に分配させることができる取付具（図示なし）と係合するように適合された一対のトラニオン４８を包含する。図示されないが、第１の分配ロール３４は、類似の支持及び分配構成を有することができる。ここで図示し考察する実施形態は、袋材料の第１のシート１０及び第２のシート１２を使用することを伴うが、本発明の範囲から逸脱することなく、袋材料の２つを超えるシートを使用することができることを理解されたい。
【００１４】
受入れロール３８は、テーブル３２の上面４０の、第１の分配ロール３４及び第２の分配ロール３６とは反対側に配置される。受入れロール３８は、第１のシート１０及び第２のシート１２の処理済み部分４６（即ち、袋８が少なくとも部分的に形成されるように台板３２上で処理された、第１のシート１０及び第２のシート１２の部分）を受け入れるように位置決めされる。次に、処理済み部分４６は受入れロール３８に巻き取られる。受入れロール３８は、受入れロールの向かい合った端部から延びる一対のトラニオン５２を包含する。受入れロール３８は、取付具（図示なし）に取り付けるように構成され、この取付具は、トラニオン５２が、処理済み部分４６を受入れロール３８に向かって引張り、それに対応して、台板３２の上面４０を越えて第１のシート１０及び第２のシート１２を第１の分配ロール３４及び第２の分配ロール３６から引張ることができるようにする。
【００１５】
第１の受入れロール３４及び第２の受入れロール３６、並びに受入れロール３８は、第１のシート１０及び第２のシート１２を台板３２の上面４０上に適切に位置付けるように位置付けられるものとして示されている。ただし、第１の分配ロール３４及び第２の分配ロール３６、並びに受入れロール３８は、そのように位置付けられなくてもよく、第１の分配ロール３４及び第２の分配ロール３６、並びに受入れロール３８の位置付けのみで、第１のシート１０及び第２のシート１２を上面４０に沿って適切に整列させるのに十分でなくてもよい。したがって、ローラー（図示なし）など、１つ以上の位置付け及び／又は張力デバイスが、分配ロール３４及び３６が位置付けられる台板３２のどちらかの側部、又は受入れロール３８が位置付けられる台板３２の側部、あるいはその両方に位置付けられてもよい。
【００１６】
図２Ａ及び２Ｂは、台板３２の上面４０の上に位置付けられる袋材料の連続する第１のシート１０及び第２のシート１２を提供する、第１の分配ロール３４及び第２の分配ロール３６を有するシステム３０の一実施形態を示す。あるいは、上面４０上に適応するようにサイズ決めされた、予め切断された第１及び第２のシート（図示なし）を、手作業で処理し除去するため、ないしは別の方法でそれらが処理された後、台板３２の上に位置付けることができる。それに加えて、台板３２の上面４０上に袋材料の第１のシート１０及び第２のシート１２を位置付ける、他のシステム及び方法を用いることができる。
【００１７】
第１のシート１０及び第２のシート１２を台板３２の上面４０上に位置付けた後は、シート１０及び１２をレーザー部材４２で処理する前に、シート１０及び１２を適切に固定することが有利である。一実施形態において、台板３２は、上面４０に沿って配置された一連の小さい開口（図示なし）を介して、上面４０と第１のシート１０との間に真空を引き込むことができる真空発生器４５を備えるか、又は真空発生器に取り付けることができる。例えば、上面４０は、上面４０全体に配置された、約０．１５９ｃｍ（１／１６インチ）の直径を有する２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ（１インチ×１インチ）の開口のグリッドを包含することができる。開口は、他のパターン及び他のサイズでも実現することができる。例えば、上面４０が上述のようにハニカムパターンを包含するとき、小さな開口が壁４１内に形成されてもよい。真空を用いて第１のシート１０を上面４２に引き込むことによって、第１のシートは、平滑化され、袋８の封止が不適切又は不完全になる原因のしわが形成される可能性を低減させることができる。それに加えて、第１のシート１０は、重要な位置で、即ち、あらゆる袋８の一部とならない第１のシート１０の領域で、第２のシート１２を第１のシート１０上に引き込む真空を提供するために、シートを延びる一連の開口（図示なし）を包含することができる。
【００１８】
上述したように、システム３０は、台板３２の上面４０の上に位置付けられたレーザー部材４２を包含する。レーザー部材４２は、予め定められた経路に沿って第１のシート１０及び第２のシート１２を同時に融解するのに十分なエネルギーを提供し、各袋８の接着パターン１４の少なくとも一部を形成するのに用いられる。それに加えて、レーザー部材４２はまた、各袋８の周辺１７（図１Ａに示す）の少なくとも一部分に沿って、第１のシート１０及び第２のシート１２を切断するのに十分なエネルギーを提供するために用いられる。レーザー部材４２を使用するプロセスは、より詳細に後述する。
【００１９】
図３を参照すると、レーザー部材４２は、一実施形態では、融解機能及び切断機能を行うレーザービーム４４（図２Ａに示す）を提供することができるレーザービーム発生器６０を包含する。一実施形態では、レーザービーム発生器６０は二酸化炭素レーザーであるが、他の容認可能なタイプのレーザーを使用することができる。レーザービーム発生器６０は、電力レベルが可変のレーザービーム４４を供給することができる可変出力デバイスである。
【００２０】
レーザー部材４２はまた、レーザー部材４２を制御するプログラミング情報を受け取ることができるプログラム可能な制御部６６を包含する。例えば、プログラム可能な制御部は、一実施形態では、レーザービーム発生器６０に、それが有利になるようにレーザービーム４４の出力電力を変動させることができる。レーザー部材４２はまた、レーザー部材４２を移動させることができるレーザー部材位置付けアクチュエータ６２を包含する。一実施形態では、位置付けアクチュエータ６２は、長さＬ及び幅Ｗ（図２Ｂに規定）の少なくとも一部分に沿ってレーザー部材４２を移動させることができる。あるいは、位置付けアクチュエータ６２は、レーザー部材をＺ方向（図２Ａに規定）で移動させることができる。レーザー部材をＺ方向で移動させることによって、トップシート１０の表面に関連するようにレーザービーム４４の焦点の位置を調整することができる。他の技術を使用して、レーザービーム４４の焦点の相対位置を変化させることができる。例えば、レーザービーム発生器６０に使用される光学レンズを変えることができ、又は、台板３２をＺ方向で移動させることができる。
【００２１】
レーザー部材４２はまた、一実施形態では、第１のシート１０及び／又は第２のシート１２上に視覚的指標を生成し検出することができる視覚部材６４を包含する。例えば、図２Ｂは、第２のシート１２上の一対の基準マーク又は位置合わせマーク５０を示す。視覚部材６４は、基準マーク５０を検出し、その情報をプログラム可能な制御部６６に伝達可能であり、この結果、制御部６６は、レーザー部材４２を、台板３２の上面４０に対して向け、同様に上面４０上に配置された第１のシート１０及び第２のシート１２に対して向けることができる。視覚部材６４はまた、そうすることが有利である場合、第２のシート１２上に基準マーク５０を生成することができる。
【００２２】
レーザー部材４２は更に、一実施形態では、アシストガス用の供給源／アクチュエータ６８を包含する。アシストガスは、レーザービーム４４を発生させるプロセス中に適用して、第１のシート１０及び第２のシート１２を切断又は融解するためにレーザービーム４４を提供するプロセス中に生じる可能性がある煙又は粒子を都合良く拡散させることができる。煙及び／又は粒子を拡散させることによって、例えば、レーザー部材４２が台板３２の上面４０を横断するときの一層精密な場所を視覚部材６４に提供できるようにすることで、溶接及び切断プロセスが、より予測可能になり得る。それに加えて、アシストガスは、第２のシート１２上に圧力を加えて、シートを適切な位置で保つのを助けるので、しわ又は他の欠陥が袋８に形成されることを最小限に抑えることができる。プログラム可能な制御部６６は、一実施形態では、アシストガス供給源６８をいつ作動させるかを制御することができ、並びに供給されるアシストガスの量及び圧力を変動させることができる。図２Ｃを簡単に参照すると、レーザー部材４２内のレーザービーム発生器６０を取り囲む環状領域６９が示される。アシストガス供給源６８は、アシストガスを、環状領域６９内に、さらに環状領域６９を介して第２のシート１２上に供給する。
【００２３】
上述したように、一実施形態では、上面４０は、約１２２ｃｍ（４フィート）の長さと、約１２２ｃｍ（４フィート）の幅とを有する。対照的に、袋８の一実施形態は、約１６５２ｃｍ２（２５６平方インチ）の面積を有する。これらの寸法は実質的に変動できることを理解するべきであるが、複数の袋８が台板３２の上面４０上に同時に適応できることも理解するべきである。したがって、１つを超える袋８を、上面４０上に位置付けられた第１のシート１０及び第２のシート１２の一部分から形成することができる。図４Ａ及び４Ｂを参照すると、第１のシート１０及び第２のシート１２が台板３２の上面４０上に位置付けられるように、これらシートの間に複数の袋８を形成することができる複数の袋部位８６を備えたシステム３０が示される。図示される袋部位８６はそれぞれ、融解パターン７０及び切断パターン７２を有する。融解パターン７０は、完成した袋８の接着パターン１４に対応し、及びその一部分であることを理解されたい。異なるサイズ及び形状を有する袋部位８６が示される。図示されるように、袋部位８６は、袋部位８６が上面４０に対して異なる向きを有するように配置することができる。袋材料の第１のシート１０及び第２のシート１２の最大量を使用するように、袋部位８６を配置することが有利であるが、袋部位８６の間に、どの袋８の一部にもならない廃棄材料又は廃物５４がいくらか出る。
【００２４】
特定量の廃物５４は有利であり得る。例えば、図で分かるように、レーザー部材４２（図４Ａには示されず）が、袋部位８６それぞれにおいて第１のシート１０及び第２のシート１２を切断パターン７２に沿って切断するとき、結果として得られる部分的に形成された袋８は、廃物５４に依然として取り付けられている。処理済み部分４６が台板３２から外れ、受入れロール３８上に移動されるとき、部分的に形成された袋８７は廃物５４に取り付けられたままである。最終的に、第１の分配ロール３４及び第２の分配ロール３６によって提供される材料の量全体が処理され、処理済み部分４６は、第１のシート１０及び第２のシート１２全体を包含するようになる。次に、処理済み部分４６は受入れロール３８上に巻き取られる。次に、受入れロール３８は巻き出されて、センサ素子２０の付加など、追加のプロセスが部分的に形成された袋８７に対して行われる。部分的に形成された袋８７が廃物５４に取り付けられていることによって、そのような追加のプロセスをより容易に達成することができる。それに加えて、上述したように、台板３２は、真空発生器４５を包含することができ、第１のシート１０上の重要とされる場所に開口（図示なし）を付加することで、上面４０と第２のシート１２との間に真空を引き込んで、第２のシート１２を第１のシート１０に引き込むことができる。したがって、これらの穴は、最終的に廃物５４の一部となることが分かっている第１のシート１０上の場所に置くことができる。
【００２５】
図５は、高分子材料の第１のシート１０及び第２のシート１２から、部分的に形成された袋８７を形成する方法１００を示す。方法１００は、プログラミングデータをレーザー部材４２のプログラム可能な制御部６６にロードすることによって始まる。プログラム可能な制御部にロードされるプログラムは、レーザー部材４２が移動する経路（袋８の各々の融解パターン７０及び切断パターン７２の経路）、及びレーザー部材が経路に沿って移動すべき速度を含む情報を包含する。それに加えて、プログラムは、レーザービーム発生器６０がいつレーザービーム４４を供給すべきか、及びどの電力レベルでビームを供給すべきかに関する情報を包含する。更に、プログラムは、第１のシート１０及び第２のシート１２上でレーザービーム４４の「焦点を合わせる」べきか、又は「焦点を外す」べきかに関する情報を包含することができる。レーザービーム４４の焦点を第１のシート１０及び第２のシート１２上に合わせると、単位面積当たり発生する熱がより多く、それによって、レーザービーム４４と接触することになる材料を蒸発させるのに十分なエネルギーが供給されることにより、第１のシート１０及び第２のシート１２を切断することができる。したがって、切断パターン７２を横断するとき、レーザーの焦点を合わせることが有利なことがある。反対に、第１のシート１０及び第２のシートを切断するのではなく、融解することが望ましいとき、レーザービーム４４の焦点を外すことで、単位面積当たりの熱を低減してもよく、それによって、第１のシート１０及び第２のシート１２が切断されるのではなく融解される。レーザービーム発生器６０と第１のシート１０及び第２のシート１２との間の距離を変化させることにより、焦点を、第１のシート１０及び第２のシート１２上に位置付ける、即ちシートに焦点を合わせるか、又は、第１のシート１０及び第２のシート１２上から引き離す、即ちシートから焦点を外すことができる。一実施形態では、例えば、プログラム可能な制御部６６は、台板３２をＺ方向で移動させて、レーザービーム４４の焦点を外す、又は焦点を再び合わせるための情報を台板３２に提供してもよい。
【００２６】
プログラムをレーザー部材４２のプログラム可能な制御部６６にロードする工程１０２が完了すると、ブロック１０４に示されるように、第１のシート１０及び第２のシート１２は、台板３２に適用され固定される。上述のように、台板３２は、一実施形態では、真空を提供して、第１のシート１０及び場合によっては第２のシート１２を、台板３２の上面４０に固定する。図２Ａ及び２Ｂに示されるように、第１のシート１０及び第２のシート１２は、第１の分配ロール３４及び第２の分配ロール３６によって、台板３２の上面４０上に供給することができる。第１のシート１０及び第２のシート１２は、事前に形成された袋も巻き取る受入れロール３８によって、第１のロール３４及び第２のロール３６から引張られる。あるいは、第１のシート１０及び第２のシート１２は、事前に切断しておき（いずれの図面にも示されず）、台板３２上に置かれた個別のシートであることも可能である。
【００２７】
第１のシート１０及び第２のシート１２が台板３２の上面４０に適用され固定されると、ブロック１０６に表されるように、複数の袋部位８６の１つの融解パターン７０によって規定された経路の横断を始めるために、レーザー部材４２は整列される。袋部位８６がいずれも事前に横断されていない場合、レーザー部材４２の視覚部材６４は、第２のシート１２上に事前に置かれた基準マーク５０を見つけて、第１のシート１０及び第２のシート１２、並びに台板３２に対してレーザー部材４２を向ける。更に図４Ｂを参照すると、レーザー部材４２は、それ自体を台板３２に対して一旦向けると、複数の袋部位８６の１つのために融解パターン７０の開始位置７４まで移動する。さらに、レーザービーム発生器６０は、既に行われていなければその焦点を外す。
【００２８】
レーザー部材４２は、融解パターン７０の開始位置７４で適切に位置付けられると、融解パターン７０を開始位置７４から終了位置７６まで移動する。位置付けアクチュエータ６２が融解パターン７０に沿ってレーザー部材４２を移動させている間、ブロック１０８に表されるように、レーザービーム発生器６０は、レーザービーム４４を発生させて、第１のシート１０及び第２のシート１２を同時に融解又は溶融して、接着パターン１４の一部分を形成する。アシストガス供給源６８は、ガスを供給して、融解プロセスの間レーザービーム４４の周りに集まることがある煙及び／又は粒子を拡散させることができる。それに加えて、アシストガス供給源によって供給されたガスは、第２のシート１２に圧力を加えて、第２のシート１２を適切な位置に保つことができる。角又は曲線のような、融解パターン７０における変動により、位置付けアクチュエータ６２が移動させるレーザー部材４２の速度、及び／又はレーザービーム発生器６０によって供給される電力量を変動させて、第１のシート１０及び第２のシート１２を切断することなく適切に同時に溶融することの確保が必要なことがある。図４Ｂに見られるように、レーザー部材４２が融解パターン７０を開始位置７４から終了位置７６まで移動したとき、接着パターン１４は完成せず、間隙８４が残っている。間隙８４は、シリコーンなどの充填材料又は感知素子２０を後で袋８に挿入できるようにする開口部となる。
【００２９】
ブロック１１０では、レーザー部材４２は、特定の袋部位８６の切断パターン７２の開始位置７８まで移動する。レーザービーム発生器６０の焦点が再び合わせられ、次に、位置付けアクチュエータ６２が、レーザー部材４２を切断パターン７２の開始位置７８から終了位置８０まで移動させる。切断パターン７２に沿って移動している間、レーザービーム発生器６０は、第１のシート１０及び第２のシート１２両方を通過して切断するのに十分なエネルギーのレーザービーム４４を適用する。ブロック１０８に関して上述したプロセスと同様に、アシストガス供給源６８はガスを適用することができる。それに加えて、位置付けアクチュエータ６２がレーザー部材４２を移動させる速度、並びにレーザービーム発生器６０によって適用される電力量は、切断パターン７２に沿った様々な場所で変動させることができる。上述してきたように、レーザー部材４２が切断パターン７２全体を横断したとき、部分的に形成された袋８７が残っている。部分的に形成された袋８７は、第１のシート１０及び第２のシート１２からは完全に分離されていない。
【００３０】
レーザー部材が第１の層１０及び第２の層１２を融解し切断して、現在の袋部位８６で部分的に形成された袋８７を一旦生成すると、ブロック１１２に表されるように、レーザー部材４２のプログラム可能な制御部６６は、部分的に形成された袋８７を生成するために、まだ横断していない追加の袋部位８６が上面４０上に残っているかを確認する。部分的に形成された袋８７を、現在台板３２上に位置付けられている第１のシート１０及び第２のシート１２から生成するために、レーザー部材４２が横断するべき追加の袋部位８６が残っていると判断された場合、ブロック１１４に表されるように、レーザー部材４２は、次の袋部位８５の融解パターン７０の開始位置７４に整列される。次に、方法１００は、ブロック１０８に戻って、次の袋部位８６でプロセスを繰り返す。上面４０上に残っている袋部位８６がこれ以上ないと判断されると、ブロック１１６に表されるように、第１のシート１０及び第２のシート１２は台板３２から除去される。方法１００は、接着パターン１４の一部分を形成し、次に、別の袋部位に移動する前に、単一の部位８６において袋の一部分の周りで切断する方法を記載しているが、代替方法は、袋部位８６のいずれかで第１のシート１０及び第２のシート１２を切断する工程を行う前に、袋部位８６の複数又は全ての接着パターン１４を形成することを包含できることを理解するべきである。
【００３１】
一実施形態では、第１のシート１０及び第２のシート１２を台板３２の上面４０から除去することは、その時点で処理済みの材料４６を上面４０から巻き取ることに受入れロール３８を従事させることで達成される。ただし、第１のシート１０及び第２のシート１２を受入れロール３８上に巻き取る前に、レーザー部材４２は、分配ロール３４及び３６に最も近い台板３２の縁部まで移動する。視覚部材６４は、第２のシート１２上に基準マークを形成する。第１のシート１０及び第２のシート１２が受入れロール３８に巻き取られると、基準マーク５０は、図３に示されるのと類似の場所に位置付けられることになる。その時点で、方法１００を、第１のシート１０及び第２のシート１２を分配するロール３４及び３６が完全に空になるまで繰り返すことができる。
【００３２】
それに続いて、部分的に形成された袋８７が第１のシート１０及び第２のシート１２から切り取られ、内部容積１６を充填材料で充填することができる。部分的に形成された袋８７が適切に充填されると、ＲＦ加熱などのあらゆる好適な供給源から熱を加えることによって、間隙８４を閉じて、袋８を形成するプロセスを終えることができる。次に、上述したように、感知素子２０が事前に取り付けられていない場合は、それらを袋８に取り付けることができる。
【００３３】
本明細書に記載した実施形態はいくつかの利点を提供する。例えば、工具取付具を製作する必要なしに、袋の異なる形状及びサイズを製造することができる。単純に、レーザーがビームを放射するときに移動する異なる経路を生成することで、袋の異なる形状又はサイズが生成される。これにより、袋の異なるサイズ及び形状、並びに、工具取付具を変えることなく、袋の異なるサイズ及び形状を高速で製造する能力を迅速に開発することが可能になる。更に、上述したように、複数の袋を台板上に同時に形成することができる。
【００３４】
本発明をいくつかの代替実施形態を参照して記載してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく形態及び細部を変更できることが当業者には認識されるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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