JP2002524254A - 超音波ホーン - Google Patents

超音波ホーン

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JP2002524254A
JP2002524254A JP2000569985A JP2000569985A JP2002524254A JP 2002524254 A JP2002524254 A JP 2002524254A JP 2000569985 A JP2000569985 A JP 2000569985A JP 2000569985 A JP2000569985 A JP 2000569985A JP 2002524254 A JP2002524254 A JP 2002524254A
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リンドブラド、ウルフ
ヨハンソン、ペル
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テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム
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Abstract

(57)【要約】 この開示は、円形の横断面をした包装容器を溶接するための環状工具（４）またはソノトロードを含む超音波ユニットに関する。この工具（４）は、その中心軸線（８）に対して直角に配置されて、超音波発生源の波長に適合された長さの平均円周を有する質量平面（１０）を有する。ソノトロードの平均円周より長い円周を有する包装容器の溶接を可能にする観点により、質量平面（１０）から距離を隔てた作動平面（９）内に配置された円形作動面（７）が使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、請求項１の前文に開示された形式の超音波ユニットに関する。
【０００２】 （背景技術） １５〜５０ｋＨｚの周波数範囲の超音波振動は、今日では多くの目的に、例え
ばさまざまな種類の材料の溶接に、工業的に使用されている。プラスチック材料
の溶接は包装工業における一般的な仕事であり、それ故に超音波溶接は、純粋な
プラスチック薄膜やプラスチック材料のみならず、熱可塑性材料の外側層を含む
各種の積層材で作られたさまざまな形式の包装容器の製造においてますます広い
応用の場を見い出している。最初、超音波技術は平坦材料の比較的簡単な直線的
溶接にのみ使用されていたが、この分野の発達により超音波溶接は今日では進ん
だ溶接作業、例えば異なる材料の組合わせおよび異なる形式の複数寸法の非線形
溶接にも使用できるまでにした。
【０００３】 包装工業で使用される形式の超音波溶接のための典型的な組立体またはユニッ
トは、所望周波数の超音波を発生させるための変換器、すなわち超音波発生源を
使用している。超音波発生源は従来形式のもので、例えば適当な電源に連結され
ることで振動する圧電結晶を含むことができる。超音波発生源がこのように電気
から機械的な往復運動に変換されるように使用されるならば、この運動は超音波
発生源と、いわゆるブースタと称される供給部との間の機械的接触によって一般
に伝達され、供給部はその幾何学形状に起因してこの機械的運動の振幅を増幅し
て、例えば熱可塑性材料の超音波溶接に最適な運動にする。ブースタの節の点は
、フレームに対する振動伝達を最小限にしてユニットをフレームに懸架するため
に使用される。従って供給部すなわちブースタの一端は超音波発生源に機械的に
連結され、供給部すなわちブースタの他端はシールすべき材料と接触されること
を意図された作動面を含む工具すなわちソノトロード（ｓｏｎｏｔｒｏｄｅ）に
対して同様に機械的に当接される。ソノトロードの作動面は、例えば円筒形の包
装容器の製造において、包装容器の全周をまわって延在する閉じたシール線すな
わちシームを実現するために、例えば限られた長さの真直線のように線形とされ
るか、または適当に環状または円形のように湾曲されることができる。これは丸
い包装容器が端壁を備えるとき、または丸い包装容器の円筒形ケーシングが幾分
円錐形の上部に連結されるときの一般的な溶接形式である。通常、例えば円筒形
包装容器の円周をまわる閉じたシールは、その包装容器の同時の回転時に多段階
にてシール作業が行われるという条件のもとで、短く真っ直ぐな作動面を有する
工具を使用した周知技術を用いて実現できる。しかしながら、この方法は時間が
かかり、常に適当な結果を生むものではなく、そのために溶接現場で包装容器の
外径に適当に対応した内径を有する環状工具を実現することが望ましい。包装容
器の内側に配置される例えば緩やかな円錐形または膨張式の対向するマンドレル
すなわちブロックによって包装容器の溶接部分が環状工具の内側の作動面に押圧
された後、超音波発生源が作動されて工具が所望の溶接振動数で振動される。こ
の技術は試験され、結果は限られたものであった。例えば米国特許第３４３８８
２４号明細書は、供給部を経て通常の超音波発生源に対して半径方向に連結され
る環状工具を使用した組立体を示しており、その超音波発生源は往復振動を生じ
、その振動が供給部を経て工具へ軸線方向に伝達される。環状工具では、振動は
その工具の円周をまわって実質的に均等に伝播され、これにおいて供給部の中心
線に沿って往復運動する軸線方向の超音波は、ソノトロードが環状形をしている
ことから、工具の中心から伸びた半径に沿って往復運動する半径方向の波に変換
される。このような例において、環状工具はその平均円周、すなわち工具の外径
および内径での平均値が超音波の１波長に対応するように寸法決めされる。工具
に生じる超音波の動きは圧縮および減圧波とみなされ、円周方向に環状体を引き
伸ばし、また短縮することを交互に繰り返す。このような例では、環状作動面の
円周が超音波発生源によって発生される適当な波長に対して設定されことが非常
に重要である。さらに正確に説明すれば、作動面は、厳密に超音波の１つの波長
が工具の平均円周のまわりに適合されるように選ばれた平均直径を有しなければ
ならない。工具の振動パターンおよび周波数もまた或る程度工具を形成する材料
（一般にはチタン）の影響を受け、平均直径および平均円周の或る程度の調整は
適当な材料を選ぶことで成し得る。当然ながら、各種の超音波振動数の超音波発
生源を製造することも可能であるが、一般には超音波発生源は、例えば効率およ
び有害音響抑制の程度に関して有利な或る標準周波数にて製造される。この例で
は、２０ｋＨｚが一般的な周波数である。実際的に標準周波数は決定されるが工
具材料の選択の可能性は限られるので、それよりも現在形式の超音波ユニットを
使用できるようにする可能性に合致させるために溶接またはシールすべき物体の
直径および円周を適合させることが必要となり、これが例えば包装容器の形成に
関する選択の自由度を制限するという欠点になることは明かである。従って、関
連する作業内容に対して、すなわち溶接すべき物体の円周および直径に対して、
直径および円周を簡単に適合することのできる作業面を備えた環状工具を含む超
音波ユニットを実現することがこの技術分野において一般に要求される。
【０００４】 （発明の目的） それ故に本発明の１つの目的は、連結される超音波発生源の作動周波数に応じ
て円周長さおよび直径を或る制限内で自由に選べる作業面を有する環状工具を含
む超音波ユニットを実現することである。
【０００５】 本発明の他の目的は、作動面の円周長さが変化され得るにも拘わらずに、超音
波発生源の周波数または工具材料のいずれの特別な適用に対してもいかなる要求
も与えない超音波ユニット用の環状工具を実現することである。超音波発生源お
よび作動材料を与えられるとすれば（通常の設計および構造という前提条件）、
本発明はパッケージの直径に関してこれ迄よりも選択の自由度を与える。
【０００６】 本発明のさらに他の目的は、作動面の円周長さおよび直径に関する選択が自由
であるにもかかわらずに、超音波発生源から処理物体、例えば包装容器、の所望
部分に対して振動を伝達することが効率的に、過度の損失を伴わずに行えるよう
にする超音波ユニット用の環状工具を実現することである。
【０００７】 本発明のさらに他の目的は、工具の平均直径と異なる平均直径を有する作動面
を備えた超音波ユニット用の環状工具を実現することである。
【０００８】 本発明のさらに他の目的は、単純な形状を有し、簡単に製造でき、超音波溶接
に関して過度の応力を受けない環状工具を最終的に実現することである。
【０００９】 （解決法） 上述および他の目的は、冒頭に記載した形式の超音波ユニットに請求項１に記
載された特徴を与える本発明によって達成される。
【００１０】 本発明による超音波ユニットの好ましい実施例は、従属請求項に記載された特
徴をさらに与えられる。
【００１１】 （利点） 工具の全質量に対して僅かな比率をなす質量の突起に超音波ユニットの環状の
作動面を配置することで、平均円周の平均直径（工具の中心に向かう作動面にお
ける）より大きい平均直径を有する作動面、および直径が平均直径よりも小さい
作動面（工具中心から離れる方向へ向いた作動面における）を実現できることに
なる。その結果、従来技術における欠点を被ることなく溶接すべき物体の円周お
よび直径に対して環状工具を適合できることになる。
【００１２】 本発明による超音波ユニットの好ましい実施例が特に添付図面を参照して以下
に非常に詳細に説明される。これらの図面は本発明を理解するために欠かせない
部分および詳細だけを示している。
【００１３】 （好ましい実施例の説明） 本発明による超音波ユニット１は、その好ましい実施例において、包装工業に
おける典型的な超音波技術の実際的な適用例である環状または円形の横断面を示
す包装容器の部分どうしを融着すなわち溶接することを目的する。包装材料どう
しを融着すなわち溶接するのに使用できる超音波技術の１つの予備条件は、含ま
れる少なくとも１つの材料層が超音波によって可塑化できる材料で成るというこ
とである。実際に、包装容器（いずれの場合も全体または一部が液体の内容物の
ために用意される）は超音波溶接に特に好適な熱可塑性材料の層をしばしば含む
。この例では、互いに結合される材料層は例えばポリエチレンのような熱可塑性
材料を含む接触面を含んでいなければならず、この接触面は、好ましくは２つの
材料層が或る形態をした当接マンドレルまたはブロックに補助されて溶接ユニッ
トの作動面に対して圧搾された後、熱可塑性層が適当に可塑化されて互いに融着
するように材料を超音波振動させ、超音波加熱が終了した後再び冷却して硬化さ
れ、熱可塑性材料がその含まれる包装容器部分を互いに液密状態に永久結合させ
ることを可能にする。この技術は先に記載した米国特許第３４３８８２４号明細
書ならびにＰＣＴ出願のＰＣＴ／ＩＢ９８／００８９７によって周知であり、さ
らに他の情報および技術的詳細についてはそれらが参照される。
【００１４】 図１は本発明による超音波ユニット１を示す。このユニット１は周知形式の超
音波発生源すなわち変換器２を含み、この変換器は電流の変動を例えば圧電結晶
によって、記載した実際の応用例すなわち紙／プラスチック製パッケージの溶接
では約１５〜５０ｋＨｚの周波数範囲、通常は２０ｋＨｚを典型的に有する往復
する超音波すなわち振動の機械的運動に変換する。周知の方法（図示せず）によ
って電流供給源に連結された超音波発生源２はまた、超音波発生源が発生する超
音波を増幅または変換するために供給部すなわちブースタ３に機械的に連結され
る。この供給部３はまた波の節の点を定め、これは通常のように超音波ユニット
１をフレーム（図示せず）に懸架するのに利用される。従って供給部３は一端で
超音波発生源２に機械的に連結され、供給部３の他端は閉じたまたは環状の工具
４（ソノトロード）に機械的に連結される。工具４は、超音波発生源２との間接
的な機械的連結により、供給部３すなわちブースタを経て駆動され、これにより
環状工具はその全周にわたり半径方向に向いた超音波振動を作用される。
【００１５】 本発明による工具４の好ましい実施例が図２および図３に示されており、図２
は外部を溶接する工具を示し、図３は内部を溶接するのに適した工具を示す。図
２および図３の２つの工具４’，４''はそれぞれ環状であり、図１に示されるよ
うに半径方向の供給部３を経て通常の超音波発生源２に連結されている。超音波
発生源２が発生する超音波振動の周波数に応じて質量分布で決まる工具４の平均
円周５が選ばれ、この平均直径は平均円周６の長さがは１つの超音波波長、すな
わち超音波の１つの波長に対応して、平均円周６に沿って「室（ｒｏｏｍ）を有
する」ことになる。適当な長さは工具４を形成する材料に応じて決まるが、通常
使用される材料、例えばチタンで、２０ｋＨｚの超音波振動を発生する標準形式
の超音波発生源によれば、平均直径は約８０ｍｍとなる。これによれば、従来技
術の装置の１つを使用して溶接される包装容器が、この条件のもとで、工具４の
内側の作動面が使用されるならば約７０ｍｍの最大直径、工具の外側の作動面が
使用されるならば少なくとも約９０ｍｍの直径を有することになる。従って、い
ずれも工具４の内側の作動面を使用している本明細書で参照する両従来技術構造
においては（米国特許第３４３８８２４号およびＰＣＴ／ＩＢ９８／００８９７
）、溶接すべき包装容器は約７０ｍｍの最大直径を有してしなければならない。
この形式の装置を９０ｍｍより大きい、または７０ｍｍより小さい直径の包装容
器を溶接するために使用できるならば、工具４に他の材料を選択するか、異なる
周波数の超音波発生源を使用するかのいずれかが必要となる。そのいずれも欠点
を生じることになる。超音波溶接のための工具（ソノトロード）に一般的に使用
される材料はチタンであり、これは振動伝播および機械的強度に関して優れた特
性を有しており、またこの種の実際的な応用例に好適な他のいかなる材料も見い
出すことは実際に困難である。超音波溶接に使用される超音波発生源は一般に標
準的な形式のものであり、従って良好な効率を与えることが証明されていると同
時に、可聴範囲の周波数を避け、有害な音響作用を避けるためにスクリーニング
で低い周波数とすることを要求されて、一般に２０ｋＨｚの周波数でそのほとん
どが作動される。許容される標準範囲より低い周波数の低下は超音波振動数を可
聴範囲となし、また先に述べた許容される標準範囲より高い周波数の増大は効率
を低下させる。これらの理由から、これまで使用された以外の直径の包装容器に
超音波溶接を簡単に実施することができるように、使用される超音波発生源の周
波数を容易に適合させることはできない。参照した従来技術の方法のいずれにお
いても、従来の環状工具は内側の円筒形または円錐形の作動面と、工具の内面お
よび外面の間の実質的に中央に位置する平均直径とを有するものが使用されてい
る。超音波溶接用のこの工具はこれまで世界的に普及している。
【００１６】 超音波発生源の標準的周波数を変化させずに、また環状工具の材料を交換する
ことなく、溶接すべき物体、例えば包装容器の直径を変更できるようにするため
に、本発明はこれまで使用されている通例位置から作動面が移動すなわち変位さ
れた環状工具の使用を主張する。これは、供給部の質量分布によって定められる
対称平面すなわち質量平面を中心として作動面を配置するというこれまで世界的
に普及した基本からの離脱を可能にし、また結果的に質量平面に位置する平均直
径は環状作動面の直径の選択においてもはや制約でなくなる。
【００１７】 図２および図３によれば、両実施例における環状工具を通る半径方向断面が通
例の実質的に長方形または正方形の横断面形状ともはや同じでない断面形状を与
えられていることが明白となるであろう。その結果、それぞれの実施例を特に参
照して以下に非常に詳しく記載するように、平均円周６に関して従来とは異なる
方法で作動面７を配置することができるようになる。
【００１８】 図２および図３に示される本発明による環状供給部すなわちブースタ３は環状
溶接を目的としているが、図２の実施例は例えば包装容器の外側の溶接を目的と
し、図３の実施例は内側の溶接を目的とする。両実施例で同じ部分は同一符号が
与えられているが、必要な場合は第１の実施例（図２）に関する符号であること
を示すために’記号が使用され、第２の実施例（図３）に関する符号であること
を示すために''記号が使用されている。
【００１９】 本発明による工具４の図示実施例の各々において、外側溶接を目的とする第１
の実施例では円筒形の作動面７を有することが好ましい環状突起１５が形成され
、この作動面は工具の中心軸線８に向けられており、また内側溶接を目的とする
第２の実施例では工具の中心軸線８から反対方向へ向けられている。作動面７は
それぞれの工具の中心軸線８に直角に延在する作動平面９を実質的に中心として
いる。供給部３の実施例はいずれも、作動面９から隔てて配置され且つ中心軸線
に対して同様に９０゜に配向されて図面に示される環状工具の半径方向断面を２
つのセクタ、すなわち上側セクタＡおよび下側セクタＢに分割する対称平面すな
わち質量平面１０を含む。これらのセクタは面（質量）および幾何形状（環状供
給部の剛性に関して重要である）に関して互いに平衡である。本発明の供給部の
２つの図示された好ましい実施例において、それぞれ質量平面１０の各側に位置
する断面セクタＡ，Ｂは、同じ形状を有し、また同じ面（質量）を有し、このこ
とは供給部での均等な対称的な波伝播を生じることから好ましい。例えば、非対
称の形状では、セクタＡがセクタＢよりも小さい面を有するならば、セクタＢは
この代わりに環状供給部のその部分に大きい剛性を与える幾何形状を有し、平衡
となるためにセクタＡの小さな面（質量）によって引き起こされる不均衡を補償
しなければならない。換言すれば、質量平面１０によって互いに軸線方向に個々
に分けられたセクタＡ，Ｂはいずれも、セクタの質量および幾何形状によって決
まるセクタの剛性の両方により定まる因子に関して互いにバランスされていなけ
ればない。
【００２０】 上述した実質的に対称な環状工具４の構造により、超音波の伝播および振幅は
、作動面が質量平面を中心としていないという事実によって、すなわち質量平面
と作動平面との間の軸線方向距離によって悪影響を受けることはない。両実施例
で作動面７を支持する突起１５は工具４の全質量に比べて無視できる程の質量、
好ましくは工具４の全質量のたったの約１０％の質量を有する。質量平面１０内
の波伝播は、突起１５の質量が工具４の全質量の約２０％未満であるならば、質
量平面１０と作動平面９との間の距離によって悪影響を受けないことが実際に証
明されている。工具４は質量平面１０のまわりに対称的に設計されるのが好まし
いが、セクタＡ，Ｂの両方が質量および剛性に関して互いにバランスされた条件
のもとでは、或る程度の非対称を許容することもできる。一方のセクタの質量が
大きくなれば、反対側のセクタの剛性が小さくなることを要求される。これによ
り、質量平面１０の各側に配置された２つのセクタ間に生じる不均衡の振動関係
はバランスされる。超音波発生源の供給部３が質量平面１０内で連結されること
も重要である。何故なら、そうでなければ２つのセクタ間の振動バランスが崩れ
るからである。
【００２１】 図２および図３は、本発明による装置の実施例がいずれも包装容器の部分、好
ましくはスリーブ１１とされる円筒形または円錐形のジャケットまたはケーシン
グ部分およびそのスリーブの一端に位置する端壁１２、を互いにシールするのに
使用されることを目的としていることを示している。例えば紙とされる繊維材料
のコアー層を含み、その層の各面が例えばポリエチレンのような熱可塑性材料で
ある熱シール可能材料で被覆されて成る積層材でスリーブ１１および端壁１２が
いずれも製造されることが好ましい。図２および図３のいずれにおいても、当接
マンドレルまたはブロック１３がシール作動時に適当に使用され、ブロックとそ
れぞれの工具の作動面７との間でスリーブ１１の一端および端壁１２の上方へ折
り曲げられた縁を圧搾するようになすことが示されている。
【００２２】 図２に示される本発明による装置の第１の実施例の作動により、円筒形スリー
ブ１１の一端は環状工具４の上端に配置され、スリーブ端部の外面は同様に円筒
形の作動面７に接触される。スリーブ１１の下端に配置された端壁１２はその上
方へ折り曲げられた縁をブロック１３によってスリーブの内面に対して押圧され
る。ブロック１３は図２に示されるように例えば緩やかな円錐形とされ、これに
より矢印１４で示すように軸線方向下方へ向かう移動によって所望の圧縮力を実
現する。ブロック１３’は、他のいずれかの形式、例えば、空気圧供給源のよう
な適当な動力源によって半径方向外方へ押圧される隣接した多数のセグメントを
緊密状態に含む膨張式のものとされることができる。スリーブ１１および端壁１
２が正しい位置に配置され、隣接部分が互いにブロック１３’によって押圧され
たとき、超音波発生源２が作動されて軸線方向の振動が供給部３を経て伝播され
て増幅され、環状工具４に伝達されて分配される。質量平面１０内に位置し、平
均直径５によって定められた平均円周６は１つの完全波長に等しい長さであり、
スリーブ１１と端壁１２の上方へ折り曲げられた縁との間の当接面にて包装材料
の熱可塑性材料である表面層が互いに溶着する温度まで、作動面７およびブロッ
ク１３の間に配置された包装容器部分を加熱するのに十分な振幅で、環状工具４
は全体的に半径方向に振動すなわちパルス運動する。所望の加熱時間後、超音波
発生源２への電流供給が断たれ、これにより振動は止まり、溶融された熱可塑性
層の温度は融着層が硬化して液密シールをスリーブ１１の下端と端壁１２との間
に形成するまで降下する。その後、ブロック１３は軸線方向上方へ取り外され、
包装容器部分は工具４から一緒に取り外される。
【００２３】 図３に示された本発明による装置の第２の実施例における作動サイクルは似て
おり、工具４''と、スリーブ１１および端壁１２を互いに溶着すなわち溶接され
る包装容器との間の接触が端壁の内側で行われること、すなわち端壁１２の折り
曲げられた縁と工具４の外面に位置された作動面７''との間の接触によって行わ
れることが相違する。さらに詳しく説明すれば、端壁１２は工具に支持されるよ
うに工具４の上端上に配置され、端壁の下方へ折り曲げられたは縁が外側の作動
面７''に当接される。その後、包装容器の円筒形のスリーブ１１はその下縁が端
壁１２の下方へ折り曲げられた縁部分の下端と一致するまで下方へ移動された後
、外側のブロック１３''がスリーブ１１と端壁１２の重なった部分を圧搾し、そ
れと同時に作動面に対して押圧する。ブロック１３は、例えばセクタに分割され
て構成されており、セクタは工具４の中心軸線８へ向かって半径方向に機械的に
押圧される。この状態で、超音波発生源２が作動され、超音波が供給部３を経て
伝播されて工具４内に分配され、工具の半径方向の振動が相互に当接されている
熱可塑性層を加熱してスリーブ１１および端壁１２が互いに溶着すなわち溶接さ
れるようになされ、その加熱して結合された熱可塑性層が冷却された後、包装容
器の底端に液密シールが形成される。その後、ブロック１３''は取り外され、包
装容器は軸線方向上方へ持ち上げられてこぐ４から解放される。
【００２４】 本発明による作動平面を質量平面に対して軸線方向に移動させる一方、超音波
の伝播に重要な質量平面まわりのバランスを維持し、また最適な平均円周を保持
することにより、実質的に質量および作動平面を一致させることで多少とも与え
られる平均円周のために妨げられていたさまざまな直径の物体の、これ迄は不可
能とされてきたシールすなわち溶接が可能になる。その結果、費用の掛かる、ま
たは実際的でない超音波発生源または工具のいずれの再構成および再設計も必要
とせずに、超音波溶接を使用できる可能性が広げられる。
【００２５】 本発明は上述し、図面に示したものに限定されるものと考えるべきではなく、
多くの変更が請求の範囲から逸脱せずに考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による超音波ユニットの概略側立面図である。
【図２】 図１の超音波ユニットにおける工具の一部を通る断面図を拡大して断面にて示
す。
【図３】 図１の超音波ユニットにおける工具の第２の実施例を通る断面図を拡大した断
面にて示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4E067 AA19 BF04 EA00 EC03 4F211 AD05 AH54 TA01 TN23 TQ05 5D107 BB01 CC04 CC10 FF01 FF03 FF08

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 環状工具（４）と、所定の波長の超音波を発生する超音波発
    生源（２）に連結可能な供給部（３）とを含み、工具（４）はその中心軸線（８
    ）に直角に配置されて前記波長に適合する長さの平均円周（６）を有する質量平
    面（１０）と、作動面（７）を有する作動平面（９）とを備えている超音波ユニ
    ットであって、作動平面（９）が工具（４）の中心軸線（８）に対して直角に、
    また質量平面（１０）から距離を隔てて配置されていることを特徴とする超音波
    ユニット。
  2. 【請求項２】 作動面（７）が環状であり、工具（４）の質量に対する比率
    が２０％未満の突起（１５）によって支えられていることを特徴とする請求項１
    に記載された超音波ユニット。
  3. 【請求項３】 質量平面（１０）が工具（４）を通して各半径方向の部分を
    ２つの軸線方向に別個のセクタ（Ａ，Ｂ）に分けており、これらのセクタはそれ
    らの質量と幾何形状で定まるセクタの剛性との両方によって定められる因子に関
    して互いにバランスされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
    された超音波ユニット。
  4. 【請求項４】 作動面（７）は平均円周（６）と異なる円周を有することを
    特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された超音波ユニッ
    ト。
  5. 【請求項５】 作動面（７’）が工具（４’）の中心軸線（８）に向けられ
    ていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された
    超音波ユニット。
  6. 【請求項６】 作動面（７''）の直径が平均円周（６）の円周よりも大きい
    ことを特徴とする請求項５に記載された超音波ユニット。
  7. 【請求項７】 作動面（７''）が工具（４''）の中心軸線（８）から離れる
    方向へ向けられていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一
    項に記載された超音波ユニット。
  8. 【請求項８】 作動面（７''）の直径が平均円周（６）の直径より小さいこ
    とを特徴とする請求項７に記載された超音波ユニット。
  9. 【請求項９】 供給部（３）が工具４に半径方向に連結されていることを特
    徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された超音波ユニット
    。
  10. 【請求項１０】 供給部（３）が質量平面（１０）内で連結されていること
    を特徴とする請求項９に記載された超音波ユニット。
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