JP2011518054A - 膜を溶接するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

接合線（２ａ）に沿って少なくとも２枚の膜（２）を接合するための装置（１）であって、超音波の近くの周波数で振動して、接合線（２ａ）に沿って膜（２）の加熱を引き起こすのに適しているソノトロード（３）と、接合線（２ａ）に沿って膜（２）の供給および相互接触を可能にするのに適している移動ユニット（４）と、接合線（２ａ）に沿って膜（２）を切断するのに適しているカッター（５）とを備え、この移動ユニット（４）が、これらの膜（２）の縁部（２ｃ）に沿って、かつ、加熱された縁部（２ｃ）の相互接触を用いて接合線（２ａ）に沿って膜（２）の接合を生成するのに適している、装置が記載される。
【選択図】 図３ｂ

Description

本発明は、膜、特に、独立請求項の前文内に記載されている種類の熱可塑性材料の布を溶接するための装置および方法に関する。

布等によって実現される膜を溶接するための周知の異なる方法がある。

特に、ポリマー材料およびより特に熱可塑性ポリマーでできている布の採用によって、その部分的な溶融を通して膜を溶接する新しい方法と装置が、開発された。

したがって、超音波周波数の近くの周波数による振動素子の使用に基づく新しい接合方法が、導入された。

事実、これらの振動素子は発生される超音波および溶接されるべき膜とのそれらの接触によってきわめて限られた領域内に局所化される膜の部分的な溶融および２枚の重なり合った膜のそれに伴う圧接を可能にする。

類似した装置および方法が、例えば（特許文献１）内に記載されている。

超音波はまた、熱可塑性ポリマー材料でできている布または膜を切断するのに用いられてきた。

前述の従来技術は、いくつかの重要な欠点を有する。

事実、例え一方では、超音波を使用して膜を接合することがさまざまな利点に導いたとしても、他方、多くの技術的な結果は、まだ達成されていない。

特に、超音波を使用した２枚の膜の接合は高い精度および製造速度に到達していない。

さらに、その接合を生成し、したがって溶接部を得るのに、常に膜を重ねる必要があり、それによって、膜が実現される材料の一部の廃棄物が生じ、更に、美学的に気持ちよくない外部表面を作り出す。

さらに、熱可塑性ポリマー布がスポーツの活動用の衣類を製造するのに用いられるときに、これらの接合部は空気または水のような、流体の中で前進するのに抵抗を実現する。したがって、これらの接合部は、運動選手の流体力学または低摩擦係数が重要な、水泳、サイクリング、フィールドアスレチックなどのようなスポーツにおける障害を現実化する。

米国特許第６７９７０８８ Ｂ２号

この状況において、本発明の技術的な目標は前述の欠点を実質的に克服することが可能な膜を溶接するための装置および方法を考案することである。

この技術的な目標の範囲内で、本発明の重要な目的は、急速な、かつ、異なる形状の膜の正確な溶接を可能にする、膜を溶接するための装置および方法を得ることである。

本発明の別の重要な目的は、膜が布の最小限の重なりを有する接合部の生成を可能にする膜を溶接するための装置および方法を得ることである。

本発明の最後だがおろそかにできない目的は、接合部がその流体力学を減少させない衣服を形成するいくつかの膜で得られることができる膜を溶接するための装置および方法を考案することである。

特定された技術的な目標および目的は、独立請求項にて説明する、膜を溶接するための装置および方法によって達成される。

本発明の好ましい実施態様は、添付の図面内に一例として示される。特に：

全体として本発明に従う装置を示す。 遊休状態における装置の詳細の側面図を示す。 作動状態における装置の詳細の側面図を示す。 遊休状態における装置の詳細の正面図を示す。 作動状態における装置の詳細の正面図を示す。および 本発明に従う装置によっておよび／または工程によって製造される生成物を示す。 図２ｂにおける２ａの断面図を示す。

図を参照して、本発明に従う膜を溶接するための装置が番号１によって全体として示唆される。

それは、一枚以上の膜２、特に熱可塑性ポリマー材料から作られて、布によって実現される膜を処理するのに適している。

処理される膜２は、特に接合線２ａに沿って重なって挿入され、および、この線２ａに沿って各膜２が切断されて、その縁部に沿って隣接する膜２に接合される。したがって、適切に、２枚の膜２が一度に処理される。

装置１は、超音波の近くの周波数で振動して、膜２の接合線２ａに沿って局所化される溶融を生成するのに適している素子によって実現されるソノトロード３、膜２の供給および相互接触を可能にするのに適している移動ユニット４、および接合線２ａに沿って膜２を切断するのに適しているカッター５を備える。

詳細に、ソノトロード３は２０ｋＨｚと４０ｋＨｚの間の周波数で、かつ、膜２に従って可変的な振動振幅で振動する。

ソノトロード３は、交流によって供給される特定の移動手段６によって移動する。

前記移動手段６は、当然公知で、交流を所定の周波数で同じ周波数を有する機械振動に変換する少なくとも一つの圧電素子を主に備える。

ソノトロード３の振動の衝撃の下で、好ましくは熱可塑性ポリマーでできている膜２が、これらの部分の、および、ソノトロード３のこすりつけおよび摩擦によって生じる熱のために、相互接触の領域で溶解される。

ソノトロード３は好ましくは、特に垂直方向と一致する並進の方向７ａに並進振動を発生するのに適しているロッドによって実現される。代わりとして、円形および回転ソノトロード３が使われることができる。

ソノトロード３は、特定の流体力学ピストン６ｂを用いて並進の方向７ａに、振動の可動域によって規定される距離より大きい距離に対して並進可能な可動部分６ａに接続される。

このピストンは、移動手段６の一部であって、カッター５と実質的に接触して、またはそこから少し離れて、ソノトロード３を配置するのに適している。

相互に垂直でかつ並進の方向７ａに対して垂直な供給の方向７ｂおよび長手方向７ｃが、また、規定される。

ソノトロード３は、したがって、長手方向７ｃに好ましくは１５ｍｍと５ｍｍの間の幅および供給の方向７ａに好ましくは３０ｍｍと１８ｍｍの間の長さを有する丸い表面３ａを用いて動作の領域に沿って働く。この表面３ａは、膜２と実質的に接触していて、かつ、特に接合線２ａに沿って、その少なくとも部分的な局所的な溶融、を生成する。

カッター５は、接合線２ａに沿って膜を切断するのに適している切断線５ａを有する素子によって実現され、かつ、並進の方向７ａに、ソノトロード３の縁部３ｂの近くで前記縁部３ｂから１ｍｍと５ｍｍの間の距離でソノトロード３と位置合わせされる。

カッター５は、それがソノトロード３の動作の領域で働くので、特に鋭い必要がない。切断線５ａの付近で、カッターは、３０°と６０°の間の、より好ましくは４０°と５０°の間の傾斜を有する２つの収斂面５ｂを備える。カッター５の収斂面５ｂはさらに、１ｍｍと５ｍｍの間の総幅を規定する。

最後に、カッターは好ましくは、長手方向７ｃと平行して、第１の回転軸５ｃのまわりに回転する金属ディスクから形成されて、５０ｍｍと７０ｍｍの間の直径を有する。

移動ユニット４は、その代わりに膜２と接触する複数のホイールから形成される。

特に、移動ユニット４は動作の領域で相互対照の少なくとも一対のホイール８を備え、その接触は装置１の動作中に膜２によってさえぎられる。

特に、第１の１対のホイール９および第２の１対のホイール１０が存在し、カッター６の両側に配設される。

第１の対のホイール９は、２個のぎざぎざのある金属ホイール：並進の方向７ａに実質的に位置合わせされる回転軸を有する第１の下部ホイール９ａおよび第１の上部ホイール９ｂによって実現される。

第１の下部ホイール９ｂは、好ましくは回転軸５ｃのまわりに回転して、カッター５の直径の近くの直径を適切に有する。

さらに、それはこのカッター５と接触してまたはそれの近くに配置され、および、長手方向７ｃに、４ｍｍと９ｍｍの間の幅を有する。

第１の上部ホイール９ｂはその代わりにソノトロード３の近くに、しかし、適切にそれと接触せず、配置される。さらに、それは、第１の下部ホイール９ａの外部外側縁部と、並進の方向７ａと平行の方向に、実質的に位置合わせされる、ソノトロード３の付近に配置される縁部に対して反対側に配設される、外部外側縁部、および、長手方向に、第１の上部ホイール９ａの幅未満の、および、好ましくは３ｍｍと７ｍｍの間の幅を有する。

最後に、第１の上部ホイール９ｂは好ましくは、並進の方向７ａと平行の方向に移動可能である。事実、それは第１の下部ホイール９ａに対抗して膜と接触するこの第１の上部ホイール９ｂを維持するのに適している弾性素子１２に接続されるレバー１１を用いて、可動部分６ａに拘束される。

第２の対のホイール１０は、その代わりに天然ゴム等のようなポリマー材料でできている２つの円滑なホイール、および特に、並進の方向７ａと供給の方向７ｂによって形成される平面と平行であるが、それに対して斜めの方向に位置合わせされる、第２の下部ホイール１０ａおよび第２の上部ホイール１０ｂを備える。

特に、第２の下部ホイール１０ａはさらに好ましくは回転軸５ｃのまわりに回転して、カッター５の直径の近くの直径を適切に有する。

それはまた、第１の上部ホイールに対して反対側で、このカッター５と接触して、またはそれの近くに、配置され、および、長手方向に、２ｍｍと７ｍｍの間の幅を有する。

第２の上部ホイール１０ｂは、その代わりに、長手方向７ｃと平行の方向に、カッター５と、および、第２の下部ホイール１０ａと部分的に重ねられる。

さらに、それは、添付された図に示すように、ソノトロード３の背後で供給の方向７ｂに配設されて、好ましくは４５ｍｍと３０ｍｍの間の直径および適切に８ｍｍと１８ｍｍの間の幅を有する。

最後に、第２の上部ホイール１０ｂはまた第２の下部ホイール１０ａから離れた、および、それに向けた方向に移動する。特に、第２の流体力学ピストン１４に接続され、かつ、長手方向７ｃと平行の回転の方向１５ａを規定する、ピン１５のまわりに回転可能な、第２のレバー１３を用いて。さらに、第２のレバーの移動はまた、カム１５ｂによって適切に拘束される。

最後に、装置１は電子処理回路等を好ましくは備え、かつ記載されているさまざまな部材の移動を調節して、モニタするのに適している、制御手段を備える。

構造上の用語で上に記載された膜を溶接するための装置の使用方法は、以下である。

初めに、ホイール８の対が相互に切り離され、および、ソノトロード３はカッター５と接触していない。

カッター５の上に、２枚の重ねられた膜２を挿入することが、したがって、可能であり、それで、衣服等のために、相互に接続され、その後使われなければならないその一部が、第１の対のホイール９の上に配置される。異なって、膜２の小さな部分が第２の対のホイールの上に配置され、および、接合線２ａに沿って２枚の膜２の縁部の完全な接合を得るために、これらの部分が以前の部分から切り離されて、その後廃棄される。

その後、ホイール８の対およびソノトロード３は可動部分６ａの、および、第２のレバー１３の移動を用いて互いに対して移動される。

第１の対のホイール９は、したがって、接続に続いて接合されかつ、衣服または要素が製造されるのを実現する、膜を搬送する。

異なって、第２の対のホイール１０はその後廃棄される膜２の２枚の部分を搬送する。

廃棄された部分が通常第１の部分よりより小さな表面を有するので、第２の対のホイールは、常に膜２が接合線２ａに沿って直進する方向に移動して、無制御の湾曲を防ぐことができるために、膜２と接触して、より大きな摩擦を生じる材料でできている。

特に、それらは同じ軸：カッター５ならびに第１および第２の下部ホイール９ｂおよび１０ｂ、を通して移動し、一方、第１および第２の上部ホイール９ｂおよび１０ｂは遊休状態で、下のホイールによって駆動される。

また、直線でない接合部を生成するために、手動で、または、特定の機械的手段を使用してのどちらかで、膜が適切に湾曲するように作られることも可能である。

ソノトロードの存在に、カッター５の形状に、および、第２の対のホイール１０の存在および特性に、起因して、２枚の膜２が、切断線５ａに沿って切断されて、実質的に単一の膜を実現するように、これらの膜２を切断することによって生成される、その縁部２ｃに沿って相互に接続される。

本発明は、膜を溶接するための新しい工程を含む。

これは接合線２ａに沿った２枚の膜２の切断、同時に、振動および特に超音波振動を用いて同じ接合線２ａに沿った接合を提供する。

接合はまた、膜２の縁部２ｃに沿っても起こる。

この工程はさらに、好ましくは処理される２枚の膜の最初の重なりを提供する。

最後に、この工程は、図４で示す接合線２ａに沿って、補強バンド１７を加えるステップを含む。

補強バンドは好ましくは、接着剤を用いてまたは更なるヒートシールによって接続される。バンドがスポーツの活動用の衣服に拘束される場合、それがその外観または流体力学を変更しないように、それは好ましくはこの衣服の内側に配設される。

補強バンド１７は、接合部の有効な機械的な改良を実現して、更にその理想的で改善された防水処理を可能にする。

工程は、前述した装置１を用いて適切に実行される。

前記装置および／または前記方法を通して、膜を溶接するための記載された工程を用いてその縁部２ｃに沿って相互に接続される少なくとも２枚の膜２によって実現される、新しい生成物１８が得られる。

生成物はまた、好ましくは、前述したように、膜の接合線２ａの背後に配置される、補強バンド１７を備える（図４）。

生成物１８は、好ましくは衣服によって、より好ましくは、スポーツの活動用の衣服によって、および、より好ましくは、水泳もしくはウォータースポーツ用のコスチュームによってまたはサイクリングスーツもしくはフィールドアスレチック用のボディスーツによって実現される。

本発明は、重要な利点を達成する。

実際、膜を溶接するためのこの装置および方法は、好適な形状の接合線２ａに沿って膜２の正確で迅速な接合を可能にする。

さらに、生成される接合部は膜２の縁部に沿って得られて、したがって、その重なりを必要としない。

このように製造される衣類は、特にスポーツの活動を実践するための衣類によって実現される場合、流体力学的である。

本発明は、本発明の概念の範囲内に含まれる変更態様および変形に対する余地がある。

全ての詳細は等価要素によって置換されることができ、ならびに材料、形状および寸法はいずれででもあることができる。

１ 膜を溶接するための装置
２ 膜
２ａ 膜の接合線
２ｃ 膜の縁部
３ ソノトロード
３ａ 丸い表面
３ｂ ソノトロード縁部
４ 移動ユニット
５ カッター
５ａ 切断線
５ｂ 収斂面
５ｃ 第１の回転軸
６ 移動手段 カッター
６ａ 可動部分
６ｂ 流体力学ピストン
７ａ 並進の方向 供給の方向
７ｂ 供給の方向
７ｃ 長手方向
８ 一対のホイール
９ 第１の１対のホイール
９ａ 第１の下部ホイール 第１の上部ホイール
９ｂ 第１の上部ホイール 第１の下部ホイール
１０ 第２の１対のホイール
１０ａ 第２の下部ホイール
１０ｂ 第２の上部ホイール
１１ レバー
１２ 弾性素子
１３ 第２のレバー
１４ 第２の流体力学ピストン
１５ ピン
１５ａ 回転の方向
１５ｂ カム
１７ 補強バンド
１８ 生成物

Claims (10)

1. 特に接合線（２ａ）に沿って、膜（２）を溶接する装置（１）であって、超音波の近くの周波数で振動して、かつ前記接合線（２ａ）に沿って前記膜（２）の加熱を引き起こすのに適しているソノトロード（３）と、前記接合線（２ａ）に沿って前記膜（２）の供給および相互接触を可能にするのに適している移動ユニット（４）と、を備え、かつそれが、前記接合線（２ａ）に沿って前記膜（２）を切断するのに適しているカッター（５）を備え、前記移動ユニット（４）がこれらの膜（２）の縁部（２ｃ）に沿って、かつ前記加熱された縁部（２ｃ）の相互接触を用いて前記接合線（２ａ）に沿って、前記膜（２）の接合を生成するのに適している、ことを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置（１）であって、前記カッター（５）が、前記加熱された膜（２）を切断するのに適している切断線（５ａ）を有する要素によって実現され、かつ３０°と６０°の間の傾斜を有する２枚の収斂面（５ｂ）を備える、ことを特徴とする装置。
3. 請求項１または２に記載の装置（１）であって、前記移動ユニット（４）が、接続に続いて接合され、かつ衣服または要素が製造されることを実現する、前記膜（２）の一部の輸送を実行するのに適している第１の１対のホイール（９）と、接続に続いて廃棄される前記膜（２）の一部の輸送を実行するのに適している第２の１対のホイール（１０）と、を備え、前記対のホイール（９）および（１０）が前記カッター（６）の両側に配設されている、ことを特徴とする装置。
4. 請求項３に記載の装置（１）であって、前記第１の対のホイール（９）が、２個のぎざぎざのある金属ホイールを備え、そして、前記第２の対のホイール（１０）が、２個の円滑なポリマーホイールを備える、ことを特徴とする装置。
5. 請求項４に記載の装置（１）であって、前記第２の対のホイール（１０）が、前記カッター（５）と、かつ、前記第２の下部ホイール（１０ａ）と、部分的に重なる第２の上部ホイール（１０ｂ）を備える、ことを特徴とする装置。
6. 超音波振動を用いて特に接合線（２ａ）に沿って、少なくとも２枚の膜（２）を溶接するための工程であって、それが、その縁部（２ｃ）に沿って、かつ、前記接合線（２ａ）に沿って、前記膜（２）を同時に切断して、かつ接合するステップを含む、ことを特徴とする工程。
7. 請求項６に記載の工程であって、処理される前記膜（２）のうちのうちの２枚を重ねる初期ステップを含む工程。
8. 請求項６または７に記載の工程であって、補強バンド（１７）を加えるステップを含む工程。
9. 請求項６〜８の１つ以上に記載の工程であって、請求項１ないし５の１つ以上に記載の装置（１）を用いて製造される工程。
10. 請求項６ないし９の１つ以上に記載の工程を用いて前記その縁部（２ｃ）に沿って相互に接合される少なくとも２枚の膜（２）を備えたスポーツの活動用の衣服。

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