JP2016525034A - 超音波密封装置 - Google Patents

Abstract

ストリップ状の材料（１）を密封する超音波密封装置であって、電力信号の発生装置（９）と、電力信号を機械的振動に変換する変換器（９ａ）と、第一の軸（Ｘ２）の周囲を回転するソノトロード（２）と、第一の軸（Ｘ２）に平行な第二の軸（Ｘ４）の周囲を回転するアンビル（４）とを備え、ソノトロード（２）は円形の溝（６）を有し、アンビル（４）は環状の突起要素（７）を有し、突起要素（７）は、第一の軸（Ｘ２）と第二の軸（Ｘ４）とに平行な方向に沿って溝（６）と関連して機能し、回転の第一の軸（Ｘ２）及び第二の軸（Ｘ４）を横切る方向（Ａ）に沿って移動して、溝（６）と突起要素（７）とを係合させるソノトロード（２）とアンビル（４）との間を通過するシート状又はストリップ状の材料（１）を密封するよう構成される。

Description

本発明は、特に材料シートやストリップ（細片）を密封するために使用される超音波密封装置に関する。

密封装置の技術分野において、従来技術によると超音波密封装置の使用が教示され、このような種類の技術によって、熱可塑性フィルムの端部を密封する等、材料を正確かつ「冷間」加工することが可能となる。

超音波密封装置は、
通常２０から５０ｋＨｚの周波数の電力信号の発生装置と、
電力信号を同じ周波数及び所定の振幅の機械的振動に変換する変換器と、
機械的振動の振幅を大きくする（任意の）増幅器又はブースターと、
機械的振動を密封対象の材料に伝えるソノトロードと、
密封対象の材料とソノトロードとに対する接触子として動作するアンビルと、を備える。

実際には、熱ソノトロードは、密封対象の材料に接触することでエネルギーを伝え、溶融により密封する。

二種類の従来技術の密封装置がある。一つは、いわゆる「ヒートシンク」装置であって、この装置では、ソノトロードが、密封対象の材料に対して単一の方向に沿って交互に近づいたり離れたりするよう移動可能であり、アンビルが静止している又は回転する。もう一つは、回転密封装置であって、この装置では、ソノトロードとアンビルとが共に互いに平行な回転軸の周りを通常連続して回転する。

ヒートシンク型の密封装置の例は、国際公開第２００４／０９１８９４号（特許文献ＷＯ２００４／０９１８９４）に示される。

回転型の密封装置の例は、米国特許出願公開第２０１２／００１２２５８号明細書（特許文献ＵＳ２０１２／００１２２５８）に示される。

ヒートシンク密封装置において、密封対象の材料が通常間欠的に動かされる。即ち、密封中はアンビルとソノトロードとの間で静止位置にあり、密封が完了すると、アンビルとソノトロードとから離れる。このような密封装置では生産性が通常制限される。

或いは、密封対象の材料が移動し続けるものもあり、これによって生産性は上がる。しかし、材料とソノトロード及びアンビルの間の摩擦が高レベルとなり、密封の質に悪影響を与えたり、材料にしわを生じさせたり、相当な量のエネルギーを浪費したりする。

回転密封装置によって、ヒートシンク密封装置における摩擦の問題は克服される。しかし、回転密封装置では、ソノトロードに供給されるエネルギーの最小部分のみが実際の密封に使用されるという、エネルギーに関する欠点がある。

実際には、回転密封装置において、ソノトロードは、回転軸に沿って軸方向に振動し、回転軸に垂直な方向に沿って径方向に振動する。

ソノトロードに供給される全エネルギーの約４分の１に相当する径方向の振動のみが密封に使用される。ソノトロードの軸方向の振動は使用されないので、結果として（ソノトロードに供給される全エネルギーの約４分の３に等しい）、それに相当するエネルギーが使われていないことになる。

本発明の目的は、特に、ストリップ形状の材料を密封するために使用される超音波密封装置を提供し、上述の従来技術の欠点を克服することである。

具体的には、本発明の目的は、エネルギー効率の高い超音波密封装置であって、動作コストを抑えながら密封の質を高くすることができ、シート状又はストリップ状の材料に有利であるような装置を提供することである。

このような目的は、添付の請求項の特徴を備えた発明に記載の超音波密封装置によって十分に達成される。

より具体的には、ストリップ状の材料をうまく密封する超音波密封装置であって、電力信号の発生装置と、電力信号を機械的振動に変換する変換器と、第一の軸の周囲を回転し、第一の周囲面を有するソノトロードと、第一の軸に平行な第二の軸の周囲を回転し、第二の周囲面を有するアンビルと、を備える。

本発明によれば、第一の周囲面と第二の周囲面とのいずれかが溝を有する。溝が円形であるとよい。溝が連続的であると更によい。或いは、溝は非連続である。

更に本発明によれば、第一の周囲面と第二の周囲面とのもう一方が突起要素を有する。

突起要素が連続しているとよく、或いは、突起要素は非連続、言い換えれば、少なくとも二つの連続的な曲線状要素からなる。非連続な突起要素は、連続的な溝と及び対応する非連続性を有する非連続な溝との双方と結合するよう設計される。

更に本発明によれば、突起要素は、少なくとも軸方向に、即ち、第一の軸と第二の軸とに平行な方向に沿って溝と関連して機能し、第一及び第二の回転軸及びを横切る方向に沿って移動して、溝と突起要素とを係合させるソノトロードとアンビルとの間を通過するストリップ状の材料を密封するよう構成される。

突起要素が、所定の深さに関して溝と係合するとよい。

このような溝と突起要素とを組み合わせた構造により、ソノトロードの回転軸に平行な軸に沿ってソノトロードにより発生する振動を材料の密封の際に利用することが可能となり、従って、特に、ソノトロードに沿って軸方向に発生する振動を少なくとも部分的に用いて、供給されたソノトロードとアンビルとの間に挿入される材料が密封される。

このような特徴によって、ソノトロードの振動の主な部分、即ち軸方向振動を利用して、密封を行うことが可能となる。

尚、溝−突起要素構造は、副次的な密封効果として径方向振動を使用することも可能である。

溝の内側に突起要素が存在することによって、所望の点又は領域での材料の密封を高い生産量（ｃａｐａｃｉｔｙ）及び高速で行うことと組み合わせて、密封領域内で材料を正確かつ安定して位置決めすることが可能となる。

添付の図面を参照して以下に本発明について説明するが、これらの図は本発明の非限定的な実施形態を示すものである。
本発明の第一の好適な実施形態に係る、ストリップ形状の材料に特に使用される超音波密封装置の概略側面図であって、その一部を他の部分を見やすくするために切り欠いた図 図１の超音波密封装置の正面図 本発明の第二の好適な実施形態に係る、ストリップ形状の材料に特に使用される超音波密封装置の概略側面図であって、その一部を他の部分を見やすくするために切り欠いた図 図３の超音波密封装置の正面図 図１のＢの部分を詳細に示す図であって、ソノトロードとアンビルについての対応する別の実施形態を示す図 図１のＢの部分を詳細に示す図であって、ソノトロードとアンビルについての対応する別の実施形態を示す図 図１のＢの部分を詳細に示す図であって、ソノトロードとアンビルについての対応する別の実施形態を示す図 図１のＢの部分を詳細に示す図であって、ソノトロードとアンビルについての対応する別の実施形態を示す図 図１のＢの部分を詳細に示す図であって、ソノトロードとアンビルについての対応する別の実施形態を示す図 図１のＢの部分を詳細に示す図であって、ソノトロードとアンビルについての対応する別の実施形態を示す図

図１及び２は、本発明の第一の好適な実施形態に係る、ストリップ状又はシート状の材料１を密封するのに好都合な、超音波密封装置１００を示す図であり、電力信号の発生装置９と、電力信号を機械的振動に変換する変換器９ａと、ソノトロード２と、アンビル４とを備える。

装置１００は、変換器９ａからの機械的振動を増幅するための増幅器９ｂを任意で備えてもよい。

更に詳細には、電力信号の発生装置９は、変換器９ａに接続され、次に（図１に示した実施形態のように）もしあれば増幅器９ｂに接続されて、増幅器がソノトロード２に接続される。増幅器９ｂがなければ、変換器９ａがソノトロード２に直接接続される。

ソノトロード２は、第一の軸Ｘ２の周りを回転可能であり、第一の外周面３（エミッタ）を有する。

ソノトロード２は、増幅器９ｂから、主に軸方向の振動ＦＡ、即ち、第一の軸Ｘ２に平行な振動方向の振動を受け、副次的に径方向の振動ＦＲ、即ち、第一の軸Ｘ２を横切る振動方向の振動を受ける。言い換えると、ソノトロード２は、第一の軸Ｘ２に沿って軸方向に、軸方向振動ＦＡで振動し、且つ、第一の軸Ｘ２に垂直に径方向に、径方向振動ＦＲで振動することになる。

ソノトロード２は、第一の軸部（シャフト）１０を備え、これによって第一の周囲面３が形成される。具体的には、第一の周囲面３は、第一の軸Ｘ２の周囲に延在する外側円筒ケース（ｏｕｔｅｒ ｌａｔｅｒａｌ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｓｈｅｌｌ）の少なくとも一部によって識別される。

第一の軸部１０は、第一の軸Ｘ２を横切る平面上に円形の断面を備えるとよく、断面の半径は第一の軸Ｘ２に沿って可変であってよい。

アンビル４は、第一の軸Ｘ２に平行な、第二の軸Ｘ４の周りを回転し、第二の外周面５を有する。

アンビル４は、第二の軸部１１を備え、これによって、第二の周囲面５が形成される。具体的には、第二の周囲面５は、第二の軸Ｘ４の周囲に延在する外側円筒ケースの少なくとも一部によって識別される。

第二の軸部１１は、第二の軸Ｘ４を横切る平面上に円形の断面を備えるとよく、断面の半径は第一の軸Ｘ４に沿って可変であってよい。

ソノトロード２は、第一の軸Ｘ２の周りでソノトロード２を回転させる駆動ユニットに接続される。

アンビル４は、第二の軸Ｘ４の周りでアンビル４を回転させる更なる駆動ユニットに接続される。

ソノトロード２とアンビル４とは（即ち、第一の軸部１０と第二の軸部１１とは）、（図１及び図３に示す実施形態のように）単一の駆動ユニット８に接続されて、同期状態で互いに回転するよう構成されることが好ましい。但し、ソノトロード２とアンビル４とは、互いに反対向きの回転方向Ｖ２とＶ４とをそれぞれ有する。

尚、第一の外周面３と第二の外周面５とは、互いからの最小接線距離の領域を有し、これによって密封動作領域が形成される。

図１及び２に示す第一の好適な実施形態を参照すると、ソノトロード２は、第一の周囲面３上に形成された円形溝６を備え、一方アンビル４は、第二の周囲面５に付随した突起要素７を有する。突起要素７は、環状であるとよい。

本発明によると、突起要素７は、少なくとも軸方向において、即ち、第一の軸Ｘ２と第二の軸Ｘ４とに平行な方向に沿って溝６と関連して機能し、第一及び第二の回転軸Ｘ２及びＸ４を横切る方向Ａに沿って移動して、溝と突起要素７とを係合させるソノトロード２とアンビル４との間を通過するストリップ状の材料１を密封するよう構成される。

尚、溝６と突起要素７とは、第一の外周面３と第二の外周面５との互いからの最小接線方向距離の領域内で（使用時に）互いに貫入するよう構成され及びそのような寸法であって、ストリップ状の材料１に動的な圧締め（ｄｙｎａｍｉｃ ｃｌａｍｐｉｎｇ）がもたらされるようにする。

尚、溝６と突起要素７とが互いに貫入することによって、第一の外周面３と第二の外周面５とによって規定され（向かい合う）、値Ｄだけ互いに離れた平面からは独立した、密封動作領域が形成される。

言い換えると、第一及び第二の周囲面３、５の互いからの最小接線方向距離の領域は、（二つの周囲面３及び５の平らな表面によって規定され、値Ｄだけ離れた）第一の非動作領域と、溝６と突起要素７との間の相対的な貫入によって規定される（限定的な）第二の密封動作領域とに分けられる。

突起要素７と溝６とは、断面の幾何学的構造が異なっているとよい。

言い換えると、突起要素７と溝６とは、互いに噛み合わないような（即ち、互いに結合するような形状ではない）幾何学的形状を有する。

突起要素７の断面幾何学構造は、溝６の最大深さ未満の深さＰだけ、溝６内に貫入可能であるとよい。

従って、アンビル４とソノトロード２との回転の間、溝６内に突起要素７が貫入することにより、ストリップ状の材料１は、第一の軸Ｘ２に沿って伝播する軸方向振動ＦＡを用いて密封される（図５〜１０も併せて参照）。

以下に示すように、溝６と突起要素７とが特別な幾何学的及び／又は寸法上の構成を有していれば（例えば、溝６の傾斜した壁及び／又は適度に大きな底部）、径方向振動ＦＲもまた、軸方向振動ＦＡと関連して作用して、材料の密封に寄与し得るかもしれない。

超音波密封装置１００によれば、密封動作領域内を通過するストリップ状の材料１を押圧可能な材料１への連続的な動的な圧締めによって、ストリップ状の材料１を正確かつ確実に密封可能であり、これによって所望の点及び領域内での密封の正確な制御が可能となる。

溝６は、第一の周囲面３に沿う連続的な延在部を有することが好ましい。或いは、溝６は、第一の周囲面３に沿う被連続的な延在部を有してもよい。

これを踏まえると、溝６により、第一の周囲面３の周囲に環状の凹部が形成される。溝６は、第一の軸Ｘ２に垂直に延在する。

突起要素７は、第二の周囲面５の周囲に連続的な環状延在部を有することが好ましい。

或いは、ストリップ状の材料１を非連続に密封するために、突起要素７は、第二の周囲面５の周囲に非連続な環状延在部を有してもよい。例えば、突起要素７の環状の非連続な延在部は、同一の又は異なる角距離だけ角度的に離れた、同じ長さの又は異なる長さの曲線状の延伸部を備えるものとして得られる。

突起要素７は、第二の軸Ｘ４に垂直に延在する。

突起要素７は、第二の外周面５上に挿入されることが好ましい。これを踏まえると、突起要素７は、摩耗やサイズ切り替えの場合に、簡単かつ迅速に交換可能である。

或いは、突起要素７は、一つの部材で、即ち、第二の外周面５と一体に形成可能である。

突起要素７の非連続な環状延在部は、対応する非連続な延在部を有する溝６、又は連続的な延在部を有する溝６に付随してもよい。

尚、ストリップ状の材料１の第二の密封動作領域を構成するような所定の深さＰに関して、突起要素７は、溝６と部分的に係合する。

これを踏まえると、深さＰは、第二の密封動作領域の高さを構成し、溝６が形成された周囲面５又は３と、突起要素７が形成された周囲面５又は３との間の距離Ｄとは異なる（深さＰは、溝６と突起要素７との構成及び寸法によって規定される値である）。

周囲面３と５との距離と深さＰとの差によって、溝６の表面（各表面）と突起要素７の表面（各表面）との隣り合わせの状態での位置決めが決まり、密封のために軸方向の振動を使用できるよう設計されている。突起要素７と溝６とは、ソノトロード２が軸方向及び径方向に、即ち、第一の軸Ｘ２に平行及び垂直な方向に従って振動可能なような、相対的な幾何学的及び寸法上の構成を有する。

図３及び４は、本発明の第二の好適な実施形態を示す図であり、円形溝６が第二の周囲面５上（即ち、アンビル４上に）形成されており、一方で突起要素７は第一の周囲面３（即ち、ソノトロード２）に付随する点で、図１及び２に示す第一の好適な実施形態と異なる。

図５〜１０は、本発明の更なる好適な実施形態を示す図であり、溝６と突起要素７との形状がそれぞれ異なっている。図１及び２に示す第一の好適な実施形態、即ち、溝６がソノトロード２に付随し、突起要素７がアンビル４に付随する実施形態を表しているが、図５〜１０の実施形態は、溝６がアンビル４に付随し、突起要素７がソノトロード２に付随する図３及び４の本発明の第二の好適な実施形態にも好都合に適用可能である。

これを踏まえると、溝６は、底部６ａと、第一の側壁６ｂと、第二の側壁６ｃとを備える。溝は幅Ｌの開口を有する。

更にこれを踏まえると、突起要素７は、端頭部１３と、第一の側面１３０ａと、第二の側面１３０ｂとを備える。端頭部１３は幅Ｓを有し、この幅は溝６の開口の大きさＬより小さく、突起要素７が溝６と深さＰまで部分的に係合可能となっている。

これを踏まえると、突起要素７は、溝６の底部６ａ、第一の側壁６ｂ、及び第二の側壁６ｃのうちの一以上、又は三つすべてと関連して作用し（図５〜１０参照）、ストリップ状の材料１の一以上の密封動作領域を規定する。

図５〜１０に示すように、突起要素７及び／又は溝６の相対的な幾何学的及び／又は寸法上の構成に応じて、密封動作領域は様々な大きさを有し、様々な動作要件を満たす。

以下の説明において、同等又は実質的に類似の要素には同じ参照符号を付す。

図５に示す実施形態において、溝６は、横断面又は外形が（「Ｖ」字の頂点を規定する底部６ａから延在する側壁６ｂ及び６ｃによって規定される）「Ｖ」字形状であり、突起要素７は、第二の側壁６ｃに略平行な側部面取り部１２と適宜丸みを帯びた角部１２ａとを有する横断面を有する。側部面取り部１２は、第二の側面１３０ｂと端頭部１３とを結ぶ。角部１２ａは、第一の側面１３０ａと端頭部１３とを結ぶ。

角部１２ａは、比較的縮小された大きさの密封動作領域を形成する。或いは、第二の側壁６ｃの横に側部面取り部１２を配置する、即ち、面取り部１２が第二の側壁６ｃの横に配置されるように突起要素７の大きさを適宜のものとすると、密封動作領域を比較的大きくすることが可能である。言い換えると、角部１２ａを側部面取り部１２で置き換える、または側部面取り部を角部に追加して、ストリップ状の材料１を密封可能である。

従って、突起要素７と溝６との相対的な幾何学的及び／又は寸法上の構成によれば、角部１２ａだけであれば、比較的縮小された大きさの密封動作領域が形成され、側部面取り部１２だけであれば、比較的大きな密封動作領域が形成され、又は、角部１２ａと側部面取り部１２との両方であれば、それぞれの大きさの密封動作領域が形成される。

図５の実施形態において、ソノトロード２の主に軸方向振動ＦＡが、及び副次的に径方向振動ＦＲが、ストリップ状の材料１の溶着に作用する。

図６の実施形態において、溝６は、横断面又は外形が図５の実施形態のような「Ｖ」字形状であり、突起要素７は、適宜丸みを帯びた角部１２ａと更なる角部１２ｂとを有する横断面を有し、溝６の第一の側壁６ｂと第二の側壁６ｃとそれぞれ関連して、比較的縮小された大きさの二つの異なる密封動作領域を形成する。

更なる角部１２ｂは、第二の側部１３０ｂと端頭部１３とを結ぶ。要するに、図５の実施形態と比較すると、面取り部１２を更なる角部１２ｂで置き換えたものである。

図７に示す実施形態において、溝６は、横断面又は外形が図５及び６の実施形態のような「Ｖ」字形状であり、突起要素７は、動作ヘッド１３において丸みを帯びた断面を有する。

動作ヘッド１３は、溝６の第一の側壁６ｂと第二の側壁６ｃと関連して、図６の実施形態において得られる密封動作領域より大きい二つの異なる密封動作領域を形成する。図７の実施形態は、より薄く即ち耐久性が低くて頻繁に破損し易い、ストリップ状の材料１の密封に上手く使える。

図８に示す実施形態において、溝６は、不規則な横断面又は外形を有し、底部６ａ、第一の側壁６ｂ、及び第二の側壁６ｃと共に更なる壁部６ｄであって、溝６の第二の側壁６ｃを底部６ａにつなぐ壁部を備える。図８に示す実施形態において、更なる壁部６ｄは、第一の回転軸Ｘ２に略垂直であるとよい。図示しない別の実施形態において、更なる壁部６ｄは、別の向きを有してもよく、言い換えると、更なる壁部６ｄは、第二の側壁６ｃと様々な角度をなしうることが理解されよう。

これを踏まえると、突起要素７は、ほぼ図５の実施形態のような横断面を有し、角部１２ａと側部面取り部１２とを備える。端部１２ａは、第一の側壁６ｂと関連して、比較的小さい第一の密封動作領域を形成する。側部面取り部１２は、第二の側壁６ｃと略平行であり、これによって比較的大きな第二の密封動作領域を形成する。実際には、第二の側壁６ｃによって、第二の密封動作領域の大きさが決まる。

図９に示す実施形態において、溝６は、「Ｕ」字形状の横断面又は外形を有し、平らな底部６ａと第二の側壁６ｃに略平行な第一の側壁６ｂとを備える。

これを踏まえると、突起要素７は、ほぼ図７の実施形態のように、動作ヘッド１３において丸みを帯びた横断面を有する。動作ヘッド１３は、溝６の第一の側壁６ｂと第二の側壁６ｃと関連して、二つの異なる密封動作領域を形成する。図９の実施形態は、より薄く即ち耐久性が低くて頻繁に破損し易い、ストリップ状の材料１の密封に上手く使える。

図９の実施形態を再び参照すると、突起要素７を底部６ａの適当に近くに連結することで、溝６の底部６ａにおいて、ソノトロード２の径方向振動ＦＲを利用する、第三の密封動作領域を得ることも可能である。

図１０の実施形態において、溝６は、横断面又は外形が図５〜７の実施形態のような「Ｖ」字形状であり、突起要素７は、適宜丸みを帯びた角部１２ａと更なる角部１２ｂとを有し、溝６の第一の側壁６ｂと第二の側壁６ｃとそれぞれ関連して、比較的縮小された大きさの二つの異なる密封動作領域を形成する。突起要素７は、動作ヘッド１３に中央溝１３ａを更に備え、ストリップ状の材料１のための大きな作業スペースを溝６と共に形成する。

述べたように、図５〜１０に示した実施形態は、図１及び２の第一の好適な実施形態にも、図３及び４の第二の好適な実施にも上手く適用可能である。

更に、本発明の更なる実施形態において、図示していないが、図５〜１０に示す実施形態に示すような溝６と突起要素７とを組み合わせることが可能である。単なる例として、（適宜丸みを帯びた二つの角部を備える）図６の突起要素７を図９のＵ字型の溝と組み合わせられる。この実施形態において、突起要素７が溝６の底部６ａから十分に遠ければ、ソノトロード２の軸方向振動ＦＡのみを使用可能であり、一方、突起要素７を溝６の底部６ａの適当に近くに配置すると、径方向振動ＦＲも使用可能である。

本発明の更なる実施形態において、図示していないが、図５〜１０に示したようなものに対して、溝と突起要素との外形を変更することが可能である。例えば、突起要素７を第一の側部面取り部と第二の側部面取り部とを備えるような形状として、それぞれが溝の対応する側壁と関連して機能するように設計可能である。本発明の更なる実施形態において、図示していないが、側部面取り部１２は、（図７及び図９に示した種類の）動作ヘッド１３において丸みを帯びた横断面を備える突起要素７上に形成可能である。

更に、溝６は、曲線状又は略半円状であって上述の突起要素のいずれかと連結可能な、横断面又は外形を有してもよい。これを踏まえると、半円状の横断面又は外形を有する溝は、図７及び図９に示す種類の対応する丸みを帯びた又は半円状の横断面を備えた突起要素と連結可能であるのがよく、これによって、軸方向振動ＦＡと径方向振動ＦＲとを十分に利用してソノトロードに供給される力を最大限に利用する。

本発明は、上述の密封装置を用いてストリップ状の（熱可塑性）材料１を密封する方法を提供する。

その方法は、
− 上述の方向Ａに沿って密封対象のストリップ状の材料１を供給し、密封する部分と、溝６と突起要素７とを係合（介入）させる工程と、
− 回転ソノトロード２に軸方向振動を伝えて、第一の軸Ｘ２及び第二の軸Ｘ４に平行な方向に沿って軸方向に、溝６又は突起要素を振動させ、密封する部分と溝６と突起要素７との間の振動する接触によって、ストリップ状の密封する部分１を密封する工程と、を備える。

供給工程の間、密封するストリップ状の部分１は、少なくとも溝６の側面と係合し、突起要素の断面又は表面上に介入することが好ましい。

或いは、供給工程の間、密封するストリップ状の部分１は、溝６を形成する（更に隣接する）少なくとも二つの表面と係合し、突起要素７を形成する二つの異なる断面又は部分上に介入する。

或いは、更に供給工程の間、密封するストリップ状の部分１は、溝６を形成する二つの表面と底部とを係合させる。

本発明によれば、従来の装置と比較すると次のような様々な効果が得られる。
− ソノトロードに供給されるエネルギーをより利用する、即ち、径方向振動だけでなく軸方向振動を利用する、
− 装置の動作に必要なエネルギーを正確に制御及び節約する、
− 所望の点又は領域での材料の密封を高い生産量及び高速で行うことと組み合わせて、密封領域内で材料を正確かつ安定して位置決めできるので、密封の質がより良くなる、
− 密封装置と密封対象材料との間の摩擦がなくなるので、材料供給の問題を克服及び材料にしわが形成されなくなる。

国際公開第２００４／０９１８９４号 米国特許出願公開第２０１２／００１２２５８号明細書

Claims (11)

1. 電気信号発生装置（９）と、
   電気信号を機械的振動に変換する変換器（９ａ）と、
   第一の軸（Ｘ２）の周りを回転し、第一の周囲面（３）を有するソノトロード（２）と、
   前記第一の軸（Ｘ２）に平行な第二の軸（Ｘ４）の周りを回転し、第二の周囲面（５）を有するアンビル（４）と、
   を備える超音波密封装置であって、
   前記第一の周囲面（３）と前記第二の周囲面（５）とのいずれかが円形の溝（６）を有し、
   前記第二の周囲面（５）と前記第一の周囲面（３）とのいずれかが環状の突起要素（７）を有し、
   前記突起要素（７）は、前記溝（６）と所定の深さ（Ｐ）で係合するよう構成され、少なくとも前記第一の軸（Ｘ２）及び前記第二の軸（Ｘ４）に沿って軸方向に前記溝（６）と関連して機能し、密封対象の材料（１）を密封するように、前記材料は、前記第一の軸（Ｘ２）及び前記第二の軸（Ｘ４）を横切る方向（Ａ）に沿って動かされて、前記溝（６）と前記突起要素（７）とを係合させる、前記ソノトロード（２）及び前記アンビル（４）の間を通過する、
   超音波密封装置。
2. 前記溝（６）は連続している、
   請求項１に記載の超音波密封装置。
3. 前記突起要素（７）は連続している、
   請求項１又は２に記載の超音波密封装置。
4. 前記突起要素（７）は非連続である、
   請求項１又は２に記載の超音波密封装置。
5. 前記溝（６）は非連続である、
   請求項４に記載の超音波密封装置。
6. 前記溝（６）は幅Ｌの開口を有し、前記突起要素（７）は前記溝（６）の前記開口の幅Ｌより小さい幅Ｓを有する動作ヘッド（１３）を有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波密封装置。
7. 前記突起要素（７）は、前記第一の（３）又は第二の（５）周囲面上に挿入される、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波密封装置。
8. 前記突起要素（７）は、前記第一（３）又は第二（５）周囲面と一体である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波密封装置。
9. 前記溝（６）は、「Ｖ」字形状、又は「Ｕ」字形状、又は曲線形状の横断面又は外形を有する、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の超音波密封装置。
10. 前記ソノトロード（２）の前記第一の周囲面（３）が前記突起要素（７）を有し、前記アンビル（４）の前記第二の周囲面（５）が前記溝（６）を有する、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の超音波密封装置。
11. 前記ソノトロード（２）の前記第一の周囲面（３）が前記溝（６）を有し、前記アンビル（４）の前記第二の周囲面（５）が前記突起要素（７）を有する、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の超音波密封装置。

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