JP4933454B2

JP4933454B2 - 圧縮空間ならびに圧縮空間を区画するツール

Info

Publication number: JP4933454B2
Application number: JP2007553530A
Authority: JP
Inventors: エバーバッハ、ヨスト; ストロー、ディーター; ディーテルレ、ホルスト; ストロー、ハイコ
Original assignee: シュンク・ソノシステムズ・ゲーエムベーハー
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2006-02-01
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2026-02-01
Also published as: KR20070110505A; CN101146640A; WO2006082037B1; CN101146640B; US20080128471A1; BRPI0606984A2; US7878384B2; JP2008528299A; EP1853404A1; PT1853404E; WO2006082037A1; KR101199246B1; EP1853404B1; BRPI0606984B1; MX2007009102A; DE502006004510D1; PL1853404T3; ATE439206T1; DE102005004899A1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストランドのような金属製の導体を溶接するための、特に、接合点を製造するための超音波溶接装置に関する。超音波溶接装置は圧縮空間を具備し、圧縮空間は、この圧縮空間を向かい合う両側で区画する２つの作動面と、これらの作動面に対し横方向に延びている２つの互いに調整可能な側方区画面とを有する。一方の作動面は，超音波溶接装置の、超音波振動を転送することができるソノトロードの部分であり、対向の作動面は、対電極の部分であり、これらの作動面は構造化されている。更に、本発明は、サイドスライダの、または対電極の支持体の形態を取る、このような超音波溶接装置のために用いられるツールに関する。側方区画面としての面を有するこのツールは、圧縮空間を区画する。
【背景技術】
【０００２】
超音波によって、プラスチックのみならず、金属もまた溶接することが可能である。この場合、金属の超音波溶接の際に、機械的振動が接合面に対し平行に向けられる。複合関係が、溶接区域における静止力と、振動型剪断力（oszillierende Scherkraefte）と、適切な温度上昇との間に生じる。この目的のために、ワークピースは、振動型のソノトロードと、静止型の、場合によってはソノトロードに対し調整可能な対電極との間に設けられている。この対電極は、ソノトロードで、すなわちソノトロードのヘッドの作動面で圧縮空間を区画するために、複数構成に形成されていてもよい。この圧縮空間は、EP-B-0 143 936（US-A-4 596 352）またはDE-C-35 08 122の教示では、互いに垂直方向に延びている２つの方向、特に高さおよび幅に調整可能に形成されていることが可能である。このことによって、例えば溶接される導体の、その横断面への圧縮空間の適合が生じる。
【０００３】
実質的に矩形の横断面を有する周知の圧縮空間で、圧縮空間の複数の開いた側を貫くストランドが、超音波によって溶接されて、トランジットノードまたはエンドノードを形成する。溶接不良な導体の場合、複数のストランドが溶接の最中に縦方向に動かされるので、これらのストランドが接合点から突出するという欠点が生じる。この縦方向移動を減じるために、溶接の良好なストランドとの比較で、エネルギ導入および／または加圧が溶接中に減じられる。しかしながら、このことは、強さの低下をもたらす。
超音波溶接装置の、高さおよび幅が調整可能な圧縮空間が、US-B-6 299 052から読み取れる。この場合、ソノトロードおよび対電極の作動面が形成されている。
複数の金属部分を互いに溶接するために、US-A-6 089 438、US-A-6 158 645およびUS-A-2002/130159では、ソノトロードおよび対電極の複数の作動面が構造化されている。
プラスチックを溶接するためには、CH-A-525 755または特開昭60-201928によれば、ソノトロードまたはソノトロードおよびアンビル夫々が構造化されていることが可能である。
プラスチックの溶接中に複数の溶接点を同時に形成するために、GB-A-2 012 211は、超音波溶接装置のソノトロードおよびアンビルの複数の作動面にピラミッド状に形成された複数の突出部を提案する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧縮空間および／またはこの圧縮空間を区画するツールを有する超音波溶接装置を、溶接不良な複数の導体でも、良好な品質が達成され、これにより、これらの導体の移動が、例えば、エネルギ導入および／または加圧が高い場合には、不可能となることが意図されるように、改善するという課題が、本発明の基礎になっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の側方区画面のうちの少なくとも１、好ましくは２つの側方区画面が、少なくとも部分的に構造化されていることを、実質的に提案する。この場合、構造（物）は、構造物が、圧縮空間の縦軸に対しすなわち溶接される導体の縦軸に対し実質的に横方向に延びているように、選択されている。このことによって、導体の縦方向移動が妨げられることが可能であり、それ故に、溶接結合の質を損なうことなく、通常のおよび／または増大されたエネルギおよび圧力の場合にも溶接がなされる。
【０００６】
少なくとも１つの区画面が、圧縮空間の縦軸に対し横方向に延びている複数の窪みおよび／または隆起部によって形成される構造物すなわちプロファイルを有することが、特に提案される。この場合、複数の窪みは、区画面によって規定された面に対して退いた状態で延びている。複数の隆起部は、これらの窪みに対応して、この面から突出している。
【０００７】
構造物を区画面に亘って均等に分割することが可能であるときは、本発明の他の実施の形態は、区画面が部分的にのみ構造化されていることを提案する。特に、構造物は、互いから間隔をあけている複数のグループに分割されていること可能である。中間区域では、区画面が平面状に形成されていることが可能である。実際また、構造物の複数のグループが互いに一緒になることが可能である。場合によっては、一方のグループの構造物は、他方のグループの構造物と異なってもよい。
【０００８】
構造物が、のこぎり歯状の隆起部によって形成されており、２グループのこぎり歯状の隆起部が設けられていることが可能であり、それ故に、溶接される複数の導体との協働の最中に、いわば、溶接される導体の移動を不可能にする複数のフックを有する複数の区画面が、生じることが特に提案されている。
【０００９】
他の提案は、対電極が、圧縮空間に向いた側に側方区画面を有し、ソノトロードの側面に沿っておよびソノトロードの作動面に対し垂直方向にまたはほぼ垂直方向に延びている支持体から始まり、あるいは、側方区画面を外側で有する好ましくはプレート状の要素から始まること、および、側方区画面の構造物が、ソノトロードの側面の構造物を補足するために形成されていることを規定する。このことによって、互いに摺動する複数の面の間にいわばラビリンスシールが生じる。その結果として、ソノトロードの方向における対電極の移動の最中に、ストランドが、複数の面の間に延びているギャップに入り込むことはない。
【００１０】
構造物が、複数の溝状のまたは細い溝状の窪みおよび／または対応して延びている複数のリブ状の隆起部すなわち突出部によって形成されることは好ましい。複数の窪みおよび／または隆起部は、特に、例えば三角形、台形または円弧形の形状の、横断面を有する。実際また、複数の隆起部および／または窪みを断面で波形に形成することが可能である。
【００１１】
本発明の基礎になっている課題は、側方区画面を有するツールが構造化されていることによっても、解決される。構造物すなわちプロファイルが、側方区画面によって区画された圧縮空間の縦方向に対し横方向に打ち出されていることが提案されていることは好ましい。
【００１２】
複数の隆起部が、側方区画面によって規定された面から突出しおよび／または複数の窪みが、この面に対して退いた状態で延びていることが、特に提案されている。複数の隆起物としては、のこぎり歯状の形状も適切である。複数の隆起部が、２つのグループに分割されていることは好ましい。これらのグループの複数の縁部は、互いに向かい合っている。
【００１３】
このこととは別に、複数のリブ状の隆起部および／または溝状の窪みは、好ましくは三角形、台形または円弧形の形状の、横断面を有することができる。溶接される導体の移動が妨げられることを保証する複数の他の適切な形状も、同様に可能である。
【００１４】
複数の側面に設けられた構造物すなわちプロファイルは、ソノトロードヘッドのおよび／またはアンビルの作動面すなわち溶接面に設けられていてもよい。
【００１５】
ソノトロードが、溶接の最中に、その縦軸に対し垂直方向に強く偏向され、これにより、ソノトロードから始まる作動面と、溶接される複数の部分との間のギャップが生じることを防止するために、ソノトロードの端面および／または作動面を有するソノトロードヘッドの裏面が、リブのような、少なくとも１つの補強部材を有することが提案されている。この場合、補強部材は、ソノトロードの縦軸方向に、断面で三角形の形状を有することが可能である。
【００１６】
補強部材が、ソノトロードの端面すなわち作動面の周囲縁部から始まって、ソノトロード縦軸の方向に益々端面から突出していることは好ましい。この場合、補強部材は、特に、作動面に対し垂直方向に延びていることが可能である。
【００１７】
補強部材が、ソノトロードの端面全体またはほぼ全体から突出していることが可能であるとき、ソノトロードの望ましくない撓みを防止する補強部材が、ソノトロードの端面から始まっておよびこの端面かから突出しつつ、部分的にのみ形成されていることも可能であることは好ましい。
【００１８】
補強部材が、線状にまたはバルブ状に形成されていてもよい。しかしながら、特に、補強部材が、ソノトロードの縦軸が延びてなる面に対し対称的に形成されている。
【００１９】
このこととは別に、ソノトロードは、超音波の励起の際に、縦軸Ａｚの方向における偏向が生じ、偏向Ａｙが作動面に対し垂直方向に生じ、但し、３≦Ａｚ／Ａｙ≦２０の関係が成立するように、補強されているほうがよい。
【００２０】
形状的に好ましい複数の条件は、端面に亘っての補強部材の最大の長さが、３ｍｍないし２５ｍｍの範囲にあり、好ましくは５ｍｍないし１５ｍｍであるときに、特にそのときに生じる。
【００２１】
本発明の他の詳細、利点および特徴は、複数の請求項と、これらの請求項から読み取れる、単独および／または組合せで生じる複数の特徴とからのみならず、図面から見て取れる複数の好ましい実施の形態の以下の記述からも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１には、好ましい適用例を挙げるために、ストランドの形態を取る複数の金属部分を互いに溶接するために用いる超音波溶接装置が概略的に示されている。
【００２３】
この超音波溶接装置は、オシレータ１０を有する。このオシレータは、実施の形態では、コンバータ１２と、ブースタ１４と、ソノトロード１６とからなる。この場合、ソノトロード１６は、以下に詳述される圧縮空間１８を区画する。このような圧縮空間の基本的な構造は、例えばUS-A-4,869,419から読み取れる。
【００２４】
周知のように、コンバータ１２は、ライン２０を介してジェネレータ２２に接続されている。ジェネレータ自体は、ライン２４を介してコンピュータ２６に接続されている。このコンピュータはジェネレータ２２を制御し、コンバータ１２によって、例えば圧電素子を介して、電気的振動を機械的振動に変換する。振動はブースタ１４によって増幅され、これに対応して、ソノトロード１６が励起される。
【００２５】
断面が矩形でありかつ端面が開いている圧縮空間１８で、ストランドのような溶接不良な導体さえも溶接して、十分な質の接合を形成するために、しかも、導体が、溶接中に、圧縮空間の、端面を貫く縦方向に、すなわち矢印２８の方向に移動する危険が生じないようにするためには、本発明では、圧縮空間１８が、少なくとも３つの区画面で、好ましくは、すべての４つの区画面に構造化されていることが提案されている。このことは、図２ないし４から明らかである。かくして、ソノトロードヘッド３０を有するソノトロード１６が、原理的に斜視図で示されている。ソノトロードヘッドに関連して、対電極３２とも呼ばれるアンビルが設けられている。このアンビルは、ソノトロードヘッド３０に沿って調整可能な支持体３４から始まる。従って、例えばUS-A-4,869,419から読み取れる構造が選択されている。
【００２６】
換言すれば、圧縮空間１８は、ソノトロードヘッド３０の作動面すなわち溶接面３６と、アンビル３２の、対向する作動面すなわち溶接面３８とによって区画される。これらの溶接面の各々は構造化されている。
【００２７】
圧縮空間１８の高さおよび幅を調整することができるためには、圧縮空間１８を側方で区画しかつ本発明では構造化されている側方区画面４４を有し、実施の形態では矢印４０の方向に移動可能なサイドスライダ４２が、溶接面３６，３８に対し横方向に延びている。側方区画面４４に対向する側方区画面４６も同様に構造化されており、この側方区画面は、アンビル３２の支持体３４によって、または支持体３４から始まるプレート要素によって形成される。複数の側方区画面４４，４６のかような構造物の特別な形状は、図５ないし１３から明らかである。
【００２８】
圧縮空間１８を、溶接される導体の横断面に調整することができるためには、サイドスライダ４２が矢印４０の方向に移動可能のみならず、支持体３４がソノトロードヘッド３０に沿って、すなわち、矢印４８に沿って移動可能でもある。このことによって、ソノトロードヘッド３０およびアンビル３２の複数の作用面３６、３８の間の間隔が変化される。
【００２９】
ストランドの溶接の際に、これらのストランドが、該ストランドの縦方向に、すなわち圧縮空間１８から外へ移動することができることを防止するために、本発明では、既述の如く、溶接面３６および３８のみならず、側方区画面４４，４６が構造化されている。
【００３０】
各々の側方区画面４４，４６が好ましくも構造化されているときは、面４４および４６夫々の１のみが、かような構造物を有することが容易に可能である。しかしながら、このこととは別に、構造物４４，４６が、圧縮空間１８の縦方向（矢印２８）に対し横方向に、すなわち溶接される導体の縦方向に対し横方向に延びているほうがよい。
【００３１】
複数の好ましい構造物は、例えば、アンビル３２を支持する支持体３４の断面図に基づいて、見て取れる。この支持体には、図５ないし１３では、図２ないし４に対応して、参照符号３４が付されている。側方スライダ４２、詳しくは、側方スライダの区画面４４も、これらの構造物を有することができる。
【００３２】
図５に示す支持体３４は、その側方区画面４６に、３つの互いに平行に延びている区域Ａ，Ｂ，Ａを有する。これらの区域は、ストリップ状に形成されており、図３の二重矢印４８に沿って延びている。外側の区域Ａが同じ幅を有し、これに対して、真中の区域Ｂはより幅広く選択されている。
【００３３】
真中の区域Ｂは、側方境界面４６によって規定された面に対して退いた溝状の窪み５８，６０を有する。これらの窪みは、互いに平行におよび支持体３４の移動方向に対し平行にまたはほぼ平行に従ってまたソノトロードヘッド３０およびアンビル３２夫々の複数の溶接面すなわち作動面３６，３８に垂直方向にまたはほぼ垂直方向に延びている。
【００３４】
図５の実施の形態では、溝状のまたは細い溝状の窪み５８，６０は、互いに間隔Ｔをあけて延びているように設けられており、断面では、三角形の形状を有する。複数の辺は角度αを形成する。但し、３０°≦α≦１２０°である。間隔Ｔが０．４ｍｍ≦Ｔ≦３．０ｍｍであることは好ましい。
【００３５】
溝とも呼ばれる窪みの深さＨは、例えば０．０３ｍｍ≦Ｈ１≦０．５ｍｍである。
【００３６】
その代わりに、図６では、溝状の窪み６２，６４を、断面が台形のプロファイルが生じるように構成することが可能である。複数の上辺は、互いの角度３０°≦β≦１２０°を描く。
【００３７】
図５および６に示すように、支持体３４の側方区画面４６のプロファイルすなわち構造物が、複数の窪みによって形成されるとき、図７および８に示すように、このような構造物を、断面が台形の形状（図７）または三角形の形状（図８）を有することができる複数の隆起部６６，６８によって形成することも可能である。このようなの隆起部６６，６８および／または７０，７２は、寸法Ｈ２をもって、側方区画面４６によって規定される面を越えている。但し、０．０３ｍｍ≦Ｈ２≦０．５ｍｍである。この場合、複数の突出部６６，６８および／または７０，７２の側辺は、角度γ（図７）および／またはδ（図８）を形成する。但し、３０°≦γ≦１２０°であり、３０°≦δ≦１２０°である。
【００３８】
図５ないし８の実施の形態では、プロファイルは、側方区画面４６の区域しかも区域Ｂのみにあって、縁部区域Ａにはないとき、構造物は、側方区画面４６の他の区域にも延びていることが可能である。
【００３９】
図９に示すように、構造物が設けられている区域Ｂを、図５ないし８の実施の形態より幅広く選択することは可能である。かくて、一方では図５ないし８および他方では図９の比較が明らかにするように、構造物を有する真中の区域Ｂは、縁部区域Ａよりも著しく幅広い。
【００４０】
図９に示す側方区画面４６のプロファイルすなわち構造物が、溝状の窪み７４，７６すなわち溝によって形成される。これらの窪みは、側方区画面４６によって規定される面に対し、寸法Ｈ３だけ退いた状態で延びている。但し、０．０３ｍｍ≦Ｈ３≦０．５ｍｍである。側方区画面４６に対し凹面状に延びている区域７４，７６は、曲率半径Ｒ２を有し、凸面状に延びている部分は曲率半径Ｒ１を有する。但し、０．３ｍｍ≦Ｒ２≦２．０ｍｍであり、０．３ｍｍ≦Ｒ１≦２．０ｍｍである。複数の溝状の窪み７４，７６の間の間隔は、Ｔであって、但し、０．４ｍｍ≦Ｔ≦３.０ｍｍである。
【００４１】
図５ないし９の実施の形態で、真中の区域Ｂが構造化されていることが提案されているとき、図１０に対応して、支持体３４のプロファイルすなわち支持体の側方区画面４６は、真中の区域Ｂが平面状に形成されており、この区域には、プロファイル７８，８０を有する領域Ａが続いていることによって、得られる。区域Ａは、次に、同様にプロファイルを有しない複数の縁部区域Ｃによって限定されている。
【００４２】
支持体３４の側方区画面４６プロファイルすなわち構造物が何処で延びているかに係わりなく、区画面４６の中心線に対し対称性が、基本的に与えられている。しかしながら、このことは、必ずしも必要な特徴ではない。
【００４３】
従って、図１１は、真中の区域には、溝状に延びている窪み８２，８４，８６，８８，９０が、支持体３４の側方区画面４６に形成されており、これらの窪みが、互いに異なった複数の間隔Ｔ_１およびＴ_２夫々を有することを示す。このこととは別に、０．０３ｍｍ≦Ｈ４≦０．５ｍｍの寸法Ｈ４をもって側方区画面４６に対し退いた状態で延びている複数の窪みは、区画面の真中の区域に延びており、縁部区域はプロファイルを有しない。
【００４４】
図１２は、のこぎり歯の形態の特殊なプロファイルを示す。のこぎり歯は、寸法Ｈ５をもって支持体３４の側方区画面４６の上に突出しており、但し、０．０３ｍｍ≦Ｈ５≦０．５ｍｍである。この場合、のこぎり歯状の突出部９２，９４は、互いに向かい合っている縁部９６，９８を有するグループに分割されている。のこぎり歯状の突出部９２，９４の複数のグループの間には、断面が等辺の三角形を形成する突出部１００が延びている。側方区画面４６の中心線が、この突出部と一致することは好ましい。
【００４５】
のこぎり歯状の突出部９２，９４の傾斜角度は、急速に立ち下がる側面１０２に対しα_１であり、緩慢に立ち下がる側面１０４に対しα_２である。但し、０°≦α_１≦３０°であり、３０°≦α_２≦１２０°である。
【００４６】
支持体３４の側方区画面４６の、図５ないし１２から見て取れる複数のプロファイルすなわち構造物が、サイドスライダ４２の側方区画面４４に同様に形成されていてもよい。
【００４７】
側方区画面４６プロファイルすなわち構造物は、当然ながら、部分的のみではなく、全面に亘って延びていることが可能である。図１８には、構造物が区画要素４６の全面を覆ってなる実施の形態が例示されている。複数の窪みの間の間隔Ｔは、０．４ｍｍ≦Ｔ≦３．０ｍｍであり、断面が三角形の形状を有する複数の隆起部および窪み夫々の側辺の角度αが、３０°≦α≦１２０°であることは好ましい。
【００４８】
ソノトロードヘッド３０に沿って移動可能な支持体３４と、ソノトロードヘッド３０の、支持体の面に向いた面１０６との間に、アンビル３２の降下の際に二重矢印４８に沿っての支持体３４の動きを損なうだろうストランドが入り込むことができるギャップが形成されることを防止するために、互いに向かい合っている複数の面の、すなわち、ソノトロードヘッド３０の面１０６および支持体３４の側方区画面４６の、図１３から見て取れる構造物すなわちプロファイルが可能である。かくして、支持体３４の区画面４６は、断面が三角形の複数の突出部１０８，１１０を有する。これらの突出部は、ソノトロードヘッド３０の側面１０６に設けられた、断面が三角形の、対応の窪み１１２，１１４へ、間隔をあけて入り込む。それ故に、ストランドが入り込むのを防止するいわばラビリンスシールが生じる。
【００４９】
複数の溶接面３６，３８のみならず、サイドスライダ４２の、およびアンビル３２を支持する支持体３４の複数の側方区画面４４，４６の構造化によって、溶接不良のストランドの結合の際にも、高品質の結合ノード（Verbindungsknoten）が製造可能であって、所望の圧力作用の際に、良好なエネルギ転移がなされる、という利点が生じる。溶接材料は余り損傷を受けない。実際また、構造化を行なうことにより、より適切なエネルギ導入が可能である。
【００５０】
圧縮空間を区画する、ソノトロードヘッドおよび／またはアンビルの複数の表面が、複数の側方区画面と同一のプロファイルすなわち構造物を有することができることを、コメントしなければならない。
【００５１】
図１４ないし１８には、ソノトロード１６の他の好ましい実施の形態を示すことが意図される。しかしながら、この実施の形態は、保護を限定すると理解してはならない。図１４には、ソノトロード１６は、有限要素解析で示されている。ソノトロード１６は、通常、本体１１６と、この本体から出ているソノトロードヘッド３０とからなる。ソノトロードヘッド自体は、図２ないし４に示した作動面すなわち溶接面３６を有する。ソノトロードヘッド３０は、径方向に向かい側に、他の作動面すなわち溶接面１１８を有する。それ故に、ソノトロード１６は、その縦軸を中心として回転される。その目的は、複数の作動面３６，１１８のうちの１を、圧縮空間１８に関連して設けることができるためである。この場合、ソノトロード１６の縦軸は、Ｚ軸に対し平行に延びている。
【００５２】
作動面すなわち溶接面３６，１１８は、ソノトロードヘッド３０の端面１２０によって区画される。この端面は、ソノトロード１６が励起していないとき、作動面３６，１１８に対し垂直方向に延びている。実施の形態では、端面１２０はＹ軸に対し平行に延びており、従って、複数の作動面３６および１１８は、夫々、ソノトロード１６が励起していないとき、Ｙ軸に対し垂直方向に延びている。
【００５３】
溶接の際には、ソノトロード１６は、ソノトロードの縦軸方向Ｚのみならず、Ｙ方向にも偏向される。このことによって、作動面３６，１１８の傾斜が角度αでなされる。このことによって、溶接の質が影響を受ける。この場合、Ｙ方向におけるソノトロードヘッド３０の偏向に従って、溶接結果の再現性が損なわれることがある。
【００５４】
このような欠点を防止するために、ソノトロードヘッド３０は、その端面１２０から出ている補強部材１２２を有することが可能である。このことによって、Ｙ方向におけるソノトロード１６の偏向が減じられる。補強部材１２２によって、Ｙ方向におけるソノトロードヘッド３０の変形が減じられかつ限定される。それ故に、ソノトロード１６の固有振動が改善される。
【００５５】
図１６ないし１８では、同一の要素に対しては、図１４および１５の参照符号が用いられる。前者の図では、補強部材１２２は、端面１２０からリブ１２４が突出しており、このリブが、断面で、三角形の形状（図１７）または湾曲の形状（図１６）を有することができることによって、実現されることが可能である。断面で三角形の形状を有する、図１７の窪みには、参照符号１２２が付され、図１６に示す湾曲の窪みには参照符号１２６が付されている。この場合、特に、図１６および１７に示す断面図からは、各々の補強部材１２２，１２６が、各々の作動面３６，１１８から出ていて、端面１２０から突出しており、Ｚ方向における最大の長さがソノトロード１６の中心軸１３０との交点にあることが見て取れる。
【００５６】
ソノトロードヘッド３０の端面１２０を越えた、補強部材１２２，１２６の最大限の出っ張りｄが１５ｍｍであるほうがよい。但し、他の寸法もソノトロードのデザインに応じて適切である。しかしながら、最大限１５ｍｍの出っ張りｄは、これらのソノトロードが、すでに使用されている超音波溶接装置に組み込み可能であるという利点を有する。
【００５７】
ソノトロード１６のＺ方向における偏向が、Ｙ方向におけるソノトロード１６の偏向に対し、３Ａｚ≦Ａｚ／Ａｙ≦２０の関係にあるように、特に、補強部材１２２，１２６がかようにデザインされているほうがよい。
【００５８】
これらの実施の形態では、補強部材１２２，１２６がソノトロードヘッド３０の全高に亘って延びているとき、補強部材が、例えば、端面１２０に中央区域に延びており、すなわち、作動面３６，１１８から間隔をあけて始まることが可能である。複数の他の形状も同様に可能である。
【００５９】
更に、ソノトロードヘッド３０の、作動面３６，１１８を有する外側部分の、その裏面は、１つまたは複数の補強部材を有することでき、場合によっては、端面に延びている補強部材が省略される。補強部材が裏面に延びているとき、ソノトロードヘッドの内側部分の、面の広がりが、少なくとも１つの作動面３６，１１８を有する外側部分の、その面の広がりよりも狭い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】超音波溶接装置の原理図を示す。
【図２】圧縮空間を取り囲む複数の要素の斜視図を示す。
【図３】圧縮空間を取り囲む複数の要素の他の斜視図を示す。
【図４】圧縮空間を取り囲む複数の要素の更に他の斜視図を示す。
【図５】区画要素の断面図を示す。
【図６】図５の部分に示す区画要素の他の実施の形態を示す。
【図７】区画要素の他の実施の形態の断面図を示す。
【図８】図７の代替の実施の形態の拡大図を示す。
【図９】区画要素の第３の実施の形態の断面図を示す。
【図１０】区画要素の第４の実施の形態の断面図を示す。
【図１１】区画要素の第５の実施の形態の断面図を示す。
【図１２】区画要素の第６の実施の形態の断面図を示す。
【図１３】ソノトロードの部分を有する区画要素の他の実施の形態の断面図を示す。
【図１４】ソノトロードの原理図（有限要素解析）を示す。
【図１５】ソノトロードの或る実施の形態の原理図（有限要素解析）を示す。
【図１６】ソノトロードの特別な実施の形態を示す。
【図１７】ソノトロードの他の実施の形態を示す。
【図１８】図１７に示すソノトロードの正面図を示す。
【図１９】区画要素の他の実施の形態を示す。

Claims

ストランドのような金属製の導体の相互を溶接するための、特に、接合点を製造するための超音波溶接装置であって、圧縮空間を具備し、この圧縮空間は、圧縮空間を向かい合う両側で区画する、２つの作動面（３６，３８）並びにこれらの作動面に対し横方向に延びている２つの互いに調整可能な側方区画面（４４，４６）有し、一方の作動面は，前記超音波溶接装置の、超音波振動を転送することができるソノトロード（１６）の部分であり、対向の作動面は、対電極（３２）の部分であり、これらの作動面は構造化されてなる超音波溶接装置において、
前記圧縮空間（１８）の前記複数の側方区画面（４４，４６）のうちの少なくとも一方が、少なくとも部分的に構造化されていることを特徴とする超音波溶接装置。
前記側方区画面（４４，４６）の各々が構造化されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接装置。
前記構造は、複数の溝状のまたは細い溝状の窪み（５８，６０，６２，６４，７４，７６，９２，９４，８２，８４，８６，８８，９０）および／または複数のリブ状の隆起部すなわち突出部（６６，６８，７０，７２，９２，９４，１００，１０８，１１０）からなる構成要素からなり、これらの構成要素は、互いに平行にまたはほぼ平行におよび前記圧縮空間（１８）の縦軸（２８）に垂直方向にまたはほぼ垂直方向に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波溶接装置。
前記側方区画面（４６）の構造は、この側方区画面によって規定された面に対して退いた複数の窪み（５８，６０，６２，６４，７４，７６，８２，８４，８６，８８，９０）によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波溶接装置。
前記側方区画面（４６）の構造は、この側方区画面によって規定された面から突出する複数の突出部（６６，６８，７０，７２，９２，９４，１００，１０８，１１０）によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波溶接装置。
前記側方区画面（４４，４６）の構造は、複数の隆起部（６６，６８，７０，７２，９２，９４，１００，１０８，１１０）および／または複数の窪み（５８，６０，６４，７４，７６，８２，８４，８６，８８，９０）によって、前記側方区画面（４４，４６）の少なくとも１つの区域（Ａ，Ｂ）に形成されており、前記複数の隆起部および／または複数の窪みは、前記圧縮空間（１８）の前記縦軸（２８）に対し特に横方向に、好ましくは垂直方向に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波溶接装置。
前記複数の隆起部（６６，６８，７０，７２，９２，９４，１００，１０８，１１０）および／または窪み（５８，６０，６４，７４，７６，８２，８４，８６，８８，９０）は、好ましくは三角形、台形または円弧形の形状の、横断面を有することを特徴とする請求項６に記載の超音波溶接装置。
前記複数の隆起部および／または窪み（７４，７６）によって形成された前記構造は、断面で、波の形状を形成することを特徴とする請求項６に記載の超音波溶接装置。
前記構造は、前記側方区画面（４６，４８）に亘って均等に延びていることを特徴とする請求項６に記載の超音波溶接装置。
前記側方区画面（４４，４６）は、その中央区域（Ｂ）で、構造化されており、この中央区域（Ｂ）の外側で、平面状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波溶接装置。
前記複数の隆起部（６６，６８，７０，７２，１０８，１１０）および／または窪み（５８，６０，６２，６４，７４，７６，８２，８４，８６，９０）は、互いに、同一のまたはほぼ同一の間隔を有することを特徴とする請求項６に記載の超音波溶接装置。
前記複数の隆起部および／または窪み（８２，８４、８６）の前記側方区画面（４６）に沿った相互間隔は、異なる相互間隔（Ｔ1、Ｔ２）を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の超音波溶接装置。
前記複数の隆起部および／または窪み（９２，９４）は、のこぎり歯状の構造であることを特徴とする請求項６に記載の超音波溶接装置。
のこぎり歯状の形状を有する前記複数の隆起部（９２，９４）は、複数のグループで設けられており、これらのグループの縁部（９６，９８）が互いに向かい合っていることを特徴とする請求項１３に記載の超音波溶接装置。
前記対電極（３２）は、前記圧縮空間（１８）に向いた側に側方区画面（４６）を有し、前記ソノトロード（１６）の側面（１０６）に沿っておよび前記ソノトロードの前記作動面（３６）に垂直方向にまたはほぼ垂直方向に延びている支持体（３４）から始まり、あるいは、前記側方区画面を外側で有するプレート状の要素から始まること、および前記ソノトロードの前記側面は、前記側方区画面の構造を補足するための形状を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接装置。
サイドスライダ（４２）の、または前記対電極（３２）の支持体（３４）の形態をとる、請求項１に記載の超音波溶接装置に用いられるツールであって、側方区画面（４４，４６）としての面を有するこのツールは、前記圧縮空間（１８）を区画し、
前記側方区画面（４６）は構造化されていることを特徴とするツール。
前記構造は、複数の溝状のまたは細い溝状の窪み（５８，６０，６２，６４，７４，７６，９２，９４，８２，８４，８６，８８，９０）および／または複数のリブ状の隆起部すなわち突出部（６６，６８，７０，７２，９２，９４，１００，１０８，１１０）からなる構成要素からなり、これらの構成要素は、互いに平行にまたはほぼ平行におよび前記圧縮空間（１８）の縦軸（２８）に垂直方向にまたはほぼ垂直方向に延びていることを特徴とする請求項１６に記載のツール。
前記側方区画面（４６）の構造は、この側方区画面によって規定された面に対して退いた複数の窪み（５８，６０，６２，６４，７４，７６，８２，８４，８６，８８，９０）によって形成されていることを特徴とする請求項１６または１７に記載のツール。
前記側方区画面（４６）の構造は、この側方区画面によって規定された面から突出する複数の突出部（６６，６８，７０，７２，９２，９４，１００，１０８，１１０）によって形成されていることを特徴とする請求項１６または１７に記載のツール。
前記側方区画面（４４，４６）の構造は、複数の隆起部（６６，６８，７０，７２，９２，９４，１００，１０８，１１０）および／または複数の窪み（５８，６０，６４，７４，７６，８２，８４，８６，８８，９０）によって、前記側方区画面（４４，４６）の少なくとも１つの区域（Ａ，Ｂ）に形成されており、前記複数の隆起部および／または複数の窪みは、前記圧縮空間（１８）の前記縦軸（２８）に対し好ましくは横方向に、例えば垂直方向に延びていることを特徴とする請求項１６または１７に記載のツール。
前記複数の隆起部（６６，６８，７０，７２，９２，９４，１００，１０８，１１０）および／または窪み（５８，６０，６４，７４，７６，８２，８４，８６，８８，９０）は、好ましくは三角形、台形または円弧形の形状の、横断面を有することを特徴とする請求項２０に記載のツール。
前記複数の隆起部および／または窪み（７４，７６）によって形成された前記構造は、断面で、波の形状を形成することを特徴とする請求項２０に記載のツール。
前記構造は、前記側方区画面（４６，４８）に亘って均等に延びていることを特徴とする請求項２０に記載のツール。
前記側方区画面（４４，４６）は、その中央区域（Ｂ）で、構造化されており、この中央区域の外側で、平面状に形成されていることを特徴とする請求項１６または１７に記載のツール。
前記複数の隆起部（６６，６８，７０，７２，９２，１０８，１１０）および／または窪み（５８，６０，６２，６４，７４，７６，８２，８４，８６，９０）は、互いに、同一のまたはほぼ同一の間隔を有することを特徴とする請求項２０に記載のツール。
前記複数の隆起部および／または窪み（８２，８４、８６）の前記側方区画面（４６）に沿った相互間隔は、異なる相互間隔（Ｔ1、Ｔ２）を含んでいることを特徴とする請求項２０に記載のツール。
前記複数の隆起部および／または窪み（９２，９４）は、のこぎり歯状の構造であることを特徴とする請求項２０に記載のツール。
のこぎり歯状の形状を有する前記複数の隆起部（９２，９４）は、複数のグループで設けられており、これらグループの縁部（９６，９８）が互いに向かい合っていることを特徴とする請求項２７に記載のツール。
前記対電極（３２）は、前記圧縮空間（１８）に向いた側に側方区画面（４６）を有し、前記ソノトロード（１６）の側面（１０６）に沿っておよび前記ソノトロードの前記作動面（３６）に垂直方向にまたはほぼ垂直方向に延びている支持体（３４）から始まり、あるいは、前記側方区画面を外側で有するプレート状の要素から始まること、および前記ソノトロードの前記側面は、前記側方区画面の構造を補足するための形状を有することを特徴とする請求項１６に記載のツール。