KR101911612B1 - 고주파 용접에 의한 윤곽 성형 물체의 제조 방법 및 이를 위한 툴링 조립체 - Google Patents

고주파 용접에 의한 윤곽 성형 물체의 제조 방법 및 이를 위한 툴링 조립체 Download PDF

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Abstract

방법은 제1 성형 툴과 제2 성형 툴 사이에서 비유전체 탄성 변형 구성요소, 와이어 메시 구성요소 및 유전체 윤곽 성형 물체(dielectric, contoured object)를 압축하는 단계를 포함한다. 일단 구성요소들이 압축되고 나면, 제1 성형 툴에 고주파 에너지(radio frequency energy)가 공급되어, 제1 성형 툴과 와이어 메시 구성요소 사이에 고주파 전자기장이 생성되도록 하며, 이는 윤곽 성형 물체의 윤곽 성형 용접부를 형성한다. 툴링 조립체는 상기 방법을 실시하도록 구성된다.

Description

고주파 용접에 의한 윤곽 성형 물체의 제조 방법 및 이를 위한 툴링 조립체{METHOD OF MANUFACTURING CONTOURED OBJECTS BY RADIO FREQUENCY WELDING AND TOOLING ASSEMBLY FOR SAME}
본 교시는 일반적으로 고주파 용접(radio frequency welding)에 의한 윤곽 성형 물체(contoured object)의 제조 방법 및 이 방법을 실시하는 툴링(tooling) 조립체를 포함한다.
고주파 용접은, 전극들 사이에서 유전체 구성요소들을 서로에 대해 압박하는 것에 의해 유전체 구성요소들을 서로 결합시키는 데 사용되는 프로세스이다. 고주파 에너지가 공급되면, 전극이 결합된 구성요소들의 표면에 전자기장을 형성하도록 한다. 구성요소들의 재료 또는 재료들은 유전체이기 때문에, 전자기장은 재료를 여기시켜, 내부로부터 가열하고 구성요소들의 표면을 결합 재료만큼 강력한 심리스(seamless) 접합부 또는 용접부에서 구성요소들의 표면을 서로 융착되게 한다.
고주파 용접은 통상적으로, 결합 대상 구성요소에 압력을 가하도록 구성된 상부 성형 툴과 저부 성형 툴 사이에서 실시된다. 구성요소가 복잡한 윤곽 성형 외면을 갖는 경우, 툴링이, 최적 용접을 보장하기 위해 요구되는 모든 영역에서 구성요소에 충분한 압력을 신뢰성 있게 인가하는 것을 보장하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 툴링이 결합 대상 구성요소의 표면을 따르고 지지하는 것을 보장하기 위해, 맞춤형 몰드 공동을 지닌 전용 툴링이 종종 사용된다. 대안으로서, 구성요소의 윤곽 성형면을 보다 밀착하여 따르도록 하기 위해, 일련의 심(shim)이 편평한 툴링과 결합 대상 구성요소들 사이에 끼워질 수 있다. 이들 옵션은 비교적 비용이 많이 들 수 있고, 제조 시간을 늦출 수 있는데, 그 이유는 툴링 공동 내의 구성요소 또는 심의 특정 배치가 필수적일 수 있기 때문이다.
유전체 윤곽 성형 물제의 고주파 용접에 의한 제조 방법과 아울러 그러한 물체의 고주파 용접을 위한 조립체가 제공된다. 비교적 간단한 툴링 구성요소가 사용되며, 툴링은 특정 윤곽 성형 물체를 위해 맞춤화될 필요가 없다. 보다 구체적으로, “연성” 또는 “가요성” 툴링은 복잡한 3차원 외면을 지닌 구성요소에 대해서도 일관된 압력 입가와 자기장 생성을 가능하게 한다. 따라서, 심지어는 구성요소들의 윤곽 성형 용접이 가능하게 된다.
상기 방법은, 제1 성형 툴과 제2 성형 툴 사이에서 비유전체 탄성 변형 구성요소, 와이어 메시 구성요소 및 유전체 윤곽 성형 물체를 압축하는 단계를 포함한다. 예컨대, 비유전체 탄성 변형 구성요소는 폴리머 발포체, 발포 고무, 부틸 고무 또는 다른 적절한 재료일 수 있다. 윤곽 성형 물체는 압축 동안에 제1 성형 툴과 와이어 메시 구성요소 사이에 위치 설정되고, 탄성 변형 구성요소는 와이어 메시 구성요소와 제2 성형 툴 사이에 위치한다.
탄성 변형 구성요소가 탄성 변형하고, 가요성 와이어 메시 구성요소를 윤곽 성형 물체의 윤곽 성형면에 대하여 압박하도록, 압축은 충분한 압력으로 행해진다. 즉, 탄성 변형 구성요소 및 가요성 와이어 메시 구성요소는 제2 성형 툴과 윤곽 성형 물체 사이에서 압축되어, 제2 성형 툴과 윤곽 성형 물체의 외면 사이에 있는 불규칙한 공간을 채우기 위해 다른 영역보다 몇몇 영역에서 더 압축되게 된다. 이에 따라, 가요성 와이어 메시 구성요소는 윤곽 성형 물체의 외면에 대하여 편향된다.
일단 구성요소가 압축되고 나면, 상기 방법은 고주파 에너지를 제1 성형 툴에 공급하는 것에 의해 진행되고, 이에 의해 제1 성형 툴과 와이어 메시 구성요소 사이에 고주파 전자기장이 생성되게 되며, 이는 윤곽 성형 물체의 윤곽 성형 용접부를 형성한다. 와이어 메시 구성요소 및 탄성 변형 구성요소는, 제2 성형 툴을 윤곽 성형 물체로 연장시키기 위해 효율적으로 “연성 툴링”으로서의 역할을 한다. 이것은, 소망하는 용접부를 형성하도록, 고주파 에너지가, 윤곽 성형 물체의 외면을 포함하여 윤곽 성형 물체에 보다 균일하게 가해지는 것을 가능하게 한다. 고주파 용접을 사용하는 경우, 고주파 에너지가 공급될 때에만 열이 생성되고, 이 열은 용접부에 국소화된다. 툴링이 가열될 것을 요구하는 다른 타입의 용접에 대해서도 가능한 바와 같이 용접 대상인 전체 물체는 가열되지 않는다.
실시예에서, 윤곽 성형 용접부는 윤곽 성형 물체의 제2 부분에 대한 윤곽 성형 물체의 제1 부분의 용접부이다.
실시예에서, 상기 방법은 제1 성형 툴과 윤곽 성형 물체 사이에 제2 구성요소를 배치하는 단계를 포함하며, 윤곽 성형 용접부는 제2 구성요소에 대한 윤곽 성형 물체의 용접부이다. 예컨대, 윤곽 성형 물체는 신발류 물품을 위한 블래더 요소일 수 있고, 제2 구성요소는 신발류 물품을 위한 신발류 갑피일 수 있다. 그러한 실시예에서, 상기 방법은 제1 성형 툴과 제2 성형 툴 사이에서 비유전체 탄성 변형 구성요소, 와이어 메시 구성요소 및 블래더 요소를 압축하기 전에, 블래더 요소를 팽창시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에서, 탄성 변형 구성요소는 제2 성형 툴 상에서 지지되고, 와이어 메시 구성요소는 탄성 변형 구성요소 상에서 지지되며, 상기 방법은 고주파 에너지 공급을 중단하는 단계와, 고주파 에너지 공급 중단 후에 적어도 예정된 시간 동안 탄성 변형 구성요소, 와이어 메시 구성요소 및 윤곽 성형 물체의 압축을 유지하는 단계를 포함한다. 그러한 실시예에서, 상기 방법은, 제1 성형 툴을 제2 성형 툴로부터 멀어지게 이동시키거나, 제2 성형 툴을 제1 성형 툴로부터 멀어지게 이동시키거나 또는 이들 양자 모두의 방식으로 이동시키는 것에 의해 탄성 변형 구성요소, 와이어 메시 구성요소 및 윤곽 성형 물체에 대한 압력을 해제하는 단계와, 성형 툴들 사이로부터 용접된 윤곽 성형 물체를 제거하는 단계를 더 포함한다.
윤곽 성형 물체가 신발류 물품을 위한 블래더 요소인 실시예에서, 상기 방법은 블래더 요소를 팽창시키는 단계를 포함할 수 있다. 윤곽 성형 용접부는 블래더 요소 내의 내부 피륙 요소에 대한 블래더 요소의 외측 시트의 용접부일 수 있고, 블래더 요소의 팽창은, 성형 툴들 사이에서부터 용접된 윤곽 성형 물체를 제거한 후에 실시될 수 있다.
실시예에서, 와이어 메시 구성요소는 제1 와이어 메시 구성요소이고, 윤곽 성형 용접부는 제1 윤곽 성형 용접부이다. 제1 성형 툴과 제2 성형 툴 사이에서 비유전체 탄성 변형 구성요소, 와이어 메시 구성요소 및 블래더 요소를 압축하는 단계는, 탄성 변형 구성요소와 윤곽 성형 물체 사이에서 제2 와이어 메시 구성요소를 압축하는 것을 더 포함한다. 제2 와이어 메시 구성요소는, 고주파 에너지를 공급함으로써 윤곽 성형 구성요소의 제2 윤곽 성형 용접부를 형성하도록 제1 와이어 메시 구성요소로부터 이격된다.
실시예에서, 윤곽 성형 물체는 제1 시트 및 제2 시트를 갖는 팽창형 블래더 요소이다. 탄성 변형 구성요소는, 탄성 변형 구성요소 전반에 걸쳐 압력을 분배하도록 변형되고, 이에 따라 와이어 메시 구성요소가 윤곽 성형 물체의 윤곽 성형면을 따르도록 휜다. 고주파 전자기장은 블래더 요소의 시트들 중 적어도 하나의 윤곽 성형 용접부를 형성한다. 예컨대 실시예에서, 윤곽 성형 용접부는 블래더 요소 내에 있는 내부 피륙 요소에 대한 블래더 요소의 시트들 중 적어도 하나의 시트의 용접부이고, 상기 방법은 성형 툴들 사이에서부터 용접된 블래더 요소를 제거하는 단계와, 성형 툴들 사이에서부터 용접된 블래더 요소를 제거한 후에 블래더 요소를 팽창시키는 단계를 더 포함한다.
실시예에서, 윤곽 성형 용접부는 신발류 물품의 갑피에 대한 블래더 요소의 시트들 중 상기 적어도 하나의 시트의 용접부이고, 상기 방법은 제1 성형 툴과 블래더 요소 사이에 신발류 물품의 갑피를 배치하는 단계와, 또한 블래더 요소를 팽창시키는 단계를 더 포함하며, 이들 모두는 제1 성형 툴과 제2 성형 툴 사이에서 비유전체 탄성 변형 구성요소, 와이어 메시 구성요소 및 유전체 윤곽 성형 물체를 압축하기 전에 실시된다.
유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체는 제1 성형 툴과 제2 성형 툴을 포함하며, 제1 성형 툴과 제2 성형 툴 중 적어도 하나는 다른 성형 툴을 향해 그리고 다른 성형 툴로부터 멀어지도록 이동 가능하게 구성된다. 상기 조립체는 제2 성형 툴 상에서 지지되는 비유전체 탄성 변형 구성요소와, 비유전체 탄성 변형 구성요소 상에서 지지되는 와이어 메시 구성요소 상에서 지지되는 와이어 메시 구성요소를 더 포함한다. 제1 성형 툴과 와이어 메시 구성요소는, 성형 툴들 중 적어도 하나의 성형 툴을 다른 성형 툴을 향해 이동시키는 것 및 성형 툴의 압력을 와이어 메시 구성요소 상으로 분배하도록 변형하는 탄성 변형 구성요소에 의해, 제1 성형 툴과 와이어 메시 구성요소 사이에서 압축된 유전체 윤곽 성형 물체에 고주파 에너지를 전달하도록 구성된다. 이것은 와이어 메시 구성요소가 휘게 하고 유전체 윤곽 성형 물체의 윤곽 성형면에 대하여 압박되게 하여, 윤곽 성형 물체의 윤곽 성형 용접부를 제공한다.
다양한 실시예에서, 비유전체 탄성 변형 구성요소는 폴리머 발포체, 발포 고무 및 부틸 고무이고/이거나, 와이어 메시 구성요소는 청동, 황동, 구리 및 스테인리스강이나 이들의 합금 중 하나이고/이거나, 와이어 메시 구성요소는 제곱인치당 120 바이(by) 120 와이어 내지 제곱인치당 500 바이 500 와이어를 갖는다.
실시예에서, 비유전체 탄성 변형 구성요소는 와이어 메시 구성요소를 지지하는 표면을 갖고, 표면은 성형 툴들 사이에서 압축되지 않을 때에 실질적으로 편평하다.
실시예에서, 비유전체 탄성 변형 구성요소는 유연성을 갖고, 와이어 메시 구성요소는, 예정된 압력하에서 압축될 때에 와이어 메시 구성요소가 윤곽 성형면을 따르도록 하는 가요성을 갖는다.
실시예에서, 와이어 메시 구성요소는 제1 와이어 메시 구성요소이고, 윤곽 성형 용접부는 제1 윤곽 성형 용접부이며, 조립체는 비유전체 탄성 변형 구성요소 상에서 지지되는 제2 와이어 메시 구성요소를 더 포함한다. 제2 와이어 메시 구성요소는 제1 와이어 메시 구성요소로부터 이격되고, 제1 성형 툴과 제2 와이어 메시 구성요소는, 윤곽 성형 물체의 제2 윤곽 성형 용접부를 제공하기 위해 유전체 윤곽 성형 물체에 고주파 에너지를 전달하도록 구성된다.
실시예에서, 조립체는 유전체 윤곽 성형 물체와 조합되고, 유전체 윤곽 성형 물체는 적어도 부분적으로 열가소성 폴리우레탄(TPU) 시트를 갖는 팽창형 블래더 요소이다.
실시예에서, 조립체는 유전체 윤곽 성형 물체와 조합되고, 신발류 갑피와 더욱 조합되며, 윤곽 성형 용접부는 신발류 갑피와 블래더 요소 사이에 위치한다.
상기 방법과 툴링 조립체는 고주파 용접을 이용하여 윤곽 성형 물체의 신뢰성 있는 용접부를 제공하기 위해 비교적 복잡하지 않은 성형 툴이 사용되도록 한다. 사실상, 기존의 툴링 조립체는 하나 이상의 와이어 메시 구성요소와 하나 이상의 비유전체 탄성 변형 구성요소를 추가하여 상기 방법을 수행하도록 되어 있을 수 있다. 고주파 용접의 이용은, 접착제 또는 용제를 요구하는 용접 프로세스의 이용에 대한 대안으로서 몇몇 용례에서 바람직할 수 있다.
도 1은 신발류 물품을 위한 블래더 요소의 개략적인 사시도이다.
도 2는 와이어 메시 스크린의 개략적인 사시도이다.
도 3은 비유전체 탄성 변형 구성요소의 개략적인 사시도이다.
도 4는, 도 2의 와이어 메시 스크린과 도 3의 비유전체 탄성 변형 구성요소를 포함하는, 고주파 용접을 위한 툴링 조립체의 개략적인 단면 분해도로, 도 1의 선 4-4에서 취한 도 1의 블래더 요소를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1의 블래더 요소를 용접하는 도 4의 툴링 조립체의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 4 및 도 5의 툴링 조립체를 사용하여 도 1의 블래더 요소를 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 7은 신발류 물품을 위한 블래더 요소의 다른 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 9 및 도 10의 툴링 조립체를 사용하여 도 7의 블래더 요소를 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 9는, 와이어 메시 스크린과 비유전체 탄성 변형 구성요소를 포함하는, 툴링 조립체의 변형예의 개략적인 단면 분해도로, 도 7의 선 9-9에서 취한 도 7의 블래더 요소를 보여주는 도면이다.
도 10은, 도 7의 블래더 요소를 용접하는 도 9의 툴링 조립체의 개략도이다.
단수 형태, “적어도 하나” 및 “하나 이상”은 존재하는 아이템 중 적어도 하나를 나타내기 위해 호환 가능하게 사용된다: 문맥상 달리 명확히 나타나지 않는다면 복수 개의 그러한 아이템이 존재할 수 있다. 청구범위를 포함하여 본 명세서에서 파라메터(예컨대, 양 또는 조건의 파라메터)의 모든 수치값은, “약”이 실제로 수치값 뒤에 기재되던지 그렇지 않던지 간에, 모든 경우에 “약”이라는 용어에 의해 수정되는 것으로 이해되어야만 한다. “약”은, 언급된 수치값이 약간의 부정확성(값에서의 정확도에 대해 어느 정도 접근하게: 값에 대략 또는 상당히 근사하게: 거의)을 허용한다는 것을 의미한다. “약”에 의해 규정되는 부정확성이 그 통상의 의미로 당업계에서 달리 이해되지 않는다면, 여기에서 사용되는 “약”은 상기한 파라메터를 측정 및 사용하는 통상의 방법으로부터 발생할 수 있는 최소한의 변동을 나타낸다. 추가로, 범위의 개시는 범위 내의 모든 값 및 더 분할된 범위를 상세히 개시하는 것으로 이해되어야만 한다.
“구성된”, “포함하는” 및 “갖는”이라는 용어는 포괄적인 것으로, 이에 따라 언급한 피쳐, 단계, 공정, 요소 또는 구성요소들의 존재를 특정하지만, 다른 피쳐, 단계, 공정, 요소 또는 구성요소의 존재 또는 추가를 불가능하게 하지는 않는다. 가능한 경우에 단계, 프로세스 및 공정의 순서는 변경될 수 있으며, 추가의 또는 대안의 단계가 채용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 “또는”이라는 용어는 관련 열거 아이템들 중 어느 하나 또는 이들 아이템의 모든 조합을 포함한다.
당업자라면, “위”, “아래”, “상향”, “하향”, “상부”, “저부” 등과 같은 용어들이 도면에 대해 기술적으로 사용되며, 청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 범위에 대한 제한을 나타내는 것이 아니라는 점을 이해할 것이다.
본 교시의 상기 피쳐 및 장점과 다른 피쳐 및 장점은, 첨부도면과 연계하여 고려되는 본 교시의 개념을 실시하기 위한 최상의 모드에 관한 아래의 상세한 설명으로부터 용이하게 명백하다.
다수의 도면에 걸쳐 유사한 도면부호는 유사한 구성요소를 지칭하는 도면을 참고하면, 도 1은 신발류 물품의 중창에 사용되는 블래더 요소(10)를 보여준다. 블래더 요소(10)는 제1 또는 상부 폴리머 시트(12) 및 제2 또는 하부 폴리머 시트(14)를 갖는다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 다차원 피륙 인장 요소(16)가 상부 시트(12)와 하부 시트(14) 사이에 형성된 내부 공동(17)에 위치 설정된다. 인장 요소(16)는 복수 개의 인장 부재(22)에 의해 상호 접속되는 제1 내측 시트(18)와 제2 내측 시트(20)를 갖는다. 복잡한 블래더 요소(10)에서는, 도 5에 도시한 바와 같이 내측 시트(18)는 상부 시트(12)에 용접되고, 내측 시트(20)는 하부 시트(14)에 용접된다. 일단 용접이 실시되고 나면, 인장 부재(22)는 이에 따라 상부 및 하부 시트(12, 14)에 작동 가능하게 결합된다. 도 4는 용접 이전의 인장 요소(16)를 보여준다.
블래더 요소(10)는 인장 요소(16)의 구성에 관한 비제한적인 예이다. 다른 실시예에서, 블래더 요소(10)는 인장 요소를 갖지 않을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 인장 요소(16)는, 인장 요소(16)의 단지 선택된 부분들만 상부 또는 하부 시트(12, 14)에 용접되어 소망하는 3차원 구성을 가능하게 하는 다른 구성을 가질 수 있다. 다양한 인장 요소 구성을 지닌 복수 개의 블래더 요소가 Potter 등의 명의의 미국 특허 제5,802,739호에 설명되어 있으며, 상기 미국 특허는 참조에 의해 전체 내용이 여기에 포함된다. 소망하는 반응도를 제공하기 위해, Rudy 등의 명의의 미국 특허 제4,906,502호 및 Swigart 등의 명의의 미국 특허 제8,061,060호에 개시된 바와 같이 인장 부재 및/또는 보강 구조가 블래더 요소(10)와 일체화될 수 있으며, 상기 미국 특허들은 참조에 의해 그 전체 내용이 여기에 포함된다.
블래더 요소(10)는, 공기 또는 다른 가스와 같은 유체를 탄성적으로 보유할 수 있는 다양한 폴리머를 포함하여 다양한 재료로 형성될 수 있다. 블래더 요소(10)를 위한 폴리머 재료의 예로는 열가소성 우레탄, 폴리우레탄, 폴리에스터, 폴리에스터 폴리우레탄 및 폴리에테르 폴리우레탄이 있다. 더욱이, 블래더 요소(10)는 상이한 재료 층들로 형성될 수 있다. 일실시예에서, 블래더 요소(10)는 하나 이상의 열가소성 폴리우레탄(TPU) 층을 갖는 얇은 막으로 형성되고, 열가소성 폴리우레탄 층은 Bonk 등의 명의의 미국 특허 제6,082,025호에 개시된 바와 같이 내부에 수용된 압축 유체에 대해 불투과성인 에틸렌 및 비닐 알코올(EVOH)의 코폴리머로 이루어진 하나 이상의 배리어층을 가지며, 상기 미국 특허는 참조에 의해 전체 내용이 여기에 포함된다. 블래더 요소(10)는 또한, Mitchell 등의 명의의 미국 특허 제5,713,141호 및 제5,952,065호에 개시된 바와 같이 열가소성 폴리우레탄 및 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머로 이루어진 교호하는 층들을 포함하는 재료로 형성될 수도 있으며, 상기 미국 특허는 참조에 의해 전체 내용이 여기에 포함된다. 대안으로서, 층들은 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머, 열가소성 폴리우레탄 및 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머 및 열가소성 폴리우레탄의 리그라인드(regrind) 재료를 포함할 수 있다. 블래더 요소(10)는 또한, Bonk 등의 명의의 미국 특허 제6,082,025호 및 제6,127,026호에 개시된 바와 같이 가스 배리어 재료와 탄성중합체 재료로 이루어진 교호하는 층들을 포함하는 가요성 마이크로층 멤브레인일 수도 있고, 상기 미국 특허는 참조에 의해 전체 내용이 여기에 포함된다. 블래더 요소(10)를 위한 추가의 적절한 재료가 Rudy 명의의 미국 특허 제4,183,156호 및 제4,219,945호에 개시되어 있으며, 상기 미국 특허는 참조에 의해 전체 내용이 여기에 포함된다. 블래더 요소(10)를 위한 다른 적절한 재료로는, Rudy 명의의 미국 특허 제4,936,029호 및 제5,042,176호에 개시된 결정질 재료를 함유하는 열가소성 필름과, Bonk 등의 명의의 미국 특허 제6,013,340호, 제6,203,868호 및 제6,321,465호에 개시된 바와 같은 폴리에스터 폴리올을 포함하는 폴리우레탄이 있으며, 상기 미국 특허들은 참조에 의해 전체 내용이 여기에 포함된다. 블래더 요소(10)를 위한 재료를 선택하는 데 있어서, 인장 강도, 연신 속성, 피로 특성 및 동적 탄성률 및 손실 탄젠트(loss tangent)와 같은 공학적 성질이 고려될 수 있다. 블래더 요소(10)를 형성하는 데 사용되는 재료의 시트 두께는 이들 특징을 제공하도록 선택될 수 있다. 블래더 요소(10)는 탄성이 있으며, 압축의 수준을 선택하는 등에 의해 조정될 수 있는 완충 및 가요성을 제공한다. 소망하는 반응도를 제공하기 위해, Rudy 등의 명의의 미국 특허 제4,906,502호 및 Swigart 등의 명의의 미국 특허 제8,061,060호에 개시된 바와 같이 인장 부재 및/또는 보강 구조가 블래더 요소(10)와 일체화될 수 있으며, 상기 미국 특허들은 참조에 의해 그 전체 내용이 여기에 포함된다.
제1 및 제2 시트(18, 20)에 대한 인장 요소(16)의 용접은 윤곽 성형 물체[즉, 블래더 요소(10)]에 요구되는 윤곽 성형 용접부의 일례이다. 도 4 및 도 5에 도시되고 기술된 툴링 조립체(30)와 도 6의 제조 방법(100)은 상기한 윤곽 성형 용접부를 효율적이고 신뢰성 있는 방식으로 제공하는 데 사용될 수 있다. 상부 및 하부 시트(12, 14)는, 상부 및 하부 시트(12, 14)에 인장 요소(16)를 고주파 용접하기 전에 도 1 및 도 4에 도시한 둘레 플랜지(32)에서 함께 용접된다, 도 1 및 도 4에서 볼 수 있다시피, 하부 시트(14)는 윤곽 성형 외면(34)을 갖는다. 뒤꿈치 영역(36)은 특히 비교적 큰 완충부(38)를 갖는다. 도 1 및 도 4 양자 모두에서, 블래더 요소(10)는 내부 공동에 공기 또는 다른 가스를 첨가하는 것에 의한 블래더 요소(10)의 팽창 이전 상태로 도시되어 있다. 따라서, 윤곽 성형 외면(34)은 상부 및 하부 시트(12, 14)의 열성형의 결과이며, 심지어는 블래더 요소(10)의 최종 팽창 이전에도 존재한다.
툴링 조립체(30)는, 용이하게 그리고 신뢰성 있게 윤곽 성형 외면(34)을 따르는 구성요소를 활용하는 것에 의해 블래더 요소(10)와 같은 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 가능하게 하도록 구성된다. 툴링 조립체(30)는 도 2에 도시한 적어도 하나의 와이어 메시 스크린(40)과, 도 3에 도시한 적어도 하나의 비유전체 탄성 변형 구성요소(42)를 포함한다. 도 2의 실시예에서는 단지 하나의 와이어 메시 스크린(40)이 사용되지만, 다수의 와이어 메시 스크린이 사용될 수 있다. 와이어 메시 스크린(40)과 비유전체 탄성 변형 구성요소(42)는 툴링 조립체(30)의 보다 강성의 제1 및 제2 성형 툴(44, 46)과 함께 사용되는 비교적 연성의 툴링이므로, 여기에서 설명되는 고유하고 신뢰성 있는 고주파 용접 프로세스를 가능하게 한다.
와이어 메시 스크린(40)은, 고주파 에너지가 전극으로서 기능하는 제1 성형 툴(44)에 공급될 경우에 블래더 요소(10) 내에 교호하는 자기장을 유발하기 위해 제1 성형 툴(44)과 협동 가능한 다양한 재료로 이루어질 수 있다. 예컨대, 와이어 메시 스크린(40)은 청동, 황동, 구리, 스테인리스강 또는 이들 재료 중 임의의 재료의 합금일 수 있다. 추가로, 와이어 메시 스크린(40)을 위한 메시 사이즈의 범위는 적절할 수 있다. 예컨대, 제곱인치 메시당 120 바이 120개의 와이어와 제곱인치 메시당 500 바이 500개의 와이어를 갖는 메시 스크린(40)이 적절한 것으로 결정되었다. 그러나, 와이어 메시 스크린(40)은 이들 크기보다 작거나 큰 메시 크기를 가질 수 있다. 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 와이어 메시 스크린(40)은 성형 툴(44, 46)들 사이에서 압축되지 않을 때에 거의 편평하다. 그러나, 와이어 메시 스크린(40)은, 성형 툴(44, 46)들 사이에서 압축될 때에 와이어 메시 스크린(40)이 블래더 요소(10)의 윤곽 성형 외면(34)을 따르도록 용이하게 휘는 것을 가능하게 하는 와이어 두께 및 메시를 갖도록 구성된다.
도 3의 비유전체 탄성 변형 구성요소(42)는 신축 자재식으로 그리고 탄성적으로 변형 가능한 재료로 이루어진다. 즉, 구성요소(42)는, 성형 툴(44, 46)에 의해 압축될 때에 도 5에 도시한 바와 같은 와이어 메시 구성요소(40)와 상부면(48) 사이의 불규칙한 공간을 채우면서, 이 구성요소가 하부 성형 툴(46)의 상부면(48)을 따르도록 하고, 블래더 요소(10)의 윤곽 성형 외면(34)에 대하여 와이어 메시 구성요소(40)를 압박하는 것을 가능하게 하는 유연성(compliance)을 갖는다. 하부 성형 툴(46)의 상부면(48)은 블래더 요소(10)의 윤곽 성형 외면(34)에 거의 상응하는 몇몇 윤곽 성형 영역을 갖는다. 그러나, 성형 툴(46)의 외형은 블래더 요소(10)의 외형만큼 극심하지 않은데, 그 이유는 구성요소(42)가 표면(48, 34)의 토포그래피에서의 차이를 수용하기 때문이다. 사실상, 하부 성형 툴(46)의 표면(48)은 완전히 편평할 수 있다. 도 3의 실시예에는 단지 하나의 비유전체 탄성 변형 구성요소(42)만이 도시되어 있지만, 그 대신에 다수의 인접한 비유전체 탄성 변형 구성요소(42)가 사용될 수 있다.
구성요소(42)는 압축되지 않을 때에 도 3에 도시한 바와 같이 거의 균일한 두께 T1를 지닌, 일반적으로 직사각형 형상일 수 있다. 두께 T1는, 구성요소(42)가 제2 성형 툴(46)과 와이어 메시(40)에 의해 그 전체 접촉 영역에 걸쳐 압축되도록 선택된다. 예컨대, 구성요소(42)의 몇몇 부분은 두께 T2로 압축될 것이고, 나머지 구성요소는 훨씬 더 두꺼운 T3로 압축될 것이며, 상기 양자의 두께들은 비압축 두께 T1보다 얇다.
압축될 때, 구성요소(42)의 재료는, 구성요소(42)가 그 원래 형상 및 두께 T1으로 탄성적으로 편향되기 때문에 압축력에 대항하여 작용하는 편향력을 가하도록 되어 있다. 구성요소(42)에 적절한 재료는 제한하는 것은 아니지만, 폴리머 발포체, 고무, 발포 고무 및 실리콘 부틸 고무를 포함한다. 이들 적절한 재료는, 구성요소(42)가 제1 성형 툴(44)에 공급되는 고주파 에너지의 영향으로부터 제2 성형 툴(46)을 격리하는 것을 가능하게 하는 비유전체이다. 따라서, 구성요소(42)는 와이어 메시 스크린(40)이 블래더 요소(10)의 윤곽 성형 외면(34)을 따르도록 강제하는 역할을 할 뿐만 아니라, 와이어 메시 구성요소(40)가 블래더 요소(10)의 재료 내에 교호하는 자기장을 생성하도록 제1 성형 툴(44)과 쌍을 이루는 구성요소로서의 역할을 하는 것을 보장한다.
도 5는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 제한하는 것은 아니지만 피스톤(50)을 통한 공압식 또는 유압식 압력 - 힘(F)을 형성함 - 을 포함하는 압력의 인가 등에 의해 제1 성형 툴(44)이 제2 성형 툴(46)에 보다 근접하게 이동된 것을 보여준다. 제1 성형 툴(44)은 이에 따라 제2 성형 툴(46)에 대해 근접 또는 이격되도록 이동하게 작동 가능하다. 제2 성형 툴(46)은 이동시킬 수 없도록 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 양자의 성형 툴(44, 46) 모두는, 서로에 대해 근접 또는 이격되게 이동하도록 구성될 수도 있고, 피스톤(50)은 제2 성형 툴(46)에 결합될 수 있으며, 단지 제2 성형 툴(46)만이 제1 성형 툴(44)에 대해 근접 또는 이격되게 이동하도록 구성될 수 있다.
제1 성형 툴(44)은, 스위치(54)가 폐쇄되는 경우 등에 제1 성형 툴(44)에 고주파 에너지를 공급하는 전원에 작동 가능하게 접속된다. 제1 성형 툴(44)은 강자성 재료와 같이 전기 전도성이다. 제1 성형 툴(44)은 제1 시트(12)의 상부면(56)과 접촉하고, 와이어 메시 툴(40)은 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 제2 시트(14)의 윤곽 성형면(34)을 따르고 이 윤곽 성형면과 접촉한다.
고주파 에너지는 제1 성형 툴(44)과 와이어 메시 구성요소(40) 사이에 그리고 이에 따라 블래더 요소(10) 내에 교호하는 자기장을 형성한다. 교호하는 자기장은 시트(12, 14)의 유전체 재료를 여기시켜, 이들 시트를 인장 요소(16)의 제1 및 제2 내측 시트(18, 20)에 융착시킨다. 제1 시트(12)의 전체 상부면이 제1 성형 툴(44)과 접촉하고, 제2 시트(14)의 윤곽 성형 하부면(34)이 와이어 메시 구성요소(40)와 접촉하기 때문에, 내측 시트(18, 20)의 전체 외면이 윤곽 성형 용접부(W1)인 부분을 포함하여 시트(12, 14)의 내부면에 용접된다. 용접부(W1)는 블래더 요소(10)의 제2 부분[즉, 시트(14)]에 대한 블래더 요소(10)의 제1 부분[즉, 인장 요소(16)]으로 이루어진다. 고주파 에너지에 의해 형성되는 용접부(W1)와 같은 용접부는 재료를 가열하여, 재료가 혼합되게 하고, 서로 용접되는 2개 구성요소의 재료를 융착시키며, 이와 같이 재료들 중 어느 하나만큼 강력하다.
도 6의 흐름도는 신발류 물품을 위한 블래더 요소(10)와 같은 구성요소의 제조 방법(100)을 예시한다. 상기 방법(100)은, 제1 성형 툴(44)과 제2 성형 툴(46) 사이에서 비유전체 탄성 변형 구성요소(42), 와이어 메시 구성요소(40) 및 유전체 윤곽 성형 물체[블래더 요소(10)]를 압축하는 단계 102로 시작할 수 있다. 상기 방법(100)은 그 후에 고주파 에너지를 제1 성형 툴(44)에 공급하는 단계 104로 진행하고, 이에 의해 고주파 전자기장이 제1 성형 툴(44)과 와이어 메시 구성요소(40) 사이에 생성되게 되며, 이는 윤곽 성형 물체의 윤곽 성형 용접부(W1)를 형성한다. 예정된 시간 후 또는 몇몇 다른 예정된 파라메터가 달성되었을 때, 상기 방법(100)은 단계 106으로 진행하고, 고주파 에너지가 중단되거나, 또는 다시 말해서 스위치(54)를 개방하는 것 등에 의해 고주파 에너지가 제1 성형 툴(44)에 더 이상 공급되지 않는다.
고주파 에너지가 중단될 때, 단계 108에서 적어도 예정된 시간 동안 제1 성형 툴(44)과 제2 성형 툴(46)에 의해, 비유전체 탄성 변형 구성요소(42), 와이어 메시 구성요소(40) 및 유전체 윤곽 성형 물체[블래더 요소(10)]의 압축이 유지된다. 이 시간 동안, 블래더 요소(10)가 냉각되고, 단계 110에서 압력이 해제되어, 제1 성형 툴(44)이 제2 성형 툴(46)로부터 멀어지도록 이동되게 된다. 용접된 윤곽 성형 물체, 즉 블래더 요소(10)는 그 후에 단계 112에서 성형 툴(46, 48)들 사이로부터 제거된다. 블래더 요소(10)는 단계 114에서 팽창된다. 팽창은 단계 112에서의 제거 이전 또는 이후에 실시될 수 있다.
도 7은 도 9 및 도 10의 툴링 조립체(230)를 사용하여 도 8의 제조 방법(300)에 따라 용접될 수 있는, 신발류 물품(219)(도 10에 도시함)을 위한 다른 블래더 요소(210)를 보여준다. 블래더 요소(210)는 블래더 요소(210)의 바깥쪽(lateral) 부분(213)과 안쪽(medial) 부분(215) 사이에서 뒤꿈치 영역에 공동(211)을 형성한다. 블래더 요소(210)는 제1 시트(212)와 제2 시트(214)로 형성되며(도 9에 도시함), 이들 시트는 블래더 요소(10)에 대하여 설명한 바와 같은 재료들 중 임의의 재료로 형성될 수 있다. 제1 시트(212)는 블래더 요소(210)의 상부면 전체를 형성하고, 제2 시트(214)는 블래더 요소(210)의 하부면 전체를 형성한다. 제1 시트(212)와 제2 시트(214)는 공동 주위의 둘레 플랜지(232A) 및 플랜지(232B)에서 함께 용접된다. 툴링 조립체(230)는 제1 성형 툴(244)과 제2 성형 툴(246)을 포함한다. 제1 성형 툴(244)은 피스톤(250)을 통해 인가되는 공압식 또는 유압식 압력 - 힘(F)을 형성함 - 등에 의해 제2 성형 툴(246)을 향해 그리고 제2 성형 툴로부터 멀어지도록 이동 가능하다, 제1 성형 툴(244)은 이에 따라 제2 성형 툴(246)에 대해 근접 또는 이격되도록 이동하게 작동 가능하다. 제2 성형 툴(246)은 이동시킬 수 없도록 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 양자의 성형 툴(244, 246) 모두는, 서로에 대해 근접 또는 이격되게 이동하도록 구성될 수도 있고, 피스톤(250)은 제2 성형 툴(246)에 결합될 수 있으며, 단지 제2 성형 툴(246)만이 제1 성형 툴(244)에 대해 근접 또는 이격되게 이동하도록 구성될 수 있다.
툴링 조립체(230)는 또한 도 9 및 도 10에 도시한 제1 와이어 메시 스크린(240A) 및 제2 와이어 메시 스크린(240B)과, 적어도 하나의 비유전체 탄성 변형 구성요소(242)를 포함한다. 2개의 별개의 와이어 메시 스크린(240A, 240B)이 도 9 및 도 10의 실시예에서 사용된다. 다수의 와이어 메시 스크린의 사용은 블래더 요소의 별개의 표면(234A, 234B)과 같은 복잡한 윤곽을 지닌 물체를 용접하는 데 기여할 수 있다. 대안으로서, 바깥쪽 부분(213)과 안쪽 부분(215) 모두의 아래에서 연장되는 단지 하나의 와이어 메시 스크린이 대신 사용될 수도 있고, 2개가 넘는 와이어 메시 스크린이 사용될 수도 있다. 이와 유사하게, 단지 하나의 비유전체 탄성 변형 구성요소(242)가 도 9 및 도 10에서 사용되지만, 다수의 비유전체 탄성 변형 구성요소가 대신 사용될 수 있다. 와이어 메시 스크린(240A, 240B)과 비유전체 탄성 변형 구성요소(242)는 툴링 조립체(230)의 보다 강성의 제1 및 제2 성형 툴(244, 246)과 함께 사용되는 비교적 연성의 툴링이므로, 여기에서 설명되는 고유하고 신뢰성 있는 고주파 용접 프로세스를 가능하게 한다.
와이어 메시 스크린(240A, 240B)은, 고주파 에너지가 전극으로서 기능하는 제1 성형 툴(244)에 공급될 경우에 블래더 요소(210) 내에 교호하는 자기장을 유발하기 위해 제1 성형 툴(244)과 협동 가능한 다양한 재료로 이루어질 수 있다. 예컨대, 와이어 메시 스크린(240)은, 청동, 황동, 구리, 스테인리스강 또는 이들 재료 중 임의의 재료의 합금일 수 있다. 추가로, 와이어 메시 스크린(240A, 240B)을 위한 메시 사이즈의 범위는 적절할 수 있다. 예컨대, 제곱인치 메시당 120 바이 120의 와이어와 제곱인치 메시당 500 바이 500의 와이어를 갖는 와이어 메시 스크린(240A, 240B)이 적절한 것으로 결정되었다. 그러나, 와이어 메시 스크린(240A, 240B)은 이들 크기보다 작거나 큰 메시 크기를 가질 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 와이어 메시 스크린(240A, 240B)은 성형 툴(244, 246)들 사이에서 압축되지 않을 때에 거의 편평하다. 그러나, 와이어 메시 스크린(240A, 240B)은, 성형 툴(244, 246)들 사이에서 압축될 때에 와이어 메시 스크린(240A, 240B)이 블래더 요소(210)의 바깥쪽 부분(213) 및 안쪽 부분(215)의 윤곽 성형 외면(234A, 234B)을 따르도록 용이하게 휘는 것을 가능하게 하는 와이어 두께 및 메시를 갖도록 구성된다.
도 9의 비유전체 탄성 변형 구성요소(242)는 신축 자재식으로 그리고 탄성적으로 변형 가능한 재료로 이루어진다. 즉, 구성요소(242)는, 성형 툴(244, 246)에 의해 압축될 때에 도 10에 도시한 바와 같은 와이어 메시 구성요소(240A, 240B)와 하부면(234A, 234B) 사이의 불규칙한 공간을 채우면서, 이 구성요소가 하부 성형 툴(246)의 상부면(248)을 따르도록 하고, 블래더 요소(210)의 하부면(234A, 234B)에 대하여 와이어 메시 구성요소(240A, 240B)를 압박하는 것을 가능하게 하는 유연성을 갖는다 하부 성형 툴(246)의 상부면(248)은 블래더 요소(210)의 윤곽 성형 외면(234A, 234B)에 거의 상응하는 몇몇 윤곽 성형 영역을 갖는다. 그러나, 성형 툴(246)의 외형은 블래더 요소(210)의 외형만큼 극심하지 않은데, 그 이유는 구성요소(242)가 표면(248, 234A, 234B)의 토포그래피에서의 차이를 수용하기 때문이다. 사실상, 하부 성형 툴(246)의 표면(248)은 완전히 편평할 수 있다.
구성요소(242)는 구성요소(42)와 유사하게 거의 균일한 두께 T4를 지닌, 일반적으로 직사각형 형상일 수 있다. 두께 T4는, 구성요소(242)가 제2 성형 툴(246)과 와이어 메시 구성요소(240A, 240B)에 의해 그 전체 접촉 영역에 걸쳐 압축되도록 선택된다. 예컨대, 구성요소(242)의 몇몇 부분은 두께 T5로 압축될 것이고, 나머지 구성요소는 훨씬 더 얇은 T6로 압축될 것이며, 상기 양자의 두께들은 두께 T4보다 얇다.
압축될 때, 구성요소(242)의 재료는, 구성요소(242)가 도 9의 그 원래 형상 및 두께 T4로 탄성적으로 편향되기 때문에 압축력에 대항하여 작용하는 편향력을 가하도록 되어 있다. 구성요소(242)에 적절한 재료는 제한하는 것은 아니지만, 폴리머 발포체, 고무, 발포 고무 및 실리콘 부틸 고무를 포함한다. 이들 적절한 재료는, 구성요소(242)가 제2 성형 툴(246)을 제1 성형 툴(244)에 공급되는 고주파 에너지의 영향으로부터 제2 성형 툴(46)을 격리하는 것을 가능하게 하는 비유전체이다. 따라서, 구성요소(242)는 와이어 메시 스크린(240A, 240B)이 블래더 요소(210)의 윤곽 성형 외면(234A, 234B)을 따르도록 강제하는 역할을 할 뿐만 아니라, 와이어 메시 구성요소(240A, 240B)가 교호하는 자기장을 생성하도록 제1 성형 툴(244)과 쌍을 이루는 구성요소로서의 역할을 하는 것을 보장한다.
신발류 갑피(270)는 클램프(272) 등에 의해 제1 성형 툴(244)에 클램핑되거나 다른 방식으로 고정된다. 제1 성형 툴(244)은 구둣골(last)과 유사하게 신발류 갑피(270)에 들어맞도록 성형된다. 신발류 갑피(270)의 외면(274)은, 상부 시트(212)의 윤곽 성형면(276A, 276B)이 고주파 용접에 의해 용접되는 윤곽 성형면이다. 도 9 및 도 10의 실시예는 블래더 요소(210)에 용접되는 신발류 갑피(270)를 보여주지만, 다른 실시예에서는 다른 구성요소가 블래더 요소(210)의 외면에 용접될 수 있다.
도 10는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 제한하는 것은 아니지만 피스톤(250)을 통한 공압식 또는 유압식 압력 - 힘(F)을 형성함 - 을 포함하는 압력의 인가 등에 의해 제1 성형 툴(244)이 제2 성형 툴(246)에 보다 근접하게 이동된 것을 보여준다. 제1 성형 툴(244)은 이에 따라 제2 성형 툴(246)에 대해 근접 또는 이격되도록 이동하게 작동 가능하다. 제2 성형 툴(246)은 이동시킬 수 없도록 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 양자의 성형 툴(244, 246) 모두는, 서로에 대해 근접 또는 이격되게 이동하도록 구성될 수도 있고, 피스톤(250)은 제2 성형 툴(246)에 결합될 수 있으며, 단지 제2 성형 툴(246)만이 제1 성형 툴(244)에 대해 근접 또는 이격되게 이동하도록 구성될 수 있다.
제1 성형 툴(244)은, 스위치(54)가 폐쇄되는 경우 등에 제2 성형 툴(244)에 고주파 에너지를 공급하는 전원에 작동 가능하게 접속된다. 제1 성형 툴(244)은 강자성 재료와 같이 전기 전도성이다. 제1 성형 툴(244)이 제2 성형 툴(246)을 향해 이동될 때, 신발류 갑피(270)는 제1 시트(212)의 바깥쪽 부분(213) 및 안쪽 부분(215)의 상부면(276A, 276B)과 접촉하고, 와이어 메시 툴(240A, 240B)은 여기에서 설명한 바와 같이 제2 시트(214)의 윤곽 성형면(234A, 234B)을 따르고 이들 윤곽 성형면과 접촉한다.
전원(52)으로부터 공급되는 고주파 에너지는 제1 성형 툴(244)과 와이어 메시 구성요소(240A, 240B) 사이에 그리고 이에 따라 블래더 요소(210) 내에 교호하는 자기장을 형성한다. 교호하는 자기장은 시트(212)의 유전체 재료를 여기시켜, 표면(276A, 276B)을 신발류 갑피(270)에 융착시킨다. 전체 표면(276A, 276B)이 신발류 갑피(270)와 접촉하고, 제2 시트(214)의 윤곽 성형 하부면(234A, 234B)이 와이어 메시 구성요소(240A, 240B)와 접촉하기 때문에, 윤곽 성형 용접부(W2, W3)가 제1 구성요소, 즉 제1 시트(212)와, 제2 구성요소, 즉 신발류 갑피(270) 사이에 형성된다.
도 8의 흐름도는, 블래더 요소(210)와 신발류 갑피(270)를 포함하는 신발류 물품(219)과 같은 구성요소의 제조 방법(300)을 예시한다. 상기 방법(300)은, 블래더 요소(210)를 팽창시키는 단계 302에서 시작할 수 있고, 그 후에 신발류 갑피(270)를 제2 성형 툴(244) 상에 배치하는 단계 304로 진행한다. 신발류 갑피(270)는 클램프(272) 등에 의해 제1 성형 툴(244)에 고정된다.
단계 306에서, 비유전체 탄성 변형 구성요소(242), 와이어 메시 구성요소(240A, 240B) 및 유전체 윤곽 성형 물체[블래더 요소(210)]가 제1 성형 툴(244)과 제2 성형 툴(246) 사이에서 압축된다. 상기 방법(300)은 고주파 에너지를 제1 성형 툴(244)에 공급하는 단계 308로 진행하고, 이에 의해 고주파 전자기장이 제1 성형 툴(244)과 와이어 메시 구성요소(240A, 240B) 사이에 생성되게 되며, 이는 신발류 갑피(270)에 대한 블래더 요소(210)의 윤곽 성형 용접부(W2, W3)를 형성한다. 예정된 시간 후 또는 몇몇 다른 예정된 파라메터가 달성되었을 때, 상기 방법(300)은 단계 310으로 진행하고, 고주파 에너지가 중단되거나, 또는 다시 말해서 스위치(54)를 개방하는 것 등에 의해 고주파 에너지가 제1 성형 툴(244)에 더 이상 공급되지 않는다.
고주파 에너지가 중단될 때, 단계 312에서 적어도 예정된 시간 동안 제1 성형 툴(244)과 제2 성형 툴(246)에 의해 비유전체 탄성 변형 구성요소(242), 와이어 메시 구성요소(240A, 240B) 및 유전체 윤곽 성형 물체[블래더 요소(210)]의 압축이 유지된다. 이 시간 동안, 블래더 요소(210)가 냉각되고, 단계 314에서 압력이 해제되어, 제1 성형 툴(244)이 제2 성형 툴(246)로부터 멀어지게 이동되게 된다. 용접된 윤곽 성형 물체, 즉 신발류 갑피(270)가 용접된 블래더 요소(210)는 그 후에 단계 316에서 성형 툴(244, 246)들 사이로부터 제거된다. 이것은 신발류 갑피(270)를 분리할 것과 제1 성형 툴(244)로부터 신발류 갑피를 제거할 것을 요구할 수 있다.
신발류 물품의 경우에 블래더 요소(10, 201)의 고주파 용접에 관하여 방법(100, 300)을 제시하고 설명하였지만, 방법(100, 300)은 윤곽 성형 용접부를 요구하는 다른 유전체 물체의 고주파 용접을 위해서도 사용될 수 있다.
본 교시의 여러 양태를 실시하기 위한 최상의 모드를 상세히 설명하였지만, 이들 교시와 관련된 당해 기술에 익숙한 자라면, 본 교시를 실시하기 위한 다양한 대안의 양태가 첨부된 청구범위의 범주 내에 속한다는 것을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 제1 성형 툴과 제2 성형 툴을 이용하는 제조 방법에 있어서,
    제2 성형 툴 상에 비유전체 탄성 변형 구성요소를 배치하는 단계;
    비유전체 탄성 변형 구성요소 상에 제1 와이어 메시 구성요소를 배치하는 단계;
    제1 와이어 메시 구성요소로부터 이격되어 분리되어 있는 제2 와이어 메시 구성요소를 비유전체 탄성 변형 구성요소 상에 배치하는 단계;
    제1 및 제2 와이어 메시 구성요소와 제1 성형 툴 사이에 유전체 윤곽 성형 물체(dielectric, contoured object)를 배치하는 단계;
    제1 성형 툴과 제2 성형 툴 사이에서 비유전체 탄성 변형 구성요소, 제1 와이어 메시 구성요소, 제2 와이어 메시 구성요소 및 유전체 윤곽 성형 물체를 압축하는 압축 단계로서, 이 압축 단계는, 탄성 변형 구성요소가 탄성 변형하며 제1 및 제2 와이어 메시 구성요소가 탄성 변형 구성요소에 의해 윤곽 성형 물체의 윤곽 성형면에 대하여 탄력적으로 압축되도록 실시되는 것인, 압축 단계; 및
    제1 성형 툴에 고주파 에너지(radio frequency energy)를 공급하여, 제1 및 제2 와이어 메시 구성요소와 제1 성형 툴 사이에 고주파 전자기장을 유발함으로써, 제1 와이어 메시 구성요소에 의해 윤곽 성형 물체의 제1 윤곽 성형 용접부를, 그리고 제2 와이어 메시 구성요소에 의해 윤곽 성형 물체의 제2 윤곽 성형 용접부를 형성하는 단계
    를 포함하는 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 윤곽 성형 용접부는 윤곽 성형 물체의 제2 부분에 대한 윤곽 성형 물체의 제1 부분의 용접부인 것인 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 성형 툴과 윤곽 성형 물체 사이에 제2 구성요소를 배치하는 단계
    를 더 포함하고, 상기 제1 윤곽 성형 용접부는 제2 구성요소에 대한 윤곽 성형 물체의 용접부인 것인 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 윤곽 성형 물체는 신발류 물품을 위한 블래더(bladder) 요소이고, 제2 구성요소는 신발류 물품을 위한 신발류 갑피이며, 상기 제조 방법은
    상기 압축 단계 이전에 블래더 요소를 팽창시키는 단계
    를 더 포함하는 것인 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 에너지를 공급하는 것을 중단하는 단계;
    상기 중단 이후에 적어도 예정된 시간 동안 탄성 변형 구성요소, 제1 와이어 메시 구성요소 및 윤곽 성형 물체의 압축을 유지하는 단계;
    상기 제2 성형 툴로부터 멀어지게 제1 성형 툴을 이동시키거나, 제1 성형 툴로부터 멀어지게 제2 성형 툴을 이동시키거나, 또는 제2 성형툴로부터 멀어지게 제1 성형 툴을 이동시키고 제1 성형 툴로부터 멀어지게 제2 성형 툴을 이동시킴으로써, 탄성 변형 구성요소, 제1 와이어 메시 구성요소 및 윤곽 성형 물체에 대한 압력을 해제하는 단계; 및
    제1 성형 툴과 제2 성형 툴 사이로부터 용접된 윤곽 성형 물체를 제거하는 단계
    를 더 포함하는 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윤곽 성형 물체는 신발류 물품을 위한 블래더 요소이고, 상기 제조 방법은
    블래더 요소를 팽창시키는 단계를 더 포함하는 것인 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 윤곽 성형 용접부는 블래더 요소 내의 내부 피륙 요소에 대한 블래더 요소의 외측 시트의 용접부이고,
    상기 블래더 요소를 팽창시키는 단계는 상기 성형 툴들 사이로부터 용접된 윤곽 성형 물체를 제거한 후에 실시되는 것인 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 윤곽 성형 용접부는 블래더 요소의 시트들 중 적어도 하나의 시트의 용접부인 것인 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 윤곽 성형 용접부는 블래더 요소 내의 내부 피륙 요소에 대한 블래더 요소의 시트들 중 상기 적어도 하나의 시트의 용접부이고, 상기 제조 방법은
    상기 성형 툴들 사이로부터 용접된 블래더 요소를 제거하는 단계; 및
    상기 성형 툴들 사이로부터 용접된 블래더 요소를 제거한 후, 용접된 블래더 요소를 팽창시키는 단계
    를 더 포함하는 것인 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 윤곽 성형 용접부는 신발류 물품의 갑피에 대한 블래더 요소의 시트들 중 상기 적어도 하나의 시트의 용접부이고, 상기 제조 방법은
    상기 압축 단계 이전에 제1 성형 툴과 블래더 요소 사이에 신발류 물품의 갑피를 배치하는 단계; 및
    상기 압축 단계 이전에 블래더 요소를 팽창시키는 단계
    를 더 포함하는 것인 제조 방법.
  11. 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체로서,
    제1 성형 툴 및 제2 성형 툴로서, 이들 성형 툴 중 적어도 하나의 성형 툴이 다른 성형 툴을 향해 그리고 다른 성형 툴로부터 멀어지도록 이동 가능하게 구성되는 것인, 제1 성형 툴 및 제2 성형 툴;
    제2 성형 툴 상에서 지지되는 비유전체 탄성 변형 구성요소;
    비유전체 탄성 변형 구성요소 상에서 지지되는 제1 와이어 메시 구성요소; 및
    제1 와이어 메시 구성요소와 분리되어 있으며, 상기 적어도 하나의 비유전체 탄성 변형 구성요소 상에 지지되고, 제1 와이어 메시 구성요소로부터 이격되어 있는 제2 와이어 메시 구성요소
    를 포함하고, 상기 제1 성형 툴과 제1 및 제2 와이어 메시 구성요소는 유전체 윤곽 성형 물체의 제1 및 제2 윤곽 성형 용접부를 제공하기 위해, 성형 툴들 중 적어도 하나의 성형 툴의 다른 성형 툴을 향한 이동에 의해 그리고 유전체 윤곽 성형 물체의 윤곽 성형면에 대하여 제1 및 제2 와이어 메시 구성요소를 탄력적으로 압축하기 위해 제1 및 제2 와이어 메시 구성요소 상에 성형 툴들의 압력을 분배하도록 탄성 변형하는 탄성 변형 구성요소에 의해, 제1 및 제2 와이어 메시 구성요소와 제1 성형 툴 사이에서 압축되는 유전체 윤곽 성형 물체에 고주파 에너지를 전달하도록 구성되는 것인 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비유전체 탄성 변형 구성요소는, 폴리머 발포체, 발포 고무 및 부틸 고무 중 어느 하나인 것인 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 와이어 메시 구성요소는, 청동, 황동, 구리 및 스테인리스강 또는 이들의 합금 중 어느 하나인 것인 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 와이어 메시 구성요소는 제곱인치당 120 바이(by) 120 와이어 내지 제곱인치당 500 바이 500 와이어를 갖는 것인 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 비유전체 탄성 변형 구성요소는 제1 와이어 메시 구성요소를 지지하는 표면을 갖고, 상기 표면은 성형 툴들 사이에서 압축되지 않을 때에 편평한 것인 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체.
  16. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 비유전체 탄성 변형 구성요소는 유연성을 갖고, 상기 제1 와이어 메시 구성요소는, 상기 제1 와이어 메시 구성요소가 예정된 압력을 받아 압축될 때에 상기 윤곽 성형면을 따를 수 있게 하는 가요성을 갖는 것인 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체.
  17. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체는 유전체 윤곽 성형 물체와 조합되며, 상기 유전체 윤곽 성형 물체는, 적어도 부분적으로 열가소성 폴리우레탄(TPU) 시트를 갖는 팽창형 블래더 요소인 것인 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체는 유전체 윤곽 성형 물체 및 신발류 갑피와 조합되며, 상기 제1 윤곽 성형 용접부는 신발류 갑피와 블래더 요소 사이에 위치하는 것인 유전체 윤곽 성형 물체의 고주파 용접을 위한 조립체.
  19. 삭제
  20. 삭제
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