JPH072231A - 超音波シール装置 - Google Patents
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Abstract
り、細長いシールジョイントを製作できる超音波シール
装置を提供することにある。 【構成】 本発明は、駆動ユニット(1)、細長いシー
ル用表面(8)を持つホーン(7)、1つまたはそれ以
上の反作用体(9)からなる、コンパクト化した構造寸
法の超音波シール装置に関する。装置の長さは半波長か
らなる。
Description
る駆動ユニットとホーンとを有する超音波シール装置に
係る。
バータ、ブースタおよびホーンから構成されている。コ
ンバータにより、電気振動は機械振動に変換される。ま
た、装置を機械的に固定し振幅を増幅するのにブースタ
が用いられている。ホーンでは、さらに振幅の増幅が行
なわれ、所望のシール表面が形成される。しかしなが
ら、こうした従来より汎用されている周知性能の超音波
シール装置は比較的大型で嵩張る欠点がある。実用面か
らは、占有スペースを大幅に小さくできる超音波シール
装置が必要とされている。
ッケージを取り扱うパッケージ業界では、熱可塑性プラ
スチックのラミネート材または熱可塑性単独材料をシー
ルするのが一般的である。これらシールは通常では熱を
用いて行なわれ、またラミネート材がアルミニウムホイ
ルを含む場合には誘導熱が使われる。しかし、できれば
超音波シールを使用することが望ましい。この超音波シ
ール法は金属ホイル付きのラミネート材を必要としない
ためである。しかし、従来の超音波シール装置はあまり
に大きすぎ場所を取る欠点のあることが判明している。
れているが、これらの装置は回転対称原理を応用したも
のであり、従って、スポットシールしかできない。先に
指摘したパッケージ業界の用途では、適当な長さの横断
シール、すなわち細長いシールが必要とされている。
小さな大きさで、細長いシールジョイントを行うことの
できる超音波シール装置を提供することにある。
ともに半波長を形成する1つまたはそれ以上の反作用体
を備えた超音波シール装置により達成される。本発明の
好ましい実施例は、特許請求の範囲に明記された特徴を
備えている。以下、添付図面に沿って本発明に係る装置
の好ましい一実施例につき詳細に説明する。
めには、シール表面全体にわたり振動振幅を一定に保
ち、横方向の継ぎ目またはジョイントの全長にわたり均
一な信頼性に富むシールが形成することのできるコンパ
クトなシール装置が必要とされる。
原理を示している。このシール装置はコンパクトな構造
になっており、シール表面全体にわたり能率よく均一な
シール作業を行なえるように構成されている。装置は、
振動を発生する従来形式の駆動ユニット1を備えてい
る。好ましい実施例では、駆動ユニットは、間に伝導性
金属シート3を挟んだ圧電セラミック板2から構成され
ている。これら伝導性金属シートは、ニッケルまたはベ
リリウム銅から製造することが好ましい。さらに、駆動
ユニット1はカウンタウェイト4を備え、これら構造全
体はクランプボルト10を用いて装置に装着されてい
る。
使用することもできる。駆動ユニット1はA.C.電流供給
源(図示せず)に接続される。
5を構成している。この箇所で装置は機械的に固定され
る。これに伴い、僅かに傾斜した縁6は固定縁として機
能し、この縁を用いて装置を固定することができる。節
平面にある程度残留する振動を補償するために、装置は
弾性的に動けるよう固定しておく必要がある。
ホーン7が配置されている。ホーン7により装置は所望
のシール用表面8を備えることになる。ホーン7は、シ
ール用表面8に向けてテーパの付いた形状にしておく必
要がある。この形状は、例えば、節平面5の最大表面部
からシール用表面8に至る湾曲した側面11(図4)を
ホーンに成形することで得られる。これとは別に、この
形状は、指数状すなわち指数形状または懸垂形状により
形成することもできる。シール用表面8は、パッケージ
ブランクに所望の横方向シールを形成できるよう細長い
ものが好ましい。シール用表面8には、材料に対し実際
の加熱の行なわれる1つまたはそれ以上の溝を設けてお
くのがよい。あるいは、バックアップ表面(図示せず)
に溝を設けておき、シール用表面8は平滑にしておくこ
ともできる。その他の方法として、シール用表面8を互
いに分離した幅の狭い2つの平行なシール用表面8に分
割しておくこともできる。固定用の縁6と同様に、ホー
ン7は軽金属または軽合金、好ましくはアルミニウムか
ら製作することができる。尚、チタンなどのその他の金
属を用いることもできる。
反作用質量部、いわゆる反作用体9を備えている。これ
ら反作用体9も軽金属、好ましくはアルミから製作され
ている。従って、ホーン7、固定用の縁6および反作用
体9を1つのブロックで構成することができる。この方
法とは異なり、これら構成要素を個別に製作しておき、
後で組み立てることもできる。反作用体9は様々な形態
のものにできるが、できるだけ大きくしておく必要があ
る。図2による好ましい実施例では、反作用体には駆動
ユニット1に面して緩やかな曲面が形成されている。反
作用体は、図3に示すように、駆動ユニット1に面して
同じような曲面を設けた指数状の形態に作ることがで
き、また図4に示すような湾曲側面12を備えることも
できる。反作用体9は、駆動ユニット1の全部を取り囲
む完全に連続した固まりとして、またはその一部を取り
囲むものとして製作することができる。
組み合わすことで、周波数チャンバ付近に他の共振周波
数が生じることがなく構成エレメントに障害の及ばな
い、できるだけ一定した共振周波数を得るようにする。
装置によれば、シール用表面8の長さに相当する細長い
シールが得られる。さらに長いシール用表面8を必要と
する場合、本発明による複数の超音波シール装置を接続
して延長することもできる。あるいは、長尺の装置を製
作することもできる。長尺の装置の場合は、発生する横
振動を補償するためにホーン7にはスリットを設けてお
く必要がある。しかしながら、長いホーン7を用いると
シール用表面8での振幅が均一でなくなり、不均一なシ
ールとなる恐れがある。
電流供給源(図示せず)に連結した場合、圧電セラミッ
クパック2は供給電圧を機械的なひずみに変換し、この
ひずみエネルギーはホーン7に供給されて振動が始ま
る。ホーン7が振動しだすと反作用力(反作用振動)が
生じ、この力は反作用体9により吸収される。その結
果、これらの振動の途中に節平面5が形成される。原理
的には、節平面は装置の固定縁6が構成している。
装置は中央に節平面5の位置する半波長共振器を構成
し、振幅は節平面の内で零に等しい。従って、装置は全
長が波長の長さの2分の1に相当している。装置寸法
は、共有節平面5が装置の各地点に生ずるように選択さ
れている。また反作用体9は、好ましくない振動が生じ
ないように構成しなくてはならない。
によれば、細長い均一なシールを製作できるコンパクト
なユニットを構成した超音波シール装置が得られる。本
発明は前述した事柄および図示のものに限定されるわけ
ではなく、発明の精神および特許請求の範囲に逸脱する
ことなく様々な修正を加えることができるものである。
Claims (15)
- 【請求項1】 A.C.電流供給源に連結される駆動ユニッ
ト(1)と、ホーン(7)とを有する超音波シール装置
にして、当該装置は、さらに、ホーン(7)とともに半
波長を形成する1つまたはそれ以上の反作用体(9)を
備えていることを特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載された装置において、駆
動ユニット(1)は圧電セラミック板(2)を有するこ
とを特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載された装置において、駆
動ユニット(1)は磁気ひずみ駆動ユニットから構成さ
れていることを特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項4】 請求項1に記載された装置において、ホ
ーン(7)は細長いシール表面(8)を備えていること
を特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載された装置において、ホ
ーン(7)は、節平面(5)における最大面積部からシ
ール表面(8)にかけて湾曲した側面(11)を備えて
いることを特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項6】 請求項4に記載された装置において、ホ
ーン(7)は指数または指数状の形態をしていることを
特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項7】 請求項4に記載された装置において、ホ
ーン(7)は懸垂面(catenoid) の形態をしていること
を特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項8】 請求項1に記載された装置において、反
作用体(9)は駆動ユニット(1)を取り囲むように配
置されていることを特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載された装置において、反
作用体(9)は湾曲した側面(12)を備えていること
を特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項10】 請求項9に記載された装置において、
反作用体(9)は、駆動ユニット(1)に向けて幾分窪
んだほぼ平行六面体の形態をしていることを特徴とする
超音波シール装置。 - 【請求項11】 請求項8に記載された装置において、
反作用体(9)は、駆動ユニット(1)に向けて幾分窪
んだ指数形態をしていることを特徴とする超音波シール
装置。 - 【請求項12】 請求項1に記載された装置において、
節平面(5)は、反作用体(9)とホーン(7)の間の
領域に形成されていることを特徴とする超音波シール装
置。 - 【請求項13】 請求項10に記載された装置におい
て、節平面(5)は、機械的固定点を構成していること
を特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項14】 請求項1に記載された装置において、
ホーン(7)と反作用体(9)は軽金属から構成されて
いることを特徴とする超音波シール装置。 - 【請求項15】 請求項14に記載された装置におい
て、軽金属がアルミニウムであることを特徴とする超音
波シール装置。
Applications Claiming Priority (2)
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SE9300918-1 | 1993-03-19 | ||
SE9300918A SE505864C2 (sv) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Anordning för ultraljudsförsegling |
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Family
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Family Applications (1)
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JP04908494A Expired - Lifetime JP3647058B2 (ja) | 1993-03-19 | 1994-03-18 | 超音波シール装置 |
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