特表 2024-506496 超音波エネルギーを用いた木材または他の植物製品の接合

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-14

(54)【発明の名称】超音波エネルギーを用いた木材または他の植物製品の接合

(51)【国際特許分類】

   B27N 3/18 20060101AFI20240206BHJP

   B27N 3/00 20060101ALI20240206BHJP

   B27M 1/08 20060101ALI20240206BHJP

   B27D 1/04 20060101ALI20240206BHJP

【ＦＩ】

B27N3/18

B27N3/00 Z

B27M1/08 Z

B27D1/04 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023544236

(86)(22)【出願日】2022-01-06

(85)【翻訳文提出日】2023-09-13

(86)【国際出願番号】 US2022011355

(87)【国際公開番号】W WO2022159274

(87)【国際公開日】2022-07-28

(31)【優先権主張番号】17/404,120

(32)【優先日】2021-08-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/155,872

(32)【優先日】2021-01-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523274506

【氏名又は名称】ハ・エリ，ボバク

【氏名又は名称原語表記】ＨＡ’ＥＲＩ， Ｂｏｂａｋ

【住所又は居所原語表記】２３６９ Ｍｅｅｔｉｎｇ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｍｉｎｎｅｔｏｎｋａ， ＭＮ ５５３９１ ＵＳ

(74)【代理人】

【識別番号】110004026

【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ

(72)【発明者】

【氏名】ハ・エリ，ボバク

【テーマコード（参考）】

2B200

2B250

2B260

【Ｆターム（参考）】

2B200AA07

2B200EA03

2B200EA05

2B200EA06

2B200EG15

2B200FA50

2B250EA02

2B250FA21

2B250FA31

2B250FA37

2B250FA46

2B250HA01

2B250HA05

2B260BA18

2B260BA20

2B260BA22

2B260DA01

2B260DB01

2B260DB21

2B260EA03

2B260EB05

2B260EB06

2B260EB11

2B260EB19

2B260EB21

2B260EC03

(57)【要約】

充填材は、複数の木材要素に適用される。前記複数の木材要素は接合されて複合木材製品となり、前記接合は、前記複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することを含む。前記超音波エネルギーは、１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の木材要素に充填材を適用し、
前記複数の木材要素を接合して複合木材製品とし、
前記接合は、前記複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することを含み、
前記超音波エネルギーは、１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する、複合木材製品を製造する方法。

【請求項2】

前記超音波エネルギーは、超音波トランスデューサにより供給される、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記充填材は、接着剤を含む、請求項１記載の方法。

【請求項4】

前記充填材は、接着剤を含まない、請求項１記載の方法。

【請求項5】

前記充填材は、プラスチックを含む、請求項１記載の方法。

【請求項6】

前記充填材は、金属を含む、請求項１記載の方法。

【請求項7】

前記複数の木材要素は、前記複数の木材要素を接合する前に、相互に近接して配置される、請求項１記載の方法。

【請求項8】

前記複数の木材要素への前記充填材の適用と、前記複数の木材要素への前記超音波エネルギーの供給とは、同時に実施される、請求項１記載の方法。

【請求項9】

前記超音波エネルギーは、前記複数の木材要素に前記充填材を適用する前に、前記複数の木材要素に供給される、請求項１記載の方法。

【請求項10】

前記超音波エネルギーは、前記複数の木材要素に充填材を適用した後、前記複数の木材要素に供給される、請求項１記載の方法。

【請求項11】

前記複数の木材要素に圧縮力を加えることをさらに含む、請求項１記載の方法。

【請求項12】

前記複数の木材要素に前記超音波エネルギーを供給する前に、前記複数の木材要素に前記圧縮力を加える、請求項１１記載の方法。

【請求項13】

前記複数の木材要素に前記超音波エネルギーを供給すると同時に、前記複数の木材要素に前記圧縮力を加える、請求項１１記載の方法。

【請求項14】

前記複数の木材要素に前記超音波エネルギーを供給した後、前記複数の木材要素に前記圧縮力を加える、請求項１１記載の方法。

【請求項15】

前記超音波エネルギーは、１５ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する、請求項１記載の方法。

【請求項16】

前記超音波エネルギーは、２０ｋＨｚ～１００ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する、請求項１５記載の方法。

【請求項17】

前記複合木材製品の欠陥を検査することをさらに含み、
前記検査は、前記複合木材製品に超音波エネルギーを供給することを含む、請求項１記載の方法。

【請求項18】

前記充填材を適用する前に、前記複数の木材要素を前処理することをさらに含み、
前記前処理は、前記複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することを含む、請求項１記載の方法。

【請求項19】

前記前処理は、前記複数の木材要素に超音波エネルギーを供給し、前記複数の木材要素を洗浄することを含む、請求項１８記載の方法。

【請求項20】

前記複合木材製品に接合した後、前記複合木材製品に処理を適用し、前記複合木材製品に超音波エネルギーを供給することをさらに含む、請求項１記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、超音波エネルギーを使用して木材または他の植物製品を接合するための装置、システムおよび方法を概説する。

【背景技術】

【0002】

木材加工製品は、木材、ベニヤ、木材片、または、その他の小さな木材要素を用い、それらを構造製品となるように樹脂を用いて接合し、製造される。これにより、より小さいもしくはより低品質の木材または木材要素を、大型木材の代替品の生産に用いることができる。木材加工製品は、桁、梁、根太、ヘッダー、間柱、柱などの構造用途に使用され、木材製品に代えて、もしくは、木材製品と共に使用されている。

【0003】

超音波エネルギーは、医療用途における画像診断に使用されてきた。超音波イメージングでは、高周波音波パルスをプローブから体内に送信する。その音波パルスは、波として体内に伝播し、いくつかの体液や体組織を通過しながら、他の体組織によって部分的に吸収される。この吸収は、音波の部分的な反射またはエコーをプローブに向けて戻す。プローブ内のセンサは、音波のエコーを測定し、その情報は、身体の検査領域における診断画像の作成に使用できる。

【0004】

超音波エネルギーは、金属の溶接部の検査、コンクリート内の欠陥の検出やコンクリートの一貫性の評価、木材の欠陥の検出など、産業用途における画像診断や非破壊検査にも使用されている。１つの用途では、プローブは、画像化または検査される物質中に高周波音波パルスを送信し、プローブ内のセンサは、プローブに戻ってくる音波のエコーを測定する。別の用途では、プローブから材料に高周波音波パルスが送信された後、プローブに対向する材料側の別の受信ユニットが画像化または検査される材料を通過した音波を受信する。

【発明の概要】

【0005】

一般的な態様では、複合木材製品を製造する方法は、充填材を複数の木材要素に適用すること、および、複数の木材要素を接合し複合木材製品にすることを含み、その接合は、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することを含む。超音波エネルギーは、１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する。

【0006】

実施形態は、以下の１以上を含むことができる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを供給することができる。充填材は、接着剤を含んでもよいし、含んでいなくてもよい。充填材は、プラスチックを含んでもよい。充填材は、金属を含んでもよい。複数の木材要素を接合する前に、複数の木材要素を互いに近接して配置してもよい。複数の木材要素に充填材を適用すること、および、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することは、同時に行われてもよい。超音波エネルギーは、複数の木材要素に充填材を適用する前に、複数の木材要素に供給されてもよい。また、超音波エネルギーは、複数の木材要素に充填材を適用した後、複数の木材要素に供給されてもよい。この方法は、複数の木材要素に圧縮力を加えることをさらに含むことができる。圧縮力は、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給する前に、複数の木材要素に加えられてもよい。また、圧縮力は、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給すると同時に、複数の木材要素に加えられてもよい。さらに、圧縮力は、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給した後に、複数の木材要素に加えられてもよい。超音波エネルギーは、１５ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有してもよい。また、超音波エネルギーは、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの周波数範囲内の周波数を有してもよい。この方法は、複合木材製品の欠陥を検査することをさらに含んでもよく、その検査は、複合木材製品に超音波エネルギーを供給することを含む。この方法は、充填材を塗布する前に、複数の木材要素を前処理することをさらに含んでもよく、その前処理は、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することを含む。また、その前処理は、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給し、複数の木材要素を洗浄することができる。さらに、この方法は、複合木材製品として接合した後、複合木材製品に処理を施すこと、および、複合木材製品に超音波エネルギーを供給することを含んでもよい。

【0007】

１以上の実施形態の詳細は、以下の関連する図面およびその説明に示されている。 特定の実施形態では、１以上の利点を得ることができる。例えば、開示される方法の実施形態では、装置およびシステムは、従来の技術を使用して製造された複合木材製品よりも強い（例えば、より高い引張強度、より高い圧縮強度、より高いせん断強度のうちの１以上の）複合木材製品を製造するために使用することができる。別の例では、開示された方法、装置およびシステムの実施形態は、従来の技術を使用して製造された複合木材製品と比較して、耐久性を向上させた複合木材製品を製造するために使用することができる。さらなる別の例では、開示された方法、装置およびシステムの実施形態は、従来の技術を使用して製造された複合木材製品と比較して、耐湿性を向上させた複合木材製品を製造するために使用することができる。さらなる別の例では、開示された方法、装置およびシステムの実施形態は、従来の技術を使用して製造された複合木材製品と比較して、耐熱性を向上させた複合木材製品を製造するために使用することができる。さらなる別の例では、開示された方法、装置およびシステムの実施形態は、従来の技術を使用して製造された複合木材製品と比較して、硬度を高めた複合木材製品を製造するために使用することができる。さらなる別の例では、開示された方法、装置およびシステムの実施形態は、従来の技術を使用して製造された複合木材製品の硬化速度または硬化時間と比較して、複合木材製品の製造における硬化速度を向上または硬化時間を短縮（例えば、促進またはスピードアップする）するために使用することができる。さらに別の例では、開示された方法、装置およびシステムの実施形態は、従来の技術を使用して製造された複合木材製品と比較して、昆虫または害虫に対する耐性を向上させた複合木材製品を製造するために使用することができる。

【0008】

本明細書に記載された技術の他の特徴、目的、および利点は、記載事項、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。様々な図面における同様の参照符号は同様の要素を示す。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための環境を例示するブロック図である。

【図2】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な製造プロセスの一部として、例示的なコンベア上に配置されるべき、例示的なファネル上または例示的なファネル内の例示的な木材要素の概念図である。

【図3A】複数の木材要素への充填材の適用例を示す図である。

【図3B】複数の木材要素への充填材の別の適用例を示す図である。

【図3C】複数の木材要素への充填材のさらなる別の適用例を示す図である。

【図4】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために、複数の例示的な木材要素に超音波エネルギーを供給する例示的な超音波トランスデューサを示す概念図である。

【図5】図４の例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図6A】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なシンバル形状のホーンを含む例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図6B】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なランジュバンホーンを含む例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図6C】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なリング形状のホーンを含む例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図6D】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なピラミッド形状のホーンを含む例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図6E】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用することができる例示的な球形状のホーンを含む例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図6F】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なドーム形状のホーンを含む例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図6G】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的な楔形状のホーンを含む例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図6H】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用することができる、管または円筒などの一般形状であり、例示的なチャンバを含む例示的なホーンを有する例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図7】複合木材製品を製造するために使用できる例示的な方法のフローチャートである。

【図8】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境のブロック図である。

【図9】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境の概念図である。

【図10A】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なプレスと、そのプレスと一体化された例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図10B】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる別の例示的なプレスおよびそのプレスと一体化された例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図10C】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できるさらなる別の例示的なプレスおよびそのプレスと一体化された例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図11A】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境のブロック図である。

【図11B】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境のブロック図である。

【図11C】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境のブロック図である。

【図12A】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境の概念図であり、その環境は、例示的なローラー要素を含む例示的な超音波トランスデューサを含む。

【図12B】別の例示的なローラー要素を含む別の例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図12C】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境の概念図である。

【図13A】例示的なローラー要素の側面図である。

【図13B】別の例示的なローラー要素の側面図である。

【図13C】さらなる別の例示的なローラー要素の側面図である。

【図14A】複数の例示的な突起を含む例示的なローラー要素の例示的な部分の正面図である。

【図14B】複数の例示的な突起を含む例示的なローラー要素の例示的な部分の上面図である。

【図14C】複数の例示的な凹部を含む例示的なローラー要素の例示的な部分を示す正面図である。

【図14D】複数の例示的な凹部を含む例示的なローラー要素の例示的な部分を示す上面図である。

【図14E】１以上の例示的な突起および１以上の例示的な凹部を含む例示的なローラー要素の例示的な部分の正面図である。

【図15A】超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために、複数の例示的な木材要素に超音波エネルギーを供給する例示的な制御モジュールおよび例示的な超音波トランスデューサの概念図である。

【図15B】図１５Ａの例示的な制御モジュールのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

それぞれの図面において同様の参照記号は、同様の要素を表す。
ここでは、超音波エネルギーを使用して木材または他の植物製品を接着するために使用できる装置、システム、および方法について説明する。ここに記載される装置、システム、および方法のいくつかの実装形態では、複数の木材要素に充填材を塗布し、複数の木材要素を接合し複合木材製品とすることにより、複合木材製品を製造できる。この接合は、低周波数の超音波エネルギーを複数の木材要素に供給する。例えば、低周波超音波エネルギーは、１０ｋＨｚから２０ＭＨｚの範囲の周波数を有することができる。いくつかの実施形態では、低周波超音波エネルギーは、１５ｋＨｚから１ＭＨｚの範囲の周波数を有してもよい。いくつかの実施形態では、低周波超音波エネルギーは、２０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲の周波数を有してもよい。

【0011】

超音波トランスデューサは、複数の木材要素を接合し複合木材製品にする際に、超音波エネルギーを提供することに使用できる。様々な実施形態において、超音波トランスデューサは、超音波を生成し、複数の木材要素および充填材に超音波エネルギーを伝達することができる。いくつかの例では、超音波は連続波として供給でき、いくつかの例では、超音波はパルス波として供給されてもよい。いくつかの例では、トランスデューサは周期的な超音波を供給でき、超音波は様々な波形のうちの１つ以上を含むことができる。例えば、様々な実施形態において、波形は、正弦波形、長方形波形、方形波形、台形波形、三角波形、鋸歯状波形、または他の適切な波形のうちの１つ以上を含んでもよい。トランスデューサは、超音波の縦波、超音波の放射波、および超音波の横波のうちの１つ以上を含む超音波を生成することができ、例えば、超音波は、複数の木材要素、充填材または複数の木材要素および充填材の両方に超音波エネルギーを供給することができる。

【0012】

超音波エネルギーは、複数の木材要素に機械的刺激を与えることができる。例えば、超音波が木材要素を通過するか、木材要素により吸収されるとき、超音波は、木材要素内の分子を振動させることができる。木材要素内における分子レベルの振動は、振動する分子間に摩擦を生じさせ、木材要素内に熱を発生させることが可能である。さらに、いくつかの例では、超音波が木材要素を通過するか木材要素により吸収されるとき、超音波は、木材要素内に小さなまたは微小な圧力差を生じさせるであろう。そのような圧力差は、木材要素内にキャビテーションを発生させることができ、圧力差に起因して、木材要素内の高圧領域内のガスもしくは蒸気が木材要素内の低圧領域に向かって押し付けられ、また、押されるとき、ミクロレベルのガスまたは蒸気の泡が木材要素内に生成される可能性がある。これらの態様のうちの１つ以上において、超音波エネルギーは、例えば、木材または他の植物製品の接合における機械的刺激を提供するであろう。この機械的刺激は、例えば、超音波トランスデューサが木材要素もしくは充填材と物理的に接触していなくても提供できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサまたはトランスデューサの一部は、１つ以上の木材要素、充填材、または充填材および１つ以上の木材要素の両方と物理的に接触していてもよく、前述の機械的刺激が提供されるであろう。

【0013】

超音波エネルギーは、マクロレベルで互いに近接して配置できる複数の木材要素に機械的刺激をさらに提供できる。超音波により提供される機械的刺激は、例えば、１つ以上の木材要素を移動または振動させ、そのような動きまたは振動による木材要素間の摩擦を生じさせてもよい。例えば、超音波により提供される機械的刺激は、１つ以上の木材要素の移動または振動を生じさせる可能性があり、第１の木材要素の１つ以上の表面は、１つ以上の他の木材要素（例えば、第２の木材要素、第２の木材要素および第３の木材要素、または、１つ以上の他の木材要素）の１以上の表面と接触し、移動、摩擦または振動するときに抵抗に直面する可能性がある。これらの態様のうちの１つ以上において、超音波エネルギーは、例えば、木材または他の植物製品の接合における機械的刺激を提供することが可能である。この機械的刺激は、例えば、超音波トランスデューサが木材要素または充填材と物理的に接触していなくても提供できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサまたはトランスデューサの一部は、１つ以上の木材要素、充填材、または、充填材と１つ以上の木材要素の両方と物理的に接触していてもよく、前述の機械的刺激を提供できる。

【0014】

同様に、様々な実施形態において、超音波は、充填材に機械的刺激を与えることができる。例えば、超音波が充填材を通過するか充填材に吸収されるとき、超音波は、充填材内の分子を振動させることができる。充填材内の分子レベルの振動により振動する分子間に摩擦が生じ、充填材内に熱を発生させることができる。さらに、いくつかの例では、超音波が充填材を通過するか充填材によって吸収されるとき、超音波は、充填材内に小さなまたは微小な圧力差を生じさせるであろう。このような圧力差は、充填材内にキャビテーションを発生させることができ、充填材内の高圧領域から充填材内の低圧領域へ、圧力差によりガスまたは蒸気が押されるか押し出されると、充填材内にミクロレベルのガスまたは蒸気の泡が生成されるであろう。これらの形態の１つ以上において、超音波エネルギーは、例えば、木材または他の植物製品の接合における機械的刺激を提供できる。この機械的刺激は、例えば、超音波トランスデューサが木材要素または充填材と物理的に接触していなくても提供されるであろう。いくつかの例では、超音波トランスデューサまたはそのトランスデューサの一部が１つ以上の木材要素、充填材、または、充填材と１つ以上の木材要素の両方と物理的に接触していてもよく、前述の機械的刺激が提供されるであろう。

【0015】

超音波エネルギーは、さらに、マクロレベルで充填材に機械的刺激を与えることができる。例えば、ほんの数例では、超音波により提供される機械的刺激は、充填材を撹拌し、充填材の移動、振動、拡散、広がり、流動、または浸透を生じさせるであろう。これらの態様のうちの１つ以上において、超音波エネルギーは、例えば、木材または他の植物製品の接合における機械的刺激を提供できる。この機械的刺激は、例えば、超音波トランスデューサが木材要素または充填材と物理的に接触していなくても提供されるであろう。いくつかの例では、超音波トランスデューサまたはそのトランスデューサの一部は、１つ以上の木材要素、充填材、または、充填材と１つ以上の木材要素の両方に物理的に接触していてもよく、前述の機械的刺激が提供されるであろう。

【0016】

いくつかの実施形態では、超音波エネルギーは、充填材の拡散を刺激することが可能であり、充填材を、例えば、木材要素内に浸透させ、また、木材要素内へさらに深く浸透させることができる。いくつかの実施形態では、超音波エネルギーは、充填材の拡散を刺激し、充填材を、例えば、木材要素のより広範囲に渡って広げ、木材要素を覆い、もしくは、木材要素に接触させることができる。これらの形態の１つ以上において、超音波エネルギーは、木材または他の植物製品の接合における拡散刺激を与えることができる。この拡散刺激は、例えば、超音波トランスデューサが木材要素または充填材に物理的に接触していなくても提供されるであろう。いくつかの例では、超音波トランスデューサまたはそのトランスデューサの一部は、１つ以上の木材要素、充填材、または、充填材と１つ以上の木材要素の両方に物理的に接触していてもよく、前述の拡散刺激が提供されるであろう。

【0017】

いくつかの実施形態によれば、超音波エネルギーは、複数の木材要素、充填材、または、複数の木材要素および充填材に熱刺激を与えることもできる。この熱刺激は、例えば、機械的刺激もしくは上述の刺激により生成される熱に付加されるであろう。いくつかの実施形態では、木材要素の温度は、トランスデューサが木材要素に供給する超音波エネルギーまたは超音波エネルギーの一部を木材要素が吸収するにつれて上昇するであろう。同様に、トランスデューサが充填材に供給する超音波エネルギーまたは超音波エネルギーの一部を充填材が吸収するにつれて、充填材の温度は上昇するであろう。いくつかの例では、充填材、木材要素、または、充填材と木材要素の両方の温度の上昇は、（例えば、充填材が液体であるか、流動可能な実装形態における）充填材の流れを刺激することにより、充填材のより良好な拡散を刺激し、木材要素への充填材のより深い浸透を刺激することができる。これらの形態の１つ以上において、超音波エネルギーは、木材または他の植物製品の接合に熱刺激を与えることができる。この熱刺激は、例えば、超音波トランスデューサが木材要素または充填材に物理的に接触していなくても提供できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサまたはそのトランスデューサの一部が１つ以上の木材要素、充填材、または充填材と１つ以上の木材要素の両方に物理的に接触していてもよく、前述の熱刺激を提供できる。

【0018】

いくつかの例では、超音波エネルギーの適用により木材要素間、または、充填材と木材要素との間に発生する摩擦により、充填材は、１つ以上の木材要素中の割れ目、細孔、ギャップ、スペース、空隙、または間隙中に押し込まれるか、前進させられるであろう。いくつかの実施形態では、摩擦は、充填材の微粒子化（例えば、充填材がより小さい、もしくは、より微細な粒子に分離されること）を刺激する可能性があり、いくつかの例では、１つ以上の木材要素内の割れ目、細孔、ギャップ、スペース、空隙、または間隙中に、充填材が押し込まれるか、前進するように刺激するであろう。いくつかの例では、摩擦によりさらに熱を発生させることが可能であり、（例えば、充填材が液体であるか、流動できる実装形態では）充填材を加熱し、充填材のよい流れを促進することにより、例えば、充填材による木材要素へのより深い浸透も刺激できる。これらの形態の１つ以上において、超音波エネルギーは、木材要素間または充填材と木材要素との間に摩擦を生じさせ、木材または他の植物製品の接合に刺激を与えることができる。この刺激は、例えば、超音波トランスデューサが木材要素または充填材に物理的に接触していなくても提供されるだろう。いくつかの例では、超音波トランスデューサまたはトランスデューサの一部は、１つ以上の木材要素、充填材、または、充填材と１つ以上の木材要素の両方に物理的に接触してもよく、前述の刺激が提供されるだろう。

【0019】

さまざまな実施形態において、充填材は、多くの異なる形態をとることができる。いくつかの実施形態では、充填材は接着剤を含むことができ、他の実施形態では、充填材は接着剤を含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、充填材はプラスチックを含むことができ、他の実施形態では、充填材はプラスチックを含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、充填材は金属を含むことができ、他の実施形態では、充填材は金属を含まなくてもよい。前述の形態の組み合わせも可能である（例えば、充填材は接着剤とプラスチックを含む、充填材料は接着剤と金属を含む、または、充填材料は接着剤、プラスチックおよび金属を含む）。

【0020】

いくつかの実施形態では、充填材は液体である。いくつかの実施形態では、充填材は固体である。例えば、いくつかの実施形態では、充填材は粉末を含んでもよい。いくつかの実施形態では、充填材は気体である。いくつかの実施形態によれば、１つまたは複数の充填材の状態の前述の例の組み合わせも使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、充填材は、液体と固体の組み合わせもしくは混合であってもよい。いくつかの実施形態では、充填材は、液体と気体の組み合わせまたは混合であってもよい。いくつかの実施形態では、充填材は、固体と気体の組み合わせまたは混合であってもよい。いくつかの実施形態では、充填材は、液体、固体、および気体の組み合わせまたは混合であってもよい。

【0021】

いくつかの実施形態では、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給する前に、充填材を複数の木材要素に適用することができる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給すると同時に、充填材を複数の木材要素に適用することができる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給した後、充填材を複数の木材要素に適用することができる。

【0022】

いくつかの実施形態では、複数の木材要素に充填材を適用する前、および、複数の木材要素に充填材を適用すると同時、の両方において、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給することができる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素への充填材の適用と同時、および、複数の木材要素への充填材の適用後の両方において、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給できる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素に充填材を適用する前、および、複数の木材要素に充填材を適用した後の両方において、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給できる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素に充填材を適用する前、複数の木材要素に充填材を適用すると同時、および、複数の木材要素に充填材を適用した後のそれぞれにおいて、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給できる。

【0023】

いくつかの実施形態では、複数の木材要素への超音波エネルギーの供給に加えて、圧縮力が複数の木材要素に加えられてもよい。圧縮力に関しては多くの可能なオプションがあり、超音波エネルギーの供給に対して圧縮力がいつ適用されるかに関しても多くの可能なオプションがある。いくつかの例では、複数の木材要素に物理的な圧縮力を加えるためにプレスを使用できる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素への超音波エネルギーの供給と同時に、その圧縮力を複数の木材要素に加えることができる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給する前に、その圧縮力を複数の木材要素に加えることができる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給した後、その圧縮力を複数の木材要素に加えることができる。いくつかの実施形態では、圧縮力は、例えば、木材要素間のより強い接合を開発するための有益な補助になりうる。

【0024】

いくつかの実施形態によれば、複数の木材製品へ圧縮力を加えることに関連して、超音波エネルギーを供給する前述の例の組み合わせも使用できる。例えば、いくつかの実施形態では、複数の木材要素に圧縮力を加える前、および、複数の木材要素に圧縮力を加えるのと同時の両方において、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給できる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素への圧縮力の印加と同時、および、複数の木材要素への圧縮力の印加後の両方において、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給できる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素に圧縮力を加える前、および、複数の木材要素に圧縮力を加えた後の両方で、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給できる。いくつかの実施形態では、複数の木材要素に圧縮力を加える前、複数の木材要素に圧縮力を加えると同時、および、複数の木材要素に圧縮力を加えた後のそれぞれにおいて、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給できる。

【0025】

ここに記載される装置、システム、および方法のいくつかの実施形態は、超音波エネルギーを使用されない従来技術を使用して製造される複合木材製品よりも強い（例えば、より高い引張強度、より高い圧縮強度、より高いせん断強度のうちの１つ以上）複合木材製品を製造するために使用できる。ここに記載される装置、システム、および方法のいくつかの実装形態は、超音波エネルギーを使用しない従来技術を使用して製造される複合木材製品と比較して、耐久性を向上させた複合木材製品の製造に使用できる。ここに記載される装置、システム、および方法のいくつかの実装形態は、超音波エネルギーを使用しない従来技術を使用して製造される複合木材製品と比較して、耐湿性を向上させた複合木材製品を製造するために使用できる。 耐湿性の向上は、例えば、複合木材製品の劣化や腐敗を軽減または最小限に抑えるのに役立つ。ここに記載される装置、システム、および方法のいくつかの実装形態は、超音波エネルギーを使用しない従来技術を使用して製造される複合木材製品と比較して、耐熱性を向上させた複合木材製品を製造するために使用できる。ここに記載される装置、システム、および方法のいくつかの実装形態は、超音波エネルギーを使用しない従来技術を使用して製造される複合木材製品と比較して、硬度を高めた複合木材製品を製造するために使用できる。ここに記載される装置、システム、および方法のいくつかの実装形態は、超音波エネルギーを使用しない従来技術を使用して製造される複合木材製品の硬化速度および硬化時間と比較して、複合木材製品の製造における硬化速度を向上させる（例えば、促進またはスピードアップする）か、または、複合木材製品の硬化時間を短縮するために使用できる。ここに記載される装置、システム、および方法のいくつかの実装は、超音波エネルギーを使用しない従来技術を使用して製造される複合木材製品と比較して、昆虫または害虫に対する耐性を向上させた複合木材製品を製造するために使用できる。木材加工製品は、例えば、ハイブリッドポプラ、イエローポプラ、アスペン、ダグラスファー、西洋ツガ、サザンパイン、または、その他の適切な広葉樹もしくは針葉樹の種（これらに限定される訳ではないが）などの成長の早い木のような再生可能エネルギー源を使用して製造できるため、木材加工製品は、環境に優しく、鉄に代わる望ましい代替品となり得る。

【0026】

図１は、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための環境１００を例示するブロック図である。様々な実施形態において、複合木材製品の例は、限定される訳ではないが、桁、梁、根太、Ｌ型根太、垂木、ヘッダー、間柱、トラス、柱、リムボード、合板、パーティクルボード、ファイバーボード、配向性ストランドボード、フレークボード、ウエハボード、チップボード、ラミネート材、積層ベニヤ材、クロスラミネート材、パラレルストランド材、ラミネートストランド材、フィンガージョイントを含むことができる。

【0027】

環境１００は、木材要素準備領域１０２、充填材適用領域１０４、および、超音波エネルギー供給領域１０６を含む。木材要素準備領域１０２は、複数の木材要素に充填材を適用し、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給して複数の木材要素を接合して複合木材製品を形成するために、複数の木材要素を準備することに使用できる。いくつかの例では、木材要素準備領域１０２は、木材要素を製造するために使用でき、例えば、所望の木材要素を製造するために、木材、または、他の木もしくは植物ベースの構成要素を切断および加工できる。いくつかの例では、木材要素は、そのような処理の一次生成物を含むことができ、いくつかの例では、木材要素は、そのような処理の二次生成物または廃棄物を含むことができる。このような一次または二次木材要素は、限定される訳ではないが、例えば、木材シート、木製ベニヤ、木材ストリップ、木材ストランド、木材チップ、木材フレーク、木材スクラップ、おがくず、他の適切な木材、または、木材の粒子、要素、コンポーネントもしくは製品、または、その他の適切な植物ベースの粒子、要素、コンポーネントもしくは製品を含むことができる。

【0028】

いくつかの実施形態では、木材要素準備領域１０２、充填材適用領域１０４、および超音波エネルギー供給領域１０６のそれぞれは、１つの施設内に位置することができる。いくつかの実施形態では、木材要素準備領域１０２、充填材適用領域１０４、および、超音波エネルギー供給領域１０６のうちの１つ以上は、他の領域１０２、１０４、１０６のうちの１つ以上とは異なる施設内に位置してもよい。ほんの一例ではあるが、いくつかの実装形態において、木材要素準備領域１０２は、第１の施設中に位置し、充填材適用領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６は、第２の施設に位置することができる。

【0029】

木材要素準備領域１０２内では、所望の木材要素の種類に応じたいくつかのケースにおいて、様々なプロセスを実施できる。いくつかの例では、木材は、木材要素準備領域１０２において、木材の樹皮を剥がすことができる。例えば、皮剥き機械は、この段階において、木材から樹皮を剥ぎ取ることができる。いくつかの例では、樹皮を剥ぐ前に、木材準備領域１０２において、木材を適切な長さに切断することができる。いくつかの例では、樹皮を剥いだ後、樹皮を剥いだ木材は、木材準備領域１０２において適切な長さに切断できる。いくつかの例では、木材要素準備領域１０２内において木材の繊維を柔らかくするために、樹皮を剥がされた木材は、例えば、液体浴（例えば、水浴）に浸漬されるか、または、蒸気（例えば、水蒸気）で蒸されてもよい。いくつかの例では、樹皮を剥がされた木材は、液体浴に浸漬されず、また、蒸気処理を受けない。

【0030】

いくつかの例では、樹皮を剥がされた木材は、例えば、木工旋盤、いくつかの例では、さまざまな種類の鋸のような１以上の切断装置を使用して、シート、ベニヤ、ストリップ、ストランド、チップ、フレーク、もしくは、他の種類の木材要素に切断することができる。いくつかの例では、１以上の切断装置は、特定の実施形態に応じて、特定の長さに切断でき、特定の所望の角度に切断でき、１以上の溝を切ることができ、もしくは、他の特殊な切断を行うことができる。いくつかの例では、そのような切断により、いくつかの実施形態において使用できる木屑もしくはおがくずを生成できる。いくつかの例では、１以上の乾燥機を１以上の乾燥ステップに使用して、木材シート、ベニヤ、ストリップ、ストランド、チップ、フレーク、木屑、おがくず、または、他の種類の木材要素の含水量を低減でき、様々な実施形態において、１以上の乾燥ステップは、木材要素準備領域１０２における切断ステップの前または後に実施できる。

【0031】

再び図１を参照して、いくつかの例では、充填材適用領域１０４に木材要素を提供する前に、木材要素は、木材要素準備領域１０２内で互いに近接して配置されてもよい。これを実施できる多くの異なる方法があり、そのうちのいくつかは、（例えば、１以上の配置装置を使用する）１以上の自動プロセスを使用し、（例えば、１人以上の作業者の手作業による）１以上の手動プロセスを使用し、もしくは、１以上の自動プロセスと１以上の手動プロセスの組み合わせを使用し、木材要素を互いに近接して配置することを含む。

【0032】

図２は、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な製造プロセスの一部として、例示的なコンベア１２６上に載せられる、例示的なファネル１２４上または例示的なファネル１２４内の例示的な木材要素１２２の概念図１２０である。ファネル１２４およびコンベヤ１２６（または、コンベヤ１２６の一部）は、例えば、木材要素準備領域１０２のいくつかの実装形態に含まれてもよい。この例示的な実施例では、例示的な木材要素１２２は、木材シート１２８、木材ベニヤ１３０、木材ストリップ１３２、木材ストランド１３４、木材チップ１３６、木材フレーク１３８、木材スクラップ１４０、および、おがくず１４２を含む。いくつかの例では、他の適切な植物由来の粒子または植物由来の要素、コンポーネントまたは製品も同様に含めることができるが、簡潔にするために図２中には示されていない。例示のために、複数のタイプの木材要素１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８、１４０、１４２が図２のファネル１２４上に一緒に示されているが、いくつかの例では、単一タイプの木材要素だけ（例えば、木材シート１２８のみ、または、木材ストリップ１３２のみ、または、他の図示されている木材要素１３０、１３４、１３６、１３８、１４０、１４２のいずれかだけ）が所与の時間に処理でき、そのような例では、ファネル１２４は、一般に、その時点で処理されている特定の種類の木材要素のみを含むことができる。いくつかの例では、任意の２つの木材要素タイプ、もしくは、任意の３つ（またはそれ以上）の木材要素タイプなどの図示された木材要素タイプのサブセットを所定の時間に処理することができ、そのような例では、ファネル１２４は、一般に、これらの特定のタイプの木材要素を含むことができる。

【0033】

コンベヤ１２６は様々な形態をとることができる。いくつかの例では、コンベヤ１２６は、１つ以上のベルトを含むことができる。いくつかの例では、コンベヤ１２６は、１つ以上のローラ（例えば、一連のローラ）を含むことができる。いくつかの例では、コンベヤ１２６は、１つ以上のチェーンを含むことができる。これらのコンベヤの例を組み合わせることも可能です。いくつかの実施形態によれば、コンベア１２６は、一般的に、ファネル１２４からコンベア１２６上に載せられる木材要素を、充填材適用領域１０４に向かう方向１４４に輸送できる。図２は、木材要素をコンベヤ１２６上に載せるファネル１２４を示しているが、他の例では、ファネル１２４は使用されず、１つ以上の機械により木材要素をコンベヤ１２６上に載せてもよい。さらなる他の例では、木材要素は、例えば、作業者により手動でコンベアに載せられてもよい。

【0034】

いくつかの例では、コンベヤ１２６は、木材要素を特定の構成に配置または積み重ねる（あるいはその両方）ための配置機構または積み重ね機構を含んでもよい。いくつかの例では、コンベヤ１２６とは異なる１つ以上の機械または装置（簡潔にするために図２には示されていない）が、木材要素を特定の構成に配置または積み重ね（またはその両方）を実施してもよい。いくつかの例では、１人以上の作業者が手動で木材要素を特定の構成に配置または積み重ね（あるいはその両方）を実施してもよい。いくつかの例では、コンベヤは、充填材適用領域１０４、あるいは、超音波エネルギー供給領域１０６への木材要素の輸送に使用されなくてもよいし、例えば、領域１０４もしくは領域１０６内の木材要素の輸送に使用されなくてもよい。

【0035】

以下の例では、簡単のため、単一タイプの木材要素が充填材適用領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６で使用されるものとする。他の例では、複合木材製品を製造するために、２種類以上（例えば、２、３、４、５種類以上）の木材要素を充填材適用領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６において使用できる。

【0036】

図３Ａは、複数の木材要素への充填材の適用例を示す図１５０である。複数の木材要素１５２は、コンベヤ１５４上に配置されており、コンベヤ１５４の動きに基づいて方向１５６に移動する。この例では、図示された木材要素１５２は、木材チップであるが、他の例では、木材要素は、代わりに、木材シート、木製ベニヤ、木材ストリップ、木材ストランド、木材フレーク、木材スクラップ、おがくず、他の適切な木材または木材粒子、要素、コンポーネントもしくは製品、または、他の適切な植物ベースの粒子、要素、コンポーネント、製品、あるいは、それらの組み合わせであってもよい。いくつかの例では、コンベヤ１５４は、図２のコンベヤ１２６に対応してもよいし、他の例では、コンベヤ１５４は、図２のコンベヤ１２６とは異なるコンベヤであってもよい。

【0037】

この例では、例示的なアプリケータ１５８はコンベヤ１５４の上に配置され、木材要素１５２がアプリケータ１５８の下を通過するときに、充填材１６０を木材要素１５２上に適用することができる。図３Ａに示されるように、アプリケータ１５８はスプレーノズルであり、充填材料１６０を木材要素１５２上に噴霧することができる。この例では、アプリケータ１５８は木材要素１５２と物理的に接触しなくてもよい。いくつかの例では、充填材料１６０は接着剤を含む。いくつかの実施形態では、充填材１６０は接着剤を含まない。いくつかの実施形態では、充填材１６０はプラスチックを含み、いくつかの実施形態では、充填材１６０はプラスチックを含まない。いくつかの実施形態では、充填材１６０は金属を含み、他の実施形態では、充填材１６０は金属を含まない。ここで上述したように、充填材料１６０として、そのような材料の組み合わせも可能である。

【0038】

図３Ａに示されるように、アプリケータ１５８の下を通過していない木材要素１６２は、木材要素１６２に適用される充填材１６０を全体的に有していないが、アプリケータ１５８の下を通過した木材要素１６４は、木材要素１６４に適用される充填材１６０を全体的に有している。図１を再び参照すると、図３に示す充填材の適用は、例えば、充填材適用領域１０４において実施されてもよい。図１５０では、４つのスプレーノズルアプリケータが示されているが、他の例では、代わりに、１つ、２つ、３つ、または５つ以上のアプリケータ１５８を使用して、複数の木材要素１５２に充填材１６０を適用してもよい。アプリケータ１５８には、例えば、充填材供給ライン１６６により充填材１６０が供給されてもよい。充填材料１６０が接着剤を含む例では、アプリケータ１５８は、例えば、個別もしくは全体的に、接着剤アプリケータとみなしてもよい。

【0039】

図３Ｂは、複数の木材要素への充填材料の別の適用例を示す図１８０である。複数の木材要素１８２は、コンベヤ１８４上に配置されており、コンベヤ１８４の動きに基づいて方向１８６に移動する。この例では、図示された木材要素１８２は木材ストリップであるが、他の例では、木材要素は、代わりに、木材シート、木材ベニヤ、木材チップ、木材ストランド、木材フレーク、木材スクラップ、おがくず、他の適切な木材または木材粒子、要素、コンポーネント、製品、または、他の適切な植物ベースの粒子、要素、コンポーネント、製品、あるいは、それらの組み合わせであってもよい。いくつかの例では、コンベヤ１８４は、図２のコンベヤ１２６に対応し、他の例では、コンベヤ１８４は、図２のコンベヤ１２６とは異なるコンベヤであってもよい。

【0040】

この例では、例示的なアプリケータ１８８はコンベヤ１８４の上に配置され、木材要素１８２がアプリケータ１８８の下を通過するときに、充填材１９０をアプリケータ１８８から木材要素１８２上に適用することができる。図３Ｂの例では、アプリケータ１８８はローラー要素であり、軸の周りに回転し、充填材を木材要素１８２上に付与することができる。この例では、アプリケータ１８８は、木材要素１８２に物理的に接触してもよい。いくつかの例では、充填材１９０は接着剤を含む。いくつかの実施形態では、充填材１９０は接着剤を含まない。いくつかの実施形態では、充填材１９０はプラスチックを含み、いくつかの実施形態では、充填材１９０はプラスチックを含まない。いくつかの実施形態では、充填材１９０は金属を含み、他の実施形態では、充填材１９０は金属を含まない。ここで上述したように、充填材料１９０として、このような材料の組み合わせも可能である。図３Ｂに示されるように、アプリケータ１８８の下を通過していない木材要素１９２には、全体的に、木材要素１９２に適用される充填材１９０を有していないが、アプリケータ１８８の下を通過した木材要素１９４には、全体的に、木材要素１９４に適用される充填材１９０を有している。再び図１を参照して、図３Ｂに示される充填材の適用は、例えば、充填材適用領域１０４で実施してもよい。図１８０には、単一のアプリケータ１８８が図示されているが、他の例では、代替的に、２つ以上のアプリケータ（例えば、２つ以上のより小さいローラー）を、複数の木材要素１８２への充填材１９０の適用に使用できる。例えば、充填材供給ライン１９６により充填材１９０をアプリケータ１８８に供給してもよい。充填材料１９０が接着剤を含む例では、アプリケータ１８８は、例えば、接着剤アプリケータとみなされてもよい。

【0041】

図３Ｃは、複数の木材要素への充填材のさらなる別の適用例を示す図２００である。複数の木材要素２０２は、コンベヤ２０４上に配置され、コンベヤ２０４の動きに基づいて方向２０６に移動する。この例では、図示された木材要素２０２は木材ベニヤであるが、他の例では、木材要素は、代わりに、木材シート、木材ストリップ、木材ストランド、木材チップ、木材フレーク、木材スクラップ、おがくず、他の適切な木材または木材粒子、要素、コンポーネント、製品、もしくは、他の適切な植物ベースの粒子、要素、コンポーネント、製品、あるいは、それらの組み合わせであってもよい。いくつかの例では、コンベヤ２０４は、図２のコンベヤ１２６に対応し、他の例では、コンベヤ２０４は、図２のコンベヤ１２６とは異なるコンベヤであってもよい。

【0042】

この例では、例示的なアプリケータ２０８は、コンベヤ２０４の上に配置されており、木材要素２０２がアプリケータ２０８の下を通過するときに、アプリケータ２０８から木材要素２０２上に充填材料２１０を適用することができる。図３Ｃの例では、アプリケータ２０８は、木材要素２０２上に充填材２１０を塗布できる１つ以上のブラシ要素である。この例では、アプリケータ２０８は、木材要素２０２と物理的に接触してもよい。いくつかの例では、充填材２１０は接着剤を含む。いくつかの実施形態では、充填材２１０は接着剤を含まない。いくつかの実施形態では、充填材２１０はプラスチックを含み、いくつかの実施形態では、充填材２１０はプラスチックを含まない。いくつかの実施形態では、充填材２１０は金属を含み、他の実施形態では、充填材２１０は金属を含まない。ここで上述したように、このような材料の組み合わせも、充填材２１０として可能である。図３Ｃに示されるように、アプリケータ２０８の下を通過していない木材要素２１２は、全体的に、木材要素２１４に塗布される充填材２１０をまだ有していないが、アプリケータ２０８の下を通過した木材要素２１４は、木材要素２１４に塗布される充填材２１０を有している。再び図１を参照して、図３Ｃに示される充填材の適用は、例えば、充填材塗布領域１０４において実施できる。図２００は、単一のアプリケータ２０８を示しているが、他の例では、複数の木材要素２０２に充填材２１０を塗布するために、２つ以上のアプリケータ（例えば、２つ以上の小さなブラシ）を代わりに使用してもよい。アプリケータ２０８には、例えば、充填材供給ライン２１６により、充填材２１０が供給されてもよい。充填材２１０が接着剤を含む例では、アプリケータ２０８は、例えば、接着剤アプリケータとみなされてもよい。

【0043】

様々な実施形態によれば、様々な例の接着剤が充填材１６０、１９０、２１０として使用できる。充填材として使用できる接着剤の例としては、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリウレタン樹脂、およびポリマーメチレンジフェニルジイソシアネート樹脂が挙げられるが、これらに限定される訳ではない。いくつかの例では、ウレタン接着剤またはアクリルウレタン接着剤を使用できる。いくつかの例では、水系接着剤を使用することができる。

【0044】

図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃの例における充填材１６０、１９０、２１０の適用に続いて、いくつかの例では、複数の木材要素１６４、１９４、２１４を互いに近接して配置できる。 いくつかの例では、木材要素は、互いに近接して垂直方向に配置または積み重ねられ得る。例えば、２つ以上の木材ストリップ１９４を垂直に積み重ねることができる。別の例として、２つ以上の木材ベニヤ２１４を垂直に積み重ねることができる。いくつかの例では、木材要素は、水平方向または横方向に互いに近接して配置し、または、積み重ねてもよい。いくつかの木材要素を互いに近接して垂直方向に配置または積み重ね、いくつかの木材要素を互いに近接して水平方向または横方向に配置または積み重ねるような、追加の配置も可能である。

【0045】

いくつかの例では、相互に近接する木材要素の配置は、一般に、構造的または系統的（例えば、２つ、３つ、４つ、５つまたはそれ以上の木材要素を垂直方向、または、垂直に積み重ねる）であってよい。いくつかの例では、相互に近接した木材要素の配置は、複数の木材要素（例えば、木材チップ、木材フレーク、木材スクラップ、おがくずなど）をランダムまたは可変的に配置するなど、一般的にあまり構造化されていなくてもよい。例えば、木材チップ１６４は、全体的に、相互に近接してランダムにまたは可変的に配置されてもよい。

【0046】

複数の木材要素を互いに近接して配置することは、１以上の自動プロセス（例えば、木材要素を配置するようにプログラムされた１つ以上の機械）により、１以上の手動プロセス（例えば、木材要素の配置を手動で実施する１以上の作業者）により、もしくは、１以上の自動プロセスと１以上の手動プロセスの組み合わせにより実施されてもよい。いくつかの例では、複数の木材要素は、「マット」内に並ぶこと、または、横になることにより互いに近接して配置されてもよい。

【0047】

図４は、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために、複数の例示的な木材要素２３４に超音波エネルギーを供給する例示的な超音波トランスデューサ２３２の概念図２３０である。図４に示される複数の例示的な木材要素２３４への超音波エネルギーの供給は、例えば、図１の超音波エネルギー供給領域１０６で実施できる。再び図４を参照すると、例示的な超音波トランスデューサ２３２は汎用の形状を有しており、ここで議論される超音波トランスデューサの形状またはトポロジーのいずれかを表現できる。一般に、超音波トランスデューサ２３２は、複数の木材要素２３４を接合して複合木材製品にするために使用できる超音波エネルギーを生成できる。例えば、超音波トランスデューサ２３２は、超音波エネルギーを複数の木材要素２３４に供給できる超音波２３６を生成してもよい。ここで使用されるとき、「超音波トランスデューサ」という用語は、超音波エネルギーを発生することができる装置を指すものと理解され、超音波トランスデューサから超音波または超音波の波の形態で、超音波エネルギーを放射できる。ここで使用されるとき、「超音波トランスデューサ」という用語は、装置が超音波（例えば、装置に反射して戻ってくる超音波）を受けることができる受信機を含むことを必ずしも意味する訳ではなく、超音波を測定できることを必ずしも意味する訳ではない。ここで議論されるデバイス、システム、および方法のいくつかの実装形態では、超音波トランスデューサは、超音波を受信し、いくつかの実装形態では、超音波を測定できる受信機を含むことができるが、ここで議論される特定の例において、そのような受信機または受信機能は、一般に、ここに示される例に関して説明される超音波トランスデューサには含まれない。

【0048】

図４のこの例では、複数の木材要素２３４は、相互に近接して配置された４つの木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃおよび２３８ｄを含む。この例では、木材要素は一般に互いの上に積み重ねられ、第１の木材要素２３８ａは表面２４０上に一般に配置され、第２の木材要素２３８ｂは一般に第１の木材要素２３８ａの上に配置され、第３の木材要素２３８ｃは一般に第２の木材要素２３８ｂの上に配置され、第４の木材要素２３８ｄは一般に第３の木材要素２３８ｃの上に配置される。

【0049】

いくつかの例では、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上は、図３Ｂの木材要素１９４または１９２のうちの１つ以上に対応してもよい。例えば、その要素のうちの１つ以上は、表面または表面の一部、あるいは、複数の表面上に適用された充填材を含んでもよい。例えば、充填材は、第１の木材要素２３８ａの上面２４２に配置されてもよい。充填材は、第２の木材要素２３８ｂの上面２４４に配置されてもよい。また、充填材は、第３の木材要素２３８ｃの上面２４６上に配置されてもよい。また、例えば、木材要素２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄの底面に充填材を配置してもよい。いくつかの例では、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上は、図３Ｂの木材要素１９４に対応してもよく（例えば、その要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃは、それぞれ上面２４２、２４４、２４６上に配置された充填材を有してもよい）、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上は、図３Ｂに示される木材要素１９４に対応しなくてもよい（例えば、要素２３８ｄは、その要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄを互いに近接して配置する前に、要素２３８ｄの表面に配置される充填材を有しなくてもよい）。いくつかの例では、充填材は、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄの表面のいずれにも配置されなくてもよい。この例では、充填材２４８は、表面２４２、２４４、および２４６上に配置されるものとする。

【0050】

この例における複数の木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄは、複数の木材ストランドに対応できる。 他の例では、複数の木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄは、複数の木材シート、複数の木材ベニヤ、複数の木材ストリップ、複数の木材チップ、複数の木材フレーク、複数の木材スクラップ、おがくず、前述のものの任意の組み合わせ、または、他の適切な木材もしくは木材粒子、要素、コンポーネントもしくは製品、あるいは、他の適切な植物由来の粒子、要素、コンポーネントもしくは製品に対応してもよい。

【0051】

いくつかの例では、超音波２３６によって伝達される超音波エネルギーは、１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する。いくつかの例では、超音波２３６によって伝達される超音波エネルギーは、１５ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する。いくつかの例では、超音波２３６によって伝達される超音波エネルギーは、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの周波数範囲内の周波数を有する。一般に、超音波トランスデューサ２３２は、複数の木材要素２３４に低周波超音波エネルギーを供給することができる。

【0052】

いくつかの例では、超音波２３６は、連続波として供給されてもよいし、いくつかの例では、超音波２３６はパルス波として供給されてもよい。いくつかの例では、トランスデューサ２３２は、周期的な超音波を供給することができ、超音波は様々な波形のうちの１以上を含むことができる。例えば、様々な実施形態において、波形は、正弦波形、長方形波形、方形波形、台形波形、三角波形、鋸歯状波形、もしくは、他の適切な波形形状、あるいは、それらの適切な組み合わせのうちの１つ以上を含み得る。トランスデューサ２３２は、例えば、超音波の縦波、超音波の放射波、および、超音波の横波のうちの１以上を含むことができる超音波２３６を生成してもよく、超音波２３６は、複数の木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄ、充填材料２４８、または、複数の木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄおよび充填材料２４８の両方に超音波エネルギーを供給することができる。明確にするために、図４に示される超音波２３６は、超音波トランスデューサ２３２から複数の木材要素２３４の上に放射されるように示されているが、超音波２３６は、１以上（例えば、２、３、もしくは、全て）の木材要素２３８ｄ、２３８ｃ、２３８ｂおよび２３８ａに照射され、吸収され、または、通過してもよい。

【0053】

いくつかの例では、伝達された超音波エネルギーは、複数の木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上に機械的刺激を与えることができる。例えば、超音波２３６が木材要素を通過して伝わるか、または、木材要素によって吸収されると、超音波２３６は、木材要素内の分子を振動させることができる。木材要素（例えば、要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄ）内の分子レベルでの振動は、振動する分子間に摩擦を生じさせ、木材要素内で熱を発生させるであろう。さらに、いくつかの例では、超音波２３６が木材要素を通過するか、木材要素によって吸収されると、超音波２３６は、木材要素内に小さなまたは微小な圧力差を生じさせることができる。このような圧力差は、木材要素内にキャビテーションを発生させることができ、ガスまたは蒸気が、その圧力差により、木材要素内の高圧領域から木の要素内の低圧領域に向かって押し込まれるか、または、押されると、ミクロレベルのガスまたは蒸気の泡が木材要素内に生成されるだろう。これらの形態のうちの１つ以上において、超音波エネルギーは、例えば、木材または他の植物製品の接合に機械的刺激を提供できる。この機械的刺激は、例えば、超音波トランスデューサ２３２が木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄまたは充填材料２４８に物理的に接触していなくても提供されるだろう。いくつかの例では、超音波トランスデューサ２３２、または、そのトランスデューサの一部は、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上、充填材２４８、もしくは、充填材２４８および木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上の両方に物理的に接触し、前述の機械的刺激が提供されてもよい。

【0054】

超音波エネルギーは、さらに、複数の木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上にマクロレベルでの機械的刺激を与えることができる。例えば、超音波２３６によって提供される機械的刺激は、例えば、１つ以上の木材要素を移動または振動させ、そのような動きまたは振動は、木材要素間に摩擦を生じさせるであろう。例えば、木材要素のうちの１つの表面は、別の木材要素の１つ以上の表面と接触して移動、摩擦、または、振動するときに抵抗を受けるであろう。これらの方法のうちの１以上において、超音波エネルギーは、例えば、木材または他の植物製品の接合における機械的刺激を提供することができる。この機械的刺激は、例えば、超音波トランスデューサ２３２が木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄまたは充填材２４８に物理的に接触していなくても提供されるであろう。いくつかの例では、超音波トランスデューサ２３２、または、そのトランスデューサの一部は、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上、充填材２４８、または、充填材２４８と木材要素２３８ａ２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上の両方に物理的に接触していてもよく、前述の機械的刺激が提供されるであろう。

【0055】

いくつかの例では、超音波２３６は、充填材２４８に機械的刺激を与えることができる。例えば、超音波２３６が充填材２４８を通過するか、充填材２４８によって吸収されると、超音波２３６は、充填材２４８の内部の分子を振動させるであろう。充填材２４８内の分子レベルでの振動は、振動する分子間に摩擦を生じさせ、充填材２４８内に熱を発生させることができる。さらに、いくつかの例では、超音波２３６が充填材２４８を通過するか、充填材２４８によって吸収されると、超音波は、充填材２４８内に小さなまたは微小な圧力差を生じさせるであろう。そのような圧力差は、充填材２４８内にキャビテーションを発生させ、その圧力差によりガスまたは蒸気が充填材２４８内の高圧領域から充填材２４８内の低圧領域に押し込まれるか、または、押されると、充填材２４８内にミクロレベルのガスまたは蒸気の泡が生成されるであろう。これらの方法のうちの１つ以上において、超音波エネルギーは、例えば、木材または他の植物製品の接合における機械的刺激を提供できる。この機械的刺激は、例えば、超音波トランスデューサ２３２が木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄまたは充填材料２４８に物理的に接触していなくても提供できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ２３２、または、そのトランスデューサの一部は、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上、充填材２４８、または、充填材２４８と木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上の両方に物理的に接触してもよく、前述の機械的刺激が提供されるであろう。

【0056】

いくつかの例では、超音波エネルギーは、さらにマクロレベルで充填材２４８に機械的刺激を提供できる。例えば、ほんの数例を挙げると、超音波２３６によって提供される機械的刺激は、充填材２４８を撹拌し、充填材２４８を移動、振動、拡散、拡張、流動、または、浸透させることができる。これらの方法のうちの１以上において、超音波エネルギーは、例えば、木材または他の植物製品の接合における機械的刺激を提供できる。この機械的刺激は、例えば、超音波トランスデューサ２３２が木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄまたは充填材料２４８に物理的に接触していなくても提供されるであろう。いくつかの例では、超音波トランスデューサ２３２、または、そのトランスデューサの一部は、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上、充填材２３８、もしくは、充填材２３８と木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上の両方に物理的に接触していてもよく、前述の機械的刺激が提供されるであろう。

【0057】

いくつかの例では、超音波エネルギーは、充填材２４８の拡散を刺激し、充填材２４８を木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上に浸透させ、または、木材要素の１つ以上にさらに深く浸透させることができる。いくつかの実施形態では、超音波エネルギーは、充填材２４８の拡散を刺激し、例えば、充填材を１つ以上の木材要素にわたってより広範囲に広げ、覆い、または、接触させることができる。これらの方法のうちの１以上において、超音波エネルギーは、木材または他の植物製品の接合における拡散刺激を提供できる。この拡散刺激は、例えば、超音波トランスデューサ２３２が木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄまたは充填材料２４８に物理的に接触していなくても提供できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ２３２、または、そのトランスデューサの一部は、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上、充填材２４８、または、充填材２４８と木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上の両方に物理的に接触していてもよく、前述の拡散刺激が提供されるであろう。

【0058】

いくつかの実施形態によれば、いくつかの例において、超音波エネルギーは、複数の木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上、充填材２４８、または、複数の木材要素および充填材に熱刺激を提供することもできる。この熱刺激は、例えば、機械的刺激または上述の刺激により生成されるいかなる熱にも付加されるものであろう。いくつかの実施形態では、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上の温度は、木材要素が超音波エネルギーまたは超音波エネルギーの一部を吸収するにつれて上昇するであろう。同様に、充填材２４８の温度は、充填材２４８が超音波エネルギーまたは超音波エネルギーの一部を吸収するにつれて上昇するであろう。いくつかの例では、充填材、木材要素、または、充填材と１つ以上の木材要素の両方の温度の上昇は、充填材２４８のより良好な拡散を刺激し、充填材のより深い浸透を刺激するであろうし、（例えば、充填材が液体であるか、または、流動できる実施形態において）、充填材２４８のよい流れを刺激することにより、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上への充填材２４８のより深い注入を刺激できる。これらの方法の１以上において、超音波エネルギーは、木材または他の植物製品の接合における熱刺激を与えるであろう。この熱刺激は、例えば、超音波トランスデューサ２３２が木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄまたは充填材料２４８に物理的に接触していなくても提供できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ２３２、または、そのトランスデューサの一部は、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上、充填材２４８、または、充填材２４８と木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上の両方に物理的に接触していてもよく、前述の熱刺激が提供されるであろう。

【0059】

いくつかの例では、超音波エネルギーの印加により木材要素間（例えば、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのいずれかの間）、または、充填材２４８と１つ以上の木材要素との間に生じる摩擦は、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上の隙間、細孔、間隙、空間、空隙、または、空洞に充填材２４８を押し込むか、または、前進させることができる。いくつかの実施形態では、その摩擦は、充填材２４８の微粒子化（例えば、充填材２４８をより小さい、もしくは、より微細な粒子に分離させる）を刺激することができ、いくつかの例では、１以上の木材要素の隙間、細孔、間隙、空間、空隙、または、空洞に、充填材２４８が押し込まれるか、もしくは、前進することを刺激できる。いくつかの例では、その摩擦によりさらに熱が発生することがあり、例えば、充填材２４８を加熱し、充填材２４８のよい流れを刺激することにより、（例えば、充填材が液体であるか、流動可能な実装形態において）、充填材２４８による１つ以上の木材要素へのより深い浸透も刺激されるであろう。これらの方法のうちの１以上において、超音波エネルギーは、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１以上の間、または、充填材２４８と木材要素との間の摩擦を生成でき、木材やその他の植物製品の接合における刺激を提供できる。この刺激は、例えば、超音波トランスデューサ２３２が木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄまたは充填材料２４８に物理的に接触していなくても提供できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ２３２、または、そのトランスデューサの一部は、木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上、充填材２４８、または、充填材２４８と木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのうちの１つ以上の両方に物理的に接触していてもよく、前述の刺激が提供されるであろう。

【0060】

図４は、複数の木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのほぼ上の位置から超音波２３６を供給する超音波トランスデューサ２３２を示しているが、他の例では、超音波トランスデューサ２３２は、複数の木材要素のほぼ横（例えば、ほぼ左または右）、前方（例えば、木材要素が接近するときの前）または、後ろの位置から、もしくは、複数の木材要素２３８ａ、２３８ｂ、２３８ｃ、２３８ｄのほぼ下の位置から、超音波２３６を提供できる。いくつかの例では、複数の木材要素に同時にまたは異なる時点で超音波を供給することができる２つ以上（例えば、２、３、４、５、６、または、それ以上）の超音波トランスデューサ２３２があってもよい。例えば、いくつかの実装形態は、複数の木材要素のほぼ上の位置から複数の木材要素に同時に超音波を供給することができる２つ以上の超音波トランスデューサ２３２を含んでもよい。別の例として、いくつかの実装形態は、複数の木材要素のほぼ側方、前方、後方、または、下方の位置から複数の木材要素に超音波を同時に供給できる２つ以上の超音波トランスデューサ２３２を含んでもよい。さらなる別の例として、いくつかの実装形態は、複数の木材要素のほぼ上の１つ以上の位置から複数の木材要素に超音波を同時に供給することができる１つ以上（例えば、１、２、３以上）の超音波トランスデューサ２３２を含むことができ、複数の木材要素のほぼ側方、前方、後方もしくは下方の１つ以上の位置から複数の木材要素に同時に超音波を供給できる１つ以上（例えば、１、２、３以上）の超音波トランスデューサ２３２を含んでもよい。当業者には明らかなように、他の組み合わせも可能である。

【0061】

図５は、図４の例示的な超音波トランスデューサ２３２の概念図２６０である。例示的な超音波トランスデューサ２３２は、例示的なハウジング２６２を含む。ハウジング２６２内には、１つ以上の例示的な超音波エネルギー発生要素２６４が配置され、例えば、例示的な接地電極２６６と例示的な正電極２６８との間に配置できる。いくつかの例では、１つ以上の超音波エネルギー発生要素２６４は、１つ以上の圧電トランスデューサである。例えば、１つ以上の圧電結晶または圧電素子などの圧電トランスデューサは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する材料の圧電特性を利用できる。いくつかの例では、圧電結晶または圧電素子は、圧電セラミック材料を含むことができる。いくつかの例では、１つ以上の超音波エネルギー発生要素２６４は、１つ以上の磁歪トランスデューサである。例えば、１以上の磁歪材料の周囲に配置された１つ以上のワイヤコイルなどの磁歪トランスデューサは、磁歪材料の磁歪特性と、ワイヤおよび磁歪材料によって提供できる磁場と、に基づく機械エネルギーを生成できる。磁歪材料の例としては、ニッケル、鉄、コバルトなどがある。

【0062】

正電極２６８は、電気アース２７２に対して生きた電気信号を伝えることができる導電体２７０により通電することができ、接地電極２６６は、電気的接地２７２に電気的に結合できる。いくつかの例では、ハウジング２６２も電気的接地２７２に電気的に結合できる。いくつかの例では、導電体２７０および電気的接地２７２のそれぞれは、電力ケーブル２７４によりトランスデューサ２３２に提供されるであろう。

【0063】

正電極２６８に供給される生の電気信号は、正電極２６８と接地電極２６６との間に流れる電流を生じさせるであろう。正電極２６８と接地電極２６６との間に電流が流れると、上述したように、１以上の超音波エネルギー発生要素２６４がその電流により励起され、超音波を発生させることができる。

【0064】

トランスデューサ２３２は、ソノトロードとも呼ばれる例示的なホーン２７６を含み、複数の木材要素などの超音波の目標に超音波を向かわせることができる。いくつかの例では、１以上の例示的な整合層２７８が接地電極２６６とハウジング２６２に画された開口部２８０との間に含まれてもよい。１以上の整合層２７８は、ホーン２７６およびターゲットへの超音波エネルギーのより良好なエネルギー伝達を得るための導電性を有する材料を含むことができる。１以上の整合層２７８を含む実施形態に対し、１以上の整合層２７８に使用できる例示的な材料として、エポキシ、ポリウレタン、ポリスチレンなどを挙げることができる。１つ以上の超音波エネルギー発生要素２６４からみて正電極２６８の反対側に位置する１以上の例示的な裏打ち層２８２は、ハウジング２６２の開口部２８０から離れる方向に超音波が伝播することを防止することができる。さらに、例示的な音響絶縁層２８４は、一般に、ハウジング２６２の内面と１以上の裏打ち層２８２との間に配置され、ホーン２７６を介する開口部２８０以外において、トランスデューサ２３２からの超音波の漏れを防止または制限する音響絶縁を提供できる。

【0065】

一般に、超音波トランスデューサ２３２およびホーン２７６は、実施形態に応じて、多くの異なる形状およびトポロジーを有することができる。例えば、いくつかの超音波トランスデューサは、トランスデューサにより生成された超音波が１つ以上の位置もしくは方向から１以上の目標に影響を与えることができるように、トランスデューサのハウジングに２以上（例えば、２、３、または、４以上）の開口２８０を含むことができる。いくつかの超音波トランスデューサは、例えば、２組以上の超音波エネルギー発生素子（例えば、圧電素子、磁歪素子、または、これらの組み合わせ）と、２組以上の正電極および接地電極を有することができる。

【0066】

図６Ａ～６Ｈは、超音波トランスデューサの様々な実装形態の図であり、様々なホーン構成を含む。図６Ａは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なシンバル形状のホーン３０４を含む、例示的な超音波トランスデューサ３０２の概念図３００である。前述のトランスデューサと同様に、超音波トランスデューサ３０２は、ホーン３０４を介して目標３０８（例えば、複数の木材要素）に向けられる超音波３０６を生成できる。いくつかの例では、シンバル形状のホーン３０４は、一般的な打楽器と同じ形状であってもよい。いくつかの例では、図６Ａに示すように、短い円筒のような形状であってもよい。ホーン３０４では、ホーン３０４のほぼ中心付近に開口３１０が画され、超音波３０６は、開口３１０から放射されるであろう。シンバル形状のホーン３０４は、例えば、音響導波路として機能することができる。

【0067】

図６Ｂは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なランジュバンホーン３２４を含む、例示的な超音波トランスデューサ３２２の概念図３２０である。超音波トランスデューサ３２２は、ホーン３２４を介して目標３２８（例えば、複数の木材要素）に向けられる超音波３２６を生成できる。ランジュバンホーン３２４は、超音波３２６が放射される開口部３３０を画することができる。ランジュバンホーン３２４は、例えば、音響導波路として機能することができる。

【0068】

図６Ｃは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なリング形状のホーン３４４を含む、例示的な超音波トランスデューサ３４２の概念図３４０である。リング形状のホーン３４４は、ホーン内に画された複数の開口部３４６を有する。超音波トランスデューサ３４２は、リング形状のホーン３４４に画される複数の開口部３４６から放射され、ホーン３４４を介して目標３５０（例えば、複数の木材要素）に向けられる超音波３４８を生成することができる。リング状ホーン３４４は、例えば、音響導波路として機能することができる。いくつかの例では、複数の開口３４６は、リング状ホーン３４４がほぼ目標上に位置する実装形態において、例えば、リング状ホーン３４４の下側に画されてもよい。いくつかの例では、複数の開口３４６は、リング状ホーン３４４がほぼ目標の下に位置する実装形態において、例えば、リング状ホーン３４４の上面に画されてもよい。いくつかの例では、複数の開口部３４６は、目標または目標の一部がリング状ホーン３４４により画される空間の内部に位置する実装形態において、例えば、リング状ホーン３４４の内向きの表面上に画されてもよい。いくつかの例では、前述の可能なリング位置の組み合わせにより、開口部３４６を画してもよい。

【0069】

図６Ｄは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なピラミッド形状のホーン３６４を含む、例示的な超音波トランスデューサ３６２の概念図３６０である。超音波トランスデューサ３６２は、ホーン３６４を介して目標３６８（例えば、複数の木材要素）に向けられる超音波３６６を生成できる。図６Ｄに示される例では、ピラミッド形状のホーン３６４は４つの辺を有し、ピラミッド形状の底面は正方形または長方形の形状を有する。様々な例において、ピラミッド形状のホーンは、任意の適切な数（例えば、３、４、５、または、６以上）の側面を有してもよい。ホーン３６４では、ホーン３６４のほぼ中心付近に開口３７０が画され、開口３７０から超音波３６６を放射することができる。ピラミッド形状のホーン３６４は、例えば、音響導波管として機能することができる。

【0070】

図６Ｅは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的な球形のホーン３８４を含む例示的な超音波トランスデューサ３８２の概念図３８０である。超音波トランスデューサ３８２は、球形ホーン３８４から放射され、ホーン３８４を介して目標３８８（例えば、複数の木材要素）に向けられる超音波３８６を生成できる。球形ホーン３８４は、任意の適切な直径を有するであろう。球形ホーン３８４は、例えば、音響導波路として機能することができる。

【0071】

図６Ｆは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的なドーム形状のホーン４０４を含む例示的な超音波トランスデューサ４０２の概念図４００である。超音波トランスデューサ４０２は、ホーン４０４を介して目標４０８（例えば、複数の木材要素）に向けられる超音波４０６を生成できる。ホーン４０４では、ホーン４０４のほぼ中心付近に開口部４１０が画され、超音波４０６は、開口部４１０から放射されるだろう。ドーム形状ホーン４０４は、例えば、音響導波路として機能することができる。簡潔にするために図６には示されていないが、いくつかの例では、ドーム形状ホーン４０４は、図６Ｆの超音波トランスデューサ４０２に対して記載された向きに対して反転されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ホーンは、受け皿またはカップのような形状であってもよい。

【0072】

図６Ｇは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的な楔形状のホーン４２４を含む例示的な超音波トランスデューサ４２２の概念図４２０である。超音波トランスデューサ４２２は、ホーン４２４を介して目標４２８（例えば、複数の木材要素）に向けられる超音波４２６を生成することができる。図６Ｇに示されるように、くさび形状のホーン４２４は４つの側面を含み、くさびの基部は、長方形の形状を有する。様々な例において、楔形状のホーンは、任意の適切な数（例えば、３、４、５、または６以上）の側面を有してもよい。ホーン４２４には、スロット形状の開口部４３０が画され、超音波４２６は、開口部４３０から放射されるであろう。例えば、くさび形状のホーン４２４は音響導波路として機能できる。

【0073】

図６Ｈは、一般に図６Ｈの管または円筒の形状を有する例示的なホーン４４４を含み、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用することができる例示的な超音波トランスデューサ４４２の概念図４４０であり、ホーン４４４は、例示的なチャンバ４４６を含む。様々な例において、チャンバ４４６には、例えば、様々な要素または材料をチャンバ４４６に導入した後、ホーン４４４内で超音波処理できるホーン４４４内の空間を画することができる。チャンバ４４６は、例えば、要素または材料をチャンバ４４６内に供給するために使用できる任意の適切な数の入力チャネルを有してもよい。チャンバ４４６は、２つの入力チャネル、例示的な第１の入力チャネル４４８（図６Ｈ中に「入力Ａ」と示される）、および、例示的な第２の入力チャネル４５０（図６Ｈにおいて「入力Ｂ」と示される）を含む。他の例では、チャンバ４４６は、１つ、３つ、４つ、または、それ以上の入力チャネルを含んでもよい。入力チャネルを介してチャンバ４４６に導入できる要素または材料の例は、ほんの数例を挙げると、１以上の種類の木材要素、１以上の種類の充填材（例えば、ここで論じられる任意の種類の充填材）、または、それらの組み合わせを含むことができる。

【0074】

いくつかの例では、複数の木材要素４５２（例えば、おがくず、木材フレーク、木材チップ、木材スクラップなど）は、例えば、第１の入力チャネル４４８を介して、チャンバ４４６に投入でき、充填材４５４は、第２の入力チャネル４５０を介して、チャンバ４４６に投入できる。複数の木材要素４５２および充填材４５４は、チャンバ４４６内で超音波４５６に晒されてもよく、超音波４５６は、超音波トランスデューサ４４２により生成される。いくつかの例では、チャンバ４４６内の複数の木材要素４５２に充填材４５４を付着させ、または、コーティングすることができ、チャンバ４４６内の超音波４５６は、チャンバ４４６内の複数の木材要素４５２および充填材料４５４に機械的刺激および熱的刺激のうちの１以上を提供することができ、超音波が有する有益な影響に関して上述したように、例えば、木材要素４５２上および木材要素４５２中への充填材料４５４の拡散を刺激することもできる。

【0075】

木材要素４５２および充填材４５４は、ホーン４４４から押し出され、目標４５８（例えば、複数の木材要素）に向けられるであろう。超音波トランスデューサ４４２によって生成される超音波４６０は、ホーン４４４を介して目標４５８に向けられる。ホーン４４４は、例えば、音響導波路として機能できる。

【0076】

図６Ｈは、ホーン４４４を管状または円筒状の形状を有するものとして示しているが、ここで論じるホーン形状のいずれも、チャンバ４４６と同様の様々な要素または材料が通過することができるチャンバを含んでもよく、様々な要素または材料は、チャンバを通過する際に超音波処理されるであろう。いくつかの例では、ホーンおよびチャンバは、例えば、木材ストリップ、木材ストランド、木製ベニヤ、および木材シートのうちの１つ以上のような、より大きな木材要素を収容できるサイズであってもよい。

【0077】

いくつかの例では、ここで論じる超音波トランスデューサのいずれかと同様に、要素または材料を通過させ超音波処理するチャンバを含むことができ、いくつかの例では、ホーンを使用しなくてもよい。いくつかの例では、ホーンは、トランスデューサチャンバ内の要素または材料を超音波処理するためのチャンバを含むトランスデューサと共に使用することもできる。

【0078】

図７は、複合木材製品を製造するために使用できる例示的な方法のフローチャート５００である。第１のステップ５０２では、充填材が複数の木材要素に適用される。充填材は、例えば、図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃに示されるアプリケータ１５８、１８８、２０８のいずれか、または、ここに記載される他の例のアプリケータのいずれかのような、１つ以上のアプリケータにより適用できる。いくつかの実施形態では、充填材は、接着剤を含んでもよい。いくつかの実施形態では、充填材は、接着剤を含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、充填材は、プラスチックを含むことができるが、他の実施形態では、充填材は、プラスチックを含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、充填材は金属を含んでもよいが、他の実施形態では、充填材は、金属を含まなくてもよい。前述の組み合わせ（例えば、充填材料は、接着剤とプラスチックとを含むか、充填材料は、接着剤と金属とを含むか、または、充填材料は、接着剤、プラスチック、および、金属を含む）も可能である。いくつかの実施形態では、充填材は、液体であってもよい。いくつかの実施形態では、充填材は、固体であってもよい。いくつかの実施形態では、充填材は、気体であってもよい。いくつかの実施形態によれば、１以上の充填材の状態における前述の例の組み合わせも使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、充填材は、液体と固体の組み合わせまたは混合であってもよい。いくつかの実施形態では、充填材料は、液体と気体の組み合わせまたは混合であってもよい。いくつかの実施形態では、充填材は、固体と気体の組み合わせまたは混合であってもよい。いくつかの実施形態では、充填材は、液体、固体および気体の組み合わせまたは混合であってもよい。

【0079】

ステップ５０４では、複数の木材要素は、複合木材製品となるように接合され、複数の木材要素に１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する超音波エネルギーを供給することを含む。超音波エネルギーは、例えば、図４に示される超音波トランスデューサ２３２、または、ここに記載される超音波トランスデューサの他の例のいずれかのような、１つ以上の超音波トランスデューサにより複数の木材要素に供給できる。いくつかの例では、複数の木材要素に供給される超音波エネルギーは、１５ｋＨｚ～１ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。いくつかの例では、複数の木材要素に供給される超音波エネルギーは、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。いくつかの例では、複数の木材要素を接合する前に、複数の木材要素を互いに近接して配置できる。

【0080】

いくつかの例では、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給する前に、充填材は、複数の木材要素に適用される。いくつかの例では、充填材は、複数の木材要素へ超音波エネルギーを供給すると同時に、複数の木材要素に適用される。いくつかの例では、複数の木材要素に充填材を適用する前に、超音波エネルギーは、複数の木材要素に供給される。

【0081】

図８は、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境５５０のブロック図である。様々な実施形態において、複合木材製品の例は、限定されないが、桁、梁、根太、Ｌ型根太、垂木、ヘッダー、間柱、トラス、柱、リムボード、合板、パーティクルボード、繊維板、配向性ストランドボード、フレークボード、ウエハボード、チップボード、集成材、積層ベニヤ材、直交集成材、平行ストランド材、ストランド集成材、および、フィンガージョイントを含むことができる。環境５５０は、それぞれ図１および他の図を参照して上述した、充填材適用領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６を含み、圧縮力適用領域５５２を含む。簡潔にするために図８には示されていないが、いくつかの実装形態では、図１の木材要素準備領域１０２も、環境５５０に含まれてよいことが理解されるであろう。

【0082】

圧縮力適用領域５５２は、複数の木材要素に圧縮力を適用するために使用できる。いくつかの例では、複数の木材要素に物理的な圧縮力を加えるために、プレスを使用できる。図９は、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境５８０の概念図である。環境５８０は、例示的な充填材アプリケータ５８２、例示的な超音波トランスデューサ５８４ａ、５８４ｂ、５８６ａ、５８６ｂ、および、例示的なプレス５８８を含む。充填材アプリケータ５８２は、図３Ｂのアプリケータ１８８を参照して上述したのと同様の方法で、複数の木材要素５９０に充填材を適用することができる。図９に示される例では、アプリケータ５８２は、ローラー要素であるが、ここに記載される他のタイプのアプリケータ（例えば、１以上のスプレーノズル、ブラシ、ローラー、または、他の種類のアプリケータ）のいずれかを代替的に使用することができる。

【0083】

複数の木材要素５９４は、相互に近接して配置されるであろう。例えば、複数の木材要素５９４は、ここで上述したように、縦に積み重ねてもよいし、または、任意の適切な方法で配置できる。いくつかの例では、複数の木材要素５９４は、アプリケータ５８２により充填材が適用される１以上の要素５９２を含む。いくつかの例では、複数の木材要素５９４は、充填材が適用された１つ以上の木材要素５９２と、充填材が適用されていない１つ以上の木材要素とを含む。また、いくつかの例では、複数の木材要素５９４は、充填材を含まない。

【0084】

１つ以上の超音波トランスデューサは、複数の木材要素５９４に超音波エネルギーを供給できる。図９の例では、超音波トランスデューサ５８４ａおよび５８４ｂは、複数の木材要素５９４を搬送できるコンベヤ５９５の側方に配置され、複数の木材要素が超音波エネルギーを受ける目標位置５９６に位置するとき、複数の木材要素の側方に配置される。第１の超音波トランスデューサ５８４ａは、コンベヤ５９５の左側に配置され、第２の超音波トランスデューサ５８４ｂは、コンベヤ５９５の右側に配置される。さらに、この例では、超音波トランスデューサ５８６ａおよび５８６ｂは、コンベヤ５９５の上に配置され、複数の木材要素が超音波エネルギーを受信する目標位置５９６に位置するとき、複数の木材要素５９４の上に配置される。この例では、コンベヤ５９５は、複数の木材要素５９４を超音波トランスデューサに対して目標位置５９６に移動させることができ、超音波トランスデューサ５８４ａおよび５８４ｂは、複数の木材要素５９４に、木材要素の左横方向および右横方向の位置から右方向および左方向にそれぞれ超音波エネルギーを供給できる。同様に、超音波トランスデューサ５８６ａおよび５８６ｂは、複数の木材要素５９４に上から下方向に超音波エネルギーを供給できる。

【0085】

他の例では、さらなる超音波トランスデューサ（例えば、５つ、６つ、７つまたは、８つ以上）、または、より少ない超音波トランスデューサ（例えば、１つ、２つ、または、３つ）を使用してもよい。いくつかの例では、超音波エネルギーは、一方向だけ（例えば、複数の木材要素の上にある１つ以上の超音波トランスデューサから下方向だけ、もしくは、他の任意の方向だけ）から提供されてもよく、これらの例では、それ以上、または、図９に示されるより以上、もしくは、少ない超音波トランスデューサ（例えば、トランスデューサ５８４ａおよび５８４ｂは使用されなくてもよい）が使用されてもよい。いくつかの例では、超音波エネルギーは２つの方向（例えば、下方向および第１の横方向、または、上下方向、もしくは、左および右方向、あるいは、他の任意の組み合わせ）から提供でき、これらの例では、図９に示されているものよりも多く、または、少ない超音波トランスデューサが使用されてもよい。図９の例では、超音波エネルギーは、一般に３つの方向、すなわち、上から下方向へ（例えば、超音波トランスデューサ５８６ａおよび５８６ｂから）、第１の横方向から（例えば、超音波トランスデューサ５８４ａから）、および、第２の横方向から（例えば、超音波トランスデューサ５８４ｂから）提供される。いくつかの例では、超音波エネルギーは、３つ以上の方向（例えば、４つ、５つ、または、６つ以上の方向）から複数の木材要素に供給されてもよい。例えば、さらなる超音波トランスデューサ（簡単のため、図９には示されていない）を設けることにより、超音波エネルギーを木材要素に対して（例えば、木材要素の前方または前方の位置から）後方へ、（例えば、木材要素の後ろまたは後側から）前方向へ、または、（例えば、木材要素の下または下側から）上方向へ供給してもよい。当然のことながら、これらの代替の超音波トランスデューサの位置または構成のいずれも、単一方向、二方向、三方向、または、三方向以上から複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するシステムにおいて利用することもできる。

【0086】

いくつかの実装形態によれば、いくつかの例では、図示された超音波トランスデューサ５８４ａ、５８４ｂ、５８６ａ、５８６ｂのうちの１つ以上は、これらの他の方向または位置のうちの１つ以上から木材要素に超音波エネルギーを供給するために、移動または再配置できる。一方、図９を参照して上述した超音波トランスデューサは、プレス５８８を含む環境５８０内に示されているが、図９もしくは本明細書のいずれかを参照して記述された超音波トランスデューサまたは構成のいずれも、プレスを含まない実施形態、もしくは、圧縮力適用領域を含まない実施形態において使用できることが理解されるであろう。

【0087】

いくつかの例では、コンベヤ５９５は、超音波トランスデューサが複数の木材要素５９４に超音波エネルギーを供給する間に、一定期間停止することができる。いくつかの例では、超音波トランスデューサが複数の木材要素５９４に超音波エネルギーを供給している間、コンベヤ５９５は、移動し続けてもよい。いくつかの例では、音波トランスデューサが複数の木材要素５９４に超音波エネルギーを供給する間、コンベヤ５９５の速度は、一定期間調整（例えば、減速）することができる。いくつかの例では、１つ以上の超音波トランスデューサは、コンベヤ５９５の移動に対して、全体的に静止していてもよい。いくつかの例では、１つ以上の超音波トランスデューサは、移動するように、例えば、コンベヤ５９５に対して移動するか、目標位置５９６に対して移動するか、または、複数の木材要素５９４に対して移動するように構成されてもよい。

【0088】

プレス５８８は、１以上の圧縮力を複数の木材要素５９４に伝達することができる。いくつかの例では、プレス５８８は、複数の木材要素５９４に下向きの圧縮力を伝達することができる。いくつかの例では、プレス５８８は、１以上の横方向の圧縮力（例えば、左側からの圧縮力、右側からの圧縮力、もしくは、左側と右側の両方からの圧縮力）を伝達することができる。いくつかの例では、プレス５８８は、複数の木材要素５９４の前、複数の木材要素５９４の後、または、複数の木材要素５９４の前後の両方から圧縮力を伝達することができる。このように適用される圧縮力を組み合わせることも可能です。例えば、いくつかの実施形態によれば、プレス５８８は、下向きの圧縮力、および、１以上の追加の圧縮力（例えば、左から、右から、左と左の両方から、前から、後から、前後の両方から、左右前後のそれぞれから、もしくは、その他からの圧縮力）を複数の木材要素５８８に伝達することができる。いくつかの例では、プレス５８８は、コンベヤ５９５の移動に対して、ほぼ静止していてもよい。いくつかの例では、プレス５８８は、コンベヤ５９５に対して移動するように、木材要素５９４に対する圧縮力を受けるために目標位置５９７に対して移動するように、または、複数の木要素５９４に対して移動するように構成されてもよい。

【0089】

いくつかの例では、超音波エネルギーは、複数の木材要素に供給でき、その後、圧縮力を複数の木材要素に加えることができる。例えば、いくつかの実施形態によれば、コンベヤ５９５は、一般に第１の方向５９８に移動することができ、１以上のプレス（例えば、図９の例におけるプレス５８８）が１つ以上の圧縮力を複数の木材要素に加える前に、１つ以上の超音波トランスデューサ（図９の例では、トランスデューサ５８４ａ、５８４ｂ、５８６ａ、５８６ｂ）は、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することができる。いくつかの例では、１以上の圧縮力が複数の木材要素に加えられてもよく、その後、超音波エネルギーが複数の木材要素に供給されてもよい。例えば、いくつかの実施形態によれば、コンベヤ５９５は、一般に第２の方向５９９に移動でき、１つ以上の超音波トランスデューサ（例えば、図９の例におけるトランスデューサ５８４ａ、５８４ｂ、５８６ａ、５８６ｂ）が複数の木材要素に超音波エネルギーを供給する前に、１以上のプレス（例えば、図９の例のプレス５８８）は、複数の木材に１以上の圧縮力を加えることができる。いくつかの実施形態によれば、前述の２つの例のそれぞれにおいて、圧縮力を加え、超音波エネルギーを供給する前に、複数の木材要素に充填材を適用してもよい。

【0090】

いくつかの例では、１つ以上の超音波トランスデューサは、プレス機と一体化することができ、１以上の圧縮力を複数の木材要素に伝達するプレスと同時に（または、実施形態に応じて、その前、その後、または、前述の組み合わせにおいて）、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することができる。図１０Ａは、例示的なプレス６０２と、プレス６０２と一体化され、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる例示的な超音波トランスデューサ６０４の概念図６００である。いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサ６０４およびプレス６０２は、それぞれ、超音波エネルギーおよび圧縮力を複数の木材要素６０６に同時に供給することができる。図１０Ａの例は、コンベア６０８上の木材要素６０６（この例では、縦に積み重ねられた２枚の木製ベニヤであるが、ここで論じられる任意の木材要素を代替的に使用することができる）を示し、コンベア６０８は、複数の木材要素６０６をプレス６０２および超音波トランスデューサ６０４の下の目標位置６０９に移動させることができる。

【0091】

プレス６０２は、木材要素６０６が目標位置６０９にあるときに、複数の木材要素６０６に下向きの圧縮力６１０を加えることができ、同時に、超音波トランスデューサ６０４は、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することができる。プレス６０２は、複数の木材要素６０６に圧縮６１０を加えることができる表面６１２を含む。いくつかの例では、超音波トランスデューサ６０４は、複数の木材要素６０６に圧縮力６１０を加えることができるプレス６０２の表面６１２と同一平面上に配置することができる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ６０４は、複数の木材要素６０６に圧縮力６１０を加えることができるプレス６０２の表面６１２に対して凹むように配置することができる。この例では、プレス６０２および超音波トランスデューサ６０４は、それぞれ、第１の方向（例えば、この例では目標位置６０９に対して下方向）に圧縮力および超音波エネルギーを供給できる。いくつかの例では、プレス６０２および超音波トランスデューサ６０４は、それぞれ、異なる時間に圧縮力および超音波エネルギーを供給できる。例えば、超音波トランスデューサ６０４は、最初に、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給でき、その後、プレス６０２は、複数の木材要素に圧縮力を加えることができる。あるいは、プレス６０２が最初に複数の木材要素に圧縮力を加え、その後、超音波トランスデューサ６０４が複数の木材要素に超音波エネルギーを供給してもよい。いくつかの例では、プレス６０２および超音波トランスデューサ６０４は、それぞれ、圧縮力および超音波エネルギーを、同時に供給し、また、異なる時間に供給することもできる。

【0092】

図１０Ｂは、例示的なプレス６２２、および、プレス６２２と一体化され、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる１つ以上の例示的な超音波トランスデューサ６２４ａ、６２４ｂを示す概念図６２０である。いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサ６２４ａ、６２４ｂおよびプレス６２２は、それぞれ同時に、超音波エネルギーおよび１以上の圧縮力を複数の木材要素６２６に供給することができる。図１０Ｂの例は、プレス６２２と一体化され、複数の木材要素６２６が目標位置６２７にあるとき、複数の木材要素６２６に向けて、第１の方向へ（例えば、この例では、複数の木材要素の上の位置から下方向へ）超音波エネルギーを供給するように配置された４つの超音波トランスデューサ６２４ａを示す。図１０Ｂの例は、プレス６２２と一体化され、複数の木材要素６２６が目標位置６２７にあるとき、第２の方向（例えば、横方向、すなわち、この例の複数の木材要素の右から左方向）から複数の木材要素に向かって超音波エネルギーを供給するように配置された１つの超音波トランスデューサ６２４ｂを示す。図１０Ｂの例は、複数の木材要素６２６を目標位置６２７に移動させることができるコンベヤ６２８上の木材要素６２６（２×２（高さ２×幅２）に配置された４枚の木材シートであるが、代わりに、ここで論じた任意の木材要素を使用することができる）を示している。

【0093】

この例では、プレス６２２は、例えば、複数の木材要素６２６が目標位置６２７にあるとき、複数の木材要素６２６に下向きの圧縮力６３０を加えることができる。プレス６２２は、複数の木材要素６２６に下向きの圧縮力６３０を加えることができる第１の表面６３１を含む。この例では、プレス６２２は、例えば、複数の木材要素６２６が目標位置６に移動するとき、複数の木材要素６２６に横方向の圧縮力６３２を加えることもできる。この例では、横方向圧縮力６３２は、複数の木材要素が目標位置６２７に位置するとき、プレス６２２により複数の木材要素６２６の右から加えられる左方向の圧縮力であってもよい。プレス６０２は、横方向の力６３２を複数の木材要素６２６に加えることができる第２の表面６３３を含む。いくつかの例では、横方向の圧縮力は、複数の木材要素が目標位置６２７に位置するとき、プレス６２２により（例えば、図１０Ｂの第２の表面６３３と反対側のプレスの表面を使用して）複数の木材要素６２６の左から印加される右方向の圧縮力であってもよい。いくつかの例では、２つの横方向圧縮力は、プレス６２２により加えられてもよい。例えば、いくつかの実施形態によれば、左方向の横方向圧縮力と右方向の横方向の力の両方がプレス６２２によって加えられてもよい。

【0094】

いくつかの例では、プレス６２２は、１以上の下向きの力（例えば、力６３０）および１以上の横方向の力（例えば、力６３２、または、上述の他の横方向の力）を同時に加えることができる。いくつかの例では、プレス６２２は、１以上の下向きの力および１以上の横方向の力を異なる時点で加えることができる。例えば、プレス６２２は、最初に、下向きの力６３０を加え、次に、横方向の力６３２（または、他の横方向の力）を加えてもよい。別の例として、プレス６２２は、最初に、横方向の力６３２（または、他の横方向の力）を加えてもよく、次に、下向きの力６３０を加えてもよい。

【0095】

いくつかの例では、超音波トランスデューサ６２４ａは、複数の木材要素６２６に下向きの圧縮力６３０を加えることができるプレス６２２の第１の表面６３１と同一面に配置することができる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ６２４ａは、プレス６２２の第１の表面６３１に対して凹むように配置できる。同様に、いくつかの例では、超音波トランスデューサ６２４ｂは、複数の木材要素６２６に横方向の圧縮力６３２を加えることができるプレス６２２の第２の表面６３３と同一平面になるように配置でき、いくつかの例では、超音波トランスデューサ６２４ｂは、第２の表面６３３に対して凹むように配置できる。この例では、プレス６２２および超音波トランスデューサ６２４ａ、６２４ｂは、第１の方向（例えば、この例における目標位置６２７に対する下向き）、および、第２の方向（例えば、この例における目標位置６２７に対する横方向）に、１以上の圧縮力６３０、６３２および超音波エネルギーをそれぞれ提供してもよい。いくつかの例では、プレス６２２および超音波トランスデューサ６２４ａ、６２４ｂは、例えば、図１０Ａを参照して上述した同様の方法で、異なる時点において、１以上の圧縮力および超音波エネルギーをそれぞれ供給することができる。

【0096】

図１０Ｃは、例示的なプレス６４２、および、プレス６４２に一体化され、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために使用できる１つ以上の例示的な超音波トランスデューサ６４４ａ、６４４ｂの概念図６４０である。いくつかの実装形態では、超音波トランスデューサ６４４ａ、６４４ｂおよびプレス６４２は、それぞれ、同時に、超音波エネルギーおよび１以上の圧縮力を複数の木材要素６４６に供給することができる。図１０Ｃの例は、プレス６４２と一体化され、複数の木材要素６４６が目標位置６４７にあるとき、複数の木材要素６４６に向けて、第１の方向（例えば、この例における複数の木材要素上の位置から下方向）に超音波エネルギーを供給するように配置された３つの超音波トランスデューサ６４４ａを示している。図１０Ｃの例は、プレス６４２と一体化され、第２の方向（例えば、木材要素が目標位置６４７にあるとき、複数の木材要素６４６の前方の位置から後方の方向）から複数の木材要素６４６に向かって超音波エネルギーを供給するように配置された３つの超音波トランスデューサ６４４ｂを示している。図１０Ｃの例は、複数の木材要素６４６を目標位置６４７に移動させることができるコンベヤ６４８上の木材要素６４６（２×２（高さ２×幅２）に配置される４つの木材ストリップであるが、ここで論じた任意の木材要素を代わりに使用することができる）を示している。

【0097】

この例では、プレス６４２は、例えば、複数の木材要素６４６が目標位置６４７にあるときに、複数の木材要素６４６に下向きの圧縮力６５０を加えることができる。プレス６４２は、下向きの圧縮力６５０を加えることができる第１の表面６５１を含む。この例では、プレス６４２は、例えば、複数の木材要素６４６が目標位置６４７にあるとき、複数の木材要素６４６に後方圧縮力６５２を加えることもできる。この例では、後方圧縮力６５２は、複数の木材要素が目標位置６４７に位置するとき、複数の木材要素６４６の前方の位置からプレス６２２により加えることができる。プレス６４２は、複数の木材要素６４６に後方圧縮力６５２を加えることができる第２の表面６５３を含む。いくつかの例では、プレスは、複数の木材要素が目標位置６４７に位置するとき、複数の木材要素６４６の後の位置から（例えば、図１０Ｃの第２の表面６５３とは反対側のプレスの表面を使用して）前方への圧縮力を加えてもよい。いくつかの例では、プレス６２２は、複数の木材要素に後方への力と前方への力の両方を加えることができる。

【0098】

いくつかの例では、プレス６４２は、１以上の下向きの力（例えば、力６５０）および１以上の他の力（例えば、力６５２、または、上記の他の力）を同時に加えることができる。いくつかの例では、プレス６４２は、１以上の下向きの力および１以上の他の力を異なる時間に加えることができる。例えば、プレス６４２は、最初に、下向きの力６５０を加え、次に、後方の力６５２（または、前方の力、もしくは、他の力）を加えてもよい。別の例として、プレス６４２は、最初に、後方の力６５２（または、前方の力、もしくは、他の力）を加えてもよく、次に、下向きの力６５０を加えてもよい。

【0099】

いくつかの例では、超音波トランスデューサ６４４ａは、複数の木材要素６４６に下向きの圧縮力６５０を加えることができるプレス６４２の第１の表面６５１と同一面に配置することができる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ６４４ａは、プレス６４２の第１の表面６５１に対して、凹むように配置できる。同様に、いくつかの例では、超音波トランスデューサ６４４ｂは、複数の木材要素６４６に後方圧縮力６５２を加えることができるプレス６４２の第２の表面６５３と同一面に配置できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ６４４ｂは、第２の表面６５３に対して、凹むように配置できる。この例では、プレス６４２および超音波トランスデューサ６４４ａ、６４４ｂは、第１の方向（例えば、この例における目標位置６４７に対して下向き）および第２の方向（例えば、この例における目標位置６４７に対して後方）に、それぞれ、１以上の圧縮力６５０、６５２および超音波エネルギーを提供できる。いくつかの例では、プレス６４２および超音波トランスデューサ６４４ａ、６４４ｂは、例えば、図１０Ａを参照して上述したものと同様の方法で、１以上の圧縮力および超音波エネルギーを異なる時点でそれぞれ供給することができる。

【0100】

図１０Ｂおよび１０Ｃの例は、いくつかの実装形態に従って、２以上の方向から超音波エネルギーを複数の木材要素に供給できることを示している。例えば、図１０Ｂおよび１０Ｃの例は、（例えば、複数の木材要素のほぼ上の位置から）下方向および下方向とは異なる別の方向（例えば、木材要素の左または右の位置から横方向、例えば、木材要素の前方の位置から後方、および、例えば、木材要素の後方の位置から前方向）に、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給できることを示している。

【0101】

図１１Ａは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための環境６７０を例示するブロック図である。環境６７０は、図１および他の図を参照して、それぞれ上述された充填材塗布領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６であって、領域１０４および１０６に含められる構成要素を含む充填材塗布領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６を含むと共に、欠陥検査領域６７２も含む。いくつかの例では、複数の木材要素を接合し、複合木材製品とした後、欠陥検査領域６７２において、複合木材製品の欠陥検査を実施できる。様々な実施形態において、欠陥検査には、複合木材製品に超音波エネルギーを供給することが含まれてよい。いくつかの例では、木材要素の接合において複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するのと同じ１以上の超音波トランスデューサにより、この追加の超音波エネルギーを供給してもよい。いくつかの例では、木材要素の接合において複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するものとは異なる１つ以上の超音波トランスデューサにより、この追加の超音波エネルギーを供給してもよい。

【0102】

欠陥検査領域６７２は、複合木材製品に（例えば、１つ以上の超音波トランスデューサを介して）超音波エネルギーを供給する欠陥検査コンポーネントを含むことができ、製品の欠陥を検査することができる。いくつかの例では、欠陥検査コンポーネントは、１つ以上のカメラを含むことができる。いくつかの例では、超音波エネルギーは、欠陥検査コンポーネントとは別個の１つ以上の超音波トランスデューサにより供給されてもよい。簡潔にするために図１１Ａには示されていないが、いくつかの実装形態では、図８に示す圧縮力適用領域５５２の１以上、および、図１の木材要素準備領域１０２が環境６７０に含まれてもよい。

【0103】

図１１Ｂは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための環境６８０を例示するブロック図である。環境６８０は、それぞれ図１および他の図を参照して上述した充填材塗布領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６であって、領域１０４および１０６に含めることができる構成要素を含む充填材塗布領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６を含み、複合木材製品処理領域６８２も含む。いくつかの例では、複数の木材要素が接合され複合木材製品となった後、複合木材製品に、複合木材製品処理領域６８２で実施される処理が適用されてもよい。

【0104】

様々な実施形態において、複合木材製品に処理を適用することは、複合木材製品に超音波エネルギーを供給することを含むことができる。この追加の超音波エネルギーは、いくつかの例では、木材要素の接合において複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するものと同じ１以上の超音波トランスデューサにより供給されてもよい。いくつかの例では、この追加の超音波エネルギーは、木材要素の接合において複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するものとは異なる１つ以上の超音波トランスデューサにより供給されてもよい。

【0105】

複合木材製品に適用できる処理の例は、１以上のシーラント、難燃処理、防虫または害虫よけ処理、染色、塗装、または、他の後処理を含むことができ、記載されているように、そのような処理は、超音波エネルギーを複合木材製品に供給することを含んでもよい。いくつかの例では、エッジ処理が複合木材製品に適用されてもよく、記載されているように、そのような処理は、複合木材製品への超音波エネルギーの供給も含んでもよい。いくつかの例では、超音波エネルギーは、充填材に関して上述したものと同様の処理に関して、１以上の利点を提供できる。例えば、超音波エネルギーは、複合木材製品への処理の広がりまたは浸透もしくはより深くへの処理の浸透を刺激することができ、あるいは、液体または流動可能な処理剤に対する処理のより良い流れを刺激することができる。

【0106】

複合木材製品処理領域６８２は、複合木材製品に処理を適用することができる処理供給コンポーネントを含むことができる。いくつかの例では、処理適用コンポーネントは、ローラー、ブラシ、スプレーアプリケーターなどのうちの１つ以上を含んでもよい。いくつかの例では、処理適用コンポーネントは、複合木材製品に（例えば、１つ以上の超音波トランスデューサを介して）超音波エネルギーを供給できる。いくつかの例では、超音波エネルギーは、処理適用コンポーネントとは別の１つ以上の超音波トランスデューサにより供給できる。簡潔にするために図１１Ｂには示されていないが、いくつかの実装形態では、図８の圧縮力適用領域５５２の１つ以上、図１の木要素準備領域１０２、および、図１１Ａの欠陥検査領域６７２も、環境６８０に含まれてよいことが理解されるであろう。

【0107】

図１１Ｃは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための環境６９０を示すブロック図である。環境６９０は、図１および他の図を参照してそれぞれ上述された、充填材塗布領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６であって、領域１０４および１０６に含めることができる構成要素を含む充填材塗布領域１０４および超音波エネルギー供給領域１０６が含まれると共に、前処理領域６９２も含まれている。いくつかの例では、複数の木材要素に充填材を適用する前に、前処理領域６９２で実施でき、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することを含む前処理を、複数の木材要素に適用してもよい。いくつかの例では、超音波エネルギーによるそのような前処理は、木材要素を洗浄できる。例えば、その洗浄は、木材要素から汚れや他の不純物を除去するのに役立つ。前処理領域６９２は、前処理供給コンポーネントを含むことができる。いくつかの実施形態によれば、木材要素の前処理は、複数の木材要素を接合する際に使用される超音波エネルギーレベルよりも低い超音波エネルギーレベルにおいて、超音波エネルギーを供給することを含んでもよい。例えば、１つ以上の超音波トランスデューサは、複数の木材要素の前処理として、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することができる。この超音波エネルギーの前処理供給は、いくつかの例では、木材要素の接合において複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するものと同じ１つ以上の超音波トランスデューサにより供給できる。いくつかの例では、この超音波エネルギーの前処理供給は、木材要素の接合において複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するものとは異なる１つ以上の超音波トランスデューサにより供給できる。簡潔にするために図１１Ｃには示されていないが、いくつかの実装形態では、図８の圧縮力適用領域５５２の１以上、図１の木材要素準備領域１０２、図１１Ａの欠陥検査領域６７２、および、図１１Ｂの複合木材製品処理領域６８２も、環境６９０に含まれてよいことが理解される。

【0108】

いくつかの例では、ローラー要素を含む超音波トランスデューサは、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することに使用できる。ローラー要素は、実施形態に応じて、さまざまな形状およびサイズを有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ローラー要素は、円筒形のボディを含むことができる。いくつかの実施形態では、ローラー要素は、球形のボディを含んでもよい。いくつかの例では、ローラー要素のボディは、超音波エネルギーを供給する間、複数の木材要素に物理的に接触するように構成された外面を含んでもよい。いくつかの例では、ローラー要素のボディは、超音波エネルギーを供給する間、複数の木材要素に物理的に接触して転がるように構成された外面を含んでもよい。いくつかの例では、ローラー要素のボディの外面は、実質的に滑らかであってもよい。いくつかの例では、ローラー要素のボディの外面は、複数の突起を含んでもよい。いくつかの例では、ローラー要素のボディの外面は、複数の凹んだ形状を含んでもよい。いくつかの例では、ローラー要素のボディの外面は、１つ以上の突起および１以上の凹んだ形状を含んでもよい。

【0109】

図１２Ａは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための例示的な環境７００の概念図であり、例示的な環境７００は、例示的なローラー要素７０６を含む例示的な超音波トランスデューサ７０４を含む。環境７００は、例示的な充填材アプリケータ７０２、例示的な超音波トランスデューサ７０４、および、例示的なローラー要素７０６を含む。充填材アプリケータ７０２は、図３Ａのアプリケータ１５８を参照して上述したものと同様の方法で、複数の木材要素７０８に充填材を適用することができる。図１２Ａに示される例では、アプリケータ７０２はスプレーノズルであるが、ここに記載される任意の他の種類のアプリケータ（例えば、１つ以上のブラシ、ローラー、または、他の種類のアプリケータ）を代わりに使用することもできる。

【0110】

複数の木材要素７１０は、相互に近接して配置できる。例えば、複数の木材要素７１０は、縦に積み重ねてもよく、横に配置してもよく、あるいは、任意の適切な方法で配置してもよい。図１２Ａに示される例では、この例では木製ベニヤである木材要素は、２×２に配置されてもよい。いくつかの例では、複数の木材要素７１０は、アプリケータ７０２により充填材が適用された１つ以上の要素７１２を含む。いくつかの例では、複数の木材要素７１０は、充填材が適用された１つ以上の要素７１２、および、充填材が適用されていない１以上の木材要素を含む。また、いくつかの例では、複数の木材要素７１０は、充填材を含まない。複数の木材要素７１０は、コンベヤ７１４上に配置されてもよく、コンベヤ７１４上で方向７１６に移動してもよい。コンベヤ７１４は、超音波トランスデューサ７０４、ローラー要素７０６、または、超音波トランスデューサ７０４およびローラー要素７０６の両方に対する目標位置７１７に、複数の木材要素７１０を移動させてもよい。

【0111】

いくつかの例によれば、超音波エネルギーは、超音波トランスデューサ７０４により生成されてもよく、ローラー要素７０６を介して複数の木材要素７１０に供給されてもよい。超音波エネルギーは、超音波トランスデューサ７０４に結合できる例示的な超音波ホーン７１８により、超音波トランスデューサ７０４からローラー要素７０６に導くことができ、超音波トランスデューサ７０４からローラー要素７０６に導くように構成できる。ローラー要素７０６は、ローラー要素７０６をホーン７１８に連結することができる車軸７２０のような軸の周りに回転させることができる。いくつかの例では、ローラー要素７０６は、車軸７２０の周りを第１の方向７２２に回転させることができる。 例えば、第１の方向７２２は、時計回りの方向であってもよい。いくつかの例では、第１の方向７２２は、車軸７２０に対して時計回りの方向であってもよい。いくつかの例では、ローラー要素７０６は、車軸７２０の周りに第２の方向７２４に回転させることができる。例えば、第２の方向７２４は、反時計回りの方向であってもよい。いくつかの例では、第２の方向７２４は、車軸７２０に対して、反時計回りの方向であってもよい。いくつかの例では、ローラー要素７０６は、車軸７２０の周りを第１の方向７２２および第２の方向７２４の両方に回転させることができる。いくつかの例では、第２の方向７２４は、第１の方向７２２の反対であってもよい。

【0112】

いくつかの例では、ローラー要素７０６は、円筒状のボディ７２６を含むことができ、円筒状のボディ７２６の外面７２８は、超音波エネルギーが複数の木材要素７１０に供給されている間、複数の木材要素７１０の１つ以上の木材要素に物理的に接触するように構成されてもよい。例えば、ローラー要素７０６は、その軸の周りを第１の方向７２２または第２の方向７２４に回転させることができ、ローラー要素７０６の円筒形のボディ体７２６が回転するとき、ローラー要素７０６の円筒形のボディ７２６の外面７２８は、複数の木材要素７１０の１以上の木材要素に物理的に接触してもよい。図１２Ａに示される例では、ローラー要素７０６が複数の木材要素７１０の上面に渡って転がるとき、外面７２８は、複数の木材要素７１０の２つの木材要素（例えば、２×２のスタックの上面の２つの要素）に接触するであろうことが分かる。

【0113】

図１２Ｂは、別の提示的なローラー要素７３２を含む別の例示的な超音波トランスデューサ７３０の概念図である。超音波トランスデューサ７３０は、図１２Ａを参照して上述した超音波トランスデューサ７０４と同じであってもよい。超音波トランスデューサ７３０は、例示的な超音波ホーン７３４により、超音波トランスデューサ７３０からローラー要素７３２に導くことができる超音波エネルギーを生成でき、超音波ホーン７３４は、超音波トランスデューサ７３０に結合でき、トランスデューサ７３０からローラー要素７３２に超音波エネルギーを導くように構成できる。この例では、ローラー要素７３２は、球形のボディ７３６を含む。つまり、ローラー要素７３２は、一般的に球の形状を有することができる。球形のボディ７３６の外面７３８は、複数の木材要素の１以上の複数の木材要素７３７に物理的に接触してもよい。 図１２Ａのローラー要素７０６と同様に、ローラー要素７３２は、木材要素上を転がることができるが、いくつかの実施形態では、ローラー要素７３２の球形のボディ７３６は、例えば、初期のコンピュータマウスに使用されていたボールがマウス パッド上で転がるのに類似して、方向７３９ａ、７３９ｂ、７３９ｃ、７３９ｄ、７３９ｅ、７３９ｆ、７３９ｇ、７３９ｈ、７３９１、７３９ｊなどのうちの任意の数の方向に転がることができる。例えば、いくつかの実装形態によれば、ローラー要素７３２は、二次元平面内の任意の方向に回転することができる。いくつかの実施形態によれば、１つ以上の例示的な支持部材７４０は、ローラー要素７３２の球形のボディ７３６を機械的に支持できる。いくつかの例では、支持部材７４０は、ローラーであってもよい。いくつかの例では、支持部材７４０は、ホーン７３４に対してローラー要素７３２を少なくとも部分的に保持するためのパッド、クッション、止め具、または、他の適切な構成要素であってもよい。いくつかの例では、図１２Ｂに示されるよりも多い、もしくは、少ない支持部材７４０があってもよい。いくつかの例では、超音波トランスデューサ７３０、ホーン７３４およびローラー要素７３２は、図１２Ａの超音波トランスデューサ７０４、ホーン７１８およびローラー要素７０６に置き換えることができる。

【0114】

いくつかの例では、超音波エネルギーは、ローラー要素７０６または７３２を介して、複数の木材要素に供給できる。様々な実施形態では、超音波エネルギーは、１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。いくつかの例では、超音波エネルギーは、１５ｋＨｚ～１ＭＨｚの範囲内の周波数、または、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。いくつかの例では、超音波エネルギーは、外面７２８または７３８から複数の木材要素７１０に放射できる。様々な実装形態によれば、超音波エネルギーは、超音波の縦波、超音波の放射波、または、超音波の横波の１以上により、ローラー要素７０６または７３２から複数の木材要素７１０へ伝達できる。いくつかの例では、超音波エネルギーが供給されている間、外面７２８または７３８の少なくとも一部は、複数の木材要素７１０のうちの少なくとも１つの木材要素に物理的に接触したままであってもよい。いくつかの例では、外面７２８または７３８が、例えば、木材要素に接触する前、後、または、前後の両方のうちの１以上において、外面７２８または７３８が複数の木材要素７１０のいずれの要素にも物理的に接触していないときでも、超音波エネルギーは供給され続けるであろう。

【0115】

いくつかの例では、超音波トランスデューサ７０４または７３０およびローラー要素７０６または７３２をそれぞれ含むシステムは、複数の木材要素７１０に超音波エネルギーを提供することにより木材要素の接合を刺激できる。超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための他のシステムを参照して、ここに上述したように、供給される超音波エネルギーは、複数の木材要素７１０および充填材に様々な機械的刺激（例えば、分子レベルおよびマクロレベルでの振動刺激）を与え、複数の木材要素７１０に熱刺激を与え、充填材に拡散刺激を与え、さらに、超音波エネルギーの供給により木材要素間に発生する摩擦は、接合をさらに刺激できる。超音波エネルギーの提供による超音波処理圧力（例えば、超音波からの圧力）も、複数の木材要素の接合を刺激するであろう。有利なことに、超音波トランスデューサ７０４または７３０およびローラー要素７０６または７３２は、それぞれ、複数の木材要素７１０および充填材料を連続的に刺激でき、接合を有益に補助するであろう。

【0116】

ローラー要素７０６または７３２は、任意の適切な材料を含むことができる。いくつかの例では、ローラー要素７０６または７３２は、チタンを含む。 いくつかの例では、ローラー要素７０６または７３２は、アルミニウムを含む。いくつかの例では、ローラー要素７０６または７３２は、外面７２８または７３８が木材要素上を転がるとき、複数の木材要素７１０に圧縮力を提供できる。いくつかの例では、ローラー要素７０６または７３２は、外面７２８または７３８が木材要素上を転がるとき、複数の木材要素に圧縮力を提供しなくてもよい。

【0117】

いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサ７０４または７３０は、ローラー要素７０６または７３２が複数の木材要素７１０上を転がるとき、ローラー要素７０６または７３２と同時に移動してもよい。図１２Ｃは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するための環境７４２を示す概念図である。いくつかの実装形態によれば、例示的な超音波トランスデューサ７４３は、例示的なホーン７４４および例示的なローラー要素７４５を含み、これらは、それぞれ、図１２Ａおよび１２Ｂのトランスデューサ７０４または７３０、ホーン７１８または７３４、および、ローラー要素７０６または７３２を表すことができる。いくつかの実装形態において、例示的な動作コントローラ７４６は、トランスデューサ７４３の動作を制御することができる。いくつかの例では、動作コントローラ７４６は、トランスデューサ７４３の動きを制御し、さらには、ホーン７４４およびローラー要素７４５の動きを制御することができる。動作コントローラ７４６は、１つ以上のモータ（例えば、ほんの数例を挙げると、サーボモータ、ステッピングモータ、リニアモータ、ダイレクトドライブモータ、ＡＣモータ、または、ＤＣモータ）を含んでもよく、また、１以上の信号を１つ以上のモータに提供し、超音波トランスデューサ７４３の動きを制御するモーション制御モジュールを含んでもよい。図１２Ｃの例では、動作コントローラ７４６は、超音波トランスデューサ７４３とは別に示されているが、いくつかの実装形態では、動作コントローラ７４６は、超音波トランスデューサ７４３と一体であってもよい。

【0118】

動作コントローラ７４６は、用途に応じ、様々な方向またはパターンにおいて移動させるために、超音波トランスデューサ７４３を制御できる。いくつかの例では、動作コントローラ７４６は、超音波トランスデューサ７４３（さらに、いくつかの例では、ホーン７４４およびローラー要素７４５）を、（例えば、前、後、または前後のそれぞれに）直線的７４８に移動させるように命令できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ７４３は、単軸動作系において移動するように構成できる。いくつかの例では、動作コントローラ７４６は、超音波トランスデューサ７４３（および、いくつかの例では、ホーン７４４およびローラー要素７４５）に、複数の木材要素の１つ以上の木材要素の表面を覆うパターンなどの２次元パターンにおいて移動する（例えば、二次元平面内で移動する）ように命令することができる。いくつかの例では、動作コントローラ７４６は、超音波トランスデューサ７４３に３次元パターンで移動する（例えば、３次元空間内で移動する）ように命令することができる。図１２Ｃは、いくつかの例における超音波トランスデューサが（また、いくつかの例では、拡張によりホーン７４４およびローラー要素７４５）三次元空間において任意の方向に移動できることを示すように意図されたパターン７４９を示し、簡略化のために、パターン７４９では、ページの外、および、ページ内への矢印は示されていない。いくつかの例では、超音波トランスデューサ７４３（および、いくつかの例では、ホーン７４４およびローラー要素７４５）は、２軸動作系または３軸動作系などの多軸動作系において移動するように構成できる。

【0119】

いくつかの例では、動作コントローラ７４６は、処理コンポーネント、通信モジュール、メモリ、電源モジュール、および、１つ以上のセンサのうちの１以上を含むことができる。簡略化のために図１２Ｃには示されていないが、いくつかの例では、動作コントローラ７４６は、図１５Ｂの処理コンポーネント８７２、通信モジュール８７４、メモリ８７６、電源モジュール８７８、および、１つ以上のセンサ８８０のうちの１以上を含むことができる。これらは、図１５Ｂを参照して以下でより詳細に説明するが、上述した動作制御機能を提供するために使用できる。

【0120】

いくつかの実装形態では、超音波トランスデューサ７４３は、１以上のトラックに沿って移動するように構成できる。いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサ７４３は、１以上のレールまたはスライダに沿って移動するように構成できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ７４３は、２次元グリッドを横切って移動するように構成できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサ７４３は、所与の高さ（または、幅、もしくは、深さ）に設定された２次元グリッドを横切って移動するように構成されてもよく、また、さまざまな高さ（または、幅、もしくは、深さ）に設定された２次元グリッドを横切って移動するように（例えば、３次元空間内で移動するように）構成されてもよい。再び図１２Ｃを参照して、超音波トランスデューサ７４３は、動作ガイド７４７に沿って、または、動作ガイド７４７を横切って移動するように構成できる。いくつかの例では、動作ガイド７４７は、１以上のレール、スライダ、または、トラックであってもよい。いくつかの例では、動作ガイド７４７は、二次元グリッドであってもよい。いくつかの例では、動作ガイド７４７は、グリッドの２次元とは異なる第３次元において移動可能である、移動可能２次元グリッドであってもよい。

【0121】

いくつかの例では、超音波トランスデューサは、ローラー要素が複数の木材要素の上を転がるとき、ほぼ静止したままであってもよい。いくつかの実装形態によれば、いくつかの例では、ホーンは、ローラー要素が複数の木材要素上を転がるときに伸長または収縮するように構成できる。

【0122】

いくつかの例では、ホーンとローラー要素の両方は、超音波トランスデューサの一部であるとみなされてもよく、いくつかの例によれば、超音波エネルギーが複数の木材要素に供給されている間、超音波トランスデューサのそのような一部は、木材要素または充填材と物理的に接触していてもよい。いくつかの例では、ホーンまたはローラー要素は、超音波トランスデューサの一部とみなされなくてもよい。

【0123】

いくつかの例によれば、ローラー要素が円筒状のボディを含むか、球状のボディを含むかにかかわらず、それぞれのボディの外面は様々な特徴を含むことができる。いくつかの例では、円筒形のボディ７２８または球状のボディ７３８の外面は、実質的に滑らかであってもよく、複数の突起を含んでもよく、複数の凹んだ形状を含んでもよく、または、１つ以上の突起および１つ以上の凹んだ形状を含んでいてもよい。

【0124】

図１３Ａは、例示的なローラー要素７５２、超音波トランスデューサ７５４、および、ホーン７５６の側面図７５０であり、それぞれ、図１２Ａの例のローラー要素７０６、超音波トランスデューサ７０４、および、ホーン７１８、また、図１２Ｂの例のローラー要素７３２、超音波トランスデューサ７３０およびホーン７３４を表してもよい。図１３Ａに示されるように、ローラー要素７５２のボディの外面７５８は、実質的に滑らかである。

【0125】

いくつかの例では、ローラー要素のボディの外面は、複数の突起を含んでもよい。図１３Ｂは、別の例示的なローラー要素７６２、超音波トランスデューサ７５４、および、ホーン７５６の側面図７６０であり、それぞれ、図１２Ａの例のローラー要素７０６、超音波トランスデューサ７０４、および、ホーン７１８、または、図１２Ｂの例のローラー要素７３２、超音波トランスデューサ７３０、および、ホーン７３４を表すことができる。図１３Ｂから分かるように、ローラー要素７６２のボディの外面７６４は、複数の突起７６６を含み、突起７６６は、外面７６４から突出している。

【0126】

いくつかの例では、ローラー要素のボディの外面は、複数の凹んだ形状、または、ローラー要素の表面に対して凹んだ形状を含んでもよい。図１３Ｃは、別の例示的なローラー要素７８２、超音波トランスデューサ７５４、および、ホーン７５６の側面図７８０であり、それぞれ、図１２Ａの例のローラー要素７０６、超音波トランスデューサ７０４、および、ホーン７１８、または、図１２Ａの例、または、図１２Ｂの例のローラー要素７３２、超音波トランスデューサ７３０およびホーン７３４を表すことができる。図１３Ｃから分かるように、ローラー要素７８２のボディの外面７８４は、複数の凹部７８６を含み、凹部７８６は、外面７８４から凹んでいる。

【0127】

様々な実施形態において、突起７６６または凹部７８６は、様々な形状を有してもよい。図１４Ａは正面図８００であり、図１４Ｂは、複数の例示的な突起８０６、８０８、８１０、８１２、８１４を含む、例示的なローラー要素８０４の上面図８０２である。ローラー要素８０４のボディは、突起８０６、８０８、８１０、８１２、８１４が延びる外表面８０５を有し、または、突起８０６、８０８、８１０、８１２、８１４が位置する外表面８０５を含む。第１の突起８０６は、丸い外面８０７を含む。いくつかの例では、第１の突起８０６は、ほぼ「ドーム」形状を有してもよい。図１４Ｂの上面図８０２からわかるように、第１の突起８０６の基部は円形であるが、任意の他の適切な形状（例えば、楕円形、正方形、長方形、三角形、菱形、ダイヤモンド、または、他の適切な形状）を、丸い外面８０７を有する突起８０６の基部に代替的に使用できる。

【0128】

第２の突起８０８は、実質的に平坦な外面８０９を含む。図１４Ｂの上面図８０２からわかるように、第２の突起８０８の基部は、第２の突起８０８の外面８０９と同じように、正方形の形状を有するが、他の任意の適切な形状（例えば、楕円形、円形、長方形、三角形、ひし形、ダイヤモンド、または、他の適切な形状）を、実質的に平坦な外面８０９を有する突起８０８の基部、または、外面８０９に代替的に使用することができる。いくつかの例では、第２の突起８０８の基部および外面８０９は、異なる形状を有してもよく、前述の形状のいずれかの組み合わせを含む。

【0129】

第３の突起８１０は、点８１１を含む外面を有する。いくつかの例では、点８１１は、突起８１０の頂点であってもよい。いくつかの例では、第３の突起８１０は、ほぼ「ピラミッド」の形状を有してもよい。図１４Ｂの上面図８０２からわかるように、第３の突起８１０の基部は、正方形の形状を有するが、他の任意の適切な形状（例えば、楕円形、円形、長方形、三角形、菱形、ダイヤモンド、または、他の適切な形状）を、代替的に、点を含む外面を有する突起８１０の基部に使用できる。

【0130】

第４の突起８１２は、リッジ８１３を含む外面を有する。図１４Ｂの上面８０２からわかるように、第４の突起８１２の基部は、長方形の形状を有するが、他の任意の適切な形状（例えば、楕円形、円形、正方形、三角形、菱形、ダイヤモンド、または、他の適切な形状）を、代替的に、リッジを含む外面を有する突起８１２の基部に使用することができる。

【0131】

第５の突起８１４は、丸い頂部を有する円筒の形状を有する外面を含む。第５の突起８１４の外面は、円筒形の側面８１６と丸い上面８１５を含む。図１４Ａの正面図８００に示されるように、丸い表面８１５は、円筒形状の側面８１６により、ローラー要素８０４の表面８０５から立ち上がり、オフセットされる。いくつかの例では、第５の突起８１４は、隆起したドームまたは円筒形のサイロの形状を有してもよい。図１４Ｂの上面図８０２からわかるように、第５の突起８１４の基部は、円形であるが、他の任意の適切な形状（例えば、楕円形、正方形、長方形、三角形、菱形、ダイヤモンド、または、他の適切な形状）を、代替的に、第５の突起８１４の基部に使用することもできる。

【0132】

図１４Ｃは、正面図８２０、図１４Ｄは側面図８２０であり、例示的な複数の凹部８２６、８２８、８３０、８３２、８３４を含む例示的なローラー要素８２４の例示的な一部を示している。ローラー要素８２４のボディは、凹部８２６、８２８、８３０、８３２、８３４が凹む外面８２５、または、凹部８２６、８２８、８３０、８３２、８３４が配置される外面８２５を含む。第１の凹部８２６は、丸い表面８２７を含む。第１の凹部８２６は、凹形状であってもよい。第１の凹部８２６は、ディンプル形状を有してもよい。図１４Ｄの上面図８２２からわかるように、第１の凹部８２６の基部は円形であるが、他の適切な形状（例えば、楕円形、正方形、長方形、三角形、菱形、ダイヤモンド、または、他の適切な形状）を、代替的に、凹部８２６の基部に使用することもできる。

【0133】

第２の凹部８２８は、実質的に平坦な外面８０９を含む。図１４Ｄの上面図８２２からわかるように、第２の凹部８２８の基部は、第２の凹部８２８の外面８２９と同様に、正方形の形状を有するが、他の適切な形状（例えば、楕円形、円形、長方形、三角形、ひし形、ダイヤモンド、または、他の適切な形状）を、代替的に、凹部８２８の基部もしくは外面８２９に使用してもよい。いくつかの例では、第２の凹部８２８の基部および外面８２９は、前述の形状のいずれかの組み合わせを含む、異なる形状を有してもよい。

【0134】

第３の凹部８３０は、点８３１を含む外面を有する。いくつかの例では、点８３１は、凹部８３０の底であってもよい。いくつかの例では、点８３１は、凹部８３０の逆頂点であってもよい。図１４ｄの上面図８２２からわかるように、第３の凹部８３０の基部は、正方形の形状を有するが、他の任意の適切な形状（例えば、楕円形、円形、長方形、三角形、菱形、ダイヤモンド、または他の適切な形状）を、代替的に、点を含む外面を有する凹部８３０の基部に使用することができる。

【0135】

第４の凹部８３２は、リッジ８３３、または、凹状リッジもしくは逆リッジを含む外面を有する。図１４Ｄの上面図８２２からわかるように、第４の凹部８３２の基部は、長方形の形状を有するが、他の任意の適切な形状（例えば、楕円形、円形、正方形、三角形、菱形、ダイヤモンド、または、他の適切な形状）を、代替的に、リッジを含む外面を有する凹部８３２の基部に使用することもできる。

【0136】

第５の凹部８３４は、丸い底を有する円筒の形状を有する外面８３５を含む。第５の凹部８３４の外面は、円筒形の側面８３６と丸い底面８３５を含む。図１４Ｃの正面図８２０から分かるように、丸い表面８３５は凹んでおり、円筒形状の側面８３６により、ローラー要素８２４の表面８２５からオフセットされている。いくつかの例では、第５の凹部８３４は、窪んだドームまたは逆円筒サイロ形状を有してもよい。図１４Ｄの上面図８２２からわかるように、第５の凹部８３４の基部は円形であるが、他の適切な形状（例えば、楕円形、正方形、長方形、三角形、菱形、ダイヤモンド、または、他の適切な形状）を、代替的に、凹部８３４の基部に使用することもできる。

【0137】

いくつかの例では、円筒形のボディの外面は、１つ以上の突起および１つ以上の凹部を含んでもよい。図１４Ｅは、１つ以上の例示的な突起８０６および１つ以上の例示的な凹部８２６を含む例示的なローラー要素８４２の例示的な部分の正面図８４０である。ローラー要素８４２のボディは、突起８０６が突出し、凹部８２６が凹むか、または、突起８０６および凹部８２６が位置する外面８４４を含む。

【0138】

いくつかの例では、ここに記載される装置、システム、および、方法は、変化する量または異なる量の超音波エネルギーを複数の木材要素に供給するために使用されてもよく、または、複数の木材要素もしくはその内部の１以上の目標領域または目標位置に超音波エネルギーを伝達するために使用されてもよく、また、それらの組み合わせを提供するために使用されてもよい。いくつかの例では、第１の量の超音波エネルギーを複数の木材要素に供給し、その後、第２の量の超音波エネルギーを複数の木材要素に要求してもよい。いくつかの実施形態では、第１の量の超音波エネルギーは、第２の量の超音波エネルギーの強度よりも高い強度を有してもよい。いくつかの実施形態では、第１の量の超音波エネルギーは、第２の量の超音波エネルギーの強度よりも低い強度を有してもよい。いくつかの例では、第１の量の超音波エネルギーは、第１の期間に渡って複数の木材要素に供給され、次いで、第２の量の超音波エネルギーは、第１の期間とは異なる（例えば、第１の継続時間より長いか短い）第２の期間に渡って複数の木材要素に供給されてもよい。

【0139】

いくつかの例では、第１の量の超音波エネルギーは、複数の木材要素、または、その内部の第１の目標位置に供給でき、次いで、第２の量の超音波エネルギーは、複数の木材要素、または、その内部の第２の目標位置に供給できる。いくつかの例では、超音波トランスデューサは、第１の目標位置への第１の量の超音波エネルギーの供給、および、第２の目標位置への第２の量の超音波エネルギーの供給の両方を通して静止したままであってもよい。いくつかの例では、超音波トランスデューサ、または、超音波トランスデューサの１以上の部分は、第１の量の超音波エネルギーを第１の目標位置に供給する間、第２の量の超音波エネルギーを第２の目標位置に供給する間、または、第１の量および第２の量を供給する時間の間において、移動するかまたは移動されてもよい。上述したように、超音波エネルギーの異なる量の様々な組み合わせを、異なる期間に、複数の木材要素もしくはその内部の異なる位置を目標として供給することを含んでもよい。

【0140】

図１５Ａは、超音波エネルギーを使用して複合木材製品を製造するために、複数の木材要素例８５６に超音波エネルギーを供給する制御モジュール例８５２および超音波トランスデューサ８５４を示す概念図８５０である。いくつかの例によれば、例示的な制御モジュール８５２は、１以上の制御信号８５７を例示的な超音波トランスデューサ８５４に提供し、超音波エネルギーの量、超音波エネルギーの強度、超音波エネルギーの継続時間、超音波エネルギーの伝達深さ、および、超音波エネルギーの伝達のための目標位置のうちの１以上を制御することができる。一般に、制御モジュール８５２は、ここに記載される例示的な超音波システムのいずれかと共に使用されてもよく、ここに記載される例示的なシステムのいずれかにおける１以上の超音波トランスデューサに１つ以上の前述の制御信号８５７を提供するために使用されてもよい。いくつかの例では、制御モジュール８５２は、１以上の制御信号を複数の超音波トランスデューサに提供することができるが、簡潔にするために、図１５Aには、１つのトランスデューサ８５４のみが示されている。

【0141】

例示的な超音波トランスデューサ８５４は、一般的な形状を有しており、ここで説明される超音波トランスデューサの形状または接続形態のいずれかを表すことができる。例えば、トランスデューサ８５４は、ここで論じたトランスデューサとホーンの組み合わせのいずれかを表すことができ、また、ここで論じたトランスデューサ、ホーン、および、ローラー要素の組み合わせのいずれかを表すこともできる。

【0142】

図１５Ｂは、図１５Ａの例示的な制御モジュール８５２のブロック図８７０である。制御モジュール８５２は、処理コンポーネント８７２、通信モジュール８７４、メモリ８７６（例えば、いくつかの例では、保持されたデータを含む）、および、電源モジュール８７８を含む。処理コンポーネント８７２は、いくつかの例では、１つ以上のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または、デジタル信号プロセッサを含むことができ、メモリ８７６に格納された命令を実行し、制御モジュール８５２のためのタスクを実行することができる。通信モジュール８７４は、いくつかの例では、直接、有線接続を介して、また、いくつかの例では、１以上のネットワーク（例えば、ローカル 領域 ネットワーク（ＬＡＮ）、ワイド 領域 ネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、Ｗｉ-Ｆｉネットワーク、セルラーネットワーク、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、モバイルデータネットワーク（例えば、３Ｇ／４Ｇ／５Ｇネットワーク、前述の組み合わせなど））に渡る有線または無線通信を介して、情報を送信する送信機を含むことができる。

【0143】

いくつかの例では、通信モジュール８７４は、他のデバイスまたはシステムからメッセージを受信するために使用できる受信機を含む。メモリ８７６は、様々な例において、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、記憶装置（例えば、ソリッドステートハードドライブ、ハードディスクドライブ）を含む１以上の種類の揮発性メモリまたは不揮発性メモリ、および／または、他の形式の揮発性または不揮発性メモリを含んでもよい。

【0144】

電源モジュール８７８は、制御モジュール８５２の電力コンポーネント、または、他のデバイスもしくはコンポーネント（例えば、いくつかの例ではトランスデューサ８５４）に１以上の電源電圧を提供することができる。いくつかの例では、電源モジュール８７８は、壁コンセントなどから交流（ＡＣ）電力を受け取ることができ、そのＡＣ電力を制御モジュール８５２または他の装置もしくはコンポーネントにより使用可能な供給電圧に変換することができる。いくつかの例では、電源モジュール８７８は、いくつかの例では、充電可能なバッテリを含む。

【0145】

いくつかの例では、制御モジュール８５２は、例えば、１つ以上の木材要素が、いつ超音波エネルギーの供給のための目標位置にあるかを検出可能な１つ以上のセンサのような、１つ以上のセンサ８８０を含む。いくつかの例では、１つ以上のセンサ８８０は、温度、湿度、気圧、空気の質、または、他の環境パラメータのうちの１つ以上であるような、周囲環境パラメータを感知できる。いくつかの例では、制御モジュール８５２は、１つ以上の外部センサ、または、１以上の外部センサに接触する１つ以上の外部デバイスから入力を受信することができ、そのような入力は、制御モジュール８５２に、前述のセンサーパラメータのいずれかに関する情報を提供できる。例えば、制御モジュール８５２は、１以上の木材要素が超音波エネルギーを供給するための目標位置に位置していることを示す外部センサからの入力を受信できる。

【0146】

超音波供給制御モジュール８８２は、複数の木材要素８５６への超音波エネルギー供給の態様を管理または制御するために使用できる。例えば、超音波供給制御モジュール８８２は、図１５Ａに示される１以上の制御信号８５７を生成できる。様々な例において、超音波供給制御モジュール８８２は、１つ以上のセンサ８８０から、通信モジュール８７４から、および、メモリ８７６からの入力を使用することができ、超音波エネルギー供給の態様を管理または制御するために処理コンポーネント８７２を使用することができる。図１５Ｂは、簡単のために、超音波供給制御モジュール８８２をスタンドアロンモジュールとして示すが、いくつかの実装形態では、モジュール８８２は、処理コンポーネント８７２内に含まれてもよい。図１５Ａでは、制御モジュール８５２がトランスデューサ８５４とは別の筐体内に示されているが、いくつかの例では、制御モジュール８５２、または、制御モジュール８５２の１つ以上の部分は、トランスデューサ８５４内に配置できる。

【0147】

再び図１５Ａを参照して、制御モジュール８５２は、複数の木材要素８５６に超音波エネルギーの量を変えて供給するために、例えば、１つ以上の制御信号８５７を介して、超音波トランスデューサ８５４に指示することができ、複数の木材要素８５６は、この例では、図４の木材要素と同じ方法で縦に配置された木材要素８５８ａ、８５８ｂ、８５８ｃを含む。いくつかの例では、制御モジュール８５２は、例えば、１以上の制御信号８５７を介して、複数の木材要素８５６の様々な位置または部分に超音波エネルギーを供給するように、超音波トランスデューサ８５４に指示することができる。

【0148】

制御モジュールは、第１の量の超音波エネルギー８６０を、例えば、木材要素８５８ａ、８５８ｂ、および８５８ｃなど、複数の木材要素の第１の位置または部分に供給することを指示することができる。これは、例えば、木材要素８５８ａ、８５８ｂ、および、８５８ｃの接合を刺激することができる。次に、制御モジュールは、より少ない量の超音波エネルギーなど、第２の量の超音波エネルギー８６２を、例えば、木材要素８５８ｄなどの複数の木材要素の第２の位置または部分に供給することを指示することができ、要素８５８ｄの要素８５８ｃへの接合を刺激することができる。要素８５８ａ、８５８ｂ、および８５８ｃのそれぞれは、例えば、木材ストランドなどの１つの種類の木材要素であってもよく、要素８５８ｄは、例えば、木材ベニヤなどの別の種類の木材要素であってもよい。木材ベニヤ８５８ｄは、例えば、木材ストランド８５８ａ、８５８ｂ、８５８ｃよりも繊細であり、例えば、要素８５８ｃへの接合を刺激する際に供給されるより少ない超音波エネルギー８６０の量から有利に利益を得ることができる。いくつかの例では、制御モジュール８５２は、図１２Ｃの動作コントローラ７４６を含むことができ、に示されており、超音波トランスデューサ８５４に動作制御機能を提供することができる。

【0149】

一般的な態様では、複合木材製品を製造するためのシステムは、充填材を複数の木材要素に適用するように構成されたアプリケータと、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給するように構成された超音波トランスデューサとを含み、超音波エネルギーは、１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する。

【0150】

実施形態は、次の１つ以上を含むことができる。複数の木材要素を接合し複合木材製品にすることができる。アプリケータは、接着アプリケータを含んでもよく、充填材は、接着剤を含んでもよい。充填材は、接着剤を含まなくてもよい。充填材にはプラスチックが含まれていてもよい。充填材は、金属を含んでもよい。超音波トランスデューサが複数の木材要素に超音波エネルギーを供給する前に、複数の木材要素を互いに近接して配置することができる。アプリケータは、超音波トランスデューサが複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するのと同時に、充填材を複数の木材要素に適用することができる。超音波トランスデューサは、アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用する前に、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給することができる。超音波トランスデューサは、アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用した後、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給することができる。このシステムは、複数の木材要素に圧縮力を加えるように構成されたプレスを含んでもよい。プレスは、超音波トランスデューサが複数の木材要素に超音波エネルギーを供給する前に、複数の木材要素に圧縮力を加えてもよい。プレスは、超音波トランスデューサが複数の木材要素に超音波エネルギーを供給すると同時に、複数の木材要素に圧縮力を加えることができる。プレスは、超音波トランスデューサが複数の木材要素に超音波エネルギーを供給した後、複数の木材要素に圧縮力を加えることができる。超音波エネルギーは、１５ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有してもよい。超音波エネルギーは、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの周波数範囲内の周波数を有してもよい。システムは、欠陥検査コンポーネントをさらに含むことができ、超音波トランスデューサは、追加の量の超音波エネルギーを複合木材製品に供給するようにさらに構成でき、欠陥検査コンポーネントは、複合木材製品の欠陥を検査するように構成されてもよい。欠陥検査コンポーネントはカメラを含んでもよい。システムは、欠陥検査コンポーネントおよび第２の超音波トランスデューサをさらに含むことができ、第２の超音波トランスデューサは、複合木材製品に超音波エネルギーを供給するように構成することができ、欠陥検査コンポーネントは、複合木材製品の欠陥を検査するように構成することができる。欠陥検査コンポーネントは、カメラを含んでもよい。超音波トランスデューサは、さらに、アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用する前に、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給するように構成できる。アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用する前に、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することにより、複数の木材要素を洗浄することができる。システムは、複合木材製品に処理を施すように構成された処理アプリケータをさらに含むことができ、超音波トランスデューサは、超音波エネルギーの追加の量を複合木材製品に供給するようにさらに構成できる。システムは、処理アプリケータおよび第２の超音波トランスデューサをさらに含むことができ、処理アプリケータは、複合木材製品に処理を適用するように構成でき、第２の超音波トランスデューサは、複合木材製品に超音波エネルギーを供給するように構成できる。超音波トランスデューサは、ランジュバントランスデューサ、リングトランスデューサ、シンバルトランスデューサ、ドームトランスデューサ、ホーントランスデューサ、ピラミッドトランスデューサ、ウェッジトランスデューサ、および、球状トランスデューサの群から選択できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを方形波として生成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを正弦波として生成することができる。超音波トランスデューサは、台形波および三角波からなる群から選択される波として超音波エネルギーを生成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを連続波形として生成できる。 超音波トランスデューサは、超音波エネルギーをパルス波形として生成できる。このシステムは、複数の木材要素を輸送するように構成されたコンベヤをさらに含むことができる。このシステムは、複数の木材要素をコンベヤ上に導くように構成されたファネルをさらに含むことができる。このシステムは、複数の木材要素を収容するように構成されたチャンバをさらに含むことができる。

【0151】

一般的な態様では、複合木材製品を製造するためのシステムは、複数の木材要素に充填材を適用するように構成されたアプリケータと、超音波エネルギーを生成するように構成された超音波トランスデューサとを含み、超音波エネルギーは、１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する。このシステムは、軸周りを回転するように構成された円筒形ボディを含むローラー要素も含み、円筒形ボディは外面を含む。そのシステムは、超音波エネルギーをローラー要素に導くように構成された超音波ホーンをさらに含み、ローラー要素は、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給するように構成され、超音波エネルギーが供給されるとき、ローラー要素は、円筒形ボディの外面が複数の木材要素の少なくとも１つの木材要素に物理的に接触したままであるように構成される。

【0152】

実施形態は、以下の１以上を含むことができる。円筒形ボディの外面は、実質的に平滑であってもよい。円筒形ボディの外面は、複数の凹部を含んでもよい。円筒状ボディの外面は、複数の窪みを含んでもよい。円筒形ボディの外面は、複数の突起を含んでもよい。複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、丸い外面を含んでもよい。複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、実質的に平坦な外面を含むことができる。複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、点を含む外面を含んでもよい。複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、リッジを含む外面を有することができる。複数の木材要素を接合し複合木材製品にすることができる。アプリケータは、接着アプリケータを含んでもよく、充填材は、接着剤を含んでもよい。充填材は、接着剤を含まなくてもよい。充填材にはプラスチックが含まれていてもよい。充填材は、金属を含んでもよい。ローラー要素が複数の木材要素に超音波エネルギーを供給する前に、複数の木材要素は、相互に近接して配置できる。アプリケータは、ローラー要素が超音波エネルギーを複数の木材要素に供給すると同時に、複数の木材要素に充填材を適用できる。ローラー要素は、アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用する前に、超音波エネルギーを複数の木材要素に供給することができる。ローラー要素は、アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用した後、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することができる。このシステムは、複数の木材要素に圧縮力を加えるように構成されたプレスをさらに含むことができる。プレスは、ローラー要素が超音波エネルギーを複数の木材要素に供給する前に、複数の木材要素に圧縮力を加えてもよい。プレスは、ローラー要素が超音波エネルギーを複数の木材要素に供給すると同時に、複数の木材要素に圧縮力を加えることができる。プレスは、ローラー要素が複数の木材要素に超音波エネルギーを供給した後、複数の木材要素に圧縮力を加えることができる。超音波エネルギーは、１５ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有してもよい。超音波エネルギーは、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの周波数範囲内の周波数を有してもよい。このシステムは、欠陥検査コンポーネントをさらに含むことができ、ローラー要素は、複合木材製品に超音波エネルギーを供給するようにさらに構成でき、欠陥検査コンポーネントは、複合木材製品の欠陥を検査するように構成できる。欠陥検査コンポーネントは、カメラを含んでもよい。ローラー要素は、アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用する前に、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するように構成できる。アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用する前に、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することにより、複数の木材要素を洗浄することができる。このシステムは、複合木材製品に処理を施すように構成された処理アプリケータをさらに含むことができ、ローラー要素は、複合木材製品に超音波エネルギーを供給するようにさらに構成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを方形波として生成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを正弦波として生成できる。超音波トランスデューサは、台形波および三角波からなる群から選択される波として、超音波エネルギーを生成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを連続波形として生成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーをパルス波形として生成できる。このシステムは、複数の木材要素を輸送するように構成されたコンベヤをさらに含むことができる。このシステムは、複数の木材要素をコンベヤ上に導くように構成されたファネルをさらに含むことができる。このシステムは、複数の木材要素を収容するように構成されたチャンバをさらに含むことができる。

【0153】

一般的な態様では、複合木材製品を製造するためのシステムは、複数の木材要素に充填材を適用するように構成されたアプリケータと、超音波エネルギーを生成するように構成された超音波トランスデューサとを含み、超音波エネルギーは、１０ｋＨｚ～２０ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有する。このシステムは、球状ボディを有するローラー要素を含み、球状ボディは、外面を含む。このシステムは、超音波エネルギーをローラー要素に導くように構成された超音波ホーンをさらに含み、ローラー要素は、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するように構成され、ローラー要素は、超音波エネルギーが供給されるとき、球状ボディの外面の一部は、複数の木材要素のうちの少なくとも１つの木材要素に物理的に接触したままである。

【0154】

実施形態は、以下の１以上を含むことができる。球状ボディの外面は、実質的に平滑であってもよい。球状ボディの外面は、複数の凹部を含んでもよい。球状ボディの外面は、複数の窪みを含んでもよい。球状ボディの外面は、複数の突起を含くんでもよい。複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、丸い外面を含んでもよい。複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、実質的に平坦な外面を含むことができる。複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、点を含む外面を含んでもよい。複数の突起のうちの少なくとも１つの突起は、リッジを含む外面を有することができる。複数の木材要素を結合し複合木材製品にすることができる。アプリケータは、接着アプリケータを含んでもよく、充填材は、接着剤を含んでもよい。充填材は、接着剤を含まなくてもよい。充填材にはプラスチックが含まれていてもよい。充填材は、金属を含んでもよい。ローラー要素が複数の木材要素に超音波エネルギーを供給する前に、複数の木材要素を互いに近接して配置することができる。アプリケータは、ローラー要素が超音波エネルギーを複数の木材要素に供給すると同時に、複数の木材要素に充填材を適用できる。ローラー要素は、アプリケータが複数の木材要素に充填材を適用する前に、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することができる。ローラー要素は、アプリケータが複数の木材要素に充填材を適用した後、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することができる。このシステムは、複数の木材要素に圧縮力を加えるように構成されたプレスをさらに含むことができる。プレスは、ローラー要素が複数の木材要素に超音波エネルギーを供給する前に、複数の木材要素に圧縮力を加えてもよい。プレスは、ローラー要素が複数の木材要素に超音波エネルギーを供給すると同時に、複数の木材要素に圧縮力を加えることができる。プレスは、ローラー要素が複数の木材要素に超音波エネルギーを供給した後、複数の木材要素に圧縮力を加えることができる。超音波エネルギーは、１５ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数範囲内の周波数を有してもよい。超音波エネルギーは、２０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの周波数範囲内の周波数を有してもよい。このシステムは、欠陥検査コンポーネントをさらに含むことができ、ローラー要素は、複合木材製品に超音波エネルギーを供給するようにさらに構成でき、欠陥検査コンポーネントは、複合木材製品の欠陥を検査するように構成できる。欠陥検査コンポーネントは、カメラを含んでもよい。ローラー要素は、アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用する前に、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給するように構成できる。アプリケータが充填材を複数の木材要素に適用する前に、複数の木材要素に超音波エネルギーを供給することにより、複数の木材要素を洗浄することができる。このシステムは、複合木材製品に処理を施すように構成された処理アプリケータをさらに含むことができ、ローラー要素は、複合木材製品に超音波エネルギーを供給するようにさらに構成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを方形波として生成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを正弦波として生成できる。超音波トランスデューサは、台形波および三角波からなる群から選択される波として超音波エネルギーを生成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーを連続波形として生成できる。超音波トランスデューサは、超音波エネルギーをパルス波形として生成できる。このシステムは、複数の木材要素を輸送するように構成されたコンベヤをさらに含むことができる。このシステムは、複数の木材要素をコンベヤ上に導くように構成されたファネルをさらに含むことができる。このシステムは、複数の木材要素を収容するように構成されたチャンバをさらに含むことができる。

【0155】

上記の説明は、いくつかの実施形態の例を提供する。上述した特徴の修正および／または変形に基づく実施形態など、明示的に上記されていない他の実施形態も可能である。例えば、上記の技術は、１つ以上の追加のステップを含めて、および／または、１以上の特定されたステップを除外して、異なる順序で実施することができる。同様に、デバイス、システム、および、方法は、１以上の追加の特徴を含んでもよく、１つ以上の特定された特徴を除外してもよく、および／または、上に提示されたものとは異なる方法で組み合わせられる特定された特徴またはステップを含んでもよい。単数として記載されている特徴またはステップは、複数のそのような特徴またはステップとして実施されてもよい。同様に、複数として記載されている特徴またはステップは、そのような特徴またはステップの単一の例として実施されてもよい。さらに、いくつかのデバイスおよび／またはシステムによって実行されるものとして上述されたステップおよび技術は、代替的に、または、追加的に、上述された他のデバイスおよび／またはシステム、もしくは、明示的に記載されていない他のデバイスおよび／またはシステムによって実行されてもよい。図面は例示を目的としており、いくつかの実施形態を詳細に示していない場合がある。サイズ、配置、形状、角度、曲率、および／または、相互の位置的特徴の変更が可能である。したがって、他の実施形態も以下のクレームの範囲に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図6G】

【図6H】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図14E】

【図15A】

【図15B】

【国際調査報告】