本發(fā)明涉及通過超聲波密封裝置的喇叭(horn)和砧座(anvil)從兩面夾袋并加壓，通過從喇叭傳遞的超聲波振動能量，對袋兩面的膜彼此，或袋兩面的膜和夾在所述膜之間的零件進行密封的超聲波密封方法及裝置。

背景技術(shù)：

在專利文獻1～3中記載了旋轉(zhuǎn)式裝袋包裝機。該旋轉(zhuǎn)式裝袋包裝機具備沿環(huán)狀移動路徑移動的多對夾子，在所述夾子沿所述移動路徑旋轉(zhuǎn)一周的過程中，對所述夾子依次供給袋，并且袋的兩側(cè)緣由所述夾子抓持，在使袋口朝上的情況下被懸吊，接著該袋被沿既定的移送路徑移送。在該旋轉(zhuǎn)式裝袋包裝機中，在該移送過程中，依次進行包含袋口的開口工序、被填充物對袋的填充工序、及袋口的密封工序的各種包裝工序。在該旋轉(zhuǎn)式裝袋包裝機中，通過超聲波密封裝置來進行袋口的密封工序。

在專利文獻4中，記載了旋轉(zhuǎn)式管口插入密封裝置(帶管口袋的制造裝置)。該旋轉(zhuǎn)式管口插入密封裝置具備沿環(huán)狀移動路徑間歇移動的多個管口保持部件，在所述管口保持部件沿所述移動路徑旋轉(zhuǎn)一周的過程中，對管口保持部件依次供給管口，并且該管口由所述管口保持部件保持為垂直狀態(tài)，接著該管口被沿既定的移送路徑移送。在該旋轉(zhuǎn)式管口插入密封裝置中，在該移送過程中，依次進行插入·臨時密封工序(對被保持于管口保持部件的管口供給袋并將管口下部的被密封部插入袋口，接著臨時密封膜和被密封部)、一次以上的正式密封工序(同時進行袋兩面的膜彼此及兩面的膜和被密封部的密封)、及密封部的冷卻工序。另外，在專利文獻4中還記載有，在該旋轉(zhuǎn)式管口插入密封裝置中，對獲得的帶管口袋，在上述移送路徑上繼續(xù)填充被包裝物。此外，正式密封工序通過利用一對熱板從兩面夾并加壓袋口(在兩面的膜之間夾著管口的被密封部)來進行。

在專利文獻5～7中記載了，使用在袋側(cè)緣的密封部一體地形成沿縱方向延伸的氣囊(airbag)部，且在氣囊部的氣體導入部的膜形成有使氣囊部內(nèi)與袋外連通的切口或孔的帶氣囊袋，并對所述氣囊部吹入、封入加壓氣體的氣體封入方法及裝置。該氣體封入裝置具備沿環(huán)狀移動路徑間歇地移動的多對夾子，在所述夾子沿所述移動路徑旋轉(zhuǎn)一周的過程中，對所述夾子依次供給帶氣囊袋，并且?guī)饽掖膬蓚?cè)緣由所述夾子抓持，在使袋口朝上的情況下被懸吊，接著所述袋被沿既定的移送路徑移送。在該移送過程中，依次進行氣體吹入工序(將噴嘴貼靠在氣體導入部上并對氣囊部內(nèi)吹入加壓氣體)、隔斷工序(隔斷氣體導入部和氣囊部內(nèi)的氣體流通)、及氣體封入工序(對氣體導入部或其附近進行密封，以將氣體封入氣囊部內(nèi))。氣體封入工序通過利用一對熱板從兩面夾住并加壓氣體導入部或其附近來進行。

另外，在日本特愿2014-99452(本申請申請時未公開)的說明書及附圖中，公開了對與專利文獻5～7所記載的帶氣囊袋同樣的袋的氣囊部，利用超聲波密封裝置的喇叭和砧座吹入加壓氣體，接著對氣體導入部的切口或孔附近進行超聲波密封，以將加壓氣體封入所述氣囊部的發(fā)明。

以下，參照圖8～18說明該在先申請所涉及的發(fā)明的主要實施方式。

(1)第一實施方式

首先，在圖11中示出帶氣囊袋11(以下，簡稱為袋11)。袋11是底部角撐(gusset)形式的自立袋，由表里兩面的膜和折疊的底部膜構(gòu)成。在袋11的上部區(qū)域X中，在兩側(cè)緣處，袋11的表里兩面的膜彼此粘接，形成密封部12、13。上緣的表里兩面的膜未粘接，為開口的袋口14。在袋11的下部區(qū)域Y中，在兩側(cè)緣處，表里兩面的膜隔著底部的膜而粘接，并且底部的膜自身也在折疊的內(nèi)側(cè)處粘接，在中央部處表里兩面的膜分別與底部的膜粘接(底部的膜彼此未粘接)，從而形成密封部15。在圖11中以斜線示出密封部12、13、15。

在密封部12的一部分形成有表里兩面的膜彼此未粘接的非粘接部(氣囊部)16。

氣囊部16是在對袋表里兩面的膜(參照圖13的17、18)進行熱密封時不加壓而留著未密封的部位，具有從袋口14(密封部12的上端)附近朝下方細長地延伸且封閉的輪廓，在其上端附近的表里兩面的膜形成有使氣囊部16內(nèi)與袋外連通的十字切口19。在氣囊部16，與在中心形成有切口19的圓形氣體導入部16a連續(xù)地遍及既定長度形成縮口的窄寬度部16b，其下方為寬度大的本體部16c。

在圖8中，示出包含上述在先申請的發(fā)明所涉及的氣體封入裝置的旋轉(zhuǎn)式包裝機。圖8所示的旋轉(zhuǎn)式包裝機具備袋移送裝置，在該袋移送裝置中，在間歇旋轉(zhuǎn)的臺的周圍，左右一對的袋移送用夾子21、22以等間隔設(shè)置有多對。在該袋移送裝置中，袋移送用夾子21、22抓持并懸吊被供給的袋11的兩側(cè)緣(密封部12、13)，且沿圓形移送路徑間歇地移送。在夾子21、22停止的各停止位置(停止位置I～VIII)中，在對夾子21、22供給袋11之后，接著對由夾子21、22抓持的袋11依次進行包含袋口的開口、被包裝物的填充及袋口的密封的各包裝工序，并且，實施包括對氣囊部16的氣體吹入工序及氣囊部16的密封工序的氣體封入方法。

夾子21、22都由一對夾片構(gòu)成，夾子21以水平地橫越的形狀抓持氣囊部16的窄寬度部16b。在夾子21的一個夾片23的內(nèi)側(cè)(抓持面)，如圖11所示，形成在上下方向上穿過的淺槽24，在夾子21抓持密封部12時，所述槽24重疊在窄寬度部16b上。

在上述旋轉(zhuǎn)式包裝機中，在所述移送路徑的停止位置I配置有傳送帶料斗式供袋裝置25，在停止位置II配置有印字裝置(僅示出頭部26)，在停止位置III配置有開口裝置(僅示出一對吸盤27、27及開口頭28)，在停止位置IV配置有填充裝置(僅示出噴嘴部29)，在停止位置V配置有超聲波密封裝置(僅示出喇叭31和砧座32)，在停止位置VI配置有對袋口進行密封的第一密封裝置(僅示出一對熱板33、33)，在停止位置VII配置有對袋口進行密封的第二密封裝置(僅示出一對熱板34、34)，在停止位置VIII配置有冷卻裝置(僅示出一對冷卻板35、35)。

在圖9中示出上述在先申請的發(fā)明所涉及的超聲波密封裝置。該超聲波密封裝置包含所述喇叭31和砧座32、使喇叭31振動的超聲波振動發(fā)生裝置36、及使喇叭31和砧座32進退的氣缸37。在氣缸37的活塞桿38、39的前端固定有安裝部件41、42，在安裝部件41固定有所述超聲波振動發(fā)生裝置36，在安裝部件42固定有所述砧座32。此外，超聲波密封裝置具有未圖示的冷卻單元，通過該冷卻單元來冷卻超聲波振動發(fā)生裝置36及喇叭31和砧座32。

喇叭31在內(nèi)部形成有孔(氣體的流路)43，孔43的一端在喇叭31的側(cè)面開口，且經(jīng)由接頭44、布管45及未圖示的切換閥等連接于壓力氣體供給源46，另一端在喇叭31的前端開口，此處為加壓氣體的吹出口47。砧座32也在內(nèi)部形成有孔(氣體的流路)48，孔48的一端在砧座32的后端開口，且經(jīng)由接頭49及布管51連接于壓力氣體供給源46，另一端在砧座32的前端開口，此處為加壓氣體的吹出口52。喇叭31和砧座32兼作氣體吹入用的噴嘴。

喇叭31和砧座32隔著袋11的移送路徑相向地配置，且通過氣缸37而相互對稱地，并且相對于所述袋11垂直地，在前進位置和退避位置之間前進(接近所述移送路徑)或后退(從所述移送路徑遠離)。在喇叭31和砧座32處于所述退避位置時(參照圖10(a))，喇叭31和砧座32距所述移送路徑最遠，能夠避免與沿所述移送路徑移送的袋11的干涉。在喇叭31和砧座32處于所述前進位置時(參照圖10(c))，喇叭31和砧座32距所述移送路徑最近，喇叭31和砧座32的前端夾壓袋11。此時的喇叭31和砧座32的前端彼此的間隔等于氣囊部16的氣體導入部16a兩面的膜的厚度。此外，氣缸37為三位置類型，所述喇叭31和砧座32能夠在所述后退位置和所述前進位置中間的位置停止。該中間位置(以后，稱為吹入位置)是極為接近所述前進位置的位置(參照圖10(b)及圖13)，通過停止于該位置的喇叭31和砧座32對氣囊部16進行氣體的吹入。

接著，參照圖8～15說明使用圖8所示的旋轉(zhuǎn)式包裝機的包裝方法(包含氣體封入方法)的一例。

(a)在停止位置I(供袋工序位置)中，從傳送帶料斗式供袋裝置25對夾子21、22供給袋11，夾子21、22從表里兩面抓持密封部12、13的既定位置。此時，氣囊部16的窄寬度部16b由夾子21抓持。該狀態(tài)在圖11(a)中示出。

(b)在停止位置II(印字工序位置)中，通過印字裝置進行對袋面的印字。

(c)在停止位置III(開口工序位置)中，通過開口裝置進行袋的開口。開口裝置的一對吸盤27、27朝袋11進退，前進以吸附袋11兩面的膜，且在該狀態(tài)下后退以使袋口14開口。開口頭28在袋11的上方升降，在下降時下端從開口的袋口14進入袋內(nèi)，并將空氣吹出到袋內(nèi)。

(d)在停止位置IV(被包裝物填充工序位置)中，通過填充裝置進行液狀物的填充(參照圖11(b)的填充物53)。填充裝置的噴嘴部29在袋11的上方升降，在下降時從袋口14插入袋內(nèi)，并將液狀物填充到袋內(nèi)。

(e)在停止位置V(氣體吹入及密封工序位置)中，在袋11的移送路徑附近，配置有圖9所示的超聲波密封裝置，進行對袋11的氣囊部6吹入氣體的氣體吹入工序、及對切口19周圍的膜進行密封的密封工序。

在袋11停止于該停止位置V時，如圖10(a)所示，喇叭31和砧座32后退并處于退避位置。接著，氣缸37工作，如圖10(b)及圖13(a)所示，喇叭31和砧座32前進，并在所述前進位置之前的位置(所述吹入位置)處停止。此時，喇叭31和砧座32的前端彼此隔著比氣體導入部16a兩面的膜的厚度稍大的間隔D相互相向。另外，如圖11(b)所示，喇叭31和砧座32的吹出口47、52的內(nèi)徑(直徑)以比氣囊部16的氣體導入部16a的直徑小的方式設(shè)定。由此，從吹出口47、52吹出的氣體集中于氣體導入部16a，能夠?qū)怏w有效率地吹入氣囊部16。此外，在氣體導入部16a不是圓形的情況下，以比氣體導入部的寬度(袋寬方向的寬度)小的方式設(shè)定吹出口47、52的內(nèi)徑即可。

在喇叭31和砧座32停止于所述吹入位置的同時或其前后的適當時機，從所述吹出口47、52開始加壓氣體的吹出。若從吹出口47、52，通過切口19將氣體吹入氣囊部16的氣體導入部16a內(nèi)，則氣體導入部16a兩面的膜17、18膨脹，如圖13(b)所示，緊貼于喇叭31和砧座32的平坦的前端面54、55(參照圖9)。因此，氣體導入部16a無法進一步膨脹，其膨脹形態(tài)被限制為薄的扁平形狀。所述間隔D以氣體導入部16a的膨脹形態(tài)變?yōu)楸馄叫螤畹姆绞皆O(shè)定。

進入氣體導入部16a的加壓氣體將由夾子21抓持的窄寬度部16b的表里兩面的膜推開槽24的深度的量，且從在兩個膜之間產(chǎn)生的間隙流入本體部16c，以使本體部16c膨脹。本體部16c膨脹的狀態(tài)在圖13(c)中示出。

在喇叭31和砧座32停止于所述吹入位置之后，在既定的時機，氣缸37再次工作，喇叭31和砧座32前進并立即到達所述前進位置，如圖10(c)所示，喇叭31和砧座32的前端夾壓氣囊部16的氣體導入部16a(切口19周圍的膜)，將膨脹為薄的扁平形狀的氣體導入部16a平坦地完全壓塌。

接著，從超聲波振動發(fā)生器36發(fā)出超聲波振動以對喇叭31供給振動能量，如圖12(a)所示，形成與由喇叭31和砧座32夾壓的部位(被夾壓部位)的形狀(喇叭31的前端面54的形狀)一致的環(huán)狀超聲波密封部56(沖壓的環(huán)狀部位)。在氣體導入部16a中，雖然切口19自身全部或大部分未被密封，但切口19周圍的膜被密封，因而氣囊部16內(nèi)的氣體不會從切口19泄漏，氣體被封入氣囊部16內(nèi)。

若超聲波密封結(jié)束(超聲波的發(fā)出結(jié)束)，則因超聲波振動引起的摩擦熱量的發(fā)生停止，由喇叭31和砧座32的前端加壓的超聲波密封部56由該喇叭31和砧座32立即冷卻。在超聲波密封結(jié)束之后，氣缸37在適當?shù)臅r機相反地工作，喇叭31和砧座32后退，如圖10(d)所示，在所述后退位置處停止。

此外，期望從吹出口47、52的加壓氣體吹出至少持續(xù)到喇叭31和砧座32到達所述前進位置且即將夾壓氣體導入部16a之前。

(f)在停止位置VI(第一密封工序位置)中，一對熱板33、33夾壓袋口14并熱密封，以形成密封部57(參照圖12(b))。由于氣囊部16的密封已經(jīng)完成，故在該時間點不需要利用熱板33、33來夾壓切口19的部位。

(g)在停止位置VII(第二密封工序位置)中，一對熱板34、34再次夾壓密封部57以進行第二次熱密封。

(h)在停止位置VIII(密封部冷卻及排出工序位置)中，一對冷卻板35、35夾壓并冷卻密封部57。接著，在冷卻時夾子21、22打開，而且冷卻板35、35打開，袋11(袋制品)下落，并通過滑槽50排出到裝置外。

(2)第二實施方式

在上述第一實施方式中，雖然在帶氣囊袋11的氣體導入部16a兩面的膜17、18形成有切口19，但也可以僅在任一個膜形成有切口。在該情況下，喇叭31和砧座32中的一者為對未形成切口一側(cè)的膜進行支撐的支承部件(例如參照日本特開2007-118961號公報的支承部件12)。在為支承部件的一側(cè)，不需要在內(nèi)部形成氣體流路。

(3)第三實施方式

雖然在上述第一實施方式中，喇叭31和砧座32在退避位置和前進位置及吹入位置這三個位置處停止，但還可以僅在退避位置和前進位置處停止。即，在前進位置處進行對氣囊部的加壓氣體吹入和超聲波密封這兩個工序。在該情況下，氣缸37可以是二位置類型的氣缸。另外，對喇叭31供給縱振動(相對于熔敷面垂直方向的振動)的振動能量。

以下，在本實施方式中，參照圖14、圖15(及圖8、9)具體地說明。

在袋11停止于停止位置V(參照圖8)時，如圖14(a)所示，喇叭31和砧座32后退并處于退避位置。

氣缸37(參照圖9)工作，喇叭31和砧座32從所述退避位置前進，在其中途從喇叭31和砧座32前端的吹出口47、52開始氣體的吹出。如圖14(b)所示，隨著喇叭31和砧座32接近所述前進位置，氣體通過切口19流入氣囊部16內(nèi)，氣囊部16膨脹。接著，如圖14(c)及圖15(a)所示，喇叭31和砧座32到達所述前進位置，它們的前端面54、55(參照圖9)夾壓切口19周圍的膜。雖然從吹出口47、52的氣體吹出繼續(xù)，但在該時間點，向氣囊部16內(nèi)的氣體流入停止。喇叭31和砧座32在極短時間內(nèi)從所述退避位置到達所述前進位置，其間向氣囊部16內(nèi)吹入的氣體的量不充分，在喇叭31和砧座32到達所述前進位置的時間點，氣囊部16的膨脹不足。

接著對喇叭31供給縱振動的超聲波振動能量，喇叭31在微小的振幅(數(shù)10μm～一百數(shù)10μm左右)及高頻率下振動(相對于砧座32前進或后退)，開始超聲波密封。喇叭31的振動方向在圖15(b)中以雙箭頭示出。在喇叭31后退上述振幅的大小，喇叭31與砧座32的間隔變大時，通過從吹出口47、52吹出的氣體的壓力將被夾壓部位(由喇叭31和砧座32的前端面54、55加壓的部位)兩面的膜推開以產(chǎn)生微小的間隙，在該瞬間，氣體通過所述間隙流入氣囊部16內(nèi)。

隨著時間經(jīng)過，流入氣囊部16內(nèi)的氣體的量增加，與此對應(yīng)地，氣囊部16膨脹(參照圖14(d)、15(b))，接著，膜內(nèi)層的密封劑因摩擦熱量而熔融以堵塞所述間隙(在該時間點對氣囊部16內(nèi)的氣體流入再次停止)，從而密封所述被夾壓部位兩面的膜。雖然對喇叭31供給超聲波振動能量的時間一般是極短時間(1.0秒以內(nèi)，通常為0.2～0.4秒左右)，但其間進行對氣囊部16的氣體吹入、以及接下來的氣囊部16的超聲波密封，氣體被封入氣囊部16內(nèi)。在超聲波密封之后，停止從吹出口47、52的氣體吹出。超聲波密封部與圖12(a)所示的超聲波密封部56同樣，為與喇叭31的前端面54的形狀相同的環(huán)狀。

若對喇叭31的振動能量供給停止，超聲波密封結(jié)束，則在膜的超聲波密封部，摩擦熱量的產(chǎn)生停止，由喇叭31和砧座32的前端夾壓的超聲波密封部由該喇叭31和砧座32立即冷卻。在超聲波密封結(jié)束之后，氣缸37在適當?shù)臅r機相反地工作，喇叭31和砧座32后退，如圖14(e)所示，在所述后退位置處停止。

由于超聲波密封的時間一般為極短時間，故其間流入氣囊部16內(nèi)的氣體的量不多。但是，如前所述，在喇叭31和砧座32夾壓切口19周圍的膜之前，雖然不充分但一定程度的量的氣體被吹入氣囊部16內(nèi)，因而總的來說充分的量的氣體被吹入氣囊部16內(nèi)，能夠使氣囊部16充分膨脹。

(4)第四實施方式

在本實施方式中，也與所述第三實施方式同樣，喇叭31和砧座32僅在退避位置和前進位置處停止。但是，在上述第三實施方式中喇叭31和砧座32的前端面54、55是平坦的，與此相對，在本實施方式中，在所述前端面54、55中的一者或二者形成有微小的凹槽這一點上不同。

以下，參照圖16～18具體地說明本實施方式。

如圖17、18所示，在喇叭31和砧座32的前端面54、55的整個面，形成有兩端穿過內(nèi)周(吹出口47、52)或/和外周的小格子狀的凹槽58、59。利用該喇叭31和砧座32的對氣囊部16內(nèi)的氣體吹入及氣囊部16的超聲波密封例如如下地進行。

在袋11停止于停止位置V(參照圖8)時，如圖16(a)所示，喇叭31和砧座32后退并處于退避位置。

氣缸37(參照圖9)工作，喇叭31和砧座32從所述退避位置前進，到達所述前進位置，如圖16(b)所示，利用前端夾壓在氣囊部16的氣體導入部16a形成的切口19周圍的膜，接著從前端的吹出口47、52吹出氣體。

從切口19進入氣體導入部16a內(nèi)的氣體在凹槽58、59的內(nèi)側(cè)將氣體導入部16a的膜向凹槽58、59內(nèi)推開，使得在兩面的膜之間產(chǎn)生多個小的間隙。氣體通過所述間隙流入其前方的窄寬度部16b，進一步向其前方的本體部16c流入，以使氣囊部16膨脹。但是，切口19周圍的膜在被喇叭31和砧座32的前端夾壓的狀態(tài)下不膨脹，僅是稍微被向凹槽58、59內(nèi)推開。

接著，在既定的時機從超聲波振動發(fā)生器36發(fā)出超聲波振動，對喇叭31供給超聲波振動能量，以對由喇叭31和砧座32的前端夾壓的部位(切口19的周圍)兩面的膜進行超聲波密封。在該超聲波密封中，在凹槽58、59的內(nèi)側(cè)，在兩面的膜之間產(chǎn)生小的間隙，因而不產(chǎn)生摩擦熱量，內(nèi)層的密封劑不熔融，但其附近的熔融的密封劑堵塞所述間隙(在該時間點對氣囊部16內(nèi)的氣體流入停止)，包含凹槽58、59內(nèi)側(cè)的膜進行密封，氣體被封入氣囊部16內(nèi)。此外，在對喇叭31供給的振動能量為縱振動的振動能量的情況下，還同時獲得在上述第三實施方式中闡述的作用(通過喇叭31振動，在被夾壓部位兩面的膜之間產(chǎn)生微小的間隙，氣體通過所述間隙流入氣囊部16內(nèi)的作用)。

在喇叭31或砧座32的前端面54、55形成的凹槽58、59的寬度w和深度d設(shè)定為在向氣囊部16內(nèi)吹入氣體時產(chǎn)生所述間隙，且在超聲波密封時所述間隙由周圍的熔融的密封劑填補的程度的大小。

超聲波密封部與圖12(a)所示的超聲波密封部56同樣，為與喇叭31的前端面54的形狀相同的環(huán)狀。

若超聲波密封結(jié)束(超聲波的發(fā)出結(jié)束)，則因超聲波振動引起的摩擦熱量的發(fā)生停止，由喇叭31和砧座32的前端夾壓的超聲波密封部由該喇叭31和砧座32立即冷卻。在超聲波密封結(jié)束之后，氣缸37在適當?shù)臅r機相反地工作，喇叭31和砧座32后退，如圖16(c)所示，在所述后退位置處停止。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-331109號公報；

專利文獻2：日本特開2010-23887號公報；

專利文獻3：日本特開2015-6915號公報；

專利文獻4：日本特開2004-255742號公報；

專利文獻5：日本特開2014-139090號公報；

專利文獻6：日本特開2014-169117號公報；

專利文獻7：日本特開2014-181064號公報。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

在專利文獻1～3所示的例子中，在被填充物填充后的袋的袋口的密封中利用超聲波密封。在進行超聲波密封(利用超聲波密封裝置的喇叭和砧座夾壓袋的密封預(yù)定部，并對喇叭供給超聲波振動能量)時，使一對夾子的間隔張開，并使密封預(yù)定部及其附近張緊且平坦地合攏(例如參照專利文獻1的圖1)。在此種袋口的密封的情況下，不會發(fā)生因超聲波密封而在袋產(chǎn)生損傷等問題。

另一方面，在如日本特愿2014-99452的發(fā)明那樣，對通過加壓氣體而膨脹的氣囊部16進行超聲波密封的情況下，產(chǎn)生如下問題。

如圖6(a)所示，在對袋11的氣囊部16吹入加壓氣體，且喇叭31和砧座32到達前進位置時，推壓被喇叭31和砧座32夾著的部位的膜17、18并使其變平坦，該部位下方的部位(氣囊部16的窄寬度部16b)因加壓氣體而膨脹，在兩個膜17、18之間產(chǎn)生間隙。

若在該狀態(tài)下進行超聲波密封，則存在在與被喇叭31和砧座32夾著的部位(被夾壓部位)鄰接的區(qū)域，在膨脹的氣囊部16的窄寬度部16b的膜18(喇叭31側(cè)的膜)產(chǎn)生損傷、或開孔的情況。所述區(qū)域(圖6(a)中以A示出)大體上為從所述被夾壓部位的下端(膨脹部分的上端)向下方數(shù)mm左右的范圍。

此外，如圖6(b)所示，在不對袋11的氣囊部16吹入加壓氣體，在同一部位處僅進行超聲波密封的情況下，不產(chǎn)生上述問題。

另外，在如專利文獻4所記載的發(fā)明那樣，作為基于熱板的密封的代替利用超聲波密封來進行袋和管口的正式密封工序的情況下，也產(chǎn)生同樣的問題。

如圖7所示，對由管口保持部件61保持的管口62供給袋63，將管口62下部的被密封部62a(俯視視圖船型/參照日本特開2009-132001號公報的被密封部4)插入袋口，喇叭64和砧座65在被密封部62a的位置處夾壓袋63兩面的膜66、67。在被密封部62a的下方，在兩個膜66、67之間產(chǎn)生了間隙。

若在該狀態(tài)下進行超聲波密封，則雖然袋63兩面的膜66、67彼此，以及膜66、67和被密封部62a被密封，但存在在與被喇叭64和砧座65夾著的部位(被夾壓部位)鄰接的區(qū)域，在膜67(喇叭64側(cè)的膜)產(chǎn)生損傷或開孔的情況。所述區(qū)域(圖7(a)、(b)中以B示出)大體上為從所述被夾壓部位的下端向下方數(shù)mm左右的范圍。

根據(jù)本發(fā)明人的見解，上述問題僅在在與所述被夾壓部位鄰接的區(qū)域中在兩面的膜之間形成有間隙的情況下產(chǎn)生。在氣囊部的超聲波密封中，在膨脹的氣囊部兩面的膜之間產(chǎn)生間隙，在管口的超聲波密封中，在管口密封部的下方在兩個膜之間產(chǎn)生間隙。雖然僅在在與所述被夾壓部位鄰接的區(qū)域中在兩面的膜之間形成有間隙的情況下產(chǎn)生上述問題點的理由不明確，但本發(fā)明人推測原因可能是所述區(qū)域的膜與喇叭前端的下端部接觸并振動，或者喇叭的振動集中地傳遞到喇叭側(cè)的膜的所述區(qū)域，所述區(qū)域的膜引起共振并被加熱，該膜不僅是內(nèi)層的密封劑軟化，而且熔融。該現(xiàn)象特別是在層疊有鋁箔的膜的情況下容易發(fā)生。

本發(fā)明是鑒于在對袋兩面的膜彼此或袋兩面的膜和夾在膜之間的零件進行超聲波密封的情況下產(chǎn)生的上述問題點而完成的，其目的在于防止在與由喇叭和砧座夾著的部位鄰接的區(qū)域中在喇叭側(cè)的膜產(chǎn)生損傷，或者開孔的問題。

用于解決問題的方案

本發(fā)明的特征在于，在利用超聲波密封裝置的喇叭和砧座從兩面夾袋并加壓，通過從喇叭傳遞的超聲波振動能量，對袋兩面的膜彼此或袋兩面的膜和夾在所述膜之間的零件進行密封的超聲波密封方法中，在與喇叭和砧座夾著的部位(被夾壓部位)鄰接的區(qū)域在兩面的膜間形成間隙的情況下，使接觸部件從喇叭側(cè)朝所述區(qū)域前進以推抵于喇叭側(cè)的膜，在該狀態(tài)下對喇叭供給超聲波振動能量。

該超聲波密封方法例如能夠采用如下實施方式。

(1) 所述袋是在袋的側(cè)緣的密封部一體地形成有沿縱方向延伸的氣囊部，在氣囊部的氣體導入部的膜形成使氣囊部內(nèi)與袋外連通的切口或孔的帶氣囊袋，在所述喇叭和砧座中的一者或二者形成氣體的流路，所述流路的一端連接于壓力氣體供給源且另一端在前端開口，所述流路的另一端為加壓氣體的吹出口，在利用所述喇叭和砧座中的一者或二者通過所述氣體導入部對氣囊部內(nèi)吹入氣體以使氣囊部膨脹之后，對所述切口或孔周圍的膜進行超聲波密封。在該情況下，所述間隙是通過氣囊部膨脹而在該氣囊部的兩個膜之間產(chǎn)生的間隙。

(2) 在上述(1)的情況下，在使氣囊部膨脹之前，使接觸部件前進至既定位置，在氣囊部膨脹時喇叭側(cè)的膜被推抵于接觸部件。本發(fā)明包含如此在兩個膜膨脹時喇叭側(cè)的膜被推抵于所述接觸部件，以膨脹為與自然膨脹時的形狀不同的形狀的情況。

(3) 所述零件為管口，在將管口的被密封部插入所述袋的袋口之后，利用喇叭和砧座從兩面夾所述袋的袋口并加壓，并對袋兩面的膜彼此及兩面的膜和夾在所述膜之間的所述被密封部進行超聲波密封。在該情況下，所述間隙是通過將管口的被密封部插入袋的袋口而在袋口的下部產(chǎn)生的兩個膜之間的間隙。

另外，本發(fā)明所涉及的超聲波密封裝置是用于實施上述超聲波密封方法的裝置，除了喇叭和砧座之外，具備接觸部件，該接觸部件配置在喇叭的附近且在推抵位置和從其后退的后退位置之間進退。所述接觸部件在對喇叭供給超聲波振動能量時位于所述推抵位置，在所述推抵位置中被推抵于與喇叭側(cè)的膜的喇叭和砧座夾著的部位(被夾壓部位)鄰接的區(qū)域。

該超聲波密封裝置例如能夠采用如下實施方式。

(1) 所述接觸部件與喇叭一同進退。

(2) 所述袋是在袋的側(cè)緣的密封部一體地形成有沿縱方向延伸的氣囊部，在氣囊部的氣體導入部的膜形成使氣囊部內(nèi)與袋外連通的切口或孔的帶氣囊袋，在所述喇叭和砧座中的一者或二者形成氣體的流路，所述流路的一端連接于壓力氣體供給源且另一端在前端開口，所述流路的另一端為加壓氣體的吹出口，在利用所述喇叭和砧座中的一者或二者通過所述氣體導入部對氣囊部內(nèi)吹入氣體以使氣囊部膨脹之后，對所述切口或孔周圍的膜進行超聲波密封，所述接觸部件在所述推抵位置中被推抵于氣囊部的喇叭側(cè)的膜。

(3) 所述零件為管口，利用喇叭和砧座從兩面夾所述袋的袋口并加壓，并對袋兩面的膜彼此及袋兩面的膜和夾在所述膜之間的所述管口的被密封部進行超聲波密封。所述接觸部件被推抵于袋口下部的喇叭側(cè)的膜。

上述超聲波密封裝置能夠適合地適用于對帶氣囊袋的氣體封入裝置(參照圖8)、帶管口袋的制造裝置(參照專利文獻4)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，當在對袋兩面的膜彼此或袋兩面的膜和夾在膜之間的零件進行超聲波密封的情況下，在與由喇叭和砧座夾著的部位(被夾壓部位)鄰接的區(qū)域中在袋兩面的膜之間產(chǎn)生間隙時，也能夠防止發(fā)生在該區(qū)域中在喇叭側(cè)的膜產(chǎn)生損傷，或者開孔的問題。使接觸部件從喇叭側(cè)朝所述區(qū)域前進，并將接觸部件的前端推抵于喇叭側(cè)的膜(在所述區(qū)域中喇叭側(cè)的膜被推入接觸部件并變形，或者膨脹的喇叭側(cè)的膜被推抵于接觸部件，且膨脹為與自然膨脹時的形狀不同的形狀)，從而防止發(fā)生上述問題的理由雖然不清楚，但推測可能是因為通過接觸部件如上所述地接觸喇叭側(cè)的膜，緩和了喇叭的前端下部角部與喇叭側(cè)的膜的直接接觸，或者在喇叭側(cè)的膜中抑制了超聲波振動的共振。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所涉及的超聲波密封裝置的側(cè)視圖；

圖2是按照工序順序說明使用圖1所示的超聲波密封裝置的氣體封入方法(包含超聲波密封方法)的側(cè)視圖(a)～(d)；

圖3是說明圖2所示的氣體封入方法(超聲波密封方法)中的接觸部件的工作的一個方式的放大側(cè)視圖；

圖4是說明圖2所示的氣體封入方法(超聲波密封方法)中的接觸部件的工作的其他方式的放大側(cè)視圖；

圖5是說明將本發(fā)明所涉及的超聲波密封方法適用于帶管口袋的制造時的接觸部件的工作的側(cè)視圖(a)及正視圖(b)；

圖6是說明在先申請所涉及的發(fā)明的問題點的圖；

圖7是說明專利文獻4所記載的發(fā)明的問題點的圖；

圖8是包含在先申請的發(fā)明所涉及的氣體封入裝置的旋轉(zhuǎn)式包裝機的示意立體圖；

圖9是在先申請的發(fā)明所涉及的超聲波密封裝置的側(cè)視圖；

圖10是以工序順序說明在先申請的發(fā)明所涉及的氣體封入方法的側(cè)視圖(a)～(d)；

圖11是以工序順序說明在先申請的發(fā)明所涉及的氣體封入方法的正視圖(a)、(b)；

圖12是以工序順序說明圖11所示的氣體封入方法的后續(xù)工序的正視圖(a)、(b)；

圖13是說明在先申請的發(fā)明所涉及的氣體封入方法的主要部分放大側(cè)視圖(a)～(c)；

圖14是以工序順序說明在先申請的發(fā)明所涉及的其他氣體封入方法的側(cè)視圖(a)～(d)；

圖15是在圖14所示的氣體封入方法中喇叭和砧座夾壓在氣囊部的氣體導入部形成的切口周圍的膜時的所述喇叭和砧座的截面圖，(a)是對喇叭供給超聲波振動能量之間，(b)是供給開始后的截面圖；

圖16是以工序順序說明在先申請的發(fā)明所涉及的又一其他氣體封入方法的側(cè)視圖(a)～(c)；

圖17是圖16所示的氣體封入方法所使用的喇叭和砧座的正視圖(a)及其部分放大側(cè)視圖(b)；

圖18是在圖16所示的氣體封入方法中喇叭和砧座夾壓在氣囊部的氣體導入部形成的切口周圍的膜時的所述喇叭和砧座的截面圖。

具體實施方式

下面主要參照圖1～5具體地說明本發(fā)明所涉及的超聲波密封方法及裝置。

在圖1中示出本發(fā)明所涉及的超聲波密封裝置。該超聲波密封裝置是將圖9所示的超聲波密封裝置進行了改良的裝置，僅在具備接觸部件71這一點上與圖9所示的超聲波密封裝置不同。在圖1中，對與圖9所示的超聲波密封裝置實質(zhì)上相同的部位賦予相同號碼。

接觸部件71經(jīng)由安裝板72固定于喇叭31側(cè)的安裝部件41，在喇叭31的正下方位置與喇叭31一同沿與喇叭31相同的方向進退。安裝部件41的位置的超聲波振動的振幅為零(節(jié)點(nodal point))，接觸部件71自身不振動。此外，接觸部件71由板狀的金屬或塑料形成，在與袋11接觸的前端部，為了防止袋11的損傷，根據(jù)需要安裝橡膠材料。

參照圖2及圖3說明在將圖1所示的超聲波密封裝置代替圖9所示的超聲波密封裝置設(shè)置在圖8所示的旋轉(zhuǎn)式包裝機的停止位置V附近的情況下的氣體封入方法(包括超聲波密封方法)。此外，圖1～3所示的袋11具有與圖11所示的袋11相同的構(gòu)造，由所述旋轉(zhuǎn)式包裝機的袋移送用夾子21、22抓持兩側(cè)緣并懸吊，且被沿著圓形的移送路徑間歇地移送。在所述旋轉(zhuǎn)式包裝機中，在各停止位置依次進行和與圖8關(guān)聯(lián)地說明的一樣的各包裝工序，同時在停止位置V實施包括對氣囊部16的氣體吹入工序及氣囊部16的密封工序的氣體封入方法。

在袋11停止于停止位置V時，如圖2(a)所示，喇叭31和砧座32后退并處于退避位置。接著，氣缸37工作，如圖2(b)及圖3(a)所示，喇叭31和砧座32前進，并在所述前進位置之前的位置(所述吹入位置)處停止。此時，喇叭31和砧座32的前端彼此隔著比氣體導入部16a兩面的膜的厚度稍大的間隔D相互相向。另外，接觸部件71與喇叭31一同前進。此外，在圖2、3所示的氣體封入方法中，喇叭31和砧座32的動作及加壓氣體的吹出、超聲波密封等的時機與之前參照圖10說明的一樣。

在喇叭31和砧座32停止于所述吹入位置的同時或其前后的適當時機，從所述吹出口47、52開始加壓氣體的吹出。若從吹出口47、52，通過切口19將氣體吹入氣囊部16的氣體導入部16a內(nèi)，則氣體導入部16a兩面的膜17、18膨脹，如圖3(b)所示，緊貼于喇叭31和砧座32的平坦的前端面54、55。

進入氣體導入部16a的加壓氣體將由夾子21抓持的窄寬度部16b的表里兩面的膜推開槽24的深度的量，從在兩個膜之間產(chǎn)生的間隙流入本體部16c，以使本體部16c膨脹。在本例中，接觸部件71的前端稍微接觸膨脹的窄寬度部16b的膜18(喇叭31側(cè)的膜)。接觸部件71所接觸的位置為與喇叭31和砧座32夾著的部位(被夾壓部位)鄰接的區(qū)域(正下方位置)，為圖6所示的區(qū)域A。但是，在該時間點，接觸部件71的前端也可以未接觸膜18。

在喇叭31和砧座32停止于所述吹入位置之后，在既定的時機，氣缸37再次工作，喇叭31和砧座32前進并立即到達所述前進位置，如圖2(c)及圖3(c)所示，喇叭31和砧座32的前端夾壓氣囊部16的氣體導入部16a(切口19周圍的膜)，將膨脹為薄的扁平形狀的氣體導入部16a平坦地壓塌。此時，接觸部件71與喇叭31一同前進，其前端被推抵于膨脹的窄寬度部16b的膜18。由此，膨脹的膜18在所述區(qū)域A向內(nèi)側(cè)變形。此外，優(yōu)選地，接觸部件71在俯視視圖中具有窄寬度部16b的寬度以上的寬度，以遍及窄寬度部16b的整個寬度被推抵于膜18。

接著，從超聲波振動發(fā)生器36發(fā)出超聲波振動以對喇叭31供給振動能量，切口19的周圍被超聲波密封，氣體被封入氣囊部16內(nèi)。在該超聲波密封期間，通過將接觸部件71推抵于窄寬度部16b的膜18來防止窄寬度部16b的膜18損傷或開孔。

若超聲波密封結(jié)束(超聲波振動能量的供給結(jié)束)，則因超聲波振動引起的摩擦熱量的發(fā)生停止，由喇叭31和砧座32的前端夾壓的超聲波密封部56(參照圖12)由該喇叭31和砧座32立即冷卻。在超聲波密封結(jié)束之后，氣缸37在適當?shù)臅r機相反地工作，喇叭31和砧座32后退，如圖2(d)所示，在所述后退位置處停止。接觸部件71與喇叭31一同后退。

雖然在圖2、3所示的例子中，接觸部件71在氣囊部16膨脹之后到達推抵位置(前進最多的位置)，但還可以如圖4所示，在氣囊部16膨脹之前預(yù)先到達推抵位置。在該情況下，需要通過與喇叭31獨立的驅(qū)動單元來使接觸部件71進退，而非使接觸部件71與喇叭31一同進退(并非設(shè)置于安裝部件41)。

在圖4中，喇叭31和砧座32的動作及加壓氣體的吹出、超聲波密封等的時機與圖2、3相同。另一方面，接觸部件71在喇叭31和砧座32到達所述吹入位置的時間點如圖4(a)所示，前進并到達推抵位置。因此，若加壓氣體被吹入氣囊部16內(nèi)，氣囊部16(窄寬度部16b)膨脹，則在所述區(qū)域A中，膜18接觸并被推抵于接觸部件71，在不能夠自由膨脹的情況下向內(nèi)側(cè)變形。

接著，在喇叭31和砧座32前進并到達所述前進位置時，也如圖4(c)所示，接觸部件71處于所述推抵位置，在該狀態(tài)下對喇叭31供給超聲波振動能量，以進行超聲波密封。

此外，在圖2～4所示的例子中，是將本發(fā)明所涉及的氣體封入方法(使用接觸部件71的方法)適用于本申請說明書所公開的日本特愿2014-99452所涉及的發(fā)明的第一實施方式(圖8～15)的例子，但也能夠適用于第二實施方式、第三實施方式(圖14、15)、第四實施方式(圖16～18)。而且，還能夠適用于日本特愿2014-99452的說明書及附圖所公開的其他所有的實施方式。

接著，參照圖5說明將本發(fā)明所涉及的超聲波密封裝置適用于專利文獻4所記載的旋轉(zhuǎn)式管口插入密封裝置(帶管口袋的制造裝置)的正式密封工序的情況的超聲波密封方法。在圖5中，對與圖7所示的管口、袋及超聲波密封裝置(喇叭和砧座)實質(zhì)上相同的部位賦予相同的號碼。

上述帶管口袋的制造裝置具有管口移送裝置，該管口移送裝置具備多組抓持管口62的上端并沿環(huán)狀移動路徑間歇地移動的管口保持部件61，和之前說明的一樣，在該管口保持部件61沿所述移動路徑旋轉(zhuǎn)一周的過程中，依次對管口保持部件61供給管口62，并且該管口62由所述管口保持部件61保持為垂直狀態(tài)，并沿既定的移送路徑被移送。在移送管口62的過程中，依次進行袋63的插入·臨時密封工序、一次以上的正式密封工序、及密封部的冷卻工序。

上述帶管口袋的制造裝置在進行正式密封工序的停止位置附近具備超聲波密封裝置。該超聲波密封裝置除了喇叭64和砧座65之外，在喇叭64的正下方位置具備接觸部件73。接觸部件73固定于喇叭64的安裝部件(參照圖1的安裝部件41)，在喇叭64的正下方位置與喇叭64一同沿與喇叭64相同的方向進退。在接觸部件73的前端，為了防止袋11的損傷，根據(jù)需要安裝橡膠材料。

若管口保持部件61停止于所述停止位置，則喇叭64和砧座65前進，在被密封部62a的位置處，夾壓袋63兩面的膜66、67，同時接觸部件73前進，其前端在喇叭64和砧座65夾著的部位(被夾壓部位)的正下方位置處接觸并被推抵于喇叭64側(cè)的膜67。接觸部件73所接觸的位置為與上述被夾壓部位鄰接的區(qū)域(圖7所示的區(qū)域B)。由此，喇叭64側(cè)的膜67在所述被夾壓部位的正下方從自然地打開的形狀(參照圖7)變?yōu)橄騼?nèi)側(cè)變形的形狀。此外，優(yōu)選地，接觸部件73在俯視視圖中具有袋63的未密封部的寬度S以上的寬度，且遍及所述未密封部的大致整個寬度被推抵于膜67。

接著，從超聲波振動發(fā)生器(參照圖1的超聲波振動發(fā)生器36)發(fā)出超聲波振動以對喇叭64供給超聲波振動能量，以密封袋63兩面的膜66、67彼此、以及膜66、67和管口62的被密封部62a。在該超聲波密封期間，通過將接觸部件73在所述區(qū)域B中推抵于喇叭64側(cè)的膜67來防止膜67損傷或開孔。

符號說明

11 帶氣囊袋

16 氣囊部

16a 氣囊部的氣體導入部

16b 氣囊部的窄寬度部

16c 氣囊部的本體部

17、18 構(gòu)成袋的表里面的膜

19 切口

31 超聲波密封機的喇叭

32 超聲波密封機的砧座

43、48 孔(氣體的流路)

47、52 吹出口

62 管口

63 安裝管口的袋

64 超聲波密封機的喇叭

65 超聲波密封機的砧座

71、73 接觸部件