專利名稱：超聲波封合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為備有封合包裝材料，特別是罐裝液體飲料等內(nèi)裝物的管狀包裝材料的細(xì)長封合面的超聲波封合裝置，有至少一個喇叭形輻射體和多個變換器的超聲波封合裝置，或者包括該超聲波封合裝置的橫封合裝置。
此外，作為超聲波封合裝置，以下的現(xiàn)有技術(shù)是公知的。
日本專利申請?zhí)亻_平7-2231號公報中，記載著一種超聲波封合裝置，制成包括連接于交流電流供給源的，有壓電陶瓷板的壓電驅(qū)動單元或者磁致伸縮驅(qū)動單元，以及有細(xì)長的封合面的喇叭形輻射體的超聲波封合裝置，其特征在于該裝置還包括與喇叭形輻射體一起形成半波長的一個或一個以上的反作用體。
日本專利申請?zhí)毓?2-22784號公報中，記載著一種容器筒部的超聲波融合裝置，其中安裝了當(dāng)用超聲波側(cè)封合層壓了塑料薄膜的厚紙制的容器的筒部時，在超聲波融合用喇叭形輻射體的前述側(cè)封合部大體上長方形接觸面的中心線上設(shè)置縱槽，此一縱槽的兩側(cè)的表面向中心有微差地階梯地設(shè)有級差的喇叭形輻射體。
日本專利申請?zhí)亻_平2-72024號公報中，記載著一種液體紙容器的密封方法，是把一張紙片的端部彼此粘貼而形成的筒形筒部的上下開口端封住而成的在紙的表面上有熱塑性樹脂層的容器的封住前述開口端的方法，其特征在于通過預(yù)先同時打開前述開口端的整個預(yù)定封合部位來加熱，接著加壓進行預(yù)封合，接著進行超聲波封合。
日本專利申請實開昭63-147408號公報中，記載著一種液體容器的超聲波封合裝置，用來在由喇叭形輻射體與砧骨構(gòu)成的筒部的大體上中央處封住有重合粘合部的方筒形液體容器的上下端的開口部，其特征在于其中在前述喇叭形輻射體的被封合部接觸面的大體上中央處設(shè)置帶形凸部，在砧骨的被封合部接觸面的大體上中央處設(shè)置與前述凸部垂直的凹槽而成，該凹槽的底部制成兩級結(jié)構(gòu)并把該級差部分和兩端部分制成斜形，而且在底部中央的端部設(shè)置向側(cè)方伸出的銳角形突出傾斜面。
日本專利申請?zhí)乇碚?2-501543號公報中，記載著一種超聲波喇叭形輻射體裝置，用于缽盆中的試劑藥片的溶解，其特征在于包括作為具有前端面和后端面的總體制成長方形的喇叭形輻射體主體，根據(jù)加在前述后端面上的振動使聲波作用于在前述前端面附近移動的前述缽盆的內(nèi)裝物，從前述前端面幾乎垂直地送出的喇叭形輻射體主體；在前述喇叭形輻射體主體的前述后端面上固定于其寬度方向中央部，根據(jù)給定的電能把前述振動施加到前述喇叭形輻射體主體的變換器機構(gòu)；以及作為分別具有等于從前述喇叭形輻射體送出的聲波的半波長的音響長度的一對共振機構(gòu)，分別固定于前述后端面寬度方向兩端區(qū)域，從前述后端面垂直延伸，使得從前述前端面幾乎垂直地送出的聲波的振幅沿著前述前端面的寬度方向幾乎是均一的一對共振機構(gòu)，把幾乎均一聲波施加到在離前述前端面規(guī)定距離處沿著前述前端面的寬度方向移動的前述缽盆的內(nèi)裝物。
日本專利申請?zhí)亻_平7-33121號公報中，記載著一種包裝容器的封合裝置，其中設(shè)有支承在表面上形成密封劑層的包裝容器用的包裝材料的砧骨，以及把前述包裝材料推靠在砧骨上加壓，并把超聲波振動傳遞到包裝材料的喇叭形輻射體，在從前述喇叭形輻射體的前端到前述包裝材料的邊緣部之間配置超聲波振動吸收機構(gòu)，以便該喇叭形輻射體把超聲波振動傳遞到包裝材料，能夠把密封劑層彼此融合，能夠防止前述包裝材料的邊緣部側(cè)被激振，能夠防止從邊緣部露出的紙基材的端面發(fā)生灰塵。
日本專利申請?zhí)亻_昭56-92046號公報中，記載著一種容器筒部的超聲波融合裝置，其中設(shè)有在進行塑料薄膜層壓的紙容器等的側(cè)封合時，超聲波封合機的喇叭形輻射體的向封合部的封合面的一側(cè)邊緣上設(shè)置級差而且在相當(dāng)于封合部的上端附近的部分消除該級差的形狀的喇叭形輻射體。
日本專利申請?zhí)亻_平6-15741號公報中，記載著一種制造熱塑性材料的包裝容器用的超聲波封住裝置，其中用磁致伸縮材料制成的巨大磁致伸縮粉末復(fù)合體(GMPC)構(gòu)成，卷繞著發(fā)生磁場的線圈的振動主體固定于封住顎板，具有從對顎板的固定點逐漸減小的斷面積，端部的自由面成為寬度窄的表面。
美國專利第5730351號說明書中，記載著一種裝置，是用來對被加工物進行超聲波處理的裝置，包括有與被加工物接觸的第1表面和第2表面的喇叭形輻射體(ソノトロ-ド)；作為前述喇叭形輻射體的驅(qū)動裝置，第1和第2超聲波振動裝置；以及分別把前述第1和第2超聲波振動裝置連接到前述喇叭形輻射體的第2表面的留出間隔地配置的第1和第2連接機構(gòu)的驅(qū)動裝置。
日本專利申請?zhí)亻_平10-128237號公報中，記載著一種超聲波裝置，制成把超聲波頻率范圍的振動能量向加工片供給的超聲波裝置，包括設(shè)定成以超聲波頻率范圍的頻率機械共振的大小的喇叭形輻射體，連接到前述喇叭形輻射體使前述喇叭形輻射體以前述規(guī)定的頻率共振的多個壓電變換器，連接到前述變換器把前述規(guī)定的頻率的電能供給到前述變換器給前述變換器并列地加載的電源，以及連接到前述電源與各變換器之間的電路使流到前述變換器的電流平衡的機構(gòu)。
超聲波封合裝置通常由變換器、放大器和喇叭形輻射體來構(gòu)成?？孔儞Q器把電氣振蕩變換成機械振動，為了把裝置機械地固定并放大振幅而用放大器，靠喇叭形輻射體進一步進行振幅的放大，形成想要的封合表面?？墒沁@種歷來通用的公知性能的超聲波封合裝置如果提高熱封合能力，則裝置所占據(jù)的空間加大，存在著無法配置于前述罐裝包裝機的橫封合裝置中的封合顎板上等缺點，從實用上來說，需要能夠大幅度地減小占據(jù)空間，能夠輸出強大的功率，而且能夠運用于橫封合裝置的超聲波封合裝置。
此外，在用于罐裝包裝機的橫封合裝置中的封合顎板的現(xiàn)有技術(shù)的超聲波封合裝置中，由于使用一個變換器，所以喇叭形輻射體的封合面(輸出面)上的振幅振動的大小隨著從變換器連接于喇叭形輻射體的中央?yún)^(qū)朝橫向離開而逐漸減小，難以均一地?zé)岱夂习▋啥瞬吭趦?nèi)的整個細(xì)長的封合部。
本發(fā)明的課題在于提供一種能夠配置在罐裝包裝機的橫封合裝置中的封合顎板上的這種適當(dāng)?shù)拈L度的橫斷封合，也就是能夠細(xì)長的均一的熱封合的、小型而且能夠輸出強大的功率的超聲波封合裝置。
本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述課題而進行銳意研究，發(fā)現(xiàn)包括備有封合包裝材料的細(xì)長的封合面的一個喇叭形輻射體，豎立設(shè)置在該喇叭形輻射體上的多個變換器，以及與該變換器并列設(shè)置的一個或不少于兩個固定具，把固定具中的超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置作為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面(波節(jié)面)的超聲波封合裝置，或者包括一個喇叭形輻射體和多個變換器，在喇叭形輻射體上設(shè)置用來把超聲波封合裝置固定于封合顎板的安裝法蘭，把成為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置的安裝法蘭作為離封合面近的一方的節(jié)平面的超聲波封合裝置，能夠細(xì)長的均一的熱封合，能夠小型而且輸出強大的功率，能夠配置在罐裝包裝機的橫封合裝置中的封合顎板上，至于完成發(fā)明。
也就是說，本發(fā)明涉及一種超聲波封合裝置，至少包括備有封合包裝材料的細(xì)長的封合面的一個喇叭形輻射體，豎立設(shè)置在該喇叭形輻射體的封合面的對峙側(cè)，使喇叭形輻射體共振的多個變換器，其特征在于該超聲波封合裝置，其長度為一個波長的長度，與封合顎板的固定位置為節(jié)平面。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，超聲波封合裝置還包括豎立設(shè)置在喇叭形輻射體的封合面的對峙側(cè)，把超聲波封合裝置固定于封合顎板的一個或不少于兩個固定具，以固定具中的超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置作為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，固定具有把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的附件承裝面，以成為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置的附件承裝面作為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，固定具有用螺紋結(jié)合把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的陰螺紋部。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，固定具有把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的凸緣，以成為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置的凸緣作為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，固定具有用螺紋結(jié)合固定于喇叭形輻射體用的螺紋部。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，固定具與喇叭形輻射體整體地成形。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，喇叭形輻射體有把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的安裝法蘭，以喇叭形輻射體中的成為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置的安裝法蘭作為離封合面近的一方的節(jié)平面。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，喇叭形輻射體有溝槽和／或窄縫以便使不想要的振動衰減。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，喇叭形輻射體由縱波聲速低于4000m／秒的材質(zhì)來制成。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，縱波聲速低于4000m／秒的材質(zhì)為銅合金。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，銅合金為磷青銅。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，變換器有用螺紋結(jié)合固定于喇叭形輻射體或固定具用的螺紋部。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，多個變換器包括控制機構(gòu)，以便在封合面處得到均一而且適當(dāng)強度的封合。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，螺紋結(jié)合為用雙頭螺栓的螺紋結(jié)合。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，封合面是沿封合面縱長方向連續(xù)地或斷續(xù)地有突條的封合面。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，頻率為20kHz～60 kHz。
此外，本發(fā)明涉及上述超聲波封合裝置，其特征在于，頻率為40kHz。
此外，本發(fā)明涉及包括多個上述超聲波封合裝置的超聲波封合裝置。
進而，本發(fā)明涉及由上述超聲波封合裝置和該超聲波封合裝置所固定的封合顎板和該封合顎板的驅(qū)動機構(gòu)來組成的橫封合裝置。
此外，本發(fā)明涉及上述橫封合裝置，其中封合顎板有喇叭形輻射體的振動防止構(gòu)件。
本發(fā)明的超聲波封合裝置是至少包括備有封合包裝材料的細(xì)長的封合面的一個喇叭形輻射體、以及豎立設(shè)置在該喇叭形輻射體的封合面的對峙側(cè)、使喇叭形輻射體共振的多個變換器的超聲波封合裝置，其特征在于，該超聲波封合裝置，其長度為一個波長的長度，與封合顎板的固定位置為節(jié)平面。此外，特別是其特征在于，包括備有封合包裝材料的細(xì)長的封合面的一個喇叭形輻射體，豎立設(shè)置在該喇叭形輻射體上的多個變換器，以及與該變換器并列設(shè)置的一個或不少于兩個固定具，使喇叭形輻射體共振的變換器或者把超聲波封合裝置固定于封合顎板的固定具與喇叭形輻射體一起形成一個波長的長度，以固定具中的超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置作為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面。而且，通常固定設(shè)置在前述罐裝包裝機的橫封合裝置中的封合顎板上，用來熱封合包裝材料。此外本發(fā)明的橫封合裝置，由本發(fā)明的超聲波封合裝置和該超聲波封合裝置所固定的封合顎板和該封合顎板的驅(qū)動機構(gòu)組成。
作為本發(fā)明中的包裝材料，只要是能形成容器等的板狀物就可以了，除了在紙或不透性樹脂的表里的至少一方上有聚乙烯之類熱融合層者外，可以舉出在這些中有鋁箔等中間層者、有粘合劑層者等。例如果汁等罐裝包裝容器用的包裝材料帶，以紙為基材在其表里最外層表面上設(shè)置聚氯乙烯等融合層，并且根據(jù)需要設(shè)置由鋁箔或不透性樹脂的中間層形成的不透層或粘合劑層等而構(gòu)成，帶的厚度通常使用170～900μm者。此外，與內(nèi)裝物接觸的最內(nèi)層表面的材質(zhì)必須用超聲波能融合的。
超聲波封合裝置是能夠把頻率為20 kHz以上的電氣振蕩變換成機械振動，從稱為喇叭形輻射體的共鳴體把超聲波振動賦予熱粘合部，在邊界面上發(fā)生強大的摩擦熱而熱熔融，通過加壓來進行熱封合的裝置。而且，振動的振幅為大約15～70μm左右，該振動每秒2～6萬次而在很短時間內(nèi)發(fā)熱。因而，由超聲波進行的封合與由高頻進行的封合同樣能夠由內(nèi)部發(fā)熱來封合。
作為本發(fā)明的超聲波封合裝置中的喇叭形輻射體，雖然只要是傳遞超聲波振動，把包裝材料的封合層彼此融合者什么樣的都可以，但是可以舉出包括設(shè)置在其前端部的細(xì)長的封合面，朝著該封合面的斜面形狀、指數(shù)形狀、懸垂形狀等彎曲形狀的彎曲部，以及封合面的對峙側(cè)的平面部者。而且在該封合面的對峙側(cè)的平面部上豎立設(shè)置著多個變換器和一個或一個以上的固定具。此外也可以把喇叭形輻射體與固定具整體地成形，在此一整體成形體上豎立設(shè)置多個變換器。另一方面，在喇叭形輻射體或砧骨的封合面上可以沿著封合面縱長方向連續(xù)地或斷續(xù)地設(shè)置其斷面為圓形或矩形等的突條。
此外，作為喇叭形輻射體最好是有使不想要的振動衰減的溝槽(沿著縱長方向設(shè)置的細(xì)長溝槽)和／或窄縫(沿著厚度方向設(shè)置的貫通的細(xì)長孔)。而且，溝槽通常設(shè)置在變換器或固定具的下方，窄縫通常設(shè)置在變換器之間或者變換器與固定具之間的下方。此外在本發(fā)明中，在喇叭形輻射體上可以設(shè)置把超聲波封合裝置固定于固定具用的安裝法蘭。也可以以此一安裝法蘭作為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置而且作為離封合面近的一方的節(jié)平面。
作為喇叭形輻射體的材質(zhì)，除了銅合金、鋁或鋁合金、鈦或鈦合金等金屬或合金之外，可以舉出陶瓷。而且為在頻率一定的場合喇叭形輻射體的長度與該材料中的聲速成比例，所以如果根據(jù)使超聲波封合裝置更緊湊的觀點來說，則最好是用由例如縱波聲速低于4000m／秒的材質(zhì)組成的聲速慢的喇叭形輻射體材料。作為縱波聲速低于4000m／秒的材質(zhì)，可以具體地舉出磷青銅(3360m／秒)、鈹青銅(3780m／秒)、海軍黃銅(3240m／秒)等銅合金或壓電陶瓷材料PZT(3000m／秒)。此外，按橫封合裝置的結(jié)構(gòu)，或者在不要求裝置的緊湊化的場合等，根據(jù)需要也可以使用鋁或鋁合金、鈦或鈦合金等輕金屬或輕金屬合金等縱波聲速超過4000m／秒的材質(zhì)。
喇叭形輻射體如上所述，由設(shè)在其前端部的封合面把包裝材料推靠在砧骨上并加壓，把集中于其前端部的振動能量(超聲波振動)傳遞到包裝材料的熱粘合部，在邊界面上發(fā)生強大的摩擦熱進行熱熔融，加壓并相結(jié)合而把包裝材料熱封合。關(guān)于砧骨的結(jié)構(gòu)或材質(zhì)雖然未特別限定，但是作為材質(zhì)可以舉出例如不銹鋼制的。
作為本發(fā)明的超聲波封合裝置制的變換器，雖然只要是能夠把來自振蕩器的電氣振蕩變換成機械振動，使前述喇叭形輻射體共振者，不問是電致伸縮式、磁致伸縮式都可以，但是電致伸縮式好一些，作為該場合下的電致伸縮式壓電元件最好是用陶瓷材料。而且雖然供給電壓靠這種變換器變換成機械的變形，此一變形能量作為超聲波振動供給到喇叭形輻射體，但是在本發(fā)明的超聲波封合裝置中，為了實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的封合，變換器需要設(shè)置多個，最好是2～5個。
本發(fā)明中的變換器豎立設(shè)置在前述喇叭形輻射體的封合面的對峙側(cè)。該豎立設(shè)置通過與例如喇叭形輻射體的封合面的對峙側(cè)的平面部或固定于該平面部的固定具的平面部，或者與喇叭形輻射體整體成形的固定具的平面部的固定來進行。該固定雖然只要是喇叭形輻射體與固定具能夠牢固地固定者用什么樣的固定機構(gòu)都可以，但是為了使本發(fā)明的超聲波封合裝置成為緊湊的，最好是用螺紋結(jié)合，特別是雙頭螺栓，因此在變換器的喇叭形輻射體一側(cè)設(shè)置陰螺紋部。
此外，雖然各個變換器連接到交流電源，但是最好是包括控制機構(gòu)，以便把來自多個變換器的振動能量均等地傳遞到喇叭形輻射體的封合面，在封合面得到均一而且適當(dāng)強度的封合。如果未包括控制機構(gòu)，則存在著振動不均一，在封合面得不到均一而且適當(dāng)強度的封合的危險。作為該控制機構(gòu)，可以具體地舉出日本專利申請?zhí)亻_平10-128237號公報中作為平衡化變壓裝置記載者。
作為本發(fā)明的超聲波封合裝置中的固定具，雖然只要是能夠把超聲波封合裝置固定于封合顎板，超聲波封合裝置或封合顎板的固定位置或其附近形成離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面，在與喇叭形輻射體的封合面的對峙側(cè)，例如對峙側(cè)的平面部是豎立設(shè)置一個或不少于兩個者什么樣的都可以，但是在運用于前述罐裝包裝機的橫封合裝置的場合，對封合顎板的安裝·固定必須緊湊。因而靠以下所述的用雙頭螺栓等的螺紋結(jié)合緊湊地安裝，比在封合顎板上設(shè)置法蘭，用該法蘭來固定超聲波封合裝置要好些。另一方面固定具與喇叭形輻射體的固定也最好是通過用雙頭螺栓等的螺紋結(jié)合緊湊地安裝。此外如前所述，也可以整體地形成固定具與喇叭形輻射體，或者通過用雙頭螺栓等的螺紋結(jié)合把多個豎立設(shè)置的固定具的下部相連接的成形體固定于喇叭形輻射體的上述平面部。此外作為本發(fā)明中的固定具的斷面形狀可以舉出圓形或矩形者。
超聲波封合裝置對封合顎板的固定，可以在例如固定具的與喇叭形輻射體對峙側(cè)的端部或者固定具的中央部來進行。在固定具的與喇叭形輻射體對峙側(cè)的端部處來固定的場合，可以用把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的雙頭螺栓附件等附件，因此可以用在固定具上有陰螺紋部者。在此一場合，設(shè)置陰螺紋部孔，以便成為固定具中的固定位置的附件承裝面成為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面。此外，在固定具的中央部處來固定的場合，通過把設(shè)置在該中央部的凸緣與封合顎板適當(dāng)?shù)剡B接，把超聲波封合裝置固定于封合顎板。在此一場合，進行凸緣的定位以便凸緣所設(shè)置的部分成為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面。此外，超聲波封合裝置對封合顎板的固定也可以如前所述，通過在喇叭形輻射體上設(shè)置把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的安裝法蘭來進行。在此一場合，此一安裝法蘭成為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置而且成為離封合面近的一方的節(jié)平面。
而且，節(jié)平面的位置可以在設(shè)計固定具或喇叭形輻射體的階段里，通過計算機的振動分析等正確地設(shè)定。
在本發(fā)明的超聲波封合裝置中，因為其全長由一個波長的長度來構(gòu)成，所以節(jié)平面存在著兩個。在本發(fā)明的超聲波封合裝置中，其特征在于，以離封合面近的一方與遠(yuǎn)的一方的兩個存在的節(jié)平面當(dāng)中某一方的節(jié)平面作為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置。而且在以離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面作為固定位置的場合利用離封合面近的一方的的節(jié)平面來防止以高速轉(zhuǎn)動的超聲波封合裝置的喇叭形輻射體的振動，為了使喇叭形輻射體的封合面正確地接觸包裝材料的將要封合的位置，最好是在封合顎板的側(cè)框上設(shè)置振動防止構(gòu)件。
此外，超聲波封合雖然在頻率20 kHz～60 kHz，最好是40 kHz下，輸出通常在20 kW左右來實施，但是包含變換器或固定具和喇叭形輻射體在內(nèi)的裝置的全長設(shè)定成相當(dāng)于一個波長的長度，該場合喇叭形輻射體前端部的封合面的振幅最大，發(fā)熱效率提高，封合強度加大。例如，頻率為40 kHz，在使用由縱波聲速3600m／秒的材質(zhì)組成的聲速慢的喇叭形輻射體材料的場合，一個波長的長度為9cm。在此一場合，包含變換器或固定具和喇叭形輻射體在內(nèi)的裝置的全長為9cm，變換器或固定具和喇叭形輻射體的長度分別為4．5cm。這樣一來，超聲波封合裝置的全長為10cm左右者，可以作為現(xiàn)有的罐裝包裝機的橫封合裝置來使用。
進而，像大容器中的場合那樣橫斷面加長，需要長封合用表面的場合，也可以把上述超聲波封合裝置多個連接起來延長封合面。此外，本發(fā)明的超聲波封合裝置可以包括為了放大振幅而使用的放大器，也可以不包括。
圖2是本發(fā)明的超聲波封合裝置的概略透視圖。
圖3是另一種形態(tài)的本發(fā)明的超聲波封合裝置的概略透視圖。
圖4是本發(fā)明的超聲波封合裝置的另一種形態(tài)的概略主視圖。
圖5是本發(fā)明的超聲波封合裝置的另一種形態(tài)的概略主視圖。
圖6是圖2中所示的本發(fā)明的超聲波封合裝置的概略主視圖。
圖7是本發(fā)明的超聲波封合裝置中的種種形狀的喇叭形輻射體的概略主視圖。
圖8是本發(fā)明的超聲波封合裝置中的種種形狀的喇叭形輻射體的概略側(cè)視圖。
圖9是另一種形態(tài)的本發(fā)明的超聲波封合裝置的概略透視圖。
圖2是本發(fā)明的超聲波封合裝置的概略透視圖。圖3是另一種形態(tài)的本發(fā)明的超聲波封合裝置的概略透視圖。圖4是本發(fā)明的超聲波封合裝置的另一種形態(tài)的概略主視圖。圖5是本發(fā)明的超聲波封合裝置的另一種形態(tài)的概略主視圖。圖6是圖2中所示的本發(fā)明的超聲波封合裝置的概略主視圖。圖7是本發(fā)明的超聲波封合裝置中的種種形狀的喇叭形輻射體的概略主視圖。圖8是本發(fā)明的超聲波封合裝置中的種種形狀的喇叭形輻射體的概略側(cè)視圖。圖9是另一種形態(tài)的本發(fā)明的超聲波封合裝置的概略透視圖。此外，在圖2～圖9中，10表示超聲波封合裝置，11表示喇叭形輻射體，12表示變換器，13表示固定具，14表示喇叭形輻射體·固定具整體成形體，15表示喇叭形輻射體封合面，16表示喇叭形輻射體平面部，17表示喇叭形輻射體彎曲部，18表示溝槽，19表示窄縫，20表示凸緣，21表示雙頭螺栓，22表示雙頭螺栓附件承裝面，23表示陰螺紋部，24表示封合顎板，25表示防振固定螺栓，26表示節(jié)平面(波節(jié)面)，27表示雙頭螺栓附件，28表示安裝法蘭。
在圖2中示出在有著封合面15和平面部16和彎曲部17和溝槽18的喇叭形輻射體11上，豎立設(shè)置著兩個變換器12和三個固定具13的本發(fā)明的超聲波封合裝置10。在此一裝置10中，在變換器12和固定具13上設(shè)有用雙頭螺栓21固定于喇叭形輻射體11用的陰螺紋部23。此外，在固定具13上設(shè)有用雙頭螺栓附件27與封合顎板固定用的陰螺紋部23。在圖3中示出在喇叭形輻射體11與固定具13整體成形的喇叭形輻射體·固定具整體成形體14上豎立設(shè)置著兩個變換器12的本發(fā)明的超聲波封合裝置10。在此一裝置10中，與圖2中所示的裝置10同樣，雙頭螺栓附件承裝面22成為安裝位置，成為離封合面15遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面(波節(jié)面)26。
在圖4中示出在兩外側(cè)的兩個變換器12之間兩個固定具13豎立連接于喇叭形輻射體11上的本發(fā)明的超聲波封合裝置10，超聲波封合裝置10用這兩個固定具13固定于封合顎板24，在此一場合也是雙頭螺栓附件承裝面22成為離封合面15遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面(波節(jié)面)26。在圖5中示出在兩外側(cè)的兩個變換器12之間一個固定具13豎立連接于喇叭形輻射體11的本發(fā)明的超聲波封合裝置10，在此一裝置10的場合用設(shè)在固定具13的中央部的凸緣20固定于封合顎板24，在此一場合凸緣20成為安裝位置，并成為離封合面15遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面(波節(jié)面)26。
在圖6中示出圖2中所示的本發(fā)明的超聲波封合裝置10固定于封合顎板24的狀態(tài)，在固定具13的固定中使用能夠埋入封合顎板24的內(nèi)六角螺栓21，如前所述在此一場合也是附件承裝面22成為固定位置，成為離封合面15遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面(波節(jié)面)26。此外在封合顎板24的側(cè)框上設(shè)置防振固定螺栓25，在成為離封合面15近的一方的節(jié)平面(波節(jié)面)26的喇叭形輻射體彎曲部17上進行喇叭形輻射體的防振。在此一圖6中示出所封合的枕狀容器6。此外在圖7和圖8中示出有封合面15和平面部16和彎曲部17和溝槽18或窄縫19的各種形狀的喇叭形輻射體11。圖9示出在喇叭形輻射體上設(shè)置把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的安裝法蘭的超聲波封合裝置。在此一場合，此一安裝法蘭成為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置并且成為離封合面近的一方的節(jié)平面。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，以比現(xiàn)有技術(shù)的超聲波封合裝置要小型而加壓力增大，高能力封合是可能的，而且均一地封合細(xì)長的封合面成為可能。
權(quán)利要求
1．一種超聲波封合裝置，至少包括備有封合包裝材料的細(xì)長的封合面的一個喇叭形輻射體、豎立設(shè)置在該喇叭形輻射體的封合面的對峙側(cè)、使喇叭形輻射體共振的多個變換器，其特征在于，該超聲波封合裝置，其長度為一個波長的長度，與封合顎板的固定位置是節(jié)平面。
2．權(quán)利要求1所述的超聲波封合裝置，其特征在于，超聲波封合裝置還包括豎立設(shè)置在喇叭形輻射體的封合面的對峙側(cè)，把超聲波封合裝置固定于封合顎板的一個或不少于兩個固定具，以固定具中的超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置作為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面。
3．權(quán)利要求2所述的超聲波封合裝置，其特征在于，固定具有把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的附件承裝面，以成為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置的附件承裝面作為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面。
4．權(quán)利要求1～3中的任何一項所述的超聲波封合裝置，其特征在于，固定具有用螺紋結(jié)合把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的陰螺紋部。
5．權(quán)利要求2所述的超聲波封合裝置，其特征在于，固定具有把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的凸緣，以成為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置的凸緣作為離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面。
6．權(quán)利要求1～5中的任何一項所述的超聲波封合裝置，其特征在于，固定具有用螺紋結(jié)合固定于喇叭形輻射體用的螺紋部。
7．權(quán)利要求1～5中的任何一項所述的超聲波封合裝置，其特征在于，固定具與喇叭形輻射體整體地成形。
8．權(quán)利要求1所述的超聲波封合裝置，其特征在于，喇叭形輻射體有把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的安裝法蘭，以喇叭形輻射體中的成為超聲波封合裝置與封合顎板的固定位置的安裝法蘭作為離封合面近的一方的節(jié)平面。
9．權(quán)利要求1～8中的任何一項所述的超聲波封合裝置，其特征在于，喇叭形輻射體有溝槽和／或窄縫以便使不想要的振動衰減。
10．權(quán)利要求1～9中的任何一項所述的超聲波封合裝置，其特征在于，喇叭形輻射體由縱波聲速低于4000m／秒的材質(zhì)來制成。
11．權(quán)利要求10所述的超聲波封合裝置，其特征在于，縱波聲速低于4000m／秒的材質(zhì)為銅合金。
12．權(quán)利要求11所述的超聲波封合裝置，其特征在于，銅合金為磷青銅。
13．權(quán)利要求1～12中的任何一項所述的超聲波封合裝置，其特征在于，變換器有用螺紋結(jié)合固定于喇叭形輻射體或固定具用的螺紋部。
14．權(quán)利要求1～13中的任何一項所述的超聲波封合裝置，其特征在于，多個變換器包括控制機構(gòu)，以便在封合面處得到均一而且適當(dāng)強度的封合。
15．權(quán)利要求4、6或13所述的超聲波封合裝置，其特征在于，螺紋結(jié)合為用雙頭螺栓的螺紋結(jié)合。
16．權(quán)利要求1～15中的任何一項所述的超聲波封合裝置，其特征在于，封合面是沿封合面縱長方向連續(xù)地或斷續(xù)地有突條的封合面。
17．權(quán)利要求1～16中的任何一項所述的超聲波封合裝置，其特征在于，頻率為20 kHz～60 kHz。
18．權(quán)利要求17所述的超聲波封合裝置，其特征在于，頻率為40 kHz。
19．一種超聲波封合裝置，其特征在于，包括多個權(quán)利要求1～18中的任何一項所述的超聲波封合裝置。
20．一種橫封合裝置，其特征在于，由權(quán)利要求1～19中的任何一項所述的超聲波封合裝置和該超聲波封合裝置所固定的封合顎板和該封合顎板的驅(qū)動機構(gòu)來組成。
21．權(quán)利要求20所述的橫封合裝置，其中封合顎板有喇叭形輻射體的振動防止構(gòu)件。
全文摘要
一種超聲波封合裝置,能夠設(shè)置在罐裝包裝機的橫封合裝置的封合顎板上,進行適當(dāng)長度的橫封合操作或細(xì)長的均一熱封合操作,被制成小尺寸并能輸出大功率。該超聲波封合裝置包括一個備有封合包裝材料用的細(xì)長的封合面(15)的喇叭形輻射體(11),一組豎立在喇叭形輻射體(11)上的變換器(12),以及與變換器(12)并排設(shè)置的一個或不少于兩個固定具(13)。固定具(13)中超聲波封合裝置(10)與封合顎板相互固定的位置設(shè)置在離封合面遠(yuǎn)的一方的節(jié)平面(26)上,喇叭形輻射體(11)設(shè)有把超聲波封合裝置固定于封合顎板用的安裝法蘭,該安裝法蘭可以設(shè)置在離封合面近的一方的節(jié)平面上。
文檔編號B29C65/08GK1294558SQ99804326
公開日2001年5月9日 申請日期1999年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月23日
發(fā)明者篠原光彥, 井關(guān)健史, 植田道雄, 久米聰, 玉本修, 浜口忠吉 申請人:四國化工機株式會社