KR20150130218A - 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법 및 기체봉입장치 - Google Patents

에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법 및 기체봉입장치 Download PDF

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KR20150130218A
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히로마사 도노즈카
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Abstract

(과제)
본 발명은, 에어백 부착 자루의 에어백부로 기체를 분출하고, 이어서 기체를 에어백부내에 봉입하는 장치의 구성을 단순화하여, 에어백 부착 자루의 종류가 변경되었을 경우 등에 하는 조정작업을 간단화한다.
(해결수단)
초음파 밀봉장치의 혼(31)과 앤빌(32)의 선단에 압력기체의 분출구(47, 52)를 형성하여 기체분출용의 노즐로서 사용한다. 혼(31)과 앤빌(32)의 선단을 슬릿(19)에 대어 에어백부(16)내로 기체를 분출하고, 분출 계속중에 혼(31)과 앤빌(32)에 의하여 슬릿(19) 주위의 필름을 압착시키고, 이어서 초음파로 밀봉하여 기체를 에어백부(16)내에 봉입한다.

Description

에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법 및 기체봉입장치{GAS FILLING EQUIPMENT AND GAS FILLING METHOD TO THE BAG WITH AIR BAG}
본 발명은, 측면 테두리의 밀봉부(密封部)에 에어백부(air bag部)를 구비한 에어백 부착 자루에 있어서 상기 에어백부에 기체를 봉입하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
여기에서 자루라 함은, 자루는 물론 포대, 봉지 등을 포함하는 개념이고, 이들을 혼용하는 경우도 있다.
특허문헌1∼3에는, 자루의 측면 테두리의 밀봉부에 세로방향으로 연장되는 에어백부가 일체적으로 형성되고, 상기 에어백부의 필름(film)에 에어백부내와 자루외를 통하게 하는 슬릿(slit) 또는 구멍(hole)이 형성된 에어백 부착 자루의 상기 에어백부로 기체를 분출하고 이어서 봉입하는 방법이 기재되어 있다. 또 에어백 부착 자루의 표리(表裏)의 필름은 적층필름(積層film)으로서, 내층(內層)이 실란트재(sealant材)로 이루어지며, 내용물이 들어가는 부분 및 에어백부에서는 표리의 필름의 내층(內層) 상호간이 히트밀봉(heat密封)되어 있지 않다.
특허문헌1, 2에서는, 예를 들면 에어백 부착 자루의 양측 테두리를 좌우 한 쌍의 그리퍼(gripper)로 파지하여 소정의 이송경로를 따라 간헐적으로 이송하고, 그 이송의 과정에서 압력기체 공급원(壓力氣體 供給源)에 접속된 기체분출용 노즐(氣體噴出用 nozzle)의 분출구(噴出口)를 상기 슬릿 또는 구멍에 대고, 수용부재(受容部材)에 의하여 에어백 부착 자루의 배면측을 지지하고, 상기 노즐에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍을 통하여 상기 에어백부내로 기체를 분출한다. 계속하여 특허문헌1에서는, 분출이 계속되는 중에 상기 슬릿 또는 구멍의 근방을 한 쌍의 열판(熱板)으로 밀봉하여 기체를 에어백부내에 봉입한다. 특허문헌2에서는, 분출이 계속되는 중에 상기 슬릿 또는 구멍의 근방을 한 쌍의 차단용 그리퍼(遮斷用 gripper)로 협지(挾持)하고, 이에 따라 상기 슬릿 또는 구멍과 상기 에어백부내의 기체의 흐름을 차단하고, 그 차단상태를 유지한 채로 상기 슬릿 또는 구멍의 부분을 한 쌍의 열판으로 밀봉하여 기체를 에어백부내에 봉입한다. 특허문헌3에서는, 특허문헌1과 동일한 방법이 채용되어 있는 것으로 추측된다.
: 일본국 특허 제4683899호 공보 : 일본국 특허 제4771785호 공보 : 일본국 특허 제5104073호 공보
특허문헌1, 2에 기재된 기체의 봉입방법에는 이하와 같은 문제점이 있다.
(1) 특허문헌1의 방법에서는, 에어백부내로 기체를 분출하는 기체분출용 노즐 및 수용부재와, 에어백부로 분출한 기체를 상기 에어백부에 봉입하는 한 쌍의 열판을 필요로 하고, 특허문헌2의 방법에서는, 상기 에어백부에 기체를 일시적으로 가두는 차단용 그리퍼를 더 필요로 한다. 노즐 및 수용부재는 에어실린더(air cylinder) 등의 구동수단(驅動手段)에 의하여 대피위치(待避位置)와 전진위치(前進位置)의 사이를 진퇴하고, 한 쌍의 열판과 차단용 그리퍼는 각각 상기 노즐 및 수용부재와는 다른 구동수단에 의하여 개폐된다. 이와 같이 특허문헌1, 2의 방법을 실시하는 장치는, 노즐 및 수용부재 외에도 가동부재(可動部材)와 그 구동수단을 포함하여 전체의 구조가 복잡하다.
한편 에어백 부착 자루의 양측 테두리를 좌우 한 쌍의 그리퍼로 파지하여 소정의 이송경로를 따라 간헐적으로 이송하고, 그 이송의 과정에서 에어백부에 대한 기체의 분출 및 봉입을 하는 경우에 있어서, 에어백 부착 자루의 종류가 변경되면 상기 그리퍼에 파지된 에어백 부착 자루의 에어백부에 형성된 슬릿 또는 구멍의 위치(상하방향 또는 수평방향의 위치)가 그 이전의 것과는 다를 수 있다. 그 경우에 변경후의 에어백 부착 자루의 슬릿 또는 구멍의 위치에 맞추어 상기 노즐, 한 쌍의 열판 및 차단용 그리퍼의 위치를 각각의 구동장치와 함께 조정할 필요가 있지만, 조정부분이 많아 작업이 번잡하다.
(2) 특허문헌1에는, 에어백부의 슬릿 또는 구멍의 근방을 열판으로 밀봉한 후에 밀봉부의 냉각을 하는 것은 기재되어 있지 않다. 그러나 밀봉부의 냉각을 하지 않을 경우에, 밀봉부 및 그 근방에 주름 등이 발생해서 외관을 손상시키거나 밀봉부의 강도가 저하되는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 열판으로 밀봉한 후에 한 쌍의 냉각판(冷却板)으로 밀봉부를 협지하여 냉각시키면 이들 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있지만, 냉각판(구동수단을 포함한다)을 설치함으로써 기체봉입장치의 구조가 더 복잡화된다.
특허문헌2에는, 에어백부의 슬릿 또는 구멍의 부분을 자루입구와 함께 열판으로 밀봉한 후에, 냉각판으로 상기 슬릿 또는 구멍의 부분을 포함하는 밀봉부 전체를 협지하여 냉각시키는 것이 기재되어 있다. 이 방법에 의하면, 밀봉부(에어백부의 슬릿 또는 구멍의 부분)에 상기 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러나 이 방법은 자루입구와 함께 밀봉 및 냉각을 하는 관계상, 상기 슬릿 또는 구멍이 자루의 상부(좌우 한 쌍의 그리퍼보다 위의 위치)에 형성되어 있는 경우밖에 적용할 수 없다. 또한 이 방법은, 에어백부에 대한 기체의 봉입을 포장처리공정(자루입구의 개구(開口), 피포장물의 충전(充塡) 등)에 이어서 하는 경우밖에 적용할 수 없다.
(3) 특허문헌1에 기재된 기체봉입방법에서는, 에어백부에 대한 기체분출을 계속하는 중에, 팽창된 상태의 에어백부(슬릿 또는 구멍의 근방)를 열판에 의하여 압착시켜서 기체를 에어백부내에 봉입한다. 이때에 열판에 의하여 압착된 에어백부(밀봉부)의 표리의 필름이 평평하게 찌부러지지 않아 밀봉부에 세로주름이 생겨서 외관을 손상시키거나 밀봉이 불완전하게 되어 내부에 틈새가 발생하고, 상기 틈새를 통하여 에어백부내의 기체가 누설되는 문제가 발생한다.
특허문헌2에 기재된 기체봉입방법에서는, 에어백부에 대한 기체분출을 계속하는 중에, 팽창된 상태의 에어백부(슬릿 또는 구멍의 근방)를 차단용 그리퍼로 협지하여 슬릿 또는 구멍과 에어백부내와의 기체의 흐름을 차단한다. 이때에 차단용 그리퍼로 협지된 에어백부(차단부위)의 표리의 필름이 평평하게 찌부러지지 않아 에어백부의 내부에 틈새가 발생하여, 다음에 슬릿 또는 구멍의 부분을 열판에 의하여 압착시켜서 밀봉될 때까지의 사이에 에어백부내의 기체가 누설된다는 문제가 발생한다.
상기의 문제를 도12, 13을 참조하여 설명한다. 우선 도12(a)에 있어서, 1은 에어백 부착 자루(특허문헌2의 도1 참조)의 일부인 한쪽의 측면 테두리의 밀봉부, 2는 밀봉부(1)에 있어서 표리면을 구성하는 필름(3, 4)의 사이에 상하방향으로 형성된 에어백부, 5, 5는 차단용 그리퍼, 6은 기체분출용의 노즐, 7은 수용부재이다.
도12(a)에 나타나 있는 에어백 부착 자루는, 특허문헌2에 기재된 에어백 부착 자루(1), 에어백부(2)는 마찬가지로 에어백부(5)(모두 특허문헌2의 도1 참조)에 대응되고, 차단용 그리퍼(5, 5), 노즐(6) 및 수용부재(7)는 각각 특허문헌2에 기재된 서브 그리퍼(sub gripper)(7, 7), 노즐(11) 및 수용부재(12)(모두 특허문헌2의 도2∼4 참조)에 대응된다. 도12(a)에 나타나 있는 에어백 부착 자루는, 그 양측 테두리가 특허문헌2의 도4에 나타내는 형태에서 도면에 나타나 있지 않은 자루이송용 그리퍼(특허문헌2의 그리퍼(8, 8)에 대응)에 파지되어 있다.
도12(b)는, 노즐(6) 및 수용부재(7)가 도12(a)에 나타나 있는 대피위치로부터 전진하여 노즐(6)의 선단(先端)(분출구)이 에어백부(2)에 형성된 슬릿 또는 구멍에 대어지고, 수용부재(7)가 노즐(6)과 대향(對向)하여 에어백부(2)의 배면을 지지하고, 에어백부(2)내로 기체가 분출되고 있는 상태를 나타낸다. 에어백부(2)는 기체압력에 의하여 자유팽창하고, 그에 따라 밀봉부(1)의 끝(1a)이 당겨져서 에어백 부착 자루의 중심을 향하여 거리(M)만큼 이동하고 있다.
도13(a)는, 노즐(6)에 의한 기체의 분출이 계속되는 중에, 차단용 그리퍼(5)가 도12(a)에 나타나 있는 대피위치로부터 전진하여 에어백부(2)에 형성된 슬릿 또는 구멍의 근방(차단부위)을 에어백 부착 자루의 양면으로부터 협지하는 도중의 상태를 나타낸다. 팽창된 에어백부(2)를 편평하게 찌부러뜨리는 과정에서, 남은 필름이 에어백부(2)의 폭방향 외측으로 부풀어 커지고, 이에 따라 에어백부(2)의 양측에 세로주름(8)이 발생하고 있다.
도13(b)는, 차단용 그리퍼(5)가 서로 가장 가까워져서 에어백부(2)를 찌부러뜨린 상태를 나타낸다. 도13(a)에 나타나 있는 세로주름(8)의 부분에서 에어백부(2)의 필름이 밀봉부(1)에 겹쳐져서, 차단용 그리퍼(5)가 에어백부(2)의 상기 차단부위를 평평하게 찌부러뜨려서 차단할 수 없어, 상기 차단부위의 내부에 매우 얇고 편평한 틈새(9)가 발생하고 있다.
본 발명은, 종래기술에 관한 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 에어백 부착 자루의 에어백부로 기체를 분출하고, 이어서 기체를 에어백부내에 봉입하는 장치의 구성을 단순화하여, 에어백 부착 자루의 종류가 변경되었을 경우 등에 하는 조정작업을 간단화하는 것을 주된 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 에어백부의 밀봉불량 또는 차단불량에 의거하는 에어백부로부터의 기체의 누설을 방지하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명에 관한 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법은, 자루의 측면 테두리의 밀봉부에 세로방향으로 연장되는 에어백부가 일체적으로 형성되고, 상기 에어백부의 기체유입부의 필름에 에어백부내와 자루외를 통하게 하는 슬릿 또는 구멍이 형성된 에어백 부착 자루를 사용하고, 압력기체 공급원에 접속된 노즐의 분출구를 상기 기체유입부에 대고 상기 슬릿 또는 구멍으로부터 상기 에어백부내로 기체를 분출하여 상기 에어백부를 팽창시키고, 이어서 상기 슬릿 또는 구멍의 근방을 밀봉하여 상기 에어백부내에 기체를 봉입하는 것으로서, 초음파 밀봉장치의 혼과 앤빌이 상기 에어백 부착 자루의 양측에 배치되고, 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방에 일단이 상기 압력기체 공급원에 접속되고 타단에 선단이 개구되는 기체의 유로가 형성되고, 상기 유로가 형성된 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방이 상기 노즐을 겸하고, 상기 유로의 타단이 상기 분출구로 되고, 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방에 의하여 상기 에어백부내로 기체를 분출함과 아울러, 상기 혼과 앤빌에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉하는 것을 특징으로 한다.
상기 기체봉입방법에 있어서, 상기 슬릿 또는 구멍은 상기 기체유입부의 표리 양면의 필름에 형성되어 있더라도 좋고 또한 한쪽면의 필름에만 형성되어 있더라도 좋다. 상기 슬릿 또는 구멍이 상기 기체유입부의 표리 양면의 필름에 형성되어 있는 경우에, 상기 혼과 앤빌의 쌍방이 상기 노즐을 겸하는 것이 바람직하지만, 상기 혼과 앤빌의 한쪽만이 상기 노즐을 겸하고 있더라도 좋다. 상기 슬릿 또는 구멍이 상기 기체유입부의 한쪽면의 필름에만 형성되어 있는 경우에, 상기 혼과 앤빌의 한쪽(슬릿 또는 구멍이 형성된 필름에 접하는 쪽)만이 상기 노즐을 겸한다. 상기 혼과 앤빌의 한쪽만이 상기 노즐을 겸하는 경우에, 다른 한쪽은 상기 에어백 부착 자루의 배면을 지지하는 수용부재(특허문헌1, 2에 기재된 수용부재 참조)가 된다.
상기 기체봉입방법은 다음과 같은 실시형태를 취할 수 있다.
(1) 상기 에어백부내로 기체를 분출할 때에, 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간을 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 두꺼운 소정의 간격을 두고 서로 대향시키고, 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉할 때에, 상기 혼과 앤빌을 전진시켜서 상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시킨다. 상기 간격은, 기체의 분출에 의하여 팽창된 상기 기체유입부의 양면의 필름이 상기 혼과 앤빌의 선단에 밀착되어, 상기 기체유입부의 팽창형태가 편평형상으로 제한되도록(그 이상으로 크게 팽창되는 것을 방해하도록) 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 약간 두꺼운 정도로 설정되는 것이 바람직하다.
(2) 상기 혼과 앤빌이 상기 에어백 부착 자루에 대하여 진퇴 가능하고, 상기 혼과 앤빌을 전진시켜서 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 소정의 가압력에 의하여 압착시킨 상태에서 상기 분출구로부터 기체를 분출하고, 기체의 압력에 의하여 상기 혼과 앤빌을 상기 가압력에 저항하여 후퇴시켜서 선단 상호간의 간격을 넓히고, 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉할 때에 다시 상기 혼과 앤빌을 전진시켜서 상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시킨다. 후퇴했을 때의 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간의 간격은, 상기 (1)에 기재된 것과 마찬가지로 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 약간 두꺼운 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 기체유입부의 팽창형태가 편평형상으로 제한된다. 상기 가압력은, 상기 혼과 앤빌이 상기한 바와 같이 기체의 압력에 의하여 후퇴되고 또한 후퇴했을 때의 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간의 간격이 상기한 바와 같이 되도록 설정된다.
상기 혼과 앤빌을 진퇴시키는 구동원으로서, 에어실린더를 사용했을 경우에 상기 에어실린더의 추진력을 상기 가압력으로 충당할 수 있다. 이 경우에 상기 에어실린더의 추진력을 상승시키거나 혹은 상기 혼과 앤빌로부터의 가압기체의 분출을 중지 또는 가압기체의 압력을 저하시킴으로써, 상기 혼과 앤빌을 다시 전진시킬 수 있다.
(3) 상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시킨 상태에서 상기 분출구로부터 기체를 분출하고, 아울러 상기 혼에 세로진동(용착면에 대하여 수직방향의 진동)의 진동 에너지를 공급해서 초음파로 밀봉을 한다.
상기 필름을 압착시킨 혼에 초음파진동 에너지를 공급하면, 상기 혼은 미세한 진폭으로 상기 앤빌에 대하여 전진 및 후퇴하고, 상기 혼이 후퇴해서 앤빌과 혼의 간격이 넓어졌을 때에, 상기 분출구로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 압착부(앤빌과 혼의 선단면에 의하여 압착된 부위)의 양면의 필름이 확장되어 미세한 틈새가 발생하고, 그 순간에 상기 틈새를 통하여 기체가 에어백부내로 유입한다. 시간이 경과함에 따라 에어백부가 팽창하고, 이어서 필름 내측의 실란트가 용융되어 상기 틈새가 막혀서(이 시점에서 에어백부내에 대한 기체의 유입은 스톱된다), 상기 압착부의 양면의 필름이 밀봉된다. 상기 혼에 초음파진동 에너지가 공급되는 시간은 매우 단시간이지만, 그 사이에 에어백부에 대한 기체의 분출과 이어서 에어백부의 밀봉이 달성된다.
이 실시형태에 있어서, 상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키기 전에, 적절한 타이밍에서 상기 분출구로부터의 기체의 분출을 시작하여, 상기 에어백부내로 기체를 분출하는 것이 바람직하다.
(4) 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방의 선단에 미세한 오목홈이 형성되고, 상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시킨 상태에서 상기 분출구로부터 기체를 분출하고, 이어서 상기 혼에 진동 에너지를 공급한다. 이 경우에 상기 분출구로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 상기 오목홈의 내측에 있어서 상기 에어백부의 양면의 필름 사이에 틈새가 발생하고, 상기 틈새를 통하여 상기 에어백부내로 기체가 분출된다. 상기 오목홈의 폭과 깊이는, 상기 분출구로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 상기 틈새가 발생하고, 이어서 상기 틈새가 주위의 용융된 실란트에 의하여 메워지는 정도의 크기로 설정된다.
본 발명에 관한 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치는, 상기 기체봉입방법을 실시하기 위한 장치로서, 상기 에어백 부착 자루를 상기 이송경로를 따라 간헐적으로 이송하는 자루이송장치와, 상기 이송경로상의 소정의 정지위치 근방에 배치된 초음파 밀봉장치를 구비하고, 상기 초음파 밀봉장치의 혼과 앤빌이 상기 이송경로를 사이에 두고 대향하여 배치되고, 상기 정지위치에 정지된 상기 에어백 부착 자루를 향하여 함께 전진 또는 후퇴하고, 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방에 있어서 일단이 상기 압력기체 공급원에 접속되고 타단에 선단이 개구되는 기체의 유로가 형성되고, 상기 유로가 형성된 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방이 상기 노즐을 겸하고, 상기 유로의 타단을 상기 분출구로 하고, 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방에 의하여 상기 에어백부내로 기체를 분출함과 아울러 상기 혼과 앤빌에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉하는 것을 특징으로 한다.
상기 기체봉입장치에 있어서, 상기 자루이송장치는, 바람직하게는 상기 에어백 부착 자루의 양측 테두리를 파지하여 간헐적으로 이동하고, 상기 에어백 부착 자루를 상기 이송경로를 따라 간헐적으로 이송하는 좌우 한 쌍의 자루이송용 그리퍼를 복수 조 구비한다.
상기 기체봉입장치에 있어서, 상기 슬릿 또는 구멍은 상기 기체유입부의 표리 양면의 필름에 형성되어 있더라도 좋고 또한 한쪽면의 필름에만 형성되어 있더라도 좋다. 상기 슬릿 또는 구멍이 상기 기체유입부의 표리 양면의 필름에 형성되어 있는 경우에, 상기 혼과 앤빌의 쌍방이 상기 노즐을 겸하는 것이 바람직하지만, 상기 혼과 앤빌의 한쪽만이 상기 노즐을 겸하고 있더라도 좋다. 상기 슬릿 또는 구멍이 상기 기체유입부의 한쪽면의 필름에만 형성되어 있는 경우에, 상기 혼과 앤빌의 한쪽(슬릿 또는 구멍이 형성된 필름에 접하는 쪽)만이 상기 노즐을 겸한다. 상기 혼과 앤빌의 한쪽만이 상기 노즐을 겸하는 경우에, 다른 한쪽은 상기 에어백 부착 자루의 배면을 지지하는 수용부재(특허문헌1, 2에 기재된 수용부재 참조)가 된다.
상기 기체봉입장치는 다음과 같은 실시형태를 취할 수 있다.
(1) 상기 혼과 앤빌이 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 에어백부내로 기체를 분출할 때에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로부터 전진하여 상기 전진위치의 직전에서 정지하고, 이때에 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간이 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 두꺼운 소정의 간격을 두고 서로 대향하고, 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉할 때에 상기 혼과 앤빌은 상기 전진위치로 전진하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 초음파로 밀봉한 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴한다. 상기 간격은, 기체의 분출에 의하여 팽창된 상기 기체유입부의 양면의 필름이 상기 혼과 앤빌의 선단에 밀착되어, 상기 기체유입부의 팽창형태가 편평형상으로 제한되도록(그 이상으로 크게 팽창되는 것을 방해하도록) 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 약간 두꺼운 정도로 설정되는 것이 바람직하다.
(2) 상기 혼과 앤빌을 전진 또는 후퇴시키는 구동원이 설치되고, 상기 혼과 앤빌이 상기 구동원에 의하여 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 소정의 가압력에 의하여 압착시키고, 상기 에어백부내로 기체를 분출할 때에 기체의 압력에 의하여 상기 혼과 앤빌이 상기 전진위치로부터 상기 가압력에 저항하여 후퇴하여, 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간의 간격이 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 두꺼운 소정의 간격으로 넓어지고, 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉할 때에 상기 혼과 앤빌이 다시 상기 전진위치로 전진하고, 초음파로 밀봉한 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴한다. 기체의 압력에 의하여 후퇴했을 때의 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간의 상기 간격은, 상기 (1)에 기재된 것과 마찬가지로 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 약간 두꺼운 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 기체유입부의 팽창형태가 편평형상으로 제한된다. 상기 가압력은, 상기 혼과 앤빌이 상기한 바와 같이 기체의 압력에 의하여 후퇴되고 또한 후퇴후의 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간의 간격이 상기한 크기가 되도록 설정된다.
상기 구동원으로서 에어실린더를 사용했을 경우에, 상기 에어실린더의 추진력을 상기 가압력으로 충당할 수 있다. 상기 에어실린더는 예를 들면 도중에 추진력의 절환이 가능하게 되어, 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉할 때의 추진력이 당초의 추진력(이 추진력이 상기 가압력으로 충당된다)보다 크게 설정된다. 이 경우에 상기 에어실린더의 추진력을 상승시킴으로써 상기 혼과 앤빌을 다시 상기 전진위치로 전진시킬 수 있다.
(3) 상기 혼과 앤빌이 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 혼과 앤빌은 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 상기 전진위치에서 상기 분출구로부터 기체가 분출되고 또한 상기 혼에 세로진동의 진동 에너지가 공급되어, 초음파로 밀봉한 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴한다.
상기 필름을 압착시킨 혼에 초음파진동 에너지를 공급하면, 상기 혼은 미세한 진폭으로 상기 앤빌에 대하여 전진 또는 후퇴하고, 상기 혼이 후퇴해서 앤빌과 혼의 간격이 넓어졌을 때에, 상기 분출구로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 압착부의 양면의 필름이 확장되어 미세한 틈새가 발생하고, 그 순간에 상기 틈새를 통하여 기체가 에어백부내로 유입된다. 시간이 경과함에 따라 에어백부가 팽창하고, 이어서 필름내측의 실란트가 용융되어 상기 틈새가 막혀(이 시점에서 에어백부내에 대한 기체의 유입은 스톱된다), 상기 압착부의 양면의 필름이 밀봉된다.
이 실시형태에 있어서, 상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키기 전에, 적절한 타이밍에서 상기 분출구로부터의 기체의 분출을 시작하여 상기 에어백부내로 기체가 분출되도록 하는 것이 바람직하다.
(4) 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방의 선단에 오목홈이 형성되고, 상기 혼과 앤빌이 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 혼과 앤빌은 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 그 상태에서 상기 분출구로부터 기체가 분출되고, 이어서 상기 혼에 진동 에너지가 공급되어, 상기 분출구로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 상기 오목홈의 내측에 있어서 상기 에어백부의 양면의 필름 사이에 틈새가 발생하고, 상기 오목홈의 내측의 부분을 포함하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름이 초음파로 밀봉되고, 초음파로 밀봉한 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴한다.
상기 기체봉입장치는, 특허문헌1, 2에도 기재된 것과 같이 포장기의 일부로서 구성할 수 있다. 이 경우에 상기 이송경로상에 있어서 에어백 부착 자루의 자루입구의 개구, 피포장물의 충전, 자루입구의 밀봉 등의 각포장공정을 순차적으로 하는 통상의 포장처리장치에 대하여, 상기 이송경로 근방의 적절한 위치에 상기 초음파 밀봉장치가 부가된다. 물론 상기 기체봉입장치를 포장기의 일부로서가 아니라, 단독의 기체봉입장치로서 구성할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 종래의 기체봉입방법에서 사용한 기체분출용 노즐과 열판 또한 차단용 그리퍼를 1개의 초음파 밀봉장치로 치환하여, 기체봉입장치의 구성을 단순화시킬 수 있다. 또한 기체봉입장치의 구성이 단순화됨으로써, 에어백 부착 자루의 종류가 변경되었을 경우 등에 하는 장치의 조정작업을 간단화할 수 있어 작업효율이 향상된다.
초음파 밀봉장치에서는, 일반적으로 혼은 공냉(空冷)되고 앤빌은 수냉(水冷) 또는 공냉되어 있기 때문에, 초음파발신을 정지하면 밀봉부는 혼과 앤빌에 의하여 압착된 상태에서 즉시 냉각된다. 이 때문에 밀봉부 및 그 근방에 주름 등이 발생해서 외관이 손상되거나 밀봉부의 강도가 저하되는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 에어백부로 기체를 분출할 때에 혼과 앤빌의 선단 상호간의 간격을 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 약간 두꺼운 정도로 설정함으로써, 기체유입부의 팽창형태가 편평형상으로 되도록 제한하고 또는 혼과 앤빌의 선단에 의하여 기체유입부의 양면의 필름을 압착시킨 상태에서 에어백부로 기체를 분출하는 경우 이어서 에어백부를 밀봉할 때에, 도12, 13에서 설명한 세로주름(8)의 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라 밀봉부의 외관이 손상되지 않고, 밀봉후의 에어백부로부터의 기체의 누설도 방지할 수 있다.
도1은, 본 발명에 관한 기체봉입장치를 포함하는 로터리식 포장기의 모식적 사시도이다.
도2는, 본 발명에 관한 초음파 밀봉장치의 측면도이다.
도3은, 본 발명에 관한 기체봉입방법을 공정순으로 설명하는 측면도(a)∼(d)이다.
도4는, 상기 기체봉입방법을 공정순으로 설명하는 정면도(a), (b)이다.
도5는, 상기 기체봉입방법에 있어서 계속되는 공정을 공정순으로 설명하는 정면도(a), (b)이다.
도6은, 상기 기체기체봉입방법을 설명하는 요부 확대 평면도(a)∼(c)이다.
도7은, 본 발명에 관한 다른 기체봉입방법을 공정순으로 설명하는 측면도(a)∼(e)이다.
도8은, 도7에 나타내는 기체봉입방법에 있어서 혼과 앤빌이 에어백부의 기체유입부에 형성된 슬릿 주위의 필름을 압착시켰을 때의 상기 혼과 앤빌의 단면도로서, (a)는 초음파진동 에너지를 혼에 공급하기 전, (b)는 공급개시후의 단면도이다.
도9는, 본 발명에 관한 또 다른 기체봉입방법을 공정순으로 설명하는 측면도(a)∼(c)이다.
도10은, 도9에 나타내는 기체봉입방법에 사용하는 혼과 앤빌의 정면도(a) 및 그 일부 확대 측면도(b)이다.
도11은, 도9에 나타내는 기체봉입방법에 있어서 혼과 앤빌이 에어백부의 기체유입부에 형성된 슬릿 주위의 필름을 압착시켰을 때의 상기 혼과 앤빌의 단면도이다.
도12는, 특허문헌2에 기재된 기체봉입방법에 있어서 기체분출전(a) 및 기체분출중(b)의 요부 확대 단면도이다.
도13은, 특허문헌2에 기재된 기체봉입방법에 있어서 또한 차단용 그리퍼에 의한 협지 도중(a) 및 협지후(b)의 요부 확대 단면도이다.
이하에서는 도1∼11을 참조하여 본 발명에 관한 기체봉입방법 및 장치에 포함되는 복수의 실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다.
[제1실시형태]
우선 도4에 에어백 부착 자루(air bag 附着 bag)(11)(이하, 간단하게 자루(11)라고 한다)를 나타낸다. 자루(11)는 바닥 거싯 방식(低 gusset 方式)의 자립자루(自立袋)로서, 표리 양면의 필름(film)과 꺽여서 접힌 바닥부의 필름으로 이루어진다. 자루(11)의 상부영역(X)에서는, 양측 테두리에 있어서 자루(11)의 표리 양면의 필름 상호간이 접착되어 밀봉부(密封部)(12, 13)가 형성되어 있다. 상부 테두리는 표리 양면의 필름이 접착되어 있지 않아, 개구된 자루입구(14)로 되어 있다. 자루(11)의 하부영역(Y)에서는, 양측 테두리에 있어서 표리 양면의 필름이 바닥부의 필름을 사이에 두고 접착되고 또한 바닥부의 필름 자체도 접혀서 넣어진 내측에서 접착되고, 중앙부에 있어서 표리 양면의 필름이 각각 바닥부의 필름과 접착되어(바닥부의 필름 상호간은 접착되지 않는다) 밀봉부(15)가 형성되어 있다. 밀봉부(12, 13, 15)를 도4에 사선으로 나타낸다.
밀봉부(12)의 일부에, 표리 양면의 필름 상호간이 접착되지 않은 비접착부(非接着部)(에어백부(air bag部))(16)가 형성되어 있다.
에어백부(16)는, 자루의 표리 양면의 필름(도6의 17, 18 참조)을 열밀봉(熱密封)할 때에 가압하지 않고 밀봉하다가 남긴 부분으로서, 자루입구(14)(밀봉부(12)의 상단(上端)) 근방으로부터 하방으로 가늘고 길게 연장되어 닫힌 윤곽을 가지고, 그 상단 근방의 표리 양면의 필름에 에어백부(16)내와 자루외를 통하게 하는 십자(十字)의 슬릿(slit)(19)이 형성되어 있다. 에어백부(16)에는, 중심에 슬릿(19)이 형성된 원형의 기체유입부(氣體流入部)(16a)에 연속하여 소정의 길이에 걸쳐서 잘록한 협폭부(狹幅部)(16b)가 형성되고, 그 하방이 폭이 넓은 본체부(本體部)(16c)로 되어 있다.
도1에, 본 발명에 관한 기체봉입장치를 포함하는 로터리식 포장기(rotary式 包裝機)를 나타낸다. 도1에 나타내는 로터리식 포장기는, 특허문헌1의 도5에 기재된 로터리식 포장기와 마찬가지로 간헐적(間歇的)으로 회전하는 테이블의 주위에 좌우 한 쌍의 자루이송용 그리퍼(bag移送用 gripper)(21, 22)가 여러 쌍, 동일한 간격으로 설치된 자루이송장치를 구비한다. 이 자루이송장치에 있어서 자루이송용 그리퍼(21, 22)는, 공급된 자루(11)의 양측 테두리(밀봉부(12, 13))를 파지하여 매달아 원형의 이송경로를 따라 간헐적으로 이송된다. 그리퍼(21, 22)가 정지하는 각 정지위치(정지위치(I∼ＶＩＩＩ))에서는, 그리퍼(21, 22)에 대한 자루(11)의 공급에 연속하여 그리퍼(21, 22)에 파지된 자루(11)에 대하여 자루입구의 개구(開口), 피포장물의 충전(充塡) 및 자루입구의 밀봉(密封) 등의 각 포장공정이 순차적으로 이루어지고, 아울러 에어백부(16)에 대한 기체의 분출공정 및 에어백부(16)의 밀봉공정으로 이루어지는 본 발명의 기체봉입방법이 실시된다.
그리퍼(21, 22)는 모두 한 쌍의 그립편(grip片)으로 이루어지며, 그리퍼(21)는 에어백부(16)의 협폭부(16b)를 수평으로 횡단하는 형태로 파지한다. 그리퍼(21)에 있어서 일방(一方)의 그립편(23)의 내측(파지면(把持面))에는, 도4에 나타나 있는 바와 같이 상하방향으로 관통되는 얕은 홈(groove)(24)이 형성되어, 그리퍼(21)가 밀봉부(12)를 파지했을 때에 상기 홈(24)이 협폭부(16b)상에 겹치도록 되어 있다.
상기 로터리식 포장기에 있어서, 상기 이송경로의 정지위치(I)에 컨베이어 매거진식 자루공급장치(conveyor magazine式 bag供給裝置)(25)가 배치되고, 정지위치(ＩＩ)에 인쇄장치(헤드부(head部)(26)만 나타낸다)가 배치되고, 정지위치(ＩＩＩ)에 개구장치(한 쌍의 흡입반(吸入盤)(27, 27) 및 개구헤드(開口head)(28)만 나타낸다)가 배치되고, 정지위치(ＩＶ)에 충전장치(노즐부(nozzle部)(29)만 나타낸다)가 배치되고, 정지위치(Ｖ)에 본 발명에 관한 초음파 밀봉장치(혼(horn)(31)과 앤빌(anvil)(32)만 나타낸다)가 배치되고, 정지위치(ＶＩ)에 자루입구를 밀봉하는 제1밀봉장치(한 쌍의 열판(熱板)(33, 33)만 나타낸다)가 배치되고, 정지위치(ＶＩＩ)에 자루입구를 밀봉하는 제2밀봉장치(한 쌍의 열판(34, 34)만 나타낸다)가 배치되고, 정지위치(ＶＩＩＩ)에 냉각장치(한 쌍의 냉각판(冷却板)(35, 35)만 나타낸다)가 배치되어 있다.
도2에, 본 발명에 관한 초음파 밀봉장치를 나타낸다. 이 초음파 밀봉장치는, 상기 혼(31)과 앤빌(32), 혼(31)을 진동시키는 초음파진동 발생장치(36) 및 혼(31)과 앤빌(32)을 진퇴시키는 에어실린더(air cylinder)(37)를 포함한다. 에어실린더(37)의 피스톤로드(piston rod)(38, 39)의 선단(先端)에 부착부재(附着部材)(41, 42)가 고정되고, 부착부재(41)에 상기 초음파진동 발생장치(36)가 고정되고, 부착부재(42)에 상기 앤빌(32)이 고정되어 있다. 또 초음파 밀봉장치는 도면에 나타나 있지 않은 냉각수단을 가지고, 이 냉각수단에 의하여 초음파진동 발생장치(36) 및 혼(31)과 앤빌(32)이 냉각된다.
혼(31)은 내부에 구멍(hole)(기체의 유로(流路))(43)이 형성되고, 구멍(43)에 있어서 일단(一端)은 혼(31)의 측면에 개구되어 조인트(joint)(44), 배관(配管)(45) 및 도면에 나타나 있지 않은 절환밸브(切換valve) 등을 통하여 압력기체 공급원(壓力氣體 供給源)(46)에 접속되고, 타단(他端)은 혼(31)의 선단에 개구되며 그곳이 가압기체(加壓氣體)의 분출구(噴出口)(47)로 되어 있다. 앤빌(32)도 내부에 구멍(기체의 유로)(48)이 형성되고, 구멍(48)에 있어서 일단은 앤빌(32)의 후단에 개구되어 조인트(49) 및 배관(51)을 통하여 압력기체 공급원(46)에 접속되고, 타단은 앤빌(32)의 선단에 개구되며 그곳이 가압기체의 분출구(52)로 되어 있다. 혼(31)과 앤빌(32)은 기체분출용의 노즐을 겸하고 있다.
혼(31)과 앤빌(32)은, 자루(11)의 이송경로를 사이에 두고 대향(對向)하여 배치되고, 에어실린더(37)에 의하여 서로 대칭적으로 또한 상기 자루(11)에 대하여 수직으로 전진위치(前進位置)와 대피위치(待避位置)의 사이에서 전진(상기 이송경로에 근접한다) 또는 후퇴(상기 이송경로로부터 멀어진다)한다. 혼(31)과 앤빌(32)이 상기 대피위치에 있을 때에(도3(a) 참조), 혼(31)과 앤빌(32)은 상기 이송경로로부터 가장 멀어져서, 상기 이송경로를 따라 이송되는 자루(11)와의 간섭을 피할 수 있다. 혼(31)과 앤빌(32)이 상기 전진위치에 왔을 때에(도3(c) 참조), 혼(31)과 앤빌(32)은 상기 이송경로에 가장 근접하여, 혼(31)과 앤빌(32)의 선단이 자루(11)를 압착시킨다. 이때의 혼(31)과 앤빌(32)의 선단 상호간의 간격은, 에어백부(16)의 기체유입부(16a)에 있어서 양면의 필름의 두께와 동일하다. 또 에어실린더(37)는 3포지션 타입(3 position type)이며, 상기 혼(31)과 앤빌(32)은, 상기 후퇴위치와 상기 전진위치의 중간의 위치에서 정지 가능하다. 이 중간의 위치(이후에 분출위치라고 한다)는 상기 전진위치에 매우 근접한 위치이며(도3(b) 및 도6 참조), 이 위치에 정지한 혼(31)과 앤빌(32)에 의하여 에어백부(16)에 대하여 기체의 분출이 이루어진다.
도1에 나타내는 로터리식 포장기를 사용한 포장방법(기체봉입방법을 포함한다)의 일례를, 도1∼6을 참조하여 설명한다.
(1) 정지위치(I)(자루공급공정위치)에 있어서, 컨베이어 매거진식 자루공급장치(25)로부터 자루(11)가 그리퍼(21, 22)로 공급되고, 그리퍼(21, 22)가 밀봉부(12, 13)의 소정의 위치를 표리 양면으로부터 파지한다. 이때에 에어백부(16)는, 그 협폭부(16b)가 그리퍼(21)에 의하여 파지된다. 그 상태가 도4(a)에 나타나 있다.
(2) 정지위치(ＩＩ)(인쇄공정위치)에 있어서, 인쇄장치에 의하여 자루면에 대한 인쇄가 이루어진다.
(3) 정지위치(ＩＩＩ)(개구공정위치)에 있어서, 개구장치에 의하여 자루의 개구가 이루어진다. 개구장치의 한 쌍의 흡입반(27, 27)은 자루(11)를 향하여 진퇴하며, 전진하여 자루(11)의 양면의 필름을 흡착하고, 그대로 후퇴해서 자루입구(14)를 개구한다. 개구헤드(28)는 자루(11)의 상방으로 승강하며, 하강했을 때에 하단(下端)이 개구된 자루입구(14)로부터 자루내로 들어가서 에어를 자루내로 분출한다.
(4) 정지위치(ＩＶ)(피포장물 충전공정위치)에 있어서, 충전장치에 의하여 액상물(液狀物)의 충전이 이루어진다(도4(b)의 충전물(53) 참조). 충전장치의 노즐부(29)는 자루(11)의 상방으로 승강하며, 하강했을 때에 자루입구(14)로부터 자루내로 삽입되어 액상물을 자루내에 충전한다.
(5) 정지위치(Ｖ)(기체분출 및 밀봉공정위치)에는, 자루(11)의 이송경로의 근방에 도2에 나타내는 초음파 밀봉장치가 배치되고, 자루(11)의 에어백부(6)로 기체를 분출하는 기체분출공정 및 슬릿(19) 주위의 필름을 밀봉하는 밀봉공정이 이루어진다.
자루(11)가 이 정지위치(Ｖ)에 정지했을 때에, 도3(a)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)은 후퇴해서 대피위치에 있다. 이어서 에어실린더(37)가 작동함으로써 도3(b) 및 도6(a)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)이 전진하여, 상기 전진위치의 직전의 위치(상기 분출위치)에서 정지된다. 이때에 혼(31)과 앤빌(32)의 선단 상호간이 기체유입부(16a)의 양면의 필름의 두께보다 약간 두꺼운 간격(D)을 두고 서로 대향하고 있다. 또한 도4(b)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)의 분출구(47, 52)의 내경(內徑)(지름)은, 에어백부(16)의 기체유입부(16a)의 지름보다 작게 설정되어 있다. 이에 따라 분출구(47, 52)로부터 분출되는 기체가 기체유입부(16a)에 집중되어, 에어백부(16)로 효율적으로 기체를 분출시킬 수 있다. 또 기체유입부(16a)가 원형이 아닌 경우에, 분출구(47, 52)의 내경을 기체유입부의 폭(자루폭 방향의 폭)보다 작게 설정하면 된다.
혼(31)과 앤빌(32)이 상기 분출위치에 정지됨과 동시에 또는 그 전후의 적절한 타이밍에서, 상기 분출구(47, 52)로부터 가압기체의 분출이 시작된다. 분출구(47, 52)로부터 슬릿(19)을 통하여 에어백부(16)의 기체유입부(16a)내로 기체가 분출되면, 기체유입부(16a)의 양면의 필름(17, 18)이 팽창하여, 도6(b)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)의 평탄한 선단면(先端面)(54, 55)(도2 참조)에 밀착된다. 이 때문에 기체유입부(16a)는 그 이상 팽창하지 않아, 그 팽창형태는 얇은 편평형상(扁平形狀)으로 제한된다. 상기 간격(D)은, 기체유입부(16a)의 팽창형태가 편평형상으로 되도록 설정되어 있다.
기체유입부(16a)로 들어간 가압기체는, 그리퍼(21)에 파지된 협폭부(16b)의 표리 양면의 필름을 홈(24)의 깊이 분만큼 확장시켜서, 양쪽 필름 사이에 발생한 틈새로부터 본체부(16c)로 유입되어 본체부(16c)를 팽창시킨다. 본체부(16c)가 팽창된 상태가 도6(c)에 나타나 있다.
혼(31)과 앤빌(32)이 상기 분출위치에 정지된 후에, 소정의 타이밍에서 다시 에어실린더(37)가 작동하여 혼(31)과 앤빌(32)이 전진하여 즉시 상기 전진위치에 도달하고, 도3(c)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)의 선단이 에어백부(16)의 기체유입부(16a)(슬릿(19) 주위의 필름)를 압착시킨다. 이때에 기체유입부(16a)의 팽창형태는 얇은 편평형상이기 때문에, 종래와 같은 주름(도13 참조)을 발생시키지 않아 기체유입부(16a)를 평평하게 찌부러뜨려서 차단할 수 있다.
이어서 초음파진동 발생기(36)로부터 초음파진동이 발신되어 진동 에너지(振動 energy)가 혼(31)에 공급되고, 도5(a)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)에 의하여 압착된 부위(압착부(壓着部))의 형상(혼(31)의 선단면(54)의 형상)과 일치하는 링모양(ring shape)의 초음파 밀봉부(56)(해칭(hatching)된 링모양의 부분)가 형성된다. 기체유입부(16a)는, 슬릿(19) 자체는 전부 또는 대부분이 밀봉되지 않지만, 슬릿(19) 주위의 필름이 밀봉되기 때문에 에어백부(16)내의 기체가 슬릿(19)으로부터 누설되지 않아 기체는 에어백부(16)내에 봉입된다.
초음파 밀봉이 종료(초음파의 발신이 종료)되면 초음파진동에 의한 마찰열(摩擦熱)의 발생이 없어지게 되어, 혼(31)과 앤빌(32)의 선단에 의하여 압착된 초음파 밀봉부(56)는 상기 혼(31)과 앤빌(32)에 의하여 즉시 냉각된다. 초음파 밀봉이 종료된 후에 적절한 타이밍에서 에어실린더(37)가 반대로 작동하여, 혼(31)과 앤빌(32)이 후퇴함으로써 도3(d)에 나타나 있는 바와 같이 상기 후퇴위치에서 정지한다.
또 분출구(47, 52)로부터의 가압기체의 분출은, 적어도 혼(31)과 앤빌(32)이 상기 전진위치에 도달해서 기체유입부(16a)를 압착시키기 직전까지 계속되는 것이 바람직하다. 또한 가압기체의 분출은, 혼(31)과 앤빌(32)이 후퇴를 시작할 때까지의 적절한 타이밍에서 정지하는 것이 바람직하다.
(6) 정지위치(ＶＩ)(제1밀봉공정위치)에 있어서, 한 쌍의 열판(33, 33)이 자루입구(14)를 압착시켜서 열밀봉하여 밀봉부(57)가 형성된다(도5(b) 참조). 에어백부(16)의 밀봉은 이미 완료되어 있기 때문에, 이 시점에서 열판(33, 33)에 의하여 슬릿(19)의 부분을 압착시킬 필요는 없다.
(7) 정지위치(ＶＩＩ)(제2밀봉공정위치)에 있어서, 한 쌍의 열판(34, 34)이 밀봉부(57)를 다시 압착하여 2회째의 열밀봉을 한다.
(8) 정지위치(ＶＩＩＩ)(밀봉부 냉각 및 배출공정위치)에 있어서, 한 쌍의 냉각판(35, 35)이 밀봉부(57)를 압착하여 냉각시킨다. 이어서 냉각중에 그리퍼(21, 22)가 열리고 또한 냉각판(35, 35)이 열려서, 자루(11)(자루제품)가 낙하하여 슈트(chute)(50)에 의하여 장치 외부로 배출된다.
[제2실시형태]
상기 [제1실시형태]에서는, 초음파 밀봉장치의 에어실린더(37)는 3포지션 타입으로서, 혼(31)과 앤빌(32)은 상기 대피위치, 분출위치 및 전진위치의 3위치에서 정지하도록 되어 있었다. 한편 에어실린더(37)를 2포지션 타입으로 하여 혼(31)과 앤빌(32)을 전진시키는 추진력(推進力)(사용되는 에어압(air壓))을 절환 가능하게 함으로써, 에어백부(16)에 대한 기체의 분출 및 에어백부(16)(기체유입부(16a))의 밀봉을 상기 제1형태와 동일하게 할 수 있다.
이 제2실시형태에서는, 에어백부(16)에 대한 기체의 분출 및 에어백부(16)의 밀봉은 예를 들면 다음과 같이 이루어진다.
혼(31)과 앤빌(32)이 에어실린더(37)의 작동에 의하여 전진하여 전진위치에 도달하고, 혼(31)과 앤빌(32)의 선단이 에어백부(16)의 기체유입부(16a)(슬릿(19) 주위의 필름)를 에어실린더의 추진력(당초의 추진력)에 대응하는 가압력에 의하여 압착시킨다.
혼(31)과 앤빌(32)이 분출구(47, 52)로부터 가압기체를 분출시키면, 분출구(47, 52)가 기체유입부(16a)의 필름에 막혀 있기 때문에 기체의 압력이 높아지게 되어, 혼(31)과 앤빌(32)이 상기 전진위치로부터 에어실린더(37)의 추진력(에어백부(16)의 기체유입부(16a)를 압착시키는 가압력)에 저항하여 후퇴하여, 혼(31)과 앤빌(32)의 선단 상호간의 간격이 에어백부(16)의 기체유입부(16a)의 양면의 필름의 두께보다 약간 두꺼운 정도로 넓어진다. 이 간격은, [기체봉입방법의 제1형태]에 기재된 간격(D)과 동일한 정도로 된다. 바꿔 말하면, 혼(31)과 앤빌(32)이 스스로 분출하는 기체의 압력에 의하여 후퇴되고 또한 후퇴후의 혼(31)과 앤빌(32)의 선단 상호간의 간격이 상기 간격(D)과 동일한 정도의 크기가 되도록 에어실린더(37)의 당초의 추진력을 설정한다.
혼(31)과 앤빌(32)의 선단 상호간의 간격이 넓어짐으로써, 슬릿(19)으로부터 기체유입부(16a)내로 기체가 분출되어 기체유입부(16a)의 양면의 필름(17, 18)이 팽창되어 필름 사이에 틈새가 발생하여, 기체는 협폭부(16b)로 유입되고 또한 본체부(16ｃ)내로 유입되어 본체부(16c)를 팽창시킨다. 기체유입부(16a)의 양면의 필름은, 혼(31)과 앤빌(32)의 평탄한 선단면(54, 55)에 밀착되어(도6(b) 참조), 기체유입부(16a)의 팽창형태는 얇은 편평형상으로 제한된다.
적절한 타이밍에서 에어실린더(37)의 추진력이 절환되고(당초의 추진력보다 큰 추진력으로 절환), 혼(31)과 앤빌(32)이 전진함으로써 다시 상기 전진위치에 도달하여, 에어백부(16)의 기체유입부(16a)(슬릿(19) 주위의 필름)를 압착시킨다. 이어서 초음파진동 발생기(36)로부터 초음파진동이 발신되어, 링모양의 초음파 밀봉부(56)(도5(a) 참조)가 형성된다.
초음파 밀봉의 종료후에, 적절한 타이밍에서 에어실린더(37)가 반대로 작동하여, 혼(31)과 앤빌(32)이 후퇴함으로써 상기 후퇴위치에서 정지한다.
또 분출구(47, 52)로부터의 가압기체의 분출을 정지시키는 타이밍은, 상기 제1형태와 동일하게 된다.
[제3실시형태]
상기 [제2실시형태]에서는, 초음파로 밀봉을 할 때에 에어실린더(37)의 추진력을 높은 추진력으로 절환하여, 혼(31)과 앤빌(32)을 다시 전진시켜서 에어백부(16)의 기체유입부(16a)를 압착시켰다. 그러나 이러한 추진력의 절환을 하는 대신에 가압기체의 분출을 중지하였을 경우에도, 마찬가지로 혼(31)과 앤빌(32)을 다시 전진시켜서 에어백부(16)의 기체유입부(16a)를 압착시킬 수 있다.
가압기체의 분출을 중지하면, 에어실린더(37)의 추진력에 의하여 혼(31)과 앤빌(32)이 즉시 전진하고 기체유입부(16a)를 압착시켜서, 슬릿(19)으로부터의 기체의 누설이 멈춘다. 또한 에어백부(16)에는 협폭부(16b)가 형성되고 또한 협폭부(16b)의 표리 양면의 필름 사이에 발생된 틈새는 좁기(그리퍼(21)의 홈(24)의 깊이 분밖에 넓어지지 않기) 때문에, 본체부(16ｃ)내의 기체의 누설은 단번에는 진행되지 않는다. 이 때문에 연속하여 기체유입부(16a)를 초음파로 밀봉함으로써 기체를 에어백부(16)내에 봉입할 수 있다. 가압기체의 분출을 중지하는 대신에 기체의 압력을 저하시켜도 좋다.
[제4실시형태]
상기 [제3실시형태]에서는, 혼(31)과 앤빌(32)을 진퇴시키는 구동원(驅動源)으로서 에어실린더(37)를 사용하여 그 추진력을 에어백부(16)의 기체유입부(16a)를 압착시키는 가압력으로 충당했지만, 상기 혼(31)과 앤빌(32)을 전방으로 가압하는 압축 스프링(壓縮 spring)(예를 들면 특허문헌1에 기재된 노즐(17) 및 압축 스프링(19) 참조)을 설치하여 상기 압축 스프링의 탄성력을 상기 가압력으로 충당할 수 있다. 이 경우에 혼(31)과 앤빌(32)을 진퇴시키는 구동원은 에어실린더가 아니더라도 좋다.
상기 혼과 앤빌로부터의 가압기체의 분출을 중지시키거나 가압기체의 압력을 저하시켰을 때에, 상기 압축 스프링의 탄성력에 의하여 혼(31)과 앤빌(32)을 전진시킬 수 있다.
[제5실시형태]
상기 [제1실시형태]에서는, 초음파 밀봉장치의 에어실린더(37)는 3포지션 타입으로 되어 있어 에어백부(16)내로 기체를 분출할 때에, 혼(31)과 앤빌(32)은 선단 상호간이 서로 소정의 간격(기체유입부(16a)의 양면의 필름의 두께보다 약간 두꺼운 간격(D))을 두고 대향하는 상기 분출위치에 정지했다. 한편 이 제5실시형태에서는, 혼(31)과 앤빌(32)은 전진위치 및 대피위치에만 정지하고, 상기 분출위치(전진위치의 직전위치)에서 정지하지 않는다. 따라서 에어실린더(37)는 2포지션 타입의 것이 된다. 또한 혼(31)에는 세로진동(용착면(溶着面)에 대하여 수직방향의 진동)의 진동 에너지가 공급된다. 이하에서는 제5실시형태를 도7, 8(및 도1, 2)을 참조해서 구체적으로 설명한다.
자루(11)가 정지위치(Ｖ)(도1 참조)에 정지했을 때에, 도7(a)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)은 후퇴해서 대피위치에 있다.
에어실린더(37)(도2 참조)가 작동하여 혼(31)과 앤빌(32)이 상기 대피위치로부터 전진하고, 그 도중에 혼(31)과 앤빌(32)의 선단의 분출구(47, 52)로부터 기체의 분출이 시작된다. 도7(b)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)이 상기 전진위치에 접근함에 따라, 슬릿(19)을 통하여 에어백부(16)내로 기체가 유입되어 에어백부(16)가 팽창한다. 이어서 도7(c) 및 도8(a)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)이 상기 전진위치에 도달하여, 그들 선단면(54, 55)(도2 참조)이 슬릿(19) 주위의 필름을 압착시킨다. 분출구(47, 52)로부터의 기체의 분출은 계속되고 있지만, 이 시점에서 에어백부(16)내에 대한 기체의 유입이 스톱(stop)된다. 혼(31)과 앤빌(32)은 상기 대피위치로부터 상기 전진위치로 매우 단시간(短時間)에 도달하고, 그 사이에 에어백부(16)내로 분출되는 기체의 양은 불충분하며, 혼(31)과 앤빌(32)이 상기 전진위치에 도달한 시점에서 에어백부(16)의 팽창이 부족하다.
이어서 혼(31)에 세로진동의 초음파진동 에너지가 공급되어, 혼(31)이 미세한 진폭(수 10μm∼백수 10μｍ 정도) 및 높은 주파수로 진동(앤빌(32)에 대하여 전진 또는 후퇴)하여 초음파 밀봉이 시작된다. 혼(31)의 진동방향을 도8(b)에 양쪽 화살표로 나타낸다. 혼(31)이 상기 진폭의 크기만큼 후퇴해서 혼(31)과 앤빌(32)의 간격이 넓어졌을 때에, 분출구(47, 52)로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 압착부(혼(31)과 앤빌(32)의 선단면(54, 55)에 의하여 압착된 부위)의 양면의 필름이 확장되어 미세한 틈새가 발생하고, 그 순간에 상기 틈새를 통하여 기체가 에어백부(16)내로 유입된다.
시간이 경과함에 따라 에어백부(16)내로 유입되는 기체의 양이 증가하고, 그에 따라 에어백부(16)가 팽창하고(도7(d), 8(b) 참조), 이어서 필름 내층의 실란트(sealant)가 마찰열에 의하여 용융(溶融)되어 상기 틈새가 막혀서(이 시점에서 에어백부(16)내에 대한 기체의 유입은 다시 스톱된다), 상기 압착부의 양면의 필름이 밀봉된다. 혼(31)에 초음파진동 에너지가 공급되는 시간은 일반적으로 매우 단시간(1.0초 이내, 보통은 0.2∼0.4초 정도)이지만, 그 사이에 에어백부(16)에 대한 기체의 분출과, 이어지는 에어백부(16)의 초음파 밀봉이 이루어져서, 기체는 에어백부(16)내에 봉입된다. 초음파로 밀봉한 후에 분출구(47, 52)로부터의 기체의 분출을 정지한다. 초음파 밀봉부는, 도5(a)에 나타나 있는 초음파 밀봉부(56)와 마찬가지로 혼(31)의 선단면(54)의 형상과 동일한 링모양으로 된다.
혼(31)에 대한 진동 에너지의 공급이 정지되어 초음파 밀봉이 종료되면, 필름의 초음파 밀봉부에 마찰열의 발생이 없어지게 되어, 혼(31)과 앤빌(32)의 선단에 의하여 압착된 초음파 밀봉부는, 상기 혼(31)과 앤빌(32)에 의하여 즉시 냉각된다. 초음파 밀봉이 종료된 후에 적절한 타이밍에서 에어실린더(37)가 반대로 작동하여, 혼(31)과 앤빌(32)이 후퇴함으로써 도7(e)에 나타나 있는 바와 같이 상기 후퇴위치에서 정지한다.
초음파 밀봉의 시간은 일반적으로 매우 단시간이기 때문에 그 사이에 에어백부(16)내로 유입되는 기체의 양은 많지 않다. 그러나 상기한 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)이 슬릿(19) 주위의 필름을 압착시키기 전에, 불충분하면서 어느 정도의 양의 기체가 에어백부(16)내로 분출되고 있기 때문에, 전체적으로서 에어백부(16)내로 충분한 양의 기체를 분출하여 에어백부(16)를 충분히 팽창시킬 수 있다.
이 제5실시형태에 의하면, 기체유입부(16a)를 혼(31)과 앤빌(32)에 의하여 압착시킨 시점에서의 상기 기체유입부(16a)의 팽창형태는 편평형상(크게 팽창하지 않고 있다)이기 때문에, 도12, 13에서 설명한 세로주름(8)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또 초음파 밀봉의 시간을 비교적 길게 취할 수 있으면, 초음파 밀봉의 시간내에서만 에어백부(16)내로 충분한 양의 기체를 분출하여 에어백부(16)를 충분히 팽창시킬 수 있다. 이 경우에 분출구(47, 52)로부터의 기체의 분출은, 초음파 밀봉의 시작으로부터 종료까지의 기간의 전반(前半)(에어백부(16)에 대한 기체의 유입이 스톱될 때까지)에 하면 된다. 예를 들면 초음파 밀봉의 시작과 타이밍을 맞추어(동시에) 기체의 분출을 시작하여, 초음파 밀봉의 종료전에 종료할 수 있다. 그러나 앞에서 언급한 바와 같이 초음파 밀봉의 시간은 일반적으로 매우 단시간이기 때문에, 상기한 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)이 슬릿(19) 주위의 필름을 압착시키기 전의 적절한 타이밍에서 기체의 분출을 시작하여, 초음파 밀봉이 종료될 때까지 계속하는 것이 현실적이다.
[제6실시형태]
상기 [제5실시형태]에서는, 혼(31)과 앤빌(32)의 선단면(54, 55)이 평탄하다. 한편 이 제6실시형태에서는, 상기 선단면(54, 55)의 일방 또는 쌍방(雙方)에 미세한 오목홈이 형성되어 있다. 이하에서는 제6실시형태를 도9∼11을 참조해서 구체적으로 설명한다.
도10, 11에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)의 선단면(54, 55)의 전체 면에, 양단(兩端)이 내주(內周)(분출구(47, 52)) 또는/및 외주(外周)로 관통되는 미세한 격자모양의 오목홈(58, 59)이 형성되어 있다. 이 혼(31)과 앤빌(32)을 사용한 에어백부(16)내에 대한 기체의 분출 및 에어백부(16)의 초음파 밀봉은 예를 들면 다음과 같이 이루어진다.
자루(11)가 정지위치(Ｖ)(도1 참조)에 정지했을 때에, 도9(a)에 나타나 있는 바와 같이 혼(31)과 앤빌(32)은 후퇴해서 대피위치에 있다.
에어실린더(37)(도2 참조)가 작동하여 혼(31)과 앤빌(32)이 상기 대피위치로부터 전진하고, 상기 전진위치에 도달하여 도9(b)에 나타나 있는 바와 같이 에어백부(16)의 기체유입부(16a)에 형성된 슬릿(19) 주위의 필름을 선단에 의하여 압착시키고, 이어서 선단의 분출구(47, 52)로부터 기체를 분출한다.
슬릿(19)으로부터 기체유입부(16a)내로 들어간 기체는, 오목홈(58, 59)의 내측에 있어서 기체유입부(16a)의 필름을 오목홈(58, 59)내로 확장시켜서, 양면의 필름 사이에 다수의 작은 틈새를 발생시킨다. 기체는 상기 틈새를 통하여 그 앞의 협폭부(16b)로 유입되고 또한 그 앞의 본체부(16c)로 유입되어 에어백부(16)를 팽창시킨다. 다만 슬릿(19) 주위의 필름은, 혼(31)과 앤빌(32)의 선단에 의하여 압착된 채로 팽창하지 않아, 약간 오목홈(58, 59)내로 확장될 뿐이다.
이어서 소정의 타이밍에서 초음파진동 발생기(36)로부터 초음파진동이 발신되어, 혼(31)에 초음파진동 에너지가 공급됨으로써, 혼(31)과 앤빌(32)의 선단에 의하여 압착된 부분(슬릿(19)의 주위)의 양면의 필름이 초음파로 밀봉된다. 이 초음파 밀봉에 있어서 오목홈(58, 59)의 내측에서는 양면의 필름 사이에 작은 틈새가 발생하고 있기 때문에 마찰열이 발생하지 않아 내층의 실란트가 용융되지 않지만, 그 근방의 용융된 실란트에 의하여 상기 틈새가 막혀서(이 시점에서 에어백부(16)내에의 기체의 유입은 스톱된다), 오목홈(58, 59)의 내측의 필름을 포함하여 밀봉이 이루어지게 되어, 기체는 에어백부(16)내에 봉입된다. 또 혼(31)에 공급되는 진동 에너지가 세로진동의 진동 에너지인 경우에, 상기 [제5실시형태]에서 언급한 작용(혼(31)이 진동함으로써 압착부의 양면의 필름 사이에 미세한 틈새가 발생하고, 상기 틈새를 통하여 기체가 에어백부(16)내로 유입되는 작용)도 동시에 얻어진다.
혼(31) 또는 앤빌(32)의 선단면(54, 55)에 형성되는 오목홈(58, 59)의 폭(w)과 깊이(d)는, 에어백부(16)내에 대하여 기체를 분출할 때에 상기 틈새가 발생하고, 초음파로 밀봉할 때에 상기 틈새가 주위의 용융된 실란트에 의하여 메워지는 정도의 크기로 설정된다.
초음파 밀봉부는, 도5(a)에 나타나 있는 초음파 밀봉부(56)와 마찬가지로 혼(31)의 선단면(54)의 형상과 동일한 링모양으로 된다.
초음파 밀봉이 종료(초음파의 발신이 종료)되면, 초음파진동에 의한 마찰열의 발생이 없어지게 되어, 혼(31)과 앤빌(32)의 선단에 의하여 압착된 초음파 밀봉부는 상기 혼(31)과 앤빌(32)에 의하여 즉시 냉각된다. 초음파 밀봉이 종료된 후에 적절한 타이밍에서 에어실린더(37)가 반대로 작동하여, 혼(31)과 앤빌(32)이 후퇴함으로써 도9(c)에 나타나 있는 바와 같이 상기 후퇴위치에서 정지한다. 분출구(47, 52)로부터의 기체의 분출은, 상기 [제5실시형태]에서 언급한 바와 마찬가지로 초음파 밀봉이 종료되기 전에 종료할 수 있지만, 초음파 밀봉이 종료될 때까지 계속하는 것이 현실적이다.
본 제6실시형태에 의하면, 팽창하기 전의 에어백부(16)를 혼(31)과 앤빌(32)에 의하여 압착시키고, 압착을 계속한 채 에어백부로 기체를 분출하고, 그대로 초음파로 밀봉을 하기 때문에 도12, 13에서 설명한 세로주름(8)이 발생할 여지가 없다.
또한 이 제6실시형태의 경우에, 상기 [제5실시형태]와 달리 상기 혼(31)에 공급되는 초음파진동 에너지는, 세로진동뿐만 아니라 가로진동이나 비틀림 진동(torsional 振動) 등 다른 진동 모드(振動 mode)이더라도 좋다. 그 점은 상기 [제1실시형태]∼[제4실시형태]에서도 마찬가지이다.
또 이 제6실시형태에 있어서 분출구(47, 52)로부터의 기체의 분출은, [제5실시형태]와 마찬가지로 혼(31)과 앤빌(32)이 슬릿(19) 주위의 필름을 압착시키기 전의 적절한 타이밍에서 시작할 수 있다.
이상에서는 도1∼11을 참조하여 본 발명의 제1∼제6실시형태에 대해서 설명했지만, 그 이외에도 다음과 같은 실시형태를 생각할 수 있다.
(1) 이상의 설명에서는, 혼(31)과 앤빌(32)의 쌍방이 기체분출용의 노즐을 겸하고 있었지만, 에어백부(16)내로 기체를 분출할 때에 어느 일방만을 노즐로서 사용하고(기체를 분출한다), 타방을 수용부재(受容部材)(예를 들면 특허문헌2에 기재된 수용부재(12) 참조)로서 사용할(기체를 분출시키지 않는다) 수도 있다. 또 혼(31)과 앤빌(32) 중에서 수용부재가 되는 측에는, 기체의 유로(분출구를 포함한다)가 형성되어 있지 않더라도 좋다.
상기 [제1실시형태]에 있어서 혼(31)과 앤빌(32) 중에서 어느 일방을 상기 수용부재로 하였을 경우에, 당해 수용부재가 된 측은 분출공정의 처음부터 전진위치(상기 이송경로에 가장 가까운 위치)로 전진시켜서 분출공정 및 밀봉공정을 통하여 상기 전진위치에 위치시켜 둘 수 있다. 또한 상기 [제2실시형태]∼[제4실시형태]에 있어서 혼(31)과 앤빌(32) 중에서 어느 일방을 상기 수용부재로 하였을 경우에, 당해 수용부재가 된 측은 분출공정 동안에 전진위치(상기 이송경로에 가장 가까운 위치)로부터 후퇴시키지 않고, 분출공정 및 밀봉공정을 통하여 상기 전진위치에 위치시켜 둘 수 있다.
(2) 이상의 설명에서는, 에어백부(16)의 표리 양면의 필름(17, 18)에 슬릿(19)이 형성된 자루(11)를 사용했었지만, 일방의 필름에만 슬릿(19)이 형성된 에어백 부착 자루를 사용할 수도 있다. 이 경우에 에어백부(16)내로 기체를 분출할 때에 혼(31)과 앤빌(32) 중에서 슬릿(19) 측에 배치되어 있는 것이 노즐로서 사용되고, 타방이 상기 수용부재(상기 (1) 참조)로서 사용된다.
(3) 이상의 설명에서는, 에어백부(16)의 상단에 슬릿(19)을 형성하고 있었지만, 슬릿(19)은 상단 이외에 형성할 수 있으며 또한 슬릿(19) 대신에 구멍을 형성할 수도 있다.
(4) 이상의 설명에서는, 에어백부(16)에 협폭부(16b)를 형성하고 있었지만, 특허문헌1, 2에 기재된 에어백 부착 자루와 같이 에어백부(16) 전체를 동일한 폭으로 하더라도 좋다.
(5) 이상의 설명에서는, 에어백부(16)가 형성된 밀봉부(12)를 파지하는 그리퍼(21)가 에어백부(16)를 가로지르도록 상기 밀봉부(12)를 파지하고 있었지만, 특허문헌1, 2에 기재된 자루이송용 그리퍼와 같이 에어백부(16)의 외측만을 파지하도록 하더라도 좋다.
(6) 이상의 설명에서는, 초음파 밀봉장치에 의하여 에어백부(16)만을 밀봉했었지만, 혼(31)과 앤빌(32)에 의하여 동시에 자루입구(14)를 압착시켜서 에어백부(16)와 자루입구(14)를 동시에 밀봉할 수도 있다.
(7) 이상의 설명에서는, 초음파 밀봉장치의 혼(31)과 앤빌(32)을 진퇴시키는 구동원이 에어실린더(37)이었지만, 구동원으로서 서보모터(servo motor)를 사용할 수도 있다.
(8) 이상의 설명에서는, 기체봉입방법 및 장치는 포장방법 및 포장기의 일부로서 구성되어 있었지만, 자루입구의 개구나 피포장물의 충전과는 분리하여 단독의 기체봉입방법 및 기체봉입장치로서 구성할 수도 있다. 이 경우에 에어백 부착 자루(16)를 이송하는 이송부재(移送部材)로서, 좌우 한 쌍의 자루이송용 그리퍼(21, 22) 대신에 에어백 부착 자루(16)의 자루면을 흡착하는 흡착반(吸着盤) 혹은 자루입구를 파지하는 척(chuck) 등을 사용할 수 있다.
(9) 이상의 설명에서는, 본 발명에 관한 기체봉입방법 및 장치를, 에어백 부착 자루를 간헐적으로 이송하는 경우에 적용했지만, 본 발명은 에어백 부착 자루를 일정한 속도로 연속적으로 이송하는 경우(예를 들면 일본국 공개특허 특개2009-161230호 공보 참조)에도 적용할 수 있다. 에어백 부착 자루를 연속적으로 이송하는 경우에, 예를 들면 초음파 밀봉장치는, 에어백 부착 자루의 이동에 추종해서 이동한 후에 복귀 이동하고, 추종해서 이동하는 과정에서 필요한 처리를 하게 된다.
11 ; 에어백 부착 자루
12, 13 ; 측면 테두리의 밀봉부
16 ; 에어백부
16a ; 에어백부의 기체유입부
16b ; 에어백부의 협폭부
16c ; 에어백부의 본체부
17, 18 ; 자루의 표리면을 구성하는 필름
19 ; 슬릿
21, 22 ; 자루이송용의 그리퍼
31 ; 초음파 밀봉기의 혼
32 ; 초음파 밀봉기의 앤빌
37 ; 에어실린더
43, 48 ; 구멍(기체의 유로)
47, 52 ; 분출구
58, 59 ; 오목홈

Claims (19)

  1. 자루(bag)의 측면 테두리의 밀봉부(密封部)에 세로방향으로 연장되는 에어백부(air bag部)가 일체적으로 형성되고, 상기 에어백부의 기체유입부(氣體流入部)의 필름(film)에 에어백부내와 자루외를 통하게 하는 슬릿(slit) 또는 구멍(hole)이 형성된 에어백 부착 자루를 사용하고, 압력기체 공급원(壓力氣體 供給源)에 접속된 노즐(nozzle)의 분출구(噴出口)를 상기 기체유입부에 대고 상기 슬릿 또는 구멍으로부터 상기 에어백부내로 기체를 분출하여 상기 에어백부를 팽창시키고, 이어서 상기 슬릿 또는 구멍의 근방을 밀봉하여 상기 에어백부내에 기체를 봉입(封入)하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법에 있어서,
    초음파 밀봉장치의 혼(horn)과 앤빌(anvil)이 상기 에어백 부착 자루의 양측에 배치되고,
    상기 혼과 앤빌의 일방(一方) 또는 쌍방(雙方)에 있어서 일단(一端)이 상기 압력기체 공급원에 접속되고 타단(他端)에 선단(先端)이 개구(開口)되는 기체의 유로(流路)가 형성되고,
    상기 유로가 형성된 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방이 상기 노즐을 겸하고,
    상기 유로의 타단을 상기 분출구로 하고,
    상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방에 의하여 상기 에어백부내로 기체를 분출함과 아울러, 상기 혼과 앤빌에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기체유입부의 양면의 필름에 상기 슬릿 또는 구멍이 형성되고, 상기 혼과 앤빌의 쌍방에 상기 유로가 형성되고, 상기 혼과 앤빌의 쌍방이 상기 노즐을 겸하고, 상기 혼과 앤빌의 쌍방에 의하여 상기 에어백부내로 기체를 분출하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에어백부내로 기체를 분출할 때에, 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간을 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 두꺼운 소정의 간격을 두고 서로 대향(對向)시키고,
    상기 간격은, 기체의 분출에 의하여 팽창된 상기 기체유입부의 양면의 필름이 상기 혼과 앤빌의 선단에 밀착되어, 상기 기체유입부의 팽창형태가 편평형상(扁平形狀)으로 제한되도록 설정되고,
    상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉할 때에, 상기 혼과 앤빌을 전진시켜서 상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌이 상기 에어백 부착 자루에 대하여 진퇴 가능하고, 상기 혼과 앤빌을 전진시켜서 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 소정의 가압력(加壓力)에 의하여 압착시킨 상태에서 상기 분출구로부터 기체를 분출하고, 기체의 압력에 의하여 상기 혼과 앤빌을 상기 가압력에 저항하여 후퇴시켜서 선단 상호간의 간격을 넓히고, 이때의 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간의 간격은 기체의 분출에 의하여 팽창된 상기 기체유입부의 양면의 필름이 상기 혼과 앤빌의 선단에 밀착되어 상기 기체유입부의 팽창형태가 편평형상으로 제한되도록 설정되고, 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉할 때에 다시 상기 혼과 앤빌을 전진시켜서 상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시킨 상태에서 상기 분출구로부터 기체를 분출함과 아울러, 상기 혼에 세로진동의 진동 에너지(振動 energy)를 공급하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방의 선단에 오목홈이 형성되고, 상기 혼과 앤빌의 선단에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시킨 상태에서 상기 분출구로부터 기체를 분출하고, 상기 기체의 압력에 의하여 상기 오목홈의 내측에 있어서 상기 에어백부의 양면의 필름 사이에 틈새를 발생시키고, 상기 틈새를 통하여 상기 에어백부내로 기체를 분출하고, 이어서 상기 혼에 진동 에너지를 공급하여 상기 오목홈의 내측의 부분을 포함하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 밀봉하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입방법.
  7. 자루의 측면 테두리의 밀봉부에 세로방향으로 연장되는 에어백부가 일체적으로 형성되고, 상기 에어백부의 기체유입부의 필름에 에어백부내와 자루외를 통하게 하는 슬릿 또는 구멍이 형성된 에어백 부착 자루를 소정의 이송경로를 따라 간헐적(間歇的)으로 이송하고, 그 이송의 과정에서 압력기체 공급원에 접속된 노즐의 분출구를 상기 기체유입부에 대고 상기 슬릿 또는 구멍으로부터 상기 에어백부내로 기체를 분출하여 상기 에어백부를 팽창시키고, 이어서 상기 슬릿 또는 구멍의 근방을 밀봉하여 상기 에어백부내에 기체를 봉입하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치에 있어서,
    상기 에어백 부착 자루를 상기 이송경로를 따라 간헐적으로 이송하는 자루이송장치(bag移送裝置)와, 상기 이송경로상의 소정의 정지위치 근방에 배치된 초음파 밀봉장치를 구비하고,
    상기 초음파 밀봉장치의 혼과 앤빌이 상기 이송경로를 사이에 두고 대향하여 배치되고, 상기 정지위치에 정지된 상기 에어백 부착 자루를 향하여 함께 전진 또는 후퇴하고, 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방에 있어서 일단이 상기 압력기체 공급원에 접속되고 타단에 선단이 개구되는 기체의 유로가 형성되고, 상기 유로가 형성된 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방이 상기 노즐을 겸하고, 상기 유로의 타단을 상기 분출구로 하고, 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방에 의하여 상기 에어백부내로 기체를 분출함과 아울러, 상기 혼과 앤빌에 의하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자루이송장치가, 상기 에어백 부착 자루의 양측 테두리를 파지하여 간헐적으로 이동하고, 상기 에어백 부착 자루를 상기 이송경로를 따라 간헐적으로 이송하는 좌우 한 쌍의 자루이송용 그리퍼(bag移送用 gripper)를 복수 조 구비하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 에어백 부착 자루는 상기 기체유입부의 양면의 필름에 상기 슬릿 또는 구멍이 형성된 것으로서,
    상기 혼과 앤빌의 쌍방에 상기 유로가 형성되고, 상기 혼과 앤빌의 쌍방이 상기 노즐을 겸하고, 상기 혼과 앤빌의 쌍방에 의하여 상기 에어백부내로 기체를 분출하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 에어백 부착 자루는 상기 기체유입부의 양면의 필름에 상기 슬릿 또는 구멍이 형성된 것으로서,
    상기 혼과 앤빌의 쌍방에 상기 유로가 형성되고, 상기 혼과 앤빌의 쌍방이 상기 노즐을 겸하고, 상기 혼과 앤빌의 쌍방에 의하여 상기 에어백부내로 기체를 분출하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌이 전진위치(前進位置) 및 대피위치(待避位置)의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 에어백부내로 기체를 분출할 때에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로부터 전진하여 상기 전진위치의 직전에서 정지하고, 이때에 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간이 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 두꺼운 소정의 간격을 두고 서로 대향하고, 상기 간격은, 기체의 분출에 의하여 팽창된 상기 기체유입부의 양면의 필름이 상기 혼과 앤빌의 선단에 밀착되어 상기 기체유입부의 팽창형태가 편평형상으로 제한되도록 설정되고, 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉할 때에 상기 혼과 앤빌은 상기 전진위치로 전진하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 초음파로 밀봉한 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌을 전진 또는 후퇴시키는 구동원이 설치되고, 상기 혼과 앤빌이 상기 구동원에 의하여 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 소정의 가압력에 의하여 압착시키고, 상기 에어백부내로 기체를 분출할 때에 상기 분출구로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 상기 혼과 앤빌이 상기 전진위치로부터 상기 가압력에 저항하여 후퇴하고, 상기 혼과 앤빌의 선단 상호간의 간격이 상기 기체유입부의 양면의 필름의 두께보다 두꺼운 소정의 간격으로 넓어지고, 상기 간격은, 기체의 분출에 의하여 팽창된 상기 기체유입부의 양면의 필름이 상기 혼과 앤빌의 선단에 밀착되어 상기 기체유입부의 팽창형태가 편평형상으로 제한되도록 설정되고, 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 초음파로 밀봉할 때에 상기 혼과 앤빌이 다시 상기 전진위치로 전진하고, 초음파로 밀봉한 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  13. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌이 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 혼과 앤빌은 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 상기 전진위치에서 상기 분출구로부터 기체가 분출되고 또한 상기 혼에 세로진동의 진동 에너지가 공급되어, 초음파로 밀봉된 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌이 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 혼과 앤빌은 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 상기 전진위치에서 상기 분출구로부터 기체가 분출되고 또한 상기 혼에 세로진동의 진동 에너지가 공급되어, 초음파로 밀봉된 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌이 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 혼과 앤빌은 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 상기 전진위치에서 상기 분출구로부터 기체가 분출되고 또한 상기 혼에 세로진동의 진동 에너지가 공급되어, 초음파로 밀봉된 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  16. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방의 선단에 오목홈이 형성되고, 상기 혼과 앤빌이 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 혼과 앤빌은 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 그 상태에서 상기 분출구로부터 기체가 분출되고, 이어서 상기 혼에 진동 에너지가 공급되고, 상기 분출구로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 상기 오목홈의 내측에 있어서 상기 에어백부의 양면의 필름 사이에 틈새가 발생하고, 상기 오목홈의 내측의 부분을 포함하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름이 초음파로 밀봉되고, 초음파로 밀봉된 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방의 선단에 오목홈이 형성되고, 상기 혼과 앤빌이 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 혼과 앤빌은 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 그 상태에서 상기 분출구로부터 기체가 분출되고, 이어서 상기 혼에 진동 에너지가 공급되고, 상기 분출구로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 상기 오목홈의 내측에 있어서 상기 에어백부의 양면의 필름 사이에 틈새가 발생하고, 상기 오목홈의 내측의 부분을 포함하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름이 초음파로 밀봉되고, 초음파로 밀봉된 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방의 선단에 오목홈이 형성되고, 상기 혼과 앤빌이 전진위치 및 대피위치의 사이에서 전진 또는 후퇴하고, 상기 전진위치에서 상기 혼과 앤빌은 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름을 압착시키고, 그 상태에서 상기 분출구로부터 기체가 분출되고, 이어서 상기 혼에 진동 에너지가 공급되고, 상기 분출구로부터 분출되는 기체의 압력에 의하여 상기 오목홈의 내측에 있어서 상기 에어백부의 양면의 필름 사이에 틈새가 발생하고, 상기 오목홈의 내측의 부분을 포함하여 상기 슬릿 또는 구멍 주위의 필름이 초음파로 밀봉되고, 초음파로 밀봉된 후에 상기 혼과 앤빌은 상기 대피위치로 후퇴하는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입장치.
  19. 혼과 앤빌이 대향하도록 배치되어 진퇴하고, 상기 혼과 앤빌의 일방 또는 쌍방에 있어서 일단이 압력기체 공급원에 접속되고 타단에 선단이 개구되는 기체의 유로가 형성되고, 상기 유로의 타단이 가압기체의 분출구로 되어 있는 것을
    특징으로 하는 에어백 부착 자루에 대한 기체봉입용 초음파 밀봉장치.
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