JP2004331109A - 超音波シール装置 - Google Patents

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Shinichi Hiramoto
眞一 平本
Kenji Kawamura
健治 河村
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Original Assignee
Toyo Jidoki Co Ltd
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Abstract

【課題】超音波振動を発生する超音波ホーン１とアンビル２が対向して配置され、共に待避位置とシール位置の間で進退移動するタイプの超音波シール装置において、シール位置における超音波ホーン１とアンビル２の間隔を精度よく調整する。
【解決手段】駆動ロッド９に連結されて揺動する主レバー１２と、主レバー１２の揺動を直線運動に変換して超音波ホーン１に伝達する伝達機構と、主レバー１２に連結されて揺動する副レバー１５と、副レバー１５の揺動を直線運動に変換してアンビル２に伝達する伝達機構を備える。副レバー１５は偏心軸１４の周りに揺動自在に支持され、偏心軸１４を支持する支持軸１４ａにウォームホイール４２が固定されている。ウオーム４１を回転すると、ウォームホイール４２を介して偏心軸１４が回転し、副レバー１５の揺動中心の位置が移動する。これにより超音波ホーン１とアンビル２の間隔を微調整できる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重ね合わせた被シール材をシールする超音波シール装置に関し、特に充填済みの袋において袋口のフィルム同士をシールするのに適する超音波シール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波シールは、超音波振動を発生させる超音波ホーンとアンビルで重ね合わせた被シール材を挟持し、超音波振動で被シール材を振動させ、発生する摩擦熱により被シール材の熱接着性樹脂層を溶融して、被シール材同士を相互に溶着させるものである。例えば下記特許文献１に記載されているように、この超音波シールを充填済みの袋の袋口のシールに適用した場合、被充填物の一部が袋口のシール部に付着していても、超音波により上下に排除されるため、噛み込みシール（被充填物の一部がシール部に噛み込まれること）の問題が生じることなく、かつきわめて短時間に、確実に袋口のシールができるという利点がある。
【０００３】
超音波シールを行うに際しては、超音波振動の周波数、シール時間、シール圧力、シール時のホーンとアンビルの間隔等の調整項目がある。例えば下記特許文献２〜６には、シール時のホーンとアンビルの間隔を調整する機構を有する超音波シール装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０７９１８５号公報
【特許文献２】特開平７−３３１２１号公報
【特許文献３】特公平５−４４３４３号公報
【特許文献４】特開昭６２−２３５００４号公報
【特許文献５】特開２００１−１５１２０８号公報
【特許文献６】特許第３１２９６６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
軟質包装材料のように、被シール材（袋のフィルム）が薄手の場合、本発明者らの研究によれば、上記調整項目のうちシール時の超音波ホーンとアンビルの間隔がきわめて重要であり、これを厳密に調整する必要があることが分かっている。例えば１００μｍ厚のフィルム２枚（計２００μｍ厚）を振幅８０μｍの超音波振動を用いてシールする場合、ある材質のフィルムにおいて前記間隔を１４０〜１５０μｍに調整したときよい結果が得られたとすれば、間隔がこれよりわずかに広く又は狭くなっただけでシール不良が起こり得る（広くなるとシール部の溶着が不十分となり、狭くなるとシール部が過度に溶融して薄くなる）。従って、シール時の超音波ホーンとアンビルの間隔は１０μｍ以下の精度、望ましくは５μｍ以下の精度で調整できなくてはならない。
【０００６】
一方、例えば特許第３０１６０５２号公報に記載されているようなロータリー式袋詰め包装機に超音波シール装置を適用する場合、グリッパーに両縁を挟持されて水平な円軌道上をシール位置に移送されてくる袋との干渉を避けるため、超音波ホーンとアンビルの少なくとも一方、望ましくは両方について、待避位置（移送される袋との干渉が避けられる後退位置）とシール位置（シール時の前進位置）の間を進退自在とする必要がある。
【０００７】
このような観点から前記特許文献２〜６をみると、特許文献２〜４に記載された調整機構は、いずれも単純な調整ボルトによるものであり、とうてい必要な精度を出すことができない。
特許文献５に記載された調整機構は、調整ボルトにより偏心形状の押圧カム体を回動調整してアンビルを移動させ、これによって超音波ホーンとアンビルの間隔を調整するものだが、この文献に開示された機構で高い精度を出すことは不可能であり、また、特許文献５に記載された超音波シール装置では、超音波ホーンとアンビルは常にシール位置に配置されている。
特許文献６に記載された調整機構は、傾斜面を利用した機構で精度の高い調整ができるが、機構が複雑かつ大がかりであり、また、特許文献６に記載された超音波シール装置自体、先に述べたロータリー式袋詰め包装機に適用できるようなものではない。
【０００８】
本発明は、このような従来の超音波シール装置の問題点に鑑みてなされたもので、超音波振動を発生する超音波ホーンとアンビルが対向して配置され、前記超音波ホーン又は／及びアンビルが待避位置とシール位置の間で進退移動するタイプの超音波シール装置において、シール位置における超音波ホーンとアンビルの間隔を精度よく調整できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、超音波振動を発生する超音波ホーンとアンビルが対向して配置され、前記超音波ホーンとアンビルが待避位置とシール位置の間で互いに反対方向に同時に進退移動し、前記シール位置において被シール材を挟持し超音波シールする超音波シール装置において、駆動源に連結されて揺動する主レバーと、前記主レバーの揺動を直線運動に変換して前記超音波ホーンに伝達する伝達機構と、前記主レバーに連結されて揺動する副レバーと、前記副レバーの揺動を直線運動に変換して前記アンビルに伝達する伝達機構を備え、さらに、前記副レバーは偏心軸の周りに揺動自在に支持され、前記偏心軸を回転して前記副レバーの揺動中心の位置を移動させる調整機構が設置されていることを特徴とする。
【００１０】
上記発明において、シール位置にきたときの超音波ホーンとアンビルの間隔は、基本的に駆動源に連結された主レバーの揺動範囲（揺動角度）により決まるが、上記調整機構によって前記間隔を微調整することができる。すなわち、前記調整機構により偏心軸を回転させると、副レバーの揺動中心の位置が移動し（その移動はアンビルの進退方向の成分を含む）、アンビルがその分だけ進退方向に移動し、結果として、シール位置にきたときの超音波ホーンとアンビルの間隔が変化する。偏心軸の偏心量が小さく、かつ偏心軸の回転が少なければ、それに伴うアンビルの移動はごくわずかとなり、前記間隔の微調整が可能である。
前記調整機構は、例えば、前記偏心軸の支点軸に固定された調整レバーと、前記調整レバーに係合し雌ねじ部を有する調整駒と、前記調整駒の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を有し回転自在とされた調整軸からなる。この場合、前記調整軸を回転すると調整駒が前記調整軸に沿って移動し、これに伴って前記調整レバー及び前記偏心軸が回転し、前記副レバーの揺動中心の位置が移動する。
【００１１】
なお、上記発明とは逆に、主レバーの揺動をアンビルに伝達し、副レバーの揺動を超音波ホーンに伝達することもできる。この場合、前記調整機構により偏心軸を回転させると、超音波ホーンが進退方向に移動し、結果として、シール位置にきたときの超音波ホーンとアンビルの間隔が変化する。
また、上記のように副レバーを偏心軸の周りに揺動自在に支持する代わりに、前記主レバーを偏心軸の周りに揺動自在に支持し、主レバーを支持する前記偏心軸を回転して前記主レバーの揺動中心の位置を移動させる調整機構を設置することもできる。この場合、前記調整機構により偏心軸を回転させると、超音波ホーンとアンビルが共に進退方向に移動し、結果として、シール位置にきたときの超音波ホーンとアンビルの間隔が変化する。
【００１２】
また、本発明は、超音波振動を発生する超音波ホーンとアンビルが対向して配置され、前記超音波ホーン又はアンビルが待避位置とシール位置の間で進退移動し、前記シール位置において被シール材を挟持し超音波シールする超音波シール装置において、駆動源に連結されて揺動するレバーと、前記レバーの揺動を直線運動に変換して前記超音波ホーン又はアンビルに伝達する伝達機構を備え、さらに、前記レバーは偏心軸の周りに揺動自在に支持され、前記偏心軸を回転して前記レバーの揺動中心の位置を変更する調整機構が設置されていることを特徴とする。この発明は、超音波ホーン又はアンビルのいずれか一方のみが進退移動し、他方が移動しないタイプの超音波シール装置に関するものである。
【００１３】
さらに、本発明は、超音波振動を発生する超音波ホーンとアンビルが対向して配置され、前記超音波ホーン又は／及びアンビルが待避位置とシール位置の間で進退移動し、前記シール位置において被シール材を挟持し超音波シールする超音波シール装置において、駆動源に連結されて揺動するレバーと、前記レバーの揺動を直線運動に変換して前記超音波ホーン又は／及びアンビルに伝達する伝達機構と、進退移動する前記超音波ホーン又はアンビルとともに進退移動する位置決め部材と、進退移動する前記超音波ホーン又は／及びアンビルがシール位置にきたとき前記位置決め部材に当接するストッパーと、前記ストッパーの位置を調整する調整機構を備えることを特徴とする。この発明には、超音波ホーンとアンビルの双方又はいずれか一方が進退移動するタイプの超音波シール装置が含まれる。
前記ストッパーの位置調整機構としては、大きい変位をきわめて微少な変位に転換し得る機構が必要である。例えばストッパーを超音波ホーンとアンビルの進退方向に平行に移動自在に支持し、前記ストッパーの移動をトグル機構を介して行うとともに、前記トグル機構の伸縮をねじ機構を介して行うこと、あるいは、前記ストッパーの移動をねじ機構を介して行うとともに、前記ねじ機構の回転を多段に設置した遊星歯車機構を介して行うことなどが考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜１４を参照して、本発明に係る超音波シール装置について説明する。ここに示す超音波シール装置は、グリッパーで袋の両側縁を把持して水平な円軌道上を搬送し、搬送の過程で被充填物の充填や袋口のシール等の包装操作を行うロータリー式袋詰め包装機のほか、円形以外の環状軌道や水平な直線軌道上を搬送し、搬送の過程で同様に被充填物の充填や袋口のシール等の包装操作を行う袋詰め包装機に対して適用することができる。超音波シール装置は、袋詰め包装機のシール操作が行われる位置に設置され、その位置に停止した充填済みの袋の袋口をシールする。
【００１５】
図１〜図６に示す超音波シール装置は、対向して配置された超音波ホーン１とアンビル２が、待避位置（図１に示す位置）とシール位置（前進して袋Ｗの袋口に当接する位置）の間で互いに反対方向に同時に進退移動するタイプである。機台３の上面に中空のスタンド４が立設し、ここに超音波シール装置が設置されている。図１，２には、グリッパーＧに把持された充填済みの袋Ｗが図示されている。
超音波シール装置は、超音波ホーン１を含む超音波発生装置５、アンビル２、ボックス６、超音波発生装置５を取り付けた取付部材７、アンビル２を取り付けた取付部材８、図示しない駆動源に連結されて昇降する駆動ロッド９、ボックス６の側壁６ａ，６ｂに固定された支点軸１１、支点軸１１に回動自在に支持された主レバー１２、ボックス６の側壁６ａ，６ｂに固定された軸受１３に回転自在に支持された円形断面の偏心軸１４（１４ａは偏心軸１４の両端の支持軸）、偏心軸１４の周りに揺動自在に支持された副レバー１５等を備える。
【００１６】
超音波発生装置５は、周知のごとくコンバータ、ブースター及びホーン１からなり、ホーン１は袋幅に対応して幅広形状とされ、ボックス６の側壁６ｃから外に突出し（パッキン１６で周囲を包囲されている）、その先端がシール面１ａとなっている。超音波ホーン１に記載した両矢印はホーンの振動方向である。アンビル２も幅広形状とされ、その先端がシール面２ａとなっている。ホーンのシール面１ａとアンビルのシール面２ａは同じ水平面内で互いに平行である。
超音波発生装置５は取付部７ａ，７ｂにおいて取付部材７に固定されている。取付部材７の下面にはスライド部材１７が固定され、このスライド部材１７がボックス６の底壁６ｅ上に固定されたスライドレール１８に沿って摺動自在とされている。従って、取付部材７及び超音波発生装置５は水平面内でホーンのシール面１ａに垂直な方向に進退可能である。
一方、アンビル２の取付部材８は、ボックス６の側壁６ｃを貫通して水平に延びる摺動軸１９の先端に固定され、摺動軸１９はボックス６の側壁６ｃに固定された支持部材２１内に摺動自在に支持されている。従って、アンビル２は水平面内でシール面２ａに垂直な方向に進退可能である。
【００１７】
主レバー１２は、本体部１２ａに超音波発生装置５を収容する空洞を有し（図４参照）、周囲に３つのアーム２２〜２４が突出している。第１アーム２２の先端は駆動ロッド９の先端とピン２５により連結され、これにより、駆動ロッド９の昇降に伴い主レバー１２が支点軸１１を中心として揺動する。
第２アーム２３の先端はリンク２６の一端とピン２７により連結され、リンク２６の他端は取付部材７とピン２８により連結されている。これにより、主レバー１２の揺動に伴い超音波発生装置５（超音波ホーン１）が進退する。第２アーム２３から取付部材７までの連結構造とスライド部材１７及びスライドレール１８が本発明でいう伝達機構（主レバーの揺動を直線運動に変換して超音波ホーンに伝達する伝達機構）に相当する。
【００１８】
第３アーム２４の先端はリンク２９の一端とピン３１により連結され、リンク２９の他端は副レバー１５の第１アーム３２の先端とピン３３により連結されている。これにより、主レバー１２の揺動に伴い副レバー１５が偏心軸１４を中心として揺動する。
副レバー１５は周囲に前記第１アーム３２と第２アーム３４を有し、第２アーム３４の先端はリンク３５の一端とピン３６により連結されている。リンク３５の他端は摺動軸１９の後端に固定された連結部材３７の両端の軸部に連結されている。これにより、副レバー１５の揺動に伴い、アンビル２が進退する。第２アーム３４から取付部材８までの連結構造と支持部材２１が本発明でいう伝達機構（副レバーの揺動を直線運動に変換してアンビルに伝達する伝達機構）に相当する。
【００１９】
図５，６に示すように、副レバー１５は偏心軸１４の周りに軸受３８を介して揺動自在に支持され、偏心軸１４はウォームギア３９（ウォーム４１とウォームホイール４２からなる）により回転する。偏心軸１４の支点軸１４ａにウォームホイール４２が固定されている。一方、ボックス６の側壁６ｄの上部に支持部材４０が固定され、この支持部材４０にウォーム４１の軸部４１ａが回転自在に支持されている。軸部４１ａの端部はボックス６外に突出し、そこにハンドル４３が固定されている。
【００２０】
ハンドル４３を回転すると、ウォーム４１及びウォームホイール４２が回転し、それに伴い偏心軸１４が回転し、副レバー１５の揺動中心が移動する（この移動はアンビル２の進退方向の成分を含む）。これにより、アンビル２が進退方向に移動し、その結果、シール位置にきたときの超音波ホーン１とアンビル２の間隔（シール面１ａ，２ａの間隔）が変化する。この構造によれば、偏心軸１４の偏心量を小さくし、ウォームギア３９の歯数比を大きくすることで、前記間隔を微調整することが可能となる。ウォームギア３９からハンドル４３までの機構が本発明における調整機構（偏心軸を回転して副レバーの揺動中心の位置を移動させる調整機構）に相当する。
なお、ウォーム４１の軸部４１ａにハンドル４３を設ける代わりに、サーボモータ等の回転駆動装置を連結してもよい。
【００２１】
この超音波シール装置の作動の一例を簡単に説明する。グリッパーＧに把持された充填済みの袋Ｗが移動してきて、待機位置にある超音波ホーン１とアンビル２の間に停止すると、駆動ロッド９が上昇して主レバー１２が揺動し、同時に副レバー１５が揺動し、超音波ホーン１及びアンビル２が同時に前進してシール位置に達し、袋Ｗの両側からシール面１ａ，２ａが袋口を挟持し、超音波シールを行う。シール後は駆動ロッド９が下降して主レバー１２及び副レバー１５が逆に揺動し、超音波ホーン１及びアンビル２が同時に後退して待避位置に停止する。続いて、シール後の袋Ｗが次の停止位置に向けて移動を開始する。
ハンドル４３を少量回転すると、超音波ホーン１とアンビル２の間隔を微調整することができるので、袋Ｗのシールの状態をみて必要に応じてそれを行う。
【００２２】
図７及び図８は別の超音波シール装置を示す。図１〜図６に示した超音波シール装置とは調整機構のみが相違する。なお、図７及び図８に示す超音波シール装置において、図１〜図６に示した超音波シール装置と同じ部位には同じ番号を付与している。
図７及び図８に示す超音波シール装置の調整機構は、偏心軸１４の支点軸１４ａに固定された調整レバー４４、調整レバー４４に係合する調整駒４５と、調整駒４５に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部４６ａを有する調整軸４６と、調整軸４６を回転自在に支持する支持部材４７と、調整軸４６に固定されたハンドル４８からなる。調整駒４５は両側に軸部４５ａを有し、この軸部４５ａが調整レバー４４の先端に形成された長溝４４ａ内に係合している。
ハンドル４８を回転すると、調整駒４５が調整軸４６に沿って移動して調整レバー４４が揺動し、それに伴い偏心軸１４が回転し、副レバー１５の揺動中心が移動する。この構造によれば、偏心軸１４の偏心量を小さくし、調整駒４５及び調整軸４６のねじピッチを小さくすることで、前記間隔を微調整することが可能となる。なお、調整軸４６にハンドル４８を設ける代わりに、サーボモータ等の回転駆動装置を連結してもよい。
【００２３】
図９はさらに別の超音波シール装置を示す。これまで示した超音波シール装置では、主レバー１２の揺動を超音波ホーン１に伝達し、副レバー１５の揺動をアンビル２に伝達していたが、図９に示す超音波シール装置では、主レバーの揺動をアンビルに伝達し、副レバーの揺動を超音波ホーンに伝達するように構成されている。調整機構は図７及び図８に示すものと同じで、この調整機構により偏心軸１４を回転させると、超音波ホーン１が進退方向に移動して、超音波ホーン１とアンビル２の間隔を微調整することができる。なお、図９に示す超音波シール装置において、図１〜図６及び図７〜図８に示した超音波シール装置と同じ部位には同じ番号を付与している。
【００２４】
図９において、主レバー５１の本体部５１ａ（図１〜図６に示した超音波シール装置の主レバー１２の本体部１２ａとほぼ同じ構造）から２つのアーム５２，５３が突出し、第１アーム５２の先端は駆動ロッド９の先端にピン２５により連結され、第２アーム５３の先端はリンク５４，５５の一端とピン５６により連結されている。リンク５４の他端は連結部材３７の両端の軸部に連結され、リンク５５の他端は副レバー１５の第２アーム３４の先端にピン３６により連結されている。
副レバー１５の第１アーム３２の先端はリンク５７の一端にピン３３により連結され、リンク５７の他端は取付部材７とピン２８により連結されている。
ハンドル４８を回転すると、調整駒４５が調整軸４６に沿って移動して調整レバー４４が揺動し、それに伴い偏心軸１４が回転し、副レバー１５の揺動中心が移動する。これにより超音波ホーン１が進退方向に移動して、超音波ホーン１とアンビル２の間隔が微調整される。
【００２５】
以上示した超音波シール装置では、副レバー１５を偏心軸１４の周りに揺動自在に支持していたが、副レバーを支持する軸を通常のもの（偏心ゼロ）とし、その代わり、主レバー１２又は５１を偏心軸の周りに揺動自在に支持することもできる。この場合、調整機構により主レバー１２又は５１を支持する前記偏心軸を回転して、主レバー１２又は５１の揺動中心の位置を移動させることになる。前記偏心軸が回転することにより、超音波ホーン１とアンビル２が共に進退方向に移動する。
【００２６】
図１０〜図１２はさらに別の超音波シール装置を示す。これまでの超音波シール装置では偏心軸を回転することにより超音波ホーン又は／及びアンビルの位置を進退方向に微少移動させ、シール位置における超音波ホーンとアンビルの間隔を微調整したが、この超音波シール装置では、アンビルの移動を停止させるストッパーの位置を調整することにより、シール位置における超音波ホーンとアンビルの間隔を微調整しようというものである。なお、図１０〜図１２に示す超音波シール装置において、図１〜６に示した超音波シール装置と同じ部位には同じ番号を付与している。
【００２７】
図１０，１１に示すように、主レバー６１の本体部６１ａ（図１〜図６に示した超音波シール装置の主レバー１２の本体部１２ａとほぼ同じ構造）から３つのアーム６２〜６４が突出し、第１アーム６２の先端は駆動ロッド９の先端にピン２５により連結されている。第２アーム６３の先端はリンク２６の一端とピン２７により連結され、リンク２６の他端は取付部材７とピン２８により連結されている。第３アーム６４の先端はリンク６５の一端にピン６６により連結され、リンク６５の他端は連結部材６６の両端の軸部に連結されている。連結部材６６は図１〜図６に示す超音波シール装置の連結部材３７とほぼ同様の構造であるが、上部が長く延び、そこが位置決め部材６６ａ（後述するストッパー６９に当接）として機能する。
【００２８】
図１０，１２に示すように、ボックス６の側壁６ｄに取付ブロック６７が固定され、その下端部にガイド軸６８が水平状態で固定され、そのガイド軸６８に前面が閉鎖した中空のストッパー６９が摺動自在にはまっている。
ストッパー６９はトグルリンク機構７１を介して、超音波ホーン１及びアンビル２が進退する方向に対し平行に移動し、位置決めされる。トグルリンク機構７１は一対のリンク７２，７３の一端同士がピン７４により連結されたもので、リンク７２の他端は取付ブロック６７にピン７５により連結され、リンク７３の他端はストッパー６９の連結軸部７６に回転自在に連結している。ピン７４にはさらにリンク７７の下端が連結しており、このリンク７７が上下に移動することにより、ストッパー６９がガイド軸６８上を摺動する。
【００２９】
取付ブロック６７の上端部に円柱状の調整駒７８が回転自在にはめ込まれ、その中心に形成された雌ねじ部７８ａに雄ねじ部７９ａを有する調整軸７９が螺合している。調整軸７９の先端部には、両側にピン８１ａが形成された円筒状の連結駒８１が回転自在にはまり、後端部はボックス外に出てハンドル８２が固定されている。連結駒８１の下方位置においてボックス６の側壁６ａ，６ｂに支点軸８３が固定され、この支点軸８３にＬ字形レバー８４の中間部が回転自在に支持されている。Ｌ字形レバー８４の一方の端部（上端）に前記ピン８１ａが回転自在にはまり、他方の端部（下端）はピン８５により前記リンク７７の上端に連結されている。
【００３０】
ハンドル８２を回転すると、調整軸７９がその軸方向に移動し、連結駒８１を介してＬ字形レバー８４が揺動し、それに伴いリンク７７が上下動してトグルリンク機構７１が伸縮し、ストッパー６９がガイド軸６８上を摺動する。トグルリンク機構７１の２つのリンクのなす角度が１８０度に近いあたりを利用し、調整駒７８及び調整軸７９のねじピッチを小さくすることで、ストッパー６９の位置を微調整することができる。なお、調整軸７９にハンドル８２を設ける代わりに、サーボモータ等の回転駆動装置を連結してもよい。この超音波シール装置において、トグルリンク機構７１からハンドル８２までの機構が本発明でいう調整機構（ストッパーの位置を調整する調整機構）に相当する。
【００３１】
この超音波シール装置の作動の一例を簡単に説明する。グリッパーＧに把持された充填済みの袋Ｗが移動してきて、待機位置にある超音波ホーン１とアンビル２の間に停止すると、駆動ロッド９が上昇して主レバー６１が揺動し、超音波ホーン１及びアンビル２が同時に前進してシール位置に達し、袋Ｗの両側からシール面１ａ，２ａが袋口を挟持し、超音波シールを行う。このシール位置において位置決め部材６６ａがストッパー６９に当接し、これにより超音波ホーン１とアンビル２の間隔が設定値に保たれる。なお、駆動ロッド９は通常、カム等により駆動されているが、エアシリンダ（実開平６−５４５１４号公報参照）や圧縮バネなどの緩衝部材がロッド中間部に設置されている。従って、位置決め部材６６ａがストッパー６９に当接した後は、駆動ロッド９（前記緩衝部材より上の部分）の上昇はストップする。シール後は駆動ロッド９が下降して主レバー６１が逆に揺動し、超音波ホーン１及びアンビル２が同時に後退して待避位置に停止する。続いて、シール後の袋Ｗが次の停止位置に向けて移動を開始する。
ハンドル８２を少量回転すると、超音波ホーン１とアンビル２の間隔を微調整することができるので、袋Ｗのシールの状態をみて必要に応じてそれを行う。
【００３２】
図１３及び図１４は別の超音波シール装置を示す。図１０〜図１２に示した超音波シール装置とは、ストッパーの構造及び調整機構のみが相違する。なお、図１３及び図１４に示す超音波シール装置において、図１０〜図１２に示した超音波シール装置と同じ部位には同じ番号を付与している。
ストッパー８７は前面が閉鎖し、後端にフランジ８７ａが形成され、中央に雌ねじが形成された断面ハット状の部材であり、取付プレート８８に形成された穴に摺動自在に支持され、かつフランジ８７ａに形成された穴に取付プレート８８に固定されたガイド軸８９が摺動自在にはまり、該ガイド軸８９により軸方向にガイドされている。なお、取付プレート８８の両端はボックス６の側壁６ａ，６ｂに固定されている。
【００３３】
調整機構は、遊星歯車機構を多段（９１〜９３）に配置したもので、各遊星歯車機構９１〜９３は、中心の太陽ギア９４と、外周の固定（内歯）ギア９５と、その間に配置された複数個の遊星ギア９６と、遊星ギア９６と共に回転する回転体９７と、各遊星歯車機構９１〜９３の前後に配置された取付プレート９８〜１０１からなる。回転体９７は、遊星ギヤ９６を軸支する円盤状の部分と、取付プレート９９〜１０１に回転自在に支持された軸部を有する。
取付プレート９８に調整軸１０２が回転自在に支持され、その前端に遊星歯車機構９１の太陽ギア９４が固定され（調整軸１０２が太陽ギア９４の支持軸である）、後端にハンドル１０３が固定されている。同様に、遊星歯車機構９１の回転体９７の軸部が取付プレート９９に回転自在に支持され、その前端に遊星歯車機構９２の太陽ギア９４が固定され、遊星歯車機構９２の回転体９７の軸部が取付プレート１００に回転自在に支持され、その前端に遊星歯車機構９３の太陽ギア９４が固定されている。さらに、遊星歯車機構９３の回転体９７の軸部が取付プレート１０１に回転自在に支持され、該軸部は前方に延びて作動軸１０４となっている。作動軸１０４には雄ねじ部１０４ａが形成され、前記ストッパー８７の雌ねじに螺合している。
【００３４】
ハンドル１０３を回転すると、多段に配置した遊星歯車機構９１〜９３を介して作動軸１０４が回転し、この回転によりストッパー８７が前記作動軸１０４の軸方向に移動する。減速比の大きい遊星歯車機構９１〜９３を多段に配置し、ストッパー８７及び作動軸１０４のねじピッチを小さくすることにより、ストッパー８７の位置を微調整することができる。なお、調整軸１０２にハンドル１０３を設ける代わりに、サーボモータ等の回転駆動装置を連結してもよい。
【００３５】
以上述べた超音波シール装置では全て、超音波ホーン１とアンビル２の双方を同時に進退させたが、超音波ホーン又はアンビルのいずれか一方を固定し、他方のみを進退させかつその位置調整を行うことも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、超音波振動を発生する超音波ホーンとアンビルが対向して配置され、前記超音波ホーン又は／及びアンビルが待避位置とシール位置の間で進退移動するタイプの超音波シール装置において、シール位置における超音波ホーンとアンビルの間隔を精度よく調整でき、シール不良の発生が防止できるようになる。本発明は、特に薄手のフィルムを使用した袋のシールに適する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波シール装置の側面断面図である。
【図２】その平面断面図である。
【図３】主として主レバーの部分の平面断面図である。
【図４】主として主レバーの部分の背面断面図である。
【図５】主として副レバーの部分の背面断面図である。
【図６】副レバーの平面断面図である。
【図７】本発明に係る他の超音波シール装置の側面断面図である。
【図８】主として副レバーの部分の背面断面図である。
【図９】本発明に係るさらに他の超音波シール装置の側面断面図である。
【図１０】本発明に係るさらに他の超音波シール装置の側面断面図である。
【図１１】主として主レバーの部分の背面断面図である。
【図１２】主として調整機構の平面断面図である。
【図１３】本発明に係るさらに他の超音波シール装置の側面断面図である。
【図１４】主として調整機構の部分の背面断面図である。
【符号の説明】
１ 超音波ホーン
２ アンビル
５ 超音波発生装置
９ 駆動ロッド
１２，５１，６１ 主レバー
１４ 偏心レバー
１４ａ 偏心レバーの支持軸
１５ 副レバー
２２，５２，６２ 主レバーの第１アーム
２３，５３，６３ 主レバーの第２アーム
２４，６４ 主レバーの第３アーム
３２ 副レバーの第１アーム
３４ 副レバーの第２アーム
４１ ウォーム
４２ ウォームホイール
４６，７９，１０２ 調整軸
４６ａ，７９ａ その雄ねじ部
６６ａ 位置決め部材
６９，８７ ストッパー
７１ トグル機構
９１〜９３ 遊星歯車機構

Claims (6)

  1. 超音波振動を発生する超音波ホーンとアンビルが対向して配置され、前記超音波ホーン又はアンビルが待避位置とシール位置の間で進退移動し、前記シール位置において被シール材を挟持し超音波シールする超音波シール装置において、駆動源に連結されて揺動するレバーと、前記レバーの揺動を直線運動に変換して前記超音波ホーン又はアンビルに伝達する伝達機構を備え、さらに、前記レバーは偏心軸の周りに揺動自在に支持され、前記偏心軸を回転して前記レバーの揺動中心の位置を移動させる調整機構が設置されていることを特徴とする超音波シール装置。
  2. 超音波振動を発生する超音波ホーンとアンビルが対向して配置され、前記超音波ホーンとアンビルが待避位置とシール位置の間で互いに反対方向に同時に進退移動し、前記シール位置において被シール材を挟持し超音波シールする超音波シール装置において、駆動源に連結されて揺動する主レバーと、前記主レバーの揺動を直線運動に変換して前記超音波ホーンに伝達する伝達機構と、前記主レバーに連結されて揺動する副レバーと、前記副レバーの揺動を直線運動に変換して前記アンビルに伝達する伝達機構を備え、さらに、前記副レバーは偏心軸の周りに揺動自在に支持され、前記偏心軸を回転して前記副レバーの揺動中心の位置を移動させる調整機構が設置されていることを特徴とする超音波シール装置。
  3. 超音波振動を発生する超音波ホーンとアンビルが対向して配置され、前記超音波ホーンとアンビルが待避位置とシール位置の間で互いに反対方向に同時に進退移動し、前記シール位置において被シール材を挟持し超音波シールする超音波シール装置において、駆動源に連結されて揺動する主レバーと、前記主レバーの揺動を直線運動に変換して前記アンビルに伝達する伝達機構と、前記主レバーに連結されて揺動する副レバーと、前記副レバーの揺動を直線運動に変換して前記超音波ホーンに伝達する伝達機構を備え、さらに、前記副レバーは偏心軸の周りに揺動自在に支持され、前記偏心軸を回転して前記副レバーの揺動中心の位置を移動させる調整機構が設置されていることを特徴とする超音波シール装置。
  4. 前記副レバーを偏心軸の周りに揺動自在に支持する代わりに、前記主レバーが偏心軸の周りに揺動自在に支持され、前記偏心軸を回転して前記主レバーの揺動中心の位置を移動させる調整機構が設置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載された超音波シール装置。
  5. 前記調整機構が、前記偏心軸の支点軸に固定された調整レバーと、前記調整レバーに係合し雌ねじ部を有する調整駒と、前記調整駒の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を有し回転自在とされた調整軸からなり、前記調整軸を回転して調整駒を前記調整軸に沿って移動させ、これにより前記調整レバー及び前記偏心軸を回転させるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された超音波シール装置。
  6. 超音波振動を発生する超音波ホーンとアンビルが対向して配置され、前記超音波ホーン又は／及びアンビルが待避位置とシール位置の間で進退移動し、前記シール位置において被シール材を挟持し超音波シールする超音波シール装置において、駆動源に連結されて揺動するレバーと、前記レバーの揺動を直線運動に変換して前記超音波ホーン又は／及びアンビルに伝達する伝達機構と、進退移動する前記超音波ホーン又はアンビルとともに進退移動する位置決め部材と、進退移動する前記超音波ホーン又は／及びアンビルがシール位置にきたとき前記位置決め部材に当接するストッパーと、前記ストッパーの位置を調整する調整機構を備えることを特徴とする超音波シール装置。
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