JP4022539B2 - 高周波ミシン - Google Patents

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Description

本発明は、重ね合わせて配置した熱可塑性樹脂シートや樹脂フィルムを高周波誘電加熱による熱源を利用して熱融着する高周波ミシンに関する。
熱可塑性合成樹脂シートや合成樹脂フィルム(以下、単に合成樹脂シートという)の幅を継いだり、合成樹脂シートで形成した袋の側縁部、あるいは、開口部を線状に溶着するものとして、従来から高周波誘電加熱による融着を行う高周波ミシンが知られている。
高周波ミシンは、高周波電力を印加した一対の電極ローラ間に重ね合わせた合成樹脂シートを送給し、ローラーの回転によって、合成樹脂シートを送り出すとともに、一対の電極ローラ間に印加されている高周波電力に基づく熱で電極ローラ間に送給された合成樹脂シートを溶着するようにしている。
特開平６−２１８８１９号 特開平９−２６２９０６号
ところが、従来の高周波ミシンは、一対の電極ローラの一方あるいは両方を連続的に回転せるように構成し、一定の高周波出力、一定の送り速度で、合成樹脂シート等の対象物に対して高周波溶着を行っていたので、均一な接着は可能であるが、接着強度を高めようとする場合には電極ローラに印加する高周波電力を高めるか、送り速度を遅くするかのいずれかの手段をとらなければならなかった。しかし、印加電力を高めると、スパークによる穴明きが発生することも考えられ、印加電力の制御が面倒であるという問題がある。
本発明はこのような点に着目して、送り速度を速めることができながらも、確りとした接着強度を保つことができる高周波ミシンを提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために本発明は、電極ローラと駆動用モータとを連動連結する動力伝達系を、駆動用モータの回転運動をレバーの揺動運動に変換する回転−揺動変換機構と、レバーの揺動運動を駆動ギアの回転運動に変換する揺動―回転変換機構とで構成し、揺動−回転変換機構中に一方向伝動クラッチを介装し、電極ローラを間歇回転させるように構成したことを特徴としている。
本発明では、高周波電力を印加した一対の電極ローラ間に重ね合わせた熱可塑性合成樹脂シートを送給して、合成樹脂シートを高周波融着する高周波ミシンにおいて、電極ローラへの動力伝達系中に、モータの回転をレバーの揺動に変換する回転−揺動変換機構と、レバーの揺動を電極ローラの駆動ギヤの回転に変換する揺動―回転変換機構を介装し、揺動―回転変換機構中に一方向伝動クラッチを配置していることから、モータの連続回転を電極ローラの間歇駆動に変換することができる。この結果、電極ローラの回転停止中には回転中での接着強度よりも強い接着強度を得ることができる。また、電極ローラの送りピッチを可変とすることにより、接着強度を保ちながら送り速度を速めることができる。
図は、本発明の実施形態の一例を示し、図１は高周波ミシンの駆動系を示す取り出し斜視図である。
図中符号(１)(２)は電極ローラ、(３)は高周波発振器、(４)は駆動用モータである。駆動用モータ(４)と電極ローラ(１)(２)の入力部とは、動力伝達機構(５)で連動連結されている。
動力伝達機構(５)は、回転−揺動変換機構(６)と、揺動−回転変換機構(７)及び揺動−回転変換機構(７)に連続する歯車伝動機構(８)とで構成してある。回転−揺動変換機構(６)は、駆動モータ(４)を駆動源とするベルト伝動装置(９)と、ベルト伝動装置(９)の従動側プーリ(10)に同軸で連結された偏芯輪(11)を有する進退レバー(12)と、この進退レバー(12)の遊動端が係合している駆動側揺動レバー(13)とで構成してある。
揺動−回転変換機構(７)は、駆動側揺動レバー(13)の揺動支軸(14)に固定の従動側揺動レバー(15)に連結されている昇降レバー(16)と、この昇降レバー(16)の遊端部に入力レバー(17)を介して接続されている駆動ギア(18)とで構成してある。そして、この入力レバー(17)の支軸(19)と駆動ギア(18)とは、カムクラッチ等の一方向伝動クラッチ(図示略)を介して連結されている。
歯車伝達機構(８)は、前記駆動ギヤ(18)と噛合っている第１従動ギア(20)とこの第１従動ギア(20)と噛合っている第２従動ギア(21)とで構成してある。第１従動ギア(20)は絶縁体で形成されており、この第１従動ギア(20)に固定されている導電性材料からなる回転軸(22)の一方は電極ローラ(２)に接続され、この回転軸(22)の他方に導電性円板(23)が固定してあり、この導電性円板(23)に前記高周波発振器(３)の正極端子(24)が電気的に接続してある。
第２従動ギア(21)の出力軸(25)と他の電極ローラ(１)の入力軸(26)とは、ベルト伝動装置(27)を介して連動連結してあり、この第２従動ギア(21)で駆動されている電極ローラ(１)に前記高周波発振器(３)の負極端子(28)が電気的に接続してある。ここで第２従動ギア(21)の出力軸(25)と他の電極ローラ(１)の入力軸(26)とをベルト伝動装置(27)を介してしているのは、一対の電極ローラ(１)(２)の軸間距離と、第１従動ギア(20)と第２従動ギア(21)の軸間距離との差を吸収するためである。
上述の構成からなる高周波ミシンでは、駆動モータ(４)の連続回転運動はベルト伝動装置(９)を介して偏芯輪(11)に伝達される。偏芯輪(11)の回転は、その偏芯量に応じて進退レバー(12)を連続的に進退移動させる。この進退レバー(12)の先端は、駆動側揺動レバー(13)に形成された溝(29)に係合位置調節変更可能な状態で係合されており、駆動側揺動レバー(13)の揺動支軸(14)から進退レバー(12)の係合位置までの距離を調節変更することで、駆動側揺動レバー(13)の揺動角度を変化させることができることになる。
駆動側揺動レバー(13)と同期して揺動する従動側揺動レバー(15)に昇降レバー(16)の一端が連結され、この昇降レバー(16)の他端に駆動ギヤ(18)の支軸(19)から連出した入力レバー(17)の遊端部が連結されていることから、昇降レバー(16)の連続的昇降移動に連動して入力レバー(17)が連続的に往復揺動することになる。そして、この入力レバー(17)の支軸(19)と駆動ギヤ(18)とは一方向伝動クラッチを介して連動連結されていることから、入力レバー(17)の往復揺動のうちの一方への揺動時(図では上昇移動時)に駆動ギヤ(18)は回転駆動され、入力レバー(17)の往復揺動のうちの他方への移動時(図では下降移動時)には駆動ギヤ(18)は回転停止することになるから、駆動ギヤ(18)は間歇回転駆動されることになる。
そして、駆動ギヤ(18)の間歇回転駆動は第１従動ギヤ(20)と、第１従動ギヤ(20)を介して第２従動ギヤ(21)とにそれぞれ伝達される。そして、第１従動ギヤ(20)の間歇回転駆動は、その回転軸(22)を介して一方の電極ローラ(２)に伝達され、電極ローラ(２)を間歇回転駆動することになり、第２従動ギヤ(21)の間歇回転駆動は、出力軸(25)とベルト伝動装置(27)、他の電極ローラ(１)の入力軸(26)とを介して他方の電極ローラ(１)に伝達される。なお、第１従動ギヤ(20)と第２従動ギヤ(21)との歯数を一致させるとともに、第２従動ギヤ(21)と他の電極ローラ(１)との間に介在させたベルト伝動装置(27)でのローラ径を同径に形成することで一対の電極ローラ(１)(２)の回転数は同速になる。
そして、一対の電極ローラ(１)(２)には高周波電力が印加されていることから、一対の電極ローラ(１)(２)間に挟持させた合成樹脂シートは、図２の(Ｂ)に示されているように、電極ローラ(１)(２)の回転停止時には対象物である合成樹脂シートに付与する高周波エネルギーが多く、強固な接着状態となるのに対し、電極ローラ(１)(２)の回転作動時には、対象物である合成樹脂シートに付与する高周波エネルギーが少なくなって、通常の連続送り時と同程度の接着状態を得ることができる。
また、前記したように、駆動側揺動レバー(13)の揺動支軸(14)から進退レバー(12)の係合位置までの距離を調節変更することで、駆動側揺動レバー(13)の揺動角度を変化させることができるので、駆動側揺動レバーの揺動角度の変化は、昇降レバー(16)の昇降幅の変化となり、駆動ギヤ(18)に接続されている入力レバー(17)の揺動幅の変化となって、駆動ギヤの回転量の変化となる。このため、間歇送り量を変化させることができることになる。
なお、上述の実施形態では、図３(a)に示すように、一対の電極ローラ(１)(２)のうちの少なくとも一方の電極ローラ(２)の周面にシリコーンゴムが所定の厚みでコーティングしてある。このように高周波ミシンを構成する電極ローラの少なくとも一方をシリコーンゴムコーティングすると、融着対象物である合成樹脂シートが図３(a-1)に示すように、コーティング層の有する弾力性で、コーティング層が僅かに変形することにより、一定の幅をもって圧着されることになるから、融着対象物である合成樹脂シート同士での接圧作用範囲が面接触となり接着強度を増すことができる。また、仮に溶着条件が不適切となったとしても、図３(a-2)に示すように、一対の電極ローラ(１)(２)の間隔は一定距離に保たれることになるから、火花の発生がなくなる。
図３(b)に示すように、この電極ローラ(１)(２)の周面にシリコーンゴム等のコーティング層がない場合には、一対の電極ローラ(１)(２)の金属周面同士が対向して位置することになるから、この一対の電極ローラ間に供給された合成樹脂シートには、図３(b-1)に示すように、接圧作用範囲が線接触となるため、接着強度を十分に得られないことがある。また、仮に溶着条件が不適切となった場合には、図３(b-2)に示すように、一対の電極ローラ(１)(２)の間隔は距離を十分保つことができないことから、火花の発生が生じることがある。
重ね合わせて配置した熱可塑性樹脂シートや樹脂フィルムを高周波電力を利用して熱融着する熱融着装置に適用できる。
高周波ミシンの駆動系を示す取り出し斜視図である。 高周波電力と送り速度と高周波エネルギーと接着状態との関連を示すグラフである。 電極ローラの構成を示し、図３(ａ)は電極ローラの周面にシリコーンゴムをコーティングした場合、図３(ｂ)は電極ローラにコーティング層を設けない場合を示す。
符号の説明
１・２…電極ローラ、４…駆動用モータ、６…回転−揺動変換機構、７…揺動―回転変換機構、18…駆動ギア。

Claims (3)

  1. 高周波電力を印加した一対の電極ローラ(１)(２)間に重ね合わせた熱可塑性合成樹脂シートを送給して、合成樹脂シートを高周波融着する高周波ミシンにおいて、
    電極ローラ(１)(２)と駆動用モータ(４)とを連動連結する動力伝達系を、駆動用モータ(４)の回転運動をレバーの揺動運動に変換する回転−揺動変換機構(６)と、レバーの揺動運動を駆動ギア(18)の回転運動に変換する揺動―回転変換機構(７)とで構成し、揺動−回転変換機構(７)中に一方向伝動クラッチを介装し、電極ローラ(１)(２)を間歇回転させるように構成したことを特徴とする高周波ミシン。
  2. 一対の電極ローラ(１)(２)の少なくとも一方の周面にシリコーンゴムコーティングを施した請求項１に記載の高周波ミシン。
  3. 一方向伝動クラッチがカムクラッチである請求項１または２に記載の高周波ミシン。
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