JP5711605B2 - Horizontal sealing device for packaging machine - Google Patents
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Description
本発明は、包装機の横シール装置に関し、特に、搬送されてくる包材が筒状に成形され、その内部に被包装物が充填された後に超音波シール機構によって横シールされる包装機の横シール装置に関する。 The present invention relates to a lateral sealing device of a packaging machine, and more particularly, to a packaging machine in which a packaging material to be conveyed is formed into a cylindrical shape and filled with an article to be packaged and then laterally sealed by an ultrasonic sealing mechanism. The present invention relates to a lateral seal device.
特許文献1(WO2007/012917A1)には、超音波シール機構によって包材を横シールするシール装置が開示されている。このシール装置では、1対の回転体それぞれに超音波用のホーンとアンビルとが取り付けられており、ホーンとアンビルとが回転しながら筒状包材をその搬送方向と交差する方向に沿って挟み超音波シールする。 Patent Document 1 (WO2007 / 012917A1) discloses a sealing device that laterally seals a packaging material by an ultrasonic sealing mechanism. In this sealing device, an ultrasonic horn and an anvil are attached to each of a pair of rotating bodies, and the tubular packaging material is sandwiched along a direction intersecting the conveying direction while the horn and the anvil rotate. Ultrasonic seal.
このような、超音波シール方式では、安定したホーンの駆動が重要であるが、特許文献1にはその点について何ら記載はない。 In such an ultrasonic sealing method, it is important to drive the horn stably, but Patent Document 1 has no description about this point.
他方、特許文献2(特許第4147309)に開示されている超音波シール装置では、ホーン組立体が超音波振動の節近傍で移動体に固定されることによって、ホーンの安定した駆動を実現している。 On the other hand, in the ultrasonic sealing device disclosed in Patent Document 2 (Patent No. 4147309), the horn assembly is fixed to the moving body in the vicinity of the node of the ultrasonic vibration, thereby realizing stable driving of the horn. Yes.
しかしながら、特許文献2に開示されている超音波シール装置は、ホーンを振動素子が配置されている側から片持ち支持する構成であるので、振動素子よりもさらに後方に固定スペースが必要となり、仮に回転式の横シール装置に採用した場合、回転径が大きくなり、装置全体が大型化する。
However, since the ultrasonic sealing device disclosed in
本発明の課題は、超音波シール方式を用いる包装機の横シール装置であって、大型化を抑制した横シール装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a horizontal sealing device for a packaging machine that uses an ultrasonic sealing method, in which an increase in size is suppressed.
本発明の第1観点に係る包装機の横シール装置は、超音波用のホーンとアンビルとが旋回しながら包材を搬送方向と交差する方向に沿って挟み横シールを行なう、包装機の横シール装置であって、一対の回転体と、複数の振動素子と、固定部材とを備える。一対の回転体は、ホーンとアンビルとが配置されている。複数の振動素子は、ホーンに連結されてホーンに振動エネルギーを伝える。固定部材は、ホーンおよび複数の振動素子を含むホーン組立体の超音波振動の節近傍に配置され、ホーン組立体をその回転方向前方側および後方側の両側で把持して回転体に固定する。 A lateral sealing device for a packaging machine according to a first aspect of the present invention is a lateral packaging device for performing lateral sealing by sandwiching a packaging material along a direction intersecting a transport direction while an ultrasonic horn and an anvil turn. A sealing device includes a pair of rotating bodies, a plurality of vibration elements, and a fixing member. A horn and an anvil are arranged in the pair of rotating bodies. The plurality of vibration elements are connected to the horn and transmit vibration energy to the horn. The fixing member is disposed in the vicinity of the ultrasonic vibration node of the horn assembly including the horn and a plurality of vibration elements, and holds the horn assembly on both the front side and the rear side in the rotational direction to fix the horn assembly to the rotating body.
この横シール装置では、固定部材によってホーン組立体をその回転方向前方側および後方側の両側で把持して回転体に固定するので、振動素子の後方に固定部材が占有する空間は小さく、装置の大型化が抑制される。 In this lateral seal device, the horn assembly is gripped by the fixing member on both the front side and the rear side in the rotational direction and fixed to the rotating body, so the space occupied by the fixing member behind the vibration element is small, Increase in size is suppressed.
本発明の第2観点に係る包装機の横シール装置は、第1観点に係る包装機の横シール装置であって、固定部材が、共振部と、保持部と、固定部とを有している。共振部は、振動素子の両側に隣接してホーンに連結される。保持部は、共振部を保持する。固定部は、保持部を固定する。 The lateral sealing device of the packaging machine according to the second aspect of the present invention is the lateral sealing device of the packaging machine according to the first aspect, wherein the fixing member has a resonance part, a holding part, and a fixing part. Yes. The resonance unit is connected to the horn adjacent to both sides of the vibration element. The holding unit holds the resonance unit. The fixing part fixes the holding part.
本発明の第3観点に係る包装機の横シール装置は、第2観点に係る横シール装置であって、共振部の外周にはフランジが設けられている。保持部はフランジを挟んで保持している。 The lateral sealing device of the packaging machine according to the third aspect of the present invention is the lateral sealing device according to the second aspect, and a flange is provided on the outer periphery of the resonance part. The holding part is holding the flange in between.
本発明の第4観点に係る包装機の横シール装置は、第3観点に係る包装機の横シール装置であって、フランジと保持部とはパッキンを介して締結されている。 A lateral sealing device for a packaging machine according to a fourth aspect of the present invention is a lateral sealing device for a packaging machine according to a third aspect, in which the flange and the holding portion are fastened via a packing.
本発明の第5観点に係る包装機の横シール装置は、第1観点に係る包装機の横シール装置であって、固定部材が、ホーン組立体の超音波振動の2つ節のいずれか一方の近傍に配置される。 A lateral sealing device for a packaging machine according to a fifth aspect of the present invention is the lateral sealing device for a packaging machine according to the first aspect, wherein the fixing member is one of the two sections of ultrasonic vibration of the horn assembly. It is arranged in the vicinity of
この横シール装置では、シール面に近い側の節に固定部材を配置する場合、振動素子の後方に固定部材が突出しないので、装置の小型化が図れる。 In this horizontal sealing device, when the fixing member is arranged at the node near the sealing surface, the fixing member does not protrude behind the vibration element, so that the size of the device can be reduced.
本発明の第6観点に係る包装機の横シール装置は、第1観点に係る包装機の横シール装置であって、ホーンとアンビルとが、旋回しながら近づき、包材を挟んだ位置から包材を挟んだまま旋回方向に沿って直線的に進行することによって包材に横シールを行い、その後に互いに離れる方向に旋回する。 A lateral sealing device for a packaging machine according to a sixth aspect of the present invention is the lateral sealing device for a packaging machine according to the first aspect, in which the horn and the anvil approach each other while turning and the packaging material is sandwiched from a position sandwiching the packaging material. The packaging material is laterally sealed by proceeding linearly along the swivel direction with the material sandwiched therebetween, and then swivels away from each other.
この横シール装置では、ホーンとアンビルとは直線的に進行する区間で横シールするので、一定のシール時間が確保されており、シールが確実に行なわれる。 In this horizontal sealing device, the horn and the anvil perform horizontal sealing in a section that linearly travels, so that a certain sealing time is secured and sealing is performed reliably.
本発明の第7観点に係る包装機の横シール装置は、第6観点に係る包装機の横シール装置であって、ホーンとアンビルとが、直線的に進行する区間で進行方向前後に所定角度の振れが許容される振れ機構を介して、回転体に取り付けられている。 A lateral seal device for a packaging machine according to a seventh aspect of the present invention is a lateral seal device for a packaging machine according to a sixth aspect, in which a horn and an anvil are linearly advancing in a forward and backward direction at a predetermined angle. It is attached to the rotating body through a shake mechanism that is allowed to shake.
この横シール装置では、ホーンおよびアンビルの運動が、包材を挟み始める点で旋回運動から直線運動へ変換され、包材から離れる点で直線運動から旋回運動へ変換される、いわゆるDモーションであるので、振れが許容されることによってホーンおよびアンビルのシール面を平面で構成することができる。つまり、特許文献1に記載のホーンおよびアンビルのようにシール面を円弧形状にする必要がない。 In this lateral seal device, the movement of the horn and the anvil is a so-called D motion in which the turning motion is converted from a linear motion to a linear motion at a point where the packaging material begins to be sandwiched, and the linear motion is converted to a rotational motion at a point away from the packaging material. Therefore, the horn and the anvil seal surfaces can be configured as flat surfaces by allowing the deflection. That is, unlike the horn and anvil described in Patent Document 1, it is not necessary to make the sealing surface arc-shaped.
本発明の第8観点に係る包装機の横シール装置は、第7観点に係る包装機の横シール装置であって、ホーン組立体の後端が回転体の回転軸よりもさらに後方に位置している。また、ホーン組立体の後端の周囲に、ホーンの振れに伴うホーンの後端の振れを許容する空間が設けられている。 A lateral sealing device for a packaging machine according to an eighth aspect of the present invention is the lateral sealing device for a packaging machine according to the seventh aspect, wherein the rear end of the horn assembly is located further rearward than the rotational shaft of the rotating body. ing. In addition, a space is provided around the rear end of the horn assembly to allow the rear end of the horn to shake due to the shake of the horn.
この横シール装置では、横シール時のホーンの振れが、ホーン組立体の後端で増幅されるが、その振れを許容できるだけの空間が確保されているので、他の部位と干渉することは防止される。 In this horizontal sealing device, the horn vibration at the time of horizontal sealing is amplified at the rear end of the horn assembly, but there is enough space to allow the vibration so that it does not interfere with other parts. Is done.
本発明の横シール装置では、固定部材によってホーン組立体をその回転方向前方側および後方側の両側で把持して回転体に固定するので、振動素子の後方に固定部材が占有する空間は小さく、装置の大型化が抑制される。 In the lateral seal device of the present invention, the horn assembly is gripped by the fixing member on both the front side and the rear side in the rotational direction and fixed to the rotating body, so the space occupied by the fixing member behind the vibration element is small, Increase in the size of the apparatus is suppressed.
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiments are specific examples of the present invention and do not limit the technical scope of the present invention.
(1)包装機1の構成
図1は、本発明の一実施形態に係る包装機1の斜視図である。また、図2は、包装機の製袋包装ユニット5の概略構成を示す斜視図である。図1及び図2において、包装機1は、組合せ計量機2、製袋包装ユニット5及びフィルム供給ユニット6を備えている。
(1) Configuration of Packaging Machine 1 FIG. 1 is a perspective view of a packaging machine 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the bag making and
組合せ計量機2は、被包装物を計量し所定の合計重量になるよう排出する。製袋包装ユニット5は、被包装物の袋詰めを行う本体部分である。フィルム供給ユニット6は、製袋包装ユニット5に袋となるフィルムFを供給する。
The
また、製袋包装ユニット5の前面には操作スイッチ類7が配置されている。操作スイッチ類7を操作する作業者が視認できる位置には、操作状態を示すタッチパネル式ディスプレイ8が配置されている。
Further,
組合せ計量機2、製袋包装ユニット5及びフィルム供給ユニット6は、操作スイッチ類7やタッチパネル式ディスプレイ8から入力された操作および設定に従って制御される。なお、操作スイッチ類7やタッチパネル式ディスプレイ8は、CPU、ROM、RAMなどから構成される制御部(図示せず)に接続されており、その制御部が組合せ計量機2および製袋包装ユニット5に設置されている各種センサから必要な情報を取り込み、その情報を各種制御において利用する。
The
(2)詳細構成
(2−1)組合せ計量機2
組合せ計量機2は、製袋包装ユニット5の上部に配置されており、商品Cを計量ホッパで計量した後、これらの計量値を所定の合計重量になるように組み合わせて順次排出する。
(2) Detailed configuration (2-1)
The
(2−2)フィルム供給ユニット6
フィルム供給ユニット6は、製袋包装ユニット5の成形機構13に対してシート状のフィルムFを供給するユニットであって、製袋包装ユニット5に隣接して設けられている。また、フィルム供給ユニット6にはフィルムFが巻かれたロールがセットされ、このロールからフィルムFが繰り出される。
(2-2) Film supply unit 6
The film supply unit 6 is a unit that supplies a sheet-like film F to the forming
(2−3)製袋包装ユニット5
製袋包装ユニット5は、成形機構13と、プルダウンベルト機構14と、縦シール機構15と、横シール機構17と、横方向駆動機構55とで構成されている。
(2-3) Bag making and
The bag making and
成形機構13は、シート状で送られてくるフィルムFを筒状に成形する。プルダウンベルト機構14は、筒状となったフィルムF(以下、筒状フィルムFmとよぶ)を下方に搬送する。縦シール機構15は、筒状フィルムFmの重ね合わせ部分(合せ目)を縦方向にシールする。
The forming
横シール機構17は、筒状フィルムFmを横方向にシールすることで袋の上下端を封止する。横方向駆動機構55は、横シール機構17を往復運動させる。
The
これらの機構は支持フレーム12によって支えられている。その支持フレーム12の周囲は、ケーシング9によって覆われている。
These mechanisms are supported by the
(2−3−1)成形機構13
成形機構13は、チューブ13bと、フォーマ13aとを有している。チューブ13bは、筒形状の部材であり、上下端が開口している。このチューブ13bの上端の開口部には、組合せ計量機2で計量された商品Cが投入される。フォーマ13aは、チューブ13bを取り囲むように配置されている。フィルムロールから繰り出されてきたシート状のフィルムFは、フォーマ13aとチューブ13bとの間を通るときに筒状に成形される。成形機構13のチューブ13bやフォーマ13aは、製造する袋の大きさに応じて取り替えることができる。
(2-3-1)
The forming
(2−3−2)プルダウンベルト機構14
図2に示すように、プルダウンベルト機構14は、チューブ13bに巻き付いた筒状フィルムFmを吸着して下方に連続搬送する機構であって、チューブ13bを挟んで左右両側にそれぞれベルト14cが設けられている。プルダウンベルト機構14では、吸着機能を有するベルト14cが駆動ローラ14aおよび従動ローラ14bによって回転し、筒状フィルムFmを下方に運ぶ。なお、図2においては、駆動ローラ14a等を回転させるローラ駆動モータの図示を省略している。
(2-3-2) Pull-down
As shown in FIG. 2, the pull-down
(2−3−3)縦シール機構15
縦シール機構15は、チューブ13bに巻き付いた筒状フィルムFmの重なり部分(合せ目)を一定の圧力でチューブ13bに押しつけながら縦に超音波シールする機構である。縦シール機構15は、チューブ13bの正面側に位置しており、チューブ13bに近づけたり遠ざけたりするための駆動装置(図示せず)も備えている。
(2-3-3)
The
(2−3−4)横シール機構17
図3は横シール機構17の側面図である。また、図4はホーンとアンビルとの軌跡の側面図である。図4において、横シール機構17は、第1回転体50aおよび第2回転体50bを有している。なお、図3における筒状フィルムFmの左側に位置する方を第1回転体50a、右側に位置する方を第2回転体50bとする。
(2-3-4)
FIG. 3 is a side view of the
第1回転体50aには超音波シール用の第1ホーン51aが、第2回転体50bには超音波用の第1アンビル51bが取り付けられており、第1ホーン51aと第1アンビル51bとをD字状に旋回させながら(例えば、図4の点線で示すホーンとアンビルとの軌跡を参照)、筒状フィルムFmを挟み込む。
A
第1ホーン51aには3つの振動素子511(図5参照)がシール方向に沿って並ぶように連結されており、この3つの振動素子511よって第1ホーン51aのシール面が振動し、第1ホーン51aと第2アンビル52aとによって挟み込まれた筒状フィルムFmの一部がシールされる。
Three vibration elements 511 (see FIG. 5) are connected to the
また、第1回転体50aの回転軸回りに第1ホーン51aから180°離れた位置に第2アンビル52aが配置され、第2回転体50bの回転軸回りに第1アンビル51bから180°離れた位置に第2ホーン52bが配置されている。
Further, the
第2ホーン52bにも3つの振動素子521(図5参照)がシール方向に沿って並ぶように連結されており、この3つの振動素子521よって第2ホーン52bのシール面が振動し、第2ホーン52bと第2アンビル52aとによって挟み込まれた筒状フィルムFmの一部がシールされる。
Three vibration elements 521 (see FIG. 5) are also connected to the
なお、振動素子511及び振動素子521それぞれの数量は、3つに限定されるものではなく、第1ホーン51a及び第2ホーン52bそれぞれの幅が狭い場合は、2つで構成されることも可能である。
In addition, the quantity of each of the
また、図4に示すように、第1ホーン51a及び第1アンビル51bとは別に固定された場所に、フィルム検知センサ59が配置されている。フィルム検知センサ59には、光電センサや、超音波センサなどが適用される。
Moreover, as shown in FIG. 4, the
なお、フィルム検知センサ59は、必ずしも第1ホーン51a及び第1アンビル51bとは別に固定された場所に配置される必要はなく、第1ホーン51a側および第1アンビル51b側それぞれに配置されてもよい。その際、フィルム検知センサ59及びそのセンサ信号の受信機は、第1ホーン51aを支持する構造体および第1アンビル51bを支持する構造体それぞれに搭載される。
The
第1ホーン51a及び第1アンビル51bによるシール段階において、加圧動作に入る直前に筒状フィルムFmの有無を確認する。フィルム検知センサ59のセンサ信号から筒状フィルムFmが無いと判断されたとき、第1ホーン51aと第1アンビル51bとの隙間が保たれたまま旋回動作するように調節される。それゆえ、第1ホーン51aと第1アンビル51bとが接触によって破損するような事態は、回避される。
In the sealing stage by the
なお、図4には記載していないが、フィルム検知センサ59及びそのセンサ信号の受信機は、第2ホーン52bを支持する構造体および第2アンビル52aを支持する構造体それぞれにも搭載されており、第2ホーン52bと第2アンビル52aとが接触によって破損するような事態は回避される。
Although not shown in FIG. 4, the
第1回転体50aと第2回転体50bは、駆動モータ(図示せず)によって軸C1,C2を中心に回転する。すなわち、第1ホーン51aと第2アンビル52aとは軸C1を中心として、第1アンビル51bと第2ホーン52bとは軸C2を中心として回転する。
The first
また、図3において、第1回転体50aは第1水平移動板61aに、第2回転体50bは第2水平移動板61bに支持されている。第1水平移動板61aおよび第2水平移動板61bは、図3に示す横方向駆動機構55によって互いに近接又は離反する。横方向駆動機構55は、ボールねじ80a、第1ナット81、第2ナット82、第3連結ロッド85、及び第4連結ロッド86を有している。
In FIG. 3, the first
ボールねじ80aは、サーボモータ80(図3参照)によって回転する。第1ナット81及び第2ナット82は、ボールねじ80aに螺合する。1対の第3連結ロッド85は、第1水平移動板61a及び第2水平移動板61bの移動方向に沿って設けられている。第4連結ロッド86は、第3連結ロッド85と平行に設けられている。
The
また、第3連結ロッド85の先端は第2水平移動板61bの側端面に固定されている。なお、第3連結ロッド85は、第1水平移動板61aをスライド自在に貫通している。第4連結ロッド86の先端は第1水平移動板61aの側端面に固定されている。
The tip of the third connecting
また、ボールねじ80aにおいては、第1ナット81が螺合する部分と、第2ナット82が螺合する部分とは、互いに逆ねじになっている。
Further, in the
上記の横方向駆動機構55によって、ボールねじ80aが回転することにより、第1水平移動板61a及び第2水平移動板61bが互いに近接したり、離反したりすることが可能となる。
When the
なお、第1水平移動板61aから、図3の紙面と垂直方向に所定距離はなれた位置に、もう1つの第1水平移動板62aが設けられており、第1水平移動板61aと同じ動作をする。同じく、第2水平移動板61bから、図3の紙面と垂直方向に所定距離はなれた位置に、もう1つの第2水平移動板62bが設けられており、第2水平移動板61bと同じ動作をする。
Note that another first
(3)横シール機構17の詳細構成
(3−1)第1回転体50a及び第2回転体50b
図5は、第1回転体50a及び第2回転体50bの斜視図である。図5において、第1回転体50aは、旋回中心C1を中心として回転する旋回軸94及び旋回軸95と、旋回軸94に相対回転可能に支持されているレバー91d及びレバー92dと、旋回軸95に相対回転可能に支持されているレバー91e及びレバー92eを含む。
(3) Detailed configuration of the lateral seal mechanism 17 (3-1) First
FIG. 5 is a perspective view of the first
第1ホーン51aは、一端がレバー91dの先端に、他端がレバー91eの先端によって支持されており、レバー91d及びレバー91eが旋回中心C1を中心として回転するときに共に回転する。
The
また、第2アンビル52aは、一端がレバー92dの先端に、他端がレバー92eの先端によって支持されており、レバー92d及びレバー92eが旋回中心C1を中心として回転するときに共に回転する。
The
第2回転体50bは、旋回中心C2を中心として回転する旋回軸96及び旋回軸97と、旋回軸96に相対回転可能に支持されているレバー91f及びレバー92fと、旋回軸97に相対回転可能に支持されているレバー91g及びレバー92gを含む。
The second
第1アンビル51bは、一端がレバー91fの先端に、他端がレバー91gの先端によって支持されており、レバー91f及びレバー91gが旋回中心C2を中心として回転するときに共に回転する。
The
また、第2ホーン52bは、一端がレバー92fの先端に、他端がレバー92gの先端によって支持されており、レバー92f及びレバー92gが旋回中心C2を中心として回転するときに共に回転する。
The
第1ホーン51aは、筒状フィルムFmの幅寸法より長く延び、3つの振動素子511がシール方向に沿って並ぶように連結されており、第1ホーン51aと第1アンビル51bとに挟み込まれた筒状フィルムFmが第1ホーン51aの振動によって超音波シールされるようになっている。
The
また、第2ホーン52bは、筒状フィルムFmの幅寸法より長く延び、3つの振動素子521がシール方向に沿って並ぶように連結されており、第2ホーン52bと第2アンビル52aとに挟み込まれた筒状フィルムFmが第2ホーン52bの振動によって超音波シールされるようになっている。
The
また、旋回軸94は第1水平移動板61aに、旋回軸95は第1水平移動板62a(図3の奥側)に、旋回軸96は第2水平移動板61b、旋回軸97は第2水平移動板62b(図3の奥側)に軸支されている。そして、図3に示す横方向駆動機構55によって、第1水平移動板61a,62aが互いに同じ動きをし、第2水平移動板61b,62bが互いに同じ動きをする。
Further, the turning
(3−2)第1ホーン51a及び第2ホーン52bの取り付け構造
図6は、第1回転体50aに取り付けられた第1ホーン51aおよびその周辺部材の斜視図である。図6において、第1ホーン51a、3つの振動素子511、及び4つの円柱状の共振体513が1つのユニットとして組み立てられている。説明の便宜上、このユニットをホーンユニット51と呼ぶ。
(3-2) Attachment Structure of
3つの振動素子511は第1ホーン51aの後方にシール方向に沿って等間隔で並ぶように連結されている。そして、共振体513が、振動素子511を両側から挟むように隣接する位置で第1ホーン51aに連結されている。
The three
図7は、共振体513の長軸に沿ったホーンユニット51の断面図である。図7において、本実施形態では、共振体513の長軸方向の中央に超音波振動の節が位置しており、この節近傍を保持して第1回転体50aの固定することによって、第1ホーン51aの安定した駆動を実現している。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
具体的には、共振体513外周の超音波振動の節位置から径方向にフランジ513aが突出しており、このフランジ513aを介してホーンユニット51が第1回転体50aに固定される。
Specifically, a
フランジ513aはパッキン531によって側面方向から挟まれている。さらに、フランジ513a及びパッキン531は、ブロック533によって覆われている。そして、ブロック533の外周面は保持部515によって上下から挟まれている。また、ブロック533の両側面の一方には保持部515が対峙し、他方には保持板519が対峙し、保持部515と保持板519とはブロック533を両側から挟むようにネジ止めされている。
The
さらに、この保持部515が固定部517にネジ止めされている。固定部517は、板状の部材であり、保持部515は固定部517の後端にネジ止めされている。なお、固定部517の後端とは、第1ホーン51aから遠い側の端である。
Further, the holding
なお、本実施形態では、フランジ513aと保持部515とはパッキン531及びブロック533を介して連結されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、パッキン531及びブロック533を介在させずに、フランジ513aの外周面を保持部515によって上下から挟み、フランジ513aの両面の一方には保持部515を対峙させ、他方には保持板519を対峙させ、保持部515と保持板519とでフランジ513aを両面から挟むようにネジ止めする、という構成でもよい。
In the present embodiment, the
説明の便宜上、共振体513、保持部515及び固定部517をまとめて固定部材510と呼ぶ。なお、図5の第1回転体50a側および図6では、固定部材510から固定部517が外されているので、具体的形状は、図5の第2回転体50b側を参照されたい。
For convenience of explanation, the
図5及び図7に示す通り、固定部材510は、ホーンユニット51を超音波振動の節近傍で、その回転方向前方側および後方側の両側で把持して第1回転体50a及び第2回転体50bそれぞれに固定する。それゆえ、各振動素子の後方に固定部材510が占有する空間は小さく、装置の大型化が抑制される。
As shown in FIGS. 5 and 7, the fixing
一般に、振動素子511の長さは、第1ホーン51aを振動させる波長に対応させているので、任意に変えられるものではない。それゆえ、必要なパワーを確保するには振動素子511の長さが大きくなり、横シール装置が大型化する傾向にある。特に、生産性(横シールの速度)を上げる目的で2対のホーン&アンビルが交互に筒状フィルムFmを挟んで超音波シールするようにした場合、装置がさらに大型化する。
In general, the length of the
本実施形態では、既に説明の通り、第1回転体50aの回転軸回りに第1ホーン51aから180°離れた位置に第2アンビル52aが配置され、第2回転体50bの回転軸回りに第1アンビル51bから180°離れた位置に第2ホーン52bが配置されている。その結果、1つの回転体に占有空間の大きいホーンと占有空間の小さいアンビルとが互いに必要空間を補うように配置されるので、装置の大型化が抑制されている。
In the present embodiment, as already described, the
第1ホーン51aと第1アンビル51bとは、或いは、第2ホーン52bと第2アンビル52aとは、旋回しながら近づき、筒状フィルムFmを挟んだ位置から筒状フィルムFmを挟んだまま旋回方向に沿って直線的に進行することによって筒状フィルムFmに横シールを行い、その後に互いに離れる方向に旋回する。この動作は、一定のシール時間が確保されるので、シールが確実に行なわれる。
The
また、図4に示すように、第1ホーン51aと第1アンビル51bとが、或いは、第2ホーン52bと第2アンビル52aとが、筒状フィルムFmを挟み始める点で旋回運動から直線運動へ変換され、筒状フィルムFmから離れる点で直線運動から旋回運動へ変換される、いわゆるDモーションを行う。
Further, as shown in FIG. 4, the
本実施形態の第1回転体50aでは、第1ホーン51aは軸受機構によって、一端がレバー91dの先端に、他端がレバー91eの先端に振れ自在に支持されている。また、第2アンビル52aも軸受機構によって、一端がレバー92dの先端に、他端がレバー92eの先端に振れ自在に支持されている。
In the first
同様に、第2回転体50bでは、第1アンビル51bは軸受機構によって、一端がレバー91fの先端に、他端がレバー91gの先端に振れ自在に支持されている。また、第2ホーン52bも軸受機構によって、一端がレバー92fの先端に、他端がレバー92gの先端に振れ自在に支持されている。
Similarly, in the second
その結果、第1ホーン51a及び第1アンビル51bのシール面を平面で構成し、且つ、第2ホーン52b及び第2アンビル52aのシール面を平面で構成することができる。
As a result, the sealing surfaces of the
なお、第1ホーン51a及び第2ホーン52bの振れが、固定部材510の後端で増幅されるが、その振れを許容できるだけの空間が第1回転体50a及び第2回転体50bの周囲に確保されているので、他の部位と干渉することは防止される。
Note that the shake of the
(3−3)電力供給部
第1回転体50aの旋回中心C1の延長上には、第1スリップリング101が設けられている。また、第2回転体50bの旋回中心C2の延長上にも、第2スリップリング102が設けられている。
(3-3) Power Supply Unit A
第1スリップリング101及び第2スリップリング102は、回転導体と固定された導体との間を連続的に電気的に接続する導電回転リングであり、第1スリップリング101は、第1回転体50aと共に回転する振動素子511に電力を供給し、第2スリップリング102は、第2回転体50bと共に回転する振動素子521に電力を供給する。
The
一般に、複数の振動素子にスリップリングを介して電力が供給される場合、各振動素子の両極に電力を供給するため複数極に対応可能なスリップリングが必要なるが、メンテナンスフリーで安価なうえに、高耐圧、且つ高速対応可能な水銀型式スリップリングは、2極タイプしか現存しない。 In general, when power is supplied to multiple vibrating elements via slip rings, a slip ring that can handle multiple poles is required to supply power to both poles of each vibrating element. Only two-pole type of mercury type slip rings that can handle high pressure and high speed exist.
そこで、本実施形態では、第1回転体50aに3つのトランス111を搭載し、1つの第1スリップリング101と各振動素子511との間にトランス111を介在させた。そして、3つのトランス111の一次側巻き線を直列に接続して2極とし、そこに2極タイプの第1スリップリング101を介して電力を供給する。そして、2次側では巻き線ごとに振動素子511を対応させ、独立した駆動電圧を供給するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the three
図8は、第1回転体50aのトランス搭載部の斜視図である。図8において、3つのトランス111は、板状のトランスホルダ121に保持されている。トランスホルダ121の対向する長辺それぞれの中央からアーム131が旋回中心C1と平行に延びている。2つのアーム131の端部は、板状のスリップリングホルダ141を両端から挟むように固定している。スリップリングホルダ141には、旋回中心C1と同心の孔が予め設けられており、その孔の第1スリップリング101が保持されている。このような構成によって、非回転側から第1スリップリング101を介して回転する3つのトランス111に電力を供給している。
FIG. 8 is a perspective view of the transformer mounting portion of the first
なお、第2回転体50b側の第2スリップリング102、3つのトランス112、トランスホルダ122、アーム132、及びスリップリングホルダ142の構成も第1回転体50a側と同様であるので、説明は省略する。
The configurations of the
図9は、第1回転体50a側の第1スリップリング101、3つのトランス111、及び3つの振動素子511の電気的接続状態の模式図である。図8に示すように、複数のトランス111の一次側巻き線が直列に接続されているので、非回転側から電力供給すべき対象が2極となり、1つの2極型スリップリング、つまり第1スリップリング101だけで対応できる。なお、第2回転体50b側の第2スリップリング102、3つのトランス112、及び3つの振動素子521の構成も第1回転体50a側と同様であるので、説明は省略する。
FIG. 9 is a schematic diagram of an electrical connection state of the
(3−4)切断機構
切断機構は、第1アンビル51b及び第2アンビル52aの先端部に設けられたカッター72と、第1ホーン51a及び第2ホーン52bに設けられたスライド溝73とによって構成されている。カッター72は、筒状フィルムFmをシールするタイミングに合わせて、エアシリンダなどの駆動機構によってスライド溝73に向かって前進させられる。このとき、シール部分の幅方向のほぼ中心位置にカッター72が押し当てられるので、シールされた部分が切断される。この結果、袋は1個ずつ分割されてシュートコンベア19(図1参照)に排出される。
(3-4) Cutting mechanism The cutting mechanism is constituted by a
(4)包装機1の動作
以下、包装機1の一連の動作について説明する。組合せ計量機2で計量された被包装物(以後、商品Cとよぶ)は、チューブ13bの上開口端に順次投下される。このとき、チューブ13bの外周は、商品Cを包装するための筒状フィルムFmで覆われている。
(4) Operation of Packaging Machine 1 Hereinafter, a series of operations of the packaging machine 1 will be described. The articles to be packaged (hereinafter referred to as “product C”) weighed by the
商品Cは、チューブ13bを通過し、チューブ13bの下開口端から排出される。下開口端の下方では、先行して第1ホーン51aと第1アンビル51bとが筒状フィルムFmを挟んで横シールしており、袋の上部および後続の袋の底部が形成されている。
The product C passes through the
商品Cは、底部がシールされて待機している筒状フィルムFmに充填され、第1ホーン51aと第1アンビル51bとがその上方を挟んで横シールし、袋の上部および後続の袋の底部を形成する。横シール部は、シールの直後にその中央が切断されて、商品Cが詰まった袋が完成する。
The product C is filled in a cylindrical film Fm that is waiting with its bottom sealed, and the
(5)特徴
(5−1)
横シール機構17では、第1ホーン51a及び第1アンビル51bと、第2ホーン52b及び第2アンビル52aとが旋回しながら筒状フィルムFmを搬送方向と交差する方向に沿って挟み超音波シールを行なう。第1ホーン51aは、複数の振動素子511が連結され状態で第1回転体50aに取り付けられている。第2ホーン52bは、複数の振動素子521が連結され状態で第2回転体50bに取り付けられている。固定部材510は、各ホーンおよび複数の振動素子を含むホーンユニット51を超音波振動の節近傍で、ホーンユニット51をその回転方向前方側および後方側の両側で把持して第1回転体50a及び第2回転体50bそれぞれに固定している。それゆえ、各振動素子の後方に固定部材510が占有する空間は小さく、装置の大型化が抑制される。
(5) Features (5-1)
In the
(5−2)
固定部材510は、各振動素子の両側に隣接して各ホーンに連結される共振体513と、共振体513を保持する保持部515と、保持部515を固定する固定部517とを有する。共振体513の外周にはフランジ513aが設けられており、保持部515がフランジ513aを挟んで保持している。また、フランジ513aと保持部515とはパッキン531を介して締結されている。
(5-2)
The fixing
(5−3)
第1ホーン51aと第1アンビル51bとは、及び第2ホーン52bと第2アンビル52aとは、旋回しながら近づき、包材を挟んだ位置から包材を挟んだまま旋回方向に沿って直線的に進行することによって包材に横シールを行い、その後に互いに離れる方向に旋回する。それゆえ、一定のシール時間が確保されており、シールが確実に行なわれる。
(5-3)
The
(5−4)
第1回転体50aでは、第1ホーン51aは、一端がレバー91dの先端に、他端がレバー91eの先端に振れ自在に支持されている。また、第2アンビル52aも、一端がレバー92dの先端に、他端がレバー92eの先端に振れ自在に支持されている。同様に、第2回転体50bでは、第1アンビル51bは、一端がレバー91fの先端に、他端がレバー91gの先端に振れ自在に支持されている。また、第2ホーン52bも、一端がレバー92fの先端に、他端がレバー92gの先端に振れ自在に支持されている。それゆえ、第1ホーン51a及び第1アンビル51bのシール面を平面で構成し、且つ、第2ホーン52b及び第2アンビル52aのシール面を平面で構成することができる。
(5-4)
In the first
(5−5)
第1ホーン51a及び第2ホーン52bの振れが、固定部材510の後端で増幅されるが、その振れを許容できるだけの空間が第1回転体50a及び第2回転体50bの周囲に確保されているので、他の部位と干渉することは防止される。
(5-5)
The vibration of the
(6)その他の実施形態
上記実施形態では、固定部材510が、ホーンユニット51の超音波振動の2つ節のうちのシール面から遠い側の節に配置されているが、それに限定されるものではない。
(6) Other embodiment In the said embodiment, although the fixing
例えば、シール面に近い側の節に固定部材が配置される場合、振動素子の後方に固定部材510が突出しないので、装置の小型化が図れるというメリットがある。
For example, when the fixing member is disposed at a node near the seal surface, the fixing
以上のように本発明によれば、ホーンとアンビルとが旋回しながら超音波シールする装置の小型化に有用である。 As described above, according to the present invention, it is useful for miniaturization of an apparatus that ultrasonically seals while a horn and an anvil turn.
17 横シール機構
50a 第1回転体
50b 第2回転体
51 ホーンユニット(ホーン組立体)
51a 第1ホーン
51b 第1アンビル
52a 第2アンビル
52b 第2ホーン
510 固定部材
511 振動素子
521 振動素子
513、共振体
513a フランジ
515 保持部
517 固定部
531 パッキン
17
51a
Claims (8)
前記ホーンと前記アンビルとが配置される一対の回転体と、
前記ホーンに連結されて前記ホーンに振動エネルギーを伝える複数の振動素子と、
前記ホーンおよび前記複数の振動素子を含むホーン組立体の超音波振動の節近傍に配置され、前記ホーン組立体をその回転方向前方側および後方側の両側で把持して前記回転体に固定する、固定部材と、
を備える、
包装機の横シール装置。 A transverse sealing device for a packaging machine that performs transverse sealing by sandwiching a packaging material in a direction intersecting the transport direction while turning an ultrasonic horn and anvil,
A pair of rotating bodies in which the horn and the anvil are disposed;
A plurality of vibration elements coupled to the horn and transmitting vibration energy to the horn;
The horn assembly including the horn and the plurality of vibration elements is disposed in the vicinity of a node of ultrasonic vibration, and the horn assembly is gripped on both the front side and the rear side in the rotation direction and fixed to the rotary body. A fixing member;
Comprising
Horizontal sealing device for packaging machines.
前記振動素子の両側に隣接して前記ホーンに連結される共振部と、
前記共振部を保持する保持部と、
前記保持部を固定する固定部と、
を有する、
請求項1に記載の包装機の横シール装置。 The fixing member is
A resonance unit coupled to the horn adjacent to both sides of the vibration element;
A holding part for holding the resonance part;
A fixing part for fixing the holding part;
Having
The horizontal sealing device of the packaging machine according to claim 1.
前記保持部は前記フランジを挟んで保持する、
請求項2に記載の包装機の横シール装置。 A flange is provided on the outer periphery of the resonance part,
The holding part holds the flange in between;
The horizontal sealing device of the packaging machine according to claim 2.
請求項3に記載の包装機の横シール装置。 The flange and the holding portion are fastened through packing,
The horizontal sealing device of the packaging machine according to claim 3.
請求項1に記載の包装機の横シール機構。 The fixing member is disposed in the vicinity of one of the two nodes of ultrasonic vibration of the horn assembly.
The horizontal sealing mechanism of the packaging machine according to claim 1.
請求項1に記載の包装機の横シール装置。 The horn and the anvil approach each other while turning, and perform a lateral seal on the packaging material by proceeding linearly along the turning direction while sandwiching the packaging material from a position sandwiching the packaging material, and thereafter Swivel away from each other,
The horizontal sealing device of the packaging machine according to claim 1.
請求項6に記載の包装機の横シール装置。 The horn and the anvil are attached to the rotating body via a swing mechanism that allows a predetermined angle of swing in the linearly traveling section before and after the traveling direction.
The horizontal sealing device of the packaging machine according to claim 6.
前記ホーン組立体の後端の周囲に、前記ホーンの振れに伴う前記ホーンの後端の振れを許容する空間が設けられている、
請求項7に記載の包装機の横シール機構。 The rear end of the horn assembly is located further rearward than the rotating shaft of the rotating body,
Around the rear end of the horn assembly, there is provided a space that allows the rear end of the horn to swing with the swing of the horn.
The horizontal sealing mechanism of the packaging machine according to claim 7.
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