JP6695675B2 - Center seal device - Google Patents
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Description
本発明は、センターシール装置に関するもので、超音波シーラを用いたものに関する。
BACKGROUND OF THE
例えば特許文献1等に開示されるように、ピロー包装機のセンターシール装置として、超音波シーラを利用したものがある。この特許文献1に開示された装置は、対向配置した超音波ホーンとアンビルの間に、筒状に製袋されたフィルムの両側端を重ねあせたフィルムの重合部を通すことで超音波シールを行う。さらに、超音波ホーンは、空気作動式スライドに連係され、空気作動式スライドにより当該超音波ホーンはアンビルに対して接近・離反するように構成される。これにより、超音波ホーンとアンビルが離反した場合、両者の間に形成される隙間に、フィルムの重合部を挿入・セットする。そして、超音波ホーンとアンビルが接触した場合、超音波ホーンはアンビルに対して所定の圧力で押し付け、超音波ホーンの適正な作動圧力を維持する。
For example, as disclosed in
上述した従来のセンターシール装置では、超音波ホーンのアンビルへの押し付けと離間とを共通のアクチュエータで行っているため、緻密なシール圧の調整ができないという課題がある。すなわち、接近/離反を迅速かつある程度のストロークで行おうとすると、動作時に大きなエア圧が必要となり、超音波ホーンを必要以上の圧力でアンビルに押しつけてしまうおそれがある。そのため、適切なシールを行えないおそれがある。 In the above-described conventional center seal device, since the common actuator is used to press the ultrasonic horn against the anvil and separate the ultrasonic horn, there is a problem that it is not possible to precisely adjust the seal pressure. That is, in order to approach / separate quickly and with a certain stroke, a large air pressure is required during operation, and the ultrasonic horn may be pressed against the anvil with an excessive pressure. Therefore, there is a possibility that proper sealing cannot be performed.
上述した課題を解決するために、本発明のセンターシール装置は、(1)包装機に用いられ、筒状に形成されたフィルムの両側端縁部を重合した部位をシールするセンターシール装置であって、前記両側端縁部を挟み込んで超音波振動と加圧力により超音波シールするための超音波ホーンとアンビルを備え、前記超音波ホーンと前記アンビルが、相対的に接近離反するようにし、その接近離反をデュアル行程シリンダで行うように構成し、前記
デュアル行程シリンダは、一段目のストロークでシリンダロッドの先端が第一位置まで移動し、二段目のストロークで前記シリンダロッドの先端は前記第一位置よりもさらに突出するように移動するものであり、前記シリンダロッドの先端が前記第一位置まで移動した状態では、前記超音波ホーンと前記アンビルは非接触の状態であり、前記シリンダロッドの二段目のストロークの移動により前記アンビルと前記超音波ホーンは接触して加圧するようにし、前記一段目のストロークを行うために供給するエア圧よりも前記二段目のストロークを行うために供給するエア圧を小さくするようにした。
In order to solve the above-mentioned problems, the center seal device of the present invention is (1) a center seal device that is used in a packaging machine and seals a portion where both side edge portions of a tubular film are polymerized. An ultrasonic horn and an anvil for sandwiching the both side edge portions and ultrasonically sealing by ultrasonic vibration and pressure, the ultrasonic horn and the anvil are relatively approached and separated from each other, and In the dual stroke cylinder, the tip of the cylinder rod moves to the first position at the first stroke, and the tip of the cylinder rod moves at the second stroke at the second stroke. The cylinder horn and the anvil are in a non-contact state when the tip of the cylinder rod is moved to the first position, and the ultrasonic horn and the anvil are in a non-contact state. The movement of the stroke of the second stage causes the anvil and the ultrasonic horn to come into contact with each other to pressurize, and the air pressure supplied for performing the stroke of the first stage is supplied for performing the stroke of the second stage. The air pressure is reduced.
本発明によれば、一段目のストロークで超音波ホーン,アンビルの開閉の制御を行い、二段目のストロークで加圧を行う。よって、二段目のストロークでは、開閉動作は考慮しなくて良いため、超音波シールをするのに適切な圧力に設定することができ、緻密なシール圧の制御が可能になる。 According to the present invention, the opening and closing of the ultrasonic horn and the anvil are controlled by the first stroke, and the pressurization is performed by the second stroke. Therefore, in the second stroke, the opening / closing operation does not have to be taken into consideration, so that the pressure can be set to an appropriate pressure for ultrasonic sealing, and precise sealing pressure control becomes possible.
デュアル行程シリンダにより、開閉に十分な移動距離を確保しつつ、加圧力を適宜の大きさに設定できるため、装置がコンパクトになり、既存の装置への乗せ変えが手軽に行えるようになる。
(2)前記デュアル行程シリンダの出力により前記アンビルを移動させるようにするとよい。
The dual stroke cylinder allows the pressing force to be set to an appropriate magnitude while ensuring a sufficient movement distance for opening and closing, so that the device becomes compact and it is possible to easily transfer the device to an existing device.
(2) The anvil may be moved by the output of the dual stroke cylinder.
本発明によれば、緻密なシール圧の制御が可能になる。 According to the present invention, it is possible to precisely control the sealing pressure.
以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention should not be construed as being limited to this, and various changes, modifications and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
図1は、本発明に係るセンターシール装置を実装したピロー包装機の一例を示している。 このピロー包装機は、包装機本体1と、その包装機本体1に対して帯状の包装フィルムを連続して供給するフィルム供給装置2と、包装機本体1の上流側に配置され、その包装機本体1に対して被包装物3を所定間隔毎に供給する被包装物搬送供給装置4とを備えている。
FIG. 1 shows an example of a pillow packaging machine equipped with a center seal device according to the present invention. This pillow packaging machine is provided with a packaging machine
フィルム供給装置2は、帯状フィルム5をロール状に巻き取った原反ロール6に対し、図示省略する駆動モータ(サーボモータ等の速度制御可能なモータ)の出力を連係し、原反ロール6の回転速度を適宜制御しながら一定速度で包装機本体1に供給する。また、原反ロール6から包装機本体1に至る所定位置に各種のローラ7(図では、代表して1個のみ記載している)を配置し、原反ロール6から送り出された帯状フィルム5は、そのローラ7に掛け渡されることで、所定の経路を通って包装機本体1に導かれる。本発明では、必ずしも原反ロール6に駆動モータを連係する必要はなく、包装フィルムの搬送経路上にフィードローラを設け、引き出すようにしても良い。
The film supply device 2 links the output of a drive motor (a motor capable of speed control such as a servomotor) not shown in the drawing to the
被包装物搬送供給装置4は、前後に配置されたスプロケット9と、その複数のスプロケット9に掛け渡されたエンドレスチェーン10と、そのエンドレスチェーン10に所定ピッチ毎に取り付けられた複数の押送フィンガー11とにより構成される。これにより、被包装物3の後面に押送フィンガー11が突き当たると、押送フィンガー11の移動に伴い、被包装物3も搬送路上を前進移動する。
The article conveying / supplying device 4 includes a sprocket 9 arranged at the front and rear, an
包装機本体1は、供給される帯状フィルム5を筒状フィルム14に製袋する製袋器15と、その製袋器15の下流側に配置され、重合された帯状フィルム5の両側端縁部5aをシールするセンターシール装置16と、そのセンターシール装置16の下流側に配置された筒状フィルム14を搬送するベルトコンベア17と、ベルトコンベア17の下流側に配置されたトップシール装置20と、トップシール装置20の下流側に配置された搬出コンベア18と、ベルトコンベア17の上方であってトップシール装置20の直前に配置された抑えベルト19を備えている。
The
製袋器15は、フィルム供給装置2から連続して供給される帯状フィルム5を通過させることで、帯状フィルム5の両側端縁部5a同士を接触(重合)させるとともに、筒状となった筒状フィルム14に製袋するものである。本実施形態の製袋器15は、下側が開放されており、帯状フィルム5の両側端縁部5aが下側に位置するように設定されている。
The bag-making
また、被包装物搬送供給装置4から包装機本体1に対して順次供給される被包装物3は、製袋器15内に挿入される。これにより、製袋器15に供給された被包装物3は、筒状フィルム14内に所定間隔ごとに配置されることになる。また、このように筒状フィルム14内に被包装物3が内包されることから、ベルトコンベア17は、その被包装物3を内包した筒状フィルム14を搬送することになる。
Further, the
トップシール装置20は、筒状フィルム14に対し、進行方向と直交する方向、つまり、横断する方向にシールすると共にカットするものである。そのシール・カットするフィルム部位は、前後の被包装物3の間の所定位置である。これにより、トップシール装置20を通過することで、筒状フィルム14の先頭部分は、後続から分離され、包装体25が製造される。
The
本実施形態のトップシール装置20は、いわゆるボックスモーションタイプのもので、上下に配置された一対のトップシーラ21,22が、互いのシール面21a,22aを対向させた状態を維持しながら所定の軌跡で公転移動させるための駆動機構を備える。この駆動機構により動作する両トップシーラ21,22は、所定距離だけ離れた基準位置から互いに接近移動して筒状フィルム14を上下から挟み込むことで、そのシール面21a,22aに接触したフィルム部位を所定の圧力で加圧すると共に加熱する。そして、両トップシーラ21,22は、上記のように互いに接近して筒状フィルム14を挟持した状態を維持したまま互いに筒状フィルム14の移動方向に沿って前進移動する。このときの移動速度は、筒状フィルム14の移動速度と等しくしている。両トップシーラ21,22は、所定距離だけ移動すると互いに離反移動すると共に、筒状フィルム14の移動方向と逆方向に移動して基準位置に至る。
The
図2,図3は、本実施形態のセンターシール装置16の一実施形態を示している。本実施形態では、ロータリー式の超音波シーラを用いている。センターシール装置16は、帯状フィルム5の搬送方向と交差する横方向に並べて配置する超音波ホーンユニット31とアンビルユニット32を備える。
2 and 3 show an embodiment of the
超音波ホーンユニット31は、円板状の超音波ホーン35と、その超音波ホーン35の下方に配置され当該超音波ホーン35を超音波振動させるための超音波を発生するコンバータや増幅するブースタ等の駆動源36を備える。駆動源36は、その上下位置において軸受け部38により軸受け支持され、機枠39に連係される。この軸受け支持により、駆動源36は、上下方向の軸を中心に回転し、それと一体に超音波ホーン35も回転する。超音波ホーン35は、駆動源36の動力を受けて径が拡大/縮小する振動をする。
The
アンビルユニット32は、円盤状のアンビル43を備える。アンビル43は、その側周面に外側に突出する突条43aを、円周方向に連続するように形成する。後述するように超音波ホーン35とアンビル43は、相対的に接近/離反移動するように構成されており、両者が接近移動した際、突条43aと超音波ホーン35の側面との間で、帯状フィルム5の両側端縁部5aを所定の圧力で挟持する。
The
また、アンビル43の下面には回転軸部材44が連係され、その回転軸部材44が移動軸受け部材45に軸受け支持される。移動軸受け部材45は、その下面に垂直方向に延びる連結部材46が取り付けられ、連結部材46の下端には、スライダ47を連結する。このスライダ47は、帯状フィルム5の搬送方向と交差する横方向に延びるように配置したガイドレール48に連係する。これにより、スライダ47がガイドレール48に沿って往復直線移動すると、移動軸受け部材45ひいてはアンビル43が、当該横方向に往復直線移動する。よって、アンビル43が超音波ホーン35に向けて接近/離反するのが案内される。
A
本実施形態では、係るアンビル43を往復移動させる駆動源として、デュアル行程シリンダ60を用いた。すなわち、デュアル行程シリンダ60の本体を、支持壁53に固定する。そして、シリンダロッド60aの先端を、移動軸受け部材45の側面の一部を外側に突出させた取付用凸部45aに連結する。
In the present embodiment, the
デュアル行程シリンダ60は、シリンダロッド60aを二段階のストロークで往復移動させるものである。本実施形態では、シリンダロッド60aが本体内に最も収納された基準位置から、第一ポートに所定の第一エアを供給してシリンダロッド60aを第一位置まで前進移動させ、次いで、第二ポートに第二エアを供給してシリンダロッド60aを第二位置までさらに前進移動させる。一方、シリンダロッド60aが第二位置にあるときに、第三ポートから第三エアを供給すると、シリンダロッド60aは後退移動して基準位置に復帰する。デュアル行程シリンダ60は、一般には異なる二位置での位置決めを行うためのアクチュエータとして用いられ、第一エアと第二エアは、同じ圧力で比較的大きいものを使用するが、本実施形態では、第一エアの圧力は比較的大きくするが、第二エアは低圧とした。第三エアの圧力は、第一エアの圧力と同様に大きいものとする。また、第一エアと第三エアは、例えば電磁弁の切り替えで供給するようにしても良い。
The
デュアル行程シリンダ60を用いるとともに、以下のように動作する。シリンダロッド60aが基準位置にあるとき、超音波ホーン35とアンビル43は、適度な距離だけ離反しており、離反した空間内に帯状フィルム5の両側端縁部5aを挿入・セット可能となる。シリンダロッド60aが一段目のストロークで第一位置に至ると、超音波ホーン35とアンビル43は、接近するがまだ非接触の状態となる。第一エアの圧力は大きいため、長距離を一気に短時間で移動する。ただし、第一位置は、第二位置の半分付近に設定しており、第一位置に至っても超音波ホーン35とアンビル43は、非接触の状態のままとなる。
The
次いで、シリンダロッド60aが二段目のストロークで第二位置に行くように動作すると、その途中でアンビル43は超音波ホーン35に接触して前進移動が抑止され、超音波ホーン35とアンビル43は所定の圧力で押し付けあう。第二エアの圧力は、低圧としており、アンビル43の移動に伴う開閉動作は考慮しなくて良いため、超音波シールをするのに適切な圧力に設定することができ、緻密なシール圧の制御が可能になる。
Next, when the
なお、シリンダロッド60aを上述するように、第一位置までは早く移動させ、第一位置から第二位置(実際には、超音波ホーン35とアンビル43が接触する位置)まではゆっくりと移動し、超音波ホーン35とアンビル43が所定の圧力で押し付けあうようにするための各ポートへのエアの供給は、上述したものに限ることはなく、各種の制御が行える。一例を示すと、真ん中に位置する第二ポートに低圧の第二エアを常時供給し、両側に位置する第一ポートと第三ポートに高圧の第一エア/第三エアを適宜供給するようにするとよい。
As described above, the
一方、回転軸部材44の下端に、ユニバーサルジョイント50の上端を連結し、当該ユニバーサルジョイント50の下方部位を、固定軸受け部材51に軸受け支持する。そして、固定軸受け部材51と、ガイドレール48が側壁52に連結される。
On the other hand, the lower end of the
そして本実施形態の超音波ホーン35と、アンビル43が、同期して回転し、帯状フィルム5の搬送がスムーズに行われるようにしている。すなわち、超音波ホーンユニット31側では、駆動源36の下端に歯車55を連結する。アンビルユニット32側では、ユニバーサルジョイント50の下端に歯車56を連結する。そして、それら歯車55と歯車56をかみ合わせる。そして、歯車56には、複数の歯車を組み合わせた動力伝達機構57を介して駆動モータ58に連係する。ユニバーサルジョイント50を設けたため、アンビル43の横方向の移動を許容し、アンビル43に回転力を伝達する。よって、駆動モータ58が回転駆動することで、歯車56,歯車55が回転し、アンビル43と超音波ホーン35は同期して回転する。
Then, the
本実施形態によれば、デュアル行程シリンダ60により、適切なシール圧で帯状フィルム5の両側端縁部5aを挟み込み、超音波ホーン35が所望の振幅で超音波振動することで両側端縁部5aを綺麗にシールすることができる。さらに、超音波ホーン35とアンビル43は、帯状フィルム5の搬送速度に対応した速度で回転するため、両側端縁部5aに対してストレス無くシールすることができる。
According to the present embodiment, the
上述した実施形態では、超音波シーラとしてロータリー式のものを用いたが本発明はこれに限ることは無く、固定式のものでも良い。固定式の超音波シーラを用いたセンターシール装置16′は、例えば図4に示すように、帯状フィルム5の搬送方向と交差する横方向に並べて配置する超音波ホーンユニット31′とアンビルユニット32′を備える。
In the embodiment described above, the rotary type was used as the ultrasonic sealer, but the present invention is not limited to this, and a fixed type may be used. A center seal device 16 'using a fixed ultrasonic sealer is, for example, as shown in FIG. 4, an ultrasonic horn unit 31' and an anvil unit 32 'which are arranged side by side in a lateral direction intersecting the transport direction of the
超音波ホーンユニット31′は、先端先細り状の平板の超音波ホーン35′と、その超音波ホーン35′の横に配置され当該超音波ホーン35′を超音波振動させる超音波ブースタ等の駆動源36′を備える。アンビルユニット32′は、円盤状のアンビル43′を備える。アンビル43′は、その側周面に外側に突出する突条43a′を、円周方向に連続するように形成する。超音波ホーン35′とアンビル43′は、相対的に接近/離反移動するように構成されており、両者が接近移動した際、突条43a′と超音波ホーン35′の側面との間で、帯状フィルム5の両側端縁部5aを所定の圧力で挟持する。
The
アンビル43′は、ガイドレール48′に直線往復移動自在に連係されたスライダ47′の上に取り付ける。そして、スライダ47′にデュアル行程シリンダ60のシリンダロッド60aの先端を連結する。上述した実施形態と同様にデュアル行程シリンダ60は、高圧のガス圧に基づく一段目のストロークで超音波ホーンの開閉を行い、低圧のガス圧に基づく二段目ストロークで地用音波ホーンとアンビル間での加圧を行うので、緻密なシール圧の制御が可能になる。なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した実施形態と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
The anvil 43 'is mounted on a slider 47' which is linearly reciprocally linked to a guide rail 48 '. Then, the tip of the
また上述した実施形態並びに変形例では、アンビルユニット側をデュアル行程シリンダで横方向に移動させるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、超音波ホーンユニット側を移動させるようにしても良い。 Further, in the above-described embodiments and modifications, the anvil unit side is moved laterally by the dual stroke cylinder, but the present invention is not limited to this, and the ultrasonic horn unit side may be moved. good.
16,16′ センターシール装置
31,31′ 超音波ホーンユニット
32,32′ アンビルユニット
35,35′ 超音波ホーン
36,36′ 駆動源
43,43′ アンビル
47,47′ スライダ
48,48′ ガイドレール
60 デュアル行程シリンダ
60a シリンダロッド
16, 16 '
Claims (2)
前記両側端縁部を挟み込んで超音波振動と加圧力により超音波シールするための超音波ホーンとアンビルを備え、
前記超音波ホーンと前記アンビルが、相対的に接近離反するようにし、その接近離反をデュアル行程シリンダで行うように構成し、
前記デュアル行程シリンダは、一段目のストロークでシリンダロッドの先端が第一位置まで移動し、二段目のストロークで前記シリンダロッドの先端は前記第一位置よりもさらに突出するように移動するものであり、
前記シリンダロッドの先端が前記第一位置まで移動した状態では、前記超音波ホーンと前記アンビルは非接触の状態であり、前記シリンダロッドの二段目のストロークの移動により前記アンビルと前記超音波ホーンは接触して加圧するようにし、
前記一段目のストロークを行うために供給するエア圧よりも前記二段目のストロークを行うために供給するエア圧を小さくしたことを特徴とするセンターシール装置。 A center seal device used for a packaging machine, which seals a portion where both side edge portions of a tubular film are polymerized,
An ultrasonic horn and an anvil for sandwiching the both end edges and ultrasonically sealing by ultrasonic vibration and pressure,
The ultrasonic horn and the anvil are configured to relatively approach and separate, and the approach and separation are configured to be performed by a dual stroke cylinder,
In the dual stroke cylinder, the tip of the cylinder rod moves to the first position at the first stroke, and the tip of the cylinder rod moves so as to further project from the first position at the second stroke. Yes,
When the tip of the cylinder rod moves to the first position, the ultrasonic horn and the anvil are not in contact with each other, and the movement of the second stroke of the cylinder rod moves the anvil and the ultrasonic horn. Contact and pressurize,
A center seal device, wherein the air pressure supplied to perform the second stroke is smaller than the air pressure supplied to perform the first stroke.
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