JPH1035619A - 超音波溶着装置およびこれに用いるアンビルならびにその製造方法 - Google Patents

超音波溶着装置およびこれに用いるアンビルならびにその製造方法

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JPH1035619A
JPH1035619A JP8190676A JP19067696A JPH1035619A JP H1035619 A JPH1035619 A JP H1035619A JP 8190676 A JP8190676 A JP 8190676A JP 19067696 A JP19067696 A JP 19067696A JP H1035619 A JPH1035619 A JP H1035619A
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JP
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anvil
peripheral surface
joining
ultrasonic
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Norio Kondo
則夫 近藤
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KONDO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品や鶏卵などをパック詰めする樹脂容器の
シール部を確実に再溶着させることができない。 【解決手段】 超音波発生源に接続する超音波振動子２
６と、ワークＳを挟んでこの超音波振動子２６と対向し
得る外周面を有するアンビル２４と、このアンビル２４
を着脱可能に保持してこれを駆動回転させるための駆動
源２３に接続するスピンドル１９と、このスピンドル１
９を超音波振動子２６とアンビル２４の外周面との対向
方向に移動可能に保持するスピンドルヘッド１２とを具
え、アンビル２４は、その外周面の全域に亙って接合用
チップ２８, ２９が不規則に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波溶着装置お
よびこの超音波溶着装置に組み込まれるアンビルおよび
このアンビルの製造方法に関し、特に食品包装用の樹脂
パックに用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】菓子などの食品や鶏卵などをパック詰め
する場合、これら食品や鶏卵の形態に対応して成形され
た樹脂容器を利用することが多い。一般に、Ａ−ＰＥＴ
やポリスチレン, 塩化ビニルなどの樹脂をブロー成形し
て得られる樹脂容器のシール部は、製品が詰められた状
態で超音波溶着やヒートシールあるいはステイプラなど
でステイプル処理された上、出荷される。
【０００３】ところで、出荷状態での製品パックの最終
検査時に損傷や汚れなど、何らかの異常が発見された場
合、この異常が発見された製品パックを最終検査ライン
から抜き取る必要がある。このような最終検査ラインで
はねられる製品パックの量が多くなると、その製造コス
トに大きな影響を与えるようになるため、この樹脂容器
を再使用することが考えられている。樹脂容器を再使用
するに当たっては、シール部に損傷を与えることなく、
これを剥がし、製品を取り出て新たな製品を詰め直し、
再度シール部を接合できる必要がある。
【０００４】このような観点から、樹脂容器のシール部
をシールする方法として、超音波溶着による方法が最も
望ましいと言えよう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】パック詰めされる製品
の最終検査ラインから排除された樹脂容器を再使用する
場合、製品が詰め直されたこの樹脂容器のシール部を再
び超音波溶着装置によってシールする必要がある。
【０００６】しかし、従来の超音波溶着装置では、樹脂
容器のシール部を超音波振動子とアンビルの外周面との
間に送り込んだ場合、アンビルの外周面から突出する接
合用チップが規則的に配列していることもあって、樹脂
容器のシール部に形成された溶着接合部に接合用チップ
が嵌まり合ってしまう傾向を有する。このため、一度溶
着接合された部分は、その厚みが薄くなっていて再溶着
しにくくなる傾向を有するため、良好な溶着接合を行う
ことができず、製品パックの搬送中にシール部が剥離し
てしまう虞のあることが判った。
【０００７】また、樹脂パックのシール部が折れ曲がっ
ていたり、何らかの原因でシール部の厚みが厚いワーク
がのシール部が超音波振動子とアンビルの外周面との間
に噛み込まれると、スピンドルや超音波振動子に異常な
負荷が作用し、装置が緊急停止して稼働率の低下を招来
したり、あるいは超音波振動子が損傷を受ける虞があっ
た。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、食品や鶏卵などをパッ
ク詰めする樹脂容器のシール部を確実に再溶着させるこ
とが可能な超音波溶着装置を提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、かかる超音波溶着装
置に使用する新奇なアンビルを提供することにある。
【００１０】本発明の別な目的は、かかるアンビルを容
易に製造し得る方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
超音波発生源に接続する超音波振動子と、ワークを挟ん
でこの超音波振動子と対向し得る外周面を有するアンビ
ルと、このアンビルを着脱可能に保持してこれを駆動回
転させるための駆動源に接続するスピンドルと、このス
ピンドルを前記超音波振動子と前記アンビルの外周面と
の対向方向に移動可能に保持するスピンドルヘッドとを
具え、前記アンビルは、その外周面の全域に亙って接合
用チップが不規則に配置されていることを特徴とする超
音波溶着装置にある。
【００１２】本発明によると、アンビルの外周面の全域
に亙って接合用チップが不規則に配置されているため、
ワークを再溶着する場合、先の溶着接合部分と接合用チ
ップとが重なって嵌まり合うような不具合が発生せず、
新たな再溶着部がワークに形成されることとなる。
【００１３】また、本発明の第２の形態は、ワークを挟
んで超音波振動子の先端部と対向する外周面を有し、こ
の外周面に多数の接合用チップが突設された円盤状をな
すアンビルであって、前記接合用チップは、前記外周面
の全域に亙って不規則に配置されていることを特徴とす
るアンビルにある。
【００１４】さらに、本発明の第３の形態は、ワークを
挟んで超音波振動子の先端部と対向する外周面を有し、
この外周面に多数の接合用チップが突設された円盤状を
なすアンビルであって、前記接合用チップは、前記アン
ビルの厚み方向に複数列配置され、各列の前記接合用チ
ップは、前記外周面の円周方向に沿って不規則な間隔で
配置されていることを特徴とするアンビルにある。
【００１５】一方、本発明の第４の形態は、ワークを挟
んで超音波振動子の先端部と対向する外周面を有し、こ
の外周面に多数の接合用チップが突設された円盤状をな
すアンビルの製造方法であって、前記接合用チップを前
記アンビルの外周面に所定間隔で形成するステップと、
前記接合用チップが前記外周面の円周方向に沿って不規
則な間隔で配置されるように、前記外周面の円周方向に
沿って配列する除去すべき前記接合用チップを選択する
ステップと、選択された除去すべき前記接合用チップの
少なくとも先端部を削除するステップとを具えたことを
特徴とするアンビルの製造方法にある。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の第１の形態による超音波
溶着装置において、アンビルの外周面が超音波振動子側
に近づくように、スピンドルヘッドを弾力を以て付勢す
る緩衝手段をさらに具えるようにしてもよい。
【００１７】また、第２または第３の形態によるアンビ
ルにおいて、接合用チップは、四角錐状をなすものであ
ってもよい。
【００１８】
【実施例】本発明による超音波溶着装置を鶏卵パックに
応用した一実施例について、図１〜図４を参照しながら
詳細に説明する。
【００１９】本実施例の概略構造を表す図１に示すよう
に、架台１１上に上下動自在に保持されたスピンドルヘ
ッド１２には、架台１１と一体の固定ナット１３に下方
から垂直にねじ込まれた隙間調整ボルト１４の上端部が
当接しており、固定ナット１３に対する隙間調整ボルト
１４のねじ込み位置を調整することで、架台１１に対す
るスピンドルヘッド１２の高さを調整できるようになっ
ている。また、スピンドルヘッド１２の上方には、架台
１１と一体のカバー１５が設けられており、このカバー
１５と一体の固定ナット１６に上方から垂直にねじ込ま
れた押さえボルト１７の先端部と、前記スピンドルヘッ
ド１２との間には、スピンドルヘッド１２を隙間調整ボ
ルト１４の上端部に押し当てるように付勢する圧縮コイ
ルばね１８が介装されている。
【００２０】スピンドルヘッド１２に回転自在に保持さ
れた水平なスピンドル１９の基端部には、従動傘歯車２
０が一体的に取り付けられており、この従動傘歯車２０
と噛み合う駆動傘歯車２１を有する減速機２２と、この
減速機２２に連結されたスピンドル駆動モータ２３とが
架台１１に設置されている。前記スピンドル１９の先端
部には、円盤状をなすアンビル２４が把持具２５を介し
て着脱可能に取り付けられている。つまり、スピンドル
駆動モータ２３を作動させることにより、アンビル２４
がスピンドル１９と一体回転するようになっている。
【００２１】図示しない超音波発生源に接続する超音波
振動子２６は、その先端がアンビル２４の外周面の最下
端部と対向するように上向きに設けられており、超音波
発生源を作動させることによって、この超音波振動子２
６の先端部を超音波振動させるようになっている。
【００２２】超音波振動子２６の側方には、鶏卵パック
Ｐを搬送するワーク搬送コンベヤ２７が設けられてお
り、このワーク搬送コンベヤ２７上に鶏卵Ｗを詰め込ん
だ鶏卵パックＰが搭載され、そのシール部Ｓがアンビル
２４の外周面の最下端部と超音波振動子２６の先端部と
の間に送り込まれるようになっている。
【００２３】超音波溶着される鶏卵パックＰのシール部
Ｓの接合強度は、このシール部Ｓの厚みに対する超音波
振動子２６とアンビル２４の外周面との間の隙間の大き
さと、超音波振動子２６の振幅強度などを調整すること
によって、ある程度幅を持たせることが可能である。つ
まり、鶏卵パックＰのシール部Ｓの接合強度を適当に設
定することにより、このシール部Ｓを損傷することなく
その溶着接合部分を比較的容易に剥離させることができ
る。
【００２４】本実施例におけるアンビル２４の外観を表
す図２およびその外周面の一部を展開した図３およびそ
のIV−IV矢視断面構造を表す図４に示すように、中央部
にスピンドル装着孔２８が形成されたアンビル２４の外
周面には、その厚み方向（図３中、左右方向）に沿って
２列の接合用チップ２９, ３０が円周方向に沿って所定
間隔で突設されている。各接合用チップ２９, ３０は、
それぞれ四角錐状をなしているが、各列の接合用チップ
２９, ３０の例えば半分程度は、その先端部が大きく削
り落とされ、シール部Ｓの溶着に関与する通常の接合用
チップ２９, ３０として実質的に機能しないようにされ
ている。
【００２５】なお、接合用チップ２９, ３０の形状は、
四角錐状に限定されるものではなく、任意の形状のもの
を採用することが可能であるが、何れの場合も先端部に
超音波振動子２６の先端面と平行な平面部を形成してお
くことが望ましい。
【００２６】先端部が大きく削り落とされたこれら接合
用チップ（以下、これらを非接合チップと記述する）２
９ａ, ３０ａは、アンビル２４の外周面の周方向に沿っ
てランダムに選択されており、従って、シール部Ｓの溶
着に関与する通常の接合用チップ２９, ３０は、アンビ
ル２４の外周面の周方向に沿って不規則な間隔で配置さ
れた状態となる。
【００２７】この結果、鶏卵パックＰのシール部Ｓを再
溶着する場合、先の溶着接合部分と接合用チップ２９,
３０とが重なって嵌まり合う箇所が従来のものよりも少
なくなって新たな再溶着部分がシール部Ｓに形成される
ため、鶏卵パックＰの搬送中に再溶着部分が剥離するよ
うな不具合はほとんど発生しない。
【００２８】また、超音波振動子２６とアンビル２４の
外周面との間に異常な厚さのシール部Ｓが挟み込まれた
場合、圧縮コイルばね１８の弾性変形によってアンビル
２４がスピンドルヘッド１２と共に超音波振動子２６か
ら離れる方向に退避移動する結果、超音波溶着装置の異
常停止を防いで稼働率の低下を避け、超音波振動子２６
の損傷を未然に防止することができる。
【００２９】上述した実施例では、接合用チップ２９,
３０をアンビル２４の厚さ方向と平行に２列設けたが、
３列以上配列するようにしてもよい。また、製造の容易
性の観点から、接合用チップ２９, ３０をアンビル２４
の外周面の周方向に沿ってあらかじめ一定間隔で突設し
た後、これらのうちの幾つかを選択して非接合チップ２
９ａ, ３０ａを形成するようにしたが、接合用チップを
周方向に沿ってすべて不規則な間隔で突設するようにし
てもよく、さらに外周面の全域に亙って接合用チップを
不規則に配置するようにしてもよい。
【００３０】特に、接合用チップをアンビル２４の外周
面の全域に亙って不規則に配置した場合には、鶏卵パッ
クＰのシール部Ｓを再溶着するに際し、先の溶着接合部
分と接合用チップとが重なって嵌まり合うような不具合
がほとんど発生せず、充分な接合強度を有する新たな再
溶着部分がシール部Ｓに形成されることとなり、鶏卵パ
ックＰをむだなく再使用することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によると、アンビルの外周面の全
域に亙って接合用チップを不規則に配置したので、樹脂
容器のシール部を再溶着する場合、先の溶着接合部と接
合用チップとが重なり合わず、新たな再溶着部がシール
部に形成される結果、充分な接合強度を有する再溶着部
を形成することができ、樹脂容器をむだなく再使用する
ことができる。
【００３２】また、緩衝手段を超音波溶着装置に組み込
んだ場合には、超音波振動子とアンビルの外周面との間
に異常な厚さのワークが挟み込まれても、この緩衝装置
によってアンビルが超音波振動子から離れる方向に退避
移動することができるため、装置の異常停止や超音波振
動子の損傷を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超音波溶着装置の一実施例の概略
構造を表す概念図である。
【図２】本発明によるアンビルの一実施例の外観を表す
斜視図である。
【図３】図２に示したアンビルの外周面の一部の展開平
面図である。
【図４】図３中のIV−IV矢視断面図である。
【符号の説明】
１１ 架台 １２ スピンドルヘッド １３ 固定ナット １４ 隙間調整ボルト １５ カバー １６ 固定ナット １７ 押さえボルト １８ 圧縮コイルばね １９ スピンドル ２０ 従動傘歯車 ２１ 駆動傘歯車 ２２ 減速機 ２３ スピンドル駆動モータ ２４ アンビル ２５ 把持具 ２６ 超音波振動子 ２７ ワーク搬送コンベヤ Ｐ 鶏卵パック Ｗ 鶏卵 Ｓ シール部 ２８ スピンドル装着孔 ２９, ３０ 接合用チップ ２９ａ, ３０ａ 非接合チップ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波発生源に接続する超音波振動子
    と、 ワークを挟んでこの超音波振動子と対向し得る外周面を
    有するアンビルと、 このアンビルを着脱可能に保持してこれを駆動回転させ
    るための駆動源に接続するスピンドルと、 このスピンドルを前記超音波振動子と前記アンビルの外
    周面との対向方向に移動可能に保持するスピンドルヘッ
    ドとを具え、前記アンビルは、その外周面の全域に亙っ
    て接合用チップが不規則に配置されていることを特徴と
    する超音波溶着装置。
  2. 【請求項２】 前記アンビルの外周面が前記超音波振動
    子側に近づくように前記スピンドルヘッドを弾力を以て
    付勢する緩衝手段をさらに具えたことを特徴とする請求
    項１に記載の超音波溶着装置。
  3. 【請求項３】 ワークを挟んで超音波振動子の先端部と
    対向する外周面を有し、この外周面に多数の接合用チッ
    プが突設された円盤状をなすアンビルであって、 前記接合用チップは、前記外周面の全域に亙って不規則
    に配置されていることを特徴とするアンビル。
  4. 【請求項４】 ワークを挟んで超音波振動子の先端部と
    対向する外周面を有し、この外周面に多数の接合用チッ
    プが突設された円盤状をなすアンビルであって、 前記接合用チップは、前記アンビルの厚み方向に複数列
    配置され、各列の前記接合用チップは、前記外周面の円
    周方向に沿って不規則な間隔で配置されていることを特
    徴とするアンビル。
  5. 【請求項５】 前記接合用チップは、四角錐状をなすも
    のであることを特徴とする請求項３または請求項４に記
    載のアンビル。
  6. 【請求項６】 ワークを挟んで超音波振動子の先端部と
    対向する外周面を有し、この外周面に多数の接合用チッ
    プが突設された円盤状をなすアンビルの製造方法であっ
    て、 前記接合用チップを前記アンビルの外周面に所定間隔で
    形成するステップと、 前記接合用チップが前記外周面の円周方向に沿って不規
    則な間隔で配置されるように、前記外周面の円周方向に
    沿って配列する除去すべき前記接合用チップを選択する
    ステップと、 選択された除去すべき前記接合用チップの少なくとも先
    端部を削除するステップとを具えたことを特徴とするア
    ンビルの製造方法。
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