(57)【要約】【課題】超音波シール装置の駆動系と引き出し手段の駆動系とを別個にせず、各駆動系を制御する制御系も単純にすることができると共に、超音波シールを被包装材料を充填した包材の上から正確に、且つ、速やかに行えるように工夫した多列自動包装機用超音波シール装置を提供する。【解決手段】ホーン２０３と、このホーン２０３に対向するアンビル２０２と、複数本の筒状包材Ｆ’を略鉛直下方に引き出すクランプ３０１とをフレーム１０１にビルトインすると共に、複数本の筒状包材Ｆ’・・・の略鉛直下方への引き出しをクランプ３０１で挟持して行い、このクランプ３０１で挟持した箇所を、ホーン２０３とアンビル２０２が挟持して横シールと切断を行う。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動するホーンとこのホーンに対向して前記超音波振動を受けるアンビルとが直線形状とされ、前記ホーンと前記アンビルとがフレームに取り付けられ、前記ホーンと前記アンビルとが互いに略水平面に沿って離接するするための第一駆動手段が前記フレームに取り付けられ、前記ホーンと前記アンビルとに挟持される複数本の筒状包材を略鉛直下方に引き出すクランプが前記ホーン及び前記アンビルよりも下方に位置するように前記フレームに取り付けられ、前記クランプは一対のクランプ片から構成され、これらのクランプ片の互いの対向部は前記複数本の筒状包材の全てを挟持可能な長さの直線形状とされ、前記クランプ片同士が互いに略水平面に沿って離接するするための第二駆動手段が前記フレームに取り付けられていることを特徴とする多列自動包装機用超音波シール装置。
【請求項２】
前記複数本の筒状包材に対する前記一対のクランプ片による挟持位置が、前記ホーンとアンビルによって行われる横シール及び切断の予定箇所と成るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の多列自動包装機用超音波シール装置。
【請求項３】
上記一対のクランプ片が複数本の筒状包材を挟持しながら略鉛直下方に引き出し作動した後、一対のクランプ片を開動して挟持を解き、且つ、上記ホーンとアンビルを一対のクランプ片が挟持していた横シール及び切断の予定箇所に移動して、該予定箇所を横シール及び切断するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の多列自動包装機用超音波シール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多列自動包装機用超音波シール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超音波シール装置に関しては、従来より、例えば特許文献１及び２に開示されているように、超音波振動を起こすホーンと、このホーンの超音波振動を受けるアンビル（受台）とからなる超音波シール装置が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１２１０４０号公報
【特許文献２】特開平６−２９７６０８号公報
【０００４】
この種の超音波シール装置は、周波数が２０ＫＨｚ以上の超音波エネルギーを機械的振動エネルギーに変換して、ホーンと呼ばれる共鳴体から超音波振動をシール部に伝え、境界面や応力の集中したところに強力な摩擦熱を発生させて熱溶融し、加圧することによりシールするものである。
【０００５】
振動の振幅はおよそ５０〜１００μ程度であり、その振動は毎秒２〜３万回で非常に短時間で発熱する。シール部の内部で発熱するので均一加熱ができ、異種材質のシールもできる。溶着表面は超音波振動するので溶着界面に存在する塵や内容物（液、粉など）を散逸させながら溶着できる。
【０００６】
そして、シール部の面積を小さくすることができ（シール部を線状にすることができ）、その部分をカットすることもできる。よって、包材の節約、カット機の省略をすることができるという最大の利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような超音波シール装置を多列縦型自動包装機（包材を上方から下方に送りつつ自動充填包装する包装機）に用いる場合に、ホーンとアンビルとを上下動可能とし、ホーンとアンビルとが包材引き出し手段を兼ねるようにすることが考えられる。
【０００８】
しかしながら、そもそもシール部の面積を小さくすることが最大の利点であり、また、ホーンとアンビルは包材を切断するカッターの機能も発揮するため、ホーンとアンビルのみでは包材を確実、正確に引き出せないという問題点がある。
【０００９】
かかる問題点は、別途に引き出し手段を設けることにより解決できるが、超音波シール装置の駆動系と引き出し手段の駆動系とを別個にしなければならず、各駆動系を制御する制御系も複雑になるという不具合がある。
【００１０】
加えて、多列縦型自動包装機では内部に被包装材料が充填されている包材の上から、直接ホーンとアンビルを挟持作動させて横シールと切断を行うため、被包装材料の噛み込み等の影響を受けて横シールが不確実に成ったり、包装速度の低下を招いたりする問題があった。
【００１１】
本発明はかかる技術的課題を解決するためになされたもので、超音波シール装置の駆動系と引き出し手段の駆動系とを別個にせず、各駆動系を制御する制御系も単純にすることができると共に、超音波シールを被包装材料を充填した包材の上から正確に、且つ、速やかに行えるように工夫した多列自動包装機用超音波シール装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る多列自動包装機用超音波シール装置は上記の目的を達成するために、前記請求項１に記載の如く、超音波振動するホーンとこのホーンに対向して前記超音波振動を受けるアンビルとが直線形状とされ、前記ホーンと前記アンビルとがフレームに取り付けられ、前記ホーンと前記アンビルとが互いに略水平面に沿って離接するするための第一駆動手段が前記フレームに取り付けられ、前記ホーンと前記アンビルとに挟持される複数本の筒状包材を略鉛直下方に引き出すクランプが前記ホーン及び前記アンビルよりも下方に位置するように前記フレームに取り付けられ、前記クランプは一対のクランプ片から構成され、これらのクランプ片の互いの対向部は前記複数本の筒状包材の全てを挟持可能な長さの直線形状とされ、前記クランプ片同士が互いに略水平面に沿って離接するするための第二駆動手段が前記フレームに取り付けられていることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明では前記請求項２に記載の如く、前記複数本の筒状包材に対する前記一対のクランプ片による挟持位置が、前記ホーンとアンビルによって行われる横シール及び切断の予定箇所と成るように構成したことを特徴とする。
【００１４】
更に本発明では、前記請求項３に記載の如く、上記一対のクランプ片が複数本の筒状包材を挟持しながら略鉛直下方に引き出し作動した後、一対のクランプ片を開動して挟持を解き、且つ、上記ホーンとアンビルを一対のクランプ片が挟持していた横シール及び切断の予定箇所に移動して、該予定箇所を横シール及び切断するように構成したことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係わる多列自動包装機用超音波シール装置によれば、ともに直線形状とされたホーンとアンビルとがフレームに取り付けられ、ホーンとアンビルとが互いに略水平面に沿って離接するための第一駆動手段がフレームに取り付けられ、ホーンとアンビルとに挟持される複数本の筒状包材を略鉛直下方に引き出すクランプがホーン及びアンビルよりも下方に位置するようにフレームに取り付けられ、クランプは複数本の筒状包材の全てを挟持可能な長さの直線形状とされ、クランプの挟持駆動のための第二駆動手段がフレームに取り付けられているので、ホーン、アンビルとクランプとの距離は構造物的に一定であり、フレームの上下動のための駆動手段は共通とでき、その制御系も単純にすることができる。
【００１６】
更に本発明に係わる多列自動包装機用超音波シール装置によれば、一対のクランプ片から成るクランプが複数本の筒状包材を挟持して、筒状包材を鉛直略下方に引き出すため、筒状包材の送りを極めて円滑に行うことができると共に、これ等一対のクランプ片が挟持していた筒状包材の部分、即ち、横シールと切断の予定箇所を、ホーンとアンビルが再び挟持して超音波による横シールと切断を行うため、被包装材料の噛み込み等による影響を受けることなく、横シールと切断を安定した状態で円滑に、且つ、正確に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多列自動包装機用超音波シール装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図５は本発明を実施した多列自動包装機を示す側面図、図６は同正面図であって、多列自動包装機１は、本体フレーム１Ｆを備えている。この本体フレーム１Ｆの上部には、被包装材料を収容するホッパ２が設けられている。ホッパ２の下部には、ホッパ２から供給される被包装材料を、下方に向けて多列に並設された例えば１０本の供給パイプ３に振り分けて供給する定量供給装置２Ａが設けられている。
【００１８】
供給パイプ３の下端部には、後述するスリット手段によって複数条にスリットされた包装フィルムを筒状にするフォーミング手段としてのフォーマー５が設けられている。各フォーマー５はホルダー６に並べて取り付けられている。フォーマー５の下方には、縦シーラ７が設けられている。そして、この縦シーラ７の下方には、横シーラとしての超音波シール装置８が設けられている。超音波シール装置８の下方には、超音波シール装置８によって横シールと同時にカットされた個装体１３（図７参照）を排出するためのガイド９と排出装置１０が設けられている。
【００１９】
本体フレーム１Ｆの正面左側には操作パネルボックス１１が設けられ、この操作パネルボックス１１には多列自動包装機１の駆動系を電気制御するためのＣＰＵが内蔵されている。
操作パネルボックス１１の上部には、作動異常時に点灯するパトライト１２が設けられている。また、操作パネルボックス１１の前面にはモニター画面７０が取り付けられている。
【００２０】
図７において、符号ＦＨは幅の広いシート状の包材が巻き取られている巻取りロールで、本体フレーム１Ｆの側部に回動可能にかつ着脱可能に軸支されている。巻取りロールＦＨから繰り出された包材Ｆは、ガイドロール、テンションロールに掛け渡されて、スリッターＦＸに導かれている。このスリッターＦＸは、包材Ｆを繰り出し方向に沿って複数条の包装フィルムＦ’にスリットする。
【００２１】
スリッターＦＸは、複数のカッター刃５１を備えた上ローラ５２と、この上ローラとともに転動する下ローラ５３とから構成されている。スリッターＦＸによってスリットされた各包装フィルムＦ’は２本のガイドロール５４、５５に掛け渡された後、フォーマー５に導かれる。各包装フィルムＦ’（包材Ｆ）は超音波シール装置８の往復上下動によって引き出されるようになっている。なお、この往復上下動については後述する。
【００２２】
スリッターＦＸによってスリットされた包装フィルムＦ’は、フォーマー５によって筒状とされ、縦シーラ７と超音波シール装置８とによって袋状とされる。そして、各包装フィルムＦ’からなる袋内に供給パイプ３を通して被包装材料が充填される。
【００２３】
被包装材料が充填された後、超音波シール装置８によって前記袋上開口がシールされるとともにカットされて複数個の個装体１３・・・に分離され、排出装置１０によって排出される。
【００２４】
超音波シール装置８は、図１に示すように、装置全体がフレーム１０１にビルトインされている。フレーム１０１の側面視上側半分には、超音波発振器から発生される電気的エネルギーを機械的振動エネルギーに変換する共鳴体であるホーン２０３と、このホーン２０３とに対向する位置に前記超音波振動を受けるアンビル２０２とが一定間隔をあけて取り付けられている。ホーン２０３とアンビル２０２とが対向する部位はそれぞれ直線形状とされている。
【００２５】
ホーン２０３とアンビル２０２とは、エアシリンダ２０５、２０４によって互いに略水平面に沿って離接できるようになっている。エアシリンダ２０５，２０４はともに第一駆動手段としてフレーム１０１に取り付けられている。
【００２６】
フレーム１０１の側面視した半分には、ホーン２０３とアンビル２０２とに挟持される複数本の筒状包材Ｆ’を略鉛直下方に引き出すクランプ３０１がホーン２０３及びアンビル２０２よりも下方に位置するようにフレームに取り付けられている。
【００２７】
クランプ３０１は、図３に示すように一対のクランプ片３０２、３０３から構成されている。クランプ片３０２、３０３の互いの対向部は複数本の筒状包材Ｆ’の全て（１０本）を挟持可能な長さの直線形状とされている。
【００２８】
フレーム１０１には、クランプ片３０２、３０３同士が互いに略水平面に沿って離接するするための第二駆動手段としてのエアシリンダ３０４が取り付けられている。フレーム１０１は、本体フレーム１Ｆに対して図示省略の駆動ベルトや駆動チェーン、駆動ラック、或いは、シリンダー等の上下駆動用の第三駆動手段によって、一定の運転間隔で上下動するようになっている。
【００２９】
フレーム１０１は、図４に示すような一連の上下動を繰返す。すなわち、
（１）ホーン２０３、アンビル２０２が開状態で、クランプ３０１が開状態の停止状態（原点）から、まず、
（２）クランプ３０１が閉じて被包装材料が充填された筒状包材Ｆ’の横シール及び切断の予定箇所を挟持する閉状態となる。ついで、
（３）その状態を維持してフレーム１０１が個装体１個の縦寸法（１ピッチ）だけ下降する。そして、下降が停止した位置で、
（４）クランプ３０１が筒状包材Ｆ’の挟持を解く。この挟持を解いた位置、即ち、横シール及び切断の予定箇所がホーン２０３とアンビル２０２とによるシール位置となる。
（５）このシール位置まで、ホーン２０３、アンビル２０２が下降する。そして、
（６）ホーン２０３とアンビル２０２とが筒状包材Ｆ’の上記横シール及び切断の予定箇所を挟持して、超音波シール及びカットを行う。
（７）超音波シール後、個装体１３を完全にカットするためにホーン２０３とアンビル２０２とが挟持状態のまま２〜５ｍｍほどさらに下降する。これにより個装体１３が分離（カット）される。なお、この工程（７）は、筒状包材Ｆ’の材質にばらつきがあるときに有効な手段であり、省略することもできる。
（８）個装体１３が分離された位置でホーン２０３とアンビル２０２との挟持状態が解かれる。
（９）そして、フレーム１０１が（１）の原点へ復帰する。以下、同じ上下動をＣＰＵに記憶されたプログラムに従って一定間隔で繰返す。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ホーン、アンビルとクランプとの距離は構造物的に一定であり、フレームの上下動のための駆動手段は共通で、その制御系も単純にすることができるという優れた効果を奏することができると共に、ホーンとアンビルによる横シールと切断を正確に、且つ、円滑に行って、包装速度のスピードアップを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多列自動包装機用超音波シール装置の側面図である。
【図２】本発明に係る多列自動包装機用超音波シール装置の平面図である。
【図３】本発明に係る多列自動包装機用超音波シール装置のクランプについての平面図である。
【図４】本発明に係る超音波シール装置の上下動を示す説明図である。
【図５】本発明に係る超音波シール装置を採用した多列自動包装機の側面図である。
【図６】同正面図である。
【図７】多列自動包装機のスリッターを示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　　　多列自動包装機
８　　　　超音波シール装置
１３　　　個装体
１０１　　フレーム
２０２　　アンビル
２０３　　ホーン
２０４、２０５　　　エアシリンダ（第一駆動手段）
３０１　　クランプ
３０２、３０３　　　一対のクランプ片
３０４　　第二駆動手段
Ｆ’　　　筒状包材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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