(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅の広い原反フィルムを複数条の包装フィルムにスリットした後、この複数条の包装フィルムを筒状にするフォーミング機構と、このフォーミングされた包装フィルムに対して縦シールして筒状の包装フィルムにする縦シール機構と、この筒状の包装フィルムを下方に搬送すると共にこの筒状包装フィルムに対して横シール並びに切り離して包装袋にする横シール機構と、この包装袋内に被包装材料を充填する充填機構とを備えた多列自動包装機であって、
前記横シール機構は、複数条の状包装フィルムを挟持して下方に搬送するクランプと、当該クランプが挟持した位置に超音波ホーンとアンビルを移動して横シールを施す超音波シール装置とで構成され、
前記クランプと超音波シール装置は、同一フレームに搭載されていることを特徴とする多列自動包装機の横シール機構。
【請求項２】
前記クランプは、一対のクランプ片で構成され、当該一対のクランプ片が複数条の筒状包装フィルムを挟持しながら下方に引き出した後、一対のクランプ片を開動して挟持を解き、且つ当該一対のクランプ片が挟持していた位置に超音波ホーンとアンビルを移動するように制御して横シール並びに切断するように動作することを特徴とする請求項１記載の多列自動包装機の横シール機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多列自動包装機に用いて好適な横シール機構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の横シール機構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の横シール機構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、幅の広い原反フィルムを複数条の包装フィルムにスリットした後、この複数条の包装フィルムを筒状にするフォーミング機構と、このフォーミングされた包装フィルムに対して縦シールして筒状の包装フィルムにする縦シール機構と、この筒状の包装フィルムを下方に搬送すると共にこの筒状包装フィルムに対して横シール並びに切り離して包装袋にする横シール機構と、この包装袋内に被包装材料を充填する充填機構とを備えた多列自動包装機であって、前記横シール機構は、複数条の状包装フィルムを挟持して下方に搬送するクランプと、当該クランプが挟持した位置に超音波ホーンとアンビルを移動して横シールを施す超音波シール装置とで構成され、前記クランプと超音波シール装置は、同一フレームに搭載さ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、前記クランプは、一対のクランプ片で構成され、当該一対のクランプ片が複数条の筒状包装フィルムを挟持しながら下方に引き出した後、一対のクランプ片を開動して挟持を解き、且つ当該一対のクランプ片が挟持していた位置に超音波ホーンとアンビルを移動するように制御して横シール並びに切断するように動作することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る多列自動包装機の横シール機構によれば、前記のクランプと超音波シール装置が同一フレームに搭載されている。従って、このクランプと超音波シール装置を構成するホーン及びアンビルとの距離は構造物的に一定であるから、フレームの上下動のための駆動手段を共通にすることができ、その制御系も単純にすることができる。
【００１５】
更に本発明に係わる多列自動包装機の横シール機構によれば、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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多列自動包装機の横シール機構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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る多列自動包装機の横シール機構によれば、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の横シール機構の側面図である。
【図２】  本発明に係る多列自動包装機の横シール機構の平面図である。
【図３】  本発明に係る多列自動包装機の横シール機構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】  本発明に係る横シール機構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】
0004384872.tif 000002
【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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