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JP6914520B2 - Packaging machine equipped with ultrasonic sealing device - Google Patents
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JP6914520B2 - Packaging machine equipped with ultrasonic sealing device - Google Patents

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この発明は、超音波ホーンとこれに対向配置されたアンビルとを有しており、前記超音波ホーンと前記アンビルとの間に重ね合わせ状態で送り込まれる包装材に加圧状態で超音波を印加することにより、前記包装材に超音波シールを施す超音波シール装置を備えた包装機に関する。 The present invention has an ultrasonic horn and an anvil arranged so as to face the ultrasonic horn, and applies ultrasonic waves in a pressurized state to a packaging material that is fed between the ultrasonic horn and the anvil in a superposed state. The present invention relates to a packaging machine provided with an ultrasonic sealing device that applies ultrasonic sealing to the packaging material.

従来、包装物を収容する包装材のシールとして、包装材の重なり部分にスポット状のシールをするスポットシール手段がある。スポットシール手段と包装材が相対的に移動をすることで、包装材に線状のシールを施すことができる。 Conventionally, as a seal of a packaging material for accommodating a package, there is a spot sealing means for performing a spot-shaped seal on an overlapping portion of the packaging material. By moving the spot sealing means and the packaging material relatively, it is possible to apply a linear seal to the packaging material.

スポットシール手段としては、高周波電気等の電気的な手段もあるが、包装材が熱可塑性樹脂である場合には、熱可塑性樹脂材に微細な超音波振動と圧力を加えることで熱可塑性樹脂材を瞬時に溶融して接合する超音波溶着によるシール手段がある。超音波溶着(シール)装置は、電気エネルギーを機械的振動エネルギーに変換し、当該振動と同時に圧力をかけることにより2つの熱可塑性樹脂材の接合面に強力な摩擦熱を発生させ、樹脂を溶融し結合させるものである。超音波シール装置は、シール時に超音波を発振する超音波ホーンと、熱可塑性樹脂材を挟み込んで超音波ホーンに対して圧力を以て強く押し当てられるアンビルを備えている。 As the spot sealing means, there is also an electric means such as high frequency electricity, but when the packaging material is a thermoplastic resin, the thermoplastic resin material is subjected to fine ultrasonic vibration and pressure by applying fine ultrasonic vibration and pressure to the thermoplastic resin material. There is a sealing means by ultrasonic welding that instantly melts and joins the resin. The ultrasonic welding (sealing) device converts electrical energy into mechanical vibration energy and applies pressure at the same time as the vibration to generate strong frictional heat on the joint surface of the two thermoplastic resin materials, melting the resin. It is to combine. The ultrasonic sealing device includes an ultrasonic horn that oscillates ultrasonic waves at the time of sealing, and an anvil that sandwiches a thermoplastic resin material and strongly presses the ultrasonic horn with pressure.

帯状の包装材から筒状の包装材を経て袋を作製しながら当該袋に茶葉等の充填物を充填してティーバッグのような袋包装体を製造する製袋充填包装機であって、筒状の包装材を横断方向にシールする横シール手段として超音波シール装置を用いた製袋充填包装機が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に開示されている超音波シール装置は、スポット状の超音波ホーンと、これに包装材を挟んで対向配置されたスポット状のアンビルとを備えており、これら超音波ホーンとアンビルが偏平とされた筒状の包装材を横断方向に移動して線状の横シールを形成している。なお、この製袋充填包装機においては、帯状の包装材の縁部をシールして筒状の包装材を成形する縦シール手段としても、超音波シール装置が用いられている。 A bag-making filling and packaging machine that manufactures a bag package such as a tea bag by filling the bag with a filling material such as tea leaves while producing a bag from a band-shaped packaging material through a tubular packaging material. A bag-making filling and packaging machine using an ultrasonic sealing device has been proposed as a horizontal sealing means for sealing a shaped packaging material in the transverse direction (see Patent Document 1). The ultrasonic sealing device disclosed in Patent Document 1 includes a spot-shaped ultrasonic horn and spot-shaped anvils arranged opposite to each other with a packaging material sandwiched between the spot-shaped ultrasonic horn and the anvil. The flattened tubular packaging material is moved in the transverse direction to form a linear horizontal seal. In this bag-making filling and packaging machine, an ultrasonic sealing device is also used as a vertical sealing means for sealing the edge of the strip-shaped packaging material to form a tubular packaging material.

帯状の包装材を筒状に成形しながら横シールを施し、内部に包装すべき製品を収容した袋包装体を製造する製袋充填包装機であって、シール端面が横に細長いバー状の超音波シーラを用いて筒状の箔帯に横シールを施す包装機も、既に提案されている(特許文献2参照)。この包装機においては、横に細長いバー状のホーンとアンビルとを有する超音波溶接装置で筒状の箔帯に対する横シールを行っている。袋の底部を幅方向中間の位置において縦長の板状の成形片で折り込み、折り込んだ袋底部を更に超音波溶接装置の工具(ホーン)と対向保持体(アンビル)との間で挟み込んで溶接することで、折込み(ガセット)のある袋底部を形成している。帯状包装材である箔帯を成形肩部(フォーマ)によって詰込管(充填筒)の周囲に略筒状に成形された箔帯を詰込管の側方に配置された移送ベルトで引き送りする間に当該箔帯を封筒状に溶接する縦シールについても、箔帯の重なり合う縁を超音波溶接装置の工具(ホーン)で溶接している。 It is a bag-making filling and packaging machine that manufactures a bag packaging body that contains products to be packaged inside by applying a horizontal seal while molding a strip-shaped packaging material into a tubular shape. A packaging machine for laterally sealing a tubular foil band using an ultrasonic sealer has already been proposed (see Patent Document 2). In this packaging machine, an ultrasonic welding device having a horizontally elongated bar-shaped horn and an anvil is used to perform horizontal sealing on a tubular foil band. Fold the bottom of the bag with a vertically long plate-shaped molded piece at an intermediate position in the width direction, and further sandwich the folded bottom of the bag between the tool (horn) of the ultrasonic welding device and the facing holder (anvil) for welding. This forms the bottom of the bag with a fold (gusset). A foil band, which is a band-shaped packaging material, is formed by a shoulder (former). Also for the vertical seal that welds the foil strips in an envelope shape during the process, the overlapping edges of the foil strips are welded with a tool (horn) of an ultrasonic welding device.

更に、筒状包装材の全幅を超える長さを有しており筒状包装材を間において対向配置された一対の金属製ブロックを備える超音波シール装置で筒状包装材に横シールを施す製袋充填包装機が提案されている(特許文献3参照)。この製袋充填包装機においては、一方のブロックは振動子を内蔵するホーンであり、他方のブロックはホーンからの振動を受けるアンビルであり、両ブロックは、駆動装置によって互いに離間する方向と互いに当接する方向に開閉動作される。超音波シールの後流側には所定の距離(袋長さ相当の距離)をおいて、一対のブロックを備える切断装置が配設されている。 Further, a product having a length exceeding the entire width of the tubular packaging material and laterally sealing the tubular packaging material with an ultrasonic sealing device including a pair of metal blocks in which the tubular packaging materials are arranged facing each other. A bag filling and packaging machine has been proposed (see Patent Document 3). In this bag-making filling and packaging machine, one block is a horn containing a vibrator, the other block is an anvil that receives vibration from the horn, and both blocks are in contact with each other in a direction separated from each other by a drive device. It is opened and closed in the direction of contact. A cutting device provided with a pair of blocks is provided on the wake side of the ultrasonic seal at a predetermined distance (distance corresponding to the bag length).

これらの包装機、特に製袋充填包装機において、筒状包装材に横シールを施す超音波シール装置は、特定の袋包装体の設計に応じて決められる一定のシール幅(横方向に交差する包装材の送り方向で見たシール幅)や一定のシール強度を持つというように、一定且つ一様なシール性能を示せればよく、シールの多様性については元来、必要性はないものとして認識されている。製造すべき袋包装体が異なれば、それに応じて超音波シール装置の仕様も異なるものになるので、超音波シール装置の全体又はその主要部品が一般には交換される。したがって、製造すべき袋包装体に応じて超音波シール装置に関する交換作業が必要になり、その交換作業自体のみならず交換後にも微妙な調整や試行運転を要すること等に起因して、包装機の稼働効率が低下することが避けられない、という問題がある。 In these packaging machines, especially bag-making filling and packaging machines, an ultrasonic sealing device that laterally seals a tubular packaging material has a fixed sealing width (crosses in the lateral direction) determined according to a specific bag packaging design. It suffices to show constant and uniform sealing performance, such as (sealing width seen in the feeding direction of the packaging material) and constant sealing strength, and it is recognized that there is originally no need for the variety of sealing. Has been done. Since the specifications of the ultrasonic sealing device differ depending on the bag package to be manufactured, the entire ultrasonic sealing device or its main parts are generally replaced. Therefore, it is necessary to replace the ultrasonic sealing device according to the bag packaging to be manufactured, and the packaging machine requires not only the replacement work itself but also delicate adjustment and trial operation after the replacement. There is a problem that it is inevitable that the operating efficiency of the product will decrease.

特開2011−79536号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-79536 特開昭56−4529号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-4259 特開2017−71442号公報JP-A-2017-71442

そこで、筒状包装材に対する横シールのような帯状シールを包装材に施す帯シール手段として超音波シール装置を備えている包装機においては、当該帯状シールのシール幅やシール強度といったシール特性が設定変更される場合であっても、こうした変更に対して、包装機として超音波シール装置を交換することなく、同じ超音波シール装置を用いて対応可能とする点で、解決すべき課題がある。 Therefore, in a packaging machine equipped with an ultrasonic sealing device as a band sealing means for applying a band-shaped seal such as a horizontal seal to a tubular packaging material, sealing characteristics such as a sealing width and a sealing strength of the band-shaped seal are set. Even if it is changed, there is a problem to be solved in that such a change can be dealt with by using the same ultrasonic sealing device without replacing the ultrasonic sealing device as a packaging machine.

この発明の目的は、帯状シールを包装材に施す帯シール手段として超音波シール装置を備えている包装機において、超音波シール装置を交換することなく、帯状シールのシール幅やシール強度といったシール特性について多様性のある帯状シールを実現することができる超音波シール装置を備えた包装機を提供することである。 An object of the present invention is a packaging machine provided with an ultrasonic sealing device as a band sealing means for applying a band-shaped seal to a packaging material, which has sealing characteristics such as a band-shaped seal sealing width and a sealing strength without replacing the ultrasonic sealing device. It is to provide a packaging machine equipped with an ultrasonic sealing device capable of realizing a variety of strip-shaped sealing.

この発明による超音波シール装置を備えた包装機は、先端に帯状シール面を有する超音波ホーン、及び当該超音波ホーンに対向配置されており前記帯状シール面に対向する帯状受け面を有するアンビルを有しており、前記超音波ホーンと前記アンビルとの間に包装材を挟み込んだ圧力下で超音波を印加する超音波シール動作によって前記包装材に帯状の超音波シールを施す超音波シール装置、前記超音波シール装置の前記超音波ホーンと前記アンビルのいずれか一方又は両方を、前記包装材に対して、前記帯状シール面及び前記帯状受け面の帯状に延びる方向に対して直交交差するシール幅の方向に相対的に移動させる移動装置、及び前記超音波シール装置による前記超音波シール動作と前記移動装置による前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動とを制御する制御装置を備えており、前記制御装置は、前記超音波ホーンと前記アンビルとの対向関係を維持しつつ前記超音波シール装置に前記超音波シール動作をさせながら、前記移動装置を制御して前記超音波ホーン又は前記アンビルを前記包装材に対して前記シール幅の方向に相対的に移動させること、から成っている。 The packaging machine provided with the ultrasonic sealing device according to the present invention includes an ultrasonic horn having a band-shaped sealing surface at the tip and an anvil having a band-shaped receiving surface facing the ultrasonic horn and facing the band-shaped sealing surface. An ultrasonic sealing device that applies a band-shaped ultrasonic seal to the packaging material by an ultrasonic sealing operation that applies ultrasonic waves under the pressure of sandwiching the packaging material between the ultrasonic horn and the anvil. Seal width at which one or both of the ultrasonic horn and the anvil of the ultrasonic sealing device intersect the packaging material at right angles to the strip-shaped sealing surface and the strip-shaped receiving surface. It is provided with a moving device that moves relative to the direction of the above, and a control device that controls the ultrasonic sealing operation by the ultrasonic sealing device and the movement of the ultrasonic horn or the anvil by the moving device. The device controls the moving device to package the ultrasonic horn or the anvil while maintaining the facing relationship between the ultrasonic horn and the anvil and causing the ultrasonic sealing device to perform the ultrasonic sealing operation. It consists of moving relative to the material in the direction of the seal width.

この超音波シール装置を備えた包装機によれば、制御装置によって超音波シール装置に超音波シール動作をさせるとき、帯状シール面を有する超音波ホーンと帯状受け面を有するアンビルとの間に挟み込まれた包装材は、その挟込みの圧力下で超音波ホーンからの超音波が印加されることにより摩擦熱で溶着され、帯状にシールが施される。制御装置が移動装置を制御することによって、超音波シール装置に超音波シール動作をさせつつ、超音波シール装置を包装材に対して帯状シール面及び帯状受け面の帯状に延びる方向に対して直交交差する方向に相対的に移動させることで、包装材に施される帯状シールのシール幅を変更することができる。超音波ホーンとアンビルのいずれかのみを移動させるときは、移動しない方の部品の帯状シール面又は帯状受け面は幅広に構成されており、超音波ホーンとアンビルとの対向関係が維持される範囲で移動させることになる。また、超音波ホーンとアンビルの両方を移動させるときは、帯状シール面及び帯状受け面を幅広に構成する必要はなく、両方の移動量を同じにして対向関係を維持しつつ移動させることが好ましい。同じ超音波シール装置で、超音波シール装置の超音波ホーンとアンビルの形状を変更(具体的には超音波ホーンとアンビルの部品交換)することなく、狭いシール幅の帯状シールから広いシール幅までの任意のシール幅を持ち、また超音波強さを変更することでシール強さを変更可能な、超音波による帯状シールを実現することができる。 According to the packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, when the ultrasonic sealing device is subjected to the ultrasonic sealing operation by the control device, it is sandwiched between the ultrasonic horn having the band-shaped sealing surface and the anvil having the band-shaped receiving surface. The wrapped material is welded by frictional heat when ultrasonic waves from an ultrasonic horn are applied under the pressure of sandwiching the material, and a band-shaped seal is applied. By controlling the moving device, the control device causes the ultrasonic sealing device to perform the ultrasonic sealing operation, and the ultrasonic sealing device is orthogonal to the strip-shaped sealing surface and the strip-shaped receiving surface with respect to the packaging material. By moving relative to each other in the intersecting direction, the seal width of the band-shaped seal applied to the packaging material can be changed. When moving only one of the ultrasonic horn and the anvil, the band-shaped sealing surface or band-shaped receiving surface of the non-moving part is configured to be wide, and the range in which the facing relationship between the ultrasonic horn and the anvil is maintained. Will be moved with. Further, when moving both the ultrasonic horn and the anvil, it is not necessary to make the band-shaped sealing surface and the band-shaped receiving surface wide, and it is preferable to move both while maintaining the facing relationship by making the amount of movement the same. .. With the same ultrasonic sealer, from narrow seal width band seals to wide seal widths without changing the shape of the ultrasonic horn and anvil of the ultrasonic sealer (specifically, replacing parts of the ultrasonic horn and anvil) It is possible to realize a band-shaped seal by ultrasonic waves, which has an arbitrary seal width and can change the seal strength by changing the ultrasonic strength.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記包装材は長手方向に連続する帯状包装材であり、前記包装機は、前記帯状包装材が前記超音波シール装置を前記シール幅の方向に一致する方向に通過するように、前記帯状包装材又は当該帯状包装材から成形された筒状包装材をその長手方向に沿う方向に送る包装材送り装置を更に備えており、前記制御装置は、前記包装材送り装置と前記超音波シール装置との間を送られている前記帯状包装材又は前記筒状包装材に対してその長手方向に張力が作用する態様となるように、前記包装材送り装置による前記帯状包装材又は前記筒状包装材の送りと前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動との方向及び速度を制御すること、ができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、長手方向に連続する帯状包装材又は当該帯状包装材から成形された筒状包装材(以下、「包装材」という。「発明の効果」までの記載において同じ)は、包装材送り装置によってその長手方向に沿う方向に送られ、包装材が超音波シール装置を通過する際には、超音波シール装置をシール幅の方向に一致する方向に通過する。制御装置は、包装材送り装置による包装材の送りと移動装置による超音波シール装置の超音波ホーン又はアンビルの移動との方向及び速度を制御することで、包装材送り装置と超音波シール装置との間を送られている包装材に対してその長手方向に張力を作用させつつ、超音波シール装置に超音波シール動作をさせるので、当該超音波シール動作の際に包装材にはシワが発生するのを防止することができる。
In the packaging machine provided with this ultrasonic sealing device, the packaging material is a strip-shaped packaging material continuous in the longitudinal direction, and in the packaging machine, the strip-shaped packaging material coincides with the ultrasonic sealing device in the direction of the sealing width. The control device further includes a packaging material feeding device that feeds the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material formed from the strip-shaped packaging material in the direction along the longitudinal direction thereof so as to pass through the strip-shaped packaging material. The packaging material feeding device is such that tension acts on the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material that is fed between the packaging material feeding device and the ultrasonic sealing device in the longitudinal direction thereof. It is possible to control the direction and speed between the feeding of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material and the movement of the ultrasonic horn or the anvil of the ultrasonic sealing device by the moving device.
According to a packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, a strip-shaped packaging material that is continuous in the longitudinal direction or a tubular packaging material formed from the strip-shaped packaging material (hereinafter, referred to as "packaging material", up to "effect of the invention"). (Same as in the description of) is fed by the packaging material feeding device in the direction along the longitudinal direction thereof, and when the packaging material passes through the ultrasonic sealing device, the ultrasonic sealing device is moved in the direction corresponding to the direction of the sealing width. pass. The control device controls the direction and speed between the feeding of the packaging material by the packaging material feeding device and the movement of the ultrasonic horn or the anvil of the ultrasonic sealing device by the moving device, thereby forming the packaging material feeding device and the ultrasonic sealing device. Since the ultrasonic sealing device is made to perform the ultrasonic sealing operation while applying tension in the longitudinal direction to the packaging material sent between the spaces, wrinkles are generated in the packaging material during the ultrasonic sealing operation. Can be prevented.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記制御装置は、前記包装材送り装置による前記帯状包装材又は前記筒状包装材の送りを停止させている状態で、前記超音波シール装置の前記超音波シール動作と、前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの前記包装材送り装置から遠ざかる方向の移動とを制御しており、前記包装機を、前記帯状包装材又は前記筒状包装材を間欠的に送るときの停止中に、前記超音波シール装置が前記超音波シール動作をする間欠動作型包装機として作動させることができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、制御装置は、包装材送り装置を制御して包装材の送りを停止させている状態で、超音波シール装置を制御して超音波シール動作をさせるとともに、移動装置を制御して超音波シール装置の超音波ホーン又はアンビルを包装材送り装置から遠ざかる方向に移動させるので、包装機は、包装材の間欠的な送りの停止中に、超音波シール装置が超音波シール動作をする間欠動作型包装機として作動することになり、しかも、超音波シールによるシール幅やシール強さを可変としつつ、包装材を緊張状態としその状態で包装材に超音波シールを施すことで包装材にはシワが発生するのを防止することができる。
In the packaging machine provided with the ultrasonic sealing device, the control device is the state in which the feeding of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material by the packaging material feeding device is stopped, and the above-mentioned ultrasonic sealing device. The ultrasonic sealing operation and the movement of the ultrasonic sealing device by the moving device in a direction away from the ultrasonic horn or the packaging material feeding device of the anvil are controlled, and the packaging machine is used as the strip-shaped packaging material. Alternatively, the ultrasonic sealing device can be operated as an intermittent operation type packaging machine that performs the ultrasonic sealing operation while the tubular packaging material is stopped when it is intermittently fed.
According to the packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, the control device controls the ultrasonic sealing device to perform the ultrasonic sealing operation while controlling the packaging material feeding device to stop the feeding of the packaging material. At the same time, the moving device is controlled to move the ultrasonic horn or anvil of the ultrasonic sealing device in the direction away from the packaging material feeding device, so that the packaging machine is super-during the intermittent feeding of the packaging material is stopped. The ultrasonic sealing device will operate as an intermittent operation type packaging machine that performs ultrasonic sealing operation, and moreover, while making the sealing width and sealing strength of the ultrasonic sealing variable, the packaging material is in a tense state and the packaging material is in that state. It is possible to prevent wrinkles from being generated on the packaging material by applying an ultrasonic seal to the packaging material.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記制御装置は、包装すべき製品の包装の順次進行に伴う前記帯状包装材又は前記筒状包装材の主送りとしたときに、前記包装材送り装置による前記帯状包装材又は前記筒状包装材の前記主送りの方向に対して順方向又は逆方向に送る間に、前記超音波シール装置の前記超音波シール動作と、前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動とを制御することができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、制御装置は、包装材送り装置を制御して、包装材を停止させるのではなく、包装の順次進行に伴う包装材の主送りの方向に対して同じ方向又は逆方向に包装材を送り、超音波シール装置を制御してその移動する包装材に対して超音波シール動作をさせるとともに、移動装置を制御して超音波シール装置の超音波ホーン又はアンビルを移動させる。包装材を送る方向と移動装置が移動する方向は、包装材送り装置と超音波シール装置との間の包装材を緊張状態として超音波シールの際にシワが発生するのを防止する方向の組合せに選定される。
In a packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, when the control device is used as the main feed of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material accompanying the sequential progress of packaging of the product to be packaged, the packaging material feed is performed. While the band-shaped packaging material or the tubular packaging material is fed in the forward or reverse direction with respect to the main feed direction by the device, the ultrasonic sealing operation of the ultrasonic sealing device and the super by the moving device. It is possible to control the movement of the ultrasonic horn or the anvil of the ultrasonic sealing device.
According to the packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, the control device controls the packaging material feeding device and does not stop the packaging material, but in the direction of the main feeding of the packaging material as the packaging progresses in sequence. On the other hand, the packaging material is sent in the same direction or in the opposite direction, and the ultrasonic sealing device is controlled to perform an ultrasonic sealing operation on the moving packaging material, and the moving device is controlled to ultrasonically control the ultrasonic sealing device. Move the horn or anvil. The direction in which the packaging material is fed and the direction in which the moving device is moved are a combination of directions in which the packaging material between the packaging material feeding device and the ultrasonic sealing device is in a tense state to prevent wrinkles from occurring during ultrasonic sealing. Is selected for.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記包装材送り装置は前記超音波シール装置よりも前記帯状包装材又は前記筒状包装材の前記主送りの上流側に配置されており、前記制御装置は、前記超音波シール装置による前記超音波シール動作中に、前記包装材送り装置による前記帯状包装材又は前記筒状包装材の送りを前記主送りの方向に対して逆方向とするとともに、前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動を停止又は前記主送りの方向に対して順方向送りとする制御をすることができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、包装材送り装置は包装材の主送りの上流側に配置され、超音波シール装置は当該主送りの下流側に配置される。制御装置は、超音波シール装置を制御して超音波シール動作をさせている中で、包装材送り装置を制御して包装材の送りを主送りの方向に対して逆方向とする、即ち、包装材の送りを戻す方向に送るとともに、移動装置を制御して超音波シール装置の超音波ホーン又はアンビルを停止させるか又は主送りの方向に対して順方向送りとするので、超音波シールによるシール幅やシール強さを可変としつつ、上流側の包装材送り装置と下流側の超音波シール装置との間の包装材を緊張状態としその状態で包装材に超音波シールを施すことで包装材にはシワが発生するのを防止することができる。
In the packaging machine provided with this ultrasonic sealing device, the packaging material feeding device is arranged on the upstream side of the main feed of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material with respect to the ultrasonic sealing device, and the control The apparatus sets the feeding of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material by the packaging material feeding device in the direction opposite to the main feeding direction during the ultrasonic sealing operation by the ultrasonic sealing device. It is possible to control the movement of the ultrasonic horn or the anvil of the ultrasonic sealing device by the moving device to be stopped or forward feed with respect to the main feed direction.
According to the packaging machine provided with the ultrasonic sealing device, the packaging material feeding device is arranged on the upstream side of the main feeding of the packaging material, and the ultrasonic sealing device is arranged on the downstream side of the main feeding. The control device controls the ultrasonic sealing device to operate the ultrasonic sealing, and controls the packaging material feeding device to make the feeding of the packaging material opposite to the main feeding direction, that is, Since the feed of the packaging material is sent in the return direction and the moving device is controlled to stop the ultrasonic horn or anvil of the ultrasonic seal device or to feed in the forward direction with respect to the main feed direction, the ultrasonic seal is used. While making the seal width and seal strength variable, the packaging material between the upstream side packaging material feeding device and the downstream side ultrasonic sealing device is in a tense state, and the packaging material is ultrasonically sealed in that state. It is possible to prevent wrinkles from occurring on the material.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記包装材送り装置は前記超音波シール装置よりも前記帯状包装材又は前記筒状包装材の前記主送りの上流側に配置されており、前記制御装置は、前記超音波シール装置の前記超音波シール動作中に、前記包装材送り装置による前記帯状包装材又は前記筒状包装材の送りを前記主送りとするとともに、前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動を前記帯状包装材又は前記筒状包装材の前記主送りよりも速い送りとする制御をしており、前記包装機は、前記帯状包装材又は前記筒状包装材を連続的な前記主送りとして送るときに、前記超音波シール装置が前記超音波シール動作をする連続動作型包装機として作動することができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、包装材送り装置は包装材の主送りの上流側に配置され、超音波シール装置は当該主送りの下流側に配置される。制御装置は、超音波シール装置を制御して超音波シール動作をさせている中で、包装材送り装置を制御して包装材の送りを主送りとするとともに、移動装置を制御して超音波シール装置の超音波ホーン又はアンビルを主送りよりも速い送りとするので、包装機は、包装材を連続的な主送りとして送るときに超音波シール装置が超音波シール動作をする連続動作型包装機として高速作動することになり、超音波シールによるシール幅やシール強さを可変としつつ、上流側の包装材送り装置と下流側の超音波シール装置との間の包装材を緊張状態としその状態で包装材に超音波シールを施すことで包装材にはシワが発生するのを防止することができる。
In the packaging machine provided with this ultrasonic sealing device, the packaging material feeding device is arranged on the upstream side of the main feed of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material with respect to the ultrasonic sealing device, and the control During the ultrasonic sealing operation of the ultrasonic sealing device, the apparatus uses the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material to be fed by the packaging material feeding device as the main feed, and the ultrasonic waves by the moving device. The movement of the ultrasonic horn or the anvil of the sealing device is controlled to be faster than the main feed of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material, and the packaging machine controls the movement of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material. When the tubular packaging material is fed as the continuous main feed, the ultrasonic sealing device can operate as a continuously operating type packaging machine that performs the ultrasonic sealing operation.
According to the packaging machine provided with the ultrasonic sealing device, the packaging material feeding device is arranged on the upstream side of the main feeding of the packaging material, and the ultrasonic sealing device is arranged on the downstream side of the main feeding. The control device controls the ultrasonic sealing device to operate the ultrasonic sealing, and controls the packaging material feeding device to feed the packaging material as the main feed, and controls the moving device to perform ultrasonic waves. Since the ultrasonic horn or anvil of the sealing device is fed faster than the main feed, the packaging machine is a continuous operation type packaging in which the ultrasonic sealing device performs an ultrasonic sealing operation when the packaging material is fed as a continuous main feed. It will operate at high speed as a machine, and while making the sealing width and sealing strength of the ultrasonic seal variable, the packaging material between the upstream side packaging material feeding device and the downstream side ultrasonic sealing device will be in a tense state. By applying an ultrasonic seal to the packaging material in this state, it is possible to prevent the packaging material from wrinkling.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記包装機は、前記帯状包装材を略筒状包装材に曲成するフォーマ、及び前記略筒状包装材の両側縁部分にシールを施して前記筒状包装材に形成する縦シール装置を備える製袋充填包装機であり、前記包装材送り装置は、前記筒状包装材をその長手方向に送る送り装置であり、前記超音波シール装置は、前記製袋充填包装機において、前記筒状包装材に横シールを施す横シール装置として適用されている、とすることができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、包装機が製袋充填包装機であるので、帯状包装材を筒状包装材に形成しながら、包装すべき製品を筒状包装材内に充填して、筒状包装材から作製される袋内に収容し、横シール装置として適用されている超音波シール装置によって筒状包装材を横方向に超音波シールすることで、製品を高速な包装速度で袋包装することができる。
In a wrapping machine equipped with this ultrasonic sealing device, the wrapping machine seals a former that bends the strip-shaped wrapping material into a substantially tubular wrapping material and seals both side edges of the substantially tubular wrapping material. A bag-making filling and packaging machine provided with a vertical sealing device formed on a tubular packaging material, the packaging material feeding device is a feeding device for feeding the tubular packaging material in the longitudinal direction thereof, and the ultrasonic sealing device is a feeding device. In the bag-making filling and packaging machine, it can be said that it is applied as a horizontal sealing device for laterally sealing the tubular packaging material.
According to the packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, since the packaging machine is a bag-making filling packaging machine, the product to be packaged is placed in the tubular packaging material while forming the strip-shaped packaging material into the tubular packaging material. The product is high-speed by filling, housing in a bag made from a tubular packaging material, and laterally ultrasonically sealing the tubular packaging material with an ultrasonic sealing device applied as a horizontal sealing device. It can be packaged in bags at the packaging speed.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記超音波ホーンと前記アンビルとがともに前記移動装置によって移動される場合には前記超音波ホーン又は前記アンビルの前記先端面のいずれか一方に、また前記超音波ホーンと前記アンビルの一方のみが前記移動装置によって移動される場合には当該移動される前記超音波ホーン又は前記アンビルの前記先端面に、帯状に延びる方向に沿って一条又は複数条の凸条が形成されており、前記凸条の先端と、前記凸条が形成されない前記超音波ホーンの前記帯状シール面又は前記アンビルの前記帯状受け面とが、前記超音波シール動作時に前記対向関係を取るとすることができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、超音波ホーンとアンビルとがともに移動装置によって移動される場合には、どちらか一方の帯状の先端面に当該帯状に延びる方向に沿って一条又は複数条の凸条を形成することができる。超音波ホーンとアンビルの一方のみが移動装置によって移動される場合には当該移動される超音波ホーン又はアンビルの帯状に先端面に当該帯状に延びる方向に沿って一条又は複数条の凸条を形成することができる。凸条の先端と、凸条が形成されない超音波ホーンの帯状シール面又はアンビルの帯状受け面(凸条の先端よりもシール幅方向に広い)とは、超音波シール動作時に移動装置によって超音波ホーン又はアンビルがシール幅方向に広く移動しても、互いの対向関係を維持することができる。
In a packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, when both the ultrasonic horn and the anvil are moved by the moving device, the ultrasonic horn or the tip surface of the anvil is used. When only one of the ultrasonic horn and the anvil is moved by the moving device, one or more rows of the moved ultrasonic horn or the tip surface of the anvil along a strip-like extending direction. The tip of the ridge and the strip-shaped sealing surface of the ultrasonic horn or the strip-shaped receiving surface of the anvil on which the ridge is not formed are opposed to each other during the ultrasonic sealing operation. Can be taken.
According to the packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, when both the ultrasonic horn and the anvil are moved by the moving device, one strip is formed on one of the strip-shaped tip surfaces along the direction extending in the strip shape. Alternatively, a plurality of ridges can be formed. When only one of the ultrasonic horn and the anvil is moved by the moving device, one or more ridges are formed on the tip surface of the moving ultrasonic horn or anvil along the direction extending in the strip shape. can do. The tip of the ridge and the strip-shaped sealing surface of the ultrasonic horn or the strip-shaped receiving surface of the anvil (wider in the seal width direction than the tip of the ridge) where the ridge is not formed are ultrasonic waves by the moving device during the ultrasonic sealing operation. Even if the horn or anvil moves widely in the seal width direction, the facing relationship with each other can be maintained.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記超音波ホーンの前記帯状シール面又は前記アンビルの前記帯状受け面には、前記シール幅の中央部に、帯状に延びる方向に沿って、前記帯状包装材又は前記筒状包装材を切断するカッタ機構のカッタ刃を収容し且つ当該カッタ刃が動作するのを許容する溝を形成することができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、超音波シール装置に包装材を切断するカッタ機構を組み込み、超音波ホーンの帯状シール面又はアンビルの帯状受け面にカッタ機構のカッタ刃を収容し且つ当該カッタ刃が動作するのを許容する溝を形成しているので、超音波シール装置が超音波シール動作をするときに、カッタ機構を作動させて包装材を横方向に切断することができる。
In a packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, the strip-shaped sealing surface of the ultrasonic horn or the strip-shaped receiving surface of the anvil is formed in the central portion of the sealing width along the strip-shaped extending direction. It is possible to form a groove that accommodates the cutter blade of the wrapping material or the cutter mechanism that cuts the tubular wrapping material and allows the cutter blade to operate.
According to the packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, a cutter mechanism for cutting the packaging material is incorporated in the ultrasonic sealing device, and the cutter blade of the cutter mechanism is accommodated in the band-shaped sealing surface of the ultrasonic horn or the band-shaped receiving surface of the anvil. Moreover, since a groove is formed to allow the cutter blade to operate, when the ultrasonic sealing device performs the ultrasonic sealing operation, the cutter mechanism can be operated to cut the packaging material in the lateral direction. can.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記制御装置は、前記超音波シール装置の前記圧力の大きさと前記超音波の強さを制御可能であり、前記制御装置は、前記移動装置と前記超音波シール装置とを制御して、前記超音波ホーン又は前記アンビルが前記シール幅の方向に移動する中で、前記超音波シール装置の前記圧力及び前記超音波の強さを変更することができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、制御装置が移動装置を制御して超音波ホーン又はアンビルをシール幅の方向に移動させる中で、超音波シール装置を制御して圧力及び超音波の強さを変更する制御をすることで、包装材に施される超音波シールにおいて、シール幅方向の位置に応じてシール強さを変化させるというシール多様性を持たせることができる。
In the packaging machine provided with the ultrasonic sealing device, the control device can control the magnitude of the pressure of the ultrasonic sealing device and the intensity of the ultrasonic waves, and the control device is the moving device and the said moving device. By controlling the ultrasonic sealing device, the pressure of the ultrasonic sealing device and the intensity of the ultrasonic waves can be changed while the ultrasonic horn or the anvil moves in the direction of the sealing width. ..
According to the packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, the control device controls the moving device to move the ultrasonic horn or the anvil in the direction of the sealing width, while controlling the ultrasonic sealing device to control the pressure and the ultrasonic. By controlling to change the strength of the ultrasonic wave, it is possible to give the ultrasonic seal applied to the packaging material a variety of seals in which the seal strength is changed according to the position in the seal width direction.

この超音波シール装置を備えた包装機において、前記制御装置は、前記シール幅の両幅端近傍でのシール強さを弱くし、前記シール幅の中央部でのシール強さを強くする制御を行うことができる。
この超音波シール装置を備えた包装機によれば、シール幅の両幅端近傍でのシール強さが弱いので、超音波シールを施す際に包装材が切れることがない。また、シール幅の中央部でのシール強さが強くされるので、包装の密閉効果を高く保つことができる。
In the packaging machine provided with this ultrasonic sealing device, the control device controls to weaken the sealing strength in the vicinity of both width ends of the sealing width and increase the sealing strength in the central portion of the sealing width. It can be carried out.
According to the packaging machine equipped with this ultrasonic sealing device, the sealing strength near both width ends of the sealing width is weak, so that the packaging material does not break when the ultrasonic sealing is performed. Further, since the sealing strength at the central portion of the sealing width is strengthened, the sealing effect of the package can be kept high.

この発明による超音波シール装置を備えた包装機によれば、制御装置によって超音波シール装置に超音波シール動作をさせるとき、帯状シール面を有する超音波ホーンと帯状受け面を有するアンビルとの間に挟み込まれた包装材は、その挟込みの圧力下で超音波ホーンからの超音波が印加されることで摩擦熱によって溶着され、帯状にシールが施される。制御装置が移動装置を制御することによって、超音波シール装置に超音波シール動作をさせつつ、超音波シール装置を包装材に対して帯状シール面及び帯状受け面の帯状に延びる方向に対して直交交差する方向に相対的に移動させることで、包装材に施される帯状シールのシール幅を変更することができる。一般に超音波シールによって幅の広いシールを得るには、シール面積が大きくなるので超音波の最大エネルギーの値を大幅に上げる必要があるが、本超音波シール装置は包装材に対して相対移動するので、シール中に包装材に接触している幅は狭いもので充分となり、狭いシール面積を超音波シールしているのと同じ条件になる。その結果、シールに必要な最大エネルギー値を抑えることができ、超音波シール装置に過大な能力を要求する必要がなくなるので、全体として包装機の製造コストや運転コストを低減することができる。更に、同じ超音波シール装置で、超音波シール装置の超音波ホーンとアンビルの形状を変更(具体的には超音波ホーンとアンビルの部品交換)することなく、狭いシール幅から広いシール幅までの任意のシール幅を持ち、また超音波強さを変更することでシール強さが変更可能であり、シール特性について多様性のある帯状シールを実現することができる超音波シール装置を備えた包装機を提供することができる。 According to the packaging machine provided with the ultrasonic sealing device according to the present invention, when the ultrasonic sealing device is subjected to the ultrasonic sealing operation by the control device, between the ultrasonic horn having the band-shaped sealing surface and the anvil having the band-shaped receiving surface. The packaging material sandwiched between the two is welded by frictional heat when ultrasonic waves from the ultrasonic horn are applied under the pressure of the sandwiching, and a band-shaped seal is applied. By controlling the moving device, the control device causes the ultrasonic sealing device to perform the ultrasonic sealing operation, and the ultrasonic sealing device is orthogonal to the strip-shaped sealing surface and the strip-shaped receiving surface with respect to the packaging material. By moving relative to each other in the intersecting direction, the seal width of the band-shaped seal applied to the packaging material can be changed. Generally, in order to obtain a wide seal by ultrasonic sealing, it is necessary to significantly increase the value of the maximum ultrasonic energy because the sealing area becomes large, but this ultrasonic sealing device moves relative to the packaging material. Therefore, a narrow width in contact with the packaging material during sealing is sufficient, and the conditions are the same as when ultrasonically sealing a narrow sealing area. As a result, the maximum energy value required for sealing can be suppressed, and it is not necessary to require an excessive capacity for the ultrasonic sealing device, so that the manufacturing cost and operating cost of the packaging machine can be reduced as a whole. Furthermore, with the same ultrasonic sealing device, from narrow sealing width to wide sealing width without changing the shape of the ultrasonic horn and anvil of the ultrasonic sealing device (specifically, replacing the parts of the ultrasonic horn and anvil). A packaging machine equipped with an ultrasonic sealing device that has an arbitrary sealing width, the sealing strength can be changed by changing the ultrasonic strength, and a strip-shaped seal having various sealing characteristics can be realized. Can be provided.

図1は、本発明による包装機に備わる超音波シール装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of an ultrasonic sealing device provided in a packaging machine according to the present invention. 図2は、図1に示す超音波シール装置の要部を拡大して示す部分図である。FIG. 2 is an enlarged partial view showing a main part of the ultrasonic sealing device shown in FIG. 図3は、本発明による包装機に備わる制御装置の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a control device provided in the packaging machine according to the present invention. 図4は、包装材の送りと超音波シール装置の移動を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating feeding of the packaging material and movement of the ultrasonic sealing device. 図5は、シール幅方向にシール強度に変化を持たせた場合のシール特性の概略を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an outline of seal characteristics when the seal strength is changed in the seal width direction. 図6は、移動装置の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a mobile device. 図7は、本発明である超音波シール装置を備えた包装機の一例として示す縦型製袋充填包装機の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a vertical bag-making filling and packaging machine shown as an example of a packaging machine equipped with the ultrasonic sealing device of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明による超音波シール装置を備えた包装機の実施例を説明する。図1は、包装機に備わる超音波シール装置の一例を示す図であって、図2はその超音波シール装置の要部を拡大して示す部分図である。横シール装置として超音波シール装置が適用される包装機それ自体は、図7に一例として示す縦型製袋充填包装機のような包装機であってよい。 Hereinafter, examples of the packaging machine provided with the ultrasonic sealing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of an ultrasonic sealing device provided in a packaging machine, and FIG. 2 is a partial view showing an enlarged main part of the ultrasonic sealing device. The packaging machine itself to which the ultrasonic sealing device is applied as the horizontal sealing device may be a packaging machine such as the vertical bag-making filling and packaging machine shown as an example in FIG. 7.

図7は縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図である。図7に示す製袋充填包装機50においては、包装物である製品(この例の場合、多数の小物品からなるが、これに限られない)Pを投下するため、充填筒51が縦に配置されている。製品Pは、上方から充填筒51の内部を通じて筒状包装材Ft内に投下される。充填筒51の上部において、製袋充填包装機のフォーマであって、充填筒51が内部を貫通するように設けられている製筒フォーマ52は、通過する帯状包装材Fwの両側縁部分fe,feを引き寄せることで、帯状包装材Fwを充填筒51の外周面を取り囲むように略筒状に曲成する。略筒状に曲成された帯状包装材Fwは、製筒フォーマ52と充填筒51との間の隙間から充填筒51に沿って下方へ送り出される。 FIG. 7 is a perspective view showing an example of a vertical bag-making filling / packaging machine. In the bag-making filling and packaging machine 50 shown in FIG. 7, since the product (in this example, consisting of a large number of small articles, but not limited to) P, which is a package, is dropped, the filling cylinder 51 is vertically inserted. Have been placed. The product P is dropped into the tubular packaging material Ft from above through the inside of the filling cylinder 51. In the upper part of the filling cylinder 51, which is a former of the bag-making filling and packaging machine, the cylinder-making former 52 provided so that the filling cylinder 51 penetrates the inside is a strip-shaped packaging material Fw passing through both side edge portions fe, By attracting the fe, the strip-shaped packaging material Fw is bent into a substantially tubular shape so as to surround the outer peripheral surface of the filling cylinder 51. The strip-shaped packaging material Fw curved in a substantially tubular shape is sent downward along the filling cylinder 51 from the gap between the cylinder making former 52 and the filling cylinder 51.

筒状に曲成された帯状包装材Fwは、充填筒51に沿って送られるときに縦シール装置である縦ヒートシーラ53によって筒状包装材Ftに成形される。縦ヒートシーラ53は、製筒フォーマ52の下方で且つ充填筒51の側方に充填筒51に沿ってバー状に平行に延びるように配置されていて且つ互いに接離可能な縦ヒートシールバー54a,54bを備えている。縦ヒートシールバー54a,54bは、内部にヒータを有するバーヒータ構造に構成されている。縦ヒートシールバー54a,54bは、略筒状に曲成された帯状包装材Fwの互いに重なる長手方向の側縁部分fe,feを挟み付けたときに両縁部を熱溶着して縦シール部分Scを形成する。帯状包装材Fwは、縦シール装置によって筒状包装材Ftに成形され、充填筒51の先端から送り出される。 The strip-shaped packaging material Fw bent into a tubular shape is formed into a tubular packaging material Ft by a vertical heat sealer 53, which is a vertical sealing device, when sent along the filling cylinder 51. The vertical heat sealer 53 is arranged below the cylinder making former 52 and on the side of the filling cylinder 51 so as to extend in parallel in a bar shape along the filling cylinder 51, and can be brought into contact with each other. It is equipped with 54b. The vertical heat seal bars 54a and 54b are configured in a bar heater structure having a heater inside. The vertical heat seal bars 54a and 54b are heat-welded to both edges when sandwiching the side edge portions fe and fe in the longitudinal direction that overlap each other in the strip-shaped packaging material Fw that is bent into a substantially tubular shape to form the vertical seal portion. Sc is formed. The strip-shaped packaging material Fw is formed into a tubular packaging material Ft by a vertical sealing device, and is sent out from the tip of the filling cylinder 51.

充填筒51の側方において、充填筒51の周方向に縦ヒートシーラ53とは直角方向に隔置した位置、即ち、充填筒51の直径方向に相反対した位置に、筒状包装材Ftを紙送りするため、同じ構造が対称配置されて成る包装材送り装置55,55が設けられている。両包装材送り装置55,55は、それぞれが筒状包装材Ftを充填筒51の外面との間に挟み込み且つ充填筒51の外面に向って適宜の手段で且つ適度な圧力で押しつけており、通常の包装の進行とともに互いに同期して駆動されるとき、筒状包装材Ftを充填筒51に沿って下方へ紙送りする。 On the side of the filling cylinder 51, paper the tubular packaging material Ft is placed at a position perpendicular to the vertical heat sealer 53 in the circumferential direction of the filling cylinder 51, that is, at a position opposite to the diameter direction of the filling cylinder 51. For feeding, packaging material feeding devices 55 and 55 having the same structure arranged symmetrically are provided. Each of the packaging material feeding devices 55 and 55 sandwiches the tubular packaging material Ft with the outer surface of the filling cylinder 51 and presses the tubular packaging material Ft toward the outer surface of the filling cylinder 51 by an appropriate means and with an appropriate pressure. When driven in synchronization with each other as the normal packaging progresses, the tubular packaging material Ft is fed downward along the filling cylinder 51.

各包装材送り装置55は、図示しないサーボモータによって駆動される駆動側プーリ57と、駆動側プーリ57と対に設けられた従動側プーリ58と、駆動側プーリ57及び従動側プーリ58とに巻き掛けられたタイミングベルト59とを有する公知の構造のものであってよい。サーボモータは、任意のタイミングで作動可能であり、応答性が良好で且つ精度良く送り量を制御可能なパルスモータである。タイミングベルト59は、内側に駆動側プーリ57及び従動側プーリ58と噛み合う噛み合い歯を有しており、外側は筒状包装材Ftに対して大きな摩擦力を生じる材料で形成された層を備えていて、ベルトに沿って多数の吸引孔が形成された吸引ベルトとすることができる。 Each packaging material feeding device 55 is wound around a drive-side pulley 57 driven by a servomotor (not shown), a driven-side pulley 58 provided in pairs with the drive-side pulley 57, and a drive-side pulley 57 and a driven-side pulley 58. It may have a known structure having a hung timing belt 59. The servo motor is a pulse motor that can be operated at an arbitrary timing, has good responsiveness, and can control the feed amount with high accuracy. The timing belt 59 has meshing teeth that mesh with the drive side pulley 57 and the driven side pulley 58 on the inside, and has a layer formed of a material that generates a large frictional force with respect to the tubular packaging material Ft on the outside. Therefore, it can be a suction belt in which a large number of suction holes are formed along the belt.

帯状包装材Fwを巻き取った包装材ロールFrから繰り出された帯状包装材は、幾つかの案内ローラ60の周りを誘導されて製筒フォーマ52に送られる。供給途上に上下方向に移動可能なダンサーローラ61が配置されており、ダンサーローラ61は、帯状包装材Fwに生じる弛みを吸収すると共に自身の重みによって帯状包装材Fwに適度の張力を与えつつ帯状包装材Fwを蓄える貯留部となっている。包装材送り装置55,55は、その作動により、帯状包装材Fwを引っ張って、包装材ロールFrから繰り出して製筒フォーマ52を通過させる。なお、帯状包装材Fwの送り制御を行なうため、帯状包装材Fwに一定間隔を置いて印刷されているレジマーク等の基準マークを検出するマークセンサ62a等の各種センサが、製筒フォーマ52の上流側において帯状包装材Fwの供給途中に配置されている。また、帯状包装材Fwに印字をするプリンタ62bを、帯状包装材Fwの供給途中に配置することができる。 The band-shaped packaging material unwound from the packaging material roll Fr around which the band-shaped packaging material Fw is wound is guided around some guide rollers 60 and sent to the cylinder making former 52. A dancer roller 61 that can move in the vertical direction is arranged in the middle of supply, and the dancer roller 61 absorbs the slack generated in the band-shaped packaging material Fw and gives an appropriate tension to the band-shaped packaging material Fw by its own weight in a band shape. It is a storage unit that stores the packaging material Fw. The packaging material feeding devices 55, 55 pull the strip-shaped packaging material Fw by its operation, feed it out from the packaging material roll Fr, and pass it through the cylinder making former 52. In order to control the feed of the strip-shaped packaging material Fw, various sensors such as the mark sensor 62a that detects the reference mark such as the cash register mark printed on the strip-shaped packaging material Fw at regular intervals are used in the cylinder making former 52. It is arranged in the middle of supplying the strip-shaped packaging material Fw on the upstream side. Further, the printer 62b that prints on the strip-shaped packaging material Fw can be arranged in the middle of supplying the strip-shaped packaging material Fw.

充填筒51の先端に繰り出された筒状包装材Ftには、通常、先行する包装サイクルにおいて横シールが施されているので、筒状包装材Ftには先行して作製された袋Bの頭部及び後続の袋Bの底部となるべき横シール部分Se,Seが既に形成されている。この状態で一包装体の長さ、即ち、充填量に応じて予め定められた送り量だけ、包装材送り装置55,55によって筒状包装材Ftが順方向(この例では下方向)に送られる。筒状包装材Ftのこの送りに合わせて、充填筒51を通じて製品Pが充填され、製品Pは底部に横シール部分Seが形成されている筒状包装材Ft内に収容される。 Since the tubular packaging material Ft drawn out to the tip of the filling cylinder 51 is usually subjected to a horizontal seal in the preceding packaging cycle, the tubular packaging material Ft is the head of the bag B produced in advance. Lateral seal portions Se, Se, which should be the bottom portion of the portion and the subsequent bag B, have already been formed. In this state, the tubular packaging material Ft is fed in the forward direction (downward in this example) by the packaging material feeding devices 55 and 55 by the length of one package, that is, the feed amount predetermined according to the filling amount. Be done. The product P is filled through the filling cylinder 51 in accordance with this feed of the tubular packaging material Ft, and the product P is housed in the tubular packaging material Ft in which the horizontal seal portion Se is formed at the bottom.

充填筒51の下端よりも下方の位置に、横シール装置63が設けられている。横シール装置63は、対向して配置された一対の横シールブロック64a,64bから成る。図示されている横シールブロック64a,64bは内部にヒータを備えていて互いに同期して接近又は離間するように往復動可能なシールブロックであり、したがって横シール装置63はヒートシール装置である。シールブロック64a,64bが筒状包装材Ftを挟みつけると、筒状包装材Ftは互いに溶着されて横シール部分Seが形成され、製品Pが内部に収容された袋包装体Bpが製造される。横シールとタンミングを合わせて、筒状に曲成された帯状包装材Fwに対して縦ヒートシールが施され、次の包装サイクルの準備が行なわれる。横ヒートシーラ63にはカッタ機構を組み込むことができ、横シールとタイミングを合わせてカッタ機構のカッタによって袋包装体Bpが筒状包装材Ftから切断される。本発明による包装機に備わる超音波シール装置は、横シール装置63に代えて適用することができる。なお、包装機は、図示されたような縦型製袋充填包装機に限ることはなく、横型製袋充填包装機でもよいし、個々に繰り出される袋の開口をシールする袋包装機であってもよい。 A horizontal sealing device 63 is provided at a position below the lower end of the filling cylinder 51. The horizontal seal device 63 includes a pair of horizontal seal blocks 64a and 64b arranged so as to face each other. The horizontal seal blocks 64a and 64b shown are seal blocks that have a heater inside and can reciprocate so as to approach or separate from each other in synchronization with each other. Therefore, the horizontal seal device 63 is a heat seal device. When the seal blocks 64a and 64b sandwich the tubular packaging material Ft, the tubular packaging material Ft is welded to each other to form a horizontal seal portion Se, and a bag packaging body Bp in which the product P is housed is manufactured. .. The horizontal seal and the tamming are combined, and the strip-shaped packaging material Fw bent into a tubular shape is subjected to a vertical heat seal to prepare for the next packaging cycle. A cutter mechanism can be incorporated into the lateral heat sealer 63, and the bag package Bp is cut from the tubular packaging material Ft by the cutter of the cutter mechanism at the same timing as the lateral seal. The ultrasonic sealing device provided in the packaging machine according to the present invention can be applied in place of the horizontal sealing device 63. The wrapping machine is not limited to the vertical bag-making filling and wrapping machine as shown in the drawing, but may be a horizontal bag-making filling and wrapping machine, or a bag wrapping machine that seals the openings of the bags that are individually delivered. May be good.

図1に示すように、超音波シール装置1は、図7に示す縦型製袋充填包装機50の横シール装置63に代えて適用されるものであり、縦送りされる筒状包装材Ftを前後方向に挟み込み可能な超音波ホーン2とその受けとしてのアンビル3とを備えている。超音波ホーン2は、一般的に、電気エネルギーを機械的振動エネルギーに変換するセラミック製の圧電素子を備えたコンバータ2aと、超音波振動を増幅するブースタ2bと、機械的振動の共鳴体としてのホーン2cとを備えている。アンビル3は、超音波ホーン2のホーン2cとの間で挟込み圧力が掛けられた状態で筒状包装材Ftを間に挟んで、ホーン2cから発射された超音波を受け、筒状包装材Ftに振動エネルギーを与えて、摩擦熱によりシールを施す。 As shown in FIG. 1, the ultrasonic sealing device 1 is applied in place of the horizontal sealing device 63 of the vertical bag-making filling and packaging machine 50 shown in FIG. 7, and is vertically fed a tubular packaging material Ft. It is provided with an ultrasonic horn 2 capable of sandwiching the sound wave in the front-rear direction and an anvil 3 as a receiver thereof. The ultrasonic horn 2 generally includes a converter 2a provided with a ceramic piezoelectric element that converts electrical energy into mechanical vibration energy, a booster 2b that amplifies ultrasonic vibration, and a resonator of mechanical vibration. It is equipped with a horn 2c. The anvil 3 sandwiches the tubular packaging material Ft between the ultrasonic horn 2 and the horn 2c while the sandwiching pressure is applied, and receives the ultrasonic waves emitted from the horn 2c to receive the tubular packaging material. Vibration energy is applied to Ft, and the seal is applied by frictional heat.

超音波シール装置1が横シール装置として作動する際、超音波シールが施される筒状包装材Ftの部分は、シール部分にシワが発生しないように、弛みのない引っ張り状態で超音波シールするのが好ましい。充填筒の下端には、通常、筒状包装材を内部から横方向外側に向って突っ張る一対のばね棒が設けられているので、超音波シール装置1が筒状包装材Ftを挟み込むとき筒状包装材Ftは偏平になっており、横断方向に弛みが生じることはない。超音波シール装置1が筒状包装材Ftを挟み込むとき、筒状包装材Ftの送り方向にも弛みが生じることがないように、包装材送り方向にも引っ張り状態とするのが好ましい。包装物である製品Pで充分な荷重が得られる場合には、そうした荷重によって、超音波シール装置1の位置における筒条包装材Ftには包装材送り方向にも引っ張り状態とすることができる。製品で充分な荷重が得られない場合には、超音波シール装置1をその上流側に配設されている包装材送り装置と協働させるか、或いは超音波シール装置1の下流側に配設されていて、筒状包装材Ftを全幅に渡って挟み込む、例えば、カッタ機構を内部に組み込んだ切断装置と協働させることで、包装材を引っ張り状態とすることができる。 When the ultrasonic sealing device 1 operates as a horizontal sealing device, the portion of the tubular packaging material Ft to which the ultrasonic sealing is applied is ultrasonically sealed in a pulled state without slack so that the sealing portion does not wrinkle. Is preferable. At the lower end of the filling cylinder, a pair of spring rods that normally stretch the tubular packaging material from the inside toward the outside in the lateral direction are provided, so that when the ultrasonic sealing device 1 sandwiches the tubular packaging material Ft, the tubular packaging material is tubular. The packaging material Ft is flat and does not slacken in the transverse direction. When the ultrasonic sealing device 1 sandwiches the tubular packaging material Ft, it is preferable that the tubular packaging material Ft is pulled in the feeding direction so that the tubular packaging material Ft does not loosen in the feeding direction. When a sufficient load can be obtained from the packaged product P, the tubular packaging material Ft at the position of the ultrasonic sealing device 1 can be pulled in the packaging material feeding direction by such a load. If a sufficient load cannot be obtained with the product, the ultrasonic sealing device 1 is made to cooperate with the packaging material feeding device arranged on the upstream side of the product, or is arranged on the downstream side of the ultrasonic sealing device 1. The packaging material can be brought into a pulled state by sandwiching the tubular packaging material Ft over the entire width, for example, by cooperating with a cutting device incorporating a cutter mechanism inside.

超音波シール装置を備えた包装機には、制御装置が備わっている。図3に、本発明による包装機(図7に示す製袋充填包装機50において横シール装置として超音波シール装置1を適用したものとする)に備わる制御装置の一例がブロック図として示されている。制御装置30は、製袋充填包装機50において、帯状包装材Fwから次々に作製される袋B内に充填物である製品Pを順次充填し包装するために、製袋充填包装機50を構成する各装置、即ち、縦シール装置53、包装材送り装置55,55及び横シール装置63を順次、タイミングを取って作動させる。そのため、制御装置30は、帯状包装材Fw上のレジマーク等の基準マークを検出するマークセンサ62aからの検出信号の入力に応じて、縦シール装置53、包装材送り装置55,55及び横シール装置63(超音波シール装置1)を所定のタイミングを取りながら作動させている。 A packaging machine equipped with an ultrasonic sealing device is equipped with a control device. FIG. 3 shows an example of a control device provided in the packaging machine according to the present invention (assuming that the ultrasonic sealing device 1 is applied as the horizontal sealing device in the bag-making filling and packaging machine 50 shown in FIG. 7) as a block diagram. There is. The control device 30 constitutes the bag-making filling / packaging machine 50 in order to sequentially fill and package the product P, which is a filling material, in the bags B produced one after another from the band-shaped packaging material Fw in the bag-making filling / packaging machine 50. Each device, that is, the vertical sealing device 53, the packaging material feeding devices 55, 55, and the horizontal sealing device 63 are sequentially operated in a timely manner. Therefore, the control device 30 receives the vertical seal device 53, the packaging material feeding devices 55, 55, and the horizontal seal in response to the input of the detection signal from the mark sensor 62a that detects the reference mark such as the register mark on the strip-shaped packaging material Fw. The device 63 (ultrasonic sealing device 1) is operated while taking a predetermined timing.

超音波シール装置1を備える包装機においては、超音波シールのシール幅Swやシール強さSsを変更する等の制御をするため、筒状包装材Ftへの超音波シール位置を正確に割り出す精密な包装材送り制御と、超音波シールのシール強さの制御(超音波ホーンとアンビルとの接触圧力、超音波強さ及び接触時間の制御)を行っている。シール幅Swやシール強さSsは、ユーザの包装仕様に応じて入力設定装置31からの入力設定(既にメモリ32に登録されている幾つかの包装仕様から選択(更にその変更)することを含む)によって、最終的に製造されるべき袋包装体Bpにおける超音波シール仕様として設定され、制御装置30に入力される。 In the packaging machine provided with the ultrasonic sealing device 1, in order to control such as changing the sealing width Sw and the sealing strength Ss of the ultrasonic seal, the precision of accurately determining the ultrasonic sealing position on the tubular packaging material Ft. Controls the feeding of the packaging material and the sealing strength of the ultrasonic seal (control of the contact pressure between the ultrasonic horn and the anvil, the ultrasonic strength and the contact time). The seal width Sw and the seal strength Ss include input setting from the input setting device 31 (selection (further change) from some packaging specifications already registered in the memory 32) according to the packaging specifications of the user. ) Is set as an ultrasonic seal specification in the bag package Bp to be finally manufactured, and is input to the control device 30.

制御装置30は、センサ62aの検出出力や入力設定装置31からの入力設定を受けて、タイミングや動作諸量を演算する演算部33、並びに演算部33の演算結果を受けて縦シール装置53の動作の制御を司る縦シール制御部34、包装材送り装置55,55の動作の制御を司る包装材送り制御部35、及び超音波シール装置1による超音波シール動作の制御を司る超音波シール制御部36を備えている。超音波シール制御部36は、更に、超音波シール幅の制御を司る超音波シール幅制御部37、及び超音波シール装置1による超音波シール強さの制御を司る超音波シール強さ制御部38を備えている。 The control device 30 receives the detection output of the sensor 62a and the input setting from the input setting device 31, and receives the calculation results of the calculation unit 33 and the calculation unit 33 to calculate the timing and the operation amount, and receives the calculation result of the vertical seal device 53. The vertical seal control unit 34 that controls the operation, the packaging material feed control unit 35 that controls the operation of the packaging material feed devices 55 and 55, and the ultrasonic seal control that controls the ultrasonic seal operation by the ultrasonic seal device 1. The part 36 is provided. The ultrasonic seal control unit 36 further includes an ultrasonic seal width control unit 37 that controls the ultrasonic seal width, and an ultrasonic seal strength control unit 38 that controls the ultrasonic seal strength by the ultrasonic seal device 1. It has.

超音波シール仕様のうち、シール幅Swは、入力設定装置31での入力設定を受けて、制御装置30の超音波シール幅制御部37において、筒状包装材Ftに対する超音波シール開始位置Pssと超音波シール終了位置Pseとを定めることで決定される。即ち、筒状包装材Ftにおいて超音波シール開始位置Pssと超音波シール終了位置Pseとの位置間隔がシール幅となる。超音波シール開始位置Pssと超音波シール終了位置Pseとについては、詳細には、帯状包装材Fw上のレジマーク等の基準マークを検出するマークセンサ62aの検出時刻、入力設定装置31で設定又は保存されているマークセンサ62aからの超音波シール装置1の設置位置までの包装材経路長さと袋包装体Bpの袋長さ、単位時間当たりの袋包装体の製造個数(包装速度)、及び設定されたシール幅Sw等を参照して、マークセンサ62aによる基準マーク検出時からの包装材送り装置55,55による包装材送り量(筒状包装材の送り量)に基づいて、超音波シール装置1の筒状包装材Ftに対する超音波シールの開始と終了の作動タイミングが算出される。算出された作動タイミングで超音波シール装置1が作動することで、筒状包装材Ftの所定領域(超音波シール開始位置Pssから超音波シール終了位置Pseまで)に設定シール幅Swで超音波シールが施される。 Among the ultrasonic seal specifications, the seal width Sw is set with the ultrasonic seal start position Pss with respect to the tubular packaging material Ft in the ultrasonic seal width control unit 37 of the control device 30 in response to the input setting in the input setting device 31. It is determined by determining the ultrasonic seal end position Pse. That is, in the tubular packaging material Ft, the position distance between the ultrasonic seal start position Pss and the ultrasonic seal end position Pse is the seal width. The ultrasonic seal start position Pss and the ultrasonic seal end position Pse are specifically set by the detection time of the mark sensor 62a for detecting the reference mark such as the registration mark on the strip-shaped packaging material Fw, or by the input setting device 31. The length of the packaging material path from the stored mark sensor 62a to the installation position of the ultrasonic sealing device 1, the length of the bag package Bp, the number of packaged bags manufactured per unit time (packaging speed), and the setting. The ultrasonic sealing device is based on the packaging material feed amount (the feed amount of the tubular packaging material) by the packaging material feeding devices 55 and 55 from the time when the reference mark is detected by the mark sensor 62a with reference to the sealed seal width Sw and the like. The operation timings of the start and end of the ultrasonic seal on the tubular packaging material Ft of 1 are calculated. When the ultrasonic seal device 1 operates at the calculated operation timing, the ultrasonic seal is set in a predetermined region (from the ultrasonic seal start position Pss to the ultrasonic seal end position Pse) of the tubular packaging material Ft. Is given.

設定された超音波シール仕様のうち、シール強さSsは、筒状包装材Ftに対する超音波シール位置(超音波シール開始位置Pssと超音波シール終了位置Pseとの間における位置又は幅)と、そのときの超音波ホーン2とアンビル3間の接触圧力及び超音波ホーン2から出力される超音波強さ(更に必要であれば接触時間)とを定めることで制御される。筒状包装材Ftに対するシール強さSsに応じた超音波シール位置は、シール幅Swの制御の場合に準じて制御される。超音波シール装置1が筒状包装材Ftの所定の位置に到来したことに応じてシール強さを変更することで、シール幅Sw内におけるシール強さSsを設定シール仕様に合わせたものにすることができる。 Among the set ultrasonic seal specifications, the seal strength Ss is the ultrasonic seal position (position or width between the ultrasonic seal start position Pss and the ultrasonic seal end position Pse) with respect to the tubular packaging material Ft. It is controlled by determining the contact pressure between the ultrasonic horn 2 and the anvil 3 at that time and the ultrasonic intensity output from the ultrasonic horn 2 (and the contact time if necessary). The ultrasonic seal position according to the seal strength Ss with respect to the tubular packaging material Ft is controlled according to the case of controlling the seal width Sw. By changing the sealing strength according to the arrival of the ultrasonic sealing device 1 at a predetermined position of the tubular packaging material Ft, the sealing strength Ss within the sealing width Sw is adjusted to the set sealing specifications. be able to.

以下、超音波シール装置が作動中に包装材の送りがない場合において、超音波シール装置の構成要素で移動可能とされたものを特定して、本発明による超音波シール装置を備えた包装機の実施例を説明する。図2は、図1に示す超音波シール装置の要部の拡大図であるが、超音波ホーン2とアンビル3の両方が移動する場合を示している。超音波シール装置1のホーン2cの先端部4は、挟み込まれて偏平となった筒状包装材Ftの全幅を超える横長さを持っており、筒状包装材Ftの送り方向(紙面縦下方向)の中央、即ち、上下方向の中間位置にはカッタ刃が入り込む溝6が形成されている。超音波シール装置1のアンビル3も、その先端の受け部5はホーン2cの先端部4と同じ横長さを持っており、上下方向の中間位置にはホーン2cの溝6に対応する溝7が形成されている。溝7内には、カッタ刃8を収容されている。超音波シール装置1がシール動作をして、超音波ホーン2がアンビル3に向って移動し筒状包装材Ftを挟み込むとき、アンビル3の溝7内に収容されていたカッタ刃8が、シールされた筒状包装材Ftを横切って、超音波ホーン2のホーン2cの溝6内に入り込み、筒状包装材Ftを切断する。 Hereinafter, when the packaging material is not fed while the ultrasonic sealing device is in operation, the components of the ultrasonic sealing device that are movable are specified, and the packaging machine provided with the ultrasonic sealing device according to the present invention is provided. An embodiment of the above will be described. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the ultrasonic sealing device shown in FIG. 1, but shows a case where both the ultrasonic horn 2 and the anvil 3 move. The tip portion 4 of the horn 2c of the ultrasonic sealing device 1 has a lateral length exceeding the entire width of the tubular packaging material Ft that has been sandwiched and flattened, and the feeding direction of the tubular packaging material Ft (vertical and downward direction on the paper surface). ), That is, a groove 6 into which the cutter blade enters is formed at an intermediate position in the vertical direction. The receiving portion 5 at the tip of the anvil 3 of the ultrasonic sealing device 1 also has the same lateral length as the tip 4 of the horn 2c, and a groove 7 corresponding to the groove 6 of the horn 2c is provided at an intermediate position in the vertical direction. It is formed. The cutter blade 8 is housed in the groove 7. When the ultrasonic sealing device 1 performs a sealing operation and the ultrasonic horn 2 moves toward the anvil 3 to sandwich the tubular packaging material Ft, the cutter blade 8 housed in the groove 7 of the anvil 3 seals. It crosses the formed tubular packaging material Ft, enters the groove 6 of the horn 2c of the ultrasonic horn 2, and cuts the tubular packaging material Ft.

超音波ホーン2のホーン2cの先端部4には、溝6を境に上下二つの横方向に細長く延びていて且つ互いに同様の形態をした平坦な帯状シール面9,10が形成されている。また、アンビル3の先端の受け部5には、帯状シール面9,10にそれぞれ対向して配置されており、溝7を境にして上下二条となって横方向に平行に延びていて且つ互いに大きさを含む断面形状が同じな凸条11,12が設けられている。凸条11,12は、断面半円形に形成されており、断面円弧状の端面が帯状受け面13,14となっている。帯状受け面13,14を断面円弧状とすることにより、アンビル3が筒状包装材Ftに対して相対的にすべりをする際の摩擦抵抗を減らすことができる。超音波ホーン2とアンビル3が互いに接近するとき、帯状シール面9,10はそれぞれ突条11,12の帯状受け面13,14に接近し、筒状包装材Ftを圧力で以て挟み込み、超音波ホーン2の超音波発振によって筒状包装材Ftに超音波シールを行う。アンビル3は、突条11,12の断面円弧状の先端で帯状シール面9,10と対向するので、間に挟み込んだ筒状包装材Ftに対して超音波を集中させることができる。図2に示す例では、アンビル3に凸条11,12を形成したが、アンビル3の受け部5を平坦な受け面に形成し、超音波ホーン2のホーン2cの先端部4に、断面円弧状の帯状シール面を持つ二条の凸条を形成してもよい。 The tip portion 4 of the horn 2c of the ultrasonic horn 2 is formed with flat strip-shaped sealing surfaces 9 and 10 extending in two lateral directions above and below the groove 6 as a boundary and having the same shape as each other. Further, the receiving portion 5 at the tip of the anvil 3 is arranged so as to face the strip-shaped sealing surfaces 9 and 10, respectively, and has two upper and lower stripes with the groove 7 as a boundary and extends parallel to each other in the lateral direction. The ridges 11 and 12 having the same cross-sectional shape including the size are provided. The ridges 11 and 12 are formed to have a semicircular cross section, and the end faces having an arcuate cross section are band-shaped receiving surfaces 13 and 14. By forming the strip-shaped receiving surfaces 13 and 14 to have an arcuate cross section, it is possible to reduce the frictional resistance when the anvil 3 slides relative to the tubular packaging material Ft. When the ultrasonic horn 2 and the anvil 3 approach each other, the band-shaped sealing surfaces 9 and 10 approach the band-shaped receiving surfaces 13 and 14 of the ridges 11 and 12, respectively, and the tubular packaging material Ft is sandwiched by pressure to superimpose. The tubular packaging material Ft is ultrasonically sealed by ultrasonic oscillation of the sound wave horn 2. Since the anvil 3 faces the band-shaped sealing surfaces 9 and 10 at the tips of the ridges 11 and 12 having an arcuate cross section, ultrasonic waves can be concentrated on the tubular packaging material Ft sandwiched between them. In the example shown in FIG. 2, the ridges 11 and 12 are formed on the anvil 3, but the receiving portion 5 of the anvil 3 is formed on a flat receiving surface, and the tip portion 4 of the horn 2c of the ultrasonic horn 2 has a circular cross section. Two ridges with an arcuate strip-shaped sealing surface may be formed.

図2において、超音波シール装置1が超音波シール開始時に占める位置(超音波シール開始位置Pss。本例では、溝6,7の中央位置で超音波シール装置1の位置とする)にあるときの超音波ホーン2とアンビル3が想像線で描かれている。超音波シールを開始してから、超音波ホーン2とアンビル3は互いの位置関係を変えることなく、筒状包装材Ftに超音波シールを施しながら、実線で描かれている超音波シール終了位置Pseまで移動する。このときの超音波シールの形成の様子が図4(a)に示されている。図4(a)に示すように、超音波シールの間、筒状包装材Ftの主送り(包装袋の製造に伴う通常の送り速度;Vfm=0)も副送り(超音波シールに伴う特別の送り速度;Vfs=0)も停止されている。したがって、包装材送り速度Vf=0となり、超音波シール装置1のみが移動装置によって移動され、そのときの超音波シール装置1が筒状包装材Ftを挟み込んでシールをしながら移動する方向は、移動速度(代表的な移動速度)Vuで示すように、製品の包装を実行する際の筒状包装材Ftの主送り方向である下方方向である。超音波シール開始位置Pssから超音波シール終了位置Pseまでの距離が超音波シール幅Swとなる。このような超音波シール動作は、包装機が間欠包装動作をする包装機である場合に対応している。 In FIG. 2, when the ultrasonic sealing device 1 is at the position occupied at the start of the ultrasonic sealing (ultrasonic sealing start position Pss. In this example, the position of the ultrasonic sealing device 1 is the center position of the grooves 6 and 7). Ultrasonic horn 2 and anvil 3 are drawn with imaginary lines. After starting the ultrasonic seal, the ultrasonic horn 2 and the anvil 3 do not change the positional relationship with each other, and while applying the ultrasonic seal to the tubular packaging material Ft, the ultrasonic seal end position drawn by the solid line. Move to Pse. The state of formation of the ultrasonic seal at this time is shown in FIG. 4 (a). As shown in FIG. 4A, during the ultrasonic sealing, the main feed (normal feed rate associated with the manufacture of the packaging bag; Vfm = 0) of the tubular packaging material Ft is also the secondary feed (special accompanying the ultrasonic seal). Feed rate; Vfs = 0) is also stopped. Therefore, the packaging material feed rate Vf = 0, and only the ultrasonic sealing device 1 is moved by the moving device, and the direction in which the ultrasonic sealing device 1 at that time moves while sandwiching the tubular packaging material Ft and sealing is As shown by the moving speed (typical moving speed) Vu, it is the downward direction which is the main feed direction of the tubular packaging material Ft when packaging the product. The distance from the ultrasonic seal start position Pss to the ultrasonic seal end position Pse is the ultrasonic seal width Sw. Such an ultrasonic sealing operation corresponds to the case where the packaging machine is a packaging machine that performs an intermittent packaging operation.

筒状包装材Ftは充填筒51の周囲において包装材送り装置55,55によって圧力を掛けられた状態で挟まれており、包装材送り装置55,55が動作停止している状態では、筒状包装材Ftは包装材送り装置55,55によって充填筒51に対して移動しないように押さえられた状態にある。シール中の超音波シール装置1は、停止している筒状包装材Ftに対してすべりながら相対的に移動可能である。超音波シール装置1が筒状包装材Ftを挟み込んで下方へ移動するとき、包装材送り装置55,55は筒状包装材Ftの引きずり下ろしに対して抵抗し且つ阻止するブレーキとなっている。移動する超音波シール装置1は、停止している筒状包装材Ftに対して摩擦力によって下方に引っ張り力を付与し続けることで筒状包装材Ftを緊張状態に置いて超音波シールを施すので、筒状包装材Ftにシワを生じさせることがない。 The tubular packaging material Ft is sandwiched around the filling cylinder 51 under pressure by the packaging material feeding devices 55 and 55, and is tubular when the packaging material feeding devices 55 and 55 are stopped. The packaging material Ft is in a state of being held down by the packaging material feeding devices 55 and 55 so as not to move with respect to the filling cylinder 51. The ultrasonic sealing device 1 during sealing is movable relative to the stopped tubular packaging material Ft while sliding. When the ultrasonic sealing device 1 sandwiches the tubular packaging material Ft and moves downward, the packaging material feeding devices 55 and 55 are brakes that resist and prevent the tubular packaging material Ft from being dragged down. The moving ultrasonic sealing device 1 keeps the tubular packaging material Ft in a tense state by continuously applying a downward pulling force to the stopped tubular packaging material Ft by a frictional force to perform ultrasonic sealing. Therefore, the tubular packaging material Ft does not wrinkle.

筒状包装材Ftの送りがない場合、即ち、筒状包装材Ftが停止している状態で、超音波シール装置を移動させつつ超音波シール動作をさせるとき、超音波シール装置のうちアンビルのみを移動させることもできる。このときの超音波シールの形成の様子が図4(b)に示されている。図4(b)に示すように、超音波シール装置21bの固定であって移動しない超音波ホーン22bの平坦な先端面24bの幅が、シール幅Swよりも広く形成されている。アンビル23bの移動方向は、移動速度Vuaで示すように下方向である。アンビル23bの凸条25bが超音波ホーン22bの先端面24bに対して筒状包装材Ftを間に挟んで押圧されながら上の位置(超音波シール開始位置Pss)から下の位置(超音波シール終了位置Pse)まで移動することで、筒状包装材Ftにはシール幅Swで超音波シールが施される。 When the tubular packaging material Ft is not fed, that is, when the ultrasonic sealing device is moved and the ultrasonic sealing operation is performed while the tubular packaging material Ft is stopped, only the anvil of the ultrasonic sealing devices is used. Can also be moved. The state of formation of the ultrasonic seal at this time is shown in FIG. 4 (b). As shown in FIG. 4B, the width of the flat tip surface 24b of the ultrasonic horn 22b, which is fixed and does not move, is formed to be wider than the seal width Sw. The moving direction of the anvil 23b is downward as shown by the moving speed Vua. The ridge 25b of the anvil 23b is pressed against the tip surface 24b of the ultrasonic horn 22b with the tubular packaging material Ft sandwiched between them, and is pressed from the upper position (ultrasonic seal start position Pss) to the lower position (ultrasonic seal). By moving to the end position Pse), the tubular packaging material Ft is ultrasonically sealed with a seal width Sw.

筒状包装材Ftの送りがない場合、即ち、筒状包装材Ftが停止している状態で、超音波シール装置を移動させつつ超音波シール動作をさせるとき、超音波シール装置のうち超音波ホーンのみを移動させることもできる。このときの超音波シールの形成の様子が図4(c)に示されている。図4(c)に示すように、超音波シール装置21cの固定であって移動しないアンビル23cの平坦な先端面24cの幅が、シール幅Swよりも広く形成されている。超音波ホーン22cの移動方向は、移動速度Vuhで示すように下方向である。超音波ホーン22cの凸条25cがアンビル23cの幅の広い先端面24cに対して筒状包装材Ftを間に挟んで押圧されながら上の位置(超音波シール開始位置Pss)から下の位置(超音波シール終了位置Pse)まで移動することで、筒状包装材Ftにはシール幅Swで超音波シールが施される。包装材送り装置55,55と超音波シール装置21cとの間にある筒状包装材Ftは緊張状態となり、超音波シールが施される間、筒状包装材Ftにはシワが生じるのを防止することができる。 When the tubular packaging material Ft is not fed, that is, when the ultrasonic sealing device is moved and the ultrasonic sealing operation is performed while the tubular packaging material Ft is stopped, the ultrasonic waves among the ultrasonic sealing devices are used. It is also possible to move only the horn. The state of formation of the ultrasonic seal at this time is shown in FIG. 4 (c). As shown in FIG. 4C, the width of the flat tip surface 24c of the anvil 23c, which is fixed and does not move in the ultrasonic sealing device 21c, is formed to be wider than the sealing width Sw. The moving direction of the ultrasonic horn 22c is downward as shown by the moving speed Vuh. The ridge 25c of the ultrasonic horn 22c is pressed against the wide tip surface 24c of the anvil 23c with the tubular packaging material Ft sandwiched between them, and is pressed from the upper position (ultrasonic seal start position Pss) to the lower position (the ultrasonic seal start position Pss). By moving to the ultrasonic seal end position Pse), the tubular packaging material Ft is ultrasonically sealed with a seal width Sw. The tubular packaging material Ft between the packaging material feeding devices 55 and 55 and the ultrasonic sealing device 21c becomes tense, and the tubular packaging material Ft is prevented from wrinkling while the ultrasonic sealing is applied. can do.

更に、超音波シール装置が作動中に包装材の送りがある場合において、超音波シールを開始してから、超音波ホーン2とアンビル3は互いの位置関係を変えることなく、紙送りされている筒状包装材Ftに超音波シールを施しながら超音波シール終了位置Pseまで移動する。このときの超音波シールの形成の様子が図4(d)に示されている。図4(d)に示すように、筒状包装材Ftの主送り(包装袋の製造に伴う下方向の所定の送り速度Vfm)が行われているとともに、移動装置によって超音波シール装置1が超音波シール動作を行いながら下方向の所定の移動速度Vuで送られる。移動速度Vuは筒状包装材Ftの送り速度Vfmよりも速い速度に設定されている。超音波シール装置1は、筒状包装材Ftを挟み込んでシールをしながら移動装置によって筒状包装材Ftの送り速度Vfmよりも速く下方向に移動するので、包装材送り装置55,55と超音波シール装置1との間にある筒状包装材Ftは緊張状態となり、超音波シールが施される間、筒状包装材Ftにはシワが生じるのを防止することができる。超音波シール開始位置Pssから超音波シール終了位置Pseまでの距離が超音波シール幅Swとなる。このような超音波シール動作は、包装機が連続包装動作をする包装機である場合に対応している。 Further, when the packaging material is fed while the ultrasonic sealing device is operating, the ultrasonic horn 2 and the anvil 3 are fed on paper without changing the positional relationship with each other after the ultrasonic sealing is started. The tubular packaging material Ft is ultrasonically sealed and moved to the ultrasonic seal end position Pse. The state of formation of the ultrasonic seal at this time is shown in FIG. 4 (d). As shown in FIG. 4D, the main feed of the tubular packaging material Ft (predetermined downward feed rate Vfm accompanying the manufacture of the packaging bag) is performed, and the ultrasonic seal device 1 is moved by the moving device. It is sent at a predetermined downward moving speed Vu while performing an ultrasonic sealing operation. The moving speed Vu is set to be faster than the feeding speed Vfm of the tubular packaging material Ft. Since the ultrasonic sealing device 1 moves downward at a speed faster than the feeding speed Vfm of the tubular packaging material Ft by the moving device while sandwiching and sealing the tubular packaging material Ft, the ultrasonic sealing device 1 is super with the packaging material feeding devices 55 and 55. The tubular packaging material Ft between the ultrasonic sealing device 1 and the tubular packaging material Ft is in a tense state, and it is possible to prevent the tubular packaging material Ft from wrinkling while the ultrasonic sealing is applied. The distance from the ultrasonic seal start position Pss to the ultrasonic seal end position Pse is the ultrasonic seal width Sw. Such an ultrasonic sealing operation corresponds to the case where the wrapping machine is a wrapping machine that continuously performs a wrapping operation.

超音波シール装置が移動装置によって移動されることなく超音波シール動作中であるときに、筒状包装材の送りを逆送りすることによっても、所定のシール幅を有する超音波シールを施すことができる。このときの超音波シールの形成の様子が図4(e)に示されている。図4(e)に示すように、超音波シール装置1は、超音波ホーン2とアンビル3が互いの位置関係を変えることなく且つ移動装置による送りは停止している(Vu=0)。包装材送り装置55,55を主送りとは逆方向に移動させながら、超音波ホーン2とアンビル3との間に筒状包装材Ftを間に挟みつつ超音波シール装置1に超音波シール動作をさせ、筒状包装材Ftの上の位置(超音波シール開始位置Pss)から下の位置(超音波シール終了位置Pse)まで超音波シール装置1を通過させることで、筒状包装材Ftにはシール幅Swで超音波シールが施される。超音波シール動作中、超音波シール装置1は筒状包装材Ftの送りに対してブレーキとしての作用をするので、包装材送り装置55,55と超音波シール装置1との間にある筒状包装材Ftは緊張状態となり、超音波シールが施される間、筒状包装材Ftにはシワが生じるのを防止することができる。 When the ultrasonic sealing device is in the ultrasonic sealing operation without being moved by the moving device, the ultrasonic sealing having a predetermined sealing width can be applied by reverse feeding the tubular packaging material. can. The state of formation of the ultrasonic seal at this time is shown in FIG. 4 (e). As shown in FIG. 4 (e), in the ultrasonic sealing device 1, the ultrasonic horn 2 and the anvil 3 do not change their positional relationship with each other, and the feeding by the moving device is stopped (Vu = 0). While moving the packaging material feeding devices 55 and 55 in the direction opposite to the main feeding, the ultrasonic sealing device 1 is operated with the ultrasonic sealing material Ft sandwiched between the ultrasonic horn 2 and the anvil 3. By passing the ultrasonic sealing device 1 from the upper position (ultrasonic sealing start position Pss) to the lower position (ultrasonic sealing end position Pse) of the tubular packaging material Ft, the tubular packaging material Ft is formed. Is ultrasonically sealed with a seal width of Sw. During the ultrasonic sealing operation, the ultrasonic sealing device 1 acts as a brake against the feeding of the tubular packaging material Ft, so that the tubular shape between the packaging material feeding devices 55 and 55 and the ultrasonic sealing device 1 is provided. The packaging material Ft is in a tense state, and wrinkles can be prevented from occurring in the tubular packaging material Ft while the ultrasonic seal is applied.

図2に示す実施例では、シール強度について特段の変化をつけず幅方向に一様なシール強度であるとして説明したが、図5(a)に示すように、シール幅Swの中でのシール強度Ssについて、幅中心部のシール強度を高くし、幅の両サイド限界近くでのシール強度を抑えるというように、幅方向にシール強度Ssに変化を持たせることができる。幅中心部の強いシールによって袋内の密閉を保つことができ、両サイドの弱いシールによって、包装材の切れを少なくすることができる。また、図5(b)に示すように、シール幅Swの中でのシール強度Ssについて、幅方向に複数条の強いシールを施すこともできる(シール強度Ssが二つのピークを持つものとして示す)。幅方向のシール強弱の位置は超音波シール装置1の筒状包装材Ftに対する移動量によって定めることができ、シール強度Ssは超音波シール装置1の加圧力と超音波強さ(振幅や周波数)によって定めることができる。 In the embodiment shown in FIG. 2, it has been described that the seal strength is uniform in the width direction without any particular change in the seal strength, but as shown in FIG. 5A, the seal within the seal width Sw is used. With respect to the strength Ss, the seal strength Ss can be changed in the width direction, such as increasing the seal strength at the center of the width and suppressing the seal strength near both side limits of the width. A strong seal at the center of the width keeps the inside of the bag sealed, and weak seals on both sides reduce the breakage of the packaging material. Further, as shown in FIG. 5B, with respect to the seal strength Ss in the seal width Sw, a plurality of strong seals can be applied in the width direction (shown assuming that the seal strength Ss has two peaks). ). The position of the sealing strength in the width direction can be determined by the amount of movement of the ultrasonic sealing device 1 with respect to the tubular packaging material Ft, and the sealing strength Ss is the pressing force of the ultrasonic sealing device 1 and the ultrasonic strength (amplitude and frequency). Can be determined by.

超音波シール装置1を移動させる移動装置は、例えば、図6に示されているような、横シール装置を駆動させる機構を用いることができる。移動装置は、昇降ガイドロッド48,48に支持されたステー49上に載置されている昇降サーボモータ41の駆動によってモータ軸41aがハ及びニの方向に回動するときに、昇降クランク機構40のクランク動作によって、左右の開閉ブロック40a,40bが昇降ガイドロッド48,48に沿って昇降する構成となっている。横シール装置として適用されている超音波シール装置1の超音波ホーン2は、左右の開閉ブロック40a,40bを貫通する連結ロッド45,45の一方端に取り付けられているホーン側ブロック43に対して流体アクチュエータ42を介して連結されており、超音波シール装置1のアンビルは、連結ロッド45,45の他方端に取り付けられているアンビル側ブロック44に支持されている。昇降サーボモータ41の出力を昇降クランク機構40のクランク動作に変換し、昇降クランク機構40の動作によって左右の開閉ブロック40a,40bを昇降させることによって、超音波シール装置1を所定の方向に所定の量だけ移動させることができる。この例は、超音波ホーン2もアンビル3も昇降させる例であるが、超音波ホーン2のみ、或いはアンビル3のみを昇降させるように構成することにも適用できることは明らかである。なお、移動装置の移動量を精密に制御する必要がある場合には、昇降クランク機構40の代わりに偏心軸を用いて回転を直線動作に変換する偏心変換機構を用いてもよい。また、超音波ホーン2とアンビル3とを互いに押し付ける押圧装置は、超音波シールの強さが押圧力にも依存しているので、圧力制御が容易な流体アクチュエータ42を用いるのが好ましい。 As the moving device for moving the ultrasonic sealing device 1, for example, a mechanism for driving the lateral sealing device as shown in FIG. 6 can be used. The moving device includes the elevating crank mechanism 40 when the motor shaft 41a is rotated in the directions c and d by the drive of the elevating servomotor 41 mounted on the stays 49 supported by the elevating guide rods 48 and 48. The left and right opening / closing blocks 40a and 40b are configured to move up and down along the lifting guide rods 48 and 48 by the crank operation of. The ultrasonic horn 2 of the ultrasonic sealing device 1 applied as a horizontal sealing device has a reference to a horn side block 43 attached to one end of connecting rods 45, 45 penetrating the left and right opening / closing blocks 40a, 40b. It is connected via a fluid actuator 42, and the anvil of the ultrasonic sealing device 1 is supported by an anvil side block 44 attached to the other end of the connecting rods 45, 45. The output of the elevating servomotor 41 is converted into the crank operation of the elevating crank mechanism 40, and the left and right opening / closing blocks 40a and 40b are moved up and down by the operation of the elevating crank mechanism 40 to move the ultrasonic seal device 1 in a predetermined direction. It can be moved by the amount. Although this example is an example in which both the ultrasonic horn 2 and the anvil 3 are raised and lowered, it is clear that the example can be applied to a configuration in which only the ultrasonic horn 2 or only the anvil 3 is raised and lowered. When it is necessary to precisely control the amount of movement of the moving device, an eccentric conversion mechanism that converts rotation into linear motion by using an eccentric shaft may be used instead of the elevating crank mechanism 40. Further, as the pressing device for pressing the ultrasonic horn 2 and the anvil 3 against each other, it is preferable to use a fluid actuator 42 whose pressure can be easily controlled because the strength of the ultrasonic seal depends on the pressing pressure.

以上、本発明による超音波シール装置を備えた包装機の実施例を説明したが、各実施例において、本願発明の技術的思想を変更しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、超音波シール装置の超音波ホーンとアンビルの先端面に凸条が形成される場合、凸条の断面形状は円弧形状以外でも構わない。また、図4(b)や図4(c)に示したものでは、カッタ装置を特に組み込んでいないが、カッタは、図2に示すように超音波シール装置に組み込んでもよく、また、超音波シール装置の下流側にカッタ装置を単独で設けてもよい。更に、包装機は、縦型の製袋充填包装機を例に取って説明したが、超音波シール装置が包装すべき製品が投入又は送り込まれた筒状包装材を横方向に押し潰してシールをする横シール装置として適用されていればよく、横型の製袋充填包装機、或いはその他の袋やシートを超音波シールして製品を包装する包装機であっても適用可能であることは明らかである。 Although examples of the packaging machine provided with the ultrasonic sealing device according to the present invention have been described above, various changes can be made in each embodiment without changing the technical idea of the present invention. For example, when a ridge is formed on the tip surface of the ultrasonic horn and the anvil of the ultrasonic sealing device, the cross-sectional shape of the ridge may be other than the arc shape. Further, although the cutter device is not particularly incorporated in the device shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c), the cutter may be incorporated in the ultrasonic sealing device as shown in FIG. 2, and the ultrasonic wave may be incorporated. A cutter device may be provided independently on the downstream side of the sealing device. Further, the wrapping machine has been described by taking a vertical bag-making filling wrapping machine as an example. It suffices if it is applied as a horizontal sealing device, and it is clear that it can also be applied to a horizontal bag-making filling and packaging machine, or other packaging machines that ultrasonically seal bags and sheets to wrap products. Is.

超音波シール動作の際に、包装材の送りを停止、主送りによる送り、或いは逆送りの例を説明したが、包装材を主送りさせている或いはさせていないにかかわらず、包装材には超音波シール装置の送りと協働する特別の送り(副送り)をさせても構わない。また、包装材の送りは、超音波シール装置よりも上流側にある充填筒51と協働する包装材送り装置55,55としたが、これに代えて、超音波シール装置よりも下流側にあって、袋包装体を例えば形成されたばかりの横シール位置で挟み込んで引き下げる包装材送り装置であってもよい。超音波シール装置と包装材送り装置との間にある包装材を緊張状態に置きつつ、超音波シール装置が包装材と相対的に移動しながら当該包装材に超音波シールを施すことで、包装材にシワの発生を防止しつつ任意のシール幅や任意のシール強さで超音波シールを施すことができる。 An example of stopping the feeding of the packaging material, feeding by main feed, or reverse feed during the ultrasonic sealing operation has been described, but the packaging material may or may not be main-fed. A special feed (secondary feed) that cooperates with the feed of the ultrasonic sealing device may be used. Further, the packaging material was fed by the packaging material feeding devices 55 and 55 that cooperate with the filling cylinder 51 located on the upstream side of the ultrasonic sealing device, but instead of this, the packaging material was fed to the downstream side of the ultrasonic sealing device. Therefore, the packaging material feeding device may be used, for example, by sandwiching the bag packaging body at the position of the horizontal seal that has just been formed and pulling it down. While placing the packaging material between the ultrasonic sealing device and the packaging material feeding device in a tense state, the ultrasonic sealing device moves relative to the packaging material to apply ultrasonic sealing to the packaging material, thereby packaging. Ultrasonic sealing can be applied to the material with an arbitrary sealing width and arbitrary sealing strength while preventing the occurrence of wrinkles.

1 超音波シール装置 2 超音波ホーン
2a コンバータ 2b ブースタ
2c ホーン 3 アンビル
4 先端部 5 受け部
6 溝 7 溝
8 カッタ刃 9,10 帯状シール面
11,12 凸条 13,14 帯状受け面
21b,21c 超音波シール装置 22b,22c 超音波ホーン
23b,23c アンビル 24b,24c 先端面
25b,25c 凸条
30 制御装置 31 入力設定装置
32 メモリ 33 演算部
34 縦シール制御部 35 包装材送り制御部
36 超音波シール制御部 37 超音波シール幅制御部
38 超音波シール強さ制御部
40 昇降クランク機構 40a,40b 開閉ブロック
41 昇降サーボモータ 41a モータ軸
42 流体アクチュエータ 43 ホーン側ブロック
44 アンビル側ブロック 45,45 連結ロッド
48,48 昇降ガイドロッド 49 ステー
50 製袋充填包装機 51 充填筒
52 製筒フォーマ 53 縦ヒートシーラ(縦シール装置)
54a,54b 縦ヒートシールバー 55,55 包装材送り装置
57 駆動側プーリ 58 従動側プーリ 59 タイミングベルト
60 案内ローラ 61 ダンサーローラ
62a マークセンサ 62b プリンタ
63 横シール装置 64a,64b 横シールブロック
P 製品 Fr 包装材ロール
Fw 帯状包装材 fe,fe 側縁部分
Ft 筒状包装材
Sc 縦シール部分 Se 横シール部分
B 袋 Bp 袋包装体
Sw シール幅 Ss シール強さ
Pss 超音波シール開始位置 Pse 超音波シール終了位置
Vu,Vua,Vuh 移動速度 Vfm,Vfs 包装材の送り速度
1 Ultrasonic sealing device 2 Ultrasonic horn 2a converter 2b Booster 2c horn 3 Anvil 4 Tip 5 receiving part 6 Groove 7 Groove 8 Cutter blade 9,10 Band-shaped sealing surface 11,12 Convex 13,14 Band-shaped receiving surface 21b, 21c Ultrasonic seal device 22b, 22c Ultrasonic horn 23b, 23c Anvil 24b, 24c Tip surface 25b, 25c Convex 30 Control device 31 Input setting device 32 Memory 33 Calculation unit 34 Vertical seal control unit 35 Packaging material feed control unit 36 Ultrasonic Seal control unit 37 Ultrasonic seal width control unit 38 Ultrasonic seal strength control unit 40 Elevating crank mechanism 40a, 40b Opening / closing block 41 Elevating servo motor 41a Motor shaft 42 Fluid actuator 43 Horn side block 44 Anvil side block 45, 45 Connecting rod 48, 48 Lifting guide rod 49 Stay 50 Bag-making filling and packaging machine 51 Filling cylinder 52 Cylinder-making former 53 Vertical heat sealer (vertical sealing device)
54a, 54b Vertical heat seal bar 55, 55 Packaging material feed device 57 Drive side pulley 58 Driven side pulley 59 Timing belt 60 Guide roller 61 Dancer roller 62a Mark sensor 62b Printer 63 Horizontal seal device 64a, 64b Horizontal seal block P product Fr packaging Material Roll Fw Band-shaped packaging material fe, fe Side edge part Ft Cylindrical packaging material Sc Vertical seal part Se Horizontal seal part B Bag Bp Bag Package Sw Seal width Ss Seal strength Ps Ultrasonic seal start position Pse Ultrasonic seal end position Vu, Vua, Vuh Movement speed Vfm, Vfs Feeding speed of packaging material

Claims (11)

先端に帯状シール面を有する超音波ホーン、及び当該超音波ホーンに対向配置されており前記帯状シール面に対向する帯状受け面を有するアンビルを有しており、前記超音波ホーンと前記アンビルとの間に包装材を挟み込んだ圧力下で超音波を印加する超音波シール動作によって前記包装材に帯状の超音波シールを施す超音波シール装置、
前記超音波シール装置の前記超音波ホーンと前記アンビルのいずれか一方又は両方を、前記包装材に対して、前記帯状シール面及び前記帯状受け面の帯状に延びる方向に対して直交交差するシール幅の方向に相対的に移動させる移動装置、及び
前記超音波シール装置による前記超音波シール動作と前記移動装置による前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動とを制御する制御装置
を備えており、
前記制御装置は、前記超音波ホーンと前記アンビルとの対向関係を維持しつつ前記超音波シール装置に前記超音波シール動作をさせながら、前記移動装置を制御して前記超音波ホーン又は前記アンビルを前記包装材に対して前記シール幅の方向に相対的に移動させること、
から成る超音波シール装置を備えた包装機。
It has an ultrasonic horn having a band-shaped sealing surface at its tip and an anvil having a band-shaped receiving surface facing the ultrasonic horn and facing the band-shaped sealing surface. An ultrasonic sealing device that applies a band-shaped ultrasonic seal to the packaging material by an ultrasonic sealing operation that applies ultrasonic waves under pressure with a packaging material sandwiched between them.
Seal width at which one or both of the ultrasonic horn and the anvil of the ultrasonic sealing device intersect the packaging material at right angles to the strip-shaped sealing surface and the strip-shaped receiving surface. It is provided with a moving device that moves relative to the direction of the above, and a control device that controls the ultrasonic sealing operation by the ultrasonic sealing device and the movement of the ultrasonic horn or the anvil by the moving device.
The control device controls the moving device to control the moving device while maintaining the facing relationship between the ultrasonic horn and the anvil and causing the ultrasonic sealing device to perform the ultrasonic sealing operation to control the ultrasonic horn or the anvil. To move relative to the packaging material in the direction of the seal width,
A packaging machine equipped with an ultrasonic sealing device consisting of.
前記包装材は長手方向に連続する帯状包装材であり、
前記包装機は、前記帯状包装材が前記超音波シール装置を前記シール幅の方向に一致する方向に通過するように、前記帯状包装材又は当該帯状包装材から成形された筒状包装材をその長手方向に沿う方向に送る包装材送り装置を更に備えており、
前記制御装置は、前記包装材送り装置と前記超音波シール装置との間を送られている前記帯状包装材又は前記筒状包装材に対してその長手方向に張力が作用する態様となるように、前記包装材送り装置による前記帯状包装材又は前記筒状包装材の送りと前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動との方向及び速度を制御すること、
から成る請求項1に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
The packaging material is a strip-shaped packaging material that is continuous in the longitudinal direction.
The packaging machine uses the strip-shaped packaging material or a tubular packaging material molded from the strip-shaped packaging material so that the strip-shaped packaging material passes through the ultrasonic sealing device in a direction corresponding to the direction of the sealing width. It is also equipped with a packaging material feeding device that feeds in the longitudinal direction.
The control device is in a mode in which tension acts in the longitudinal direction on the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material that is fed between the packaging material feeding device and the ultrasonic sealing device. Controlling the direction and speed of feeding the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material by the packaging material feeding device and moving the ultrasonic horn or the anvil of the ultrasonic sealing device by the moving device.
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to claim 1.
前記制御装置は、前記包装材送り装置による前記帯状包装材又は前記筒状包装材の送りを停止させている状態で、前記超音波シール装置の前記超音波シール動作と、前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの前記包装材送り装置から遠ざかる方向の移動とを制御しており、
前記包装機は、前記帯状包装材又は前記筒状包装材を間欠的に送るときの停止中に、前記超音波シール装置が前記超音波シール動作をする間欠動作型包装機として作動すること、
から成る請求項2に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
The control device is in a state where the feeding of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material by the packaging material feeding device is stopped, and the ultrasonic sealing operation of the ultrasonic sealing device and the ultrasonic sealing operation by the moving device are performed. It controls the movement of the ultrasonic sealing device in the direction away from the ultrasonic horn or the packaging material feeding device of the anvil.
The packaging machine operates as an intermittent operation type packaging machine in which the ultrasonic sealing device performs the ultrasonic sealing operation while the band-shaped packaging material or the tubular packaging material is stopped when being intermittently fed.
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to claim 2.
前記制御装置は、包装すべき製品の包装の順次進行に伴う前記帯状包装材又は前記筒状包装材の主送りとしたときに、前記包装材送り装置による前記帯状包装材又は前記筒状包装材の前記主送りの方向に対して順方向又は逆方向に送る間に、前記超音波シール装置の前記超音波シール動作と、前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動とを制御すること、
から成る請求項2に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
When the control device is used as the main feed of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material accompanying the sequential progress of packaging of the product to be packaged, the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material by the packaging material feeding device is used. While feeding in the forward or reverse direction with respect to the main feed direction, the ultrasonic sealing operation of the ultrasonic sealing device and the ultrasonic horn or the anvil of the ultrasonic sealing device by the moving device. To control the movement,
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to claim 2.
前記包装材送り装置は前記超音波シール装置よりも前記帯状包装材又は前記筒状包装材の前記主送りの上流側に配置されており、
前記制御装置は、前記超音波シール装置による前記超音波シール動作中に、前記包装材送り装置による前記帯状包装材又は前記筒状包装材の送りを前記主送りの方向に対して逆方向とするとともに、前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動を停止又は前記主送りの方向に対して順方向送りとする制御をすること、
から成る請求項4に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
The packaging material feeding device is arranged on the upstream side of the main feed of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material with respect to the ultrasonic sealing device.
The control device sets the feeding of the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material by the packaging material feeding device in the direction opposite to the main feeding direction during the ultrasonic sealing operation by the ultrasonic sealing device. At the same time, control is performed to stop the movement of the ultrasonic horn or the anvil of the ultrasonic sealing device by the moving device or to feed the ultrasonic horn or the anvil in the forward direction with respect to the main feed direction.
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to claim 4.
前記包装材送り装置は前記超音波シール装置よりも前記帯状包装材の前記主送りの上流側に配置されており、
前記制御装置は、前記超音波シール装置の前記超音波シール動作中に、前記包装材送り装置による前記帯状包装材の送りを前記主送りとするとともに、前記移動装置による前記超音波シール装置の前記超音波ホーン又は前記アンビルの移動を前記帯状包装材の前記主送りよりも速い送りとする制御をしており、
前記包装機は、前記帯状包装材を連続的な前記主送りとして送るときに、前記超音波シール装置が前記超音波シール動作をする連続動作型包装機として作動すること、
から成る請求項4に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
The packaging material feeding device is arranged on the upstream side of the main feed of the strip-shaped packaging material with respect to the ultrasonic sealing device.
In the control device, during the ultrasonic sealing operation of the ultrasonic sealing device, the feeding of the strip-shaped packaging material by the packaging material feeding device is the main feed, and the ultrasonic sealing device of the ultrasonic sealing device by the moving device. The movement of the ultrasonic horn or the anvil is controlled to be faster than the main feed of the strip-shaped packaging material.
The packaging machine operates as a continuous operation type packaging machine in which the ultrasonic sealing device performs the ultrasonic sealing operation when the strip-shaped packaging material is continuously fed as the main feed.
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to claim 4.
前記包装機は、前記帯状包装材を略筒状包装材に曲成するフォーマ、及び前記略筒状包装材の両側縁部分にシールを施して前記筒状包装材に形成する縦シール装置を備える製袋充填包装機であり、
前記包装材送り装置は、前記筒状包装材をその長手方向に送る送り装置であり、
前記超音波シール装置は、前記製袋充填包装機において、前記筒状包装材に横シールを施す横シール装置として適用されていること、
から成る請求項2〜6のいずれか一項に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
The packaging machine includes a former that bends the strip-shaped packaging material into a substantially tubular packaging material, and a vertical sealing device that seals both side edges of the substantially tubular packaging material to form the tubular packaging material. It is a bag-making filling and packaging machine.
The packaging material feeding device is a feeding device that feeds the tubular packaging material in the longitudinal direction thereof.
The ultrasonic sealing device is applied as a horizontal sealing device for laterally sealing the tubular packaging material in the bag-making filling and packaging machine.
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to any one of claims 2 to 6.
前記超音波ホーンと前記アンビルとがともに前記移動装置によって移動される場合には前記超音波ホーン又は前記アンビルの前記先端面のいずれか一方に、また前記超音波ホーンと前記アンビルの一方のみが前記移動装置によって移動される場合には当該移動される前記超音波ホーン又は前記アンビルの前記先端面に、帯状に延びる方向に沿って一条又は複数条の凸条が形成されており、前記凸条の先端と、前記凸条が形成されない前記超音波ホーンの前記帯状シール面又は前記アンビルの前記帯状受け面とが、前記超音波シール動作時に前記対向関係を取ること、
から成る請求項1〜7のいずれか一項に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
When both the ultrasonic horn and the anvil are moved by the moving device, only one of the ultrasonic horn or the tip surface of the anvil, and only one of the ultrasonic horn and the anvil is said. When it is moved by a moving device, one or more ridges are formed on the tip surface of the moved ultrasonic horn or the anvil along the direction extending in a band shape, and the ridges of the ridges are formed. The tip and the band-shaped sealing surface of the ultrasonic horn or the band-shaped receiving surface of the anvil, on which the ridges are not formed, have the opposite relationship during the ultrasonic sealing operation.
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to any one of claims 1 to 7.
前記超音波ホーンの前記帯状シール面又は前記アンビルの前記帯状受け面には、前記シール幅の中央部に、帯状に延びる方向に沿って、前記帯状包装材又は前記筒状包装材を切断するカッタ機構のカッタ刃を収容し且つ当該カッタ刃が動作するのを許容する溝が形成されていること、
から成る請求項8に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
A cutter that cuts the strip-shaped packaging material or the tubular packaging material on the strip-shaped sealing surface of the ultrasonic horn or the strip-shaped receiving surface of the anvil along the direction extending in a strip shape at the center of the sealing width. A groove is formed that accommodates the cutter blade of the mechanism and allows the cutter blade to operate.
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to claim 8.
前記制御装置は、前記超音波シール装置の前記圧力の大きさと前記超音波の強さを制御可能であり、
前記制御装置は、前記移動装置と前記超音波シール装置とを制御して、前記超音波ホーン又は前記アンビルが前記シール幅の方向に移動する中で、前記超音波シール装置の前記圧力及び前記超音波の強さを変更すること、
から成る請求項1〜9のいずれか一項に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
The control device can control the magnitude of the pressure and the intensity of the ultrasonic wave of the ultrasonic sealing device.
The control device controls the moving device and the ultrasonic sealing device, and while the ultrasonic horn or the anvil moves in the direction of the sealing width, the pressure of the ultrasonic sealing device and the ultrasonic sealing device are used. Changing the intensity of the sound waves,
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to any one of claims 1 to 9.
前記制御装置は、前記シール幅の両幅端近傍でのシール強さを弱くし、前記シール幅の中央部でのシール強さを強くする制御を行うこと、
から成る請求項10に記載の超音波シール装置を備えた包装機。
The control device controls to weaken the seal strength in the vicinity of both width ends of the seal width and increase the seal strength in the central portion of the seal width.
A packaging machine comprising the ultrasonic sealing device according to claim 10.
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