JP7807795B2 - Packaging sheet seal and cut unit - Google Patents
Packaging sheet seal and cut unitInfo
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Description
本発明は、包装材シートに対してシールアンドカットを施すユニットに関するものである。 The present invention relates to a unit that seals and cuts packaging sheets.
ティーバッグ等の抽出バッグは、包装材シートを製袋化する工程のなかで、茶葉等の内容物を充填し、開口を封止する製袋充填包装装置により製造されており、製袋充填包装装置が縦型の場合には、筒状になった包装材に対して横シールを施す際にカットも施して、後続の包装材シートから分離させている。
このシールアンドカットは、加圧下で超音波ホーンに超音波振動を起こさせて溶着・溶断させる超音波方式が現在のところ主流になっており、特許文献1に記載のように、筒状の包装材シートを扁平に重ね合わされた状態に保持し、これを挟んで超音波ホーンとロール状の受け部材を正対させながら、横断方向に走行させて包装材シートをシールアンドカットしている。
Extraction bags such as tea bags are manufactured using a form-fill-seal packaging machine that fills a packaging sheet with tea leaves or other contents and seals the opening during the process of making a bag from the packaging sheet.If the form-fill-seal packaging machine is vertical, the cylindrical packaging material is cut when the horizontal seal is applied to separate it from the subsequent packaging sheet.
The current mainstream method for this sealing and cutting is the ultrasonic method, in which ultrasonic vibrations are generated in an ultrasonic horn under pressure to weld and cut the packaging material.As described in Patent Document 1, a cylindrical packaging material sheet is held in a flat, overlapping state, and then sandwiched between an ultrasonic horn and a roll-shaped receiving member, which are placed opposite each other and run in a transverse direction to seal and cut the packaging material sheet.
最近では、更に、シール強度を高めつつ、同時にカット面を綺麗にしたいとの要求が高まっているが、超音波ホーンと受け部材が一対一対応して、受け部材がシール機能とカット機能が両方とも担っており、シール強度を高めるとその分だけカットの切れ味が鈍ってカット面が綺麗な断面にならない。
その一方で、受け部材が両機能を担っていることにより、ユニットの構造を単純化でき、メンテナンスや交換も容易になっている。
Recently, there has been an increasing demand for stronger seals while at the same time producing cleaner cut surfaces. However, the ultrasonic horn and the receiving member correspond one-to-one, and the receiving member performs both the sealing and cutting functions. Increasing the sealing strength dulls the cutting edge accordingly, and the cut surface does not have a clean cross section.
On the other hand, because the receiving member performs both functions, the structure of the unit can be simplified, and maintenance and replacement are also easier.
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであり、シールアンドカットユニットにおいて、ユニットの構造の単純化のメリットをそのまま享受しつつ、シール強度を高めながら、同時にカット面を綺麗にしたいとの要求を満たせる、新規且つ有用な超音波方式のシールアンドカットユニットを提供することを、その目的とする。 The present invention was made in response to the above-mentioned problems with the conventional seal and cut unit, and its purpose is to provide a new and useful ultrasonic seal and cut unit that retains the benefits of a simplified unit structure, while increasing seal strength and simultaneously satisfying the need for a clean cut surface.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項1の発明は、 超音波ホーンと受け棒を備え、前記超音波ホーンが前記受け棒の直線状に連続した対向可能面に対してシールアンドカット可能に対向しながら移動し、前記超音波ホーンと前記受け棒の対向面との間で扁平に重ね合わされた包装材シートを、移動方向先側から受入れてシールアンドカットを施した後に払出すことで前記包装材シートをシールすると共にカットし、前記超音波ホーンは移動方向後側に倒れた姿勢を維持しながら移動する際にシールアンドカットを実施する包装材シートのシールアンドカットユニットであって、一対の圧接面部の間で扁平に重ね合わされた包装材シートを静止させ、且つ張った状態で保持する押え部を備え、
前記受け棒は、一方の圧接面部に対してアダプタを介して着脱自在に装着されて、その対向可能面が前記一方の圧接面部から他方の圧接面部に向かって出没自在に構成され、前記一方の圧接面部に対してシールアンドカットの際に移動不能に固定されており、前記受け棒は、断面多角形の角棒で構成され、複数の角部が対向可能面になっており、前記アダプタに対する前記受け棒の装着角度を変更することで複数の対向可能面が使い分けられることを特徴とするシールアンドカットユニットである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention of claim 1 is a sealing and cutting unit for packaging sheets, comprising an ultrasonic horn and a receiving rod, the ultrasonic horn moves while opposing a linearly continuous opposing surface of the receiving rod so as to be able to seal and cut, the packaging sheet that has been flattened and laid between the opposing surfaces of the ultrasonic horn and the receiving rod is received from the leading end of the direction of movement, sealed and cut, and then discharged, thereby sealing and cutting the packaging sheet, the ultrasonic horn sealing and cutting is performed as it moves while maintaining a posture that is tilted backward in the direction of movement, the unit comprising a pressing portion that holds the flattened and laid packaging sheet still between a pair of pressure contact surfaces and in a taut state,
The receiving rod is detachably attached to one of the pressure contact surfaces via an adapter, and its opposing surface is configured to be able to move in and out from one of the pressure contact surfaces toward the other pressure contact surface, and is fixed so as not to move relative to one of the pressure contact surfaces during sealing and cutting; the receiving rod is made of a square rod with a polygonal cross section, and multiple corners form opposing surfaces, and the multiple opposing surfaces can be used by changing the attachment angle of the receiving rod relative to the adapter.This seal and cut unit is characterized in that
請求項2の発明は、請求項1に記載した包装材シートのシールアンドカットユニットにおいて、超音波ホーンは同軸円筒状で、先端開口は円筒状になっていることを特徴とするシールアンドカットユニットである。 The invention of claim 2 is a seal and cut unit for packaging material sheets as described in claim 1, characterized in that the ultrasonic horn is coaxially cylindrical and the tip opening is cylindrical .
請求項2の発明は、請求項1に記載した包装材シートのシールアンドカットユニットにおいて、横シールアンドカットユニットとして設けられることを特徴とするシールアンドカットユニットである。 The invention of claim 2 provides the sealing and cutting unit for packaging material sheets according to claim 1 , characterized in that the sealing and cutting unit is provided as a horizontal sealing and cutting unit.
請求項3の発明は、請求項1または2に記載した包装材シートのシールアンドカットユニットにおいて、縦型製袋充填包装装置における横シールアンドカットユニットとして設けられることを特徴とするシールアンドカットユニットである。 The invention of claim 3 is a sealing and cutting unit for a packaging material sheet according to claim 1 or 2 , characterized in that it is provided as a horizontal sealing and cutting unit in a vertical bag making, filling and packaging apparatus.
本発明のシールアンドカットユニットでは、超音波ホーンと受け部材が一対一対応しているが、包装材シートのシール強度を高めつつ、同時にカット面を綺麗にしたいとの要求を満たせている。
また、受け棒を剛性構造の一部にできるので、振動の発生を抑える。また、全体の構造が単純になり、メンテナンスが容易になる。
In the seal and cut unit of the present invention, the ultrasonic horn and the receiving member correspond one-to-one, and the requirement to increase the seal strength of the packaging sheet while at the same time making the cut surface clean is satisfied.
In addition, the support rod can be made part of the rigid structure, which reduces vibration.The overall structure is also simplified, making maintenance easier.
本発明の実施の形態は、縦型製袋充填包装装置に関するものである。
縦型製袋充填包装装置では、特許文献1に記載のように、下方に向かって送られてくる連続した包装材シートの幅方向両縁が縦シールユニットによって縦シールされて筒状に成形され、更に横シールアンドカットユニットによってその筒状体に対して横シールされると共にその横シール部の中間でカットされることで袋体に成形され、後続の包装材シート側から分離される。横シール部が先行の袋体の天部と後続の袋体の底部を構成しており、横シールの合間に茶葉等の被充填物が充填される。
本発明の実施の形態に係る横シールアンドカットユニット1は、この縦型製袋充填包装装置に適用される。
包装材シートは、ポリエチレン繊維製不織布等の熱溶着可能なものの使用が想定されており、シールアンドカットは、加圧下で超音波振動により摩擦熱を生じさせることにより、溶着・溶断させる超音波方式が採用されている。
An embodiment of the present invention relates to a vertical bag making, filling and packaging apparatus.
In a vertical form-fill-fill-seal packaging machine, as described in Patent Document 1, both widthwise edges of a continuous sheet of packaging material fed downward are vertically sealed by a vertical sealing unit to form a cylindrical shape, and then the cylindrical body is horizontally sealed by a horizontal sealing and cutting unit, and the horizontal seals are cut in the middle to form a bag, which is then separated from the subsequent sheet of packaging material. The horizontal seals form the top and bottom of the preceding and succeeding bags, and the filling material, such as tea leaves, is filled between the horizontal seals.
A horizontal sealing and cutting unit 1 according to an embodiment of the present invention is applied to this vertical bag making, filling and packaging apparatus.
The packaging sheet is expected to be made of heat-sealable materials such as polyethylene fiber nonwoven fabric, and the seal and cut method uses an ultrasonic method that uses ultrasonic vibrations under pressure to generate frictional heat, thereby welding and cutting the material.
図1に示すように、横シールアンドカットユニット1では、一対のユニット壁3A、3Bが対向しながら立った状態で、縦型製袋充填包装装置の装置本体に固定されている。このユニット壁3A、3Bの間には、一対のガイドシャフト5A、5Bが水平方向で平行に渡設されている。ガイドシャフト5A、5Bには一対の摺動ブロック7A、7Bがそれぞれ摺動自在に支持されている。摺動ブロック7A、7Bの上面には連結板9の板面が固定されており、摺動ブロック7A、7Bはこの連結板9を介して連結されている。従って、一対の摺動ブロック7A、7Bは、一対のユニット壁3、3間で一対のガイドシャフト5A、5Bにガイドされながら、同期して摺動するようになっている。
また、ユニット壁3Aには、シリンダ式直動機構11の本体11aが固定されており、そのロッドの先端側が連結板9に固定されている。ロッドの伸縮方向はガイドシャフト5A、5Bの軸方向と平行になっている。
As shown in FIG. 1 , in the horizontal seal and cut unit 1, a pair of unit walls 3A, 3B are fixed to the main body of a vertical form-fill-fill-seal packaging machine in an upright, opposing position. A pair of guide shafts 5A, 5B are installed horizontally and parallel between the unit walls 3A, 3B. A pair of sliding blocks 7A, 7B are slidably supported on the guide shafts 5A, 5B, respectively. A connecting plate 9 is fixed to the upper surfaces of the sliding blocks 7A, 7B, and the sliding blocks 7A, 7B are connected via the connecting plate 9. Therefore, the pair of sliding blocks 7A, 7B slide synchronously between the pair of unit walls 3, 3 while being guided by the pair of guide shafts 5A, 5B.
A main body 11a of a cylinder type linear motion mechanism 11 is fixed to the unit wall 3A, and the tip end of the rod is fixed to the connecting plate 9. The extension and contraction direction of the rod is parallel to the axial direction of the guide shafts 5A and 5B.
摺動ブロック7Aの下側に、超音波溶着溶断装置の超音波ホーン13が固定されている。図2に示すように、超音波ホーン13は同軸円筒状で、その軸方向はガイドシャフト5Aの軸方向とほぼ直交した状態で配置されており、水平面内で一方向側に僅かに倒れている。また、その先端開口13aはガイドシャフト5B側を向いている。超音波ホーン13の倒れ姿勢を維持するために、超音波ホーン13は一対のガイド片でなるガイド14が備えられている。
超音波ホーン13の先端開口13aには受け棒15が対向している。この受け棒15は摺動ブロック7B側に設けられている。
An ultrasonic horn 13 of the ultrasonic welding/cutting device is fixed to the underside of the sliding block 7A. As shown in Figure 2, the ultrasonic horn 13 is coaxially cylindrical, its axial direction being approximately perpendicular to the axial direction of the guide shaft 5A, and it is tilted slightly to one side in a horizontal plane. The tip opening 13a faces the guide shaft 5B. To maintain the tilted position of the ultrasonic horn 13, the ultrasonic horn 13 is provided with a guide 14 consisting of a pair of guide pieces.
A receiving rod 15 faces the tip opening 13a of the ultrasonic horn 13. This receiving rod 15 is provided on the sliding block 7B side.
図6、図7に示すように、受け棒15は、同径円柱の外周面が4方向から均等に平面状に切断されて、断面が正方形の角棒部17が中間部に大きく成形されている。この角棒部17の4つの角部17a、17a、……はそれぞれ丸みが付けられており、軸方向に直交する断面がR面、すなわち曲面になっている。
既存の横シールアンドカットユニットでは、特許文献1に記載のように受け部材は受けロールで構成されており、この外周面がR面になっている。そして、このR面が対向面となって超音波ホーンの先端開口と対向して、その間に挟み込まれた包装材シートに対してシールアンドカットを施すようになっている。
6 and 7, the receiving rod 15 is a cylinder of the same diameter whose outer periphery is cut evenly into flat surfaces from four directions, and a large square cross-section portion 17 is formed in the middle. Each of the four corners 17a of this square rod portion 17 is rounded, and the cross section perpendicular to the axial direction is an R-surface, i.e., a curved surface.
In existing horizontal seal and cut units, as described in Patent Document 1, the receiving member is composed of a receiving roll, the outer circumferential surface of which is rounded. This rounded surface serves as the opposing surface facing the tip opening of the ultrasonic horn, and seals and cuts the packaging material sheet sandwiched between them.
角棒部17の角部17a、すなわちR面も受けロールのR面と同様に対向面になるが、受けロールのR面は円弧を描くように湾曲しながら連続しているのに対して、角棒17のR面は真っすぐ直線状に延びて連続している点が異なっている。また、本発明では、後述するように、超音波ホーン13が対向する角部17aは固定されておらず、シールアンドカットの際には連続方向に移動していくので、角部17a全体が対向可能面で、超音波ホーン13に対向した箇所がその箇所がその都度対向面になる。 The corners 17a of the square bar portion 17, i.e., the rounded surfaces, also serve as opposing surfaces, just like the rounded surfaces of the receiving roll. However, the rounded surfaces of the receiving roll are continuous and curved like an arc, whereas the rounded surfaces of the square bar 17 extend continuously in a straight line. Furthermore, as described below, in the present invention, the corners 17a that the ultrasonic horn 13 faces are not fixed, and move in a continuous direction during sealing and cutting. Therefore, the entire corner 17a is a facing surface, and the portion that faces the ultrasonic horn 13 becomes the facing surface each time.
受け棒15の軸方向両端側は外方に向かって縮径されてテーパ状になっており、更に端部は外周側が切り取られて、断面が小円形の丸棒部19になっている。この丸棒部19は角棒部17に同軸状に連なっている。
超音波ホーン13の先端開口13aには受け棒15の角棒部17のいずれかの角部17aが対向するよう配置されている。受け棒15の軸方向はガイドシャフト5Bの軸方向と平行になっており、超音波ホーン13の倒れ配置により、超音波ホーン13との間の隙間は受け棒15の軸方向に対して一方側から他方側に向かって大きくなっている。
Both axial ends of the receiving rod 15 are tapered outward, and the outer periphery of each end is cut off to form a round rod portion 19 with a small circular cross section. This round rod portion 19 is connected coaxially to the square rod portion 17.
The ultrasonic horn 13 is disposed so that one of the corners 17a of the square bar portion 17 of the receiving rod 15 faces the tip opening 13a of the ultrasonic horn 13. The axial direction of the receiving rod 15 is parallel to the axial direction of the guide shaft 5B, and due to the tilted position of the ultrasonic horn 13, the gap between the ultrasonic horn 13 and the receiving rod 15 increases from one side to the other in the axial direction.
図1で符号21は押え部を示し、この押え部21は一対の横長の圧接面部21A、21Bを備えている。図2、図3に示すように、この圧接面部21A、21Bは、板面を対向した状態で立っている。また、圧接面部21A、21Bにはそれぞれ横に長い長穴21a、21bが互いに対向した状態で形成されている。
ユニット壁3Aに連結された取付板4に、シリンダ式直動機構23の本体23aが固定されており、そのロッド23bの先端側が圧接面部21Aに固定されている。また、圧接面部21Aはリンク機構25を介して圧接面部21Bと連結されている。従って、ロッド23bの伸長により圧接面部21A、21Bは互いに接近し、再接近時には筒状になった包装材シートを扁平に重ね合わせた状態で圧接する。また、ロッド23bの後退により圧接面部21A、21Bは互いに離間して、圧接状態を解除する。押え部21は上下方向には動かないので、静止状態で包装材シートを保持する。
In Fig. 1, reference numeral 21 denotes a pressing portion, which has a pair of horizontally elongated pressure contact surfaces 21A and 21B. As shown in Fig. 2 and Fig. 3, the pressure contact surfaces 21A and 21B stand with their plate surfaces facing each other. Furthermore, horizontally elongated slots 21a and 21b are formed in the pressure contact surfaces 21A and 21B, respectively, so as to face each other.
The body 23a of the cylinder-type linear motion mechanism 23 is fixed to a mounting plate 4 connected to the unit wall 3A, and the tip side of its rod 23b is fixed to the pressure contact surface portion 21A. The pressure contact surface portion 21A is also connected to the pressure contact surface portion 21B via a link mechanism 25. Therefore, as the rod 23b extends, the pressure contact surfaces 21A and 21B approach each other, and when they approach each other again, they press the cylindrical packaging material sheet together in a flat, overlapping state. As the rod 23b retracts, the pressure contact surfaces 21A and 21B move away from each other, releasing the pressure contact state. The holding portion 21 does not move vertically, so it holds the packaging material sheet in a stationary state.
超音波ホーン13の先端開口13aは、上記した圧接による押え状態でも解除状態でも、圧接面部21Aの長穴21aを通り抜けて突出して対向しているが、受け棒15の角部17aは上記した圧接による押えだけでは突出しておらず、突出機構の動作により、圧接面部21Bの長穴21bを通り抜けて突出して対向して、シールアンドカット可能な対向状態になる。
突出機構は以下のように構成されている。
The tip opening 13a of the ultrasonic horn 13 protrudes through the elongated hole 21a of the pressure contact surface 21A and faces the surface, whether in the pressed state or released state due to the pressure contact described above, but the corner 17a of the receiving rod 15 does not protrude just by being pressed down by the pressure contact described above, and by the operation of the protruding mechanism, it protrudes through the elongated hole 21b of the pressure contact surface 21B and faces the surface, thereby achieving a facing state that allows sealing and cutting.
The protrusion mechanism is configured as follows.
図4~図6に示すように、受け棒15は、アダプタ27に着脱自在に装着されている。このアダプタ27は、一側が開口した横長の収容部29を備えており、その横方向両端部には、軸受部31、31が設けられている。収容部29には横断面は逆三角形状の凹角内面29aになっており、凹底に横方向に間隔をあけて3つの連通穴29b、29b、29bが形成されている。この収容部29に受け棒15の角棒部17およびその両外方のテーパ状部が収容され、軸受部31、31に丸棒部19、19が支持される。凹角内面29aに角棒部17が当接することで上記した対向状態で収容される。軸受部31、31はガイド33、33を通って進退可能になっており、収容部29の開口側に突出させ、外方に押し広げて、その間に受け棒15を差し込み、丸棒部19、19を軸受部31、31に挿通させた後に戻すことで上記の収容状態になる。 As shown in Figures 4 to 6, the receiving rod 15 is detachably attached to the adapter 27. This adapter 27 has a horizontally elongated storage section 29 that is open on one side, with bearing sections 31, 31 provided at both horizontal ends. The cross section of the storage section 29 has a concave inner surface 29a that is in the shape of an inverted triangle, and three communicating holes 29b, 29b, 29b are formed at the bottom of the concave section at intervals in the horizontal direction. The square bar section 17 of the receiving rod 15 and its outer tapered sections are accommodated in this storage section 29, and the round bar sections 19, 19 are supported by the bearing sections 31, 31. The square bar section 17 abuts against the concave inner surface 29a, allowing them to be accommodated in the opposing position described above. The bearings 31, 31 can move back and forth through guides 33, 33. They are protruded toward the opening of the storage section 29, pushed outward, the receiving rod 15 is inserted between them, and the round rods 19, 19 are inserted through the bearings 31, 31 and then returned to their original position, achieving the above-mentioned storage state.
符号35は連結部を示し、この連結部35が圧接面部21Bに固定されている。連結部35は門状になっており、その両端部35a、35aが圧接面部21Bの非圧接側の板面に対して外方から当てられ、圧接側の凹面にはネジ頭収容板35cが嵌め込まれ、両側から圧接面部21Bを挟んだ状態でネジ止めにより固定されている。連結部35の中間部35bは板状になっており、その板面は圧接面部21Bの板面と対向している。 Reference numeral 35 denotes the connecting portion, which is fixed to the pressure-contact surface portion 21B. The connecting portion 35 is gate-shaped, with both ends 35a, 35a abutting against the plate surface on the non-pressure-contact side of the pressure-contact surface portion 21B from the outside, and a screw head accommodating plate 35c is fitted into the concave surface on the pressure-contact side, and is fixed with screws while sandwiching the pressure-contact surface portion 21B from both sides. The middle portion 35b of the connecting portion 35 is plate-shaped, with its plate surface facing the plate surface of the pressure-contact surface portion 21B.
シリンダ式直動機構37の本体37aが中間部35bの外側に固定されている。そのロッド37bの先端側には角棒部17を受ける受け部38が固定されている。受け部38は中間部35bを通り抜けて収容部29の連通穴29bに入り込んでいる。
また、シリンダ式直動機構37の本体37aを挟んで一対のシャフト41、41が設けられている。このシャフト41の軸方向一端側は連結部35の中間部35bに貫通固定されたガイド筒42に遊嵌されて中間部35bを通り抜けており、その先端側には、受け部38が固定されている。この受け部38も収容部29の連通穴29bに入り込んでいる。
シャフト41、41はロッド37bと平行に配置されており、角棒部17は3つの受け部38、……で受けた状態になっている。
シャフト41の軸方向他端側は連結板39の板面に固定されている、連結板39の同じ側の板面にシャフト41、41が間隔をあけて固定されて枠状をなしており、この中にシリンダ式直動機構37の本体37aが位置している。本体37aの背面側端面にはストッパボルト44aが取付けられている。また、連結板39のシャフト41固定側の面にはストッパ44bが取付けられており、ストッパボルト44aと正対している。
A main body 37a of the cylinder-type linear motion mechanism 37 is fixed to the outside of the intermediate portion 35b. A receiving portion 38 that receives the square bar portion 17 is fixed to the tip side of the rod 37b. The receiving portion 38 passes through the intermediate portion 35b and enters the communication hole 29b of the storage portion 29.
A pair of shafts 41, 41 are provided on either side of the main body 37a of the cylinder-type linear motion mechanism 37. One axial end of the shaft 41 is loosely fitted into a guide tube 42 that is fixed to and passes through the intermediate portion 35b of the connecting portion 35, and a receiving portion 38 is fixed to the tip end of the shaft 41. The receiving portion 38 also fits into the communication hole 29b of the accommodation portion 29.
The shafts 41, 41 are arranged parallel to the rod 37b, and the square bar portion 17 is supported by three receiving portions 38, . . .
The other axial end of the shaft 41 is fixed to the surface of the connecting plate 39. The shafts 41, 41 are fixed to the same surface of the connecting plate 39 with a gap between them to form a frame, within which the main body 37a of the cylinder-type linear motion mechanism 37 is located. A stopper bolt 44a is attached to the rear end surface of the main body 37a. A stopper 44b is attached to the surface of the connecting plate 39 on the side fixed to the shaft 41, facing the stopper bolt 44a.
アダプタ27の収容部29に受け棒15を収容した状態で、収容部29を圧接面部21Bの長穴21bに嵌合させ、連結部35を圧接面部21Bの非圧接側の板面に対して固定すると、受け棒15側が圧接面部21Bに取付けられた状態になる。収容部29の端面は圧接板21Bの当接面とほぼ面一になっており、対向面となる角部17aも圧接面部21Bの当接面とほぼ面一になっている。
軸受部31の一端部は上記したように丸棒部19の挿通用にリング状になっているが、他端側にはばね43の一端側が連結されており、このばね43の他端側は取付板39の掛け部39aに適宜掛止できるようになっている。収容部29に受け棒15を収容した後に、ばね43を取付板39に連結すると、軸受部31が取付板39側に付勢され、受け棒15は収容部29内に安定的に収容される。また、シャフト41、41も取付板39を介して収容部29側に付勢されている。
With the receiving rod 15 accommodated in the accommodation portion 29 of the adapter 27, the accommodation portion 29 is fitted into the elongated hole 21b of the pressure contact surface portion 21B, and the connecting portion 35 is fixed to the plate surface on the non-pressure contact side of the pressure contact surface portion 21B, so that the receiving rod 15 side is attached to the pressure contact surface portion 21B. The end face of the accommodation portion 29 is substantially flush with the abutment surface of the pressure contact plate 21B, and the corner portion 17a, which forms the opposing surface, is also substantially flush with the abutment surface of the pressure contact surface portion 21B.
As described above, one end of the bearing portion 31 is ring-shaped for insertion of the round bar portion 19, and one end of the spring 43 is connected to the other end so that the other end of the spring 43 can be appropriately hooked onto the hook portion 39a of the mounting plate 39. After the receiving rod 15 is accommodated in the accommodation portion 29, when the spring 43 is connected to the mounting plate 39, the bearing portion 31 is biased toward the mounting plate 39, and the receiving rod 15 is stably accommodated within the accommodation portion 29. The shafts 41, 41 are also biased toward the accommodation portion 29 via the mounting plate 39.
シリンダ駆動によりロッド37bが伸長すると、その受け部38が突出して角棒部17を押し出すと共に、収容部29を介して、他の二つの受け部38、38も角棒部17を押し出す方向に突出する。但し、シャフト41の移動により、連結板39側のストッパ44bが本体37a側のストッパボルト44aに当たってそれ以上の移動が規制される。従って、受け棒15を押し出す際には角棒部17は3つの受け部38、……で受けた状態になっている。
この動作により、収容部29の連通穴29bから、受け部38、38、……が協働して受け棒15を平行に押出す。最大限押出されたときでも、図5の断面図に示すように、角部17aが収容部29の縁面から突出する高さは僅かではあるが、シールアンドカットには十分な程度に突出する。
When the rod 37b is extended by driving the cylinder, its receiving portion 38 protrudes and pushes out the square bar portion 17, and the other two receiving portions 38, 38 also protrude in the direction of pushing out the square bar portion 17 via the accommodation portion 29. However, as the shaft 41 moves, the stopper 44b on the connecting plate 39 hits the stopper bolt 44a on the main body 37a, restricting further movement. Therefore, when the receiving bar 15 is pushed out, the square bar portion 17 is supported by the three receiving portions 38, ...
By this action, the receiving portions 38, 38, ... cooperate to push the receiving rod 15 in parallel out of the communicating hole 29b of the receiving portion 29. Even when pushed out to the maximum extent, as shown in the cross-sectional view of Figure 5, the height at which the corner portion 17a protrudes from the edge surface of the receiving portion 29 is small, but it protrudes to an extent sufficient for sealing and cutting.
横シールアンドカットユニット1は上記のように構成されており、シリンダ駆動により、超音波ホーン13が角部17aと、図8、図9に示す対向状態を維持しながら往復走行する。往復走行の際には、シリンダ駆動により角部17aを突出させ、包装材シートSを突っ張らせた状態にする。
超音波ホーン13は長穴29aの横方向の範囲内で横方向に往復走行する。筒状になった包装材シートを扁平に重ね合わせた状態の幅寸法は、長穴29a、29bの横寸法よりも短く、横方向の両端側で超音波ホーン13と受け棒15が対向したときには、包装材シートSよりも外方に位置するので、包装材シートをその幅方向で横断し切ることが可能になっている。
The horizontal seal and cut unit 1 is configured as described above, and by driving the cylinder, the ultrasonic horn 13 travels back and forth while maintaining the opposing state with the corner 17a as shown in Figures 8 and 9. During the back and forth travel, the cylinder drives the corner 17a to protrude, keeping the packaging material sheet S in a taut state.
The ultrasonic horn 13 moves back and forth laterally within the lateral range of the elongated hole 29 a. The width of the cylindrical packaging sheet when it is stacked flat is shorter than the lateral dimensions of the elongated holes 29 a, 29 b. When the ultrasonic horn 13 and the receiving rods 15 face each other at both lateral ends, the ultrasonic horn 13 is positioned outward of the packaging sheet S, so that it can completely traverse the packaging sheet in the width direction.
超音波ホーン13が往路走行の際には移動方向後側で僅かに倒れた姿勢を維持しながら受け棒15の角部17aと対向しており、図8に示すように、上方から見て、超音波ホーン13の直線状の先端開口13aから角部17aに降ろした垂線(L)は一端側の垂線(L1)が最も長く、他端側の垂線(L2)が最も短くなっている。
動作との関係で言えば、太い矢印に示す往路走行の際に、垂線(L1)側が受入れ口45、垂線(L2)側が払出し口47になっている。
When the ultrasonic horn 13 travels forward, it faces the corner 17a of the receiving rod 15 while maintaining a slightly tilted posture on the rear side in the direction of travel. As shown in Figure 8, when viewed from above, the perpendicular line (L) drawn from the linear tip opening 13a of the ultrasonic horn 13 to the corner 17a is such that the perpendicular line (L1) on one end side is the longest and the perpendicular line (L2) on the other end side is the shortest.
In terms of operation, during the forward travel indicated by the thick arrow, the perpendicular line (L1) side is the receiving port 45 and the perpendicular line (L2) side is the dispensing port 47.
受入れ口45と払出し口47は、それぞれ、包装材シートSを受入れ、払い出す部位であり、超音波ホーン13の先端開口13aと角部17aの間の隙間で構成されている。
シールは、超音波ホーン13の先端開口13aと対向する角部17aとの間の距離が有る程度以下になると開始し、カットは、超音波ホーン13の先端開口13aと対向する角部17aの間の距離が最も近くなるときに実施される。
受入れ口45はこのシール開始位置からカットする位置までに相当し、垂線(L1)から垂線(L2)まで及び、払出し口47は垂線(L2)及びその近傍に留まる。超音波ホーン13を倒したことにより、カット前に十分なシール実施距離が確保されている。
The receiving opening 45 and the dispensing opening 47 are portions for receiving and dispensing the packaging sheet S, respectively, and are formed by the gap between the tip opening 13 a of the ultrasonic horn 13 and the corner portion 17 a.
Sealing begins when the distance between the tip opening 13a of the ultrasonic horn 13 and the opposing corner 17a becomes smaller than a certain size, and cutting occurs when the distance between the tip opening 13a of the ultrasonic horn 13 and the opposing corner 17a becomes closest.
The receiving port 45 corresponds to the distance from the sealing start position to the cutting position, extending from the perpendicular line (L1) to the perpendicular line (L2), and the dispensing port 47 remains at or near the perpendicular line (L2). By tilting the ultrasonic horn 13, a sufficient sealing distance is ensured before cutting.
縦型製袋充填包装装置の運転中に、横シールアンドカットユニット1は、以下のように動作する。
筒状の包装材シートSの下方への送りが停止されると、押え部21の一対の圧接面部21A、21Bが互いに接近して超音波ホーン13と受け棒15の角部17aの対向した部位の上側と下側で押え状態になり、対向する長穴21a、21bの間から露出する包装材シートSも重ね合わされて扁平で張った状態になっている。その後、長穴21Bにはアダプタ25の収容部27が嵌合されており、ここに収容された受け棒15が押し出されて、包装材シートSを突っ張らせる。
これで包装材シートSをシールアンドカット可能に保持したことになる。
During operation of the vertical bag making, filling and packaging apparatus, the horizontal sealing and cutting unit 1 operates as follows.
When the downward feeding of the cylindrical packaging sheet S is stopped, the pair of pressure contact surfaces 21A, 21B of the pressing part 21 approach each other and press down on the upper and lower sides of the opposing portions of the ultrasonic horn 13 and the corner 17a of the receiving rod 15, and the packaging sheet S exposed between the opposing elongated holes 21a, 21b is also overlapped and becomes flat and taut. After that, the receiving rod 15 housed in the elongated hole 21B is fitted into the housing part 27 of the adapter 25, and the housing part 27 is pushed out, tensioning the packaging sheet S.
In this way, the packaging sheet S is held so as to be able to be sealed and cut.
この状態で、往路走行により、包装材シートSから見ると、図10に示すように、超音波ホーン13と受け棒15の間に向かって送り込まれていき、受入れ口45から受入れられ、超音波ホーン13の先端開口13aと角部17aとの間に挟み込まれた包装材シートSに対してシールアンドカットが施された後に払出し口47から払い出される。
図11は下送りされていく包装材シートSが横断方向にシールアンドカットされている状態をイメージしたものであるが、この図に示すように、横シール部Yの形成が先行し、その後にカットされて切込みKが形成されていくので、シール強度は確保されており、カットの際にはカットが最優先されて綺麗なカット面が得られる。
In this state, as the packaging material sheet S travels forward, as shown in Figure 10, it is fed toward the gap between the ultrasonic horn 13 and the receiving rod 15, received through the receiving port 45, and the packaging material sheet S sandwiched between the tip opening 13a of the ultrasonic horn 13 and the corner 17a is sealed and cut before being dispensed from the dispensing port 47.
Figure 11 shows an image of the packaging material sheet S being sealed and cut in the transverse direction as it is fed downward. As shown in this figure, the formation of the transverse seal Y comes first, and then the sheet is cut to form the incision K, so that the strength of the seal is ensured and the cutting is given top priority, resulting in a clean cut surface.
超音波ホーン13の移動により受入れ口45、払出し口47を構成する対向面は順次遷移していき、後続の対向可能面が包装材シートSの挟み込み方向に向かって移動して対向面になっていく。
この移動動作により、受入れ口45側の対向面上に乗った異物への払出し方向側への飛出しが誘導される。
As the ultrasonic horn 13 moves, the opposing surfaces constituting the receiving opening 45 and the dispensing opening 47 change sequentially, and the subsequent opposing surface moves toward the sandwiching direction of the packaging sheet S and becomes the opposing surface.
This movement induces foreign objects on the opposing surface on the receiving port 45 side to jump out in the dispensing direction.
包装材シートSの重ね合わせ側の内面が超音波振動により溶解すると、図10に示すように、のりのカス(N)が生じるが、上記のしくみでシール強度を確保しているので、受入れ口45側にはのりのカス(N)が特に生じ易くなっている。
従来は、のりのカス(N)が超音波ホーンと受けロールの間に溜まって溜まって増長していく。この増長したのりのカス(N)は、従来は、走行中のどこかの段階で超音波ホーンと受けロールの間を通り抜けて進行方向逆側にいき、その場合に、包装材シートSのこれからシールすべき部分に張り付き易かったことから、その部分がシール不良となって、シール強度が落ちてしまう危険性があった。
しかしながら、本発明では、受け棒15が超音波ホーン13に対して相対的に上記の方向で移動しているため、異物であるのりのカス(N)は超音波ホーン13に付いて移動できず、発生したその場に都度都度置いていかれる。従って、のり(N)は増長せず、進行方向逆側にいくこともない。
従って、のりのカス(N)の生成は阻止できないが、それに伴うシール不良の発生を阻止できる。
When the inner surface of the overlapping side of the packaging material sheet S is melted by ultrasonic vibration, glue residue (N) is generated as shown in Figure 10. However, since the seal strength is ensured by the above-mentioned mechanism, glue residue (N) is particularly likely to be generated on the receiving opening 45 side.
In the past, glue residue (N) would accumulate between the ultrasonic horn and the receiving roll and grow. This grown glue residue (N) would pass through between the ultrasonic horn and the receiving roll at some stage during travel and go in the opposite direction of travel, and in this case, it would easily stick to the part of the packaging material sheet S that was to be sealed, causing a seal failure in that part and a risk of a decrease in seal strength.
However, in the present invention, since the receiving rod 15 moves in the above-mentioned direction relative to the ultrasonic horn 13, the glue residue (N), which is a foreign object, cannot move and adheres to the ultrasonic horn 13, but is left at the location where it is generated. Therefore, the glue (N) does not grow and does not move in the opposite direction of movement.
Therefore, although the generation of glue residue (N) cannot be prevented, the occurrence of sealing defects due to the generation of glue residue (N) can be prevented.
従って、本発明の横シールアンドカットユニット1で包装材シートSに対してシールアンドカットを施せば、適度なシール強度を安定して確保しつつ、同時に綺麗な断面のカット面が得られる。
この横シールアンドカットユニット1では、超音波ホーン13と受け棒15との特徴的な対向状態が、往路走行の際にのみ利用可能になっている。復路走行の際でも、超音波ホーン13と受け棒15との対向状態はそのまま維持しながら走行するが、往路走行を終えた時点で、押え部21による保持は解除されており、往路走行の際のようなシールアンドカットは施されない。
Therefore, if the packaging sheet S is sealed and cut by the horizontal sealing and cutting unit 1 of the present invention, an appropriate seal strength can be stably ensured and at the same time, a clean cut surface can be obtained.
In this horizontal seal and cut unit 1, the characteristic opposing state between the ultrasonic horn 13 and the receiving rod 15 is available only during outward travel. Even during return travel, the opposing state between the ultrasonic horn 13 and the receiving rod 15 is maintained, but at the end of the outward travel, the holding by the pressing portion 21 is released, and the seal and cut that occurs during outward travel is not performed.
往復走行の後の待機位置、すなわち長孔29aの一端側で超音波ホーン13と角部17aが対向しているときに、包装材シートSが下方に送られていくので、超音波ホーン13と角部17aシールアンドカット可能に対向しているが、その下送りは干渉しない。 When the packaging sheet S reaches the standby position after reciprocating travel, i.e., when the ultrasonic horn 13 faces the corner 17a at one end of the elongated hole 29a, the ultrasonic horn 13 faces the corner 17a so that it can be sealed and cut, but the downward feeding does not interfere.
従来の受けロール方式では、受けロールも移動するので、その移動に伴って不可避的に発生する振動が縦型製袋充填包装装置の想定してなかった箇所に伝わるようなことがあった。しかしながら、受け棒15はシールアンドカットの際には剛性構造の一部にできるので、振動の発生を抑える。また、全体の構造が単純になり、メンテナンスが容易になる。
更に、受け棒15の角部17aは複数あり、摩耗が進めば、対向面となる角部17aを変更することで、受け棒15自体の交換頻度を低く抑えることができる。
With the conventional backing roll system, the backing roll also moves, and vibrations that inevitably occur as the roll moves can be transmitted to unexpected locations on the vertical form-fill-seal-seal machine. However, the backing rod 15 can be made part of the rigid structure during the seal and cut process, suppressing vibrations. Furthermore, the overall structure is simplified, making maintenance easier.
Furthermore, the receiving rod 15 has a plurality of corners 17a, and as wear progresses, the corners 17a that serve as opposing surfaces can be changed, thereby reducing the frequency with which the receiving rod 15 itself needs to be replaced.
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、本発明は、超音波方式のシールアンドカットユニットに関するものであり、上記の実施の形態では横シールアンドカットユニット1として縦型製袋充填包装装置に組み込まれていたが、製袋充填包装装置の一つのユニットとしての利用には限定されない。
また、超音波ホーン13の倒れ角度は一定ではなく、包装材シートSの材質等を考慮して最適に調整されるものであり、本発明のアイデアを基にすれば、その調整は当業者が適宜行うことができる。
更に、受け棒15の角棒部17は断面角形部であればよく、四角形には限定されない。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the invention also includes design changes within the scope of the present invention without departing from the gist of the present invention.
For example, the present invention relates to an ultrasonic seal and cut unit, and in the above embodiment it was incorporated into a vertical bag making, filling and packaging apparatus as a horizontal seal and cut unit 1, but it is not limited to use as a single unit of the bag making, filling and packaging apparatus.
Furthermore, the tilt angle of the ultrasonic horn 13 is not constant, but is optimally adjusted taking into consideration the material of the packaging sheet S, etc., and based on the idea of the present invention, this adjustment can be made appropriately by a person skilled in the art.
Furthermore, the square bar portion 17 of the receiving bar 15 may have any cross section as long as it has a square cross section, and is not limited to a square.
1…横シールアンドカットユニット 3A、B…ユニット壁
4…取付板 5A、B…ガイドシャフト 7A、B…摺動ブロック
9…連結板 11…シリンダ式直動機構 11a…本体
13…超音波ホーン 13a…先端開口 14…ガイド
15…受け棒 17…角棒部 17a…角部
19…丸棒部 21…押え部 21A、B…圧接面部
21a、b…長穴 23…シリンダ式直動機構 23a…本体
23b…ロッド 25…リンク機構 27…アダプタ
29…収容部 29a…凹角内面 29b…連通穴
31…軸受け部 33…ガイド 35…連結部
35a…両端部 35b…中間部 35c…ねじ頭収容部
37…シリンダ式直動機構 37a…本体
37b…ロッド 38…受け部 39…取付板
39a…掛け部 41…シャフト 42…ガイド筒
43…ばね 44a…ストッパボルト 44b…ストッパ
45…受入れ口 47…払出し口
L1、L2…垂線 Y…横シール部 K…切込み N…のりのカス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Horizontal seal and cut unit 3A, B...Unit wall 4...Mounting plate 5A, B...Guide shaft 7A, B...Sliding block 9...Connecting plate 11...Cylinder type linear motion mechanism 11a...Main body 13...Ultrasonic horn 13a...Tip opening 14...Guide 15...Receiving rod 17...Square rod portion 17a...Corner portion
19...Round bar portion 21...Pressing portion 21A, B...Pressure contact surface portion 21a, b...Slotted hole 23...Cylinder type linear motion mechanism 23a...Main body 23b...Rod 25...Link mechanism 27...Adapter 29...Storage portion 29a...Concave inner surface 29b...Communicating hole 31...Bearing portion 33...Guide 35...Connecting portion 35a...Both ends 35b...Middle portion 35c...Screw head storage portion 37...Cylinder type linear motion mechanism 37a...Main body 37b...Rod 38...Receiving portion 39...Mounting plate 39a...Hook portion 41...Shaft 42...Guide tube 43...Spring 44a...Stopper bolt 44b...Stopper
45... Receiving port 47... Discharge port L1, L2... Perpendicular lines Y... Horizontal seal section K... Notch N... Glue residue
Claims (4)
前記超音波ホーンは移動方向後側に倒れた姿勢を維持しながら移動する際にシールアンドカットを実施する包装材シートのシールアンドカットユニットであって、
一対の圧接面部の間で扁平に重ね合わされた包装材シートを静止させ、且つ張った状態で保持する押え部を備え、
前記受け棒は、一方の圧接面部に対してアダプタを介して着脱自在に装着されて、その対向可能面が前記一方の圧接面部から他方の圧接面部に向かって出没自在に構成され、前記一方の圧接面部に対してシールアンドカットの際に移動不能に固定されており、
前記受け棒は、断面多角形の角棒で構成され、複数の角部が対向可能面になっており、前記アダプタに対する前記受け棒の装着角度を変更することで複数の対向可能面が使い分けられることを特徴とするシールアンドカットユニット。 The ultrasonic horn and receiving rod are provided, and the ultrasonic horn moves while facing the linearly continuous facing surface of the receiving rod so as to be able to seal and cut. The packaging material sheet that has been flatly stacked between the facing surface of the ultrasonic horn and the receiving rod is received from the forward side in the direction of movement, and is subjected to sealing and cutting, and then the packaging material sheet is discharged, thereby sealing and cutting the packaging material sheet .
The ultrasonic horn is a sealing and cutting unit for a packaging material sheet that performs sealing and cutting while moving while maintaining a posture of being tilted backward in the moving direction ,
The presser section holds the packaging material sheets, which are overlapped flat between the pair of pressure contact surfaces, in a stationary and taut state,
The receiving rod is detachably attached to one of the pressure contact surfaces via an adapter, and its opposing surface is configured to be able to move from one of the pressure contact surfaces toward the other of the pressure contact surfaces, and is fixed to one of the pressure contact surfaces so as not to move during sealing and cutting.
The seal and cut unit is characterized in that the receiving rod is composed of a square rod with a polygonal cross section, and multiple corners are opposing surfaces, and the multiple opposing surfaces can be used by changing the attachment angle of the receiving rod relative to the adapter .
超音波ホーンは同軸円筒状で、先端開口は円筒状になっていることを特徴とするシールアンドカットユニット。 2. The packaging sheet seal and cut unit according to claim 1,
A seal and cut unit characterized in that the ultrasonic horn is coaxially cylindrical and the tip opening is cylindrical .
横シールアンドカットユニットとして設けられることを特徴とするシールアンドカットユニット。 3. The packaging sheet seal and cut unit according to claim 2,
A seal and cut unit characterized in that it is provided as a horizontal seal and cut unit.
縦型製袋充填包装装置における横シールアンドカットユニットとして設けられることを特徴とするシールアンドカットユニット。 The packaging sheet seal and cut unit according to any one of claims 1 to 3 ,
A seal and cut unit characterized in that it is provided as a horizontal seal and cut unit in a vertical bag making, filling and packaging apparatus .
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