JP3904675B2 - チューブ状容器材料を横断方向にシールする超音波シール装置 - Google Patents

チューブ状容器材料を横断方向にシールする超音波シール装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブ状容器材料を横断方向にシールする超音波シール装置に係り、例えば、長手方向にシールされて作られたチューブ状容器材料に液体状食品等を収容し、それを長手方向に規則的な間隔で横断方向にシールして枕状パッケージにし、次にこれを直方体形状に成形するための、超音波シール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０を参照すると、チューブ状容器材料を横断方向にシールするための超音波シール装置の側面図が示されている。超音波シール装置は、アンビル１９と、超音波変換器１８とを有している。チューブ状容器材料１７は、前壁１２と、後壁半部分１３と、後壁半部分１４とが重なって長手方向にシールされた部分５を有している。アンビル１９はチューブ状容器材料１７の後壁１３，１４に接触して配置され、チューブ状容器材料１７の横断方向に延びて配置される。
【０００３】
超音波変換器１８は、一対の変換器ヘッド１８ａ，１８ｂを有し、この一対の変換器ヘッド１８ａ，１８ｂ間には間隙１６が画成されており、チューブ状容器材料１７の前壁１２は超音波変換器１８に接触して配置され、アンビル１９と超音波変換器１８との間にチューブ状容器材料１７が挟まれて押圧される。チューブ状容器材料１７の長手方向にシールされた部分５は一対の変換器ヘッド１８ａ，１８ｂ間の間隙１６に対応して位置される。かくして、符号１０で示した場所においては、チューブ状容器材料１７の長手方向にシールされた部分５と、横断方向にシールされた部分（図５の符号７を参照）とが交差することとなる。
【０００４】
一対の変換ヘッド１８ａ，１８ｂは超音波エネルギを発生し、アンビル１９との間に挟まれたチューブ状容器材料１７を横断方向にシールする。チューブ状容器材料１７の、長手方向にシールされた部分５の厚さは他の部分より厚いので、この部分５を収容するための凹所１１（図１２の（ａ）参照）をアンビル１９に備えることが行われていた。図１２の（ａ）に示すように、この凹所１１の断面はほぼ台形状であった。
【０００５】
しかしながら、図１２の（ａ）で示されているように、チューブ状容器材料１７の、長手方向にシールされた部分５が凹所１１内にぴったりと整合すれば問題はないが、図１２の（ｂ）で示すごとく、チューブ状容器材料１７がねじれて配置されると、長手方向にシールされた部分５が凹所１１に整合していないで、後壁半部分１３の端部１３ａが凹所１１からはみ出して位置され、この端部１３ａがはさまれて、長手方向にシールされた部分５のところが十分に押圧されず、横断方向のシールが符号１４ａで示した場所において不良となり、ここから内容物の漏れが生ずることになってしまう。
【０００６】
この問題を阻止しようとして、凹所１１の幅を大きなものとすると、これまたシール圧力の低下をもたらして、横断方向シールの不良を生じさせる。
【０００７】
従来の技術においては、かような問題を根本的に改善するために、図１１に示した如き構造のアンビル１９ａが提供されていた。ここでは、アンビル１９ａの凹所１１ａ中に複数の移動可能部材１５を備えて、配置されたチューブ状容器材料１７の長手方向にシールされた部分５の位置に対応して、個々の移動可能部材１５を移動調整して、長手方向にシールされた部分５がぴったりと整合するような凹みを形成するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１１に示した従来の改善されたアンビル１９ａは、複数の移動可能部材１５を凹所１１ａ内に備えるという極めて複雑な構造を採用している。本発明は、かように複雑な構造を具備することなく、極めて簡単な構成で、従来技術における前述した問題を巧妙に解決することができ、横断方向のシールの不良個所を生じないようになし得る、チューブ状容器材料を横断方向にシールする超音波シール装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
後に説明する発明の実施の形態において用いている符号を参考のために付記して記述すると、本発明は、前壁１２と、長手方向にシールされた部分５を有する後壁１３，１４とで構成された細長いチューブ状容器材料１７を横断方向にシールする超音波シール装置であって、
前記チューブ状容器材料１７の前記後壁１３，１４に接触して配置され、前記チューブ状容器材料１７の横断方向に延びるアンビル１と、
前記チューブ状容器材料１７の前記前壁１２に接触して配置され、前記チューブ状容器材料１７を前記アンビル１との間に挟んで押圧するとともに、前記チューブ状容器材料１７を横断方向にシールする超音波変換器１８とを含み、
前記超音波変換器１８は、一対の変換器ヘッド１８ａ，１８ｂを有し、この一対の変換器ヘッド１８ａ，１８ｂ間には間隙１６が画成されており、前記チューブ状容器材料１７の前記長手方向にシールされた部分５に対応して前記一対の変換器ヘッド１８ａ，１８ｂの前記間隙１６が位置するようにされており、
前記チューブ状容器材料１７の前記長手方向にシールされた部分５を収容するために、前記アンビル１は前記間隙１６に対応する位置に凹み部分２を有し、この凹み部分２の前記長手方向に垂直な断面は、アーチ形状であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明において採用されるアンビル１の斜視図が示されている。図２は、図１の符号Ｍの部分を拡大して示したものであり、図３は、図２の側面図であり、図４は図３の符号Ｎの部分を拡大して示したものである。
このアンビル１は、図１０において前述したアンビル１９に代えて用いられる。かくて、アンビル１はチューブ状容器材料１７の後壁１３，１４に接触して配置され、チューブ状容器材料１７の横断方向に延びている。そして、アンビル１と超音波変換器１８との間に、チューブ状容器材料１７が挟まれて、押圧されるようになっている。
【００１１】
このアンビル１は、チューブ状容器材料１７の長手方向にシールされた部分５を収容するための、断面がアーチ形状の溝２を備える。また、図３において明瞭に示されているように、アーチ形状の溝２の深さとほぼ同じ深さの凹み部分３が、アーチ形状の溝２の両側に備えられている。図１において符号４は、横断方向シール形成部分を示しており、この横断方向シール形成部分４に沿って、後に説明する横断方向のシール７（図５参照）が形成される。
【００１２】
アーチ形状の溝２の断面は、図４で見るごとく、幅（Ｋ）に対して、深さ（Ｇ）が相当に小さく、大径の円の円弧の一部分にほぼ相当する形状であり、底の部分は、ほとんど平坦になっている。アーチ形状の溝２は、一対の変換器ヘッド１８ａ，１８ｂの間の間隙１６に対応して位置される。
【００１３】
図７の（ａ）及び図７の（ｂ）は、アンビル１のアーチ形状の凹み部分３と、チューブ状容器材料１７の長手方向にシールされた部分５との位置関係を示すものであり、図７の（ａ）が整合された場合、図７の（ｂ）がチューブ状容器材料１７がねじれて配置されることなどに起因して生ずる不整合の場合を示している。本発明のアンビル１のアーチ形状の凹み部分３の断面は、前述した如く、大径の円の円弧の一部分にほぼ担当するもので、深さが浅く、平坦な部分３ａを有しており、両端半分部の部分３ｂは大きな半径を有することによって後壁半分部１３の端部１３ａが、図７の（ｂ）に示す程度の不整合の結果、図示されたような位置にある場合でも、この端部１３ａをアーチ形状の凹み部分３の端部分３ｂが凹み部分３内に押し込んで、図１２の（ｂ）で前述した如き喰み込みが生ずることが阻止できる。従って、チューブ状容器材料７の長手方向にシールされた部分５と凹み部分３との間に多少の不整合があっても、凹み部分３の端部分３ｂが後壁の端部１３ａを押圧して、シール圧力を維持することができるのである。その結果として、横断方向のシール７（図５参照）に漏れが生ずるような不良個所が形成されることはない。
【００１４】
このように、断面がほぼ大径の円の円弧の一部分に相当する如きアーチ形状の凹み部分３を備えることは、過大なエネルギを分散させるのに有利である。超音波変換器１８は図１０に示すように一対の変換器ヘッド１８ａ，１８ｂを有していて、その間隙１６に相当するアンビル１上の位置には過大なエネルギが集中される。本発明におけるアーチ形状の溝２は、かようなエネルギ集中を阻止して、長手方向にシールされた部分５に適切なエネルギが適用されるようにするのである。
【００１５】
本発明におけるアーチ形状の溝２は、図５に示す如く、チューブ状容器材料１７の横断方向のシール７に小さなマーク９を付ける役目をも果たす。図５において、符号６はフイン折り目を示し、符号８は切断ラインを示している。図６の（ａ）、図６の（ｂ）、図６の（ｃ）は、マーク９の位置によって、チューブ状容器材料１７がどちらの方向にねじれて置かれて、長手方向にシールされた部分５と凹み部分３とが不整合となったかが判別できることを示している。図６の（ａ）はチューブ状容器材料１７が反時計方向にねじれて置かれたことを、図６の（ｂ）は正しく、整合されて置かれたことを、図６の（ｃ）は時計方向にねじれて置かれたことを示している。
【００１６】
【実施例】
図２、図４、図８、及び図９を参照して、本発明におけるアンビル１の大きさ寸法の実施例を説明する。
チューブ状容器材料１７のチューブの直径が５４．１ｍｍ、一対の変換器ヘッドの幅が５４．５ｍｍ、一対の変換器ヘッドの間隙１６が０．３ｍｍであるとする。
図２のＧは８±０．２ｍｍ、Ｈは１±０．０３ｍｍであり、図４のＧは０．３±０．０５ｍｍ、Ｋは１±０．０４ｍｍであり、図８のＡは１５５ｍｍ、Ｂは７７．５±０．２ｍｍ、
【外１】
Figure 0003904675
であり、図９のＤは１２２ｍｍ、Ｅは１２６．２ｍｍである。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、アンビルに断面がアーチ形状の凹み部分を備えたことによって、横断方向に超音波シールすべきチューブ状容器材料のねじれなどによる配置の不整合を大幅に緩和することができ、ある程度の不整合があっても横断方向のシールを良好に超音波シールすることができるという効果を奏する。かくて、横断方向のシールと長手方向のシール部分との交差点付近における横断方向のシールから内容物が漏れ出すという恐れは阻止される。
本発明によれば、不整合の範囲を従来のものに対して約５０％以上緩和することが可能である。
更に、アンビルに断面がアーチ形状の凹み部分を備えることにより、この凹み部分において、一対の変換器ヘッドから生じる過大なエネルギが分散され、横断方向のシールと長手方向のシール部分との交差点において適用されるエネルギを適切なものとなし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において採用されるアンビルの一実施形態の斜視図。
【図２】図１の符号Ｍの部分の拡大平面図。
【図３】図２の一部側面図。
【図４】図３の符号Ｎの部分の拡大側面図。
【図５】チューブ状容器材料に横断方向のシールが施された状態を示す平面図。
【図６】（ａ）は、チューブ状容器材料が反時計方向にねじれて配置されたことを示す図。
（ｂ）は、チューブ状容器材料が正しく整合されて配置されたことを示す図。
（ｃ）は、チューブ状容器材料が時計方向にねじれて配置されたことを示す図。
【図７】（ａ）は、本発明におけるアーチ形状の凹み部分と、長手方向にシールされた部分との整合状態を説明する図。
（ｂ）は、本発明におけるアーチ形状の凹み部分と、長手方向にシールされた部分との不整合状態を説明する図。
【図８】本発明におけるアンビルの一実施形態の平面図。
【図９】図８のアンビルの側面図。
【図１０】超音波シール装置の全体を示す一部側面図。
【図１１】従来技術におけるアンビルの構造を一部断面で示す側面図。
【図１２】（ａ）は、従来技術におけるアンビルの凹み部分と、長手方向にシールされた部分との整合状態を説明する図。
（ｂ）は、従来技術におけるアンビルの凹み部分と、長手方向にシールされた部分との不整合状態を説明する図。
【符号の説明】
１ アンビル
２ アーチ形状の溝
３ 凹み部分
３ａ 平坦な部分
３ｂ 周囲の部分
４ 横断方向シール形成部分
５ 長手方向にシールされた部分
６ フイン折り目
７ 横断方向のシール
８ 切断ライン
９ マーク
１０ 場所（交差点）
１１ 凹み部分
１１ａ 凹み部分
１２ 前壁
１３ 後壁半部分
１３ａ 端部
１４ 後壁半部分
１４ａ シール不良の場所
１５ 移動可能部材
１６ 間隙
１７ チューブ状容器材料
１８ 超音波変換器
１８ａ 変換器ヘッド
１８ｂ 変換器ヘッド
１９ アンビル
１９ａ アンビル

Claims (2)

  1. 前壁と、長手方向にシールされた部分を有する後壁とで構成された細長いチューブ状容器材料を横断方向にシールする超音波シール装置であって、
    前記チューブ状容器材料の前記後壁に接触して配置され、前記チューブ状容器材料の横断方向に延びるアンビルと、
    前記チューブ状容器材料の前記前壁に接触して配置され、前記チューブ状容器材料を前記アンビルとの間に挟んで押圧するとともに、前記チューブ状容器材料を横断方向にシールする超音波変換器とを含み、
    前記超音波変換器は、一対の変換器ヘッドを有し、この一対の変換器ヘッド間には間隙が画成されており、前記チューブ状容器材料の前記長手方向にシールされた部分に対応して前記間隙が位置するようにされており、
    前記チューブ状容器材料の前記長手方向にシールされた部分を収容するために、前記アンビルは前記間隙に対応する位置に凹み部分を有し、この凹み部分の前記長手方向に垂直な断面は、アーチ形状であることを特徴とする超音波シール装置。
  2. さらに、前記アンビルが前記一対の変換器ヘッドの間の間隙に対応する位置に溝を有し、前記溝の幅が前記間隙の幅より大きく、かつ前記凹み部分の幅より小さいことを特徴とする請求項１に記載の超音波シール装置。
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