超音波しごき装置の冷却機構
【課題】
超音波駆動器の超音波振動子に対して二種類のエアー冷却機構を設けたことにより、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を防止できる超音波しごき装置を提供する。
【解決手段】
自動包装機のしごき装置は、筒状包装袋の横幅全体を押圧できる超音波ホーンを取り付けた超音波振動装置と、筒状包装袋を挟み込みつつ、この超音波ホーンと相対する位置に配置された受け板（アンビル）と、この超音波ホーンと受け板をお互いに押圧するように作動させる駆動装置を備え、この超音波振動装置は、超音波を発振する超音波振動子と、発振した超音波を効率良く励振する超音波ホーンと、超音波振動子の発熱を抑える冷却装置で構成され、この冷却装置には、超音波振動子の外側を冷やす第一のエアー冷却機構と、超音波振動子の中心部を冷やす第二のエアー冷却機構が配備されている。
超音波駆動器の超音波振動子に対して二種類のエアー冷却機構を設けたことにより、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を防止できる超音波しごき装置を提供する。
【解決手段】
自動包装機のしごき装置は、筒状包装袋の横幅全体を押圧できる超音波ホーンを取り付けた超音波振動装置と、筒状包装袋を挟み込みつつ、この超音波ホーンと相対する位置に配置された受け板（アンビル）と、この超音波ホーンと受け板をお互いに押圧するように作動させる駆動装置を備え、この超音波振動装置は、超音波を発振する超音波振動子と、発振した超音波を効率良く励振する超音波ホーンと、超音波振動子の発熱を抑える冷却装置で構成され、この冷却装置には、超音波振動子の外側を冷やす第一のエアー冷却機構と、超音波振動子の中心部を冷やす第二のエアー冷却機構が配備されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動包装機で作られる包装袋の充填口を封止する際に発生する内容物噛み込みによるシール不良対策に関し、特に、この包装袋の充填口に付着した内容物を取り除くしごき装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動包装機は、ロール状に巻き取られた包装フィルムを繰出しロール等で引き出しながら、フィルム折り畳み装置によって断面略Ｕ字状に折り返して、縦ヒートシールロールと横ヒートシールロールに送ってシール形成する。そしてシール形成された筒状包装袋内に充填ノズルを入れ込み、内容物（原料）を充填し、その後、筒状包装袋の充填口を横ヒートシールロールによって封止して連続包装体とし、カッター装置によって切り離して個別包装体を作っている。
【０００３】
ここで、上記内容物が充填された筒状包装袋の充填口を横ヒートシールロールによって封止する際に、この横シールされる部分の筒状包装袋内部に内容物が付着している場合がある。
【０００４】
特に、袋内に入れる内容物の充填量を多く設定した場合や、液体内容物の粘度等の性質によって充填ノズル出口で液だれ現象が発生している場合は、横シールされる部分の筒状包装袋内部に内容物が確実に付着し、この結果、横シールロールによる内容物の挟み込みが発生する。
【０００５】
通常粘性の低い液体のみの内容物の場合は、横ヒートシール動作に伴う前後二つのロールの押圧によって挟み込まれた内容物が押し出されて正しく横シールできる。一方、粘性の高い液体内容物や固形物が含有された液体内容物の場合は、横シールロールによる押圧動作だけでは内容物の排除が出来ず、内容物噛み込みによるシール不良が多発することになる。
【０００６】
このため、従来の自動包装機は、下記特許文献１と特許文献２に記載されているようにしごき装置を用いて横シール部分に付着した内容物を排除する技術や、内容物充填装置において液だれしない間歇充填装置の開発を優先して取り組んできた。
【０００７】
しかし、固形物が含有された粘度の高い液体内容物を充填する場合は、従来の間歇充填装置だけでは、液だれを防ぐことが困難であり、特に、固形物の含有量が多く、しかもこの固形物を含む液体内容物の粘度が高い「ハバネロソース」や「トウガラシ塩タレ」等の内容物を高速で充填する場合は、誤って横シール部分に固形物が付着する事態を完全に排除できないのが現状であり、この場合、従来のしごき装置を用いても、ほぼ１００％の確率で固形物噛み込みによる横シール不良が発生することになる。
【０００８】
そして、上記の問題を解決するために超音波駆動器を用いたしごき装置が開発されているが、このような超音波しごき装置が搭載されたロールタイプ自動包装機において、内容物を筒状包装袋内に充填する際に、内容物の流動性を高めるために内容物そのものを温めるホット充填方式を採用することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１１２３５９号公報
【特許文献２】特開２００６−１９９３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記ホット充填方式を採用したロールタイプ自動包装機において、ホット充填動作を行いつつ、超音波しごき装置を動かすと、温められた内容物から熱が超音波しごき装置の超音波駆動器に伝わり、この熱によって超音波駆動器の超音波振動子が動作基準値以上の高温になって熱破壊を起こす事態になる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記の課題を解決するためになされた本発明は、連続移送される包装フィルムに対して縦シール及び横シールによって筒状包装袋を形成しつつ、充填ノズルを用いてこの筒状包装袋内に内容物を充填し、しごき装置によって充填後の筒状包装袋内部に付着した内容物を除去し、付着内容物が除去された筒状包装袋に対して再度横シールを施して開口部分を封止して密閉された連続包装体を形成し、この連続包装体の横シール中央付近をカッター装置によって切り離して個別包装体を作り上げるロールタイプ自動包装機であって、前記しごき装置は、筒状包装袋の横幅全体を押圧できる超音波ホーンを取り付けた超音波駆動器と、筒状包装袋を挟み込みつつ、この超音波ホーンと相対する位置に配置された受け板（アンビル）と、この超音波ホーンと受け板をお互いに押圧するように作動させる駆動装置を備え、前記超音波駆動器は、超音波を発振する超音波振動子と、発振した超音波を効率良く励振する超音波ホーンと、超音波振動子の発熱を抑える冷却装置で構成され、前記冷却装置は、超音波振動子の外側を冷やす第一のエアー冷却機構と、超音波振動子の中心部を冷やす第二のエアー冷却機構を有している。
【００１２】
上記（１）で述べた超音波しごき装置によれば、超音波駆動器の超音波振動子に対して二種類のエアー冷却機構を設けたことにより、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を防止できる。
【００１３】
（２）本発明の第二のエアー冷却機構は、超音波振動子の中心部を貫通した冷却通路と、この冷却通路の始端から冷却エアーを送り込むエアーコネクタ部と、この冷却通路末端の超音波ホーン取り付け部から冷却完了後のエアーを排出するエアー排出口から成っている。
【００１４】
上記（２）で述べた超音波しごき装置の第二のエアー冷却機構によれば、超音波振動子の中心部を強制的に冷却することにより、冷却効率が上昇し、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明に係る超音波しごき装置の冷却機構によれば、超音波振動子の中心部と外側を強制的に冷却する二種類のエアー冷却機構を設けたことにより、冷却効率が上昇し、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を確実に防止できる超音波しごき装置を提供できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るロールタイプ自動包装機の一構成例を示す正面図である。
【図２】本発明に係る自動包装機１の第一横シール装置７としごき動作を行っているロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０を拡大した概略側面図である。
【図３】本発明に係る自動包装機１の第一横シール装置７としごき動作を中止しているロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０を拡大した概略側面図である。
【図４】本発明に係る超音波駆動器３７の外部概略図である。
【図５】本発明に係る超音波駆動器３７の外側ケースを取り除いた内部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、図１を用いて、本発明に係るロールタイプ自動包装機の全体構成について説明する。図１は、本発明にかかるロールタイプ自動包装機の一構成例を示す正面図である。図１に示すように、ロールタイプ自動包装機１（以下、自動包装機１と略す）の正面左側にはリールが設けられている。このリールには包装フィルムＦを巻回した原反ロールＦＸが脱着交換可能に保持されている。原反ロールＦＸから繰り出し装置２により引き出された包装フィルムＦは、自動包装機１の上部に設けられたフィルム折り返しロール３により下方に折り返される。
【００１８】
下方に折り返された包装フィルムＦは、製袋装置４によって長手方向に二つ折りされて縦シール装置６に送られる。この縦シール装置６によって作られる筒状包装フィルム内に内容物を送り込むために充填ノズル５が配備されており、この充填ノズル５にはポンプ装置１２が接続されている。そして、ポンプ装置１２には内容物が入れられたホッパー１３が接続されている。
【００１９】
この縦シール装置６の下には、超音波しごき装置２０、第一横シール装置７、第二横シール装置８、切断カッター装置９、切り離された個別包装体が滑らかに搬出されるためのすべり台１０が配備されている。さらに、自動包装機１右側には自動包装機１を操作並びに制御するためのコントロールボックス１１が設けられている。
【００２０】
図１に示されている縦シール装置６は、二つの縦シールロールで構成され、図１中に表記されているのは前面側の縦シールロール（移動側シールロール）である。これに対して背面側（紙面裏側）の縦シールロールは、前面側縦シールロールと紙面垂直方向に対向した状態で設けられ、自動包装機１の機台に固定されている（固定側シールロール）。
【００２１】
横シール装置は、第一横シール装置７と第二横シール装置８で構成され、これら二つの横シール装置は、縦シール装置６と同様に、図１中に表記されているのは前面側の二つの横シールロール（移動側シールロール）であり、背面側（紙面裏側）にはそれぞれ対になる二つの横シールロールを有している。これら背面側の二つの横シールロールは、紙面垂直方向に対向した状態で設けられ、自動包装機１の機台に固定されている（固定側シールロール）。
【００２２】
また、包装フィルムＦは、透明又は半透明な材料から構成され、例えば、ＰＥＴ等のベースフィルム、このベースフィルムよりも融点の低いポリエチレン等のヒートシールフィルムから構成される。また、包装フィルムＦは、ベースフィルム、中間フィルム、ヒートシールフィルムの３層構造を有してもよい。
【００２３】
二つ折りされた包装フィルムＦは、縦シール装置６によって包装フィルムの長手方向両端同士を熱シールして第一横シール装置７に送り出す。この縦シールにより包装フィルムは筒状に形成される。
【００２４】
筒状の包装フィルムは、第一横シール装置７の横シールロールにより、包装フィルムの横方向（幅方向）にシールされ、この横シールにより筒状包装フィルムの底部が形成される。有底筒状に形成された包装袋内に充填ノズル５が挿入されており、この充填ノズル５に接続されているポンプ装置１２によってホッパー１３内に収容されている内容物が包装袋内に充填される。
【００２５】
そして、充填ノズル５による内容物の充填が完了したらポンプ装置１２の駆動を停止して充填動作を終了し、その後、包装フィルムを袋一個分繰り出しつつ、超音波しごき装置２０を駆動して内容物が充填された包装袋の封止予定部分を挟み込んで袋内に付着している内容物を除去する。
【００２６】
続いて、第一横シール装置７の横シールロールは、超音波しごき装置２０によって内容物除去が完了した包装袋の封止予定部分を横シールし、これにより、有底筒状の包装袋に充填された内容物は密閉されて包装体形態となる。そして、この包装体は直下の第二横シール装置８の横シールロールに送られる。第二横シールロールは、第一横シール装置７によって形成された横シール部分を再度横シールして、その横シール部分の強度をより強固にするための線条シール等を形成する。
【００２７】
その後、切断カッター装置９によって横シール中央部分に対して切断加工されて個別包装体になり、すべり台１０から自動包装機１の外に搬出される。
【００２８】
次に、図２は、本発明に係る自動包装機１の第一横シール装置７としごき動作を行っているロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０を拡大した概略側面図である。図３は、本発明に係る自動包装機１の第一横シール装置７としごき動作を中止しているロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０を拡大した概略側面図である。なお、図２と図３の概略側面図では、図視右側を自動包装機１の前面側とし、図示左側を自動包装機１の背面側としている。
【００２９】
図２と図３に示すように、超音波しごき装置２０は、超音波振動を励起する超音波駆動器３７と、この超音波を受けて振動を拡大する超音波ホーン３６と、この超音波ホーン３６の先端部分３５と相対する受け板３４と、超音波ホーン３６並びに超音波駆動器３７を押す若しくは引くように駆動するカムフォロア装置２２と、このカムフォロア装置２２と連動して超音波しごき装置２０を駆動するカム装置２１と、受け板３４を押す若しくは引くように駆動するレバー装置２３と、このカムフォロア装置２２の駆動力をレバー装置２３に伝える連結レバー押し部材２９と、この連結レバー押し部材２９と接している連結レバー受け部材３０と、このカムフォロア装置２２の支持軸２６に取り付けられてカムフォロア装置２２と一体になって動くエアーシリンダ受けレバー２４と、このエアーシリンダ受けレバー２４と向き合うように配置されたエアーシリンダ３９と、このエアーシリンダ３９のシリンダ軸３８と向き合うように配置されたエアーシリンダ受け部２８と、カムフォロア装置２２を時計回りに回転させる駆動力を付与している背面側ロータリーアクチュエータ２７と、レバー装置２３を反時計回りに回転させる駆動力を付与している前面側ロータリーアクチュエータ３２と、で構成されている。
【００３０】
なお、図示の通りカムフォロア装置２２は、支持軸２６を中心に回転可能な構成となっており、レバー装置２３は、支持軸３１を中心に回転可能な構成となっている。そして、図面表示における煩雑防止のため図示省略しているが、超音波しごき装置２０の受け板３４と超音波ホーン３６の先端部分３５との間には、筒状に成形された包装フィルムが配置されている。
【００３１】
次に、ロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０の動きを説明する。図２と図３に示すように、カム装置２１は、背面側横シールロール７２のロール軸に取り付けられており、背面側横シールロール７２の回転動作に合わせて回転駆動されている。カムフォロア装置２２には、カム装置２１のカム部材と接してこのカム形状に合わせて前後に移動するカムフォロア部材２５が付設され、カムフォロア装置２２の中央付近には、カムフォロア装置２２を回転自在に軸支する支持軸２６が付設され、カムフォロア装置２２の一端には、超音波駆動器３７と超音波ホーン３６が取り付けられ、カムフォロア装置２２の他端には、連結レバー押し部材２９が付設されている。
【００３２】
また、レバー装置２３の一端には、受け板３４が取り付けられ、レバー装置２３の中央付近には、レバー装置２３を回転自在に軸支する支持軸３１が付設され、レバー装置２３の他端には、連結レバー受け部材３０が付設されている。なお、背面側横シールロール７２と前面側横シールロール７１の間には図示省略されている筒状に成形された包装フィルムが挟み込まれている。そして、図３に示すように、カム装置２１は、この凸部分に合わせてカムフォロア部材２５を図示左側に押すと、カムフォロア装置２２は、支持軸２６を中心に反時計回りに回転し、取り付けられている超音波駆動器３７と超音波ホーン３６を受け板３４から離れる方向に移動させている。
【００３３】
同時に、カムフォロア装置２２の動きに合わせて連結レバー押し部材２９と接しているレバー装置２３の連結レバー受け部材３０にカムフォロア装置２２の駆動力が伝わって押し上げられ、レバー装置２３に取り付けられている受け板３４が超音波ホーン３６から離れる方向に移動させられている。
【００３４】
この結果、受け板３４と超音波ホーン３６の先端部分３５は間隔を開けた配置になり、筒状に成形された包装フィルムに対して、超音波によるしごき動作をしていない状態、即ち、しごき中止状態になっている。
【００３５】
一方、図２に示すように、カム装置２１は、背面側ロータリーアクチュエータ２７の回転力の付加もあって、カム装置２１の凹部分に合わせてカムフォロア部材２５を図示右側に引くように動かす。すると、カムフォロア装置２２は、支持軸２６を中心に時計回りに回転し、取り付けられている超音波駆動器３７と超音波ホーン３６を受け板３４に近づく方向に移動させている。
【００３６】
同時に、カムフォロア装置２２の動きに合わせて連結レバー押し部材２９と接しているレバー装置２３の連結レバー受け部材３０にカムフォロア装置２２の駆動力が伝わると共に、前面側ロータリーアクチュエータ３２の回転力の付加もあって押し下げられ、レバー装置２３に取り付けられている受け板３４が超音波ホーン１０２に近づく方向に移動させられている。
【００３７】
この結果、受け板３４と超音波ホーン３６の先端部分３５が互いに押接するようになり、筒状に成形された包装フィルムに対して、超音波振動が付与された超音波ホーン先端部分３５と受け板３４との挟み込み動作、即ち超音波によるしごき動作となって筒状包装フィルム内に付着している内容物の除去を確実に実行している。
【００３８】
なお、この背面側ロータリーアクチュエータ２７と前面側ロータリーアクチュエータ３２の回転力は、供給されるエアー圧力に比例しており、このエアー圧力を任意に変化させることにより、ロータリーアクチュエータの回転力を任意に設定できる。即ち、ロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０においては、超音波ホーン３６の先端部分３５と受け板３４の間の押圧力の調節を容易に実施できるようになっており、内容物の粘度や固形物の含有量等の性質に応じて最適なしごき具合にしている。しごき具合の一例としては、内容物の粘度が高く、しかも固形物の含有量が多い場合は、より確実にしごく必要があり、この場合は、超音波ホーン３６の先端部分３５と受け板３４の間の押圧力を高くするために背面側ロータリーアクチュエータ２７と前面側ロータリーアクチュエータ３２に供給しているエアーの圧力を高くしている。また、受け板３４には、この受け板３４を前後に微小距離分だけ移動可能にできる微小距離調節装置３３が配備されており、この微小距離調節装置３３によっても超音波ホーン３６の先端部分３５と受け板３４の間の押圧力を調節できることになる。
【００３９】
要は、上記二つの押圧力調節手段は、調節のやり易さ等を考慮して適宜選択可能になっており、超音波ホーン３６の先端部分３５と受け板３４の間の押圧力調整における一例として、ロータリーアクチュエータに供給するエアー圧力によっておおまかな調節を行い、その後、微小距離調節装置３３によって細かな調節を行っている。
【００４０】
このような超音波駆動器を用いたしごき装置が搭載されたロールタイプ自動包装機において、粘度の高い内容物を充填する場合、内容物の流動性を高めるために充填中に内容物そのものを温めるホット充填方式を採用している。
【００４１】
このホット充填方式では、内容物を最大９０度近くまで温めており、確実に包装袋内に粘度の高い内容物を投入することができるが、反面この温められた内容物の熱が超音波しごき装置の超音波駆動器に伝わり、この熱によって超音波駆動器の超音波振動子が急速に温度上昇し、超音波振動子が動作基準値以上の高温になって熱破壊を引き起こすことになる。このような問題に対応するため、本願発明では特別な冷却機構を採用している。
【００４２】
図４は、本発明に係る超音波駆動器３７の外部概略図である。図５は、本発明に係る超音波駆動器３７の外側ケースを取り除いた内部概略図である。図４に示すように、超音波駆動器３７は、外側ケース１００と、内部の超音波振動子に超音波を給電するための給電コネクタ１０１と、超音波駆動器３７の内部を冷却する冷却エアー２００が通る冷却ホース１０２と、この冷却ホース１０２を二つに分けているホース二股コネクタ１１３と、第一の冷却機構を構成する冷却ホース１０４と、第二の冷却機構を構成する冷却ホース１０３と、内部の超音波振動子からの振動エネルギーを集めて効率よく超音波ホーンに伝える超音波ホーン取り付け部１０６と、超音波ホーン取り付け部１０６から伝わった振動エネルギーを励振して先端部に集結させる超音波ホーン３６から成っている。
【００４３】
このホース二股コネクタ１１３によって冷却エアー２００は二つに分けられ、第一の冷却エアー４００と、第二の冷却エアー３００になる。そして、供給された第一の冷却エアー４００は外側ケース１００に設けられたエアー排出口１１１、１１２から廃棄エアー４０１、４０２として出て行くことになる。なお、このエアー排出口１１１、１１２は冷却エアーの流れ方を表すため、この２箇所に対して符号を付けて説明したが、この２箇所以外にも図示のように多数開孔されており、それぞれエアー排出口として機能している。
【００４４】
一方、供給された第二の冷却エアー３００は超音波ホーン取り付け部１０６に設けられたエアー排出口１０９、１１０から廃棄エアー３０１、３０２として出て行くことになる。また、超音波ホーン３６は、幅寸法Ｈを有しており、自動包装機１が製造する個別包装体の最大袋幅より大きい値を採用している。
【００４５】
次に、図５について説明する。図５に示すように、ここでは超音波駆動器３７の外側ケース１００が取り除かれており、超音波駆動器３７の内部の様子が分かるようになっている。超音波駆動器３７の超音波振動子１０５には、超音波発振素子１０７が搭載されており、この超音波発振素子１０７の接続線は給電コネクタ１０１とつながっている。通常超音波発振素子１０７には共振周波数が数百ｋＨｚの圧電振動子をスタック状にしたものが使用され、ここで発生した超音波振動は、超音波振動子１０５内部を伝わって超音波ホーン取り付け部１０６を経由し、超音波ホーン３６に終結される。
【００４６】
超音波ホーン３６は、超音波ホーン取り付け部１０６経由で伝わった振動エネルギーを励振し、先端部に向かってさらに共振作用によって振動運動が強化されている。この超音波ホーン３６が実際のしごき動作を行う部分であるが、内容物の流動性を高めるために充填中に内容物そのものを温めるホット充填方式では、この温められた内容物の熱が超音波ホーン３６、超音波ホーン取り付け部１０６、超音波振動子１０５、最後に超音波発振素子１０７へと伝わり、急激な温度上昇を招く。
【００４７】
この温度上昇を防ぐために、本願発明の超音波駆動器３７には、第一の冷却機構として、超音波振動子１０５の外側を冷却エアー４００で冷やす冷却ホース１０４が配備されている。また、同じくこの温度上昇を防ぐために、第二の冷却機構として、超音波振動子１０５の内側を冷却エアー３００で冷やす冷却ホース１０３が配備されている。
【００４８】
この第二の冷却機構は、超音波振動子１０５の中心部を貫通した冷却通路１１４と、この冷却通路１１４の始端から冷却エアー３００を送り込むエアーコネクタ部１０８と、この冷却通路１１４末端の超音波ホーン取り付け部１０６から冷却完了後の廃棄エアー３０１、３０２を排出するエアー排出口１０９、１１０から成っている。
【００４９】
通常超音波駆動器３７には、標準装備として超音波振動子１０５の外側を冷却エアー４００で冷やす第一の冷却機構のみが配備されているが、この超音波駆動器３７をホット充填方式のロールタイプ自動包装機に搭載される超音波しごき装置に用いた場合は、冷却能力の不足が発生することになる。特に、超音波振動子１０５の中心部に熱が蓄積され、この蓄積された熱を冷却するために、本願発明では第二の冷却機構が配備されている。この第二の冷却機構は、冷却通路１１４の始端のエアーコネクタ部１０８から冷却エアー３００が送り込まれ、冷却通路１１４を通過する間に超音波振動子１０５の中心部に蓄積された熱を吸収し、最後に超音波ホーン取り付け部１０６を冷却しつつ、エアー排出口１０９、１１０から廃棄エアー３０１、３０２として排出して排熱動作を行っている。
【００５０】
なお、上記エアー排出口１０９、１１０から排出された廃棄エアー３０１、３０２を超音波ホーン３６の方向へ向けるためのカバーを外側ケース１００に取り付けることもできる。このことは、廃棄エアー３０１、３０２によって超音波ホーン３６自体を冷却することになり、冷却エアー３００の更なる有効活用がなされ、第二の冷却機構による冷却効率のアップを図ることが可能になる。
【００５１】
以上、図４と図５によって説明された本発明は、超音波振動子の中心部と外側を強制的に冷却する二種類のエアー冷却機構を設けたことにより、冷却効率が上昇し、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を確実に防止できる超音波しごき装置を提供できる。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【００５３】
即ち、第二の冷却機構として、超音波ホーン取り付け部１０６に穿孔されたエアー排出口１０９、１１０は二つの例で説明したが、これに限定するものではなく、複数以上の排出口を穿孔しても良い。例えば、超音波ホーン取り付け部１０６に設けられた冷却通路を十字形状にして四つの排出口を設けても良い。
【００５４】
また、超音波ホーン取り付け部１０６に設けられた冷却通路を斜めに穿孔して排出された廃棄エアー３０１、３０２を超音波ホーン３６の方向へ向けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１ ロールタイプ自動包装機
２ 繰り出し装置
３ フィルム折り返しロール
４ 製袋装置
５ 充填ノズル
６ 縦シール装置
７ 第一横シール装置
８ 第二横シール装置
９ 切断カッター装置
１０ すべり台
１１ コントロールボックス
１２ ポンプ装置
１３ ホッパー
２０ 超音波しごき装置
２１ カム装置
２２ カムフォロア装置
２３ レバー装置
２４ エアーシリンダ受けレバー
２７ 背面側ロータリーアクチュエータ
３２ 前面側ロータリーアクチュエータ
３４ 受け板
３６ 超音波ホーン
３７ 超音波駆動器
７１ 前面側横シールロール
７２ 背面側横シールロール
１００ 外側ケース
１０１ 給電コネクタ
１０２、１０３、１０４ 冷却ホース
１０５ 超音波振動子
１０６ 超音波ホーン取り付け部
１０７ 超音波発振素子
１０８ エアーコネクタ部
１０９、１１０、１１１、１１２ エアー排出口
１１３ ホース二股コネクタ
１１４ 冷却通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動包装機で作られる包装袋の充填口を封止する際に発生する内容物噛み込みによるシール不良対策に関し、特に、この包装袋の充填口に付着した内容物を取り除くしごき装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動包装機は、ロール状に巻き取られた包装フィルムを繰出しロール等で引き出しながら、フィルム折り畳み装置によって断面略Ｕ字状に折り返して、縦ヒートシールロールと横ヒートシールロールに送ってシール形成する。そしてシール形成された筒状包装袋内に充填ノズルを入れ込み、内容物（原料）を充填し、その後、筒状包装袋の充填口を横ヒートシールロールによって封止して連続包装体とし、カッター装置によって切り離して個別包装体を作っている。
【０００３】
ここで、上記内容物が充填された筒状包装袋の充填口を横ヒートシールロールによって封止する際に、この横シールされる部分の筒状包装袋内部に内容物が付着している場合がある。
【０００４】
特に、袋内に入れる内容物の充填量を多く設定した場合や、液体内容物の粘度等の性質によって充填ノズル出口で液だれ現象が発生している場合は、横シールされる部分の筒状包装袋内部に内容物が確実に付着し、この結果、横シールロールによる内容物の挟み込みが発生する。
【０００５】
通常粘性の低い液体のみの内容物の場合は、横ヒートシール動作に伴う前後二つのロールの押圧によって挟み込まれた内容物が押し出されて正しく横シールできる。一方、粘性の高い液体内容物や固形物が含有された液体内容物の場合は、横シールロールによる押圧動作だけでは内容物の排除が出来ず、内容物噛み込みによるシール不良が多発することになる。
【０００６】
このため、従来の自動包装機は、下記特許文献１と特許文献２に記載されているようにしごき装置を用いて横シール部分に付着した内容物を排除する技術や、内容物充填装置において液だれしない間歇充填装置の開発を優先して取り組んできた。
【０００７】
しかし、固形物が含有された粘度の高い液体内容物を充填する場合は、従来の間歇充填装置だけでは、液だれを防ぐことが困難であり、特に、固形物の含有量が多く、しかもこの固形物を含む液体内容物の粘度が高い「ハバネロソース」や「トウガラシ塩タレ」等の内容物を高速で充填する場合は、誤って横シール部分に固形物が付着する事態を完全に排除できないのが現状であり、この場合、従来のしごき装置を用いても、ほぼ１００％の確率で固形物噛み込みによる横シール不良が発生することになる。
【０００８】
そして、上記の問題を解決するために超音波駆動器を用いたしごき装置が開発されているが、このような超音波しごき装置が搭載されたロールタイプ自動包装機において、内容物を筒状包装袋内に充填する際に、内容物の流動性を高めるために内容物そのものを温めるホット充填方式を採用することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１１２３５９号公報
【特許文献２】特開２００６−１９９３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記ホット充填方式を採用したロールタイプ自動包装機において、ホット充填動作を行いつつ、超音波しごき装置を動かすと、温められた内容物から熱が超音波しごき装置の超音波駆動器に伝わり、この熱によって超音波駆動器の超音波振動子が動作基準値以上の高温になって熱破壊を起こす事態になる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記の課題を解決するためになされた本発明は、連続移送される包装フィルムに対して縦シール及び横シールによって筒状包装袋を形成しつつ、充填ノズルを用いてこの筒状包装袋内に内容物を充填し、しごき装置によって充填後の筒状包装袋内部に付着した内容物を除去し、付着内容物が除去された筒状包装袋に対して再度横シールを施して開口部分を封止して密閉された連続包装体を形成し、この連続包装体の横シール中央付近をカッター装置によって切り離して個別包装体を作り上げるロールタイプ自動包装機であって、前記しごき装置は、筒状包装袋の横幅全体を押圧できる超音波ホーンを取り付けた超音波駆動器と、筒状包装袋を挟み込みつつ、この超音波ホーンと相対する位置に配置された受け板（アンビル）と、この超音波ホーンと受け板をお互いに押圧するように作動させる駆動装置を備え、前記超音波駆動器は、超音波を発振する超音波振動子と、発振した超音波を効率良く励振する超音波ホーンと、超音波振動子の発熱を抑える冷却装置で構成され、前記冷却装置は、超音波振動子の外側を冷やす第一のエアー冷却機構と、超音波振動子の中心部を冷やす第二のエアー冷却機構を有している。
【００１２】
上記（１）で述べた超音波しごき装置によれば、超音波駆動器の超音波振動子に対して二種類のエアー冷却機構を設けたことにより、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を防止できる。
【００１３】
（２）本発明の第二のエアー冷却機構は、超音波振動子の中心部を貫通した冷却通路と、この冷却通路の始端から冷却エアーを送り込むエアーコネクタ部と、この冷却通路末端の超音波ホーン取り付け部から冷却完了後のエアーを排出するエアー排出口から成っている。
【００１４】
上記（２）で述べた超音波しごき装置の第二のエアー冷却機構によれば、超音波振動子の中心部を強制的に冷却することにより、冷却効率が上昇し、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明に係る超音波しごき装置の冷却機構によれば、超音波振動子の中心部と外側を強制的に冷却する二種類のエアー冷却機構を設けたことにより、冷却効率が上昇し、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を確実に防止できる超音波しごき装置を提供できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るロールタイプ自動包装機の一構成例を示す正面図である。
【図２】本発明に係る自動包装機１の第一横シール装置７としごき動作を行っているロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０を拡大した概略側面図である。
【図３】本発明に係る自動包装機１の第一横シール装置７としごき動作を中止しているロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０を拡大した概略側面図である。
【図４】本発明に係る超音波駆動器３７の外部概略図である。
【図５】本発明に係る超音波駆動器３７の外側ケースを取り除いた内部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、図１を用いて、本発明に係るロールタイプ自動包装機の全体構成について説明する。図１は、本発明にかかるロールタイプ自動包装機の一構成例を示す正面図である。図１に示すように、ロールタイプ自動包装機１（以下、自動包装機１と略す）の正面左側にはリールが設けられている。このリールには包装フィルムＦを巻回した原反ロールＦＸが脱着交換可能に保持されている。原反ロールＦＸから繰り出し装置２により引き出された包装フィルムＦは、自動包装機１の上部に設けられたフィルム折り返しロール３により下方に折り返される。
【００１８】
下方に折り返された包装フィルムＦは、製袋装置４によって長手方向に二つ折りされて縦シール装置６に送られる。この縦シール装置６によって作られる筒状包装フィルム内に内容物を送り込むために充填ノズル５が配備されており、この充填ノズル５にはポンプ装置１２が接続されている。そして、ポンプ装置１２には内容物が入れられたホッパー１３が接続されている。
【００１９】
この縦シール装置６の下には、超音波しごき装置２０、第一横シール装置７、第二横シール装置８、切断カッター装置９、切り離された個別包装体が滑らかに搬出されるためのすべり台１０が配備されている。さらに、自動包装機１右側には自動包装機１を操作並びに制御するためのコントロールボックス１１が設けられている。
【００２０】
図１に示されている縦シール装置６は、二つの縦シールロールで構成され、図１中に表記されているのは前面側の縦シールロール（移動側シールロール）である。これに対して背面側（紙面裏側）の縦シールロールは、前面側縦シールロールと紙面垂直方向に対向した状態で設けられ、自動包装機１の機台に固定されている（固定側シールロール）。
【００２１】
横シール装置は、第一横シール装置７と第二横シール装置８で構成され、これら二つの横シール装置は、縦シール装置６と同様に、図１中に表記されているのは前面側の二つの横シールロール（移動側シールロール）であり、背面側（紙面裏側）にはそれぞれ対になる二つの横シールロールを有している。これら背面側の二つの横シールロールは、紙面垂直方向に対向した状態で設けられ、自動包装機１の機台に固定されている（固定側シールロール）。
【００２２】
また、包装フィルムＦは、透明又は半透明な材料から構成され、例えば、ＰＥＴ等のベースフィルム、このベースフィルムよりも融点の低いポリエチレン等のヒートシールフィルムから構成される。また、包装フィルムＦは、ベースフィルム、中間フィルム、ヒートシールフィルムの３層構造を有してもよい。
【００２３】
二つ折りされた包装フィルムＦは、縦シール装置６によって包装フィルムの長手方向両端同士を熱シールして第一横シール装置７に送り出す。この縦シールにより包装フィルムは筒状に形成される。
【００２４】
筒状の包装フィルムは、第一横シール装置７の横シールロールにより、包装フィルムの横方向（幅方向）にシールされ、この横シールにより筒状包装フィルムの底部が形成される。有底筒状に形成された包装袋内に充填ノズル５が挿入されており、この充填ノズル５に接続されているポンプ装置１２によってホッパー１３内に収容されている内容物が包装袋内に充填される。
【００２５】
そして、充填ノズル５による内容物の充填が完了したらポンプ装置１２の駆動を停止して充填動作を終了し、その後、包装フィルムを袋一個分繰り出しつつ、超音波しごき装置２０を駆動して内容物が充填された包装袋の封止予定部分を挟み込んで袋内に付着している内容物を除去する。
【００２６】
続いて、第一横シール装置７の横シールロールは、超音波しごき装置２０によって内容物除去が完了した包装袋の封止予定部分を横シールし、これにより、有底筒状の包装袋に充填された内容物は密閉されて包装体形態となる。そして、この包装体は直下の第二横シール装置８の横シールロールに送られる。第二横シールロールは、第一横シール装置７によって形成された横シール部分を再度横シールして、その横シール部分の強度をより強固にするための線条シール等を形成する。
【００２７】
その後、切断カッター装置９によって横シール中央部分に対して切断加工されて個別包装体になり、すべり台１０から自動包装機１の外に搬出される。
【００２８】
次に、図２は、本発明に係る自動包装機１の第一横シール装置７としごき動作を行っているロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０を拡大した概略側面図である。図３は、本発明に係る自動包装機１の第一横シール装置７としごき動作を中止しているロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０を拡大した概略側面図である。なお、図２と図３の概略側面図では、図視右側を自動包装機１の前面側とし、図示左側を自動包装機１の背面側としている。
【００２９】
図２と図３に示すように、超音波しごき装置２０は、超音波振動を励起する超音波駆動器３７と、この超音波を受けて振動を拡大する超音波ホーン３６と、この超音波ホーン３６の先端部分３５と相対する受け板３４と、超音波ホーン３６並びに超音波駆動器３７を押す若しくは引くように駆動するカムフォロア装置２２と、このカムフォロア装置２２と連動して超音波しごき装置２０を駆動するカム装置２１と、受け板３４を押す若しくは引くように駆動するレバー装置２３と、このカムフォロア装置２２の駆動力をレバー装置２３に伝える連結レバー押し部材２９と、この連結レバー押し部材２９と接している連結レバー受け部材３０と、このカムフォロア装置２２の支持軸２６に取り付けられてカムフォロア装置２２と一体になって動くエアーシリンダ受けレバー２４と、このエアーシリンダ受けレバー２４と向き合うように配置されたエアーシリンダ３９と、このエアーシリンダ３９のシリンダ軸３８と向き合うように配置されたエアーシリンダ受け部２８と、カムフォロア装置２２を時計回りに回転させる駆動力を付与している背面側ロータリーアクチュエータ２７と、レバー装置２３を反時計回りに回転させる駆動力を付与している前面側ロータリーアクチュエータ３２と、で構成されている。
【００３０】
なお、図示の通りカムフォロア装置２２は、支持軸２６を中心に回転可能な構成となっており、レバー装置２３は、支持軸３１を中心に回転可能な構成となっている。そして、図面表示における煩雑防止のため図示省略しているが、超音波しごき装置２０の受け板３４と超音波ホーン３６の先端部分３５との間には、筒状に成形された包装フィルムが配置されている。
【００３１】
次に、ロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０の動きを説明する。図２と図３に示すように、カム装置２１は、背面側横シールロール７２のロール軸に取り付けられており、背面側横シールロール７２の回転動作に合わせて回転駆動されている。カムフォロア装置２２には、カム装置２１のカム部材と接してこのカム形状に合わせて前後に移動するカムフォロア部材２５が付設され、カムフォロア装置２２の中央付近には、カムフォロア装置２２を回転自在に軸支する支持軸２６が付設され、カムフォロア装置２２の一端には、超音波駆動器３７と超音波ホーン３６が取り付けられ、カムフォロア装置２２の他端には、連結レバー押し部材２９が付設されている。
【００３２】
また、レバー装置２３の一端には、受け板３４が取り付けられ、レバー装置２３の中央付近には、レバー装置２３を回転自在に軸支する支持軸３１が付設され、レバー装置２３の他端には、連結レバー受け部材３０が付設されている。なお、背面側横シールロール７２と前面側横シールロール７１の間には図示省略されている筒状に成形された包装フィルムが挟み込まれている。そして、図３に示すように、カム装置２１は、この凸部分に合わせてカムフォロア部材２５を図示左側に押すと、カムフォロア装置２２は、支持軸２６を中心に反時計回りに回転し、取り付けられている超音波駆動器３７と超音波ホーン３６を受け板３４から離れる方向に移動させている。
【００３３】
同時に、カムフォロア装置２２の動きに合わせて連結レバー押し部材２９と接しているレバー装置２３の連結レバー受け部材３０にカムフォロア装置２２の駆動力が伝わって押し上げられ、レバー装置２３に取り付けられている受け板３４が超音波ホーン３６から離れる方向に移動させられている。
【００３４】
この結果、受け板３４と超音波ホーン３６の先端部分３５は間隔を開けた配置になり、筒状に成形された包装フィルムに対して、超音波によるしごき動作をしていない状態、即ち、しごき中止状態になっている。
【００３５】
一方、図２に示すように、カム装置２１は、背面側ロータリーアクチュエータ２７の回転力の付加もあって、カム装置２１の凹部分に合わせてカムフォロア部材２５を図示右側に引くように動かす。すると、カムフォロア装置２２は、支持軸２６を中心に時計回りに回転し、取り付けられている超音波駆動器３７と超音波ホーン３６を受け板３４に近づく方向に移動させている。
【００３６】
同時に、カムフォロア装置２２の動きに合わせて連結レバー押し部材２９と接しているレバー装置２３の連結レバー受け部材３０にカムフォロア装置２２の駆動力が伝わると共に、前面側ロータリーアクチュエータ３２の回転力の付加もあって押し下げられ、レバー装置２３に取り付けられている受け板３４が超音波ホーン１０２に近づく方向に移動させられている。
【００３７】
この結果、受け板３４と超音波ホーン３６の先端部分３５が互いに押接するようになり、筒状に成形された包装フィルムに対して、超音波振動が付与された超音波ホーン先端部分３５と受け板３４との挟み込み動作、即ち超音波によるしごき動作となって筒状包装フィルム内に付着している内容物の除去を確実に実行している。
【００３８】
なお、この背面側ロータリーアクチュエータ２７と前面側ロータリーアクチュエータ３２の回転力は、供給されるエアー圧力に比例しており、このエアー圧力を任意に変化させることにより、ロータリーアクチュエータの回転力を任意に設定できる。即ち、ロータリーアクチュエータを用いた超音波しごき装置２０においては、超音波ホーン３６の先端部分３５と受け板３４の間の押圧力の調節を容易に実施できるようになっており、内容物の粘度や固形物の含有量等の性質に応じて最適なしごき具合にしている。しごき具合の一例としては、内容物の粘度が高く、しかも固形物の含有量が多い場合は、より確実にしごく必要があり、この場合は、超音波ホーン３６の先端部分３５と受け板３４の間の押圧力を高くするために背面側ロータリーアクチュエータ２７と前面側ロータリーアクチュエータ３２に供給しているエアーの圧力を高くしている。また、受け板３４には、この受け板３４を前後に微小距離分だけ移動可能にできる微小距離調節装置３３が配備されており、この微小距離調節装置３３によっても超音波ホーン３６の先端部分３５と受け板３４の間の押圧力を調節できることになる。
【００３９】
要は、上記二つの押圧力調節手段は、調節のやり易さ等を考慮して適宜選択可能になっており、超音波ホーン３６の先端部分３５と受け板３４の間の押圧力調整における一例として、ロータリーアクチュエータに供給するエアー圧力によっておおまかな調節を行い、その後、微小距離調節装置３３によって細かな調節を行っている。
【００４０】
このような超音波駆動器を用いたしごき装置が搭載されたロールタイプ自動包装機において、粘度の高い内容物を充填する場合、内容物の流動性を高めるために充填中に内容物そのものを温めるホット充填方式を採用している。
【００４１】
このホット充填方式では、内容物を最大９０度近くまで温めており、確実に包装袋内に粘度の高い内容物を投入することができるが、反面この温められた内容物の熱が超音波しごき装置の超音波駆動器に伝わり、この熱によって超音波駆動器の超音波振動子が急速に温度上昇し、超音波振動子が動作基準値以上の高温になって熱破壊を引き起こすことになる。このような問題に対応するため、本願発明では特別な冷却機構を採用している。
【００４２】
図４は、本発明に係る超音波駆動器３７の外部概略図である。図５は、本発明に係る超音波駆動器３７の外側ケースを取り除いた内部概略図である。図４に示すように、超音波駆動器３７は、外側ケース１００と、内部の超音波振動子に超音波を給電するための給電コネクタ１０１と、超音波駆動器３７の内部を冷却する冷却エアー２００が通る冷却ホース１０２と、この冷却ホース１０２を二つに分けているホース二股コネクタ１１３と、第一の冷却機構を構成する冷却ホース１０４と、第二の冷却機構を構成する冷却ホース１０３と、内部の超音波振動子からの振動エネルギーを集めて効率よく超音波ホーンに伝える超音波ホーン取り付け部１０６と、超音波ホーン取り付け部１０６から伝わった振動エネルギーを励振して先端部に集結させる超音波ホーン３６から成っている。
【００４３】
このホース二股コネクタ１１３によって冷却エアー２００は二つに分けられ、第一の冷却エアー４００と、第二の冷却エアー３００になる。そして、供給された第一の冷却エアー４００は外側ケース１００に設けられたエアー排出口１１１、１１２から廃棄エアー４０１、４０２として出て行くことになる。なお、このエアー排出口１１１、１１２は冷却エアーの流れ方を表すため、この２箇所に対して符号を付けて説明したが、この２箇所以外にも図示のように多数開孔されており、それぞれエアー排出口として機能している。
【００４４】
一方、供給された第二の冷却エアー３００は超音波ホーン取り付け部１０６に設けられたエアー排出口１０９、１１０から廃棄エアー３０１、３０２として出て行くことになる。また、超音波ホーン３６は、幅寸法Ｈを有しており、自動包装機１が製造する個別包装体の最大袋幅より大きい値を採用している。
【００４５】
次に、図５について説明する。図５に示すように、ここでは超音波駆動器３７の外側ケース１００が取り除かれており、超音波駆動器３７の内部の様子が分かるようになっている。超音波駆動器３７の超音波振動子１０５には、超音波発振素子１０７が搭載されており、この超音波発振素子１０７の接続線は給電コネクタ１０１とつながっている。通常超音波発振素子１０７には共振周波数が数百ｋＨｚの圧電振動子をスタック状にしたものが使用され、ここで発生した超音波振動は、超音波振動子１０５内部を伝わって超音波ホーン取り付け部１０６を経由し、超音波ホーン３６に終結される。
【００４６】
超音波ホーン３６は、超音波ホーン取り付け部１０６経由で伝わった振動エネルギーを励振し、先端部に向かってさらに共振作用によって振動運動が強化されている。この超音波ホーン３６が実際のしごき動作を行う部分であるが、内容物の流動性を高めるために充填中に内容物そのものを温めるホット充填方式では、この温められた内容物の熱が超音波ホーン３６、超音波ホーン取り付け部１０６、超音波振動子１０５、最後に超音波発振素子１０７へと伝わり、急激な温度上昇を招く。
【００４７】
この温度上昇を防ぐために、本願発明の超音波駆動器３７には、第一の冷却機構として、超音波振動子１０５の外側を冷却エアー４００で冷やす冷却ホース１０４が配備されている。また、同じくこの温度上昇を防ぐために、第二の冷却機構として、超音波振動子１０５の内側を冷却エアー３００で冷やす冷却ホース１０３が配備されている。
【００４８】
この第二の冷却機構は、超音波振動子１０５の中心部を貫通した冷却通路１１４と、この冷却通路１１４の始端から冷却エアー３００を送り込むエアーコネクタ部１０８と、この冷却通路１１４末端の超音波ホーン取り付け部１０６から冷却完了後の廃棄エアー３０１、３０２を排出するエアー排出口１０９、１１０から成っている。
【００４９】
通常超音波駆動器３７には、標準装備として超音波振動子１０５の外側を冷却エアー４００で冷やす第一の冷却機構のみが配備されているが、この超音波駆動器３７をホット充填方式のロールタイプ自動包装機に搭載される超音波しごき装置に用いた場合は、冷却能力の不足が発生することになる。特に、超音波振動子１０５の中心部に熱が蓄積され、この蓄積された熱を冷却するために、本願発明では第二の冷却機構が配備されている。この第二の冷却機構は、冷却通路１１４の始端のエアーコネクタ部１０８から冷却エアー３００が送り込まれ、冷却通路１１４を通過する間に超音波振動子１０５の中心部に蓄積された熱を吸収し、最後に超音波ホーン取り付け部１０６を冷却しつつ、エアー排出口１０９、１１０から廃棄エアー３０１、３０２として排出して排熱動作を行っている。
【００５０】
なお、上記エアー排出口１０９、１１０から排出された廃棄エアー３０１、３０２を超音波ホーン３６の方向へ向けるためのカバーを外側ケース１００に取り付けることもできる。このことは、廃棄エアー３０１、３０２によって超音波ホーン３６自体を冷却することになり、冷却エアー３００の更なる有効活用がなされ、第二の冷却機構による冷却効率のアップを図ることが可能になる。
【００５１】
以上、図４と図５によって説明された本発明は、超音波振動子の中心部と外側を強制的に冷却する二種類のエアー冷却機構を設けたことにより、冷却効率が上昇し、ホット充填動作を行う際に発生する超音波振動子の熱破壊現象を確実に防止できる超音波しごき装置を提供できる。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【００５３】
即ち、第二の冷却機構として、超音波ホーン取り付け部１０６に穿孔されたエアー排出口１０９、１１０は二つの例で説明したが、これに限定するものではなく、複数以上の排出口を穿孔しても良い。例えば、超音波ホーン取り付け部１０６に設けられた冷却通路を十字形状にして四つの排出口を設けても良い。
【００５４】
また、超音波ホーン取り付け部１０６に設けられた冷却通路を斜めに穿孔して排出された廃棄エアー３０１、３０２を超音波ホーン３６の方向へ向けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１ ロールタイプ自動包装機
２ 繰り出し装置
３ フィルム折り返しロール
４ 製袋装置
５ 充填ノズル
６ 縦シール装置
７ 第一横シール装置
８ 第二横シール装置
９ 切断カッター装置
１０ すべり台
１１ コントロールボックス
１２ ポンプ装置
１３ ホッパー
２０ 超音波しごき装置
２１ カム装置
２２ カムフォロア装置
２３ レバー装置
２４ エアーシリンダ受けレバー
２７ 背面側ロータリーアクチュエータ
３２ 前面側ロータリーアクチュエータ
３４ 受け板
３６ 超音波ホーン
３７ 超音波駆動器
７１ 前面側横シールロール
７２ 背面側横シールロール
１００ 外側ケース
１０１ 給電コネクタ
１０２、１０３、１０４ 冷却ホース
１０５ 超音波振動子
１０６ 超音波ホーン取り付け部
１０７ 超音波発振素子
１０８ エアーコネクタ部
１０９、１１０、１１１、１１２ エアー排出口
１１３ ホース二股コネクタ
１１４ 冷却通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続移送される包装フィルムに対して縦シール及び横シールによって筒状包装袋を形成しつつ、充填ノズルを用いてこの筒状包装袋内に内容物を充填し、しごき装置によって充填後の筒状包装袋内部に付着した内容物を除去し、付着内容物が除去された筒状包装袋に対して再度横シールを施して開口部分を封止して密閉された連続包装体を形成し、この連続包装体の横シール中央付近をカッター装置によって切り離して個別包装体を作り上げるロールタイプ自動包装機であって、
前記しごき装置は、筒状包装袋の横幅全体を押圧できる超音波ホーンを取り付けた超音波振動装置と、筒状包装袋を挟み込みつつ、この超音波ホーンと相対する位置に配置された受け板（アンビル）と、この超音波ホーンと受け板をお互いに押圧するように作動させる駆動装置を備え、
前記超音波振動装置は、超音波を発振する超音波振動子と、発振した超音波を効率良く励振する超音波ホーンと、超音波振動子の発熱を抑える冷却装置で構成され、
前記冷却装置は、超音波振動子の外側を冷やす第一のエアー冷却機構と、超音波振動子の中心部を冷やす第二のエアー冷却機構を有することを特徴とするロールタイプ自動包装機の超音波しごき装置。
【請求項２】
前記第二のエアー冷却機構は、超音波振動子の中心部を貫通した冷却通路と、この冷却通路の始端から冷却エアーを送り込むエアーコネクタ部と、この冷却通路末端の超音波ホーン取り付け部から冷却完了後のエアーを排出するエアー排出口から成ることを特徴とする超音波しごき装置の冷却機構。
【請求項１】
連続移送される包装フィルムに対して縦シール及び横シールによって筒状包装袋を形成しつつ、充填ノズルを用いてこの筒状包装袋内に内容物を充填し、しごき装置によって充填後の筒状包装袋内部に付着した内容物を除去し、付着内容物が除去された筒状包装袋に対して再度横シールを施して開口部分を封止して密閉された連続包装体を形成し、この連続包装体の横シール中央付近をカッター装置によって切り離して個別包装体を作り上げるロールタイプ自動包装機であって、
前記しごき装置は、筒状包装袋の横幅全体を押圧できる超音波ホーンを取り付けた超音波振動装置と、筒状包装袋を挟み込みつつ、この超音波ホーンと相対する位置に配置された受け板（アンビル）と、この超音波ホーンと受け板をお互いに押圧するように作動させる駆動装置を備え、
前記超音波振動装置は、超音波を発振する超音波振動子と、発振した超音波を効率良く励振する超音波ホーンと、超音波振動子の発熱を抑える冷却装置で構成され、
前記冷却装置は、超音波振動子の外側を冷やす第一のエアー冷却機構と、超音波振動子の中心部を冷やす第二のエアー冷却機構を有することを特徴とするロールタイプ自動包装機の超音波しごき装置。
【請求項２】
前記第二のエアー冷却機構は、超音波振動子の中心部を貫通した冷却通路と、この冷却通路の始端から冷却エアーを送り込むエアーコネクタ部と、この冷却通路末端の超音波ホーン取り付け部から冷却完了後のエアーを排出するエアー排出口から成ることを特徴とする超音波しごき装置の冷却機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９７１１２（Ｐ２０１２−１９７１１２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６３４６７（Ｐ２０１１−６３４６７）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（５９６０９２５９５）三光機械株式会社 (102)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（５９６０９２５９５）三光機械株式会社 (102)
【Ｆターム（参考）】
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