JP2003276711A - 横形製袋充填機のシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 包装フィルムの搬送軌道からのずれを防止し
て、安定したシール動作の継続を実現し歩留りの向上を
図る。 【解決手段】 搬送されてきた包装フィルムＦを回転す
る一対のシールブロック１１により挟持して熱シール
し、かつ該熱シール部の中間部分をカッター１２により
切断する。シールブロック１１の回転方向上流側には挟
持部材２０を設け、この挟持部材２０によって該包装フ
ィルムＦの切断端より上流側を一定期間挟持する。この
とき、挟持部材２０は、包装フィルムＦの搬送速度より
も速い周速度をもって搬送方向に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、搬送されてきた
包装フィルムを回転する一対のシール手段により挟持し
て熱シールし、かつ該熱シール部の中間部分をカッター
により切断する構成を備えた横形製袋充填機のシール装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、キャンディ等の製品を図９に示
すごとき形態に包装する包装装置として、横形製袋充填
機がある。図１０および図１１は、横形製袋充填機の概
要を示す斜視図である。図１０に示すように、ホッパー
１００からシュート１０１を経由して回転テーブル１０
２の上に搬送された製品Ａは、回転テーブル１０２の外
縁部に設けられた投入孔１０２ａからベルトコンベア１
０３へと一定間隔ごとに供給される。次いで、ベルトコ
ンベア１０３にて搬送される製品Ａを、帯状の包装フィ
ルムＦで包むとともに、図１１に拡大して示すように、
包装フィルムＦの合掌部分Ｆａを縦シーラ１０４により
熱シールして筒状に形成する。その後、回転するロータ
リーシーラ１０５によって、各製品Ａの間を横方向に熱
シールして密封するとともに、熱シール部Ｆｂの中間部
分を切断して排出する。図１１において、包装フィルム
の両端部がロータリーシーラ１０５による熱シール部Ｆ
ｂであり、ジグザグ状に示された両端縁が切断部Ｆｃで
ある。包装フィルムＦの内部には、キャンディ等の製品
Ａが密封されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さて、近年は生産効率
の向上を目的として、横形製袋充填機の高速化が重要な
開発テーマとなっており、例えば、毎分１５００粒の製
品を包装可能な横形製袋充填機も開発されている。この
種の高速機では、特に始動直後から規定の回転数に至る
までの間に、ロータリーシーラによる包装フィルムの過
溶着が発生するおそれがあった。

【０００４】図１２は、ロータリーシーラを駆動する駆
動モータの回転速度（機械回転速度）と、熱シール時の
フィルム表面温度との関係を示す図である。例えば、駆
動モータが始動してから規定の回転速度に上昇するま
で、曲線ａに示すように加速していくものとした場合、
回転速度が規定値まで達しない間は、ロータリーシーラ
の包装フィルムへの接触時間が長くなる。一方、ロータ
リーシーラのシールブロックは、始動時から一定の温度
（図では２５０°）に温度管理されている。このため、
ロータリーシーラが接触する包装フィルムの表面温度ｂ
は、適正なシール温度（図では１４０°）よりも接触時
間が長い分だけ上昇し、その結果、過溶着が発生すると
考えられる。

【０００５】シール時に過溶着が発生すると、特に次サ
イクルで密封される上流側の包装フィルムがロータリー
シーラに溶着したまま、同シーラの回転軌道に巻き込ま
れてしまう。その後、包装フィルムは反作用により上流
側に引っ張られてロータリーシーラから離脱するもの
の、いったんロータリーシーラの回転軌道に巻き込まれ
た包装フィルムの先端部は、振れを生じて搬送軌道から
ずれてしまい、次サイクルにおいてシール不良を引き起
こすおそれがあった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、包装フィルムの搬送軌道からのずれを防止し
て、安定したシール動作の継続を実現し歩留りの向上を
図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、搬送されてきた包装フィルムを
回転する一対のシール手段により挟持して熱シールし、
かつ該熱シール部の中間部分をカッターにより切断する
構成を備えた横形製袋充填機において、少なくとも包装
フィルムを切断した後、該包装フィルムの切断端より上
流側を一定期間挟持して搬送方向に引っ張る挟持手段を
備えたことを特徴とする。

【０００８】これにより、たとえ包装フィルムの熱シー
ル部がシール手段に過溶着していても、挟持部材が上流
側にある包装フィルムを挟持することから、シール手段
の回転軌道へ該包装フィルムが巻き込まれるおそれがな
くなる。さらに、挟持手段は、包装フィルムの切断端を
搬送方向に引っ張るので、その後、挟持状態が解除され
た包装フィルムは、反作用によって搬送軌道の上流側に
戻される。この戻り動作に伴い、シール手段から包装フ
ィルムの熱シール部を確実に離間させることができる。

【０００９】ここで、シール手段は、回転式のロータリ
ーシーラに形成されたシールブロックであり、挟持手段
は、シールブロックの回転方向上流側に一体に設けられ
た挟持部材であって、ロータリーシーラは、少なくとも
包装フィルムを切断した後、該包装フィルムの搬送速度
よりも速い周速度をもって挟持部材を移動させる構成と
することができる（請求項２）。

【００１０】包装フィルムの搬送速度よりも速い周速度
をもって挟持部材を移動させることにより、包装フィル
ムに引張力が作用し、挟持状態を解除した後にその反作
用で包装フィルムを搬送軌道の上流側に戻すことが可能
となる。

【００１１】挟持部材は、ロータリーシーラの径方向と
ほぼ平行な方向に移動自在であり、かつ弾性部材により
外方へ付勢された構成としてもよい（請求項３）。ま
た、挟持部材は、伸縮自在な弾性材料により形成するこ
ともできる（請求項４）。

【００１２】このように構成することで、回転する挟持
部材のフィルム挟持部分を、フィルム搬送軌道に沿って
移動させることが可能となる。

【００１３】また、挟持部材には、シールブロックから
伝わる熱を放熱する複数のクーリング溝を形成すること
が好ましく（請求項５）、さらに、シールブロックと挟
持部材との間に、シールブロックからの熱を遮断する断
熱材を設けてもよい（請求項６）。これらの構成によ
り、挟持部材の温度上昇を回避することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図１〜図３は、本
発明の一実施形態に係るシール装置の正面図である。

【００１５】これらの図に示すシール装置は、既述した
ような横形製袋充填機に組み込まれるもので、一対のロ
ータリーシーラ１０を備えた構成となっている。ロータ
リーシーラ１０は、包装フィルムＦの搬送軌道を挟んで
上下に対向配置され、それぞれ図示矢印方向に高速回転
する。なお、包装フィルムＦは、搬送軌道に沿って一定
速度で搬送されてくる。

【００１６】各ロータリーシーラ１０は、それぞれ外周
部に一定間隔をおいて複数のシールブロック１１（シー
ル手段）を有している。各シールブロック１１は、図示
しないヒータによって包装フィルムＦやシール条件に応
じた一定温度に加熱されている。そして、一対のロータ
リーシーラ１０にそれぞれ形成されたシールブロック１
１は、ロータリーシーラ１０の回転に伴い協働して搬送
軌道上の包装フィルムＦを押圧して熱シールする（図１
参照）。

【００１７】また、シールブロック１１の中央には、カ
ッター溝が形成してあり、その内部にカッター１２が設
けてある。このカッター１２は、包装フィルムＦに形成
された熱シール部の中間部分を切断し、連続供給される
上流側の包装フィルムＦから包装済みの包装フィルムＦ
を分離する。

【００１８】各シールブロック１１の回転方向上流側の
側面には、挟持部材２０（挟持手段）が装着されてい
る。挟持部材２０は、例えば、図４に示すような板状で
あって、長手方向の一端部が湾曲形成されている。この
挟持部材２０は、ロータリーシーラ１０の回転に伴い、
上記一端部が搬送軌道上の包装フィルムＦに当接して挟
持するように、各シールブロック１１に装着されてい
る。

【００１９】ここで、挟持部材２０は、図１に示すよう
に、シールブロック１１に固定した支持部材２１に支持
され、ロータリーシーラ１０の径方向とほぼ平行に摺動
自在となっている。さらに、挟持部材２０の基端は、支
持部材２１との間に挿入されたコイルばね等の弾性部材
２２によって、外方に付勢されている。

【００２０】また、挟持部材２０の表面には、図４に示
すように、複数条のクーリング溝２０ａが形成してあ
る。このクーリング溝２０ａは、シールブロック１１か
ら伝わる熱を効率的に放熱する。さらに、シールブロッ
ク１１と挟持部材２０との間には、熱伝導率の小さな耐
熱材料からなる断熱材２３が設けてあり、この断熱材２
３によってシールブロック１１の熱を遮断して、挟持部
材２０の温度上昇を回避している。シールブロック１１
は、例えば、２５０゜Ｃ近くまで加熱されるため、その
熱が挟持部材２０に伝えられると、包装フィルムＦと接
触したとき該包装フィルムＦを溶融してしまうおそれが
ある。しかし、断熱材２３により断熱することで、挟持
部材２０による包装フィルムＦの溶融を防止でき、しか
もクーリング溝２０ａによる放熱によってこの種の弊害
を除去することができる。

【００２１】図５は、ロータリーシーラの回転に伴うシ
ールブロックの周速度と、包装フィルムの搬送速度との
関係を示す図である。同図において、横軸はロータリー
シーラ１０を駆動する駆動モータの回転角度（機械角
度）であり、駆動モータの一回転（機械角度＝３６０
°）でシールブロック１１による包装フィルムＦの熱シ
ール動作が一サイクル終了する。ロータリーシーラ１０
は、一サイクルのシール動作の間に回転速度が加減速す
るように制御されており、その回転に伴い、シールブロ
ック１１の先端周速度ｘは、図５に示すようにサインカ
ーブを描いて加減速する。一方、包装フィルムＦの搬送
速度ｙは、一定速度に保たれている。

【００２２】さて、一サイクルの熱シール動作におい
て、シールブロック１１が包装フィルムＦに当接して熱
シールするタイミング区間は、シールブロック１１の先
端周速度ｂが包装フィルムＦの搬送速度ｙとほぼ等しく
なるタイミングＴ_０を中心とするＴ_１の区間に設定して
ある。そして、タイミングＴ_０は切断タイミングに設定
されている。

【００２３】図１はこの切断タイミングＴ_０の状態を示
しており、シールブロック１１の先端面が包装フィルム
Ｆに当接して該包装フィルムＦを熱シールするととも
に、熱シール部の中間部をカッター１２が切断する。

【００２４】一方、挟持部材２０による包装フィルムＦ
の挟持動作は、切断タイミングＴ_０から一定のタイミン
グ区間Ｔ_２（挟持区間）の間だけ実行されるように設定
されている。

【００２５】図１から図３までがこの挟持区間Ｔ_２を示
している。すなわち、包装フィルムＦの切断時から（図
１）、シールブロック１１の一部下流側が包装フィルム
Ｆの搬送軌道を離れ（図２）、続いてシールブロック１
１の全体が包装フィルムＦの搬送軌道を離れるまで（図
３）、好ましくはシールブロック１１が包装フィルムＦ
の搬送軌道を離れてしばらくの間、挟持部材２０の先端
部は、包装フィルムＦの切断端より上流側を挟持したま
ま搬送軌道に沿って移動する。

【００２６】ここで、挟持部材２０はロータリーシーラ
１０と一体に回転するが、包装フィルムＦを挟持する先
端部は、ロータリーシーラ１０に対して挟持部材２０が
摺動することにより、包装フィルムＦの搬送軌道に沿っ
て直線的に移動することが可能となる。

【００２７】このように、挟持部材２０が上流側にある
包装フィルムＦを挟持することから、たとえ包装フィル
ムＦの熱シール部がシールブロック１１に過溶着してい
ても、シールブロック１１の回転軌道へ該包装フィルム
Ｆが巻き込まれるおそれがなくなる。

【００２８】また、図５に示すように、切断タイミング
Ｔ_０で包装フィルムＦを切断した後は、ロータリーシー
ラ１０が加速していき、これに伴い挟持部材２０も加速
して包装フィルムＦの搬送速度よりも速く移動する。し
たがって、挟持部材２０に挟持された上流側の包装フィ
ルムＦは、搬送方向へ引っ張られる。そして、その後に
挟持状態が解除されると、包装フィルムＦは、反作用に
よって搬送軌道の上流側に戻される。この戻り動作に伴
い、シールブロック１１から包装フィルムＦの熱シール
部を確実に離間させることができる。

【００２９】図６〜図８は、本発明の他の実施形態に係
るシール装置の正面図である。なお、図６は図１と、図
７は図２と、図８は図３とそれぞれ同じ動作状態を示し
ている。これらの図に示すシール装置は、挟持部材２０
を伸縮自在なゴム等の弾性材料で形成することで、弾性
材料の変形をもって包装フィルムＦを挟持部分を、該包
装フィルムＦの搬送軌道に沿って移動させる構成として
ある。これにより、挟持部材２０を摺動自在に支持する
必要がなくなり、取付け構造を簡略化することが可能と
なる。

【００３０】また、この挟持部材２０を形成する弾性材
料として、熱伝伝導率が小さくかつ耐熱性を有するもの
を選択すれば、クーリング溝の形成や断熱材の設置も必
要なくなり、さらにいっそう取付け構造が簡略化する。

【００３１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。例えば、図６〜図８に示した弾性材
料からなる挟持部材であっても、クーリング溝や断熱材
を備える構成としてもよく、また、図４に示した構成の
挟持部材であっても、熱伝伝導率が小さくかつ耐熱性を
有する材料で形成すれば、クーリング溝断熱材を省略す
ることが可能である。

【００３２】また、挟持部材は、包装フィルムを切断す
る以前から包装フィルムを挟持するように動作タイミン
グを設定することもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
包装フィルムの搬送軌道からのずれを防止して、安定し
たシール動作の継続を実現し歩留りの向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るシール装置の正面図
で、包装フィルム切断時の動作状態を示している。

【図２】本発明の一実施形態に係るシール装置の正面図
で、図１に続く動作状態を示している。

【図３】本発明の一実施形態に係るシール装置の正面図
で、図２に続く動作状態を示している。

【図４】図１に示すシール装置に装着された挟持部材を
示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
底面図である。

【図５】ロータリーシーラの回転に伴うシールブロック
の周速度と、包装フィルムの搬送速度との関係を示す図
である。

【図６】本発明の他の実施形態に係るシール装置の正面
図で、包装フィルム切断時の動作状態を示している。

【図７】本発明の他の実施形態に係るシール装置の正面
図で、図１に続く動作状態を示している。

【図８】本発明の他の実施形態に係るシール装置の正面
図で、図２に続く動作状態を示している。

【図９】横形製袋充填機による包装形態の一例を示す正
面図である。

【図１０】横形製袋充填機の概要を示す斜視図である。

【図１１】ロータリーシーラによる熱シールまでの工程
を示す斜視図である。

【図１２】ロータリーシーラを駆動する駆動モータの回
転速度と、熱シール時のフィルム表面温度との関係を示
す図である。

【符号の説明】

１０：ロータリーシーラ １１：シールブロック １２：カッター ２０：挟持部材 ２０ａ：クーリング溝 ２１：支持部材 ２２：弾性部材 ２３：断熱材 Ｆ：包装フィルム １００：ホッパー １０１：シュート １０２：回転テーブル １０３：ベルトコンベア １０４：縦シーラ １０５：ロータリーシーラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉原 崇史 千葉県流山市駒木台149番地 株式会社東 京自働機械製作所研究所内 Ｆターム(参考） 3E050 AA02 AB02 BA08 BA11 DC08 DF02 FA01 FB02 FB07 GB06 3E094 AA13 BA12 CA08 DA08 EA04 FA02 FA14 GA05 GA11 HA08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送されてきた包装フィルムを回転する
   一対のシール手段により挟持して熱シールし、かつ該熱
   シール部の中間部分をカッターにより切断する構成を備
   えた横形製袋充填機において、 少なくとも前記包装フィルムを切断した後、該包装フィ
   ルムの切断端より上流側を一定期間挟持して搬送方向に
   引っ張る挟持手段を備えたことを特徴とする横形製袋充
   填機のシール装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した横形製袋充填機のシ
   ール装置において、前記シール手段は、回転式のロータ
   リーシーラに形成されたシールブロックであり、 前記挟持手段は、前記シールブロックの回転方向上流側
   に一体に設けられた挟持部材であって、 前記ロータリーシーラは、少なくとも前記包装フィルム
   を切断した後、該包装フィルムの搬送速度よりも速い周
   速度をもって前記挟持部材を移動させる構成であること
   を特徴とする横形製袋充填機のシール装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載した横形製袋充填機のシ
   ール装置において、 前記挟持部材は、前記ロータリーシーラの径方向とほぼ
   平行な方向に移動自在であり、かつ弾性部材により外方
   へ付勢されていることを特徴とする横形製袋充填機のシ
   ール装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載した横形製袋充填機のシ
   ール装置において、 前記挟持部材は、伸縮自在な弾性材料により形成されて
   いることを特徴とする横形製袋充填機のシール装置。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれか一項に記載し
   た横形製袋充填機のシール装置において、 前記挟持部材には、前記シールブロックから伝わる熱を
   放熱する複数のクーリング溝が形成されていることを特
   徴とする横形製袋充填機のシール装置。
6. 【請求項６】 請求項２乃至５のいずれか一項に記載し
   た横形製袋充填機のシール装置において、 前記シールブロックと挟持部材との間に、シールブロッ
   クからの熱を遮断する断熱材を設けたことを特徴とする
   横形製袋充填機のシール装置。