JP2005014211A - 包装袋裁断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 包装袋の４隅のコーナ部が角部のない滑らかなアール形状の裁断線を有するとともに、細かい打抜きチップが発生することのないように裁断するロータリーダイロール及び該ロールを利用した裁断装置を提供する。
【解決手段】 ロータリーダイロール５はそのロータ外周に、一対の円周刃５ｄ，５ｄとその間に一直線に延在する１つの直線刃５ｅとを備えている。そして、一対の円周刃５ｄ，５ｄと直線刃５ｅの交点部はアール形状をなすコーナ刃で連接している。このロータリーダイロールを用いてストリップを裁断すれば、縦方向裁断線と巾方向裁断線を滑らかにアール形状に接続するコーナ切断線が形成される。また、細かい打抜きチップが発生することも防止できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、包装袋裁断装置及び該装置のロータリーダイロールに関し、詳しくは、表裏一対の連続シートを互いに貼り合わせて縦方向（及び巾方向）に所定間隔毎に袋を形成したストリップを縦方向及び巾方向に連続的に裁断して個々の包装袋を形成するための裁断装置に関し、特に、各袋の四隅のコーナをアールに裁断することが可能な裁断装置に関する。

図１に、加工食品や薬剤等を収納するために近年よく用いられる偏平状の包装袋１を示している。この包装袋１は、紙、アルミ及びプラスチックのラミネートシートを表裏一対互いに貼り合わせて作られる。この偏平袋１の周辺は通常ヒートシールされており、その縦方向には縦方向シール部１ａが、その巾方向には巾方向シール部１ｂが形成されている。これらのシール部１ａ，１ｂは通常比較的固くて腰がある。このため、袋の四隅のコーナ部Ｃが鋭利に構成されていると、そのコーナ部が他の袋に接触して傷をつけたり、あるいは袋の使用者の肌を傷つけるという不具合がある。したがって、四隅のコーナ部Ｃは図に示すように通常アールに形成されている。

包装袋１の四隅のコーナ部をアールに形成する方法としては、尤も単純には、裁断された後の個々の袋１にアールを形成する方法である。ところが、このように個々の袋の四隅のコーナ部Ｃにアールを形成する作業は、これを自動機械により行なったとしても、その位置決め等が難しくなり、非常に能率が悪い。したがって、通常業界では、例えば実開昭６３−２０１０９０号公報に示されるようなアール形成方法が取られている。すなわち、個々に分離された状態の袋のコーナ部にアール成形するのではなく、個々の袋に分離される前のストリップに連続的にアール状のコーナ部を形成するという方法が取られている。

図２に、この方法を図解している。図２（Ｉ）は表裏一対の連続シートを貼り合わせて所定間隔毎に袋を形成したストリップＳに菱形穴１ｃまたは半菱形穴１ｃ’を縦方向シール部１ａと巾方向シール部１ｂとの交点部に打ち抜き形成した状態を示している。このように打ち抜きされたストリップＳは次工程において縦方向裁断及び巾方向裁断がなされる。(ＩＩ)において、１ｆは縦方向裁断線を示し、１ｇは巾方向裁断線を示している。(ＩＩ)によく示されるように、菱形穴１ｃは、四つの円弧辺１ｄを４つの短直辺１ｅで連結した構成となっている。つまり、縦方向裁断線１ｆ及び巾方向裁断線１ｇは夫々その短直辺１ｅの所を通るようにしているのである。もし、この短直辺１ｅがなければ、通常この裁断線１ｆ，１ｇは多少位置のくるいがあるので、円弧辺１ｄの一部が切断されるという事態が生ずる。これを回避するために短直辺１ｅを設けているのである。

ところが、この場合にも多少問題が残る。すなわち、（ＩＩＩ）に示すように、コーナ部Ｃの両側に短直辺１ｅと各裁断線１ｆ，１ｇにより角部１ｈが形成されるのである。この角部１ｈは非常に小さいものであるので大きな問題は生じないが、それでもなおかつ、その角部は直角であるために、この角部１ｈにより使用者が傷ついたりあるいは他の袋に傷をつけるという問題が存在する。

さらに付言すれば、図２の方法においては、菱形穴１ｃ及び半菱形穴１ｃ’を打ち抜き形成するときに菱形状あるいは半菱形状の打抜チップが発生するが、このチップの処理が厄介であるという問題もある。

図２の方法における上記種々の問題は、コーナ部形成工程と縦方向及び巾方向の裁断工程が別々になっていることに起因する。つまりアール状のコーナ部を形成する切り刃と縦方向及び横方向の切り刃とが分離していることに起因している。

したがって、本発明が解決すべき技術的課題は、袋のコーナ部のアールを形成する切り刃と縦方向及び横方向の袋縁部を形成するための切り刃とを一体的に有するロータリーダイロールを提供するとともに、該ロータリーダイロールを利用した裁断装置を提供することである。

課題を解決するための手段・作用・効果

上記技術的課題を達成するために、本発明に係るロータリーダイロールは以下の構成を有している。

すなわち、本発明にかかるロータリーダイロールは、軸方向に所定間隔離れて形成された一対の円周刃と、該一対の円周刃間に軸方向に沿って延在する少なくとも一つの直線刃とをロール外周に備えている。また、ロール外周面上で円周刃および直線刃で囲まれた領域に凹部が構成されている。そして、各円周刃の両端部と直線刃の各端部は、その交点部において、アール形状をなす各コーナ刃で連接している。

上記構成のロータリーダイロールは包装袋裁断装置に組み込まれて使用される。その包装袋裁断装置は、フレームと、フレームに回転可に装着される上記ロータリーダイロールと、ロータリーダイロールの一対の上記円周刃及び上記直線刃に対応する圧接面をロール外周に有するとともに、当該圧接面で囲まれた領域に凹部が構成されており、かつロータリーダイロールに対置してフレームに装着されるアンビルロールとを備えてなるものである。

上記構成の装置においては、回転するロータリーダイロール及びアンビルロールの間に裁断対象物としてのストリップを通過させれば、一対の円周刃により縦方向の切断がなされるとともに、直線刃により巾方向の切断がなされ、さらに包装袋のコーナ部は各コーナ刃により裁断される。この裁断作業は、各ロールの回転とストリップの供給とにより連続的になされる。したがって、裁断により形成される包装袋の切断線は、互いに連続した一対の円周刃及び直線刃のプロフィールがそのまま現れる。つまり包装袋のコーナ部はコーナ刃のプロフィールがそのまま現れる。したがって、図２（ＩＩＩ）に従来見られたような角部１ｈはここでは発生しない。また、ロータリーダイロール及びアンビルロールの表面において、ストリップの切断位置の内側に対応する領域に凹部を形成しているので、内容物を収容して厚みを持った状態のストリップがスムーズにロール間を通過することができる。

本発明に係る裁断装置及びロータリーダイロールは特に裁断対象物を限定するものではないが、切断対象物の代表例として、従来例で述べたプラスチックフイルムを含む積層体シートよりなる包装袋のストリップである場合には、ロータリーダイロールの切り刃の切れ味が劣化すると、包装袋の裁断線の部分にプラスチックフイルムのバリが発生して見映えが悪いという事態が生じる。このような問題を解決するために、本発明のロータリーダイロール及びアンビルロールには、ロール内にヒータを内蔵することが好ましい。このように構成すれば、たとえ切れ刃の切れ味が劣化してプラスチックのバリが発生したとしても、各ロールより与えられる熱によりそのバリが溶融して目立たなくなるという利点がある。

上記構成の裁断装置によれば、ストリップがロータリーダイロール及びアンビルロールの間を通過することにより個々の包装袋に分離されることになる。したがって、この分離された個々の包装袋を連続的に受け取って前方に移送する移送手段が必要となる。この場合、一対のロール間にストリップを供給する移送手段と両ロール間から回収される個々の包装袋を受け取って前方に移送する搬送手段とを簡略構造にすることが好ましい。したがって、本発明によれば、以下の構成のベルトコンベヤが構成される。

すなわち、このベルトコンベヤは、エンドレスベルトとこのエンドレスベルトを案内する案内手段とから構成している。エンドレスベルトは、裁断対象物としての連続したストリップをロータリーダイロールとアンビルロールとの間に向けて供給するする一方、ロータリーダイロールとアンビルロールとの間から排出される裁断済包装袋を受け取って前方に移送するものである。そして、上記案内手段は、エンドレスベルトを、上記両ロールの直前と直後の間において、アンビルロールの下方に迂回案内させるようにしている。この構成のベルトコンベヤによれば、一本のエンドレスベルトを迂回案内させるだけでストリップの供給及び包装袋の排出移送を簡単な構造で達成することができる。

上記構成の裁断装置は、通常、一連の製袋工程ラインの１部に組み込まれて使用される。したがって、ストリップに対する、特に縦方向つまりライン方向の切断位置の位置調整が出来ることが重要となる。したがって上記構成の裁断装置は、そのフレームが該フレームの支持手段に対して前後方向に移動調整自在であることが好ましい。

以下に、本発明の１実施例を図３〜７に従って詳細に説明する。

図３は裁断装置の正面を示し、図４は図３の左側面を拡大して示している。この装置はフレーム２を備えており、このフレーム２に各種ローラ及びロール等を装着してなるものである。フレーム２はトップフレーム２ａと両側のサイドフレーム２ｂ，２ｃとベースフレーム２ｄより構成している。ベースフレーム２ｄにはガイド軸３ａ，３ｂが挿通されていて、このガイド軸３ａ，３ｂは図示しない支持手段に固定している。したがって、フレーム２は、ガイド軸３ａ，３ｂに沿って前後方向に移動調整自在となっている。

一対のサイドフレーム２ｂ，２ｃ間には上から順に、上バックアップローラ４、ロータリーダイロール５、アンビルロール６及び下バックアップローラ９等が装着されている。

上バックアップローラ４の両端は各軸受７を介して各サイドフレーム２ｂ，２ｃに回転自在に装着している。また、上バックアップローラ４の直下に位置するロータリーダイロール５の両端も各軸受７を介して各サイドアーム２ｂ，２ｃに回転自在に装着している。さらに、ロータリーダイロール５の直下に位置するアンビルロール６の両端も各軸受７（図３中右側の軸受は現れていない）を介して各サイドアーム２ｂ，２ｃに回転自在に装着している。

上バックアップローラ４はロータリーダイロール５を上方からバックアップするためのもので、その圧下力を調整するために、両側の軸受７はネジ棒１６を介してトップフレーム２ａに上下調節自在に装着している。そして、ネジ棒１６に螺合した各ナット１７を調整することにより、各軸受７したがって上バックアップローラ４の上下位置を調整することができる。

ロータリーダイロール５の詳細を図５（Ｉ），（ＩＩ）に詳しく示している。このダイロール５は軸５ａの外周にカッターシリンダ５ｂを外嵌するとともに、そのカッターシリンダ５ｂの両側に一対のカラー５ｃを外嵌してなるものである。カッターシリンダ５ｂの軸方向の位置決めは各カラー５ｃにより決定される。またこのカラー５ｃの外周面は上バックアップローラと圧接するようになっている。

カッターシリンダ５ｂは、軸方向に所定間隔、つまり裁断対象物たる袋の巾寸法だけ、離れて形成した一対の円周刃５ｄ，５ｄと、この一対の円周刃５ｄ，５ｄの間に軸方向に沿って一直線に延在する一つの直線刃５ｅとを備えている。そして、各円周刃５ｄ，５ｄの両端部と直線刃５ｅの各端部は、その交点部において、アール形状をなす各コーナ刃Ｃｂで連接している。つまり、図５（Ｉ）によく示されるように、直線刃５ｅと各円周刃５ｄとの交点部においては、直線刃５ｅがアールを描きながら直交方向に二股に分かれて各円周刃５ｄ，５ｄに会合するプロフィールを形成している。また、図に明確に示したように、カッターシリンダ５ｂの表面は、円周刃５ｄ，５ｄと直線刃５ｅとで囲まれる領域が凹んで形成されている。その意味合いは後に説明する。

ダイロール５の軸５ａの内部は中空に形成されていて、この中に、図５（Ｉ）中右側よりヒータ８が挿入されている。つまりこのヒータ８によりロール５全体が一定の温度に加熱されるようになっているのである。

アンビルロール６の詳細は図６に示している。アンビルロール６は、ダイロール５の円周刃５ｄ，５ｅの裁断台を構成するものであって、そのロール外周に、ロータリーダイロール５の一対の円周刃５ｄ，５ｄ及び直線刃５ｅに対応する圧接面６ａ，６ｂを有している。つまり、ダイロール５の各円周刃５ｄは圧接面６ａに圧接する一方、直線刃５ｅは圧接面６ｂに圧接するようになっている。そして、図から分かるように、圧接面６ａおよび圧接面６ｂで囲まれたアンビルロール外表面の領域には、カッターシリンダ５ｂ上の凹部に対応させて、同様の凹部を設けている。このように、ダイロール５側の円周刃５ｄおよび直線刃５ｅで囲まれた領域において、ダイロール側およびアンビルロール側の両方の表面に凹部を形成することによって、内容物を収容してある程度の厚みをもった状態にあるストリップＳがスムーズに両ロール間を通過することができる。アンビルロール６の中心部も中空に構成されていて、該中空内に、ダイロール５の場合と同様に、ヒータ８が挿入されている。したがって、アンビルロール６も全体的にこのヒータ８により所定温度に加熱されることになる。

ダイロール５及びアンビルロール６の各ヒータ８に通電するために、各ロール５，６の一端にスリップリング１１を装着している。一方、各スリップリングに対応して、サイドフレーム２ｃの所定位置に給電装置としてのブラシ装置１２を設けている。このブラシ装置１２は、スリップリング１１に周接するブラシ１２ａを有している。したがって、各スリップリング１１には電源（図示せず）から各ブラシ装置１２を介して給電され、各スリップリング１１より各ヒータ８に通電されることになる。

アンビルロール６の他端側には駆動軸１５が接続されている。また、各ローラーまたはロール４，５，６の所定端にはギヤ１４が固定されていてそれらは互いに噛み合っている。したがって、駆動軸１５によりアンビルロールが駆動されると同時に、ダイロール５及び上バックアップローラ４は夫々所定方向に回転することができる。

アンビルロール６の直下には支持板１０が配置され両サイドフレーム２ｂ，２ｃ間に固定されている。そして、この支持板１０には４つの下バックアップローラ９が回転自在に配置されている。これらの下バックアップローラ９はアンビルロール６の円周刃対応圧接面６ａに下方より圧接してアンビルロール６を下方よりバックアップしている。

本裁断装置にはさらに、図４に示すように、ストリップＳ及び裁断された個々の包装袋１及び裁断された切り取り耳部１ｉを搬送するためのベルトコンベヤ１３を備えている。このベルトコンベヤ１３はエンドレスベルト１３ａとこれらを案内するための案内手段、つまり各ガイドローラ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ並びにその駆動手段（図示せず）より構成している。このエンドレスベルト１３ａは、ロール５，６にストリップＳを水平案内し、ついでガイドローラ１３ｂの所でアンビルロール６の手前下方に案内し、次いでガイドローラ１３ｃの所でアンビルロール６の下方を手前から前方に案内し、次いでガイドローラ１３ｄの所でアンビルロール６の前方上方に案内し、次いで、ガイドローラ１３ｅによりロール５，６間より前方に案内するようになっている。ガイドローラ１３ｅより前方に前進したベルト部分は前方で図示しないガイドローラを介して下方に案内されるとともに一対の下方案内ガイドローラ１３ｃ，１３ｄより下方を通って装置の手前側に案内され、図示しないガイドローラを介して上方へ送られるとともにロール５，６に向かって水平方向に送られる。したがって、このベルトコンベヤ１３を使用することにより、ストリップＳが装置前方より水平方向に送られてきてロール５，６間に挿入され、該ロール５，６により縦方向及び巾方向に切断され、切断済みの個々の包装袋１並びに切り取り耳１ｉがエンドレスベルト１３の前方で受け取られて前方に運ばれることになる。

上記構成の裁断装置によりストリップＳを裁断すれば、図７に示した切断線を有する包装袋１が形成される。すなわち各包装袋１のコーナ部Ｃはコーナ刃Ｃｂにしたがって形成されており、このコーナ部Ｃは縦方向切断線及び巾方向切断線１ｆ，１ｇに、角部を形成することなく、連続している。

なお付言するに、図５（ＩＶ）に示すように直線刃５ｅと円周刃５ｄとを幾何学的に直交するように構成したと仮定すれば、この場合には、この交差点部における刃の切れ味が極端に悪くなり実用に供せられないことが判明している。逆に言えば本実施例の如く直線刃５ｅの端部と各円周刃５ｄの両端部とをコーナ刃Ｃｂによりアール形状に接続することによって、ストリップにアール形状のコーナ部を有する美麗な切断線を形成することができるのである。

上記図示の実施例はストリップＳには縦方向に一列に包装袋１が形成されたものであるが、包装袋１が巾方向にも並列形成されている場合には、上記ロータリーダイロール５自体を長く構成するとともに、その軸５ａには複数個のカッターシリンダ５ｂを並列することになる。そして、この場合には、カッターシリンダ５ｂの隣合う円周刃間には所定の間隔を設けることになる。つまり巾方向に隣合う包装袋の巾方向シール部１ｂは隣合う一対の円周刃により切断することにより、それらの間には連続した細長い切り取り耳部１ｉが形成されることになる。つまりこの場合にも、従来見られた図２（Ｉ）に示される菱形の打ち抜きチップ等は発生しない。

ラミネートシートより構成した加工食品や医薬等の偏平袋の代表例を示す斜視図である。 (Ｉ)は従来技術における袋コーナ部の形成方法を示す説明図である。(ＩＩ)は(Ｉ)の要部拡大平面図である。(ＩＩＩ)は裁断形成された袋のコーナ部を拡大して示す図である。 本発明の一実施例に係る裁断装置の正面図である。 図３の裁断装置の拡大右側面図である。 (Ｉ)は図３，４の装置に含まれるロータリーダイロールの正面図である。(ＩＩ)は(Ｉ)のＡ−Ａ線断面図である。(ＩＩＩ)は円周刃５ｄと直線刃５ｅとの交差部分を拡大して示す説明図である。(ＩＶ)は本発明とは異なる他の仮想例に係る切り刃を示す説明図である。 (Ｉ)は図３，４のアンビルロールの正面図である。(ＩＩ)は(Ｉ)のＢ−Ｂ線断面図である。 本実施例に係る裁断装置によりストリップを裁断して個々の包装袋１を形成した状態を示す平面図である。

符号の説明

Ｃ コーナ部
Ｃｂ コーナ刃
Ｓ ストリップ
１ 偏平包装袋
１ａ 縦方向シール部
１ｂ 巾方向シール部
１ｃ 菱形穴
１ｃ’ 半菱形穴
１ｄ 円弧辺
１ｅ 短直辺
１ｆ 縦方向裁断線
１ｇ 巾方向裁断線
１ｈ 角部
１ｉ 切り取り耳部
２ フレーム
２ａ トップフレーム
２ｂ，２ｃ サイドフレーム
２ｄ ベースフレーム
３ａ，３ｂ ガイド軸
４ 上バックアップローラ
５ ロータリーダイロール
５ａ 軸
５ｂ カッターシリンダ
５ｃ カラー
５ｄ 円周刃
５ｅ 直線刃
６ アンビルロール
６ａ 円周刃対応圧接面
６ｂ 直線刃対応圧接面
７ 軸受
８ ヒータ
９ 下バックアップローラ
１０ 支持板
１１ スリップリング
１２ ブラシ装置
１２ａ ブラシ
１３ ベルトコンベヤ
１３ａ エンドレスベルト
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ ガイドローラ
１４ ギヤ
１５ 駆動軸
１６ ネジ棒
１７ ナット

Claims (7)

1. 軸方向に所定間隔離れて形成された一対の円周刃（５ｄ，５ｄ）と、該一対の円周刃（５ｄ，５ｄ）間に軸方向に沿って延在する少なくとも一つの直線刃(５ｅ)とをロール外周に備えるとともに、ロール外周面上で円周刃および直線刃で囲まれた領域に凹部が構成されており、各円周刃（５ｄ，５ｄ）の両端部と直線刃（５ｅ）の各端部は、その交点部において、アール形状をなす各コーナ刃（Ｃｂ）で連接していることを特徴とするロータリーダイロール。
2. 軸（５ａ）と、当該軸（５ａ）に外嵌される複数の円筒状のカッターシリンダ（５ｂ）と、カッターシリンダ（５ｂ）を軸方向の位置決めをする一対のカラー（５ｃ、５ｃ）と、から構成されるロータリーダイロールであって、各カッターシリンダ（５ｄ）は、両端縁から所定距離だけ離れた位置において軸方向に所定間隔離れて形成された一対の円周刃（５ｄ，５ｄ）と、該一対の円周刃（５ｄ，５ｄ）間に軸方向に沿って延在する少なくとも一つの直線刃（５ｅ）とをロール外周に備えるとともに、ロール外周面上で円周刃および直線刃で囲まれた領域に凹部が構成されており、各円周刃（５ｄ，５ｄ）の両端部と直線刃（５ｅ）の各端部は、その交点部において、アール形状をなす各コーナ刃（Ｃｂ）で連接していることを特徴とするロータリーダイロール。
3. ロール内にヒータ（８）を内蔵することを特徴とする請求項１または２記載のロータリーダイロール。
4. フレーム（２）と、フレーム（２）に回転可に装着される、請求項１〜３のいずれか１つに記載のロータリーダイロール（５）と、ロータリーダイロール（５）側の上記円周刃（５ｄ，５ｄ）及び上記直線刃（５ｅ）に対応する圧接面（６ａ，６ｂ）をロール外周に有するとともに、当該圧接面で囲まれた領域に凹部が構成されており、かつロータリーダイロール（５）に対置してフレーム（２）に装着されるアンビルロール（６）、を備えたことを特徴とする包装袋裁断装置。
5. 裁断対象物としてのストリップ（Ｓ）をロータリーダイロール（５）とアンビルロール（６）との間の向けて供給する一方、ロータリーダイロール（５）とアンビルロール（６）との間から排出される裁断済包装袋（１）を受け取って前方に移送するエンドレスベルト（１３ａ）と、エンドレスベルト（１３ａ）を、上記ロール（５，６）の直前と直後の間において、アンビルロール（６）の下方に迂回案内させる案内手段（１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ）とを有するベルトコンベヤをさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の包装袋裁断装置。
6. 上記アンビルロール（６）のロール内にヒータ（８）を内蔵することを特徴とする請求項４記載の包装袋裁断装置。
7. 上記フレーム（２）は、該フレーム（２）の支持手段に対して前後方向に移動調整自在であることを特徴とする請求項４記載の包装袋裁断装置。