JP2007131339A - 縦形製袋充填包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】製造すべき袋が軽量であっても、横シーラからの袋の排出を確実に行うことができる縦形製袋充填包装機を提供する。
【解決手段】縦形製袋充填包装機は、横シーラ１８の下方に強制排出装置２４を備えており、強制排出装置２４は、回転状態にある一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒを含み、これら排出ローラ３２ｆ，３２ｒは横シーラ１８の開作動時、横シーラ１８から垂下された状態にある袋Ｐの底部シールＢを瞬間的に挟持し、底部シールＢに下方に向かう引摺り力を加える。
【選択図】図３

Description

本発明は縦形製袋充填包装機に係わり、特に物品の充填量が少なく小形且つ軽量の袋の製造に好適した縦形製袋充填包装機に関する。

縦形製袋充填包装機は、充填チューブに沿い包材を繰り出す過程にて、先ず、包材を充填チューブの回りに筒状に成形し、この後、横シーラの開閉作動により、筒状包材を所定の長さ毎に横シールを繰り返して横シール域を形成し、そして、横シール域にて筒状包材を切断する。ここでの横シール域の切断は、横シール域を上下に連なる袋の底部シール及び上部シールとしてそれぞれ分断する。

また、この種の包装機は横シールの実施間隔にて、充填チューブを通じて筒状包材内に物品を充填し、これにより、横シーラの開作動時、横シーラから個々に物品を充填した袋が連続的に排出される（例えば特許文献１、図３参照）。
より詳しくは、横シーラが開作動するまでの間、袋の上部シールは横シーラにより挟持されているから、その袋は横シーラから一時的に垂下された垂下袋の状態にあり、この後、横シーラの開作動を受けることで、袋は横シーラからその自重により解放され、横シーラの下方に落下、つまり、排出されことになる。
特開2002-37206号公報

上述した包装機の場合、横シーラからの袋の排出にその自重を利用しているから、袋の自重の軽い場合には、たとえ横シーラが開作動しても、袋の上部シールが横シーラを構成する一対のヒータブロックの一方に貼り付いたままになり、袋の排出が不能となる。そして、このような状況が発生すれば、次に、横シーラが閉作動する際には、横シーラに袋が二重に挟み込まれるとになり、包装機の運転停止を招いてしまう。

本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、製造されるべき袋が軽量であっても、横シーラからの袋の排出を円滑且つ確実に行うことができる縦形製袋充填包装機を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の縦形製袋充填包装機は、横シーラの下方にて、前記垂下袋を両側から挟むべく配置された一対の排出ローラと、少なくとも一方の排出ローラを前記垂下袋側の周面が上方から下方に向かうべく回転させる駆動手段と、一対の排出ローラを互いに接離する方向に往復動させ、横シーラの開作動時、排出ローラ間にて前記垂下袋の前記底部シールを瞬間的に挟持させる接離手段とを更に備えている（請求項１）。

上述した包装機によれば、横シーラの開作動時、前記垂下袋の底部シールが一対の排出ローラ間により瞬間的に挟持され、この際、一方の排出ローラは他方の排出ローラと協働し、その回転により垂下袋を下方に向けて強制的に引き下ろし、横シーラから解放させる。それ故、垂下袋は横シーラから円滑に且つ確実に解放され、その下方に排出される。
また、一対の排出ローラは垂下袋の底部シールを瞬間的に挟持するだけあるから、横シーラから解放された垂下袋は一対の排出ローラと干渉することなく、これら排出ローラ間を通過して排出される。

具体的には、接離手段は、上端に排出ローラをそれぞれ備え、且つ、基端が回動可能に支持された一対の揺動レバーと、各揺動レバーにおける基端の回動軸線と同軸にしてそれぞれ設けられ、互いに噛み合う一対の歯車と、一方の揺動レバーを前記回動軸線回りに揺動させるアクチュエータとを含むことができる（請求項２）。
この場合、一方の揺動レバーがアクチュエータにより回動されると、この回動は一対の歯車を介して他方の揺動レバーを逆向きに回動させ、この結果、一対の排出ローラは互いに接離する方向に連動して往復動する。

また、駆動手段は、前記一方の排出ローラを備えた揺動レバーの回動軸線に対して、同軸に設けられた駆動源と、この駆動源の動力を前記一方の排出ローラに伝達する動力伝達経路とを含んでいるのが好ましい（請求項３）。この場合、揺動レバーに駆動源を設ける必要が無いので、接離手段のアクチュエータにかかる負荷は少ない。
更に、駆動手段は、動力伝達経路から分岐され、駆動源の動力を他方の排出ローラに伝達し、前記他方の排出ローラを回転させる分岐動力伝達経路を更に含むことができる（請求項４）。この場合、一対の排出ローラは共通の駆動源により回転され、垂下袋に両側から引き下ろし力を加える。

請求項１の縦形製袋充填包装機は、横シーラの開作動時、一対の排出ローラが垂下袋の底部シールを瞬間的に挟持し、垂下袋に対して強制的な引き下ろし力を加えるから、たとえ垂下袋の自重が軽くても、垂下袋は横シーラから確実に解放され、垂下袋の排出を円滑に行うことができる。この結果、包装機の運転停止を引き起こすようなトラブルが発生することはなく、包装機の安定した稼働が保証される。

また、一対の排出ローラは垂下袋の底部シールを瞬間的に挟持するだけであるから、垂下袋内の物品が排出ローラ間への挟み込みにより押し潰れてしまうこともなく、袋の製品品質に悪影響が及ぶこともない。
請求項２の包装機は、単一のアクチュエータにより一対の排出ローラを連動して接離させるので、その構成が簡単になるばかりでなく、横シーラの開作動時に対し、一対の排出ローラによる垂下袋の挟持タイミングを容易に合わせることができる。

請求項３の包装機は、アクチュエータにかかる負荷が少ないので、アクチュエータに小形のものを使用でき、また、アクチュエータの耐久性も向上する。
請求項４の包装機は、単一の駆動源により一対の排出ローラが連動して回転するから、これら排出ローラは垂下袋の底部シールを両側から強制的に引き下ろすことになり、袋の排出時、袋の姿勢がばらつくこともない。この結果、後段の袋の箱詰め作業等が容易になる。

図１は、一実施例の縦形製袋充填包装機を概略的に示す。
図１の包装機は充填チューブ１０を備え、充填チューブ１０は鉛直方向に延びている。充填チューブ１０の上端部にはフォーマ１２が取付けられており、フォーマ１２に向けて包材としてのフィルムウエブＷが導かれている。フィルムウエブＷはウエブロールＲから供給され、複数の案内ローラを経てフォーマ１２を通過する。この際、フォーマ１２はフィルムウエブＷを充填チューブ１０の回りに円筒状に成形し、そして、フィルムウエブＷの両側縁は側縁ガイド（図示しない）により所定の形態にて互い重ね合わされる。なお、図１では、フィルムウエブＷにおける両側縁の重ね合わせが合掌貼りの形態で示されている。

フォーマ１２の下方には一対のウエブフィーダ１４が充填チューブ１０を挟むように、その左右に配置されている。なお、図１には一方のウエブフィーダ１４のみを示す。これらウエブフィーダ１４は充填チューブ１０の直径方向に離間し、充填チューブ１０に沿って走行する無端状のサクションベルトを有する。各ウエブフィーダ１４はそのサクションベルトに筒状のフィルムウエブＷを吸着し、そして、サクションベルトの走行に伴い、筒状のフィルムウエブＷを充填チューブ１０に沿い下方に向けて間欠的に繰り出す。

また、充填チューブ１０の近傍には縦シーラ１６が配置され、縦シーラ１６は充填チューブ１０の周方向でみて左右のウエブフィーダ１４の間、即ち、充填チューブ１０の前側に位置付けられ、充填チューブ１０に沿って延びている。縦シーラ１６は開閉可能な左右一対のヒータブロックを有しており、これらヒータブロック間をフィルムウエブＷの両側縁が通過する際、縦シーラ１６はその両側縁を互いにヒートシール、つまり、縦シールする。従って、この時点で、フィルムウエブＷは完全な筒状、即ち、フィンシールを有するフィルム筒Ｆに成形される。

一方、充填チューブ１０の下方には横シーラ１８が配置され、横シーラ１８もまた縦シーラ１６と同様に一対のヒータブロック２０ｆ，２０ｒを有する。これらヒータブロック２０ｆ，２０ｒは充填チューブ１０の前後に配置され、開閉機構（図示しない）により水平面内にて互いに接離する前後方向に往復動可能となっている。従って、横シーラ１８は、充填チューブ１０から垂下されるフィルム筒Ｆの垂下経路をフィルム筒Ｆの間欠繰出しに応じて間欠的に開閉可能となっている。

より詳しくは、フィルム筒Ｆの繰出し後に、横シーラ１８は閉作動され、そのヒータブロック２０ｆ，２０ｒ間にフィルム筒Ｆを挟み込む。この際、ヒータブロック２０f，２０rはフィルム筒Ｆをヒートシール、つまり、横シールし、フィルム筒Ｆに横シール域を形成する。
従って、上述したフィルム筒の間欠繰出し及び横シーラ１８による横シールが繰り返されると、充填チューブ１０から垂下されるフィルム筒Ｆの部位には、フィルム筒Ｆの繰出し長さに相当する間隔毎に横シール域が形成され、これら横シール域はフィルム筒Ｆの垂下部位を互いに連なった上下の袋に形成する。

一方、上述した横シール域の形成後、横シーラ１８は、例えばヒータブロック２０rからヒータブロック２０fに向けて切断刃（図示しない）を突出させ、切断刃により横シール域を切断する。ここでの切断は横シール域を上下に分割し、これにより、横シール域が上下に連なる袋の底部シール及び上部シールとなる。
それ故、横シール域の切断後、横シーラ１８が開作動されて始めて、横シーラ１８よりも下側にある袋Ｐは横シーラ１８から解放されることで下方に落下し、そして、排出シュート２２を介して排出される。従って、横シーラ１８が開作動する直前では、前記下側の袋Ｐは横シーラ１８から一時的に垂下された状態の垂下袋となる。

また、横シーラ１８が開作動している間、つまり、横シールの実施間隔の間にて、フィルム筒Ｆ内には充填チューブ１０を通じて物品が充填され、充填された物品はフィルム筒Ｆ内にて、その底部シール上に堆積する。このため、図１中には図示されていないが、充填チューブ１０の上端はホッパを介して物品投入機に接続されている。
図２は、図１の包装機により製造される袋Ｐを示す。袋Ｐはその上下及び中央に上部シールＵ、底部シールＢ及び前述したフィンシール（縦シール）Ｓを有し、上部シールＵ及び底部シールＢは横シール域を切断することで得られる。

また、図２から明らかなように、上部シールＵの上縁はその一端部が略Ｕ字形の切欠により開口部Ｋとして形成され、更に、開口部ＫはノッチＮを有する。従って、開口部ＫはノッチＮから切り裂かれることで開かれ、この開口部Ｋを通じて袋Ｐ内の物品を取出すことができる。なお、開口部Ｋ及びノッチＮを形成する切断刃もまた、横シーラ１８内に組み込まれている。

図１に示されるように、横シーラ１８の下方には袋Ｐの強制排出装置２４が配置されており、この強制排出装置２４について図３〜図５を参照しながら以下に説明する。
図３に示されるように、強制排出装置２４は前後一対の揺動レバー２６f，２６rを備えている。これら揺動レバー２６f，２６rは横シーラ１８の下方にて、横シーラ１８の開閉方向、つまり、充填チューブ１０の前後方向に並んで配置され、上下方向に延びている。

具体的には、各揺動レバー２６は門形形状をなし、横シーラ１８の開閉方向と交差する水平方向に離間した左右一対のアーム２８_Ｌ，２８_Ｒと、これらアーム２８の上端部を相互に接続するクロスプレート３０からなる。
揺動レバー２６f，２６rの上端には排出ローラ３２f，３２rがそれぞれ設けられ、これら排出ローラ３２f，３２rは対応するアーム２８_Ｌ，２８_Ｒ間に亘って延び、その両端から突出するローラ軸３４_Ｌ，３４_Ｒが軸受を介してアーム２８_Ｌ，２８_Ｒに回転自在に支持されている。

一方、図４から明らかなように、各揺動レバー２６の下端、即ち、左右のアーム２８の下端は軸受を介して枢軸３６_Ｌ，３６_Ｒに回転自在に支持され、これら枢軸３６_Ｌ，３６_Ｒは水平なレバーサポート３８に取付けられている。レバーサポート３８は一対の揺動レバー２６側に向けて開くコ字形をなし、揺動レバー２６の左右外側に配置された一対のサイドビーム４０_Ｌ，４０_Ｒと、これらサイドビーム４０_Ｌ，４０_Ｒを互い接続するクロスビーム４２とからなる。クロスビーム４２はブラケット４４に対し、左右の調整ねじ４６を介して高さ調整可能に取付けられており、そして、ブラケット４４は包装機のフレーム４８に支持されている。

更に、各枢軸３６_Ｒには歯車５０ｆ，５０ｒがそれぞれ取付けられており、これら歯車５０は、対応するアーム２８_Ｒとサイドビーム４０_Ｒとの間に位置付けられ、そのアーム２８_Ｒに固定した状態で互いに噛み合っている。
一方、図３から明らかなように揺動レバー２６ｒ側のアーム２８_Ｒとレバーサポート３８とはアクチュエータとしてのエアシリンダ５２により互いに連結されている。具体的には、エアシリンダ５２はそのピストンロッド５２ｐの先端がアーム２８_Ｒに回動自在に連結され、そのシリンダ部５２ｃの基端がブラケット５４に回動自在に支持されている。なお、ブラケット５４はサイドビーム４０_Ｒの延長部に取付けられている。

エアシリンダ５２が伸縮されたとき、アーム２８_Ｒ、即ち、揺動レバー２６ｒはその枢軸３６_Ｒを中心として往復回動し、そして、この回動力が歯車５０ｆ，５０ｒの噛み合いにより揺動レバー２６ｆに伝達される結果、揺動レバー２６ｆは揺動レバー２６ｒとは逆向きに往復回動する。即ち、エアシリンダ５２の伸縮は一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒを互いに接離する方向に往復動、つまり、開閉させ、エアシリンダ５２、歯車５０ｆ，５０ｒ及び揺動レバー２６ｆ，２６ｒは一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒのための接離手段を構成する。

ここで、一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒが図３に示す閉位置にあるとき、横シーラ１８の切断位置から排出ローラ３２ｆ，３２ｒまでの離間距離は袋Ｐの長さよりも僅かに短く、これにより、横シーラ１８から垂下袋Ｐが垂下されているとき、この垂下袋Ｐの底部シールＢを一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒ間にて挟持することができる。
なお、図３から明らかなように、前述した排出シュート２２は、前述したブラケット４４にステー５６及びブラケット５８を介して取付けられており、その上端は図４に示されるように閉位置にある一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒの直下に位置付けられ、これら排出ローラ３２ｆ，３２ｒに向けて拡開している。

一方、図５から明らかなように、各揺動レバー２６のアーム２８_Ｌ側において、それらの枢軸３６_Ｌはレバーサポート３８のサイドビーム４０_Ｌに軸受を介して回転自在に支持され、一方の枢軸３６_Ｌは駆動源としての電動モータ６０の出力軸に連結されている。なお、図４に示されるように、電動モータ６０は取付け台６２を介してフレーム４８に支持されている。

枢軸３６_Ｌ，３６_Ｒには、対応するアーム２８_Ｌを挟んで歯車６４ｆ，６４ｒ及びプーリ６６ｆ，６６ｒがそれぞれ取付けられており、歯車６４ｆ，６４ｒは互いに噛み合った状態にある。
また、図４から明らかなように各排出ローラ３２において、プーリ６６ｆ，６６ｒ側のローラ軸３４_Ｌにはプーリ６８ｆ，６８ｒがそれぞれ取付けられており、そして、対応するプーリ６６ｆ，６８ｆ間及びプーリ６６ｒ，６８ｒ間には無端状の丸ベルト７０ｆ，７０ｒがそれぞれ掛け回されている。

電動モータ６０の駆動中、駆動モータ６０の回転動力は前記一方の枢軸３６_Ｌからプーリ６６ｒ、そして、丸ベルト７０ｒを介してプーリ６８ｒに伝達される結果、排出ローラ３２ｒは一方向に回転する。ここで、排出ローラ３２ｒの回転方向は、図３でみて反時計方向、つまり、排出ローラ３２ｆと対面する側の周面が上方から下方に向かうべく設定されている。

一方、駆動モータ６０の回転動力は歯車６４ｆ，６４ｒの噛み合いにより、他方の枢軸３６_Ｌにも伝達される結果、排出ローラ３２ｆは排出ローラ３２ｒと連動して回転し、その回転方向は排出ローラ３２ｒとは逆向きである。
ここで、上述した電動モータ６０は、一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒを回転させるための共通の駆動源であり、そして、プーリ６６ｒ，６８ｒ及び丸ベルト７０ｒは排出ローラ３２ｒに回転動力を伝達する駆動手段の動力伝達経路を構成し、そして、歯車６４ｆ，６４ｒ、プーリ６６ｆ，６８ｆ及び丸ベルト７０ｆは排出ローラ３２ｆに回転動力を伝達する分岐動力伝達経路を構成する。

上述した強制排出装置２４は以下の如く作動する。
横シーラ１８による横シールが実施されているとき、一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒは共に回転状態にあり、そして、互いに離間した休止位置に待機している。この後、横シーラ１８が開作動する直前又はその開作動と同時に、エアシリンダ５２の迅速な伸縮動作を受け、一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒは互いに接離し、横シーラ１８から垂下されている垂下袋Ｐの底部シールＢを瞬間的に挟持する。

この際、一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒは共に回転しているので、これら排出ローラ３２の回転は底部シールＢに下方に向かう引摺り力を加える。それ故、横シーラ１８の開作動を受け、垂下袋Ｐが横シーラ１８から解放される際には、たとえ垂下袋Ｐの自重が軽く、その上部シールＵが横シーラ１８におけるヒータブロック２０ｆ，２０ｒの何れかに貼り付いていても、この貼り付きは上述の引摺り力により強制的に解除されることになる。この結果、垂下袋Ｐは横シーラ１８から確実に落下し、排出シュート２２を通じて円滑に排出されるので、包装機の安定した運転を保証することができる。

なお、フィルム筒Ｆの底部シールＢが横シーラ１８に貼り付いていても、フィルム筒Ｆは充填チューブ１０を包み込み、充填チューブ１０に拘束された状態にあるから、底部シールＢの貼り付きは横シーラ１８の開作動に伴い、横シーラ１８から強制的に解除される。
上述したように一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒは垂下袋Ｐの底部シールＢを瞬間的に挟持するだけであるから、垂下袋Ｐの落下の際、排出ローラ３２ｆ，３２ｒが垂下袋Ｐを破損したり、また、その内部の物品を挟み込みにより押し潰してしまうこともなく、袋Ｐの品質低下を引き起こすこともない。

また、一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒは共に回転しているから、これら排出ローラ３２は垂下袋Ｐの底部シールＢにその両側から均等に引摺り力を加えることができる。それ故、垂下袋Ｐの落下姿勢、つまり、その排出姿勢にばらつきが発生することもなく、後段での袋Ｐの箱詰め作業もまた容易に行うことができる。
更に、一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒを回転させる電動モータ６０は、揺動レバー２６ｆ，２６ｒに取付けられていないので、これら揺動レバー２６の接離は少ない力で可能となる。それ故、エアシリンダ５２に小形且つ安価なものを使用できるから省エネ化に貢献し、また、底部シールＢに対する一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒの挟持力もまた小さく抑えることができるので、排出ローラ３２の消耗を低減し、その耐久性の向上を図ることができる。

本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒはその一方が回転されていればよく、必ずしも共に回転される必要はないし、更には、垂下袋Ｐの底部シールＢを挟持する時のみに、その少なくとも一方が回転されるものであってもよい。
また、一実施例では一対の排出ローラ３２ｆ，３２ｒを接離させるのに揺動レバー２６ｆ，２６ｒやエアシリンダ５２を使用しているが、これらに代えて、他の接離機構を使用することも可能である。

一実施例の縦形製袋充填包装機を示した概略図である。 図１の包装機により製造される袋を具体的に示した図である。 図１の包装機に組み込まれた強制排出装置を示す側面図である。 図３の強制排出装置を一部破断して示した正面図である。 図３の強制排出装置を一部破断して示した平面図である。

符号の説明

１０ 充填チューブ
１６ 縦シーラ
１８ 横シーラ
２０ｆ，２０ｒ ヒータブロック
２４ 強制排出装置
２６ｆ，２６ｒ 揺動レバー
３２ｆ，３２ｒ 排出ローラ
５０ｆ，５０ｒ 歯車
５２ エアシリンダ（アクチュエータ）
６０ 電動モータ（駆動源）
６６ｆ，６６ｒ プーリ（動力伝達経路）
６８ｆ，６８ｒ プーリ（動力伝達経路）
７０ｆ，７０ｒ 丸ベルト（動力伝達経路）
Ｂ 底部シール（横シール域）
Ｆ フィルム筒
Ｐ 垂下袋
Ｓ フィンシール
Ｕ 上部シール（横シール域）
Ｗ フィルムウエブ

Claims (4)

1. 充填チューブに沿って包材を繰り出しながら、前記充填チューブの回りに前記包材を筒状に成形し、
   前記充填チューブの下方に配置された横シーラの開閉作動により、前記筒状包材に対し、成形すべき袋の長さに相当する間隔毎に横シールを繰り返して横シール域を形成するとともに、前記横シール域にて切断して前記横シール域を上下に連なる袋の底部シール及び上部シールとしてそれぞれ分断し、
   一方、前記横シールの実施間隔にて前記充填チューブを通じて前記筒状包材内に物品を充填し、これにより、前記横シーラの開作動直前にあっては物品が充填した袋を垂下袋として前記横シーラから垂下させる縦形製袋充填包装機において、
   前記横シーラの下方にて、前記垂下袋を両側から挟むべく配置された一対の排出ローラと、
   少なくとも一方の前記排出ローラを前記垂下袋側の周面が上方から下方に向かうべく回転させる駆動手段と、
   前記一対の排出ローラを互いに接離する方向に往復動させ、前記横シーラの開作動時、前記排出ローラ間にて前記垂下袋の前記底部シールを瞬間的に挟持させる接離手段と
   を具備したことを特徴とする縦形製袋充填包装機。
2. 前記接離手段は、
   上端に前記排出ローラをそれぞれ備え、且つ、基端が回動可能に支持された一対の揺動レバーと、
   前記各揺動レバーにおける前記基端の回動軸線と同軸にしてそれぞれ設けられ、互いに噛み合う一対の歯車と、
   一方の前記揺動レバーを前記回動軸線回りに揺動させるアクチュエータと
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の縦形製袋充填包装機。
3. 前記駆動手段は、
   前記一方の排出ローラを備えた揺動レバーの前記回動軸線に対して、同軸に設けられた駆動源と、
   前記駆動源の動力を前記一方の排出ローラに伝達する動力伝達経路と
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の縦形製袋充填包装機。
4. 前記駆動手段は、
   前記動力伝達経路から分岐され、前記駆動源の動力を他方の排出ローラに伝達し、前記他方の排出ローラを回転させる分岐動力伝達経路を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の縦形製袋充填包装機。

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