JP2008037427A - 縦形製袋充填機 - Google Patents

Abstract

【課題】径の異なる製袋筒を装着しても容易に繰り出し部材の位置決めを行える。
【解決手段】フィルムｆを製袋筒２に沿って搬送して略筒状に成形して、繰り出し部材７によって繰り出す。繰り出し部材７と回転ストッパ８は基板１８に支持する。エアシリンダ２６によって一定の力で基板１８を押して製袋筒２に回転ストッパ８を当接させる。回転ストッパ８が製袋筒２に当接した状態で繰り出し部材７の搬送ベルト２３は製袋筒２から僅かに離間しており、繰り出し部材７のプーリ２２，２２間のサクションチャンバ２４に吸着した搬送ベルト２３の吸着面を介して包装筒２を吸着して下方に繰り出す。包装筒２の繰り出しに連動して回転ストッパ８が自由回転して包装筒２に追従する。
【選択図】図２

Description

本発明は、製袋筒のサイズ変更に合わせて、包材を移動させるための繰り出し部材を包材繰り出し可能位置に設定することを容易に行えるようにした縦形製袋充填機に関する。

従来、縦形製袋充填機ではシート状の包材を製袋筒に沿って搬送して略筒状に成形して包材の両端部を縦シールする。そして、繰り出しベルトによって製袋筒上の包材を両側から挟みつけた状態で繰り出す。次いで、筒状にした包材の底部を横シールして上部開口から製袋筒を通して内容物を充填した後、上部開口を横シールするようにして内容物を充填した密封袋を製造するようにしている。
そして、縦形製袋充填機では、製造する袋の大きさによって製袋筒を異なる径のものに交換する必要がある。異なる径の製袋筒を取付けて、製袋筒上を搬送される包材を繰り出すために繰り出しベルトを、包材を搬送できる位置に移動させて位置決めする必要がある。
このような装置の一例として特許文献１に記載された製袋包装機が提案されている。この製袋包装機は駆動モータのターンバックルに螺合する支持フレームを備え、この支持フレームに平行四辺形リングを介して繰り出しベルトが取付けられている。繰り出しベルトは製袋筒を挟んで両側に水平方向に進退可能に配設されている。そして、駆動モータの回転で支持フレームを介して繰り出しベルトが製袋筒に対して進退し、繰り出しベルトの変位をリミットスイッチによって検出する。この検出信号によって繰り出しベルトを製袋筒に対して若干離間させて繰り出し可能な位置に設置するよう制御することで、製袋筒上の包材と繰り出しベルトとの接触圧を可能な限り少なくするようにしている。
そのため、製袋筒の径の変更に合わせてその都度、繰り出しベルトの水平方向の位置決め調整を行うようにしている。
特開平１０−１０１００８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の縦形製袋充填機では、平行四辺形リングやプルリミットスイッチや繰り出しベルト位置決め用の駆動モータ等が必要であり、構造や繰り出しベルトの位置決め制御方法等が複雑で煩雑であり、製造コストが高いという不具合があった。

本発明は、このような実情に鑑みて、径の異なる製袋筒を選択的に装着しても容易に繰り出し部材の位置決めを行えるようにした縦形製袋充填機を提供することを目的とする。

本発明による縦形製袋充填機は、包材を製袋筒に沿って搬送して略筒状に成形して、繰り出し部材によって包材を製袋筒から繰り出すようにした縦形製袋充填機において、繰り出し部材を製袋筒の径に応じて製袋筒方向に一定の力で移動させる開閉移動手段と、繰り出し部材と共に製袋筒方向に移動して包材に当接した位置で繰り出し部材を包材の繰り出し可能位置に位置決めし且つその位置で包材の繰り出しに従って回転する回転ストッパとを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、製袋筒を径の異なるものに交換して、繰り出し部材を繰り出し可能位置に位置決めするために、開閉移動手段によって繰り出し部材と回転ストッパを製袋筒方向に移動させ、回転ストッパが製袋筒上の包材に当接した位置で開閉移動手段による一定の力がバランスして停止し、この位置で繰り出し部材は製袋筒に対して包材の繰り出し可能な位置に配設されることになる。そして、繰り出し部材を作動させて包材を製袋筒から繰り出し移動させると回転ストッパも回転して包材を傷つけることなく送り出す。

また、回転ストッパは外表面が弾性部材からなることが好ましく、包材に回転ストッパが当接して停止すると繰り出し部材を包材搬送可能な位置に位置決めでき、回転ストッパは外表面が弾性部材からなるために包材に当接しても包材にキズをつけたりしない。
回転ストッパが製袋筒の包材に当接した状態で、繰り出し部材は包材に当接していてもよいし、包材を吸着可能な若干の間隔を有していてもよく、要するに包材の繰り出し可能な位置に設置されればよい。
また、開閉移動手段はエアシリンダであることが好ましい。
エアシリンダによってエア圧を調整することで開閉移動手段による回転ストッパや繰り出し部材の押しつけ力を一定に設定できる。そのため、製袋筒の径の大小にかかわらず回転ストッパが製袋筒の包材に当接する位置での圧力を同等に設定でき過大な負荷はかからない。

また、回転ストッパを繰り出し部材と同期して回転させる同期回転部材を備えていてもよい。回転ストッパと繰り出し部材を同期回転させることで製袋筒上の包材をキズつけることなく確実に繰り出し移送できる。
また、同期回転部材として、回転ストッパを繰り出し部材と同期回転させるモータや、繰り出し部材に連動するベルトを備えていてもよい。その際、繰り出し部材と同期して回転させることで包材をキズつけることなく無理なく確実に繰り出しできる。
或いは回転ストッパは回転自在に支持されていてもよい。
また、回転ストッパは包材繰り出し部材と同一の基板に設けられていてもよく、この基板を開閉移動手段で製袋筒方向に一定の力で移動させるようにしてもよい。

本発明による縦形製袋充填機によれば、製袋筒を径の異なるものに交換して繰り出し部材を位置決めする際、回転ストッパが製袋筒の包材に当接した位置で繰り出し部材も包材搬送可能な位置に保持されるから、製袋筒の交換に応じた繰り出し部材の位置調整が容易であり構造が簡単である。そのため、サイズの異なる製袋筒への交換が容易にできる。しかも、回転ストッパは包材の繰り出しに従って回転するから包材をキズつけることもない。

以下、本発明の実施の形態による縦形製袋充填機を図１乃至図６により説明する。図１は縦形製袋充填機の概略構成図、図２は製袋筒と繰り出し部材を示す正面図、図３は図２の平面図、図４は図２のＡ−Ａ線断面図、図５は回転ストッパと製袋筒と繰り出し部材との関係を説明するための拡大図、図６は回転ストッパが製袋筒に当接した状態での包材の繰り出し可能位置を示す要部正面図である。
まず、縦形製袋充填機１について図１により説明する。
図１に示す縦形製袋充填機１は、例えば断面略円形（断面略四角形でもよい）をなす製袋筒である製袋筒２が上下方向に配設されている。製袋筒２の上端には製袋する袋Ｆの中に充填する内容物を供給するためのホッパが設けられているが、図１では省略されている。ホッパの下方である製袋筒２の上部には製袋ガイド３が取付けられている。製袋筒２の外周面と製袋ガイド３の内周面との間には包材であるフィルムｆを通過させる平面視略円筒形の空間が設けられている。
製袋筒２の側方にはシート状のフィルムｆを巻回するフィルムロール５が設けられており、このフィルムロール５から繰り出されたフィルムｆは製袋ガイド３で折り曲げられて製袋筒２との間の空間を通って円筒状に成形される。なお、製袋ガイド３によってフィルムｆは略円筒状の包装筒ｆとなり、その幅方向両端部の裏面同士が当接させられて合掌シール部６を形成して搬送される。

製袋筒２において、製袋ガイド３の下方には製袋筒２の外周面に沿って、略筒状に成形されたフィルムｆをエアで吸着して間欠的に下方に搬送するための繰り出し部材７が一対設けられている。一対の繰り出し部材７，７は製袋筒２を挟んで両側に対向して配設され、水平方向に開閉可能とされている。繰り出し部材７，７間には、合掌シール部６を熱溶着（加熱シール）するための縦シーラ９が設けられている。そして、各繰り出し部材７の上方には回転ストッパ８が設けられている。
更に製袋筒２の下側には、袋１の上部と下部を同時に水平方向に熱溶着する横シーラ１０が設けられている。横シーラ１０は袋Ｆの底部を熱溶着する下部シーラ１０ａと袋Ｆの上部開口を熱溶着する上部シーラ１０ｂとを備え、下部シーラ１０ａと上部シーラ１０ｂの間には包装筒ｆを切断するカッタ（図示せず）が配設されている。

次に上述した繰り出し部材７と回転ストッパ８を備えた開閉機構１２について図２乃至図６により説明する。
図２乃至図４に示す開閉機構１２において、製袋筒２の背面に製袋筒２に略直交する一対の平行なガイドバー１３、１３が水平に配設され、その両端はそれぞれアングル１４、１４に固定され、各アングル１４は製袋筒２と平行なフレーム部１５に固定されている。一対のガイドバー１３、１３には２つの支持部１７、１７が設けられ、各支持部１７は内側に設けたスライド軸受１６、１６によってガイドバー１３、１３に沿って摺動可能とされている。
一対の支持部１７，１７は製袋筒２の両側に対向して配設されている。各支持部１７には例えば平面視略短冊形状をなす基板１８がそれぞれ連結されている。各基板１８には繰り出し部材７がそれぞれ連結されている。各基板１８に設けた繰り出し部材７の上部には繰り出し部材７よりもわずかに製袋筒２側に突出して回転ストッパ８が支持されている。

図２において、各繰り出し部材７は一対のプーリ２２、２２を備えている。一方のプーリ２２は軸１９を介して基板１８の上側に取付けられている。基板１８の下側裏面には駆動モータＭ１が取付けられ、他方のプーリ２２が駆動モータＭ１の軸部に取付けられている。上下方向の一対のプーリ２２，２２間には搬送ベルト２３が巻回されている。駆動モータＭ１の駆動によって搬送ベルト２３が包装筒ｆを下方に繰り出す方向に周回運動する。またプーリ２２、２２間にはサクションチャンバ２４が設けられている。搬送ベルト２３にはその長手方向に所定間隔で吸引用の孔部(図示せず）が貫通して形成されており、サクションチャンバ２４の製袋筒２側の開口２４ａに搬送ベルト２３が吸着される。そして、サクションチャンバ２４の開口２４ａに吸着される搬送ベルト２３の吸着面２３ａで製袋筒２上の包装筒ｆを吸着する。
そのため、図示しない吸引装置に基づいて吸気してサクションチャンバ２４を負圧にすることで製袋筒２の外周面に位置する包装筒ｆを搬送ベルト２３の吸着面２３ａで吸着し、搬送ベルト２３の周回運動によって包装筒ｆを繰り出すことができる。

そして図２に示すように、基板１８に支持された回転ストッパ８は軸８ａを中心に回転自在に支持されている。回転ストッパ８はその外周面８ｂが繰り出し部材７の搬送ベルト２３よりも製袋筒２側に僅かの距離だけ突出している。回転ストッパ８は包装筒ｆに当接するため、少なくともその外周面８ｂはフィルムｆをキズつけないようにゴムの層等の弾性部材で形成されている。なお、回転ストッパ８は全体がゴム等の弾性部材で形成されていてもよい。
また、各アングル１４には開閉移動手段として例えばエアシリンダ２６が取付けられ、エアシリンダ２６の外筒２６ａからエア圧によって進退するシリンダロッド２６ｂの先端は基板１８に連結されている。
そのため、図２及び図６に示すように、各エアシリンダ２６の作動によってシリンダロッド２６ｂが基板１８を押すことで繰り出し部材７と回転ストッパ８は製袋筒２方向に移動し、回転ストッパ８が製袋筒２上の包装筒ｆに当接した状態で停止して保持される。このとき、回転ストッパ８が弾性変形するため、繰り出し部材７は回転ストッパ８（または製袋筒２）と距離Ｓ１より小さい若干の間隔Ｓ２（例えばＳ２＝１ｍｍ程度）を開けて保持される。

ここで、エアシリンダ２６による押しつけ力について図５に基づいて詳述する。なお、図５において、製袋筒２の右側部分は製袋筒２から離間した回転ストッパ８及び繰り出し部材７を示し、製袋筒２の左側部分は製袋筒２に当接した回転ストッパ８とその位置における繰り出し部材７を示している。
ここで、エアシリンダ２６による基板１８を押す力は、製袋筒２の外径の相違に関わらず、そのストロークの全領域で一定になるように設定する。即ち、回転ストッパ８が製袋筒２に押されて弾性変形で生じる力（応力）をＦｒ、エアシリンダ２６による押す力をＦｃ、回転ストッパ８の弾性係数をｋ、変形前の回転ストッパ８の外周面８ｂと搬送ベルト２３の吸着面２３ａとの距離をＳ１、吸着搬送時の包装筒ｆ、即ち製袋筒２に当接して弾性変形状態の回転ストッパ８の外周面８ｂと搬送ベルト２３の吸着面２３ａとの距離をＳ２とすると、次式がなりたつようにエアシリンダ２６による押す力Ｆｃやその他の値Ｓ１、Ｓ２、ｋ等を設定すればよい。
Ｆｒ＝Ｆｃ
Ｆｒ＝ｋ×（Ｓ１−Ｓ２）
これによって、エアシリンダ２６による押す力と製袋筒２上の包装筒ｆに当接して弾性変形した回転ストッパ８の反力とがバランスして、その位置に回転ストッパ８及び繰り出し部材７が保持されることになる。この位置で繰り出し部材７のサクションチャンバ２４で吸着された搬送ベルト２３は包装筒ｆを吸着し、繰り出し部材７の作動で包装筒ｆを繰り出しできる。

本実施形態による縦形製袋充填機１は上述の構成を有しており、次に袋Ｆの製造方法について説明する。
図１において、縦形製袋充填機１は製造すべき袋Ｆの大きさに応じて予め製袋筒２を所要の径のものを取付けておく。そして、フィルムリール５から繰り出された帯状のフィルムｆはダンサロール等を介して縦形製袋充填機１に向けて供給される。縦形製袋充填機１では、フィルムｆは製袋筒２と製袋ガイド３との間に挿入され、製袋筒２回りに略円筒形状の包装筒ｆに成形される。
ここで、製袋処理の最初の段階では繰り出し部材７，７は開放状態にある。図２乃至図４に示すように、開閉機構１２において一対のエアシリンダ２６，２６を作動させ、各基板１８を製袋筒２方向に一定の力で押動させる。各基板１８は一対のガイドバー１３，１３に沿って製袋筒２方向に水平移動する。そして、各基板１８の上方に設けられた回転ストッパ８が製袋筒２上の包装筒ｆ上に当接し、更にエアシリンダ２６の一定の力で押されることで回転ストッパ８が弾性変形する。回転ストッパ８の弾性変形による反発力Ｆｃとエアシリンダ２６による一定の押す力Ｆｒがバランスした状態で基板１８は停止し、製袋筒２と略平行に保持される（図６参照）。

この状態で基板１８に支持された繰り出し部材７は搬送ベルト２３の吸着面２３ａと回転ストッパ８の外周面８ｂとの距離がＳ２（例えばＳ２＝１ｍｍ）になる。そして、各繰り出し部材７において、各サクションチャンバ２４によって包装筒ｆをその両側で吸着して、搬送ベルト２３、２３がプーリ２２，２２間を周回運動することで、包装筒ｆを所定距離繰り出す。各繰り出し部材７によって包装筒ｆが製袋筒２に沿って繰り出されると回転ストッパ８は従動回転するため、フィルムｆにキズなどをつけるおそれはない。
なお、繰り出し部材７において、包装筒ｆを製袋筒２に沿って間欠的に下方に繰り出す際に、両側の回転ストッパ８、８は包装筒ｆに常時当接した状態に保持され、繰り出し部材７，７は製袋筒２から若干離間した包装筒ｆの繰り出し可能位置に保持される。

次に、包装筒ｆの停止時に、開放状態にある縦シーラ９が包装筒ｆの合掌した両端を挟み込んで加熱溶着してシールする。そして縦シーラ９は開放させられる。
次に、繰り出し部材７，７で包装筒ｆは更に製袋筒２の下方に送られ、横シーラ１０によって横シールされる。即ち、開放状態にある横シーラ１０は包装筒ｆを挟持して閉鎖させる。そして熱溶着することで、内容物を充填した下側の包装筒ｆの上部開口と次の包装筒ｆの底部をそれぞれ加熱シールする。
次に図示しないカッタで包装筒ｆの横シール部を中央で切断する。これによって、図１に示すように先行する袋Ｆは分断されて製造が終了し、後続の底部シールした包装筒ｆには内部に挿入されている製袋筒２を通して内容物が充填される。更に繰り出し部材７、７で包装筒ｆを繰り下げて、縦シーラ９と横シーラ１０で順次、上述のように包装筒ｆの合掌シール部６，上部開口のシール部と底部のシール部を形成する。
このような作業を繰り返すことで袋Ｆが順次製造される。

なお、次に製造する袋Ｆの大きさを変更するために製袋筒２を交換する場合には、開閉機構１２を開放状態にして、新たに縦形製袋充填機１に設置した異なる径の製袋筒２に対してフィルムｆを供給して包装筒ｆに成形した状態で、開閉機構１２を作動して一対のエアシリンダ２６、２６によって基板１８、１８を製袋筒２方向に水平移動させて回転ストッパ８，８を包装筒ｆに当接させる。これによって、繰り出し部材７，７を包装筒ｆの繰り出し可能位置に保持することができる。
そして、包装筒ｆを両側の繰り出し部材７，７で吸着して繰り出し作動させればよい。

上述のように本実施形態による縦形製袋充填機１は、製袋筒２を径の異なるものに交換した場合でも開閉機構１２のエアシリンダ２６，２６によって基板１８を介して回転ストッパ８、８を製袋筒２の包装筒ｆに押し当てるまで一定の力で押すだけで繰り出し部材７，７を包装筒ｆの吸着繰り出し可能位置に保持できるから、繰り出し部材７、７の位置設定が容易であり、構造も簡単でコストが低廉になるという利点がある。

次に本発明の他の実施形態について説明するが、上述の実施形態と同一または同様の部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
図７は本発明の第二の実施形態による縦形製袋充填機１の開閉移動手段３０を示す図５と同様な状態の部分正面拡大図である。図において、回転ストッパ８の駆動プーリ３１と繰り出し部材７の上方のプーリ２２に同軸配置された中継プーリ３２との間には無端状の周回ベルト３３が巻回されている。
そのため、回転ストッパ８を製袋筒２上の包装筒ｆに押しつけた状態で、繰り出し部材７を駆動モータＭ１で作動させ、搬送ベルト２３を作動させてその吸着面２３ａで包装筒ｆを吸着して繰り出す。駆動モータＭ１の駆動によって繰り出し部材７の上下方向のプーリ２２、２２を回転させ、回転ストッパ８に近接したプーリ２２の回転に連動して中継プーリ３２、周回ベルト３３、駆動プーリ３１を介して回転ストッパ８を連動回転させることになる。
この場合、繰り出し部材７による包装筒ｆの繰り出し速度と同一速度で回転ストッパ８を回転させるように駆動プーリ３１、中継プーリ３２の外径を設定しておくことで、包装筒ｆの繰り出し速度と同速度で回転ストッパ８を回転できるため、包装筒ｆにキズ等を生じない。

次に図８は本発明の第三の実施形態による縦形製袋充填機１の開閉機構３５を示すものであり、図において、回転ストッパ８は直接または図示しない減速機構を介して駆動モータＭ２の出力軸３６に連結されている。
そのため、繰り出し部材７における搬送ベルト２３の周回速度に一致するように駆動モータＭ２を駆動させて回転ストッパ８を回転させる。回転ストッパ８の外周面の周回速度を繰り出し部材７による包装筒ｆの繰り出し速度と等速に制御する。
上述した第二、第三の実施形態による縦形製袋充填機１も第一の実施形態による縦形製袋充填機１と同一の作用効果を奏する。

なお、上述の各実施形態では、繰り出し部材として繰り出し部材７を用いたが、これに代えて繰り出しローラ等を用いてもよい。
また、開閉機構１２を閉鎖作動させて回転ストッパ８を製袋筒２の包装筒ｆに当接させた際、繰り出し部材７は搬送ベルト２３が製袋筒２から距離Ｓ２だけ離間するように設定したが、搬送ベルト２３を製袋筒２（の包装筒ｆ）に当接するように設定してもよい。
また、開閉移動手段としてエアシリンダ２６に代えてモータ等を採用してもよい。
また、第二、第三の実施形態におけるプーリ３１、３２、周回ベルト３３や駆動モータＭ２等は同期回転部材を構成する。同期回転部材はプーリ３１、３２や周回ベルト３３に代えてギヤやチェーン等を採用してもよい。

本発明の第一の実施形態による縦形製袋充填機の概略構成図である。 図１の縦形製袋充填機における回転ストッパと繰り出し部材を有する開閉機構を示す正面図である。 図２に示す開閉機構の平面図である。 図２に示す開閉機構のＡ−Ａ線断面図である。 製袋筒に対する回転ストッパ及び繰り出し部材の関係を説明するための部分拡大正面図である。 繰り出し部材が包装筒を繰り出し可能状態を示す図である。 本発明の第二の実施形態の開閉機構を示すもので、図５と同様な拡大図である。 本発明の第三の実施形態の開閉機構を示す平面図である。

符号の説明

１ 縦形製袋充填機
２ 製袋筒
７ 繰り出し部材
８ 回転ストッパ
１２ 開閉機構
１８ 基板
２３ 搬送ベルト
２６ エアシリンダ（開閉移動手段）
３３ 周回ベルト
Ｍ１、Ｍ２ 駆動モータ
ｆ フィルム、包装筒（包材）
Ｆ 袋

Claims (4)

1. 包材を製袋筒に沿って搬送して略筒状に成形して、繰り出し部材によって包材を繰り出すようにした縦形製袋充填機において、
   前記繰り出し部材を製袋筒の径に応じて製袋筒方向に一定の力で移動させる開閉移動手段と、
   前記繰り出し部材と共に製袋筒方向に移動して包材に当接した位置で前記繰り出し部材を包材の繰り出し可能位置に位置決めし且つその位置で包材の繰り出しに従って回転する回転ストッパと
   を備えた縦形製袋充填機
2. 前記回転ストッパは外表面が弾性部材からなる請求項１に記載の縦形製袋充填機。
3. 前記開閉移動手段はエアシリンダである請求項１または２に記載の縦形製袋充填機。
4. 前記回転ストッパを繰り出し部材と同期して回転させる同期回転部材を備えている請求項１乃至３のいずれかに記載の縦形製袋充填機。
   
   
   
   

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