JP2012171669A - 製袋充填機におけるシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状フィルムの搬送路を挟んで対向する一対のシール体が筒状フィルムを挟持した状態で筒状フィルムの搬送方向に直線的に移動し得る簡素な構成からなる製袋充填機におけるシール装置を提供する。
【解決手段】作動体１４の回転により、上下のシール体８，９が押圧体２６に連係して両シール体８，９の対向方向及び筒状フィルムの搬送方向に移動する。この対向方向の移動において、両シール体８，９が当接しても、押圧体２６は作動体１４の回転によって移動することで、コイルばね３４が下シール体９を付勢し、両シール体８，９が対向方向における噛合位置を維持した状態で筒状フィルムの搬送方向へ直線的に移動して筒状フィルムに所定のシール圧を付与する。
【選択図】図２

Description

本発明は、筒状のフィルムに所定のシールを施して包装袋を得るようにした製袋充填機のシール装置に関するものである。

帯状フィルムを筒状に成形しながら筒状フィルム中に物品を供給して所定のシールを施して包装品を得るシール装置としては、上下に対向して配設された一対のシール体が互いに接近して筒状フィルムを挟持した当接状態で筒状フィルムの搬送方向の上流側から下流側へ移動しながら離間して筒状フィルムにシールを施すようにボックスモーション運動を行うものが知られている。

例えば、特許文献１に示されたシール装置においては、ばねによって付勢された一方のシール体が、一対のシール体の当接状態で、他方のシール体により押圧されてばねの付勢力に抗して退避するため、半径方向へ幾分つぶれた円弧軌跡を描くように移動する。その退避に伴い、筒状フィルムが両シール体によって搬送される方向と交差する向きに引張力を受け、シール動作が不安定になる問題があった。

そこで、特許文献２に示されたシール装置においては、一対のシール体の当接状態で収縮するばねを夫々のシール体に配設すると共に、駆動歯車や偏心歯車等の駆動伝達機構により、両シール体の当接面が筒状フィルムの搬送方向の上流側から下流側へ直線的に移動するように改善されている。しかし、経年劣化等によってばね定数が変化して、一方のシール体側のばねの付勢力と他方のシール体側のばねの付勢力とのバランスが崩れると、両シール体の当接状態における高さ位置が変化し、両シール体の移動軌跡が設定状態とは異なってしまうため、それらのばねの付勢力等を厳しく管理しなければならない。

特許第２９６９２５８号公報 特許第４１９０７１４号公報

本発明は、筒状フィルムの搬送路を挟んで対向する一対のシール体が筒状フィルムを挟持した状態で筒状フィルムの搬送方向に直線的に移動し得る簡素な構成からなる製袋充填機におけるシール装置を提供することを目的としている。

実施形態（図１〜４に示す第１実施形態、図５に示す第２実施形態）のうち第１実施形態の図面の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明に係る製袋充填機のシール装置は、筒状フィルム（４）の搬送路を挟んで対向する一対のシール体（８，９）が筒状フィルム（４）を挟持して筒状フィルム（４）の搬送と共に移動して横シールを施すものであって、下記の作動手段（１４）と可動手段（２６，２９）と一方の支持手段（３１〜３３）と他方の支持手段（２２〜２４）と力伝達手段（３５）と付勢手段（３４）とを備えている。作動手段（１４）は駆動源（１６）に連係して回転する。可動手段（２６，２９）は、作動手段（１４）の偏心位置で作動手段（１４）に回動可能に支持されて作動手段（１４）の回転に伴い両シール体（８，９）の対向方向及び筒状フィルム（４）の搬送方向に移動する。一方の支持手段（３１〜３３）は、一方のシール体（９）を支持し、前記可動手段（２６，２９）に連係して両シール体（８，９）の対向方向及び筒状フィルム（４）の搬送方向に移動する。他方の支持手段（２２〜２４）は、他方のシール体（８）を支持し、前記可動手段（２６，２９）に連係して両シール体（８，９）の対向方向及び筒状フィルム（４）の搬送方向に移動する。力伝達手段（３５）は、前記両支持手段（３１〜３３、２２〜２４）に接続されて一方の支持手段（３１〜３３）とは相反する対向方向に他方の支持手段（２２〜２４）を移動させる。付勢手段（３４）は、前記可動手段（２６，２９）と一方の支持手段（３１〜３３）の間に配設されると共に、可動手段（２６，２９）の移動に伴い両シール体（８，９）の噛合時に所定のシール圧を付与する。

請求項１の発明では、作動手段（１４）が回転すると、一対のシール体（８，９）は可動手段（２６，２９）に連係して両シール体（８，９）の対向方向及び筒状フィルム（４）の搬送方向に移動する。この対向方向の移動において、両シール体（８，９）が当接しても、可動手段（２６，２９）は作動手段（１４）の回転によって移動することで、付勢手段（３４）が一方のシール体（９）を付勢する。従って、一対のシール体（８，９）は対向方向における噛合位置を維持した状態で筒状フィルム（４）の搬送方向へ直線的に移動して筒状フィルム（４）に所定のシール圧を付与することができる。

請求項１の発明を前提とする請求項２の発明において、前記付勢手段（３４）は両シール体（８，９）の噛合時に前記可動手段（２６，２９）により押されて所定のシール圧の付与に相当する弾性力を発生するばね（３４）を備えている。請求項２の発明では、ばね（３４）を利用した簡素な構成の付勢手段を採用することができる。

請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明において、前記一方の支持手段（３１〜３３）は、両シール体（８，９）の対向方向に延出した延出部（３２）を複数有しており、複数の延出部（３２）によって前記可動手段（２６，２９）が移動可能に支持されている。請求項３の発明では、可動手段（２６，２９）を複数の延出部（３２）によって安定性良く移動させることができる。

請求項３の発明を前提とする請求項４の発明において、前記力伝達手段(３５)は、筒状フィルム（４）の搬送方向に移動可能に支持されたガイド体（２０）と、このガイド体（２０）によって回動可能に支持された回動体（３６）と、この回動体(３６)の回動中心から離間した回動体(３６)における位置で一方の支持手段（３１〜３３）に回動可能に支持された一方のリンク（３７）と、この回動体(３６)の位置とは異なる離間位置で他方の支持手段（２２〜２４）に回動可能に支持された他方のリンク(３８)とを有している。請求項４の発明では、回動体（３６）と一方のリンク（３７）と他方のリンク(３８)とを利用した簡素な構成の力伝達手段(３５)を採用することができる。

請求項１〜４の発明のうちいずれか一つの発明を前提とする請求項５の発明は、前記付勢手段（３４）を一方のシール体（９）の下方に配設し、該付勢手段（３４）で前記一方のシール体（９）を上方に付勢して所定のシール圧を付与する横形製袋充填機である。請求項５の発明では、一方のシール体（９）を上方に付勢するように付勢手段（３４）を一方のシール体（９）の下方に配設してことから、付勢手段（３４）等の清掃や調整等、メンテナンスを行なう際に有利である。

本発明は、筒状フィルムの搬送路を挟んで対向する一対のシール体が筒状フィルムを挟持して、筒状フィルムの搬送と共に直線的に移動し得る製袋充填機におけるシール装置を簡素に構成することができる。

第１実施形態に係る横形製袋充填機を正面から見た略体図。 第１実施形態におけるシール装置を側面から見た略体図。 第１実施形態におけるシール装置を正面から見た略体図。 第１実施形態におけるシール体の位置とコイルばねとの変化を示す図。 第２実施形態におけるシール装置を側面（搬送方向）から見た略体図。

まず、本発明の第１実施形態について図１〜４を参照して説明する。
図１に示す横形製袋充填機においては、原反ロール１から引き出された帯状フィルム２が製袋手段３で筒状に成形されて、その筒状フィルム４に縦シール手段５で縦シールが施されると共に、供給コンベヤ６から物品７が所定間隔毎に筒状フィルム４中に供給され、筒状フィルム４の搬送路を挟んで対向する上下のシール体８，９間に搬送される。下シール体９(一方のシール体)及び上シール体８(他方のシール体)は、筒状フィルム４を挟持した状態で筒状フィルム４と共に筒状フィルム４の搬送方向の下流側に直線的に移動しながら横シールを施し、筒状フィルム４から互いに離間するボックスモーション運動を繰り返す。このため、筒状フィルム４中の物品７の前後位置で筒状フィルム４が一対のシール体８，９によって挟持されて筒状フィルム４の搬送方向に対し交差する左右方向に横シールされ、筒状フィルム４が切断されてピロー包装品が得られる。

図２及び図３に示すように、支持枠１０は、筒状フィルム４の搬送路の左右両側に配設されたサイドフレーム１１によって一部が構成されている。各サイドフレーム１１における支持パネル１２には、円盤状のギヤ部を有する作動体１４（作動手段）が回転可能に支持されていると共に駆動シャフト１５が支持されている。駆動シャフト１５の２箇所には、連動ギヤ１５ａが取着されており、各連動ギヤ１５ａが各作動体１４の外周に配設されたギヤ歯１４ａに噛合されている。更に、一方の支持パネル１２の外側にはサーボモータ１６（駆動源）が配設されている。そのサーボモータ１６の駆動力は、プーリー伝達手段１７により駆動シャフト１５に伝達され、各連動ギヤ１５ａを介して各作動体１４のギヤ歯１４ａに入力される。そのため、各作動体１４はサーボモータ１６に連係して所定方向に回転する。

各支持パネル１２の下端部の前後方向(筒状フィルム４の搬送方向)における両側にはステー１８が支持パネル１２の内側へ突出しており、各ステー１８間にはガイドロッド１９が支持パネル１２に対し平行に前後方向へ延びるように架設されている。各ガイドロッド１９には支軸２１によって互いに連結されたガイド体２０が前後方向へ移動可能に支持されている。各ガイド体２０にはスライドロッド２２（他方の支持手段）が上下方向へ移動可能に嵌入されている。各スライドロッド２２の上端間及び下端間には夫々連結体２３，２４（他方の支持手段）が架設されている。上側の連結体２３には上シール体８が取着されている。

各ガイド体２０の上方で一対のスライドロッド２２には押圧体２６（可動手段）がガイド体２０に対して接近・離間し得るよう架設されている。押圧体２６は、各スライドロッド２２を上下方向へ移動可能に嵌入しており、押圧体２６の左右両側下部は、作動体１４の偏心位置で作動体１４から突出した偏心ピン１４ｂと軸受(不図示)を介して連結されている。押圧体２６の中央付近には中空状に形成された筒体２９（可動手段）が挿着されており、各筒体２９には軸部３２（延出部）が筒体２９に対し上下動可能に挿嵌されている。各軸部３２の上端は筒体２９から突出しており、下シール体９を支持する台部３１（一方の支持手段）に取着されており、各軸部３２（一方の支持手段）の下端は棒状の連結体３３（一方の支持手段）に取着されている。台部３１と押圧体２６の間には、コイルばね３４（付勢手段）が軸部３２の外周に巻装されて筒体２９に配設されており、コイルばね３４は筒体２９から外周に延出形成されたフランジ２９ａを押圧体２６に常に付勢している。連結体３３の左右両端部には軸受３３ｂが取り付けられ、押圧体２６に形成された溝２６ａに対し上下動可能に嵌め込まれている。

連結体３３にはトグルリンク機構３５（力伝達手段）が連結されている。トグルリンク機構３５は、ガイド体２０と、ガイド体２０に配設された支軸２１と、支軸２１に回動可能に支持された回動体３６と、上リンク３７（一方のリンク）と、下リンク３８（他方のリンク）とを備えている。上リンク３７は、回動体３６の一方の端部３６ａ及び連結体３３に対し夫々回動可能に支持されている。下リンク３８は、回動体３６の他方の端部３６ｂ及び連結体２４に対し夫々回動可能に支持されている。なお、上リンク３７と下リンク３８とは、支軸２１を回動中心に点対称で動くよう、リンクの長さや取付け角度などが設定されている。

各作動体１４がサーボモータ１６に連係して所定方向に１回転する間に偏心ピン１４ｂの高さ位置が変化して押圧体２６の高さ位置が上下に変化する。押圧体２６が所定の高さ位置に上昇するまでは、コイルばね３４が長さを一定に保った状態で台部３１を上方へ押圧することから、押圧体２６と一緒に、台部３１及び台部３１と連結された軸部３２、連結体３３、下シール体９も上昇する。連結体３３の上昇に伴って、トグルリンク機構３５を介して、他方の支持手段である下側の連結体２４とスライドロッド２２と上側の連結体２３と上シール体８が下方へ移動するため、上下のシール体８，９が互いに接近する。そして、押圧体２６が前記所定の高さ位置まで上昇すると、両シール体８，９は当接状態になる(図４（ａ）)。

上下のシール体８，９が互いに当接した後も、作動体１４における偏心ピン１４ｂが最上方に位置するまでは、作動体１４の回転により押圧体２６が上方へ移動する。この両シール体８，９の当接後における押圧体２６の上方への移動においては、両シール体８，９が当接していることから、押圧体２６は筒体２９でコイルばね３４を縮めながら下シール体９を支持する台部３１に接近し、筒体２９の下端が連結体３３から離間した状態が継続する。この間、押圧体２６から連結体３３への動力がコイルばね３４によって吸収されて、連結体３３が下シール体９と共に停止して上リンク３７及び下リンク３８の回動角度が維持されることから、上下のシール体８，９の噛合位置が保持され、両シール体８，９間にはコイルばね３４の収縮によってシール圧が得られる。本実施形態では、図４(ｂ)のごとく、押圧体２６の移動によってコイルばね３４が最大で長さＬだけ収縮して筒体２９の下端部が連結体３３の凹部３３ａから最大長さＬだけ離れてシール圧を得るよう設定されている。なお、一対のシール体８，９が筒状フィルム４を挟持して、筒状フィルム４にシール圧を付与する両シール体の噛合時には、コイルばね３４が押圧体２６の移動によって収縮する最大長さは、フィルムの厚みによって実質長さＬより短くなる。

その後、作動体１４の回転が継続すると押圧体２６が下方へ移動する。この押圧体２６の下方への移動においては、図４（ｃ）に示すように、押圧体２６が下シール体９から離れる方向に長さＬだけ移動するまでは連結体３３には押圧体２６から直接動力が伝達されず、上リンク３７及び下リンク３８の回動角度が図４（ａ）及び図４（ｂ）と同じ角度に維持される。この間、コイルばね３４の押圧が徐々に緩められる。押圧体２６が下シール体９から長さＬだけ離れて筒体２９の下端部が連結体３３の凹部３３ａに当接する（図４（ｄ）参照）と、両シール体８，９が次のサイクルで当接状態（図４（ａ）の状態）になるまで連結体３３と押圧体２６とコイルばね３４と下シール体９とが同じ位置関係を維持したまま、上下のシール体８，９が互いに徐々に離間した後、徐々に接近する。

スライドロッド２２を上下移動可能に支持するガイド体２０が支持パネル１２によって前後方向に移動可能に支持されていることから、図１のごとく、上下のシール体８，９は対向状態を維持しながら、上シール体８が仮想線Ｖの軌跡で移動し、下シール体９が仮想線Ｗの軌跡で移動する。更に、上下のシール体８，９は図４（ａ）の当接状態になってから図４（ｂ）の噛合状態を経て図４（ｃ）の当接状態が終了する直前までの間、両シール体８，９の噛合位置を常に同じ高さ位置ｈに保持した状態で、特定の範囲だけ直線的に移動する。即ち、図１においては両シール体８，９は仮想線Ｘに一致するように筒状フィルム４の搬送方向下流に向けて直線的に移動する。そして、上下のシール体８，９が直線的に移動する間にコイルばね３４が収縮することで、両シール体８，９によって筒状フィルム４に所定のシール圧が付与され、横シールが施される。

次に、本発明の第２実施形態について第１実施形態との相違点を中心に図５を参照して説明する。なお、第１実施形態の構造と同じであるものについては、第１実施形態と同じ符号を用いて説明する。

第２実施形態においては、支持体５２（他方の支持手段）を台部３１（他方の支持手段）と連結体３３（他方の支持手段）に一体連結し、シール体９（他方のシール体）をスライドロッド２２に対して、上下方向に移動可能に配設すると共に、第１実施形態とは高さ位置が異なる作動体１４（作動手段）の偏心ピン１４ｂに対して回動支持された押圧体５０（可動手段における延出部）を作動体１４の回動に伴い上下移動し得るようスライドロッド２２（一方の支持手段）に架設し、さらに、押圧体５０を各スライドロッド２２に取着されたストッパ５３側に常に付勢するようコイルばね５１（付勢手段）を各スライドロッド２２に配設した点が、第１実施形態とは相違する。

作動体１４の回転により押圧体５０が所定の高さ位置に降下するまではコイルばね５１が長さを一定に保った状態で連結体２４（一方の支持手段）を押圧することから、連結体２４と一緒にスライドロッド２２、ストッパ５３及び上シール体８が降下する。連結体２４の降下に伴ってトグルリンク機構３５を介して下シール体９が上方へ移動するため、上下のシール体８，９が互いに接近して当接状態になる。上下のシール体８，９が互いに当接した後も、作動体１４における偏心ピン１４ｂが最下方に位置するまでは作動体１４の回転により押圧体５０が下方へ移動する。この両シール体８，９が当接した後の押圧体５０の下方への移動においては、両シール体８，９が当接していることから、押圧体５０はストッパ５３から離れてコイルばね５１を縮めながら連結体２４に接近し、押圧体５０がストッパ５３から離間した状態が継続する。この間、押圧体５０から連結体２４への動力がコイルばね５１によって吸収されて、上リンク３７及び下リンク３８の回動角度が維持されることから、上下のシール体８，９の噛合位置が保持され、両シール体８，９間にはコイルばね５１の収縮によってシール圧が得られる。

従って、第１実施形態と同様に、上シール体８が図１の仮想線Ｖの軌跡で移動し、下シール体９が仮想線Ｗの軌跡で移動する。更に、上下のシール体８，９は当接状態になってから、噛合状態を経て当接状態が終了する直前までの間、両シール体８，９の噛合位置を常に同じ高さに保持した状態で、特定の範囲だけ直線的に移動する。図１においては、両シール体８，９は仮想線Ｘに一致するように筒状フィルム４の搬送方向下流に向けて直線的に移動する。そして、上下のシール体８，９が直線的に移動する間に、コイルばね５１が収縮することで、両シール体８，９によって筒状フィルム４に所定のシール圧が付与され、横シールが施される。

本実施形態は下記の効果を有する。
（１） 第１実施形態及び第２実施形態に係る横形製袋充填機のシール装置においては、上下のシール体８，９が当接状態となってから、作動体１４の回転に伴い、押圧体２６，５０が上下のシール体８，９の対向方向に更に移動してコイルばね３４，５１を収縮させた状態（噛合状態）で、両シール体８，９が筒状フィルム４の搬送方向の下流に向けて特定の範囲だけ直線的に移動することによって、両シール体８，９によって筒状フィルムが上下方向に引っ張られることなく所定のシール圧を付与することができる。従って、簡素な構成によりシール動作を安定させ、良好なシール状態を得ることができる。また、コイルばね３４，５１の劣化等によるばね定数の変化に影響を受けることなく、両シール体８，９が当接する位置を適正位置に維持することができる。

（２） 第１実施形態及び第２実施形態に係る横形製袋充填機のシール装置においては、押圧体２６，５０の移動に伴い両シール体８，９の噛合時に所定のシール圧を付与する付勢手段として、コイルばね３４，５１を利用したので、付勢手段の構成を簡素にすることができる。

（３） 第１実施形態及び第２実施形態に係る横形製袋充填機のシール装置においては、支持手段としての連結体２４，３３及びスライドロッド２２、トグルリンク機構３５で連結し、また、トグルリンク機構３５におけるガイド体２０を筒状フィルム４の搬送方向に移動可能に支持したので、ギヤ等を用いることがない簡素なトグルリンク機構３５を用いて単一のサーボモータ１６の駆動力で上下のシール体８，９を筒状フィルム４の搬送方向に移動させると共に、両シール体８，９を対向方向における相反する向きに移動させることができる。

（４） 第１実施形態及び第２実施形態に係る横形製袋充填機のシール装置においては、一方の支持手段の一部であって、両シール体８，９の対向方向に延出した複数の延出部（第１実施形態における軸部３２、第２実施形態におけるスライドロッド２２）によって、可動手段としての押圧体２６，５０を移動可能に案内支持することで、押圧体２６，５０を対向方向に安定性良く滑らかに案内することができる。

（５） 第１実施形態に係る横形製袋充填機のシール装置においては、下シール体９の下方にコイルばね３４を組み込んだので、コイルばね３４などの清掃や調整などメンテナンスする際に有利である。

本発明の趣旨に反しない範囲で前記実施形態以外にも適宜変更可能であり、例えば下記のような構成を採用することができる。
・ 付勢手段については、上下のシール体８，９を当接状態から噛合状態に変更して、所定のシール圧を付与し得るものであれば、コイルばね３４，５１に代えて、板ばねや、ゴム等の弾性体や、電磁石などを採用してもよい。また、本実施形態では、押圧体２６，５０を滑らかに移動させるために、コイルばね３４，５１を左右に均等に複数配設したが、単一のばねでもよい。

・ 力伝達機構については、トグルリンク機構３５に代えて、歯車機構を採用して上下のシール体８，９を相反する向きに同じ距離だけ移動させてもよい。
・ サーボモータ１６と作動体１４が同心となるよう例えばサーボモータ１６の回転軸を作動体１４に直接連結することにより、作動体１４をサーボモータ１６に連係して回転させてもよい。また、作動体１４については、円盤状以外の形態にしてもよい。

・ 本発明に係るシール装置を横形製袋充填機に採用したが、縦型製袋充填機などにも利用可能である。

４…筒状フィルム、８…上シール体、９…下シール体、１４…作動体（作動手段）、１６…サーボモータ（駆動源）、２０…ガイド体、２２…スライドロッド（支持手段）、２３，２４…連結体（支持手段）、２６…押圧体（可動手段）、２９…筒体（可動手段）、３１…台部（支持手段）、３２…軸部（支持手段）、３３…連結体（支持手段）、３４…コイルばね（付勢手段）、３５…トグルリンク機構（力伝達手段）、３６…回動体、３７…上リンク、３８…下リンク、５０…押圧体（可動手段）、５１…コイルばね（付勢手段）、５２…支持体（他方の支持手段）。

Claims (5)

1. 筒状フィルムの搬送路を挟んで対向する一対のシール体が筒状フィルムを挟持して筒状フィルムの搬送と共に移動して横シールを施す製袋充填機におけるシール装置において、
   駆動源に連係して回転する作動手段と、
   この作動手段の偏心位置で作動手段に回動可能に支持されて作動手段の回転に伴い両シール体の対向方向及び筒状フィルムの搬送方向に移動する可動手段と、
   一方のシール体を支持し、前記可動手段に連係して両シール体の対向方向及び筒状フィルムの搬送方向に移動する一方の支持手段と、
   他方のシール体を支持し、前記可動手段に連係して両シール体の対向方向及び筒状フィルムの搬送方向に移動する他方の支持手段と、
   前記両支持手段に接続されて一方の支持手段とは相反する対向方向に他方の支持手段を移動させる力伝達手段と、
   前記可動手段と一方の支持手段の間に配設されると共に、可動手段の移動に伴い両シール体の噛合時に所定のシール圧を付与する付勢手段と
   を備えたことを特徴とする製袋充填機におけるシール装置。
2. 前記付勢手段は両シール体の噛合時に前記可動手段により押されて所定のシール圧の付与に相当する弾性力を発生するばねを備えていることを特徴とする請求項１に記載の製袋充填機におけるシール装置。
3. 前記一方の支持手段は、両シール体の対向方向に延出した延出部を複数有しており、複数の延出部によって前記可動手段が移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の製袋充填機におけるシール装置。
4. 前記力伝達手段は、筒状フィルムの搬送方向に移動可能に支持されたガイド体と、このガイド体によって回動可能に支持された回動体と、この回動体の回動中心から離間した回動体における位置で一方の支持手段に回動可能に支持された一方のリンクと、この回動体の位置とは異なる離間位置で他方の支持手段に回動可能に支持された他方のリンクとを有していることを特徴とする請求項３に記載の製袋充填機におけるシール装置。
5. 前記付勢手段を一方のシール体の下方に配設し、該付勢手段で前記一方のシール体を上方に付勢して所定のシール圧を付与する横形製袋充填機であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の製袋充填機におけるシール装置。

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