JP2012236620A - 製袋包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開いてしまうのを防ぐことができる製袋包装機を提供する。
【解決手段】製袋包装機１は、チューブ３１と、セーラ部３２と、縦シール機構１５とを備える。セーラ部３２は、シート状のフィルムＦをその両端部が重なるようにチューブ３１に巻き付ける。縦シール機構１５は、シート状のフィルムＦの両端部の重なり部分を縦方向に超音波シールする。縦シール機構１５は、振動体５０と、ローラ５４とを有する。振動体５０は、超音波を発生させる。ローラ５４は、フィルムＦの進行方向に沿って振動体５０の下流側に配置される。ローラ５４は、フィルムＦの進行方向に回転しながら、振動体５０を通過した後のフィルムＦを押さえる。
【選択図】図８

Description

本発明は、筒状の包材の重なり部分を縦方向に超音波シールする製袋包装機に関する。

従来、筒状の包材の重なり部分を縦方向に超音波シールする製袋包装機が存在する（例えば、特許文献１の特開２００９−２８０２５８号広報）。

超音波シールされる前後で、筒状の包材に何らかの外力が加わると、筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開いてしまう虞がある。包材の重なり部分が開いてしまうと、適切な縦シールが形成されない。製袋包装機では、包材が搬送されつつ加工されるため、包材に摩擦力等の外力が加わることが十分に考えられる。特に、超音波を発生させる振動体との間で、包材の重なり部分を挟み込むアンビルの存在は、包材の重なり部分を開く原因となり得る。

ところで、可動式のアンビルを筒状部に配置すると、筒状部の内部に様々な問題が引き起こされる可能性がある。例えば、アンビルに差された潤滑油が袋の内容物に触れる、ベアリングの玉が脱落し袋に混入する、筒状部の内部を落下する袋の内容物がアンビルに引っかかる等の問題である。

本発明の課題の１つは、筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開いてしまうのを防ぐことができる製袋包装機を提供することにある。

あるいは、本発明の別の課題は、筒状部の内部に様々な問題が生じるのを抑制することができる製袋包装機を提供することにある。

第１観点に係る製袋包装機は、筒状部と、セーラ部と、縦シール部とを備える。セーラ部は、シート状の包材をその両端部が重なるように筒状部に巻き付ける。縦シール部は、シート状の包材の両端部の重なり部分を縦方向に超音波シールする。縦シール部は、振動体と、ローラとを有する。振動体は、超音波を発生させる。ローラは、包材の進行方向に沿って振動体の下流側に配置される。ローラは、包材の進行方向に回転しながら、振動体を通過した後の包材を押さえる。

ここでは、縦シールが超音波シールにより行われる。そして、包材の進行方向に沿って振動体の下流側に、包材の進行方向に回転しながら包材を押さえるローラが配置される。その結果、筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開いてしまうのを防ぐことができる。なお、筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開く態様としては、超音波シールされる前に開く場合と、超音波シールされた後に開く場合の両方が考えられる。

第２観点に係る製袋包装機は、第１観点に係る製袋包装機であって、セーラ部は、折り返し部位を有する。折り返し部位は、包材の進行方向を略鉛直下方に変化させる。筒状部は、包材が、折り返し部位で折り返された後、ローラに達するまで略鉛直下方に搬送されるように、略鉛直方向に延びている。

ここでは、シート状の包材が、セーラ部で略鉛直下方に向かって折り返されつつ、筒状に成形される。筒状に成形された包材は、略鉛直下方に向かって搬送されつつ、縦シールされ、その後、ローラに達する。その結果、包材は、セーラ部の折り返し部位と、ローラとから圧力を受ける。つまり、包材には、縦シールが行われる前後で、略上下に引っ張る力が加わる。従って、筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開いてしまうのを防ぐことができる。

第３観点に係る製袋包装機は、第１観点又は第２観点に係る製袋包装機であって、筒状部は、包材の進行方向に延びるフラット面を有する。ローラは、包材の進行方向に回転しながら、フラット面に対し、振動体を通過した後の包材を押さえる。

ここでは、ローラが、筒状部のフラット面に対し包材を押さえる。従って、シンプルな構成で、縦シール後の包材を押さえることができる。

第４観点に係る製袋包装機は、第１観点から第３観点のいずれかに係る製袋包装機であって、ローラの外周面には、包材の超音波シールされた部分とローラとが接触する面積が小さくなるように、凹部が形成されている。

超音波により溶かされた包材が、再び固まる前にローラにより押さえられると、包材が伸び、縦シールの強度が弱まる虞がある。ここでは、ローラの外周面に、凹部が形成されている。その結果、超音波シール時に加熱された包材の縦シールの部分のうち、ローラの外周面に押さえられる面積が低減される。従って、縦シールの強度が向上する。

第５観点に係る製袋包装機は、第４観点に係る製袋包装機であって、凹部は、ローラの全周に沿って形成されている。

ここでは、ローラの外周面に、全周に沿って凹部が形成されている。その結果、超音波シール時に加熱された包材の縦シールの部分のうち、ローラの外周面に押さえられる面積がさらに低減される。従って、縦シールの強度がさらに向上する。

第６観点に係る製袋包装機は、第１観点から第５観点のいずれかに係る製袋包装機であって、搬送部をさらに備える。搬送部は、包材を筒状部に沿って搬送する。

ここでは、筒状の包材が滑らかに搬送される。

第７観点に係る製袋包装機は、第６観点に係る製袋包装機であって、振動制御部をさらに備える。振動制御部は、振動体から発生する超音波の振幅を、搬送部による包材の搬送速度に応じて変化させる。

包材は、搬送部の搬送速度が遅いと、振動体付近をゆっくりと通過し、速いと、すばやく通過する。つまり、搬送部の搬送速度は、縦シールの強度に影響する。ここでは、超音波の振幅が、搬送部の搬送速度に応じて制御される。超音波の振幅は、縦シールの強度に影響を与える要因である。従って、搬送部の搬送速度の変動に関わらず、縦シールの強度のバラツキを抑制することができる。

第８観点に係る製袋包装機は、第６観点又は第７観点に係る製袋包装機であって、加圧部と、圧力制御部とをさらに備える。加圧部は、振動体を包材に対して加圧する。圧力制御部は、加圧部による圧力を、搬送部による包材の搬送速度に応じて変化させる。

包材は、搬送部の搬送速度が遅いと、振動体付近をゆっくりと通過し、速いと、すばやく通過する。つまり、搬送部の搬送速度は、縦シールの強度に影響する。ここでは、振動体が包材を押す圧力が、搬送部の搬送速度に応じて制御される。振動体が包材を押す圧力は、縦シールの強度に影響を与える要因である。従って、搬送部の搬送速度の変動に関わらず、縦シールの強度のバラツキを抑制することができる。

第９観点に係る製袋包装機は、第６観点から第８観点のいずれかに係る製袋包装機であって、縦シール部は、ローラ駆動部をさらに有する。ローラ駆動部は、ローラによる包材の搬送速度が、搬送部による包材の搬送速度より速くなるように、ローラを回転駆動する。

ここでは、ローラの搬送速度が、搬送部の搬送速度よりも速い。従って、ローラは、容易に包材に略鉛直方向の引っ張り力を加えることができる。

第１０観点に係る製袋包装機は、筒状部と、セーラ部と、縦シール部とを備える。セーラ部は、シート状の包材をその両端部が重なるように筒状部に巻き付ける。縦シール部は、シート状の包材の両端部の重なり部分を縦方向に超音波シールする。縦シール部は、振動体と、非可動式のアンビルとを有する。振動体は、超音波を発生させる。アンビルは、振動体に対面する態様で、筒状部に配置される。

上記のとおり、可動式のアンビルを筒状部に配置すると、筒状部の内部に様々な問題が引き起こされる可能性がある。ここでは、縦シールが超音波シールにより行われる。そして、アンビルが筒状部に配置されるものの、非可動式である。従って、筒状部の内部に様々な問題が生じるのを抑制することができる。

第１１観点に係る製袋包装機は、第１０観点に係る製袋包装機であって、アンビルは、筒状部の外表面から外側に突出するように筒状部に配置される。

ここでは、アンビル（アンビルを筒状部に固定するための部材等は除く）が、筒状部の内側ではなく、外側に突出している。従って、筒状部の内部に様々な問題が生じるのをさらに抑制することができる。

第１２観点に係る製袋包装機は、第１０観点又は第１１観点に係る製袋包装機であって、アンビルは、筒状部に対し着脱式である。

ここでは、アンビルが着脱式である。従って、アンビルが磨耗しても、筒状部をそのままに、アンビルのみを交換することができる。

第１３観点に係る製袋包装機は、第１０観点又は第１１観点に係る製袋包装機であって、縦シール部は、ローラをさらに有する。ローラは、包材の進行方向に沿って振動体およびアンビルの下流側に配置される。ローラは、包材の進行方向に回転しながら、振動体およびアンビルを通過した後の包材を押さえる。

包材とアンビルとの接触抵抗が増すと、筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開いてしまう虞が増す。筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開く態様としては、超音波シールされる前に開く場合と、超音波シールされた後に開く場合の両方が考えられる。包材とアンビルとの接触抵抗を減らすには、例えば、アンビルを、包材の進行方向に沿って回転する回転式にすることが考えられる。しかし、上記のとおり、そのようなアンビルは、筒状部の内部に様々な問題を引き起こす可能性がある。ここでは、アンビルが非可動式である。また、ここでは、包材の進行方向に沿って振動体およびアンビルの下流側に、包材の進行方向に回転しながら包材を押さえるローラが配置される。従って、筒状部の内部に上記問題が生じるのを抑制しつつ、筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開いてしまうのを防ぐことができる。

本発明のある観点によれば、縦シールが超音波シールにより行われる。そして、包材の進行方向に沿って振動体の下流側に、包材の進行方向に回転しながら包材を押さえるローラが配置される。その結果、筒状の包材の縦方向の重なり部分が横に開いてしまうのを防ぐことができる。

本発明の別の観点によれば、縦シールが超音波シールにより行われる。そして、アンビルが筒状部に配置されるものの、非可動式である。従って、筒状部の内部に様々な問題が生じるのを抑制することができる。

一実施形態に係る製袋包装機の斜視図。 製袋包装機の右側面図。 製袋包装ユニットの斜視図。 製袋包装機の制御系統のブロック図。 ピロー型の袋の外観図。 製袋包装ユニットを正面右上方から見た斜視図。 製袋包装ユニットを右後ろから見た斜視図。 製袋包装ユニットを正面右から見た斜視図。 アンビルの周辺を正面右から見た斜視図。 ローラの正面図。 （ａ）変形例に係るアンビルを示す図。（ｂ）変形例に係るアンビルを示す 別の図。（ｃ）変形例に係るアンビルを示す別の図。（ｄ）変形例に係るアンビルを示 す別の図。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る製袋包装機１について説明する。なお、製袋包装機１の説明における「前（正面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「左」、「右」は、図３のとおり定義する。「上流」、「下流」は、フィルムＦの搬送方向を基準とする。

（１）全体構成
製袋包装機１は、スナック菓子等の内容物Ｃを袋詰めした商品を製造する機械である。図１〜図４に示すように、製袋包装機１は、内容物Ｃの袋詰めを行う製袋包装ユニット５と、製袋包装ユニット５に対し商品の袋部分の素材となるフィルムＦを供給するフィルム供給ユニット６と、製袋包装機１全体の動作を制御する制御ユニット７と、ユニット５，６，７を直接的又は間接的に支持する本体フレーム１０とを有する。製袋包装ユニット５で袋詰めされる内容物Ｃは、製袋包装ユニット５の上方に配置された組合せ計量機２で計量される。製袋包装ユニット５は、組合せ計量機２から内容物Ｃが供給されるタイミングに合わせて、内容物Ｃの袋詰めを行う。

製袋包装ユニット５の前面には、右側を向いた操作パネル８が配置されている。操作パネル８は、液晶ディスプレイと、液晶ディスプレイを覆うタッチパネルとを有する。操作パネル８は、操作者に対し製袋包装機１の動作の状態を示す情報を表示したり、製袋包装機１に対する様々な設定の入力を受け付けたりする。

製袋包装機１は、図５に示すピロー型の袋Ｂ１（以下、ピロー袋Ｂ１）を製造する。ピロー袋Ｂ１には、縦方向に延びる縦シール部位Ｖ１と、横方向に延びる横シール部位Ｈ１，Ｈ２とが形成されている。縦シール部位Ｖ１および横シール部位Ｈ１，Ｈ２は、超音波シールにより形成される。

（２）詳細構成
（２−１）フィルム供給ユニット
フィルム供給ユニット６は、ピロー袋Ｂ１の素材となるシート状のフィルムＦを製袋包装ユニット５に供給する。フィルム供給ユニット６は、シート状のフィルムＦが巻かれたフィルムロール６ａを有する。制御ユニット７は、製袋包装ユニット５の動作と同期させつつ、フィルムロール６ａからフィルムＦを繰り出させる。

フィルムロール６ａの回転軸は、図示されないモータにより駆動される。また、フィルムＦには、後述するプルダウンベルト機構４０，４０により搬送力が加えられる。フィルムロール６ａおよびプルダウンベルト機構４０，４０の駆動速度は、制御ユニット７により制御される。

（２−２）製袋包装ユニット
製袋包装ユニット５は、成形機構１３と、搬送機構１４と、縦シール機構１５と、横シール機構１６と、ヒンジ固定機構１７と、クランプ固定機構１８とを有する。成形機構１３は、フィルムロール６ａから搬送されてくるシート状のフィルムＦを円筒状に成形する。搬送機構１４は、成形機構１３により円筒状に成形されたフィルムＦ（以下、筒状フィルムＦｃという。）を下方へと搬送する。縦シール機構１５は、筒状フィルムＦｃの重なり部分を縦方向（上下方向）に超音波シールし、縦シール部位Ｖ１を形成する。筒状フィルムＦｃの重なり部分とは、シート状のフィルムＦｃの両端部が縦方向に重なり合った部分である。横シール機構１６は、筒状フィルムＦｃの所定の部分を横方向（左右方向）に超音波シールし、横シール部位Ｈ１，Ｈ２を形成する。ヒンジ固定機構１７は、本体フレーム１０に縦シール機構１５の主要部を固定する。クランプ固定機構１８は、成形機構１３と縦シール機構１５の主要部とを固定する。

（２−２−１）成形機構
図６および図７に示すように、成形機構１３は、チューブ３１と、セーラ部３２と、支持フレーム３３とを有する。支持フレーム３３は、チューブ３１とセーラ部３２とを直接的に支持する。

チューブ３１は、略上下方向に延びる略円筒状の部材であるが、その正面側には、部分的にフラット面３１ａが形成されている（図８参照）。フラット面３１ａは、略鉛直方向に延びている。チューブ３１は、上下端に開口を有する。チューブ３１の上部は、漏斗形状になっている。組合せ計量機２（図１参照）から所定量ずつ落下してくる内容物Ｃは、図３に示すように、チューブ３１の上端の開口からチューブ３１の内部に投入され、チューブ３１の内部を通過して落下する。なお、組合せ計量機２は、フィーダ、プールホッパ、軽量ホッパおよび集合排出シュートを有する。

セーラ部３２は、チューブ３１を取り囲むように配置されている。セーラ部３２は、シート状のフィルムＦをチューブ３１に巻き付けるように、フィルムＦを案内する。セーラ部３２は、斜面３２ａを有する。フィルムロール６ａから繰り出されたシート状のフィルムＦは、斜面３２ａに接触しつつ、斜面３２ａに沿って斜め上方に搬送される。

図７に示すように、チューブ３１の外表面とセーラ部３２との間には、狭小の隙間Ｓ１が形成されている。隙間Ｓ１は、チューブ３１の全周に沿って存在する。斜面３２ａを登り切ったフィルムＦは、隙間Ｓ１に挿入される。フィルムＦは、隙間Ｓ１を通り抜ける間に、チューブ３１の外表面に巻き付けられる。その結果、フィルムＦは、シート状から円筒状に成形される。シート状のフィルムＦが円筒状に成形されると、フィルムＦの左の縁と右の縁とが重なり合う。その後、筒状フィルムＦｃは、チューブ３１を包み込むような態様で、チューブ３１の外表面に沿って下方に搬送される。

セーラ部３２の、斜面３２ａの頂上付近の部位を、折り返し部位３５と呼ぶ。折り返し部位３５は、チューブ３１の全周に沿って存在する。斜面３２ａに沿って進んできたフィルムＦは、折り返し部位３５で、略鉛直下方に向かって急激に折り返される。つまり、折り返し部位３５は、斜面３２ａの頂上付近で、フィルムＦの進行方向を略鉛直下方に急激に変化させる。フィルムＦは、折り返し部位３５で急激に折り返された後、直ちに隙間Ｓ１に挿入される。隙間Ｓ１の幅は、フィルムＦがチューブ３１にしっかりと巻き付けられる程度に狭小である。従って、折り返し部位３５付近では、フィルムＦに加わる負荷（摩擦）が比較的大きくなる。

図６に示すように、支持フレーム３３は、板部材３６と、左右一対のハンドル３７，３７と、梁３７ａと、左右一対の梁３７ｂ，３７ｂと、梁３７ｃとを有する。板部材３６と、ハンドル３７，３７と、梁３７ａ，３７ｂ，３７ｂ，３７ｃとは、適宜固定されており、互いの位置関係は、一定である。

板部材３６は、平面視において略矩形形状の部材である。板部材３６の中央には、平面視において略円形の開口３６ａが形成されている。チューブ３１は、開口３６ａを上下に貫通するように配置される。ハンドル３７，３７は、板部材３６の正面左右付近から上方に延びるように配置される。梁３７ａは、ハンドル３７，３７の略中央間に架けられている。梁３７ｂ，３７ｂは、ハンドル３７，３７の上端とチューブ３１との間に架けられている。梁３７ｃは、梁３７ａの中央とチューブ３１との間に架けられている。チューブ３１は、梁３７ｂ，３７ｂ，３７ｃに固定されている。その結果、チューブ３１は、支持フレーム３３に固定されている。

図示されないが、セーラ部３２も、支持フレーム３３に固定されている。その結果、支持フレーム３３を介し、チューブ３１とセーラ部３２との位置関係が固定されている。

板部材３６の左右には、スライドレール３６ｂ，３６ｂが前後に延びるように形成されている。スライドレール３６ｂ，３６ｂは、本体フレーム１０の一部である前後に延びる軸を、前後にスライド可能に受け取る。製袋包装機１の正面に立ったユーザは、ハンドル３７，３７を握り、本体フレーム１０の上記軸をスライドレール３６ｂ，３６ｂに沿ってスライドさせることにより、成形機構１３全体を交換することができる。チューブ３１およびセーラ部３２の形状およびサイズは、製造される袋の形状およびサイズに応じて異なる。ユーザは、製造される袋に対応する成形機構１３を容易に製袋包装機１に取り付けることができる。

（２−２−２）搬送機構
搬送機構１４は、左右一対のプルダウンベルト機構４０，４０を有する。図３に示すように、プルダウンベルト機構４０，４０は、チューブ３１を挟んで左右対称に配置される。プルダウンベルト機構４０，４０は、それぞれチューブ３１に沿って上下方向に延びている。

プルダウンベルト機構４０，４０は、それぞれ駆動ローラ４０ｂ，４０ｂと、従動ローラ４０ｃ，４０ｃと、ベルト４０ａ，４０ａとを有する。駆動ローラ４０ｂ，４０ｂは、図示されないモータにより駆動される。従動ローラ４０ｃ，４０ｃは、それぞれ駆動ローラ４０ｂ，４０ｂの回転に応じて回転する。ベルト４０ａ，４０ａは、筒状フィルムＦｃを吸着する。その結果、プルダウンベルト機構４０，４０は、筒状フィルムＦｃを吸着しながら、チューブ３１の外表面に沿って下方に搬送する。

（２−２−３）縦シール機構
図８に示すように、縦シール機構１５は、振動体５０と、アンビル５１と、振動体５０を往復動させるエアシリンダ部５２と、エア噴出部５３と、ローラ５４と、ローラ５４を回転させるローラ駆動部５５（図４参照）とを有する。

振動体５０は、圧電素子５０ａと、ホーン５０ｂと、ブースタ５０ｃとを有する。ホーン５０ｂと、圧電素子５０ａとは、背面側から正面側に向かって略水平方向に、この順番で配置される。エアシリンダ部５２は、ブースタ５０ｃおよび圧電素子５０ａの直ぐ上に配置される。圧電素子５０ａは、図示されない高周波電源に接続されている。圧電素子５０ａは、高周波電源から高周波電圧を印加されることにより、超音波を発生させる。ホーン５０ｂは、圧電素子５０ａが発生させた超音波を増幅させる。ブースタ５０ｃは、圧電素子５０ａが発生させた超音波を増幅させるとともに、振動体５０のユニットを保持する役割を果たす。振動体５０の挙動は、制御ユニット７（より具体的には、後述される振動制御部７ａ）により制御される。

図９に示すように、アンビル５１は、チューブ３１のフラット面３１ａから正面側に突出するように、チューブ３１に固定されている。アンビル５１は、金属製である。アンビル５１は、正面視において略正方形の板５１ａと、板５１ａの中央から正面側に突出する突起部５１ｂとを有する。アンビル５１は、非可動式である。突起部５１ｂは、ホーン５０ｂに対面するように配置される。筒状フィルムＦｃの重なり部分は、ホーン５０ｂとアンビル５１との間に挟まれつつ、略鉛直下方へと搬送される。筒状フィルムＦｃの重なり部分は、ホーン５０ｂとアンビル５１との間を通過する間に、ホーン５０ｂから伝播する超音波による振動により融合し、縦方向に超音波シールされる。その結果、筒状フィルムＦｃの正面中央に縦シール部位Ｖ１が形成される。

アンビル５１は、チューブ３１のフラット面３１ａの上端付近にビス止めされる。アンビル５１は、チューブ３１に対し着脱式である。従って、アンビル５１が磨耗しても、チューブ３１をそのままに、アンビル５１のみを交換することができる。

エアシリンダ部５２は、振動体５０を、アンビル５１に対して略水平方向に往復動させる。その結果、エアシリンダ部５２は、ホーン５０ｂを筒状フィルムＦｃの重なり部分およびアンビル５１に対して加圧する。エアシリンダ部５２は、制御ユニット７（より具体的には、後述される圧力制御部７ｂ）により制御される。

エア噴出部５３は、振動体５０の直ぐ下方、すなわち、筒状フィルムＦｃの進行方向に沿って振動体５０およびアンビル５１の直ぐ下流側に配置される。エア噴出部５３は、エア噴出口からエアを噴出する。エアは、ホーン５０ｂおよびアンビル５１を通過した直後の筒状フィルムＦｃの重なり部分に向けて噴出される。その結果、ホーン５０ｂからの超音波により熱溶着された筒状フィルムＦｃの重なり部分が冷え固まるのが促進される。エア噴出部５３によるエアの噴出量および噴出のタイミングは、制御ユニット７により制御される。

ローラ５４は、エア噴出部５３の直ぐ下方、すなわち、筒状フィルムＦｃの進行方向に沿ってエア噴出部５３の直ぐ下流側に配置される。ローラ５４は、筒状フィルムＦｃの進行方向に回転しながら、チューブ３１のフラット面３１ａに対し、筒状フィルムＦｃの重なり部分を押さえる。かかるローラ５４の動作は、ホーン５０ｂ、アンビル５１およびエア噴出部５３を通過した直後の筒状フィルムＦｃに対し、略下向きの力を与える。一方、上記のとおり、フィルムＦには、セーラ部３２の折り返し部位３５付近において摩擦による圧力が加わる。フィルムＦは、折り返し部位３５で折り返された後、ローラ５４に達するまで略鉛直下方に真っ直ぐ搬送される。その結果、筒状フィルムＦｃの重なり部分は、超音波シールされる前後で、略上下から引っ張られる。かかる引っ張り力は、筒状フィルムＦｃの縦方向に延びる重なり部分が、超音波シールされる前後で横に開いてしまうのを防ぐ。

また、ローラ５４が筒状フィルムＦｃの進行方向に回転することは、筒状フィルムＦｃの重なり部分に余分な摩擦が加わるのを防いでいる。その結果、筒状フィルムＦｃは、傷付くことなく滑らかに搬送される。

図１０に示すように、ローラ５４の外周面には、ローラ５４の全周に沿って凹部５４ａが形成されている。凹部５４ａの溝幅（ローラ５４の厚み方向の幅）は、筒状フィルムＦｃの重なり部分の横方向の幅に概ね等しい。従って、筒状フィルムＦｃの重なり部分のうち、超音波シールされた部分は、凹部５４ａに逃げ込み、ローラ５４の外周面に接触しない。従って、筒状フィルムＦｃの縦シールされた部分は、十分に冷え固まる前に、ローラ５４およびチューブ３１のフラット面３１ａからの圧力により伸びて変形してしまうことがない。その結果、縦シールの強度が十分に維持されるようになっている。

ローラ駆動部５５は、ローラ５４を回転駆動するモータを有する。ローラ駆動部５５は、制御ユニット７により制御される。ローラ駆動部５５は、ローラ５４による筒状フィルムＦｃの搬送速度が、搬送機構１４による筒状フィルムＦｃの搬送速度より少しだけ速くなるように、ローラ５４を回転駆動する。従って、筒状フィルムＦｃは、ローラ５４に接触する付近において、他の位置よりも速く搬送される。従って、ローラ５４の周辺においては、筒状フィルムＦｃの重なり部分に縦方向の引っ張り力が確実に加えられる。つまり、筒状フィルムＦｃの重なり部分が超音波シールされる前後で横に開いてしまう事態が、より確実に防がれる。

（２−２−４）横シール機構
図３に示すように、横シール機構１６は、前後一対のシールジョー６０，６０と、シールジョー６０，６０を駆動する駆動装置（図示されない）とを有する。シールジョー６０，６０は、筒状フィルムＦｃを挟んで前後対称に配置される。シールジョー６０，６０は、それぞれ左右方向に延びている。シールジョー６０，６０は、それぞれ振動体とアンビルとを１つずつ有する。振動体およびアンビルは、それぞれ左右方向に延びている。

シールジョー６０，６０は、互いに同期を取りながら、それぞれ左又は右側面視においてＤ字状に旋回しつつ、筒状フィルムＦｃに対し前後対称に近づいたり離れたりする。同じシールジョー６０に取り付けられた振動体とアンビルとは、そのシールジョー６０の回転中心に対し、略１８０°離れた位置に配置される。シールジョー６０，６０は、互いに最も近づいた時に、一方のシールジョー６０に取り付けられた振動体のホーンと、他方のシールジョー６０に取り付けられたアンビルとの間で、筒状フィルムＦｃを挟み込む。筒状フィルムＦｃの、シールジョー６０，６０のホーンとアンビルとに挟み込まれた部分は、左右方向に超音波シールされる。一回の挟み込み動作により、先行するピロー袋Ｂ１の上部の横シール部位Ｈ１と、その次に製造されるピロー袋Ｂ１の下部の横シール部位Ｈ２とが同時に形成される。一方のシールジョー６０には、カッターが内蔵される。カッターは、シールジョー６０，６０が筒状フィルムＦｃを挟み込んでいる間に、筒状フィルムＦｃを左右方向に切断する。その結果、ピロー袋Ｂ１が切り離される。

（２−２−５）ヒンジ固定機構１７
ヒンジ固定機構１７は、本体フレーム１０に縦シール構造体を固定する。縦シール構造体とは、縦シール機構１５の主要部からなる構造体である。より具体的には、縦シール構造体とは、縦シール機構１５の上述した構成要素のうち、アンビル５１を除く構成要素からなる。縦シール構造体は、その構成要素が適宜固定されることにより構成される。

ヒンジ固定機構１７は、フレームケース１７ａと、各種ヒンジとからなる。フレームケース１７ａは、本体フレーム１０に固定される。フレームケース１７ａは、縦シール構造体を部分的に収容する。縦シール構造体は、フレームケース１７ａにビス等で固定される。縦シール構造体は、一体的にフレームケース１７ａに対し着脱自在である。各種ヒンジは、フレームケース１７ａの折り曲げ可能部分に配置される。各種ヒンジが開閉することにより、フレームケース１７ａが折り曲げ可能部分で水平方向に折り曲がる。フレームケース１７ａが折り曲げ可能部分で折り曲げられると、縦シール構造体が高さ位置を変えることなくチューブ３１に対して移動する。ユーザは、各種ヒンジの開閉の度合いを調整することにより、縦シール構造体に含まれる振動体５０ホーン５０ｂと、チューブ３１に固定されているアンビル５１との位置関係を調整することができる。図示されないが、ヒンジ固定機構１７は、調整後の各種ヒンジの開閉の度合いを保持するための固定具を有する。

（２−２−６）クランプ固定機構１８
クランプ固定機構１８は、フォーマ構造体と縦シール構造体とを固定する。フォーマ構造体とは、成形機構１３とアンビル５１とからなる構造体である。フォーマ構造体は、その構成要素が適宜固定されることにより構成される。フォーマ構造体は、一体的に本体フレーム１０に対し着脱可能である。かかる着脱は、フォーマ構造体の一部であるスライドレール３６ｂ，３６ｂに、本体フレーム１０の一部である軸をスライドさせることより実現される。

クランプ固定機構１８は、爪型フック１８ａと、環状フック１８ｂと、レバー１８ｃとを有する。図８に示すように、爪型フック１８ａは、フォーマ構造体に含まれる支持フレーム３３の板部材３６の正面中央に固定されている。環状フック１８ｂは、縦シール構造体に固定されている。環状フック１８ｂを爪型フック１８ａに引っ掛けた状態で、レバー１８ｃを締めると、フォーマ構造体と縦シール構造体との位置関係が固定される。つまり、クランプ固定機構１８により、縦シール構造体に含まれる振動体５０のホーン５０ｂと、チューブ３１に固定されているアンビル５１との位置関係を固定することができる。

クランプ固定機構１８は、ヒンジ固定機構１７により固定されたフォーマ構造体と縦シール構造体との位置関係を補強するように固定する。ヒンジ固定機構１７は、フォーマ構造体と縦シール構造体との位置関係を、主として水平方向に変化しないように固定する。クランプ固定機構１８は、フォーマ構造体と縦シール構造体との位置関係を、主として鉛直方向に変化しないように固定する。従って、ヒンジ固定機構１７およびクランプ固定機構１８により、振動体５０のホーン５０ｂとアンビル５１との位置関係が適切に維持される。

なお、ヒンジ固定機構１７およびクランプ固定機構１８がフォーマ構造体と縦シール構造体とを固定している状態では、エアシリンダ部５２は、ホーン５０ｂからアンビル５１に略向かう方向に振動体５０を移動し、筒状フィルムＦｃを加圧する。つまり、縦シール構造体は、振動体５０がホーン５０ｂからアンビル５１に略向かう方向に移動するのを許容している。一方、ヒンジ固定機構１７およびクランプ固定機構１８がフォーマ構造体と縦シール構造体とを固定している状態では、振動体５０は、ホーン５０ｂからアンビル５１に略向かう方向以外の方向には固定されている。つまり、縦シール構造体は、振動体５０を、ホーン５０ｂからアンビル５１に略向かう方向以外の方向には移動できないように支持している。

（３）制御ユニット
制御ユニット７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびフラッシュメモリを有する。制御ユニット７は、フラッシュメモリ内のプログラムを読み出して実行することにより、製袋包装機１の各部の動作を制御する。図４に示すように、制御ユニット７は、振動制御部７ａおよび圧力制御部７ｂとして動作する。制御ユニット７は、フィルム供給ユニット６と、搬送機構１４と、縦シール機構１５と、横シール機構１６と、操作パネル８とに接続されている。制御ユニット７は、組合せ計量機２にも接続されている。

振動制御部７ａは、高周波電源を制御することにより、振動体５０から発生する超音波の属性（振動数、振幅および超音波を発生させるタイミングを含む）を制御する。振動制御部７ａは、超音波の振幅を、搬送機構１４による筒状フィルムＦｃの搬送速度に応じて変化させる。より具体的には、振動制御部７ａは、超音波の振幅を、搬送機構１４による筒状フィルムＦｃの搬送速度が速ければ速いほど、大きくする。

圧力制御部７ｂは、エアシリンダ部５２を制御することにより、ホーン５０ｂが筒状フィルムＦｃおよびアンビル５１を押す圧力を、搬送機構１４による筒状フィルムＦｃの搬送速度に応じて変化させる。より具体的には、圧力制御部７ｂは、ホーン５０ｂが筒状フィルムＦｃおよびアンビル５１を押す圧力を、搬送機構１４による筒状フィルムＦｃの搬送速度が速ければ速いほど、大きくする。

筒状フィルムＦｃは、搬送機構１４の搬送速度が遅いと、振動体５０付近をゆっくりと通過し、速いと、すばやく通過する。つまり、搬送機構１４の搬送速度は、縦シールの強度に影響する。本実施形態では、超音波の振幅が、搬送機構１４の搬送速度に応じて制御される。超音波の振幅は、縦シールの強度に影響を与える要因である。また、本実施形態では、ホーン５０ｂが筒状フィルムＦｃおよびアンビル５１を押す圧力が、搬送機構１４の搬送速度に応じて制御される。従って、搬送機構１４の搬送速度の変動に関わらず、縦シールの強度のバラツキを抑制することができる。

（４）製袋包装機の動作
搬送機構１４およびフィルムロール６ａが駆動されると、シート状のフィルムＦがフィルムロール６ａから繰り出される。フィルムロール６ａから繰り出されたシート状のフィルムＦは、成形機構１３に達する。成形機構１３は、シート状のフィルムＦを筒状フィルムＦｃへと成形する。このとき、シート状のフィルムＦの左右の縁が上下方向に重なり合った状態となる。

続いて、上下方向に重なり合った部分を有する筒状フィルムＦｃは、チューブ３１に沿って縦シール機構１５へと降りていく。縦シール機構１５は、筒状フィルムＦｃの上下方向に重なり合った部分を超音波シールすることにより、縦シール部位Ｖ１を形成する。

続いて、縦シール部位Ｖ１を有する筒状フィルムＦｃは、チューブ３１を抜けて横シール機構１６へと降りていく。このタイミングで、筒状フィルムＦｃの内部へと、組合せ計量機２からチューブ３１の内部を通って内容物Ｃが落下してくる。なお、制御ユニット７は、適当なタイミングで、組合せ計量機２の制御部（図示されない）に内容物Ｃの落下を命じる。横シール機構１６は、筒状フィルムＦｃ内に内容物Ｃが充填されている状態で、筒状フィルムＦｃの所定の位置を左右方向に超音波シールする。同時に、横シール機構１６は、筒状フィルムＦｃの超音波シールされた部分の周辺を左右方向に切断する。その結果、筒状フィルムＦｃからピロー袋Ｂ１が切り離される。

（５）特徴
（５−１）
上記実施形態では、縦シールが超音波シールにより行われる。そして、フィルムＦの進行方向に沿って振動体５０の下流側に、フィルムＦの進行方向に回転しながらフィルムＦを押さえるローラ５４が配置される。その結果、筒状フィルムＦｃの縦方向の重なり部分が横に開いてしまうのを防ぐことができる。なお、筒状フィルムＦｃの縦方向の重なり部分が横に開く態様としては、超音波シールされる前に開く場合と、超音波シールされた後に開く場合の両方が考えられる。

（５−２）
上記実施形態では、シート状のフィルムＦが、セーラ部３２で略鉛直下方に向かって折り返されつつ、筒状に成形される。筒状フィルムＦｃは、略鉛直下方に向かって搬送されつつ、縦シールされ、その後、ローラ５４に達する。その結果、フィルムＦは、セーラ部３２の折り返し部位３５と、ローラ５４とから圧力を受ける。つまり、フィルムＦには、縦シールが行われる前後で、略上下に引っ張る力が加わる。従って、筒状フィルムＦｃの縦方向の重なり部分が横に開いてしまうのを防ぐことができる。

（５−３）
超音波により溶かされたフィルムＦが、再び固まる前にローラ５４により押さえられると、フィルムＦが伸び、縦シールの強度が弱まる虞がある。上記実施形態では、ローラ５４の外周面に、全周に沿って凹部５４ａが形成されている。その結果、超音波シール時に加熱されたフィルムＦの縦シールの部分のうち、ローラ５４の外周面に押さえられる面積が低減される。従って、縦シールの強度が向上する。

（５−４）
上記実施形態では、アンビル５１がチューブ３１に配置されるものの、非可動式である。また、アンビル５１が、チューブ３１の内側ではなく、外側に突出している。従って、チューブ３１の内部に様々な問題が生じるのを抑制することができる。

（５−５）
フィルムＦとアンビル５１との接触抵抗が増すと、筒状フィルムＦｃの縦方向の重なり部分が横に開いてしまう虞が増す。フィルムＦとアンビル５１との接触抵抗を減らすには、例えば、アンビル５１を、フィルムＦの進行方向に沿って回転する回転式にすることが考えられる。しかし、そのようなアンビル５１は、チューブ３１の内部に様々な問題を引き起こす可能性がある。上記実施形態では、アンビル５１が非可動式である。また、フィルムＦの進行方向に沿って振動体５０およびアンビル５１の下流側に、フィルムＦの進行方向に回転しながらフィルムＦを押さえるローラ５４が配置される。従って、筒状部の内部に様々な問題が生じるのを抑制しつつ、筒状のフィルムＦの縦方向の重なり部分が横に開いてしまうのを防ぐことができる。

（６）変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、以下のような変更が考えられる。

（６−１）
上記実施形態では、ピロー袋Ｂ１が製造される例を示したが、本発明は、他のタイプの袋、例えば、角型の袋、フラットボトム型の袋、ヘムシール型の袋などにも適用可能である。

（６−２）
上記実施形態では、ローラ５４の全周に沿って凹部５４ａが形成されていた。しかし、凹部５４ａは、ローラ５４の周方向に不連続に形成されてもよい。この場合も、筒状フィルムＦｃの超音波シールされた部分とローラ５４とが接触する面積が小さくなり、超音波シールが損なわれる可能性が低減される。

あるいは、凹部５４ａが形成されていなくてもよい。特に、エア噴出部５３等により、超音波シール直後の筒状フィルムＦｃを十分に冷却できる場合には、不要である。

（６−３）
上記実施形態では、ローラ５４は、ローラ駆動部５５により回転駆動された。しかし、ローラ駆動部５５を省略し、ローラ５４を非駆動式としてもよい。この場合も、ローラ５４の回転により、筒状フィルムＦｃに加わる摩擦が低減される。ローラ５４は、搬送される筒状フィルムＦｃに引っ張られて回転する。

（６−４）
アンビル５１は、駆動式であってもよい。例えば、アンビル５１の突起部５１ｂを、筒状フィルムＦｃの進行方向に沿って回転するローラに変更してもよい。

（６−５）
アンビル５１の形状は、上記のものに限定されない。例えば、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、突起部が複数存在する形状であってもよい。あるいは、図１１（ｃ）に示すように、波形であってもよい。あるいは、図１１（ｄ）に示すように、緩やかに突出する突起部が複数存在する形状であってもよい。

（６−６）
振動体５０の直ぐ上方に、ローラ５４と同様のローラを配置してもよい。

（６−７）
ローラ５４との間で筒状フィルムＦｃを挟み込む受け台は、チューブ３１のフラット面３１ａでなくてもよいし、チューブ３１そのものでなくてもよい。例えば、チューブ３１の正面側に板金等を固定してもよい。

１ 製袋包装機
７ 制御ユニット
７ａ 振動制御部
７ｂ 圧力制御部
１３ 成形機構
１４ 搬送機構（搬送部）
１５ 縦シール機構（縦シール部）
３１ チューブ（筒状部）
３１ａ フラット面
３２ セーラ部
３５ 折り返し部位
５０ 振動体
５１ アンビル
５２ エアシリンダ部（加圧部）
５４ ローラ
５４ａ 凹部
５５ ローラ駆動部
Ｆ フィルム（包材）
Ｆｃ 筒状フィルム（包材）

特開２００９−２８０２５８号広報

Claims (13)

1. 筒状部と、
   シート状の包材をその両端部が重なるように前記筒状部に巻き付けるセーラ部と、
   前記両端部の重なり部分を縦方向に超音波シールする縦シール部と、
   を備え、
   前記縦シール部は、
   超音波を発生させる振動体と、
   前記包材の進行方向に沿って前記振動体の下流側に配置され、前記包材の進行方向に回転しながら、前記振動体を通過した後の前記包材を押さえるローラと、
   を有する、
   製袋包装機。
2. 前記セーラ部は、前記包材の進行方向を略鉛直下方に変化させる折り返し部位を有し、
   前記筒状部は、前記包材が、前記折り返し部位で折り返された後、前記ローラに達するまで略鉛直下方に搬送されるように、略鉛直方向に延びている、
   請求項１に記載の製袋包装機。
3. 前記筒状部は、前記包材の進行方向に延びるフラット面を有し、
   前記ローラは、前記包材の進行方向に回転しながら、前記フラット面に対し、前記振動体を通過した後の前記包材を押さえる、
   請求項１又は２に記載の製袋包装機。
4. 前記ローラの外周面には、前記包材の超音波シールされた部分と前記ローラとが接触する面積が小さくなるように、凹部が形成されている、
   請求項１から３のいずれかに記載の製袋包装機。
5. 前記凹部は、前記ローラの全周に沿って形成されている、
   請求項４に記載の製袋包装機。
6. 前記包材を前記筒状部に沿って搬送する搬送部、
   をさらに備える、
   請求項１から５のいずれかに記載の製袋包装機。
7. 前記振動体から発生する超音波の振幅を、前記搬送部による前記包材の搬送速度に応じて変化させる振動制御部、
   をさらに備える、
   請求項６に記載の製袋包装機。
8. 前記振動体を前記包材に対して加圧する加圧部と、
   前記加圧部による圧力を、前記搬送部による前記包材の搬送速度に応じて変化させる圧力制御部と、
   をさらに備える、
   請求項６又は７に記載の製袋包装機。
9. 前記縦シール部は、
   前記ローラによる前記包材の搬送速度が、前記搬送部による前記包材の搬送速度より速くなるように、前記ローラを回転駆動するローラ駆動部、
   をさらに有する、
   請求項６から８のいずれかに記載の製袋包装機。
10. 筒状部と、
    シート状の包材をその両端部が重なるように前記筒状部に巻き付けるセーラ部と、
    前記両端部の重なり部分を縦方向に超音波シールする縦シール部と、
    を備え、
    前記縦シール部は、
    超音波を発生させる振動体と、
    前記振動体に対面する態様で、前記筒状部に配置される非可動式のアンビルと、
    を有する、
    製袋包装機。
11. 前記アンビルは、前記筒状部の外表面から外側に突出するように前記筒状部に配置される、
    請求項１０に記載の製袋包装機。
12. 前記アンビルは、前記筒状部に対し着脱式である、
    請求項１０又は１１に記載の製袋包装機。
13. 前記縦シール部は、
    前記包材の進行方向に沿って前記振動体および前記アンビルの下流側に配置され、前記包材の進行方向に回転しながら、前記振動体および前記アンビルを通過した後の前記包材を押さえるローラ、
    をさらに有する、
    請求項１０から１２のいずれかに記載の製袋包装機。

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