JP2015229527A - 多列式自動包装機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 簡単かつ低コストな構成でありながら、包装フィルムを一時停止することなく所定速度で連続的に送りながら、ステイック状包装製品を多列式に自動包装することができる多列式自動包装機を提供する。【解決手段】 本発明は、3方がシールされた包装体を多列で同時に連続的に生産する多列式自動包装機1であって、縦シール装置6が、ヒーター金具64によって所定温度に制御される縦シール用ベルト611を備え、該縦シール用ベルト611を、包装フィルムの重畳部分Pを間に挟んでフォーマー5に押し付けながら、包装フィルムの搬送速度と同じ速度で包装フィルムの搬送方向に沿った方向に回転させて縦シールを施すと共に、横シール装置7が所定速度で連続搬送される包装フィルムに同期して上下動して、包装袋の下側部分に対応する場所に横シールを施した後、包装袋の上側部分に対応する場所に横シールを施すことを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、包装フィルム(包材)を用いて被包装材料(内容物)を自動的に充填包装する自動包装機の技術分野に属する。より詳細には、帯状の包装フィルムを複数条にスリットし、これら複数条にスリットされた包装フィルムを用いて包装袋を形成する多列式(多連式)の自動包装機に関する。
従来の多列(多連)式自動包装機は、例えば、特許文献1に記載されているように、幅広のシートフィルムに均一に印刷された巻取り状の包材を列数に応じてスリット→縦シール→横シール→被包装材料の充填→カットの各作業を連続的に行うように構成されている。
更に、上記従来の多列式自動包装機の構成を、図5の記載に基づいて説明すると、Fは印刷済みの幅広の包材FXを巻いた巻取ロール、AS,ATはモータ(図示省略)によって回転する包材繰出し用ローラ、BX…はローラBとの間で上記の包材FXを複数条の包装フィルムFa…にスリットするスリッタ、CaとCbはガイドローラを示す。
また、D…は横方向に等間隔に並設した複数本の被包装材料充填用の供給パイプ、E…は送られて来る各包装フィルムFa…を各供給パイプD…の周囲を包むように巻装するフォーミング部材、Xはこれ等各包装フィルムFa…の両端縁を縦シールして全体を筒状にする縦シーラ(縦シール装置)、Yはこれ等筒状に縦シールした各包装フィルムFa…に横シールを施す横シーラ(横シール装置)であって、この横シーラYが横シールを行うと各供給パイプD…を通して袋状にシールされた各包装フィルムFa…の内部に被包装材料が充填され、次いで、横シーラYが横シールを行った状態のまま1パック分だけ下方に移動して、各包装フィルムFa…を1パック分だけ引出すように構成されている。
次いで、上記の横シーラYは、横に開いて横シールを解いた状態のまま上昇して上記横シールを行う前の位置に復動し、再度横シールを行って被包装材料を充填した各シール袋の口を密封シールすると共に、カッタ(図示省略)が横シールの中央線部分を上下に両断することによって、多連シールの一工程が終了する仕組になっている。
尚、図5においてP…は上記の多列式自動包装機によってステイック状にシールされた包装製品で、Pa…はその縦シール部、PcとPbはカッタによって両断された上下の横シール部である。
実公昭58−54327号公報 特許第3585638号公報
上述したように、多列式自動包装機によれば一度に多数のステイック状包装製品を自動包装できる利点を備えているが、包装製品のサイズ(長さ)を変更する場合は、サイズに合せて横シーラYの上下の移動量を調節しなければならない。
ところが、従来の自動包装機ではこの横シーラYを上下作動する手段として回転クランク機構が用いられていて、袋の長さを変更する場合はこのクランクの回転半径を調節する必要があり、加えて、被包装材料の充填タイミングとカッタによるカットタイミングを、夫々回転歯車差動装置やタイミング設定カム等を用いてその都度調節する必要があって、その操作に時間と手間が掛って非常に面倒であった。
また、上記の各調節作業を終えた後でも、しばらく試しシールを繰返してメジャー等で実寸法を図ったり、重量計で重量を図ったりしながら調節を繰返さないと、正しい包サイズと充填量を得ることができないから、調節作業が増々複雑化、長時間化してしまう問題があり、加えて、これ等調節のための試しシールによって多くの被包装材料や包材FXが無駄に消費されてしまう問題もあって、その改善が望まれていた。
このようなことから、本願出願人は、横シーラYを上下作動する手段として回転クランク機構を用いることに代えて、特許文献2において、電動式の駆動モータと、横シーラYに取り付けられた動滑車と、フレーム側に固定されている定滑車と、これらに巻き掛けられたタイミングベルト又はチェーン等と、により、横シーラYを上下作動させることができるようにした技術を提案した。
特許文献2に記載の自動包装機によれば、ファイルムの送り速度や被包装材料の充填タイミング等から独立して、横シーラYの上下動作を任意の速度に自由度を高く設定することができるため、包装製品のサイズ(長さ)を変更するような場合でも調整が容易で、調節作業の短縮化、被包装材料や包材FXの無駄な消費を抑制できるものである。
しかしながら、特許文献2に記載の自動包装機では、縦シールする際に、縦シーラを包装フィルムの搬送面と直交する方向から接近して包装フィルムに接触させて縦シールを行った後、包装フィルムから退避させる進退機構(往復運動機構)が必要となっており、当該機構は複雑であると共に、振動・騒音などが比較的大きく高速化に適さない構成であり、更には、縦シールをしている間、包装フィルムの送り(搬送)を一時停止する必要があり、構成の簡略化や生産性の改善など、更なる改良が望まれているといった実情がある。
本発明は、上述した実情に鑑みなされたもので、簡単かつ低コストな構成でありながら、包装フィルムを一時停止することなく所定速度で連続的に送りながら、ステイック状包装製品を多列式に自動包装することができる多列式自動包装機を提供することを目的とする。
このため、本発明に係る多列式自動包装機は、
1条の幅広の包装フィルムをフィルム搬送方向に沿って複数条にスリットして多列の包装フィルムとし、所定速度で連続搬送される多列の包装フィルムのそれぞれを、搬送方向に沿って配設される円筒状のフォーマーの外周に巻き付けるようにして略円筒状にすると共に開放側を重畳させ、該重畳部分に対して縦シールを施して筒状包装袋を形成した後、横シール装置により横シールを施すと共に、該筒状包装袋内に原料充填装置を介して内容物を充填し、その後に筒状包装袋の上側部分に横シールを施して封止することで3方がシールされた包装体を多列で同時に連続的に生産する多列式自動包装機であって、
前記縦シール装置が、
所定温度に制御される縦シール用ベルトを備え、
該縦シール用ベルトを、前記重畳部分を間に挟んでフォーマーに押し付けながら、所定速度で連続搬送される包装フィルムと同じ速度で包装フィルムの搬送方向に沿った方向に回転させて縦シールを施すと共に、
横シール装置が所定速度で連続搬送される包装フィルムに同期して上下動して、包装袋の下側部分に対応する場所に横シールを施した後、包装袋の上側部分に対応する場所に横シールを施すことを特徴とする。
本発明において、前記縦シール装置が、縦シール用ベルトを回転駆動する駆動モータを備えていることを特徴とすることができる。
本発明において、フォーマーの周囲に配置され、フォーマーとの間に包装フィルムを挟んだ状態で、所定速度で連続搬送される包装フィルムと同じ速度で包装フィルムの搬送方向に沿った方向に回転される縦シール送り用ベルトを含む縦シール送り用ユニットが備えられることを特徴とすることができる。
本発明によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、包装フィルムを多列にスリットして、これらの包装フィルムを用いて同時に並行して多列(複数並列)で4方シールの包装袋を自動生産することができる多列自動包装機を提供することができる。
本発明の一実施の形態に係る多列式自動包装機を示した正面図である。 同上実施の形態に係る多列式自動包装機の内部を示した側面図(図1の多列式自動包装機の内部の右側面図)である。 (A)は同上実施の形態に係る多列式自動包装機の内部(縦シール装置部分)を示した平面図であり、(B)は(A)のA−A矢視図であり、(C)は(A)のB−B矢視図である。 (A)は同上実施の形態に係る多列式自動包装機により生産されるスティック状の包装袋(包装製品)の一例を示す正面図であり、(B)は(A)の右側面図であり、(C)は(A)の平面図である。 従来の多列式自動包装機の一構成例を示す斜視図である。
以下に、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。
図1は本発明に係る多列式(多連式)自動包装機の外観を示した正面図、図2はその内部構造を側方から見た側面図であって、これらの図面において符号1で全体的に示したのは多列式自動包装機の機体で、2は液体、粉体或は粘体等の各種被包装材料を収容したホッパ、2Tはホッパ2に接続した供給通路を示す。
なお、符号10は各種のデータを制御装置に入力するための入力装置であり、11は包装フィルムロールFから引き出される包装フィルムに対して所定のテンションを掛けて支持する包材軸である。
また、3はこの供給通路2Tの下端に取り付けられた被包装材料(包装袋の内容物)の充填装置であって、充填用エアシリンダ3Aによって往復移動される計量盤3Kにより包装袋毎に計量された内容物が、シュート4に包装袋毎に対応するように所定タイミングで供給されるようになっている。
図2に示すように、本実施の形態においては、包装フィルムロールFに巻回された一条の幅広の包装フィルムF1を、包材送り装置12により所定速度で絶え間無く(一時停止することなく、間欠的でなく)送り出すと共に、絶え間無く(一時停止することなく)送り出された包装フィルムF2を、包材スリット装置13により4列にスリット(分割)し、4列に分割された包装フィルムF3を、中空円筒状のフォーマー5の外周に両サイドから包み込むように(巻き付けるように)して略円筒状にフォーミングするようになっている。なお、4列にスリットされた各包装フィルムは、4列のそれぞれに対して備えられている各装置によって、縦シール、横シール、内容物充填等が行われて包装袋が生産されるようになっている。
円筒状にフォーミングされた包装フィルムF4は、フォーマー5の外周に略円筒状に巻き付けられた状態のまま両サイド(開放端)の裏面同士が向かい合うように重ね合わせ部(重畳部分)Pにおいて重ね合わされて3方ベルト式縦シール装置6へ送られ、3方ベルト式縦シール装置6では、かかる重ね合わせ部Pに対して縦シールが施されて略円筒状に形成された包装フィルムF5とされるようになっている。なお、ここでの包装フィルムは、重ね合わせ部Pのように包装フィルムの裏面同士を向かい合わせて熱シールすることで両者が接着されるものであり、表面同士や表面と裏面を重ね合わせて熱シールしても両者は接着されないようなものが用いられている。
3方ベルト式縦シール装置6は、図2、図3(A)〜(C)に示すように、フォーマー5に略円筒状に巻き付けられた状態の包装フィルムF4の重ね合わせ部Pに対応する位置に、ベルト式縦シールユニット61が配設されている。
ベルト式縦シールユニット61は、図3(C)に示すように、縦シールユニット基台64に、加熱されて所定温度に維持されている電熱式のヒーター金具614が取り付けられ、該電熱式のヒーター金具614に当接されて所定温度に管理されている縦シール用ベルト611が縦シール用ベルトプーリ612、613に巻回されている。縦シール用ベルトプーリ613には、縦シール用ベルト従動ギヤ618が一体的に取り付けられていると共に、該縦シール用ベルト従動ギヤ618には縦シール用ベルト駆動ギヤ617が噛合されている。 なお、縦シール用ベルト611は、包装フィルムF4の搬送方向に沿った方向に回転されるように配設されている。
そして、縦シール用ベルト駆動ギヤ617には、図3(A)に示すように、縦シール用ベルト駆動モータ65が回転連結されていて、包装フィルムの送り速度(搬送速度)と同じ速度となるように、縦シール用ベルト駆動モータ65の回転速度が制御されるようになっている。
このような構成のベルト式縦シールユニット61によれば、フォーマー5の外周に略円筒状に巻き付けられた包装フィルムF4の両サイド(開放端)同士の重ね合わせ部Pを、電熱式のヒーター金具614により昇温されている縦シール用ベルト611を、フォーマー5の外周に押し付ける(図4(C)参照)ことで、縦シールを施すことができるが、このとき、縦シール用ベルト611は包装フィルムF4の搬送速度に合わせて回転駆動されるため、従来のように、縦シールの際に、包装フィルムの送り(搬送)を一時停止する必要がないため、生産能率を改善することができる。
また、本実施の形態に係るベルト式縦シールユニット61は、所定に加熱したベルトを包装フィルムの搬送方向に沿って回転させて縦シールを施す構成であるので、従来のように、縦シールする際に、縦シーラを包装フィルムの搬送面と直交する方向から接近して包装フィルムに接触させて縦シールを行った後、包装フィルムから退避させるといった複雑な進退機構(往復運動機構)が不要であり、構成の簡略化を促進できると共に、振動や騒音等の低減、包装フィルムの搬送速度の高速化に貢献可能である。
なお、本実施の形態に係る3方ベルト式縦シール装置6では、図3(A)〜図3(C)に示すように、フォーマー5の直径方向のベルト式縦シールユニット61を挟んで両側の左側に縦シール左側送りユニット62と、右側に縦シール右側送りユニット63と、が左右一対となって対面配設されている。
本実施の形態において、縦シール左側送りユニット62と縦シール右側送りユニット63の少なくとも一方が、本発明に係る縦シール送りユニットに相当している。
縦シール左側送りユニット62(縦シール右側送りユニット63)は、図3(B)に示すように、包装フィルムF4の搬送方向に沿った方向に回転される縦シール左側送り用ベルト621(縦シール右側送り用ベルト631)を備えて構成され、縦シール左側送り用ベルト621(縦シール右側送り用ベルト631)は、縦シール左側送り用ベルトプーリ622、623、624、625(縦シール右側送り用ベルトプーリ632、633、634、635)に巻き掛けられて、フォーマー5の外周に略円筒状に巻き付けられた包装フィルムF4を両サイドから押し付けるように構成されている。
そして、図3(A)、(B)に示すように、縦シール左側送り用ベルトプーリ623(縦シール右側送り用ベルトプーリ633)には、電動式の縦シール送り用ベルト駆動モータ66がそれぞれ連結されて回転駆動されるようになっている。
このような構成の縦シール左側送りユニット62(縦シール右側送りユニット63)によれば、縦シール左側送り用ベルト621(縦シール右側送り用ベルト631)が、フォーマー5の外周に略円筒状に巻き付けられた包装フィルムF4を両サイドから押し付けながら包装フィルムF4の搬送速度と同じ速度となるように回転駆動されるため、ベルト式縦シールユニット61により縦シールが施される包装フィルムF4の搬送を補助(アシスト或いはガイド)することができ、円滑な包装フィルムの送り(搬送)の実現に貢献することができる。
なお、ここでは、縦シール左側送りユニット62と縦シール右側送りユニット63の2つの縦シール送りユニットとして説明したが、これに限らず、縦シール送りユニットの数や配置されるフォーマー5の周方向位置などについては、包装フィルムF4の搬送補助(アシスト或いはガイド)を良好に行うことができるように、適宜に変更することができるものである。
上述のようにして縦シールが施されて略円筒状に成形された包装フィルムF5は、次に、内容物充填部の下側の横シールが施された後、被包装材料(内容物)が充填され、その後、内容物充填部の上側の横シールが施された一つの包装袋が連続している状態(F6)とされる。
本実施の形態では、図1、図2に示すように、充填装置3が、横シール装置7が横シールを行うと同時、或は、その直後に、ホッパ2内の被包装材料を一定量だけシュート4に供給して、その下端口より、内容物充填部の下側が横シールされて上方開口の袋状にされた包装フィルムの内部に充填供給するように構成されている。
また、横シール装置7は、上記充填装置3による被包装材料の充填が完了すると、横シーラ7X,7Yが、内容物充填部の下側の横シールを挾持した状態のまま、横シール上下機構14によって1パック分(1内容物充填部分)だけ下方に移動して、各包装フィルムF5を1パック分だけ下方に移動し、その後、横シーラ7X,7Yを左右に開いて挾持を解き、その状態のまま元の横シール位置(内容物充填部の上側の横シール位置)に復帰上昇する仕組に成っている。
すなわち、横シール装置7は、所定速度で連続搬送される包装フィルムに同期して上下動して、包装袋の下側部分に対応する場所に横シールを施した後、包装袋の上側部分に対応する場所に横シールを施すように構成されている。
図2に示すように、横シール上下機構14は、横シール装置7に回転自在に取り付けられた動滑車(歯車)7A,7Bと、機体1に回転自在に取り付けられた定滑車(歯車)7C,7Dと、一方の定滑車7Cを駆動回転する横シーラ上下駆動モータ7Mと、上下両端部14a,14bを上下の機体1側に固定し、中間部を上下の各動滑車7A,7Bに掛け渡した後、上下に反転させて上下の各定滑車7C,7Dに掛渡した構造のタイミングベルト又はチェーン等から成る連動部材14Aと、によって構成されている。
かかる構成の横シール上下機構14によれば、駆動モータ7Mが一方の定滑車7Cを図2に於いて図面上反時計回転方向に回転すると、タイミングベルト又はチェーン等から成る連動部材14Aと各滑車7A〜7Dの噛合作用によって横シール装置7を下方に移動し、反対に定歯車7Cを時計回転方向に回転した場合は、横シール装置7を上方に移動できる仕組に成っていて、この駆動モータ7Mの回転を制御することにより、横シーラ7X,7Yの上下の移動量や移動位置を1パック分の長さ寸法(図4のL参照)に合致するように調整することができると共に、包材送り出し装置12の送り出し速度、延いては縦シール装置6の包装フィルムF4の送り速度(搬送速度)に見合うように、横シーラ7X,7Yの上下の移動速度を制御することができるように構成されている。
ここで、符号8で全体的に示したのは、上記横シール装置7の下側に設けたカッタ装置であって、このカッタ装置8は上記の横シール装置7が行った横シールの中央線部分を上下に切断するカッタ8A,8Bを備えて構成されている。
図4は、上述した構成の多列式自動包装機によって包装されるステイック状の包装製品F7の外観を示したものであって、図中Pは縦シール部、Lは包装製品F7の長さ寸法(サイズ)を示したものであって、本実施の形態においては、この長さ寸法L及び充填量の異なる各種サイズのステイック状包装製品F7をシール成形することができる。
以上のように、本実施の形態に係る多列式自動包装機1によれば、多列式に成形される各ステイック状包装製品の長さサイズや被包装材料の充填タイミングを簡単かつ正確に変更することができるので、サイズが異なる多品種のステイック状包装製品を所定数ずつヒートシールする場合に好適であると共に、サイズと充填タイミングを変更する時の無駄な試しシールの回数を少なくして、被包装材料及び包装フィルムの無駄な消費を防止できると云った経済性を発揮することができる。
更に、本実施の形態に係るベルト式縦シール装置6を備えた多列式自動包装機1によれば、包装フィルムを一時停止することなく所定速度で連続的に送りながら、縦シールを施すことができるので、生産能率を改善することができる。
また、本実施の形態に係るベルト式縦シール装置6を備えた多列式自動包装機1によれば、所定に加熱した縦シール用ベルトを包装フィルムの搬送方向に沿って回転させて縦シールを施す構成であるので、従来のように、縦シールする際に、縦シーラを包装フィルムの搬送面と直交する方向から接近して包装フィルムに接触させて縦シールを行った後、包装フィルムから退避させるといった複雑な進退機構(往復運動機構)が不要であり、構成の簡略化を促進できると共に、振動や騒音等の低減、包装フィルムの搬送速度の高速化に貢献可能である。
すなわち、本実施の形態に係る多列式自動包装機によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、包装フィルムを一時停止することなく所定速度で連続的に送りながら、ステイック状包装製品を多列式に自動包装することができる多列式自動包装機を提供することができる。
本実施の形態では、1条の幅広の包装フィルムを4条にスリットする場合を一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1条の幅広の包装フィルムを複数条にスリットして複数列で包装袋を自動生産する場合にも適用可能である。
また、本実施の形態では、縦シール用ベルト駆動モータ65、縦シール送り用ベルト駆動モータ66を備えた場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、縦シール用ベルト駆動モータ65、縦シール送り用ベルト駆動モータ66を省略し、縦シール用ベルト611、縦シール左側送り用ベルト621、縦シール右側送り用ベルト631を、当接している包装フィルムの搬送動作によって従動回転させるような構成とすることも可能である。
なお、縦シール用ベルト駆動モータ65や縦シール送り用ベルト駆動モータ66を、包装フィルムを搬送するための駆動源などから独立して備えることで、縦シール用ベルト611、縦シール左側送り用ベルト621、縦シール右側送り用ベルト631の回転速度を相互独立に制御することができるため、スリップ量などの相違による誤差やバラツキを無くして高精度に包装フィルムの搬送速度に合わせて良好な稼働(良好な縦シールや包装フィルムの円滑な搬送補助)を実現することができる。
以上で説明した実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは勿論である。
1 多列式自動包装機
2 被包装材料(包装袋の内容物)を収容したホッパ
2T 供給パイプ
3 被包装材料(内容物)充填装置
4 シュート
5 フォーマー
6 3方ベルト式縦シール装置
7 横シール装置
7X,7Y 横シーラ
8 カッタ装置
12 包材送り装置
13 包材スリット装置
14 横シール上下機構
61 ベルト式縦シールユニット
62 縦シール左側送りユニット
63 縦シール右側送りユニット
65 縦シール用ベルト駆動モータ
66 縦シール送り用ベルト駆動モータ
611 縦シール用ベルト
612、613 縦シール用ベルトプーリ
614 電熱式のヒーター金具
617 縦シール用ベルト駆動ギヤ
618 縦シール用ベルト従動ギヤ
621 縦シール左側送り用ベルト
622、623、624、625 縦シール左側送り用ベルトプーリ
631 縦シール右側送り用ベルト
632、633、634、635 縦シール右側送り用ベルトプーリ
F 包装フィルムロール(原反ロール)
F1 一条の幅広の包装フィルム
F2 絶え間無く(一時停止することなく)送り出された包装フィルム
F3 4列にスリット(分割)された包装フィルム
F4 略円筒状にフォーミングされた包装フィルム
F5 上方開口の袋状にされた包装フィルム
F7 ステイック状の包装製品(カットされて個別となった包装袋)
P 重ね合わせ部(重畳部分、縦シール部)

Claims (3)

  1. 1条の幅広の包装フィルムをフィルム搬送方向に沿って複数条にスリットして多列の包装フィルムとし、所定速度で連続搬送される多列の包装フィルムのそれぞれを、搬送方向に沿って配設される円筒状のフォーマーの外周に巻き付けるようにして略円筒状にすると共に開放側を重畳させ、該重畳部分に対して縦シールを施して筒状包装袋を形成した後、横シール装置により横シールを施すと共に、該筒状包装袋内に原料充填装置を介して内容物を充填し、その後に筒状包装袋の上側部分に横シールを施して封止することで3方がシールされた包装体を多列で同時に連続的に生産する多列式自動包装機であって、
    前記縦シール装置が、
    所定温度に制御される縦シール用ベルトを備え、
    該縦シール用ベルトを、前記重畳部分を間に挟んでフォーマーに押し付けながら、所定速度で連続搬送される包装フィルムと同じ速度で包装フィルムの搬送方向に沿った方向に回転させて縦シールを施すと共に、
    横シール装置が所定速度で連続搬送される包装フィルムに同期して上下動して、包装袋の下側部分に対応する場所に横シールを施した後、包装袋の上側部分に対応する場所に横シールを施すことを特徴とする多列式自動包装機。
  2. 前記縦シール装置が、縦シール用ベルトを回転駆動する駆動モータを備えていることを特徴とする請求項1に記載の多列式自動包装機。
  3. フォーマーの周囲に配置され、フォーマーとの間に包装フィルムを挟んだ状態で、所定速度で連続搬送される包装フィルムと同じ速度で包装フィルムの搬送方向に沿った方向に回転される縦シール送り用ベルトを含む縦シール送り用ユニットが備えられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の多列式自動包装機。
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