JP2018115006A - 回転式トップシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 同一の回転軸に複数のトップシーラを備えた回転式トップシール装置において、各トップシーラにおける噛み込み検知の精度を高くすること【構成】 一対の上側回転軸２１，下側回転軸２２にそれぞれ４個のトップシーラ２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄを備える。下側回転軸を支持する軸受け部は機枠３０に固定し、上側回転軸を支持する軸受け部は機枠に対して昇降移動に装着し、対となるトップシーラ同士が噛み合うと上側回転軸は上昇する。上側回転軸の軸方向の両側の上下方向の移動量を求める第一検出器３５と第二検出器３６を備える。両検出器の出力信号は、図外の制御部に与えられ、しきい値と比較して噛み込みの有無を判定する。しきい値は、対となるトップシーラ毎に設定し、制御部は、トップシーラ毎に精度良く判定する。【選択図】 図２

Description

本発明は、回転式トップシール装置に関するものである。

回転式トップシール装置は、包装フィルムを挟んで対向するように配置された一対の回転軸と、それぞれの回転軸に取り付けられたトップシーラと、を備える。それらトップシーラは、ヒータを内蔵し、互いの先端のシール面が所定の温度に加熱される。一対の回転軸ひいてはトップシーラは同期して回転し、一回転するごとに対となるトップシーラのシール面が接触する。この接触時に包装フィルムを挟み込んで加熱・加圧して熱シールする。

また、通常、一方のトップシーラのシール面の前後方向の中央部には、カッター刃が内蔵され、他方のトップシーラのシール面の前後方向の中央部には受け刃が内蔵される。よって、上記の接触時に、カッター刃，受け刃が包装フィルムをカットする。

ところで、包装フィルム内における製品の前後方向の相対的な位置ずれ等により、製品の一部がシール時にトップシーラ間に噛み込まれてしまい、シール不良や製品の破損等を招くことがある。また、製品に限らず包装フィルム内に侵入した異物が噛み込まれることもある。これらの噛み込みがあった包装体は不良品として排除する必要があり、係るシール時の噛み込の検知を行う噛み込み検知機能を備えた回転式トップシール装置がある。

この噛み込み検知機能は、例えば、特許文献１に開示された装置のように、一方の回転軸は固定した位置で回転し、他方の回転軸は一方の回転軸に対して相対的に接近離反可能に支持した状態で回転するようにし、一対の回転軸の軸間距離に基づいて判定するものがある。すなわち、噛み込みが生じた場合、通常のシール時に比べて噛み込んだ製品・異物の厚さに応じた距離だけ、一対の回転軸の軸間距離が長くなる。

そこで、他方の回転軸にセンサを配置し、そのセンサにて他方の回転軸の接近離反移動方向の位置を検知し、当該位置としきい値とを比較して噛み込みの有無を判定し、判定結果を出力する。そして、係る回転式トップシール装置が実装される包装機は、噛み込みの検知出力があった場合、回転式トップシール装置から搬出された対応する包装品を排除する。

特開２０１５−５８９７６

例えば、特許文献１に開示されたシール装置のように、一つの回転軸に複数（２個）のトップシーラを備えたものの場合、上述した噛み込み検知機能では、精度良く噛み込みを検出できないおそれがある。すなわち、一つの回転軸に複数のトップシーラを備えた装置の場合、例えばトップシーラの加工時の公差やカッター刃等の組み付け精度等により、噛み込みの無い正常なシール処理であっても、一組目のトップシーラ同士が接触した場合の軸間距離と、二組目のトップシーラ同士が接触した場合の軸間距離が異なることがある。すると、センサに設定する閾値は１つであるため、しきい値の設定をシビアにすることができず、噛み込み検知精度を上げることが難しい。係る現象は、例えば、一つの回転軸に取り付けるトップシーラの数が増すほど顕著になる。

上述した課題を解決するために、本発明の回転式トップシール装置は、（１）包装フィルムを挟んで配置される一対の回転軸と、その一対の回転軸に取り付けられるトップシーラと、を備え、前記一対の回転軸の回転に伴い対となる前記トップシーラは、同期して回転し、当該対となるトップシーラのシール面が噛み合って前記包装フィルムをシールする回転式トップシール装置であって、前記一対の回転軸の少なくとも一方が他方に対して接近離反移動可能に構成し、前記対となるトップシーラのシール面が噛み合った状態では前記一対の回転軸の軸間距離が長くなるようにし、前記一対の回転軸の前記軸間距離の変化量を検出する検出手段と、前記検出手段が出力する前記変化量に応じた出力信号に基づき噛み込みの有無を判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記噛み込みの有無の判定を前記一対の回転軸が一回転する間に複数回行い、前記複数回のそれぞれに対して設定されたしきい値を用いるようにした。

軸間距離の変化量に応じた出力信号は、軸間距離を直接測定するものでも良いが、例えば一方の回転軸（実施形態では、上側回転軸）のみが接近離反方向に移動する場合、当該移動する一方の回転軸の位置の変位量を検出するようにすると簡単に軸間距離の変化量を求めることができるので良い。判定手段は、検出手段の出力信号に基づいて判定処理を行うので、検出手段とは別体に構成される。実施形態のように、判定手段を、包装機・トップシール装置の動作を制御する制御装置の制御部を用いると、制御部のＣＰＵ等の処理能力も高く、各種の記憶手段にアクセスしながら判定処理を行えるので、高速処理や複雑な処理も行えて良い。

対となるトップシーラ間で製品その他の異物の噛み込みを生じた場合、一対の回転軸の軸間距離は、噛み込みを生じていない通常のシール時に比べて長くなる。判定手段は、検出手段から出力される軸間距離の変化量に応じた出力信号としきい値とを比較することで噛み込みの有無の判定を行う。そして、係る判定は、回転軸が一回転する間に複数の箇所で行うが、本発明では、この判定を行う基準値となるしきい値を、複数の箇所毎にそれぞれ設定するため、それぞれにおいて精度の良い判定を行うことができる。すなわち、例えばトップシーラ・回転軸等の加工時の公差やカッター刃等の組み付け精度等により、噛み込みの無い正常なシール処理であっても、判定を行う各箇所で軸間距離が異なることがある。このような場合でも、各箇所でそれぞれ適切なしきい値を設定することで、噛み込みの有無を正しく判定できる。

（２）前記一対の回転軸にそれぞれ取り付ける前記トップシーラを複数組備え、前記判定手段は、それら各組のトップシーラ毎に設定した前記しきい値に基づき前記噛み込みの有無の判定を行うようにするとよい。これにより、個々のトップシーラの当りによる検出のばらつきを安定させることができる。

（３）前記判定手段は、同じ前記トップシーラの回転方向の複数箇所で前記噛み込みの有無の判定を行うようにするとよい。トップシーラの回転方向の複数箇所とは、例えば、カッター刃を備えたトップシーラにおけるカッター刃の前後両側のシール面のように、入口側領域と出口側領域の二カ所とすると良い。また、カッター刃の部分と、シール面の所定位置としても良い。このようにすると、一組のトップシーラにおけるシール処理の際に複数の領域に分けて噛み込みの有無の判定を行うことができるので、領域毎のより詳細な噛み込み判定を行うことができる。

（４）前記トップシーラが噛み合っている際の前記出力信号を記憶し、前記トップシーラ毎にその記憶した出力信号に基づく履歴をグラフ表示するとよい。検出結果の履歴をトップシーラごとにグラフ表示等が可能であるので、各トップシーラの状態・状況を容易に理解できるので良い。

本発明によれば、一対の回転軸が一回転する間に複数の箇所で噛み込みの有無の判定を行う装置において、各箇所での噛み込み判定を精度良く行うことができる。

本発明に係る回転式トップシール装置が実装される包装機の一例を示す図である。 本発明に係る回転式トップシール装置の好適な一実施形態を示す図である。 噛み込みの有無の判定を行う部分を示す図である。 プログラマブル表示器の表示例を示す図である。 変形例を説明する図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

図１は、本発明に係る回転式トップシール装置の好適な一実施形態を含む包装機の一例を示している。横ピロー包装機は、包装機本体１と、その包装機本体１に対して帯状の包装フィルムを連続して供給するフィルム供給装置２と、包装機本体１の上流側に配置され、その包装機本体１に対して被包装物３を所定間隔毎に供給する被包装物搬送供給装置４とを備えている。

フィルム供給装置２は、帯状フィルム５をロール状に巻き取った原反ロール６に対し、図示省略する駆動モータ（例えば、サーボモータ等の速度制御可能なモータ）の出力を連係し、原反ロール６の回転速度を適宜制御しながら一定速度で包装機本体１に供給する。また、原反ロール６から包装機本体１に至る所定位置に各種のローラ７（図では、代表して１個のみ記載している）を配置し、原反ロール６から送り出された帯状フィルム５は、そのローラ７に掛け渡されることで、所定の経路を通って包装機本体１に導かれる。本発明では、必ずしも原反ロール６に駆動モータを連係する必要はなく、包装フィルムの搬送経路上にフィードローラを設け、引き出すようにしても良い。

被包装物搬送供給装置４は、前後に配置されたスプロケット９と、その複数のスプロケット９に掛け渡されたエンドレスチェーン１０と、そのエンドレスチェーン１０に所定ピッチ毎に取り付けられた複数の押送フィンガー１１とにより構成される。これにより、被包装物３の後面に押送フィンガー１１が突き当たると、押送フィンガー１１の移動に伴い、被包装物３も搬送路上を前進移動する。

包装機本体１は、供給される帯状フィルム５を筒状フィルム１４に製袋する製袋器１５と、その製袋器１５の下流側に配置されたセンターシール装置１６と、そのセンターシール装置１６の下流側に配置された筒状フィルム１４を搬送するベルトコンベア１７と、ベルトコンベア１７の下流側に配置された回転式トップシール装置２０と、回転式トップシール装置２０の下流側に配置された搬出コンベア１８と、ベルトコンベア１７の上方であって回転式トップシール装置２０の直前に配置された抑えベルト１９を備えている。

製袋器１５は、フィルム供給装置２から連続して供給される帯状フィルム５を通過させることで、帯状フィルム５の両側端縁部５ａ同士を接触（重合）させるとともに、筒状となった筒状フィルム１４に製袋するものである。本実施形態の製袋器１５は、下側が開放されており、帯状フィルム５の両側端縁部５ａが下側に位置するように設定されている。

また、被包装物搬送供給装置４から包装機本体１に対して順次供給される被包装物３は、製袋器１５内に挿入される。これにより、製袋器１５に供給された被包装物３は、筒状フィルム１４内に所定間隔ごとに配置されることになる。また、このように筒状フィルム１４内に被包装物３が内包されることから、ベルトコンベア１７は、その被包装物３を内包した筒状フィルム１４を搬送する。

センターシール装置１６は、重合された帯状フィルム５の両側端縁部５ａをシールする。このセンターシール装置１６は、左右一対のシーラを備え、その一対のシーラにて帯状フィルム５の両側端縁部５ａの重合された部位を挟み込んで加熱することで熱シールする。

抑えベルト１９は、回転式トップシール装置２０の上流側の直近に配置されており、筒状フィルム１４内の被包装物３が上方に持ち上がるのを抑制し、水平状態を保持しながら搬送できるようにしている。

回転式トップシール装置２０は、筒状フィルム１４の進行方向に対して直交する方向、つまり、横断する方向に、当該筒状フィルム１４をシールすると共にカットするものである。そのシール・カットするフィルム部位は、前後の被包装物３の間の所定位置である。これにより、回転式トップシール装置２０を通過することで、筒状フィルム１４の先頭部分は、後続から分離され、包装体１２が製造される。

回転式トップシール装置２０は、筒状フィルム１４を挟んで上下に配置された一対の上側回転軸２１・下側回転軸２２と、上側回転軸２１に９０度間隔で取り付けた第一上側トップシーラ２３ａ，第二上側トップシーラ２３ｂ，第三上側トップシーラ２３ｃ，第四上側トップシーラ２３ｄと、下側回転軸２２に９０度間隔で取り付けた第一下側トップシーラ２４ａ，第二下側トップシーラ２４ｂ，第三下側トップシーラ２４ｃ，第四下側トップシーラ２４ｄを備える。

それらトップシーラは、ヒータを内蔵し、互いの先端のシール面が所定の温度に加熱される。第一〜第四上側トップシーラ２３ａ〜２３ｄのシール面の前後方向の中央部には、カッター刃２５が内蔵される。第一〜第四下側トップシーラ２４ａ〜２４ｄのシール面の前後方向の中央部には受け刃２６が内蔵される。

一対の上側回転軸２１と下側回転軸２２ひいては各トップシーラは同期して回転し、９０度回転するごとに対となるトップシーラのシール面が接触する。具体的には、図１に示す状態では、第一上側トップシーラ２３ａと第一下側トップシーラ２４ａが筒状フィルム１４を挟み込んだ状態となり、図示した状態から図中矢印方向に９０度回転すると第二上側トップシーラ２３ｂと第二下側トップシーラ２４ｂが筒状フィルム１４を挟み込み、さらに９０度回転すると第三上側トップシーラ２３ｃと第三下側トップシーラ２４ｃが筒状フィルム１４を挟み込み、さらに９０度回転すると第四上側トップシーラ２３ｄと第四下側トップシーラ２４ｄが筒状フィルム１４を挟み込む。この筒状フィルム１４を一対のトップシーラ同士で挟み込んだ際に、筒状フィルム１４の所定のフィルム部位を加熱・加圧して熱シールするとともに、カットする。よって、上側回転軸２１，下側回転軸２２が一回転すると、上記のシール・カット処理が４回行われ、４個の包装体１２が製造される。

図２に示すように、上側回転軸２１と下側回転軸２２は、それぞれその両端が機枠３０に軸受け支持され、その両端には、同期ギア３１が接続される。上側回転軸２１，下側回転軸２２に接続された同期ギア３１は、互いに噛み合い、同期して回転可能となり、駆動モータ３２の回転力を受けて回転する。よって、駆動モータ３２が回転駆動することで、上側回転軸２１，下側回転軸２２が同期して回転し、上述したように対をなすトップシーラのそれぞれのシール面は、筒状フィルム１４を挟み込で加熱すると共に加圧する。駆動モータ３２は、横ピロー包装機・回転式トップシール装置２０の奥側に配置する。

具体的な図示は省略するが、下側回転軸２２を軸受けする軸受け部は、機枠３０に固定される。よって、下側回転軸２２は、水平方向に延びるように機枠３０に支持され、上下方向の位置は固定された状態で回転する。上側回転軸２１を軸受けする左右の軸受け部は、それぞれ機枠３０に対し上下方向に移動可能に取り付けられる。これにより、上側回転軸２１は、上下方向に移動可能となり、上下方向の適宜の位置において水平或いは傾斜した状態で回転する。

機枠３０の左右の両側には、それぞれ第一検出器３５，第二検出器３６を備える。第一検出器３５は、上側回転軸２１の軸方向における装置の手前側との距離を検出し、第二検出器３６は、上側回転軸２１の軸方向における装置の奥側との距離を検出する。この距離の検出は、例えば、第一検出器３５，第二検出器３６を機枠３０に直接或いは連結部材を介して間接的に固定し、上側回転軸２１の側周面までの距離を検出したり、上側回転軸２１とともに上下する軸受け部の上面或いは当該軸受け部に連結された部材等の基準面までの距離を検出したりすることで求めると良い。また、第一検出器３５，第二検出器３６を、上記の上下する軸受け部に連携させて一体に上下移動するようにし、機枠３０に設けた基準面との距離を検出するようにしてもよい。第一検出器３５，第二検出器３６は、それぞれ検出した距離に応じた電圧値の電圧（例えば、０〜１０Ｖ等）を出力する。

図３に示すように、第一検出器３５，第二検出器３６の出力は、制御装置４０の制御部４１に入力される。制御装置４０は、例えばＰＬＣで構成される。この制御装置４０は、各種制御を司る制御部４１と、各種の記憶手段を備える。記憶手段は、本実施形態では、取得した情報や演算結果等を一時的に記憶するワークメモリ４２、噛み込み検知の判断基準となるしきい値を記憶するしきい値記憶部４３、検出結果を記憶する履歴データ記憶部４４を備える。制御部４１は、プログラマブル表示器４５に接続される。プログラマブル表示器４５は、タッチパネルを備え、入力機器としての機能と、液晶ディスプレー等を備え、出力機器としての機能を備える。

また、具体的な図示は省略するが、上側回転軸２１或いは下側回転軸２２の周面の所定位置に、回転方向の基準角度位置を示す基準部位を設け、その基準部位を検知するセンサを機枠３０等に取り付ける。これにより、回転軸が一回転する毎に、当該センサから検知信号が出力され、その検知信号が出力されてからの回転角度情報により、制御部４１は、回転軸が基準角度位置から何度回転しているかを検出する機能を備える。よって、例えば、図１，図２に示すように、第一上側トップシーラ２３ａと第一下側トップシーラ２４ａが噛み合っている状態が基準角度位置すると、制御部４１は、センサが出力する検知信号を取得すると、図１，図２の状態になっていることを検知し、例えばそれから回転軸が９０度回転すると第二上側トップシーラ２３ｂと第二下側トップシーラ２４ｂが噛み合う状態になることを検知する。上側回転軸２１及び下側回転軸２２は、サーボモータにより駆動され、その位置制御により上側トップシーラと下側トップシーラが噛み合うタイミングが制御される。そして、その噛み合うタイミングに同期して、第一検出器３５，第二検出器３６が距離を検出する信号を出力し、その信号がまた、第一検出器３５，第二検出器３６の出力は、逐次制御部４１に入力される。よって、制御部４１は、上記の検知信号の取得並びにそれからの回転角度情報に基づき、サーボモータの位置情報と検出器による信号に基づき、対応する対となるトップシーラ同士が噛み合ったときの第一検出器３５，第二検出器３６の出力信号に基づき、噛み込みの有無を判定する。係る判定を行う具体的な機能は、以下の通りである。

まず本実施形態では、噛み込み有無の判定を行うしきい値を、第一〜第四の各トップシーラに対して個々に設定する。さらに、個々に設定されるトップシーラ毎のしきい値は、手前側の距離を検出する第一検出器３５の出力値と比較するしきい値（手前側）と、奥側の距離を検出する第二検出器３６の出力値と比較するしきい値（奥側）を有する。これらの個々に設定されたしきい値は、それぞれしきい値記憶部４３の所定の記憶エリアに格納される。本実施形態では、一つの回転軸に４つのトップシーラが取り付けられているため、それぞれのしきい値は、例えば「１」から「４」の各エリアに格納する。

制御部４１は、噛み込みの有無の判定に際し、第一検出器３５と第二検出器３６の出力値と、しきい値記憶部４３に格納された判定対象のトップシーラに対応づけて設定されたしきい値（手前側と奥側）とをそれぞれ比較し、噛み込みの有無を判断する。しきい値以上としきい値以下のいずれをＮＧ（噛み込み）とするかは、第一検出器３５，第二検出器３６の取付状態による。すなわち、上側回転軸２１の上昇移動に伴い、第一検出器３５，第二検出器３６の出力が増加（検出距離が長くなる）するように設置した場合には、しきい値以上をＮＧと判定し、上側回転軸２１の上昇移動に伴い、第一検出器３５，第二検出器３６の出力が減少（検出距離が短くなる）場合には、しきい値以下をＮＧと判定する。なお、この例では、しきい値もＮＧとしたが、しきい値は正常でしきい値を超えたらＮＧとしても良い。

そして、制御部４１における判定アルゴリズムは、第一検出器３５と第二検出器３６の少なくとも一方の出力値が、対応するしきい値と比較してＮＧとなる場合、噛み込みを生じたと判定する。これは、正常な場合、一対のトップシーラで筒状フィルム１４を挟み込むと、上側回転軸２１は水平状態を維持しながら上昇移動するため、例えば第一検出器３５の出力値と第二検出器３６の出力値は等しくなる。そして、製品その他の異物の噛み込みが生じた場合、例えば異物の噛み込まれた部分の厚さが均一で、幅方向に全体にわたって位置する場合、上側回転軸２１は、水平状態を維持しながら当該厚さの分だけさらに上昇移動する。すると、第一検出器３５の出力値と第二検出器３６の出力値は、いずれもＮＧの範囲となる。また、例えば、トップシーラにおける筒状フィルム１４の搬送方向に対して直交する方向の片側で異物が噛み込まれた場合、上側回転軸２１は、当該噛み込まれた部位側が持ち上がって傾斜状になるため、当該持ち上がった側の検出器の出力値はＮＧの範囲となるが、反対側の検出器の出力値はＮＧにならないこともある。よって、本実施形態では、少なくとも一方の検出器の出力値がＮＧになった場合に、噛み込みを生じたと判定するようにした。

しきい値記憶部４３に登録する各しきい値は、例えば制御部４１が以下のようにして行う。まずユーザは、プログラマブル表示器４５を操作し、回転式トップシール装置２０のトップシーラの数Ｎ（本実施形態では「Ｎ＝４」）を入力する。制御部４１は、プログラマブル表示器４５で設定されるトップシーラの数Ｎを取得し、しきい値記憶部４３の使用するエリア（１〜Ｎ）を決定するとともに、回転角度に対する第一検出器３５，第二検出器３６の出力値の取得タイミング（Ｎ／３６０度毎）を基づく取得タイミングを求める。

また、各トップシーラの回転角度位置、すなわち、各トップシーラが、それぞれ基準角度位置から何度回転すると噛み合うかの情報を設定する。この設定は、例えば、検知信号が出力されてから最初にトップシーラが噛み合うまでの回転角度情報（本実施形態では、同時であるため「０度」）を第一上側トップシーラ２３ａ、第一下側トップシーラ２４ａの回転角度位置（本実施形態では「０度」）として登録し、以後、その登録した回転角度情報に「Ｎ／３６０度」ずつ加算した回転角度位置値を、第二，第三，第四の各トップシーラの回転角度位置として登録する。

この検知信号が出力されてから最初にトップシーラが噛み合うまでの回転角度情報の設定は、例えばユーザがプログラマブル表示器４５を操作して直接数値入力することなどの手動で行っても良いが、例えば、実際に上側回転軸２１，下側回転軸２２を回転させるとともに所定のトップシーラが噛み合った状態で停止させ、制御部４１が検知信号から出力されてから停止するまでの回転角度を取得し、それに基づいて自動的に設定すると正確かつ簡単に行えるので良い。

次いで、実際に筒状フィルム１４を回転式トップシール装置２０に通過させてシール・カット処理を行う。このとき、噛み込みが生じないようにするため、例えば製品は供給せず空体を製造するとよい。制御部４１は、検知信号と回転軸の回転角度情報から得られる第一〜第四の各トップシーラが噛み合うタイミングで、第一検出器３５と第二検出器３６からの出力値を取得し、トップシーラ毎に分けてワークメモリ４２に格納する。制御部４１は、トップシーラ毎に、所定回数分の出力値の平均値を求め、その求めた平均値に基づき各トップシーラのしきい値を求め、しきい値記憶部４３に登録する。平均値に基づくしきい値は、例えば、所定のマージンを加減算等して求める。マージンは、噛み込みが予測される異物の厚さなどを考慮し、ユーザがあらかじめ設定したものを用いると、実情に応じたより精度の良い噛み判定を行えるので良い。

また、別のしきい値の設定・登録方法としては、例えば制御部４１は、上述した行程における平均値まで求めたら、その演算結果をプログラマブル表示器４５に出力し、しきい値の入力を待つ。ユーザは、演算結果を見ながら、個々にしきい値を入力する。制御部４１は、入力された各しきい値を、それぞれ対応するしきい値記憶部４３に登録するようにしてもよい。このようにすると、例えば個々のトップシーラ毎に平均値に対するマージンを調整することができ、より緻密なしきい値設定を行えるのでよい。

上述したように、制御部４１は、実際に横ピロー包装機が稼働すると、トップシーラが噛み合う毎に、それぞれに設定されたしきい値と第一検出器３５，第二検出器３６の出力値を比較して噛み込みの有無を判定し、噛み込みがあった場合には噛み込み検知信号を出力する。そして、横ピロー包装機は、係る噛み込み検知信号に基づき、不良品の廃棄を行う。

本実施形態は、第一検出器３５，第二検出器３６では、距離の検出を行いその検出結果を出力し、距離に基づく噛み込み有無の判定は、制御装置４０の制御部４１が行うようにし、さらに、個々のトップシーラ毎に噛み込み有無の判定のためのしきい値を設定したので、例えば、トップシーラの加工時の公差やカッター刃等の組み付け精度等により、噛み込みの無い正常なシール処理における各組のトップシーラ同士が接触した場合の軸間距離が異なっていたとしても、係る異なった状態における適切なしきい値を設定することができ、精度の良い噛み込み検知を行うことができる。

本実施形態の制御部４１は、上記の噛み込み有無の判定機能に加え、履歴管理機能を備える。履歴管理機能は、時々刻々と出力される第一検出器３５と第二検出器３６の出力値を取得し、履歴データ記憶部４４に格納し、その格納したデータを呼び出してプログラマブル表示器４５に出力する機能を有する。

履歴データ記憶部４４は、図３に示すように、トップシーラごとの記憶領域を持ち、噛み込み有無の判定を行う際に取得した第一検出器３５と第二検出器３６の出力値を、それぞれ対応するトップシーラの記憶領域に格納する。本実施形態では、４つのトップシーラを備えているため、例えば「１」から「４」の各エリアに格納する。これにより、横ピロー包装機の運転が開始されると、制御部４１は、トップシーラが噛み合っているときの第一検出器３５と第二検出器３６から出力される出力値を取得し、各エリアに格納するため、各エリアには、トップシーラ毎の出力値が時系列に格納された履歴データが記憶されることになる。

制御部４１は、履歴データ記憶部４４に格納した出力値を読み出し、例えば横軸が時間経過に対応するもので、縦軸が出力値とする時系列データのグラフを作成・表示する（図４参照）。このグラフは、リアルタイムすなわち例えば稼働中の装置において、現在の値から所定時間前までの一定期間のデータとすると、ユーザは、稼働中の装置のトレンド情報がわかるのでよい。さらに、本実施形態では、各トップシーラがそれぞれ噛み合っているときの出力値を記憶し、噛み合っていない区間の出力値は記憶しない。よって、横軸の時間経過に対応するものとは、トップシーラ毎に取得・記憶したデータを時系列で並べるものとなり、例えば回転軸が一回転したときに得られる４個の出力値は、横軸の同軸上に配置される。

図４は、プログラマブル表示器４５の表示画面の一例を示している。図４に示すように、表示画面の広い領域にグラフ表示部５１を設け、表示画面の左側に現在データ表示部５２とカーソル位置データ表示部５３を設けるレイアウトを採る。また、この例では、グラフ表示部５１の上側に、グラフ表示部５１に表示している履歴データの内容を示すタイトル５４と、カーソル操作キー５５を設ける。

タイトル５４は、図の例では「トレンドグラフ 手前側」と表示している。「トレンドグラフ」が履歴データを意味し「手前側」が第一検出器３５から出力される出力値を表示していることを意味する。第二検出器３６の出力値を表示する場合「奥側」と表示する。

グラフ表示部５１は、上述したトップシーラ毎の時系列データのグラフを表示する領域である。図示するように、制御部４１は、４つのトップシーラに対応するａ，ｂ，ｃ，ｄの４本のグラフを描画する。図示の例では、ａのグラフは、噛み込みが発生せず、ｂ，ｃのグラフはそれぞれ一回ずつ噛み込みＰ１，Ｐ２が発生した様子を示している。また、ｄのグラフは、正常の範囲内であるが時間の経過に伴い徐々に出力値が上昇している様子を示している。ｄのグラフのように出力値が徐々に増加或いは減少するなど一定の傾向がある場合、例えば、シール面・カッター刃の摩耗やカッター刃の位置が徐々にずれるなどのそのトップシーラについての状況がわかる。そして、ｄのように出力値が徐々に増加／減少する場合、噛み込みを生じていなくてもしきい値を超えてＮＧ判定がされたり、噛み込みを生じていてもしきい値を超えずに正常判定されるなどの不具合が生じおそれがあり、正しい噛み込みの有無判定を行うためには、しきい値の再設定を行う必要がある。係るしきい値の再設定を行う必要があるか否かや再設定を行うのも、例えば稼働中の装置を止めてすぐに行う緊急性があるか否かなどの判断が、グラフ化された履歴データを見ることで、ユーザは視覚により直感的に理解できるとともに、調整の必要なトップシーラも特定しやすいので良い。このように全てのトップシーラに付いての出力値の履歴データをトップシーラ毎に分けてグラフ表示することで、それぞれの状態、例えばどのトップシーラで噛み込みを生じているかや、調整等の必要の有無等が容易に理解できるので良い。

現在データ表示部５２は、直近のトップシーラが噛み合っているときの出力値を表示する領域である。制御部４１は、直近の第一上側トップシーラ２３ａと第一下側トップシーラ２４ａが噛み合っているときの出力値を「１ＣＨ」の後に表示する。「２ＣＨ」，「３ＣＨ」，「４ＣＨ」の後には、それぞれ第二，第三，第四の各トップシーラが噛み合っているときの出力値を表示する。

制御部４１は、カーソル操作キー５５の左右の三角形のボタン部分がタッチされたことを検知すると、押された方向にグラフ表示部５１に示すカーソルＫを移動する。カーソル位置データ表示部５３は、当該カーソルＫで示される時点の各トップシーラの噛み合っているときの出力値を表示する領域である。制御部４１は、カーソルＫの位置から、対応するそれぞれの出力値のデータを取得し、各欄に表示する。

また、本実施形態では、第一〜第四の各トップシーラに設定するしきい値は、第一検出器３５と第二検出器３６のそれぞれに対して設定したが、本発明はこれに限ることは無く、例えば、第一検出器３５と第二検出器３６に対して共通した一つのしきい値を用いるようにしても良い。

また、上述した実施形態並びに変形例では、しきい値は、上側回転軸２１と下側回転軸２２の軸間距離が、噛み込みに伴い一定以上離れた場合を検知するしきい値（上限値）としたが、本発明はこれに限ることは無く、軸間距離が正常なシール処理時の所定距離に達しない場合を検知するしきい値（下限値）をさらに設けても良い。

上述した実施形態では、一つの回転軸に複数（４個）のトップシーラを取り付けた例を説明したが、設置数は任意であり、２乃至３個でも良いし、５個以上のものでも良い。また、本発明は、回転軸が１回転する毎に複数回の噛み込みの判定を行うことができる回転式トップシール装置であるので、例えば、一つの回転軸に一つのトップシーラを取り付けた構成のものであっても、判定タイミングが複数あれば良い。

例えば、図５に示すように、一対のトップシーラ６０が噛み合う際に、噛み込みの有無の判定を複数回（例えば２回）行うようにする。ここでは、カッター刃６１の配置範囲では噛み込みの有無の判定を行わず、回転方向でカッター刃６１の前後、すなわち、シール面６０ａの入口側領域Ｒ１と出口側領域Ｒ２で、それぞれ設定したしきい値で噛み込みの検出を行う。

例えば、カッター刃６１がシール面６０ａよりも外に突出していると、シール面６０ａが筒状フィルムに接触し両側から挟み込んでシールする時よりも、カッター刃６１が筒状フィルム１４に接触して切断する時の方が回転軸の軸間距離が長くなる。そこで、カッター刃６１による切断するときの軸間距離では噛み込み無しの判定をするようにしきい値を設定すると、例えば、噛み込んだ製品その他の異物の厚さが薄いと、噛み込みを検知できないおそれがある。そこで、カッター刃６１の部分では噛み込みの有無の判定を行わないようにし、さらに入口側領域Ｒ１と出口側領域Ｒ２でそれぞれ固有のしきい値に基づいて噛み込みの判定を行うことで、確実に噛み込みを検知することができる。さらに、入口側領域Ｒ１と出口側領域Ｒ２のいずれか一方でのみ噛み込みを生じている場合、当該噛み込みを発生している不良品が、トップシーラ６０の前側／後ろ側のいずれであるかを特定することができ、当該不良品を適切に排除することができるので良い。

本形態では、第一検出器３５と第二検出器３６は、検出した距離に応じた出力信号を出力し、当該出力信号に基づく噛み込み有無の判定は、トップシーラ６０の回転角度位置を認識する制御装置４０の制御部４１が行うようにしたため、カッター刃６１の配置範囲等、所望の領域で噛み込みの判定を行わないようにすることができるようになる。

また、このようにカッター刃の配置範囲等の所望の領域で噛み込みの有無を判定せず、シール面が筒状フィルム１４に接触している区間のみ当該判定を行う機能は、例えば、上述した複数のトップシーラを備える実施形態に適用すると良い。また、その場合に、同じトップシーラに設定する入口側領域Ｒ１と出口側領域Ｒ２のしきい値を同じにしても良い。

また、上述した実施形態並びに変形例では、トップシーラにカッター刃を内蔵したタイプのトップシール装置について説明したが、本発明はこれに限ることは無く、カッター刃を内蔵しないタイプのものに適用しても良い。

上述した実施形態並びに変形例では、回転式トップシール装置が実装される包装機は、横ピロー包装機としたが、本発明の適用はこれに限るものでは無く、例えば縦ピロー包装機でもよいし、深絞り包装機その他、各種の包装機に組み込むことができる。

以上、本発明の様々な側面を実施形態並びに変形例を用いて説明してきたが、これらの実施形態や説明は、本発明の範囲を制限する目的でなされたものではなく、本発明の理解に資するために提供されたものであることを付言しておく。本発明の範囲は、明細書に明示的に説明された構成や製法に限定されるものではなく、本明細書に開示される本発明の様々な側面の組み合わせをも、その範囲に含むものである。本発明のうち、特許を受けようとする構成を、添付の特許請求の範囲に特定したが、現在の処は特許請求の範囲に特定されていない構成であっても、本明細書に開示される構成を、将来的に特許請求する可能性があることを、念のために申し述べる。

１４ 筒状フィルム
２０ 回転式トップシール装置
２１ 上側回転軸
２２ 下側回転軸
２３ａ 第四上側トップシーラ
２３ｂ 第二上側トップシーラ
２３ｃ 第三上側トップシーラ
２３ｄ 第四上側トップシーラ
２４ａ 第一下側トップシーラ
２４ｂ 第二下側トップシーラ
２４ｃ 第三下側トップシーラ
２４ｄ 第四下側トップシーラ
２５ カッター刃
２６ 受け刃
３５ 第一検出器
３６ 第二検出器
４０ 制御装置
４１ 制御部
４２ ワークメモリ
４３ しきい値記憶部
４４ 履歴データ記憶部
４５ プログラマブル表示器
６０ トップシーラ
６０ａ シール面
６１ カッター刃
Ｒ１ 入口側領域
Ｒ２ 出口側領域

Claims (4)

1. 包装フィルムを挟んで配置される一対の回転軸と、
   その一対の回転軸に取り付けられるトップシーラと、を備え、
   前記一対の回転軸の回転に伴い対となる前記トップシーラは、同期して回転し、当該対となるトップシーラのシール面が噛み合って前記包装フィルムをシールする回転式トップシール装置であって、
   前記一対の回転軸の少なくとも一方が他方に対して接近離反移動可能に構成し、前記対となるトップシーラのシール面が噛み合った状態では前記一対の回転軸の軸間距離が長くなるようにし、
   前記一対の回転軸の前記軸間距離の変化量を検出する検出手段と、
   前記検出手段が出力する前記変化量に応じた出力信号に基づき噛み込みの有無を判定する判定手段とを備え、
   前記判定手段は、前記噛み込みの有無の判定を前記一対の回転軸が一回転する間に複数回行い、
   前記複数回のそれぞれに対して設定されたしきい値を用いることを特徴とする回転式トップシール装置。
2. 前記一対の回転軸にそれぞれ取り付ける前記トップシーラを複数組備え、
   前記判定手段は、それら各組のトップシーラ毎に設定した前記しきい値に基づき前記噛み込みの有無の判定を行うこと特徴とする請求項１に記載の回転式トップシール装置。
3. 前記判定手段は、同じ前記トップシーラの回転方向の複数箇所で前記噛み込みの有無の判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の回転式トップシール装置。
4. 前記トップシーラが噛み合っている際の前記出力信号を記憶し、
   前記トップシーラ毎にその記憶した出力信号に基づく履歴をグラフ表示することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回転式トップシール装置。

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