JP2019094125A - 製袋充てん装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対をなす熱ロールのロール間隙間の大きさを数値化でき、微細な隙間間調整を可能とした製袋充てん装置を提供する。【解決手段】ヒートシール可能な軟包装材料１を搬送する過程で、搬送方向に沿った第１ヒートシール部２と、搬送方向に交叉する第２ヒートシール部３とを形成し、被包装物４を充填した包装袋体５を連続生成する製袋充てん装置であって、第１ヒートシール部及び第２ヒートシール部の少なくとも一方は、軟包装材料を隙間に挟んで回転される一対の熱ロール１１，１２によって形成されるようになっており、一対の熱ロールの隙間は、一対の熱ロールの一方の軸受け部に連結された隙間調整機構部を駆動させることによって、一対の熱ロールの一方を他方側へ向かう方向又は他方側から遠ざかる方向へ変位させることで調整され、隙間調整機構部の駆動状態がロードセルにおいて歪みとして検知され、この歪み量に基づいて隙間が算出される。【選択図】図１

Description

本発明は、製袋充てん装置の改良に関する。

従来の製袋充てん装置として、プラスチックフィルムを搬送する過程で、このプラスチックフィルムに対し搬送方向に沿ったヒートシール部と、この搬送方向に交叉するヒートシール部とを、一対の熱ロール間での加圧と加熱とにより形成し、被包装物を充填した包装袋体を連続的に生成する製袋充てん装置がある。

このような製袋充てん装置においては、一対の熱ロールにおけるヒートシール部を形成する箇所の間のクリアランスの管理が重要になる。このクリアランスが適切でないと、圧力不足でヒートシール部のシール性が不十分となったり、これとは逆に圧力が強すぎてプラスチックフィルムに破断を生じさせるなど、ヒートシール部を適切に形成できない事態を生じさせるからである。このような事態は、製袋充てん装置がおかれる温度環境の変化によっても生じ得ると共に、プラスチックフィルムの厚さのバラツキ、熱ロールの劣化などによっても生じ得るところである。

特開２０１５−１１７０４４号公報

これに対して特許文献１に記載の製袋充てん装置においては、ヒートシール部を形成する一対の熱ロールのロール間隙間を調整するために、一対の熱ロールを構成する、第１熱ロール及び第２熱ロールのそれぞれの軸受け部の間に、圧電素子よりなるロール間隙間の調整部材を介在させるとともに、ベースとの間に、一対の熱ロールを保持するバネ、空圧シリンダー又は油圧シリンダーを配置している。しかしながら、近年の製袋充てん装置においては、より微細な隙間間距離の調整が求められてきている。

そこで本発明は、対をなす熱ロールのロール間隙間の大きさを数値化でき、微細な隙間間調整を可能とした製袋充てん装置を提供することを目的とする。また、本発明のさらなる目的は、熱ロールが発する熱が、ロール間隙間の大きさを検知するデバイスに与える影響を抑えることができ、これによって、隙間間距離の検知をより正確に行うことができる製袋充てん装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の製袋充てん装置は、ヒートシール可能な軟包装材料を搬送する過程で、この軟包装材料に対し搬送方向に沿った第１ヒートシール部と、この搬送方向に交叉する第２ヒートシール部とを形成し、被包装物を充填した包装袋体を連続生成する製袋充てん装置であって、第１ヒートシール部及び第２ヒートシール部の少なくとも一方は、軟包装材料を隙間に挟んで回転される一対の熱ロールによって形成されるようになっており、一対の熱ロールの隙間は、一対の熱ロールの一方の軸受け部に連結された隙間調整機構部を駆動させることによって、一対の熱ロールの一方を他方側へ向かう方向又は他方側から遠ざかる方向へ変位させることで調整され、隙間調整機構部の駆動状態がロードセルにおいて歪みとして検知され、この歪み量に基づいて隙間が算出されることを特徴としている。

本発明の製袋充てん装置において、隙間調整機構部は、支軸を中心にして回動可能な腕部を有し、この腕部は、その一方の端部に設けた出力軸を介して、一対の熱ロールの一方の軸受け部に連結され、腕部の他方の端部には、ロードセルが固定されるとともに、駆動部からの入力軸が連結され、入力軸は、その動きに応じた圧力でロードセルと当接され、又は、離間されることが可能な状態で、腕部の他方の端部に連結されることが好ましい。
本発明の製袋充てん装置において、腕部の他方の端部には、入力軸の移動方向に沿って延びる長穴が設けられ、入力軸は、入力軸の移動に応じて長穴内で移動可能な移動体を介して腕部に連結され、ロードセルは、移動体との接触による歪みを検知することが好ましい。

本発明の製袋充てん装置において、ロードセルによる検知結果に基づいて隙間調整機構部を駆動させて隙間を調整する制御部を備えることが好ましい。この制御部は一対の熱ロール間の圧力を略一定に保持するように隙間を調整することが好ましい。また、制御部は、装置の電源投入後、製袋充てん装置の筐体が設定温度に到達するまで上昇している間は、経過時間にしたがって隙間を減少させるように調整することが好ましい。

本発明の製袋充てん装置によると、対をなす熱ロールのロール間隙間の大きさを数値化することができ、微細な隙間間調整が可能となる。また、熱ロールが発する熱が、ロール間隙間の大きさを検知するデバイスに与える影響を抑えることができ、これによって、隙間間距離の検知をより正確に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る製袋充てん装置の要部の構成を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る製袋充てん装置の要部の構成を示す斜視図である。 （ａ）は（ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ’線における断面図、（ｂ）は、図２に示す製袋充てん装置のうち、最も上側の熱ロール対とその周辺を側面から見た図である。 熱ロール対の一部と、それに対応する隙間調整機構部及びその駆動部との構成を示す平面図である。 熱ロール対の一部と、それに対応する隙間調整機構部及びその駆動部との構成を示す斜視図である。 熱ロール対の一部と、それに対応する隙間調整機構部及びその駆動部との構成を示す斜視図である。 図４〜図６に示す隙間調整機構部の構成を示す分解斜視図である。 実施形態に係る製袋充てん装置の機能ブロック図である。 実施形態に係る製袋充てん装置における処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態に係る製袋充てん装置における処理の流れを示すフローチャートである。 一対の熱ロール間の隙間と圧力の変化、及び、製袋充てん装置の縦筐体部の温度変化の例を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る製袋充てん装置について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る製袋充てん装置の要部の構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る製袋充てん装置は、ヒートシール可能な軟包装材料１を搬送する過程で、この軟包装材料１に対し搬送方向（図１において矢印Ａ１で示す）に沿った第１ヒートシール部２と、この搬送方向に交叉する第２ヒートシール部３とを形成し、被包装物４を充填した包装袋体５を連続生成するものである。この製袋充てん装置は、典型的には、ピロータイプ包装機、三方シール包装機、四方シール包装機を構成し得るものである。図１は、三方シール包装機の例を示している。ここで、各図には基準座標としてＸ−Ｙ−Ｚ座標が示されている。Ｚ方向は上下方向であって、上記搬送方向Ａ１はＺ方向に沿っている。左右方向であるＸ方向と前後方向であるＹ方向は互いに直交し、かつ、Ｚ方向とそれぞれ直交する。

軟包装材料１は、典型的には、プラスチックフィルムや、複合フィルムであり、巻き取られた状態（ロール）で用意される。図１に示す三方シール包装機は、軟包装材料１を繰り出し搬送する過程で、（１）環状ガイド６の内側を通過させることによって軟包装材料１を二つ折りにし、ついで、（２）二つ折りした箇所１ａとは反対の端部１ｂに第１ヒートシール部２を連続的に形成して軟包装材料１を筒状にする。さらに、（３）筒状にされた軟包装材料１内に被包装物４を送り込むと共に、（４）軟包装材料１に対して、搬送方向Ａ１において、隣り合う２つの第２ヒートシール部３を所定の間隔を開けて断続的に形成する。これにより、折った箇所１ａと、第１ヒートシール部２と、搬送方向において隣り合う２箇所の第２ヒートシール部３とによって、被包装物４を封入した包装袋体５が連続的に生成される。

図１に示される例では、軟包装材料１を間に挟んで回転され、それぞれ対をなす熱ロールＲ１、Ｒ２の二組が設けられている。以下の説明では、環状ガイド６の直下に位置するものを第１熱ロール対Ｒ１、第１熱ロール対Ｒ１の下方に位置するものを第２熱ロール対Ｒ２とそれぞれ称する。第１ヒートシール部２は第１熱ロール対Ｒ１によって形成され、第２ヒートシール部３は第２熱ロール対Ｒ２によって形成される。

第１熱ロール対Ｒ１は、互いに平行に延びる、第１熱ロール１１と第２熱ロール１２を備えている。第１熱ロール１１は、円板状をなすフランジ部１１ａを左右に備え、第２熱ロール１２も円板状をなすフランジ部１２ａを左右に備えている。ここで、左右方向（図１のＸ方向）は、第１熱ロール１１と第２熱ロール１２のそれぞれの回転軸が延びる方向に沿っており、第１熱ロール１１と第２熱ロール１２は、前後方向（図１のＹ方向）において互いに対向している。

図１に示す例では、第１熱ロール対Ｒ１は、この間に送り込まれる軟包装材料１の折った箇所１ａとは反対の端部１ｂを、左側のフランジ部１１ａ、１２ａ間に挟み込んだ状態で回転し、この左側のフランジ部１１ａ、１２ａにより、反対の端部１ｂに第１ヒートシール部２を連続的に形成する。

また、第２熱ロール対Ｒ２は、第１熱ロール２１と第２熱ロール２２を備えている。
第１熱ロール２１は、円板状をなすフランジ部２１ａを左右に備え、第２熱ロール２２も円板状をなすフランジ部２２ａを左右に備える。

さらに、第１熱ロール２１は、第１熱ロール２１の左右のフランジ部２１ａ間に、第１熱ロール２１の回転軸に沿った突条部２１ｂを備えている。この突条部２１ｂは、第１熱ロール２１の回転方向において所定の角度ごとに複数設けられている。

第２熱ロール２２も、第１熱ロール２１と同様に、第２熱ロール２２の左右のフランジ部２２ａ間に第２熱ロール２２の回転軸に沿った突条部２２ｂを備えている。この突条部２２ｂは、第２熱ロール２２の回転方向において所定の角度ごとに複数設けられており、また、第１熱ロール２１と第２熱ロール２２がそれぞれ回転したときに、これらの間に送り込まれた軟包装材料１を挟んで、それぞれの突条部２１ｂ、２２ｂが互いに対向するように配置されている。第１熱ロール２１と第２熱ロール２２は、この間に送り込まれる軟包装材料１を、突条部２１ｂ、２２ｂ間に挟み込んだ状態で回転し、この突条部２１ｂ、２２ｂにより第２ヒートシール部３を形成する。

また、図１に示される例では、被包装物４は、環状ガイド６と第１熱ロール対Ｒ１との間となる位置から二つ折りにされた軟包装材料１内に入り込むと共に、この第１熱ロール対Ｒ１の第１熱ロール１１と第２熱ロール１２の左右のフランジ部１１ａ、１２ａ間を通って、この第１熱ロール対Ｒ１の下方に吐出口を位置させた充てん管８により、筒状にされた軟包装材料１内に送り込まれる。

また、連続的に生成される包装袋体５は、回転刃９ａと固定刃９ｂとからなる切断装置９により、第２ヒートシール部３の幅内（搬送方向Ａ１における幅内）において一袋ずつに切り分けられるようになっている。

図２は、図１とは別の実施形態に係る製袋充てん装置の要部の構成を示す斜視図である。図３（ａ）は図３（ｂ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ’線における断面図、図３（ｂ）は、図２に示す製袋充てん装置のうち、最も上側の熱ロール対Ｒ１１とその周辺を側面から見た図である。図２に示す製袋充てん装置においては、図１に示す第１熱ロール対Ｒ１又は第２熱ロール対Ｒ２と同様の構成の熱ロール対Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３を備える。これらの熱ロール対Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３は、図２に示すＺ方向の上から順に配置されている。

最も上に配置された熱ロール対Ｒ１１は、図１に示す第２熱ロール対Ｒ２と同様の構成を備える。すなわち、Ｒ１１は、前後方向（Ｙ方向）において互いに対向しあう、第１熱ロール１２１と第２熱ロール１２２を備えており、第１熱ロール１２１は、円板状をなすフランジ部１２１ａを左右に備え、第２熱ロール１２２も円板状をなすフランジ部１２２ａを左右に備える。

さらに、第１熱ロール１２１は、第１熱ロール１２１の左右のフランジ部１２１ａ間に、第１熱ロール１２１の回転軸１２１ｘ（図４参照）に沿った突条部１２１ｂを備えており、この突条部１２１ｂは、第１熱ロール１２１の回転方向において所定の角度ごとに複数設けられている。

第２熱ロール１２２も、第１熱ロール１２１と同様に、第２熱ロール１２２の左右のフランジ部１２２ａ間に第２熱ロール１２２の回転軸１２２ｘ（図４参照）に沿った突条部１２２ｂを備えており、この突条部１２２ｂは、第２熱ロール１２２の回転方向において所定の角度ごとに複数設けられている。これらの突条部１２２ｂはそれぞれ、第１熱ロール１２１と第２熱ロール１２２がそれぞれ回転したときに、これらの間に送り込まれた軟包装材料１を挟んで、それぞれの突条部１２１ｂ、１２２ｂが互いに対向するように配置されている。図３（ａ）に示す例においては、互いに対向する突条部１２１ｂ、１２２ｂの間に隙間Ｇが形成されている。第１熱ロール１２１と第２熱ロール１２２は、この間に送り込まれる軟包装材料１を、突条部１２１ｂ、１２２ｂの隙間Ｇに挟み込んだ状態で回転し、この突条部１２１ｂ、１２２ｂにより、図１に示す第２ヒートシール部３を形成するようになっている。

ここで、上記熱ロール対Ｒ１１の下方に位置する２つの熱ロール対Ｒ１２、Ｒ１３については、製袋充てん装置の全体構成に応じて、図１に示す第１熱ロール対Ｒ１又は第２熱ロール対Ｒ２と同様の熱ロール対で構成するが、図２においては簡略的に表示し、その詳細な説明は省略する。

次に、図２・図３に加えて図４〜図７を参照しつつ、熱ロール対Ｒ１１が備える第１熱ロール１２１及び第２熱ロール１２２の間の隙間の調整について説明する。ここでは、図３の左右にそれぞれ設けられた２組の隙間調整機構部４０、４０’、及び、それぞれの駆動部６０、６０’のうち、右側の隙間調整機構部４０及びその駆動部６０について説明するが、左右の隙間調整機構部及びその駆動部は、左右対称の構成であり、同様の動作を行う。

また、熱ロール対Ｒ１１以外の熱ロール対Ｒ１２、Ｒ１３のそれぞれにおける、対をなす熱ロールの間の隙間の調整については、図２にも図示するように、上記熱ロール対Ｒ１１における隙間の調整で用いる、隙間調整機構部及びその駆動部と同様の構成に基づいて行うため、その説明を省略する。

図４〜図６は、熱ロール対Ｒ１１の一部と、それに対応する隙間調整機構部４０及びその駆動部６０との構成を示す図であって、図４は上から見た平面図、図５は左側から見た斜視図、図６は右側から見た斜視図である。図７は、図４〜図６に示す隙間調整機構部４０の構成を示す分解斜視図である。

図３、図４に示すように、第１熱ロール１２１は、第１軸受け部３１によって、Ｘ方向に沿った回転軸１２１ｘを中心として回転可能に支持され、また、第２熱ロール１２２は、第２軸受け部３２によって、Ｘ方向に沿った回転軸１２２ｘを中心として回転可能に支持されている。

図５、図６に示すように、第１軸受け部３１と第２軸受け部３２には、２本の支持軸３３、３４が挿通されている。これらの支持軸３３、３４は、互いに平行に、Ｙ方向に沿って延びており、Ｙ方向の両端部が基板３５と立上部３６（縦筐体部）にそれぞれ固定されている。基板３５と立上部３６は、製袋充てん装置の本体（筐体）（不図示）にそれぞれ固定されている。さらに、第２軸受け部３２は固定ブロック３７を介して立上部３６に固定されている。このような構成により、第１軸受け部３１は、支持軸３３、３４に沿ってＹ方向にスライド可能となり、固定された第２軸受け部３２との間隔が変更可能となる。このため、第１軸受け部３１と第２軸受け部３２にそれぞれ支持された第１熱ロール１２１と第２熱ロール１２２の間の隙間Ｇの大きさを調整することができる。

なお、固定ブロック３７に代えて、後述の隙間調整機構部４０と同様の隙間調整機構部を設けても良い。これによって、第２軸受け部３２についても支持軸３３、３４に沿ってＹ方向にスライド可能とし、第１軸受け部３１と第２軸受け部３２の双方の移動によってその間隔を微細に調整することができる。

図７に示すように、隙間調整機構部４０は長板状の腕部４１を備える。腕部４１の一方の端部４１ａは、丸穴４２と、この丸穴４２よりも内側（他方の端部４１ｂ側）に設けられたローラーフォロワ４３を備えており、他方の端部４１ｂには長穴４４が設けられている。この長穴４４は、基板３５側に配置される側面４１ｃにおいて外へ開いており、Ｙ方向（入力軸５４の移動方向）に沿って延びている。

丸穴４２には、これを上下から挟むように支持ベース５２が連結されている。この支持ベース５２は、その一方の端部が、丸穴４２の上下からそれぞれ挿入された、ピン５２ａとスラストブッシュ５２ｂとによって、丸穴４２に連結されている。支持ベース５２の他方の端部は基板３５に固定される（図４参照）。この構成により、腕部４１は、ピン５２ａを支軸として回動可能となる。

ローラーフォロワ４３には、これを上下から挟むように出力軸５３が連結されている。出力軸５３は、その一方の端部が、ピン５３ａによってローラーフォロワ４３に連結され、ピン５３ａを中心に回動可能となっている。出力軸５３の他方の端部は、押さえねじ５３ｂによって支柱３８（図４参照）に固定される。この支柱３８は第１軸受け部３１に固定されている。この構成により、腕部４１がピン５２ａを支軸として回動したときに、ローラーフォロワ４３がＸ−Ｙ面内において変位し、ローラーフォロワ４３に連結された、出力軸５３と支柱３８を介して、第１軸受け部３１が、第２軸受け部３２へ近づくように、又は、第２軸受け部３２から遠ざかるように変位する。ここで、出力軸５３がローラーフォロワ４３によって回動可能に支持されているため、腕部４１の回動は、第１軸受け部３１と第２軸受け部３２が並ぶ方向（Ｙ方向）の変位として支柱３８及び第１軸受け部３１に伝達される。したがって、腕部４１の回動角度に応じて、第１軸受け部３１と第２軸受け部３２の間隔が変化し、これによって第１熱ロール１２１と第２熱ロール１２２との間の隙間Ｇの大きさが変化する。

長穴４４には、これを上下から挟むように入力軸５４が連結されている。入力軸５４は上下方向に延びるピン５５ａによって腕部４１に連結されている。また、ピン５５ａは、長穴４４内において腕部４１の幅方向（図７に示す状態においてはＹ方向）に移動可能に配置されたローラーフォロワ５５（移動体）に挿通されている。これにより、入力軸５４の動きに応じてローラーフォロワ５５が長穴４４内でＹ方向に変位可能となる。

腕部４１の側面４１ｃにおいて、長穴４４が形成された領域には、セルベース板５６が一対のねじ５６ａ、５６ｂによって固定されている。これによって、長穴４４は側面４１ｃ側が閉じられるため、長穴４４内におけるローラーフォロワ５５の移動範囲が規制される。セルベース板５６において長穴４４内に臨む内面にはロードセル５７が固定されている。このロードセル５７は、入力軸５４側に検知面が向くように配置されており、入力軸５４の動作によってローラーフォロワ５５がＹ方向に沿って変位し、ロードセル５７に対する接触状態が変化し、又は、離間すると、それらの状態に応じた歪みを検知する。
なお、ロードセル５７に接触させ、又は、離間可能な移動体としては、ローラーフォロワ５５に限定されない。例えば、球状の移動体でもよい。また、入力軸５４自体、又は、ピン５５ａ自体を移動体として、ロードセル５７へ当接させやすい形状を形成しても良い。

駆動部６０は、ステッピングモータ６１（図８）で発生した回転力を、直進運動に変換して送りねじ６９に伝達し、この送りねじ６９の軸方向における進退を、入力支持板７１を介して入力軸５４に伝達する（図４）。これによって、隙間調整機構部４０を、ピン５２ａ（支軸）を中心として回動するように駆動させる。ステッピングモータ６１は、ドライバ６１ｂ（図８）によって駆動される。送りねじ６９は、回転可能に支持されており、移動ベース板７０は、一対の支柱７０ｂ、７０ｃを介して入力支持板７１に固定されている。

入力支持板７１は、これに固定された移動ベース板７０や送りねじ６９と共に、スライドサポート軸７２、７３上をスライド可能である。ステッピングモータ６１の駆動にしたがって、送りねじ６９がその軸方向に進退したときに、その動きに応じて、移動ベース板７０及び入力支持板７１も送りねじ６９の中心軸方向に移動する。入力支持板７１の取り付け穴（不図示）には入力軸５４が連結されているため、移動ベース板７０が移動すると入力軸５４も移動し、これによって、腕部４１がピン５２ａを中心として回動する。この回動にともなって出力軸５３が変位するため、これに連結された第１軸受け部３１が、第２軸受け部３２に近づくように、又は、第２軸受け部３２から遠ざかるように移動し、これによって、第１熱ロール１２１と第２熱ロール１２２との間の隙間Ｇの大きさが変化する。

この隙間Ｇの大きさの変化は、ステッピングモータ６１の駆動の変化に対応するため、その対応関係に基づいてステッピングモータ６１を駆動制御すれば、隙間Ｇの距離を数値化して制御できる。これによって、微細な隙間間距離の調整が可能となるため、より適切な条件でヒートシールを実行することができる。

上述のように、腕部４１と、その両端部に設けた出力軸５３及び入力軸５４というリンク機構をとることで、小さなロードセル５７で隙間調整機構部４０の駆動状態を検知することが可能となる。

また、腕部４１を用いることで熱ロールからロードセル５７までの距離を長くとることにより、ロードセル５７への熱影響を小さくすることができる。ここで、腕部４１を構成する材料として断熱性の高いものを用いると、さらに熱影響を抑えることができ、ロードセル５７による検知精度を高く保つことができる。

次に、図８〜図１１を参照しつつ、第１ヒートシール部２を形成するための一対の熱ロール１１、１２間、及び、第２ヒートシール部３を形成するための一対の熱ロール２１、２２間のそれぞれにおいて、一対の熱ロール間の隙間を制御することによって行う、一対の熱ロール間の圧力の調整について説明する。この調整は、図２に示す製袋充てん装置における、熱ロール対Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３の一対の熱ロール１２１、１２２についても同様である。

以下の説明では、第１ヒートシール部２のための一対の熱ロール１１、１２間の隙間の制御に関して述べるが、第２ヒートシール部３のための一対の熱ロール２１、２２間の隙間の制御も同様である。これら二対の熱ロールそれぞれの隙間の制御は、軟包装材料１の搬送にあわせたタイミングで実行される。
また、第１ヒートシール部２と第２ヒートシール部３の一方のみが一対の熱ロールを用いて形成される場合、その一対の熱ロールは、本実施形態と同様に制御される。

図８は、図１又は図２に示す実施形態の製袋充てん装置の機能ブロック図である。図９と図１０は、図８の製袋充てん装置における処理の流れを示すフローチャートである。図１１は、一対の熱ロール間の隙間と圧力の変化、及び、製袋充てん装置の縦筐体部の温度変化の例を示すグラフである。図１０のステップＳ５は、図９のステップＳ４に続く処理である。

図８に示すように、ロードセル５７による検知結果の信号はインジケータ５８へ入力され、インジケータ５８において歪み量が指示される。また、ロードセル５７において検知された歪みは、制御部としてのＰＬＣ９０（プログラマブルロジックコントローラ）へ入力される。ＰＬＣ９０は、ロードセル５７において検知された歪みに基づいて、一対の熱ロールによってその間に挟まれた軟包装材料１に対する押圧力（一対の熱ロール間の圧力）を算出する。この押圧力、及び、ロードセル５７によって検知された歪みは、製袋充てん装置の設定画面９０の表示部に表示される。
なお、制御部としては、ＰＬＣ９０に限定されず、各種の制御回路、演算回路等を用いることができる。

設定画面９１には、上記表示部のほかに、製袋充てん装置の使用者が操作可能な入力部（例えばタッチパネル、ボタン）が設けられており、入力部を操作することにより、例えば、各種の設定値を入力したり、製袋動作の開始の指示、製袋充てん装置の電源投入、及び、電源オフを行うことができる。上記設定値には、例えば、一対の熱ロール１１、１２と一対の熱ロール２１、２２のそれぞれにおける、設定温度と圧力、製袋速度、軟包装材料１の種類や物性値、筐体の設定温度が含まれる。

設定画面９１で入力された設定値はＰＬＣ９０へ出力される。ＰＬＣ９０においては、設定値と、算出した押圧力とに基づいて、図９と図１０に例示する処理のための駆動制御信号が生成される。この駆動制御信号を受けたドライバ６１ｂ（駆動回路）は、駆動制御信号に対応した駆動信号をステッピングモータ６１に与え、この駆動信号によってステッピングモータ６１が駆動し、これによって一対の熱ロール間の隙間の大きさが変化する。

つづいて、図９と図１０を参照しつつ、一対の熱ロール間の圧力の調整の流れについて説明する。
まず、図９に示すように、電源投入された後に、設定画面９１を操作することによって、押力設定値Ｆ（単位Ｎ）（ステップＳ１）、押力許容値σ（単位Ｎ）（ステップＳ２）、測定回数Ｃ（回）（ステップＳ３）、及び、調整量τ（単位ミクロン）（ステップＳ４）を設定し、これらの設定はＰＬＣ９０へ出力される。これらの設定値はＰＬＣ９０が備える記憶部に保存される。

図１０に示すように、ＰＬＣ９０は製袋動作中か否かを判別する（ステップＳ５）。製袋動作中か否かは、例えば、設定画面９１を操作することによって製袋動作の開始の指示があったか否かで判別する。製袋動作中でないとき（ステップＳ５でＮＯ）は処理を終了し、製袋動作中のとき（ステップＳ５でＹＥＳ）は以下の処理を行う。

まず、測定回数に対応するカウントｉが０（ゼロ）に設定される（ステップＳ６）。つづいて、ロードセル５７による検知結果に基づいて、一対の熱ロール１１、１２の間の軟包装材料１に対する押圧力の測定値Ｑ（単位Ｎ）がＰＬＣ９０において算出される（ステップＳ７）。この測定値Ｑは測定ごとに積算され、積算値Ｔ（単位Ｎ）として保存される（ステップＳ８）。

押力測定（ステップＳ７）と測定値の積算（ステップＳ８）を行うごとにカウントｉは１ずつ増加する（ステップＳ９）。押力測定（ステップＳ７）と測定値の積算（ステップＳ８）は、カウントｉが予め設定した測定回数Ｃに達するまで繰り返し実行され、測定回数Ｃに達すると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、測定平均値Ａが算出される（ステップＳ１１）。測定平均値Ａ（単位Ｎ）は、測定値の積算値Ｔを測定回数Ｃで除算することによって算出され、その結果は設定画面９１に表示される（ステップＳ１２）。

次に、ＰＬＣ９０は、押圧設定値Ｆと測定平均値Ａの差の絶対値が押力許容値σより大きいか否かを判別する（ステップＳ１３）。押力許容値σ以下である間（ステップＳ１３でＮＯ）は、再び上記ステップＳ５〜Ｓ１２の処理を実行する。一方、押力許容値σよりも大きい場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）は、一対の熱ロール１１、１２間の隙間を変更するために、押圧設定値Ｆと測定平均値Ａの大小が判断される（ステップＳ１４）。

上記ステップＳ１４において測定平均値Ａが押圧設定値Ｆよりも小さい場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）は、軟包装材料１に対する押力を高めるために、ＰＬＣ９０は、ドライバ６１ｂに駆動信号を与えてステッピングモータ６１を駆動させ、一対の熱ロール１１、１２間の隙間を減少させる（ステップＳ１５）。このときの隙間の減少単位は調整量τ（μｍ）である。上記ステップＳ１５の処理が終わると、上記ステップＳ５にもどる。

一方、上記ステップＳ１４において、測定平均値Ａが押圧設定値Ｆと等しい、又は、押圧設定値Ｆよりも大きい場合（ステップＳ１４でＮＯ）は、軟包装材料１に対する押力を低下させるために、ＰＬＣ９０は、ドライバ６１ｂに駆動信号を与えてステッピングモータ６１を駆動させ、一対の熱ロール１１、１２間の隙間を増加させる（ステップＳ１６）。このときの隙間の減少単位は調整量τ（μｍ）である。上記ステップＳ１６の処理が終わると、上記ステップＳ５にもどる。

一般に、製袋充てん装置においては、電源投入後、熱ロールは比較的短い時間で設定温度に達する一方、筐体の温度上昇には長い時間を要する。例えば、熱ロールが３０分程度で設定温度に到達したとしても、筐体の温度が設定温度に達するのに電源投入から２〜４時間を要することもある。このような時間差があるため、温度上昇による膨張は、熱ロールと筐体とで大きな時間差が生じ、筐体の膨張が遅れて進行することとなる。このため、電源投入後まもなく熱ロール温度が設定値に到達しているにかかわらず、筐体はその後も温度上昇を続けることから、一対の熱ロール間の隙間は、熱ロールが設定温度に到達した後も、時間の経過とともに徐々に広がってしまうという問題があった。

このような問題に対して、本実施形態の製袋充てん装置においては、上述のとおり、電源投入から一対の熱ロール間の押力の測定を継続し、経過時間に応じて変化する隙間を随時、自動的かつ適切に調整することができる。特に、電源投入後、一対の熱ロールの温度が設定温度に到達した後、筐体が設定温度に到達するまで温度が上昇している間は、隙間を減少させるように調整できる。したがって、電源投入からの経過時間によらずに、一対の熱ロール間の圧力（一対の熱ロール間の軟包装材料１への押力）を略一定に自動的に保持することができる。よって、従来のように、一対の熱ロール間の隙間の変化に応じて手動で調整することで製袋処理が滞ったり、品質が不安定になったりするのを防ぐことができる。

さらに、本実施形態の製袋充てん装置においては、製袋充てん装置の筐体が設定温度に到達した後も図１０に示す処理を継続することにより、一対の熱ロール１１、１２間の隙間の調整によって、この間で搬送される軟包装材料１への押力を略一定に保持することができる。

次に、図１１を参照して、一対の熱ロール間の隙間と圧力、及び、筐体の温度変化の具体例について説明する。
図１１において、「縦左隙間」は、第１熱ロール対Ｒ１の第１熱ロール１１のフランジ部１１ａと、第２熱ロール１２のフランジ部１２ａとの隙間であって、一対の熱ロール１１、１２間の隙間に対応し、「縦左圧力」は一対のフランジ部１１ａ、１２ａの間の圧力であって、一対の熱ロール１１、１２間で搬送される軟包装材料１への押力に対応する。

また、「横左隙間」は、第２熱ロール対Ｒ２の第１熱ロール２１のフランジ部２１ａと、第２熱ロール２２のフランジ部２２ａとの隙間であって一対の熱ロール２１、２２間の隙間に対応し、「横左圧力」は一対のフランジ部２１ａ、２２ａの間の圧力であって、一対の熱ロール２１、２２間で搬送される軟包装材料１への押力に対応する。

「縦筐体部・温度」は、立上部３６における温度であって、製袋充てん装置の本体（筐体）の温度に対応する。
横軸の時刻は、電源投入後において、製袋動作を行った時刻を示している。電源投入は９時以前に行われ、１２時４５分以降まで、製袋動作の有無にかかわらずに、設定温度に対して温度調整が継続されている。

図１１に示すように、９時から１２時４５分までの経時変化において、縦筐体部が３６°Ｃから６０°Ｃに上昇している。一方、図示はしていないが、熱ロールの温度は９時から１２時４５分までほぼ一定となっている。

このような温度関係において、従来の構成では、時間の経過とともに一対の熱ロールの隙間が広がってしまい、軟包装材料１をシールするための圧力（押力）が低下してしまう。
これに対して、本実施形態の製袋充てん装置では、圧力低下をロードセル５７によって随時読み取っており、筐体の温度上昇にともなって熱ロール間の隙間を狭くするようにステッピングモータ６１を動かしているため、図１１に示すように、熱ロール間の圧力（「縦左圧力」、「横左圧力」）を略一定に保持することが可能となっている。具体的には、縦左隙間では、９時から１２時４５分までに、２２５μｍから１８０μｍまで隙間を自動的に小さくしており、横左隙間では、９時から１２時４５分までに、２１０μｍから１５５μｍまで自動で減少させている。このような制御によって、筐体の膨張によって生じる熱ロール間隙間の拡大によるシール力の低下を抑え、時間の経過にかかわらず略一定となるように制御することができる。すなわち、縦左圧力では９６〜９８Ｎ、横左圧力では９６〜１０４Ｎの範囲の変動に抑えており、各圧力を略一定とし、これにより、作業者による調整を介さずに安定したシールを実現している。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的又は本発明の思想の範囲内において改良又は変更が可能である。

以上のように、本発明に係る製袋充てん装置は、対をなす熱ロールのロール間隙間の大きさを数値化でき、微細な隙間間調整を可能とした点で有用である。

１ 軟包装材料
２ 第１ヒートシール部
３ 第２ヒートシール部
４ 被包装物
５ 包装袋体
６ 環状ガイド
８ 充てん管
９ａ、９ｂ 回転刃
９ 切断装置
１１ａ、１２ａ フランジ部
１１ 第１熱ロール
１２ 第２熱ロール
２１ａ、２２ａ フランジ部
２１ｂ、２２ｂ 突条部
２１ 第１熱ロール
２２ 第２熱ロール
３１ 第１軸受け部
３２ 第２軸受け部
３３、３４ 支持軸
３５ 基板
３６ 立上部（縦筐体部）
３７ 固定ブロック
３８ 支柱
４０、４０’ 隙間調整機構部
４１ａ、４１ｂ 端部
４１ｃ 側面
４１ 腕部
４２ 丸穴
４３ ローラーフォロワ
４４ 長穴
５２ａ ピン
５２ｂ スラストブッシュ
５２ 支持ベース
５３ａ ピン
５３ｂ 押さえねじ
５３ 出力軸
５４ 入力軸
５５ａ ピン
５５ ローラーフォロワ（移動体）
５６ セルベース板
５７ ロードセル
５８ インジケータ
６０、６０’ 駆動部
６１ ステッピングモータ
６１ｂ ドライバ
６９ 送りねじ
７０ 移動ベース板
７１ 入力支持板
７２、７３ スライドサポート軸
９０ ＰＬＣ（制御部）
９１ 設定画面
１２１ａ、１２２ａ フランジ部
１２１ｂ、１２２ｂ 突条部
１２１ｘ、１２２ｘ 回転軸
１２１ 第１熱ロール
１２２ 第２熱ロール
Ａ１ 搬送方向
Ｇ 隙間
Ｒ１、Ｒ２ 熱ロール対
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３ 熱ロール対

Claims (6)

1. ヒートシール可能な軟包装材料を搬送する過程で、この軟包装材料に対し搬送方向に沿った第１ヒートシール部と、この搬送方向に交叉する第２ヒートシール部とを形成し、被包装物を充填した包装袋体を連続生成する製袋充てん装置であって、
   前記第１ヒートシール部及び前記第２ヒートシール部の少なくとも一方は、前記軟包装材料を隙間に挟んで回転される一対の熱ロールによって形成されるようになっており、
   前記一対の熱ロールの隙間は、前記一対の熱ロールの一方の軸受け部に連結された隙間調整機構部を駆動させることによって、前記一対の熱ロールの一方を他方側へ向かう方向又は他方側から遠ざかる方向へ変位させることで調整され、
   前記隙間調整機構部の駆動状態がロードセルにおいて歪みとして検知され、この歪み量に基づいて前記隙間が算出されることを特徴とする製袋充てん装置。
2. 前記隙間調整機構部は、支軸を中心にして回動可能な腕部を有し、この腕部は、その一方の端部に設けた出力軸を介して、前記一対の熱ロールの一方の軸受け部に連結され、
   前記腕部の他方の端部には、前記ロードセルが固定されるとともに、駆動部からの入力軸が連結され、
   前記入力軸は、その動きに応じた圧力で前記ロードセルと当接され、又は、離間されることが可能な状態で、前記腕部の他方の端部に連結される請求項１に記載の製袋充てん装置。
3. 前記腕部の他方の端部には、前記入力軸の移動方向に沿って延びる長穴が設けられ、
   前記入力軸は、前記入力軸の移動に応じて前記長穴内で移動可能な移動体を介して前記腕部に連結され、
   前記ロードセルは、前記移動体との接触による歪みを検知する請求項２に記載の製袋充てん装置。
4. 前記ロードセルによる検知結果に基づいて前記隙間調整機構部を駆動させて前記隙間を調整する制御部を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の製袋充てん装置。
5. 前記制御部は前記一対の熱ロール間の圧力を略一定に保持するように前記隙間を調整する請求項４に記載の製袋充てん装置。
6. 前記制御部は、電源投入後、前記製袋充てん装置の筐体が設定温度に到達するまで上昇している間は、経過時間にしたがって前記隙間を減少させるように調整する請求項４又は請求項５に記載の製袋充てん装置。