JP2021119086A - 製袋包装機 - Google Patents

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圭佑 清
良一 佐藤
Ryoichi Sato
良一 佐藤
隆広 安田
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隆広 安田
宏一 太田
Koichi Ota
宏一 太田
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和章 高森
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Abstract

【課題】フィルムの素材によらずに、筒状の袋を製造することを可能にする。【解決手段】製袋包装機は、搬送機構と、成形機構と、を備える。搬送機構は、フィルムを搬送する。成形機構は、フィルムを筒状に成形する。成形機構は、セーラと、チューブ(22)と、を有する。セーラは、フィルムを筒状に折り返す折返部を有する。チューブ(22)は、上下に延び、フィルムを巻き付けて筒状に成形する。チューブ(22)は、大径部(221)と、小径部(222)と、を含む。大径部(221)は、所定位置(223)の下方に位置する。小径部(222)は、所定位置(223)の上方に位置するとともに、大径部(221)の外径よりも小さい外径を有する。所定位置(223)は、チューブ(22)における折返部に対向した箇所よりも下方に位置する。【選択図】図4

Description

本発明は、製袋包装機に関する。
特許文献1(特開2007−261652号公報)に開示されているように、シート状のフィルムを筒状に成形し、縦シール及び横シールを行って袋を製造する製袋包装機が知られている。特許文献1に開示の製袋装置は、フィルムを搬送する搬送部と、フィルムを筒状に成形するフォーマと、を備えている。
上記特許文献1の製袋装置では、樹脂製のフィルムを筒状の袋に製造することは可能である。しかしながら、紙製のフィルムを筒状の袋に製造することは難しいという問題を本発明者は初めて明らかにした。
本発明の課題は、フィルムの素材によらずに、筒状の袋を製造することが可能な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、シート状のフィルムを筒状に成形し、横シールを行って袋を製造する製袋包装機であって、搬送機構と、成形機構と、を備える。搬送機構は、フィルムを搬送する。成形機構は、フィルムを筒状に成形する。成形機構は、セーラと、チューブと、を有する。セーラは、フィルムを筒状に折り返す折返部を有する。チューブは、上下に延び、フィルムを巻き付けて筒状に成形する。チューブは、大径部と、小径部と、を含む。大径部は、所定位置の下方に位置する。小径部は、所定位置の上方に位置するとともに、大径部の外径よりも小さい外径を有する。所定位置は、チューブにおける折返部に対向した箇所よりも下方に位置する。
本発明者は、紙製のフィルムを筒状の袋に製造することが難しいという問題は、紙フィルムが樹脂フィルムよりも伸縮しないので、セーラとチューブとの隙間に紙製のフィルムを通すことが難しいことに起因していることを見出した。
第1観点の製袋包装機によれば、所定位置の上方に位置する小径部は、所定位置の下方に位置する大径部よりも外径が小さい。そして、所定位置は、フィルムが筒状に折り返された折返部の下方に位置している。これにより、フィルムを通すセーラとチューブとの隙間を大きくすることができる。したがって、フィルムの素材によらずに、セーラとチューブとの隙間にフィルムを通しやすくなる。したがって、フィルムの素材によらずに、筒状の袋を製造することが可能になる。
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、大径部の外径は、袋のサイズに対応する。
本発明者は、下方に位置する大径部の外径は、小径部に比べて、袋のサイズへの影響が大きいことに着目した。ここでは、小径部でフィルムを通しやすくするとともに、大径部で所望の袋のサイズに成形できる。
第3観点に係る製袋包装機は、第2観点に係る製袋包装機であって、筒状に成形されたフィルムの両端部を上下方向にシールする縦シール機構をさらに備える。所定位置は、縦シール機構よりも上方に位置する。
第3観点の製袋包装機では、縦シール機構において、袋のサイズに対応する筒状のフィルムをシールすることができる。
第4観点に係る製袋包装機は、第1観点から第3観点に係る製袋包装機であって、小径部は、折返部と対向する。
第4観点の製袋包装機では、折返部においてセーラとチューブとの隙間を大きくすることができる。折返部では、シート状のフィルムの進行方向及び形状が大きく変わるので、折返部の隙間を大きくすることで、フィルムをより通しやすくなる。
第5観点に係る製袋包装機は、第1観点から第4観点に係る製袋包装機であって、チューブは、小径部と大径部とを継ぐ継部をさらに含む。継部は、折返部または折返部の下方と対向する。
第5観点の製袋包装機では、小径部と大径部とを継部で継いだ形状のチューブを用いることができる。
第6観点に係る製袋包装機は、第1観点から第5観点に係る製袋包装機であって、フィルムは、紙素材を含む。
第1から第6観点の製袋包装機は、セーラとチューブとの隙間が大きいので、この隙間にフィルムを通しやすい。このため、第6観点の製袋包装機は、紙素材を含むフィルムが好適に用いられる。
本発明によれば、フィルムの素材によらずに、筒状の袋を製造することが可能である。
実施形態の製袋包装機を含む包装機の斜視図である。 実施形態の製袋包装機の概略構成を示す斜視図である。 実施形態のセーラを示す斜視図である。 実施形態のチューブを示す斜視図である。 (A)は、実施形態のチューブの成形部における縦方向の断面を示す模式図であり、(B)は、実施形態のチューブの成形部における横方向の断面を示す模式図である。 実施形態の横シール機構の側面図である。 実施形態のシールジョーの軌跡の側面図である。
本発明の一実施形態に係る製袋包装機100について、以下に説明する。
(1)全体概要
図1は、本実施形態の製袋包装機100を含む包装機1の斜視図である。図2は、製袋包装機100の概略構成を示す斜視図である。図1及び図2において、包装機1は、計量機2及び製袋包装機100を備えている。
図1に示すように、計量機2は、袋に収容する物品A(図2参照)を計量する。製袋包装機100は、計量機2の下方に設置される。図1及び図2に示すように、製袋包装機100は、計量機2から物品Aを受け取り、その物品をフィルムFで包装することによって、袋B(図2参照)を製造する。
製袋包装機100は、フィルム供給ユニット10と、成形機構20と、搬送機構30と、縦シール機構40と、横シール機構50とを含む。フィルム供給ユニット10は、成形機構20に袋Bとなるシート状のフィルムFを供給する。成形機構20は、シート状で送られてくるフィルムFを筒状に成形する。搬送機構30は、筒状となったフィルムF(以下、筒状フィルムFmとよぶ)を下方に搬送する。縦シール機構40は、筒状フィルムFmの重ね合わせ部分(合せ目)を縦方向にシールする。横シール機構50は、筒状フィルムFmを横方向にシールすることで袋Bの上下端を封止する。
(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10は、成形機構20に対してシート状のフィルムFを供給するユニットである。フィルム供給ユニット10にはフィルムFが巻かれたロールがセットされ、このロールからフィルムFが繰り出される。フィルムFは、紙素材を含む。
(2−2)成形機構
成形機構20は、シート状のフィルムFを筒状に成形する。成形機構20は、セーラ21と、チューブ22と、を有している。セーラ21とチューブ22とで、フォーマとよばれている。チューブ22は、上下方向(ここでは鉛直方向)に延びる。チューブ22は、部分的に筒状の部材であり、上下端が開口している。このチューブ22の上端の開口部には、計量機2で計量された物品Aが投入される。
セーラ21は、チューブ22を取り囲むように配置されている。フィルム供給ユニット10から供給されるシート状のフィルムFは、セーラ21とチューブ22との間を通るときに筒状に成形される。セーラ21及びチューブ22は、製造する袋Bの大きさに応じて取り替えることができる。
(2−2−1)セーラ
図3は、セーラの斜視図である。図3に示すように、セーラ21は、襟部211と、案内筒212と、を有している。襟部211と案内筒212とは、襟部211が案内筒212の入口周縁に収束するように滑らかに繋がっている。案内筒212は、シート状のフィルムFを所定の般送方向(ここでは下方)に導く。案内筒212の断面形状は、円形または楕円形である。案内筒212の内径は一定である。また、案内筒212は、側面が完全に閉じた筒ではなく、前後方向に所定寸法だけ重なり合っている。なお、前後方向の「前」とは、図2の縦シール機構40側からセーラ21を視たときの正面側を指す。
セーラ21は、フィルムFを筒状に折り返す折返部213をさらに有している。折返部213の上端213aは、フィルムFの進行方向を下方に変化させる位置である。折返部213の下端213bは、フィルムFの両端部(左右の縁)が上下方向に重なり合う位置である。ここでは、折返部213は、斜めの楕円形状(涙形状)を有している。
(2−2−2)チューブ
図2に示すように、チューブ22は、セーラ21の案内筒212の内部に配置される。チューブ22の外周面と案内筒212の内周面との環状の隙間にフィルムFが通される。チューブ22は、フィルムFを巻き付けて筒状に成形する。
図4は、チューブ22の斜視図である。図4に示すように、チューブ22は、部分的に側面が切り欠かれた筒である。チューブ22は、成形部22aと、投入部22bと、排出部22cとを含む。
成形部22aは、外周面がセーラ21の案内筒212に覆われている部分である。成形部22aは、図4において斜線で表している。
投入部22bは、筒状フィルムFmの搬送方向に沿って成形部22aよりも上流側に位置している。投入部22bは、円錐形状を有する。投入部22bの上端は、物品Aが投入される上開口端である。
排出部22cは、筒状フィルムFmの搬送方向に沿って成形部22aよりも下流側に位置している。排出部22cは円柱形状を有する。排出部22cにおいて、後述するプルダウンベルト31と対向する部分及び縦シール機構40と対向する部分には、平面部が形成されている。排出部22cの下端は、チューブ22の下開口端である。チューブ22の成形部22a及び排出部22cは筒状フィルムFmに覆われる。
図5(A)は、チューブ22の成形部22aにおける縦方向の断面を概略的に示す模式図である。図5(B)は、チューブ22の成形部22aにおける横方向の断面を概略的に示す模式図である。図5(B)において、セーラ21の案内筒212の横方向の断面を二点鎖線で、チューブ22の排出部22cを点線で示している。図4及び図5に示すように、チューブ22は、大径部221と、小径部222と、を含んでいる。小径部222の外径D222は、大径部221の外径D221よりも小さい。図4及び図5(B)に示すように、チューブ22は、断面視において、円弧状の部分を有し、部分的に直線の部分22dをさらに有するので、大径部221の外径D221及び小径部222の外径D222は、円弧状の部分で特定される。
大径部221の外径D221は、製造する袋Bのサイズに対応している。小径部222の外径D222は、大径部221の外径D221よりも、例えば1mm以上7mm以下、好ましくは2mm以上4mm以下小さい。
図5(B)に示すように、セーラ21の案内筒212と小径部222との隙間G222は、案内筒212または案内筒212を下方に延材させた仮想筒と大径部221との隙間G221よりも大きい。なお、大径部221は、案内筒212と重なっていなくてもよい。
大径部221は、所定位置223の下方に位置する。小径部222は、所定位置223の上方に位置する。所定位置223は、チューブ22における折返部213に対向した箇所よりも下方に位置する。
ここで、所定位置223について説明する。所定位置223は、チューブ22における折返部213の下端213bよりも下方である。また所定位置223は、案内筒212の下端よりも上方である。ここでは、所定位置223は、搬送機構30のプルダウンベルト31よりも上方に位置する。所定位置223は、折返部213の下端213bから、例えば1mm以上10mm以下下方に位置する。
所定位置223よりも下方では製造する袋Bのサイズへの影響が大きく、所定位置223よりも上方では製造する袋Bのサイズへの影響が小さい。詳細には、所定位置223より上方では、セーラ21の内径に沿ってフィルムFが形を変えていくため、袋Bのサイズはチューブ22の外径、すなわち小径部222の外径D222に依存しない。所定位置223より下方では、チューブ22の外径に沿ってフィルムFが流れていくので、袋Bのサイズはチューブ22の外径、すなわち大径部221の外径D221に依存する。
図4では、所定位置223は、チューブ22の外周面が案内筒212に覆われている成形部22a内に位置する。また所定位置223は、チューブ22の延びる上下方向(ここでは鉛直方向)と直交する方向、すなわち左右方向(ここでは水平方向)であるが、チューブ22の延びる上下方向と交差する方向であってもよい。
小径部222は、折返部213と対向している。また小径部222の上端は、セーラ21と対向する成形部22aまたは成形部22aよりも上方である。
大径部221は、縦シール機構40と対向している。ここでは、大径部221は、プルダウンベルト31とも対向している。
本実施形態のチューブ22は、小径部222と大径部221とを継ぐ継部224をさらに含んでいる。継部224は、小径部222と大径部221との間に設けられている。継部224の上端は、小径部222と同じ外径D222を有している。継部224の下端は、大径部221の外径D221を有している。すなわち、継部224は、小径部222の外径D222と大径部221の外径D221とを継いだ形状である。このため、継部224の外径は、上下方向位置で変化し、ここでは下方に向かうにつれて同じまたは大きくなる。すなわち、継部224は、テーパ形状を有している。
継部224は、折返部213または折返部213の下方と対向する。ここでは、継部224は、所定位置223または所定位置223よりも上方に位置する。
なお、小径部222と大径部221とは、1つの部材で形成されてもよく、別部材が連結されてもよい。また小径部222と大径部221と継部224とは、1つの部材で形成されてもよく、別部材が連結されてもよい。ここでは、溶接により小径部222と大径部221と継部224とが連結されている。
(2−3)搬送機構
図2に示すように、搬送機構30は、チューブ22に巻き付いた筒状フィルムFmを吸着して下方に連続搬送する機構である。搬送機構30は、チューブ22を挟んで左右両側に設けられたプルダウンベルト31を有している。搬送機構30では、吸着機能を有するプルダウンベルト31が駆動ローラ32及び従動ローラ33によって回転し、筒状フィルムFmを下方に運ぶ。なお、搬送機構30は、駆動ローラ32等を回転させる駆動装置(図示せず)も有している。
(2−4)縦シール機構
縦シール機構40は、チューブ22に巻き付いた筒状フィルムFmの重なり部分(合せ目)を、一定の圧力でチューブ22に押しつけながら加熱して縦にシールする機構である。縦シール機構40は、チューブ22の前(正面)側に位置しており、ヒータ及びヒータにより加熱され筒状フィルムFmの合せ目に接触するヒータベルトを有している。また、縦シール機構40は、ヒータベルトをチューブ22に近づけたり遠ざけたりするための駆動装置(図示せず)も有している。
なお、縦シール機構40における縦シールの形式としては、封筒貼り及び合掌貼り(フィンシール)のいずれの形式でも可能である。
(2−5)横シール機構
横シール機構50は、筒状フィルムFmを横方向にシールすることで袋Bの上下端を封止する機構である。図6は横シール機構50の側面図である。図7はシールジョー51、52の軌跡の側面図である。図6において、横シール機構50は、第1シール機構50a及び第2シール機構50bを有している。なお、図6における筒状フィルムFmの左側に位置する方を第1シール機構50a、右側に位置する方を第2シール機構50bとする。
第1シール機構50a及び第2シール機構50bそれぞれは、シールジョー51、52をD字状に旋回させながら(例えば、図7の点線で示すシールジョーの軌跡を参照)、筒状フィルムFmを挟み込む。
シールジョー51、52は、内部にヒータを有している。このヒータによってシールジョー51、52のシール面が加熱され、シールジョー51、52によって挟み込まれた筒状フィルムFmの一部がシールされる。
ここで、説明の便宜上、シールジョー51のうち第1シール機構50a側を第1シールジョー51a、第2シール機構50b側を第2シールジョー51bとよぶ。第1シールジョー51aと第2シールジョー51bは筒状フィルムFmを挟んで互いに押しつけ合ってシールする。
同様に、シールジョー52のうち第1シール機構50a側を第1シールジョー52a、第2シール機構50b側を第2シールジョー52bとよぶ。第1シールジョー52aと第2シールジョー52bは筒状フィルムFmを挟んで互いに押しつけ合ってシールする。
なお、全てのシールジョーに共通の事項について言及するときは、シールジョー51、52と表現する。
シールジョー51、52は、駆動モータ(図示せず)によって軸C1、C2を中心に回転する。すなわち、第1シールジョー51a、52aは、軸C1を中心として、第2シールジョー51b、52bは、軸C2を中心として回転する。
また、図6に示すように、横シール機構50を往復運動させる横方向駆動機構55が設けられている。
(3)製袋包装機の動作
図1及び図2に示すように、フィルム供給ユニット10から供給されたシート状のフィルムFは、搬送機構30により、成形機構20へと搬送される。成形機構20では、セーラ21とチューブ22との隙間G222にシート状のフィルムFが通される。セーラ21でシート状のフィルムを筒状に折返し、チューブ22でフィルムFを巻き付けて筒状に成形する。
一方、計量機2で計量された物品Aは、チューブ22の上開口端に順次投下される。このとき、チューブ22の外周は、物品Aを包装するための筒状フィルムFmで覆われている。
物品Aは、チューブ22の投入部22b、成形部22a、排出部22cを通過し、チューブ22の下開口端から排出される。下開口端の下方では、先行して第1シールジョー51aと第2シールジョー51bとが筒状フィルムFmを挟んで横シールしており、袋Bの上部及び後続の袋Bの底部が形成されている。
物品Aは、底部がシールされて待機している筒状フィルムFmに充填され、第1シールジョー51aと第2シールジョー51bとがその上方を挟んで横シールし、袋Bの上部及び後続の袋Bの底部を形成する。横シール機構50は、シールの直後にその中央を切断して、物品Aが収容された袋Bが完成する。
(4)特徴
(4−1)
本実施形態に係る製袋包装機100は、シート状のフィルムFを筒状に成形し、横シールを行って袋Bを製造する製袋包装機であって、搬送機構30と、成形機構20と、を備える。搬送機構30は、フィルムFを搬送する。成形機構20は、フィルムFを筒状に成形する。成形機構20は、セーラ21と、チューブ22と、を有する。セーラ21は、フィルムFを筒状に折り返す折返部213を有する。チューブ22は、上下に延び、フィルムFを巻き付けて筒状に成形する。チューブ22は、大径部221と、小径部222と、を含む。大径部221は、所定位置223の下方に位置する。小径部222は、所定位置223の上方に位置するとともに、大径部221の外径D221よりも小さい外径D222を有する。所定位置223は、チューブ22における折返部213に対向した箇所よりも下方に位置する。
本実施形態の製袋包装機100によれば、小径部222は、所定位置223の下方に位置する大径部221よりも外径が小さい。これにより、セーラ21と小径部222との隙間G222を大きくしている。所定位置223は、チューブ22における折返部213に対向した箇所よりも下方に位置しているので、フィルムFを通す隙間G222を大きくすることができる。このため、伸縮しにくい素材のフィルムFであっても、セーラ21とチューブ22との隙間G222にフィルムFを通しやすくなる。したがって、フィルムFの素材によらずに、筒状の袋Bを製造することが可能になる。
(4−2)
このように、本実施形態の製袋包装機100は、筒状の袋に製造することが難しい素材であっても、筒状の袋Bを製造することを可能にしている。このため、本実施形態の製袋包装機100は、紙素材を含むフィルムFを筒状に成形し、横シールを行って袋Bを製造する製袋包装機に好適に用いられる。紙素材を含むフィルムFは、環境に優しいので、本実施形態の製袋包装機100は、環境に貢献することができる。
なお、本実施形態の製袋包装機100は、小径部222によってセーラ21とチューブ22との隙間G222にフィルムFを通しやすくしているので、厚みの大きいフィルムFの成形にも好適に用いられる。
(4−3)
ここでは、所定位置223よりも下方に袋Bのサイズに対応した外径D221を有する大径部221が設けられるとともに、所定位置223よりも上方に、大径部221の外径D221よりも小さい外径D222を有する小径部222が設けられている。このため、小径部222でフィルムFを通しやすくするとともに、袋Bのサイズへの影響が大きい大径部221で所望の袋Bのサイズに成形することができる。したがって、袋Bのサイズを担保しつつ、フィルムFの通しやすさが改善される。
(4−4)
下方に位置する大径部221の外径D221は、小径部222に比べて、袋Bのサイズへの影響が大きいことに着目して、本実施形態の所定位置223は、縦シール機構40よりも上方に位置している。すなわち、大径部221は、縦シール機構40と対向している。これにより、縦シール機構40において、袋Bのサイズに対応する筒状のフィルムFをシールすることができる。
(4−5)
また、ここでは、小径部222は、折返部213と対向している。これにより、折返部213においてセーラ21とチューブ22との隙間G222をより大きくすることができる。折返部213では、シート状のフィルムFの進行方向及び形状が大きく変わるので、このように折返部213の隙間G222を大きくすることで、フィルムFをより通しやすくなる。
(4−6)
なお、チューブ22は、小径部222と大径部221とを継ぐ継部224をさらに含んでもよい。継部224は、折返部213または折返部213の下方と対向する。このように、小径部222と大径部221とを継部224で継いだ形状のチューブ22を用いてもよい。
(5)変形例
以下に、上記実施形態の変形例を示す。なお、各変形例の内容の一部または全部は、互いに矛盾しない範囲で上記実施形態の内容や他の変形例の内容と組み合わされてもよい。
(5−1)変形例A
上記実施形態では、紙素材を含むフィルムを筒状に成形し、横シールを行って袋を製造しているが、フィルムFの素材及び厚みは限定されない。本変形例では、樹脂製のフィルムFを成形する。
(5−2)変形例B
上記実施形態では、物品Aを収容する袋Bを製造する製袋包装機100を説明したが、これに限定されない。本変形例では、シート状のフィルムを筒状に成形し、横シールを行って物品Aを収容しない袋を製造する。
(5−3)変形例C
上記実施形態のチューブ22は、継部224を含んでいるが、継部224は省略されてもよい。
(5−4)変形例D
上記実施形態のセーラ21は、前後方向に所定寸法だけ重なり合っている案内筒212を有しているが、これに限定されない。本変形例では、案内筒は、前後方向に重なり合っておらず、開いた状態である。
1 :包装機
2 :計量機
10 :フィルム供給ユニット
20 :成形機構
21 :セーラ
211 :襟部
212 :案内筒
213 :折返部
22 :チューブ
221 :大径部
222 :小径部
223 :所定位置
224 :継部
30 :搬送機構
40 :縦シール機構
50 :横シール機構
100 :製袋包装機
A :物品
B :袋
特開2007−261652号公報

Claims (6)

  1. シート状のフィルムを筒状に成形し、横シールを行って袋を製造する製袋包装機であって、
    前記フィルムを搬送する搬送機構と、
    前記フィルムを筒状に成形する成形機構と、
    を備え、
    前記成形機構は、
    前記フィルムを筒状に折り返す折返部を有するセーラと、
    上下に延び、前記フィルムを巻き付けて筒状に成形するチューブと、
    を有し、
    前記チューブは、
    所定位置の下方に位置する大径部と、
    前記所定位置の上方に位置するとともに、前記大径部の外径よりも小さい外径を有する小径部と、
    を含み、
    前記所定位置は、前記チューブにおける前記折返部に対向した箇所よりも下方に位置する、
    製袋包装機。
  2. 前記大径部の外径は、前記袋のサイズに対応する、
    請求項1に記載の製袋包装機。
  3. 筒状に成形された前記フィルムの両端部を上下方向にシールする縦シール機構をさらに備え、
    前記所定位置は、前記縦シール機構よりも上方に位置する、
    請求項2に記載の製袋包装機。
  4. 前記小径部は、前記折返部と対向する、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の製袋包装機。
  5. 前記チューブは、前記小径部と前記大径部とを継ぐ継部をさらに含み、
    前記継部は、前記折返部または前記折返部の下方と対向する、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の製袋包装機。
  6. 前記フィルムは、紙素材を含む、
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の製袋包装機。
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