JP2021178650A

JP2021178650A - シール装置

Info

Publication number: JP2021178650A
Application number: JP2020083812A
Authority: JP
Inventors: 貴司荻野; Takashi Ogino
Original assignee: Omori Machinery Co Ltd
Current assignee: Omori Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2040-05-12
Also published as: JP7304633B2

Abstract

【課題】物品の形状（高さ）の変更に柔軟に対応できるとともに、フィルムに対して確実かつ美観の良好な横シール（トップシール、エンドシール）を行うことが可能なシール装置を提供する。【解決手段】シール装置１０は、一対のシーラー３０，３１を搬送方向に対して略垂直な搬送高さ方向に移動可能な流体シリンダー９０と、一対のシーラー３０，３１を、搬送方向に沿って移動可能な駆動手段６５と、を有し、フィルムＹＡ１を挟んで対向配置させた一対のシーラー３０，３１を移動させながらフィルムＹＡ１を搬送方向に対して横断する方向にシールする際、流体シリンダー９０に供給する流速を変化させることで、一対のシーラー３０，３１の移動速度を変更可能に構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、フィルムに横シールを行うシール装置に関する。

従来、横シール装置（例えば、エンドシール装置）として、上下のエンドシーラーがエアシリンダの伸縮による垂直移動と可動テーブルの水平移動の合成によりボックスモーションを行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３０２４０６３号公報

しかしながら、従来の横シール装置では、一対のシーラーが近接する速度は一定であり、高さが異なる製品をシールする場合には、例えば、シール部に皺が入るなど仕上がりに影響が出る問題があった。

また、上下移動（垂直移動）をモータ駆動とすることで、シーラーの近接する速度を調整可能とする装置も知られている。しかしながらこの場合、上下移動（垂直移動）及び前後移動（水平移動）の駆動源がいずれもモーターであるため、特に大型で重量がある物品や、剛性が高い物品を包装する場合において、良好なシールが行えない問題がある。具体的に、特に上下移動において、モーター駆動の場合は例えばカムやリンク機構を介してシーラー（トップシーラー）の移動を行うことが一般的であるが、上下のシーラー同士が最も離間する位置（上側のシーラーは回転の最上部、下側のシーラーは回転の最下部）で停止するように制御したとしても、慣性でシーラーが僅かに移動してしまう場合がある。そうなると、次回のシール時のシーラーの移動開始位置がずれることから、シール位置がずれたり、シール時にフィルムを噛みこむ原因となる場合がある。また、物品の高さが高い場合には、移動するシーラーと物品が接触する恐れもあり、物品の破損や、シーラーの破損（被包装物が剛性の高い物品の場合）が生じる問題がある。

このように慣性によってシーラーの停止位置がずれた場合、モーターの回転方向を逆方向にすることで適切な位置に戻すことは可能ではあるが、物品の搬送速度が速い場合などは、運転中にタイミングで位置を戻す制御を行うことは現実的ではない。このよう場合には、シーラーの上下方向の駆動手段として、水平方向のずれがなく上下方向の移動制御が一意に（正確に）行える流体シリンダーの採用が望ましい。

しかしながら、流体シリンダーの場合、シーラーの上下方向の移動速度を決定する流速を変化させることができないため、包装する物品の高さの変更に柔軟に対応することができない。

図５は、従来の流体シリンダー（不図示）によってシーラー３３０を駆動する場合の、シーラー３３０の動作を示す概念図である。同図においては上部のシーラー３３０のみを記載し、下部のシーラーは省略する。同図は、厚み（高さ）が小さい物品ＸＡ１＿３を包むフィルムＹＡ１＿３と、厚みが大きい物品ＸＡ１＿４を包むフィルムＹＡ１＿４をそれぞれ、共通の（すなわち同じ動作を行う）シーラー３３０でシールする場合の側面概念図である。

流体シリンダー（例えばエアシリンダーなど）は、シーラー３３０を垂直方向（図示上下方向）のみに移動させる。したがってこの場合に、シーラー３３０をボックスモーション動作させるには、流体シリンダーによる垂直方向の移動とともに、水平方向駆動手段によってシーラー３３０を水平方向（図示左右方向）にも移動させる。これにより、シーラー３３０は、或る移動開始位置Ｓから破線矢印のように下降してシール位置ＰＳに達し、フィルムＹＡ１＿３、１＿４をそれぞれ加圧し、シールする。

同図に示すように、例えば厚みが小さい物品ＸＡ１＿３に好適に設定されたシーラー３３０を用いて厚みが大きい物品ＸＡ１＿４のフィルムＹＡ１＿４をシールすると、シーラー３３０に近接するフィルムＹＡ１＿４（下流側側面）が急峻となって搬送方向Ｔの余裕が少なくなり、フィルムＹＡ１＿４に皺が寄ったり、シーラー３３０が物品ＸＡ１＿４に接触するなどの問題が生じる。

また、実線矢印で示す領域ＰＨでは、シールは開始していないものの、シーラー３３０がフィルムＹＡ１＿４に当接または近接し、予熱をしている領域（予熱領域ＰＨ）となるのであるが、シーラー３３０の移動速度が速いと十分な予熱が行えず、シール位置ＰＳでのシールが適切に行えない恐れもある。

また、例えばガゼットを形成するような場合、シール位置ＰＳにて十分にフィルムＹＡ１＿４にテンションをかけながらフィルムＹＡ１＿４の内包への折り込みとシールを行う必要があるが、シーラー３３０の移動が速いと正確なガゼット形成ができず、またシール状態も粗くなってしまう問題があった。

また、逆に厚みが大きい物品ＸＡ１＿４に好適に設定されたシーラー３３０を用いると、例えば、シール位置ＰＳから移動開始位置Ｓまでが長くなるため、厚みが小さい物品ＸＡ１＿３の処理能力が低下する問題が生じる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、物品の形状（高さ）の変更に柔軟に対応できるとともに、フィルムに対して確実かつ美観の良好な横シール（トップシール、エンドシール）を行うことが可能なシール装置を提供することを目的とする。

本発明は、フィルムを挟んで対向配置させた一対のシーラーを移動させながら前記フィルムを搬送方向に対して横断する方向にシールするシール装置であって、前記一対のシーラーを前記搬送方向に対して略垂直な搬送高さ方向に移動可能な流体シリンダーと、前記一対のシーラーを、前記搬送方向に沿って移動可能な駆動手段と、を有し、前記流体シリンダーを制御する流速を変化させることで、前記一対のシーラーの移動速度を変更可能に構成した、ことを特徴とするシール装置である。

本発明によれば、物品の形状（高さ）の変更に柔軟に対応できるとともに、フィルムに対して確実かつ美観の良好な横シール（トップシール、エンドシール）を行うことが可能なシール装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るシール装置の概要を示す正面図である。本発明の実施形態に係るシール装置の一部を示す図であり、（Ａ）〜（Ｃ）シーラー開閉手段を説明する側面概要図であり、（Ｄ）シーラーの動作を示す側面図である。本発明の実施形態に係るシール装置の動作を説明する（Ａ）側面概念図、（Ｂ）正面概要図である。本発明の実施形態に係るシール装置の動作を説明する図であり（Ａ）動作パラメータの一例を示す表であり、（Ｂ）側面概念図である。従来の技術を説明する側面概念図である。

＜シール装置＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るシール装置１０の構成について説明する。なお、本実施形態のシール装置１０は、フィルムＹＡ１を挟んで対向配置させた一対のシーラー（上部シーラー３０および下部シーラー３１）を移動させながらフィルムＹＡ１を、その搬送される方向に対して横断する方向にシールする横シール装置である。横シール装置は、またトップシール装置あるいはエンドシール装置と称される場合もある。また、本明細書における各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、本明細書における各図において、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。ここで、本実施形態における方向の定義としては便宜上、フィルムＹＡ１が搬送される方向を搬送方向Ｔとし、搬送方向Ｔに直交するフィルムＹＡ１の幅方向を搬送幅方向Ｗとし、搬送方向Ｔおよび搬送幅方向Ｗに直交する方向を搬送高さ方向Ｈとして説明する。

図１は、シール装置１０の概要を示す図であり、搬送方向Ｔから見た要部を示す正面図である。また同図においてシール装置１０を動作させる流体シリンダーの制御を説明するための流体回路図も併記している。

シール装置１０は、例えば、横型の自動包装装置に採用される。横型の自動包装装置は、被包装物（物品）を所定間隔毎に搬送し、その搬送途中で熱溶融性のフィルム（包装フィルム、以下同様）ＹＡ１を折り曲げたり、重ね合せたり、所定形状に成形したり等して、被包装物の周囲を囲繞し、次いで、フィルムＹＡ１の重合端縁を熱シールするとともに、所定部位を切断することにより包装体（ピロー包装体）を製造するようにしている。

シール装置１０は、フィルムＹＡ１を挟むように配置される一対の上部シーラー３０と下部シーラー３１を有する。シール装置１０はまた、上部シーラー３０と下部シーラー３１を搬送方向Ｔに対して（略）垂直となる方向（搬送高さ方向Ｈ）に移動可能な駆動手段８０と、両シーラーを搬送方向Ｔに沿って水平方向に移動可能な駆動手段６５を有する。これにより、両シーラー３０、３１は、ボックス状あるいは略楕円状などの所定の複数種（複数パターン）の軌跡で移動する。つまり本実施形態のシール装置１０は、いわゆるボックスモーション式の装置である。

図１（ａ）に示すように、シール装置１０は、搬送幅方向Ｗに伸びる下部支持台３３を有する。下部支持台３３の上面には、下部シーラー３１が取付けられている。下部シーラー３１の上面がシール面３１ａとなる。下部シーラー３１は下部支持台３３とともに移動する。

また、下部支持台３３および下部シーラー３１に対向するように、その搬送高さ方向Ｈの上方に上部支持台３６および上部シーラー３０が設けられる。すなわち、上部支持台３６は搬送幅方向Ｗに伸び、その下方に上部シーラー３０が配けられる。上部シーラー３０の下面がシール面３０ａとなる。

上部支持台３６および下部支持台３３は搬送幅方向Ｗの両側に配置された一対のリニアガイド（直動案内）Ｌに支持されている。すなわち、上部支持台３６および下部支持台３３の両端近傍部位には、一対のリニアガイドＬのレール３５，３５が起立状態で設置されており、下部支持台３３の両端近傍部位には、レール３５を挟持するなどしてレール３５上を摺動するスライダ３８が固定されている。これにより、上部支持台３６および下部支持台３３は安定して搬送高さ方向Ｈに移動（上下移動）できるようになっている。

上部シーラー３０（上部支持台３６）と下部シーラー３１（下部支持台３３）とは、垂直方向（搬送高さ方向Ｈ）の駆動手段８０により、同期して互いに近接または離間するように、上下移動可能に構成される。この例では、垂直方向の駆動手段８０は例えば、リンク機構により上部シーラー３０と下部シーラー３１を同期して近接・離間するように移動するシーラー開閉手段８０である。シーラー開閉手段８０については後に詳述する。

上部シーラー３０は、さらに上部支持台３６に対し所定のスパンで上下移動するようになっている。詳細には、上部シーラー３０の上面は、上部支持台３６に対して搬送高さ方向Ｈに移動（上下移動）可能な上部シーラー取付台３７に固定されている。上部シーラー取付台３７の天面には、２本の動力伝達ロッド４６が起立形成されており、その動力伝達ロッド４６の上端は、エアシリンダー５２のシリンダロッド５３に連携される。そしてエアシリンダー５２に供給されるエア（圧縮空気）によって、上部シーラー取付台３７および上部シーラー３０は、下方に向けて付勢されて移動し、また流体（エア）の排出（大気開放）によって上方に移動（復帰）するようになっている。

フィルムＹＡ１にシールを行う際は、シーラー開閉手段８０によって、上部シーラー３０（上部支持台３６）と下部シーラー３１（下部支持台３３）を互いに近接させる。そしてフィルムＹＡ１を挟み込んだ状態で、エアシリンダー５２によって上部支持台３６に対して上部シーラー３０を下降させ、上部シーラー３０のシール面３０ａと下部シーラー３１のシール面３１ａで挟まれたフィルムＹＡ１に対して加圧、加熱を行う。

さらに、上部支持台３６の中央部位には、孔部５５が形成されており、その孔部５５内を挿通するようにしてシリンダー５６が上下移動可能に配置されている。シリンダー５６の下端には、カッター５８が吊持されており、そのカッター５８は、上部シーラー取付台３７および上部シーラー３０内に上下動自在に収容されている。シリンダー５６の駆動によってカッター５８を下降させると、同図の一点鎖線で示すように上部シーラー３０のシール面３０ａからカッター５８が突出し、その刃先が、下部シーラー３１の受け溝に進入する。結果、フィルムＹＡ１がカットされる。

＜垂直方向駆動手段（シーラー開閉手段）＞
図２を参照して、上部シーラー３０と下部シーラー３１の垂直方向の駆動手段（垂直方向駆動手段）８０であるシーラー開閉手段８０について説明する。同図（Ａ）、同図（Ｂ）は、搬送幅方向Ｗの一端部（図１の左方向）から見た側面の一部を省略した図であり、同図（Ａ）が上部シーラー３０と下部シーラー３１の離間状態（開状態）を示す図であり、同図（Ｂ）が両シーラー３０，３１の近接状態（閉状態）を示す図である。同図（Ｃ）は、搬送幅方向Ｗの一端部（図１の左方向）から見た側面の一部を抜き出して示す図であり、同図（Ｄ）は、シーラーの動作を示す側面概要図である。

本実施形態の上部シーラー３０と下部シーラー３１は、リンク機構により構成されるシーラー開閉手段８０によって、同期して近接・離間するように搬送高さＨ方向に上下移動（開閉）される。シーラー開閉手段８０は、例えば、図２（Ａ）〜同図（Ｃ）に示すように、下部シーラー支持軸８１と、第１リンク８２と、第１ジョイント８３と、第２ジョイント８４と、第２リンク８５と、第３ジョイント８６と、第３リンク８７と、上部シーラー支持軸８８と、流体シリンダー９０と、連結アーム９１と、連結軸９２などを有する。

なお、同図（Ａ），同図（Ｂ）に示す構成は、搬送幅方向Ｗの両端側において対称に設けられている。つまり、詳細な図示は省略するが、同図（Ｃ）に示す他端側においても同図（Ａ），同図（Ｂ）と同様の構成を有しており、他端側ではそれらに加えて、流体シリンダー９０と、連結アーム９１と、連結軸９２が設けられている（図１参照）。

下部シーラー支持軸８１は、下部支持台３３の搬送幅方向Ｗの両端に固定される。第１リンク８２は長手方向の一端（図２（Ａ）下方の端部）が下部シーラー支持軸８１を介して下部支持台３３に揺動可能に接続され、他端（同図上方の端部）が第１ジョイント８３を介して第２リンク８５の一端に揺動可能に接続される。第２ジョイント８４は、支持枠６０の上方において搬送幅方向Ｗに延在し、支持枠６０に対して回転可能に設けられる。第２リンク８５は、第２ジョイント８４（図１参照）の回転と一体的にこれを中心として揺動可能であり、第２リンク８５の他端は、第３ジョイント８６を介して第３リンク８７の一端が揺動可能に接続される。第３リンク８７の他端は、上部シーラー支持軸８８を介して上部支持台３６に揺動可能に接続される。

また、図１および図２（Ｃ）に示すように、第２ジョイント８４の他端側に連結アーム９１の一端が固定される。第２ジョイント８４は、連結アーム９１に対しては相対的に回転不可であり、すなわち連結アーム９１の姿勢の変位に伴って支持枠６０に対して相対的に回転可能となっている。連結アーム９１の他端は、連結軸９２を介して流体シリンダー（例えば、エアシリンダー）９０のシリンダロッド９０Ａに対して揺動可能に接続される。

シーラー開閉手段８０の動作は以下の通りである。まず、同図（Ａ）に示す離間状態（開状態）において、同図（Ｃ）に示すエアシリンダー９０によってシリンダロッド９０Ａが上昇すると、連結軸９２の位置が上昇する。連結アーム９１は連結軸９２側の端部が上昇することによって他端側に固定された第２ジョイント８４を支持枠６０に対して回転（例えば図示の時計回りの方向に回動）させる。

第２ジョイント８４の回転に伴い、第２リンク８５が第２ジョイント８４を中心に回動（例えば図示の時計回りの方向に回動）する。これにより同図（Ｂ）に示すように、第２ジョイント８４を中心に第１ジョイント８３が搬送高さ方向Ｈの上方に、第３ジョイント８６が下方に位置するように移動する。第３ジョイント８６の下降（同図（Ａ）に示す位置から搬送高さ方向Ｈの下方への移動）に伴い、これに接続する上部支持台３６が押し下げられ、上部シーラー３０が下降する。一方、第１ジョイント８３の上昇（同図（Ａ）に示す位置から搬送高さ方向Ｈの上方への移動）に伴い、これに接続する下部支持台３３が押し上げられ、下部シーラー３１が上昇する。このようにして、上部シーラー３０と下部シーラー３１は、最も近接する位置に移動（閉動作）し、両シーラー３０、３１の近接状態(閉状態、同図（Ｂ）)となる。

同図（Ｂ）に示す近接状態(閉状態)において、エアシリンダー９０によってシリンダロッド９０Ａが下降すると、連結軸９２の位置が下降する（同図（Ｃ））。連結アーム９１は連結軸９２側の端部が下降することによって他端側に固定された第２ジョイント８４を回転（例えば図示の反時計回りの方向に回動）させる。

第２ジョイント８４の回転に伴い、第２リンク８５が第２ジョイント８４を中心に回動（例えば図示の反時計回りの方向に回動）する。これにより同図（Ｂ）に示す状態から、同図（Ａ）に示すように、第１ジョイント８３と第３ジョイント８６が搬送高さ方向Ｈの同じ高さに移動する。つまり同図（Ｂ）の状態から、第１ジョイント８３は下方に位置するように移動し、第３ジョイント８６は上方に位置するように移動する。この移動に伴い、これに接続する上部支持台３６が押し上げられて上部シーラー３０が上昇し、下部支持台３３が押し下げられて下部シーラー３１が下降する。このようにして、上部シーラー３０と下部シーラー３１は、最も離間するする位置に移動（開動作）する。

＜水平方向駆動手段＞
引き続き図２（Ａ）、同図（Ｂ）を参照して水平方向の駆動手段（水平方向駆動手段）６５について説明する。水平方向駆動手段６５は、搬送方向Ｔに沿って延在し、シール装置１０の機枠（不図示）に固定されるレール６１と、レール６１を挟持するなどしてレール６１上を摺動するスライダ６２と、スライダ６２に一端が固定されるリンク機構６３と、リンク機構６３の他端に回転軸（不図示）が接続するモーター（不図示）などを有する。スライダ６２の上面には支持枠６０が固定される。

このような構成により、モーターが駆動すると回転軸の回転運動がリンク機構６３によって揺動運動に変換され、リンク機構６３の一端に結合したスライダ６２がレール６１に沿って搬送方向Ｔの前後（同図（Ａ）、同図（Ｂ）では左右）方向に移動する。これにより支持枠６０に支持される上部支持台３６、上部シーラー取付台３７、上部シーラー３０、下部支持台３３および下部シーラー３１がスライダ６２の移動の範囲（上流側位置Ｔ１と下流側位置Ｔ２の間）内で、搬送方向Ｔの前後に水平移動可能となる。

上記した垂直方向駆動手段８０と水平方向駆動手段６５により、同図（Ｄ）に示すように、上部シーラー３０と下部シーラー３１とは、例えば破線で示す軌跡で移動する。詳細には、上部シーラー３０と下部シーラー３１は、物品が収納されて筒状となったフィルムＹＡ１を挟んで上下に配置され、破線のような軌跡で移動する。そして、上部シーラー３０と下部シーラー３１とが最も近接した位置（シール位置ＳＰ）において、フィルムＹＡ１を挟持・加圧し、両シーラー３０，３１の熱により、フィルムＹＡ１がシールされる。なお、シール位置ＳＰでは、両シール面３０ａ，３１ａでフィルムＹＡ１の所定部位を挟持しつつ、一定区間、フィルムＹＡ１の搬送方向Ｔに沿って平行移動するようになっている。そして、シールとともにカッター５８を下降させ、フィルムＹＡ１を搬送幅方向Ｗにカットする。このようにして、シール装置１０は、物品ＸＡ１の長さに応じたピッチ毎に、フィルムＹＡ１の幅方向（搬送幅方向Ｗ）にシール（例えばトップシール）とカットを行う。

シール装置１０は、制御手段（不図示）によって統括的に制御される。すなわち、シール装置１０の各部位は、制御手段の制御下において動作して、その動作状況が制御手段によって管理されている。制御手段は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等から構成され、各種制御を実行する。ＣＰＵは、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて各種機能を実現する。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される。ＲＯＭは、ＣＰＵで実行される基本ＯＳやプログラムを記憶する。

そして本実施形態のシール装置１０は、垂直方向駆動手段（シーラー開閉手段）８０の流体シリンダー９０に供給する流速を変化させることで、一対のシーラー３０、３１の移動速度を変更可能に構成されている。また、一対のシーラー３０、３１がシール位置ＰＳ（図２（Ｄ）参照）に向かって移動を開始する移動開始位置と移動速度の組み合わせを変化させることで一対のシーラー３０、３１の移動の軌跡（のパターン）を変化させることが可能となる。

＜流体シリンダーの制御＞
再び図１の流体回路図を参照してシール装置１０のシーラー開閉手段８０を動作させる流体シリンダー（例えば、エアシリンダー）９０の制御について説明する。図１はエアシリンダー９０の制御を行う流体回路図の一例であり、主要な構成を抜き出して示す図である。なお、本実施形態では流体シリンダー９０がエアシリンダーである場合を例示するが、他の流体シリンダーであってもよい。

エアシリンダー９０は、方向切替弁７０に接続するエア流路７１によって、エア供給源Ｐまたは大気に切り替え可能に構成される。すなわち、エアシリンダー９０の供給口９０Ｉには圧縮空気が供給され、またエアシリンダー９０で押された空気は、排出口（排気口）９０Ｏから圧力調整弁で適宜調圧され、電磁弁等を経由して大気中に放出される。これにより、一対のシーラー３０，３１の開閉動作が行なわれる。

詳細には、同図に示すように、エア流路７１は、エアシリンダー９０の供給口９０Ｉに接続してエア（圧縮空気）を供給する供給路７１Ｉと、エアシリンダー９０の排出口９０Ｏに接続してエアを排出（排気）する排出路７１Ｏを含む。また、エア流路７１は、第一の流速でエア（圧縮空気）を通過させる第一の流路Ｒ１と、第二の流速(第一の流速とは異なる)でエア（圧縮空気）を通過させる第二の流路Ｒ２を含む。

一例として、排出路７１Ｏは、エアシリンダー９０から第一の流速でエア（圧縮空気）を排出する第一の流路Ｒ１と、エアシリンダー９０から第二の流速(第一の流速とは異なる)でエア（圧縮空気）を排出する第二の流路Ｒ２を含む。

より詳細には、排出路７１Ｏは、第一の流路（第一流路）Ｒ１と第二の流路（第二流路）Ｒ２に分岐する。そして、第一流路Ｒ１は、電空レギュレータや、オリフィスと逆止弁とから構成されるスピードコントローラ７３Ａおよび電磁弁７４Ａを経由して方向切替弁７０に接続する。第一流路Ｒ１のスピードコントローラ７３Ａは例えば、エアシリンダー９０の圧力室からのエアの排出速度が第一の速度になるように制御する。また、第二流路Ｒ２は、電空レギュレータや、オリフィスと逆止弁とから構成されるスピードコントローラ７３Ｂおよび電磁弁７４Ｂを経由して方向切替弁７０に接続する。第二流路Ｒ２のスピードコントローラ７３Ｂは例えば、同じエアシリンダー９０の圧力室からののエアの排出速度が第一の速度とは異なる第二の速度になるように制御する。ここでは一例として第一の速度は第二の速度よりも大きい（高速である）とする。

スピードコントローラ７３Ａ，７３Ｂによって１つのエアシリンダー９０の圧力室からのエアの排出速度が制御される。また、それぞれのスピードコントローラ７３Ａ，７３Ｂの下流に設けられた電磁弁７４Ａ、７４Ｂによって、排出口９０Ｏに接続する流路（第一流路Ｒ１，第二流路Ｒ２）が切替可能に構成される。すなわち、電磁弁７４Ａを開放し電磁弁７４Ｂを閉鎖することでエアシリンダー９０の排出口９０Ｏから高速のエアが排出される。一方、電磁弁７４Ｂを開放し電磁弁７４Ａを閉鎖することで排出口９０Ｏから低速のエアが排出される。この結果、エアシリンダー９０は、シリンダロッド５３の往動（押し込み）の速度が高速と低速に切り替え可能となる。

＜シール装置の制御＞
次に、シール装置１０の制御について説明する。本実施形態では、エアシリンダー９０からのエアの排出の流路（第一流路Ｒ１，第二流路Ｒ２）の切替により、上部シーラー３０と下部シーラー３１の近接動作（閉動作）の速度を制御する。まず、シール動作の開始に際し、方向切替弁７０の切替によって排出路７１Ｏが大気に開放される。このとき、電磁弁７４Ａを開放して第一の流路Ｒ１が大気に開放されると、互いに最も離間した搬送高さ方向Ｈにおける基準位置（以下、初期高さＨ０という。）にある上部シーラー３０と下部シーラー３１とが高速で近接するように移動し、フィルムＹＡ１を加圧してシール位置ＰＳにてシールおよびカットを行う。その後、方向切替弁７０の切替によって供給路７１Ｉがエア供給源Ｐに接続される。これにより上部シーラー３０と下部シーラー３１は互いに離間し、初期高さＨ０の位置に復帰する。

一方、排出路７１Ｏが大気に開放された状態で、電磁弁７４Ｂを開放して第二の流路Ｒ２が大気に開放されると、初期高さＨ０にある上部シーラー３０と下部シーラー３１とが低速で近接するように移動し、フィルムＹＡ１を加圧してシール位置ＰＳにてシールおよびカットを行う。その後、方向切替弁７０の切替によって供給路７１Ｉがエア供給源Ｐに接続される。これにより上部シーラー３０と下部シーラー３１は互いに離間し、初期高さの位置Ｈ０に復帰する。

このように、エアシリンダー９０からエアを排出する第一の流路Ｒ１と第二の流路Ｒ２の切替によって、上部シーラー３０および下部シーラー３１の移動速度を制御（高速と低速に変更）できる。移動速度（高速にするか低速にするか）は、物品ＸＡ１の形状等に応じて適宜且つ随時選択される。

そして、上部シーラー３０および下部シーラー３１の移動速度に応じて、両者の移動開始位置（シール動作における初期位置）をそれぞれ適宜選択することで、両シーラー３０、３１の移動の軌跡を異なるパターンにすることができ、包装される物品ＸＡ１の形状に応じた適切なシールを行うことができる。

図３は、シール装置１０におけるシール動作を説明する図であり、同図（Ａ）が搬送幅方向Ｗから見た上部シーラー３０（および下部シーラー３１）の側面概念図である。また同図（Ｂ）が上部シーラー３０および下部シーラー３１を抜き出して示す搬送方向Ｔから見た正面図である。下部シーラー３１は、同図（Ｂ）に示すようにフィルム搬送面Ｈ１を中心として上部シーラー３０と線対称の位置関係にあり、これと同期して移動するため、以降の図において一部の図示とその動作の説明を省略する場合がある。

上部シーラー３０は、垂直方向の駆動手段であるエアシリンダー９０によって搬送高さ方向Ｈの上下（図示上下方向）に移動するとともに、水平方向駆動手段６５によって搬送方向Ｔの前後（図示左右方向）に移動する。エアシリンダー９０は、搬送高さ方向Ｈの所定位置（基準高さ）Ｈ０と搬送面Ｈ１（付近）の間で上部シーラー３０を移動させる。また、水平方向駆動手段６５は、スライダ６２の移動範囲（上流側位置Ｔ１と下流側位置Ｔ２の間）で上部シーラー３０を移動させる。

つまり、同図（Ａ）に示すようにシール動作の開始に際し、初期高さＨ０にある上部シーラー３０を搬送方向Ｔに沿ってシール位置ＰＳよりも上流側（同図（Ａ）の右方向）に適宜移動させることで、上部シーラー３０の移動開始の初期位置Ｓを複数設定することができる。この移動開始の初期位置（初期高さＨ０における、搬送方向Ｔに沿う一対のシーラー３０、３１の位置）Ｓ１，Ｓ２、Ｓ３を以下、移動開始位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３という。なおこの例では３つの位置を示しているが、移動開始位置Ｓの数と位置は図示の例に限らない。

そして移動開始位置Ｓ１〜Ｓ３に応じて、上部シーラー３０は、同図の破線矢印で示すように複数種類のパターンの軌跡で移動（下降）し、シール位置ＰＳに達する。上部シーラー３０と下部シーラー３１はシール位置ＰＳにおいてフィルムＹＡ１（ここでは不図示）を挟み、これを加圧してシールを施す。本実施形態におけるシール位置ＰＳは、上部シーラー３０と下部シーラー３１によってフィルムＹＡ１の加圧を開始する位置であり、搬送高さ方向ＨにおいてはフィルムＹＡ１の搬送面Ｈ１と同じ高さ（ほぼ同一面）にある。なお、シール後は、いずれもほぼ等速で（同じ軌跡で）初期高さＨ０に復帰する。

本実施形態では、この複数種類のパターンの移動の軌跡のそれぞれにおいて、さらに上部シーラー３０の移動（下降）の速度を高速と低速に切り替えることができる。具体的に同図の例では、移動開始位置Ｓ１からの軌跡において高速下降と低速下降を選択でき、移動開始位置Ｓ２からの軌跡において高速下降と低速下降を選択でき、移動開始位置Ｓ３からの軌跡において高速下降と低速下降を選択できる。さらに、上部シーラー３０および下部シーラー３１の加熱温度も複数設定できる。

つまり本実施形態では、選択可能な動作パラメータとして、移動開始位置Ｓ、上部シーラー３０および下部シーラー３１の移動速度Ｖ、上部シーラー３０および下部シーラー３１の加熱温度ＴＭが設定可能であり、制御手段はシール動作の制御プログラムにおいてこれらのパラメータから物品ＸＡ１に応じて一の移動開始位置Ｓと一の移動速度Ｖおよび一の加熱温度ＴＭの組み合わせを選択して、一対のシーラーの移動制御を行う。

図４は、シール装置１０におけるシール動作の具体例を示す図であり、同図（Ａ）がシール動作において選択可能な動作パラメータの一例であり、同図（Ｂ）が搬送幅方向Ｗから見た上部シーラー３０（および下部シーラー３１）の側面概念図である。

同図（Ａ）に示すように、ここでは一例として、動作パラメータとして、３種の移動開始位置Ｓ１，Ｓ２、Ｓ３、２種の上部シーラー３０（および下部シーラー３１）の移動速度Ｖ１（例えば、高速）、Ｖ２（例えば、低速）、２種の上部シーラー３０（および下部シーラー３１）の加熱速度ＴＭ１（例えば、高温）、ＴＭ２（例えば、低温）が設定されている。そして、制御手段は、物品ＸＡ１の形状に応じて、いずれかの移動開始位置Ｓ、いずれかの移動速度Ｖおよびいずれかの加熱温度ＴＭの組み合わせを選択する。なお、これらのパラメータは、物品ＸＡ１の形状や、フィルムＹＡ１の搬送速度も考慮して適宜設定される。

同図（Ｂ）は例えば、物品ＸＡ１＿２を包装する場合に、移動開始位置Ｓ１，移動速度Ｖ２，加熱温度ＴＭ２を選択して移動制御を行った場合と、物品ＸＡ１＿１を包装する場合に移動開始位置Ｓ３，移動速度Ｖ１、加熱温度ＴＭ１を選択して移動制御を行った場合の動作の概念図である。

厚み(搬送高さ方向Ｈ)が大きい物品ＸＡ１＿２を包装する場合、シール装置１０による物品ＸＡ１＿２やフィルムＹＡ１＿２の噛み込みを防ぎ、正確で美観の良好なシールを行うためには、フィルムＹＡ１＿２に必要且つ十分なテンションをかけつつ、予熱も十分に行ってシールをすることが望ましい。そこで、シール位置ＰＳからより離れた移動開始位置Ｓ１、移動速度Ｖ２（低速）、加熱温度ＴＭ２（低温）を選択することで、フィルムＹＡ１には必要且つ十分なテンションをかけつつも物品ＸＡ１＿２高さに応じた搬送方向Ｔの余裕を確保できる。また、これにより十分な予熱時間ＰＨ１を確保できる。

一方、厚み(搬送高さ方向Ｈ)が小さい物品ＸＡ１＿１の場合、フィルムＹＡ１＿１へのテンションや、予熱は、厚みが大きい物品ＸＡ１＿２の場合と比べて低くしてよい場合が多い。また、シール位置ＰＳまでの搬送方向Ｔに沿う距離を短くすることで処理能力を高めたいという要望もある。そこで、例えばシール位置ＰＳに近い移動開始位置Ｓ３、移動速度Ｖ１（高速）、加熱温度ＴＭ１（高温）を選択することで、予熱時間ＰＨ２は短くしつつも確実なシールを行うことができる。なお、加熱温度はパラメータとして複数設定せず、一定温度であってもよい。

＜他の実施形態＞
上述の第一流路Ｒ１と第二流路Ｒ２は、いずれか一方に切り替える構成に限らず、いずれも同時に開閉する構成であってもよい。すなわち、シーラー３０、３１の移動時に、第一流路Ｒ１の電磁弁７４Ａと第二流路Ｒ２の電磁弁７４Ｂをいずれも開放し、第一流路Ｒ１と第二流路Ｒ２のいずれからもエアを排出する構成であってもよい。これにより、シーラー３０、３１の移動速度を、高速または低速のいずれとも異なる速度（例えば、高速と低速の間の中速）に制御することができる。また、異なる流速でエアを排出するする経路は、第一流路Ｒ１と第二流路Ｒ２に限らず、３経路以上であってもよい。

以上説明したように、本実施形態のシール装置１０によれば、物品ＸＡ１の形状（特に搬送高さ方向Ｈの厚み）が異なる場合であっても、動作パラメータの選択によって物品ＸＡ１の形状に応じた、上部シーラー３０および下部シーラー３１の動作制御（移動制御）を行うことができる。

これにより、物品ＸＡ１の形状に合わせて、確実なシールを行うとともに、シール部分の美観を良好にでき、例えばガゼットを形成する場合においても、美観の良好なガゼットを形成できる。また、包装する物品ＸＡ１の重量が大きく変更になる場合であっても、柔軟に対応でき、確実且つ良好なシールを行うことができる。

例えば、包装する物品ＸＡ１がチェーンなど剛性が高いものの場合、シーラー３０，３１が物品ＸＡ１に接触すると、物品ＸＡ１に傷が生じるだけでなく、シーラー３０，３１も破損する恐れがある。このような場合は、シーラーの移動開始位置のずれを防止するため、上下方向（垂直方向）の動作は一意となる流体シリンダーで制御することが望ましい。

一方で、チェーンは、その形状や重量が様々であり、例えば重量において２ｋｇと２０ｋｇなど、大きな差が生じることが多々ある。この場合は、物品ＸＡ１の厚みにも差が生じ、シールの処理能力（単位時間あたりのシール処理数）としても開きが生じる。このような場合に一定（共通の）速度でシーラー３０，３１を動作させると、例えば、フィルムＹＡ１にしわが生じたり、ガゼットの美観を損ねる、あるいはシールが粗雑になるなどの問題があった。

しかしながら本実施形態によれば、移動開始位置Ｓ、移動速度Ｖ（および加熱温度ＴＭ）のそれぞれについて複数のパラメータを設定しておき、そのうちの一の移動開始位置Ｓ、移動速度Ｖ（および加熱温度ＴＭ）のパラメータの組み合わせを選択してシーラー３０、３１の移動制御を行うことができる。したがって、物品ＸＡ１の形状や重量の変更（それによる処理速度の変更）が生じた場合であっても柔軟に対応するとともに、確実かつ美観の良好なシールを行うことができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。すなわち、上記実施形態において、各構成の位置、大きさ、長さ、形状、材質、向きなどは適宜変更できる。

例えば、上記シール装置１０の実施形態において上部シーラー３０および下部シーラー３１の動力源は、エアシリンダーに限らず油圧シリンダーなど他の流体シリンダーを用いても良い。

また、エア流路７１は、第一の流速でエア（圧縮空気）を通過させる第一の流路Ｒ１と、第二の流速(第一の流速とは異なる)でエア（圧縮空気）を通過させる第二の流路Ｒ２を含んでいればよい。すなわち、エアの流速の切替が可能な第一の流路（第一流路）Ｒ１と第二の流路（第二流路）Ｒ２（スピードコントローラ７３Ａ、７３Ｂおよび電磁弁７４Ａ、７４Ｂ）をエアの供給路７０Ｉに設け、エアの供給側において流速の制御を行う構成であってもよい。

また、上記の実施形態では、横型の自動包装装置に採用されるシール装置１０を例に説明したが、縦型の自動包装装置に採用されるものであってもよい。包装機は、三方・四方シール包装、またはシュリンク包装機などでもよい。

また、水平方向駆動手段６５のスライダ６２は、リンク機構６３などに限らず、シリンダなどにより駆動されるものであってもよい。

１０シール装置
３０上部シーラー
３１下部シーラー
３０ａ，３１ａシール面
３６上部支持台
３３下部支持台
３５レール
３７上部シーラー取付台
３８スライダ
４６動力伝達ロッド
５２エアシリンダー
５３シリンダロッド
５５孔部
５６シリンダー
５８カッター
６０支持枠
６１レール
６２スライダ
６３リンク機構
６５駆動手段（水平方向駆動手段）
７０方向切替弁
７１エア流路
７０Ｉ供給路
７１Ｏ排出路
７３Ａ、７３Ｂスピードコントローラ
７４Ａ、７４Ｂ電磁弁
８０駆動手段、垂直方向駆動手段（シーラー開閉手段）
８１下部シーラー支持軸
８８上部シーラー支持軸
９０流体シリンダー
９０Ａシリンダロッド
９０Ｉ供給口
９０Ｏ排出口（排気口）
９１連結アーム
９２連結軸
Ｒ１第一の流路
Ｒ２第二の流路

Claims

フィルムを挟んで対向配置させた一対のシーラーを移動させながら前記フィルムを搬送方向に対して横断する方向にシールするシール装置であって、
前記一対のシーラーを前記搬送方向に対して略垂直な搬送高さ方向に移動可能な流体シリンダーと、
前記一対のシーラーを、前記搬送方向に沿って移動可能な駆動手段と、
を有し、
前記流体シリンダーを制御する流速を変化させることで、前記一対のシーラーの移動速度を変更可能に構成した、
ことを特徴とするシール装置。
前記一対のシーラーがシール位置に向かって移動を開始する移動開始位置と前記移動速度の組み合わせを変化させることで該一対のシーラーの移動の軌跡を変化可能に構成した、
ことを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
前記移動開始位置は、前記搬送高さ方向の基準位置における、前記搬送方向に沿う前記一対のシーラーの位置である、
ことを特徴とする請求項２に記載のシール装置。
前記移動開始位置は、前記シール位置より上流側に複数設定され、
制御手段が、複数の前記移動開始位置と前記複数の移動速度から一の移動開始位置と一の移動速度の組み合わせを少なくとも選択して、前記一対のシーラーの移動制御を行う、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のシール装置。
前記一対のシーラーは複数の加熱温度が設定可能であり、
前記制御手段は、前記移動開始位置、前記移動速度および前記加熱温度の組み合わせを変化させる、
ことを特徴とする請求項４に記載のシール装置。
前記流体シリンダーに第一の流速で流体を通過させる第一の流路と、
前記流体シリンダーに第一の流速とは異なる第二の流速で流体を通過させる第二の流路と、
を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のシール装置。