JP2022117529A - 縦型製袋充填包装機における縦シール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縦シール装置のボックスモーション動作のうち縦方向速度をより完全等速に近づけることができる縦型製袋充填包装機における縦シール装置を提供する。【解決手段】昇降ユニット１０において昇降駆動用サーボモータ１５が駆動されると、駆動プーリ３２に巻き掛けられているタイミングベルト３５が走行し、タイミングベルト３５に取り付けられている昇降ベース１２が縦ヒートシーラ２，３と共に、モータ出力とタイミング性を以て正確に昇降し、昇降ベース１２の昇降動作と昇降ベース１２上の開閉ユニット２０による縦ヒートシーラ２，３の開閉動作との合成により、縦ヒートシーラ２，３がボックスモーション動作し、昇降動作にカム機構のような摺動摩擦をする部分がないので、包装運転を続ける中で摩耗やへたりが生じず、縦シール装置１の動作と包装材の送りのずれに起因する皺やシールずれのない高品質の縦シールを得る。【選択図】図１

Description

この発明は、縦型製袋充填包装機において、帯状包装材を筒状包装材に成形するため、当該帯状包装材の送り方向に移動しつつ当該帯状包装材の側端縁部分に縦シールを施す縦シール部材を備えた縦シール装置に関する。

従来、製袋充填包装機として、一例を概略斜視図である図３に示すような縦型製袋充填包装機５０が用いられている。縦型製袋充填機５０においては、帯状包装材Ｆｗは、フォーマ５１によって略筒状に曲成され、縦方向（包装材の送り方向）に走行される中で縦シール装置５２によって縦方向のシール（縦シールＳｃ）が施されて、充填用筒体（以下、「充填筒」という）５３の周囲を囲む筒状包装材Ｆｔに成形される。筒状包装材Ｆｔには、ホッパ５９と充填筒５３を通して包装物である製品Ｓが投入される。横シール装置５４が筒状包装材６１に横方向（包装材の送り方向に交差する方向）に横シールＳｅを施すことによって、先行して形成され且つ内部に製品Ｓが包装された袋包装Ｂｐが製造されると同時に、次に製品Ｓが投入される袋Ｂが形成される。

充填筒５３の外周の左右両側には、筒状包装材Ｆｔを挟んで送る包装材送りベルト機構５５が配設されている。包装材送りベルト機構５５は、左側送りベルト機構５５ａと右側送りベルト機構５５ｂとから成っており、送りベルト機構５５ａ，５５ｂは、それぞれ送りベルト５６ａ，５６ｂと吸引ボックス（送りベルト機構５５ｂ側の吸引ボックス５６ｄのみを示す）を有している。左右の送りベルト機構５５ａ，５５ｂが包装材を吸引しながら縦方向に送ることができる。

帯状包装材Ｆｗは、フォーマ５１によって両側端縁部分ｆｅ，ｆｅが合掌状に重ね合わされるように曲成され、縦シール装置５２が両側端縁部分ｆｅ，ｆｅに縦シールＳｃを施すことによって、筒状包装材Ｆｔに形成される。縦シール装置５２は、互いに接近・離間するように開閉する縦シールブロック５２ａ，５２ｂを有している。製品Ｓが投入された筒状包装材Ｆｔに対して、横シール装置５４によって横断方向に横シールを施すことで、袋包装体Ｂｐが製造される。横シール装置５４を構成する横シールブロック５４ａ，５４ｂは、それぞれ筒状包装材Ｆｔに対して互いに接近・離反する作動をする部材であり、接近時に筒状包装材Ｆｔを横断する方向に挟んで、袋Ｂのための底側の横シール（横シールＳｅの一部）を形成する上側の横シーラ部と、袋包装体Ｂｐの天側の横シール（横シールＳｅの残部）を形成する下側の横シーラ部とを有している。

横シール装置５４は、更に筒状包装材Ｆｔを突き破る形態で切断するカッタ刃５７を備えた横シール・カット装置として構成されている。カッタ刃５７は、一方の横シールブロック５４ａに上下の両横シーラ部間に取り付けられており、他方の横シールブロック５４ｂには、両シールブロック５４ａ，５４ｂが相互に接近したときにカッタ刃５７が入り込む溝５８が形成されている。両シールブロック５４ａ，５４ｂが接近するとき、上下の両横シール部が包装材を挟み込むことで筒状包装材Ｆｔを溶着して横シールＳｅを形成するとともに、カッタ刃５７が筒状包装材Ｆｔを突き破って切断し、袋Ｂから袋包装体Ｂｐを切り離す。

従来の縦型製袋充填包装機として、包装動作に合わせて包装材が間欠的に送られている形式の包装機がある。縦シール装置と横シール装置の少なくともどちらか一方が開閉動作のみを行うシール装置である場合、当該シール装置が閉じ動作をしているときには、原則、包装材の送りは停止されているので、包装材の送りは間欠送りとなる。即ち、この種の包装材が間欠的に送られる縦型製袋充填包装機では、縦シール装置が開閉動作のみを行うシール装置である場合、帯状包装材及びその両側端縁部分を接近させた湾曲状包装材の送りが停止している短時間の間に、縦シール装置が両側端縁部分を挟み込むことで当該部分に縦シールが形成れる。横シール装置が開閉動作のみを行うシール装置である場合、横シール装置が送り停止している筒状包装材を挟み込むことで横シールが形成される。

連続的な包装材の送りを行う中で縦シールと横シールを施しつつ袋包装体を製造する形式の製袋充填包装機も従来から実用化されている。こうした包装材が連続送りされる形式の製袋充填包装機においては、縦シール装置として、横型包装機でよく採用されているヒートローラ方式が使用されることがあるが、機械停止の際の速度低下時や機械運転開始の際の速度上昇時に、包装材の同じ箇所が比較的長時間の間、加熱されることになるために、シールの状態が悪くなることがある。包装すべき製品の供給が途切れたために製品待ちの間、包装材の送りを停止しているときも同様である。縦型製袋充填包装機では、製品を自由落下にて供給しているため、包装材のスピードも１サイクルの中で可変することがあり、そのこともヒートローラによる加熱時間が変動し、ヒートシールの状態を悪くする一因となっている。縦及び横のシールはヒートシールによって形成されるが、包装材の送りが間欠送りと連続送りのいずれの場合であっても、速度超過であってヒートシールの形成が不十分となるときには、包装材の停止時間を長くする、或いは包装材の送り速度を遅くしてシール時間を確保するように包装運転が制御される。包装材を間欠送りする形式の包装機の場合には、帯状包装材の送りを一旦停止させる必要があるために、包装速度の向上にはより多くの制約がある。

フォーマによって包装材を筒状に形成してその両側端縁部分を合掌状に熱溶着する包装装置として、縦シール装置をボックスモーション構造に構成することが知られている（特許文献１参照）。即ち、縦シール装置をボックスモーションさせる構造では、包装動作に同期して、一対の熱シール杆を互いに引き寄せて包装材の両縁部を合掌状に挟み込み、両熱シール杆が両縁部を挟んで熱シールを施しながら両熱シール杆を下方へ移動させて包装材を引き下げる動作が行われる。熱シール杆が次の包装のために上方位置に戻るまでの間、包装材は停止しており、この時に横方向の熱シールが行われる。特許文献１に記載されているような包装機は、横シール装置が開閉動作のみを行うシール装置であり、そのため包装材が間欠的に送られる包装機の例であるが、縦シール装置は縦ヒートシーラがボックスモーションをする装置である。この種の縦シール装置は、床置きのモータ等の駆動源から伝動機構を介して縦ヒートシーラに所定の運動をさせる構造となるため、部品点数が多く非常に複雑で大型化している。図３に示す縦型製袋充填機５０では、縦シール装置５２と横シール装置５４は共にボックスモーションをするシール装置であり、包装材が連続的に送られる中であっても両シール装置５２，５４がボックスモーション動作をすることで、包装運転の設定融通性が高くなり、包装サイクルの周期が短縮されて包装速度の高速化が図られている。

本出願人は、縦シール装置として、シール時間を十分確保しながらも包装速度を高速化可能なボックスモーションに類似する動作をする構造を案出し、簡素で小型化可能な製袋充填包装機を提案している（特許文献２、特許文献３）。この縦シール装置は、駆動モータの連続回転を、縦ヒートシール装置の包装材の移動方向に沿った動作と包装材の前記側端縁部分への接離方向の動作とが合成された縦方向に長軸を有する長楕円状動作に変換する運動変換機構を備えている。この長楕円状動作では、長楕円動作の一部が圧着ストローク・圧着シロとして利用されており、包装材の側端縁部分に対する長い圧着距離と圧着期間とを確保している。

ところで、特許文献２や特許文献３に記載されている製袋充填包装機では、上記したように、サーボモータの回転出力を、クランク機構を介して縦ヒートシール装置のボックスモーション動作に変換している。しかしながら、こうした変換では縦ヒートシール装置がする動作は正確な意味でのボックスモーション動作ではなく、それに近似した楕円運動動作である。こうした楕円運動では、縦ヒートシール装置の例えば縦方向の動きに注目してみても、縦動作中に得られる縦方向の速度は縦方向で見て取り得るどの位置にあっても常に等速であるという、所謂、完全等速ではなく、縦方向に取り得る位置に応じて速度が変わる擬似的等速である。具体的には、縦方向で見て最も上又は下の位置に近づくほど縦方向の速度は低下する。

クランク機構を介した楕円運動への変換構造では、接触しながら摺れる部位が生じており、この部位には摩擦に起因した摩耗やへたりが生じるのを避けられない。したがって、縦ヒートシール装置の動作は、包装機の運転時間が長期化すると当初の動作から次第にずれが生じ、修正が必要になる。また、包装材の送りとの関係に着目すると、包装材の送りとボックスモーションの縦方向動作とが完全に同期させることが難しいので、包装材には、例えば袋の上側となる部分には弛みが生じやすく、袋の下側となる部分には引っ張りが生じやすい。包装材に弛みや引っ張りが生じると、包装材に施される縦シールに皺やシールずれが生じて、シール品質が低下するおそれがある。更に、サーボモータの回転に補正を掛けて擬似的等速をより完全等速に近づけることも行われているが、補正の効果は、サーボモータの回転出力の狭い範囲でしか得られず、袋包装体に求められる包装諸元（包装スペック）が広くなる場合にそうしたスペック要求に対応することができない。

特公昭４４－２４３５９号公報 特開２００９－１８４６９５号公報 特開２０１０－００６３８７号公報

そこで、クランク機構を介した楕円運動への変換では、上記したように縦シール装置のボックスモーション動作のうち縦方向速度をより完全等速に近づけるのに種々の観点で限界があることに留意して、サーボモータの回転出力を直線運動に直に変換する作用のある伝動機構を利用することで、縦シール装置のボックスモーション動作の縦方向動作をより完全等速に近づけることを可能にする点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、上記課題を解決することであり、縦シール装置のボックスモーション動作のうち縦方向速度を、広い包装速度の範囲において且つ長期に亙ってより完全等速に近づけて安定化でき、縦シールに皺やシールずれが生じない高品質のシールを得ることができる縦型製袋充填包装機における縦シール装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置は、
筒状包装材に横シールを施して袋を形成しつつ先行して形成された前記袋内に製品が投入された袋包装体を製造する製袋充填包装機に用いられており、帯状包装材を前記筒状包装材に成形するため当該帯状包装材の側端縁部分に縦シールを施す縦シール部材を備えた縦シール装置であって、
縦型製袋充填包装機の機枠フレームに対して前記帯状包装材の送り方向である縦方向に昇降可能にガイドされる昇降ベースを備えている昇降ユニットと、
前記昇降ベースに配設されており、前記縦シール部材を開閉駆動して前記帯状包装材の前記側端縁部分に前記縦シールを施す開閉ユニットを備えており、
前記昇降ユニットによる前記昇降ベースの昇降動作と前記開閉ユニットによる前記縦シール部材の開閉動作が合成されることにより、前記縦シール部材が、前記帯状包装材の前記側端縁部分を挟み込みつつ下降移動し、その後前記側端縁部分から離れて上昇移動して循環移動するボックスモーション動作を行うことが可能になっており、
前記昇降ユニットは、
前記昇降ベースを昇降させるために駆動される駆動用サーボモータと、
前記駆動用サーボモータの回動出力を前記昇降ベースの昇降動作に変換する動作変換機構を備えており、
前記動作変換機構は、少なくとも二つの回転体と、当該回転体と噛み合う態様で巻き掛けられており且つ前記昇降ベースが取り付けられている無端帯を備えており、前記駆動用サーボモータの前記回動出力によって一つの前記回転体が回転駆動される無端帯伝動機構であることから成っている。

この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置によれば、縦シール装置は、筒状包装材に横シールを施して袋を形成しつつ先行して形成された袋内に製品が投入された袋包装体を製造する製袋充填包装機に用いられていて、昇降ユニットと開閉ユニットとを備えている。縦シール部材に求められる所謂、ボックスモーション動作のうち昇降動作については、昇降ユニットにおいて、駆動用サーボモータが駆動されるとその回動出力によって一つの回転体が直接的に回転駆動され、回転体に噛み合う態様で巻き掛けられている無端帯が走行する。無端帯には昇降ベースが取り付けられているので、無端帯の走行によって昇降ベースが昇降し、それに伴って縦シール部材が開閉ユニットとともに昇降する。ボックスモーション動作のうち開閉動作については、昇降ベースに配設されている開閉ユニットによって縦シール部材が開閉駆動され、縦シール部材が帯状包装材の両側端縁部分を挟み込んで縦シールを施す。昇降ユニットによる昇降ベースの昇降動作と開閉ユニットによる縦シール部材の開閉動作が合成されることにより、縦シール部材がボックスモーション動作をし、縦シール部材が閉じて帯状包装材の側端縁部分を挟み込みつつ下降移動することで縦シールを施し、その後、開いて上昇移動する。この一連の循環動作が繰り返されることで、袋包装体が順次、製造される。

この縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、前記無端帯伝動機構の前記少なくとも二つの回転体の一つは前記駆動用サーボモータの前記回動出力によって直接的に回転される回転体である駆動回転体であり、前記少なくとも二つの回転体の別の一つは前記駆動回転体と対をなして上下に隔置して配置される従動回転体であり、前記昇降ベースは、前記無端帯のうち、前記駆動回転体と前記従動回転体に掛け渡されていて前記駆動回転体と前記従動回転体の間で縦方向に走行する無端帯走行部において取り付けられているとすることができる。
駆動用サーボモータの回動出力を昇降ベースの昇降動作に変換する無端帯伝動機構として、駆動回転体と従動回転体とそれらに巻き掛けられる無端帯のうち、駆動回転体と従動回転体に掛け渡されていて駆動回転体と従動回転体の間で縦方向に走行する無端帯走行部において昇降ベースが取り付けられているので、駆動用サーボモータの往復回動出力は、駆動回転体と従動回転体の間で縦方向に往復動する無端帯走行部、即ち昇降ベースの往復昇降動作に変換され、縦シール部材に対してボックスモーション動作における縦方向の往復昇降動作を行わせることができる。

この縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、前記駆動回転体と前記従動回転体としてタイミングプーリが用いられており、前記無端帯は前記タイミングプーリに噛み合う態様で巻き掛けられているタイミングベルトであるとすることができる。
動作変換機構は、駆動回転体と従動回転体としてタイミングプーリが用いられており無端帯としてタイミングベルトが用いられているタイミングベルト・プーリ機構となる。タイミングベルト・プーリ機構によれば、タイミングプーリとタイミングベルトは噛み合い動作をして走行方向にすべりによるずれが生じることがないので、駆動用サーボモータの回動出力は正確にタイミングベルトの走行動作に変換され、昇降ベースの正確でより完全等速に近い往復昇降動作に変換することができる。

この縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、前記駆動回転体と前記従動回転体としてスプロケットが用いられており、前記無端帯は前記スプロケットに噛み合う態様で巻き掛けられているチェーンであるとすることができる。
動作変換機構は、駆動回転体と従動回転体としてスプロケットが用いられており無端帯としてチェーンが用いられているチェーン・スプロケット機構となる。チェーン・スプロケット機構によれば、スプロケットとチェーンは噛み合い動作をして走行方向にすべりによるずれが生じることがないので、駆動用サーボモータの回動出力は正確にチェーンの走行動作に変換され、昇降ベースの正確でより完全等速に近い往復昇降動作に変換することができる。

この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置は、上記のように構成されているので、駆動サーボモータの回動出力は無端帯伝動機構によって無端帯走行部の昇降動作に変換されるので、駆動サーボモータの素早い回動出力を直接に昇降ベースの昇降動作に変換することができ、縦シール装置の昇降動作に求められる構造を簡素に構成することができるとともに、縦シール部材がするボックスモーション動作のうちの昇降動作を、広い包装速度の範囲において且つ長期に亙って正確且つ安定してより完全等速に近い動作とすることができる。したがって、縦シール部材の昇降動作を包装材の縦送りと同調させることができ、包装材に弛みや引っ張りが生じにくくなる。その結果、縦シールには皺やシールずれがなくなって、高い縦シール品質の袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機を提供することができる。

図１は、この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置の一実施例を示す図である。 図２は、図１に示す縦型製袋充填包装機における縦シール装置の要部を示す斜視図である。 図３は、従来の縦型製袋充填包装機の一例の概要を示す斜視図である。

以下、添付した図面に基づいて、この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置の実施例を説明する。図１はこの発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置の一実施例を示す図であり、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその上面図である。図１及び図２に示す縦シール装置は、図３に示すような、従来から用いられている縦型製袋充填包装機において、その縦シール装置として適用可能である。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、縦シール装置１は、その主要ユニットとして、縦シール装置１を昇降させるための昇降ユニット１０と、昇降ユニット１０上に配設されており縦シール部材である縦ヒートシーラ２，３を左右に開閉させるための開閉ユニット２０を有している。開閉ユニット２０は、昇降ユニット１０の昇降動作によって昇降ユニット１０とともに昇降するユニットであり、昇降ユニット１０上において縦ヒートシーラ２，３を左右に開閉させることができる。

昇降ユニット１０は、装置フレームの一つである縦シーラフレーム１１に対して昇降する昇降ベース１２を有している。昇降ベース１２は、縦シーラフレーム１１に対して縦方向に且つ互いに平行に延びる態様で取り付けられた二本の上下ガイドロッド１３，１４によって移動が拘束されており、上下ガイドロッド１３，１４に沿ってスライドする昇降動作のみが可能である。昇降ユニット１０は、昇降ベース１２の他に、昇降ベース１２を昇降動作させるための駆動手段として、縦シーラフレーム１１に取り付けられている昇降駆動用サーボモータ１５と、その回転出力軸１６と昇降ベース１２との間に配設されており回転出力を昇降ベースの縦方向の直線往復運動、即ち昇降ベースの昇降動作に変換するための動作変換機構１７を有している。

動作変換機構１７は、昇降駆動用サーボモータ１５の回転出力を縦シール部材である縦ヒートシーラ２，３のシールストロークに変換する機械的な伝達機構である。昇降ユニット１０においては、昇降駆動用サーボモータ１５が駆動されるとき、その回転出力は動作変換機構１７によって、昇降ベース１２の上下ガイドロッド１３，１４に沿った昇降動作に変換される。本実施例では、動作変換機構１７は、タイミングベルト・プーリ機構であるが、その詳細については後述する。

縦シール装置１の開閉ユニット２０は、昇降ベース１２に取り付けられた開閉駆動用サーボモータ２１と、同じく昇降ベース１２に取り付けられたガイドブロック２２と、ガイドブロック２２に対して横方向（上下ガイドロッド１３，１４に延びる方向に対して直交し、且つ縦ヒートシーラ２，３の開閉方向と平行な方向）にスライド可能であり且つ互いに平行に延びる開閉ガイドロッド２３，２４と、縦ヒートシーラ２，３がそれぞれ取り付けられている左右各側の取り付けブロック２５，２６と、開閉駆動用サーボモータ２１の回転出力軸２８と左右各側の取り付けブロック２５，２６との間に配設されており回転を直線往復運動に変換するための開閉用リンク機構２９を有している。

開閉用リンク機構２９は、一方では左側取り付けブロック２５に直接的に連係されており、他方では、中間ブロック２７と更に開閉ガイドロッド２３，２４を介して右側取り付けブロック２６に間接的に連係されている。開閉ガイドロッド２３，２４は、それらの左端において中間ブロック２７に取り付けられており、それらの右端において右側取り付けブロック２６に取り付けられている。また、開閉ガイドロッド２３，２４は、左側取り付けブロック２５に対してスライド可能に嵌合している。

上記のように構成されている開閉ユニット２０においては、開閉駆動用サーボモータ２１が駆動されると回転出力軸２８が回転し、開閉用リンク機構２９のリンク作用によって直接に駆動される左側取り付けブロック２５が開閉ガイドロッド２３，２４に沿って移動し、その結果、縦ヒートシーラ２が左右方向に動作する。また、開閉用リンク機構２９のリンク作用によって中間ブロック２７が駆動されると、開閉ガイドロッド２３，２４を介して右側取り付けブロック２６が左右方向に移動し、その結果、縦ヒートシーラ３が左右方向に動作する。左右各側の取り付けブロック２５，２６の動作方向は互いに逆であるので、回転出力軸２８の出力回転方向に応じて縦ヒートシーラ２，３が開動作又は閉動作される。縦ヒートシーラ２，３が閉じ方向の死点に近づくと、縦ヒートシーラ２，３は帯状包装材Ｆｗの両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを加熱しながら、開閉用リンク機構２９のトグル作用によって強く挟み込み、縦シールＳｃを形成する。

包装機１の制御装置が、昇降駆動用サーボモータ１５と開閉駆動用サーボモータ２１の動作をそれぞれ制御することで昇降ユニット１０と開閉ユニット２０の動作タイミングと動作量が制御される。縦シール装置１の昇降ユニット１０による昇降動作と開閉ユニット２０による開閉動作が合成されて、縦シール装置１の縦ヒートシーラ２，３はボックスモーション動作をする。即ち、縦ヒートシーラ２，３は、開閉ユニット２０による閉動作によって閉じ方向に移動して帯状包装材Ｆｗの両側端縁部分ｆｅ，ｆｅに当接し、帯状包装材Ｆｗの両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込みながら昇降ユニット１０による下降動作によって縦方向に下降移動することで縦シールＳｃを施し、その後、開閉ユニット２０による開動作によって縦ヒートシーラ２，３が開き方向に移動し、更に昇降ユニット１０による上昇動作によって縦方向に上昇移動して、また元の位置に戻るというボックスモーション動作をする。

図２は、図１に示す動作変換機構を拡大して示す斜視図である。図２（ａ）に示す動作変換機構１７は、駆動用サーボモータの回動出力によって駆動される無端帯伝動機構を、タイミングベルト・プーリ機構（以下、「ベルト・プーリ機構」と略す。）とした例である。図１及び図２（ａ）に示すように、動作変換機構１７に関して、縦シーラフレーム１１の背面側（縦ヒートシーラ２，３が配置される側と反対側）に二枚の板状のブラケット３０，３０が取り付けられており、昇降駆動用サーボモータ１５が一方のブラケット３０に取り付けられている。ベルト・プーリ機構において、昇降駆動用サーボモータ１５の回転出力軸１６は、ブラケット３０，３０の上端部３０ａ，３０ａに駆動軸３１として軸支されており、駆動軸３１にはブラケット３０，３０間において駆動タイミングプーリ（以下、「駆動プーリ」と略す。）３２が取り付けられている。ブラケット３０，３０の下端部３０ｂ，３０ｂには従動軸３３が軸支されており、従動軸３３にはブラケット３０，３０間において従動タイミングプーリ（以下、「従動プーリ」と略す。）３４が取り付けられている。駆動プーリ３２と従動プーリ３４は、縦方向に上下隔置して配置されている。

上側の駆動プーリ３２と下側の従動プーリ３４は無端帯伝動機構に備わる二つの回転体であり、両プーリ３２，３４には、両プーリ３２，３４と歯が噛み合う無端帯としてのタイミングベルト３５が巻き掛けられている。動作変換機構１７としてベルト・プーリ機構を用いることにより、駆動・従動の両プーリ３２，３４とタイミングベルト３５は噛み合い動作をして走行方向にすべりによるずれが生じることがないので、駆動用サーボモータ１５の回転出力は正確にタイミングベルト３５の走行動作に変換される。駆動プーリ３２と従動プーリ３４間の距離、即ち、両プーリ３２，３４間に掛け渡されたタイミングベルト３５の長さは、縦ヒートシーラ２，３がボックスモーション動作をするときの縦ヒートシーラ２，３の昇降行程である縦シールストロークを確保することができる長さに定められている。

昇降ベース１２には、昇降ベース１２とベルト・プーリ機構とを連結するための連結部材３６が取り付けられている。連結部材３６は、昇降ベース１２から好ましくは開閉方向と平行な方向にベルト・プーリ機構に延びている部材であって、その先端部にベルトくわえ部材３７が設けられている。ベルトくわえ部材３７は、駆動プーリ３２と従動プーリ３４とに巻き掛けられ且つ駆動プーリ３２と従動プーリ３４との間で縦方向に延びる無端帯走行部としてのタイミングベルト走行部（以下、「ベルト走行部」と略す。）３５ａに対して当該ベルト走行部３４５ａを表裏から挟み込むようにくわえる態様で固定されている。ベルトくわえ部材３７がこうした態様でベルト走行部３５ａに固定されることにより、タイミングベルト３５をねじるような力が作用し難くなり、ベルト走行部３５ａの走行がベルトくわえ部材３７及び連結部材３６を介して昇降ベース１２に正確に伝達される。ブラケット３０，３０のうち、連結部材３６が延びる側に配置されているブラケット３０には、昇降ベース１２の昇降の際にベルトくわえ部材３７が通過できるように切欠き３０ｃが形成されている。昇降駆動用サーボモータ１５が駆動されるとその回動出力はベルト・プーリ機構と連結部材３６を介して昇降ベース１２の昇降に変換され、縦ヒートシーラ２，３のボックスモーションの縦方向動作となる。

縦シール装置１の昇降ベース１２の縦方向位置、タイミング及び移動量は、昇降駆動用サーボモータ１５の回転出力（回転位置、回転速度、回動量）を制御することによって正確に制御される。近年の昇降駆動用サーボモータ１５は、始動・停止性や応答性、正確性が優れており、一定の速度にも素早く達することができる。本実施例では、昇降駆動用サーボモータ１５の出力回転は直にベルト走行部３５ａの縦方向移動に変換され、中間にカム機構やクランク機構のような変換機構を用いていないので、縦ヒートシーラ２，３は素早く完全等速に達し、且つ必要な期間、その等速状態を維持することができて、昇降ベース１２のより正確で完全等速に近い往復昇降動作に変換することができるとともに、摺動摩擦をする部分での摩耗やへたりが生じることもなく、長期に亙って包装運転を続ける中でも、包装動作が本来のタイミング及び動作量の動作からのずれが生じることをなくすことができる。したがって、縦シール装置１の動作と包装材の送りとの間でずれが生じることがなく、皺やずれのない品質の良い縦シールを得ることができる。

図２（ｂ）は、動作変換機構として別の機構を用いた例を示す図である。図２（ｂ）に示す動作変換機構１７ａは、駆動用サーボモータの回動出力によって駆動される無端帯伝動機構としてのチェーン・スプロケット機構である。図２（ａ）に示す機構と比較して、回転体として、駆動プーリ３２と従動プーリ３４の代わりにそれぞれ、駆動スプロケット４２，４２と従動スプロケット４４，４４が用いられており、無端帯として、タイミングベルト３５の代わりにチェーン４５，４５が用いられている。チェーン・スプロケット機構は、図示のように、両スプロケット４２，４４とチェーン４５を同期動作する平行２列の機構に構成して、チェーン走行部４５ａ，４５ａにおけるチェーンアタッチメント４７，４７を介しての連結部材４６との連結を確実にすることができる。昇降ベース１２は上下ガイドロッド１３，１４にて安定してガイドされているので、チェーン・スプロケット機構は、平行２列ではなく、単列に構成してもよい。駆動スプロケット４２，４２及び従動スプロケット４４，４４とそれらに噛み合う態様で巻き掛けられたチェーン４５，４５は、噛み合い伝動をするものであり、本来、タイミング性を備えているので、昇降駆動用サーボモータ１５の出力回転を昇降ベース１２のより正確で完全等速に近い往復昇降動作に変換することができ、長期に亙って包装運転を続ける中でも、包装動作が本来のタイミング及び動作量の動作からのずれが生じることを回避すること等、ベルト・プーリ機構と同等の作用・効果が期待できる。

以上、縦シール装置の実施例について説明をしたが、製袋充填包装機としては、図３に示したような、横シール装置もボックスモーション動作をして包装材の送りが停止することのない包装材連続送り型の製袋充填包装機５０のみならず、横シール装置がボックスモーション動作をせず、包装材の送りが包装サイクルの中で一時的に停止して、その停止中に横シール装置が開閉動作のみをする包装材間欠送り型の製袋充填包装機であってもよいことは明らかである。

また、上記した実施例において、昇降ベース１２の昇降ガイド部材としては、上下ガイドロッド１３，１４に代えて他のガイド機能を備えている部材、例えばガイドレールであってもよい。また、昇降駆動用サーボモータ１５と駆動プーリ３２をブラケット３０，３０の上端部３０ａ，３０ａに配置し、従動従動プーリ３４をブラケット３０，３０の下端部３０ｂ，３０ｂに配置したが、この上下配置関係を逆配置としてもよい。また、図示の実施例では開閉ユニット２０の駆動に開閉駆動用サーボモータ２１を用いたが、左側取り付けブロック２５と中間ブロック２７との間に開閉用エアアクチュエータを配設して、開閉用エアアクチュエータの出力を左側取り付けブロック２５と中間ブロック２７とに直接に作用させてもよい。また、連結部材３６とブラケット３０との干渉を回避するために、ブラケット３０の一部を切り欠いた切欠き３０ｃを形成した構造を示したが、ブラケット３０に連結部材３６が通過する縦長の長孔を形成する、或いは縦シーラフレーム１１側に連結部材３６が通過する溝を形成する等の適宜の干渉回避構造を採用してもよい。更に、縦シーラフレーム１１は、包装機の包装動作時に不動として機能するフレームであり、包装動作時以外では、包装機へのアクセスを可能にするなど、移動自在であってもよい。

１ 縦シール装置 ２，３ 縦ヒートシーラ（縦シール部材）
１０ 昇降ユニット １１ 縦シーラフレーム（装置フレーム）
１２ 昇降ベース １３，１４ 上下ガイドロッド
１５ 昇降駆動用サーボモータ １６ 回転出力軸
１７，１７ａ 動作変換機構
２０ 開閉ユニット ２１ 開閉駆動用サーボモータ
２２ ガイドブロック ２３，２４ 開閉ガイドロッド
２５ 左側取り付けブロック ２６ 右側取り付けブロック
２７ 中間ブロック ２８ 回転出力軸
２９ 開閉用リンク機構 ３０，３０ ブラケット
３０ａ，３０ａ 上端部 ３０ｂ，３０ｂ 下端部
３０ｃ 切欠き
３１ 駆動軸 ３２ 駆動タイミングプーリ（駆動プーリ）
３３ 従動軸 ３４ 従動タイミングプーリ（従動プーリ）
３５ タイミングベルト（無端帯）
３５ａ タイミングベルト走行部（ベルト走行部）
３６ 連結部材 ３７ ベルトくわえ部材
４２，４２ 駆動スプロケット ４４，４４ 従動スプロケット
４５，４５ チェーン（無端帯） ４５ａ，４５ａ チェーン走行部
４６ 連結部材 ４７，４７ チェーンアタッチメント
５０ 縦型製袋充填機 ５１ フォーマ
５２ 縦シール装置 ５２ａ，５２ｂ 縦シールブロック
５３ 充填用筒体（充填筒）
５４ 横シール装置 ５４ａ，５４ｂ 横シールブロック
５５ 包装材送りベルト機構
５５ａ 左側送りベルト機構 ５５ｂ 右側送りベルト機構
５６ａ，５６ｂ 送りベルト ５６ｄ 吸引ボックス
５７ カッタ刃 ５８ 溝
５９ ホッパ
Ｆｗ 帯状包装材 ｆｅ，ｆｅ 側端縁部分
Ｆｔ 筒状包装材 Ｓ 製品
Ｓｃ 縦シール Ｓｅ 横シール
Ｂ 袋 Ｂｐ 袋包装

Claims (4)

1. 筒状包装材に横シールを施して袋を形成しつつ先行して形成された前記袋内に製品が投入された袋包装体を製造する製袋充填包装機に用いられており、帯状包装材を前記筒状包装材に成形するため当該帯状包装材の側端縁部分に縦シールを施す縦シール部材を備えた縦シール装置であって、
   縦型製袋充填包装機の機枠フレームに対して前記帯状包装材の送り方向である縦方向に昇降可能にガイドされる昇降ベースを備えている昇降ユニットと、
   前記昇降ベースに配設されており、前記縦シール部材を開閉駆動して前記帯状包装材の前記側端縁部分に前記縦シールを施す開閉ユニットを備えており、
   前記昇降ユニットによる前記昇降ベースの昇降動作と前記開閉ユニットによる前記縦シール部材の開閉動作が合成されることにより、前記縦シール部材が、前記帯状包装材の前記側端縁部分を挟み込みつつ下降移動し、その後前記側端縁部分から離れて上昇移動して循環移動するボックスモーション動作を行うことが可能になっており、
   前記昇降ユニットは、
   前記昇降ベースを昇降させるために駆動される駆動用サーボモータと、
   前記駆動用サーボモータの回動出力を前記昇降ベースの昇降動作に変換する動作変換機構を備えており、
   前記動作変換機構は、少なくとも二つの回転体と、当該回転体と噛み合う態様で巻き掛けられており且つ前記昇降ベースが取り付けられている無端帯を備えており、前記駆動用サーボモータの前記回動出力によって一つの前記回転体が回転駆動される無端帯伝動機構であること
   から成る縦型製袋充填包装機における縦シール装置。
2. 前記無端帯伝動機構の前記少なくとも二つの回転体の一つは前記駆動用サーボモータの前記回動出力によって直接的に回転される回転体である駆動回転体であり、前記少なくとも二つの回転体の別の一つは前記駆動回転体と対をなして上下に隔置して配置される従動回転体であり、前記昇降ベースは、前記無端帯のうち、前記駆動回転体と前記従動回転体に掛け渡されていて前記駆動回転体と前記従動回転体の間で縦方向に走行する無端帯走行部において取り付けられていること
   から成る請求項１に記載の縦型製袋充填包装機における縦シール装置。
3. 前記駆動回転体と前記従動回転体はタイミングプーリであり、前記無端帯は前記タイミングプーリに噛み合う態様で巻き掛けられているタイミングベルトであること
   から成る請求項２に記載の縦型製袋充填包装機における縦シール装置。
4. 前記駆動回転体と前記従動回転体はスプロケットであり、前記無端帯は前記スプロケットに噛み合う態様で巻き掛けられているチェーンであること
   から成る請求項２に記載の縦型製袋充填包装機における縦シール装置。

Images