JP3762490B2 - 製袋包装機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状フィルムを包装袋に成形しつつ該包装袋に物品を封入する製袋包装機に関し、特に、袋成形時に行なわれる横シールの圧力コントロールが改良された製袋包装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば実公平３−１３６２号公報に開示されているように、帯状のフィルムをロールから繰り出し、これを移送経路に沿って移送しながら、該移送経路の下流端部において、上記フィルムを筒状に曲成すると共に、この筒状フィルムにおける互いに重なり合った両側縁部を接合し、また下端部を横方向に封止して包装袋に成形した後、該包装袋に物品を供給し、その後、上端部を同様に横方向に封止して切り離すことにより、上記物品が封入された包装袋を順次生成する製袋包装機が知られている。
【０００３】
その場合に、上記筒状フィルムの横方向の封止は、一般に、該フィルムの移送経路を挟んで対向配置された一対のシールジョーと呼ばれる部材を対接させて上記筒状フィルムを加熱圧着することにより行なわれる。また、このとき、シールジョーを単に直線往復運動させることにより対接離反させる方式では、フィルムの封止がその対接の一点でしか行なわれず、その結果、封止に要する時間だけフィルムの移送を停止しなければならないので、実公昭５９−１６２４１号公報に開示されているように、各シールジョーを対接方向にバネで付勢すると共に移送経路を挟んで相互にオーバーラップするように逆方向に旋回させ、そのオーバーラップ領域において各シールジョーを旋回中にバネに抗して所定期間だけ対接させる技術が知られている。これによれば、各シールジョーがＤ字状の軌跡を描くことになり、フィルムを連続移送しながら該フィルムにシールジョーを追随させて対接封止時間を長くとることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、地球環境の保全を目的とする生分解性あるいは光分解性等の経時分解性素材が多数提案され、包装袋で用いられる包材、すなわち製袋包装機で使用される帯状フィルムもかかる地球環境保全型のものに移行しつつある。しかしながら、この種のフィルムを含めて最近の包材は、従来のものに比べて概して薄く成形されているため、従来のフィルムでは例えば数百キログラムの圧力でシールすることができ、したがってシール圧の調整を緻密に行なう必要がなかったのに対し、近年の新しいフィルムに対しては厳重なシール圧のコントロールが要求される。
【０００５】
しかるに一方、従来の製袋包装機は、シール圧が固定されてフィルムの種類に応じてこれを調整することができないものが殆どであった。例えば、上記の実公昭５９−１６２４１号公報に開示されているＤ字旋回のシールジョーの場合では、シール圧が対接期間の最初と最後で弱く、中間で強くなるように固定して変化し、その場合に、該シール圧をフィルムの種類に応じて増減調整したり、あるいは対接期間中はシール圧を一定にするというような緻密な制御を行なうようには構成されていない。
【０００６】
これに対して、特開昭６１−１９０４２２号公報には、空気圧や油圧等の流体圧を制御することによって、また、特公平８−２５５４２号公報には、サーボモータをトルク制御することによって、それぞれシールジョーのシール圧を所定の目標圧に調整する技術が開示されている。しかしながら、流体又はサーボモータを介してのシール圧調整は、応答性に難点があり、細かで微妙な圧力制御が困難であると共に、シールジョーの対接面で発生する圧力を知るには実際に測定してみなければならないのが現状である。
【０００７】
そこで、本発明は、製袋包装機における上記のような実情に対処するもので、分解性素材等を始めとする近年の薄いフィルムであっても、これを良好にシールするべく、応答性のよい緻密なシール圧制御が可能な製袋包装機の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は次のように特定される。
【０００９】
すなわち、本発明のうち請求項１に記載の発明（以下「第１発明」という。）は、筒状に曲成したフィルムをその移送経路を挟んで対向配置した一対の横封止部材の対接によって横方向に封止して包装袋を成形する製袋包装機であって、上記横封止部材をそれぞれ支持する一対の支持部材と、該支持部材を上記横封止部材が相互にオーバーラップしてフィルムの移送方向と同じ方向に移動するように旋回させる旋回手段と、該旋回手段による旋回によって上記横封止部材が対接して筒状フィルムを横方向に封止している期間中は上記支持部材の旋回中心間距離を変化させる駆動手段と、少なくとも一方の支持部材と横封止部材との間に介装され、横封止部材の対接によって収縮すると共に、その収縮量に応じた横封止圧を横封止部材に作用させる弾性部材と、横封止部材の対接によって筒状フィルムに及ぼすべき目標横封止圧を設定する設定手段と、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を調整することにより、上記弾性部材による横封止圧が上記目標横封止圧となるように、上記駆動手段を制御する制御手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１０】
この第１発明によれば、駆動手段を制御して、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を調整することで、横封止部材の対接による弾性部材の収縮量がコントロールされることになる。その場合に、この弾性部材の収縮量に応じた横封止圧が生じるので、結局、駆動手段を制御することによって横封止圧がコントロールされ、これを目標横封止圧とすることにより、各フィルムの性状に応じた横封止圧が実現される。
【００１１】
そして、このとき、弾性部材の弾性係数から、収縮量と生じる横封止圧との関係が予め分かっているので、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を前もって算定しておくことができ、したがって、実際に生じた横封止圧をみながらフィードバック制御するようなことをしなくても済み、容易に目標横封止圧を実現することができる。
【００１２】
さらに、弾性部材の収縮とその反力である横封止圧とは同時に発生するので、応答性の良い圧力コントロールが可能となる。
【００１３】
以上により、シール圧力の緻密で微妙な制御が可能となり、分解性素材等の薄いフィルムに対しても良好に対処することができる。
【００１５】
この第１発明によれば、横封止部材がそれぞれ旋回し、その旋回中に所定期間対接して筒状フィルムを横封止する方式の製袋包装機において、上記作用が得られ、その結果、例えば対接期間中、横封止圧を増減なく一定にするというような緻密な制御を行なうことが可能となる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明（以下「第２発明」という。）は、上記第１発明において、制御手段は、横封止部材のオーバーラップ領域では該横封止部材の対接面がフィルムの移送経路に沿って移動するように駆動手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
この第２発明によれば、筒状フィルムの横封止がフィルムの移送経路上を移動しながら行なわれるので、筒状フィルムが横封止部材の対接面に引っ張られて余計な張力が働くというようなことがない。なお、このとき、旋回手段を制御して、支持部材の旋回角速度をコントロールすることにより、フィルム移送経路上における横封止部材の対接面の移動速度を、例えばフィルムの移送速度と同じとする等、種々に変更することが可能となる。
【００１８】
さらに、請求項３に記載の発明（以下「第３発明」という。）は、上記第１発明又は第２発明において、弾性部材に前もって応力を作用させる圧力調整手段が備えられていることを特徴とする。
【００１９】
この第３発明によれば、横封止部材の対接によって収縮し、該横封止部材に横封止圧を作用させる弾性部材を予め所定量だけ収縮しておくことができる。これにより、同じ量だけ収縮させた場合でも、生じる横封止圧を変化させることができ、フィルムに作用させる横封止圧を容易に微調整することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る製袋包装機１の概略側面図であって、最初にこの図１を参照しながら上記製袋包装機１の全体構成とフィルムＦの流れとを説明すると、この製袋包装機１はフィルムを連続移送するタイプのもので、本体２の後方から上方に及んで前方に至る左右一対のフレーム３，３を有し、該フレーム３，３の後部に帯状フィルムＦのロールＲが支持ブラケット４及び駆動シャフト５を介して回転可能に支持されて、上記ロールＲから繰り出されたフィルムＦがフレーム３，３間に架設された複数のローラ６…６で案内されながら、途中、フレーム３，３の上部に配設された印字装置７で製造年月日等が印字されたのち、該フレーム３，３に沿って本体２の前方に移送されるようになっている。
【００２２】
フレーム３，３の前部には、上下方向に延びて配置された物品投入用の円筒状シュート８と、該シュート８を取り囲むように配置された所定形状のフォーマ９とが備えられ、上記フレーム３，３に沿って移送されてきた帯状フィルムＦが上記フォーマ９を介してシュート８の周面上で両側縁部が重ね合わせられて筒状に曲成されると共に、その状態でさらにシュート８に沿って下方向に移送される。
【００２３】
また、円筒状シュート８の前方には、該シュート８を抱え込むように本体２から前方に延設されたＬ型支持アーム１０を介して、縦シール装置１１が上記シュート８と対向するように配置されて、上記シュート８の周面上で重合された筒状フィルムｆの両側縁部がこの縦シール装置１１によってシュート８側に圧着され、この状態で加熱されて接合される。
【００２４】
さらに、円筒状シュート８の両側方には、一方しか図示しないが、該シュート８上の筒状フィルムｆを吸着しながらこれを連続的に下方に移送する左右一対の送りベルト１２，１２が備えられている。フィルムロールＲから繰り出された帯状フィルムＦないし筒状フィルムｆは、この本体２の前方に備えられた送りベルト１２，１２の連続駆動、及びフィルムロールＲを支持する上記駆動シャフト５の回転によって、上記走行経路を過大な引張力がかからない状態で連続移送されるようになっている。なお、フィルムロールＲの上方には、フィルムの交換時等に新旧のフィルム同士を接続するスプライサ１３が配置されている。
【００２５】
そして、円筒状シュート８の下方には、該シュート８から下方向に移送されて垂下した筒状フィルムｆを幅方向に封止すると共に、その封止部分のセンター位置で先行部分を後続部分から切り離すカッター装置が内蔵された横シール装置１４が備えられている。次に、この製袋包装機１の特徴部分である上記横シール装置１４について説明する。
【００２６】
この横シール装置１４は、筒状フィルムｆを幅方向に圧着加熱して封止する一対のシールジョーが、該筒状フィルムｆを挟み付けた状態で下方移動するように構成されており、これにより、該筒状フィルムｆないし帯状フィルムＦの移送を横封止の度に停止することなく、連続送りしながら横封止できるようになっている。そして、この横シール装置１４による筒状フィルムｆの横シールに続いて、上記シュート８を介して物品Ｘ…Ｘが投入され、次に、筒状フィルムｆが下方向に連続移送されながら、上記物品が充填された上方部分の横シール及び切断が行なわれて包装袋Ｐが排出されるという作業が繰り返されることになる（図８参照）。
【００２７】
以下、この横シール装置１４の機械的構成を図２ないし図５を参照して説明する。図２は、この横シール装置１４の全体構成を示すもので部分的に断面を表した平面図、図３は、上記図２のア−ア線における矢視図、図４は、シ−ルジョー及びその支持部材の構成を示すもので部分的に断面を表した平面図、図５は、上記図４のイ−イ線における矢視図である。
【００２８】
まず、この横シール装置１４は、本体２から前方に延設された左右のガイドプレート１５ａ，１５ｂと、これらのガイドプレート１５ａ，１５ｂの前端部を連結するフロントプレート１５ｃとからなるフレーム１５を有し、本体２の前方でこのフレーム１５で囲まれたスペース内において、円筒状シュート８から垂下した筒状フィルムｆに対する横シール及び切断が行なわれるようになっている。
【００２９】
上記各ガイドプレート１５ａ，１５ｂの内面上部及び下部並びに前部及び後部の四箇所には、該ガイドプレート１５ａ，１５ｂの延設方向に水平に延びるレール１６…１６がそれぞれ設けられ、これらのレール１６…１６にリニアベアリング１７…１７を介して前後左右四つのスライドベース１８，１９，２０，２１がそれぞれ摺動可能に取り付けられている。
【００３０】
これらのうち、左ガイドプレート１５ａに取り付けられた前後のスライドベース１８，１９の上下方向中間部分にはそれぞれサーボモータ２２，２３が備えられ、その回転軸に取り付けられたシャフト２４，２５が各スライドベース１８，１９の内面に締結された軸受部材２６，２７で回転可能に支持されて該軸受部材２６，２７から内方向に突出していると共に、その突出端部に所定長さのアーム部材２８，２９が設けられて、上記サーボモータ２２，２３の駆動によりシャフト２４，２５を中心に旋回するようになっている。なお、この左ガイドプレート１５ａには、スライドベース１８，１９の前後方向の摺動に支障を来さないように、上記サーボモータ２２，２３をそれぞれ貫通させる開口部１５ａ’，１５ａ’が形成されている（図１参照）。
【００３１】
各アーム部材２８，２９の旋回側端部には該アーム部材２８，２９から内方向に突出するように軸部材３０，３１が嵌合されて、その突出端部に抜止め用のプレート３２，３３が取り付けられていると共に、該突出端部をカバーするように軸受部材３４ａ，３４ｂ；３５ａ，３５ｂが組み付けられ、アーム部材２８，２９に対して相対回転する回転子３４，３５を構成している。ここで、これらの回転子３４，３５を構成する内側の軸受部材３４ａ，３５ａの内面には、後述するシールジョー支持ブロック５９，６０を一端部で固定するための取付フランジ３４ａ’，３５ａ’が形成されている（図４及び図５参照）。
【００３２】
一方、右ガイドプレート１５ｂに取り付けられた前後のスライドベース２０，２１の上下方向中間部分には、各スライドベース２０，２１の外面に締結された軸受部材３６，３７によって従動シャフト３８，３９が回転可能に支持され、上記スライドベース２０，２１から内方向に突出していると共に、その突出端部に右側アーム部材４０，４１が設けられて、上記従動シャフト３８，３９と一体に該シャフト３８，３９を中心に旋回するようになっている。
【００３３】
各右側アーム部材４０，４１の旋回側端部には該アーム部材４０，４１から内方向に突出するように軸部材４２，４３が嵌合されて、その突出端部に抜止め用のプレート４４，４５が取り付けられていると共に、該突出端部をカバーするように軸受部材４６ａ，４６ｂ；４７ａ，４７ｂが組み付けられ、アーム部材４０，４１に対して相対回転する右側回転子４６，４７を構成している。ここで、これらの右側回転子４６，４７を構成する内側の軸受部材４６ａ，４７ａの内面にも、上記と同じくシールジョー支持ブロック５９，６０を他端部で固定するための取付フランジ４６ａ’，４７ａ’が形成されている（図４参照）。さらに、この右側回転子４６，４７においては、その外側の軸受部材４６ｂ，４７ｂに、歯付きプーリ４８，４９が一体に形成されている。
【００３４】
一方、これらの右側アーム部材４０，４１の旋回中心軸上には、スライドベース２０，２１の外面に締結された上記軸受部材３６，３７、従動シャフト３８，３９、及びアーム部材４０，４１にそれぞれ設けられた孔を貫通するシャフト部材５０，５１が備えられている。これらのシャフト部材５０，５１は、その外方端部が上記軸受部材３６，３７から突出し、ここで、図２に一方しか図示しないが、該軸受部材３６，３７にそれぞれ取り付けられた剛性ピン５２，５２の貫通によって回転が阻止され、従動シャフト３８，３９及びアーム部材４０，４１の回動軸心となっていると共に、内方端部はアーム部材４０，４１から突出し、ここに上記歯付きプーリ４８，４９とそれぞれ対になる同歯数の第２の歯付きプーリ５３，５４がかしめ固定されて、両プーリ４８，５３；４９，５４間にタイミングベルト５５，５６が張設されている。
【００３５】
そして、これら前後左右四つのアーム部材２８，２９，４０，４１のうち、前側に配置された左右のアーム部材２８，４０の間、及び後側に配置された左右のアーム部材２９，４１の間に、それぞれシールジョー５７，５８を支持する支持ブロック５９，６０が各回転子３４，３５，４６，４７の上記フランジ３４ａ’，３５ａ’，４６ａ’，４７ａ’を介して架設され、円筒状シュート８から垂下した筒状フィルムｆの下方向への移送経路Ｋ（図８参照）を前後から挟むように配置されている。これにより、上記サーボモータ２２，２３の駆動によって、これらの前後の支持ブロック５９，６０は、移送経路Ｋ上の筒状フィルムｆの前方及び後方でそれぞれシャフト２４，３８（点Ａ）；２５，３９（点Ｂ）を中心に旋回する。
【００３６】
各シールジョー５７，５８は熱伝導率のよい金属素材でなり、図４及び図５に示すように、同じく金属素材でなると共に、リード線６１…６１で通電されて発熱するヒータ６２…６２が長手方向に挿通されたベース部材６３，６４にそれぞれ取り付けられている。そして、後側の支持ブロック６０においては、上記ベース部材６４が断熱部材６５，６５を介して該支持ブロック６０の支持面６０ａに直接固定されている。
【００３７】
一方、前側の支持ブロック５９においては、ベース部材６３に同じく断熱部材６６，６６を介して当て板６７が取り付けられ、この当て板６７に突設されたシャフト部６８，６８が前側支持ブロック５９に形成された貫通孔６９，６９に内嵌されることにより、上記ベース部材６３が該支持ブロック５９の支持面５９ａに前後方向に摺動可能に支持されている。
【００３８】
その場合に、上記シャフト部６８，６８の先端には前側ベース部材６３の後方向への抜止め用のプレート７０，７０が取り付けられていると共に、前側支持ブロック５９における上記貫通孔６９，６９の両側方には凹部７１，７１が設けられ、該凹部７１，７１にリターンスプリング７２，７２が収容されて、これらのリターンスプリング７２，７２により上記当て板６７を介して前側ベース部材６３が常に後方向に、換言すれば後側のシールジョー５８に向けて付勢されている。これにより、シールジョー５７，５８同士の対接時には、この前側ベース部材６３ないし前側のシールジョー５７がリターンスプリング７２，７２の付勢力に抗して支持ブロック５９側に押圧されて上記リターンスプリング７２，７２が収縮すると共に、その収縮量に応じた大きさの反力がリターンスプリング７２，７２からシールジョー５７側に及ぼされ、これがシールジョー５７，５８間における挟持圧、即ち横シール圧となる。
【００３９】
さらに、このとき、上記リターンスプリング７２，７２は凹部７１，７１内において受け部材７３，７３で受止され、また、該受け部材７３，７３が前側支持ブロック５９の前面に設けられたネジ７４，７４の回転によって凹部７１，７１内を前後動するように構成されている。これにより、上記ネジ７４，７４の回転調整によって、前側ベース部材６３に作用するリターンスプリング７２，７２の付勢力が調整されることになる。すなわち、例えば、受け部材７３，７３を前動させてリターンスプリング７２，７２を始めから収縮させておくことにより、シールジョー５７，５８の対接によって同じ量だけ収縮したとしても、より大きな横シール圧が得られることになり、フィルムに作用させる横シール圧を容易に微調整することが可能となる。
【００４０】
また、各シールジョー５７，５８の突出端面５７ａ，５８ａには相互に噛み合うように多数の歯溝が形成されて、該端面５７ａ，５８ａが筒状フィルムｆを挟み付ける対接面とされていると共に、各対接面５７ａ，５８ａの上下方向中間部分にはそれぞれ長手方向にスリット７５，７６が設けられ、これらのうち、後側シールジョー５８のスリット７６内に、筒状フィルムｆを幅方向に切断するカッター７７が格納されている。このカッター７７は、ベース部材６４及び支持ブロック６０に形成された孔を貫通して後方に延びる延設部７７ａ，７７ａを有し、該延設部７７ａ，７７ａ間に架設された連結部材７８が、例えばエアシリンダ等の駆動装置７９によって進退されることにより、上記後側シールジョー５８のスリット７６から前側シールジョー５７のスリット７５に向けて出没するようになっている。
【００４１】
そして、上記サーボモータ２２，２３は、図３に矢印ａ，ｂで示すように、これらの前後のシールジョー５７，５８がフィルム移送経路Ｋに近ずいたときに筒状フィルムｆの移送方向と同じ下方向に移動するように、各シールジョー５７，５８をそれぞれ逆方向に旋回させる。また、各支持ブロック５９，６０は、そのシールジョー支持面５９ａ，６０ａ同士、すなわちこれらの前後のシールジョー５７，５８の対接面５７ａ，５８ａ同士が上記移送経路Ｋを挟んで相互に対向するように取り付けられている。その場合に、このシールジョー５７，５８の対向関係は、右側回転子４６，４７に形成された歯付きプーリ４８，４９がタイミングベルト５５，５６を介してシャフト部材５０，５１の固定プーリ５３，５４に連動されていることにより、アーム部材２８，２９，４０，４１の旋回にかかわらず維持される。
【００４２】
一方、図２及び図３に示すように、左右のガイドプレート１５ａ，１５ｂには、フィルム移送経路Ｋに略対応する前後方向中央、且つ上下方向略中央の部位に、軸部材８０，８１が設けられ、該軸部材８０，８１に、両端部にカムフォロワ８２…８２を備えた左右一対のクランク部材８３，８４が回動自在に取り付けられている。また、各スライドベース１８，１９，２０，２１には、上記カムフォロワ８２…８２がそれぞれ嵌合する長穴８５…８５が形成されたブラケット８６…８６が設けられて、左側のスライドベース１８，１９同士、及び右側のスライドベース２０，２１同士が上記クランク部材８３，８４によって連結されている。
【００４３】
さらに、図２に示すように、本体２の内部には第３のサーボモータ８７がフレーム８８を介して備えられ、その回転軸に設けられたボールネジ８９に幅方向に水平に延びるビーム部材９０が取り付けられていると共に、図３にも示すように、該ビーム部材９０の両側端部からそれぞれ前方に延びる上下一対の柱状部材９１…９１が設けられて、その前端部が本体２の前壁面２ａを貫通し、後側のスライドベース１９，２１に結合されている。
【００４４】
したがって、上記サーボモータ８７の駆動により、後側のスライドベース１９，２１が、上記ボールネジ８９、ビーム部材９０及び柱状部材９１…９１を介して前後動され、このとき、図３に矢印ｃ，ｄで示すように、上記クランク部材８３，８４の回動によって、後側スライドベース１９，２１が矢印ｅのように前方に移動したときは前側スライドベース１８，２０が矢印ｆのように後方に移動し、逆に後側スライドベース１９，２１が矢印ｇのように後方に移動したときには前側スライドベース１８，２０が矢印ｈのように前方に移動して、これにより、前後のシールジョー５７，５８がフィルム移送経路Ｋを挟んで対接離反されることになる。
【００４５】
以上のような構成により、この横シール装置１４においては、筒状フィルムｆの移送経路Ｋを挟んで対向配置された前後一対のシールジョー５７，５８が、旋回用サーボモータ２２，２３の駆動によって、それぞれ点Ａ（シャフト２４，３８，５０）、点Ｂ（シャフト２５，３９，５１）を中心に旋回すると共に、第３の前後動用サーボモータ８７の駆動によって、上記旋回中心Ａ，Ｂ同士が近接離反されることになる。
【００４６】
そして、この横シール装置１４には、図６に示すように、フィルム毎にその種類や性状に応じた最適な横シール圧力が予め記憶部１００ａにメモリされたコントロールユニット１００が備えられて、該コントロールユニット１００は、呼び出されたフィルムに対する最適シール圧が実現するように、上記各サーボモータ２２，２３，８７を制御するようになっている。
【００４７】
次に、このコントロールユニット１００が行なう横シール圧調整制御を、図７のタイムチャート図、及び図８のシールジョー動作概念図を参照しながら説明する。なお、シールジョー５７，５８同士は互いにフィルム移送経路Ｋを挟んで鏡像的に旋回し、また前後動するように制御されるので、上記図７のタイムチャートには、後側のシールジョー５８の立場からみた場合のみを示した。
【００４８】
まず、いま、前側シールジョー５７が配置される前側アーム部材２８，４０の旋回側端部に設けられた軸部材３０，４２の中心点Ｃ（前側ジョー中心、図３参照）、及び後側シールジョー５８が配置される後側アーム部材２９，４１の旋回側端部に設けられた軸部材３１，４３の中心点Ｄ（後側ジョー中心、図３参照）が、それぞれフィルム移送経路Ｋから最も遠ざかった位置Ｓにあるものとする（時間ｔ１）。このとき、図８に示すように、前側シールジョー５７の旋回中心Ａは符号Ａ１のように比較的後方の位置に、後側シールジョー５８の旋回中心Ｂは符号Ｂ１のように比較的前方の位置にあって、その中心間距離が短くされている。また、シールジョー５７，５８は一定の旋回角速度ωで旋回している。なお、上記旋回中心Ａ１，Ｂ１の場合の各ジョー中心をＣ１，Ｄ１で示した。
【００４９】
したがって、この状態のままでシールジョー５７，５８がその旋回に伴ってフィルム移送経路Ｋに近づくと、その旋回円同士がオーバーラップし、そのオーバーラップ期間中に対接面５７ａ，５８ａ同士が筒状フィルムｆを挟み付けて対接することになる。
【００５０】
その場合に、上記コントロールユニット１００は、シールジョー５７，５８同士の対接が開始する時間ｔ３よりやや早い時間ｔ２から、前側シールジョー５７の旋回中心をＡ１から前方に、後側シールジョー５８の旋回中心をＢ１から後方にそれぞれ移動させ始め、これに伴い、上記対接開始時ｔ３には、前側シールジョー５７の旋回中心がＡ２で、前側ジョー中心がＣ２ｓの位置にあり、また、後側シールジョー５８の旋回中心がＢ２で、後側ジョー中心がＤ２ｓの位置にあって、前後のシールジョー５７，５８が対接し合うようにする。このときの上記各旋回中心Ａ２，Ｂ２、及び各ジョー中心Ｃ２ｓ，Ｄ２ｓの位置は、シールジョー５７，５８同士の対接によってリターンスプリング７２，７２が収縮し、その結果生じる横シール圧が、記憶部１００ａから呼び出されたフィルムに対する最適シール圧となる位置である。
【００５１】
そして、コントロールユニット１００は、これ以降、シールジョー５７，５８同士の対接が終了する時間ｔ５までの間、各シールジョー５７，５８をその中心点Ｃ，Ｄ間距離が一定となるように下方向に直線移動させる。つまり、その対接面５７ａ，５８ａ同士が筒状フィルムｆをその最適シール圧を維持して挟み付けたままの状態でフィルム移送経路Ｋ上を移動するようにコントロールするのである。
【００５２】
すなわち、コントロールユニット１００は、図７に示すように、上記対接開始時間ｔ３から、各アーム部材２８，２９，４０，４１が旋回に伴って対接側方向に水平となる対接中間時間ｔ４までは、前側シールジョー５７の旋回中心Ａをサインカーブに沿ってＡ２からさらにＡ３のように前方に移動させると共に、後側シールジョー５８の旋回中心Ｂを同じくサインカーブに沿ってＢ２からさらにＢ３のように後方に移動させ、また、上記対接中間時間ｔ４から対接終了時間ｔ５までは、逆に、前側シールジョー５７の旋回中心ＡをＡ３から再びＡ２のように後方に移動させると共に、後側シールジョー５８の旋回中心ＢをＢ３から再びＢ２のように前方に移動させる。このように、旋回中心Ａ，Ｂ間距離を変化させることにより、各シールジョー５７，５８の中心点Ｃ，Ｄが、Ｃ２ｓ，Ｃ３，Ｃ２ｅ、又はＤ２ｓ，Ｄ３，Ｄ２ｅのようにそれぞれ下方向に直線移動して、その間の距離が一定に保たれるので、対接期間中、横封止圧を増減なく最適シール圧に維持するという緻密な制御が可能となる。
【００５３】
また、筒状フィルムｆの横封止がフィルムの移送経路Ｋ上を移動しながら行なわれるので、筒状フィルムｆがシールジョー５７，５８に横方向に引っ張られて伸長するというような問題がない。
【００５４】
さらに、このとき、対接開始時間ｔ３より早い時間ｔ２に、前側シールジョー５７の旋回中心Ａの前方移動、及び後側シールジョー５８の旋回中心Ｂの後方移動が開始されているので、上記対接開始時間ｔ３において、シールジョー５７，５８同士はＣ２ｓ又はＤ２ｓの位置で滑らかに対接し合うことになる。また、このように対接開始時間ｔ３より早い時間ｔ２から前後動用モータ８７を駆動しておかないと、対接開始時間ｔ３で該モータ８７を一気に立ち上げることになって、制御に無理が生じることになる。
【００５５】
一方、コントロールユニット１００は、この対接期間中（ｔ３〜ｔ５）は、上記対接面５７ａ，５８ａのフィルム移送経路Ｋ上の下方移動速度が、図８に示すように、筒状フィルムｆの移送速度Ｖと等しく一定となるようにシールジョー５７，５８の旋回角速度を制御する。すなわち、上記時間ｔ１からのシールジョー５７，５８の旋回角をθとすると、その下方向への分割速度は、ω・ｃｏｓθであるから、これを一定値Ｖとする旋回角速度は、（Ｖ／ｃｏｓθ）となり、コントロールユニット１００は、上記対接期間中（ｔ３〜ｔ５）は、この（Ｖ／ｃｏｓθ）でシールジョー５７，５８を旋回させるのである。
【００５６】
そして、コントロールユニット１００は、シールジョー５７，５８の対接が終了したのち時間ｔ６まで、前側シールジョー５７の旋回中心Ａを引き続き後方移動させて再び前述のＡ１に移動させると共に、後側シールジョー５８の旋回中心Ｂも引き続き前方移動させて再びＢ１に移動させ、シールジョー５７，５８はこのような１サイクル動作を繰り返すことになる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動手段を制御して、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を調整することで、横封止部材の対接による弾性部材の収縮量がコントロールされることになる。その場合に、この弾性部材の収縮量に応じた横封止圧が生じるので、結局、駆動手段を制御することによって横封止圧がコントロールされ、これを目標横封止圧とすることにより、各フィルムの性状に応じた横封止圧が実現される。
【００５８】
そして、このとき、弾性部材の弾性係数から、収縮量と生じる横封止圧との関係が予め分かっているので、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を前もって算定しておくことができ、したがって、実際に生じた横封止圧をみながらフィードバック制御するようなことをしなくても済み、容易に目標横封止圧を実現することができる。
【００５９】
さらに、弾性部材の収縮とその反力である横封止圧とは同時に発生するので、応答性の良い圧力コントロールが可能となる。
【００６０】
以上により、シール圧力の緻密で微妙な制御が可能となり、分解性素材等の薄いフィルムに対しても良好に対処することができる。
【００６１】
一方、横封止部材がそれぞれ旋回し、その旋回中に所定期間対接して筒状フィルムを横封止する方式の製袋包装機において、上記作用が得られ、その結果、例えば対接期間中、横封止圧を増減なく一定にするというような緻密な制御を行なうことが可能となる。
【００６２】
また、第２発明によれば、筒状フィルムの横封止がフィルムの移送経路上を移動しながら行なわれるので、筒状フィルムが横封止部材の対接面に引っ張られて余計な張力が働くというようなことがない。なお、このとき、旋回手段を制御して、支持部材の旋回角速度をコントロールすることにより、フィルム移送経路上における横封止部材の対接面の移動速度を、例えばフィルムの移送速度と同じとする等、種々に変更することが可能となる。
【００６３】
さらに、第３発明によれば、横封止部材の対接によって収縮し、該横封止部材に横封止圧を作用させる弾性部材を予め所定量だけ収縮しておくことができる。これにより、同じ量だけ収縮させた場合でも、生じる横封止圧を変化させることができ、フィルムに作用させる横封止圧を容易に微調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る製袋包装機の全体構成を示す概略側面図である。
【図２】 上記製袋包装機の横シール装置の平断面図である。
【図３】 図２のア−ア線における矢視図である。
【図４】 同横シール装置のシールジョーおよびその支持部材の平断面図である。
【図５】 図４のイ−イ線における矢視図である。
【図６】 同横シール装置の制御システム図である。
【図７】 シールジョー動作のタイムチャート図である。
【図８】 シールジョー動作の説明図である。
【符号の説明】
１ 製袋包装機
１４ 横シール装置
２２，２３ 旋回用サーボモータ
５７，５８ シールジョー
５９，６０ シールジョー支持ブロック
７２ リターンスプリング
８７ 前後動用サーボモータ
１００ コントロールユニット
ｆ 筒状フィルム
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状フィルムを包装袋に成形しつつ該包装袋に物品を封入する製袋包装機に関し、特に、袋成形時に行なわれる横シールの圧力コントロールが改良された製袋包装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば実公平３−１３６２号公報に開示されているように、帯状のフィルムをロールから繰り出し、これを移送経路に沿って移送しながら、該移送経路の下流端部において、上記フィルムを筒状に曲成すると共に、この筒状フィルムにおける互いに重なり合った両側縁部を接合し、また下端部を横方向に封止して包装袋に成形した後、該包装袋に物品を供給し、その後、上端部を同様に横方向に封止して切り離すことにより、上記物品が封入された包装袋を順次生成する製袋包装機が知られている。
【０００３】
その場合に、上記筒状フィルムの横方向の封止は、一般に、該フィルムの移送経路を挟んで対向配置された一対のシールジョーと呼ばれる部材を対接させて上記筒状フィルムを加熱圧着することにより行なわれる。また、このとき、シールジョーを単に直線往復運動させることにより対接離反させる方式では、フィルムの封止がその対接の一点でしか行なわれず、その結果、封止に要する時間だけフィルムの移送を停止しなければならないので、実公昭５９−１６２４１号公報に開示されているように、各シールジョーを対接方向にバネで付勢すると共に移送経路を挟んで相互にオーバーラップするように逆方向に旋回させ、そのオーバーラップ領域において各シールジョーを旋回中にバネに抗して所定期間だけ対接させる技術が知られている。これによれば、各シールジョーがＤ字状の軌跡を描くことになり、フィルムを連続移送しながら該フィルムにシールジョーを追随させて対接封止時間を長くとることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、地球環境の保全を目的とする生分解性あるいは光分解性等の経時分解性素材が多数提案され、包装袋で用いられる包材、すなわち製袋包装機で使用される帯状フィルムもかかる地球環境保全型のものに移行しつつある。しかしながら、この種のフィルムを含めて最近の包材は、従来のものに比べて概して薄く成形されているため、従来のフィルムでは例えば数百キログラムの圧力でシールすることができ、したがってシール圧の調整を緻密に行なう必要がなかったのに対し、近年の新しいフィルムに対しては厳重なシール圧のコントロールが要求される。
【０００５】
しかるに一方、従来の製袋包装機は、シール圧が固定されてフィルムの種類に応じてこれを調整することができないものが殆どであった。例えば、上記の実公昭５９−１６２４１号公報に開示されているＤ字旋回のシールジョーの場合では、シール圧が対接期間の最初と最後で弱く、中間で強くなるように固定して変化し、その場合に、該シール圧をフィルムの種類に応じて増減調整したり、あるいは対接期間中はシール圧を一定にするというような緻密な制御を行なうようには構成されていない。
【０００６】
これに対して、特開昭６１−１９０４２２号公報には、空気圧や油圧等の流体圧を制御することによって、また、特公平８−２５５４２号公報には、サーボモータをトルク制御することによって、それぞれシールジョーのシール圧を所定の目標圧に調整する技術が開示されている。しかしながら、流体又はサーボモータを介してのシール圧調整は、応答性に難点があり、細かで微妙な圧力制御が困難であると共に、シールジョーの対接面で発生する圧力を知るには実際に測定してみなければならないのが現状である。
【０００７】
そこで、本発明は、製袋包装機における上記のような実情に対処するもので、分解性素材等を始めとする近年の薄いフィルムであっても、これを良好にシールするべく、応答性のよい緻密なシール圧制御が可能な製袋包装機の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は次のように特定される。
【０００９】
すなわち、本発明のうち請求項１に記載の発明（以下「第１発明」という。）は、筒状に曲成したフィルムをその移送経路を挟んで対向配置した一対の横封止部材の対接によって横方向に封止して包装袋を成形する製袋包装機であって、上記横封止部材をそれぞれ支持する一対の支持部材と、該支持部材を上記横封止部材が相互にオーバーラップしてフィルムの移送方向と同じ方向に移動するように旋回させる旋回手段と、該旋回手段による旋回によって上記横封止部材が対接して筒状フィルムを横方向に封止している期間中は上記支持部材の旋回中心間距離を変化させる駆動手段と、少なくとも一方の支持部材と横封止部材との間に介装され、横封止部材の対接によって収縮すると共に、その収縮量に応じた横封止圧を横封止部材に作用させる弾性部材と、横封止部材の対接によって筒状フィルムに及ぼすべき目標横封止圧を設定する設定手段と、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を調整することにより、上記弾性部材による横封止圧が上記目標横封止圧となるように、上記駆動手段を制御する制御手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１０】
この第１発明によれば、駆動手段を制御して、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を調整することで、横封止部材の対接による弾性部材の収縮量がコントロールされることになる。その場合に、この弾性部材の収縮量に応じた横封止圧が生じるので、結局、駆動手段を制御することによって横封止圧がコントロールされ、これを目標横封止圧とすることにより、各フィルムの性状に応じた横封止圧が実現される。
【００１１】
そして、このとき、弾性部材の弾性係数から、収縮量と生じる横封止圧との関係が予め分かっているので、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を前もって算定しておくことができ、したがって、実際に生じた横封止圧をみながらフィードバック制御するようなことをしなくても済み、容易に目標横封止圧を実現することができる。
【００１２】
さらに、弾性部材の収縮とその反力である横封止圧とは同時に発生するので、応答性の良い圧力コントロールが可能となる。
【００１３】
以上により、シール圧力の緻密で微妙な制御が可能となり、分解性素材等の薄いフィルムに対しても良好に対処することができる。
【００１５】
この第１発明によれば、横封止部材がそれぞれ旋回し、その旋回中に所定期間対接して筒状フィルムを横封止する方式の製袋包装機において、上記作用が得られ、その結果、例えば対接期間中、横封止圧を増減なく一定にするというような緻密な制御を行なうことが可能となる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明（以下「第２発明」という。）は、上記第１発明において、制御手段は、横封止部材のオーバーラップ領域では該横封止部材の対接面がフィルムの移送経路に沿って移動するように駆動手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
この第２発明によれば、筒状フィルムの横封止がフィルムの移送経路上を移動しながら行なわれるので、筒状フィルムが横封止部材の対接面に引っ張られて余計な張力が働くというようなことがない。なお、このとき、旋回手段を制御して、支持部材の旋回角速度をコントロールすることにより、フィルム移送経路上における横封止部材の対接面の移動速度を、例えばフィルムの移送速度と同じとする等、種々に変更することが可能となる。
【００１８】
さらに、請求項３に記載の発明（以下「第３発明」という。）は、上記第１発明又は第２発明において、弾性部材に前もって応力を作用させる圧力調整手段が備えられていることを特徴とする。
【００１９】
この第３発明によれば、横封止部材の対接によって収縮し、該横封止部材に横封止圧を作用させる弾性部材を予め所定量だけ収縮しておくことができる。これにより、同じ量だけ収縮させた場合でも、生じる横封止圧を変化させることができ、フィルムに作用させる横封止圧を容易に微調整することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る製袋包装機１の概略側面図であって、最初にこの図１を参照しながら上記製袋包装機１の全体構成とフィルムＦの流れとを説明すると、この製袋包装機１はフィルムを連続移送するタイプのもので、本体２の後方から上方に及んで前方に至る左右一対のフレーム３，３を有し、該フレーム３，３の後部に帯状フィルムＦのロールＲが支持ブラケット４及び駆動シャフト５を介して回転可能に支持されて、上記ロールＲから繰り出されたフィルムＦがフレーム３，３間に架設された複数のローラ６…６で案内されながら、途中、フレーム３，３の上部に配設された印字装置７で製造年月日等が印字されたのち、該フレーム３，３に沿って本体２の前方に移送されるようになっている。
【００２２】
フレーム３，３の前部には、上下方向に延びて配置された物品投入用の円筒状シュート８と、該シュート８を取り囲むように配置された所定形状のフォーマ９とが備えられ、上記フレーム３，３に沿って移送されてきた帯状フィルムＦが上記フォーマ９を介してシュート８の周面上で両側縁部が重ね合わせられて筒状に曲成されると共に、その状態でさらにシュート８に沿って下方向に移送される。
【００２３】
また、円筒状シュート８の前方には、該シュート８を抱え込むように本体２から前方に延設されたＬ型支持アーム１０を介して、縦シール装置１１が上記シュート８と対向するように配置されて、上記シュート８の周面上で重合された筒状フィルムｆの両側縁部がこの縦シール装置１１によってシュート８側に圧着され、この状態で加熱されて接合される。
【００２４】
さらに、円筒状シュート８の両側方には、一方しか図示しないが、該シュート８上の筒状フィルムｆを吸着しながらこれを連続的に下方に移送する左右一対の送りベルト１２，１２が備えられている。フィルムロールＲから繰り出された帯状フィルムＦないし筒状フィルムｆは、この本体２の前方に備えられた送りベルト１２，１２の連続駆動、及びフィルムロールＲを支持する上記駆動シャフト５の回転によって、上記走行経路を過大な引張力がかからない状態で連続移送されるようになっている。なお、フィルムロールＲの上方には、フィルムの交換時等に新旧のフィルム同士を接続するスプライサ１３が配置されている。
【００２５】
そして、円筒状シュート８の下方には、該シュート８から下方向に移送されて垂下した筒状フィルムｆを幅方向に封止すると共に、その封止部分のセンター位置で先行部分を後続部分から切り離すカッター装置が内蔵された横シール装置１４が備えられている。次に、この製袋包装機１の特徴部分である上記横シール装置１４について説明する。
【００２６】
この横シール装置１４は、筒状フィルムｆを幅方向に圧着加熱して封止する一対のシールジョーが、該筒状フィルムｆを挟み付けた状態で下方移動するように構成されており、これにより、該筒状フィルムｆないし帯状フィルムＦの移送を横封止の度に停止することなく、連続送りしながら横封止できるようになっている。そして、この横シール装置１４による筒状フィルムｆの横シールに続いて、上記シュート８を介して物品Ｘ…Ｘが投入され、次に、筒状フィルムｆが下方向に連続移送されながら、上記物品が充填された上方部分の横シール及び切断が行なわれて包装袋Ｐが排出されるという作業が繰り返されることになる（図８参照）。
【００２７】
以下、この横シール装置１４の機械的構成を図２ないし図５を参照して説明する。図２は、この横シール装置１４の全体構成を示すもので部分的に断面を表した平面図、図３は、上記図２のア−ア線における矢視図、図４は、シ−ルジョー及びその支持部材の構成を示すもので部分的に断面を表した平面図、図５は、上記図４のイ−イ線における矢視図である。
【００２８】
まず、この横シール装置１４は、本体２から前方に延設された左右のガイドプレート１５ａ，１５ｂと、これらのガイドプレート１５ａ，１５ｂの前端部を連結するフロントプレート１５ｃとからなるフレーム１５を有し、本体２の前方でこのフレーム１５で囲まれたスペース内において、円筒状シュート８から垂下した筒状フィルムｆに対する横シール及び切断が行なわれるようになっている。
【００２９】
上記各ガイドプレート１５ａ，１５ｂの内面上部及び下部並びに前部及び後部の四箇所には、該ガイドプレート１５ａ，１５ｂの延設方向に水平に延びるレール１６…１６がそれぞれ設けられ、これらのレール１６…１６にリニアベアリング１７…１７を介して前後左右四つのスライドベース１８，１９，２０，２１がそれぞれ摺動可能に取り付けられている。
【００３０】
これらのうち、左ガイドプレート１５ａに取り付けられた前後のスライドベース１８，１９の上下方向中間部分にはそれぞれサーボモータ２２，２３が備えられ、その回転軸に取り付けられたシャフト２４，２５が各スライドベース１８，１９の内面に締結された軸受部材２６，２７で回転可能に支持されて該軸受部材２６，２７から内方向に突出していると共に、その突出端部に所定長さのアーム部材２８，２９が設けられて、上記サーボモータ２２，２３の駆動によりシャフト２４，２５を中心に旋回するようになっている。なお、この左ガイドプレート１５ａには、スライドベース１８，１９の前後方向の摺動に支障を来さないように、上記サーボモータ２２，２３をそれぞれ貫通させる開口部１５ａ’，１５ａ’が形成されている（図１参照）。
【００３１】
各アーム部材２８，２９の旋回側端部には該アーム部材２８，２９から内方向に突出するように軸部材３０，３１が嵌合されて、その突出端部に抜止め用のプレート３２，３３が取り付けられていると共に、該突出端部をカバーするように軸受部材３４ａ，３４ｂ；３５ａ，３５ｂが組み付けられ、アーム部材２８，２９に対して相対回転する回転子３４，３５を構成している。ここで、これらの回転子３４，３５を構成する内側の軸受部材３４ａ，３５ａの内面には、後述するシールジョー支持ブロック５９，６０を一端部で固定するための取付フランジ３４ａ’，３５ａ’が形成されている（図４及び図５参照）。
【００３２】
一方、右ガイドプレート１５ｂに取り付けられた前後のスライドベース２０，２１の上下方向中間部分には、各スライドベース２０，２１の外面に締結された軸受部材３６，３７によって従動シャフト３８，３９が回転可能に支持され、上記スライドベース２０，２１から内方向に突出していると共に、その突出端部に右側アーム部材４０，４１が設けられて、上記従動シャフト３８，３９と一体に該シャフト３８，３９を中心に旋回するようになっている。
【００３３】
各右側アーム部材４０，４１の旋回側端部には該アーム部材４０，４１から内方向に突出するように軸部材４２，４３が嵌合されて、その突出端部に抜止め用のプレート４４，４５が取り付けられていると共に、該突出端部をカバーするように軸受部材４６ａ，４６ｂ；４７ａ，４７ｂが組み付けられ、アーム部材４０，４１に対して相対回転する右側回転子４６，４７を構成している。ここで、これらの右側回転子４６，４７を構成する内側の軸受部材４６ａ，４７ａの内面にも、上記と同じくシールジョー支持ブロック５９，６０を他端部で固定するための取付フランジ４６ａ’，４７ａ’が形成されている（図４参照）。さらに、この右側回転子４６，４７においては、その外側の軸受部材４６ｂ，４７ｂに、歯付きプーリ４８，４９が一体に形成されている。
【００３４】
一方、これらの右側アーム部材４０，４１の旋回中心軸上には、スライドベース２０，２１の外面に締結された上記軸受部材３６，３７、従動シャフト３８，３９、及びアーム部材４０，４１にそれぞれ設けられた孔を貫通するシャフト部材５０，５１が備えられている。これらのシャフト部材５０，５１は、その外方端部が上記軸受部材３６，３７から突出し、ここで、図２に一方しか図示しないが、該軸受部材３６，３７にそれぞれ取り付けられた剛性ピン５２，５２の貫通によって回転が阻止され、従動シャフト３８，３９及びアーム部材４０，４１の回動軸心となっていると共に、内方端部はアーム部材４０，４１から突出し、ここに上記歯付きプーリ４８，４９とそれぞれ対になる同歯数の第２の歯付きプーリ５３，５４がかしめ固定されて、両プーリ４８，５３；４９，５４間にタイミングベルト５５，５６が張設されている。
【００３５】
そして、これら前後左右四つのアーム部材２８，２９，４０，４１のうち、前側に配置された左右のアーム部材２８，４０の間、及び後側に配置された左右のアーム部材２９，４１の間に、それぞれシールジョー５７，５８を支持する支持ブロック５９，６０が各回転子３４，３５，４６，４７の上記フランジ３４ａ’，３５ａ’，４６ａ’，４７ａ’を介して架設され、円筒状シュート８から垂下した筒状フィルムｆの下方向への移送経路Ｋ（図８参照）を前後から挟むように配置されている。これにより、上記サーボモータ２２，２３の駆動によって、これらの前後の支持ブロック５９，６０は、移送経路Ｋ上の筒状フィルムｆの前方及び後方でそれぞれシャフト２４，３８（点Ａ）；２５，３９（点Ｂ）を中心に旋回する。
【００３６】
各シールジョー５７，５８は熱伝導率のよい金属素材でなり、図４及び図５に示すように、同じく金属素材でなると共に、リード線６１…６１で通電されて発熱するヒータ６２…６２が長手方向に挿通されたベース部材６３，６４にそれぞれ取り付けられている。そして、後側の支持ブロック６０においては、上記ベース部材６４が断熱部材６５，６５を介して該支持ブロック６０の支持面６０ａに直接固定されている。
【００３７】
一方、前側の支持ブロック５９においては、ベース部材６３に同じく断熱部材６６，６６を介して当て板６７が取り付けられ、この当て板６７に突設されたシャフト部６８，６８が前側支持ブロック５９に形成された貫通孔６９，６９に内嵌されることにより、上記ベース部材６３が該支持ブロック５９の支持面５９ａに前後方向に摺動可能に支持されている。
【００３８】
その場合に、上記シャフト部６８，６８の先端には前側ベース部材６３の後方向への抜止め用のプレート７０，７０が取り付けられていると共に、前側支持ブロック５９における上記貫通孔６９，６９の両側方には凹部７１，７１が設けられ、該凹部７１，７１にリターンスプリング７２，７２が収容されて、これらのリターンスプリング７２，７２により上記当て板６７を介して前側ベース部材６３が常に後方向に、換言すれば後側のシールジョー５８に向けて付勢されている。これにより、シールジョー５７，５８同士の対接時には、この前側ベース部材６３ないし前側のシールジョー５７がリターンスプリング７２，７２の付勢力に抗して支持ブロック５９側に押圧されて上記リターンスプリング７２，７２が収縮すると共に、その収縮量に応じた大きさの反力がリターンスプリング７２，７２からシールジョー５７側に及ぼされ、これがシールジョー５７，５８間における挟持圧、即ち横シール圧となる。
【００３９】
さらに、このとき、上記リターンスプリング７２，７２は凹部７１，７１内において受け部材７３，７３で受止され、また、該受け部材７３，７３が前側支持ブロック５９の前面に設けられたネジ７４，７４の回転によって凹部７１，７１内を前後動するように構成されている。これにより、上記ネジ７４，７４の回転調整によって、前側ベース部材６３に作用するリターンスプリング７２，７２の付勢力が調整されることになる。すなわち、例えば、受け部材７３，７３を前動させてリターンスプリング７２，７２を始めから収縮させておくことにより、シールジョー５７，５８の対接によって同じ量だけ収縮したとしても、より大きな横シール圧が得られることになり、フィルムに作用させる横シール圧を容易に微調整することが可能となる。
【００４０】
また、各シールジョー５７，５８の突出端面５７ａ，５８ａには相互に噛み合うように多数の歯溝が形成されて、該端面５７ａ，５８ａが筒状フィルムｆを挟み付ける対接面とされていると共に、各対接面５７ａ，５８ａの上下方向中間部分にはそれぞれ長手方向にスリット７５，７６が設けられ、これらのうち、後側シールジョー５８のスリット７６内に、筒状フィルムｆを幅方向に切断するカッター７７が格納されている。このカッター７７は、ベース部材６４及び支持ブロック６０に形成された孔を貫通して後方に延びる延設部７７ａ，７７ａを有し、該延設部７７ａ，７７ａ間に架設された連結部材７８が、例えばエアシリンダ等の駆動装置７９によって進退されることにより、上記後側シールジョー５８のスリット７６から前側シールジョー５７のスリット７５に向けて出没するようになっている。
【００４１】
そして、上記サーボモータ２２，２３は、図３に矢印ａ，ｂで示すように、これらの前後のシールジョー５７，５８がフィルム移送経路Ｋに近ずいたときに筒状フィルムｆの移送方向と同じ下方向に移動するように、各シールジョー５７，５８をそれぞれ逆方向に旋回させる。また、各支持ブロック５９，６０は、そのシールジョー支持面５９ａ，６０ａ同士、すなわちこれらの前後のシールジョー５７，５８の対接面５７ａ，５８ａ同士が上記移送経路Ｋを挟んで相互に対向するように取り付けられている。その場合に、このシールジョー５７，５８の対向関係は、右側回転子４６，４７に形成された歯付きプーリ４８，４９がタイミングベルト５５，５６を介してシャフト部材５０，５１の固定プーリ５３，５４に連動されていることにより、アーム部材２８，２９，４０，４１の旋回にかかわらず維持される。
【００４２】
一方、図２及び図３に示すように、左右のガイドプレート１５ａ，１５ｂには、フィルム移送経路Ｋに略対応する前後方向中央、且つ上下方向略中央の部位に、軸部材８０，８１が設けられ、該軸部材８０，８１に、両端部にカムフォロワ８２…８２を備えた左右一対のクランク部材８３，８４が回動自在に取り付けられている。また、各スライドベース１８，１９，２０，２１には、上記カムフォロワ８２…８２がそれぞれ嵌合する長穴８５…８５が形成されたブラケット８６…８６が設けられて、左側のスライドベース１８，１９同士、及び右側のスライドベース２０，２１同士が上記クランク部材８３，８４によって連結されている。
【００４３】
さらに、図２に示すように、本体２の内部には第３のサーボモータ８７がフレーム８８を介して備えられ、その回転軸に設けられたボールネジ８９に幅方向に水平に延びるビーム部材９０が取り付けられていると共に、図３にも示すように、該ビーム部材９０の両側端部からそれぞれ前方に延びる上下一対の柱状部材９１…９１が設けられて、その前端部が本体２の前壁面２ａを貫通し、後側のスライドベース１９，２１に結合されている。
【００４４】
したがって、上記サーボモータ８７の駆動により、後側のスライドベース１９，２１が、上記ボールネジ８９、ビーム部材９０及び柱状部材９１…９１を介して前後動され、このとき、図３に矢印ｃ，ｄで示すように、上記クランク部材８３，８４の回動によって、後側スライドベース１９，２１が矢印ｅのように前方に移動したときは前側スライドベース１８，２０が矢印ｆのように後方に移動し、逆に後側スライドベース１９，２１が矢印ｇのように後方に移動したときには前側スライドベース１８，２０が矢印ｈのように前方に移動して、これにより、前後のシールジョー５７，５８がフィルム移送経路Ｋを挟んで対接離反されることになる。
【００４５】
以上のような構成により、この横シール装置１４においては、筒状フィルムｆの移送経路Ｋを挟んで対向配置された前後一対のシールジョー５７，５８が、旋回用サーボモータ２２，２３の駆動によって、それぞれ点Ａ（シャフト２４，３８，５０）、点Ｂ（シャフト２５，３９，５１）を中心に旋回すると共に、第３の前後動用サーボモータ８７の駆動によって、上記旋回中心Ａ，Ｂ同士が近接離反されることになる。
【００４６】
そして、この横シール装置１４には、図６に示すように、フィルム毎にその種類や性状に応じた最適な横シール圧力が予め記憶部１００ａにメモリされたコントロールユニット１００が備えられて、該コントロールユニット１００は、呼び出されたフィルムに対する最適シール圧が実現するように、上記各サーボモータ２２，２３，８７を制御するようになっている。
【００４７】
次に、このコントロールユニット１００が行なう横シール圧調整制御を、図７のタイムチャート図、及び図８のシールジョー動作概念図を参照しながら説明する。なお、シールジョー５７，５８同士は互いにフィルム移送経路Ｋを挟んで鏡像的に旋回し、また前後動するように制御されるので、上記図７のタイムチャートには、後側のシールジョー５８の立場からみた場合のみを示した。
【００４８】
まず、いま、前側シールジョー５７が配置される前側アーム部材２８，４０の旋回側端部に設けられた軸部材３０，４２の中心点Ｃ（前側ジョー中心、図３参照）、及び後側シールジョー５８が配置される後側アーム部材２９，４１の旋回側端部に設けられた軸部材３１，４３の中心点Ｄ（後側ジョー中心、図３参照）が、それぞれフィルム移送経路Ｋから最も遠ざかった位置Ｓにあるものとする（時間ｔ１）。このとき、図８に示すように、前側シールジョー５７の旋回中心Ａは符号Ａ１のように比較的後方の位置に、後側シールジョー５８の旋回中心Ｂは符号Ｂ１のように比較的前方の位置にあって、その中心間距離が短くされている。また、シールジョー５７，５８は一定の旋回角速度ωで旋回している。なお、上記旋回中心Ａ１，Ｂ１の場合の各ジョー中心をＣ１，Ｄ１で示した。
【００４９】
したがって、この状態のままでシールジョー５７，５８がその旋回に伴ってフィルム移送経路Ｋに近づくと、その旋回円同士がオーバーラップし、そのオーバーラップ期間中に対接面５７ａ，５８ａ同士が筒状フィルムｆを挟み付けて対接することになる。
【００５０】
その場合に、上記コントロールユニット１００は、シールジョー５７，５８同士の対接が開始する時間ｔ３よりやや早い時間ｔ２から、前側シールジョー５７の旋回中心をＡ１から前方に、後側シールジョー５８の旋回中心をＢ１から後方にそれぞれ移動させ始め、これに伴い、上記対接開始時ｔ３には、前側シールジョー５７の旋回中心がＡ２で、前側ジョー中心がＣ２ｓの位置にあり、また、後側シールジョー５８の旋回中心がＢ２で、後側ジョー中心がＤ２ｓの位置にあって、前後のシールジョー５７，５８が対接し合うようにする。このときの上記各旋回中心Ａ２，Ｂ２、及び各ジョー中心Ｃ２ｓ，Ｄ２ｓの位置は、シールジョー５７，５８同士の対接によってリターンスプリング７２，７２が収縮し、その結果生じる横シール圧が、記憶部１００ａから呼び出されたフィルムに対する最適シール圧となる位置である。
【００５１】
そして、コントロールユニット１００は、これ以降、シールジョー５７，５８同士の対接が終了する時間ｔ５までの間、各シールジョー５７，５８をその中心点Ｃ，Ｄ間距離が一定となるように下方向に直線移動させる。つまり、その対接面５７ａ，５８ａ同士が筒状フィルムｆをその最適シール圧を維持して挟み付けたままの状態でフィルム移送経路Ｋ上を移動するようにコントロールするのである。
【００５２】
すなわち、コントロールユニット１００は、図７に示すように、上記対接開始時間ｔ３から、各アーム部材２８，２９，４０，４１が旋回に伴って対接側方向に水平となる対接中間時間ｔ４までは、前側シールジョー５７の旋回中心Ａをサインカーブに沿ってＡ２からさらにＡ３のように前方に移動させると共に、後側シールジョー５８の旋回中心Ｂを同じくサインカーブに沿ってＢ２からさらにＢ３のように後方に移動させ、また、上記対接中間時間ｔ４から対接終了時間ｔ５までは、逆に、前側シールジョー５７の旋回中心ＡをＡ３から再びＡ２のように後方に移動させると共に、後側シールジョー５８の旋回中心ＢをＢ３から再びＢ２のように前方に移動させる。このように、旋回中心Ａ，Ｂ間距離を変化させることにより、各シールジョー５７，５８の中心点Ｃ，Ｄが、Ｃ２ｓ，Ｃ３，Ｃ２ｅ、又はＤ２ｓ，Ｄ３，Ｄ２ｅのようにそれぞれ下方向に直線移動して、その間の距離が一定に保たれるので、対接期間中、横封止圧を増減なく最適シール圧に維持するという緻密な制御が可能となる。
【００５３】
また、筒状フィルムｆの横封止がフィルムの移送経路Ｋ上を移動しながら行なわれるので、筒状フィルムｆがシールジョー５７，５８に横方向に引っ張られて伸長するというような問題がない。
【００５４】
さらに、このとき、対接開始時間ｔ３より早い時間ｔ２に、前側シールジョー５７の旋回中心Ａの前方移動、及び後側シールジョー５８の旋回中心Ｂの後方移動が開始されているので、上記対接開始時間ｔ３において、シールジョー５７，５８同士はＣ２ｓ又はＤ２ｓの位置で滑らかに対接し合うことになる。また、このように対接開始時間ｔ３より早い時間ｔ２から前後動用モータ８７を駆動しておかないと、対接開始時間ｔ３で該モータ８７を一気に立ち上げることになって、制御に無理が生じることになる。
【００５５】
一方、コントロールユニット１００は、この対接期間中（ｔ３〜ｔ５）は、上記対接面５７ａ，５８ａのフィルム移送経路Ｋ上の下方移動速度が、図８に示すように、筒状フィルムｆの移送速度Ｖと等しく一定となるようにシールジョー５７，５８の旋回角速度を制御する。すなわち、上記時間ｔ１からのシールジョー５７，５８の旋回角をθとすると、その下方向への分割速度は、ω・ｃｏｓθであるから、これを一定値Ｖとする旋回角速度は、（Ｖ／ｃｏｓθ）となり、コントロールユニット１００は、上記対接期間中（ｔ３〜ｔ５）は、この（Ｖ／ｃｏｓθ）でシールジョー５７，５８を旋回させるのである。
【００５６】
そして、コントロールユニット１００は、シールジョー５７，５８の対接が終了したのち時間ｔ６まで、前側シールジョー５７の旋回中心Ａを引き続き後方移動させて再び前述のＡ１に移動させると共に、後側シールジョー５８の旋回中心Ｂも引き続き前方移動させて再びＢ１に移動させ、シールジョー５７，５８はこのような１サイクル動作を繰り返すことになる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動手段を制御して、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を調整することで、横封止部材の対接による弾性部材の収縮量がコントロールされることになる。その場合に、この弾性部材の収縮量に応じた横封止圧が生じるので、結局、駆動手段を制御することによって横封止圧がコントロールされ、これを目標横封止圧とすることにより、各フィルムの性状に応じた横封止圧が実現される。
【００５８】
そして、このとき、弾性部材の弾性係数から、収縮量と生じる横封止圧との関係が予め分かっているので、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を前もって算定しておくことができ、したがって、実際に生じた横封止圧をみながらフィードバック制御するようなことをしなくても済み、容易に目標横封止圧を実現することができる。
【００５９】
さらに、弾性部材の収縮とその反力である横封止圧とは同時に発生するので、応答性の良い圧力コントロールが可能となる。
【００６０】
以上により、シール圧力の緻密で微妙な制御が可能となり、分解性素材等の薄いフィルムに対しても良好に対処することができる。
【００６１】
一方、横封止部材がそれぞれ旋回し、その旋回中に所定期間対接して筒状フィルムを横封止する方式の製袋包装機において、上記作用が得られ、その結果、例えば対接期間中、横封止圧を増減なく一定にするというような緻密な制御を行なうことが可能となる。
【００６２】
また、第２発明によれば、筒状フィルムの横封止がフィルムの移送経路上を移動しながら行なわれるので、筒状フィルムが横封止部材の対接面に引っ張られて余計な張力が働くというようなことがない。なお、このとき、旋回手段を制御して、支持部材の旋回角速度をコントロールすることにより、フィルム移送経路上における横封止部材の対接面の移動速度を、例えばフィルムの移送速度と同じとする等、種々に変更することが可能となる。
【００６３】
さらに、第３発明によれば、横封止部材の対接によって収縮し、該横封止部材に横封止圧を作用させる弾性部材を予め所定量だけ収縮しておくことができる。これにより、同じ量だけ収縮させた場合でも、生じる横封止圧を変化させることができ、フィルムに作用させる横封止圧を容易に微調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る製袋包装機の全体構成を示す概略側面図である。
【図２】 上記製袋包装機の横シール装置の平断面図である。
【図３】 図２のア−ア線における矢視図である。
【図４】 同横シール装置のシールジョーおよびその支持部材の平断面図である。
【図５】 図４のイ−イ線における矢視図である。
【図６】 同横シール装置の制御システム図である。
【図７】 シールジョー動作のタイムチャート図である。
【図８】 シールジョー動作の説明図である。
【符号の説明】
１ 製袋包装機
１４ 横シール装置
２２，２３ 旋回用サーボモータ
５７，５８ シールジョー
５９，６０ シールジョー支持ブロック
７２ リターンスプリング
８７ 前後動用サーボモータ
１００ コントロールユニット
ｆ 筒状フィルム
Claims (3)
- 筒状に曲成したフィルムをその移送経路を挟んで対向配置した一対の横封止部材の対接によって横方向に封止して包装袋を成形する製袋包装機であって、上記横封止部材をそれぞれ支持する一対の支持部材と、該支持部材を上記横封止部材が相互にオーバーラップしてフィルムの移送方向と同じ方向に移動するように旋回させる旋回手段と、該旋回手段による旋回によって上記横封止部材が対接して筒状フィルムを横方向に封止している期間中は上記支持部材の旋回中心間距離を変化させる駆動手段と、少なくとも一方の支持部材と横封止部材との間に介装され、横封止部材の対接によって収縮すると共に、その収縮量に応じた横封止圧を横封止部材に作用させる弾性部材と、横封止部材の対接によって筒状フィルムに及ぼすべき目標横封止圧を設定する設定手段と、横封止時における支持部材の旋回中心間距離を調整することにより、上記弾性部材による横封止圧が上記目標横封止圧となるように、上記駆動手段を制御する制御手段とが備えられていることを特徴とする製袋包装機。
- 制御手段は、横封止部材のオーバーラップ領域では該横封止部材の対接面がフィルムの移送経路に沿って移動するように駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の製袋包装機。
- 弾性部材に前もって応力を作用させる圧力調整手段が備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の製袋包装機。
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