JP3830297B2 - 縦形製袋充填包装機の縦シール装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は縦形製袋充填包装機において、円筒状に成形された包装ウエブの両側縁を、包装ウエブの繰出し方向に沿ってヒートシールするための縦シール装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
縦形製袋充填包装機には一般的に、実用新案登録第2528263号公報に開示されたピンチローラ方式の縦シール装置、または、特開平8-318905号公報に開示されたシールベルト方式の縦シール装置が適用されている。前者の縦シール装置は二対のピンチローラ及びセンタシーラを備えている。ピンチローラの各ペアは充填チューブの上下方向に離間して配置されており、センタシーラはピンチローラの上側ペアと下側ペアとの間に配置されている。包装ウエブは充填チューブの外側にて円筒状に成形され、そして、包装ウエブの両側縁はその内面同士が面接触した継ぎ目部分を形成している。包装ウエブの継ぎ目部分はピンチローラの上側ペア及び下側ペアにそれぞれ挟持された状態で、センタシーラを通過し、この際に、ヒートシール、即ち、縦シールされる。
【０００３】
一方、後者の縦シール装置は無端状のシールベルトを備えており、このシールベルトは充填チューブに沿って延びている。充填チューブの外側にて円筒状に成形された包装ウエブは、その両側縁を互いに重ね合わせた継ぎ目部分を有している。包装ウエブは、継ぎ目部分がシールベルトと充填チューブとの間に挟持されながら繰り出され、この際に、継ぎ目部分はヒートシール、即ち、縦シールされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前者の縦シール装置の場合、包材の継ぎ目部分がピンチローラの上側ペアと下側ペアとの間にてそれぞれ挟持された状態で、センタシーラを通過するので、その継ぎ目部分での縦シールの形態は必然的にフィンシールとなり、ラップシールを得ることはできない。
【０００５】
一方、シールベルトを備えた後者の縦シール装置の場合にあっては、その継ぎ目部分の縦シール形態にフィンシールまたはラップシールの両方を適用可能である。しかしながら、包装ウエブの継ぎ目部分はヒータブロックの熱がシールベルトを介して伝達されることでヒートシールされるため、継ぎ目部分におけるヒートシール面の加熱制御が難しい。それ故、継ぎ目部分への熱の供給不足を補うため、ヒータブロックの加熱温度を高い温度に設定する必要がある。また、シールベルトやその駆動源は、縦シール装置の構造を複雑にする。
【０００６】
本発明の目的は、フィンシール及びラップシールの何れにも適用可能であり、構造が簡単で、包装ウエブの継ぎ目部分に綺麗な縦シールを確実に形成することができる縦形製袋充填包装機の縦シール装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は本発明によって達成され、本発明の縦シール装置（請求項１）は、充填チューブの近傍に配置されたヒータユニットを備えており、ヒータユニットは発熱突条を有する。この発熱突条は充填チューブに沿って延び、発熱突条の頂部に包装ウエブの継ぎ目部分が一方の側から摺接され、そして、発熱突条の頂部は横断面でみて円弧状をなしている。また、縦シール装置は、充填チューブの外周面に取り付けられた受けユニットを備えており、この受けユニットは充填チューブに沿って延び、受けユニットに包装ウエブの継ぎ目部分が他方の側から摺接される。
【０００８】
受けユニットは、包装ウエブの繰出し方向でみて、少なくともその上流部分に一対のガイドレールを含んでいる。これらガイドレールはヒータユニットの発熱突条の両側を発熱突条に沿って延びるとともに、横断面でみて発熱突条に向かう頂部が円弧状をなしている。そして、一対のガイドレールの頂部は、包装ウエブの継ぎ目部分と充填チューブとの間に所定のギャップを確保した状態で、発熱突条と協働して包装ウエブの継ぎ目部分をその横断面でみて３点支持し、これにより、継ぎ目部分は充填チューブに向けて凸となる横断面形状に弾性変形される。
【０００９】
上述の縦シール装置によれば、包装ウエブの繰出し中、包装ウエブの継ぎ目部分はその弾性変形を伴い、発熱突条（頂部）と一対のガイドレール（頂部）とにより３点支持される。この際、包装ウエブの継ぎ目部分は、ヒータユニットの発熱突条から熱を受けて、ヒートシールされる。より詳しくは、３点支持により弾性変形した継ぎ目部分は、自身の復元力により発熱突条に押し付けられ、発熱突条に良好に密着する。この結果、発熱突条からの熱が継ぎ目部分に集中的に加えられ、連続且つ安定した包装ウエブの縦シールが可能となる。縦シールのシール幅は発熱突条の細い先端幅により決定され、この場合、縦シールはラインシールとなる。
【００１０】
包装ウエブの継ぎ目部分がフィンシールまたはラップシールの何れを目的して得られていても、発熱突条及び一対のガイドレールによる３点支持は、包装ウエブの継ぎ目部分に対し、発熱突条の安定した接触を許容する。このことは、本発明の縦シール装置がフィンシールまたはラップシールの両方に適用可能であることを意味している。
【００１１】
継ぎ目部分の３点支持は、包装ウエブの繰出し抵抗を大幅に低減する。この結果、包装ウエブの縦シールにしわが発生することはなく、綺麗な縦シールを提供する。
更に、包装ウエブの繰出しに関し、ヒータユニット及び受けユニットは何れも固定部材であり、簡単な構造の縦シール装置が得られる。
【００１２】
一対のガイドレールは、弾性変形された継ぎ目部分と充填チューブとの間に所定のギャップを確保するので、このようなギャップは、発熱突条と充填チューブとの間に断熱空気層を形成し、充填チューブの加熱を低減する。
ヒータユニットが受けユニットに対して進退可能である場合、ヒータユニットは、一対のガイドレールに対して発熱突条の位置決めをなす位置決め要素を更に含むことができ、この位置決め要素は、包装ウエブの繰り出し方向でみてヒータユニットの直下流に配置された位置決めローラからなり、この位置決めローラは包装ウエブの継ぎ目部分を充填チューブとの間にて挟持し且つ包装ウエブの繰り出し速度よりも若干速い周速で、包装ウエブの繰り出し方向に回転する。このような位置決めローラは、一対のガイドレール間への発熱突条の進入を正確に規定し、包装ウエブの継ぎ目部分に３点支持による適切な弾性変形を与える。
【００１３】
ヒータユニットは、包装ウエブの繰出し方向でみて発熱突条の下流側に発熱帯部分を更に含み、一方、受けユニットは一対のガイドレールの下流側に包装ウエブの平坦ガイドを更に含む（請求項３）。発熱帯部分は充填チューブに沿って延び、且つ、包装ウエブの継ぎ目部分に対し、発熱突条よりも広い接触幅を有する。平坦ガイドもまた充填チューブに沿って延び、発熱帯部分と協働して継ぎ目部分を挟む。
【００１４】
包装ウエブの継ぎ目部分が発熱突条と一対のガイドレールとの間を通過した後、発熱帯部分及び平坦ガイドは、ラインシールされた継ぎ目部分を更にヒートシールする。この場合の縦シールはラインシールよりも広い幅を有したバンドシールとなる。このようなバンドシールを形成する発熱帯部分及び平坦ガイドは、包装ウエブの継ぎ目部分の搬送に関し、大きな抵抗となる。しかしながら、包装ウエブの継ぎ目部分が発熱帯部分と平坦ガイドとの間を通過するときには、継ぎ目部分に既にラインシールが形成されているので、継ぎ目部分は発熱帯部分と平坦ガイドとの間を円滑に通過し、安定したバンドシールの形成が可能である。
【００１５】
ヒータユニットは、発熱突条を有した上流ヒータブロックと、発熱帯部分を有した下流ヒータブロックとに分割することができる（請求項４）。この場合、発熱突条と発熱帯部分の加熱温度を独立して設定することが可能となる。
更に、発熱帯部分は、充填チューブに沿って延びる少なくとも１つの溝を有することができる（請求項５）。この場合、包装ウエブの継ぎ目部分は複数のバンドシールを有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、縦形製袋充填包装機は充填チューブ２を備えている。充填チューブ２は上下方向に延び、そして、その上端に中継ホッパ４を有している。中継ホッパ４はシャッタ装置６を介して製品ホッパ８が接続されている。製品ホッパ８はその上部に計量器（図示しない）を有し、この計量器は例えば、多数の製品をばら荷状態で蓄えている。計量器は製品を所定の個数ずつ製品ホッパ８を通じてシャッタ装置６に供給する。シャッタ装置６が開かれると、製品はシャッタ装置６から中継ホッパ４を通じて充填チューブ２内に投下される。
【００１７】
充填チューブ２は中継ホッパ４の直下に、包装ウエブＦのためのフォーマ１０を有しており、フォーマ１０は充填チューブ２を囲んでいる。フォーマ１０は、包装ウエブＦの供給を受ける。包装ウエブＦがフォーマ１０を通過する際、包装ウエブＦは円筒状に成形され、充填チューブ２の外側を囲む。この後、円筒状の包装ウエブＦは充填チューブ２に沿って下方に導かれる。包装ウエブＦは熱溶着可能なフィルムであり、ウエブロールＲから繰り出される。
【００１８】
円筒状の包装ウエブＦは、その両側縁を所定の形態で面接触させた継ぎ目部分を有している。このような継ぎ目部分を形成するため、図２に示されているように、包装機はフォーマ１０の直下にピンチユニット１２を備えている。このピンチユニット１２は一対のガイド片１４，１６を有し、これらガイド片１４，１６は充填チューブ２の径方向に所定の間隙を存して配置されている。包装ウエブＦの両側縁はガイド片１４，１６間の間隙を通過する際に互いに面接触し、ラップシール又はフィンシールを目的した形態の継ぎ目部分を形成する。図３に示されている包装ウエブＦの継ぎ目部分は、ラップシールを目的として形成されている。
【００１９】
充填チューブ２、フォーマ１０及びピンチユニット１２は，包装ウエブＦの幅寸法、即ち、製造すべきパッケージの大きさに応じて交換される部品である。それ故、これらの交換部品は水平な取付け盤１８にそれぞれ支持されている。取付け盤１８は包装機のフレーム２０に左右の支持／ロック装置１９を介して取り外し可能に固定されている。
【００２０】
包装機は、充填チューブ２の両側に無端状のサクションベルト２２を備えている。これらサクションベルト２２は充填チューブ２に対して進退可能である。各サクションベルト２２が充填チューブ２に向けて前進されると、サクションベルト２２は包装ウエブＦを吸着することができる。このとき、各サクションベルト２２と充填チューブ２との間には一定の隙間が確保され、各サクションベルト２２が包装ウエブＦを介して充填チューブ２に接触することはない。この状態にて、一対のサクションベルト２２が一方向に走行されると、これらサクションベルト２２は充填チューブ２に沿い、包装ウエブＦを一定の速度で下方に繰り出す。
【００２１】
包装機は充填チューブ２の近傍に縦シール装置２４を備えている。図１中、縦シール装置２４は単にブロックで示されている。縦シール装置２４は、包装ウエブＦが充填チューブ２に沿って繰り出されるとき、包装ウエブＦの継ぎ目部分をヒートシールし、包装ウエブＦを完全な円筒状に連続的に形成する。縦シール装置２４の詳細は後述する。
【００２２】
更に、包装機は充填チューブ２の下方に横シール装置２６を備えている。横シール装置２６は、縦シール後の包装ウエブＦを所定の長さ毎に横シールすると同時に、横シールの中央から切断し、個々のパッケージを形成する。ここで、包装ウエブＦの横シール及び切断は、充填チューブ２内への製品の投入、つまり、円筒状の包装ウエブＦ内への製品の充填と交互に実施される。この結果、パッケージはその内部に製品を有する。包装ウエブＦの横シールを確実にするため、横シール装置２６は、充填チューブ２の下端に左右一対のフィン２８（図２参照）を有している。これらフィン２８は円筒状の包装ウエブＦを横方向に押し広げ、扁平に成形する。
【００２３】
横シール装置２６はシュート３０を有し、このシュート３０はベルトコンベア３２に接続されている。ベルトコンベア３２は横シール装置２６からシュート３０を介して供給される個々のパッケージを受取り、そして、受け取ったパッケージを箱詰め機（図示しない）に向けて搬送する。
図４に示されているように縦シール装置２４は支持アーム３４を備えている。支持アーム３４は充填チューブ２の手前側を横切り、水平方向に延びている。支持アーム３４は基端を有し、この基端はピボット軸３６を介してスライダ３８に連結されている。より詳しくは、スライダ３８はブラケット４０を有しており、支持アーム３４の基端はピボット軸３６を介してブラケット４０に連結されている。従って、支持アーム３４はピボット軸３６を中心として、水平面内を旋回可能である。
【００２４】
支持アーム３４の基端は第１ロック機構を内蔵し、第１ロック機構はロックハンドル４２を有している。第１ロック機構はロックハンドル４２の回動操作により、ブラケット４０に支持アーム３４の基端を締付け、逆に、その締付けを解除する。支持アーム３４の締付けが解除されているとき、支持アーム３４の旋回が可能となり、支持アーム３４は充填チューブ２に対して開閉される。即ち、図５に示されているように支持アーム３４は充填チューブ２に正対する閉位置（実線）と、開位置（２点鎖線）との間にて旋回することができる。なお、支持アーム３４の旋回操作にはグリップハンドル４４を使用でき、グリップハンドル４４は支持アーム３４の先端に取り付けられている。
【００２５】
ブラケット４０は２つのフック部４６を有し、これらフック部４６は支持アーム３４の閉位置及び開位置をそれぞれ決定する。より詳しくは、ロックハンドル４２はロック軸４８を備え、このロック軸４８はその一部に互いに平行な平坦面を有している。このような平坦面は、ロックハンドル４２の回動操作を受けてロック軸４８が所定の回転角位置、即ち、解除位置にあるときにのみ、対応するフック部４６へのロック軸４８の差し込み、逆に、フック部４６からのロック軸４８の抜き取りを許容する。従って、フック部４６にロック軸４８が差し込まれた後、ロック軸４８は解除位置から回転されることで、支持アーム３４をその閉位置又は開位置に確実に固定する。
【００２６】
スライダ３８は一対の支持ロッド５０に摺動自在に取り付けられている。これら支持ロッド５０は上下に離間し、閉位置にある支持アーム３４と直交する方向に水平に延びている（図５参照）。これら支持アーム５０の基端は前述したフレーム２０に固定されている。スライダ３８は第２ロック機構を内蔵し、第２ロック機構はロックハンドル５２を有している。第２ロック機構はロックハンドル５２の回動操作により、支持ロッド５０に対してスライダ３８を締付け、逆にその締付けを解除する。スライダ３８の締付けが解除されているとき、スライダ３８は支持ロッド５０上を摺動することができる。スライダ３８の摺動にはグリップハンドル５４を使用することができる。スライダ５０の摺動は、支持アーム３４が閉位置にあるとき、支持アーム３４と充填チューブ２との間の距離を調整する。この調整は充填チューブ２を口径の異なる新たなものに交換したときに必要となる。また、充填チューブ２の交換時、支持アーム３４は図５中２点鎖線で示されているように開かれる。従って、その充填チューブ２の交換に際し、支持アーム３４が邪魔になることはない。図５中には最大口径及び最小口径を有する充填チューブ２がそれぞれを１点鎖線で示されている。
【００２７】
支持アーム３４はその先端部の内面にブラケット５６を有している。ブラケット５６はサポートプレート５８を支持し、サポートプレート５８は垂直に延びている（図６参照）。サポートプレート５８は、上下にガイドロッド６０を備えており、これらガイドロッド６０は充填チューブ２に向けて水平に延びている。これらガイドロッド６０は、取付けプレート６２及び連結プレート６４をそれぞれ貫通し、これらプレート６２，６４を軸受（図示しない）を介して摺動自在に支持している。取付けプレート６２及び連結プレート６４は、サポートプレート５８と充填チューブ２との間に配置され、充填チューブ２に沿って延びている。取付けプレート６２及び連結プレート６４は互いに重なり合って連結されている。更に、連結プレート６４は取付けプレート６２の側方に延出する延出部分を有している。
【００２８】
連結プレート６４の延出部分はヒータユニット、即ち、ヒータブロック６６を支持している。ヒータブロック６６は充填チューブ２の軸線方向に垂直に延びている。ヒータブロック６６はヒータを内蔵し、このヒータは給電ライン７０を介して給電制御回路（図示しない）に電気的に接続されている。
図５から明らかなように支持アーム３４はその内面に４本の保護ロッド７２を更に備えている。これら保護ロッド７２は充填チューブ２に向けて水平に延びている。これら保護ロッド７２はその先端に保護プレート７４を有している。これら保護ロッド７２及び保護プレート７４は、ヒータブロック６６に対する不用意なアクセスを防止する。保護プレート７４はアパーチャを有し、ヒータブロック６６は保護プレート７４のアパーチャを通じ、充填チューブ２に対して進退することができる。
【００２９】
図６に示されているように連結プレート６４は上下のガイドロッド６０間にエアシリンダ７６を支持している。エアシリンダ７６はピストンロッド７８を有し、このピストンロッド７８は連結プレート６４及び取付けプレート６２を貫通し、サポートプレート５８に連結されている。エアシリンダ７６はエアホース及び制御弁を介して圧空源に接続され、この圧空源からの圧縮空気を受けて作動される。なお、エアシリンダ７６の空圧回路は図示されていない。
【００３０】
図６に示す状態からエアシリンダ７６のピストンロッド７８が収縮されると、取付けプレート６２及び連結プレート６４は、上下のガイドロッド６０に案内されながらサポートプレート５８に向けて移動する。連結プレート６４にはヒータブロック６６が取り付けられているので、この場合、ヒータブロック６６は２点鎖線で示すように充填チューブ２から後退する。逆に、エアシリンダ７６のピストンロッド７８が伸張されると、ヒータブロック６６は充填チューブ２に向けて前進し、図６に示すように充填チューブ２に近接する。
【００３１】
前述したサポートプレート５８に関してより詳しく説明すると、サポートプレート５８はブラケット５６に水平な軸８０を介して連結され、軸８０の回りを回転可能である。一方、支持アーム３４は上下の調整ボルト８２を有し、これら調整ボルト８２は支持アーム３４のねじ孔を貫通し、サポートプレート５８に向けて延びている。各調整ボルト８２はその先端にて、サポートプレート５８に当接されている。この状態にて、両方の調整ボルト８２が回転されると、サポートプレート５８は軸８０の回りに正転又は逆転し、これにより、充填チューブ２に対するヒータブロック６６の平行度が調整される。
【００３２】
取付けプレート６２はその下端にブラケット８４を有し、このブラケット８４は、プレート状の取付け部材８８を支持している。取付け部材８８は支持アーム３４の下方を、前述したガイドロッド６０に沿って延びている。ブラケット８４に対する取付け部材８８の支持構造は、取付け部材８８に上下に形成された水平なスロット９０と、これらスロット９０を貫通してブラケット８４にねじ込まれた取付けボルト８６とを有している。このような支持構造は、充填チューブ２と取付け部材８８との間の間隔をスロット９０の長さ分だけ調整可能とする。
【００３３】
取付け部材８８はローラ軸９２を回転自在に支持している。ローラ軸９２は取付け部材８８を貫通し、ヒータブロック６６とは反対側の一方の面から突出した一端と、ヒータブロック６６側の他方の面から突出した他端とを有する。ローラ軸９２はスロット９０の下側、即ち、充填チューブ２側に位置した取付け部材８８の一側縁の下部に配置されている。ローラ軸９２は、その一端及び他端にプーリ９４及び位置決めローラ９６をそれぞれ備えている。位置決めローラ９６はヒータブロック６６の直下、より詳しくは、図４から明らかなようにヒータブロック６６及び充填チューブ２の軸線を含む垂直面内に配置されている。
【００３４】
更に、取付け部材８８はその他方の面にてサーボモータ９８を支持している。サーボモータ９８は出力軸１００を有し、出力軸１００は取付け部材８８の一方の面から突出している。出力軸１００はその先端にプーリ１０２を有し、このプーリ１０２とプーリ９４とは無端状のベルト１０４により相互に接続されている。従って、サーボモータ９８が回転されると、ローラ軸９２、即ち、位置決めローラ９６が回転される。ここで、位置決めローラ９６の周速は、サクションベルト２２による包装ウエブＦの繰出し速度に比べ、例えば０〜１０％だけ速い。
【００３５】
取付け部材８８に対するサーボモータ９８の支持構造は、ブラケット８４に対する取付け部材８８の前述した支持構造と同様に、上下のスロット１０６と連結ボルト１０８とを含む。従って、サーボモータ９８の支持構造は、プーリ９６，１０２間の間隔をスロット１０６の長さ分だけ調整可能とし、これにより、ベルト１０４に所定の張力を付与することができる。更に、取付け部材８８の一方の面はカバー１１０により覆われており、このカバー１１０内にプーリ９４，１０２及びベルト１０４が収容されている。
【００３６】
前述したように取付け部材８８は取付けプレート６２に連結されている。それ故、充填チューブ２に対してヒータブロック６６が進退するとき、位置決めローラ９６はヒータブロック６６に連動して進退する。
次に、図７〜図９を参照すると、前述したヒータブロック６６が拡大して示されている。ヒータブロック６６は発熱突条１１２を一体的に有しており、発熱突条１１２は充填チューブ２に対向し、充填チューブ２に沿って延びている。従って、発熱突条１１２はヒータブロック６６とともに加熱されて発熱する。発熱突条１１２はその横断面でみて略三角形状をなし、充填チューブ２に向けて突き出ている。しかしながら、発熱突条１１２の頂部は尖っておらず、横断面でみて所定の曲率半径を有した円弧形状をなす。更に、発熱突条１１２はその上下の部分に傾斜面１１４，１１６をそれぞれ有している。更に、発熱突条１１２の上側の部分はその両側面に溝を有し、この溝は傾斜面１１４の幅を減少させる。
【００３７】
一方、充填チューブ２はその外周面に受けユニット、即ち、金属製のウエブガイド１１８を有している。このウエブガイド１１８はヒータブロック６６の発熱突条１１２と対向し、充填チューブ２に沿って延びている。より詳しくは、図２から明らかなようにウエブガイド１１８は、前述したピンチユニット１２の直下から下方に延び、これらウエブガイド１１８及びピンチユニット１２は同一の軸線上に配置されている。それ故、包装ウエブＦの両側縁がピンチユニット１２を通過した後、包装ウエブＦの継ぎ目部分はウエブガイド１１８上に正確に導かれる。
【００３８】
更に、図７から明らかなようにウエブガイド１１８の上端部及び下端部は、発熱突条１１２よりも上方及び下方に延び、傾斜面１２０，１２２をそれぞれ有している。傾斜面１２０は、ウエブガイド１１８上に包装ウエブＦの継ぎ目部分を円滑に導き、傾斜面１２２は包装ウエブＦの継ぎ目部分を円滑に送り出す。
図８に示されているようにウエブガイド１１８は溝１２４を有する。溝１２４は横断面でみて円弧形状をなし、傾斜面１２０，１２２間に亘って延びている。溝１２４はウエブガイド１１８の両側縁に一対のガイドレール１２６を形成し、これらガイドレール１２６は発熱突条１２２の両側を平行に延びている。ガイドレール１２６間の間隔、即ち、溝１２４の幅は発熱突条１２２の頂部の幅よりも十分に広く、また、溝１２４は発熱突条１２２の頂部に対し、十分な深さを有する。それ故、ヒータブロック６６が充填チューブ２に近接したとき、発熱突条１２２はガイドレール１２６間に進入することができる。
【００３９】
更に、ウエブガイド１１８はその両側面に傾斜面をそれぞれ有し、これら傾斜面は各ガイドレール１２６の幅を減少させる。しかしながら、各ガイドレール１２６は決して尖っておらず、その頂部もまた横断面でみて所定の曲率半径を有した円弧状をなす。ここで、ガイドレール１２６における頂部の曲率半径は、発熱突条１１２における頂部の曲率半径よりも小さい。
【００４０】
上述した縦シール装置２４によれば、包装ウエブＦの繰出しに伴い、包装ウエブＦはフォーマ１０を通過する際に、充填チューブ２を囲むような円筒状に成形される。この後、包装ウエブＦの両側縁がピンチユニット１２を通過することにより、その両側縁は所定の継ぎ目部分として形成される。
円筒状の包装ウエブＦが充填チューブ２に沿って更に繰り出されると、包装ウエブＦの継ぎ目部分はウエブガイド１１８上に導かれる。このような包装ウエブＦの繰出し時、前述した左右のサクションベルト２２、ヒータブロック６６及び位置決めローラ９６は充填チューブ２側の前進位置に位置付けられている。
【００４１】
ここで、左右のサクションベルト２２が前進位置にあるとき、これらサクションベルト２２は包装ウエブＦを吸着するが、サクションベルト２２と充填チューブ２との間には一定の隙間が確保されている。ヒータブロック６６が前進位置にあるとき、位置決めローラ９６は包装ウエブＦを介して充填チューブ２に当接し、ヒータブロック６６の発熱突条１２２はウエブガイド１１８の一対のガイドレール１２６間に所定の距離だけ進入している。それ故、図９に示されているように、包装ウエブＦの継ぎ目部分は発熱突条１１２と一対のガイドレール１２６の間に挟持される。
【００４２】
より詳しくは、継ぎ目部分は発熱突条１１２の頂部と一対のガイドレール１２６の頂部とにより３点支持される。このような継ぎ目部分の３点支持は、継ぎ目部分をウエブガイド１１８の溝１２４内に押し込むような形態で、継ぎ目部分を弾性変形させる。つまり、継ぎ目部分は充填チューブ２に向けて凸の円弧形状に弾性変形される。しかしながら、弾性変形した継ぎ目部分は溝１２４の底に接触することはなく、継ぎ目部分と溝１２４の底との間には所定のギャップが確保されている。
【００４３】
上述した継ぎ目部分の弾性変形は、継ぎ目部分に発熱突条１１２の頂部に向かう復元力を発生させる。この復元力は、継ぎ目部分を発熱突条１１２の頂部に確実に密着させる。継ぎ目部分の復元力は、包装ウエブＦ自身の弾力性により発生する。しかしながら、継ぎ目部分の復元力は、一対のガイドレール１２６間の間隔、即ち、スパンを可変することにより、調整可能である。
【００４４】
ここで、弾性変形した継ぎ目部分と溝１２４の底との間に所定のギャップを確実に確保するには、ウエブガイド１１８の一対のガイドレール１２６に対し、発熱突条１１２の頂部を正確に位置決めする必要がある。発熱突条１１２の位置決めは、位置決めローラ９６が包装ウエブＦの継ぎ目部分を介し、充填チューブ２に当接することにより、容易に達成される。即ち、発熱突条１１２、即ち、ヒータブロック６６の前進位置は、充填チューブ２に位置決めローラ９６が当接することで正確に決定され、この結果、一対のガイドレール１２６に対し、発熱突条１１２は正確に位置決めされる。
【００４５】
このような状態で、位置決めローラ９６の回転と共に左右のサクションベルト２２が一方向に走行されると、円筒状の包装ウエブＦは一定の速度で繰り出される。包装ウエブＦの繰出し中、つまり、包装ウエブＦの継ぎ目部分がヒータブロック６６の発熱突条１１２と一対のガイドレール１２６との間を通過する過程にて、発熱突条１１２から包装ウエブＦの継ぎ目部分に熱が加えられ、これにより、継ぎ目部分は連続的にヒートシール、つまり、縦シールされる。この場合、発熱突条１１２の頂部は幅が狭いので、縦シールの形態は、シール幅の狭いラップシールとなる。
【００４６】
上述の縦シールは、発熱突条１１２の頂部を継ぎ目部分に密着させるだけであるから、継ぎ目部分の縦シールを簡単な構造で得ることができる。
発熱突条１１２の熱はその頂部から継ぎ目部分に集中して加えられるので、ヒートシールの熱効率は高く、縦シールのシール幅を細くすることができる。即ち、継ぎ目部分のラインシールが可能となる。
【００４７】
縦シール中、継ぎ目部分は前述したように３点支持されているだけであるから、継ぎ目部分の摺動抵抗は小さく、包装ウエブＦの繰出し負荷が大幅に低減される。この結果、包装ウエブＦの安定した繰出しが可能となる。
発熱突条１１２及びガイドレール１２６は継ぎ目部分から摩耗を受けることが少なく、これら発熱突条１１２やガイドレール１２６が交換部分となることはない。
【００４８】
包装ウエブＦの３点支持は、包装ウエブＦの継ぎ目部分とウエブガイド１１８における溝１２４の底との間にギャップを確保する。このようなギャップは断熱空気層として働き、発熱突条１１２から継ぎ目部分を介して充填チューブ２に伝達される熱を大幅に低減する。この結果、充填チューブ２内の過熱が防止され、この充填チューブ２内を通じて投入される製品が例えばチョコレートなどの熱溶融し易い製品であっても、製品が充填チューブ２の内面にて加熱を受けて融けるようなことはない。この点を考慮すれば、ウエブガイド１１８は耐摩耗性且つ断熱性に優れた材料からなるのが好ましい。
【００４９】
縦シールされた後、包装ウエブＦの継ぎ目部分は位置決めローラ９６と充填チューブ２との間に一時的に挟持される。このような継ぎ目部分の挟持は、発熱突条１１２とウエブガイド１１８との間への継ぎ目部分の連続導入を正確且つ安定させる。位置決めローラ９６は包装ウエブＦの繰出し速度よりも若干速い周速で回転されているので、包装ウエブＦの繰出しはより安定化する。
【００５０】
上述の実施例の場合、継ぎ目部分のシールの形態はラップシールであるが、このラップシールの代わりに、そのシール形態をフィンシールにすることも可能である。この場合、前述したピンチユニット１２は、図１０に示すピンチユニット１３０に交換される。このピンチユニット１３０もまた一対のガイド片１３２，１３４を有しており、これらガイド片１３２，１３４は包装ウエブＦの両側縁をその内面同士で重ね合わせて継ぎ目部分を形成し、そして、図１１に示されているように包装ウエブＦの円筒部分と重ね合わせる。この後、継ぎ目部分はヒータブロック６６とウエブガイド１１８との間に導かれ、そして、発熱突条１１２と一対のガイドレール１２６とにより３点支持され、前述のラップシールの場合と同様に弾性変形される。この状態で、発熱突条１１２と一対のガイドレール１２６の間を通過する過程にて、継ぎ目部分は発熱突条１１２からの熱を受けてヒートシール、即ち、縦シールされ、この場合、縦シールの形態はフィンシールとなる。
【００５１】
継ぎ目部分の縦シールには、図１２に示されているウエブガイド１１８を使用することもできる。この場合、ウエブガイド１１８の各ガイドレール１２６はその頂部にスリット１３６を有しており、これらスリット１３６はそのガイドレール１２６の長手方向に延びている。一方、ウエブガイド１１８はその内部に２本の通路１３８を形成している。これら通路１３８は対応するスリット１３６に接続され、ホースを介して外部の圧縮空気の供給回路に接続可能となっている。供給回路からウエブガイド１１８の各通路１３８に圧縮空気が供給されると、圧縮空気は各スリット１３６から噴出される。このような圧縮空気の噴出は各ガイドレール１２６と継ぎ目部分との間に空気ベアリングを形成し、この空気ベアリングはガイドレール１２６に対する継ぎ目部分の摺動抵抗を更に低減する。
【００５２】
上述の実施例の場合、ウエブガイド１１８は充填チューブ２の外周面に固定されている。しかしながら、図１３に示されているように、ウエブガイド１１８は充填チューブ２から離れた状態で配置することもできる。この場合、ウエブガイド１１８は支持アーム３４にブラケット１４０を介して取り付けられ、ヒータブロック６６は、ブラケット１４０に向けて突出したストッパ１４２を有する。ストッパ１４２は調整ボルトなどからなり、ストッパ１４２の突出長さは調整可能である。継ぎ目部分のヒートシール時、ストッパ１４２の先端はブラケット１４０に当接され、これにより、ウエブガイド１１８に対する発熱突条１１２の位置決めが正確に行われる。この場合、前述した位置決めローラ９６の機能は、ストッパ１４２により達成されるため、不要となる。
【００５３】
充填チューブ２から分離されたウエブガイド１１８の場合、図１４に示されているようにウエブガイド１１８はその各ガイドレール１２６の頂部にボールベアリング列１４４を有することができる。ボールベアリング列１４４は前述の空気ベアリングと同様に、継ぎ目部分の摺動抵抗を更に低減する。ウエブガイド１１８が充填チューブ２とは別部材の場合、ウエブガイド１１８は種々の大きさの充填チューブ２に対し共通して使用可能である。
【００５４】
更に、一対のガイドレール１２６は、充填チューブ２又はブラケット１４０の外面に直接的に取り付けられていてもよい。図１５は、一対のガイドレール１２６を備えた充填チューブ２を示している。
上述の各実施例の場合、ヒータブロック６６は単体である。しかしながら、図１６に示されているようにヒータブロック６６は、上流ブロック部分１４６と、この上流ブロック部分１４６よりも長い下流ブロック部分１４８とに分割されていてもよい。この場合、上流及び下流ブロック部分１４６，１４８はそれぞれヒータを内蔵し、これらブロック部分１４６，１４８の加熱温度は独立して制御可能である。なお、上流及び下流ブロック部分１４６，１４８はヒータブロック６６と同様に前述した連結プレート６４に取り付けられ、充填チューブ２に対し互いに連動して進退することができる。
【００５５】
上流ブロック部分１４６は横断面でみて、前述したヒータブロック６６の上流側部分と同様な構造を有する。即ち、上流側ブロック部分１４６は前述した発熱突条１１２と同様な発熱突条１５０を有しているが、発熱突条１５０は発熱突条１１２によりも長さが短い。
下流ブロック部分１４８は発熱帯部分１５２を有している。この発熱帯部分１５２は充填チューブ２に向けて突出し且つ下流ブロック部分１４８の全長に亘って延びている。発熱帯部分１５２は、上流ブロック部分１４６の発熱突条１５０と同一の軸線上に配置されており、発熱帯部分１５２の幅は発熱突条１５０の幅よりも十分に広い。
【００５６】
一方、ウエブガイド１１８もまた、金属製の上流ガイド部分１５４と、この上流ガイド部分１５４よりも長い下流ガイド部分１５６とに分割され、これらガイド部分１５４，１５６は充填チューブ２の外面に取り付けられている。上流ガイド部分１５４は、上流ブロック部分１４６と対向し、前述したウエブガイド１１８の上流部分と同様な構造を有する。即ち、上流ガイド部分１５４は前述した一対のガイドレール１２６と同様な一対のガイドレール１５８を有し、これらガイドレール１５８は上流ブロック部分１４６の発熱突条１５０と協働し、包装ウエブＦの継ぎ目部分を３点支持することができる。
【００５７】
下流ガイド部分１５６は下流ブロック部分１４８に沿って延び、図１７に示されているようにシリコーンスポンジからなるガイドプレート１５９と、このガイドプレート１５９を充填チューブ２に固定するための接着テープ１６０とを含む。接着テープ１６０は耐熱性及び耐摩耗性に優れた合成樹脂からなり、ガイドプレート１５９を覆っている。
【００５８】
下流ガイド部分１５６は下流ブロック部分１４８の発熱帯部分１５２に対向する平坦ガイド面１６２を有し、この平坦ガイド面１６２の幅は発熱帯部分１５２の幅よりも広い。
ヒータブロック６６及びウエブガイド１１８が上述したように分割型である場合、包装ウエブＦの継ぎ目部分は先ず、ヒータブロック６６の上流ブロック部分１４６とウエブガイド１１８の上流ガイド部分１５４との間を通過する。この際、継ぎ目部分は、発熱突条１５０と一対のガイドレール１５８とにより３点支持されて弾性変形し、図１８に示されるように継ぎ目部分にラインシールＬＳが形成される。この後、継ぎ目部分はヒータブロック６６の下流ブロック部分１４８とウエブガイド１１８の下流ガイド部分１５６との間を通過する。この際、継ぎ目部分は発熱帯部分１５２と平坦ガイド面１６２との間にて挟持され、そして、発熱帯部分１５２からの熱を受けてヒートシールされる。この場合，発熱帯部分１５２の幅は発熱突条１５０の幅よりも広いので、継ぎ目部分のヒートシールはラインシールＬＳよりも幅が広いバンドシールを形成する。ここで、バンドシールは、図１９中に破線を施したヒートシール領域であり、ラインシールＬＳに重ねて形成される。
【００５９】
ここで、継ぎ目部分へのバンドシールＢＳの形成は、包装ウエブＦの繰出しに大きな抵抗となる。しかしながら、継ぎ目部分には既にラインシールＬＳが形成されており、しかも、平坦ガイド面１６２は合成樹脂から形成され、平坦ガイド面１６２の摩擦係数は小さい。従って、継ぎ目部分は発熱帯部分１５２と平坦ガイド面１６２との間を円滑且つ安定して通過でき、継ぎ目部分にしわが発生することはない。この結果、継ぎ目部分に縦シールとしての綺麗なバンドシールＢＳを形成することができる。
【００６０】
上述の縦シールの後、円筒状の包装ウエブＦは横シールを受け、図２０に示されるようにパッケージＰが形成される。このパッケージＰの縦シールはラップシールであり、図２０中、横シール領域は参照符号ＣＳで示されている。
図２１及び図２２から理解されるように、分割型のヒータブロック６６及びウエブガイド１１８は、包装ウエブＦの継ぎ目部分をフィンシールとしてヒートシールすることもできる。
【００６１】
分割型のウエブガイド１１８であっても、図２３から明らかなようにウエブガイド１１８は充填チューブ２から離れて配置することができる。図２３は、ウエブガイド１１８の下流ガイド部分１５６及びヒータブロック６６の下流ブロック部分１４８のみを示している。
更に、図２４に示されているように、包装ウエブＦの継ぎ目部分がフィンシールとして形成される場合、継ぎ目部分は縦シール後、一対のコルゲートローラ１６４の間を通過することができる。これらコルゲートローラ１６４は包装ウエブＦの繰出し速度よりも若干速い周速で回転され、図２４中矢印で示すように互いに接離可能である。一対のコルゲートローラ１６４はその外周面に複数の周溝を有し、縦シール後の継ぎ目部分を介して互いに噛み合うことができる。従って、継ぎ目部分が一対のコルゲートローラ１６４間を通過すると、継ぎ目部分は波状に形成される。
【００６２】
更に、図２５に示されているようにヒータブロック６６は上流ブロック部分１４６及び下流ブロック部分１４８を一体に有することができる。この場合、図２６に示されるように、ヒータブロック６６の発熱突条１５０はその幅が発熱帯部分１５２に向けて徐々に増加される下流部分を有し、発熱帯部分１５２に滑らかに連なってもよい。
【００６３】
図２７及び図２８に示されているように発熱帯部分１５２は、少なくとも１個の縦溝１６６を有することができる。この縦溝１６６は発熱帯部分１５２を複数に分割し、この場合、包装ウエブＦの継ぎ目部分に複数のバンドシールを形成する。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように縦形製袋充填包装機の縦シール装置（請求項１）によれば、包装ウエブの継ぎ目部分が発熱突条と一対のガイドレールの頂部とにより３点支持されるので、ラップシール又はフィンシールの何れの形態であっても、その継ぎ目部分に縦シールとしてのラインシールを綺麗に形成することができる。
【００６５】
また、継ぎ目部分と充填チューブとの間に所定のギャップが確保されるので、ヒータユニットックの発熱突条から継ぎ目部分を介して充填チューブに伝達される熱が低減され、充填チューブ内の過熱を防止できる。
ヒータユニットの位置決めローラ（請求項２）は、ガイドレールに対して発熱突条を正確に位置決めし、縦シールの安定化に寄与する。
【００６６】
ヒータユニットが発熱突条の下流に発熱帯部分を有し、受けユニットが一対のガイドレールに平坦ガイドを有していれば（請求項３）、包装ウエブの継ぎ目部分をラインシールにより仮止めした後、継ぎ目部分に縦シールとしてのバンドシールを綺麗に形成することができる。
ヒータユニットが発熱突条を有する上流ヒータブロックと、発熱帯部分を有する下流ヒータブロックに分割されていれば（請求項４）、発熱突条及び発熱帯部分の加熱温度を独立して制御することができる。
【００６７】
発熱帯部分に少なくとも１つの縦溝が形成されていれば（請求項５）、包装ウエブの継ぎ目部分に複数のバンドシールを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】縦形製袋充填包装機の概略図である。
【図２】図１の包装機の一部を拡大して示す正面図である。
【図３】ラップシールを目的とした継ぎ目部分の形成を説明するための図である。
【図４】支持アームの周辺を一部破断して示す正面図である。
【図５】支持アームの周辺の平面図である。
【図６】支持アームと充填チューブとの間の構成を示す側面図である。
【図７】ヒータブロック及びウエブガイドを示す拡大側面図である。
【図８】ヒータブロック及びウエブガイドの横断面図である。
【図９】ヒーダブロックとウエブガイドとの間に挟持された継ぎ目部分の弾性変形を示す断面図である。
【図１０】フィンシールを目的とした継ぎ目部分の形成を説明するための図である。
【図１１】図１０の継ぎ目部分がヒータブロックとウエブガイドとの間に挟持された状態を示す断面図である。
【図１２】変形例のウエブガイドを示す断面図である。
【図１３】変形例の縦シール装置を示す概略図である。
【図１４】変形例のウエブガイドを示す断面図である。
【図１５】変形例のウエブガイドを示す断面図である。
【図１６】変形例の分割型縦シール装置を示した概略側面図である。
【図１７】ラップシールを目的として使用される分割型縦シール装置の一部を示す横断面図である。
【図１８】包装ウエブの継ぎ目部分に形成されたラインシールを示す図である。
【図１９】継ぎ目部分に形成されたバンドシールを示す図である。
【図２０】ラップシールを有するパッケージの正面図である。
【図２１】フィンシールを目的として使用される分割型縦シール装置の一部を示す横断面図である。
【図２２】フィンシールを有するパッケージの正面図である。
【図２３】変形例の分割型縦シール装置の一部を示す横断面図である。
【図２４】変形例の縦シール装置の一部を示す図である。
【図２５】変形例のヒータブロックを示す斜視図である。
【図２６】変形例のヒータブロックを示す斜視図である。
【図２７】変形例のヒータブロックの一部を示す斜視図である。
【図２８】変形例のヒータブロックの一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
２ 充填チューブ
２４ 縦シール装置
３４ 支持アーム
６６ ヒータブロック（ヒータユニット）
７６ エアシリンダ
９６ 位置決めローラ（位置決め要素）
９８ サーボモータ
１１２，１５０ 発熱突条
１１８ ウエブガイド（受けユニット）
１２４ 溝
１２６，１５８ ガイドレール
１５２ 発熱帯部分
１６２ 平坦ガイド面（平坦ガイド）
１６６ 縦溝
Ｆ 包装ウエブ

Claims (5)

1. 充填チューブの外側に円筒状に成形され且つその両側縁を互いに面接触させた継ぎ目部分を有する包装ウエブを、前記充填チューブに沿って繰出し、この繰出し過程にて、前記包装ウエブの前記継ぎ目部分を連続してヒートシールする縦形製袋充填包装機の縦シール装置において、
   前記充填チューブの近傍に配置されたヒータユニットであって、前記充填チューブに沿って延び、前記包装ウエブの前記継ぎ目部分が一方の側から摺接される発熱突条を含み、この発熱突条の頂部が横断面でみて円弧状をなしている、ヒータユニットと、
   前記充填チューブの外周面に取り付けられた受けユニットであって、前記充填チューブに沿って延び、前記包装ウエブの前記継ぎ目部分が他方の側から摺接される受けユニットとを備え、
   前記受けユニットは一対のガイドレールを含み、これらガイドレールは前記発熱突条の両側を前記発熱突条に沿って延びるとともに、横断面でみて前記発熱突条に向かう頂部が円弧状をなしており、
   前記一対のガイドレールの前記頂部は、前記継ぎ目部分と前記充填チューブとの間に所定のギャップを確保した状態で、前記発熱突条と協働して前記継ぎ目部分をその横断面でみて３点支持し、前記充填チューブに向けて凸の横断面形状に弾性変形させることを特徴とする縦形製袋充填包装機の縦シール装置。
2. 前記ヒータユニットは、前記受けユニットに対して進退可能であり、前記一対のガイドレールに対する前記発熱突条の位置決めをなす位置決め要素を更に備え、
   前記位置決め要素は、包装ウエブの繰り出し方向でみて前記ヒータユニットの直下流に配置された位置決めローラからなり、この位置決めローラは前記包装ウエブの前記継ぎ目部分を前記充填チューブとの間にて挟持し且つ前記包装ウエブの繰り出し速度よりも若干速い周速で、前記包装ウエブの繰り出し方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の縦形製袋充填包装機の縦シール装置。
3. 前記ヒータユニットは、前記包装ウエブの繰出し方向でみて前記発熱突条の下流側を前記充填チューブに沿って延び、前記継ぎ目部分が摺接され且つ前記発熱突条よりも広い接触幅を有する発熱帯部分を更に含み、
   前記受けユニットは、前記一対のガイドレールの下流側を前記充填チューブに沿って延び、前記発熱帯部分と協働して前記継ぎ目部分を挟む平坦ガイドを更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の縦形製袋充填包装機の縦シール装置。
4. 前記ヒータユニットは、前記発熱突条を有した上流ヒータブロックと、前記発熱帯部分を有した下流ヒータブロックとに分割されていることを特徴とする請求項３に記載の縦形製袋充填包装機の縦シール装置。
5. 前記発熱帯部分は、前記充填チューブに沿って延びる少なくとも１つの溝を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の縦形製袋充填包装機の縦シール装置。

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