JP3916992B2

JP3916992B2 - 製袋包装機

Info

Publication number: JP3916992B2
Application number: JP2002104989A
Authority: JP
Inventors: 秀一菊地; 靖薬師川
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2022-04-08
Also published as: JP2003291911A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製袋包装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製袋包装機は、フィルムの流れ方向に沿った端部同士のシール（以下、「縦シール」という）を行いフィルムを筒状に成形し、該フィルム内に内容物を充填した後に、前記フィルムの流れ方向に対して横方向に帯状にシール（以下、「エンドシール」という）して、包装された商品を生産する。
【０００３】
製袋包装機の一例として、ドット式のオーバーラップ法を採用した製袋包装機が用いられている（実公平０３−１３６２号公報参照）。
かかる従来の包装機の構成および製袋方法について図５〜図７を用いて簡単に説明する。
図５に示すように、本従来の包装機は、上方の投入口１から投入された内容物Ｍを袋詰めした後、下方の排出口２から商品Ｍとして排出する。
【０００４】
図６の概略側面図に示すように、前記包装機の上部にはフィルムロールＦｒが載置されており、該フィルムロールＦｒから引き出されたフィルムＦは、図７に示すフォーマ１１０によって筒状に曲成される。
図６の前記フォーマ１１０の下方には、フィルム移送手段１２０が設けられている。前記移送手段１２０は、たとえば、フィルムＦを挟持する挟持部材１２１と、該挟持部材１２１を駆動させるカム式の駆動装置（図示せず）を備えている。前記挟持部材１２１は、一定のタイミングで、互いに接近する方向に移動して前記フィルムＦを掴んだ後、下降して該フィルムＦを下方に移送する。
【０００５】
前記フォーマ１１０と移送手段１２０との間には、縦シール装置１００が設けられている。前記縦シール装置１００は、包装機本体１０３に固定されており、ヒータブロック１０１および駆動装置１０２を備えている。駆動装置１０２は、前記ヒータブロック１０１を略水平方向Ｘに連続的に移動させて、該ヒータブロック１０１をフィルムＦに接触させる。
【０００６】
前記移送手段１２０によってフィルムＦの移送が開始されると、ヒータブロック１０１が略水平方向Ｘに連続的に往復移動し、図７に示すフィルムＦの流れ方向Ｙに沿った端部（合わせ目）Ｆｓに対して接触と非接触とを繰り返すことで、シール済の部分同士が次々と重なり、フィルムＦが筒状に成形される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の包装機では、１袋につき、ヒータブロック１０１の前進および退避を連続的して何度も繰り返し行うので、大きな音が発生する。また、シール部分とシール部分とがラップするので、シール部分にムラが生じて美しい仕上りを望めない。
【０００８】
ところで、前記縦シールの方法としては、前述のオーバーラップ法以外に、以下のシール法が知られている。
連続式オーバーラップシール法：下降するフィルムに回転式の昇温されたスチールベルトを接触させる方法（特開平８−３１８９０５号公報参照）。
間欠式フィンシール法：縦ヒータがフィルムを掴んだ後、下降することによりシールとフィルム送りを同時に行う方法（特開平１０−１９４２１８号公報参照）。
しかし、前記他の方法を用いた従来機では、フィルムと共にシールユニット全体が下降するので、いずれの包装機も構成部品が多く複雑な構造となり、製造コストの上昇は否めない。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、構造が簡単で、安価、かつ、仕上りの美しい縦シールを行うことのできる製袋包装機を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の製袋包装機は、フィルムの流れ方向に沿った端部同士を縦シール装置でシールしてフィルムを筒状に成形し、該筒状に成形したフィルム内に内容物が充填された後に横シール装置で前記フィルムの流れ方向に対して横方向に帯状にシールして包装された商品を生産する製袋包装機において、前記フィルムを間欠的に流れ方向に移送するフィルム移送手段と、前記縦シール装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記縦シール装置は、フィルムに接触してフィルムをシールするヒータブロックと、該ヒータブロックが前記フィルムに間欠的に接触するように前記ヒータブロックをフィルムに向って押し付ける前進動作と前記ヒータブロックをフィルムから離間させる退避動作とを交互に行う駆動装置とを備え、概ね、前記フィルムの移送中には、前記ヒータブロックがフィルムに接触し、一方、前記フィルムの停止中には、前記ヒータブロックがフィルムから離れるように制御され、前記駆動装置は、モータと、該モータの回転を揺動運動に変換する第１の機構と、前記揺動運動を平行運動に変換する第２の機構とを備え、前記ヒータブロックが前記前進動作を行ってフィルムに接触する際に、当該接触圧の変化を小さくするためのスプリングが設けられ、該スプリングによるバネ力が、少なくとも前記ヒータブロックおよび第１の機構を前記フィルムに押し付けるように、前記スプリングが配置されている。
【００１１】
本発明によれば、概ね、前記フィルムの移送中には、前記ヒータブロックがフィルムに接触し、一方、前記フィルムの停止中には、前記ヒータブロックがフィルムから離れるように制御される。
たとえば、フィルムの移送が開始された直後、すなわち、フィルムに張力が加わり皺のない状態になった後に、前記ヒータブロックが前記前進動作を完了し、フィルムに接触する。したがって、皺のない美しい仕上り状態となる。
一方、フィルムの移送が停止する直前に、ヒータブロックが退避動作を開始してフィルムから離れる。したがって、局部的にフィルムが溶けすぎるのを防止できる。
【００１２】
なお、「概ね」とは、フィルムの移送が開始される直前や直後、ならびに、フィルムが停止する直前や直後においては、ヒータブロックがフィルムに接触していてもよいし、あるいは、フィルムから離れていてもよいことを意味する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
本製袋包装機は、上方から供給されたフィルムを筒状に成形し、該フィルム内に内容物を充填した後、下方から排出するタイプの包装機である。以下、前述した従来のドット式の包装機と異なる部分について主に説明する。
【００１４】
ユニット３：
図１は本製袋包装機の縦シールユニット３付近の縦断面図である。
図１に示すフィルムＦは前記ユニット３によって縦シールが施された後、エンドシール装置（横シール装置）４５により、フィルムＦのエンドがエンドシールされ、下方に排出される。前記ユニット３とエンドシール装置４５との間には、後述するようにフィルムＦを間欠的に流れ方向Ｙに移送するフィルム移送手段４０が設けられている。
【００１５】
図２の平面断面図に示すように、本包装機の本体フレーム５には、ヒンジ６１を介してベース６が略水平方向Ｘ（図１）に回動自在に設けられている。
前記ベース６には、縦シール装置７を構成する第１モータ９、第１の機構１０、第２の機構２０およびヒータブロック３０が設けられている。
【００１６】
図１に示すように、前記第１モータ９はベース６に固定されている。前記第１の機構１０は、前記第１モータ９の出力軸（固定軸）Ａに固定されたクランク１１、リンク１２，１３およびベース６に固定された固定軸Ｂからなる四節回転連鎖（テコ・クランク機構）を構成している。前記第１の機構１０により第１モータ９の回転がリンク１３の揺動運動に変換される。
【００１７】
一方、前記第２の機構２０は、リンク１３，１４，１５およびベース６に固定された固定軸Ｂ，Ｃからなる平行運動機構（パンタグラフ）を構成している。前記第１の機構１０による揺動運動が前記第２の機構２０により、従動リンク１４の平行運動に変換され、該従動リンク１４に固定されたヒータブロック３０の前進および退避が行われる。
【００１８】
すなわち、前記第１モータ９の回転は、第１および第２の機構１０，２０によって、ヒータブロック３０がフィルムＦに当接する方向に移動する前進動作と、該フィルムＦから遠ざかる方向に移動する退避動作とに変換される。したがって、前記第１モータ９、第１および第２の機構１０，２０はヒータブロック３０の前進動作と退避動作とを交互に行う駆動装置を構成している。
【００１９】
図２の前記ヒータブロック３０は所定の温度に昇温されており、前記ヒータブロック３０の前進により、フィルムＦがヒータブロック３０とヒータ受部３１との間に挟み付けられて熱シールが行われる。
【００２０】
前述のように、ベース６は前記本体フレーム５に対してヒンジ６１を介して回動自在に設けられている。一方、本体フレーム５に設けられたボルト６２とベース６との間には、スプリング６３が介挿されている。ベース６は圧縮状態のスプリング６３によって、フィルムＦに押し付ける方向に常時付勢されている。
【００２１】
したがって、前記ヒータブロック３０の前進時において、該ヒータブロック３０がフィルムＦに接触すると、前記スプリング６３が縮み、ベース６および縦シール装置７からなる縦シールユニット３全体が若干退避方向に移動する。そのため、ヒータブロック３０がフィルムＦに接触する際の当該接触圧の変化を小さくすることができる。しかも、ユニット３全体の質量が、スプリング６３の振動を減衰させる質量として働くので、スプリング６３の振動が直ちに減衰する。したがって、フィルムＦに対する接触圧を概ね一定にすることができる。
【００２２】
フィルム移送手段：
図１に示すように、前記フィルム移送手段４０は、第２モータ４３、駆動ローラ４１および従動ローラ４２を備えている。前記駆動ローラ４１が第２モータ４３によって回転されると、フィルムＦは駆動ローラ４１および従動ローラ４２によって挟持され、後述するタイミングで間欠的に１袋分ずつ移送される。
【００２３】
制御の構成：
図３（ａ）に示すように、本包装機は、前記縦シール装置７（図１）の制御をはじめとする各機器の制御を行うマイコン（制御手段）５０を備えている。前記マイコン５０には、位置検出手段２１、第１モータ９および第２モータ４３などが、図示しないインターフェイスを介して接続されている。
【００２４】
前記マイコン５０は、ＣＰＵ５１および記憶部５２を備えている。前記記憶部５２には、図４に示す１袋分のフィルムＦの長さＬ、すなわち、包装される袋の袋長のデータなどが商品ごとに記憶される。
前記ＣＰＵ５１は、記憶部５２から処理を行う商品に対応するフィルムＦの長さＬを読み出し、前記長さＬに基づいて後述するタイミングで、前記第２モータ４３を回転させて当該長さＬ分のフィルムＦを下方に移送する。
【００２５】
ここで、図１の前記モータ９の前記出力軸Ａには、該出力軸Ａと一体に回転する遮光板２２が設けられている。一方、前記ベース６には、たとえば光センサからなる位置検出手段２１が固定されている。前記第１モータ９により遮光板２２が回転され、位置検出手段２１が遮光されると、前記位置検出手段２１は、当該遮光信号を前記マイコン５０に出力する。前述のように、ヒータブロック３０は第１モータ９の回転により前進および退避するので、前記ＣＰＵ５１は、前記遮光信号に基づいてヒータブロック３０の位置の判別を行うことが可能である。前記ＣＰＵ５１は、後述するタイミングで第１モータ９を回転させて、ヒータブロック３０の前進および退避の制御を行い、ヒータブロック３０の動作を制御する。
【００２６】
縦シールの動作：
つぎに、本包装機の動作について説明する。
前記記憶部５２には、複数種類の商品について、一袋分のフィルムＦの長さＬが予め記憶されている。オペレータが所定の操作を行い、当該処理を行う商品を指定すると本包装機がスタートする。前記マイコン５０は、前記記憶部５２から当該商品に対応するフィルムＦの長さＬを読み出し、前記第２モータ４３を回転させて、前記フィルム移送手段４０によるフィルムＦの移送を開始させる。
【００２７】
図４はフィルムＦの包装動作を示す概略正面図である。
図４（ａ）に示す初期状態から、フィルムＦが下方に移送されると共に、所定の温度に昇温された前記ヒータブロック３０がフィルムＦの端部Ｆｓに接触し、図４（ｂ）に示すように、縦シールが行われる。
【００２８】
ここで、前記ＣＰＵ５１は、前記フィルムＦの移送を開始させる直前に、前記ヒータブロック３０の前進動作を開始させると共に、図３（ｂ）のタイミングチャートに示すように、フィルムＦの移送が開始された直後に、前記ヒータブロック３０が前進動作を完了するように、前記第２モータ４３および第１モータ９の回転をそれぞれスタートさせる。かかる制御により、フィルムＦの移送が開始された直後に、ヒータブロック３０がフィルムＦに当接する。この当接後、ヒータブロック３０がフィルムＦに接触した状態のまま、前記フィルム移送手段４０によってフィルムＦが下方に移送されて縦シールが行われる。
【００２９】
したがって、フィルムＦの上下方向に張力が加わる該フィルムＦの移送開始後に、ヒータブロック３０がフィルムＦに接触するので、張設された皺のない状態のフィルムＦにヒータブロック３０が接触することにより、縦シールの仕上り状態が美しくなる。
【００３０】
また、従来のドット式とは異なり、ヒータブロックとフィルムＦとの接触と非接触のピッチが長いので、大きな音も発生しない。さらに、フィルムＦの移送中には、ヒータブロック３０がフィルムＦに接触しているので、接触時間を長くすることができるから、従来のドット式に比べてヒータブロック３０の温度を低くすることが可能である。
【００３１】
その後、前記フィルム移送手段４０により、フィルムＦが１袋分の長さＬ（図４（ｂ））の距離を移送された後、該フィルムＦの移送が停止される。
ここで、図３（ｂ）に示すように、前記ＣＰＵ５１は、フィルムＦの移送を停止させる直前に、ヒータブロック３０の退避動作を開始させる。これにより、フィルムＦの移送が停止する直前に、ヒータブロック３０が退避動作を開始してフィルムＦから離れる。
したがって、概ねフィルムＦの移送中にのみフィルムＦの縦シールが行われるので、局部的にフィルムＦが溶けすぎるのを防止することができる。
【００３２】
前記移送後、図４（ｂ）の前記エンドシール装置４５によってエンドシールが行われ、前記筒状のフィルムＦの下部がエンドシールされる。該エンドシールの後に、前記フィルムＦの上方から内容物Ｍが筒状のフィルムＦ内に投入される。その後、再び前記フィルム移送手段４０（図１）がフィルムＦの移送を開始する。該移送によって、図４（ｃ）に示すように、フィルムＦが前記長さＬの距離を移送されると共に、次の１袋分の縦シールが行われる。
【００３３】
その後、エンドシール装置４５によってエンドシールが行われ、前記筒状のフィルムＦの上部がエンドシールされ、内容物Ｍが封止される。一方、当該エンドシールによって次の袋分の下部のエンドシールが行われる。前記エンドシール後、図示しないカッタによって内容物の封止された１袋分が切り離され、下方に排出される。
【００３４】
このように、フィルム移送手段４０がフィルムＦを１袋分の長さＬごとに間欠的に移送すると共に、前記縦シール装置７の駆動装置が前進および退避動作を１袋に付き各々１回行って、ヒータブロック３０が１往復するように制御される。したがって、１袋単位でシールを行うことにより、包装の仕上り状態が更に向上する。
【００３５】
また、商品が指定されると、ＣＰＵ５１が記憶部５２から当該商品に対応するフィルムＦの長さＬを読み出し、当該長さＬに基づいてヒータブロック３０の前進および後退動作のタイミングが設定変更されるので、種々の商品の袋長に自動的に対応することができる。
【００３６】
さらに、平行運動機構からなる第２の機構２０を用いているので、ヒータブロック３０をフィルムＦに対してムラなく接触させることができる。そのため、縦シールの仕上り状態が、より一層向上する。
【００３７】
なお、前記長さＬ（袋長のデータ）は、前述のように、包装機の記憶部に記憶させてもよいが、上位の制御器や組合せ計量装置のような他の装置から当該データを受け取るようにしてもよい。
また、前記フォーマ１１０へのフィルムＦの通し方を変更することで、図３（ｃ）に示すオーバーラップ（封筒貼）方式の他に、図３（ｄ）に示すフィンシール（合掌貼）方式にも対応することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、概ね、前記フィルムの移送中には、前記ヒータブロックがフィルムに接触し、一方、前記フィルムの停止中には、前記ヒータブロックがフィルムから離れるように制御される。したがって、フィルムに皺のない移送中にのみヒータブロックがフィルムをシールし、フィルムが溶けすぎるのも防止できるから、フィルムを間欠的に送っても、美しい縦シールを得ることができる。
また、フィルムを間欠的に送るので、縦シールやその他の機器の構造が極めて簡易になり、大幅なコストダウンを図ることができる。
また、ヒータブロックがフィルムに接触する際に、当該接触圧の変化を小さくするためのスプリングを設けたので、ヒータブロックがフィルムに接触する際の当該接触圧の変化が小さくなって、シールムラが発生しにくく、仕上げを美しくすることができる。
さらに、モータ、第１の機構および第２の機構を含むユニットを本体フレームに対しヒンジを介して回転自在に設けたので、前記ユニットの質量が、前記スプリングの振動を減衰させる質量として働く。したがって、スプリングの振動が直ちに減衰し、フィルムに対する接触圧が概ね一定になり、仕上げが美しくなる。
【００３９】
また、フィルムの移送が開始された直後、すなわち、フィルムに張力が加わり皺のない状態になった後に、前記ヒータブロックが前記前進動作を完了し、フィルムに接触するように制御すれば、縦シールの仕上り状態が美しくなる。
一方、フィルムの移送が停止する直前に、ヒータブロックが退避動作を開始してフィルムから離れるように制御すれば、局部的にフィルムが溶けすぎるのを防止できる。
【００４０】
また、包装される袋の袋長のデータが入力されると、当該袋長に応じて、前記前進動作および／または退避動作のタイミングが設定変更されるようにすれば、種々の商品の袋長に応じたタイミングで、シール装置の前進・退避を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる製袋包装機の要部を示す縦断面図である。
【図２】同製袋包装機の要部を示す平面断面図である。
【図３】（ａ）は本製袋包装機の制御の構成を示す構成図、（ｂ）は包装タイミングを示すタイミングチャート、（ｃ），（ｄ）は袋のシール方式を示す平面断面図である。
【図４】製袋動作を示す概念図である。
【図５】従来の製袋包装機を示す概略斜視図である。
【図６】同従来の製袋包装機を示す概略側面図である。
【図７】同従来の製袋包装機の上部を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
３：ユニット
７：縦シール装置
９：第１モータ
１０：第１の機構
２０：第２の機構
３０：ヒータブロック
４０：フィルム移送手段
５０：マイコン（制御手段）
６１：ヒンジ
６３：スプリング
Ｆ：フィルム
Ｍ：内容物

Claims

フィルムの流れ方向に沿った端部同士を縦シール装置でシールしてフィルムを筒状に成形し、該筒状に成形したフィルム内に内容物が充填された後に横シール装置で前記フィルムの流れ方向に対して横方向に帯状にシールして包装された商品を生産する製袋包装機において、
前記フィルムを間欠的に流れ方向に移送するフィルム移送手段と、前記縦シール装置の動作を制御する制御手段とを備え、
前記縦シール装置は、フィルムに接触してフィルムをシールするヒータブロックと、該ヒータブロックが前記フィルムに間欠的に接触するように前記ヒータブロックをフィルムに向って押し付ける前進動作と前記ヒータブロックをフィルムから離間させる退避動作とを交互に行う駆動装置とを備え、
概ね、前記フィルムの移送中には、前記ヒータブロックがフィルムに接触し、一方、前記フィルムの停止中には、前記ヒータブロックがフィルムから離れるように制御され、
前記駆動装置は、モータと、該モータの回転を揺動運動に変換する第１の機構と、前記揺動運動を平行運動に変換する第２の機構とを備え、
前記ヒータブロックが前記前進動作を行ってフィルムに接触する際に、当該接触圧の変化を小さくするためのスプリングが設けられ、
該スプリングによるバネ力が、少なくとも前記ヒータブロックおよび第１の機構を前記フィルムに押し付けるように、前記スプリングが配置されている製袋包装機。
請求項１において、
フィルムの移送が開始された直後に、前記ヒータブロックが前記前進動作を完了し、
前記フィルムの移送が停止する直前に、前記ヒータブロックが前記退避動作を開始するように制御される製袋包装機。
請求項１もしくは２において、
前記移送手段がフィルムを１袋分ずつ間欠的に移送し、前記縦シール装置の駆動装置が前記前進および退避動作を１袋につき各々１回行ってヒータブロックが１往復するように、前記制御手段が前記移送手段および縦シール装置を制御する製袋包装機。
請求項３において、
包装される袋の袋長のデータが入力されると、当該袋長に応じて、前記前進動作および／または退避動作のタイミングが設定変更されるようにした製袋包装機。
請求項１において、
前記モータ、第１の機構および第２の機構を含むユニットが本体フレームに対しヒンジを介して回動自在に設けられ、
前記スプリングが前記ユニットを前記本体フレームに押し付けるように設けられている製袋包装機。