JP3936348B2 - 自動包装機 - Google Patents

Description

本発明は、粉剤、粒状物、液体などの種々の被包装材料を連続的に自動包装する自動包装機に関する。

従来、自動包装機の一態様として、いわゆる横型の自動包装機が提案されている（特許文献１参照）。この自動包装機では、水平方向に搬送される帯状シート又は帯状フィルムの包装材料がその長手方向中央部（中央線）に沿って折り曲げられ、該中央部の両側に位置する一対の半片が折り合わされる。折り合わされた包装材料は次に、長手方向に一定の間隔をあけて横断方向にシールされて多数の袋部が形成される。続いて、各袋部には折曲部の反対側にある開放端部から被包装材料が充填された後、該開放端部がシールされて封止される。このとき、被包装材料が充填された各袋部は、充填された被包装材料によって膨らむ。その結果、被包装材料充填後の包装材料は、緩やかなアーチ状曲線に沿って移動していく。そして、この曲線勾配は、包装材料の大きさや袋部に充填される被包装材料の量などによって異なる。したがって、従来の自動包装機では、充填後の包装材料を案内する部材を複数のガイド板で構成し、包装サイズが変更されたとき又は各袋部への被包装材料あるいは充填量が変更されたとき、各ガイド板を固定しているボルトを緩めてその高さや取付角度（傾斜角度）を手動で調整していた。

特開２００１−３４８００４号公報

しかしながら、複数のガイド板の高さを個々に手動調整する作業は多くの時間を要し、そのために生産効率を低下させる原因にもなっていた。

そこで、本発明は、帯状シートからなる包装材料を該包装材料の長手方向に伸びる中央部で折り曲げて該中央部の両側に位置する一対の半片を重ね合わせると共に、折曲部を下に開放端部を上に向けた状態で略水平方向に連続的に案内する自動包装機に、(i)上下方向に向けて配置された昇降レールと、(ii)上記折曲部を案内する複数の下部案内部と、(iii) 上記複数の下部案内部を上記昇降レールに沿って一体的に昇降させる下部昇降機構と、 (iv)上記開放端部を案内しながら加熱する加熱部と、(v)上記加熱部を上記昇降レールに沿って昇降させる上部昇降機構と、（v）上記昇降レールを自動包装機本体に対して昇降させるレール昇降機構を備えており、(vi）上記下部昇降機構と上記上部昇降機構が上記昇降レールに支持されていることを特徴とする。

本発明の更に別の形態は、上記加熱部を上記帯状シートが搬送される平面内で上記長手方向と直交する水平軸を中心に回転させる傾斜調整機構を備えたことを特徴とする。

このような構成を備えた自動包装機によれば、包装シートのサイズや包装シートに形成された袋部に充填される充填材料の量に応じて、包装シートを案内する複数の下部案内部を一体的に昇降することができる。そのため、個々の下部案内部を独自に調整することに比べて、調整に要する時間が極めて短くなる。また、上部昇降機構によって加熱部も独自に高さ調整ができる。さらに、昇降レールを自動包装機本体に対して昇降させるレール昇降機構を備えた自動包装機によれば、下部案内部と加熱部を同時に高さ調整できる。そのため、下部案内部と加熱部を別々に高さ調整する場合に比べて、著しく時間が短縮できる。さらにまた、傾斜調整機構を備えた自動包装機によれば、充填材料が充填された後のアーチ状移動経路に応じて加熱部の傾斜角度を調整できるので、包装シートの開放端部を効果的に加熱してシールできる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて、「上」、「下」、「左」、「右」などの用語及びそれらの用語を含む別の用語を使用するが、これは発明の理解を容易にするためであって、それらの用語が有する意味によって発明の技術的範囲が限定されるものではない。

図１は本発明にかかる自動包装機１０の全体を示し、図２は図１に示す自動包装機における包装シートの搬送状態を示す。自動包装機１０によれば、包装材料供給部１２から連続的に供給された熱融着性の包装材料からなる包装シート１４は、折り合わせ部１６で該包装シート１４の長手方向中央部（中央線）１８に沿って順次上方に折り曲げられ、該中央部の両側に位置する一対の半片が、折曲部を下に開放端部を上に向けた状態で重ね合わされる。折り合わされた包装シート１４は縦方向シール部２０に供給され、そこで長手方向に所定の間隔をあけて熱が加えられて縦方向シールが形成され、隣接する縦方向シールの間に上端を開放した袋部２２が形成される。次に、各袋部２２には、充填部２４で充填シュート２６が挿入され、予め決められた量の被包装材料（例えば、薬剤、粉末調味料などの粉剤）が充填される。被包装材料充填後の包装シート１４は上端シール部２８に搬送され、そこで上端部に熱が加えられて上端シールが形成されて各袋部２２が密封される。その後、包装シート１４は、必要であれば、縦方向シール部に脆弱部（例えば、ミシン目）が形成され、または縦方向シール部で個々の袋部に分離される。

図３と図４は充填部２４から上端シール部２８に搬送される包装シートの案内機構４０を示し、図３は包装シートの底部折曲部を案内する底部案内部４２を示し、図４は包装シートの上部開放端を案内する上部案内部４４を示している。

図３に示すように、底部案内部４２は、点線で示す包装シートの搬送経路に沿ってその上流側から下流側に向かって順番に、複数の下部案内部を有する。実施の形態において、複数の下部案内部は、第１の案内部材５０、第２の案内部材５２、第３の案内部材５４、及び第４の案内部材５６を有する。第２〜第４の案内部材５２，５４，５６には、包装シート１４の搬送方向に沿って、上方に開放されたＵ型横断面の案内溝５８，６０，６２が形成されている。また、第１の案内部材５０は、底部案内板６４と、この底部案内板６４から上方に立ち上がった側面案内壁６６を有する。したがって、包装シートは、第１の案内部材５０の底部案内板６４と側面案内壁６６に沿って案内された後、第２〜第４の案内部材５２，５４，５６の案内溝５８，６０，６２によって案内されながら移動する。第１〜第４の案内部材５０，５２，５４，５６は、連結部材７０，７２，７４，７６を介して、底部支持フレーム（下部支持部）７８に連結されている。底部支持フレーム７８は、後に説明する昇降機構９４、具体的には、この昇降機構９４に含まれる下部昇降機構９６を介して、自動包装機１０の本体８０に昇降可能に連結されている。なお、第１〜第４の案内部材５０，５２，５４，５６はボルトを用いて連結部材７０，７２，７４，７６に連結されている。したがって、ボルトを緩めることによって、それぞれの案内部材５０，５２，５４，５６は傾斜角度や位置を調整できる。

図４に示すように、上部案内部４４は、点線で示す包装シート１４の搬送方向に沿って順番に、上部案内壁８２と、上端シールを施す前に包装シート上端部を予備加熱する加熱部８４を有する。実施の形態において、上部案内壁８２は、底部案内部４２における側面案内壁６６の上方に配置されている。加熱部８４は、底部案内部４２における第２，３の案内部材５２，５４の上方に配置されており、点線で示す包装シート搬送経路を挟んでその両側に配置された一対のヒータ（加熱プレート）８６を有する。これら上部案内壁８２と加熱部８４は、連結部材８８に支持されている。揺動部材８７は、水平軸９０を介して、上部支持フレーム（上部支持部）９２に揺動可能に連結されている。また、上部支持フレーム９２は、上述した底部支持フレーム７８と同様に、後に説明する昇降機構９４、具体的には、この昇降機構９４に含まれる上部昇降機構９８を介して、自動包装機１０の本体８０に昇降可能に連結されている。

図５は、昇降機構９４の詳細を示す。昇降機構９４は、自動包装機本体８０に固定された固定フレーム１０２または固定板を有し、この固定フレーム１０２に縦方向昇降レール１０４が昇降可能に支持されている。実施の形態において、昇降レール１０４には、長尺板材の長手方向両縁角部を切り落として尖塔状のテーパを付けた、株式会社エイエスケイから提供されているスライドプレートＭ−４４，Ｍ３、Ｌ−３（研磨タイプ）が好適に利用できる。この昇降レール１０４は、同じく株式会社エイエスケイから提供されているガイドホイール１０６を介して、自動包装機本体８０に対して上下方向に移動可能に支持されている。なお、ガイドホイール１０６は、円盤状ホイール本体の外周に連続した環状溝（三角形の環状溝）を備えており、図６に示すように昇降レール１０４の両側にそれぞれ複数配置されており、外周環状溝を昇降レール１０４の尖塔状テーパ部にかみ合わせた状態で自動包装機本体８０に固定されている。

図５と図６を参照すると、昇降レール１０４は、レール調整機構（レール昇降機構）１０８によって上下方向の位置（高さ）が調整できる。実施の形態において、レール調整機構１０８は、昇降レール１０４に固定された後部ブラケット（支持部材）１１０と、固定フレーム１０２に固定された固定ブラケット１１２を有する。後部ブラケット１１０には、上下方向に貫通するねじ孔１１４が形成されており、このねじ孔１１４に調整ねじ１１６が螺合されている。一方、固定ブラケット１１２は、ねじ孔１１４の下方に位置する軸受１１８を備えており、この軸受１１８に調整ねじ１１６の下部が回転自在に支持されている。したがって、調整ねじ１１６を回転することにより、自動包装機本体８０に対する昇降レール１０４の高さが調整できる。

昇降機構９４に含まれる下部昇降機構９６は、昇降レール１０４の下部に固定された２つのブラケット（支持部材）を有する。実施の形態において、２つのブラケットは、モータ支持台１２０と、垂直ねじ軸支持台１２２である。モータ支持台１２０は、正逆回転可能なモータ１２４を、その回転軸１２６を上方に向けた状態で、支持している。モータ１２４には、ステッピングモータが好適に利用される。垂直ねじ軸支持台１２２は、モータ回転軸１２６の延長上に配置された軸受１２８を備えており、この軸受１２８で垂直ねじ軸１３０を回転可能に支持している。また、モータ回転軸１２６と垂直ねじ軸１３０は連結部材１３２を介して連結されており、モータ１２４の回転に基づいて垂直ねじ軸１３０が正逆いずれの方向にも回転できるようになっている。

垂直ねじ軸１３０は、上述の底部支持フレーム７８に固定したブラケット１３４の垂直ねじ孔１３６に螺合されている。底部支持フレーム７８は、昇降レール１０４に対して昇降可能に支持されている。実施の形態において、底部支持フレーム７８は、上述のガイドホイールと同様の複数の可動ホイール１３８を支持している。これら複数の可動ホイール１３８は、昇降レール１０４の両側に配置されるとともに、外周の環状溝を昇降レール１０４の尖塔状テーパ部にかみ合わせた状態で、底部支持フレーム７８に回転可能に固定されている。したがって、モータ１２４が駆動して回転軸１２６が回転すると、垂直ねじ軸１３０が回転し、この垂直ねじ軸１３０にかみ合ったブラケット１３４とこれに連結された底部支持フレーム７８が上方または下方に移動し、上述した第１から第４の案内部材５０，５２，５４，５６を昇降する。

昇降機構９４に含まれる上部昇降機構９８は、昇降レール１０４の上部に固定された前部ブラケット１４０を有し、前部ブラケット１４０に形成した垂直方向の軸受１４２に調整ねじ１４４が回転自在に支持されている。一方、上部支持フレーム９２は上部ブラケット１４６を備えており、この上部ブラケット１４６には軸受１４２の延長上に垂直方向のねじ孔１４８が形成され、このねじ孔１４８に調整ねじ１４４が螺合されている。上部支持フレーム９２は、昇降レール１０４に対して昇降可能に支持されている。実施の形態において、上部支持フレーム９２は、底部支持フレーム７８と同様に、複数の可動ホイール１５０を備えており、これら複数の可動ホイール１５０は、昇降レール１０４の両側に配置されるとともに、外周の環状溝を昇降レール１０４の尖塔状テーパ部にかみ合わせてある。したがって、調整ねじ１４４を回転すると、この調整ねじ１４４にかみ合ったブラケット１４６とこれに連結された上部支持フレーム９２が一体的に上方または下方に移動し、上述した上部案内壁８２と加熱部８４が昇降する。

上部案内壁８２と加熱部８４を支持している連結部材８８の前の揺動部材８７は、加熱部８４を、揺動機構（傾斜調整部）１６０によって角度が調整できるようにしてある。具体的に、図６と図７に示す揺動機構１６０において、揺動部材８７は水平軸９０を介して上部支持フレーム９２に揺動可能に連結されている。揺動機構１６０はまた調整ねじ１６４を有し、この調整ねじ１６４が上部連結フレーム９２に該上部連結フレーム９２に設けた軸受１６６を介して回転自在に支持されている。また、調整ねじ１６４は、揺動部材８７に固定されたブラケット１６８のねじ孔１７０に螺合されている。したがって、調整ねじ１６４を回転すると、揺動部材８７が水平軸（揺動軸）９０を中心に揺動し、この水平軸１６２と直交する平面内で、加熱部８４におけるヒータ８６の角度が調整できる。

このような構成を備えた案内機構４０によれば、レール調整機構１０８の調整ねじ１１６を操作することにより、昇降レール１０４の高さを調整できる。また、制御部１８０（図５参照）から出力される制御信号に基づいて下部昇降機構９６のモータ１２４を駆動することで、昇降レール１０４に対する底部支持フレーム７８の高さを調整し、包装シート１４の底部を案内する案内部材５０，５２，５４，５６の高さを調整できる。さらに、上部昇降機構９８の調整ねじ１４４を操作することにより、上部支持フレーム９２の高さを調整し、包装シート１４の開放上端部を加熱するヒータ８６の高さを調整できる。そして、揺動機構１６０の調整ねじ１６４を調整することで、ヒータ８６の傾斜角度（図６に符号θで示す。）を調整できる。

したがって、自動包装機１０で使用する包装シート１４のサイズが変更された場合、レール調整機構１０８、下部昇降機構９６を操作して包装シート１４の底部案内高さを調整する。この場合、包装シート１４の底部を案内する底部案内部４２は複数の案内部材５０，５２，５４，５６によって構成されているが、これら複数の案内部材の高さを個々に調整する必要がないので、高さ調整に要する時間が著しく短縮できる。また、上部昇降機構９８を操作してヒータ８６の加熱高さを調整するとともに、包装シート１４の上端部移動軌跡に応じて揺動機構１６によりヒータ８６の傾斜角度を調整し、これにより包装シート１４の上端加熱シール部分を効果的に加熱できる。

なお、以上の説明では、下部昇降機構９６にはモータ１２４を設け、このモータ１２４を制御部１８０から出力される信号に基づいて自動的に駆動することで、底部支持フレーム７８と案内部材５０，５２，５４，５６の高さを調整するようにしたが、他の調整機構９８，１０８，１６０と同様に、手動操作できるように設計することもできる。この場合、例えば、図８に示すように、ねじ軸１３０の下部に円筒ウォームホイール１９０を取り付ける。また、昇降レール１０４に固定されたブラケット１９２に調整ねじ１９４を回転可能に取り付けるとともに、この調整ねじ１９４に円筒ウォーム１９６を設け、円筒ウォーム１９６を円筒ウォームホイール１９０にかみ合わせる。このような構成によれば、調整ねじ１９４を回転すると、その回転が円筒ウォーム１９６から円筒ウォームホイール１９０を介してねじ軸１３０に伝達され、底部支持フレーム７８が上方または下方に移動する。

逆に、レール調整機構１０８，上部昇降機構９８、揺動機構１６０については、それぞれの調整ねじ１１６，１４４，１６４を対応するモータに連結し、制御部からの出力される信号に基づいてモータを駆動し、昇降レール１０４や上部支持フレーム９２の高さ、および揺動部材８７の傾斜角度を調整してもよい。

本発明にかかる自動包装機の全体を示す正面図。 図１に示す自動包装機における包装シートの動きを示す平面図。 包装シートの底部案内部を示す平面図。 包装シートの上部案内部を示す平面図。 案内機構に含まれるレール調整機構、下部昇降機構、および上部昇降機構の構成を示す縦断面図。 案内機構に含まれるレール調整機構、下部昇降機構、および上部昇降機構の構成を示す正面図。 ヒータ揺動機構の構成を示す縦断面図。 下部昇降機構の他の実施形態を含む、図５に対応する縦断面図。

符号の説明

１０：自動包装機、１２：包装材料供給部、１４：包装シート、１６折り合わせ部、１８：中央部、２０：縦方向シール部、２２：袋部、２４：充填部、２６：充填シュート、２８：上端シール部、４０：案内機構、４２：底部案内部、４４：上部案内部、５０：第１の案内部材、５２：第２の案内部材、５４：第３の案内部材、５６：第４の案内部材、５８，６０，６２：案内溝、６４：底部案内板、６６：底部案内壁、７０，７２，７４，７６：連結部材、７８：底部支持フレーム、８０：自動包装機本体、８２：上部案内壁、８４：加熱部、８６：ヒータ、８７：揺動部材、８８：連結部材、９０：水平軸、９２：上部支持フレーム、９４：昇降機構、９６：下部昇降機構、９８：上部昇降機構、１０２：固定フレーム、１０４：縦方向昇降レール、１０６：ガイドホイール（固定ホイール）、１０８：レール調整機構、１１０：後部ブラケット、１１２：固定ブラケット、１１４：ねじ孔、１１６：調整ねじ、１１８：軸受、１２０：モータ支持台、１２２：垂直ねじ軸支持台、１２４：モータ、１２６：回転軸、１２８：軸受、１３０：垂直ねじ軸、１３２：連結部材、１３４：ブラケット、１３６：垂直ねじ孔、１３８：可動ホイール、１４０：前部ブラケット、１４２：軸受、１４４：調整ねじ、１４６：上部ブラケット、１４８：ねじ孔、１５０：可動ホイール、１６０：揺動機構、１６４：調整ねじ、１６６：軸受、１６８：ブラケット、１７０：ねじ孔、１９０：ウォームホイール、１９２：ブラケット、１９４：調整ねじ、１９６：円筒ウォーム。

Claims (2)

1. 帯状シートからなる包装材料を該包装材料の長手方向中央部で折り曲げて該中央部の両側に位置する一対の半片を重ね合わせると共に、折曲部を下に開放端部を上に向けた状態で略水平方向に連続的に案内する自動包装機において、
   上下方向に向けて配置された昇降レールと、
   上記折曲部を案内する複数の下部案内部と、
   上記複数の下部案内部を上記昇降レールに沿って一体的に昇降させる下部昇降機構と、
   上記開放端部を案内しながら加熱する加熱部と、
   上記加熱部を上記昇降レールに沿って昇降させる上部昇降機構と、
   上記昇降レールを自動包装機本体に対して昇降させるレール昇降機構を備えており、
   上記下部昇降機構と上記上部昇降機構が上記昇降レールに支持されていることを特徴とする自動包装機。
2. 上記加熱部を上記帯状シートが搬送される平面内で上記長手方向と直交する水平軸を中心に回転させる傾斜調整機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動包装機。

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