JP3969786B2 - 筒状シート成形装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連続的に袋や、被包装物が充填された袋包装体を製作するため、帯状シートを筒状シートに成形する筒状シート成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、包装機械の一つとして、袋を連続的に製作する製袋機や、袋を製作しつつ被包装物を包装した袋包装体を連続的に製作する製袋充填包装機に見られるように、帯状シートから筒状シートを成形する筒状シート成形装置が知られている。縦形製袋充填包装機では、投下筒体の内部を通して被包装物を投下し、送り手段が投下筒体を送りガイドとして利用して投下筒体を取り囲む状態で筒状シートを投下筒体の先端側に送り、横封止手段が投下筒体を通じて充填された被包装物を内部に収容した状態で筒状シートを長手方向に隔置した位置で横方向に封止している。筒状シートは、横封止手段で封止されることで袋底部が形成され、充填済みの筒状シートを被包装物の上部で再度、横封止手段で封止することにより、袋包装体が完成すると共に、次の包装のための袋底部が形成される。これら一連の手順を続けることにより、袋の製造、被包装物の充填、及び袋の封止とを連続して行なうことができる。
【０００３】
筒状シートの成形は、帯状フィルム等の帯状シートを製筒ガイド（製筒フォーマ）で筒状に成形し、帯状シートの重ね合わされた側端部を、内部にヒータを備えた縦ヒートシール手段によってヒートシールすることにより行なわれる。横封止手段としては、縦シールと同様に、内部にヒータを備えた横ヒートシール手段がある。各ヒートシール手段は、発生した熱によって包装材（又は、包装材にラミネートされた溶着層）をヒートシールする。横ヒートシール手段は、カッタを組み込んだ横シール・カッタとすることができる。横シール・カッタを作動させることにより、横シールによって順次完成する包装体をカッタによって筒状シートから切断して個々の包装体に切断することができる。別の横封止手段としては、テープ又はワイヤ等の線状体による結束手段が挙げられる。
【０００４】
上記従来の製袋充填包装機の一例を、斜視図として示した図１１に基づいて説明する。図１１に示す製袋充填包装機は、被包装物Ｍを投下するための投下筒体１を縦に配置した縦型製袋充填包装機であり、被包装物Ｍは、上方から、図示しない計量機で充填すべき量を計量した後、投入用のホッパから投下筒体１の内部を通じて投下されて筒状シートＴ内に充填される。帯状シートＳを筒状に成形するため、投下筒体１を送りガイドとして利用し、投下筒体１の上部にはその外周を取り巻くように襟部を有する製筒ガイド２が設けられている。帯状シートＳは、後述する送り手段によって引き出されて製筒ガイド２を通過するときに筒状に成形され、製筒ガイド２と投下筒体１との間の予め設定された隙間から投下筒体１の外周面上を投下筒体１に沿って下方へ送り出される。
【０００５】
帯状シートＳは、投下筒体１に沿って送られるときに縦封止手段である縦ヒートシール手段３によって筒状シートＴに成形される。縦ヒートシール手段３は、投下筒体１の側方に投下筒体１に沿って平行に延びるように設けられている。縦ヒートシール手段３は、内部にヒータを備えると共に互いに接離可能な縦ヒートシールバー３ａ，３ｂから構成されており、筒状に成形された帯状シートＳの互いに重なる長手方向の側端部を挟み付けたときに両側端部を熱溶着する。帯状シートＳは、縦シール部分２４を有する筒状シートＴとなって、投下筒体１の先端から送り出される。
【０００６】
筒状シートＴを充填位置へ供給する送り手段５が、投下筒体１の側方において、投下筒体１の周方向に縦ヒートシール手段３とは直角方向に隔置した位置に設けられている。送り手段５は、図１１では、一方のみが描かれているが、投下筒体１の直径方向の反対位置にも同様の送り手段５が設けられており、筒状シートＴを両側から投下筒体１に対して挟み付けている。各送り手段５は、同期して駆動され、投下筒体１に沿って筒状シートＴの繰り出しと繰り戻しを行なう。
【０００７】
各送り手段５は、サーボモータ６と、サーボモータ６によって駆動される駆動側プーリ７と、駆動側プーリ７と対に設けられた従動側プーリ８と、駆動側プーリ７及び従動側プーリ８とに巻き掛けられたタイミングベルト９とを有している。サーボモータ６としては、任意のタイミングで作動可能であり、応答性が良好で、且つ精度良く送り量を制御可能なパルスモータが採用される。タイミングベルト９は、駆動側プーリ７及び従動側プーリ８との滑りをなくすために内側に各プーリと噛み合う噛み合い歯を有するベルトであり、タイミングベルト９の外側は、筒状シートＴを投下筒体１上に滑らせて走行させるため、筒状シートＴに対して大きな摩擦力を生じる材料で形成されている。送り手段５は、筒状シートＴを間に挟み付けるように、全体が適宜の手段で投下筒体１に向かって押し付けられている。
【０００８】
帯状シートＳは、包装材ロール２１から、案内ローラ１５，１６，１７の周りを誘導されて、ダンサーローラ１８から更に案内ローラ２０を経て製筒ガイド２に送られる。ダンサーローラ１８は、両端を機枠（図示せず）に形成されたガイド溝１９に案内されて矢印Ｖで示すように上下方向に移動可能であり、帯状シートＳに生じる弛みを吸収すると共に、ダンサーローラ１８に加わる重力によって帯状シートＳに適度の張力を与えている。送り手段５が作動すると、帯状シートＳは包装材ロール２１から繰り出されて製筒ガイド２を通過させるのに充分な力で引っ張っられる。なお、帯状シートＳの供給途中にマーカの判別センサ等の各種センサを配置して、帯状シートＳの送り制御を行なうことが可能である。
【０００９】
投下筒体１の先端に繰り出された筒状シートＴは、通常、先行する包装サイクルにおいて横方向の封止が施されているので、袋の底部となるべき部分が既に形成されている。この状態で先行して形成された横ヒートシール部分２６との間に一つの包装体の長さ、即ち、被包装物Ｍの充填量に応じて予め定められた送り量だけ、送り手段５によって筒状シートＴが順方向に送られる。筒状シートＴのこの送りに合わせて、投下筒体１を通じて被包装物Ｍを充填すると、被包装物Ｍは底部が形成されている筒状シートＴ内に堆積する。
【００１０】
投下筒体１の下方には、横封止手段としての横ヒートシール手段１０が設けられている。横ヒートシール手段１０は、対向して配置された一対の横ヒートシールバー１０ａ，１０ｂから成る。横ヒートシールバー１０ａ，１０ｂは、内部にヒータを備えており、且つ互いに同期して接近又は離間するように往復動可能である。横ヒートシールバー１０ａ，１０ｂが筒状シートＴを挟みつけると、筒状シートＴは互いに溶着されて横ヒートシール部分２６が形成され、被包装物Ｍが内部に収容された袋包装体２５が形成される。横方向の封止とタンミングを合わせて、筒状に曲げられた帯状シートＳに対して上記した縦ヒートシールが施され、次の包装サイクルの準備が行なわれる。横ヒートシール手段１０には、カッター１２が内蔵されており、横ヒートシールとタイミングを合わせてカッター１２によって袋包装体２５が筒状シートＴから切断される。
【００１１】
製筒ガイド２は、全体として襟の形状を有する襟部１３と、襟部１３の内縁部から垂下する筒部１４とを有している。製筒ガイド２の内部には、例えば、シートの厚み、材質等の帯状シートの特性によって予め定められている隙間を介して投下筒体１が嵌挿されている。投下筒体１の外周面は、送りガイドのガイド面として機能している。製筒ガイド２の襟部１３に沿って導入された帯状シートＳは、襟部１３の内縁部から上記予め定められた隙間内に折り返されて、筒状に成形される。この隙間は、襟の縁部から折り返される帯状シートＳに皺やキズを生じさせないために、厳密な寸法管理が行なわれている。なお、筒状シートＴを間欠的に送る場合、筒状シートＴの送りが停止したときに、慣性によって帯状シートＳが若干余分に製筒ガイド２に送り込まれるので、製筒ガイド２の襟部１３に帯状シートＳの浮き上がり２８が発生する。
【００１２】
また、帯状シートの幅が異なっても、機構の構造を交換することなく帯状シートから連続的に折径（偏平に潰したときの幅）が異なる筒状シートに成形することができる製筒装置が従来から望まれている。被包装物を横方向に搬送し、その周囲に帯状シートを包み込む横型包装機では、帯状シートの送りと被包装物の搬送とが間欠的ではなく連続的に行なわれることと、本来送りガイドを必要とすることなく帯状シートを被包装物の周りに筒状に成形することが可能であることのために、帯状シートの幅方向サイズに応じて、成形ガイドの形状のみを調節することで、袋包装体の幅方向のサイズ変更に対応することができる（一例として、特公平３−１７６９４号公報参照）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる製袋機又は製袋充填包装機においては、帯状シートを筒状に成形するのと同時に、縦シールされるべき両側端部も重ね合わされる側端部の成形も行なわれる。重ね合わせが行なわれる部位は帯状シートの曲げ成形が急激に行なわれ且つ帯状シートの側端部であるので幅方向に余裕がない部位である。したがって、製筒ガイドでの帯状シートの側端部を重ね合わせる成形が不調になると、帯状シートの側端部で皺やキズを生じるので、装置の運転を中止して帯状シートを製筒ガイドへ再装填しなければならないという問題点がある。
【００１４】
また、被包装物を縦方向に投下し、帯状シートを筒状シートに成形する縦型の製袋機や製袋充填包装機における筒状シート成形装置では、上記のとおり、製筒ガイドと投下筒体との間に、厳密に間隔を制御された隙間を形成する必要があるため、製筒ガイドの形状を変更すると、それに合わせて上記正確な隙間を形成するように投下筒体及び被包装物投下用のホッパ等のサイズも合わせて変更する必要がある。特に、筒状シートを間欠的に送る機構では、上記のように、筒状シートの送りが停止したときに慣性によって帯状シートが若干余分に製筒ガイドに送り込まれるので、製筒ガイドの襟部で浮き上がりを生じるのが避けられず、その後に筒状シートの送りが再開されたときに帯状シートが引っ張られてシートに皺やキズを生じやすいという問題点がある。
【００１５】
そのため、従来の筒状シート成形装置では、帯状シートの特性に応じて製筒ガイドに対して適正な投下筒体を用意する必要があり、製筒ガイドと送りガイドとを適正に組み合わせたユニットを幾種類も用意しておき、帯状シートの特性、特に横幅を変更するときには、縦型製袋機や縦型製袋充填包装機の本体はそのまま利用しても、帯状シートの特性に適合した適正なユニットを製作又は選択し且つ交換しなければならなかった。このように、従来では、ユーザーの需要に応じるべく、製筒ガイドと送りガイドとから成る多数組のユニットを製作して用意して置かねばならず、しかも実際に使用する帯状シートの材料の種類、厚み、横幅サイズ等の特性に応じて重量のあるユニットを交換するという作業者にとって負担となる煩雑な作業を行なわなければならなかった。
【００１６】
ところで、帯状シートを筒状シートに成形する縦型の製筒装置において、板ばねを襟に相当する形状に湾曲変形して製筒ガイドとし、その湾曲度を変更することにより、帯状の包装用フィルムのサイズ変更に対応しようとしたフィルム成形装置が提案されている（特公平３−１７６９２号公報、特公平３−１７６９３号公報、特公平３−１７６９５号公報、及び特公平３−１７６９６号公報参照）。しかしながら、かかる提案によるフィルム成形装置においては、製筒ガイドは、帯状シートの幅に応じて湾曲度が変更できても、依然として、送りガイドである投下筒体との隙間の間隔を調節する必要があり、そのような隙間の調節は煩雑であると共に、そのような投下筒体との隙間が十分調節されない場合には、上記したように帯状シートに皺やキズが生じる可能性がある。
【００１７】
このように、縦型製袋機や縦型製袋充填包装機に用いられるような帯状シートから筒状シートを成形する筒状シート成形装置においては、帯状シートから筒状シートへの成形に加えて、帯状シートの両側端部を重ね合わせる成形をも一度に行なっているため、特に帯状シートの両側端部の重ね合わせ成形の不調を防止する方策が求められている。また、帯状シートの幅サイズの特性の変更に対応するためには、従来、ユニットとして製筒ガイドや送りガイドを選択して交換するか、調節手段によって製筒ガイドや送りガイドの投下筒体を変更するという対策を採用しており、いずれの対策もそれぞれ上記したような不具合がある。したがって、筒状シート成形装置においては、多数のユニットを用意する必要がなく且つ煩雑な調整も不要な解決策が求められている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、帯状シートから筒状シートへ一度に成形するのではなく、帯状シートを一旦湾曲状シートに成形し、その後に湾曲状シートの両側端部を重ね合わせるように成形して、それぞれの成形を段階を踏んで順次、成形を行なわせることにより、帯状シートの両側端部の重ね合わせ成形の不調を防止することができる筒状シート成形装置を提供することである。
【００１９】
また、帯状シートから筒状シートへの成形を行なうに際して、送りガイドの全周に帯状シートを回し付けて側端部を一気に重ね合わせるまで成形するようにする限りは、成形ガイドの形状を帯状シートのサイズ変更に対応して変形させるのは困難であるが、帯状シートを一旦湾曲状シートに成形する機構と、その後に湾曲状シートの両側端部を重ね合わせるように成形する機構とを分離するのであれば、帯状シートから筒状シートを形成するのを実質的に妨げることのない程度に送りガイドの全周の一部を利用して帯状シートを湾曲状シートに成形し、湾曲状シートに対して両側端部を重ね合わせるときにサイズ変更が可能であることを見い出して、製筒ガイド、送りガイド、或いは被包装物を投下筒体に投入するホッパ等のサイズや形状を変更することなく、帯状シートの幅サイズの変更に対応してサイズの異なる袋等の製作を可能にした筒状シート成形装置を提供することである。
【００２０】
この発明は、上記の課題を解決し、目的を達成するため、以下のように構成されている。即ち、この発明による筒状シート成形装置は、走行する帯状シートを湾曲状シートに成形する成形ガイド、前記湾曲状シートの走行を案内するため前記成形ガイドとの間に前記帯状シートの特性に応じて予め定められた隙間を形成して配置された筒状ガイド部と前記筒状ガイド部の前記湾曲状シートの走行方向下流側に位置し且つ長手方向に筒体の一部を開放させた開口部を有する開口ガイド部とを有する送りガイド、前記湾曲状シートを前記送りガイドに沿って送る送り手段、前記湾曲状シートの側端部に係合して前記側端部を重ね合わせるため前記開口ガイド部に対応して配置された重ね合わせガイド、及び前記湾曲状シートの重ね合わされた前記側端部をシールして筒状シートを形成する長手方向シール手段から成り、前記成形ガイドは、前記帯状シートを折り返して前記湾曲状シートに成形する内端縁を有する襟部と前記内端縁から前記湾曲状シートの走行方向に延びる筒部とを有しており、前記襟部と前記筒部とには、前記帯状シートが前記湾曲状シートに成形された状態で前記両側端部が重なり合う場合に、重なり合った前記側端部を通過可能とする成形スリットが形成されており、前記送りガイドの前記筒状ガイド部は、前記成形ガイドの外側から前記襟部の前記内端縁よりも前記筒部の内部へと連続して延びて配置されており、且つ前記湾曲状シートの走行方向に対して前記帯状シートの幅が狭いほど前記湾曲状シートの前記両側端部のガイドが早期に終了するように傾斜したガイド終端縁を有しており、前記重ね合わせガイド及び前記長手方向シール手段は、前記帯状シートの幅に応じて前記開口ガイド部の前記開口部に対して接離する方向に設定位置変更可能であることから成っている。
【００２１】
この発明による筒状シート成形装置は、上記のように構成されているので、次のように作動する。即ち、帯状シートが送り手段によって成形ガイドに引き込まれると、帯状シートは、湾曲状シートに成形される。湾曲状シートは、成形ガイドと帯状シートの特性に応じて予め定められた隙間を形成して配置された筒状ガイド部との間を走行案内されて、筒状ガイド部の湾曲状シートの走行方向下流側に長手方向に筒体の一部を開放させた開口部を有する開口ガイド部に沿って更に案内される。開口ガイド部に対応して配置された重ね合わせガイドが湾曲状シートの各側端部に係合して両側端部を重ね合わせる。湾曲状シートの重ね合わされた両側端部は長手方向シール手段によってシールされて、最終的に筒状シートが形成される。
【００２２】
成形ガイドは、帯状シートを折り返して湾曲状シートに成形する内端縁を有する襟部と、内端縁から湾曲状シートの走行方向に延びる筒部とを有している。帯状シートは襟部の表面を走行して引き込まれ、襟部の内端縁で折り返されて内端縁から筒部の内面に沿って走行する。また、成形ガイドの襟部と筒部とには、帯状シートが湾曲状シートに成形された状態で両側端部が重なり合う場合に、重なり合った両側端部を通過可能とする成形スリットが形成されている。即ち、成形ガイドとしての構造は、従来の製袋充填包装機等に用いられているフォーマをそのまま使用可能である。帯状シートの幅が充分広い場合には、成形ガイドで帯状シートは長手方向シール直前の筒状シートに成形されるが、この場合には、重なり合った両側端部を成形ガイドの襟部と筒部とに形成された成形スリットを通過させることができる。
【００２３】
送りガイドの筒状ガイド部は、成形ガイドの外側から襟部の内端縁よりも筒部の内部へと連続して延びて配置されている。即ち、筒状ガイド部は、成形ガイドの外側から帯状シートを折り返す成形ガイドの内端縁に対応した位置を過ぎて筒部の内部へと連続して延びているので、帯状シートが成形ガイドの内端縁で折り返されて湾曲状シートに成形された瞬間から、湾曲状シートは成形ガイドと送りガイドの筒状ガイド部との間の予め定められた隙間を通して案内されて送られることになり、走行が安定する。
【００２４】
送りガイドの筒状ガイド部は、湾曲状シートの走行方向に対して帯状シートの幅が狭いほど湾曲状シートの両側端部のガイドが早期に終了するように傾斜したガイド終端縁を有している。筒状ガイド部のガイド終端縁は、成形ガイドの筒部の内部に位置しているので、湾曲状シートは、筒状ガイド部が湾曲状シートの送りの案内の機能を果している間は成形ガイドとの共働によって案内されることになり、湾曲状シートが案内無しに走行する距離を短くすることができる。帯状シートの幅が広い場合には、帯状シートの両側端部は略一回りした状態に成形されているので、両側端部が重ね合わせガイドによって互いに折り込まれるためにガイドされる距離は少ない。これに対して、帯状シートの幅が狭いほど、湾曲状シートの各側端部の走行方向を急に転換するとシートには皺や傷か生じ易いので、湾曲状シートの各側端部を互いに相手の側端部と重ね合わせるには各側端部をゆっくりと案内することが好ましい。筒状ガイド部のガイド終端縁を湾曲状シート走行方向に対して傾斜しておくと、帯状シートの幅が狭いほど、帯状シートの両側端部は、筒状ガイド部から早期に離れ、重ね合わせガイドの折り込みに合わせてゆっくりと案内されて、皺や傷を生じることなく重ね合わされる。
【００２５】
重ね合わせガイド及び長手方向シール手段は、帯状シートの幅に応じて開口ガイド部の開口部に対して接離する方向に設定位置変更可能に設けられている。送りガイドの開口ガイド部は、筒体の一部を長手方向に切り欠いたように形成されているので、送りガイドは一側が切り欠いたように開口しており、重ね合わせガイド及び長手方向シール手段が、開口部に対して接離する方向に位置を変えてフレームに固定される。重ね合わせガイド及び長手方向シール手段を開口部に対して最も接近させて設けた場合には、最も筒径の小さい筒状シートを成形することになる。また、重ね合わせガイドを成形ガイドの位置、例えば成形スリットに対応した位置に設けた場合には、最も筒径の大きい筒状シートを成形することになる。
【００２６】
この発明による筒状シート成形装置において、重ね合わせガイドは、開口ガイド部の開口部に対向して配置され、且つ湾曲状シートの走行方向に延びるガイドスリットを対向間に形成する一対のガイド側端部が当該ガイドスリットを通過する湾曲状シートの対応する各側端部に係合する一対のガイド板で構成し、長手方向シール手段がガイドスリットから延出した湾曲状シートの重ね合わされた両側端部をシールすることができる。各ガイド板は、湾曲状シートの対応する各側端部に係合して両側端部を互いに寄せ合わせるように案内して重ね合わせ部を成形する。更に、一対のガイド板の対向する側端部間には湾曲状シートの走行方向に延びるガイドスリットが形成されている。重ね合わせ部は、一対のガイド板の対向する側端部間に形成されたガイドスリットによって案内されて走行する。長手方向シール手段がガイドスリットから延出した湾曲状シートの重ね合わされた両側端部をシールする。
【００２７】
また、この発明による筒状シート成形装置において、長手方向シール手段は一対のヒートシールバーで構成され、湾曲状シートは一対のヒートシールバーが開いている状態で送り手段によって送られる。長手方向シール手段は、通常の製袋充填包装機に用いられるような一対のヒートシールバーから成る縦シール手段を適用することができる。縦シール手段として一対のヒートシールバーを適用すると、湾曲状シートの送りは間欠送りとなり、湾曲状シートは一対のヒートシールバーが開いている状態で送り手段によって送られる。
【００２８】
また、この発明による筒状シート成形装置において、送り手段は、送りガイドとの間に湾曲状シート又は筒状シートを挟み付ける摩擦係合送り手段とされる。摩擦係合送り手段としては、表面に高い摩擦係数を有する材料で覆われたベルトやローラを用いることができる。このような摩擦係合送り手段と送りガイドとの間に湾曲状シート又は筒状シートを挟み付けた状態で摩擦係合送り手段を駆動することにより、帯状シートを成形ガイドに引込んで湾曲状シートを送りガイドに沿って送り、筒状シートを送りガイドから送り出すことができる。送りガイドが比較的大型のものである場合に、送り手段は、送りガイドの径方向に対向した一対の位置に配置することができる。また、送りガイドが比較的小型のものである場合には、送り手段は、開口ガイド部の開口部と径方向に対向した単一の位置に配置される。
【００２９】
更に、この発明による筒状シート成形装置は、筒状シートに所定の間隔で横方向封止を施して袋を形成する製袋機に適用可能である。筒状シート成形装置によって成形された筒状シートを所定間隔毎に横方向封止を施すことにより、袋が形成される。また、この発明による筒状シート成形装置は、送りガイドを被包装物が内部を通じて投下される投下筒体とし、筒状シートに所定の間隔で横方向封止を施して袋を形成しつつ袋に前記投下筒体を通じて投下された被包装物を充填して袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機に適用可能である。帯状シートの幅サイズを変更すると、成形ガイド、送りガイド、或いは被包装物を投下させるホッパを交換することなく、製作される袋の幅を変更することができる。また、ホッパから投入される被包装物は投下筒体の上部でブリッジを生じることがあったが、送りガイドの投下入口が広いため、そのようなブリッジは生じない。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、この発明による筒状シート成形装置の実施例を説明する。図１はこの発明による筒状シート成形装置の一実施例の要部を示す斜視図であり、図２は図１に示す筒状シート成形装置の上部拡大図である。なお、図１及び図２は、主要な構成要素のみを示しており、各構成要素を装置のフレームに支持させる部材等、この発明の課題と直接の関係を有しない部材は省略されている。
【００３１】
図１に示されている筒状シート成形装置は、縦型製袋充填包装機に適用された例を示している。成形ガイド３１は、従来の縦型製袋充填包装機に用いられる製筒ガイド２と同様の構造を有している。即ち、成形ガイド３１は、帯状シートＳが走行する襟状面３３を有する襟部３２と、襟部３２の内端縁３５から延びる筒部３４とを有している。なお、記号Ｅは、帯状シートＳの両側の端縁を示している。帯状シートＳは、襟部３２の襟状面３３上を走行して内端縁３５に至り、内端縁３５で折り返されて湾曲状シートＲに形成される。帯状シートＳの幅が充分広い場合、即ち、帯状シートＳの幅が筒部３４の内周長よりも長い広さを有している場合には、成形ガイド３１による成形のみで筒状シートＴに成形し得ることになる。この場合にも対応可能とするため、筒部３４の左右対称中心位置には、筒状に成形された帯状シートＳの両側端部４４の重ね合わせ部が通過する可能な成形スリット３６が形成されている。筒状シートＴは、端縁Ｅを成形スリット３６を通って成形ガイド３１の外部に突出した状態で成形ガイド３１内を走行する。しかし、帯状シートＳの幅が筒部３４の内周長よりも短い広さであると、帯状シートＳは湾曲シートＲに成形されるが、筒状までには成形されるに至らず、端縁Ｅは筒部３４内を走行して成形スリット３６を通ることはない。
【００３２】
成形ガイド３１の筒部３４内には、帯状シートＳの特性に応じて予め定められた隙間Ｇを隔てて送りガイド３７が嵌挿されている。この実施例では、筒状シート成形装置は縦型製袋充填包装機に適用されているので、送りガイド３７は、被包装物を筒内を通して投下する投下筒体としての機能も果たしている。送りガイド３７は、襟部３２の内端縁３５から折り返された帯状シートＳを隙間Ｇに導入して湾曲状シートＲに成形する働きをする。
【００３３】
送りガイド３７は、図６に展開図として示した板金から切り抜いたものを図７に示すように円筒のように丸く加工したものである。図６は送りガイドの展開図であり、図７は送りガイドの斜視図である。即ち、送りガイド３７の成形後の形状は、完全な円筒形ではなく、図７にＫで示す仮想上の筒体の一部を長手方向に切り欠いたような形状をしている。図６に示す本体部分７０は、加工後は、断面で見て半円筒以上の部分円筒となっている。図６に示した展開図において、本体部分７０の両側から延びたアーム部分７１は、成形後は互いに端縁７２同士が溶接等の手段によって接続されている。アーム部分７１を含む周状の部分は、筒状ガイド部７３を形成している。送りガイド３７の上端縁７４は、円筒体を横に切断した形状を有している。
【００３４】
筒状ガイド部７３の下端縁７５は、正面から見て略Ｖ字状の形状を有しており、湾曲状シートＲをガイドするガイド終端縁となっている。成形ガイド３１内に送りガイド３７を組み付けた状態では、送りガイド３７の上端縁７４は、成形ガイド３１の襟部３２の内端縁３５よりも上方に突出した状態となっており、また、成形ガイド３１の襟部３２の内端縁３５は、上端縁７４と下端縁７５との間の筒状領域内に対応して位置している。下端縁７５のＶ字状の幅方向中心位置は、成形ガイド３１の成形スリット３６（図１，図２参照）と整列しており、筒状ガイド部７３の先端縁７６を含んで、成形ガイド３１の筒部３４の内部に囲まれた状態にある。送りガイド３７に形成された開口ガイド部７８は、送りガイド３７の母線と平行な方向に互いに平行な開口端縁７７，７７を形成し、開口端縁７７，７７間を開口部７９とするように、送りガイド３７の下端８０まで長手方向に形成されている。
【００３５】
成形ガイド３１の筒部３４よりも下流であって、開口ガイド部７８に対応する位置には、重ね合わせガイドとしての一対のガイド板３８，３９が設けられている。一対のガイド板３８，３９は、開口端縁７７，７７を結ぶ平面に平行な平面内に設置されている。また、一対のガイド板３８，３９の対向する側端部４０，４１の間に筒状シートＴの両側端部が重なり合うようにガイドスリット４２を形成した状態で、機械のフレームに固定されている。一対のガイド板３８，３９が走行する湾曲状シートＲに最初に当接することとなる角部（互いに対向する側端部４０，４１の最上部に位置する角部）には丸みＱが付けられているので、一対のガイド板３８，３９は湾曲状シートＲにスムースに係合する。
【００３６】
更に、一対のガイド板３８，３９は、上記のように互いのガイドスリット４２を形成し且つ開口端縁７７，７７を結ぶ平面に対し平行な関係を保ちながら、開口ガイド部７８の開口部７９に対向して接離する方向に設置位置が調節自在である。即ち、この送りガイド３７に対して使用可能な帯状シートＳの幅が最も狭いシートに対しては、成形可能な筒状シートＴの筒径は最も小さくなるので、一対のガイド板３８，３９は、開口ガイド部７８の開口部７９に最も接近した位置で製袋充填包装機のフレームに保持される。
【００３７】
また、この送りガイド３７に対して使用可能な帯状シートＳの幅が最も広いシートに対しては、成形可能な筒状シートＴの筒径は送りガイド３７の筒径と同等であって且つ最も大きくなるので、一対のガイド板３８，３９は、成形ガイド３１の成形スリット３６の出口に対応した位置に取り付けられる。帯状シートＳは、成形ガイド３１の成形スリット３６から各側端部４４が重合した状態で、即ち、縦シール直前の筒状シートＴになった状態で成形ガイド３１から引き出されてくるので、ガイド板３８，３９がそのままその状態を引き継ぐことになる。このように、一対のガイド板３８，３９は、帯状シートＳの幅に応じて送りガイド３７の開口ガイド部７８の開口端縁７７，７７に最も接近した位置と、成形ガイド３１の隙間３６の出口に対応した位置との間の任意の位置に調節して製袋充填包装機のフレームに保持可能である。帯状シートＳの幅が送りガイド３７の筒状ガイド部７３の周長に満たない場合でも、帯状シートＳを湾曲状シートＲに形成し、その後に湾曲状シートＲの両側端部４４を重ね合わせて筒状シートＴに成形することができる。幅サイズの異なる帯状シートの成形ため、一対のガイド板３８，３９の位置調節とその作動については、図８〜図１０に基づいて後述する。
【００３８】
筒状シート成形装置を正面で見た状態で、一対のガイド板３８，３９の直ぐ手前には、縦ヒートシール手段４３が設けられている。縦ヒートシール手段４３の具体的な構造は、図１１で示した縦ヒートシール手段３の構造と同等であってよく、内部に発熱手段を有し且つ作動機構によって互いに接離可能な一対の縦ヒートシールバー４３ａ，４３ｂから構成されている。また、縦ヒートシール手段４３は、製袋充填包装機のフレームに可動に支持されており、縦ヒートシールをすべき作動位置に設定可能であるとともに、シートの交換やメンテナンス等のために、作動位置から非作動位置に移すことができる。例えば、縦ヒートシール手段４３は、送りガイド３７から充分離れたフレームに送りガイド３７の長手方向に平行な軸（図示せず）の回りに回動可能とした縦ヒートシール保持アーム４（図３参照）に保持されている。少なくとも一方の縦ヒートシールバー４３ａ，４３ｂを可動（好ましくは、両方の縦ヒートシールバー４３ａ，４３ｂが共に同期して接離する）として湾曲状シートＲの重ね合わされた両側端部４４を他方のヒートシールバーとの間に挟み込んでヒートシールする。縦ヒートシール手段４３の作動位置への設定は、一対のガイド板３８，３９の設置位置に合わせて調節可能である。例えば、縦ヒートシール手段４３と一対のガイド板３８，３９とを互いに連結し、縦ヒートシール手段４３を一対のガイド板３８，３９と一定の位置関係を保ちながら送りガイド３７の開口部７９に対して接離する方向に位置が調節可能である。勿論、縦ヒートシール手段４３を一対のガイド板３８，３９に対して微調節可能に連結してもよい。帯状シートの交換やメンテナンス等のために、縦ヒートシール手段４３と一対のガイド板３８，３９とは取外し可能に連結させることができる。
【００３９】
湾曲状シートＲ及び筒状シートＴを送りガイドに沿って走行させる個々の送り手段５０は、図１１に示す従来の送り装置５と同じように配置された同じ構造を有するものでよい。即ち、送りガイド３７の外側において、送りガイド３７とタイミングベルト５２との間に湾曲状シートＲを挟むように、送り手段５０を配置する。送り手段５０のタイミングベルト５２の駆動は、サーボモータによって一方のタイミングプーリ５１を駆動して行なう。縦ヒートシールバー４３ａ，４３ｂのような縦ヒートシール手段４３を用いる場合には、ヒートシール実行中は、サーボモータの駆動を停止し、縦ヒートシール手段４３が開いている状態でサーボモータの駆動を行なう。送りガイド３７側には、タイミングベルト５２に対応して、摩擦による走行抵抗軽減のため、空転可能なローラ５３（図８，図９参照）が配置される。送り手段５０は、タイミングベルト５２に限らず、送りガイド３７の間に湾曲状シートＲを挟むローラで構成してもよい。また、袋の成形を合わせて行なう場合には、横シールを施すためボックスモーション等の動きによってシートを引き出す横シール手段に送り手段としての働きをさせてもよい。
【００４０】
図２を参照して、帯状シートＳが湾曲シートＲを経て筒状シートＴに成形される一例を説明する。帯状シートＳの端縁Ｅに着目すると、端縁Ｅは、成形ガイド３１の襟部３２の襟状面３３を走行して内端縁３５上のＡ点で折り返されて、成形ガイド３１の筒部３４と送りガイド３７の筒状ガイド部７３との間の隙間Ｇ内に案内されて入り込む。このとき、帯状シートＳは、湾曲状シートＲに成形される。端縁Ｅの走行方向は、送りガイド３７の母線方向と平行な方向となる。湾曲状シートＲは上記隙間Ｇ内を案内されて走行する。シートの流れの下流でガイド板３８，３９が折り込んでいるので、端縁Ｅは、筒状ガイド部７３の下端縁７５においてＢ点で折り返される。
【００４１】
湾曲状シートＲの送りについて見ると、ガイド板３８，３９で折り込まれる湾曲状シートＲの側端部４４の境界に相当する部分は、筒状ガイド部７３の下端縁７５においてＣ点に対応している。送りガイド３７は筒状体であるので、Ｂ点及びＣ点で折り返された湾曲状シートＲの側端部４４は、筒状ガイド部７３の内側に入り込む。ガイド板３８，３９が、端縁Ｅよりも僅かに内側の側端部４４に係合して折り込んでいるため、端縁Ｅは、ガイド板３８，３９間のガイドスリット４２から外側に延出する。縦ヒートシール手段４３のヒートシールバー４３ａ，４３ｂがシール代となる互いに重なり合った両側端部４４をヒートシールする。帯状シートＳの幅が狭いほど一対のガイド板３８，３９で折り込まれる湾曲状シートＲの折込み量が増加することになるが、上記のとおりガイド終端縁は傾斜しているので、例えばＢ点及びＣ点で示すように、折込み開始点はガイド終端縁である傾斜した下端縁７５を逆上った位置に移動する。したがって、折込み完了までに長手方向に走行する距離との比率である折込み率は大きくならず、ガイド板３８，３９によって、湾曲状シートＲを折り込んでも湾曲状シートＲに皺や傷を生じることがない。
【００４２】
図３〜図５には、この発明による筒状シート成形装置が適用される製袋充填包装機の正面図、側面図及び平面図が示されている。図３〜図５に示されている帯状シートＳは、示されている筒状シート成形装置に対して最小幅を有する帯状シートである。図１及び図２に示された構成要素に該当する構成要素には同じ符号を付し、その再度の説明を省略する。製袋充填包装機のフレーム（図示せず）には成形ガイド３１の両側にボルト等から成る支柱６０が垂下するように取り付けられ、支柱６０の型端から横方向に延びるアーム６１に成形ガイド３１の筒部３４が適宜の固定手段で取付けられている。成形ガイド３１の内部に嵌挿される送りガイド３７は、その上部において図示しない固定手段によりフレームに固定されている。各アーム６１からは、支持板６２が下方に延びており、支持板６２と一体に取付けられた支持ブロック６３に、一対のガイド板３８，３９が進退自在に固定されている。即ち、ガイド板３８，３９に後方に延びるように固定された調節杆６４が支持ブロック６３に対して、前後位置である開口部７９に接離する方向に設定位置を可変に固定されている。固定ねじ６５を緩めることによって、調節杆６４が支持ブロック６３に対して前後に位置変更可能である。位置を調節させた状態で固定ねじ６５を締め付けることにより、ガイド板３８，３９をフレームに固定することができる。
【００４３】
送りガイド３７の径が比較的大きい場合には、図８及び図９に示すように、送りガイド３７の開口ガイド部７８を、１８０°以上の範囲にわたってガイド面が存在するように形成するのが好ましい。この場合には、送り手段５０を、開口ガイド部７８を直径方向に対向する２箇所において配置させると、筒状シートＴ（図８ではＴ１，図９ではＴ２）の送りを充分安定して行なうことができる。送りガイド３７の径が比較的小さい場合には、図１０に示すように、一つの送り手段１５０によって筒状シートＴ３を安定して送ることができるので、送りガイド１３７の開口ガイド部１７８の背部分、即ち、湾曲状シートの幅方向中央位置に対応した位置に単一の送り手段１５０を配置する。
【００４４】
幅サイズの異なる帯状シートの成形ため、一対のガイド板３８，３９の位置調節とその作動について、図８〜図１０に基づいて説明する。図８及び図９は、比較的径が大きい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、適用可能な帯状シートのうち最も幅が狭い帯状シートと最も幅が広い帯状シートの成形状態を示す断面図、そして図１０は比較的径が小さい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、幅が広い帯状シートと幅が狭い帯状シートとの成形状態を示す断面図である。図８、図９に示すように、帯状シートＳの幅サイズが本来比較的広い場合には、径が比較的大きい送りガイド３７を採用する。帯状シートＳの幅が本来比較的広いものの中で、最も幅サイズが狭い場合には、図８に示すように、一対のガイド板３８，３９を開口ガイド部７８の開口端縁７７，７７に最も接近した位置に設定する。湾曲状シートＲは、筒状ガイド部７３から開口ガイド部７８に移行するときに、開口ガイド部７８の湾曲表面を案内される部分はその湾曲表面に沿った形状の湾曲部分４５を有し、開口端縁７７，７７からはみ出す部分は、一対のガイド板３８，３９によって開口端縁７７，７７を結ぶ平面に接近した状態に折り込まれた折込み部分４６，４６となる。折込み部分４６，４６の先端の各側端部４４は縦ヒートシール手段４３によってヒートシールされて縦シール部分４８となり、湾曲状シートは筒状シートＴ１に成形される。
【００４５】
一方、帯状シートＳの幅が適用可能なものの内最も幅サイズが広い場合には、図９に示すように、一対のガイド板３８，３９を開口ガイド部７８の開口端縁７７，７７から最も離れた位置に設定される。即ち、一対のガイド板３８，３９は、筒状ガイド部７３の外側直近であって、成形ガイド３１の成形スリット３６の出口に対応した位置に設定される。湾曲状シートＲは、筒状ガイド部７３から開口ガイド部７８に移行するときに、開口ガイド部７８のガイド表面を案内される部分はそのガイド表面に沿った形状の部分４５を有する。開口端縁７７，７７からはみ出す部分についても、筒状ガイド部７３に案内される形状を略保ったままの湾曲保形部分４７となる。湾曲保形部分４７の側端部４４は、一対のガイド板３８，３９によって案内されて縦ヒートシール手段４３によってヒートシールされて縦シール部分４８となり、湾曲状シートは筒状シートＴ２に成形される。
【００４６】
一対のガイド板３８，３９及び縦ヒートシール手段４３は、図８と図９に示す二つの両限界位置の間の任意の位置に調節して製袋充填包装機のフレームに取付け可能である。縦ヒートシール手段４３によって縦シールが施された筒状シートＴ１，Ｔ２は、その筒状態を保ったまま、送り手段５０によって送られる。一対のガイド板３８，３９によって折り込まれて次の縦ヒートシールをすべき湾曲状シートＲの断面形状は、一対のガイド板３８，３９がどの位置に設定されていても前回と同じようにして湾曲状シートを引き出して筒状シートに成形することができる。図８に示した筒状シートＴ１を偏平に潰したときの幅（折径）に対して、図９に示した筒状シートＴ２の折径は、約１２％減少している。なお、帯状シートＳから製作される袋の最大折径２００ｍｍに対する送りガイド３７を用意した場合、一対のガイド板３８，３９を開口ガイド部７８の開口部７９に最も接近させるときには最小折径を１８０ｍｍの袋を製作可能であり、両者の間の任意の折径の袋を製作することができる。
【００４７】
帯状シートＳの幅サイズが狭い場合には、図１０に示すように、送りガイド３７の径自体を比較的小さくする。送りガイド３７の径を図８及び図９に示した形よりも小さくすると、一対のガイド板３８，３９の設定位置変更によって得られる帯状シートＳの幅の実寸法としての調節範囲が狭くなる。帯状シートＳの幅が狭いと、帯状シートＳの送りが湾曲状シートＲの幅方向中央位置に対応した位置にのみ設けた送り手段１５０で済むことに着目して、開口ガイド部１７８のガイド面を縮小できる。こうすることで、帯状シートＳの幅が狭い場合にも、図１０において実線と破線で示した場合にみられるように、成形される筒状シートＴ３の折径（最小の折径）と筒状シートＴ４の折径（最大の折径）との間の実寸法としての調節範囲を広く取ることができる。各構成要素には図８及び図９に示した対応する構成要素に１００番を加えた符号を付してあり、それらの奏する機能は同等であるので、再度の説明を省略する。なお、図１０に破線で示した状態に対応する筒状シートＴ４を偏平に潰したときの幅（折径）に対して、図１０に実線で示した状態に対応する筒状シートＴ３の折径は、約５５％減少している。
【００４８】
この実施例は、筒状シート成形装置を縦型製袋充填包装機に適用した例であるので、送りガイド３７は投下筒として利用されている。送りガイド３７の内部を通じて投下される被包装物Ｍは、作成される袋の容量に応じた量が投下される。従来、被包装物Ｍを投下した場合、投下筒体の比較的上部で被包装物Ｍがブリッジ等の詰まりを生じ易いという問題点があったが、この筒状シート成形装置が適用される製袋充填包装機では、送りガイド３７は、使用可能な幅を有するどのような帯状シートＳに対しても最大の断面広さを有しているので、被包装物Ｍが送りガイド３７の上部内でブリッジ等の詰まりを生じることはない。
【００４９】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成されているので、次のような効果を奏する。即ち、この発明による筒状シート成形装置は、成形ガイドによって帯状シートを湾曲状シートに成形し、送りガイドを湾曲状シートの走行を案内するため成形ガイドとの間に帯状シートの特性に応じて予め定められた隙間を形成して配置された筒状ガイド部と筒状ガイド部の湾曲状シートの走行方向下流側に位置し且つ長手方向に沿って筒体の一部を開口させた開口部を有する開口ガイド部とから構成し、重ね合わせガイドによって重ね合わされた湾曲状シートの両側端部を長手方向シール手段によってシールして筒状シートを形成するように構成したので、帯状シートの筒状シートへの成形は、通常は一度に行なわれず、成形ガイドによって一旦湾曲状シートに成形され、その後に送りガイドの働きによって湾曲状シートの両側端部を重ね合わせて筒状シートに成形されるため、帯状シートの両側端部の重ね合わせ成形が不調になることがなく、筒状シートの成形をスムースに行なうことができる。
【００５０】
また、帯状シートから筒状シートへの成形を施す送りガイドにおいて、送りガイドの全周を利用する限りは帯状シートのサイズ変更に対応するのは困難であるが、帯状シートを一旦湾曲状シートに成形する機構と、その後に湾曲状シートの両側端部を重ね合わせるように成形する機構とを分離しているので、送りガイドに開口ガイド部を設けて、湾曲状シートの両側端部を重ね合わせるガイド板の設置位置を変更可能とし、ガイド板の設置位置を変更するだけで、成形ガイドの形状を変更することなく、帯状シートの幅変更に対応することが可能となる。しかも成形ガイドは、帯状シートを折り返して湾曲状シートに成形する内端縁を有する襟部と内端縁から湾曲状シートの走行方向に延びる筒部とを有しており、襟部と筒部とには、帯状シートが湾曲状シートに成形された状態で両側端部が重なり合う場合に、重なり合った側端部を通過可能とする成形スリットが形成されており、送りガイドの筒状ガイド部は、成形ガイドの外側から襟部の内端縁よりも筒部の内部へと連続して延びて配置されており、且つ湾曲状シートの走行方向に対して帯状シートの幅が狭いほど湾曲状シートの両側端部のガイドが早期に終了するように傾斜したガイド終端縁を有しており、重ね合わせガイド及び長手方向シール手段は、帯状シートの幅に応じて開口ガイド部の開口部に対して接離する方向に設定位置変更可能であるので、襟部の内端縁で折り返された湾曲状シートが、その成形直後から成形ガイドの筒部と送りガイドの筒状ガイド部との間に形成される隙間に案内される。更に、筒状ガイド部は湾曲状シートを筒状シートに成形する重ね合わせガイドに引き渡すまで湾曲状シートをガイドし、ガイド終端縁は湾曲状シートを折り返しガイドして、帯状シートの幅の広さに関わらず、皺や傷を生じることのない筒状シートを成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による筒状シート成形装置の一実施例の要部を示す斜視図である。
【図２】図１に示された筒状シート成形装置の要部を拡大して示す斜視図である。
【図３】この発明による筒状シート成形装置の一実施例の正面図である。
【図４】図３に示した筒状シート成形装置の一実施例の側面図である。
【図５】図３に示された筒状シート成形装置の一実施例の平面図である。
【図６】図１に示した筒状シート成形装置において用いられる送りガイドの展開図である。
【図７】図１に示した筒状シート成形装置において用いられる送りガイドの斜視図である。
【図８】比較的径が大きい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、比較的幅が狭い帯状シートの成形状態を示す断面図である。
【図９】比較的径が大きい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、比較的幅が広い帯状シートの成形状態を示す断面図である。
【図１０】比較的径が小さい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、幅が広い帯状シートと幅が狭い帯状シートとの成形状態を示す断面図である。
【図１１】従来の製袋充填包装機を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 横ヒートシール手段
３１ 成形ガイド
３２ 襟部
３４ 筒部
３５ 内端縁
３６ 成形スリット
３７ 送りガイド
３８ ガイド板（重ね合わせガイド）
３９ ガイド板（重ね合わせガイド）
４０ ガイド側端部
４１ ガイド側端部
４２ ガイドスリット
４３ 縦ヒートシール手段
４３ａ，４３ｂ 縦ヒートシールバー
４４ 側端部
５０，１５０ 送り手段
７３ 筒状ガイド部
７５ 下端縁（ガイド終端縁）
７８ 開口ガイド部
７９ 開口部
Ｇ 隙間
Ｋ 筒体
Ｍ 被包装物
Ｓ 帯状シート
Ｒ 湾曲状シート
Ｔ 筒状シート
【発明の属する技術分野】
この発明は、連続的に袋や、被包装物が充填された袋包装体を製作するため、帯状シートを筒状シートに成形する筒状シート成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、包装機械の一つとして、袋を連続的に製作する製袋機や、袋を製作しつつ被包装物を包装した袋包装体を連続的に製作する製袋充填包装機に見られるように、帯状シートから筒状シートを成形する筒状シート成形装置が知られている。縦形製袋充填包装機では、投下筒体の内部を通して被包装物を投下し、送り手段が投下筒体を送りガイドとして利用して投下筒体を取り囲む状態で筒状シートを投下筒体の先端側に送り、横封止手段が投下筒体を通じて充填された被包装物を内部に収容した状態で筒状シートを長手方向に隔置した位置で横方向に封止している。筒状シートは、横封止手段で封止されることで袋底部が形成され、充填済みの筒状シートを被包装物の上部で再度、横封止手段で封止することにより、袋包装体が完成すると共に、次の包装のための袋底部が形成される。これら一連の手順を続けることにより、袋の製造、被包装物の充填、及び袋の封止とを連続して行なうことができる。
【０００３】
筒状シートの成形は、帯状フィルム等の帯状シートを製筒ガイド（製筒フォーマ）で筒状に成形し、帯状シートの重ね合わされた側端部を、内部にヒータを備えた縦ヒートシール手段によってヒートシールすることにより行なわれる。横封止手段としては、縦シールと同様に、内部にヒータを備えた横ヒートシール手段がある。各ヒートシール手段は、発生した熱によって包装材（又は、包装材にラミネートされた溶着層）をヒートシールする。横ヒートシール手段は、カッタを組み込んだ横シール・カッタとすることができる。横シール・カッタを作動させることにより、横シールによって順次完成する包装体をカッタによって筒状シートから切断して個々の包装体に切断することができる。別の横封止手段としては、テープ又はワイヤ等の線状体による結束手段が挙げられる。
【０００４】
上記従来の製袋充填包装機の一例を、斜視図として示した図１１に基づいて説明する。図１１に示す製袋充填包装機は、被包装物Ｍを投下するための投下筒体１を縦に配置した縦型製袋充填包装機であり、被包装物Ｍは、上方から、図示しない計量機で充填すべき量を計量した後、投入用のホッパから投下筒体１の内部を通じて投下されて筒状シートＴ内に充填される。帯状シートＳを筒状に成形するため、投下筒体１を送りガイドとして利用し、投下筒体１の上部にはその外周を取り巻くように襟部を有する製筒ガイド２が設けられている。帯状シートＳは、後述する送り手段によって引き出されて製筒ガイド２を通過するときに筒状に成形され、製筒ガイド２と投下筒体１との間の予め設定された隙間から投下筒体１の外周面上を投下筒体１に沿って下方へ送り出される。
【０００５】
帯状シートＳは、投下筒体１に沿って送られるときに縦封止手段である縦ヒートシール手段３によって筒状シートＴに成形される。縦ヒートシール手段３は、投下筒体１の側方に投下筒体１に沿って平行に延びるように設けられている。縦ヒートシール手段３は、内部にヒータを備えると共に互いに接離可能な縦ヒートシールバー３ａ，３ｂから構成されており、筒状に成形された帯状シートＳの互いに重なる長手方向の側端部を挟み付けたときに両側端部を熱溶着する。帯状シートＳは、縦シール部分２４を有する筒状シートＴとなって、投下筒体１の先端から送り出される。
【０００６】
筒状シートＴを充填位置へ供給する送り手段５が、投下筒体１の側方において、投下筒体１の周方向に縦ヒートシール手段３とは直角方向に隔置した位置に設けられている。送り手段５は、図１１では、一方のみが描かれているが、投下筒体１の直径方向の反対位置にも同様の送り手段５が設けられており、筒状シートＴを両側から投下筒体１に対して挟み付けている。各送り手段５は、同期して駆動され、投下筒体１に沿って筒状シートＴの繰り出しと繰り戻しを行なう。
【０００７】
各送り手段５は、サーボモータ６と、サーボモータ６によって駆動される駆動側プーリ７と、駆動側プーリ７と対に設けられた従動側プーリ８と、駆動側プーリ７及び従動側プーリ８とに巻き掛けられたタイミングベルト９とを有している。サーボモータ６としては、任意のタイミングで作動可能であり、応答性が良好で、且つ精度良く送り量を制御可能なパルスモータが採用される。タイミングベルト９は、駆動側プーリ７及び従動側プーリ８との滑りをなくすために内側に各プーリと噛み合う噛み合い歯を有するベルトであり、タイミングベルト９の外側は、筒状シートＴを投下筒体１上に滑らせて走行させるため、筒状シートＴに対して大きな摩擦力を生じる材料で形成されている。送り手段５は、筒状シートＴを間に挟み付けるように、全体が適宜の手段で投下筒体１に向かって押し付けられている。
【０００８】
帯状シートＳは、包装材ロール２１から、案内ローラ１５，１６，１７の周りを誘導されて、ダンサーローラ１８から更に案内ローラ２０を経て製筒ガイド２に送られる。ダンサーローラ１８は、両端を機枠（図示せず）に形成されたガイド溝１９に案内されて矢印Ｖで示すように上下方向に移動可能であり、帯状シートＳに生じる弛みを吸収すると共に、ダンサーローラ１８に加わる重力によって帯状シートＳに適度の張力を与えている。送り手段５が作動すると、帯状シートＳは包装材ロール２１から繰り出されて製筒ガイド２を通過させるのに充分な力で引っ張っられる。なお、帯状シートＳの供給途中にマーカの判別センサ等の各種センサを配置して、帯状シートＳの送り制御を行なうことが可能である。
【０００９】
投下筒体１の先端に繰り出された筒状シートＴは、通常、先行する包装サイクルにおいて横方向の封止が施されているので、袋の底部となるべき部分が既に形成されている。この状態で先行して形成された横ヒートシール部分２６との間に一つの包装体の長さ、即ち、被包装物Ｍの充填量に応じて予め定められた送り量だけ、送り手段５によって筒状シートＴが順方向に送られる。筒状シートＴのこの送りに合わせて、投下筒体１を通じて被包装物Ｍを充填すると、被包装物Ｍは底部が形成されている筒状シートＴ内に堆積する。
【００１０】
投下筒体１の下方には、横封止手段としての横ヒートシール手段１０が設けられている。横ヒートシール手段１０は、対向して配置された一対の横ヒートシールバー１０ａ，１０ｂから成る。横ヒートシールバー１０ａ，１０ｂは、内部にヒータを備えており、且つ互いに同期して接近又は離間するように往復動可能である。横ヒートシールバー１０ａ，１０ｂが筒状シートＴを挟みつけると、筒状シートＴは互いに溶着されて横ヒートシール部分２６が形成され、被包装物Ｍが内部に収容された袋包装体２５が形成される。横方向の封止とタンミングを合わせて、筒状に曲げられた帯状シートＳに対して上記した縦ヒートシールが施され、次の包装サイクルの準備が行なわれる。横ヒートシール手段１０には、カッター１２が内蔵されており、横ヒートシールとタイミングを合わせてカッター１２によって袋包装体２５が筒状シートＴから切断される。
【００１１】
製筒ガイド２は、全体として襟の形状を有する襟部１３と、襟部１３の内縁部から垂下する筒部１４とを有している。製筒ガイド２の内部には、例えば、シートの厚み、材質等の帯状シートの特性によって予め定められている隙間を介して投下筒体１が嵌挿されている。投下筒体１の外周面は、送りガイドのガイド面として機能している。製筒ガイド２の襟部１３に沿って導入された帯状シートＳは、襟部１３の内縁部から上記予め定められた隙間内に折り返されて、筒状に成形される。この隙間は、襟の縁部から折り返される帯状シートＳに皺やキズを生じさせないために、厳密な寸法管理が行なわれている。なお、筒状シートＴを間欠的に送る場合、筒状シートＴの送りが停止したときに、慣性によって帯状シートＳが若干余分に製筒ガイド２に送り込まれるので、製筒ガイド２の襟部１３に帯状シートＳの浮き上がり２８が発生する。
【００１２】
また、帯状シートの幅が異なっても、機構の構造を交換することなく帯状シートから連続的に折径（偏平に潰したときの幅）が異なる筒状シートに成形することができる製筒装置が従来から望まれている。被包装物を横方向に搬送し、その周囲に帯状シートを包み込む横型包装機では、帯状シートの送りと被包装物の搬送とが間欠的ではなく連続的に行なわれることと、本来送りガイドを必要とすることなく帯状シートを被包装物の周りに筒状に成形することが可能であることのために、帯状シートの幅方向サイズに応じて、成形ガイドの形状のみを調節することで、袋包装体の幅方向のサイズ変更に対応することができる（一例として、特公平３−１７６９４号公報参照）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる製袋機又は製袋充填包装機においては、帯状シートを筒状に成形するのと同時に、縦シールされるべき両側端部も重ね合わされる側端部の成形も行なわれる。重ね合わせが行なわれる部位は帯状シートの曲げ成形が急激に行なわれ且つ帯状シートの側端部であるので幅方向に余裕がない部位である。したがって、製筒ガイドでの帯状シートの側端部を重ね合わせる成形が不調になると、帯状シートの側端部で皺やキズを生じるので、装置の運転を中止して帯状シートを製筒ガイドへ再装填しなければならないという問題点がある。
【００１４】
また、被包装物を縦方向に投下し、帯状シートを筒状シートに成形する縦型の製袋機や製袋充填包装機における筒状シート成形装置では、上記のとおり、製筒ガイドと投下筒体との間に、厳密に間隔を制御された隙間を形成する必要があるため、製筒ガイドの形状を変更すると、それに合わせて上記正確な隙間を形成するように投下筒体及び被包装物投下用のホッパ等のサイズも合わせて変更する必要がある。特に、筒状シートを間欠的に送る機構では、上記のように、筒状シートの送りが停止したときに慣性によって帯状シートが若干余分に製筒ガイドに送り込まれるので、製筒ガイドの襟部で浮き上がりを生じるのが避けられず、その後に筒状シートの送りが再開されたときに帯状シートが引っ張られてシートに皺やキズを生じやすいという問題点がある。
【００１５】
そのため、従来の筒状シート成形装置では、帯状シートの特性に応じて製筒ガイドに対して適正な投下筒体を用意する必要があり、製筒ガイドと送りガイドとを適正に組み合わせたユニットを幾種類も用意しておき、帯状シートの特性、特に横幅を変更するときには、縦型製袋機や縦型製袋充填包装機の本体はそのまま利用しても、帯状シートの特性に適合した適正なユニットを製作又は選択し且つ交換しなければならなかった。このように、従来では、ユーザーの需要に応じるべく、製筒ガイドと送りガイドとから成る多数組のユニットを製作して用意して置かねばならず、しかも実際に使用する帯状シートの材料の種類、厚み、横幅サイズ等の特性に応じて重量のあるユニットを交換するという作業者にとって負担となる煩雑な作業を行なわなければならなかった。
【００１６】
ところで、帯状シートを筒状シートに成形する縦型の製筒装置において、板ばねを襟に相当する形状に湾曲変形して製筒ガイドとし、その湾曲度を変更することにより、帯状の包装用フィルムのサイズ変更に対応しようとしたフィルム成形装置が提案されている（特公平３−１７６９２号公報、特公平３−１７６９３号公報、特公平３−１７６９５号公報、及び特公平３−１７６９６号公報参照）。しかしながら、かかる提案によるフィルム成形装置においては、製筒ガイドは、帯状シートの幅に応じて湾曲度が変更できても、依然として、送りガイドである投下筒体との隙間の間隔を調節する必要があり、そのような隙間の調節は煩雑であると共に、そのような投下筒体との隙間が十分調節されない場合には、上記したように帯状シートに皺やキズが生じる可能性がある。
【００１７】
このように、縦型製袋機や縦型製袋充填包装機に用いられるような帯状シートから筒状シートを成形する筒状シート成形装置においては、帯状シートから筒状シートへの成形に加えて、帯状シートの両側端部を重ね合わせる成形をも一度に行なっているため、特に帯状シートの両側端部の重ね合わせ成形の不調を防止する方策が求められている。また、帯状シートの幅サイズの特性の変更に対応するためには、従来、ユニットとして製筒ガイドや送りガイドを選択して交換するか、調節手段によって製筒ガイドや送りガイドの投下筒体を変更するという対策を採用しており、いずれの対策もそれぞれ上記したような不具合がある。したがって、筒状シート成形装置においては、多数のユニットを用意する必要がなく且つ煩雑な調整も不要な解決策が求められている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、帯状シートから筒状シートへ一度に成形するのではなく、帯状シートを一旦湾曲状シートに成形し、その後に湾曲状シートの両側端部を重ね合わせるように成形して、それぞれの成形を段階を踏んで順次、成形を行なわせることにより、帯状シートの両側端部の重ね合わせ成形の不調を防止することができる筒状シート成形装置を提供することである。
【００１９】
また、帯状シートから筒状シートへの成形を行なうに際して、送りガイドの全周に帯状シートを回し付けて側端部を一気に重ね合わせるまで成形するようにする限りは、成形ガイドの形状を帯状シートのサイズ変更に対応して変形させるのは困難であるが、帯状シートを一旦湾曲状シートに成形する機構と、その後に湾曲状シートの両側端部を重ね合わせるように成形する機構とを分離するのであれば、帯状シートから筒状シートを形成するのを実質的に妨げることのない程度に送りガイドの全周の一部を利用して帯状シートを湾曲状シートに成形し、湾曲状シートに対して両側端部を重ね合わせるときにサイズ変更が可能であることを見い出して、製筒ガイド、送りガイド、或いは被包装物を投下筒体に投入するホッパ等のサイズや形状を変更することなく、帯状シートの幅サイズの変更に対応してサイズの異なる袋等の製作を可能にした筒状シート成形装置を提供することである。
【００２０】
この発明は、上記の課題を解決し、目的を達成するため、以下のように構成されている。即ち、この発明による筒状シート成形装置は、走行する帯状シートを湾曲状シートに成形する成形ガイド、前記湾曲状シートの走行を案内するため前記成形ガイドとの間に前記帯状シートの特性に応じて予め定められた隙間を形成して配置された筒状ガイド部と前記筒状ガイド部の前記湾曲状シートの走行方向下流側に位置し且つ長手方向に筒体の一部を開放させた開口部を有する開口ガイド部とを有する送りガイド、前記湾曲状シートを前記送りガイドに沿って送る送り手段、前記湾曲状シートの側端部に係合して前記側端部を重ね合わせるため前記開口ガイド部に対応して配置された重ね合わせガイド、及び前記湾曲状シートの重ね合わされた前記側端部をシールして筒状シートを形成する長手方向シール手段から成り、前記成形ガイドは、前記帯状シートを折り返して前記湾曲状シートに成形する内端縁を有する襟部と前記内端縁から前記湾曲状シートの走行方向に延びる筒部とを有しており、前記襟部と前記筒部とには、前記帯状シートが前記湾曲状シートに成形された状態で前記両側端部が重なり合う場合に、重なり合った前記側端部を通過可能とする成形スリットが形成されており、前記送りガイドの前記筒状ガイド部は、前記成形ガイドの外側から前記襟部の前記内端縁よりも前記筒部の内部へと連続して延びて配置されており、且つ前記湾曲状シートの走行方向に対して前記帯状シートの幅が狭いほど前記湾曲状シートの前記両側端部のガイドが早期に終了するように傾斜したガイド終端縁を有しており、前記重ね合わせガイド及び前記長手方向シール手段は、前記帯状シートの幅に応じて前記開口ガイド部の前記開口部に対して接離する方向に設定位置変更可能であることから成っている。
【００２１】
この発明による筒状シート成形装置は、上記のように構成されているので、次のように作動する。即ち、帯状シートが送り手段によって成形ガイドに引き込まれると、帯状シートは、湾曲状シートに成形される。湾曲状シートは、成形ガイドと帯状シートの特性に応じて予め定められた隙間を形成して配置された筒状ガイド部との間を走行案内されて、筒状ガイド部の湾曲状シートの走行方向下流側に長手方向に筒体の一部を開放させた開口部を有する開口ガイド部に沿って更に案内される。開口ガイド部に対応して配置された重ね合わせガイドが湾曲状シートの各側端部に係合して両側端部を重ね合わせる。湾曲状シートの重ね合わされた両側端部は長手方向シール手段によってシールされて、最終的に筒状シートが形成される。
【００２２】
成形ガイドは、帯状シートを折り返して湾曲状シートに成形する内端縁を有する襟部と、内端縁から湾曲状シートの走行方向に延びる筒部とを有している。帯状シートは襟部の表面を走行して引き込まれ、襟部の内端縁で折り返されて内端縁から筒部の内面に沿って走行する。また、成形ガイドの襟部と筒部とには、帯状シートが湾曲状シートに成形された状態で両側端部が重なり合う場合に、重なり合った両側端部を通過可能とする成形スリットが形成されている。即ち、成形ガイドとしての構造は、従来の製袋充填包装機等に用いられているフォーマをそのまま使用可能である。帯状シートの幅が充分広い場合には、成形ガイドで帯状シートは長手方向シール直前の筒状シートに成形されるが、この場合には、重なり合った両側端部を成形ガイドの襟部と筒部とに形成された成形スリットを通過させることができる。
【００２３】
送りガイドの筒状ガイド部は、成形ガイドの外側から襟部の内端縁よりも筒部の内部へと連続して延びて配置されている。即ち、筒状ガイド部は、成形ガイドの外側から帯状シートを折り返す成形ガイドの内端縁に対応した位置を過ぎて筒部の内部へと連続して延びているので、帯状シートが成形ガイドの内端縁で折り返されて湾曲状シートに成形された瞬間から、湾曲状シートは成形ガイドと送りガイドの筒状ガイド部との間の予め定められた隙間を通して案内されて送られることになり、走行が安定する。
【００２４】
送りガイドの筒状ガイド部は、湾曲状シートの走行方向に対して帯状シートの幅が狭いほど湾曲状シートの両側端部のガイドが早期に終了するように傾斜したガイド終端縁を有している。筒状ガイド部のガイド終端縁は、成形ガイドの筒部の内部に位置しているので、湾曲状シートは、筒状ガイド部が湾曲状シートの送りの案内の機能を果している間は成形ガイドとの共働によって案内されることになり、湾曲状シートが案内無しに走行する距離を短くすることができる。帯状シートの幅が広い場合には、帯状シートの両側端部は略一回りした状態に成形されているので、両側端部が重ね合わせガイドによって互いに折り込まれるためにガイドされる距離は少ない。これに対して、帯状シートの幅が狭いほど、湾曲状シートの各側端部の走行方向を急に転換するとシートには皺や傷か生じ易いので、湾曲状シートの各側端部を互いに相手の側端部と重ね合わせるには各側端部をゆっくりと案内することが好ましい。筒状ガイド部のガイド終端縁を湾曲状シート走行方向に対して傾斜しておくと、帯状シートの幅が狭いほど、帯状シートの両側端部は、筒状ガイド部から早期に離れ、重ね合わせガイドの折り込みに合わせてゆっくりと案内されて、皺や傷を生じることなく重ね合わされる。
【００２５】
重ね合わせガイド及び長手方向シール手段は、帯状シートの幅に応じて開口ガイド部の開口部に対して接離する方向に設定位置変更可能に設けられている。送りガイドの開口ガイド部は、筒体の一部を長手方向に切り欠いたように形成されているので、送りガイドは一側が切り欠いたように開口しており、重ね合わせガイド及び長手方向シール手段が、開口部に対して接離する方向に位置を変えてフレームに固定される。重ね合わせガイド及び長手方向シール手段を開口部に対して最も接近させて設けた場合には、最も筒径の小さい筒状シートを成形することになる。また、重ね合わせガイドを成形ガイドの位置、例えば成形スリットに対応した位置に設けた場合には、最も筒径の大きい筒状シートを成形することになる。
【００２６】
この発明による筒状シート成形装置において、重ね合わせガイドは、開口ガイド部の開口部に対向して配置され、且つ湾曲状シートの走行方向に延びるガイドスリットを対向間に形成する一対のガイド側端部が当該ガイドスリットを通過する湾曲状シートの対応する各側端部に係合する一対のガイド板で構成し、長手方向シール手段がガイドスリットから延出した湾曲状シートの重ね合わされた両側端部をシールすることができる。各ガイド板は、湾曲状シートの対応する各側端部に係合して両側端部を互いに寄せ合わせるように案内して重ね合わせ部を成形する。更に、一対のガイド板の対向する側端部間には湾曲状シートの走行方向に延びるガイドスリットが形成されている。重ね合わせ部は、一対のガイド板の対向する側端部間に形成されたガイドスリットによって案内されて走行する。長手方向シール手段がガイドスリットから延出した湾曲状シートの重ね合わされた両側端部をシールする。
【００２７】
また、この発明による筒状シート成形装置において、長手方向シール手段は一対のヒートシールバーで構成され、湾曲状シートは一対のヒートシールバーが開いている状態で送り手段によって送られる。長手方向シール手段は、通常の製袋充填包装機に用いられるような一対のヒートシールバーから成る縦シール手段を適用することができる。縦シール手段として一対のヒートシールバーを適用すると、湾曲状シートの送りは間欠送りとなり、湾曲状シートは一対のヒートシールバーが開いている状態で送り手段によって送られる。
【００２８】
また、この発明による筒状シート成形装置において、送り手段は、送りガイドとの間に湾曲状シート又は筒状シートを挟み付ける摩擦係合送り手段とされる。摩擦係合送り手段としては、表面に高い摩擦係数を有する材料で覆われたベルトやローラを用いることができる。このような摩擦係合送り手段と送りガイドとの間に湾曲状シート又は筒状シートを挟み付けた状態で摩擦係合送り手段を駆動することにより、帯状シートを成形ガイドに引込んで湾曲状シートを送りガイドに沿って送り、筒状シートを送りガイドから送り出すことができる。送りガイドが比較的大型のものである場合に、送り手段は、送りガイドの径方向に対向した一対の位置に配置することができる。また、送りガイドが比較的小型のものである場合には、送り手段は、開口ガイド部の開口部と径方向に対向した単一の位置に配置される。
【００２９】
更に、この発明による筒状シート成形装置は、筒状シートに所定の間隔で横方向封止を施して袋を形成する製袋機に適用可能である。筒状シート成形装置によって成形された筒状シートを所定間隔毎に横方向封止を施すことにより、袋が形成される。また、この発明による筒状シート成形装置は、送りガイドを被包装物が内部を通じて投下される投下筒体とし、筒状シートに所定の間隔で横方向封止を施して袋を形成しつつ袋に前記投下筒体を通じて投下された被包装物を充填して袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機に適用可能である。帯状シートの幅サイズを変更すると、成形ガイド、送りガイド、或いは被包装物を投下させるホッパを交換することなく、製作される袋の幅を変更することができる。また、ホッパから投入される被包装物は投下筒体の上部でブリッジを生じることがあったが、送りガイドの投下入口が広いため、そのようなブリッジは生じない。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、この発明による筒状シート成形装置の実施例を説明する。図１はこの発明による筒状シート成形装置の一実施例の要部を示す斜視図であり、図２は図１に示す筒状シート成形装置の上部拡大図である。なお、図１及び図２は、主要な構成要素のみを示しており、各構成要素を装置のフレームに支持させる部材等、この発明の課題と直接の関係を有しない部材は省略されている。
【００３１】
図１に示されている筒状シート成形装置は、縦型製袋充填包装機に適用された例を示している。成形ガイド３１は、従来の縦型製袋充填包装機に用いられる製筒ガイド２と同様の構造を有している。即ち、成形ガイド３１は、帯状シートＳが走行する襟状面３３を有する襟部３２と、襟部３２の内端縁３５から延びる筒部３４とを有している。なお、記号Ｅは、帯状シートＳの両側の端縁を示している。帯状シートＳは、襟部３２の襟状面３３上を走行して内端縁３５に至り、内端縁３５で折り返されて湾曲状シートＲに形成される。帯状シートＳの幅が充分広い場合、即ち、帯状シートＳの幅が筒部３４の内周長よりも長い広さを有している場合には、成形ガイド３１による成形のみで筒状シートＴに成形し得ることになる。この場合にも対応可能とするため、筒部３４の左右対称中心位置には、筒状に成形された帯状シートＳの両側端部４４の重ね合わせ部が通過する可能な成形スリット３６が形成されている。筒状シートＴは、端縁Ｅを成形スリット３６を通って成形ガイド３１の外部に突出した状態で成形ガイド３１内を走行する。しかし、帯状シートＳの幅が筒部３４の内周長よりも短い広さであると、帯状シートＳは湾曲シートＲに成形されるが、筒状までには成形されるに至らず、端縁Ｅは筒部３４内を走行して成形スリット３６を通ることはない。
【００３２】
成形ガイド３１の筒部３４内には、帯状シートＳの特性に応じて予め定められた隙間Ｇを隔てて送りガイド３７が嵌挿されている。この実施例では、筒状シート成形装置は縦型製袋充填包装機に適用されているので、送りガイド３７は、被包装物を筒内を通して投下する投下筒体としての機能も果たしている。送りガイド３７は、襟部３２の内端縁３５から折り返された帯状シートＳを隙間Ｇに導入して湾曲状シートＲに成形する働きをする。
【００３３】
送りガイド３７は、図６に展開図として示した板金から切り抜いたものを図７に示すように円筒のように丸く加工したものである。図６は送りガイドの展開図であり、図７は送りガイドの斜視図である。即ち、送りガイド３７の成形後の形状は、完全な円筒形ではなく、図７にＫで示す仮想上の筒体の一部を長手方向に切り欠いたような形状をしている。図６に示す本体部分７０は、加工後は、断面で見て半円筒以上の部分円筒となっている。図６に示した展開図において、本体部分７０の両側から延びたアーム部分７１は、成形後は互いに端縁７２同士が溶接等の手段によって接続されている。アーム部分７１を含む周状の部分は、筒状ガイド部７３を形成している。送りガイド３７の上端縁７４は、円筒体を横に切断した形状を有している。
【００３４】
筒状ガイド部７３の下端縁７５は、正面から見て略Ｖ字状の形状を有しており、湾曲状シートＲをガイドするガイド終端縁となっている。成形ガイド３１内に送りガイド３７を組み付けた状態では、送りガイド３７の上端縁７４は、成形ガイド３１の襟部３２の内端縁３５よりも上方に突出した状態となっており、また、成形ガイド３１の襟部３２の内端縁３５は、上端縁７４と下端縁７５との間の筒状領域内に対応して位置している。下端縁７５のＶ字状の幅方向中心位置は、成形ガイド３１の成形スリット３６（図１，図２参照）と整列しており、筒状ガイド部７３の先端縁７６を含んで、成形ガイド３１の筒部３４の内部に囲まれた状態にある。送りガイド３７に形成された開口ガイド部７８は、送りガイド３７の母線と平行な方向に互いに平行な開口端縁７７，７７を形成し、開口端縁７７，７７間を開口部７９とするように、送りガイド３７の下端８０まで長手方向に形成されている。
【００３５】
成形ガイド３１の筒部３４よりも下流であって、開口ガイド部７８に対応する位置には、重ね合わせガイドとしての一対のガイド板３８，３９が設けられている。一対のガイド板３８，３９は、開口端縁７７，７７を結ぶ平面に平行な平面内に設置されている。また、一対のガイド板３８，３９の対向する側端部４０，４１の間に筒状シートＴの両側端部が重なり合うようにガイドスリット４２を形成した状態で、機械のフレームに固定されている。一対のガイド板３８，３９が走行する湾曲状シートＲに最初に当接することとなる角部（互いに対向する側端部４０，４１の最上部に位置する角部）には丸みＱが付けられているので、一対のガイド板３８，３９は湾曲状シートＲにスムースに係合する。
【００３６】
更に、一対のガイド板３８，３９は、上記のように互いのガイドスリット４２を形成し且つ開口端縁７７，７７を結ぶ平面に対し平行な関係を保ちながら、開口ガイド部７８の開口部７９に対向して接離する方向に設置位置が調節自在である。即ち、この送りガイド３７に対して使用可能な帯状シートＳの幅が最も狭いシートに対しては、成形可能な筒状シートＴの筒径は最も小さくなるので、一対のガイド板３８，３９は、開口ガイド部７８の開口部７９に最も接近した位置で製袋充填包装機のフレームに保持される。
【００３７】
また、この送りガイド３７に対して使用可能な帯状シートＳの幅が最も広いシートに対しては、成形可能な筒状シートＴの筒径は送りガイド３７の筒径と同等であって且つ最も大きくなるので、一対のガイド板３８，３９は、成形ガイド３１の成形スリット３６の出口に対応した位置に取り付けられる。帯状シートＳは、成形ガイド３１の成形スリット３６から各側端部４４が重合した状態で、即ち、縦シール直前の筒状シートＴになった状態で成形ガイド３１から引き出されてくるので、ガイド板３８，３９がそのままその状態を引き継ぐことになる。このように、一対のガイド板３８，３９は、帯状シートＳの幅に応じて送りガイド３７の開口ガイド部７８の開口端縁７７，７７に最も接近した位置と、成形ガイド３１の隙間３６の出口に対応した位置との間の任意の位置に調節して製袋充填包装機のフレームに保持可能である。帯状シートＳの幅が送りガイド３７の筒状ガイド部７３の周長に満たない場合でも、帯状シートＳを湾曲状シートＲに形成し、その後に湾曲状シートＲの両側端部４４を重ね合わせて筒状シートＴに成形することができる。幅サイズの異なる帯状シートの成形ため、一対のガイド板３８，３９の位置調節とその作動については、図８〜図１０に基づいて後述する。
【００３８】
筒状シート成形装置を正面で見た状態で、一対のガイド板３８，３９の直ぐ手前には、縦ヒートシール手段４３が設けられている。縦ヒートシール手段４３の具体的な構造は、図１１で示した縦ヒートシール手段３の構造と同等であってよく、内部に発熱手段を有し且つ作動機構によって互いに接離可能な一対の縦ヒートシールバー４３ａ，４３ｂから構成されている。また、縦ヒートシール手段４３は、製袋充填包装機のフレームに可動に支持されており、縦ヒートシールをすべき作動位置に設定可能であるとともに、シートの交換やメンテナンス等のために、作動位置から非作動位置に移すことができる。例えば、縦ヒートシール手段４３は、送りガイド３７から充分離れたフレームに送りガイド３７の長手方向に平行な軸（図示せず）の回りに回動可能とした縦ヒートシール保持アーム４（図３参照）に保持されている。少なくとも一方の縦ヒートシールバー４３ａ，４３ｂを可動（好ましくは、両方の縦ヒートシールバー４３ａ，４３ｂが共に同期して接離する）として湾曲状シートＲの重ね合わされた両側端部４４を他方のヒートシールバーとの間に挟み込んでヒートシールする。縦ヒートシール手段４３の作動位置への設定は、一対のガイド板３８，３９の設置位置に合わせて調節可能である。例えば、縦ヒートシール手段４３と一対のガイド板３８，３９とを互いに連結し、縦ヒートシール手段４３を一対のガイド板３８，３９と一定の位置関係を保ちながら送りガイド３７の開口部７９に対して接離する方向に位置が調節可能である。勿論、縦ヒートシール手段４３を一対のガイド板３８，３９に対して微調節可能に連結してもよい。帯状シートの交換やメンテナンス等のために、縦ヒートシール手段４３と一対のガイド板３８，３９とは取外し可能に連結させることができる。
【００３９】
湾曲状シートＲ及び筒状シートＴを送りガイドに沿って走行させる個々の送り手段５０は、図１１に示す従来の送り装置５と同じように配置された同じ構造を有するものでよい。即ち、送りガイド３７の外側において、送りガイド３７とタイミングベルト５２との間に湾曲状シートＲを挟むように、送り手段５０を配置する。送り手段５０のタイミングベルト５２の駆動は、サーボモータによって一方のタイミングプーリ５１を駆動して行なう。縦ヒートシールバー４３ａ，４３ｂのような縦ヒートシール手段４３を用いる場合には、ヒートシール実行中は、サーボモータの駆動を停止し、縦ヒートシール手段４３が開いている状態でサーボモータの駆動を行なう。送りガイド３７側には、タイミングベルト５２に対応して、摩擦による走行抵抗軽減のため、空転可能なローラ５３（図８，図９参照）が配置される。送り手段５０は、タイミングベルト５２に限らず、送りガイド３７の間に湾曲状シートＲを挟むローラで構成してもよい。また、袋の成形を合わせて行なう場合には、横シールを施すためボックスモーション等の動きによってシートを引き出す横シール手段に送り手段としての働きをさせてもよい。
【００４０】
図２を参照して、帯状シートＳが湾曲シートＲを経て筒状シートＴに成形される一例を説明する。帯状シートＳの端縁Ｅに着目すると、端縁Ｅは、成形ガイド３１の襟部３２の襟状面３３を走行して内端縁３５上のＡ点で折り返されて、成形ガイド３１の筒部３４と送りガイド３７の筒状ガイド部７３との間の隙間Ｇ内に案内されて入り込む。このとき、帯状シートＳは、湾曲状シートＲに成形される。端縁Ｅの走行方向は、送りガイド３７の母線方向と平行な方向となる。湾曲状シートＲは上記隙間Ｇ内を案内されて走行する。シートの流れの下流でガイド板３８，３９が折り込んでいるので、端縁Ｅは、筒状ガイド部７３の下端縁７５においてＢ点で折り返される。
【００４１】
湾曲状シートＲの送りについて見ると、ガイド板３８，３９で折り込まれる湾曲状シートＲの側端部４４の境界に相当する部分は、筒状ガイド部７３の下端縁７５においてＣ点に対応している。送りガイド３７は筒状体であるので、Ｂ点及びＣ点で折り返された湾曲状シートＲの側端部４４は、筒状ガイド部７３の内側に入り込む。ガイド板３８，３９が、端縁Ｅよりも僅かに内側の側端部４４に係合して折り込んでいるため、端縁Ｅは、ガイド板３８，３９間のガイドスリット４２から外側に延出する。縦ヒートシール手段４３のヒートシールバー４３ａ，４３ｂがシール代となる互いに重なり合った両側端部４４をヒートシールする。帯状シートＳの幅が狭いほど一対のガイド板３８，３９で折り込まれる湾曲状シートＲの折込み量が増加することになるが、上記のとおりガイド終端縁は傾斜しているので、例えばＢ点及びＣ点で示すように、折込み開始点はガイド終端縁である傾斜した下端縁７５を逆上った位置に移動する。したがって、折込み完了までに長手方向に走行する距離との比率である折込み率は大きくならず、ガイド板３８，３９によって、湾曲状シートＲを折り込んでも湾曲状シートＲに皺や傷を生じることがない。
【００４２】
図３〜図５には、この発明による筒状シート成形装置が適用される製袋充填包装機の正面図、側面図及び平面図が示されている。図３〜図５に示されている帯状シートＳは、示されている筒状シート成形装置に対して最小幅を有する帯状シートである。図１及び図２に示された構成要素に該当する構成要素には同じ符号を付し、その再度の説明を省略する。製袋充填包装機のフレーム（図示せず）には成形ガイド３１の両側にボルト等から成る支柱６０が垂下するように取り付けられ、支柱６０の型端から横方向に延びるアーム６１に成形ガイド３１の筒部３４が適宜の固定手段で取付けられている。成形ガイド３１の内部に嵌挿される送りガイド３７は、その上部において図示しない固定手段によりフレームに固定されている。各アーム６１からは、支持板６２が下方に延びており、支持板６２と一体に取付けられた支持ブロック６３に、一対のガイド板３８，３９が進退自在に固定されている。即ち、ガイド板３８，３９に後方に延びるように固定された調節杆６４が支持ブロック６３に対して、前後位置である開口部７９に接離する方向に設定位置を可変に固定されている。固定ねじ６５を緩めることによって、調節杆６４が支持ブロック６３に対して前後に位置変更可能である。位置を調節させた状態で固定ねじ６５を締め付けることにより、ガイド板３８，３９をフレームに固定することができる。
【００４３】
送りガイド３７の径が比較的大きい場合には、図８及び図９に示すように、送りガイド３７の開口ガイド部７８を、１８０°以上の範囲にわたってガイド面が存在するように形成するのが好ましい。この場合には、送り手段５０を、開口ガイド部７８を直径方向に対向する２箇所において配置させると、筒状シートＴ（図８ではＴ１，図９ではＴ２）の送りを充分安定して行なうことができる。送りガイド３７の径が比較的小さい場合には、図１０に示すように、一つの送り手段１５０によって筒状シートＴ３を安定して送ることができるので、送りガイド１３７の開口ガイド部１７８の背部分、即ち、湾曲状シートの幅方向中央位置に対応した位置に単一の送り手段１５０を配置する。
【００４４】
幅サイズの異なる帯状シートの成形ため、一対のガイド板３８，３９の位置調節とその作動について、図８〜図１０に基づいて説明する。図８及び図９は、比較的径が大きい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、適用可能な帯状シートのうち最も幅が狭い帯状シートと最も幅が広い帯状シートの成形状態を示す断面図、そして図１０は比較的径が小さい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、幅が広い帯状シートと幅が狭い帯状シートとの成形状態を示す断面図である。図８、図９に示すように、帯状シートＳの幅サイズが本来比較的広い場合には、径が比較的大きい送りガイド３７を採用する。帯状シートＳの幅が本来比較的広いものの中で、最も幅サイズが狭い場合には、図８に示すように、一対のガイド板３８，３９を開口ガイド部７８の開口端縁７７，７７に最も接近した位置に設定する。湾曲状シートＲは、筒状ガイド部７３から開口ガイド部７８に移行するときに、開口ガイド部７８の湾曲表面を案内される部分はその湾曲表面に沿った形状の湾曲部分４５を有し、開口端縁７７，７７からはみ出す部分は、一対のガイド板３８，３９によって開口端縁７７，７７を結ぶ平面に接近した状態に折り込まれた折込み部分４６，４６となる。折込み部分４６，４６の先端の各側端部４４は縦ヒートシール手段４３によってヒートシールされて縦シール部分４８となり、湾曲状シートは筒状シートＴ１に成形される。
【００４５】
一方、帯状シートＳの幅が適用可能なものの内最も幅サイズが広い場合には、図９に示すように、一対のガイド板３８，３９を開口ガイド部７８の開口端縁７７，７７から最も離れた位置に設定される。即ち、一対のガイド板３８，３９は、筒状ガイド部７３の外側直近であって、成形ガイド３１の成形スリット３６の出口に対応した位置に設定される。湾曲状シートＲは、筒状ガイド部７３から開口ガイド部７８に移行するときに、開口ガイド部７８のガイド表面を案内される部分はそのガイド表面に沿った形状の部分４５を有する。開口端縁７７，７７からはみ出す部分についても、筒状ガイド部７３に案内される形状を略保ったままの湾曲保形部分４７となる。湾曲保形部分４７の側端部４４は、一対のガイド板３８，３９によって案内されて縦ヒートシール手段４３によってヒートシールされて縦シール部分４８となり、湾曲状シートは筒状シートＴ２に成形される。
【００４６】
一対のガイド板３８，３９及び縦ヒートシール手段４３は、図８と図９に示す二つの両限界位置の間の任意の位置に調節して製袋充填包装機のフレームに取付け可能である。縦ヒートシール手段４３によって縦シールが施された筒状シートＴ１，Ｔ２は、その筒状態を保ったまま、送り手段５０によって送られる。一対のガイド板３８，３９によって折り込まれて次の縦ヒートシールをすべき湾曲状シートＲの断面形状は、一対のガイド板３８，３９がどの位置に設定されていても前回と同じようにして湾曲状シートを引き出して筒状シートに成形することができる。図８に示した筒状シートＴ１を偏平に潰したときの幅（折径）に対して、図９に示した筒状シートＴ２の折径は、約１２％減少している。なお、帯状シートＳから製作される袋の最大折径２００ｍｍに対する送りガイド３７を用意した場合、一対のガイド板３８，３９を開口ガイド部７８の開口部７９に最も接近させるときには最小折径を１８０ｍｍの袋を製作可能であり、両者の間の任意の折径の袋を製作することができる。
【００４７】
帯状シートＳの幅サイズが狭い場合には、図１０に示すように、送りガイド３７の径自体を比較的小さくする。送りガイド３７の径を図８及び図９に示した形よりも小さくすると、一対のガイド板３８，３９の設定位置変更によって得られる帯状シートＳの幅の実寸法としての調節範囲が狭くなる。帯状シートＳの幅が狭いと、帯状シートＳの送りが湾曲状シートＲの幅方向中央位置に対応した位置にのみ設けた送り手段１５０で済むことに着目して、開口ガイド部１７８のガイド面を縮小できる。こうすることで、帯状シートＳの幅が狭い場合にも、図１０において実線と破線で示した場合にみられるように、成形される筒状シートＴ３の折径（最小の折径）と筒状シートＴ４の折径（最大の折径）との間の実寸法としての調節範囲を広く取ることができる。各構成要素には図８及び図９に示した対応する構成要素に１００番を加えた符号を付してあり、それらの奏する機能は同等であるので、再度の説明を省略する。なお、図１０に破線で示した状態に対応する筒状シートＴ４を偏平に潰したときの幅（折径）に対して、図１０に実線で示した状態に対応する筒状シートＴ３の折径は、約５５％減少している。
【００４８】
この実施例は、筒状シート成形装置を縦型製袋充填包装機に適用した例であるので、送りガイド３７は投下筒として利用されている。送りガイド３７の内部を通じて投下される被包装物Ｍは、作成される袋の容量に応じた量が投下される。従来、被包装物Ｍを投下した場合、投下筒体の比較的上部で被包装物Ｍがブリッジ等の詰まりを生じ易いという問題点があったが、この筒状シート成形装置が適用される製袋充填包装機では、送りガイド３７は、使用可能な幅を有するどのような帯状シートＳに対しても最大の断面広さを有しているので、被包装物Ｍが送りガイド３７の上部内でブリッジ等の詰まりを生じることはない。
【００４９】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成されているので、次のような効果を奏する。即ち、この発明による筒状シート成形装置は、成形ガイドによって帯状シートを湾曲状シートに成形し、送りガイドを湾曲状シートの走行を案内するため成形ガイドとの間に帯状シートの特性に応じて予め定められた隙間を形成して配置された筒状ガイド部と筒状ガイド部の湾曲状シートの走行方向下流側に位置し且つ長手方向に沿って筒体の一部を開口させた開口部を有する開口ガイド部とから構成し、重ね合わせガイドによって重ね合わされた湾曲状シートの両側端部を長手方向シール手段によってシールして筒状シートを形成するように構成したので、帯状シートの筒状シートへの成形は、通常は一度に行なわれず、成形ガイドによって一旦湾曲状シートに成形され、その後に送りガイドの働きによって湾曲状シートの両側端部を重ね合わせて筒状シートに成形されるため、帯状シートの両側端部の重ね合わせ成形が不調になることがなく、筒状シートの成形をスムースに行なうことができる。
【００５０】
また、帯状シートから筒状シートへの成形を施す送りガイドにおいて、送りガイドの全周を利用する限りは帯状シートのサイズ変更に対応するのは困難であるが、帯状シートを一旦湾曲状シートに成形する機構と、その後に湾曲状シートの両側端部を重ね合わせるように成形する機構とを分離しているので、送りガイドに開口ガイド部を設けて、湾曲状シートの両側端部を重ね合わせるガイド板の設置位置を変更可能とし、ガイド板の設置位置を変更するだけで、成形ガイドの形状を変更することなく、帯状シートの幅変更に対応することが可能となる。しかも成形ガイドは、帯状シートを折り返して湾曲状シートに成形する内端縁を有する襟部と内端縁から湾曲状シートの走行方向に延びる筒部とを有しており、襟部と筒部とには、帯状シートが湾曲状シートに成形された状態で両側端部が重なり合う場合に、重なり合った側端部を通過可能とする成形スリットが形成されており、送りガイドの筒状ガイド部は、成形ガイドの外側から襟部の内端縁よりも筒部の内部へと連続して延びて配置されており、且つ湾曲状シートの走行方向に対して帯状シートの幅が狭いほど湾曲状シートの両側端部のガイドが早期に終了するように傾斜したガイド終端縁を有しており、重ね合わせガイド及び長手方向シール手段は、帯状シートの幅に応じて開口ガイド部の開口部に対して接離する方向に設定位置変更可能であるので、襟部の内端縁で折り返された湾曲状シートが、その成形直後から成形ガイドの筒部と送りガイドの筒状ガイド部との間に形成される隙間に案内される。更に、筒状ガイド部は湾曲状シートを筒状シートに成形する重ね合わせガイドに引き渡すまで湾曲状シートをガイドし、ガイド終端縁は湾曲状シートを折り返しガイドして、帯状シートの幅の広さに関わらず、皺や傷を生じることのない筒状シートを成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による筒状シート成形装置の一実施例の要部を示す斜視図である。
【図２】図１に示された筒状シート成形装置の要部を拡大して示す斜視図である。
【図３】この発明による筒状シート成形装置の一実施例の正面図である。
【図４】図３に示した筒状シート成形装置の一実施例の側面図である。
【図５】図３に示された筒状シート成形装置の一実施例の平面図である。
【図６】図１に示した筒状シート成形装置において用いられる送りガイドの展開図である。
【図７】図１に示した筒状シート成形装置において用いられる送りガイドの斜視図である。
【図８】比較的径が大きい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、比較的幅が狭い帯状シートの成形状態を示す断面図である。
【図９】比較的径が大きい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、比較的幅が広い帯状シートの成形状態を示す断面図である。
【図１０】比較的径が小さい送りガイドを用いた筒状シート成形装置において、幅が広い帯状シートと幅が狭い帯状シートとの成形状態を示す断面図である。
【図１１】従来の製袋充填包装機を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 横ヒートシール手段
３１ 成形ガイド
３２ 襟部
３４ 筒部
３５ 内端縁
３６ 成形スリット
３７ 送りガイド
３８ ガイド板（重ね合わせガイド）
３９ ガイド板（重ね合わせガイド）
４０ ガイド側端部
４１ ガイド側端部
４２ ガイドスリット
４３ 縦ヒートシール手段
４３ａ，４３ｂ 縦ヒートシールバー
４４ 側端部
５０，１５０ 送り手段
７３ 筒状ガイド部
７５ 下端縁（ガイド終端縁）
７８ 開口ガイド部
７９ 開口部
Ｇ 隙間
Ｋ 筒体
Ｍ 被包装物
Ｓ 帯状シート
Ｒ 湾曲状シート
Ｔ 筒状シート
Claims (4)
- 走行する帯状シートを湾曲状シートに成形する成形ガイド、前記湾曲状シートの走行を案内するため前記成形ガイドとの間に前記帯状シートの特性に応じて予め定められた隙間を形成して配置された筒状ガイド部と前記筒状ガイド部の前記湾曲状シートの走行方向下流側に位置し且つ長手方向に筒体の一部を開放させた開口部を有する開口ガイド部とを有する送りガイド、前記湾曲状シートを前記送りガイドに沿って送る送り手段、前記湾曲状シートの側端部に係合して前記側端部を重ね合わせるため前記開口ガイド部に対応して配置された重ね合わせガイド、及び前記湾曲状シートの重ね合わされた前記側端部をシールして筒状シートを形成する長手方向シール手段から成り、
前記成形ガイドは、前記帯状シートを折り返して前記湾曲状シートに成形する内端縁を有する襟部と前記内端縁から前記湾曲状シートの走行方向に延びる筒部とを有しており、 前記襟部と前記筒部とには、前記帯状シートが前記湾曲状シートに成形された状態で前記両側端部が重なり合う場合に、重なり合った前記側端部を通過可能とする成形スリットが形成されており、
前記送りガイドの前記筒状ガイド部は、前記成形ガイドの外側から前記襟部の前記内端縁よりも前記筒部の内部へと連続して延びて配置されており、且つ前記湾曲状シートの走行方向に対して前記帯状シートの幅が狭いほど前記湾曲状シートの前記両側端部のガイドが早期に終了するように傾斜したガイド終端縁を有しており、
前記重ね合わせガイド及び前記長手方向シール手段は、前記帯状シートの幅に応じて前記開口ガイド部の前記開口部に対して接離する方向に設定位置変更可能であることから成る筒状シート成形装置。 - 前記重ね合わせガイドは、前記開口ガイド部の前記開口部に対向して配置され、且つ前記湾曲状シートの走行方向に延びるガイドスリットを対向間に形成する一対のガイド側端部が当該ガイドスリットを通過する前記湾曲状シートの対応する各前記側端部に係合する一対のガイド板で構成されており、前記長手方向シール手段が前記ガイドスリットから延出した前記湾曲状シートの重ね合わされた前記両側端部をシールすることから成る請求項１に記載の筒状シート成形装置。
- 前記送り手段は、前記送りガイドとの間に前記湾曲状シート又は前記筒状シートを挟み付ける摩擦係合送り手段であり、前記送りガイドの径方向に対向した一対の位置又は前記送りガイドの前記開口部と径方向に対向した単一の位置に配置されていることから成る請求項１又は２に記載の筒状シート成形装置。
- 前記送りガイドを被包装物が内部を通じて投下される投下筒体とし、前記筒状シートに所定の間隔で横方向封止を施して袋を形成しつつ前記袋に前記投下筒体を通じて投下された前記被包装物を充填して袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機に適用可能であることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の筒状シート成形装置。
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