JP4025151B2 - 製袋包装機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、製袋包装機、特に、製造した袋を帯体に取り付ける機能を有する製袋包装機に関する。
【0002】
【従来の技術】
袋を製造しながら袋の内部にスナック菓子などの被包装物を充填して製袋包装する装置として、製袋包装機が存在している。例えば、ピロー包装機と呼ばれる縦型の製袋包装機では、シート状のフィルムである包材をフォーマーおよびチューブによって筒状に成形し、縦シール機構により筒状包材の重ねられた縦の縁を熱シール(熱溶着)して筒状包材とする。そして、最終的に袋となる筒状包材の内部にチューブから被包装物を充填して、チューブ下方の横シール機構によって袋の上端部と後続の袋の下端部とにまたがって熱シールした後、その熱シール部分(横シール部分)の中央をカッターで切断する。
【0003】
このような製袋包装機に、製造した袋を帯体に固着する機能を付加することが提案されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。これらに開示されている装置では、袋を帯体に対して少しずつ間隔を空けて固着させる。このようにすれば、スナック菓子等を包む複数の袋を、小売店などにおいて帯体の端を吊すことによって、簡単に陳列することができるようになる。
【0004】
特許文献1には、横シール機構による袋の上下端部の熱シールと同時に袋が帯体に固着される装置が開示されている。また、特許文献2には、製造された袋を水平方向に移動させた後に帯体に固着する装置が開示されている。さらに、特許文献3には、製造された袋を真下に移動させた後に帯体に固着する装置が開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特表平9−508879号公報
【0006】
【特許文献2】
米国特許第3864895号明細書
【0007】
【特許文献3】
国際公開第98/52823号パンフレット
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
製袋包装機において、単位時間あたりに製造できる袋の数を増やすために、筒状包材の搬送に合わせて横シール機構のシール部材を移動させ、袋になる筒状包材とともにシール部材を移動させながらシール部材から圧力および熱を付加して袋の上下端を熱シールすることが行われている。例えば、横シール部材の一対のシール部材が矩形状軌跡やD字状軌跡を描くように旋回する中で下方に移動し、袋になる筒状包材の搬送を止めることなく製袋(横シール)を行う製袋包装機が存在する。
【0009】
このような袋の搬送に合わせて製袋のためのシール部材が下方に移動するタイプの製袋包装機では、一対のシール部材が袋の端部を挟持している時間、すなわちシール部材から圧力および熱を袋の端部(包材)に付加している時間が、製造する袋のサイズや包材の種類によって変化する。言い換えれば、袋となる包材を挟持しながら一対のシール部材が下方に移動する距離が、製造する袋のサイズや包材の種類によって変わることになる。そして、従来の製袋包装機では、シール部材によって袋の端部を挟持している時間を長くしなければならない場合には、袋となる包材を挟持しながら一対のシール部材が下方に移動する距離を長くしている。反対に、シール部材によって袋の端部を挟持している時間を短くしてもよい場合には、袋となる包材を挟持しながら一対のシール部材が下方に移動する距離を短くしている。このため、従来の製袋包装機においては、袋のサイズや包材の種類などによって、一対のシール部材が挟持していた包材(袋の端部)から離れるタイミングや高さ位置はまちまちとなっている。
【0010】
しかし、このように製袋包装機の横シール機構により上下端が熱シールされて製造が完了したときの袋の高さ位置がまちまちであると、その袋を帯体に固着させるための機構が、袋のサイズや包材の種類から製造されてくる袋の高さ位置を推定しなければならず、また高さ位置の変化に対応するように構成されていなければならなくなる。これでは、袋を帯体に固着させるために必要な機構のコストが大きくなるとともに、製造されてくる袋の高さ位置に基づく細かなコントロールも必要となる。
【0011】
本発明の課題は、横シール機構において端部のシールが完了した袋を帯体に取り付ける機構(取付部)の構成あるいは制御が複雑になることが抑えられる製袋包装機を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る製袋包装機は、製袋部と、取付部とを備えている。製袋部は、商品が充填された袋を製造する。この製袋部は、袋の鉛直方向の端部をシールする横シール機構を含んでいる。横シール機構は、一対のシール部材を有している。一対のシール部材は、袋の端部を両側から挟持し、下方に移動しながら、圧力および熱を加えて袋の端部をシールする。また、製袋包装機は、袋のサイズや袋を製造する包材の種類に応じて、一対のシール部材の端部の挟持を開始する高さ位置を変更する制御部を、さらに備えている。取付部は、製袋部により製造された袋を、帯体に取り付ける。そして、この製袋包装機では、袋を挟持しながら一対のシール部材が下方に移動する距離に関わらず、一対のシール部材が袋の端部の挟持を解除する鉛直方向の位置である解除位置が一定であって、取付部によって袋を帯体に取り付ける取付位置が解除位置からみて斜め下方にある。
【0013】
ここでは、製袋部において横シール機構の一対のシール部材が下方に移動しながら袋の端部に対して圧力および熱を加える。これにより端部がシールされた袋は、取付部において帯体に取り付けられる。そして、横シール機構による袋の端部のシール動作は、その端部を挟持している一対のシール部材の挟持の解除により完了する。このようにして製造された袋が取付部において帯体に取り付けられるのであるが、袋を帯体に取り付ける取付部の動作の前段階において製造されてくる袋の位置が一定しなければ、取付部に複雑な構成あるいは制御を導入して袋の位置の違いに対応できるようにしておかなければならなくなる。これを回避して、取付部の構成や制御をシンプルなものにするために、ここでは、一対のシール部材が袋の端部の挟持を解除する鉛直方向の位置である解除位置を一定にしている。これにより、取付部の構成あるいは制御が複雑になることが抑えられるようになる。
【0014】
請求項2に係る製袋包装機は、請求項1に記載の製袋包装機であって、取付部は、製袋部により製造された袋を保持する保持機構を有している。この保持機構は、前記解除位置を基準とする一定の保持位置において、袋を保持する。
ここでは、取付部の保持機構が製造されてくる袋を保持するときに、その保持位置が一定となる。これは、一対のシール部材の挟持の解除により完了するシール動作が必ず一定の解除位置にて終わることによる。すなわち、解除位置が一定であるため、袋を保持する保持機構の保持位置も一定とすることができている。
【0015】
なお、保持機構は、袋の端部を掴むように保持してもよいし、吸引手段を用いて保持してもよい。
請求項3に係る製袋包装機は、請求項2に記載の製袋包装機であって、取付部は、固着機構と、移動機構とをさらに有している。固着機構は、保持位置とは離れている固着位置において、袋を帯体に着ける。移動機構は、保持位置から固着位置へと袋が移動するように、保持機構を移動させる。すなわち、移動機構は、袋を保持する保持機構を移動させることによって、袋を保持位置から固着位置へと移動させる。
【0016】
ここでは、袋を保持した保持機構を、移動機構によって移動させている。この移動によって、袋が保持位置から固着位置へと移動する。そして、固着位置において、袋が帯体に着けられる。このように、保持機構が固着位置側から保持位置側へと移動して袋を保持しに行く構成をとっている製袋包装機において、ここでは保持位置が一定となっているため、保持機構を移動させる移動機構の制御をシンプルなものとすることができ、移動機構の構成も複雑にならない。
【0017】
請求項4に係る製袋包装機は、請求項3に記載の製袋包装機であって、平面視において保持位置と固着位置とが異なる。
ここでは、保持位置と固着位置とが異なるため、移動機構は、保持機構を、水平成分を含む方向に移動させなければならない。したがって、保持位置が一定でなければ、移動機構の構成や制御が複雑なものになってしまう。しかし、請求項4の製袋包装機では、保持機構が一定であるので、移動機構の構成や制御をシンプルなものにすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
〔全体概略〕
本発明の一実施形態に係る縦型の製袋包装機1の側面図および正面図を、図1および図2に示す。この製袋包装機1は、ポテトチップスなどの食品(ここでは、ポテトチップス)をフィルムで覆い、筒状となったフィルムを縦および横にシールして袋を製造する機械である。また、製袋包装機1には、製造した袋をストリップ(帯体)に取り付ける機能が付加されている。
【0019】
なお、ポテトチップスは、製袋包装機1の上方に設けられた計量機2から、原則として所定量ずつ落下してくるようになっている。
製袋包装機1は、製袋部10と、フィルムロール保持部22と、ストリップ取付部30と、ストリップ搬送部41と、ストリップロール保持部42と、搬送コンベア85と、制御部90(図11参照)とから構成されている。搬送コンベア85を除く各部は、4つの脚部5に支持されるフレーム6に固定あるいは支持されており、安全のために大部分がケーシング7によりカバーされている。
【0020】
〔フィルムロール保持部22〕
フィルムロール保持部22は、後述する製袋部10のフォーマ13aにシート状のフィルムFを繰り出すフィルムロール22aを保持する。フィルムロール22aは、フィルムFが巻かれたものである。このフィルムロール22aから繰り出されるフィルムFは、ダンサーローラなどによって張力が所定範囲に保たれ、搬送中のゆるみや蛇行が抑えられる。
【0021】
また、フィルムロール保持部22の近傍には、フィルムロール22aに巻かれているフィルムFの残量を検知するフィルム残量検知センサ23(図11参照)が配置されている。
〔製袋部10〕
製袋部10は、図3に示すように、シート状で送られてくるフィルムFを筒状に成形する成形機構13と、筒状となったフィルムF(以下、筒状フィルムという。)を下方に搬送するプルダウンベルト機構14と、筒状フィルムの重なり部分を縦にシールする縦シール機構15と、筒状フィルムを横にシールすることで袋Bの上下の端部を封止する横シール機構17とを有している。
【0022】
<成形機構13>
成形機構13は、チューブ13bと、フォーマ13aとを有している。チューブ13bは、円筒形状の部材であり、上下端が開口している。このチューブ13bの上端の開口部には、計量機2で計量されたポテトチップスCが投入される。フォーマ13aは、チューブ13bを取り囲むように配置されている。このフォーマ13aの形状は、フィルムロール22aから繰り出されてきたシート状のフィルムFがフォーマ13aとチューブ13bとの間を通るときに筒状に成形されるような形状となっている。また、成形機構13のチューブ13bやフォーマ13aは、製造する袋の大きさに応じて取り替えることができる。
【0023】
<プルダウンベルト機構14>
プルダウンベルト機構14は、チューブ13bに巻き付いた筒状フィルムを吸着して下方に搬送する機構であり、図3に示すように、チューブ13bを挟んで左右両側にそれぞれベルト14cが設けられている。プルダウンベルト機構14では、吸着機能を有するベルト14cを駆動ローラ14aおよび従動ローラ14bによって回して筒状フィルムを下方に運ぶ。なお、図3においては、駆動ローラ14a等を回転させるローラ駆動モータの図示を省略している。
【0024】
<縦シール機構15>
縦シール機構15は、チューブ13bに巻き付いた筒状フィルムの重なり部分を、一定の圧力でチューブ13bに押しつけながら加熱して縦にシールする機構である。この縦シール機構15は、チューブ13bの正面側に位置しており、ヒーターや、そのヒーターにより加熱され筒状フィルムの重なり部分に接触するヒーターベルトを有している。
【0025】
<横シール機構17>
横シール機構17は、成形機構13、プルダウンベルト機構14および縦シール機構15の下方に配置されている。横シール機構17は、ヒーターを内蔵する一対のシールジョー(シール部材)51を有している(図4参照)。一対のシールジョー51は、それぞれ、筒状フィルムの前側および後側に位置しており、図1や図4などに示すように、前後対称の略D字状の軌跡Tを描くように旋回する。そして、旋回の途中で、一対のシールジョー51が互いに押しつけ合う状態で筒状フィルムを挟持し、袋の上下の端部となる筒状フィルムの部分に圧力および熱を加えてシールを施す。筒状フィルムの前側に位置するシールジョー51は、軸17cを中心に回転するように軸17cに支持されている。この軸17cは、旋回用モータ17a(図11参照)の作動によって回転するとともに、軸移動用モータ17bの作動によってボールねじ機構(図示せず)を介して前後に水平移動する。また、同様に、筒状フィルムの後側に位置するシールジョー51も、旋回用モータ17aの作動によって回転するとともに、軸移動用モータ17bの作動によって前後に水平移動する。このように、一対のシールジョー51が回転するとともに水平移動することによって、略D字状のシールジョー51の軌跡Tが実現されている。また、軸移動用モータ17bのトルク制御によって、一対のシールジョー51が筒状フィルムを挟み込むときの圧力が調整される。
【0026】
また、一対のシールジョー51の片方の内部には、図示しないカッターが内蔵されている。このカッターは、シールジョー51による横シール部分の高さ方向の中心位置において、袋Bと後続の筒状フィルムとを切り離す役割を果たす。
図12および図13に、一対のシールジョー51による横シール動作を示す。図12に示す横シール動作の一例では、旋回してきたシールジョー51がポイントP10において筒状フィルムを挟持し(図12(a)および図12(b)参照)、そのまま下方に移動しながら筒状フィルムに圧力および熱を加え、ポイントP11において筒状フィルムの挟持を解除して互いに離れていく(図12(c)および図12(d)参照)。すなわち、シールジョー51は、ポイントP10からポイントP11に至るまでの間に、筒状フィルムと同じ速度で下方に移動しながら筒状フィルムに圧力および熱を加えて横シールを施す。そして、カッターによって切断し、ポイントP11において袋Bとなった筒状フィルムの挟持を解除することによって、袋Bを下方に排出する(図9参照)。
【0027】
図13に、横シール動作の他の例を示す。ここでは、シールジョー51は、軌跡Tとは異なる略D字状の軌跡T2を描きながら旋回する。旋回してきたシールジョー51は、上記のポイントP10よりも低い位置にあるポイントP12において筒状フィルムを挟持し(図13(a)および図13(b)参照)、そのまま下方に移動しながら筒状フィルムに圧力および熱を加え、ポイントP11において筒状フィルムの挟持を解除して互いに離れていく(図13(c)および図13(d)参照)。すなわち、シールジョー51は、ポイントP12からポイントP11に至るまでの間に、筒状フィルムと同じ速度で下方に移動しながら筒状フィルムに圧力および熱を加えて横シールを施す。そして、カッターによって切断し、ポイントP11において袋Bとなった筒状フィルムの挟持を解除することによって、袋Bを下方に排出する。
【0028】
製袋包装機1では、製造する袋Bのサイズや使用するフィルムFの材質などに応じて、シール時間を変更する。このシール時間の変更は、主として、一対のシールジョー51により袋Bの上下の端部となる部分を挟持している時間の変更であり、一対のシールジョー51が袋Bになる筒状フィルムを挟持し始めるポイントや筒状フィルムの挟持を解除するポイントをずらすことによって行うことができる。ここでは、図12および図13に示すように、一対のシールジョー51が袋Bになる筒状フィルムを挟持し始めるポイントの高さ位置をずらすことによってシール時間の変更を行っており、一対のシールジョー51が袋Bになる筒状フィルムの挟持を解除するポイントの高さ位置(解除位置)を一定にする制御が行われる。すなわち、一対のシールジョー51が袋Bになる筒状フィルムの挟持を解除するポイントは、図4、図12および図13に示すように、筒状フィルムを挟持しながら一対のシールジョー51が下方に移動する距離に関わらず、ポイントP11に固定されている。
【0029】
〔ストリップ取付部30〕
ストリップ取付部30は、製造した袋Bを横シール機構17のシールジョー51が離す位置において袋Bを掴み、その袋Bを斜め下方に移動させた上でストリップSに溶着させる取付動作を行う。ストリップ取付部30は、保持機構31と、移動機構32と、固着機構33とを有している。
【0030】
<保持機構31>
保持機構31は、横シール機構17のシールジョー51が袋Bの挟持を解除する固定ポイントP11を基準とする保持ポイントP1(図9参照)において、袋Bの左右両側部の上のほうを、それぞれ、前後両側から回り込んでくる把持アーム31b(図6参照)によって掴んで保持する。保持ポイントP1は、固定ポイントP11よりも所定距離だけ低い位置に決められており、固定ポイントP11と同じく常に一定である。すなわち、保持ポイントP1は、袋BのサイズやフィルムFの材質が変わっても、常に同じ位置にある。
【0031】
この保持機構31は、左右対称な一対の機構であり、図6に示すように、本体部31aと、本体部31aの上側に配置される2つの把持アーム31bと、本体部31aに内蔵される保持用エアーシリンダ(図示せず)と、後述する移動機構32に固定される固定部31cとを備えている。把持アーム31bは、前後に平行して並ぶ鉛直回転軸を中心として回動するように本体部31aに支持されている。本体部31aに内蔵される保持用エアーシリンダには、図示しない高圧空気供給ユニットから開閉弁を介して高圧空気が供給されている。保持用エアーシリンダが作動すると、2つの把持アーム31bは、図6において点線で示す矢印の向きに回動し、先端部が袋Bの側部を前後両側から掴む状態となる。左右両側に分かれて配置されている一対の保持機構31は、同じタイミングで制御が行われ、袋Bの左右両方の側部は同時に合計4本の把持アーム31bによって掴まれることになる。
【0032】
<移動機構32>
移動機構32は、上記の保持ポイントP1から後述する固着ポイントP2(図4および図9参照)へと袋Bが移動するように、保持機構31を移動させる。すなわち、移動機構32は、袋Bを保持する保持機構31を移動させることによって、袋Bを保持ポイントP1から固着ポイントP2へと移動させる。これにより、移動機構32は、ストリップSに取り付けられる袋B(図4の上のほうの袋Bを参照)が次に横シール機構17から下方に排出されてくる袋B(図9の上のほうの袋Bを参照)と干渉しない位置まで、袋Bを移動させることになる。
【0033】
横シール機構17から下方に排出されてくる袋BがストリップSに取り付けられている袋Bと干渉すると製袋部10(横シール機構17)における横シール動作が不安定となってしまうが、このような干渉を回避することができるように、ここでは、保持ポイントP1と固着ポイントP2とが前後方向にずらされている。具体的には、保持ポイントP1と固着ポイントP2とが、取り扱う袋の最大厚み(前後方向の袋の寸法)や取付時の袋Bの姿勢などを考慮して、所定距離だけ前後方向にずらされている。
【0034】
移動機構32は、主として、固定部材71により上下端が固定されているレール72と、レール72に沿って移動可能なスライド部材73と、スライド部材73に固定されているサポート部材74と、リンク部材75と、回転部材76と、プーリ66〜70と、ベルト66a〜69aと、回転軸76aとから構成されている。
【0035】
固定部材71(図5では図示を省略)は、図4に示すように、フレーム6に固定されている左右一対の側壁板30aに固定され、レール72の上部と下部とをそれぞれ動かないように所定位置に固定している。
レール72は、側面視において上側前方から下側下方へと傾斜しており、リニアブッシュを介してスライド部材73を支持している。
【0036】
スライド部材73は、後述するように横シール機構17のシールジョー51の動きに機械的に連動し、レール72に沿って側面視において斜めに往復移動を繰り返す。スライド部材73は、左右一対の部材であり、両部材間には連結ロッド79a,79bが掛け渡されている。
スライド部材73には、連結ロッド79a,79bを介してサポート部材74が固定されている。サポート部材74は、左右一対の部材であり、上側前方に斜めに延びており、それぞれの上端部が保持機構31の固定部31cを固定している。したがって、スライド部材73,サポート部材74および保持機構31は、同じように、斜めに(上下および前後に)移動を繰り返すことになる。
【0037】
スライド部材73の下端部73aには、リンク部材75の一端がピン支持される。このリンク部材75の他端は、回転部材76の回転端部76bにピン支持されている。回転部材76が、その回転中心に固定されている回転軸76aの回転にしたがって回転すると、リンク部材75は、図4に示す姿勢となったり図9に示す姿勢となったりして、スライド部材73を斜めに引き下げたり引き上げたりすることになる。
【0038】
左右一対の回転部材76を回転させる左右の回転軸76aは、それぞれ、プーリ67,70の回転によって回転するものである。プーリ67は、図5および図7に示すように、ベルト66aを介して、プーリ66の回転に連動して回転する。このプーリ66は、横シール機構17のシールジョー51を回転させている軸17cに固定されており、軸17cを回転させる横シール機構17の旋回用モータ17a(図11参照)の動力によって回転するものである。すなわち、右側の回転軸76aに固定されるプーリ67は、横シール機構17の旋回用モータ17aの動力によって回転することになる。また、左側の回転軸76aに固定されるプーリ70も、プーリ68,69、ベルト67a,69a、および連結軸68aを介してプーリ67に連動回転するものである。したがって、回転部材76を回転させてスライド部材73を斜めに移動させる左右の回転軸76aは、横シール機構17の旋回用モータ17aの動力によって回転するものであり、シールジョー51の動きに機械的に連動することになる。
【0039】
このような構成により、移動機構32は、横シール機構17のシールジョー51が製造した袋Bを離す直前においては図9に示すように保持機構31がシールジョー51の下方に来るようにし、次の袋Bが製造されてくるまでの間に図4に示すように保持機構31が固着機構33の近傍にくるようにすることになる。
<固着機構33>
固着機構33は、保持ポイントP1よりも下方且つ後方にある固着ポイントP2において、袋BをストリップSに溶着する。固着機構33は、図5および図8に示すように、主として、ヒーター33aと、押圧用シリンダ33bと、押圧体33cとから構成されている。ヒーター33aは、最大温度が約200℃となる常時通電のヒーターである。押圧用シリンダ33bは、上記の高圧空気供給ユニットから開閉弁を介して高圧空気が供給されており、作動によりヘッド63が斜めに上がる。このヘッド63は、連結部材62を介して、押圧体33cの先端部を支持している。したがって、押圧用シリンダ33bのヘッド63の往復動は、押圧体33cの旋回動に置き換わることになる。押圧体33cは、その後端部分が固定軸61にピン支持されており、先端部分がヒーター33aに当接したり離反したりするように所定角度だけ旋回移動する(図8の点線を参照)。
【0040】
図8においては袋Bの図示を省略しているが、固着機構33は、ヒーター33aと押圧体33cとの間にストリップSおよび袋Bの横シールされた上端部が存在する状態(図4参照)で、制御部90からの指令に基づき押圧体33cとヒーター33aとの間にストリップSおよび袋Bを挟み込む。ここでは、押圧用シリンダ33b内の空気を抜くと押圧体33cがヒーター33aに向かって圧力を加えるように構成されており、約200msecの時間だけストリップSに袋Bの上端部が押さえつけられる。これにより、袋Bの上端部がストリップSに溶着される。
【0041】
〔ストリップロール保持部42〕
ストリップロール保持部42は、固着機構33のヒーター33aの上側の空間にストリップSを供給するためのストリップロール42aを保持する。ストリップロール42aは、ストリップSが巻かれたものである。
また、ストリップロール保持部42の近傍には、ストリップロール42aに残っているストリップSの残量を検知するためのストリップ残量検知センサ43(図11参照)が配置されている。このストリップ残量検知センサ43は、ストリップロール42aから繰り出されるストリップSの存在を検出することによって、ストリップロール42aにストリップSが残っているか否かを検知する光電センサである。ストリップ残量検知センサ43による検知結果は、制御部90へと送られる。
【0042】
〔ストリップ搬送部41〕
ストリップ搬送部41は、ストリップロール42aから繰り出されるストリップSを、固着機構33に対して搬送する。ストリップ搬送部41は、搬送用モータ41aと、駆動ベルト41bと、駆動ローラ41c,41dと、複数のローラとを有している。搬送用モータ41a、駆動ベルト41bおよび駆動ローラ41c,41dから成る駆動部分は、固着機構33の近傍に設けられている。搬送用モータ41aの回転軸の回転が駆動ベルト41bを介して駆動ローラ41c,41dに伝わると、駆動ローラ41c,41dに掛けられたストリップSは、固着機構33のヒーター33aの上方に送られていく。これに伴い、複数のローラにより駆動ローラ41c,41dへとストリップSを繰り出しているストリップロール42aは、回転することで次々と巻かれているストリップSを繰り出すことになる。
【0043】
ストリップSを搬送するための搬送用モータ41aは、サーボモータである。後述する制御部90は、搬送用モータ41aのパルスをとって送り量を把握し、ストリップSの送り量を制御している。
また、ストリップロール42aから固着機構33へと繰り出されて搬送されるストリップSは、張力調整機構44によって張力の調整が為される。張力調整機構44は、図10に示すように、フレーム6に固定される固定部材6aに回転自在の支持される2つのローラ44a,44bと、固定部材6aに後端部44dが回転自在に支持され前方下側に延びるアーム部材44cと、アーム部材44cの先端部44eに軸支されるローラ44fとを有している。これらの3つのロータ44a,44f,44bに順にストリップSを掛け渡すことにより、アーム部材44cやローラ44fが所定の力でストリップSを引っ張ることになり、ストリップSの張力が所定範囲に保たれる。これによって、ストリップSのゆるみや蛇行が抑えられている。
【0044】
さらに、ストリップ搬送部41から送り出され固着機構33へと至るストリップSに対して切れ目や穴を形成することができるように、ストリップ搬送部41の駆動ローラ41cと固着機構33のヒーター33aとの間には、カッター45およびパンチ46が設けられている(図8参照)。カッター45は、図14に示すような切れ目45aをストリップSに形成することができる。パンチ46は、図14に示すような穴46aをストリップSに形成することができる。これらのカッター45およびパンチ46は、固着機構33のヒーター33aや押圧体33cに対してストリップSの搬送方向の上流側に配置されている。
【0045】
〔搬送コンベア85〕
搬送コンベア85は、固着機構33によって図14に示すように上端部がストリップSに溶着された一連の袋Bを、正面側に向かって排出する。この搬送コンベア85は、図11に示すように、搬送用モータ85aによって連続的に一定速度で動作する(間欠的に動作させることも可能)。
【0046】
〔制御部90〕
制御部90は、製袋包装機1の使用者などがタッチパネル式ディスプレイ91において入力した設定内容に基づき、各部のモータやエアーシリンダ、ヒーターなどの制御を行う。図11に示すように、制御部90は、プルダウンベルト機構14のローラ駆動モータ、縦シール機構15のヒーター、横シール機構17の旋回用モータ17a、軸移動用モータ17bおよび内蔵カッター、保持機構31の保持用シリンダ、固着機構33のヒーター33aおよび押圧用シリンダ33b、ストリップ搬送部41の搬送用モータ41a、カッター45、パンチ46、搬送コンベア85の搬送用モータ85aなどをコントロールする。また、制御部90には、フィルム残量検知センサ23やストリップ残量検知センサ43などから検知結果が入力される。
【0047】
使用者等は、タッチパネル式ディスプレイ91により、製造する袋Bのサイズ、単位時間あたりに製造する袋Bの数、袋BをストリップSに取り付けるか否か、ストリップSに取り付ける一群の袋Bの数量、ストリップSに対する袋Bの取付ピッチ、一群の袋Bと一群の袋Bとの間の距離などの設定事項を入力する。
次に、製袋部10により製造されて横シール機構17から下方に排出される袋BをストリップSに取り付けることに関する制御部90の制御について説明する。
【0048】
<袋BのストリップSへの取付制御>
ストリップ取付部30は、保持機構31による袋Bの保持動作、移動機構32による袋Bの移動動作、および固着機構33によるシール動作の3つの動作によって、袋BをストリップSに取り付けていく。
保持機構31による袋Bの保持動作では、制御部90は、一対のシールジョー51が袋Bの挟持状態を解除する直前に、保持用シリンダを動作させて袋Bの左右両方の側部を4本の把持アーム31bによって掴む。
【0049】
移動機構32による袋Bの移動動作は、上述のように、横シール機構17の旋回用モータ17aの動力によって機械的に行われるものである。
固着機構33によるシール動作では、押圧用シリンダ33bを制御して、押圧体33cを常時通電させているヒーター33aに対して押圧させる。これにより、押圧体33cとヒーター33aとの間にストリップSおよび袋Bの上端部が挟持される状態となり、ヒーター33aの熱および押圧体33cによる圧力によって袋BがストリップSに溶着される。この押圧のタイミング(溶着のタイミング)は、移動機構32により袋Bが固着ポイントP2へと移動してきたときに一致する。また、制御部90は、ヒーター33aの温度、押圧体33cによる押圧力、および押圧体33cをヒーター33aに押しつけておく時間を調整することで、袋BのストリップSへの固着度合いが適切な範囲に入るように調整している。
【0050】
なお、上記の3つの動作のうち、保持動作および固着動作は製袋部10の動きとは関係なく行うことができるものであり、移動動作は製袋部10の横シール機構17の動きに機械的に連動するものである。
<ストリップ搬送制御、カッターおよびパンチの制御>
ストリップ搬送部41は、使用者等により入力設定された単位時間あたりに製造する袋Bの数、ストリップSに取り付ける一群の袋Bの数量、ストリップSに対する袋Bの取付ピッチ、一群の袋Bと一群の袋Bとの間の距離などに基づき、搬送用モータ41aの制御を行う。上述のように、制御部90は、搬送用モータ41aのパルスをとって送り量を把握し、ストリップSの送り量を制御する。また、制御部90は、カッター45によりストリップSに切れ目45aを入れる動作や、パンチ46によりストリップSに穴46aを開ける動作を、ストリップSの搬送に合わせて制御する。
【0051】
ストリップSに取り付ける一群の袋Bの数量とは、小売店において展示する際の展示単位となる数量であり、例えば図14に示す例では6個である。
ストリップSに対する袋Bの取付ピッチは、一群の袋Bにおいて隣り合う袋B同士の距離であり、袋BをストリップSにシールしてから次の袋BをストリップSにシールするまでの間にストリップSが進む距離(搬送ピッチ)に相当する。この搬送ピッチが一定になるように、制御部90は、ストリップSが規則正しく間欠搬送されるように搬送用モータ41aを制御する。
【0052】
一群の袋Bと一群の袋Bとの間の距離は、一群の袋Bのうち最後の袋BがストリップSにシールされてから次の一群の袋Bのうち最初の袋Bがシールされるまでの間にストリップSが進む距離に相当する。この距離は、通常は上記の搬送ピッチよりも長く設定されている。この一群の袋Bと一群の袋Bとの間にあるストリップSの長スパン部S2に、カッター45による切れ目45aやパンチ46による穴46aが形成される(図14参照)。なお、通常の搬送ピッチにより形成されるストリップSの短スパン部S1には、通常、カッター45による切れ目やパンチ46による穴は形成されない。
【0053】
このようなストリップSの搬送制御や、カッター45およびパンチ46の制御によって、袋Bが取り付けられるストリップSは、例えば図14に示す状態となる。これらの出荷先となる小売店などにおいては、切れ目45aを利用してストリップSを切断することで一群の袋B(6個の袋)毎に分けて、穴46aを使って店内のフックなどに一群の袋Bが付いているストリップSを吊すことができる。
【0054】
<計量不良時の取付動作およびストリップ搬送動作の中止制御>
計量機2からの計量不良信号を受けたときには、制御部90は、高速性を確保するために製袋部10の動作は継続させるが、計量不良のポテトチップスCを充填して製造されてきた袋Bについては、ストリップSに取り付けず、振り分けて排除することになる。このときには、取付動作の一部およびストリップ搬送動作が一時的に行われなくなる。
【0055】
取付動作のうち、製袋部10の横シール機構17の動きに機械的に連動する移動動作は継続して行われるが、保持動作および固着動作は行われなくなる。すなわち、計量不良の袋Bに対しては、保持機構31が移動機構32によって保持ポイントP1まで移動していくが、保持機構31は作動せず袋Bの保持は行われない。このため、計量不良の袋Bは、製造されて横シール機構17から下方に排出された後に、真下に落下するようになる。この袋Bは、図示しない振り分け装置によって左右いずれかに振り分けられる。振り分け装置は、エアーや振り分け部材によって側方から袋Bに力を加え、袋Bを左右いずれかに移動させることによって袋Bが搬送コンベア85上に載ることを防止する。
【0056】
また、計量不良の袋Bを保持機構31が保持しないことに対応させて、固着機構33による固着動作も中止させ、ストリップSに不要な熱や圧力が加わらないようにしている。さらに、袋Bの取付ピッチがずれないように、計量不良の袋Bがくるタイミングにおいてはストリップ搬送部41によるストリップSの間欠搬送も中止される。
【0057】
〔製袋包装機1の特徴〕
(1)
製袋包装機1では、製袋部10で製造された袋Bが、ストリップ取付部30においてストリップSに取り付けられる。このように製袋部10とは別にストリップ取付部30が設けられている本製袋包装機1において、ここでは、袋Bの横シールのための動力源である旋回用モータ17aからの動力によって、ストリップ取付部30の取付動作のうち移動機構32による移動動作が行われるようにしている。このため、移動機構32による移動動作が、機械的に製袋部10(横シール機構17)の動きに連動するものになっている。このため、制御ミスなどによって移動動作が製袋部10の動きに対してずれてしまう恐れが殆どなくなり、ストリップSへの袋Bの取り付けミスや取り付け不良が少なくなっている。
【0058】
(2)
製袋包装機1では、製袋部10の最下流にある横シール機構17の動きと機械的に連動する移動機構32による移動動作によって、製造された袋Bを、水平方向ではなく、下方に移動させながら斜め後方に移動させている。このように、袋Bの移動方向を斜めにしているため、袋Bの製造からストリップ取付部30の固着機構33における袋BのストリップSへの取り付けに至る一連の動作において、袋Bの動きがスムーズとなっている。このため、製袋部10における袋Bの製造を高速に(例えば、1分間に120個や150個の袋Bを製造するように設定)した場合でも、製造した袋を真下に移動させてストリップに袋を取り付ける場合と同様に、袋Bの取り付けに支障が出ることが少なくなっている。
【0059】
また、ここでは、製袋部10で製造された袋Bが、真下ではなく斜め下方に移動させられる。このため、製袋部10の横シール機構17から次の袋Bが製造されてきて下方に排出されたときにも、先の袋Bと干渉しないようになっている。すなわち、袋Bの厚み方向である前後方向に袋Bをずらし、製造が完了するポイントP11とは平面的にずれている固着ポイントP2において袋BをストリップSにシールする構成を採っているため、先に製造されてストリップSにシールされている袋Bと次に製造されてきて横シール機構17から下方に排出されてくる袋Bとが干渉しないようになっている。そして、袋Bを真下ではなく斜め下方に移動させることによって干渉を回避するように構成しているため、移動機構32の移動動作による袋Bの鉛直方向に沿った移動距離を減らすことができている。すなわち、袋Bを真下に移動させつつ干渉を回避させようとすると少なくとも袋Bの鉛直方向の長さ(高さ寸法)だけの移動距離が必要になるが、ここでは袋Bを斜め下方に移動させているため、製造が完了するポイントP11や保持ポイントP1と固着ポイントP2との鉛直方向の距離が袋Bの鉛直方向の長さよりも短くなっている。これにより、製袋包装機1全体の高さ寸法を小さくすることができている。
【0060】
さらに、移動機構32が袋Bを水平移動させずに斜め下方に移動させる構成を採っているため、横シール機構17において略D字状の軌跡Tを描くシールジョー51やその付属物と袋Bを掴む保持機構31との干渉も避けることができている。
(3)
製袋包装機1では、ストリップ取付部30の取付動作のうち保持機構31による保持動作と固着機構によるシール動作については、製袋部10の動力源とは別の動力源(保持用シリンダおよび押圧用シリンダ33b)を用意している。すなわち、制御部90は、ストリップ取付部30における保持動作とシール動作とを、一時的に製袋部10の動きと連動しないようにすることが可能となっている。
【0061】
そして、制御部90は、計量機2からの計量不良信号を受けたときには、高速性を確保するために製袋部10の動作は継続させるが、計量不良のポテトチップスCを充填して製造されてきた袋Bについては、保持動作やストリップSへのシール動作を行わないように制御している。これにより、計量不良の袋BをストリップSに取り付けてしまうことが防止されている。
【0062】
(4)
製袋包装機1では、図14に示すように、通常の搬送ピッチの一群の袋Bと次の一群の袋Bとの間においてストリップSに長スパン部S2が形成され、その長スパン部S2に対してカッター45により切れ目45aが形成される。カッター45によりストリップSを完全に切断してしまうとストリップSに取り付けられた複数の袋Bのハンドリングに支障を来すことが想定されるが、ここでは、切れ目45aを形成するだけで切断はしないため、ストリップSに取り付けられた袋Bを後工程において連続的に取り扱うことができる。
【0063】
また、パンチ46によりストリップSに穴46aを形成することができるようになっているので、ストリップSに取り付けられた袋Bの出荷先において袋Bが取り付けられたストリップSを吊り下げることが容易となる。
(5)
ストリップ搬送部41により搬送されてくるストリップSには、固着機構33のヒーター33aおよび押圧体33cによって袋Bが取り付けられる。袋Bが取り付けられたストリップSは、その後、搬送コンベア85によって後工程に送られることになる。したがって、カッターやパンチを固着機構33の下流側に配置するとすれば、カッターやパンチよりもさらに下流側において、カッターによる切れ目形成時などにストリップSを保持する機構が必要になってしまう。
【0064】
これに鑑み、ここでは、カッター45やパンチ46を固着機構33の上流側に配置して、ストリップ搬送部41の駆動ローラ41c,41dなどがカッター45によるストリップSの切断時などにおけるストリップSの保持の役割を果たすようにしている。
(6)
製袋包装機1では、製袋部10において横シール機構17の一対のシールジョー51が下方に移動しながら袋Bの上下の端部に対して圧力および熱を加える。これにより端部が横シールされた袋Bは、ストリップ取付部30において斜めに往復移動する保持機構31によって掴まれて移動していくことになる。
【0065】
このような保持機構31の移動および保持動作に対して、横シール機構17の一対のシールジョー51は、一定の高さ位置において製造した袋Bを離すように制御されている。具体的には、袋BのサイズやフィルムFの種類に関わらず、シールジョー51は、固定ポイントであるポイントP11において袋Bの挟持を解除するように制御されている。これに対応して、ストリップ取付部30では、保持機構31により袋Bを保持する保持ポイントP1を固定して、その常に固定されている保持ポイントP1に対して保持機構31を移動させる構成を採っている。このため、ストリップ取付部30の構成、特に移動機構32の構成や移動機構32の制御がシンプルなものとなっており、袋BのストリップSに対する取付ミスも少なくなっている。
【0066】
なお、従来から存在する通常の製袋包装機(ストリップ取付機能を持たないもの)においては、シールジョーが互いに押しつけ合って横シールを開始するポイントが一定となっていることが多く、袋のサイズなどが変わると横シールの終了ポイントが上下にずれるように制御されている。
〔変形例〕
(A)
上記実施形態では、計量機2からの計量不良信号を受けたときに、高速性を確保するために製袋部10の動作は継続させつつ、計量不良のポテトチップスCを充填して製造されてきた袋Bについては、保持動作やストリップSへのシール動作を行わないように制御している。
【0067】
このような制御によって計量不良の袋BをストリップSに取り付けてしまう不具合を回避しているが、製袋部10の動作を止めていないため、これに連動するストリップ取付部30の移動機構32の移動動作は継続される。
この移動動作が、例えば計量不良の袋Bを振り分ける振り分け装置(図示せず)の動きと干渉するような恐れがある場合には、横シール機構17の旋回用モータ17aの動力をストリップ取付部30における移動動作に結びつける動力経路において動力遮断機構を設置して、ストリップ取付部30による取付動作が必要ないときに動力遮断を行うように構成することも考えられる。
【0068】
(B)
上記実施形態では、ストリップロール42aから繰り出されるストリップSの存在を検出する光電式のストリップ残量検知センサ43を採用しているが、これに代えて、ストリップロール42aに付されたエンドマークを検出するセンサ、ストリップロール42aの所定部分の厚みを検出するセンサ、ストリップロール42aから繰り出されるストリップSの張力を検出するセンサなどを用いることも可能である。
【0069】
(C)
上記実施形態では、1本のストリップSに対して袋Bを取り付けていって図14に示すような状態で複数の袋Bを後工程に送り出すようにしているが、図15に示すように、2本のストリップS11,S12に対して袋Bが取り付くようにストリップ搬送部41や固着機構33を構成することも可能である。
【0070】
(D)
上記実施形態では、袋Bの左右両方の側部を把持アーム31bによって掴む保持機構31を採用しているが、把持アーム31bの代わりに吸引ユニットなどを用いて袋Bを保持する保持機構を採用することも可能である。
【0071】
【発明の効果】
本発明では、袋を帯体に取り付ける取付部の動作の前段階において製造されてくる袋の位置が一定しなければ、取付部に複雑な構成あるいは制御を導入して袋の位置の違いに対応できるようにしておかなければならなくなることに鑑み、一対のシール部材が袋の端部の挟持を解除する鉛直方向の位置である解除位置を一定にしている。これにより、取付部の構成あるいは制御が複雑になることが抑えられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る製袋包装機の側面図。
【図2】製袋包装機の正面図。
【図3】製袋部の概略斜視図。
【図4】ストリップ取付部およびストリップ搬送部の側面概略図。
【図5】ストリップ取付部およびストリップ搬送部の正面概略図。
【図6】保持機構の概略斜視図。
【図7】移動機構の動力伝達経路を示す図。
【図8】固着機構の押圧体の駆動に関する構造を示す図。
【図9】ストリップ取付部およびストリップ搬送部の一状態を示す側面概略図。
【図10】張力調整機構の側面図。
【図11】制御ブロック図。
【図12】横シール機構のシールジョーの動きを示す図。
【図13】横シール機構のシールジョーの他の動きを示す図。
【図14】ストリップに取り付けられた袋の状態を示す斜視図。
【図15】変形例においてストリップに取り付けられた袋の状態を示す斜視図。
【符号の説明】
1 製袋包装機
10 製袋部
17 横シール機構
30 ストリップ取付部
31 保持機構
32 移動機構
33 固着機構
51 シールジョー(シール部材)
90 制御部
B 袋
C ポテトチップス(商品)
F フィルム
P1 保持ポイント
P2 固着ポイント
P11 解除ポイント
S ストリップ(帯体)
Claims (4)
- 袋の鉛直方向の端部をシールする横シール機構を含み、商品が充填された袋を製造する製袋部と、
前記製袋部により製造された袋を帯体に取り付ける取付部と、
を備え、
前記横シール機構は、袋の前記端部を両側から挟持し下方に移動しながら圧力および熱を加えて前記端部をシールする一対のシール部材を有しており、
前記袋のサイズや前記袋を製造する包材の種類に応じて、前記一対のシール部材の前記端部の挟持を開始する高さ位置を変更する制御部を、さらに備え、
前記一対のシール部材が袋の前記端部の挟持を解除する鉛直方向の位置である解除位置が、前記袋を挟持しながら前記一対のシール部材が下方に移動する距離に関わらず一定であって、前記取付部によって前記袋を前記帯体に取り付ける取付位置が前記解除位置からみて斜め下方にある、
製袋包装機。 - 前記取付部は、前記製袋部により製造された袋を保持する保持機構を有しており、
前記保持機構は、前記解除位置を基準とする一定の保持位置において袋を保持する、
請求項1に記載の製袋包装機。 - 前記取付部は、前記保持位置とは離れている固着位置において袋を帯体に着ける固着機構と、前記保持位置から前記固着位置へと袋が移動するように前記保持機構を移動させる移動機構とをさらに有している、
請求項2に記載の製袋包装機。 - 平面視において前記保持位置と前記固着位置とが異なる、
請求項3に記載の製袋包装機。
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