JP4053207B2 - 成形充填密封打抜装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形充填密封打抜装置に係り、より詳しくは、収容部内に所定の内容物が充填され、さらに収容部の周縁部分に対しシール部材が貼付けられることにより内容物が密封された製品を製造するための成形充填密封打抜装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５，６に示すように、この種の技術における製品７１は、一般に、容器７２、内容物８及び密封用フィルム１２を備えている。容器７２は、凹形状をなす収容部７と、該収容部７の上部周縁部分に一体形成されたフランジ部７３とからなっている。収容部７内には所定の内容物８が収容されるとともに、フランジ部７３の表面には密封用フィルム１２が貼付けられている。つまり、収容部７内の内容物８は、密封用フィルム１２で密封されている。
【０００３】
このような製品７１を製造するに際しては、成形充填密封打抜装置が用いられる。その名の通り、成形充填密封打抜装置では、帯状の容器用フィルム２が連続的に移送されるよう構成されており、移送が一旦停止された状態において、容器用フィルム２は成形工程、充填工程、密封工程及び打抜工程を経る。より詳しくは、図７に示すように、成形工程においては、容器用フィルム２が加熱軟化され、図示しない成形装置によって収容部７が形成される。充填工程においては、前記収容部７内に内容物８が充填される。密封工程においては、前記フランジ部７３に相当する部位に対し密封用フィルム１２が熱融着され、これにより内容物８が密封用フィルム１２で密封される。そして、打抜工程においては、収容部７及びフランジ部７３を含むようにして所定数の（図では１つの）容器７２単位で打ち抜かれる。このように、一連の工程を経ることで、上述した製品７１が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記技術では、各装置が独立して駆動制御される構成となっている一方で、容器用フィルム２には熱応力が加わることにより、伸び又は収縮が起こりうる。このため、予め所定のタイミングで容器用フィルム２の移送が停止されるような構成となっていたとしても、容器用フィルム２自体の伸び或いは収縮によって、シール位置や打抜位置にばらつきが生じてしまうおそれがあった。その結果、シール位置にばらつきが生じた場合には密封状態が不十分となるおそれがあり、打抜位置にばらつきが生じた場合には、フランジ部７３の幅Ｗにばらつきが生じ、密封不十分或いは外観不良となってしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記各事情に鑑みてなされたものであり、フィルムの位置ずれに起因する不具合を抑制することができる成形充填密封打抜装置を提供することを主たる目的の一つとしている。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。
【０００７】
手段１．移送可能な帯状のフィルムを加熱軟化させ所定形状を有する容器の収容部を成形する成形装置と、前記収容部に所定の内容物を充填する充填装置と、前記フィルムのうち少なくとも前記収容部の周縁部分に対し、シール部材を貼付けることにより、該シール部材で内容物を密封する密封装置と、前記収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜く打抜装置とを備えた成形充填密封打抜装置において、前記成形装置又はその近傍に、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングを施すマーキング手段を設けるとともに、前記マーキングを検出するためのマーキング検出手段を前記打抜装置又はその近傍に設け、前記マーキング検出手段の検出結果に基づいて前記打抜装置による打抜位置を調整可能としたことを特徴とする成形充填密封打抜装置。
【０００８】
手段１によれば、成形装置により、帯状のフィルムが加熱軟化され所定形状を有する容器の収容部が成形される。また、充填装置により、前記収容部に所定の内容物が充填される。さらに、密封装置により、前記フィルムのうち少なくとも収容部の周縁部分に対し、シール部材が貼付けられる。これにより、収容部内の内容物がシール部材で密封されることとなる。そして、打抜装置により、収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜かれ、製品が得られる。さて、手段１では、成形装置又はその近傍に設けられたマーキング手段により、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングが施される。また、打抜装置又はその近傍に設けられたマーキング検出手段によりマーキングが検出される。そして、その検出結果に基づいて打抜装置による打抜位置が調整される。このため、フィルム自身が熱応力により伸び又は収縮を起こしたとしても適正な位置で打ち抜きを行うことが可能となる。その結果、密封不十分或いは外観不良等の各種不具合の発生が抑制される。
【０００９】
手段２．移送可能な帯状のフィルムを加熱軟化させ所定形状を有する容器の収容部を成形する成形装置と、前記収容部に所定の内容物を充填する充填装置と、前記フィルムのうち少なくとも前記収容部の周縁部分に対し、シール部材を貼付けることにより、該シール部材で内容物を密封する密封装置と、前記収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜く打抜装置とを備えた成形充填密封打抜装置において、前記成形装置又はその近傍に、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングを施すマーキング手段を設けるとともに、前記マーキングを検出するためのマーキング検出手段を前記密封装置又はその近傍に設け、前記マーキング検出手段の検出結果に基づいて前記密封手段による密封位置を調整可能としたことを特徴とする成形充填密封打抜装置。
【００１０】
手段２によれば、成形装置により、帯状のフィルムが加熱軟化され所定形状を有する容器の収容部が成形される。また、充填装置により、前記収容部に所定の内容物が充填される。さらに、密封装置により、前記フィルムのうち少なくとも収容部の周縁部分に対し、シール部材が貼付けられる。これにより、収容部内の内容物がシール部材で密封されることとなる。そして、打抜装置により、収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜かれ、製品が得られる。さて、手段２では、成形装置又はその近傍に設けられたマーキング手段により、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングが施される。また、密封装置又はその近傍に設けられたマーキング検出手段によりマーキングが検出される。そして、その検出結果に基づいて密封装置による密封位置が調整される。このため、フィルム自身が熱応力により伸び又は収縮を起こしたとしても適正な位置で密封することが可能となる。その結果、密封不十分等の各種不具合の発生が抑制される。
【００１１】
手段３．移送可能な帯状のフィルムを加熱軟化させ所定形状を有する容器の収容部を成形する成形装置と、前記収容部に所定の内容物を充填する充填装置と、前記フィルムのうち少なくとも前記収容部の周縁部分に対し、シール部材を貼付けることにより、該シール部材で内容物を密封する密封装置と、前記収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜く打抜装置とを備えた成形充填密封打抜装置において、前記成形装置又はその近傍に、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングを施すマーキング手段を設けるとともに、前記マーキングを検出するためのマーキング検出手段を前記密封装置又はその近傍及び前記打抜装置又はその近傍にそれぞれ設け、前記各マーキング検出手段の検出結果に基づいて前記密封手段による密封位置及び前記打抜装置による打抜位置を調整可能としたことを特徴とする成形充填密封打抜装置。
【００１２】
手段３によれば、成形装置により、帯状のフィルムが加熱軟化され所定形状を有する容器の収容部が成形される。また、充填装置により、前記収容部に所定の内容物が充填される。さらに、密封装置により、前記フィルムのうち少なくとも収容部の周縁部分に対し、シール部材が貼付けられる。これにより、収容部内の内容物がシール部材で密封されることとなる。そして、打抜装置により、収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜かれ、製品が得られる。さて、手段３では、成形装置又はその近傍に設けられたマーキング手段により、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングが施される。また、密封装置又はその近傍に設けられたマーキング検出手段によりマーキングが検出され、その検出結果に基づいて密封装置による密封位置が調整される。さらには、打抜装置又はその近傍に設けられたマーキング検出手段によりマーキングが検出され、その検出結果に基づいて打抜装置による打抜位置が調整される。従って、フィルム自身が熱応力により伸び又は収縮を起こしたとしても適正な位置で密封及び打ち抜きを行うことが可能となる。その結果、密封不十分或いは外観不良等の各種不具合の発生が抑制される。
【００１３】
手段４．前記マーキング手段は、前記打抜装置により打抜かれる部分の外側にマーキングを施すものであることを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の成形充填密封打抜装置。
【００１４】
手段４によれば、マーキング手段により施されるマーキングは、打抜装置により打抜かれる部分の外側であるため、得られる製品にマーキングが残存してしまうことがない。
【００１５】
手段５．前記マーキングの一部と、前記打抜装置により打抜かれる部分の周縁部の延長線とがほぼ一致するよう構成したことを特徴とする手段４に記載の成形充填密封打抜装置。
【００１６】
手段５によれば、マーキングの一部と、打抜装置により打抜かれる部分の周縁部の延長線とがほぼ一致するため、打抜装置の設計が容易なものとなり、しかも成形装置の主たる成形部とマーキング手段との間の距離を極力短くすることができ、装置の大型化を回避できる。
【００１７】
手段６．前記マーキングは透孔であり、前記マーキング手段は透孔を形成するためのパンチ機構を備えていることを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の成形充填密封打抜装置。
【００１８】
手段６によれば、マーキング手段のパンチ機構により、フィルムに透孔を形成することで、上記手段１乃至５の作用が奏される。すなわち、パンチ機構が成形装置に設けられる場合には、成形装置における成形の動作と同時に透孔が形成される。従って、構造の著しい簡素化を図ることができる。
【００１９】
手段７．前記マーキング検出手段は、前記透孔の存在により光の透過を検知可能な光センサであることを特徴とする手段６に記載の成形充填密封打抜装置。
【００２０】
手段７によれば、透孔が所定位置にきたときに光の透過が許容され、光センサによって透孔の位置が確実に検出される。また、手段６の作用効果がより確実に奏される。
【００２１】
手段８．前記調整は、前記装置を前記フィルムの移送方向と平行に移動させることにより行われるものであることを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の成形充填密封打抜装置。
【００２２】
手段８によれば、打抜装置、或いは、密封装置がフィルムの移送方向と平行に移動させられることにより、打抜位置、或いは、密封位置を調整できる。すなわち、打抜装置、或いは、密封装置を直線的にスライドさせれば手段１乃至７の各作用効果が確実に奏される。従って、位置調整のための構成の複雑化を回避できる。
【００２３】
手段９．前記移動は、前記フィルムの移送方向とは逆方向への移動であることを特徴とする手段８に記載の成形充填密封打抜装置。
【００２４】
手段９によれば、フィルムの移送方向とは逆方向へ打抜装置、或いは、密封装置をスライドさせることにより位置調整が行われる。このため、通常のフィルムの移送時に一旦マーキングが検出された後、位置調整時に同一のマーキングが再度検出されるということがない。そのため、誤検出を極力抑えることができ、制御の複雑化を防止できる。
【００２５】
手段１０．前記調整に際し、前記装置が所定量以上移動するのを規制する規制手段を設けたことを特徴とする手段８又は９に記載の成形充填密封打抜装置。
【００２６】
手段１０によれば、打抜装置、或いは、密封装置が所定量以上移動することによる誤検出、装置の破損といった不具合を防止することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
【００２８】
まず、図２に基づいて、本実施の形態にかかる成形充填密封打抜装置１の概略について説明する。
【００２９】
帯状の容器用フィルム（以下単に「フィルム」と称する）２は、最上流側（図２の左側）においてロール状に巻回されている。フィルム２はポリプロピレン，ＰＶＣ等の熱可塑性合成樹脂によって構成されている。
【００３０】
ロール状に巻回されたフィルム２の引出し端側は、ガイドロール３に案内されている。フィルム２は、ガイドロール３の下流側において図示しない間欠送りロールに掛装されている。間欠送りロールは、所定間隔を隔てて（例えば後述する各装置間に）複数個設けられており、間欠的に回転するモータに連結され、フィルム２を間欠的に搬送する。なお、フィルム２移送経路の途中に、フィルム２を常時緊張状態に保持するためのテンションロール等を適宜設けることとしてもよい。
【００３１】
さて、最上流側の間欠送りロールの下流側において、フィルム２の移送経路に沿って、成形装置４が設けられており、成形装置４は加熱装置５と収容部成形装置６とが順に並設されることにより構成されている。そして、フィルム２が加熱装置５によって加熱されて軟化した状態において、収容部成形装置６によって収容部７が正確に成形されるようになっている。この収容部７の成形は、間欠送りロールによるフィルム２の搬送動作間のインターバルの際に行われる。
【００３２】
また、収容部成形装置６の下流側におけるフィルム２移送経路に沿って、前記収容部７に所定の内容物８を自動的に充填する充填装置９が配設されている。充填装置９は、例えばフィルム２の移送動作と同期して、所定間隔毎にシャッタを開くことで内容物８を落下させるものであり、このシャッタ開放動作に伴って各収容部７内に内容物８が投入される。もちろん、充填装置９は、内容物８を把持して投入する機構を有していてもよい。また、充填される内容物８の数量、形状等は何ら限定されるものではなく複数個であってもよいし、場合によっては液状物や紛状物、或いはペースト状物であってもよい。
【００３３】
充填装置９の下流側におけるフィルム２移送経路に沿って、密封装置１１が設けられている。また、密封装置１１の上方には帯状に形成されたシール部材としての密封用フィルム１２がロール状に巻回されている。密封用フィルム１２は、いかなる素材により構成されていてもよいが、本実施の形態では前記フィルム２に対し熱融着されうるフィルム素材を使用している。ロール状に巻回された密封用フィルム１２の引出し端は、ガイドロール１３に案内されている。ガイドロール１３は密封用フィルム１２を前記フィルム２に対し当接した状態で密封装置１１に送り込むためのものである。
【００３４】
密封装置１１においては、フィルム２のうちの前記収容部７の外周縁部に対し、密封用フィルム１２が熱融着され、これにより内容物８が密封用フィルム１２で密封される。
【００３５】
なお、上記充填装置９の下流側におけるフィルム２移送経路に沿って、内容物８が各収容部７に確実に充填されているか否か、また内容物８の異常の有無、異物混入の有無等の検査を行うための検査装置（図示しない）を配設することとしてもよい。また、フィルム２又は密封用フィルム１２の一部に印刷を施すための刻印装置（図示しない）を適宜配設することとしてもよい。
【００３６】
さて、密封装置１１の下流側におけるフィルム２移送経路に沿って、打抜装置１４が配設されている。打抜装置１４は、密封用フィルム１２の貼付けられたフィルム２の収容部７及びその周縁部分を含むようにして所定数の（本実施の形態では１つの）容器７２単位で打ち抜く機能を有する。
【００３７】
打抜装置１４によって打抜かれた容器（製品）は、取出しコンベア１５によって搬送され、図示しない完成品貯留部に一旦貯留される。
【００３８】
前記打抜装置１４の下流側には、ガイドロール１６及び巻取ロール１７が配設されている。そして、打抜装置１４による打抜き後に帯状に残った残材部１８は、ガイドロール１６に案内された後、巻取ロール１７にて巻回される。巻取ロール１７も、間欠送りロールによって構成され、間欠的に回転するモータに連結され、残材部１８を間欠的に巻取る。なお、残材部１８を図示しない裁断装置によって所定寸法に裁断した後、別途廃棄処理、或いは再利用処理に供することとしてもよい。
【００３９】
成形充填密封打抜装置１の概略は以上のとおりであるが、以下においては、収容部成形装置６、密封装置１１及び打抜装置１４について、より具体的に説明する。
【００４０】
まず、収容部成形装置６について説明する。図３に示すように、収容部成形装置６は、固定型２１と可動型２２とを備えている。固定型２１は一対の支持ガイド２３を介して基台２４に連結固定されている。支持ガイド２３は固定型２１の上方にも延びており、その上端は天板２０に連結固定されている。また、可動型２２は挿通孔２５に支持ガイド２３が挿通された状態で固定型２１及び基台２４間に上下動可能に配設されている。
【００４１】
基台２４上にはシリンダ２６Ａが設けられており、該シリンダ２６Ａにはロッド２７Ａが出没可能に設けられている。ロッド２７Ａの先端は前記可動型２２に連結されている。従って、ロッド２７Ａが没入した状態にあっては、可動型２２は固定型２１から離間した待機位置に維持され、ロッド２７Ａが突出した状態にあっては、可動型２２は固定型２１に近接又は当接した作業位置に維持される。
【００４２】
前記天板２０には、シリンダ２６Ｂが設けられており、該シリンダ２６Ｂにはロッド２７Ｂが出没可能に設けられている。ロッド２６Ｂの先端には前記収容部７を成形するための成形突部２８が連結されている。該成形突部２８は、固定型２１に設けられた挿通孔２１ａ内を挿通可能となっている。一方、可動型２２には前記成形突部２８に相対する成形凹部３２が形成されている。従って、前記可動型２２が作業位置に維持されており、ロッド２７Ｂが突出した状態にあっては、成形突部２８が成形凹部３２に嵌め込まれ、これにより、フィルム２に収容部７が形成されるようになっている。
【００４３】
また、前記天板２０には、別のシリンダ２６Ｃが設けられているとともに、該シリンダ２６Ｃには、フィルム２に対しマーキングとしての透孔２９（図１参照）を形成するための打抜パンチ３１が出没可能に設けられている。一方、可動型２２には打抜パンチ３１に対応するパンチ穴３３が可動型２２の表裏に貫通するように形成されている。なお、打抜パンチ３１はパンチ穴３３にぴったり嵌まる形状となっており、これら打抜パンチ３１及びパンチ穴３３によりマーキング手段及びパンチ機構が構成されている。打抜パンチ３１の断面形状及びパンチ穴３３の平面形状は、共に矩形状になっている。また、打抜パンチ３１は、固定型２２の厚さよりも長く形成されている。そして、可動型２２が作業位置に配置された状態にあり、かつ、シリンダ２６Ｃが駆動されて打抜パンチ３１が突出させられることにより、フィルム２が打ち抜かれ、可動型２２の裏面から更に突出するように構成されている。これにより、パンチ後の屑を可動型２２の裏面側から排出することができ、排出された屑は、基台２４上の図示しない屑受けに貯留されるようになっている。さらに、前記打抜パンチ３１は、前記成形突部２８から所定距離隔てた所定位置に設けられている。これにより、透孔２９は、収容部７から所定距離隔てた所定位置に形成されるようになっている。
【００４４】
次に、密封装置１１及び打抜装置１４について説明する。両装置１１，１４は、機能の相違こそあれ、特徴的な構成は酷似している。ここでは密封装置１１を代表例として詳しく説明することとする。図４に示すように、密封装置１１は、固定型４１と可動型４２とを備えている。可動型４２の下側には駆動機構４３が備えられており、該駆動機構４３により、可動型４２は、固定型４１に近接又は当接した作業位置と、固定型４１から離間した待機位置とに切換駆動される。すなわち、固定型４１は一対のマスト４４を介して基台４５に連結固定されている。また、可動型４２は挿通孔４６を有しており、該挿通孔４６にマスト４４が挿通されている。基台４５上にはシリンダ４７が設けられており、該シリンダ４７にはロッド４８が出没可能に設けられている。ロッド４８の先端は可動型４２に連結されている。従って、ロッド４８が没入した状態にあっては可動型４２は待機位置に、ロッド４８が突出した状態にあっては可動型４２は作業位置に維持される。
【００４５】
固定型４１には、収容部７を収容可能なホルダ４９が形成されている。これにより、可動型４２が作業位置にまで移動させられたとしても、収容部７が潰れてしまったりすることが回避されるようになっている。
【００４６】
また、固定型４１及び可動型４２には、前記透孔２９を検出するためのマーキング検出手段としての光ファイバセンサ５１（投光部５２及び受光部５３）が設けられている。このため、フィルム２に形成された透孔２９と密封装置１１との相対位置関係が所定の位置関係となったときに、光の透過が許容され、光ファイバセンサ５１によって透孔の位置が確実に検出される。
【００４７】
さらに、前記駆動機構４３には、可動型４２を固定型４１に対し接離可能に駆動する以外にも、基台４５等をフィルム２の移送方向と平行にスライド移動可能に駆動する機能（位置調整機能）が設けられている。すなわち、一対の固定ブロック５４，５５には、ボールねじ５６が回転可能に支持されており、該ボールねじ５６の基端部は図示しない減速装置を介してサーボモータ５７に連結されている。該ボールねじ５６には、ボールナット５８が螺合されている。ボールナット５８の端部（図では上端部）は前記基台４５から延びる連結棒５９に固定されている。また、前記基台４５には一対のガイドブロック６１が突設されており、該ガイドブロック６１がフィルム２の移送方向と平行に配設されたガイドレール６２上をスライド可能に係合されている。従って、サーボモータ５７が駆動された場合には、ボールねじ５６が回転し、これに伴い、ボールナット５８がボールねじ５６の長手方向に移動する。そのため、基台４５、固定型４１及び可動型４２は、ガイドレール６２に案内されながら、フィルム２の移送方向と平行にスライドするようになっている。
【００４８】
ボールねじ５６の先端側の固定ブロック５４の内側面には、近接スイッチよりなる原点センサ６３が設けられている。該原点センサ６３により、ボールナット５８の原点復帰位置が検出されるようになっている。すなわち、原点センサ５８がオン状態となることで、ボールナット５８、ひいては基台４５、固定型４１及び可動型４２が原点位置（図の右側位置）にあることが検出される。また、ボールねじ５６の基端側の固定ブロック５５には、同じく近接スイッチよりなるセフティセンサ６４が設けられている。該セフティセンサ６４により、ボールナット５８の所定量以上（図の左方向へ）移動したことが検出されるようになっている。すなわち、セフティセンサ６４がオン状態となることで、ボールナット５８、ひいては基台４５、固定型４１及び可動型４２が予定量よりも大幅に移動し過ぎてしまったことが検出される。セフティセンサ６４がオン状態となった場合には、それ以上のサーボモータ５７の作動が強制的に停止され、それまでとは逆方向へのモータリング動作が行われるようになっている。なお、ボールナット５８の両側部には、ストッパ６６が設けられ、これらストッパ６６の存在により、ボールナット５８の所定量以上の移動が機械的に規制され、前記両センサ６３，６４等の破損が防止されるようになっている。
【００４９】
固定型４１及び可動型４２の少なくとも一方には、図示しないヒートシール手段が設けられている。該ヒートシール手段が加熱されることで、可動型４２が作業位置に維持された場合に、フィルム２のうちの収容部７の外周縁部に対し密封用フィルム１２が熱融着され、これにより内容物８が密封用フィルム１２で密封される。
【００５０】
次に、打抜装置１４について説明する。この打抜装置１４も、前記密封装置１１と同様、固定型と可動型とを備えており、可動型の下側には上記同様の駆動機構が備えられている。また、固定型及び可動型にはマーキング検出手段を構成する光ファイバセンサが設けられている。
【００５１】
打抜装置１４において、可動型には、図示しない環状の打抜刃が突設されている。打抜刃は容器７２（フランジ部７３：図５参照）の外形に沿った略矩形状に形成されている。一方、固定型には、打抜刃と対応して打抜孔が貫通形成されている。そして、可動型の作業位置への移動に伴って打抜刃によって密封用フィルム１２の貼付けられたフィルム２を容器７２単位に打抜くようになっている。
【００５２】
さて、以上のように構成された成形充填密封打抜装置１によって図５，６に示した製品７１を製造する手順について、特に、成形工程と、内容物８が収容部７に充填された後の密封工程及び打抜工程とを中心として説明する。
【００５３】
図１，２に示すように、フィルム２は、まず、成形装置４において成形工程を経る（図１（ａ）参照）。成形工程では上述した加熱装置５及び収容部成形装置６が使用される。すなわち、フィルム２は、まず加熱装置５を通過することにより加熱され、軟化させられる。その後、収容部成形装置６へと案内され、所定のタイミングで停止される。
【００５４】
該収容部成形装置６においては、図３に示すように、まず、ロッド２７Ａが突出状態とされ、これにより固定型２１に対し可動型２２が接触する方向（待機位置から作業位置）へと移動させられる。次に、該作業位置に維持された状態において、ロッド２７Ｂが突出状態とされる。これにより、成形凹部３２に対し成形突部２８が相対的に係合させられることとなり、軟化状態にあるフィルム２は上記係合によって延伸させられ、もって収容部７が形成される。
【００５５】
続いて、シリンダ２６Ｃが駆動させられ、打抜パンチ３１がパンチ穴３３に嵌め込まれる。そして、フィルム２には、透孔２９が形成されることとなる。なお、この透孔２９は、上述したように収容部７から所定距離隔てた所定位置に形成され、その一側縁は後の打抜により形成されるフランジ部７３の延長線Ｌ上に一致するものである（図５参照）。
【００５６】
また、その後、打抜パンチ３１がシリンダ２６Ｃ内に没入され、次いでロッド２７Ｂがシリンダ２６Ｂ内に没入される。そして、ロッド２７Ａがシリンダ２６Ａ内に没入されることにより、可動型２２は固定型２１から離間する方向（図の下方）へと移動させられ、待機位置に維持される。上記一連の工程を経ることにより、成形工程が終了する。
【００５７】
成形工程が終了すると、今度は充填工程へ移行する（図１（ｂ）参照）。
【００５８】
充填工程が終了すると、今度は密封工程へ移行する（図１（ｃ）参照）。かかる密封工程では、上述した密封装置１１が使用される。すなわち、収容部７に内容物８が充填されたフィルム２が密封用フィルム１２とともに密封装置１１へと案内され、所定のタイミング（収容部７がホルダ４９のほぼ上部に位置し、透孔２９が光ファイバセンサ５１の位置に到達する幾分手前のタイミング）で移送が停止される。
【００５９】
該密封装置１１においては、まず、図４に示すように、駆動機構４３によって、密封装置１１の位置調整が実行される。すなわち、サーボモータ５７が所定回転方向に駆動され、これにより、ボールねじ５６が回転し、ボールナット５８が原点位置（図の右側位置）からフィルム２の移送方向とは逆の方向にボールねじ５６に沿って移動する。そのため、基台４５、固定型４１及び可動型４２は、ガイドレール６２に案内されながら、フィルム２の移送方向と平行に、図の左方向へスライドする。そして、所定量移動した時点で、光ファイバセンサ５１の位置が透孔２９の位置と合致することとなり、光ファイバセンサ５１がオン状態となる。この時点でサーボモータ５７の作動が停止され、基台４５、固定型４１及び可動型４２が所定の位置に位置合わせされ、位置調整が完了する。
【００６０】
次に、この状態でシリンダ４７が駆動制御され、固定型４１に対し可動型４２が接触する方向（待機位置から作業位置）へと移動させられる。すると、固定型４１及び可動型４２がほぼ当接状態となり、加熱状態にあるヒートシール手段からの熱がフィルム２及び密封用フィルム１２に伝達され、フィルム２のうちの収容部７の外周縁部（フランジ部７３に相当する部分）に対し密封用フィルム１２が熱融着され、これにより内容物８が密封用フィルム１２で密封される。
【００６１】
シール完了後、ロッド２７が没入させられ、可動型４２は固定型４１から離間する方向へと移動させられ、待機位置に維持される。上記一連の工程を経ることにより、密封工程が終了する。
【００６２】
密封工程が終了すると、今度は打抜工程へ移行する（図１（ｄ）参照）。かかる打抜工程では、上述した打抜装置１４が使用される。すなわち、フィルム２が熱融着された密封用フィルム１２とともに打抜装置１４へと案内され、上記密封装置と同様の所定のタイミングで移送が停止される。
【００６３】
該打抜装置１４においても、まず、駆動機構によって、打抜装置１４自身の位置調整が実行される。すなわち、固定型及び可動型等がフィルム２の移送方向と平行に、移動方向とは逆方向へスライドさせられ、光ファイバセンサがオン状態となった時点でサーボモータの作動が停止され、位置調整が完了する。
【００６４】
次に、この状態でシリンダが駆動制御され、固定型に対し可動型が接触する方向（待機位置から作業位置）へと移動させられる。すると、容器７２の外形に沿った形成をなす打抜刃が、固定型の打抜孔に嵌め込まれる格好となり、密封用フィルム１２の貼付けられたフィルム２が容器７２単位に打抜かれる。打抜完了後、可動型は固定型から離間する方向へと移動させられ、待機位置に維持される。上記一連の工程を経ることにより、打抜工程が終了する。
【００６５】
以上のようにして、図５，６に示したとおりの製品７１を得ることができる。このように、本実施の形態によれば、収容部成形装置６に設けられた打抜パンチ３１及びパンチ穴３３により収容部７の成形とほぼ同時に位置決め用の透孔２９が形成される。そして、密封工程及び打抜工程に際しては、それぞれ光ファイバセンサ５１により透孔２９を検出することで密封位置及び打抜位置が調整される。このため、フィルム自身が熱応力により伸び又は収縮を起こしたとしても適正な位置で密封及び打抜を行うことができる。その結果、密封不十分或いは外観不良等の各種不具合の発生を抑制することができる。
【００６６】
特に、透孔２９は、打抜装置１４により打抜かれる部分の外側であるため、得られる製品に透孔２９が残存してしまうことがなく、該透孔２９の残存による外観不良が起こることがない。従って、マーキングの痕跡が製品に残らないことから、本実施の形態の成形充填密封打抜装置１は、無模様或いは無地の製品の製造に特に適しているといえる。
【００６７】
また、透孔２９の一側縁は後の打抜により形成されるフランジ部７３の延長線Ｌ上に一致するため、打抜装置１４の設計が容易なものとなり、成形突部２８と打抜パンチ３１との間の距離を極力短くすることができ、収容部成形装置６全体の大型化を回避できる。
【００６８】
なお、上記例では、透孔２９の形成に際し、収容突部２８の移動よりも若干遅れて打抜パンチ３１が移動させられるようになっていたが、上記順序を逆にしてもよいし、収容突部２８及び打抜パンチ３１の移動を同時に行うこととしてもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態では、１つの容器７２を有するタイプの製品７１を製造することとしたが、１つの製品に対し複数の容器が設けられるように構成してもよい。
【００７０】
さらに、透孔２９の代わりに、印刷を施したり、ラベルを貼付する等して、マーキングを施すこととしてもよい。そして、マーキング検出手段においては、上記印刷やラベルを検出するような構成としてもよい。但し、この場合においても、成形と同時又はほぼ同時にマーキングを施す必要がある。
【００７１】
さらに、光ファイバセンサ５１等のマーキング検出手段を、密封装置１１や打抜装置１４とは離れた近傍位置に設ける構成としてもよい。
【００７２】
併せて、製品７１をフィルム２の幅方向に２つ、或いはそれ以上同時に製造するようにしてもよい。
【００７３】
加えて、収容部７、フランジ部７３の形状等は上記例に何ら限定されるものではなく、例えば平面円形状や正方形状をなす収容部或いはフランジ部であってもよい。
【００７４】
また、密封用フィルム１２を貼付ける際には、上記実施の形態のような熱融着に代えて、接着剤を用いた接着を行うこととしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態に係る成形充填密封打抜の各過程を示し、フィルムの変化を説明するための概略斜視図である。
【図２】 成形充填密封打抜装置を示す概略斜視図である。
【図３】 収容部成形装置の構成を示す正面概略図である。
【図４】 密封装置の主要部の構成を示す正面概略図である。
【図５】 製品を示す斜視図である。
【図６】 製品の断面図である。
【図７】 従来技術における成形充填密封打抜の各過程を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１…成形充填密封打抜装置、２…容器用フィルム、４…成形装置、６…収容部成形装置、７…収容部、８…内容物、９…充填装置、１１…密封装置、１２…シール部材としての密封用フィルム、１４…打抜装置、２９…マーキングとしての透孔、３１…マーキング手段を構成する打抜パンチ、３３…マーキング手段を構成するパンチ穴、４３…駆動機構、５１…マーキング検出手段としての光ファイバセンサ、７１…製品、７２…容器、７３…フランジ部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形充填密封打抜装置に係り、より詳しくは、収容部内に所定の内容物が充填され、さらに収容部の周縁部分に対しシール部材が貼付けられることにより内容物が密封された製品を製造するための成形充填密封打抜装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５，６に示すように、この種の技術における製品７１は、一般に、容器７２、内容物８及び密封用フィルム１２を備えている。容器７２は、凹形状をなす収容部７と、該収容部７の上部周縁部分に一体形成されたフランジ部７３とからなっている。収容部７内には所定の内容物８が収容されるとともに、フランジ部７３の表面には密封用フィルム１２が貼付けられている。つまり、収容部７内の内容物８は、密封用フィルム１２で密封されている。
【０００３】
このような製品７１を製造するに際しては、成形充填密封打抜装置が用いられる。その名の通り、成形充填密封打抜装置では、帯状の容器用フィルム２が連続的に移送されるよう構成されており、移送が一旦停止された状態において、容器用フィルム２は成形工程、充填工程、密封工程及び打抜工程を経る。より詳しくは、図７に示すように、成形工程においては、容器用フィルム２が加熱軟化され、図示しない成形装置によって収容部７が形成される。充填工程においては、前記収容部７内に内容物８が充填される。密封工程においては、前記フランジ部７３に相当する部位に対し密封用フィルム１２が熱融着され、これにより内容物８が密封用フィルム１２で密封される。そして、打抜工程においては、収容部７及びフランジ部７３を含むようにして所定数の（図では１つの）容器７２単位で打ち抜かれる。このように、一連の工程を経ることで、上述した製品７１が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記技術では、各装置が独立して駆動制御される構成となっている一方で、容器用フィルム２には熱応力が加わることにより、伸び又は収縮が起こりうる。このため、予め所定のタイミングで容器用フィルム２の移送が停止されるような構成となっていたとしても、容器用フィルム２自体の伸び或いは収縮によって、シール位置や打抜位置にばらつきが生じてしまうおそれがあった。その結果、シール位置にばらつきが生じた場合には密封状態が不十分となるおそれがあり、打抜位置にばらつきが生じた場合には、フランジ部７３の幅Ｗにばらつきが生じ、密封不十分或いは外観不良となってしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記各事情に鑑みてなされたものであり、フィルムの位置ずれに起因する不具合を抑制することができる成形充填密封打抜装置を提供することを主たる目的の一つとしている。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。
【０００７】
手段１．移送可能な帯状のフィルムを加熱軟化させ所定形状を有する容器の収容部を成形する成形装置と、前記収容部に所定の内容物を充填する充填装置と、前記フィルムのうち少なくとも前記収容部の周縁部分に対し、シール部材を貼付けることにより、該シール部材で内容物を密封する密封装置と、前記収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜く打抜装置とを備えた成形充填密封打抜装置において、前記成形装置又はその近傍に、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングを施すマーキング手段を設けるとともに、前記マーキングを検出するためのマーキング検出手段を前記打抜装置又はその近傍に設け、前記マーキング検出手段の検出結果に基づいて前記打抜装置による打抜位置を調整可能としたことを特徴とする成形充填密封打抜装置。
【０００８】
手段１によれば、成形装置により、帯状のフィルムが加熱軟化され所定形状を有する容器の収容部が成形される。また、充填装置により、前記収容部に所定の内容物が充填される。さらに、密封装置により、前記フィルムのうち少なくとも収容部の周縁部分に対し、シール部材が貼付けられる。これにより、収容部内の内容物がシール部材で密封されることとなる。そして、打抜装置により、収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜かれ、製品が得られる。さて、手段１では、成形装置又はその近傍に設けられたマーキング手段により、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングが施される。また、打抜装置又はその近傍に設けられたマーキング検出手段によりマーキングが検出される。そして、その検出結果に基づいて打抜装置による打抜位置が調整される。このため、フィルム自身が熱応力により伸び又は収縮を起こしたとしても適正な位置で打ち抜きを行うことが可能となる。その結果、密封不十分或いは外観不良等の各種不具合の発生が抑制される。
【０００９】
手段２．移送可能な帯状のフィルムを加熱軟化させ所定形状を有する容器の収容部を成形する成形装置と、前記収容部に所定の内容物を充填する充填装置と、前記フィルムのうち少なくとも前記収容部の周縁部分に対し、シール部材を貼付けることにより、該シール部材で内容物を密封する密封装置と、前記収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜く打抜装置とを備えた成形充填密封打抜装置において、前記成形装置又はその近傍に、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングを施すマーキング手段を設けるとともに、前記マーキングを検出するためのマーキング検出手段を前記密封装置又はその近傍に設け、前記マーキング検出手段の検出結果に基づいて前記密封手段による密封位置を調整可能としたことを特徴とする成形充填密封打抜装置。
【００１０】
手段２によれば、成形装置により、帯状のフィルムが加熱軟化され所定形状を有する容器の収容部が成形される。また、充填装置により、前記収容部に所定の内容物が充填される。さらに、密封装置により、前記フィルムのうち少なくとも収容部の周縁部分に対し、シール部材が貼付けられる。これにより、収容部内の内容物がシール部材で密封されることとなる。そして、打抜装置により、収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜かれ、製品が得られる。さて、手段２では、成形装置又はその近傍に設けられたマーキング手段により、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングが施される。また、密封装置又はその近傍に設けられたマーキング検出手段によりマーキングが検出される。そして、その検出結果に基づいて密封装置による密封位置が調整される。このため、フィルム自身が熱応力により伸び又は収縮を起こしたとしても適正な位置で密封することが可能となる。その結果、密封不十分等の各種不具合の発生が抑制される。
【００１１】
手段３．移送可能な帯状のフィルムを加熱軟化させ所定形状を有する容器の収容部を成形する成形装置と、前記収容部に所定の内容物を充填する充填装置と、前記フィルムのうち少なくとも前記収容部の周縁部分に対し、シール部材を貼付けることにより、該シール部材で内容物を密封する密封装置と、前記収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜く打抜装置とを備えた成形充填密封打抜装置において、前記成形装置又はその近傍に、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングを施すマーキング手段を設けるとともに、前記マーキングを検出するためのマーキング検出手段を前記密封装置又はその近傍及び前記打抜装置又はその近傍にそれぞれ設け、前記各マーキング検出手段の検出結果に基づいて前記密封手段による密封位置及び前記打抜装置による打抜位置を調整可能としたことを特徴とする成形充填密封打抜装置。
【００１２】
手段３によれば、成形装置により、帯状のフィルムが加熱軟化され所定形状を有する容器の収容部が成形される。また、充填装置により、前記収容部に所定の内容物が充填される。さらに、密封装置により、前記フィルムのうち少なくとも収容部の周縁部分に対し、シール部材が貼付けられる。これにより、収容部内の内容物がシール部材で密封されることとなる。そして、打抜装置により、収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜かれ、製品が得られる。さて、手段３では、成形装置又はその近傍に設けられたマーキング手段により、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングが施される。また、密封装置又はその近傍に設けられたマーキング検出手段によりマーキングが検出され、その検出結果に基づいて密封装置による密封位置が調整される。さらには、打抜装置又はその近傍に設けられたマーキング検出手段によりマーキングが検出され、その検出結果に基づいて打抜装置による打抜位置が調整される。従って、フィルム自身が熱応力により伸び又は収縮を起こしたとしても適正な位置で密封及び打ち抜きを行うことが可能となる。その結果、密封不十分或いは外観不良等の各種不具合の発生が抑制される。
【００１３】
手段４．前記マーキング手段は、前記打抜装置により打抜かれる部分の外側にマーキングを施すものであることを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の成形充填密封打抜装置。
【００１４】
手段４によれば、マーキング手段により施されるマーキングは、打抜装置により打抜かれる部分の外側であるため、得られる製品にマーキングが残存してしまうことがない。
【００１５】
手段５．前記マーキングの一部と、前記打抜装置により打抜かれる部分の周縁部の延長線とがほぼ一致するよう構成したことを特徴とする手段４に記載の成形充填密封打抜装置。
【００１６】
手段５によれば、マーキングの一部と、打抜装置により打抜かれる部分の周縁部の延長線とがほぼ一致するため、打抜装置の設計が容易なものとなり、しかも成形装置の主たる成形部とマーキング手段との間の距離を極力短くすることができ、装置の大型化を回避できる。
【００１７】
手段６．前記マーキングは透孔であり、前記マーキング手段は透孔を形成するためのパンチ機構を備えていることを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の成形充填密封打抜装置。
【００１８】
手段６によれば、マーキング手段のパンチ機構により、フィルムに透孔を形成することで、上記手段１乃至５の作用が奏される。すなわち、パンチ機構が成形装置に設けられる場合には、成形装置における成形の動作と同時に透孔が形成される。従って、構造の著しい簡素化を図ることができる。
【００１９】
手段７．前記マーキング検出手段は、前記透孔の存在により光の透過を検知可能な光センサであることを特徴とする手段６に記載の成形充填密封打抜装置。
【００２０】
手段７によれば、透孔が所定位置にきたときに光の透過が許容され、光センサによって透孔の位置が確実に検出される。また、手段６の作用効果がより確実に奏される。
【００２１】
手段８．前記調整は、前記装置を前記フィルムの移送方向と平行に移動させることにより行われるものであることを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の成形充填密封打抜装置。
【００２２】
手段８によれば、打抜装置、或いは、密封装置がフィルムの移送方向と平行に移動させられることにより、打抜位置、或いは、密封位置を調整できる。すなわち、打抜装置、或いは、密封装置を直線的にスライドさせれば手段１乃至７の各作用効果が確実に奏される。従って、位置調整のための構成の複雑化を回避できる。
【００２３】
手段９．前記移動は、前記フィルムの移送方向とは逆方向への移動であることを特徴とする手段８に記載の成形充填密封打抜装置。
【００２４】
手段９によれば、フィルムの移送方向とは逆方向へ打抜装置、或いは、密封装置をスライドさせることにより位置調整が行われる。このため、通常のフィルムの移送時に一旦マーキングが検出された後、位置調整時に同一のマーキングが再度検出されるということがない。そのため、誤検出を極力抑えることができ、制御の複雑化を防止できる。
【００２５】
手段１０．前記調整に際し、前記装置が所定量以上移動するのを規制する規制手段を設けたことを特徴とする手段８又は９に記載の成形充填密封打抜装置。
【００２６】
手段１０によれば、打抜装置、或いは、密封装置が所定量以上移動することによる誤検出、装置の破損といった不具合を防止することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
【００２８】
まず、図２に基づいて、本実施の形態にかかる成形充填密封打抜装置１の概略について説明する。
【００２９】
帯状の容器用フィルム（以下単に「フィルム」と称する）２は、最上流側（図２の左側）においてロール状に巻回されている。フィルム２はポリプロピレン，ＰＶＣ等の熱可塑性合成樹脂によって構成されている。
【００３０】
ロール状に巻回されたフィルム２の引出し端側は、ガイドロール３に案内されている。フィルム２は、ガイドロール３の下流側において図示しない間欠送りロールに掛装されている。間欠送りロールは、所定間隔を隔てて（例えば後述する各装置間に）複数個設けられており、間欠的に回転するモータに連結され、フィルム２を間欠的に搬送する。なお、フィルム２移送経路の途中に、フィルム２を常時緊張状態に保持するためのテンションロール等を適宜設けることとしてもよい。
【００３１】
さて、最上流側の間欠送りロールの下流側において、フィルム２の移送経路に沿って、成形装置４が設けられており、成形装置４は加熱装置５と収容部成形装置６とが順に並設されることにより構成されている。そして、フィルム２が加熱装置５によって加熱されて軟化した状態において、収容部成形装置６によって収容部７が正確に成形されるようになっている。この収容部７の成形は、間欠送りロールによるフィルム２の搬送動作間のインターバルの際に行われる。
【００３２】
また、収容部成形装置６の下流側におけるフィルム２移送経路に沿って、前記収容部７に所定の内容物８を自動的に充填する充填装置９が配設されている。充填装置９は、例えばフィルム２の移送動作と同期して、所定間隔毎にシャッタを開くことで内容物８を落下させるものであり、このシャッタ開放動作に伴って各収容部７内に内容物８が投入される。もちろん、充填装置９は、内容物８を把持して投入する機構を有していてもよい。また、充填される内容物８の数量、形状等は何ら限定されるものではなく複数個であってもよいし、場合によっては液状物や紛状物、或いはペースト状物であってもよい。
【００３３】
充填装置９の下流側におけるフィルム２移送経路に沿って、密封装置１１が設けられている。また、密封装置１１の上方には帯状に形成されたシール部材としての密封用フィルム１２がロール状に巻回されている。密封用フィルム１２は、いかなる素材により構成されていてもよいが、本実施の形態では前記フィルム２に対し熱融着されうるフィルム素材を使用している。ロール状に巻回された密封用フィルム１２の引出し端は、ガイドロール１３に案内されている。ガイドロール１３は密封用フィルム１２を前記フィルム２に対し当接した状態で密封装置１１に送り込むためのものである。
【００３４】
密封装置１１においては、フィルム２のうちの前記収容部７の外周縁部に対し、密封用フィルム１２が熱融着され、これにより内容物８が密封用フィルム１２で密封される。
【００３５】
なお、上記充填装置９の下流側におけるフィルム２移送経路に沿って、内容物８が各収容部７に確実に充填されているか否か、また内容物８の異常の有無、異物混入の有無等の検査を行うための検査装置（図示しない）を配設することとしてもよい。また、フィルム２又は密封用フィルム１２の一部に印刷を施すための刻印装置（図示しない）を適宜配設することとしてもよい。
【００３６】
さて、密封装置１１の下流側におけるフィルム２移送経路に沿って、打抜装置１４が配設されている。打抜装置１４は、密封用フィルム１２の貼付けられたフィルム２の収容部７及びその周縁部分を含むようにして所定数の（本実施の形態では１つの）容器７２単位で打ち抜く機能を有する。
【００３７】
打抜装置１４によって打抜かれた容器（製品）は、取出しコンベア１５によって搬送され、図示しない完成品貯留部に一旦貯留される。
【００３８】
前記打抜装置１４の下流側には、ガイドロール１６及び巻取ロール１７が配設されている。そして、打抜装置１４による打抜き後に帯状に残った残材部１８は、ガイドロール１６に案内された後、巻取ロール１７にて巻回される。巻取ロール１７も、間欠送りロールによって構成され、間欠的に回転するモータに連結され、残材部１８を間欠的に巻取る。なお、残材部１８を図示しない裁断装置によって所定寸法に裁断した後、別途廃棄処理、或いは再利用処理に供することとしてもよい。
【００３９】
成形充填密封打抜装置１の概略は以上のとおりであるが、以下においては、収容部成形装置６、密封装置１１及び打抜装置１４について、より具体的に説明する。
【００４０】
まず、収容部成形装置６について説明する。図３に示すように、収容部成形装置６は、固定型２１と可動型２２とを備えている。固定型２１は一対の支持ガイド２３を介して基台２４に連結固定されている。支持ガイド２３は固定型２１の上方にも延びており、その上端は天板２０に連結固定されている。また、可動型２２は挿通孔２５に支持ガイド２３が挿通された状態で固定型２１及び基台２４間に上下動可能に配設されている。
【００４１】
基台２４上にはシリンダ２６Ａが設けられており、該シリンダ２６Ａにはロッド２７Ａが出没可能に設けられている。ロッド２７Ａの先端は前記可動型２２に連結されている。従って、ロッド２７Ａが没入した状態にあっては、可動型２２は固定型２１から離間した待機位置に維持され、ロッド２７Ａが突出した状態にあっては、可動型２２は固定型２１に近接又は当接した作業位置に維持される。
【００４２】
前記天板２０には、シリンダ２６Ｂが設けられており、該シリンダ２６Ｂにはロッド２７Ｂが出没可能に設けられている。ロッド２６Ｂの先端には前記収容部７を成形するための成形突部２８が連結されている。該成形突部２８は、固定型２１に設けられた挿通孔２１ａ内を挿通可能となっている。一方、可動型２２には前記成形突部２８に相対する成形凹部３２が形成されている。従って、前記可動型２２が作業位置に維持されており、ロッド２７Ｂが突出した状態にあっては、成形突部２８が成形凹部３２に嵌め込まれ、これにより、フィルム２に収容部７が形成されるようになっている。
【００４３】
また、前記天板２０には、別のシリンダ２６Ｃが設けられているとともに、該シリンダ２６Ｃには、フィルム２に対しマーキングとしての透孔２９（図１参照）を形成するための打抜パンチ３１が出没可能に設けられている。一方、可動型２２には打抜パンチ３１に対応するパンチ穴３３が可動型２２の表裏に貫通するように形成されている。なお、打抜パンチ３１はパンチ穴３３にぴったり嵌まる形状となっており、これら打抜パンチ３１及びパンチ穴３３によりマーキング手段及びパンチ機構が構成されている。打抜パンチ３１の断面形状及びパンチ穴３３の平面形状は、共に矩形状になっている。また、打抜パンチ３１は、固定型２２の厚さよりも長く形成されている。そして、可動型２２が作業位置に配置された状態にあり、かつ、シリンダ２６Ｃが駆動されて打抜パンチ３１が突出させられることにより、フィルム２が打ち抜かれ、可動型２２の裏面から更に突出するように構成されている。これにより、パンチ後の屑を可動型２２の裏面側から排出することができ、排出された屑は、基台２４上の図示しない屑受けに貯留されるようになっている。さらに、前記打抜パンチ３１は、前記成形突部２８から所定距離隔てた所定位置に設けられている。これにより、透孔２９は、収容部７から所定距離隔てた所定位置に形成されるようになっている。
【００４４】
次に、密封装置１１及び打抜装置１４について説明する。両装置１１，１４は、機能の相違こそあれ、特徴的な構成は酷似している。ここでは密封装置１１を代表例として詳しく説明することとする。図４に示すように、密封装置１１は、固定型４１と可動型４２とを備えている。可動型４２の下側には駆動機構４３が備えられており、該駆動機構４３により、可動型４２は、固定型４１に近接又は当接した作業位置と、固定型４１から離間した待機位置とに切換駆動される。すなわち、固定型４１は一対のマスト４４を介して基台４５に連結固定されている。また、可動型４２は挿通孔４６を有しており、該挿通孔４６にマスト４４が挿通されている。基台４５上にはシリンダ４７が設けられており、該シリンダ４７にはロッド４８が出没可能に設けられている。ロッド４８の先端は可動型４２に連結されている。従って、ロッド４８が没入した状態にあっては可動型４２は待機位置に、ロッド４８が突出した状態にあっては可動型４２は作業位置に維持される。
【００４５】
固定型４１には、収容部７を収容可能なホルダ４９が形成されている。これにより、可動型４２が作業位置にまで移動させられたとしても、収容部７が潰れてしまったりすることが回避されるようになっている。
【００４６】
また、固定型４１及び可動型４２には、前記透孔２９を検出するためのマーキング検出手段としての光ファイバセンサ５１（投光部５２及び受光部５３）が設けられている。このため、フィルム２に形成された透孔２９と密封装置１１との相対位置関係が所定の位置関係となったときに、光の透過が許容され、光ファイバセンサ５１によって透孔の位置が確実に検出される。
【００４７】
さらに、前記駆動機構４３には、可動型４２を固定型４１に対し接離可能に駆動する以外にも、基台４５等をフィルム２の移送方向と平行にスライド移動可能に駆動する機能（位置調整機能）が設けられている。すなわち、一対の固定ブロック５４，５５には、ボールねじ５６が回転可能に支持されており、該ボールねじ５６の基端部は図示しない減速装置を介してサーボモータ５７に連結されている。該ボールねじ５６には、ボールナット５８が螺合されている。ボールナット５８の端部（図では上端部）は前記基台４５から延びる連結棒５９に固定されている。また、前記基台４５には一対のガイドブロック６１が突設されており、該ガイドブロック６１がフィルム２の移送方向と平行に配設されたガイドレール６２上をスライド可能に係合されている。従って、サーボモータ５７が駆動された場合には、ボールねじ５６が回転し、これに伴い、ボールナット５８がボールねじ５６の長手方向に移動する。そのため、基台４５、固定型４１及び可動型４２は、ガイドレール６２に案内されながら、フィルム２の移送方向と平行にスライドするようになっている。
【００４８】
ボールねじ５６の先端側の固定ブロック５４の内側面には、近接スイッチよりなる原点センサ６３が設けられている。該原点センサ６３により、ボールナット５８の原点復帰位置が検出されるようになっている。すなわち、原点センサ５８がオン状態となることで、ボールナット５８、ひいては基台４５、固定型４１及び可動型４２が原点位置（図の右側位置）にあることが検出される。また、ボールねじ５６の基端側の固定ブロック５５には、同じく近接スイッチよりなるセフティセンサ６４が設けられている。該セフティセンサ６４により、ボールナット５８の所定量以上（図の左方向へ）移動したことが検出されるようになっている。すなわち、セフティセンサ６４がオン状態となることで、ボールナット５８、ひいては基台４５、固定型４１及び可動型４２が予定量よりも大幅に移動し過ぎてしまったことが検出される。セフティセンサ６４がオン状態となった場合には、それ以上のサーボモータ５７の作動が強制的に停止され、それまでとは逆方向へのモータリング動作が行われるようになっている。なお、ボールナット５８の両側部には、ストッパ６６が設けられ、これらストッパ６６の存在により、ボールナット５８の所定量以上の移動が機械的に規制され、前記両センサ６３，６４等の破損が防止されるようになっている。
【００４９】
固定型４１及び可動型４２の少なくとも一方には、図示しないヒートシール手段が設けられている。該ヒートシール手段が加熱されることで、可動型４２が作業位置に維持された場合に、フィルム２のうちの収容部７の外周縁部に対し密封用フィルム１２が熱融着され、これにより内容物８が密封用フィルム１２で密封される。
【００５０】
次に、打抜装置１４について説明する。この打抜装置１４も、前記密封装置１１と同様、固定型と可動型とを備えており、可動型の下側には上記同様の駆動機構が備えられている。また、固定型及び可動型にはマーキング検出手段を構成する光ファイバセンサが設けられている。
【００５１】
打抜装置１４において、可動型には、図示しない環状の打抜刃が突設されている。打抜刃は容器７２（フランジ部７３：図５参照）の外形に沿った略矩形状に形成されている。一方、固定型には、打抜刃と対応して打抜孔が貫通形成されている。そして、可動型の作業位置への移動に伴って打抜刃によって密封用フィルム１２の貼付けられたフィルム２を容器７２単位に打抜くようになっている。
【００５２】
さて、以上のように構成された成形充填密封打抜装置１によって図５，６に示した製品７１を製造する手順について、特に、成形工程と、内容物８が収容部７に充填された後の密封工程及び打抜工程とを中心として説明する。
【００５３】
図１，２に示すように、フィルム２は、まず、成形装置４において成形工程を経る（図１（ａ）参照）。成形工程では上述した加熱装置５及び収容部成形装置６が使用される。すなわち、フィルム２は、まず加熱装置５を通過することにより加熱され、軟化させられる。その後、収容部成形装置６へと案内され、所定のタイミングで停止される。
【００５４】
該収容部成形装置６においては、図３に示すように、まず、ロッド２７Ａが突出状態とされ、これにより固定型２１に対し可動型２２が接触する方向（待機位置から作業位置）へと移動させられる。次に、該作業位置に維持された状態において、ロッド２７Ｂが突出状態とされる。これにより、成形凹部３２に対し成形突部２８が相対的に係合させられることとなり、軟化状態にあるフィルム２は上記係合によって延伸させられ、もって収容部７が形成される。
【００５５】
続いて、シリンダ２６Ｃが駆動させられ、打抜パンチ３１がパンチ穴３３に嵌め込まれる。そして、フィルム２には、透孔２９が形成されることとなる。なお、この透孔２９は、上述したように収容部７から所定距離隔てた所定位置に形成され、その一側縁は後の打抜により形成されるフランジ部７３の延長線Ｌ上に一致するものである（図５参照）。
【００５６】
また、その後、打抜パンチ３１がシリンダ２６Ｃ内に没入され、次いでロッド２７Ｂがシリンダ２６Ｂ内に没入される。そして、ロッド２７Ａがシリンダ２６Ａ内に没入されることにより、可動型２２は固定型２１から離間する方向（図の下方）へと移動させられ、待機位置に維持される。上記一連の工程を経ることにより、成形工程が終了する。
【００５７】
成形工程が終了すると、今度は充填工程へ移行する（図１（ｂ）参照）。
【００５８】
充填工程が終了すると、今度は密封工程へ移行する（図１（ｃ）参照）。かかる密封工程では、上述した密封装置１１が使用される。すなわち、収容部７に内容物８が充填されたフィルム２が密封用フィルム１２とともに密封装置１１へと案内され、所定のタイミング（収容部７がホルダ４９のほぼ上部に位置し、透孔２９が光ファイバセンサ５１の位置に到達する幾分手前のタイミング）で移送が停止される。
【００５９】
該密封装置１１においては、まず、図４に示すように、駆動機構４３によって、密封装置１１の位置調整が実行される。すなわち、サーボモータ５７が所定回転方向に駆動され、これにより、ボールねじ５６が回転し、ボールナット５８が原点位置（図の右側位置）からフィルム２の移送方向とは逆の方向にボールねじ５６に沿って移動する。そのため、基台４５、固定型４１及び可動型４２は、ガイドレール６２に案内されながら、フィルム２の移送方向と平行に、図の左方向へスライドする。そして、所定量移動した時点で、光ファイバセンサ５１の位置が透孔２９の位置と合致することとなり、光ファイバセンサ５１がオン状態となる。この時点でサーボモータ５７の作動が停止され、基台４５、固定型４１及び可動型４２が所定の位置に位置合わせされ、位置調整が完了する。
【００６０】
次に、この状態でシリンダ４７が駆動制御され、固定型４１に対し可動型４２が接触する方向（待機位置から作業位置）へと移動させられる。すると、固定型４１及び可動型４２がほぼ当接状態となり、加熱状態にあるヒートシール手段からの熱がフィルム２及び密封用フィルム１２に伝達され、フィルム２のうちの収容部７の外周縁部（フランジ部７３に相当する部分）に対し密封用フィルム１２が熱融着され、これにより内容物８が密封用フィルム１２で密封される。
【００６１】
シール完了後、ロッド２７が没入させられ、可動型４２は固定型４１から離間する方向へと移動させられ、待機位置に維持される。上記一連の工程を経ることにより、密封工程が終了する。
【００６２】
密封工程が終了すると、今度は打抜工程へ移行する（図１（ｄ）参照）。かかる打抜工程では、上述した打抜装置１４が使用される。すなわち、フィルム２が熱融着された密封用フィルム１２とともに打抜装置１４へと案内され、上記密封装置と同様の所定のタイミングで移送が停止される。
【００６３】
該打抜装置１４においても、まず、駆動機構によって、打抜装置１４自身の位置調整が実行される。すなわち、固定型及び可動型等がフィルム２の移送方向と平行に、移動方向とは逆方向へスライドさせられ、光ファイバセンサがオン状態となった時点でサーボモータの作動が停止され、位置調整が完了する。
【００６４】
次に、この状態でシリンダが駆動制御され、固定型に対し可動型が接触する方向（待機位置から作業位置）へと移動させられる。すると、容器７２の外形に沿った形成をなす打抜刃が、固定型の打抜孔に嵌め込まれる格好となり、密封用フィルム１２の貼付けられたフィルム２が容器７２単位に打抜かれる。打抜完了後、可動型は固定型から離間する方向へと移動させられ、待機位置に維持される。上記一連の工程を経ることにより、打抜工程が終了する。
【００６５】
以上のようにして、図５，６に示したとおりの製品７１を得ることができる。このように、本実施の形態によれば、収容部成形装置６に設けられた打抜パンチ３１及びパンチ穴３３により収容部７の成形とほぼ同時に位置決め用の透孔２９が形成される。そして、密封工程及び打抜工程に際しては、それぞれ光ファイバセンサ５１により透孔２９を検出することで密封位置及び打抜位置が調整される。このため、フィルム自身が熱応力により伸び又は収縮を起こしたとしても適正な位置で密封及び打抜を行うことができる。その結果、密封不十分或いは外観不良等の各種不具合の発生を抑制することができる。
【００６６】
特に、透孔２９は、打抜装置１４により打抜かれる部分の外側であるため、得られる製品に透孔２９が残存してしまうことがなく、該透孔２９の残存による外観不良が起こることがない。従って、マーキングの痕跡が製品に残らないことから、本実施の形態の成形充填密封打抜装置１は、無模様或いは無地の製品の製造に特に適しているといえる。
【００６７】
また、透孔２９の一側縁は後の打抜により形成されるフランジ部７３の延長線Ｌ上に一致するため、打抜装置１４の設計が容易なものとなり、成形突部２８と打抜パンチ３１との間の距離を極力短くすることができ、収容部成形装置６全体の大型化を回避できる。
【００６８】
なお、上記例では、透孔２９の形成に際し、収容突部２８の移動よりも若干遅れて打抜パンチ３１が移動させられるようになっていたが、上記順序を逆にしてもよいし、収容突部２８及び打抜パンチ３１の移動を同時に行うこととしてもよい。
【００６９】
また、上記実施の形態では、１つの容器７２を有するタイプの製品７１を製造することとしたが、１つの製品に対し複数の容器が設けられるように構成してもよい。
【００７０】
さらに、透孔２９の代わりに、印刷を施したり、ラベルを貼付する等して、マーキングを施すこととしてもよい。そして、マーキング検出手段においては、上記印刷やラベルを検出するような構成としてもよい。但し、この場合においても、成形と同時又はほぼ同時にマーキングを施す必要がある。
【００７１】
さらに、光ファイバセンサ５１等のマーキング検出手段を、密封装置１１や打抜装置１４とは離れた近傍位置に設ける構成としてもよい。
【００７２】
併せて、製品７１をフィルム２の幅方向に２つ、或いはそれ以上同時に製造するようにしてもよい。
【００７３】
加えて、収容部７、フランジ部７３の形状等は上記例に何ら限定されるものではなく、例えば平面円形状や正方形状をなす収容部或いはフランジ部であってもよい。
【００７４】
また、密封用フィルム１２を貼付ける際には、上記実施の形態のような熱融着に代えて、接着剤を用いた接着を行うこととしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態に係る成形充填密封打抜の各過程を示し、フィルムの変化を説明するための概略斜視図である。
【図２】 成形充填密封打抜装置を示す概略斜視図である。
【図３】 収容部成形装置の構成を示す正面概略図である。
【図４】 密封装置の主要部の構成を示す正面概略図である。
【図５】 製品を示す斜視図である。
【図６】 製品の断面図である。
【図７】 従来技術における成形充填密封打抜の各過程を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１…成形充填密封打抜装置、２…容器用フィルム、４…成形装置、６…収容部成形装置、７…収容部、８…内容物、９…充填装置、１１…密封装置、１２…シール部材としての密封用フィルム、１４…打抜装置、２９…マーキングとしての透孔、３１…マーキング手段を構成する打抜パンチ、３３…マーキング手段を構成するパンチ穴、４３…駆動機構、５１…マーキング検出手段としての光ファイバセンサ、７１…製品、７２…容器、７３…フランジ部。
Claims (9)
- 移送可能な帯状のフィルムを加熱軟化させ所定形状を有する容器の収容部を成形する成形装置と、
前記収容部に所定の内容物を充填する充填装置と、
前記フィルムのうち少なくとも前記収容部の周縁部分に対し、シール部材を貼付けることにより、該シール部材で内容物を密封する密封装置と、
前記収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜く打抜装置とを備えた成形充填密封打抜装置において、
前記成形装置に、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングを施すマーキング手段を設けるとともに、
前記マーキングを検出するためのマーキング検出手段を前記打抜装置又はその近傍に設け、前記マーキング検出手段の検出結果に基づいて前記打抜装置による打抜位置を調整可能としたことを特徴とする成形充填密封打抜装置。 - 移送可能な帯状のフィルムを加熱軟化させ所定形状を有する容器の収容部を成形する成形装置と、
前記収容部に所定の内容物を充填する充填装置と、
前記フィルムのうち少なくとも前記収容部の周縁部分に対し、シール部材を貼付けることにより、該シール部材で内容物を密封する密封装置と、
前記収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜く打抜装置とを備えた成形充填密封打抜装置において、
前記成形装置に、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングを施すマーキング手段を設けるとともに、
前記マーキングを検出するためのマーキング検出手段を前記密封装置又はその近傍に設け、前記マーキング検出手段の検出結果に基づいて前記密封手段による密封位置を調整可能としたことを特徴とする成形充填密封打抜装置。 - 移送可能な帯状のフィルムを加熱軟化させ所定形状を有する容器の収容部を成形する成形装置と、
前記収容部に所定の内容物を充填する充填装置と、
前記フィルムのうち少なくとも前記収容部の周縁部分に対し、シール部材を貼付けることにより、該シール部材で内容物を密封する密封装置と、
前記収容部及びその周縁部分を含むようにして所定数の容器単位で打ち抜く打抜装置とを備えた成形充填密封打抜装置において、
前記成形装置に、前記成形とほぼ同時に位置決め用のマーキングを施すマーキング手段を設けるとともに、
前記マーキングを検出するためのマーキング検出手段を前記密封装置又はその近傍及び前記打抜装置又はその近傍にそれぞれ設け、前記各マーキング検出手段の検出結果に基づいて前記密封手段による密封位置及び前記打抜装置による打抜位置を調整可能としたことを特徴とする成形充填密封打抜装置。 - 前記マーキング手段は、前記打抜装置により打抜かれる部分の外側にマーキングを施すものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の成形充填密封打抜装置。
- 前記マーキングの一部と、前記打抜装置により打抜かれる部分の周縁部の延長線とがほぼ一致するよう構成したことを特徴とする請求項４に記載の成形充填密封打抜装置。
- 前記マーキングは透孔であり、前記マーキング手段は透孔を形成するためのパンチ機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の成形充填密封打抜装置。
- 前記マーキング検出手段は、前記透孔の存在により光の透過を検知可能な光センサであることを特徴とする請求項６に記載の成形充填密封打抜装置。
- 前記調整は、前記装置を前記フィルムの移送方向と平行に移動させることにより行われるものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の成形充填密封打抜装置。
- 前記移動は、前記フィルムの移送方向とは逆方向への移動であることを特徴とする請求項８に記載の成形充填密封打抜装置。
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