JP4620787B2 - 三方シールフイルム包装機 - Google Patents

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Description

本発明は、三方シールフイルム包装機に係り、特に、上下一対の横シーラにおける接近・離反の垂直方向の駆動と水平方向の往復移動とを行なう機構を簡素化し、その製造を容易にする三方シールフイルム包装機に関する。
従来から、包装フイルムに被包装物を被包して縦シーラの溶着および横シーラ（エンドシーラ）の溶着溶断により被包装物の縦方向寸法に応じた所定長の三方シール包袋を形成するにあたり、カム、トグル機構、レバー、クランクを用いて包装フイルムの搬送速度に同期して互いに接近・離反する垂直方向の駆動と、水平方向の往復移動とを行なうように上下一対の横シーラを駆動するフイルム包装機が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−２７８２２２号公報（図１、図３、図６）
しかしながら、このようなフイルム包装機では、カム、トグル機構、レバー、クランクを使用して上下一対の横シーラを接近・離反させる垂直方向の駆動と、水平方向の往復移動とを行なっているので機構が極めて複雑となり、その製造が面倒でコストが嵩み、騒音が発生し、また保守が煩瑣になるという難点があった。
本発明は、このような難点を解決するためになされたもので、上下一対の横シーラにおける接近・離反の垂直方向の駆動と、水平方向の往復移動とを行なう機構が簡素であって、製造や保守が容易で、騒音が発生せず、而も製造コストが低廉な三方シールフイルム包装機を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため本発明の三方シールフイルム包装機は、被包装物をフォーマにより包装フイルムに被包し、縦シーラの溶着および一対の横シーラの溶着溶断により所定包袋長の三方シール包袋を形成するものである。
本発明の三方シールフイルム包装機において、一対の横シーラは、それぞれ平行配置された縦ビーム、横ビーム、柱ビームで形成されたフレームに装着され、かつ定位置に植立されたリニアバーに沿って往復摺動自在に設けられ、包装フイルムの搬送速度に同期して互いに接近・離反するように一対の横シーラを上下に駆動するために、一対の横シーラの下シーラを上下に駆動する第１の横シーラクランクと、第１の横シーラクランクに連結されて一対の横シーラの上シーラを上下に駆動する第２の横シーラクランクとからなるダブルクランク機構と、包装フイルムへの接触時点より包装フイルムからの離反時点まで包装フイルムの搬送速度に同期して一対の横シーラを移動させ、包装フイルムからの離反時点より包装フイルムへの接触時点まで包装フイルムの搬送速度から変速させて一対の横シーラを揺動するために、定位置でリニアバーに固定されて揺動自在の横シーラ揺動軸の両端部に係止されたローラと、ローラが嵌合する長孔が設けられて第１の横シーラクランクの回動によって揺動し摺動する横シーラスライダとからなるスライダクランク機構とを備えている。
また、本発明の三方シールフイルム包装機において、ダブルクランク機構は、横シーラ駆動モータで駆動される駆動部と、駆動部で回動される横シーラクランクと、横シーラクランクで運動変換され一対の横シーラの下シーラを上下に駆動する下シーラ連接桿と、横シーラクランクで運動変換され一対の横シーラの上シーラを上下に駆動する上シーラ連接桿とを備えている。
本発明の三方シールフイルム包装機において、スライダクランク機構は、横シーラ駆動モータで駆動される駆動部と、駆動部で回動される横シーラクランクと、定位置でリニアバーに固定されて揺動自在の横シーラ揺動軸が嵌合し横シーラクランクの回動によって揺動し摺動して一対の横シーラを揺動する横シーラスライダとを備えている。
本発明の三方シールフイルム包装機において、包装フイルムを搬送する供給コンベアを駆動する供給コンベアモータと、センターコンベア及び縦シーラを回転駆動する縦シーラモータとを、包装フイルムの搬送速度に同期するように制御する第１の制御回路を備えている。
本発明の三方シールフイルム包装機において、横シーラ駆動モータを、包装フイルムへの接触時点より包装フイルムからの離反時点まで包装フイルムの搬送速度に同期して一対の横シーラを移動させ、包装フイルムからの離反時点より包装フイルムへの接触時点まで包装フイルムの搬送速度から変速させて一対の横シーラを揺動するように制御する第２の制御回路を備えている。
本発明の三方シールフイルム包装機において、縦ビーム、横ビーム、柱ビームで形成されたフレームには伝導・制御ボックスを設け、伝導・制御ボックスの外側には供給コンベアモータ及び縦シーラモータを取付け、内側には供給コンベアモータから供給コンベアへの伝導部、縦シーラモータから縦シーラへの伝導部を取付けている。
以上の説明から明らかなように、本発明の三方シールフイルム包装機によれば、上下一対の横シーラの接近・離反の駆動と往復移動を行なう機構が簡素であって、製造や保守が容易で、騒音が発生せず、而も製造コストが低廉となる。縦ビーム、横ビーム、柱ビームで形成されたフレームには伝導・制御ボックスを設け、内側には供給コンベアモータから供給コンベアへの伝導部、縦シーラモータから縦シーラへの伝導部を取付けることにより、フレーム内に塵埃が落下しても掃除が簡便になり、特に食品関係分野の包装において頗る良好な衛生環境を提供できる。
本発明の三方シールフイルム包装機を示す正面図。 本発明の三方シールフイルム包装機を示す搬出コンベア側から見た側面図。 本発明の三方シールフイルム包装機の機能ブロック図。 図４（ａ）、（ｂ）は本発明の三方シールフイルム包装機の横シーラにおける動さ状態を示す正面図。 本発明の三方シールフイルム包装機の横シーラを示す側面図。 図６（ａ）、（ｂ）は本発明の三方シールフイルム包装機における横シーラの動作を示す側面図。 本発明の三方シールフイルム包装機における横シーラの軌跡を示す説明図。 本発明の三方シールフイルム包装機における横シーラのモーションダイヤグラム。 本発明の三方シールフイルム包装機におけるフレームを示す斜視図。 本発明の三方シールフイルム包装機におけるフレームを含む概略説明図。 本発明による三方シールフイルム包装機の制御部を示すブロック図。
以下、本発明の三方シールフイルム包装機の実施の形態例について、図面を参照して説明する。
本発明の三方シールフイルム包装機は、図１、図２、図３に示すように、被包装物２０を供給コンベア３で供給搬送し、フォーマ２により包装フイルム１１に被包し、縦シーラ４、４’で溶着し、センターコンベア６で搬送し、横シーラ５、５’の溶着溶断により所定包袋長の三方シール包袋２０ａを形成し、搬出コンベア７で搬出するものである。このような包装動作をする縦シーラ４、４’、横シーラ５、５’およびセンターコンベア６は、以下に説明するように、制御部９ａ（図１１）によって駆動される。
図９、図１０に示すように、本発明の実施の形態例である三方シールフイルム包装機に使用するフレーム１００は、下縦ビーム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、上縦ビーム１０２、下横ビーム１０３ａ、１０３ｂ、上横ビーム１０４ａ、１０４ｂ、柱ビーム１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、補強ビーム１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃで形成されている。これらのビームには例えばステンレス材から成る円筒管が使用され、各ビーム間はＴ字形ジョイントＪで締結されている。
補強ビーム１０７ａは下縦ビーム１０１ａと上縦ビーム１０２の間に設けられる。
供給コンベア３は、柱ビーム１０６ａ、補強ビーム１０７ｃで支持されている。
上縦ビーム１０２、柱ビーム１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄで形成されたフレームには伝導・制御ボックス９が設けられる。
下縦ビーム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、上横ビーム１０４ａ、１０４ｂ、柱ビーム１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０６ｃで形成されたフレームには横シーラ５、５’が設けられる。
供給コンベア３は、伝導・制御ボックス９の外側に取付けられた供給コンベアモータＭ３から伝導・制御ボックス９の内側に取付けられた伝導部９ｂにより駆動される（図３、図１１）。
縦シーラ４、４’は、伝導・制御ボックス９の外側に取付けられた縦シーラモータＭ２から伝導・制御ボックス９の内側に取付けられた伝導部９ｃにより駆動される（図３、図１１）。
センターコンベア６及び搬出コンベア７は伝導部９ｃによって同期駆動される（図３、図１１）。
伝導・制御ボックス９には、各種パラメータを設定するための設定パネル１０、始動、停止などの操作を行なうための操作パネル１３（図１１）が設けられる。
伝導・制御ボックス９に設けられる制御部９ａは、設定パネル１０によって設定されたパラメータに応じて包装動作をする縦シーラ４、４’、横シーラ５、５’およびセンターコンベア６などを制御するものであって、横シーラ５、５’の運動を検知して横シーラ原点センサ７４、横シーラ変速センサ７５から制御信号が入力され、また供給コンベア３の送り量を包装長エンコーダ７２で検知し、その制御信号が入力される。
一対の横シーラ５、５’は、横連結桿５７で連結されて定位置に植立されたリニアバー５６に沿って往復摺動自在に設けられている（図５）。
本発明の三方シールフイルム包装機は、図４、図５に示すように、包装フイルム１１の搬送速度に同期して互いに接近・離反するように一対の横シーラ５、５’を上下に駆動するダブルクランク機構３５を備えている。
ダブルクランク機構３５は、横シーラ駆動モータＭ１で駆動される横シーラ駆動歯車３３及び横シーラ従動歯車３２からなる駆動部３４と、駆動部３４で回動される横シーラクランク３０と、第１の横シーラクランク３０で運動変換され一対の横シーラ５、５’の下シーラ５を上下に駆動する下シーラ連接桿５２と、第２の横シーラクランク２８で運動変換され一対の横シーラの上シーラ５’を上下に駆動する上シーラ連接桿２６を備えている。ダブルクランク機構３５において、第１の横シーラクランク３０と、第２の横シーラクランク２８とは、横シーラクランクピン２９により固着されて連結されている。下シーラ連接桿５２はベアリング２９’を介して横シーラクランクピン２９に枢着されている。上シーラ連接桿２６は第２の横シーラクランク２８に固着された横シーラクランクピン２７で連結されている。第１の横シーラクランク３０は駆動軸３１に固着され、駆動軸３１は横シーラ従動歯車３２に固着され、横シーラ従動歯車３２は横シーラ駆動モータＭ１で駆動される横シーラ駆動歯車３３に噛合している。
また、本発明の三方シールフイルム包装機は、図４（ａ）、（ｂ）、図５、図７に示すように、包装フイルム１１への接触時点Ｌａより包装フイルム１１からの離反時点Ｌｂまで包装フイルム１１の搬送速度に同期して一対の横シーラ５、５’を移動させ、包装フイルム１１からの離反時点Ｌｂより包装フイルム１１への接触時点Ｌａまで包装フイルム１１の搬送速度から変速させて一対の横シーラ５、５’を揺動するスライダクランク機構５０を備えるものである（図８）。
スライダクランク機構５０は、横シーラ駆動モータＭ１で駆動される横シーラ駆動歯車３３及び横シーラ従動歯車３２からなる駆動部３４と、駆動部３４で回動される第１の横シーラクランク３０と、定位置でリニアバー５６に固定されて揺動自在の横シーラ揺動軸５４の両端部に係止されたローラ５１が長孔５２ｂに嵌合し第１の横シーラクランク３０の回動によって揺動し摺動して一対の横シーラ５、５’を揺動する横シーラスライダ５２ａとを備えている。ダブルクランク機構３５とスライダクランク機構５０の横シーラ揺動軸５４と駆動軸３１は横シーラ駆動フレーム５８を貫通して設けられる。横シーラ駆動フレーム５８は一対の取付台５９(図９)で台座６０を介して支持されている。
なお、下シーラ５は下シーラ取付台５３に固定され、下シーラ取付台５３は一対の横シーラスライダ５２ａの上端に取付けられている。上シーラ５’はバネ２３が装着された上シーラ取付部２４によって上シーラ取付台２５に上方に弾撥自在に固定され、上シーラ取付台２５は一対の上シーラ連接桿２６の上端に枢着されている。
本発明の三方シールフイルム包装機において、制御部９ａは、包装フイルム１１を搬送する供給コンベア３を駆動する供給コンベアモータＭ３と、センターコンベア６及び縦シーラ４、４’を回転駆動する縦シーラモータＭ２とを、包装フイルム１１の搬送速度に同期するように制御する第１の制御回路７０を備えている（図１、図３、図１０、図１１）。
本発明の三方シールフイルム包装機において、制御部９ａは、横シーラ駆動モータＭ１を、包装フイルム１１への接触時点Ｌａより包装フイルム１１からの離反時点Ｌｂまで包装フイルム１１の搬送速度に同期して一対の横シーラ５、５’を移動させ、包装フイルム１１からの離反時点Ｌｂより包装フイルム１１への接触時点Ｌａまで包装フイルム１１の搬送速度から変速させて一対の横シーラ５、５’を揺動するように制御する第２の制御回路７１を備えている（図１、図３、図１０、図１１）。
このように構成された三方シールフイルム包装機において、オペレータ（作業者）は包装フイルム１１をフイルムテンショナー１２を介してフォーマ２から縦シーラ４、４’に予め案内し、フォーマ２により包装フイルム１１で被包装物２０を被包する三方シール包袋を準備する。なお、包装フイルム１１を縦シーラ４、４’で溶着、横シーラ５、５’で溶着溶断できるように各シーラのヒータ３６、３７（図１１）は予め通電され温度制御される。
オペレータ（作業者）が被包装物２０を供給コンベア３に載置し、操作パネル１３の包装開始釦（図示せず）を押下すると、供給コンベア３は、伝導・制御ボックス９の外側に取付けられた供給コンベアモータＭ３から伝導・制御ボックス９の内側に取付けられた伝導部９ｂにより駆動される。
同時に、伝導・制御ボックス９に設けられる制御部９ａは、供給コンベア３の送り量を包装長エンコーダ７２で検知し、その制御信号が入力される。
縦シーラ４、４’は、制御部９ａの第２の制御回路７１により、伝導・制御ボックス９の外側に取付けられた縦シーラモータＭ２から伝導・制御ボックス９の内側に取付けられた伝導部９ｃにより回転駆動されてフォーマ２により三方シール包袋に形状付けされた包装フイルム１１が縦シールされる。
縦シールされ被包装物２０が内包された包装フイルム１１はセンターコンベア６が伝導部９ｃによって駆動され、一対の横シーラ５、５’へ送り込まれる。
伝導・制御ボックス９に設けられる制御部９ａは、横シーラ５、５’の運動を検知して横シーラ原点センサ７４、横シーラ変速センサ７５から制御信号が入力される。
ダブルクランク機構３５は、制御部９ａの第１の制御回路７０により、横シーラ駆動モータＭ１で駆動される横シーラ駆動歯車３３及び横シーラ従動歯車３２からなる駆動部３４で回動される第１の横シーラクランク３０で運動変換され下シーラ連接桿５２により一対の横シーラ５、５’の下シーラ５を上下に駆動するとともに、第２の横シーラクランク２８で運動変換され上シーラ連接桿２６により一対の横シーラの上シーラ５’を上下に駆動する。このようにして、ダブルクランク機構３５は包装フイルム１１の搬送速度に同期して互いに接近・離反するように、即ち１８０°位相がずれて一対の横シーラ５、５’を上下に駆動する（図６（ａ）、（ｂ））。
同時に、スライダクランク機構５０は、横シーラ駆動モータＭ１で駆動される横シーラ駆動歯車３３及び横シーラ従動歯車３２からなる駆動部３４で第１の横シーラクランク３０が回動され、かつ横シーラスライダ５２ａにより定位置でリニアバー５６に固定されて揺動自在の横シーラ揺動軸５４の両端部に係止されたローラ５１が長孔５２ｂに嵌合し第１の横シーラクランク３０の回動によって揺動し摺動して一対の横シーラ５、５’を揺動する（図４（ａ）、（ｂ））。
即ち、スライダクランク機構５０により、包装フイルム１１への接触時点Ｌａより包装フイルム１１からの離反時点Ｌｂまで包装フイルム１１の搬送速度に同期して一対の横シーラ５、５’を移動させ、包装フイルム１１からの離反時点Ｌｂより包装フイルム１１への接触時点Ｌａまで包装フイルム１１の搬送速度から変速させて一対の横シーラ５、５’を揺動する（図７、図８）。
この場合、図７、図８に示すように、一対の横シーラ５、５’は被包装物２０を被包した包装フイルム１１が通過するセンターラインＣＬを挟んで上下方向にオーバーラップすることになるので、その逃げを上シーラ２１に設けたバネ２３で吸収することができる。なお、このバネ２３は一対の横シーラ５、５’の包装フイルム１１に対する溶着溶断圧力を適度に規制する機能も果たす。
このようにして一対の横シーラ５、５’は、１８０°位相がずれた上下動と、往復揺動とが合成されて図７に示すような合成軌跡ＵＬ、ＬＬを描く運動を行なって、一対の横シーラ５、５’の溶着溶断により、供給コンベア３の送り量が包装長エンコーダ７２で計測されて設定パネル１０によって設定されたパラメータに応じて所定包袋長の三方シール包袋２０ａを形成する。
こうして形成された三方シール包袋２０ａは、伝導部９ｃによって駆動される搬出コンベア７で搬出される。
２・・・・・・フォーマ
３・・・・・・供給コンベア
６・・・・・・センターコンベア
７・・・・・・搬出コンベア
４、４’・・・・・・縦シーラ
５、５’・・・・・・横シーラ
５’・・・・・・上シーラ
５・・・・・・下シーラ
９・・・・・・伝導・制御ボックス
９ａ・・・・・・制御部
９ｂ・・・・・・伝導部
９ｃ・・・・・・伝導部
１１・・・・・・包装フイルム
２０・・・・・・被包装物
２０ａ・・・・・・三方シール包袋
２６・・・・・・上シーラ連接桿
３０・・・・・・第１の横シーラクランク
２８・・・・・・第２の横シーラクランク
３４・・・・・・駆動部
３５・・・・・・ダブルクランク機構
５０・・・・・・スライダクランク機構
５２・・・・・・下シーラ連接桿
５２ａ・・・・・・横シーラスライダ
５４・・・・・・横シーラ揺動軸
５６・・・・・・リニアバー
７０・・・・・・第１の制御回路
７１・・・・・・第２の制御回路
１００・・・・・・フレーム
１０１ａ〜１０１ｃ・・・・・・縦ビーム
１０４ａ、１０４ｂ・・・・・・横ビーム
１０５ａ〜１０５ｃ、１０６ｃ・・・・・・柱ビーム
Ｍ１・・・・・・横シーラ駆動モータ
Ｍ２・・・・・・縦シーラモータ
Ｍ３・・・・・・供給コンベアモータ
Ｌａ・・・・・・接触時点
Ｌｂ・・・・・・離反時点

Claims (6)

  1. 被包装物をフォーマにより包装フイルムに被包し、縦シーラの溶着および一対の横シーラの溶着溶断により所定包袋長の三方シール包袋を形成する三方シールフイルム包装機において、
    前記一対の横シーラは、それぞれ平行配置された縦ビーム、横ビーム、柱ビームで形成されたフレームに装着され、かつ定位置に植立されたリニアバーに沿って往復摺動自在に設けられ、
    前記包装フイルムの搬送速度に同期して互いに接近・離反するように前記一対の横シーラを上下に駆動するために、前記一対の横シーラの下シーラを上下に駆動する第１の横シーラクランクと、前記第１の横シーラクランクに連結されて前記一対の横シーラの上シーラを上下に駆動する第２の横シーラクランクとからなるダブルクランク機構と、
    前記包装フイルムへの接触時点より前記包装フイルムからの離反時点まで前記包装フイルムの搬送速度に同期して前記一対の横シーラを移動させ、前記包装フイルムからの離反時点より前記包装フイルムへの接触時点まで前記包装フイルムの搬送速度から変速させて前記一対の横シーラを揺動するために、定位置で前記リニアバーに固定されて揺動自在の横シーラ揺動軸の両端部に係止されたローラと、前記ローラが嵌合する長孔が設けられて前記第１の横シーラクランクの回動によって揺動し摺動する横シーラスライダとからなるスライダクランク機構とを備えることを特徴とする三方シールフイルム包装機。
  2. 前記ダブルクランク機構は、横シーラ駆動モータで駆動される駆動部と、前記駆動部で回動される横シーラクランクと、前記横シーラクランクで運動変換され前記一対の横シーラの下シーラを上下に駆動する下シーラ連接桿と、前記横シーラクランクで運動変換され前記一対の横シーラの上シーラを上下に駆動する上シーラ連接桿とを備えることを特徴とする請求項１記載の三方シールフイルム包装機。
  3. 前記スライダクランク機構は、横シーラ駆動モータで駆動される駆動部と、前記駆動部で回動される横シーラクランクと、前記定位置で前記リニアバーに固定されて揺動自在の横シーラ揺動軸が嵌合し前記横シーラクランクの回動によって揺動し摺動して前記一対の横シーラを揺動する横シーラスライダとを備えることを特徴とする請求項１記載の三方シールフイルム包装機。
  4. 前記包装フイルムを搬送する供給コンベアを駆動する供給コンベアモータと、前記センターコンベア及び前記縦シーラを回転駆動する縦シーラモータとを、前記包装フイルムの搬送速度に同期するように制御する第１の制御回路を備えることを特徴とする請求項１記載の三方シールフイルム包装機。
  5. 前記横シーラ駆動モータを、前記包装フイルムへの接触時点より前記包装フイルムからの離反時点まで前記包装フイルムの搬送速度に同期して前記一対の横シーラを移動させ、前記包装フイルムからの離反時点より前記包装フイルムへの接触時点まで前記包装フイルムの搬送速度から変速させて前記一対の横シーラを揺動するように制御する第２の制御回路を備えることを特徴とする請求項３記載の三方シールフイルム包装機。
  6. 前記縦ビーム、横ビーム、柱ビームで形成された前記フレームには伝導・制御ボックスを設け、
    前記伝導・制御ボックスの外側には前記供給コンベアモータ及び前記縦シーラモータを取付け、内側には前記供給コンベアモータから前記供給コンベアへの伝導部、前記縦シーラモータから前記縦シーラへの伝導部を取付けることを特徴とする請求項４又は５記載の三方シールフイルム包装機。
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