JP4636727B2 - 製袋包装機の横シール機構及び製袋包装機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製袋包装機の横シール機構、特に、下方に搬送される筒状の包材に被包装物を充填し、包材の搬送方向に対して直交する横方向を接合する製袋包装機の横シール機構、及び製袋包装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
袋を製造しながらこの袋に食品などの被包装物を充填して包装する装置として、縦型の製袋包装機が存在する。
【０００３】
例えば縦型のピロー包装機は、シート状のフィルムである包材をフォーマー及びチューブによって筒状に形成し、縦シール手段により筒状包材の重ねられた縦の縁をシール（熱封止）して袋とする。そして、被包装物をチューブから袋になる筒状包材に充填して、チューブ下方の横シール機構によって袋の上部と後続の袋の下部とにまたがってシールした後、横シール部分の中央をカッターで切断する。このようなピロー包装機では、上記のように袋の製造と袋内への被包装物の充填という動作が連続的に行われる。
【０００４】
このような製袋包装機においては、しごき動作が加えられることがある。このしごき動作は、特に被包装物の容積に対して、製造する定められた袋の容積が前記被包装物の容積に近似もしくはそれ以下の場合に、重要なものとなる。
【０００５】
このようなしごき動作を行うための機構が、特開平01-167024号公報や特開2000-226006号公報に示されている。前者に示されたしごき機構は、１対のシール部の間にＴ字形状の案内体を配置し、この案内体にしごき部材が案内されてしごき処理が行われるようになっている。また、後者に示された機構では、荒しごきと直前しごきとの２段階にわたってしごき処理を行うように構成されており、高速で製袋包装を行う場合にも、被包装物を挟み込むことなくシール処理が行えるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような従来のしごき機構において、前者の公報に示された機構では、１対のシール部の間に案内体が必要になり、装置が大型化してしまう。また、後者の公報に示された機構では、荒しごきと直前しごきとを行うためにそれぞれ別のしごき機構が必要になり、やはり装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
また、両者の機構において、しごき工程とシール工程とではシール部の速度を制御したり、あるいはフィルム側の送り速度を制御する必要があり、制御が非常に複雑になってしまう。
【０００８】
さらに、前記従来の機構では、しごき処理の最中に上方から被包装物が落下してくるのを防止するために、シャッタ部材を設ける場合があるが、シール部の動作及びしごき機構の動作の３つの動作を関連づけて制御しなければならない。
【０００９】
本発明の課題は、しごき部材を有する横シール機構において、簡単にしごき部材を動作させることができるようにすることにある。
【００１０】
本発明の別の課題は、しごき部材を動作させるための機構を、簡単な機構で実現することにある。
【００１１】
本発明のさらに別の課題は、しごき処理を簡単な構成で複数段階に分けて行えるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る横シール機構は、下方に搬送される筒状の包材に被包装物を充填し、包材の搬送方向に対して直交する横方向を接合する製袋包装機の横シール機構であって、シール部と、シール部駆動機構と、しごき部材と、連動機構と、シャッタ部材とを備えている。シール部は筒状の包材に当接して横方向の熱シールを行うためのものである。シール部駆動機構は、シール部を、包材に対して当接及び離反するように横方向に移動させるとともに、カム機構により環状に移動させて包材の搬送方向に移動させるための機構である。しごき部材は、シール部に設けられ、先端に包材に当接可能なしごき部を有し、シール部のシール処理に先立って包材の接合部及びその近傍をしごくための部材である。連動機構は、シール部駆動機構によるシール部の横方向の移動に連動させて、しごき部材をシール部の搬送速度よりも速い速度で搬送方向に移動させてしごき処理を行わせる機構である。シャッタ部材は、しごき部材の上方に設けられるとともに、包材に対して当接及び離反するように横方向に移動可能であり、しごき処理中においてしごき部材側に被包装物が落下するのを規制する。また、しごき部材は基端部がシール部に回動自在に装着されている。また、連動機構は、一端側がシャッタ部材に回動自在に装着されるとともに他端側がしごき部材の基端部と先端部の中間部に回動自在に装着されたリンク部材を有し、シール部及びシャッタ部材の横方向の動きをしごき部材の下方への移動に変換するものである。
【００１３】
ここでは、シール部は、包材の搬送方向に移動するとともに、横方向に移動して包材に対して当接及び離反する。シール部のシール面は加熱されており、この加熱されたシール部が筒状の包材に当接したときに包材が熱封止（シール）される。このようなシール処理に先立って、しごき部材が包材に当接しつつシール部（包材）よりも速い速度で包材搬送方向に移動し、これにより包材の接合部及びその近傍がしごかれて、この領域に存在している被包装物が下方に押しやられる。
【００１４】
以上のしごき処理において、しごき部材は、連動機構によってシール部の横方向に移動に連動してシール部の搬送速度よりも速い速度で搬送方向に移動させられる。したがって、しごき部材、シール部及び包材の速度制御等が不要となり、簡単にしごき処理を行わせることができる。
【００１５】
ここでは、しごき処理を行う際に、シャッタ部材が被包装物に当接して被包装物がしごき部材側に落下するのを防止する。このため、しごき処理時に、被包装物が挟み込まれるのを抑えることができ、良好なしごき処理が行える。
【００１６】
この機構では、シール部及びシャッタ部が横方向に移動すると、しごき部材もともに横方向に移動するが、しごき部材とシャッタ部材との間にリンク部材が設けられているので、このリンク部材によって、しごき部材の動きは下方への移動に変換される。そして、このしごき部材の下方への移動によって、しごき処理が行われる。
【００１７】
ここでは、リンク部材によってしごき部材の動きを制御でき、従来の機構のように、他の部材と関連づけての特別な速度制御をする必要がない。したがって、簡単にしごき処理を行わせることができる。また、シャッタ部材を利用してリンク機構を構成しているので、リンク機構を構成するための部材が少なくなり、構成が簡単かつ安価となる。
【００１８】
請求項２に係る横シール機構は、請求項１の横シール機構において、シール部、しごき部材、シャッタ部材、及びリンク部材が各々１対から成る。
【００１９】
ここでは、シール部、しごき部材、シャッタ部材、及びリンク部材を各々１対設けているので、１つの場合に比較して横方向への移動がほぼ１／２になり、このため高速運転が可能になる。また、カム等を含む駆動機構を小さくすることができ、駆動機構の設置スペースを小さくできる。
【００２０】
請求項３に係る横シール機構は、請求項１又は２の横シール機構において、連動機構は、シャッタ部材の相手部材への当接による力を、リンク部材を介してしごき部材を下方へ移動させる力に変換するものである。
【００２１】
この横シール機構では、まずシャッタ部材が相手部材に当接し、しごき部材側に被包装物が落下するのを防止する。そして、その後しごき処理が実行されるので、しごきを確実に行える。また、シャッタ部材の当接による力をしごき部材の下方への力に変換しているので、シャッタ部材の当接によりしごき処理が開始されることとなり、シャッタ部材の動作タイミングとしごき部材の動作タイミングとを制御する必要がない。すなわち、従来の機構において、シャッタ部材としごき部材とを設けた場合、これらの部材の動作タイミングを制御することは非常に煩わしいが、本請求項に係る発明では、このようなタイミング制御が不要となる。
【００２２】
請求項４に係る横シール機構は、請求項１又は２の横シール機構において、シール部駆動機構は、シール部を回転中心を中心として環状の軌跡に沿って移動させるための環状駆動機構と、シール部を環状駆動機構とともに横方向に移動させるための往復動機構とを有している。また、しごき部材は、シール部に固定されてシール部とともに環状移動及び往復移動するとともに、しごき処理工程の前半においてシール部よりも先に包材に当接する。
【００２３】
ここでは、シール部は、環状駆動機構及び往復動機構によって、円運動をしながら横方向の移動を行ってＤ字状の軌跡を移動する。そして、しごき部材はシール部とともに、同様にＤ字状の軌跡を移動する。このようなシール部及びしごき部材の移動によって、しごき処理及びシール処理が実行される。
【００２４】
そして、しごき処理工程の前半において、しごき部材はシール部よりも先に包材に当接する。したがって、このしごき処理の前半において、荒しごきに相当する処理を行わせることができる。
【００２５】
請求項５に係る横シール機構は、請求項１又は２の横シール機構において、しごき部材のしごき部は、しごき処理を行っている間においてシャッタ部材によって横方向の移動位置が維持される。
【００２６】
ここでは、しごき処理が行われている間、しごき部材のしごき部の横方向の位置が維持されているので、しごき工程において、しごき部と相手部材との間に一定の隙間を維持できる。このため、包材接合部より下方の袋内部の空気をこの隙間を介して逃がすことができ、破袋を防ぎながら良好なしごきが行える。
【００２７】
請求項６に係る横シール機構は、請求項４の横シール機構において、往復動機構は、しごき部材の横方向の移動距離を変更可能である。
【００２８】
ここでは、例えば、しごき処理の区間において、しごき部材の横方向の移動距離を変更することにより、容易に複数段階のしごき処理を行える。したがって、従来の機構のように、荒しごき用の機構と本しごき用の機構とを別に設けることなく複数段階のしごき処理を容易に行うことができる。また、シャッタ部材を設けた場合は、シャッタ部材が相手部材に当接する区間としごき区間とでしごき部材の横方向の位置を変えて、シャッタ処理としごき処理とをよりスムーズに行わせることができる。
【００２９】
請求項７に係る製袋包装機は、筒状に形成された包材の縦及び横を接合して製袋しつつ被包装物の充填を行うものであって、供給されるシート状の包材を筒状に形成しつつ被包装物を受け入れる成形手段と、筒状の包材を下方に搬送する包材搬送機構と、搬送される筒状の包材の重なり部分を縦に接合する縦シール機構と、搬送される筒状の包材を所定の間隔で横に接合する請求項１から６のいずれかに記載の横シール機構とを備えている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［全体構成］
本発明の一実施形態に係る製袋包装機を図１及び図２に示す。これらの図に示す製袋包装機１は、ポテトチップス等の被包装物を袋詰めする機械であり、主として、被包装物の袋詰めを行う本体部分である製袋包装ユニット５と、この製袋包装ユニット５に袋となるフィルムを供給するフィルム供給ユニット（包材供給ユニット）６とから構成されている。また、製袋包装ユニット５の前面には操作スイッチ類７が配置されており、この操作スイッチ類７を操作する操作者が視認できる位置に操作状態を示す液晶ディスプレイ８が配置されている。
【００３１】
［各ユニットの構成］
フィルム供給ユニット６は、後述する製袋包装ユニット５の成形機構１３にシート状のフィルムを供給するユニットであって、ここでは製袋包装ユニット５に隣接して設けられている。このフィルム供給ユニット６にはフィルムが巻かれたロールがセットされ、このロールからフィルムが繰り出される。このロールの交換作業には所定のスペースが必要なため、必ずしもフィルム供給ユニット６を製袋包装ユニット５に隣接させなくてもよく、フィルム供給ユニット６と製袋包装ユニット５とを離れた位置に配してもよい。
【００３２】
製袋包装ユニット５は、図１及び図２に示すように、シート状で送られてくるフィルムを筒状に成形する成形機構１３と、筒状となったフィルム（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（包材搬送機構）１４と、筒状フィルムの重ね合わせ部分を縦にシール（熱封止）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の上下端を閉止する横シール機構１７と、これらの各機構を支える支持フレーム１２とから構成されている。また、支持フレーム１２の周囲にはケーシング９が取り付けられている。
【００３３】
成形機構１３は、図２に示すように、チューブ３１と、フォーマー３２とを有している。チューブ３１は、円筒形状の部材であり、上下端が開口している。チューブ３１は、平面的に天板２９の中央の開口部分に配置され、図示しないブラケットを介してフォーマー３２と一体にされている。このチューブ３１の上端の開口部には、コンピュータスケール２から計量された被包装物が投入される。フォーマー３２は、チューブ３１を取り囲むように配置されている。このフォーマー３２の形状は、フィルム供給ユニット６から送られてきたシート状のフィルムＦがフォーマー３２とチューブ３１との間を通るときに筒状に成形されるような形状とされている。このフォーマー３２も、図示しない支持部材を介して支持フレーム１２に固定されている。なお、図１及び図３に示すように、成形機構１３は、４本の柱で囲まれる空間の上方の空間に配置されている。また、成形機構１３のチューブ３１やフォーマー３２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ようにされている。このときには、各柱の間から作業者が成形機構１３にアクセスしてこれらを取り替える。そのために成形機構１３は、支持フレーム１２に対し着脱自在にされている。
【００３４】
プルダウンベルト機構１４と縦シール機構１５とは、天板２９から吊り下げられているレール４０に支持されており、チューブ３１を両側から挟むように配置されている。これらの機構１４，１５は、チューブ３１が取り替えられるときには、レール４０に沿って移動して位置合わせがされる。プルダウンベルト機構１４は、チューブ３１に巻き付いた筒状フィルムＦを吸着して下方に搬送する機構であり、主として、駆動ローラ４１及び従動ローラ４２と、吸着機能を有するベルト４３とから構成されている。縦シール機構１５は、チューブ３１に巻き付いている筒状フィルムの重なり部分を、一定の加圧力でチューブ３１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、ヒータや、ヒータ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ベルト（縦シール部）等を有している。
【００３５】
これらのプルダウンベルト機構１４及び縦シール機構１５も、図１及び図２に示すように、４本の柱で囲まれる空間の上方の空間に配置されている。
【００３６】
［横シール機構の構成］
次に、横シール機構１７について説明する。
【００３７】
横シール機構１７は、成形機構１３，プルダウンベルト機構１４，及び縦シール機構１５の下方に配置され、支持フレーム１２に支持されている。
【００３８】
＜横シール機構の全体構成＞
横シール機構１７は、図３に示すように、左右対称の一対の機構５０から構成されている。また、横シール機構１７を上方から見た場合の一部を図４に示す。以下、一方側の機構５０について説明するが、他方側に設けられた機構についてもほぼ同様の構造であるが、カムの形状と後述するカッタ機構が設けられているか否かが異なる。なお、図３では、各部材の配置を明確にするために、各部材を重ねて実線で示しているが、全ての部材が側方から観察できるわけではない。各部材の図３における紙面垂直方向の位置関係は、図４に表れている。
【００３９】
この機構５０は、２つのシールジョー５１をＤ字状に旋回させながら、筒状フィルムを横シールするときにこのシールジョー５１と対向するもう一方の機構のシールジョー５１とを押し付け合わせるための機構である。この機構５０は、主として、シールジョー５１を円運動させるとともに横方向に移動させるシール部駆動機構４５と、しごき部材４６と、被包装物の落下を規制するためのシャッタ部材４７と、シールジョー５１及びシャッタ部材４７の動きとしごき部材４６の動きを連動させるためのリンク機構４８とを有している。
【００４０】
なお、説明の便宜のために、シール部駆動機構４５としごき部材４６等の他の部材とを、図５及び図６にそれぞれ分けて示す。図６では、各部材を模式化して示している。
【００４１】
＜シール部駆動機構＞
シール部駆動機構４５は、図５に示すように、シールジョー５１を円運動させるための環状駆動機構４９と、シールジョー５１を横方向に移動させて包材に対して当接及び離反させるための往復動機構５５とを有している。
【００４２】
環状駆動機構４９は、カム５２と、シールジョー５１を支持する支持機構５３と、回転軸５４とから構成されている。なお、シールジョー５１は、図２及び図３の紙面垂直方向に筒状フィルムの幅より長く延びて形成された部材であり、内部にヒータを有している。このヒータによってシールジョー５１のシール面が加熱され、左右のシールジョー５１によって挟み込まれた包材の一部が熱シールされるようになっている。また、カム５２及び支持機構５３は、シールジョー５１の長手方向の両端に設けられており、それぞれは、以下に説明するように同様の構造となっている。
【００４３】
カム５２は、往復動機構５５を構成する移動板６０（詳細は後述）の内側に固定されている。これらのカム５２の外周には、図５の二点鎖線で示すような形状のカム面５２ａが形成されている。このカム面５２ａの形状については、動作説明で詳細に説明する。
【００４４】
支持機構５３は、中央部が回転軸５４に固定された連結部材６１と、連結部材６１の両端に設けられたそれぞれ１対の回動部材６２、カムフォロア６３、ベース部材６４及びコイルスプリング６５とを有している。
【００４５】
連結部材６１は、回転軸５４とともに回転する一方向に長いブロック状の部材であり、カム５２の内側でシールジョー５１の外側に配置されている。回動部材６２は、連結部材６１の外側に所定の間隔をあけて配置されており、一端側が回動軸７０により連結部材６１に回動自在に支持されている。回動軸７０は連結部材６１を内側に貫通して、ベース部材６４に固定されている。このベース部材６４にシールジョー５１が支持されている。したがって、ベース部材６４及びシールジョー５１は回動部材６２に同期して回動することとなる。カムフォロア６３は、回動部材６２の他端側で外側の面に回転自在に装着されており、カム５２のカム面５２ａに当接可能となっている。このカムフォロア６３は、１つの回動部材６２（シールジョー５１）に対して１個のみ設けられている。コイルスプリング６５は、回動部材６２を一方向側に付勢してカムフォロア６３をカム面５２ａに押圧するためのものである。このコイルスプリング６５は、一端が回動部材６２の回動支持側とは逆側の端部に係止され、他端が回転軸６４を挟んで連結部材６１の逆側に係止されており、回動部材６２と連結部材６１との間に設けられている。
【００４６】
このような支持機構５３では、回動部材６２が連結部材６１に対して回動することによりシールジョー５１が包材に対して一方側に傾動自在となる。そして、図１３に示すように、左右の機構の回動部材６２は、互いに異なる方向にのみ回動することが可能なように構成されている。より具体的に説明すると、左右のシールジョー５１が対向した状態では、左側の回動部材６２には、シールジョー５１より上方においてカムフォロア６３がカム面５２ａに当接するように設けられており、逆に、右側の回動部材６２には、シールジョー５１より下方においてカムフォロア６３がカム面５２ａに当接するように設けられている。したがって、図１３（ｂ）に示す状態では、左側のシールジョー５１は下方にのみ回動（傾動）が可能であり、右側のシールジョー５１は上方にのみ回動（傾動）が可能となっている。
【００４７】
回転軸５４は、シールジョー５１と平行に延びて設けられており、両側の連結部材６１と相対回転不能に連結されている。また、回転軸５４の一端側は、図４に示されるように、カム５２及び移動板６０を貫通して支持フレーム１２の外側に突出し、シュミットカップリング７１を介してモータ等の回転駆動機構（図示せず）に連結されている。また、回転軸５４の他方側は、逆側のカム及び移動板を貫通して支持フレームの外側に突出しており、その突出部分には、ヒータ等に電力を供給するためのスリップリング（図示せず）が設けられている。回転軸５４とカム５２及び移動板６０とは、相対回転は可能であるが横方向（回転軸と交差する方向）には相対移動不能なように連結されている。したがって、回転軸５４とカム５２及び移動板６０とは、横方向には一体的に移動する。
【００４８】
なお、シュミットカップリング７１は、リンクにより結合されている３枚の円板から構成されており、入力軸の回転を出力軸である回転軸５４に伝達する軸継手である。このシュミットカップリング７１は、平面的に固定されている入力軸に対して回転軸５４が平面的に移動して両者の軸芯距離が変わった場合にも、入力軸の回転を回転軸５４に伝えることができる。
【００４９】
往復動機構５５は、図７に示すように、左右のシール機構のカム５２がそれぞれ固定された１対の移動板６０と、この１対の移動板６０を互いに近接又は離反させるための駆動機構７５とを有している。なお、これらの機構は、逆側にも同様に設けられている。
【００５０】
１対の移動板６０は、矩形状の部材であり、前述のように、中央部において回転軸５４を回転自在に支持している。移動板６０の外側の面には上端部及び下端部にガイド部６０ａが設けられており、各ガイド部６０ａは支持フレームに設けられたガイドレール７６にスライド自在に係合している。
【００５１】
駆動機構７５は、モータ（図示せず）によって回転するボールねじ８０と、ボールねじ８０に螺合する第１及び第２ナット部材８１，８２と、ボールねじ８０と水平方向で直交するように設けられた第１及び第２連結ロッド８３，８４と、移動方向に沿って設けられた１対の第３連結ロッド８５と、第３連結ロッド８５と平行に設けられた第４連結ロッド８６とを有している。
【００５２】
第１連結ロッド８３は継手８７を介して１対の第３連結ロッド８５に連結されており、１対の第３連結ロッド８５の先端は一方の移動板６０の側端面に固定されている。なお、１対の第３連結ロッド８５は、他方の移動板６０をスライド自在に貫通している。また、第２連結ロッド８４は継手８８を介して第４連結ロッド８６に連結されており、第４連結ロッド８６の先端は他方の移動板６０の側端面に固定されている。
【００５３】
そして、ボールねじ８０において、第１ナット部材８１が螺合する部分と、第２ナット部材８２が螺合する部分とは、互いに逆ねじになっている。
【００５４】
このような駆動機構７５により、ボールねじ８０が回転することにより、１対の移動板６０を互いに近接させたり、離反させたりすることが可能となる。
【００５５】
＜しごき部材＞
しごき部材４６は、図４及び図６に示すように、１対の取付用アングル部材９０と、１対の取付用アングル部材９０の間に設けられたしごきプレート９１とを有している。取付用アングル部材９０は、包材から離れた側の基端部がベース部材６４の突出部６４ａに回動自在に支持され、その先端部にしごきプレート９１が取り付けられている。しごきプレート９１は、シールジョー５１と平行に配置され、シールジョー５１よりも長く形成されている。また、しごきプレート９１の上端部には、包材と当接してしごき処理を行うためのしごき部９１ａが形成されている。
【００５６】
＜シャッタ部材＞
シャッタ部材４７は、図４及び図６に示すように、シャッタプレート９５と、シャッタプレート９５に連結されたガイドロッド９６と、シャッタプレート９５を包材側に付勢するためのスプリング９７とを有している。シャッタプレート９５は、シールジョー５１と平行に配置され、シールジョー５１よりも長く形成されている。ガイドロッド９６は、先端がシャッタプレート９５に固定されるとともに、ベース部材６４の上部に固定されたガイドブロック６４ｂにスライド自在に支持されている。また、スプリング９７は、シャッタプレート９５とガイドブロック６４ｂとの間に設けられている。
【００５７】
このような構成のシャッタ部材４７では、左右のシャッタ部材４７が包材に当接すると、スプリング９７の伸縮によってベース部材６４（シールジョー５１）に対して相対的に横方向に移動が可能である。
【００５８】
＜リンク機構＞
リンク機構４８は、シャッタプレート９５の長手方向に両端に設けられており、図４及び図６に示すように、シャッタプレート９５とともに移動する第１リンク部材１００と、第１リンク部材１００としごき部材４６の取付用アングル部材９０との間に連結された第２リンク部材１０１とを有している。第１リンク部材１００は、一端がシャッタプレート９５に固定されるとともにそのまま外側に延び、さらに下方に折り曲げられて、下方に折り曲げられた他端部に第２リンク部材１０１の一端が回動自在に装着されている。第２リンク部材１０１の他端は、取付用アングル部材９０の基端部と先端部との中間部に回動自在に装着されている。
【００５９】
＜カッタ機構＞
また、図４に示すように、シールジョー５１の内部には、シール処理された包材の接合部を切断するためのカッタ機構１０５が設けられている。カッタ機構１０５は、シールジョー５１の内部に配置されたカッタ１０６と、カッタ１０６と駆動用ソレノイド１０７との間に連結された駆動リンク１０８とを有している。
【００６０】
なお、図４において、しごき部材４６、シャッタ部材４７及びリンク機構４８の一方側のみを示しているが、他方側も同様の構成となっている。
【００６１】
［製袋包装機の動作］
＜シール処理＞
次に、製袋包装機の動作について、図２及び図８〜図１０を用いて説明する。なお、図８〜図１０では、各部材の動きが理解しやすいように、しごき部材及びシャッタ部材を除去し、シールジョー５１とその駆動機構とを構成する各部材のみを重ねて実線で表現している。
【００６２】
フィルム供給ユニット６から成形機構１３に送られたシート状のフィルムＦは、フォーマー３２からチューブ３１に巻き付けられて筒状に成形され、そのままプルダウンベルト機構１４によって下方に搬送される。そして、フィルムＦはチューブ３１に巻き付けられた状態において両端部が周面上で重ね合わせられた状態となり、その重ね合わせ部分が縦シール機構１５によって縦にシールされる。
【００６３】
縦にシールされて円筒形状となった筒状フィルムＦは、チューブ３１を抜けて横シール機構１７へと降りていく。また、このときには筒状フィルムＦの移動と同時に、被包装物の固まりがコンピュータスケール２からチューブ３１を通って落下してくる。そして、横シール機構１７においては、筒状フィルムＦ内に被包装物が存在する状態で、その袋の上端及び被包装物が存在する袋の上部の袋の下端の部分が横にシールされる。
【００６４】
＜製袋包装機の横シール動作＞
次に、横シールの動作について詳述する。
【００６５】
横シール機構１７では、図示しない回転用のモータを回転させることによって回転軸５４が回転し、連結部材６１を介して回動部材６２及びこれに支持されたシールジョー５１が回転軸５４を中心として円運動をする。そして、同じ連結部材６１の両端部に装着されている２つのカムフォロア６３がカム５２を挟み込む構造となっているため、カム５２のカム面５２ａに沿ってカムフォロア６３が移動する。
【００６６】
このときの、しごき作業前でシールジョー５１が包材に当接していない状態を図８（ａ）に示し、その後のしごき処理時でシール直前の状態を図８（ｂ）に示す。図８（ａ）に示すしごき処理の前段階では左右のシールジョー５１のシール面が上方を向くように、また図８（ｂ）に示すしごき処理の段階では左右のシール面が対向するように、カム面５２ａが形成されている。
【００６７】
また、これらの図から明らかなように、図８（ａ）と図８（ｂ）に示された状態では、カム５２と回転軸５４とが横方向に移動している。すなわち、図８（ａ）に示す状態では、左右のカム５２及び回転軸５４は比較的互いに離れているが、図８（ｂ）に示す状態では、左右のカム５２及び回転軸５４が図８（ａ）に示す状態に比較して互いに近づいている。このようなカム５２及び回転軸５４の横方向の移動は、図８（ａ）に示す状態から図８（ｂ）に示す状態に移行する間に、横方向駆動用のモータを回転し、ボールねじ８０を回転させることによって行われる。
【００６８】
図８（ｂ）に示す状態からさらに回転軸５４が回転すると、カムフォロア６３はカム面５２ａに沿ってさらに移動し、図９に示すように、左右のシールジョー５１のシール面は対向した状態を維持し、かつ左右のシール面は包材を挟んで間接的に当接する。この際に、包材はシールジョー５１のシール面によって熱シールされる。なお、図８（ｂ）に示す状態から図９に示す状態に移行する間に、カム５２及び回転軸５４は往復動機構５５によって互いに離れる方向に移動させられる。
【００６９】
なお、図８（ｂ）に示す状態から図９に示す状態に移行する区間は、包材の中に充填された被充填物を下方にしごくためのしごき処理が行われる区間である。この区間の処理については、後に詳述するが、以下に簡単に説明する。
【００７０】
すなわち、ここでは、筒状フィルムを挟み込む両シールジョー５１の当接面間の隙間が数ｍｍ程度に保持されつつ、シャッタ部材４７及びしごき部材４６が動作し、しごき部材４６が、筒状フィルムの搬送速度より早い速度で下方に移動する。これにより、筒状フィルムのシールする部分にある被包装物が下方にしごかれ、シール時に被包装物がシール部に挟み込まれてシール不良を起こすことが抑えられる。
【００７１】
また、左右のシールジョー５１が図９に示すようなシール区間を移動するときには、先行する袋の上端部と、これに続く袋の下端部とがほぼ同時にシールされる。そして、このシールと同時に、シールジョー５１に内蔵されているカッタ１０６によって、先行する袋と後続の筒状フィルムとが切り離される。
【００７２】
そしてさらに回転軸５４が回転すると、カムフォロア６３はカム面５２ａに沿ってさらに移動し、図１０（ａ）に示す状態を経て、図１０（ｂ）に示す状態に移行する。ここで、図１０（ａ）に示すシール処理直後の段階では左右のシールジョー５１のシール面が対向するように、また図１０（ｂ）に示すように、左右のシールジョー５１が対向している最終段階では左右のシール面が下方に向くように、カム面５２ａが形成されている。
【００７３】
このとき、図９に示す状態から図１０（ａ）に示す状態に移行する際には、カム５２及び回転軸５４は互いに近づく方向に移動させられ、図１０（ａ）に示す状態から図１０（ｂ）に示す状態に移行する際には、カム５２及び回転軸５４は互いに離れる方向に移動させられる。
【００７４】
なお、以上のようにして連続的に製造される袋は、図１及び図２に示す傾斜誘導板１９により、ベルトコンベア（図示せず）に導かれ、ウェイトチェッカー等の後工程の装置に移送される。
【００７５】
以上の説明から明らかなように、カム５２のカム面５２ａの形状は、左右のシールジョー５１が対向開始する段階（しごき処理の前段階）ではシール面が上を向くように、しごき処理及びシール処理の段階ではシール面が互いに対向するように、そして左右のシールジョー５１が対向する最終段階ではシール面が下方に向くように形成されている。
【００７６】
以上のような円運動を行う際に、カム５２及び回転軸５４は、シールジョー５１が包材と対向する区間において、往復動機構５５によって回転軸５４と交差する横方向に往復移動させられる。より具体的には、図８（ａ）に示すしごき処理を行う前の状態と図１０（ｂ）に示すシール処理を行った後の状態（シールジョー５１が包材に対向する区間のうちの、しごき処理とシール処理を行わない区間）とにおいて、カム５２及び回転軸５４を互いに離れる方向に移動させてシール機構全体を包材からより離反させるようにしている。したがって、しごき処理及びシール処理の前後において、シールジョー５１に包材が乗り上げるのを防止できるとともに、より高速の製袋処理が可能となる。しかも、カム５２及び回転軸５４を移動させているので、カム等の機構を小型にしても左右の機構の間に十分なスペースを確保でき、大きな袋にも対応が可能である。すなわち、装置全体を小型化しつつ、汎用性に富み、しかも高速処理が可能な装置を提供できる。
【００７７】
さらに、以上の構成に加えて、図８（ａ）及び図１０（ｂ）に示されるように、シールジョー５１が包材に対向している区間のうちの、しごき処理の前及び後においては、シールジョー５１のシール面が包材に対向せずに、それぞれ上方、下方に傾くようにカム面５２ａを形成している。したがって、この区間において、シール面が対向している場合に比較して、左右のシールジョー５１の間隔がより素早く広がることになり、より高速化を実現することができる。
【００７８】
また、カム５２と回転軸５４とを一体的に横方向に移動させているので、両者の摺動部がなくなり、従来の機構に比較して、特にカムの耐久性を向上させることができる。
【００７９】
＜しごき処理＞
支持機構５３が円運動してシールジョー５１が包材に対向するような位置に移動してくると、それに伴ってシャッタ部材４７及びしごき部材４６も包材に対向し、さらに移動が進むと、図１１に示すように、まず、しごき部材４６が包材に当接する。この段階では、左右のしごき部材４６によって包材が絞られ始めるので、荒しごきに相当する処理が開始されることになる。
【００８０】
さらに支持機構５３（シールジョー５１）の円運動が進むと、図１２（ａ）に示すように、左右のシャッタ部材４７が当接し、上方からの被包装物の落下が規制される。また、これと同時に、左右のしごき部材４６が互いに近接し、両者のしごき部９１ａの間隔が約１ｍｍとなって、しごき処理が開始される。
【００８１】
次に、図１２（ａ）に示す状態から図１２（ｂ）に移行する間に、左右のシールジョー５１が互いに近づくように横移動させられる。この状態では、左右のシャッタ部材４７は先端が互いに当接しているので、左右のシールジョー５１が近接することによって、シャッタ部材４７はスプリング９７の付勢力に抗してベース部材６４に近づくように移動する。このような横移動は、前述のように、往復機構５５によって行われる。なお、この横移動の間も円運動は併行して行われている。
【００８２】
このようにして左右のシールジョー５１が互いに近づく方向に移動し、左右のシャッタ部材４７がベース部材６４に近づくように移動すると、リンク機構４８の作用によって、しごき部材４６は下方向に移動する。より具体的には、しごき部材４６の基端部はベース部材６４に回動自在に連結され、中間部は第２リンク部材１０１によってシャッタ部材４７に回動自在に連結されているので、シールジョー５１及びシャッタ部材４７の横方向の移動がしごき部材４６の下方向への移動に変換される。しかも、このしごき部材４６の移動は、シールジョー５１と同速度で円運動しながらシールジョー５１に対して相対的に移動することになるので、その相対移動速度分だけシールジョー５１の下方向への速度（包材の搬送速度）よりも速い速度となる。
【００８３】
以上のような作用によって、左右のしごき部材４６によりしごき処理が実行される。このしごき処理の区間においては、左右のしごき部材４６のしごき部９１ａの間隔は、常に同じ間隔（約１ｍｍ）に維持される。
【００８４】
そして、さらに図１２（ｂ）から図１２（ｃ）に示す状態に移行すると、左右のシールジョー５１のシール面は包材を介して間接的に当接し、前述のシール処理が実行される。なお、この図１２（ｂ）から図１２（ｃ）に示す状態に移行する間においても、しごき部材４６は下方に移動するが、左右のしごき部９１ａの間隔は前記状態と同じ間隔（約１ｍｍ）に維持される。
【００８５】
このようなしごき処理では、単純な機構であるリンク機構４８を用いるだけで、しごき部材４６を包材の搬送速度よりも速い速度で下方に移動させることができ、従来の機構のように、各機構の複雑な速度制御を行う必要がない。また、しごき処理の際に、シャッタ部材４７によって上方からの被包装物の落下を規制しているので、被包装物の噛み込みを抑えることができる。
【００８６】
また、しごき処理及びシール処理の直前の状態において、左右のしごき部材４６の間隔を常に一定に維持しているので、しごき処理時において下方の袋からの空気抜きを十分に行うことができ、製袋時の破裂を防ぐことができる。
【００８７】
なお、しごき処理の区間において、しごき部材４６の横方向の移動距離を変更することにより、容易に複数段階のしごき処理を行える。すなわち、しごき処理の区間の最初の段階では、１対のしごき部材４６の間隔を比較的広く維持し、その後、その間隔をより狭くしてしごき処理を行うことも可能である。
【００８８】
さらに、横方向の移動制御によって、１対のシャッタ部材４７のみが包材に当接する区間を調整したり、シール処理の時間を調整したり、複数段階のしごき処理の各区間を調整することも可能である。
【００８９】
＜噛み込み時の動作＞
ここで、本実施形態では、しごき処理によって被包装物は下方にしごき落とされる。しかし、シール処理時において、何らかの原因によって左右のシールジョー５１の間に被包装物を噛み込んだ場合、シールジョー５１が傾動して被包装物及びシールジョー５１の損傷を抑えることができるようになっている。この場合の動作を、図１３（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
【００９０】
図１３（ａ）は正常なしごき処理が行われている状態を示している。このような状態では、左右のシール機構におけるカムフォロア６３は、コイルスプリング６５の付勢力によりそれぞれカム面５２ａに圧接しながら移動している。
【００９１】
このしごき処理の最中において、図１３（ｂ）に示すように、左右のシールジョー５１の間に被包装物が噛み込み、左右のシールジョー５１の下部に被包装物に対する押圧力が作用したとする。この場合、シールジョー５１の下部が受けた被包装物の反力によって、一方（左側）の回動部材６２はコイルスプリング６５の付勢力に抗して回動軸７０の回りに下方向に回動する。このとき、カムフォロア６３はカム面５２ａから離れる。これに対して右側の回動部材６２は、シールジョー５１の下部に反力を受けたときにカムフォロア６３がカム面５２ａから離れるように構成されていない。すなわち、左側の回動部材６２と同方向には回動が禁止されており、逆方向にのみ回動が可能な構成となっている。
【００９２】
また、被包装物が、シールジョー５１の上部で噛み込んだ場合には、上述とは反対に、右側の回動部材６２が右側の回動軸７０の回りに上方向に回動する。また、シールジョー５１の中央部に被包装物が噛み込んだ場合には、被包装物からの反力の強い上部もしくは下部の反力によって上述の動作が行われる。
【００９３】
このように、左右のシールジョー５１が傾動可能となっているが、両シールジョー５１は、同方向への傾動ではなく、異なる方向への傾動が可能な構成となっている。ここで、図１３（ｂ）に示すような噛み込みが発生し、仮に両シールジョー５１が同方向に回動するような構成になっていれば、結局、被包装物は同方向に傾動する両シールジョー５１によって押しつぶされたり、あるいはシールジョー５１自体が損傷する。
【００９４】
しかし、ここでは、両シールジョー５１が同方向に力を受けたときに、一方のみが傾動するように、あるいは互いに異なる方向に傾動するように構成されているので、被包装物が噛み込んだ場合でも、被包装物を押しつぶしたり、またシールジョー５１自体が損傷するのを抑えることができる。
【００９５】
［本実施形態の特徴］
以下に、本実施形態において、特にしごき機構及びそれに関連する部分の特徴をまとめる。
【００９６】
（１）簡単なリンク機構によってしごき部材４６をシールジョー５１（包材）に対してより速い速度で下方に移動させてしごき処理を行うことができる。したがって、従来装置のように、複雑な速度制御が不要となる。
【００９７】
（２）リンク機構を構成する部材として、シャッタ部材を利用しているので、リンク機構の構成がさらに簡単になる。
【００９８】
（３）シャッタ部材４７を設けたことによって、しごき処理やシール処理の各工程において、処理部分に被包装物が落下してくるのを防止でき、被包装物の噛み込みを抑えることができる。
【００９９】
（４）しごき動作の先に行われるシャッタ部材の当接、及びシャッタ部材に連結されたリンク機構により、本しごき処理が開始されるため、それぞれの部材を別々に制御する必要がなくなる。
【０１００】
（５）左右のしごき部材４６のしごき部９１ａの間隔が、しごき処理の区間において常に同じ間隔に維持されるので、しごき処理を行っている下方の袋からの空気をスムーズに抜くことができ、しごき処理時における破袋を抑えることができ、処理をより高速化することができる。
【０１０１】
（６）しごき部材４６が、シールジョー５１とともに円運動しながら、かつシールジョー５１よりも先に包材に当接するので、しごき処理の前段階で荒しごきに相当する処理を行わせることができる。
【０１０２】
（７）シールジョー５１、しごき部材４６及びシャッタ部材４７を円運動させながら横方向にも移動可能としているので、しごき処理の区間において、しごき部材４６の横方向の移動距離を変更することにより、容易に複数段階のしごき処理を行える。また、１対のシャッタ部材４７のみが包材に当接する区間を調整することもでき、さらには、シール処理の時間を調整したり、複数段階のしごき処理の各区間を調整することも可能である。
【０１０３】
（８）特に、シールジョー５１が包材に対向する区間のうちのしごき処理の前後区間において、カム５２と回転軸５４とを一体で横方向に移動させてシールジョー５１を包材から離反させているので、シールジョー５１に包材が乗り上げるのを防止できる。また、製袋処理の高速化が可能となる。
【０１０４】
（９）シールジョー５１が傾動可能であるので、被包装物を挟み込んだ場合に、被包装物を押しつぶしたり、シールジョー５１が損傷するのを防止できる。特に、左右のシールジョー５１が互いに異なる方向に傾動するので、被包装物及びシールジョー５１の損傷をより抑えることができる。
【０１０５】
（１０）１つの回転軸５４に対して２組のシールジョー５１及び支持機構５３を有しているため、これらが１組のみ設けられている場合に比べて、高速化もしくはモータ等の性能ダウンによるコスト削減やモータ等の耐久性の向上を図ることができる。
【０１０６】
［他の実施形態］
（ａ）シールジョーとしごき部材とを連動させるための機構は、前記実施形態に示されたようなリンク機構に限定されるものではなく、シール部の横方向の動きをしごき部材の下方への動きに変換できるものであれば様々な構成が採用可能である。
【０１０７】
例えば、シャッタ部材の代わりに、シールジョーの横方向とともに横方向に移動して互いに当接及び離反する１対の部材を包材の周囲に配置する。また、その１対の部材の当接後も、１対の部材がシール部に対して相対的に横方向に移動可能なような構成とする。この場合は、１対の部材とシール部としごき部材とをリンク機構によって連結すれば、前記実施形態と同様の作用が得られる。
【０１０８】
（ｂ）１つの回転軸５４に対する支持機構５３の個数は前記実施形態に限定されず、２個以上でも良い。
【０１０９】
また、前記実施形態では、左右１対の機構５０で構成されているが、片側のみに機構５０を設けても良い。この場合、機構５０が設けられない側には、シールジョー５１のシール圧力を受ける部材がフィルムと同一方向で同一速度で移動していればよい。具体的には、プルダウンベルト機構１４のようなベルトを回転させ、かつシール圧力を受け止める機構であればよい。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明では、連動機構により、シール部の動きに連動させてしごき部材を駆動する用にしたので、簡単な構成でしごき処理を行わせることができるとともに、しごき部材等の速度制御が不要となる。また、しごき部材を、シール部とともに円運動させながら横方向に移動可能させるようにしたので、しごき処理の区間において、容易に複数段階のしごき処理を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の製袋包装機の斜視図。
【図２】 製袋包装ユニットの側面図。
【図３】 横シール機の拡大部分図。
【図４】 横シール機の平面部分図。
【図５】 横シール機のシール構成部品のみを示す図。
【図６】 横シール機のしごき部材、シャッタ部材及びリンク機構を示す図。
【図７】 往復動機構の外観斜視図。
【図８】 横方向シール動作を説明するための模式図。
【図９】 横方向シール動作を説明するための模式図。
【図１０】 横方向シール動作を説明するための模式図。
【図１１】 しごき動作を説明するための模式図。
【図１２】 しごき動作を説明するための部分図。
【図１３】 噛み込み時の動作を説明するための図。
【符号の説明】
１ 製袋包装機
１３ 成形機構
１４ プルダウンベルト機構（包材搬送機構）
１５ 縦シール機構
１７ 横シール機構
４６ しごき部材
４７ シャッタ部材
４８ リンク機構
５１ シールジョー
９１ａ しごき部

Claims (7)

1. 下方に搬送される筒状の包材に被包装物を充填し、包材の搬送方向に対して直交する横方向を接合する製袋包装機の横シール機構であって、
   前記筒状の包材に当接して横方向の熱シールを行うためのシール部と、
   前記シール部を、前記包材に対して当接及び離反するように横方向に移動させるとともに、カム機構により環状に移動させて包材の搬送方向に移動させるためのシール部駆動機構と、
   前記シール部に設けられ、先端に前記包材に当接可能なしごき部を有し、前記シール部のシール処理に先立って前記包材の接合部及びその近傍をしごくしごき部材と、
   前記シール部駆動機構によるシール部の横方向の移動に連動させて、前記しごき部材を前記シール部の搬送速度よりも速い速度で前記搬送方向に移動させてしごき処理を行わせる連動機構と、
   前記しごき部材の上方に設けられるとともに、前記包材に対して当接及び離反するように前記横方向に移動可能であり、しごき処理中において前記しごき部材側に被包装物が落下するのを規制するシャッタ部材と、
   を備え、
   前記しごき部材は基端部が前記シール部に回動自在に装着され、
   前記連動機構は、一端側が前記シャッタ部材に回動自在に装着されるとともに他端側が前記しごき部材の基端部と先端部の中間部に回動自在に装着されたリンク部材を有し、前記シール部及びシャッタ部材の横方向の動きを前記しごき部材の下方への移動に変換するものである、
   製袋包装機の横シール機構。
2. 前記シール部、前記しごき部材、前記シャッタ部材、及び前記リンク部材は各々１対から成る、
   請求項１に記載の製袋包装機の横シール機構。
3. 前記連動機構は、前記シャッタ部材の相手部材への当接による力を、前記リンク部材を介して前記しごき部材を下方へ移動させる力に変換するものである、
   請求項１又は２に記載の製袋包装機の横シール機構。
4. 前記シール部駆動機構は、前記シール部を回転中心を中心として環状の軌跡に沿って移動させるための環状駆動機構と、前記シール部を前記環状駆動機構とともに前記横方向に移動させるための往復動機構とを有し、
   前記しごき部材は、前記シール部に固定されて前記シール部とともに環状移動及び往復移動するとともに、しごき処理工程の前半において前記シール部よりも先に前記包材に当接する、
   請求項１又は２に記載の製袋包装機の横シール機構。
5. 前記しごき部材のしごき部は、しごき処理を行っている間において前記シャッタ部材によって前記横方向の移動位置が維持される、
   請求項１又は２に記載の製袋包装機の横シール機構。
6. 前記往復動機構は、前記しごき部材の横方向の移動距離を変更可能である、
   請求項４に記載の製袋包装機の横シール機構。
7. 筒状に形成された包材の縦及び横を接合して製袋しつつ被包装物の充填を行う製袋包装機であって、
   供給されるシート状の包材を筒状に形成しつつ、被包装物を受け入れる成形手段と、
   前記筒状の包材を下方に搬送する包材搬送機構と、
   搬送される前記筒状の包材の重なり部分を縦に接合する縦シール機構と、
   搬送される前記筒状の包材を所定の間隔で横に接合する、請求項１から６のいずれかに記載の横シール機構と、
   を備えた製袋包装機。

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