JP4789504B2 - 横型製袋充填機におけるエンドシール装置 - Google Patents

Description

この発明は、横型製袋充填機に採用されるエンドシール装置に関するものである。

横型製袋充填機では、製袋器により筒状に成形されながら水平に移送される筒状フィルム中に被包装物を順次供給すると共に、前記筒状フィルムにおける長手方向端縁部の重合面にセンターシールを施し、更に筒状フィルムの被包装物を挟む前後にエンドシール装置によって夫々エンドシール・切断を施すことにより、所謂ピロー包装体を製造し得るようになっている。

前記エンドシール装置は、筒状フィルムの移送路を挟んで上下に対向する一対のシール体を備え、両シール体によって筒状フィルムを挟持した状態で、筒状フィルムの移送方向に沿って筒状フィルムの移送速度と同じ速度で水平移動してエンドシールを施した後、相互に離間して後退し、再び相互に当接して水平移動する運動を繰返すもの(ボックスモーション式と称す)が好適に採用される。例えば、特許文献１または２に開示のエンドシール装置では、筒状フィルムの移送路を挟んで対向する一対のシール体に所要の円運動を付与すると共に、両シール体を円運動させた際に円運動軌跡が干渉する区間を設けることで、その干渉区間において一対のシール体で筒状フィルムを挟持してエンドシールするよう構成されている。

横型製袋充填機では、複数の品種に対応して各作動機構の動作条件を所定値に切替えて利用される場合が多々あり、品種の切替え設定によって同じ包装処理能力で異なる長さの被包装物を包装する設定が選定された場合は、１包装長に要するフィルム長さの変更が行なわれるのに伴い、フィルム移送速度が変更される。すなわち、包装長が長くなった場合はフィルム移送速度を高速にし、また包装長が短くなった場合にはフィルム移送速度が低速に設定変更される。

前述したようにフィルム移送速度が変更された場合は、それに伴いシール体の水平往復速度を同調させる必要があるが、前記特許文献１または２に開示のエンドシール装置では、１包装長に要するフィルム長さの変更に応じてシール体の移動速度を変えると、筒状フィルムに対する加熱時間が変化してしまう。すなわち、シール体における円運動軌跡の干渉区間は不変であるので、その区間でのフィルム移送方向へ向けたシール体の移動量は常に一定となり、フィルム移送速度の変更に伴いシール体のフィルム移送方向へ向けた移動速度が変更されると、一対のシール体によって筒状フィルムを挟持している時間が変化してしまう。特に、包装長が長くなった場合は、シール時間を充分に確保できなくなり、良好なエンドシールを行ない難いと云った問題を招くため、シール圧の調整やシール温度の設定変更等が必要となる。

前記問題を解決するため、例えば特許文献３に開示の装置が提案されている。この装置は、揺動可能なメインレバーに配設したスクリューシャフトにモータを連結すると共に、該スクリューシャフトにねじ係合したスライダーに対してシールバーを備えるフレームをリンクおよびＶ型レバーを介して連結するよう構成される。そして、被包装物の長さ変化に対応して異なるフィルム長さへの変更設定が必要になった場合は、モータでスクリューシャフトを回転してメインレバーに対するスライダーの位置を変えることで、メインレバーの揺動に伴うスライダーの揺動量を変化させ、これによってフレームの水平方向の移動量および移動速度を変化して、被包装物の長さの大小に関係なくシールバーによるシール時間を常に一定に保つように制御できる。

すなわち、特許文献３に開示の装置では、包装長が変更になった都度、シール圧の調整や、シール温度の設定変更等を行なう必要はなく、最適値に設定された動作条件を変更することなく維持して、常に良好なエンドシールを施すことが可能となる。
特許第２６８４３３６号公報 特許第３０２４０６３号公報 特開平５−２９４３２５号公報

しかるに、前記特許文献３に開示の装置では、フレームにおける移動量の変更設定範囲を広く確保するには、スライダーに連結されるＶ型レバーとメインレバーとを大きく離間させなければならず、装置が大型化する。また、Ｖ型レバーとメインレバーとをリンクで連結する等、構成が複雑であるため、高速包装には適していない問題が指摘される。

すなわち本発明は、前述した従来の技術に係る横型製袋充填機におけるエンドシール装置に内在する前記課題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、フィルム移送速度が変更されてもシール時間を常に一定にでき、また装置が大型化することなく簡単な構成で高速包装にも対応し得る横型製袋充填機におけるエンドシール装置を提供することを目的とする。

前述した課題を解決し、所期の目的を達成するため、請求項１の発明に係る横型製袋充填機におけるエンドシール装置は、
連続移送される筒状フィルム中に供給された各被包装物間において一対のシール体で筒状フィルムを挟持してフィルム移送方向に移動しつつエンドシールを施す横型製袋充填機におけるエンドシール装置において、
前記一対のシール体を上下に開閉動可能に配設したシールユニットと、
第１駆動モータに連繋するボールネジで前記シールユニットをフィルム移送方向に往復動する水平作動機構と、
第２駆動モータにより駆動されて、前記一対のシール体を開閉動する開閉作動機構と、
設定された包装速度に応じて前記第１および第２駆動モータを同期制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
包装速度が同一であるもとで、カットピッチの相違によって前記筒状フィルムの移送速度が変更された際に前記第２駆動モータを回転する駆動制御信号は不変とし、
前記シールユニットが１往復する動作に際し、一対のシール体の噛合期間を変更することなくその噛合期間については、変更されたフィルム移送速度と同速度で前記シールユニットを下流側に移動させると共に、１包装長分のフィルムが移送される毎にシールユニットが１往復するシールユニットの動作サイクルの中間部を基点として前記噛合期間を前後に２等分した期間で、シールユニットをフィルム移送速度と同速で水平移動し得る等速移動制御直線をシールユニットの往復動の中間点を通過するよう設定し、前記噛合期間を除くサイクル中の残りの期間に対応して、等速移動制御直線の両終端部に繋がる位置制御曲線を与えて得た動作パターンを求め、その動作パターンに基づき前記ボールネジのネジ軸を正逆回転するよう前記第１駆動モータへ駆動制御信号を出力することで前記シール体によるシール時間を一定とするようにしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記制御手段は、前記包装速度に応じて第２駆動モータを等速回転する駆動制御信号を出力するようにした。
請求項２の発明では、第２駆動モータは等速で回転されるから、フィルム移送速度が変更された際の第１駆動モータの回転制御が簡単となる。

請求項３の発明は、前記シールユニットの往復動位置の原点を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段から得られた検出値に基づき、シールユニットの現在位置を判別して該シールユニットを前記得られた動作パターンで動作するよう第１駆動モータを回転する駆動制御信号を出力するようにした。
請求項３の発明では、シールユニットの往復動位置の原点を基準とする現在位置を判別して、該シールユニットを、得られた動作パターンで正確に往復動することができる。

請求項４の発明は、前記制御手段は、シール体の開閉移動量に関するデータ値とシール体が噛合した際の変位量に関するデータ値との比から前記シール体の噛合期間を求めるようにした。
請求項４の発明では、シール体の開閉移動量およびシール体が噛合した際の変位量の各データ値を与えることで、シール体の噛合期間を簡単に求めることができる。

本発明に係る横型製袋充填機におけるエンドシール装置によれば、フィルム移送速度が変更されてもシール時間を常に一定にでき、良好なシール状態を維持し得る。また装置が大型化することなく、高速包装にも対応し得る。

次に、本発明に係る横型製袋充填機におけるエンドシール装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

図１は、本発明の実施例に係る横型製袋充填機におけるボックスモーション式のエンドシール装置の全体構成を示すものであって、このエンドシール装置１０の上流側において供給源から繰出された帯状フィルムが製袋手段により成形された筒状フィルムＦに、供給コンベヤから所定間隔毎に被包装物Ｍが供給されると共に連続的にセンターシールが施される。そして、所定間隔で被包装物Ｍが充填された筒状フィルムＦが、フィルム移送機構によって一定速度で連続移送され、前記エンドシール装置１０により、筒状フィルムＦにおける被包装物Ｍを挟む前後でエンドシールが施されるよう構成される。

前記エンドシール装置１０の機枠１１は、図２に示す如く、フィルム移送路から側方(フィルム移送方向と交差する幅方向の一側方)に離間し、矩形枠状に形成された固定機枠１２と、該固定機枠１２に対して平行に上下動するよう配設された可動機枠(機枠)１３とから構成され、該可動機枠１３は、後述する高さ調節手段７５を介して高さ調節可能になっている。

前記可動機枠１３には、そのフィルム移送路側の一側面に、フィルム移送方向に水平に延在する一対のスライドガイド１４,１４が上下方向に離間して平行に配設され、両スライドガイド１４,１４に、後述するシールユニット２９におけるシールフレーム１５が摺動自在に配設されている。このシールフレーム１５は、幅方向に離間する一対の側板１６,１７と、両側板１６,１７間に架設されて上下に離間する一対の連結板１８,１９とから構成され、可動機枠１３と対向する一方の側板１７の外側面に、前記各スライドガイド１４に摺動可能に係合する摺動部材２０が上下に離間して配設されている。

前記一対の連結板１８,１９には、図２に示す如く、幅方向に離間して所定長さの一対のスライドシャフト２１,２１が上下方向に摺動自在に挿通支持されており、下側の連結板１９から下方に延出する一対のスライドシャフト２１,２１の下端部が第１支持部材２２で連結されると共に、上側の連結板１８から上方に延出してフィルム移送路より上方に臨む両スライドシャフト２１,２１の上端部が上保持部材２３により連結されている。この上保持部材２３の下側に、シール面が筒状フィルムＦの移送路を指向する第１のシール体２４が、上下動可能に配設されている。なお第１のシール体２４は、弾性部材としてのバネ２５,２５によって、常には下方に向けて付勢され、該バネ２５,２５により、第１のシール体２４と後述する第２のシール体２８とにより筒状フィルムＦを所定の圧力で挟持するべく機能する。また、第１のシール体２４にはカッタ２６が内装され、第２のシール体２８との噛合時に筒状フィルムＦの切断を行なうよう構成される。

前記上側の連結板１８と上保持部材２３との間のスライドシャフト２１,２１に、前記第１支持部材２２と平行な第２支持部材２７が上下動可能に配設されて、第１支持部材２２と第２支持部材２７とが近接・離間移動可能になっている。この第２支持部材２７の上面には、前記第１のシール体２４とフィルム移送路を挟んで平行に対向する第２のシール体２８が、そのシール面をフィルム移送路に指向させた状態で配設されている。そして、後述する開閉作動機構５０を作動することにより、一対のシール体２４,２８が開閉動し、その閉成時に筒状フィルムＦを挟持することで、該フィルムＦに所定圧力のもとでエンドシールを施すよう構成される。そして、一対のシール体２４,２８、スライドシャフト２１,２１、第１および第２支持部材２２,２７、バネ２５、カッタ２６およびシールフレーム１５からなるシールユニット２９が、後述する水平作動機構３０を作動することにより前記一対のスライドガイド１４,１４に沿ってフィルム移送方向の前後に水平移動(往復動)するようになっている。

前記可動機枠１３に配設される水平作動機構３０は、図３または図４に示す如く、可動機枠１３に配設されたフィルム移送方向に離間する一対の軸受３１,３１に回動自在に枢支されてフィルム移送方向に平行に延在するボールネジ３２におけるネジ軸３２ａと、該ネジ軸３２ａを回転駆動する正逆回転可能な第１駆動モータとしての第１サーボモータ３３と、前記シールユニット２９のシールフレーム１５に配設されて、前記ネジ軸３２ａに雌ネジ孔が螺合する雌ネジ体としてのボールネジナット３４とから基本的に構成され、前記第１サーボモータ３３は制御手段３５により回転制御される。また第１サーボモータ３３は、ネジ軸３２ａにプーリと無端ベルトとからなる伝達手段３６を介して連繋されており、第１サーボモータ３３を正逆回転することで、ボールネジナット３４の雌ネジ孔とネジ軸３２ａとの螺合作用下に、前記シールユニット２９がフィルム移送方向の前後に水平移動されるよう構成される。

前記可動機枠１３には、前記ボールネジナット３４の移動位置を検出可能な一対の限界センサ３７,３８が、図４に示すようにフィルム移送方向に離間して配設されており、前記シールユニット２９は、一対の限界センサ３７,３８の間の水平移動可能範囲において水平に往復動し得るように設定される。また両限界センサ３７,３８が配設された中間位置には、ボールネジナット３４の移動位置を検出可能な原点センサ(検出手段)３９が配設され、シールユニット２９の往復動位置の原点信号を出力する。これら各センサ３７,３８,３９の検出信号は、前記制御手段３５に入力され、前記第１サーボモータ３３に付設されたエンコーダと原点センサ３９からの原点信号とによってシールユニット２９の現在位置が認識でき、得られたシールユニット２９の原在位置との関係において、第１サーボモータ３３が所定の回転量で正逆回転駆動するよう制御される。

図２に示す如く、前記シールフレーム１５における上下の連結板１８,１９の間に取付板４５が配設され、該取付板４５および前記摺動部材２０が配設された一方の側板１７に、幅方向に延在する作動軸４６が回動自在に枢支されている。この作動軸４６における取付板４５から突出する一端部に、作動部材４７が一体回転可能に配設されている。そして、作動部材４７における作動軸４６から径方向一方向に延出する端部に一端部が回動自在に連結された第１作動杆４８の他端部が、前記第１支持部材２２に回動自在に連結される。また作動部材４７における作動軸４６から径方向他方向に延出する端部で、第１作動杆４８の枢支位置とは周方向に位相が１８０度異なる位置に一端部が回動自在に連結された第２作動杆４９の他端部が、前記第２支持部材２７に回動自在に連結されている。すなわち、作動部材４７が後述する回転機構６２により所定角度範囲で正逆方向に回動される際には、両作動杆４８,４９のクランク運動により、第１支持部材２２と第２支持部材２７とが相互に近接・離間移動し、これに伴い一対のシール体２４,２８が前記フィルム移送路を挟んで開閉動するよう構成される。実施例では、第１作動杆４８、第２作動杆４９、作動部材４７、作動軸４６、回転機構６２および該回転機構６２を駆動する第２サーボモータ６６(後述)から、シール体２４,２８を開閉動する開閉作動機構５０が構成される。なお、前記作動軸４６における一方の側板１７から外方(可動機枠側)に突出する端部に作動材５１の一端が一体的に回動するよう連結されると共に、作動材５１の他端にフォロワ５２が回動自在に枢支してある。

前記可動機枠１３の内部には、図３に示す如く、取付けフレーム５３が配設され、該取付けフレーム５３に、フィルム移送方向と交差して水平に延在する一対の駆動軸５４,５５が前後に離間して回転自在に配設されている。下流側の第１駆動軸５４の内側端部(フィルム移送路側の端部)に第１平歯車５６が一体的に回転するよう配設されると共に、上流側の第２駆動軸５５の内側端部に支持材５７の一端が一体的に回転するよう連結されている。第１平歯車５６の偏心位置に一端部が回動可能に連結されて前後に延在するレール部材５８の他端部が、前記支持材５７の他端に回動自在に連結されて、レール部材５８は常に水平姿勢に保持されるようになっている。このレール部材５８には、図４に示す如く、前後に延在する長孔５８ａが形成され、該長孔５８ａ内に、前記作動材５１に枢支されたフォロワ５２が転動可能に臨んでいる。また第１駆動軸５４の外側端部に第１連杆５９が一体的に回転するよう配設されると共に、第２駆動軸５５の外側端部に第２連杆６０が一体的に回転するよう配設され、この第１および第２連杆５９,６０における駆動軸５４,５５から径方向に延出する一端部間に、連繋部材６１が回動可能に連結されている。すなわち実施例では、第１平歯車５６、支持材５７、第１連杆５９、第２連杆６０、連繋部材６１およびレール部材５８から回転機構６２が構成され、該回転機構６２が、後述する第２サーボモータ６６で駆動されるようになっている。

前記取付けフレーム５３には、前記第１駆動軸５４の下方位置に枢支軸６３が回動自在に枢支されており、該枢支軸６３の内側端部に一体的に回転するよう配設した第２平歯車６４が、前記第１平歯車５６に噛合している。この枢支軸６３は、プーリと無端ベルトとからなる伝達手段６５を介して取付けフレーム５３に配設された第２駆動モータとしての第２サーボモータ６６に連繋され、該モータ６６を一定方向に連続回転することで、第２平歯車６４に噛合する第１平歯車５６を一定方向に回転するよう構成される。そして、第１平歯車５６の回転に伴い、前記連繋部材６１、第２連杆６０および第２駆動軸５５を介して支持材５７が同一方向に回転し、前記レール部材５８が水平姿勢を保持したまま旋回運動を行なうよう構成されている。これにより、レール部材５８の長孔５８ａに係合しているフォロワ５２を介して作動材５１、作動軸４６および作動部材４７が所定角度範囲で正逆方向に回動し、該作動部材４７に第１および第２作動杆４８,４９を介して連結された第１支持部材２２と第２支持部材２７とが相互に近接・離間移動し、この結果として一対のシール体２４,２８が開閉動するようになっている。また開閉作動機構５０は、第２サーボモータ６６を予め設定された包装速度(所定時間当たりの包装個数)に応じて、等速で連続回転するよう制御手段３５で制御することにより、第１のシール体２４および第２のシール体２８が、１包装長分のフィルムが移送される毎に開閉動を繰返すよう設定されている。

なお、前述したようにシールユニット２９を水平に往復動する水平作動機構３０および一対のシール体２４,２８を上下に開閉動する開閉作動機構５０を、対応する個々のサーボモータ３３,６６の同期駆動により作動するよう構成して、シール体２４,２８の上下の開閉動とは独立してシールユニット２９が水平移動可能に構成される。

前記固定機枠１２の上部には、図４に示す如く、調節軸６７が回動自在に枢支されると共に、該調節軸６７には軸方向に離間して一対の第１ハスバ歯車６８,６８が一体回転可能に配設される。また固定機枠１２に、各第１ハスバ歯車６８と噛合する第２ハスバ歯車６９が夫々回動自在に枢支されると共に、各第２ハスバ歯車６９には上下方向に延在する調節ネジ７０が夫々一体的に回転するよう配設され、各調節ネジ７０が前記可動機枠１３の対応位置に設けた支材７１に形成した雌ネジ孔に螺挿されている。前記調節軸６７は、プーリと無端ベルトとからなる伝達手段７２を介して固定機枠１２にブラケット７３を介して配設された調節用モータ７４に連繋され、該モータ７４を正逆方向に回転することで、調節ネジ７０と雌ネジ孔とからなる調節ネジ手段による螺合作用下に可動機枠１３は固定機枠１２に対して上下方向に移動する。これにより、後述する移送コンベヤ７６,７７で移送される被包装物Ｍの高さに応じて、前記一対のシール体２４,２８が噛合する高さ位置の調節を行ない得るようになっている。なお、支材７１、雌ネジ孔、調節ネジ７０および調節軸６７により高さ調節手段７５が構成される。

前記シールユニット２９を挟んでフィルム移送方向の上流側と下流側に、図１に示す如く、移送レベルを一致させた第１移送コンベヤ７６と第２移送コンベヤ７７とが直列に配設されている。なお、両移送コンベヤ７６,７７の構成は略対称であるので、第１移送コンベヤ７６の構成についてのみ説明し、第２移送コンベヤ７７の同一部材には同じ符号を付して示すこととする。

すなわち、上流側に配置される第１移送コンベヤ７６は、前記固定機枠１２に配設されてフィルム移送路に臨む固定フレーム７８と、この固定フレーム７８の内側においてフィルム移送方向の水平移動が可能に配設された移動フレーム７９とを備える。また、固定フレーム７８および移動フレーム７９に複数のプーリ８０が回転可能に枢支され、これらプーリ８０間に無端ベルト８１が走行可能に巻掛けられて第１移送コンベヤ７６が構成され、無端ベルト８１は図示しないモータにより走行するようになっている。

前記第１移送コンベヤ７６では、無端ベルト８１がフィルム移送速度と略同速で走行されるよう設定されており、該無端ベルト８１に載置された被包装物Ｍが充填された筒状フィルムＦは、シールユニット２９に向けて移送される。また第２移送コンベヤ７７では、無端ベルト８１が第１移送コンベヤ７６における無端ベルト８１の走行速度よりも高速となるよう設定されており、シールユニット２９の一対のシール体２４,２８によりエンドシール・切断された先行の包装体を、後続の未包装体から確実に切離して排出し得るよう構成されている。

図１に示す如く、前記第１移送コンベヤ７６の移動フレーム７９における下流端部近傍の幅方向左右両側に、第１カム溝８２ａを形成した第１カム板８２が夫々配設されている。また前記第２移送コンベヤ７７の移動フレーム７９における上流端部近傍の幅方向左右両側に、第２カム溝８３ａを形成した第２カム板８３が夫々配設されている。前記第２のシール体２８を挟んでフィルム移送方向の前後に位置する第１カム板８２と第２カム板８３とに形成される第１カム溝８２ａと第２カム溝８３ａとは、図１に示す如く対称となるよう形成される。そして、第１カム溝８２ａに、前記第２支持部材２７に配設された保持材８４に枢支されている第１のローラ８５が転動可能に係合されると共に、第２カム溝８３ａには、同じく保持材８４に枢支されている第２のローラ８６が転動可能に係合される。

前記第１および第２カム溝８２ａ,８３ａの形状は、前記両移送コンベヤ７６,７７の対向端部を、シールユニット２９の水平移動並びに一対のシール体２４,２８の開閉動作に伴って、フィルム移送方向に沿って進退動すると共に相互に近接・離間するよう設定される。すなわち図１に示すように、第２のシール体２８が最下点に位置した状態では、両移動フレーム７９,７９の対向端部が相互に近接することで両移送コンベヤ７６,７７の対向端部が近接して筒状フィルムＦ中に供給された被包装物Ｍを第１移送コンベヤ７６から第２移送コンベヤ７７に移送し、また第２のシール体２８の上昇移動と共に保持材８４が上昇すると、両移動フレーム７９,７９の対向端部が相互に離間することで両移送コンベヤ７６,７７の対向端部が離間して、第２のシール体２８の上昇移動を許容する隙間を形成するよう構成されている。

前記制御手段３５は、図５に示す如く、各種設定データを記憶する記憶手段４０と、演算手段４１とを有すると共に、データ入力や項目選択によりデータ設定が可能なタッチパネル等の入力手段４２が接続されており、該入力手段４２により横型製袋充填機を駆動制御するための各種制御用データに加えて、包装速度、１包装長に対応するフィルム長さ(カットピッチ)および被包装物Ｍの高さ等の夫々に関する所定のデータ値を入力し得るようになっている。これら入力手段４２により入力された各種のデータ値は、被包装物Ｍの品目その他の各包装品種毎に前記記憶手段４０に記憶可能となっており、品種設定を行なうのみで、先に設定されたデータ値が記憶手段４０から読み出されて自動設定されるようになっている。なお、制御手段３５では、入力手段４２により入力された包装速度とカットピッチとの夫々に関するデータ値に基づいて、前記演算手段４１によりフィルム移送速度が求められる。また品種設定操作は、前記入力手段４２を介して実際の品種名を入力したり、予め品種毎に付した品種番号等を入力する方法等を採用可能である。そして、制御手段３５は、設定された包装速度に応じて、前記シールユニット２９を水平に往復動する水平作動機構３０における第１サーボモータ３３および一対のシール体２４,２８の開閉動を行なう開閉作動機構５０における第２サーボモータ６６、前記供給コンベヤを駆動する第３サーボモータ４３、前記フィルム移送速度によって筒状フィルムＦを一定速度で連続移送するべくフィルム移送機構を駆動する第４サーボモータ４４を同期して駆動制御するよう設定される。

前記制御手段３５は、包装速度に応じて第２サーボモータ６６を等速で回転するための駆動制御信号を出力するよう設定される。また制御手段３５は、１包装長分の筒状フィルムＦが移送される間に、シールユニット２９が１往復できるように、第１サーボモータ３３を回転するための駆動制御信号を出力するよう設定される。そして、筒状フィルムＦが１包装長分移送される間に、筒状フィルムＦに供給された各被包装物Ｍの中間位置において一対のシール体２４,２８で筒状フィルムＦを挟持してエンドシールを施し得るように、シール体２４,２８の開閉タイミングおよびシールユニット２９の水平移動タイミングが所定のタイミングとなるよう第１および第２サーボモータ３３,６６が制御手段３５によって同期駆動制御される。これにより、水平作動機構３０と開閉作動機構５０とが同調して作動し、前記一対のシール体２４,２８は、フィルム移送方向上流側で相互に近接して噛合し、この噛合状態で下流側に水平移動した後、相互に離間して上流側に水平移動する運動を繰返すよう設定される。

前記入力手段４２で品種切換された後の品種設定データにおいて、包装速度が同一値で、カットピッチが異なる場合には、新たに設定されたカットピッチと、前記包装速度との各データ値からフィルム移送速度が求められる。
そして、前記制御手段３５は、前記第２サーボモータ６６の駆動制御信号を変化させることなく前記シールユニット２９の水平移動についての新たな動作パターンを求め、その動作パターンに応じて、前記第１サーボモータ３３を変速制御するように設定されている。すなわち、前記開閉作動機構５０の機械的構成から得られる既知の値として、予め記憶手段４０に記憶された一対のシール体２４,２８の噛合期間について、前記シールユニット２９をフィルム移送速度と同速度で下流側に移動させると共に、変更された１カットピッチ分のフィルムが移送される毎にシールユニット２９が１往復し得る動作パターンを求め、該動作パターンに基づき前記第１サーボモータ３３を所定の回転量で正逆回転する駆動制御信号を出力するよう設定される。

以下、前記シールユニット２９の動作パターンを得る内容について、図６(ａ)および図７(ａ)を参照して説明する。
図６(ａ)および図７(ａ)は、包装速度が同一で、カットピッチの相違によって夫々フィルム移送速度が異なる値に設定されたシールユニット２９の動作パターンを作動位置線図により表わしたものであり、図６(ａ)はフィルム移送速度が高速に設定された場合での例を示し、また図７(ａ)はフィルム移送速度が低速に設定された場合での例を示す。前述した如く包装速度が同一である限りフィルム移送速度が変更された際にも、前記第２サーボモータ６６の駆動制御信号は不変であり、従って、フィルム移送速度が変更されても一対のシール体２４,２８の噛合期間は同一値に設定される。ここで、一対のシール体２４,２８が開閉動する１サイクル分の動作を、例えば３６０度で角度換算した場合、当該シール体２４,２８の開閉動に占める噛合期間に対する角度換算値は、一対のシール体２４,２８の開閉作動機構５０の機械的構成から得ることができる。

具体的には、この噛合期間について、前記第１のシール体２４または第２のシール体２８の何れかの最上点と最下点との間の移動量である開閉移動量(既知の値であるプログラム値として記憶手段４０に予め記憶されている値であればよい)と、両シール体２４,２８が噛合した際の可動側となる第１のシール体２４の最大変位量(既知の値であるプログラム値として記憶手段４０に予め記憶されている値であればよい)との比から、両シール体２４,２８の１サイクル分の開閉動における噛合期間に対する角度換算値を求めることができる。

そして、図６(ａ)または図７(ａ)に示したように、前記両シール体２４,２８の噛合期間としての角度換算値と同一角度分(フィルム移送速度が異なる場合でも同一値となる)について、前記シールユニット２９が往復移動する１サイクルを３６０度で角度換算した値αとして設定することができる。

前記シールユニット２９は、下流側への移動中に、前記両シール体２４,２８の噛合期間について一定速度で移送されるフィルム移送速度と同一速度で移動するので、その噛合期間αは、シールユニット２９の移動１サイクルの中間部Ｘを基点として、その前後に２等分した角度分について、前記フィルム移送速度に応じた所定の傾き(高速であるほど傾斜が急になる)で等速移動制御線となる直線部Ｋ,Ｋ１を水平移動の中間点Ｙを通過するように与え、１サイクル中の残りの期間を含めて前記シールユニット２９が１往復するための動作パターンを得るには、前記直線部Ｋ,Ｋ１の両終端部Ｋａ,Ｋｂ,Ｋ１ａ,Ｋ１ｂに、例えば、正弦曲線からなる位置制御曲線Ｊａ,Ｊｂ,Ｊ１ａ,Ｊ１ｂを接続するように与えればよい。この動作パターンを得ることにより、前記一対のシール体２４,２８の噛合時における前記シールユニット２９の移動量(筒状フィルムＦを挟持して下流側へ移動する水平移動距離Ｐ,Ｐ１)と、該シールユニット２９が水平に往復動する移動量(往復移動距離Ｌ,Ｌ１)が決定される。

前記動作パターンに基づき、前記制御手段３５は、前記第１サーボモータ３３が所定の回転量によって回転するよう駆動制御信号を出力することによって、第１サーボモータ３３はシールユニット２９の現在位置と水平移動方向とに応じて正逆回転されると共に所定の値で変速されるよう回転駆動される。また、前記第２サーボモータ６６を回転する駆動制御信号は変更することなく前記第１サーボモータ３３と同期して等速回転するよう制御されて前記一対のシール体２４,２８を開閉動する。

ここで、一対のシール体２４,２８の水平移動と開閉動とを複合した動作軌跡は図６(ｂ)または図７(ｂ)として表わすことができる。

すなわち、フィルム移送速度が高速に設定された場合での前記シールユニット２９の動作パターン(図６(ａ))における一対のシール体２４,２８の動作軌跡(図６(ｂ))と、同一の包装速度でフィルム移送速度が低速に設定された場合でのシールユニット２９の動作パターン(図７(ａ))における一対のシール体２４,２８の動作軌跡(図７(ｂ))との対比で明らかなように、フィルム移送速度が変化してもシール時間(一対のシール体２４,２８による筒状フィルムＦの挟持時間)は変更させないので、フィルム移送速度が高速になるのに比例して、シールユニット２９の往復移動距離Ｌ,Ｌ１と、シール体２４,２８による筒状フィルムＦを挟持して下流側に移動する水平移動距離Ｐ,Ｐ１(シール体２４,２８の噛合状態での水平移動量)は長く設定される。

このように、カットピッチの変更に伴ってフィルム移送速度が変更設定された場合においても、前記一対のシール体２４,２８が筒状フィルムＦを挟持して加熱するシール時間を常に一定とすることができる。

なお、前述したように、前記開閉作動機構５０の機械的構成から求められる理論値として得られる第１のシール体２４(可動側シール体)の開閉移動量と、第２のシール体２８(固定側シール体)に当接する位置から第１のシール体２４が押されて変位する最大変位量との各値の比に基づき噛合期間αを求めるようにした場合には、挟持される筒状フィルムＦの厚みが加味された補正値を与えることが好ましい。また、一対のシール体２４,２８の噛合時における第１のシール体２４の最大変位量の実測値をデータ値として与えて、前記開閉移動量との比に基づき噛合期間αを求めるようにしてもよい。

前記制御手段３５は、前記原点センサ３９によりボールネジナット３４の移動位置が検出されることで、水平作動機構３０によって水平移動されるシールユニット２９の往復動位置における原点信号(検出値)と、前記第１サーボモータ３３に付設されたエンコーダから発信されるパルス信号とが入力されることによってシールユニット２９の現在位置を認識し、該シールユニット２９を前記得られた動作パターンで動作するよう第１サーボモータ３３を正転または逆転すると共に変速して回転する駆動制御信号を出力する。

〔実施例の作用〕
次に、実施例に係る横型製袋充填機におけるエンドシール装置の作用につき説明する。前記入力手段４２を介して横型製袋充填機を駆動制御するための各種データ並びに包装速度、カットピッチ、被包装物Ｍの高さ等、夫々に関するエンドシール装置１０を制御するための所定のデータ値が入力される。そして、入力手段４２によって入力された各種データ値と該入力データから得られた演算値とは、入力手段４２による品種設定操作によって決定された各包装品種に対応して前記記憶手段４０に設定記憶される。横型製袋充填機を運転するに際し、品種選択操作によって選択された包装品種に対して記憶された包装速度とカットピッチのデータ値が読み出されて、前記演算手段４１によってフィルム移送速度が求められる。そして、一対のシール体２４,２８の噛合期間αについて、シールユニット２９をフィルム移送速度と同速度で下流側に水平移動させると共に、該シールユニット２９の往復動作に対する１サイクルの動作パターンを決定する。

なお、エンドシール装置１０の同期位置合わせ運転において、第１および第２サーボモータ３３,６６が低速で回転駆動されて、一対のシール体２４,２８が上下に最も離間した開放位置に位置決めされる。また、前記原点センサ３９によりボールネジナット３４の原点位置が検出される。

前記エンドシール装置１０が作動されるのに伴い、前記原点センサ３９で検出された原点信号と第１サーボモータ３３のエンコーダから発信されるパルス信号とによって判別されるシールユニット２９の現在位置に基づき、前記動作パターンとなるよう第１サーボモータ３３が正逆回転制御されると共に、第２サーボモータ６６が包装速度に対応して等速で一定方向へ連続回転制御されることで、水平作動機構３０および開閉作動機構５０が所要のタイミングで作動され、第１のシール体２４と第２のシール体２８とは上流側へ移動すると共に適宜のタイミングで相互に近接する。すなわち、第１サーボモータ３３によって正転方向へ回転するネジ軸３２ａとボールネジナット３４との螺合作用下に、前記シールユニット２９が上流側に移動する。また、第２サーボモータ６６によって作動される前記一対のシール体２４,２８は、最も上流側に移動してから下流側に移動する間の所定のタイミグで相互に近接移動する。

前記開閉作動機構５０の作動により前記筒状フィルムＦ中に供給された各被包装物Ｍ間において筒状フィルムＦを挟持した一対のシール体２４,２８は筒状フィルムＦの挟持状態を維持し、前記水平作動機構３０の作動によりシールユニット２９は下流側にフィルム移送速度と同速度で噛合期間αだけ水平に移動し、これによりエンドシール・切断が施される。

前記水平作動機構３０の作動により前記動作パターンに従ってシールユニット２９が下流側へ所定の水平移動量だけ移動したタイミングで、閉閉作動機構５０の作動により第１のシール体２４および第２のシール体２８が相互に離間すると、エンドシール・切断の施された包装体は、高速で運転されている第２移送コンベヤ７７によりエンドシール装置１０の配設位置から速やかに下流側に移送される。

次に、前記入力手段４２の品種選択によって同じ包装速度でカットピッチが異なるサイズの包装品種が選択された場合は、前記制御手段３５は、新たなカットピッチに応じたフィルム移送速度を演算手段４１で求めると共に、そのフィルム移送速度に対応して、筒状フィルムＦのシール時間が一定となるシールユニット２９の動作パターンが求められ、この新たな動作パターンに従って第１サーボモータ３３が回転制御される。なお、第２サーボモータ６６に対する駆動制御信号は変更されない。

すなわち、設定されている包装速度に応じて等速で回転する第２サーボモータ６６により駆動されるシール体２４,２８の噛合期間αについて、シールユニット２９を新たなカットピッチに対応して変更設定されたフィルム移送速度と同速度で下流側に水平移動させると共に、１包装長分のフィルムが移送される毎にシールユニット２９が１往復し得る１サイクルの動作パターンを決定する。これにより、例えばカットピッチが長くなることでフィルム移送速度が高速に変更設定された場合は、図６(ａ)に示す如く、シール体２４,２８の噛合期間αにおけるシールユニット２９の下流側への水平移動距離Ｐおよびシールユニット２９の往復移動距離Ｌが長く設定される。また逆に、カットピッチが短くなることでフィルム移送速度が低速に変更設定された場合は、図７(ａ)に示す如く、シール体２４,２８の噛合期間αにおけるシールユニット２９の下流側への水平移動距離Ｐ１およびシールユニット２９の往復移動距離Ｌ１が短かく設定される。このように、カットピッチの変更に応じて一対のシール体２４,２８が筒状フィルムＦを挟持して水平移動する距離Ｐ,Ｐ１およびシールユニット２９の往復移動距離Ｌ,Ｌ１が変更されることで、フィルムに対するシール時間は一定に維持される。従って、カットピッチの変更に際して、フィルムに対して最適値として当初に設定されたシール温度やシール圧力を変更することなく、常に良好なシール状態を維持することができる。しかも、第１サーボモータ３３は、前記原点センサ３９で検出された原点信号とエンコーダから発信されるパルス信号とによって判別されるシールユニット２９の現在位置に基づいて前記動作パターンとなるよう正逆回転制御されるから、シールユニット２９は精度よく往復動される。なお、実施例では第２サーボモータ６６は等速回転して１回の開閉動作中に変速しないから、制御が容易である。

また、シールユニット２９の往復移動距離Ｌ,Ｌ１は、前記第１サーボモータ３３によるボールネジ３２におけるネジ軸３２ａの回転量を変えるだけであるから、その変更のための複雑な機構を採用する必要はない等、極めて簡単かつ小型な構成でカットピッチの変更に対応することができる。更に、水平作動機構３０としてボールネジ３２を用いているから、シールユニット２９の往復移動距離Ｌ,Ｌ１の変更および往復動を軽負荷かつ精度よく行なうことができ、高速包装が可能となる。なお、実施例の第２サーボモータ６６は、常に等速回転されるよう制御されて、フィルム移送速度が変更された際にも速度変化はないから、変更時における第１サーボモータ３３の回転制御が簡単となる。

[変更例]
本願は前述した実施例の構成に限定されるものでなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
１．シール体２４,２８の開閉作動機構５０は、実施例の構成に限られるものでなく、第２サーボモータ６６を一定方向へ連続回転することでシール体２４,２８を開閉動するその他の構成を採用し得る。また開閉作動機構５０を駆動する第２サーボモータ６６は、設定された包装速度毎に等速で回転する(シール体２４,２８が１サイクルの開閉動を行なう間に変速しない)ものに限らず、包装速度毎の変速パターンは同一で、１サイクルの開閉動中に所定のパターンで変速させるものであってもよい。

本発明の好適な実施例に係る横型製袋充填機におけるエンドシール装置を示す正面図である。 実施例に係るエンドシール装置を一部切欠いて示す側面図である。 実施例に係るエンドシール装置を一部切欠いて示す平面図である。 実施例に係るエンドシール装置を一部切欠いて示す背面図である。 実施例に係るエンドシール装置の主要制御ブロック図である。 フィルム移送速度大の場合のシール体の動作制御パターンを示す説明図であって、(ａ)はシールユニットを１往復させる動作パターンを表わした作動位置線図であり、(ｂ)はシール体の移動軌跡図を示す。 図６と同一包装速度でのフィルム移送速度小の場合のシール体の動作制御パターンを示す説明図であって、(ａ)はシールユニットを１往復させる動作パターンを表わした作動位置線図であり、(ｂ)はシール体の移動軌跡図を示す。

符号の説明

２４ 第１のシール体，２８ 第２のシール体，２９ シールユニット
３０ 水平作動機構，３２ ボールネジ，３２ａ ネジ軸
３３ 第１サーボモータ(第１駆動モータ)，３５ 制御装置
３９ 原点センサ(検出手段)，５０ 開閉作動機構
６６ 第２サーボモータ(第２駆動モータ)，Ｍ 被包装物，Ｆ 筒状フィルム
Ｘ シールユニットが１往復するサイクルの中間部
Ｙ シールユニットの移動量の中間点，α シール体の噛合期間
Ｋ,Ｋ１ 等速移動制御線
Ｋａ,Ｋｂ,Ｋ１ａ,Ｋａｂ 等速移動制御線の両終端部
Ｊａ,Ｊｂ,Ｊ１ａ,Ｊ１ｂ 位置制御曲線

Claims (4)

1. 連続移送される筒状フィルム(F)中に供給された各被包装物(M)間において一対のシール体(24,28)で筒状フィルム(F)を挟持してフィルム移送方向に移動しつつエンドシールを施す横型製袋充填機におけるエンドシール装置において、
   前記一対のシール体(24,28)を上下に開閉動可能に配設したシールユニット(29)と、
   第１駆動モータ(33)に連繋するボールネジ(32)で前記シールユニット(29)をフィルム移送方向に往復動する水平作動機構(30)と、
   第２駆動モータ(66)により駆動されて、前記一対のシール体(24,28)を開閉動する開閉作動機構(50)と、
   設定された包装速度に応じて前記第１および第２駆動モータ(33,66)を同期制御する制御手段(35)とを備え、
   前記制御手段(35)は、
   包装速度が同一であるもとで、カットピッチの相違によって前記筒状フィルム(F)の移送速度が変更された際に前記第２駆動モータ(66)を回転する駆動制御信号は不変とし、
   前記シールユニット(29)が１往復する動作に際し、一対のシール体(24,28)の噛合期間(α)を変更することなくその噛合期間(α)については、変更されたフィルム移送速度と同速度で前記シールユニット(29)を下流側に移動させると共に、１包装長分のフィルムが移送される毎にシールユニット(29)が１往復するシールユニット(29)の動作サイクルの中間部(X)を基点として前記噛合期間(α)を前後に２等分した期間で、シールユニット(29)をフィルム移送速度と同速で水平移動し得る等速移動制御直線(K,K1)をシールユニット(29)の往復動の中間点(Y)を通過するよう設定し、前記噛合期間(α)を除くサイクル中の残りの期間に対応して、等速移動制御直線(K,K1)の両終端部(Ka,Kb,K1a,K1b)に繋がる位置制御曲線(Ja,Jb,J1a,J1b)を与えて得た動作パターンを求め、その動作パターンに基づき前記ボールネジ(32)のネジ軸(32a)を正逆回転するよう前記第１駆動モータ(33)へ駆動制御信号を出力することで前記シール体(24,28)によるシール時間を一定とするようにした
   ことを特徴とする横型製袋充填機におけるエンドシール装置。
2. 前記制御手段(35)は、前記包装速度に応じて第２駆動モータ(66)を等速回転する駆動制御信号を出力する請求項１記載の横型製袋充填機におけるエンドシール装置。
3. 前記シールユニット(29)の往復動位置の原点を検出する検出手段(39)を備え、前記制御手段(35)は、前記検出手段(39)から得られた検出値に基づき、シールユニット(29)の現在位置を判別して該シールユニット(29)を前記得られた動作パターンで動作するよう第１駆動モータ(33)を回転する駆動制御信号を出力する請求項１または２記載の横型製袋充填機におけるエンドシール装置。
4. 前記制御手段(35)は、シール体(24,28)の開閉移動量に関するデータ値とシール体(24,28)が噛合した際の変位量に関するデータ値との比から前記シール体(24,28)の噛合期間(α)を求める請求項１〜３の何れか一項に記載の横型製袋充填機におけるエンドシール装置。

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