JP5002558B2 - 縦形製袋充填機のフィルム送り装置 - Google Patents

Description

この発明は、縦形製袋充填機において筒状に成形されたフィルムを下方に向けて搬送するフィルム送り装置に関するものである。

縦形製袋充填機のフィルム送り装置では、製袋手段により筒状に成形されたフィルムを物品充填筒の周りに巻き付けて下方に案内する際、物品充填筒の左右に設けた送りベルトにより筒状フィルムを吸着して搬送するフィルム搬送手段が配設され、その送りベルトはサーボモータによって駆動されるようになっている。

フィルムを間欠的に搬送する方式の縦形製袋充填機では、物品が充填筒に供給される信号に応答して送りベルト用サーボモータが回転と停止とを繰り返すように駆動制御されて一包装長分ずつのフィルムが搬送され、フィルムの搬送休止に合わせて、筒状成形されたフィルムの縦方向の重合端縁部に縦シールを施し、また、筒状フィルムにエンドシールを施すと共に切断して、一袋分のピロー包装品を得るようにしている（例えば下記特許文献１，２参照）。

このようなフィルム送り装置においては、フィルム供給源から引き出したフィルムを製袋手段に向けて搬送する送り手段が別途設けられており、その送り手段の搬送速度に対して前記送りベルトの搬送速度を速く設定することで、フィルム搬送時にフィルムに適度な張力を与えるようにしている。また、フィルム送り装置の間欠送りの休止時に、送りベルトで吸着保持された筒状フィルムには所定の張力が付与され、送りベルト用サーボモータは所定のトルクが与えられた状態で回転停止されるように制御される。筒状フィルムは搬送時に下方に向けて引っ張られた状態となり、搬送休止時には前記製袋手段へ向けて搬送される帯状フィルムをも含めて搬送方向と逆方向に引き戻される力が筒状フィルムに作用する。そのため、送りベルトの吸着によるフィルム保持力が強いフィルム送り装置など、フィルムとのスリップが少ないフィルム送り装置では、フィルム搬送休止時に筒状フィルムが引き戻される力に抗して送りベルトが回転しないようにサーボモータのトルクを制御して休止状態を維持するようにしている。しかし、そのサーボモータのトルクによる力がフィルムを引っ張るように作用してフィルムに過度な張力が付与されてしまう問題があった。
特開昭６２−２９５８５９号公報 特許第２６７３４０７号公報

本発明は、縦形製袋充填機において従来内在している前記問題点を解決し得るフィルム送り装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る縦形製袋充填機のフィルム送り装置においては、フィルム供給源から引き出されて、筒状に成形されたフィルム６を保持して下方に搬送するフィルム搬送手段１０を備えた、縦形製袋充填機のフィルム送り装置であって、前記フィルム搬送手段は、サーボモータ１１で駆動されるとともに、フィルム送り装置は、サーボモータ１１のトルクを制御可能な制御手段１８を備え、制御手段１８は、フィルム搬送手段１０によるフィルムの搬送休止にともない、前記サーボモータ１１の速度がゼロとなって回転停止した際に、筒状フィルム６の引き戻しに抗して、サーボモータ１１で発生するトルクの上限値を制限する制御信号を出力し、次のフィルム搬送の指令に合わせて前記トルク値の制限を解除して、次のフィルム搬送が再開される際の通常のモータ制御によるトルク値によってサーボモータ１１を回転駆動する。

請求項１の発明を前提とする請求項２の発明においては、前記フィルムの搬送休止時におけるサーボモータ１１のトルク制限値を設定する入力設定手段１６を設けている。
請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明において、前記制御手段１８は、前記フィルム搬送手段１０による筒状フィルム６の搬送休止後の所定時間ｔの経過後に前記サーボモータ１１のトルク制御値を制限するよう制御する。

請求項３の発明を前提とする請求項４の発明においては、前記筒状フィルム６の搬送休止後にサーボモータ１１のトルク制御値を制限するまでの時間ｔを設定する入力設定手段１７を設けている。

請求項１〜４のうちいずれか一つの請求項の発明を前提とする請求項５の発明において、前記制御手段１８は、前記フィルム搬送手段１０で筒状フィルム６を間欠搬送するよう前記サーボモータ１１を駆動制御し、筒状フィルム６の間欠搬送停止時に前記サーボモータ１１のトルク制御値を制限するようにした。

請求項１〜５のうちいずれか一つの請求項の発明を前提とする請求項６の発明において、前記フィルム搬送手段は筒状フィルム６を吸着して走行する送りベルト１０を備えている。

請求項１の発明では、例えば、筒状フィルム６とスリップしにくいフィルム搬送手段１０であってもフィルムの搬送休止中に筒状フィルム６に過度な張力がかかることがない。
請求項２の発明では、入力設定手段１６により、使用するフィルムの性状などに応じてサーボモータ１１のトルク制御値を所望値に設定することができる。

請求項３の発明では、フィルム搬送手段１０による筒状フィルム６の搬送休止後から所定時間ｔの経過後にトルク制限することによって、フィルム搬送手段１０の停止時においてフィルムの材質などを考慮してフィルムの張力の度合いに変化を与えることができる。

請求項４の発明では、入力設定手段１７により、筒状フィルム６の搬送休止後にトルク制限するまでの時間ｔを任意に設定することができるので、その設定によって筒状フィルム６の搬送停止時のフィルムの張力の付与状態を適切なものとすることができる。

請求項５の発明では、筒状フィルム６の間欠搬送方式の縦形製袋充填機において、筒状フィルム６の搬送休止期間Ｔに筒状フィルム６の張力を適切なものとすることができる。
請求項６の発明では、筒状フィルム６を送りベルト１０で吸着して確実に搬送でき、また、筒状フィルム６の搬送休止時には吸着によって筒状フィルム６に適度な張力を付与することができる。

まず、本発明を好適に採用し得る包装機としての縦形製袋充填機について概説する。
図１に示すように、図示しないサーボモータ等の駆動モータによって回転駆動される送りローラ４を備えたフィルム引出し手段３により、フィルム供給源１から引き出された帯状のフィルム２は、製袋手段５に向けて搬送され、製袋手段５によって筒状に成形される。筒状フィルム６は充填筒７の周りに巻き付けられて下方に向けて案内される。製袋手段５の下方において、筒状フィルム６を挟む左右両側位置には上下のプーリ９に巻き掛けられたフィルム搬送手段としての送りベルト１０が設けられ、両送りベルト１０は、図示しない真空ポンプ等の負圧発生源に接続されて筒状フィルム６を吸着保持して前記送りローラ４の回転と同調して走行するようにサーボモータ１１によって回転駆動される。すなわち、フィルム引出し手段３とフィルム搬送手段とからフィルム移送機構８を構成しており、送りローラ４の回転速度に対して送りベルト１０の走行速度を僅かに高速に設定することで、フィルム搬送時にフィルム供給源１から製袋手段５に至るまでの帯状フィルム２と、製袋手段５より下方に搬送される筒状フィルム６とに適度な張力を付与したもとでフィルム搬送を行なう。充填筒７に向けて物品が落下供給されるタイミングに合わせて、筒状フィルム６は送りベルト１０に吸着されて一袋分の長さに相当する距離だけ下方へ向けて間欠搬送される。筒状フィルム６の間欠搬送停止に合わせて、製袋手段５により成形された筒状フィルム６の重合端縁部を縦シール手段１２により挟持して縦シールを施す。また、送りベルト１０の下方に配設されたエンドシール機構１３の一対の加熱バー１４により、充填筒７から筒状フィルム６中に落下供給された物品の上部位置を挟持してエンドシールを施すと共に、該加熱バー１４に組み込まれたカッターで筒状フィルム６を分断して得られたピロー包装体は下方から排出される。

図２に示すように、縦形製袋充填機の制御手段１８には、表示手段と入力設定手段とを兼ねるタッチパネルディスプレイ１５が接続されていると共に、エンコーダ２３を付設した前記サーボモータ１１がサーボアンプ２２を介して接続されている。制御手段１８は、入力設定手段からの信号に基づき、縦形製袋充填機における筒状フィルム６の搬送休止時に、前記送りベルト１０を駆動するサーボモータ１１のトルク制御値を制限するよう駆動制御する。そのフィルム送り制御について以下具体的に説明する。

タッチパネルディスプレイ１５においては図３に示すように送りベルト１０についての各種動作条件を入力設定すると共に設定値を表示する設定操作画面を備えている。その設定操作画面には、フィルム搬送休止時において送りベルト１０を駆動するサーボモータ１１の駆動トルク制限値を入力設定可能な入力設定手段としての設定表示部１６、並びに、図４に示すように送りベルト１０による筒状フィルム６の搬送休止後の所定時間tの経過後に前記トルク制限を実施させる為の設定値を入力設定可能な入力設定手段としての設定表示部１７とが含まれる主画面１５ａと、これらの設定表示部１６，１７の設定に際して数値データの入力用にサブ画面として表示されるテンキー画面１５ｂとが設けられる。具体的には、前記トルク制限値の設定に関してサーボモータ１１の定格トルクに対する割合（％）を入力設定し、その値が制御手段１８の記憶部１９に記憶される。また、筒状フィルム６の搬送休止後にトルク制限を遅らせる設定は、前記送りベルト１０用のサーボモータ１１の速度がゼロとなって回転停止した後にトルク制限を開始するまでの時間についてトルク制限遅延時間ｔとして入力設定して制御手段１８の記憶部１９に記憶される。トルク制限遅延時間ｔは、予め設定された包装能力と、送りベルト１０の動作時間との関係に基づき、１／１００秒単位による任意値として設定することができる。

制御手段１８は処理装置２０を介してサーボアンプ２２に出力された信号と、サーボモータ１１に付設されたエンコーダ２３からの信号をサーボアンプ２２にフィードバックすることで、サーボモータ１１を駆動制御する。処理装置２０は、フィルム搬送時における一包装長を３６０度に角度換算して制御するものであって、停止時を０度としてサーボアンプ２２に対して３６０度分に相当する一包装長に対応した移動量（繰り出し）を指令する。サーボアンプ２２からサーボモータ１１に対して回転制御信号が出力されることで送りベルト１０が走行し、前記エンコーダ２３のパルスによってサーボモータ１１が一包装長について角度換算した３６０度分の回転量について回転したことを処理装置２０が判断すると、前記トルク制限遅延時間ｔについて遅延タイマ２４によってカウントされる。処理装置２０はそのカウントアップによってサーボアンプ２２へ設定されたトルク制限値による制御指令を出力し、サーボアンプ２２はその信号に基づきサーボモータ１１へ出力するトルク制御値を制限する。そして、次のフィルム繰り出し指令と同時にトルク制限を解除する指令をサーボアンプ２２へ出力する。なお、図４に示すように送りベルト１０で筒状フィルム６を間欠搬送するに際して、サーボモータ１１は回転停止状態から加速して定速に至った後に減速して回転停止するよう制御される。サーボモータ１１は回転停止時においてもこの変速回転時と同様に所定のトルク制御指令が出力されて停止状態を維持するよう制御されるが、筒状フィルム６の間欠搬送休止期間Ｔにサーボモータ１１のトルク制御値を例えばゼロに制限するようにしてもよい。

フィルム搬送休止時にサーボモータ１１のトルク制御値がゼロとなるように制御した場合には、張力が付与されて搬送されるフィルムの搬送休止時点での引き戻し力に負けて送りベルト１０が筒状フィルム６の搬送方向と逆方向に僅かに走行することが考えられるが、その休止時においてフィルム搬送量の過不足や張力不足などの包装に支障を来たすような悪影響を及ぼすことはなく、適度な張力が付与された状態となることが確認された。これに関しては、サーボモータのトルク制御値をゼロにした場合にあっても、送りベルト１０の駆動機構や製袋手段５の摩擦力などの諸要因によって、筒状フィルム６には適度な張力が付与されているものと考えられる。また、筒状フィルム６の搬送休止に伴い筒状フィルム６が引き戻された分を次回の搬送時に加算したフィルム搬送量とすることで、搬送量の過不足が発生することなく良好なフィルム搬送を行うことができる。なお、モータのトルク制御値をゼロにした場合には、フィルム搬送休止時において、モータ容量と、機械的減速機構との組み合わせやフィルムの材質との関係での影響など、種々の外的要因により、モータの回転現在位置が位置ずれすることも考えられることから、定格トルクに対する数パーセント以内の値に設定できるようになっている。また、トルク制限までの遅延時間ｔを設定することによって、停止時におけるフィルムの張力の度合いに変化を与えることができる。包装運転終了後においては、送りベルト１０の吸引がＯＦＦとなってフィルムの吸着保持が解除される。それにより、フィルムの張力は解除されるので、その際にはトルク制限を行なう必要がない。

このような制御を行なうことによって、筒状フィルム６とスリップしにくい送りベルト１０であってもフィルムの搬送休止時に筒状フィルム６に過度な張力がかかることがなく、良好なフィルム送りを達成することができる。従って、フィルムの間欠搬送休止時に製袋手段５の下方へ筒状フィルム６が強く引っ張られて製袋手段５によるフィルム引込縁部の形状に沿う製袋傷が付くようなことがない。また、送りベルト１０のフィルム当接面の擦れが軽減されてベルトの損耗を低減でき、また、発生トルクが少なくなることでサーボモータ１１を制御する電流値を低い値にできて消費電力が下がることから省エネ効果をも期待でき、更には、停止時にモータにかかる負荷が低減できてモータの長寿命化が期待できる。

前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・ 送りベルト１０は、吸着方式に限らず、例えば、ベルトとフィルムとの当接面の摩擦力が大でフィルムとのスリップが少ない他のベルト搬送式、或いは、ベルトに代えて単数のローラ又はローラをフィルム搬送方向に複数併設したローラ搬送式を採用してもよい。

・ 送りベルト１０は筒状フィルム６を挟んで左右に設けるようにしたが、縦シール手段１２に対して筒状フィルム６を挟んで対向する側に一つの送りベルトを設けるようにする態様など、該送りベルト１０の配設位置や配設数は特定されるものではなく、一または複数設けられるものであってもよい。

・ フィルム送りは間欠搬送方式としたが、連続搬送式のもので物品の供給が途切れて、筒状フィルムの搬送が一時休止状態になった時においてもサーボモータのトルク制御値の制限を実施可能である。

・ 筒状フィルムの搬送休止状態は、サーボモータに付設されたエンコーダからの出力信号を検出して判断するようにしているが、その他のフィルム搬送状態を検出し得る各種検出方式やフィルム搬送機構における適宜箇所に配設したエンコーダその他の検出手段などを採用することができる。

（ａ）は縦形製袋充填機の概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）はフィルム搬送機構を含む要部を示す概略側面図。 概略的電気ブロック図。 送りベルトの作動設定操作画面を示す図。 フィルム搬送装置の動作タィミング説明図。

符号の説明

２…帯状フィルム、６…筒状フィルム、１０…送りベルト（フィルム搬送手段）、１１…サーボモータ、１６，１７…設定表示部（入力設定手段）、１８…制御手段、Ｔ…間欠搬送休止期間、ｔ…遅延時間。

Claims (6)

1. フィルム供給源から引き出されて、筒状に成形されたフィルムを保持して下方に搬送するフィルム搬送手段を備えた、縦形製袋充填機のフィルム送り装置であって、
   前記フィルム搬送手段は、サーボモータで駆動されるとともに、
   フィルム送り装置は、該サーボモータのトルクを制御可能な制御手段を備え、
   該制御手段は、フィルム搬送手段によるフィルムの搬送休止にともない、前記サーボモータの速度がゼロとなって回転停止した際に、前記筒状フィルムの引き戻しに抗して、サーボモータで発生するトルクの上限値を制限する制御信号を出力し、
   次のフィルム搬送の指令に合わせて前記トルク値の制限を解除して、次のフィルム搬送が再開される際の通常のモータ制御によるトルク値によってサーボモータを回転駆動する
   ことを特徴とする縦形製袋充填機のフィルム送り装置。
2. 前記フィルムの搬送休止時におけるサーボモータのトルク制限値を設定する入力設定手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の縦形製袋充填機のフィルム送り装置。
3. 前記制御手段は、前記フィルム搬送手段による筒状フィルムの搬送休止後の所定時間経過後に前記サーボモータのトルク制御値を制限するよう制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の縦形製袋充填機のフィルム送り装置。
4. 前記筒状フィルムの搬送休止後にサーボモータのトルク制御値を制限するまでの時間を設定する入力設定手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の縦形製袋充填機のフィルム送り装置。
5. 前記制御手段は、前記フィルム搬送手段で筒状フィルムを間欠搬送するよう前記サーボモータを駆動制御し、筒状フィルムの間欠搬送停止時に前記サーボモータのトルク制御値を制限するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の縦形製袋充填機のフィルム送り装置。
6. 前記フィルム搬送手段は筒状フィルムを吸着して走行する送りベルトを備えていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の縦形製袋充填機のフィルム送り装置。

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