JP5518204B2 - 樹脂バッグ製造設備 - Google Patents

Description

本発明は、点滴液などの液体を収容する容器として用いられる樹脂バッグを製造する設備に関する。

点滴液等の液体用の容器として用いられている樹脂バッグは、軟質樹脂フィルム等から形成されている。樹脂バッグは、一方に開口した袋状のバッグ本体と、バッグ本体の開口部に装着され硬質樹脂からなる筒状のポートと、から形成されている。ポートは、バック本体の内部に液体を出し入れするための口部として機能する。

従来、このような樹脂バッグは、２枚の帯状のフィルムの間にポートをセットした状態で、これら２枚のフィルムを溶着すると同時に、開口部の部分では２枚のフィルム間にポートを挟み込んだ状態でフィルムとポートとを溶着していた（例えば、特許文献１）。しかしながら、この製法においては、フィルムとポートとの溶着部分の周囲において、フィルムにシワがよって外観を損ねることがあった。また、フィルムが延伸されて溶着が確実に行えず、シール強度が不十分になり、加えて、フィルムとポートとの間に隙間が生じてしまうという問題があった。そこで本発明者らは、この問題を解決するために、開口部を除く周囲の全周を溶着したバッグ本体にポートを溶着することを特許文献２において提案した。

国際公開２００６／０４２７１０号公報 国際公開２０１０／０２３７５３号公報

樹脂バッグ製造設備は、バッグ本体にポートを差し込み、また、ポートを溶着する際に、ポートを保持するポートホルダを備えている。特許文献２に開示された樹脂バッグ製造設備は、無端状のベルトで支持することで、ポートホルダの移動を可能にしている。
ベルト駆動方式は、ロータリテーブルに比べると、単位面積当たりで支持できるポートホルダの数を多くできる。また、ベルト駆動方式はポートホルダを直線上に移動させることができるので、取り扱い性が優れている。しかし、ベルト駆動方式は、ポートホルダを所定の位置に停止させるなどの位置精度の点で劣る。低い位置精度の問題は、駆動ベルトが樹脂で形成されていることに基づいている。そして、ポートホルダが正確な位置に停止しないと、ポートをバッグ本体の開口部（以下、本体開口部）の所定の位置に挿入することができなくなるので、ポートの溶着不良を招き、溶着部にピンホールができ易くなる。このような樹脂バッグは不良品として扱われる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、位置精度の劣るベルト駆動方式の移動手段を用いても、ポートをバッグ本体の開口部の必要な位置に正確に挿入できる樹脂バッグ製造設備を提供することを目的とする。

ポートを溶着する際には、ポートホルダで保持されているポートを、バッグ本体を構成する樹脂フィルムを介して加熱手段である上下一対の金型で挟持する。金型は、ポートの外形形状に対応する凹部を有しており、溶着時にはこの凹部でポートを挟み込む。しかるに、ポートが本体開口部のずれた位置に挿入されると、ポートを溶着する際に金型の凹部にポートがきちんと挟み込むことができなくなり、その結果、ポートの溶着不良が発生する。
ベルト駆動方式は位置精度が劣るので、ポートホルダに保持されているポートを本体開口部の所定位置に正確に挿入することは容易ではない。そこで本発明者等は、位置精度が劣ることを前提にし、ポートを保持する部分が加わる力に追従して移動できる構成をポートホルダに設けることを着想した。そうすることで、ポートが本体開口部にずれて挿入されたとしても、金型から挟持される際にポートが金型から力を受けると、ポートはそれを保持するポートホルダとともに金型の凹部の適所に移動することができる。

本発明の樹脂バッグ製造設備は、バッグ本体を作製する本体作製部と、バッグ本体作製部で作製されたバッグ本体にポートを溶着により取り付けるポート取付け部と、ポート取付け部でポートが取り付けられたバッグ本体に内容物を充填する充填部と、を備えている。
本発明の樹脂バッグ製造設備は、ポートをバッグ本体の開口部に挿入する際に、ポートを保持するポートホルダをポート取付け部に備えている。このポートホルダは、複数のセグメントの組み合わせから構成され、ポートを直接保持するリング状保持体と、縮径される向きの弾性力をリング状保持体に付与するリング状弾性体と、を備える。そして、リング状保持体の外周には溝が周方向に沿って形成されており、この溝内に、リング状弾性体が配置されることを特徴とする。
本発明によるポートホルダは、縮径される向きの弾性力が付与されているリング状保持体がポートを保持する。そのために、当該弾性力よりも大きな力がポートに加わると、ポートはリング状保持体に付与されている弾性力に対抗して変位することができる。したがって、ポートがバッグ本体の開口部のずれた位置に挿入されたとしても、ポートが金型に接触することでポートが凹部に倣って移動することで、ポートが凹部内の適所に位置決めされる。その結果、ピンホールの発生を招くことなくポートをバッグ本体に溶着できる。

本発明において、ポートを保持するリング状保持体が回転可能に設けられていることが好ましい。
ポートをバッグ本体に挿入する前に、リング状保持体（ポートホルダ）に保持されたポートに予熱を加えることが、後のバッグ本体との溶着のために有益である。この予熱は、後述するように、エアヒータから供給される熱風をポートの必要箇所に吹き付けることで行うことができる。そこで、ポートの全周に熱風を吹き付けるために、リング状保持体を回転可能に設ける。

ポートホルダでポートを保持しながら予熱を行う場合、上述したように、ポート（リング状保持体）を回転させることでポートの全周を加熱して、表面のみを溶融させる。この溶融の深さが均一であることが、バッグ本体との溶着により均一なシール強度を得る上で好ましい。そのためには、エアヒータに対するポートの位置が特定される必要がある。しかし、位置精度が劣るベルト駆動方式で移動されるポートホルダによると、予熱によるポートの溶解が不均一になることも想定される。
そこで本発明におけるポート取付け部は、センタリング部材を備えることが好ましい。センタリング部材は、リング状保持体に保持されているポートから離れている第一の位置と、ポートに接触して軸方向にポートを押す第二の位置と、を進退可能である。このセンタリング部材は、第二の位置にあるときには、リング状保持体の回転に伴って従動回転する。
第二の位置に置かれたセンタリング部材がポートを押圧することで、ポートはリング状保持体に付与されている弾性力に対向して変位することができる。したがって、ポートがエアヒータに対してずれた位置でリング状保持体に保持されていたとしても、センタリング部材に従った適切な位置にポート移動することで、ポートからエアヒータまでの距離を正確に調整できる。その結果、予熱によるポートの溶解を均一に行うことができる。

本体作製部で作製されたバッグ本体をポート取付け部へ搬送する搬送部をさらに備える場合に、搬送部は位置決め装置を備えることが好ましい。この位置決め装置は、バッグ本体の搬送方向の先端部を係止させる搬送方向ガイドを備える。また、位置決め装置は、バッグ本体の搬送方向に直交する方向に互いに接近及び離間される一対の幅方向ガイドを備える。
バッグ本体は、搬送方向ガイドにより搬送方向の位置決めがなされ、また、一対の幅方向ガイドをバッグ本体に接するまで互いに接近させることにより搬送方向に直交する方向の位置決めがなされる。このように位置決めされたバッグ本体は、ロボットなどの移送手段でポート取付け部に移送される。

搬送部はまた、下流工程を実行するポート取付け部及び充填部の一方又は双方に異常が発生して停止した場合に、バッグ本体をポート取付け部に移送することなく蓄積する蓄積装置を備えることが好ましい。
下流工程が停止するとそれに合わせて本体作製部を停止することが考えられる。しかし、本体作製部の始動時には、不良品が発生する。したがって、本体作製部を停止させることを極力回避するために、本体作製部は稼動を続ける代わりに、作製されたバッグ本体をポート取付け部に移送する前に蓄積するのである。

本発明によれば、ポートを保持する部分が加わる力に追従して移動できる構成をホルダに設けたので、ポートが本体開口部にずれて挿入されたとしても、金型から挟持される際にポートが金型から力を受けると、ポートはそれを保持するホルダとともに金型の凹部の適所に移動することができる。したがって本発明の樹脂バッグ製造設備によると、位置精度の劣るベルト駆動方式の移動手段を用いても、ピンホールに代表される溶着不良の発生を防止できる。

本実施の形態における樹脂バッグ製造設備の配置を示す平面図である。 樹脂バッグ製造設備のポート取付け部の配置を示す平面図である。 開口移載装置を示す斜視図である。 開口移載装置において、バッグ本体を開口するための一連の過程を示す図であり、（ａ）はプレート部材の間にバッグ本体を位置させた状態を示す図、（ｂ）はプレート部材でバッグ本体を挟み込んだ状態を示す図である。 図４に続く過程を示す図であり、（ａ）はバッグ本体をバッグ本体搬送装置から後退させる状態を示す図、（ｂ）はバッグ本体をポート溶着装置に移動させる状態を示す図である。 図５に続く過程を示す図であり、（ａ）はプレート部材を幅寄せして開口部を開口する状態を示す図、（ｂ）はバッグ本体をポートに接近させる状態を示す図である。 ポートホルダを示す正面図である。 ポートホルダを示し、図７の８ａ−８ａ矢視部分断面図である。 （ａ）ポートホルダを構成するホールドリングを示し、（ｂ）は図８の部分拡大断面図である。 ポート予熱装置を示す斜視図である。 ポート調心装置を示す側面図である。 図６に続く過程を示す図であり、（ａ）はバッグ本体の開口部にポートを挿入した状態を示す図、（ｂ）は、ポートを挿入した開口部を溶着する状態を示す図である。 図１２に続く過程を示す図であり、（ａ）はプレート部材によるバッグ本体のクランプを解除した状態を示す図、（ｂ）はポートシール金型をバッグ本体から離した状態を示す図である。 位置決め装置を示す平面図である。 蓄積装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施の形態における樹脂バッグ製造設備１０は、バッグ本体１００（図３参照）を作製する本体作製部２０と、本体作製部２０で作製されたバッグ本体１００を次工程に向けて搬送する搬送部３０と、搬送部３０から供給されるバッグ本体１００にポート２００を溶着により取付けるポート取付け部４０と、ポート取付け部４０でポート２００が取り付けられたバッグ本体１００に内容物を充填する充填部５０と、を備えている。

＜本体作製部２０＞
本体作製部２０は、ポート２００が取り付けられる前のバッグ本体１００を作製する部分である。本体作製部２０では、原反ロールから引き出される樹脂フィルムを溶着、切断することで、バッグ本体１００を作製する。バッグ本体１００は、ポート２００が挿入される開口部１０１を除く周囲三方が溶着されている。バッグ本体１００の具体的な作製方法は、例えば特許文献２に開示される方法を適用することができるし、その他の方法を適用することができる。また、バッグ本体１００についても種々の形態を採用することができる。例えば、内容物を収容する部屋が一つのバッグ本体１００に限らず、内容物を収容する部屋が二つに区切られているバッグ本体１００にすることもできる。

＜搬送部３０＞
搬送部３０は、本体作製部２０から供給されたバッグ本体１００をポート取付け部４０に向けて搬送するバッグ搬送コンベア３１と、バッグ搬送コンベア３１から供給されるバッグ本体１００を位置決めする位置決め装置３２と、バッグ搬送コンベア３１から供給されるバッグ本体１００を位置決め装置３２に移送する移送ロボット３３と、を備えている。搬送部３０はまた、バッグ本体１００をポート取付け部４０に移送することなく蓄積する蓄積装置３４を備えている。

バッグ本体１００は、バッグ搬送コンベア３１上を例えば一列に並んで搬送される。バッグ本体１００は、バッグ搬送コンベア３１上の所定の位置まで搬送されると、移送ロボット３３により、位置決め装置３２に移送される。
位置決め装置３２は、移送されたバッグ本体１００を、搬送方向、及び、搬送方向に直交する方向（幅方向）の二方向について位置決めを行う。

位置決め装置３２は、図１４に示すように、二列に並んだ搬送コンベア３２１，３２１を備えている。搬送コンベア３２１，３２１の各々が、バッグ本体１００を搬送する。搬送コンベア３２１，３２１は、モータ３２２で駆動される駆動ロール３２３と、駆動ロール３２３と所定の間隔を空けて配置される従動ロール３２４に掛け渡されている。モータ３２２を回転駆動することにより、搬送コンベア３２１，３２１が走行し、その上に載せられたバッグ本体１００（図示せず）を図中右側（搬送方向）に搬送する。

位置決め装置３２は、搬送方向の終端に搬送方向位置決めガイド３２５を備えている。各搬送コンベア３２１，３２１を搬送されるバッグ本体１００は、搬送方向位置決めガイド３２５に突き当たることで、搬送方向の位置決めがなされる。

また、位置決め装置３２は、搬送方向に向かって各搬送コンベア３２１，３２１の左側に第１幅方向位置決めガイド３２６，３２６と、搬送方向に向かって各搬送コンベア３２１，３２１の右側に第２幅方向位置決めガイド３２９，３２９と、を備えている。第１幅方向位置決めガイド３２６，３２６同士はリンク部材３２７により接続されており、また、第２幅方向位置決めガイド３２９，３２９同士はリンク部材３３０により接続されている。位置決め装置３２は、第１幅方向位置決めガイド３２６，３２６を駆動するエアシリンダ３２８と、第２幅方向位置決めガイド３２９，３２９を駆動するエアシリンダ３３１と、を備えている。
エアシリンダ３２８とエアシリンダ３３１を同時に駆動して、各搬送コンベア３２１，３２１を挟む第１幅方向位置決めガイド３２６，３２６と第２幅方向位置決めガイド３２９，３２９がバッグ本体１００に接触するまで互いに接近させる。そうすることで、各搬送コンベア３２１，３２１を搬送されるバッグ本体１００は、幅方向の位置決めがなされる。バッグ本体１００の位置決めがなされると、エアシリンダ３２８とエアシリンダ３３１を同時に駆動して、第１幅方向位置決めガイド３２６，３２６と第２幅方向位置決めガイド３２９，３２９を離間させる。
以上のようにバッグ本体１００は、バッグ搬送コンベア３１から供給された時点では位置がまちまちであっても、搬送方向及び幅方向の両方向について正確に位置決めがなされた後に、次工程を行うポート取付け部４０に移送される。このように、ポート２００を取付けるのに要求される姿勢でバッグ本体１００をポート取付け部４０に移送できるので、ポート２００の溶着を適切に行うことができる。
また、位置決め装置３２は、位置決めの過程でバッグ本体１００を掴むことがないので、バッグ本体１００にうねりがあっても、安定して位置決めを行うことができる。
位置決め装置３２からポート取付け部４０へのバッグ本体１００の移送は、バッグ本体１００を吸着する吸盤又はバッグ本体１００をクランプするクランパを備え、かつ、昇降及び反転が行える移載装置を用いて行うことができる。位置決め装置３２で位置決めされたバッグ本体１００は、ポート取付け部４０の開口移載装置６０に渡される。

ポート取付け部４０においてバッグ本体１００へのポート２００の取付け、及び、充填部５０においてバッグ（バッグ本体１００）への内容物の充填が順調に行われている場合には、バッグ本体１００は移送ロボット３３で位置決め装置３２に移送され、その後、ポート取付け部４０に供給される。しかし、バッグ取付け部４０及び充填部５０の一方又は双方（下流工程）に異常が発生した場合には動作を停止させることがある。この場合には、本体作製部２０はバッグ本体１００の作製を継続するが、作製されたバッグ本体１００は位置決め装置３２に移送するのではなく、蓄積装置３４に蓄積する。
本体作製部２０は、始動直後から良品を作製できることが望まれる。しかし、良品を作製するためには装置の調整に時間がかかり、それまでに作製されたバッグ本体１００は不良品となる。したがって、本体作製部２０を停止させることを極力回避するのが好ましい。そこで、バッグ取付け部４０又は充填部５０が停止しても、作製されたバッグ本体１００を蓄積するのである。

蓄積装置３４の一例を図１５に示す。
蓄積装置３４は、テーブル３４１上に２つのバッグ蓄積容器３４２を備えている。バッグ蓄積容器３４２は上部が開口する箱状の部材であり、移送ロボット３３により移送されるバッグ本体１００を収容する。バッグ蓄積容器３４２内には昇降台３４３が設けられている。バッグ本体１００が載せられる昇降台３４３は、蓄積されるバッグ本体１００の数が多くなるのに応じて降下することで、バッグ蓄積容器３４２に蓄積できるバッグ本体１００の数を増やすことができる。昇降台３４３の降下の制御は、バッグ蓄積容器３４２の上部に設けたセンサでバッグ本体１００を検知することで行うことができる。

バッグ蓄積容器３４２を運用する形態は任意であるが、例えば以下のようにすることができる。
下流工程が異常で停止すると、移送ロボット３３は搬送部３０から供給されるバッグ本体１００を位置決め装置３２に移送することなく蓄積装置３４に移送する。下流工程が復旧すると、移送ロボット３３は搬送部３０から供給されるバッグ本体１００を蓄積装置３４に移送するのを止めて位置決め装置３２に移送する。
蓄積装置３４に蓄積されたバッグ本体１００は、例えば充填部５０の内容物が所定値まで少なくなると、ポート取付け部４０に移送（払い出し）され、ポート２００の溶着に供される。バッグ蓄積容器３４２に倣って蓄積されるバッグ本体１００は位置決めされることになるので、蓄積装置３４から払い出されるバッグ本体１００も適切にポート２００の溶着を適切に行うことができる。蓄積装置３４からバッグ本体１００を払い出す際には、本体作製部２０におけるバッグ本体１００の作製を停止する。

＜ポート取付け部４０＞
ポート取付け部４０は、図２に示すように、開口移載装置６０と、ポート搬送装置７０と、ポート溶着装置８０と、ポート調心装置９０と、を備えている。
開口移載装置６０は、搬送部３０の位置決め装置３２で位置決めされたバッグ本体１００の供給を受けて保持するとともに、ポート２００の挿入、シール位置まで搬送する間に、バッグ本体１００の開口部１０１を開く。
ポート搬送装置７０は、開口移載装置６０において保持され、開口部１０１を開いた状態でポート溶着装置８０に搬送されたバッグ本体１００に対してポート２００を供給する。
ポート溶着装置８０は、開口移載装置６０とポート搬送装置７０が協働することでバッグ本体１００の開口部１０１に挿入しポート２００をバッグ本体１００に溶着する。
ポート調心装置９０は、ポート２００を予熱する際に、ポート２００の芯ぶれを防止する。

開口移載装置６０は、図３に示すように、上部フレーム６１Ａと下部フレーム６１Ｂとが、位置決め装置３２から供給されるバッグ本体１００の上下に位置するよう、互いにほぼ平行に配置されている。これら上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂは、ニップシリンダ６２により、互いに上下方向に接近・離間する。
上部フレーム６１Ａの先端部の下面と、下部フレーム６１Ｂの先端部の上面には、それぞれ二個一対のプレート部材６３，６３と、吸盤６４と、が設けられている。

上下のプレート部材６３，６３は、それぞれバッグ本体１００の開口部１０１の両側に押し当てられるよう配置されており、ニップシリンダ６２で上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂを接近させたときに、上下のプレート部材６３，６３によって、バッグ本体１００を、開口部１０１を挟んだ両側で表裏両面からクランプできる。
また、上下のプレート部材６３，６３は、それぞれ基端部６５ａ，６５ａを中心として回動するアーム６５，６５に設けられており、エアシリンダ６６ａおよびリンク機構６６ｂからなる駆動機構６６によって、アーム６５，６５が同期して回動することにより、プレート部材６３，６３が互いに接近・離間する。つまり、バッグ本体１００の開口部１０１をクランプした状態でプレート部材６３，６３同士が接近する方向にアーム６５，６５を回動させることで、開口部１０１を開くことができる。

吸盤６４は、二個一対のプレート部材６３，６３の中間部であって、バッグ本体１００の開口部１０１のフィルム端部近傍に対向するよう配置されている。上下に位置する吸盤６４は、それぞれエアシリンダ６７により上下動し、バッグ本体１００の開口部１０１を吸着した状態で、上下の吸盤６４，６４が互いに離間することで、開口部１０１を開く。

また、上記の上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂは、前進・後退シリンダ６８によって、ポート溶着装置８０に向けた搬送方向に対し、直交する方向に進退可能とされている。

このような上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂは、樹脂バッグ製造設備１０におけるバッグ本体１００の処理単位が２袋であることに対応して２組が装備されている。これら上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂは、位置決め装置３２に対応する位置と、ポート溶着装置８０に対応する位置との間で、図示しないガイドに沿って移動可能とされている。

このような開口移載装置６０では、図４（ａ）に示すように、位置決め装置３２から搬送されたバッグ本体１００に対し、上下のプレート部材６３，６３を、開口部１０１の上下に対向させる。
次いで、図４（ｂ）に示すように、図３のニップシリンダ６２により上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂを互いに接近させ、上下のプレート部材６３，６３でバッグ本体１００をクランプする。

そして、図５（ａ）に示すように、バッグ本体１００は上下のプレート部材６３，６３によりクランプされた状態でポート溶着装置８０に向けて搬送される。
この搬送の過程で、図５（ｂ）に示すように、吸盤６４を、上下のエアシリンダ６７によってバッグ本体１００に吸着させる。この動作と並行して、図６（ａ）に示すように、上下のプレート部材６３，６３を、それぞれプレート部材６３，６３同士が接近する方向にアーム６５，６５を回動させて幅寄せするとともに、上下の吸盤６４を、エアシリンダ６７により互いに離間させて、開口部１０１を開く。これらの動作が、上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂを位置決め装置３２からポート溶着装置８０に移動させる間に行われる。

上記のように、開口移載装置６０において保持され、開口部１０１を開いた状態でポート溶着装置８０に搬送されたバッグ本体１００に対して、ポート搬送装置７０によってポート２００が供給される。

次に、ポート搬送装置７０について説明する。
ポート搬送装置７０は、図２に示すように、無端状のベルト７１に所定間隔ごとにホルダユニット７２が複数設けられている。各ホルダユニット７２は、ベルト７１を図示しないモータ等で循環駆動させることにより、ベルト７１の軌道に沿って移動する。

図７及び図８に示すように、各ホルダユニット７２は、図示しないポートフィーダによって一つずつ供給されるポート２００が保持されるポートホルダ７３を備えている。
また、ポートホルダ７３の両側には、ポート２００が溶着されるバッグ本体１００をクランプする一対のクランプ部材７４Ａ，７４Ｂと、これらクランプ部材７４Ａ，７４Ｂを開閉駆動させる駆動部（図示なし）と、が設けられている。

ポートホルダ７３は、図８及び図９（ｂ）に示すように、リング状のホルダケース７３１を備えている。ホルダケース７３１は、その前端から内径方向に突出する係止部７３１ａを備えており、この係止部７３１ａの先端には係止面７３１ｂが形成されている。なお、ポートホルダ７３において、ポート２００が保持される側を前方とする。

ホルダケース７３１の内側には、ホールドリング７３２が設けられている。ホールドリング７３２は、ポートホルダ７３においてポート２００を実際に保持する部分である。ホールドリング７３２は、図９（ａ）に示されるように、４つに分割された円弧状のセグメント７３２ａ〜７３２ｄがリング状に組み合わされたものである。ここでは４つに分割された例を示しているが、分割の数は任意である。
ホールドリング７３２の各セグメント７３２ａ〜７３２ｄは、前端に係止面７３２ｆを備えている。係止面７３２ｆは、ホールドリング７３２がホルダケース７３１の内側に配置された状態で、ホルダケース７３１の係止面７３１ｂと対向する位置に形成される。
ホールドリング７３２（セグメント７３２ａ〜７３２ｄ）の外周には、スプリング溝７３２ｅが周方向に沿って形成されている。スプリング溝７３２ｅ内には、リング状に形成されたスパイラルスプリング７３３が配置されている。スパイラルスプリング７３３は、スプリング溝７３２ｅ内に収容された状態で、ホールドリング７３２（セグメント７３２ａ〜７３２ｄ）の径が縮小される（縮径される）向きに弾性力を付与する。この弾性力に対抗してポート２００の後端をホールドリング７３２の内周に沿って挿入することで、ホールドリング７３２はその内周においてポート２００を直接保持する。スパイラルスプリング７３３は一例であり、リング状のゴムなどの他の弾性体を広く適用できる。

ホールドリング７３２は、ホルダケース７３１の係止面７３１ｂとホールドリング７３２の係止面７３２ｆとが接触し、また、ホールドリング７３２の内周面と回転シャフト７３４の支持面７３４ａとが接触することで、最も縮径された状態でホルダケース７３１内に保持される。
ここで、ホールドリング７３２の外周とホルダケース７３１の内周の間には間隙Ｓが設けられている。したがって、ポート２００に当該弾性力よりも大きな力が径方向に加わると、ポート２００は、当該弾性力に対抗して径方向に変位することができる。変位は、当該間隙Ｓの範囲内に規制される。つまり、ホルダケース７３１はスパイラルスプリング７３３（ポート２００）が変位する量を規定するものである。間隙Ｓは、ベルト駆動方式による位置決めの誤差に応じて設定される。例えば、位置決めの誤差が０．２〜０．３ｍｍ程度であれば、間隙Ｓを０．５ｍｍ程度確保すればよい。

ポートホルダ７３は、ホルダケース７３１及びホールドリング７３２をその前端側で支持する回転シャフト７３４を備えている。ホルダケース７３１は回転シャフト７３４にボルトＢにより固定される。これにより、ホールドリング７３２は、ホルダケース７３１と回転シャフト７３４の間に保持される。
回転シャフト７３４は、フランジブッシュ７３６を介して、軸孔７３５ａを貫通して保持ブロック７３５に回転可能に支持される。
回転シャフト７３４の前端側には、ピン固定シャフト７３７が回転シャフト７３４と同軸上に設けられている。ピン固定シャフト７３７は、回転シャフト７３４の外部に露出する前端で、ポート支持ピン７３８を支持する。ポート支持ピン７３８は、ホールドリング７３２が保持するポート２００の中空部に嵌入することで、ポート２００の保持をより確実にする。
回転シャフト７３４の後側には、ギア７９が固定されている。回転シャフト７３４は、ポート２００を予熱する際には、ギア７９を介して後述するポート回転機構７８のモータ７８ｃにより回転駆動される。

保持ブロック７３５の下方には、スライドブロック７３９が接続されている。スライドブロック７３９は、ベルト７１に固定される。また、スライドブロック７３９は、ベルト７１に平行なガイドレール７１ａに対して摺動可能に保持されている。ベルト７１を駆動することにより、ホルダユニット７２はガイドレール７１ａに案内されながら移動する。

ホルダユニット７２によって保持されるポート２００は、まず、ポート予熱装置７６に移送される。
図１０に示すように、ポート予熱装置７６は、ホルダユニット７２に保持されたポート２００を予熱するため、熱風を吹き出すエアヒータ７７と、ポート２００を保持したポートホルダ７３を回転させるポート回転機構７８と、を備える。

ポート回転機構７８は、プレート７８ａに、ギア７８ｂと、ギア７８ｂを回転駆動させるためのモータ７８ｃと、モータ７８ｃの回転駆動力をギア７８ｂに伝達するためのプーリ７８ｄ、７８ｅおよびベルト７８ｆと、が設けられ、このプレート７８ａが、エアシリンダ７８ｇによって上下方向に駆動されるようになっている。

一方、ホルダユニット７２において、ポートホルダ７３が、保持するポート２００の軸線周りに回転自在に設けられており、さらに、ポートホルダ７３と同軸にギア７９が設けられている。このギア７９には、ポート回転機構７８のプレート７８ａがエアシリンダ７８ｇによって下降されると、ギア７８ｂが噛み合うようになっている。そして、モータ７８ｃを駆動することで、ポートホルダ７３が回転駆動されるようになっている。この回転に伴い、ホールドリング７３２も回転される。

ポート２００を予熱する際にその芯がぶれないようにするために、ポート取付け部４０はポート調心装置９０を備えている。ポート調心装置９０は、図２に示すように、ポート予熱装置７６に対応して設けられる。
ポート調心装置９０は、図１１に示すように、取付けアーム９６に固定されたエアシリンダ９１を備えている。取付けアーム９６は、適宜の手段を介して樹脂バッグ製造設備１０が設置される基準面に固定される。そうすることで、ポート調心装置９０は、ポート予熱装置７６に対して固定された位置に正確に設置されている。エアシリンダ９１は、ポートホルダ７３に向けて前進し又は後退するシャフト９２を備えている。このシャフト９２の先端には、中間シャフト９３及びボールベアリング９４を介してセンタリングピン９５が固定されている。センタリングピン９５は、ポートホルダ７３に向けた先端側に形成される円錐台形状の突起９５ａと、突起９５ａに連なりボールベアリング９４が嵌合される中空円筒状の基部９５ｂとから構成される。

ポート２００を予熱する際に、エアシリンダ９１のシャフト９２を後退した位置（第一の位置）から図１１に示す位置（第二の位置）。そうすると、ポートホルダ７３に保持されているポート２００の内部にセンタリングピン９５の突起９５ａが挿入される。また、ポート２００の前端がセンタリングピン９５の基部９５ｂの前端に押し付けられる。この状態で、モータ７８ｃを駆動させると、ポートホルダ７３及びポート２００が回転駆動されるのに伴って、センタリングピン９５が従動回転する。この際に、センタリングピン９５がポート２００を押圧することで、ポート２００はホールドリング７３２にスパイラルスプリング７３３から付与されている弾性力に対抗して変位することができる。したがって、ポート２００がエアヒータ７７に対してずれた位置でホールドリング７３２に保持されていたとしても、正確な位置に配置されているセンタリングピン９５に従った適切な位置にポート２００が移動するので、ポート２００からエアヒータ７７までの距離を正確に調整できる。その結果、予熱によるポート２００の溶解を均一に行うことができる。

以上により、ポート回転機構７８では、ポートホルダ７３で保持したポート２００を回転させながら、エアヒータ７７から熱風を吹き付けることで、ポート２００が均一に予熱される。

図２に示すように、このようなポート予熱装置７６は、バッグ本体１００の処理単位が２対であることに対応して２台が装備されており、さらに、本実施の形態においては、２段階の予熱が行えるよう、２台×２組が備えられている。
ポート予熱装置７６で予熱されたポート２００は、ホルダユニット７２に保持されたまま、ポート溶着装置８０に搬送される。

すると、図６（ａ）に示すように、開口移載装置６０によって保持され、さらに開口部１０１が開いた状態のバッグ本体１００と、ホルダユニット７２に保持されたポート２００とが対向する。
続いて、図６（ｂ）に示すように、上下の吸盤６４，６４による吸着をＯＦＦにし、図３の前進・後退シリンダ６８によって上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂを前進させる。すると、図１２（ａ）に示すように、バッグ本体１００の開口部１０１に、ホルダユニット７２に保持されたポート２００が間髪入れずに挿入される。このとき、上下の吸盤６４，６４による吸着をＯＦＦにしても、上下のプレート部材６３，６３の幅寄せにより、開口部１０１は開いたままの状態を維持している。

次に、上下のプレート部材６３，６３をそれぞれ回動させて開き、開口部１０１の幅寄せを解除する。この状態で、ポート溶着装置８０により、バッグ本体１００の開口部１０１と、開口部１０１に挿入されたポート２００とを溶着する。このため、ポート溶着装置８０は、上下一対のポートシール金型８１，８１を備えている。ポートシール金型８１は、バッグ本体１００に対向して、ポート２００の外周形状に応じた半円形の凹部８１ａ，８１ａと、その両側の平面部８１ｂ，８１ｂとを備えている。これらポートシール金型８１，８１は、図示しないヒータによって所定の温度領域内に加熱される。また、ポートシール金型８１，８１は、図示しないエアシリンダ等によって上下方向に駆動され、バッグ本体１００およびポート２００に対し接近・離間可能となっている。

図１２（ｂ）に示すように、このようなポート溶着装置８０において、上下のポートシール金型８１，８１を互いに接近させ、バッグ本体１００およびポート２００に押し当てる。すると、凹部８１ａ，８１ａが、開口部１０１およびここに挿入されたポート２００を溶着し、その両側の平面部８１ｂ，８１ｂが、開口部１０１の両側において二枚のフィルムＦを溶着する。これにより、バッグ本体１００にポート２００が溶着されて、樹脂バッグが形成される。このとき、バッグ本体１００の三方はすでに溶着されており、開口部１０１とポート２００との溶着に際し、バッグ本体１００を構成するフィルムＦにシワが寄りにくい。

ポートシール金型８１，８１の凹部８１ａ，８１ａにポート２００が挿入される際に、凹部８１ａ，８１ａに対してポート２００の位置がずれていることがある。これは、ポート２００を保持するポートホルダ７３がベルト７１により駆動されるためである。しかるに、ポートホルダ７３のホールドリング７３２は、縮径される向きの弾性力が付与されている。そのために、当該弾性力よりも大きな力が、凹部８１ａ，８１ａに挿入される過程でポート２００に加わると、ポート２００はホールドリング７３２に付与されている弾性力に対抗して変位することができる。したがって、ポート２００がポートシール金型８１，８１の凹部８１ａ，８１ａに対してずれた位置、換言するとバッグ本体１００の開口部１０１のずれた位置に挿入されたとしても、ポート２００がポートシール金型８１，８１に接触することでポート２００が凹部８１ａ，８１ａに倣って移動することで、ポート２００が凹部８１ａ，８１ａ内に正確に位置決めされる。その結果、溶着不良を招くことなくポート２００をバッグ本体１００に取付けることができる。

溶着の完了後、図１３（ａ）に示すように、図３のニップシリンダ６２により上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂを互いに離間させ、上下のプレート部材６３，６３によるバッグ本体１００のクランプを開放する。
この後、上部フレーム６１Ａ、下部フレーム６１Ｂは、後退する。
続いて、図１３（ｂ）に示すように、上下のポートシール金型８１，８１を互いに離間させ、バッグ本体１００およびポート２００から引き離す。この状態で、バッグ本体１００は、ポート２００と溶着され、ホルダユニット７２によって保持される。

この後は、ホルダユニット７２がベルト７１の循環駆動によって移動し、ポート２００が溶着されたバッグ本体１００（樹脂バッグ）は、図示しないポート冷却装置に搬送される。
ポート冷却装置においては、冷却ブロック、あるいは冷却エアの吹き付けによって、ポート２００とバッグ本体１００の溶着部分を冷却する。冷却ブロックを用いる場合は、ポートシール金型８１，８１と同様の形状、動作とし、溶着温度よりも十分低い温度に冷却ブロックを冷却しておき、これを、ポート２００とバッグ本体１００の溶着部分に両面から押し当てて冷却を行う。

しかる後は、ポート２００とバッグ本体１００とが溶着された樹脂バッグを、下流工程に該当する充填部５０に搬送し、ポート２００からのバッグ本体１００内への内容物の充填、ポート２００へのキャップ装着等を行えばよい。

以上説明したように、ポートホルダ７３に保持されているポート２００が、ホールドリング７３２に対してスパイラルスプリング７３３が付与している弾性力よりも大きな力を受けると変位することができる。
したがって、エアヒータ７７で予熱する際にセンタリングピン９５でポート２００を押圧することで、センタリングピン９５に従った適切な位置にポート２００を移動させることができる。したがって、予熱時にポート２００の溶解を均一に行うことができる。
また、ポート２００を溶着する際には、ポート２００がポートシール金型８１，８１の凹部８１ａ，８１ａに倣って移動することで、ポート２００が凹部８１ａ，８１ａ内に正確に位置決めされる。その結果、ピンホールに代表される溶着不良を招くことなくポート２００をバッグ本体１００に取付けることができる。

以上本発明の実施の形態を説明したが、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０…樹脂バッグ製造設備
２０…本体作製部、３０…搬送部、４０…ポート取付け部、５０…充填部
３２…位置決め装置、３２１…搬送コンベア、３２５…搬送方向位置決めガイド
３２６…第１幅方向位置決めガイド、３２９…第２幅方向位置決めガイド
３４…蓄積装置、３４２…バッグ蓄積容器、３４３…昇降台
６０…開口移載装置、６１Ａ…上部フレーム、６１Ｂ…下部フレーム、６３…プレート部材
６４…吸盤
７０…ポート搬送装置、７１…ベルト、７２…ホルダユニット、７３…ポートホルダ
７３１…ホルダケース、７３２…ホールドリング
７３２ａ〜７３２ｄ…セグメント、７３２ｅ…スプリング溝
７３３…スパイラルスプリング、７３４…回転シャフト、７３８…ポート支持ピン
７６…ポート予熱装置、７７…エアヒータ、７８…ポート回転機構
８０…ポート溶着装置、８１…ポートシール金型、８１ａ…凹部
９０…ポート調心装置、９１…エアシリンダ、９５…センタリングピン、９５ａ…突起
１００…バッグ本体、１０１…開口部、２００…ポート
Ｆ…フィルム、Ｓ…間隙

Claims (6)

1. バッグ本体を作製する本体作製部と、
   前記バッグ本体作製部で作製された前記バッグ本体にポートを溶着により取り付けるポート取付け部と、
   前記ポート取付け部で前記ポートが取り付けられたバッグ本体に内容物を充填する充填部と、を備え、
   前記ポート取付け部は、前記ポートを前記バッグ本体の開口部に挿入する際に、前記ポートを保持するポートホルダを備え、
   前記ポートホルダは、複数のセグメントの組み合わせから構成され、前記ポートを直接保持するリング状保持体と、縮径される向きの弾性力を前記リング状保持体に付与するリング状弾性体と、を備え、
   前記リング状保持体の外周には溝が周方向に沿って形成されており、前記溝内に、前記リング状弾性体が配置されることを特徴とする樹脂バッグ製造設備。
2. 前記ポートを保持する前記リング状保持体が回転可能に設けられている、
   請求項１に記載の樹脂バッグ製造設備。
3. 前記ポート取付け部は、センタリング部材を備え、
   前記センタリング部材は、
   前記リング状保持体に保持されている前記ポートから離れている第一の位置と、前記ポートに接触して軸方向に前記ポートを押す第二の位置と、を進退可能であるとともに、
   前記第二の位置にあるときには、前記リング状保持体の回転に伴って従動回転する、
   請求項２に記載の樹脂バッグ製造設備。
4. 前記本体作製部で作製された前記バッグ本体を前記ポート取付け部へ搬送する搬送部をさらに備え、
   前記搬送部には、
   前記バッグ本体の搬送方向の先端部を係止させる搬送方向ガイドと、
   前記バッグ本体の搬送方向に直交する方向に互いに接近及び離間される一対の幅方向ガイドと、を備える位置決め装置が設けられる、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂バッグ製造設備。
5. 前記搬送部は、
   下流工程を実行する前記ポート取付け部及び前記充填部の一方又は双方に異常が発生して停止した場合に、
   前記バッグ本体を前記ポート取付け部に移送することなく蓄積する蓄積装置を備える、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂バッグ製造設備。
6. バッグ本体を作製する本体作製部と、
   前記バッグ本体作製部で作製された前記バッグ本体にポートを溶着により取り付けるポート取付け部と、
   前記ポート取付け部で前記ポートが取り付けられたバッグ本体に内容物を充填する充填部と、を備え、
   前記ポート取付け部は、前記ポートを前記バッグ本体の開口部に挿入する際に、前記ポートを保持するポートホルダを備え、
   前記ポートホルダは、複数のセグメントの組み合わせから構成され、前記ポートを直接保持するリング状保持体と、縮径される向きの弾性力を前記リング状保持体に付与する弾性体と、を備え、
   前記ポートを保持する前記リング状保持体が回転可能に設けられており、
   前記ポート取付け部は、センタリング部材を備え、
   前記センタリング部材は、
   前記リング状保持体に保持されている前記ポートから離れている第一の位置と、前記ポートに接触して軸方向に前記ポートを押す第二の位置と、を進退可能であるとともに、
   前記第二の位置にあるときには、前記リング状保持体の回転に伴って従動回転することを特徴とする樹脂バッグ製造設備。

Images