JP5684834B2

JP5684834B2 - シール装置および包装機

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Publication number: JP5684834B2
Application number: JP2013004056A
Authority: JP
Inventors: 述史塚本
Original assignee: トキワ工業株式会社
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2033-01-11
Also published as: JP2014133587A

Description

本発明は、筒状の包装体の中に所定の間隔を置いて並べられる被包装体を包装体で個装するためのシール装置、およびシール装置を備えた包装機に関する。このシール装置は、例えば包装機の一例である横型製袋充填包装機に用いられる。

例えば横型製袋充填包装機に備えられるシール装置として、回転式横シーラーと称されるものと、ボックスモーション式横シーラーと称されるものが提案されている。これらは何れも筒状の包装体の中に所定の間隔を置いて並べられる被包装体を、その送り方向に直交する方向にシール（横シール）することで個装するものである。

特許文献１に開示されたシール装置は、回転式横シーラーである。回転式横シーラーは、包装体を挟むように対向して配置され互いに同期して回転駆動される二つの回転体を備えている。各回転体は、回転軸と、回転軸の周上に固定されたシール部とを備えている。包装体は、双方のシール部で挟まれることでシール部の熱によってシールされて、被包装体が個装される。

このような回転式横シーラーでは、回転体の周速をそのまま用いて包装体をシールするから、包装体のシール加工を迅速に行うことができる。すなわち個装の生産性が良好である。しかしながら、シール加工が迅速に行われる分だけ包装体をシールしている時間が短い。このため、回転式横シーラーでは、良質なシール加工が難しいという点が指摘される。

特許文献２には、ボックスモーション式横シーラーが開示されている。ボックスモーション式横シーラーは、シール部がボックスモーションと称される動作をするものである。ボックスモーションとは、シール部が一定の軌跡を循環するなかで、包装体を挟んだ状態で包装体の送り速度と同じ速度で所定距離だけ直線的に移動することのできる領域を有する動作である。このボックスモーションでは、シール部は常に同じ姿勢に維持される。

ボックスモーション式横シーラーでは、シール部が包装体を挟んだ状態で包装体の送り速度と同じ速度で所定距離だけ直線的に移動するから、回転式横シーラーに比べて包装体のシール時間を長く確保することができ、したがって包装体に良質なシールを施すことができる。しかしながら、シール時間が長くなればその分だけ、回転式横シーラーに比べて個装の生産性が低下する。

そこで特許文献２のボックスモーション式横シーラーでは、シール時間を所定時間だけ確保するとともに個装の生産性を向上させることを目的に、シール部が二対設けられている。すなわち、特許文献２は、シール部を二対設けることでボックスモーションの１サイクルによって、包装体に対して二度の個装加工が可能になることから、個装の生産性を向上させることを目的とした提案である。

特開２００８−２７３５６２号公報特開２０１１−２３５９２５号公報

これら従来のシール装置において、シール部は給電によって加熱される。すなわち、シール部へ給電をするための配線が必要である。特に、ボックスモーション式横シーラーにおいては、シール部へ給電する配線は、一般的にシール部の上側から垂らすようにしている。

しかしながら、ボックスモーション式横シーラーにおいて、特許文献２のように、シール部を二対（あるいはそれ以上）設ける場合では、各シール部へ給電する配線を各シール部の上側から垂らすようにしてしまうと、各シール部がボックスモーションの動作に伴って配線どうしが巻き取られてしまう。このため、ボックスモーション式横シーラーにおいては、これまでシール部を二対設けたシール装置の実現はされておらず、したがって、ボックスモーション式横シーラーでは、個装の生産性の向上がなされていない。

そこで本発明は、シール部が複数対設けられるとともに、シール部がボックスモーションの動作をしても各シール部への配線どうし互いに支障がなく、もって個装の生産性の向上を図り得るシール装置、および包装機の提供を目的とする。

本発明のシール装置は、自転軸を有して一定の軌跡を公転するシール部と、該シール部が一定の軌跡を公転するよう駆動させる駆動部を備え、前記シール部は、包装体に対して一方側に配置されて該一方側で一定の軌跡方向に等間隔で離間した複数の一方側のシール部と、前記包装体に対して他方側に配置されて該他方側で一定の軌跡方向に等間隔で離間した複数の他方側のシール部とを備え、前記一方側および他方側の各シール部は、それぞれ包装体の送り方向に略直交する幅方向の全域に亘って接触するシーラーと、該シーラーを包装体に接触できる一定の姿勢に自転することなく保持した状態で前記一定の軌跡に沿って公転するように案内される被案内保持部とを備え、該被案内保持部は、シーラーに電気的に接続されてシーラーに給電するための配線をシール部の外に導くよう前記幅方向に沿う案内路を備えたことを特徴としている。

上記構成において、各配線から各シーラーに給電されると、シーラーは包装体を熱融着可能な温度に上昇する。駆動部を駆動することで各被案内保持部がシーラーを包装体に接触できる一定の姿勢に自転することなく保持した状態で一定の軌跡に沿って公転するように案内される。各被案内保持部が一定の軌跡に沿って公転するように案内されている途中で、包装体の一方側および他方側にそれぞれシール部が一対となるよう近付き、シーラーが包装体の一方側および他方側にそれぞれ接触して包装体を挟む。それぞれのシーラーが包装体を挟んだ状態で、包装体の送り速度と略同じ速度で所定距離だけ移動することで、シール部で包装体が確実に熱融着され、包装体の内部に所定の間隔を置いて並べられた被包装体が個装される。

上記構成において、シール部は、軌跡方向に等間隔で離間して包装体の一方側および他方側にそれぞれ複数個配置されているから、あるシール部（一対のシール部）が一定の軌跡を一巡（公転）する間に、他のシール部（一対のシール部）が包装体の一方側および他方側にそれぞれ接触して包装体を挟み、そのシール部のシーラーが包装体を挟んだ状態で、包装体の送り速度と略同じ速度で所定距離だけ直線的に移動して包装体が確実に熱融着されることから、個装の生産性が向上する。

そして、シーラーに給電する配線をシール部の外に導くよう包装体の送り方向に略直交する幅方向に沿う案内路を、一定の軌跡を公転しても自転することなく姿勢の変化がない被案内保持部が備えているため、複数のシール部が一定の軌跡を循環する動作をしても、軌跡方向に離間したシール部のシーラーに接続された配線どうしが絡まることがない。

本発明のシール装置では、各被案内保持部は、固定された太陽ギヤの周囲を自転することなく公転する遊星ギヤを備え、案内路は、遊星ギヤの遊星ギヤ軸を軸方向に挿通して形成された構成を採用することができる。

上記構成において、案内路を形成する遊星ギヤ軸が非回転であり、配線はこのような遊星ギヤ軸の案内路に挿通されているから、配線そのものが捩れず、配線が保護される。

本発明の包装機は、上記何れかのシール装置を備えたことを特徴としている。この構成によれば、シーラーに給電する配線をシール部の外に導くよう包装体の送り方向に略直交する幅方向に沿う案内路を、一定の軌跡を循環しても姿勢の変化がない被案内保持部が備えているため、複数のシール部が一定の軌跡を循環する動作をしても、軌跡方向に離間したシール部のシーラーに接続された配線どうしが絡まることがない。

本発明のシール装置および包装機では、シール部が、一定の軌跡方向に等間隔で離間して包装体の一方側および他方側にそれぞれ複数個配置されているから、あるシール部（一対のシール部）が一定の軌跡を一巡する間に、他のシール部（一対のシール部）が包装体の一方側および他方側にそれぞれ接触して包装体を挟み、そのシール部のシーラーが包装体を挟んだ状態で、包装体の送り速度と略同じ速度で所定距離だけ直線的に移動して包装体が確実に熱融着されることから、個装の生産性を向上させることができる。

シーラーに給電する配線をシール部の外に導くよう包装体の送り方向に略直交する幅方向に沿う案内路を、一定の軌跡を公転しても自転することなく姿勢の変化がない被案内保持部が備えているから、複数のシール部が一定の軌跡を循環する動作をしても、軌跡方向に離間したシール部のシーラーに接続された配線どうしが絡まりあうことがない。このため、シール部が一定の軌跡を循環する動作中に筒状の包装体をその送り方向に略直交する幅方向の全域に亘って一方側および他方側から挟んだ状態で包装体の送り速度と略同じ速度で所定距離だけ直線的に移動することで、シール部で包装体を熱融着させて包装体の内部に所定の間隔を置いて並べられた被包装体を個装するようにしたシール装置、および包装機の実現ができる。

本発明の一実施形態の横型製袋充填包装機を表す全体概略構成。同横型製袋充填包装機の第二シール装置の一部破断縦断面図（正面図）である。同第二シール装置における一方側からの要部側面図である。同第二シール装置における他方側からの要部側面図である。同第二シール装置における横シーラー軸受と太陽ギヤ軸ホルダーとの関係を表した平面図である。同第二シール装置における太陽ギヤ、アイドルギヤ、および遊星ギヤの関係を表した平面図である。同第二シール装置における要部拡大側面図である。同第二シール装置における横シーラーギヤおよびコネクターホルダーの関係を表した平面図である。同第二シール装置における横シーラーの軌跡を表した側面図である。

以下、本発明に係るシール装置の一実施形態について、シール装置を横型製袋充填包装機に用いた場合で説明する。図１に基づいて、横型製袋充填包装機１の概略構成を説明する。横型製袋充填包装機１は、フィルム供給部１Ａと、第一シール装置１Ｂと、投入部１Ｃと、搬送部１Ｄと、第二シール装置３とを備える。

フィルム供給部１Ａは、ロール状に巻かれたフィルムＦを解いて搬送部１Ｄ側へ供給するよう構成されている。第一シール装置１Ｂは、供給されたフィルムＦの端辺部どうしを長手方向でシール（縦シール）してチューブ状に形成するよう構成されている。投入部１Ｃは、チューブ状に形成されたフィルムＦの内部に向けて被包装体２を所定の間隔で投入するよう構成されている。搬送部１Ｄは、投入部１Ｃに対しフィルムＦの送り方向下流側に配置されフィルムＦと被包装体２とを押圧しつつこれらを送り方向下流側へ搬送する搬送ベルト１Ｅを備えている。

第二シール装置３は、本発明のシール装置に相当する。第二シール装置３は、搬送部１Ｄの送り方向下流側に配置され被包装体２の前後側にてフィルムＦを幅方向でシール（横シール）シールするとともに、フィルムＦを幅方向で切断して袋状に形成するよう構成されている。

図２ないし図9に基づいて、第二シール装置３の構成を詳細に説明する。図２に示すように、第二シール装置３は、枠体４と、駆動部５と、シール部６とを備える。

〔枠体の構成〕
図２ないし図５に示すように、枠体４は、箱状の支持台４１と、支持台４１の四隅部に固定して支持台４１から立設された支柱４２と、送り方向上流側（前側）Ｙと送り方向下流側（後側）Ｚに離間した支柱４２の上端部どうしに渡された前後梁部材４３と、左右方向（幅方向）に離間した支柱４２の上端部どうしに渡された左右梁部材４４と、横シーラー軸受４５とを備える。

〔横シーラー軸受の構成〕
特に、横シーラー軸受４５は、左右方向一方側の左側横シーラー軸受４５Ａと左右方向他方側の右側横シーラー軸受４５Ｂとを備えている。左側横シーラー軸受４５Ａは、送り方向上流側Ｙの、左側の支柱４２と送り方向下流側Ｚの、左側の支柱４２との間に配置固定されている。

右側横シーラー軸受４５Ｂは、送り方向上流側Ｙの、右側の支柱４２と送り方向下流側Ｚの、右側の支柱４２の間に配置固定されている。したがって、左側横シーラー軸受４５Ａと右側横シーラー軸受４５Ｂは、左右方向に離間した支柱４２と略等しい距離だけ左右方向に離間して配置されている。左側横シーラー軸受４５Ａおよび右側横シーラー軸受４５Ｂは、ともに矩形の板状に形成され、同一寸法の上部シーラー軸受４５０Ａおよび下部シーラー軸受４５０Ｂが上下方向で当接されてなる。

〔駆動部の構成〕
図２に示すように、駆動部５は、差動歯車列機構部５１と、駆動モーター５２と、駆動モーター５２の駆動力を差動歯車列機構部５１に伝達するための伝達機構５３とを備えている。

〔差動歯車列機構部の構成〕
図２および図３に示すように、差動歯車列機構部５１は、左側横シーラー軸受４５Ａのうち、上部シーラー軸受４５０Ａおよび下部シーラー軸受４５０Ｂのそれぞれに組付けられ、右側横シーラー軸受４５Ｂのうち、上部シーラー軸受４５０Ａおよび下部シーラー軸受４５０Ｂのそれぞれに組付けられている。上部シーラー軸受４５０Ａに組付けられた差動歯車列機構部５１どうしは左右方向で対向した位置に配置されており、下部シーラー軸受４５０Ｂに組付けられた差動歯車列機構部５１どうしは左右方向で対向した位置に配置されている。このように本実施形態では、差動歯車列機構部５１は合計四個設けられている。

各差動歯車列機構部５１は、それぞれ横シーラーギヤ５１１と、太陽ギヤ５１２と、アイドルギヤ５１３（図３参照）と、遊星ギヤ５１４とを備える。横シーラーギヤ５１１は、左側横シーラー軸受４５Ａの外側、右側横シーラー軸受４５Ｂの外側にそれぞれ配置されている。上下の横シーラーギヤ５１１は、互いに外周の歯部が噛合するよう配置されている。各横シーラーギヤ５１１は、回転中心となる横シーラーギヤ軸５１１ａを備えている。横シーラーギヤ軸５１１ａは、それぞれベアリング（符号省略）を介して左側横シーラー軸受４５Ａ、右側横シーラー軸受４５Ｂに軸心回りに回転自在に支持されている。

太陽ギヤ５１２は、太陽ギヤ軸５１２ａを備えている。太陽ギヤ軸５１２ａの軸線は、横シーラーギヤ軸５１１ａと同一軸線（左右方向に沿う軸線）上になるよう、太陽ギヤ軸５１２ａの端部側が横シーラーギヤ５１１に貫通され、太陽ギヤ軸５１２ａは横シーラーギヤ５１１に対して非回転に支持されている。図５に示すように、太陽ギヤ軸５１２ａの別側の端部側は、横シーラー軸受４５にステー５１５を介して取付けられる太陽ギヤ軸ホルダー５１６に貫通して固定されている。

図６に示すように、アイドルギヤ５１３は、アイドルギヤ軸５１３ａを備えている。アイドルギヤ５１３は、太陽ギヤ５１２の歯部と噛合して回転（自転）するよう、アイドルギヤ軸５１３ａが太陽ギヤ軸５１２ａの外周部で横シーラーギヤ５１１に貫通支持されている。遊星ギヤ５１４は、遊星ギヤ軸５１４ａを備えている。遊星ギヤ５１４は、アイドルギヤ５１３の歯部と噛合するように、遊星ギヤ軸５１４ａが太陽ギヤ軸５１２ａの外周部で横シーラーギヤ５１１に貫通されている。

図２、図６に示すように、遊星ギヤ軸５１４ａには、横シーラー軸受４５から、対向する横シーラー軸受４５側に突出した部分に遊星ギヤ軸ホルダー５１７が嵌着されて、遊星ギヤ軸５１４ａは横シーラー軸受４５に保持されている。遊星ギヤ軸５１４ａは、筒状に形成され、中心に、後述する給電線６２７が挿通される挿通孔５１８が形成されている。この挿通孔５１８は案内路に相当する。

図３および図４に示すように、アイドルギヤ５１３および遊星ギヤ５１４は、太陽ギヤ５１２の外周部に所定間隔をおいて複数配置されている。この実施形態では、アイドルギヤ５１３および遊星ギヤ５１４は、太陽ギヤ５１２の外周部に１８０°の間隔をおいて、二個ずつ配置されている。遊星ギヤ５１４の歯数と太陽ギヤ５１２の歯数は等しく設定されている。

この構成により、横シーラーギヤ５１１が横シーラーギヤ軸５１１ａ回りに回転すると、太陽ギヤ軸５１２ａは太陽ギヤ軸ホルダー５１６に固定されていて太陽ギヤ５１２は回転せず、アイドルギヤ５１３は自転しつつ太陽ギヤ５１２周りを公転し、太陽ギヤ５１２の歯数と遊星ギヤ５１４の歯数は同じであるから、アイドルギヤ５１３が自転しても遊星ギヤ５１４は自転することなく太陽ギヤ５１２周りを公転する。換言すれば、遊星ギヤ５１４は遊星ギヤ軸５１４ａを含めて姿勢を変更することなく、太陽ギヤ５１２周りを公転する。

〔駆動モーターの構成〕
図２に示すように、駆動モーター５２は、太陽ギヤ軸５１２ａに平行な出力軸５４を備え、出力軸５４に駆動プーリーＰ１が取付けられている。駆動モーター５２は本体部５６を支持台４１に内装され、出力軸５４が支持台４１から側方（右方）に、左右方向に沿うよう突出されており、駆動プーリーＰ１は出力軸５４に取付けられている。

〔伝達機構の構成〕
伝達機構５３は、伝達軸（駆動ギヤ軸）５７と、伝達ギヤ（駆動ギヤ）５８と、従動プーリーＰ２と、伝達ベルト５９とを備える。伝達軸５７は、駆動モーター５２の上側にあって、左側横シーラー軸受４５Ａおよび右側横シーラー軸受４５Ｂどうしの下部シーラー軸受４５０Ｂに端部を挿通するよう配置されている。伝達軸５７は、太陽ギヤ軸５１２ａに平行に配置されている。

伝達ギヤ５８は、伝達軸５７において下部シーラー軸受４５０Ｂから突出した各突出部に外嵌固定されている。伝達ギヤ５８は、下側の差動歯車列機構部５１の横シーラーギヤ５１１にそれぞれ噛合するよう伝達軸５７に固定されている。従動プーリーＰ２は、下部シーラー軸受４５０Ｂから突出した突出部のうち、右側（駆動モーター５２側）に外嵌固定されている。駆動プーリーＰ１と従動プーリーＰ２は、左右方向の同一位置に配置されている。伝達ベルト５９は、駆動プーリーＰ１および従動プーリーＰ２に巻掛けられている。

〔シール部の構成〕
図２に示すように、シール部６は、左側横シーラー軸受４５Ａおよび右側横シーラー軸受４５Ｂの間に配置されるシール機構部６１と、シール機構部６１に給電するための配電部６２とを備える。

シール機構部６１は、遊星ギヤ軸ホルダー６１１と、シーラーベース６１２と、横シーラー６１３と、横ヒーター６１４と、ボックスモーション機構部６１５とを備える。

遊星ギヤ軸ホルダー６１１は、両遊星ギヤ軸５１４ａの、対向する端部側にそれぞれ取付けられている。遊星ギヤ軸ホルダー６１１は、被案内保持部に相当する。図３に示すように、遊星ギヤ軸ホルダー６１１は、遊星ギヤ軸５１４ａの端部に嵌着される基部６１１ａと、基部６１１ａから上下方向で対向する遊星ギヤ軸ホルダー６１１に向けて突出する一対の突出部６１１ｂとを備えている。突出部６１１ｂは基部６１１ａに一体的に形成されており、突出部６１１ｂどうしは前後方向に離間して配置されている。

図２に示すように、シーラーベース６１２は杆状に形成され、両側の遊星ギヤ軸ホルダー６１１に端部が保持されている。横シーラー６１３は、シーラーベース６１２の長手方向（左右方向）途中に配置されており、チューブ状に形成されたフィルムＦの幅に対する充分な幅を備えている。横シーラー６１３の断面は略矩形の横柱状に形成されている。上側の横シーラー６１３の下面は、フィルムＦをシールするシール面であり、平坦な面に形成されている。下側の横シーラー６１３の上面は、フィルムＦをシールするシール面であり、平坦な面に形成されている。横ヒーター６１４は、横シーラー６１３の略長手方向全域に亘って内装されている。横ヒーター６１４は、給電により加熱され、横ヒーター６１４の熱が横シーラー６１３の平坦な面に伝達されるよう構成されている。図３に示すように、横シーラー６１３の平坦な面には、長手方向全域に亘る溝６１３ａが形成されている。上側の横シーラー６１３に形成された溝６１３ａには、切断刃６１３ｂが、溝６１３ａに対して出退自在に装着されている。

図７に示すように、シール機構部６１では、上下で対向する上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３は、互いが最も上下方向で接近した際には、上側の横シーラー６１３の下面と下側の横シーラー６１３の上面とが位置合わせされたうえで接触可能とされるよう構成されている。上側の横シーラー６１３どうし、および下側の横シーラー６１３どうしは、後述するボックスモーションの軌跡上に等間隔で離間して配置されている。なお、搬送部１Ｄの搬送ベルト１Ｅは、上側の横シーラー６１３の下面と下側の横シーラー６１３の上面とが位置合わせされたうえで接触可能となる領域にまで、フィルムＦおよび被包装体２を搬送する。

突出部６１１ｂの間には、ばね（圧縮ばね）６３が配置されている。ばね６３は、遊星ギヤ軸ホルダー６１１に形成された第一装着凹部６１１ｃの底面と、シーラーベース６１２の端部に形成された第二装着凹部６１２ａの底面とをばね座として配置されている。このばね６３によって、シーラーベース６１２は遊星ギヤ軸ホルダー５１７から離れる方向に付勢されている。すなわちばね６３は、上側の横シーラー６１３の下面と下側の横シーラー６１３の上面とが接触した際の、クッション性を担保している。

上側のシーラーベース６１２および遊星ギヤ軸ホルダー６１１と、下側のシーラーベース６１２および遊星ギヤ軸ホルダー６１１とで、第一装着凹部６１１ｃおよび第二装着凹部６１２ａの形成位置は異なる。上側の遊星ギヤ軸ホルダー６１１における第一装着凹部６１１ｃは遊星ギヤ軸ホルダー６１１の下面に形成され、下側の遊星ギヤ軸ホルダー６１１における第一装着凹部６１１ｃは遊星ギヤ軸ホルダー６１１の上面に形成されている。上側のシーラーベース６１２における第二装着凹部６１２ａは、シーラーベース６１２の端部上面に形成され、上側のシーラーベース６１２における第二装着凹部６１２ａは、シーラーベース６１２の端部下面に形成されている。

ボックスモーション機構部６１５は、シーラーベース６１２、これに一体的に設けられた横シーラー６１３および横ヒーター６１４に、ボックスモーションをさせる機構である。ボックスモーション機構部６１５は、シーラーベース６１２の両側端面に取付けられたカムフォロアー６１６と、カムフォロアー６１６を、一定の軌跡を循環するよう案内する溝カム６１７とを備えている。

カムフォロアー６１６は、軸心を左右方向に沿わせた横円柱状に形成され、上側のシーラーベース６１２に取付けられたカムフォロアー６１６は、シーラーベース６１２の両側端面の下部側寄りに配置されている。下側のシーラーベース６１２に取付けられたカムフォロアー６１６は、シーラーベース６１２の両側端面の上部側寄りに配置されている。

図２および図３に示すように、溝カム６１７は、上側の差動歯車列機構部５１、下側の差動歯車列機構部５１毎に設けられることで、上下一対で設けられている。溝カム６１７は、上部シーラー軸受４５０Ａおよび下部シーラー軸受４５０Ｂの当接部において、上部シーラー軸受４５０Ａおよび下部シーラー軸受４５０Ｂの対向面側に、保持部材６１８（取付ボルト）を介して取付けられている。

図７に示すように、溝カム６１７は、その板面に前後方向に沿う直線状溝６１７ａと、直線状溝６１７ａの前後に連続する湾曲溝６１７ｂとを備えている。上下の溝カム６１７において、直線状溝６１７ａ、湾曲溝６１７ｂが上下逆転するよう、各溝カム６１７が保持部材６１８の板面に組み込まれている。

〔配電部の構成〕
配電部６２は、横ヒーター６１４を所定温度に上昇させるためにこれに給電を行う部分である。配電部６２は、横ヒーター６１４に一方側（左側）から給電を行うよう、横ヒーター６１４に対して一方側に設けられている。

配電部６２は、一方の横シーラー軸受４５である左側横シーラー軸受４５Ａのさらに一方側（左側）に配置された外部固定電源（図示せず）から、横ヒーター６１４に給電するよう構成されている。図２に示すように、配電部６２は、中継端子６２１、コネクターホルダー６２２、ロータリーコネクター６２３、スリップリング６２４、カーボンブラシ６２５、外部固定電源端子６２６、および給電線６２７を備えている。

中継端子６２１は、シーラーベース６１２の上面に一体的に取付けられている。コネクターホルダー６２２は円板状に形成されるとともに、太陽ギヤ軸５１２ａの途中にベアリングを介して外嵌されている。また、図８に示すように、コネクターホルダー６２２は、左右方向に沿うステー６２８を介して横シーラーギヤ５１１に一体的に取付けられている。ロータリーコネクター６２３は、コネクターホルダー６２２の板面に埋め込まれるように支持されている。

スリップリング６２４は、コネクターホルダー６２２に並べて太陽ギヤ軸５１２ａに外嵌されている。スリップリング６２４は、コネクターホルダー６２２に、コネクターホルダー６２２と一体的に太陽ギヤ軸５１２ａを中心に回転するよう連結されている。カーボンブラシ６２５は、スリップリング６２４の外周に外嵌固定されている。

給電線６２７の一端部は、横ヒーター６１４に電気的に接続され、給電線６２７の他端部側は、太陽ギヤ軸ホルダー５１６に挿通され、給電線６２７の他端部に、外部固定電源端子６２６が接続されている。

給電線６２７は、横ヒーター６１４から外部固定電源端子６２６に至る途中で、中継端子６２１に接続され、遊星ギヤ軸５１４ａ（遊星ギヤ軸ホルダー５１７）の挿通孔５１８に挿通され、ロータリーコネクター６２３に接続され、カーボンブラシ６２５に接続され、スリップリング６２４から外部固定電源端子６２６に接続されている。給電線６２７は、スリップリング６２４からさらに左側の太陽ギヤ軸ホルダー５１６に形成された挿通孔５１６ａを挿通して外部固定電源端子６２６に接続されている。

上記構成において、フィルム供給部１Ａにより、ロール状に巻かれたフィルムＦが解かれ搬送部１Ｄ側へ供給される。第一シール装置１Ｂは、供給されたフィルムＦの端辺部どうしを長手方向でシール（縦シール）してチューブ状に形成する。続いて、投入部１Ｃからチューブ状に形成されたフィルムＦの内部に向けて、被包装体２が所定の間隔で順次投入される。フィルムＦおよび被包装体２は、搬送部１Ｄによって押圧されつつ送り方向下流側へ搬送される。

その後、フィルムＦは、被包装体２を内装した状態で、第二シール装置３によって横シール（縦シールと直交する方向のシール）され、横シールされた横シール部は切断されて被包装体２が個装され、送り方向上流側Ｙから送り方向下流側Ｚへ搬送される。以下、第二シール装置３の動作を主として、被包装体２が個装され、送り方向下流側Ｚへ搬送されるまでの過程を説明する。

第二シール装置３では、シール部６の横シーラー６１３の加熱、駆動部５の駆動、駆動部５の駆動に伴うシール部６の動作によって被包装体２が個装される。すなわち、シール部６においては、外部固定電源端子６２６から給電線６２７によって横ヒーター６１４に給電されて、横ヒーター６１４が加熱され、横ヒーター６１４の熱で横シーラー６１３が加熱される。

駆動部５の駆動モーター５２が駆動すると、駆動プーリーＰ１が回転し、駆動プーリーＰ１に伝達ベルト５９を介して連結されている従動プーリーＰ２が回転し、従動プーリーＰ２に連結されている伝達軸５７が回転するとともに、伝達軸５７に連結されている各伝達ギヤ５８が回転する。

そうすると、各伝達ギヤ５８に噛合している下側の各横シーラーギヤ５１１が同期して回転し、下側の各横シーラーギヤ５１１にそれぞれ噛合している上側の各横シーラーギヤ５１１が回転する。ここで、太陽ギヤ軸５１２ａは横シーラーギヤ５１１に対して非回転に支持されていることから、横シーラーギヤ５１１が回転しても太陽ギヤ軸５１２ａおよび太陽ギヤ５１２は回転しない。

一方で、アイドルギヤ５１３は自転しつつ太陽ギヤ５１２周りを公転し、太陽ギヤ５１２の歯数と遊星ギヤ５１４の歯数は同じであるから、アイドルギヤ５１３が自転しても遊星ギヤ５１４は自転することがなく、太陽ギヤ５１２周りを公転する。すなわち、前述したように、遊星ギヤ５１４は遊星ギヤ軸５１４ａを含めて姿勢を変更することなく、太陽ギヤ５１２周りを公転するのみである。したがって、各遊星ギヤ５１４の遊星ギヤ軸５１４ａは、姿勢を変更することなく横シーラーギヤ５１１の軸心周りに公転をする。

各遊星ギヤ軸ホルダー６１１の端部には、各シーラーベース６１２が保持されているから、図９に示すように、各横シーラー６１３は、遊星ギヤ軸５１４ａとともに横シーラーギヤ５１１の軸心周りに、同一の姿勢を保持したまま公転する。そして、上下で対向する上側の横シーラー６１３、および下側の横シーラー６１３のそれぞれの下面および上面は、接近離間を繰り返す。

ここで、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３が、横シーラーギヤ５１１の軸心周りに公転する動作に伴って動作するボックスモーションについて説明する。上述したように、ボックスモーション機構部６１５は、シーラーベース６１２の両側端面に取付けられたカムフォロアー６１６と、カムフォロアー６１６を、一定の軌跡を循環するよう案内する溝カム６１７とを備えている。

すなわち、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３が、横シーラーギヤ５１１の軸心周りに公転する円運動の途中で、カムフォロアー６１６が溝カム６１７における一方の湾曲溝６１７ｂに入り、一方の湾曲溝６１７ｂから直線状溝６１７ａへ移動し、直線状溝６１７ａではその長さ分だけ、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３が直線状に、一定の速度で移動する。その後、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３は、他方の湾曲溝６１７ｂに至り、この他方の湾曲溝６１７ｂから出ると、円運動に復帰する。

このようなボックスモーション時には、遊星ギヤ５１４および遊星ギヤ軸５１４ａは自転せずに横シーラーギヤ５１１の軸心周りに公転するのみであることから、各横シーラー６１３もまた、その姿勢を保持したままである。そして、給電線６２７は、横ヒーター６１４から中継端子６２１に保持されて、遊星ギヤ軸５１４ａ（遊星ギヤ軸ホルダー５１７）の挿通孔５１８に挿通されている。

そして、コネクターホルダー６２２は、横シーラーギヤ５１１とともに太陽ギヤ軸５１２ａの軸心回りに回転するが、給電線６２７は、ロータリーコネクター６２３に接続されており、ロータリーコネクター６２３は遊星ギヤ５１４とともに太陽ギヤ軸５１２ａの軸心周りに公転する。さらに、スリップリング６２４は、コネクターホルダー６２２に、コネクターホルダー６２２と一体的に太陽ギヤ軸５１２ａを中心に回転するよう連結されている。そして給電線６２７は、ロータリーコネクター６２３からカーボンブラシ６２５を介してスリップリング６２４に接続されている。

このように、各横シーラー６１３の横ヒーター６１４にそれぞれ給電線６２７が接続されており、これら給電線６２７が左側横シーラー軸受４５Ａと右側横シーラー軸受４５Ｂとの間で横ヒーター６１４から左側横シーラー軸受４５Ａのさらに外側（左側）に導出される構成として、給電線６２７は、自転しない遊星ギヤ軸５１４ａを挿通させている。この構成により、上側の二つの横シーラー６１３および下側の二つの横シーラー６１３がボックスモーションの動作をした場合でも、各横シーラー６１３に接続された給電線６２７が絡みあうことがない。

そして、前述したように、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３が、横シーラーギヤ５１１の軸心周りに公転する円運動の途中で、カムフォロアー６１６が溝カム６１７における一方の湾曲溝６１７ｂに入り、一方の湾曲溝６１７ｂから直線状溝６１７ａへ移動し、直線状溝６１７ａではその長さ分だけ、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３が直線状に、一定の速度で移動する。その後、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３は、他方の湾曲溝６１７ｂに至り、この他方の湾曲溝６１７ｂから出ると、円運動に復帰する。

上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３が直線状に、一定の速度で移動する際のその速度は、フィルムＦの送り速度と同じ速度に設定されている。そして、本実施形態では、横シーラー６１３が直線状に移動する速度に比べて、それ以外の曲線運動での速度が大きくなる、駆動モーター５２の駆動が制御されている。

このように、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３が直線状に一定の速度で移動し、その間、横シーラー６１３が横ヒーター６１４で加熱され続けることで、搬送部１Ｄの搬送ベルト１Ｅによって搬送されてきたフィルムＦは、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３で上下から挟まれる。そして、上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３が直線状に一定の速度で移動する間に、確実に良質の熱溶着（シール）が施される。

また、上側の横シーラー６１３の下面と下側の横シーラー６１３の上面とが接触した際のクッション性がばね６３によって担保されているから、フィルムＦが上側の横シーラー６１３および下側の横シーラー６１３で上下から挟まれた際にばね６３が圧縮され、したがってフィルムＦに不要な挟持力が働くこともなく、フィルムＦには、いっそう良質の熱溶着部が形成される。

上側の横シーラー６１３の下面において、溝６１３ａには、切断刃６１３ｂが溝６１３ａに対して出退自在に装着されている。これによって、上下一対の横シーラー６１３でフィルムＦが挟まれて熱溶着される際に、切断刃６１３ｂが下側の横シーラー６１３の上面に形成されている溝６１３ａに入り込んで、フィルムＦが横シーラー６１３の長手方向に沿う方向で切断され、被包装体２が個装される。

本実施形態では、横シーラー６１３は上下方向で二対設けられている。このため、横シーラーギヤ５１１が１回転する間に、二対それぞれの横シーラー６１３によって被包装体２が個装されるから、上下一対の横シーラー６１３を設けただけの第二シール装置３に比べて、同じ時間で比べると、被包装体２の個装が２倍になる。すなわち、個装の大幅な高速化が実現する。

そして、本発明の実施形態によれば、横シーラー６１３の数を増加させても、横シーラー６１３がボックスモーションの動作を行った際にも給電線６２７が絡み合うことがない。したがって、複数対の横シーラー６１３を設けたシール装置が実現でき、横シーラー６１３の数が増えることで、その分だけ、駆動モーター５２の駆動による横シーラーギヤ５１１の回転数、すなわち横シーラー６１３がボックスモーションする速度を遅くしても個装の生産性を向上させることができ、横シーラー６１３がボックスモーションする速度を遅くできることで、本来的に振動が発生しやすいボックスモーションタイプのシール装置であっても、全体の振動を抑えることができる。

本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。その他、各部の具体的構成についても同様である。

例えば、上記実施形態では、横シーラー６１３は上下方向で二対設けられている場合を説明した。しかしながら、本発明は横シーラー６１３を上下方向で三対あるいはそれ以上設けることも可能である。この場合では、遊星ギヤ５１４を、横シーラー６１３の個数に応じて設け、横シーラー６１３はボックスモーションの軌跡上で等間隔に配置されるようにする。このようにすることで、横シーラーギヤ５１１が１回転する間に、フィルムＦに３回以上の熱溶着を施すことができるから、さらなる個装の大幅な高速化が実現する。

また上記実施形態では、シール部は常に同じ姿勢に維持される場合で説明したが、これに限定されず、シール部が包装体を挟んだ状態で包装体の送り速度と同じ速度で所定距離だけ直線的に移動する構成であれば、シール部はその移動以外の領域では前記同じ姿勢でなくてもよい。

１…横型製袋充填包装機、２…被包装体、３…第二シール装置、４…枠体、４５…横シーラー軸受、５…駆動部、５１…差動歯車列機構部、５２…駆動モーター、５３…伝達機構、５１１…横シーラーギヤ、５１２…太陽ギヤ、５１３…アイドルギヤ、５１４…遊星ギヤ、５１７…遊星ギヤ軸ホルダー、５１８…挿通孔、６…シール部、６１…シール機構部、６１１…遊星ギヤ軸ホルダー、６１２…シーラーベース、６１３…横シーラー、６１３ａ…溝、６１３ｂ…切断刃、６１４…横ヒーター、６１５…ボックスモーション機構部、６１６…カムフォロアー、６１７…溝カム、６１７ａ…直線状溝、６１７ｂ…湾曲溝、６２…配電部、６２７…給電線、Ｆ…フィルム、Ｙ…送り方向上流側、Ｚ…送り方向下流側

Claims

自転軸を有して一定の軌跡を公転するシール部と、該シール部が一定の軌跡を公転するよう駆動させる駆動部を備え、
前記シール部は、包装体に対して一方側に配置されて該一方側で一定の軌跡方向に等間隔で離間した複数の一方側のシール部と、前記包装体に対して他方側に配置されて該他方側で一定の軌跡方向に等間隔で離間した複数の他方側のシール部とを備え、
前記一方側および他方側の各シール部は、それぞれ包装体の送り方向に略直交する幅方向の全域に亘って接触するシーラーと、該シーラーを包装体に接触できる一定の姿勢に自転することなく保持した状態で前記一定の軌跡に沿って公転するように案内される被案内保持部とを備え、該被案内保持部は、シーラーに電気的に接続されてシーラーに給電するための配線をシール部の外に導くよう前記幅方向に沿う案内路を備えたことを特徴とするシール装置。
各被案内保持部は、固定された太陽ギヤの周囲を自転することなく公転する遊星ギヤを備え、案内路は、遊星ギヤの遊星ギヤ軸を軸方向に挿通して形成されている請求項１記載のシール装置。
請求項１または請求項２に記載のシール装置を備えたことを特徴とする包装機。