JP6278289B1 - 包装袋の口封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で高い封止能力を持つ口封装置を提供する。【解決手段】ヒーター部２およびクーラー部３とこれらを前端面の前方に横並びにして支持する支持フレーム１を備え、コンベア装置８の搬送路に対して出没可能に回転するように支持フレーム１の後端部が搬送路の外側で軸支されて成る封止ユニット１００を、ストッパー板７０の位置まで搬送された包装袋２００に接触可能な位置に移動させて停止させる。包装袋２００がストッパー板７０の位置まで搬送され、当該ストッパー板や押圧フレーム６０によって包装袋２００の動きが規制されると、封止ユニット１００が回転を開始し、その回転に応じてヒーター部２およびクーラー３が順に包装袋２００の封止片７０に接触し、封止片の裏面の接着剤の溶融・固化が生じて包装袋２００が封止される。封止ユニット１００は、包装袋２００の搬送を妨げない位置まで回転して停止する。【選択図】図１

Description

本発明は、裏面に接着層が設けられた封止部を備える開口部が一端に設けられた包装袋を自動的に封止する装置に関する。

小麦粉，粉末飼料，鉱物粉などの粉体をパッキングする目的に使用される包装袋の一種として、図８（１）に示すような「内弁口封式」と呼ばれる包装袋２００が知られている。内弁口封式の包装袋２００では、内向きの弁体２０１とホットメルト系の接着剤が裏面に塗布された封止片２０２とを備える開口部２０３が上端面の一隅に形成されており、封止片２０２を弁体２０１に押し付けながら加熱し、その直後に再び封止片２０２を弁体２０１に押し付けながら冷却することによって、図８（２）に示されるように、封止片２０２と弁体２０１とが密着して固定された状態になる。

上記の封止処理を自動で行う装置として、横倒しされた袋を搬送するコンベアの側方に、ヒーター部およびクーラー部を、搬送方向に沿って並ぶように配置した構成の装置が知られている（たとえば特許文献１，２。）。

特許文献１に記載された装置では、ヒーター部に相当する加熱板やクーラー部に相当する冷却板を、それらの面がコンベアの進行方向に対して直交するようにエアシリンダにより支持し、搬送されてきた袋が加熱板や冷却板に当たったときに一時的にコンベアを停止させて加熱板または冷却板を一定時間封止片に接触させた後に、この板をコンベア側部に逃がして袋を進行させる。また、この装置には、加熱板より上流になる位置にエアノズルを備えた弁口清掃板が配備され、ここで弁体やその付近に付着した粉が除去されてから上記の封止処理が行われる。この弁口清掃板も，エアシリンダによってコンベアの進行方向に直交する姿勢からコンベアの側部に沿う姿勢へと切り替えられる（特許文献の第３頁右上欄〜第４頁右下欄，第１図，第２図，第４図を参照。）。

特許文献２に記載された装置では、ヒーター部やクーラー部は所定の角度で傾斜するようにエアシリンダーにより付勢され、包装袋は開口部が進行方向の最も前方になるように傾斜した姿勢に調整されて搬送される。搬送中の包装袋の封止片がヒーター部またはクーラー部に接触すると、そのエアシリンダが縮むことによって、袋の搬送を妨げることなく加熱や冷却を行うことができる（特許文献２の段落００２５〜００２７，図５，６を参照。）。

上記の特許文献１，２とは異なるタイプとして、特許文献３には、開口部をコンベアの一側縁に対向させた状態で包装袋を搬送し、その包装袋の封止片にヒータ部（熱板）を当接させた後にスライドさせる方法によって封止片に押圧力を加えながら接着剤を溶着する構成の装置が開示されている（特許文献３の段落００３０〜００３１，図８，９を参照。）。このヒーター部をスライドさせる機構の動力源もエアシリンダである。
特許文献３に示されているのはヒーター部のみであるが、ヒーター部とクーラー部とを横並び状態で一体に支持し、これらを特許文献３と同様の方法でスライドさせる方式の装置も実用化されている。

特開昭６２−２２０４２５号公報 特開２００８−１８９４５号公報 特開２００４−３３１０７５号公報

特許文献１，２に記載されたような、ヒーター部とクーラー部とが搬送路の長さ方向に沿って間隔をあけて配置された構成の装置では、加熱が完了してから冷却が開始されるまでの間に封止片に浮きやずれが生じ、封止が不完全になるおそれがある。またヒーター部やクーラー部を動かす機構が個別に必要になるため、構成が複雑になる。

ヒーター部およびクーラー部が一体化された封止ユニットを、特許文献３に記載されたようなスライド方式で動かす構成の装置では、加熱処理後の封止片に浮きやずれが生じないうちに冷却処理を開始することができ、封止の性能の向上が見込める。しかし、封止ユニットをスライドさせる機構や、包装袋に対して封止ユニットを接近および離反させるための機構が必要であるため、構成を簡単にすることは困難である。

本発明は、上記の問題に着目してなされたもので、簡易な構成で高い封止性能を持つ口封装置を提供することを課題とする。

本発明に係る装置は、裏面に接着層が設けられた封止部を備える開口部が一端部に設けられた包装袋（その代表例が内弁口封式の袋である。）が内容物が充填されかつ未封止の状態で搬送される搬送路において、前記封止部を表側から押圧しながら接着層の溶融および固化を行うことにより包装袋の開口部を封止するものである。この装置は、前記封止部に接触させるヒーター部およびクーラー部、ならびにこれらを前端面の外側に横並びにして支持する支持フレームを備える封止ユニットと、封止ユニットの全体を回転させる回転機構と、搬送路に搬入されて封止ユニットに接触可能な位置まで搬送された包装袋をその位置から動かぬように保持する保持部材と、回転機構の動作を制御する制御装置とを備える。

上記の封止ユニットの支持フレームは、ヒーター部およびクーラー部と共に包装袋の搬送範囲に対して出没可能に回転するように、後端部が軸支される。なお、この軸支の場所は、搬送路より外側であることが望ましいが、包装袋の搬送を妨げない位置まで封止ユニットを回転させることができるのであれば、これに限定されるものではない。たとえば搬送路より上方で搬送路の側にやや突出させた部材の当該突出部分に、支持フレームを支持させてもよい。

制御装置は、上記の封止ユニットが、包装袋が保持部材により保持される位置に到着するより前に当該包装袋の搬送を妨げる位置に移動して停止すると共に、保持部材による包装袋の保持が開始されたことに応じてクーラー部からヒーター部に向かう方向に沿って回転して当該包装袋の搬送を妨げない位置に移動するように、回転機構の動作を制御する。

上記構成の口封装置によれば、封止対象の袋を、その開口部を搬送方向の前方（搬送路の下流側）に向けてコンベア装置に載せて封止ユニットに接触可能になる位置まで搬送して、保持部材により包装袋の動きを規制しながら回転機構を作動させることによって、封止部にヒーター部およびクーラー部を順に接触させて押圧しながら加熱処理と冷却処理とを連続で実施することができる。この処理が完了した封止ユニットは包装袋の搬送を妨げない位置に移動し、封止ユニットにより塞がれていた搬送路上の空間が開放されるので、保持部材による規制を解除してコンベア装置を動かすことによって、封止後の包装袋を搬出することができる。

上記の封止ユニットの支持フレームは、ヒーター部およびクーラー部を保持部材に保持されている包装袋に接触する位置から包装袋の搬送の妨げとならない位置まで移動させることができるものであれば、特に形状は問わないが、できるだけ小型で封止ユニットの回転に必要な空間も小さくなるような形態にするのが望ましい。たとえば、軸支されている後端部からヒーター部およびクーラー部を支持する前端部に向かうにつれて幅が広がる扇状または略三角形状の部材を支持フレームとすることができる。

本発明の一実施形態による口封装置では、制御装置は、ヒーター部がクーラー部よりも搬送路の上流側（包装袋に近い側）に位置するように両者の並び方向を搬送路に対して斜めに向けて配置される姿勢を前記封止ユニットの初期姿勢として、前記保持部材による包装袋の保持が開始される前の封止ユニットがこの初期姿勢をもって停止するように回転機構の動作を制御する。この実施形態によれば、搬送路上における封止ユニットの回転範囲を小さくでき、保持部材により規制されるときの包装袋の近傍位置に封止ユニットを配置することができ、また回転開始後すぐにヒーター部を包装袋の封止片に接触させることができる。

本発明の他の実施形態による口封装置では、回転機構に、モータとこのモータの回転を支持フレームの支持軸に伝達するための駆動軸が含まれ、当該駆動軸は、保持部材による包装袋の保持が開始されたことに応じて回転を開始した封止ユニットがその回転によって前記搬送路の上流側に変位するように、支持軸の軸中心に対して偏心する関係をもって当該支持軸に一体に設けられる。

上記の実施形態によれば、回転機構の回転に伴って封止ユニットを搬送路の上流側（包装袋の側）へと変位させることができるので、包装袋におけるヒーター部やクーラー部との接触範囲を広げ、ヒーター部やクーラー部による押圧力を高めることができる。よって、封止部全体に十分な押圧力をかけながら加熱や冷却を行うことができ、封止性能を向上させることができる。

本発明の他の実施形態による口封装置では、ヒーター部およびクーラー部が、それぞれ弾性部材を介して支持フレームの前端部より前の位置で揺動自由に支持される。この構成によれば、包装袋に対するヒーター部やクーラー部の押圧力が強すぎる場合には、包装袋からの反発力によってヒーター部やクーラー部を支持フレームの側へと押し戻して押圧力を和らげることができ、常に封止部を適度な力で押圧することができる。

本発明において粉体が充填された包装袋を封止対象とする場合には、封止ユニットのヒーター部に対してクーラー部とは反対側の側方位置に、開口部の清掃用のエアを送出するためのエアノズルを備えるクリーニング部を配備するのが望ましい。この場合の制御装置は、保持部材による包装袋の保持が開始されたことに応じて、所定時間エアノズルにエアの送出を行わせてから回転機構の回転を開始する。これにより、前工程で開口部付近や封止片に付着した粉体を吹き飛ばしてから加熱処理や冷却処理を行うことができ、封止を万全にすることができる。

本発明によれば、保持部材により包装袋の動きを規制しながら封止ユニットを回転させることによって、包装袋の封止片に対するヒーター部による加熱処理とクーラー部による冷却処理とを連続的に実施すると共に、処理後の封止ユニットを包装袋の搬送を妨げない位置に移動させて、封止が完了した包装袋を搬出することができる。このようにヒーター部およびクーラー部を一体化して両者を共通の動力源で動かすことによって封止処理のための構成を簡易にすることができる。また接着剤の溶融後すぐに冷却処理を施すことができ、高い封止性能を確保することができる。

本発明の一実施例にかかる口封装置の主要構成を表す上面図である。 上記の口封装置の主要構成を表す正面図である。 上記の口封装置の右側面図である。 封止ユニットおよびその近傍の構成を拡大して表した上面図である。 封止ユニットの前方側の外観（クリーニング部のシャッター板が閉じている状態）を表した斜視図である。 封止ユニットの前方側の外観（クリーニング中）を表した斜視図である。 包装袋に対する封止処理が開始される直前の状態を表した上面図である。 エアノズルによる清掃処理が実行されている状態を表した上面図である。 ヒーター部による加熱処理が実行されている状態を表した上面図である。 クーラー部による冷却処理が実行されている状態を表した上面図である。 封止処理が完了して封止ユニットが包装袋の搬送を妨げない位置に移動した状態を表した上面図である。 封止処理の一連の手順を表したフローチャートである。 内弁口封式の袋の封止前および封止後の状態を表した斜視図である。

図１〜３は、粉体が充填された内弁口封式の包装袋２００（図８（１）参照。）を受け付けてその開口部２０３を封止する目的に用いられる口封装置ＳＤの一構成例を表したものである。この口封装置ＳＤは、駆動部８２を備える台部８１の上にベルトコンベア８０が配設されて成るコンベア装置８と、このコンベア装置８の上方に立設されるカバーフレーム９と、カバーフレーム９の内部や天板９３の上に配置される機械類と、機体の近傍位置に配備される制御装置（図示省略）とにより構成される。

図１は、この口封装置ＳＤのカバーフレーム９の天板９３より下の構成を表した平面図（天板９３を取り除いたもの）であり、図２は、カバーフレーム９の前板９４より後方の構成を表した正面図（前板９４を取り除いたもの）である。図３は、主要部全体を下流側から見た状態を表す側面図である。

カバーフレーム９のベルトコンベア８０の始端側の端面（図１，２中の左手側）には、封止対象の包装袋２００（以下単に「袋２００」という。）を受け入れる搬入口９１が設けられる。カバーフレーム９のベルトコンベア８０の終端側の端面（図１，２中の右手側）には、封止が完了した袋２００を送り出す搬出口９２が設けられる。

コンベア装置８の上流側および下流側にはそれぞれ移送用のコンベア装置３０１，３０２が設けられる。上流側のコンベア装置３０１は、自動袋詰装置や整形装置などによる処理を経た粉体入りの袋２００を口封装置ＳＤまで搬送する。下流側のコンベア装置３０２は、口封装置ＳＤでの封止が完了した袋を受けて、これをピッキングロボットなどが配備された後処理工程へと搬送する。

カバーフレーム９の内部では、搬出口９２の側に最も重要な構成要素である封止ユニット１００が配備され、この封止ユニット１００の回転範囲より手前に一対のガイドフレーム９０Ａ，９０Ｂが配備される。各ガイドフレーム９０Ａ，９０Ｂは一端部が斜めに曲げられた板状の金属フレームであって、その屈曲部分９７Ａ，９７Ｂの屈曲方向側の面に一対の支持棒（９６Ａ，９６Ａまたは９６Ｂ，９６Ｂ）が垂直姿勢で連結されている。

カバーフレーム９の前板９４および後板９５には、それぞれ上記の支持棒９６Ａ，９６Ｂを通すための一対の取付穴（図示せず。）が設けられている。これらの取付穴から支持棒９６Ａ，９６Ｂを前板９４または後板９５に通してその板の表面でネジ止めすることによって、各ガイドフレーム９０Ａ，９０Ｂは、各々の屈曲部分９７Ａ，９７Ｂを搬入口９１に向けてベルトコンベア８０の上面よりやや上方に起立する姿勢で支持される。

前方側のガイドフレーム９０Ａは、封止ユニット１００の回転を妨げないように、後方側のガイドフレーム９０Ｂより短く形成されると共に、搬出口９２の側を向く端部にも若干の曲げ加工が施されている（図１を参照。）。後板９５に連結されるガイドフレーム９０Ｂの支持棒９６Ｂは前側の支持棒９６Ａより長く、支持棒９６Ｂ，９６Ｂの機体内部への挿入長さを調整することによって、ベルトコンベア８０の幅方向におけるガイドフレーム９０Ｂの位置が調整される。この調整によって、各ガイドフレーム９０Ａ，９０Ｂの間隔を封止対象の袋２００の幅に応じた大きさに設定して、ベルトコンベア８０の幅方向に対する袋２００の位置ずれを防ぐことができる。

ガイドフレーム９０Ａ，９０Ｂが配備される範囲の上方には、矩形状の押圧面を有する押さえフレーム６０とこの押さえフレーム６０を昇降可能に支持するエアシリンダ６１とによる押さえ部材６が設けられる。エアシリンダ６１の本体はカバーフレーム９の天板９３の上に起立姿勢で固定され、天板９３を貫通したロッド６２の先端に押さえフレーム６０が連結されている。ロッド６２の伸張に応じて下降した押さえフレーム６０により袋２００に所定の押圧力がかけられることによって、ベルトコンベア８０に対する袋２００の動きが規制される。

さらにカバーフレーム９の内部の後方のガイドフレーム９０Ｂの近傍位置には、ストッパー機構７が設けられる。このストッパー機構７は、ガイドフレーム９０Ｂと後板９５との間の空間に配備されたエアシリンダ７１，このエアシリンダ７１のロッド７２の先端に連結されたリンク部材７３，リンク部材７３にかみ合う三角柱状の支持部材７４，およびストッパー板７０により構成される（図１および後述する図４を参照）。ストッパー板７０は一端部がリンク部材７３により支持され、エアシリンダ７１のロッド７２が伸びているときにベルトコンベア８０の搬送方向に直交する閉鎖姿勢となる。またロッド７２が縮むと搬出口９２の側へと回転してベルトコンベア８０の側縁に沿う開放姿勢になる（後述する図６−５を参照。）。

この実施例では、封止ユニット１００を作動させる前にコンベア装置８を停止させると共に、その停止より前に上記のストッパー板７０を閉鎖姿勢に設定することによって、袋２００を封止に適した場所で停止させるようにしている。

なお、ストッパー板７０は、封止対象の袋２００の前面の開口部２０３を含まない範囲に接触する大きさのものである。封止対象の袋２００は、開口部２０３がストッパー板７０に当たらない方向を向くように、開口部２０３の側をガイドフレーム９０Ａおよび前板９４の方に向けた姿勢で搬送される。

前板９４のガイドフレーム９０Ａに対向する範囲の終端位置には、透過型の光電センサの投光部Ｐ１が配備され、後板９５には当該光電センサの受光部Ｐ２が配備される。投光部Ｐ１と受光部Ｐ２とは、前板９４および後板９５ならびにこれらに対向するガイドフレーム９０Ａ，９０Ｂに形成された透光穴（図示せず。）を介して対向するように位置合わせされている。よって、両者の間に袋２００が入ると受光部Ｐ２が遮光状態になる。制御装置は、この受光部Ｐ２からの検出信号の変化を受けてコンベア装置８を停止させ、押さえ部材６や封止ユニット１００を作動させる。

カバーフレーム９の天板９３は、長さ中央部より搬出口９２側の端縁までの範囲で前方に張り出し、また前板９４も同じ範囲が開口されてその開口部の周縁も前方に突出し、この突出部分と天板９３の張り出し部分とが一体となって封止ユニット１００の待避部９８が形成される。この待避部９８の底面も開口され、その開口部に、後述するエアノズル４０により飛ばされた粉体を受けるための集塵フード９９が取り付けられる。

図４は、封止ユニット１００およびその近傍の構成を拡大して表した上面図（押さえフレーム６０は上昇して作図の視点より高い場所にある。）である。図５−１および図５−２は当該封止ユニット１００の前面側の外観を表す斜視図である。図６−１〜図６−５は、図４と同じ高さ位置から見た上面図を用いて、封止ユニット１００により実施される封止工程の流れを表すものである。
以下、これらの図を参照に加えて、封止ユニット１００の詳細な構成を説明する。

この実施例の封止ユニット１００は、扇子型の支持フレーム１の前端面１１の前方に、クリーニング部４とヒーター部２とクーラー部３とが横並びに配置かつこれらが支持フレーム１に連結され、支持フレーム１の後端部が支持軸１０により支持された構成のものである。支持軸１０は、ギヤードモータ５１を動力源とする回転機構５の駆動軸５０の外周面に一体に設けられ、駆動軸５０と共に回転する。

図２および図３に示すように、駆動軸５０はベルトコンベア８０の前方のフレーム部分（先に述べた待避部９８の後方側の支柱にあたる。）に軸受け部材１２を介して連結され、その連結によって支持軸１０もベルトコンベア８０の袋２００が搬送される範囲より外側に配置される。支持フレーム１は、この支持軸１０に取り付けられた一対のナット部材１３，１３の間に挟まれてベルトコンベア８０の上面より高い位置で支持される。

ヒーター部２は、所定の厚みを持つ金属製の本体２０に一対のカートリッジヒータ２１，２１および温度センサ２２が挿入された構成のものである。カートリッジヒータ２１は図示しないコード線を介して電源に接続され、温度センサ２２も図示しないコード線を介して制御装置に接続される。

クーラー部３は、前面が開口された金属製のケース体３０ａとこのケース体３０ａの開口部分を塞ぐ金属製のカバー３０ｂとから成る本体３０に、ボルテックスチューブ３１が連結された構成のものである。ボルテックスチューブ３１は後述するエア供給装置１０１から圧縮空気の供給を受けて冷却風を生成し、これをクーラー部３の本体３０に送り込む。本体３０のケース体３０ａの内面には空気通路（図示せず。）が設けられ、その終端位置に上面に連通する排気マフラー３６が配備され、これらの内部を冷却風が通過することによって本体３０に冷却機能が発生する。なお、クーラー部３の本体３０にも温度センサ３２が挿入され、図示しないコード線を介して制御装置に接続される。

ヒーター部２やクーラー部３の本体２０，３０の表面は、支持フレーム１の前端面に沿うように緩やかに湾曲している。またこれらの本体２０，３０は板状の支持フレーム１に対して上下両方向に同程度突出すると共に、各本体２０，３０の下端縁がベルトコンベア８０の上面すれすれの高さになるように、本体２０，３０の長さおよびこれらの支持位置の高さが調整されている。

ヒーター部２では本体２０の幅方向の一端部に、クーラー部３ではカバー３０ａの裏面の幅方向の一端部に、それぞれ支柱部材２３，３３が設けられると共に、これらの支柱部材２３，３３が金属ピン２４，３４を介して支持フレーム１の前端面１１に連結される。また各本体２０，３０の支柱部材２３，３３とは反対側の端部は、圧縮コイルバネ２５，３５やその止め部材（符号省略）を介して支持フレーム１の上面に連結される。これらの連結によって、各本体２０，３０は、支持フレーム１の前端面１１よりも前方で、支柱部材２３，３３を軸として揺動可能に支持される。

クリーニング部４は、エアノズル４０，そのエアーノズル４０とヒーター部２との間の隙間を塞ぐシャッター板４１，シャッター板４１を支持するヒンジ部４４およびエアシリンダ４２などを備える。

エアノズル４０は、支持フレーム１の中央部に立設された柱部材１４とこの柱部材１４に連なる一対のブラケット１５，１６を介して、ヒーター部２からやや離れた位置に吊り支持される（図２を参照。）。エアシリンダ４２の本体は、支持フレーム１の下面側に突出した上記の柱部材１４の端縁部に連結部材（符号省略）を介して取り付けられて支持される。

ヒンジ部４４は、ヒーター部２やクーラー部３の支柱部材２３，３３と同様に、支持フレーム１の前端面１１に金属ピン（符号省略）を介して連結され（図４を参照。）、シャッター板４１の一側縁を支持する。エアシリンダ４２のロッド４３は、シャッター板４１の裏面のヒンジ部４４に連結されていない側の側縁部に連結され、このロッド４３が伸びているとき、シャッター板４１がエアノズル４０に隣接する閉鎖状態となる（図５−１および図６−１を参照。）。ロッド４３が縮むと、シャッター板４１が後退してエアノズル４０から離れる開放状態になり、その状態下でノズル孔４０ａからエアが送出される（図５−２および図６−２を参照。）。

つぎに、図２，図３および図４を参照して、上記構成の封止ユニット１００を回転させる回転機構５について説明する。この実施例の回転機構５は、封止ユニット１００の支持軸１０に一体に設けられて軸受け部材１２に支持される駆動軸５０，カバーフレーム９の天板９３の上に配備されて駆動軸５０に連結されるギヤードモータ５１（以下、単に「モータ５１」という。），このモータ５１の回転の初期位置と終点位置とを検出する回転位置検出部５２などにより構成される。

回転位置検出部５２は、モータ５１の軸の上端に連結された金属製の検出片Ｒと一対の近接センサＱ１，Ｑ２とから成る。一方の近接センサＱ１はモータ５１が回転範囲の初期位置に達したときに検出片Ｒに対向する位置に配備され、他方の近接センサＱ２はモータ５１が回転範囲の終点位置に回転したときの検出片Ｒに対向する位置に配備される。

回転範囲の初期位置は、封止ユニット１００が図４に示す姿勢、すなわちクリーニング部４のエアノズル４０が前方側のガイドフレーム９０Ａに対向し、ヒーター部２およびクーラー部３がベルトコンベア８０の上方にあり、かつヒーター部２がクーラー部３よりも上流に位置するように両者の並び方向が袋２００の搬送方向に対して斜めになる姿勢をとる位置に、設定される。

この実施例では、上記の初期位置にあるときの封止ユニット１００の支持軸１０の軸中心に対して回転機構５の駆動軸５０が上流側（袋２００に向かう側）および前方側にずれるように、支持軸１０に対して駆動軸５０を偏心させている。よって、駆動軸５０を図４中の反時計回り方向に回転させることによって、封止ユニット１００は、上流側へと変位しながら回転し、それによりヒーター部２やクーラー部３の本体２０，３０を袋２００の封止片２０２に接触させて押圧力をかけることが可能になる（図６−３，図６−４を参照。）。

図６−５に示す回転範囲の終点位置では、ヒーター部２・クーラー部３・クリーニング部４を含む封止ユニット１００の全体が前方のガイドフレーム９０Ａより前方に位置し、その殆どが待避部９８（図１，３を参照。）に含まれる状態になる。

上記の構成に加え、この実施例の口封装置ＳＤには、レギュレータ１０２や操作盤１０３を備えるエア供給装置１０１（図２，３参照）が設けられる。この実施例のエア供給装置１０１は、各エアシリンダ６１，７１，エアノズル４０に対し、ユーザの調整操作に応じてエアの供給量を調整できるように設計されている。

図示を省略した制御装置は、装置を始動および停止させるためのスイッチを含む操作パネルを備えた機体の内部に、コンピュータを含む制御基板が設けられた構成のものである。制御装置は、前述の温度センサ２２，３２からの検出信号に基づいてカートリッジヒータ２１への電源のオン・オフ動作やボルテックスチューブ３１へのエア供給のタイミングを制御することによって、ヒーター部２やクーラー部３の温度を調整する。また制御装置は、光電センサの受光部Ｐ２や近接センサＱ１，Ｑ２からの検出信号に基づき、モータ５１やコンベア装置８の駆動部８２の動作、各エアシリンダ４２，６１，７１に対するエアの給排の量やタイミングなどを制御することによって、包装袋２００に対する封止処理を実施する。

図７は、上記の口封装置ＳＤにおいて、１つの袋に対して実施される処理の手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートおよび先の図５および図６を参照して、口封装置ＳＤで行われる処理の詳細を説明する。

この手順は、コンベア装置８が上流工程から搬送される袋２００を受け入れるために作動したことに応じて開始される。制御装置は、まず、ストッパー板７０を袋２００の搬送方向に直交する閉鎖姿勢に設定し（ステップＳ１）、つぎにモータ５１を動かして封止ユニット１００を図４に示した初期姿勢をとる位置まで動かして停止させる（ステップＳ２）。

この後、前段の工程から送られた袋２００が搬入口９１に到着してカバーフレーム９の内部に搬入され、光電センサからの信号がオフ状態（受光状態）からオン状態（遮光状態）に変化すると、制御装置は袋２００が検出されたと判定（ステップＳ３が「ＹＥＳ」）する。制御装置はさらに一定時間が経過するまで待機し、その時間が経過（ステップＳ４が「ＹＥＳ」）したことに応じてコンベア装置８を停止させる（ステップＳ５）。なお、ステップＳ４に関して設定される時間は、光電センサに対応する位置から閉鎖姿勢のストッパー板７０に接触する位置まで袋２００が進行するのに必要な時間長さ（これら２箇所の間の距離と搬送速度とから算出される。）に設定される。

さらに制御装置は押さえ部材６の押さえフレーム６０を降下させ、それより袋２００に所定の押圧力が加えられる（ステップＳ６）。この押圧力とストッパー板７０と両側のガイドフレーム９０Ａ，９０Ｂとによって袋２００は前後方向および左右方向のいずれにも動けない状態で保持される（図６−１を参照。）。このときの袋２００の封止片２０２は、クリーニング部４のシャッター板４１に接触し、その近傍の箇所がヒータ部２のクリーニング部４の側の端縁部に接触する状態になる。

つぎのステップＳ７で、制御装置は、封止ユニット１００のクリーニング部４のエアシリンダ４２を作動させてシャッター板４１を開放し、一定時間、エアノズル４０からエアを送出させる。送出されたエアは、封止片２０２と弁体２０１との間に入って封止片２０２が開放されたシャッター板４１の方へと動かされ、弁体２０１の表面や封止片２０２の裏面に付着していた粉体がエアにより吹き飛ばされる（図５−２，図６−２を参照。）。

一定時間が経過すると、制御装置は、エアの送出を終了して回転機構５のモータ５１に回転を開始させる（ステップＳ８）。この回転力は駆動軸５０を介して支持軸１０および支持フレーム１に伝えられて封止ユニット１００の全体が回転する。そして、まずヒーター部２が袋２００の封止片２０２に接触する状態になり（図６−３）、その押圧力により封止片２０２が弁体２０１に押し付けられ、加熱作用を受けて裏面の接着剤が溶ける。その後、ヒーター部２が袋２００より前方に移動してクーラー部３が封止片２０２に接触する状態になり（図６−４）、その押圧力によって封止片２０２が弁体２０１に押し付けられ、冷却作用を受けて接着剤が固化する。

上記一連の動作によって、封止片２０２は弁体２０１に密着して固定された状態になり、袋２００の封止が完了する。制御装置は、封止ユニット１００がさらに回転して、回転位置検出部５２の近接センサＱ２からの信号により終点位置に到達したと判別すると（ステップＳ９が「ＹＥＳ」）、モータ５１を停止させる。これにより封止ユニット１００の回転が終了する（ステップＳ１０）。

さらに制御装置は、押さえ部材６の押さえフレーム６０を上昇させて袋２００への押圧を解除し（ステップＳ１１）、ストッパー板７０を開放姿勢にし（ステップＳ１２）、コンベア装置８を再始動する（ステップＳ１３）。ステップＳ８〜Ｓ１０の処理によって封止ユニット１００は前方の待避部９８へと移動しているので、ストッパー板７０が開放されたことによって袋２００の前進の妨げとなる部材はなくなり、再始動したコンベア装置８によって封止完了後の袋２００は搬出口９２から搬出される。

その後、光電センサからの検出信号がオフ状態（受光状態）に戻り、さらに所定時間が経過すると、制御装置は袋２００の搬出が完了したと判定し（ステップＳ１４が「ＹＥＳ」）、フローチャートの最初に戻る。よって、ストッパー板７０が閉鎖姿勢に戻り（ステップＳ１）、封止ユニット１００も再び初期位置に移動し（ステップＳ２）、以下、次の袋２００に対して上記と同様の手順が実行される。なお、図示を省略したが、クリーニング部４のシャッター板４１も、封止ユニット１００が初期位置に戻る直前に開放状態から閉鎖状態に戻される。

上記のとおり、この実施例の口封装置ＳＤでは、一対のガイドフレーム９０Ａ，９０Ｂの間に搬入されて封止ユニット１００に接触可能な位置まで進行した袋２００の動きを、押さえ部材６やストッパー機構７によって規制し、その規制状態下で封止ユニット１００を回転させることによって、ヒーター部２およびクーラー部３を袋２００の封止片２０２に順に接触させて加熱処理および冷却処理を行うことができる。

図６−１〜図６−３に示すように、初期位置の封止ユニット１００では、クリーニング部４のエアノズル４０が袋２００の封止片２０２の直近位置に配置されるので、封止片２０２や弁体２０１の清掃を効率良くかつ確実に行うことができる。ヒーター部２も封止片２０２の直近位置に配置されているので、封止ユニット１００の回転開始後は速やかに封止片２０２への押圧と加熱を開始することができる。

さらにこの実施例では、封止ユニット１００がクーラー部３からヒーター部２に向かう方向に沿って回転する間に上流側に変位するように、支持軸１０に対して駆動軸５０を偏心させているので、ヒーター部２やクーラー部３の本体２０，３０を封止片２０２の全面に接触させることができ、さらに封止片２０２を弁体２０１に押し付けることができる。

袋２００の内部の充填密度や内容物の固さによっては、袋２００を変形させる力よりも強い力で袋２００が押圧されることがあるが、その場合には袋２００からの反発力によって圧縮バネ２５，３５が変形して本体２０，３０が支持フレーム１の側へと変位する。この仕組みにより、袋２００に過度の押圧力がかかって袋２００が破損が生じたり、封止ユニット１００の回転が妨げられるなどの不具合が発生するのを防ぐことができる。ただし、この実施例では、反発力が一定の力を超えるまで圧縮バネ２５，３５が大きく縮まぬように各バネ２５，３５のストローク調整を行うことによって、押圧が困難な袋２００でも封止に必要な押圧力をかけることができるようにしている。

上記のとおり、この実施例の口封装置ＳＤによれば、封止片２０２を適度な力で押圧して加熱処理や冷却処理を施すことができ、封止性能を向上することができる。また、封止ユニット１００を、その前端部が上流側を向く範囲で回転させることによって、封止ユニット１００の回転範囲を小さくすることができ、ベルトコンベア８０の搬送路が長くなるのを防ぐことができる。加えて、ヒーター部２とクーラー３との動力源が共通になり、部品点数も少なくなるので、コストを大幅に削減して、小型で性能の良い口封装置ＳＤを手頃な価格で提供することが可能になる

上記実施例の口封装置ＳＤでは、封止ユニット１００を電動機（ギヤードモータ５１）を含む回転機構５により回転させているが、回転機構はこれに限らず、エアシリンダを用いて封止ユニット１００を回転させることもできる。ただし、動力源を電動機とすることによって以下のような利点が発生する。

封止片２０２の接着剤の溶融・固化を適切に行うには、加熱温度や冷却温度の調整に加え、袋２００に対するヒーター部２やクーラー部３の接触時間の調整が重要な要素となる。エアシリンダを動力源とする従来の口封装置では、ヒーター部やクーラーが袋に接触した際に生じる摺動抵抗や押圧力の変化がシリンダロッドの伸縮の速度に影響して上記の接触時間が不安定になり、封止が不完全になることがある。これに対し、この実施例の口封装置ＳＤでは、モータ５１の回転力によってヒーター部２やクーラー部３を移動させるので、移動速度の変化が生じにくく、回転速度を安定させて接着剤の溶融や固化に必要な接触時間を確保することができ、封止能力を安定させることができる。

また、エアシリンダでは、低速で動作させると速度のむらが大きくなるが、電動機であれば、低速回転でも速度を安定させることができる。したがって、動作速度を落としても封止性能が低下するおそれがなく、回転機構５や支持フレーム１の支持に関わる部品の寿命を延ばすことができる。

さらに、電動機を使用することによって、封止ユニット１００の移動速度を数値化して制御することができ、その設定のための操作も数値により指定することができるので、調整の基準を定めて登録できるなど、利便性が高められる。

なお，上記の実施例では、支持フレーム１の形状を、前端縁が円弧状で、後端部から前端部に向かうにつれて幅が広がる扇子型としたが、これに限らず、支持フレーム１を前端縁が直線に近い略三角形状としても、ヒータ部１やクーラー部２の本体２０，３０の表面を湾曲させることによって、上記実施例と同様の作用・効果を得ることができる。また、支持フレーム１の幅の広がりが生じる範囲の長さを短くして、その広がり部分の後端部に棒状の部材を一体に設け、その棒状部材の先端を支持軸により軸支する構成としてもよい。

また上記の実施例では、封止片２０２に対してヒーター部２やクーラー部３を安定して接触させるために、支持フレーム１の支持軸１０に対して回転機構５の駆動軸５０を偏心させたが、これに限らず、ヒーター部２やクーラー部３の本体２０，３０の湾曲度合いや支持フレーム１の軸支位置などを調整することによっても、接触状態を安定させることができる。それらの調整により、駆動軸５０を偏心させる必要がない場合には、駆動軸５０によって直接に支持フレーム１を支持するようにしてもよい。

封止対象の袋についても、図８に示した構成のものに限らず、一端部が開口され、その開口部に封止片と弁体とが設けられているタイプの袋全般の封止に、本発明を適用することができる。また袋本体から離脱可能な封止片が設けられた包装袋に限らず、開口部の内面の縁部分に接着層が設けられた構成の袋に対しても、本発明を適用することができる。

上記の実施例の口封装置ＳＤはコンベア装置８も構成要素に含まれていたが、これに限らず、既存のコンベア装置に組み合わせて使用する目的で、コンベア装置８を含まない構成の装置を提供することも可能である。このアレンジでは、カバーフレーム９はコンベア装置に連結される構成に限らず、コンベア装置を跨ぐようにして当該コンベア装置と同じ床面に起立させる構成にしてもよい。

ＳＤ 口封装置
１００ 封止ユニット
１ 支持フレーム
２ ヒーター部
３ クーラー部
４ クリーニング部
５ 回転機構
６ 押さえ部材
７ ストッパー機構
８ コンベア装置
９ カバーフレーム
１０ 支持軸
１１ 支持フレームの前面
２５，３５ 圧縮コイルバネ（弾性部材）
４０ エアノズル
５０ 駆動軸
５１ ギヤードモータ
５２ 回転位置検出部
６０ 押さえフレーム
７０ ストッパー板
８０ ベルトコンベア
９０Ａ，９０Ｂ ガイドフレーム
２００ 包装袋
２０１ 弁体
２０２ 封止片
２０３ 開口部

Claims (6)

1. 裏面に接着層が設けられた封止部を備える開口部が一端に設けられた包装袋が内容物が充填されかつ未封止の状態で搬送される搬送路において、前記封止部を表側から押圧しながら前記接着層の溶融および固化を行うことにより前記包装袋の開口部を封止する装置であって、
   前記封止部に接触させるヒーター部およびクーラー部と、当該ヒーター部およびクーラー部を前端面の前方に横並びにして支持する支持フレームとを備え、これらが前記包装袋の搬送範囲に対して出没可能に回転するように前記支持フレームの後端部が軸支される封止ユニットと、
   前記支持フレームの軸支された箇所を介して封止ユニットの全体を回転させる回転機構と、
   前記搬送路に搬入されて前記封止ユニットに接触可能な位置まで搬送された包装袋をその位置から動かぬように保持する保持部材と、
   前記封止ユニットが、前記包装袋が前記保持部材に保持される位置に到着するより前に当該包装袋の搬送を妨げる位置に移動して停止すると共に、前記保持部材による包装袋の保持が開始されたことに応じてクーラー部からヒーター部に向かう方向に沿って回転して当該包装袋の搬送を妨げない位置に移動するように、前記回転機構の動作を制御する制御装置とを備える、
   ことを特徴とする包装袋の口封装置。
2. 前記封止ユニットの支持フレームは、軸支されている後端部から前記ヒーター部およびクーラー部を支持する前端部に向かうにつれて幅が広がる扇状または略三角形状の部材である、請求項１に記載された包装袋の口封装置。
3. 前記制御装置は、前記ヒーター部がクーラー部よりも搬送路の上流側に位置するように両者の並び方向を搬送路に対して斜めに向けて配置される姿勢を前記封止ユニットの初期姿勢として、前記保持部材による包装袋の保持が開始されるより前の封止ユニットがこの初期姿勢をもって停止するように前記回転機構の動作を制御する、請求項１または２に記載された包装袋の口封装置。
4. 前記回転機構は、モータとこのモータの回転を前記支持フレームの支持軸に伝達するための駆動軸とを含み、当該駆動軸は、前記保持部材による包装袋の保持が開始されたことに応じて回転を開始した封止ユニットがその回転によって前記搬送路の上流側に変位するように、前記支持軸の軸中心に対して偏心する関係をもって当該支持軸に一体に設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載された包装袋の口封装置。
5. 前記封止ユニットのヒーター部およびクーラー部は、それぞれ弾性部材を介して前記支持フレームの前端部より前の位置で揺動自由に支持される、
   請求項１〜４のいずれかに記載された包装袋の口封装置。
6. 前記封止ユニットの前記ヒーター部に対してクーラー部とは反対側の側方位置には、前記開口部の清掃用のエアを送出するためのエアノズルが配備され、
   前記制御装置は、前記保持部材による包装袋の保持が開始されたことに応じて、所定時間前記エアノズルにエアの送出を行わせてから前記回転機構の回転を開始する、
   請求項１〜５のいずれかに記載された包装袋の口封装置。

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