JP6803603B2 - Bag making filling and packaging machine - Google Patents
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Description
この発明は、帯状包装材を略筒状包装材に曲成し、更に略筒状包装材の両側縁部分を縦シールして筒状包装材に成形する製袋充填包装機に関し、特に、縦シールを行う装置を超音波シールとした縦型製袋包装機に関する。 The present invention relates to a bag-making filling and packaging machine in which a strip-shaped packaging material is bent into a substantially tubular packaging material, and both side edges of the substantially tubular packaging material are vertically sealed to form a tubular packaging material. The present invention relates to a vertical bag-making and packaging machine in which the sealing device is an ultrasonic seal.
従来、製袋充填包装機として、本出願人は、図7に示すような縦型の製袋充填包装機を提案している(特許文献1参照)。図7(特許文献1の図2に基づく図;符号は100番台を使用する。)に示す製袋充填包装機100においては、巻取りロールから繰り出されたウェブ状包装材Fwは、適宜の張力が付与された後、フォーマ130に供給される。ウェブ状包装材Fwは、フォーマ130によって両側縁部分Fe,Feが接近した略筒状に曲成される。フォーマ130内には、上部がホッパ151となった充填筒150が嵌入されており、曲成された包装材がフォーマ130と充填筒150との間に形成される断面環状の隙間内を通過する。
Conventionally, as a bag-making filling / packaging machine, the applicant has proposed a vertical bag-making filling / packaging machine as shown in FIG. 7 (see Patent Document 1). In the bag-making filling and
略筒状に曲成され且つ充填筒150の外周を取り巻くように送られた包装材は、縦シール装置160によって両側縁部分Fe,Feがシールされ、筒状包装材Ftが形成される。縦シール装置160は、超音波シーラとして構成されており、先端にホーン161を備える超音波発振器162と、ホーン161に対向配置されている円板状のアンビル164とを備えている。超音波発振器162は、アクチュエータ163によってアンビル164側に押しつけられる。アンビル164はモータ165によってフィルムと同じ速度又は若干速く回転駆動され、ホーン161との対向部位が逐次変更される。ホーン161とアンビル164とによって挟み込まれた包装材の両側縁部分Fe,Feが超音波振動によって溶着される。
In the packaging material that is bent into a substantially tubular shape and sent so as to surround the outer circumference of the filling
充填筒150の側方には、筒状包装材Ftを挟んで紙送り手段としてのベルト式の包装材送り装置170が配設されており、充填筒150の外周面とベルト171,171との間で筒状包装材Ftを挟み付けることで、ベルト171,171の走行により筒状包装材Ftを下方に向かって紙送りする。充填筒150を通じて菓子等の食品のような包装物が筒状包装材Ftから形成された袋内に投下・充填され、横シール装置140を構成する対向配置された二つの横ヒートシールバー141,141が筒状包装材Ftを挟み付けることで横断方向にシールをして、先行して形成されている袋Pの上開口部を封鎖するとともに、後続の袋Pの底部が形成される。このように、袋の形成とタイミングを合わせて充填筒150を通して食品を袋内に落下・充填・封鎖の各動作を繰り返すことで、袋P内に包装物を収容した袋包装体を連続して製造することができる。横シール手段140にはカッタ機構を組み込んでおいて、筒状包装材Ftに対して横シールをする際に、筒状包装材Ftを先行して製造された袋包装体と後続の袋Pとの間で切断・分離することができる。
A belt-type packaging
この縦型製袋充填包装機100によれば、ウェブ状包装材Fwをフォーマ130に導いて充填筒150に巻き付けて略筒状に曲成された包装材とし、当該円筒の側方に設けた包装材送り装置170により包装材を紙引きし、円筒の一側において合わされる両側縁部分Fe,Feに対して円筒の該一側に設けた超音波発振器162を含む縦シール装置160によって縦シールを施して筒状包装材Ftとし、円筒の下方に設けた開閉自在な横シール装置140により、充填筒150内に落下充填される包装物の上下が横シール(更にカット手段によりカット)される。横シール装置140は図示のように上下動自在な昇降テーブルに設置することで、円筒から横シール位置までの距離を、筒状包装材Ftに皺が発生しない限度に円筒の径の大小に対応して変化させることで、包装物の落下距離をできるだけ短くすることができる。包装材送り装置170を、円筒の左右両側に対に設けられたバキューム機能を有するベルト式構造とすることで、アクチュエータによりベルトを円筒に近接状態として筒状包装材Ftをバキュームしながら紙引きを行うこともできる。縦シール装置160は、バーヒータのような長尺のシール手段ではなくスポット的にシールをする手段であるので、紙送りされる包装材が縦シール装置160と相対的に移動することで両側縁部分Fe,Feが連続してシールされる。
According to this vertical bag-making filling and
従来、超音波シーラにおいては、ホーンとアンビルとの間に包装材を挟まない状態で超音波を発振する所謂「空打ち」(「空シール」)を防止するため、包装材探知センサやホーンとアンビルとの間の距離を探知する距離センサなどで、ホーンとアンビルとの間における包装材の有無を判断しようとしていた。しかしながら、包装材探知センサを使用した場合には、包装材探知センサが配置されている位置と超音波シールを行う位置とが離れているため、包装材探知センサが包装材を探知しても、超音波シールを行う位置では包装材は所定の位置にないことが起こり得る。また、ホーンとアンビルとの間の距離を探知する距離センサを使用した場合には、距離センサの配置位置がずれてしまったときには、誤探知が起こり得る。このように、包装材の有無を検知するセンサの設置位置については、新規設置の場合は勿論のことメンテナンスの場合を含めて、細心の注意が必要であり、作業の労力と時間を要するものとなっている。 Conventionally, in the ultrasonic sealer, in order to prevent so-called "blank hitting" ("empty seal") in which ultrasonic waves are oscillated without sandwiching the packaging material between the horn and the anvil, a packaging material detection sensor or a horn is used. I was trying to determine the presence or absence of packaging material between the horn and the anvil with a distance sensor that detects the distance to the anvil. However, when the packaging material detection sensor is used, the position where the packaging material detection sensor is arranged and the position where ultrasonic sealing is performed are separated, so that even if the packaging material detection sensor detects the packaging material, It is possible that the packaging material is not in place at the position where the ultrasonic seal is performed. Further, when a distance sensor for detecting the distance between the horn and the anvil is used, erroneous detection may occur when the arrangement position of the distance sensor is displaced. In this way, regarding the installation position of the sensor that detects the presence or absence of packaging material, it is necessary to pay close attention not only in the case of new installation but also in the case of maintenance, and it takes labor and time for work. It has become.
ところで、製袋充填包装機ではないが、袋の両側縁部を左右一対のグリッパで保持した状態で所定の軌道に沿って間欠的又は連続的に移送しながら、袋口の開口、被包装物の充填、袋口のシールなど所定の包装処理を順次行う袋詰め包装機において、袋口をシールするのに超音波を用いてシールする超音波シール装置を使用したものが提案されている(特許文献2参照)。当該超音波シール装置は、互いに接離自在に構成されたホーンとアンビルとを備えており、当該超音波シール装置は、更に、前記袋詰め包装機の所定のシール工程位置に配置された超音波シール装置本体と、前記シール工程位置に配置され、前記シール工程に移送された袋の袋口が、前記ホーンとアンビルとの間で、あらかじめ定められたシール許可状態にあるかどうかを検知するセンサを含む電気回路と、前記センサからの信号に基づき、前記超音波シール装置本体を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、シール工程に配置したセンサでシールを行う前に袋がシール許可状態にあるかどうかを検知し、その信号に基づいて超音波シール装置を制御することで、空シールを確実に防止し、超音波シール装置の損傷を防止している。 By the way, although it is not a bag-making filling and packaging machine, the opening of the bag opening and the object to be packaged are transferred intermittently or continuously along a predetermined track while holding both side edges of the bag with a pair of left and right grippers. In a bagging and packaging machine that sequentially performs predetermined packaging processing such as filling of bags and sealing of bag openings, a device using an ultrasonic sealing device that seals the bag openings using ultrasonic waves has been proposed (Patented). Reference 2). The ultrasonic sealing device includes a horn and an anvil configured so as to be detachable from each other, and the ultrasonic sealing device is further provided with ultrasonic waves arranged at a predetermined sealing process position of the bagging and packaging machine. A sensor that detects whether or not the sealing device main body and the bag mouth of the bag arranged at the sealing process position and transferred to the sealing process are in a predetermined sealing permission state between the horn and the anvil. It is provided with an electric circuit including the above and a control device for controlling the ultrasonic seal device main body based on a signal from the sensor. The control device detects whether the bag is in the sealing permitted state before sealing with a sensor placed in the sealing process, and controls the ultrasonic sealing device based on the signal to reliably prevent empty sealing. However, it prevents damage to the ultrasonic sealing device.
上記の超音波シール装置に用いられている検知センサ及び電気回路は、ホーンとアンビルとの間の電気的導通、或いはホーンとアンビルとの間に生じる電気抵抗の変化を検知するタイプのものである。図8(特許文献2の図8に基づく図;符号は200番台を使用する。)に示すように、アンビル276は、ホーン239に対して相対的に前後進するアンビル支持部材278に絶縁体279を介して取り付けられている。ホーン239とアンビル276とを繋ぐ配線L3の途中に電気抵抗器280が取付けられており、制御装置220内に設けられている検知センサ281とアンビル276とを繋ぐ配線L5の途中には可変抵抗器282が取付けられている。ホーン239とアンビル276とに個別の配線L3,L5によって検知センサ281を電気的に接続しておくことで、検知センサ281は、ホーン239とアンビル276とが最接近位置まで移動したときに、ホーン239とアンビル276との間の電気的導通、又はホーン239とアンビル276との間に生じる電気抵抗の変化を検知する。
The detection sensor and electric circuit used in the above ultrasonic sealing device are of the type that detect the electrical conduction between the horn and the anvil or the change in the electrical resistance that occurs between the horn and the anvil. .. As shown in FIG. 8 (figure based on FIG. 8 of Patent Document 2; reference numerals are in the 200 series), the
ホーン239とアンビル276とが接近する場合、それぞれの押圧面240,277が直接に接触するときには全体の抵抗値が変化する。制御装置220は、検知センサ281が電気的導通或いは電気抵抗値の変化を検知した場合にはホーン239とアンビル276間に袋口が存在せずシール許可状態にないと判断する。一方、検知センサ281が電気的導通又は電気抵抗値の変化を検知しなかった場合には、押圧面240,277を接触させない袋口が存在しているとして、制御装置220は、袋の袋口はシール許可状態にあると判断する。電気回路として、配線L3と電気抵抗器280が設けられていない例についても記載されており、この場合、ホーン239とアンビル276とが直接には導通していなかった状態から直接導通した状態に変わるか否かが検知される。非導通のままであれば袋口有りを検知することができる。
When the
特許文献2に記載の超音波シール装置は、ホーン239とアンビル276との最接近時の機械的隙間を検出する構成ではないので、機械的なガタツキ等の影響を受けることがない。配線L2は、制御装置220内の超音波発振器を振動子に繋ぐラインであり、配線L3は、ホーン239とアンビル276を繋ぐラインである。ホーン39、配線L3、アンビル76、配線L5、検知センサ81、配線L4とで構成される閉回路が形成され、それに含まれる電気抵抗は直列につながれた電気抵抗器80と可変抵抗器82である。電気抵抗器80は、ホーン239とアンビル276とを繋ぐ配線L3及びホーン239とアンビル276とをそれぞれ検知センサ281に接続する配線L4,L5の断線を検出することも可能にしており、配線の断線を検出した場合には、制御装置220は、袋の袋口がシール許可状態にはないと判断して、ホーン239に超音波振動を付与せず、空シールによる超音波シール装置の破損を防止している。
Since the ultrasonic sealing device described in Patent Document 2 is not configured to detect the mechanical gap when the
この検知センサを含む電気回路によって袋口の存在の有無を検知する超音波シール装置おいては、抵抗値が変化する(配線L3と電気抵抗器280が設けられている場合)、或いは導通状態に変化(配線L3と電気抵抗器280が設けられていない場合)すれば、シール許可状態にないと判断されるので、ホーン239に超音波振動を付与しないように制御し、ホーン239とアンビル276との間に包装材(包装フィルム)を挟まない状態で超音波を発振する(「空打ち」又は「空シール」という。)ことを防止できるが、配線L3を設ける場合には抵抗値が変化しない、或いは配線L3を設けない場合には非導通のままである、という「状況変化が無い」という条件で袋口の有りを検出している構成であるので、状況変化が無いことが他の原因によるものであることを排除できず、超音波シール装置の回路不具合や制御装置の誤作動を完全に取り除くことができない。したがって、このような場合には、本来、袋口が存在していてシール許可状態であるにもかかわらずシールが実行されない、或いはシール許可状態にないにもかかわらず、超音波振動を付与するように制御してしまう可能性がある。また、電気回路には、電気抵抗器280、可変抵抗器282及び検出センサ281を備えているように、回路要素の数が多く、製造コストが高くなる。
In the ultrasonic sealing device that detects the presence or absence of the bag mouth by the electric circuit including this detection sensor, the resistance value changes (when the wiring L3 and the
そこで、略円筒状に曲成された包装材に超音波シールにて縦シールを施すことで筒状包装材を形成する製袋充填包装機において、超音波シール装置に備わるホーンとアンビルとの間に超音波シールを施すべき包装材が存在しているか否かを、ホーンとアンビルとを接続する配線に検知センサを設けた電気回路にて検知する場合には、検知センサが電流計タイプで構成されているために、抵抗器等を省略できないことに起因して回路構成が複雑になることが判明した。そこで、上記の製袋充填包装機において、超音波シール装置に関して包装材が存在しているか否かを電気回路にて検知する際に、回路構成を一層簡素に構成する点で解決すべき課題がある。 Therefore, in a bag-making filling and packaging machine that forms a tubular packaging material by vertically sealing a packaging material that is curved into a substantially cylindrical shape with an ultrasonic seal, between the horn and the anvil provided in the ultrasonic sealing device. When detecting whether or not there is a packaging material to be ultrasonically sealed in an electric circuit provided with a detection sensor in the wiring connecting the horn and the anvil, the detection sensor is composed of an ammeter type. It has been found that the circuit configuration becomes complicated because the resistors and the like cannot be omitted. Therefore, in the above-mentioned bag-making filling and packaging machine, there is a problem to be solved in that the circuit configuration is further simplified when the electric circuit detects whether or not the packaging material is present in the ultrasonic sealing device. is there.
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、略円筒状に曲成された包装材に超音波シールにて縦シールを施す製袋充填包装機において、超音波シール装置に備わるホーンとアンビルとの間に超音波シールを施すべき包装材が存在しているか否かの検知をホーンとアンビルとの間に配線を設けた電気回路にて行う際に、電気回路を構成する素子を安価なもので構成して、製造コストを低減することができる製袋充填包装機を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a horn provided in an ultrasonic sealing device in a bag-making filling and packaging machine for vertically sealing a packaging material bent into a substantially cylindrical shape with an ultrasonic seal. When detecting whether or not there is a packaging material to be ultrasonically sealed between the anvil and the horn by an electric circuit having a wiring between the horn and the anvil, the elements constituting the electric circuit are inexpensive. It is to provide a bag-making filling and packaging machine capable of reducing the manufacturing cost by being composed of various materials.
上記の課題を解決するため、この発明による製袋充填包装機は、帯状包装材から曲成された略筒状の包装材の両側縁部分を間に挟むことが可能な超音波ホーンとアンビルとを有しており超音波振動によって前記両側縁部分を溶着することで縦シールを施して筒状包装材に成形する超音波シール装置と、当該超音波シール装置の前記超音波振動を制御する制御装置とを備えている製袋充填包装機であって、前記超音波ホーンと前記アンビルの一方は、絶縁材を介して前記超音波シール装置を支持する包装機フレームに取り付けられており、前記超音波ホーンと前記アンビルの他方は、前記包装機フレームを介して接地されており、前記絶縁材を介して前記包装機フレームに取り付けられている前記超音波ホーン又は前記アンビルに接続されている入力配線部と、当該入力配線部からの入力に応答して前記制御装置に前記超音波ホーンと前記アンビルとの間の導通・非導通状態を出力する出力回路部とを備える検知回路が形成されており、前記制御装置は、前記超音波ホーンと前記アンビルとが互いに接近動作されていることによる閉じ状態であること、及び前記検知回路の前記出力回路部の出力が前記非導通状態であることを入力として同時に受けていることに応答して、前記超音波振動を発振する制御を行うことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the bag-making filling and packaging machine according to the present invention includes an ultrasonic horn and an anvil capable of sandwiching both side edges of a substantially tubular packaging material curved from a strip-shaped packaging material. And a control that controls the ultrasonic vibration of the ultrasonic sealing device and the ultrasonic sealing device that performs vertical sealing by welding the both side edge portions by ultrasonic vibration to form a tubular packaging material. A bag-making filling and packaging machine including the device, wherein one of the ultrasonic horn and the anvil is attached to a packaging machine frame supporting the ultrasonic sealing device via an insulating material, and the ultrasonic horn and the anvil are attached to the packaging machine frame. The other of the ultrasonic horn and the anvil is grounded via the packaging machine frame, and the ultrasonic horn attached to the packaging machine frame or the input wiring connected to the anvil via the insulating material. and parts, sensing circuit and a output circuit section you output the conduction and non-conduction state between said anvil and the ultrasonic horn to the controller in response to an input from the input wiring portion is formed The control device is in a closed state due to the ultrasonic horn and the anvil being operated close to each other , and the output of the output circuit unit of the detection circuit is in the non-conducting state. It is characterized in that it controls to oscillate the ultrasonic vibration in response to simultaneously receiving the above as an input.
この製袋充填包装機によれば、超音波ホーンとアンビルとが互いに接近動作されていることによる閉じ状態である場合に、超音波ホーンとアンビルとの間に略筒状に曲成された包装材の両側縁部分を挟んでいないときには、超音波ホーンとアンビルとが互いに直接に接触するので、検知回路においては、接地されている包装機フレームを介して、入力配線部、アンビル、超音波ホーンを直列に通る閉回路が形成され、出力回路部は超音波ホーンとアンビルとの間が導通状態であることを出力する。したがって、制御装置は、超音波ホーンとアンビルとが閉じ状態であっても、検知回路の出力回路部の出力が導通状態であることを受けているので、包装材の両側縁部分が挟まれていないと判断して超音波振動を発振しない。超音波ホーンとアンビルとの間に略筒状に曲成された包装材の両側縁部分が挟まれているときには、超音波ホーンとアンビルとが互いに接触せず、検知回路においては、前記閉回路は形成されず、出力回路部は超音波ホーンとアンビルとの間が非導通状態であることを出力する。したがって、制御装置は、超音波ホーンとアンビルとが互いに接近動作されていることによる閉じ状態であるときに、検知回路の出力回路部の出力が非導通状態であることを受けているので、包装材の両側縁部分が挟まれていると判断して超音波振動を発振し、包装材の両側縁部分に超音波シールを施す。 According to this bag-making filling and packaging machine, when the ultrasonic horn and the anvil are in a closed state due to close operation with each other, the packaging is bent into a substantially tubular shape between the ultrasonic horn and the anvil. Since the ultrasonic horn and the anvil are in direct contact with each other when both side edges of the material are not sandwiched, in the detection circuit, the input wiring part, the anvil, and the ultrasonic horn are passed through the grounded packaging machine frame. A closed circuit is formed in series, and the output circuit unit outputs that the ultrasonic horn and the anvil are in a conductive state. Therefore, the control device receives that the output of the output circuit portion of the detection circuit is in a conductive state even when the ultrasonic horn and the anvil are closed, so that both side edge portions of the packaging material are sandwiched. It is judged that there is no ultrasonic vibration. When both side edges of the packaging material curved in a substantially tubular shape are sandwiched between the ultrasonic horn and the anvil, the ultrasonic horn and the anvil do not come into contact with each other, and in the detection circuit, the closed circuit Is not formed, and the output circuit unit outputs that there is no conduction between the ultrasonic horn and the anvil. Therefore, the control device receives that the output of the output circuit portion of the detection circuit is in a non-conducting state when the ultrasonic horn and the anvil are in a closed state due to close operation with each other. It is determined that both side edges of the material are sandwiched, ultrasonic vibration is oscillated, and ultrasonic seals are applied to both side edges of the packaging material.
この製袋充填包装機において、前記入力配線部は、前記絶縁材を介して前記包装機フレームに取り付けられている前記超音波ホーン又は前記アンビルと前記出力回路部とを繋ぐ配線のみであり、前記出力回路部は、前記入力配線部からの入力に応じて前記制御装置に出力するスイッチング素子としてのフォトカプラを備えていることを特徴としている。入力配線部は配線のみであって抵抗等の回路素子を介在させないので、検知回路を極めて簡素に構成することができる。また、出力回路部のスイッチング素子としては、フォトカップラを用いることができる。 In this bag-making filling and packaging machine, the input wiring unit is only wiring that connects the ultrasonic horn or the anvil and the output circuit unit attached to the packaging machine frame via the insulating material, and the wiring is described. The output circuit unit is characterized by including a photocoupler as a switching element that outputs to the control device in response to an input from the input wiring unit. Since the input wiring portion is only wiring and does not intervene circuit elements such as resistors, the detection circuit can be configured extremely simply. Further, a photocoupler can be used as the switching element of the output circuit unit.
この製袋充填包装機において、前記入力配線部は、前記絶縁材を介して前記包装機フレームに取り付けられている前記超音波ホーン又は前記アンビルと前記出力回路部とを繋ぐ配線に配設されているリレーコイルを備えており、前記出力回路部は、前記リレーコイルからの入力に応じて前記制御装置に出力するリレーを備えていることを特徴としている。リレーコイルとリレーとは、回路素子として非常に安価であり回路を簡素に構成することができる。 In this bag-making filling and packaging machine, the input wiring portion is arranged in the ultrasonic horn or the wiring connecting the anvil and the output circuit portion attached to the packaging machine frame via the insulating material. The output circuit unit includes a relay coil, and the output circuit unit includes a relay that outputs a relay to the control device in response to an input from the relay coil. The relay coil and the relay are very inexpensive as circuit elements, and the circuit can be simply configured.
この発明である製袋充填包装機によれば、制御装置への入力の一つが超音波ホーンとアンビルとの間の状態について互いに接近動作されていることによる閉じ状態であることと、制御装置への入力の他方が超音波ホーンとアンビルとの間を通る回路配線が非導通状態であることのAND条件で、超音波シールの超音波発振が行われる。超音波ホーンとアンビルとの間で挟むべき包装材の有無を直接的に判断することができるので、包装材探知センサや距離センサによる判断よりも確実に超音波の空打ちを防止することができる。
即ち、当該回路配線が通電した場合には、制御装置は、超音波ホーンとアンビルとの間に包装材が介在していないと判断して、超音波シール装置は超音波振動を出力せず、超音波シール動作をすることなく次のサイクルに移行する(包装機が製造する包装体は不良品となるので、ラインから排除される)。当該回路配線が通電しなかった場合には、制御装置は、超音波ホーンとアンビルとの間に包装材が介在していると判断して、超音波シール装置に超音波振動を発振させ、シール動作に移行する。
また、超音波ホーンとアンビルに接続されて包装材の有無を検知する検知回路の回路要素として、電流計タイプの素子を設ける必要がなく、当該検知回路を簡単で且つ安価に構成することができる。
According to the bag-making filling and packaging machine of the present invention, one of the inputs to the control device is a closed state due to the state between the ultrasonic horn and the anvil being moved close to each other, and to the control device. The ultrasonic oscillation of the ultrasonic seal is performed under the AND condition that the circuit wiring passing between the ultrasonic horn and the anvil is in a non-conducting state at the other end of the input. Since it is possible to directly determine whether or not there is a packaging material to be sandwiched between the ultrasonic horn and the anvil, it is possible to prevent the ultrasonic waves from being blown more reliably than by the packaging material detection sensor or the distance sensor. ..
That is, when the circuit wiring is energized, the control device determines that the packaging material is not interposed between the ultrasonic horn and the anvil, and the ultrasonic sealing device does not output ultrasonic vibration. It shifts to the next cycle without ultrasonic sealing operation (the package manufactured by the packaging machine is defective and is excluded from the line). When the circuit wiring is not energized, the control device determines that a packaging material is interposed between the ultrasonic horn and the anvil, and causes the ultrasonic sealing device to oscillate ultrasonic vibration to seal the circuit. Move to operation.
Further, it is not necessary to provide an ammeter type element as a circuit element of the detection circuit connected to the ultrasonic horn and the anvil to detect the presence or absence of the packaging material, and the detection circuit can be configured easily and inexpensively. ..
以下、添付した図面に基づいて、この発明による製袋充填包装機の実施例を説明する。図1は、本発明による製袋充填包装機の一実施例を示す斜視図であり、図2は、図1に示す製袋充填包装機に用いられるフォーマ、充填筒及び縦シール装置の組合せ状態を示す正面図である。また、図1に示す製袋充填包装機に用いられる縦シール装置については、図3に縦シール装置の開閉を示す説明図が示されており、図4に縦シール装置の横断面図が示されている。図1に示す製袋充填包装機の基本的な構造は、図7を参照して説明した従来の製袋充填包装機と同じである。製袋充填包装機は、本実施例では、包装すべき製品が縦に置かれた充填筒に投入され、包装材から袋を製作しつつ当該袋内に製品が充填されて袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機として具体化されている。 Hereinafter, examples of the bag-making filling and packaging machine according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a bag-making filling / packaging machine according to the present invention, and FIG. 2 shows a combined state of a former, a filling cylinder, and a vertical sealing device used in the bag-making filling / packaging machine shown in FIG. It is a front view which shows. Further, regarding the vertical sealing device used in the bag-making filling and packaging machine shown in FIG. 1, an explanatory view showing the opening and closing of the vertical sealing device is shown in FIG. 3, and a cross-sectional view of the vertical sealing device is shown in FIG. Has been done. The basic structure of the bag-making filling and packaging machine shown in FIG. 1 is the same as that of the conventional bag-making filling and packaging machine described with reference to FIG. 7. In this embodiment, the bag-making filling and packaging machine manufactures a bag packaging body by putting the product to be packaged into a vertically placed filling cylinder and filling the bag with the product while producing a bag from the packaging material. It is embodied as a vertical bag-making filling and packaging machine.
図1〜図4に示す製袋充填包装機1において、帯状包装材Fwがロール状に巻き取られた巻取りロールFrと、巻取りロールFrから帯状包装材Fwを繰り出して、一部を貯留するとともに適当な張力を与える繰出し機構10、帯状包装材Fwに対して印刷を行う印刷装置等の付属装置20、連続して繰り出された帯状包装材Fwを略筒状包装材に曲成するフォーマ30、及び縦シールを施して形成された筒状包装材に横断方向にシールを施す横シール装置40を備えている。
In the bag-making filling and packaging machine 1 shown in FIGS. 1 to 4, the strip-shaped packaging material Fw is wound into a roll and the strip-shaped packaging material Fw is unwound from the winding roll Fr to store a part of the strip-shaped packaging material Fw. A
図1に示すように、包装材送り装置70は、筒状包装材Ftをその外側から吸引しながら紙送りする吸引紙送り装置である。包装材送り装置70は、具体的には、筒状包装材Ftの直径方向両側に対向して配置されている紙送りベルト71,71を備えている。各紙送りベルト71には、その幅方向中央の位置において長手方向に列状に並ぶ複数の吸引孔72が形成されている。各紙送りベルト71は、モータ駆動される駆動プーリ73、従動プーリ74、及びガイドプーリ75に巻き掛けられている。図示しない吸引手段が吸引孔72を通して空気を吸引する。駆動プーリ73からの駆動力によって、紙送りベルト71に接触する筒状包装材Ftをその外側から吸引しつつ下方へと紙送りする。紙送りされる筒状包装材Ftが縦シール装置60に対して相対的に移動することで、両側縁部分Fe,Feが連続的に縦シールとしてシールされる。
As shown in FIG. 1, the packaging
フォーマ30は、特に図2に示しているように、帯状包装材Fwを略円筒状に曲成するセーラ部31と、セーラ部31に接続されており略円筒状に曲成された包装材(以下、「略円筒状曲成包装材」という)を内部に通過させる筒状部32を備えている。セーラ部31は、帯状包装材Fwに作用して略円筒状に曲成する湾曲したセーラ本体33と、セーラ本体33の互いに対向する先端縁部分34a,34aに形成されており且つ帯状包装材Fwの両側縁部分Fe,Feを重ね合わせるとともに重ね合わされた当該両側縁部分Fe,Feを通過可能とする重ね合わせ部分34を有している。セーラ本体33は筒状部32の周囲を背面側から正面側に向かって滑らかな曲面状に回り込んでおり、重ね合わせ部分34はセーラ本体33の正面下端に形成されている。
As shown in FIG. 2, the former 30 includes a
筒状部32は、セーラ部31の重ね合わせ部分34よりも下方に筒状の態様のまま延びて下端36で終端している筒状本体35から成っている。筒状本体35には、重ね合わせ部分34に接続して縦に延長するように延びており且つ重ね合わされた両側縁部分Fe,Feが表側に飛び出た状態で通過可能なスリット37が形成されている。
The
フォーマ30内に嵌入されている充填筒50は、金属製(ステンレス製)の円筒体であって、フォーマ30の筒状部32の内部に環状の隙間51を置いて嵌入されており、略円筒状曲成包装材は、筒状部32の内周面と充填筒50の外周面との間の隙間51を通過可能である。図2に示す例では、充填筒50は、フォーマ30の筒状部32の下端36から更に下方に延びている形態のものである。充填筒50は、その外周面が紙送り手段70と協働して筒状包装材Ftを送る機能も合わせ持っている。
The filling
縦シール装置60は、フォーマ30の重ね合わせ部分34の下方、詳細には図2に示すように筒状部32の下端36の直下であって、筒状本体35に形成されたスリット37に対応した位置に配設されており、超音波ホーン61と超音波発生部62、及びアンビル64を備えた超音波縦シール装置である。超音波ホーン61と超音波発生部62及びアンビル64は、超音波シールユニットとしてユニット化されている。縦シール装置60は、スリット37を通して表側に飛び出た状態を維持しつつ移動している包装材の両側縁部分Fe,Feを加圧・振動して溶融溶着することで縦シールを施す。縦シール装置60は、両側縁部分Fe,Feをスポット的にシールするシール装置であるが、包装材送り装置70によって略円筒状曲成包装材が縦シール装置60に対して縦方向に相対移動されることで、スリット37から表側に飛び出ている両側縁部分Fe,Feには連続した縦の超音波シールが施され、略円筒状曲成包装材は筒状包装材Ftに成形される。縦シール装置60の高さ寸法(縦方向寸法)は、スリット37の縦方向長さに比べて充分短い長さを有していて、バー状の縦ヒートシール装置の場合と比較して高さ寸法が抑えられているので、包装機の高さ短縮に貢献している。
The
超音波ホーン61は、金属製の略棒軸状体であり、その基端側にある超音波発生部62からアンビル64側に向かって突出している。アンビル64は、金属製の円柱体であり、周面が超音波ホーン61の先端部に対向している。超音波発生部62において高周波電気エネルギーが圧電素子で構成されるコンバータによって機械振動エネルギーに変換され、当該機械振動エネルギーがブースタで増幅され、更にホーン61と呼ばれる共鳴体を通してアンビル64に向けて超音波振動が伝達される。超音波ホーン61とアンビル64との間に加圧状態に挟まれている両側縁部分Fe,Feは、超音波ホーン61に伝達された振動エネルギーによってそれらの境界面に擦り合わせに起因して発生する摩擦熱によって溶融溶着される。
The
横シール装置40は、図1に示すように、対向配置された二つの横ヒートシールバー41,41を備えており、両横ヒートシールバー41,41間に筒状包装材Ftを加圧・加熱をすることで横断方向のシール(横シールSe)をして、先行して形成されている袋P1の上開口部を封鎖するとともに、後続の袋P2の底部を形成する。横シール装置40には、従来の包装機と同様、カッタ機構45が組み込まれている。カッタ機構45としては、一方の横ヒートシールバー41にカッタ刃46が進退可能に組み込まれており、他方の横ヒートシールバー41には、挟み込まれた筒状包装材Ftを切断するために、進出されたカッタ刃46が入り込む溝47が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
縦シール装置60について、図3及び図4を参照して詳細を後述する。縦シール装置60は回動アーム65の内側に収容された状態に設けられており、回動アーム65は、ヒンジ66によって、装置フレーム(図示せず)に取り付けられた取付けアーム67に対して回動可能に設けられている。回動アーム65を図3の装填位置(a)に置くことで、縦シール装置60を稼働させることができる。装填位置(a)から回動して退避位置(b)に置くことで、製袋充填包装機1のセッティングやメンテナンスを行うことができる。
The details of the
取付けアーム67は、図4に示すように、回動アーム65及びヒンジ66を、筒状部32に対して進退させることができるようにネジ機構68を備えている。ネジ機構68は、モータ68aと、その回転出力を伝達する歯車機構68bと、歯車機構68bから回転が与えられるネジ軸68cとを備えている。ネジ軸68cの回転によって、ネジ軸68cに螺合する支持体66aとともに、ヒンジ66と回動アーム65とがフォーマ30の筒状部32に対して進退する。ネジ軸68cの回転による調整動作によって、袋のデザイン等に対応したフォーマ30のサイズ等に応じて、包装材の両側縁部分Fe,Feに対する縦シール装置60の位置を調整することができる。
As shown in FIG. 4, the mounting
図5には、縦シール装置60において、略筒状曲成包装材のシールが施されるべき部分である両側縁部分Fe,Feが超音波ホーン61とアンビル64との間に存在しているか否かを検知する電気的な検知回路の一例が示されている。図5(a)は当該検知回路の超音波ホーン61とアンビル64を含む入力回路部の一例を示す図であり、図5(b)は当該検知回路の検出結果を出力する出力回路部の一例を示す図である。また、図5(c)は超音波ホーン61とアンビル64が閉じたときに間に包装材が存在しているために、両者が電気的に接続していない状態を示しており、図5(d)は超音波ホーン61とアンビル64が閉じたときに間に包装材が存在していないために、両者が電気的に接続している状態を示している。図5及び図6に基づく以下の説明において、超音波ホーン61とアンビル64が閉じた状態にあるとは、超音波ホーン61とアンビル64が駆動手段によって互いに接近動作されていることによるものであり、駆動手段は電気的又は流体的アクチュエータ等の適宜の手段であってよいが、超音波ホーン61とアンビル64が実際に機械的に位置変位をして接近することで閉じ状態になることを言う。
In FIG. 5, in the
図5(a)に示す検知回路80の入力回路部81においては、縦シール装置60の超音波ホーン61は、図4に図示の構造も参照すると、基端側にある超音波発生部62を介して回動アーム65等を経て縦型製袋包装機1のフレームMfに電気的に接続されている。包装機のフレームMfは、電気的に接地されている。また、アンビル64は、図4にも示されているように、絶縁材83を介在させることで回動アーム65に対して電気的に絶縁された状態で取り付けられている。アンビル64には、配線84を介して検知回路80の出力回路部82の入力端子85に接続されている。入力回路部81は実質的に配線84のみから構成されており、極めて簡素に構成されている。また、超音波ホーン61とアンビル64は、開いた状態にある。
In the
図5(b)に図示の検知回路80の出力回路部82は、一例にすぎないが、PLC(プログラマブルコントロ−ラ)やマイクロコンピュ−タ等の制御回路への一般的な入力回路として用いられるフォトカプラ86である。フォトカプラ86は、フォトダイオード87とフォトトランジスタ88とから構成されており、入力回路部81の入力端子85が接続されている。フォトダイオード87とフォトトランジスタ88は、それぞれ、抵抗を介して内部DC電源に接続されている。フォトカプラ86は、入力端子85の電位が0Vとなると内部のフォトダイオード87が発光し、フォトトランジスタ88はその光を受けて動作がOFFからONに変化する。これにより、フォトトランジスタ88はスイッチ機能として働く。超音波ホーン61がアンビル64に向って閉じておらず開いた状態にある場合には、絶縁材83の絶縁作用によって、入力端子85の入力状態がOFFである。また、図5(c)に示すように、超音波ホーン61がアンビル64に対して閉じ状態にある場合であっても、超音波ホーン61とアンビル64との間に包装材の両側縁部分Fe,Feを挟んでいるときには、両側縁部分Fe,Feの絶縁作用によって入力端子85の入力状態はOFFである。フォトダイオード87側が接地されていないと入力端子の電位が0Vではなく、フォトダイオード87は発光しない。それゆえフォトトランジスタ88はOFFのままであって電流が流れないので、Aの電位は内部DC電源の電圧である。
The
図5(d)に示すように、超音波ホーン61がアンビル64に対して閉じ状態にある場合であっても、超音波ホーン61とアンビル64との間に包装材の両側縁部分Fe,Feを挟んでいないときには、超音波ホーン61とアンビル64は直接に接触して導通状態にあるので、入力端子85の電圧は0Vとなる。これを受けて、フォトダイオード87が発光し、フォトトランジスタ88はその光を受けて動作がOFFからONに変化する。フォトトランジスタ88には電流が流れるので、Aの電位は0Vとなる。検知回路80の出力回路部82において入力回路部81が、超音波ホーン61、アンビル64及びフレームMfを介して導通状態である旨(ONであり、超音波ホーン61がアンビル64が両側縁部分Fe,Feを挟んでおらず、接触していること)が出力される。このように、Aの電位を知ることによって、超音波ホーン61とアンビル64は電気的に絶縁状態にあるか、導通状態にあるかが判断可能である。
As shown in FIG. 5D, even when the
したがって、縦シール装置(超音波シール装置)60の制御装置は、超音波ホーン61がアンビル64に対して閉じ状態(機械的に接近動作されていること)にあるという条件と、検知回路80の入力回路部81において入力端子85の入力状態がOFFの状態であることを受けて、検知回路80の出力回路部82においてその旨(OFFであること)が出力されるという条件とを受けて、包装材の両側縁部分Fe,Feが超音波ホーン61とアンビル64との間に圧接状態で存在していると判断して、縦シール装置60の超音波発生部63に超音波発振をさせる制御を行い、包装材の両側縁部分Fe,Feに超音波シールを行う。制御装置は、上記の双方の条件が成立していない場合は勿論のこと、いずれか一方のみの条件が成立しているだけの場合も、縦シール装置60の超音波発生部63に超音波発振をさせる制御を行わず、したがって包装材の両側縁部分Fe,Feには超音波シールは行われない。
Therefore, the control device of the vertical sealing device (ultrasonic sealing device) 60 has the condition that the
図6には、縦シール装置60において、略筒状曲成包装材のシールが施されるべき部分である両側縁部分Fe,Feが超音波ホーン61とアンビル64との間に存在しているか否かを検知する電気的な検知回路の別の例が示されている。図6(a)は、当該検知回路のホーン61とアンビル64を含む入力回路部の一例を示す図であり、図6(b)は当該検知回路の出力回路部の別の例を示す図である。また、図6(c)は超音波ホーン61とアンビル64が閉じたときに間に包装材が存在しているために、両者が電気的に接続していない状態を示しており、図6(d)は超音波ホーン61とアンビル64が閉じたときに間に包装材が存在していないために、両者が電気的に接続している状態を示している。
In FIG. 6, in the
図6(a)に示す検知回路90の入力回路部91においては、検知回路80の入力回路部81と同様であり、縦シール装置60の超音波ホーン61は、縦型製袋包装機1の電気的に接地されているフレームMfに電気的に接続されている。また、アンビル64は、絶縁材93を介在させることで回動アーム65に対して電気的に絶縁された状態で取り付けられている。アンビル64には、リレーコイル96を有する配線94が接続されている。超音波ホーン61とアンビル64は、開いた状態にある。配線94の端子95には適宜のリレー駆動電源が接続される。
The
図6(b)に図示の出力回路部92は、入力回路部91のリレーコイル96に応答して作動するスイッチ機能として働くリレー97を備えている。リレー接点97の一方の端子95はグランドに接地され、もう一方の端子98は図示しない制御装置(包装機の制御装置であって、縦シール装置60の制御を司る。)の入力端子に接続される。超音波ホーン61がアンビル64に向って閉じておらず開いた状態にある場合には、絶縁材93の絶縁作用によって、配線94のリレーコイル96がOFFの状態にある。また、図6(c)に示すように、超音波ホーン61がアンビル64に対して閉じ状態にある場合であっても、超音波ホーン61とアンビル64との間に包装材の両側縁部分Fe,Feを挟んでいるときには、両側縁部分Fe,Feの絶縁作用によって配線94のリレーコイル96がOFFの状態にある。超音波ホーン61とアンビル64が接触していないと、配線94のBの電位はリレー駆動電源と同電位であるので、リレーコイル96は非動作である。超音波ホーン61とアンビル64が接触していると、Bの電位は接地(0V)の状態であり、リレーコイル96が動作をする。リレーコイル96の動作に応じてリレー97の接点が閉じて、入力端子98の電位が0Vになる。このように、Bの電位を知ることによって、超音波ホーン61とアンビル64は電気的に絶縁状態にあるか、或いは導通状態にあるかが判定可能である。
The
図6(d)に示すように、超音波ホーン61がアンビル64に対して閉じ状態にある場合であって、超音波ホーン61とアンビル64との間に包装材の両側縁部分Fe,Feを挟んでいないときには、超音波ホーン61とアンビル64は直接に接触して導通状態にあるので、配線94のリレーコイル96がONの状態にある。このとき、検知回路90の出力回路部92においてリレー97の接点が閉じ、入力端子98の電位が0Vとなり、入力回路部91が、超音波ホーン61、アンビル64及びフレームMfを介して導通状態である旨(ONであること)が出力される。
As shown in FIG. 6D, when the
したがって、縦シール装置(超音波シール装置)60の制御装置は、超音波ホーン61がアンビル64に対して閉じ状態(機械的に接近動作されていること)にあるという条件と、検知回路90の入力回路部91においてリレーコイル96の状態がOFFの状態であることを受けて、検知回路90の出力回路部92においてその旨(OFFであること)が出力されるという条件とを受けて、包装材の両側縁部分Fe,Feが超音波ホーン61とアンビル64との間に圧接状態で存在していると判断して、縦シール装置60の超音波発生部63に超音波発振をさせる制御を行い、包装材の両側縁部分Fe,Feに超音波シールを行う。制御装置は、上記の双方の条件が成立していない場合は勿論のこと、いずれか一方のみの条件が成立しているだけの場合も、縦シール装置60の超音波発生部62に超音波発振をさせる制御を行わず、したがって包装材の両側縁部分Fe,Feには超音波シールは行われない。
Therefore, the control device of the vertical sealing device (ultrasonic sealing device) 60 has the condition that the
上記の実施例では、超音波ホーン61を包装機のフレームMfに直接に取り付け、アンビル64が包装機のフレームMfに対して絶縁材83,93を介して取り付けられているものについて説明したが、アンビル64を包装機のフレームMfに対して直接に取り付け、超音波ホーン61を包装機のフレームMfに絶縁材83,93を介して取り付けて、入力回路部81,91についても配線84,94を超音波ホーン61側に接続させてもよいことは明らかである。
In the above embodiment, the
1 製袋充填包装機 10 繰出し機構 20 付属装置
30 フォーマ 31 セーラ部 32 筒状部
33 セーラ本体 34 重ね合わせ部分 34a,34a 先端縁部分
35 筒状本体 36 下端 37 スリット
40 横シール装置 41,41 横ヒートシールバー
45 カッタ機構 46 カッタ刃 47 溝
50 充填筒 51 隙間
60 縦シール装置(超音波シール装置) 61 超音波ホーン
62 超音波発生部 64 アンビル 64 取付けアーム
65 回動アーム 66 ヒンジ66 66a 支持体
68 ネジ機構 68a モータ
68b 歯車機構 68c ネジ軸
70 包装材送り装置 71 紙送りベルト 72 吸引孔
73 駆動プーリ 74 従動プーリ 75 ガイドプーリ
80 検知回路 81 入力回路部 82 出力回路部
83 絶縁材 84 配線 85 入力端子
86 フォトカップラ 87 フォトダイオード 87 フォトトランジスタ
90 検知回路 91 入力回路部 92 出力回路部
93 絶縁材 94 配線 95 端子
96 リレーコイル 97 リレー 98 入力端子
100 縦型製袋包装機 130 フォーマ 150 充填筒
160 縦シール手段 170 紙送り手段 180 超音波シーラ
Fr 巻取りロール Fw 帯状包装材 Ft 筒状包装材
Fe,Fe 両側縁部分 Mf フレーム P,P1,P2 袋
1 Bag making filling and
Claims (3)
前記超音波ホーンと前記アンビルの一方は、絶縁材を介して前記超音波シール装置を支持する包装機フレームに取り付けられており、
前記超音波ホーンと前記アンビルの他方は、前記包装機フレームを介して接地されており、
前記絶縁材を介して前記包装機フレームに取り付けられている前記超音波ホーン又は前記アンビルに接続されている入力配線部と、当該入力配線部からの入力に応答して前記制御装置に前記超音波ホーンと前記アンビルとの間の導通・非導通状態を出力する出力回路部とを備える検知回路が形成されており、
前記制御装置は、前記超音波ホーンと前記アンビルとが互いに接近動作されていることによる閉じ状態であること、及び前記検知回路の前記出力回路部の出力が前記非導通状態であることを入力として同時に受けていることに応答して、前記超音波振動を発振する制御を行うこと
を特徴とする製袋充填包装機。 It has an ultrasonic horn and anvil that can sandwich both side edges of a substantially tubular packaging material that is curved from a strip-shaped packaging material, and by welding the both side edges by ultrasonic vibration. In a bag-making filling and packaging machine provided with an ultrasonic sealing device that vertically seals and forms a tubular packaging material, and a control device that controls the ultrasonic vibration of the ultrasonic sealing device.
One of the ultrasonic horn and the anvil is attached to a packaging machine frame that supports the ultrasonic sealing device via an insulating material.
The other of the ultrasonic horn and the anvil is grounded via the packaging machine frame.
An input wiring unit connected to the ultrasonic horn or the anvil attached to the packaging machine frame via the insulating material, and the ultrasonic wave to the control device in response to an input from the input wiring unit. horn and detection circuit and a output circuit section you output the conduction and non-conduction state is formed between the anvil,
The control device receives that the ultrasonic horn and the anvil are in a closed state due to close operation with each other , and that the output of the output circuit unit of the detection circuit is in the non-conducting state. A bag-making filling / packaging machine characterized in that it controls the oscillation of the ultrasonic vibration in response to being received at the same time.
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