JP6970426B2 - 製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造 - Google Patents

Description

この発明は、製袋充填包装機、特に縦型の製袋充填包装機において、帯状包装材を湾曲成形して筒状包装材を製作するため、帯状包装材を略円筒状に湾曲させるフォーマと、当該フォーマに対して筒周面との間に所定の隙間をおいて貫通配置され且つ包装すべき製品が筒内部を通して投入される充填筒とを備えている製筒ユニットの包装機の本体フレームへの取付け構造に関する。

従来、製袋充填包装機としては、例えば特許文献１に開示されていて、斜視図である図６に一例として概略を示すような縦型製袋充填包装機が多用されている。図６に示す縦型製袋充填包装機５０においては、フィルムロールＦｒから繰り出された帯状包装材Ｆｗは、ダンサーローラ６０、アジャストローラ６１、第１ローラ６２及び適所に置かれたガイドローラ６３を経てフォーマ５１に送り込まれる。特に、第１ローラ６２は、帯状包装材Ｆｗのフォーマ５１に対する送り込み姿勢を定める帯状包装材案内装置となっている。帯状包装材Ｆｗは、フォーマ５１によって側端縁部分ｆｅ，ｆｅが合掌状に重ね合わされるように略筒状に曲成され、長手（上下又は縦）方向に走行される中で、両側縁部分ｆｅ，ｆｅに縦シール装置５４によって縦シール部Ｓｃが施されることで筒状包装材Ｆｔに成形される。

包装物である製品Ｓは、ホッパ５２から充填筒（通常は円筒状、特殊なケースでは角筒状等の筒体）５３を通して筒状包装材Ｆｔの内部に投入される。充填筒５３は、ホッパ５２からの製品Ｓが引き続いて投入される筒内部と、外側円筒面である筒周面を有する筒体に形成されている。充填筒５３は、フォーマ５１に対して筒周面との間に所定の隙間をおいて貫通配置されている。充填筒５３の外周の左右両側には、吸引式のベルト機構から成り筒状包装材Ｆｔを挟んで送る包装材送り装置５６，５６が配設されている。フォーマ５１によって湾曲成形された帯状包装材Ｆｗはフォーマ５１と充填筒５３の間の隙間を通過し、そして帯状包装材Ｆｗから成形された筒状包装材Ｆｔは、充填筒５３の筒周面を取り巻いた状態で包装材送り装置５６，５６により紙送りされる。横シール装置５５が筒状包装材Ｆｔを外側から挟み込むことで筒状包装材Ｆｔに横シールを施すことによって、先行して形成され且つ内部に製品Ｓが包装された袋包装体Ｂｐが製造されるとともに、次に製品Ｓが投入される袋Ｂの底側の横シール部Ｓｅが形成される。

横シール装置５５は、充填筒５３の下端の更に下方において筒状包装材Ｆｔを挟んで配置されており、互いに接近・離反する作動をする横シールブロック５５ａ，５５ｂを備えている。横シールブロック５５ａ，５５ｂは、接近時に筒状包装材Ｆｔを外側から横断する方向に挟んで、袋Ｂのための底側の横シール部Ｓｅを形成する上側の横シーラ部と、袋包装体Ｂｐの天側の横シール部Ｓｅを形成する下側の横シーラ部とを構成している。筒状包装材Ｆｔの内部に製品Ｓを投入し、横シール装置５５によって横断方向に横シール部Ｓｅを施すことで袋包装体Ｂｐが製造される。

横シール装置５５は、更に筒状包装材Ｆｔを突き切る形態で切断するカッタ装置５７を備えることができる。カッタ装置５７は、一方の横シールブロック５５ａの上下の両横シーラ部間にカッタ刃が配設されており、他方の横シールブロック５５ｂには、そのカッタ刃が入り込み可能な溝が形成されている。両横シールブロック５５ａ，５５ｂが接近して包装材を挟み込むことで筒状包装材Ｆｔを横断方向に溶着して横シール部Ｓｅを形成すると同時に、カッタ刃が進出方向に駆動されて筒状包装材Ｆｔを突き切って切断する。なお、充填筒５３の下端には、筒状包装材Ｆｔを袋幅方向外側に緊張させる一対の緊張ガイドが斜め下方に延びるように設けられている。

縦型製袋充填包装機５０において、縦シール装置５４は、帯状包装材Ｆｗの両側縁部分ｆｅ，ｆｅの延びる方向に沿って細長く延びている一対の開閉可能な縦シールブロック５４ａ，５４ｂを備えている。縦シールブロック５４ａ，５４ｂは、閉じ動作をするときに重合わせ状態にある両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込むときにヒートシールを施して縦シール部Ｓｃを形成し、開き動作をするときには、当該開き動作によって縦シールブロック５４ａ，５４ｂ間に生じた隙間を通して両側縁部分ｆｅ，ｆｅが通過するのを許容する。

縦型製袋充填包装機５０においては、包装材は、包装動作に合わせて間欠的に送られている。筒状包装材Ｆｔ内に製品Ｓが投入され、帯状包装材Ｆｗ及びその両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを接近させた湾曲状包装材の送りが停止している短時間の間に、縦シール装置５４が両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで当該部分に縦シール部Ｓｃを形成するとともに、横シール装置５５が横シール部Ｓｅを形成して袋包装体Ｂｐを製造している。なお、縦シール装置５４及び横シール装置５５をボックスモーション動作可能に構成することにより、包装材の送りを高速化することも可能である。

上記のような形態の製袋充填包装機においては、フォーマ５１、ホッパ５２及び充填筒５３は、縦型製袋充填包装機の本体フレームに対して、製筒ユニットとして一括して取り付けられる。製筒ユニットの本体フレームに対する取付け構造の例が特許文献１、特許文献２に開示されている。図７（特許文献２に示される図１６の一部）に示すように、帯状包装材Ｆｗを筒状包装材Ｆｔに成形するための製筒ユニット５８は、帯状包装材Ｆｗを略円筒状に湾曲させるフィーマ５１、製品Ｓ投入用のホッパ５２、ホッパ５２の下端に製品Ｓの連続した投入路となるように接続されており且つフォーマ５１に対して筒周面との間に包装材を通過可能とする所定の隙間をおいて貫通配置されている充填筒５３をユニット化したものである。

製筒ユニット５８は、縦型製袋充填包装機５０の本体フレーム７０に対して取外しが可能なように一括して取り付けられる。詳細には、本体フレーム７０の上枠水平部７１，７１に対してその上面に重ねられるようにベースプレート７２が配置され、ベースプレート７２に手前側に開くように形成された切欠き７３を通して充填筒５３が上下方向に貫通配置されている。ベースプレート７２には左右一対の支柱７４，７４が立設されており、支柱７４，７４には、その上端に取り付けられているブラケット７５，７５を介してホッパ５２が保持されている。ベースプレート７２の後方部には取付け板７６を介してフォーマ５１のセーラ後方部分が片持ち状に支持されている。フォーマ５１と充填筒５３とは、フォーマ５１で案内された湾曲状の帯状包装材Ｆｗが充填筒５３の外周との間で通過可能となるように、フォーマ５１が充填筒５３に対して所定の隙間を置いて取り囲む配置となる態様で、ベースプレート７２上に予め組み立てられる。製筒ユニット５８が予め組み立てられたベースプレート７２を上枠水平部７１，７１に重ねるように取り付けることで、製筒ユニット５８は本体フレーム７０に対して一括して取外し可能に取り付けられる。

図８（特許文献１に示される図１０に相当する）は、本体フレームに対するベースプレートの取付け構造の一例を模式的に示す図である。図示の都合上、符号については同様の機能を奏する構成要素には図７に示したものを援用する。図８に示すように、ベースプレート７２には左右対称の所定の位置に二つの装着溝７７，７７が切欠き形成されており、上枠水平部７１，７１にはこれらの二つの装着溝７７，７７に対応してねじ穴又は取付け孔が形成されている。ねじ穴にねじ７８を締め付ける又は貫通孔に取付けボルトを通してナットで締め付けることによって、ベースプレート７２上に組み立てられた製筒ユニット５８は、本体フレーム７０の上枠水平部７１，７１に対して所定位置に一括して取り付けられる。

ところで、包装すべき製品（アイテム）が変更される場合には、通常、袋に求められる厚さや幅サイズ或いは密封遮断性等の包装諸元が異なるものとなるので、包装に用いる包装材についても種類（材質）や幅寸法が異なることになる。包装材の変更に対応してフォーマや充填筒も異なるものとなるので、包装機に組み付けるべき製筒ユニットとしても、アイテムに対応したものを用意しておかなくてはならない。一方、製筒ユニット以外の包装機本体については、当該本体に備わる各種の装置、即ち、縦シール装置、横シール装置、包装材送り装置、製筒ユニットへの帯状包装材案内装置等の各装置は、その取付け位置を機械的に調整する、或いは包装動作におけるタイミングや動作範囲をソフトウェア的に調整することにより、異なる製筒ユニットに対しても使用可能となる、という多少の融通性がある。即ち、これら各種の装置については、同じ装置を使用しながらも機械的又はソフトウェア的に調整することにより、適合可能となる複数の製筒ユニットが存在する可能性がある。したがって、包装機本体に対しては、適合可能な複数の製筒ユニットの中から実際の包装に用いられる包装諸元に正しく対応した製筒ユニットを選択して取り付けなくてはならない。包装機本体に対しては適合しているが製品（アイテム）については間違った製筒ユニットを包装機本体に取り付けてしまうと、不良品となる多数の袋包装体を製造することになる。また、間違った製筒ユニットを正しい製筒ユニットに取り替えしなくてはならず、包装機の作業効率・運転効率が著しく低下する。

特許文献２には、装着された包装材やフォーマが不適合の場合に包装機を不作動にすることで、包装材やフォーマの装着ミスを防止することが開示されている。即ち、入力手段によって包装物の読出番号や包装材に付されたバーコード等を入力して品目を指定すると、読出手段が指定品目の包装材又はフォーマに関するデータを記憶手段から読み出し、読み出されたデータと装着データ出力手段からの出力データとを判定手段が照合して、装填された包装材又はフォーマの適否を判定し、判定結果が不適合であれば、制御手段を介して包装機を不作動となして、不良品の製造を未然に防ぐように構成されている。また、本体フレームの上枠水平部にクランプ機構を介して着脱可能に固定されるベースプレートには、複数の小穴によってバイナリーコード化された識別素子が設けられている。上枠水平部側に設けた図示しないにより識別素子の有無を光学的に検知して、フォーマのサイズやフォーマ番号を入出力インターフェースに出力するように構成し、装着された包装材やフォーマが指定した品目に適合しているか否かを判断するようにしている。

また、特許文献３には、フォーマの種類を物理的に検知し、検知結果を確認作業の容易な適当位置で表示することにより、フォーマのサイズや種類の確認を誤って包装ロスが発生することを未然に防止する判別装置が開示されている。詳細には、フォーマの取付け部を着脱自在に支持するホルダを具備し、ホルダに取り付けられるフォーマの種類を交換自在に構成してなる包装機において、フォーマ判別装置は、フォーマの取付け部にフォーマの種類を識別するための識別手段を付し、ホルダにはフォーマの識別手段との接触又は接近によりフォーマの種類に対応した所望の信号を発信する検知手段を設け、検知手段にはその信号に応じてフォーマの種類を表示する表示手段を接続している。

上記の各特許文献に開示された手法は、包装機において構成部品の間違った取付けを回避する対策を示してはいるが、多数のセンサ等の検知手段の配置、或いは検知手段からの信号を表示し又は処理する複雑な回路又はソフトウェア対応を必要としており、結果的に包装機のセンサ構成及び制御関連構成が大掛かりとなって、製造コストの上昇や入力操作の複雑化を招いている。

特開２０００−０３３９０７号公報 特開平０６−０３２３２５号公報 実全平０２−２３３０４号公報

そこで、帯状包装材を略円筒状に湾曲させるフォーマと、筒内部と筒周面を有する筒体に形成されており、当該フォーマに対して筒周面との間に所定の隙間をおいて貫通配置され、隙間を通過した帯状包装材が筒状包装材に成形されて筒周面を取り巻いた状態で紙送りされ、且つ包装すべき製品が筒内部を通して投入される充填筒とを備えている製筒ユニットが、包装機の本体フレームに取り付けられる製袋充填包装機において、製筒ユニットと本体フレームとの間で適正な組合せの場合のみ製筒ユニットの本体フレームへの装着を許容することで、製筒ユニットが包装機に対して間違った組合せのまま取り付けられることを回避する点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、上記課題を解決することであり、製袋充填包装機において、適切な組合せの製筒ユニットをセットしなければ取付けをできなくすることで、構造が簡単で且つ製作が安価であり、取付けのヒューマンエラー防止を図ることができる縦型製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造を提供することである。

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における製筒ユニットの取付け構造は、帯状包装材を湾曲成形して筒状包装材を製作するため、前記帯状包装材を略円筒状に湾曲させるフォーマと、筒内部と筒周面を有する筒体に形成されており、当該フォーマに対して前記筒周面との間に所定の隙間をおいて貫通配置され、前記隙間を通過した前記帯状包装材が前記筒状包装材に成形されて前記筒周面を取り巻いた状態で紙送りされ、且つ包装すべき製品が前記筒内部を通して投入される充填筒とを備えている製筒ユニットが、包装機の本体フレームに対して固定部材によって取り付けられる製袋充填包装機において、前記製筒ユニットは、前記包装すべき製品の包装について前記フォーマと前記充填筒との組合せに対応した当該製筒ユニットに固有の第１指標部を備えており、前記固定部材は、前記製筒ユニットを前記本体フレームに対して取付け可能とする本体部と、当該本体部に一体的に設けられている第２指標部とを有しており、前記第２指標部は、前記製筒ユニットが前記包装すべき製品の包装について適正な製筒ユニットである場合に限って前記第１指標部と嵌合可能であり、前記製筒ユニットは、前記第１指標部と前記第２指標部とが当該嵌合状態にあるときのみ前記固定部材を介して前記本体フレームに対して取付け可能であり、前記固定部材の前記本体部は前記本体フレームに対して回転可能な円柱体として形成されており、前記固定部材の前記第２指標部は前記円柱体と一体的に形成された非円筒部であり、前記固定部材は、前記本体部が前記本体フレームに対して回転されて回転停止する位置を変更することにより、複数種類の前記製筒ユニットについて共通して用いられながら前記製筒ユニット毎に前記第２指標部の回転停止位置が異なるように設けられていること、から成っている。

この製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造によれば、製筒ユニットが包装すべき製品の包装についてフォーマと充填筒との組合せに対応した当該製筒ユニットに固有の第１指標部を備えており、本体部において本体フレームに取り付けられる固定部材が、製筒ユニットのフォーマと充填筒との組合せに対応する第２指標部を有している。固定部材の第２指標部は、包装機本体に取り付けようとする製筒ユニットが包装すべき製品の包装について適正な製筒ユニットである場合に限って、第１指標部と嵌合可能であり、第１指標部と第２指標部とが互いに嵌合した状態でのみ製筒ユニットは固定部材を介して本体フレームに対して取り付けられる。製筒ユニットが包装すべき製品の包装について不適正なユニットである場合には、製筒ユニットの第１指標部と固定部材の第２指標部とが互いに嵌合しないので、そうした間違った製筒ユニットを、固定部材を介して本体フレームに対して取り付けることがない。したがって、包装すべき製品の包装について不適正な製筒ユニットを誤って包装機本体に取り付けることがなくなる。また、固定部材の本体部が本体フレームに対して回転可能な円柱体として形成されているので、本体部を本体フレームに対して回転させ、各製筒ユニットに応じて回転停止する位置を変更することにより、製筒ユニット毎に第２指標部の回転停止位置が異なるようにすることができ、一つの固定部材を複数の製筒ユニットについて共通して用いることができる。

この製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造において、前記製筒ユニットの前記第１指標部と前記固定部材の前記第２指標部との互いの嵌合関係は、凹凸嵌合であるとすることができる。凹凸嵌合に嵌め合わせることができれば、取り付けようとするその製筒ユニットは包装すべき製品の包装について適正な製筒ユニットであり、凹凸嵌合に嵌め合わせることができなければ、その製筒ユニットは包装機にとって適正でない製筒ユニットである。両指標部の凹凸嵌合を確認することで、製包装機本体に取り付けるべき筒ユニットとして適正であるか否かを容易に確認することができる。

この製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造において、前記固定部材の前記本体部は、回転出力が多段に制御されるサーボモータ、若しくは出力が多段動作の電磁アクチュエータ又はエアアクチュエータによって、前記各製筒ユニットに応じて回転停止する位置が多段に変更可能であるとすることができる。サーボモータの場合にはその出力回転軸の回転を本体部の回転に用いることができる。また、多段動作の電磁アクチュエータ又はエアアクチュエータの場合には、アクチュエータの出力を回転動作に変換して固定部材の本体部に伝達することができる。

この製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造において、前記固定部材の前記第２指標部は、前記円柱体の周面から径方向に突出し且つ前記円柱体の母線方向に平行に延びる態様で形成されたキーであり、前記製筒ユニットの前記第１指標部は、前記円柱体の母線方向に対して平行に形成されており且つ前記キーが嵌まり込み可能なキー溝であるとすることができる。キーとキー溝は、凹凸嵌合として形成が容易で且つ嵌合時に確実性が高い構造である。また、キーとキー溝の嵌まり込み動作も、軸線方向の移動で容易で且つ確実である。

この製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造において、前記固定部材はスイッチ操作によって上下方向に移動動作が可能であり、下方への移動動作によって、前記製筒ユニットが前記包装すべき製品の包装について適正な製筒ユニットである場合に限って、前記固定部材の第２指標部である前記キーが前記製筒ユニットの前記第１指標部である前記キー溝に嵌まり込み可能であるとすることができる。スイッチ操作で固定部材を上下方向に移動動作させることで、下方への移動動作の際には、製筒ユニットが包装すべき製品の包装について適正な製筒ユニットである場合に限って、固定部材の第２指標部であるキーを製筒ユニットの第１指標部であるキー溝に嵌まり込ませることが容易になる。

この製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造において、前記製筒ユニットは前記本体フレームに重ね置きされるベースプレート上に組み立てられており、前記円柱体の上部には当該円柱体の周面よりも外側に張り出したヘッド部が設けられており、前記固定部材の下方への移動動作によって、前記ヘッド部と前記本体フレームとの間に前記製筒ユニットが挟み込まれることで、前記製筒ユニットが前記本体フレームに対してロックされ、前記固定部材の上方への移動動作によって、前記製筒ユニットの前記ロックを解除することができる。製筒ユニットを本体フレームに重ね置きされるベースプレート上に組み立てることで、ベースプレートの移動操作でフォーマと充填筒との組立て体を一括して本体フレームに取り付けることができる。本体部にヘッド部を設けることで、ベースプレートの本体フレームに対するロック・ロック解除も簡単な構造と操作で行うことができる。

この製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造において、前記ベースプレートには、前記固定部材が前記本体フレームに取り付けられる位置に対応して前後方向に外部に開いた装着溝が形成されており、前記固定部材の上方への移動動作によって前記製筒ユニットの前記ロックが解除されている状態で、前記ベースプレートを前後方向に移動させることにより、前記固定部材が前記装着溝内を相対的に移動して、前記製筒ユニットが前記本体フレームに対してセット位置まで押し込み又は当該セット位置から引き出しを行うことができる。ベースプレートの構造に前後方向に開く装着溝を形成することで、ベースプレートを前後方向に移動させるという簡単な操作で、製筒ユニットを本体フレームに対してセット位置まで押し込み又は当該セット位置から引き出しを行うことができる。

この製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造において、前記固定部材の上下方向の移動動作量を検知するセンサが設けられており、前記センサの検知出力によって、前記製筒ユニットが前記本体フレームに適正にセットされたか否かを判定することができる。固定部材の上下方向の移動動作量を検知するセンサを設けることで、目視では製筒ユニットのセットを確認し辛くても、センサの検知出力によって適正なセットであるか否かを容易に確認することができる。

この製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造において、前記製袋充填包装機は、前記帯状包装材を前記筒状包装材に成形するため前記帯状包装材の側端縁部分に縦シールを施す縦シール装置、前記筒状包装材に横断方向の横シールを施す横シール装置、前記帯状包装材の前記製筒ユニットへの送りを案内する帯状包装材案内装置、及び前記充填筒と協働して前記筒状包装材を送る包装材送り装置を更に備えており、前記筒状包装材から袋を形成しつつ先行して形成された前記袋内に製品が投入された袋包装体を連続して製造する縦型製袋充填包装機であるとすることができる。

この発明による製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造は、上記のように構成されているので、製筒ユニットは、包装すべき製品の包装について適正な製筒ユニットである場合に限って、製筒ユニット側に設けられた第１指標部と本体フレーム側の固定部材に設けられた第２指標部とが互いに嵌合可能であり、この場合に限って、適正な製筒ユニットが固定部材を介して本体フレームに対して取付け可能である。製筒ユニットは、包装すべき製品の包装について不適正な製筒ユニットである場合には、第１指標部と第２指標部とが互いに嵌合しないので、そうした不適正な製筒ユニットは、固定部材を介して本体フレームに対して取り付けることができない。したがって、包装機本体に対して、不適正な製筒ユニットを誤って取り付けることがなくなる。
このように、本製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造によれば、包装すべき製品の包装についてフォーマと充填筒との適切な組合せの製筒ユニットをセットしなければ製筒ユニットを本体フレームに取り付けできなくしているので、同じ包装機本体に対して適合可能な製筒ユニットが複数存在する場合であっても、製筒ユニットの包装機本体への誤装着、即ち、包装すべき製品の包装について間違った種類の製筒ユニットを本体フレームに取り付けるというヒューマンエラーを回避することができる。
また、製筒ユニット側に一方の指標部を設け、本体フレーム側には当該本体フレームに取り付けられる固定部材に他方の指標部を設けているので、縦型製袋充填包装機において、製筒ユニットの取付けの際に誤装着の防止を図った製筒ユニットの取付け構造を、簡単な構成で且つ安価な製作コストで提供することができる。
更に、固定部材の本体部を本体フレームに対して回転可能な円柱体として形成しているので、本体部を本体フレームに対して回転させ、各製筒ユニットに応じて回転停止する位置を変更することにより、製筒ユニット毎に第２指標部の回転停止位置が異なるようにすることができ、一つの固定部材を複数の製筒ユニットについて共通して用いることができ、適用性を高めることができる。

図１は、この発明による製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造の一実施例を示す図である。 図２は、図１に示す製筒ユニットの取付け構造の要部を拡大して示す平面図である。 図３は、図１に示す製筒ユニットの取付け構造におけるサーボモータの昇降機構の一例を示す図である。 図４は、図２に示す折れ線Ａ−Ａについて切断した断面図であり、製筒ユニットの取付け構造のロック解除状態とロック状態を示す図である。 図５は、製袋充填包装機に備わる制御装置における製筒ユニットの取付け制御に関するブロック図である。 図６は、製筒ユニットの取付け構造が適用される従来の縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図である。 図７は、縦型製袋充填包装機における製筒ユニットが包装機の本体フレームに取り付けられる一例を示す斜視図である。 図８は、製筒ユニットが包装機の本体フレームに取り付けられる一例の詳細を示す平面図である。

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における製筒ユニットの取付け構造の実施例を説明する。図１はこの発明による製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造の一実施例を示す図であり、図１（ａ）は製筒ユニットとその取付け構造の一例を示す平面図、図１（ｂ）は製筒ユニットとその取付け構造の正面図、図２（ｃ）はその側面図である。図２は図１に示す取付け構造の要部を拡大して示す平面図である。図１においては、固定部材の位置では適宜断面で示している。また、図３は、図１に示す製筒ユニットの取付け構造におけるサーボモータの昇降機構の一例を示す正面図である。

図１に示す製筒ユニットの取付け構造に関して、製筒ユニットを取り付けるべき製袋充填包装機としては、図６や図７に示したような従来から用いられている縦型製袋充填包装機であってよい。したがって、縦型製袋充填包装機の構成について言及する場合には、製筒ユニットを除いて、図６に示した縦型製袋充填包装機を説明するのに用いられた符号をそのまま用いることで、当該包装機の構成についての再度の説明を省略する。

縦型製袋充填包装機においては、帯状包装材Ｆｗを筒状包装材Ｆｔに成形するためのフォーマ５１と当該フォーマ５１に所定の隙間をおいて貫通配置され且つ包装すべき製品Ｓが投入される充填筒５３を含む製筒ユニット１０が、包装機の本体フレーム７０に一括して取り付けられる。製筒ユニット１０は、ベースプレート１２上において組み立てられる。図１においては、ベースプレート１２や充填筒５３については図示しているが、ベースプレート１２の後方部から取付け板を介して支持されているフォーマ５１や、充填筒５３に対してその上端のフランジ部５３ａを利用して上方に製品Ｓの投入路が繋がるように接続されているホッパ５２については、図示を省略している。

ベースプレート１２には左右の支柱１３，１３が立設され、それら支柱１３，１３間には、支柱１３，１３の上端部にねじ止め１５，１５等の適宜手段によって取り付けられることで、ブリッジ１４が掛け渡されている。充填筒５３は、その上端部のフランジ部５３ａがブリッジ１４に載せられる態様でブリッジ１４上に保持されている。充填筒５３は、ブリッジ１４によって上端部から吊り下げられた状態となり、ベースプレート１２を貫いて下方に延びている。充填筒５３の下端には、筒状包装材Ｆｔをその内面から当接して幅方向に拡張するばね性を有する緊張ガイド５３ｂ，５３ｂが取り付けられている。更に、充填筒５３の下半分部の側面には、筒状包装材Ｆｔを挟んで包装材送り装置５６，５６の吸引ベルトが押し当てられる細長い平坦面５３ｃ，５３ｃが形成されている。

ベースプレート１２は、中央前方が開かれている切欠き１６となっており、充填筒５３が貫通する中央の大径孔１７に連なっている。ベースプレート１２と本体フレーム７０は、ベースプレート１２が本体フレーム７０に重ねられて取り付けられた状態では、フォーマ５１よりも少し下方に位置することになるが、充填筒５３は、ベースプレート１２の切欠き１６及び本体フレーム７０を左右の上枠水平部７１，７１に分離させる切欠き７３を通して包装機の前方に露出している。したがって、縦シール装置５４は、ベースプレート１２の切欠き１６及び本体フレーム７０の切欠き７３によって、充填筒５３に対して前方から接近可能となり、その接近状態で湾曲状に成形されている帯状包装材Ｆｗの両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで縦シールを施すことができる。

製筒ユニット１０はベースプレート１２と一体的であるので、ベースプレート１２を本体フレーム７０の上枠水平部７１，７１上に重ねて置き、その載置状態でベースプレート１２を上枠水平部７１，７１上で装着方向Ｘ（図１（ａ））にスライド移動させることで、製筒ユニット１０を上枠水平部７１，７１上の取付け位置まで正確に移動させることができる。ベースプレート１２の左右奥側にはそれぞれ、ベースプレート１２を上下に貫いて且つ装着方向（包装機後方）Ｘに開いた装着溝１８，１８が切欠きの態様で形成されている。製筒ユニット１０を本体フレーム７０に固定するため、本体フレーム７０の左右の上枠水平部７１，７１に固定部材２０，２０が立設されている。固定部材２０，２０は、装着溝１８，１８の溝幅Ｗに相当する大きさを持つ本体部２１（図４参照）を備えている。本体部２１は、この実施例では円柱体として形成されている。ベースプレート１２を装着方向Ｘにスライドさせるとき、固定部材２０，２０の本体部２１，２１が装着溝１８，１８の半円筒面を持つ最奥部に当接することで、製筒ユニット１０は本体フレーム７０に対する取付け位置に正確に位置決めされる。

図１及び図２に示すように、製筒ユニット１０には、包装すべき製品Ｓ（アイテム）の包装に適合したフォーマ５１と充填筒５３との組合せに対応する製筒ユニット１０に固有の第１指標部を備えている。この実施例では、第１指標部は、ベースプレート１２に形成されている右側の装着溝１８の円弧状溝面１８ａから、本体部２１である円柱体の母線方向に対して平行に窪んで形成されたキー溝１９として設けられている。装着溝１８の円弧状溝面１８ａにおいて、特定の角度位置で形成されるキー溝１９がフォーマ５１と充填筒５３との組合せに対応する製筒ユニット１０に固有の指標となっており、製筒ユニットの当該組合せが異なればそれに応じてキー溝１９が設けられる角度位置が異なっている。

右側の固定部材２０は、本体フレーム７０に取付け可能な本体部２１と、本体部２１に一体的に設けられていて製筒ユニット１０の第１指標部（キー溝１９）に対応する第２指標部を備えている。この実施例では、第２指標部は、本体部２１からその特定の角度位置で突出するキー２２として設けられている。本体部２１が円柱体である場合には、第２指標部であるキー２２は、円柱体の周面から径方向に突出し且つ円柱体の母線方向に平行に延びる態様で形成されている。本体フレーム７０や、縦シール装置５４、横シール装置５５、第１ローラ６２として製筒ユニット１０への送りを案内する帯状包装材案内装置、及び充填筒５３と協働して筒状包装材Ｆｔを送る包装材送り装置５６，５６を含む包装機本体は、その取付け位置を機械的に変更し、作動（タイミングや速度、範囲等）についてはソフトウェア的に変更することで、複数の製筒ユニットに対して対応できるという融通性がある。一つの包装機本体に対して複数の製筒ユニットが適合可能であるので、包装すべき特定の製品についてはその中から特定の製筒ユニットを選択して装着する必要がある。そこで、本体部２１において、キー２２が突出する角度位置が特定の製筒ユニットに対応する指標となっており、選択して装着すべき製筒ユニットに応じてキー２２の突出方向の角度位置を異ならせている。

製筒ユニット１０の第１指標部であるキー溝１９と固定部材２０の第２指標部であるキー２２とは、製筒ユニット１０が包装すべき特定の製品について適正な製筒ユニットである場合に限って角度位置が同じ特定の角度位置となるように対応しており、しかも大きさ的にも互いに凹凸嵌合として嵌合可能である。そして、製筒ユニット１０は、第１指標部であるキー溝１９と第２指標部であるキー２２とが嵌合状態にあるときのみ、固定部材２０を介して本体フレームに対して取付け可能とされる（詳細については後述する）。製筒ユニット１０が包装すべき特定の製品について適正な製筒ユニットでない場合には、製筒ユニット１０の第１指標部であるキー溝１９と固定部材２０の第２指標部であるキー２２とは、少なくとも角度位置が対応していないので互いに嵌合することができず、したがってその後の取付け（固定）もできない。

固定部材２０，２０は、包装機に備わるスイッチの操作によって上下方向に移動可能に構成されている。指標部を有する一方の固定部材２０については、キー２２とキー溝１９の凹凸嵌合は、固定部材２０が上下方向に移動するときに嵌合関係となり得る。即ち、固定部材２０の下方への移動動作によって、製筒ユニット１０が包装すべき特定の製品について適正な製筒ユニットである場合に限って、固定部材２０の第２指標部であるキー２２が製筒ユニット１０の第１指標部であるキー溝１９に嵌まり込み可能である。本体部２１の下方には、軸線方向（上下方向）に移動可能な軸部材２５が連結されている。指標部を有さない他方の固定部材２０を上下方向に移動させる機構としては、図１（ｂ）に示すような電磁アクチュエータやエアアクチュエータ等の通常のアクチュエータ３２を利用した機構であってよい。軸部材２５は、アクチュエータ３２の出力軸とすることができる。

指標部を有する側の固定部材２０を上下方向に移動可能にする構成の一例として、図１では簡素化のため詳細な図示を省略しているが、図３に示すような、サーボモータ３０ごと上下方向に移動させるスライド構造がある。図３においては、本体フレーム７０の上枠水平部７１には２本のスライドシャフト３３，３３が吊り下がる態様で取り付けられており、スライドシャフト３３，３３の下端部にはエアシリンダベース３４が固定されている。エアシリンダベース３４には昇降エアシリンダ３５が縦置き配置されており、昇降エアシリンダ３５の上端（出力端）には、スライドシャフト３３，３３に対してスライド可能に嵌合するモータベース３６が取り付けられている。モータベース３６には、好ましくは下面にサーボモータ３０が取り付けられており、その回転出力軸３１はモータベース３６、上枠水平部７１及びベースプレート１２を貫通して上端部が固定部材２０の本体部（円柱体）２１に連結されている。回転出力軸３１は、上下方向に移動する軸部材２５を兼ねている。昇降エアシリンダ３５を作動させることにより、モータベース３６がスライドシャフト３３，３３に案内されて昇降し、モータベース３６がサーボモータ３０とともに、したがっての回転出力軸３１も昇降する。回転出力軸３１の昇降により、固定部材２０が上下方向に移動可能となる。

図２に示す折れ線Ａ−Ａについて切断した断面図である図４を参照して、固定部材２０によってベースプレート１２を本体フレーム７０にロックした状態（図４（ａ））とロックの解除状態（図４（ｂ））とを説明する。図４に示すように、各固定部材２０は、本体部２１である円柱体の上部に円柱体の周面よりも外側に張り出した形状を有するヘッド部２３が設けられている。ヘッド部２３の張り出した部分の下向き面であるヘッド下面２４は、ベースプレート１２をロックする状態でその上面１２ａに当接可能である。

軸部材２５，２５の上下方向に移動動作によって、固定部材２０，２０は上下方向に移動可能であり、その上下方向の移動範囲は、好ましくは、本体フレーム７０に重ね置きされ且つ製筒ユニット１０が組み立てられているベースプレート１２の厚みＨに相当している。このように構成することで、図４（ｂ）に示すように、固定部材２０，２０をベースプレート１２から離れるように上方に移動させて、同時に、指標部を有する一方の固定部材２０についてはベースプレート１２のキー溝１９に嵌合していたキー２２をベースプレート１２のキー溝１９から完全に抜け出させるときには、ヘッド部２３のヘッド下面２４がベースプレート１２の上面１２ａから離れるので、本体フレーム７０に重ね置きされているベースプレート１２、延いては製筒ユニット１０の本体フレーム７０に対するロックが解除される。その結果、ベースプレート１２は本体フレーム７０に対して装着方向（Ｘ方向）と反対方向にスライド移動可能となり、製筒ユニット１０を本体フレーム７０から取外し可能とすることができ、その後の新しい製筒ユニット１０を装着方向（Ｘ方向）に移動させて本体フレーム７０に装填可能とすることもできる。

一方、製筒ユニット１０を本体フレーム７０にロックする場合には、図４（ａ）に示すように、ベースプレート１２の装着溝１８，１８に固定部材２０，２０を対応させ、ベースプレート１２を本体フレーム７０に対して取付け位置に移動させた状態で、固定部材２０，２０を下方に移動させる。製筒ユニットが適正であるときには、一方の固定部材２０についてのキー２２がベースプレート１２のキー溝１９に嵌合し、更に、固定部材２０，２０のヘッド部２３，２３がそのヘッド下面２４，２４と上枠水平部７１，７１の上面７１ａ，７１ａとの間でベースプレート１２を挟み込むようにして、ベースプレート１２を上枠水平部７１，７１に押さえ込む。これにより、製筒ユニット１０を本体フレーム７０に対してロックすることができる。固定部材２０，２０の上下方向の移動動作量を検知するセンサを設けることが好ましい。センサの検知出力によって、製筒ユニット１０が本体フレーム７０に適正にセットされたか否かが判定される。

指標部を有する側の固定部材２０の本体部２１は、本体フレーム７０に対して回転可能な円柱体として形成することが好ましい。固定部材２０の第２指標部としてのキー２２は、この円柱体と一体的に形成された非円筒部として形成されている。固定部材２０は、本体部（円柱体）２１が本体フレーム７０に対して回転することで、全体として本体フレーム７０において回転可能に支持されている。包装すべき製品Ｓ（アイテム）の包装に適合するフォーマ５１と充填筒５３との組合せに応じて固定部材２０の回転停止する位置を変更することにより、固定部材２０は、第２指標部（キー２２）はそれ自体の形状は同じでも製筒ユニット毎に回転停止位置が異なることにより、複数の製筒ユニットに対しての共通の部品として用いることができる。一方、フォーマと充填筒を備える製筒ユニット１０については、既に説明したように、フォーマ５１と充填筒５３との組合せに応じて、ベースプレート１２に形成される第１指標部としてのキー溝１９の位置（姿勢を含む）が変更される。したがって、包装すべき製品Ｓ（アイテム）の包装に合わせて形成されるべきキー溝１９の位置及び姿勢が異なるものとなる。

固定部材２０の本体部（円柱体）２１を回転させる手段は、本体フレーム７０に取り付けられ回転出力が多段に制御されるサーボモータ３０とすることができる。サーボモータ３０の回転出力軸３１に固定部材２０が連結される。サーボモータ３０の製筒ユニットに応じた回転量の制御は、図５にブロック図として示すような態様で行われる。即ち、入力手段４１への包装すべき製品（アイテム）Ｓの指示（必要であれば更にその包装に用いる包装材の指示を含む）に応じて、包装機の制御装置４０は、メモリ手段４２にアイテム毎に記憶されている各種のデータから、適合するフォーマ５１と充填筒５３との組合せを備えた特定の製筒ユニット１０を選定し、その特定の製筒ユニット１０に対応した第２指標部としてのキー２２の回転位置を定めるため、制御量としてサーボモータ３０を回転させる回転量のデータを得る。制御装置４０は、サーボモータ３０の回転を制御して固定部材２０を所定の回転量で回転させる。固定部材２０の回転動作についても、適宜のセンサ４３によって検知することが好ましい。センサ４３は、例えば、サーボモータ３０に通常備わる原点探知センサを利用することができる。この場合、電源投入後に一度だけ固定が解除された状態で原点調整することで、回転位置の記憶が可能となる。センサ４３からの検知信号を受信した制御装置４０は、固定部材２０が所定の回転量で回転したか否かを判断して、判断結果を表示手段４４に表示（ＯＫ又はエラー等）させることができる。なお、図１（ａ）及び図２において、サーボモータ３０の回転出力軸３１については、サーボモータ３０の回転出力を減速する減速機を備えることに対応して、サーボモータ３０に偏心して描かれている。

固定部材２０の本体部（円柱体）２１を回転させる手段としては、サーボモータ３０以外にも、出力が多段動作の電磁アクチュエータ又はエアアクチュエータを採用することができる。これらのアクチュエータは出力位置が多段であり、したがってアクチュエータの出力部材に連係される固定部材２０の回転停止位置が製筒ユニットに応じて多段に変更可能である。

以上、この発明による製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造の実施例を説明したが、本発明は、このような実施例だけに限らず、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変更が可能である。例えば、ベースプレート１２上に組み立てられるフォーマ５１や充填筒５３の取付けや保持の構造は、ブリッジ１４等の他にも種々の構造を用いることができる。指標部についても、キー２２とキー溝２２との嵌合を例に挙げたが、それ以外の鍵型形状を用いることも可能である。更に、固定部材２０，２０を回転させない（機種に応じて取替える形式）ものとするのであれば、本体部２１は必ずしも円柱体とする必要はなく、装填溝１８，１８の最奥部の形状についても半円筒面に限定する必要はない。

１０ 製筒ユニット １２ ベースプレート １２ａ 上面
１３，１３ 支柱 １４ ブリッジ １５，１５ ねじ止め
１６ 切欠き １７ 大径孔
１８，１８ 装着溝 １８ａ 円弧状溝面 １９ キー溝
２０，２０ 固定部材 ２１ 本体部 ２２ キー
２３ ヘッド部 ２４ ヘッド下面
３０ サーボモータ３０ ３１ 回転出力軸 ３２ アクチュエータ
３３，３３ スライドシャフト ３４ 昇降エアシリンダベース
３５ 昇降エアシリンダ ３６ モータベース
４０ 制御装置 ４１ 入力手段 ４２ メモリ手段
４３ センサ ４４ 表示手段
５０ 縦型製袋充填包装機 ５１ フォーマ ５２ ホッパ
５３ 充填筒 ５３ａ フランジ部 ５３ｂ，５３ｂ ばね棒
５３ｃ，５３ｃ 平坦面
５４ 縦シール装置 ５４ａ，５４ｂ 縦シールブロック
５５ 横シール装置 ５５ａ，５５ｂ 横シールブロック
５６，５６ 包装材送り装置 ５７ カッタ装置 ５８ 製筒ユニット
６０ ダンサーローラ ６１ アジャストローラ ６２ 第１ローラ
６３ ガイドローラ
７０ 本体フレーム ７１，７１ 上枠水平部 ７２ ベースプレート
７３ 切欠き ７４，７４ 支柱 ７５，７５ ブラケット
７６ 取付け板 ７７，７７ 切欠き ７８ ねじ穴又は取付け孔Ｆｒ フィルムロール Ｆｗ 帯状包装材 ｆｅ，ｆｅ 側端縁部分
Ｆｔ 筒状包装材 Ｓｃ 縦シール部 Ｓｅ 横シール部
Ｓ 製品 Ｂｐ 袋包装体 Ｂ 袋
Ｗ 溝幅 Ｈ ベースプレート１２の厚み

Claims (9)

1. 帯状包装材を湾曲成形して筒状包装材を製作するため、前記帯状包装材を略円筒状に湾曲させるフォーマと、筒内部と筒周面を有する筒体に形成されており、当該フォーマに対して前記筒周面との間に所定の隙間をおいて貫通配置され、前記隙間を通過した前記帯状包装材が前記筒状包装材に成形されて前記筒周面を取り巻いた状態で紙送りされ、且つ包装すべき製品が前記筒内部を通して投入される充填筒とを備えている製筒ユニットが、包装機の本体フレームに対して固定部材によって取り付けられる製袋充填包装機において、 前記製筒ユニットは、前記包装すべき製品の包装について前記フォーマと前記充填筒との組合せに対応した当該製筒ユニットに固有の第１指標部を備えており、
   前記固定部材は、前記製筒ユニットを前記本体フレームに対して取付け可能とする本体部と、当該本体部に一体的に設けられている第２指標部とを有しており、
   前記第２指標部は、前記製筒ユニットが前記包装すべき製品の包装について適正な製筒ユニットである場合に限って前記第１指標部と嵌合可能であり、前記製筒ユニットは、前記第１指標部と前記第２指標部とが当該嵌合状態にあるときのみ前記固定部材を介して前記本体フレームに対して取付け可能であり、
   前記固定部材の前記本体部は前記本体フレームに対して回転可能な円柱体として形成されており、
   前記固定部材の前記第２指標部は前記円柱体と一体的に形成された非円筒部であり、
   前記固定部材は、前記本体部が前記本体フレームに対して回転されて回転停止する位置を変更することにより、複数種類の前記製筒ユニットについて共通して用いられながら前記製筒ユニット毎に前記第２指標部の回転停止位置が異なるように設けられていること、から成る製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造。
2. 前記製筒ユニットの前記第１指標部と前記固定部材の前記第２指標部との互いの嵌合関係は、凹凸嵌合であること
   から成る請求項１に記載の製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造。
3. 前記固定部材の前記本体部は、回転出力が多段に制御されるサーボモータ、若しくは出力が多段動作の電磁アクチュエータ又はエアアクチュエータによって、前記各製筒ユニットに応じて回転停止する位置が多段に変更可能であること
   から成る請求項１又は２に記載の製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造。
4. 前記固定部材の前記第２指標部は、前記円柱体の周面から径方向に突出し且つ前記円柱体の母線方向に平行に延びる態様で形成されたキーであり、
   前記製筒ユニットの前記第１指標部は、前記円柱体の母線方向に対して平行に形成されており且つ前記キーが嵌まり込み可能なキー溝であること
   から成る請求項１〜３のいずれか一項に記載の製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造。
5. 前記固定部材はスイッチ操作によって上下方向に移動動作が可能であり、下方への移動動作によって、前記製筒ユニットが前記包装すべき製品の包装について適正な製筒ユニットである場合に限って、前記固定部材の第２指標部である前記キーが前記製筒ユニットの前記第１指標部である前記キー溝に嵌まり込み可能であること
   から成る請求項４に記載の製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造。
6. 前記製筒ユニットは前記本体フレームに重ね置きされるベースプレート上に組み立てられており、
   前記円柱体の上部には当該円柱体の周面よりも外側に張り出したヘッド部が設けられており、
   前記固定部材の下方への移動動作によって、前記ヘッド部と前記本体フレームとの間に前記製筒ユニットが挟み込まれることで、前記製筒ユニットが前記本体フレームに対してロックされ、
   前記固定部材の上方への移動動作によって、前記製筒ユニットの前記ロックが解除されること
   から成る請求項５に記載の製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造。
7. 前記ベースプレートには、前記固定部材が前記本体フレームに取り付けられる位置に対応して前後方向に外部に開いた装着溝が形成されており、
   前記固定部材の上方への移動動作によって前記製筒ユニットの前記ロックが解除されている状態で、前記ベースプレートを前後方向に移動させることにより、前記固定部材が前記装着溝内を相対的に移動して、前記製筒ユニットが前記本体フレームに対してセット位置まで押し込み又は当該セット位置から引き出しが行われること
   から成る請求項６に記載の製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造。
8. 前記固定部材の上下方向の移動動作量を検知するセンサが設けられており、
   前記センサの検知出力によって、前記製筒ユニットが前記本体フレームに適正にセットされたか否かが判定されること
   から成る請求項５〜７のいずれか一項に記載の製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造。
9. 前記製袋充填包装機は、前記帯状包装材を前記筒状包装材に成形するため前記帯状包装材の側端縁部分に縦シールを施す縦シール装置、及び前記筒状包装材に横断方向の横シールを施す横シール装置、前記帯状包装材の前記製筒ユニットへの送りを案内する帯状包装材案内装置、及び前記充填筒と協働して前記筒状包装材を送る包装材送り装置を更に備えており、前記筒状包装材から袋を形成しつつ先行して形成された前記袋内に製品が投入された袋包装体を連続して製造する縦型製袋充填包装機であること
   から成る請求項１〜８のいずれか一項に記載の製袋充填包装機における製筒ユニットの取付け構造。

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