JP7131800B2

JP7131800B2 - 縦型製袋充填包装

Info

Publication number: JP7131800B2
Application number: JP2018081017A
Authority: JP
Inventors: 宏行窪井; 康裕佐久間
Original assignee: 株式会社川島製作所
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2038-04-19
Also published as: JP2019189249A

Description

この発明は、帯状包装材に縦シールを施すことで当該帯状包装材を筒状包装材に成形し、成形された筒状包装材に横シールを施すことで、先行して形成された袋に製品が収容された袋包装体を製造するとともに後続の袋を形成する縦型製袋充填包装に関し、特に、袋の下部に弛みを形成可能な縦型製袋充填包装を実現する縦型製袋充填包装方法及び縦型製袋充填包装機に関する。

従来、製袋充填包装機としては、図６に斜視図として一例を概略図示するような縦型製袋充填包装機が多用されている。縦型製袋充填機５０においては、帯状包装材Ｆｗは、フォーマ５１によって略筒状に曲成され、縦方向（包装材の送り方向）に走行される中で縦シール装置５２によって縦方向のシール（縦シール部Ｓｃ）が施されて筒状包装材Ｆｔに成形される。筒状包装材Ｆｔには、充填用筒体（充填筒）５３を通して包装物である製品Ｓが充填・投入される。横シール装置５４が筒状包装材Ｆｔに横方向（包装材の送り方向に交差する方向）に横シール部Ｓｅを施すことによって、先行して形成されている袋内に製品Ｓが収容・包装された袋包装体Ｂｐが製造されると同時に、次に製品Ｓが投入される袋Ｂが形成される。充填筒５３の外周の左右両側には、筒状包装材Ｆｔを挟んで送る一対のベルト式の包装材送り装置５５ａ，５５ｂ（５５で総称する）が配設されている。縦シールによる筒状包装材Ｆｔの成形、製品Ｓの充填及び袋Ｂの形成と袋Ｂの横シールによる封鎖を繰り返すことで、袋包装体Ｂｐが連続して製造される。

帯状包装材Ｆｗは、フォーマ５１によって両側端縁部分ｆｅ，ｆｅが合掌状に重ね合わされるように曲成され、縦シール装置５２が両側端縁部分ｆｅ，ｆｅに縦シール部Ｓｃを施すことで筒状包装材Ｆｔに成形される。横シール装置５４を構成する横シールブロック５４ａ，５４ｂは、それぞれ筒状包装材Ｆｔに対して互いに接近・離反する作動をする部材であり、接近時に筒状包装材Ｆｔを横断する方向に挟んで、袋Ｂのための底側の横シール部（横シール部Ｓｅの一部）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（横シール部Ｓｅの残部）を形成する下側の横シーラ部とを有する。筒状包装材Ｆｔ内に製品Ｓを投入し、横シール装置５４によって横断方向に横シールを施すことで袋包装体Ｂｐが製造される。

横シール装置５４は、筒状包装材Ｆｔを突き破る形態で切断するカッタ装置５６を内蔵することができる（その場合、横シール・カット装置とも称される）。カッタ装置５６は、一方の横シールブロック５４ａにおいて上下の両横シーラ部間に取り付けられているカッタ刃５６ａを備えており、他方の横シールブロック５４ｂには、両横シールブロック５４ａ，５４ｂが相互に接近したときにカッタ刃５６ａが入り込む溝５６ｂが形成されている。両横シールブロック５４ａ，５４ｂが接近して筒状包装材を挟み込むことで溶着して横シール部Ｓｅ，Ｓｅを形成すると同時に、カッタ刃５６ａが当該両横シール部Ｓｅ，Ｓｅ間で筒状包装材Ｆｔを突き破って切断する。なお、充填筒５３の下端には、筒状包装材６１を直径方向両外側に緊張させる一対の緊張ガイド５９，５９が斜め下方に延びるように設けられている。

この種の従来の縦型製袋充填包装機においては、包装材は、包装動作に合わせて間欠的に送られている。即ち、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間に、縦シール装置５２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を施すとともに、横シール装置５４が横シール部Ｓｅを施して袋包装体Ｂｐを製造している。縦及び横のシール部はヒートシールによって行われるが、かかるヒートシールに際しては、速度超過の場合には、フィルムの送りを遅くしてシール時間を確保するように制御をしている。このような包装材を間欠送りするタイプの包装機は、包装材にヒートシールを施す際に包装材の送りを一旦停止させる必要があるので包装速度に限界があるが、縦及び横のシール装置の構造が簡単であって且つ作動が安定・確実であるために、根強い需要がある。

筒状包装材から形成される袋への製品の充填に関連して、筒状包装材に対してその外側から振動を与えて、筒状包装材の内部を通過するモヤシのような細長い製品の向きを揃えることで、袋内においても、細長い製品の充填・収容の向きを揃えた包装方法及び装置が提案されている（特許文献１参照）。また、半折りの梱包用フィルムに野菜等を包装する梱包装置において、被梱包物を入れたまま梱包用フィルムの送りを所定量戻すとともに、抑え体で上方を押さえることで、被梱包物を袋内に隙間なく収容することが提案されている（特許文献２参照）。

包装物として一つの袋内に収容される製品が、個々の大きさが比較的小さく多数のバラ物品であるような場合には、充填筒を通して袋内に投入された製品が袋内で偏りやブリッジを生じることがある。このような場合、袋内における製品の充填の密度が充分に得られない。また、そのようにして製造された袋包装体は、重心が充分に下がらずに座りが悪くなり、また縦置きされるときには倒れ易くなることもあり、見栄えや陳列状態に改善が求められることがある。

特開２００４－０５９０３７号公報特開平０２－２１９７０８号公報

製品の袋包装においては、一般に、製品が袋内に充填される際に袋の下部に弛みが形成されていると、製品が袋内へ底沈みで収容され易くなるので、袋内への製品の充填効率が向上するとともに、袋包装体の形態が安定した良好なものとなることが知られている。そこで、送りが停止されている筒状包装材に対して横シールを行う間欠作動式の製袋充填包装において、包装材の送りと縦シール動作との関連に工夫を凝らすことで、包装材の送りが間欠送りでありながらも、製品の袋包装の高速化を図るとともに、製品が袋内へ底沈みした袋包装体を得ることを可能とする点で、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、送りが停止されている筒状包装材に対して横シールを行う間欠作動式の製袋充填包装において、包装材の送りが間欠送りでありながらも、製品の袋包装の高速化を図るとともに、袋内への製品の充填効率を向上し、安定した良好な形態の袋包装体を得ることができる縦型製袋充填包装を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明による縦型製袋充填包装方法は、
充填筒の周りを取り巻くように曲成された状態にある帯状包装材を包装材送り装置によって縦方向に送り、
前記帯状包装材の両側縁部分同士を縦シール装置によって挟み込んで当該両側縁部分に縦シールを施すことで前記帯状包装材を筒状包装材に形成し、
前記筒状包装材を挟み込む横シール装置によって横シールを施すことで、前記筒状包装材から先行して形成され且つ前記充填筒を通して製品が投入された袋を封止しつつ後続の袋を形成し、
前記帯状包装材から形成された前記袋に前記製品が収容され且つ包装された袋包装体を連続して製造する縦型製袋充填包装方法であって、
前記帯状包装材の縦方向の送りを、前記袋の一部の縦長さを送る１回目送りと、その後に前記袋の残りの縦長さを送る２回目送りとからなる二度送りで行い、
前記包装材送り装置が前記２回目送りをしている間、前記横シール装置は縦方向へ移動することなく前記筒状包装材に前記横シールを施し、前記縦シール装置は前記両側縁部分に前記縦シールを施しつつ前記包装材送り装置による前記２回目送りに同調して縦方向動作をする
ことから成っている。

また、上記の課題を解決するため、この発明による縦型製袋充填包装機は、
充填筒の周りを取り巻くように曲成された状態にある帯状包装材を縦方向に送る包装材送り装置と、
前記帯状包装材の両側縁部分同士を挟み込んで当該両側縁部分に縦シールを施すことで前記帯状包装材を筒状包装材に形成する縦シール装置と、
前記筒状包装材を挟み込んで横シールを施すことで、前記筒状包装材から先行して形成され且つ前記充填筒を通して製品が投入された袋を封止しつつ後続の袋を形成する横シール装置を備えており、
前記帯状包装材から形成された前記袋に前記製品が収容され且つ包装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って、
前記包装材送り装置は、前記帯状包装材の縦方向の送りを、前記袋の一部の縦長さを送る１回目送りと、その後に前記袋の残りの縦長さを送る２回目送りとからなる二度送りで行い、
前記包装材送り装置が前記２回目送りをしている間、前記横シール装置は縦方向へ移動することなく前記筒状包装材に前記横シールを施し、前記縦シール装置は前記両側縁部分に前記縦シールを施しつつ前記包装材送り装置による前記２回目送りに同調して縦方向動作をする
ことから成っている。

この縦型製袋充填包装方法及び包装機によれば、包装材送り装置が、帯状包装材の縦方向の送りについて、袋の一部の縦長さを送る１回目送りの後に袋の残りの縦長さを送る２回目送りをするときに、横シール装置は、筒状包装材を挟み込んで横シールを施すとともに縦方向には不動である。また、このとき、縦シール装置も、帯状包装材の両側縁部分を挟み込んでいるが、この両側縁部分の挟み込み状態のまま、包装材送り装置による帯状包装材の縦方向送りに同調して、縦方向に移動する。したがって、包装材の２回目送りの際に、縦方向に移動しない横シール装置の上流側直上の筒状包装材には、当該２回目送りの分だけ弛みが形成される。筒状包装材に形成された弛みは、製品の袋底への沈みを助長し、袋包装体の形態を安定した良好な形態にする。また、包装材送り装置による帯状包装材の２回目送りの間の時間は、縦シール装置による縦シール動作の実行に用いられ、縦シール期間としても利用されているので、包装の高速化にも寄与することができる。

この縦型製袋充填包装方法及び包装機において、前記横シール装置は、前記筒状包装材を挟み込む閉じ動作と挟み込んだ前記筒状包装材から離れる開き動作とから成る開閉動作のみを行うとすることができる。横シール装置は、縦方向に移動する動作をすることなく開閉動作のみを行うので、横シール装置の構造とその駆動のための機構の構造を簡素化することができ、また動作についても、開閉動作のみの簡素な動作とすることができる。
かかる横シール装置を備える包装機の形態は、送りが停止されている筒状包装材に対して横シールを行う間欠作動式であり、横シール装置が閉じ動作で筒状包装材を挟み込むときには、包装材の２回目の送りによる送り量が弛み形成のための送り量となる。

この縦型製袋充填包装方法及び包装機において、前記横シール装置は、しごき部材を備えているとともに、前記筒状包装材に接近離間する開閉動作と、縦方向への昇降動作とを組み合わせたボックスモーション動作をし、前記ボックスモーション動作は、１回目の閉じ動作で前記筒状包装材に接近し、接近した状態で下降動作をし、下降位置で前記筒状包装材を挟み込む２回目の閉じ動作をし、その後の開き動作と上昇動作によって前記横シールが施された部分から離間するとともに前記１回目の閉じ動作をする直前の元の位置に戻る動作であり、前記横シール装置が前記ボックスモーション動作のうち前記下降動作をするときに、前記しごき部材が前記筒状包装材の横シール予定領域をしごくしごき動作をし、前記包装材送り装置が前記２回目送りをする際に、前記横シール装置が前記ボックスモーション動作のうち前記下降位置で縦方向へ移動することなく前記２回目の閉じ動作をすることで前記筒状包装材に前記横シールを施す、とすることができる。
横シール装置がボックスモーション動作のうち下降位置で筒状包装材を挟み込む２回目の閉じ動作をすることで、筒状包装材の横シール予定領域を挟み込んで横シールを施すことができる。また、横シール装置がボックスモーション動作のうち下降動作をするときに、しごき部材が筒状包装材の横シール予定領域をしごくしごき動作をすることで、袋内に充填すべく投入された製品の破片が筒状包装材の横シール予定領域内側に付着したとしても、しごき部材のしごき動作によって、袋内にしごき落とすことができる。

この発明による縦型製袋充填包装方法及び包装機は、上記のように構成されているので、包装材送り装置が、帯状包装材の縦方向の送りについて、袋の一部の縦長さを送る１回目送りの後に袋の残りの縦長さを送る２回目送りをするときに、横シール装置は、筒状包装材を挟み込んで横シールを施すとともに縦方向には不動である。このとき、縦シール装置も、帯状包装材の両側縁部分を挟み込んでいるが、この両側縁部分の挟み込み状態のまま、包装材送り装置による帯状包装材の縦方向送りに同調して、縦方向に移動する。したがって、縦方向に不動の横シール装置の上流側直上の筒状包装材、即ち、形成される袋の下部には、２回目送りの分だけ弛みが形成される。この弛みは、製品の袋底への沈みを助長し、袋内への製品の充填効率を向上するとともに、製品が収容された袋を封止されて製造される袋包装体の形態を下部が膨らんだ座りの良い安定した形態にすることができる。また、包装材送り装置による帯状包装材の２回目送りの間の時間は、縦シール装置による縦シール動作の実行に用いられ、縦シール期間として利用されている。したがって、縦シール動作期間と弛み形成期間とをタイムチャート上、別々の時間に設けてはいないので、１包装サイクルを無用に長くすることがなく、包装材の送りが間欠送りでありながら包装サイクルの短縮化を図ることができ、包装の高速化にも寄与することができる。

図１は、この発明による縦型製袋充填包装機に備わる制御装置の一例を示すブロック図である。図２は、この発明による縦型製袋充填包装機が実行する１サイクルの包装動作の基本的なタイミングチャートの一例を示す図である。図３は、図２に示すタイミングチャートで実行される縦型製袋充填包装機の代表的な時点での包装動作を示す模式図である。図４は、この発明による縦型製袋充填包装機が実行する１サイクルの包装動作のタイミングチャートの別の例を示す図である。図５は、図４に示すタイミングチャートで実行される縦型製袋充填包装機の代表的な時点での包装動作を示す模式図である。図６は、従来の縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図である。

以下、添付した図面に基づいて、この発明による縦型製袋充填包装機の実施例を説明する。図１はこの発明による縦型製袋充填包装機に備わる制御装置の一例を示すブロック図である。図２はこの発明による縦型製袋充填包装機において主要装置が実行する１サイクルの包装動作の時間的な変遷を示すタイムチャートであり、図３は図２に示すタイミングチャートで実行される縦型製袋充填包装機の代表的な時点での包装動作を模式的に示す図である。

この発明による縦型製袋充填包装機の実施例において、縦型製袋充填包装機それ自体の構造については、図６に示し且つそれに基づいて説明をした従来の縦型製袋充填包装機と同様であってよい。即ち、縦型製袋充填包装機５０は、例えば、計量機と組み合わされたホッパ等の製品Ｓの投入装置（周知のものであり図６では省略）、帯状包装材から筒状包装材を成形する縦シール装置５２、帯状包装材や筒状包装材を包装機の縦方向に送る包装材送り装置（紙送り装置）５５、筒状包装材に横断方向に横シール部を施す横シール装置５４、及び横シール部において筒状包装材を切断して袋包装体を筒状包装材から切り離すカッタ装置５６等を備えている。以下、縦型製袋充填包装機５０における同等の構成要素については、図６に用いた符号と同じ符号を用いることで再度の詳細な説明を省略する。縦型製袋充填包装機５０の包装動作は、縦型製袋充填包装機５０を構成するこれら各種装置の行う動作を統合したものである。

図１に示すブロック図では、縦型製袋充填包装機５０を構成する各装置と制御装置２０との基本的な関係が示されている。包装動作に必要な袋長さや包装速度等の各種設定項目が設定部１９によって制御装置２０の演算部２１に入力され、必要な事項がメモリ２２に記憶される。制御装置２０は、演算部２１からそれぞれ指令が出力される製品供給制御部２３、包装材送り制御部２４、縦シール制御部２５、横シール制御部２６、及びカッタ制御部２７を備えている。

製品供給制御部２３は、計量機と組み合わされたホッパ等からなる製品供給装置に制御信号を出力して、製品Ｓの包装機への投入のタイミングや供給量を制御する。包装材送り制御部２４は、例えば吸引ベルト装置のような包装材送り装置５５に制御信号を出力して、包装材送り装置５５による包装材（筒状包装材Ｆｔ）の送りのタイミングや送り量を制御する。縦シール制御部２５は、例えばバー状の縦シールブロック５２ａ，５２ｂを備えていて帯状包装材Ｆｗの両側縁部分ｆｅ，ｆｅを貼り合わせて筒状包装材Ｆｔを形成する縦シール装置５２に制御信号を出力して、縦シール装置５２の作動タイミング等を制御する。横シール制御部２６は、例えばバー状の横シールブロック５４ａ，５４ｂを備えていて筒状包装材Ｆｔを横断方向にシールして先行して製作されている袋の頭部と後続の袋の底部とに横シール部Ｓｅを形成する横シール装置５４に制御信号を出力して、横シール装置５４の作動タイミング等を制御する。カッタ制御部２７は、例えば横シール装置５４内に組み込まれたカッタ装置５６（そのための駆動装置を含む）に制御信号を出力して、横シール部Ｓｅ，Ｓｅ間において包装材を切断して袋包装体Ｂｐを筒状包装材Ｆｔから分離・切断するカッタ装置５６の作動タイミング等を制御する。

縦シール制御部２５は、縦シール装置５２が、単純な開閉動作のみならず包装材の送り方向にも移動動作をする、即ち、ボックスモーション動作をするように制御する。縦シール装置５２の縦方向（包装材の送り方向）の移動動作は、後述するように横シール装置５４の上流側直上に位置する筒状包装材の部分、即ち、袋の下部に弛みを形成するためであって、袋の形成のための包装材の主たる送りを担うものではないが、開閉動作と縦方向移動動作を組み合わせた所謂、ボックスモーションをするように、作動タイミング等（作動速度や作動量を含む）の制御をするものであってよい。

縦シール装置５２のボックスモーション動作は、例えば、縦シールブロック５２ａ，５２ｂが、包装材の送り方向に最も高い位置であって且つ帯状包装材Ｆｗの両側縁部分ｆｅ，ｆｅに対して開いた当初位置から、帯状包装材Ｆｗの両側縁部分ｆｅ，ｆｅに向って横方向に閉じて両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込み、両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟みながら包装材の送り方向に移動する間に両側縁部分ｆｅ，ｆｅを貼り合わせて筒状包装材Ｆｔを形成して最下位置に至り、その後、横方向に開いて縦シール部Ｓｃの挟み込みを解き、更に包装材の送り方向とは逆方向に上昇して当初位置に戻る経路を辿る動作である。

縦シールブロック５２ａ，５２ｂの当該縦方向の移動動作は、例えば、必要な時期のみ縦方向に移動するように、アクチュエータの駆動によって実現してもよい。これに代えて、サーボモータの回転出力を往復運動に変換する適宜の運動変換機構を用いて、帯状包装材Ｆｗの送り方向の動作と帯状包装材Ｆｗの両側縁部分ｆｅ，ｆｅに対して開閉する動作を合成することで実現することもできる。本出願人は、縦シール装置のための偏心カム機構を提案しており（特許第５１６１６６９号公報、特許第５２６００７１号公報、特開２０１８－０３４８３２号公報）、こうした偏心カム機構を用いて縦シール装置５２のボックスモーションを実現してもよい。

図２は、この発明による縦型製袋充填包装機の１サイクルにおける主要装置の包装動作の一例（時間の経過に伴う動作の基本的な変化）を示すタイミングチャートである。図２においては、横軸は時間であり、１サイクルを００から１００までの時間目盛で示している。また、縦軸は基本的には各主要装置の動作速度を表している。ここで、縦型製袋充填包装機の主要装置は、縦シール装置５２、横シール装置５４及び包装材送り装置５５であり、縦シール制御部２５、横シール制御部２６及び包装材送り制御部２４がそれぞれをタイミングチャートに従って制御をする。

この実施例においては、図２のタイミングチャートに示すように、横シール装置５４は、横シール装置５４を構成する横シールブロック５４ａ，５４ｂの筒状包装材Ｆｔに対して接近・離反する開閉動作のみを行う。包装材送り装置５５は、１サイクルにおいて、包装材送り動作、即ち、筒状包装材Ｆｔの充填筒５３の筒軸線に沿う方向の縦方向送り動作を、前後の２回の期間に分けて行う。包装材送りの１回目の送りは、その送り量が、１包装サイクルにおいて一袋の殆どの長さの部分を形成するために包装材を送るべき送り量となる主たる送りである。したがって、この１回目の送り量は、縦シール装置５２の縦シールブロック５２ａ，５２ｂが包装材に縦シールを施す縦長さの範囲内に定められる。２回目の包装材送りは、その送り量が、後述するように、筒状包装材Ｆｔに弛みを生じさせる程度に設定されている従たる送りである。縦シール装置５２については、開閉動作や縦方向への移動動作をするものであるが、図示の煩雑さを避けるため、動作としては縦シール期間Ｔ２のみを示している。

図２に示すタイミングチャートに従って、時間の経過とともに、包装材送り装置５５、縦シール装置５２及び横シール装置５４の動作を説明する。包装材送り装置５５は、時刻ｔ０におけるサイクル開始後、時刻ｔ１において１回目の包装材送りを開始する。包装材送りが時刻ｔ２において一定の送り速度に達し、その後、時刻ｔ３において包装材送り速度は減速を開始し、時刻ｔ４で１回目の包装材送りを終了する。時刻ｔ０からｔ４までは包装材の主たる送りとして１回目の包装材送りが行われており、袋の形成に必要な殆どの長さの包装材の送りが行われる。この間、縦シール装置５２の縦シールブロック５２ａ，５２ｂと横シール装置５４の横シールブロック５４ａ，５４ｂは、包装材の送りと干渉しない（包装材の通過を許容する）ように、共に開き位置を占めた状態を維持している。

１回目の包装材送りが減速を開始する時刻ｔ３において、横シール装置５４の横シールブロック５４ａ，５４ｂは閉じ動作を開始する。横シール装置５４の閉じ動作中の時刻ｔ４において、包装材送り装置５５による筒状包装材Ｆｔの送り速度が０となり、包装材送りが停止される。時刻ｔ４から短い期間後の時刻ｔ５において、横シール装置５４の閉じ動作が終了する。したがって、横シールブロック５４ａ，５４ｂが閉じ動作を完了する時刻ｔ５では、停止中の筒状包装材Ｆｔを挟み込む状態となり、筒状包装材Ｆｔを加圧加熱することによって横シールを施す横シール期間Ｔ１が開始される。同時に、包装材送り装置５５による筒状包装材Ｆｔの従たる送りとして２回目の送りが開始され、更に、縦シール装置５２の縦シールブロック５２ａ，５２ｂが閉じて両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んだ状態となり、縦シール期間Ｔ２も開始される。縦シール装置５２は、縦シール期間Ｔ２の開始とともに、筒状包装材Ｆｔの２回目の送りと同調して下降を開始する。

包装材送り装置５５による筒状包装材Ｆｔの２回目の送りの速度は、１回目の送りの速度よりも充分遅く、時刻ｔ６で定速度に達し、時刻ｔ７まで当該定速度で継続され、その後減速して時刻ｔ８で送り速度が０となる。時刻ｔ５から時刻ｔ８までの期間は、縦シール装置５２については、縦シールブロック５２ａ，５２ｂが閉じることで両側縁部分ｆｅ，ｆｅを貼り合わせる縦シールを施す縦シール期間Ｔ２であり、且つ筒状包装材Ｆｔの縦方向送りと同じ方向に下降動作をする期間でもある。時刻ｔ５から時刻ｔ８までの期間は、また、包装材送り装置５５による筒状包装材Ｆｔの２回目の送りの期間でもあり、横シール装置５４による横シール期間Ｔ１でもある。このように、筒状包装材Ｆｔの２回目の送りの期間と、縦シール装置５２による縦シール期間Ｔ２と、横シール装置５４による横シール期間Ｔ１とは、時刻ｔ５～時刻８で開始と終了の動作タイミングが一致しており、横シール装置５４及び縦シール装置５２の両シール動作、及び包装材送り装置５５の２回目の包装材送り動作は時刻ｔ８まで継続し、包装材の２回目の送りと両シール期間Ｔ１，Ｔ２は時刻ｔ８において終了する。

横シール期間Ｔ１が終了する時刻ｔ８に、横シール装置５４は開き動作を開始する。開き動作は時刻ｔ９までの短い期間に行われ、時刻ｔ９では、横シールブロック５４ａ，５４ｂが筒状包装材Ｆｔを挟み込んで形成した横シール部Ｓｅから後退して離れた位置を占める。縦シール装置５２は、時刻ｔ８の時点で最下位置を占めていて、且つ縦シールブロック５２ａ，５２ｂ及び横シールブロック５４ａ，５４ｂが開いた状態となり、後の１回目の筒状包装材Ｆｔの送りが可能となる。その後、縦シール装置５２は、縦シールブロック５２ａ，５２ｂは開き状態のまま包装材の送り方向と逆方向に上昇し、包装サイクルの終了時刻である時刻ｔ１２までに当初位置（最上位置）に戻り、１サイクルの縦シール動作が終了する。

時刻ｔ５から時刻ｔ８までの間、横シール装置５４が横シール期間Ｔ１にあって、横シールシールブロック５４ａ，５４ｂが筒状包装材Ｆｔを挟み込んでいるが包装材送り方向には移動せず停止している間に、縦シール期間Ｔ２にある縦シール装置５２の縦シールシールブロック５２ａ，５２ｂが略筒状に曲成された包装材の両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んだまま包装材送り方向に下降動作をし、且つ同時に包装材送り装置５５が２回目の包装材送り動作をする。これによって、横シール装置５４が縦方向の移動について停止している間に２回目の包装材送りが行われる筒状包装材Ｆｔには、横シール装置５４の上流側直上の部分、即ち、袋Ｂの下部の領域で弛みが形成されることになる。

図３には、図２に示すタイムチャートに従って動作をする縦型製袋充填包装機の主要な状態を時間経過の順に説明する説明図である。図３の状態（１）は、例えば時刻ｔ３における包装動作の状態を示している。縦シール装置５２の縦シールブロック５２ａ，５２ｂと横シール装置５４の横シールブロック５４ａ，５４ｂは共に開き位置を占めた状態を維持しており、包装材送り装置５５は、縦シール装置５２及び横シール装置５４と干渉することなく（包装材の通過を許容する）、１回目の包装材の送り略終了している。図３の状態（２）は、横シール装置５４が閉じ動作を完了した時刻ｔ５の状態を示している。横シールブロック５４ａ，５４ｂは筒状包装材Ｆｔに当接し且つ挟み込んだ当接した位置を占めており、横シール期間Ｔ１が開始されている。同時に、縦シール装置５２による縦シール期間Ｔ２も開始され、包装材送り装置５５が２回目の包装材送り動作も開始される。

図３の状態（３）は、時刻ｔ５～ｔ８の間の時刻で包装材に弛みを形成している状態を示している。縦シール装置５２の縦シールシールブロック５２ａ，５２ｂが両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んだまま下降動作をし、包装材送り装置５５による２回目の包装材送りが行われている。横シール装置５４は縦方向には不動であるので、２回目の包装材送りは筒状包装材Ｆｔの横シール装置５４の上流側直上に位置する部分に弛みをもたらし、袋Ｂは下部が弛んで下膨れの状態となる。充填筒５３を通して袋Ｂ内に投入される製品Ｓは袋Ｂの下部に沈み込み易くなり、製造された袋包装体Ｐｂは座りの良い形態となる。時刻ｔ５～ｔ８の期間は縦シール装置５２による縦シール期間Ｔ２ともなっており、縦シール装置５２については、弛み形成のために包装材送り装置５５による２回目の包装材の送りと同調して下降動作をする間を、包装材の両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで縦シールを施す期間（縦シール期間Ｔ２）として兼ねているので、包装サイクルの時間が無用に長くなるのが回避され、包装速度の向上が図られる。

図３に示す包装材の送りは、充填筒５３の後方に配置された単一の吸引ベルトによる包装材送り装置５５によって行われているが、図６に示したように、充填筒５３の左右両側方に配置された一対の吸引ベルトによる包装材送り装置５５ａ，５５ｂによって行ってもよい。縦シール装置５２の縦方向の移動動作は、包装材送り装置５５による２回目の包装材送りのときのみ同調して行えばよいので、縦方向の移動量は僅かであり、縦シール装置５２の動作負担は少なくて済む。

図４には、この発明による縦型製袋充填包装機が実行する１サイクルの包装動作についてタイミングチャートの別例が示されている。このタイミングチャートは、横シール装置５４が開閉動作のみならず昇降動作をするとともに、横シール装置５４に備わるしごき部材によって袋の上部に対してしごき動作を行うように、図２に示した基本的なタイミングチャートの一部を改変したものである。図２に示したタイミングチャートで行う動作と同等の動作については、図２で示した時刻符号と同じものを用いることで再度の説明を省略し、以下、改変した事項について説明をする。

図４のタイミングチャートでは、横シール装置５４の昇降動作が付け加えられており、１回目の包装材送りが開始される前の時刻ｔ０において、横シール装置５４は横シールブロック５４ａ，５４ｂが開いた状態のまま上昇を開始し、包装材送り装置５５による包装材の１回目の送りが行われている途中の時刻ｔ２５まで、上昇を行う。包装材送り装置５５による包装材の１回目の送りが減速を開始する時刻ｔ３において、横シール装置５４は、１回目の閉じ動作を開始すると同時に下降動作も開始する。横シール装置５４の１回目の閉じ動作は、１回目の包装材送りの後の時刻ｔ５１まで継続され、筒状包装材Ｆｔに当接する直前の位置で閉じ動作を停止する。

横シール装置５４は、筒状包装材Ｆｔを挟むように、一対のしごき板６０ａ，６０ｂから構成されるしごき部材６０を備えている（図５参照）。しごき部材６０は、横シールブロック５４ａ，５４ｂの下面上において、筒状包装材Ｆｔに向って進退可能に配置されており、横シールブロック５４ａ，５４ｂが筒状包装材Ｆｔに向って進出されるときにばね力を介して筒状包装材Ｆｔに当接可能な周知の構造のものである。

横シール装置５４が１回目の閉じ動作を開始して後、筒状包装材Ｆｔを外側から挟み込んでいる一対のしごき板６０ａ，６０ｂは、筒状包装材Ｆｔに対して擦りながら下降動作をすることにより、時刻ｔ３からｔ５２の間（しごき期間Ｔ３）、横シール予定領域（袋Ｂの頭部）に対してしごく動作をする。筒状包装材Ｆｔの横シール予定領域内側に製品Ｓの破片が付着しているような場合であっても、しごき部材６０のしごき動作によって製品Ｓの破片は袋Ｂ内へ掻き落とされるので、横シール装置５４がシール予定領域に製品Ｓの破片を挟み込むことがなく、横シール不良を未然に防止することができる。

しごき期間Ｔ３が終了した時刻ｔ５２に、横シール装置５４は再び閉じ動作（時刻ｔ５３までの２回目の閉じ動作）をする。時刻ｔ５３で、横シールブロック５４ａ，５４ｂが筒状包装材Ｆｔの横シール予定領域を挟み込み、横シールを開始する。横シール装置５４の下降動作は時刻ｔ５２で終了しているので、しごき部材６０のしごき板６０ａ，６０ｂが袋Ｂに当接（横シールブロック５４ａ，５４ｂの閉じ動作に伴ってしごき部材６０が更に閉じようとする動きは、ばねの変形で吸収される）していても、しごき動作をすることはない。時刻ｔ５３で開始された横シール期間Ｔ１は、図２に示したタイムチャートの場合と同様に、時刻ｔ８まで継続される。また、図２に示したタイムチャートの場合と同様に、時刻ｔ５３において、弛み形成のための包装材送り装置５５の２回目の包装材送りの期間と、縦シール装置５４による縦シール期間Ｔ２（縦シール装置５４の縦方向の移動動作を含む）とが開始され、時刻ｔ８まで継続される。

図５には、図４に示すタイムチャートに従って動作をする縦型製袋充填包装機の主要な状態を時間経過の順に説明する説明図である。図５の状態（１）は、例えば時刻ｔ２における包装動作の状態を示している。縦シール装置５２は上昇した位置を占めており、横シール装置５４は上昇中である。縦シール装置５２の縦シールブロック５２ａ，５２ｂと横シール装置５４の横シールブロック５４ａ，５４ｂは共に開き位置を占めた状態を維持しており、包装材送り装置５５は、縦シール装置５２及び横シール装置５４と干渉することなく（包装材の通過を許容する）、１回目の包装材の送りを行っている。図５の状態（２）は、例えば時刻ｔ５１における包装動作を示している。縦シール装置５２は依然として上昇位置を占めていて開いており、横シール装置５４は、１回目に閉じ動作を完了して、筒状包装材Ｆｔに接近した位置を占めているとともに、時刻ｔ３から開始した下降動作を継続中である。しごき部材６０の一対のしごき板６０ａ，６０ｂは筒状包装材Ｆｔに当接した位置を占めており、横シール予定領域にしごき動作を施すしごき期間Ｔ３が開始されている。

図５の状態（３）は、時刻ｔ５３における縦型製袋充填包装機の包装動作の状態を示している。図２に示すタイムチャートの時刻ｔ５における包装動作と同様である。時刻ｔ５３において、横シール装置５４は２回目の閉じ動作を終了しており、横シールブロック５４ａ，５４ｂは筒状包装材Ｆｔを挟み込んで横シールを開始する（横シール装置５４による横シール期間Ｔ１の開始）。横シール装置５４の下降動作は時刻ｔ５２で既に終了しており、最下位置を維持している。一方、縦シール装置５２は、閉じ動作を行い、縦シールブロック５２ａ，５２ｂが両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで、縦シールを開始する（縦シール装置５２による縦シール期間Ｔ２の開始）。更に、時刻ｔ５３において、包装材送り装置５５は２回目の包装材送り動作を開始する。

図５の状態（４）は、時刻ｔ５３～ｔ８の間の時刻、例えば時刻ｔ７で包装材に弛みを形成している状態を示している。縦シール装置５２の縦シールシールブロック５２ａ，５２ｂが両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んだまま下降動作をし、包装材送り装置５５による２回目の包装材送りが行われている。この時点では横シール装置５４は縦方向には不動であるので、２回目の包装材送りによって送られた筒状包装材Ｆｔには、横シール装置５４の上流側直上の部分において弛みがもたらされ、袋Ｂは下部が弛んで下膨れの状態となる。充填筒５３を通して袋Ｂ内に投入される製品Ｓは袋Ｂの下部に沈み込み易くなり、袋包装体Ｐｂは座りの良い形態となる。同時に、縦シール装置５２による縦シール期間Ｔ２も開始され、弛み形成の期間と縦シール期間Ｔ２とを兼ねることで、１包装サイクルの無用な長期化を回避することができる。

図５に示す包装材の送りは、充填筒５３の後方に配置された単一の吸引ベルトによる包装材送り装置５５によって行われているが、図６に示したように、充填筒５３の左右両側方に配置された一対の吸引ベルトによる包装材送り装置５５ａ，５５ｂによって行ってもよい。縦シール装置５２の縦方向の移動動作は、包装材送り装置５５による２回目の包装材送りのときのみ同調して行えばよいので、縦方向の移動量は僅かであり、縦シール装置５２の動作負担は少なくて済む。

上記の実施例では、横シール装置５４が筒状包装材Ｆｔを挟み込んで横シールを施すときに当該横シール装置５４は縦方向に移動しない、とする包装材の間欠送り型の縦型製袋充填包装機として説明したが、包装材が連続送りされる形式の縦型製袋充填包装機であっても同様の弛み形成作用を奏することが可能である。この場合、横シール装置５４の横シールブロック５４ａ，５４ｂがボックスモーションのような循環動作をするのは勿論のこと、縦シール装置５２についても、縦シールブロック５２ａ，５２ｂが横シール装置５４と同様にボックスモーションのような循環動作をするものとされる。また、包装材送り装置５５による１回目の送りに相当する送りに連続して２回目の送りに相当する送りが行われるときには、縦シール装置５２が横シール装置５４に相対的に接近する、即ち、筒状包装材Ｆｔを挟み込んで横シールを施しながら下降動作をする横シール装置５４の下降速度よりも、包装材の両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで縦シールを施しながら下降動作をする縦シール装置５２の下降速度を相対的に速めることで、その接近距離の分だけ、筒状包装材Ｆｔから形成されようとする袋の下部（横シール装置５４の上流側直上に位置する筒状包装材Ｆｔの部分）に弛みが形成され、製品の袋底への沈みが促される。また、縦シール装置５２が包装材の両側縁部分ｆｅ，ｆｅに縦シールを施しながら筒状包装材Ｆｔに弛みを形成する動作をしており、弛み形成の期間と縦シール期間とを兼ねることで、１包装サイクルの無用な長期化が回避される。

以上、本発明による縦型製袋充填包装機の実施例について説明をしたが、その包装動作の説明において、本発明による縦型製袋充填包装方法の実施の形態についても説明されている。また、本発明による縦型製袋充填包装方法及び包装機の実施例については、上記に説明した形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づき、種々の変更をなし得るものである。

１９設定部２０制御装置
２１演算部２２メモリ
２３製品供給制御部２４包装材送り制御部
２５縦シール制御部２６横シール制御部
２７カッタ制御部
５０縦型製袋充填包装機５１フォーマ
５２縦シール装置５２ａ，５２ｂ縦シールブロック
５３充填筒
５４横シール装置５４ａ，５４ｂ横シールブロック
５５，５５ａ，５５ｂ包装材送り装置（紙送り装置）
５６カッタ装置５６ａカッタ刃５６ｂ溝
５９，５９緊張ガイド
６０しごき部材６０ａ，６０ｂしごき板
Ｆｔ筒状包装材Ｆｗ帯状包装材
ｆｅ，ｆｅ両側縁部分Ｓ製品
Ｓｃ縦シール部Ｓｅ横シール部
Ｂ袋Ｂｐ袋包装体
Ｔ１横シール期間Ｔ２縦シール期間Ｔ３しごき期間

Claims

充填筒の周りを取り巻くように曲成された状態にある帯状包装材を包装材送り装置によって縦方向に送り、
前記帯状包装材の両側縁部分同士を縦シール装置によって挟み込んで当該両側縁部分に縦シールを施すことで前記帯状包装材を筒状包装材に形成し、
前記筒状包装材を挟み込む横シール装置によって横シールを施すことで、前記筒状包装材から先行して形成され且つ前記充填筒を通して製品が投入された袋を封止しつつ後続の袋を形成し、
前記帯状包装材から形成された前記袋に前記製品が収容され且つ包装された袋包装体を連続して製造する縦型製袋充填包装方法において、
前記帯状包装材の縦方向の送りを、前記袋の一部の縦長さを送る１回目送りと、その後に前記袋の残りの縦長さを送る２回目送りとからなる二度送りで行い、
前記包装材送り装置が前記２回目送りをしている間、前記横シール装置は縦方向へ移動することなく前記筒状包装材に前記横シールを施し、前記縦シール装置は前記両側縁部分に前記縦シールを施しつつ前記包装材送り装置による前記２回目送りに同調して縦方向動作をする
ことから成る縦型製袋充填包装方法。
前記横シール装置は、前記筒状包装材を挟み込む閉じ動作と挟み込んだ前記筒状包装材から離れる開き動作とから成る開閉動作のみを行うことから成る請求項１に記載の縦型製袋充填包装方法。
前記横シール装置は、しごき部材を備えているとともに、前記筒状包装材に接近離間する開閉動作と、縦方向への昇降動作とを組み合わせたボックスモーション動作をし、
前記ボックスモーション動作は、１回目の閉じ動作で前記筒状包装材に接近し、接近した状態で下降動作をし、下降位置で前記筒状包装材を挟み込む２回目の閉じ動作をし、その後の開き動作と上昇動作によって前記横シールが施された部分から離間するとともに前記１回目の閉じ動作をする直前の元の位置に戻る動作であり、
前記横シール装置が前記ボックスモーション動作のうち前記下降動作をするときに、前記しごき部材が前記筒状包装材の横シール予定領域をしごくしごき動作をし、
前記包装材送り装置が前記２回目送りをする際に、前記横シール装置が前記ボックスモーション動作のうち前記下降位置で縦方向へ移動することなく前記２回目の閉じ動作をすることで前記筒状包装材に前記横シールを施す
ことから成る請求項１に記載の縦型製袋充填包装方法。
充填筒の周りを取り巻くように曲成された状態にある帯状包装材を縦方向に送る包装材送り装置と、
前記帯状包装材の両側縁部分同士を挟み込んで当該両側縁部分に縦シールを施すことで前記帯状包装材を筒状包装材に形成する縦シール装置と、
前記筒状包装材を挟み込んで横シールを施すことで、前記筒状包装材から先行して形成され且つ前記充填筒を通して製品が投入された袋を封止しつつ後続の袋を形成する横シール装置を備えており、
前記帯状包装材から形成された前記袋に前記製品が収容され且つ包装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において、
前記包装材送り装置は、前記帯状包装材の縦方向の送りを、前記袋の一部の縦長さを送る１回目送りと、その後に前記袋の残りの縦長さを送る２回目送りとからなる二度送りで行い、
前記包装材送り装置が前記２回目送りをしている間、前記横シール装置は縦方向へ移動することなく前記筒状包装材に前記横シールを施し、前記縦シール装置は前記両側縁部分に前記縦シールを施しつつ前記包装材送り装置による前記２回目送りに同調して縦方向動作をする
ことから成る縦型製袋充填包装機。
前記横シール装置は、前記筒状包装材を挟み込む閉じ動作と挟み込んだ前記筒状包装材から離れる開き動作とから成る開閉動作のみを行うことから成る請求項４に記載の縦型製袋充填包装機。
前記横シール装置は、しごき部材を備えているとともに、前記筒状包装材に接近離間する開閉動作と、縦方向への昇降動作とを組み合わせたボックスモーション動作をし、
前記ボックスモーション動作は、１回目の閉じ動作で前記筒状包装材に接近し、接近した状態で下降動作をし、下降位置で前記筒状包装材を挟み込む２回目の閉じ動作をし、その後の開き動作と上昇動作によって前記横シールが施された部分から離間するとともに前記１回目の閉じ動作をする直前の元の位置に戻る動作であり、
前記横シール装置が前記ボックスモーション動作のうち前記下降動作をするときに、前記しごき部材が前記筒状包装材の横シール予定領域をしごくしごき動作をし、
前記包装材送り装置が前記２回目送りをする際に、前記横シール装置が前記ボックスモーション動作のうち前記下降位置で縦方向へ移動することなく前記２回目の閉じ動作をすることで前記筒状包装材に前記横シールを施す
ことから成る請求項４に記載の縦型製袋充填包装機。