JP7328687B2 - 縦型製袋充填包装機 - Google Patents

Description

本発明は縦型製袋充填包装機に係り、さらに詳しくは、「カット野菜」や「もやし」等を包装する縦型製袋充填包装機に関する。

従来、原反ロールから繰り出された包装用フィルムを製袋器で筒状に成形し、この筒状フィルムを垂直下方に給送して、筒状フィルムの重合端縁部に縦シールを施した後、被包装品である製品が投入、充填され、次いで、製品と製品の間の位置で、筒状フィルムの幅方向に横シールを施し、当該横シールの中央部においてカッタで切断することにより、製品が袋部内に充填された所謂ピロー包装体を製作する縦型製袋充填包装機が各種の産業分野で広く使用されている。

上記縦型製袋充填包装機において用いられる横シール装置では、筒状フィルムを挟んで対向する一方と他方の横シール部材を有しており、これらの横シール部材は、互いに接近・離間自在となっている。
また、各横シール部材にはヒータが内蔵されており、各横シール部材で筒状フィルムを押圧した状態でヒータにより熱が加えられ、これにより、押圧された部分が軟化し、かつ固着されるようになっている。つまり、横シールが施工されるようになっている。

以上のような縦型製袋充填包装機においては、横シールの不良等の包装不良が生じることがある。そして、この横シールのシール不良の要因としては、圧力不足によるシールの溶着不良や横シール領域に被包装物がはみだして、横シール時にその被包装物を噛み込んで発生するシール不良等が挙げられる。

これらの課題への解決策として、従来、横シーラの駆動アクチュエータにサーボモータを使用し、このサーボモータへの制御電流値を制御することでシール圧力を適切に保つ方法（例えば特許文献１）や、横シールの前段階でしごき部材により筒状フィルムをしごいて被包装物を下方へ沈め、シール用域から排除する方法（例えば特許文献２）や、万一、噛み込みが発生しても横シール時にサーボモータの駆動電流の変化をモニターすることで噛み込みの発生を検知して不良品が下流に流れることを防止する方法など（例えば特許文献３）が実施されている。

ところで、縦型製袋充填包装機で、「カット野菜」や「もやし」等を包装することが行われている。この場合、横シールを施す前に筒状フィルム内の空気を抜くことが求められ、そのため、通常の横シール工程の他に、脱気という工程が加わる。
また、「カット野菜」や「もやし」等は筒状フィルム内に落下した状態では嵩張って沈み込まず、噛み込みの危険性も高い。

これらの課題に対しての解決策として、脱気部材としごき部材の両方を横シーラに備える製袋装置および製袋方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
この特許文献４に開示された製袋装置および製袋方法の場合、脱気は筒状フィルムの前後をスポンジで押圧することで筒状フィルム内の空気を上方に押し出して脱気する構成となっている。
また、しごき部材は脱気の時の上方への空気の流れを阻害しないように適度な隙間を設けた構成となっている。

また、筒状フィルム内の空気を抜く脱気方法について、筒状フィルムをスポンジ等で押圧して空気を抜くのではなく、横シーラ―の周りを囲むチャンバーを形成し、このチャンバー内で吸引することで脱気を行う方法も提案されている（例えば、特許文献５参照）。

特開平０５－１３９４１９号公報 特開２０００－２２６００６号公報 特開２００７－３０２２６１号公報 特開２０１６－０８３７９８号公報 ＷＯ２０１５／１２１０３２号公報

しかしながら、上記特許文献４に開示された製袋包装機では、脱気を実行する際は、筒状フィルムの前後をスポンジで押圧することで、筒状フィルム内の空気を上方に押し出して脱気するようになっているが、スポンジを強く押圧すると、被包装物を傷つけて商品価値を低下させるおそれがあり、これに対して、スポンジを押圧する力が弱いと十分な脱気が出来ないという問題が生じる。

また、しごきを実施する場合、下方の横シールを破裂させないために、しごき部材間に袋内の空気を上方に逃すためのある程度の隙間は必要であるが、その隙間は、脱気の為に必要とされる隙間よりは小さい。一方、隙間が大きすぎるとしごきの効果がなくなる。
そのため、しごきの効果と脱気の効果の両方が得られる隙間が必要となるが、その調整は困難である、という問題が生じる。

上記特許文献５に開示された製袋包装機では、横シーラの駆動および脱気がチャンバー外に設けられた作動手段で行うようになっているが、この場合、装置が嵩張らないようコンパクトに構成しようとすると、通常は作動手段としてエアシリンダ等を用いる場合が多い。
しかし、エアシリンダを用いた場合、エアシリンダは圧力調整が不安定なので、適正なシール圧の確保が困難となり、同時に、噛み込みの検出機能が働かなくなる、という不具合が生じる。
さらに、これらの機能を盛り込むために、作動手段としてサーボモータをチャンバー内あるいはそのチャンバー周辺に設置しようとすると、複数のサーボモータ及び回転運動を直線運動に変換する複数の変換機構が必要となるなど、大掛かりな装置となってしまう、という問題が生じる。

〔発明の目的〕
本発明は上記課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、吸引式の脱気方法で、標準的な縦型製袋充填包装機で実施されているサーボモータを駆動源とすることで適正なシール圧の保持やかみ込みの検出機能をコンパクトな構成で実現でき、さらに、必要に応じてしごき動作を付加でき、それにより適正なしごきも実施できる縦型製袋充填包装機を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の縦型製袋充填包装機は、巻取りロールから繰り出される面状の包装材を製品包装用の筒状包装材とする製袋充填筒と、この製袋充填筒の下方に配設され前記製品が投入された前記筒状包装材の製品投入側を、一対の横シール部材により加熱シールする横シール装置とを備えた縦型製袋充填包装機であって、
前記一対の横シール部材をそれぞれ個別に囲い込むと共に、一つからなる第１のサーボモータによって互いに接近・離間することにより、前記一対の横シール部材を互いに接近・離間させる一対のバキュームボックスと、前記一対のバキュームボックスの対向面同士の接触動作後に機能し前記加熱シール施工前に前記筒状包装材の内部の空気を吸引し且つ外部に排出する吸引脱気手段とを有し、
この吸引脱気手段は、前記一対のバキュームボックスの内一方のバキュームボックスに他方のバキュームボックス側に対してエアシリンダによって前後進自在に設けられたスライド部材を備え、
このスライド部材は、
前記他方のバキュームボックス側に対して前進した状態で前記他方のバキュームボックスに当接して前記一対の横シール部材間に隙間を形成することにより、この隙間を介して前記筒状包装材の内部の空気を吸引し且つ外部に排出する前記吸引脱気手段による作業を可能にする機能と、
前記他方のバキュームボックスに当接したまま前記他方のバキュームボックス側に対して後退した状態になって前記一対の横シール部材同士を前記筒状包装材を挟んで接触させることにより、前記筒状包装材を加熱シールする前記一対の横シール部材による作業を可能とする機能とを有していることを特徴とする。
。

本発明の縦型製袋充填包装機によれば、一対の横シール部材をそれぞれ個別に囲い込んだ一対のバキュームボックスがサーボモータ駆動により互いに接近・離間するようになっており、加熱シール施工前に吸引脱気手段の隙間形成用スライド部材により筒状包装材の内部の空気吸引作業を実行した後、一対の横シール部材により横シールを施工するようになっているので、適正なシール圧の保持が可能となる。
また、一対の横シール部材が横シールを施工する際、筒状包装材の内部の製品を噛み込んだ場合、サーボモータの駆動電流の変化をモニターすることで噛み込みの検出を行うことができる。
さらに、標準的な縦型製袋充填包装機で実施されている一つのサーボモータを駆動源として利用できるので、コンパクトな装置を構成でき、コストも安くなり、その結果、経済的にも優れた縦型製袋充填包装機を得ることができる。

本発明に係る縦型製袋充填包装機の第１実施形態を示す全体斜視図である。 前記実施形態の横シール装置および吸引脱気手段の概略を示し、図２（Ａ）は全体平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ矢視図である。 前記実施形態の横シール装置および吸引脱気手段の詳細を示す部分拡大詳細図である。 前記実施形態の横シール装置を構成する一方および他方のヒータブロックを示し、図４（Ａ）は各ヒータブロックが離れている状態、図４（Ｂ）は各ヒータブロックの先端加熱シール部が当接した状態、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）におけるＣ矢視図である。 前記実施形態の横シール装置および吸引脱気手段を構成するカッタを示す全体平面図である。 前記実施形態の吸引脱気手段を構成する吸着具を示す側面図である。 前記実施形態のスライド部材が装備された一方側バキュームボックスと、他方側バキュームボックスとの幅方向の寸法関係を示す模式図である。 前記実施形態の一方側および他方側バキュームボックスの動作を示す模式図であり、図８（Ａ）は両バキュームボックスが開いている状態、図８（Ｂ）は吸引位置にある状態、図８（Ｃ）は一方側および他方側ヒータブロックがシール位置にある状態を、それぞれ示す模式図である。 図８の状態をさらに具体的に示す動作図である。 本発明に係る縦型製袋充填包装機の第２実施形態を示す全体斜視図である。 前記第２実施形態のしごき動作を示す模式図である。 前記図１１に基づくしごき動作を示した具体例を示す模式図で、図１２（Ａ）は一対のバキュームボックスが待機位置にあるとき、図１２（Ｂ）（Ｃ）は一対のバキュームボックスがそれぞれしごき位置にあるときの動作を示す模式図である。 前記図１１に基づくしごき動作を示した具体例を示す模式図で、図１３（Ｄ）は一対のバキュームボックスが吸引位置にあるとき、図１３（Ｅ）は一対のバキュームボックスがシール位置にあるとき、図１３（Ｆ）（Ｇ）は一対のバキュームボックスがそれぞれ待機位置にあるときの動作を示す模式図である。

以下に、図１～９を参照して本発明に係る縦型製袋充填包装機の第１実施形態を説明する。

〔縦型製袋充填包装機の全体構成〕
図１に示すように、縦型製袋充填包装機１は、所定量の帯状フィルムＦｗが巻付けられた巻取りロールＦｒを備えている。
巻取りロールＦｒの帯状フィルムＦｗの流れの下流側には、帯状フィルムＦｗに、矢印Ａで示す方向に遥動して最適のテンションを付与するテンション機構２が配置されており、このテンション機構２の流れのさらに下流側には、当該テンション機構２を経由した帯状フィルムＦｗを筒状に形成する製筒器３と、この製筒器３で形成された筒状包装材である筒状フィルムＦｔを装着する製袋充填筒４が配置されている。

製袋充填筒４には、筒状フィルムＦｔを下流に送る紙送り機構５が設けられると共に、この紙送り機構５と直交する一方側の側方には、筒状フィルムＦｔの重ね合わされた両端部に縦シールを施す縦シール装置６が配置されている。

縦シール装置６の下流には、製袋充填筒４の上方に配設された製品投入部４Ａから、例えば、一定量の「カット野菜」や「もやし」等の製品Ｐ２が投入された筒状フィルムＦｔの製品投入側を、両側から加圧接触させ、その後に加熱シールする一方側および他方側横シール部材であるヒータブロック１２，１３からなる一対の横シール用部材１１を備えた横シール装置１０が配設されている。
また、上記横シール装置１０を装備した状態で、筒状フィルムＦｔの内部の空気を抜く吸引脱気手段２０が配設されている。

そして、横シール装置１０および吸引脱気手段２０は、以下に述べる第１のサーボモータであるバキュームボックス駆動用サーボモータ２９の駆動により、各ヒータブロック１２，１３が接近・離間する方向（Ｘ軸方向）に移動自在となっている。
なお、上記バキュームボックス駆動用サーボモータ２９は、標準的な縦型製袋充填包装機において利用されているサーボモータである。そのため、サーボモータの駆動電流の変化をモニターすることで、例えば、袋内の製品の噛み込みの検出を行うことができる。

〔横シール装置と吸引脱気手段の説明〕
次に、図２，３に基づいて、まず、横シール装置１０を説明する。
ここで、図２は、一対のバキュームボックス２１と、一対の横シール部材であるヒータブロック１１と、隙間形成用スライド部材(以下、単にスライド部材と言う)２７と、第１のサーボモータであるバキュームボックス駆動用サーボモータ２９との相互関係を示す概略図であり、図３は、これらの各部材を実際に組み立てた状態を示す図である。

横シール装置１０を構成する一方側ヒータブロック１２は、一方側（図２，３において左側）に配設されている一方側バキュームボックス２２内にスライド部材２７を介して収容されており、他方側ヒータブロック１３は、他方側（図２，３において右側）に配設されている他方側バキュームボックス２３内に収容されている。

各ヒータブロック１２，１３は、図４にも示すように、断面ホームベース状の横長部材で形成されており、各ヒータブロック１２，１３には、それぞれ、図示しないヒータが内蔵されている。
また、各ヒータブロック１２，１３は、図示しないビス止め等により、それぞれ一方側および他方側バキュームボックス２２，２３に固定されている。

図４に示すように、一方側ヒータブロック１２の前面は、多数状の横溝等で形成された上シール面１２ａと下シール面１２ｂとなっており、また、他方側ヒータブロック１３の前面は、多数状の横溝等で形成された上シール面１３ａと下シール面１３ｂとなっている。
なお、一方側バキュームボックス２２内において、一方側ヒータブロック１２と一方側バキュームボックス２２の内側面との間には、一方側バキュームボックス２２および一方側ヒータブロック１１に対して前後方向にスライド可能なスライド部材２７が設けられている。

上シール面１２ａと下シール面１２ｂ、および上シール面１３ａと下シール面１３ｂとの間には、それぞれカッタ摺動用溝１２ｃ，１３ｃが形成されており、シール後の筒状フィルムＦｔの所定位置を切断する際にカッタ２８（孔あけ切断部材）がカッタ摺動用溝１２ｃ，１３ｃ内を前後進できるようになっている。

ここで、カッタ摺動用溝１２ｃ，１３ｃについては、図４に示すように、一方側ヒータブロック１２のカッタ摺動用溝１２ｃは、当該一方側ヒータブロック１２の後面に形成されているカッタ差込空間１２ｄから、当該ヒータブロック１２の前面側端面にわたって貫通して形成されている。
これに対して、他方側ヒータブロック１３におけるカッタ摺動用溝１３ｃは、図４に示すように、当該他方側ヒータブロック１３の前面側端面から後面側に所定寸法切り込んで形成され、上記カッタ２８の先端部が筒状フィルムＦｔの所定位置を切断した後、その先端を受けるカッタ受け溝となっている。

図５に示すように、カッタ２８は、カッタ駆動用エアシリンダ３８〔図３参照〕に接続される接続部２８ｃを有する本体部２８ａと、その本体部２８ａの先端に形成された刃部２８ｂとで形成されている。
カッタ２８の刃部２８ｂは、複数（３箇所）の凸部２８ｂ１と２箇所の凹部２８ｂ２とで形成されており、これらは交互に形成されている。

このカッタ２８は、凸部２８ｂ１、凹部２８ｂ２とも筒状フィルムＦｔに接触しない位置（後進位置；第１位置）と、凸部２８ｂ１のみが筒状フィルムＦｔを突っ切る位置（吸引口形成位置；第２位置）と、凸部２８ｂ１、凹部２８ｂ２も袋を突っ切る位置（切断位置；第３位置）の３位置に移動可能となっている。
そして、カッタ２８の移動は、一方側ベース部材３２（図３参照）に配設された駆動用エアシリンダ３８（図３参照）の駆動により実行される。

図２，３に示すように、前記一方側バキュームボックス２２と他方側バキュームボックス２３とは、それぞれ、一方側ヒータブロック１２と他方側ヒータブロック１３の上下左右を囲んで収容できるように、一方側が開口した箱状に形成されている。

一方側バキュームボックス２２には、前記スライド部材２７が入れ子状態で設けられている。
このスライド部材２７は、筒状フィルムＦｔの少なくとも一部に空気抜き用の孔をあける孔あけ作業、孔明け後の筒状フィルムＦｔの両側面を開く袋開き作業、および開口された筒状フィルムＦｔの内部の空気を吸引する空気吸引作業を可能とする機能を有している。

スライド部材２７は、金属製の基部２７ａ、弾性部材２７ｂ、および樹脂製の接触部材２７ｃからなる三層構造となっている。そして、このスライド部材２７は、一方側べース部材３２に配設されたスライド部材駆動用エアシリンダ３７の駆動により、一方側バキュームボックス２２に対して、例えば、４ｍｍ程度前後進できるようになっている。ただし、この４ｍｍに限定されない。
また、一方側バキュームボックス２２は、一方側ベース部材３２に図示しないビス止め等により取付け固定されている。

他方側バキュームボックス２３は、他方側べース部材３３に図示しないビス止め等により取付け固定されている。この他方側バキュームボックス２３の前面には、全周にわたってパッキンを構成する弾性部材２３ａが貼り付けられている。弾性部材２３ａは、例えば、ゴム部材で構成されている。

前述のように、一方側バキュームボックス２２のスライド部材２７の前面側先端が樹脂製の接触部材２７ｃとなっており、これに対して、他方側バキュームボックス２３の前面側先端に弾性部材２３ａが設けられているので、一方側バキュームボックス２２のスライド部材２７と、他方側バキュームボックス２３とが当接したとき、両者２７，２３の内部空間の密閉性をより高めることができる。

一方側べース部材３２と他方側べース部材３３とは、それぞれの長さ方向両端がそれぞれガイドバー３４により連結されている。
このガイドバー３４はベース支持部材３５に支持されており、このベース支持部材３５は、上記両ベース部材３２，３３の略中間部において、前記各バキュームボックス２２，２３の前後移動用の駆動源としての前記サーボモータ２９を含む駆動機構（図略）に接続されている。
これにより、上記サーボモータ２９および駆動機構を駆動させることで、一方側べース部材３２と他方側ベース部材３３とがガイドバー３４に沿って互いに接近、離間できるようになっている。

一方側べース部材３２の外面には、２個の前記スライド部材摺動用エアシリンダ３７が、スライド部材２７の長さ方向両側に対応した位置の左右２箇所に配設されている。
また、一方側べース部材３２には、前記カッタ２８の前後移動を可能とする前記カッタ駆動用エアシリンダ３８が設けられている。

そして、前記一対のヒータブロック１１、およびこれらのヒータブロック１１を収容した一対のバキュームボックス２１、カッタ２８、一方側および他方側べース部材３２，３３、バキュームボックス駆動用のサーボモータ２９等を備えて、前記横シール装置１０が構成されている。

次に、図３に基づいて、前記吸引脱気手段２０について説明する。
この吸引脱気手段２０は、前記横シール装置１０による横シール施工を実施する前に機能させるものである。

吸引脱気手段２０は、前記筒状フィルムＦｔの少なくとも一部（例えば、３箇所）に空気抜き用の孔をあけると共に最終的に筒状フィルムＦｔを切断する前記カッタ２８と、孔明け後の筒状フィルムＦｔの製品投入側の両側面に吸着して当該両側面をあける開口用吸着部材である吸着パット４０と、開口された筒状フィルムＦｔの内部の空気を吸引する空気吸引部材である吸引管４１と、前記スライド部材２７とを備えて構成されている。

カッタ２８は、前述のように、一対のバキュームボックス２１の内、一方側バキュームボックス２２に設けられている。そして、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３のそれぞれのシール面１２ａ，１２ｂおよび１３ａ，１３ｂに形成されたカッタ摺動用溝１２ｃ，１３ｃ内に挿通可能となっている。

上記吸着パット４０は、図３に示すように、一方側バキュームボックス２２の下部および他方側バキュームボックス２３の下部に、それぞれ複数個（実施形態では４個）設けられている。
それぞれの吸着パット４０，４０は、図６に示すように、いずれも吸着部４０ａと、蛇腹部４０ｂと、ホース接続部４０ｃとで構成されている。
そして、ホース接続部４０ｃは、吸着駆動源側にホース部４０－１を介して接続されている。

吸着パット４０の吸着部４０ａは、筒状フィルムＦｔの両表面に吸着していない状態、つまり、一方側および他方側バキュームボックス２２，２３が離れている状態では、吸着部４０ａが各バキュームボックス２２，２３の前面よりわずかに突出した状態となるように取付けられている。
そのため、両バキュームボックス２２，２３が駆動され、一方側バキュームボックス２２のスライド部材２７の前面接触部と、他方側バキュームボックス２３の前面部の弾性部材２３ａとが接近し、かつ当接したとき、対向する両側の吸着部４０ａ，４０ａの前面部が筒状フィルムＦｔの表面に自動的に吸着するようになっている。

そして、一方側バキュームボックス２２のスライド部材２７の前面部と、他方側バキュームボックス２３の弾性部材２３ａとにより、一方側ヒータブロック１２と他方側ヒータブロック１３とをそれぞれ囲む密閉空間を作った後、カッタ２８が前記吸引口形成位置（第２位置；図８参照）に移動して、カッタ２８の３箇所の凸部２８ｂ１により筒状フィルムＦｔに３箇所の孔があけられる。
その後、吸着パット４０により筒状フィルムＦｔの吸着を開始することで、図６に示すように、筒状フィルムＦｔの吸引口Ｖを開口（５ｍｍ程度）させ、その後、吸引管４１による筒状フィルムＦｔの内部の空気の吸引が行われるようになっている。

次に、前記吸引管４１について説明する。
図３，９に示すように、吸引管４１は、一方側および他方側バキュームボックス２２，２３のそれぞれの左右方向２箇所に設けられている。
吸引管４１は、塩ビパイプ等で形成されており、他方側バキュームボックス２３内に差し込まれた吸込み側先端が、例えば、Ｌ字状に形成されており、吸着パット４０により開かれた筒状フィルムＦｔ内の空気を吸引し易い形状となっている。

吸引管４１の後端部は、一方側および他方側バキュームボックス２２，２３の下面から外部に突出して設けられ、この外部に突出した部分には、例えば、蛇腹状のホース〔図略〕を介して、機械本体側に配設されている吸引駆動源（図略）に接続されている。そして、吸引管４１は、常時ＯＮ状態となっている。
そのため、吸着パット４０により開かれた筒状フィルムＦｔ内の空気は、合計４本の吸引管４１により吸引され、かつ外部に排出されるようになっている。

前述したように、前記スライド部材２７は、前述したように、筒状フィルムＦｔの少なくとも一部に前記カッタ２８により空気抜き用の孔をあける孔あけ作業、孔明け後に前記吸着パット４０により筒状フィルムＦｔの両側面を開く袋開き作業、および開口された筒状フィルムＦｔの内部の空気を前記吸引管４１により吸引する空気吸引作業を可能とする機能を有している。
そして、このスライド部材２７は、前述したように、一方のべース部材３２に配設されたスライド部材駆動用エアシリンダ３７の駆動により、一方側バキュームボックス２２に対して、寸法Ｓ（例えば、４ｍｍ程度）で前後進できるようになっている。

次に、スライド部材２７の前後進について、図７および図８（Ａ）～（Ｃ）に基づいて説明する。

図７には、一方側および他方側バキュームボックス２２，２３と、一方側バキュームボックス２２に設けられたスライド部材２７との相互間の寸法が模式的に示されている。

図７（イ）では、スライド部材２７の前進時の一方側バキュームボックス２２とスライド部材２７との幅方向寸法がＡに設定され、他方側バキュームボックス２３の幅寸法はＣとなっている。
図７（ロ）では、スライド部材２７が後進時において、一方側バキュームボックス２２とスライド部材２７との幅方向寸法はＢとなっている。
そして、これらの寸法の関係は、Ｂ＝Ｃであり、Ａ＝Ｃ＋４となっている。

図８には、図７に基づく各部材同士の動作が示されている。
図８（Ａ）は開き位置であり、一方側バキュームボックス２２と他方側バキュームボックス２３とは開いており、スライド部材２７は一方側ヒータブロック１２の前面シール面から４ｍｍ突出している。

図８（Ｂ）は吸引位置であり、図８（Ａ）の状態から、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３が接近し、前記それぞれのシール面１２ａ，１２ｂと１３ａ，１３ｂとが噛み合い位置の手前、寸法Ｓ１（例えば２ｍｍ）まで移動する。
そして、このとき、一方側バキュームボックス２２のスライド部材２７の前面端面と、他方側バキュームボックス２３の前面の弾性部材２３ａとが当接する。これに対して、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３のそれぞれのシール面１２ａ，１２ｂと１３ａ，１３ｂとの間には寸法Ｓ（４ｍｍ）の隙間が形成されている。

図８（Ｃ）はシール位置であり、図８（Ｂ）の状態から、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３が接近し、それぞれのシール面１２ａ，１２ｂと１３ａ，１３ｂとが噛み合う位置まで移動する。
そして、このとき、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３のそれぞれのシール面１２ａ，１２ｂと１３ａ，１３ｂとが噛み合って横シールが施行される。また、一方側バキュームボックス２２に装備されたスライド部材２７は、他方側バキュームボックス２３に押されて寸法Ｓ１（２ｍｍ）後退している。

次に、図９に基づいて、本第１実施形態の吸引脱気手段２０の動作を説明する。
図９は、通常の動作（しごきを行わない開閉のみの動作）であり、図８の各部材の動作をさらに具体的に表現したものである。

図９において、開き位置とは、一方側および他方側ベース部材３２，３３に固着されたバキュームボックス２２，２３等の横シーラ関連部材が接触せず、かつ筒状フィルムＦｔが通過可能な距離にある位置のことであり、吸引位置とは、一方側バキュームボックス２２のスライド部材２７と他方側バキュームボックス２３とが接触し、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３は接触しない位置のことである。
また、シール位置とは、一方側および他方側バキュームボックス２２，２３が接触し、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３も接触して、筒状フィルムＦｔの横シール部分を加熱圧接する位置のことである。

さらに、具体的に説明すると、図９（Ａ）は、一方側および他方側ベース部材３２，３３に固着されたバキュームボックス２２，２３等の横シーラ関連部材が開き位置にあり、このとき、スライド部材駆動エアシリンダ３７がＯＮされており、スライド部材２７が前進可能状態である。
また、吸引管４１は吸引中であり、吸着パット４０はＯＦＦの状態であり、カッタ２８は後進位置にある状態である。

図９（Ｂ）は、各部材が吸引位置にあり、このとき、スライド部材駆動エアシリンダ３７がＯＮされており、スライド部材２７が前進状態である。また、吸引管４１は吸引中であり、吸着パット４０はＯＮの状態であり、カッタ２８は吸引口形成位置（第２位置；図８参照）にある状態である。
このとき、図８（Ｂ）で示すように、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３のシール面１２ａ，１２ｂと１３ａ，１３ｂとが噛み合い位置手前の寸法Ｓ１（例えば２ｍｍ）まで移動している。
この位置で、吸着パット４０によりで筒状フィルムＦｔを開いて、吸引管４１により筒状フィルムＦｔの内部の空気を吸引する。

図９（Ｃ）は、各部材がシール位置にあり、このとき、スライド部材駆動エアシリンダ３７がＯＮされており、スライド部材２７が前進状態である。
また、吸引管４１は吸引中であり、吸着パット４０はＯＦＦの状態であり、カッタ２８は切断位置（第３位置；図８参照）にある。つまり、図８（Ｃ）で示すように、シール面同士が噛み合い、内部に「カット野菜」等が充填された筒状フィルムＦｔが横シールされた後、切断され、包装体ＢＰとして生産される。
そして、このとき、スライド部材２７はＯＮの状態（前進状態）であるが、他方側バキュームボックス２３に押されて後退した位置にある。

図９（Ｃ）に示すように筒状フィルムＦｔが横シールされ、切断された後、各部材は離れて、図９（Ａ）に示す状態となる。つまり、生産予定数に達するまで図９（Ａ）から図９（Ｃ）が繰り返される。

以上に説明したように、第１実施形態の横シール装置１０および吸引脱気手段２０の動作は、前記第１のサーボモータ２９により、各バキュームボックス２２，２３が取付けられている各ベース部材３２，３３が、前記図８（Ａ）、図９（Ａ）で示す第１位置（待機位置；開き位置）、前記図８（Ｂ）、図９（Ｂ）で示す第２位置（吸引位置）、前記図８（Ｃ）、図９（Ｃ）で示す第３位置（シール位置）、の順に移動し、その後、第１位置に戻る動作となっている。

次に、以上のような構成の縦型製袋充填包装機１の全体の作用を説明する。
まず、制御装置により、巻取りロールＦｒ、紙送り機構５等を駆動させることにより、巻取りロールＦｒから帯状フィルムＦｗが連続的に繰り出される。
帯状フィルムＦｗは、テンション機構２を経由して製筒器３に送られ、この製筒器３を通過して製袋充填筒４に移行し、その製袋充填筒４により筒状フィルムＦｔに形成される。

製袋充填筒４の内面形状に沿って形成された筒状フィルムＦｔに対して、縦シール装置６により縦シールが施された後、被収容物である、例えばカット野菜やもやし等の製品Ｐ２が製品投入部４Ａから所定間隔ごとに筒状フィルムＦｔ内に供給される。
そして、その筒状フィルムＦｔは上記製品Ｐ２を内包した状態で下方に送られ、所定の位置で、前述のように、吸引脱気手段２０により筒状フィルムＦｔの内部の空気が吸引された後、横シール装置１０により横シールの施工後、カッタ２８により切断され、これにより、製品Ｐ２を内包した包装体ＢＰが完成する。

以上のような構成の縦型製袋充填包装機１によれば、次のような効果が得られる。
（１）一対のヒータブロック１１をそれぞれ個別に囲い込んだ一対のバキュームボックス２１がサーボモータ２９の駆動により互いに接近・離間するようになっており、加熱シール施工前に吸引脱気手段２０のスライド部材２７により筒状フィルムＦｔの内部の空気吸引作業を実行した後、一対のヒータブロック１１により横シールを施工するようになっているので、適正なシール圧の保持が可能となる。

（２）一対のヒータブロック１１が横シールを施工する際、筒状フィルムＦｔの内部の製品Ｐ２を噛み込んだ場合、サーボモータ２９の駆動電流の変化をモニターすることで噛み込みの検出を行うことができる。その場合、噛み込んだ袋を取り除くなど処理した後、次の製袋作業に移行することができ、不良品の発生を少なくすることができる。

（３）標準的な縦型製袋充填包装機で実施されている一つのサーボモータ２９を駆動源として利用できるので、モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構を増やすことなく、コンパクトな装置を構成でき、コストも安くなり、その結果、経済的にも優れた縦型製袋充填包装機を得ることができる。

（４）一方側バキュームボックス２２に装備されているスライド部材２７の前面側先端は樹脂製となっており、他方側バキュームボックス２３の前面側端面には弾性部材２３ａが張付けられている。そのため、両者２７，２３が当接したとき、スライド部材２７、ひいては一方側バキュームボックス２２と他方側バキュームボックス２３内の気密性をより高めることができる。その結果、筒状フィルムＦｔ内の空気を効率よく吸引することができる。

（５）筒状フィルムＦｔ内の空気を抜く作業は、スライド部材２７と他方側バキュームボックス２３とが互いに２ｍｍまで接近した時点で、筒状フィルムＦｔの一部に孔あけした後、その部分を開いて吸引管４１で吸引し脱気できる。４ｍｍの隙間内でこれらの作業を行えるので、作業が容易となり、かつ効率よく吸引脱気が可能となる。

（６）スライド部材２７はスライド部材駆動用エアシリンダ３７で駆動されており、吸引脱気用の隙間を形成し、各種の作業を実行した後に横シールを施工する際は、サーボモータ２９の駆動により一対のバキュームボックス２１の接近し、他方側バキュームボックス２３に押されて後退するので、一対のヒータブロック１１による横シール施工に支障を及ぼすことがなく、その結果、筒状フィルムＦｔの横シールを安全に実行することができる。

（７）吸着パット４０は、一方側および他方側バキュームボックス２２，２３の下面に均等間隔で４個装備されており、筒状フィルムＦｔの対向する表面をバランスよく吸着し、開くことができる。その結果、その後の吸引作業を効率よく実行できる。

次に、図１０～１３に基づいて本発明に係る縦型製袋充填包装機１Ａの第２実施形態を説明する。

図１０には、第２実施形態の縦型製袋充填包装機１Ａにおける横シール装置１０および吸引脱気手段２０が示されている。
この第２実施形態の横シール装置１０は、前記筒状フィルムＦｔに製品Ｐ２が投入された後、所定の間隔を上下方向にしごき、製品の詰まりを防止しようとするものである。

すなわち、前記各バキュームボックス２２，２３の上下に、それぞれ一対のしごき用シャッター５０，５１が装備されている。
そして、一方側および他方側バキュームボックス２２，２３が取付けられている前記一方側および他方側べース部材３２，３３を前後方向（Ｘ軸方向）の移動の他、上下方向（Ｚ軸方向）の移動も可能な第２のサーボモータ（図略）を備えた構成となっている。

なお、横シール装置１０、吸引脱気手段２０等、他の構成は第１実施形態と全く同じである。従って、同一構成部材等には、同一符号を付すと共にそれらについての詳細な説明は省略する。

しごき用シャッター５０，５１は、シャッター収容ケース５２内に収容されており、このシャッター収容ケース５２は、前記各ベース部材３２，３３の上面に固定されている。
シャッター収容ケース５２は、一端が開口された薄くて細長い箱状に形成されており、このシャッター収容ケース５２の奥側には、図示しないバネが装備され、このバネの一端が、しごき用シャッター部材５０，５１の他方側端面と当接している。
したがって、しごき用シャッター５０，５１部材は前後方向に移動できるようになっている。
また、各しごき用シャッター部材５０，５１の先端面は、図１２等にも示すように、各バキュームボックス２２，２３が開いているとき、各バキュームボックス２２，２３の前面端部より所定寸法突出している。

前記ベース支持部材３５の一部には、上下スライド用バー５２が、ベース支持部材３５を貫通して立設されており、このベース支持部材３５は上下方向駆動用の前記第２のサーボモータ（図略）に接続されている。
そして、上記第１のサーボモータ２９および第２のサーボモータを含む駆動機構を協働させることで、一方側および一方側べース部材３２，３３とが、開閉方向（Ｘ軸方向）の他、上下方向（Ｚ軸方向）にも移動できるようになっている。

次に、図１１～１３に基づいて、上記各しごき用シャッター５０，５１を用いたしごきの動作を説明する。
図１１は、各バキュームボックス２２，２３の上下面のそれぞれに取付けられたしごき用シャッター５０，５１の上側シャッター部材５０ａ，５１ａと、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂとの内の下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂの動き、いわゆるボックスモーションの動きを説明する模式図である。

図１１において、（Ａ）～（Ｇ）で示す動きは下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂによるボックスモーションの動きを示し、これらの図１１（Ａ）～（Ｇ）は、具体的には、以下の図１２（Ａ）～（Ｃ）、および図１３（Ｄ）～（Ｇ）に相当する。

そして、図１１～１３において、しごき待機位置とは、水平方向では、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂと横シーラ関連部材（一対のヒータブロック１１等）が接触せず、かつ下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂとの間を筒状フィルムＦｔが通過可能な距離にある位置であり、垂直方向では、しごきを開始する高さのことを言う。具体的には、以下の図１２（Ａ）の状態である。

また、しごき開始位置とは、水平方向では、一方側および他方側の下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂが筒状フィルムＦｔを挟んで接触し、横シーラ関連部材が接触しない位置であり、垂直方向では、しごきを開始する高さのことを言う。具体的には、以下の図１２（Ｂ）の状態である。

さらに、しごき終了位置とは、水平方向では、一方側および他方側の下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂが筒状フィルムＦｔを挟んで接触し、横シーラ関連部材が接触しない位置であり、垂直方向では、しごきが終了する高さのことを言う。具体的には、以下の図１２（Ｃ）の状態である。

また、吸引位置とは、水平方向では、一方側および他方側バキュームボックス２２，２３が接触し、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３は接触しない位置であり、垂直方向では横シール高さのことを言う。具体的には、以下の図１２（Ｄ）の状態である。

また、シール位置とは、一方側および他方側バキュームボックス２２，２３が接触し、一方側および他方側ヒータブロック１２，１３も接触し、筒状フィルムＦｔの横シール部分を加熱圧接する位置であり、垂直方向では、横シール高さのことを言う。具体的には、以下の図１２（Ｅ）の状態である。

次に、図１２（Ａ）～（Ｃ）、図１３（Ｄ）～（Ｇ）に基づいて、上記各動作を具体的に説明する。

図１２（Ａ）は、しごき待機位置であり、上記のように、一方側および他方側の下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂの水平座標は待機位置で、垂直座標はしごき高さである。
この状態から、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等を、矢印ｍ１，ｍ２で示すように、しごき待機位置からしごき開始位置まで水平移動させるが、垂直移動はさせないで、図１２（Ｂ）のしごき開始位置に移行させる。

図１２（Ｂ）は、しごき開始位置であり、上記のように、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂの水平座標はしごき位置で、垂直座標はしごき高さである。
この状態から、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等を、水平移動はさせないで、矢印ｍ３，ｍ４で示すように、しごき高さからシール高さまで垂直移動させて、図１２（Ｃ）に示すようなしごき終了位置に移行させる。

図１２（Ｃ）は、しごき終了位置であり、上記のように、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等の水平座標はしごき高さ位置で、垂直座標はシール高さである。
この状態から、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等を、垂直移動はさせないで、矢印ｍ１，ｍ２で示すように、しごき高さ位置から吸引位置まで水平移動させて、図１３（Ｄ）に示すような吸引位置に移行させる。

図１３（Ｄ）は、吸引位置であり、上記のように、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等の水平座標は吸引位置で、垂直座標はシール高さである。
この状態から、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等を、垂直移動はさせないで、矢印ｍ１，ｍ２で示すように、吸引位置からシール位置まで水平移動させて、図１３（Ｅ）に示すようなシール位置に移行させる。

図１３（Ｅ）は、シール位置であり、上記のように、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等の水平座標はシール位置で、垂直座標はシール高さである。
この状態から、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等を、垂直移動はさせないで、矢印ｍ５，ｍ６で示すように、シール位置からしごき待機位置まで水平移動させて、図１３（Ｆ）に示すような待機位置に移行させる。

図１３（Ｆ）は、しごき待機位置であり、上記のように、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等の水平座標は待機位置で、垂直座標はシール高さである。
この状態から、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等を、水平移動はさせないで、矢印ｍ７，ｍ８で示すように、シール高さ位置からしごき高さ位置まで垂直移動させて、図１３（Ｇ）に示すような待機位置に移行させる。

図１３（Ｇ）は、待機位置であり、上記のように、下側シャッター部材５０ｂ，５１ｂ等の水平座標は待機位置で、垂直座標はしごき高さである。
そして、この状態は図１２（Ａ）と同じである。つまり、図１２（Ａ）～図１３（Ｇ）までが、包装体ＢＰの予定の生産量に達するまで繰り返される。

以上に説明したように、第２実施形態の横シール装置１０および吸引脱気手段２０の動作は、前記第１のサーボモータ２９と第２のサーボモータの協働により、各バキュームボックス２２，２３が取付けられている各ベース部材３２，３３が、前記図１２（Ａ）で示す第１位置（垂直座標：しごき高さ、水平座標：しごき待機位置）、前記図１２（Ｂ）で示す第２位置（垂直座標：しごき高さ、水平座標：しごき開始位置）、前記１２（Ｃ）で示す第３位置（垂直座標：シール高さ、水平座標：しごき終了位置）、前記図１３（Ｄ）で示す第４位置（垂直座標：シール高さ、水平座標：吸引位置）、前記図１３（Ｅ）で示す第５位置（垂直座標：シール高さ、水平座標：シール位置）、前記図１３（Ｆ）で示す第６位置（垂直座標：シール高さ、水平座標：しごき待機位置）の順に移動し、その後、第１位置に戻る動作となっている。

以上のような構成の第２実施形態の縦型製袋充填包装機１Ａによれば、前記（１）～（７）と同様の効果の他、次のような効果が得られる。
（８）「カット野菜」や「もやし」等は筒状フィルムＦｔ内に落下した状態では嵩張って沈み込み難く、噛み込みの危険性が高いが、収納された状態で、しごき用シャッター５０，５１により所定範囲にわたって上下方向にしごかれるので、確実に袋内に収納される。その結果、製品の詰まりを防止することができる。

（９）シャッター収容ケース５２内に収容されているしごき用シャッター５０，５１は、シャッター収容ケース５２の奥側に装備されているバネにより、常時前方側に突出するように付勢されているので、しごき用シャッター５０，５１の先端部が筒状フィルムＦｔを確実に押圧できる。その結果、確実なしごき動作を行うことができる。

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

例えば、前記第２実施形態では、各バキュームボックス２２，２３のそれぞれの上面と下面との両方にしごき用シャッター部材５０ａ，５１ａ，５０ｂ，５１ｂを設けた構成としたが、これに限らない。各バキュームボックス２２，２３の下面のみにしごき用シャッター部材５０ｂ，５１ｂを設けた構成としてもよい。

本発明は、筒状フィルムＦｔの袋部に「カット野菜」や「もやし」等を収納する際に利用できる。

１ 縦型製袋充填包装機
３ 製筒器
４ 製袋充填筒
１０ 横シール装置
１１ 一対のヒータブロック（横シール部材)
１２ 一方側ヒータブロック
１３ 他方側ヒータブロック
２０ 吸引脱気手段
２１ 一対のバキュームボックス
２２ 一方側バキュームボックス
２３ 他方側バキュームボックス
２３ａ 弾性部材
２７ スライド部材
２８ カッタ
２９ 第１のサーボモータ
３２ 一方側ベース部材
３３ 他方側ベース部材
３７ スライド部材駆動用エアシリンダ
３８ カッタ駆動用エアシリンダ
４０ 吸着パット
４１ 吸引管
５０ しごき用シャッター
５１ しごき用シャッター
５３ 上下スライドバー
Ｆｒ 巻取りロール
Ｆｔ 筒状フィルム（筒状包装材）
ＢＰ 包装体
Ｐ２ 被収容物である製品

Claims (9)

1. 巻取りロールから繰り出される面状の包装材を製品包装用の筒状包装材とする製袋充填筒と、この製袋充填筒の下方に配設され前記製品が投入された前記筒状包装材の製品投入側を、一対の横シール部材により加熱シールする横シール装置とを備えた縦型製袋充填包装機であって、
   前記一対の横シール部材をそれぞれ個別に囲い込むと共に、一つからなる第１のサーボモータによって互いに接近・離間することにより、前記一対の横シール部材を互いに接近・離間させる一対のバキュームボックスと、前記一対のバキュームボックスの対向面同士の接触動作後に機能し前記加熱シール施工前に前記筒状包装材の内部の空気を吸引し且つ外部に排出する吸引脱気手段とを有し、
   この吸引脱気手段は、前記一対のバキュームボックスの内一方のバキュームボックスに他方のバキュームボックス側に対してエアシリンダによって前後進自在に設けられたスライド部材を備え、
   このスライド部材は、
   前記他方のバキュームボックス側に対して前進した状態で前記他方のバキュームボックスに当接して前記一対の横シール部材間に隙間を形成することにより、この隙間を介して前記筒状包装材の内部の空気を吸引し且つ外部に排出する前記吸引脱気手段による作業を可能にする機能と、
   前記他方のバキュームボックスに当接したまま前記他方のバキュームボックス側に対して後退した状態になって前記一対の横シール部材同士を前記筒状包装材を挟んで接触させることにより、前記筒状包装材を加熱シールする前記一対の横シール部材による作業を可能とする機能とを有していることを特徴とする縦型製袋充填包装機。
2. 請求項１記載の縦型製袋充填包装機において、
   前記吸引脱気手段は、前記筒状包装材の少なくとも一部に空気抜き用の孔をあける孔あけ作業を実行する孔明け部材と、孔明け後の前記筒状包装材の両側面を開く開き作業を実行する開口用吸着部材と、開口された前記筒状包装材の内部の空気を吸引する空気吸引作業を実行する空気吸引部材とを備え、
   前記孔明け部材は、前記一対の横シール部材のそれぞれのシール面に形成された横溝内に挿通可能に形成され、
   前記開口用吸着部材は、前記各バキュームボックスのそれぞれの下部に取付けられると共に、孔明け後の前記筒状包装材の製品投入側の両側面を吸着し且つその両側面を開く機能を有し、
   前記空気吸引部材は、前記各バキュームボックスの内他方のバキュームボックスに設けられ前記開口された前記筒状包装材の内部の空気を吸引する機能を有していることを特徴とする縦型製袋充填包装機
3. 請求項２記載の縦型製袋充填包装機において、
   前記開口用吸着部材を、前記筒状包装材の前記両側面に吸着する吸着部、この吸着部に連続する蛇腹部、およびこの蛇腹部に連続するホース接続部とで構成し、
   前記吸着部先端は、前記吸着前の時点では前記各バキュームボックスのそれぞれの前面側端部より突出していることを特徴とする縦型製袋充填包装機。
4. 請求項２または３に記載の縦型製袋充填包装機において、
   前記スライド部材は、前記一方のバキュームボックスの前面内部と接触する基部と、この基部の前面に貼り付けられた弾性部材と、この弾性部材の前面に貼り付けられ前記他方のバキュームボックスの前面側端部と接触する接触部材との三層構造となっていることを特徴とする縦型製袋充填包装機。
5. 請求項２ないし４のいずれか一項に記載の縦型製袋充填包装機において、
   前記他方のバキュームボックスの前面側端部には弾性部材が設けられていることを特徴とする縦型製袋充填包装機。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の縦型製袋充填包装機において、
   前記一方のバキュームボックスは一方のベース部材に固定されると共に前記他方のバキュームボックスは他方のベース部材に固定され、
   前記各ベース部材は、当該各ベース部材間に架けわたされたガイド部材に沿って且つ前記第１のサーボモータの駆動により接近・離間自在となっていることを特徴とする縦型製袋充填包装機。
7. 請求項６に記載の縦型製袋充填包装機において、
   第２のサーボモータを更に備え、
   前記各ベース部材およびガイド部材は、前記第２のサーボモータの駆動により上下方向に移動可能となっており、
   前記各バキュームボックスのそれぞれの少なくとも下面に、当該各バキュームボックスの間に位置している前記筒状包装材を挟んだ状態で上方から下方にしごくしごき用シャッター部材を設け、
   これらの各しごき用シャッター部材の対向する先端面は、それぞれ前記各バキュームボックスの対向する前面側端部より前方に突出していることを特徴とする縦型製袋充填包装機。
8. 請求項６に記載の縦型製袋充填包装機において、
   前記第１のサーボモータにより、前記各ベース部材が、第１位置（待機位置）、第２位置（吸引位置）、第３位置（シール位置）、の順に移動し、前記第１位置に戻る動作をすることを特徴とする縦型製袋充填包装機。
9. 請求項７に記載の縦型製袋充填包装機において、
   前記第１のサーボモータと前記第２のサーボモータの協働により、前記各ベース部材が第１位置（垂直座標：しごき高さ、水平座標：しごき待機位置）、第２位置（垂直座標：しごき高さ、水平座標：しごき開始位置）、第３位置（垂直座標：シール高さ、水平座標：しごき終了位置）、第４位置（垂直座標：シール高さ、水平座標：吸引位置）、第５位置（垂直座標：シール高さ、水平座標：シール位置）、第６位置（垂直座標：シール高さ、水平座標：しごき待機位置）の順に移動し前記第１位置に戻る動作をすることを特徴とする縦型製袋充填包装機。

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