JPH10157714A - 充填包装機の切断装置 - Google Patents

充填包装機の切断装置

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JPH10157714A
JPH10157714A JP31729996A JP31729996A JPH10157714A JP H10157714 A JPH10157714 A JP H10157714A JP 31729996 A JP31729996 A JP 31729996A JP 31729996 A JP31729996 A JP 31729996A JP H10157714 A JPH10157714 A JP H10157714A
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裕司 片山
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茂宣 田和
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジュース等の流動性内容物が充填された断面
矩形状等の包装容器を製造する充填包装機における横シ
ール部分での切断を長期間にわたって確実に行いうる切
断装置を提供すること。 【解決手段】 流動性内容物が充填されているチューブ
状に成形された包装材料ウェブを一対のシールジョーに
より横シール後、カッターの進退により包装材料ウェブ
のシール部を容器1個毎に切り離す切断装置において、
ピストンロッドに取り付けられているカッターを退入さ
せる方向に付勢力を与える手段として空気等の流体圧を
用いるとともに、空気等の流体の供給経路に該流体の圧
力変化を検出しうる圧力センサーを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジュース等の流動
性内容物が充填された断面矩形状等の包装容器を製造す
る充填包装機における横シール工程等における切断装
置、特に流体圧シリンダを備えた切断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、包装材料ウェブをロール状に支持
しているリワインダと、リワインダからウェブを順次巻
き戻す巻き戻し装置と、巻き戻されたウェブを殺菌した
後チューブ状に成形するチューブ成形装置と、チューブ
状に成形された包装材料ウェブ内に流動性内容物を充填
する給液管と、流動性内容物が充填されたチューブをほ
ぼ容器1個に相当する長さ分だけ下方に送りながら、横
方向にシール・切断して断面矩形の枕状容器を連続的に
成形する容器成形装置と、1個ずつに切り離された枕状
容器の端部を折り曲げ、最終形態である直方体状容器に
整形する容器整形装置からなる充填包装機は知られてい
る(特公平1−23366号公報、特開昭58−193
206号公報)。
【0003】そして、上記容器成形装置は、内容物充填
チューブを容器1個分に相当する長さ毎に挟みつけて横
方向にシール(横シール)した後、そのシール部(シー
ル帯とシール帯との間の中間部)を切断するものであっ
て、一対の横シールジョー間にシール圧を発生させるプ
レス装置を備えた、交互に上下動する2組の横シールジ
ョーを有し、一対の横シールジョーは、インダクターと
呼ばれる加熱機構とインダクター間に切断時のカッター
の受け部とを有する加熱ジョーと、その中央に横方向に
延びる偏平なカッターを進退自在に設けた切断ジョーと
からなる(図2参照)。この切断ジョーにおける従来の
切断装置として、カッターの進出は油圧を用いて、退入
はバネを用いて行うものが知られている。かかる従来の
切断装置について次に説明する。
【0004】カッターの中央後方には、1つのカッター
退入用シリンダが配設されており、該シリンダには、カ
ッターの中央後端部に取り付けられたピストンロッドが
一体的に設けられたピストンと、該ピストンロッドが退
入位置となるように、すなわちカッターを後退させる方
向に常時付勢力(約35Kgf)を与えるため、該ピス
トンと同軸状に設けられたバネとが内設されており、ま
た、カッターの両端後方で、かつカッター退入用シリン
ダの左右両側には、2つのカッター進出用油圧シリンダ
が配設されており、該油圧シリンダには、カッターの左
右後端部を押動しうるピストンロッドが一体的に設けら
れたピストンと、送油管に連通した油圧室とが設けら
れ、チューブ状の包装材料の切断時には、油圧室に送油
管から油が供給され、上記バネの付勢力よりも大きな力
でピストンロッドを進出させることによりカッターを押
動してチューブ状包装材料の横シール部を切断し、切断
後は送油管からの油の供給が停止され、油圧がかからな
くなると、再び上記バネの付勢力によりカッターが退入
し切断ジョーに収納されるようになっている。
【0005】この種の複雑な構造の横シール装置におい
て、スペース面かつコスト面からすると、カッターが取
り付けられているピストンを退入する手段としてバネは
優れており、実際の使用上とりたてて問題があるとの認
識はなかったというのが実状である。ここで用いられる
バネは、設計上の計算どおりの耐久性を示し、通常は2
〜3ヶ月に一度の割合で交換すればよかった。
【0006】また、上記従来のプレス装置は、上向きの
係合凹部を有する固定係合部材と、固定係合部材の係合
凹部にかみ合わされる下向き係合凸部を有する可動係合
部材とを、各シールジョーの左右両側にそれぞれ備えて
いる。可動係合部材は、流体圧シリンダのピストンロッ
ドに取付けられており、可動係合部材を揺動させて固定
係合部材に係合させた状態で、ピストンロッドを退入さ
せることによって互いのシールジョー間に約700Kg
f程度の充分なシール圧を発生させるようになってい
る。
【0007】このプレス装置における、可動係合部材が
取り付けられているピストンロッドの退入によるシール
圧の発生は、プレス装置に設けられた流体圧シリンダの
油圧によって行い、他方、シール圧の解除及びピストン
ロッドの進出は、上記油圧の解除と共に、同シリンダ内
に配設された、同軸状に設けられた直径の異なる複数本
のバネの付勢力(約30Kgf)によって行うものが知
られていた。(例えば、特公平1−23366号公報の
第12図参照)。
【0008】この種の複雑な構造の横シール装置におい
て、スペース的かつコスト的な観点から、可動係合部材
が取り付けられているピストンロッドを進出させる手段
としてバネ以外の付勢力を用いることは従来考えられた
ことはなかったし、またその必要性もなかったというの
が実状である。そして、この流体圧シリンダに内設され
たバネも、設計上の計算どおりの耐久性を有し、通常は
2〜3ヶ月に一度の割合で交換すればよかった。
【0009】
【発明が解決すべき課題】上記バネの付勢力によってカ
ッターを退入させる従来方法では、バネが破損すると、
カッターはチューブ状の包装材料ウェブを切断後退入す
ることができず、切断ジョー内に収納されるはずのカッ
ターの先端が常時切断ジョーより突出した状態になっ
て、まだシールされていないウェブのシール部分を不用
意に傷つけてしまうことがあった。
【0010】また、バネが破損すると、上記のように、
カッターはウェブを切断後退入することができず、切断
ジョー内に収納されるはずのカッターの先端が常時切断
ジョーより突出した状態になっていることから、前記加
熱ジョーのインダクターからのエネルギーが突出したカ
ッターに奪われ、包装材料ウェブのアルミ箔層の加熱が
不十分となる結果、樹脂層の溶融が不十分となり、横シ
ールが不完全なものとなることがあった。
【0011】これらの結果、ウェブの損傷した包装容器
や不完全な横シールが行われた包装容器が製造され、包
装容器からジュース等の充填物の漏洩・浸出が生じるこ
とになる。このような包装容器からジュース等の充填物
の漏洩・浸出が目視しうる場合は製造段階でチェックし
うるが、かかる漏洩・浸出が目視しえない程軽微な場合
は殊更厄介である。というのは、この種無菌充填包装容
器の流通過程において、シール部分からのジュース等の
漏洩・浸出部分にカビ等が増殖し、微生物汚染という大
きな問題が生じるからである。また、上記のように、切
断ジョー内に収納されるはずのカッターの先端が常時切
断ジョーより突出した状態になって、まだシールされて
いないウェブのシール部分を不用意に傷つけ、カッター
がジュース等の充填物と接触し、カッターとの接触によ
り包装容器内のジュース等の充填物が微生物的に汚染さ
れた後、傷つけた箇所に横シールが行われると、包装容
器の外観は正常であるにもかかわらず、包装容器内部に
おける有害微生物の増殖という、この種無菌充填包装容
器にとって致命的な事態が生じることがあった。
【0012】そして、バネは前記のようにシリンダ内に
設けられていることから、外部からその破損状況を見る
ことができず、例え包装容器製品の製造中にバネが破損
した場合であっても、その破損した状態で包装容器製品
の製造が続けられることになり、一日の製造終了後に行
う装置の点検時に、はじめて異常に気づき、その日製造
した包装容器製品をすべて廃棄せざるを得ない事態が生
じる。かかる事態を未然に回避するため、安全度を見込
んで、バネを設計上よりも早めに交換する必要があり、
バネを定期的に交換する煩雑な手間とバネ交換に伴うラ
ンニングコストの上昇を招いていた。
【0013】本発明の課題は、充填包装機を用いた横シ
ール部分の切断において生じるバネの破損に起因する上
記問題点を解決することにあり、充填包装機における横
シール部分での切断を長期間にわたって確実に行いうる
切断装置を提供することにある。そして、本発明の課題
は、充填包装機において従来用いられていたプレス装置
におけるバネの破損という問題を解決する過程で見い出
されたものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは先に、従来
の1時間当たり6000個を大幅に越える製造能力、す
なわち1時間当たり8000個以上の製造能力を有する
超高速充填包装機を開発した(特願平8−244707
号)。かかる高速充填包装機に前記従来のプレス装置を
用いて高速で横シールを行った場合、その内部にバネが
配設された流体圧シリンダは、従来の充填包装機におけ
るよりも、より高速で揺動されることから、従来の充填
包装機におけるプレス装置では到底考えられないような
短期間でのバネの破損、係合部材同士の当接部分の破損
等種々の問題が時折生じることが新たに判明した。
【0015】そこで、特に高速充填包装機を用いた横シ
ール工程におけるプレス装置において新たに発生するバ
ネの破損という問題を、バネに代えて流体圧シリンダを
利用する方式、すなわち前記可動係合部材を流体圧を利
用して進出させる方式、について検討した。そして、高
速充填包装機における横シール工程での加圧を長期間に
わたって確実に行いうるとともに、バネを定期的に交換
する煩雑な手間がなく、またバネ交換に伴うランニング
コストがかからない、さらに例えシール不良が発生して
も速やかに検出しうることを確認し、流体圧シリンダを
利用したプレス装置についての発明を完成させた(特願
平8−314650号)。
【0016】本発明者らは、上記プレス装置における、
バネに代えて流体圧シリンダを利用するという知見を、
横シール・切断工程における切断装置にも応用すること
について検討した。そして、この種の構造が複雑な切断
装置において、カッターが取り付けられたピストンを退
入する方向に付勢力を与える手段として、上記プレス装
置の場合と同様に、昇降する他方のシールジョーをかわ
すため配管等は複雑になるものの、バネに代えて流体圧
を利用することにより、充填包装機における横シール工
程での切断における上記バネを用いた場合の問題点が解
決できることを確認し、本発明を完成するに至った。
【0017】すなわち、本発明は、流動性内容物が充填
されているチューブ状に成形された包装材料ウェブを一
対のシールジョーにより横シール後、カッターの進退に
より包装材料ウェブのシール部を容器1個毎に切り離す
切断装置であって、ピストンロッドに取り付けられてい
るカッターを退入させる方向に付勢力を与える手段とし
て空気等の流体圧を用いるとともに、空気等の流体の供
給経路に該流体の圧力変化を検出しうる圧力センサーが
設けられている切断装置に関する。
【0018】また本発明は、流動性内容物が充填されて
いるチューブ状に成形された包装材料ウェブを一対のシ
ールジョーにより横シール後、一方のシールジョーに進
退自在に設けられているカッターの進退により包装材料
ウエブのシール部を容器を1個毎に切り離す切断装置で
あって、カッターの中央後方に配設され、カッターの中
央後端部に取り付けられたピストンロッドが一体的に設
けられたピストンと送気管に連通した気圧室とが内設さ
れている空気圧シリンダと、カッターの後方でかつ該空
気圧シリンダの左右両側に配設され、カッターの左右後
端部を押動しうるピストンロッドが一体的に設けられた
ピストンと送油管に連通した油圧室とが内設されている
油圧シリンダと、送気管へ空気を供給する経路内の圧力
変化を検出しうる圧力センサーとを有する切断装置に関
する。
【0019】さらに本発明は、上記切断装置を備えた充
填包装機に関する。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる切断装置に
ついての実施例を図面に基づいて説明するが、本発明は
これら図面に記載されたものに限定されるものではな
い。
【0021】本発明にかかる切断装置が適用される充填
包装機は、例えば、包装材料ウェブをロール状に支持し
ているリワインダと、リワインダからウェブを順次巻き
戻す巻き戻し装置と、巻き戻されたウェブを殺菌した後
チューブ状に成形するチューブ成形装置と、チューブ状
に成形されたウェブ内にジュース等の流動性内容物を充
填する手段と、内容物が充填されたチューブをほぼ容器
1個に相当する長さ分だけ下方に送りながら、横方向に
シール・切断して枕状容器を連続的に成形する横シール
装置と、切り離された枕状容器の端部を折り曲げ、最終
形態である直方体状容器に整形する容器整形装置を備え
ている。
【0022】横シール装置としては、例えば上記特公平
1−23366号公報に開示されているものを用いるこ
とができ、図1に示すように、昇降自在かつ可逆回動自
在な垂直ロッド1と、垂直ロッド1とともに昇降しかつ
垂直ロッド1に取り付けられている昇降フレーム2と、
下部において相互に平行な一対の水平軸心を中心として
揺動するように昇降フレーム2にそれぞれ支持されてい
る前後一対の揺動アーム3、4と各揺動アーム3、4の
上部に相互に向き合うようにそれぞれ固定されている一
対のシールジョー5、6と両シールジョー5、6が相互
に接近する閉位置と相互に離間する開位置の間を両揺動
アーム3、4を揺動させるアーム開閉装置7と、閉位置
において、シールジョー6の両側に設けられた、上向き
の係合凹部を有する固定係合部材8と、シールジョー5
の両側に設けられた、固定係合部材の係合凹部にかみ合
わされる下向き係合凸部を有する可動係合部材9とによ
り、両揺動アーム3、4を相互に引き寄せて両シールジ
ョー5、6の間にシール圧力を発生させるプレス装置と
を備えており、図2に示すように、一方のシールジョー
5にはインダクター10と呼ばれる加熱機構と、インダ
クター間に切断時のカッターの受け部11とが設けら
れ、他方のシールジョー6にはその中央に横方向に延び
るカッター収納部12内の偏平形状のカッター13と、
その上下両側に配設されたシール強度を高めるための押
圧受け部材14とが設けられ、包装材料ウェブ15のシ
ール部16を切断するように構成されている。
【0023】2つの昇降フレーム2は同期して所定のス
トロークで交互に異なる向きに昇降させられる。すなわ
ち一方の昇降フレーム2が上昇すると、他方の昇降フレ
ーム2が下降する。昇降フレーム2がその昇降ストロー
クの上限位置にあるときに両シールジョー5、6が相互
に閉じることにより、チューブ17が所定幅で横断状に
強圧されてシールされる。両シールジョー5、6がチュ
ーブ17を押圧したまま昇降フレーム2とともに下降す
ることにより、チューブ17は容器1個分に相当する長
さだけ送られる。昇降フレーム2が下限位置に達する
と、切断装置が作動し、チューブ17はそのシール幅の
中央部16(シール帯とシール帯との中間部)において
切断される。切断後、両シールジョー5、6は開いてチ
ューブ17を解放し、これにより、チューブ17の下端
の容器1個分に相当する枕状容器がそれ以外の部分から
切り離される。
【0024】次に、切断装置について、図2〜5により
説明する。カッター13は、前記のように、シールジョ
ー6の厚さ方向(図2では上下方向)中央部に設けられ
た横長状のカッター収納部12に、シールジョー6より
進退自在に収納されている。カッター13の中央後方に
は、図3及び図4に示すように、1つのカッター退入用
空気圧シリンダ20が配設されており、該空気圧シリン
ダ20には、カッターの中央後端部に取り付けられたピ
ストンロッド21が一体的に設けられ、その長さ方向中
央部に大径部22を有するピストン23と、送気管24
に連通した気圧室25とが内設されている。気圧室25
には送気管24から常時空気が供給され、ピストンロッ
ドが退入位置になるように、すなわちカッターを後退さ
せる方向に常時付勢力が与えられている。
【0025】また、図3〜5に示すように、カッター1
3の後方で、かつ空気圧シリンダ20の左右両側には、
2つのカッター進出用油圧シリンダ30が配設されてお
り、該油圧シリンダ30には、カッター13の左右後端
部を押動しうるピストンロッド31が一体的に設けられ
たピストン32と、送油管33に連通した油圧室34と
が設けられている。また、送油管33と連通した油圧室
34には、切断時に油が供給され、上記付勢力よりも大
きな力でピストンロッド31を進出させることによりカ
ッター13を押動して包装材料ウェブ15の横シール部
16を切断し、切断後は送油管33からの油の供給が停
止され、油圧室34内の油圧が0となるように構成さ
れ、このように油圧がかからなくなると、再び空気圧シ
リンダ20の付勢力により確実にカッター13が退入す
るようになっている。
【0026】また、送気管24へと続く空気の供給経路
26には、供給経路内の圧力変化を検出しうる圧力セン
サー27が取り付けられており、常に気圧室25の圧力
変化を監視し、配管のはずれ等の異常を感知した場合に
は、機械を停止させるように構成されている。他方、油
圧室34と連通している送油管33は、図示しない作動
油管に接続されている。
【0027】次に横シール・切断工程について説明す
る。両揺動アーム3、4が開位置より閉位置に向かって
揺動しつつあるときに、可動係合部材9は揺動アーム
3、4に対して直交した状態より前上がりに傾斜した上
向き姿勢に保たれている。揺動アーム3、4が閉位置の
近傍に至ると可動係合部材9が回動して上向き姿勢から
水平姿勢となり、その先端部分が固定係合部材8に係合
される。両係合部材8、9が係合して相互に引き合い、
両係合部材が固着されている両シールジョー5、6も互
いに引き合うことになり、両シールジョー間にシール圧
が発生し、両シールジョー5、6はチューブ17を押圧
したまま昇降フレーム2とともに下降し、チューブ17
は容器1個分に相当する長さだけ下方に送られ横シール
が完了する。
【0028】昇降フレーム2が下限位置に達すると、油
圧シリンダ30の油圧室34に送油管33から作動流体
である油が供給され、上記空気圧シリンダ20による付
勢力よりも大きな力でピストンロッド31を進出させる
ことによりカッター13の左右両端部を押動して包装材
料ウェブ15の横シール部16が切断される。
【0029】次に、両揺動アーム3、4が閉位置より開
位置に向かって揺動する前に、油圧室34から送油管3
3を通して作動流体である油の供給を中止し、油の供給
圧をなくすると、空気圧シリンダ20の気圧室25には
送気管24から常時空気が供給されており、ピストン2
3を介してピストンロッド21が退入するような付勢力
が常時働いているから、カッター13は退入する。以
後、同様な動作が繰り返し行われる。
【0030】上記実施例においては、ピストンロッド2
1が退入する方向に常時付勢力を与える圧力媒体として
空気を使用したが、空気の代わりに他の圧力媒体、例え
ば油、水等を使用してもよい。
【0031】また、上記実施例においては、横シール装
置において横シール工程と切断工程とが行われるタイプ
の充填包装機について説明したが、前記した1時間当た
り8000個以上の製造能力を有する横シール装置と切
断装置とが分離している超高速充填包装機等の高速切断
工程においても、カッターが取り付けられているピスト
ンロッドの退入を流体圧シリンダにより行う本発明を適
用することができる。その場合、高速切断がより一層円
滑に実施できる。
【0032】
【発明の効果】本発明においては、この種構造が複雑な
切断装置において、カッターが取り付けられたピストン
ロッドを退入する方向に付勢力を与える手段として、バ
ネに代えて空気等の流体圧を利用することにより、充填
包装機における横シール工程での切断を長期間にわたっ
て確実に行いうることができ、従来のバネを使用してい
た場合に比べて、バネ交換の煩雑さがなく、またランニ
ングコストがかからない。
【0033】また、バネにはバネ定数があり、その作動
中におけるバネ力は一定ではないが、本発明のようにカ
ッターの進退に流体圧を利用すると、切断が円滑に実施
でき、切断時の騒音も軽減できる。
【0034】加えて、バネの破損により、シールジョー
のカッター収納部内に収納されるはずのカッターの先端
が常時切断ジョーより突出した状態になることよって、
他方のシールジョーのインダクターからのエネルギーが
該突出したカッターに奪われ、包装材料ウェブのアルミ
箔層の加熱が不十分となる結果、樹脂層の溶融が不十分
となり、横シールが不完全なものとなる恐れが全くなく
なった。
【0035】さらに、本発明によると、空気供給経路に
は常に圧力変化を監視しうる圧力センサーが設置されて
いることから、配管のはずれ等の異常が生じた場合に
は、かかる異常を瞬時に感知し、充填包装機の稼動を停
止させ、切断不良やシール不良の製品の発生を最小限に
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】横シール装置の斜視図である。
【図2】切断装置の概略縦断面図である。
【図3】本発明の切断装置の一部断面平面図である。
【図4】本発明の切断装置の横断面図である。
【図5】本発明の切断装置の縦断面図である。
【符号の説明】
1 垂直ロッド 2 昇降フレーム 3、4 揺動アーム 5、6 シールジョー 7 アーム開閉装置 8 固定係合部材 9 可動係合部材 10 インダクター 11 カッター受け部 12 カッター収納部 13 カッター 14 押圧受け部材 15 包装材料ウェブ 16 シール部 17 チューブ 20 空気圧シリンダ 21、31 ピストンロッド 22 大径部 23、32 ピストン 24 送気管 25 気圧室 26 供給経路 27 圧力センサー 30 油圧シリンダ 33 送油管 34 油圧室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田和 茂宣 徳島県板野郡北島町太郎八須字西の川10番 地の1 四国化工機株式会社内 (72)発明者 植田 道雄 徳島県板野郡北島町太郎八須字西の川10番 地の1 四国化工機株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流動性内容物が充填されているチューブ
    状に成形された包装材料ウェブを一対のシールジョーに
    より横シール後、カッターの進退により包装材料ウェブ
    のシール部を容器を1個毎に切り離す切断装置であっ
    て、カッターを退入させる方向に付勢力を与える手段と
    して流体圧を用いることを特徴とする切断装置。
  2. 【請求項2】 流体が、空気である請求項1記載の切断
    装置。
  3. 【請求項3】 流体の供給経路に圧力変化を検出しうる
    圧力センサーが設けられている請求項1又は2記載の切
    断装置。
  4. 【請求項4】 カッターが一方のシールジョーに進退自
    在に設けられている請求項1〜3のいずれか記載の切断
    装置。
  5. 【請求項5】 流動性内容物が充填されているチューブ
    状に成形された包装材料ウェブを一対のシールジョーに
    より横シール後、一方のシールジョーに進退自在に設け
    られているカッターの進退により包装材料ウェブのシー
    ル部を容器1個毎に切り離す切断装置であって、カッタ
    ーの中央後方に配設され、カッターの中央後端部に取り
    付けられたピストンロッドが一体的に設けられたピスト
    ンと送気管に連通した気圧室とが内設されている空気圧
    シリンダと、カッターの後方でかつ該空気圧シリンダの
    左右両側に配設され、カッターの左右後端部を押動しう
    るピストンロッドが一体的に設けられたピストンと送油
    管に連通した油圧室とが内設されている油圧シリンダ
    と、送気管へ空気を供給する経路内の圧力変化を検出し
    うる圧力センサーとを有する切断装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5記載の切断装置を備えた充
    填包装機
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