WO2019106974A1 - 製袋包装機 - Google Patents

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WO2019106974A1
WO2019106974A1 PCT/JP2018/038089 JP2018038089W WO2019106974A1 WO 2019106974 A1 WO2019106974 A1 WO 2019106974A1 JP 2018038089 W JP2018038089 W JP 2018038089W WO 2019106974 A1 WO2019106974 A1 WO 2019106974A1
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bag
sealing
packaging machine
film
seal
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PCT/JP2018/038089
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English (en)
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崇史 下田
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株式会社イシダ
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Priority to US16/768,061 priority patent/US20200353698A1/en
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    • B65B9/2014—Tube advancing means
    • B65B9/2028—Rollers or belts

Definitions

  • the present invention relates to a form-fill-seal machine for producing a bag filled with goods.
  • the tip of the horn is slippery, and the film may be pulled when the horizontal seal portion is cut by a knife, which may shift the cutting position.
  • An object of the present invention is to provide a form-fill-seal machine capable of preventing the cut position of the transverse seal portion from shifting.
  • a bag manufacturing and packaging machine is a bag manufacturing and packaging machine for forming a film to be transported into a cylindrical shape and injecting a product into the interior of the cylindrical film to manufacture a bag.
  • a pair of seal members, a cutting member, and a clamp sandwich and seal the tubular film along the direction intersecting the transport direction.
  • the cutting member moves between the pair of sealing members to cut the transverse sealing portion of the bag produced.
  • the clamp is provided below the pair of seal members and the cutting member, and holds the bag at the time of cutting the transverse seal portion.
  • a form-fill-seal machine is the form-fill-seal machine according to the first aspect, further comprising a film transport unit.
  • the film transport unit is provided above the pair of seal members and the cutting member, and transports the tubular film. Furthermore, the film transport unit holds the tubular film at the time of cutting the transverse seal portion.
  • the bag manufacturing and packaging machine according to the third aspect of the present invention is the bag manufacturing and packaging machine according to the first aspect or the second aspect, wherein the bag below the cutting position is from the transverse sealing portion when the transverse sealing portion is cut. It is in a suspended state.
  • a bag manufacturing and packaging machine is the bag manufacturing and packaging machine according to any one of the first aspect to the third aspect, wherein the size of the bag that can be manufactured is 100 to 500 mm. is there. Further, the center-to-center distance between the clamp and the cutting member in the height direction is 10 to 80 mm.
  • a bag manufacturing and packaging machine is the bag manufacturing and packaging machine according to any one of the first aspect to the fourth aspect, wherein the bag is formed while continuously conveying the tubular film. Make continuous bags.
  • FIG. 7 is a side cross-sectional view of the periphery of the seal jaw immediately after the lateral seal.
  • Control block diagram of the form-fill-seal machine Time chart of continuous mode and intermittent mode. The conceptual diagram of the horizontal sealing mechanism of the bag making packaging machine which concerns on a modification.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the bag making and packaging machine 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the form-fill-seal machine 1 is a machine for bagging articles (goods) and manufacturing a bag-packed product (bag B).
  • the bag making and packaging machine 1 mainly comprises a bag making and packaging unit 5 which is a main part for bagging articles, and a film supply unit 6 for supplying the film F to be the bag B to the bag making and packaging unit 5 There is.
  • the articles to be bagged by the bag making and packaging unit 5 are weighed by the combination weighing unit 2 disposed above.
  • the bag making and packaging unit 5 packs the articles at the same time as the articles are supplied from the combination weighing unit 2.
  • the bag manufacturing and packaging machine 1 also includes an operation panel 80 that indicates an operation state.
  • the operation panel 80 is covered with a touch panel, and also functions as an input unit for the user to make various settings regarding the bag manufacturing and packaging machine 1.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the main part of the bag making and packaging machine 1.
  • the bag manufacturing and packaging machine 1 vertically seals the sheet-like film F supplied from the film supply unit 6 (see FIG. 1) by the vertical sealing mechanism 53 to form a cylindrical film Fc, and then the horizontal sealing mechanism 56 By laterally sealing, the bag B is manufactured.
  • the bag manufacturing and packaging machine 1 can switch the sealing operation of the lateral sealing mechanism 56 either continuously or intermittently depending on the setting of the user by the operation panel 80 (see FIG. 1).
  • the film supply unit 6 is a unit for supplying a sheet-like film F to the forming mechanism 51 of the bag making and packaging unit 5.
  • the film supply unit 6 is provided adjacent to the bag making and packaging unit 5.
  • a film roll on which a film F is wound is set in the film supply unit 6. The film F is unrolled from the film roll and supplied to the forming mechanism 51.
  • the bag making and packaging unit 5 forms the sheet-like film F into a tubular shape, and fills the articles to manufacture the bag B.
  • the forming mechanism 51 has a tube 51a and a former 51b, as shown in FIG.
  • the tube 51a is a cylindrical member extending in the longitudinal direction, and has openings at upper and lower ends. As shown in FIG. 1, the tube 51a is disposed at the central opening of the top plate 79 of the support frame 62, and is integrated with the former 51b via a bracket (not shown).
  • the opening at the upper end of the tube 51a is in the shape of a funnel, and the articles measured by the combination weighing unit 2 (see FIG. 1) are introduced from the opening in the funnel shape as shown in FIG. Pass by and fall.
  • the former 51b is disposed to surround the tube 51a.
  • the shape of the former 51b is such that the sheet-like film F sent from the film supply unit 6 is formed into a cylindrical shape when passing through the gap between the former 51b and the tube 51a.
  • the former 51b is also fixed to the support frame 62 via a support member (not shown).
  • the pull-down belt mechanism 52 is supported by a support member (not shown) suspended from the top plate 79 of the support frame 62.
  • the pull-down belt mechanism 52 is disposed symmetrically on both sides of the tube 51a.
  • the pull-down belt mechanism 52 extends in the longitudinal direction of the tube 51 a and conveys the tubular film Fc wound around the tube 51 a downward while adsorbing. That is, the pull-down belt mechanism 52 is a film transport unit.
  • the vertical sealing mechanism 53 is supported by a support member (not shown) suspended from the top plate 79 of the support frame 62, and is arranged to extend longitudinally along the tube 51a.
  • the vertical sealing mechanism 53 is a mechanism that heats and vertically seals the overlapping portion of the tubular film Fc wound around the tube 51a while pressing the tube 51a with a constant pressure.
  • the vertical sealing mechanism 53 has a heater, a heater belt which is heated by the heater and contacts the overlapping portion of the cylindrical film Fc.
  • the lateral sealing mechanism 56 moves in a box shape in a side view. That is, they moved horizontally close to each other, sandwiching the tubular film Fc from back and forth from the back and forth, moved downward at the same speed with the tubular film Fc in that state, and horizontally moved away from each other After that, the box motion of moving upward and returning to the initial position is repeated continuously.
  • box motion of the horizontal seal mechanism 56 is well known, and for example, the horizontal seal mechanism 56 can be box motiond using a drive motor for horizontal movement and a drive motor for vertical movement.
  • the lateral sealing mechanism 56 will be described below.
  • FIG. 3 is a right side view of the bag making and packaging unit 5.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the sealing jaws 56a and 56b extend horizontally to the left and right and are attached to the jaw bases 12a and 12b, respectively.
  • the jaw bases 12a and 12b are supported by the support unit 13 so as to be horizontally movable back and forth.
  • the support unit 13 has a pair of left and right support blocks 15 connected by a connection frame 14. Support rods 16 extending in the front and back direction of each support block 15 are slidably inserted.
  • the front jaw base 12b is stretched over the front end of the support rod 16, and the connection base 17 is stretched over the rear end.
  • Each support rod 16 is supported by an arm portion 18 extended forward from the support block 15 to maintain a horizontal posture.
  • a rear jaw base 12 a is slidably fitted to the support rod 16 between the arm 18 and the support block 15.
  • FIG. 5 is a perspective view of a pair of sealing jaws 56a, 56b.
  • the seal jaw 56a is a horn for ultrasonic sealing
  • the seal jaw 56b is an anvil for ultrasonic waves.
  • Three vibrating elements 56aa are connected to the sealing jaw 56a so as to be aligned along the sealing direction, and the sealing face of the sealing jaw 56a vibrates by the three vibrating elements 56aa, and the sealing jaw 56a and the sealing jaw 56b A part of the sandwiched cylindrical film Fc is sealed.
  • the crank 21 is also integrally rotated in the same direction of arrow a. It is converted to linear motion in the back and forth direction by 22b.
  • the link 22b for the front seal jaw presses the connection base 17 backward, whereby the entire frame structure configured by the connection base 17, the pair of left and right support rods 16 and the front jaw base 12b is And the front sealing jaw 56b is moved horizontally backward.
  • the link 22a for the rear side sealing jaw presses the rear side jaw base 12a forward, thereby horizontally moving the rear side sealing jaw 56a forward.
  • the spline shaft 20 is upright and penetrates the connection frame 14 of the support unit 13 up and down.
  • a pair of upper and lower horizontal beams 42a and 42b are installed on the front of the main body 1a of the bag manufacturing and packaging machine 1.
  • a bearing 27 is provided on the inner surface of the lower horizontal beam 42b. Is rotatably supported.
  • a timing pulley 26 is attached to the lower end of the spline shaft 20, and a timing belt 25 is wound around the timing pulley 26 and a timing pulley 24 attached to the output shaft of the jaw opening / closing servomotor 23.
  • the spline shaft 20 is rotated in the a and b directions by the drive of the jaw opening and closing servomotor 23, and the sealing jaws 56a and 56b are opened and closed.
  • a pair of left and right guide rods 45 are provided on the upper and lower horizontal beams 42a, 42b via the mounting blocks 43, 44.
  • Each guide rod 45 stands upright in parallel with the spline shaft 20 and penetrates the support block 15 of the support unit 13 up and down.
  • the support unit 13 is supported at three points by two guide rods 45 and one spline shaft 20.
  • the support unit 13 is stably supported by the surface.
  • the support unit 13 is reciprocated up and down along the guide rod 45 and the spline shaft 20 by a crank-link mechanism. That is, as shown in FIG. 3, a pair of vertical walls 36 is provided upright from the main body 1a. As shown in FIG. 4, a crankshaft 35 is rotatably bridged between the vertical walls 36. Crank arms 37 are attached to both ends of the crankshaft 35. As shown in FIG. 3, one end of the intermediate link 40 is connected to the rotational end of each crank arm 37. The other end of the intermediate link 40 is connected to the middle of the swing link 39 in the longitudinal direction.
  • a shaft 38 for a rocking fulcrum is also rotatably mounted between the vertical walls 36.
  • One end of the rocking link 39 is attached to both ends of the rocking fulcrum shaft 38.
  • the support block 15 of the support unit 13 is connected to the swing end of each swing link 39 via the second intermediate link 41.
  • a timing belt 33 is installed between the timing pulley 32 mounted on the output shaft of the jaw elevating servomotor 31 and the timing pulley 34 mounted on the crankshaft 35.
  • the jaw elevating servomotor 31 is installed on the main body 1a. Is wound around.
  • crankshaft 35 is rotated in the c direction by the drive of the jaw elevating servomotor 31, and the support unit 13 is moved up and down.
  • the intermediate link 40 is moved up and down by the rotation of the crank arm 37 to swing the swinging link 39 up and down.
  • the rocking link 39 reciprocates the entire support unit 13 and hence the lateral seal jaws 56a and 56b up and down while absorbing the twisting of the arc motion and the linear motion by the second intermediate link 41.
  • the seal jaws 56a and 56b execute quadrilateral or oblong box motion in a side view, as indicated by a symbol S in FIG.
  • FIG. 6A is a side cross-sectional view of the periphery of the seal jaws 56a and 56b before transverse sealing.
  • FIG. 6B is a side cross-sectional view of the periphery of the seal jaws 56a and 56b at the time of lateral sealing.
  • FIG. 6C is a side sectional view of the periphery of the seal jaws 56a and 56b immediately after the lateral seal.
  • the cutting mechanism 70 is constituted by a cutter 71 provided at the tip of the sealing jaw 56b and a slide groove 72 provided in the sealing jaw 56a.
  • a fitting 74 is provided below the sealing jaws 56a and 56b, and a clamp 73 is fixed to the fitting 74.
  • a metal fitting 74a having an L-shaped cross section is disposed below the sealing jaw 56a with the short side facing the cylindrical film Fc, and the clamp 73a is attached to the short side. It is attached.
  • the distance Sa between the center in the height direction between the slide groove 72 and the clamp 73a provided in the sealing jaw 56a is preferably 10 to 80 mm, and is set to 12 mm in the present embodiment.
  • a metal fitting 74b having an L-shaped cross section is disposed with its short side facing the cylindrical film Fc, and the clamp 73b is fixed to the short side.
  • the clamp 73a and the clamp 73b are disposed opposite to each other with the tubular film Fc interposed therebetween.
  • the clamp 73a and the clamp 73b are elastic members formed of rubber, elastomer or the like.
  • the surface of the clamp 73a that faces the clamp 73b protrudes toward the tubular film Fc by a predetermined length (for example, 0.3 mm) than the tip of the sealing jaw 56a.
  • the surface of the clamp 73b that faces the clamp 73a protrudes toward the tubular film Fc by a predetermined length (for example, 0.3 mm) than the tip of the sealing jaw 56b.
  • the clamp 73a and the clamp 73b sandwich the tubular film Fc below the planned portion of the lateral seal earlier than sandwiching the tubular film Fc to seal the sealing jaws 56a and 56b laterally.
  • the cutter 71 is advanced toward the slide groove 72 by a drive mechanism such as an air cylinder in accordance with the timing for laterally sealing the tubular film Fc. At this time, since the cutter 71 is pressed to a substantially central position in the width direction of the transverse sealing portion, the transversely sealed portion is cut.
  • a drive mechanism such as an air cylinder
  • the transversely sealed portion is cut, and when the sealing jaws 56a and 56b and the clamp 73 are separated from the cylindrical film Fc, one bag is divided and discharged to the chute conveyor 19 (see FIG. 1).
  • FIG. 7 is a control block diagram of the bag making and packaging machine 1. As shown in FIG. 7, the form-fill-seal machine 1 includes a control unit 75. The control unit 75 controls the film transport servomotor 60, the jaw lifting servomotor 31, and the jaw opening and closing servomotor 23.
  • the control unit 75 stores, as control for the film transport servomotor 60, each operation program of an intermittent mode in which the tubular film Fc is transported intermittently and a continuous mode in which the tubular film Fc is transported continuously at constant speed. Is stored in
  • FIG. 8 is a time chart of the continuous mode and the intermittent mode.
  • the control unit 75 when executing the continuous mode, performs lateral sealing while transporting the tubular film Fc at a constant velocity (lateral sealing time TS: times tc to td).
  • the sealing jaws 56a and 56b since the control unit 75 performs the lateral sealing during the uniform transport of the tubular film Fc when performing the lateral sealing, the sealing jaws 56a and 56b must maintain the tubular film Fc at least during the lateral sealing time TS. Move downward at the same speed as the transport speed of.
  • the transport operation of the tubular film Fc is relatively simple. Therefore, the control is not complicated even at the start or stop.
  • the tubular film Fc is conveyed at a constant speed, meandering of the tubular film Fc is suppressed, and the local large tension acting on the tubular film Fc is reduced.
  • a period indicated by a symbol C in FIG. 8 is a period of one cycle operation of the bag manufacturing and packaging machine 1.
  • the hatched area indicated by the symbol L represents the length of the bag B which can be obtained.
  • one cycle operation period C can be shortened in exchange for the limitation of the transverse sealing time TS and the length L of the bag B, which is more suitable for high speed operation.
  • the transverse sealing time TS, the length L of the bag B, and the one cycle operation period C are in a mutually affecting relationship.
  • the transport speed of the tubular film Fc and the moving speed of the sealing jaws 56a and 56b may be lowered.
  • the one cycle operation period C becomes longer.
  • the moving speed of the sealing jaws 56a and 56b during the non-seal time may be reduced.
  • one cycle operation period C also becomes longer.
  • the transverse sealing time TS and the length L of the bag B can be extended even in the continuous mode.
  • the moving speed of the sealing jaws 56a and 56b in the vertical direction is controlled so that the horizontal sealing portion does not protrude from the predetermined sealing area and sealing failure does not occur. It matches with the conveyance speed of the film film Fc in the longitudinal direction.
  • the sealing jaws 56a and 56b do not move in the vertical direction.
  • the sealing jaws 56a, 56b are fixed at a predetermined height position. Of course, this predetermined height position may be changed arbitrarily.
  • the film F is transported between times ta and tb.
  • the film transport time (ta to tb) can be set freely.
  • the tubular film Fc is laterally sealed between times tc and td.
  • the transverse sealing time TS (tc to td) can also be set freely.
  • the one cycle operation period C is relatively long and the production capacity tends to be low, in the intermittent mode, the transport of the tubular film Fc and the opening and closing of the sealing jaws 56a and 56b can be operated independently.
  • the transverse sealing time TS can be made sufficiently long so that even a thick film F can be transversely sealed well, and it is possible to cope with bags B of any length L.
  • Operation panel 80 As shown in FIG. 5, the bag manufacturing and packaging machine 1 is provided with an operation panel 80 for outputting an operation condition designation signal to the control unit 75. The operator operates the operation panel 80 to specify the operating conditions of the bag making and packaging machine 1.
  • the bag-making and packaging machine 1 performs continuous bag-making, in which the tubular film Fc is transported continuously while being transported.
  • the seal jaws 56a and 56b are moved so as to approach / separate each other in the front-rear direction and move in the vertical direction, so-called box motion.
  • the movement of the lateral sealing mechanism 56 is not limited to this.
  • FIG. 9 is a conceptual view of the lateral sealing mechanism 56 of the bag manufacturing and packaging machine 1 according to a modification.
  • the seal jaws 56a and 56b may perform an operation called so-called D motion in which the seal jaws 56a and 56b are driven to rotate in a D shape in a side view.

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Abstract

本発明の課題は、横シール部の切断位置がずれることを防止することができる製袋包装機を提供することにある。製袋包装機（１）では、カッター（７１）が横シール部を切断するときに袋Ｂを持ち上げる方向の張力が発生するが、横シール部の下方がクランプ（７３ａ）とクランプ（７３ｂ）とで押えられているので、袋Ｂが持ち上げられることはなく、切断位置のずれが防止される。また、製袋包装機（１）では、プルダウンベルト機構（５２）がシールジョー（５６ａ，５６ｂ）の上方の筒状フィルムＦｃを押えているので、上にクランプを設ける必要がない。

Description

製袋包装機
　本発明は、商品が充填された袋を製造する製袋包装機に関する。
　近年、超音波でシールを行う製袋包装機が広く普及している。例えば、特許文献１（特開２０１５－５８９６４号公報）に記載の製袋包装機では、一対のホーンとアンビルとが、それらの間に挟まれた筒状フィルムをその搬送方向と交差する方向に沿って超音波で横シールし、この横シールのタイミングに合わせてナイフがアンビル側からホーンに向かって移動することによって横シール部の所定位置を切断している。
　しかしながら、超音波発生時のホーン先端部は滑りやすく、ナイフによる横シール部の切断時にフィルムが引っ張られ、切断位置がずれる虞がある。
　本発明の課題は、横シール部の切断位置がずれることを防止することができる製袋包装機を提供することにある。
　本発明の第１観点に係る製袋包装機は、搬送されるフィルムを筒状に形成し、筒状フィルムの内部に商品を投入して製袋する製袋包装機であって、超音波式の一対のシール部材と、切断部材と、クランプとを有する。一対のシール部材は、筒状フィルムを搬送方向と交差する方向に沿って挟み横シールを行なう。切断部材は、一対のシール部材の間を移動して、製袋された袋の横シール部分を切断する。クランプは、一対のシール部材および切断部材の下方に設けられ、横シール部分の切断時において袋を押さえる。
　この製袋包装機では、切断部材が横シール部を切断するときに袋を持ち上げる方向の張力が発生するが、横シール部の下方がクランプで押えられているので、袋が持ち上げられることはなく、切断位置のずれが防止される。
　本発明の第２観点に係る製袋包装機は、第１観点に係る製袋包装機であって、フィルム搬送部をさらに備えている。フィルム搬送部は、一対のシール部材および切断部材の上方に設けられ、筒状フィルムを搬送する。さらに、フィルム搬送部は、横シール部分の切断時において筒状フィルムを押さえる。
　この製袋包装機では、フィルム搬送部が横シールのシール部材の上方の筒状フィルムを押えているので、上にクランプを設ける必要がない。
　本発明の第３観点に係る製袋包装機は、第１観点又は第２観点に係る製袋包装機であって、横シール部分の切断時、切断位置の下方の袋は前記横シール部分から吊り下げられた状態である。
　この製袋包装機では、従来、クランプで筒状フィルムを引き下げるものは存在するが、横シール部分から吊り下げられた状態の袋が切断時に持ち上がることを防止するものではない。
　本発明の第４観点に係る製袋包装機は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る製袋包装機であって、製袋することができる袋のサイズは１００～５００ｍｍである。また、クランプと切断部材との高さ方向の中心間距離は１０～８０ｍｍである。
　この製袋包装機では、むやみにクランプと切断部材とが離れるのは好ましくないので、数値規制する。これによって、仮に袋の上部に内容物があっても、それがクランプで圧迫されることは回避される。
　本発明の第５観点に係る製袋包装機は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係る製袋包装機であって、筒状フィルムを連続的に搬送しながら製袋する、連続製袋を行う。
　本発明に係る製袋包装機では、切断部材が横シール部を切断するときに袋を持ち上げる方向の張力が発生するが、横シール部の下方がクランプで押えられているので、袋が持ち上げられることはなく、切断位置のずれが防止される。
本発明の一実施形態に係る製袋包装機の外観斜視図。 製袋包装機の主要部分の概略側面図。 製袋包装ユニットの右側側面図。 図３のＡ－Ａ線における断面図。 一対のシールジョーの斜視図。 横シール前のシールジョー周辺の側断面図。 横シール時のシールジョー周辺の側断面図。 横シール直後のシールジョー周辺の側断面図。 製袋包装機の制御ブロック図。 連続モード及び間欠モードのタイムチャート。 変形例に係る製袋包装機の横シール機構の概念図。
　以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
　（１）製袋包装機１の構成
　図１は、本発明の一実施形態に係る製袋包装機１の外観斜視図である。図１において、製袋包装機１は、物品（商品）を袋詰めし、袋詰め製品（袋Ｂ）を製造する機械である。製袋包装機１は、主として、物品の袋詰めを行う主要部分である製袋包装ユニット５と、袋ＢとなるフィルムＦを製袋包装ユニット５に供給するフィルム供給ユニット６とから構成されている。
　製袋包装ユニット５で袋詰めされる物品は、上方に配置された組み合せ計量ユニット２で計量される。製袋包装ユニット５は、組み合せ計量ユニット２から物品が供給されるタイミングに併せて、物品の袋詰めを行う。
　製袋包装機１は、また、操作状態を示す操作パネル８０を備えている。操作パネル８０は、タッチパネルで覆われており、ユーザが製袋包装機１に関する各種設定を行うための入力部としても機能する。
　図２は、製袋包装機１の主要部分の概略側面図である。製袋包装機１は、フィルム供給ユニット６（図1参照）から供給されるシート状のフィルムＦを縦シール機構５３により縦シールして筒状フィルムＦｃを形成し、その後、横シール機構５６により横シールすることにより、袋Ｂを製造していく。
　また、製袋包装機１は、操作パネル８０（図１参照）によるユーザの設定に応じて、横シール機構５６のシール動作を、連続的および間欠的のいずれかに切り換えることができる。
　（２）各ユニットの構成
　次に、製袋包装機１に含まれるユニットの構成について説明する。
　（２－１）フィルム供給ユニット６
　図１に示すように、フィルム供給ユニット６は製袋包装ユニット５の成形機構５１に対してシート状のフィルムＦを供給するユニットである。フィルム供給ユニット６は、製袋包装ユニット５に隣接して設けられる。フィルム供給ユニット６にはフィルムＦが巻かれたフィルムロールがセットされている。フィルムＦは、そのフィルムロールから繰り出され、成形機構５１に供給される。
　（２－２）製袋包装ユニット５
　製袋包装ユニット５は、シート状のフィルムＦを筒状に成形し、物品を充填して袋Ｂを製造していく。
　（２－２－１）成形機構５１
　成形機構５１は、図２に示すように、チューブ５１ａと、フォーマ５１ｂとを有している。
　チューブ５１ａは、縦方向に延びる筒状の部材であり、上下端に開口を有する。チューブ５１ａは、図１に示すように、支持フレーム６２の天板７９の中央開口部分に配置され、ブラケット（図示せず）を介してフォーマ５１ｂと一体にされている。
　チューブ５１ａの上端の開口は漏斗形状になっており、組み合せ計量ユニット２（図１参照）で計量された物品は、図２に示すように、漏斗形状の開口から投入され、チューブ５１ａの内部を通過して落下する。
　フォーマ５１ｂは、チューブ５１ａを取り囲むように配置されている。フォーマ５１ｂの形状は、フィルム供給ユニット６から送られてきたシート状のフィルムＦが、フォーマ５１ｂとチューブ５１ａとの隙間を通るときに、筒状に成形されるような形状とされている。このフォーマ５１ｂも、図示しない支持部材を介して支持フレーム６２に固定されている。
　（２－２－２）プルダウンベルト機構５２
　プルダウンベルト機構５２は、支持フレーム６２の天板７９から吊り下げられているサポート部材（図示せず）に支持されている。プルダウンベルト機構５２は、チューブ５１ａを挟んで左右対称に配置されている。
　プルダウンベルト機構５２は、チューブ５１ａの長手方向に沿って伸び、チューブ５１ａに巻きつけられた筒状フィルムＦｃを吸着しながら下方に搬送する。すなわち、プルダウンベルト機構５２はフィルム搬送部である。
　（２－２－３）縦シール機構５３
　縦シール機構５３は、支持フレーム６２の天板７９から吊り下げられているサポート部材（図示せず）に支持されており、チューブ５１ａに沿って縦に延びるように配置されている。
　縦シール機構５３は、チューブ５１ａに巻き付いている筒状フィルムＦｃの重なり合う部分を、一定の加圧力でチューブ５１ａに押しつけながら加熱して縦にシールする機構である。縦シール機構５３は、ヒータや、ヒータにより加熱され筒状フィルムＦｃの重なり部分に接触するヒータベルト等を有している。
　（２－２－４）横シール機構５６
　図２に示すように、横シール機構５６は、側面視で箱型に移動する。すなわち、相互に近接するように水平移動して筒状フィルムＦｃを前後から挟んで対接し、その状態で筒状フィルムＦｃと等速で下方に移動し、そして相互に離反するように水平移動したのち上方移動して最初の位置に戻る、というボックスモーションを連続して繰り返す。
　横シール機構５６をボックスモーションさせることはよく知られており、例えば、水平移動用の駆動モータと上下移動用の駆動モータとを用いて、横シール機構５６をボックスモーションさせることができる。以下、この横シール機構５６について説明する。
　（３）横シール機構５６の詳細
　図３は、製袋包装ユニット５の右側側面図である。図４は、図３のＡ－Ａ線における断面図である。図３及び図４において、シールジョー５６ａ，５６ｂは左右に水平に延び、それぞれジョーベース１２ａ，１２ｂに取り付けられている。ジョーベース１２ａ，１２ｂは支持ユニット１３に前後に水平に移動自在に支持されている。
　支持ユニット１３は接続フレーム１４で接続された左右一対の支持ブロック１５を有する。各支持ブロック１５を前後に延びる支持ロッド１６が摺動自在に挿通している。支持ロッド１６の前端部に前側のジョーベース１２ｂが掛け渡され、後端部に接続用ベース１７が掛け渡されている。
　各支持ロッド１６は支持ブロック１５から前方に延設されたアーム部１８で支えられて水平姿勢が保たれている。後側のジョーベース１２ａがこのアーム部１８と支持ブロック１５との間において支持ロッド１６に摺動自在に嵌合している。
　（３－１）シールジョー５６ａ、５６ｂの構成
　図５は、一対のシールジョー５６ａ，５６ｂの斜視図である。図５において、シールジョー５６ａは超音波シール用のホーンであり、シールジョー５６ｂは超音波用のアンビルである。
　シールジョー５６ａには３つの振動素子５６ａａがシール方向に沿って並ぶように連結されており、この３つの振動素子５６ａａよってシールジョー５６ａのシール面が振動し、シールジョー５６ａとシールジョー５６ｂとによって挟み込まれた筒状フィルムＦｃの一部がシールされる。
　（３－２）シールジョー５６ａ，５６ｂの横移動
　シールジョー５６ａ，５６ｂはクランク機構により前後に往復移動される。図４に示すように、接続フレーム１４の上面からスプライン軸２０の上端部が上方に突出し、該スプライン軸２０の突出端部にクランク２１が嵌合している。クランク２１の一方の回転端部と接続用ベース１７との間に前側のシールジョー５６ｂのためのリンク２２ｂが備えられ、クランク２１の他方の回転端部と後側のジョーベース１２ａとの間に後側のシールジョー５６ａのためのリンク２２ａが備えられている。
　図４に示すように、シールジョー５６ａ，５６ｂが相互に離間した状態から、スプライン軸２０が矢印ａ方向に回転すると、クランク２１も一体に同じ矢印ａ方向に回転し、その回転がリンク２２ａ，２２ｂによって前後方向の直線運動に変換される。そのうち前側シールジョー用のリンク２２ｂは接続用ベース１７を後方に押圧し、これにより、該接続用ベース１７と左右一対の支持ロッド１６と前側のジョーベース１２ｂとで構成される枠構造全体を後方に移動させ、前側のシールジョー５６ｂを後方に水平移動させる。一方、後側シールジョー用のリンク２２ａは後側のジョーベース１２ａを前方に押圧し、これにより、後側のシールジョー５６ａを前方に水平移動させる。
　クランク２１の回転中心から各リンク２２ａ，２２ｂの連結点までの距離は同じであり、且つ、リンク２２ａ，２２ｂの形状も同じである。よって、単一のスプライン軸２０の回転により、前後一対のシールジョー５６ａ，５６ｂは、同時に、相互に逆方向に、同距離だけ移動する。その結果、シールジョー５６ａ，５６ｂは筒状フィルムＦｃを間に挟み込んで対接する（閉じる）。そして、この対接時に熱と圧とによって筒状フィルムＦｃを横シールする。
　この状態から、スプライン軸２０が矢印ｂ方向に回転すると、今度は逆に、前側のシールジョー５６ｂは前方に水平移動し、後側のシールジョー５６ａはこれと同時に同距離だけ後方に水平移動する。その結果、シールジョー５６ａ，５６ｂは相互に離間する（開く）。
　図３に示すように、スプライン軸２０は直立し、支持ユニット１３の接続フレーム１４を上下に貫通している。製袋包装機１の本体１ａの正面に上下一対の水平ビーム４２ａ，４２ｂが架設され、そのうちの下側の水平ビーム４２ｂの内面に軸受２７が設けられて、該軸受２７によりスプライン軸２０の下部が回転自在に支持されている。
　スプライン軸２０の下端部にタイミングプーリ２６が取り付けられ、タイミングプーリ２６と、ジョー開閉用サーボモータ２３の出力軸に取り付けられたタイミングプーリ２４との間に、タイミングベルト２５が巻き掛けられている。
　すなわち、ジョー開閉用サーボモータ２３の駆動によりスプライン軸２０がａ，ｂ方向に回転し、シールジョー５６ａ，５６ｂが開閉する。
　（３－３）シールジョー５６ａ，５６ｂの縦移動
　上下の水平ビーム４２ａ，４２ｂに取付ブロック４３，４４を介して左右一対のガイドロッド４５が備えられている。各ガイドロッド４５は前記スプライン軸２０と平行に直立し、それぞれ支持ユニット１３の支持ブロック１５を上下に貫通している。これにより、支持ユニット１３は２本のガイドロッド４５と１本のスプライン軸２０とで３点支持されている。しかも、図３に示すように、これらのガイドロッド４５及びスプライン軸２０が平面視で３角形の頂点に位置しているから、支持ユニット１３は面で安定に支持されている。
　支持ユニット１３はクランク－リンク機構によりガイドロッド４５及びスプライン軸２０に沿って上下に往復移動される。すなわち、図３に示すように、本体１ａから左右一対の縦壁３６が立設されている。図４に示すように、該縦壁３６間にクランクシャフト３５が回転自在に掛け渡されている。クランクシャフト３５の両端にクランクアーム３７が取り付けられている。図３に示すように、各クランクアーム３７の回転端部に中間リンク４０の一端が連結されている。中間リンク４０の他端は揺動リンク３９の長さ方向中ほどに連結されている。
　図４に示すように、縦壁３６間に揺動支点用のシャフト３８もまた回転自在に掛け渡されている。この揺動支点用のシャフト３８の両端に揺動リンク３９の一端が取り付けられている。図３に示すように、各揺動リンク３９の揺動端部に第２の中間リンク４１を介して支持ユニット１３の支持ブロック１５が連結されている。
　本体１ａ上にジョー昇降用サーボモータ３１が据え付けられ、ジョー昇降用サーボモータ３１の出力軸に取り付けられたタイミングプーリ３２と、クランクシャフト３５に取り付けられたタイミングプーリ３４との間に、タイミングベルト３３が巻き掛けられている。
　すなわち、ジョー昇降用サーボモータ３１の駆動によりクランクシャフト３５がｃ方向に回転し、支持ユニット１３が上下移動する。その際、クランクアーム３７の回転により、中間リンク４０が上下に移動し、揺動リンク３９を上下に揺動させる。揺動リンク３９は、第２の中間リンク４１で円弧運動と直線運動とのこじれを吸収させながら、支持ユニット１３全体、ひいては横シールジョー５６ａ，５６ｂを上下に往復移動させる。
　これにより、シールジョー５６ａ，５６ｂは、図３に符号Ｓで軌跡を示すように、側面視で四辺形ないし長円形のボックスモーションを実行する。
　（３－４）筒状フィルムＦｃの切断
　次に、図６Ａ～図６Ｂを参照しながら切断動作について説明する。ここで、図６Ａは、横シール前のシールジョー５６ａ，５６ｂ周辺の側断面図である。また、図６Ｂは、横シール時のシールジョー５６ａ，５６ｂ周辺の側断面図である。さらに、図６Ｃは、横シール直後のシールジョー５６ａ，５６ｂ周辺の側断面図である。
　図６Ａ及び図６Ｂにおいて、切断機構７０は、シールジョー５６ｂの先端部に設けられたカッター７１と、シールジョー５６ａに設けられたスライド溝７２とによって構成されている。
　また、シールジョー５６ａ，５６ｂの下方には金具７４が設けられており、その金具７４にクランプ７３が固定されている。
　具体的には、シールジョー５６ａの下方に断面形状がＬ字状の金具７４ａが短辺側の面を筒状フィルムＦｃに向けて配置されており、当該短辺側の面にクランプ７３ａが貼り付けられている。また、シールジョー５６ａに設けられたスライド溝７２とクランプ７３ａとの高さ方向の中心間距離Ｓａは１０～８０ｍｍが好ましく、本実施形態では１２ｍｍに設定されている。
　同様に、シールジョー５６ｂの下方に断面形状がＬ字状の金具７４ｂが短辺側の面を筒状フィルムＦｃに向けて配置されており、当該短辺側の面にクランプ７３ｂが固定されている。また、シールジョー５６ｂに設けられたカッター７１とクランプ７３ｂとの高さ方向の中心間距離Ｓｂは１０～８０ｍｍが好ましく、本実施形態では１２ｍｍに設定している（Ｓｂ＝Ｓａ）。
　クランプ７３ａとクランプ７３ｂとは、筒状フィルムＦｃを挟んで対向配置されている。クランプ７３ａとクランプ７３ｂとは、ゴム、エラストマーなどで成形された弾性部材である。
　また、クランプ７３ａのうちクランプ７３ｂとの対向面は、シールジョー５６ａの先端よりも所定長さ（例えば、０．３ｍｍ）だけ筒状フィルムＦｃ側に突出している。同様に、クランプ７３ｂのうちクランプ７３ａとの対向面は、シールジョー５６ｂの先端よりも所定長さ（例えば、０．３ｍｍ）だけ筒状フィルムＦｃ側に突出している。
　それゆえ、クランプ７３ａとクランプ７３ｂとは、シールジョー５６ａ，５６ｂが横シールをするために筒状フィルムＦｃを挟むよりも早く、横シールの予定部分より下方の筒状フィルムＦｃを挟み込む。
　次に、図６Ｃにおいて、カッター７１は、筒状フィルムＦｃを横シールするタイミングに合わせて、エアシリンダなどの駆動機構によってスライド溝７２に向かって前進させられる。このとき、横シール部分の幅方向のほぼ中心位置にカッター７１が押し当てられるので、横シールされた部分が切断される。
　このとき、クランプ７３ａとクランプ７３ｂとが横シール部分より下方の筒状フィルムＦｃを挟み込んでいるので、横シール部分にカッター７１が押し当てられ、シールされた部分が切断されても、下方の筒状フィルムＦｃが引っ張られることは防止される。
　そして、横シールされた部分が切断され、シールジョー５６ａ，５６ｂ、クランプ７３が筒状フィルムＦｃから離れると、１個の袋が分割されてシュートコンベア１９（図１参照）に排出される。
　（４）コントロールユニット７５
　図７は、製袋包装機１の制御ブロック図である。図７に示すように、製袋包装機１は、コントロールユニット７５を備えている。コントロールユニット７５は、フィルム搬送用サーボモータ６０と、ジョー昇降用サーボモータ３１と、ジョー開閉用サーボモータ２３とを制御する。
　コントロールユニット７５は、フィルム搬送用サーボモータ６０に対する制御として、筒状フィルムＦｃを間欠的に搬送する間欠モード、及び筒状フィルムＦｃを等速で連続的に搬送する連続モードの各動作プログラムをメモリに格納している。
　（４－１）連続モード
　図８は、連続モード及び間欠モードのタイムチャートである。図８において、コントロールユニット７５は、連続モードを実行するときは、筒状フィルムＦｃを等速で搬送させている間に横シールを行う（横シール時間ＴＳ：時刻ｔｃ～ｔｄ）。
　また、コントロールユニット７５は、横シールを実行するときは、横シールを筒状フィルムＦｃの等速搬送中に行うので、シールジョー５６ａ，５６ｂは、少なくとも横シール時間ＴＳ中は、筒状フィルムＦｃの搬送速度と同速度で下方に移動する。
　シールジョー５６ａ，５６ｂをこのように所定の速度で縦方向に等速移動させるには、製袋包装機１では、図８に破線で示したように、ジョー昇降用サーボモータ３１（図中ではＳＭ３１）の駆動速度を、その期間中、正弦波曲線に沿って低下させている。ジョー昇降用サーボモータ３１は、基本的動作として等速で回転する。その結果、シールジョー５６ａ，５６ｂの縦方向の移動速度（昇降速度）は、図示したように正弦波曲線を描く。
　連続モードは、筒状フィルムＦｃの搬送動作が比較的シンプルである。よって、起動時や停止時でも制御の複雑化から免れる。しかも、筒状フィルムＦｃを等速搬送するから、筒状フィルムＦｃの蛇行が抑制され、筒状フィルムＦｃに局所的に大きな張力が作用することが低減される。
　図８に符号Ｃで示した期間は、製袋包装機１の１サイクル動作の期間である。また符号Ｌで示した斜線領域が得られる袋Ｂの長さを表わす。連続モードでは、横シール時間ＴＳ及び袋Ｂの長さＬが制限されることと引き換えに、１サイクル動作期間Ｃを短くすることができ、何よりも高速運転に好適である。
　その場合に、横シール時間ＴＳ、袋Ｂの長さＬ、１サイクル動作期間Ｃは互いに影響を及ぼす関係にある。例えば、横シール時間ＴＳを長くしようとすれば、筒状フィルムＦｃの搬送速度及びシールジョー５６ａ，５６ｂの移動速度を低くすればよい。しかし、その結果、１サイクル動作期間Ｃが長くなる。また、例えば、袋Ｂの長さＬを長くしようとすれば、非シール時間（時刻ｔｄ～ｔｃ）中のシールジョー５６ａ，５６ｂの移動速度を低くすればよい。しかし、同じく１サイクル動作期間Ｃが長くなる。
　つまり、１サイクル動作期間Ｃを幾分長くすることによって、連続モードでも、横シール時間ＴＳや袋Ｂの長さＬを長くすることができる。
　（４－２）間欠モード
　図８において、コントロールユニット７５は、間欠モードを実行するときは、筒状フィルムＦｃを停止させている間に（時刻ｔｂ～ｔａ）、シールジョー５６ａ，５６ｂを対接させて横シールを行う（横シール時間ＴＳ：時刻ｔｃ～ｔｄ）。
　また、コントロールユニット７５は、横シールを実行するときは、横シール部が所定のシール領域からのはみ出し、シール不良などが起きないように、シールジョー５６ａ，５６ｂの縦方向の移動速度を、筒状フィルムＦｃの縦方向の搬送速度に一致させる。
　つまり、横シールを筒状フィルムＦｃの停止中に行う間欠モードでは、シールジョー５６ａ，５６ｂは縦方向に移動しない。シールジョー５６ａ，５６ｂは所定の高さ位置に固定する。もちろんこの所定の高さ位置は任意に変更してよい。
　間欠モードでは時刻ｔａ～ｔｂ間にフィルムＦを搬送する。このフィルム搬送時間（ｔａ～ｔｂ）は自由に設定することができる。また時刻ｔｃ～ｔｄ間に筒状フィルムＦｃを横シールする。この横シール時間ＴＳ（ｔｃ～ｔｄ）も自由に設定することができる。
　よって、１サイクル動作期間Ｃが比較的長く、生産能力は低い傾向にあるが、間欠モードでは、筒状フィルムＦｃの搬送とシールジョー５６ａ，５６ｂの開閉とをそれぞれ無関係に動作させることができるので、横シール時間ＴＳを十分長くとって厚手のフィルムＦでも良好に横シールすることができるし、また、どのような長さＬの袋Ｂにも対応することが可能である。
　（５）操作パネル８０
　図５に示すように、製袋包装機１は、コントロールユニット７５に動作条件指定信号を出力する操作パネル８０を備えている。オペレータは、この操作パネル８０を操作して製袋包装機１の動作条件を指定する。
　（６）特徴
　（６－１）
　製袋包装機１では、カッター７１が横シール部を切断するときに袋Ｂを持ち上げる方向の張力が発生するが、横シール部の下方がクランプ７３ａとクランプ７３ｂとで押えられているので、袋Ｂが持ち上げられることはなく、切断位置のずれが防止される。
　（６－２）
　製袋包装機１では、プルダウンベルト機構５２がシールジョー５６ａ，５６ｂの上方の筒状フィルムＦｃを押えているので、上にクランプを設ける必要がない。
　（６－３）
　製袋包装機１は、製袋することができる袋のサイズは１００～５００ｍｍである。また、スライド溝７２とクランプ７３ａとの高さ方向の中心間距離Ｓａ、及びカッター７１とクランプ７３ｂとの高さ方向の中心間距離Ｓｂは、１０～８０ｍｍである。特に、ボックスモーションの場合、中心間距離Ｓａ及び中心間距離Ｓｂは、５０ｍｍ～８０ｍｍに設定されるのが望ましい（Ｓｂ＝Ｓａ）。
　これによって、仮に袋の上部に内容物があっても、それがクランプで圧迫されることは回避される。
　（６－４）
　製袋包装機１は、筒状フィルムＦｃを連続的に搬送しながら製袋する、連続製袋を行う。
　（７）変形例
　上記実施形態の横シール機構５６では、シールジョー５６ａ，５６ｂが前後方向に互いに接近／離反するように動かされるとともに、上下方向に移動させられる、いわゆるボックスモーションと呼ばれる動きをするが、横シール機構５６の動きはこれに限定されるものではない。
　例えば、図９は、変形例に係る製袋包装機１の横シール機構５６の概念図である。図９において、シールジョー５６ａ，５６ｂが、側面視においてＤ字状に旋回駆動される、いわゆるＤモーションと呼ばれる動作を行うものであってもよい。
　なお、Ｄモーションの場合、中心間距離Ｓａ及び中心間距離Ｓｂは、１２～２５ｍｍに設定されるのが望ましい（Ｓｂ＝Ｓａ）。
１　　　　　　　　　　製袋包装機
５２　　　　　　　　　プルダウンベルト機構（フィルム搬送部）
５６ａ，５６ｂ　　　　一対のシールジョー（一対のシール部材）
７０　　　　　　　　　切断機構（切断部材）
７１　　　　　　　　　カッター（切断部材）
７２　　　　　　　　　スライド溝（切断部材）
７３　　　　　　　　　クランプ
７３ａ　　　　　　　　クランプ
７３ｂ　　　　　　　　クランプ
Ｆｃ　　　　　　　　　筒状フィルム
Ｓａ　　　　　　　　　中心間距離
Ｓｂ　　　　　　　　　中心間距離
特開２０１５－５８９６４号公報

Claims (5)

  1. 　搬送されるフィルムを筒状に形成し、筒状フィルムの内部に商品を投入して製袋する製袋包装機であって、
    　前記筒状フィルムを搬送方向と交差する方向に沿って挟み横シールを行なう超音波式の一対のシール部材と、
    　前記一対のシール部材の間を移動して、製袋された袋の横シール部分を切断する切断部材と、
    　前記一対のシール部材および前記切断部材の下方に設けられ、前記横シール部分の切断時において前記袋を押さえるクランプと、
    を備える製袋包装機。
  2. 　前記一対のシール部材および前記切断部材の上方に設けられ、前記筒状フィルムを搬送するフィルム搬送部をさらに備え、
    　前記フィルム搬送部は、前記横シール部分の切断時において前記筒状フィルムを押さえる、
    請求項１に記載の製袋包装機。
  3. 　前記横シール部分の切断時、切断位置の下方の前記袋は前記横シール部分から吊り下げられた状態である、
    請求項１又は請求項２に記載の製袋包装機。
  4. 　製袋することができる袋のサイズは１００～５００ｍｍであり、
    　前記クランプと前記切断部材との高さ方向の中心間距離が１０～８０ｍｍである、
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の製袋包装機。
  5. 　前記筒状フィルムを連続的に搬送しながら製袋する、連続製袋を行う、
    請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の製袋包装機。
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