しごき装置を備えた縦型包装機
【課題】横シールの動作としごき手段の動作に関して、しごき部材のしごき経路をカムによって確定させて、包装速度が速くなった場合でもしごき部材が暴れた動作をするのを防止することができるしごき装置を備えた縦型包装機を提供する。
【解決手段】横シール部５４ａ，５４ｂが包装材６１に接近・離間する動作に応じて、しごき機構のしごき駆動部２１，２２が第１カム機構３０によるカム動作を行ってしごき材を駆動するとき、別の第２カム機構４０によってしごき機構のしごき部材が辿るしごき経路が定められる。このしごき経路を辿るとき、しごき部材が筒状包装材に対して接触してしごき作用を与える。したがって、包装速度が速くなっても、しごき部材は唯一定められたしごき経路に沿って移動し、暴れた動作を防止することができる。
【解決手段】横シール部５４ａ，５４ｂが包装材６１に接近・離間する動作に応じて、しごき機構のしごき駆動部２１，２２が第１カム機構３０によるカム動作を行ってしごき材を駆動するとき、別の第２カム機構４０によってしごき機構のしごき部材が辿るしごき経路が定められる。このしごき経路を辿るとき、しごき部材が筒状包装材に対して接触してしごき作用を与える。したがって、包装速度が速くなっても、しごき部材は唯一定められたしごき経路に沿って移動し、暴れた動作を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、縦型製袋充填包装機のような袋包装において横シールユニットと連動して作動し、袋に充填されている製品にしごき作用を与える袋包装におけるしごき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品を袋に詰める袋詰めに関して、袋包装の際に袋の外側から製品を袋内に押し込むようにしごき動作を及ぼすことにより、袋内での製品位置の移動、或いは製品の充填率の向上を図ることがある。袋に充填される製品がしごきの対象となるものとして、例えば、お麸（小麦粉の粗粉で作った食品）が挙げられる。包装後において包装物が細長い袋に移動しないように、強制的に袋の外側からしごいて充填される。また、別の製品例として、ポテトチップス、コーンパフのようなスナック菓子や冷凍ポテト、インゲン、カボチャ等の冷凍食品がある。これらの製品は長さにばらつきがあり、また充填時の踊り状態によって横シール位置にまで跳ね上がることもあり、そのような場合、横シールの際にシールバー（熱溶着させるヒートシールバー）による製品の噛み込みが生じる。したがって、袋をしごくことによって製品をシールバーの作動位置から袋内に予め移動させておくことが必要であり且つ有効である。
【０００３】
縦型製袋充填包装機のような縦型包装機に関連して用いられるしごき装置としては、縦型包装機に用いられる横シールユニットが筒状包装材に横シールを施す際の動作を利用して、しごき動作をするものがある。例えば、横シールボックス全体を上下動させ、そのストロークの何割かをしごき動作のための動作として利用する形式のものがある。これとは別に、横シールボックスについては上下動をさせないが、シリンダ等の別駆動源を備えておき、横シールブロックの開閉の間に当該別駆動源によってしごき部材にしごき動作を行わすものがある。
【０００４】
本出願人は、縦型製袋充填包装機のしごき装置として、二つの互いに接離する横シール部を備えた横シールユニットにより包装筒に横シールして該包装筒内に製品としてのばらものを落下充填した後に、該包装筒の横シール部よりも所要上を横シール部と同方向から挟んで横シール部が閉じないうちに該横シール部よりも下方へしごくことで、製品を横シール部が噛み込まないようにしたしごき装置を提案している（特許文献１参照）。また、横シールユニットによって熱シールされる扁平部を形成するためのシゴキ装置として、一対のスクレーパとその下方で上下方向に移動可能に設けられた一対のシゴキブロックを備えたものが提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特公平６−７６０８７号公報（段落［０００７］〜［００１１］、図１〜図３）
【特許文献２】特開２００５−１１２３５９号公報（段落［００２７］〜［００４３］、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、横シール部が包装材に対して接近・離間する動作に合わせてしごき部材にしごき動作を行わせるときに、しごき駆動部がしごき部材を駆動させるカム機構と、しごきバーのような包装材に接近・当接するしごき部材にしごき経路（軌跡）を与えるカム機構とを分離する構造を創出する点で解決すべき課題がある。
【０００６】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、横シール部が包装材に対して接近・離間する動作に合わせて、しごき部材が包装材に対してしごき作用を行うときに、しごき部材にしごき経路を与えるカムを分離させることで、しごき部材のしごき経路をカムによって確定させて、包装速度が速くなった場合でも、しごき部材が暴れた動作をするのを防止することができるしごき装置を備えた縦型包装機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機は、内部に包装物が投入され且つ縦方向に送られる筒状包装材を間に対向して配置されて互いに接離する動作をし、接近時に前記筒状包装材を挟圧して前記筒状包装材にシールをする２つの横シール部を有する横シールユニット、及び前記各横シール部に関連してそれぞれ配設されており前記両横シール部の前記接離する動作に連動して前記筒状包装材に対してしごき動作をするしごき装置を備えており、前記しごき装置は、前記各横シール部に対して設けられており前記両横シール部の前記接離する動作に連動して駆動されるしごき駆動部と当該しごき駆動部によって駆動されて前記筒状包装材に対して接触してしごき作用を与えるしごき部材とを有するしごき機構、前記横シールユニットと前記しごき駆動部との間に配設されており前記しごき動作のために前記しごき駆動部に往復動作を与える第１カム機構、及び前記横シールユニットと前記しごき部材との間に配設されており前記しごき駆動部によって駆動される前記しごき部材のしごき経路を定める第２カム機構を備えていることから成っている。
【０００８】
このしごき装置を備えた縦型包装機によれば、横シール部が包装材に接近・離間する動作に応じて、しごき機構のしごき駆動部が第１カム機構によるカム動作を行ってシール部材を駆動するとき、別の第２カム機構によってしごき機構のしごき部材が辿るしごき経路が定められる。このしごき経路を辿るとき、しごき部材が筒状包装材に対して接触してしごき作用を与える。したがって、包装速度が速くなっても、しごき部材は唯一定められたしごき経路に沿って移動し、暴れた動作を防止することができる。
【０００９】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記しごき機構は、前記第１カム機構によって前記往復動作をする前記しごき駆動部と、前記しごき駆動部によって駆動されるときに前記第２カム機構によって前記しごき経路を辿る前記しごき部材との間に生じる相対変位を吸収可能に構成することができる。しごき駆動部が第１カム機構によって往復動作をするとき、その往復動作に応じて、しごき部材が第２カム機構によってしごき経路を辿る動きをする。しごき経路は、第２カム機構によって定まった経路であるので、往復動作をするしごき駆動部とのメカ的な干渉を生じる可能性があるが、両者の間に生じる相対変位を吸収可能に構成することにより、そうしたメカ的な干渉を回避することができる。
【００１０】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記しごき駆動部は、前記各横シール部に対してそのシール長手方向両端においてそれぞれ当該シール長手方向に平行な共通軸線回りに回動可能なブラケットを備えており、前記しごき部材は、前記両ブラケットのそれぞれに対して前記軸線と直交関係にある軸線に沿って摺動可能に保持されているしごきアームと、当該両しごきアームの先端部を結んで配設されており前記筒状包装材に対して接触してしごき作用を与えるしごきバーとを備えており、前記しごき部材と前記しごき駆動部との間には、前記相対変位を吸収するためのばね手段を介装されることができる。しごき部のブラケットは、横シール部の往動作で包装材に接近するときの第１カム機構の作動によって、横シール部に対して回動する。ブラケットが回動をする際には、第２カムフォロワとして機能するしごきアームは、第２カム機構の固定カム板に形成されている第２カム溝によって案内される。この固定カム板の第２カム溝による案内によって、しごき部材は予め定められたしごき経路を辿る。しごきアームが回動する際に、しごき部材としごき駆動部との間に生じる相対変位、即ち、ブラケットとしごきアームとの間に生じる距離変化は、ばね手段が撓むことによってしごきアームがブラケットに対して摺動することで吸収される。このようにして、第１カム機構及び第２カム機構は、互いに機械的な干渉を回避することができる。
【００１１】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記第１カム機構は、第１カム溝が形成された第１固定カム板と、前記ブラケットとともに前記横シール部に対して回動可能に設けられており前記第１カム溝に嵌合する第１カムフォロワとを備えるものとすることができる。横シール部がブラケットとともに、筒状包装材に対して接近・離間するとき、第１カムフォロワが第１固定カム板に形成されている第１カム溝に嵌合した状態で案内される。このときのカム作動によってブラケットが横シール部に対して回動し、これによってしごき駆動部がしごき部材を駆動する。
【００１２】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記第２カム機構は、前記しごき経路に対応する第２カム溝が形成された第２固定カム板と、前記しごき部材に備わり前記第２カム溝に嵌合する第２カムフォロワとを備えるものとすることができる。第１カム機構によって、しごき部材が駆動されるとき、第２カムフォロワが第２固定カム板に形成されている第２カム溝に嵌合した状態で案内される。横シール部の往復動作においては、このときのカム作動によって、しごきバーは予め定められるしごき経路に沿って振れのない安定したしごき動作を行う。
【００１３】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記縦型包装機は、前記筒状包装材の内側に配置され且つ包装すべき製品が投入される充填筒、及び前記筒状包装材を前記充填筒の外側周面に沿って縦方向に送る送り機構を備えた縦型製袋充填包装機であるとすることができる。この縦型包装機は、縦型製袋充填包装機に適用することで、充填筒を通して投入される製品を高い包装速度で順次連続して包装することができる。
【００１４】
縦型製袋充填包装機に適用した縦型包装機において、前記横シールユニットは、前記縦型包装機の固定フレームに対して縦方向に不動に取り付けられており、前記送り機構は前記筒状包装材を間欠的に送り、前記筒状包装材が停止中に前記シールをする間欠送り機構であるとすることができる。
【００１５】
縦型製袋充填包装機に適用した縦型包装機において、前記横シールユニットは、前記縦型包装機の固定フレームに対して縦方向に往復動可能取り付けられており、前記送り機構は前記筒状包装材を連続的に送り、前記筒状包装材の送り中に前記シールをする連続送り機構であるとすることができる。横シールユニットは、縦型包装機の固定フレームに対して、ボックスモーション等の筒状包装材に対して接近・離間するだけでなく筒状包装材の送り方向の運動を組み合わせた複合運動をすることによって、連続的に送られる筒状包装材に対して筒状包装材を停止させることなく、横シールを施すことができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機は、上記のように構成されているので、横シール部の往動作のときに第１カム機構によってしごき駆動部がしごき部材を駆動するが、第２カム機構によってしごき部材が筒状包装材に接近してしごき動作をするときのしごき経路を定めているので、しごき部材は、第２カム機構が定めたしごき経路以外の無理なしごき動作をすることがなく、安定したしごき動作を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面に基づいて、この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の実施例を説明する。図１は、この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の主要部の一例を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は駆動部を示す概略図である。図２は図１に示す縦型包装機の主要部の正面図、図３及び図４は図１に示す縦型包装機の主要部の側面図であって、図３はしごき装置の微小時間毎の変遷を示す右側面図、図４はしごき装置のしごき動作が完了した状態を示す左側面図である。なお、実施例の説明において、「前後」とは、筒状包装材に横シールを施すために横シール部が包装材に対して接近・離間する方向（接近する方向を前とする）を指し、「左右」とは、当該横シール部が包装材に対して接近・離間する方向を正面に見て左右の方向（横シールの長手方向）を指す。
【００１８】
本実施例によるしごき装置は、公知の縦型製袋充填包装機に適用可能である。図９において概略を示すように、縦型製袋充填包装機５０は、ウェブ状包装材６０を略筒状にまで曲成するフォーマ５１と、フォーマ５１の内部に挿通された製品充填筒５２と、製品充填筒５２の前側で曲成された包装材を筒状包装材６１に成形する縦シール装置５３と、製品充填筒５２の左右両側を挟むように設けられており筒状包装材６１を製品充填筒５２の外側面との間に挟んで給送する送りベルト装置５５と、製品充填筒５２の下方に設けられた横シールユニット５４とを備えている。連続するウェブ状の包装材６０は、フォーマ５１に導かれて製品充填筒５２を包むように筒状に曲成され、送りベルト装置５５により下方へ送られるとともに、製品充填筒５２の一側で縦シール装置５３によってウェブ端縁同士を縦ヒートシールすることによって筒状包装材６１に形成される。製品充填筒５２を通して被包装物である製品Ｓを筒状包装材６１内に落下充填し、充填された製品Ｓの上下両位置において筒状包装材６１を横シールユニット５４によってシールすることで、製品Ｓが包装された袋包装体６３を連続製造することができる。
【００１９】
図９に示すように、横シールユニット５４は、筒状包装材６１を挟んで対向して配置された横シール部５４ａ，５４ｂを有しており、カッタ５６を内蔵している。カッタ５６は、例えば一方の横シール部５４ａに備わるヒータブロックの上下一対のヒートシールバー間において、他方の横シール部５４ｂに向かって進退作動可能に配設されている。他方の横シール部５４ｂには、ヒータブロックの上下一対のヒートシールバー間において、進出したカッタ５６が入り込むことができるカッタ溝５７が形成されている。横シールユニット５４は、その作動時に側方から接近・離間し、横シール部５４ａ，５４ｂが筒状包装材６１を挟み込んで先行する袋包装体６３の口部と後続して形成される袋６２の底部とにヒートシールを施す。このときに、カッタ５６はカッタ溝５７内に位置まで進出して筒状包装材６１を切断し、先行して製造された袋包装体６３を後続の袋６２（筒状包装材６１）から分離する。横シールユニット５４の上方には、図示しないが、投入される製品Ｓを途中で一旦受け取り、且つ横シール部５４ａ，５４ｂが離間するときに、受け止めた製品Ｓを解放して袋６２の底部まで投入するシャッタを設けることもできる。なお、図１０には、従来構造のしごきアーム５８，５８とその先端部に掛け渡して設けられているしごきバー５９の概略が示されている。
【００２０】
横シールユニット５４を駆動するため、図示しないサーボモータのような駆動モータ或いはエアシリンダのようなアクチュエータの出力を利用する駆動機構が用いられる。駆動機構の一例としては、上記特許文献１に記載されている機構と同様に、横シール開閉レバー（以下、「レバー」と略す。）を回転させ、当該回転を変換機構を介して横シール部５４ａ，５４ｂを互いに同期して接近・離間させる機構を挙げることができる。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、この駆動機構においては、中央軸１１の回りに回動するレバー１０の一端は例えばリンク１２を介して横スライドブロック１４に連結されており、横スライドブロック１４の左右端部に案内シャフト１６，１６が取り付けられている。案内シャフト１６，１６は、固定フレーム２を貫通してスライド自在に支持されており、シール位置Ｃ−Ｃを越えて反対側にまで延びていて、それらの先端部に取付け具１７，１７によってカッタ５６を内蔵する横シール部５４ａの横シールブロック１８が取り付けられている。また、レバー１０の他端は、リンク１５及びその先端部における枢支軸１９を介して横シール部５４ｂの横シールブロック２０に連結されている。レバー１０の往復回転運動は、横シール部５４ｂが筒状包装材６１に対する進退動作に変換・伝達される。なお、案内シャフト１６，１６は、横シール部５４ａをスライド可能に支持している。
【００２２】
横シールユニット５４の構造によれば、駆動機構によってレバー１０が中央軸１１回りに回動するとき、リンク１２、横スライドブロック１４、両案内シャフト１６，１６及び横シールブロック１８を介して横シール部５４ａが筒状包装材６１に向かって進出・後退し、その一方で、リンク１５、枢支軸１９及び横シールブロック２０を介して他方の横シール部５４ｂが筒状包装材６１に向かって横シール部５４ａと同期して進出・後退する。筒状包装材６１は、横シール部５４ａ，５４ｂの各ヒータブロックによって同期して各側から挟み込まれ、両ヒータブロックの上下に位置する二組のヒートシールバー間で包装袋６３の開口端部及び後続の包装袋の袋底端部が加熱・加圧されることでヒートシールが施される。
【００２３】
しごき装置１において、横シールユニット５４に関連して、筒状包装材６１の各側にそれぞれ配設された一対のしごき機構が設けられている。特に図３に示すように、しごき機構は、それぞれ、横シールユニット５４に対して設けられており横シールユニット５４の筒状包装材６１への接離する動作に連動して駆動されるしごき駆動部２１，２２と、しごき駆動部２１，２２によって駆動されて筒状包装材６１に対して接触してしごき作用を与えるしごき部材とを有している。しごき駆動部２１，２２は、中間部に横シール部５４ａ，５４ｂの横シールブロック１８，２０に枢着された軸支部（支点ピン）２４，２４を有しており、各軸支部２４には、左右に一対のブラケット２３，２３が取り付けられている。しごき部材は、両ブラケット２３，２３にそれぞれ摺動可能に挿通され先端にヘッド部２６，２６を有するしごきアーム２５，２５と、しごきアーム２５，２５のヘッド部２６，２６の先端部間に掛け渡されており筒状包装材６１に対してその外側からしごき係合可能なしごきバー２７とを備えている。
【００２４】
しごき駆動部２１，２２において、ブラケット２３，２３が回動可能な軸支部２４，２４は、横シールブロック１８，２０のそれぞれに対して、シール長手方向両端において設けられており、且つそれぞれ当該シール長手方向に平行な共通軸となっている。また、しごき部材において、しごきアーム２５，２５は、ブラケット２３，２３のそれぞれに対してこの共通軸線と直交関係にある軸線に沿って摺動可能に保持されている。ブラケット２３，２３とヘッド部２６，２６との間には、しごきアーム２５，２５に挿通させる態様で、両者の相対変位を吸収するばね手段としてのコイルばね２８，２８が圧縮状態で嵌装されている。しごきアーム２５，２５はコイルばね２８，２８によってしごきバー２７が飛び出す方向である前方に付勢されているが、しごきアーム２５，２５のテイル部２９，２９は、ブラケット２３，２３と当接するときには、しごきアーム２５，２５がそれ以上ブラケット２３，２３から抜け出るのを防止するストッパとなっている。このように、しごきバー２７は、ブラケット２３，２３が横シールブロック１８，２０に対して回動し、更にしごきアーム２５，２５がブラケット２３，２３に対して摺動することで、横シールブロック１８，２０に対する位置（その位置に応じた姿勢）が変更可能である。
【００２５】
横シールユニット５４としごき駆動部２１，２２との間には、しごき動作のためにしごき駆動部２１，２２に往復動作を与える第１カム機構３０，３０が配設されている。即ち、横シールユニット５４が筒状包装材６１に接近し筒状包装材６１を挟み込んでシールを施しその後離間する横シール往動作において、当該横シール往動作がしごき駆動部２１，２２によるしごき動作に変換されるのであるが、その際に、当該横シール往動作をブラケット２３，２３（したがって、しごきアーム２５，２５としごきバー２７とからなるしごき部材）の軸支部２４，２４回りの回動往復動作に変換する変換機構として、第１カム機構３０，３０が設けられている。図４に一方の第１カム機構３０が拡大して示されている。第１カム機構３０は、しごき駆動部２１，２２において、左右方向いずれか一方（この例では図１において左側）のみに設けるので充分である。各第１カム機構３０は、包装機の固定フレームに固定されている第１固定カム板３１と、第１固定カム板３１と協働するためブラケット２３に設けられた第１カムフォロワ３３とを備えている。この例では、第１カムフォロワ３３は、軸支部２４においてブラケット２３に取り付けられているレバーの先端に設けられているので、ブラケット２３に対する姿勢は一定であり、横シール部５４ａ（５４ｂ）に対して軸支部２４の回りにブラケット２３とともに回動可能である。また、第１固定カム板３１は、筒状包装材６１を挟む左右対称位置に配置されている。
【００２６】
各固定カム板３１には、第１カムフォロワ３３が嵌合して第１カムフォロワ３３の動きを案内する第１カム溝３２が形成されている。第１カム溝３２は、横シール往動作の動作開始付近と動作終了付近とでそれぞれブラケット２３の姿勢を変化させることなく第１カムフォロワ３３が通過するのみの平行カム溝部３４，３５と、平行カム溝部３４，３５の間で両カム溝部３４及び３５と接続しており且つ第１カムフォロワ３３が通過するときにブラケット２３の姿勢（軸支部２４回りの傾き）を変化させる回動用カム溝部３６とを有している。回動用カム溝部３６は傾斜溝となっており、その結果、第１カム溝３２は全体として段差状のプロフィールを有している。
【００２７】
固定フレームとしごき部材との間には、しごき部材がしごき駆動部２１，２２によって駆動されるときに、しごきバー２７が辿るしごき経路を定める第２カム機構４０が配設されている。即ち、第２カム機構４０は、しごきバー２７が辿るべきしごき経路に対応する第２カム溝４２，４２が形成された第２固定カム板４１と、しごき部材のヘッド部２６，２６に備わりそれぞれが第２カム溝４２，４２に嵌合する第２カムフォロワ４３，４３とを備えている。それゆえ、第１カム機構３０によって、しごき部材が軸支部２４回りに駆動されて往復回動するとき、第２カムフォロワ４３が第２固定カム板４１に形成されている第２カム溝４２に嵌合した状態で案内されることで、しごき部材であるしごきバー２７（したがって、しごきアーム２５）のブラケット２３に対する進出・後退量が定められ、しごきバー２７は第２カム溝４２によって予め一義的に定められたしごき経路を辿ることになる。横シール部５４ａ，５４ｂの往復動作においては、このときのカム作動によって、しごきバー２７は予め定められるしごき経路に沿って振れのない安定したしごき動作を行う。
【００２８】
第２カム機構４０は、固定フレーム２に取り付けられることで固定された左右の第２固定カム板４１，４１（図１）を備えている。各第２固定カム板４１は、中心をシール位置Ｃ−Ｃに合わせて配置されており、前後側面から対称的なカムプロフィールを持つ第２カム溝４２，４２として形成されている。第２カム溝４２，４２は、上側ほどシール位置Ｃ−Ｃから遠ざかり、上端は第２カムフォロワ４３，４３を受け入れ且つ離脱可能に前後に開口しており、下側ほどシール位置Ｃ−Ｃに近い斜面に形成されており、最下部分は垂直なプロフィールとなっている。
【００２９】
第２カム機構４０の各第２カムフォロワ４３は、各しごきアーム２３のヘッド部２６に左右外側に突出する態様で回転支持されて設けられており、第２カム溝４２内を転動可能なローラーから成っている。横シールブロック１８，２０が往復動作をして、第１カム機構３０によってブラケット２３としごきアーム２５及びしごきバー２７とが回動するとき、第２カム機構４０では各第２カムフォロワ４３は、第２カム溝４２内を案内されて移動する。このとき、第２カム溝４２のプロフィールによって、ブラケット２３としごきアーム２５及びしごきバー２７との間には相対変位が生じるが、しごきアーム２５とブラケット２３との間にはコイルばね２８が介装されているので、この相対変位は、コイルばね２８の弾性撓みによって吸収される。このように、しごき装置１においては、しごき駆動部２１（２２）の駆動元となる第１カム機構３０と、それとは分離したしごき経路を与える第２カム溝４２及び第２カムフォロワ４３からなる第２カム機構４０との間で、両者の作動中に生じる誤差はばね手段であるコイルばね２８によって吸収される。
【００３０】
図３には、第１カム機構３０と第２カム機構４０の作動について、各機構の特徴的な部分が時間の経過とともに変化していく様子が示されている。ここで、特徴的な部分とは、一方の軸支部２４、しごきアーム２５，２５、しごきバー２７，２７、一方の第１カムフォロア３３、及び第２カムフォロア４３，４３である。横シールブロック１８，２０の前進に伴って、しごきバー２７は、第１カム機構３０及び第２カム機構４０の作用によって、横シール部５４ａ，５４ｂの前方を下側に向かって横切り、筒状包装材６１に対してしごき動作をする。
【００３１】
図８には、横シールユニット５４の横シール部５４ａ，５４ｂが前進して筒状包装材６１を挟み、筒状包装材６１にヒートシールを施して、袋６３を製造した状態が示されている。しごき駆動部２１，２２は、しごきバー２７，２７が筒状包装材６１に対してしごき動作を終了した状態にある。横シール部５４ａ，５４ｂが前進して筒状包装材６１をシールする状態では、シャッタ５８，５８が横シール部５４ａ，５４ｂの直上方において筒状包装材６１を挟み、製品Ｓがそれ以上下側に落下するのを防止している。シャッタ５８，５８は、ばねによる緩衝作用を以て横シール部５４ａ，５４ｂに設けられている。
【００３２】
図５〜図８は、本発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の作動を時間の経過に伴って説明する図である。以下、第１カム機構３０については前後一対設けられているが、一方の第１カム機構３０について説明し、第２カム機構４０についても左右一対設けられているが一方第２カム機構４０についてのみ、符号を用いて説明する。残る他方の機構についても同様の作動を生じているが、これらについては説明を省略する。図５は、しごき装置１によるしごき動作開始前の状態を示す図である。横シール部５４ａ（５４ｂ）は後退した位置にあり、筒状包装材６１とは非接触状態にある。第１カム機構３０においては、第１カムフォロワ３３が第１固定カム板３１の第１カム溝３４においてその下側の平行カム溝部３４の後方位置に位置している。第２カム機構４０においては、第２カムフォロア４３が第２固定カム板４１の第２カム溝４２の外にある。その結果、しごきアーム２５は、コイルばね２８によって付勢されているがテイル部２９がブラケット２３と当接することでブラケット２３から抜け出さない状態にあり、且つ筒状包装材６１に接触しないように比較的起立した姿勢を占めている。
【００３３】
図６は、横シール部５４ａ（５４ｂ）が図５に示す位置から筒状包装材６１に対して前進し、しごきバー２７が筒状包装材６１に当接開始した状態を示す。図６に示す状態では、横シール部５４ａ（５４ｂ）が前進するに伴って、軸支部２４を介してしごき駆動部２１（２２）も全体として前進する。第１カム機構３０において、第１カムフォロワ３３が第１固定カム板３１の第１カム溝３２においてその下側の平行カム溝部３４にあるので、カム駆動部２１（２２）及びしごき部材は、回動することなく、しごきバー２７が筒状包装材６１に接触するまでそのままの姿勢で筒状包装材６１に向かう。第２カム機構４０においては、第２カムフォロワ４３は、第２カム溝４２の入り口４４到達するまで、姿勢を維持しながら筒状包装材６１に向かう。
【００３４】
図７は、横シール部５４ａ（５４ｂ）が図６に示す位置から筒状包装材６１に対して更に前進し、しごきバー２７が筒状包装材６１に当接してしごき作用を及ぼしている状態を示す。第１カム機構３０においては、第１カムフォロワ３３が第１固定カム板３１の第１カム溝３２においてその回動用カム溝部３６によって案内され、回動用カム溝部３６を通過するときのカム作用によって、ブラケット２３を含むしごき駆動部２１（２２）と、しごきアーム２５及びしごきバー２７から成るしごき部材とが軸支部２４の回りに回動する。しごき駆動部２１（２２）としごき部材とのかかる回動に対応して、第２カム機構４０では、第２カムフォロワ４３が第２固定カム板４１の第２カム溝４２に案内されてしごき部材が第２カム溝４２に対応したしごき経路を辿る。しごきバー２７は、しごき経路を辿るときに、横シール部５４ａ（５４ｂ）の前方を、筒状包装材６１を押しながら素早く上方から下方へと移動し、筒状包装材６１に対してしごき作用を及ぼす。
【００３５】
図８は、しごき装置１によるしごき動作が完了した状態を示す図である。横シール部５４ａ（５４ｂ）は、最も前進した位置を占めて筒状包装材６１を挟み込んでヒートシールをしている状態にある。第１カム機構３０においては、第１カムフォロワ３３が第１固定カム板３１の第１カム溝３２の回動用カム溝部３６から平行カム溝部３５に移動しているので、その最前部分に到達するまでしごき駆動部２１（２２）やしごき部材を更に回動させるようなことはない。第２カム機構４０では、第２カムフォロア４３は、固定カム板４１の第２カム溝４２に嵌入して、その最下部に到達している。しごきバー２７は、横シール部５４ａ（５４ｂ）が筒状包装材６１を挟み込み完了する前に筒状包装材６１を挟み込んでしごき切り、しごき動作は完了している。しごきバー２７は、横シール部５４ａ（５４ｂ）の先端直下の位置を占めている。袋包装体６３は、横シール部５４ａ（５４ｂ）内の組み込まれているカッタ５６の切断作用によって筒状包装材６１から切り離される。
【００３６】
図６に示す状態から図８に示す状態にまで移動する間、ブラケット２３の軸支部２４と第２固定カム板４１の第２カム溝４２との間の距離には変化（次第に短くなる）があるが、この距離変化は、コイルばね２８の撓み（更に圧縮する撓み）を伴ってしごきアーム２５がブラケット２３に対して摺動（後退）をすることで吸収される。コイルばね２８の反発力によって、第２カムフォロワ４３は第２カム溝４２の前側カム面に押し当てられた状態が維持される。
【００３７】
横シール部５４ａ（５４ｂ）が図８に示す状態から後退するときには、しごき部材は、往動作のときの経路を逆に辿って、復帰する。具体的には、横シール部４５ａ（４５ｂ）の復動作で、第１カムフォロワ３３が第１カム溝３２の平行カム溝部３５から回動用カム溝部３６を通過するとき、各しごきバー２７は第２カム機構４０の第２カム溝４２の開口部４４から外に出て、図５に示す当初位置に戻る。
【００３８】
第１固定カム板３１及び第２固定カム板４１は、横シール部５４ａ（５４ｂ）のフレームに設けられている。横シール部５４ａ（５４ｂ）がボックスモーションをしない、即ち、包装材は間欠送りで、包装材が停止中に、横シール部が接近・離間する動作を行う型式のものでは、両カム板３１，４１は、装置フレームのような固定フレームに固定される。しかしながら、横シール部５４ａ（５４ｂ）がボックスモーションをする、即ち、包装材は連続送りであり、移動中の包装材にしごきと横シールとを行う型式のものでは、両カム板３１，４１は、ボックスモーションをするフレームに設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の主要部の一例を示す平面図。
【図２】図１に示す縦型包装機の主要部の正面図。
【図３】図１に示す縦型包装機の主要部の側面図であって、しごき装置の微小時間毎の変遷を示す右側面図。
【図４】図１に示す縦型包装機の一方の第１カム機構を拡大して示す図である。
【図５】本発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の作動を時間の経過に伴って説明する図であり、しごき装置のしごき動作開始前の要部の状態を示す側面図。
【図６】図５に示す状態の後、しごき動作開始時の要部の状態を示す側面図。
【図７】図６に示す状態の後、しごき装置のしごき動作中の状態を示す側面図。
【図８】図７に示す状態の後、しごき装置のしごき動作が完了した状態を示す側面図。
【図９】従来の縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１ しごき装置 ２ 固定フレーム
１０ レバー １１ 中央軸
１２ リンク １４ 横スライドブロック
１５ リンク １６，１６ 案内シャフト
１７，１７ 取付け具 １９ 枢支軸
１８，２０ 横シールブロック ２１，２２ しごき部
２３，２３ ブラケット ２４ 軸支部（支点ピン）
２５，２５ しごきアーム ２６，２６ ヘッド部
２７ しごきバー ２８，２８ コイルばね
２９ テイル部（ストッパ）
３０ 第１カム機構 ３１，３１ 第１固定カム板
３２，３２ カム溝 ３３，３３ 第１カムフォロワ
３４，３４ 平行カム溝部 ３５，３５ 平行カム溝部
３６，３６ 回動用カム溝部
４０ 第２カム機構 ４１，４１ 第２固定カム板
４２，４２ 第２カム溝 ４３，４３ 第２カムフォロア
４４，４４ 開口部
５０ 縦形製袋充填包装機 ５１ フォーマ
５２ 製品充填筒 ５３ 縦シール装置
５４ 横シールユニット ５４ａ，５４ｂ 横シール部
５５ 送りベルト装置 ５６ カッタ
５７ カッタ溝 ５８，５８ シャッタ
６０ ウェブ状包装材 ６１ 筒状包装材
６２ 袋 ６３ 袋包装体
Ｃ−Ｃ シール位置 Ｓ 製品
【技術分野】
【０００１】
この発明は、縦型製袋充填包装機のような袋包装において横シールユニットと連動して作動し、袋に充填されている製品にしごき作用を与える袋包装におけるしごき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品を袋に詰める袋詰めに関して、袋包装の際に袋の外側から製品を袋内に押し込むようにしごき動作を及ぼすことにより、袋内での製品位置の移動、或いは製品の充填率の向上を図ることがある。袋に充填される製品がしごきの対象となるものとして、例えば、お麸（小麦粉の粗粉で作った食品）が挙げられる。包装後において包装物が細長い袋に移動しないように、強制的に袋の外側からしごいて充填される。また、別の製品例として、ポテトチップス、コーンパフのようなスナック菓子や冷凍ポテト、インゲン、カボチャ等の冷凍食品がある。これらの製品は長さにばらつきがあり、また充填時の踊り状態によって横シール位置にまで跳ね上がることもあり、そのような場合、横シールの際にシールバー（熱溶着させるヒートシールバー）による製品の噛み込みが生じる。したがって、袋をしごくことによって製品をシールバーの作動位置から袋内に予め移動させておくことが必要であり且つ有効である。
【０００３】
縦型製袋充填包装機のような縦型包装機に関連して用いられるしごき装置としては、縦型包装機に用いられる横シールユニットが筒状包装材に横シールを施す際の動作を利用して、しごき動作をするものがある。例えば、横シールボックス全体を上下動させ、そのストロークの何割かをしごき動作のための動作として利用する形式のものがある。これとは別に、横シールボックスについては上下動をさせないが、シリンダ等の別駆動源を備えておき、横シールブロックの開閉の間に当該別駆動源によってしごき部材にしごき動作を行わすものがある。
【０００４】
本出願人は、縦型製袋充填包装機のしごき装置として、二つの互いに接離する横シール部を備えた横シールユニットにより包装筒に横シールして該包装筒内に製品としてのばらものを落下充填した後に、該包装筒の横シール部よりも所要上を横シール部と同方向から挟んで横シール部が閉じないうちに該横シール部よりも下方へしごくことで、製品を横シール部が噛み込まないようにしたしごき装置を提案している（特許文献１参照）。また、横シールユニットによって熱シールされる扁平部を形成するためのシゴキ装置として、一対のスクレーパとその下方で上下方向に移動可能に設けられた一対のシゴキブロックを備えたものが提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特公平６−７６０８７号公報（段落［０００７］〜［００１１］、図１〜図３）
【特許文献２】特開２００５−１１２３５９号公報（段落［００２７］〜［００４３］、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、横シール部が包装材に対して接近・離間する動作に合わせてしごき部材にしごき動作を行わせるときに、しごき駆動部がしごき部材を駆動させるカム機構と、しごきバーのような包装材に接近・当接するしごき部材にしごき経路（軌跡）を与えるカム機構とを分離する構造を創出する点で解決すべき課題がある。
【０００６】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、横シール部が包装材に対して接近・離間する動作に合わせて、しごき部材が包装材に対してしごき作用を行うときに、しごき部材にしごき経路を与えるカムを分離させることで、しごき部材のしごき経路をカムによって確定させて、包装速度が速くなった場合でも、しごき部材が暴れた動作をするのを防止することができるしごき装置を備えた縦型包装機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機は、内部に包装物が投入され且つ縦方向に送られる筒状包装材を間に対向して配置されて互いに接離する動作をし、接近時に前記筒状包装材を挟圧して前記筒状包装材にシールをする２つの横シール部を有する横シールユニット、及び前記各横シール部に関連してそれぞれ配設されており前記両横シール部の前記接離する動作に連動して前記筒状包装材に対してしごき動作をするしごき装置を備えており、前記しごき装置は、前記各横シール部に対して設けられており前記両横シール部の前記接離する動作に連動して駆動されるしごき駆動部と当該しごき駆動部によって駆動されて前記筒状包装材に対して接触してしごき作用を与えるしごき部材とを有するしごき機構、前記横シールユニットと前記しごき駆動部との間に配設されており前記しごき動作のために前記しごき駆動部に往復動作を与える第１カム機構、及び前記横シールユニットと前記しごき部材との間に配設されており前記しごき駆動部によって駆動される前記しごき部材のしごき経路を定める第２カム機構を備えていることから成っている。
【０００８】
このしごき装置を備えた縦型包装機によれば、横シール部が包装材に接近・離間する動作に応じて、しごき機構のしごき駆動部が第１カム機構によるカム動作を行ってシール部材を駆動するとき、別の第２カム機構によってしごき機構のしごき部材が辿るしごき経路が定められる。このしごき経路を辿るとき、しごき部材が筒状包装材に対して接触してしごき作用を与える。したがって、包装速度が速くなっても、しごき部材は唯一定められたしごき経路に沿って移動し、暴れた動作を防止することができる。
【０００９】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記しごき機構は、前記第１カム機構によって前記往復動作をする前記しごき駆動部と、前記しごき駆動部によって駆動されるときに前記第２カム機構によって前記しごき経路を辿る前記しごき部材との間に生じる相対変位を吸収可能に構成することができる。しごき駆動部が第１カム機構によって往復動作をするとき、その往復動作に応じて、しごき部材が第２カム機構によってしごき経路を辿る動きをする。しごき経路は、第２カム機構によって定まった経路であるので、往復動作をするしごき駆動部とのメカ的な干渉を生じる可能性があるが、両者の間に生じる相対変位を吸収可能に構成することにより、そうしたメカ的な干渉を回避することができる。
【００１０】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記しごき駆動部は、前記各横シール部に対してそのシール長手方向両端においてそれぞれ当該シール長手方向に平行な共通軸線回りに回動可能なブラケットを備えており、前記しごき部材は、前記両ブラケットのそれぞれに対して前記軸線と直交関係にある軸線に沿って摺動可能に保持されているしごきアームと、当該両しごきアームの先端部を結んで配設されており前記筒状包装材に対して接触してしごき作用を与えるしごきバーとを備えており、前記しごき部材と前記しごき駆動部との間には、前記相対変位を吸収するためのばね手段を介装されることができる。しごき部のブラケットは、横シール部の往動作で包装材に接近するときの第１カム機構の作動によって、横シール部に対して回動する。ブラケットが回動をする際には、第２カムフォロワとして機能するしごきアームは、第２カム機構の固定カム板に形成されている第２カム溝によって案内される。この固定カム板の第２カム溝による案内によって、しごき部材は予め定められたしごき経路を辿る。しごきアームが回動する際に、しごき部材としごき駆動部との間に生じる相対変位、即ち、ブラケットとしごきアームとの間に生じる距離変化は、ばね手段が撓むことによってしごきアームがブラケットに対して摺動することで吸収される。このようにして、第１カム機構及び第２カム機構は、互いに機械的な干渉を回避することができる。
【００１１】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記第１カム機構は、第１カム溝が形成された第１固定カム板と、前記ブラケットとともに前記横シール部に対して回動可能に設けられており前記第１カム溝に嵌合する第１カムフォロワとを備えるものとすることができる。横シール部がブラケットとともに、筒状包装材に対して接近・離間するとき、第１カムフォロワが第１固定カム板に形成されている第１カム溝に嵌合した状態で案内される。このときのカム作動によってブラケットが横シール部に対して回動し、これによってしごき駆動部がしごき部材を駆動する。
【００１２】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記第２カム機構は、前記しごき経路に対応する第２カム溝が形成された第２固定カム板と、前記しごき部材に備わり前記第２カム溝に嵌合する第２カムフォロワとを備えるものとすることができる。第１カム機構によって、しごき部材が駆動されるとき、第２カムフォロワが第２固定カム板に形成されている第２カム溝に嵌合した状態で案内される。横シール部の往復動作においては、このときのカム作動によって、しごきバーは予め定められるしごき経路に沿って振れのない安定したしごき動作を行う。
【００１３】
このしごき装置を備えた縦型包装機において、前記縦型包装機は、前記筒状包装材の内側に配置され且つ包装すべき製品が投入される充填筒、及び前記筒状包装材を前記充填筒の外側周面に沿って縦方向に送る送り機構を備えた縦型製袋充填包装機であるとすることができる。この縦型包装機は、縦型製袋充填包装機に適用することで、充填筒を通して投入される製品を高い包装速度で順次連続して包装することができる。
【００１４】
縦型製袋充填包装機に適用した縦型包装機において、前記横シールユニットは、前記縦型包装機の固定フレームに対して縦方向に不動に取り付けられており、前記送り機構は前記筒状包装材を間欠的に送り、前記筒状包装材が停止中に前記シールをする間欠送り機構であるとすることができる。
【００１５】
縦型製袋充填包装機に適用した縦型包装機において、前記横シールユニットは、前記縦型包装機の固定フレームに対して縦方向に往復動可能取り付けられており、前記送り機構は前記筒状包装材を連続的に送り、前記筒状包装材の送り中に前記シールをする連続送り機構であるとすることができる。横シールユニットは、縦型包装機の固定フレームに対して、ボックスモーション等の筒状包装材に対して接近・離間するだけでなく筒状包装材の送り方向の運動を組み合わせた複合運動をすることによって、連続的に送られる筒状包装材に対して筒状包装材を停止させることなく、横シールを施すことができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機は、上記のように構成されているので、横シール部の往動作のときに第１カム機構によってしごき駆動部がしごき部材を駆動するが、第２カム機構によってしごき部材が筒状包装材に接近してしごき動作をするときのしごき経路を定めているので、しごき部材は、第２カム機構が定めたしごき経路以外の無理なしごき動作をすることがなく、安定したしごき動作を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面に基づいて、この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の実施例を説明する。図１は、この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の主要部の一例を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は駆動部を示す概略図である。図２は図１に示す縦型包装機の主要部の正面図、図３及び図４は図１に示す縦型包装機の主要部の側面図であって、図３はしごき装置の微小時間毎の変遷を示す右側面図、図４はしごき装置のしごき動作が完了した状態を示す左側面図である。なお、実施例の説明において、「前後」とは、筒状包装材に横シールを施すために横シール部が包装材に対して接近・離間する方向（接近する方向を前とする）を指し、「左右」とは、当該横シール部が包装材に対して接近・離間する方向を正面に見て左右の方向（横シールの長手方向）を指す。
【００１８】
本実施例によるしごき装置は、公知の縦型製袋充填包装機に適用可能である。図９において概略を示すように、縦型製袋充填包装機５０は、ウェブ状包装材６０を略筒状にまで曲成するフォーマ５１と、フォーマ５１の内部に挿通された製品充填筒５２と、製品充填筒５２の前側で曲成された包装材を筒状包装材６１に成形する縦シール装置５３と、製品充填筒５２の左右両側を挟むように設けられており筒状包装材６１を製品充填筒５２の外側面との間に挟んで給送する送りベルト装置５５と、製品充填筒５２の下方に設けられた横シールユニット５４とを備えている。連続するウェブ状の包装材６０は、フォーマ５１に導かれて製品充填筒５２を包むように筒状に曲成され、送りベルト装置５５により下方へ送られるとともに、製品充填筒５２の一側で縦シール装置５３によってウェブ端縁同士を縦ヒートシールすることによって筒状包装材６１に形成される。製品充填筒５２を通して被包装物である製品Ｓを筒状包装材６１内に落下充填し、充填された製品Ｓの上下両位置において筒状包装材６１を横シールユニット５４によってシールすることで、製品Ｓが包装された袋包装体６３を連続製造することができる。
【００１９】
図９に示すように、横シールユニット５４は、筒状包装材６１を挟んで対向して配置された横シール部５４ａ，５４ｂを有しており、カッタ５６を内蔵している。カッタ５６は、例えば一方の横シール部５４ａに備わるヒータブロックの上下一対のヒートシールバー間において、他方の横シール部５４ｂに向かって進退作動可能に配設されている。他方の横シール部５４ｂには、ヒータブロックの上下一対のヒートシールバー間において、進出したカッタ５６が入り込むことができるカッタ溝５７が形成されている。横シールユニット５４は、その作動時に側方から接近・離間し、横シール部５４ａ，５４ｂが筒状包装材６１を挟み込んで先行する袋包装体６３の口部と後続して形成される袋６２の底部とにヒートシールを施す。このときに、カッタ５６はカッタ溝５７内に位置まで進出して筒状包装材６１を切断し、先行して製造された袋包装体６３を後続の袋６２（筒状包装材６１）から分離する。横シールユニット５４の上方には、図示しないが、投入される製品Ｓを途中で一旦受け取り、且つ横シール部５４ａ，５４ｂが離間するときに、受け止めた製品Ｓを解放して袋６２の底部まで投入するシャッタを設けることもできる。なお、図１０には、従来構造のしごきアーム５８，５８とその先端部に掛け渡して設けられているしごきバー５９の概略が示されている。
【００２０】
横シールユニット５４を駆動するため、図示しないサーボモータのような駆動モータ或いはエアシリンダのようなアクチュエータの出力を利用する駆動機構が用いられる。駆動機構の一例としては、上記特許文献１に記載されている機構と同様に、横シール開閉レバー（以下、「レバー」と略す。）を回転させ、当該回転を変換機構を介して横シール部５４ａ，５４ｂを互いに同期して接近・離間させる機構を挙げることができる。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、この駆動機構においては、中央軸１１の回りに回動するレバー１０の一端は例えばリンク１２を介して横スライドブロック１４に連結されており、横スライドブロック１４の左右端部に案内シャフト１６，１６が取り付けられている。案内シャフト１６，１６は、固定フレーム２を貫通してスライド自在に支持されており、シール位置Ｃ−Ｃを越えて反対側にまで延びていて、それらの先端部に取付け具１７，１７によってカッタ５６を内蔵する横シール部５４ａの横シールブロック１８が取り付けられている。また、レバー１０の他端は、リンク１５及びその先端部における枢支軸１９を介して横シール部５４ｂの横シールブロック２０に連結されている。レバー１０の往復回転運動は、横シール部５４ｂが筒状包装材６１に対する進退動作に変換・伝達される。なお、案内シャフト１６，１６は、横シール部５４ａをスライド可能に支持している。
【００２２】
横シールユニット５４の構造によれば、駆動機構によってレバー１０が中央軸１１回りに回動するとき、リンク１２、横スライドブロック１４、両案内シャフト１６，１６及び横シールブロック１８を介して横シール部５４ａが筒状包装材６１に向かって進出・後退し、その一方で、リンク１５、枢支軸１９及び横シールブロック２０を介して他方の横シール部５４ｂが筒状包装材６１に向かって横シール部５４ａと同期して進出・後退する。筒状包装材６１は、横シール部５４ａ，５４ｂの各ヒータブロックによって同期して各側から挟み込まれ、両ヒータブロックの上下に位置する二組のヒートシールバー間で包装袋６３の開口端部及び後続の包装袋の袋底端部が加熱・加圧されることでヒートシールが施される。
【００２３】
しごき装置１において、横シールユニット５４に関連して、筒状包装材６１の各側にそれぞれ配設された一対のしごき機構が設けられている。特に図３に示すように、しごき機構は、それぞれ、横シールユニット５４に対して設けられており横シールユニット５４の筒状包装材６１への接離する動作に連動して駆動されるしごき駆動部２１，２２と、しごき駆動部２１，２２によって駆動されて筒状包装材６１に対して接触してしごき作用を与えるしごき部材とを有している。しごき駆動部２１，２２は、中間部に横シール部５４ａ，５４ｂの横シールブロック１８，２０に枢着された軸支部（支点ピン）２４，２４を有しており、各軸支部２４には、左右に一対のブラケット２３，２３が取り付けられている。しごき部材は、両ブラケット２３，２３にそれぞれ摺動可能に挿通され先端にヘッド部２６，２６を有するしごきアーム２５，２５と、しごきアーム２５，２５のヘッド部２６，２６の先端部間に掛け渡されており筒状包装材６１に対してその外側からしごき係合可能なしごきバー２７とを備えている。
【００２４】
しごき駆動部２１，２２において、ブラケット２３，２３が回動可能な軸支部２４，２４は、横シールブロック１８，２０のそれぞれに対して、シール長手方向両端において設けられており、且つそれぞれ当該シール長手方向に平行な共通軸となっている。また、しごき部材において、しごきアーム２５，２５は、ブラケット２３，２３のそれぞれに対してこの共通軸線と直交関係にある軸線に沿って摺動可能に保持されている。ブラケット２３，２３とヘッド部２６，２６との間には、しごきアーム２５，２５に挿通させる態様で、両者の相対変位を吸収するばね手段としてのコイルばね２８，２８が圧縮状態で嵌装されている。しごきアーム２５，２５はコイルばね２８，２８によってしごきバー２７が飛び出す方向である前方に付勢されているが、しごきアーム２５，２５のテイル部２９，２９は、ブラケット２３，２３と当接するときには、しごきアーム２５，２５がそれ以上ブラケット２３，２３から抜け出るのを防止するストッパとなっている。このように、しごきバー２７は、ブラケット２３，２３が横シールブロック１８，２０に対して回動し、更にしごきアーム２５，２５がブラケット２３，２３に対して摺動することで、横シールブロック１８，２０に対する位置（その位置に応じた姿勢）が変更可能である。
【００２５】
横シールユニット５４としごき駆動部２１，２２との間には、しごき動作のためにしごき駆動部２１，２２に往復動作を与える第１カム機構３０，３０が配設されている。即ち、横シールユニット５４が筒状包装材６１に接近し筒状包装材６１を挟み込んでシールを施しその後離間する横シール往動作において、当該横シール往動作がしごき駆動部２１，２２によるしごき動作に変換されるのであるが、その際に、当該横シール往動作をブラケット２３，２３（したがって、しごきアーム２５，２５としごきバー２７とからなるしごき部材）の軸支部２４，２４回りの回動往復動作に変換する変換機構として、第１カム機構３０，３０が設けられている。図４に一方の第１カム機構３０が拡大して示されている。第１カム機構３０は、しごき駆動部２１，２２において、左右方向いずれか一方（この例では図１において左側）のみに設けるので充分である。各第１カム機構３０は、包装機の固定フレームに固定されている第１固定カム板３１と、第１固定カム板３１と協働するためブラケット２３に設けられた第１カムフォロワ３３とを備えている。この例では、第１カムフォロワ３３は、軸支部２４においてブラケット２３に取り付けられているレバーの先端に設けられているので、ブラケット２３に対する姿勢は一定であり、横シール部５４ａ（５４ｂ）に対して軸支部２４の回りにブラケット２３とともに回動可能である。また、第１固定カム板３１は、筒状包装材６１を挟む左右対称位置に配置されている。
【００２６】
各固定カム板３１には、第１カムフォロワ３３が嵌合して第１カムフォロワ３３の動きを案内する第１カム溝３２が形成されている。第１カム溝３２は、横シール往動作の動作開始付近と動作終了付近とでそれぞれブラケット２３の姿勢を変化させることなく第１カムフォロワ３３が通過するのみの平行カム溝部３４，３５と、平行カム溝部３４，３５の間で両カム溝部３４及び３５と接続しており且つ第１カムフォロワ３３が通過するときにブラケット２３の姿勢（軸支部２４回りの傾き）を変化させる回動用カム溝部３６とを有している。回動用カム溝部３６は傾斜溝となっており、その結果、第１カム溝３２は全体として段差状のプロフィールを有している。
【００２７】
固定フレームとしごき部材との間には、しごき部材がしごき駆動部２１，２２によって駆動されるときに、しごきバー２７が辿るしごき経路を定める第２カム機構４０が配設されている。即ち、第２カム機構４０は、しごきバー２７が辿るべきしごき経路に対応する第２カム溝４２，４２が形成された第２固定カム板４１と、しごき部材のヘッド部２６，２６に備わりそれぞれが第２カム溝４２，４２に嵌合する第２カムフォロワ４３，４３とを備えている。それゆえ、第１カム機構３０によって、しごき部材が軸支部２４回りに駆動されて往復回動するとき、第２カムフォロワ４３が第２固定カム板４１に形成されている第２カム溝４２に嵌合した状態で案内されることで、しごき部材であるしごきバー２７（したがって、しごきアーム２５）のブラケット２３に対する進出・後退量が定められ、しごきバー２７は第２カム溝４２によって予め一義的に定められたしごき経路を辿ることになる。横シール部５４ａ，５４ｂの往復動作においては、このときのカム作動によって、しごきバー２７は予め定められるしごき経路に沿って振れのない安定したしごき動作を行う。
【００２８】
第２カム機構４０は、固定フレーム２に取り付けられることで固定された左右の第２固定カム板４１，４１（図１）を備えている。各第２固定カム板４１は、中心をシール位置Ｃ−Ｃに合わせて配置されており、前後側面から対称的なカムプロフィールを持つ第２カム溝４２，４２として形成されている。第２カム溝４２，４２は、上側ほどシール位置Ｃ−Ｃから遠ざかり、上端は第２カムフォロワ４３，４３を受け入れ且つ離脱可能に前後に開口しており、下側ほどシール位置Ｃ−Ｃに近い斜面に形成されており、最下部分は垂直なプロフィールとなっている。
【００２９】
第２カム機構４０の各第２カムフォロワ４３は、各しごきアーム２３のヘッド部２６に左右外側に突出する態様で回転支持されて設けられており、第２カム溝４２内を転動可能なローラーから成っている。横シールブロック１８，２０が往復動作をして、第１カム機構３０によってブラケット２３としごきアーム２５及びしごきバー２７とが回動するとき、第２カム機構４０では各第２カムフォロワ４３は、第２カム溝４２内を案内されて移動する。このとき、第２カム溝４２のプロフィールによって、ブラケット２３としごきアーム２５及びしごきバー２７との間には相対変位が生じるが、しごきアーム２５とブラケット２３との間にはコイルばね２８が介装されているので、この相対変位は、コイルばね２８の弾性撓みによって吸収される。このように、しごき装置１においては、しごき駆動部２１（２２）の駆動元となる第１カム機構３０と、それとは分離したしごき経路を与える第２カム溝４２及び第２カムフォロワ４３からなる第２カム機構４０との間で、両者の作動中に生じる誤差はばね手段であるコイルばね２８によって吸収される。
【００３０】
図３には、第１カム機構３０と第２カム機構４０の作動について、各機構の特徴的な部分が時間の経過とともに変化していく様子が示されている。ここで、特徴的な部分とは、一方の軸支部２４、しごきアーム２５，２５、しごきバー２７，２７、一方の第１カムフォロア３３、及び第２カムフォロア４３，４３である。横シールブロック１８，２０の前進に伴って、しごきバー２７は、第１カム機構３０及び第２カム機構４０の作用によって、横シール部５４ａ，５４ｂの前方を下側に向かって横切り、筒状包装材６１に対してしごき動作をする。
【００３１】
図８には、横シールユニット５４の横シール部５４ａ，５４ｂが前進して筒状包装材６１を挟み、筒状包装材６１にヒートシールを施して、袋６３を製造した状態が示されている。しごき駆動部２１，２２は、しごきバー２７，２７が筒状包装材６１に対してしごき動作を終了した状態にある。横シール部５４ａ，５４ｂが前進して筒状包装材６１をシールする状態では、シャッタ５８，５８が横シール部５４ａ，５４ｂの直上方において筒状包装材６１を挟み、製品Ｓがそれ以上下側に落下するのを防止している。シャッタ５８，５８は、ばねによる緩衝作用を以て横シール部５４ａ，５４ｂに設けられている。
【００３２】
図５〜図８は、本発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の作動を時間の経過に伴って説明する図である。以下、第１カム機構３０については前後一対設けられているが、一方の第１カム機構３０について説明し、第２カム機構４０についても左右一対設けられているが一方第２カム機構４０についてのみ、符号を用いて説明する。残る他方の機構についても同様の作動を生じているが、これらについては説明を省略する。図５は、しごき装置１によるしごき動作開始前の状態を示す図である。横シール部５４ａ（５４ｂ）は後退した位置にあり、筒状包装材６１とは非接触状態にある。第１カム機構３０においては、第１カムフォロワ３３が第１固定カム板３１の第１カム溝３４においてその下側の平行カム溝部３４の後方位置に位置している。第２カム機構４０においては、第２カムフォロア４３が第２固定カム板４１の第２カム溝４２の外にある。その結果、しごきアーム２５は、コイルばね２８によって付勢されているがテイル部２９がブラケット２３と当接することでブラケット２３から抜け出さない状態にあり、且つ筒状包装材６１に接触しないように比較的起立した姿勢を占めている。
【００３３】
図６は、横シール部５４ａ（５４ｂ）が図５に示す位置から筒状包装材６１に対して前進し、しごきバー２７が筒状包装材６１に当接開始した状態を示す。図６に示す状態では、横シール部５４ａ（５４ｂ）が前進するに伴って、軸支部２４を介してしごき駆動部２１（２２）も全体として前進する。第１カム機構３０において、第１カムフォロワ３３が第１固定カム板３１の第１カム溝３２においてその下側の平行カム溝部３４にあるので、カム駆動部２１（２２）及びしごき部材は、回動することなく、しごきバー２７が筒状包装材６１に接触するまでそのままの姿勢で筒状包装材６１に向かう。第２カム機構４０においては、第２カムフォロワ４３は、第２カム溝４２の入り口４４到達するまで、姿勢を維持しながら筒状包装材６１に向かう。
【００３４】
図７は、横シール部５４ａ（５４ｂ）が図６に示す位置から筒状包装材６１に対して更に前進し、しごきバー２７が筒状包装材６１に当接してしごき作用を及ぼしている状態を示す。第１カム機構３０においては、第１カムフォロワ３３が第１固定カム板３１の第１カム溝３２においてその回動用カム溝部３６によって案内され、回動用カム溝部３６を通過するときのカム作用によって、ブラケット２３を含むしごき駆動部２１（２２）と、しごきアーム２５及びしごきバー２７から成るしごき部材とが軸支部２４の回りに回動する。しごき駆動部２１（２２）としごき部材とのかかる回動に対応して、第２カム機構４０では、第２カムフォロワ４３が第２固定カム板４１の第２カム溝４２に案内されてしごき部材が第２カム溝４２に対応したしごき経路を辿る。しごきバー２７は、しごき経路を辿るときに、横シール部５４ａ（５４ｂ）の前方を、筒状包装材６１を押しながら素早く上方から下方へと移動し、筒状包装材６１に対してしごき作用を及ぼす。
【００３５】
図８は、しごき装置１によるしごき動作が完了した状態を示す図である。横シール部５４ａ（５４ｂ）は、最も前進した位置を占めて筒状包装材６１を挟み込んでヒートシールをしている状態にある。第１カム機構３０においては、第１カムフォロワ３３が第１固定カム板３１の第１カム溝３２の回動用カム溝部３６から平行カム溝部３５に移動しているので、その最前部分に到達するまでしごき駆動部２１（２２）やしごき部材を更に回動させるようなことはない。第２カム機構４０では、第２カムフォロア４３は、固定カム板４１の第２カム溝４２に嵌入して、その最下部に到達している。しごきバー２７は、横シール部５４ａ（５４ｂ）が筒状包装材６１を挟み込み完了する前に筒状包装材６１を挟み込んでしごき切り、しごき動作は完了している。しごきバー２７は、横シール部５４ａ（５４ｂ）の先端直下の位置を占めている。袋包装体６３は、横シール部５４ａ（５４ｂ）内の組み込まれているカッタ５６の切断作用によって筒状包装材６１から切り離される。
【００３６】
図６に示す状態から図８に示す状態にまで移動する間、ブラケット２３の軸支部２４と第２固定カム板４１の第２カム溝４２との間の距離には変化（次第に短くなる）があるが、この距離変化は、コイルばね２８の撓み（更に圧縮する撓み）を伴ってしごきアーム２５がブラケット２３に対して摺動（後退）をすることで吸収される。コイルばね２８の反発力によって、第２カムフォロワ４３は第２カム溝４２の前側カム面に押し当てられた状態が維持される。
【００３７】
横シール部５４ａ（５４ｂ）が図８に示す状態から後退するときには、しごき部材は、往動作のときの経路を逆に辿って、復帰する。具体的には、横シール部４５ａ（４５ｂ）の復動作で、第１カムフォロワ３３が第１カム溝３２の平行カム溝部３５から回動用カム溝部３６を通過するとき、各しごきバー２７は第２カム機構４０の第２カム溝４２の開口部４４から外に出て、図５に示す当初位置に戻る。
【００３８】
第１固定カム板３１及び第２固定カム板４１は、横シール部５４ａ（５４ｂ）のフレームに設けられている。横シール部５４ａ（５４ｂ）がボックスモーションをしない、即ち、包装材は間欠送りで、包装材が停止中に、横シール部が接近・離間する動作を行う型式のものでは、両カム板３１，４１は、装置フレームのような固定フレームに固定される。しかしながら、横シール部５４ａ（５４ｂ）がボックスモーションをする、即ち、包装材は連続送りであり、移動中の包装材にしごきと横シールとを行う型式のものでは、両カム板３１，４１は、ボックスモーションをするフレームに設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の主要部の一例を示す平面図。
【図２】図１に示す縦型包装機の主要部の正面図。
【図３】図１に示す縦型包装機の主要部の側面図であって、しごき装置の微小時間毎の変遷を示す右側面図。
【図４】図１に示す縦型包装機の一方の第１カム機構を拡大して示す図である。
【図５】本発明によるしごき装置を備えた縦型包装機の作動を時間の経過に伴って説明する図であり、しごき装置のしごき動作開始前の要部の状態を示す側面図。
【図６】図５に示す状態の後、しごき動作開始時の要部の状態を示す側面図。
【図７】図６に示す状態の後、しごき装置のしごき動作中の状態を示す側面図。
【図８】図７に示す状態の後、しごき装置のしごき動作が完了した状態を示す側面図。
【図９】従来の縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１ しごき装置 ２ 固定フレーム
１０ レバー １１ 中央軸
１２ リンク １４ 横スライドブロック
１５ リンク １６，１６ 案内シャフト
１７，１７ 取付け具 １９ 枢支軸
１８，２０ 横シールブロック ２１，２２ しごき部
２３，２３ ブラケット ２４ 軸支部（支点ピン）
２５，２５ しごきアーム ２６，２６ ヘッド部
２７ しごきバー ２８，２８ コイルばね
２９ テイル部（ストッパ）
３０ 第１カム機構 ３１，３１ 第１固定カム板
３２，３２ カム溝 ３３，３３ 第１カムフォロワ
３４，３４ 平行カム溝部 ３５，３５ 平行カム溝部
３６，３６ 回動用カム溝部
４０ 第２カム機構 ４１，４１ 第２固定カム板
４２，４２ 第２カム溝 ４３，４３ 第２カムフォロア
４４，４４ 開口部
５０ 縦形製袋充填包装機 ５１ フォーマ
５２ 製品充填筒 ５３ 縦シール装置
５４ 横シールユニット ５４ａ，５４ｂ 横シール部
５５ 送りベルト装置 ５６ カッタ
５７ カッタ溝 ５８，５８ シャッタ
６０ ウェブ状包装材 ６１ 筒状包装材
６２ 袋 ６３ 袋包装体
Ｃ−Ｃ シール位置 Ｓ 製品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に包装物が投入され且つ縦方向に送られる筒状包装材を間に対向して配置されて互いに接離する動作をし、接近時に前記筒状包装材を挟圧して前記筒状包装材にシールをする２つの横シール部を有する横シールユニット、及び前記各横シール部に関連してそれぞれ配設されており前記両横シール部の前記接離する動作に連動して前記筒状包装材に対してしごき動作をするしごき装置を備えており、
前記しごき装置は、
前記各横シール部に対して設けられており前記両横シール部の前記接離する動作に連動して駆動されるしごき駆動部と当該しごき駆動部によって駆動されて前記筒状包装材に対して接触してしごき作用を与えるしごき部材とを有するしごき機構、
前記横シールユニットと前記しごき駆動部との間に配設されており前記しごき動作のために前記しごき駆動部に往復動作を与える第１カム機構、及び
前記横シールユニットと前記しごき部材との間に配設されており前記しごき駆動部によって駆動される前記しごき部材のしごき経路を定める第２カム機構
を備えていることから成るしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項２】
前記しごき機構は、前記第１カム機構によって前記往復動作をする前記しごき駆動部と、前記しごき駆動部によって駆動されるときに前記第２カム機構によって前記しごき経路を辿る前記しごき部材との間に生じる相対変位を吸収可能に構成されていることから成る請求項１に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項３】
前記しごき駆動部は、前記各横シール部に対してそのシール長手方向両端においてそれぞれ当該シール長手方向に平行な共通軸線回りに回動可能なブラケットを備えており、
前記しごき部材は、前記両ブラケットのそれぞれに対して前記軸線と直交関係にある軸線に沿って摺動可能に保持されておりしごきアームと、当該両しごきアームの先端部を結んで配設されており前記筒状包装材に対して接触してしごき作用を与えるしごきバーとを備えており、
前記しごき部材と前記しごき駆動部との間には、前記相対変位を吸収するためのばね手段が介装されていることから成る請求項２に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項４】
前記第１カム機構は、第１カム溝が形成された第１固定カム板と、前記ブラケットとともに前記横シール部に対して回動可能に設けられており前記第１カム溝に嵌合する第１カムフォロワとを備えていることから成る請求項３に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項５】
前記第２カム機構は、前記しごき経路に対応する第２カム溝が形成された第２固定カム板と、前記しごき部材に備わり前記第２カム溝に嵌合する第２カムフォロワとを備えていることから成る請求項３に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項６】
前記縦型包装機は、前記筒状包装材の内側に配置され且つ包装すべき製品が投入される充填筒、及び前記筒状包装材を前記充填筒の外側周面に沿って縦方向に送る送り機構を備えた縦型製袋充填包装機であることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項７】
前記横シールユニットは、前記縦型包装機の固定フレームに対して縦方向に不動に取り付けられており、前記送り機構は前記筒状包装材を間欠的に送り、前記筒状包装材が停止中に前記シールをする間欠送り機構であることから成る請求項６に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項８】
前記横シールユニットは、前記縦型包装機の固定フレームに対して縦方向に往復動可能取り付けられており、前記送り機構は前記筒状包装材を連続的に送り、前記筒状包装材の送り中に前記シールをする連続送り機構であることから成る請求項６に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項１】
内部に包装物が投入され且つ縦方向に送られる筒状包装材を間に対向して配置されて互いに接離する動作をし、接近時に前記筒状包装材を挟圧して前記筒状包装材にシールをする２つの横シール部を有する横シールユニット、及び前記各横シール部に関連してそれぞれ配設されており前記両横シール部の前記接離する動作に連動して前記筒状包装材に対してしごき動作をするしごき装置を備えており、
前記しごき装置は、
前記各横シール部に対して設けられており前記両横シール部の前記接離する動作に連動して駆動されるしごき駆動部と当該しごき駆動部によって駆動されて前記筒状包装材に対して接触してしごき作用を与えるしごき部材とを有するしごき機構、
前記横シールユニットと前記しごき駆動部との間に配設されており前記しごき動作のために前記しごき駆動部に往復動作を与える第１カム機構、及び
前記横シールユニットと前記しごき部材との間に配設されており前記しごき駆動部によって駆動される前記しごき部材のしごき経路を定める第２カム機構
を備えていることから成るしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項２】
前記しごき機構は、前記第１カム機構によって前記往復動作をする前記しごき駆動部と、前記しごき駆動部によって駆動されるときに前記第２カム機構によって前記しごき経路を辿る前記しごき部材との間に生じる相対変位を吸収可能に構成されていることから成る請求項１に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項３】
前記しごき駆動部は、前記各横シール部に対してそのシール長手方向両端においてそれぞれ当該シール長手方向に平行な共通軸線回りに回動可能なブラケットを備えており、
前記しごき部材は、前記両ブラケットのそれぞれに対して前記軸線と直交関係にある軸線に沿って摺動可能に保持されておりしごきアームと、当該両しごきアームの先端部を結んで配設されており前記筒状包装材に対して接触してしごき作用を与えるしごきバーとを備えており、
前記しごき部材と前記しごき駆動部との間には、前記相対変位を吸収するためのばね手段が介装されていることから成る請求項２に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項４】
前記第１カム機構は、第１カム溝が形成された第１固定カム板と、前記ブラケットとともに前記横シール部に対して回動可能に設けられており前記第１カム溝に嵌合する第１カムフォロワとを備えていることから成る請求項３に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項５】
前記第２カム機構は、前記しごき経路に対応する第２カム溝が形成された第２固定カム板と、前記しごき部材に備わり前記第２カム溝に嵌合する第２カムフォロワとを備えていることから成る請求項３に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項６】
前記縦型包装機は、前記筒状包装材の内側に配置され且つ包装すべき製品が投入される充填筒、及び前記筒状包装材を前記充填筒の外側周面に沿って縦方向に送る送り機構を備えた縦型製袋充填包装機であることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項７】
前記横シールユニットは、前記縦型包装機の固定フレームに対して縦方向に不動に取り付けられており、前記送り機構は前記筒状包装材を間欠的に送り、前記筒状包装材が停止中に前記シールをする間欠送り機構であることから成る請求項６に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【請求項８】
前記横シールユニットは、前記縦型包装機の固定フレームに対して縦方向に往復動可能取り付けられており、前記送り機構は前記筒状包装材を連続的に送り、前記筒状包装材の送り中に前記シールをする連続送り機構であることから成る請求項６に記載のしごき装置を備えた縦型包装機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１５５６４０（Ｐ２０１０−１５５６４０Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３５３５７（Ｐ２００８−３３５３５７）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００１４８１６２）株式会社川島製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００１４８１６２）株式会社川島製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
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