充填包装機

【課題】幅方向シール位置の調整を容易に行うことができる充填包装機を提供する。
【解決手段】回転体１６の周りに所定の間隔をあけて複数のシーリングバー１３と複数の充填シュート１０１が配置されており、隣接するシーリングバーに支持されると共に充填シュートの筒状下部１１１が挿入された袋部１１５内に上記充填シュートから充填物を落下充填する充填包装機において、袋部内に挿入される充填シュートの筒状下部に、充填物の充填時に袋部内に位置し且つ袋部に加わる張力に応じて外側から内側に向けて変形可能な変形部１２１を設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填包装機、特に、長尺のフィルム又はシートに逐次形成された袋部内に
粉剤などの充填物を充填する充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉剤充填包装機の中で、水平ロータリー式の包装機は、水平に回転する円盤状ないし円筒状の回転体周辺に多数の縦方向に立設したシーリングバーを等間隔に配置してあり、互いに隣り合うシーリングバーの間に上下昇降可能なシュートを配置して、回転軸回りに周回する構造を備えている。コイルから巻き戻された長尺のシート又はフィルムは、二重折されて回転体の外周に向けて供給され、回転体と共に周回するシーリングバーに順次挟まれて、シーリングバーに支持された状態で回転体の回転と共に周回する。このとき、各シーリングバーは、その挟持しているフィルムを縦方向に熱圧着し、フィルムの長手方向に一定の間隔をあけて周期的に幅方向シールを形成し、互いに隣り合う幅方向シールの間に袋部を形成する。
【０００３】
シュートは、その筒状下部を、フィルムガイドによって二つ折りにされたフィルム片の間にその上縁の隙間から挿入され、シーリングバーが挟持しているとき、隣り合ったシーリングバーにより挟持された二つ折りフィルムの袋部中に配置された状態になり、定量計量装置から落下供給された粉剤等の充填物を、シュートを通じて袋部に充填する。充填後、シーリングバーの挟持状態が解除され、各袋部に充填物を収容したフィルムが連続的に装置から送り出される。
【０００４】
図１８〜図２０は、水平ロータリー式の粉剤充填包装機１０を示す。図１８を参照すると、充填包装機１０は、機械本体１１の下部に一対のフィルムロールから長尺のフィルム１２又はシートを供給するデコイラー１３を備えており、上部に、多数のシーリングバー１４とシュート１５を周囲に備えた回転板（回転体）１６を含む充填機構１７と、粉剤を定量供給する粉剤供給装置１８と、充填機構１７から出たフィルム１２の上縁をシールする上縁シール装置１９と、幅シール部を切断又はミシン目入れをするカッター装置２０を備えている。
【０００５】
図１９は、充填機構１７の構成を示す。図示するように、充填機構１７は、基板２１上に立設された縦型の固定筒体２２と、固定筒体２２の上部に軸受２３を介して同心的に且つ回転可能に支持された回転筒体２４と、回転筒体２４の上端に固定された回転板１６または回転テーブルを有する。回転板１６の周縁部にはシーリングバー１４が一定間隔で固定されており、互いに隣り合ったシーリングバー１４の間にシュート１５が配置されている。回転筒体２４は、その周りに固定したギア５４を介して回転駆動系２６に連結されており、回転駆動系２６からギヤ５４に伝達される回転に基づいて、複数のシーリングバー１４とシュート１５が周回する。
【０００６】
各シーリングバー１４は、ヒータを内蔵して垂直なシール面を有する垂直加熱バー２７と、垂直加熱バー２７のシール面に接触可能な押さえ面を有し、垂直位置から水平位置まで回転できる可動バー２８を有する。可動バー２８は、これに連結されたバー駆動棹２９が水平軸３０に連結されており、バー駆動棹２９の先端に回転子３１が設けてある。
【０００７】
充填機構１７の回りには回転子３１を案内するレール３２が配置されている。レール３２は、シーリングバー１４の周回角度に応じて回転子３１を上下に案内するように、周回角度に応じて上下方向のレベルが決められている。その結果、回転板１６の回転に従って回転子３１が水平軸３０の周りを回転し、可動バー２８が垂直加熱バー２７に接離する。
【０００８】
シュート１５は、図２１に示すように、上下方向に連続した粉剤落下路を形成した漏斗状の案内管で、横断面が楕円形のシュート下部３３と、シュート下部３３の上端から上方に向かって次第に内径を拡大したシュート上部３４と、シュート下部３３の上部又はシュート上部３４の下部から横方向に伸びる水平アーム部３５を有する。このように構成されたシュート１５は、図１９に示すように、水平アーム部３５の先端をシュート昇降軸３６の上端部固定具３７に連結して固定される。シュート昇降軸３６は、回転板１６を貫通して、回転筒体２４の外側で上下方向に伸びており、下端部に、金具３８と、金具３８に支持されたカムフォロア３９を備えている。カムフォロア３９は、固定筒体２４の中心に向けて伸びており、固定筒体２２の下部に外装されて固定された固定スリーブ４０の外周に連続して刻設されたカム溝４１に収容させてある。カム溝４１は、スリーブ４０の外周で周回角度に応じて上下方向のレベルが決まるように設定されている。したがって、回転板１６の回転に応じて、シュート１５は、図１９の右側に示すように、シュート下部３３が二つ折りフィルム１２の袋部中に挿入された下降位置と、図１９の左側に示すように、シュート下部３３が二つ折りフィルム１２の上方に位置する上昇位置との間を移動する。
【０００９】
図２０は、充填機構の回転板１６及びシーリングバー１４と、該シーリングバー１４に対応するシュート１５との位置関係を示している。充填包装機１０の動作中、回転板１６は定速で回転する。デコイラー１３から供給された長尺フィルム１２は連続的に供給され、回転板１６の直前に配置したフィルムガイド４２により二つ折りにされる。フィルムガイド４２の出口では、そこに回転して接近してくるシュート１５のシュート下部３３が、二つ折りにされたフィルム１２の間に挿入される。フィルム１２は、各シュート１５の両側において、シーリングバー１４の垂直加熱バー２７によって一面（内面）が支持され、可動バー２８が水平位置から垂直位置に立ち上がり、垂直加熱バー２７と密着して該密着位置でフィルム１２を加熱して幅方向シール４３を形成し、これにより隣接する幅方向シール４３の間に独立した袋部４４を形成する。各袋部４４には、粉剤供給装置１８の回転容器４５に設けた枡４６からシュート１５を介して粉剤が落下供給されて充填される。
【００１０】
粉剤の充填が終了すると、可動バー２８が垂直位置から水平位置に戻る。また、シュート１５は下降位置から上昇位置に戻る。これにより、粉剤を充填した各袋部４４を連続的に備えたフィルム１２が、充填機構１７から取り出される。その後、フィルム１２は、上縁（袋部４４の袋口）が上縁シール装置１９でシールされる。また、カッター装置２０で、各幅シール部で切断され又はそこにミシン目が入れられた後、図示しない排出装置に排出される。
【００１１】
充填包装機の他の形態として、長尺フィルムの長手方向に一定の間隔をあけて印刷された検出マークに合わせて又は検出マークと一定の間隔をあけて幅方向シールを形成する制御技術が、本件特許出願人により特許文献１で提案されている。この幅方向シール位置制御技術は、図２３に示すように、デコイラー１３から充填機構１７に搬送されるフィルム搬送経路の近傍に配置され、フィルム１２に印刷された検出マーク４７を光学的に検出するマークセンサ４８を用いる。図２４に示すように、マークセンサ４８は、制御部（幅方向シール位置制御部）４９に接続されており、検出マーク４７の検出信号がマークセンサ４８から制御部４９に出力されるようにしてある。制御部４９は、回転板１６の回転駆動系２６（図１９参照）に取り付けられたロータリエンコーダ５０と接続されており、回転板１６の回転量に対応する信号がロータリエンコーダ５０から制御部４９に出力されるようにしてある。制御部４９はまた、デコイラー１３の回転に制動（ブレーキ）を加える制動手段のパウダーブレーキ５１に接続されている。そして、充填包装時、制御部４９は、検出マーク４７に対して一定の関係にある位置に幅方向シール４３が形成されるように、マークセンサ４８の出力とロータリエンコーダ５０からの出力をもとにパウダーブレーキ５１を制御し、検出マーク４７に対する幅方向シール４３の位置を相対的に前進または後退させて、検出マーク４７に対して適正な位置に幅方向シール４３を設定する。
【００１２】
【特許文献１】特開平８−２８２６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このような幅方向シール位置制御によれば、検出マークに合わせて又は検出マークと一定の間隔をあけた目的の場所に幅方向シールが形成される。しかしながら、パウダーブレーキの制動力がそのまま長尺フィルムに伝わるため、検出マークに対する幅方向シールの位置を相対的移動量（前進量又は後退量）が制動力の僅かな調整によって大きく変化するという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、上述の幅方向シール位置制御手段を備えた連続充填包装機であって、検出マークに対する幅方向シール位置の調整を容易に行うことができる充填包装機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を達成するため、本発明は、回転体の周りに所定の間隔をあけて複数のシーリングバーと複数の充填シュートが配置されており、隣接するシーリングバーに支持されると共に上記充填シュートの筒状下部が挿入された袋部内に上記充填シュートから充填物を落下充填する充填包装機において、上記袋部内に挿入される上記充填シュートの筒状下部に、上記充填物の充填時に上記袋部内に位置し且つ上記袋部に加わる張力に応じて外側から内側に向けて変形可能な変形部を設けたことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る充填包装機の他の形態は、上記変形部が、上記充填物の充填時に上記袋部の袋口を形成する対向袋口部分にそれぞれ接触する接触部を有する。
【００１７】
本発明に係る充填包装機の他の形態は、上記変形部が、変形前の状態で、上記接触部を上記充填シュートの筒状下部から離間した状態に保持する支持部を備えている。
【００１８】
本発明に係る充填包装機の他の形態は、上記接触部が上記充填シュートの筒状下部に沿って上下に伸びる板又は棒を有し、上記支持部が上記板又は棒の上部を支持している。
【００１９】
本発明に係る充填包装機の他の形態は、上記接触部が、上記充填シュートの筒状下部に対向する位置に、弾性発泡部材を支持している。
【発明の効果】
【００２０】
このように構成された充填シュートを備えた充填包装機によれば、幅方向シール位置制御手段で長尺フィルムに制動が加わると、制動が加えられたフィルムに生じる張力の増加に応じて変形部が内側に変形し、その変形量に応じて、シールリングバーに対して検出マークが後退（換言すれば、検出マークに対して幅方向シール位置が前進）する。つまり、制動力の変化を基づいて幅方向シール位置を僅かに移動させることができる。したがって、幅方向シール位置の制御が極めて容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。本願発明は充填包装機に関するものであるが、その特徴とする部分は充填シュートの構造にあるので、以下の説明では充填シュートの改良についてのみ説明する。ただし、本発明は、図１８〜図２４を参照して説明した具体的な充填包装機に限定されるものでなく、連続的に送り出される長尺フィルムから充填物充填袋を連続的に形成するとともに長尺フィルムに一定の間隔をあけて形成されたマークを用いて幅方向シール位置を制御するように構成されたすべての充填包装機に適用可能であり、そのようなすべての充填包装機は本発明の技術的範囲に属するものと理解すべきである。
【実施形態１】
【００２２】
図１及び図２（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る包装充填機に用いる充填シュートの実施形態１を示す。この充填シュート１０１は、概略、上述した図２１の充填シュートと同様に、上下方向に連続した粉剤落下路を形成した漏斗状のステンレス製の案内管で、２つ折りされたフィルムの間（袋口）に挿入される筒形のシュート下部１１１と、シュート下部１１１の上端から上方に向かって内径を拡大した逆円錐台形のシュート上部１１２を有する。実施形態では、シュート下部１１１の横断面は楕円形であるが、その横断面形状は他の形状（例えば、円形、小判形、多角形）であってもよい。また、充填シュート１０１は、上述した図２１の充填シュートと同様に、シュート下部１１１又はシュート上部１１２から横方向に突出した水平アーム１１３を備えており、この水平アーム１１３を介してシュート昇降軸に連結される（図１９参照）。
【００２３】
特徴として、充填シュート１０１は、扁平な楕円形筒体のシュート下部１１１の外周面に変形部１２１を備えている。変形部１２１は一対の接触部１３１を有する。シュート外周面において接触部１３１を設ける位置は、図３に示すように、２つ折りされたフィルム１１４又はシートを区画して形成される袋部１１５の袋口１１６を構成する対向袋口部分１１７に対向する部分で、楕円形外周面の対向緩曲面部分１１８である。従って、充填物の充填時、図３に示すように、一対の接触部１３１は一対のバー２７，２８の対向方向と同一方向に対向する。
【００２４】
実施形態１において、変形部１２１は、シュート下部１１１の外周面に固定された支持部１４１又は台部を有する。実施形態では、支持部１４１はステンレスからなり、溶接又はねじによってシュート下部１１１に固定されている。支持部１４１は、シュート下部１１１の中心軸と平行又はほぼ平行に、シュート下部１１１の下端に向かって伸びる弾性変形部材１４２を有する。実施形態１では、弾性変形部材１４２はステンレスの板で構成されている。また、実施形態１では、弾性変形部材１４２の板はその途中の２箇所の折曲部１４３，１４４で曲げられ、折曲部１４３，１４４から下のフィルム接触部分１４５がシュート下部１１１の外周面と間隔をあけて保持されている。図２に示すように、間隔は、フィルム接触部分１４５の上部では小さく（δ１）且つ下部では大きく（δ２：＞δ１）することが好ましい。
【００２５】
このように構成された充填シュート１０１によれば、図４に示すように、隣接するシーリングバー２７，２８の間に形成された２つ折りフィルム１１４の袋部１１５の袋口１１６に、シュート下部１１１とその両側に位置する接触部１３１（実際には、フィルム接触部分１４５）が挿入される。そして、袋口１１６を形成する対向袋口部分１１７は、シーリングバー２７，２８の間で、長手方向に張力が加えられた状態で、フィルム接触部分１４５に支持される。したがって、図２３，２４に示す幅方向シール位置制御手段によって長尺フィルム１１４に加えられている制動力が変更されると、その制動力の変化に応じてフィルム接触部分１４５の変形量（撓み量）が変化し（図４，５参照）、つまり、隣接するシーリングバー２７の間に存在するフィルム長さが変化して、検出マークに対する幅方向シール位置が調整される。例えば、各袋部１１５における調整量が０．２ｍｍ、隣接するシーリングバー２７，２８によって両側が挟持される袋部１１５の数で１０箇所とすると、最大で２ｍｍの調整量が得られる。したがって、制動手段（例えば、パウダーブレーキ）の制動力を調整すると、制動力がフィルム全体に及ぶ前に、まずは０〜２ｍｍの微小範囲でシール位置が調整される。そのため、幅方向シール位置を容易に調整できる。
【実施形態２】
【００２６】
図６及び図７は充填シュートの実施形態２を示す。この充填シュート１０２では、変形部１２２の各接触部１３２が、２つ又はそれ以上の数の複数の細い板又は棒の各弾性変形部材１４６で構成されている。
【実施形態３】
【００２７】
図８及び図９は充填シュートの実施形態３を示す。この充填シュート１０３では、変形部１２３の各接触部１３３が、楕円形の横断面を有する筒状部材からなる弾性変形部材１４７で構成されている。なお、実施形態１〜３において、弾性変形部材の素材は金属である必要はなく、その他の材料（例えばプラスチック）で形成することができる。
【実施形態４】
【００２８】
図１０及び図１１は充填シュートの実施形態４を示す。この充填シュート１０４では、変形部１２４の各接触部１３４が、弾性材料からなる板１４８と、この板１４８の裏面に取り付けられた弾性発泡部材の発泡シート１４９又は発泡マットで構成されている。弾性板１４８は金属又はプラスチックの板である。シート１４９又はマットは、接着剤により又は熱融着によって弾性板１４８に固定されている。図１１に示すように、上述の実施形態と同様に、フィルムに非接触の状態で、シート１４９とシュート下部１１１の外周面から離間していることが好ましい。
【実施形態５】
【００２９】
図１２及び図１３は充填シュートの実施形態５を示す。この充填シュート１０５では、変形部１２５は、一枚の金属（例えば、ステンレス）又はプラスチックからなる板（弾性変形部材）１５０をシュート下部１１１の楕円形状よりも多少大きな扁平Ｃ形状に折り曲げ、中央の曲げ部１５１をシュート下部１１１の前部又は後部の端部（急曲面）１１８に溶接又はねじ若しくは接着剤で固定し、両側の緩曲面部１５２をシュート下部１１１の緩曲面１１９に対向させてある。
【実施形態６】
【００３０】
図１４及び図１５は充填シュートの実施形態６を示す。この充填シュート１０６では、変形部１２６は、金属又はプラスチックからなる一対の略Ｕ形状板からなる弾性変形部材１５３で構成されている。各Ｕ形状板１５３は、その内面中央部をシュート下部１１１の前端部と後端部１１８に当接させるとともに、両端部をシュート下部１１１の緩曲面部１１９から離間させた状態で、溶接又はねじ若しくは接着剤によりシュート下部１１１に固定される。
【実施形態７】
【００３１】
図１６及び図１７は充填シュートの実施形態７を示す。この充填シュート１０７では、変形部１２７は、金属又はプラスチックからなる一対の板１５４で構成されている。板１５４は、その両側の一部が内側に向けて折り曲げて変形部１５５が形成されており、左右の少なくとも一端をシュート下部１１１に溶接又はねじ若しくは接着剤で接続して固定されている。このように構成された実施形態５〜７の充填シュートも、上述した実施形態１〜４と同様に、制動力を調整することによって幅方向シール位置が調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る充填包装機に用いられる充填シュートの実施形態１を示す斜視図。
【図２】図１に示す充填シュートの正面図〔図２（ａ）〕と側面図〔図２（ｂ）〕。
【図３】図１に示す充填シュートとシーリングバーとの位置関係を示す側面図。
【図４】隣接するシーリングバーの間に形成された袋部に、図１に示す充填シュートのシュート下部を挿入した状態を示す断面図。
【図５】変形後の変形部と他の部材との関係を示す、図４に対応する断面図。
【図６】充填シュートの実施形態２を示す斜視図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。
【図８】充填シュートの実施形態３を示す斜視図。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【図１０】充填シュートの実施形態４を示す斜視図。
【図１１】図１０のＸＸＩ−ＸＸＩ線断面図。
【図１２】充填シュートの実施形態５を示す斜視図。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図。
【図１４】充填シュートの実施形態６を示す斜視図。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図。
【図１６】充填シュートの実施形態７を示す斜視図。
【図１７】図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図。
【図１８】充填包装機の正面図。
【図１９】図１８に示す充填包装機の充填機構を示す断面図。
【図２０】図１８に示す充填包装機の充填機構を示す斜視図。
【図２１】従来の充填シュートを示す斜視図。
【図２２】隣接するシーリングバーの間に形成された袋部に、図２１に示す充填シュートのシュート下部を挿入した状態を示す断面図。
【図２３】充填包装機の幅方向シール位置制御手段の斜視図。
【図２４】幅方向シール位置制御手段の制御ブロック図。
【符号の説明】
【００３３】
１０：充填包装機、１１：機械本体、１２：フィルム、１３：デコイラー、１４：シーリングバー、１５：シュート、１６：回転板、１７：充填機構、１８：粉剤供給装置、１９：上縁シール装置、２０：カッター装置、２１：基板、２２：固定筒体、２３：軸受、２４：回転筒体、２６：回転駆動系、２７：加熱バー、２８：可動バー、２９：バー駆動棹、３０：水平軸、３１：回転子、３２：レール、３３：シュート下部、３４：シュート上部、３５：水平アーム部、３６：シュート昇降軸、３７：上端部固定具、３８：金具、３９：カムフォロア、４０：固定スリーブ、４１：カム溝、４２：フィルムガイド、４３：幅方向シール、４４：袋部、４５：回転容器、４６：枡、４７：検出マーク、４８：マークセンサ、４９：制御部、５０：ロータリエンコーダ、５１：パウダーブレーキ、５４：ギヤ、１０１〜１０７：充填シュート、１１１：シュート下部、１１２：シュート上部、１１３：水平アーム、１１４：フィルム、１１５：袋部、１１６：袋口、１１７：袋口部分、１１８：緩曲面部分、１２１〜１２７：変形部、１３１、１３２〜：接触部、１４１：支持部、１４２：弾性変形部材、１４３、１４４：折曲部、１４５：フィルム接触部分、１４６、１４７：弾性変形部材。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の周りに所定の間隔をあけて複数のシーリングバーと複数の充填シュートが配置されており、隣接するシーリングバーに支持されると共に上記充填シュートの筒状下部が挿入された袋部内に上記充填シュートから充填物を落下充填する充填包装機において、上記袋部内に挿入される上記充填シュートの筒状下部に、上記充填物の充填時に上記袋部内に位置し且つ上記袋部に加わる張力に応じて外側から内側に向けて変形可能な変形部を設けたことを特徴とする充填包装機。
【請求項２】
上記変形部は、上記充填物の充填時に上記袋部の袋口を形成する対向袋口部分にそれぞれ接触する接触部を有することを特徴とする請求項１に記載の充填包装機。
【請求項３】
上記変形部は、変形前の状態で、上記接触部を上記充填シュートの筒状下部から離間した状態に保持する支持部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の充填包装機。
【請求項４】
上記接触部が上記充填シュートの筒状下部に沿って上下に伸びる板又は棒を有し、上記支持部が上記板又は棒の上部を支持していることを特徴とする請求項３に記載の充填包装機。
【請求項５】
上記接触部は、上記充填シュートの筒状下部に対向する位置に、弾性発泡部材を支持していることを特徴とする請求項３又は４に記載の充填包装機。

【図１】