充填包装機

【課題】横シール装置を備えた充填包装機について、高速で振動および騒音を減少させるとともに小型、軽量化、更には耐久性やリサイクル性などの向上を図る。
【解決手段】長尺で帯状の包装フィルムを連続的に取り出して上方から下方へと移送する過程で、折り返し装置により両縁を折り重ねて縦シール装置により折り重ね部を封じて筒状に形成するとともに、シール部の上方位置において配置された往復動クランク機構を用いて上下方向に往復動させる上下動機構を介して基板に取り付けた一対の横シールロールを有する横シール装置により包装フィルムを横方向にシールして袋状とし、これに充填装置のノズルを差し込んで被内容物を充填して後、更に横シール装置により封着して連続して包装袋を形成する充填包装機であって、横シール装置の上下機構において上下移動可能に支持する基板、横シールロールのシャフトまたはシャフトを基板に支持する軸受けケースの少なくとも１つをマグネシウム合金またはチタン合金により形成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺の帯状フィルムをヒートシールすることにより袋状として内容物を充填した包装袋を連続的に製造する充填包装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体などの流動可能な商品について、巻回した長尺の帯状フィルムを連続的に取り出して上方から下方へと移送する過程で、折り返し装置により両縁を折り重ねて縦シール装置により折り重ね部を封じて筒状に形成するとともに横シール装置により包装フィルムを横方向にシールして袋状とし、これに充填装置のノズルを差し込んで被内容物を充填して後、更に前記横シール装置により封着して連続して形成される包装袋を切断装置により切断して分離し、包装袋を形成する充填包装機が知られている。
【０００３】
そして、前記充填包装機における横シール装置は筒状に形成されて移送される長尺の包装フィルムを一対の横シールロールで間欠的に挟持することにより包装袋の下端と上端とをヒートシールするものであるが、ヒートシールする包装フィルムは一定の速度で移動していることから一対の横シールロールで挟持する時間が短く充分なシールを行えない場合がある。
【０００４】
そこで、従来から、横シール装置を上下動機構により包装フィルムに沿って往復動させることによりシール時間を長くして確実なシールを行うことが一般的に行われている（ロールアジャスター機構）。
【０００５】
そして、従来の動きが大きく迅速な上下動が困難であり、包装フィルムの高速な移動に対処することができないボックスモーション式やラック、ボールねじ、カム機構を用いた上下動機構に代えてシール部の上方位置において配置された往復動クランク機構を用いて上下方向に往復動させる上下動機構が特開２００７−２２３６１４号公報に提示されている。
【０００６】
この公報に提示されている、高速での連続的上下動が可能であるとともに、上下動の速さが無段階に調節可能であり、また、小型化も可能であるという利点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２２３６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の如く前記公報に提示されている横シール装置を備えた充填包装機は、前記ボックスモーション式やラック、ボールねじ、カム機構を用いた上下動機構を用いたものに比べて高速での連続的上下動が可能であるとともに、上下動の速さが無段階に調節可能であるばかりか小型化も可能であるという多数の優れた点を有している。
【０００９】
本発明は、前記公報に提示されている横シール装置を備えた充填包装機の改良に関するものであり、更に、高速で振動および騒音を減少させるとともに小型、軽量化、更には耐久性やリサイクル性などの向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するためになされた本発明は、長尺で帯状の包装フィルムを連続的に取り出して上方から下方へと移送する過程で、折り返し装置により両縁を折り重ねて縦シール装置により折り重ね部を封じて筒状に形成するとともに、シール部の上方位置において配置された往復動クランク機構を用いて上下方向に往復動させる上下動機構を介して基板に取り付けた一対の横シールロールを有する横シール装置により包装フィルムを横方向にシールして袋状とし、これに充填装置のノズルを差し込んで被内容物を充填して後、更に前記横シール装置により封着して連続して包装袋を形成する充填包装機であって、前記横シール装置の上下機構において上下移動可能に支持する基板、前記横シールロールのシャフトまたは前記シャフトを前記基板に支持する軸受けケースの少なくとも１つがマグネシウム合金またはチタン合金により形成されていること特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、上下動機構を比強度の大きいマグネシウム合金またはチタン合金により形成することにより軽量化し、振動を減少させて更に充填機の高速化を図ることができる。特に、内部損出が大きく減衰能に優れたマグネシウム合金では振動や衝撃吸収により振動の吸収が大きい。
【００１２】
また、前記上下動機構を構成する往復動クランク機構を構成するクランク軸に前記横シール装置へのコンロッドと上下方向において対称に配置されたもう１つのコンロッドから構成される往復動クランク機構により上下方向に往復動するカウンターウエイトが設置されている場合には、カウンターウエイトの軽量化が可能で、カウンターウエイトの慣性エネルギーの減少により更に振動の軽減と高速化が図れる。
【００１３】
特に、前記基板、軸受けケースがマグネシウム合金により形成されているとともに前記シャフトがより耐久性に優れたチタン合金により形成されている場合には、全体として軽量化が図れるだけでなく、振動の軽減、高速化が図れるだけでなく、剛性、経済性の面でも優れたものとなる。
【００１４】
加えて、前記横シール装置における表面を周方向へ弧状とした帯状ヒートプレートが軸線方向へ延在している横シールロールにおいて、前記帯状ヒートプレートの弧状部分がその横断面内において前記包装フィルムと最初に接する部分におけるロール中心からの距離が前記包装フィルムと最後に接する部分のロール中心からの距離よりも大きく形成されているものとした場合には、前記横シール装置が軽量化などにより高速で回転したとしても確実に横シールを行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来の充填包装機にも増して、高速な包装フィルムの移送にも対応して充分なヒートシールが可能であるばかりか、振動もなく低騒音化を図ることができるばかりか、軽量化、小型化を図ることができ、剛性、耐久性にも優れ経済的にも有利なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態である横シール装置を用いた充填包装機の概略図。
【図２】図１に示した本発明における実施の形態を示す概略縦断面図。
【図３】図１に示した実施の形態を示す上下動機構の駆動モータを外した状態の正面側から観た斜視図。
【図４】図１に示した実施の形態のケースを取り去った背面側から観た斜視図。
【図５】図４において一部のカウンターウエイト部材を取り去った状態の斜視図。
【図６】本発明の実施の形態に用いられる基板の拡大斜視図。
【図７】本発明の実施の形態に用いられるシャフトの拡大斜視図。
【図８】本発明の実施の形態に用いられるシャフトの拡大斜視図。
【図９】本発明の実施の形態に用いられる軸受けケースの拡大斜視図。
【図１０】本発明の実施の形態に用いられる軸受けケースの拡大斜視図。
【図１１】本発明の実施の形態に用いられる横シールロールの一部拡大断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明における横シール装置１を用いた充填包装機２の概略を示すものであり、箱形のケース２１内に、長尺で帯状の包装フィルムＦをロール状に巻回したフィルム原反３が交換可能に配置されており、上部に前記包装フィルム原反３に巻回した包装フィルムＦを上方へ取り出す案内装置４が配置されているとともに、その下方にフィルム折り返し装置５がそれぞれ配置されており、更にその下方に縦シール装置６、充填装置７，ノッチ形成装置８、本発明である横シール装置１、カッター装置９などが配置されている。
【００１９】
本充填包装機２は、フィルム原反３から案内装置４を介して連続的に移送される包装フィルムＦを、前記フィルム折り返し装置５により両縁を合わせて折り重ねて縦シール装置６により折り重ね部をシールして筒状にし、次いで、本発明である横シール装置１により包装フィルムＦを横方向にシールして充填装置７から内容物を充填して後、更に、本発明である横シール装置１により封着して連続した包装袋を形成し、これを必要であれば冷却ローラ装置１０により冷却した後、カッター装置９により個々に切断して分離し包装袋を自動的に形成するものである。
【００２０】
そして、本発明である横ロール装置１は、図２乃至図５に示すように、主として包装フィルムＦを横方向にシールする一対の横シールロール１１１，１１１を有するシール部１１と、前記シール部１１の上方に配置されてシール部１１を上下方向に往復動させる上下動機構１２と、前記上下動機構１２の上方に配置されて前記上下動機構１２により上下方向に往復動させられるカウンターウエイト１３とから構成され、特に、本実施の形態では前記上下動機構１２およびカウンターウエイト１３は、移送される包装フィルムＦを挟んで縦シール装置６の対向側においてケース２１内に形成される空所Ａに配置されるので、装置全体の高さや幅が増加することなくきわめて有効に配置することができる。
【００２１】
実施の形態であるシール部１１は、図１に示したケース２１に沿って配置される基盤２３にそれぞれ両端に配置した固着具２４，２４により互いに所定の間隔を有して縦方向に並設された２本の摺動杆２５，２５に摺動可能に嵌装させたそれぞれ上下一対の摺動部材２６，２６により支持された基板２７に取り付けられる。
【００２２】
殊に、本実施の形態に用いられる前記基板２７は図６に示すような全体形状であり、従来のアルミ合金に代わって、比強度が大きく、耐振動性、耐衝撃性の大きいマグネシウム合金またはチタン合金により形成することにより軽量化し、振動の吸収が大きい軽量で剛性の高いマグネシウム合金により形成されている。
【００２３】
そして、シール部１１は、従来からこの種の充填包装機に用いられているものとほぼ同様の構造を有するものであり、２つのサーボモータなどの駆動源１１２およびエアシリンダからなる駆動源１１３により、外周面にヒートシール用の帯状ヒートプレート１１４を間欠的に列設した一対の横シールロール１１１，１１１を形成するシャフト１１８，１１９が内部にベアリング軸受けを収容した前後一対の軸受けケース１０１、１０２により前記基板２７に取り付けられている。
【００２４】
図７は本実施の形態におけるシャフト１１８、図８はシャフト１１９の全体を示すものであり、シャフト１１９は分割式で２つのシャフト部材１１９ａ，１１９ｂから構成され
る。
【００２５】
特に、本実施の形態では前記シャフト１１８，１１９はいずれもチタン合金により形成されている。そのため、より一層の軽量化が図れるばかりか強度も増してきわめて高い剛性を発揮することができる。
【００２６】
また、図９および図１０は前記軸受けケース１０１および１０２を示すものであり、これらの軸受けケース１０１および１０２がマグネシウム合金により形成されていて高い剛性により確実且つ円滑な回転と軽量化を図っている。
【００２７】
そして、前記シャフト１１８，１１９に付設したギヤ１１５，１１６を噛み合わせて回転させることにより、所定の時間ごとに横シールロール１１１，１１１の間に移送される包装フィルムを横シールする。
【００２８】
また、前記シール部１１を上下動させる上下動機構１２は、前記図１に示したケース２１に沿って配置される基盤２３に、前記シール部１１が上下方向に移動可能に支持される２本の摺動杆２５，２５を包囲するようにして固着された断面がＨ形の固定具１２１により前記シール部１１の上方に配置される。
【００２９】
この上下動機構１２は、少なくとも前記固定具１２１と基盤２３とに設置したベアリン
グにより軸支される複数の支持体１２２，１２３により装置に支持されるサーボモータなどの駆動源１２４により回転するクランク軸１２５を有している。
【００３０】
更に、前記クランク軸１２５は、支持体１２２を挟んで縦方向（上下方向）に対向して一対のクランクピン１２６，１２７を有しており、これらのクランクピン１２６，１２７にコンロッド１２８，１２９がそれぞれ軸支されている。一方のコンロッド１２８の軸端は前記シール部１１を支持する基板２７に突設した支持軸１１７に回動自由に支持されており、もう一方のコンロッド１２９の軸端はカウンターウエイト１３を前記摺動杆２５，２５に摺動可能に嵌装させた摺動部材２８，２８により上下動可能に基盤２３に支持する支持盤１３１に突設した支持軸１３２に回動自由に支持されている。従って、クランク軸１２５を回転させるとシール部１１およびカウンターウエイト１３が互いに常にクランク軸２５を挟んで上下方向の対称位置にあるような状態で上下動する往復動クランク機構を構成している。従って、上下動機構１２によりシール部１１を高速で上下動させたとしても不要な振動を生じることなく安定した状態で稼働させることができる。
【００３１】
尚、図面中、符号１３３は支持盤１３１に付設したカウンターウエイト部材であり、前述のように前記上下動機構１２の作動機構を構成する上下移動可能に支持する基板２７、基板２７に支持する軸受けケース１０２，１０３をマグネシウム合金により形成するとともに、横シールロール１１のシャフト１１８，１１９、シャフト１１８，１１９をチタン合金により形成して横シールロール１１を含む上下動機構１２を軽量化したので振動が減少するとともに、カウンターウエイト部材自体も小型、軽量化が可能であり、全体として高速化（回転速度２００〜３００ｒｐｍ）ならびに小型化、省エネルギー化が可能である。
【００３２】
更に、図１１は横シール装置１における一方の横シールロール１１１における部分横断面図を示すものであり、中心に配置されたチタン合金により形成されたシャフト１１８の外周面にヒートシール用の帯状ヒートプレート１１４が取り付けねじ１１４ａにより固着されている。尚、可能であれば帯状ヒートプレート１１４も軽合金やチタン合金などのような軽量で且つ熱伝導に優れた金属により形成することが好ましい。
【００３３】
そして、前記帯状ヒートプレート１１４は、横断面内において回転方向の前記包装フィルムと最初に接する部分におけるロール中心Ｃからの距離Ｌ１が前記包装フィルムと最後に接する部分のロール中心Ｃからの距離Ｌ２よりも大きく形成されて全体に包装フィルムと最初に接する部分から最後に接する部分へと漸次ロール中心Ｃからの距離が小さくなるように表面が弧状に形成されている。従って、前記横シール装置１がシャフト１１８の軽量化などにより高速で回転したとしても、少なくとも最初に包装シートを溶着する部分におけるロール中心Ｃからの距離Ｌ１が大きいので確実に横シールを行うことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１横シール装置、２充填包装機、５折り返し装置、６縦シール装置、７充填装置、
９切断装置、１１シール部、１２上下動機構、１３カウンターウエイト、２７基板、１０１，１０２軸受けケース、１１８，１１９シャフト、１２５クランク軸、１
２６，１２７クランクピン、１２８，１２９コンロッド、１３０ニードルベアリング

【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺で帯状の包装フィルムを連続的に取り出して上方から下方へと移送する過程で、折り返し装置により両縁を折り重ねて縦シール装置により折り重ね部を封じて筒状に形成するとともに、シール部の上方位置において配置された往復動クランク機構を用いて上下方向に往復動させる上下動機構を介して基板に取り付けた一対の横シールロールを有する横シール装置により包装フィルムを横方向にシールして袋状とし、これに充填装置のノズルを差し込んで被内容物を充填して後、更に前記横シール装置により封着して連続して包装袋を形成する充填包装機であって、前記横シール装置の上下機構において上下移動可能に支持する基板、前記横シールロールのシャフトまたは前記シャフトを前記基板に支持する軸受けケースの少なくとも１つがマグネシウム合金またはチタン合金により形成されていること特徴とする充填包装機。
【請求項２】
前記基板、軸受けケースがマグネシウム合金により形成されているとともに前記シャフトがチタン合金により形成されていること特徴とする請求項１に記載の充填包装機。
【請求項３】
前記上下動機構を構成する往復動クランク機構を構成するクランク軸に前記横シール装置へのコンロッドと上下方向において対称に配置されたもう１つのコンロッドから構成される往復動クランク機構により上下方向に往復動するカウンターウエイトが設置されている請求項１または２に記載の充填包装機。
【請求項４】
前記横シール装置における横シールロールが表面を周方向へ弧状とした帯状ヒートプレートが軸線方向へ延在しており、前記帯状ヒートプレートはその横断面内において前記包装フィルムと最初に接する部分におけるロール中心からの距離が前記包装フィルムと最後に接する部分のロール中心からの距離よりも大きく形成されている請求項１，２または３に記載の充填包装機。

【図１】