包装機
【課題】被包装物の割れ、及びシール部への噛み込みの発生を抑制し、被包装物の充填率を高めることができる包装機を提供する。
【解決手段】包装機１では、一対のシャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを挟んで揺さぶるので、その振動によってシャッタ部材１６７より上流側にある被包装物がお互いの隙間を詰めながらシャッタ部材１６７側に向かって集合する。被包装物は振動による慣性で集合するので、直に触れられて押し込まれるよりも割れ難い。また、ローラー１６５がシャッタ用カム１７０の波形曲面１７１ｂ上を移動するだけで、シャッタ部材１６７がその波形曲面１７１ｂに応じて揺れる。
【解決手段】包装機１では、一対のシャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを挟んで揺さぶるので、その振動によってシャッタ部材１６７より上流側にある被包装物がお互いの隙間を詰めながらシャッタ部材１６７側に向かって集合する。被包装物は振動による慣性で集合するので、直に触れられて押し込まれるよりも割れ難い。また、ローラー１６５がシャッタ用カム１７０の波形曲面１７１ｂ上を移動するだけで、シャッタ部材１６７がその波形曲面１７１ｂに応じて揺れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装機に関し、特に、搬送されてくる包材が筒状に成形され、その内部に被包装物が充填された後に横シールされる包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、袋を製造しながらこの袋に食品などの被包装物を充填して包装する装置として、縦型の包装機が普及している。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００４−１４２８０６号公報）に開示されている縦型のピロー包装機では、シート状の包材がセーラーおよびチューブによって筒状に成形される。筒状包材の縦の合せ目は縦シール手段によって縦にシールされる。その後、筒状包材内に被包装物が充填され、横シール機構によって袋の上部と後続の袋の下部とにまたがって横にシールされる。横にシールされた部分は、中央がカッターで切断される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような包装機では、包材コストおよび輸送コストの削減のため、袋のサイズを小さくして充填率を高めることが求められている。但し、充填率を高めることによる被包装物の割れ、シール部への噛み込みが懸念される。
【０００５】
本発明の課題は、被包装物の割れ、及びシール部への噛み込みの発生を抑制し、被包装物の充填率を高めることができる包装機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る包装機は、筒状に成形された包材内に被包装物を投下し、シールして製袋する包装機であって、一対のシールジョーと、一対のシャッタとを備えている。一対のシールジョーは、包材をその搬送方向と交差する方向に沿って挟んでシールする。一対のシャッタは、シールジョーよりも早く包材を搬送方向と交差する方向に沿って挟み、被包装物の進行を一時的に阻止する。シャッタは、包材を挟んだまま搬送方向に沿って第１距離だけ進行し、さらに包材を挟んだ状態で包材を揺さぶりながら搬送方向に沿って第２距離だけ進行する。
【０００７】
この包装機では、シャッタが包材を挟んで揺さぶるので、その振動によってシャッタより上流側にある被包装物がお互いの隙間を詰めながらシャッタ側に向かって集合する。被包装物は振動による慣性で集合するので、直に触れられて押し込まれるよりも割れ難い。
【０００８】
本発明の第２観点に係る包装機は、第１観点に係る包装機であって、シャッタの一部を接触させて所定軌道に沿うように案内するカムをさらに備えている。カムの表面には、平面および波形曲面が搬送方向にそって順に形成されている。
【０００９】
この包装機では、シャッタの一部がカムの波形曲面上を移動するだけで、シャッタがその波形に応じて揺れる。この方式は、機構が簡素であり、揺れの様式もカム面の波形を変更することによって容易に変更することができるので、設計自由度が高い。
【００１０】
本発明の第３観点に係る包装機は、第１観点または第２観点に係る包装機であって、シャッタがコイルバネである。
【００１１】
この包装機では、一対のシャッタが包材を挟んで揺れながら降下するので、揺れ方向が反転するときの慣性力はシャッタが開く方向に作用するが、コイルバネならば作用する慣性力に応じて撓むので、揺れによるシャッタ間の隙間の拡大が抑制される。
【００１２】
本発明の第４観点に係る包装機は、第２観点または第３観点に係る包装機であって、シャッタのうちカムに接触する部分がローラーである。
【００１３】
この包装機では、シャッタが降下する速度が速くなるとカム面と接触する部分での騒音および磨耗が懸念されるが、ローラーを介して接触することによって、騒音および磨耗が抑制される。
【００１４】
本発明の第５観点に係る包装機は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る包装機であって、シールジョーが、シャッタが第１距離を進行中に包材をシールする。
【００１５】
この包装機では、シャッタが揺れを開始するまえにシールされるので、シャッタの揺れが開始された後にシャッタ間の隙間から被包装物の粉が落下してもシール部に噛み込むことは防止される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る包装機では、シャッタが包材を挟んで揺さぶるので、その振動によってシャッタより上流側にある被包装物がお互いの隙間を詰めながらシャッタ側に向かって集合する。被包装物は振動による慣性で集合するので、直に触れられて押し込まれるよりも割れ難い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る包装機の斜視図。
【図２】包装機の製袋包装ユニットの概略構成を示す斜視図。
【図３】振動付与機構の斜視図。
【図４Ａ】第１状態直前のシャッタ機構の側面図。
【図４Ｂ】第１状態のシャッタ機構の側面図。
【図４Ｃ】第２状態のシャッタ機構の側面図。
【図５】横シール機構の側面図。
【図６】シールジョーの軌跡の側面図。
【図７】シールジョー周辺の平面図。
【図８】横方向駆動機構の外観斜視図。
【図９】商品の排出、ブラシの開閉、シャッタの開閉、及びシールジョーの開閉の時期を示すチャート。
【図１０】変形例に係る包装機における第１状態のシャッタ機構の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（１）包装機１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る包装機の斜視図である。また、図２は、包装機の製袋包装ユニットの概略構成を示す斜視図である。図１及び図２において、包装機１は、組合せ計量機２、製袋包装ユニット５及びフィルム供給ユニット６を備えている。
【００２０】
組合せ計量機２は、被包装物を計量し所定の合計重量になるよう排出する。製袋包装ユニット５は、被包装物の袋詰めを行う本体部分である。フィルム供給ユニット６は、製袋包装ユニット５に袋となるフィルムＦを供給する。
【００２１】
また、製袋包装ユニット５の前面には操作スイッチ類７が配置されている。操作スイッチ類７を操作する操作者が視認できる位置には、操作状態を示すタッチパネル式ディスプレイ８が配置されている。
【００２２】
組合せ計量機２、製袋包装ユニット５及びフィルム供給ユニット６は、操作スイッチ類７やタッチパネル式ディスプレイ８から入力された操作および設定に従って制御される。する。なお、操作スイッチ類７やタッチパネル式ディスプレイ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成される制御部（図示せず）に接続されており、その制御部が組合せ計量機２および製袋包装ユニット５に設置されている各種センサから必要な情報を取り込み、その情報を各種制御において利用する。
【００２３】
（２）詳細構成
（２−１）組合せ計量機２
組合せ計量機２は、製袋包装ユニット５の上部に配置されており、商品Ｃを計量ホッパで計量した後、これらの計量値を所定の合計重量になるように組み合わせて順次排出する。
【００２４】
（２−２）フィルム供給ユニット６
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１３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って、製袋包装ユニット５に隣接して設けられている。また、フィルム供給ユニット６にはフィルムＦが巻かれたロールがセットされ、このロールからフィルムＦが繰り出される。
【００２５】
（２−３）製袋包装ユニット５
製袋包装ユニット５は、成形機構１３と、プルダウンベルト機構１４と、縦シール機構１５と、シャッタ機構１６と、横シール機構１７と、振動付与機構１９と、横方向駆動機構５５とで構成されている。
【００２６】
成形機構１３は、シート状で送られてくるフィルムＦを筒状に成形する。プルダウンベルト機構１４は、筒状となったフィルムＦ（以下、筒状フィルムＦｍとよぶ）を下方に搬送する。縦シール機構１５は、筒状フィルムＦｍの重ね合わせ部分（合せ目）を縦方向にシールする。
【００２７】
シャッタ機構１６は、横シール機構１７が筒状フィルムＦｍをシールする前にその上部を挟んで被包装物のシール部への噛み込みを防止した上で、筒状フィルムＦｍを挟んだまま遥動する。
【００２８】
横シール機構１７は、筒状フィルムＦｍを横方向にシールすることで袋の上下端を封止する。振動付与機構１９は、筒状フィルムＦｍに振動を与える。横方向駆動機構５５は、シャッタ機構１６および横シール機構１７を往復運動させる。
【００２９】
これらの機構は支持フレーム１２によって支えられている。その支持フレーム１２の周囲は、ケーシング９によって覆われている。
【００３０】
（２−３−１）成形機構１３
成形機構１３は、セーラー１３ａとチューブ１３ｂとを有しており、一般に両者を合わせてフォーマとよばれている。チューブ１３ｂは、一部が筒状に成形された鉛直方向に延びる部材であり、上下端が開口している。このチューブ１３ｂの上端の開口部には、組合せ計量機２で計量された商品Ｃが投入される。セーラー１３ａは、チューブ１３ｂを取り囲むように配置されている。フィルムロールから繰り出されてきたシート状のフィルムＦは、セーラー１３ａとチューブ１３ｂとの間を通るときに筒状に成形される。成形機構１３のセーラー１３ａ及びチューブ１３ｂは、製造する袋の大きさに応じて取り替えることができる。
【００３１】
（２−３−２）プルダウンベルト機構１４
図２に示すように、プルダウンベルト機構１４は、チューブ１３ｂに巻き付いた筒状フィルムＦｍを吸着して下方に連続搬送する機構であって、チューブ１３ｂを挟んで左右両側にそれぞれベルト１４ｃが設けられている。プルダウンベルト機構１４では、吸着機能を有するベルト１４ｃが駆動ローラー１４ａおよび従動ローラー１４ｂによって回転し、筒状フィルムＦｍを下方に運ぶ。なお、図２においては、駆動ローラー１４ａ等を回転させるローラー駆動モータの図示を省略している。
【００３２】
（２−３−３）縦シール機構１５
縦シール機構１５は、チューブ１３ｂに巻き付いた筒状フィルムＦｍの重なり部分を、一定の圧力でチューブ１３ｂ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１５は、チューブ１３ｂの正面側に位置しており、ヒータおよびヒータにより加熱され筒状フィルムＦｍの重なり部分に接触するヒータベルトを有している。また、縦シール機構１５は、ヒータベルトをチューブ１３ｂに近づけたり遠ざけたりするための駆動装置（図示せず）も備えている。
【００３３】
（２−３−４）振動付与機構１９
図２に示すように振動付与機構１９は、シャッタ機構１６及び横シール機構１７の上方に位置している。図３は、振動付与機構の斜視図である。図３において、一対の円筒状のブラシ１９１と、ブラシ１９１を回転させるモータ１９３と、ブラシ１９１を水平に移動させるエアシリンダ１９５とで構成されている。
【００３４】
一対のブラシ１９１は、筒状フィルムＦｍを挟んで対峙する。ブラシ１９１は、円筒状の芯１９１ａに樹脂製の毛１９１ｂが植えつけられている。芯１９１ａは、ジョイント１９２を介してモータ１９３の回転軸に取り付けられる。モータ１９３の回転軸と芯１９１ａの中心軸とは所定距離だけ偏った状態で取り付けられており、モータ１９３が駆動することによって一対のブラシ１９１それぞれは互いに近づいたり離れたりしながら回転する。ブラシ１９１と筒状フィルムＦｍとは接触しているので、ブラシ１９１の回転によって筒状フィルムＦｍは振動する。
【００３５】
エアシリンダ１９５は、ブラシ１９１とモータ１９３とを一体で移動させる。一対のブラシ１９１は、エアシリンダ１９５によって互いに近づいて筒状フィルムＦｍを挟む方向と、互いに離れる方向とを交互に繰り返す往復移動をすることができる。
【００３６】
一般に、チューブ１３ｂ上方から投下された所定量の被包装物は、縦に連なった状態で筒状フィルムＦｍ内を通過するので、縦に嵩張り易い。しかし、筒状フィルムＦｍがブラシ１９１で挟まれているときに被包装物が投下されると、縦に連なった状態の被包装物の先頭はその進行を阻まれて最後尾との距離が縮まる。さらに、ブラシ１９１の回転による振動が被包装物に伝わり、被包装物同士の隙間が詰まり、より占有空間が縮まった集合体となる。
【００３７】
ブラシ１９１は、回転と往復運動によって、ブラシ１９１と筒状フィルムＦｍとの接触部分を振動させつつ搬送方向へ送り出すような回転となっているので、集合した被包装物はブラシ１９１が互いに離れるときに横シール機構１７側へ送り出される。
【００３８】
（２−３−５）シャッタ機構１６
シャッタ機構１６は、筒状フィルムＦｍが横シールされる際に、シール部に被包装物若しくはその破片などを噛み込まないように、横シールの直前に筒状フィルムＦｍのシールされる部分の上方を挟んで被包装物を止める。シャッタ機構１６は、筒状フィルムＦｍを挟んで下降する第１状態と、筒状フィルムＦｍから離れて再び挟むまでの第２状態を繰り返す。
【００３９】
図４Ａは、第１状態直前のシャッタ機構の側面図である。図４Ｂは、第１状態のシャッタ機構の側面図である。また、図４Ｃは、第２状態のシャッタ機構の側面図である。なお、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃではシャッタ機構１６と横シール機構１７との関係を理解し易くするため、シールジョーを２点鎖線で表している。
【００４０】
図４Ａにおいて、シャッタ機構１６は、シャッタ用カム１７０と、シャッタ用カム１７０のカム面に沿って移動する一対の機構部１６０とで構成されている。機構部１６０は、支持部材１６１と、リンク部材１６３と、ローラー１６５と、シャッタ部材１６７と、バネ部材１６９とで構成されている。
【００４１】
シャッタ用カム１７０は、ローラー１６５が従動する平面１７１ａおよび波形曲面１７１ｂ含むカム面１７１を有する。
【００４２】
支持部材１６１は、シールジョー５１ａ，５１ｂを支持する部材であるが、さらにリンク部材１６３を回転自在に支持している。
【００４３】
リンク部材１６３は、長リンク１６３ａと短リンク１６３ｂとがＶ字形に連結されており、それらの連結部１６３ｃが支持部材１６１に回転支持されている。また、長リンク１６３ａの先端側にはローラー１６５及びシャッタ部材１６７が取り付けられている。また、短リンク１６３ｂの先端にはバネ部材１６９の一端が接続されており、バネ部材１６９の他端は支持部材１６１に固定されている。したがって、リンク部材１６３は、バネ部材１６９の付勢力によって一対の長リンク１６３ａの先端同士が近づく方向に付勢されている。
【００４４】
ローラー１６５は、リンク部材１６３の長リンク１６３ａの先端側に回転自在に取り付けられている。ローラー１６５は、横シール時前後の期間において、シャッタ用カム１７０のカム面１７１に沿って転がり移動する。カム面１７１は、筒状フィルムＦｍの搬送方向に沿って第１距離だけ延びる平面１７１ａと、平面１７１ａに続いて第２距離だけ伸びる波形曲面１７１ｂとを含んでいる。
【００４５】
ローラー１６５が平面１７１ａ上を転がり移動するとき、一対のシャッタ部材１６７は筒状フィルムＦｍを挟んだ状態で第１距離だけ鉛直に下降する。また、ローラー１６５が波形曲面１７１ｂ上を転がり移動するとき、一対のシャッタ部材１６７は筒状フィルムＦｍを挟んだ状態で遥動しながら第２距離だけ下降する。
【００４６】
説明の便宜上、ローラー１６５が平面１７１ａ上を転がり移動する区間を第１区間、波形曲面１７１ｂ上を転がり移動する区間を第２区間とする。筒状フィルムＦｍの横シールは、一対のローラー１６５が第１区間にあるときに行われる。一対のローラー１６５が第２区間にあるとき、筒状フィルムＦｍは搬送方向および横方向と交差する方向に遥動する。
【００４７】
シャッタ部材１６７は、筒状フィルムＦｍの幅よりも長く、両端をリンク部材１６３の長リンク１６３ａの先端側に固定されている。一対のシャッタ部材１６７は、シールジョー５１よりも早く筒状フィルムＦｍを挟み込み、筒状フィルムＦｍの横シール時に、被シール部分の上方において商品Ｃの落下を抑える。また、シャッタ部材１６７のうち、少なくとも筒状フィルムＦｍを挟む部分はコイルバネである。
【００４８】
（２−３−６）横シール機構１７
図５は横シール機構の側面図である。また、図６はシールジョーの軌跡の側面図である。図５において、横シール機構１７は、第１シール機構５０ａ及び第２シール機構５０ｂを有している。なお、図５における筒状フィルムＦｍの左側に位置する方を第１シール機構５０ａ、右側に位置する方を第２シール機構５０ｂとする。
【００４９】
第１シール機構５０ａ及び第２シール機構５０ｂそれぞれは、シールジョー５１，５２をＤ字状に旋回させながら（例えば、図６の点線で示すシールジョーの軌跡を参照）、筒状フィルムＦｍを挟み込む。
【００５０】
シールジョー５１，５２は、内部にヒータを有している。このヒータによってシールジョー５１，５２のシール面が加熱され、シールジョー５１，５２によって挟み込まれた筒状フィルムＦｍの一部がシールされる。
【００５１】
ここで、説明の便宜上、シールジョー５１のうち第１シール機構５０ａ側を第１シールジョー５１ａ、第２シール機構５０ｂ側を第２シールジョー５１ｂとよぶ。第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂは筒状フィルムＦｍを挟んで互いに押しつけ合ってシールする。
【００５２】
同様に、シールジョー５２のうち第１シール機構５０ａ側を第１シールジョー５２ａ、第２シール機構５０ｂ側を第２シールジョー５２ｂとよぶ。第１シールジョー５２ａとシ第２シールジョー５２ｂは筒状フィルムＦｍを挟んで互いに押しつけ合ってシールする。
【００５３】
なお、全てのシールジョーに共通の事項について言及するときは、シールジョー５１，５２と表現する。
【００５４】
シールジョー５１，５２は、駆動モータ（図示せず）によって軸Ｃ１，Ｃ２を中心に回転する。すなわち、第１シールジョー５１ａ，５２ａは、軸Ｃ１を中心として、第２シールジョー５１ｂ，５２ｂは、軸Ｃ２を中心として回転する。
【００５５】
図７は、シールジョー周辺の平面図である。図７において、シールジョー５１には、ヒータ７１と切断機構７２とが組み込まれている。ヒータ７１は、第１シールジョー５１ａ及び第２シールジョー５１ｂそれぞれの長手方向に沿って内部に２本ずつ挿入されている。ヒータ７１は、電気配線７６ａから供給される電力を受けて発熱し、筒状のフィルムＦｍに対応するシール温度まで第１シールジョー５１ａ及び第２シールジョー５１ｂを加熱する。
【００５６】
切断機構７２は、第１シール機構５０ａ側の第１シールジョー５１ａに設けられており、カッター７２ａとカッター駆動機構７２ｂとを有している。カッター７２ａは、筒状のフィルムＦｍをシールするタイミングに合わせて、カッター駆動機構７２ｂによって第１シールジョー５１ａに形成されたスライド空間内から第２シールジョー５１ｂの方へ前進させられる。
【００５７】
カッター駆動機構７２ｂには、カッター７２ａを所定の方向へ往復移動させるため、エアシリンダが採用されている。それゆえ、第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂとの間、あるいは第１シールジョー５２ａと第２シールジョー５２ｂの間においてシール部分の幅方向のほぼ中心位置にカッター７２ａが押し当てられ、シールされた部分が切断される。この結果、袋は１個ずつ分割されてシュートコンベア２３（図１参照）に排出される。
【００５８】
（２−３−７）横方向駆動機構５５
図８は、シールジョーの横方向駆動機構の外観斜視図である。図８において、第１シール機構５０ａは第１水平移動板６１ａに、第２シール機構５０ｂは第２水平移動板６１ｂに支持されている。第１水平移動板６１ａおよび第２水平移動板６１ｂは、図８に示す横方向駆動機構５５によって水平移動する。
【００５９】
図８に示すように、横方向駆動機構５５は、第１水平移動板６１ａ及び第２水平移動板６１ｂを互いに近接又は離反させるための駆動機構６５を有している。
【００６０】
駆動機構６５は、ボールねじ８０ａ、第１ナット８１、第２ナット８２、第１連結ロッド８３、第２連結ロッド８４、第３連結ロッド８５、及び第４連結ロッド８６を有している。
【００６１】
ボールねじ８０ａは、サーボモータ８０（図３参照）によって回転する。第１ナット８１及び第２ナット８２は、ボールねじ８０ａに螺合する。第１連結ロッド８３及び第２連結ロッド８４は、ボールねじ８０ａと水平方向で直交するように設けられている。１対の第３連結ロッド８５は、第１水平移動板６１ａ及び第２水平移動板６１ｂの移動方向に沿って設けられている。第４連結ロッド８６は、第３連結ロッド８５と平行に設けられている。
【００６２】
また、第１連結ロッド８３は継手８７を介して第３連結ロッド８５に連結されており、第３連結ロッド８５の先端は第２水平移動板６１ｂの側端面に固定されている。なお、第３連結ロッド８５は、第１水平移動板６１ａをスライド自在に貫通している。
【００６３】
また、第２連結ロッド８４は継手８８を介して第４連結ロッド８６に連結されており、第４連結ロッド８６の先端は第１水平移動板６１ａの側端面に固定されている。
【００６４】
また、ボールねじ８０ａにおいては、第１ナット８１が螺合する部分と、第２ナット８２が螺合する部分とは、互いに逆ねじになっている。
【００６５】
上記の駆動機構６５によって、ボールねじ８０ａが回転することにより、第１水平移動板６１ａ及び第２水平移動板６１ｂが互いに近接したり、離反したりすることが可能となる。
【００６６】
（３）包装機１の動作
以下、包装機１の一連の動作について説明する。組合せ計量機２で計量された被包装物（以後、商品Ｃとよぶ）は、チューブ１３ｂの上開口端に順次投下される。このとき、チューブ１３ｂの外周は、商品Ｃを包装するための筒状フィルムＦｍで覆われている。
【００６７】
商品Ｃは、チューブ１３ｂ通過し、チューブ１３ｂの下開口端から排出される。下開口端の下方では、一対のブラシ１９１が筒状フィルムＦｍを挟み、商品Ｃの通り道を一時的に閉じている。
【００６８】
図９は、商品Ｃの排出、ブラシの開閉、シャッタの開閉、及びシールジョーの開閉の時期を示すチャートである。ここで、閉とは筒状フィルムＦｍを挟み、商品Ｃの通過を許容しないことであり、開とは筒状フィルムＦｍの挟み込みを解除して商品Ｃの通過を許容することである。
【００６９】
図９において、ブラシ１９１は商品Ｃが投下される前から閉じており、制御部が組合せ計量機２から排出されたことを通知する信号（排出完了信号）を受信したときブラシ１９１を開き始める。それゆえ、ブラシ１９１によって商品Ｃの進行が停止する時間は短い。この短い時間の間に、縦に連なった状態で進行してくる商品Ｃは、先頭と最後尾との距離が縮まり、さらに、ブラシ１９１の回転による振動が被包装物に伝わり、商品Ｃ同士の隙間が詰まる。ブラシ１９１は、回転と往復運動によって筒状フィルムＦｍを振動させながら互いに離れていき商品Ｃを送り出す。
【００７０】
また、図９において、シャッタ部材１６７はブラシ１９１が開き始める前から閉じているので、商品Ｃはブラシ１９１とシャッタ部材１６７との間で停止し、その間、ブラシ１９１の回転による振動を受け、さらに互いの隙間を詰めていく。シャッタ部材１６７は、閉じた状態で第１距離だけ鉛直に下降した後、遥動しながら第２距離だけ下降する。シャッタ部材１６７の遥動は商品Ｃに伝わり、商品Ｃはさらに隙間を詰めていく。
【００７１】
さらに、図９において、シャッタ部材１６７が閉じている間に、第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂとがシャッタ部材１６７の下方に位置する筒状フィルムＦｍを挟んで横シールする。横シールは、シャッタ部材１６７が第１距離だけ下降する間に行われ、袋の上部および後続の袋の底部が形成され、同時にシール部の中央が切断されて、商品Ｃが詰まった袋が完成する。
【００７２】
（４）特徴
（４−１）
包装機１では、一対のシャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを挟んで揺さぶるので、その振動によってシャッタ部材１６７より上流側にある被包装物がお互いの隙間を詰めながらシャッタ部材１６７側に向かって集合する。被包装物は振動による慣性で集合するので、直に触れられて押し込まれるよりも割れ難い。
【００７３】
（４−２）
包装機１では、ローラー１６５がシャッタ用カム１７０の波形曲面１７１ｂ上を移動するだけで、シャッタ部材１６７がその波形曲面１７１ｂに応じて揺れる。この方式は、機構が簡素であり、揺れの様式も波形曲面を変更することによって容易に変更することができるので、設計自由度が高い。また、シャッタ用カム１７０に接触する部分がローラー１６５であるので、騒音および磨耗が抑制される。
【００７４】
（４−３）
包装機１では、一対のシャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを挟んで揺れながら降下するので、揺れ方向が反転するときの慣性力はシャッタが開く方向に作用する。しかし、シャッタ部材１６７がコイルバネであり、コイルバネは作用する慣性力に応じて撓むので、揺れによるシャッタ部材１６７間の隙間の拡大が抑制される。
【００７５】
（４−４）
包装機１では、シールジョー５１は一対のシャッタ部材１６７が第１距離を進行中に筒状フィルムＦｍをシールする。つまり、シャッタ部材１６７が揺れを開始するまえにシールされるので、シャッタ部材１６７の揺れが開始された後にシャッタ部材１６７間の隙間から被包装物の粉が落下してもシール部に噛み込むことは防止される。
【００７６】
（５）変形例
上記実施形態では、シャッタ用カム１７０のカム面１７１が長手方向中心軸に対して左右対称ではなかったが、それに限定されるものではなく、左右対称であってもよい。
【００７７】
図１０は、変形例に係る包装機における第１状態のシャッタ機構の側面図である。図１０において、カム面１７１は、中心軸ＣＯに対して左右対称である。したがって、一対のローラー１６５が同じ高さ位置で下降したとき、波形曲面の山でシャッタ部材１６７が開くことになる。これでは、シャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを遥動させることができないので、一対のローラー１６５の一方が山と対峙するとき、他方が谷と対峙するように高さ位置を異ならせている。その結果、シャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを閉じたまま遥動することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、被包装物の割れ、被包装物の粉のシール部への噛み込みを抑制しながら、包材の使用量を低減することできるので、包装機全般に有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 包装機
５１ シールジョー
１６５ ローラー
１６７ シャッタ
１７０ シャッタ用カム
１７１ カム面
１７１ａ 平面
１７１ｂ 波形曲面
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特開２００４−１４２８０６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装機に関し、特に、搬送されてくる包材が筒状に成形され、その内部に被包装物が充填された後に横シールされる包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、袋を製造しながらこの袋に食品などの被包装物を充填して包装する装置として、縦型の包装機が普及している。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００４−１４２８０６号公報）に開示されている縦型のピロー包装機では、シート状の包材がセーラーおよびチューブによって筒状に成形される。筒状包材の縦の合せ目は縦シール手段によって縦にシールされる。その後、筒状包材内に被包装物が充填され、横シール機構によって袋の上部と後続の袋の下部とにまたがって横にシールされる。横にシールされた部分は、中央がカッターで切断される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような包装機では、包材コストおよび輸送コストの削減のため、袋のサイズを小さくして充填率を高めることが求められている。但し、充填率を高めることによる被包装物の割れ、シール部への噛み込みが懸念される。
【０００５】
本発明の課題は、被包装物の割れ、及びシール部への噛み込みの発生を抑制し、被包装物の充填率を高めることができる包装機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る包装機は、筒状に成形された包材内に被包装物を投下し、シールして製袋する包装機であって、一対のシールジョーと、一対のシャッタとを備えている。一対のシールジョーは、包材をその搬送方向と交差する方向に沿って挟んでシールする。一対のシャッタは、シールジョーよりも早く包材を搬送方向と交差する方向に沿って挟み、被包装物の進行を一時的に阻止する。シャッタは、包材を挟んだまま搬送方向に沿って第１距離だけ進行し、さらに包材を挟んだ状態で包材を揺さぶりながら搬送方向に沿って第２距離だけ進行する。
【０００７】
この包装機では、シャッタが包材を挟んで揺さぶるので、その振動によってシャッタより上流側にある被包装物がお互いの隙間を詰めながらシャッタ側に向かって集合する。被包装物は振動による慣性で集合するので、直に触れられて押し込まれるよりも割れ難い。
【０００８】
本発明の第２観点に係る包装機は、第１観点に係る包装機であって、シャッタの一部を接触させて所定軌道に沿うように案内するカムをさらに備えている。カムの表面には、平面および波形曲面が搬送方向にそって順に形成されている。
【０００９】
この包装機では、シャッタの一部がカムの波形曲面上を移動するだけで、シャッタがその波形に応じて揺れる。この方式は、機構が簡素であり、揺れの様式もカム面の波形を変更することによって容易に変更することができるので、設計自由度が高い。
【００１０】
本発明の第３観点に係る包装機は、第１観点または第２観点に係る包装機であって、シャッタがコイルバネである。
【００１１】
この包装機では、一対のシャッタが包材を挟んで揺れながら降下するので、揺れ方向が反転するときの慣性力はシャッタが開く方向に作用するが、コイルバネならば作用する慣性力に応じて撓むので、揺れによるシャッタ間の隙間の拡大が抑制される。
【００１２】
本発明の第４観点に係る包装機は、第２観点または第３観点に係る包装機であって、シャッタのうちカムに接触する部分がローラーである。
【００１３】
この包装機では、シャッタが降下する速度が速くなるとカム面と接触する部分での騒音および磨耗が懸念されるが、ローラーを介して接触することによって、騒音および磨耗が抑制される。
【００１４】
本発明の第５観点に係る包装機は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る包装機であって、シールジョーが、シャッタが第１距離を進行中に包材をシールする。
【００１５】
この包装機では、シャッタが揺れを開始するまえにシールされるので、シャッタの揺れが開始された後にシャッタ間の隙間から被包装物の粉が落下してもシール部に噛み込むことは防止される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る包装機では、シャッタが包材を挟んで揺さぶるので、その振動によってシャッタより上流側にある被包装物がお互いの隙間を詰めながらシャッタ側に向かって集合する。被包装物は振動による慣性で集合するので、直に触れられて押し込まれるよりも割れ難い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る包装機の斜視図。
【図２】包装機の製袋包装ユニットの概略構成を示す斜視図。
【図３】振動付与機構の斜視図。
【図４Ａ】第１状態直前のシャッタ機構の側面図。
【図４Ｂ】第１状態のシャッタ機構の側面図。
【図４Ｃ】第２状態のシャッタ機構の側面図。
【図５】横シール機構の側面図。
【図６】シールジョーの軌跡の側面図。
【図７】シールジョー周辺の平面図。
【図８】横方向駆動機構の外観斜視図。
【図９】商品の排出、ブラシの開閉、シャッタの開閉、及びシールジョーの開閉の時期を示すチャート。
【図１０】変形例に係る包装機における第１状態のシャッタ機構の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（１）包装機１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る包装機の斜視図である。また、図２は、包装機の製袋包装ユニットの概略構成を示す斜視図である。図１及び図２において、包装機１は、組合せ計量機２、製袋包装ユニット５及びフィルム供給ユニット６を備えている。
【００２０】
組合せ計量機２は、被包装物を計量し所定の合計重量になるよう排出する。製袋包装ユニット５は、被包装物の袋詰めを行う本体部分である。フィルム供給ユニット６は、製袋包装ユニット５に袋となるフィルムＦを供給する。
【００２１】
また、製袋包装ユニット５の前面には操作スイッチ類７が配置されている。操作スイッチ類７を操作する操作者が視認できる位置には、操作状態を示すタッチパネル式ディスプレイ８が配置されている。
【００２２】
組合せ計量機２、製袋包装ユニット５及びフィルム供給ユニット６は、操作スイッチ類７やタッチパネル式ディスプレイ８から入力された操作および設定に従って制御される。する。なお、操作スイッチ類７やタッチパネル式ディスプレイ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成される制御部（図示せず）に接続されており、その制御部が組合せ計量機２および製袋包装ユニット５に設置されている各種センサから必要な情報を取り込み、その情報を各種制御において利用する。
【００２３】
（２）詳細構成
（２−１）組合せ計量機２
組合せ計量機２は、製袋包装ユニット５の上部に配置されており、商品Ｃを計量ホッパで計量した後、これらの計量値を所定の合計重量になるように組み合わせて順次排出する。
【００２４】
（２−２）フィルム供給ユニット６
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１３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って、製袋包装ユニット５に隣接して設けられている。また、フィルム供給ユニット６にはフィルムＦが巻かれたロールがセットされ、このロールからフィルムＦが繰り出される。
【００２５】
（２−３）製袋包装ユニット５
製袋包装ユニット５は、成形機構１３と、プルダウンベルト機構１４と、縦シール機構１５と、シャッタ機構１６と、横シール機構１７と、振動付与機構１９と、横方向駆動機構５５とで構成されている。
【００２６】
成形機構１３は、シート状で送られてくるフィルムＦを筒状に成形する。プルダウンベルト機構１４は、筒状となったフィルムＦ（以下、筒状フィルムＦｍとよぶ）を下方に搬送する。縦シール機構１５は、筒状フィルムＦｍの重ね合わせ部分（合せ目）を縦方向にシールする。
【００２７】
シャッタ機構１６は、横シール機構１７が筒状フィルムＦｍをシールする前にその上部を挟んで被包装物のシール部への噛み込みを防止した上で、筒状フィルムＦｍを挟んだまま遥動する。
【００２８】
横シール機構１７は、筒状フィルムＦｍを横方向にシールすることで袋の上下端を封止する。振動付与機構１９は、筒状フィルムＦｍに振動を与える。横方向駆動機構５５は、シャッタ機構１６および横シール機構１７を往復運動させる。
【００２９】
これらの機構は支持フレーム１２によって支えられている。その支持フレーム１２の周囲は、ケーシング９によって覆われている。
【００３０】
（２−３−１）成形機構１３
成形機構１３は、セーラー１３ａとチューブ１３ｂとを有しており、一般に両者を合わせてフォーマとよばれている。チューブ１３ｂは、一部が筒状に成形された鉛直方向に延びる部材であり、上下端が開口している。このチューブ１３ｂの上端の開口部には、組合せ計量機２で計量された商品Ｃが投入される。セーラー１３ａは、チューブ１３ｂを取り囲むように配置されている。フィルムロールから繰り出されてきたシート状のフィルムＦは、セーラー１３ａとチューブ１３ｂとの間を通るときに筒状に成形される。成形機構１３のセーラー１３ａ及びチューブ１３ｂは、製造する袋の大きさに応じて取り替えることができる。
【００３１】
（２−３−２）プルダウンベルト機構１４
図２に示すように、プルダウンベルト機構１４は、チューブ１３ｂに巻き付いた筒状フィルムＦｍを吸着して下方に連続搬送する機構であって、チューブ１３ｂを挟んで左右両側にそれぞれベルト１４ｃが設けられている。プルダウンベルト機構１４では、吸着機能を有するベルト１４ｃが駆動ローラー１４ａおよび従動ローラー１４ｂによって回転し、筒状フィルムＦｍを下方に運ぶ。なお、図２においては、駆動ローラー１４ａ等を回転させるローラー駆動モータの図示を省略している。
【００３２】
（２−３−３）縦シール機構１５
縦シール機構１５は、チューブ１３ｂに巻き付いた筒状フィルムＦｍの重なり部分を、一定の圧力でチューブ１３ｂ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１５は、チューブ１３ｂの正面側に位置しており、ヒータおよびヒータにより加熱され筒状フィルムＦｍの重なり部分に接触するヒータベルトを有している。また、縦シール機構１５は、ヒータベルトをチューブ１３ｂに近づけたり遠ざけたりするための駆動装置（図示せず）も備えている。
【００３３】
（２−３−４）振動付与機構１９
図２に示すように振動付与機構１９は、シャッタ機構１６及び横シール機構１７の上方に位置している。図３は、振動付与機構の斜視図である。図３において、一対の円筒状のブラシ１９１と、ブラシ１９１を回転させるモータ１９３と、ブラシ１９１を水平に移動させるエアシリンダ１９５とで構成されている。
【００３４】
一対のブラシ１９１は、筒状フィルムＦｍを挟んで対峙する。ブラシ１９１は、円筒状の芯１９１ａに樹脂製の毛１９１ｂが植えつけられている。芯１９１ａは、ジョイント１９２を介してモータ１９３の回転軸に取り付けられる。モータ１９３の回転軸と芯１９１ａの中心軸とは所定距離だけ偏った状態で取り付けられており、モータ１９３が駆動することによって一対のブラシ１９１それぞれは互いに近づいたり離れたりしながら回転する。ブラシ１９１と筒状フィルムＦｍとは接触しているので、ブラシ１９１の回転によって筒状フィルムＦｍは振動する。
【００３５】
エアシリンダ１９５は、ブラシ１９１とモータ１９３とを一体で移動させる。一対のブラシ１９１は、エアシリンダ１９５によって互いに近づいて筒状フィルムＦｍを挟む方向と、互いに離れる方向とを交互に繰り返す往復移動をすることができる。
【００３６】
一般に、チューブ１３ｂ上方から投下された所定量の被包装物は、縦に連なった状態で筒状フィルムＦｍ内を通過するので、縦に嵩張り易い。しかし、筒状フィルムＦｍがブラシ１９１で挟まれているときに被包装物が投下されると、縦に連なった状態の被包装物の先頭はその進行を阻まれて最後尾との距離が縮まる。さらに、ブラシ１９１の回転による振動が被包装物に伝わり、被包装物同士の隙間が詰まり、より占有空間が縮まった集合体となる。
【００３７】
ブラシ１９１は、回転と往復運動によって、ブラシ１９１と筒状フィルムＦｍとの接触部分を振動させつつ搬送方向へ送り出すような回転となっているので、集合した被包装物はブラシ１９１が互いに離れるときに横シール機構１７側へ送り出される。
【００３８】
（２−３−５）シャッタ機構１６
シャッタ機構１６は、筒状フィルムＦｍが横シールされる際に、シール部に被包装物若しくはその破片などを噛み込まないように、横シールの直前に筒状フィルムＦｍのシールされる部分の上方を挟んで被包装物を止める。シャッタ機構１６は、筒状フィルムＦｍを挟んで下降する第１状態と、筒状フィルムＦｍから離れて再び挟むまでの第２状態を繰り返す。
【００３９】
図４Ａは、第１状態直前のシャッタ機構の側面図である。図４Ｂは、第１状態のシャッタ機構の側面図である。また、図４Ｃは、第２状態のシャッタ機構の側面図である。なお、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃではシャッタ機構１６と横シール機構１７との関係を理解し易くするため、シールジョーを２点鎖線で表している。
【００４０】
図４Ａにおいて、シャッタ機構１６は、シャッタ用カム１７０と、シャッタ用カム１７０のカム面に沿って移動する一対の機構部１６０とで構成されている。機構部１６０は、支持部材１６１と、リンク部材１６３と、ローラー１６５と、シャッタ部材１６７と、バネ部材１６９とで構成されている。
【００４１】
シャッタ用カム１７０は、ローラー１６５が従動する平面１７１ａおよび波形曲面１７１ｂ含むカム面１７１を有する。
【００４２】
支持部材１６１は、シールジョー５１ａ，５１ｂを支持する部材であるが、さらにリンク部材１６３を回転自在に支持している。
【００４３】
リンク部材１６３は、長リンク１６３ａと短リンク１６３ｂとがＶ字形に連結されており、それらの連結部１６３ｃが支持部材１６１に回転支持されている。また、長リンク１６３ａの先端側にはローラー１６５及びシャッタ部材１６７が取り付けられている。また、短リンク１６３ｂの先端にはバネ部材１６９の一端が接続されており、バネ部材１６９の他端は支持部材１６１に固定されている。したがって、リンク部材１６３は、バネ部材１６９の付勢力によって一対の長リンク１６３ａの先端同士が近づく方向に付勢されている。
【００４４】
ローラー１６５は、リンク部材１６３の長リンク１６３ａの先端側に回転自在に取り付けられている。ローラー１６５は、横シール時前後の期間において、シャッタ用カム１７０のカム面１７１に沿って転がり移動する。カム面１７１は、筒状フィルムＦｍの搬送方向に沿って第１距離だけ延びる平面１７１ａと、平面１７１ａに続いて第２距離だけ伸びる波形曲面１７１ｂとを含んでいる。
【００４５】
ローラー１６５が平面１７１ａ上を転がり移動するとき、一対のシャッタ部材１６７は筒状フィルムＦｍを挟んだ状態で第１距離だけ鉛直に下降する。また、ローラー１６５が波形曲面１７１ｂ上を転がり移動するとき、一対のシャッタ部材１６７は筒状フィルムＦｍを挟んだ状態で遥動しながら第２距離だけ下降する。
【００４６】
説明の便宜上、ローラー１６５が平面１７１ａ上を転がり移動する区間を第１区間、波形曲面１７１ｂ上を転がり移動する区間を第２区間とする。筒状フィルムＦｍの横シールは、一対のローラー１６５が第１区間にあるときに行われる。一対のローラー１６５が第２区間にあるとき、筒状フィルムＦｍは搬送方向および横方向と交差する方向に遥動する。
【００４７】
シャッタ部材１６７は、筒状フィルムＦｍの幅よりも長く、両端をリンク部材１６３の長リンク１６３ａの先端側に固定されている。一対のシャッタ部材１６７は、シールジョー５１よりも早く筒状フィルムＦｍを挟み込み、筒状フィルムＦｍの横シール時に、被シール部分の上方において商品Ｃの落下を抑える。また、シャッタ部材１６７のうち、少なくとも筒状フィルムＦｍを挟む部分はコイルバネである。
【００４８】
（２−３−６）横シール機構１７
図５は横シール機構の側面図である。また、図６はシールジョーの軌跡の側面図である。図５において、横シール機構１７は、第１シール機構５０ａ及び第２シール機構５０ｂを有している。なお、図５における筒状フィルムＦｍの左側に位置する方を第１シール機構５０ａ、右側に位置する方を第２シール機構５０ｂとする。
【００４９】
第１シール機構５０ａ及び第２シール機構５０ｂそれぞれは、シールジョー５１，５２をＤ字状に旋回させながら（例えば、図６の点線で示すシールジョーの軌跡を参照）、筒状フィルムＦｍを挟み込む。
【００５０】
シールジョー５１，５２は、内部にヒータを有している。このヒータによってシールジョー５１，５２のシール面が加熱され、シールジョー５１，５２によって挟み込まれた筒状フィルムＦｍの一部がシールされる。
【００５１】
ここで、説明の便宜上、シールジョー５１のうち第１シール機構５０ａ側を第１シールジョー５１ａ、第２シール機構５０ｂ側を第２シールジョー５１ｂとよぶ。第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂは筒状フィルムＦｍを挟んで互いに押しつけ合ってシールする。
【００５２】
同様に、シールジョー５２のうち第１シール機構５０ａ側を第１シールジョー５２ａ、第２シール機構５０ｂ側を第２シールジョー５２ｂとよぶ。第１シールジョー５２ａとシ第２シールジョー５２ｂは筒状フィルムＦｍを挟んで互いに押しつけ合ってシールする。
【００５３】
なお、全てのシールジョーに共通の事項について言及するときは、シールジョー５１，５２と表現する。
【００５４】
シールジョー５１，５２は、駆動モータ（図示せず）によって軸Ｃ１，Ｃ２を中心に回転する。すなわち、第１シールジョー５１ａ，５２ａは、軸Ｃ１を中心として、第２シールジョー５１ｂ，５２ｂは、軸Ｃ２を中心として回転する。
【００５５】
図７は、シールジョー周辺の平面図である。図７において、シールジョー５１には、ヒータ７１と切断機構７２とが組み込まれている。ヒータ７１は、第１シールジョー５１ａ及び第２シールジョー５１ｂそれぞれの長手方向に沿って内部に２本ずつ挿入されている。ヒータ７１は、電気配線７６ａから供給される電力を受けて発熱し、筒状のフィルムＦｍに対応するシール温度まで第１シールジョー５１ａ及び第２シールジョー５１ｂを加熱する。
【００５６】
切断機構７２は、第１シール機構５０ａ側の第１シールジョー５１ａに設けられており、カッター７２ａとカッター駆動機構７２ｂとを有している。カッター７２ａは、筒状のフィルムＦｍをシールするタイミングに合わせて、カッター駆動機構７２ｂによって第１シールジョー５１ａに形成されたスライド空間内から第２シールジョー５１ｂの方へ前進させられる。
【００５７】
カッター駆動機構７２ｂには、カッター７２ａを所定の方向へ往復移動させるため、エアシリンダが採用されている。それゆえ、第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂとの間、あるいは第１シールジョー５２ａと第２シールジョー５２ｂの間においてシール部分の幅方向のほぼ中心位置にカッター７２ａが押し当てられ、シールされた部分が切断される。この結果、袋は１個ずつ分割されてシュートコンベア２３（図１参照）に排出される。
【００５８】
（２−３−７）横方向駆動機構５５
図８は、シールジョーの横方向駆動機構の外観斜視図である。図８において、第１シール機構５０ａは第１水平移動板６１ａに、第２シール機構５０ｂは第２水平移動板６１ｂに支持されている。第１水平移動板６１ａおよび第２水平移動板６１ｂは、図８に示す横方向駆動機構５５によって水平移動する。
【００５９】
図８に示すように、横方向駆動機構５５は、第１水平移動板６１ａ及び第２水平移動板６１ｂを互いに近接又は離反させるための駆動機構６５を有している。
【００６０】
駆動機構６５は、ボールねじ８０ａ、第１ナット８１、第２ナット８２、第１連結ロッド８３、第２連結ロッド８４、第３連結ロッド８５、及び第４連結ロッド８６を有している。
【００６１】
ボールねじ８０ａは、サーボモータ８０（図３参照）によって回転する。第１ナット８１及び第２ナット８２は、ボールねじ８０ａに螺合する。第１連結ロッド８３及び第２連結ロッド８４は、ボールねじ８０ａと水平方向で直交するように設けられている。１対の第３連結ロッド８５は、第１水平移動板６１ａ及び第２水平移動板６１ｂの移動方向に沿って設けられている。第４連結ロッド８６は、第３連結ロッド８５と平行に設けられている。
【００６２】
また、第１連結ロッド８３は継手８７を介して第３連結ロッド８５に連結されており、第３連結ロッド８５の先端は第２水平移動板６１ｂの側端面に固定されている。なお、第３連結ロッド８５は、第１水平移動板６１ａをスライド自在に貫通している。
【００６３】
また、第２連結ロッド８４は継手８８を介して第４連結ロッド８６に連結されており、第４連結ロッド８６の先端は第１水平移動板６１ａの側端面に固定されている。
【００６４】
また、ボールねじ８０ａにおいては、第１ナット８１が螺合する部分と、第２ナット８２が螺合する部分とは、互いに逆ねじになっている。
【００６５】
上記の駆動機構６５によって、ボールねじ８０ａが回転することにより、第１水平移動板６１ａ及び第２水平移動板６１ｂが互いに近接したり、離反したりすることが可能となる。
【００６６】
（３）包装機１の動作
以下、包装機１の一連の動作について説明する。組合せ計量機２で計量された被包装物（以後、商品Ｃとよぶ）は、チューブ１３ｂの上開口端に順次投下される。このとき、チューブ１３ｂの外周は、商品Ｃを包装するための筒状フィルムＦｍで覆われている。
【００６７】
商品Ｃは、チューブ１３ｂ通過し、チューブ１３ｂの下開口端から排出される。下開口端の下方では、一対のブラシ１９１が筒状フィルムＦｍを挟み、商品Ｃの通り道を一時的に閉じている。
【００６８】
図９は、商品Ｃの排出、ブラシの開閉、シャッタの開閉、及びシールジョーの開閉の時期を示すチャートである。ここで、閉とは筒状フィルムＦｍを挟み、商品Ｃの通過を許容しないことであり、開とは筒状フィルムＦｍの挟み込みを解除して商品Ｃの通過を許容することである。
【００６９】
図９において、ブラシ１９１は商品Ｃが投下される前から閉じており、制御部が組合せ計量機２から排出されたことを通知する信号（排出完了信号）を受信したときブラシ１９１を開き始める。それゆえ、ブラシ１９１によって商品Ｃの進行が停止する時間は短い。この短い時間の間に、縦に連なった状態で進行してくる商品Ｃは、先頭と最後尾との距離が縮まり、さらに、ブラシ１９１の回転による振動が被包装物に伝わり、商品Ｃ同士の隙間が詰まる。ブラシ１９１は、回転と往復運動によって筒状フィルムＦｍを振動させながら互いに離れていき商品Ｃを送り出す。
【００７０】
また、図９において、シャッタ部材１６７はブラシ１９１が開き始める前から閉じているので、商品Ｃはブラシ１９１とシャッタ部材１６７との間で停止し、その間、ブラシ１９１の回転による振動を受け、さらに互いの隙間を詰めていく。シャッタ部材１６７は、閉じた状態で第１距離だけ鉛直に下降した後、遥動しながら第２距離だけ下降する。シャッタ部材１６７の遥動は商品Ｃに伝わり、商品Ｃはさらに隙間を詰めていく。
【００７１】
さらに、図９において、シャッタ部材１６７が閉じている間に、第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂとがシャッタ部材１６７の下方に位置する筒状フィルムＦｍを挟んで横シールする。横シールは、シャッタ部材１６７が第１距離だけ下降する間に行われ、袋の上部および後続の袋の底部が形成され、同時にシール部の中央が切断されて、商品Ｃが詰まった袋が完成する。
【００７２】
（４）特徴
（４−１）
包装機１では、一対のシャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを挟んで揺さぶるので、その振動によってシャッタ部材１６７より上流側にある被包装物がお互いの隙間を詰めながらシャッタ部材１６７側に向かって集合する。被包装物は振動による慣性で集合するので、直に触れられて押し込まれるよりも割れ難い。
【００７３】
（４−２）
包装機１では、ローラー１６５がシャッタ用カム１７０の波形曲面１７１ｂ上を移動するだけで、シャッタ部材１６７がその波形曲面１７１ｂに応じて揺れる。この方式は、機構が簡素であり、揺れの様式も波形曲面を変更することによって容易に変更することができるので、設計自由度が高い。また、シャッタ用カム１７０に接触する部分がローラー１６５であるので、騒音および磨耗が抑制される。
【００７４】
（４−３）
包装機１では、一対のシャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを挟んで揺れながら降下するので、揺れ方向が反転するときの慣性力はシャッタが開く方向に作用する。しかし、シャッタ部材１６７がコイルバネであり、コイルバネは作用する慣性力に応じて撓むので、揺れによるシャッタ部材１６７間の隙間の拡大が抑制される。
【００７５】
（４−４）
包装機１では、シールジョー５１は一対のシャッタ部材１６７が第１距離を進行中に筒状フィルムＦｍをシールする。つまり、シャッタ部材１６７が揺れを開始するまえにシールされるので、シャッタ部材１６７の揺れが開始された後にシャッタ部材１６７間の隙間から被包装物の粉が落下してもシール部に噛み込むことは防止される。
【００７６】
（５）変形例
上記実施形態では、シャッタ用カム１７０のカム面１７１が長手方向中心軸に対して左右対称ではなかったが、それに限定されるものではなく、左右対称であってもよい。
【００７７】
図１０は、変形例に係る包装機における第１状態のシャッタ機構の側面図である。図１０において、カム面１７１は、中心軸ＣＯに対して左右対称である。したがって、一対のローラー１６５が同じ高さ位置で下降したとき、波形曲面の山でシャッタ部材１６７が開くことになる。これでは、シャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを遥動させることができないので、一対のローラー１６５の一方が山と対峙するとき、他方が谷と対峙するように高さ位置を異ならせている。その結果、シャッタ部材１６７が筒状フィルムＦｍを閉じたまま遥動することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、被包装物の割れ、被包装物の粉のシール部への噛み込みを抑制しながら、包材の使用量を低減することできるので、包装機全般に有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 包装機
５１ シールジョー
１６５ ローラー
１６７ シャッタ
１７０ シャッタ用カム
１７１ カム面
１７１ａ 平面
１７１ｂ 波形曲面
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特開２００４−１４２８０６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に成形された包材内に被包装物を投下し、シールして製袋する包装機であって、
前記包材をその搬送方向と交差する方向に沿って挟んでシールする一対のシールジョーと、
前記シールジョーよりも早く前記包材を前記搬送方向と交差する方向に沿って挟み、被包装物の進行を一時的に阻止する一対のシャッタと、
を備え、
前記シャッタは、前記包材を挟んだまま前記搬送方向に沿って第１距離だけ進行し、さらに前記包材を挟んだ状態で前記包材を揺さぶりながら前記搬送方向に沿って第２距離だけ進行する、
包装機。
【請求項２】
前記シャッタの一部を接触させて所定軌道に沿うように案内するカムをさらに備え、
前記カムの表面には、平面および波形曲面が前記搬送方向にそって順に形成されている、
請求項１に記載の包装機。
【請求項３】
前記シャッタが、コイルバネである、
請求項１又は請求項２に記載の包装機。
【請求項４】
前記シャッタのうち前記カムに接触する部分が、ローラーである。
請求項２又は請求項３に記載の包装機。
【請求項５】
前記シールジョーは、前記シャッタが前記第１距離を進行中に前記包材をシールする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の包装機。
【請求項１】
筒状に成形された包材内に被包装物を投下し、シールして製袋する包装機であって、
前記包材をその搬送方向と交差する方向に沿って挟んでシールする一対のシールジョーと、
前記シールジョーよりも早く前記包材を前記搬送方向と交差する方向に沿って挟み、被包装物の進行を一時的に阻止する一対のシャッタと、
を備え、
前記シャッタは、前記包材を挟んだまま前記搬送方向に沿って第１距離だけ進行し、さらに前記包材を挟んだ状態で前記包材を揺さぶりながら前記搬送方向に沿って第２距離だけ進行する、
包装機。
【請求項２】
前記シャッタの一部を接触させて所定軌道に沿うように案内するカムをさらに備え、
前記カムの表面には、平面および波形曲面が前記搬送方向にそって順に形成されている、
請求項１に記載の包装機。
【請求項３】
前記シャッタが、コイルバネである、
請求項１又は請求項２に記載の包装機。
【請求項４】
前記シャッタのうち前記カムに接触する部分が、ローラーである。
請求項２又は請求項３に記載の包装機。
【請求項５】
前記シールジョーは、前記シャッタが前記第１距離を進行中に前記包材をシールする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の包装機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１６６８３３（Ｐ２０１２−１６６８３３Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０６４２（Ｐ２０１１−３０６４２）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
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