溶着ユニット及び前記溶着ユニットを備えた包装装置
【課題】簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる溶着ユニットを提供する。
【解決手段】被溶着部材１０１を熱溶着させる溶着部材３１と、溶着部材３１を、弾性部材３６を介して支持する、支持部材３２と、溶着部材３１が被溶着部材１０１に接触したことを検知する検知手段３７と、溶着部材３１が被溶着部材１０１に対して接離する方向に移動するよう、支持部材３２を移動させる駆動手段３４と、駆動手段の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、検知手段３７が溶着部材３１が被溶着部材１０１に接触したことを検知すると、被溶着部材１０１に向けて支持部材３２を所定距離だけ移動させるように、駆動手段３４を制御することを特徴とする。
【解決手段】被溶着部材１０１を熱溶着させる溶着部材３１と、溶着部材３１を、弾性部材３６を介して支持する、支持部材３２と、溶着部材３１が被溶着部材１０１に接触したことを検知する検知手段３７と、溶着部材３１が被溶着部材１０１に対して接離する方向に移動するよう、支持部材３２を移動させる駆動手段３４と、駆動手段の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、検知手段３７が溶着部材３１が被溶着部材１０１に接触したことを検知すると、被溶着部材１０１に向けて支持部材３２を所定距離だけ移動させるように、駆動手段３４を制御することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被包装物をフィルム帯状体で覆い、被包装物の周囲で前記フィルム帯状体を熱溶着することによって包装する包装装置の溶着ユニット及び前記溶着ユニットを備えた包装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
用紙や冊子等の被包装物の左右両側部の周りに、１枚のフィルム帯状体を折り返し、この被包装物の一方の面においてフィルム帯状体の側端同士が重ねられた折り合わせ部を熱溶着し、さらにこの被包装物の前後においてフィルム帯状体を熱溶断して閉塞した包装体が、物流や郵送等に広く用いられている。
【０００３】
図９は、このような包装体の一例を示す図である。図９に示されるように、包装体９００は、平坦形状の被包装物９１がフィルム帯状体９２によって包まれている。フィルム帯状体９２は、熱溶着された、前端封止部９２ａ及び後端封止部９２ｂを有し、さらに、その一方側の側端９２ｃ付近及び他方側の側端９２ｄ付近が重ねられた折り合わせ部９２ｅを有している。そして折り合わせ部９２ｅの縦シール部９２ｆにおいて、フィルム帯状体９２の側端同士が熱溶着されている。
【０００４】
そして、フィルム帯状体の側端同士の熱溶着は、加熱された溶着部材がフィルム帯状体を押圧することによって行われる。ここで、溶着部材がフィルム帯状体を押圧する構成において、特許文献１では、押圧力をロードセルによって検出しながら調整する構成が開示されており、また、特許文献２では、押圧力の調整が可能な構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６４２０５号公報
【特許文献２】特開２００９−１４３６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、フィルム帯状体（被溶着部材）の側端同士の熱溶着を安定的に行うためには、溶着部材が被溶着部材を押圧する押圧力が一定であることが必要である。特許文献１では、押圧力をロードセルによって検出するため、装置が高価なものとなってしまう。また、特許文献２の構成では、押圧力を増減させることはできるが、フィルム帯状体の種類ごとに厚さが異なるので、押圧力を一定に保つことは困難である。
【０００７】
そこで本発明の目的は、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる溶着ユニット及び前記溶着ユニットを備えた包装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の第１発明は、溶着ユニットが、被溶着部材を熱溶着させる溶着部材と、前記溶着部材を、弾性部材を介して支持する、支持部材と、前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知する検知手段と、前記溶着部材が前記被溶着部材に対して接離する方向に移動するよう、前記支持部材を移動させる駆動手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知手段が前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知すると、前記被溶着部材に向けて前記支持部材を所定距離だけ移動させるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする。
【０００９】
前記第１発明によれば、溶着部材が被溶着部材に接触した後、被溶着部材に向けて支持部材を所定距離だけ移動させるので、弾性部材は一定距離だけ圧縮される。その結果、一定距離圧縮された弾性部材の反力分だけ溶着部材が被溶着部材を押圧することとなり、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる。
【００１０】
前記第１発明は、更に、次のような構成を備えるのが好ましい。
（１）前記溶着部材が前記被溶着部材に接触すると変位する可動片を備え、前記検知手段は、前記可動片の変位を検知することによって、前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知する。
（２）前記支持部材は、第１フレームと第２フレームとを備え、前記第１フレームには、前記駆動手段が取り付けられ、前記第２フレームには、前記弾性部材と前記検知手段とが取り付けられ、前記第２フレームは、前記駆動手段によって、前記第１フレームに対して移動するようになっている。
（３）前記構成（２）において、前記溶着部材は、前記第２フレームに対して、前記被溶着部材の搬送方向に対して直交する方向に移動可能となっている。
【００１１】
前記構成（１）によれば、検知手段は、溶着部材が被溶着部材に接触したことを直接検知するのではなく、可動片を介して溶着部材が被溶着部材に接触したことを検知するので、高温である溶着部材の熱影響を受けることを防止できる。
【００１２】
前記構成（２）によれば、一定の押圧力を付与する構成部材を全て第２フレームに取り付けているので、交換部品である溶着部材を交換する際には、第２フレーム全体を交換することができ、その結果、交換作業を容易とできる。また、第２フレーム全体を交換することによって、溶着部材に対する弾性部材及び検知手段の位置調整を不要とできる。
【００１３】
前記構成（３）によれば、溶着部材が被溶着部材の搬送方向に対して直交する方向に移動可能となっているので、溶着部材を、被溶着部材の適切な溶着部位に移動させることができる。
【００１４】
本願の第２発明は、前記第１発明の溶着ユニットを備える包装装置である。
【００１５】
前記第２発明によれば、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる包装装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１６】
要するに本発明によると、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる、溶着ユニット及び包装装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る包装装置の斜視図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３Ａ】包装部の作動を説明する概略図である。
【図３Ｂ】包装部の作動を説明する図３Ａの状態に続く概略図である。
【図３Ｃ】包装部の作動を説明する図３Ｂの状態に続く概略図である。
【図３Ｄ】包装部の作動を説明する図３Ｃの状態に続く概略図である。
【図３Ｅ】包装部の作動を説明する図３Ｄの状態に続く概略図である。
【図３Ｆ】包装部の作動を説明する図３Ｅの状態に続く概略図である。
【図３Ｇ】包装部の作動を説明する図３Ｆの状態に続く概略図である。
【図３Ｈ】包装部の作動を説明する図３Ｇの状態に続く概略図である。
【図３Ｉ】包装部の作動を説明する図３Ｈの状態に続く概略図である。
【図３Ｊ】包装部の作動を説明する図３Ｉの状態に続く概略図である。
【図３Ｋ】包装部の作動を説明する図３Ｊの状態に続く概略図である。
【図３Ｌ】包装部の作動を説明する図３Ｋの状態に続く概略図である。
【図３Ｍ】包装部の作動を説明する図３Ｌの状態に続く概略図である。
【図３Ｎ】包装部の作動を説明する図３Ｍの状態に続く概略図である。
【図３Ｏ】包装部の作動を説明する図３Ｎの状態に続く概略図である。
【図４】溶着ユニットの斜視図である。
【図５】図４において支持フレームの一部を外した状態の溶着ユニットを示す正面図である。
【図６】図５の溶着ローラ部分の拡大図である。
【図７】図５のVII−VII断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII断面図である。
【図９】包装体の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明に係る包装装置１０の斜視図である。説明の都合上、被包装物の搬送方向Ｘの上流側を「前方」、下流側を「後方」として、以下、説明する。
【００１９】
図１に示されるように、包装装置１０の下部には、被包装物を包装する樹脂製のフィルム帯状体（被溶着部材）１０１が巻回されたシートロール１００が載置される、ロール載置部１１が配置されている。包装装置１０の上部には、前方から後方に向かって順に、被包装物が載置される供給部１２、被包装物がフィルム帯状体で包装される包装部１３、被包装物が包装された包装体が排出される排出部１４が配置されている。また、包装装置１０内には、包装装置１０を構成する各ユニットの動作を制御する、制御手段（図示せず）が配置されている。
【００２０】
すなわち、制御手段としてのＣＰＵ（中央処理演算装置）は、入力操作部や出力表示部が配置された操作パネルや、各ユニットの動作を制御する制御プログラム等を記憶したＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ：フラッシュＲＯＭ）や、種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリやハードディスク）や、各種の入出力装置等の動作を制御する。
【００２１】
ロール載置部１１は、支持ローラ１１１と支持ローラ１１２とを備えている。支持ローラ１１１及び支持ローラ１１２は、それぞれ、円柱形状であって、包装装置１０のフレーム１０ａに回転可能に支持されている。支持ローラ１１１は、駆動ローラとしての支持ローラ１１２にタイミングベルトで連動連結されており、支持ローラ１１２の回転に連動して同じ方向に回転するよう、フレーム１０ａに支持されている。シートロール１００は、支持ローラ１１１及び支持ローラ１１２によって回転自在に支持されており、支持ローラ１１２の後上方から１枚の帯状のフィルム帯状体１０１が上方に引き出されるようになっている。
【００２２】
供給部１２は、被包装物が載置される供給台１２１と、被包装物の両側縁を規制する側板１２２と、を備えている。供給台１２１に載置された被包装物は、側板１２２によって両側縁が規制され、包装部１３に送られる。本実施形態では、被包装物は手動で包装部１３に送られるようになっているが、自動供給機構を備えていても良い。供給部１２は、包装装置１０のフレーム１０ａに対して、着脱可能に構成されている。
【００２３】
排出部１４は、包装部１３において形成された包装体が載置される排出台１４１と、排出台１４１を水平に保持する保持部材１４２と、を備えている。保持部材１４２は、排紙台１４１を保持する状態と保持しない状態とに変更可能となっており、保持部材１４２が排紙台１４１を保持しない状態においては、排紙台１４１は、その下面がフレーム１０ａに接するように、フレーム１０ａに折り畳まれるようになっている。
【００２４】
図２は、図１のII−II断面図である。包装部１３は、前方から後方に向かって順に、フィルム折り部材２１と、溶着ユニット３０と、第１搬送ユニット４０と、溶断ユニット５０と、第２搬送ユニット６０と、を備えている。フィルム折り部材２１は、フィルム帯状体１０１の左右の側端部を折り返し、側端部同士が重ねられた折り合わせ部を形成するようになっている。溶着ユニット３０は、フィルム帯状体１０１の折り合わせ部に加熱された溶着ローラ（溶着部材）３１を押し付け、折り合わせ部のフィルム帯状体１０１を溶かすことによって、Ｘ方向に接着するようになっている。第１搬送ユニット４０は、折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体１０１を後方に搬送し、溶断ユニット５０に送るようになっている。溶断ユニット５０は、加熱された溶断部材５１によって、折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体１０１をＸ方向に対して直交する方向（Ｙ方向）に破断、溶着し、後端部及び前端部が封止された包装体を形成するようになっている。第２搬送ユニット６０は、封止された包装体を排出部１４に送るようになっている。
【００２５】
図３Ａ〜図３Ｏは、フィルム折り部材２１を除く包装部１３の作動を説明する概略図である。以下、図３Ａ〜図３Ｏを用いて、包装部１３の作動の概要を説明する。図３Ａ〜図３Ｆは、フィルム帯状体１０１によって被包装物を包装する前の準備作動を示す図面であり、図３Ｇ〜図３Ｏは、フィルム帯状体１０１によって被包装物を包装する包装作動を示す図面である。
【００２６】
図３Ａに示されるように、フィルム折り部材２１によって側端部同士が重ねられ折り合わせ部が形成されたフィルム帯状体１０１は、包装部１３の搬送面１３１に配置される。
【００２７】
次に、図３Ｂに示されるように、第１搬送ユニット４０の第１従動ローラ４１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１は、第１従動ローラ４１及び第１駆動ローラ４２によって挟持される。その後、折り合わせ部の溶着を行うために、溶着ユニット３０の溶着ローラ３１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１に接する。そして、溶着ローラ３１が折り合わせ部を溶着すると同時に、折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体１０１は、第１従動ローラ４１及び第１駆動ローラ４２によって挟持されて後方に搬送される。
【００２８】
フィルム帯状体１０１が一定量だけ後方に搬送されると、図３Ｃに示されるように、第２搬送ユニット６０の従動ローラ６１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持され、その後、第１従動ローラ４１が上方に移動する。そして、フィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持されて後方に搬送される。
【００２９】
次に、折り合わせ部の溶着が完了すると、図３Ｄに示されるように、溶着ローラ３１が上方に移動し、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２は、フィルム帯状体１０１の搬送を停止する。そして、溶断ユニット５０の溶断部材５１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１を溶断して、フィルム帯状体１０１の後端封止部が形成される。
【００３０】
次に、図３Ｅに示されるように溶断部材５１が上方に移動し、その後、図３Ｆに示されるように、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２が溶断されたフィルム帯状体１０１の後側の部分（不要フィルム帯状体）を後方に搬送して除去し、第２従動ローラ６１が上方に移動する。これで、フィルム帯状体１０１によって被包装物を包装する前の準備が完了する。
【００３１】
次に、図３Ｇに示されるように、被包装物１１０が、フィルム帯状体１０１内に挿入される。そして、センサ５２が被包装物１１０を検知すると、図３Ｈに示されるように、第１従動ローラ４１が下方に移動し、被包装物１１０が挿入された状態のフィルム帯状体１０１は、第１従動ローラ４１及び第１駆動ローラ４２によって挟持される。
【００３２】
次に、図３Ｉに示されるように、溶着ローラ３１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１に接する。そして、溶着ローラ３１が折り合わせ部を溶着すると同時に、包装体１１０が挿入され折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体１０１は、第１従動ローラ４１及び第１駆動ローラ４２によって挟持されて後方に搬送される。
【００３３】
図３Ｊに示されるように、被包装物１１０が挿入されたフィルム帯状体１０１が一定量だけ後方に送られると、図３Ｋに示されるように、第２従動ローラ６１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持され、その後、第１従動ローラ４１が上方に移動する。そして、包装体１１０が挿入されたフィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持されて後方に搬送される。
【００３４】
次に、センサ５２が被包装物１１０の前端部を検知すると、図３Ｌに示されるように、被包装物１１０が挿入されたフィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によってさらに一定距離だけ後方に搬送され、被包装物１１０の前端部が溶断部材５１の後方に位置する。それと同時に、溶着ローラ３１が上方に移動する。
【００３５】
次に、図３Ｍに示されるように、溶断部材５１が下方に移動し、被包装物１１０が挿入されたフィルム帯状体１０１を溶断して、フィルム帯状体１０１の前端封止部が形成される。その結果、被包装物１１０がフィルム帯状体１０１で包装された包装体が形成される。それと同時に、被包装物１１０が挿入されていないフィルム帯状体１０１の後端封止部も形成される。
【００３６】
次に、図３Ｎに示されるように、包装体は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持されて後方に搬送される。そして、図３Ｏに示されるように、第２従動ローラ６１が上方に移動する。
【００３７】
以後、図３Ｇ〜図３Ｏの動作を繰り返すことによって、包装体が形成される。
【００３８】
以下、溶着ユニット３０について、その構成をより具体的に説明する。
【００３９】
図４は、溶着ユニット３０の斜視図である。溶着ユニット３０は、溶着ローラ３１と溶着ローラ３１を支持する支持部材３２と、を備えている。支持部材３２は、第１フレーム３２１と、第２フレーム３２２と、を備えている。溶着ローラ３１は、その上方及び側方を、溶着ローラ支持部材３３によって覆われており、溶着ローラ支持部材３３は、第２フレーム３２２に取り付けられている。
【００４０】
第１フレーム３２１は、Ｙ方向の両端部３２１ａにおいて、包装装置１０のフレーム１０ａに固定されるようになっている。第１フレーム３２１の上部にはモータ（駆動手段）３４が取り付けられている。モータ３４の作動は、制御手段によって制御されるようになっている。
【００４１】
図５は、図４において溶着ローラ支持部材３３の一部を外した状態の溶着ユニット３０を示す正面図であり、図６は、図５の溶着ローラ３１部分の拡大図である。図７は、図５のVII−VII断面図であり、図８は、図７のVIII−VIII断面図である。モータ３４は、駆動ベルト３４１を介して駆動軸３４２を回転させるようになっており、駆動軸３４２の両端にはそれぞれ偏心部材３４３が取り付けられている。偏心部材３４３の偏心部３４３ａは、連結部材３４４を介して、第２フレーム３２２のＹ方向側部と連結されている。そして、第１フレーム３２１には、Ｙ方向両側部にレール３２１ｂがそれぞれ形成されており、第２フレーム３２２は、レール３２１ｂに沿って上下に移動可能となっている。その結果、モータ３４が回転し、駆動軸３４２が回転すると、偏心部材３４３が回動し、第２フレーム３２２が第１フレーム３２１に対して、レール３２１ｂに沿って上下に移動するようになっている。
【００４２】
図６に示されるように、溶着ローラ３１は、座金３５にネジによって固定されている。座金３５の上部にはバネ（弾性部材）３６が設けられており、座金３５及びバネ３６を挿通する軸３５１は、その上下の端部において、溶着ローラ支持部材３３に固定されている。バネ３６の上端は溶着ローラ支持部材３３に接するようになっており、バネ３６の下端は座金３５に接するようになっている。したがって、溶着ローラ３１が溶着ローラ支持部材３３に向かって移動すると、座金３５も溶着ローラ支持部材３３に向かって移動し、座金３５がバネ３６を圧縮するようになっている。
【００４３】
図５に示されるように、第２フレーム３２２には、Ｙ方向に延びる長孔３２２ａが形成されており、溶着ローラ支持部材３３は、ネジ３２２ｂによって、長孔３２２ａに固定されるようになっている。したがって、溶着ローラ３１及び座金３５は、バネ３６及び溶着ローラ支持部材３３を介して、第２フレーム３２２に支持されるようになっている。また、溶着ローラ支持部材３３は、ネジ３２２ｂを緩めることによって、長孔３２２ａ内においてＹ方向に移動可能となっており、その結果、溶着ローラ３１は第２フレーム３２２に対してＹ方向に移動可能となっている。
【００４４】
溶着ローラ支持部材３３には、センサ（検知手段）３７が取り付けられており、センサ３７は、可動片３８の変位を検知するようになっている。具体的には、センサ３７は光センサであり、発光部と受光部とを備えている。そして、センサ３７は、可動片３８が変位し、発光部から放射された光が可動片３８によって遮光され、受光部において発光部から放射された光を受光できなくなると、可動片３８の変位を検知する。可動片３８は、座金３５に固定されており、座金３５がバネ３６を圧縮して上方に変位すると、上方に変位するようになっている。
【００４５】
制御手段は、センサ３７が可動片３８の変位を検知すると、第２フレーム３２２が下降する方向に、モータ３４を所定量だけ回転させるようになっている。
【００４６】
溶着ローラ３１は円筒形状を有しており、図７及び図８に示されるように、溶着ローラ３１の内部にはヒータ３１１が設けられている。ヒータ３１１は、ヒータ電線３１２を流れる電流によって加熱されるようになっている。ヒータ３１１が加熱されることによって、溶着ローラ３１の外表面も、フィルム帯状体１０１を溶かす程度の温度に加熱される。溶着ローラ３１の外表面には、外径が拡径された凸部３１ａが３つ形成されており、それぞれの凸部３１ａがフィルム帯状体１０１の折り合わせ部を圧接することになる。すなわち、フィルム帯状体１０１の折り合わせ部には、３つの溶着線が形成されることになる。
【００４７】
以下、制御手段が、溶着ローラ３１をフィルム帯状体１０１に圧接させる作動の概要を説明する。
【００４８】
図３Ｂ又は図３Ｉに示される、溶着ローラ３１によってフィルム帯状体１０１を溶着する状態になると、制御手段は、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に対して離間した状態から、フィルム帯状体１０１に対して所定の圧力で押圧するまで、モータ３４を回転させ、第１フレーム３２１に対して、第２フレーム３２２を下降させる。第２フレーム３２２が下降すると、第２フレーム３２２に固定されている溶着ローラ支持部材３３と共に、溶着ローラ支持部材３３に支持されている溶着ローラ３１も下降する。
【００４９】
溶着ローラ３１の凸部３１ａがフィルム帯状体１０１に接触すると、溶着ローラ３１はフィルム帯状体１０１から上方向の反力を受け、その結果、溶着ローラ３１に固定された座金３５がバネ３６を圧縮させる。座金３５がバネ３６を圧縮すると、可動片３８が上方に変位し、センサ３７が可動片３８の変位を検知する。したがって、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触した後、センサ３７が可動片３８の変位を検知するまでに、バネ３６は若干圧縮（第１段階圧縮）されている。ここで、センサ３７が検知するための可動片３８の変位の距離は一定であるので、バネ３６の第１段階圧縮における圧縮量（第１段階圧縮量）は、フィルム帯状体１０１の厚さによらず、一定となっている。
【００５０】
センサ３７が可動片３８の変位を検知すると、制御手段は、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したと認識し、その状態からさらに、モータ３４を所定量だけ回転させる。そして、モータ３４が所定量回転することにより、第２フレーム３２２がさらに所定距離だけ下降する。ここで、モータ３４を所定量回転させる前に、溶着ローラ３１はフィルム帯状体１０１に既に接触していたので、その状態から第２フレーム３２２が所定距離だけ下降することによって、バネ３６は、第１段階圧縮に加えてさらに前記所定距離だけ圧縮（第２段階圧縮）されることになる。ここで、第２フレーム３２２の下降距離は一定であるので、バネ３６の第２段階圧縮における圧縮量（第２段階圧縮量）は、フィルム帯状体１０１の厚さによらず、一定となっている。その結果、溶着ローラ３１は、第１段階圧縮量と第２段階圧縮量との合計の圧縮量だけ圧縮されたバネ３６の反力分だけ、フィルム帯状体１０１を押圧することになる。
【００５１】
上記構成の包装装置１０によれば、次のような効果を発揮できる。
【００５２】
（１）制御手段は、センサ３７が溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを検知した後、モータ３４を回転させ、第２フレームを所定距離だけ下降させる。したがって、バネ３６は、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触した後、センサ３７が可動片３８の変位を検知するまでの第１段階圧縮に加えて、第２フレーム３２２の所定距離の下降による第２段階圧縮だけさらに圧縮される。ここで、バネ３６の第１段階圧縮量及び第２段階圧縮量は、それぞれ、一定である。その結果、一定量圧縮されたバネ３６の反力分だけ溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１を押圧することとなり、簡単な構成で、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に一定の押圧力を付与できる。なお、第１段階圧縮量は、通常微量であり、且つ、一定量であるので、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１を押圧する押圧力は、通常、第２段階圧縮量で管理される。また、バネ３６は、第１段階圧縮及び第２段階圧縮によって、２段階に圧縮されるようになっているので、フィルム帯状体１０１の厚さ以外の特性（例えば、延伸率に起因する溶融特性等）による、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１を押圧する押圧力への影響については、２段階目である第２段階圧縮量によって調整することが可能である。
【００５３】
（２）センサ３７は、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを直接検知するのではなく、可動片３８を介して溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを検知するので、高温である溶着ローラ３１の熱影響を受けることを防止できる。
【００５４】
（３）溶着ローラ支持部材３３及び溶着ローラ支持部材３３に取り付けられている部材（溶着ローラ３１、座金３５、バネ３６、センサ３７、可動片３８）を全て第２フレーム３２２に取り付けているので、交換部品である溶着ローラ３１を交換する際には、溶着ローラ支持部材３３、又は、溶着ローラ支持部材３３が取り付けられている第２フレーム３２２全体、を一体として交換でき、その結果、交換作業を容易とできる。また、溶着ローラ支持部材３３又は第２フレーム３２２全体を交換することによって、溶着ローラ３１に対する各部材の位置調整を不要とできる。
【００５５】
（４）溶着ローラ３１がＹ方向に移動可能となっているので、溶着ローラ３１をフィルム帯状体１０１の適切な溶着部位（フィルム帯状体１０１の折り合わせ部）に移動させることができる。なお、上記実施形態では、溶着ローラ３１を支持する溶着ローラ支持部材３３がＹ方向に移動可能となっているので、溶着ローラ支持部材３３に取り付けられている部材（溶着ローラ３１、座金３５、バネ３６、センサ３７、可動片３８）を一括してＹ方向に移動させることができる。したがって、溶着ローラ３１をフィルム帯状体１０１の適切な溶着位置に移動させた場合に、溶着ローラ３１に対する各部材の位置調整を不要とできる。
【００５６】
上記実施形態では、センサ３７は、可動片３８の変位によって溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを間接的に検知するようになっているが、センサは、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを直接的に検知するもの、例えば溶着ローラ３１に直接取り付けられるセンサであっても良い。
【００５７】
上記実施形態では、溶着ローラ支持部材３３は、ネジ３２２ｂを緩めることによって、長孔３２２ａ内においてＹ方向に移動可能となっているが、制御手段が自動で溶着ローラ支持部材３３をＹ方向に移動させるようになっていても良い。
【００５８】
上記実施形態では、溶着ローラ３１には３つの凸部３１ａが形成されているが、凸部は３つに限定されず、１以上形成されていれば良い。なお、凸部は２以上形成されていることが好ましい。
【００５９】
上記実施形態では、フィルム帯状体１０１の折り合わせ部が水平方向に形成され、折り合わせ部に対して上方から下方に向かって溶着ローラ３１を押圧する構成となっているが、本発明は、折り合わせ部が鉛直方向に形成され、折り合わせ部に対して側方から溶着ローラを押圧する構成に適用することも可能である。
【００６０】
本発明は、上記実施形態で説明した構成には限定されず、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱することなく、当業者が考え得る各種変形例を含むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明では、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる溶着ユニット及び前記溶着ユニットを備えた包装装置を提供できるので、産業上の利用価値が大である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 包装装置 １０ａ フレーム
１１ ロール載置部 １１１ 支持ローラ １１２ 支持ローラ
１２ 供給部 １２１ 供給台 １２２ 側板
１３ 包装部 １３１ 搬送面
１４ 排出部 １４１ 排出台 １４２ 保持部材
２１ フィルム折り部材
３０ 溶着ユニット
３１ 溶着ローラ ３１ａ 凸部 ３１１ ヒータ ３１２ ヒータ電線
３２ 支持部材
３２１ 第１フレーム ３２１ａ 両端部 ３２１ｂ レール
３２２ 第２フレーム ３２２ａ 長孔 ３２２ｂ ネジ
３３ 溶着ローラ支持部材
３４ モータ ３４１ 駆動ベルト ３４２ 駆動軸
３４３ 偏心部材 ３４３ａ 偏心部
３４４ 連結部材
３５ 座金 ３６ バネ ３７ センサ ３８ 可動片
４０ 第１搬送ユニット
４１ 第１従動ローラ ４２ 第１駆動ローラ
５０ 溶断ユニット
５１ 溶断部材
６０ 第２搬送ユニット
６１ 第２従動ローラ ６２ 第２駆動ローラ
１０１ フィルム帯状体 １１０ 被包装物
９００ 包装体
９１ 被包装物
９２ フィルム帯状体 ９２ａ 前端封止部 ９２ｂ 後端封止部
９２ｃ 一方側の側端 ９２ｄ 他方側の側端 ９２ｅ 折り合わせ部
９２ｆ 縦シール部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被包装物をフィルム帯状体で覆い、被包装物の周囲で前記フィルム帯状体を熱溶着することによって包装する包装装置の溶着ユニット及び前記溶着ユニットを備えた包装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
用紙や冊子等の被包装物の左右両側部の周りに、１枚のフィルム帯状体を折り返し、この被包装物の一方の面においてフィルム帯状体の側端同士が重ねられた折り合わせ部を熱溶着し、さらにこの被包装物の前後においてフィルム帯状体を熱溶断して閉塞した包装体が、物流や郵送等に広く用いられている。
【０００３】
図９は、このような包装体の一例を示す図である。図９に示されるように、包装体９００は、平坦形状の被包装物９１がフィルム帯状体９２によって包まれている。フィルム帯状体９２は、熱溶着された、前端封止部９２ａ及び後端封止部９２ｂを有し、さらに、その一方側の側端９２ｃ付近及び他方側の側端９２ｄ付近が重ねられた折り合わせ部９２ｅを有している。そして折り合わせ部９２ｅの縦シール部９２ｆにおいて、フィルム帯状体９２の側端同士が熱溶着されている。
【０００４】
そして、フィルム帯状体の側端同士の熱溶着は、加熱された溶着部材がフィルム帯状体を押圧することによって行われる。ここで、溶着部材がフィルム帯状体を押圧する構成において、特許文献１では、押圧力をロードセルによって検出しながら調整する構成が開示されており、また、特許文献２では、押圧力の調整が可能な構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６４２０５号公報
【特許文献２】特開２００９−１４３６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、フィルム帯状体（被溶着部材）の側端同士の熱溶着を安定的に行うためには、溶着部材が被溶着部材を押圧する押圧力が一定であることが必要である。特許文献１では、押圧力をロードセルによって検出するため、装置が高価なものとなってしまう。また、特許文献２の構成では、押圧力を増減させることはできるが、フィルム帯状体の種類ごとに厚さが異なるので、押圧力を一定に保つことは困難である。
【０００７】
そこで本発明の目的は、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる溶着ユニット及び前記溶着ユニットを備えた包装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の第１発明は、溶着ユニットが、被溶着部材を熱溶着させる溶着部材と、前記溶着部材を、弾性部材を介して支持する、支持部材と、前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知する検知手段と、前記溶着部材が前記被溶着部材に対して接離する方向に移動するよう、前記支持部材を移動させる駆動手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知手段が前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知すると、前記被溶着部材に向けて前記支持部材を所定距離だけ移動させるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする。
【０００９】
前記第１発明によれば、溶着部材が被溶着部材に接触した後、被溶着部材に向けて支持部材を所定距離だけ移動させるので、弾性部材は一定距離だけ圧縮される。その結果、一定距離圧縮された弾性部材の反力分だけ溶着部材が被溶着部材を押圧することとなり、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる。
【００１０】
前記第１発明は、更に、次のような構成を備えるのが好ましい。
（１）前記溶着部材が前記被溶着部材に接触すると変位する可動片を備え、前記検知手段は、前記可動片の変位を検知することによって、前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知する。
（２）前記支持部材は、第１フレームと第２フレームとを備え、前記第１フレームには、前記駆動手段が取り付けられ、前記第２フレームには、前記弾性部材と前記検知手段とが取り付けられ、前記第２フレームは、前記駆動手段によって、前記第１フレームに対して移動するようになっている。
（３）前記構成（２）において、前記溶着部材は、前記第２フレームに対して、前記被溶着部材の搬送方向に対して直交する方向に移動可能となっている。
【００１１】
前記構成（１）によれば、検知手段は、溶着部材が被溶着部材に接触したことを直接検知するのではなく、可動片を介して溶着部材が被溶着部材に接触したことを検知するので、高温である溶着部材の熱影響を受けることを防止できる。
【００１２】
前記構成（２）によれば、一定の押圧力を付与する構成部材を全て第２フレームに取り付けているので、交換部品である溶着部材を交換する際には、第２フレーム全体を交換することができ、その結果、交換作業を容易とできる。また、第２フレーム全体を交換することによって、溶着部材に対する弾性部材及び検知手段の位置調整を不要とできる。
【００１３】
前記構成（３）によれば、溶着部材が被溶着部材の搬送方向に対して直交する方向に移動可能となっているので、溶着部材を、被溶着部材の適切な溶着部位に移動させることができる。
【００１４】
本願の第２発明は、前記第１発明の溶着ユニットを備える包装装置である。
【００１５】
前記第２発明によれば、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる包装装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１６】
要するに本発明によると、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる、溶着ユニット及び包装装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る包装装置の斜視図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３Ａ】包装部の作動を説明する概略図である。
【図３Ｂ】包装部の作動を説明する図３Ａの状態に続く概略図である。
【図３Ｃ】包装部の作動を説明する図３Ｂの状態に続く概略図である。
【図３Ｄ】包装部の作動を説明する図３Ｃの状態に続く概略図である。
【図３Ｅ】包装部の作動を説明する図３Ｄの状態に続く概略図である。
【図３Ｆ】包装部の作動を説明する図３Ｅの状態に続く概略図である。
【図３Ｇ】包装部の作動を説明する図３Ｆの状態に続く概略図である。
【図３Ｈ】包装部の作動を説明する図３Ｇの状態に続く概略図である。
【図３Ｉ】包装部の作動を説明する図３Ｈの状態に続く概略図である。
【図３Ｊ】包装部の作動を説明する図３Ｉの状態に続く概略図である。
【図３Ｋ】包装部の作動を説明する図３Ｊの状態に続く概略図である。
【図３Ｌ】包装部の作動を説明する図３Ｋの状態に続く概略図である。
【図３Ｍ】包装部の作動を説明する図３Ｌの状態に続く概略図である。
【図３Ｎ】包装部の作動を説明する図３Ｍの状態に続く概略図である。
【図３Ｏ】包装部の作動を説明する図３Ｎの状態に続く概略図である。
【図４】溶着ユニットの斜視図である。
【図５】図４において支持フレームの一部を外した状態の溶着ユニットを示す正面図である。
【図６】図５の溶着ローラ部分の拡大図である。
【図７】図５のVII−VII断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII断面図である。
【図９】包装体の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明に係る包装装置１０の斜視図である。説明の都合上、被包装物の搬送方向Ｘの上流側を「前方」、下流側を「後方」として、以下、説明する。
【００１９】
図１に示されるように、包装装置１０の下部には、被包装物を包装する樹脂製のフィルム帯状体（被溶着部材）１０１が巻回されたシートロール１００が載置される、ロール載置部１１が配置されている。包装装置１０の上部には、前方から後方に向かって順に、被包装物が載置される供給部１２、被包装物がフィルム帯状体で包装される包装部１３、被包装物が包装された包装体が排出される排出部１４が配置されている。また、包装装置１０内には、包装装置１０を構成する各ユニットの動作を制御する、制御手段（図示せず）が配置されている。
【００２０】
すなわち、制御手段としてのＣＰＵ（中央処理演算装置）は、入力操作部や出力表示部が配置された操作パネルや、各ユニットの動作を制御する制御プログラム等を記憶したＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ：フラッシュＲＯＭ）や、種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリやハードディスク）や、各種の入出力装置等の動作を制御する。
【００２１】
ロール載置部１１は、支持ローラ１１１と支持ローラ１１２とを備えている。支持ローラ１１１及び支持ローラ１１２は、それぞれ、円柱形状であって、包装装置１０のフレーム１０ａに回転可能に支持されている。支持ローラ１１１は、駆動ローラとしての支持ローラ１１２にタイミングベルトで連動連結されており、支持ローラ１１２の回転に連動して同じ方向に回転するよう、フレーム１０ａに支持されている。シートロール１００は、支持ローラ１１１及び支持ローラ１１２によって回転自在に支持されており、支持ローラ１１２の後上方から１枚の帯状のフィルム帯状体１０１が上方に引き出されるようになっている。
【００２２】
供給部１２は、被包装物が載置される供給台１２１と、被包装物の両側縁を規制する側板１２２と、を備えている。供給台１２１に載置された被包装物は、側板１２２によって両側縁が規制され、包装部１３に送られる。本実施形態では、被包装物は手動で包装部１３に送られるようになっているが、自動供給機構を備えていても良い。供給部１２は、包装装置１０のフレーム１０ａに対して、着脱可能に構成されている。
【００２３】
排出部１４は、包装部１３において形成された包装体が載置される排出台１４１と、排出台１４１を水平に保持する保持部材１４２と、を備えている。保持部材１４２は、排紙台１４１を保持する状態と保持しない状態とに変更可能となっており、保持部材１４２が排紙台１４１を保持しない状態においては、排紙台１４１は、その下面がフレーム１０ａに接するように、フレーム１０ａに折り畳まれるようになっている。
【００２４】
図２は、図１のII−II断面図である。包装部１３は、前方から後方に向かって順に、フィルム折り部材２１と、溶着ユニット３０と、第１搬送ユニット４０と、溶断ユニット５０と、第２搬送ユニット６０と、を備えている。フィルム折り部材２１は、フィルム帯状体１０１の左右の側端部を折り返し、側端部同士が重ねられた折り合わせ部を形成するようになっている。溶着ユニット３０は、フィルム帯状体１０１の折り合わせ部に加熱された溶着ローラ（溶着部材）３１を押し付け、折り合わせ部のフィルム帯状体１０１を溶かすことによって、Ｘ方向に接着するようになっている。第１搬送ユニット４０は、折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体１０１を後方に搬送し、溶断ユニット５０に送るようになっている。溶断ユニット５０は、加熱された溶断部材５１によって、折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体１０１をＸ方向に対して直交する方向（Ｙ方向）に破断、溶着し、後端部及び前端部が封止された包装体を形成するようになっている。第２搬送ユニット６０は、封止された包装体を排出部１４に送るようになっている。
【００２５】
図３Ａ〜図３Ｏは、フィルム折り部材２１を除く包装部１３の作動を説明する概略図である。以下、図３Ａ〜図３Ｏを用いて、包装部１３の作動の概要を説明する。図３Ａ〜図３Ｆは、フィルム帯状体１０１によって被包装物を包装する前の準備作動を示す図面であり、図３Ｇ〜図３Ｏは、フィルム帯状体１０１によって被包装物を包装する包装作動を示す図面である。
【００２６】
図３Ａに示されるように、フィルム折り部材２１によって側端部同士が重ねられ折り合わせ部が形成されたフィルム帯状体１０１は、包装部１３の搬送面１３１に配置される。
【００２７】
次に、図３Ｂに示されるように、第１搬送ユニット４０の第１従動ローラ４１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１は、第１従動ローラ４１及び第１駆動ローラ４２によって挟持される。その後、折り合わせ部の溶着を行うために、溶着ユニット３０の溶着ローラ３１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１に接する。そして、溶着ローラ３１が折り合わせ部を溶着すると同時に、折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体１０１は、第１従動ローラ４１及び第１駆動ローラ４２によって挟持されて後方に搬送される。
【００２８】
フィルム帯状体１０１が一定量だけ後方に搬送されると、図３Ｃに示されるように、第２搬送ユニット６０の従動ローラ６１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持され、その後、第１従動ローラ４１が上方に移動する。そして、フィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持されて後方に搬送される。
【００２９】
次に、折り合わせ部の溶着が完了すると、図３Ｄに示されるように、溶着ローラ３１が上方に移動し、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２は、フィルム帯状体１０１の搬送を停止する。そして、溶断ユニット５０の溶断部材５１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１を溶断して、フィルム帯状体１０１の後端封止部が形成される。
【００３０】
次に、図３Ｅに示されるように溶断部材５１が上方に移動し、その後、図３Ｆに示されるように、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２が溶断されたフィルム帯状体１０１の後側の部分（不要フィルム帯状体）を後方に搬送して除去し、第２従動ローラ６１が上方に移動する。これで、フィルム帯状体１０１によって被包装物を包装する前の準備が完了する。
【００３１】
次に、図３Ｇに示されるように、被包装物１１０が、フィルム帯状体１０１内に挿入される。そして、センサ５２が被包装物１１０を検知すると、図３Ｈに示されるように、第１従動ローラ４１が下方に移動し、被包装物１１０が挿入された状態のフィルム帯状体１０１は、第１従動ローラ４１及び第１駆動ローラ４２によって挟持される。
【００３２】
次に、図３Ｉに示されるように、溶着ローラ３１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１に接する。そして、溶着ローラ３１が折り合わせ部を溶着すると同時に、包装体１１０が挿入され折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体１０１は、第１従動ローラ４１及び第１駆動ローラ４２によって挟持されて後方に搬送される。
【００３３】
図３Ｊに示されるように、被包装物１１０が挿入されたフィルム帯状体１０１が一定量だけ後方に送られると、図３Ｋに示されるように、第２従動ローラ６１が下方に移動し、フィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持され、その後、第１従動ローラ４１が上方に移動する。そして、包装体１１０が挿入されたフィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持されて後方に搬送される。
【００３４】
次に、センサ５２が被包装物１１０の前端部を検知すると、図３Ｌに示されるように、被包装物１１０が挿入されたフィルム帯状体１０１は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によってさらに一定距離だけ後方に搬送され、被包装物１１０の前端部が溶断部材５１の後方に位置する。それと同時に、溶着ローラ３１が上方に移動する。
【００３５】
次に、図３Ｍに示されるように、溶断部材５１が下方に移動し、被包装物１１０が挿入されたフィルム帯状体１０１を溶断して、フィルム帯状体１０１の前端封止部が形成される。その結果、被包装物１１０がフィルム帯状体１０１で包装された包装体が形成される。それと同時に、被包装物１１０が挿入されていないフィルム帯状体１０１の後端封止部も形成される。
【００３６】
次に、図３Ｎに示されるように、包装体は、第２従動ローラ６１及び第２駆動ローラ６２によって挟持されて後方に搬送される。そして、図３Ｏに示されるように、第２従動ローラ６１が上方に移動する。
【００３７】
以後、図３Ｇ〜図３Ｏの動作を繰り返すことによって、包装体が形成される。
【００３８】
以下、溶着ユニット３０について、その構成をより具体的に説明する。
【００３９】
図４は、溶着ユニット３０の斜視図である。溶着ユニット３０は、溶着ローラ３１と溶着ローラ３１を支持する支持部材３２と、を備えている。支持部材３２は、第１フレーム３２１と、第２フレーム３２２と、を備えている。溶着ローラ３１は、その上方及び側方を、溶着ローラ支持部材３３によって覆われており、溶着ローラ支持部材３３は、第２フレーム３２２に取り付けられている。
【００４０】
第１フレーム３２１は、Ｙ方向の両端部３２１ａにおいて、包装装置１０のフレーム１０ａに固定されるようになっている。第１フレーム３２１の上部にはモータ（駆動手段）３４が取り付けられている。モータ３４の作動は、制御手段によって制御されるようになっている。
【００４１】
図５は、図４において溶着ローラ支持部材３３の一部を外した状態の溶着ユニット３０を示す正面図であり、図６は、図５の溶着ローラ３１部分の拡大図である。図７は、図５のVII−VII断面図であり、図８は、図７のVIII−VIII断面図である。モータ３４は、駆動ベルト３４１を介して駆動軸３４２を回転させるようになっており、駆動軸３４２の両端にはそれぞれ偏心部材３４３が取り付けられている。偏心部材３４３の偏心部３４３ａは、連結部材３４４を介して、第２フレーム３２２のＹ方向側部と連結されている。そして、第１フレーム３２１には、Ｙ方向両側部にレール３２１ｂがそれぞれ形成されており、第２フレーム３２２は、レール３２１ｂに沿って上下に移動可能となっている。その結果、モータ３４が回転し、駆動軸３４２が回転すると、偏心部材３４３が回動し、第２フレーム３２２が第１フレーム３２１に対して、レール３２１ｂに沿って上下に移動するようになっている。
【００４２】
図６に示されるように、溶着ローラ３１は、座金３５にネジによって固定されている。座金３５の上部にはバネ（弾性部材）３６が設けられており、座金３５及びバネ３６を挿通する軸３５１は、その上下の端部において、溶着ローラ支持部材３３に固定されている。バネ３６の上端は溶着ローラ支持部材３３に接するようになっており、バネ３６の下端は座金３５に接するようになっている。したがって、溶着ローラ３１が溶着ローラ支持部材３３に向かって移動すると、座金３５も溶着ローラ支持部材３３に向かって移動し、座金３５がバネ３６を圧縮するようになっている。
【００４３】
図５に示されるように、第２フレーム３２２には、Ｙ方向に延びる長孔３２２ａが形成されており、溶着ローラ支持部材３３は、ネジ３２２ｂによって、長孔３２２ａに固定されるようになっている。したがって、溶着ローラ３１及び座金３５は、バネ３６及び溶着ローラ支持部材３３を介して、第２フレーム３２２に支持されるようになっている。また、溶着ローラ支持部材３３は、ネジ３２２ｂを緩めることによって、長孔３２２ａ内においてＹ方向に移動可能となっており、その結果、溶着ローラ３１は第２フレーム３２２に対してＹ方向に移動可能となっている。
【００４４】
溶着ローラ支持部材３３には、センサ（検知手段）３７が取り付けられており、センサ３７は、可動片３８の変位を検知するようになっている。具体的には、センサ３７は光センサであり、発光部と受光部とを備えている。そして、センサ３７は、可動片３８が変位し、発光部から放射された光が可動片３８によって遮光され、受光部において発光部から放射された光を受光できなくなると、可動片３８の変位を検知する。可動片３８は、座金３５に固定されており、座金３５がバネ３６を圧縮して上方に変位すると、上方に変位するようになっている。
【００４５】
制御手段は、センサ３７が可動片３８の変位を検知すると、第２フレーム３２２が下降する方向に、モータ３４を所定量だけ回転させるようになっている。
【００４６】
溶着ローラ３１は円筒形状を有しており、図７及び図８に示されるように、溶着ローラ３１の内部にはヒータ３１１が設けられている。ヒータ３１１は、ヒータ電線３１２を流れる電流によって加熱されるようになっている。ヒータ３１１が加熱されることによって、溶着ローラ３１の外表面も、フィルム帯状体１０１を溶かす程度の温度に加熱される。溶着ローラ３１の外表面には、外径が拡径された凸部３１ａが３つ形成されており、それぞれの凸部３１ａがフィルム帯状体１０１の折り合わせ部を圧接することになる。すなわち、フィルム帯状体１０１の折り合わせ部には、３つの溶着線が形成されることになる。
【００４７】
以下、制御手段が、溶着ローラ３１をフィルム帯状体１０１に圧接させる作動の概要を説明する。
【００４８】
図３Ｂ又は図３Ｉに示される、溶着ローラ３１によってフィルム帯状体１０１を溶着する状態になると、制御手段は、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に対して離間した状態から、フィルム帯状体１０１に対して所定の圧力で押圧するまで、モータ３４を回転させ、第１フレーム３２１に対して、第２フレーム３２２を下降させる。第２フレーム３２２が下降すると、第２フレーム３２２に固定されている溶着ローラ支持部材３３と共に、溶着ローラ支持部材３３に支持されている溶着ローラ３１も下降する。
【００４９】
溶着ローラ３１の凸部３１ａがフィルム帯状体１０１に接触すると、溶着ローラ３１はフィルム帯状体１０１から上方向の反力を受け、その結果、溶着ローラ３１に固定された座金３５がバネ３６を圧縮させる。座金３５がバネ３６を圧縮すると、可動片３８が上方に変位し、センサ３７が可動片３８の変位を検知する。したがって、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触した後、センサ３７が可動片３８の変位を検知するまでに、バネ３６は若干圧縮（第１段階圧縮）されている。ここで、センサ３７が検知するための可動片３８の変位の距離は一定であるので、バネ３６の第１段階圧縮における圧縮量（第１段階圧縮量）は、フィルム帯状体１０１の厚さによらず、一定となっている。
【００５０】
センサ３７が可動片３８の変位を検知すると、制御手段は、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したと認識し、その状態からさらに、モータ３４を所定量だけ回転させる。そして、モータ３４が所定量回転することにより、第２フレーム３２２がさらに所定距離だけ下降する。ここで、モータ３４を所定量回転させる前に、溶着ローラ３１はフィルム帯状体１０１に既に接触していたので、その状態から第２フレーム３２２が所定距離だけ下降することによって、バネ３６は、第１段階圧縮に加えてさらに前記所定距離だけ圧縮（第２段階圧縮）されることになる。ここで、第２フレーム３２２の下降距離は一定であるので、バネ３６の第２段階圧縮における圧縮量（第２段階圧縮量）は、フィルム帯状体１０１の厚さによらず、一定となっている。その結果、溶着ローラ３１は、第１段階圧縮量と第２段階圧縮量との合計の圧縮量だけ圧縮されたバネ３６の反力分だけ、フィルム帯状体１０１を押圧することになる。
【００５１】
上記構成の包装装置１０によれば、次のような効果を発揮できる。
【００５２】
（１）制御手段は、センサ３７が溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを検知した後、モータ３４を回転させ、第２フレームを所定距離だけ下降させる。したがって、バネ３６は、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触した後、センサ３７が可動片３８の変位を検知するまでの第１段階圧縮に加えて、第２フレーム３２２の所定距離の下降による第２段階圧縮だけさらに圧縮される。ここで、バネ３６の第１段階圧縮量及び第２段階圧縮量は、それぞれ、一定である。その結果、一定量圧縮されたバネ３６の反力分だけ溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１を押圧することとなり、簡単な構成で、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に一定の押圧力を付与できる。なお、第１段階圧縮量は、通常微量であり、且つ、一定量であるので、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１を押圧する押圧力は、通常、第２段階圧縮量で管理される。また、バネ３６は、第１段階圧縮及び第２段階圧縮によって、２段階に圧縮されるようになっているので、フィルム帯状体１０１の厚さ以外の特性（例えば、延伸率に起因する溶融特性等）による、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１を押圧する押圧力への影響については、２段階目である第２段階圧縮量によって調整することが可能である。
【００５３】
（２）センサ３７は、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを直接検知するのではなく、可動片３８を介して溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを検知するので、高温である溶着ローラ３１の熱影響を受けることを防止できる。
【００５４】
（３）溶着ローラ支持部材３３及び溶着ローラ支持部材３３に取り付けられている部材（溶着ローラ３１、座金３５、バネ３６、センサ３７、可動片３８）を全て第２フレーム３２２に取り付けているので、交換部品である溶着ローラ３１を交換する際には、溶着ローラ支持部材３３、又は、溶着ローラ支持部材３３が取り付けられている第２フレーム３２２全体、を一体として交換でき、その結果、交換作業を容易とできる。また、溶着ローラ支持部材３３又は第２フレーム３２２全体を交換することによって、溶着ローラ３１に対する各部材の位置調整を不要とできる。
【００５５】
（４）溶着ローラ３１がＹ方向に移動可能となっているので、溶着ローラ３１をフィルム帯状体１０１の適切な溶着部位（フィルム帯状体１０１の折り合わせ部）に移動させることができる。なお、上記実施形態では、溶着ローラ３１を支持する溶着ローラ支持部材３３がＹ方向に移動可能となっているので、溶着ローラ支持部材３３に取り付けられている部材（溶着ローラ３１、座金３５、バネ３６、センサ３７、可動片３８）を一括してＹ方向に移動させることができる。したがって、溶着ローラ３１をフィルム帯状体１０１の適切な溶着位置に移動させた場合に、溶着ローラ３１に対する各部材の位置調整を不要とできる。
【００５６】
上記実施形態では、センサ３７は、可動片３８の変位によって溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを間接的に検知するようになっているが、センサは、溶着ローラ３１がフィルム帯状体１０１に接触したことを直接的に検知するもの、例えば溶着ローラ３１に直接取り付けられるセンサであっても良い。
【００５７】
上記実施形態では、溶着ローラ支持部材３３は、ネジ３２２ｂを緩めることによって、長孔３２２ａ内においてＹ方向に移動可能となっているが、制御手段が自動で溶着ローラ支持部材３３をＹ方向に移動させるようになっていても良い。
【００５８】
上記実施形態では、溶着ローラ３１には３つの凸部３１ａが形成されているが、凸部は３つに限定されず、１以上形成されていれば良い。なお、凸部は２以上形成されていることが好ましい。
【００５９】
上記実施形態では、フィルム帯状体１０１の折り合わせ部が水平方向に形成され、折り合わせ部に対して上方から下方に向かって溶着ローラ３１を押圧する構成となっているが、本発明は、折り合わせ部が鉛直方向に形成され、折り合わせ部に対して側方から溶着ローラを押圧する構成に適用することも可能である。
【００６０】
本発明は、上記実施形態で説明した構成には限定されず、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱することなく、当業者が考え得る各種変形例を含むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明では、簡単な構成で、溶着部材が被溶着部材に一定の押圧力を付与できる溶着ユニット及び前記溶着ユニットを備えた包装装置を提供できるので、産業上の利用価値が大である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 包装装置 １０ａ フレーム
１１ ロール載置部 １１１ 支持ローラ １１２ 支持ローラ
１２ 供給部 １２１ 供給台 １２２ 側板
１３ 包装部 １３１ 搬送面
１４ 排出部 １４１ 排出台 １４２ 保持部材
２１ フィルム折り部材
３０ 溶着ユニット
３１ 溶着ローラ ３１ａ 凸部 ３１１ ヒータ ３１２ ヒータ電線
３２ 支持部材
３２１ 第１フレーム ３２１ａ 両端部 ３２１ｂ レール
３２２ 第２フレーム ３２２ａ 長孔 ３２２ｂ ネジ
３３ 溶着ローラ支持部材
３４ モータ ３４１ 駆動ベルト ３４２ 駆動軸
３４３ 偏心部材 ３４３ａ 偏心部
３４４ 連結部材
３５ 座金 ３６ バネ ３７ センサ ３８ 可動片
４０ 第１搬送ユニット
４１ 第１従動ローラ ４２ 第１駆動ローラ
５０ 溶断ユニット
５１ 溶断部材
６０ 第２搬送ユニット
６１ 第２従動ローラ ６２ 第２駆動ローラ
１０１ フィルム帯状体 １１０ 被包装物
９００ 包装体
９１ 被包装物
９２ フィルム帯状体 ９２ａ 前端封止部 ９２ｂ 後端封止部
９２ｃ 一方側の側端 ９２ｄ 他方側の側端 ９２ｅ 折り合わせ部
９２ｆ 縦シール部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶着部材を熱溶着させる溶着部材と、
前記溶着部材を、弾性部材を介して支持する、支持部材と、
前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知する検知手段と、
前記溶着部材が前記被溶着部材に対して接離する方向に移動するよう、前記支持部材を移動させる駆動手段と、
前記駆動手段の作動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検知手段が前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知すると、前記被溶着部材に向けて前記支持部材を所定距離だけ移動させるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする、溶着ユニット。
【請求項２】
前記溶着部材が前記被溶着部材に接触すると変位する可動片を備え、
前記検知手段は、前記可動片の変位を検知することによって、前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知する、請求項１記載の溶着ユニット。
【請求項３】
前記支持部材は、第１フレームと第２フレームとを備え、
前記第１フレームには、前記駆動手段が取り付けられ、
前記第２フレームには、前記弾性部材と前記検知手段とが取り付けられ、
前記第２フレームは、前記駆動手段によって、前記第１フレームに対して移動するようになっている、請求項１又は２に記載の溶着ユニット。
【請求項４】
前記溶着部材は、前記第２フレームに対して、前記被溶着部材の搬送方向に対して直交する方向に移動可能となっている、請求項３記載の溶着ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の溶着ユニットを備える、包装装置。
【請求項１】
被溶着部材を熱溶着させる溶着部材と、
前記溶着部材を、弾性部材を介して支持する、支持部材と、
前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知する検知手段と、
前記溶着部材が前記被溶着部材に対して接離する方向に移動するよう、前記支持部材を移動させる駆動手段と、
前記駆動手段の作動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記検知手段が前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知すると、前記被溶着部材に向けて前記支持部材を所定距離だけ移動させるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする、溶着ユニット。
【請求項２】
前記溶着部材が前記被溶着部材に接触すると変位する可動片を備え、
前記検知手段は、前記可動片の変位を検知することによって、前記溶着部材が前記被溶着部材に接触したことを検知する、請求項１記載の溶着ユニット。
【請求項３】
前記支持部材は、第１フレームと第２フレームとを備え、
前記第１フレームには、前記駆動手段が取り付けられ、
前記第２フレームには、前記弾性部材と前記検知手段とが取り付けられ、
前記第２フレームは、前記駆動手段によって、前記第１フレームに対して移動するようになっている、請求項１又は２に記載の溶着ユニット。
【請求項４】
前記溶着部材は、前記第２フレームに対して、前記被溶着部材の搬送方向に対して直交する方向に移動可能となっている、請求項３記載の溶着ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の溶着ユニットを備える、包装装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図３Ｈ】
【図３Ｉ】
【図３Ｊ】
【図３Ｋ】
【図３Ｌ】
【図３Ｍ】
【図３Ｎ】
【図３Ｏ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図３Ｈ】
【図３Ｉ】
【図３Ｊ】
【図３Ｋ】
【図３Ｌ】
【図３Ｍ】
【図３Ｎ】
【図３Ｏ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０３７２５（Ｐ２０１３−１０３７２５Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７２０１（Ｐ２０１１−２４７２０１）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（３９０００２１２９）デュプロ精工株式会社 (351)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（３９０００２１２９）デュプロ精工株式会社 (351)
【Ｆターム（参考）】
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