縦形製袋充填包装機
【課題】縦形製袋充填包装機において、ジッパ貼り付け時のシール圧を十分な強さにし、かつメンテナンスし易いジッパ付袋を製袋することができるようにする。
【解決手段】縦形製袋充填包装機が、横シーラ１０Ａ、１０Ｂと、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂと、これらシーラをそれぞれ独立に駆動する横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０を有し、横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０のそれぞれが、横シーラ１０Ａ、１０Ｂまたはジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂを、それぞれ押しつぶし方向に沿って可動保持する横シーラブラケット１２Ａ、１２Ｂ、ジッパシーラブラケット３０Ａ、３０Ｂと、これらとクランクアーム１５Ａ、１５Ｂ、３４Ａ、３４Ｂとで連結され、ベースフレーム５０に固定された駆動モータ１８、３７とを備え、それらが包装材の搬送路の位置に対して、押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置される。
【解決手段】縦形製袋充填包装機が、横シーラ１０Ａ、１０Ｂと、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂと、これらシーラをそれぞれ独立に駆動する横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０を有し、横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０のそれぞれが、横シーラ１０Ａ、１０Ｂまたはジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂを、それぞれ押しつぶし方向に沿って可動保持する横シーラブラケット１２Ａ、１２Ｂ、ジッパシーラブラケット３０Ａ、３０Ｂと、これらとクランクアーム１５Ａ、１５Ｂ、３４Ａ、３４Ｂとで連結され、ベースフレーム５０に固定された駆動モータ１８、３７とを備え、それらが包装材の搬送路の位置に対して、押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジッパ付袋を製袋する縦形製袋充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート状の包装材の端部を縦シールして筒状となし、これを一定方向に搬送して、筒状の包装材を横シールすることにより袋底部を形成し、さらに搬送しつつ内部に被充填物を充填し、所定距離だけ搬送して横シールすることで、袋状の包装物を連続的に製造する縦形製袋充填包装機が知られている。そして、この縦形製袋充填包装機の横シール部に隣接してジッパ貼り付け装置を配置することで、ジッパ付きの袋を製造するものが知られている。
このようなジッパ貼り付け装置として、例えば、特許文献１には、横シールブロックの下流側に、横シールを移動する移動部材の一方に固定された１つのジッパーシールブロックと、移動部材の他方に駆動シリンダを介して可動に設けられた他のジッパーシールブロックとを備えるものが記載されている。
ここで横シールブロックのシールブロック駆動機構は、摺動支持されたガイドバーの端部に設けられた移動部材と、ガイドバーに沿って移動する移動部材とを、クランクアームで連結された駆動モータで駆動する構成とされている。
また、特許文献２には、対向する２つのファスナーシール棒をそれぞれ空気圧シリンダで駆動して、袋状のウエブにファスナーを取り付けるシール装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１１９２０９号公報（図１、７）
【特許文献２】特開２００３−１７５５５６号公報（図５−８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来のジッパ貼り付け装置およびそれを用いた縦形製袋充填包装機には、以下のような問題があった。
特許文献１、２に記載の技術では、ジッパーシールブロックやファスナーシール棒などを駆動シリンダや空気圧シリンダなどの気体圧駆動機構で直動駆動しているので、コンパクトな構成となっているものの、これらの気体圧駆動機構は、ジッパーシールブロックのシール圧をあまり高くすることができなかった。そのため、包装材の材質などによっては、シール圧が不足しジッパー貼り付け部に不良が生じやすくなるという問題がある。
横シールブロックとジッパーシールブロックとに共通する保持部材の剛性を高めることも考えられるが、装置が大型化したり、開放性が少なくなる結果、これらシールブロックの開閉動作のメンテナンス作業を行うために、メンテナンス部分に近づいて作業するための作業スペースを確保することが難しくなり作業効率が悪化するという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ジッパ貼り付け時のシール圧を十分な強さにし、かつメンテナンスし易いジッパ付袋を製袋する縦形製袋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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、包装材にジッパ部材を配置し、前記包装材を搬送しつつ端部を縦シールして前記包装材を筒状に整形して一定方向に搬送し、その内部に被充填物を充填し、横シールするとともに前記ジッパ部材を前記包装材に貼り付けてジッパ付袋を製袋する縦形製袋充填包装機であって、前記一定方向に搬送される筒状の包装材を互いに対向する側方から押しつぶして搬送方向に交差する方向に沿ってシールする１対の横シーラと、該横シーラの前記搬送方向下流側で前記各横シーラとそれぞれ同方向に移動して前記包装材に配置されたジッパ部材を前記包装材に貼り付ける１対のジッパシーラと、前記横シーラおよび前記ジッパシーラをそれぞれ独立に駆動する２つの駆動機構とを有し、前記２つの駆動機構のそれぞれが、前記１対の横シーラまたは前記１対のジッパシーラからなる１対のシーラを、それぞれ前記押しつぶし方向に沿って可動保持する第１および第２の保持部材と、装置基台に固定され、前記第１および第２の保持部材とそれぞれ第１および第２のクランクアームを介して連結された駆動モータとを備え、前記２つの駆動機構のそれぞれの駆動モータが、前記包装材の搬送路の位置に対して、前記押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置された構成とする。
この発明によれば、ジッパシーラは、第１および第２の保持部材と、それらと第１および第２のクランクアームで連結され、装置基台に固定された駆動モータを備える駆動機構によって駆動されるので、十分な強さのシール圧を発生することができる。
また、２つの駆動機構のそれぞれの駆動モータが包装材の搬送路の位置に対して押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置されるので、その反対側のスペースを開放した構成とすることができるため、例えば、各シーラ近傍部などで装置のメンテナンスを行うために、作業者がメンテナンス部分に近づいて作業するための作業スペースを確保することができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の縦形製袋充填包装機において、前記２つの駆動機構のそれぞれで、前記第１の保持部材が、前記装置基台上の摺動支持部で前記押しつぶし方向に沿って可動支持されたスライドシャフトと、該スライドシャフトの一方の端部に設けられ、前記１対のシーラのうちの一方を取り付けるシーラ取付部と、前記スライドシャフトの他方の端部側に設けられ、前記第１のクランクアームを連結するクランクアーム連結部とから構成され、前記第２の保持部材が、前記第１の保持部材のシーラ取付部およびクランクアーム連結部との間で、前記スライドシャフトに可動支持され、前記第１の保持部材のシーラ取付部の対向側に前記１対のシーラのうち他方が保持され、その反対側に前記第２のクランクアームが連結された構成を備え、前記横シーラを駆動する駆動機構の前記スライドシャフトと前記ジッパシーラを駆動する駆動機構の前記スライドシャフトとが、前記搬送方向にずらして平行に配置され、前記２つの駆動機構のそれぞれの前記第１の保持部材の前記クランクアーム連結部の可動範囲が、前記押しつぶし方向にずらして設定され、前記それぞれのクランクアーム連結部の間に、前記２つの駆動モータの一方が配置された構成とする。
この発明によれば、２つの駆動機構のそれぞれで、駆動モータにより第１および第２のクランクアームを駆動して、それぞれ第１の保持部材のクランクアーム連結部と、第２の保持部材を逆方向に駆動することにより、第１の保持部材のシーラ取付部に設けられたシーラの一方と、第２の保持部材にシーラの一方の対向側に設けられたシーラの他方とを、スライドシャフトが延びる方向に沿って、互いの対向面を押圧または離間させるように駆動することができる。
そして、横シーラを駆動する駆動機構のスライドシャフトとジッパシーラを駆動する駆動機構のスライドシャフトとが、搬送方向にずらして平行に配置され、横シーラとジッパシーラとを搬送方向に近接して配置することができる。
また、２つの駆動機構のそれぞれの第１の保持部材のクランクアーム連結部の可動範囲が、押しつぶし方向にずらして設定され、それぞれのクランクアーム連結部の間に、２つの駆動モータの一方が配置されるので、搬送路の位置に対して、２つの駆動機構の内、駆動モータを含む側を押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置することができる。
そのため、搬送路の位置に対して、押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に駆動機構を効率的に配置することができるので、コンパクトかつ作業スペースが確保された構成とすることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の縦形製袋充填包装機において、前記２つの駆動機構のそれぞれの前記摺動支持部が、前記押しつぶし方向において、前記２つの駆動機構の前記各第２の保持部材を間に挟む位置関係にある少なくとも２箇所に配置され、かつ、それぞれの前記少なくとも２箇所の摺動支持部が、前記搬送方向において隣接する位置に整列して配置された構成とする。
この発明によれば、押しつぶし方向において、各第２の保持部材を間に挟む位置関係にある少なくとも２箇所の摺動支持部が、２つの駆動機構でそれぞれ搬送方向において隣接する位置に整列して配置されるので、それぞれを異なる位置に配置する場合に比べて、摺動支持部の装置基台に対する配置場所を減らすことができコンパクトな構成とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の縦形製袋充填包装機によれば、それぞれ異なる第１、第２の保持部材により、横シーラとジッパシーラとの各対を保持して、ジッパ貼り付け時のシール圧を十分な強さにするとともに、それらを駆動する駆動機構を搬送路に対して押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置できるので、メンテナンスし易いジッパ付袋を製袋することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の概略構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置の概略構成を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置の下層側の概略構成を示す平面視の部分断面図である。図５は、本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置のスライドシャフトの配列を示す側面視の部分断面図である。
なお、各図に記載したＸＹＺ直交座標系は、方向参照の便宜のために、各図共通の方向に配置している。ＸＹ平面は水平面を表し、Ｚ軸正方向は鉛直上方に一致されている。以下では、図中の方向をこれらの座標軸を参照して表す場合がある。
【００１０】
本実施形態の縦形製袋充填包装機１００は、図１に示すように、フィルムなどの包装材Ｗの端部を縦シールして筒状包装材Ｗａ（筒状の包装材）を形成して、鉛直上方から下方に（Ｚ軸の正方向から負方向に向けて）搬送し、その下端側で横シールして底部を形成し、その内部に上方から、例えば粉体や粒状体などの被包装物（被充填物、図示せず）を充填し、一定長さだけ下方に繰り出して、上端側を横シールするとともに筒状包装材Ｗａに予め仮止めしたジッパ部材５を貼り付ける工程を繰り返して、被包装物が充填されたジッパＪの付いた包装袋Ｗｂを連続的に製造するものである。
包装材Ｗの材質は、適宜材質のプラスチックフィルム、ラミネートフィルムなどを採用することができる。
ジッパ部材５の形態、形状は、包装材Ｗに貼り付けることができるものであれば、特に限定されず、周知の種々のものを採用することができる。
【００１１】
縦形製袋充填包装機１００の概略構成は、包装材Ｗを供給するフィルムロール１と、包装材Ｗを搬送する複数の搬送ローラ２と、搬送ローラ２によって搬送された包装材Ｗを幅方向の端部が対向する状態で重ね合わせてＺ軸を軸方向とする略円筒状の筒状包装材Ｗａに整形するフォーマー部３ａと、筒状包装材Ｗａの形状を保持してＺ軸負方向に向けて案内する製袋チューブ３と、製袋チューブ３上で筒状包装材ＷａをＺ軸負方向に間欠的に繰り出す繰り出しベルト６と、繰り出しベルト６によって間欠搬送される筒状包装材Ｗａの兼ね合わされた端部を挟んで縦シールする縦シール部７と、製袋チューブ３の内側の充填空間に上方から被包装物を充填するためのホッパ８と、横シール装置１０と、ジッパシール装置１１とからなる。
また、特に図示しないが、これらの装置に接続され、それぞれを必要に応じて協調して動作させるためのシステム制御部を備える。
このように、本実施形態では、筒状包装材Ｗａの搬送方向（以下、単に搬送方向ということにする）が鉛直下方向の場合で説明するが、これは一例であって、動作などに不都合がない限りでは、厳密な鉛直方向から傾斜していてもよい。
本実施形態では、包装材Ｗは、Ｘ軸正方向側から製袋チューブ３に供給されるようになっている。
【００１２】
横シール装置１０は、製袋チューブ３の下端部の下方側に配置され、筒状包装材Ｗａを、繰り出しベルト６の繰り出し動作に連動するタイミングで、側方から押しつぶして搬送方向に交差する方向に沿ってシール（横シール）する。これにより形成された横シール部分の近傍の下方にジッパシール装置１１でジッパ部材５を貼り付け、ジッパＪを形成した後、横シール部分を切断して、包装袋Ｗｂを分離するものである。
【００１３】
横シール装置１０は、図１〜５に示すように、横シーラ１０Ａ、１０Ｂ、および横シーラ駆動部１１０（駆動機構）からなる。
ジッパシール装置１１は、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂ、ジッパシーラ駆動部１２０（駆動機構）、および制御部４０からなる。
なお、本実施形態では、横シール装置１０およびジッパシール装置１１は、ＺＸ平面に平行な装置の中心面に対して、略面対称な構成を有している。すなわち、Ｙ軸方向に偶数個配置された部材は、特に断らない限り、略対称位置で対をなす部材となっている。これらの部材は、装置の中心面に対して面対称な形状を有する点を除いて同一の構成を有しているので、一方の形状のみを説明し、符号はそれぞれ同一としている。
【００１４】
横シーラ１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ筒状包装材Ｗａの搬送路中心線ＣのＸ軸の負方向側、正方向側に配置されたブロック状部材であり、筒状包装材Ｗａに押圧して横シール部分を形成するためにＹ軸方向に長く延ばされた押圧面１０ａ、１０ａがそれぞれ対向して、製袋チューブ３の下端の近傍に配置されている。すなわち、各押圧面１０ａは、搬送方向に交差する方向に延ばされている。以下、各押圧面１０ａが延ばされた方向を横シール方向という場合がある。
押圧面１０ａのＹ軸方向の長さは、筒状包装材Ｗａを押しつぶした状態で幅方向（Ｙ軸方向）に横断しうる長さとなっている。
ここで、筒状包装材Ｗａを押しつぶす場合に、目的とする袋の形態により種々の押しつぶし方が可能である。例えば、円筒を単純に押しつぶすようにしてもよいし、マチ部を形成するように押しつぶしてもよい。
【００１５】
そして、横シーラ１０Ａ、１０Ｂは、横シーラ駆動部１１０によって、対向方向に沿って、それぞれの押圧面１０ａを対称的に移動して、搬送路中心線Ｃを通るＹＺ平面を中心としてＸ軸方向に開閉動作を行うことができるようになっている。
また、横シーラ１０Ａ、１０ＢのＺ軸方向の中間部には、各押圧面１０ａから突出可能に設けられ、カッター駆動部１０ｂにより駆動されるカッター部材１０ｃ（図２参照）によって、横シール部分を横シール方向に切断する機構が設けられている。このため、横シーラ１０Ａ、１０ＢのＺＸ平面に平行な断面は、押圧面１０ａ側に開口するコ字状あるいはＵ字状とされている。
【００１６】
本実施形態では、各押圧面１０ａが、ヒータなどにより加熱され、筒状包装材Ｗａを押しつぶしたときに、筒状包装材Ｗａを押しつぶし方向に熱シールする構成を採用している。
ただし、横シールするための機構は、熱シールに限定されるものではなく、周知の種々の横シーラの構成を採用することができる。例えば、超音波融着、感圧接着などを採用することができ、横シーラ１０Ａ、１０Ｂの構成もそれぞれに応じた構成を採用することができる。
【００１７】
横シーラ駆動部１１０の概略構成は、横シーラブラケット１２Ａ、スライドシャフト１４、１４、連結ブラケット１３、クランクアーム１５Ａ、１５Ａ、横シーラブラケット１２Ｂ、クランクアーム１５Ｂ、１５Ｂ、および駆動モータ１８からなる。
【００１８】
横シーラブラケット１２Ａは、図２に示すように、Ｙ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、その長手方向（Ｙ軸方向）の両端部にＸ軸正方向に平行に延びるスライドシャフト１４、１４が固定されている。
各スライドシャフト１４は、それぞれベースフレーム５０にＸ軸正方向に向かって順次設けられた支持ブラケット２０、２１、２２に、それぞれ摺動支持部である軸受２０ａ、２１ａ、２２ａを介してＸ軸方向に移動可能に支持されている。
スライドシャフト１４の長さは、横シーラ１０Ａが移動する全範囲内で、支持ブラケット２２の支持が外れない長さとされる。
そして、横シーラブラケット１２ＡのＹ軸方向の中間部には、Ｘ軸正方向側に取付部１２ａ、１２ａが形成され、そのＸ軸正方向の先端側に横シーラ１０Ａが取り付けられている。
横シーラブラケット１２ＡのＺＸ断面の形状は、横シーラ１０Ａからの反力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、横シーラ１０Ａの厚さと同等またはわずかに厚い設定とされる。
【００１９】
連結ブラケット１３は、横シーラブラケット１２Ａと略同等の長さでＹ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、そのＹ軸方向の両端部が、支持ブラケット２１、２２の間で、それぞれスライドシャフト１４、１４と固定されている。そして、Ｙ軸方向の中間部のＸ軸負方向側に、後述する駆動モータ１８からの駆動力を伝達するクランクアーム１５Ａ、１５Ａを回動自在に固定するジョイント部１３ａ、１３ａが設けられている。
連結ブラケット１３のＺＸ断面の形状は、クランクアーム１５Ａからの駆動力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、横シーラブラケット１２Ａと略同等とされる。
【００２０】
すなわち、横シーラブラケット１２Ａ、スライドシャフト１４、１４、連結ブラケット１３は、平面視格子状に組み立てられ、横シーラを駆動する駆動機構の第１の保持部材を構成している。すなわち、横シーラ１０Ａ、横シーラブラケット１２Ａ、連結ブラケット１３は、それぞれ、１対のシーラのうちの一方、シーラ取付部、クランクアーム連結部にそれぞれ対応する。
そして、第１のクランクアームであるクランクアーム１５Ａ、１５Ａによって、駆動力が伝達されることで、支持ブラケット２１、２２との間の距離の範囲で、Ｘ軸方向の移動可能とされている。
【００２１】
横シーラブラケット１２Ｂは、Ｙ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、その長手方向（Ｙ軸方向）の両端部においてスライドシャフト１４、１４に摺動可能に連結するスライダ部１２ｃ、１２ｃが設けられ、それぞれが支持ブラケット２０、２１の間で、スライドシャフト１４に連結されている。
そして、横シーラブラケット１２ＢのＹ軸方向の中間部には、Ｘ軸負方向側に、取付部１２ａ、１２ａが形成され、そのＸ軸負方向の先端側に横シーラ１０Ｂが取り付けられている。また、同じくＸ軸負方向側には、後述する駆動モータ１８からの駆動力を伝達するクランクアーム１５Ｂ、１５Ｂを回動自在に固定するジョイント部１２ｂ、１２ｂが設けられている。ジョイント部１２ｂと連結ブラケット１３のジョイント部１３ａとは、それぞれ略対向する位置に設けられている。
横シーラブラケット１２ＢのＺＸ断面の形状は、横シーラ１０Ｂからの反力およびクランクアーム１５Ｂからの駆動力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、横シーラ１０Ｂの厚さと同等またはわずかに厚い設定とされ、横シーラブラケット１２Ａと略同等とされる。
【００２２】
すなわち、横シーラブラケット１２Ｂは、横シーラを駆動する駆動機構の第１の保持部材のシーラ取付部およびクランクアーム連結部との間で、スライドシャフトに可動支持され、第１の保持部材のシーラ取付部の対向側に１対のシーラのうち他方が保持され、その反対側に第２のクランクアームが連結された第２の保持部材を構成している。
横シーラ１０Ｂ、クランクアーム１５Ｂ、１５Ｂは、それぞれ、１対のシーラのうちの他方、第２のクランクアームに対応する。
【００２３】
駆動モータ１８は、図２、３に示すように、各クランクアーム１５Ａ、１５Ｂに駆動力を伝達するモータであり、回動方向の正逆の切り替え、および回動量、回動速度を制御部４０により制御できるようになっているものである。本実施形態では、サーボモータを採用している。
そして、平面視では、横シーラブラケット１２Ｂと連結ブラケット１３との間の位置、かつＹ軸方向の略装置中央位置において、ベースフレーム５０に固定されている。
出力軸であるモータシャフト１７は、横シーラ１０Ａ、１０ＢとＺ軸方向にほぼ同一位置にあり、Ｙ軸方向に沿ってその正方向、負方向に同軸な２軸が設けられ、それぞれの先端に回動アーム１６、１６が固定されている。
各回動アーム１６には、回動の径方向の両端部にそれぞれクランクアーム１５Ａ、１５Ｂが、例えばピン結合などの回転ジョイントにより結合されている。
【００２４】
このような構成において、例えば、図３には、横シーラ１０Ａ、１０Ｂが離間した状態が示されている。
このとき、モータシャフト１７が図示時計回りに回動すると、連結ブラケット１３、横シーラブラケット１２Ｂと連結されたクランクアーム１５Ａ、１５Ｂの端部がそれぞれ近接する方向に対称的に移動される。このため、横シーラブラケット１２Ｂに取り付けられた横シーラ１０Ｂと、連結ブラケット１３に対向する位置の横シーラブラケット１２Ａに取り付けられた横シーラ１０Ａとは、互いに離間する方向に移動される。
そして、図示反時計回りに回動すると、この逆の動作を行うことができる。
すなわち、横シーラ１０Ａ、１０ＢのＸ軸方向における開閉動作を行うことができるようになっている。
本実施形態では、一定の開放状態と閉止状態とに対応する回動角度位置は予め制御部４０に記憶されており、それぞれの回動角度位置の間で、適宜回転速度を変えて回動できるようになっている。
【００２５】
ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂは、横シーラブラケット１２Ａ、１２Ｂに対して、搬送方向の下流側に可動範囲が隣接するように配置されたもので、それぞれ筒状包装材Ｗａの搬送路中心線ＣのＸ軸の負方向側、正方向側に配置されたブロック状部材からなる。そして、横シール部分の下方に配置されたジッパ部材５を筒状包装材Ｗａに貼り付けるためにＹ軸方向に長く延ばされた押圧面１１ａ、１１ａがそれぞれ対向されている。
押圧面１１ａのＹ軸方向の長さと形状は、ジッパ部材５の形態、形状に応じて、貼り付けに必要な長さ、形状とされる。
例えば、特許文献１に記載されているような、熱シール可能なジッパ片上に封止部が形成されたジッパ部材の場合には、仮止めされたジッパ部材５の封止部を、搬送方向上流側および横シール方向の両端の側を取り囲むような、下に開いたコ字状の押圧面１１ａとして、ジッパ片を包装材Ｗで挟んで熱シールするような構成を採用することができる。
ジッパ部材５を貼り付けるための機構は、熱シールに限定されるものではなく、周知の種々のジッパシーラの構成を採用することができる。例えば、超音波融着、感圧接着などを採用することができ、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂの構成もそれぞれに応じた構成とすることができる。
【００２６】
そして、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂは、ジッパシーラ駆動部１２０によって、対向方向に沿って、それぞれの押圧面１１ａを対称的に移動して、搬送路中心線Ｃを通るＹＺ平面を中心としてＸ軸方向に開閉動作を行うことができるようになっている。
【００２７】
ジッパシーラ駆動部１２０の概略構成は、図３、４に示すように、ジッパシーラブラケット３０Ａ、スライドシャフト３３、３３、連結ブラケット３１、クランクアーム３４Ａ、３４Ａ、ジッパシーラブラケット３０Ｂ、クランクアーム３４Ｂ、３４Ｂ、および駆動モータ３７からなる。
【００２８】
ジッパシーラブラケット３０Ａは、図４に示すように、Ｙ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、その長手方向（Ｙ軸方向）の両端部にＸ軸正方向に平行に延びるスライドシャフト３３、３３が固定されている。
各スライドシャフト３３は、図５に示すように、それぞれ支持ブラケット２０、２１において、それぞれ軸受２０ａ、２１ａのＺ軸負方向側に隣接して設けられた軸受２０ｂ、２１ｂを介してＸ軸方向に移動可能に支持されている。
そして、それぞれ支持ブラケット２２において軸受２２ａのＺ軸負方向側に設けられた貫通孔２２ｂに挿通され、各支持ブラケット２２のＸ軸正方向側においてベースフレーム５０上に固定して設けられた支持ブラケット２３、２３に、摺動支持部である軸受２３ｂ、２３ｂを介してＸ軸方向に移動可能に支持されている。
したがって、スライドシャフト３３、１４は、Ｚ軸方向に略重なり合う配置とされ、ＺＸ平面に平行な平面で、互いに平行かつ隣接して配置されている。
このため、支持ブラケット２０、２１を、ＸＹ平面で、スライドシャフト３３、１４にそれぞれ共通な位置に設けることができ、支持ブラケットの設置個数を減らしてベースフレーム５０の構成を簡素化することができるとともに、ＸＹ平面上での構成をコンパクトなものとすることができる。
【００２９】
スライドシャフト３３の長さは、ジッパシーラ１１Ａが移動する全範囲内で、支持ブラケット２３の支持が外れない長さとされる。
そして、ジッパシーラブラケット３０ＡのＹ軸方向の中間部には、Ｘ軸正方向側に取付部３０ａ、３０ａが形成され、そのＸ軸正方向の先端側にジッパシーラ１１Ａが取り付けられている。
ジッパシーラブラケット３０ＡのＺＸ断面の形状は、ジッパシーラ１１Ａからの反力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、ジッパシーラ１１Ａの厚さと同等またはわずかに厚い設定とされる。
そして、ジッパシーラ１１Ａが移動する全範囲で、上側を移動する横シーラブラケット１２Ａと干渉しない寸法に設定される。
横シーラブラケット１２Ａ、ジッパシーラブラケット３０Ａが、それぞれ横シーラ１０Ａ、ジッパシーラ１１Ａと同厚さであれば、確実に干渉しないことになり、横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０の水平方向の可動範囲を最小限に設定することができる。
【００３０】
連結ブラケット３１は、ジッパシーラブラケット３０Ａと略同等の長さでＹ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、そのＹ軸方向の両端部が、支持ブラケット２２、２３の間で、それぞれスライドシャフト３３、３３と固定されている。そして、Ｙ軸方向の中間部のＸ軸負方向側に、後述する駆動モータ３７からの駆動力を伝達するクランクアーム３４Ａ、３４Ａを回動自在に固定するジョイント部３１ａ、３１ａが設けられている。
連結ブラケット３１のＺＸ断面の形状は、クランクアーム３４Ａからの駆動力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、ジッパシーラブラケット３０Ａと略同等とされる。
そして、ジッパシーラ１１Ａが移動する全範囲で、上側を移動するスライドシャフト１４と干渉しない寸法に設定される。
【００３１】
すなわち、ジッパシーラブラケット３０Ａ、スライドシャフト３３、３３、連結ブラケット３１は、平面視格子状に組み立てられ、ジッパシーラを駆動する駆動機構の第１の保持部材を構成している。すなわち、ジッパシーラ１１Ａ、ジッパシーラブラケット３０Ａ、連結ブラケット３１は、それぞれ、１対のシーラのうちの一方、シーラ取付部、クランクアーム連結部にそれぞれ対応する。
そして、第１のクランクアームであるクランクアーム３４Ａ、３４Ａによって、駆動力が伝達されることで、支持ブラケット２２、２３の間の距離の範囲で、Ｘ軸方向の移動可能とされている。
【００３２】
ジッパシーラブラケット３０Ｂは、Ｙ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、その長手方向（Ｙ軸方向）の両端部においてスライドシャフト３３、３３に摺動可能に連結するスライダ部３０ｃ、３０ｃが設けられ、それぞれが支持ブラケット２０、２１の間で、スライドシャフト３３に連結されている。
そして、ジッパシーラブラケット３０ＢのＹ軸方向の中間部には、Ｘ軸負方向側に、取付部３０ａ、３０ａが形成され、そのＸ軸負方向の先端側にジッパシーラ１１Ｂが取り付けられている。また、同じくＸ軸負方向側には、後述する駆動モータ３７からの駆動力を伝達するクランクアーム３４Ｂ、３４Ｂを回動自在に固定するジョイント部３０ｂ、３０ｂが設けられている。ジョイント部３０ｂと連結ブラケット３１のジョイント部３１ａとは、それぞれ略対向する位置に設けられている。
【００３３】
ジッパシーラブラケット３０ＢのＺＸ断面の形状は、ジッパシーラ１１Ｂからの反力およびクランクアーム３４Ｂからの駆動力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、ジッパシーラ１１Ｂの厚さと同等またはわずかに厚い設定とされ、ジッパシーラブラケット３０Ａと略同等とされる。
そして、ジッパシーラ１１Ｂが移動する全範囲で、上側を移動する横シーラブラケット１２Ｂと干渉しない寸法に設定される。
【００３４】
すなわち、ジッパシーラブラケット３０Ｂは、ジッパシーラを駆動する駆動機構の第１の保持部材のシーラ取付部およびクランクアーム連結部との間で、スライドシャフトに可動支持され、第１の保持部材のシーラ取付部の対向側に１対のシーラのうち他方が保持され、その反対側に第２のクランクアームが連結された第２の保持部材を構成している。
ジッパシーラ１１Ｂ、クランクアーム３４Ｂ、３４Ｂは、それぞれ、１対のシーラのうちの他方、第２のクランクアームに対応する。
【００３５】
駆動モータ３７は、図３、４に示すように、各クランクアーム３４Ａ、３４Ｂに駆動力を伝達するモータであり、回動方向の正逆の切り替え、および回動量、回動速度を制御部４０により制御できるようになっているものである。本実施形態では、駆動モータ１８と同様のサーボモータを採用している。
そして、平面視では、図２に示すように、連結ブラケット１３と連結ブラケット３１との間の位置、かつＹ軸方向の略装置中央位置において、ベースフレーム５０に固定されている。
出力軸であるモータシャフト３６は、ジッパシーラ１１Ａ、１１ＢとＺ軸方向にほぼ同一位置にあり、Ｙ軸方向に沿ってその正方向、負方向に同軸な２軸が設けられ、それぞれの先端に回動アーム３５、３５が固定されている。
各回動アーム３５には、回動の径方向の両端部にそれぞれクランクアーム３４Ａ、３４Ｂが、例えばピン結合などの回転ジョイントにより結合されている。
【００３６】
このような構成において、例えば、図３には、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂの各押圧面１１ａが互いに対向方向に押圧された状態が示されている。
このとき、モータシャフト３６が反時計回りに回動すると、連結ブラケット３１、ジッパシーラブラケット３０Ｂと連結されたクランクアーム３４Ａ、３４Ｂの端部がそれぞれ近接する方向に対称的に移動される。このため、ジッパシーラブラケット３０Ｂに取り付けられたジッパシーラ１１Ｂと、連結ブラケット３１に対向する位置のジッパシーラブラケット３０Ａに取り付けられたジッパシーラ１１Ａとは、互いに離間する方向に移動される。
そして、そのような離間する状態から、図示時計回りに回動すると、この逆の動作を行うことができる。すなわち、ジッパシーラ１１Ａ、１１ＢのＸ軸方向における開閉動作を行うことができるようになっている。
本実施形態では、一定の開放状態と閉止状態とに対応する回動角度位置は予め制御部４０に記憶されており、それぞれの回動角度位置の間で、適宜回転速度を変えて回動できるようになっている。
【００３７】
本実施形態で、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂの開閉動作が、上述した横シーラ１０Ａ、１０Ｂの開閉動作と、モータシャフト３６、１７の回動方向が異なっているが、駆動モータ１８、３７は、制御部４０によって独立に駆動されるので、回動方向が異なっていても制御上は問題がない。各クランクアームのＸＹ平面における可動範囲に対する装置レイアウトの都合などによって、適宜それぞれの回動方向を設定することができる。
【００３８】
このように、本実施形態では、各クランクアーム３４Ａ、３５ＢのＹ軸方向の配置位置は、各クランクアーム１５Ａ、１５Ｂを間に挟むようにずらして配置されている。そのため、駆動モータ１８、３７によって各クランクアームが同時に駆動されても、各クランクアームの運動面がＹ軸方向にずらされているので、干渉することがない。
また、このような配置設定により、駆動モータ１８は、クランクアーム３４Ｂ、３４Ｂに挟まれた位置に配置され、駆動モータ１８、３７が、Ｘ軸方向に隣接して固定されている。
すなわち、２つの駆動機構のそれぞれの駆動モータが、包装材の搬送路の位置に対して、押しつぶし方向（Ｘ軸方向）の同方向（Ｘ軸正方向）側に配置された構成となっている。
【００３９】
次に、縦形製袋充填包装機１００の動作について、横シール装置１０とジッパシール装置１１との動作を中心に説明する。
縦形製袋充填包装機１００では、図１に示すように、搬送ローラ２を駆動して、フィルムロール１から包装材Ｗを一定長さだけ巻きだして間欠的に搬送する。包装材Ｗは、略水平方向に広げられた状態で、ジッパ仮止め部４の下方側に到達する。このとき、ジッパ仮止め部４によって、包装材Ｗ上にジッパ部材５を配置して包装材Ｗ上に仮止めする。ジッパ部材５の仮止め位置は、横シールが形成される予定位置からわずかに搬送方向下流側の位置とされる。
【００４０】
ジッパ部材５が仮止めされた包装材Ｗは、フォーマー部３ａに搬送される。
フォーマー部３ａでは、包装材Ｗを幅方向の端部が対向する状態で重ね合わせて製袋チューブ３の外周に沿う略円筒状に整形し、筒状包装材Ｗａを形成する。
筒状包装材Ｗａは、製袋チューブ３上で、繰り出しベルト６によって、包装袋Ｗｂの長さ分だけ、間欠的にＺ軸負方向に繰り出される。
この動作タイミングは、縦シール部７の縦シール動作、横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０によるシーラの開閉動作と同期されている。
すなわち、繰り出しの停止時に、縦シール部７によって、筒状包装材Ｗａの周方向で重ね合わされた端部が縦シールされ、筒状包装材Ｗａの形状が固定される。
また、各シーラの閉止動作が行われ、それぞれが開放された際に、繰り出し動作が行われる。
そして、繰り出し動作の間に、ホッパ８から被包装物の充填工程が行われる。
【００４１】
繰り出しの停止時に行われる各シーラの閉止動作は、制御部４０が、駆動モータ１８、３７を回動し、回動アーム１６、３５を閉止状態の回動角度位置に移動させることで行う。
これにより、横シーラ駆動部１１０（ジッパシーラ駆動部１２０）では、クランクアーム１５Ｂ（３４Ｂ）に連結された横シーラブラケット１２Ｂ（ジッパシーラブラケット３０Ｂ）がＸ軸負方向に駆動力を受け、スライドシャフト１４（３３）に沿って、スライダ部１２ｃ（３０ｃ）が移動することで、横シーラブラケット１２Ｂ（ジッパシーラブラケット３０Ｂ）に取り付けられた横シーラ１０Ｂ（ジッパシーラ１１Ｂ）がＸ軸負方向に移動する。
また、クランクアーム１５Ａ（３４Ａ）に連結された連結ブラケット１３（３１）が、Ｘ軸正方向に駆動力を受け、支持ブラケット２０、２１、２２（２０、２１、２３）に案内されてスライドシャフト１４（３３）をＸ軸正方向に押し出す。そして、スライドシャフト１４（３３）の他方の端部に固定された横シーラブラケット１２Ａ（ジッパシーラブラケット３０Ａ）がＸ軸正方向に移動し、横シーラブラケット１２Ａ（ジッパシーラブラケット３０Ａ）に取り付けられた横シーラ１０Ａ（ジッパシーラ１１Ａ）がＸ軸正方向に移動する。
これらの動作により、横シーラ１０Ａ、１０Ｂ（ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂ）の押圧面１０ａ（１１ａ）が、搬送路中心線Ｃに関して対称的に近づき、筒状包装材Ｗａを押しつぶして、挟んで互いに押圧されて、閉止状態を形成する。
本実施形態では、各押圧面１０ａ、１１ａは加熱されており、それぞれ一定時間、一定の押圧力を保持することで、横シールが形成され、ジッパ部材５が貼り付けられる。
【００４２】
横シーラ１０Ａ、１０Ｂ（ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂ）の移動速度は、駆動モータ１８（３７）の回動速度を制御することで適宜の速度変化を設定することができる。また、閉止タイミングを適宜変えることができる。例えば、横シーラ１０Ａ、１０Ｂを、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂに先行して閉止する設定とすることができる。
【００４３】
横シールとジッパシールが終了すると、横シーラ１０Ａ、１０Ｂのカッター部材１０ｃによって、横シール部分を横シール方向に沿って切断する。これにより先行する工程で形成された包装袋Ｗｂが切り離される。
【００４４】
そして、各シーラの開放動作を行う。すなわち、制御部４０が、駆動モータ１８、３７を上記と逆方向に回動させる動作を行い、各押圧面１０ａ、１１ａが、内部に被包装物を充填された状態の筒状包装材Ｗａを通過させる開放状態まで離間させる。
各シーラが開放されると、筒状包装材Ｗａの繰り出し動作が開始され、被包装物がその内部に充填される。そして、上記工程が繰り返されることで、包装袋Ｗｂが連続的に製造されていく。
【００４５】
このように、横シール装置１０とジッパシール装置１１とでは、各シーラが、それぞれ独立した第１、第２の保持部材に保持され、装置基台に固定された独立した駆動モータから、それぞれ異なるクランクアームによって駆動されて、筒状包装材Ｗａのシール動作を行うので、それぞれ反力が互いのシール圧に影響することがないため、それぞれを必要に応じた押圧力に独立設定することができる。したがって、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂのシール圧を高圧としても、横シーラ１０Ａ、１０Ｂのシール圧に影響を与えることがないという利点がある。
【００４６】
また、いずれの駆動機構も、独立した駆動モータの回動運動によってシール動作を行うので、開閉時の速度制御、押圧タイミング、押圧力、閉止時の移動速度変化などを、必要に応じて異なる設定とすることができる。
【００４７】
そして、例えば、気体圧駆動機構の場合とは異なり、その動作や押圧力を細かく設定することができる。すなわち、押しつぶし直前で移動速度を減速することで押しつぶし時の衝撃を低減することができる。この場合、被包装物が衝撃振動によって落下して横シール部やジッパ部材５に挟まれるといった不良を防止することができる。
また、それぞれ対向する気体駆動機構で弾性的に押圧される場合と異なり、いずれも十分な剛性を有するクランクアーム、第１、第２の保持部材を介して各シーラが押圧されるので、閉止時に必要に応じた押圧力で安定して押圧し、より高圧のシール圧を得ることができるという利点がある。
さらに、各駆動モータの出力軸が各シーラとＺ軸方向にほぼ同一位置にあり、モーメント力が発生しないので、各シーラが閉止時に倒れることもない。
これらの作用が相俟って、ジッパ部材５の貼り付け不良を格段に低減することができる。
【００４８】
また、本実施形態の縦形製袋充填包装機１００の横シール装置１０およびジッパシール装置１１では、各シーラは、搬送路中心線Ｃに対して対称的に開放されるが、横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０の各駆動モータは搬送路中心線Ｃに対してＸ軸正方向側に配置されているので、Ｘ軸負方向側に必要な配置スペースは、横シーラブラケット１２Ａ、ジッパシーラブラケット３０Ａの最大可動範囲までである。
そのため、例えば、作業者が、各シーラをメンテナンスするなどの作業スペースをＸ軸負方向に確保することができるという利点がある。
【００４９】
また、上記の説明では、駆動モータの両側に２つのスライドシャフトを配置して、駆動機構を押しつぶし方向に対して対称な配置を有する構成を有する例で説明した。このような構成によれば、各シーラの駆動力のバランスを良好にすることができるので、シール圧分布の偏りなどを低減することができて好ましい。ただし、シール分布の偏りが許容範囲であれば、例えば、スライドシャフトを１本としたり、対称的でない配置構成を採用したりしてもよい。
【００５０】
また、上記の説明では、摺動支持部を、各スライドシャフトにそれぞれ３つ設ける構成としたが、各シーラの開閉動作を円滑に行うためには、シーラが取り付けられる第１の保持部材のシーラ取付部と第２の保持部材とが、閉止状態で押しつけ方向に安定して支持されればよく、そのためには、少なくとも、これらの間の軸受２０ａ、２０ｂとともに第２の保持部材を挟む位置に配置される軸受２１ａ、２１ｂの２つの摺動支持部を備えればよい。
【００５１】
また、上記の説明では、支持ブラケット２０、２１を各スライドシャフトに共通な支持ブラケットとした例で説明したが、装置のスペースに余裕があれば、それぞれを異なる位置に形成して、別個の支持ブラケットとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシールの下層側の概略構成を示す平面視の部分断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置のスライドシャフトの配列を示す側面視の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
３ 製袋チューブ
４ ジッパ仮止め部
５ ジッパ部材
１０ 横シール装置
１０Ａ、１０Ｂ 横シーラ
１１ ジッパシール装置
１１Ａ、１１Ｂ ジッパシーラ
１２Ａ 横シーラブラケット（シーラ取付部）
１２Ｂ 横シーラブラケット（第２の保持部材）
１２ｃ、３０ｃ スライダ部
１３、３１ 連結ブラケット（クランクアーム連結部）
１４、３３ スライドシャフト
１５Ａ、３４Ａ クランクアーム（第１のクランクアーム）
１５Ｂ、３４Ｂ クランクアーム（第２のクランクアーム）
１６、３５ 回動アーム
１８、３７ 駆動モータ
２０、２１、２２、２３ 支持ブラケット
２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２３ｂ 軸受（摺動支持部）
３０Ａ ジッパシーラブラケット（シーラ取付部）
３０Ｂ ジッパシーラブラケット（第２の保持部材）
４０ 制御部
５０ ベースフレーム（装置基台）
１００ 縦形製袋充填包装機
１１０ 横シーラ駆動部（駆動機構）
１２０ ジッパシーラ駆動部（駆動機構）
Ｃ 搬送路中心線
Ｗ 包装材
Ｗａ 筒状包装材（筒状の包装材）
Ｗｂ 包装袋
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジッパ付袋を製袋する縦形製袋充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート状の包装材の端部を縦シールして筒状となし、これを一定方向に搬送して、筒状の包装材を横シールすることにより袋底部を形成し、さらに搬送しつつ内部に被充填物を充填し、所定距離だけ搬送して横シールすることで、袋状の包装物を連続的に製造する縦形製袋充填包装機が知られている。そして、この縦形製袋充填包装機の横シール部に隣接してジッパ貼り付け装置を配置することで、ジッパ付きの袋を製造するものが知られている。
このようなジッパ貼り付け装置として、例えば、特許文献１には、横シールブロックの下流側に、横シールを移動する移動部材の一方に固定された１つのジッパーシールブロックと、移動部材の他方に駆動シリンダを介して可動に設けられた他のジッパーシールブロックとを備えるものが記載されている。
ここで横シールブロックのシールブロック駆動機構は、摺動支持されたガイドバーの端部に設けられた移動部材と、ガイドバーに沿って移動する移動部材とを、クランクアームで連結された駆動モータで駆動する構成とされている。
また、特許文献２には、対向する２つのファスナーシール棒をそれぞれ空気圧シリンダで駆動して、袋状のウエブにファスナーを取り付けるシール装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１１９２０９号公報（図１、７）
【特許文献２】特開２００３−１７５５５６号公報（図５−８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来のジッパ貼り付け装置およびそれを用いた縦形製袋充填包装機には、以下のような問題があった。
特許文献１、２に記載の技術では、ジッパーシールブロックやファスナーシール棒などを駆動シリンダや空気圧シリンダなどの気体圧駆動機構で直動駆動しているので、コンパクトな構成となっているものの、これらの気体圧駆動機構は、ジッパーシールブロックのシール圧をあまり高くすることができなかった。そのため、包装材の材質などによっては、シール圧が不足しジッパー貼り付け部に不良が生じやすくなるという問題がある。
横シールブロックとジッパーシールブロックとに共通する保持部材の剛性を高めることも考えられるが、装置が大型化したり、開放性が少なくなる結果、これらシールブロックの開閉動作のメンテナンス作業を行うために、メンテナンス部分に近づいて作業するための作業スペースを確保することが難しくなり作業効率が悪化するという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ジッパ貼り付け時のシール圧を十分な強さにし、かつメンテナンスし易いジッパ付袋を製袋する縦形製袋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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、包装材にジッパ部材を配置し、前記包装材を搬送しつつ端部を縦シールして前記包装材を筒状に整形して一定方向に搬送し、その内部に被充填物を充填し、横シールするとともに前記ジッパ部材を前記包装材に貼り付けてジッパ付袋を製袋する縦形製袋充填包装機であって、前記一定方向に搬送される筒状の包装材を互いに対向する側方から押しつぶして搬送方向に交差する方向に沿ってシールする１対の横シーラと、該横シーラの前記搬送方向下流側で前記各横シーラとそれぞれ同方向に移動して前記包装材に配置されたジッパ部材を前記包装材に貼り付ける１対のジッパシーラと、前記横シーラおよび前記ジッパシーラをそれぞれ独立に駆動する２つの駆動機構とを有し、前記２つの駆動機構のそれぞれが、前記１対の横シーラまたは前記１対のジッパシーラからなる１対のシーラを、それぞれ前記押しつぶし方向に沿って可動保持する第１および第２の保持部材と、装置基台に固定され、前記第１および第２の保持部材とそれぞれ第１および第２のクランクアームを介して連結された駆動モータとを備え、前記２つの駆動機構のそれぞれの駆動モータが、前記包装材の搬送路の位置に対して、前記押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置された構成とする。
この発明によれば、ジッパシーラは、第１および第２の保持部材と、それらと第１および第２のクランクアームで連結され、装置基台に固定された駆動モータを備える駆動機構によって駆動されるので、十分な強さのシール圧を発生することができる。
また、２つの駆動機構のそれぞれの駆動モータが包装材の搬送路の位置に対して押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置されるので、その反対側のスペースを開放した構成とすることができるため、例えば、各シーラ近傍部などで装置のメンテナンスを行うために、作業者がメンテナンス部分に近づいて作業するための作業スペースを確保することができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の縦形製袋充填包装機において、前記２つの駆動機構のそれぞれで、前記第１の保持部材が、前記装置基台上の摺動支持部で前記押しつぶし方向に沿って可動支持されたスライドシャフトと、該スライドシャフトの一方の端部に設けられ、前記１対のシーラのうちの一方を取り付けるシーラ取付部と、前記スライドシャフトの他方の端部側に設けられ、前記第１のクランクアームを連結するクランクアーム連結部とから構成され、前記第２の保持部材が、前記第１の保持部材のシーラ取付部およびクランクアーム連結部との間で、前記スライドシャフトに可動支持され、前記第１の保持部材のシーラ取付部の対向側に前記１対のシーラのうち他方が保持され、その反対側に前記第２のクランクアームが連結された構成を備え、前記横シーラを駆動する駆動機構の前記スライドシャフトと前記ジッパシーラを駆動する駆動機構の前記スライドシャフトとが、前記搬送方向にずらして平行に配置され、前記２つの駆動機構のそれぞれの前記第１の保持部材の前記クランクアーム連結部の可動範囲が、前記押しつぶし方向にずらして設定され、前記それぞれのクランクアーム連結部の間に、前記２つの駆動モータの一方が配置された構成とする。
この発明によれば、２つの駆動機構のそれぞれで、駆動モータにより第１および第２のクランクアームを駆動して、それぞれ第１の保持部材のクランクアーム連結部と、第２の保持部材を逆方向に駆動することにより、第１の保持部材のシーラ取付部に設けられたシーラの一方と、第２の保持部材にシーラの一方の対向側に設けられたシーラの他方とを、スライドシャフトが延びる方向に沿って、互いの対向面を押圧または離間させるように駆動することができる。
そして、横シーラを駆動する駆動機構のスライドシャフトとジッパシーラを駆動する駆動機構のスライドシャフトとが、搬送方向にずらして平行に配置され、横シーラとジッパシーラとを搬送方向に近接して配置することができる。
また、２つの駆動機構のそれぞれの第１の保持部材のクランクアーム連結部の可動範囲が、押しつぶし方向にずらして設定され、それぞれのクランクアーム連結部の間に、２つの駆動モータの一方が配置されるので、搬送路の位置に対して、２つの駆動機構の内、駆動モータを含む側を押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置することができる。
そのため、搬送路の位置に対して、押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に駆動機構を効率的に配置することができるので、コンパクトかつ作業スペースが確保された構成とすることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の縦形製袋充填包装機において、前記２つの駆動機構のそれぞれの前記摺動支持部が、前記押しつぶし方向において、前記２つの駆動機構の前記各第２の保持部材を間に挟む位置関係にある少なくとも２箇所に配置され、かつ、それぞれの前記少なくとも２箇所の摺動支持部が、前記搬送方向において隣接する位置に整列して配置された構成とする。
この発明によれば、押しつぶし方向において、各第２の保持部材を間に挟む位置関係にある少なくとも２箇所の摺動支持部が、２つの駆動機構でそれぞれ搬送方向において隣接する位置に整列して配置されるので、それぞれを異なる位置に配置する場合に比べて、摺動支持部の装置基台に対する配置場所を減らすことができコンパクトな構成とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の縦形製袋充填包装機によれば、それぞれ異なる第１、第２の保持部材により、横シーラとジッパシーラとの各対を保持して、ジッパ貼り付け時のシール圧を十分な強さにするとともに、それらを駆動する駆動機構を搬送路に対して押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置できるので、メンテナンスし易いジッパ付袋を製袋することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の概略構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置の概略構成を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置の下層側の概略構成を示す平面視の部分断面図である。図５は、本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置のスライドシャフトの配列を示す側面視の部分断面図である。
なお、各図に記載したＸＹＺ直交座標系は、方向参照の便宜のために、各図共通の方向に配置している。ＸＹ平面は水平面を表し、Ｚ軸正方向は鉛直上方に一致されている。以下では、図中の方向をこれらの座標軸を参照して表す場合がある。
【００１０】
本実施形態の縦形製袋充填包装機１００は、図１に示すように、フィルムなどの包装材Ｗの端部を縦シールして筒状包装材Ｗａ（筒状の包装材）を形成して、鉛直上方から下方に（Ｚ軸の正方向から負方向に向けて）搬送し、その下端側で横シールして底部を形成し、その内部に上方から、例えば粉体や粒状体などの被包装物（被充填物、図示せず）を充填し、一定長さだけ下方に繰り出して、上端側を横シールするとともに筒状包装材Ｗａに予め仮止めしたジッパ部材５を貼り付ける工程を繰り返して、被包装物が充填されたジッパＪの付いた包装袋Ｗｂを連続的に製造するものである。
包装材Ｗの材質は、適宜材質のプラスチックフィルム、ラミネートフィルムなどを採用することができる。
ジッパ部材５の形態、形状は、包装材Ｗに貼り付けることができるものであれば、特に限定されず、周知の種々のものを採用することができる。
【００１１】
縦形製袋充填包装機１００の概略構成は、包装材Ｗを供給するフィルムロール１と、包装材Ｗを搬送する複数の搬送ローラ２と、搬送ローラ２によって搬送された包装材Ｗを幅方向の端部が対向する状態で重ね合わせてＺ軸を軸方向とする略円筒状の筒状包装材Ｗａに整形するフォーマー部３ａと、筒状包装材Ｗａの形状を保持してＺ軸負方向に向けて案内する製袋チューブ３と、製袋チューブ３上で筒状包装材ＷａをＺ軸負方向に間欠的に繰り出す繰り出しベルト６と、繰り出しベルト６によって間欠搬送される筒状包装材Ｗａの兼ね合わされた端部を挟んで縦シールする縦シール部７と、製袋チューブ３の内側の充填空間に上方から被包装物を充填するためのホッパ８と、横シール装置１０と、ジッパシール装置１１とからなる。
また、特に図示しないが、これらの装置に接続され、それぞれを必要に応じて協調して動作させるためのシステム制御部を備える。
このように、本実施形態では、筒状包装材Ｗａの搬送方向（以下、単に搬送方向ということにする）が鉛直下方向の場合で説明するが、これは一例であって、動作などに不都合がない限りでは、厳密な鉛直方向から傾斜していてもよい。
本実施形態では、包装材Ｗは、Ｘ軸正方向側から製袋チューブ３に供給されるようになっている。
【００１２】
横シール装置１０は、製袋チューブ３の下端部の下方側に配置され、筒状包装材Ｗａを、繰り出しベルト６の繰り出し動作に連動するタイミングで、側方から押しつぶして搬送方向に交差する方向に沿ってシール（横シール）する。これにより形成された横シール部分の近傍の下方にジッパシール装置１１でジッパ部材５を貼り付け、ジッパＪを形成した後、横シール部分を切断して、包装袋Ｗｂを分離するものである。
【００１３】
横シール装置１０は、図１〜５に示すように、横シーラ１０Ａ、１０Ｂ、および横シーラ駆動部１１０（駆動機構）からなる。
ジッパシール装置１１は、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂ、ジッパシーラ駆動部１２０（駆動機構）、および制御部４０からなる。
なお、本実施形態では、横シール装置１０およびジッパシール装置１１は、ＺＸ平面に平行な装置の中心面に対して、略面対称な構成を有している。すなわち、Ｙ軸方向に偶数個配置された部材は、特に断らない限り、略対称位置で対をなす部材となっている。これらの部材は、装置の中心面に対して面対称な形状を有する点を除いて同一の構成を有しているので、一方の形状のみを説明し、符号はそれぞれ同一としている。
【００１４】
横シーラ１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ筒状包装材Ｗａの搬送路中心線ＣのＸ軸の負方向側、正方向側に配置されたブロック状部材であり、筒状包装材Ｗａに押圧して横シール部分を形成するためにＹ軸方向に長く延ばされた押圧面１０ａ、１０ａがそれぞれ対向して、製袋チューブ３の下端の近傍に配置されている。すなわち、各押圧面１０ａは、搬送方向に交差する方向に延ばされている。以下、各押圧面１０ａが延ばされた方向を横シール方向という場合がある。
押圧面１０ａのＹ軸方向の長さは、筒状包装材Ｗａを押しつぶした状態で幅方向（Ｙ軸方向）に横断しうる長さとなっている。
ここで、筒状包装材Ｗａを押しつぶす場合に、目的とする袋の形態により種々の押しつぶし方が可能である。例えば、円筒を単純に押しつぶすようにしてもよいし、マチ部を形成するように押しつぶしてもよい。
【００１５】
そして、横シーラ１０Ａ、１０Ｂは、横シーラ駆動部１１０によって、対向方向に沿って、それぞれの押圧面１０ａを対称的に移動して、搬送路中心線Ｃを通るＹＺ平面を中心としてＸ軸方向に開閉動作を行うことができるようになっている。
また、横シーラ１０Ａ、１０ＢのＺ軸方向の中間部には、各押圧面１０ａから突出可能に設けられ、カッター駆動部１０ｂにより駆動されるカッター部材１０ｃ（図２参照）によって、横シール部分を横シール方向に切断する機構が設けられている。このため、横シーラ１０Ａ、１０ＢのＺＸ平面に平行な断面は、押圧面１０ａ側に開口するコ字状あるいはＵ字状とされている。
【００１６】
本実施形態では、各押圧面１０ａが、ヒータなどにより加熱され、筒状包装材Ｗａを押しつぶしたときに、筒状包装材Ｗａを押しつぶし方向に熱シールする構成を採用している。
ただし、横シールするための機構は、熱シールに限定されるものではなく、周知の種々の横シーラの構成を採用することができる。例えば、超音波融着、感圧接着などを採用することができ、横シーラ１０Ａ、１０Ｂの構成もそれぞれに応じた構成を採用することができる。
【００１７】
横シーラ駆動部１１０の概略構成は、横シーラブラケット１２Ａ、スライドシャフト１４、１４、連結ブラケット１３、クランクアーム１５Ａ、１５Ａ、横シーラブラケット１２Ｂ、クランクアーム１５Ｂ、１５Ｂ、および駆動モータ１８からなる。
【００１８】
横シーラブラケット１２Ａは、図２に示すように、Ｙ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、その長手方向（Ｙ軸方向）の両端部にＸ軸正方向に平行に延びるスライドシャフト１４、１４が固定されている。
各スライドシャフト１４は、それぞれベースフレーム５０にＸ軸正方向に向かって順次設けられた支持ブラケット２０、２１、２２に、それぞれ摺動支持部である軸受２０ａ、２１ａ、２２ａを介してＸ軸方向に移動可能に支持されている。
スライドシャフト１４の長さは、横シーラ１０Ａが移動する全範囲内で、支持ブラケット２２の支持が外れない長さとされる。
そして、横シーラブラケット１２ＡのＹ軸方向の中間部には、Ｘ軸正方向側に取付部１２ａ、１２ａが形成され、そのＸ軸正方向の先端側に横シーラ１０Ａが取り付けられている。
横シーラブラケット１２ＡのＺＸ断面の形状は、横シーラ１０Ａからの反力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、横シーラ１０Ａの厚さと同等またはわずかに厚い設定とされる。
【００１９】
連結ブラケット１３は、横シーラブラケット１２Ａと略同等の長さでＹ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、そのＹ軸方向の両端部が、支持ブラケット２１、２２の間で、それぞれスライドシャフト１４、１４と固定されている。そして、Ｙ軸方向の中間部のＸ軸負方向側に、後述する駆動モータ１８からの駆動力を伝達するクランクアーム１５Ａ、１５Ａを回動自在に固定するジョイント部１３ａ、１３ａが設けられている。
連結ブラケット１３のＺＸ断面の形状は、クランクアーム１５Ａからの駆動力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、横シーラブラケット１２Ａと略同等とされる。
【００２０】
すなわち、横シーラブラケット１２Ａ、スライドシャフト１４、１４、連結ブラケット１３は、平面視格子状に組み立てられ、横シーラを駆動する駆動機構の第１の保持部材を構成している。すなわち、横シーラ１０Ａ、横シーラブラケット１２Ａ、連結ブラケット１３は、それぞれ、１対のシーラのうちの一方、シーラ取付部、クランクアーム連結部にそれぞれ対応する。
そして、第１のクランクアームであるクランクアーム１５Ａ、１５Ａによって、駆動力が伝達されることで、支持ブラケット２１、２２との間の距離の範囲で、Ｘ軸方向の移動可能とされている。
【００２１】
横シーラブラケット１２Ｂは、Ｙ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、その長手方向（Ｙ軸方向）の両端部においてスライドシャフト１４、１４に摺動可能に連結するスライダ部１２ｃ、１２ｃが設けられ、それぞれが支持ブラケット２０、２１の間で、スライドシャフト１４に連結されている。
そして、横シーラブラケット１２ＢのＹ軸方向の中間部には、Ｘ軸負方向側に、取付部１２ａ、１２ａが形成され、そのＸ軸負方向の先端側に横シーラ１０Ｂが取り付けられている。また、同じくＸ軸負方向側には、後述する駆動モータ１８からの駆動力を伝達するクランクアーム１５Ｂ、１５Ｂを回動自在に固定するジョイント部１２ｂ、１２ｂが設けられている。ジョイント部１２ｂと連結ブラケット１３のジョイント部１３ａとは、それぞれ略対向する位置に設けられている。
横シーラブラケット１２ＢのＺＸ断面の形状は、横シーラ１０Ｂからの反力およびクランクアーム１５Ｂからの駆動力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、横シーラ１０Ｂの厚さと同等またはわずかに厚い設定とされ、横シーラブラケット１２Ａと略同等とされる。
【００２２】
すなわち、横シーラブラケット１２Ｂは、横シーラを駆動する駆動機構の第１の保持部材のシーラ取付部およびクランクアーム連結部との間で、スライドシャフトに可動支持され、第１の保持部材のシーラ取付部の対向側に１対のシーラのうち他方が保持され、その反対側に第２のクランクアームが連結された第２の保持部材を構成している。
横シーラ１０Ｂ、クランクアーム１５Ｂ、１５Ｂは、それぞれ、１対のシーラのうちの他方、第２のクランクアームに対応する。
【００２３】
駆動モータ１８は、図２、３に示すように、各クランクアーム１５Ａ、１５Ｂに駆動力を伝達するモータであり、回動方向の正逆の切り替え、および回動量、回動速度を制御部４０により制御できるようになっているものである。本実施形態では、サーボモータを採用している。
そして、平面視では、横シーラブラケット１２Ｂと連結ブラケット１３との間の位置、かつＹ軸方向の略装置中央位置において、ベースフレーム５０に固定されている。
出力軸であるモータシャフト１７は、横シーラ１０Ａ、１０ＢとＺ軸方向にほぼ同一位置にあり、Ｙ軸方向に沿ってその正方向、負方向に同軸な２軸が設けられ、それぞれの先端に回動アーム１６、１６が固定されている。
各回動アーム１６には、回動の径方向の両端部にそれぞれクランクアーム１５Ａ、１５Ｂが、例えばピン結合などの回転ジョイントにより結合されている。
【００２４】
このような構成において、例えば、図３には、横シーラ１０Ａ、１０Ｂが離間した状態が示されている。
このとき、モータシャフト１７が図示時計回りに回動すると、連結ブラケット１３、横シーラブラケット１２Ｂと連結されたクランクアーム１５Ａ、１５Ｂの端部がそれぞれ近接する方向に対称的に移動される。このため、横シーラブラケット１２Ｂに取り付けられた横シーラ１０Ｂと、連結ブラケット１３に対向する位置の横シーラブラケット１２Ａに取り付けられた横シーラ１０Ａとは、互いに離間する方向に移動される。
そして、図示反時計回りに回動すると、この逆の動作を行うことができる。
すなわち、横シーラ１０Ａ、１０ＢのＸ軸方向における開閉動作を行うことができるようになっている。
本実施形態では、一定の開放状態と閉止状態とに対応する回動角度位置は予め制御部４０に記憶されており、それぞれの回動角度位置の間で、適宜回転速度を変えて回動できるようになっている。
【００２５】
ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂは、横シーラブラケット１２Ａ、１２Ｂに対して、搬送方向の下流側に可動範囲が隣接するように配置されたもので、それぞれ筒状包装材Ｗａの搬送路中心線ＣのＸ軸の負方向側、正方向側に配置されたブロック状部材からなる。そして、横シール部分の下方に配置されたジッパ部材５を筒状包装材Ｗａに貼り付けるためにＹ軸方向に長く延ばされた押圧面１１ａ、１１ａがそれぞれ対向されている。
押圧面１１ａのＹ軸方向の長さと形状は、ジッパ部材５の形態、形状に応じて、貼り付けに必要な長さ、形状とされる。
例えば、特許文献１に記載されているような、熱シール可能なジッパ片上に封止部が形成されたジッパ部材の場合には、仮止めされたジッパ部材５の封止部を、搬送方向上流側および横シール方向の両端の側を取り囲むような、下に開いたコ字状の押圧面１１ａとして、ジッパ片を包装材Ｗで挟んで熱シールするような構成を採用することができる。
ジッパ部材５を貼り付けるための機構は、熱シールに限定されるものではなく、周知の種々のジッパシーラの構成を採用することができる。例えば、超音波融着、感圧接着などを採用することができ、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂの構成もそれぞれに応じた構成とすることができる。
【００２６】
そして、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂは、ジッパシーラ駆動部１２０によって、対向方向に沿って、それぞれの押圧面１１ａを対称的に移動して、搬送路中心線Ｃを通るＹＺ平面を中心としてＸ軸方向に開閉動作を行うことができるようになっている。
【００２７】
ジッパシーラ駆動部１２０の概略構成は、図３、４に示すように、ジッパシーラブラケット３０Ａ、スライドシャフト３３、３３、連結ブラケット３１、クランクアーム３４Ａ、３４Ａ、ジッパシーラブラケット３０Ｂ、クランクアーム３４Ｂ、３４Ｂ、および駆動モータ３７からなる。
【００２８】
ジッパシーラブラケット３０Ａは、図４に示すように、Ｙ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、その長手方向（Ｙ軸方向）の両端部にＸ軸正方向に平行に延びるスライドシャフト３３、３３が固定されている。
各スライドシャフト３３は、図５に示すように、それぞれ支持ブラケット２０、２１において、それぞれ軸受２０ａ、２１ａのＺ軸負方向側に隣接して設けられた軸受２０ｂ、２１ｂを介してＸ軸方向に移動可能に支持されている。
そして、それぞれ支持ブラケット２２において軸受２２ａのＺ軸負方向側に設けられた貫通孔２２ｂに挿通され、各支持ブラケット２２のＸ軸正方向側においてベースフレーム５０上に固定して設けられた支持ブラケット２３、２３に、摺動支持部である軸受２３ｂ、２３ｂを介してＸ軸方向に移動可能に支持されている。
したがって、スライドシャフト３３、１４は、Ｚ軸方向に略重なり合う配置とされ、ＺＸ平面に平行な平面で、互いに平行かつ隣接して配置されている。
このため、支持ブラケット２０、２１を、ＸＹ平面で、スライドシャフト３３、１４にそれぞれ共通な位置に設けることができ、支持ブラケットの設置個数を減らしてベースフレーム５０の構成を簡素化することができるとともに、ＸＹ平面上での構成をコンパクトなものとすることができる。
【００２９】
スライドシャフト３３の長さは、ジッパシーラ１１Ａが移動する全範囲内で、支持ブラケット２３の支持が外れない長さとされる。
そして、ジッパシーラブラケット３０ＡのＹ軸方向の中間部には、Ｘ軸正方向側に取付部３０ａ、３０ａが形成され、そのＸ軸正方向の先端側にジッパシーラ１１Ａが取り付けられている。
ジッパシーラブラケット３０ＡのＺＸ断面の形状は、ジッパシーラ１１Ａからの反力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、ジッパシーラ１１Ａの厚さと同等またはわずかに厚い設定とされる。
そして、ジッパシーラ１１Ａが移動する全範囲で、上側を移動する横シーラブラケット１２Ａと干渉しない寸法に設定される。
横シーラブラケット１２Ａ、ジッパシーラブラケット３０Ａが、それぞれ横シーラ１０Ａ、ジッパシーラ１１Ａと同厚さであれば、確実に干渉しないことになり、横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０の水平方向の可動範囲を最小限に設定することができる。
【００３０】
連結ブラケット３１は、ジッパシーラブラケット３０Ａと略同等の長さでＹ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、そのＹ軸方向の両端部が、支持ブラケット２２、２３の間で、それぞれスライドシャフト３３、３３と固定されている。そして、Ｙ軸方向の中間部のＸ軸負方向側に、後述する駆動モータ３７からの駆動力を伝達するクランクアーム３４Ａ、３４Ａを回動自在に固定するジョイント部３１ａ、３１ａが設けられている。
連結ブラケット３１のＺＸ断面の形状は、クランクアーム３４Ａからの駆動力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、ジッパシーラブラケット３０Ａと略同等とされる。
そして、ジッパシーラ１１Ａが移動する全範囲で、上側を移動するスライドシャフト１４と干渉しない寸法に設定される。
【００３１】
すなわち、ジッパシーラブラケット３０Ａ、スライドシャフト３３、３３、連結ブラケット３１は、平面視格子状に組み立てられ、ジッパシーラを駆動する駆動機構の第１の保持部材を構成している。すなわち、ジッパシーラ１１Ａ、ジッパシーラブラケット３０Ａ、連結ブラケット３１は、それぞれ、１対のシーラのうちの一方、シーラ取付部、クランクアーム連結部にそれぞれ対応する。
そして、第１のクランクアームであるクランクアーム３４Ａ、３４Ａによって、駆動力が伝達されることで、支持ブラケット２２、２３の間の距離の範囲で、Ｘ軸方向の移動可能とされている。
【００３２】
ジッパシーラブラケット３０Ｂは、Ｙ軸方向に延ばされたブロック状部材であり、その長手方向（Ｙ軸方向）の両端部においてスライドシャフト３３、３３に摺動可能に連結するスライダ部３０ｃ、３０ｃが設けられ、それぞれが支持ブラケット２０、２１の間で、スライドシャフト３３に連結されている。
そして、ジッパシーラブラケット３０ＢのＹ軸方向の中間部には、Ｘ軸負方向側に、取付部３０ａ、３０ａが形成され、そのＸ軸負方向の先端側にジッパシーラ１１Ｂが取り付けられている。また、同じくＸ軸負方向側には、後述する駆動モータ３７からの駆動力を伝達するクランクアーム３４Ｂ、３４Ｂを回動自在に固定するジョイント部３０ｂ、３０ｂが設けられている。ジョイント部３０ｂと連結ブラケット３１のジョイント部３１ａとは、それぞれ略対向する位置に設けられている。
【００３３】
ジッパシーラブラケット３０ＢのＺＸ断面の形状は、ジッパシーラ１１Ｂからの反力およびクランクアーム３４Ｂからの駆動力を受けるために必要な剛性、強度が得られる形状とされている。ただし、Ｚ軸方向の厚さは、ジッパシーラ１１Ｂの厚さと同等またはわずかに厚い設定とされ、ジッパシーラブラケット３０Ａと略同等とされる。
そして、ジッパシーラ１１Ｂが移動する全範囲で、上側を移動する横シーラブラケット１２Ｂと干渉しない寸法に設定される。
【００３４】
すなわち、ジッパシーラブラケット３０Ｂは、ジッパシーラを駆動する駆動機構の第１の保持部材のシーラ取付部およびクランクアーム連結部との間で、スライドシャフトに可動支持され、第１の保持部材のシーラ取付部の対向側に１対のシーラのうち他方が保持され、その反対側に第２のクランクアームが連結された第２の保持部材を構成している。
ジッパシーラ１１Ｂ、クランクアーム３４Ｂ、３４Ｂは、それぞれ、１対のシーラのうちの他方、第２のクランクアームに対応する。
【００３５】
駆動モータ３７は、図３、４に示すように、各クランクアーム３４Ａ、３４Ｂに駆動力を伝達するモータであり、回動方向の正逆の切り替え、および回動量、回動速度を制御部４０により制御できるようになっているものである。本実施形態では、駆動モータ１８と同様のサーボモータを採用している。
そして、平面視では、図２に示すように、連結ブラケット１３と連結ブラケット３１との間の位置、かつＹ軸方向の略装置中央位置において、ベースフレーム５０に固定されている。
出力軸であるモータシャフト３６は、ジッパシーラ１１Ａ、１１ＢとＺ軸方向にほぼ同一位置にあり、Ｙ軸方向に沿ってその正方向、負方向に同軸な２軸が設けられ、それぞれの先端に回動アーム３５、３５が固定されている。
各回動アーム３５には、回動の径方向の両端部にそれぞれクランクアーム３４Ａ、３４Ｂが、例えばピン結合などの回転ジョイントにより結合されている。
【００３６】
このような構成において、例えば、図３には、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂの各押圧面１１ａが互いに対向方向に押圧された状態が示されている。
このとき、モータシャフト３６が反時計回りに回動すると、連結ブラケット３１、ジッパシーラブラケット３０Ｂと連結されたクランクアーム３４Ａ、３４Ｂの端部がそれぞれ近接する方向に対称的に移動される。このため、ジッパシーラブラケット３０Ｂに取り付けられたジッパシーラ１１Ｂと、連結ブラケット３１に対向する位置のジッパシーラブラケット３０Ａに取り付けられたジッパシーラ１１Ａとは、互いに離間する方向に移動される。
そして、そのような離間する状態から、図示時計回りに回動すると、この逆の動作を行うことができる。すなわち、ジッパシーラ１１Ａ、１１ＢのＸ軸方向における開閉動作を行うことができるようになっている。
本実施形態では、一定の開放状態と閉止状態とに対応する回動角度位置は予め制御部４０に記憶されており、それぞれの回動角度位置の間で、適宜回転速度を変えて回動できるようになっている。
【００３７】
本実施形態で、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂの開閉動作が、上述した横シーラ１０Ａ、１０Ｂの開閉動作と、モータシャフト３６、１７の回動方向が異なっているが、駆動モータ１８、３７は、制御部４０によって独立に駆動されるので、回動方向が異なっていても制御上は問題がない。各クランクアームのＸＹ平面における可動範囲に対する装置レイアウトの都合などによって、適宜それぞれの回動方向を設定することができる。
【００３８】
このように、本実施形態では、各クランクアーム３４Ａ、３５ＢのＹ軸方向の配置位置は、各クランクアーム１５Ａ、１５Ｂを間に挟むようにずらして配置されている。そのため、駆動モータ１８、３７によって各クランクアームが同時に駆動されても、各クランクアームの運動面がＹ軸方向にずらされているので、干渉することがない。
また、このような配置設定により、駆動モータ１８は、クランクアーム３４Ｂ、３４Ｂに挟まれた位置に配置され、駆動モータ１８、３７が、Ｘ軸方向に隣接して固定されている。
すなわち、２つの駆動機構のそれぞれの駆動モータが、包装材の搬送路の位置に対して、押しつぶし方向（Ｘ軸方向）の同方向（Ｘ軸正方向）側に配置された構成となっている。
【００３９】
次に、縦形製袋充填包装機１００の動作について、横シール装置１０とジッパシール装置１１との動作を中心に説明する。
縦形製袋充填包装機１００では、図１に示すように、搬送ローラ２を駆動して、フィルムロール１から包装材Ｗを一定長さだけ巻きだして間欠的に搬送する。包装材Ｗは、略水平方向に広げられた状態で、ジッパ仮止め部４の下方側に到達する。このとき、ジッパ仮止め部４によって、包装材Ｗ上にジッパ部材５を配置して包装材Ｗ上に仮止めする。ジッパ部材５の仮止め位置は、横シールが形成される予定位置からわずかに搬送方向下流側の位置とされる。
【００４０】
ジッパ部材５が仮止めされた包装材Ｗは、フォーマー部３ａに搬送される。
フォーマー部３ａでは、包装材Ｗを幅方向の端部が対向する状態で重ね合わせて製袋チューブ３の外周に沿う略円筒状に整形し、筒状包装材Ｗａを形成する。
筒状包装材Ｗａは、製袋チューブ３上で、繰り出しベルト６によって、包装袋Ｗｂの長さ分だけ、間欠的にＺ軸負方向に繰り出される。
この動作タイミングは、縦シール部７の縦シール動作、横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０によるシーラの開閉動作と同期されている。
すなわち、繰り出しの停止時に、縦シール部７によって、筒状包装材Ｗａの周方向で重ね合わされた端部が縦シールされ、筒状包装材Ｗａの形状が固定される。
また、各シーラの閉止動作が行われ、それぞれが開放された際に、繰り出し動作が行われる。
そして、繰り出し動作の間に、ホッパ８から被包装物の充填工程が行われる。
【００４１】
繰り出しの停止時に行われる各シーラの閉止動作は、制御部４０が、駆動モータ１８、３７を回動し、回動アーム１６、３５を閉止状態の回動角度位置に移動させることで行う。
これにより、横シーラ駆動部１１０（ジッパシーラ駆動部１２０）では、クランクアーム１５Ｂ（３４Ｂ）に連結された横シーラブラケット１２Ｂ（ジッパシーラブラケット３０Ｂ）がＸ軸負方向に駆動力を受け、スライドシャフト１４（３３）に沿って、スライダ部１２ｃ（３０ｃ）が移動することで、横シーラブラケット１２Ｂ（ジッパシーラブラケット３０Ｂ）に取り付けられた横シーラ１０Ｂ（ジッパシーラ１１Ｂ）がＸ軸負方向に移動する。
また、クランクアーム１５Ａ（３４Ａ）に連結された連結ブラケット１３（３１）が、Ｘ軸正方向に駆動力を受け、支持ブラケット２０、２１、２２（２０、２１、２３）に案内されてスライドシャフト１４（３３）をＸ軸正方向に押し出す。そして、スライドシャフト１４（３３）の他方の端部に固定された横シーラブラケット１２Ａ（ジッパシーラブラケット３０Ａ）がＸ軸正方向に移動し、横シーラブラケット１２Ａ（ジッパシーラブラケット３０Ａ）に取り付けられた横シーラ１０Ａ（ジッパシーラ１１Ａ）がＸ軸正方向に移動する。
これらの動作により、横シーラ１０Ａ、１０Ｂ（ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂ）の押圧面１０ａ（１１ａ）が、搬送路中心線Ｃに関して対称的に近づき、筒状包装材Ｗａを押しつぶして、挟んで互いに押圧されて、閉止状態を形成する。
本実施形態では、各押圧面１０ａ、１１ａは加熱されており、それぞれ一定時間、一定の押圧力を保持することで、横シールが形成され、ジッパ部材５が貼り付けられる。
【００４２】
横シーラ１０Ａ、１０Ｂ（ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂ）の移動速度は、駆動モータ１８（３７）の回動速度を制御することで適宜の速度変化を設定することができる。また、閉止タイミングを適宜変えることができる。例えば、横シーラ１０Ａ、１０Ｂを、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂに先行して閉止する設定とすることができる。
【００４３】
横シールとジッパシールが終了すると、横シーラ１０Ａ、１０Ｂのカッター部材１０ｃによって、横シール部分を横シール方向に沿って切断する。これにより先行する工程で形成された包装袋Ｗｂが切り離される。
【００４４】
そして、各シーラの開放動作を行う。すなわち、制御部４０が、駆動モータ１８、３７を上記と逆方向に回動させる動作を行い、各押圧面１０ａ、１１ａが、内部に被包装物を充填された状態の筒状包装材Ｗａを通過させる開放状態まで離間させる。
各シーラが開放されると、筒状包装材Ｗａの繰り出し動作が開始され、被包装物がその内部に充填される。そして、上記工程が繰り返されることで、包装袋Ｗｂが連続的に製造されていく。
【００４５】
このように、横シール装置１０とジッパシール装置１１とでは、各シーラが、それぞれ独立した第１、第２の保持部材に保持され、装置基台に固定された独立した駆動モータから、それぞれ異なるクランクアームによって駆動されて、筒状包装材Ｗａのシール動作を行うので、それぞれ反力が互いのシール圧に影響することがないため、それぞれを必要に応じた押圧力に独立設定することができる。したがって、ジッパシーラ１１Ａ、１１Ｂのシール圧を高圧としても、横シーラ１０Ａ、１０Ｂのシール圧に影響を与えることがないという利点がある。
【００４６】
また、いずれの駆動機構も、独立した駆動モータの回動運動によってシール動作を行うので、開閉時の速度制御、押圧タイミング、押圧力、閉止時の移動速度変化などを、必要に応じて異なる設定とすることができる。
【００４７】
そして、例えば、気体圧駆動機構の場合とは異なり、その動作や押圧力を細かく設定することができる。すなわち、押しつぶし直前で移動速度を減速することで押しつぶし時の衝撃を低減することができる。この場合、被包装物が衝撃振動によって落下して横シール部やジッパ部材５に挟まれるといった不良を防止することができる。
また、それぞれ対向する気体駆動機構で弾性的に押圧される場合と異なり、いずれも十分な剛性を有するクランクアーム、第１、第２の保持部材を介して各シーラが押圧されるので、閉止時に必要に応じた押圧力で安定して押圧し、より高圧のシール圧を得ることができるという利点がある。
さらに、各駆動モータの出力軸が各シーラとＺ軸方向にほぼ同一位置にあり、モーメント力が発生しないので、各シーラが閉止時に倒れることもない。
これらの作用が相俟って、ジッパ部材５の貼り付け不良を格段に低減することができる。
【００４８】
また、本実施形態の縦形製袋充填包装機１００の横シール装置１０およびジッパシール装置１１では、各シーラは、搬送路中心線Ｃに対して対称的に開放されるが、横シーラ駆動部１１０、ジッパシーラ駆動部１２０の各駆動モータは搬送路中心線Ｃに対してＸ軸正方向側に配置されているので、Ｘ軸負方向側に必要な配置スペースは、横シーラブラケット１２Ａ、ジッパシーラブラケット３０Ａの最大可動範囲までである。
そのため、例えば、作業者が、各シーラをメンテナンスするなどの作業スペースをＸ軸負方向に確保することができるという利点がある。
【００４９】
また、上記の説明では、駆動モータの両側に２つのスライドシャフトを配置して、駆動機構を押しつぶし方向に対して対称な配置を有する構成を有する例で説明した。このような構成によれば、各シーラの駆動力のバランスを良好にすることができるので、シール圧分布の偏りなどを低減することができて好ましい。ただし、シール分布の偏りが許容範囲であれば、例えば、スライドシャフトを１本としたり、対称的でない配置構成を採用したりしてもよい。
【００５０】
また、上記の説明では、摺動支持部を、各スライドシャフトにそれぞれ３つ設ける構成としたが、各シーラの開閉動作を円滑に行うためには、シーラが取り付けられる第１の保持部材のシーラ取付部と第２の保持部材とが、閉止状態で押しつけ方向に安定して支持されればよく、そのためには、少なくとも、これらの間の軸受２０ａ、２０ｂとともに第２の保持部材を挟む位置に配置される軸受２１ａ、２１ｂの２つの摺動支持部を備えればよい。
【００５１】
また、上記の説明では、支持ブラケット２０、２１を各スライドシャフトに共通な支持ブラケットとした例で説明したが、装置のスペースに余裕があれば、それぞれを異なる位置に形成して、別個の支持ブラケットとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシールの下層側の概略構成を示す平面視の部分断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機の横シール装置およびジッパシール装置のスライドシャフトの配列を示す側面視の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
３ 製袋チューブ
４ ジッパ仮止め部
５ ジッパ部材
１０ 横シール装置
１０Ａ、１０Ｂ 横シーラ
１１ ジッパシール装置
１１Ａ、１１Ｂ ジッパシーラ
１２Ａ 横シーラブラケット（シーラ取付部）
１２Ｂ 横シーラブラケット（第２の保持部材）
１２ｃ、３０ｃ スライダ部
１３、３１ 連結ブラケット（クランクアーム連結部）
１４、３３ スライドシャフト
１５Ａ、３４Ａ クランクアーム（第１のクランクアーム）
１５Ｂ、３４Ｂ クランクアーム（第２のクランクアーム）
１６、３５ 回動アーム
１８、３７ 駆動モータ
２０、２１、２２、２３ 支持ブラケット
２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２３ｂ 軸受（摺動支持部）
３０Ａ ジッパシーラブラケット（シーラ取付部）
３０Ｂ ジッパシーラブラケット（第２の保持部材）
４０ 制御部
５０ ベースフレーム（装置基台）
１００ 縦形製袋充填包装機
１１０ 横シーラ駆動部（駆動機構）
１２０ ジッパシーラ駆動部（駆動機構）
Ｃ 搬送路中心線
Ｗ 包装材
Ｗａ 筒状包装材（筒状の包装材）
Ｗｂ 包装袋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装材にジッパ部材を配置し、前記包装材を搬送しつつ端部を縦シールして前記包装材を筒状に整形して一定方向に搬送し、その内部に被充填物を充填し、横シールするとともに前記ジッパ部材を前記包装材に貼り付けてジッパ付袋を製袋する縦形製袋充填包装機であって、
前記一定方向に搬送される筒状の包装材を互いに対向する側方から押しつぶして搬送方向に交差する方向に沿ってシールする１対の横シーラと、
該横シーラの前記搬送方向下流側で前記各横シーラとそれぞれ同方向に移動して前記包装材に配置されたジッパ部材を前記包装材に貼り付ける１対のジッパシーラと、
前記横シーラおよび前記ジッパシーラをそれぞれ独立に駆動する２つの駆動機構とを有し、
前記２つの駆動機構のそれぞれが、
前記１対の横シーラまたは前記１対のジッパシーラからなる１対のシーラを、それぞれ前記押しつぶし方向に沿って可動保持する第１および第２の保持部材と、
装置基台に固定され、前記第１および第２の保持部材とそれぞれ第１および第２のクランクアームを介して連結された駆動モータとを備え、
前記２つの駆動機構のそれぞれの駆動モータが、前記包装材の搬送路の位置に対して、前記押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置されたことを特徴とする縦形製袋充填包装機。
【請求項２】
前記２つの駆動機構のそれぞれで、
前記第１の保持部材が、
前記装置基台上の摺動支持部で前記押しつぶし方向に沿って可動支持されたスライドシャフトと、
該スライドシャフトの一方の端部に設けられ、前記１対のシーラのうちの一方を取り付けるシーラ取付部と、
前記スライドシャフトの他方の端部側に設けられ、前記第１のクランクアームを連結するクランクアーム連結部とから構成され、
前記第２の保持部材が、
前記第１の保持部材のシーラ取付部およびクランクアーム連結部との間で、前記スライドシャフトに可動支持され、前記第１の保持部材のシーラ取付部の対向側に前記１対のシーラのうち他方が保持され、その反対側に前記第２のクランクアームが連結された構成を備え、
前記横シーラを駆動する駆動機構の前記スライドシャフトと前記ジッパシーラを駆動する駆動機構の前記スライドシャフトとが、前記搬送方向にずらして平行に配置され、
前記２つの駆動機構のそれぞれの前記第１の保持部材の前記クランクアーム連結部の可動範囲が、前記押しつぶし方向にずらして設定され、
前記それぞれのクランクアーム連結部の間に、前記２つの駆動モータの一方が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の縦形製袋充填包装機。
【請求項３】
前記２つの駆動機構のそれぞれの前記摺動支持部が、
前記押しつぶし方向において、前記２つの駆動機構の前記各第２の保持部材を間に挟む位置関係にある少なくとも２箇所に配置され、かつ、それぞれの前記少なくとも２箇所の摺動支持部が、前記搬送方向において隣接する位置に整列して配置されたことを特徴とする請求項２に記載の縦形製袋充填包装機。
【請求項１】
包装材にジッパ部材を配置し、前記包装材を搬送しつつ端部を縦シールして前記包装材を筒状に整形して一定方向に搬送し、その内部に被充填物を充填し、横シールするとともに前記ジッパ部材を前記包装材に貼り付けてジッパ付袋を製袋する縦形製袋充填包装機であって、
前記一定方向に搬送される筒状の包装材を互いに対向する側方から押しつぶして搬送方向に交差する方向に沿ってシールする１対の横シーラと、
該横シーラの前記搬送方向下流側で前記各横シーラとそれぞれ同方向に移動して前記包装材に配置されたジッパ部材を前記包装材に貼り付ける１対のジッパシーラと、
前記横シーラおよび前記ジッパシーラをそれぞれ独立に駆動する２つの駆動機構とを有し、
前記２つの駆動機構のそれぞれが、
前記１対の横シーラまたは前記１対のジッパシーラからなる１対のシーラを、それぞれ前記押しつぶし方向に沿って可動保持する第１および第２の保持部材と、
装置基台に固定され、前記第１および第２の保持部材とそれぞれ第１および第２のクランクアームを介して連結された駆動モータとを備え、
前記２つの駆動機構のそれぞれの駆動モータが、前記包装材の搬送路の位置に対して、前記押しつぶし方向に沿う方向の同方向側に配置されたことを特徴とする縦形製袋充填包装機。
【請求項２】
前記２つの駆動機構のそれぞれで、
前記第１の保持部材が、
前記装置基台上の摺動支持部で前記押しつぶし方向に沿って可動支持されたスライドシャフトと、
該スライドシャフトの一方の端部に設けられ、前記１対のシーラのうちの一方を取り付けるシーラ取付部と、
前記スライドシャフトの他方の端部側に設けられ、前記第１のクランクアームを連結するクランクアーム連結部とから構成され、
前記第２の保持部材が、
前記第１の保持部材のシーラ取付部およびクランクアーム連結部との間で、前記スライドシャフトに可動支持され、前記第１の保持部材のシーラ取付部の対向側に前記１対のシーラのうち他方が保持され、その反対側に前記第２のクランクアームが連結された構成を備え、
前記横シーラを駆動する駆動機構の前記スライドシャフトと前記ジッパシーラを駆動する駆動機構の前記スライドシャフトとが、前記搬送方向にずらして平行に配置され、
前記２つの駆動機構のそれぞれの前記第１の保持部材の前記クランクアーム連結部の可動範囲が、前記押しつぶし方向にずらして設定され、
前記それぞれのクランクアーム連結部の間に、前記２つの駆動モータの一方が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の縦形製袋充填包装機。
【請求項３】
前記２つの駆動機構のそれぞれの前記摺動支持部が、
前記押しつぶし方向において、前記２つの駆動機構の前記各第２の保持部材を間に挟む位置関係にある少なくとも２箇所に配置され、かつ、それぞれの前記少なくとも２箇所の摺動支持部が、前記搬送方向において隣接する位置に整列して配置されたことを特徴とする請求項２に記載の縦形製袋充填包装機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２６９３２１（Ｐ２００７−２６９３２１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９３５７６（Ｐ２００６−９３５７６）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００１５１４６１）株式会社東京自働機械製作所 (106)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００１５１４６１）株式会社東京自働機械製作所 (106)
【Ｆターム（参考）】
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