製袋充填包装機
【課題】ボックスモーションに類似する動作をしながらも、簡素で小型化可能な縦型製袋充填包装機を提供する。
【解決手段】駆動モータ３の連続回転は、クランク軸６と連結されたレバー２５が長孔３０内でレバー支点３１と嵌まり合っている運動変換機構によって、包装材の移動方向（縦方向であるＹ方向）に沿った動作と、包装材の側端縁部分ｆｅ，ｆｅへの接離方向（横方向であるＸ方向）の動作とが合成された縦方向に長軸がある長楕円状動作に変換される。長楕円動作の一部が圧着ストローク・圧着シロとなり、包装材の側端縁部分ｆｅ，ｆｅに対する圧着距離と圧着期間とを長く取ることができる。この長楕円状動作は、横シール機構としてよく用いられているボックスモーションに類似する動作であり、良好なヒートシールを、簡単で且つ小型化された構造で得ることができる。
【解決手段】駆動モータ３の連続回転は、クランク軸６と連結されたレバー２５が長孔３０内でレバー支点３１と嵌まり合っている運動変換機構によって、包装材の移動方向（縦方向であるＹ方向）に沿った動作と、包装材の側端縁部分ｆｅ，ｆｅへの接離方向（横方向であるＸ方向）の動作とが合成された縦方向に長軸がある長楕円状動作に変換される。長楕円動作の一部が圧着ストローク・圧着シロとなり、包装材の側端縁部分ｆｅ，ｆｅに対する圧着距離と圧着期間とを長く取ることができる。この長楕円状動作は、横シール機構としてよく用いられているボックスモーションに類似する動作であり、良好なヒートシールを、簡単で且つ小型化された構造で得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、縦シール機構を備えた製袋充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製袋充填包装機としては、図５に示すような、縦型製袋充填包装機が多用されている。図５は従来の縦型製袋充填機の一例を示す概略斜視図であり、縦型製袋充填機５０においては、帯状包装材６０は、フォーマ５１によって筒状包装材６１に成形され、鉛直方向に走行される中で縦ヒートシーラ５２によって縦シールが施される。筒状包装材６１には、充填用筒体５３に投下される包装物である製品Ｓが充填される。エンドシール・カット手段５４が筒状包装材６１にエンドシールを施すことによって、先行して形成され且つ内部に包装物である製品Ｓが包装された袋包装体６３を製造すると同時に、製品Ｓの投入が予定される袋６２の底側のエンドシールを形成する。充填用筒体５３の外周の左右両側には、筒状包装材６１を挟んで送る包装材送りベルト機構５５が配設されている。
【０００３】
エンドシール・カット手段５４を構成するシール・カット・ブロック５４ａ，５４ｂは、筒状包装材６１に対して互いに接近・離反する作動をし、接近時に筒状包装材６１を横断する方向に挟んで、袋６２のための底側のエンドシールを形成するエンドシーラ部と、袋包装体６３の上側のエンドシールを形成するエンドシーラ部とを有する。包装材６０はフォーマ５１によって両側端縁部分ｆｅ，ｆｅが合掌状に重ね合わされるように成形され、縦ヒートシーラ５２によって当該両側端縁部分ｆｅ，ｆｅに縦シールを施して筒状包装材６２を形成し、筒状包装材６２内に製品Ｓを充填し、エンドシール・カット手段５４によって横断方向に横シールを施して袋包装体６３を製造する
【０００４】
エンドシール・カット手段５４は、更に、両エンドシーラ部間で、筒状包装材６１を突き破る形態で切断するカッタ刃５６を備えている。カッタ刃は、一方のシール・カット・ブロック５４ａに上側のエンドシーラ部と下側のエンドシーラ部との間において取り付けられており、他方のシール・カット・ブロック５４ｂには、両シール・カットブロック５４ａ，５４ｂが相互に接近したときにカッタ刃５６が入り込む溝５７が形成されている。両シール・カットブロック５４ａ，５４ｂが接近するとき、上下のエンドシーラ部が包装材を挟み込むことで筒状包装材６１を溶着してエンドシール部を形成すると同時に、カッタ刃５６が筒状包装材６１を突き破る態様で切断する。なお、充填用筒体５３の下端には、筒状包装材６１を直径方向両外側に緊張させる一対の緊張ガイド５９，５９が斜め下方に延びるように設けられている。
【０００５】
この種の従来の縦型製袋充填包装機においては、包装材は、包装動作に合わせて間欠的に送られている。即ち、包装材６０が停止している短時間の間に、縦ヒートシーラ５２が両側端縁部分に縦シールを施すとともに、エンドシール・カット手段５４が横シールをも施して、必要な場合には更に包装材をカットして、袋包装体６３を製造している。縦及び横のヒートシールに際しては、速度超過の場合には、フィルムの送りを速くしてシール時間を確保するように制御をしている。このような包装材を間欠送りするタイプの包装機では能力的に限界がある。
【０００６】
連続的な包装材の送りを行う製袋充填包装機においては、縦ヒートシールは、横型包装機でよく採用されているヒートローラ方式を使用することがあるが、機械停止時のスローダウンや、機械運転開始時のスローアップ時に、包装材の同じ箇所に比較的長時間の間、熱を加えることになるために、シールの状態が悪くなることがある。製品待ちの停止時も同様である。縦型包装機では、製品を自由落下にて供給しているため、包装材のスピードも１サイクルの中で可変することがあり、それもシールの状態を悪くする一因である。
【０００７】
フォーマによってシートを筒状シートに形成してその両縁部を合掌状に熱溶着する包装装置として、縦シール装置をボックスモーションする構造に構成することが知られている（特許文献１参照）。即ち、包装動作に同期して、一対の熱シール杆を互いに引き寄せて包装材の両縁部を合掌状に挟み、熱シールをしながら下方へ移動して包装材を引き下げる。熱シール杆が次の包装のために上方位置に戻るまでの間、包装材は停止しており、この時に横方向の熱シールが行われる。
【０００８】
しかしながら、かかる縦型製袋充填包装機において、縦ヒートシールにボックスモーションをさせる縦シール機構は、床置きのモータ等の駆動源から伝動機構を介して縦ヒートシールに所定の運動をさせようとしているため、非常に複雑で大型化している。また、縦ヒートシールを構成する二つのヒータブロックが共に開閉する機構を備えているために、構造が一層複雑化している。
【特許文献１】特公昭４４−２４３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、製袋充填包装機において、縦シール機構としても、シール時間を十分確保しながらも包装速度を高速化可能にできるボックスモーションをする機構が好ましいが、モータ等の駆動源からの動きを縦ヒータブロックの相対的な開閉運動に変換する構造を簡素に且つ小型化して構成する点で解決すべき課題がある。
【００１０】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、縦シール機構がボックスモーションに類似する動作をしながらも、簡素で小型化可能な製袋充填包装機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明による製袋充填包装機は、長手方向に走行する湾曲状包装材の互いに接近した側端縁部分同士に合掌状のヒートシールを施して筒状包装材を形成する二つの縦ヒータブロックを有する縦ヒートシール手段、及び前記筒状包装材を横断方向にヒートシールを施して包装物が充填された前記筒状包装材を袋に形成する横ヒートシール手段を備え、前記縦ヒートシール手段を駆動する縦シール機構は、連続回転を出力する駆動モータ、及び前記駆動モータの連続回転を前記縦ヒートシール手段の前記包装材の移動方向に沿った動作と前記包装材の前記側端縁部分への接離方向の動作とが合成された前記縦方向に長軸を有する長楕円状動作に変換する運動変換機構を備えることから成っている。
【００１２】
この製袋充填包装機によれば、駆動モータの連続回転が運動変換機構によって包装材の移動方向、即ち、長手方向に沿った動作と、包装材の側端縁部分への接離方向、即ち、横方向の動作とが合成された縦方向に長軸がある長楕円状動作に変換されるので、長楕円動作の一部が圧着ストローク・圧着シロとなり、包装材の側端縁部分に対する圧着距離と圧着期間とを長く取ることができる。この長楕円状動作は、横シール機構としてよく用いられているボックスモーションに類似する動作であり、良好なヒートシールを得ることができる。
【００１３】
この製袋充填包装機において、前記運動変換機構は、前記駆動モータの回転を偏心回転に変換するクランク機構、前記クランク機構に連結されて前記偏心回転を前記長楕円状動作に変換するレバー機構、前記側端縁部分の各側で前記包装材の移動方向に沿ってスライド可能な二つの縦移動スライダ、及び前記レバー機構に連結されているとともに前記各縦ヒータブロックをそれぞれ支持しており且つ前記各縦移動スライダに対してそれぞれ横方向に相対的にスライド可能に架設されている二つの横移動スライダを備えて成ることができる。クランク機構とレバー機構とによって、レバー機構には長楕円状動作が出力される。この複雑な動作は、二組の互いに直交する直線方向に移動する縦移動スライダと横移動スライダとの簡単な構造を有する移動スライダによって許容される。
【００１４】
この製袋充填包装機において、前記レバー機構は、固定のフレームに取り付けられたレバー支点、及び基端部において前記クランク軸に回動可能に連結され、先端部において一方の前記横移動スライダに回動可能に連結され、中間部において前記基端部と前記先端部とを結ぶ直線の方向に長軸を有し前記レバー支点が遊嵌合する長孔が形成されているレバーを備えて成ることができる。レバー支点は長孔内に遊嵌合しているので、レバーの基端部がクランク軸によって偏心回転するときに、レバーの先端部は略楕円状の軌跡を辿る動作をすることができる。
【００１５】
この製袋充填包装機において、前記レバーは一方の前記横移動スライダに連結されていて当該一方の横移動スライダは一方の前記縦移動スライダとの協働によって略楕円状の軌跡を生じており、他方の前記横移動スライダは通常の包装動作状態では他方の前記縦移動スライダにより前記包装材の移動方向に沿った動作のみをすることができる。一方の横移動スライダが長楕円状動作をするので、それに設けられる一方の縦ヒータブロックも同様の動作をする。また、他方の横移動スライダに設けられる縦ヒータブロックは通常の包装動作状態では他方の縦移動スライダにより包装材の移動方向に沿った動作のみをする。両縦ヒータブロックの縦方向の移動は同期しているので、一方の縦ヒータブロックが他方のヒータブロックに対して相対的には接離する動作をし、接近時に包装材の側端縁部分を圧着することで、合掌状の縦ヒートシールを施すことができる。
【００１６】
この製袋充填包装機において、前記一方の横移動スライダと前記一方の縦ヒータブロックとの間には圧着用スプリングが介装されており、前記圧着用スプリングは、前記一方の縦ヒータブロックが前記側端縁部分に圧着されて後に前記一方の横移動スライダの前記略楕円状の軌跡に起因して生じる圧着シロを自身の撓みで吸収することから成ることができる。一方の縦ヒータブロックが他方の縦ヒータブロックに当接した後に潰しに相当する距離だけ変位するときの圧着ストローク・圧着シロの間では、圧着用スプリングの弾性力でシール圧を出すことができるとともに、クッション作用が生じて、両縦ヒータブロックの衝突による物理的な破壊を防止することができる。
【００１７】
この製袋充填包装機において、前記縦シール機構は、包装動作が停止された状態で、前記他方の横移動スライダを前記包装材の前記側端縁部分から離間させる横後退作動手段を備えていることから成ることができる。包装動作が停止された状態では、他方の縦ヒータブロックが長時間に渡って包装材に接触していると、包装材が縦ヒータブロックに融着する等の不具合が生じる。そこで、他方の縦ヒータブロックを支持している他方の横移動スライダを横後退作動手段によって側端縁部分から離間させることで、こうした不具合を回避することができる。
【００１８】
この製袋充填包装機は、前記包装材の走行方向に関わらず、包装材が走行する長手方向の縦ヒートシールをする場合に適用可能であり、例えば、前記包装材の移動方向を鉛直方向とした縦型製袋充填包装機としても、或いは前記包装材の移動方向を水平方向とした横型製袋充填包装機としても適用可能である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明による製袋充填包装機は、上記のように構成されているので、駆動モータの連続回転は運動変換機構によって長楕円状動作に変換され、長楕円動作の一部が圧着ストローク・圧着シロとなり、包装材の側端縁部分に対する圧着距離と圧着期間とを十分に長く取ることができるボックスモーションに類似する縦シール動作が実現できる。その結果、良好なヒートシールを有する袋包装体を製造することができ、簡素で小型化可能な製袋充填包装機を提供することができる。また、クランク機構とレバー機構とを備える場合には、レバー機構に長楕円状動作が出力され、この複雑な動作は、縦移動スライダと横移動スライダとの簡単な構造を有する二組の移動スライダによって許容される。また、レバー支点を長孔内に遊嵌合させている場合には、レバーの基端部がクランク軸によって偏心回転するときに、レバーの先端部に略楕円状の軌跡を辿る動作をさせることができる。更に、他方の縦ヒータブロックに包装材の移動方向に沿った動作のみをさせるときには、両縦ヒータブロックの縦方向の移動は同期しているので、一方の縦ヒータブロックが他方のヒータブロックに対して相対的に接離する動作をし、接近時に包装材の側端縁部分を圧着することで、ヒートシールを施すことができる。更にまた、一方の縦ヒータブロックは、常に包装材の側端縁部分に接している状態となっているので、縦ヒートシールが形成されることになる当該側端縁部分に予熱を施すことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による製袋充填包装機の実施例を説明する。図１はこの発明による製袋充填包装機を縦型製袋充填包装機に適用した場合の縦シール機構の一例を示す正面図、図２は図１に示す縦シール機構の平面図、そして図３は図１に示す縦シール機構の裏面図である。縦型製袋充填包装機の基本的な構造としては、図５に示す従来の縦型製袋充填包装機と同等であって良く、再度の説明を省略する。なお、「縦型」は包装材の送り方向が上方から下方にである鉛直方向な包装機について用い、「横型」は包装材の送り方向が水平方向な包装機について用いる。それ以外の、例えば「縦方向」及び「縦シール」というときは包装材の送り方向である長手方向を言い、「横方向」及び「横シール」というときは包装材の送り方向である長手方向に直交する方向を言う。
【００２１】
図１〜図３に示すように、縦型製袋充填包装機（以下、「包装機」と略す）における縦シール機構１は包装機のフレーム２に対して取り付けられている。フレーム２を包装機本体に対して回動可能に取り付けることによって、縦シール機構１は、フレーム２と共に開閉可能にスイング可能となり、包装機の前面において充填筒の周囲に沿って湾曲させた包装材に接近した装着位置と、当該充填筒や包装材から離間した開放位置とを選択的に取ることができる。縦シール機構１を装着位置に置くときには、包装材の両側端縁部分を合掌状に挟んで当該部分にヒートシールを施すことができる。包装機のメンテナンス等の際には、縦シール機構１は開放位置を取ることで、その全体を充填筒や包装材から離して縦シール機構１を大きく開くことができる。
【００２２】
充填筒５３（図５参照）をその外周に倣って取り囲むように成形された湾曲状の包装材６１は、包装動作に従って連続的に縦方向に送られる。即ち、包装材６１は、包装機の動作に従って、ボックスモーションのような作動をする横シール機構によって横断方向にシールが施される間にもこれに対応して走行し、次の横シール機構の動作のサイクルに合わせて１包装ピッチに対応する長さ分が縦方向に供給される。
【００２３】
縦シール機構１は、駆動用のサーボモータ３とその回転出力を減速する減速機４とを備えており、これらは共にフレーム２に固定されている。減速機４の出力軸にはクランク軸５が取り付けられており、クランク軸５の出力側は減速機４の出力軸に対して偏心した偏心軸６となっており、クランク軸５の回転に伴って円の軌跡を描く。
【００２４】
縦シール機構１は、包装材の両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを合掌状に挟む２本のバー状の縦ヒータブロック７，８を備えている。縦ヒータブロック７，８それ自体の構造は、従来と同様に電熱線を備えたヒータブロックであるので、ここではその詳細な説明を省略する。この例では、クランク軸５に対して遠い側の縦ヒータブロック７は、Ｙ方向と包装材に対して接離する方向であるＸ方向（Ｙ方向に直交する横方向）とに複合する略楕円動作（詳細は後述する）をする。クランク軸５に近い側の縦ヒータブロック８は、包装機の包装動作に従って、包装材の送り方向であるＹ方向（縦方向）にのみ往復動作をする。クランク軸５の回転に伴って偏心軸６は、このＸ方向とＹ方向とで定める平面と平行な平面内で前記円の軌跡を描く。
【００２５】
縦ヒータブロック７，８にＹ方向の動作をさせるため、各縦ヒータブロックの背後側（Ｘ方向で包装材から遠い側）に、Ｙ方向への移動スライダ（以下、「Ｙ移動スライダ」という）９，１０が、それぞれＹ方向に延び且つフレーム２に固定された固定軸１１，１２にスライド可能に設けられている。両Ｙ移動スライダ９，１０は、Ｙ方向に離れて配置されており且つＸ方向に延びる一対の横軸１３，１４によって連結されている。横軸１３，１４には、Ｘ方向への移動スライダ（以下、「Ｘ移動スライダ」という）１５，１６がスライド可能に設けられている。Ｘ移動スライダ１５には縦ヒータブロック７が支持されており、Ｘ移動スライダ１６には縦ヒータブロック８が取り付けられている。包装機の通常の動作中、Ｘ移動スライダ１６はＸ方向へ移動することはないので、縦ヒータブロック８のＸ方向の位置は、通常の包装動作では不変である。
【００２６】
図２及び図３に示されているように、包装機の停止時等に横後退作動手段として作動させることができるＸ方向移動シリンダ１７が設けられている。Ｘ方向移動シリンダ１７は、Ｙ移動スライダ１０側のブロック１８と、縦ヒータブロック８に対してその背面側に取り付けられるブロック１９とを繋ぐリンク２０，２０間に掛け渡されている。リンク２０，２０において、Ｘ方向移動シリンダ１７の両端が連結される連結点は関節構造２１となっている。そのため、Ｘ方向移動シリンダ１７がその長さを縮める方向に作動するとき、リンク２０，２０は両連結点が互いに引き寄せられる方向に移動し、関節構造２１のところで折れ曲がるように変形する。縦ヒータブロック８側のブロック１９は、リンク作動によってＹ移動スライダ１０側の縦ブロック１８側に平行移動する。包装機が停止したときなどには、この作動によって縦ヒータブロック８は包装材の側端縁部分ｆｅ，ｆｅから離れるので、包装材が縦ヒータブロック８の熱によって融着する等の不具合が生じるのを回避することができる。
【００２７】
クランク軸５から遠い側のＸ移動スライダ１５には、縦ヒータブロック７が、Ｘ方向に延びる２本のガイド軸２２によって案内されるように設けられている。また、図示のように、Ｘ移動スライダ１５と縦ヒータブロック７との間には、Ｘ軸方向にのみ伸縮可能となるように配置された複数の圧着用スプリング２３が介装されている。各圧着用スプリング２３は、調整ボルト２４によってそのばね力を調整することができる。
【００２８】
Ｘ移動スライダ１５にはまた、クランク軸５との間でレバー２５が連結されている。レバー２５のクランク軸５側の基端部２６は、偏心軸６に軸受２９を介して回動可能に連結されている。レバー２５の中間部２７には、レバー２５の長手方向に長い長孔３０が形成されており、フレーム２に取り付けられたレバー支点３１が長孔３０に嵌合している。レバー支点３１は断面円形のピンであり、その径は長孔３０の幅に略等しくされていて長孔３０内を相対的に移動可能である。また、レバー支点３１はレバー２５が揺動するのを許容しており、レバー２５の揺動動作のための支点として機能している。レバー２５と長孔３０に嵌合するレバー支点３１とは、本発明におけるレバー機構を構成している。また、クランク軸５を含むクランク機構、上記レバー機構、及び二組の移動スライダは本発明による運動変換機構を構成している。レバー２５の先端部２８は、Ｘ移動スライダ１５に対して軸受３２によって回動可能な枢着部３３となっている。なお、減速機４の出力軸にはレバー原点センサ３４が設けられており、レバー原点センサ３４は包装動作中におけるレバー２５の長楕円軌跡の原点位置を求めている。
【００２９】
図４は、クランク軸５に回転出力が現れたときに、レバー２５の先端部２８が描く軌跡を示す図である。レバー２５の先端部２８は、基端部２６の偏心運動と長孔３０内でのレバー支点３１の支点作用とによって、略楕円の軌跡４０を描く。レバー２５の先端部２８に取り付けられているＸ移動スライダ１５は、横軸１３，１４によってＸ方向に案内されながら、横軸１３，１４が取り付けられているＹ移動スライダ９が固定軸１１によってＹ方向に案内されることで、軌跡４０と同じ軌跡を描くように移動される。Ｘ移動スライダ１６は、Ｘ方向には移動しないが、横軸１３，１４がＹ方向に移動することで、これと同期して固定軸１２によってＹ方向に案内される。即ち、長楕円動作は、Ｘ移動スライダ１５，１６とＹ移動スライダ９，１０とによって、それぞれＸ方向及びＹ方向に取り出される。Ｙ方向に取り出された動作は、縦ヒータブロック７，８、Ｙ移動スライダ９，１０、横軸１３，１４及びＸ移動スライダ１５，１６から成る縦ヒータブロックユニット全体を移動させ、Ｘ方向に取り出された動作は縦ヒータブロック７のみを動かす。
【００３０】
図４の軌跡４０のうち、部分４１は縦ヒータブロック７が包装材の両側端縁部分ｆｅ，ｆｅから離れて上昇する区間であり、反対側の部分４２は包装材の両側端縁部分ｆｅ，ｆｅに接近して下降する区間である。部分４２中のハッチングが施された領域４３は、Ｘ移動スライダ１５に支持されている縦ヒータブロック７が縦ヒータブロック８に接近して、包装材の両側端縁部分を圧着させることになる領域を示している。縦方向の幅Ｌは圧着ストロークであり、このストロークの間、縦ヒータブロック７，８が包装材の両側端縁部分を挟んで圧着させながら縦方向に移動（通常は下がる方向）するが、縦ヒータブロックユニット全体は、縦ヒータブロック７，８が包装材に密着する少し手前から少し離れた所まで、サーボモータ３の出力動作によってフィルムと等速になるように制御される。圧着シロＷは、圧着開始からその終了までの間、圧着用スプリング２３が撓むことによってＸ移動スライダ１５が更に縦ヒータブロック７に接近する動きを吸収して、物理的な損傷・破壊を回避することができる。
【００３１】
次に、縦シール機構１の作動を説明する。サーボモータ３が回転し、その回転出力が減速機４を介してクランク軸５に出力されると、偏心軸６が振れ回る。レバー２５は、この偏心軸６に対して軸受２９によって回動可能な基端部２６の動きと、固定のレバー支点３１が長孔３０内で支点として振る舞う作用とによって、図１の想像線で示すような動きをし、先端部２８においては図４に示すような略長楕円状の軌跡を描く。レバー２５の先端部２８はＸ移動スライダ１５に対して回動可能な枢着部３３となっているので、Ｘ移動スライダ１５は、この長楕円状の軌跡のうちＸ方向の移動については横軸１３，１４によって直接に案内される。
【００３２】
この長楕円状の軌跡のうちＹ方向の移動については、横軸１３，１４が取り付けられているＹ移動スライダ９が固定軸１１によってＹ方向に案内されるとともに、横軸１３，１４が取り付けられているＹ移動スライダ１０も同期してそのまま固定軸１２によってＹ方向に案内されることによって許容される。横軸１３，１４のＹ方向の移動はＸ移動スライダ１６にも伝達され、Ｘ移動スライダ１６はＸ移動スライダ１５と同期してＹ方向に移動する。これによって、縦ヒータブロック７にボックスモーションに類似した動作をさせることができる。Ｘ移動スライダ１５の略楕円の軌跡のうち、シール圧着については図４を参照して説明したとおりである。この間、縦ヒータブロック８は、Ｙ方向に上下動をするのみであって、Ｘ方向には変位しない。縦ヒータブロック８は、包装材の側端縁部分が実際にヒートシールを施される前に当該側端縁部に分接しているので、当該側端縁部にそのヒートシールに先立って予熱を与えることができる。なお、包装材は連続送りされているので、縦ヒータブロック７が包装材の側端縁部との圧着状態からＸ方向に後退して上昇し更にＸ方向に向かって包装材の側端縁部に接近するまでの間も、包装材の送りは継続されている。縦シール機構１の作動のタイミングは、その間の包装材の移動量を考慮して、縦ヒートシールが途切れ無く連続して形成されるように制御される。また、包装動作の１サイクル（１つの袋包装体が製造される期間）につき、クランク軸５の回転は１回転、又はその整数倍のｎ回転することができる。包装機が停止するとき等では、Ｘ方向移動シリンダ１７を作動させることで、縦ヒータブロック８が包装材の同じ側端縁部分に接し続けることによる融着などの不具合が生じるのを防止することができる。
【００３３】
この実施例においては、包装材は連続送りであるとして説明したが、縦シール機構１の動作に同期した間欠送りとされるものでも、構わない。更に、この実施例は縦型製袋充填包装機に適用した例について説明したが、同じ縦シール機構を、ピロー包装機や逆ピロー包装機の場合のように、水平方向に走行される包装材に製品を送り込んで、包装材の側端縁部分に走行方向に一致する合掌状の縦ヒートシールを施すとともに包装材に対して横断方向に横ヒートシールを施す横型製袋充填包装機にも適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール機構の一例を示す正面図である。
【図２】図１に示す縦シール機構の平面図である。
【図３】図１に示す縦シール機構の裏面図である。
【図４】図１に示す縦シール機構に用いられるレバーの挙動を示す軌跡図である。
【図５】従来の縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 縦シール機構 ２ フレーム
３ サーボモータ ４ 減速機
５ クランク軸 ６ 偏心軸
７，８ 縦ヒータブロック ９，１０ Ｙ移動スライダ
１１，１２ 固定軸 １３，１４ 横軸
１５，１６ Ｘ移動スライダ １７ Ｘ方向移動シリンダ
１８，１９ ブロック ２０ リンク
２１ 関節構造 ２２ ガイド軸
２３ 圧着用スプリング ２４ 調整ボルト
２５ レバー ２６ 基端部
２７ 中間部 ２８ 先端部
２９ 軸受 ３０ 長孔
３１ レバー支点 ３２ 軸受
３３ 枢着部 ３４ レバー原点センサ
４０ 軌跡 ４１，４２ 部分
４３ ハッチングが施された領域
Ｌ 圧着ストローク Ｗ 圧着シロ
ｆｅ，ｆｅ 側端縁部分
【技術分野】
【０００１】
この発明は、縦シール機構を備えた製袋充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製袋充填包装機としては、図５に示すような、縦型製袋充填包装機が多用されている。図５は従来の縦型製袋充填機の一例を示す概略斜視図であり、縦型製袋充填機５０においては、帯状包装材６０は、フォーマ５１によって筒状包装材６１に成形され、鉛直方向に走行される中で縦ヒートシーラ５２によって縦シールが施される。筒状包装材６１には、充填用筒体５３に投下される包装物である製品Ｓが充填される。エンドシール・カット手段５４が筒状包装材６１にエンドシールを施すことによって、先行して形成され且つ内部に包装物である製品Ｓが包装された袋包装体６３を製造すると同時に、製品Ｓの投入が予定される袋６２の底側のエンドシールを形成する。充填用筒体５３の外周の左右両側には、筒状包装材６１を挟んで送る包装材送りベルト機構５５が配設されている。
【０００３】
エンドシール・カット手段５４を構成するシール・カット・ブロック５４ａ，５４ｂは、筒状包装材６１に対して互いに接近・離反する作動をし、接近時に筒状包装材６１を横断する方向に挟んで、袋６２のための底側のエンドシールを形成するエンドシーラ部と、袋包装体６３の上側のエンドシールを形成するエンドシーラ部とを有する。包装材６０はフォーマ５１によって両側端縁部分ｆｅ，ｆｅが合掌状に重ね合わされるように成形され、縦ヒートシーラ５２によって当該両側端縁部分ｆｅ，ｆｅに縦シールを施して筒状包装材６２を形成し、筒状包装材６２内に製品Ｓを充填し、エンドシール・カット手段５４によって横断方向に横シールを施して袋包装体６３を製造する
【０００４】
エンドシール・カット手段５４は、更に、両エンドシーラ部間で、筒状包装材６１を突き破る形態で切断するカッタ刃５６を備えている。カッタ刃は、一方のシール・カット・ブロック５４ａに上側のエンドシーラ部と下側のエンドシーラ部との間において取り付けられており、他方のシール・カット・ブロック５４ｂには、両シール・カットブロック５４ａ，５４ｂが相互に接近したときにカッタ刃５６が入り込む溝５７が形成されている。両シール・カットブロック５４ａ，５４ｂが接近するとき、上下のエンドシーラ部が包装材を挟み込むことで筒状包装材６１を溶着してエンドシール部を形成すると同時に、カッタ刃５６が筒状包装材６１を突き破る態様で切断する。なお、充填用筒体５３の下端には、筒状包装材６１を直径方向両外側に緊張させる一対の緊張ガイド５９，５９が斜め下方に延びるように設けられている。
【０００５】
この種の従来の縦型製袋充填包装機においては、包装材は、包装動作に合わせて間欠的に送られている。即ち、包装材６０が停止している短時間の間に、縦ヒートシーラ５２が両側端縁部分に縦シールを施すとともに、エンドシール・カット手段５４が横シールをも施して、必要な場合には更に包装材をカットして、袋包装体６３を製造している。縦及び横のヒートシールに際しては、速度超過の場合には、フィルムの送りを速くしてシール時間を確保するように制御をしている。このような包装材を間欠送りするタイプの包装機では能力的に限界がある。
【０００６】
連続的な包装材の送りを行う製袋充填包装機においては、縦ヒートシールは、横型包装機でよく採用されているヒートローラ方式を使用することがあるが、機械停止時のスローダウンや、機械運転開始時のスローアップ時に、包装材の同じ箇所に比較的長時間の間、熱を加えることになるために、シールの状態が悪くなることがある。製品待ちの停止時も同様である。縦型包装機では、製品を自由落下にて供給しているため、包装材のスピードも１サイクルの中で可変することがあり、それもシールの状態を悪くする一因である。
【０００７】
フォーマによってシートを筒状シートに形成してその両縁部を合掌状に熱溶着する包装装置として、縦シール装置をボックスモーションする構造に構成することが知られている（特許文献１参照）。即ち、包装動作に同期して、一対の熱シール杆を互いに引き寄せて包装材の両縁部を合掌状に挟み、熱シールをしながら下方へ移動して包装材を引き下げる。熱シール杆が次の包装のために上方位置に戻るまでの間、包装材は停止しており、この時に横方向の熱シールが行われる。
【０００８】
しかしながら、かかる縦型製袋充填包装機において、縦ヒートシールにボックスモーションをさせる縦シール機構は、床置きのモータ等の駆動源から伝動機構を介して縦ヒートシールに所定の運動をさせようとしているため、非常に複雑で大型化している。また、縦ヒートシールを構成する二つのヒータブロックが共に開閉する機構を備えているために、構造が一層複雑化している。
【特許文献１】特公昭４４−２４３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、製袋充填包装機において、縦シール機構としても、シール時間を十分確保しながらも包装速度を高速化可能にできるボックスモーションをする機構が好ましいが、モータ等の駆動源からの動きを縦ヒータブロックの相対的な開閉運動に変換する構造を簡素に且つ小型化して構成する点で解決すべき課題がある。
【００１０】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、縦シール機構がボックスモーションに類似する動作をしながらも、簡素で小型化可能な製袋充填包装機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明による製袋充填包装機は、長手方向に走行する湾曲状包装材の互いに接近した側端縁部分同士に合掌状のヒートシールを施して筒状包装材を形成する二つの縦ヒータブロックを有する縦ヒートシール手段、及び前記筒状包装材を横断方向にヒートシールを施して包装物が充填された前記筒状包装材を袋に形成する横ヒートシール手段を備え、前記縦ヒートシール手段を駆動する縦シール機構は、連続回転を出力する駆動モータ、及び前記駆動モータの連続回転を前記縦ヒートシール手段の前記包装材の移動方向に沿った動作と前記包装材の前記側端縁部分への接離方向の動作とが合成された前記縦方向に長軸を有する長楕円状動作に変換する運動変換機構を備えることから成っている。
【００１２】
この製袋充填包装機によれば、駆動モータの連続回転が運動変換機構によって包装材の移動方向、即ち、長手方向に沿った動作と、包装材の側端縁部分への接離方向、即ち、横方向の動作とが合成された縦方向に長軸がある長楕円状動作に変換されるので、長楕円動作の一部が圧着ストローク・圧着シロとなり、包装材の側端縁部分に対する圧着距離と圧着期間とを長く取ることができる。この長楕円状動作は、横シール機構としてよく用いられているボックスモーションに類似する動作であり、良好なヒートシールを得ることができる。
【００１３】
この製袋充填包装機において、前記運動変換機構は、前記駆動モータの回転を偏心回転に変換するクランク機構、前記クランク機構に連結されて前記偏心回転を前記長楕円状動作に変換するレバー機構、前記側端縁部分の各側で前記包装材の移動方向に沿ってスライド可能な二つの縦移動スライダ、及び前記レバー機構に連結されているとともに前記各縦ヒータブロックをそれぞれ支持しており且つ前記各縦移動スライダに対してそれぞれ横方向に相対的にスライド可能に架設されている二つの横移動スライダを備えて成ることができる。クランク機構とレバー機構とによって、レバー機構には長楕円状動作が出力される。この複雑な動作は、二組の互いに直交する直線方向に移動する縦移動スライダと横移動スライダとの簡単な構造を有する移動スライダによって許容される。
【００１４】
この製袋充填包装機において、前記レバー機構は、固定のフレームに取り付けられたレバー支点、及び基端部において前記クランク軸に回動可能に連結され、先端部において一方の前記横移動スライダに回動可能に連結され、中間部において前記基端部と前記先端部とを結ぶ直線の方向に長軸を有し前記レバー支点が遊嵌合する長孔が形成されているレバーを備えて成ることができる。レバー支点は長孔内に遊嵌合しているので、レバーの基端部がクランク軸によって偏心回転するときに、レバーの先端部は略楕円状の軌跡を辿る動作をすることができる。
【００１５】
この製袋充填包装機において、前記レバーは一方の前記横移動スライダに連結されていて当該一方の横移動スライダは一方の前記縦移動スライダとの協働によって略楕円状の軌跡を生じており、他方の前記横移動スライダは通常の包装動作状態では他方の前記縦移動スライダにより前記包装材の移動方向に沿った動作のみをすることができる。一方の横移動スライダが長楕円状動作をするので、それに設けられる一方の縦ヒータブロックも同様の動作をする。また、他方の横移動スライダに設けられる縦ヒータブロックは通常の包装動作状態では他方の縦移動スライダにより包装材の移動方向に沿った動作のみをする。両縦ヒータブロックの縦方向の移動は同期しているので、一方の縦ヒータブロックが他方のヒータブロックに対して相対的には接離する動作をし、接近時に包装材の側端縁部分を圧着することで、合掌状の縦ヒートシールを施すことができる。
【００１６】
この製袋充填包装機において、前記一方の横移動スライダと前記一方の縦ヒータブロックとの間には圧着用スプリングが介装されており、前記圧着用スプリングは、前記一方の縦ヒータブロックが前記側端縁部分に圧着されて後に前記一方の横移動スライダの前記略楕円状の軌跡に起因して生じる圧着シロを自身の撓みで吸収することから成ることができる。一方の縦ヒータブロックが他方の縦ヒータブロックに当接した後に潰しに相当する距離だけ変位するときの圧着ストローク・圧着シロの間では、圧着用スプリングの弾性力でシール圧を出すことができるとともに、クッション作用が生じて、両縦ヒータブロックの衝突による物理的な破壊を防止することができる。
【００１７】
この製袋充填包装機において、前記縦シール機構は、包装動作が停止された状態で、前記他方の横移動スライダを前記包装材の前記側端縁部分から離間させる横後退作動手段を備えていることから成ることができる。包装動作が停止された状態では、他方の縦ヒータブロックが長時間に渡って包装材に接触していると、包装材が縦ヒータブロックに融着する等の不具合が生じる。そこで、他方の縦ヒータブロックを支持している他方の横移動スライダを横後退作動手段によって側端縁部分から離間させることで、こうした不具合を回避することができる。
【００１８】
この製袋充填包装機は、前記包装材の走行方向に関わらず、包装材が走行する長手方向の縦ヒートシールをする場合に適用可能であり、例えば、前記包装材の移動方向を鉛直方向とした縦型製袋充填包装機としても、或いは前記包装材の移動方向を水平方向とした横型製袋充填包装機としても適用可能である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明による製袋充填包装機は、上記のように構成されているので、駆動モータの連続回転は運動変換機構によって長楕円状動作に変換され、長楕円動作の一部が圧着ストローク・圧着シロとなり、包装材の側端縁部分に対する圧着距離と圧着期間とを十分に長く取ることができるボックスモーションに類似する縦シール動作が実現できる。その結果、良好なヒートシールを有する袋包装体を製造することができ、簡素で小型化可能な製袋充填包装機を提供することができる。また、クランク機構とレバー機構とを備える場合には、レバー機構に長楕円状動作が出力され、この複雑な動作は、縦移動スライダと横移動スライダとの簡単な構造を有する二組の移動スライダによって許容される。また、レバー支点を長孔内に遊嵌合させている場合には、レバーの基端部がクランク軸によって偏心回転するときに、レバーの先端部に略楕円状の軌跡を辿る動作をさせることができる。更に、他方の縦ヒータブロックに包装材の移動方向に沿った動作のみをさせるときには、両縦ヒータブロックの縦方向の移動は同期しているので、一方の縦ヒータブロックが他方のヒータブロックに対して相対的に接離する動作をし、接近時に包装材の側端縁部分を圧着することで、ヒートシールを施すことができる。更にまた、一方の縦ヒータブロックは、常に包装材の側端縁部分に接している状態となっているので、縦ヒートシールが形成されることになる当該側端縁部分に予熱を施すことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による製袋充填包装機の実施例を説明する。図１はこの発明による製袋充填包装機を縦型製袋充填包装機に適用した場合の縦シール機構の一例を示す正面図、図２は図１に示す縦シール機構の平面図、そして図３は図１に示す縦シール機構の裏面図である。縦型製袋充填包装機の基本的な構造としては、図５に示す従来の縦型製袋充填包装機と同等であって良く、再度の説明を省略する。なお、「縦型」は包装材の送り方向が上方から下方にである鉛直方向な包装機について用い、「横型」は包装材の送り方向が水平方向な包装機について用いる。それ以外の、例えば「縦方向」及び「縦シール」というときは包装材の送り方向である長手方向を言い、「横方向」及び「横シール」というときは包装材の送り方向である長手方向に直交する方向を言う。
【００２１】
図１〜図３に示すように、縦型製袋充填包装機（以下、「包装機」と略す）における縦シール機構１は包装機のフレーム２に対して取り付けられている。フレーム２を包装機本体に対して回動可能に取り付けることによって、縦シール機構１は、フレーム２と共に開閉可能にスイング可能となり、包装機の前面において充填筒の周囲に沿って湾曲させた包装材に接近した装着位置と、当該充填筒や包装材から離間した開放位置とを選択的に取ることができる。縦シール機構１を装着位置に置くときには、包装材の両側端縁部分を合掌状に挟んで当該部分にヒートシールを施すことができる。包装機のメンテナンス等の際には、縦シール機構１は開放位置を取ることで、その全体を充填筒や包装材から離して縦シール機構１を大きく開くことができる。
【００２２】
充填筒５３（図５参照）をその外周に倣って取り囲むように成形された湾曲状の包装材６１は、包装動作に従って連続的に縦方向に送られる。即ち、包装材６１は、包装機の動作に従って、ボックスモーションのような作動をする横シール機構によって横断方向にシールが施される間にもこれに対応して走行し、次の横シール機構の動作のサイクルに合わせて１包装ピッチに対応する長さ分が縦方向に供給される。
【００２３】
縦シール機構１は、駆動用のサーボモータ３とその回転出力を減速する減速機４とを備えており、これらは共にフレーム２に固定されている。減速機４の出力軸にはクランク軸５が取り付けられており、クランク軸５の出力側は減速機４の出力軸に対して偏心した偏心軸６となっており、クランク軸５の回転に伴って円の軌跡を描く。
【００２４】
縦シール機構１は、包装材の両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを合掌状に挟む２本のバー状の縦ヒータブロック７，８を備えている。縦ヒータブロック７，８それ自体の構造は、従来と同様に電熱線を備えたヒータブロックであるので、ここではその詳細な説明を省略する。この例では、クランク軸５に対して遠い側の縦ヒータブロック７は、Ｙ方向と包装材に対して接離する方向であるＸ方向（Ｙ方向に直交する横方向）とに複合する略楕円動作（詳細は後述する）をする。クランク軸５に近い側の縦ヒータブロック８は、包装機の包装動作に従って、包装材の送り方向であるＹ方向（縦方向）にのみ往復動作をする。クランク軸５の回転に伴って偏心軸６は、このＸ方向とＹ方向とで定める平面と平行な平面内で前記円の軌跡を描く。
【００２５】
縦ヒータブロック７，８にＹ方向の動作をさせるため、各縦ヒータブロックの背後側（Ｘ方向で包装材から遠い側）に、Ｙ方向への移動スライダ（以下、「Ｙ移動スライダ」という）９，１０が、それぞれＹ方向に延び且つフレーム２に固定された固定軸１１，１２にスライド可能に設けられている。両Ｙ移動スライダ９，１０は、Ｙ方向に離れて配置されており且つＸ方向に延びる一対の横軸１３，１４によって連結されている。横軸１３，１４には、Ｘ方向への移動スライダ（以下、「Ｘ移動スライダ」という）１５，１６がスライド可能に設けられている。Ｘ移動スライダ１５には縦ヒータブロック７が支持されており、Ｘ移動スライダ１６には縦ヒータブロック８が取り付けられている。包装機の通常の動作中、Ｘ移動スライダ１６はＸ方向へ移動することはないので、縦ヒータブロック８のＸ方向の位置は、通常の包装動作では不変である。
【００２６】
図２及び図３に示されているように、包装機の停止時等に横後退作動手段として作動させることができるＸ方向移動シリンダ１７が設けられている。Ｘ方向移動シリンダ１７は、Ｙ移動スライダ１０側のブロック１８と、縦ヒータブロック８に対してその背面側に取り付けられるブロック１９とを繋ぐリンク２０，２０間に掛け渡されている。リンク２０，２０において、Ｘ方向移動シリンダ１７の両端が連結される連結点は関節構造２１となっている。そのため、Ｘ方向移動シリンダ１７がその長さを縮める方向に作動するとき、リンク２０，２０は両連結点が互いに引き寄せられる方向に移動し、関節構造２１のところで折れ曲がるように変形する。縦ヒータブロック８側のブロック１９は、リンク作動によってＹ移動スライダ１０側の縦ブロック１８側に平行移動する。包装機が停止したときなどには、この作動によって縦ヒータブロック８は包装材の側端縁部分ｆｅ，ｆｅから離れるので、包装材が縦ヒータブロック８の熱によって融着する等の不具合が生じるのを回避することができる。
【００２７】
クランク軸５から遠い側のＸ移動スライダ１５には、縦ヒータブロック７が、Ｘ方向に延びる２本のガイド軸２２によって案内されるように設けられている。また、図示のように、Ｘ移動スライダ１５と縦ヒータブロック７との間には、Ｘ軸方向にのみ伸縮可能となるように配置された複数の圧着用スプリング２３が介装されている。各圧着用スプリング２３は、調整ボルト２４によってそのばね力を調整することができる。
【００２８】
Ｘ移動スライダ１５にはまた、クランク軸５との間でレバー２５が連結されている。レバー２５のクランク軸５側の基端部２６は、偏心軸６に軸受２９を介して回動可能に連結されている。レバー２５の中間部２７には、レバー２５の長手方向に長い長孔３０が形成されており、フレーム２に取り付けられたレバー支点３１が長孔３０に嵌合している。レバー支点３１は断面円形のピンであり、その径は長孔３０の幅に略等しくされていて長孔３０内を相対的に移動可能である。また、レバー支点３１はレバー２５が揺動するのを許容しており、レバー２５の揺動動作のための支点として機能している。レバー２５と長孔３０に嵌合するレバー支点３１とは、本発明におけるレバー機構を構成している。また、クランク軸５を含むクランク機構、上記レバー機構、及び二組の移動スライダは本発明による運動変換機構を構成している。レバー２５の先端部２８は、Ｘ移動スライダ１５に対して軸受３２によって回動可能な枢着部３３となっている。なお、減速機４の出力軸にはレバー原点センサ３４が設けられており、レバー原点センサ３４は包装動作中におけるレバー２５の長楕円軌跡の原点位置を求めている。
【００２９】
図４は、クランク軸５に回転出力が現れたときに、レバー２５の先端部２８が描く軌跡を示す図である。レバー２５の先端部２８は、基端部２６の偏心運動と長孔３０内でのレバー支点３１の支点作用とによって、略楕円の軌跡４０を描く。レバー２５の先端部２８に取り付けられているＸ移動スライダ１５は、横軸１３，１４によってＸ方向に案内されながら、横軸１３，１４が取り付けられているＹ移動スライダ９が固定軸１１によってＹ方向に案内されることで、軌跡４０と同じ軌跡を描くように移動される。Ｘ移動スライダ１６は、Ｘ方向には移動しないが、横軸１３，１４がＹ方向に移動することで、これと同期して固定軸１２によってＹ方向に案内される。即ち、長楕円動作は、Ｘ移動スライダ１５，１６とＹ移動スライダ９，１０とによって、それぞれＸ方向及びＹ方向に取り出される。Ｙ方向に取り出された動作は、縦ヒータブロック７，８、Ｙ移動スライダ９，１０、横軸１３，１４及びＸ移動スライダ１５，１６から成る縦ヒータブロックユニット全体を移動させ、Ｘ方向に取り出された動作は縦ヒータブロック７のみを動かす。
【００３０】
図４の軌跡４０のうち、部分４１は縦ヒータブロック７が包装材の両側端縁部分ｆｅ，ｆｅから離れて上昇する区間であり、反対側の部分４２は包装材の両側端縁部分ｆｅ，ｆｅに接近して下降する区間である。部分４２中のハッチングが施された領域４３は、Ｘ移動スライダ１５に支持されている縦ヒータブロック７が縦ヒータブロック８に接近して、包装材の両側端縁部分を圧着させることになる領域を示している。縦方向の幅Ｌは圧着ストロークであり、このストロークの間、縦ヒータブロック７，８が包装材の両側端縁部分を挟んで圧着させながら縦方向に移動（通常は下がる方向）するが、縦ヒータブロックユニット全体は、縦ヒータブロック７，８が包装材に密着する少し手前から少し離れた所まで、サーボモータ３の出力動作によってフィルムと等速になるように制御される。圧着シロＷは、圧着開始からその終了までの間、圧着用スプリング２３が撓むことによってＸ移動スライダ１５が更に縦ヒータブロック７に接近する動きを吸収して、物理的な損傷・破壊を回避することができる。
【００３１】
次に、縦シール機構１の作動を説明する。サーボモータ３が回転し、その回転出力が減速機４を介してクランク軸５に出力されると、偏心軸６が振れ回る。レバー２５は、この偏心軸６に対して軸受２９によって回動可能な基端部２６の動きと、固定のレバー支点３１が長孔３０内で支点として振る舞う作用とによって、図１の想像線で示すような動きをし、先端部２８においては図４に示すような略長楕円状の軌跡を描く。レバー２５の先端部２８はＸ移動スライダ１５に対して回動可能な枢着部３３となっているので、Ｘ移動スライダ１５は、この長楕円状の軌跡のうちＸ方向の移動については横軸１３，１４によって直接に案内される。
【００３２】
この長楕円状の軌跡のうちＹ方向の移動については、横軸１３，１４が取り付けられているＹ移動スライダ９が固定軸１１によってＹ方向に案内されるとともに、横軸１３，１４が取り付けられているＹ移動スライダ１０も同期してそのまま固定軸１２によってＹ方向に案内されることによって許容される。横軸１３，１４のＹ方向の移動はＸ移動スライダ１６にも伝達され、Ｘ移動スライダ１６はＸ移動スライダ１５と同期してＹ方向に移動する。これによって、縦ヒータブロック７にボックスモーションに類似した動作をさせることができる。Ｘ移動スライダ１５の略楕円の軌跡のうち、シール圧着については図４を参照して説明したとおりである。この間、縦ヒータブロック８は、Ｙ方向に上下動をするのみであって、Ｘ方向には変位しない。縦ヒータブロック８は、包装材の側端縁部分が実際にヒートシールを施される前に当該側端縁部に分接しているので、当該側端縁部にそのヒートシールに先立って予熱を与えることができる。なお、包装材は連続送りされているので、縦ヒータブロック７が包装材の側端縁部との圧着状態からＸ方向に後退して上昇し更にＸ方向に向かって包装材の側端縁部に接近するまでの間も、包装材の送りは継続されている。縦シール機構１の作動のタイミングは、その間の包装材の移動量を考慮して、縦ヒートシールが途切れ無く連続して形成されるように制御される。また、包装動作の１サイクル（１つの袋包装体が製造される期間）につき、クランク軸５の回転は１回転、又はその整数倍のｎ回転することができる。包装機が停止するとき等では、Ｘ方向移動シリンダ１７を作動させることで、縦ヒータブロック８が包装材の同じ側端縁部分に接し続けることによる融着などの不具合が生じるのを防止することができる。
【００３３】
この実施例においては、包装材は連続送りであるとして説明したが、縦シール機構１の動作に同期した間欠送りとされるものでも、構わない。更に、この実施例は縦型製袋充填包装機に適用した例について説明したが、同じ縦シール機構を、ピロー包装機や逆ピロー包装機の場合のように、水平方向に走行される包装材に製品を送り込んで、包装材の側端縁部分に走行方向に一致する合掌状の縦ヒートシールを施すとともに包装材に対して横断方向に横ヒートシールを施す横型製袋充填包装機にも適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール機構の一例を示す正面図である。
【図２】図１に示す縦シール機構の平面図である。
【図３】図１に示す縦シール機構の裏面図である。
【図４】図１に示す縦シール機構に用いられるレバーの挙動を示す軌跡図である。
【図５】従来の縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 縦シール機構 ２ フレーム
３ サーボモータ ４ 減速機
５ クランク軸 ６ 偏心軸
７，８ 縦ヒータブロック ９，１０ Ｙ移動スライダ
１１，１２ 固定軸 １３，１４ 横軸
１５，１６ Ｘ移動スライダ １７ Ｘ方向移動シリンダ
１８，１９ ブロック ２０ リンク
２１ 関節構造 ２２ ガイド軸
２３ 圧着用スプリング ２４ 調整ボルト
２５ レバー ２６ 基端部
２７ 中間部 ２８ 先端部
２９ 軸受 ３０ 長孔
３１ レバー支点 ３２ 軸受
３３ 枢着部 ３４ レバー原点センサ
４０ 軌跡 ４１，４２ 部分
４３ ハッチングが施された領域
Ｌ 圧着ストローク Ｗ 圧着シロ
ｆｅ，ｆｅ 側端縁部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に走行する湾曲状包装材の互いに接近した側端縁部分同士に合掌状のヒートシールを施して筒状包装材を形成する二つの縦ヒータブロックを有する縦ヒートシール手段、及び前記筒状包装材を横断方向にヒートシールを施して包装物が充填された前記筒状包装材を袋に形成する横ヒートシール手段を備え、
前記縦ヒートシール手段を駆動する縦シール機構は、連続回転を出力する駆動モータ、及び前記駆動モータの連続回転を前記縦ヒートシール手段の前記包装材の移動方向に沿った動作と前記包装材の前記側端縁部分への接離方向の動作とが合成された前記縦方向に長軸を有する長楕円状動作に変換する運動変換機構を備えて成る製袋充填包装機。
【請求項２】
前記運動変換機構は、前記駆動モータの回転を偏心回転に変換するクランク機構、前記クランク機構に連結されて前記偏心回転を前記長楕円状動作に変換するレバー機構、前記側端縁部分の各側で前記包装材の移動方向に沿ってスライド可能な二つの縦移動スライダ、及び前記レバー機構に連結されていると共に前記各縦ヒータブロックをそれぞれ支持しており且つ前記各縦移動スライダに対してそれぞれ横方向に相対的にスライド可能に架設されている二つの横移動スライダを備えて成る請求項１に記載の製袋充填包装機。
【請求項３】
前記レバー機構は、固定のフレームに取り付けられたレバー支点、及び基端部において前記クランク軸に回動可能に連結され、先端部において一方の前記横移動スライダに回動可能に連結され、中間部において前記基端部と前記先端部とを結ぶ直線の方向に長軸を有し前記レバー支点が遊嵌合する長孔が形成されているレバーを備えて成る請求項２に記載の製袋充填包装機。
【請求項４】
前記レバーは一方の前記横移動スライダに連結されていて当該一方の横移動スライダは一方の前記縦移動スライダとの協働によって略楕円状の軌跡を生じており、他方の前記横移動スライダは通常の包装動作状態では他方の前記縦移動スライダにより前記包装材の移動方向に沿った動作のみをすることから成る請求項３に記載の製袋充填包装機。
【請求項５】
前記一方の横移動スライダと前記一方の縦ヒータブロックとの間には圧着用スプリングが介装されており、前記圧着用スプリングは、前記一方の縦ヒータブロックが前記側端縁部分に圧着されて後に前記一方の横移動スライダの前記略楕円状の軌跡に起因して生じる圧着シロを自身の撓みで吸収することから成る請求項４に記載の製袋充填包装機。
【請求項６】
前記縦シール機構は、包装動作が停止された状態で、前記他方の横移動スライダを前記包装材の前記側端縁部分から離間させる横後退作動手段を備えていることから成る請求項４に記載の製袋充填包装機。
【請求項７】
前記製袋充填包装機は、前記包装材の移動方向を鉛直方向とした縦型製袋充填包装機であることから成る請求項１〜６のいずれか１項に記載の製袋充填包装機。
【請求項８】
前記製袋充填包装機は、前記包装材の移動方向を水平方向とした横型製袋充填包装機であることから成る請求項１〜６のいずれか１項に記載の製袋充填包装機。
【請求項１】
長手方向に走行する湾曲状包装材の互いに接近した側端縁部分同士に合掌状のヒートシールを施して筒状包装材を形成する二つの縦ヒータブロックを有する縦ヒートシール手段、及び前記筒状包装材を横断方向にヒートシールを施して包装物が充填された前記筒状包装材を袋に形成する横ヒートシール手段を備え、
前記縦ヒートシール手段を駆動する縦シール機構は、連続回転を出力する駆動モータ、及び前記駆動モータの連続回転を前記縦ヒートシール手段の前記包装材の移動方向に沿った動作と前記包装材の前記側端縁部分への接離方向の動作とが合成された前記縦方向に長軸を有する長楕円状動作に変換する運動変換機構を備えて成る製袋充填包装機。
【請求項２】
前記運動変換機構は、前記駆動モータの回転を偏心回転に変換するクランク機構、前記クランク機構に連結されて前記偏心回転を前記長楕円状動作に変換するレバー機構、前記側端縁部分の各側で前記包装材の移動方向に沿ってスライド可能な二つの縦移動スライダ、及び前記レバー機構に連結されていると共に前記各縦ヒータブロックをそれぞれ支持しており且つ前記各縦移動スライダに対してそれぞれ横方向に相対的にスライド可能に架設されている二つの横移動スライダを備えて成る請求項１に記載の製袋充填包装機。
【請求項３】
前記レバー機構は、固定のフレームに取り付けられたレバー支点、及び基端部において前記クランク軸に回動可能に連結され、先端部において一方の前記横移動スライダに回動可能に連結され、中間部において前記基端部と前記先端部とを結ぶ直線の方向に長軸を有し前記レバー支点が遊嵌合する長孔が形成されているレバーを備えて成る請求項２に記載の製袋充填包装機。
【請求項４】
前記レバーは一方の前記横移動スライダに連結されていて当該一方の横移動スライダは一方の前記縦移動スライダとの協働によって略楕円状の軌跡を生じており、他方の前記横移動スライダは通常の包装動作状態では他方の前記縦移動スライダにより前記包装材の移動方向に沿った動作のみをすることから成る請求項３に記載の製袋充填包装機。
【請求項５】
前記一方の横移動スライダと前記一方の縦ヒータブロックとの間には圧着用スプリングが介装されており、前記圧着用スプリングは、前記一方の縦ヒータブロックが前記側端縁部分に圧着されて後に前記一方の横移動スライダの前記略楕円状の軌跡に起因して生じる圧着シロを自身の撓みで吸収することから成る請求項４に記載の製袋充填包装機。
【請求項６】
前記縦シール機構は、包装動作が停止された状態で、前記他方の横移動スライダを前記包装材の前記側端縁部分から離間させる横後退作動手段を備えていることから成る請求項４に記載の製袋充填包装機。
【請求項７】
前記製袋充填包装機は、前記包装材の移動方向を鉛直方向とした縦型製袋充填包装機であることから成る請求項１〜６のいずれか１項に記載の製袋充填包装機。
【請求項８】
前記製袋充填包装機は、前記包装材の移動方向を水平方向とした横型製袋充填包装機であることから成る請求項１〜６のいずれか１項に記載の製袋充填包装機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１８４６９５（Ｐ２００９−１８４６９５Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５８０４（Ｐ２００８−２５８０４）
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【出願人】（０００１４８１６２）株式会社川島製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【出願人】（０００１４８１６２）株式会社川島製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
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