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技術 間欠動作型の横型製袋充填包装機

出願人 株式会社川島製作所
発明者 加藤利雄櫻井健二
出願日 2013年5月1日 (6年10ヶ月経過) 出願番号 2013-096680
公開日 2014年11月20日 (5年3ヶ月経過) 公開番号 2014-218257
状態 特許登録済
技術分野 基本的包装技術IV(容器成形充填) 基本的包装技術3(容器の閉鎖(2))
主要キーワード シール目 ヒータバー フィルム供給源 寄せ量 長手方向端縁 次製造 エアアクチュエータ 動作区間
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

簡単な構成で小型、安価な間欠動作型横型製袋充填包装機において、背の高い包装物を傷つけることなく、タイト包装を可能にする横型製袋充填包装機を提供する。

解決手段

横型製袋充填包装機1に備わるエンドシーラ装置7の閉じ動作は、両ヒータブロック31a,ヒータブロック31bの全開位置から筒状包装フィルムFtに接触する製品高さ位置までの第1動作Aと、製品高さ位置から筒状包装フィルムFtを挟み込む全閉じ位置までの第2動作Bとから成る2段モーションを行う。第2動作Bにおいては、筒状包装フィルムFtに生じる折畳み分に相当する長さΔLだけ、筒状包装フィルムFtを包装物Pと共に送り出す。この送り出し動作によって、筒状包装フィルムFtにおける包装物Pの位置ずれを防ぐことができ、包装袋内における包装物Pの周りスペースが可及的に少なくなったタイト包装を実現することができる。

概要

背景

従来、横型製袋充填包装機は、製筒器フォーマ)によって筒状に成形されて水平に移送される筒状包装フィルムの中に、供給コンベヤによって包装物所定間隔毎に順次受渡し供給すると共に、当該包装物が供給された筒状包装フィルムについてその長手方向端縁部の重合面センターシールを施し、更に順次受け渡された包装物を挟む前後の位置において夫々、筒状包装フィルムにエンドシールを施してなる包装機であり、ピロー包装体を製造するのに適した包装機として実用に供されている。

横型製袋充填包装機は、包装フィルムを一定速度で連続的に供給する中で、包装物の受け渡しと、センターシール及びエンドシールを施すことがよく行われているが、簡単な構成で小型、安価にすることを目的として、連続動作型ではなく、間欠動作型に構成されたものも存在する(例えば、特許文献1に記載の横ピロー包装機を参照)。即ち、間欠動作の停止している期間において、送りが停止している筒状包装フィルムに対して上下からエンドシーラで挟み付けることで、筒状包装フィルムにエンドシールを施している。エンドシーラの動作が、ボックスモーション等の複雑な動きをせず、単純に上下に開閉する動作だけであるので、包装機の構造が簡素化され、小型で安価に製造することができる。

間欠動作型、連続動作型を問わず、横型製袋充填包装機で背の高い包装物を包装する場合には、エンドシール時に以下に掲げるような問題がある。即ち、筒状フィルムに対してエンドシーラが閉じてエンドシールを施すときに、エンドシーラについて筒状フィルムの送り方向の前後いずれの部分に対しても、シーラ側に引き寄せる力が作用する。その結果として、包装物の位置ずれが生じ、エンドシーラが包装物を噛み込む或いは噛み潰すことがある。そして、エンドシーラによる包装物の位置ずれ量は、包装物の高さが高いほど顕著になる。このため、背の高い包装物を包装する場合は、余裕を持った袋長さが必要となり、タイト包装、即ち、包装フィルムのエンドシール部と包装物との間のスペースを極力排除した包装が難しい。

横型ピロー包装機において、筒状フィルムを挟んで上下に配置されるトップシーラ(エンドシーラに相当)を筒状フィルムの送りと共に所定の軌跡で駆動させる連続動作型の包装機がある(特許文献2参照)。かかるピロー包装機において、当該トップシーラのシール面が筒状フィルムに接触してから、当該シール面同士が完全に筒状フィルムを挟み込むまでの期間におけるトップシーラの前進速度を、筒状フィルムの移動速度よりも遅くなるように制御することで、包装物の高さに関係なく、トップシーラによる包装物の噛込みを抑制することが図られている。

概要

簡単な構成で小型、安価な間欠動作型の横型製袋充填包装機において、背の高い包装物を傷つけることなく、タイト包装を可能にする横型製袋充填包装機を提供する。横型製袋充填包装機1に備わるエンドシーラ装置7の閉じ動作は、両ヒータブロック31a,ヒータブロック31bの全開位置から筒状包装フィルムFtに接触する製品高さ位置までの第1動作Aと、製品高さ位置から筒状包装フィルムFtを挟み込む全閉じ位置までの第2動作Bとから成る2段モーションを行う。第2動作Bにおいては、筒状包装フィルムFtに生じる折畳み分に相当する長さΔLだけ、筒状包装フィルムFtを包装物Pと共に送り出す。この送り出し動作によって、筒状包装フィルムFtにおける包装物Pの位置ずれを防ぐことができ、包装袋内における包装物Pの周りのスペースが可及的に少なくなったタイト包装を実現することができる。

目的

この発明の目的は、簡単な構成で小型、安価な間欠動作型の横型製袋充填包装機において、背の高い包装物を傷つけることなく、タイト包装を可能にする横型製袋充填包装機を提供する

効果

実績

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請求項1

筒状包装材間欠動作で横方向に送る紙引き装置、及び前記筒状包装材を挟み込み方向に開閉動作をするヒータブロックを有していて、前記紙引き装置による前記筒状包装材の送りが停止しているときに、前記ヒータブロックによる挟み込みにて前記筒状包装材にエンドシールを施すエンドシール装置を備えており、前記筒状包装材から形成される袋内に包装物封入した袋包装体を製造する間欠動作型横型製袋充填包装機において、前記ヒータブロックが前記筒状包装材に接触してから前記筒状包装材を挟み込む全閉じ位置に至る閉じ動作において、前記ヒータブロックが前記筒状包装材を折り畳むことに応じた折畳み分の長さだけ前記筒状包装材が送り出されることを特徴とする間欠動作型の横型製袋充填包装機。

請求項2

前記紙引き装置及び前記エンドシール装置は、それぞれ駆動源としてサーボモータを備えており、前記サーボモータは、包装機制御装置によって、前記包装物の仕様に応じて動作制御されることを特徴とする請求項1に記載の間欠動作型の横型製袋充填包装機。

請求項3

前記エンドシール装置の前記閉じ動作は、全開位置から前記包装物の高さに相当する製品高さ位置までの第1動作と、前記製品高さ位置から全閉じ位置までの区間までの第2動作に区分されており、前記制御装置には、前記第1動作と前記第2動作とのそれぞれにおける前記ヒータブロックの動作区間、動作速度又は動作時間、及び前記折畳み分の送出し量が前記包装物の仕様毎に設定されることを特徴とする請求項2に記載の間欠動作型の横型製袋充填包装機。

請求項4

前記第2動作における前記折畳み分の長さについての前記筒状包装材の送出し速度は、前記ヒータブロックの閉じ速度に同期して制御されることを特徴とする請求項3に記載の間欠動作型の横型製袋充填包装機。

技術分野

0001

この発明は、包装フィルム送りが停止している間にエンドシールを行う間欠動作型横型製袋充填包装機に関し、特に、包装袋包装物との間のスペースを可及的に少なくしたタイト包装を可能にする間欠動作型の横型製袋充填包装機に関する。

背景技術

0002

従来、横型製袋充填包装機は、製筒器フォーマ)によって筒状に成形されて水平に移送される筒状包装フィルムの中に、供給コンベヤによって包装物を所定間隔毎に順次受渡し供給すると共に、当該包装物が供給された筒状包装フィルムについてその長手方向端縁部の重合面センターシールを施し、更に順次受け渡された包装物を挟む前後の位置において夫々、筒状包装フィルムにエンドシールを施してなる包装機であり、ピロー包装体を製造するのに適した包装機として実用に供されている。

0003

横型製袋充填包装機は、包装フィルムを一定速度で連続的に供給する中で、包装物の受け渡しと、センターシール及びエンドシールを施すことがよく行われているが、簡単な構成で小型、安価にすることを目的として、連続動作型ではなく、間欠動作型に構成されたものも存在する(例えば、特許文献1に記載の横ピロー包装機を参照)。即ち、間欠動作の停止している期間において、送りが停止している筒状包装フィルムに対して上下からエンドシーラで挟み付けることで、筒状包装フィルムにエンドシールを施している。エンドシーラの動作が、ボックスモーション等の複雑な動きをせず、単純に上下に開閉する動作だけであるので、包装機の構造が簡素化され、小型で安価に製造することができる。

0004

間欠動作型、連続動作型を問わず、横型製袋充填包装機で背の高い包装物を包装する場合には、エンドシール時に以下に掲げるような問題がある。即ち、筒状フィルムに対してエンドシーラが閉じてエンドシールを施すときに、エンドシーラについて筒状フィルムの送り方向の前後いずれの部分に対しても、シーラ側に引き寄せる力が作用する。その結果として、包装物の位置ずれが生じ、エンドシーラが包装物を噛み込む或いは噛み潰すことがある。そして、エンドシーラによる包装物の位置ずれ量は、包装物の高さが高いほど顕著になる。このため、背の高い包装物を包装する場合は、余裕を持った袋長さが必要となり、タイト包装、即ち、包装フィルムのエンドシール部と包装物との間のスペースを極力排除した包装が難しい。

0005

横型ピロー包装機において、筒状フィルムを挟んで上下に配置されるトップシーラ(エンドシーラに相当)を筒状フィルムの送りと共に所定の軌跡で駆動させる連続動作型の包装機がある(特許文献2参照)。かかるピロー包装機において、当該トップシーラのシール面が筒状フィルムに接触してから、当該シール面同士が完全に筒状フィルムを挟み込むまでの期間におけるトップシーラの前進速度を、筒状フィルムの移動速度よりも遅くなるように制御することで、包装物の高さに関係なく、トップシーラによる包装物の噛込みを抑制することが図られている。

先行技術

0006

特開2001−233303号公報
特許第4773747号公報

発明が解決しようとする課題

0007

そこで、連続動作型の横型製袋充填包装機のようにエンドシーラの駆動機構が複雑でなく、安価に製造が可能な間欠動作型の横型製袋充填包装機において、背の高い包装物を傷つけることなく、タイト包装を可能にする点で解決すべき課題がある。

0008

この発明の目的は、簡単な構成で小型、安価な間欠動作型の横型製袋充填包装機において、背の高い包装物を傷つけることなく、タイト包装を可能にする横型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

0009

上記の課題を解決するため、この発明による間欠動作型の横型製袋充填包装機は、筒状包装材を間欠動作で横方向に送る紙引き装置、及び前記筒状包装材を挟み込み方向に開閉動作をするヒータブロックを有していて、前記紙引き装置による前記筒状包装材の送りが停止しているときに、前記ヒータブロックによる挟み込みにて前記筒状包装材にエンドシールを施すエンドシール装置を備えており、前記筒状包装材から形成される袋内に包装物を封入した袋包装体を製造する間欠動作型の横型製袋充填包装機であって、前記ヒータブロックが前記筒状包装材に接触してから前記筒状包装材を挟み込む全閉じ位置に至る閉じ動作において、前記ヒータブロックが前記筒状包装材を折り畳むことに応じた折畳み分の長さだけ前記筒状包装材が送り出されることを特徴としている。

0010

この間欠動作型の横型製袋充填包装機によれば、紙引き装置が筒状包装材を間欠動作で横方向に紙引きして送り、紙引き装置による筒状包装材の送りが停止しているときに、エンドシール装置において、ヒータブロックが筒状包装材を挟み込み方向に閉じ動作をすることで、筒状包装材にエンドシールが施される。エンドシールによって筒状包装材を封鎖することで、包装物が封入された袋包装体が製造される。ヒータブロックが筒状包装材に接触してから筒状包装材を挟み込む全閉じ位置に至る閉じ動作において、ヒータブロックが筒状包装材を折り畳むことに応じた折畳み分の長さだけ筒状包装材が送り出される。このような包装材の送り出しを行うことで、包装物の送り方向前側で、袋を作る包装材と包装物との間のスペースが可及的に少なくなり、タイト包装を実現することができる。

0011

この間欠動作型の横型製袋充填包装機において、前記紙引き装置及び前記エンドシール装置は、それぞれ駆動源としてサーボモータを備えており、前記サーボモータは、包装機の制御装置によって、前記包装物の仕様に応じて動作制御されるものとすることができる。サーボモータは、回転角度を検出するエンコーダを備えていて、高精度の位置決めと大きな加減速トルクの出力とを備え、負荷パルス速度の急激な変化にも対応して、高速応答が得られて制御性が良好であり、包装機の動作を行わせる駆動源に適している。包装機の制御装置が、包装物の高さや長さという仕様に応じてサーボモータを制御し、筒状包装材の送りを高精度で且つ高応答性を以て制御することができる。

0012

この間欠動作型の横型製袋充填包装機において、前記エンドシール装置の前記閉じ動作は、全開位置から前記包装物の高さに相当する製品高さ位置までの第1動作と、前記製品高さ位置から全閉じ位置までの区間までの第2動作に区分されており、前記制御装置には、前記第1動作と前記第2動作とのそれぞれにおける前記ヒータブロックの動作区間、動作速度又は動作時間、及び前記折畳み分の送出し量が前記包装物の仕様毎に設定されるものとすることができる。エンドシール装置の閉じ動作を二つに区分することで、制御装置によるエンドシール装置の制御が合理的且つ簡明に区分けされる。閉じ動作の第1動作では、その動作区間をヒータブロックが製品高さ位置まで閉じることが制御される。閉じ動作の第2動作では、その動作区間をヒータブロックが全閉じ位置まで閉じることが制御されるとともに、ヒータブロックが筒状包装材を挟み込むことに応じて折り畳むときの折畳み分の長さだけ送出し量として筒状包装材が送り出される。

0013

この間欠動作型の横型製袋充填包装機において、前記第2動作における前記折畳み分の長さについての前記筒状包装材の送出し速度は、前記ヒータブロックの閉じ速度に同期して制御することができる。第2動作において、折畳み分の長さについて筒状包装材を送り出すに際して、その送出し速度をヒータブロックの閉じ速度に同期するように制御することで、ヒータブロックの閉じ動作による筒状包装材の折畳みと、筒状包装材の送り出しとが整合して進行し、筒状包装材の内部における包装物の位置ずれが生じず、スムーズなエンドシール動作が得られる。

発明の効果

0014

この発明による間欠動作型の横型製袋充填包装機は、上記のように構成されているので、開閉動作が直動式のエンドシーラ装置を備えた簡単な構成で小型、安価な間欠動作型の横型製袋充填包装機において、エンドシーラ装置の動作に起因して筒状包装材に生じる折畳み分に相当する長さだけ、筒状包装材が送り出される。その結果、筒状包装材内における包装物の位置ずれを防ぐことができ、包装袋内における包装物の周りのスペースが可及的に少なくしたタイト包装を実現することができる。
エンドシーラ装置の動作を、全開位置から製品高さの位置まで移動する第1動作と、製品高さの位置から閉じ位置まで移動する第2動作の2段階に分け、第2動作のときにヒータブロックが筒状包装材を折り畳む分に相当する長さだけ送り出す場合には、制御装置によるエンドシール装置の制御が動作の段階に応じて合理的且つ簡明に区分けされ、タイト包装の制御を簡単に実行することができる。
また、第1及び第2のそれぞれの動作区間、動作速度(動作時間)、及び折畳み分の長さの筒状包装材の送り出し量は包装物ごとに設定可能であり、包装物のサイズに応じてタイト包装の制御を精度良く行うことができる。

図面の簡単な説明

0015

図1は、この発明による間欠動作型の製袋充填包装機の一実施例を示す側面図及び平面図である。
図2は、図1に示す間欠動作型の横型製袋充填包装機に用いられているエンドシール装置のモーション機構図である。
図3は、図1に示す横型製袋充填包装機に用いられているエンドシール装置を制御するための制御装置に関するブロック図である。
図4は、本発明による横型製袋充填包装機の動作説明図である。
図5は、図4に示す包装機の動作のうち、エンドシール動作の詳細を示す説明図である。
図6は、この発明による間欠動作型の製袋充填包装機に用いられているエンドシール装置に関する動作フロー図である。

実施例

0016

以下、添付した図面に基づいて、この発明による間欠動作型の横型製袋充填包装機の実施例を説明する。図1はこの発明による間欠動作型の横型製袋充填包装機の一実施例を示す図であって、(a)はその側面図、(b)はその平面図である。

0017

図1に示す間欠動作型の横型製袋充填包装機1は、横方向に間欠的に移送されるフィルム状の包装材(以下、「包装フィルム」という)から袋を形成しつつ、その袋内に包装物Pを送り込み、袋包装体であるピロー包装体Bpを連続して製造する包装機である。横型製袋充填包装機1は、包装フィルムの上流側において、ウェブ状包装フィルムFwを巻き取ったフィルムロールFrを回転可能に装填・支持するフィルム供給源2と、フィルムロールFrからウェブ状包装フィルムFwを繰り出す紙送りローラ3とを備えている。紙送りローラ3は、ウェブ状包装フィルムFwを挟み込んで送り出す駆動側ローラ3aと従動側ローラ3bを備えている。紙送りローラ3の駆動側ロール3aは、紙送り用サーボモータ4から適宜の伝動機構を介して駆動される。紙送りローラ3から繰り出されたウェブ状包装フィルムFwは、製筒器(フォーマ)5によって、当該包装フィルムFwの両側縁部分重合部分)Fe,Feが互いに引き寄せられて略筒状になるまで曲成される。

0018

製筒器5を通過して略筒状に曲成されたウェブ状包装フィルムFwは、センターシール装置6を通過し、その際に重ね合わされた両側縁部分Fe,Feにセンターシールが施されることで筒状包装材(以下、「筒状包装フィルム」という)Ftに成形される。センターシール装置6は、包装フィルムの送り上流側から順に、紙引きローラ部10と、その後流側の直後に配設されている加熱用バーヒータ部60と、目付ローラ部20とを備えている。本実施例では、センターシール装置6は、本発明の紙引き装置を兼ねている。紙引きローラ部10は一対のローラ11,12を備えており、ローラ11,12は、紙引き用サーボモータ13からの駆動力の供給を受けて、互いに逆方向に同期した速度で回転される。ローラ11,12の周面間に、略筒状に曲成されたウェブ状包装フィルムFwの重ね合わされた両側縁部分Fe,Feが挟み込まれる。ウェブ状包装フィルムFwは、両側縁部分Fe,Feがローラ11,12から作用する引っ張り力を受けて紙引きされ、バーヒータ部60及び目付ヒータ部20に送られる。

0019

加熱用のバーヒータ部60は、ウェブ状包装フィルムFwの両側縁部分Fe,Feを間に挟むように近接する一対のバーヒータ61,62を備えており、両側縁部分Fe,Feを輻射熱により加熱する。目付ローラ21,22は、目付ローラ用サーボモータ23からの駆動力の供給を受けて互いに逆方向に同期した速度で回転される。紙引き用サーボモータ13と目付ローラ用サーボモータ23とは、紙引きローラ部10と目付ヒータ部20のそれぞれのローラ周速が等しくなるように制御される。ウェブ状包装フィルムFwの紙送りが長時間停止するようなときに、包装フィルムの焼付きを防止するため、バーヒータ部60は、バーヒータ61,62を互いに接近・離間させるための開閉用機構(図示せず)を備えているのが好ましい。目付ローラ21,22には、発熱手段(ヒータ)を埋設せず、バーヒータ61,62により加熱された両側縁部分Fe,Feを加圧することでセンターシールを施す。曲成された包装フィルムFwは、センターシールを施すことで筒状包装フィルムFtに成形される。

0020

センターシール装置6の後流にはエンドシール装置7が配設されている。エンドシール装置7は、センターシール装置6による紙送りが停止している筒状包装フィルムFtに対して開閉駆動される直動型のエンドシーラである。エンドシール装置7は、閉じ動作のときに、上下方向から筒状包装フィルムFtに接近し、挟み込むことで加圧・加熱してエンドシールを施し、その後、開き動作で筒状包装フィルムFtから上下方向に離間する。エンドシール装置7は、送込み方向前後に連なる包装物P,P間において、筒状包装フィルムFtにエンドシールを施すことでエンドシール部Seを形成する。上記工程を経て、包装物Pが袋内に封入されたピロー包装体Bpが順次製造される。エンドシール装置7には、エンドシール部Seにおいて包装フィルムを切断するカッタ(周知のものであり、ここでは図示せず)を組み込むことで、ピロー包装体Bpを個々に分離することができる。横型製袋充填包装機1においては、製筒器5によって曲成されたウェブ状包装フィルムFw内に物品Pを送り込むため、送込みコンベヤ8が組み合わされる。

0021

図2には、図1に示す横型製袋充填包装機1に用いられているエンドシール装置のモーション機構図が示されている。図2の中央の(a)は当該エンドシール装置の側面図、(b)は(a)の左正面図、(c)は(a)の右正面図である。図2に示すエンドシール装置7は、上下に対向して配置された上下のヒータブロック31a,31bを備えている。ヒータブロック31a,31bは、上下方向に開閉動作を行うように同期して駆動される。ヒータブロック31a,31bは、最も閉じたときに筒状包装フィルムFtを間に挟み込み、平らに押し潰すように挟んだ包装フィルムの部位を加圧・加熱して溶着する。

0022

エンドシール装置7には、カッタ装置が組み込まれている。上側のヒータブロック31aにはカッタ33が貫通孔34に収容される状態で内蔵されており、下側のヒータブロック31bにはカッタ33に対応した位置にカッタ33が入り込む貫通孔35が形成されている。上側のヒータブロック31aには、カッタ33を下側のヒータブロック31bに向けて突き出すカッタ用駆動装置36が設けられている。カッタ用駆動装置36は、例えば公知のエアアクチュエータから構成されており、ヒータブロック31a,31bの閉じ動作に合わせて作動して、カッタ33を下側のヒータブロック31bに向けて突き出し、筒状包装材を切断する。カッタ装置は、カッタ33、貫通孔34及びカッタ用駆動装置36で構成されている。

0023

ヒータブロック31a,31bは、支持ブロック45に対して上下方向にスライド可能に配設されている。即ち、支持ブロック45は、左右方向の両端部においてスライド軸46a,46bを上下方向に摺動可能に保持しており、スライド軸46a,46bの両端部は上下の各側において上側エンドブロック47aと下側エンドブロック47bによって連結されている。上側ヒータブロック31aとカッタ用駆動装置36とは、上側エンドブロック47aにおいて、それぞれ下側と上側に配設されている。スライド軸46a,46bには、その長手方向中間領域において、中間ブロック48がスライド可能に支持されており、中間ブロック48の上側には下側ヒータブロック31bが取り付けられている。

0024

ヒータブロック31a,31bを上下方向に開閉駆動するため、開閉駆動用サーボモータ49が支持ブロック45に配設されている。開閉駆動用サーボモータ49の出力軸50にはレバー51が取り付けられており、レバー51の一方端部には上側リンク52aを介して上側ブラケット53aに揺動可能に連結されており、上側ブラケット53aが中間ブロック48に連結されている。また、レバー51の他方端部には下側リンク52bを介して下側ブラケット53bに揺動可能に連結されており、下側ブラケット53bは下側エンドブロック47bに連結されている。したがって、開閉駆動用サーボモータ49が駆動されて出力軸50が回転されると、その回転方向に応じて、下側リンク52b、下側エンドブロック47b、スライド軸46a,46b及び上側エンドブロック47aを介して上側のヒータブロック31aが開閉され、上側リンク52a及び中間ブロック48を介して下側のヒータブロック31bが開閉される。駆動源としての開閉駆動用サーボモータ49の作動により、ヒータブロック31a,31bは、それらの間を水平方向に送られる筒状包装フィルムFtに対して互いに同期した開閉動作を行う。

0025

エンドシール装置7において、ヒータブロック31a,31bは開閉方向と直交する前後方向(筒状包装フィルムFtの紙送り方向)には固定的に配置されている。即ち、エンドシール装置7の支持ブロック45は、その左右において、機械固定フレームに固定的に支持されているので、両ヒータブロック31a,31bは、筒状包装フィルムFtの紙送り方向には動作せず、上下方向のみに作動する。

0026

図3は、図1に示す横型製袋充填包装機1に備わるエンドシール装置7を制御するための制御装置9に関するブロック図である。なお、図3において、制御装置9に関する信号線は、横型製袋充填包装機1におけるエンドシール装置7の作動と関係ある接続関係を説明するためのものであり、厳密な接続関係までを示すものではない。

0027

横型製袋充填包装機1においては、紙送りや紙引き及びエンドシーラ等の各動作は、サーボモータ等によるモータ駆動で行われる。横型製袋充填包装機1は、包装フィルムと包装物Pの送りから包装フィルムによる包装物Pの包装までの包装動作を行うため、紙送りローラ3の駆動側ロール3aを駆動する紙送り用サーボモータ4、送込みコンベヤ8を駆動するモータ(図示せず)、ウェブ状包装フィルムFwの重ね合わされた両側縁部分Fe,Feを挟み込んで引き送る紙引きローラ部10のローラ11,12を駆動する紙引き用サーボモータ13、加熱された両側縁部分Fe,Feを加圧しながら引き送る目付ローラ部20の目付ローラ21,22を駆動する目付ローラ用サーボモータ23、及び直動型のエンドシーラ7の上下のヒータブロック31a,31bを開閉駆動する開閉駆動用サーボモータ49を備えており、これらサーボモータ等を包装動作にタイミングを合わせて制御するためにそれぞれの動作を統括的に制御する制御装置9を備えている。制御装置9は、設定・表示部30からの指示によって、各サーボモータの動作をそれぞれ個別に設定可能である。

0028

制御装置9に対しては、横型製袋充填包装機1に備わる設定・表示部30において、後述する一袋の長さ分のフィルム送り量L、折畳み用フィルムの送り量ΔL、動作Aのエンドシーラ移動量Ha、動作Aのエンドシーラ動作速度Va(又は動作時間Ta)、動作Bのエンドシーラ移動量Hb、動作Bのエンドシーラ動作速度Vb(又は動作時間Tb)が、包装対象製品である包装物Pの仕様に応じてパラメータとして設定可能である。エンドシーラ移動量Hbは、包装物Pの製品高さHの半分の値である。設定・表示部30における各パラメータの設定は、横型製袋充填包装機1における実際の包装動作に際してウェブ状包装フィルムFwの紙送り・紙引きと、上下のヒータブロック31a,31bの筒状包装フィルムFtへの開閉動作とがそれぞれタイミングを合わせて行われるように、互いに関連付けて行われる。制御装置9は、これらの設定値や各種の検出信号の入力を受けて、当該設定されたパラメータに則って、サーボモータ4,13,23,49に対して制御信号を出力して、それぞれの動作を制御する。制御装置9は、包装機を運転制御する際に必要なデータを記憶・読み出しをする記憶装置に接続し、更に包装機の運転状況危険度に応じて作業者注意や警告等を報じるための信号を報知装置に出力することもできる。

0029

図4は本発明による横型製袋充填包装機の動作説明図であり、そのうちのエンドシール動作の詳細が図5に示されている。即ち、図4の(a)には、横型製袋充填包装機1に備わるエンドシール装置7の上側のヒータブロック31a及び下側のヒータブロック31bが互いに接近する方向に動作して筒状包装フィルムFtに接触した様子が示されている。また、図4の(b)は、両ヒータブロック31a,31bが更に接近する方向に動作して筒状包装フィルムFtを挟み込んでヒートシールを施すときのヒータブロック31a,31bの動作と、ヒータブロック31a,31bによる筒状包装フィルムFtの折畳み分の長さΔLを補うべく筒状包装フィルムFtを送り出す様子が示されている。更に、図5には、図4に示すエンドシール装置7のヒータブロック31a,31bの動作の詳細が図示されている。

0030

図4及び図5に示すように、エンドシール装置7のヒータブロック31a,31bの閉じ動作は、上側のヒータブロック31a及び下側のヒータブロック31bの全開位置から筒状包装フィルムFtに接触する製品高さ位置までの閉じ方向動作としての第1動作Aと、製品高さ位置から筒状包装フィルムFtを挟み込む全閉じ位置までの閉じ方向動作としての第2動作Bとから成る2段モーションに分かれている。第1動作A及び第2動作Bのそれぞれについての動作区間、及び動作速度(動作時間)は包装物(アイテム)P毎に設定可能である。

0031

図4(a)及び図5に示すように、上側ヒータブロック31a及び下側ヒータブロック31bは、包装サイクルの開始当初は上下方向に最も離間した位置(図4(a)では点線で示す位置、図5では全開位置)にある。この状態で、包装機の間欠動作によって、通常の一つの袋長さに略相当するフィルム仮送り量L1(=一つの袋長さに相当するフィルム送り量Lから折畳み用フィルムの送り量ΔLを差し引いた送り量)の送りが終了した後、紙送り用サーボモータ4、紙引き用サーボモータ13及び目付ローラ用サーボモータ23が駆動停止し、筒状包装フィルムFtについて間欠送りの送り停止期間が開始される。その後、エンドシール装置7の開閉駆動用サーボモータ49の動作によって、上側のヒータブロック31a及び下側のヒータブロック31bが、停止している筒状包装フィルムFtに対して閉じ方向に、2段モーションのうちの先の動作である第1動作Aを開始する。第1動作Aでは、上側のヒータブロック31aが筒状包装フィルムFtの周頂部分Fttに接触し、下側のヒータブロック31bが筒状包装フィルムFtの周底部分Ftbに接触するまでの動作が実行される。

0032

図4(a)及び(b)には、製品高さ位置に到達してこの接触状態にある両ヒータブロック31a,31bが実線で示されている。図5に示されているように、ヒータブロック31a,31bの移動量Ha及びエンドシーラ動作速度Vaが包装物(アイテム)Pに応じて設定・表示部30で設定される。動作時間Taを設定する場合には、移動量Haをエンドシーラ動作速度Vaで除算した値が設定される。

0033

図4(b)及び図5には、筒状包装フィルムFtに接触したヒータブロック31a,31bが、筒状包装フィルムFtに対して、2段モーションのうちの後の動作である第2動作Bを開始する。第2動作Bでは、筒状包装フィルムFtに接触した上側のヒータブロック31a及び下側のヒータブロック31bが筒状包装フィルムFtに対して押し込み、ヒータブロック31a,31bが平らに潰された筒状包装フィルムFtを挟み込んでヒートシールを施す。ヒータブロック31a,31bは、筒状包装フィルムFtに対して滑ることなく押し込み、且つ挟み込む。

0034

図4(b)には、ヒートシールを施している状態のヒータブロック31a,31bが、一点鎖線で示されている。図5に示されているように、そのときの両ヒータブロック31a,31bの移動量Hb及びエンドシーラ動作速度Vbが包装物Pのサイズ毎に設定・表示部30で設定される。動作時間Tbを設定する場合には、移動量Hbをエンドシーラ動作速度Vbで除算した値が設定される。

0035

エンドシール装置7の第2動作Bにおいて、既に包装物Pを封鎖したピロー包装体Bp側では、ヒータブロック31a,31bによる包装フィルムへの折畳み作用によって、ピロー包装体Bpが両ヒータブロック31a,31b側に引き寄せられる。引き寄せ量は包装物Pの高さが高いほど大きくなる。包装物Pの長さと一袋の長さ分の送り量Lとを適宜に定め、両ヒータブロック31a,31bが挟み込む筒状包装フィルムFtの位置を設定することにより、ピロー包装袋搬出方向後ろ側で包装フィルムと包装物Pとの間に生じるスペースSp1を可及的に小さくして、タイトな包装が可能である。

0036

エンドシール装置7の第2動作Bにおいて、筒状包装フィルムFt側においてもヒータブロック31a,31b側による包装フィルムの折畳み作用が生じる。このとき、筒状包装フィルムFtの送りが完全に停止されているとすると、当該折畳み作用に起因して、筒状包装フィルムFtが包装物Pに強く押し付けられる等の不具合が生じる。両ヒータブロック31a,31bによる筒状包装フィルムFtの折畳みを考慮して、当該折畳み分に応じた送り量ΔLだけ筒状包装フィルムFtの送出しが行われる。筒状包装フィルムFtの送り量ΔLの送出しは、紙送りに関するすべてのサーボモータ(紙送り用サーボモータ4、紙引き用サーボモータ13及び目付ローラ用サーボモータ23)が同期して駆動されることによって行われる。送り量ΔLの送り出しを行う前の包装物Pの前後端破線で示されており、送り出しを行った後の状態が実線で示されている。これにより、一袋分の包装が行われる包装サイクル毎に、フィルム仮送り量L1に折畳み分に応じた送り量ΔLを加算した一つの袋長さに相当するフィルム送り量Lが送られるとともに、ピロー包装袋の搬出方向前側において、筒状包装フィルムFtが包装物Pと共にヒータブロック31a,31bに接近し、筒状包装フィルムFtが包装物Pに強く押し付けられることなく、袋となる包装フィルムと包装物Pとの間に生じるスペースSp2を可及的に小さくして、タイトな包装が可能である。

0037

筒状包装フィルムFtを送り出す送り量ΔLは、包装物(アイテム)P毎に設定可能であり、具体的には、ヒータブロック31a,31bの後側端と包装物Pの前側端との間に渡る包装フィルムの長さと、包装物Pの高さによって定まる。送り量ΔLは、包装物Pの高さが高いほど、大きくなる。また、第2動作Bの間、折畳み分の長さの送り量ΔLを送るフィルム送りの速度は、ヒータブロック31a,31bの閉じ速度に同期して行うのが好ましい。これによって、包装フィルムの折畳みと筒状包装フィルムFtの送りがバランス良く行われ、包装フィルムや包装物Pに対する無理な力が作用しない。

0038

包装の高速化を図るため、第1動作Aと第2動作Bとを間を置かず連続して行い、また筒状包装フィルムFtについても、上側のヒータブロック31a及び下側のヒータブロック31bが第2動作を開始すると同時に送り量ΔLの送り出しを開始してもよい。両ヒータブロック31a,31bが筒状包装フィルムFtに接触する時までに、接触する部位における筒状包装フィルムFtの停止が実現していればよい。この場合、筒状包装フィルムFtは、両ヒータブロック31a,31bが筒状包装フィルムFtに接触して第1動作Aが終了すると同時に第2動作Bが開始されて、両ヒータブロック31a,31bが閉じ動作を継続して実行し、送り量ΔLの追加的な送り出しが開始される。

0039

間欠動作型の製袋充填包装機1に用いられているエンドシール装置7に関する動作フローが図6に示されている。動作フローが開始されると、まず、動作ステータス、即ち、包装機1の動作状態が「0」であるか否かが判定される(ステップ1;「S1」と略す。以下同じ)。動作ステータスが「0」は、両ヒータブロック31a,31bが全開位置にあることを示す。動作ステータスが「0」であると、エンドシーラが第1動作A(図中の説明は「動作A」と略す)の開始タイミングであるか否かが判定される(S2)。エンドシーラが第1動作Aの開始タイミングでなければ、動作フローの外へ出て、再度、動作フローを繰り返す(以下、動作フローの外へ出た場合には、動作フローの最後でない限り、再度、動作フローの最初に戻って動作フローを繰り返す)。エンドシーラが第1動作Aの開始タイミングであると、エンドシーラが第1動作Aを実行し(S3)、動作ステータスを「1」にセットして(S4)、その後、動作フローの外へ出る。

0040

次に、動作フローを再度開始すると、動作ステータスが「1」であるのでS1で「No」と判定され、S5に至って包装機1の動作状態が「1」であるか否かが判定される。S5の判定は「Yes」となるので、エンドシーラが第1動作Aを終了したか否かが判定される(S6)。S6の判定で、エンドシーラが第1動作Aを終了していなければ、動作フローの外へ出る。エンドシーラの第1動作Aが進行し、その後の動作フローの実行でエンドシーラが第1動作Aを終了していれば、エンドシーラは第2動作B(図中の説明は「動作B」と略す)を実行し(S7)、包装フィルムを折畳み分の送り量ΔLの送り出しを実行し(S8)、動作ステータスを「2」にセットし(S9)、その後、動作フローの外へ出る。

0041

次に、動作フローを再度開始すると、動作ステータスが「2」であるのでS1及びS5でそれぞれ「No」と判定され、S10に至って包装機1の動作状態が「2」であるか否かが判定される。S10の判定は「Yes」となるので、エンドシーラが第2動作Bを終了したか否かが判定される(S11)。S11の判定で、エンドシーラが第2動作Bを終了していなければ、動作フローの外へ出る。エンドシーラの第2動作Bが進行し、その後の動作フローの実行でエンドシーラが第2動作Bを終了していれば、動作ステータスを「3」にセットして(S12)、その後、動作フローの外へ出る。

0042

次に、動作フローを再度開始すると、動作ステータスが「3」であるのでS1、S5及びS10でそれぞれ「No」と判定され、S13に至って包装機1の動作状態が「3」であるか否かが判定される。S13の判定は「Yes」となるので、エンドシーラが開き開始タイミングであるか否かが判定される(S14)。エンドシーラが開き開始タイミングでなければ、動作フローの外へ出る。エンドシーラが開き開始タイミングであると、エンドシーラが開き動作を実行し(S15)、動作ステータスを「4」にセットして(S4)、その後、動作フローの外へ出る。

0043

次に、動作フローを再度開始すると、動作ステータスが「4」であるのでS1、S5、S10及びS13でそれぞれ「No」と判定され、S17に至って包装機1の動作状態が「4」であるか否かが判定される。S17の判定は「Yes」となるので、エンドシーラが開き動作を終了したか否かが判定される(S18)。S18の判定で、エンドシーラが開き動作を終了していなければ、動作フローの外へ出る。エンドシーラが開き動作を終了していれば、動作ステータスを「0」にセットして(S19)、その後、動作フローの外へ出る。

0044

以上、説明したように、この間欠動作型の横型製袋充填包装機1は、エンドシール動作として、エンドシーラが上下の開閉動作のみを行う直動式のエンドシーラ装置を備えた簡単な構成で小型、安価な間欠動作型の横型製袋充填包装機であり、かかる横型製袋充填包装機において、エンドシーラ装置7の閉じ動作(第2動作B)に起因して筒状包装フィルムFtに生じる折畳み分に相当する長さΔLだけ、筒状包装フィルムFtを包装物Pと共に送り出すことを行う。エンドシーラ装置7の閉じ動作に合わせて、予め設定した長さだけ筒状包装フィルムFtを送り進めるという動作で、筒状包装フィルムFtにおける包装物Pの位置ずれを防ぐことができ、包装袋内における包装物Pの周りのスペースが可及的に少なくなったタイト包装を実現することができる。

0045

上記実施例では、紙送りローラ3及びセンターシール装置6が紙引き装置を兼ねるとし、具体的には、紙送りローラ3とそれを駆動する紙送り用サーボモータ4に加えて、ウェブ状包装フィルムFwの両側縁部分Fe,Feを挟み込んで引き送る紙引きローラ部10のローラ11,12とそれらを駆動する紙引き用サーボモータ13、及びセンターシール部Seにシール目を付ける目付ローラ21,22とそれらを駆動する目付ローラ用サーボモータ23が、紙引きを担うものとして説明したが、これに限らず、センターシールを加熱用のヒータバーとその直後に配置されていて加熱された両側縁部分Fe,Feを圧着してヒートシールを行う圧着ローラ及びその駆動のための圧着ローラ用サーボモータとを配設する場合には、当該圧着ローラとそれらを駆動する圧着ローラ用サーボモータにも紙引きを担わせることができる。また、上記実施例においては、紙送り(紙引き)に関わる駆動手段として、各ローラを専用に駆動するサーボモータ4,13,23が配設されているとしたが、これに限らず、一つのサーボモータからの駆動力を、伝動機構を介して複数のローラに分配し、同期して駆動してもよいことは明らかである。

0046

1横型製袋充填包装機2フィルム供給源
3紙送りローラ3a駆動側ローラ3b従動側ローラ
4紙送り用サーボモータ5製筒器(フォーマ)
6センターシール装置7エンドシール装置
8送込みコンベヤ9制御装置
10紙引きローラ部 11,12ローラ
13 紙引き用サーボモータ
20目付ローラ部 21,22 目付ローラ
23 目付ローラ用サーボモータ
30 設定・表示部
31a 上側ヒータブロック31b 下側ヒータブロック
33カッタ34貫通孔
35 貫通孔 36 カッタ用駆動装置
45支持ブロック46a,46bスライド軸
47a 上側エンドブロック47b 下側エンドブロック
48中間ブロック49開閉駆動用サーボモータ
50出力軸51レバー
52a 上側リンク52b 下側リンク
53a 上側ブラケット53b 下側ブラケット
60バーヒータ部 61,62 バーヒータ
FrフィルムロールFwウェブ状包装フィルム
Fe,Fe 両側縁部分(重合部分) Ft筒状包装フィルム
Ftt 周頂部分Ftb 周底部分
Seエンドシール部
P包装物Bpピロー包装体
A 第1動作 B 第2動作
L袋長さに相当するフィルム送り量
L1 袋長さに略相当するフィルム仮送り量
ΔL折畳み用フィルムの送り量
H製品高さ Ha 動作Aのエンドシーラ移動量
Va 動作Aのエンドシーラ動作速度 Ta 動作Aのエンドシーラ動作時間
Hb動作Bのエンドシーラ移動量 Vb 動作Bのエンドシーラ動作速度
Tb 動作Bのエンドシーラ動作時間
Sp1,Sp2 スペース

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