JP2013252866A

JP2013252866A - 包装装置

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Publication number: JP2013252866A
Application number: JP2012127906A
Authority: JP
Inventors: Shinji Koike; 伸治小池
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: JP5918632B2

Abstract

【課題】待機中のシールジョーから放出される熱量を抑えて消費電力を低減することができる包装装置を提供する。
【解決手段】製袋包装機１では、トラブル等で停止させて、筒状フィルムＦの状態等を修正する場合はシールジョー５４，７４が開いていないと作業ができないので、シールジョー５４，７４それぞれのシール面５４１，７４１を互いに接触させることなく待機させる第１休止モードを実行する。さらに、製袋包装機１自体のトラブルではなく、上流側機械、下流側機械の影響で、製袋包装機１を停止する場合は、シールジョー５４，７４を閉じておいても問題はないので、シールジョー５４，７４それぞれのシール面５４１，７４１を互いに接触させて待機させる第２休止モードを実行する。
【選択図】図４

Description

本発明は、包装装置に関し、特に、包材の重なり部分を挟み込んで封止する熱シール動作を行う包装装置に関する。

袋を製造しながらこの袋に食品などの被包装物を充填して包装する包装装置として、縦型の製袋包装機が広く普及している。

例えば、特許文献１（特開平５−６５１４４号公報）に開示されている縦型のピロー製袋包装機では、シート状のフィルムである包材がフォーマーおよびチューブによって筒状に成形され、縦シール手段により筒状包材の重ねられた縦方向の縁をシールする。そして、被包装物をチューブから筒状包材の内部に充填し、チューブ下方の横シール機構によって袋の上部と後続の袋の下部とにまたがってシールした後、横シール部分の中央をカッターで切断する。

横シール機構には、筒状包材の搬送経路を挟んで対向配置された一対のシールジョーと呼ばれるシール部材を互いに押しつけて筒状包材を加熱圧着する機構が多く採用されている。各シールジョーは、連続搬送される筒状包材に対し略Ｄ字状の軌跡を描きながら追随し、それによってシール時間を確保している。

しかしながら、通常、各シールジョーは、動作せずに待機している間も所定温度に維持されるように、内蔵されたヒータに継続して通電が行われている。それゆえ、この間にヒータからシールジョーに与えられる熱量は、熱シール動作に寄与することなく大気中に放出されており、電力を無駄に消費している。

本発明の課題は、待機中のシールジョーから放出される熱量を抑えて消費電力を低減することができる包装装置を提供することである。

本発明の第１観点に係る包装装置は、ヒータによって加熱される第１シール部材および第２シール部材が包材の重なり部分を挟み込んで封止する熱シール動作を行う包装装置であって、少なくとも第１シール部材および第２シール部材の動作を制御する制御部を備えている。制御部は、熱シール動作の休止期間中、第１シール部材および第２シール部材それぞれのシール面を包材から離れた位置で互いに接触させる。

この包装装置では、第１シール部材および第２シール部材それぞれのシール面が互いに接触することによって、シール面が開放されていた従来のシールジョーからの全放熱量との比較において、第１シール部材および第２シール部材それぞれのシール面からの放熱量に相当する分を低減することができる。その結果、消費電力が低減される。

本発明の第２観点に係る包装装置は、第１観点に係る包装装置であって、包材を搬送する搬送部をさらに備えている。制御部は、熱シール動作の休止期間中、搬送部を制御して包材を搬送方向とは逆の方向に所定距離だけ移動させる。

この包装装置では、搬送部が包材を搬送方向とは逆の方向に所定距離だけ移動させることによって、包材が第１シール部材および第２シール部材に挟まれたまま放置されることが回避され、包材の熱的損傷が防止される。

本発明の第３観点に係る包装装置は、第１観点に係る包装装置であって、包材を搬送する搬送部をさらに備えている。第１シール部材および第２シール部材は、搬送部から送られてくる包材に熱シール動作を行なう。制御部は、熱シール動作の休止期間中に、第１シール部材および第２シール部材が熱シール動作では使用しない位置において、シール面同士を接触させる。

この包装装置では、作業者が、第１シール部材および第２シール部材の位置をみることによって、動作異常で停止したのか、待機中であるのかを判断することができるので、次の手順に取り掛かり易く、使い勝手がよい。

本発明の第４観点に係る包装装置は、第１観点に係る包装装置であって、制御部が、熱シール動作の休止が第１状態である場合、通常待機動作として、第１休止モードを実行する。第１休止モードは、第１シール部材および第２シール部材それぞれのシール面を互いに接触させることなく待機させるモードである。さらに、制御部は、熱シール動作の休止が第１状態とは異なる第２状態である場合、節電待機動作として、第２休止モードを実行する。第２休止モードは、第１シール部材および第２シール部材それぞれのシール面を互いに接触させて待機させるモードである。

この包装装置では、熱シール動作が停止してもすぐに熱シール動作を開始しなければならないような短時間の休止には、節電待機動作が逆に熱シール動作の開示時間を遅らせて生産性を低下させる可能性があるので、そのような場合には、シール面を互いに接触させない第１休止モードを選択することによって生産性の低下を抑制することができる。

また、包装装置のトラブル等で停止させて、袋の状態等を修正する場合はシールジョーが開いていないと作業ができないので、第１休止モードを実行する。

他方、包装装置自体のトラブルではなく、上流側機械、下流側機械の影響で、包装装置を停止する場合は、シールジョーを閉じておいても問題はないので、第２休止モードを実行する。

本発明の第５観点に係る包装装置は、第４観点に係る包装装置であって、第１状態が、包材の状態を修正するために運転を停止している状態を含む。

本発明の第６観点に係る包装装置は、第４観点に係る包装装置であって、第２状態が、包装装置の異常ではない要因で運転を停止している状態を含む。

本発明に係る包装装置では、第１シール部材および第２シール部材それぞれのシール面が互いに接触することによって、シール面が開放されていた従来のシールジョーからの全放熱量との比較において、第１シール部材および第２シール部材それぞれのシール面からの放熱量に相当する分を低減することができる。その結果、消費電力が低減される。

本発明の一実施形態に係る製袋包装機の斜視図。図１に示す製袋包装機の正面図。アーム部材が水平方向に対して５５°傾いた状態の横シール機構の側面図。アーム部材が水平方向に対して５０°傾いた状態の横シール機構の側面図。アーム部材が水平方向に対して４５°傾いた状態の横シール機構の側面図。アーム部材が水平方向に対して１０°傾いた状態の横シール機構の側面図。第１休止モードおよび第２休止モードのいずれかを選択して実行するまでのフローチャート。通常待機動作として、第１休止モード実行時のシールジョーの側面図。節電待機動作として、第２休止モード実行時のシールジョーの側面図。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）製袋包装機１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る製袋包装機１の斜視図である。また、図２は、図１に示す製袋包装機１の正面図である。図１及び図２において、製袋包装機１は、菓子等の被包装物を袋詰めする機械であり、被包装物の袋詰めを行う本体部分である製袋包装ユニット５と、製袋包装ユニット５に袋となるフィルムＦを供給するフィルム供給ユニット６とを含んでいる。また、操作スイッチ類７が製袋包装ユニット５の前面に配置されている。さらに、液晶ディスプレイ８が、操作スイッチ類７のオペレータが視認できる位置に配置されており、液晶ディスプレイ８は製袋包装機１の操作状態を示す。なお、操作スイッチ類７が集積されたパネルの裏側には、液晶ディスプレイ８との間で信号の送受信を行なう制御部７０が内蔵されている。

（２）詳細構成
（２−１）フィルム供給ユニット６
フィルム供給ユニット６は、製袋包装ユニット５の成形機構１３に対してシート状のフィルムＦを供給するユニットであり、製袋包装ユニット５に隣接して設けられている。フィルム供給ユニット６にはフィルムＦが巻かれたロールがセットされ、このロールからフィルムＦが繰り出される。

（２−２）製袋包装ユニット５
製袋包装ユニット５は、シート状で送られてくるフィルムＦを筒状に成形する成形機構１３と、チューブ状となったフィルムＦ（以下、筒状フィルムＦという）を下方に搬送するプルダウンベルト機構１４と、筒状フィルムＦの重ね合わせ部分を縦方向にシールする縦シール機構１５と、筒状フィルムＦを横方向にシールすることで袋の上下端を封止する横シール機構１７と、これらの各機構を支える支持フレーム１２とを含む。また、支持フレーム１２の周囲には、ケーシング９が取り付けられている。

（２−３）成形機構１３
成形機構１３は、図２に示すように、チューブ３１と、フォーマー３２とを有している。チューブ３１は、円筒形状の部材であり、上下端が開口している。図２において、チューブ３１は、天板２９の中央の開口部分に配置され、図示しないブラケットを介してフォーマー３２と一体にされている。チューブ３１の上端の開口部には、コンピュータスケール２から計量された被包装物が投入される。フォーマー３２は、チューブ３１を取り囲むように配置されている。フォーマー３２の形状は、シート状のフィルムＦがフォーマー３２とチューブ３１との隙間を通るときに筒状に成形されるような形状とされている。

フォーマー３２も、図示しない支持部材を介して支持フレーム１２に固定されている。また、成形機構１３のチューブ３１やフォーマー３２は、製造する袋の大きさに応じて取り替えることができるようにされている。そのために成形機構１３は、支持フレーム１２に対し着脱自在にされている。

（２−４）プルダウンベルト機構１４
プルダウンベルト機構１４は、チューブ３１に巻き付いた筒状フィルムＦを吸着しながら下方に搬送する機構であり、駆動ローラ、従動ローラ吸着機能を有するベルトを含む。

（２−５）縦シール機構１５
縦シール機構１５は、チューブ３１に巻き付いている筒状フィルムＦの重なり部分を、一定の加圧力でチューブ３１に押しつけながら加熱して縦にシールする機構である。この縦シール機構１５は、ヒータや、ヒータにより加熱され筒状フィルムの重なり部分に接触するヒータベルトを含んでいる。そして、縦シール機構１５の下方に、横シール機構１７が配置されている。

（２−６）横シール機構１７
図３Ａは、アーム部材が水平方向に対して５５°傾いた状態の横シール機構の側面図である。図３Ｂは、アーム部材が水平方向に対して５０°傾いた状態の横シール機構の側面図である。図３Ｃは、アーム部材が水平方向に対して４５°傾いた状態の横シール機構の側面図である。図３Ｄは、アーム部材が水平方向に対して１０°傾いた状態の横シール機構の側面図である。

図３Ａ〜図３Ｄにおいて、一対の回転軸５１，７１は、筒状フィルムＦの袋の両側に位置しており、互いに反対方向に同期回転する。一対のアーム部材５２，７２は、回転軸５１，７１の長手方向の両端に設けられており、回転軸５１，７１と相対回転不能に固定されている。アーム部材５２，７２は、回転軸５１，７１とともに回転する一方向に長いブロック状の部材であり、首振り部材５３，７３、およびエア抜き機構５６，７６を支持する。

一対のシールジョー５４，７４は、内部にヒータ５４ａ，７４ａ（図５Ａ参照）を有している。このヒータ５４ａ，７４ａによってシールジョー５４，７４のシール面（横シール時に対向する面、図５参照）５４１，７４１が加熱され、シールジョー５４，７４によって挟み込まれた筒状フィルムＦの一部が熱シールされるようになっている。

シールジョー５４，７４は、図３Ａ〜図３Ｄに示すように、首振り部材５３，７３の外側部分に支持されている。したがって、首振り部材５３，７３およびシールジョー５４，７４は、アーム部材５２，７２に同期して回転軸５１，７１の周りを旋回する。

一対のしごき部５５，７５は、断面がくの字の弾性材料からなる部材である。また、しごき部５５，７５は、旋回軌道において、シールジョー５４，７４の前側であって、エア抜き機構５６，７６の後側の位置、つまりシールジョー５４，７４とエア抜き機構５６，７６との間に配置される。さらに、しごき部５５，７５は、横シールを行う直前にシールジョー５４，７４よりも先にフィルムＦに対して当接し、互いの間に若干の隙間を開けた状態でシールジョー５４，７４よりも速い速度で旋回方向へ移動する。これにより、袋の上部に残った被包装物を袋の下方へと強制的に落下させて、横シールを行うフィルムＦの部分に、被包装物のカス等がかみこんでしまうことを回避して、シール不良の発生を抑制することができる。

また、一対のエア抜き機構５６，７６は、主として、左右一対のエア抜きパッド（空気抜き部材）６１，８１を有している。

（３）製袋包装機の動作
（３−１）概略動作
フィルム供給ユニット６から成形機構１３に送られたシート状のフィルムＦは、フォーマー３２からチューブ３１に巻き付けられて筒状に成形され、そのままプルダウンベルト機構１４によって下方に搬送される。そして、フィルムＦはチューブ３１に巻き付けられた状態において両端部が周面上で重ね合わせられた状態となり、その重ね合わせ部分が縦シール機構１５によって縦にシールされる。

縦にシールされて円筒形状となった筒状フィルムＦは、チューブ３１を抜けて横シール機構１７へと降りていく。また、このときには筒状フィルムＦの移動と同時に、被包装物の固まりがコンピュータスケール２からチューブ３１を通って落下してくる。そして、横シール機構１７においては、筒状フィルムＦ内に被包装物が存在する状態で、その袋の上端および被包装物が存在する袋の上部の袋の下端の部分が横にシールされる。

また、一対のシールジョー５４，７４が、図３Ａ〜図３Ｄに示すように駆動するときには、先行する袋の上端部と、これに続く袋の下端部とがほぼ同時に横シールされる。そして、この横シールと同時に、いずれかのシールジョーに内蔵されているカッター（図示せず）によって、先行する袋Ｂと後続の筒状フィルムＦとが切り離される。

（３−２）横シール機構１７の動作
横シール機構１７では、図示しない旋回用のモータを回転させることによって回転軸５１，７１が回転し、アーム部材５２，７２とともに、首振り部材５３，７３およびこれらに支持されたシールジョー５４，７４、しごき部５５，７５およびエア抜き機構５６，７６が回転軸５１，７１を中心として旋回運動をする。

図３Ａに示すように、横シールを行う前で、アーム部材５２，５７の水平方向に対する傾きが５５°のとき、首振り部材５３，７３およびシールジョー５４，７４がアーム部材５２，７２に対して旋回方向に回動した状態となっている。

また、図３Ａに示す状態では、エア抜き機構５６，７６のエア抜きパッド６１，８１が、すでに筒状フィルムＦ内へ入っている被包装物を挟み込んでシール前に姿勢が乱れないように、その下方側の部分から少しずつ筒状フィルムＦに対して面で当接する。

次に、図３Ｂに示すように、アーム部材５２，７２の水平方向に対する傾きが５０°のとき（図３Ａに示す状態から５°旋回しているとき）、エア抜きパッド６１，８１は、図３Ａに示す状態よりもさらに多くの面でフィルムＦに対して当接している。

そして、図３Ｃに示すように、アーム部材５２，７２の水平方向に対する傾きが４５°のとき、エア抜きパッド６１，８１のほぼ下半分の面によってフィルムＦに対して当接し、筒状フィルムＦの中の被包装物を保持している。

そして、図３Ｄに示すように、アーム部材５２，７２の水平方向に対する傾きが１０°のとき、エア抜きパッド６１，８１と筒状フィルムＦとの当接面が、エア抜きパッド６１，８１の表面の下方から上方へと移動していく。そして、これから横シールする筒状フィルムＦの部分を下方にしごいて筒状フィルムＦの横シール部分の内部に存在する被包装物を強制落下させるために、一対のしごき部５５，７５が筒状フィルムＦを所定の隙間を開けながら挟み込み始める。そして、一対のしごき部５５，７５の先端部分が、筒状フィルムＦの横シールする部分を筒状フィルムＦの搬送速度よりも速い速度で下方にしごく。

また、図３Ｄに示す状態は、シールジョー５４，７４が筒状フィルムＦを挟み込んで横シールを開始する状態である。図３Ｄに示す状態になる直前には、図示しない回転軸水平移動機構によって、一対の回転軸５１，７１およびカム５７，７７は互いに近づくように少し移動する。これにより、シールジョー５４，７４が確実に筒状フィルムＦに当接し、シールジョー５４，７４から筒状フィルムＦに所望の温度と圧力とが加えられることで、横シールが行われる。

（３−３）運転停止時のシールジョー５４，７４の動作
シールジョー５４，７４は、動作せずに待機している間も所定温度に維持されるように、内蔵されたヒータ５４ａ，７４ａ（図５Ａ参照）に継続して通電が行われている。それゆえ、この間にヒータ５４ａ，７４ａからシールジョー５４，７４に与えられる熱量は、熱シール動作に寄与することなく大気中に放出されており、電力を無駄に消費されてしまう。

そこで、本実施形態では、制御部７０が、製袋包装機１の停止状態が所定要因で停止しているときに限って、シールジョー５４，７４のシール面５４１，７４1を互いに接触させて待機させる第２休止モードを実行する。以下、フローチャートを参照しながら具体的な動作を説明する。

図４は、第１休止モードおよび第２休止モードのいずれかを選択して実行するまでのフローチャートである。図４において、制御部７０は、ステップＳ１においてシールジョー５４，７４が停止しているか否かを判定し、停止していると判定したときはステップＳ２へ進み、停止していないと判定したときは、引き続きシールジョー５４，７４が停止しているか否かの判定を継続する。

制御部７０は、ステップＳ２において、停止状態が第１状態であるか否か判定する。制御部７０は、停止状態が、第１状態および第２状態のいずれに相当するのかを判定するための条件を記憶している。

例えば、筒状フィルムＦの状態を修正するためにオペレータが操作スイッチ類７を介して強制停止させたときは、制御部７０は操作スイッチ類７からの入力があったので、この停止は製袋包装機１のトラブルによる第１状態であると判定する。

これに対し、コンピュータスケール２から被包装物が投入されないようなときは、通知信号が制御部７０に入力されるので、制御部７０はシールジョー５４，７４を停止させるとともに、この停止は製袋包装機１のトラブルではないので、第２状態であると判定する。

制御部７０は、ステップＳ２おいて停止が第１状態であると判定したときはステップＳ３へ進み、停止が第１状態ではない（第２状態である）と判定したときはステップＳ４に進む。

制御部７０は、ステップＳ３において、通常待機動作として、第１休止モードを実行する。第１休止モードは、シールジョー５４，７４それぞれのシール面５４１，７４１を互いに接触させることなく待機させるモードである。これは、筒状フィルムＦの状態等を修正する場合はシールジョー５４，７４が開いていないと作業ができないときに採られる。

他方、制御部７０は、ステップＳ４において、節電待機動作として、第２休止モードを実行する。第２休止モードは、シールジョー５４，７４それぞれのシール面５４１，７４１を互いに接触させて待機させるモードである。制御部７０は、第２休止モードを実行するときは、筒状フィルムＦの熱的損傷が防止するために、シールジョー５４，７４それぞれのシール面５４１，７４１を筒状フィルムＦから離れた位置で互いに接触させる。

例えば、制御部７０がプルダウンベルト機構１４を逆転させて、筒状フィルムＦを搬送方向とは逆の方向に所定距離だけ移動させることによって、筒状フィルムＦがシール面５４１，７４１から離れる。もちろん、それに限定されるものではなく、制御部７０が、一旦、シールジョー５４，７４を横シール動作で使用しない位置に退避させた後、シール面５４１，７４１を接触させてもよい。

図５Ａは、通常待機動作として、第１休止モード実行時のシールジョー５４，７４の側面図である。また、図５Ｂは、節電待機動作として、第２休止モード実行時のシールジョー５４，７４の側面図である。

図５Ａでは、シールジョー５４，７４それぞれのシール面５４１，７４１が互いに接触していないので、シール面５４１，７４１を介して大気中に放熱される。したがって、第１休止モードは、シールジョー５４，７４が開いていないと作業ができないような停止の場合に利用される。

他方、図５Ｂでは、シールジョー５４，７４それぞれのシール面５４１，７４１を互いに接触しているので、シールジョー５４，７４からの放熱量は、図５Ａにおけるシール面５４１，７４１からの放熱量に相当する分が低減される。

（４）特徴
（４−１）
製袋包装機１は、シールジョー５４，７４それぞれのシール面５４１，７４１が互いに接触することによって、シール面５４１，７４１が開放されていた従来のシールジョーからの全放熱量との比較において、シール面５４１，７４１からの放熱量に相当する分を低減することができる。その結果、消費電力が低減される。

（４−２）
製袋包装機１では、第２休止モード実行時、プルダウンベルト機構１４が筒状フィルムＦを搬送方向とは逆の方向に所定距離だけ移動させるので、筒状フィルムＦがシールジョー５４，７４に挟まれたまま放置されることがなく、筒状フィルムＦの熱的損傷が防止される。

（４−３）
製袋包装機１では、制御部７０が、第２休止モード実行時、シールジョー５４，７４それぞれのシール面５４１，７４１を横シール動作では使用しない位置において接触させることができる。この場合、オペレータは、シールジョー５４，７４の位置をみることによって、動作異常で停止したのか、待機中であるのかを判断することができるので、次の手順に取り掛かり易く、使い勝手がよい。

（４−４）
製袋包装機１では、横シール動作が停止してもすぐに横シール動作を開始しなければならないような短時間の休止には、節電待機動作が逆に熱シール動作の開示時間を遅らせて生産性を低下させる可能性があるので、そのような場合には、シール面５４１，７４１を互いに接触させない第１休止モードを選択する。

さらに、製袋包装機１のトラブル等で停止させて筒状フィルムＦの状態等を修正する場合も、シールジョー５４，７４が開いていないと作業ができないので、第１休止モードを実行する。

他方、製袋包装機１自体のトラブルではなく、上流側機械、下流側機械の影響で、製袋包装機１を停止する場合は、シールジョー５４，７４を閉じておいても問題はないので、第２休止モードを実行する。

以上のように、本発明によればシールジョーのシール面からの放熱を抑制して節電効果を得ることができるので、製袋包装機だけに限らずフィルムを挟んでシールする機器にも有用である。

１製袋包装機（包装装置）
１４プルダウンベルト機構（搬送部）
５４シールジョー（第１シール部材）
５４ａヒータ
７０制御部
７４シールジョー（第２シール部材）
７４ａヒータ
５４１，７４１シール面

特開平５−６５１４４号公報

Claims

ヒータによって加熱される第１シール部材および第２シール部材が包材の重なり部分を挟み込んで封止する熱シール動作を行う包装装置であって、
少なくとも前記第１シール部材および前記第２シール部材の動作を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記熱シール動作の休止期間中、前記第１シール部材および前記第２シール部材それぞれのシール面を前記包材から離れた位置で互いに接触させる、
包装装置。
前記包材を搬送する搬送部をさらに備え、
前記制御部は、前記熱シール動作の休止期間中、前記搬送部を制御して前記包材を搬送方向とは逆の方向に所定距離だけ移動させる、
請求項１に記載の包装装置。
前記包材を搬送する搬送部をさらに備え、
前記第１シール部材および前記第２シール部材は前記搬送部から送られてくる前記包材に前記熱シール動作を行ない、
前記制御部は、前記熱シール動作の休止期間中に、前記第１シール部材および前記第２シール部材が前記熱シール動作では使用しない位置において、前記シール面同士を接触させる、
請求項１に記載の包装装置。
前記制御部は、
前記熱シール動作の休止が第１状態である場合、通常待機動作として、前記第１シール部材および前記第２シール部材それぞれのシール面を互いに接触させることなく待機させる第１休止モードを実行し、
前記熱シール動作の休止が前記第１状態とは異なる第２状態である場合、節電待機動作として、前記第１シール部材および前記第２シール部材それぞれのシール面を互いに接触させて待機させる第２休止モードを実行する、
請求項１に記載の包装装置。
前記第１状態は、前記包材の状態を修正するために運転を停止している状態を含む、
請求項４に記載の包装装置。
前記第２状態は、前記包装装置の異常ではない要因で運転を停止している状態を含む、
請求項４に記載の包装装置。