JP3916992B2 - 製袋包装機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は製袋包装機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
製袋包装機は、フィルムの流れ方向に沿った端部同士のシール(以下、「縦シール」という)を行いフィルムを筒状に成形し、該フィルム内に内容物を充填した後に、前記フィルムの流れ方向に対して横方向に帯状にシール(以下、「エンドシール」という)して、包装された商品を生産する。
【0003】
製袋包装機の一例として、ドット式のオーバーラップ法を採用した製袋包装機が用いられている(実公平03−1362号公報参照)。
かかる従来の包装機の構成および製袋方法について図5〜図7を用いて簡単に説明する。
図5に示すように、本従来の包装機は、上方の投入口1から投入された内容物Mを袋詰めした後、下方の排出口2から商品Mとして排出する。
【0004】
図6の概略側面図に示すように、前記包装機の上部にはフィルムロールFrが載置されており、該フィルムロールFrから引き出されたフィルムFは、図7に示すフォーマ110によって筒状に曲成される。
図6の前記フォーマ110の下方には、フィルム移送手段120が設けられている。前記移送手段120は、たとえば、フィルムFを挟持する挟持部材121と、該挟持部材121を駆動させるカム式の駆動装置(図示せず)を備えている。前記挟持部材121は、一定のタイミングで、互いに接近する方向に移動して前記フィルムFを掴んだ後、下降して該フィルムFを下方に移送する。
【0005】
前記フォーマ110と移送手段120との間には、縦シール装置100が設けられている。前記縦シール装置100は、包装機本体103に固定されており、ヒータブロック101および駆動装置102を備えている。駆動装置102は、前記ヒータブロック101を略水平方向Xに連続的に移動させて、該ヒータブロック101をフィルムFに接触させる。
【0006】
前記移送手段120によってフィルムFの移送が開始されると、ヒータブロック101が略水平方向Xに連続的に往復移動し、図7に示すフィルムFの流れ方向Yに沿った端部(合わせ目)Fsに対して接触と非接触とを繰り返すことで、シール済の部分同士が次々と重なり、フィルムFが筒状に成形される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の包装機では、1袋につき、ヒータブロック101の前進および退避を連続的して何度も繰り返し行うので、大きな音が発生する。また、シール部分とシール部分とがラップするので、シール部分にムラが生じて美しい仕上りを望めない。
【0008】
ところで、前記縦シールの方法としては、前述のオーバーラップ法以外に、以下のシール法が知られている。
連続式オーバーラップシール法:下降するフィルムに回転式の昇温されたスチールベルトを接触させる方法(特開平8−318905号公報参照)。
間欠式フィンシール法:縦ヒータがフィルムを掴んだ後、下降することによりシールとフィルム送りを同時に行う方法(特開平10−194218号公報参照)。
しかし、前記他の方法を用いた従来機では、フィルムと共にシールユニット全体が下降するので、いずれの包装機も構成部品が多く複雑な構造となり、製造コストの上昇は否めない。
【0009】
したがって、本発明の目的は、構造が簡単で、安価、かつ、仕上りの美しい縦シールを行うことのできる製袋包装機を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の製袋包装機は、フィルムの流れ方向に沿った端部同士を縦シール装置でシールしてフィルムを筒状に成形し、該筒状に成形したフィルム内に内容物が充填された後に横シール装置で前記フィルムの流れ方向に対して横方向に帯状にシールして包装された商品を生産する製袋包装機において、前記フィルムを間欠的に流れ方向に移送するフィルム移送手段と、前記縦シール装置の動作を制御する制御手段とを備え、前記縦シール装置は、フィルムに接触してフィルムをシールするヒータブロックと、該ヒータブロックが前記フィルムに間欠的に接触するように前記ヒータブロックをフィルムに向って押し付ける前進動作と前記ヒータブロックをフィルムから離間させる退避動作とを交互に行う駆動装置とを備え、概ね、前記フィルムの移送中には、前記ヒータブロックがフィルムに接触し、一方、前記フィルムの停止中には、前記ヒータブロックがフィルムから離れるように制御され、前記駆動装置は、モータと、該モータの回転を揺動運動に変換する第1の機構と、前記揺動運動を平行運動に変換する第2の機構とを備え、前記ヒータブロックが前記前進動作を行ってフィルムに接触する際に、当該接触圧の変化を小さくするためのスプリングが設けられ、該スプリングによるバネ力が、少なくとも前記ヒータブロックおよび第1の機構を前記フィルムに押し付けるように、前記スプリングが配置されている。
【0011】
本発明によれば、概ね、前記フィルムの移送中には、前記ヒータブロックがフィルムに接触し、一方、前記フィルムの停止中には、前記ヒータブロックがフィルムから離れるように制御される。
たとえば、フィルムの移送が開始された直後、すなわち、フィルムに張力が加わり皺のない状態になった後に、前記ヒータブロックが前記前進動作を完了し、フィルムに接触する。したがって、皺のない美しい仕上り状態となる。
一方、フィルムの移送が停止する直前に、ヒータブロックが退避動作を開始してフィルムから離れる。したがって、局部的にフィルムが溶けすぎるのを防止できる。
【0012】
なお、「概ね」とは、フィルムの移送が開始される直前や直後、ならびに、フィルムが停止する直前や直後においては、ヒータブロックがフィルムに接触していてもよいし、あるいは、フィルムから離れていてもよいことを意味する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
本製袋包装機は、上方から供給されたフィルムを筒状に成形し、該フィルム内に内容物を充填した後、下方から排出するタイプの包装機である。以下、前述した従来のドット式の包装機と異なる部分について主に説明する。
【0014】
ユニット3:
図1は本製袋包装機の縦シールユニット3付近の縦断面図である。
図1に示すフィルムFは前記ユニット3によって縦シールが施された後、エンドシール装置(横シール装置)45により、フィルムFのエンドがエンドシールされ、下方に排出される。前記ユニット3とエンドシール装置45との間には、後述するようにフィルムFを間欠的に流れ方向Yに移送するフィルム移送手段40が設けられている。
【0015】
図2の平面断面図に示すように、本包装機の本体フレーム5には、ヒンジ61を介してベース6が略水平方向X(図1)に回動自在に設けられている。
前記ベース6には、縦シール装置7を構成する第1モータ9、第1の機構10、第2の機構20およびヒータブロック30が設けられている。
【0016】
図1に示すように、前記第1モータ9はベース6に固定されている。前記第1の機構10は、前記第1モータ9の出力軸(固定軸)Aに固定されたクランク11、リンク12,13およびベース6に固定された固定軸Bからなる四節回転連鎖(テコ・クランク機構)を構成している。前記第1の機構10により第1モータ9の回転がリンク13の揺動運動に変換される。
【0017】
一方、前記第2の機構20は、リンク13,14,15およびベース6に固定された固定軸B,Cからなる平行運動機構(パンタグラフ)を構成している。前記第1の機構10による揺動運動が前記第2の機構20により、従動リンク14の平行運動に変換され、該従動リンク14に固定されたヒータブロック30の前進および退避が行われる。
【0018】
すなわち、前記第1モータ9の回転は、第1および第2の機構10,20によって、ヒータブロック30がフィルムFに当接する方向に移動する前進動作と、該フィルムFから遠ざかる方向に移動する退避動作とに変換される。したがって、前記第1モータ9、第1および第2の機構10,20はヒータブロック30の前進動作と退避動作とを交互に行う駆動装置を構成している。
【0019】
図2の前記ヒータブロック30は所定の温度に昇温されており、前記ヒータブロック30の前進により、フィルムFがヒータブロック30とヒータ受部31との間に挟み付けられて熱シールが行われる。
【0020】
前述のように、ベース6は前記本体フレーム5に対してヒンジ61を介して回動自在に設けられている。一方、本体フレーム5に設けられたボルト62とベース6との間には、スプリング63が介挿されている。ベース6は圧縮状態のスプリング63によって、フィルムFに押し付ける方向に常時付勢されている。
【0021】
したがって、前記ヒータブロック30の前進時において、該ヒータブロック30がフィルムFに接触すると、前記スプリング63が縮み、ベース6および縦シール装置7からなる縦シールユニット3全体が若干退避方向に移動する。そのため、ヒータブロック30がフィルムFに接触する際の当該接触圧の変化を小さくすることができる。しかも、ユニット3全体の質量が、スプリング63の振動を減衰させる質量として働くので、スプリング63の振動が直ちに減衰する。したがって、フィルムFに対する接触圧を概ね一定にすることができる。
【0022】
フィルム移送手段:
図1に示すように、前記フィルム移送手段40は、第2モータ43、駆動ローラ41および従動ローラ42を備えている。前記駆動ローラ41が第2モータ43によって回転されると、フィルムFは駆動ローラ41および従動ローラ42によって挟持され、後述するタイミングで間欠的に1袋分ずつ移送される。
【0023】
制御の構成:
図3(a)に示すように、本包装機は、前記縦シール装置7(図1)の制御をはじめとする各機器の制御を行うマイコン(制御手段)50を備えている。前記マイコン50には、位置検出手段21、第1モータ9および第2モータ43などが、図示しないインターフェイスを介して接続されている。
【0024】
前記マイコン50は、CPU51および記憶部52を備えている。前記記憶部52には、図4に示す1袋分のフィルムFの長さL、すなわち、包装される袋の袋長のデータなどが商品ごとに記憶される。
前記CPU51は、記憶部52から処理を行う商品に対応するフィルムFの長さLを読み出し、前記長さLに基づいて後述するタイミングで、前記第2モータ43を回転させて当該長さL分のフィルムFを下方に移送する。
【0025】
ここで、図1の前記モータ9の前記出力軸Aには、該出力軸Aと一体に回転する遮光板22が設けられている。一方、前記ベース6には、たとえば光センサからなる位置検出手段21が固定されている。前記第1モータ9により遮光板22が回転され、位置検出手段21が遮光されると、前記位置検出手段21は、当該遮光信号を前記マイコン50に出力する。前述のように、ヒータブロック30は第1モータ9の回転により前進および退避するので、前記CPU51は、前記遮光信号に基づいてヒータブロック30の位置の判別を行うことが可能である。前記CPU51は、後述するタイミングで第1モータ9を回転させて、ヒータブロック30の前進および退避の制御を行い、ヒータブロック30の動作を制御する。
【0026】
縦シールの動作:
つぎに、本包装機の動作について説明する。
前記記憶部52には、複数種類の商品について、一袋分のフィルムFの長さLが予め記憶されている。オペレータが所定の操作を行い、当該処理を行う商品を指定すると本包装機がスタートする。前記マイコン50は、前記記憶部52から当該商品に対応するフィルムFの長さLを読み出し、前記第2モータ43を回転させて、前記フィルム移送手段40によるフィルムFの移送を開始させる。
【0027】
図4はフィルムFの包装動作を示す概略正面図である。
図4(a)に示す初期状態から、フィルムFが下方に移送されると共に、所定の温度に昇温された前記ヒータブロック30がフィルムFの端部Fsに接触し、図4(b)に示すように、縦シールが行われる。
【0028】
ここで、前記CPU51は、前記フィルムFの移送を開始させる直前に、前記ヒータブロック30の前進動作を開始させると共に、図3(b)のタイミングチャートに示すように、フィルムFの移送が開始された直後に、前記ヒータブロック30が前進動作を完了するように、前記第2モータ43および第1モータ9の回転をそれぞれスタートさせる。かかる制御により、フィルムFの移送が開始された直後に、ヒータブロック30がフィルムFに当接する。この当接後、ヒータブロック30がフィルムFに接触した状態のまま、前記フィルム移送手段40によってフィルムFが下方に移送されて縦シールが行われる。
【0029】
したがって、フィルムFの上下方向に張力が加わる該フィルムFの移送開始後に、ヒータブロック30がフィルムFに接触するので、張設された皺のない状態のフィルムFにヒータブロック30が接触することにより、縦シールの仕上り状態が美しくなる。
【0030】
また、従来のドット式とは異なり、ヒータブロックとフィルムFとの接触と非接触のピッチが長いので、大きな音も発生しない。さらに、フィルムFの移送中には、ヒータブロック30がフィルムFに接触しているので、接触時間を長くすることができるから、従来のドット式に比べてヒータブロック30の温度を低くすることが可能である。
【0031】
その後、前記フィルム移送手段40により、フィルムFが1袋分の長さL(図4(b))の距離を移送された後、該フィルムFの移送が停止される。
ここで、図3(b)に示すように、前記CPU51は、フィルムFの移送を停止させる直前に、ヒータブロック30の退避動作を開始させる。これにより、フィルムFの移送が停止する直前に、ヒータブロック30が退避動作を開始してフィルムFから離れる。
したがって、概ねフィルムFの移送中にのみフィルムFの縦シールが行われるので、局部的にフィルムFが溶けすぎるのを防止することができる。
【0032】
前記移送後、図4(b)の前記エンドシール装置45によってエンドシールが行われ、前記筒状のフィルムFの下部がエンドシールされる。該エンドシールの後に、前記フィルムFの上方から内容物Mが筒状のフィルムF内に投入される。その後、再び前記フィルム移送手段40(図1)がフィルムFの移送を開始する。該移送によって、図4(c)に示すように、フィルムFが前記長さLの距離を移送されると共に、次の1袋分の縦シールが行われる。
【0033】
その後、エンドシール装置45によってエンドシールが行われ、前記筒状のフィルムFの上部がエンドシールされ、内容物Mが封止される。一方、当該エンドシールによって次の袋分の下部のエンドシールが行われる。前記エンドシール後、図示しないカッタによって内容物の封止された1袋分が切り離され、下方に排出される。
【0034】
このように、フィルム移送手段40がフィルムFを1袋分の長さLごとに間欠的に移送すると共に、前記縦シール装置7の駆動装置が前進および退避動作を1袋に付き各々1回行って、ヒータブロック30が1往復するように制御される。したがって、1袋単位でシールを行うことにより、包装の仕上り状態が更に向上する。
【0035】
また、商品が指定されると、CPU51が記憶部52から当該商品に対応するフィルムFの長さLを読み出し、当該長さLに基づいてヒータブロック30の前進および後退動作のタイミングが設定変更されるので、種々の商品の袋長に自動的に対応することができる。
【0036】
さらに、平行運動機構からなる第2の機構20を用いているので、ヒータブロック30をフィルムFに対してムラなく接触させることができる。そのため、縦シールの仕上り状態が、より一層向上する。
【0037】
なお、前記長さL(袋長のデータ)は、前述のように、包装機の記憶部に記憶させてもよいが、上位の制御器や組合せ計量装置のような他の装置から当該データを受け取るようにしてもよい。
また、前記フォーマ110へのフィルムFの通し方を変更することで、図3(c)に示すオーバーラップ(封筒貼)方式の他に、図3(d)に示すフィンシール(合掌貼)方式にも対応することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、概ね、前記フィルムの移送中には、前記ヒータブロックがフィルムに接触し、一方、前記フィルムの停止中には、前記ヒータブロックがフィルムから離れるように制御される。したがって、フィルムに皺のない移送中にのみヒータブロックがフィルムをシールし、フィルムが溶けすぎるのも防止できるから、フィルムを間欠的に送っても、美しい縦シールを得ることができる。
また、フィルムを間欠的に送るので、縦シールやその他の機器の構造が極めて簡易になり、大幅なコストダウンを図ることができる。
また、ヒータブロックがフィルムに接触する際に、当該接触圧の変化を小さくするためのスプリングを設けたので、ヒータブロックがフィルムに接触する際の当該接触圧の変化が小さくなって、シールムラが発生しにくく、仕上げを美しくすることができる。
さらに、モータ、第1の機構および第2の機構を含むユニットを本体フレームに対しヒンジを介して回転自在に設けたので、前記ユニットの質量が、前記スプリングの振動を減衰させる質量として働く。したがって、スプリングの振動が直ちに減衰し、フィルムに対する接触圧が概ね一定になり、仕上げが美しくなる。
【0039】
また、フィルムの移送が開始された直後、すなわち、フィルムに張力が加わり皺のない状態になった後に、前記ヒータブロックが前記前進動作を完了し、フィルムに接触するように制御すれば、縦シールの仕上り状態が美しくなる。
一方、フィルムの移送が停止する直前に、ヒータブロックが退避動作を開始してフィルムから離れるように制御すれば、局部的にフィルムが溶けすぎるのを防止できる。
【0040】
また、包装される袋の袋長のデータが入力されると、当該袋長に応じて、前記前進動作および/または退避動作のタイミングが設定変更されるようにすれば、種々の商品の袋長に応じたタイミングで、シール装置の前進・退避を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる製袋包装機の要部を示す縦断面図である。
【図2】同製袋包装機の要部を示す平面断面図である。
【図3】(a)は本製袋包装機の制御の構成を示す構成図、(b)は包装タイミングを示すタイミングチャート、(c),(d)は袋のシール方式を示す平面断面図である。
【図4】製袋動作を示す概念図である。
【図5】従来の製袋包装機を示す概略斜視図である。
【図6】同従来の製袋包装機を示す概略側面図である。
【図7】同従来の製袋包装機の上部を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
3:ユニット
7:縦シール装置
9:第1モータ
10:第1の機構
20:第2の機構
30:ヒータブロック
40:フィルム移送手段
50:マイコン(制御手段)
61:ヒンジ
63:スプリング
F:フィルム
M:内容物
Claims (5)
- フィルムの流れ方向に沿った端部同士を縦シール装置でシールしてフィルムを筒状に成形し、該筒状に成形したフィルム内に内容物が充填された後に横シール装置で前記フィルムの流れ方向に対して横方向に帯状にシールして包装された商品を生産する製袋包装機において、
前記フィルムを間欠的に流れ方向に移送するフィルム移送手段と、前記縦シール装置の動作を制御する制御手段とを備え、
前記縦シール装置は、フィルムに接触してフィルムをシールするヒータブロックと、該ヒータブロックが前記フィルムに間欠的に接触するように前記ヒータブロックをフィルムに向って押し付ける前進動作と前記ヒータブロックをフィルムから離間させる退避動作とを交互に行う駆動装置とを備え、
概ね、前記フィルムの移送中には、前記ヒータブロックがフィルムに接触し、一方、前記フィルムの停止中には、前記ヒータブロックがフィルムから離れるように制御され、
前記駆動装置は、モータと、該モータの回転を揺動運動に変換する第1の機構と、前記揺動運動を平行運動に変換する第2の機構とを備え、
前記ヒータブロックが前記前進動作を行ってフィルムに接触する際に、当該接触圧の変化を小さくするためのスプリングが設けられ、
該スプリングによるバネ力が、少なくとも前記ヒータブロックおよび第1の機構を前記フィルムに押し付けるように、前記スプリングが配置されている製袋包装機。 - 請求項1において、
フィルムの移送が開始された直後に、前記ヒータブロックが前記前進動作を完了し、
前記フィルムの移送が停止する直前に、前記ヒータブロックが前記退避動作を開始するように制御される製袋包装機。 - 請求項1もしくは2において、
前記移送手段がフィルムを1袋分ずつ間欠的に移送し、前記縦シール装置の駆動装置が前記前進および退避動作を1袋につき各々1回行ってヒータブロックが1往復するように、前記制御手段が前記移送手段および縦シール装置を制御する製袋包装機。 - 請求項3において、
包装される袋の袋長のデータが入力されると、当該袋長に応じて、前記前進動作および/または退避動作のタイミングが設定変更されるようにした製袋包装機。 - 請求項1において、
前記モータ、第1の機構および第2の機構を含むユニットが本体フレームに対しヒンジを介して回動自在に設けられ、
前記スプリングが前記ユニットを前記本体フレームに押し付けるように設けられている製袋包装機。
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