JP4190714B2 - 包装機のシール装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装機のシール装置に係り、特に、物品を包装するための筒状フィルムを挟圧してシールするシール装置を含む技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、横型製袋充填包装機においては、製袋機により筒状に成形されながら水平方向にフィルムが移送され、該筒状フィルム中に物品が順次供給される。この筒状フィルムの長手方向の重合部分には、センターシールが施され、さらに、この筒状フィルム内の物品を挟むようにして前後部にそれぞれエンドシールが施され、切断が行われる。このようにして、いわゆるピロー包装体が製造される。
【０００３】
上記のエンドシールを施すためのシール装置は、筒状フィルムの移送経路を挟むようにして互いに対向する上下一対のシールバーを備えている。これらシールバーは、互いに接離方向に移動可能となっている。そして、両シールバーを互いに近接する方向に動かすことで、筒状フィルムを挟持し、この状態で筒状フィルムの移送方向に沿って水平移動させることでシールを施す。その後、両シールバーを互いに離間させる方向へ動かしつつ、再度元の位置に復帰させるといった一連の動作が繰り返し行われる。つまり、上記シール装置では、両シールバーに筒状フィルムを前方へ移送させるべく円運動を行わしめることで、エンドシールが施される。なお、各シールバーは、所定の支持部材に対しクッションスプリングを介して支持部材側に相対退避可能に設けられている。このため、前記シール期間（両シールバーが当接しあう期間）においては、両シールバーは、支持部材側に相対退避するとともに、クッションスプリングの付勢力により筒状フィルムを挟持した状態で直線的に移動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記技術では、上下のシールバーが互いに円運動を行うよう設定されているため、前記シール期間における両シールバーの退避量は、当接しはじめたときから徐々に増大し、両シールバーの最下点・最上点において最大となり、その後は徐々に減少する。つまり、前記シール期間中における、クッションスプリングの付勢力が退避量の変化とともに比較的大きく変化する。このため、シール期間中において上下シールバーの一定した押圧力（シール力）を得ることができず、シール状態が不安定なものとなってしまうおそれがある。
【０００５】
また、シール期間を長くとろうとした場合には、シールバーが互いに当接する際の上下方向の速度成分が大きなものとなってしまう。このため、当接時の振動・衝撃が大きくなってしまうといった問題がある。
【０００６】
これに対し、特開平９−３０１３２５号公報においては、第１シール体と第２シール体とが当接しあう状態にあって、筒状フィルムの移送路に沿って略直線運動（疑似水平運動）を行うよう構成する旨が開示されている。かかる技術では、両シール体が円運動ではなく、幾分潰れた円軌跡を描くように構成されているため、円運動を行う場合に比べて、所定期間中のシール力の変化が小さいものとなる。
【０００７】
ところが、上記技術では、無理矢理疑似水平運動を行おうとするために、両シールバーが離間する方向に移動する際の変位量が却って大きくなってしまう。すなわち、第１シール体及び第２シール体の上下方向の変位量が大きくなってしまうこととなり、装置のコンパクト化を図る上での障害となっていた。
【０００８】
また、上記技術では、両シール体が疑似水平運動を行いうる期間が限られており、当該期間外においては、円運動を行う場合よりも上下方向の移動速度成分が大きくなってしまう。このため、シール期間を長くとろうとした場合には、上下方向の移動速度成分の大きい領域においてまでもシールしなければならないこととなる。かかる場合には、当接時の上下方向の移動速度成分が却って大きくなってしまい、振動・衝撃が大きいという課題が依然として残ってしまう。
【０００９】
本発明は、上記各事情に鑑みてなされたものであり、安定したシール状態を長い期間にわたって確保することができ、装置全体のコンパクト化及びシール時の振動・衝撃の抑制を図ることのできる包装機のシール装置を提供することを主たる目的の一つとしている。
【００１０】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。
【００１１】
手段１．筒状のフィルムの移送経路を挟んで互いに対向するように配設され、互いに接触方向・離間方向へと移動可能に設けられた第１のシール体及び第２のシール体を備え、該第１のシール体及び第２のシール体を、その接触に際して前記筒状フィルムが加熱・挟持されつつ移送方向に移送されるよう旋回させることにより、前記筒状フィルムに繰り返しシールを施すための包装機のシール装置であって、前記第１のシール体及び第２のシール体が、ともに楕円軌跡上を移動可能なように構成したことを特徴とする包装機のシール装置。
【００１２】
手段１によれば、筒状のフィルムの移送経路を挟んで互いに対向するように配設された第１のシール体及び第２のシール体が、互いに接触方向・離間方向へと移動しつつ旋回する。該第１のシール体及び第２のシール体は、その接触に際して筒状フィルム移送方向に移送されるよう旋回させられる。そのときの接触によって筒状フィルムが加熱・挟持され、これにより、筒状フィルムが熱融着され、繰り返しシールが施される。さて、本手段では、第１のシール体及び第２のシール体が、ともに楕円軌跡上を移動可能なように構成されている。このため、第１のシール体及び第２のシール体によって筒状フィルムがシールされる期間中のこれらシール体の接離方向の移動変位を比較的少ないものとすることができる。また、円運動を行う場合に比べて両シール体の接離方向の移動量を全体として抑えることができるため、装置全体としてのコンパクト化を図ることができる。さらに、両シール体が円運動を行う場合に比べて、接離方向の移動変位を抑えたまま、シール期間を長く確保することができる。しかも、接離方向の移動変位の少ない期間を長く確保することができることから、シール時の振動・衝撃を抑制することができる。
【００１３】
手段２．筒状のフィルムの移送経路を挟んで互いに対向するように配設され、互いに接触方向・離間方向へと移動可能に設けられた第１のシール体及び第２のシール体を備え、該第１のシール体及び第２のシール体を、その接触に際して前記筒状フィルムが加熱・挟持されつつ移送方向に移送されるよう旋回させることにより、前記筒状フィルムに繰り返しシールを施すための包装機のシール装置であって、回転可能に軸支され駆動源の動力に基づき互いに相反する方向へ回転駆動可能な第１の駆動歯車及び第２の駆動歯車と、前記第１の駆動歯車に対し、第１の偏心量だけ偏心した状態で回転可能に設けられた第１の偏心歯車、及び、前記第２の駆動歯車に対し、第１の偏心量だけ偏心した状態で回転可能に設けられた第２の偏心歯車と、前記第１の駆動歯車と同心円状をなし、前記第１の偏心歯車の歯数の２倍の数の歯を有し、かつ、前記第１の偏心歯車と噛合された第１の固定歯車、及び、前記第２の駆動歯車と同心円状をなし、前記第２の偏心歯車の歯数の２倍の数の歯を有し、かつ、前記第２の偏心歯車と噛合された第２の固定歯車と、前記第１の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第１偏心軸、及び、前記第２の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第２偏心軸と、を備え、前記第１偏心軸及び前記第１のシール体を連結するとともに、前記第２偏心軸及び前記第２のシール体を連結して、前記第１のシール体及び第２のシール体が、ともに楕円軌跡上を移動可能なように構成したことを特徴とする包装機のシール装置。
【００１４】
手段２によれば、筒状のフィルムの移送経路を挟んで互いに対向するように配設された第１のシール体及び第２のシール体が、互いに接触方向・離間方向へと移動しつつ旋回する。該第１のシール体及び第２のシール体は、その接触に際して筒状フィルム移送方向に移送されるよう旋回させられる。そのときの接触によって筒状フィルムが加熱・挟持され、これにより、筒状フィルムが熱融着され、繰り返しシールが施される。さて、本手段では、回転可能に軸支された第１の駆動歯車及び第２の駆動歯車が、駆動源の動力に基づき互いに相反する方向へ回転駆動させられる。このとき、第１の偏心歯車は、第１の駆動歯車の中心を回転中心として、半径が第１の偏心量分の円軌跡上を公転する。また、第１の偏心歯車は、第１の駆動歯車と同心円状をなす第１の固定歯車に噛合されているため、前記公転とともに自転する。一方、第２の偏心歯車は、第２の駆動歯車の中心を回転中心として、半径が第１の偏心量分の円軌跡上を公転する。さらに、第２の偏心歯車は、第２の駆動歯車と同心円状をなす第２の固定歯車に噛合されているため、前記公転とともに自転する。第１及び第２の固定歯車は、それぞれ第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の歯数の２倍の数の歯を有しているため、第１の偏心歯車、第２の偏心歯車が１回公転する毎に、それぞれ２回自転することとなる。従って、第１の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第１偏心軸は、第１の偏心歯車の公転に伴って、楕円運動を行う。また、第２の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第２偏心軸は、第２の偏心歯車の公転に伴って、楕円運動を行う。このように楕円運動を行う第１偏心軸に第１のシール体が連結され、また楕円運動を行う第２偏心軸に第２のシール体が連結されており、両シール体が、ともに楕円軌跡上を移動しうる。このため、第１のシール体及び第２のシール体によって筒状フィルムがシールされる期間中のこれらシール体の接離方向の移動変位を比較的少ないものとすることができる。また、円運動を行う場合に比べて両シール体の接離方向の移動量を全体として抑えることができるため、装置全体としてのコンパクト化を図ることができる。さらに、両シール体が円運動を行う場合に比べて、接離方向の移動変位を抑えたまま、シール期間を長く確保することができる。しかも、接離方向の移動変位の少ない期間を長く確保することができることから、シール時の振動・衝撃を抑制することができる。
【００１５】
手段３．前記第１のシール体及び第２のシール体は、共に、前記包装フィルムに当接状態でシールを施すシールバーと、前記シールバー同士が当接しあった際に、両シールバーのそれ以上の移動が規制された状態で、前記包装フィルムに弾性圧接力を付与可能な弾性部材とを備えていることを特徴とする手段２に記載の包装機のシール装置。
【００１６】
手段３によれば、第１のシール体及び第２のシール体の両シールバーが包装フィルムに当接した状態でシールが施される。シールバー同士が当接しあった際に、両シールバーのそれ以上の移動が規制されるが、この状態で弾性部材によって、両シールバーが相対退避させられることとなるため、包装フィルムに弾性圧接力が付与される。このため、上記手段２における弾性圧接力がそのままシール力となってシールが施される。
【００１７】
手段４．前記第１のシール体及び第２のシール体が、互いに接触方向・離間方向へと移動する際に共通の直線上を相対移動するよう構成したことを特徴とする手段２又は３に記載の包装機のシール装置。
【００１８】
手段４によれば、第１のシール体及び第２のシール体が互いに接触方向・離間方向へと移動する際に共通の直線上を相対移動するよう構成されているため、両シール体の相対位置がずれることによる不具合が解消される。
【００１９】
手段５．前記第１の固定歯車及び第２の固定歯車は、内歯を有する内歯車によって構成されていることを特徴とする手段２乃至４のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００２０】
手段５によれば、第１の固定歯車及び第２の固定歯車は、内歯を有する内歯車によって構成されている。このため、第１の固定歯車及び第２の固定歯車を外歯を有するものとした場合に比べて、コンパクト化を図ることができるとともに、設計を容易なものとすることができる。
【００２１】
手段６．前記第１の駆動歯車及び第２の駆動歯車は、互いに同径かつ同歯数であり、前記第１の偏心歯車及び第２の偏心歯車は、互いに同径かつ同歯数であり、前記第１の固定歯車及び前記第２の固定歯車は、互いに同径かつ同歯数であることを特徴とする手段２乃至５のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００２２】
手段６によれば、第１のシール体及び第２のシール体を確実に同期させて作動させることができる。
【００２３】
手段７．前記第１のシール体及び第２のシール体の少なくとも一方には、前記包装フィルムのシールに際し、併せて、包装フィルムの切断又は切離線形成を行うための切断機構を設けたことを特徴とする手段２乃至６のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００２４】
手段７によれば、第１のシール体及び第２のシール体の少なくとも一方に設けられた切断機構によって、前記包装フィルムのシールに際し、併せて、包装フィルムの切断又は切離線形成が行われる。これにより、シールと同時に、分離された包装体、或いは、分離可能な包装体が得られる。なお、「切離線」としては、スリット（切込み、切欠き等）や、ミシン目等が挙げられる。
【００２５】
手段８．前記切断機構は、刃部と、該刃部を出没させるためのアクチュエータとを備えており、該アクチュエータは、前記駆動源とは独立して動作可能となっていることを特徴とする手段７に記載の包装機のシール装置。
【００２６】
手段８によれば、前記切断機構のアクチュエータによって刃部が出没させられる。アクチュエータは、駆動源とは独立して動作可能となっている。このため、必要に応じて切断等を行ったり行わなかったりすることが可能となり、そのときどきのニーズに応じた作業を行うことができる。
【００２７】
手段９．前記駆動源に直接連結された主駆動歯車を設け、該主駆動歯車には、前記第１の駆動歯車及び中間歯車をそれぞれ噛合させるとともに、前記中間歯車に前記第２の駆動歯車を噛合させるようにしたことを特徴とする手段２乃至８のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００２８】
手段９によれば、駆動源に直接連結された主駆動歯車にそれぞれ噛合された第１の駆動歯車及び中間歯車は、共に、主駆動歯車とは相反する方向に回転する。また、中間歯車に第２の駆動歯車が噛合されていることから、第２の駆動歯車は、第１の駆動歯車と相反する方向に回転する。従って、１つの主駆動歯車の回転駆動に基づいて第１及び第２の駆動歯車を回転させることができ、設備の簡素化、及び、コストの低減を図ることができる。
【００２９】
手段１０．前記両楕円軌跡の長径は、前記筒状フィルムの移送方向と略平行に延びていることを特徴とする手段１乃至９のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００３０】
手段１０によれば、両楕円軌跡の長径は、前記筒状フィルムの移送方向と略平行に延びているため、筒状フィルムの移送を行いつつ安定した状態でシールを施すことができる。しかも上述した各作用効果が確実に奏されることとなる。
【００３１】
手段１１．前記筒状フィルム内には物品が所定間隔毎に設けられており、該物品の前後において前記筒状フィルムに繰り返しシールを施すよう構成されていることを特徴とする手段１乃至１０のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００３２】
手段１１によれば、前記筒状フィルム内に所定間隔毎に設けられた物品の前後において、前記筒状フィルムに繰り返しシールが施される。このため、物品単位で連続的なシールが可能となる。
【００３３】
手段１２．前記両楕円軌跡は、所定円の直径から２＊αを減算した値を短径とし、前記所定円の直径に２＊αを加算した値を長径としていることを特徴とする手段１乃至１１のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００３４】
手段１２によれば、上記各作用効果がより確実に奏され、設計を容易に行うことができ、特に、装置全体としてのコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
【００３６】
図１に示すように、略矩形状に構成された機枠１におけるフィルム移送経路の上流側（図の左側）に第１移送コンベア２が配設されるとともに、下流側（図の右側）に第２移送コンベア３が配設されている。これら第１及び第２移送コンベア２，３は直列に配置されており、これら両コンベア２，３間に挟まれるようにしてシール装置４が設けられている。
【００３７】
第１移送コンベア２は、前記機枠１に固定された第１固定フレーム５を備えているとともに、その第１固定フレーム５に回転可能に軸支された複数のプーリ６を備えている。プーリ６の内、１つは図示しないモータに連結された駆動プーリとなっている。また、各プーリ６に対し、無端ベルト７が懸掛されている。そして、駆動プーリの回転に伴い、無端ベルト７が同図矢印方向に回転する。これにより、無端ベルト７上の図示しないワーク（筒状フィルム及びその内部の物品）も図の右方に向けて移動させられるようになっている。
【００３８】
また、第２移送コンベア３は、機枠１に固定された第２固定フレーム８を備えているとともに、その第２固定フレーム８に回転可能に軸支された複数のプーリ９、及び、各プーリ９に対し懸掛された無端ベルト１０を備えている。該第２移送コンベア３においても、プーリ９の内、１つは図示しないモータに連結された駆動プーリとなっており、該駆動プーリの回転に伴い、無端ベルト１０が同図矢印方向に回転する。これにより、無端ベルト１０上のワークも図の右方に向けて移動させられるようになっている。なお、第２移送コンベア３の駆動プーリの回転速度は、第１移送コンベア２の駆動プーリの回転速度よりも大きくなるよう設定されている。これにより、シール装置４によって筒状フィルムのエンドシール及び切断の施された包装体が、未だエンドシールの施されていないワークから確実に切り離されて導出されるようになっている。
【００３９】
次に、シール装置４の構成について説明する。図１，２に示すように、機枠１は、幅方向両側に一対の側壁１１を備えている。該側壁１１には、駆動源としての図示しないサーボモータにより回転制御される駆動ギヤ用シャフト１２が軸支され、そのシャフト１２の先端に主駆動歯車を構成する駆動ギヤ１３が連結されている。また、一対の側壁１１には、アイドラ用シャフト１４、並びに、上下一対の上部従動ギヤ用シャフト１５及び下部従動ギヤ用シャフト１６がそれぞれ回転可能に軸支されている。
【００４０】
上部従動ギヤ用シャフト１５の先端には、前記駆動ギヤ１３と同径かつ同数歯を有する上部従動ギヤ１７が連結されており、この上部従動ギヤ１７は前記駆動ギヤ１３に噛合されている。本実施の形態では、この上部従動ギヤ１７によって第１の駆動歯車が構成されている。また、アイドラ用シャフト１４には前記駆動ギヤ１３と同径かつ同数歯を有する中間歯車としてのアイドラ１８が連結されており、下部従動ギヤ用シャフト１６の先端には前記駆動ギヤ１３と同径かつ同数歯を有する第２の駆動歯車としての下部従動ギヤ１９が連結されている。そして、アイドラ１８が前記駆動ギヤ１３に噛合され、かつ、アイドラ１８には、下部従動ギヤ１９が噛合されている。従って、駆動ギヤ１３が図１の反時計方向に回転すると、上部従動ギヤ１７及びアイドラ１８が時計方向に回転し、下部従動ギヤ１９が反時計方向に回転するようになっている。
【００４１】
図２，３に示すように、前記側壁１１の内側には、前記上部従動ギヤ１７及び下部従動ギヤ１９を中心として、第１の固定歯車としての上部内歯車２１及び第２の固定歯車としての下部内歯車２２がそれぞれ固定されている。また、前記上部従動ギヤ用シャフト１５の内側端部には、該シャフト１５に直交する方向に延びる上部レバー２３が連結され、下部従動ギヤ用シャフト１６の内側端部には、該シャフト１６に直交する方向に延びる下部レバー２４が連結されている。上部レバー２３の先端はボス形状となっており、そこに上部第１偏心シャフト２５を備えた第１の偏心歯車としての上部平歯車２６が回転可能に軸支されている。また、下部レバー２４の先端もボス形状となっており、そこに下部第１偏心シャフト２７を備えた第２の偏心歯車としての下部平歯車２８が回転可能に軸支されている。すなわち、上部平歯車２６は上部従動ギヤ用シャフト１５に対し偏心して設けられているとともに、下部平歯車２８は下部従動ギヤ用シャフト１６に対し偏心して設けられており、各偏心量は互いに同一となっている（第１の偏心量）。
【００４２】
上部平歯車２６は、前記上部内歯車２１に噛合されており、上部平歯車２６の歯数に対する上部内歯車２１の歯数の比は、１：２となっている。また、下部平歯車２８は、前記下部内歯車２２に噛合されており、下部平歯車２８の歯数に対する下部内歯車２２の歯数の比も、１：２となっている。さらに、上部平歯車２６の歯数と下部平歯車２８の歯数とは同一であり、上部平歯車２６が最下部に位置したときには、下部平歯車２８が最上部に位置し、上部平歯車２６が最上部に位置したときには、下部平歯車２８が最下部に位置するようになっている。
【００４３】
従って、上部従動ギヤ用シャフト１５（上部従動ギヤ１７）が回転すると、上部平歯車２６は自転しつつ上部内歯車２１に沿って上部従動ギヤ用シャフト１５の周りを公転する。このとき、上記ギヤ比の設定により、上部従動ギヤ用シャフト１５が１回転する間に上部平歯車２６が２回自転する。また、同様に、下部従動ギヤ用シャフト１６（下部従動ギヤ１９）が回転すると、下部平歯車２８は自転しつつ下部内歯車２２に沿って下部従動ギヤ用シャフト１６の周りを公転する。このとき、上記ギヤ比の設定により、下部従動ギヤ用シャフト１６が１回転する間に下部平歯車２８が２回自転する。
【００４４】
上部平歯車２６には、その中心から所定量（第２の偏心量）だけ偏心した位置に、第１偏心軸を構成する上部第２偏心シャフト３１が内側に延びるようにして固定されており、その上部第２偏心シャフト３１には、ベアリング機構を介して外筒３２が上下方向に延びるようにして連結されている。また、下部平歯車２８には、その中心から所定量（第２の偏心量）だけ偏心した位置に、下部第２偏心シャフト３３が内側に延びるようにして固定されており、その下部第２偏心シャフト３３には、ベアリング機構を介してロッド３４が上下方向に延びるようにして連結されている。ロッド３４は前記外筒３２に挿通されており、両者３２，３４は、互いに相反する方向に上下動ようになっている。
【００４５】
前記外筒３２には、上下一対のブラケット３５，３６が一体形成されており、該ブラケット３５，３６に、ワークの移送方向と直交する方向に延びる第１のシール体を構成する下部シール体３７が連結されている。より詳しく説明すると、下部シール体３７は、両側が筒状に形成された連結部３８及び連結部３８の上部に設けられた下部シールバー３９を備えており、下部シールバー３９は図示しない加熱機構により加熱されるよう構成されている。一方、ブラケット３５，３６には、前記外筒３２と平行に延びる支持棒４１が固定されている。該支持棒４１の下部は大径部４２、上部は小径部４３となっており（図３参照）、大径部４２の周囲には該大径部４２よりも幾分上方に突出する弾性部材を構成するクッションスプリング４４が設けられている。また、小径部４３の周囲における、クッションスプリング４４及び上部のブラケット３５間には、前記下部シール体３７の連結部３８両側の筒状部分が外挿されている。このため、外筒３２が上下動した場合には、これに伴って下部シール体３７も上下動する。但し、下部シール体３７が上動時において後述する上部シール体４７に当たっている間は、外筒３２は上動するものの、その間、クッションスプリング４４がその付勢力に抗して縮められることとなり、下部シールバー３９のそれ以上の上動は規制される（相対退避させられる）。
【００４６】
前記外筒３２に挿通されたロッド３４の上端部分には、天板４５が固定されている。また、天板４５よりも下方のロッド３４には、フランジ４６が設けられており、該フランジ４６及び天板４５間には、第２のシール体を構成する上部シール体４７が設けられている。上部シール体４７は、両側が筒状に形成された連結部４８及び連結部４８の下部に設けられた上部シールバー４９を備えている。連結部４８の両側の筒状部分がロッド３４に外挿されており、上部シールバー４９は図示しない加熱機構により加熱されるよう構成されている。また、上部シール体４７及び天板４５間のロッド３４の周りには、弾性部材を構成するクッションスプリング５１が設けられている。このため、ロッド３４が上下動した場合には、これに伴って上部シール体４７も上下動する。但し、上部シール体４７が下動時において前記下部シール体３７に当たっている間は、ロッド３４及び天板４５は下動するものの、その間、クッションスプリング５１がその付勢力に抗して縮められることとなり、上部シールバー４９のそれ以上の下動は規制される（相対退避させられる）。
【００４７】
図２に示すように、前記天板４５には、アクチュエータを構成するシリンダ５２が固定されており、該シリンダ５２には、カッタ用ロッド５３が出没可能に設けられている。カッタ用ロッド５３には、刃部としてのカッタ５４が取付けられており、図２，４に示すように、該カッタ５４は、上部シールバー４９内外を相対移動可能となっている。すなわち、カッタ５４は、常には、上部シールバー４９内に没入されている。そして、上部シールバー４９及び下部シールバー３９が互いに当接すると、シリンダ５２が駆動され、カッタ用ロッド５３が下方へ突出し、カッタ５４が下動する。つまり、両シールバー４９，３９が当接し、筒状フィルムのエンドシール部分がシール（熱融着）されているときに、カッタ５４による切断も併せて行われるようになっている。本実施の形態では、シリンダ５２、カッタ用ロッド５３及びカッタ５４によって切断機構が構成されている。
【００４８】
次に、上記のように構成されてなるシール装置４の作用及び効果について説明する。筒状フィルムは、第１移送コンベア２よりシール装置４の方へと連続的に移送されてくる。このとき、前記サーボモータの駆動により、駆動ギヤ１３が回転すると、上述したように、上部従動ギヤ１７及び下部従動ギヤ１９が互いに相反する方向へ回転駆動させられる。このとき、図５及び図６（ａ）に示すように、上部平歯車２６は、上部従動ギヤ１７の中心（上部従動ギヤ用シャフト１５）を回転中心として、半径が第１の偏心量分の円軌跡上を公転する。また、上部平歯車２６は、上部内歯車２１に噛合されているため、前記公転とともに自転する。一方、下部平歯車２８は、下部従動ギヤ１９の中心（下部従動ギヤ用シャフト１６）を回転中心として、半径が第１の偏心量分の円軌跡上を公転する。また、下部平歯車２８は、下部内歯車２２に噛合されているため、前記公転とともに自転する。
【００４９】
これら上部及び下部内歯車２１，２２は、それぞれ上部及び下部平歯車２６，２８の歯数の２倍の数の歯を有しているため、上部及び下部平歯車２６，２８が１回公転する毎に、それぞれ２回自転することとなる。従って、上部平歯車２６に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた上部第２偏心シャフト３１は、上部平歯車２６の公転に伴って、図５及び図６（ｂ）に示すような楕円運動を行う。同様に、下部平歯車２８に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた下部第２偏心シャフト３３もまた、上部平歯車２８の公転に伴って、楕円運動を行う。
【００５０】
このように楕円運動を行う上部第２偏心シャフト３１に下部シール体３７が連結され、また同様に相反する方向に楕円運動を行う下部第２偏心シャフト３３に上部シール体４７が連結されており、両シール体３７，４７が、ともに楕円軌跡上を移動しうる。このとき、下部シールバー３９及び上部シールバー４９の各先端面が当接しあってから離間するまでの期間は、両シールバー３９，４９が相対退避させられ、筒状フィルムにはクッションスプリング４４，５１からの付勢力が加えられながら移動させられることとなる。そして、これによって、筒状フィルムがシールされる（加熱及び加圧により熱融着が施される）こととなる。
【００５１】
そして、筒状フィルムに関し上記のようなシールが施されるのに同期して、シリンダ５２が独立して駆動させられる。これにより、カッタ５４が上部シールバー４９から下方に突出することとなり、シールとともに、切断が施されることとなる。そして、その切断後、シール装置４から包装体が第２移送コンベア３の方へと連続的に移送される。
【００５２】
以上詳述したように、下部シールバー３９及び上部シールバー４９の各先端面が楕円軌跡上を運動しうるよう構成したため、下部シールバー３９及び上部シールバー４９によって筒状フィルムがシールされる期間中のこれらシールバー３９，４９の接離方向の移動変位を比較的少ないものとすることができる。従って、シール期間中のシール力の変化を抑えることができ、安定したシールを実行することができる。
【００５３】
また、円運動を行う場合に比べて両シール体３７，４７の接離方向の移動量を全体として抑えることができるため、シール装置４全体としてのコンパクト化を図ることができる。
【００５４】
さらに、両シール体が円運動を行う場合に比べて、接離方向の移動変位を抑えたまま、シール期間を長く確保することができる。特に、従来公報に記した技術では、両シール体が疑似水平運動を行いうる期間が限られていることから、当該期間外においては、円運動を行う場合よりも上下方向の移動速度成分が大きくなってしまうというデメリットがあった。これに対し、本実施の形態では、移動軌跡に変曲点のようなものが存在せず、接離方向の移動変位の少ない期間を長く確保することができる。その結果、シール期間を長くとろうとした場合であっても、確実にシール時の振動・衝撃を抑制することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、第１の固定歯車及び第２の固定歯車として、内歯を有する上部及び下部内歯車２１，２２を採用することとした。このため、これら固定歯車を外歯を有するものとした場合に比べて、著しいコンパクト化を図ることができるとともに、設計を容易なものとすることができる。
【００５６】
さらに、１つのサーボモータの駆動（１つの駆動ギヤ１３の回転駆動）に基づいて上部従動ギヤ１７及び下部従動ギヤ１９を回転させることができることとしたため、一層の設備の簡素化、及び、コストの低減を図ることができる。
【００５７】
尚、上述した実施の形態の記載内容に限定されることなく、例えば次のように実施してもよい。
【００５８】
（ａ）上部従動ギヤ１７及び下部従動ギヤ１９を別々の駆動源によって回転駆動させることとしてもよい。
【００５９】
（ｂ）第１及び第２の固定歯車としての上部内歯車２１及び下部内歯車２２に代えて、外歯を有する固定歯車を採用することとしてもよい。
【００６０】
（ｃ）切断機構を有しないシール装置に具体化することとしてもよい。また、第２移送コンベア３以降において切断を行うこととしてもよい。
【００６１】
（ｄ）また、カッタ５４によって切断することに代えて、別のカッタや、鋸状刃を用いて、スリット（切込み、切欠き等）や、ミシン目等を形成することとしてもよい。
【００６２】
（ｅ）弾性部材として、クッションスプリング４４，５１以外の他の弾性部材（板バネ、皿バネ、ゴム等）を用いることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態に係るシール装置等の全体構成を示す概略側面図である。
【図２】シール装置の全体構成を説明するための模式的な断面図である。
【図３】図２の主要部分を拡大して示す部分断面図である。
【図４】上部シール体及び下部シール体の挙動を説明するためのシール装置の模式的な側断面図である。
【図５】上部平歯車及び下部平歯車等の運動軌跡を説明するための模式図である。
【図６】（ａ）は第１の偏心量のみに基づく運動軌跡を説明するための模式図、（ｂ）は第１及び第２の偏心量に基づく上下シール体の運動軌跡を説明するための模式図である。
【符号の説明】
４…シール装置、１３…主駆動歯車を構成する駆動ギヤ、１７…第１の駆動歯車を構成する上部従動ギヤ、１９…第２の駆動歯車を構成する下部従動ギヤ、２１…第１の固定歯車を構成する上部内歯車、２２…第２の固定歯車を構成する下部内歯車、２６…第１の偏心歯車としての上部平歯車、２８…第２の偏心歯車としての下部平歯車、３１…第１偏心軸を構成する上部第２偏心シャフト、３３…第２偏心軸を構成する下部第２偏心シャフト、３７…第１のシール体を構成する下部シール体、３９…下部シールバー、４４…弾性部材を構成するクッションスプリング、４７…第２のシール体を構成する上部シール体、４９…上部シールバー、５１…弾性部材を構成するクッションスプリング、５２…切断機構を構成するアクチュエータとしてのシリンダ、５３…切断機構を構成するカッタ用ロッド、５４…切断機構を構成する刃部としてのカッタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装機のシール装置に係り、特に、物品を包装するための筒状フィルムを挟圧してシールするシール装置を含む技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、横型製袋充填包装機においては、製袋機により筒状に成形されながら水平方向にフィルムが移送され、該筒状フィルム中に物品が順次供給される。この筒状フィルムの長手方向の重合部分には、センターシールが施され、さらに、この筒状フィルム内の物品を挟むようにして前後部にそれぞれエンドシールが施され、切断が行われる。このようにして、いわゆるピロー包装体が製造される。
【０００３】
上記のエンドシールを施すためのシール装置は、筒状フィルムの移送経路を挟むようにして互いに対向する上下一対のシールバーを備えている。これらシールバーは、互いに接離方向に移動可能となっている。そして、両シールバーを互いに近接する方向に動かすことで、筒状フィルムを挟持し、この状態で筒状フィルムの移送方向に沿って水平移動させることでシールを施す。その後、両シールバーを互いに離間させる方向へ動かしつつ、再度元の位置に復帰させるといった一連の動作が繰り返し行われる。つまり、上記シール装置では、両シールバーに筒状フィルムを前方へ移送させるべく円運動を行わしめることで、エンドシールが施される。なお、各シールバーは、所定の支持部材に対しクッションスプリングを介して支持部材側に相対退避可能に設けられている。このため、前記シール期間（両シールバーが当接しあう期間）においては、両シールバーは、支持部材側に相対退避するとともに、クッションスプリングの付勢力により筒状フィルムを挟持した状態で直線的に移動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記技術では、上下のシールバーが互いに円運動を行うよう設定されているため、前記シール期間における両シールバーの退避量は、当接しはじめたときから徐々に増大し、両シールバーの最下点・最上点において最大となり、その後は徐々に減少する。つまり、前記シール期間中における、クッションスプリングの付勢力が退避量の変化とともに比較的大きく変化する。このため、シール期間中において上下シールバーの一定した押圧力（シール力）を得ることができず、シール状態が不安定なものとなってしまうおそれがある。
【０００５】
また、シール期間を長くとろうとした場合には、シールバーが互いに当接する際の上下方向の速度成分が大きなものとなってしまう。このため、当接時の振動・衝撃が大きくなってしまうといった問題がある。
【０００６】
これに対し、特開平９−３０１３２５号公報においては、第１シール体と第２シール体とが当接しあう状態にあって、筒状フィルムの移送路に沿って略直線運動（疑似水平運動）を行うよう構成する旨が開示されている。かかる技術では、両シール体が円運動ではなく、幾分潰れた円軌跡を描くように構成されているため、円運動を行う場合に比べて、所定期間中のシール力の変化が小さいものとなる。
【０００７】
ところが、上記技術では、無理矢理疑似水平運動を行おうとするために、両シールバーが離間する方向に移動する際の変位量が却って大きくなってしまう。すなわち、第１シール体及び第２シール体の上下方向の変位量が大きくなってしまうこととなり、装置のコンパクト化を図る上での障害となっていた。
【０００８】
また、上記技術では、両シール体が疑似水平運動を行いうる期間が限られており、当該期間外においては、円運動を行う場合よりも上下方向の移動速度成分が大きくなってしまう。このため、シール期間を長くとろうとした場合には、上下方向の移動速度成分の大きい領域においてまでもシールしなければならないこととなる。かかる場合には、当接時の上下方向の移動速度成分が却って大きくなってしまい、振動・衝撃が大きいという課題が依然として残ってしまう。
【０００９】
本発明は、上記各事情に鑑みてなされたものであり、安定したシール状態を長い期間にわたって確保することができ、装置全体のコンパクト化及びシール時の振動・衝撃の抑制を図ることのできる包装機のシール装置を提供することを主たる目的の一つとしている。
【００１０】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。
【００１１】
手段１．筒状のフィルムの移送経路を挟んで互いに対向するように配設され、互いに接触方向・離間方向へと移動可能に設けられた第１のシール体及び第２のシール体を備え、該第１のシール体及び第２のシール体を、その接触に際して前記筒状フィルムが加熱・挟持されつつ移送方向に移送されるよう旋回させることにより、前記筒状フィルムに繰り返しシールを施すための包装機のシール装置であって、前記第１のシール体及び第２のシール体が、ともに楕円軌跡上を移動可能なように構成したことを特徴とする包装機のシール装置。
【００１２】
手段１によれば、筒状のフィルムの移送経路を挟んで互いに対向するように配設された第１のシール体及び第２のシール体が、互いに接触方向・離間方向へと移動しつつ旋回する。該第１のシール体及び第２のシール体は、その接触に際して筒状フィルム移送方向に移送されるよう旋回させられる。そのときの接触によって筒状フィルムが加熱・挟持され、これにより、筒状フィルムが熱融着され、繰り返しシールが施される。さて、本手段では、第１のシール体及び第２のシール体が、ともに楕円軌跡上を移動可能なように構成されている。このため、第１のシール体及び第２のシール体によって筒状フィルムがシールされる期間中のこれらシール体の接離方向の移動変位を比較的少ないものとすることができる。また、円運動を行う場合に比べて両シール体の接離方向の移動量を全体として抑えることができるため、装置全体としてのコンパクト化を図ることができる。さらに、両シール体が円運動を行う場合に比べて、接離方向の移動変位を抑えたまま、シール期間を長く確保することができる。しかも、接離方向の移動変位の少ない期間を長く確保することができることから、シール時の振動・衝撃を抑制することができる。
【００１３】
手段２．筒状のフィルムの移送経路を挟んで互いに対向するように配設され、互いに接触方向・離間方向へと移動可能に設けられた第１のシール体及び第２のシール体を備え、該第１のシール体及び第２のシール体を、その接触に際して前記筒状フィルムが加熱・挟持されつつ移送方向に移送されるよう旋回させることにより、前記筒状フィルムに繰り返しシールを施すための包装機のシール装置であって、回転可能に軸支され駆動源の動力に基づき互いに相反する方向へ回転駆動可能な第１の駆動歯車及び第２の駆動歯車と、前記第１の駆動歯車に対し、第１の偏心量だけ偏心した状態で回転可能に設けられた第１の偏心歯車、及び、前記第２の駆動歯車に対し、第１の偏心量だけ偏心した状態で回転可能に設けられた第２の偏心歯車と、前記第１の駆動歯車と同心円状をなし、前記第１の偏心歯車の歯数の２倍の数の歯を有し、かつ、前記第１の偏心歯車と噛合された第１の固定歯車、及び、前記第２の駆動歯車と同心円状をなし、前記第２の偏心歯車の歯数の２倍の数の歯を有し、かつ、前記第２の偏心歯車と噛合された第２の固定歯車と、前記第１の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第１偏心軸、及び、前記第２の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第２偏心軸と、を備え、前記第１偏心軸及び前記第１のシール体を連結するとともに、前記第２偏心軸及び前記第２のシール体を連結して、前記第１のシール体及び第２のシール体が、ともに楕円軌跡上を移動可能なように構成したことを特徴とする包装機のシール装置。
【００１４】
手段２によれば、筒状のフィルムの移送経路を挟んで互いに対向するように配設された第１のシール体及び第２のシール体が、互いに接触方向・離間方向へと移動しつつ旋回する。該第１のシール体及び第２のシール体は、その接触に際して筒状フィルム移送方向に移送されるよう旋回させられる。そのときの接触によって筒状フィルムが加熱・挟持され、これにより、筒状フィルムが熱融着され、繰り返しシールが施される。さて、本手段では、回転可能に軸支された第１の駆動歯車及び第２の駆動歯車が、駆動源の動力に基づき互いに相反する方向へ回転駆動させられる。このとき、第１の偏心歯車は、第１の駆動歯車の中心を回転中心として、半径が第１の偏心量分の円軌跡上を公転する。また、第１の偏心歯車は、第１の駆動歯車と同心円状をなす第１の固定歯車に噛合されているため、前記公転とともに自転する。一方、第２の偏心歯車は、第２の駆動歯車の中心を回転中心として、半径が第１の偏心量分の円軌跡上を公転する。さらに、第２の偏心歯車は、第２の駆動歯車と同心円状をなす第２の固定歯車に噛合されているため、前記公転とともに自転する。第１及び第２の固定歯車は、それぞれ第１の偏心歯車、第２の偏心歯車の歯数の２倍の数の歯を有しているため、第１の偏心歯車、第２の偏心歯車が１回公転する毎に、それぞれ２回自転することとなる。従って、第１の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第１偏心軸は、第１の偏心歯車の公転に伴って、楕円運動を行う。また、第２の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第２偏心軸は、第２の偏心歯車の公転に伴って、楕円運動を行う。このように楕円運動を行う第１偏心軸に第１のシール体が連結され、また楕円運動を行う第２偏心軸に第２のシール体が連結されており、両シール体が、ともに楕円軌跡上を移動しうる。このため、第１のシール体及び第２のシール体によって筒状フィルムがシールされる期間中のこれらシール体の接離方向の移動変位を比較的少ないものとすることができる。また、円運動を行う場合に比べて両シール体の接離方向の移動量を全体として抑えることができるため、装置全体としてのコンパクト化を図ることができる。さらに、両シール体が円運動を行う場合に比べて、接離方向の移動変位を抑えたまま、シール期間を長く確保することができる。しかも、接離方向の移動変位の少ない期間を長く確保することができることから、シール時の振動・衝撃を抑制することができる。
【００１５】
手段３．前記第１のシール体及び第２のシール体は、共に、前記包装フィルムに当接状態でシールを施すシールバーと、前記シールバー同士が当接しあった際に、両シールバーのそれ以上の移動が規制された状態で、前記包装フィルムに弾性圧接力を付与可能な弾性部材とを備えていることを特徴とする手段２に記載の包装機のシール装置。
【００１６】
手段３によれば、第１のシール体及び第２のシール体の両シールバーが包装フィルムに当接した状態でシールが施される。シールバー同士が当接しあった際に、両シールバーのそれ以上の移動が規制されるが、この状態で弾性部材によって、両シールバーが相対退避させられることとなるため、包装フィルムに弾性圧接力が付与される。このため、上記手段２における弾性圧接力がそのままシール力となってシールが施される。
【００１７】
手段４．前記第１のシール体及び第２のシール体が、互いに接触方向・離間方向へと移動する際に共通の直線上を相対移動するよう構成したことを特徴とする手段２又は３に記載の包装機のシール装置。
【００１８】
手段４によれば、第１のシール体及び第２のシール体が互いに接触方向・離間方向へと移動する際に共通の直線上を相対移動するよう構成されているため、両シール体の相対位置がずれることによる不具合が解消される。
【００１９】
手段５．前記第１の固定歯車及び第２の固定歯車は、内歯を有する内歯車によって構成されていることを特徴とする手段２乃至４のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００２０】
手段５によれば、第１の固定歯車及び第２の固定歯車は、内歯を有する内歯車によって構成されている。このため、第１の固定歯車及び第２の固定歯車を外歯を有するものとした場合に比べて、コンパクト化を図ることができるとともに、設計を容易なものとすることができる。
【００２１】
手段６．前記第１の駆動歯車及び第２の駆動歯車は、互いに同径かつ同歯数であり、前記第１の偏心歯車及び第２の偏心歯車は、互いに同径かつ同歯数であり、前記第１の固定歯車及び前記第２の固定歯車は、互いに同径かつ同歯数であることを特徴とする手段２乃至５のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００２２】
手段６によれば、第１のシール体及び第２のシール体を確実に同期させて作動させることができる。
【００２３】
手段７．前記第１のシール体及び第２のシール体の少なくとも一方には、前記包装フィルムのシールに際し、併せて、包装フィルムの切断又は切離線形成を行うための切断機構を設けたことを特徴とする手段２乃至６のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００２４】
手段７によれば、第１のシール体及び第２のシール体の少なくとも一方に設けられた切断機構によって、前記包装フィルムのシールに際し、併せて、包装フィルムの切断又は切離線形成が行われる。これにより、シールと同時に、分離された包装体、或いは、分離可能な包装体が得られる。なお、「切離線」としては、スリット（切込み、切欠き等）や、ミシン目等が挙げられる。
【００２５】
手段８．前記切断機構は、刃部と、該刃部を出没させるためのアクチュエータとを備えており、該アクチュエータは、前記駆動源とは独立して動作可能となっていることを特徴とする手段７に記載の包装機のシール装置。
【００２６】
手段８によれば、前記切断機構のアクチュエータによって刃部が出没させられる。アクチュエータは、駆動源とは独立して動作可能となっている。このため、必要に応じて切断等を行ったり行わなかったりすることが可能となり、そのときどきのニーズに応じた作業を行うことができる。
【００２７】
手段９．前記駆動源に直接連結された主駆動歯車を設け、該主駆動歯車には、前記第１の駆動歯車及び中間歯車をそれぞれ噛合させるとともに、前記中間歯車に前記第２の駆動歯車を噛合させるようにしたことを特徴とする手段２乃至８のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００２８】
手段９によれば、駆動源に直接連結された主駆動歯車にそれぞれ噛合された第１の駆動歯車及び中間歯車は、共に、主駆動歯車とは相反する方向に回転する。また、中間歯車に第２の駆動歯車が噛合されていることから、第２の駆動歯車は、第１の駆動歯車と相反する方向に回転する。従って、１つの主駆動歯車の回転駆動に基づいて第１及び第２の駆動歯車を回転させることができ、設備の簡素化、及び、コストの低減を図ることができる。
【００２９】
手段１０．前記両楕円軌跡の長径は、前記筒状フィルムの移送方向と略平行に延びていることを特徴とする手段１乃至９のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００３０】
手段１０によれば、両楕円軌跡の長径は、前記筒状フィルムの移送方向と略平行に延びているため、筒状フィルムの移送を行いつつ安定した状態でシールを施すことができる。しかも上述した各作用効果が確実に奏されることとなる。
【００３１】
手段１１．前記筒状フィルム内には物品が所定間隔毎に設けられており、該物品の前後において前記筒状フィルムに繰り返しシールを施すよう構成されていることを特徴とする手段１乃至１０のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００３２】
手段１１によれば、前記筒状フィルム内に所定間隔毎に設けられた物品の前後において、前記筒状フィルムに繰り返しシールが施される。このため、物品単位で連続的なシールが可能となる。
【００３３】
手段１２．前記両楕円軌跡は、所定円の直径から２＊αを減算した値を短径とし、前記所定円の直径に２＊αを加算した値を長径としていることを特徴とする手段１乃至１１のいずれかに記載の包装機のシール装置。
【００３４】
手段１２によれば、上記各作用効果がより確実に奏され、設計を容易に行うことができ、特に、装置全体としてのコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、一実施の形態について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
【００３６】
図１に示すように、略矩形状に構成された機枠１におけるフィルム移送経路の上流側（図の左側）に第１移送コンベア２が配設されるとともに、下流側（図の右側）に第２移送コンベア３が配設されている。これら第１及び第２移送コンベア２，３は直列に配置されており、これら両コンベア２，３間に挟まれるようにしてシール装置４が設けられている。
【００３７】
第１移送コンベア２は、前記機枠１に固定された第１固定フレーム５を備えているとともに、その第１固定フレーム５に回転可能に軸支された複数のプーリ６を備えている。プーリ６の内、１つは図示しないモータに連結された駆動プーリとなっている。また、各プーリ６に対し、無端ベルト７が懸掛されている。そして、駆動プーリの回転に伴い、無端ベルト７が同図矢印方向に回転する。これにより、無端ベルト７上の図示しないワーク（筒状フィルム及びその内部の物品）も図の右方に向けて移動させられるようになっている。
【００３８】
また、第２移送コンベア３は、機枠１に固定された第２固定フレーム８を備えているとともに、その第２固定フレーム８に回転可能に軸支された複数のプーリ９、及び、各プーリ９に対し懸掛された無端ベルト１０を備えている。該第２移送コンベア３においても、プーリ９の内、１つは図示しないモータに連結された駆動プーリとなっており、該駆動プーリの回転に伴い、無端ベルト１０が同図矢印方向に回転する。これにより、無端ベルト１０上のワークも図の右方に向けて移動させられるようになっている。なお、第２移送コンベア３の駆動プーリの回転速度は、第１移送コンベア２の駆動プーリの回転速度よりも大きくなるよう設定されている。これにより、シール装置４によって筒状フィルムのエンドシール及び切断の施された包装体が、未だエンドシールの施されていないワークから確実に切り離されて導出されるようになっている。
【００３９】
次に、シール装置４の構成について説明する。図１，２に示すように、機枠１は、幅方向両側に一対の側壁１１を備えている。該側壁１１には、駆動源としての図示しないサーボモータにより回転制御される駆動ギヤ用シャフト１２が軸支され、そのシャフト１２の先端に主駆動歯車を構成する駆動ギヤ１３が連結されている。また、一対の側壁１１には、アイドラ用シャフト１４、並びに、上下一対の上部従動ギヤ用シャフト１５及び下部従動ギヤ用シャフト１６がそれぞれ回転可能に軸支されている。
【００４０】
上部従動ギヤ用シャフト１５の先端には、前記駆動ギヤ１３と同径かつ同数歯を有する上部従動ギヤ１７が連結されており、この上部従動ギヤ１７は前記駆動ギヤ１３に噛合されている。本実施の形態では、この上部従動ギヤ１７によって第１の駆動歯車が構成されている。また、アイドラ用シャフト１４には前記駆動ギヤ１３と同径かつ同数歯を有する中間歯車としてのアイドラ１８が連結されており、下部従動ギヤ用シャフト１６の先端には前記駆動ギヤ１３と同径かつ同数歯を有する第２の駆動歯車としての下部従動ギヤ１９が連結されている。そして、アイドラ１８が前記駆動ギヤ１３に噛合され、かつ、アイドラ１８には、下部従動ギヤ１９が噛合されている。従って、駆動ギヤ１３が図１の反時計方向に回転すると、上部従動ギヤ１７及びアイドラ１８が時計方向に回転し、下部従動ギヤ１９が反時計方向に回転するようになっている。
【００４１】
図２，３に示すように、前記側壁１１の内側には、前記上部従動ギヤ１７及び下部従動ギヤ１９を中心として、第１の固定歯車としての上部内歯車２１及び第２の固定歯車としての下部内歯車２２がそれぞれ固定されている。また、前記上部従動ギヤ用シャフト１５の内側端部には、該シャフト１５に直交する方向に延びる上部レバー２３が連結され、下部従動ギヤ用シャフト１６の内側端部には、該シャフト１６に直交する方向に延びる下部レバー２４が連結されている。上部レバー２３の先端はボス形状となっており、そこに上部第１偏心シャフト２５を備えた第１の偏心歯車としての上部平歯車２６が回転可能に軸支されている。また、下部レバー２４の先端もボス形状となっており、そこに下部第１偏心シャフト２７を備えた第２の偏心歯車としての下部平歯車２８が回転可能に軸支されている。すなわち、上部平歯車２６は上部従動ギヤ用シャフト１５に対し偏心して設けられているとともに、下部平歯車２８は下部従動ギヤ用シャフト１６に対し偏心して設けられており、各偏心量は互いに同一となっている（第１の偏心量）。
【００４２】
上部平歯車２６は、前記上部内歯車２１に噛合されており、上部平歯車２６の歯数に対する上部内歯車２１の歯数の比は、１：２となっている。また、下部平歯車２８は、前記下部内歯車２２に噛合されており、下部平歯車２８の歯数に対する下部内歯車２２の歯数の比も、１：２となっている。さらに、上部平歯車２６の歯数と下部平歯車２８の歯数とは同一であり、上部平歯車２６が最下部に位置したときには、下部平歯車２８が最上部に位置し、上部平歯車２６が最上部に位置したときには、下部平歯車２８が最下部に位置するようになっている。
【００４３】
従って、上部従動ギヤ用シャフト１５（上部従動ギヤ１７）が回転すると、上部平歯車２６は自転しつつ上部内歯車２１に沿って上部従動ギヤ用シャフト１５の周りを公転する。このとき、上記ギヤ比の設定により、上部従動ギヤ用シャフト１５が１回転する間に上部平歯車２６が２回自転する。また、同様に、下部従動ギヤ用シャフト１６（下部従動ギヤ１９）が回転すると、下部平歯車２８は自転しつつ下部内歯車２２に沿って下部従動ギヤ用シャフト１６の周りを公転する。このとき、上記ギヤ比の設定により、下部従動ギヤ用シャフト１６が１回転する間に下部平歯車２８が２回自転する。
【００４４】
上部平歯車２６には、その中心から所定量（第２の偏心量）だけ偏心した位置に、第１偏心軸を構成する上部第２偏心シャフト３１が内側に延びるようにして固定されており、その上部第２偏心シャフト３１には、ベアリング機構を介して外筒３２が上下方向に延びるようにして連結されている。また、下部平歯車２８には、その中心から所定量（第２の偏心量）だけ偏心した位置に、下部第２偏心シャフト３３が内側に延びるようにして固定されており、その下部第２偏心シャフト３３には、ベアリング機構を介してロッド３４が上下方向に延びるようにして連結されている。ロッド３４は前記外筒３２に挿通されており、両者３２，３４は、互いに相反する方向に上下動ようになっている。
【００４５】
前記外筒３２には、上下一対のブラケット３５，３６が一体形成されており、該ブラケット３５，３６に、ワークの移送方向と直交する方向に延びる第１のシール体を構成する下部シール体３７が連結されている。より詳しく説明すると、下部シール体３７は、両側が筒状に形成された連結部３８及び連結部３８の上部に設けられた下部シールバー３９を備えており、下部シールバー３９は図示しない加熱機構により加熱されるよう構成されている。一方、ブラケット３５，３６には、前記外筒３２と平行に延びる支持棒４１が固定されている。該支持棒４１の下部は大径部４２、上部は小径部４３となっており（図３参照）、大径部４２の周囲には該大径部４２よりも幾分上方に突出する弾性部材を構成するクッションスプリング４４が設けられている。また、小径部４３の周囲における、クッションスプリング４４及び上部のブラケット３５間には、前記下部シール体３７の連結部３８両側の筒状部分が外挿されている。このため、外筒３２が上下動した場合には、これに伴って下部シール体３７も上下動する。但し、下部シール体３７が上動時において後述する上部シール体４７に当たっている間は、外筒３２は上動するものの、その間、クッションスプリング４４がその付勢力に抗して縮められることとなり、下部シールバー３９のそれ以上の上動は規制される（相対退避させられる）。
【００４６】
前記外筒３２に挿通されたロッド３４の上端部分には、天板４５が固定されている。また、天板４５よりも下方のロッド３４には、フランジ４６が設けられており、該フランジ４６及び天板４５間には、第２のシール体を構成する上部シール体４７が設けられている。上部シール体４７は、両側が筒状に形成された連結部４８及び連結部４８の下部に設けられた上部シールバー４９を備えている。連結部４８の両側の筒状部分がロッド３４に外挿されており、上部シールバー４９は図示しない加熱機構により加熱されるよう構成されている。また、上部シール体４７及び天板４５間のロッド３４の周りには、弾性部材を構成するクッションスプリング５１が設けられている。このため、ロッド３４が上下動した場合には、これに伴って上部シール体４７も上下動する。但し、上部シール体４７が下動時において前記下部シール体３７に当たっている間は、ロッド３４及び天板４５は下動するものの、その間、クッションスプリング５１がその付勢力に抗して縮められることとなり、上部シールバー４９のそれ以上の下動は規制される（相対退避させられる）。
【００４７】
図２に示すように、前記天板４５には、アクチュエータを構成するシリンダ５２が固定されており、該シリンダ５２には、カッタ用ロッド５３が出没可能に設けられている。カッタ用ロッド５３には、刃部としてのカッタ５４が取付けられており、図２，４に示すように、該カッタ５４は、上部シールバー４９内外を相対移動可能となっている。すなわち、カッタ５４は、常には、上部シールバー４９内に没入されている。そして、上部シールバー４９及び下部シールバー３９が互いに当接すると、シリンダ５２が駆動され、カッタ用ロッド５３が下方へ突出し、カッタ５４が下動する。つまり、両シールバー４９，３９が当接し、筒状フィルムのエンドシール部分がシール（熱融着）されているときに、カッタ５４による切断も併せて行われるようになっている。本実施の形態では、シリンダ５２、カッタ用ロッド５３及びカッタ５４によって切断機構が構成されている。
【００４８】
次に、上記のように構成されてなるシール装置４の作用及び効果について説明する。筒状フィルムは、第１移送コンベア２よりシール装置４の方へと連続的に移送されてくる。このとき、前記サーボモータの駆動により、駆動ギヤ１３が回転すると、上述したように、上部従動ギヤ１７及び下部従動ギヤ１９が互いに相反する方向へ回転駆動させられる。このとき、図５及び図６（ａ）に示すように、上部平歯車２６は、上部従動ギヤ１７の中心（上部従動ギヤ用シャフト１５）を回転中心として、半径が第１の偏心量分の円軌跡上を公転する。また、上部平歯車２６は、上部内歯車２１に噛合されているため、前記公転とともに自転する。一方、下部平歯車２８は、下部従動ギヤ１９の中心（下部従動ギヤ用シャフト１６）を回転中心として、半径が第１の偏心量分の円軌跡上を公転する。また、下部平歯車２８は、下部内歯車２２に噛合されているため、前記公転とともに自転する。
【００４９】
これら上部及び下部内歯車２１，２２は、それぞれ上部及び下部平歯車２６，２８の歯数の２倍の数の歯を有しているため、上部及び下部平歯車２６，２８が１回公転する毎に、それぞれ２回自転することとなる。従って、上部平歯車２６に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた上部第２偏心シャフト３１は、上部平歯車２６の公転に伴って、図５及び図６（ｂ）に示すような楕円運動を行う。同様に、下部平歯車２８に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた下部第２偏心シャフト３３もまた、上部平歯車２８の公転に伴って、楕円運動を行う。
【００５０】
このように楕円運動を行う上部第２偏心シャフト３１に下部シール体３７が連結され、また同様に相反する方向に楕円運動を行う下部第２偏心シャフト３３に上部シール体４７が連結されており、両シール体３７，４７が、ともに楕円軌跡上を移動しうる。このとき、下部シールバー３９及び上部シールバー４９の各先端面が当接しあってから離間するまでの期間は、両シールバー３９，４９が相対退避させられ、筒状フィルムにはクッションスプリング４４，５１からの付勢力が加えられながら移動させられることとなる。そして、これによって、筒状フィルムがシールされる（加熱及び加圧により熱融着が施される）こととなる。
【００５１】
そして、筒状フィルムに関し上記のようなシールが施されるのに同期して、シリンダ５２が独立して駆動させられる。これにより、カッタ５４が上部シールバー４９から下方に突出することとなり、シールとともに、切断が施されることとなる。そして、その切断後、シール装置４から包装体が第２移送コンベア３の方へと連続的に移送される。
【００５２】
以上詳述したように、下部シールバー３９及び上部シールバー４９の各先端面が楕円軌跡上を運動しうるよう構成したため、下部シールバー３９及び上部シールバー４９によって筒状フィルムがシールされる期間中のこれらシールバー３９，４９の接離方向の移動変位を比較的少ないものとすることができる。従って、シール期間中のシール力の変化を抑えることができ、安定したシールを実行することができる。
【００５３】
また、円運動を行う場合に比べて両シール体３７，４７の接離方向の移動量を全体として抑えることができるため、シール装置４全体としてのコンパクト化を図ることができる。
【００５４】
さらに、両シール体が円運動を行う場合に比べて、接離方向の移動変位を抑えたまま、シール期間を長く確保することができる。特に、従来公報に記した技術では、両シール体が疑似水平運動を行いうる期間が限られていることから、当該期間外においては、円運動を行う場合よりも上下方向の移動速度成分が大きくなってしまうというデメリットがあった。これに対し、本実施の形態では、移動軌跡に変曲点のようなものが存在せず、接離方向の移動変位の少ない期間を長く確保することができる。その結果、シール期間を長くとろうとした場合であっても、確実にシール時の振動・衝撃を抑制することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、第１の固定歯車及び第２の固定歯車として、内歯を有する上部及び下部内歯車２１，２２を採用することとした。このため、これら固定歯車を外歯を有するものとした場合に比べて、著しいコンパクト化を図ることができるとともに、設計を容易なものとすることができる。
【００５６】
さらに、１つのサーボモータの駆動（１つの駆動ギヤ１３の回転駆動）に基づいて上部従動ギヤ１７及び下部従動ギヤ１９を回転させることができることとしたため、一層の設備の簡素化、及び、コストの低減を図ることができる。
【００５７】
尚、上述した実施の形態の記載内容に限定されることなく、例えば次のように実施してもよい。
【００５８】
（ａ）上部従動ギヤ１７及び下部従動ギヤ１９を別々の駆動源によって回転駆動させることとしてもよい。
【００５９】
（ｂ）第１及び第２の固定歯車としての上部内歯車２１及び下部内歯車２２に代えて、外歯を有する固定歯車を採用することとしてもよい。
【００６０】
（ｃ）切断機構を有しないシール装置に具体化することとしてもよい。また、第２移送コンベア３以降において切断を行うこととしてもよい。
【００６１】
（ｄ）また、カッタ５４によって切断することに代えて、別のカッタや、鋸状刃を用いて、スリット（切込み、切欠き等）や、ミシン目等を形成することとしてもよい。
【００６２】
（ｅ）弾性部材として、クッションスプリング４４，５１以外の他の弾性部材（板バネ、皿バネ、ゴム等）を用いることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態に係るシール装置等の全体構成を示す概略側面図である。
【図２】シール装置の全体構成を説明するための模式的な断面図である。
【図３】図２の主要部分を拡大して示す部分断面図である。
【図４】上部シール体及び下部シール体の挙動を説明するためのシール装置の模式的な側断面図である。
【図５】上部平歯車及び下部平歯車等の運動軌跡を説明するための模式図である。
【図６】（ａ）は第１の偏心量のみに基づく運動軌跡を説明するための模式図、（ｂ）は第１及び第２の偏心量に基づく上下シール体の運動軌跡を説明するための模式図である。
【符号の説明】
４…シール装置、１３…主駆動歯車を構成する駆動ギヤ、１７…第１の駆動歯車を構成する上部従動ギヤ、１９…第２の駆動歯車を構成する下部従動ギヤ、２１…第１の固定歯車を構成する上部内歯車、２２…第２の固定歯車を構成する下部内歯車、２６…第１の偏心歯車としての上部平歯車、２８…第２の偏心歯車としての下部平歯車、３１…第１偏心軸を構成する上部第２偏心シャフト、３３…第２偏心軸を構成する下部第２偏心シャフト、３７…第１のシール体を構成する下部シール体、３９…下部シールバー、４４…弾性部材を構成するクッションスプリング、４７…第２のシール体を構成する上部シール体、４９…上部シールバー、５１…弾性部材を構成するクッションスプリング、５２…切断機構を構成するアクチュエータとしてのシリンダ、５３…切断機構を構成するカッタ用ロッド、５４…切断機構を構成する刃部としてのカッタ。
Claims (10)
- 筒状のフィルムの移送経路を挟んで互いに対向するように配設され、互いに接触方向・離間方向へと移動可能に設けられた第１のシール体及び第２のシール体を備え、該第１のシール体及び第２のシール体を、その接触に際して前記筒状フィルムが加熱・挟持されつつ移送方向に移送されるよう旋回させることにより、前記筒状フィルムに繰り返しシールを施すための包装機のシール装置であって、
回転可能に軸支され駆動源の動力に基づき回転駆動可能な第１の駆動歯車及び第２の駆動歯車と、
前記第１の駆動歯車に対し、第１の偏心量だけ偏心した状態で回転可能に設けられた第１の偏心歯車、及び、前記第２の駆動歯車に対し、第１の偏心量だけ偏心した状態で回転可能に設けられた第２の偏心歯車と、
前記第１の駆動歯車と同心円状をなし、前記第１の偏心歯車の歯数の２倍の数の歯を有し、かつ、前記第１の偏心歯車と噛合された第１の固定歯車、及び、前記第２の駆動歯車と同心円状をなし、前記第２の偏心歯車の歯数の２倍の数の歯を有し、かつ、前記第２の偏心歯車と噛合された第２の固定歯車と、
前記第１の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第１偏心軸、及び、前記第２の偏心歯車に対し、第２の偏心量だけ偏心した状態で設けられた第２偏心軸と、
を備え、前記第１偏心軸及び前記第１のシール体を連結するとともに、前記第２偏心軸及び前記第２のシール体を連結して、前記第１のシール体及び第２のシール体が、ともに楕円軌跡上を移動可能なように構成したことを特徴とする包装機のシール装置。 - 前記第１のシール体及び第２のシール体は、共に、前記包装フィルムに当接状態でシールを施すシールバーと、前記シールバー同士が当接しあった際に、両シールバーのそれ以上の移動が規制された状態で、前記包装フィルムに弾性圧接力を付与可能な弾性部材とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の包装機のシール装置。
- 前記第１のシール体及び第２のシール体が、互いに接触方向・離間方向へと移動する際に共通の直線上を相対移動するよう構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の包装機のシール装置。
- 前記第１の固定歯車及び第２の固定歯車は、内歯を有する内歯車によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の包装機のシール装置。
- 前記第１の駆動歯車及び第２の駆動歯車は、互いに同径かつ同歯数であり、前記第１の偏心歯車及び第２の偏心歯車は、互いに同径かつ同歯数であり、前記第１の固定歯車及び前記第２の固定歯車は、互いに同径かつ同歯数であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の包装機のシール装置。
- 前記第１のシール体及び第２のシール体の少なくとも一方には、前記包装フィルムのシールに際し、併せて、包装フィルムの切断又は切離線形成を行うための切断機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の包装機のシール装置。
- 前記切断機構は、刃部と、該刃部を出没させるためのアクチュエータとを備えており、該アクチュエータは、前記駆動源とは独立して動作可能となっていることを特徴とする請求項６に記載の包装機のシール装置。
- 前記駆動源に直接連結された主駆動歯車を設け、該主駆動歯車には、前記第１の駆動歯車及び中間歯車をそれぞれ噛合させるとともに、前記中間歯車に前記第２の駆動歯車を噛合させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の包装機のシール装置。
- 前記両楕円軌跡の長径は、前記筒状フィルムの移送方向と略平行に延びていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の包装機のシール装置。
- 前記筒状フィルム内には物品が所定間隔毎に設けられており、該物品の前後において前記筒状フィルムに繰り返しシールを施すよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の包装機のシール装置。
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