JP4361779B2

JP4361779B2 - ロータリー式自動包装機のサイドシール噛み込み検知装置

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Publication number: JP4361779B2
Application number: JP2003399802A
Authority: JP
Inventors: 正一大川
Original assignee: Sanko Machinery Co Ltd
Current assignee: Sanko Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: JP2005162219A

Description

本発明は、包装フィルムを袋状にするためのヒートシール動作において、シール部分の内容物噛み込み不良を自動的に検出する装置に関し、特にロータリー式自動包装機のサイドシールにおける内容物噛み込み検知装置に関するものである。

従来の噛み込み検知装置は、例えば特許文献１に記載されているように、内容物が充填された包装袋に対してヒートシールするヒートシールバーに渦電流センサを取付け、ヒートシールバーがシール動作を行うと同時に、この渦電流センサにより包装袋におけるシール部分の厚さを測定している。そして、このシール部分の厚さが予め設定された数値を超えた場合に内容物の噛み込みが発生したと認定し、これをもってシール不良と判定している。
特開２００３−１１２７１４号公報

この種の噛み込み検知装置は、渦電流センサを測定対象ヒートシールバーに取付けてこのヒートシールバーにおける包装シール部分の厚さを測定して噛み込み検知を実行している。しかしながら、ロータリー式自動包装機における噛み込み検知対象のサイドシールは、サイドシールそのものが複数本存在し、さらにこのサイドシールは回転運動しているターンテーブル上に設置されているため、サイドシールバーの開閉運動とターンテーブルの回転運動が同時に発生するという複雑な運動をしている。

従って、従来の方法のように単に渦電流センサをサイドシールバーに取付けて、この挟み込み寸法（シール部分の厚さ）を測定するように構成すること自体が困難になっている。

このため、サイドヒートシールバーに渦電流センサを取付けずに包装袋のシール厚を測定するために、包装フィルムを挟み込んで回転運動しているサイドシールバーの外側に、包装機本体に固定された渦電流センサを近接させて順次距離測定を行い、噛み込み発生による距離測定値の変動を検知するやり方がある。しかし、この方法においても以下のような問題点を抱えていた。

（１）ロータリー式自動包装機のサイドシールは、複数本あり、この複数本のシールバーの取付け誤差が測定結果に反映されて正確な距離測定（即ち、噛み込み検知動作）ができなかった。

（２）サイドシールバーにはヒートシール動作を行うための電熱線が埋設されており、温度変化に伴うサイドシールバー自体の熱膨張及び渦電流センサの温度特性に起因する誤差のため、距離測定における経時誤差が発生していた。

（３）サイドシールバーの開閉動作は、開閉軸を中心にする回転動作であり、シール時の噛み込み発生場所によって固定側サイドシールバーと可動側サイドシールバーの噛み合わせ状態が変動し、また、同じ場所で噛み込みが発生しても噛み込んだ内容物の性質によって固定側サイドシールバーと可動側サイドシールバーの当たり具合が変化し、結果として渦電流センサによる距離測定値の変動を招いていた。

（４）サイドシール自体には、サイドシールバーの開閉運動とターンテーブルの回転運動が同時に発生しており、このような機械運動をスムースに作動するために各運動支点にはわずかな隙間が設けられている。この隙間成分は磨耗の程度や運動支点の増加の度に加算され、さらに各運動の進行状態に伴って隙間（ガタ）の偏り等が発生し、渦電流センサによる距離測定値に変動を与えていた。

本発明は、上記従来の噛み込み検知装置の問題点に鑑み創作されたもので、このような距離測定結果の変動誤差を除去して正確な噛み込み検知を行うことのできるサイドシールの噛み込み検知装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る噛み込み検知装置は、略水平方向に移送しながら中央部分を折り曲げた包装フィルムに対して回転しながら挟み込んで幅方向にサイドシールを施し、当該サイドシール間の袋部に内容物を投入した後に、前記袋部の上端に対してトップシールを施して多数の包装体を連続的に作るロータリー式自動包装機のサイドシール噛み込み検知装置であって、前記噛み込み検知装置は、サイドシールを施している複数の可動側サイドシールバーに対向するように、近接状態を測定する近接センサと、距離を測定する複数の渦電流センサを設置し、前記近接センサによる測定データから算出された近接タイミングの期間だけ渦電流センサによる距離測定を行い、前記測定された距離データと、当該距離データの１回前の測定データである基準値データとを比較して偏差量を算出し、当該偏差量を基に包装フィルムの噛み込みを検知する。

また、本発明の請求項２に係る噛み込み検知装置は、略水平方向に移送しながら中央部分を折り曲げた包装フィルムに対して回転しながら挟み込んで幅方向にサイドシールを施し、当該サイドシール間の袋部に内容物を投入した後に、前記袋部の上端に対してトップシールを施して多数の包装体を連続的に作るロータリー式自動包装機のサイドシール噛み込み検知装置であって、前記噛み込み検知装置は、サイドシールを施している複数の可動側サイドシールバーに対向するように、距離を測定する複数の渦電流センサを設置し、前記サイドシールバーが搭載されているターンテーブルの位置情報をロータリー式自動包装機本体から入手し、当該位置情報から算出された近接タイミングの期間だけ渦電流センサによる距離測定を行い、前記測定された距離データと、当該距離データの１回前の測定データである基準値データとを比較して偏差量を算出し、当該偏差量を基に包装フィルムの噛み込みを検知する。

本発明の請求項１及び請求項２に係る噛み込み検知装置によれば、距離測定結果におけるサイドシールバーの取付け誤差及び測定時間の経過に伴う誤差を除去して正確な噛み込み検知を行うことができる。

また、本発明の請求項３に係る噛み込み検知装置の距離データは、近接タイミングの期間中に測定された複数距離データを渦電流センサ毎に平均化し、その後当該平均化された渦電流センサ毎の複数距離データを更に平均化して一つの値とする。

また、本発明の請求項４に係る噛み込み検知装置の複数の渦電流センサは、可動側サイドシールバーの最上部と最下部の二箇所に対向するように設置して距離測定する。

本発明の請求項３及び請求項４に係る噛み込み検知装置によれば、距離測定結果におけるシールバーの噛み合わせ状態変動誤差及び運動支点の隙間成分変動誤差を除去して正確な噛み込み検知を行うことができる。

以上説明したように、本発明に係るロータリー式自動包装機におけるサイドシール噛み込み検知装置によれば、シールバーの開閉運動とターンテーブルの回転運動をしている多数のサイドシールバーに対する距離測定値の変動誤差を除去して正確な噛み込み検知を行うことができるという優れた効果を奏する。

本発明に係る噛み込み検知装置の実施の形態を図面と共に説明する。まず、図１及び図２を用いて、本発明のロータリー式自動包装機の全体構成について説明する。図１は、本発明に係るロータリー式自動包装機を示す正面図である。図２は、本発明に係るロータリー式自動包装機１の要部を示す上面模式図である。

図１において、符号１は本発明に係るロータリー式自動包装機（以下、自動包装機と略す）の全体を示している。また、符号２は巻き戻しリール、３はフィルムガイド、４はターンテーブル、５はサイドシール機構、６は内容物充填機構、７は充填シュート、８はガイドロール、９はトップシール機構、１０はノッチ機構、１１はカッター機構を示している。

また、フィルムコイル１３０は、同一軸の周りに包装フィルム１３１を多重にコイル状に巻き取ったものである。包装フィルム１３１は、透明又は半透明な材料から構成され、例えば、ＰＥＴ等のベースフィルムや、このベースフィルムよりも融点の低いポリエチレン等のヒートシールフィルムから構成される。

図１に示すように、包装フィルム１３１は、コイル巻き戻しリール２によりバックテンションを掛けられながら、フィルムコイル１３０から引き出される。引き出された包装フィルム１３１は、図中上方向に連続的に流れ、フィルムガイド３によって中央部でＵ字状に二つに折り曲げられる。この折り曲げられた包装フィルム１３１は、図２に示すように、ターンテーブル４の接線方向からターンテーブル４に導入される。

ターンテーブル４上には、サイドシール１３４を形成するサイドシール機構５の複数のサイドヒートシールバー５１が一定間隔を置いて配置され、ターンテーブル下方には、サイドヒートシールバー開閉カム５２が設けられている。サイドヒートシールバー５１は、このサイドヒートシールバー開閉カム５２にしたがって開閉動作を行い、二つ折りされた包装フィルム１３１に対して、サイドヒートシールバー５１を閉めて挟み込み、回転しながら移送しつつ、所定の位置にシールを行い、その後にサイドヒートシールバー５１を開けてサイドヒートシール動作が終わる。

上記シール動作の詳細を説明する。ターンテーブル４の開放されたサイドヒートシールバー５１に導入された包装フィルム１３１は、直ちに閉められたサイドヒートシールバー５１により、挟み込まれてヒートシールされ、フィルム溶融する。同時に、この溶融した包装フィルム同士を圧着することによって、包装フィルム１３１は幅方向にヒートシールされてサイドシール１３４が形成される。このようにして、二つ折りの包装フィルム１３１には、サイドシール１３４により挟まれた複数の袋部１３２が形成される。

なお、ターンテーブル上のサイドヒートシールバー５１間の袋部１３２には、充填シュート７が挿入され、この充填シュート７を通して内容物充填機構６により、順次内容物が投入される。

即ち、内容物充填機構６は、開閉板が充填シュート７上に位置するように図示しない回転容器を水平回転させ、この回転容器が所定の場所に配置されると回転容器の底部下側の開閉板（図示せず）を開放させる。これによって、回転容器内の枡（図示せず）の下端面が開放され、枡内の内容物１４０が充填シュート７へ落下する。充填シュート７が袋部１３２内に挿入されているので、内容物１４０は、充填シュート７を通して袋部１３２に投入される。

内容物１４０が充填された袋部１３２は、図２に示すように、ターンテーブル４の回転動作により図中反時計回りに回転し、ガイドロール８によって移送方向を変更されてトップシール機構９へと直線移送される。トップシール機構９の予熱シールバー９１により包装フィルム１３１の上縁部が加熱されて溶融する。この状態でトップシールローラ９２が包装フィルム１３１の上縁部を加圧することにより、この上縁部同士が融着し、トップシール１３５が形成される。これにより袋部１３２が密封される。

その後、密封された袋部１３２を有する包装フィルム１３１は、トップシールローラ９２の押し出しによってノッチ機構１０へと移送される。ノッチ機構１０において、包装フィルム１３１はノッチガイド１００に狭持され、この狭持状態でノッチカッター１０１によって、トップシール１３５の一部が切断されてノッチが形成される。そして、カッター機構に送られた包装フィルム１３１は、サイドシール１３４の中央付近に対して切断若しくはミシン目状の切れ込みを行い、複数の袋部１３２を有する包装フィルム１３１は、包装体１３３に分包される。

図３は、本発明に係る噛み込み検知装置のブロック構成図である。図３に示すように、符号２００は本発明の噛み込み検知装置における一方の渦電流変位センサ、符号２０１は他方の渦電流変位センサ、符号２０２は近接センサである。渦電流変位センサ２００は計測器２１０の変位センサアンプ２１１に接続され、渦電流変位センサ２００と変位センサアンプ２１１の構成において、渦電流の損失量に連動した距離測定値を算出すると共に、この距離測定データであるアナログ信号を増幅している。そして、この増幅されたアナログ信号（距離測定データ）は、Ａ／Ｄ変換器２１２でデジタル信号に変換されて制御部２４０に送られる。

渦電流変位センサ２０１は計測器２２０の変位センサアンプ２２１に接続され、渦電流変位センサ２０１と変位センサアンプ２２１の構成において、渦電流の損失量に連動した距離測定値を算出すると共に、この距離測定データであるアナログ信号を増幅している。そして、この増幅されたアナログ信号（距離測定データ）は、Ａ／Ｄ変換器２２２でデジタル信号に変換されて制御部２４０に送られる。

また、近接センサ２０２は近接センサアンプ２３０と接続されて近接データの検出並びに増幅が行われ、この増幅された近接データ（アナログ信号）は制御部２４０に送られる。

制御部２４０は、二つのデジタル入力信号（Ａ／Ｄ変換器２１２の出力信号とＡ／Ｄ変換器２２２の出力信号）と一つのアナログ入力信号（近接センサ２０２からの出力信号）を受け取り、噛み込み検知のための内部処理を行う。この制御部２４０の内部処理の結果、噛み込み状態を検知した場合はアラーム信号２４１、２４２を出力し、アラーム信号２４１はアラーム表示器へ送付され、アラーム信号２４２はロータリー式自動包装機へ送付され、それぞれ所定のアラーム表示並びにアラーム動作を行うようになる。

図４は、本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサ２００がサイドシール７２に対向して設置されている状態を表している上面概念図である。図４に示すように、渦電流変位センサ２００は距離ｂを置いてサイドシール７２と対向した状態で包装機機台に固定されており、このサイドシール７２は包装フィルムに対してシールを施すために挟み込んで回転運動を行っている。

即ち、包装フィルムを挟み込んだ複数のサイドシールが渦電流変位センサ２００の直前を順次通過すると共に、渦電流変位センサ２００はこの複数のサイドシールとの距離を測定して噛み込み監視をしている。そして、図４における各サイドシール７１、７２、７３の変位量ａ１、ａ２、ａ３の値が、サイドシール噛み込み発生を起していない時の値に比べて大きく変動したら、噛み込み発生と判定している。

図５は、本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサ２００、２０１及び近接センサ２０２がサイドシール７２に対向して設置されている状態を表している側面概念図である。図５に示すように、サイドシール７２はターンテーブル上に固定されている固定側サイドシールバー６０と、回転軸６２を中心にカムフォロア６３の動きに合わせて開閉運動を行う可動側サイドシールバー６１で構成され、この固定側サイドシールバー６０と可動側サイドシールバー６１との間で包装フィルムを挟み込んでヒートシールを行っている。

そして、可動側サイドシールバー６１のシール面反対側に距離ｂを置いて渦電流変位センサ２００と渦電流変位センサ２０１と近接センサ２０２が包装機の機台に固定状態で取付けられている。なお、渦電流変位センサ２００は可動側サイドシールバー６１の最上部との距離を測定しており、渦電流変位センサ２０１は可動側サイドシールバー６１の最下部との距離を測定しており、近接センサ２０２は可動側サイドシールバー６１の中央部との距離を測定している。

即ち、渦電流変位センサ２００と渦電流変位センサ２０１は可動側サイドシールバー６１全体にわたって厳密に噛み込み検知する必要があるため、可動側サイドシールバー６１の最上部と最下部の２箇所に設置されており、近接センサ２０２は可動側サイドシールバー６１の存在有無だけを検知する機能のため、可動側サイドシールバー６１の中央部の１箇所に設置されている。

ここで、図３及び図４を用いて、渦電流変位センサ２００を使ったヒートシール噛み込み検知方法について説明する。渦電流変位センサ２００内には高周波コイルが組み入れられており、この高周波コイルは変位センサアンプ２１１内の高周波発振回路に接続されている。各部の電源が入ると高周波発振が起こり、渦電流変位センサ２００内の高周波コイルを貫くように高周波磁界が生じる。この時高周波コイルに対向して配置されたサイドシール７２の可動側サイドシールバーは磁気誘導現象を起す金属体であるため、このサイドシールバーには磁束が通過する向きに対して垂直方向の渦電流が流れる。

そして、図４に示すように、渦電流変位センサ２００とサイドシール７２の可動側サイドシールバーとの距離ｂが小さくなるほど可動側サイドシールバー表面に発生する渦電流が大きくなり、変位センサアンプ２１１内の高周波発振回路における高周波電流の振幅が小さくなる。また、渦電流変位センサ２００とサイドシール７２の可動側サイドシールバーとの距離ｂが大きくなるほど可動側サイドシールバー表面に発生する渦電流が小さくなり、変位センサアンプ２１１内の高周波発振回路における高周波電流の振幅が大きくなる。

即ち、渦電流変位センサ２００とサイドシール７２の可動側サイドシールバーとの距離ｂと、変位センサアンプ２１１内の高周波発振回路における高周波電流の振幅値はリニアに変化する比例関係であり、このことを利用して予め距離ｂとその時の高周波電流の振幅値を測定して校正しておけば、高周波電流の振幅値から距離ｂを非接触状態で算出することができる。

従って、予め内容物が噛み込んでいない時の渦電流変位センサ２００とサイドシール７２の可動側サイドシールバーとの距離ｂを測定しておき、その後距離ｂの値が大きく変化したら、サイドシールにおいて内容物の噛み込みによるシール不良が発生したと判定することができる。

図６は、本発明に係る近接センサ２０２がサイドシール７１及びサイドシール７２を検出した状態を表した計測データ図と、この計測データに基づく噛み込み検知のための距離測定を行う時間ｔを決定するサンプルタイミングチャート図である。図６に示すように、測定データ３００は近接センサ２０２で測定したサイドシールとの近接状態を表す距離データを近接センサアンプ２３０で増幅したものであり、サイドシール７１とサイドシール７２を検出した状態である大きな測定値が表されている。

この測定データ３００は、制御部２４０へ送られてサンプルタイミング波形３０１を作成する内部処理が施される。即ち、サイドシール７１に対する計測データ３００において、予め設定されたしきい値ｖを超えた時点で時間カウントが開始され、ｍ時間後にサンプルタイミング信号３０２が作られる。次に、サイドシール７２に対する計測データ３００において、予め設定されたしきい値ｖを超えた時点で再度時間カウントが開始され、ｍ時間後にサンプルタイミング信号３０３が作られる。

サンプルタイミング信号３０２を受けて制御部２４０は、タイミング信号３０２よりｔ時間だけの間、サイドシール７１と渦電流変位センサ２００及び渦電流変位センサ２０１との距離を測定する。また、サンプルタイミング信号３０３を受けて制御部２４０は、タイミング信号３０３よりｔ時間だけの間、サイドシール７２と渦電流変位センサ２００及び渦電流変位センサ２０１との距離を測定する。

このように渦電流変位センサ２００及び渦電流変位センサ２０１が各サイドシールとの距離測定する際に、最適な対向状態を維持しているｔ時間だけ測定するようにしたため、正確な測定データだけを選別することができる。

なお、上記の近接センサの代わりに包装機本体のターンテーブル回転情報を直接入手し、この情報を基に渦電流変位センサ２００及び渦電流変位センサ２０１と各サイドシールが正確に対向しているタイミング信号を算出して測定データの選別を行っても良い。

また、サイドシールバーのシール面反対側に設置された渦電流センサは、二つ用意されたケースで説明したが、これに限るものではなく、１個または複数個を設置しても良い。このような１個設置の場合はコスト削減が可能になり、複数設置の場合はより正確に距離測定が可能になる。

次に、本発明に係る噛み込み検知装置の制御部２４０における内部処理の一例について説明する。図７は、噛み込み検知装置の制御部２４０内に設けられた各種データ類を記憶するためのメモリ構成図の一例である。図７に示すように、メモリ４００は変位センサＡの測定データを記憶するためのメモリ構成図であり、メモリ４０１は変位センサＢの測定データを記憶するためのメモリ構成図である。また、メモリ４１０は、変位センサＡの基準値データを記憶するためのメモリ構成図であり、メモリ４１１は、変位センサＢの基準値データを記憶するためのメモリ構成図である。

メモリ４００には、サイドヒートシール毎に渦電流センサＡで計測した距離測定値を記憶するメモリ面４０５が設けられており、さらに測定対象のサイドシールバーにおいてサンプリング時間（ｔ）内に複数測定したデータを記憶するためのメモリ列が複数列構成されている。例えば、サイドヒートシールとの距離測定をサンプリング時間（ｔ）内に５回測定したとするとメモリ列は５個用意される。なお、メモリ４００には、一定時間に実施される全ての距離測定データを記憶できるメモリ容量を設け、一定時間後は最初のメモリ面に戻って旧データを上書きするように制御される。従って、メモリ容量の量的要求はサイドシール数や包装機の運転速度、噛み込み検知精度、噛み込み検知装置のコスト等の要因を勘案して決定される。

メモリ４０１には、サイドヒートシール毎に渦電流センサＢで計測した距離測定値を記憶するメモリ面４０６が設けられており、さらに測定対象のサイドシールバーにおいてサンプリング時間（ｔ）内に複数測定したデータを記憶するためのメモリ列が複数列構成されている。例えば、サイドヒートシールとの距離測定をサンプリング時間（ｔ）内に５回測定したとするとメモリ列は５個用意される。なお、メモリ４０１には、一定時間に実施される全ての距離測定データを記憶できるメモリ容量を設け、一定時間後は最初のメモリ面に戻って旧データを上書きするように制御される。従って、メモリ容量の量的要求はサイドシール数や包装機の運転速度、噛み込み検知精度、噛み込み検知装置のコスト等の要因を勘案して決定される。

メモリ４１０は、渦電流センサＡによる１回前の測定データを受信して記憶し、基準値データとするものである。従って、メモリ４００と同等のメモリ面やメモリ列、メモリ容量を備えており、上記メモリ４００と同じ動作及び制御がなされる。即ち、メモリ４１０には、サイドヒートシール毎に渦電流センサＡで計測した１回前の距離測定値を記憶するメモリ面４１５が設けられており、さらに測定対象のサイドシールバーにおいてサンプリング時間（ｔ）内に測定したデータを記憶するためのメモリ列が複数列構成されている。例えば、サイドヒートシールとの距離測定をサンプリング時間（ｔ）内に５回実施したとするとメモリ列は５個用意される。

メモリ４１１は、渦電流センサＢによる１回前の測定データを受信して記憶し、基準値データとするものである。従って、メモリ４０１と同等のメモリ面やメモリ列、メモリ容量を備えており、上記メモリ４０１と同じ動作及び制御がなされる。即ち、メモリ４１１には、サイドヒートシール毎に渦電流センサＢで計測した１回前の距離測定値を記憶するメモリ面４１６が設けられており、さらに測定対象のサイドシールバーにおいてサンプリング時間（ｔ）内に測定したデータを記憶するためのメモリ列が複数列構成されている。例えば、サイドヒートシールとの距離測定をサンプリング時間（ｔ）内に５回実施したとするとメモリ列は５個用意される。

図８は、図７のメモリ構成を用いた噛み込み検知装置の制御部２４０における距離測定動作フローチャート図であり、図７のメモリ構成図と共に説明する。図７及び図８に示すように、近接センサ２０２においてサイドシールバーとの近接状態を監視しており、近接センサ２０２が予め設定されたしきい値ｖを超えた時点でサイドシールバーを認識する（ステップＳ１００）。

そして、この近接センサ２０２の距離データに基づくサンプルタイミング信号をスタートとしてサンプリング時間（ｔ）の間、渦電流変位センサ２００と渦電流変位センサ２０１により、サイドシールバーとの距離測定を行う（ステップＳ１０１）。

この距離測定で得られたデータは、渦電流変位センサ２００の測定データメモリ４００と渦電流変位センサ２０１の測定データメモリ４０１に記憶され（ステップＳ１０２）、記憶されたサンプリング時間（ｔ）内の複数測定データ群は平均化処理を行う（ステップＳ１０３）。また、渦電流変位センサ２００と渦電流変位センサ２０１の二つの平均化データは、互いに平均化処理が施され、一つの測定平均化データとなる（ステップＳ１０４）。

この制御部２４０の距離測定動作における最初の測定では、測定データと比較する基準値データがまだ記憶されていないため、Ｓ１０５の判断ステップは図８のフローチャート右側にジャンプし、この測定データを基準値データメモリ４１０と基準値データメモリ４１１に転送して記憶する（ステップＳ１０９）。その後、記憶された基準値データのサンプリング時間（ｔ）内の複数データは平均化処理を行い（ステップＳ１１０）、渦電流変位センサ２００と渦電流変位センサ２０１の二つの平均化データは、互いに平均化処理が施され、一つの基準値平均化データとなり（ステップＳ１１１）、全てのサイドシールに対する測定並びに記憶を行うためにステップＳ１００乃至ステップＳ１０５及びステップＳ１０９乃至ステップＳ１１１を繰返す。

全てのサイドシールに対する基準値データが記憶できた後、２回目の距離測定では、前回の距離測定と同じようにステップＳ１００乃至ステップＳ１０４の処理を行い、２回目の測定データの記憶並びに２回目の測定平均化データの算出が行われる。その後、Ｓ１０５の判断ステップは図８のフローチャート下側にジャンプし、この２回目の測定平均化データとステップＳ１１１で算出した１回前の基準値平均化データと比較して偏差量を算出する（ステップＳ１０６）。

この偏差量と予め設定されたしきい値を比べて（ステップＳ１０７）、しきい値を越えた場合は噛み込み現象が発生したことになり、ステップＳ１０７の判断ステップは図８のフローチャート下側にジャンプし、アラーム処理並びに包装機に対して動作停止の信号を送る（ステップＳ１０８）。

この偏差量がしきい値を越えなかった場合は噛み込み現象が発生していないことになり、ステップＳ１０７の判断ステップは図８のフローチャート右側にジャンプし、包装機の動作として噛み込み検知が継続しているかどうかを調べる（ステップＳ１１２）。

噛み込み検知動作が継続していればステップＳ１１２の判断ステップは図８のフローチャート上側にジャンプし、この２回目の測定データを基準値データメモリ４１０と基準値データメモリ４１１に転送して記憶し（ステップＳ１０９）、記憶された基準値データのサンプリング時間（ｔ）内の複数データの平均化処理（ステップＳ１１０）と、渦電流変位センサ２００と渦電流変位センサ２０１の二つの平均化データの平均化処理（ステップＳ１１１）が行われ、次回測定に対する基準値平均化データが算出されて、処理スタートに戻る。

その後、全てのサイドシールに対する距離測定を行うため、サイドヒートシールの動きに合わせて上記処理ステップを繰返す。なお、包装機の動作として噛み込み検知が終了している場合は、ステップＳ１１２の判断ステップは図８のフローチャート下側にジャンプし、制御部２４０における距離測定動作は終了する。

次に、本発明に係る噛み込み検知装置の制御部２４０における他の内部処理の例について説明する。図９は、噛み込み検知装置の制御部２４０内に設けられた各種データ類を記憶するための他のメモリ構成図例である。図９に示すように、メモリ５００は変位センサＡにおけるｔ時間分の測定データを記憶するためのメモリ構成図であり、メモリ５０１は変位センサＢにおけるｔ時間分の測定データを記憶するためのメモリ構成図である。また、メモリ５１０は、変位センサＡの平均化データと変位センサＢの平均化データである二つのデータを更に平均化した平均化測定データを記憶するためのメモリ構成図であり、メモリ５１１は、１回前の平均化測定データを平均化基準値データとして記憶するためのメモリ構成図である。

メモリ５００及びメモリ５０１は、図７におけるメモリ４００及びメモリ４０１のｔ時間分の測定データを記憶するためのメモリ構成と同じ内容となっており、２段階の平均化処理を行う前の生の測定データを一時的に記憶するものである。

また、メモリ５１０とメモリ５１１は、サイドヒートシール毎の平均化測定データと平均化基準値データのみを記憶するようになっており、実施例１に比べてメモリ容量の削減が可能になっている。

図１０は、図９のメモリ構成を用いた噛み込み検知装置の制御部２４０における距離測定動作フローチャート図であり、図９のメモリ構成図と共に説明する。図９及び図１０に示すように、近接センサ２０２においてサイドシールバーとの近接状態を監視しており、近接センサ２０２が予め設定されたしきい値ｖを超えた時点でサイドシールバーを認識する（ステップＳ２００）。

そして、この近接センサ２０２の距離データに基づくサンプルタイミング信号をスタートとしてサンプリング時間（ｔ）の間、渦電流変位センサ２００と渦電流変位センサ２０１により、サイドシールバーとの距離測定を行う（ステップＳ２０１）。

この距離測定で得られたデータは、渦電流変位センサ２００の測定データ一時メモリ５００と渦電流変位センサ２０１の測定データ一時メモリ５０１に記憶され（ステップＳ２０２）、記憶されたサンプリング時間（ｔ）内の複数測定データ群は平均化処理を行う（ステップＳ２０３）。また、渦電流変位センサ２００と渦電流変位センサ２０１の二つの平均化データは、互いに平均化処理が施され、一つの測定平均化データとなる（ステップＳ２０４）。

このサイドヒートシール毎の測定平均化データは、測定回数毎に用意された時間系列の測定データメモリ５１０に記憶する（ステップＳ２０５）。

この制御部２４０の距離測定動作における最初の測定では、測定データと比較する基準値データがまだ記憶されていないため、Ｓ２０６の判断ステップは図１０のフローチャート右側にジャンプし、この測定平均化データを測定回数毎に用意された時間系列の基準値データメモリ５１１に記憶し（ステップＳ２１０）、全てのサイドシールに対する測定並びに記憶を行うためにステップＳ２００乃至ステップＳ２０６及びステップＳ２１０を繰返す。

全てのサイドシールに対する基準値データが記憶できた後、２回目の距離測定では、前回の距離測定と同じようにステップＳ２００乃至ステップＳ２０５の処理を行い、２回目の測定データの記憶並びに２回目の測定平均化データの算出が行われる。

その後、Ｓ２０６の判断ステップは図１０のフローチャート下側にジャンプし、この２回目の測定平均化データとステップＳ２１０で記憶した１回前の基準値平均化データと比較して偏差量を算出する（ステップＳ２０７）。

この偏差量と予め設定されたしきい値を比べて（ステップＳ２０８）、しきい値を越えた場合は噛み込み現象が発生したことになり、ステップＳ２０８の判断ステップは図１０のフローチャート下側にジャンプし、アラーム処理並びに包装機に対して動作停止の信号を送る（ステップＳ２０９）。

この偏差量がしきい値を越えなかった場合は噛み込み現象が発生していないことになり、ステップＳ２０８の判断ステップは図１０のフローチャート右側にジャンプし、包装機の動作として噛み込み検知が継続しているかどうかを調べる（ステップＳ２１１）。

噛み込み検知動作が継続していればステップＳ２１１の判断ステップは図１０のフローチャート上側にジャンプし、この２回目の測定平均化データを基準値データメモリ５１１に転送して記憶し（ステップＳ２１０）、次回測定に対する基準値平均化データが用意されて処理スタートに戻る。

その後、全てのサイドシールに対する距離測定を行うため、サイドヒートシールの動きに合わせて上記処理ステップを繰返す。なお、包装機の動作として噛み込み検知が終了している場合は、ステップＳ２１１の判断ステップは図１０のフローチャート下側にジャンプし、制御部２４０における距離測定動作は終了する。なお、上記基準値データは、１回前の複数測定データを平均化したものを用いて動作説明してきたが、これに限るものではなく、基準値データメモリに記憶されている過去分の基準値データ群において、任意の回数分の基準値データ群にさかのぼって平均化したデータを用いても良い。このような平均化算出方式を採用した場合は、算出処理自体が複雑になるものの、変動が少ない安定した基準値データにすることができる。

このように本発明に係る噛み込み検知装置によれば、距離測定結果におけるサイドシールバーの取付け誤差、測定時間の経過に伴う誤差、シールバーの噛み合わせ状態変動誤差及び運動支点の隙間成分変動誤差等を除去して正確な噛み込み検知を行うことができる。

図１１は、本発明に係る噛み込み検知装置におけるサイドシールバーとの距離実測値及び実測値に基づく偏差量のグラフ図である。図１１に示すように、時間経過に伴う実測値データの減少傾向は、ロータリー式自動包装機電源投入後のサイドシールバーの熱膨張による距離測定値の変動誤差である。また、偏差量データは、本発明によって約プラスマイナス１５μの変動範囲に落ち着いていることが分かる。

そして、サイドシールバーに厚さ９０μの普通紙１枚を噛み込ませた状態において、これを確実に検知していることがデータ上に明確に示されており、本発明の有効性が実証されている。

本発明に係るロータリー式自動包装機を示す正面図である。本発明に係るロータリー式自動包装機１の要部を示す上面模式図である。本発明に係る噛み込み検知装置のブロック構成図である。本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサ２００がサイドシール７２に対向して設置されている状態を表している上面概念図である。本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサ２００、２０１及び近接センサ２０２がサイドシール７２に対向して設置されている状態を表している側面概念図である。本発明に係る近接センサ２０２がサイドシール７１及びサイドシール７２を検出した状態を表した計測データ図と、この計測データに基づく噛み込み検知のための距離測定を行う時間ｔを決定するサンプルタイミングチャート図である。噛み込み検知装置の制御部２４０内に設けられた各種データ類を記憶するためのメモリ構成図の一例である。図７のメモリ構成を用いた噛み込み検知装置の制御部２４０における距離測定動作フローチャート図である。噛み込み検知装置の制御部２４０内に設けられた各種データ類を記憶するための他のメモリ構成図例である。図９のメモリ構成を用いた噛み込み検知装置の制御部２４０における距離測定動作フローチャート図である。本発明に係る噛み込み検知装置におけるサイドシールバーとの距離実測値及び実測値に基づく偏差量のグラフ図である。

符号の説明

１ロータリー式自動包装機
２巻き戻しリール
３フィルムガイド
４ターンテーブル
５サイドシール機構
６内容物充填機構
７案内シュート
８ガイドロール
９トップシール機構
１０ノッチ機構
１１カッター機構
５１サイドヒートシールバー
５２サイドヒートシールバー開閉カム
７１、７２、７３、１３４サイドシール
９１予熱シールバー
９２トップシールローラ
１００ノッチガイド
１０１ノッチカッター
１３０フィルムコイル
１３１包装フィルム
１３２袋部
１３３包装体
１３５トップシール
１４０内容物
２００、２０１渦電流変位センサ
２０２近接センサ
２１０、２２０計測器
２１１、２２１変位センサアンプ
２１２、２２２Ａ／Ｄ変換器
２３０近接センサアンプ
２４０制御部
２４１、２４２アラーム信号

Claims

略水平方向に移送しながら中央部分を折り曲げた包装フィルムに対して回転しながら挟み込んで幅方向にサイドシールを施し、当該サイドシール間の袋部に内容物を投入した後に、前記袋部の上端に対してトップシールを施して多数の包装体を連続的に作るロータリー式自動包装機のサイドシール噛み込み検知装置であって、
前記噛み込み検知装置は、サイドシールを施している複数の可動側サイドシールバーに対向するように、近接状態を測定する近接センサと、距離を測定する複数の渦電流センサを設置し、
前記近接センサによる測定データから算出された近接タイミングの期間だけ渦電流センサによる距離測定を行い、
前記測定された距離データと、当該距離データの１回前の測定データである基準値データとを比較して偏差量を算出し、当該偏差量を基に包装フィルムの噛み込みを検知するサイドシール噛み込み検知装置。
略水平方向に移送しながら中央部分を折り曲げた包装フィルムに対して回転しながら挟み込んで幅方向にサイドシールを施し、当該サイドシール間の袋部に内容物を投入した後に、前記袋部の上端に対してトップシールを施して多数の包装体を連続的に作るロータリー式自動包装機のサイドシール噛み込み検知装置であって、
前記噛み込み検知装置は、サイドシールを施している複数の可動側サイドシールバーに対向するように、距離を測定する複数の渦電流センサを設置し、
前記サイドシールバーが搭載されているターンテーブルの位置情報をロータリー式自動包装機本体から入手し、当該位置情報から算出された近接タイミングの期間だけ渦電流センサによる距離測定を行い、
前記測定された距離データと、当該距離データの１回前の測定データである基準値データとを比較して偏差量を算出し、当該偏差量を基に包装フィルムの噛み込みを検知するサイドシール噛み込み検知装置。
前記距離データは、近接タイミングの期間中に測定された複数距離データを渦電流センサ毎に平均化し、その後当該平均化された渦電流センサ毎の複数距離データを更に平均化して一つの値とする請求項１及び請求項２記載のサイドシール噛み込み検知装置。
前記複数の渦電流センサは、可動側サイドシールバーの最上部と最下部の二箇所に対向するように設置して距離測定する請求項１及び請求項２記載のサイドシール噛み込み検知装置。
前記距離データは、包装機のサイドシール毎に測定され、当該データに基づいて包装機のサイドシール毎に包装フイルムの噛み込みを検知する請求項１及び請求項２記載のサイドシール噛み込み検知装置。