JP5014153B2 - 封筒詰め装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば紙片又は冊子等の内容物を封筒に挿入する封筒詰め装置に関する。
既成の封筒に内容物を挿入する技術が、下記の特許文献に開示されている。しかしながら、内容物の形態は多様である。例えば、内容物が矩形の紙等である場合、その大きさ又は縦横の寸法比が規格で定められているとは限らず、また1つの封筒に挿入される内容物の枚数(厚み)も一定ではない。このため、内容物の形態に照らして最適な封筒を準備するのは困難であり、封筒の製造とその封筒に内容物を挿入する工程とを一元的に行うことが望まれている。
また、従来の技術では、製袋を担う装置の間欠運転によって個々の封筒を逐次に形成しなければならない。同様に、個々の封筒に内容物を逐次に挿入しなければならない。このため、多数の封筒を製造するときはその工程が不要に遅延し、多数の封筒へ内容物を挿入するには更なる遅延を避けることができない。
特開2005−162328号公報 特開平5−132011号公報 特開平6−298207号公報 特開2002−321809号公報
本発明は、封筒を順次製造しながらその封筒に内容物を挿入する工程を、高速に連続して行える封筒詰め装置を提供することを目的とする。
本発明に係る封筒詰め装置は、幅方向の寸法が規定されたフィルムを、前記幅方向の途中で2つ折りに重ね合わせた形状にして送り出すフィルム供給手段と、前記フィルムの幅方向に延びるヒートカッタを、前記フィルムの長手方向の途中に押付け、前記2つ折りに重なるフィルム同士を前記ヒートカッタの熱で溶着させ且つ前記フィルムの長手方向の途中を分断することにより封筒を形成する製袋装置と、前記封筒を搬送する封筒搬送手段と、前記封筒搬送手段により前記封筒が搬送される搬送方向の前方へ前記内容物を移動させながら、前記封筒の内部へ前記内容物を挿入する挿入装置とを備える。
前記製袋装置は、前記フィルム供給手段が前記フィルムを送り出す送出方向の前方へ前記ヒートカッタを移動させながら、前記ヒートカッタを前記フィルムに押付け、前記挿入装置は、互いに前記搬送方向に隔たり、前記内容物を前記封筒の内部へ案内する一対のガイドレールと、前記一対のガイドレールの間に設けられたプッシュロッドと、互いに前記搬送方向に隔たる複数の追動回転輪と、前記複数の追動回転輪に巻掛され、前記複数の追動回転輪の回転に従って前記搬送速度で駆動される無端状の周回牽体と、前記プッシュロッドに連結されたプッシュ従節と、前記周回牽体に沿って設置され、前記従節を滑動自在に係合する無端状のプッシュカムレールとを備える。
本発明に係る封筒詰め装置は、前記一対のガイドレール、及び前記プッシュロッドを前記周回牽体で支持し、前記周回牽体が駆動される過程で、前記一対のガイドレール、及び前記プッシュロッドを前記搬送方向に移動させ、前記プッシュカムレールに従って前記プッシュ従節と共に前記プッシュロッドが、前記封筒に接近する方向へ変位することにより、前記一対のガイドレールに案内される内容物を前記封筒に押し込み、又は前記封筒から離れる方向へ変位する
本発明に係る封筒詰め装置は、前記一対のガイドレールに連結されたガイド従節と、前記周回牽体に沿って設置され、前記ガイド従節を滑動自在に係合する無端状のガイドカムレールとを備え、前記周回牽体が駆動される過程で、前記ガイドカムレールに従って前記ガイド従節と共に前記一対のガイドレールが、前記封筒に接近する方向へ変位し、又は前記封筒から離れる方向へ変位することを特徴とする。
前記製袋装置は、前記ヒートカッタを前記フィルムに押付け、又は前記ヒートカッタを前記フィルムから退けるカッタ動作手段と、前記ヒートカッタに対向し、前記フィルムの前記ヒートカッタが押付けられる箇所を支持するバックアップローラと、前記ヒートカッタが前記フィルムに押付けられる過程で、前記ヒートカッタ、及び前記バックアップローラを前記送出方向の前方へ移動させ、前記ヒートカッタが前記フィルムから退けられる過程で、前記ヒートカッタ、及び前記バックアップローラを前記送出方向の後方へ移動させる側縁追動手段と、を備えることを特徴とする。
前記カッタ動作手段は、前記ヒートカッタを案内する案内手段と、駆動源にて回転されるカムと、前記カムに従い往復運動する従節とを備え、前記ヒートカッタに前記従節を接続したことを特徴とする。
前記封筒搬送手段は、前記搬送方向に沿って走行するベルトに、互いに前記搬送方向に隔たる複数の通気孔を形成し、前記ベルトを支持する支持体の前記複数の通気孔の真下に対応する位置に、前記搬送方向に延び且つ互いに前記搬送方向に縦列する複数の通気溝を形成したベルトコンベヤと、前記複数の通気溝にそれぞれ接続された複数の吸引手段とを備え、個々の前記吸引手段が、前記ベルトの通気孔に、個々の前記通気溝を介して前記封筒を吸引する吸引力を発生させることを特徴とする。
前記封筒搬送手段は、前記搬送方向に沿って走行する複数のベルトに、互いに前記搬送方向に隔たる複数の通気孔を形成し、前記複数のベルトを支持する支持体の前記複数の通気孔の真下に対応する位置に、前記搬送方向に互いに平行に延びる複数の通気溝を形成したベルトコンベヤと、前記複数の通気孔に、前記複数の通気溝を相互に接続する風道を介して、前記封筒を吸引する吸引力を発生させる吸引手段と、前記複数の通気溝の中から選択できる通気溝を前記風道に接続、又は前記風道から遮断できる開閉手段と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る封筒詰め装置によれば、製袋装置がヒートカッタを送出方向の前方へ移動させられるので、フィルム供給手段がフィルムを送り出す動作を停止させることなく、フィルムの長手方向の途中にヒートカッタを押付けることができる。これにより、2つ折りに重なるフィルム同士をヒートカッタの熱で溶着させるのと同時に、フィルムをその長手方向の途中で分断することにより、この分断された箇所を側縁とした封筒を形成することができる。
更に、封筒が封筒搬送手段によって搬送される搬送方向の前方へ内容物を移動させながら、封筒の内部へ内容物を挿入できるので、封筒搬送手段が封筒を搬送する動作を停止させる必要がない。従って、当該封筒詰め装置によれば、封筒を順次製造しながら個々の封筒に内容物を挿入する工程を連続して行うことができる。しかも、上記のフィルム供給手段がフィルムを送り出す速度、及び封筒搬送手段が封筒を搬送する速度を高く設定すれば、封筒の製造とその封筒への内容物の挿入とを高速で行うことができる。
また、ヒートカッタを送出方向の前方へ移動させる動作は、所定の位置に待機するヒートカッタがカッタ動作手段によってフィルムに押付けられる過程で、側縁追動手段がヒートカッタ及びバックアップローラを送出方向の前方へ移動させることにより実現できる。その後、ヒートカッタがカッタ動作手段によってフィルムから退けられる過程で、側縁追動手段がヒートカッタ及びバックアップローラを送出方向の後方へ移動させることにより、ヒートカッタ及びバックアップローラを上記所定の位置に復帰させられる。
従って、当該封筒詰め装置によれば、カッタ動作手段がヒートカッタをフィルムから退ける時点から、再びヒートカッタがフィルムに押付けられるまでのタイミングを変化させるだけで、封筒の横幅の広さ、言い換えると封筒の両方の側縁の間の寸法を容易に増減することができる。また、ヒートカッタに対向するバックアップローラがフィルムを支持するので、フィルム供給手段からフィルムが高速で送り出される場合でも、ヒートカッタがフィルムに押付けられる時点で、フィルムが波状に撓むのを防止し、又はフィルムに皺ができる等の不具合を防止することができる。
また、カッタ動作手段として、駆動源にて回転されるカムに従い往復運動する従節を、案内手段にて案内されるヒートカッタに接続して成るカム機構を適用した場合、ヒートカッタがフィルムに押付けられる時点で、ヒートカッタがバックアップローラに対して跳ねることはない。また、例えば2体のエアシリンダを用いて、ヒートカッタの両方の側部をそれぞれ昇降させる構成では、2体のエアシリンダの動作を僅かな狂いもなく同期させるのは難しいが、1つのカムに従う従節の動作を、ヒートカッタへ機械的に伝達すれば、ヒートカッタを、その一方の側部と他方の側部との高さを揃えた水平姿勢に保ちながら下降させ、このヒートカッタによってフィルムの幅方向の全域を一様に分断することができ、その分断された切り口の品位を向上させることができる。
また、封筒搬送手段のベルトを支持する支持体に、搬送方向に延び且つ互いに搬送方向に縦列する複数の通気溝を形成した場合、これらの通気溝にそれぞれ接続された吸引手段が、ベルトの通気孔に吸引力を発生させられるので、吸引手段毎に上記の吸引力を設定することができる。これにより、1つの封筒がベルトコンベヤで搬送される行程で、1つの封筒がベルトに吸着される強さを調節することができる。
例えば、封筒がベルトコンベヤで搬送される行程の途中に、挿入装置が内容物を封筒の内部へ押し込む区間、及びその前後の区間を設定し、これらの区間毎に複数の通気溝の配置を割り当てる。そして、挿入装置が内容物を封筒の内部へ押し込む区間で、封筒がベルトに対して滑ることができる程度に、この区間に割り当てられた通気溝に接続している吸引手段の吸引力を弱めるようにする。この場合、挿入装置がプッシュロッドを動作する方向に対して封筒がその側縁を傾けた姿勢でベルトコンベヤに搬送される事態が起こっても、封筒の内部へ押し込まれる内容物が、封筒に強く擦れることが無くなり、封筒が破損する等の不具合を未然に防止することができる。また、挿入装置が内容物を封筒の内部へ押し込む前後の区間においては、封筒をベルトに強く吸着させるのが好ましいので、これらの区間に割り当てられた通気溝に接続している吸引手段のそれぞれの吸引力を強くすれば良い。
或いは、封筒搬送手段の複数のベルトを支持する支持体に、搬送方向に互いに平行に延びる複数の通気溝を形成し、これらの通気溝を互いに風道を介して接続した場合、複数の通気溝の中から選択できる通気溝を、開閉手段が風道から遮断することができる。
例えば、挿入装置がプッシュロッドを動作する方向に対して封筒がその側縁を傾けた姿勢でベルトコンベヤに搬送される行程で、この封筒の内部へ内容物が押し込まれると、内容物が、上記のように傾いた封筒の内部に触れることにより、この内容物に倣わせて封筒の姿勢を矯正することができる。このような矯正の過程で、封筒はその口部の付近を中心にして回転する傾向があるので、封筒の口部から最も離れて位置する通気溝を風道から遮断すれば、封筒の口部から最も離れて位置するベルトの通気孔の吸引力を断つことができる。これにより、封筒が回転するのを助けることができる。反対に、通気溝を風道に接続すれば、直ちに吸引力を復活させることができる。
更に、本発明に係る封筒詰め装置に適用する挿入装置を、一対のガイドレール、プッシュロッド、及び搬送追動手段を備えるよう構成した場合、例えば、人手に依らず内容物を準備できる内容物供給手段を一対のガイドレールの近傍に設置しても良い。この内容物供給手段から供給される内容物が一対のガイドレール上に水平姿勢で乗せられる毎に、プッシュロッドが内容物を一対のガイドレールに沿わせて封筒の内部へ押し込むことができる。この過程で、一対のガイドレールが搬送追動手段によって搬送方向へ移動される速度は、封筒搬送手段が封筒を搬送する搬送速度に等しく設定されているので、封筒と内容物の案内を担う一対のガイドレールとを相対的に静止させることができる。このため、案内物を一対のガイドレールから封筒の内部へ挿入する動作を円滑に行うことができる。
更に、本発明に係る封筒詰め装置によれば、プッシュカムレールに従ってプッシュ従節と共にプッシュロッドが封筒搬送手段に搬送される封筒に接近する方向、又はその封筒から離れる方向へ変位するので、例えば駆動源、又は動作シリンダにプッシュロッドを接続することなく、プッシュロッドの動作を実現できる。このため、プッシュロッドに伴なって搬送方向へ移動する駆動源、又は動作シリンダに電気、圧縮空気、又は油圧等を供給しなくて済むので、当該封筒詰め装置の構造を簡素化することができる。
更に、本発明に係る封筒詰め装置によれば、ガイドカムレールに従ってガイド従節と共に一対のガイドレールが封筒搬送手段に搬送される封筒に接近する方向、又はその封筒から離れる方向へ変位するので、例えば駆動源、又は動作シリンダにそれぞれ一対のガイドレールを接続することなく、これら一対のガイドレールの動作を実現できる。このため、一対のガイドレールに伴なって搬送方向へ移動する駆動源、又は動作シリンダに電気、圧縮空気、又は油圧等を供給しなくて済むので、当該封筒詰め装置の構造を簡素化することができる。
図1,2に示すように、封筒詰め装置1は、フィルム供給手段2、製袋装置3、早送りコンベヤ4、封筒搬送手段5、及び挿入装置6を一体に結合したものである。
フィルム供給手段2は、図3に示す原理に基づき、矢印Wで指した幅方向の寸法が規定されロール状に巻かれたフィルム7を、その幅方向の途中で2つ折りに重ね合わせた形状にして送り出すものである。この機能を実現できるものであれば、フィルム供給手段2は特に限定しなくて良い。製袋装置3は、2つ折りに重なるフィルム7を幅方向に直交する矢印Lで指した長手方向の途中を加熱することにより、図2に示すような封筒8を連続形成するものである。封筒搬送手段5は、複数の封筒8を一列に並べて搬送するコンベヤである。挿入装置6は、封筒8が封筒搬送手段5にて搬送される過程で、封筒8に内容物9を挿入するものである。
詳しくは以下の実施例で述べる。また、フィルム供給手段2からフィルム7が送り出される送出方向と、封筒8が封筒搬送手段5にて搬送される搬送方向とを一致させることは必須ではないが、以下の実施例では、これらの方向を「搬送方向」として統一する。
本実施例で適用する駆動源、動作シリンダ、案内手段、又は送り手段には、それぞれ周知の技術を適用できるので、その図示又は説明は省略する。例えば、駆動源としてサーボモータ、又は減速機付き回転機、或いは、回転機の動作に従い作動ロッドを伸縮させる電動シリンダ、エアシリンダ、又は油圧シリンダ等の動作シリンダを適用する。案内手段として、スライドレールに滑子を滑動自在に係合させて成る滑り対遇を適用する。送り手段として、送りねじにボールナットを螺合させて成る回り対遇を適用する。この回り対遇の一方を滑子に接続し、他方を回転機で回転させることにより、上記の滑子を所望の位置に移動させる。
図4,5に示すように、製袋装置3は、ヒートカッタ31と、カッタ動作手段32と、バックアップローラ33と、側縁追動手段34とを備える。符号10は、製袋装置3の筐体を兼ねる固定フレームの断面を指している。符号11は、固定フレーム10の底面に、案内手段35を介して搬送方向へ滑動自在に取付けられた可動フレームを指している。
ヒートカッタ31は、フィルム7の幅方向に延びる刃形バー36を、2枚の押え板30の間に設けたものである。刃形バー36は、これに内装したヒータによって加熱される。カッタ動作手段32は、可動フレーム11の両側に各々設けられた一対の動作シリンダを主体とし、ヒートカッタ31を可動フレーム11に対して昇降させるものである。バックアップローラ33は、ヒートカッタ31の刃形バー36の真下に配置され、その支軸37の両端を可動フレーム11の両側に各々軸受けされることにより、水平姿勢で支持されている。このように支持することを以下で単に「軸支」と記す。
側縁追動手段34は、可動フレーム11を滑子として搬送方向に移動される送り手段であり、可動フレーム11を搬送方向に移動させるものである。固定フレーム10は、図6,7に表れた一対の外側回転輪12,13、一対のカウンタ回転輪14,15及び一対の案内回転輪16,17をそれぞれ軸支している。可動フレーム11は、上記のバックアップローラ33に加え、一対の内側回転輪18,19及び一対の可変位回転輪20,21をそれぞれ軸支している。図6,7でドットを付した要素は、図5に示した側縁追動手段34による可動フレーム11の移動に伴なって変位する。
一対の内側回転輪18,19は、バックアップローラ33に対して、矢印Fで指した搬送方向の前方、及び矢印Bで指した搬送方向の後方にそれぞれ隔るように、バックアップローラ33の近傍に配置されている。一対の外側回転輪12,13は、一対の内側回転輪18,19に対して更に搬送方向の前方及び後方にそれぞれ隔たるよう配置されている。一方の外側回転輪12、カウンタ回転輪14、内側回転輪18及び一方の可変位回転輪20には、無端状のベルトから成る搬入牽体22が巻掛されている。外側回転輪12は駆動源により回転される。そして、搬入牽体22が外側回転輪12から内側回転輪18まで往動する行程で、図4に示すように、2つ折に重なるフィルム7は、搬入牽体22に乗せられ、そのままヒートカッタ31とバックアップローラ33との間を通過する。
先ずは、一対の内側回転輪18,19及び一対の可変位回転輪20,21の変位を無視して、製袋装置3の動作を説明する。図2に示したフィルム供給手段2から送り出されるフィルム7が、図4,5に示したヒートカッタ31とバックアップローラ33との間を通過したところで、カッタ動作手段32がヒートカッタ31を下降させることにより、ヒートカッタ31の刃形バー36をフィルム7に押付ける。この過程で、側縁追動手段34は、可動フレーム11と共にヒートカッタ31及びバックアップローラ33を、搬送方向の前方へ移動させる。この可動フレーム11の移動する速度は、フィルム7がヒートカッタ31とバックアップローラ33との間を通過する速度に等しく設定されている。
上記のように刃形バー36がフィルム7に押付けられるとき、図8に示すように、フィルム7がその上方から押え板30によって適度に押圧される。そして、2つ折りに重なるフィルム7が、刃形バー36の熱を受けて互いに溶着するのと同時に、フィルム7の長手方向の途中が刃形バー36の熱で溶融され分断される。これにより、フィルム7は、その長手方向の途中(分断された箇所)を側縁81とする矩形の封筒8になる。封筒8は、図9に示すように、フィルム7を2つ折りにしたときの折り目82が奥端となり、その反対の端が口部83となる。口部83から延出する糊代片84は、2つ折りに重なるフィルム7のうちの一片が、これに重なる他片よりも長くなるように、フィルム7の折り目82の位置を偏らせることによって形成される。
続いて、カッタ動作手段32がヒートカッタ31を上昇させることにより、ヒートカッタ31の刃形バー36をフィルム7から退ける。この過程で、側縁追動手段34は、可動フレーム11と共にヒートカッタ31及びバックアップローラ33を搬送方向の後方へ移動させる。更に、ヒートカッタ31とバックアップローラ33との間を後続のフィルム7が通過したところで、再び以上の工程を繰り返せば、封筒8を続けて製造することができる。しかも、製袋装置3によれば、フィルム7の溶着及び分断を、フィルム供給手段2からフィルム7を連続的に送り出しながら行えるので、フィルム7の溶着及び分断を行う毎にフィルム7を停止させる場合に比較して、封筒8の時間当りの製造数を増やすことができる。
また、ヒートカッタ31の刃形バー36がフィルム7に押付けられる時点で、バックアップローラ33がヒートカッタ31に対向する位置でフィルム7を支持するので、フィルム7がフィルム供給手段2から高速で送り出されることに起因してフィィルム7が波状に撓むことを防止し、又はフィルム7に皺ができる等の不具合も防止できる。また、ヒートカッタ31がフィルム7を押付ける力をバックアップローラ33が一箇所で繰り返し受けるのを避けるために、バックアップローラ33にラチェット機構を接続する等して、カッタ動作手段32がヒートカッタ31を昇降させる毎に、バックアップローラ33が小刻みに回転できるようにしても良い。
図9に寸法線xで表した封筒8の横幅の広さは、上記のようにカッタ動作手段32がヒートカッタ31の刃形バー36をフィルム7から退ける時点から、再び刃形バー36が所定の位置でフィルム7に押付けられるまでの間に、フィルム7が搬送方向の前方へ進んだ距離に相当する。従って、封筒8の横幅を広げるには、側縁追動手段34が可動フレーム11を搬送方向に移動させる範囲を広く設定すれば良く、逆に、この範囲を狭く設定すれば、封筒8の横幅を狭められるので、封筒8の寸法を容易に変更することができる。
また、他方の外側回転輪13、カウンタ回転輪15、内側回転輪19及び他方の可変位回転輪21には、無端状のベルトから成る搬出牽体23が巻掛されている。外側回転輪13は駆動源により回転される。そして、搬出牽体23が内側回転輪19から外側回転輪13まで往動する行程で、封筒8は搬出牽体23に乗せられ、図10に示す早送りコンベヤ4へ向けて搬送される。
早送りコンベヤ4は、2体のベルトコンベヤ41を上下方向から対面させたものであり、製袋装置3から搬送される封筒8を、2体のベルトコンベヤ41のそれぞれのベルト42の間に挟み込んだ状態で搬送方向へ牽引する。駆動輪43は駆動源により回転される。個々のベルト42が駆動輪43の回転に従って搬送方向の前途へ向って駆動される速度は、製袋装置3から封筒8が搬送される搬送速度よりも速く設定されている。このため、2体のベルトコンベヤ41の間を通過して封筒搬送手段5に達した封筒8と、これに後続する封筒8との間隔は、寸法線tで表した距離に広げられる。
尚、側縁追動手段34の回転輪18〜21は、図6,7に1個ずつ表れているが、図2に矢印Wで指した方向に2個以上並べても良い。同様に、搬入牽体22、搬出牽体23及びベルト42も2本以上並べても良い。また、図10に示す早送りコンベヤ4を省略し、封筒8を搬出牽体23から直に封筒搬送手段5へ送るようにしても良い。この場合、封筒搬送手段5が封筒8を搬送する速度は、製袋装置3から封筒8が搬送される搬送速度よりも速く設定される。
次に、一対の内側回転輪18,19及び一対の可変位回転輪20,21による伸縮手段としての作用を説明する。図6に示すように、搬入牽体22は、内側回転輪18から外側回転輪12まで復動する区間を、一方の可変位回転輪20、カウンタ回転輪14及び一方の案内回転輪16の順で、これらの回転輪に巻掛されている。このため、可動フレーム11が図6に示す位置から搬送方向の前方へ移動するに従って、図7に示すように可変位回転輪20とカウンタ回転輪14との距離が短縮する。この短縮した分、搬入牽体22が外側回転輪12から内側回転輪18まで往動する区間が延長する。
反対に、可動フレーム11が図7に示す位置から搬送方向の後方へ移動するに従って、図6に示すように可変位回転輪20とカウンタ回転輪14との距離が延長する。この延長した分、搬入牽体22が外側回転輪12から内側回転輪18まで往動する区間が短縮する。従って、内側回転輪18が上記の通り可動フレーム11と共に搬送方向に移動しても、搬入牽体22の張力は殆ど変化することはない。
また、搬出牽体23は、外側回転輪13から内側回転輪19まで復動する区間を、他方の案内回転輪17、カウンタ回転輪15及び他方の可変位回転輪21の順で、これらの回転輪に巻掛されている。このため、可動フレーム11が図6に示す位置から搬送方向の前方へ移動するに従って、図7に示すようにカウンタ回転輪15と可変位回転輪21との距離が延長する。この延長した分、搬出牽体23が内側回転輪19から外側回転輪13まで往動する区間が短縮する。
反対に、可動フレーム11が図7に示す位置から搬送方向の後方へ移動するに従って、図6に示すようにカウンタ回転輪15と可変位回転輪21との距離が短縮する。この短縮した分、搬入牽体22が内側回転輪19から外側回転輪13まで往動する区間が延長する。従って、内側回転輪19が上記の通り可動フレーム11と共に搬送方向に移動しても、搬出牽体23の張力は殆ど変化することはない。
以上に述べた伸縮手段を製袋装置3に適用したことで、ヒートカッタ31及びバックアップローラ33を、可動フレーム11と共に移動させる際に、搬入牽体22及び搬出牽体23が弛む等の不具合が起こらず、フィルム7及び封筒8をそれぞれ安定して搬送することができる。
図10,11に示すように、封筒搬送手段5は、ベルトコンベヤを構成するベルト51に複数の通気孔52を一列に形成し、複数の通気孔52の真下に対応する位置に複数条の通気溝53を各々形成した板状の支持体54で、ベルト51を支持したものである。通気溝53は、図に表れていない吸引手段に接続されている。吸引手段の一例として、羽根車又はロータの回転により吸引口から吸引した空気を排出口から排出できるエアブロワが挙げられる。このようなエアブロワの吸引口へ通気溝53の中の空気が吸引されると、ベルト51の上面から通気溝53へ向って空気が流入しようとする。このため、ベルト51に乗せられた封筒8は、通気孔52を塞いだ状態でベルト51に吸着され続ける。
図12に示すように、挿入装置6は、互いに搬送方向に隔たり内容物9を封筒8の内部へ案内できる一対のガイドレール61,62と、内容物9を封筒8の内部へ押し込むプッシュロッド63,64と、ガイドレール61,62及びプッシュロッド63,64を搬送方向へ上記の搬送速度で移動させる搬送追動手段25とを備える。搬送追動手段25を矢印Aで指した方向から見た形態が図13に表れている。搬送追動手段25は、封筒搬送手段5の近傍に配置された複数(2個×4ヶ所)の追動回転輪66,67と、複数の追動回転輪66,67にそれぞれ巻掛された4本の周回牽体68,69と、個々のプッシュロッド63,64に接合されたプッシュ従節70,71と、無端状のプッシュカムレール72とを備える。
ガイドレール61,62及びプッシュロッド63,64は、図12にそれぞれ2本ずつ表れているが、実際には、数十本のガイドレール61,62と、数十本のプッシュロッド63,64とが交互に配置されている。また、追動回転輪66,67は互いに同径のスプロケットである。周回牽体68,69は、追動回転輪66,67の回転に従って駆動され、搬送方向の前途へ往動する行程、及び搬送方向の後方へ復動する行程を繰り返す無端状のチェーンである。プッシュ従節70,71は、プッシュカムレール72を軌道としてプッシュカムレール72に転がり接触するローラである。プッシュカムレール72は、周回牽体68,69が追動回転輪66,67の回転に従って駆動される方向に沿うよう設置されている。
図14に示すように、ガイドレール61,62の断面は略L字状であり、隣合うガイドレール61,62はそれぞれの横片65を対向させた姿勢で周回牽体68,69に接続されている。詳しく述べると、図中で対を成すガイドレール61,62の一方のガイドレール61は、案内手段sを介して周回牽体68に接続されているが、図12に表れた周回牽体69には接続されていない。他方のガイドレール62は、案内手段s’を介して周回牽体69に接続されているが、周回牽体68には接続されていない。案内手段s,s’は、一対のガイドレール61,62を、それぞれの長手方向に滑動自在に、周回牽体68,69に接続するものである。また、一対のガイドレール61,62が内容物9を案内する方向は、上記の長手方向に一致する。プッシュロッド63,64は、図に表れていない案内手段を介して、一方のガイドレール61と同様に、周回牽体68に滑動自在に接続されている。
また、一対のガイドレール61,62の間に、寸法を違える多種の内容物9を支持できるように、ガイドレール61,62の間隔は、図14に寸法線x’で示した範囲で調節できる。これを図12を参照して述べると、周回牽体68が巻掛された追動回転輪66はその回転軸60にキー等で固定されているが、周回牽体69が巻掛された追動回転輪67は、回転軸60には直に固定されず、追動回転輪66にボルト等で締付けられている。このボルト等を緩めれば、追動回転輪66に対して追動回転輪67を回転させられるので、周回牽体68と周回牽体69とを相対的に搬送方向へ変位させられる。これにより、周回牽体68に接続された一方のガイドレール61と、周回牽体69に接続された他方のガイドレール62との間隔を増減できる。
以上に述べた挿入装置6によれば、周回牽体68,69に伴なってプッシュ従節70が往動する行程で、プッシュ従節70と共にプッシュロッド63は封筒8に接近する方向へ変位する。即ち、図12の右側に表したプッシュロッド63が、プッシュ従節70がプッシュカムレール72に付したa点からb点を経て、同図の左側に表したプッシュロッド64の位置まで移動する。この行程で、一対のガイドレール61,62の間に供給された内容物9は、プッシュロッド63によって封筒8の内部へ押し込まれる。
このように、一対のガイドレール61,62の間に内容物9を供給する手段、又はその手順については、何ら限定されることはないが、例えば、図2に示した内容物供給手段24から、一対のガイドレール61,62の間に、予め水平姿勢にした内容物9を送り込むようにしても良い。
続いて、周回牽体68,69に伴なってプッシュ従節70がb点からc点まで往動する行程で、プッシュロッド63と封筒8とは互いに同速度で搬送方向へ往動するため、プッシュロッド63は封筒8に対して静止を保つことになる。そして、プッシュ従節70がc点を通過した直後、プッシュ従節70と共にプッシュロッド63は、プッシュカムレール72に従って封筒8から離れる方向へ変位する。この後、プッシュ従節70と共にプッシュロッド63は、図12の右側に表した位置まで回帰する。
以上の説明は、プッシュロッド63に注目したが、プッシュロッド63が往動するのと同時にプッシュロッド64も往動し、プッシュロッド63,64は互いに同じ動作をする。この他、図示を省略した総てのプッシュロッドの動作についても同様である。プッシュロッド63,64を含む総てのプッシュロッドが、以上の動作を継続することにより、複数の封筒8に内容物9を順次挿入することができる。
更に、一対のガイドレール61,62にも、ガイド従節73,74がそれぞれ接合されている。図12の符号75,76はガイド従節73,74を滑動自在に係合するガイドカムレールを指している。このガイドカムレール75,76は、それぞれの上部(ガイド従節73,74が往動する軌道)だけが同図に表れているが、図13に示したプッシュカムレール72と同様の無端状であり、周回牽体68,69が駆動される方向に沿うよう設置されている。
ガイド従節73,74は、周回牽体68,69に伴なって往動する行程で、ガイドカムレール75,76に付したd,d’点を通過した直後、ガイドカムレール75,76にそれぞれ従って封筒8に接近する方向へ変位する。これにより、一対のガイドレール61,62は、図15に実線で表した位置から仮想線で表した位置まで前進する。一対のガイドレール61,62が前進するタイミングは、プッシュロッド63,64が上記のように内容物9を封筒8に押し込むタイミングと略同じに設定されている。このように、一対のガイドレール61,62を封筒8に接近させることで、プッシュロッド63,64に押される内容物9を、封筒8の口部83まで確実に案内することができる。
続いて、周回牽体68,69に伴なってガイド従節73,74がe,e’点まで往動する行程で、一対のガイドレール61,62は封筒8に対して静止を保つが、ガイド従節73,74がe,e’点を通過した直後、ガイド従節73,74と共に一対のガイドレール61,62は、ガイドカムレール75,76にそれぞれ従って封筒8から離れる方向へ変位する。これにより、一対のガイドレール61,62は、図15に仮想線で表した位置から実線で表した位置まで後退する。この後、ガイド従節73,74と共に一対のガイドレール61,62は、図12の右側に表した位置に回帰する。
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施でき、以下の態様で実施しても良い。
即ち、図8に示した刃形バー36がフィルム7に押付けられたとき、フィルム7が分断するように説明したが、例えば刃形バー36のエッジを鋸刃状の凹凸にしておき、この凸の部位だけをフィルム7に切り込ませることにより、ミシン目と呼ばれる断続的なスリットをフィルム7に形成しても良い。この場合、隣接する封筒8同士が完全に分断されないので、早送りコンベヤ4のベルト42を搬送速度に同期させ、又は早送りコンベヤ4を省略する。また、フィルム7をミシン目に沿ってせん断すれば、互いに隣接する封筒8同士を切り離すことができる。この工程は、個々の封筒8に内容物9を挿入した後で実行しても良い。
また、図15に示すように、一対の揺動案内片77,78を、一対のガイドレール61,62にヒンジを介して回動自在に取付けても良い。この場合、一対のガイドレール61,62が封筒8に接近するとき、一対の揺動案内片77,78のそれぞれの先端79を封筒8の内部へ向けて突出させ、一対のガイドレール61,62が封筒8から離れるとき、一対の揺動案内片77,78のそれぞれの先端79を封筒8から退かせる。
一対の揺動案内片77,78は、内容物9の両方の側縁をそれぞれ支持できるような略コ字形の断面を有しており、一対のガイドレール61,62の先方へ押出された内容物9が封筒8の口部83から逸れるのを予防し、また口部83を押し広げる役割を果たす。また、一対の揺動案内片77,78を動作する手段は何ら限定されないが、図12に示すようなカムレール26に従って一対の揺動案内片77,78を上記のように動作させるカム機構を適用しても良い。更には、一対のガイドレール61,62の間で内容物9を支持するための舌状補板27を追加し、一対のガイドレール61,62が封筒8に接近するとき、舌状補板27を封筒8の内部へ進入させ、一対のガイドレール61,62が封筒8から離れるとき、封筒8から舌状補板27を退けるようにしても良い。
カッタ動作手段の他の実施形態について説明する。また、実施例1で既に説明した要素については、以下でも同じ呼称又は同じ符号を用いるものとし、その説明又は図示は省略する。
図16,17に示すように、カッタ動作手段320は、ヒートカッタ31を可動フレーム11に対して昇降自在に案内する一対の案内手段321と、可動フレーム11の片側に回転自在に設けられたカム38と、カム38に従い上下方向に往復運動する従節39と、従節39の先端390を一対の案内手段321のうちの一方の案内手段の滑子322に接続する連動節323とを備える。
一対の案内手段321は、それぞれの滑子322をヒートカッタ31の両方の側部に連結しており、ヒートカッタ31を可動フレーム11に対して昇降自在に案内できる。カム38は、減速機付き回転機から成る駆動源324の出力軸325に接続された円板の外面に、出力軸325の周りを周回する曲溝381を形成したものである。従節39は、可動フレーム11に軸支された回転軸391の一端に取付けられている。図16に示すように、従節39の基端392は、回転軸391の一端から出力軸325の下方まで延出し、曲溝381に没入するローラ394が取付けられている。図17は、ローラ394が曲溝381に没入した状態を見せるために、従節39を実際よりも短縮して表している。
また、図17に示すように、回転軸391の他端には、腕片395が取付けられている。腕片395の長さは、図16に示す従節39の先端390から回転軸391の一端までの距離に相当する。連動節323は図中に1体だけ表れているが、同様の連動節を介して、腕片395が、一対の案内手段321のうちの他方の案内手段の滑子322に接続されている。
カッタ動作手段320によれば、駆動源324がカム38を1回転させる毎に、ローラ394と共に従節39の基端392が、カム38の曲溝381に従って上下方向に変位するので、従節39の先端390は回転軸391を支点にして上下方向に往復運動する。この従節39の動作が、連動節323、回転軸391、及び腕片395を介して、一対の案内手段321のそれぞれの滑子322に伝達されることにより、ヒートカッタ31が、一対の案内手段321のそれぞれの滑子322と共に昇降する。
例えば、カム38が図16に示す位置から時計回りに回転すると、これに従いヒートカッタ31が上昇し、カム38と共に曲溝381の円弧部382がローラ394の位置まで回転したところで、ヒートカッタ31は上限に達する。円弧部382にてローラ394が案内される間、ヒートカッタ31は上限で保持される。更に、カム38が時計回りに回転するに従いヒートカッタ31が下降し、カム38が同図に示す位置まで戻ったところで、ヒートカッタ31が下限に達する。この時点で、図8に示す刃形バー36がフィルム7に押付けられる。
本実施例では、カッタ動作手段320として、従節39のローラ394をカム8の曲溝381で案内するカム機構を適用しているので、次の利点を得ることができる。即ち、刃形バー36がフィルム7に押付けられた時点で、刃形バー36がバックアップローラ33に軽く突き当たることにより、ヒートカッタ31には、バックアップローラ33から跳ね上がろうとする反力が生じる。この反力を滑子322及び連動節323を介して受ける従節39には、回転軸391を支点とする回転力が発生するが、曲溝381に没入されたローラ394により、従節39の回転が規制される。従って、ヒートカッタ31が跳ね上ることはなく、刃形バー36がフィルム7に押付けられた状態で、フィルム7の2つ折りに重なる箇所が刃形バー36の熱を受けて溶着するために必要な時間を確保することができる。
また、従節39と腕片395とは、回転軸391を介して連結されており、ヒートカッタ31の両方の側部は、互いに機械的に結合されている。このため、カッタ動作手段320によれば、ヒートカッタ31の両方の側部を確実に同期させながら、ヒートカッタ31を昇降させることができる。言い換えると、ヒートカッタ31を、その一方の側部と他方の側部との高さを揃えた水平姿勢に保ちながら昇降させられるので、刃形バー36によってフィルム7の幅方向の全域を一様に分断することができ、分断されたフィルム7の切り口(側縁81)の品位を向上させることができる。
封筒搬送手段の他の実施形態について説明する。図18,19に示すように、封筒搬送手段50は、通気孔52を有する4本のベルト51を支持体54で支持したものである。支持体54は、4本のベルト51の通気孔52の真下に対応する位置に、搬送方向へ延びる4列の通気溝55〜57を形成している。
通気溝55〜57は、それぞれ図2に寸法線で示した区間X1〜X3に設けられている。通気溝55〜57は互いに搬送方向に縦列しており、図18に示すように、通気溝55〜57の端部同士は仕切られている。通気溝56の内側に開放した底孔58は、支持体54の下面に取付けた通気部材59の内部の風道591まで貫通している。図19の符号560は、4本のベルト51と支持体54との摩擦を軽減するために通気溝55〜57の内側に敷かれた合成樹脂帯を指している。
通気部材59は、4列の通気溝56を横切る方向に延びる風道591の一端に、ホースユニオン592を設け、ホースユニオン592に接続したホース等を介してエアブロワ561の吸引口に接続している。エアブロワ561がその吸引口から空気を吸引すると、区間X2において4本のベルト51の通気孔52に、封筒8を吸着するための吸引力が発生する。同様に、通気溝55,57には、それぞれエアブロワ551,571が接続されている。エアブロワ551,571が空気を吸引すると、区間X1,X3において4本のベルト51の通気孔52に吸引力が発生する。
3機のエアブロワ551〜571の出力は個別に調節できるので、エアブロワ561の出力をエアブロワ551,571よりも低く設定し、区間X2におけるベルト51の通気孔52に発生する吸引力を比較的弱めても良い。この理由は次の通りである。
即ち、図2,12に示す挿入装置6が、一対のガイドレール61,62の間に供給された内容物9を封筒8の内部へ押し込む過程で、封筒8が側縁81を一対のガイドレール61,62、又はプッシュロッド63が動作する方向に真っ直ぐ沿わせた姿勢であるとは限らない。例えば、図10に示す2体のベルトコンベヤ41の間を封筒8が通過するとき、又は通過した直後に、封筒8の姿勢が僅かながら傾くことが考えられる。この状態で、挿入装置6がプッシュロッド63を動作させて内容物9を封筒8の内部へ押し込むと、封筒8が内容物9に強く擦れて破損する等の不具合が起こる。
そこで、封筒搬送手段50により区間X2を搬送される封筒8が、4本のベルト51に対して滑ることができる程度に、エアブロワ561の出力を低く設定する。この状態で、挿入装置6が内容物9を封筒8の内部へ押し込むと、内容物9又は一対のガイドレール61,62が、上記のように傾いた封筒8の内部に触れることにより、これらに倣わせて封筒8の姿勢を矯正できる。従って、封筒8が内容物9に強く擦れるのを未然に防止できるので、封筒8が破損することがない。
また、上記のように傾いた封筒8の姿勢が矯正されるとき、封筒8は口部83の付近を中心に、矢印θで指した方向に回転する傾向がある。この点に注目して、封筒8の口部83から最も離れた通気溝56の底孔58を栓581で塞ぐことにより、1本のベルト51の通気孔52の吸引力を断つようにすれば、封筒8は更に回転し易くなる。或いは、封筒8の口部83に最も近い通気溝56を残して、他の3本の通気溝56の底孔58を塞いでも良い。また、栓581に代えて開閉弁を底孔58に取付けても良く、この開閉弁を閉じれば、栓581と同様の効果を得ることができる。
本発明は、人手に依らず内容物を高速でしかも連続して封筒に挿入できるので、例えばダイレクトメールで商品カタログを郵送する場合のように、一度に大量の封筒を製造し、総ての封筒に内容物を短時間で詰め込むのに有益な技術である。
本発明の実施例1に係る封筒詰め装置の側面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置の平面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用したフィルム供給手段の原理を説明する斜視図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した製袋装置の要部の側面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した製袋装置の要部の正面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した製袋装置の動作の一例を説明する側面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した製袋装置の動作の他例を説明する側面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した製袋装置によりフィルムが分断された状態を示す断面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した製袋装置により製造された封筒の平面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した早送りコンベヤの設置例を示す側面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した封筒搬送手段の要部を破断した斜視図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した封筒搬送手段、及び挿入装置の要部の平面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した搬送追動手段の要部の斜視図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した挿入装置の要部の側面図。 本発明の実施例1に係る封筒詰め装置に適用した挿入装置の要部の変形例を示す平面図。 本発明の実施例2に係る封筒詰め装置に適用したカッタ動作手段の要部の側面図。 本発明の実施例2に係る封筒詰め装置に適用したカッタ動作手段の要部を破断した平面図。 本発明の実施例3に係る封筒詰め装置に適用した封筒搬送手段の要部の平面図。 本発明の実施例3に係る封筒詰め装置に適用した封筒搬送手段の断面図。
1:封筒詰め装置
2:フィルム供給手段
3:製袋装置
5,50:封筒搬送手段
6:挿入装置
7:フィルム
8:封筒
9:内容物
26:カムレール
31:ヒートカッタ
32,320:カッタ動作手段
33:バックアップローラ
34:側縁追動手段
38:カム
39:従節
51:ベルト
52:通気孔
54:支持体
55,56,57:通気溝
61,62:ガイドレール
63,64:プッシュロッド
25:搬送追動手段
66,67:追動回転輪
68,69:周回牽体
69:周回牽体
70,71:プッシュ従節
72:プッシュカムレール
73,74:ガイド従節
75,76:ガイドカムレール

Claims (6)

  1. 幅方向の寸法が規定されたフィルムを、前記幅方向の途中で2つ折りに重ね合わせた形状にして送り出すフィルム供給手段と、
    前記フィルムの幅方向に延びるヒートカッタを、前記フィルムの長手方向の途中に押付け、前記2つ折りに重なるフィルム同士を前記ヒートカッタの熱で溶着させ且つ前記フィルムの長手方向の途中を分断することにより封筒を形成する製袋装置と、
    前記封筒を搬送する封筒搬送手段と、
    前記封筒搬送手段により前記封筒が搬送される搬送方向の前方へ前記内容物を移動させながら、前記封筒の内部へ前記内容物を挿入する挿入装置とを備え、
    前記製袋装置は、前記フィルム供給手段が前記フィルムを送り出す送出方向の前方へ前記ヒートカッタを移動させながら、前記ヒートカッタを前記フィルムに押付け、
    前記挿入装置は、互いに前記搬送方向に隔たり、前記内容物を前記封筒の内部へ案内する一対のガイドレールと、
    前記一対のガイドレールの間に設けられたプッシュロッドと、
    互いに前記搬送方向に隔たる複数の追動回転輪と、
    前記複数の追動回転輪に巻掛され、前記複数の追動回転輪の回転に従って前記搬送速度で駆動される無端状の周回牽体と、
    前記プッシュロッドに連結されたプッシュ従節と、
    前記周回牽体に沿って設置され、前記従節を滑動自在に係合する無端状のプッシュカムレールとを備え、
    前記一対のガイドレール、及び前記プッシュロッドを前記周回牽体で支持し、前記周回牽体が駆動される過程で、前記一対のガイドレール、及び前記プッシュロッドを前記搬送方向に移動させ、前記プッシュカムレールに従って前記プッシュ従節と共に前記プッシュロッドが、前記封筒に接近する方向へ変位することにより、前記一対のガイドレールに案内される内容物を前記封筒に押し込み、又は前記封筒から離れる方向へ変位することを特徴とする封筒詰め装置。
  2. 記一対のガイドレールに連結されたガイド従節と、
    前記周回牽体に沿って設置され、前記ガイド従節を滑動自在に係合する無端状のガイドカムレールとを備え、
    前記周回牽体が駆動される過程で、前記ガイドカムレールに従って前記ガイド従節と共に前記一対のガイドレールが、前記封筒に接近する方向へ変位し、又は前記封筒から離れる方向へ変位することを特徴とする請求項に記載の封筒詰め装置。
  3. 前記製袋装置は、前記ヒートカッタを前記フィルムに押付け、又は前記ヒートカッタを前記フィルムから退けるカッタ動作手段と、
    前記ヒートカッタに対向し、前記フィルムの前記ヒートカッタが押付けられる箇所を支持するバックアップローラと、
    前記ヒートカッタが前記フィルムに押付けられる過程で、前記ヒートカッタ、及び前記バックアップローラを前記送出方向の前方へ移動させ、前記ヒートカッタが前記フィルムから退けられる過程で、前記ヒートカッタ、及び前記バックアップローラを前記送出方向の後方へ移動させる側縁追動手段と、
    を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の封筒詰め装置。
  4. 前記カッタ動作手段は、前記ヒートカッタを案内する案内手段と、駆動源にて回転されるカムと、前記カムに従い往復運動する従節とを備え、前記ヒートカッタに前記従節を接続したことを特徴とする請求項に記載の封筒詰め装置。
  5. 前記封筒搬送手段は、前記搬送方向に沿って走行するベルトに、互いに前記搬送方向に隔たる複数の通気孔を形成し、前記ベルトを支持する支持体の前記複数の通気孔の真下に対応する位置に、前記搬送方向に延び且つ互いに前記搬送方向に縦列する複数の通気溝を形成したベルトコンベヤと、
    前記複数の通気溝にそれぞれ接続された複数の吸引手段とを備え、
    個々の前記吸引手段が、前記ベルトの通気孔に、個々の前記通気溝を介して前記封筒を吸引する吸引力を発生させることを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の封筒詰め装置。
  6. 前記封筒搬送手段は、前記搬送方向に沿って走行する複数のベルトに、互いに前記搬送方向に隔たる複数の通気孔を形成し、前記複数のベルトを支持する支持体の前記複数の通気孔の真下に対応する位置に、前記搬送方向に互いに平行に延びる複数の通気溝を形成したベルトコンベヤと、
    前記複数の通気孔に、前記複数の通気溝を相互に接続する風道を介して、前記封筒を吸引する吸引力を発生させる吸引手段と、
    前記複数の通気溝の中から選択できる通気溝を前記風道に接続、又は前記風道から遮断できる開閉手段と、
    を備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の封筒詰め装置。
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