JP5530926B2 - 連続加工装置 - Google Patents
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Description
このスタンディングパウチでは、スタンディング状態を保持するために、底部を特殊な形状とし、そのためにフィルムを加工する際に孔が形成される。
従来の加工装置としては、ロールを間欠動作させ、フィルムが静止した際に孔やシールを形成する構造のものがあるが、この加工装置では、パンチ機構等の作動時にフィルムを一旦停止させる必要があるため、フィルム加工に時間を要するという問題があった。
このボックスモーションタイプの従来例として、一方向に送られるフィルムに対して連続してシールする装置であって、加熱バーが設けられたフレームをフィルム流れ方向に沿って往復動自在に配置し、このフレームを揺動させるレバーをモータに連結するものがある(特許文献1)。
この特許文献1では、モータを制御してフィルムの流れ速度と一致するようにレバーを介してフレームを移動させる。
そのため、特許文献1では、フレームを移動させるための高精度なモータが不可欠となり、連続加工装置のコストが高いものとなってしまう。
また、特許文献1の従来例では、サーボモータ等を用いた複雑な制御が必要とされるので、装置自体の操作や修理等の作業性が困難となる。
フィルムに所定の加工が施されたら、把持機構をフィルムから離す。すると、フィルムは把持機構及びフィルム加工機構にかかわりなく搬送され続けるが、把持機構及びフィルム加工機構は戻し機構により初期位置に戻される。そして、再度、一方向に連続して搬送されるフィルムを把持機構で把持し、前述のフィルム加工を実施する。これらの工程からなるボックスモーションを繰り返してフィルムに所定の加工を連続形成する。
従って、本発明では、フィルム加工機構をボックスモーションで駆動させるために高価なサーボモータ等が不要とされ、連続加工装置のコストを低いものにできる。そして、サーボモータ等を用いた複雑な制御が不要とされるので、装置自体の操作や修理が容易となる。
フィルムに所定の加工が施されたら、把持機構をベルトから離す。すると、フィルム及びベルトは把持機構及びフィルム加工機構にかかわりなく搬送され続けるが、把持機構及びフィルム加工機構は戻し機構により初期位置に戻される。そして、再度、フィルムとともに一方向に搬送されるベルトを把持機構で把持し、前述のフィルム加工を実施する。これらの工程からなるボックスモーションを繰り返してフィルムに所定の加工を連続形成する。
従って、本発明では、前述の通り、高価なサーボモータ等が不要とされて連続加工装置のコストを低いものにでき、しかも、サーボモータ等を用いた複雑な制御が不要とされるので、装置自体の操作や修理が容易となる。
また、本発明では、フィルムを直接把持することなく、把持機構とフィルム加工機構とをフィルムに同期して追従させることができるため、フィルム加工機構としてヒートシール装置・冷却装置等の重量が嵩む装置を用いた場合や、強度の弱いフィルムを用いた場合であっても、フィルムに損傷を与えることなく、所定の加工を連続して行うことが可能となる。
この構成の本発明では、把持機構でフィルムやベルトを把持するタイミングを、印刷マーク等の所定位置を基準とするので、フィルム側に特別な加工を施すことを要しない。
そのため、この点からも連続加工装置のコストを低いものにすることができる。
この構成の本発明では、一対のロッドで把持対象であるフィルム又はベルトを挟持し、これらのロッドの少なくとも一方をロッド進退機構によって進退させる構成としたので、把持する工程と離す工程との切り替えが簡単に行える。
この構成の本発明では、スライダによってフィルム加工機構と把持機構とが常に一体となって移動することになるので、支持機構の構造を簡易なものにできる。
この構成の本発明では、戻し機構がシリンダ機構を備えて構成されることで、戻し機構自体の構造を簡易なものにできる。しかも、フィルム加工機構及び把持機構の戻し機構に対する位置にかかわらず、シリンダ機構によって一定の付勢力をフィルム加工機構等に付与することができるから、把持機構で把持されているフィルムやベルトにかかる力が一定にできるので、フィルムやベルトの延び等の不具合を発生させることがない。
前記フィルム加工機構は、前記フィルムに孔を形成するパンチ機構とすることが好ましい。
この構成の本発明では、フィルムに孔を形成する装置のコストを低いものにできる。
図1及び図2は第1実施形態にかかる連続加工装置の概略構成を示すもので、図1は正面図、図2は平面図である。
図1及び図2に示される通り、連続加工装置1は、包装袋の一例としてスタンディングパウチを作製する際に、一方向に連続して搬送されるフィルムFに連続した孔加工をするものである。この連続加工装置1は、フィルム搬送方向Pの上流側には原反ロール10が配置され、そのフィルム搬送方向Pの下流側にはフィルム切断装置等の加工装置(図示せず)を経て、加工終了後のスタンディングパウチが積層して収容される収容箱(図示せず)が配置されている。原反ロール10から引き出されたフィルムFは繰出ロール11及び引張ロール12で一方向に連続して搬送される。繰出ロール11は連続加工装置1よりフィルム搬送方向Pの上流側に配置され、引張ロール12は連続加工装置1よりフィルム搬送方向Pの下流側に配置されている。そして、繰出ロール11及び引張ロール12は、それぞれ一対の軸部材がフィルムFを挟んで対向配置されている。これらの軸部材はフィルムFの幅方向よりも長く形成されている。
フィルムFは、基材層とシール層がラミネートされた多層フィルムや、基材層とアルミ層とシール層がラミネートされた多層フィルム等、スタンディングパウチ形成用フィルムとして一般的に使用されるフィルムから構成される。このフィルムFの所定位置(例えば、フィルムFの端縁)には、予め印刷マーク(光電管マーク)FMが所定間隔で印刷されている。
スライダ2は平面矩形状の板状のベース本体20を備え、このベース本体20の下面にはスライドユニット21がフィルム搬送方向Pに直交して2個並んで固定されている。これらのスライドユニット21にはガイドロッド22がそれぞれ摩擦の少ない状態で摺動自在に設けられ、これらのガイドロッド22はフィルム搬送方向Pに伸びて配置されている。
これらのガイドロッド22は、その一端がフィルム搬送方向Pの上流側に配置された固定ブロック23に固定され、その他端がフィルム搬送方向Pの下流側に配置された固定ブロック24に固定されている。
固定ブロック23は側面がコ字型に形成されており、固定ブロック24は箱状に形成されている。
フィルム加工機構3は、フィルムFに孔Aを所定間隔離して形成するパンチ機構であって、板状部材26に固定されたブロック31と、係止片部材27に固定されたパンチ駆動機構32とを備えて構成される。
図3に示される通り、ブロック31は、略直方体形状とされ、その下面位置がベース本体20の上面より所定寸法高くなるように支柱25に固定されている。
ブロック31には、フィルムFの一端縁から所定の長さ位置まで挿通するスリット31Aが水平方向に伸びて形成されている。
図1から図3に示される通り、ブロック31には平面円形の2個の貫通孔31Bが上下方向に伸びて形成されており、この貫通孔31Bは、その途中でスリット31Aと連通している。スリット31AはフィルムFを貫通孔31Bまで、その水平面内の姿勢を保って案内するものである。なお、図ではスリット31Aの構成をわかりやすくするために、その幅寸法を大きく表示しているが、実際は、フィルムFの厚さ寸法よりやや大きい程度である。
打抜ロッド33は、スリット31Aに挿通されたフィルムFに円形の孔Aを形成するために、その先端に刃を備えている。なお、ブロック31にはスリット31Aを挟んで上下に貫通孔31Bがそれぞれ形成されるが、下方の貫通孔31Bは、フィルムFに確実に孔Aを形成するために打抜ロッド33の外形寸法より略同じかあるいはやや大きい寸法とされ、上方の貫通孔31Bは打抜ロッド33をスムースに案内するために下方の貫通孔31Bの外形寸法より大きな外形寸法とされる。
エアーシリンダ35は、継手34に連結されるピストン36と、このピストン36を収納するケース37とを備え、このケース37は係止片部材27の上面に取り付けられている。
下方に配置された把持用ロッド41はベース本体20の上面であってブロック31よりフィルム搬送方向Pの下流側に固定されている。この把持用ロッド41は、その長手方向がフィルム搬送方向Pと直交するように配置された断面長方形の角材部材であり、その長さ寸法はフィルムFの幅寸法より長い。
ロッド進退機構43は、上方に配置された把持用ロッド42と連結する2本のエアーシリンダ44を備え、これらのエアーシリンダ44は、その上端部がL字形のブラケット45を介して支柱25に取り付けられている。
エアーシリンダ44は、フィルムFの両端縁に対応した位置に配置されている。
このシリンダ機構51は、ベース本体20のフィルム搬送方向Pの先端面の略中央部分に当接されるピストン52と、このピストン52をフィルム搬送方向Pとは反対側に常時付勢するシリンダ53とを有するものであり、このシリンダ53は固定ブロック24の上面に固定されている。
センサ6、フィルム加工機構3及び把持機構4は、図示しない制御装置と接続されている。この制御装置は、センサ6からの検出信号を受けて直ちにあるいは所定時間経過した後、フィルムFを把持する工程を実施するように把持機構4に信号を送り、さらに、所定時間経過した後、パンチ駆動機構32で打抜ロッド33を前進させるようにフィルム加工機構3に信号を送り、さらに、所定時間経過した後、フィルムFを離す工程を実施するように把持機構4に信号を送る。
なお、第1実施形態では、センサ6は印刷マークFMを検出する構成であればその具体的な構成を問うものではなく、例えば、フィルムFの端縁に向けて光を照射し、反射する光を受けて印刷マークFMの有無を検出する構成でもよい。
まず、図4Aに示される通り、所定速度で送られているフィルムFの印刷マークFMをセンサ6で検出すると、このセンサ6から検出信号が制御装置を通じて把持機構4に送られ、把持機構4でフィルムFを把持する工程が実施される。
つまり、エアーシリンダ44が前進操作され、その先端に連結された上方の把持用ロッド42と下方の把持用ロッド41とでフィルムFを把持する。すると、フィルムFは常時所定速度で送られているので、把持機構4及びフィルム加工機構3はスライダ2とともにフィルムFと一体となって移動する。この際、戻り機構5により弱い反力がスライダ2に加わることになる。
つまり、エアーシリンダ44が後退操作され、その先端に連結された上方の把持用ロッド42が下方の把持用ロッド41から離隔することでフィルムFが把持機構4から離される。
そして、再度、フィルムFの前述の印刷マークFMとは異なる印刷マークFMをセンサ6で検出すると、このセンサ6から検出信号を受けた把持機構4がフィルムFを把持し、さらに、フィルムFに孔Aを打ち抜き、さらに、把持機構4がフィルムFを離して把持機構4及びフィルム加工機構3が元の位置に戻される。これらの工程からなるボックスモーションを繰り返してフィルムFに孔Aが連続して形成される。
(1)フィルムFに孔Aを形成するフィルム加工機構3と、把持対象であるフィルムFを把持又は離す把持機構4と、これらのフィルム加工機構3及び把持機構4をフィルムFの搬送方向Pに沿って往復道自在に支持するスライダ2と、このスライダ2を初期の位置に戻す戻し機構5とを備えて連続加工装置1を構成した。
そのため、把持機構4でフィルムFを把持することで、フィルム加工機構3をフィルムFと同期して移動させる。しかも、フィルム加工機構3でフィルムFに孔Aが形成されたら、把持機構4をフィルムFから離すとともに戻し機構5でフィルム加工機構3及び把持機構4を元の位置に戻すことができる。
従って、フィルム加工機構3をボックスモーションで駆動させるために高価なサーボモータ等が不要とされ、装置を低コストで製造することができる。また、サーボモータ等を用いた複雑な制御が不要とされ、装置自体の操作や修理を簡単に行うことができる。
(5)ロッド進退機構43を、上方に配置された把持用ロッド42と連結するエアーシリンダ44を含んで構成したから、把持用ロッド42の昇降操作を簡易な構造で実現することができる。しかも、エアーシリンダ44にエアーを瞬時に供給することで、エアーシリンダ44を瞬時に前進操作させることが可能となる。そのため、把持用ロッド42が迅速に下降して把持用ロッド41との間で把持対象を短時間で把持し、フィルム加工時間を短縮することができる。
(7)フィルム加工機構3は、ブロック31に上下に形成された貫通孔31Bに挿通される打抜ロッド33と、この打抜ロッド33に連結されるエアーシリンダ35とを備えて構成したから、エアーシリンダ35の進退動により、フィルムFに連続した孔Aを容易に形成することができる。
(9)貫通孔31Bは、その途中でフィルムFを挿通するスリット31Aで上下が分断されており、その上部を打抜ロッド33の案内部分としたから、打抜ロッド33でのフィルムFの打ち抜きを円滑に行うことができる。
(11)フィルム加工機構3と把持機構4とをスライダ2に設けた。つまり、スライダ2のベース本体20にフィルム加工機構3と把持機構4を取り付け、このベース本体20を、ガイドロッド22に往復動自在に支持される構成としたから、支持機構の構造を簡易なものにできる。
図6は第2実施形態にかかる連続加工装置を示す図1に対応した図であり、図7は第2実施形態にかかる連続加工装置を示す図2に対応した図である。
図6及び図7において、連続加工装置1は、原反ロール10から引き出されたフィルムFを一方向に連続して搬送する各々一対の繰出ロール11及び引張ロール12と、これらの繰出ロール11と引張ロール12のうち、フィルムFの下方に配置される繰出ロール11と引張ロール12との両端部にそれぞれ巻回されたベルト72を有するベルト機構7と、ベルト72を把持する工程とベルト72を離す工程とを択一的に実施する把持機構40とを備えている。繰出ロール11及び引張ロール12は、それぞれフィルム搬送方向Pと略直交する方向(幅方向)よりも長く形成されている。
ベルト72は、ゴム等の可撓性の材質で形成されており、その内周部には繰出ロール11や引張ロール12のギア部と噛合する係合部(図示せず)が形成されている。ここで、ベルト72を駆動させるギア部は、繰出ロール11及び引張ロール12の少なくとも一部に設けられる。
そのため、繰出ロール11と引張ロール12とがそれぞれ回転することで、フィルムFが搬送されるとともに、ベルト72が同期回転するようになっている。
下方に配置された把持用ロッド401は、ベース本体20の上面であってブロック31よりフィルム搬送方向Pの下流側に固定されている。この把持用ロッド401は、その長手方向がフィルム搬送方向Pと直交するように配置された断面長方形の角材部材であり、その長さ寸法は互いに対向配置される2本のベルト72の外縁の間の寸法より長い。
上方に配置された把持用ロッド402は、把持用ロッド401と同様に、その長手方向がフィルム搬送方向Pと直交するように配置された断面長方形の角材部材であり、その長さ寸法は把持用ロッド401と略同じである。これらの把持用ロッド401,402は、その互いに対向する平面の両側部で2本のベルト72をそれぞれ把持するものであり、その互いに対向する平面の中央部分ではフィルムFを挿通できるように所定の隙間が形成されている。
まず、原反ロール10から所定速度でフィルムFが送られるとともに、繰出ロール11と引張ロール12との回転がベルト72に伝達されてベルト72がフィルムFと同じ速度で同期して回転する。
フィルムFの印刷マークFMをセンサ6で検出すると、このセンサ6から検出信号が制御装置を通じて把持機構40に送られ、把持機構40でベルト72を把持する工程が実施される。フィルムF及びベルト72は常時所定速度で送られているので、把持機構40及びフィルム加工機構3はスライダ2とともにフィルムF及びベルト72と一体となって移動する。その後、所定時間が経過すると、第1実施形態と同様に、パンチ駆動機構32が作動して、フィルムFに孔Aが打ち抜かれる。
さらに、所定時間が経過すると、制御装置からベルト72を離す工程を実施するように把持機構40に信号が送られて、把持機構40でベルト72を離す工程が実施される。
すると、フィルムFが常時所定速度で送られ続ける一方で、把持機構40及びフィルム加工機構3はスライダ2とともにフィルム搬送方向Pと反対側に戻り機構5により初期位置に戻される。
(13)把持機構40を、フィルムFと同期するベルト72を把持する工程とベルト72を離す工程とを択一的に実施する構成としたから、フィルムFを直接把持することなく、把持機構40及びフィルム加工機構3をフィルムFに同期して移動させることができる。そのため、強度が弱いフィルムFであっても、所定の孔開け加工を施すことができる。
(14)把持機構40とフィルムFとを同期させるために、ベルト72を繰出ロール11及び引張ロール12に巻回したから、把持機構40とフィルムFとの同期を簡易な構造で確実に達成することができる。
(15)ベルト72を、ゴム等の可撓性の材質で形成したから、ベルト72が把持用ロッド401,402に滑ることなく挟持されることになる。そのため、把持機構40とフィルムFとの同期をより確実なものにできる。
例えば、第2実施形態では、繰出ロール11及び引張ロール12にベルト72を巻回してフィルムFと同期移動させる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、繰出ロール11と原反ロール10との間にベルトやチェーンを巻回す構成を採用してもよい。
仮に、フィルム加工機構3をパンチ機構とする場合であっても、開けられる孔Aの形状は円形に限定されるものではなく、三角形、四角形等の形状でもよく、楕円形状でもよい。つまり、前記各実施形態では、包装袋の一例としてスタンディングパウチを作製するための孔Aを形成する例を示したが、本発明では、孔Aの形状、個数、及び設置場所は用途に応じて適宜設定することができる。
そして、把持機構4,40のロッド進退機構43を、エアーシリンダ44を備えて構成したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、エアーシリンダ44に代えてモータ及びボールねじを含む駆動機構を用いてもよい。つまり、上方に配置された把持用ロッド42(402)にボールねじの下端部を連結し、このボールねじの上端部にモータを連結する構成を採用することもできる。
前記実施形態では、戻し機構5をスライダ2のフィルム搬送方向側端部に連結されたシリンダ機構51を備えて構成したが、本発明では、必ずしも、戻し機構を設けることを要せず、たとえ設けたとしても、前記実施形態の構成の限定されるものではない。
例えば、シリンダ機構に代えてばねを用いてもよい。ばねを用いれば、戻り機構5の構造をより簡易なものにできる。しかし、ばねでは、変位量(縮み量)に応じて把持機構4で把持されたフィルムFにかかる力が大きくなり、フィルムFの延び等の不具合が生じる恐れがあるので、前記実施形態のようにシリンダを用いれば、常時、同じ付勢力が付与されるので、このような不具合を回避することが可能である。
さらに、前記各実施形態では支持機構をスライダ2としたが、本発明では、スライダ2に代えてモータ及びボールねじを含む駆動機構を用いてもよい。
Claims (7)
- 一方向に連続して搬送されるフィルムを連続して加工する装置であって、
前記フィルムを加工するフィルム加工機構と、前記フィルムを把持する工程と前記フィルムを離す工程とを択一的に実施する把持機構と、前記フィルム加工機構と前記把持機構とを前記フィルムの搬送方向に対して往復動自在に、前記フィルム加工機構および前記把持機構を支持する支持機構と、前記フィルム加工機構と前記把持機構とを前記フィルムの搬送方向とは反対側に常時付勢して初期位置に戻す戻し機構とを備え、
前記支持機構は、前記把持機構が前記フィルムを把持する工程を実施することで前記フィルム加工機構および前記把持機構を前記フィルムの搬送と同期して移動させ、前記把持機構が前記フィルムを離す工程を実施することで前記戻し機構の常時付勢により前記フィルム加工機構および前記把持機構を初期位置に戻すことを特徴とする連続加工装置。 - 一方向に連続して搬送されるフィルムを連続して加工する装置であって、
前記フィルムを加工するフィルム加工機構と、前記フィルムの幅方向よりも長い複数のロール及びこれらのロールに巻回され前記フィルムと同期するベルトを有するベルト機構と、前記ベルトを把持する工程と前記ベルトを離す工程とを択一的に実施する把持機構と、前記フィルム加工機構と前記把持機構とを前記フィルムの搬送方向に対して往復動自在に支持する支持機構と、前記フィルム加工機構と前記把持機構とを初期位置に戻す戻し機構とを備えたことを特徴とする連続加工装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された連続加工装置において、
前記フィルムの所定位置を認識するセンサを備え、このセンサからの信号で前記把持機構の作動を制御することを特徴とする連続加工装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された連続加工装置において、
前記把持機構は、把持対象を挟んで対向配置された一対のロッドと、これらのロッドのうち少なくとも一方を進退動させるロッド進退機構とを備えたことを特徴とする連続加工装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載された連続加工装置において、
前記支持機構は、前記フィルム加工機構と前記把持機構とが設けられたスライダを備えたことを特徴とする連続加工装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載された連続加工装置において、
前記戻し機構は、前記フィルムの搬送方向とは反対側に前記フィルム加工機構及び前記把持機構を常時付勢するシリンダ機構を備えたことを特徴とする連続加工装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載された連続加工装置において、
前記フィルム加工機構は、前記フィルムに孔を形成するパンチ機構であることを特徴とする連続加工装置。
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