JP6128954B2 - 縦形製袋充填包装機 - Google Patents

Description

本発明は、袋体に被包装物を充填するための縦形製袋充填包装機に関するものである。

縦形製袋充填包装機は、鉛直筒状の充填筒内に被包装物を落下させ、ボトムシールされた筒状のフィルムに被包装物を充填して包装するものである（例えば特許文献１参照）。充填筒に沿って下降したフィルムは、縦方向に合掌状に重ね合わされた部分をシールされて筒状となる。このシールは超音波を用いたシール装置で行われ、フィルムの重ね合わせ部分を介して一方の側にアンビルを、他方の側にホーンを配し、ホーンを振動させてアンビルに叩きつけることでフィルムの重ね合わせ部分をシールしている。

しかしながら、特許文献１にあるように、ホーンを振動させるための周波数は３０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚが好ましいとされている。このような周波数を用いた場合、振幅が大きく高い圧力で叩くことになるので、フィルムが損傷してしまうことがあり、振幅の大きさから装置が大型になっていた。

特開平３−２９７１４号公報

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、超音波を用いてフィルムにシールを行う場合に、フィルムに損傷を与えることなく装置を小型化することができる縦形製袋充填包装機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、製袋されるべきフィルムが走行する走行経路と、該走行経路に配設され、被包装物の充填時に前記被包装物が内側を落下する鉛直な充填筒と、該充填筒の外周に沿って筒状とされて繰り出される前記フィルムを袋体とするために、前記フィルムを鉛直方向にシールする超音波式の縦シーラ及び水平方向にシールする横シーラとを備え、
前記縦シーラは、前記走行経路を介して対向配置されたアンビル及び設定周波数にて振動しながら前記アンビルを叩くホーンと、前記ホーンを振動させる発振装置とを含み、
前記走行経路は、前記縦シーラの上流及び下流のそれぞれにて、前記フィルムの重ね合わせ部を挟み込みながら送り出す一対ずつのガイドローラをさらに備え、
該ガイドローラは、前記走行経路でみて下流側となる部位が前記充填筒の径方向外側に向いた傾斜姿勢で設置されていることを特徴とする縦形製袋充填包装機を提供する（請求項１）。

好ましくは、縦形製袋充填包装機は、前記ホーンの振動方向にスライド自在に前記アンビルを支持する一方、前記アンビルを前記ホーンの叩き付け方向とは逆向きの方向に押圧する押圧機構をさらに備え、前記押圧機構は、前記ホーンの振動方向に対して直交する方向に延び、前記アンビルに一方の端部が連結され且つ搖動自在に支持されたレバーと、該レバーの搖動中心に連結された出力軸を有する駆動モータとを含む（請求項２）。

本発明によれば、設定周波数が７０ｋＨｚ以上と従来用いていた周波数よりも多いいため（請求項１）、ホーンの振幅が小さくなり、フィルムに与えるダメージを軽減させることができる。これにより、フィルムが損傷することを防止できる。また、振幅が小さくなることで、発振機を小さくでき、装置全体として小型化を図ることができる。

また、縦シーラの上流及び下流にそれぞれ配された一対ずつのガイドローラの傾斜姿勢で設置されているので（請求項１）、走行経路を走行するフィルムを外方に引張りながら送り出すことができ、したがって縦シーラでシールする際にシールされた部分がずれたりしわになったりすることを防止できる。

また、ホーンの振動方向にスライド自在なアンビルに加えて、ホーンの叩き付け方向とは逆向きの方向にアンビルを押圧する押圧機構をさらに備えているので（請求項２）、駆動モータが発生した力を分散させることなくアンビルに伝達することができ、アンビルを効率よくホーンの方向に押圧することができる。

本発明に係る縦形製袋充填包装機の概略斜視図である。 縦シーラの概略正面図である。 縦シーラの概略平面図である。 縦シーラの概略側面図である。

本発明に係る縦形製袋充填包装機１は、充填筒２と、縦シーラ３と、横シーラ４とを備えている。充填筒２は、鉛直な円筒形状に形成されている。充填筒２の上方には、被包装物を投入するためのホッパー（不図示）が備えられている。被包装物は、ホッパーを介して充填筒２内に投入され、充填筒２の内側を落下する（矢印Ａ）。

充填筒２の上部外側には、フォーマ６が設けられている。フォーマ６は、帯状のフィルムｆを充填筒２を囲うようにガイドして筒状にするものである。フィルムｆは、リール７から複数のローラ８ａ〜８ｅを介して走行経路５に沿って走行し、フォーマ６に繰り出される。具体的には、走行経路５では、フィルムｆは複数のローラ８ａ〜８ｅに巻付きながら繰り出される。上流側のローラ８ａ、８ｂは従動ローラである。その後、フィルムｆはダンサーローラ８ｃを通り、パスローラ８ｄを通って走行する。パスローラ８ｄを通過後、導入ローラ８ｅからフォーマ６に繰り出される。なお、走行経路５において、フィルムｆを繰り出すためのローラの数は適宜変更可能である。走行経路５を走行中、印字装置（不図示）を用いてフィルムｆに日付等を付してもよい。フィルムｆは、フォーマ６にて充填筒２の外周を覆うように略筒状に成形され、その両側縁は互いに合掌状に重ね合わされる。

充填筒２にはフィルムｆの繰り出し手段として繰り出し装置９が配設されている。繰り出し装置９は、無端状の一対の繰り出しベルト１０を有している。これら繰り出しベルト１０は、サクションユニット（不図示）によってフィルムｆを吸着しながら充填筒２に沿ってその下方に向けて繰り出す。各繰り出しベルト１０の動作は、駆動源たる繰り出しモータ（不図示）を駆動し、繰り出しプーリ１４を回転させることにより行われる。これにより、フィルムｆは走行経路５を繰り出されながら走行する。

フォーマ６の下側には、縦シーラ３が備えられている。この縦シーラ３は、超音波式である。縦シーラ３は、合掌状に重ね合わされたフィルムｆの両側縁を挟み込んで鉛直方向にヒートシール(縦シール)して接着する。また、さらに充填筒２の下側には、横シーラ４が備えられている。横シーラ４は一対のヒータブロック４ａ、４ｂを有している。これらヒータブロック４ａ，４ｂは、水平方向に互いに離接することで開閉する。充填筒２の下側に繰り出された筒状のフィルムｆは、ヒータブロック４ａ，４ｂで挟み込まれて横方向にヒートシール（横シール）される。この横シーラ４の開閉動作は、モータ（不図示）を駆動することにより行われている。

ヒータブロック４ａ又は４ｂのいずれか一方にカッター４ｃが備えられていて、他方にカッターを受け入れる溝が形成されている。フィルムｆを横方向にシールした後、カッターにて切断することで袋体１２が製造される。フィルムｆが順次繰り出され、ヒータブロック４ａ、４ｂによる横シールとカッター４ｃによる切断が繰り返されることで、次々に袋体１２が製造される。このとき、横シールにおける切断箇所の下側は前回の製袋工程での袋体１２のトップを形成し、その切断箇所の上側は今回の製袋工程での袋体１２のボトムを形成する。

上述した縦シーラ３は、水平方向に走行経路５を介して対向配置されたアンビル１１及びホーン１３を有している。ホーン１３は振動しながらアンビル１１を叩き付ける。上述したフィルムｆの合掌状に重ね合わされた部分はこのアンビル１１とホーン１３との間に挟み込まれてヒートシールされる。ホーン１３は発振装置１５により所定周波数にて振動される。

ここで、ホーン１３の設定周波数は７０ｋＨｚ以上に設定される。すなわち、発振装置１５は、７０ｋＨｚ以上の設定周波数でホーン１３を振動させるものが用いられる。このように、設定周波数が７０ｋＨｚ以上と従来用いていた周波数よりも多いため、振幅が小さい弱い力でホーン１３がフィルムｆを叩いても、叩く回数（設定周波数）が多くなり、十分にフィルムｆをヒートシールすることができる。これにより、ホーン１３の振幅が小さいと、フィルムｆに与えるダメージを軽減させることができる。これにより、フィルムｆが損傷することを防止できる。また、振幅が小さくなることで、発振装置１５を小さくでき、包装機全体として小型化を図ることができる。

一方、アンビル１１は、ホーン１３の振動方向に対して正面からその衝撃を受けるアンビル本体１１ａと、このアンビル本体１１ａを保持したアンビルホルダ１６とからなり、このアンビルホルダ１６はホーン１３の摺動方向にスライド自在に支持されている。アンビルホルダ１６はアンビル本体１１ａとは反対側の端部にはその上面に溝１６ｇを有し、この溝１６ｇ内にカムローラ１６ｒが嵌合されている。このカムローラ１６ｒにはレバー１７の一端部が連結され、このレバー１７はホーン１３の振動方向と直交する方向に延びている。レバー１７の他端部には回転ディスク１８が取り付けられており、この回転ディスク１８の中心には駆動モータとしてのサーボモータ２０の出力軸２０ａが連結されている。
図３でみて、サーボモータ２０が時計方向に回転され、これに伴い、レバー１７が時計方向に揺動されると、レバー１７はカムローラ１６ｒを介してアンビルホルダ１６、即ち、アンビル本体１１ａをホーン１３の振動方向にスライドつまり移動させることができる。それ故、サーボモータ２０はレバー１７に回転トルクを与え、この回転トルクはホーン１３に対してアンビル本体１１を押し付ける力となる。
それ故、レバー１７及びサーボモータ２０は、ホーン１３の叩き付け方向とは逆向きの方向にアンビル１１を押圧する押圧機構を構成する。

このように、上述の押圧機構は、ホーン１３の振動方向に対して直交方向に延びるレバー１７を備えているので、サーボモータ２０が発生した回転トルクを分散させることなくアンビル本体１１ａに伝達することができ、アンビル本体１１ａを効率よくホーン１３の方向に押圧することができる。すなわち、ホーン１３によりアンビル本体１１ａがホーン１３の振幅方向に叩かれて後退しようとしても、サーボモータ２０の出力軸２０ａから延びるレバー１７がサーボモータ２０の回転力により、アンビル本体１１ａを前進させようとするので結果としてアンビル本体１１ａにホーン１３が叩き付けられても、アンビル本体１１ａの位置が変位されることはない。そして、レバー１７はサーボモータ２０により揺動するので、サーボモータ２０の回転トルクや回転位置等を制御することにより、ホーン１３に対するアンビル本体１１ａの押圧力を精度良く制御することができる。

ここで、走行経路５における縦シーラ３の上流及び下流のそれぞれには一対ずつのガイドローラ１９がそれぞれ配設されている。各一対のガイドローラ１９は協働して、合掌状となったフィルムｆの重ね合わせ部分を挟み込んで走行経路５に沿ってフィルムｆを送り出すものである。このような一対のガイドローラ１９を縦シーラ３の直上流及び直下流にそれぞれ配することで、縦シールの形成をより確実なものとしている。このとき、各ガイドローラ１９は、走行経路５でみて下流側の部位が充填筒２の径方向外側を向いた傾斜姿勢にて設置されている。このような傾斜姿勢での各ガイドローラ１９は、走行経路５を走行するフィルムｆを充填筒２の径方向外側に引張りながら送り出すことができ、したがって縦シーラ３にて形成された縦シールがずれたり、しわになったりすることを防止できる。すなわち、縦シーラ３を通過するフィルムｆは常時外方に引張られて緊張した状態で走行するので、筒状となるフィルムｆにしわが発生することはなく、安定して袋体１２を製造することができる。

１ 縦形製袋充填包装機
２ 充填筒
３ 縦シーラ
４ 横シーラ
４ａ、４ｂ ヒータブロック
４ｃ カッター
５ 走行経路
６ フォーマ
７ リール
８ａ、８ｂ 従動ローラ
８ｃ ダンサーローラ
８ｄ パスローラ
８ｅ 導入ローラ
９ 繰り出し装置
１０ 繰り出しベルト
１１ アンビル
１１ａ アンビル本体（アンビル）
１２ 袋体
１３ ホーン
１４ 繰り出しプーリ
１５ 発振装置
１６ アンビルホルダ（アンビル）
１７ レバー（押圧機構）
１８ 回転ディスク
２０ サーボモータ（駆動モータ:押圧機構）
１９ ガイドローラ
ｆ フィルム

Claims (2)

1. 製袋されるべきフィルムが走行する走行経路と、
   該走行経路に配設され、被包装物の充填時に前記被包装物が内側を落下する鉛直な充填筒と、
   該充填筒の外周に沿って筒状とされて繰り出される前記フィルムを袋体とするために、前記フィルムを鉛直方向にシールする超音波式の縦シーラ及び水平方向にシールする横シーラと
   を備え、
   前記縦シーラは、
   前記走行経路を介して対向配置されたアンビル及び設定周波数にて振動しながら前記アンビルを叩くホーンと、
   前記ホーンを振動させる発振装置と
   を含み、
   前記走行経路は、前記縦シーラの上流及び下流のそれぞれにて、前記フィルムの重ね合わせ部を挟み込みながら送り出す一対ずつのガイドローラをさらに備え、
   該ガイドローラは、前記走行経路でみて下流側となる部位が前記充填筒の径方向外側に向いた傾斜姿勢で設置されていることを特徴とする縦形製袋充填包装機。
2. 前記ホーンの振動方向に移動自在に前記アンビルを支持する一方、前記アンビルを前記ホーンの叩き付け方向と逆向きの方向に押圧する押圧機構をさらに備え、
   前記押圧機構は、
   前記ホーンの振動方向に対して直交する方向に延び、前記アンビルに一方の端部が連結され且つ搖動自在に支持されたレバーと、
   前記レバーの搖動中心に連結された出力軸を有する駆動モータと
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の縦形製袋充填包装機。

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