以下、本発明の第一実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
図は、本発明に係る包装機の好適な一実施形態を示している。図1等に示すように、本実施形態の包装機1は、包装機本体2と、その包装機本体2の上流側に配置され包装機本体2に包装フィルムを供給するフィルム供給装置3と、その包装機本体2の上流側に配置され包装機本体2に被包装物4を供給する被包装物供給装置5を備える。
被包装物4は、弾性を有するものであり、本実施形態では真空断熱材を構成する芯材である。被包装物4を外形が偏平な矩形状であるものとして説明するが、これに限定されるものではない。また例えば被包装物4を上下から挟み込んで圧縮すると、被包装物4は弾性変形して押しつぶされて厚みが薄くなるが、挟み込む力を解除すると弾性復元力により膨らむ。
本実施形態で用いる被包装物4を収納する包装フィルムは、上フィルム10と下フィルム11を用いる。フィルム供給装置3は、それら上フィルム10と下フィルム11を、被包装物4に上下から挟み込み可能に供給する。具体的には、フィルム供給装置3は、図示省略するが被包装物供給装置5の上方所定位置と下方所定位置にそれぞれ原反ロールを回転可能に保持する。フィルム供給装置3は、フィルムの搬送経路を規制する複数のローラ12を備え、上側の原反ロールから連続して引き出された上フィルム10と、下側の原反ロールから連続して引き出された下フィルム11を、それぞれローラ12に掛け渡し、それぞれの先端を被包装物供給装置5の下流側端近傍に導く。上フィルム10と下フィルム11の先端同士は、シールされて接合される。このシールは、一つ前の包装体の製造に際し行ったトップシール処理に形成されたトップシール部である。
これにより、上フィルム10と下フィルム11とは、被包装物供給装置5から搬出される被包装物の前方において搬送経路を遮る様に配置される。よって、被包装物供給装置5から被包装物4が搬出されてくると、被包装物4の前端面が上フィルム10,下フィルム11に接触する。そして、被包装物4がさらに前進移動すると、上フィルム10と下フィルム11は、被包装物4に付勢されて進行方向前方に引き出される。また、フィルム供給装置3は、図示省略するが、引き出される上フィルム10や下フィルム11に一定のテンションがかかるように付勢するテンションローラや、必要以上に引き出されてフィルムが弛むのを防止するためのダンサーローラーやブレーキ機構を備える。
被包装物供給装置5は、下側搬送コンベア7と、上側搬送コンベア8を備える。下側搬送コンベア7は、搬送面が水平面内に設置され、搬送面上に置かれた被包装物4を前方に向けて搬送する。上側搬送コンベア8は、進行方向前方側を中心にベルト面が正逆回転可能となる。具体的には、図1等に示すように上流側が持ち上がり進行方向に対して下方傾斜状にベルト面が配置される待機位置と、図3(a)等に示すようにベルト面が水平状態に配置される動作位置との間を遷移する。上側搬送コンベア8が待機位置にあるとき、搬入側となる上流端における上側搬送コンベア8と下側搬送コンベア7との離反距離は、被包装物4の高さよりも長くなるように設定している。これにより、上側搬送コンベア8を待機位置にセットすると、搬入口が大きく開き、被包装物4を下側搬送コンベア7上にスムーズにセットすることができる。被包装物4を下側搬送コンベア7上に置いた状態で上側搬送コンベア8を動作位置に遷移させると、下側搬送コンベア7と上側搬送コンベア8との間で被包装物4を挟み込むことになり、その状態で下側搬送コンベア7と上側搬送コンベア8を回転駆動すると、挟まれた被包装物4は前方への搬送力を受ける。
このとき、上側搬送コンベア8と下側搬送コンベア7とで被包装物4を圧縮するようにしてもよい。例えば、上側搬送コンベア8と下側搬送コンベア7の離反距離を被包装物4の高さの1/10〜1/2とするとよい。また、適宜のタイミングで第一クランプ15は、上フィルム10と下フィルム11を接合したシール部位36の近傍に位置する。また、プレス装置16のプレス上板18は上昇位置に位置し、被包装物4の上面よりも上方に位置する。そして、上述のように被包装物4を挟み込んだ状態で回転駆動する上側搬送コンベア8と下側搬送コンベア7は、被包装物4を前進移動させ、その前端面を上フィルム10と下フィルム11に接触させ、被包装物4をそれら両フィルムとともに包装機本体2側に向けて搬出・供給する。
さらに、被包装物4の前端が下側搬送コンベア7,上側搬送コンベア8の前端より先に至り、さらに搬送が進むと、下側搬送コンベア7,上側搬送コンベア8からの搬送力から徐々に弱まり、スムーズな搬送が行えなくなる。そこで、本実施形態では、図3(b)に示すように、上フィルム10と下フィルム11のシール部位36を把持可能な第一クランプ15を設ける。第一クランプ15は、上フィルム10と下フィルム11は、第一クランプ15にてより進行方向前方に引っ張り出されるように付勢される。よって、それら上フィルム10と下フィルム11とともに被包装物4が前進移動し、包装機本体2の圧縮・シール作業箇所に移動する(図3(b),(c)参照)。第一クランプ15は被包装物の高さに応じて上下方向の位置調整が可能になっている。
包装機本体2は、圧縮・シール作業箇所に、プレス装置16を備える。プレス装置16は、プレス下板17と、プレス上板18と、シリンダ19等を備える。プレス下板17は、所定の高さに固定設置される。所定の高さは、例えば、下側搬送コンベア7の搬送面とほぼ一致させる。このようにすることで、被包装物供給装置5から搬出された被包装物4は、その上下が上フィルム10と下フィルム11で挟み込まれた状態でプレス下板17上の定位置にスムーズに位置する(図3(c)等参照)。
一方、プレス上板18は、その上面にシリンダ19のシリンダロッドの先端が連結され、シリンダ19の往復動作に追従して昇降する。プレス上板18が上昇位置にあるとき、プレス上板18とプレス下板17の間の離反距離は、被包装物4の高さよりも長くなり、プレス上板18が下降移動するとプレス下板17とプレス上板18との間で被包装物4を圧縮する(図4(a)参照)。
図2(a)等に示すように、プレス下板17の上面の進行方向両側縁には、上方に向けて起立する下側フィルム抑え部20を設ける。また、プレス上板18の下面の進行方向両側縁には、下方に向けて垂下する上側フィルム抑え部21を設ける。下側フィルム抑え部20と上側フィルム抑え部21は、上下方向で対向する位置に配置され、プレス上板18が下降移動すると、それと一体となって上側フィルム抑え部21も下降移動し、プレス上板18が下降位置に至ると、上側フィルム抑え部21と下側フィルム抑え部20は接触する。
プレス上板18,プレス下板17の横幅は、上フィルム10,下フィルム11の横幅よりも短い設定とする。これにより、例えば図5,図6等に示すように、プレス装置16で被包装物4を圧縮している状態で上フィルム10と下フィルム11の両側縁は外部に突出する。そして、その突出したフィルム部位の所定領域は、上側フィルム抑え部21と下側フィルム抑え部20に挟まれて保持される。そして、係る保持された状態において、上フィルム10と下フィルム11の両側縁は、上側フィルム抑え部21と下側フィルム抑え部20のさらに外側に突出した状態となる。上フィルム10と下フィルム11の両側縁近傍部位が上側フィルム抑え部21と下側フィルム抑え部20にて挟み込まれて保持されるため、上フィルム10と下フィルム11の側縁同士が近接・接触し、プレス手段で圧縮している状態の被包装物の厚みが厚い場合であっても、確実にシールすることができる。
また、本実施形態では、上側フィルム抑え部21は、プレス上板18に連結され、一体になって昇降する。よって、上側フィルム抑え部21を昇降させる駆動源は、プレス装置16のシリンダ19で兼用している。
図2(a)等に示すように、プレス装置16の両サイドの外側には、それぞれサイドシール装置25を配置する。図2(b)等に示すように、サイドシール装置25は、上フィルム10と下フィルム11の両側縁を熱シールするためのものである。サイドシール装置25は、それらフィルムを上下から挟み込む一対のバーシーラ26と、バーシーラ26の前後両側にそれぞれ配置された上下一対のニップローラ28と、上下一対のプレスローラ29を備える。ニップローラ28は、フィルムの進行方向前方(換言すればサイドシール装置25の進行方向前方)に配置し、プレスローラ29は、フィルムの進行方向後方(換言すればサイドシール装置25の進行方向後方)に配置する。なお、プレスローラ29をフィルムの進行方向前方に配置してもよい。こうすると、サイドシール装置25はバックする際にも上下フィルム10、11を加圧し接着することができるようになり、サイドシール装置25の終端の停止位置において、バーシーラ26で加熱されている未接着のフィルム部位を接着できる機能を付加することができる。
ニップローラ28は、ゴム製であり、上フィルム10と下フィルム11の両側縁を所定の圧力で挟み込む。バーシーラ26は、上フィルム10と下フィルム11の両側縁に近接し、フィルム部位を加熱する。プレスローラ29は、バーシーラ26で加熱された上フィルム10と下フィルム11の両側縁を所定の圧力で加圧し、当該フィルム部位を熱シールする。
上下一対のバーシーラ26,ニップローラ28,プレスローラ29は、開閉可能に構成され、互い離反した待機位置と、互いに接近して上フィルム10と下フィルム11を挟み込み可能な動作位置との間で遷移する。具体的には、上下一対のバーシーラ26は、昇降移動して互いに接近離反し,対向するシール面が離れた待機位置と、シール面どうしが接近してその間を通る上フィルム10と下フィルム11を加熱する動作位置との間で遷移する。上下一対のニップローラ28は、上側のニップローラ28を取り付ける支持板28aが下端縁を回転中心に正逆回転し、待機位置では、図2(a),図5(a)等に示すように支持板28aの上側が外側に開くように傾斜する。これにより、支持板28aと一体になって上側のニップローラ28の回転軸が上向きに傾斜し、当該上側のニップローラ28と下側の回転軸が水平のニップローラ28とが離反する(図2,図5等参照)。また、動作位置では、図6(a)等に示すように、支持板28aは起立し、その支持板28aと一体になって上側のニップローラ28の回転軸も水平になり、上下のニップローラ28が接触する(図6等参照)。プレスローラ29についても同様で、上側のプレスローラ29を取り付ける支持板29aを回転可能に配置することで待機位置と動作位置を採る。
さらに上下一対のバーシーラ26,ニップローラ28,プレスローラ29は、移動台30の上に設置される。移動台30は、プレス装置16の左右両側にフィルムの搬送方向に沿って配置されたガイドレール31に連係される。
第一クランプ15により引き出されたフィルム並びに被包装物4がこのプレス装置16内を移動する際、サイドシール装置25はプレス装置16に対向するシール作業位置に位置している。このシール作業位置に位置しているサイドシール装置25のバーシーラ26,ニップローラ28,プレスローラ29は、待機位置に位置する。よって、図5(a)に示すように上フィルム10と下フィルム11の両側縁10a,11aは、ニップローラ28等と非接触の状態となる。また、上述したように、プレス上板18も上昇位置に位置しているため、被包装物4はスムーズにプレス下板17の上を前進移動し、その際、上フィルム10と下フィルム11の両側縁10a,11aは、上下一対のバーシーラ26,ニップローラ28,プレスローラ29間の空間内を進む。
また、このプレス装置16内を移動する被包装物4,上フィルム10,下フィルム11は、図5(b)に示すように、被包装物4の上下が上フィルム10と下フィルム11で包まれた状態で、その両側縁10a,11aはシールされておらず重なった状態であり、前端縁が接合されたシール部位36となる。さらに上述したようにこのシール部位36の所定位置(本実施形態では、両側縁近傍の二カ所(図7参照))が第一クランプ15で把持される。
そして、第一クランプ15により被包装物4がプレス下板17上の定位置まで引き出されると、第一クランプ15の前進移動が停止し、被包装物4が定位置に至る(図3(c)参照)。また、被包装物4が定位置に至ると、被包装物4の全体がプレス下板17上に乗った状態となり、トップシール装置33のトップシーラ34間には、被包装物4は位置せずに上フィルム10と下フィルム11が存在する。
このように上下から上フィルム10と下フィルム11で挟んだ被包装物4を定位置に置いた状態で、プレス装置16を駆動し、被包装物4を圧縮する。つまり、図4(a),図6(a)等に示すように、プレス上板18を下降移動し、被包装物4を上フィルム10,下フィルム11ごと圧縮する。また、図6(a)に示すように、上フィルム10の側縁10a,下フィルム11の側縁11aは、上側フィルム抑え部21,下側フィルム抑え部20により保持されるとともに、さらにその側縁先端が外側に突出する。
次いで、サイドシール装置25の上下一対のバーシーラ26をフィルムの側縁10a,11aに近接させるとともに、ニップローラ28,プレスローラ29で上側フィルム抑え部21,下側フィルム抑え部20の外側に突出しているフィルムの側縁10a,11aを挟み込む(図6等参照)。その状態で移動台30がフィルム進行方向前方に移動する(図7(a)等参照)。すると、上下一対のバーシーラ26,ニップローラ28,プレスローラ29は、側縁10a,11aを挟み込んだ状態のまま側縁10a,11aに沿って移動しながらシールする。これにより、図7(b)に示すように、上フィルム10の側縁10a,下フィルム11の側縁11aは熱シールされてサイドシール部37が形成される。このサイドシールする際も、プレス上板18は下降位置にいるため、被包装物4は圧縮状態のままシール処理がなされる。
さらに、プレス装置16の上流側には、トップシール装置33が配置される。トップシール装置33は、上下一対のトップシーラ34を備える。トップシーラ34は、昇降移動し、互いのシール面が接近離反する。さらに、トップシーラ34内にはカッターが内蔵され、シール部位をカットする。
すなわち、上述したように、サイドシール処理が完了したトップシール装置33が駆動し、一対のトップシーラ34が互いに接近移動して上フィルム10と下フィルム11を挟み込み、シール部位36を形成した後、当該シール部位36を二分するようにカットする(図4(b)等参照)。このトップシール処理をする際も、プレス上板18が下降位置に位置し、被包装物4は圧縮状態のままとなる。このように、シール処理する間、プレス上板18とプレス下板17の間で被包装物4を圧縮しているため、たとえ被包装物4が弾力性の強い材料であってもシールするまで圧縮状態が保持され、係る圧縮状態のままの包装体38が製造できる(図8(b)等参照)。
プレス装置16の下流側には、包装体搬出装置40を配置する。包装体搬出装置40は、プレス装置16で圧縮されるとともにサイドシール装置25にてサイドシールされて形成された包装体38を、当該プレス装置16から排出するものである。包装体搬出装置40は、図4(b)等に示すように、包装体38を把持してプレス装置16から引き出す第二クランプ装置35と、その第二クランプ装置35を所定の軌跡で移動させる第二クランプ移動装置39と、その第二クランプ装置35により引き出された包装体38を受け取り、搬送する搬出コンベア装置32を備える。後述するように第二クランプ移動装置39は、第二クランプ装置35を前後進移動並びに昇降移動する機能を備える。そして第二クランプ移動装置39により、第二クランプ装置35は、プレス装置16の内部に進入可能となっている。さらに本実施形態では、進入する距離が可変となり、調整可能となる。
被包装物4の全体を圧縮するためには、プレス下板17,プレス上板18の平面の外周囲は、被包装物4の平面の外周囲よりも外側に位置する必要がある。そして、異なる寸法形状の被包装物4に対応するようにすると、プレス下板17,プレス上板18は、処理対象の最大寸法に併せて大きいものに設定する。その結果、例えば寸法形状が小さい被包装物4の包装体38は、そのシール部位36がプレス装置16内に位置する。
そこで、本実施形態では、第二クランプ装置35は、プレス装置16の内部に進入し、プレス装置16でプレスされた状態の包装体38の進行方向前側のシール部位36を挟み込み可能な位置に移動する。このときシール部位36がプレス装置16内に位置する状態では、第二クランプ装置35がプレス装置16のプレス下板17とプレス上板18との間の空間内を進入し、当該位置に至る。そして、その状態でプレス上板18が上昇移動し、第二クランプ装置35がシール部位36を把持する。本実施形態では、図8(a)に示すように、第二クランプ装置35は、シール部位36の幅方向中央付近の一カ所を把持する。
次いで、第二クランプ装置35が、搬出コンベア装置32の搬送方向に沿って移動する。これにより、包装体38は、プレス装置16から引き出され、搬出コンベア装置32側に移行する(図4(c)等参照)。搬出コンベア装置32は、例えば第二クランプ装置35の移動に伴い回転駆動し、第二クランプ装置35による包装体38の引き出しを補助する。そして、第二クランプ装置35が開き、シール部位36の把持を解除すると、引き出された包装体38は、搬出コンベア装置32からの搬送力を受けてさらに前進移動する。
一方、引き出した包装体38の把持を解除した第二クランプ装置35は、下降移動して搬出コンベア装置32上の包装体38と干渉しない位置に至り、その状態で包装体38の下をくぐってプレス装置16に向けて移動する。そして、第二クランプ装置35は適宜の位置で上昇し、プレス装置16内に進入し、次の包装体38の搬出に備える。
以後、上記処理を繰り返すことで、製造された包装体38を順次プレス装置16から引き出すことができる。そして、本実施形態では、第二クランプ装置35が昇降移動可能となり、搬出コンベア装置32の搬送面の下方に移動することができるため、搬出コンベア装置32上に引き出した包装体38が存在した状態でもプレス装置16に向けて移動することができるため、高速処理に対応できる。係る機能を実施するための具体的な構成は、以下のようになっている。
図10等に示すように、搬出コンベア装置32は、幅方向の中央に搬送方向に沿って配置した一対のローラコンベア41と、その一対のローラコンベア41の外側に配置した一対の製品ベルトコンベア42を備える。ローラコンベア41は、搬送方向と直交する方向に回転軸が配置された多数のローラを備える。各ローラは、相互に独立してフリー状態となり、当該回転軸周りに回転する。そして、各ローラは、包装体38の下面を受ける搬送路を構成する。一対のローラコンベア41は、所定の距離を置いて左右に配置され、L字プレート43を介して支柱44に固定・支持される。また、一対のローラコンベア41の間には、所定の空間が形成される。そして、その空間の搬出側の所定エリアにカバー45が配置される。
一方、製品ベルトコンベア42は、所定位置に配置されたプーリ42aに掛け渡されたエンドレスベルト42bを備え、搬送方向と直交する横方向に移動可能となっている。すなわち、横方向に延びるように配置したガイドレール46にスライダ47を移動自在に取り付ける。そのスライダ47上に、支持機構48を介して製品ベルトコンベア42を支持する。さらに一対の製品ベルトコンベア42は、駆動モータ49の出力を受けて同期して回転/停止する。
これにより、図11中二点鎖線で示すように一対の製品ベルトコンベア42を、中央側に寄せて接近配置すると、当該一対の製品ベルトコンベア42間の距離が短くなる。よって、横幅の狭い被包装物4を収納した包装体38であっても、その両側縁側を一つの製品ベルトコンベア42でしっかりと支えるとともに搬送力を与え、さらに包装体38の中央部位もローラコンベア41で支持するため、搬出コンベア装置32は、包装体38を安定した姿勢で搬送する。
また、図11中二点実線で示すように一対の製品ベルトコンベア42を左右の両外側に配置すると、当該一対の製品ベルトコンベア42間の距離が長くなる。よって、幅広の被包装物4を収納した包装体38であっても、その両側縁側を一つの製品ベルトコンベア42でしっかりと支えるとともに搬送力を与え、さらに包装体38の中央部位もローラコンベア41で支持するため、搬出コンベア装置32は、包装体38を安定した姿勢で搬送する。このように被包装物4ひいては包装体38の横幅の広狭に対応していずれのサイズのものも適切に支持するとともに搬送力を与えることができる。
一方、第二クランプ装置35は、図12〜図16等に示すように、ベースプレート50上の適宜位置に各部材を取り付けて構成する。ベースプレート50は、包装体38の搬送方向が長手方向となっている。なお、この図12等は、第二クランプ装置35がプレス装置16内に入り込んだ状態を示している。
図に示すように、包装体38を挟み込む下クランプ爪部材51と上クランプ爪部材52は、ベースプレート50の長手方向の一端側に開閉自在に取り付けられる。下クランプ爪部材51は、幅広な一枚の部材から構成され、上クランプ爪部材52は、細幅の二つの部材から構成され、それぞれが下クランプ爪部材51の左右両側に配置される。また、下クランプ爪部材51の上面には、凹部51aを設け、その凹部51a内に弾性部材54を配置する。そして、弾性部材54の上面は、下クランプ爪部材51の上面よりも上方に突出する。同様に上クランプ爪部材52の下面には、凹部52aを設け、その凹部52a内に弾性部材55を設ける。そして、弾性部材55の下面は、下クランプ爪部材51の下面よりも下方に突出する。それら弾性部材54, 55は、適度な弾力性・弾性復元力を有し、例えばゴムを用いる。下クランプ爪部材51と上クランプ爪部材52が閉じると、それぞれに配置した弾性部材54,55が所定の圧力で接触する。よって、係る接触圧を利用し、より確実に包装体38のシール部位36を把持する。
下クランプ爪部材51は、その基端側がベースプレート50に固定されて水平状態を維持する。下クランプ爪部材51の基端側には、回転軸53が軸受け部59を介してベースプレート50に取り付けられる。回転軸53は、その軸方向がベースプレート50の短手方向と平行に配置される。軸受け部59は、回転軸53の軸方向中央部位を回転自在に支持する。回転軸53の両側に、二つの上クランプ爪部材52が、その基端側に設けた環状の連結部材65を介して連結される。それら二つの上クランプ爪部材52は、回転軸53と一体となり、回転軸53を回転中心として正逆回転する。そして、その回転角度範囲は、約180度とした。つまり、例えば図12に実線で示すように、上クランプ爪部材52が下クランプ爪部材51の上に重なって接触し、包装体38を挟み持つことができる挟持姿勢と、図12中二点鎖線で示すように、その挟持姿勢から時計方向に約180度回転して開いた待機姿勢の間を遷移する。この待機姿勢では、上クランプ爪部材52は、下クランプ爪部材51と包装体38の搬送方向で反対側に位置し、やや斜め上方を向く傾斜姿勢をとる。そして、上クランプ爪部材52は、大きく開くことで、その先端位置の高さを低く抑えることができる。図示の例では、上クランプ爪部材52の先端位置は、回転軸53に連結する連結部材65の上端位置とほぼ同じか若干高い位置にしている。これにより、上クランプ爪部材52を待機姿勢に位置させることで、第二クランプ装置35の全体の高さを低く抑えることができ、例えば、その待機姿勢のままプレス装置16内に進入させた場合、プレス上板18が下降位置に位置し、プレス上板18とプレス下板17の間の間隔が狭い隙間であっても進入することができる。
一方、ベースプレート50の上面中間部位には、シリンダ57が設置される。このシリンダ57のシリンダロッド57aは、上クランプ爪部材52側に位置するようにする。シリンダロッド57aの先端に取り付けた連結ブロック64には、連結プレート58の一端が固定され、その連結プレート58の他端の左右両側に、ラック部材56を取り付ける。ラック部材56は、連結プレート58の他端からベースプレート50の一端側に突出しており、そのラック部材56の下面には歯部56aが形成される。一方、回転軸53の両端の外周面には、ピニオン53aの歯部が形成され、それら歯部が噛み合う。これにより、シリンダ57のシリンダロッド57aの往復動作により、ラック部材56が前後進移動し、それに伴いピニオン53aひいては回転軸53が正逆回転し、上クランプ爪部材52が開閉する。
また、ベースプレート50の一端には、先方に延びるように配置したガイドプレート60を設ける。ガイドプレート60は、水平面内に位置する平坦な本体60aと、その本体60aの先端に連続して設けた下方傾斜状の傾斜面部60bを備える。この傾斜面部60bは、例えば平板状の本体60aの先端部分を折り曲げて形成すると、簡単に形成できるので良い。傾斜面部60bは、その先端が最も低い位置にある。そして、傾斜面部60bの先端の高さ位置は、ベースプレート50とほぼ等しいかやや高い位置にしている。これにより、例えば、第二クランプ装置35が、下降位置にあるプレス上板18とプレス下板17の間の空間内を進入移動すると、ガイドプレート60の傾斜面部60bの先端は、プレス下板17の上面に近接した位置を移動する。よって、例えば包装体38のシール部位36が、下方に垂れ下がっているような場合でも、傾斜面部60bがシール部位36の下側に入り込み、それを持ち上げ、下クランプ爪部材51の上にスムーズかつ正確に位置させることができる。
さらに、本体60aの中央部分は、上下貫通した開口部60cとなる。この開口部60c内に、下クランプ爪部材51を位置させる。そして、下クランプ爪部材51の上面と、ガイドプレート60の本体60aがほぼ同じ高さ位置に設定し、本体60aの内周縁から開口部60c内に突出する突片60dを下クランプ爪部材51の上面に接触させ、ネジ等の固定部材で固定する。これにより、ガイドプレート60は、ベースプレート50と下クランプ爪部材51にて支持され、水平状態を維持する。
また、ガイドプレート60の左右両側には、サイドガイドプレート61を設ける。サイドガイドプレート61は、片台形の帯板からなり、その帯板を垂直平面内に配置する。そして、サイドガイドプレート61の上端位置は、ガイドプレート60の上面等と同じ高さにする。また、サイドガイドプレート61の下端位置は、ガイドプレート60の傾斜面部60bの先端側の高さ位置やベースプレート50よりも下側に位置させる。さらに、ベースプレート50と反対側に位置するサイドガイドプレート61の先端側は、先端に行くほど低くなる下方傾斜状の傾斜辺61aとする。そしてその傾斜辺61aは、ガイドプレート60の傾斜面部60bの先端よりもさらに先に位置するようにする。
このサイドガイドプレート61の下端縁は、ベースプレート50等よりも下に位置するため、プレス下板17に、サイドガイドプレート61の移動を許容する溝部17a等の空間を設ける。本実施形態では、第二クランプ装置35が包装体38に近づいていく移動時、サイドガイドプレート61の傾斜辺61aは、ガイドプレート60の傾斜面部60bに先行して移動し、最初に包装体38のシール部位36に接触する。しかも、プレス装置16内においては、傾斜辺61aは、プレス下板17の上面よりも下方からに位置するので、例えばシール部位36がプレス下板17の上面に接しているような場合であっても確実にシール部位36を起こして上に持ち上げることができる。また、包装体38の全長が長く、シール部位36がプレス装置16の外に位置していて、下向きに垂れ下がっているような場合であっても、サイドガイドプレート61の傾斜辺61aがシール部位36の下側に入り込んで確実にシール部位36を持ち上げ、傾斜面部60bさらには下クランプ爪部材51の上面に導くことができる。
上記の構成の第二クランプ装置35を用いた包装体38のプレス装置16からの搬出工程は、以下のようになる。上クランプ爪部材52が開いた待機姿勢のままプレス装置16に進入して被包装物4に接近し、シール部位36が下クランプ爪部材51,弾性部材54の上に位置したならば、第二クランプ装置35の移動を停止する。その後、プレス上板18が上昇移動するとともに、シリンダ57が作動して上クランプ爪部材52が回転して挟持姿勢に遷移し、下クランプ爪部材51の弾性部材54と、上クランプ爪部材52の弾性部材55との間でしっかりと把持する。このとき、上クランプ爪部材52は、シリンダ57の動作により、待機姿勢から一気に約180度回転して挟持姿勢に遷移し、迅速にシール部位36を把持することができる。
すなわち、例えば、包装体38の厚さが薄く、プレス上板18が低い位置まで下降移動し、図12に示すように、プレス上板18とプレス下板17の間が狭く、第二クランプ装置35は、待機姿勢か挟持姿勢のいずれかの姿勢でしかプレス装置16内に進入できない場合、仮に挟持姿勢のままで進入すると、シール部位36の手前で一旦停止し、プレス上板18が上昇したら上クランプ爪部材52を所定距離だけ離して開き、その後に第二クランプ装置35は再度前進してシール部位36の下に下クランプ爪部材51を位置させた後、上クランプ爪部材52を閉じるという多数の工程が必要となる作業が入るが、本実施形態では、待機姿勢のままで下クランプ爪部材51を一気にシール部位36の下方に位置させるので良い。
さらに、ベースプレート50の両側面には、それぞれ前後に車輪62が回転自在に取り付ける。車輪62の下端位置は、ベースプレート50の下面よりも下方に位置する。この車輪62は、例えば、第二クランプ装置35がプレス装置16内に進入し、内部まで移動する際、車輪62がプレス下板17の上面を転がりながら進むことで、ベースプレート50がプレス下板17に非接触のままスムーズに移動することができる。さらにまた、ベースプレート50の他端側には、ケーブルベア(登録商標)66が装着される。
次に、ベースプレート50ひいては下クランプ爪部材51,上クランプ爪部材52を昇降させる機構について説明する。固定式の一対のローラコンベア41の間に、昇降式ローラコンベア70を配置する。この昇降式ローラコンベア70は、搬送方向と直交する方向に回転軸が配置された多数のローラを備える。各ローラは、相互に独立してフリー状態となり、当該回転軸周りに回転する。そして昇降式ローラコンベア70は、その前後においてシリンダ71により昇降移動する。
上昇位置にある昇降式ローラコンベア70は、第二クランプ装置35に接触或いは間接的に支持し、第二クランプ装置35をプレス装置16内に進入し、プレス装置16内の包装体38のシール部位36を把持可能な高さの稼働位置にセットする(図18等参照)。そして、稼働位置にある第二クランプ装置35は、前後進移動時に昇降式ローラコンベア70の上を滑りながら移動するため、その前後進移動が稼働位置を維持しながらスムーズに行える。
一方、昇降式ローラコンベア70が下降移動すると、それに伴い第二クランプ装置35も下降し、搬出コンベア装置32の搬送面よりも下側の待機位置に位置する(図19等参照)。待機位置にある第二クランプ装置35は、搬出コンベア装置32上の包装体38と非接触の状態となる。よって、第二クランプ装置35は、係る待機位置を維持しながらプレス装置16に向かって移動することで、搬出コンベア装置32上に包装体38が存在した状態でも、包装体38の下をくぐらせることで当該移動が行える。なお、第二クランプ装置35は、待機位置では昇降式ローラコンベア70により支持されていなくても良いが、稼働位置と同様に支持されるようにすると第二クランプ装置35の前後進移動が安定して行われるので良い。
図9等に示すように、搬出コンベア装置32の下方には、第二クランプ装置35を前後方向等に移動するめの第二クランプ移動装置39を配置する。この第二クランプ移動装置39は、製品ベルトコンベア42の下方にそれぞれ配置した駆動ベルト73と、駆動ベルト73を掛け渡す駆動プーリ74並びに従動プーリ75と、駆動プーリ74の駆動源となる駆動モータ76を備える。図12〜図14等に示すように、駆動ベルト73の上面所定位置には、L字プレート80を連結する。L字プレート80の起立片80aには、その上端縁から下方に延びる切欠部80bを前後に2本形成する。
さらに第二クランプ移動装置39は、その全体、すなわち、駆動ベルト73並びにそれを掛け渡す駆動プーリ74,従動プーリ75に加え駆動モータ76も一体となって前後進移動可能に設置される。すなわち、例えば図9中実線ですように第二クランプ移動装置39の上流側の先端が、プレス装置16の外側に位置する状態と、図9中二点鎖線で示すように第二クランプ移動装置39の先端がプレス装置16の内側にまで進入した状態がとれる。また、進入する距離も可変調整可能に構成される。本実施形態では、包装体38の寸法形状に合わせて第二クランプ移動装置39の先端位置を調整する。すなわち、例えば包装体38の寸法形状、より具体的に前後方向の全長が短く、シール部位36がプレス装置16の内部に位置する場合、第二クランプ移動装置39の先端位置をプレス装置16の内部に位置させる。一方、例えば包装体38の寸法形状、より具体的に前後方向の全長が長く、シール部位36がプレス装置16の外に位置する場合、第二クランプ移動装置39の先端位置をプレス装置16の外側に位置させる。これにより、駆動ベルト73の回転移動に伴う第二クランプ装置35の移動範囲を適切に設定することができる。
一方、図12〜図14等に示すように、第二クランプ装置35のベースプレート50の左右両サイドには、下方に延びる連結部材81を取り付ける。連結部材81は、平板状の本体81aと、その本体81aの下端近傍に配置した2個のガイドローラ81bを備える。ガイドローラ81bが、L字プレート80の起立片80aに設けた切欠部80b内に入り込み、当該切欠部80b内を昇降移動可能となる。さらに、ガイドローラ81bは、ストッパ部材82により切欠部80bからの離脱が抑止される。
これにより、第二クランプ装置35は、左右両側で連結部材81,L字プレート80を介して一対の駆動ベルト73に連係される。そして、第二クランプ装置35は、駆動ベルト73の前後進移動に伴い、一体となって前後進移動する。さらに、昇降式ローラコンベア70の昇降に追従して昇降移動する第二クランプ装置35は、ガイドローラ81bが切欠部80b内を移動することで、当該昇降移動がガイドされ、安定した姿勢で所望の高さ位置に遷移する。そして、第二クランプ装置35は、いずれの高さ位置でも駆動ベルト73の駆動を受けて前後進移動する。
なお、上述した実施形態では、駆動モータ76を含めて第二クランプ移動装置39の全体を移動して先端位置を可変としたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば駆動モータ76,駆動プーリ74の位置は固定するとともに従動プーリ75の位置を移動して先端位置を可変調整可能としても良い。また、本発明はこのように先端位置を可変可能とするものを必須とするものではなく、先端位置を固定設置したものでも良い。この場合であっても、駆動ベルト73の正逆回転する範囲を調整することで、包装体38の寸法形状に合わせて対応できる。
また、上述した実施形態では、第二クランプ装置35は、上クランプ爪部材52を大きく開いた待機姿勢を採りうる構成としたが、本発明はこれに限ることはなく、上クランプ爪部材52の開く角度は任意であり、鋭角でも良い。また、上述した実施形態では、上クランプ爪部材52と下クランプ爪部材51の開閉動作は、基端側を回転中心として正逆回転するものとしたが、垂直方向に昇降するなど各種の構成を採りうる。
また、上述した実施形態では、第二クランプ装置35は、プレス上板18が下降して被包装物4を圧縮した状態のプレス上板18とプレス下板17の間に進入するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、プレス上板18が上昇した後で第二クランプ装置35を進入させても良い。
上述した実施形態では、トップシール装置33を設け、フィルム進行方向の前後の両側をシールしたが、本発明はこれに限ることはなく、一方或いは双方のトップシールを行わず、包装体の一方或いは双方が開封した状態としてもよい。また、サイドシール装置25を片側のみに設けて、一辺を開封した三方シール包装体とすることもできる。
さらに上述した実施形態では、トップシール装置33は固定設置されたが、例えば、サイドシール装置25と同様にプレス装置が幅方向に移動し、それに追従して移動しながらシールする移動式シーラとしてもよい。また、上述した実施形態では、トップシーラ34の全長はフィルム幅よりも長くし、トップシーラ34は一度にフィルムを挟み込んでフィルムの横方向をシールしたが、本発明はこれに限ることはなく、幅方向に移動しながらシールするようにしてもよい。
上述した実施形態では、把持手段である第二クランプ装置35を昇降させ、搬送路の下側の空間を移動できるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば搬送路上を前後進移動するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、把持手段である第二クランプ装置35を前後進移動させる移動手段として、駆動ベルト73等を用いたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、把持手段を移動させる移動手段として、シリンダを伸縮させて前後移動させる方式や、プレス装置の側方を移動する各種の移動手段から支持部材を伸ばして把持手段に連結し、移動手段を移動させることで前後移動させる方式など、各種の方式を用いるようにしてもよい。
上述した各実施形態並びに各種の変形例では、2枚のフィルムで被包装物を挟み込み、4辺をシールする四方シール包装体を製造する包装機について説明したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、1枚のフィルムを折り曲げて被包装物を挟み込んで所定部位をシールする三方シール包装体を製造する包装機としてもよい。また、各種の包装処理をするに際し、シール部に部分的に未シール部を設けた包装体を製造する包装装置・包装方法としてもよい。また、未シール部は、一辺に設けてもよいし、二辺以上に設けてもよい。サイドシール装置は、往復両方向でシールできるようにすることも可能である。例えば、ニップローラをプレスローラに変更して、バーシーラの両側にプレスローラが配置された構造にすれば、往方向及び復方向のいずれの方向に移動する場合であっても、バーシーラで加熱された上下フィルムをプレスローラで加圧し接着することができる。