JP2006321513A - ピロー包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】被包装物の高さに関係なく所望の位置をエンドシールでき、フィルムのずれに伴い被包装物の噛み込みを抑制できるピロー包装機を提供。
【解決手段】連続供給される帯状フィルムを筒状に形成する製袋器２０と、筒状フィルム２１のセンターシール装置２４と、センターシール装置の下流側に幅方向にシールとカットをするエンドシール装置３０を備える。エンドシール装置は、上下に配置されるトップシーラ３５ａ，３５ｂと、トップシーラを所定の軌跡で移動させる駆動機構とを備える。駆動機構は、トップシーラの前後進移動と上下移動を、それぞれ別の駆動モータで動作する。トップシーラを前後進移動させる機構は、少なくともシール面が筒状フィルムに接触してから、上下一対のトップシーラのシーラ面同士が完全に筒状フィルムを挟み込むまでの期間の前進移動速度が、筒状フィルムの移動速度よりも遅くなるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピロー包装機に関するものである。

ピロー包装機は、以下のような構成を備えている。まず、原反ロールに巻き取られた帯状フィルムを連続して製袋器に供給し、その製袋器を通過させる際に筒状に製袋された筒状フィルムを形成する。また、この製袋器の上流側には被包装物搬送供給装置を配置し、その被包装物搬送供給装置から所定間隔毎に搬送される被包装物が、製袋器内に供給される。これにより、被包装物が製袋器内を通過すると、筒状フィルム内に所定間隔毎に収納されることになり、その被包装物は筒状フィルムとともに搬送される。そして、その搬送方向に沿って、センターシール装置並びにエンドシール装置が配置されている。センターシール装置は、筒状フィルムのフィルム重合端をシールするものである。エンドシール装置は、筒状フィルムを進行方向横方向（前後の被包装物が存在していない部分）にシールするとともに、カットすることで、先端の被包装物が収納された筒状フィルムの部分を後続の筒状フィルムから分離し、包装体を製造するようになる。

包装体のエンドシール部分は、「耳部」とも称され、この耳部を折り曲げたいという要求がある。これは、通常の包装処理をした状態では、耳部は水平方向に突出した状態となっているため、耳部を折り曲げることで、包装体の外形状が被包装物の外形状にほぼ等しくすることができ、これにより、例えば係る包装体（耳折済み）を箱詰め作業する際に容易に行なえるばかりでなく、容積の小さい箱を用いて収納することができるなどのメリットを有するためである。

係る耳部を折り曲げるためには、エンドシール装置の後段に独立して、或いはエンドシール装置と一体に、エンドシールされるとともに筒状フィルムから切り離されてフリー状態となった耳部に対し、折り曲げ処理を行なう耳折り装置を設けている。係る耳折り装置を実装した包装機としては、従来特許文献１，２に開示されたものなどがある。

また、縦型ピロー包装機ではあるが、特許文献３に示すようにエンドシール装置に実装されるシーラのシーラ面を山型と谷型にすることで、エンドシールすると共に耳部を斜めに形成するものもある（特許文献３）。
特開平５−２９４３０４号公報 特開平２００４−３３８７４１号公報 特開平８−８５５０５号公報

しかしながら、上述した特許文献１，２に開示したような構成では、以下に示す問題を有する。すなわち、一体に取り付けるか、別装置として構成するかはさておき、いずれにしてもエンドシール処理をするシーラとは別に耳折り装置を設けることから、装置が大型化するという問題を有する。

一方、特許文献３に開示された装置を横型のピロー包装機に適用することは、以下に示す理由から困難である。すなわち、特許文献３に開示された発明のように、縦型の包装機の場合、エンドシールをして下端が閉塞している筒状フィルム内にバラ物を落下させたり、練り物を充填するので、筒状フィルムに対する製品の位置規制については厳密な調整は必要ではないという特徴を有している。これに対し、横型の包装機では、被包装物となる前後の製品の間に正確にシーラをかみ合わせる必要があるため、筒状フィルムに対する被包装物の位置調整を正確に行う必要があります。

そのため、本願発明が対象とする横型の包装機のエンドシール装置のシーラに、特許文献３のような包装体を製造するにあたっては、筒状フィルムに対してＶ字状（山型，谷型）のシーラが深く食い込むため、筒状フィルムに対してそれぞれシーラ側に引き込む力が加わり、筒状フィルムの進行方向の動きに影響が生じ、結果として被包装物の位置のズレを生じ、シーラが製品を噛みこんでしまう等の問題があった。そして、食い込みの量は、被包装物の高さが大きくなるほど、その量も大きくなる。

また、係る問題は、Ｖ字状のシーラを用いた場合のみならず、通常のシーラ（シール面が平坦）を用いた場合であっても、例えば、被包装物の高さが大きいと同様の問題を生じる。

本発明は、被包装物の高さに関係なく、所望の位置を確実にエンドシール処理を行なうことができ、フィルムのずれに伴い被包装物を噛み込むことを抑制し、また、エンドシール装置によりシールされる耳部を折り曲げる必要がある場合には、コンパクトな構成で耳折りを行なうことができるとともに、フィルムのずれに伴い被包装物を噛み込むことを可及的に抑制できるピロー包装機を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係るピロー包装機は、連続して供給される帯状フィルムを筒状に形成する手段と、その筒状に形成された筒状フィルムの重合端にシールを施すセンターシール装置と、そのセンターシール装置の下流側に配置され、前記筒状フィルムの幅方向にシールするとともにカットするエンドシール装置を備えたピロー包装機を前提とする。そして、前記エンドシール装置は、前記筒状フィルムを挟んで上下に配置されるトップシーラと、そのトップシーラのシール面を対向させた状態を保持しながらそのトップシーラを所定の軌跡で移動させる駆動機構とを備え、前記トップシーラは、前記筒状フィルムの所定位置を挟み込んで熱シールするとともにカットする機能を有し、前記駆動機構は、前記トップシーラを前後進移動させるための機構と、前記トップシーラを上下移動させるための機構を、それぞれ別々の駆動モータからの動力に基づいて動作するように構成した。

好ましくは、前記トップシーラを前後進移動させるための機構は、少なくとも前記トップシーラのシール面が筒状フィルムに接触してから、その上下一対のトップシーラのシーラ面同士が完全に筒状フィルムを挟み込むまでの期間における前記トップシーラの前進移動速度が、前記筒状フィルムの移動速度よりも遅くなるように制御する機能を備えることである。そして、上記の各発明を前提として、前記一対のトップシーラのシール面が、Ｖ字形状に構成すると良い。

また、前記エンドシール装置は、前記トップシーラを備えたシールカット装置の上流側に、そのトップシーラにてシールするフィルム部位に対し、予め予備シールを行なう予備シール装置を設けることができる。この場合に、前記予備シール装置は、前記筒状フィルムを挟んで上下に配置される予備シーラと、その予備シーラのシール面を対向させた状態を保持しながらその予備シーラを所定の軌跡で移動させる予備シーラ用駆動機構とを備え、前記予備シーラ用駆動機構は、前記予備シーラを前後進移動させるための機構と、前記予備シーラを上下移動させるための機構を、それぞれ別々の駆動モータからの動力に基づいて動作するように構成すると良い。さらに、前記予備シーラを前後進移動させるための機構は、少なくとも前記予備シーラのシール面が筒状フィルムに接触してから、その上下一対の予備シーラのシーラ面同士が完全に筒状フィルムを挟み込むまでの期間における前記予備シーラの前進移動速度が、前記筒状フィルムの移動速度よりも遅くなるように制御する機能を備えるとより好ましい。

トップシーラや、予備シーラを前後移動させる機構と、上下移動させる機構をそれぞれ独立した別の駆動モータの出力に基づいて制御するようにしたため、トップシーラの移動軌跡や、予備シーラの移動軌跡を任意に設定できる。つまり、トップシーラや予備シーラは、今まで１つの駆動モータの出力に基づいてその移動が制御されていたため、移動軌跡は例えば板カムに設けたカム溝などにより一義的に決まってしまい、上下移動と前後移動の相関がある程度限られた範囲内で決定されてしまっていた。これに対し、本発明では、それぞれの移動方向の制御が、独立した駆動モータに基づいて行なわれるため、上下移動と前後移動を個別に制御でき、互いの相関も任意のものに設定できる。よって、制御の自由度が増し、対応可能な被包装物の形態や寸法形状も拡大する。

そして、少なくともシーラのシール面が筒状フィルムに接触してから、その上下一対のシーラのシーラ面同士が完全に筒状フィルムを挟み込むまでの期間におけるシーラの前進移動速度が、筒状フィルムの移動速度よりも遅くなるように制御することで、筒状フィルム（被包装物）の前進移動に伴い、シーラを相対的に後退移動させることができ、シーラと被包装物の間隔を徐々に短くすることができる。これにより、筒状フィルムに対して無理な引っ張り力を与えることが無く、筒状フィルム（被包装物）の位置決めを精度良く行なうことができ、被包装物の噛み込みを生じるおそれが可及的に抑制される。

本発明は、被包装物の高さに関係なく、所望の位置を確実にエンドシール処理を行なうことができ、フィルムのずれに伴い被包装物を噛み込むことを抑制できる。また、エンドシール装置によりシールされる耳部を折り曲げる必要がある場合には、コンパクトな構成で耳折りを行なうことができるとともに、フィルムのずれに伴い被包装物を噛み込むことを可及的に抑制できる。

図１から図６は、本発明の好適な一実施の形態を示している。本実施の形態のピロー包装機１０は、包装機本体１１と、その包装機本体１１に対して帯状の包装フィルムを連続して供給するフィルム供給装置１２と、包装機本体１１の上流側に配置され、その包装機本体１１に対して被包装物１３を所定間隔毎に供給する被包装物搬送供給装置１４とを備えている。

フィルム供給装置１２は、帯状フィルム１５をロール状に巻き取った原反ロール１６に対し、図示省略する駆動モータ（サーボモータ等の速度制御可能なモータ）の出力を連係し、原反ロール１６の回転速度を適宜制御しながら一定速度で包装機本体１１に供給する。また、図示省略しているが、原反ロール１６から包装機本体１１に至る所定位置に各種のローラを配置し、原反ロール１６から送り出された帯状フィルム１５は、そのローラに掛け渡されることで、所定の経路を通って包装機本体１１に導かれる。もちろん、本発明では、必ずしも原反ロール１６に駆動モータを連係する必要はなく、包装フィルムの搬送経路上にフィードローラを設け、引き出すようにしても良い。

被包装物搬送供給装置１４は、前後に配置されたスプロケット１７（図では、進行方向前方のみ記載）と、その複数のスプロケット１７に掛け渡されたエンドレスチェーン１８と、そのエンドレスチェーン１８に所定ピッチ毎に取り付けられた複数の押送フィンガー１９とにより構成される。これにより、被包装物１３の後面に押送フィンガー１９が突き当たると、押送フィンガー１９の移動に伴い、被包装物１３も前進移動する。

包装機本体１１は、供給される帯状フィルム１５を筒状フィルム２１に整袋する製袋器２０と、その製袋器２０の下流側に配置され、筒状フィルム２１を搬送するベルトコンベア２３と、ベルトコンベア２３の上方に配置されたセンターシール装置２４および上側抑えベルト２５と、ベルトコンベア２３の下流側に配置されたエンドシール装置３０と、エンドシール装置３０の下流側に配置された搬出コンベア２６を備えている。

製袋器２０は、フィルム供給装置１２から連続して供給される帯状フィルム１５を通過させることで、帯状フィルム１５の両側端縁部１５ａ同士を接触（重合）させるとともに、筒状となった筒状フィルム２１に整袋するものである。また、被包装物搬送供給装置１４から包装機本体１１に対して順次供給される被包装物１３は、製袋器２０内に挿入される。これにより、製袋器２０に供給された被包装物１３は、筒状フィルム２１内に所定間隔ごとに配置されることになる。また、このように筒状フィルム２１内に被包装物１３が内包されることから、ベルトコンベア２３は、その被包装物１３を内包した筒状フィルム２１を搬送することになる。

センターシール装置２４は、重合された帯状フィルム１５の両側端縁部１５ａをシールする。このセンターシール装置２４は、帯状フィルム１５の両側端縁部１５ａを両側から挟み込みながら加熱することで熱シールする。図示の例では、その両側端縁部１５ａに対して余熱を与えるバー状のものと、左右一対の加熱ローラにて所定の圧力を加えつつ熱シールするものを備えている。

上側抑えベルト２５は、エンドシール装置３０の上流側の直近に配置されており、筒状フィルム２１内の被包装物１３が上方に持ち上がるのを抑制し、水平状態を保持しながら搬送できるようにしている。

エンドシール装置３０は、筒状フィルム２１に対し、進行方向と直交する方向、つまり、横断する方向にシールすると共にカットするものである。そのシール・カットするフィルム部位は、前後の被包装物１３の間の所定位置である。これにより、エンドシール装置３０を通過することで、筒状フィルム２１の先頭部分は、後続から分離され、包装体２７が製造される。

本実施の形態における被包装物１３は、図７（ａ）に示すように、ＰＴＰ包装体（錠剤を収納するために用いられる）１３ａを、図７（ｂ）に示すように、複数個（図の例では４個）を積層した状態のものを用いている。もちろん、積層する個数は任意であるし、単品でも良い。図７（ｂ），図８に示すように、本実施の形態の包装機により製造される包装体２７は、エンドシール装置３０にしてエンドシールされた耳部２７ａが上方に立ち上がった姿勢をとる。つまり、後述するように、エンドシール装置３０にて耳部２７ａを折り曲げる耳折り機能も備えている。また、本実施の形態では、密封性や、遮光性等を向上させることから、帯状フィルム１５は、アルミ性の包装フィルムを用いている。もちろん、本発明は、フィルムの材質も、これに限られるものではない。

以下、本発明の要部となるエンドシール装置３０について説明する。本実施の形態では、エンドシール装置３０は、予備シール装置３１と、シールカット装置３２の２連構造をとっている。予備シール装置３１は、シールカットするフィルム部位に対し、熱シールのみ行なう（カットはしない）ものである。そして、後段のシールカット装置３２にして、再度熱シールすると共に、カットし、包装体を製造する。このように、熱シールを予備シール装置３１とシールカット装置３２の２回行なうのは、確実にシールさせるためである。つまり、本実施の形態で包材として使用したアルミ製の包装フィルムは、完全にシールされると密封性能は高くなるが、シールしにくいという特質を持つ。そこで、熱シール処理を２回行なうことで確実にシールするようにしている。従って、本発明では、必ずしも予備シール装置３１は必要ではなく、包材によってはシールカット装置３２のみの一段構成を採っても良い。

予備シール装置３１は、筒状フィルム２１を挟んで上下に対向配置される予備シーラ３３ａ，３３ｂを備え、その予備シーラ３３ａ，３３ｂのシール面３３ａ′，３３ｂ′を対向させた状態を保持しながらそれぞれを所定の軌跡で公転移動させるようになっている。また、シール面３３ａ′，３３ｂ′は、水平平面となっており（進行方向前後の角部は、所定量だけ面取りされている）、この予備シール装置３１を通過することで、筒状フィルム２１の所定位置は、所定幅のシール部位２１ｂ（図１等参照）が形成される。

具体的には、図１，図２，図４，図５に示すように、筒状フィルム２１の搬送経路の周囲を囲むとともに、筒状フィルム２１の搬送方向に沿って前後進移動可能に機枠３５を配置する。すなわち、機枠３５の下方には、筒状フィルム２１の進行方向に沿って、２本の第１ガイドレール３４が設置されている。この第１ガイドレール３４に付合するスライダ３８が、機枠３５の外周側の底面３５ｃの所定位置に接続されている。これにより、スライダ３８が第１ガイドレール３４に沿って前後進移動することに伴い、機枠３５も安定して前後進移動する。

また、この機枠３５の両側壁３５ａには、それぞれ窓孔が開口されており、その窓孔野内周面（上下方向に延びる面）に、ガイドレール３５ｂを設けている。そして、その両側壁３５ａに設けたガイドレール３５ｂにスライダ３７を介して、上下に２本の支持ロッド３６ａ，３６ｂを配置している。この２本の支持ロッド３６ａ，３６ｂの対向面には、それぞれ予備シーラ３３ａ，３３ｂが接続される。これにより、支持ロッド３６ａ，３６ｂは、ガイドレール３５ｂに沿って安定して上下移動が可能となり、その支持ロッド３６ａ，３６ｂの上下移動に伴い予備シーラ３３ａ，３３ｂも上下移動する。

支持ロッド３６ａ，３６ｂの一端には、それぞれ連結ロッド３９ａ，３９ｂの一端が回転可能に連結され、その連結ロッド３９ａ，３９ｂの他端は、回転板４０の所定位置に回転可能に連結される。この回転板４０に連結される各連結ロッド３９ａ，３９ｂの位置は、１８０度反対の位置、つまり、連結ロッド３９ａ，３９ｂの他端同士を結ぶ直線は、回転板４０の直径と重なる。これにより、連結ロッド３９ａ，３９ｂと回転板４０によりリンクが構成され、回転板４０の回転に同期して両予備シーラ３３ａ，３３ｂは、互いに接近／離反を行なう。具体的には、回転板４０が１８０度回転することで、図２に示すように、予備シーラ３３ａ，３３ｂが互いに最も離反した位置から、図５に示すように、予備シーラ３３ａ，３３ｂが互いに最も接近し、筒状フィルム２１を上下から挟み込んで熱シール（予備シール）する位置に移動する。その状態からさらに回転板４０が１８０度回転すると、図２に示す基準位置に戻る。つまり、回転板４０が１回転する都度、予備シーラ３３ａ，３３ｂが上下移動を１往復するように設定される。

この予備シーラ３３ａ，３３ｂの上下移動と、機枠３５の前後進移動を適宜のタイミングで行なうことで、予備シーラ３３ａ，３３ｂは、図１，図２に示す位置から前進移動しながら徐々に互いに接近し、所定の位置で予備シーラ３３ａ，３３ｂのシーラ面３３ａ′，３３ｂ′が筒状フィルム２１の表面に接触する。その状態で予備シーラ３３ａ，３３ｂがさらに接近すると、図４，図５に示すように筒状フィルム２１を上下から押しつぶし、所定の圧力で加圧しながら、加熱する。そして、後述するように、その状態を維持しながら筒状フィルム２１の前進移動に同期して機枠３５も前進移動することで、予備シーラ３３ａ，３３ｂが筒状フィルム２１を加圧しながら加熱した状態を一定時間維持する。

そして、本発明では、予備シーラ３３ａ，３３ｂの前後進移動（水平移動）と、上下移動（垂直移動）の駆動源として、それぞれ独立した別の駆動モータを用いている。具体的には、前後進移動は、サーボモータ等の回転速度の制御可能な第１駆動モータ４１の駆動力を利用する。つまり、第１駆動モータ４１の出力軸４２（或いはその出力軸に連係された回転軸）の先端にリードスクリュー４２ａを形成し、そのリードスクリュー４２ａを、機枠３５の底面３５ｃの略中央部位に取り付けた連結板４３に設けた雌ネジ部４３ａに挿入する。これにより、第１駆動モータ４１を正逆回転することで、連結板４３ひいては機枠３５に取り付けられた予備シーラ３３ａ，３３ｂを前後進移動させることが出来る。そして、そのときの移動速度は、第１駆動モータ４１の回転速度に応じて変更できる。つまり、筒状フィルム２１の搬送速度と同一速度で予備シーラ３３ａ，３３ｂを前進移動させることも出来るし、搬送速度よりも速い速度、或いは遅い速度で前進移動させることも出来る。

また、上下移動は、サーボモータ等の回転速度の制御可能な第２駆動モータ４５の駆動力を利用する。つまり、第２駆動モータ４５の出力軸４６（或いはその出力軸に連係された回転軸）の先端に歯車４７を取り付け、その歯車４７を回転板４０の側面等に設けたギヤに連係させる。これにより、第２駆動モータ４５を回転させると、回転板４０が回転し、予備シーラ３３ａ，３３ｂが上下移動する。また、上下移動する際の速度は、回転板４０の回転速度、つまり、第２駆動モータ４５の回転速度を調整することで制御でき、第２駆動モータ４５を一時停止することで、回転板４０の回転を停止させ、予備シーラ３３ａ，３３ｂを任意の位置で停止した状態を保持できる。つまり、図１，図２に示すように予備シーラ３３ａ，３３ｂ同士が最も離反した状態で保持させることも出来るし、図４，図５に示すように予備シーラ３３ａ，３３ｂ同士が最も接近して筒状フィルム２１を上下から挟持した状態で保持させることも出来る。

第１，第２駆動モータ４１，４５は、所定の制御装置からの指令に基づき、回転動作（速度（速度＝０：一時停止を含む）、回転方向）が制御される。それら第１，第２駆動モータ４１，４５は、それぞれ別々の独立したモータであるため、各モータの回転動作の制御を独立して行なうことが出来る。従って、予備シーラ３３ａ，３３ｂの移動軌跡も、従来のボックスモーションのように一意に決まった軌跡ではなく、任意の軌跡にすることができる。もちろん、個々の駆動モータの回転をそれぞれ独立して制御することが出来るため、一方の駆動モータの回転動作、つまり、その回転動作に伴う予備シーラ３３ａ，３３ｂの動作に同期させて、他方の駆動モータの回転動作を制御させることも出来、その同期の取り方を任意に設定できる。よって、例えば、予備シーラ３３ａ，３３ｂの前後進移動の速度（特に、前進移動時の速度）変化も、予備シーラ３３ａ，３３ｂの前後方向の位置に併せて任意の速度に設定できる。

さらに本実施の形態では、機枠３５の側壁３５ａの外面に対向する位置に第２ガイドレール４８を配置し、その第２ガイドレール４８に符合するスライダ４９を機枠３５の側壁機３５ａに設けている。これにより、横揺れも防止され、安定して機枠３５ひいては予備シーラ３３ａ，３３ｂを前後進移動させることができる。

本実施の形態では、図示省略する制御装置が、予備シーラ３３ａ，３３ｂが、筒状フィルム２１の移動に伴い図９に示すような動作をするように第１，第２駆動モータ４１，４５を制御する。すなわち、例えば、図１に示すように、機枠３５（予備シーラ３３ａ，３３ｂ）が、最も上流側の原点位置に位置している状態で、その予備シーラ３３ａ，３３ｂ間に、筒状フィルム２１の所定のフィルム部位（前後の被包装物１３が存在していないフィルム部位）が位置すると、制御装置は、第１駆動モータ４１，第２駆動モータ４５が所定速度で正回転するような指令を出す。なお、この制御装置からの指令は、直接各駆動モータに与えられても良いし、別の装置を介して間接的に与えられても良い（以下、同じ）。なお、予備シール装置３１は、この原点位置の状態で一時停止して待機していて、筒状フィルム２１と予備シーラ３３ａ，３３ｂの相対位置関係が図１に示す所望の関係になったときに第１，第２駆動モータ４１，４５が回転開始するようにしても良いし、後述するように予備シール処理後に機枠３５を後退移動させ原点位置に復帰させるが、この復帰させるタイミングと、筒状フィルム２１と予備シーラ３３ａ，３３ｂの相対位置関係が所望の関係になるタイミングを合わせることで、原点位置に復帰後直ぐに次の予備シールのための動作を開始する（原点位置の状態で待機しない）ようにしてもよい。なお、この原点位置から各駆動モータ４１，４５の今回の予備シールのための動作を開始した状態が、図９（ａ）に示す状態とする。

この状態から、第２駆動モータ４５が正回転すると、予備シーラ３３ａ，３３ｂは、互いに接近移動する。このとき、第１駆動モータ４１も所定速度で回転しているため、筒状フィルム２１の移動に合わせて予備シーラ３３ａ，３３ｂも前進移動する。これにより、図９（ｂ）に示すように、予備シーラ３３ａ，３３ｂのシール面３３ａ′，３３ｂ′が筒状フィルム２１に接触した際における後続の被包装物１３の先端と予備シーラ３３ａ，３３ｂの後端との間隔をＡとする。

この状態から、第２駆動モータ４５は、そのまま所定速度で回転させ、予備シーラ３３ａ，３３ｂをさらに接近させる。なお、この予備シーラ３３ａ，３３ｂを接近させる際の速度は、一定でも良いし、適宜増減速させても良い。

一方、図９（ｂ）に示すように予備シーラ３３ａ，３３ｂのシール面３３ａ′，３３ｂ′が筒状フィルム２１に接触したならば、第１駆動モータ４１の回転速度を制御し、予備シーラ３３ａ，３３ｂの前進移動する速度を筒状フィルム２１の移動速度よりも遅くする。係る制御（筒状フィルム２１に対する予備シーラ３３ａ，３３ｂの相対速度を遅くする）は、予備シーラ３３ａ，３３ｂが筒状フィルム２１を完全に上下から挟み込むまで行なう。これにより、予備シーラ３３ａ，３３ｂが接近するにつれて、予備シーラ３３ａ，３３ｂは筒状フィルム２１の前進移動に対して相対的に後退移動することになり、後続の被包装物１３側に徐々に接近するように動作する。

つまり、図９（ｃ）に示すように予備シーラ３３ａ，３３ｂが一定量だけ筒状フィルム２１の上下から抑えつけている状態における後続の被包装物１３の先端と予備シーラ３３ａ，３３ｂの後端との間隔をＢとし、図９（ｄ）に示すように予備シーラ３３ａ，３３ｂが完全に筒状フィルム２１の上下から挟み込んだ状態における後続の被包装物１３の先端と予備シーラ３３ａ，３３ｂの後端との間隔をＣとすると、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係になる。

このようにすることで、予備シーラ３３ａ，３３ｂが接触しているフィルム部位は、あまり変動（変位）することがない（変動量を少なく抑制できる）。換言すると、後続の被包装物１３の先端側の上端から予備シーラ３３ａ，３３ｂに接触している位置までのフィルム部位の幅は、ほぼ一定にすることが可能となる。その結果、本実施の形態のように包装フィルムとしてアルミ製のように延びにくい材質のものを用いた場合でも、予備シール処理時に、予備シーラ３３ａ，３３ｂが筒状フィルム２１を挟み込んでも必要以上に大きな引っ張り力が筒状フィルム２１に加わらない。よって、筒状フィルム２１がセンターシール装置２４から滑って、位置ずれを生じたり、逆にフィルムが破損したりすることがない。さらに、このように筒状フィルム２１に、過大な引っ張り力が加わらないため、被包装物１３に対しても付勢力があまり加わらず、被包装物１３が本実施の形態のように複数の物品を積層したようなものでも、その複数の物品が横ずれしたりすることがない。同様に、被包装物１３が脆弱なものであっても、損傷・破損することなくその形状を保持することが出来る。さらにまた、シールされたフィルム部位は、通常のピロー包装を行なうものに比べて被包装物１３に近くなるため、フィルムの使用量も削減できる。

そして、図９（ｃ）に示すように、予備シーラ３３ａ，３３ｂが筒状フィルム２１を完全に挟み込んだ後は、第２駆動モータ４５の回転を停止し、予備シーラ３３ａ，３３ｂが筒状フィルム２１を挟持した状態を維持させ、一定期間その状態を保持する。そして、この予備シーラ３３ａ，３３ｂが筒状フィルム２１を挟持している一定期間は、筒状フィルム２１の移動速度と同一速度で予備シーラ３３ａ，３３ｂが前進移動するように第１駆動モータ４１の回転を制御する。

これにより、予備シーラ３３ａ，３３ｂは、筒状フィルム２１に対してストレスを与えることなく、一定時間加圧しながら加熱することができ、確実に筒状フィルム２１に対して予備シールをすることが出来る。

その後、第２駆動モータ４５の回転を再開することで、図９（ｄ）に示すように、予備シーラ３３ａ，３３ｂが離反する。そして、完全に離反した（少なくとも予備シーラ３３ａ，３３ｂのシーラ面３３ａ′，３３ｂ′が、筒状フィルム２１の上下面よりも外側に移動した）ならば、第１駆動モータ４１を逆回転駆動させ、機枠３５（予備シーラ３３ａ，３３ｂ）を後退移動させ、原点位置に復帰させる。この後退移動するときの速度は任意であり、定速度でも良いし適宜増減速させても良い。

シールカット装置３２は、筒状フィルム２１を挟んで上下に対向配置されるトップシーラ５３ａ，５３ｂを備え、そのトップシーラ５３ａ，５３ｂのシール面５３ａ′，５３ｂ′を対向させた状態を保持しながらそれぞれを所定の軌跡で公転移動させるようになっている。このトップシーラ５３ａ，５３ｂを所定の軌跡で公転移動させるための機構は、基本的に上述した予備シール装置３１における機構と同様であり、基本的な相違点は、トップシーラ５３ａ，５３ｂの形状である。

すなわち、図１，図４に示すように、上方のトップシーラ５３ａのシール面５３ａ′は、Ｖ字状（装着状態では上下が反転しているため図では逆Ｖ字状）の谷型（中央部位が奥まる）となり、下方のトップシーラ５３bのシール面５３b′が中央部位に行くほど突き出た上方に突出した略山型となる。両シール面５３ａ’，５３ｂ′のシール面の傾斜角度は一致し、付合しあう。

これにより、このトップシーラ５３ａ，５３ｂで挟まれたフィルム部位は、上に凸の山状（逆Ｖ字状）に成形される。さらに、上方のトップシーラ５３ａ内には、その中央部位にカッターが内蔵されており、そのカッターにて筒状フィルム２１のシール部位を切断する。つまり、山状にシールされた先端（頂点）部分を切断する。これにより、エンドシールされたシール部位（耳部）は、上方に向けて傾斜状に立ち上がった状態となるので、エンドシール処理が施されるとと共に、耳折りされる。もちろん、このシールカット装置３２を通過することで、シール・カットされるフィルム部位は、予備シール装置３１でシールされたシール部位である。

また、上記のトップシーラ５３ａ，５３ｂを駆動させる機構は、以下のようになっている。具体的には、図１，図３，図４，図６に示すように、筒状フィルム２１の搬送経路の周囲を囲むとともに、筒状フィルム２１の搬送方向に沿って前後進移動可能に機枠５５を配置する。すなわち、機枠５５の下方には、筒状フィルム２１の進行方向に沿って、２本の第１ガイドレール３４が設置されている。この第１ガイドレール３４に付合するスライダ５８が、機枠５５の外周側の底面５５ｃの所定位置に接続されている。これにより、スライダ５８が第１ガイドレール３４に沿って前後進移動することに伴い、機枠５５も安定して前後進移動する。

また、この機枠５５の両側壁５５ａには、それぞれ窓孔が開口されており、その窓孔野内周面（上下方向に延びる面）に、ガイドレール５５ｂを設けている。そして、その両側壁５５ａに設けたガイドレール５５ｂにスライダ３７を介して、上下に２本の支持ロッド５６ａ，５６ｂを配置している。この２本の支持ロッド５６ａ，５６ｂの対向面には、それぞれトップシーラ５３ａ，５３ｂが接続される。これにより、支持ロッド５６ａ，５６ｂは、ガイドレール５５ｂに沿って安定して上下移動が可能となり、その支持ロッド５６ａ，５６ｂの上下移動に伴いトップシーラ５３ａ，５３ｂも上下移動する。

支持ロッド５６ａ，５６ｂの一端には、それぞれ連結ロッド５９ａ，５９ｂの一端が回転可能に連結され、その連結ロッド５９ａ，５９ｂの他端は、回転板６０の所定位置に回転可能に連結される。この回転板６０に連結される各連結ロッド５９ａ，５９ｂの位置は、１８０度反対の位置、つまり、連結ロッド５９ａ，５９ｂの他端同士を結ぶ直線は、回転板６０の直径と重なる。これにより、連結ロッド５９ａ，５９ｂと回転板６０によりリンクが構成され、回転板６０の回転に同期して両トップシーラ５３ａ，５３ｂは、互いに接近／離反を行なう。具体的には、回転板６０が１８０度回転することで、図１，図３に示すように、トップシーラ５３ａ，５３ｂが互いに最も離反した位置から、図４，図６に示すように、トップシーラ５３ａ，５３ｂが互いに最も接近し、筒状フィルム２１を上下から挟み込んで熱シール・カットする位置に移動する。その状態からさらに回転板６０が１８０度回転すると、図１，図３に示す基準位置に戻る。つまり、回転板６０が１回転する都度、トップシーラ５３ａ，５３ｂが上下移動を１往復するように設定される。

このトップシーラ５３ａ，５３ｂの上下移動と、機枠５５の前後進移動を適宜のタイミングで行なうことで、トップシーラ５３ａ，５３ｂは、図１，図３に示す位置から前進移動しながら徐々に互いに接近し、所定の位置でトップシーラ５３ａ，５３ｂのシーラ面５３ａ′，５３ｂ′が筒状フィルム２１の表面（予備シール装置３１にて予備シールされたシール部位２１ｂ）に接触する。その状態でトップシーラ５３ａ，５３ｂがさらに接近すると、図４，図６に示すように筒状フィルム２１を予備シールされたフィルム部位を上下から挟み込んで、所定の圧力で加圧しながら、加熱する。そして、後述するように、その状態を維持しながら筒状フィルム２１の前進移動に同期して機枠５５も前進移動することで、トップシーラ５３ａ，５３ｂが筒状フィルム２１を加圧しながら加熱した状態を一定時間維持する。

そして、本発明では、トップシーラ５３ａ，５３ｂの前後進移動（水平移動）と、上下移動（垂直移動）の駆動源として、それぞれ独立した別の駆動モータを用いている。具体的には、前後進移動は、サーボモータ等の回転速度の制御可能な第３駆動モータ６１の駆動力を利用する。つまり、第３駆動モータ６１の出力軸６２（或いはその出力軸に連係された回転軸）の先端にリードスクリュー６２ａを形成し、そのリードスクリュー６２ａを、機枠５５の底面５５ｃの略中央部位に取り付けた連結板６３に設けた雌ネジ部６３ａに挿入する。これにより、第３駆動モータ６１を正逆回転することで、連結板６３ひいては機枠５５に取り付けられたトップシーラ５３ａ，５３ｂを前後進移動させることが出来る。そして、そのときの移動速度は、第３駆動モータ６１の回転速度に応じて変更できる。つまり、筒状フィルム２１の搬送速度と同一速度でトップシーラ５３ａ，５３ｂを前進移動させることも出来るし、搬送速度よりも速い速度、或いは遅い速度で前進移動させることも出来る。

また、上下移動は、サーボモータ等の回転速度の制御可能な第４駆動モータ６５の駆動力を利用する。つまり、第４駆動モータ６５の出力軸６６（或いはその出力軸に連係された回転軸）の先端に歯車６７を取り付け、その歯車６７を回転板６０の側面等に設けたギヤに連係させる。これにより、第４駆動モータ６５を回転させると、回転板６０が回転し、トップシーラ５３ａ，５３ｂが上下移動する。また、上下移動する際の速度は、回転板６０の回転速度、つまり、第４駆動モータ６５の回転速度を調整することで制御でき、第４駆動モータ６５を一時停止することで、回転板６０の回転を停止させ、トップシーラ５３ａ，５３ｂを任意の位置で停止した状態を保持できる。つまり、図１，図３に示すようにトップシーラ５３ａ，５３ｂ同士が最も離反した状態で保持させることも出来るし、図４，図６に示すようにトップシーラ５３ａ，５３ｂ同士が最も接近して筒状フィルム２１を上下から挟持した状態で保持させることも出来る。

第１，第２駆動モータ６１，６５は、所定の制御装置からの指令に基づき、回転動作（速度（速度＝０：一時停止を含む）、回転方向）が制御される。それら第１，第２駆動モータ６１，６５は、それぞれ別々の独立したモータであるため、各モータの回転動作の制御を独立して行なうことが出来る。従って、トップシーラ５３ａ，５３ｂの移動軌跡も、従来のボックスモーションのように一意に決まった軌跡ではなく、任意の軌跡にすることができる。もちろん、個々の駆動モータの回転をそれぞれ独立して制御することが出来るため、一方の駆動モータの回転動作、つまり、その回転動作に伴うトップシーラ５３ａ，５３ｂの動作に同期させて、他方の駆動モータの回転動作を制御させることも出来、その同期の取り方を任意に設定できる。よって、例えば、トップシーラ５３ａ，５３ｂの前後進移動の速度（特に、前進移動時の速度）変化も、トップシーラ５３ａ，５３ｂの前後方向の位置に併せて任意の速度に設定できる。

さらに本実施の形態では、機枠５５の側壁５５ａの外面に、第２ガイドレール４８に符合するスライダ６９を設けている。これにより、横揺れも防止され、安定して機枠５５ひいてはトップシーラ５３ａ，５３ｂを前後進移動させることができる。

本実施の形態では、図示省略する制御装置が、トップシーラ５３ａ，５３ｂが、筒状フィルム２１の移動に伴い図１０に示すような動作をするように第１，第２駆動モータ６１，６５を制御する。すなわち、例えば、図１に示すように、機枠５５（トップシーラ５３ａ，５３ｂ）が、最も上流側の原点位置に位置している状態で、そのトップシーラ５３ａ，５３ｂ間に、筒状フィルム２１の所定のフィルム部位（予備シール装置３１にて予備シールされたフィルム部位２１ｂ）が位置すると、制御装置は、第３駆動モータ６１，第４駆動モータ６５が所定速度で正回転するような指令を出す。なお、この制御装置からの指令は、直接各駆動モータに与えられても良いし、別の装置を介して間接的に与えられても良い（以下、同じ）。なお、シールカット装置３２は、この原点位置の状態で一時停止して待機していて、筒状フィルム２１とトップシーラ５３ａ，５３ｂの相対位置関係が図１に示す所望の関係になったときに第１，第２駆動モータ６１，６５が回転開始するようにしても良いし、後述するようにシールカット処理後に機枠５５を後退移動させ原点位置に復帰させるが、この復帰させるタイミングと、筒状フィルム２１とトップシーラ５３ａ，５３ｂの相対位置関係が所望の関係になるタイミングを合わせることで、原点位置に復帰後直ぐに次のシールカットのための動作を開始する（原点位置の状態で待機しない）ようにしてもよい。なお、この原点位置から各駆動モータ６１，６５の今回のシールカットのための動作を開始した状態が、図１０（ａ）に示す状態とする。

この状態から、第４駆動モータ６５が正回転すると、トップシーラ５３ａ，５３ｂは、互いに接近移動する。このとき、第３駆動モータ６１も所定速度で回転しているため、筒状フィルム２１の移動に合わせてトップシーラ５３ａ，５３ｂも前進移動する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、トップシーラ５３ａ，５３ｂのシール面５３ａ′，５３ｂ′の先端が筒状フィルム２１の上下面に至った際における後続の被包装物１３の先端とトップシーラ５３ａ，５３ｂの後端との間隔をＡ′とする。

この状態から、第４駆動モータ６５は、そのまま所定速度で回転させ、トップシーラ５３ａ，５３ｂをさらに接近させる。なお、このトップシーラ５３ａ，５３ｂを接近させる際の速度は、一定でも良いし、適宜増減速させても良い。

一方、図１０（ｂ）に示すようにトップシーラ５３ａ，５３ｂのシール面５３ａ′，５３ｂ′の先端が筒状フィルム２１の上下面に行ったならば、第３駆動モータ６１の回転速度を制御し、トップシーラ５３ａ，５３ｂの前進移動する速度を筒状フィルム２１の移動速度よりも遅くする。係る制御（筒状フィルム２１に対するトップシーラ５３ａ，５３ｂの相対速度を遅くする）は、トップシーラ５３ａ，５３ｂが筒状フィルム２１を完全に上下から挟み込むまで行なう。これにより、トップシーラ５３ａ，５３ｂが接近するにつれて、トップシーラ５３ａ，５３ｂは筒状フィルム２１の前進移動に対して相対的に後退移動することになり、後続の被包装物１３側に徐々に接近するように動作する。

つまり、図１０（ｃ）に示すようにトップシーラ５３ａ，５３ｂの先端が筒状フィルム２１のシール部位２１ｂに接触した状態における後続の被包装物１３の先端とトップシーラ５３ａ，５３ｂの後端との間隔をＢ′とし、図１０（ｄ）に示すようにトップシーラ５３ａ，５３ｂが完全に筒状フィルム２１の上下から挟み込んだ状態における後続の被包装物１３の先端とトップシーラ５３ａ，５３ｂの後端との間隔をＣ′とすると、Ａ′＞Ｂ′＞Ｃ′の関係になる。なお、Ａ，Ｂ，ＣとＡ′，Ｂ′，Ｃ′とは、必ずしも同じとは限らない。

このようにすることで、トップシーラ５３ａ，５３ｂが接触しているフィルム部位は、あまり変動（変位）することがない（変動量を少なく抑制できる）。換言すると、後続の被包装物１３の先端側の上端からトップシーラ５３ａ，５３ｂに接触している位置までのフィルム部位の幅は、ほぼ一定にすることが可能となる。その結果、本実施の形態のように包装フィルムとしてアルミ製のように延びにくい材質のものを用いた場合でも、シールカット処理時に、トップシーラ５３ａ，５３ｂが筒状フィルム２１を挟み込んでも必要以上に大きな引っ張り力が筒状フィルム２１に加わらない。よって、筒状フィルム２１がセンターシール装置２４から滑って、位置ずれを生じたり、逆にフィルムが破損したりすることがない。

そして、図１０（ｃ）に示すように、トップシーラ５３ａ，５３ｂが筒状フィルム２１を完全に挟み込んだ後は、第４駆動モータ６５の回転を停止し、トップシーラ５３ａ，５３ｂが筒状フィルム２１を挟持した状態を維持させ、一定期間その状態を保持する。そして、このトップシーラ５３ａ，５３ｂが筒状フィルム２１を挟持している一定期間は、筒状フィルム２１の移動速度と同一速度でトップシーラ５３ａ，５３ｂが前進移動するように第３駆動モータ６１の回転を制御する。

これにより、トップシーラ５３ａ，５３ｂは、筒状フィルム２１に対してストレスを与えることなく、一定時間加圧しながら加熱することができ、確実に筒状フィルム２１に対してシールカットをすることが出来る。また、その移動中の所定タイミングで、シール部位２１ｂをカットし、包装体を製造する。

その後、第４駆動モータ６５の回転を再開することで、図１０（ｄ）に示すように、トップシーラ５３ａ，５３ｂが離反する。そして、完全に離反した（少なくともトップシーラ５３ａ，５３ｂのシーラ面５３ａ′，５３ｂ′が、筒状フィルム２１の上下面よりも外側に移動した）ならば、第３駆動モータ６１を逆回転駆動させ、機枠５５（トップシーラ５３ａ，５３ｂ）を後退移動させ、原点位置に復帰させる。この後退移動するときの速度は任意であり、定速度でも良いし適宜増減速させても良い。

そして、筒状フィルム２１の搬送速度Ｖ１に対するシーラ３３ａ，３３ｂ，５３ａ，５３ｂの移動速度Ｖ２の制御の一例を示すと、図１１（ａ）に示すように、徐々に減速し、その後増速するようにしても良いし、図１１（ｂ）に示すように一旦減速した後は、一定期間定速度で移動させ、その後増速するようにしても良い。もちろん、他の制御パターンでも良い。

なお、上述した実施の形態では、図１０（ｂ）の状態から第３の駆動モータ６１の回転速度を減速させてトップシーラ５３ａ，５３ｂの移動速度を筒状フィルム２１の移動速度に対して遅くするように制御したが、トップシーラ５３ａ，５３ｂの先端が筒状フィルム２１に接触した段階から遅くするように制御しても良い。

また、図示の例では、予備シール装置３１にて予備シールしたシール部位２１ｂの幅と、トップシーラ５３ａ，５３ｂの幅が等しく、トップシーラ５３ａ，５３ｂの先端がシール部位２１ｂ前後に一致して接触するようにしているが、その幅は必ずしも一致させる必要はなく、一方が大きくても良い。

また、上述した実施の形態では、エンドシール装置３０が、予備シール装置３１とシールカット装置３２の２連構造のものについて説明したが、本発明は必ずしも２連構造にする必要はなく、３連以上でも良いし、逆に予備シール装置を設けずにシールカット装置３２のみからなる一般的な形式にも適用できる。その場合のシールカット装置３２のトップシーラ５３ａ，５３ｂと、筒状フィルム２１の相対移動の関係の一例を示すと、図１２のようになる。

さらに、予備シール装置を備えたタイプの場合、上述した実施の形態では、予備シール装置とシールカット装置３２の両方ともシーラの速度を遅くするように制御したが、本発明では必ずしも全ての装置に対して係る制御を行なう必要はなく、少なくとも１つに対して行なうとよい。その場合に、好ましくは、係る制御を行なう装置の対象としてシールカット装置を含むようにすると良い。

さらにまた、エンドシール装置３０のシールカット装置３２は、本実施の形態では、耳部を同時に折り曲げることから、シール面をＶ字状にしたが、本発明は必ずしも係る形状にする必要はなく、通常の平面状のものでも良い。係る場合でも、例えば、被包装物の嵩が比較的あるものには有孔に機能する。

本発明の好適な一実施の形態を示す正面図である。 図１における予備シール装置の側面図である。 図１におけるシールカット装置の側面図である。 本発明の好適な一実施の形態を示す正面図である。 図２における予備シール装置の側面図である。 図２におけるシールカット装置の側面図である。 被包装物の一例を説明する図である。 包装体を示す図である。 動作原理を説明する図である。 動作原理を説明する図である。 作用を説明する図である。 動作原理を説明する図である。

符号の説明

１０ ピロー包装機
１１ 包装機本体
１２ フィルム供給装置
１３ 被包装物
１４ 被包装物搬送供給装置
２１ 筒状フィルム
２４ センターシール装置
３０ エンドシール装置
３１ 予備シール装置
３２ シールカット装置
３３ａ，３３ｂ 予備シーラ
５３ａ，５３ｂ トップシーラ
５３ａ′，５３ｂ′ シール面
４１ 第１駆動モータ
４５ 第２駆動モータ
６１ 第３駆動モータ
６５ 第４駆動モータ

Claims (6)

1. 連続して供給される帯状フィルムを筒状に形成する手段と、
   その筒状に形成された筒状フィルムの重合端にシールを施すセンターシール装置と、
   そのセンターシール装置の下流側に配置され、前記筒状フィルムの幅方向にシールするとともにカットするエンドシール装置を備えたピロー包装機であって、
   前記エンドシール装置は、
   前記筒状フィルムを挟んで上下に配置されるトップシーラと、
   そのトップシーラのシール面を対向させた状態を保持しながらそのトップシーラを所定の軌跡で移動させる駆動機構とを備え、
   前記トップシーラは、前記筒状フィルムの所定位置を挟み込んで熱シールするとともにカットする機能を有し、
   前記駆動機構は、前記トップシーラを前後進移動させるための機構と、前記トップシーラを上下移動させるための機構を、それぞれ別々の駆動モータからの動力に基づいて動作するように構成したことを特徴とするピロー包装機。
2. 前記トップシーラを前後進移動させるための機構は、少なくとも前記トップシーラのシール面が筒状フィルムに接触してから、その上下一対のトップシーラのシーラ面同士が完全に筒状フィルムを挟み込むまでの期間における前記トップシーラの前進移動速度が、前記筒状フィルムの移動速度よりも遅くなるように制御する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載のピロー包装機。
3. 前記一対のトップシーラのシール面が、Ｖ字形状に構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のピロー包装機。
4. 前記エンドシール装置は、前記トップシーラを備えたシールカット装置の上流側に、そのトップシーラにてシールするフィルム部位に対し、予め予備シールを行なう予備シール装置を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のピロー包装機。
5. 前記予備シール装置は、
   前記筒状フィルムを挟んで上下に配置される予備シーラと、
   その予備シーラのシール面を対向させた状態を保持しながらその予備シーラを所定の軌跡で移動させる予備シーラ用駆動機構とを備え、
   前記予備シーラ用駆動機構は、前記予備シーラを前後進移動させるための機構と、前記予備シーラを上下移動させるための機構を、それぞれ別々の駆動モータからの動力に基づいて動作するように構成したことを特徴とする請求項４に記載のピロー包装機。
6. 前記予備シーラを前後進移動させるための機構は、少なくとも前記予備シーラのシール面が筒状フィルムに接触してから、その上下一対の予備シーラのシーラ面同士が完全に筒状フィルムを挟み込むまでの期間における前記予備シーラの前進移動速度が、前記筒状フィルムの移動速度よりも遅くなるように制御する機能を備えたことを特徴とする請求項５に記載のピロー包装機。

Images