(57)【要約】【課題】可動側の縦ヒータブロックに対して極力、モーメントを生じさせずにスライド方向の駆動力を作用させることで、均一なシール圧力を生じさせるとともに、スライド部分でのこじりの発生を防止できる縦型製袋充填包装機における縦シール装置を提供する。【解決手段】リンク機構２０の連接最後の押しリンク部材２７は、連結ピン構造３２の連結ピン３３を介して縦ヒータブロック３の背面に直接に回動連結されており、縦ヒータブロック３に実質的に押し力を直接に作用させるだけであってモーメントを伝達することはない。押しリンク部材２７による押し力の作用線Ｌ１と縦ヒータブロック３のヒータ面３ａのシール中心作用線Ｌ２とのオフセット量Ｄ１を極力小さくなり、縦ヒータブロック３に生じるモーメントＭ１も小さくできる。縦ヒータブロック３は、ヒータ面３ａでのシール圧力が均一になり、スライド軸１０，１０に沿って安定してスライド案内される。【選択図】図２
2020196525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予熱ヒータ面を備えている予熱縦ヒータブロックと、
当該予熱縦ヒータブロックに対して前進・後退可能にスライド軸に沿って案内されており且つ前記予熱縦ヒータ面と対向する縦ヒータ面を備えている縦ヒータブロックと、
当該縦ヒータブロックを前記スライド軸に沿って駆動するためのエアシリンダ装置と、  複数の連接されるリンク部材から成っており、前記エアシリンダ装置の出力を、前記縦ヒータブロックを前記予熱縦ヒータブロックに向かって進退するように伝達するリンク機構とを備えており、
前記縦ヒータブロックの前記縦ヒータ面が備わる側とは反対側の背面には、前記リンク機構の連接最後の前記リンク部材が、連結ピンを介して回動連結されていること、
から成る縦型製袋充填包装機の縦シール装置。
【請求項２】
前記エアシリンダ装置から前記リンク機構を経て前記縦ヒータブロックに伝達される力の経路は、前記エアシリンダ装置の出力軸線を含み且つ前記縦ヒータブロックの縦に延びる長手方向軸線に直交する一つの力伝達平面内に含まれていること
から成る請求項１に記載の縦型製袋充填包装機の縦シール装置。
【請求項３】
前記リンク機構には、前記エアシリンダ装置と前記縦ヒータブロックとの連結部を含めて、連結すべき二つの連結部材を回動連結する複数の連結ピン構造が含まれており、
前記各連結ピン構造は、一方の前記連結部材が他方の前記連結部材を挟む二股構造となっており、前記一方の連結部材又は前記他方の連結部材のいずれかに固定された連結ピンが、残る方の前記連結部材に対して軸受を介して回動可能に支持されており、前記一方の連結部材の前記二股構造の合力作用軸線と前記他方の連結部材の力作用軸線とは、いずれも前記力伝達平面内に含まれていること
から成る請求項２に記載の縦型製袋充填包装機の縦シール装置。
【請求項４】
前記縦ヒータブロックの前記背面と前記連接最後のリンク部材との間における前記連結ピン構造を構成する前記連結ピンと前記軸受について、前記連結ピンの一部を切り欠いて平坦面に形成し、前記連結ピンが当該平坦面にて前記縦ヒータブロックに固定的に取り付けられており、
前記連接最後のリンク部材は、前記連結ピンの丸軸状の中間部分に対して前記軸受を介して回動可能に支持されていること
から成る請求項３に記載の縦型製袋充填包装機の縦シール装置。
【請求項５】
前記縦ヒータブロックを押す前記連接最後のリンク部材は、前記スライド軸の軸線方向に実質的に沿う方向に延びていること
から成る請求項４に記載の縦型製袋充填包装機の縦シール装置。
【請求項６】
前記リンク機構は、機械フレームに対して一つの前記連結ピン構造によって回動可能な主リンクを備えており、前記主リンクの一方の端部においてもう一つの前記連結ピン構造を介して前記エアシリンダ装置の出力部材と連結されているとともに、前記主リンクの他方の端部において更にもう一つの前記連結ピン構造を介して前記連接最後のリンク部材が連結されており、
前記主リンクが前記機械フレームに対して回動するときの前記他方の端部がする周方向の動きは前記スライド軸に対して実質的に沿う方向の動きであること
から成る請求項５に記載の縦型製袋充填包装機の縦シール装置。
【請求項７】
前記エアシリンダ装置と前記縦ヒータブロックとの前記連結部を含めた前記リンク機構の加工誤差及び組立て誤差を吸収可能にするため、いずれか一つの前記連結ピン構造を、前記連結ピンと前記軸受との間の遊び及び前記連結ピンの軸方向の遊びを持たせた連結構造とすること
から成る請求項３〜６のいずれか一項に記載の縦型製袋充填包装機の縦シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯状包装材から筒状包装材を成形し当該筒状包装材から袋を形成しつつ製袋充填筒を通して充填された製品が当該袋に包装された袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機において、当該製袋充填筒の外周面を走行する帯状包装材の両側縁部分をシールすることで当該帯状包装材を筒状包装材に成形する縦シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製袋充填包装機としては、特許文献１に開示されているような間欠動作型の縦型製袋充填包装機が多用されている。図４は、このような縦型製袋充填包装機の一例を概略的に示す斜視図である。図４に示す縦型製袋充填包装機５０においては、紙送りベルト５３ａ，５３ｂは帯状包装材Ｆｗを間欠送りし、帯状包装材Ｆｗは１回の間欠送りによって、製造される袋包装体の一袋分の長さだけ送られる。帯状包装材Ｆｗは、この送りの間で、製筒器（フォーマ）５１により製袋充填筒５２に巻きつけられるように曲成され、帯状包装材Ｆｗの幅方向の側縁部分ｆｅ，ｆｅが重ね合わされた略筒状に成形される。
【０００３】
縦シール装置５４は、加熱用ヒータをそれぞれ内蔵した縦予熱ヒータブロック５７と縦ヒータブロック５８を備えている。縦シール装置５４は、両ヒータブロック５７，５８間において、帯状包装材Ｆｗの重ね合わされた側縁部分ｆｅ，ｆｅを左右方向から挟圧・加熱することで縦シールＳｃを施す。帯状包装材Ｆｗは、このヒートシールによって筒状包装材Ｆｔに成形される。横シール装置５５は、加熱用ヒータ（図示せず）を内蔵した横ヒータブロック５６ａ，５６ｂを備えており、筒状包装材Ｆｔを前後方向から挟圧・加熱してヒートシールを施すことにより、筒状包装材Ｆｔに横シールＳｅを形成する。包装機上方から投入された被包装品である製品は、製袋充填筒５２を通じて、横シールＳｅによって底が封じられた筒状包装材Ｆｔに充填される。
【０００４】
縦シールＳｃ及び横シールＳｅが施され製品が充填された筒状包装材Ｆｔは、間欠送りによって一袋分の包装材の送りが行われ、更に横ヒータブロック５６ａ，５６ｂによって袋頭部と次の袋底部とに横シールＳｅが施され、横シール装置５５に内蔵された切断刃（図示せず）によって横シールＳｅの中央部で切断されることで、袋包装体Ｂｐが製造される。包装材の送りと縦及び横シールの形成、製品の充填を適宜のタイミングで繰り返すことで、袋内に製品が収容された袋包装体が連続して製造される。
【０００５】
縦型製袋充填包装機５０に備わる縦シール装置５４の概略構造が、平面図である図５と斜視図である図６に示されている。縦シール装置５４の縦予熱ヒータブロック５７は、包装材にわずかに接触する位置を占めるように、一方のブラケット５９を介して縦シーラアーム６３に固定されている。縦シーラアーム６３は、縦型製袋充填包装機５０の正面側からアクセス可能なように、機械フレームに対して開閉可能に適宜取り付けられている。縦予熱ヒータブロック５７は、略筒状に曲形された包装材の重ね合わされた側縁部分ｆｅ，ｆｅを暖めておく予熱の役割を持っており、予熱温度も包装材が熱変形しない程度の低い温度に設定されている。
【０００６】
縦シール装置５４の縦ヒータブロック５８は、その背面側に取り付けられている取付板６２が二本の互いに平行で横方向に延びるスライド軸６０，６０に対してスリーブ６１，６１を介してガイドされることで、固定側の縦予熱ヒータブロック５７に向かって進退する可動式に構成されている。スライド軸６０，６０は、取付板６２を貫通して配置されており、縦予熱ヒータブロック５７を固定する一方のブラケット５９と、取付板６２から離れて配置されている他方のブラケット５９との間に掛け渡されて取り付けられている。縦ヒータブロック５８は、包装材のシール材が充分に溶着する高い温度に設定されている。縦シール装置５４は、シール動作のとき以外は包装材から離間した位置を占める開き状態にあり、シール動作の際には、縦ヒータブロック５８が縦予熱ヒータブロック５７との間で両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで押圧する位置を占める閉じ状態まで前進し、両ヒータブロック５７，５８のヒートシール面５７ａ，５８ａとの間で両側縁部分ｆｅ，ｆｅを加圧・加熱してヒートシールを施して縦シールＳｃ（図４）を形成する。
【０００７】
縦型製袋充填包装機５０においては、縦シール装置５４に開閉動作（即ち、縦ヒータブロック５８を進退動作）をさせる駆動装置として、エアシリンダ装置６４が用いられている。エアシリンダ装置６４は、両ヒータブロック５７，５８から縦型製袋充填包装機５０の正面手前側にオフセットした縦シーラアーム６３の近傍位置に配置されている。エアシリンダ装置６４は、シリンダ６５が予熱ヒータブロック５７側の一方のブラケット５９の背面に固定的に取り付けられている。エアシリンダ装置６４は、圧搾空気が給気・排気されることで、出力部材としてのピストンロッド６６の前進（閉じ）動作と後退（開き）動作を行う。ピストンロッド６６の先端が縦ヒータブロック５８の背面側に固定された取付板に取り付けられており、縦ヒータブロック５８を直接に駆動する構造となっている。
【０００８】
エアシリンダ装置６４においては、包装機の制御手段からの縦シーラ開閉制御の信号によって電磁弁を操作して圧搾空気の給気・排気の方向を切り換えることで、ピストンロッド６６の前進・後退を切り換えることができる。図示の例では、取付板６２を引き寄せる方向にピストンロッド６６を後退させることで、縦ヒータブロック５８を縦予熱ヒータブロック５７に対して閉じ動作させる。また、圧搾空気の給気・排気量を流量制御弁によって調節することで、ピストンロッド６６の動作速度を加減することができる。更に、ピストンロッド６６の位置を検出することで、包装機の制御手段が縦ヒータブロック５８の動作タイミング等を制御することもできる。
【０００９】
製筒器（フォーマ）５１が曲成された帯状包装材Ｆｗにおいては、帯状包装材Ｆｗの両側端縁部分ｆｅ，ｆｅ以外の主帯部分が製袋充填筒５２の外周面を取り囲んでおり、両側端縁部分ｆｅ，ｆｅは、製袋充填筒５２の外周面の直ぐ近くに位置していて且つ当該主帯部から起立していて互いに対向している。縦シール装置５４を駆動するエアシリンダ装置６４は、両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを十分な圧力で挟み込む必要上、エア受圧面積も十分な広さのものを備える必要がある。エアシリンダ装置６４のシリンダ径もそれに応じて大きくなり、エアシリンダ装置６４を配置する十分なスペースが必要である。しかしながら、エアシリンダ装置６４のサイズが大きくなると、縦型製袋充填包装機５０の製袋充填筒５２の前方スペースも大きくなり、それらを覆う前方透明パネルまでを含めた縦型製袋充填包装機５０が大型化する。
【００１０】
エアシリンダ装置６４がピストンロッド６６によって取付板６２を引き寄せる方向の力の作用線（駆動力作用線）Ｌ３は、ピストンロッド６６の中心線と一致している。一方、縦ヒータブロック５８によって両側端縁部分ｆｅ，ｆｅに加えられる（縦予熱ヒータブロック５７によって受けられる）シール圧力の中心となる作用線（シール中心作用線）Ｌ４は、両ヒータブロック５７，５８の先端に設けられているヒータ面５７ａ，５８ａの中心を通る。したがって、作用線Ｌ３，Ｌ４は距離Ｄ２だけオフセットしている。
【００１１】
このオフセットに起因して、エアシリンダ装置６４が作動して両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込む時には、縦予熱ヒータブロック５７と、縦ヒータブロック５８に対して曲げモーメントＭ２が生じ、取付板５９，６２にも微小ながら変形を生じ、ヒータ面５７ａ，５８ａが先端側で互いに離れる方向に変形する。そのため、ヒータ面５７ａ，５８ａには均一な圧力が加わらず部分的にシール圧力の弱いところが発生する、或いはエアシリンダ装置６４の取付板６２とスライド軸６０，６０とのスライド部分では不均一な圧接力や摩擦力に起因して、あおり又はこじれのような動きが生じ、スライド動作が繰り返されるうちにスライド部分に摩耗が生じる原因となっている。こうした摩耗が大きくなると、縦シール装置５４の動作が不安定になり、シール不良や機械振動の原因ともなる可能性があり、縦シール装置５４の交換時期を早めるおそれがある。
【００１２】
エアシリンダ装置６４のピストンロッド６６の押し位置と縦ヒータブロック５８のシール中心位置とのオフセット量を減らすには、エア式の駆動シリンダ装置としてデュアルロッドシリンダ装置やタンデムシリンダ装置を使用する方法がある。即ち、オフセット量Ｄ２はシリンダ径の大きさと関係があるので、シリンダ径を抑えつつ必要なエア受圧面積を確保するには、小さいシリンダ径を二つ平行に並べたデュアルロッドシリンダ装置を用いる、或いは小さいシリンダ径を二つ直列に並べたタンデムシリンダ装置を用いることが考えられる。この場合のオフセット量は、小さいシリンダ径に対応して、小さな値に抑えることができる。しかしながら、いずれのタイプの装置も高価なエアシリンダ装置であり、エアシリンダ装置が消耗した時の交換コストが高くなるのは避けることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１２−１２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、縦シール装置の縦ヒータブロックを駆動するエアシリンダ装置が縦ヒータブロックから正面手前側にオフセットした位置に配置されていたとしても、エアシリンダ装置は、可動の縦ヒータブロックに対して極力、モーメントを生じさせることなくスライド方向の駆動力を作用させるようにする点で解決すべき課題がある。
【００１５】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、駆動装置が可動側の縦ヒータブロックに対して極力、モーメントを生じさせずにスライド方向の駆動力を作用させるように構造に工夫を凝らすことで、高価な駆動装置に依ることなく、可動側の縦ヒータブロックのヒートシール面に均一な圧力を生じさせて部分的にシール圧力が弱くなるのを防止するとともに、スライド部分での摩耗の発生を防止し、縦シール装置の動作を安定させ、シール不良や機械振動を回避することができる縦型製袋充填包装機における縦シール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するため、この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置は、予熱ヒータ面を備えている予熱縦ヒータブロックと、当該予熱ヒータブロックに対して前進・後退可能にスライド軸に沿って案内されており且つ前記予熱ヒータ面と対向するヒータ面を備えている縦ヒータブロックと、当該縦ヒータブロックを前記スライド軸に沿って駆動するためのエアシリンダ装置と、複数の連接されるリンク部材から成っており、前記エアシリンダ装置の出力を、前記縦ヒータブロックを前記予熱縦ヒータブロックに向かって進退するように伝達するリンク機構とを備えており、前記縦ヒータブロックの前記ヒータ面が備わる側とは反対側の背面には、前記リンク機構の連接最後の前記リンク部材が、連結ピンを介して回動連結されていること、から成っている。
【００１７】
この縦型製袋充填包装機における縦シール装置によれば、エアシリンダ装置の出力は、複数の連接されるリンク部材から成るリンク機構によって縦ヒータブロックに伝達される。リンク機構の縦ヒータブロックに連接される最後のリンク部材は、縦ヒータブロックの背面において、連結ピンを介して直接に回動連結されているので、連接最後のリンク部材は、縦ヒータブロックの背面を直接に押すだけとなり、縦ヒータブロックに対して最初からモーメントを伝達することはない。また、当該押す力は縦ヒータブロックに対して直接に作用するので、連結ピンによる押し力の作用線と縦ヒータブロックのヒータ面のシール中心線とのオフセット量を極力小さくすることができる。したがって、当該オフセット量に起因して縦ヒータブロックに発生するモーメントも自ずと小さくなる。縦ヒータブロックに作用するモーメントは、一般に、縦ヒータブロックがスライド軸に沿ってスライド案内されるときにスライド軸周面に対してスライド軸をこじるような不均一な面圧を生じて、摩擦抵抗を増大させる、或いは偏摩耗を生じさせる原因になるが、本発明による縦シール装置によれば、こうしたモーメントが生じたとしても大きなモーメントにはならないので、シール圧力が不均一にならず、縦ヒータブロックはスライド軸に沿って安定してスライド案内される。
【００１８】
この縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、前記エアシリンダ装置から前記リンク機構を経て前記縦ヒータブロックに伝達される力の経路は、前記エアシリンダ装置の出力軸線を含み且つ前記縦ヒータブロックの縦に延びる長手方向軸線に直交する一つの力伝達平面内に含まれている、とすることができる。
エアシリンダ装置から縦ヒータブロックに伝達される力の経路をこのような一つの力伝達平面内にあるように配置することで、エアシリンダ装置の出力は、縦ヒータブロックに対して、捻じるようなモーメントを生じることなく、押し力として簡潔で効率よく伝えられる。また、縦型製袋充填包装機において、エアシリンダ装置とリンク機構の配置も簡素にすることできる。
【００１９】
この縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、前記リンク機構には、前記エアシリンダ装置と前記縦ヒータブロックとの連結部を含めて、連結すべき二つの連結部材を回動連結する複数の連結ピン構造が含まれており、前記各連結ピン構造は、一方の前記連結部材が他方の前記連結部材を挟む二股構造となっており、前記一方の連結部材又は前記他方の連結部材のいずれかに固定された連結ピンが、残る方の前記連結部材に対して軸受を介して回動可能に支持されており、前記一方の連結部材の前記二股構造の合力作用軸線と前記他方の連結部材の力作用軸線とは、いずれも前記力伝達平面内に含まれている、とすることができる。
リンク機構をこのような二股構造を含む連結ピン構造で連結して構成し、一方の連結部材の二股構造の合力作用軸線と他方の連結部材の力作用軸線とがいずれも一つの力伝達平面内に含まれているものとすることにより、力の作用線が一つの力伝達平面内に保たれて、エアシリンダ装置から最終的に縦ヒータブロックに対してまで、曲げや捻りのような無駄なモーメントの発生が抑えられるので、エアシリンダ装置の出力を押し力として縦ヒータブロックに無駄なく伝達することができる。
【００２０】
この縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、前記縦ヒータブロックの前記背面と前記連接最後のリンク部材との間における前記連結ピン構造を構成する前記連結ピンと前記軸受について、前記連結ピンの一部を切り欠いて平坦面に形成し、前記連結ピンが当該平坦面にて前記縦ヒータブロックに固定的に取り付けられており、前記連接最後のリンク部材は、前記連結ピンの丸軸状の中間部分に対して前記軸受を介して回動可能に支持されている、とすることができる。
連結ピンをその両端に形成された平坦面にて縦ヒータブロックに固定的に取り付けるとともに連結ピンの中間の丸軸状の部分に軸受を介して連接最後のリンク部材を回動可能に支持することで、連接最後のリンク部材を縦ヒータブロックの背面に対して距離を置くことなく直接に取付けて、両者を回動可能に連結することができる。
【００２１】
この縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、前記縦ヒータブロックを押す前記連接最後のリンク部材は、前記スライド軸の軸線方向に実質的に沿う方向に延びているものとすることができる。
連接最後のリンク部材は、その長手方向が実質的にスライド軸の軸線方向に平行に延びていて、且つ縦ヒータブロックの背面において直接に連結ピンを介して回動連結されているので、連接最後のリンク部材が縦ヒータブロックの背面を押す力は、実質的にスライド軸の軸線方向（即ち、縦シールバーの進退方向）のみとなる。連接最後のリンク部材に作用する力において、スライド軸の軸線に対して直交する方向の成分は実質的にゼロであり、エアシリンダ装置の出力は効率よくヒートシール面に伝達され、また、縦ヒータブロックにスライド軸をこじるようなモーメントの発生を極力抑えることができる。
【００２２】
この縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、前記リンク機構は、機械フレームに対して一つの前記連結ピン構造によって回動可能な主リンクを備えており、前記主リンクの一方の端部においてもう一つの前記連結ピン構造を介して前記エアシリンダ装置の出力部材と連結されているとともに、前記主リンクの他方の端部において更にもう一つの前記連結ピン構造を介して前記連接最後のリンク部材が連結されており、前記主リンクが前記機械フレームに対して回動するときの前記他方の端部がする周方向の動きは前記スライド軸に対して実質的に沿う方向の動きである、とすることができる。
リンク機構の主リンクがエアシリンダ装置の出力によって機械フレームに対して回動するとき、他方の端部がする周方向の動きはスライド軸に対して実質的に沿う方向の動きとなる。したがって、連接最後のリンク部材は、構造的にはスライド軸の軸線方向に実質的に沿う方向に延びているとともに、力の伝達的にもその長手方向、即ち、スライド軸の軸線方向に実質的に沿う方向となり、当該リンク部材は縦ヒータブロックにモーメントを実質的に伝達せず、押し力のみを伝達するものとなる。
【００２３】
この縦型製袋充填包装機における縦シール装置において、前記エアシリンダ装置と前記縦ヒータブロックとの前記連結部を含めた前記リンク機構の加工誤差及び組立て誤差を吸収可能にするため、いずれか一つの前記連結ピン構造を、前記連結ピンと前記軸受との間の遊び及び前記連結ピンの軸方向の遊びを持たせた連結構造とすることができる。
いずれか一つの前記連結ピン構造を、遊びを持たせた連結構造とすることで、連結ピンの軸方向である縦方向及び連結ピンの径方向である直交２軸の横方向のガタを吸収することができ、したがって、エアシリンダ装置と縦ヒータブロックとの連結部を含めたリンク機構の加工誤差及び組立て誤差を吸収することができ、リンク機構の動作を滑らかにすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置は、上記のように構成されており、エアシリンダ装置の出力は、複数の連接されるリンク部材から成るリンク機構によって縦ヒータブロックに伝達されるが、その際、リンク機構の縦ヒータブロックに連接される最後のリンク部材は、縦ヒータブロックの背面において連結ピンを介して直接に回動連結されているので、連接最後のリンクは、モーメントを縦ヒータブロックに伝達することなく、縦ヒータブロックの背面を直接に押すだけとなる。また、連結ピンによる押し力の作用線と、縦ヒータブロックのヒートシール面のシール中心線とのオフセット量は極力小さくすることができるので、当該オフセット量に起因して縦ヒータブロックに発生するモーメントも自ずと小さくなる。したがって、縦ヒータブロックのスライド軸に対するこじる作用が極力小さくなり、縦ヒータブロックはスライド軸に沿って安定してスライド案内されて、縦ヒータブロックによるシール圧力が均一化し動作が安定した縦シール装置を提供することができる。また、エアシリンダ装置と縦ヒータブロックとの間をリンク機構で連結するので、製造コストが基本的に低廉であり、スライド軸と嵌合するスライド構造の偏摩耗も小さいのでエアシリンダ装置の消耗頻度も低くなって、メンテナンスコストも少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置の一実施例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示す縦シール装置の概略的な斜視図である。
【図３】図３は、図１に示す縦シール装置の部分拡大図である。
【図４】図４は、従来の縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は、従来の縦型製袋充填包装機における縦シール装置の一例を示す平面図である。
【図６】図６は、図５に示す縦シール装置の概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による縦型製袋充填包装機における縦シール装置の実施例を説明する。図１はこの発明による当該縦シール装置の一実施例を示す平面図であり、図２は図１に示す縦シール装置の概略的な斜視図である。
【００２７】
図１に示す縦シール装置１は、例えば、図４に示したような従来周知の縦型製袋充填包装機、即ち、帯状包装材から筒状包装材を成形し当該筒状包装材から袋を形成しつつ製袋充填筒を通して充填された製品が当該袋に包装された袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機において、当該製袋充填筒の外周面を走行する帯状包装材の両側縁部分をシールして当該帯状包装材を筒状包装材に成形する装置として適用することができる。縦型製袋充填包装機それ自体の構成については、ここでの再度の説明を省略し、説明上必要な場合には図４に示した符号を用いることとする。
【００２８】
図１においては、縦型製袋充填包装機５０（図４）の製袋充填筒５２の周囲に略筒状にまで曲成された帯状包装材Ｆｗの一部が断面にて示されており、縦シール装置１は、製袋充填筒５２の正面側に配置されている。帯状包装材Ｆｗは、製袋充填包装機５０の製筒器（フォーマ）５１によって略筒状に曲成され、製袋充填筒５２の外周面を取り巻いている状態にある。帯状包装材Ｆｗの両側端縁部分ｆｅ，ｆｅは、帯状包装材Ｆｗの本体から折り曲げられて形成され、製袋充填筒５２の外周面から起立する方向に延び且つシール可能な内面側が互いに対向した状態に配置される。縦シール装置１は、両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで加圧・加熱して内面同士を溶着することで縦シールＳｃを形成する。
【００２９】
図１及び図２に示す縦シール装置１において、縦シール装置１の縦ヒータブロック２，３それ自体の構造は、従来の縦ヒータブロック５７，５８の構造と同様、縦方向が長手方向となっているバー状のヒータブロックであり、それぞれの先端部には互いに対向するヒータ面２ａ，３ａを備えている。縦ヒータブロック２は、固定側の縦ヒータブロックであり、ヒータ面２ａの設定温度が比較的低く、包装材のヒートシールに際して予熱をする縦予熱ヒータブロックである。また、縦ヒータブロック３は、ヒータ面３ａの設定温度が高く、包装材にヒートシールをすることができる可動側の縦ヒータブロックである。縦ヒータブロック２，３は、縦ヒータブロック３が縦予熱ヒータブロック２に向かって移動してヒータ面２ａ，３ａ間に両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで加圧・加熱することにより、合掌状の縦シールＳｃを施す。縦ヒータブロック２，３は、先端側にヒートパイプ４を、また中央部分にカートリッジヒータ５を備えている等、公知の構造を備えている。
【００３０】
製袋充填筒５２の正面側には、機械フレームとしての縦シーラアーム６が開閉可能に設けられている。縦シーラアーム６は、図示のような状態では製袋充填筒５２の正面側を閉じた状態にあるが、開いた状態（図示せず）では正面側から製袋充填筒５２にアクセス可能である。縦シーラアーム６は、ブロック状のアーム本体６ａと、アーム本体６ａから製袋充填筒５２の方向に向かって一体的に延びている一方の支持部７ａ及び他方の支持部７ｂと、製袋充填筒５２から遠ざかる方向に一体的に延びた支持部７ｃとを備えている。縦シーラアーム６のアーム本体６ａにおいて支持部７ｂ側の端部には、後述する主リンク２１を回動可能に支持するため、主リンク２１から上下方向に突出する態様で設けられる連結ピン２３と、二股となっている支持部７ｂに設けられており連結ピン２３を回動可能に支持する軸受８とから成る連結ピン構造２２が設けられている。各支持部７ａ〜７ｃは、図２に示すように、アーム本体６ａに対してブラケットの態様で設けてもよい。
【００３１】
固定側の縦予熱ヒータブロック２は、アーム本体６ａから長く延びた一方の支持部７ａの先端部分に固定的に取り付けられており、位置不動である。支持部７ａの中間部分には、横方向に延びるスライド軸（丸軸）１０を取り付ける取付孔９ａが形成されており、アーム本体６ａからの延びが短い他方の支持部７ｂの先端部分には、同じくスライド軸１０を取り付けるための取付孔９ｂが形成されている。スライド軸１０は、可動側の縦ヒータブロック３が固定側の縦予熱ヒータブロック２に対して接離動作をするためにその動作を案内する軸である。支持部７ａに形成されている取付孔９ａと支持部７ｂに形成されている取付孔９ｂについては、両孔軸線が整列しており、スライド軸１０がその両端部においてそれぞれ取付孔９ａ，９ｂに嵌め込まれて取り付けられている。
【００３２】
スライド軸１０の外周面に対してスリーブ１１がスライド可能に嵌着されており、可動側の縦ヒータブロック３が取り付けられた取付板１２がスリーブ１１の外周面に固定的に取り付けられている。スリーブ１１を用いる構造により、可動側の縦ヒータブロック３は、スリーブ１１及び取付板１２共々、スライド軸１０に対して軸方向に長い範囲に亙る広いスライド面によって案内され、スムーズにスライド可能に支持されている。スライド軸１０については上下に平行な一組の軸１０，１０（図２参照）とすることで、可動側の縦ヒータブロック３は、スライド軸１０の回りに回動することなく、横方向にのみ正確に且つ安定的にスライドするように支持される。
【００３３】
縦シーラアーム６において、支持部７ｃは延びの長い支持部７ａに対応した側に設けられている。支持部７ｃの先端部には、縦シール装置１を作動させるためのエアシリンダ装置１４が回動連結部１６によって回動可能に取り付けられている。回動連結部１６は、エアシリンダ装置１４のシリンダ１５に取り付けられた連結ピン１７と、支持部７ｃの二股となった先端部に設けられていて連結ピン１７を回動可能に支持する軸受１８とを備えている。連結ピン１７の回動軸線は、スライド軸１０に直交し、バー状の両ヒータブロック２，３が延びる縦方向と平行な方向に延びている。
【００３４】
エアシリンダ装置１４が作動するときにシリンダ１５から出没する出力部材としての出力ロッド１９と、可動側の縦ヒータブロック３及びそれを支持する取付板１２とが、リンク機構２０によって連係されている。出力ロッド１９は、その長さを変更可能とするようにねじで結合されたロッド頭部１９ａを備えている。リンク機構２０は、上記したように、縦シーラアーム６に対して連結ピン構造２２によって回動可能に支持された主リンク２１を備えている。主リンク２１は、縦シーラアーム６に形成されている開口部６ｂを通して延びており、主リンク２１の連結ピン構造２２は、主リンク２１の長手方向中間部分から上下に延びる連結ピン２３が縦シーラアーム６のアーム本体６ａの開口部６ｂ（図２）によって二股となったそれぞれの部分に対して軸受８を介して回動可能に支持される構造である。
【００３５】
主リンク２１の一方の端部（エアシリンダ装置１４側の端部）とロッド頭部１９ａの間は、連結ピン構造２４を介して回動可能に支持されている。連結ピン構造２４は、連結ピン構造２２と同様、ロッド頭部１９ａから上下方向に延びる連結ピン２５と、主リンク２１の二股構造となっている一方の端部に設けられており且つ連結ピン２５を回動可能に支持する軸受２６を備えている。主リンク２１の他方の端部（縦ヒータブロック３側の端部）に対しても、リンク機構２０の連接最後のリンク部材（以下、「押しリンク」という）２７の一端部が連結ピン構造２８を介して回動可能に連結されている。連結ピン構造２８は、上記の連結ピン構造２２，２４と同様、押しリンク２７に上下方向に延びる連結ピン２９と、主リンク２１の二股構造となっている他方の端部に設けられており連結ピン２９を回動可能に支持する軸受３０を備えている。
【００３６】
押しリンク２７の取付板１２側の端部と当該取付板１２は、連結ピン構造３２によって回動可能に連結されている。連結ピン構造３２は、縦ヒータブロック３を支持する取付板１２に取り付けられた連結ピン３３と押しリンク２７の端部に設けられており連結ピン３３を回動可能に支持する軸受３４とを備えている。連結ピン構造３２を取付板１２に可能な限り近づけて設けることで、押しリンク２７が取付板１２及び縦ヒータブロック３を押すときに、取付板１２に対してモーメントを生じてしまうような伝達を回避することができる。そのため、取付板１２には開口部１２ａを形成して、連結ピン構造３２が一部、開口部１２ａ内に入り込むことを許容する構造としている。
【００３７】
図３は、連結ピン構造３２の拡大斜視図である。図３に示すように、連結ピン３３は、上下の部分（ピンの長手方向両端部分）３３ａ，３３ｂの一部が平坦面３３ｃ，３３ｃに加工されており、上下の部分３３ａ、３３ｂにおいて、それぞれ一方の平坦面３３ｃ，３３ｃが縦ヒータブロックの背面（具体的には、取付板１２の背面）に面状に当接された状態でネジ３５，３５によって当該背面に固定的に取り付けられる。連結ピン３３の上下の部分３３ａ，３３ｂの間にある丸軸状の中間部分が、軸受３４によって押しリンク２７に回動可能に支持されている。連結ピンと軸受の配置を入れ替えて、押しリンク２７側に連結ピン３３を固定的に取付け、縦ヒータブロック３の背面側において、連結ピン３３の上下端部又は長手方向中間部を軸受３４にて回動可能に取り付ける構造であってもよい。こうした連結ピン３３を用いる連結ピン構造３２によって、押しリンク２７を縦ヒータブロック３（したがって取付板１２）の背面に対して、距離を置かずに直接に回動可能に連結することができる。連結ピン３３の上下の部分３３ａ，３３ｂの両側を平坦面３３ｃ，３３ｃに形成する代わりに、半月状に切削加工して、その一つの平坦面を取付板１２に背面に当接して固定してもよい。この場合、連結ピン３３の軸線を取付板１２の背面上に位置することができ、押しリンク２７が連結ピン構造３２を介して押し力を伝える際に、モーメントを生じるような伝達を回避することができる。
【００３８】
上記のように構成された縦シール装置１の実施例では、リンク機構２０の主リンク２１の中間部分の位置が連結ピン構造２２で縦シーラアーム６のアーム本体６ａにピン止めされ、また、縦ヒータブロック３がスライド軸１０，１０によってスライド方向が規制された状態にある。このような条件で、エアシリンダ装置１４が作動すると、シリンダ１５は連結ピン１７及び軸受１８によって回動可能であり、また、エアシリンダ装置１４及び主リンク２１は連結ピン構造２２，２４によってそれぞれ僅かに回動する。押しリンク２７も厳密には連結ピン構造２８によって回動するが、その回動の間、押しリンク２７の長手方向がスライド軸１０，１０の軸線方向に略平行であり、主リンク２１が回動するときにその他方の端部の周方向の動きもスライド軸１０，１０の軸線方向に略平行であるので、最終的に、押しリンク２７は、実質的にその長手方向で且つスライド軸１０，１０の軸線と平行な方向に押されて、実質的にスライド軸１０，１０の軸線方向に平行な方向（即ち、縦シールブロック３の進退方向）の押し力Ｆのみを縦ヒータブロック３の背面に作用させる。押しリンク２７がスライド軸１０，１０の軸線に対して直交する方向に作用させる力の成分は、実質的にゼロであり、エアシリンダ装置１４の出力は効率よくヒータ面３ａに伝達される一方で、縦ヒータブロック３にスライド軸１０，１０をこじるようなモーメントの発生を極力抑えることができる。
【００３９】
リンク機構２０の押しリンク２７は、縦ヒータブロック３の背面において連結ピン構造３２を介して直接に回動連結されているので、縦ヒータブロック３の背面を押し力Ｆで直接に押すだけとなり、縦ヒータブロック３に対して最初からモーメントが伝達されることはない。また、連結ピン構造２８による押し力Ｆの作用線Ｌ１と、両ヒータブロック２，３のヒータ面２ａ，３ａのシール中心作用線Ｌ２とのオフセット量Ｄ１は極力小さくすることができる。したがって、オフセット量Ｄ１に起因して両ヒータブロック２，３に発生するモーメントＭ１，Ｍ１も自ずと小さくなり、ヒータ面２ａ，３ａでのシール圧力は略均一になる。縦ヒータブロック３に生じるモーメントＭ１は、大きい値になると、一般に、縦ヒータブロック３がスライド軸１０，１０に沿ってスライド案内されるときに、スライド軸１０，１０の周面をこじるような不均一な面圧を生じて、摩擦抵抗を増大させる或いは偏摩耗を生じさせる原因になるが、本発明による縦シール装置１によれば、こうしたモーメントＭ１が生じたとしても大きな値にはならないので、縦ヒータブロック３はスライド軸１０，１０に沿って安定してスライド案内される。
【００４０】
エアシリンダ装置１４からリンク機構２０を経て縦ヒータブロック３に伝達される力の経路は、エアシリンダ装置１４の出力部材である出力ロッド１９の軸線を含み且つ縦ヒータブロック３の縦に延びる長手方向軸線に直交する一つの力伝達平面Ｓ（図２参照）内に含まれている。また、図３には、この力伝達平面Ｓが縦シール装置１と交差するときのその交差線を一点鎖線ＣＬで示している。リンク機構２０の主リンク２１の軸線、及び押しリンク２７の軸線も、この力伝達平面Ｓ内にある。エアシリンダ装置１４から縦ヒータブロック３に伝達される力の経路をこのような一つの力伝達平面Ｓ内にあるように配置することで、エアシリンダ装置１４の出力は、縦ヒータブロック３に対して、曲げや捻じりのモーメントを生じることなく、押し力Ｆを簡潔で効率よく伝えることができる。また、縦型製袋充填包装機５０において、エアシリンダ装置１４とリンク機構２０の配置も簡素にすることできる。
【００４１】
リンク機構２０には、エアシリンダ装置１４と縦ヒータブロック３との連結部を含めて、複数の回動可能な連結ピン構造２２，２４，２８が含まれている。連結ピン構造２２，２４，２８は、図２である斜視図に示すように、連結すべき連結部材（エアシリンダ装置１４と縦ヒータブロック３、主リンク２１、押しリンク２７を含む）のうちの一方の連結部材が他方の連結部材を挟む二股構造となっており、一方連結部材又は他方の連結部材いずれかに固定された連結ピンが、残る方の連結部材に対して軸受を介して回動可能に支持されている。したがって、連結ピン構造２２，２４，２８において、一方の連結部材の二股構造の合力作用軸線と他方の連結部材の力作用軸線とは、いずれも上記の力伝達平面Ｓ内に含まれている。連結ピン構造２２，２４，２８をこのように構成することにより、力の作用線が一つの力伝達平面Ｓ内に保たれてオフセットしないので、最終的に縦ヒータブロック３に対して、曲げや捻りの無駄なモーメントの発生を抑えることができる。
【００４２】
エアシリンダ装置１４と縦ヒータブロック３との連結部を含めたリンク機構２０の加工誤差及び組立て誤差を吸収可能にするため、連結ピン構造２２，２４，２８のうちいずれか一つを、連結ピンと軸受との間の遊び及び連結ピンの軸方向の遊びを持たせた連結構造とすることができる。連結ピン構造２２，２４，２８のうちいずれか一つを、遊びを持たせた連結構造とすることで、連結ピンの軸方向である縦方向及び連結ピンの径方向である直交２軸の横方向のガタが吸収され、縦ヒータブロック３にモーメントを生じさせず、その動作を滑らかにすることができる。この例では、各部品の加工誤差や組立て誤差を吸収するべく、例えば、連結ピン構造２８に予めガタを設けることができる。
【００４３】
縦型製袋充填包装機５０については、間欠作動型の製袋充填包装機として説明したが、縦ヒータブロック３をボックスモーションのような縦方向の送り・戻り動作と開閉動作とを組み合わせた循環動作をさせることで、連続作動型の製袋充填包装機とすることもできる。また、上記の縦シール装置１については、縦予熱ヒータブロック２を固定とし縦ヒータブロック３を可動式として説明したが、縦予熱ヒータブロック２についてもリンク機構２０を適用して可動式とし、両側縁部分ｆｅ，ｆｅを両側から挟み込むようにしてヒートシールを施してもよい。上記した縦シール装置１のエアシリンダ装置１４やリンク機構２０は、連続作動型の製袋充填包装機の縦シール装置の開閉動作にそのまま適用することができる。また、実施例の説明では、縦ヒータブロック３は取付板１２に取り付けたものとしているが、縦ヒータブロック３と取付板１２は一体的に固定された構造であるので、概念上、ヒータブロックに含めてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  縦シール装置
２  縦予熱ヒータブロック              ２ａ  ヒータ面
３  縦ヒータブロック                  ３ａ  ヒータ面
４  ヒートパイプ                      ５  カートリッジヒータ
６  縦シーラアーム                    ６ａ  アーム本体
６ｂ  開口部                          ７ａ，７ｂ，７ｃ  支持部
８  軸受部                            ９ａ，９ｂ  取付孔
１０  スライド軸                      １１  スリーブ
１２  取付板                          １２ａ  開口部
１４  エアシリンダ装置                １５  シリンダ
１６  回動連結部                      １７  連結ピン            １８  軸受
１９  出力ロッド                      １９ａ  ロッド頭部
２０  リンク機構                      ２１  主リンク
２２  連結ピン構造                    ２３  連結ピン
２４  連結ピン構造                    ２５  連結ピン            ２６  軸受
２７  押しリンク
２８  連結ピン構造                    ２９  連結ピン            ３０  軸受
３２  連結ピン構造                    ３３  連結ピン
３３ａ，３３ｂ  上下の部分            ３３ｃ，３３ｃ  平坦面
３４  軸受                            ３５，３５  ネジ
５０  縦型製袋充填包装機              ５１  製筒器
５２  製袋充填筒
５４  縦シール装置                    ５３ａ，５３ｂ  紙送りベルト
５５  横シール装置                    ５６ａ，５６ｂ  横ヒータブロック
５７  縦予熱ヒータブロック            ５８  縦ヒータブロック
５７ａ，５８ａ  ヒータ面              ５９，５９  ブラケット
６０，６０  スライド軸                ６１  スリーブ
６２  取付板                          ６３  縦シーラアーム
６４  エアシリンダ装置                ６５  シリンダ
６６  ピストンロッド
Ｆｗ  帯状包装材                      ｆｅ，ｆｅ  側縁部分
Ｆｔ  筒状包装材                      Ｓｃ  縦シール
Ｓｅ  横シール
Ｌ１  押し力Ｆの作用線                Ｌ２  シール中心作用線
Ｌ３  駆動力作用線                    Ｌ４  シール中心作用線
Ｄ１，Ｄ２  オフセット量（距離）
Ｆ  押し力                            Ｍ１，Ｍ２  モーメント
Ｓ  力伝達平面                        ＣＬ  交差線
【図１】
2020196525.tif 000003
【図２】
2020196525.tif 000004
【図３】
2020196525.tif 000005
【図４】
2020196525.tif 000006
【図５】
2020196525.tif 000007
【図６】
2020196525.tif 000008