(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り山が下向きになるように二つ折りにした状態で長尺の外装フィルムを走行させるフィルム送り手段、
外装フィルムに所定間隔でサイドシールを形成し、外装フィルムを個包装分の袋に区分するサイドシール形成手段、
外装フィルムに形成された袋に被包装物を充填する充填装置、
被包装物が充填された袋にトップシールを形成するトップシールヘッド、及び
外装フィルムに形成された袋を切り離すカッターを備えた個包装機であって、
被包装物の充填位置から下流の外装フィルムに形成された袋のうち、被包装物が充填されている袋の数に応じて、トップシールヘッド、トップシール形成後のフィルム送り手段を構成する引きローラ、及びカッターの少なくとも一つの設置位置及び／又は設置角度が自動調整される個包装機。
【請求項２】
トップシールヘッド、引きローラ、及びカッターの少なくとも一つの設置位置及び／又は設置角度が、次式から算出される外装フィルムのカーブの半径ｒに基づいて自動調整される請求項１記載の個包装機。
ｒ＝ａｈ／（ａ−ｂ）
（式中、ａ：袋に被包装物が充填されていないときの袋の幅
ｂ：袋に被包装物が充填されているときの見かけの袋の幅
ｈ：袋の高さ）
【請求項３】
袋に被包装物が充填されている領域の外装フィルムのパスラインが、前記半径ｒの円弧からなり、袋に被包装物が充填されていない領域の外装フィルムのパスラインが、該円弧の接線からなると近似し、そのパスラインに合わせて引きローラ、及びカッターの少なくとも一つの設置位置及び／又は設置角度を自動調整する請求項２記載の個包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ティーバッグ等の被包装物の個包装に適した個包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ティーバッグ等の被包装物を外装フィルムで個包装する個包装機として、長尺の外装フィルムを二つ折にし、所定間隔でサイドシールをすることにより個包装分の袋を形成するとともに各袋に被包装物を充填し、袋の上端の口部をトップシールし、サイドシールの幅内で外装フィルムをカットすることにより個包装分の袋を切り離す動作を繰り返すものがある。このような個包装機において、外装フィルムは被包装物を充填する前は水平に走行するが、被包装物を充填した後には、穏やかなカーブを描いて走行する。これは、テンションを掛けられ、引っ張られて走行している袋の口部に対し、袋の底部は充填した被包装物により膨れるため、外装フィルムの走行方向の見かけの長さが短くなるためである。
【０００３】
そこで、トップシールや、サイドシールの幅内でのカットが所期の位置で行われるようにするため、トップシール形成装置の圧着用ロールやサイドシール幅内で外装フィルムをカットするカッターの設置角度や上下方向の設置位置を、外装フィルムのカーブに合わせて調整することが必要とされている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５５３０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のトップシール形成装置やカッターの、設置角度や上下方向の設置位置の調整は、個包装機の稼働を止め、試行錯誤的に最適な設置角度や上下方向の位置を見出すことによりなされ、さらに、そうして見出された設置角度や設置位置が、被包装物の充填を開始する充填始動期から、充填を終了する充填終了期に至るまで固定的に使用されていたため、充填始動期や充填終了期では、外装フィルムがトップヒートシール用ヘッドやカッターから外れてしまい、不良品が発生するという問題があった。
【０００６】
これに対し、本発明は、個包装機の稼働中の外装フィルムのカーブに合わせてトップシール装置やカッターの、設置角度や設置位置を自動調整できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、(i)充填始動期では、当初、被包装物が充填されていないために外装フィルムは水平に走行するが、充填位置から下流にある全ての袋に被包装物が充填されている全実袋状態となると、外装フィルムのパスラインは、被包装物が充填された袋の上端口部の幅と下端の見かけの幅と袋の高さに応じて定まる一定の曲率で円弧を描くこと、(ii)充填始動期の全空袋状態から全実袋状態となるまでの間で、充填時における下流側のサイドシール位置（以下、サイドシール形成位置という）から下流で袋が実袋状態となっている領域では、外装フィルムのパスラインは上述の円弧を描き、袋が空袋状態になっている領域では、その円弧に接する接線を描くと近似できること、(iii)充填終了期の全実袋状態から全空袋状態になるまでの間も同様に、外装フィルムのパスラインは、袋が実袋状態となっている領域では円弧を描き、袋が空袋状態になっている領域では、その円弧に接する接線を描くと近似できること、(iv)したがって、サイドシール形成位置から所定の距離にあるローラやカッターなどがとるべき設置角度や設置位置は、被包装物が充填された袋の個数に応じて定まる外装フィルムのパスラインを求め、そのパスラインに合わせて調整すればよいこと、(v)この調整量は、個包装機の基準時からの稼働量（稼働時間）に応じて計算することができ、ローラ等のとるべき設置位置や設置角度の自動調整が可能となることを見出した。
【０００８】
即ち、本発明は、折り山が下向きになるように二つ折りにした状態で長尺の外装フィルムを走行させるフィルム送り手段、
外装フィルムに所定間隔でサイドシールを形成し、外装フィルムを個包装分の袋に区分するサイドシール形成手段、
外装フィルムに形成された袋に被包装物を充填する充填装置、
被包装物が充填された袋にトップシールを形成するトップシールヘッド、及び
外装フィルムに形成された袋を切り離すカッターを備えた個包装機であって、
外装フィルムに形成された袋のうち、被包装物が充填されている袋の数、又はその袋の数に対応する個包装機の稼働量に応じて、トップシールヘッド、トップシール形成後のフィルム送り手段を構成する引きローラ、及びカッターの少なくとも一つの設置角度及び／又は設置位置が自動調整される個包装機を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、個包装機の稼働中の外装フィルムのカーブに合わせて、トップシールヘッド、トップシールが形成された外装フィルムをカッターに搬送する引きローラ、及びカッターの少なくとも一つの設置角度及び／又は設置位置を自動調整することができる。したがって、充填始動期や充填終了期においても外装フィルムがヒートシールやカッターから外れることが無く、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００１０】
また、この自動調整においては、個包装機の基準時からの稼働量に応じて行うので、設置位置や設置角度を調整する装置ごとに、それらの稼働中の設置位置や設置角度、あるいは調整すべき量を測定することが不要となり、自動調整を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例の個包装機の模式図である。
【図２】図２は、実施例の個包装機の全体的動作の概略説明図である。
【図３】図３は、カッター等の設置位置と設置角度の調整機構の説明図である。
【図４】図４は、引きローラとカッターの設置角度の調整機構の上面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図５】図５は、引きローラとカッターの設置角度の調整機構の側面図である。
【図６】図６は、引きローラとカッターの設置角度の調整機構の側面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、充填始動期において一部の袋に被包装物が充填されている状態のパスラインの説明図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの状態から外装フィルムが半ピッチ移動した状態のパスラインの説明図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、充填始動期において実袋状態の袋の列の先頭の上端（点Ａ）に対応する点Ｃが引きローラベースユニットの回転中心（点Ｂ）に達したときのパスラインの説明図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、充填始動期において実袋状態の袋の列の先頭の上端（点Ａ）に対応する点Ｃが引きローラの中心軸に達したときのパスラインの説明図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、充填始動期において実袋状態の袋の列の先頭の上端（点Ａ）に対応する点Ｃが引きローラの中心軸を越え、カッターに至る前のパスラインの説明図である。
【図８】図８は、袋の上辺の幅と下辺の見かけの幅の関係図である。
【図９】図９は、充填始動期において実袋状態の袋の列の先頭の上端（点Ａ）が引きローラの中心軸に達したときの角度の関係図である。
【図１０】図１０は、充填始動期において実袋状態の袋の列の先頭の上端（点Ａ）が引きローラの中心軸を越え、カッターに至る前の角度の関係図である。
【図１１】図１１は、充填始動期において実袋状態の袋の列の先頭の上端（点Ａ）がカッターのセンターラインに達したときの角度の関係図である。
【図１２】図１２は、充填終了期において、空袋状態の外装フィルムの先頭（点Ｇ）に対応する点Ｇ’が引きローラユニットの回転中心（点Ｂ）に達する前のパスラインの説明図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、充填終了期において、空袋状態の外装フィルムの先頭（点Ｇ）に対応する点Ｇ’が引きローラベースユニットの回転中心（点Ｂ）を超えて引きローラの中心軸に達するまでの間のパスラインの説明図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａにおける主要な角度関係の強調図である。
【図１４】図１４は、外装フィルムが描く円弧の半径ｒの算出方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。なお、各図中、同一符号は同一または同等の構成要素を表している。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例の個包装機１の模式図であり、図２は、個包装機１において充填装置として設けられているホッパー３１、予備プッシャ３２及びプッシャ３３の動作の概略説明図である。
【００１４】
この個包装機１は、四面体型ティーバッグ等の被包装物２を、三方シール型の平袋に個包装する機械であり、概略長尺帯状の外装フィルム１１を二つ折りにした状態で連続走行させるフィルム送り手段、二つ折りにした外装フィルム１１の対向面の間に被包装物２を供給するホッパー３１、外装フィルム１１にサイドシール３を形成するサイドシール形成手段４０、サイドシール３により形成された袋１２にトップシール４を形成するトップシール形成手段６０、サイドシール３のシール幅内を切断することにより連続していた袋１２を個々の個包装品５に切り離すカッター８０を備えている。
【００１５】
より詳細には、個包装機１の上流側には、長尺帯状の外装フィルム１１が巻回されている原反１０が設置され、原反１０から巻き戻した外装フィルム１１を走行させつつその両側縁が重なるように二つ折りにするためにフィルムガイド２０とフィルム寄せガイドバー２１が設けられている。この場合、外装フィルム１１は、折り山が下向きとなり、両側縁側が上向きとなるように二つ折りにされる。
【００１６】
なお、外装フィルム１１としては、非通気性でヒートシール可能な種々の外装フィルムを使用することができ、例えば、アルミラミネートフィルム等を使用する。
【００１７】
また、フィルム送り手段としては、サーボモータ（図示せず）で駆動される送りローラ２２と引きローラ２３が設けられている。送りローラ２２によって、二つ折りにされた外装フィルム１１が矢印I方向に繰り出される。
【００１８】
送りローラ２２の下流では、二つ折りにより重なり合っている外装フィルム１１の対向面の間に開きガイド２４が設けられ、開きガイド２４の下流には、固定カム３０の周縁部を矢印IIのように連続的に旋回しながら上下動する複数のホッパー３１が設けられ、さらに、予備プッシャ３２が設けられている。予備プッシャ３２は、固定カム３０を用いたカム機構により、外装フィルム１１と同方向に水平走行しながら上下動すると共に水平方向の戻り走行を行うというサイクルを個々の被包装物２の充填ごとに繰り返す。予備プッシャ３２の下流には、同様にカム機構により、上下動を伴う水平方向の走行と戻り走行を繰り返すプッシャ３３が設けられている。
【００１９】
ホッパー３１としては、その排出口上に被包装物２を安定して受け取れるようにするため、テーパー状の受けを有するテーパー部３１ｂとその下のストレートガイド部３１ａからなるものが設けられている。このストレートガイド部３１ａは、横断面が小判型であり、その長径が外装フィルム１１の走行方向と平行になるように配置されている。またストレートガイド部３１ａの内寸は、プッシャ３３による押込がないと、ホッパー３１に投入された被包装物２が自重だけではストレートガイド部３１ａ内を落下しない程度とされている。これにより、ホッパー３１にシャッターを設けることなく、プッシャ３３で押し込んだ時点で被包装物２を外装フィルム１１上に落とすことを可能としている。
【００２０】
予備プッシャ３２とプッシャ３３は、それぞれホッパーのストレートガイド部３１ａ内に挿入され、上下動可能な大きさの棒状あるいは筒状部材から形成される。予備プッシャ３２の外周には、筒状のノックアウト部材３４が、予備プッシャ３２と独立的に上下動できるように取り付けられており、予備プッシャ３２で被包装物２をストレートガイド部３１ａ内に押し込んだ後、予備プッシャ３２を引き上げる際の被包装物２の連れ上がりがノックアウト部材３４で防止されるようにしている。
【００２１】
外装フィルム１１の走行方向において、予備プッシャ３２とプッシャ３３の間には、ヒートシールヘッド４１を外装フィルム１１に押圧することによりサイドシール３形成部分を溶着するサイドシール形成手段４０が設けられ、プッシャ３３の下流には、サイドシール形成手段４０による押圧部位を冷却板５１で冷却しつつ押圧し、接着強度を向上させてサイドシール３の形成を完成させるサイドシール冷却押圧手段５０が設けられている。この冷却板５１は、低温ヒータから形成することができる。外装フィルム１１には、隣り合うサイドシール３によって袋１２が形成され、プッシャ３３が、その袋１２の底部に被包装物２を押し込む。また、ヒートシールヘッド４１と冷却板５１との間にはクランパー４５が設けられており、クランパー４５は、プッシャ３３によって袋１２の底部に押し込まれた被包装物２を、袋１２の外側両面からクランプし、プッシャ３３の引き上げ時に被包装物２が引き上げられることを防止する。
【００２２】
ヒートシールヘッド４１とクランパー４５と冷却板５１は、それぞれ外装フィルム１１の押圧時に外装フィルム１１と同方向に水平方向に走行し、押圧解除後に水平方向に戻り走行するものであり、この走行と戻り走行を個々の袋１２への被包装物２の充填ごとに繰り返す。
【００２３】
被包装物２が充填された袋１２には、トップシール形成手段６０でトップシール４が形成される。トップシール形成手段６０としては、例えば、トップシールヘッド６０ａを備えた熱溶着装置を使用することができる。トップシール形成手段６０の下流には、トップシール形成手段６０による熱溶着部位を冷却し、トップシール４の接着強度を向上させるトップシール冷却板７０が設けられている。ここで、トップシール形成手段６０のトップシールヘッド６０ａとトップシール冷却板７０とは、それぞれ、その水平方向のシール幅が、袋１２の水平方向の幅を有し、外装フィルム１１と同方向に略水平に走行しながら外装フィルム１１を押圧し、押圧後には略水平方向に戻り走行を行う。
【００２４】
トップシール形成手段６０の下流のカッター８０は、外装フィルム１１の走行方向に連なって形成されている個包装品５を、サイドシール３のシール幅内で切断して一つずつの個包装品５に切り離すものであり、この個包装機１では、所謂ギロチン式カッターが設けられている。このギロチン式カッターは、カム機構により往復運動する。
【００２５】
個包装機１において、被包装物２を充填した後の袋１２の形状では、袋１２の底部に被包装物２が充填されていることにより袋底部では正味の袋幅が厚みにとられるため、袋トップ部に比べて平面視した場合の袋幅が短くなる。そのため、サイドシール形成位置から下流においていずれの袋１２にも被包装物２が充填されていない全空袋状態での外装フィルム１１の上縁のパスラインＬ0は水平であり、この場合に引きローラ２３及びカッター８０がｙ軸に対してとるべき角度η及びωは０°であるが、全ての袋１２が、被包装物２が充填された全実袋状態になっていると、図２に示すように、全空袋状態でのパスラインＬ0 に対して、引きローラ２３及びカッター８０がｙ軸に対してとるべき角度η及びωは大きくなり、引きローラ２３及びカッター８０がｙ軸上でとるべき位置も下がる。また、充填始動期や充填終了期において、充填位置から下流で一部の袋１２に被包装物２が充填されている部分実袋状態では、カッター８０がｙ軸に対してとるべき角度ωやｙ軸上でとるべき位置は、全空袋状態のときと、全実袋状態のときの中間となる。被包装物２の充填位置の下流にあるトップシールヘッド６０ａ、トップシール冷却板７０及び引きローラ２３についても同様に、それらがｙ軸に対してとるべき角度やｙ軸上でとるべき位置は、被包装物２が充填されている袋１２の個数に応じて異なるが、充填位置に近いトップシールヘッド６０ａやトップシール冷却板７０では、その変動量は小さい。
【００２６】
そこで、この個包装機１では、以下に説明するように、トップシールヘッド６０ａとトップシール冷却板７０については、ｙ軸に対してとるべき角度やｙ軸上でとるべき位置を手動で随時調整可能とし、引きローラ２３とカッター８０については、ｙ軸に対してとるべき角度η及びωやｙ軸上でとるべき位置を、外装フィルム１１に形成された袋１２のうち、被包装物２が充填されている袋１２の個数、又はその袋の数に対応する個包装機の稼働量に応じて自動調整し、被包装物２の充填位置から下流にあるこれらの装置の設置角度や設置位置を外装フィルムのカーブに適合させることを特徴としている。
【００２７】
図３は、この個包装機１におけるトップシールヘッド６０ａ、トップシール冷却板７０、引きローラ２３、及びカッター８０の設置位置と設置角度の調整機構の説明図であり、図４は、引きローラ２３及びカッター８０の設置位置と設置角度の調整機構の上面図及び側面図である。なお、図４は、引きローラ２３及びカッター８０の充填始動当初における設置位置と設置角度を示している。図３に示したように、トップシールヘッド６０ａとトップシール冷却板７０は、それらに共通するトップシールベースユニット600に取り付けられている。トップシールベースユニット600は、本体ベースから起立した支柱601に対し、支点軸602を中心にして矢印IIIの方向に揺動可能に取り付けられており、この揺動角度はネジ604で固定される。また、トップシールベースユニット600は、本体ベースから起立した支柱603に上下可動に取り付けられており、その上下方向の位置はネジ605で固定される。
【００２８】
引きローラ２３は、図３及び図４に示すように、引きローラベースユニット230に取り付けられ、引きローラベースユニット230は上下可動板231に対し、回転軸232を中心に矢印IVの方向に揺動可能に取り付けられ、上下可動板231は、本体ベースに対し、クランク機構234により上下可動に取り付けられている。
【００２９】
カッター８０は、カッターベースユニット800に取り付けられており、カッターベースユニット800は、引きローラベースユニット230に対し、回転軸801を中心に矢印V方向に揺動可能に取り付けられている。
【００３０】
引きローラベースユニット230を、回転軸232を中心に揺動させる駆動源としては、傾き調整用サーボモータ233が設けられており、上下可動板231を上下方向に移動させる駆動源としては、クランク機構234を介して上下駆動用サーボモータ235 が設けられている。また、カッター８０を回転軸801 を中心に傾きを調整できるようにするため、ねじ込み式でカッター８０の傾きを調整する傾き調整ネジ802が設けられ、この傾き調整ネジ802のねじ込み度合いを調整するカッター傾き調整用サーボモータ803が設けられている。
【００３１】
したがって、引きローラ２３とカッター８０の設置位置と設置角度の自動調整は、概略傾き調整用サーボモータ233により、引きローラ２３が外装フィルム１１を引く方向を、充填始動期当初の図４の水平方向に対して図６のように傾け（角度η）、また、上下駆動用サーボモータ235により、引きローラ２３とカッター８０の上下方向の設置位置を移動させ、さらに、サーボモータ803による傾き調整つまみ802のねじ込みにより、カッターベースユニット800を、引きローラベースユニット230に対して図６のように傾ける（角度δ）ことにより行うが、これらの自動調整は、具体的には次の計算により行うことができる。
【００３２】
まず、これらの自動調整の前提として、図７Ａに示すように、袋１２に被包装物２が充填されていない空袋状態での袋の上辺の幅をａ、袋１２に被包装物２が充填されている実袋状態での袋の下辺の見かけの幅をｂ、高さをｈとする。また、実袋状態での袋の上辺の幅を、空袋状態での袋の幅ａに等しいとする。空袋状態での袋の上辺のパスラインＬ0は水平となる。これに対し、全実袋状態での袋の上辺のパスラインＬ1は、ａ＞ｂであるから、袋１２の下辺の長さが送り方向に短くなることにより多角形を描くことになるが、この多角形は半径ｒの円に近似できる。そこで、充填位置にある袋１２の上辺両端の点ａ1、点ａ2を通る半径ｒの中心を座標の原点Ｏ（0，0）とする。
【００３３】
また、充填始動後に、実袋状態の袋１２の列の先頭が引きローラ２３に向かって走行していくときのパスラインＬxは、図７Ａに示すように、実袋状態の袋１２の列の先頭の上端を点Ａとするとき、サイドシール形成位置から点Ａまでは半径ｒの円となり、点Ａから下流では、空袋状態であることにより、半径ｒの円に接する接線になると考える。なお、図７Ａには、一例として、実袋状態の袋１２が３個の場合を示した。
【００３４】
さらに、一つのサイドシール３が形成された後、次のサイドシール３が形成されるまで外装フィルム１１は上流から水平に送り出されてくるので、先に形成されたパスラインＬｘのカーブ形状がそのまま水平移動した形状が自然な形状である。例えば、図７Ｂに、図７Ａの状態から半ピッチ（ａ/2）水平移動した状態を示す。図７Ａにおいて点Ａと原点Ｏを通る直線がｙ軸となす角度γは5α/2となるから(αは、後述するように、実袋状態の袋１個分により生じるパスラインの傾き)、点Ａを半ピッチ水平移動させた図７Ｂにおいても、点Ａにおける接線に直角な直線（法線）がｙ軸となす角度γは5α/2のままである。
【００３５】
一方、実袋状態の袋１２が充填位置から３個分進んだときのパスラインを、原点Ｏを中心に半径ｒ、中心角３αの円弧とその円弧に接する接線で近似した場合、引きローラベースユニットの回転中心点Ｂの位置は図７Ｂにおける点Ｂiiである。このとき傾きγは3αとなり、本来フィルムの自然な形状からくる位置や傾きとの間にズレが生ずる。
【００３６】
しかしながら、パスラインＬｘの半径ｒは、パスラインＬｘの長さに対して十分に大きいため、点Ｂiと点Ｂiiの位置のずれは僅かである。また、外装フィルム１１は剛体ではないから、点Ｂiと点Ｂiiの位置のずれは外装フィルムの正常な流れの支障とはならない。したがって、以下、パスラインＬｘは上述の円と接線で描かれ、かつ、その形状が連続的に変化すると考える。
【００３７】
ここで、図８に示すように、点ａ1と原点Ｏを通る直線と点ａ2と原点Ｏを通る直線とが挟む角をαとする。このαは、袋１２の１個分の外装フィルムの送りにより生じるパスラインの傾きとなる。図８から、
ｈ＊sin（α／２）＝（ａ−ｂ）／２
ｒ＊sin（α／２）＝ａ／２    (1)
（式中、ａ：袋１２に被包装物２が充填されていないときの袋の幅
ｂ：袋１２の両サイドがシールされ、中に被包装物２が充填されているときの見かけの袋下辺の幅
ｈ：袋１２の高さ
ｒ：原点を中心とし、点ａ1、点ａ2を通る円の半径
α：点ａ1と原点Ｏを通る直線と、点ａ2と原点Ｏを通る直線とが挟む角度  ）
したがって、
ｒ＝ａｈ／（ａ−ｂ）      (2)
【００３８】
また、全ての袋１２が空袋状態のときのパスラインＬ0において、引きローラベースユニット230の回転中心である点Ｂ（Ｂx，Ｂy）は、上述のように、
Ｂx＝Ｌ      
であり、また、図７Ａ、図８から、
Ｂy＝ｒ＊cos（α／２）＋ｆ
（式中、ｆ：点ＢとパスラインＬ0との距離）
である。
【００３９】
さらに、基準位置（y軸）から点Ａまでのフィルム長さをｓとして、それが半径ｒの円弧をなす場合、円弧のなす角度γ（γの単位はラジアン）との関係は
γ＝ｓ/ｒ  （3）
で表わされる。
【００４０】
次に、充填始動後に、被包装物２が充填された袋１２の列の先頭の上端の点Ａがいずれの位置まで走行したかによって、引きローラ２３の角度、引きローラ２３とカッター８０の上下方向の設置位置、及びカッター８０の設置角度をどのように調整すべきかを説明する。この調整方法では、以下に詳述するように、まず点Ａの走行位置に応じたパスラインの形状を前述の円と接線から求め、次に、その接線の位置と傾きに合わせて引きローラ２３の位置と傾きを求め、さらにカッター８０の位置と傾きを求める。
【００４１】
(１)充填始動後、ｘ軸方向につき、点Ａが点Ｂに達するまで（図７Ａ〜図７Ｃ）
(1-1)引きローラ２３の上下方向の設置位置
引きローラ２３の上下方向の設置位置の調整は、上下可動板231を動かして点Ｂのｙ軸方向の位置を調整することによりなされる。
点Ａと原点Ｏとを結ぶ直線と、半径(ｒ＋ｆ)の円弧との交点を点Ｃとすると、点Ｃのｘ座標Ｃxとy座標Ｃyは、それぞれ
Ｃx＝（ｒ＋ｆ）sinγ    (4)
Ｃy＝（ｒ＋ｆ）cosγ    (5)
また、このときの点Ｂは、点Ｃにおける半径(ｒ＋ｆ)の円弧の接線の式
Ｃx・ｘ+Ｃy・ｙ=（ｒ＋ｆ）2
と、
ｘ＝Ｌ
との交点として求まる。この交点の式に上述の式(4)、(5)の関係を使用すると、点Ｂのｙ座標として次式(6)を得られる。
ｙ＝{（ｒ＋ｆ）−Ｌ・sin(ｓ/ｒ)}/cos(ｓ/ｒ)    (6)
したがって、引きローラ２３の上下方向の設置位置は、式(6)により自動的に変化させる。
【００４２】
(1-2)引きローラ２３の角度
引きローラ２３の中心軸のｙ軸に対する角度は、引きローラベースユニット230の回転により調整され、この引きローラベースユニット230がとるべき回転角は、前述の式(3)の角γに等しく、式(3)により自動的に変化させる。
【００４３】
(1-3) カッター８０の角度
カッター８０の角度は、カッターベースユニット800が回転軸801を中心にして引きローラベースユニット230に対して回転することにより調整されるが、点Ａが引きローラ２３の中心軸に至るまでは、引きローラ２３の中心軸とカッターのセンターライン８０は平行でよい。即ち、点Ａが引きローラ２３の中心軸に至るまでは、引きローラ２３の中心軸は外装フィルム１１の流れに対して直角に設定し、カッター８０も外装フィルム１１の流れに対して直角に設定する。したがって、引きローラベースユニット230に対するカッターベースユニット800の回転角δは、ゼロとする。
【００４４】
(２)充填始動後、点Ｃが点Ｂを越えて、引きローラ２３の中心軸に至るまで（図７Ｃ、図７Ｄ）
(2-1)引きローラ２３の上下方向の設置位置
ｘ軸方向につき、点Ｃが点Ｂに達するまでは、前述の式(6)により点Ｂがとるべきｙ座標の値は変化するが、点Ｂを越えてからは点Ｂに達したときと同じでよい。そこで、ｘ軸方向につき、点Ｃが点Ｂに達したときに点Ｂがとるべき位置を点ＢＥ（ＢＥx，ＢＥy）とし、これを求める。点ＢＥは、原点Ｏを中心とする半径（ｒ＋ｆ）の円弧と直線ｘ＝Ｌとの交点として次のように求められる。
ＢＥy＝{(ｒ＋ｆ)2−Ｌ2}0.5    (7)
【００４５】
(2-2)引きローラ２３の角度
引きローラ２３の上下方向の設置位置は、上述のように点Ｃが点Ｂを越えてからは、点Ｂのｙ座標を式(7)で得られる固定値とすればよいが、引きローラ２３の中心軸のｙ軸に対する角度は、点Ｃが点Ｂを越えてからも引きローラ２３の中心軸に至るまではさらに大きくしなければならない。なお、カッター８０の傾きについては、点Ｃが引きローラ２３の中心軸を越えた後も点Ｃがカッター８０の中心線に達するまでは、更に大きくしなければならない。
【００４６】
図９は、点Ａが引きローラ２３の中心軸の位置まで進んだときの関係を示している。点Ｂと引きローラ２３の中心軸との距離をｅとすると、このときの点Ｃの位置は、点ＢＥを中心とする半径ｅの円に、原点Ｏから引いた直線が接する２つの点のうち、ｙ軸から遠い方である。このときの引きローラ２３の中心軸とｙ軸がなす角をηe、点ＢＥと原点Ｏを通る直線とｙ軸とがなす角をγ1 、点ＢＥと原点Ｏを通る直線と点Ａと原点Ｏを通る直線がなす角をγ2とすると、
ηe＝γ1＋γ2
また、
γ1＝sin-1{Ｌ/（ｒ＋ｆ）}
sinγ2＝ｅ/（ｒ＋ｆ）
この式を変形してγ2＝sin-1{ｅ/（ｒ＋ｆ）}
よって、
ηe＝γ1＋γ2
＝sin-1{Ｌ/（ｒ＋ｆ）}＋sin-1{ｅ/（ｒ＋ｆ）}    (8)     
したがって、引きローラベースユニット230を傾ける角γは、充填始動時のγ＝０から、式(8)で求まるηeまで、前述の式(3)
γ＝ｓ/ｒ
により連続的に変化させ、式(8)で求まるηeとなった以降、個包装機１の稼働中は、そのηeに維持すればよい。
【００４７】
(2-3)カッター８０の角度
カッター８０の角度は、点Ａが引きローラ２３の中心軸に至るまでは、引きローラ２３の中心軸とカッター８０のセンターラインは平行でよい。これは、引きローラ２３とカッター８０の間の外装フィルム１１は直線状態であるため、引きローラ２３とカッター８０は平行とすればよいからである。したがって、引きローラベースユニット230に対するカッターベースユニット800の回転角δは、ゼロとする。
【００４８】
（３）充填始動後、点Ａが引きローラ２３の中心軸を越えて、カッター８０に至るまで（図７Ｅ）
(3-1)引きローラ２３の上下方向の設置位置
(2-1)で述べたように、点Ｃが点Ｂに達した以降は、点Ｂの上下方向の位置は、式(7)で求まるＢＥyの固定値である。
【００４９】
(3-2)引きローラ２３の角度
(2-2)で述べたように、点Ａが引きローラ２３の中心軸に達するまでは、式(8)で求まるηeまで、式(3)により連続的に変化させるが、点Ａが引きローラの中心軸に達した以降は、式(8)で求まるηeを維持する。
【００５０】
(3-3)カッター８０の角度
点Ａが引きローラ２３の中心軸を越えてからの点Ａの走行量に合わせて、引きローラベースユニット230に対するカッター８０の角δを次式により自動的に変化させる。カッタ−８０とｙ軸とのなす角ωは、図１０から、
ω＝ηe＋δ
したがって
δ＝ω−ηe
ηeは式(8)で求まるから、
δ＝ｓ/ｒ−ηe
＝ｓ/ｒ−(sin-1{Ｌ/（ｒ＋ｆ）}＋sin-1{ｅ/（ｒ＋ｆ）})    （9）
よって、式(9)により、引きローラベースユニット230に対するカッター８０の角δを変えて行けばよい。
【００５１】
なお、図１１に示したように、点Ａがカッター８０のセンターライン上にあって、角δが最大値をとるときの、カッターベースユニットの回転軸801の回転中心点Ｄ（ＤＥx，ＤＥy）と、点ＢＥの関係は、次式(10)により求めることができる。
ＤＥx＝ＢＥx＋ｇcos(ηe)−ｉsin(ηe)    (10) 
ＤＥy＝ＢＥy−ｇsin(ηe)−ｉcos(ηe)
（式中、
ｇ：引きローラ２３の中心軸に平行で点Ｂを通る直線と、引きローラ２３の中心軸に平行で点Ｄを通る直線との距離
ｉ：引きローラ２３の中心軸に直角に引いた点Ｂを通る直線と、引きローラ２３の中心軸に直角に引いた点Ｄを通る直線との距離）
【００５２】
また、原点Ｏと点Ｄ（ＤＥx、ＤＥｙ）を通る直線がｙ軸となす角をλ1、原点Ｏと点Ａを通る直線が原点Ｏと点Ｄ（ＤＥx、ＤＥｙ）を通る直線となす角をλ2、原点Ｏと点Ａを通る直線がｙ軸となす角をωｅとすると
ωe＝λ1＋λ2    (11)
原点Ｏと点Ｄ（ＤＥx、ＤＥｙ）の距離をＬDとすると
ＬD＝｛(ＤＥx)2＋(ＤＥy)2}0.5    (12)
また、
λ1＝sin-1(ＤＥx/ＬD)     (13)
λ2＝sin-1(ｊ/ＬD)     (14)
（式中、ｊ：点Ｄとカッター８０との距離）
したがって、式(11)〜(14)から、
δe＝ωe−ηe＝λ1＋λ2−ηe    (15)
式(15)と式(8)から
δe＝sin-1(ＤＥx/ＬD)＋sin-1(ｊ/ＬD)−sin-1{Ｌ/(ｒ＋ｆ)}−sin-1{ｅ/(ｒ＋ｆ)}    (16)
よって、δeが式(16)の値になるまで、式(9)により連続的により変化させればよい。
【００５３】
以上をまとめると、充填始動期においては、(i)引きローラベースユニットの回転角γは、点Ａが引きローラの中心軸に達したときの式(8)により求められるηeまで、式(3)により連続的に変化させる。
ηe＝γ1＋γ2
＝sin-1{Ｌ/（ｒ＋ｆ）}＋sin-1{ｅ/（ｒ＋ｆ）}    (8)
γ＝ｓ/ｒ
【００５４】
(ii) 引きローラベースユニットの回転中心の点Ｂの上下方向の位置は、点Ｃが点Ｂに達したときの式(7)により得られるＢＥyになるまで、式(6)により連続的に変化させる。
ｙ＝{（ｒ＋ｆ）−Ｌ・sin(ｓ/ｒ)}/cos(ｓ/ｒ)    (6)
ＢＥy＝{(ｒ＋ｆ)2−Ｌ2}0.5    (7)
【００５５】
(iii) カッターベースユニットの引きローラベースユニットに対する角度δは、点Ａが引きローラの中心軸に達するまではゼロとし、点Ａが引きローラ２３の中心軸を越えてからは、式(16)の値になるまで、式(9)により変化させる。
δ＝ｓ/ｒ−(sin-1{Ｌ/（ｒ＋ｆ）}＋sin-1{ｅ/（ｒ＋ｆ）})    （9）
δe＝sin-1(ＤＥx/ＬD)＋sin-1(ｊ/ＬD)−sin-1{Ｌ/(ｒ＋ｆ)}−sin-1{ｅ/(ｒ＋ｆ)}      (16)
【００５６】
（４）充填終了期の自動調整
(4-1)引きローラ２３の角度
図１２に示すように、充填終了期において、空袋状態の袋の列の先頭の上端を点Ｇ（Ｇx，Ｇy）とし、座標（Ｇx，0）を点Ｏ’とおき、点Ｏ’と点Ｇを通る直線と袋１２の上端からオフセットした線との交点をＧ’とおくと、点Ｇから下流のパスラインは、点Ｏ'を中心とする半径ｒの円と見なせることになる。そこで、点Ｏ’を通る軸をｙ'軸とし、全ての袋が実袋状態の場合に対して、ｙ’軸がｘ軸のプラス方向に移動していくと考える。
【００５７】
空袋状態の外装フィルム１１の上辺の先端がｙ軸からｓ進んだ位置における引きローラベースユニット230の回転中心の点Ｂの上下方向の位置、ローラベースユニット230の傾き、及びカッターベースユニット800の傾きを算出する式を求める。
【００５８】
まず、点Ｇ’が点Ｂに至るまでは、カーブが始まる点Ｇ’から点Ｂのまで距離をｍとおくと、
ｍ＝Ｌ−ｓ    (17)
このときの引きローラベースユニットの角ηeは、前述の式(8)においてＬにｍの値を代入し、さらに式(18)の関係を用いることにより、次のように求めることができる。
ηe＝sin-1{Ｌ/(ｒ＋ｆ)}＋sin-1{ｅ/(ｒ＋ｆ)}    (8)
＝sin-1{ｍ/(ｒ＋ｆ)}＋sin-1{ｅ/(ｒ＋ｆ)}
＝sin-1{Ｌ−ｓ/(ｒ＋ｆ)}＋sin-1{ｅ/(ｒ＋ｆ)}    (18)
点Ｇ’が点Ｂの位置においては、ｍ＝0であるから、式（18）より
ηe＝sin-1{ｅ/(ｒ＋ｆ)}
を得る。
【００５９】
点Ｇ’が点Ｂを超えて引きローラ２３の中心軸に達するまでの間は、図１３Ａの関係にある。必要部分を強調して見やすく表現した図が図１３Ｂである。
【００６０】
点Ｇ’が点Ｂよりｍ進んだ位置での引きローラユニットの傾きηを求める。
図１３Ｂにおいて点Ｂを中心にして半径ｅの円に点Ｏ’から引いた接線の接点を点Ｋ、点Ｂを中心にして半径ｅの円に点Ｏ''から引いた接線の接点を点Ｋ1とする。
線分Ｏ''Ｂ＝ｒ＋ｆである。
一方、線分Ｏ'Ｂ＝ｐ、
∠ＢＯ'Ｋ＝β1、
∠ＢＯ'Ｇ'＝β2  とおく。
三角形ＢＯ'Ｋより、sinβ1＝ｅ/ｐ
よって、β1＝sin-1（ｅ/ｐ）    （19）
三角形ＢＯ'Ｇ'より、ｐ＝{（ｒ＋ｆ）2＋ｍ2}0.5    （20）
sinβ2＝ｍ/ｐ
β2＝sin-1（ｍ/ｐ）    （21）
よって、求めるηは
η＝β1−β2    （22）
またｍは
ｍ＝ｓ−L    （23）
これら式(19)、（20）、（21）、（22）、（23）から
η＝sin-1（ｅ/ｐ）− sin-1（ｍ/ｐ）
＝sin-1〔ｅ/{（ｒ+ｆ）2+ｍ2}0.5〕−sin-1〔ｍ/{（ｒ+ｆ）2+ｍ2}0.5〕
＝sin-1〔ｅ/{(ｒ+ｆ)2+(ｓ−L)2}0.5〕−sin-1〔（ｓ−L)/{(ｒ+ｆ)2+(ｓ−L)2}0.5〕
（24）
【００６１】
点Ｇ’が引きローラの中心軸を過ぎる時点では、引きローラベースユニットのｙ軸に対する傾きはゼロに戻せばよい。このとき、外装フィルム１１の変位量ｓ（即ち、基準位置から点Ｇまでの距離は
ｓ＝Ｌ＋ｅ
である。
【００６２】
(4-2)引きローラ２３の上下方向の設置位置
点Ｇ’が点Ｂに至るまでは、点Ｂの座標は、前述の式(7)においてＬにｍの値を代入することにより、次のように求めることができる。
ＢＥy＝{(ｒ＋ｆ)2−Ｌ2}0.5      (7)
＝{(ｒ＋ｆ)2−ｍ2}0.5      (7)’
＝{(ｒ＋ｆ)2−(Ｌ−ｓ)2}0.5    (25)
【００６３】
点Ｇ’が点Ｂを超えてからは、点Ｂに至ったとき（ｍ＝0）に対して一定値をとり、式（7）’より
ＢＥｙ＝ｒ＋ｆ
である。
【００６４】
(4-3)カッター８０の角度
点Ｇ’が引きローラ２３の中心軸に達するまではカッター８０の傾きは前述の式(16)のδeのままでよい。
δe＝sin-1(ＤＥx/ＬD)＋sin-1(ｊ/ＬD)−sin-1{Ｌ/(ｒ＋ｆ)}−sin-1{ｅ/(ｒ＋ｆ)}    (16)
【００６５】
点Ｇ’が引きローラ２３の中心軸を過ぎてからは、引きローラベースユニット230の傾きは一定値をとり変化しないので、引きローラ２３から進んだ角度と同じ角度だけ角度を戻し、カッター８０のセンターラインに達する時点で引きローラベースユニット230に対するカッターベースユニット800の角δをゼロとする。
したがって、
δ＝δe−γ＝δe−（ｓ−Ｌ−ｅ）／ｒ    （26）
【００６６】
この式（26）により、δ＝0となるまで角度を戻して行けばよい。
なお、δ＝0となるとき、外装フィルム１１の変位量ｓ（即ち、基準位置から点Ｇまでの距離）は、
ｓ＝Ｌ＋ｇ＋ｊ
である。
【００６７】
ところで、上述した引きローラ２３とカッター８０の自動調整に使用する式(8)等には、ｆ、Ｌ、ｅ等の装置構成の寸法の他に、ｒとαという装置構成外の要素が含まれている。これらは、予めｂを実測しておくことにより、式(1)、(1')から求めることができる。
【００６８】
また、予め、充填位置以降で全ての袋が実袋状態にあるときに適合するＢＥy値（式(7)）を実測しておくことによりｒを算出してもよく、図１４に示すように、所定の変位量（例えばｓ＝Ｌ）の位置でのパスラインＬ1のｙ軸方向の変位量Δｙを測定し、式(7)でｆ＝0とおいた式からｒを算出してもよい。
【００６９】
以上、図１に示した個包装機１に基づいて本発明を具体的に説明したが、本発明は種々の態様をとることができる。例えば、トップシールヘッド６０ａ、トップシール冷却板７０、引きローラ２３、カッター８０の全てについて、設置位置と設置角度が自動調整されるようにしてもよい。この場合、傾きと高さをそれぞれ自動設定できる構造とする。いずれを自動調整するかは被包装物２の充填位置とそれぞれの設置位置との距離、被包装物２の充填量などに応じて適宜変えることができる。
【００７０】
なお、被包装物２の充填装置自体については、特に制限はなく、被包装物の種類に応じてシャッター付のホッパー等を使用してもよく、袋内を不活性ガスで置換してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１    個包装機
２    被包装物
３    サイドシール
４    トップシール
５    個包装品
１０    原反
１１    外装フィルム
１２    袋
２０    フィルムガイド
２１    フィルム寄せガイドバー
２２    送りローラ
２３    引きローラ
230    引きローラベースユニット
231    上下可動板
232    回転軸
233    傾き調整用サーボモータ
234    クランク機構
235    上下駆動用サーボモータ
２４    開きガイド
３０    固定カム
３１    ホッパー
３２    予備プッシャ
３３    プッシャ
３４    ノックアウト部材
４０    サイドシール形成手段
４１    ヒートシールヘッド
４５    クランパー
５０    サイドシール冷却押圧手段
５１    冷却板
６０    トップシール形成手段
６０ａ  トップシールヘッド
600    トップシールベースユニット
601    支柱
602    支点軸
603    支柱
604    ネジ
605    ネジ
７０    トップシール冷却板
８０    カッター
800    カッターベースユニット
801    回転軸
802    傾き調整ネジ
803    カッター傾き調整用サーボモータ
点Ａ  実袋状態の袋の列の先頭の上端
点ａ１、点ａ２    袋の上辺の端点
点Ｂ  引きローラベースユニットの回転中心
点ｂ１、点ｂ２    袋の下辺の端点
点ＢＥ  点Ａが点Ｂに達したときに点Ｂがとるべき位置
点Ｃ  点Ａと原点Ｏとを結ぶ直線と、半径(ｒ＋ｆ)の円弧との交点
点Ｇ  充填終了期における、空袋状態の袋の列の先頭の上端（座標（Ｇx，Ｇy））
点Ｏ  直線ａ1ｂ1と直線ａ2ｂ2の交点であり、座標原点を表わす
ａ    袋の上辺の幅
ｂ    袋の下辺の見かけの幅
Ｂx   点Ｂのｘ座標
Ｂy   点Ｂのｙ座標
Ｃx   点Ｃのｘ座標
Ｃy   点Ｃのｙ座標
Ｄ    カッターベースユニットの回転中心点
ｅ    点Ｂと引きローラの中心軸との距離
ｆ    点Ｂと袋の上辺のパスラインＬＸとの距離
Ｇ'   点Ｏ'（Ｇx，0）と点Ｇを通る直線と袋の上端からオフセットした線との交点
ｇ    引きローラの中心軸に平行で点Ｂを通る直線と、引きローラの中心軸に平行で点Ｄを通る直線との距離
ｈ    袋の高さ
ｉ    原点Ｏを中心とする半径（ｒ＋ｆ）の円と引きローラの中心軸との交点における円の接線Ｌgと点Ｄとの距離
ｊ    点Ｄとカッターとの距離
Ｌ    点Ｂのｘ座標の数値
Ｌ0   空袋状態での袋の上辺のパスライン
Ｌ1   実袋状態での袋の上辺のパスライン
Ｌx   実袋状態の袋の列の先頭が引きローラに向かって走行していくときのパスライン
ｒ    袋の上辺のパスラインが描く円の半径
ｓ    外装フィルムの変位量
α    点ａ1と原点Ｏを通る直線と、点ａ2と原点Ｏを通る直線とが挟む角
γ    点Ａと原点Ｏを通る直線とｙ軸がなす角
γ1   点ＢＥと原点Ｏを通る直線とｙ軸がなす角
γ2   点ＢＥと原点Ｏを通る直線と、引きローラの中心軸上にある時の点Ａと原点Ｏを通る直線とがなす角
δ    引きローラベースユニットに対するカッターベースユニットの回転角
δe   点Ａがカッター８０のセンターライン上にあるときのδ（δの最大値）
η    引きローラベースユニット（又は引きローラ）のｙ軸に対する角
ηe   点Ａが引きローラの中心軸に達したときの引きローラベースユニットのｙ軸に対する角
ω    カッターのセンターラインがｙ軸に対してとるべき角
【図１】
0005585150.tif 000002
【図２】
0005585150.tif 000003
【図３】
0005585150.tif 000004
【図４】
0005585150.tif 000005
【図５】
0005585150.tif 000006
【図６】
0005585150.tif 000007
【図７Ａ】
0005585150.tif 000008
【図７Ｂ】
0005585150.tif 000009
【図７Ｃ】
0005585150.tif 000010
【図７Ｄ】
0005585150.tif 000011
【図７Ｅ】
0005585150.tif 000012
【図８】
0005585150.tif 000013
【図９】
0005585150.tif 000014
【図１０】
0005585150.tif 000015
【図１１】
0005585150.tif 000016
【図１２】
0005585150.tif 000017
【図１３Ａ】
0005585150.tif 000018
【図１３Ｂ】
0005585150.tif 000019
【図１４】
0005585150.tif 000020