(57)【要約】      （修正有）【課題】サーメット合金のような高価な材料を使用することなく、サーメット合金で製作された溶断刃と同等の耐久性を有する溶断刃を備えた包装機を提供する。【解決手段】横シール機構は、筒状フィルムに熱および圧力を与える溶断刃５３によって筒状フィルムを溶断する。溶断刃５３の少なくとも先端部分は、高速度工具鋼で成形され、表面処理によって所定の硬さに調整されている。汎用材料である高速度工具鋼が所定の硬さに調整されることによって、従来と同等の性能を確保することができ、その上、溶断刃５３の材料費が低減され、さらに溶断刃５３の加工時間も短縮される。【選択図】図４
0003194911.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
シート状フィルムを筒状フィルムに成形し、シールして製袋しながら被包装物の充填を行う包装機であって、
前記筒状フィルムの溶断、および横方向へのシールを行う溶断装置を備え、
前記溶断装置は、
旋回しながら前記筒状フィルムの溶断予定部分の下流側と上流側とを円弧状のシール面で横方向に挟み、加熱してシールを行う一対のシールジョーと、
前記筒状フィルムを横方向に挟み、熱および圧力を与えて前記筒状フィルムの前記溶断予定部分を溶断する溶断刃および受け刃と、
前記シールジョー、前記溶断刃、および前記受け刃を加熱するヒータと、
を有し、
前記シールジョー、前記溶断刃、および前記受け刃が動作し、前記溶断刃と前記受け刃とによる前記溶断予定部分の溶断を、前記シールジョーの前記シール面が前記溶断予定部分の上流側を挟んでシールを完了する前に終了させ、
少なくとも前記溶断刃の先端部分は、高速度工具鋼で成形され、表面処理によって所定の硬さに調整されている、
包装機。
【請求項２】
シート状フィルムを筒状フィルムに成形し、シールして製袋しながら被包装物の充填を行う包装機であって、
前記筒状フィルムの溶断、および横方向へのシールを行う溶断装置を備え、
前記溶断装置は、
前記筒状フィルムを横方向に挟み、加熱してシールを行う一対のシールジョーと、
前記筒状フィルムを横方向に挟み、熱および圧力を与えて前記筒状フィルムを溶断する溶断刃および受け刃と、
前記シールジョー、前記溶断刃、および前記受け刃を加熱するヒータと、
を有し、
前記シールジョー、前記溶断刃、および前記受け刃が動作し、前記溶断刃と前記受け刃とによる前記筒状フィルムの溶断を、前記シールジョーのシール面が前記筒状フィルムの溶断予定部分の両側を挟んでシールを完了する前に終了させ、
少なくとも前記溶断刃の先端部分は、高速度工具鋼で成形され、表面処理によって所定の硬さに調整されている、
包装機。
【請求項３】
前記溶断刃の先端部分は、前記シールジョーの前記シール面から前記受け刃側に突出している、
請求項１又は請求項２に記載の包装機。
【請求項４】
前記表面処理は、窒化処理である、
請求項１又は請求項２に記載の包装機。
【請求項５】
前記表面処理は、ショットピーニング処理である、
請求項１又は請求項２に記載の包装機。
【請求項６】
前記表面処理は、窒化処理およびショットピーニング処理の複合処理である、
請求項１又は請求項２に記載の包装機。
【請求項７】
前記硬さは、Ｈｖ１０００以上である、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の包装機。
【請求項８】
前記溶断刃の刃先の幅は、０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満である、
請求項１から請求項７のいずれか1項に記載の包装機。
【請求項９】
前記高速度工具鋼は、日本工業規格におけるＳＫＨ５１である、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の包装機。
【請求項１０】
前記溶断刃の先端は刃渡り方向に沿って波形に成形されている、
請求項１に記載の包装機。
【請求項１１】
刃渡り方向から視た前記溶断刃の先端の稜線は、所定半径の円弧であり、
前記所定半径は、前記シールジョーの前記シール面の円弧径と等しい、
請求項１に記載の包装機。
【請求項１２】
前記溶断刃の先端は刃渡り方向に沿って波形に成形されており、
前記溶断刃の先端の稜線を含む仮想面は、前記溶断刃の厚み方向に沿って湾曲する所定半径の円弧曲面であり、
前記所定半径は、前記シールジョーの前記シール面の円弧径と等しい、
請求項１に記載の包装機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、包装機に関し、特に、フィルムの溶断装置を備えた包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルムを溶断する溶断装置として、フィルムに熱および圧力を与える溶断刃によって、フィルムを溶着しつつ切断する装置が広く普及している。例えば、特許文献１（特開２００６−３０６４４５号公報）に開示されている溶断装置では、繰り返し使用による溶断刃の切断性の劣化を抑制するため、溶断刃の材料として、セラミックである金属複ホウ化物と、Ｆｅ（鉄）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｗ（タングステン）等の金属とを合わせて焼き固めた、いわゆるサーメット（Ｃｅｒｍｅｔ）合金を使用して成形されている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、サーメット合金を使用した溶断刃は耐久性に優れているが、高コストであり、その上、製作リードタイムが長いため、トータルコスト増大の要因となっている。
【０００４】
本考案の課題は、包装機において、サーメット合金のような高価な材料を使用することなく、サーメット合金で製作された溶断刃と同等の耐久性を有する溶断刃を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案の第１観点に係る包装機は、シート状フィルムを筒状フィルムに成形し、シールして製袋しながら被包装物の充填を行う包装機であって、溶断装置を備えている。溶断装置は、筒状フィルムの溶断、および横方向へのシールを行う。また、溶断装置は、一対のシールジョーと、溶断刃および受け刃と、ヒータとを有している。一対のシールジョーは、旋回しながら筒状フィルムの溶断予定部分の下流側と上流側とを円弧状のシール面で横方向に挟み、加熱してシールを行う。溶断刃および受け刃は、筒状フィルムを横方向に挟み、熱および圧力を与えて筒状フィルムの溶断予定部分を溶断する。ヒータは、シールジョー、溶断刃、および受け刃を加熱する。また、シールジョー、溶断刃、および受け刃が動作し、溶断刃と受け刃とによる筒状フィルムの溶断予定部分の溶断を、シールジョーのシール面が筒状フィルムの溶断予定部分の上流側を挟んでシールを完了する前に終了させる。さらに、少なくとも溶断刃の先端部分は、高速度工具鋼で成形され、表面処理によって所定の硬さに調整されている。
【０００６】
この包装機では、溶断刃の先端部分に、汎用材料である高速度工具鋼を適用し所定の硬さに調整されることによって、従来と同等の耐久性を確保することができる。その結果、溶断刃の材料費が低減され、さらに溶断刃の加工時間も短縮される。
【０００７】
本考案の第２観点に係る包装機は、シート状フィルムを筒状フィルムに成形し、シールして製袋しながら被包装物の充填を行う包装機であって、溶断装置を備えている。溶断装置は、筒状フィルムの溶断、および横方向へのシールを行う。また、溶断装置は、一対のシールジョーと、溶断刃および受け刃と、ヒータとを有している。一対のシールジョーは、筒状フィルムを横方向に挟み、加熱してシールを行う。溶断刃および受け刃は、筒状フィルムを横方向に挟み、熱および圧力を与えて筒状フィルムを溶断する。ヒータは、シールジョー、溶断刃、および受け刃を加熱する。また、シールジョー、溶断刃、および受け刃が動作し、溶断刃と受け刃とによる筒状フィルムの溶断を、シールジョーのシール面が筒状フィルムの溶断予定部分の両側を挟んでシールを完了する前に終了させる。さらに、少なくとも溶断刃の先端部分は、高速度工具鋼で成形され、表面処理によって所定の硬さに調整されている。
【０００８】
この包装機では、溶断刃の先端部分に、汎用材料である高速度工具鋼を適用し所定の硬さに調整されることによって、従来と同等の耐久性を確保することができる。その結果、溶断刃の材料費が低減され、さらに溶断刃の加工時間も短縮される。
【０００９】
本考案の第３観点に係る包装機は、第１観点または第２観点に係る包装機であって、溶断刃の先端がシールジョーのシール面から受け刃側に突出している。この包装機では、少なくとも第１観点または第２観点の効果を奏することができる。
【００１０】
本考案の第４観点に係る包装機は、第１観点または第２観点に係る包装機であって、表面処理が窒化処理である。この包装機では、少なくとも第１観点または第２観点の効果を奏することができる。
【００１１】
本考案の第５観点に係る包装機は、第１観点または第２観点に係る包装機であって、表面処理がショットピーニング処理である。この包装機では、少なくとも第１観点または第２観点の効果を奏することができる。
【００１２】
本考案の第６観点に係る包装機は、第１観点または第２観点に係る包装機であって、表面処理が窒化処理およびショットピーニング処理の複合処理である。この包装機では、少なくとも第１観点または第２観点の効果を奏することができる。
【００１３】
本考案の第７観点に係る包装機は、第１観点から第６観点のいずれか１つに係る包装機であって、硬さがＨｖ１０００以上である。この包装機では、溶断刃の耐久性が、サーメット合金を使用した溶断刃の耐久性と同等レベルまで向上する。
【００１４】
本考案の第８観点に係る包装機は、第１観点から第７観点のいずれか１つに係る包装機であって、溶断刃の刃先の幅が、０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満である。
【００１５】
この包装機では、溶断刃の先端の耐摩耗性が向上する。
【００１６】
本考案の第９観点に係る包装機は、第１観点から第８観点のいずれか１つに係る包装機であって、高速度工具鋼が日本工業規格におけるＳＫＨ５１である。この包装機では、少なくとも第１観点の効果を奏することができる。
【００１７】
本考案の第１０観点に係る包装機は、第１観点に係る包装機であって、溶断刃の先端が刃渡り方向に沿って波形に成形されている。この包装機では、フィルム溶断動作時、溶断刃と受け刃との間に圧が一気にかからないので、溶断刃の耐久性が向上する。
【００１８】
本考案の第１１観点に係る包装機は、第１観点に係る包装機であって、刃渡り方向から視た前記溶断刃の先端の稜線は、所定半径の円弧である。その所定半径は、シールジョーのシール面の円弧径と等しい。この包装機では、少なくとも第１観点の効果を奏することができる。
【００１９】
本考案の第１２観点に係る包装機は、第１観点に係る包装機であって、溶断刃の先端が刃渡り方向に沿って波形に成形されている。また、溶断刃の先端の稜線を含む仮想面は、溶断刃の厚み方向に沿って湾曲する所定半径の円弧曲面である。その所定半径は、シールジョーのシール面の円弧径と等しい。この包装機では、少なくとも第１観点の効果を奏することができる。
【考案の効果】
【００２０】
本考案の包装機では、溶断刃の先端部分に、汎用材料である高速度工具鋼を適用し所定の硬さに調整されることによって、従来と同等の耐久性を確保することができる。その結果、溶断刃の材料費が低減され、さらに溶断刃の加工時間も短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本考案の第１実施形態に係る包装機の斜視図。
【図２】包装機の製袋包装ユニットの概略構成を示す斜視図。
【図３】横シール機構において旋回動作する第１シールジョー及び第２シールジョーの側面図。
【図４】刃先側から視た溶断刃の斜視図。
【図５】シールジョーの断面図。
【図６】変形例に係る包装機の横シール機構の溶断刃の斜視図。
【図７】第２実施形態に係る包装機の横シール機構において旋回動作する第１シールジョーと第２シールジョーの側面図。
【図８】第１シールジョーと第２シールジョーの動作のタイムチャート。
【図９】第１シールジョーと第２シールジョーの動作の他のタイムチャート。
【図１０】第３実施形態に係る包装機の溶断刃の断面図。
【図１１Ａ】シールジョーが動作する前の横シール機構の断面図。
【図１１Ｂ】シールジョーが動作を開始したときの横シール機構の断面図。
【図１１Ｃ】第１シールジョーと第２シールジョーとが密着したときの横シール機構の断面図。
【図１１Ｄ】第１シールジョーと第２シールジョーと離間させたときの横シール機構の断面図。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
以下図面を参照しながら、本考案の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本考案の具体例であって、本考案の技術的範囲を限定するものではない。
【００２３】
＜第１実施形態＞
（１）包装機１の構成
図１は、本考案の一実施形態に係る包装機の斜視図である。また、図２は、包装機の製袋包装ユニットの概略構成を示す斜視図である。図１及び図２において、包装機１は、組合せ計量機２、製袋包装ユニット５及びフィルム供給ユニット６を備えている。
【００２４】
組合せ計量機２は、商品Ｃを計量し所定の合計重量になるよう排出する。製袋包装ユニット５は、被包装物の袋詰めを行う本体部分である。フィルム供給ユニット６は、製袋包装ユニット５に袋となるフィルムを供給する。
【００２５】
また、製袋包装ユニット５の前面には操作スイッチ類７が配置されている。操作スイッチ類７を操作する操作者が視認できる位置には、操作状態を示すタッチパネル式ディスプレイ８が配置されている。
【００２６】
組合せ計量機２、フィルム供給ユニット６及び製袋包装ユニット５は、操作スイッチ類７やタッチパネル式ディスプレイ８から入力された操作および設定に従って制御される。なお、操作スイッチ類７やタッチパネル式ディスプレイ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成される制御部（図示せず）に接続されており、その制御部が組合せ計量機２および製袋包装ユニット５に設置されている各種センサから必要な情報を取り込み、その情報を各種制御において利用する。
【００２７】
（２）詳細構成
（２−１）組合せ計量機２
組合せ計量機２は、製袋包装ユニット５の上部に配置されており、商品Ｃを計量ホッパで計量した後、これらの計量値を所定の合計重量になるように組み合わせて順次排出する。
【００２８】
（２−２）フィルム供給ユニット６
フィルム供給ユニット６は、製袋包装ユニット５の成形機構１３に対してシート状のフィルムを供給するユニットであって、製袋包装ユニット５に隣接して設けられている。また、フィルム供給ユニット６にはフィルムが巻かれたロールがセットされ、このロールからシート状のフィルムが繰り出される。
【００２９】
（２−３）製袋包装ユニット５
図１および図２に示すように、製袋包装ユニット５は、成形機構１３と、プルダウンベルト機構１４と、縦シール機構１５と、横シール機構１７と、支持フレーム１２とから構成されている。成形機構１３は、シート状で送られてくるフィルムを筒状に成形する。プルダウンベルト機構１４は、筒状となったフィルム（以下、筒状フィルムＦｍとよぶ）を下方に搬送する。縦シール機構１５は、筒状フィルムＦｍの重ね合わせ部分を縦方向にシールする。横シール機構１７は、筒状フィルムＦｍを横方向にシールすることで袋の上下端を封止する。支持フレーム１２は、それらの機構を支える。また、支持フレーム１２の周囲には、ケーシング９が取り付けられている。
【００３０】
（２−３−１）成形機構１３
成形機構１３は、チューブ１３ｂと、フォーマ１３ａとを有している。チューブ１３ｂは、筒形状の部材であり、上下端が開口している。このチューブ１３ｂの上端の開口部には、組合せ計量機２で計量された商品Ｃが投入される。フォーマ１３ａは、チューブ１３ｂを取り囲むように配置されている。フィルムロールから繰り出されてきたシート状のフィルムは、フォーマ１３ａとチューブ１３ｂとの間を通るときに筒状に成形される。成形機構１３のチューブ１３ｂやフォーマ１３ａは、製造する袋の大きさに応じて取り替えることができる。
【００３１】
（２−３−２）プルダウンベルト機構１４
図２に示すように、プルダウンベルト機構１４は、チューブ１３ｂに巻き付いた筒状フィルムＦｍを吸着して下方に連続搬送する機構であって、チューブ１３ｂを挟んで左右両側にそれぞれベルト１４ｃが設けられている。プルダウンベルト機構１４では、吸着機能を有するベルト１４ｃを駆動ローラ１４ａおよび従動ローラ１４ｂによって回して筒状フィルムＦｍを下方に運ぶ。なお、図２においては、駆動ローラ１４ａ等を回転させるローラ駆動モータの図示を省略している。
【００３２】
（２−３−３）縦シール機構１５
縦シール機構１５は、チューブ１３ｂに巻き付いた筒状フィルムＦｍの重なり部分を、一定の圧力でチューブ１３ｂに押しつけながら加熱して縦にシールする機構である。縦シール機構１５は、チューブ１３ｂの正面側に位置しており、ヒータや、そのヒータにより加熱され筒状フィルムＦｍの重なり部分に接触するヒータベルトを有している。また、縦シール機構１５は、図示しないが、ヒータベルトをチューブ１３ｂに近づけたり遠ざけたりするための駆動装置も備えている。
【００３３】
（２−３−４）横シール機構１７
横シール機構１７は、チューブ１３ｂの下方に設けられている。横シール機構１７は、一対のシールジョー５１により、筒状フィルムＦｍを横方向に熱シールする。また、横シール機構１７は溶断刃５３と受け刃５５とを有しており、シールジョー５１によるシール部分の中間高さ位置を、溶断刃５３と受け刃５５とにより溶断する。つまり、横シール機構１７は、溶断装置である。
【００３４】
（２−３−４−１）第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂ
図３は、横シール機構において旋回動作する第１シールジョー５１ａ及び第２シールジョー５１ｂの側面図である。図３において、第１シールジョー５１ａには、筒状フィルムＦｍに向って開口する第１穴５１７が形成されており、第１穴５１７を挟んで上下に第１シール面５１６が形成されている（図５参照）。説明の便宜上、第１穴５１７より上側のシール面を第１上シール面５１６ａ、第１穴５１７より下側のシール面を第１下シール面５１６ｂとよぶ。
【００３５】
また、第２シールジョー５１ｂには、筒状フィルムＦｍに向って開口する第２穴５１９が形成されており、第２穴５１９を挟んで上下に第２シール面５１８が形成されている（図５参照）。説明の便宜上、第２穴５１９より上側のシール面を第２上シール面５１８ａ、第２穴５１９より下側のシール面を第２下シール面５１８ｂとよぶ。第１シール面５１６および第２シール面５１８はともに半径Ｒの円弧面である。なお、本実施形態では、Ｒ＝１００である。
【００３６】
一対のシールジョー５１の内部には、それぞれヒータ５１ｈが設けられている。ヒータ５１ｈを動作させると、シールジョー５１の全体が加熱され、シール面も加熱状態となる。
【００３７】
（２−３―４−２）溶断刃５３
第１シールジョー５１ａの第１穴５１７内には、溶断刃５３が設けられている。以下、溶断刃５３について図４及び図５を参照しながら説明する。
【００３８】
図４は、刃先側から視た溶断刃５３の斜視図である。また、図５は、シールジョー５１の断面図である。図４において、溶断刃５３の先端部分は、長手方向に沿って三角波状の刃先５３ａが形成されている。刃先５３ａは、その先端側から視ても正面側から見ても三角波状を成す、複雑な形状である。また、図５に示すように、溶断刃５３の先端面は、平面ではなく第１シール面５１６と同じく半径Ｒの円弧面である。なお、溶断刃５３の先端面は、第１シール面５１６から距離ｄだけ突出している。この溶断刃５３の先端面とは、刃渡り方向に波形に成形された刃先の先端が描く稜線を含む仮想面のことであり、刃の厚み方向に沿って半径Ｒで湾曲している。
【００３９】
従来、溶断刃５３の材料には、サーメット合金が使用されていたので、材料が高価な上に、溶断刃５３の複雑な刃先形状へ加工するために必要なリードタイムが長く、コスト増加の要因であった。
【００４０】
本実施形態の溶断刃５３は、従来の問題点を解消すべく、材料には、加工性に優れた汎用の高速度工具鋼を採用している。但し、特許文献１の段落［００４２］でも開示されているとおり、高速度工具鋼で製作された溶断刃の耐久性は、サーメット合金で製作された溶断刃より劣る。それゆえ、本実施形態では、溶断刃５３の耐久性を高めるため、刃先５３ａを含む先端部分に表面処理が行なわれ、先端部分の硬さが所定値以上になるように調整されている。
【００４１】
具体的には、溶断刃５３の先端部分に、窒化処理、またはショットピーニング処理、または窒化処理およびショットピーニング処理の複合処理が行なわれ、先端部分の硬さがＨｖ１０００以上になるように調整されている。なお、未処理では、先端部分の硬さはＨｖ８００程度である。
【００４２】
また、図４及び図５に示す刃先５３ａの最先端の厚みｔは、０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満に設定している。さらに、刃先５３ａの最先端の曲率半径は、従来の寸法を踏襲して、半径ｒは、０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満に設定している。
【００４３】
出願人は、高速道工具鋼の日本工業規格におけるＳＫＨ５１で溶断刃５３を製作し、先端部分に窒化処理を行なった第１サンプルＳ１、先端部分にショットピーニング処理を行なった第２サンプルＳ２、先端部分に窒化処理およびショットピーニング処理の複合処理を行なった第３サンプルＳ３、及び先端部分になんら処理を行なっていない第４サンプルＳ４について、同じフィルムを同じサイクルでシールするという条件で耐久性試験を行なった。なお、第１サンプルＳ１及び第３サンプルＳ３の先端部分の硬さはＨｖ１１００以上、第２サンプルＳ２の先端部分の硬さはＨｖ１０００以上、第４サンプルＳ４の先端部分の硬さは９００未満である。
【００４４】
その結果、先端部分になんら処理が行なわれていない第４サンプルＳ４が試験開始後３ヶ月程度で溶断不能になった。しかし、先端部分に窒化処理が行なわれた第１サンプルＳ１、先端部分にショットピーニング処理が行なわれた第２サンプルＳ２、及び先端部分に窒化処理およびショットピーニング処理の複合処理が行なわれた第３サンプルＳ３は、６ヶ月を経過しても溶断不能にならなかった。これは、従来のサーメット合金製の溶断刃と同等レベルの耐久性である。特に、第３サンプルＳ３については、溶断回数にして１２００万回の耐久性を示した。
【００４５】
横シール時には、溶断刃５３の刃先は、筒状フィルムＦｍを挟んで受け刃５５と対峙する。また、溶断刃５３および受け刃５５は、ヒータ５１ｈによってシールジョー５１とほぼ同じ温度まで加熱される。
【００４６】
（２−３―４−３）受け刃５５
第２シールジョー５１ｂの第２穴５１９内には受け刃５５が設けられている。受け刃５５の先端面は、第２シール面５１８から距離ｄだけ窪んでいる。
【００４７】
（３）動作
次に、図３及び図５を参照しながら、第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂの動作について説明する。なお、図３において一点鎖線で示されたシールジョーは旋回動作の一軌跡を示している。
【００４８】
第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂとが筒状フィルムＦｍを挟んで円弧軌跡を描くように旋回する。先ず、第１シールジョー５１ａと第２シールジョー５１ｂとが旋回し筒状フィルムＦｍの挟み付けを開始したとき、最初に、第１下シール面５１６ｂ及び第２下シール面５１８ｂの下側部分で筒状フィルムＦｍを挟む。第１下シール面５１６ｂ及び第２下シール面５１８ｂは円弧面を筒状フィルムＦｍに押し付けるように一定角度回転して、筒状フィルムＦｍをシールする。
【００４９】
第１下シール面５１６ｂ及び第２下シール面５１８ｂによるシールが終了すると同時に、溶断刃５３と受け刃５５とが筒状フィルムＦｍを挟み込む。溶断刃５３の先端面は第１シール面５１６から距離ｄだけ突出し、受け刃５５の先端面は第２シール面５１８から距離ｄだけ窪んでいるので、溶断刃５３の先端面が筒状フィルムＦｍを受け刃５５の窪みに押し込むような状態となる。
【００５０】
溶断刃５３および受け刃５５は、ヒータ５１ｈによってシールジョー５１とほぼ同じ温度まで加熱されているので、筒状フィルムＦｍのうち溶断刃５３の先端面によって受け刃５５の窪みに押し込まれた部分が溶断される。
【００５１】
筒状フィルムＦｍの溶断が完了した後、第１シールジョー５１ａの第１上シール面５１６ａ及び第２シールジョー５１ｂの第２上シール面５１８ａの下側部分が筒状フィルムＦｍを挟む。第１上シール面５１６ａ及び第２上シール面５１８ａは円弧面を筒状フィルムＦｍに押し付けるように一定角度回転して、筒状フィルムＦｍをシールする。
【００５２】
このように、溶断刃５３および受け刃５５による筒状フィルムＦｍの溶断が完了したのちに、第１上シール面５１６ａ及び第２上シール面５１８ａによるシールが完了する。
【００５３】
（４）特徴
（４−１）
この包装機では、少なくとも溶断刃５３の先端部分は、高速度工具鋼が使用され、窒化処理またはショットピーニング処理によって、硬さがＨｖ１０００以上に調整されている。また、第１シールジョー５１ａの第１上シール面５１６ａ及び第２シールジョー５１ｂの第２上シール面５１８ａが筒状フィルムＦｍの溶断予定部分の上流側を挟んでシールを完了する前に、溶断刃５３と受け刃５５とによる筒状フィルムＦｍの溶断予定部分の溶断が終了する。また、この包装機では、溶断刃の先端部分に、汎用材料である高速度工具鋼を適用し所定の硬さに調整されることによって、従来と同等の耐久性を確保することができる。その結果、溶断刃の材料費が低減され、さらに溶断刃の加工時間も短縮される。
【００５４】
（４−２）
また、この包装機では、溶断刃５３の先端が刃渡り方向に沿って波形に成形されているので、筒状フィルムＦｍの溶断動作時に、溶断刃５３と受け刃５５との間に圧が一気にかからないので、溶断刃５３の耐久性が向上する。
【００５５】
（４―３）
さらに、この包装機では、溶断刃５３の先端の稜線を含む仮想面が、溶断刃５３の厚み方向に沿って湾曲する所定半径の円弧曲面である。
【００５６】
（５）変形例
図６は、変形例に係る包装機の横シール機構１７の溶断刃５３の斜視図である。図６において、溶断刃５３は、中央部を成す有効刃５３１、両端部を成す無効刃５３２，５３３を有している。有効刃５３１は、実際に筒状フィルムＦｍを溶断する部分である。無効刃５３２，５３３は、筒状フィルムＦｍを溶断する機能はなく、有効刃５３１が、万が一、シール面に衝突したときに有効刃５３１の刃先５３１ａを保護する機能を有している。
【００５７】
具体的には、無効刃５３２の刃先５３２ａおよび無効刃５３３の刃先５３３ａでは、先端が有効刃５３１の刃先５３１ａよりもＣだけ突出している。この実施形態ではＣ＝０．５ｍｍであり、さらに、その突出部分は半径０．５ｍｍで丸められ、強度、耐摩耗性が高められている。
【００５８】
それゆえ、有効刃５３１が対向する第２シールジョー５１ｂのシール面（例えば、図１１Ａ参照）に衝突するような事態になっても、無効刃５３２の刃先５３２ａ及び無効刃５３３の刃先５３３ａが先にシール面に当たり、有効刃５３１の刃先５３１ａがシール面に衝突する事態を回避している。したがって、有効刃５３１の刃先５３１ａの欠けや、割れなどが防止される。
【００５９】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、一対のシールジョーが旋回しながら筒状フィルムＦｍに対して円弧面で接触するが、それに限定されるものではない。ここでは、第１シールジョーと第２シールジョーとが旋回運動によって近接および離間を繰り返す、他の構成を説明する。
【００６０】
（１）横シール機構１１７
図７は、第２実施形態に係る包装機の横シール機構１１７において旋回動作する第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂの側面図である。なお、横シール機構１１７以外は第１実施形態と同じであるので、説明は省略する。また、図７において点線で示されたシールジョーは旋回動作の軌跡を示している。
【００６１】
第２実施形態は、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂが平面で筒状フィルムＦｍを挟んでＤ字状の軌跡を描くように旋回する点、及び、溶断刃１５３が第１ヒータ１５３ｈを有し、受け刃１５５が第２ヒータ１５５ｈを有している点で、第１実施形態と異なる。
【００６２】
しかも、制御部は、第１ヒータ１５３ｈ及び第２ヒータ１５５ｈそれぞれを個別に制御して、溶断刃１５３及び受け刃１５５をそれぞれ異なる溶断温度に調節する。
【００６３】
また、制御部は、ヒータ５１ｈそれぞれを個別に制御して、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂの各部位それぞれを異なるシール温度に調節する。
【００６４】
図８は、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂの動作のタイムチャートである。図８において、制御部は、溶断刃１５３及び受け刃１５５の動作を調節する。例えば、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂとがＤ字状に旋回するとき、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂとが筒状フィルムＦｍの挟み付けを開始した後に、溶断刃１５３を押し出して受け刃１５５との間で筒状フィルムＦｍを押圧して筒状フィルムＦｍの溶断を開始し、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂとが離反して筒状フィルムＦｍの挟み付けを終了する前に、溶断刃１５３を後退させて筒状フィルムＦｍの溶断を終了する。
【００６５】
つまり、溶断開始時刻をシール開始時刻より遅くしながらも、溶断完了時刻ｔｃをシール完了時刻ｔｓより早くするのである。この場合、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂが時刻ｔｓに離反したときに袋は筒状フィルムＦｍと切り離されて落下する。
【００６６】
また、図９は、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂの動作の他のタイムチャートである。図９において、例えば、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂとがＤ字状に旋回するとき、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂとが対接して筒状フィルムＦｍの挟み付けを開始する前に、溶断刃１５３を押し出して受け刃１５５との間で筒状フィルムＦｍを押圧して筒状フィルムＦｍの溶断を開始し、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂとが離反して筒状フィルムＦｍの挟み付けを終了した後に、溶断刃１５３を後退させるようにしてもよい。
【００６７】
ただし、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂが離反する前の時刻ｔｃに、溶断は完了している。つまり、溶断開始時刻をシール開始時刻より早くし、かつ溶断完了時刻ｔｃもシール完了時刻ｔｓより早くするのである。この場合も、第１シールジョー１５１ａと第２シールジョー１５１ｂが時刻ｔｓに離反したときに袋は落下する。
【００６８】
以上のように、第２実施形態に係る包装機の横シール機構１１７は、筒状フィルムＦｍを溶着してシールする第１シールジョー１５１ａ及び第２シールジョー１５１ｂと、そのシール領域内の所定の部位を溶融して切断する溶断刃１５３及び受け刃１５５とを含んでいる。また、第１シールジョー１５１ａ及び第２シールジョー１５１ｂがヒータ５１ｈを有し、溶断刃１５３が第１ヒータ１５３ｈを有し、受け刃１５５が第２ヒータ１５５ｈを有している。それゆえ、それぞれ異なるシール温度と溶断温度との両方に適正に対応することが可能となり、ヒータ５１ｈで相対的に低いシール温度を設定しながら、第１ヒータ１５３ｈ及び第２ヒータ１５５ｈで相対的に高い溶断温度を設定することができる。その結果、筒状フィルムＦｍがシール領域で溶融して変形することを避けながら、同じ筒状フィルムＦｍを速やかに溶断することが可能となる。
【００６９】
なお、溶断刃１５３を受ける受け刃１５５の面は、第２シールジョー１５１ｂのシール面より奥に位置している。この構成によって、筒状フィルムＦｍが押されながら溶断されるようになり、その結果、溶着し易くなりフレアが防止される。
【００７０】
＜第３実施形態＞
上記第２実施形態では、第１シールジョーと第２シールジョーが平面で筒状フィルムＦｍを挟んでＤ字状の軌跡を描くように旋回する構成について説明した。しかし、これに限定されるものではない。例えば、第１シールジョーと第２シールジョーとが往復運動によって近接および離間を繰り返す構成であってもよい。この構成を第３実施形態として、以下に説明する。
【００７１】
（１）横シール機構２１７
図１０は、第３実施形態に係る包装機の溶断刃の断面図である。なお、断面位置は、図４のＡ−Ｏ−Ａ線と同位置である。図１０において、刃先２５３ａの最先端の厚みｔは、０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満に設定している。さらに、刃先２５３ａの最先端の曲率半径は、従来の寸法を踏襲して、半径０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満に設定している。
【００７２】
図１１Ａは、シールジョー２５１が動作する前の横シール機構２１７の断面図である。図１１Ａにおいて、横シール機構２１７の一対のシールジョー２５１は、筒状フィルムＦｍを挟んで対峙している。説明の便宜上、図１１Ａ正面視左側のシールジョー２５１を第１シールジョー２５１ａ、図１１Ａ正面視右側のシールジョー２５１を第２シールジョー２５１ｂとよぶ。
【００７３】
第１シールジョー２５１ａには、筒状フィルムＦｍに向って開口する第１ガイド穴５１３が形成されており、第１ガイド穴５１３を挟んで上下にシール面が形成されている。また、第２シールジョー２５１ｂには、筒状フィルムＦｍに向って開口する第２ガイド穴５１５が形成されており、第２ガイド穴５１５を挟んで上下にシール面が形成されている。
【００７４】
一対のシールジョー２５１の内部には、それぞれヒータ２５１ｈが設けられている。ヒータ２５１ｈを動作させると、シールジョー２５１の全体が加熱され、シール面も加熱状態となる。
【００７５】
第１シールジョー２５１ａの第１ガイド穴５１３内には、溶断刃２５３が設けられている。また、第２シールジョー２５１ｂの第２ガイド穴５１５内には受け刃２５５が設けられている。溶断刃２５３の刃先は、筒状フィルムＦｍを挟んで受け刃２５５と対峙している。また、溶断刃２５３および受け刃２５５は、ヒータ２５１ｈによってシールジョー２５１とほぼ同じ温度まで加熱される。
【００７６】
（２）横シール機構２１７の動作
図１１Ｂは、シールジョー２５１が動作を開始したときの横シール機構２１７の断面図である。図１１Ｂにおいて、制御部は、駆動機構（図示せず）を介して、第１シールジョー２５１ａと第２シールジョー２５１ｂとを接近させ、溶断刃２５３の先端と受け刃２５５の先端とで筒状フィルムＦｍを挟み込む。それゆえ、筒状フィルムＦｍは溶断刃２５３および受け刃２５５によって両側から所定の圧力で押される。
【００７７】
このとき、溶断刃２５３および受け刃２５５は、ヒータ２５１ｈによって加熱されているので、溶断刃２５３および受け刃２５５は、筒状フィルムＦｍとの接触部分に熱と圧力とを与え、筒状フィルムＦｍを溶着しつつ切断する。
【００７８】
図１１Ｃは、第１シールジョー２５１ａと第２シールジョー２５１ｂとが密着したときの横シール機構２１７の断面図である。図１１Ｃにおいて、第１シールジョー２５１ａのシール面と第２シールジョー２５１ｂのシール面とは、筒状フィルムＦｍを挟んで密着する。受け刃２５５の後端部分には付勢部材２５７が連結されており、受け刃２５５は溶断刃２５３に押されて第２ガイド穴５１５の奥へ後退する。このとき、ヒータ２５１ｈよって加熱されているシール面が、所定時間をかけて筒状フィルムＦｍを熱シールする。
【００７９】
図１１Ｄは、第１シールジョー２５１ａと第２シールジョー２５１ｂと離間させたときの横シール機構２１７の断面図である。図１１Ｄにおいて、熱シール終了後、筒状フィルムＦｍから生成された包装袋の端部は、シール部分と溶断部分とで二重に閉じられた状態となっている。
【００８０】
（３）特徴
（３−１）
横シール機構２１７では、溶断刃２５３の先端部分に高速度工具鋼が使用され、窒化処理またはショットピーニング処理によって、硬さがＨｖ１０００以上に調整されている。その結果、従来のサーメット合金製の溶断刃と同等の性能を確保することができ、溶断刃２５３の材料費が低減され、さらに溶断刃２５３の加工時間も短縮される。
【００８１】
（３−２）
溶断刃２５３の刃先２５３ａの幅は０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であるので、刃先２５３ａの耐摩耗性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように本考案によれば、溶断刃の耐久性が高まるので、包装機の横シール機構（溶断装置）だけに限らず、加熱金属で樹脂部材を溶断する装置にも有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１７  横シール機構（溶断装置）
５３  溶断刃
５３ａ  刃先
Ｆｍ  筒状フィルム
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２００６−３０６４４５号公報
【図１】
0003194911.tif 000003
【図２】
0003194911.tif 000004
【図３】
0003194911.tif 000005
【図４】
0003194911.tif 000006
【図５】
0003194911.tif 000007
【図６】
0003194911.tif 000008
【図７】
0003194911.tif 000009
【図８】
0003194911.tif 000010
【図９】
0003194911.tif 000011
【図１０】
0003194911.tif 000012
【図１１Ａ】
0003194911.tif 000013
【図１１Ｂ】
0003194911.tif 000014
【図１１Ｃ】
0003194911.tif 000015
【図１１Ｄ】
0003194911.tif 000016