(57)【要約】【課題】  安定したフィルムの移送を行うことによって、良好な包装を行うことのできる充填包装機を提供すること。【解決手段】  内容物Ｗが充填される筒状のフィルムＦを送る縦シール機構４と、縦シール機構４によって移送される筒状のフィルムＦの両側方から挟み込むようにして成形するローラ７ＡをサーボモータＭ３を有する駆動手段７Ｂの動作に応じて接近，または離間させる成形機構７と、成形機構７によって挟み込まれた状態にある筒状のフィルムＦに横シール部Ｆ２を形成する横シール機構５と、を備えてなる。【選択図】図１
2005119724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物が充填される筒状フィルムを送るフィルム送り機構と、前記フィルム送り機構によって移送される前記筒状フィルムの両側方から挟み込むようにして成形する成形部材をモータを有する駆動手段の動作に応じて接近，または離間させる成形機構と、前記成形機構によって挟み込まれた状態にある前記筒状フィルムに対して横シールを開始する横シール機構と、を備えてなることを特徴とする充填包装機。
【請求項２】
前記成形機構は、前記筒状フィルムを挟み込む一対の前記成形部材を有し、前記モータの回転に応じて少なくとも一方の成形部材を移動可能に設けることを特徴とする請求項１に記載の充填包装機。
【請求項３】
前記成形部材を接近，または離間させる動作を生産条件として設定するための設定手段と、前記設定手段によって設定された前記生産条件に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充填包装機。
【請求項４】
前記生産条件は、前記成形部材を接近，または離間させる速度と、前記成形部材を接近，または離間させるタイミングと、を少なくとも含むものであることを特徴とする請求項３に記載の充填包装機。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記横シール機構による横シールするタイミングに応じて前記成形部材を接近，または離間させる移動速度を変更可能としてなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の充填包装機。
【請求項６】
前記筒状フィルム内に前記内容物を充填するための充填機構を備え、前記充填機構は、前記内容物の吐出量を前記横シール機構，もしくは前記成形機構による動作タイミングにより変更可能に設けられてなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の充填包装機。
【請求項７】
前記筒状フィルムの移送方向に沿って前記横シール機構を上下方向に移動させるための移動機構を備え、前記成形機構は、前記横シール機構の上方側近傍に設けられるとともに、前記移動機構によって前記横シール機構とともに上下方向に移動するように設けられてなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の充填包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状フィルムを横シールして包装袋を形成し、この包装袋内に内容物を充填する充填包装機に関するものであり、例えば、フィルム原反から移送されるフィルムを筒状にして、このフィルムを縦、横シールすることによって前記フィルムを区画形成し、前記区画内に内容物を充填することによって前記内容物を収納した包装袋を形成する縦型充填包装機に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、送りローラ等のフィルム送出手段によってフィルム原反から連続移送される長尺状のフィルム一枚を二つ折りにして重ね合せるか、または二枚を重ね合せ、その重なり合った縁部を縦シールして縦シール部を形成することによって筒状のフィルムとし、この筒状フィルムに横シールして底部となる横シール部を形成し、前記フィルムの移送方向に対して前記横シール部から後方となる開放筒上部に内容物を所定量充填した後、一定間隔にて再び横シールして横シール部を形成することにより、連続的な密閉包装袋（包装袋連続体）を形成し、刃体を有する切断手段によってフィルムに形成された横シール部の略中央箇所を切断することによって包装袋を製造する充填包装機がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−４８３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような充填包装機において、内容物が充填されることによって、特に大容量の内容物が充填される場合、フィルムが内容物によって大きく膨らんだ状態で移送される。特に、包装袋の下方は、重力によって内容物が偏るため大きく膨らんでしまいフィルムが撓んだ状態になる。また、内容物の吐出供給動作にともなう内容物の流動や、フィルムの送出動作や各手段（各機構）の接触などによってフィルムが揺れながら移送されてしまうおそれがあった。
【０００５】
このような不安定な状態にあるフィルムに対してしわを生じさせず確実に横シールすることは困難であり問題となっていた。
【０００６】
本発明の目的は、安定したフィルムの移送を行うことによって、良好な包装を行うことのできる充填包装機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の充填包装機は、請求項１に記載したように、内容物が充填される筒状フィルムを送るフィルム送り機構と、前記フィルム送り機構によって移送される前記筒状フィルムの両側方から挟み込むようにして成形する成形部材をモータを有する駆動手段の動作に応じて接近，または離間させる成形機構と、前記成形機構によって挟み込まれた状態にある前記筒状フィルムに対して横シールを開始する横シール機構と、を備えてなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の充填包装機において、前記成形機構は、前記筒状フィルムを挟み込む一対の前記成形部材を有し、前記モータの回転に応じて少なくとも一方の成形部材を移動可能に設けることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載したように、請求項１または請求項２に記載の充填包装機において、前記成形部材を接近，または離間させる動作を生産条件として設定するための設定手段と、前記設定手段によって設定された前記生産条件に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載したように、請求項３に記載の充填包装機において、前記生産条件は、前記成形部材を接近，または離間させる速度と、前記成形部材を接近，または離間させるタイミングと、を少なくとも含むものであることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載したように、請求項１から請求項４のいずれかに記載の充填包装機において、前記駆動手段は、前記横シール機構による横シールするタイミングに応じて前記成形部材を接近，または離間させる移動速度を変更可能としてなることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載したように、請求項１から請求項５のいずれかに記載の充填包装機において、前記筒状フィルム内に前記内容物を充填するための充填機構を備え、前記充填機構は、前記内容物の吐出量を前記横シール機構，もしくは前記成形機構による動作タイミングにより変更可能に設けられてなることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に記載したように、請求項１から請求項６のいずれかに記載の充填包装機において、前記筒状フィルムの移送方向に沿って前記横シール機構を上下方向に移動させるための移動機構を備え、前記成形機構は、前記横シール機構の上方側近傍に設けられるとともに、前記移動機構によって前記横シール機構とともに上下方向に移動するように設けられてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、筒状フィルムを横シールして包装袋を形成し、この包装袋内に内容物を充填する充填包装機に関し、安定したフィルムの移送を行うことによって、良好な包装を行うことのできる充填包装機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
本発明の充填包装機を一袋当たりの内容物が大容量となるようにフィルム包装する縦型充填包装機に適用したものを例に挙げて図１を用いて説明する。
【００１７】
縦型充填包装機Ａは、保持枠１が設けられ、この保持枠１に包装用のフィルムＦをロール状に巻回したフィルム原反ＦＡが着脱交換可能に設けられている。また、縦型充填包装機Ａは、被包装物となる内容物ＷをフィルムＦを用いて密閉包装するために、フィルム案内機構２と、フィルム折り返し機構３と、縦シール機構（フィルム送り機構）４と、横シール機構５と、充填機構６と、成形機構７と、上下機構（移動機構）８と、切断機構９と、を図示しない機台に備えている。
【００１８】
フィルムＦは、ナイロンと低密度ポリエチレンとの積層体からなり、ロール状のフィルム原反ＦＡからフィルムＦを繰り出すフィルム送り機構となる縦シール機構４により引き出され、フィルム案内機構２を介してフィルム折返し機構３に導出され、フィルム折返し機構３に設けられた折返しガイド３ＡによりフィルムＦを長手方向に沿って二つ折りにする。
【００１９】
縦シール機構４は、サーボモータＭ１によって回転可能に設けられ、対向する一対の縦ヒートシールロール４Ａの外周に沿って設けられた縦シール体４Ｂによって、二つ折りにされたフィルムＦの左右両縁部を、繰り出しながら縦方向に縦シール（熱シール）して縦シール部Ｆ１を形成してフィルムＦを筒状にするものである。なお、両縦ヒートシールロール４Ａ内部には、電気ヒータ（図示しない）を内蔵している。
【００２０】
横シール機構５は、サーボモータＭ２によって回転可能に設けられる一対の横シールロール５Ａを有し、対向する一対の横ヒートシールロール５Ａに設けられた横シール体５Ｂによって、フィルム（筒状フィルム）Ｆを挟み込んで横方向に横シール（熱シール）することにより、包装袋Ｐとなる底部、即ち横シール部Ｆ２を形成するものである。なお、両横ヒートシールロール５Ａ内部には、縦シール機構４と同様に電気ヒータを内蔵している。
【００２１】
充填機構６は、縦シール部Ｆ１および横シール部Ｆ２によって、連続する有底筒状に形成されたフィルムＦ内に、例えば醤油等の液体調味料やスープからなる内容物Ｗを横シール機構５の上方側に設けられるノズルＮを介して充填するものである。なお、充填機構６は、サーボモータの回転によって駆動される供給ポンプ（図示しない）を備えており、前記供給ポンプの作動によって内容物ＷがノズルＮから吐出するように構成される。
なお、この内容物Ｗを含むフィルムＦの袋口部は、更に送られて再び横シール機構５によって横方向に横シールされて封止状態となり、上下方向に連包状態の包装袋連続体が形成される。
【００２２】
成形機構７は、横シール機構５と充填機構６との間に設けられ、充填機構６によって内容物Ｗが充填されたフィルムＦを両側方からフィルムＦを挟み込むようにして所定形状に成形するための回転可能な一対のローラ（成形部材）７Ａと、このローラ７Ａ同士を接近または離間させるためのサーボモータ（モータ）Ｍ３を有する駆動手段７Ｂと、によって構成される。
【００２３】
なお、駆動手段７Ｂは、図２に示すように、正逆回動するサーボモータＭ３と、このサーボモータＭ３によって回動し略中央部を境にして右ねじ，左ねじからなる螺旋状の溝を刻設してなる搬送ねじ７Ｃと、この搬送ねじ７Ｃと同様の螺旋状の溝を有するガイドねじ７Ｄと、搬送ねじ７Ｃ，またはガイドねじ７Ｄの螺旋状の溝に螺合し搬送ねじ７Ｃの回動によって搬送ねじ７Ｃの軸方向に移動するとともに一対のローラ７Ａをそれぞれ回転可能に軸支する支持部（ナット）７Ｅと、によって主に構成される。
【００２４】
また、成形機構７は、駆動手段７Ｂの動作によって、ローラ７Ａ同士が平行のまま接近，または離間（直進往復移動）する。したがって、成形機構７は、ローラ７Ａ間を移送するフィルムＦに対して、挟み込んだり、開放したりすることが可能となる。
【００２５】
上下機構８は、正逆回動するサーボモータＭ４と、このサーボモータＭ４によって回動し螺旋状の溝を刻設してなる搬送ねじ８Ａと、この螺旋状の溝に螺合し搬送ねじ８Ａの回動によって搬送ねじ８Ａの軸方向（上下方向）に移動するとともに横シール機構５と成形機構７とを支持する保持枠８Ｂと、によって構成される。この上下機構８によって、横シール機構５と成形機構７とが図示しない機台に対してフィルムＦの移送方向に沿って上下方向に往復移動可能に備えられる。なお、上下機構８は、フィルムＦの移送を間欠的に止めることなく、かつより確実な横シールを行うために、フィルムＦと横シール体５Ｂとの接触時間を長くとるためのものである。上下機構８は、本出願人によって出願された特願２００３−２９６２３３号に記載の上下機構と同様のものを適用できる。
【００２６】
切断機構９は、図示しない対向する一対の切断刃体によって、前記包装袋連続体の横シール部Ｆ２の略中央部を切り離し切断し、包装袋Ｐをぞれぞれ１つずつに切り離すものである。
【００２７】
一方、各機構を備える図示しない機台には、内容物Ｗの品種を選択し、品種毎の包装形態に応じた各種設定値を設定する切り換え画面式の後述するタッチパネルが備えられている。
【００２８】
次に本発明の主要部分の電気的な構成について図３を用いて説明する。
【００２９】
タッチパネル（設定手段）Ｋ１は、品種毎の包装形態に応じた生産条件（フィルムＦの移送速度，シールピッチ，充填量，成形機構７の動作タイミングや動作速度など）を項目毎に数値にて入力することができる。タッチパネルＫ１は、入力された設定値について、制御手段Ｋ２に出力する。
【００３０】
制御手段Ｋ２は、例えばマイクロコンピュータを適用でき、処理動作のプログラムが記憶されたＲＯＭと、演算値を一時的に記憶するＲＡＭと、前記プログラムを実行するためのＣＰＵと、タッチパネルＫ１や縦，横シール機構４，５のサーボモータＭ１，Ｍ２など各機構の駆動系に対して電気的な接続関係をなすための入出力インターフェイス回路と、によって主に構成される。なお、この場合、制御手段Ｋ２は、充填包装機全体を電気制御する制御手段と兼用するものであるが、前記した各機構を制御する制御手段と別体に設けるものであってもよい。
【００３１】
サーボモータＭ１は、縦シール機構４の駆動源として設けられるものである。サーボモータＭ１は、制御手段Ｋ２からの制御信号に基づいて、縦ヒートシールロール４Ａを回転させる。制御手段Ｋ２ｈは、フィルムＦの移送速度がタッチパネルによって入力された設定値となるような回転速度にてフィルムＦを送出するように促す制御信号をサーボモータＭ１へ出力する。
【００３２】
サーボモータＭ２は、横シール機構５の駆動源として設けられるものである。サーボモータＭ２は、制御手段Ｋ２からの制御信号に基づいて、横ヒートシールロール５Ａを回転させる。制御手段Ｋ２は、フィルムＦの移送速度（縦シール機構４によるフィルムＦの送出速度）と、タッチパネルによって設定されたフィルムＦのシールピッチ（横シール部Ｆ２の間隔の幅）と、に応じて決定される所定時間毎に一対の横シール体５ＢがフィルムＦを挟み込んで横シールするように促す制御信号をサーボモータＭ２へ出力する。
【００３３】
サーボモータＭ３は、成形機構７の駆動源として設けられるものである。サーボモータＭ３は、制御手段Ｋ２からの制御信号に基づいて、駆動手段７Ｂを動作させてローラ７Ａ同士を接近，または離間させる。制御手段Ｋ２は、図４に示すように、横シール機構５による横シール開始ｔ１や横シール終了ｔ２のタイミングに応じて、ローラ７Ａが接近または離間するように促す制御信号をサーボモータＭ３へ出力する。
【００３４】
なお、制御手段Ｋ２は、少なくとも横シール開始ｔ１から横シール終了ｔ２までの間には、ローラ７Ａ同士が接近してフィルムＦを挟み込むように駆動手段７Ｂを制御する。この場合、制御手段Ｋ２は、横シール機構５によって横シールされる前（ｔ１より前）に一対のローラ７Ａが動作点（接近位置）に移動されるように駆動手段７ＢのサーボモータＭ３を制御する。したがって、内容物Ｗによって筒状のフィルムＦが膨らんだり、内容物Ｗの重さによってフィルムＦにしわや撓みなどが発生しても、横シール機構５近傍のフィルムＦをローラ７Ａによって矯正した安定状態にて横シールすることが可能となる。また、充填する際にフィルムＦが揺れるなどしても横シールする際には、安定した状態を保つことができる。
【００３５】
また、制御手段Ｋ２は、横シール開始ｔ１前，または横シール終了ｔ２後において、タッチパネルＫ２に設定された動作速度にてローラ７Ａが徐々に接近，または離間するように制御している。したがって、フィルムＦを急激に挟み込んだり、急激に開放したりすることがなく、ローラ７ＡとフィルムＦとの当接時の衝撃やフィルムＦ内の内容物Ｗの流動を緩やかにするため、安定した状態にてフィルムＦを移送することができる。
【００３６】
サーボモータＭ４は、上下機構８の駆動源として設けられるものである。サーボモータＭ４は、制御手段Ｋ２からの制御信号に基づいて動作し、横シール機構５および成形機構７を同時に上下に移動させるものである。なお、上下機構８の下方側への移動は、横シール部Ｆ２の形成時（図４に示すｔ１からｔ２までの間）になされる。
【００３７】
供給ポンプＭ５は、充填機構６の駆動源として設けられるものである。供給ポンプＭ５は、制御信号Ｋ２からの制御信号に基づいて、設定された吐出量にて内容物Ｗを筒状のフィルムＦ内に収めるものである。制御手段Ｋ２は、図４に示すように、横シール機構５による横シール開始ｔ１から横シール終了ｔ２までの動作タイミングに応じた吐出速度（充填量）にて、包装袋Ｐ毎に所定量の内容物Ｗを充填するように促す制御信号を供給ポンプＭ５へ出力する。
【００３８】
この場合、制御手段Ｋ２は、少なくとも横シール開始ｔ１から横シール終了ｔ２までの間には、充填量が少なくなるように供給ポンプＭ５の回転速度を低く抑える。したがって、横シール機構５による横シール時において、内容物の吐出供給動作にともなう内容物の流動によって生じるフィルムＦの揺れを抑えることができる。また、成形機構７におけるフィルムＦの挟み込みによって、筒状のフィルムＦ内における内容物Ｗの液位が高まるが、この際に、液位がノズルＮに達したり、縦シール部Ｆ２の形成位置よりも上方に達して漏れることを防止できる。
【００３９】
なお、前述の電気的な構成において、制御手段Ｋ２は、他の機構の電気的制御を行うものと兼用するものであるが、説明を簡略化するために他の機構における電気的な構成についての説明を省く。
【００４０】
かかる縦型充填包装機Ａは、内容物Ｗが充填される筒状のフィルムＦを送る縦シール機構４と、縦シール機構４によって移送される筒状のフィルムＦの両側方から挟み込むようにして成形するローラ７ＡをサーボモータＭ３を有する駆動手段７Ｂの動作に応じて接近，または離間させる成形機構７と、成形機構７によって挟み込まれた状態にある筒状のフィルムＦに対して横シール部Ｆ２の形成を開始する横シール機構５と、を備えてなることによって、ローラ７ＡとフィルムＦとの当接時の衝撃や挟み込み時のフィルムＦ内の内容物Ｗの流動を緩やかにするため、安定した状態にてフィルムＦを移送することができる。したがって、熱シール時，及び熱シールから冷却工程までの間において、縦，横シール部Ｆ１，Ｆ２に加わる内容物による重力や張力の変化を緩やかなものとし、安定した溶着状態（シール状態）を得ることが可能となるため、良好な包装を行うことができる。
【００４１】
また、成形機構７は、筒状のフィルムＦを挟み込む一対のローラ７Ａを有し、サーボモータＭ３の回転に応じて少なくとも一方のローラ７Ａを移動可能に設けることによって、往復動作のタイミングや速度等を簡単に変更することができる。
【００４２】
また、ローラ７Ａを接近，または離間させる速度やローラ７Ａを接近，または離間させるタイミングを少なくとも含む生産条件を設定するためのタッチパネルＫ１と、タッチパネルＫ１によって設定された前記生産条件に基づいて駆動手段７Ｂを制御する制御手段Ｋ２と、を備えてなることによって、フィルムＦの形状など品種毎の包装形態に応じて最適な速度やタイミングを選択して設定することが可能となる。
【００４３】
また、横シール機構５の動作に応じた吐出量にて筒状のフィルムＦ内に内容物Ｗを充填する充填機構６を備えてなることによって、横シール機構５による横シール時に吐出量を低くして、充填によるフィルムＦの揺れを抑えることができるため、安定したフィルムＦの移送を行うことが可能となる。なお、充填機構６は、横シール機構５ではなく成形機構７の動作タイミングに基づいて吐出量を変化させるものであっても良い。
【００４４】
また、筒状のフィルムＦの移送方向に沿って横シール機構５を上下方向に移動させるための上下機構８を備え、成形機構７は、横シール機構５の上方側近傍に設けられるとともに、上下機構８によって横シール機構５とともに上下方向に移動するように設けられてなることによって、横シール機構５による横シール部Ｆ２の形成箇所について、効果的に安定状態を得ることが可能となる。したがって、良好な横シールを行うことができる。
【００４５】
なお、上述した成形機構７において、サーボモータＭ３の回動を駆動源としてローラ７Ａを直進往復移動させるものについて、搬送ねじ７Ｃと支持部（ナット）７Ｅを用いたものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ラックとピニオン，ラックとウォーム，クランク機構を利用したもの，リニアモータなどを代替して適用することができる。また、本発明に適用する場合、摩擦抵抗が小さく，バックラッシ除去のやりやすいボールねじが好適である。
【００４６】
また、上述した成形機構７は、図４に示すように、横シール終了ｔ２のタイミングにてローラ７Ａを離間する方向へ移動させているものを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、横シール終了ｔ２以前に、ローラ７Ａを離間する方向へ移動させてもよく、機械的な構成や品種毎の包装形態に応じて最適な動作タイミングを選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態の縦型充填包装機を示す図。
【図２】同上実施の形態の成形機構を示す図。
【図３】同上実施の形態の主要部の電気的な構成を示す図。
【図４】同上実施の形態の制御するタイミングを示す図。
【符号の説明】
【００４８】
４    縦シール機構（フィルム送り機構）
５    横シール機構
５Ｂ  横シール体
６    充填機構
７    成形機構
７Ａ  ローラ（成形部材）
７Ｂ  駆動手段
８    移動機構（上下機構）
Ｆ    フィルム
Ｆ１  縦シール機構
Ｆ２  横シール機構
Ｍ３  サーボモータ（モータ）
Ｐ    包装袋
Ｗ    内容物
Ｋ１  タッチパネル（設定手段）
Ｋ２  制御手段
【図１】
2005119724.tif 000003
【図２】
2005119724.tif 000004
【図３】
2005119724.tif 000005
【図４】
2005119724.tif 000006