(57)【要約】【課題】微小な異物でも確実に噛み込み検出できるシール装置を有する充填包装機を提供する。【解決手段】本発明の充填包装機は、固定シールバー６０と、可動シールバー６２と、可動シールバーを支持し、可動シールバーをシール位置と解放位置との間で移動させる支持部材６４と、シール位置において可動シールバーが固定シールバーに対して進退するように、可動シールバーを支持部材に対して連結する連結機構と、シール位置における可動シールバーの固定シールバーに対する後退量を機械的に増幅する増幅機構１００、１０２、１０４と、増幅機構で増幅された後退量を検出する後退量検出手段１１０と、後退量検出手段の検出結果に基づいて、固定シールバーと可動シールバーの間に異物が噛み込んでいることを検出する噛み込み検出手段１１２を備える。【選択図】図４
2007106468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定シールバーと可動シールバーを備えており、
可動シールバーを、固定シールバーに接近させて被シール部材をシールするシール位置と、固定シールバーから離間して被シール部材を解放する解放位置との間を移動するようにしたシール機構を備えた充填包装機であって、
可動シールバーを支持し、可動シールバーをシール位置と解放位置との間で移動させる支持部材と、
シール位置において可動シールバーが固定シールバーに対して進退するように、可動シールバーを支持部材に対して連結する連結機構と、
シール位置における可動シールバーの固定シールバーに対する後退量を機械的に増幅する増幅機構と、
増幅機構で増幅された後退量を検出する後退量検出手段と、
後退量検出手段の検出結果に基づいて、固定シールバーと可動シールバーの間に異物が噛み込んでいることを検出する噛み込み検出手段を備えることを特徴とする充填包装機。
【請求項２】
固定シールバーと可動シールバーを備えており、
可動シールバーを、固定シールバーに接近させて被シール部材をシールするシール位置と、固定シールバーから離間して被シール部材を解放する解放位置との間を移動するようにしたシール機構を備えた充填包装機であって、
可動シールバーを支持し、可動シールバーをシール位置と解放位置との間で移動させる支持部材と、
シール位置において可動シールバーが固定シールバーに対して進退するように、可動シールバーを支持部材に対して連結する連結機構と、
シール位置における可動シールバーの固定シールバーに対する後退量を検出する後退量検出手段と、
後退量検出手段が検出した後退量と基準値との比較結果に基づいて、固定シールバーと可動シールバーの間に異物が噛み込んでいることを検出する噛み込み検出手段を備えることを特徴とする充填包装機。
【請求項３】
上記基準値は予め決められたタイミングに略同一条件の下で後退量検出手段が検出した基準後退量であることを特徴とする請求項２に記載の充填包装機。
【請求項４】
後退量検出手段が検出した複数の基準後退量に基づいて、シール機構の異常を検出する異常検出手段を有することを特徴とする請求項３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、重ね合わされた被シール材をシールするシール機構を有する充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
充填包装機として、長尺状の被シール材（包装フィルム）から袋を形成し、該袋に充填物を充填し、充填後に該袋の開口をシールすることにより、充填物を包装するものがある。具体的に言えば、長尺状の包装フィルムを搬送しつつ幅方向に関して２つ折りし（折り線が下にくるようにＶ字状に折り）、２つ折りされた包装フィルムを搬送しつつ搬送方向に所定の間隔をあけて幅方向にシールすることによりシール部分の間に袋部を順次形成し、搬送しつつ該袋部に充填物を充填し、充填物が充填された袋部を搬送しつつその開口をシールし、開口がシールされた袋部間を切断することにより、充填物が包装された包装品が作製される。このために、充填包装機は２つ折りされた長尺の包装フィルムに袋部を形成するための複数のシール装置（シール機構）を有する。複数のシール装置は２つ折りされた包装フィルムを２つのシールバーによって挟持し、その挟持部分をシールするように構成されている。
【０００３】
複数のシール装置は、シールが完了するまで挟持部分を挟持し続けるように構成されている。また、充填包装機は、シール装置によるシールが完了するまでの間に、２つのシール装置に挟持されてその間に形成されている袋部に充填物等を充填するように構成されている。そのため、完全にシールが完了していない挟持部分の間に充填物等が侵入し、シール装置の２つのシールバーがフィルムと該フィルム以外の異物（充填物およびその他の物）を挟持した状態（異物を噛み込んだ状態）になることがある。
【０００４】
この対策として、充填包装機は、シール装置が異物を噛み込んだ状態を検出するためのセンサを有する。噛み込みを検出するセンサは、異物を噛み込んでフィルム２枚分の厚さ（２つ折りされたフィルムの厚さ）より大きくなった２つのシールバー間の距離を直接的または間接的に測定することにより、異物の噛み込みを検出する。このように噛み込みを検出するセンサを有するシール装置として、例えば特許文献１のものがある。これは、直前のセンサの測定結果と比較してその測定結果が大きく異なるとき、異物を噛み込んだことを検出するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６２２１９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の異物噛み込みセンサは、噛み込んだ異物が微小な場合、該異物の噛み込みを検出できないことがあった。また、シールバーの摩耗や長期の使用による組み付け部のゆるみなどの経時的な変化によって異物の噛み込みの検出精度が変化することがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、微小な異物であっても確実に該異物の噛み込みを検出することができるとともに、充填包装機（特にシール装置）の経時的な変化によって異物の噛み込みの検出精度が変化することを抑制することができる充填包装機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る一態様の充填包装機は、固定シールバーと可動シールバーを備えており、
可動シールバーを、固定シールバーに接近させて被シール部材をシールするシール位置と、固定シールバーから離間して被シール部材を解放する解放位置との間を移動するようにしたシール機構を備えた充填包装機であって、
可動シールバーを支持し、可動シールバーをシール位置と解放位置との間で移動させる支持部材と、
シール位置において可動シールバーが固定シールバーに対して進退するように、可動シールバーを支持部材に対して連結する連結機構と、
シール位置における可動シールバーの固定シールバーに対する後退量を機械的に増幅する増幅機構と、
増幅機構で増幅された後退量を検出する後退量検出手段と、
後退量検出手段の検出結果に基づいて、固定シールバーと可動シールバーの間に異物が噛み込んでいることを検出する噛み込み検出手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る別の態様の充填包装機は、固定シールバーと可動シールバーを備えており、
可動シールバーを、固定シールバーに接近させて被シール部材をシールするシール位置と、固定シールバーから離間して被シール部材を解放する解放位置との間を移動するようにしたシール機構を備えた充填包装機であって、
可動シールバーを支持し、可動シールバーをシール位置と解放位置との間で移動させる支持部材と、
シール位置において可動シールバーが固定シールバーに対して進退するように、可動シールバーを支持部材に対して連結する連結機構と、
シール位置における可動シールバーの固定シールバーに対する後退量を検出する後退量検出手段と、
後退量検出手段が検出した後退量と基準値との比較結果に基づいて、固定シールバーと可動シールバーの間に異物が噛み込んでいることを検出する噛み込み検出手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
別の態様の充填包装機において、上記基準値は予め決められたタイミングに略同一条件の下で後退量検出手段が検出した基準後退量であってもよい。
【００１１】
また、別の態様の充填包装機は、後退量検出手段が検出した複数の基準後退量に基づいて、シール機構の異常を検出する異常検出手段を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、異物を噛み込んで後退した可動シールバーの後退量が増幅機構によって拡大され、後退量検出手段が拡大された後退量を検出し、その検出結果から噛み込み検出手段が異物の噛み込みを検出するため、該異物が微小でも噛み込みを確実に検出することができる。また、異常検出手段により、シールバーの摩耗や長期の使用による組み付け部のゆるみなどの充填包装機の経時的な変化によって異物の噛み込みの検出精度が変化する前にこれらのメンテナンスを実行することが可能になり、その結果、異物の噛み込みの検出精度の変化が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の実施形態．
本発明の第１の実施形態に係る充填包装機を図１に示す。図において符号１０で示される充填包装機をよりよく理解するために、まず、充填包装機１０が行う充填物の包装処理（包装の工程）、すなわち充填包装機１０の動作について説明する。次に、充填包装機１０の構成を説明し、続いて、本発明の主要部であるシール装置における噛み込み検出に関する構成要素を説明する。
【００１４】
充填包装機１０は、長尺の包装フィルムＦを搬送しつつ該包装フィルムＦによって充填物を包装するように構成されている。図２に示すように、充填包装機１０は、包装フィルムＦの搬送経路上のＩ〜Ｖの５つの領域において、包装フィルムＦに対して充填物の包装に必要な処理を行う。
【００１５】
充填包装機１０は、領域Ｉに搬送された包装フィルムＦを幅方向１２に関して２つ折りする（折り線が下にくるように折る。）。これにより、後述する袋部の底部が形成される。
【００１６】
次に、充填包装機１０は、領域ＩＩ内において、２つ折りされた包装フィルムＦに搬送方向１４に所定の間隔をあけて幅方向（幅方向１２とは異なる方向で、２つ折りされた状態の包装フィルムＦの幅方向）１６に伸びる区画シール部１８を形成する。区画シール部１８が形成されることにより、複数の区画シール部１８の間に充填物２０を充填するための開口２２を有する複数の袋部２４が形成される。
【００１７】
区画シール部１８の形成中（領域ＩＩ内の領域（地点）ＩＩＩにおいて）、袋部２４に充填物２０が充填される。
【００１８】
続いて、領域ＩＶにおいて、充填包装機１０は、袋部２４の開口２２をシールして（開口シール部２６を形成して）該袋部２４を閉じる。
【００１９】
最後に、領域（地点）Ｖにおいて、充填包装機１０は、区画シール部１８を搬送方向１４に分断するように切断する（切断方向は点線で示す。）、または区画シール部１８を後に分断できるようにミシン目を形成する。これにより、包装フィルムＦによって充填物２０が包装されてなる最終形態の包装品２８（区画シール部１８にミシン目が形成される場合、複数の製品２８が連結したもの）が作製される。
【００２０】
上述のように充填物２０を充填包装する充填包装機１０の構成を説明する。図１に示すように、充填包装機１０は、概略、長尺の包装フィルムＦを巻回して収容する複数のフィルムロール４０ａ、４０ｂと、長尺のフィルムＦを案内しつつ幅方向に関して２つ折りするフィルムガイド４２と、２つ折りされた包装フィルムＦに袋部２４を形成するために区画シール部１８を形成する複数の区画シール装置４４と、形成された袋部２４に充填物２０を充填する充填物供給装置４６と、充填物供給装置４６からの充填物２０を袋部２４に案内する複数のシュート４８と、充填物２０が充填された袋部２４の開口２２をシールする開口シール装置５０とを有する。また、図には示していないが、区画シール部１８を搬送方向１４に分断するように切断するカッター、または区画シール部１８を後に分断できるようにミシン目を形成する装置を有する。
【００２１】
包装フィルムＦを券回して収容する複数のフィルムロール４０ａ、４０ｂは、交換のために充填包装機１０に対して着脱可能に構成されている。充填包装機１０は、フィルムロール４０ａ、４０ｂのいずれか一方に巻回されている包装フィルムＦをフィルムガイド４２に向かって搬送し、この一方のフィルムロールの包装フィルムＦが無くなったときに他方のフィルムロールの包装フィルムＦを続けて搬送するように構成されている。
【００２２】
フィルムガイド４２は、搬送されている包装フィルムＦを区画シール装置４４に向かって案内しつつ幅方向１２に関して２つ折りし、袋部２４の底部を形成するように構成されている。
【００２３】
複数の区画シール装置４４と複数のシュート４８は、ロータリーユニット５２の一部を構成する円盤形状のロータリーテーブル５４に支持されている。具体的には、複数の区画シール装置４４と複数のシュート４８は、ロータリーテーブル５４の外周縁に沿って一定の間隔をあけて配置されている（ロータリーテーブル５４を上方から見た図３を参照。）。ロータリーテーブル５４は、ロータリーユニット５２によって回転中心線５６を中心にして回転されるように構成されている。これにより、複数の区画シール装置４４と複数のシュート４８は、回転中心線５６を中心とする周回軌道で移動される。
【００２４】
区画シール装置４４の構成を図４に示す。区画シール装置４４は、２つ折りされた包装フィルムＦを挟持しつつ挟持部分を熱融着させる２つのシールバー６０、６２と、シールバー６２を保持してシールバー６０に当接させるアーム（請求の範囲の支持部材に対応）６４とを有する。
【００２５】
シールバー６０は、包装フィルムを挟持する挟持面６６が回転中心線５６に関して放射方向外側に対向しつつ鉛直方向と略平行になるように、ロータリーテーブル５４上に固定されている。以下、このシールバー６０を固定シールバー６０と称する。また、区画シール装置４４の断面（鉛直方向に対して平行であるとともに、包装フィルムの挟持方向と平行な断面、図３に示すＡ方向から見た断面）を示す図５に示すように、固定シールバー６０内には、挟持した２つ折りの包装フィルムを熱融着するためのヒーター６８が埋設されている。
【００２６】
シールバー６２は、包装フィルムＦを固定シールバー６０と協働して挟持するために、また、挟持した包装フィルムをリリースするために、アーム６４を介して固定シールバー６０に向かって移動される、また固定シールバー６０から離されるように構成されている。以下、移動可能であるため、シールバー６２を可動シールバー６２と称する。また、固定シールバーと協働して包装フィルムＦを挟持する可動シールバーの位置を「シール位置」、固定シールバーから離間して包装フィルムＦをリリースしている位置を「解放位置」と称する。
【００２７】
区画シール装置４４のアーム６４は、略Ｌ字形状の部材であって、包装フィルムＦを挟持しているとき、固定シールバー６０と対向する一端で可動シールバー６２をその挟持面７０が固定シールバー６０の挟持面６６と略平行で対向するように保持し、他端で回転中心線５６に関して放射方向に伸びる回転中心線７２を中心として回転可能にカムフォロア７４を保持している。アーム６４は、一端と他端の間の部分で、ロータリーテーブル５４の外周縁部に設けられたブラケット７６に支持されて回転中心線５６と７２それぞれに直交する方向に伸びる支持ピン７８によって、該支持ピン７８を中心として回転可能に支持されている。
【００２８】
カムフォロア７４は、充填包装機１０の本体に設けられて回転中心線５６を中心として周方向に形成されたカム溝８０を有するカム部材８２に従動される、すなわち、ロータリーテーブル５４が回転されるとカム部材８２のカム溝８０に従って回転しつつ移動するように構成されている。ロータリーテーブル５４が回転されてカムフォロア７４がカム溝８０に従動することにより、アーム６４が支持ピン７８を中心として回転する。アーム６４の回転により、可動シールバー６２は、シール位置と解放位置の間を移動し、固定シールバー６０と協働して包装フィルムＦを挟持するまたは固定シールバー６０から離れて包装フィルムＦをリリースする。言い換えると、包装フィルムＦを挟持するまたはリリースするタイミング（アーム６４の回転挙動）は、カム溝８０の形状によって決定されている。カム溝８０は、図３に示すように、ロータリーテーブル５４が回転されて周方向に移動される複数の区画シール装置４４が、範囲８６（回転するロータリーテーブル５４に対して定義される範囲ではなく、充填包装機１０を基準として定義される範囲で、図２の領域ＩＩに対応する。）内に位置するときは可動シールバー６２がシール位置にあって２つ折りされた包装フィルムＦを挟持し続けるように、一方、範囲８６外に位置するときは可動シールバー６２が固定シールバー６０から離れるような形状に構成されている。
【００２９】
なお、区画シール装置４４は、範囲８６内において区画シール部１８が完全に形成されるまで（熱融着が完了するまで）２つ折りされた包装フィルムＦを挟持するものであるが、別の観点から言えば、回転されるロータリーテーブル５４と協働することによって包装フィルムＦを挟持しつつ搬送する手段としても機能している。
【００３０】
図１に戻って、充填物供給装置４６は、区画シール装置４４の間に位置する包装フィルムＦの袋部２４に充填物２０を充填するためのもので、ホッパー９０に収容されている充填物２０を所定量ずつ袋部２４に供給するように構成されている。充填物供給装置４６は、図３において矢印９２で示す位置、すなわち、包装フィルムＦが区画シール装置４４に挟持されてその間に袋部２４が形成されている範囲８６内の位置で袋部２４に充填物２０を供給するようにしてある。
【００３１】
シュート４８は、充填物供給装置４６からの充填物２０を袋部に案内するもので、旋回アーム９４を介して昇降シャフト９６によってロータリーテーブル５４で支持されている。昇降シャフト９６は、シュート４８を昇降させるとともに、鉛直方向に伸びる回転中心線を中心として回転することによりアーム９４を介してシュート４８を旋回させるように構成されている。昇降シャフト９６により、シュート４８は、フィルムガイド４２によって２つ折りされている途中の包装フィルムＦの間に該シュート４８の出口が位置するように、言い換えると該シュート４８の出口が後に形成される袋部２４内に位置するように、下降されつつ該シャフト９６を中心として旋回される。また、包装フィルムＦの袋部２４が範囲８６（図３参照。）内から出るときに、開口シール装置５０への該袋部２４の移動を可能とするために、該袋部２４内に出口が位置するシュート４８が昇降シャフト９６を介して上昇されつつ旋回される。
【００３２】
開口シール装置５０は、ロータリーユニット５２から搬送される袋部２４に充填物２０が充填された包装フィルムＦの開口２２をシールする（開口シール部２６を形成する）もので、２つ折りされた包装フィルムＦの上方（開口２２側）を挟持するローラ対で構成される。包装フィルムＦに接触する開口シール装置５０のローラは、包装フィルムＦの開口２２を熱融着によりシールするために加熱されている。
【００３３】
ここからは、固定シールバーと可動シールバーの間における異物の噛み込み検出に関わる構成要素と該構成要素によって異物の噛み込みを検出する方法について説明する。異物の噛み込みの検出は、詳細は後述するが、シール位置において固定シールバーと可動シールバーの間の距離を間接的に測定することにより行われる。
【００３４】
図４に示すように、区画シール装置４４の固定シールバー６０と可動シールバー６２が包装フィルムＦ以外の異物（充填物２０）を挟持した（噛み込んだ）状態を検出するための構成要素として、区画シール装置４４は、包装フィルムＦの挟持方向に対して直交方向に伸びる水平回転中心線を中心として回転可能にアーム６４に支持されているレバー１００と、上記水平回転中心線に近いレバー１００の水平回転中心線近傍部分と可動シールバー６２を接続するリンク部材１０２と、レバー１００とリンク部材１０２を接続するクランクピン１０４と、図５に示すように、可動シールバー６２を保持する複数のばね１０６とを有する。なお、レバー１００、リンク部材１０２、クランクピン１０４は、請求の範囲の増幅機構に対応し、ばね１０６は、請求の範囲の連結機構に含まれる。
【００３５】
また、異物の噛み込みを検出する構成要素として、充填包装機１０は、ロータリーテーブル５４の回転によって移動する区画シール装置４４が所定の位置に存在することを検出するための近接センサ１０８と、レバー１００までの距離を測定する距離センサ（請求の範囲の後退量検出手段に対応）１１０と、距離センサ１１０による距離の測定結果に基づいて異物の噛み込みを検出する噛み込み検出部１１２を有する。
【００３６】
レバー１００は、概板状の部材であって、包装フィルムＦを挟持しているとき、その一面１１４がロータリーテーブル５４の回転中心線５６に関して放射方向外側に対向するように、アーム６４に支持されている。また、レバー１００は、包装フィルムＦの挟持方向に対して直交する水平方向に伸びる、アーム６４に設けられた支持ピン１１５によって、該支持ピン１１５を中心として回転可能に支持されている。さらに、レバー１００には、図４に示すＢ方向から見た断面を示す図６に示すように、面１１４と対向する面の支持ピン１１５近傍の部分にクランクピン１０４の中央部分が挿通される穴１１６が形成されている。さらにまた、レバー１００には、穴１１６内でのクランクピン１０４の回転を止めるための止めねじ１１８を有する。
【００３７】
リンク部材１０２は、可動シールバー６２に固定されており、クランクピン１０４の両端部分を軸受け１２０を介して支持するように構成されている。なお、リンク部材１０２は、可動シールバー６２への固定位置を微調整できるように、ボルトによって該リンク部材１０２に形成された長穴（ボルトの軸より大きく、ボルトの頭より小さい幅の長穴）を介して該可動シールバー６２に取付けられている。
【００３８】
クランクピン１０４は、中央部分がレバー１００の穴１１６によって支持され、両端部分が軸受け１２０を介してリンク部材１０２に支持されている。クランクピン１０４は、中央部分の回転中心線と両端部分の回転中心線が一致しないように形成されている。また、クランクピン１０４は、回転されるためのノブ１２２が取付け可能に構成されている（図６参照。）。このクランクピン１０４を穴１１６内で回転させることにより、可動シールバー６２とレバー１００の支持ピン１１５近傍部分までの距離が変更される。
【００３９】
複数のばね１０６は、可動シールバー６２とアーム６４の間に、伸縮方向が挟持方向と略一致するように配置され、可動シールバー６２を保持している。具体的には、可動シールバー６２は、アーム６４に設けられている規制ピン１２４によって該可動シールバー６２に形成された挟持方向に伸びる長穴１２６を介して支持されている（図４参照。）。したがって、可動シールバー６２は、挟持方向に一定の範囲内で移動可能にアーム６４に支持されつつ、ばね１０６によって固定シールバー６０に向かって付勢されている。ばね１０６により、シール位置において、可動シールバー６２は、固定シールバー６０と協働して所定の押圧力で２つ折りされた包装フィルムＦを挟持する。なお、可動シールバー６２には、上記所定の押圧力を微調整するための（言い換えると、アーム６４から固定シールバー６０に向かう可動シールバー６２の移動を上記一定の範囲内で規制するための）部材１２８がボルトによって該部材１２８に設けられた長穴を介して取り付けられている。
【００４０】
近接センサ１０８と距離センサ１１０は、図３に示すように、包装フィルムＦを挟持している１つの区画シール装置４４、すなわち範囲８６内であって充填物供給装置４６によって充填物２０が供給された袋部２４に隣接する区画シール装置４４（言い換えると、矢印９２で示す位置を通過した区画シール装置）に対してセンシングを行う。例えば、図３に矢印１４０で示す所定の位置を通過する区画シール装置４４に対してセンシングを行う。
【００４１】
図７は、図３の矢印１４０の位置を拡大した図である。距離センサ１１０は、ロータリーテーブル５４の回転方向１４２に移動する区画シール装置４４のレバー１００の面１１４までの距離Ｄを測定するために、該面１１４と対向する位置に配置されている。別の観点から見れば、距離センサ１１０は、該センサ１１０がセンシングするタイミングにおいて、区画シール装置４４の固定シールバー６０に対して一定の位置にある。また、図示されてはいないが、近接センサ１０８も同様に、移動する区画シール装置４４のレバー１００の面１１４と対向する位置に配置されている。
【００４２】
図４に示すように、近接センサ１０８と距離センサ１１０は、所定の位置で区画シール装置４４のレバー１００の面１１４をセンシングするために、鉛直方向に並んで充填包装機１０に設けられている。近接センサ１０８はレバー１００の面１１４の支持ピン１１５近傍部分（面１１４の上側）をセンシングするように配置され、一方、距離センサ１１０は該面１１４の支持ピン１１５遠方部分をセンシングするように配置されている。
【００４３】
近接センサ１０８は、対向する位置に区画シール装置４４のレバー１００の面１１４が現れたことを検出すると、区画シール装置４４が所定の位置にあることを示す信号を噛み込み検出部１１２に出力するように構成されている。
【００４４】
距離センサ１１０は、噛み込み検出部１１２からの信号に基づいて、区画シール装置４４のレバー１００の面１１４までの距離を測定するように構成されている。また、距離センサ１１０は、測定した距離に対応する出力信号を噛み込み検出部１１２に出力するように構成されている。
【００４５】
噛み込み検出部１１２は、近接センサ１０８からの信号によって区画シール装置４４のレバー１００の面１１４が該近接センサ１０８と距離センサ１１０の対向する位置にあることを知り、距離センサ１１０に該面１１４までの距離を測定させるための信号を該距離センサ１１０に出力するように構成されている。また、距離センサ１１０とレバー１００の面１１４までの距離に対応する該距離センサ１１０からの信号に基づいて、固定シールバー６０と可動シールバー６２の間に異物が噛み込んでいることを検出するように構成されている。噛み込み検出部１１２が、距離センサ１１０からの信号に基づいて、異物の噛み込みを検出する方法は後述する。
【００４６】
また、充填包装機１０は、異物の検出を可能とするために、２つの動作モードを有する。１つの動作モードは、通常の動作モードで、包装フィルムＦを搬送しつつ２つ折りし、区画シール装置４４によって袋部２４を形成し、形成した袋部２４に充填物供給装置４６によって充填物２０を供給し、充填物２０が充填された袋部２４の開口２２を開口シール装置５０によってシールし、区画シール部１８をカッターで切断して、製品２８を作製する充填モードである（図２参照。）。もう一つのモードは、充填モードの動作から充填物供給装置４６による充填物２０の供給動作を除いた非充填モードである（充填物供給装置４６が停止された充填モードである。）。
【００４７】
充填包装機１０の非充填モードでの動作は、予め決められたタイミングで行われる。例えば、充填モードで動作する前に、または充填包装機１０に電源を投入した後、若しくは予めユーザによって決められた時間経過毎に行われる。このように２つの動作モードを有する理由は後述する。
【００４８】
次に、上述の異物の噛み込み検出に関する構成要素の動作、すなわち噛み込みの検出方法について説明する。説明は、理解のし易さを考慮して、区画シール装置４４を力学的モデルで示した図８を用いて説明する。
【００４９】
図８（ａ）は、固定シールバー６０と可動シールバー６２が包装フィルムＦを挟持している状態の区画シール装置４４を力学的モデルで示したものである。図８（ｂ）は、異物１５０を噛み込んだ状態の区画シール装置４４’を力学的モデルで示したものである。
【００５０】
図８（ｂ）に示すように、大きさ（挟持方向の長さ）ｄ１の異物１５０が固定シールバー６０と可動シールバー６２の間に噛み噛まれると、図８（ａ）の状態に比べて、該可動シールバー６２が距離ｄ１だけ該固定シールバー６０から離れる方向に後退する（確認のために、アーム６４は、図４に示すように、カムフォロア７４がカム溝８０に係合しているために動かない。）。
【００５１】
可動シールバー６２とともに同方向にリンク部材１０２が移動され、該リンク部材１０２がクランクピン１０４を介してレバー１００の支持ピン１１５近傍部分を押圧する。押圧されたレバー１００は、支持ピン１１５を中心として回転する。距離センサ１１０は、回転されたレバー１００の面１１４の支持ピン１１５遠方部分までの距離を測定する。
【００５２】
このとき、距離センサ１１０が測定する距離Ｄ’は、図８（ａ）に示す異物１５０を噛み込んでいないときに測定された距離Ｄより小さい距離、具体的には、異物１５０の大きさｄ１より大きいｄ２だけ該距離Ｄより小さい距離である。これは、レバー１００とリンク部材１０２を利用したてこの原理による。このように、距離センサ１１０は、リンク部材１０２とレバー１００によって可動シールバー６２の後退量が拡大変換された移動量で移動した該レバー１００の支持ピン１１５遠方部分までの距離を測定している。簡単に言えば、距離センサ１１０は、固定シールバー６０と可動シールバー６２の間の距離を機械的に増幅した値の距離を測定している。これにより、噛み込んだ異物が微小なものであっても、該異物の噛み込みの検出が可能になる。
【００５３】
また、距離センサ１１０が測定する距離Ｄは、可動シールバー６２とレバー１００の支持ピン１１５近傍部分までの距離が変更するためのクランクピン１０４によって変更される。例えば、図６に示すように、固定シールバー６０と可動シールバー６２が当接しているときに距離センサ１１０が測定する距離は、穴１１６内でクランクピン１０４を所定量回転させることにより変更される。これにより、距離センサ１１０が所望の距離を測定するように微調整することが可能である。例えば、距離センサ１１０が複数の区画シール装置４４から略同一の距離を測定するようにすることができる。
【００５４】
続いて、図４に戻り、噛み込み検出部１１２について説明する。噛み込み検出部１１２は、固定シールバー６０と可動シールバー６２の間に明らかに異物が噛み込まれていないとき（すなわち、可動シールバーが固定シールバーに当接している状態または可動シールバーと固定シールバーが包装フィルムＦのみを挟持している状態）、言い換えると、充填包装機１０が非充填モードで動作しているときに距離センサ１１０が測定した距離（以下、「充填前距離」と称する。）との差が所定の値を超えた距離を充填モード時に距離センサ１１０が測定したとき、固定シールバー６０と可動シールバー６２の間に異物が噛み込んでいると判定するように構成されている。なお、充填前距離は、請求の範囲に記載の基準後退量に対応している。
【００５５】
なお、所定の値は、例えば区画シール装置４４の可動部分の遊びやセンサの検出誤差などを考慮した値で、異物を噛み込んでいないにもかかわらず、異物を噛み込んでいると誤検出するのを防止するための値である。
【００５６】
図８を例にして説明すると、図８（ａ）の区画シール装置４４は非充填モード時の状態で、距離センサ１１０は距離Ｄを測定している。図８（ｂ）の区画シール装置４４’は充填モード時の状態で異物１５０を噛み込んでおり、距離センサ１１０は距離Ｄ’を測定している。距離Ｄと距離Ｄ’の差は、所定の値を超えた距離ｄ２である。
【００５７】
また、噛み込み検出部１１２は、異物を噛み込んでいると判定した後、充填包装機１０の制御部（図示せず）に、充填包装機１０を停止等させるための信号を出力するようにしてある。
【００５８】
これらの動作を可能とするための構成要素として、噛み込み検出部１１２は、図４に示すように、充填前距離記憶部１６０と、噛み込み判定部１６２と、停止信号出力部１６４を有する。
【００５９】
充填前距離記憶部１６０は、充填包装機１０が非充填モードで動作している時に距離センサ１１０が測定した充填前距離のデータが記憶されるものである。充填前距離記憶部１６０には、複数の区画シール装置４４それぞれの充填前距離データが記憶される。
【００６０】
噛み込み判定部１６２は、充填包装機１０が充填モードで動作している時に距離センサ１１０が測定した１つの区画シール装置４４のレバー１００の面１１４までの距離（以下、「充填中距離」と称する。）と、充填前記憶部１６０に記憶されている該区画シール装置４４に対応する充填前距離とを比較し、２つの距離の差が所定の値を超えているか否かを比較判定する、すなわち該区画シール装置４４が異物を噛み込んでいるか否かを判定するように構成されている。この比較判定は、充填包装機１０が充填モードで動作中、距離センサ１１０に対向する位置に１つの区画シール装置４４が移動してくる度に該１つの区画シール装置４４に対して行われる。
【００６１】
停止信号出力部１６４は、噛み込み判定部１６２によって区画シール装置４４が異物を噛み込んでいると判定されたとき、充填包装機１０の制御部（図示せず）に、充填包装機１０を停止等させるための信号１６６を出力するように構成されている。
【００６２】
ここで、噛み込み検出部１１２の動作の流れの一例を、図９に示すフローを参照しつつ説明する。
【００６３】
図９に示すフローにおいて、充填包装機１０に電源が投入されると、該充填包装機１０は非充填モードで動作し始める。ステップ５００において、噛み込み検出部１１２は、充填包装機１０の制御部（図示せず）から非充填モードで動作開始したことを示す信号１６８を受信する（図４参照。）。
【００６４】
次に、ステップ５１０において、噛み込み検出部１１２は、充填包装機１０が非充填モードで動作することによって距離センサ１１０の対向位置に包装フィルムを挟持した状態で移動してくる複数の区画シール装置４４それぞれについて、距離センサ１１０を介して充填前距離を測定する。
【００６５】
続いて、ステップ５２０において、噛み込み検出部１１２は、充填前距離記憶部１６０に複数の区画シール装置４４から測定されたそれぞれの充填前距離を記憶する。
【００６６】
充填包装機１０が非充填モードでの動作が終了して続いて充填モードで動作し始めると、ステップ５３０において、噛み込み検出部１１２は、充填包装機１０の制御部（図示せず）から充填モードで動作開始したことを示す信号１７０を受信する（図４参照。）。
【００６７】
ステップ５４０において、噛み込み検出部１１２は、充填包装機１０が充填モードで動作することによって距離センサ１１０の対向位置に移動してくる区画シール装置４４に対し、該距離センサ１１０を介して充填中距離を測定する。
【００６８】
ステップ５５０において、噛み込み検出部１１２の噛み込み判定部１６２は、ステップ５４０で測定された充填中距離と、該充填中距離が測定された区画シール装置４４に対応する充填前距離を比較する。
【００６９】
ステップ５６０において、ステップ５５０での比較結果から区画シール装置４４が異物を噛み込みこんでいることを判定する。異物を噛み込んでいる場合はステップ５７０に進み、噛み込んでいない場合はステップ５８０に進む。
【００７０】
ステップ５７０において、噛み込み検出部１１２は、充填包装機１０を停止等させるための信号を充填包装機１０の制御部に出力する。そして、充填包装機１０が停止等される。
【００７１】
ステップ５８０において、噛み込み検出部１１２は、充填包装機１０の充填モード動作の終了を確認する。充填モード動作が終了の場合、噛み込み検出部１１２の動作は完了する。充填モード動作が継続する場合、ステップ５４０に戻り、距離センサ１１０の対向位置に移動してくる次の区画シール装置４４に対し、ステップ５４０〜５６０の噛み込み検出に関する動作を実行する。
【００７２】
本実施形態によれば、異物を噛み込んで後退した可動シールバーの後退量がリンク部材とレバーによって拡大変換された該レバーの移動量を距離センサが測定することにより、言い換えると、固定シールバーと可動シールバーの間の距離を機械的に増幅した値の距離を距離センサが測定することにより、該異物が微小でも噛み込みを確実に検出することができる。
【００７３】
第２の実施形態．
本実施形態の充填包装機は、区画シール装置の異常を検出する機能を有する点で第１の実施形態のものと異なる。
【００７４】
具体的には、本実施形態の充填包装機は、図１０に示すように、区画シール装置の異常を検出するための手段として、噛み込み検出部に異常判定部１８０と異常情報出力部１８２を有する。本実施形態において、噛み込み検出部１１２’、噛み込み判定部１６２’、停止信号出力部１６４’は、第１の実施形態の噛み込み検出部１１２、噛み込み判定部１６２’、停止信号出力部１６４’と同一である。また、噛み込み検出部を除く充填包装機の構成要素も第１の実施形態のものと同一である。したがって、第１の実施形態の充填包装機と異なる点のみを説明する。
【００７５】
図１０に示す異常判定部１８０は、１つの区画シール装置４４について、充填前距離記憶部１６０’に記憶されている過去に測定センサ１１０によって測定された充填前距離と、新たに該測定センサ１１０によって測定された充填前距離を比較し、その比較結果に基づいて、該区画シール装置４４が異常か否かを判定するように構成されている。充填前距離を利用する理由は、該充填前距離が異物の噛み込みが起こり得る充填モードで、言い換えると測定条件が異なる可能性がある時に測定された値ではなく、測定条件が略同一な非充填モードで測定された値であるためである。略同一条件で測定された充填前距離を利用するために異常判定の正確さは高いものとなる。
【００７６】
異常判定部１８０によって異常判定される区画シール装置４４は、長期の使用により、例えば、図４に示す２つのシールバー６０、６２の挟持面６６，７０や各支点が摩耗したり、また、ばね１０６の弾性力が低くなるなどの経時的な変化が生じる。このような変化は、距離センサの測定結果を変化させることになり、その結果、異物の噛み込みの検出精度を変化させることがある。
【００７７】
区画シール装置４４の経時的な変化は、該区画シール装置４４から測定された複数の充填前距離に基づいて検出することができる。
【００７８】
例えば、１つの区画シール装置４４において、過去測定された所定数の充填前距離と新たに測定された充填前距離全てが測定誤差を考慮した範囲内に含まれないような充填前距離の変化が生じている場合、異常判定部１８０は該１つの区画シール装置４４を異常と判定する。異常の判定を導き出すために必要な区画シール装置４４の変化（対応する充填前距離の変化）は予め知る必要があるが、例えば過去に異物噛み込みの検出精度が変化した区画シール装置４４から測定された充填前距離の変化から求めることができる。
【００７９】
異常情報出力部１８２は、異常判定部１８０がある区画シール装置４４に対して異常と判定したとき、ユーザに対して該ある区画シール装置４４が異常であることを示す情報を提供する。異常情報の提供は、例えば、充填包装機１０のコントロール手段であるタッチパネルに異常コメントを出力したり、充填包装機１０の異常を知らせるアラームを鳴らすことなどで行われる。
【００８０】
本実施形態によれば、異常検出手段（異常判定部と異常情報出力部）により、シールバーの摩耗や長期の使用による組み付け部のゆるみなどの経時的な変化によって異物の噛み込みの検出精度が変化する前にこれらのメンテナンスを実行することが可能になり、その結果、異物の噛み込みの検出精度の変化が防止される。
【００８１】
以上、本発明に係る充填包装機を、２つの実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
【００８２】
例えば、上述において可動シールバーの後退量を増幅する機械的な増幅機構は、レバー１００、リンク部材１０２、クランクピン１０４であるが、これに限定されない。例えば、ラックとピニオンで増幅機構を構成することが可能である。
【００８３】
この場合、レバーを回転可能に支持する支持ピンの一端にピニオンギヤを設けるとともに、該ピニオンギヤに噛み合うラックをリンク部材に設け、それぞれのギヤ歯数を適当に設定すれば増幅機構を構成することができる。
【００８４】
また、第２の実施形態の異常判定部と異常情報出力部が設けられる充填包装機は、第１の実施形態の充填包装機、すなわち、固定シールバーと可動シールバーを備えた区画シール装置を有し、可動シールバーの後退量を拡大し、拡大した後退量を距離センサが測定することにより、異物が噛み込んでいることを検出するものに限定されない。例えば、可動シールバーの後退量を増幅する増幅機構を備えず、可動シールバーの後退量を直接検出して、直接検出した後退量を用いて異物の噛み込みを検出する充填包装機に異常判定部と異常情報出力部とを設けてもよい。
【００８５】
さらに、上述の実施形態の充填包装機は、１つの距離センサによって複数の区画シール装置のレバーまでの距離を測定している。すなわち、所定の位置に固定された距離センサに対向する位置に複数の区画シール装置がロータリーテーブルの回転によって１つずつ周回軌道で移動してくる。これに対し、複数の区画シール装置それぞれに距離センサを設けてもよい。この場合、複数の区画シール装置と対応する距離センサは、一体的にロータリーテーブルによって周回軌道で移動する。
【００８６】
１つの距離センサによって複数の区画シール装置のレバーまでの距離を測定している場合、例えば、液体などの流動性を有する充填物が区画シール装置によって挟持されている包装フィルムの部分の間に緩やかに浸透するように侵入すると、１つの距離センサでは、その対向する位置で充填物の噛み込みを検出できないことがある。この対策として、複数の区画シール装置それぞれに距離センサを設ける。複数の区画シール装置に設けられた距離センサそれぞれは、区画シール装置が挟持している包装フィルムをリリースするまでセンシングし続ける。
【００８７】
さらにまた、上述の実施形態の充填包装機のシール装置は２つ折りされた包装フィルムを挟持して挟持部分をシールする区画シール装置であるが、本発明はこれに限定されず、広義には、重なり合う包装フィルムを部分的に挟持して挟持部分をシールして袋を形成するシール装置を対象とするものであり、例えば袋の開口をシールして閉じるシール装置でも実施可能である。
【００８８】
加えて、異物の噛み込み検出の比較対象である、または区画シール装置の異常を検出するための指標である充填前距離は、平均した値であってもよい。すなわち、１つの区画シール装置において、非充填モード時、距離センサに充填前距離を複数回測定させ、複数の充填前距離の平均値を用いて、異物の噛み込み検出や区画シール装置の異常を検出してもよい。
【００８９】
加えてまた、上述の第２の実施形態の充填包装機は、１つの区画シール装置から測定された複数の充填前距離に基づいて該１つの区画シール装置の異常を判定している。これに対し、複数の区画シール装置それぞれから測定された複数の充填前距離のばらつきの変化によって複数の区画シール装置に関わる充填包装機の構成要素、例えば、ロータリーユニットなどの異常を判定してもよい。
【００９０】
充填包装機が異常なく稼働している場合、複数の区画シール装置それぞれから測定される複数の充填前距離のばらつきはほとんど変化しない。これに対し、充填包装機において複数の区画シール装置に関わる構成要素に異常が生じると、例えば複数の区画シール装置が設置されているロータリーテーブルの回転に異常が生じると、複数の区画シール装置の充填前距離のばらつきは、正常時とは異なるばらつきになることがある。
【００９１】
このような異常を検出するために、充填包装機は、例えば、複数の区画シール装置それぞれから測定された複数の充填前距離のばらつきを求め、新たに求めたばらつきと過去に求めたばらつきを比較してその変化が予め決めた値を超えて大きいとき、ユーザに異常を知らせるような異常検出手段を有する。
【００９２】
また、このとき、距離センサが複数の区画シール装置それぞれから同一の充填前距離を測定するように各区画シール装置それぞれのクランクピンを回転して調整すれば、複数の区画シール装置それぞれから測定される充填前距離のばらつきを略なくすことができる。これにより、略ばらつきがない状態からのばらつきの変化は求めやすいという利点が生じる。
【００９３】
さらに加えて、上述の実施形態において、区画シール装置の固定シールバーに埋設されているヒーターからの熱による影響を考慮して、ヒーターの異常を検出するようにしてもよい。
【００９４】
詳しく説明すると、上述の実施形態においては、充填前距離との差が所定の値を超えている距離を充填モード時に距離センサが測定したとき、固定シールバーと可動シールバーの間に異物が噛み込んでいると判定している。所定の値が、例えばシール装置４４の可動部分の遊びやセンサの検出誤差などを考慮した値である場合は略一定の値である。しかしながら、所定の値は、固定シールバーのヒーターの熱による影響を受けており、理由は、ヒーターからの熱が区画シール装置の各構成要素に伝達されつつ蓄熱され、蓄熱された各構成要素が熱膨張するためである。このヒーターからの熱による影響を考慮して、急激に、プラス方向の変化が表れたときヒーターの異常検知が可能である。
【００９５】
最後に、噛み込み検出に必要な充填前距離の測定は、上述の実施形態では、非充填モードで充填包装機が動作しているとき、言い換えると、２つのシールバーが包装フィルムのみを挟持しているときに実施しているが、これに限定されない。代わりとして、２つのシールバーが何も挟持せずに当接し合う状態のときに測定された距離を充填前距離としてもよい。この場合、充填包装機は、充填物供給装置と包装フィルムの搬送系を停止させて稼働する、すなわちロータリーテーブルを回転させつつ区画シール装置を駆動させる動作モードを有する。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の充填包装機の正面図である。
【図２】図１に示す包装装置が行う包装処理を説明するための図である。
【図３】ロータリーテーブルを上方から見た、区画シール装置とシュートの位置関係を示す図である。
【図４】区画シール装置の構成を示す図である。
【図５】図３においてＡ方向から見た区画シール装置の断面図である。
【図６】図４においてＢ方向から見た区画シール装置の断面図である。
【図７】区画シール装置と距離センサの位置関係を示すための図である。
【図８】異物の噛み込み検出の方法を説明するための区画シール装置の力学的モデルを示した図である。
【図９】噛み込み検出部の動作の流れの一例を示すフローの図である。
【図１０】第２の実施形態の噛み込み検出部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
６０：固定シールバー
６２：可動シールバー
６４：支持部材（アーム）
１００：増幅機構（レバー）
１０２：増幅機構（リンク）
１０４：増幅機構（クランクピン）
１１０：後退量検出手段（距離センサ）
１１２：噛み込み検出手段（噛み込み検出部）
【図１】
2007106468.tif 000003
【図２】
2007106468.tif 000004
【図３】
2007106468.tif 000005
【図４】
2007106468.tif 000006
【図５】
2007106468.tif 000007
【図６】
2007106468.tif 000008
【図７】
2007106468.tif 000009
【図８】
2007106468.tif 000010
【図９】
2007106468.tif 000011
【図１０】
2007106468.tif 000012