(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されてきた包装フィルムを回転する一対のシール手段により挟持して熱シールし、かつ該熱シール部の中間部分をカッターにより切断する構成を備えた横形製袋充填機において、
前記シール手段は、回転式のロータリーシーラに形成されたシールブロックであり、
少なくとも前記包装フィルムを切断した後、該包装フィルムの切断端より上流側を一定期間挟持して搬送方向に引っ張る挟持手段を備えており、
前記挟持手段は、前記シールブロックの回転方向上流側に一体に設けられた挟持部材であって、
前記ロータリーシーラは、少なくとも前記包装フィルムを切断した後、該包装フィルムの搬送速度よりも速い周速度をもって前記挟持部材を移動させる構成であることを特徴とする横形製袋充填機のシール装置。
【請求項２】
請求項１に記載した横形製袋充填機のシール装置において、
前記挟持部材は、前記ロータリーシーラの径方向とほぼ平行な方向に移動自在であり、かつ弾性部材により外方へ付勢されていることを特徴とする横形製袋充填機のシール装置。
【請求項３】
請求項１に記載した横形製袋充填機のシール装置において、
前記挟持部材は、伸縮自在な弾性材料により形成されていることを特徴とする横形製袋充填機のシール装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載した横形製袋充填機のシール装置において、
前記挟持部材には、前記シールブロックから伝わる熱を放熱する複数のクーリング溝が形成されていることを特徴とする横形製袋充填機のシール装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載した横形製袋充填機のシール装置において、
前記シールブロックと挟持部材との間に、シールブロックからの熱を遮断する断熱材を設けたことを特徴とする横形製袋充填機のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、搬送されてきた包装フィルムを回転する一対のシール手段により挟持して熱シールし、かつ該熱シール部の中間部分をカッターにより切断する構成を備えた横形製袋充填機のシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、キャンディ等の製品を図９に示すごとき形態に包装する包装装置として、横形製袋充填機がある。図１０および図１１は、横形製袋充填機の概要を示す斜視図である。図１０に示すように、ホッパー１００からシュート１０１を経由して回転テーブル１０２の上に搬送された製品Ａは、回転テーブル１０２の外縁部に設けられた投入孔１０２ａからベルトコンベア１０３へと一定間隔ごとに供給される。次いで、ベルトコンベア１０３にて搬送される製品Ａを、帯状の包装フィルムＦで包むとともに、図１１に拡大して示すように、包装フィルムＦの合掌部分Ｆａを縦シーラ１０４により熱シールして筒状に形成する。その後、回転するロータリーシーラ１０５によって、各製品Ａの間を横方向に熱シールして密封するとともに、熱シール部Ｆｂの中間部分を切断して排出する。図１１において、包装フィルムの両端部がロータリーシーラ１０５による熱シール部Ｆｂであり、ジグザグ状に示された両端縁が切断部Ｆｃである。包装フィルムＦの内部には、キャンディ等の製品Ａが密封されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
さて、近年は生産効率の向上を目的として、横形製袋充填機の高速化が重要な開発テーマとなっており、例えば、毎分１５００粒の製品を包装可能な横形製袋充填機も開発されている。この種の高速機では、特に始動直後から規定の回転数に至るまでの間に、ロータリーシーラによる包装フィルムの過溶着が発生するおそれがあった。
【０００４】
図１２は、ロータリーシーラを駆動する駆動モータの回転速度（機械回転速度）と、熱シール時のフィルム表面温度との関係を示す図である。例えば、駆動モータが始動してから規定の回転速度に上昇するまで、曲線ａに示すように加速していくものとした場合、回転速度が規定値まで達しない間は、ロータリーシーラの包装フィルムへの接触時間が長くなる。一方、ロータリーシーラのシールブロックは、始動時から一定の温度（図では２５０°）に温度管理されている。このため、ロータリーシーラが接触する包装フィルムの表面温度ｂは、適正なシール温度（図では１４０°）よりも接触時間が長い分だけ上昇し、その結果、過溶着が発生すると考えられる。
【０００５】
シール時に過溶着が発生すると、特に次サイクルで密封される上流側の包装フィルムがロータリーシーラに溶着したまま、同シーラの回転軌道に巻き込まれてしまう。その後、包装フィルムは反作用により上流側に引っ張られてロータリーシーラから離脱するものの、いったんロータリーシーラの回転軌道に巻き込まれた包装フィルムの先端部は、振れを生じて搬送軌道からずれてしまい、次サイクルにおいてシール不良を引き起こすおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、包装フィルムの搬送軌道からのずれを防止して、安定したシール動作の継続を実現し歩留りの向上を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、搬送されてきた包装フィルムを回転する一対のシール手段により挟持して熱シールし、かつ該熱シール部の中間部分をカッターにより切断する構成を備えた横形製袋充填機において、少なくとも包装フィルムを切断した後、該包装フィルムの切断端より上流側を一定期間挟持して搬送方向に引っ張る挟持手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
これにより、たとえ包装フィルムの熱シール部がシール手段に過溶着していても、挟持部材が上流側にある包装フィルムを挟持することから、シール手段の回転軌道へ該包装フィルムが巻き込まれるおそれがなくなる。さらに、挟持手段は、包装フィルムの切断端を搬送方向に引っ張るので、その後、挟持状態が解除された包装フィルムは、反作用によって搬送軌道の上流側に戻される。この戻り動作に伴い、シール手段から包装フィルムの熱シール部を確実に離間させることができる。
【０００９】
ここで、シール手段は、回転式のロータリーシーラに形成されたシールブロックであり、挟持手段は、シールブロックの回転方向上流側に一体に設けられた挟持部材であって、ロータリーシーラは、少なくとも包装フィルムを切断した後、該包装フィルムの搬送速度よりも速い周速度をもって挟持部材を移動させる構成とすることができる（請求項２）。
【００１０】
包装フィルムの搬送速度よりも速い周速度をもって挟持部材を移動させることにより、包装フィルムに引張力が作用し、挟持状態を解除した後にその反作用で包装フィルムを搬送軌道の上流側に戻すことが可能となる。
【００１１】
挟持部材は、ロータリーシーラの径方向とほぼ平行な方向に移動自在であり、かつ弾性部材により外方へ付勢された構成としてもよい（請求項３）。また、挟持部材は、伸縮自在な弾性材料により形成することもできる（請求項４）。
【００１２】
このように構成することで、回転する挟持部材のフィルム挟持部分を、フィルム搬送軌道に沿って移動させることが可能となる。
【００１３】
また、挟持部材には、シールブロックから伝わる熱を放熱する複数のクーリング溝を形成することが好ましく（請求項５）、さらに、シールブロックと挟持部材との間に、シールブロックからの熱を遮断する断熱材を設けてもよい（請求項６）。これらの構成により、挟持部材の温度上昇を回避することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明の一実施形態に係るシール装置の正面図である。
【００１５】
これらの図に示すシール装置は、既述したような横形製袋充填機に組み込まれるもので、一対のロータリーシーラ１０を備えた構成となっている。ロータリーシーラ１０は、包装フィルムＦの搬送軌道を挟んで上下に対向配置され、それぞれ図示矢印方向に高速回転する。なお、包装フィルムＦは、搬送軌道に沿って一定速度で搬送されてくる。
【００１６】
各ロータリーシーラ１０は、それぞれ外周部に一定間隔をおいて複数のシールブロック１１（シール手段）を有している。各シールブロック１１は、図示しないヒータによって包装フィルムＦやシール条件に応じた一定温度に加熱されている。そして、一対のロータリーシーラ１０にそれぞれ形成されたシールブロック１１は、ロータリーシーラ１０の回転に伴い協働して搬送軌道上の包装フィルムＦを押圧して熱シールする（図１参照）。
【００１７】
また、シールブロック１１の中央には、カッター溝が形成してあり、その内部にカッター１２が設けてある。このカッター１２は、包装フィルムＦに形成された熱シール部の中間部分を切断し、連続供給される上流側の包装フィルムＦから包装済みの包装フィルムＦを分離する。
【００１８】
各シールブロック１１の回転方向上流側の側面には、挟持部材２０（挟持手段）が装着されている。挟持部材２０は、例えば、図４に示すような板状であって、長手方向の一端部が湾曲形成されている。この挟持部材２０は、ロータリーシーラ１０の回転に伴い、上記一端部が搬送軌道上の包装フィルムＦに当接して挟持するように、各シールブロック１１に装着されている。
【００１９】
ここで、挟持部材２０は、図１に示すように、シールブロック１１に固定した支持部材２１に支持され、ロータリーシーラ１０の径方向とほぼ平行に摺動自在となっている。さらに、挟持部材２０の基端は、支持部材２１との間に挿入されたコイルばね等の弾性部材２２によって、外方に付勢されている。
【００２０】
また、挟持部材２０の表面には、図４に示すように、複数条のクーリング溝２０ａが形成してある。このクーリング溝２０ａは、シールブロック１１から伝わる熱を効率的に放熱する。さらに、シールブロック１１と挟持部材２０との間には、熱伝導率の小さな耐熱材料からなる断熱材２３が設けてあり、この断熱材２３によってシールブロック１１の熱を遮断して、挟持部材２０の温度上昇を回避している。
シールブロック１１は、例えば、２５０゜Ｃ近くまで加熱されるため、その熱が挟持部材２０に伝えられると、包装フィルムＦと接触したとき該包装フィルムＦを溶融してしまうおそれがある。しかし、断熱材２３により断熱することで、挟持部材２０による包装フィルムＦの溶融を防止でき、しかもクーリング溝２０ａによる放熱によってこの種の弊害を除去することができる。
【００２１】
図５は、ロータリーシーラの回転に伴うシールブロックの周速度と、包装フィルムの搬送速度との関係を示す図である。
同図において、横軸はロータリーシーラ１０を駆動する駆動モータの回転角度（機械角度）であり、駆動モータの一回転（機械角度＝３６０°）でシールブロック１１による包装フィルムＦの熱シール動作が一サイクル終了する。ロータリーシーラ１０は、一サイクルのシール動作の間に回転速度が加減速するように制御されており、その回転に伴い、シールブロック１１の先端周速度ｘは、図５に示すようにサインカーブを描いて加減速する。一方、包装フィルムＦの搬送速度ｙは、一定速度に保たれている。
【００２２】
さて、一サイクルの熱シール動作において、シールブロック１１が包装フィルムＦに当接して熱シールするタイミング区間は、シールブロック１１の先端周速度ｂが包装フィルムＦの搬送速度ｙとほぼ等しくなるタイミングＴ０を中心とするＴ１の区間に設定してある。そして、タイミングＴ０は切断タイミングに設定されている。
【００２３】
図１はこの切断タイミングＴ０の状態を示しており、シールブロック１１の先端面が包装フィルムＦに当接して該包装フィルムＦを熱シールするとともに、熱シール部の中間部をカッター１２が切断する。
【００２４】
一方、挟持部材２０による包装フィルムＦの挟持動作は、切断タイミングＴ０から一定のタイミング区間Ｔ２（挟持区間）の間だけ実行されるように設定されている。
【００２５】
図１から図３までがこの挟持区間Ｔ２を示している。すなわち、包装フィルムＦの切断時から（図１）、シールブロック１１の一部下流側が包装フィルムＦの搬送軌道を離れ（図２）、続いてシールブロック１１の全体が包装フィルムＦの搬送軌道を離れるまで（図３）、好ましくはシールブロック１１が包装フィルムＦの搬送軌道を離れてしばらくの間、挟持部材２０の先端部は、包装フィルムＦの切断端より上流側を挟持したまま搬送軌道に沿って移動する。
【００２６】
ここで、挟持部材２０はロータリーシーラ１０と一体に回転するが、包装フィルムＦを挟持する先端部は、ロータリーシーラ１０に対して挟持部材２０が摺動することにより、包装フィルムＦの搬送軌道に沿って直線的に移動することが可能となる。
【００２７】
このように、挟持部材２０が上流側にある包装フィルムＦを挟持することから、たとえ包装フィルムＦの熱シール部がシールブロック１１に過溶着していても、シールブロック１１の回転軌道へ該包装フィルムＦが巻き込まれるおそれがなくなる。
【００２８】
また、図５に示すように、切断タイミングＴ０で包装フィルムＦを切断した後は、ロータリーシーラ１０が加速していき、これに伴い挟持部材２０も加速して包装フィルムＦの搬送速度よりも速く移動する。したがって、挟持部材２０に挟持された上流側の包装フィルムＦは、搬送方向へ引っ張られる。そして、その後に挟持状態が解除されると、包装フィルムＦは、反作用によって搬送軌道の上流側に戻される。この戻り動作に伴い、シールブロック１１から包装フィルムＦの熱シール部を確実に離間させることができる。
【００２９】
図６〜図８は、本発明の他の実施形態に係るシール装置の正面図である。なお、図６は図１と、図７は図２と、図８は図３とそれぞれ同じ動作状態を示している。
これらの図に示すシール装置は、挟持部材２０を伸縮自在なゴム等の弾性材料で形成することで、弾性材料の変形をもって包装フィルムＦを挟持部分を、該包装フィルムＦの搬送軌道に沿って移動させる構成としてある。これにより、挟持部材２０を摺動自在に支持する必要がなくなり、取付け構造を簡略化することが可能となる。
【００３０】
また、この挟持部材２０を形成する弾性材料として、熱伝伝導率が小さくかつ耐熱性を有するものを選択すれば、クーリング溝の形成や断熱材の設置も必要なくなり、さらにいっそう取付け構造が簡略化する。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、図６〜図８に示した弾性材料からなる挟持部材であっても、クーリング溝や断熱材を備える構成としてもよく、また、図４に示した構成の挟持部材であっても、熱伝伝導率が小さくかつ耐熱性を有する材料で形成すれば、クーリング溝断熱材を省略することが可能である。
【００３２】
また、挟持部材は、包装フィルムを切断する以前から包装フィルムを挟持するように動作タイミングを設定することもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、包装フィルムの搬送軌道からのずれを防止して、安定したシール動作の継続を実現し歩留りの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシール装置の正面図で、包装フィルム切断時の動作状態を示している。
【図２】本発明の一実施形態に係るシール装置の正面図で、図１に続く動作状態を示している。
【図３】本発明の一実施形態に係るシール装置の正面図で、図２に続く動作状態を示している。
【図４】図１に示すシール装置に装着された挟持部材を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。
【図５】ロータリーシーラの回転に伴うシールブロックの周速度と、包装フィルムの搬送速度との関係を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るシール装置の正面図で、包装フィルム切断時の動作状態を示している。
【図７】本発明の他の実施形態に係るシール装置の正面図で、図１に続く動作状態を示している。
【図８】本発明の他の実施形態に係るシール装置の正面図で、図２に続く動作状態を示している。
【図９】横形製袋充填機による包装形態の一例を示す正面図である。
【図１０】横形製袋充填機の概要を示す斜視図である。
【図１１】ロータリーシーラによる熱シールまでの工程を示す斜視図である。
【図１２】ロータリーシーラを駆動する駆動モータの回転速度と、熱シール時のフィルム表面温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０：ロータリーシーラ
１１：シールブロック
１２：カッター
２０：挟持部材
２０ａ：クーリング溝
２１：支持部材
２２：弾性部材
２３：断熱材
Ｆ：包装フィルム
１００：ホッパー
１０１：シュート
１０２：回転テーブル
１０３：ベルトコンベア
１０４：縦シーラ
１０５：ロータリーシーラ
【図１】
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【図２】
0003963434.tif 000003
【図３】
0003963434.tif 000004
【図４】
0003963434.tif 000005
【図５】
0003963434.tif 000006
【図６】
0003963434.tif 000007
【図７】
0003963434.tif 000008
【図８】
0003963434.tif 000009
【図９】
0003963434.tif 000010
【図１０】
0003963434.tif 000011
【図１１】
0003963434.tif 000012
【図１２】
0003963434.tif 000013