(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の樹脂フィルムを挟む対向位置に、接近・離隔可能に設けられた一対の挾持体と、何れか一方の挾持体と独立して移動可能の押え材、及び他方の挾持体と独立して移動可能の受け材からなり、両挾持体の接近時に押え材及び受け材で筒状樹脂フィルムを挾持してこれを固定する押え機構と、押え機構によって固定された筒状樹脂フィルムの開口部をその幅方向で封口する封口手段とを具備するものにおいて、
一方の挾持体に、取り付け部材を介して第１の緊張手段を装着すると共に、他方の挾持体に、取り付け部材を介して第２の緊張手段を装着し、
第１の緊張手段に、樹脂フィルムの幅方向２箇所に離隔させて且つ押え材よりも接近方向側に先行させて第１の接触材を設けると共に、第２の緊張手段に、第１の接触材と対向させて且つ受け材よりも接近方向側に先行させて第２の接触材を設け、両接触材を、これらの圧接時に両者の幅方向間隔が拡大するように弾性的に支持すると共に、押え機構の押え材および受け材よりも上方に配置し、
一方の取り付け部材が押え材の上方に延びて、挾持体の上方で、且つ挾持体と押え材との間に形成される空間全体を覆うと共に、他方の取り付け部材が受け材の上方に延びて、挾持体の上方で、且つ挾持体と受け材との間に形成される空間全体を覆い、
第１及び第２の接触材が、両挾持体の接近時に押え材と受け材とによる樹脂フィルムの固定に先立って樹脂フィルムを介して互いに圧接することにより、当該樹脂フィルムをその幅方向の２箇所で固定すると共に、両挾持体のさらなる接近時にその固定間隔を拡大させて樹脂フィルムを幅方向に緊張させた後、押え機構により樹脂フィルムを押えて緊張状態を固定し、次いで封口手段により幅方向で樹脂フィルムを封口するようになしたことを特徴とするシール装置。
【請求項２】
第１の接触材を、一対の第１弾性部を有する第１の支持部材で支持すると共に、第２の接触材を、同じく一対の第２弾性部を有する第２の支持部材で支持し、両支持部材を、第１弾性部同士及び第２弾性部同士の間隔を接近側ほど拡大させて配置したことを特徴とする請求項１記載のシール装置。
【請求項３】
第１及び第２の支持部材が、長尺の金属板をその縁部が先広がりのコ字型を描くように屈曲して形成され、その長手方向を樹脂フィルムの幅方向に向け且つ垂直に起立させた状態で両挾持体に取付けられていることを特徴とする請求項２記載のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状樹脂フィルムの開口端部を封口する際に用いられるシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シート状の樹脂フィルムから袋状の包装体を連続成形しつつその内部に機械部品等の被包装物を収納する包装機が従来から実用化されている。この包装機は、図８に示すように、シート状の樹脂フィルム（31ａ：ａ図）を丸め（ｂ図）、重ね合わせた端部同士を溶着して筒状樹脂フィルム（31ｂ）とし（ｃ図）、筒状樹脂フィルム（31ｂ）の下部開口を溶着・封口した上で内部に被収納物（32）を投入し（ｄ図）、さらに上部開口を溶着して封口すると共に（ｅ図）、封口部分を袋の幅方向に沿って切断することにより、被包装物（32）の包装体（33）を得るものである（ｆ図）。
【０００３】
各工程のうち、筒状樹脂フィルムの上下開口部を封口する工程（ｄ図及びｅ図）では、図６に示す横型のシール装置（40）が用いられる。このシール装置（40）は、上方から下方に向けて間欠移送される筒状の樹脂フィルム（31ｂ）を間に挟んで一対の挾持体（42）（52）を対向配置し、この挾持体（42）（52）をその両側方に配置したドライブ機構（60）（61）で水平駆動して筒状樹脂フィルム（31ｂ）を溶着、切断するものである。
【０００４】
ドライブ機構（60）（61）は、２つのドライブチェーン（62）（63）と、その間に介在させた２つの連結体（64）（65）とをループ状に連結して構成される。両チェーン（62）（63）は、挾持体（42）（52）の側方に配した２つのスプロケット（66）（67）にそれぞれ噛合されており、このチェーン（62）（63）とスプロケット（66）（67）とが噛み合う範囲でドライブ機構（60）（61）が正逆方向に回転する。ドライブ機構（60）（61）のうち、下方の連結体（64）は一方の挾持体（第１の挾持体（42））に連結され、上方の連結体（65）は他方の挾持体（第２の挾持体（52））にそれぞれ連結されている。
【０００５】
２つのドライブ機構（60）（61）のうちの一方（60）には、モータ等の回転駆動源（68）が連結されており、この回転駆動源（68）を起動することにより、当該ドライブ機構（60）が一方向、例えば反時計回りに回転して両挾持体（42）（52）を接近方向にスライドさせる。これに伴い、上方の連結体（65）と基台（69）との間に配設したバネ（70）が伸張して弾性力を蓄勢する。回転駆動源（68）を停止すると、バネ（70）に蓄勢された弾性力によりドライブ機構（60）（61）が時計回りに反転し、その結果、両挾持体（42）（52）が離反して初期位置に戻る。
【０００６】
図７（ａ）（ｂ）に示すように、２つの挾持体（42）（52）のうち、第１の挾持体（42）は、第２の挾持体（52）と対向する面に、上下に離隔配設したヒータ（43）（43）を有する。このヒータ（43）（43）は、上下に分岐させた二股状の第１の挾持体（42）の二股部分先端面にそれぞれ装着され、図示しない給電装置に接続されている。第１の挾持体（42）の上下面には、挾持体（42）（52）のスライド方向（水平方向）と平行に摺動可能となるよう支持された押え材（45）（45）が配設されており、この押え材（45）と第１の挾持体（42）の基部との間にはコイルバネ等からなる弾性部材（46）（46）がそれぞれ介装されている。両挾持体（42）（52）が離反している時は、両押え材（45）の先端面は、ヒータ（43）よりも筒状樹脂フィルム（31ｂ）側に突出した位置にある。
【０００７】
第２の挾持体（52）は、第１の挾持体（42）との対向部分にカッタ（53）を有する。このカッタ（53）は、前記第１の挾持体（42）のヒータ（43）（43）間に形成された収納空間（47）を狙って第２の挾持体（52）に装着されており、第２の挾持体（52）の水平往復運動に追従して水平方向に往復運動を行なう。第２の挾持体（52）の先端側の上下角部には、挾持体（42）（52）の接近・離隔方向と平行にスライド可能となるよう支持した断面Ｌ字型の受け材（55）（55）が配置されており、この受け材（55）と第２の挾持体（52）との間に介装されたコイルばね等の弾性部材（56）（56）により、受け材（55）が第２の挾持体（52）に弾性的に支持されている。両受け材（55）は、その一部が第２の挾持体（52）の前面の上下端部を覆うようにして配置され、上方の受け材（55）の下端部と下方の受け材（55）の下端部との間の隙間からカッタ（53）が突出している。
【０００８】
上方の押え材（45）と受け材（55）、及び、下方の押え材（45）と受け材（55）は、それぞれ押え機構（49）を構成する。この押え機構（49）は、樹脂フィルムの溶着・分断時にフィルムが位置ずれしないように位置決め固定することにより、これらの作業の円滑化を図るものである。
【０００９】
以上の構成において、両挾持体（42）（52）を接近させると、先ず、両挾持体（42）（52）の上下の押え材（45）と受け材（55）とが接触し、筒状樹脂フィルム（31ｂ）を上下の２箇所で且つ幅方向の全域で固定する。さらに、挾持体（42）（52）同士を接近させると、弾性部材（46）（56）がそれぞれ圧縮され、押え材（45）及び受け材（55）が筒状樹脂フィルム（31ｂ）と圧接したまま両挾持体（42）（52）に対して相対的に後退する。
【００１０】
これに伴い、ヒータ（43）が筒状樹脂フィルム（31ｂ）に接近又は接触し、樹脂フィルムを加熱して重なり合ったフィルム同士を溶着する。これにより、筒状樹脂フィルム（31ｂ）が上下２箇所で封口され、包装体（33：図８参照）の上部開口とこれに続く筒状樹脂フィルム（31ｂ）の下部開口とが同時にシールされる。同時にカッタ（53）が上下の封口箇所の間で樹脂フィルム（31ｂ）をその幅方向で切断し、包装体（33）を切り出す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記製袋工程において、押え材と受け材との接近時には、これに押圧された筒状の樹脂フィルムが徐々に平たく変形する。この時には、押え材や受け材と接触する部分とこれに接触しない部分とで樹脂フィルム同士の接近量に大きな差異が生じるため、フィルムには軸方向のしわが形成され易くなる。従来のシール装置では、特にしわ対策を考慮していないため、製品化した包装体に多数のしわが残る場合があり、封口部での気密性が低下したり、封口部に隙間が生じてここから被包装物が外部に洩れ出す等の不具合を招いていた。
【００１２】
そこで、本発明は、筒状樹脂フィルムの両端部開口を封口する際のしわの発生を確実に防止し、包装体の気密性を確保することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明では、筒状の樹脂フィルムを挟む対向位置に、接近・離隔可能に設けられた一対の挾持体と、何れか一方の挾持体と独立して移動可能の押え材、及び他方の挾持体と独立して移動可能の受け材からなり、両挾持体の接近時に押え材及び受け材で筒状樹脂フィルムを挾持してこれを固定する押え機構と、押え機構によって固定された筒状樹脂フィルムの開口部をその幅方向で封口する封口手段とを具備するものにおいて、
一方の挾持体に、取り付け部材を介して第１の緊張手段を装着すると共に、他方の挾持体に、取り付け部材を介して第２の緊張手段を装着し、
第１の緊張手段に、樹脂フィルムの幅方向２箇所に離隔させて且つ押え材よりも接近方向側に先行させて第１の接触材を設けると共に、第２の緊張手段に、第１の接触材と対向させて且つ受け材よりも接近方向側に先行させて第２の接触材を設け、両接触材を、これらの圧接時に両者の幅方向間隔が拡大するように弾性的に支持すると共に、押え機構の押え材および受け材よりも上方に配置し、
一方の取り付け部材が押え材の上方に延びて、挾持体の上方で、且つ挾持体と押え材との間に形成される空間全体を覆うと共に、他方の取り付け部材が受け材の上方に延びて、挾持体の上方で、且つ挾持体と受け材との間に形成される空間全体を覆い、
第１及び第２の接触材が、両挾持体の接近時に押え材と受け材とによる樹脂フィルムの固定に先立って樹脂フィルムを介して互いに圧接することにより、当該樹脂フィルムをその幅方向の２箇所で固定すると共に、両挾持体のさらなる接近時にその固定間隔を拡大させて樹脂フィルムを幅方向に緊張させた後、押え機構により樹脂フィルムを押えて緊張状態を固定し、次いで封口手段により幅方向で樹脂フィルムを封口するようになした。
【００１４】
ここで、「封口手段」の例としては、上述のヒータのように加熱溶着するものの他、接着剤を用いるもの等、樹脂フィルムの開口部を封口し得るあらゆる手段が適用可能である。
【００１５】
具体的には、第１の緊張手段に、樹脂フィルムの幅方向２箇所に離隔させて且つ押え材よりも接近方向側に先行させて第１の接触材を設けると共に、第２の緊張手段に、第１の接触材と対向させて且つ受け材よりも接近方向側に先行させて第２の接触材を設け、両接触材を、これらの圧接時に両者の幅方向間隔が拡大するように弾性的に支持する。
【００１６】
さらに、具体的には、第１の接触材を、一対の第１弾性部を有する第１の支持部材で支持すると共に、第２の接触材を、同じく一対の第２弾性部を有する第２の支持部材で支持し、両支持部材を、第１弾性部同士及び第２弾性部同士の間隔を接近側ほど拡大させて配置する。
【００１７】
また、第１及び第２の支持部材を、長尺の金属板をその縁部が先広がりのコ字型を描くように屈曲して形成し、その長手方向を樹脂フィルムの幅方向に向け且つ垂直に起立させた状態で両挾持体に取付けてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図１乃至図８に基づいて説明する。
【００１９】
図１及び図２に、包装機（１）の全体構成を示す。図示のように、この包装機（１）は、機械部品等を始めとする被包装物（32）の投入口（３）、投入口（３）と連結した投入シュート（４）、フィルムロール（５）から繰り出されたシート状の樹脂フィルム（31ａ）を丸めるフォーマ（７）、丸められた樹脂フィルム（31ａ）の端部同士を溶着する縦シール装置（９）、筒状に成形された樹脂フィルム（31ｂ）の開口端部を封口する横シール装置（10）を具備する。シュート（４）の下端部は、横シール装置（10）の直上まで延びており、投入口（３）に投入された被包装物（32）はこのシュート（４）を通って筒状樹脂フィルム（31ｂ）内に供給される。
【００２０】
フォーマ（７）は上下に断面略矩形状の開口部（7a）（7b）を有する筒状をなし、その内径部にはシュート（４）が挿通されている。フィルムロール（５）から引き出された樹脂フィルム（31ａ）は、フォーマ（７）の上端部に達したところでその上端形状に合わせて湾曲し、両端部を重ね合わせた状態でフォーマ（７）の内径部に導かれて筒状となる（図８（ｂ）の工程）。筒状に成形された樹脂フィルム（31ｂ）は、フォーマ（７）の内径部とシュート（４）の外径部との間の隙間を通過し、この通過中に縦型シール装置（９）により重ね合わせた端部同士を帯状に連続溶着される（図８（ｃ）の工程）。
【００２１】
フォーマ（７）の下端部から引き出された筒状樹脂フィルム（31ｂ）は、横型シール装置（10）に移送され、開口部の封口並びに分断作業が行なわれる（図８（ｄ）〜（ｆ）の工程）。この横型シール装置（10）は、従来装置とその基本構造を共通にしており、図示しないドライブ機構により、筒状樹脂フィルム（31ｂ）を挟んで対向配置した第１の挾持体（12）及び第２の挾持体（22）を接近・離隔させ、押え機構（49）で樹脂フィルム（31ｂ）を固定しつつ、挾持体（12）（22）の対向面に設けたヒータ（43）及びカッタ（53）で筒状樹脂フィルム（31ｂ）の開口部を封口して幅方向に分断し、包装体を得るものである。以下、その構成を従来装置と異なる点を中心に説明する。
【００２２】
なお、以下の説明で、筒状樹脂フィルム（31ｂ）の「幅方向」とは、筒状の樹脂フィルムをその直径方向に押圧して平板状に変形させた際の開口端部（一直線状となる）が延びる方向をいう。また、「接近方向」とは、双方の挾持体（12）（22）が接近する方向をいう。
【００２３】
図３及び図４に示すように、第１の挾持体（12）には、第１の支持部材（15）及び第１の接触材（16）からなる第１の緊張手段（17）が取付け部材（18）を介して装着される。第１の支持部材（15）は、長尺の薄い金属板（鋼板等）をその縁部が先広がりのコ字型を描くように屈曲形成したもので、その長手方向を樹脂フィルム（31ｂ）の幅方向に向け且つ垂直に起立させた状態で取付け部材（18）の前面に装着される。この時、第１の支持部材（15）の２つの傾斜部分（19）（筒状樹脂フィルムの幅方向に対して傾斜している部分：以下、「第１の弾性部」と称する）は、両者の間隔が接近方向側ほど拡大する向きに配置されている。
【００２４】
第１の接触材（16）は、樹脂フィルムに対して滑りにくい材料、例えばゴム等で矩形薄板状に形成され、第１の支持部材（15）の両端部に樹脂フィルム（31ｂ）の幅方向と平行に装着される。第１の接触材（16）は、両挾持体（12）（22）の離反時において押え材（45）よりも接近方向側に先行する位置に配置されており、この位置関係から、挾持体（12）（22）の接近時には押え材（45）に先立って第１の接触材（16）が樹脂フィルム（31ｂ）に接触する。
【００２５】
取付け部材（18）は、薄鋼板を階段状に屈曲して形成される。取付け部材（18）の基端部は第１の挾持体（12）の背面に装着されており、その先端部は、第１の挾持体（12）の上方を通り、ヒータ（43）の近傍まで延在して第１の挾持体（12）の上方空間全体を覆っている。これにより、押え材（45）と第１の挾持体（12）との間の空間やヒータ（43）間の収納空間（47）等に被包装物が落下して部材間に噛み込む事態を防止でき、動作不良を回避することができる。
【００２６】
第２の緊張手段（27）は、取付け部材（28）を介して第２の挾持体（22）に装着される。この第２の緊張手段（27）の構造及び取付け方法は、第１の緊張手段（17）と同じであり、第２の支持部材（25）とその両端部に装着した第２の接触材（26）とで構成される。第２の接触材（26）は、両挾持体（12）（22）の離反時において受け材（55）より接近方向側に先行する位置に配置され、また、両挾持体（12）（22）の接近時に第１の接触材（16）との協働で樹脂フィルム（31ｂ）を挾持できるように第１の接触材（16）の対向位置に設けられる。第２の支持部材（25）の２つの傾斜部分は、それぞれ第２の弾性部（29）となる。
【００２７】
以下、本発明にかかるシール装置の動作を説明する。
【００２８】
縦シール装置（９）を経た筒状樹脂フィルム（31ｂ）が図示しない送り装置により下方に向けて所定量送り込まれると、回転駆動源（68：図６参照）が起動し、ドライブ機構（60）（61）を駆動して両挾持体（12）（22）を接近させる。これにより、先ず第１の接触材（16）と第２の接触材（26）とが筒状樹脂フィルム（31ｂ）に接触し、これを押圧して対向するフィルム内径部同士を徐々に接近させる。次いで、押え材（45）及び受け材（55）からなる押え機構（49）が樹脂フィルム（31ｂ）を幅方向の全域で対向方向に押圧する。やがて、第１及び第２の接触材（16）（26）に押圧された樹脂フィルム（31ｂ）の内径部同士が接触し、両接触材（16）（26）が樹脂フィルム（31ｂ）と強く圧接してこれを幅方向の２箇所で拘束する。さらに両挾持体（12）（22）を接近させると、図５（ａ）（ｂ）に示すように、第１及び第２の弾性部（19）（29）が外側に変形し、両接触材（16）（26）の幅方向の間隔が拡がって樹脂フィルム（31ｂ）を緊張状態に保持する。これにより押え材（45）と受け材（55）との接近動に伴って生じた軸方向（上下方向）の多数のしわが消滅する。その後、さらに挾持体（12）（22）同士を接近させると押え材（45）と受け材（55）とが樹脂フィルム（31ｂ）を挟んで圧接し、樹脂フィルム（31ｂ）を上下の二ヶ所で固定する。その後、さらに挾持体（12）（22）同士を接近させることにより、筒状樹脂フィルム（31ｂ）がヒータ（43）によって上下２箇所で溶着され、カッタ（53）によってその間の部分が幅方向に分断される。これにより、包装体（33：図８（ｆ）参照）がフィルムから分離されて図示しないシュートにより装置外に排出される。同時に、下部開口が封口された筒状樹脂フィルム（31ｂ）内に投入シュート（４）から被包装物（32）を投入し、次いで筒状樹脂フィルム（31ｂ）を所定量だけ下方に移送し、以下、同様の手順を繰り返して包装体（33）を連続製袋する。
【００２９】
このように本発明によれば、押え材（45）と受け材（55）とで樹脂フィルム（31ｂ）を固定する前に第１及び第２の緊張手段（17）（27）で樹脂フィルム（31ｂ）を幅方向に引っ張って緊張させているので、押え材（45）と受け材（55）とによる固定時に樹脂フィルムにしわが生じることはなく、製袋後に包装体にしわが残ることもない。従って、包装体の気密性を確保することができ、被包装物の漏れ等の不具合を確実に防止することが可能となる。
【００３０】
なお、以上の説明では、フォーマや縦型シール装置等を有する包装機（１）に上記シール装置を組み込んだ場合を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限られず、フォーマや縦型シール装置等を併設することなく、横型シール装置を単独で用いる場合にも同様に適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、構造を著しく複雑化させることなく、押え材と受け材とによる固定時に樹脂フィルムに生じるしわを回避することができ、製袋後に包装体にしわが残ることもない。従って、包装体の気密性を確保することができ、被包装物の漏れ等の不具合を確実に防止することが可能となる。
【００３２】
また、両緊張手段を、両挾持体の背後からその上方を通り、ヒータ及びカッタの近傍まで延在する取付け部材で支持し、両挾持体の上方空間全体を覆っているので、挾持体の内部空間に被包装物が噛み込む事態を確実に防止でき、動作不良を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかるシール装置を備えた包装機の全体斜視図である。
【図２】  前記包装機の概略構造を示す側面図である。
【図３】  第１の緊張手段を第１の挾持体に取り付ける際の取付け方法を示す斜視図である。
【図４】  本発明にかかるシール装置の縦断面図である。
【図５】  本発明にかかるシール装置の動作を示す平面図である。
【図６】  従来のシール装置の斜視図である。
【図７】  従来のシール装置の動作を示す縦断面図である。
【図８】  シート状の樹脂フィルムから包装体を得るまでの工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
12    第１の挾持体
15    第１の支持部材
16    第１の接触材
17    第１の緊張手段
18    取付け部材
19    第１弾性部
22    第２の挾持体
25    第２の支持部材
26    第２の接触材
27    第２の緊張手段
28    取付け部材
29    第２弾性部
31ｂ  筒状樹脂フィルム
43    封口手段（ヒータ）
45    押え材
49    押え機構
53    カッタ
55    受け材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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