(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性内容物が充填されている管状に成形された包装材料ウェブをシールジョーにより挟持する際に、シールジョーに対し揺動自在である可動係合部材とシールジョーに対し固定されている固定係合部材とからなる一対の係合部材同士が係合してシール圧を発生させるプレス装置であって、前記可動係合部材の先端部が当接する前記固定係合部材の部分には、大径孔及び小径孔を有する緩衝材嵌入用孔が開けられており、大径孔及び小径孔に対応する大径部及び小径部を有する緩衝材が、大径部の一部を前記固定係合部材の上面より突出するように嵌入用孔に嵌入されていることを特徴とするプレス装置。
【請求項２】
係合部材同士の係合がシリンダユニットにより行われる請求項１記載のプレス装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のプレス装置を備えた充填包装機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジュース等の流動性内容物が充填された断面矩形状等の包装容器を製造する充填包装機における横シール工程でのプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、包装材料ウェブをロール状に支持しているリワインダと、リワインダからウェブを順次巻き戻す巻き戻し装置と、巻き戻されたウェブを殺菌した後管状に成形するチューブ成形装置と、管状に成形された包装材料ウェブ内に流動性内容物を充填する給液管と、流動性内容物が充填されたチューブをほぼ容器１個に相当する長さ分だけ下方に送りながら、横方向にシール・切断して断面矩形の枕状容器を連続的に成形する容器成形装置と、１個ずつに切り離された枕状容器の端部を折り曲げ、最終形態である直方体状容器に整形する容器整形装置からなる充填包装機は知られている（特公平１−２３３６６号公報、特開昭５８−１９３２０６号公報）。
【０００３】
そして、上記容器成形装置は、特公平１−２３３６６号公報に開示されているように、内容物充填チューブを容器１つ分に相当する長さ毎に挟みつけて横方向にシールし、かつそのシール幅の中間部を切断するものであって、相互に向き合うように配置された２対のシールジョーと、シールジョーが相互に近接する閉位置にあるとき両シールジョーの間にシール圧力を発生させるプレス装置とを備えている。
【０００４】
プレス装置は上向きの係合凹部を有する固定係合部材と、固定係合部材の係合凹部にかみあわされる下向き係合凸部を有する可動係合部材とを備えている。可動係合部材は、流体圧シリンダのピストンロッドに取付けられており、可動係合部材を揺動させて固定係合部材に係合させた状態で、ピストンロッドを退入させることによって互いのシールジョー間に充分なシール圧を発生させるようになっている。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
本発明者らは先に、従来の１時間当たり６０００個を大幅に越える製造能力、すなわち１時間当たり８０００個以上の製造能力を有する超高速充填包装機を開発した（特願平８−２４４７０７号）。かかる充填包装機に従来のプレス装置を用いて高速で横シールを行った場合、可動係合部材が揺動しながら固定係合部材に当接し、騒々しい衝撃音が発生するとともに、互いの可動・固定係合部材により傷を付けることになり、傷がついた箇所より破損が生じていた。
【０００６】
かかる高速での横シール工程を繰り返し行うと、設計上係合部材は充分耐久性を有するにもかかわらず、可動係合部材の係合する部分の直線部から円弧部に変化する箇所に亀裂等の損傷が生じる。かかる、亀裂部分から、係合部材同士の衝突・当接時や、流体圧シリンダによる３５０Ｋｇｆ程度のシール圧を発生させる係合時に、先端部分が折れてしまう。
【０００７】
このような係合部材の破損は、稼働時間に比例して発生するものではなく、予期せぬ時期に突然起こり、また亀裂自体非常に小さなものであるため、充填包装機の稼働前やシール作動中に発見し難く、その結果、プレス装置が正常に作動することなく、不完全な横シールが行われ、包装容器から充填物が漏洩するなどのシール不良の包装容器製品の発生を防止することは出来なかった。
【０００８】
本発明の課題は、特に高速充填包装機における横シール工程での加圧を長期間にわたって確実に行いうるプレス装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究し、可動係合部材の先端部ではなく、固定係合部材に該可動係合部材の先端部が衝突する箇所に孔を開け、孔に緩衝材を設けたところ、孔を開けたことによる固定係合部材の剛性の低下の危険性が予想されたにもかかわらず、意外にも高速充填包装機における横シール装置に使用される可動係合部材の寿命が飛躍的に延びることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、（１）流動性内容物が充填されている管状に成形された包装材料ウェブをシールジョーにより挟持する際に、シールジョーに対し揺動自在である可動係合部材とシールジョーに対し固定されている固定係合部材とからなる一対の係合部材同士が係合してシール圧を発生させるプレス装置であって、前記可動係合部材の先端部が当接する前記固定係合部材の部分には、大径孔及び小径孔を有する緩衝材嵌入用孔が開けられており、大径孔及び小径孔に対応する大径部及び小径部を有する緩衝材が、大径部の一部を前記固定係合部材の上面より突出するように嵌入用孔に嵌入されていることを特徴とするプレス装置に関する。
【００１１】
また本発明は、（２）係合部材同士の係合がシリンダユニットにより行われる上記（１）記載のプレス装置に関する。
【００１２】
さらに本発明は、（３）上記（１）又は（２）記載のプレス装置を備えた充填包装機に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるプレス装置についての実施例を図面に基づいて説明するが、本発明はこれら図面に記載されたものに限定されるものではない。
【００１４】
本発明にかかるプレス装置の使用が特に適している高速充填包装機の概要は、図１に示されるように、包装材料ウェブ１をロール状に支持しているリワインダと、リワインダからウェブを順次巻き戻す巻き戻し装置と、巻き戻されたウェブを殺菌した後管状に成形するチューブ成形装置と、管状に成形されたウェブ内に流動性内容物を充填する給液管２と、内容物充填チューブをほぼ容器１個に相当する長さ分だけ下方に送りながら、横方向にシールして枕状容器３を連続的に成形する横シール装置４と、横シール装置の下方に設けられ懸吊状態にある枕状容器のシール部を切断し、容器を１個ずつに切り離すカッティング装置５と、切り離された枕状容器３の端部を折り曲げ、最終形態である直方体状容器６に整形する容器整形装置を備えている。
【００１５】
横シール装置４としては、例えば上記特公平１−２３３６６号公報に開示されているものを用いることができ、図２に示すように、昇降自在かつ可逆回動自在な垂直ロッド１０と、垂直ロッド１０とともに昇降しかつ垂直ロッド１０に取り付けられている昇降フレーム１１と、下部において相互に平行な一対の水平軸心を中心として揺動するように昇降フレーム１１にそれぞれ支持されている前後一対の揺動アーム１２、１３と各揺動アーム１２、１３の上部に相互に向き合うようにそれぞれ固定されている前後一対のシールジョー１４、１５と両シールジョー１４、１５が相互に接近する閉位置と相互に離間する開位置の間を両揺動アーム１２、１３を揺動させるアーム開閉装置１６と、閉位置において両揺動アーム１２、１３を相互に引き寄せて両シールジョー１４、１５の間にシール圧力を発生させるプレス装置２０とを備えている。
【００１６】
２つの昇降フレーム１１は同期して所定のストロークで交互に異なる向きに昇降させられる。すなわち一方の昇降フレーム１１が上昇すると、他方の昇降フレーム１１が下降する。昇降フレーム１１がその昇降ストロークの上限位置にあるときに両シールジョー１４、１５が相互に閉じることにより、チューブ７が所定幅で横断状に強圧されてシールされる。両シールジョー１４、１５がチューブ７を押圧したまま昇降フレーム１１とともに下降することにより、チューブ７は容器１つ分に相当する長さだけ送られる。昇降フレーム１１が下限位置に達すると、両シールジョー１４、１５は開いてチューブ７を解放する。
【００１７】
次に、プレス装置２０について、図２〜５により説明する。プレス装置２０は、図２及び図３に示すように、揺動アーム１３のシールジョー１５の両側にそれぞれシールジョー１５と一体的に設けられ、上向きの係合凹部２１ａを有する左右一対の固定係合部材２１と、揺動アーム１２のシールジョー１４の両側にそれぞれシールジョー１４と一体的に設けられ、上記固定係合部材２１の係合凹部２１ａと係合される、下向き係合凸部２２ａを有する可動係合部材２２とを備えている。
【００１８】
シリンダユニット２３は流体圧シリンダ２４を備えており、可動係合部材２２は、図４に示すように、流体圧シリンダ２４のピストンロッド２５に取り付けられている。流体圧シリンダ２４は、例えば、ピストンロッド２５を常時退出位置に付勢させるため、気圧室２６に空気を送り込む送気管２６ａと、係合時に上記付勢力に抗してピストンロッド２５を退入させるため、油圧室２７に油を送り込む送油管２７ａとを備えている。
【００１９】
そして、流体圧シリンダ２４は、揺動アーム１２の角柱状ブロック２８を貫通しかつ同ブロック２８に設けられた、一対のブッシュ２９を介して回動自在に支持された水平回動軸の両端にそれぞれ一体的に設けられている。
【００２０】
可動係合部材２２の揺動により、その先端部分が固定係合部材２１に当接する部分には、図５に示すように、緩衝材３０が設けられる。その断面形状が円形である緩衝材３０は、大径部３０ａと小径部３０ｂとよりなっており、小径部３０ｂには切り欠き３１が設けられている。固定係合部材２１における可動係合部材２２の先端部が当接する部分周辺には、緩衝材３０嵌入用孔が開けられており、緩衝材３０のそれと対応して大径孔および小径孔が設けられている。
【００２１】
係合部材に緩衝材を配設する場合、上記の他、可動係合部材２２の揺動により、固定係合部材２１の先端部が可動係合部材２２に当接する部分にも配設することができる。すなわち、少なくとも一方の係合部材の先端部が当接する他方の係合部材の部分に緩衝材を配設することができるが、高速で揺動する可動係合部材２２に緩衝材３０を設ける場合、該緩衝材の脱落等の恐れがあることから、固定係合部材２１に配設するのが望ましい。
【００２２】
しかし、少なくとも一方の係合部材の先端部に緩衝材３０を配設することは、衝撃圧が集中し、緩衝材の疲労劣化が著しく、また係合時に該緩衝材３０がクッションとなってシール圧の強さを弱めることから好ましくない。
【００２３】
緩衝材３０の形状は、上記の断面が円形状のものに限られず、その断面が四角形状等適宜設定することができる。また、緩衝材３０の材質としては、衝撃圧を吸収することができる弾性部材で、かつ耐磨耗性に優れる材質であればいかなるものも使用することができ、例えば高密度ポリエチレン、ウレタンゴム等の合成樹脂を例示することができる。
【００２４】
緩衝材３０は、その小径部３０ｂ側より大径孔に嵌入され、大径孔の底面に緩衝材３０の大径部３０ａが当接するまで嵌入される。固定係合部材２１の下面にボルトにて固定されるプレート２８の先端部が、固定係合部材２１の下面より下に位置した緩衝材３０の小径部切り欠き３１に挿入されることによって、緩衝材３０が固定係合部材２１に固定される。
【００２５】
緩衝材３０として、上記の実施例では、固定係合部材２１を貫通する長さのものを用いたが、固定係合部材２１に脱落しないように固定できるものであればいかなる長さのものでも良く、その一部が固定係合部材２１に嵌入する長さのものでも、また固定係合部材２１の表面に貼着しうる程度の厚さのものでもよい。
【００２６】
緩衝材３０を固定係合部材２１に固定する場合、緩衝材３０の大径部３０ａの一部を固定係合部材２１の上面２１ｂより突設させることが望ましい。そうすると、可動係合部材２２の先端部が突出した状態の緩衝材と当接し、直接固定係合部材２１本体と当接時に衝突することがない。
【００２７】
次に横シール工程について説明する。両揺動アーム１２、１３が開位置より閉位置に向かって揺動しつつあるときに、可動係合部材２２は揺動アーム１２、１３に対して直交した状態より前上がりに傾斜した上向き姿勢に保たれている。揺動アーム１２、１３が閉位置の近傍に至ると可動係合部材２２が流体圧シリンダ２４とともに回動して上向き姿勢から水平姿勢となり、その先端部分が固定係合部材２１に設けられた緩衝材３０に当接する。
【００２８】
流体圧シリンダ２４に送油管２７ａから油圧室２７に作動流体である油を供給してピストンロッド２５を退入させると、可動係合部材２２が緩衝材３０の上を滑りながらピストンロッド２５とともに移動して、両係合部材２１、２２が係合して相互に引き合い、両係合部材が固着されている両シールジョー１４、１５も互いに引き合うことになり、両シールジョー間にシール圧が発生し、チューブ７が加圧され横シールが完了する。
【００２９】
次に、両揺動アーム１２、１３が閉位置より開位置に向かって揺動する前に、油圧室２７から送油管２７ａを通して作動流体である油を排出すると、気圧室２６に送気管２６ａから常時空気を供給して、ピストンロッド２５が退出するような付勢力が常時働いているから、両係合部材の係合が解除され、可動係合部材２２が揺動アーム１２に対して直交した状態より前上がりに傾斜した上向き姿勢となる。以後、同様な動作が繰り返し行われる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によると、従来の充填包装機はもちろん、１時間当たり８０００パック以上の生産能力を有する高速充填包装機に適用した場合であっても、長期間確実に横シール工程における加圧を行うことができ、また、従来の不快な騒音が発生していた作業環境を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  高速充填包装機の概略斜視図である。
【図２】  横シール装置の斜視図である。
【図３】  本発明のプレス装置の概略斜視図である。
【図４】  本発明のプレス装置の平面図である。
【図５】  本発明のプレス装置の縦断面図である。
【符号の説明】
４   横シール装置
１０ 垂直ロッド
１２、１３ 揺動アーム
１４、１５ シールジョー
２０ プレス装置
２１ 固定係合部材
２２ 可動形動部材
２３ シリンダユニット
２４ 流体圧シリンダ
３０ 緩衝材
３２ 円筒状ガイド
３３ ガイド棒
【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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