特開 2017-132502 トップシール装置およびトップシール方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-132502(P2017-132502A)

(43)【公開日】2017年8月3日

(54)【発明の名称】トップシール装置およびトップシール方法

(51)【国際特許分類】

   B65B 51/10 20060101AFI20170707BHJP

【ＦＩ】

   B65B51/10 Y

   B65B51/10 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-14121(P2016-14121)

(22)【出願日】2016年1月28日

(71)【出願人】

【識別番号】000206093

【氏名又は名称】大森機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112689

【弁理士】

【氏名又は名称】佐原 雅史

(74)【代理人】

【識別番号】100128934

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 一樹

(72)【発明者】

【氏名】平野 達文

【テーマコード（参考）】

3E094

【Ｆターム（参考）】

3E094AA13

3E094CA02

3E094CA12

3E094DA08

3E094EA04

3E094FA14

3E094GA03

3E094GA23

3E094HA12

(57)【要約】

【課題】 フィルムに対して確実なトップシールを行いつつ、上下一対のシーラーのシール時の衝撃を軽減することが可能なトップシール装置およびトップシール方法を提供する。
【解決手段】 フィルムを挟んで対向配置させた一対のトップシーラーを、流体シリンダーからの圧力で付勢して前記フィルムを搬送方向に対して横断する方向にシールするトップシール装置であって、前記流体シリンダーは、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接するまでは第一の圧力で付勢するように設定され、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接している間は前記第一の圧力よりも高い第二の圧力で付勢するように設定される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルムを挟んで対向配置させた一対のトップシーラーを所定の軌跡で移動させながら流体シリンダーからの圧力で付勢して前記フィルムを搬送方向に対して横断する方向にシールするトップシール装置であって、
前記流体シリンダーは、
前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接する際に、該フィルムをシールする際のシール圧より低い圧力となるように圧力を調整する、
ことを特徴とするトップシール装置。

【請求項2】

前記流体シリンダーに流体を供給する第一の流路と、
前記流体シリンダーに流体を供給する第二の流路と、
前記第一の流路上にあって下流の前記流体シリンダーに接続する第一の流体タンクと、
前記第二の流路上にあって下流の前記流体シリンダーに接続する第二の流体タンクと、
前記第一の流路と前記第二の流路とを切り替え可能な切替手段と、を備え、
前記第一の流体タンクは、第一の圧力の流体を貯留することが可能であり、
前記第二の流体タンクは、前記第一の圧力よりも高い第二の圧力の流体を貯留することが可能であり、
前記流体シリンダーは、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接するまでは、一方のトップシーラーを第一の圧力で付勢するように圧力を調整し、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接した後に前記一方のトップシーラーを前記第二の圧力で付勢するように調整するものであり、
前記切替手段によって、前記一方のトップシーラーが前記第一の圧力で付勢される低圧状態と、前記一方のトップシーラーが前記第二の圧力で付勢される高圧状態とを切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載のトップシール装置。

【請求項3】

前記第一の流体タンクの上流側に減圧手段を備え、
前記減圧手段は、前記高圧状態において前記第一の流体タンク内の圧力を前記第一の圧力よりも低い第三の圧力に減圧する、
ことを特徴とする請求項２に記載のトップシール装置。

【請求項4】

前記第一の流体タンクの上流側に逆流停止手段を備え、
前記逆流停止手段は、前記低圧状態において前記第一の流体タンクから上流への逆流を停止する、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のトップシール装置。

【請求項5】

フィルムを挟んで対向配置させた一対のトップシーラーを所定の軌跡で移動させながら、流体シリンダーからの圧力で付勢して前記フィルムを搬送方向に対して横断する方向にシールするトップシール方法であって、
前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接する際に、該フィルムをシールする際のシール圧より低い圧力となるように圧力を調整する工程と、
前記シール圧で前記フィルムをシールする工程と、を備える、
ことを特徴とするトップシール方法。

【請求項6】

前記流体シリンダーに流体を供給する第一の流路と、
前記流体シリンダーに流体を供給する第二の流路と、
前記第一の流路上にあって第一の圧力の流体を貯留することが可能な第一の流体タンクと、
前記第二の流路上にあって前記第一の圧力よりも高い第二の圧力の流体を貯留することが可能な第二の流体タンクと、を備え、
前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接するまで、一方のトップシーラーを第一の圧力で付勢する工程と、
前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接した後に前記一方のトップシーラーを前記第二の圧力で付勢する工程と、
前記第一の流路と前記第二の流路を切り替えることにより、前記一方のトップシーラーを前記第一の圧力で付勢する低圧状態と、前記一方のトップシーラーを前記第二の圧力で付勢する高圧状態とを切り替える工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項５に記載のトップシール方法。

【請求項7】

前記高圧状態では、前記第一の流体タンク内の圧力を前記第一の圧力よりも低い第三の圧力に減圧する、
ことを特徴とする請求項６に記載のトップシール方法。

【請求項8】

前記低圧状態では、前記第一の流体タンクから上流への逆流を停止する、
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のトップシール方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トップシール装置およびトップシール方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の横型の自動包装装置にあっては、被包装品を所定間隔毎に搬送し、その搬送途中で熱溶融性のフィルムを折り曲げたり、重ね合せたり、所定形状に成形したり等して、被包装品の周囲を囲繞し、次いで、フィルムの重合端縁を熱シールするとともに、所定部位を切断することにより包装体を製造するようにしている。そして、係るシールをする装置としては、通常、フィルムの進行方向と同一方向を熱シールする縦シール装置と、進行方向と直交する方向をシールする上下一対のシーラーからなるトップシール装置（横シール装置、エンドシール装置）とからなり、さらにトップシール装置には、カッター手段が内蔵されており、横方向のシールと同時に切断も行うようになっている。

【0003】

このようなトップシール装置においては、上下一対のシーラーを、フィルムを挟持するようにして所定の圧力でもって付勢し、シーラー同士を突き当たらせることによって熱シールしている。そして、この場合の上下のシーラーの付勢手段としては、ばね（コイルスプリング）を用いるもの（例えば、特許文献１参照）や、エアシリンダーから供給されるエアを用いるもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。

【0004】

そして、シール時間が長くとれ、確実に熱シールして所望のシール強度を得るためには、いわゆるボックスモーション式のものが用いられる。このボックスモーション式のトップシール装置は、上下に位置されたシーラーをそれぞれのシール面を常時対向させた状態のまま所定の軌跡、つまり、両シール面が接触する状態で水平移動し、その後互いに離反しつつ略円弧状で元に戻る回転移動するような軌跡をとるようになっている。

【0005】

ところで、トップシール装置にて熱シールされた部位のシール強度は、熱シールしている時間（一対のシーラーがフィルムを挟持している時間），加熱温度並びにシール時に両シーラーでフィルムを挟持する加圧力の３つの要素で決定され、それぞれ時間が長く、高温度で、しかも高圧力になるほどシール強度が強くなる。

【0006】

しかし、加熱時間は、装置の形状構成により決定されるため、その時間を調整することは困難である。また、使用するフィルムが例えばシュリンクフィルムなどのように熱収縮性の良好な材質や熱に弱い材質の場合には、あまりシール温度を高くすることができない。

【0007】

そこで、係るフィルムに対して確実にシール強度を得るためには、フィルムの加圧力を大きくしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】実開平５−３５６１２号公報

【特許文献2】特開２０００−２１１６１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、従来のトップシール装置では、ばねを用いるものであってもエアを用いるものであっても、シーラーの付勢手段の付勢の強さは、ボックスモーションの期間中において一定である。

【0010】

つまり、確実なシール強度を得るためにフィルムの加圧力を大きく（強く）すると、上述の上下のシーラーのシール面同士が突き当たる瞬間に多大な力が両シーラーに加わることになる。したがって、両シーラー自身並びにそれを駆動する機構系が、比較的短時間で損傷するおそれが高い。

【0011】

また、上下のシーラー同士がフィルムを介して当接する（突き当てられる）際の衝撃が繰り返されることによって、トップシール装置にがたつきが生じる場合がある。トップシール装置にがたつきが生じると、上下のシーラーの平行性が不均一となることによって、熱シール後のシール部分から切断されてしまう包装体の不良（エッジ切れ）が発生する場合がある。

【0012】

さらには、両シーラーのシール面が突き当たる都度、金属音が発生し騒音となる、などの問題があった。

【0013】

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、フィルムに対して確実なトップシール（トップシール、エンドシール）を行いつつ、上下一対のシーラーのシール時の衝撃を軽減することが可能なトップシール装置およびトップシール方法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】

【0014】

（１）本発明は、フィルムを挟んで対向配置させた一対のトップシーラーを所定の軌跡で移動させながら流体シリンダーからの圧力で付勢して前記フィルムを搬送方向に対して横断する方向にシールするトップシール装置であって、前記流体シリンダーは、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接する際に、該フィルムをシールする際のシール圧より低い圧力となるように圧力を調整する、ことを特徴とするトップシール装置である。

【0015】

このような構成によれば、フィルムに対して確実なトップシール（トップシール、エンドシール）を行いつつ、上下一対のシーラーのシール時の衝撃を軽減することができる。

【0016】

これにより、両シーラー自身並びにそれを駆動する機構系の損傷を低減することができる。

【0017】

また、上下のシーラー同士がフィルムを介して当接する（突き当てられる）際の衝撃が繰り返されることによるトップシール装置にがたつきを防ぐことができる。これにより、上下のシーラーの平行性が不均一となることによって、熱シール後のシール部分から切断されてしまう包装体の不良（エッジ切れ）の発生を防止できる。

【0018】

また、両シーラーのシール面が突き当たる際の騒音を低減することができる。

【0019】

（２）本発明はまた、前記流体シリンダーに流体を供給する第一の流路と、前記流体シリンダーに流体を供給する第二の流路と、前記第一の流路上にあって下流の前記流体シリンダーに接続する第一の流体タンクと、前記第二の流路上にあって下流の前記流体シリンダーに接続する第二の流体タンクと、前記第一の流路と前記第二の流路とを切り替え可能な切替手段と、を備え、前記第一の流体タンクは、第一の圧力の流体を貯留することが可能であり、前記第二の流体タンクは、前記第一の圧力よりも高い第二の圧力の流体を貯留することが可能であり、前記流体シリンダーは、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接するまでは、一方のトップシーラーを第一の圧力で付勢するように圧力を調整し、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接した後に前記一方のトップシーラーを前記第二の圧力で付勢するように調整するものであり、前記切替手段によって、前記一方のトップシーラーが前記第一の圧力で付勢される低圧状態と、前記一方のトップシーラーが前記第二の圧力で付勢される高圧状態とを切り替える、ことを特徴とする上記（１）に記載のトップシール装置である。

【0020】

このような構成によれば、複数（二種類）の圧力（高圧状態と低圧状態）の切替を容易に行うことができる。例えば、ばねを用いて複数の加圧力（付勢力）でフィルムを加圧する構成では、ボックスモーションの期間中の所望のタイミングで複数の加圧力を切り替えるように制御することが困難であったり、構成が複雑となるが、本実施形態によれば、降圧の流体（エア）を貯留できるタンクと低圧の流体（エア）を貯留できるタンクをソレノイドバルブで切り替える構成によって、容易に高圧状態と低圧状態を切り替えることができる。

【0021】

（３）本発明はまた、前記第一の流体タンクの上流側に減圧手段を備え、前記減圧手段は、前記高圧状態において前記第一の流体タンク内の圧力を前記第一の圧力よりも低い第三の圧力に減圧する、ことを特徴とする上記（２）に記載のトップシール装置である。

【0022】

（４）本発明はまた、前記第一の流体タンクの上流側に逆流停止手段を備え、前記逆流停止手段は、前記低圧状態において前記第一の流体タンクから上流への逆流を停止する、ことを特徴とする上記（２）または（３）に記載のトップシール装置である。

【0023】

このような構成によれば、高圧供給から低圧供給に切り替えた際に、エアシリンダー内のエアを、エアシリンダー内よりも減圧状態の低圧エアタンクに流入させるとともに、上流に逆流することなく当該低圧エアタンク内に貯留したエアをエアシリンダーに供給（低圧供給）することができ、低圧エアタンク側の圧力の制御を容易に行うことができる。

【0024】

（５）本発明はまた、フィルムを挟んで対向配置させた一対のトップシーラーを所定の軌跡で移動させながら、流体シリンダーからの圧力で付勢して前記フィルムを搬送方向に対して横断する方向にシールするトップシール方法であって、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接する際に、該フィルムをシールする際のシール圧より低い圧力となるように圧力を調整する工程と、前記シール圧で前記フィルムをシールする工程と、を備える、ことを特徴とするトップシール方法である。

【0025】

このような構成によれば、フィルムに対して確実なトップシール（トップシール、エンドシール）を行いつつ、上下一対のシーラーのシール時の衝撃を軽減することができるトップシール方法を提供できる。

【0026】

これにより、両シーラー自身並びにそれを駆動する機構系の損傷を低減することができる。また、上下のシーラー同士がフィルムを介して当接する（突き当てられる）際の衝撃が繰り返されることによるトップシール装置にがたつきを防ぐことができる。これにより、上下のシーラーの平行性が不均一となることによって、熱シール後のシール部分から切断されてしまう包装体の不良（エッジ切れ）の発生を防止できる。また、両シーラーのシール面が突き当たる際の騒音を低減することができる。

【0027】

（６）本発明はまた、前記流体シリンダーに流体を供給する第一の流路と、前記流体シリンダーに流体を供給する第二の流路と、前記第一の流路上にあって第一の圧力の流体を貯留することが可能な第一の流体タンクと、前記第二の流路上にあって前記第一の圧力よりも高い第二の圧力の流体を貯留することが可能な第二の流体タンクと、を備え、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接するまで、一方のトップシーラーを第一の圧力で付勢する工程と、前記一対のトップシーラーが前記フィルムを挟んで当接した後に前記一方のトップシーラーを前記第二の圧力で付勢する工程と、前記第一の流路と前記第二の流路を切り替えることにより、前記一方のトップシーラーを前記第一の圧力で付勢する低圧状態と、前記一方のトップシーラーを前記第二の圧力で付勢する高圧状態とを切り替える工程と、を備える、ことを特徴とする上記（５）に記載のトップシール方法である。

【0028】

このような構成によれば、複数（二種類）の圧力（高圧状態と低圧状態）の切替を容易に行うことができる。トップシール方法を提供できる。

【0029】

（７）本発明はまた、前記高圧状態では、前記第一の流体タンク内の圧力を前記第一の圧力よりも低い第三の圧力に減圧する、ことを特徴とする上記（６）に記載のトップシール方法である。

【0030】

（８）本発明はまた、前記低圧状態では、前記第一の流体タンクから上流への逆流を停止する、ことを特徴とする上記（６）または（７）に記載のトップシール方法である。

【0031】

このような構成によれば、高圧供給から低圧供給に切り替えた際に、エアシリンダー内のエアを、エアシリンダー内よりも減圧状態の低圧エアタンクに流入させるとともに、上流に逆流することなく当該低圧エアタンク内に貯留したエアをエアシリンダーに供給（低圧供給）することができ、低圧エアタンク側の圧力の制御を容易に行うことができるトップシール方法を提供できる。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、フィルムに対して確実なトップシールを行いつつ、上下一対のシーラーのシール時の衝撃を軽減することが可能なトップシール装置およびトップシール方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の実施形態に係るトップシール装置の概要を示す、（ａ）正面図であり、（ｂ）側面図である。

【図2】本発明の実施形態に係るトップシール装置の制御を説明するための概要図である。

【図3】本発明の実施形態に係るトップシール装置の状態の経時変化を示す概要図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るトップシール装置１０の構成について説明する。なお、本明細書における「トップシール」とは「横シール」または「エンドシール」と称される場合もある。また、本図及び以降の各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、本図及び以降の各図において、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。

【0035】

＜トップシール装置＞
図１は、トップシール装置１０の概要を示す図であり、同図（ａ）がフィルムＹＡ１の搬送方向から見た要部を示す正面図であり、同図（ｂ）が上部シーラー３０と下部シーラー３１部分の側面図である。

【0036】

トップシール装置１０は、例えば、横型の自動包装装置に採用される。横型の自動包装装置は、被包装物（物品）を所定間隔毎に搬送し、その搬送途中で熱溶融性のフィルムを折り曲げたり、重ね合せたり、所定形状に成形したり等して、被包装物の周囲を囲繞し、次いで、フィルムの重合端縁を熱シールするとともに、所定部位を切断することにより包装体（ピロー包装体）を製造するようにしている。

【0037】

トップシール装置１０は、被包装物の長さに応じたピッチ毎に、フィルム（包装フィルム）１１の幅方向（進行方向Ｔと交差する方向、フィルムＹＡ１を横断する方向）にトップシールとカットを行う。すなわち、トップシール装置１０は、センターシールされたフィルムＹＡ１に対し、所定の間隔で幅方向にシールとカットを施す。

【0038】

図１に示すように、本実施形態のトップシール装置１０は、いわゆるボックスモーション式の装置であって、被包装物が収納されて筒状となったフィルムＹＡ１の進行方向Ｔに直交する方向に配置されるものであり、そのフィルムＹＡ１を挟んで上下に配置された上部シーラー３０と下部シーラー３１とを有し、それら両シーラー３０，３１は、フィルムＹＡ１に当接する両シーラー３０，３１のシール面（端面）３０ａ，３１ａが常時対向した状態を維持しつつ、図１（ｂ）に破線で示すような軌跡で回転移動をするようになっている。すなわち、両シール面３０ａ，３１ａでフィルムの所定部位を挟持しつつ、一定区間フィルムの搬送に沿って平行移動するようになっている。

【0039】

上記両シーラー３０，３１が所定の軌跡（例えば、ボックスモーション）で移動する具体的な移動機構は以下の通りである。

【0040】

まず、図１（ａ）に示すように、フィルムＹＡ１の下方所定位置には、その進行方向Ｔと直交する方向に伸びるようにして細長略平板状の下部支持台３３が配置されており、この下部支持台３３は、前後方向並びに上下方向に移動可能となっている。そして、その下部支持台３３の上面には、下部シーラー３１が取付けられている。さらに、下部支持台３３の両端には、円板状のカムフォロア３４，３４が取付けられており、そのカムフォロア３４が図外のモータによって駆動される溝カムと結合して下部支持台３３の移動を規制し、上記所定の軌跡で下部支持台３３すなわち下部シーラー３１を移動させるようになっている。

【0041】

また、上部支持台３６および下部支持台３３は一対のリニアガイド（直動案内）Ｌに支持されている。すなわち、上部支持台３６および下部支持台３３の両端近傍部位には、一対のリニアガイドＬのレール３５，３５が起立状態で設置されており、下部支持台３３の両端近傍部位はレール３５を挟持するスライダ３８が固定されている。これにより、下部支持台３３は安定して上下移動できるようになっている。そしてそのレール３５，３５の上端部に、細長略平板状の上部支持台３６が固定されている。

【0042】

さらに、この上部支持台３６の両端部には、カムフォロア４１，４１が設けられており、上記した下部支持台３３と同様に図外のモータによって駆動される溝カムにより上部支持台３６を所定の軌跡で回転移動させるようになっている。

【0043】

また、上部シーラー３０の上面は、上部支持台３６に対して上下動する上部シーラー取付台３７に固定されている。これにより、上部シーラー３０は、上部支持台３６の回転移動にともなって回転移動するとともに、その上部支持台３６に対し所定のスパンで上下動するようになっている。

【0044】

具体的には、上部シーラー取付台３７の天面には、２本の動力伝達ロッド４６が起立形成されており、その動力伝達ロッド４６の上端は、エアシリンダー５２のシリンダロッド５３に連携され、そのシリンダロッド５３により上部シーラー取付台３７および上部シーラー３０は、下方に向けて付勢されるようになっている。

【0045】

つまり、上部支持台３６と下部支持台３３が同図（ｂ）の軌跡で互いに近接すると、上部シーラー３０と下部シーラー３１が包装フィルムＹＡ１に当接する。そして、エアシリンダー５２に所定の圧力のエア（圧縮空気）が供給されると、その圧力に応じてシリンダロッド５３が動力伝達ロッド４６を下方に向けて付勢する。このとき、両シーラー３０，３１がすでに接触している場合には、上部シーラー３０はそれ以上の下降移動ができないので、エアシリンダー５２の付勢力に抗して上部支持台３６側に押し込まれ、上部シーラー３０および下部シーラーの間に適切な挟持力（挟持圧力）が生じ、その挟持圧力でもって両シーラー３０，３１間に介在されるフィルムＹＡ１を加圧し、両シーラー３０，３１の熱により、フィルムＹＡ１がシールされる。

【0046】

なお、本実施形態では、エアシリンダー５２より発する付勢力は、第一の圧力（低圧）と該第一の圧力より強い第二の圧力（高圧）に切り替え可能となっている。

【0047】

さらに、上部支持台３６の中央部位には、孔部５５が形成されており、その孔部５５内を挿通するようにしてシリンダー５６が上下移動可能に配置されており、そのシリンダー５６の下端には、カッター５８が吊持されており、そのカッター５８は、上部シーラー取付台３７および上部シーラー３０内に上下動自在に収容されている。シリンダー５６の駆動によってカッター５８を下降させると、同図（ａ）の一点鎖線で示すように上部シーラー３０のシール面からカッター５８が突出し、その刃先が、下部シーラー３１の受け溝に進入する。結果、フィルムＹＡ１がカットされる。

【0048】

このようにして、トップシール装置１０は、上記のボックスモーションの動作に加えて、フィルムＹＡ１の熱シール時には、フィルムＹＡ１を挟んで対向配置させた一対の上部シーラー３０および下部シーラー３１を、流体シリンダー（この例では、エアシリンダー５２）からの圧力で付勢する。そして、所定の軌跡で回転移動する両シーラー３０，３１のシール面３０ａ，３１ａ同士をフィルムＹＡ１を挟んで突き当たらせ、所定の圧力でフィルムＹＡ１を加圧するとともに加熱して、フィルムＹＡ１を搬送方向に対して横断する方向にシールする。

【0049】

ここで、本実施形態のエアシリンダー５２は、上部シーラー３０が下部シーラー３１と、フィルムＹＡ１を挟んで突き当たる（当接する）までは上部シーラー３０を第一の圧力で付勢するように設定され、上部シーラー３０が下部シーラー３１と、フィルムＹＡ１を挟んで当接している間（上部シーラー３０が下部シーラー３１と当接して熱シールする間）は、第一の圧力よりも高い（強い）第二の圧力で上部シーラー３０を付勢するように設定される。第二の圧力は、フィルムＹＡ１を挟持し、熱シールを確実に行い得る十分な圧力、すなわちシール圧であり、一例として３ｋｇ／ｃｍ^２である。また、第一の圧力は、第二の圧力より低く、大気圧より高い圧力であり、一例として２ｋｇ／ｃｍ^２である。

【0050】

エアシリンダー５２により生じる付勢力は、当接状態の両シーラー３０，３１に加わる。つまり、両シーラー３０、３１の両シール面３０ａ，３１ａ同士がフィルムＹＡ１を挟んで当接した後は、当接時よりも強い第二の圧力で付勢される上部シーラー３０が、下部シーラー３１を下方に押し下げようとする。その時の下部シーラー３１より発する反力により、両シーラー３０，３１間にフィルムＹＡ１を所望のシール強度を得るための圧力が生じる。

【0051】

そしてその状態のまま一定期間両シーラー３０，３１が前進移動しながら確実にフィルムＹＡ１が熱シールされる。また、この熱シールと同時に、カッター５８が下降移動することによりその熱シール部位が切断される。

【0052】

このようにすることで、上部シーラー３０と下部シーラー３１が当接する際には比較的小さな力で両シール面３０ａ，３１ａ同士がフィルムＹＡ１を挟んで当接し合い、両シーラー３０、３１が当接する際の衝撃を従来よりも低減できるので、騒音の発生を抑制できる。一方、上部シーラー３０が下部シーラー３１と当接して熱シールする間は、熱シールに十分な力でフィルムＹＡ１を挟持することができ、確実なトップシールが可能となる。

【0053】

＜エアシリンダーの制御＞
次に、図２を参照して、本実施形態のトップシール装置１０を動作させるエアシリンダーの制御について説明する。トップシール装置１０は、エアシリンダー５２の制御システムとして、エアシリンダー５２にエア（圧縮空気）を供給する第一の流路Ｒ１と、エアシリンダー５２にエアを供給する第二の流路Ｒ２と、第一の流路Ｒ１上にあって下流のエアシリンダー５２に接続する第一のエアタンク（低圧エアタンク８７）と、第二の流路Ｒ２上にあって下流のエアシリンダー５２に接続する第二のエアタンク（高圧エアタンク８２）と、第一の流路Ｒ１と第二の流路Ｒ２とを切り替え可能な切替手段９０と、を備える。

【0054】

低圧エアタンク８７は、第一の圧力（例えば、２ｋｇ／ｃｍ^２）のエアを貯留することが可能であり、高圧エアタンク８２は、第二の圧力（例えば、３ｋｇ／ｃｍ^２）のエアを貯留することが可能である。

【0055】

切替手段９０は、この例ではソレノイドバルブ（電磁弁）８３で構成される。この切替手段９０によって、上部シーラー３０が第一の圧力で付勢される低圧状態と、上部シーラー３０が第二の圧力で付勢される高圧状態とが切り替えられる。電子式圧力スイッチ８４は、所定の圧力を越えた場合、警報を発したり、又はトップシール装置１０およびこれを備えた自動包装装置を停止するために、接点信号を出力する。

【0056】

また、第一の流路Ｒ１上には、低圧エアタンク８７の上流側に減圧手段８５を備える。減圧手段８５は例えばリリーフ弁８５であり、高圧状態において低圧エアタンク８７内の圧力を第一の圧力よりも低い第三の圧力（例えば、大気圧以上）に減圧する。

【0057】

また、第一の流路Ｒ１上には、低圧エアタンク８７の上流側（減圧手段８５との間）に、逆流停止手段８６を備える。逆流停止手段８６は、例えば逆止弁を備えるソレノイドバルブ８６であり、低圧状態において低圧エアタンク８７から上流への逆流を停止する。

【0058】

より具体的に説明すると、エアシリンダー５２の圧力室へエアを供給する第一の流路Ｒ１となる第一の供給管５４ａには上流側からリリーフ弁８５、ソレノイドバルブ８６、低圧エアタンク８７がこの順で挿入配置されている。また、エアシリンダー５２の圧力室へエアを供給する第二の流路Ｒ２となる第二の供給管５４ｂはその経路途中に、上流側から電空レギュレーター８１、高圧エアタンク８２、がこの順で挿入配置されている。高圧エアタンク８２の容量は、一例として１０Ｌ程度であり、低圧エアタンク８７の容量は、一例として０．３Ｌ程度である。

【0059】

そして、第一の供給管５４ａと第二の供給管５４ｂの下流端は、共通のソレノイドバルブ８３に接続する。ソレノイドバルブ８３とエアシリンダー５２の圧力室の間には電子式圧力スイッチ８４が設けられている。

【0060】

なお、本実施形態では、第一の供給管５４ａの上流端と第二の供給管５４ｂの上流端は合流しているが、これらは合流せず、第一の供給管５４ａの上流端はリリーフ弁８５で終端してもよい。

【0061】

第二の供給管５４ｂの経路上に設けられた電空レギュレータ８１は、制御器８８によりソレノイドバルブ８１ａのバルブの開度或いは開閉が制御される。制御器８８には、圧力センサ８１ｂからセンサ出力信号（圧力値）が与えられるので、そのセンサ出力値が設定値になるようにソレノイドバルブ８１ａの開度を調整するようになっている。これにより、高圧エアタンク８２を介して、エアシリンダー５２に一定の圧力（第二の圧力）のエアを供給するように制御することができる。

【0062】

低圧エアタンク８７の上流側に設けられたソレノイドバルブ８６は、エアシリンダー５２から上流側に向かう流れを制限する逆止弁を内蔵している。逆止弁を作動させることによって、エアシリンダー５２には低圧エアタンク８７に貯留された一定の圧力（第一の圧力）のエアを供給することができる。また、リリーフ弁８５は、低圧エアタンク８７内のエアを外部に排出し、低圧エアタンク８７内のエアの圧力を制御する。

【0063】

ソレノイドバルブ８３は、エアシリンダー５２に対して、第一の圧力でエアを供給する低圧供給と、第二の圧力でエアを供給する高圧供給とを切り替える。

【0064】

＜エアシリンダーによるトップシール装置の動作制御＞
以下、エアシリンダー５２によるトップシール装置１０の動作制御について、説明する。

【0065】

まず、低圧供給時には、ソレノイドバルブ８３は、ソレノイドバルブ８３のポートが、低圧エアタンク８７（内圧が第一の圧力（例えば２ｋｇ／ｃｍ２）となっている）と連通し、高圧エアタンクと遮断されるように切り替える。これと同時に、ソレノイドバルブ８３は、低圧エアタンク８７の上流側のソレノイドバルブ８６を逆止弁が作動するように切り替える。

【0066】

これにより、低圧エアタンク８７内のエアは上流側への流出（逆流）が阻止され、低圧エアタンク８７内に貯留されているエアが、ソレノイドバルブ８３を介してエアシリンダー５２に供給され、シリンダロッド５３が第一の圧力で押圧される。

【0067】

ソレノイドバルブ８３は、低圧供給が所定時間経過した後に、高圧供給に切り替える。すなわち、ソレノイドバルブ８３は、ソレノイドバルブ８３のポートが低圧エアタンク８７と遮断され、高圧エアタンクと連通するように切り替える。またソレノイドバルブ８３は、低圧エアタンク８７の上流側のソレノイドバルブ８６のポートがリリーフ弁８５と連通し、逆止弁が非作動となるように切り替える。

【0068】

これにより、高圧エアタンク８２内に貯留されているエア（（内圧が常時、第二の圧力（例えば、３ｋｇ／ｃｍ２）に設定されている）が、ソレノイドバルブ８３を介してエアシリンダー５２に供給され、シリンダロッド５３が第二の圧力で押圧される。

【0069】

このとき、リリーフ弁８５は、エアシリンダー５２から切り離された低圧エアタンク８７内が所定の低圧供給時より減圧された状態（例えば、１ｋｇ／ｃｍ２（大気圧）より高く、２ｋｇ／ｃｍ２より低い圧力）となるまで低圧エアタンク８７内のエアを外部に排出する。以下、低圧エアタンク８７内が低圧供給時より減圧された状態を過低圧状態と称する。

【0070】

ソレノイドバルブ８３は、高圧供給が所定時間経過した後に、再び低圧供給に切り替える。ソレノイドバルブ８３は、ソレノイドバルブ８３のポートが低圧エアタンク８７と連通し、高圧エアタンクと遮断されるように切り替える。またソレノイドバルブ８３は、低圧エアタンク８７の上流側のソレノイドバルブ８６を逆止弁が作動するように切り替える。これにより、エアシリンダー５２内に貯留していたエアがソレノイドバルブ８３を介して上記の過低圧状態の低圧エアタンク８７に流入する。このとき、低圧エアタンク８７の上流側のソレノイドバルブ８６は逆止弁が作動し、低圧エアタンク８７内のエアは上流側への流出（逆流）が阻止される。このようにして、低圧エアタンク８７内に貯留されているエアが、ソレノイドバルブ８３を介してエアシリンダー５２に供給され、シリンダロッド５３が第一の圧力で押圧される。

【0071】

ここで、低圧エアタンク８７およびエアシリンダー５２内のエアの貯留量は、高圧状態のエアシリンダー５２から低圧エアタンク８７内にエアが流入して充満した場合に、内圧が低圧状態（２ｋｇ／ｃｍ^２）となるように、その量（容量）が適宜選択されている。また、過低圧状態の圧力も、上部シーラー３０の動作が適切に行える時間内に、低圧エアタンク８７内にエアが充填されるように、その圧力が適宜選択されている。

【0072】

このように、本実施形態では、低圧エアタンクの容量、エアシリンダー５２内のエアの貯留量、リリーフ弁８５からの排気量（過低圧状態の圧力）を適切に選択することにより、高圧供給から低圧供給に切り替えた際に、エアシリンダー５２内のエアを、エアシリンダー５２内よりも減圧状態の低圧エアタンク８７に流入させるとともに、上流に逆流することなく当該低圧エアタンク８７内に貯留したエアをエアシリンダー５２に供給（低圧供給）することができる。

【0073】

＜トップシール装置の状態変化＞
図３は、本実施形態のトップシール装置１０の上部シーラー３０の状態変化を示す概要図であり、同図（ａ）がシール面３０ａ上の一点（例えば、長手方向および短手方向の中心点）が移動する軌跡であり、同図（ｂ）がエアシリンダー５２に供給されるエアの圧力の推移であり、同図（ｃ）がシール面３０ａに加わる応力の推移を示す概略図であり、同図（ｄ）が高圧エアタンク８２の内部の圧力の推移を示す概略図であり、同図（ｅ）が低圧エアタンク８７の内部の圧力の推移を示す概略図である。

【0074】

なお、横軸は時間ｔであり、同図（ａ）〜（ｅ）において同じ時間軸で示している。

【0075】

上部シーラー３０は、トップシールされるフィルムＹＡ１が所定位置に搬送されると、上述した上部支持台３６のボックスモーションの移動機構によって、下降および前進を開始する。このとき、上部シーラー３０はエアシリンダー５２から第一の圧力（２ｋｇ／ｃｍ^２）の付勢力を受けている（低圧状態となっている）。トップシール時を除き、上部シーラー３０はエアシリンダー５２から第一の圧力（２ｋｇ／ｃｍ^２）の付勢力を受けている。また、上部シーラ−３０は、上述した下部支持台３３のボックスモーションの移動機構によって、上昇および前進を開始する下部シーラー３１とは非接触の状態である（同図（ａ））。

【0076】

その後、時間ｔ１においてソレノイドバルブ８３は、低圧供給から高圧供給に切り替える（ＯＮ）。

【0077】

時間ｔ２は、上部シーラー３０と下部シーラー３１とが接触したタイミングである。時間ｔ１におけるソレノイドバルブ８３の切り替え（ＯＮ）から高圧状態に切り替わるまでに僅かなタイムラグが生じており、このタイミングでは、上部シーラー３０の付勢力は低圧状態のままである（同図（ｂ））。すなわち、時間ｔ２では、低圧状態で付勢された上部シーラー３０と下部シーラー３１とが接触する。このとき、第一の圧力で付勢される上部シーラー３０が、下部シーラー３１を下方に押し下げ、下部シーラー３１より発する反力により、両シーラー３０，３１間にフィルムＹＡ１が確実に挟持される（同図（ｃ））。

【0078】

なお、ソレノイドバルブ８３の切り替えから高圧状態に切り替わるまでのタイムラグがこの例より更に短い場合などは、上部シーラー３０と下部シーラー３１とが接触した直後にソレノイドバルブ８３を高圧状態に切り替えるようにしてもよい。

【0079】

いずれにしても、上部シーラー３０と下部シーラー３１とが接触したタイミング（時間ｔ２）において、上部シーラー３０が低圧状態で付勢されているようにする。

【0080】

時間ｔ３は、エアシリンダー５２が第二の圧力（３ｋｇ／ｃｍ^２）で上部シーラー３０の付勢を開始した（高圧状態となった）タイミングである（同図（ｂ））。このタイミング以降、高圧状態の間（時間ｔ６までの間）は、当接直後よりも強い第二の圧力で付勢される上部シーラー３０が、下部シーラー３１を下方に押し下げ、その時の下部シーラー３１より発する反力により、両シーラー３０，３１間にフィルムＹＡ１を所望のシール強度を得るための圧力（シール圧）が生じる（同図（ｃ））。

【0081】

そしてその状態のまま一定期間両シーラー３０，３１が前進移動ながら確実にフィルムＹＡ１が熱シールされる。また、時間ｔ４において、カッター５８が下降移動することによりその熱シール部位が切断される。

【0082】

その後、時間ｔ５においてソレノイドバルブ８３は、高圧供給から低圧供給に切り替える（ＯＦＦ）。このタイミングでは、上部シーラー３０と下部シーラー３１は当接しており、上部シーラー３０の付勢力は高圧状態のままである（同図（ｂ）、（ｃ））。

【0083】

時間ｔ６は、エアシリンダー５２が再び、第一の圧力（２ｋｇ／ｃｍ^２）で上部シーラー３０の付勢を開始した（低圧状態となった）タイミングである。このタイミングでは、上部シーラー３０と下部シーラー３１は当接しており、第一の圧力（低圧）で付勢される上部シーラー３０が、下部シーラー３１を下方に押し下げ、下部シーラー３１より発する反力を受けている（同図（ｂ）、（ｃ））。

【0084】

時間ｔ７は、上部シーラー３０と下部シーラー３１が離間したタイミングである。このタイミング以降、上部シーラー３０は、上述したボックスモーションの移動機構によって、上昇および前進を開始する。

【0085】

このように、本実施形態の上部シーラー３０と下部シーラー３１は、低圧状態で当接し、当接後にフィルムＹＡ１が所望のシール強度でシールされるために十分な高圧状態で付勢される。

【0086】

同図（ｄ）に示すように、この期間において、高圧エアタンク８２内の圧力は、電空レギュレータ８１の制御によって常時一定（３ｋｇ／ｃｍ^２）に維持される。一方、同図（ｅ）に示すように、時間ｔ１におけるソレノイドバルブ８３の切り替え（低圧供給から高圧供給への切り替え）と同時に、リリーフ弁８５がエアを排出し、低圧エアタンク８７内の圧力は、所定の低圧状態（２ｋｇ／ｃｍ^２）より更に減圧された過低圧状態となる。過低圧状態の圧力は、低圧状態より低く、大気圧より高い圧力（例えば、１．２ｋｇ／ｃｍ^２〜１．７ｋｇ／ｃｍ^２など）である。そして、時間ｔ５においてソレノイドバルブ８３が、高圧供給から低圧供給に切り替えると、エアシリンダー５２から低圧エアタンク８７へエアが流入（逆流）するとともに、低圧エアタンク８７から上流への逆流は停止されて、所定の低圧状態（２ｋｇ／ｃｍ^２）に復帰する。

【0087】

以上説明したように、本実施形態では、上部シーラー３０が下部シーラー３１と突き当たる（当接する）までは低圧（例えば、２ｋｇ／ｃｍ２）で上部シーラー３０を下方に付勢し、上部シーラー３０が下部シーラー３１と当接した後に、熱シールする際には、高圧（例えば、３ｋｇ／ｃｍ２）で上部シーラー３０を下方に付勢する。

【0088】

より詳細には、上部シーラー３０が下部シーラー３１と突き当たった（当接した）直後まで（図３の時間ｔ２が経過するまで）は低圧（例えば、２ｋｇ／ｃｍ２）で上部シーラー３０を下方に付勢し、その後、上部シーラー３０が下部シーラー３１と当接して熱シールする際には、高圧（例えば、３ｋｇ／ｃｍ２）で上部シーラー３０を下方に付勢する。

【0089】

これにより、上部シーラー３０と下部シーラー３１が当接する際には比較的小さな力で両シール面３０ａ，３１ａ同士がフィルムＹＡ１を挟んで当接し合い、両シーラー３０、３１が当接する際の衝撃を従来よりも低減できる。そして、当接後の熱シール時には、高圧（十分なシール圧）で上部シーラー３０を下方に付勢するので、確実な熱シールが可能となる。

【0090】

すなわち、両シーラー３０、３１が当接する際の衝撃による両シーラー自身並びにそれを駆動する機構系の損傷（劣化）を従来よりも抑制できる。また、当該衝撃を繰り返し受けることによる、トップシール装置のがたつきの発生も抑制でき、上下のシーラーの平行性が不均一となる恐れが少なくなるので、熱シール後のシール部分から切断されてしまう包装体の不良（エッジ切れ）の発生を低減できる。更に、両シーラーのシール面が突き当たる際の騒音の発生を低減できる。

【0091】

また、上部シーラー３０と下部シーラー３１が離間する際も、それ以前（図３の時間ｔ７以前）に低圧状態にするので、上部シーラー３０が下部シーラー３１から受ける反発を小さくできる。

【0092】

なお、上部シーラー３０と下部シーラー３１が離間する場合も、低圧状態に切り替わった後に両者が離間するように構成されていれば良く、ソレノイドバルブ８３が高圧供給から低圧供給に切り替えるタイミングは、それに合わせて選択される。

【0093】

なお、低圧エアタンク８７の上流にリリーフ弁８５を設けず、低圧供給から高圧供給に切り替える際に、低圧エアタンク８７内のエアを外部に排出し、低圧エアタンク８７内を大気圧と同等にするようにしてもよい。

【0094】

また、上記した実施の形態では、上部シーラー３０内にカッター５８を内蔵した例について説明したが、本発明はこれに限ることなくカッター５８を設けないトップシール装置に対しても適用することができる。すなわち、カッター装置をトップシール装置と別途配置したものはもちろん、上記シーラーとしてシールとカットの両機能を備えたいわゆる溶断型のシーラーを用いてなるトップシール装置に対しても適用できる。

【0095】

また、上部シーラー３０をエアシリンダー５２により下方に付勢する場合を例に説明したが、下部シーラー３１をエアシリンダーにより上方に付勢するものであってもよい。

【0096】

また、トップシール装置１０は、熱シールに限らず、超音波でフィルムＹＡ１をシールするものであってもよい。

【0097】

また、上記の実施形態では、横型の自動包装装置に採用されるトップシール装置１０を例に説明したが、縦型の自動包装装置に採用されるものであってもよい。

【0098】

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。すなわち、上記実施形態において、各構成の位置、大きさ、長さ、形状、材質、向きなどは適宜変更できる。

【0099】

例えば、上記トップシール装置の実施形態においてモータでカムを駆動する場合を例示しているが、本発明はこれに限定されず、エアシリンダや油圧シリンダ、電気又は磁気ソレノイド等、様々な動力源を利用できる。また、上部シーラー３０および下部シーラー３１の動力源は、エアシリンダーに限らず油圧シリンダーを用いても良い。

【符号の説明】

【0100】

１０ トップシール装置
３０ 上部シーラー
３１ 下部シーラー
３０ａ，３１ａ シール面
３３ 下部支持台
３４ カムフォロア
３５ レール
３６ 上部支持台
３７ 上部シーラー取付台
４１ カムフォロア
４６ 動力伝達ロッド
５２ エアシリンダー
５３ シリンダロッド
５４ａ 供給管
５４ｂ 供給管
５６ シリンダー
５８ カッター
８１ 電空レギュレーター
８１ａ ソレノイドバルブ
８１ｂ 圧力センサ
８２ 高圧エアタンク
８３ ソレノイドバルブ
８４ 電子式圧力スイッチ
８５ リリーフ弁（減圧手段）
８６ ソレノイドバルブ（逆流停止手段）
８７ 低圧エアタンク
８８ 制御器
９０ 切替手段
Ｒ１ 流路
Ｒ２ 流路
ＹＡ１ フィルム

【図1】

【図2】

【図3】