特許 6117543 自動包装機用回転カッター装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6117543

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】自動包装機用回転カッター装置

(51)【国際特許分類】

   B65B 9/207 20120101AFI20170410BHJP

   B65B 57/00 20060101ALI20170410BHJP

【ＦＩ】

   B65B9/207

   B65B57/00 H

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-275762(P2012-275762)

(22)【出願日】2012年12月18日

(65)【公開番号】特開2014-118199(P2014-118199A)

(43)【公開日】2014年6月30日

【審査請求日】2015年12月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】596092595

【氏名又は名称】三光機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067714

【弁理士】

【氏名又は名称】矢島 正和

(72)【発明者】

【氏名】直井 三男

(72)【発明者】

【氏名】小倉 隆男

【審査官】 西堀 宏之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０７２７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−０４１２１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５７−０６３６９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−３０９３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１１６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４０６３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｂ ９／００− ９／２４

Ｂ６５Ｂ ５７／００−５７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに折り曲げられた包装フィルムを搬送しながら重ね合わされた包装フィルムに対して袋形状にするヒートシールを施しつつ、シール成形された袋内に内容物を投入後、再度ヒートシールを施して投入口が封止された連続包装袋を形成する一方、回転する回転カッター刃と当接するカッター刃が点接触するように傾けて配置した状態で、この連続包装袋に対して、予め定められた個数毎に切断若しくはミシン目切れ込みを実施するように構成した自動包装機用回転カッター装置であって、
前記回転カッター装置は、切断若しくはミシン目切れ込み動作を実施する前には、予め定められた加速回転値に向かって加速し、切断若しくはミシン目切れ込み動作を実施する時には、予め定められた加速回転値を維持し、切断若しくはミシン目切れ込み動作が終了したら、予め定められた加速回転値を減速するように回転制御されると共に、当該回転カッター装置の回転制御は、自動包装機の搬送速度並びに切断若しくはミシン目切れ込み距離に応じて、加速回転値を変化させるように構成したことを特徴とする自動包装機用回転カッター装置。

【請求項2】

前記回転カッター装置の加速回転値は、自動包装機の搬送速度が速く、且つ切断若しくはミシン目切れ込み距離が長い場合は、予め定められた値より速い加速回転値が選択され、自動包装機の搬送速度が遅く、且つ切断若しくはミシン目切れ込み距離が短い場合には、予め定められた値より遅い加速回転値が選択されることを特徴とする請求項１記載の自動包装機用回転カッター装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、包装フィルムに対して縦ヒートシール、及び、横ヒートシールを施して包装袋を製造する自動包装機に用いて好適な回転カッター装置に関し、特に、当該回転カッター装置の回転制御に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の自動包装機は、原反ロール状の包装フィルムを繰り出し機構によって上方に引き出し、最上位置にあるガイドロールによって垂直下方に方向転換させ、折り畳み機構によって幅方向に二つ折りにし、次いでこの二つ折り状態の包装フィルムを一対の縦シールロールに導いて縦シールを施す。この縦シールによって二つ折りされた包装フィルムは両端部が接合して円筒状になり、その後、この円筒状包装フィルムは一対の第一横シールロールに導かれて横シールが施されて有底の袋状になり、充填機構によって包装袋の内容物が投入された後、再び第一横シールロールによって包装袋の投入口に対して横シールが施されて封止状態となる。

【0003】

次に、第一横シールロールによって横シールされた部分に対して、一対の第二横シールロールを用いて再度横シールを施してシール強度を増やした後、この連包状態の包装袋は、カッター装置に導かれ、横シール中央付近に対して切り離し加工若しくはミシン目加工が施されて、個別包装袋となる。

【0004】

このような従来の自動包装機用のカッター装置は、二つのカッター刃（固定刃と回転刃等）が当接して包装フィルムを切断する回転式のカッター装置を用いることが多く、このような回転カッター装置において、包装フィルムを切断する際に、連続した点接触と成るようにどちらか一方若しくは両方のカッター刃を斜めに配置して、点接触切断ポイントを移動させながら切れ味向上並びに確実な切り離し動作を実施していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−０１５８８７号公報

【特許文献2】特開２００２−１４５２０３号公報

【特許文献3】特開２００４−３５９３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような従来の自動包装機において、最近は著しく性能が向上し、特に包装袋の生産速度は早くなる一方である。このため、包装袋の生産速度の高速化に伴い、従来の回転カッター装置において、次のような問題が顕在化してきた。

【0007】

それは、切れ味が向上した点接触の切断動作において、包装袋の切断開始端から切断終了端までの間を回転カッター装置の点接触ポイントが移動するように動くため、一定の切断時間が必要になる。そして、この間に包装袋の搬送動作も継続しているため、包装袋の搬送速度が速くなる程、包装袋の切断線が斜めにずれて行くと言う問題が無視できなくなってきた。

【0008】

図５は、従来の回転カッター装置１０９を側面より見た概略動作説明図である。図５に示すように、従来の回転カッター装置１０９は、自動包装機本体に固定された固定側カッター刃取り付け部材１２３と、固定側カッター刃取り付け部材１２３に取り付けられた固定カッター刃１２４と、サーボモーター等で回転駆動された回転カッター軸１２０と、回転カッター軸１２０に固定された回転側カッター刃取り付け部材１２１と、回転側カッター刃取り付け部材１２１に取り付けられた回転カッター刃１２２とで構成されている。

【0009】

この固定側カッター刃取り付け部材１２３は、正面視水平状態で自動包装機本体に固定されており、回転側カッター刃取り付け部材１２１は正面視僅かに傾いた状態（数度程度の傾き）で回転カッター軸１２０に固定されている。このため、固定カッター刃１２４と回転カッター刃１２２の当接状態は点接触となり、回転カッター刃１２２が回転することにより、包装袋の切断開始端から切断終了端までの間をこの点接触ポイントが移動するようになる。

【0010】

そして、固定カッター刃１２４と回転カッター刃１２２の間には自動包装機で生産され、搬送速度ＰＶ１で下方に送られる連続包装袋ＦＹが挟み込まれており、図５においては固定カッター刃１２４と回転カッター刃１２２による切断動作が行われている状態を表している。この図５に示す切断動作では、サーボモーター等で回転駆動された回転カッター軸１２０は、包装フィルムの送り速度並びに包装袋寸法から算出される一定回転速度である等速Ｖ０で回転している。

【0011】

図６は、従来の回転カッター装置１０９で切断した連続包装袋ＦＹの切断線を説明している図である。図６に示すように、従来の自動包装機は連続包装袋ＦＹを下方に搬送速度ＰＶ１で送り出しつつ、回転カッター装置１０９によって図５に示す切断動作を行なっている。

【0012】

このため、連続包装袋ＦＹの切断線は、切断速度Ｖ１で包装袋の切断開始端１３０から切断終了端１３１まで形成され、図６のように斜めにずれるように切断される。即ち、切断された個別包装袋１１５にはＬ１の変形が発生することになり、この切断線傾き誤差によって包装袋の生産品質低下を招くことになる。

【0013】

なお、この切断線傾き誤差は、自動包装機による包装フィルムの搬送速度が速くなればなるほど多くなり、また、包装袋の切断開始端１３０から切断終了端１３１までの距離が長くなるほど、切断時間がかかるために多くなる問題があった。

【0014】

本発明は、上記従来の自動包装機用回転カッター装置において、連続包装袋の切断動作に伴って発生する切断線の斜めのずれを最小化して、切り離された個別包装袋の生産品質低下を防止することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る自動包装機用回転カッター装置は、互いに折り曲げられた包装フィルムを搬送しながら重ね合わされた包装フィルムに対して袋形状にするヒートシールを施しつつ、シール成形された袋内に内容物を投入後、再度ヒートシールを施して投入口が封止された連続包装袋を形成する一方、回転する回転カッター刃と当接するカッター刃が点接触するように傾けて配置した状態で、この連続包装袋に対して、予め定められた個数毎に切断若しくはミシン目切れ込みを実施するように構成した自動包装機用回転カッター装置であって、前記回転カッター装置は、切断若しくはミシン目切れ込み動作を実施する前には、予め定められた加速回転値に向かって加速し、切断若しくはミシン目切れ込み動作を実施する時には、予め定められた加速回転値を維持し、切断若しくはミシン目切れ込み動作が終了したら、予め定められた加速回転値を減速するように回転制御されると共に、当該回転カッター装置の回転制御は、自動包装機の搬送速度並びに切断若しくはミシン目切れ込み距離に応じて、加速回転値を変化させるように構成したことを特徴としている。

【0016】

また、本発明の請求項２に係る自動包装機用回転カッター装置は、前記回転カッター装置の加速回転値は、自動包装機の搬送速度が速く、且つ切断若しくはミシン目切れ込み距離が長い場合は、予め定められた値より速い加速回転値が選択され、自動包装機の搬送速度が遅く、且つ切断若しくはミシン目切れ込み距離が短い場合には、予め定められた値より遅い加速回転値が選択されることを特徴としている。

【0017】

上記本発明の請求項１と請求項２に係る自動包装機用回転カッター装置によれば、切断若しくはミシン目切れ込み動作における回転速度を動作条件に応じて最適化することにより、連続包装袋を切断する時間を適宜短縮して、切断若しくはミシン目切れ込み動作によって発生する切断線傾きの誤差を、最小限にすることを可能にしている。

【発明の効果】

【0018】

以上説明したように、本発明に係る自動包装機用回転カッター装置は、切断若しくはミシン目切れ込み動作時に発生する切断線傾き誤差を最小限にすることにより、切り離された個別包装袋の出来上がり寸法の変動を抑えて、生産品質低下の発生を防止すると共に、安定した高い生産性を維持できるという、優れた作用、効果を奏し得ることを可能にしている。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係るロールタイプ自動包装機の構成例を示す正面図である。

【図2】本発明の回転カッター装置を側面より見た概略動作説明図である。

【図3】本発明の回転カッター装置で切断した連続包装袋の切断線を説明している図である。

【図4】本発明の回転カッター装置の動きを時間軸で説明した動作説明図である。

【図5】従来の回転カッター装置を側面より見た概略動作説明図である。

【図6】従来の回転カッター装置で切断した連続包装袋の切断線を説明している図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

まず、図１を用いて、本発明の実施例に係るロールタイプ自動包装機の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施例に係るロールタイプ自動包装機の一構成例を示す正面図である。図１に示すように、ロールタイプ自動包装機１（以下、自動包装機１と略す）の正面右側にはリールが設けられている。このリールには包装フィルムＦを巻回した原反ロールＦＨが脱着交換可能に保持されている。

【0021】

また、自動包装機１の上側部には、フィルム繰出機構２と、フィルム折り返しロール３と、包装フィルムＦを長手方向に二つ折りするフィルム折畳機構４と、この二つ折りされた包装フィルムＦＸ内に内容物を送り込む充填パイプ５がある。

【0022】

自動包装機１前面には、上側から縦シール装置６、第一横シール装置７、第二横シール装置８、カッター装置９、ノッチカッター装置１２、整列機構１３、包装袋排出機構１４（排出ガイド）が備えられている。さらに、自動包装機１の右側には、自動包装機１の動作コントロール並びに動作指示を司る、制御ボックス１０と操作ボックス１１が設けられている。

【0023】

縦シール機構は、縦シール装置６によって構成され、図１中においては、前面側の縦シールロール（移動側シールロール）が表記されている。これに対して背面側（紙面裏側）の縦シールロールは、前面側縦シールロールと紙面垂直方向に対向した状態で設けられ、自動包装機１に固定されている（固定側シールロール）。

【0024】

横シール機構は、第一横シール装置７と第二横シール装置８で構成され、これら二つの横シール装置７，８として図１中においては、前面側の上下二つの横シールロール（移動側シールロール）のみが表記されている。これに対して背面側（紙面裏側）の二つの横シールロール（図示省略）は、前面側横シールロールと紙面垂直方向に対向した状態で設けられ、自動包装機１の機台側に対して固定されている（固定側シールロール）。

【0025】

また、包装フィルムＦは、透明又は半透明な材料から構成され、例えば、ＰＥＴ等のベースフィルム、このベースフィルムよりも融点の低いポリエチレン等のヒートシールフィルムから構成される。また、包装フィルムは、ベースフィルム、中間フィルム、ヒートシールフィルムの３層構造を有してもよい。

【0026】

包装フィルムＦは、リールに取り付けられた原反ロールＦＨからフィルム繰出機構２によって引き出される。引き出された包装フィルムＦは、自動包装機１の上部の折り返しロール３に掛け渡されて直下のフィルム折畳機構４に送られる。このフィルム折畳機構４は、送られて来る包装フィルムＦを長手方向に二つ折りするものであって、二つ折りされた包装フィルムＦＸは、この二つ折りされた包装フィルムＦＸ内に内容物を送り込むための充填パイプ５を表裏両側から挟み込みつつ、縦シール機構の縦シール装置６に送られ、更に、二つ折りされた包装フィルムＦＸの両端部分に対して縦シールが施され、包装フィルムＦＸは筒状形態になる。

【0027】

筒状の包装フィルムＦＸは、第一横シール装置７の横シールロールにより、包装フィルムＦＸの横方向（幅方向）にシールされ、この横シールにより包装袋１５の底部が形成される。有底筒状に形成された包装フィルムＦＸ内に充填パイプ５が挿入されており、この充填パイプ５を通して内容物が包装袋内に充填される。

【0028】

その後、第一横シール装置７の横シールロールは、内容物が充填された包装フィルムＦＸの開口側を横シールし、これにより、有底筒状の包装フィルムに充填された内容物は封止されて連続包装袋形態となる。この連続包装袋は直下の第二横シール装置８の横シールロールに送られる。この第二横シールロールは、第一横シール装置７によって形成された横シール部分を再度横シールして、その横シール部分をより確実にするための線条シール等を形成する。

【0029】

そして、出来上がった連続包装袋ＦＹは、整列機構１３によって横ブレしないように搬送位置を保持しつつ、回転カッター装置９に送られ、横シール中央部分に対して切断加工若しくはミシン目加工されて個別の包装袋１５になるように切り離される。即ち、回転カッター装置９のカッター刃は、直線切断刃形式若しくはミシン目刃形式を自由に配置可能であり、切断加工カッター装置とミシン目加工カッター装置を並列設置することもできる。

【0030】

なお、個別の包装袋１５は、包装袋排出機構１４によって自動包装機１の外に導かれ、後工程に送り出される。

【0031】

図２は、本発明の回転カッター装置９を側面より見た概略動作説明図である。図２に示すように、本発明の回転カッター装置９は、自動包装機本体に固定された固定側カッター刃取り付け部材２３と、固定側カッター刃取り付け部材２３に取り付けられた固定カッター刃２４と、サーボモーター等で回転駆動された回転カッター軸２０と、回転カッター軸２０に固定された回転側カッター刃取り付け部材２１と、回転側カッター刃取り付け部材２１に取り付けられた回転カッター刃２２とで構成されている。

【0032】

この固定側カッター刃取り付け部材２３は正面視水平状態で自動包装機本体に固定されており、回転側カッター刃取り付け部材２１は正面視僅かに傾いた状態（数度程度の傾き）で回転カッター軸２０に固定されている。このため、固定カッター刃２４と回転カッター刃２２の当接状態は点接触となり、回転カッター刃２２が回転することにより、包装袋の切断開始端から切断終了端までの間をこの点接触ポイントが移動するようになる。

【0033】

そして、固定カッター刃２４と回転カッター刃２２の間には自動包装機で生産され、搬送速度ＰＶ１で下方に送られる連続包装袋ＦＹが挟み込まれており、図２においては固定カッター刃２４と回転カッター刃２２による切断動作が行われている状態を表している。この図２に示す回転カッター装置９の切断動作は、以下のように成っている。

【0034】

（１）切断若しくはミシン目切れ込み動作を実施する前には、この回転カッター装置９は予め定められた加速回転値に向かって加速値Ａ２で加速する。
（２）切断若しくはミシン目切れ込み動作を実施している時には、この回転カッター装置９は予め定められた加速回転値を維持する。
（３）切断若しくはミシン目切れ込み動作が終了したら、この回転カッター装置９は予め定められた加速回転値から減速値Ｓ２で減速する。

【0035】

図３は、本発明の回転カッター装置９で切断した連続包装袋ＦＹの切断線を説明している図である。図３に示すように、本発明の自動包装機は連続包装袋ＦＹを下方に搬送速度ＰＶ１で送り出しつつ、回転カッター装置９によって図２に示す切断動作を行なっている。

【0036】

このため、連続包装袋ＦＹの切断線は、予め定められた加速回転値である高速切断速度Ｖ２で切断動作が実施され、包装袋の切断開始端３０から切断終了端３１までの切断時間は従来の切断時間に比べて加速された分だけ短くなる。このため、図３のように、従来の例に比べて斜めのずれを最小限に抑えることが可能になる。即ち、切断された個別包装袋１５の変形分はＬ２の値になり、この切断線傾き誤差は、自動包装機１による包装袋製造仕様の誤差範囲内に収めることが可能になり、包装袋の生産品質を維持できる。

【0037】

図４は、本発明の回転カッター装置９の動きを時間軸で説明した動作説明図である。この図は、縦軸に回転カッター装置９の回転速度値を、横軸に回転カッター装置９の回転角を表示しており、この動きが切断周期動作になる。また、回転角に対応した回転カッター装置９の概略側面図も下側に併記している。図４に示す切断周期動作は、以下のようになる。

【0038】

（１）回転カッター装置９の固定カッター刃と回転カッター刃の角度が１８０°の場合は、切断周期時間を確保するために一時的に回転を停止している状態である。なお、回転カッター刃の回転方向は図示のように左回りである。

【0039】

（２）回転カッター装置９の固定カッター刃と回転カッター刃の角度がー９０°の場合は、連続包装袋の切断ポイントに向かって徐々に回転速度を上昇させている状態である。

【0040】

（３）回転カッター装置９の固定カッター刃と回転カッター刃の角度が０°の場合は、連続包装袋に対して切断若しくはミシン目切れ込みを実施している状態である。この時の回転カッター刃の回転速度は、加速回転速度Ｖ１であり、従来の等速回転速度Ｖ０より大幅に高速化されている。そして、連続包装袋に対して切断若しくはミシン目切れ込みを実施している間は、この加速回転速度Ｖ１を維持し、切断時間を適宜短縮している。その後、切断若しくはミシン目切れ込み終了後は、回転カッター刃の回転速度を減速させる。

【0041】

（４）回転カッター装置９の固定カッター刃と回転カッター刃の角度が＋９０°の場合は、一時的に回転を停止する状態に向かって徐々に回転速度を減速させている状態である。

【0042】

（５）回転カッター装置９の固定カッター刃と回転カッター刃の角度が１８０°の場合は、切断周期時間を確保するために一時的に回転を停止している状態に戻り、これらの切断周期動作を繰り返している。

【0043】

そして、この加速回転速度Ｖ１の値は、切断線傾き誤差を最小限にすることにより、切り離された個別包装袋の出来上がり寸法変動を抑え、生産品質低下を防止するために、自動包装機の搬送速度と切断若しくはミシン目切れ込み距離に応じて変化させている。

【0044】

具体的な回転カッター装置の回転制御は、自動包装機の搬送速度が速く、且つ切断若しくはミシン目切れ込み距離が長い場合は、予め定められた加速回転速度Ｖ１の値より速い加速回転速度値が選択され、自動包装機の搬送速度が遅く、且つ切断若しくはミシン目切れ込み距離が短い場合は、予め定められた加速回転速度Ｖ１の値より遅い加速回転速度値が選択されるようにしている。

【0045】

なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。

【0046】

例えば、本願発明における加速回転速度Ｖ１の値を決める方法は、以下の二通りが考えられ、使用する包装フィルムの材質や包装袋仕様等により、自動包装機操作者が適宜選択している。

【0047】

（１）自動包装機操作者が自動包装機１の搬送速度並びに包装袋製造仕様から割り出された切断若しくはミシン目切れ込み距離を勘案して手操作で自動包装機１の操作ボックス１１から最適な数値を入力し、入力された数値に基づき制御ボックス１０に搭載されている包装機制御装置が回転カッター装置９を制御するケース。（手動選択制御方式）

【0048】

（２）自動包装機１の包装機制御装置が予め設定されている自動包装機１の搬送速度並びに包装袋製造仕様から割り出された切断若しくはミシン目切れ込み距離に応じた最適な数値を計算し、この計算値に基づき包装機制御装置自身が回転カッター装置９を自動的に制御するケース。（自動選択制御方式）

【0049】

また、本願発明では、縦型自動包装機の回転カッター装置を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、横型自動包装機の回転カッター装置にも本願発明を採用可能である。

【符号の説明】

【0050】

１ ロールタイプ自動包装機
２ フィルム繰出機構
３ フィルム折り返しロール
４ フィルム折畳機構
５ 充填パイプ
６ 縦シール装置
７ 第一横シール装置
８ 第二横シール装置
９ 回転カッター装置
１０ 制御ボックス
１１ 操作ボックス
１２ ノッチカッター装置
１３ 整列機構
１４ 包装袋排出機構
１５ 個別の包装袋
２０ 回転カッター軸
２１ 回転側カッター刃取り付け部材
２２ 回転カッター刃
２３ 固定側カッター刃取り付け部材
２４ 固定カッター刃
３０ 包装袋の切断開始端
３１ 包装袋の切断終了端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】