(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記駆動制御部は、両構成部の夫々の移動軌跡における、前記前後方向の最後方位置から最前方位置への移動のほぼ全区間を、両構成部が前記フィルムシートを挟んで前進する直線的な移動区間とする請求項2記載の包装装置。
前記駆動制御部が、前記挟み駆動部へ、両構成部間の前記近接の動作を、前記送り駆動部による構成部の前記前後の移動における最後方位置にある間又は当該最後方位置から若干前方へ移動させる間に行わせ、前記駆動制御部が、前記挟み駆動部へ、両構成部間の前記離反の動作を、前記送り駆動部による構成部の前記前後の移動における最前方位置にある間又は当該最前方位置から若干前方へ移動させる間に行わせることで、両構成部の前記近接・離反の方向及び両構成部の前記前後の移動方向の夫々と直交する方向から眺めた状態において、前記構成部の夫々は、略矩形の移動軌跡を呈する請求項2記載の包装装置。
前記挟み駆動部の駆動にて両構成部の閉じている閉鎖時間を検出するか或いは前記送り駆動部による前記構成部の移動が停滞した際の停滞した停滞時間を検出することができるタイマーを前記制御部が備え、
前記タイマーにて前記閉鎖時間または前記停滞時間が予め設定された時間に達したことを検出した際、前記制御部は前記挟み駆動部を駆動させて強制的に両構成部間を開く請求項2記載の包装装置。
前記第1構成部は前記センターシールを形成されて搬送されてくる前記フィルムシートの上方に配置され、前記第2構成部は前記センターシールを形成されて搬送されてくる前記フィルムシートの下方へ配置され、
前記フィルムシートが両構成部間を通過する際、前記挟み駆動部は、前記第1構成部を降下させると共に前記第2構成部を上昇させて両構成部にて前記フィルムシートを挟むものであり、
両構成部のうち少なくとも一方の構成部はヒートシールを行う発熱部を備え、
両構成部のうち一方は当該構成部から出没する切断刃を備え、両構成部のうち他の一方は前記切断刃を受ける刃受部を備え、
両構成部にて前記フィルムシートを挟むことにより、前記発熱部にて前記フィルムシートへ前記端部シールを形成すると共に、前記切断刃と前記刃受部とにて前記フィルムシートを前後に切断する、ピロー包装可能な請求項8に記載の包装装置。
前記供給コンベヤの下流側に配置され前記被包装物が乗せられた前記フィルムシートの前記搬送を行う搬送コンベヤと、前記送り駆動部にて前記フィルムシートの前記搬送の方向へ沿って前後に移動可能な作動フレームとを備え、
前記搬送コンベヤは、主搬送部と、前記搬送の方向について前記主搬送部の下流側へ配された副搬送部とを備え、
前記作動フレームは、前記搬送コンベヤの左右へ配置されて上下に伸びる左右一対の縦ガイドと、両縦ガイドへ渡されると共に両縦ガイドに案内されて前記挟み駆動部により前上下に作動可能な上下一対のシールブロックとを備え、
前記シールブロックのうち、上方の前記シールブロックが前記第1構成部であり下方の前記シールブロックが前記第2構成部であり、
両シールブロックは、前記主搬送部と前記副搬送部との間にて上下に作動し開閉するものであり、
少なくとも両シールブロックの間が開いた状態において、前記上方のシールブロックは前記搬送コンベヤの搬送面より上方に位置し下方の前記シールブロックは前記搬送面より下方に位置するものであり、
一対の前記シールブロック同士の対向する面の一方には、左右に伸びる前記切断刃が設けられ且つ前記切断刃を境とする前後の夫々へ左右に伸びる前記発熱部が設けられ、
両シールブロック同士の対向する面の他の一方には、左右に伸びる前記刃受部が設けられ且つ前記刃受部を境とする前後の夫々へ左右に伸びる前記発熱部が設けられ、
両シールブロックにて前記フィルムシートを挟み、前記発熱部の夫々により前記フィルムシートへ前記端部シールを形成すると共に、前記切断刃と前記刃受部とにより前記端部シールにて前記フィルムシートを前後に切り分ける請求項8記載の包装装置。
前記送り駆動部は、前記搬送コンベヤへ直接または間接的に固定されて前記前後方向に伸びる送りガイドと、前記搬送コンベヤへ直接または間接的に固定された前記主モータと、前記主モータにて回転する回転板と、送り動作用リンク部材とを備え、
前記回転板の回転の中心線は左右方向に伸びるものであり、
前記送り動作用リンク部材の一端部は前記作動フレームに軸支され、前記送り動作用リンク部材の他の一端部は前記回転板の回転の中心から外れた位置にて前記回転板に軸支されることにて、前記送り動作用リンク部材は前記作動フレームと前記回転板とをリンクし、
前記送り駆動部は、前記搬送の方向と逆の方向を往路とし前記搬送の方向と同じ方向を復路として、前記主モータによる前記回転板の回転により前記送りガイドに沿って前記作動フレームを往復動作させることができ、
前記挟み駆動部は、前記挟み駆動部は、前記作動フレームに設けられた前記副モータと、前記副モータにて回転及び逆回転する回動板と、前記回動板の回動の中心から外れた位置にて前記回動板に一端を軸支された切返し用リンク部材と、左右方向へ伸び前記作動フレームに軸支された主軸と、前記主軸に設けられて前記主軸に対し交差する方向へ伸び且つ先端部を前記切返し用リンク部材の他の一端へ軸支された切返し用腕と、左右方向について前記切返し用腕と異なる位置にて前記主軸に設けられて前記主軸に対し交差する方向に伸びる第1腕と、前記主軸に設けられて前記主軸に対し交差する方向であって前記第1腕とは異なる方向へ伸びる第2腕とを備え、
前記第1腕の先端は前記第1構成部と直接或いは他の部材を介して連結しており、前記第2腕の先端は前記第2構成部と直接或いは他の部材を介して連結しており、
前記回動板の回動の中心線は左右方向に伸びるものであり、
前記検知部を構成する少なくとも一部のセンサーは、前記主搬送部上の前記被包装物の前記副搬送部への接近を検出する位置検出センサであり、
前記位置検出センサは、前記作動フレームに設けられ、
前記位置検出センサにて被包装物の前記接近を検出した前記制御部の制御の下、前記送り駆動部は、前記主モータにて前記回転板を回転させ、前記送り動作用リンク部材を変位させることにて前記作動フレームへ前記往路における移動を開始させ、
前記位置検出センサにて前記接近を検出した前記制御部の制御の下、前記副モータが前記回動板を所定角度回転させることにより、前記切返し用リンク部材が変位して前記主軸を回転させ、前記主軸の前記回転により、前記第1腕及び前記第2腕の夫々が前記主軸と一体に回転し前記第1構成部を降下させると共に前記第2構成部を上昇させ、前記第1構成部と前記第2構成部とにより、前記主搬送部上で前記副搬送部へ接近した前記被包装物と当該被包装物に先行し既に前記副搬送部へ乗り移っている被包装物との間にて前記フィルムシートを挟み、
少なくとも前記第1構成部と前記第2構成部とが前記フィルムシートを挟んでいる間、前記制御部は、前記主モータにて前記回転板を更に回転させ、前記送り動作用リンク部材を元の状態に向け変位させることで前記作動フレームへ前記復路における移動を行わせるものであり、
前記第1構成部と前記第2構成部は、前記復路における移動中、挟んだ前記フィルムシートに対し前記端部シールの形成と前記フィルムシートの切断とを行うものであり、
前記制御部は、前記副モータに前記回動板を逆回転させることにより、前記変位した前記切返し用リンク部材を前記変位前の状態に復帰させるものであり、前記切返し用リンク部材の前記復帰動作に伴い前記主軸が逆回転して前記第1腕及び第2腕夫々の向きを元の状態に戻すことで、前記第1構成部を上昇させて降下前の位置に戻すと共に前記第2構成部を下降させて上昇前の位置に戻すものである請求項9記載の包装装置。
前記主搬送部は、前記搬送方向について、上流端側に配置された第1テールプーリーと、下流端側に配された第1ヘッドプーリーと、前記両プーリーに掛け渡された環状の第1ベルトと、コンベヤ動力源とを備え、
前記コンベヤ動力源は電動機であり、前記コンベヤ動力源から回転力を直接又は間接的に伝達されることによって、前記第1ヘッドプーリーが自転し、前記第1ヘッドプーリーは、当該自転によって環状の前記第1ベルトを循環駆動することができ、循環する前記第1ベルトの上方区間において前記第1ベルトの上面が前記搬送面の一部を構成するものであり、
前記第1ヘッドプーリーは、前記作動フレームに軸支され前記作動フレームと共に搬送方向について前後に移動するものであり、
前記主搬送部は、循環する前記第1ベルトの下方区間において、環状の前記第1ベルトの内側に配置されて前記第1ベルトを掛けられた第1長さ調整プーリーを備え、
前記第1長さ調整プーリーは、上下方向について変位することができ、前記第1長さ調整プーリーを下方へ変位させることによって前記第1ベルトを下方へ引き出し、前記第1ヘッドプーリーを前記搬送方向について後方即ち上流側へ移動させることができ、前記第1長さ調整プーリーを上方へ変位させることによって前記第1ベルトを上方へ戻し、前記第1ヘッドプーリーを前記搬送方向について前方即ち下流側へ移動させることができ、
前記副搬送部は、前記搬送方向について、上流端側に配置された第2テールプーリーと、下流端側に配された第2ヘッドプーリーと、前記第2テールプーリー及び第2ヘッドプーリーに掛け渡された環状の第2ベルトとを備え、前記コンベヤ動力源から回転力を直接又は間接的に伝達されることによって、前記第2ヘッドプーリーも自転し、前記第2ヘッドプーリーは、当該自転によって、環状の前記第2ベルトを循環駆動することができ、循環する前記第2ベルトの上方区間において前記第2ベルトの上面も前記搬送面の他の一部を構成するものであり、
前記第2テールプーリーは、前記作動フレームに軸支され前記作動フレームと共に搬送方向について前後に移動することができ、
前記副搬送部は、循環する前記第2ベルトの下方区間において、環状の前記第2ベルトの内側に配置されて前記第2ベルトを掛けられた第2長さ調整プーリーを備え、
前記第2長さ調整プーリーは、上下方向について変位することができ、前記第2長さ調整プーリーを下方へ変位させることによって前記第2ベルトを下方へ引き出し、前記第2テールプーリーを前記搬送方向について前方即ち下流側へ移動させることができ、前記第2長さ調整プーリーを上方へ変位させることによって前記第2ベルトを上方へ戻し、前記第2テールプーリーを前記搬送方向について後方即ち上流側へ移動させることができる請求項8記載の包装装置。
【背景技術】
【0002】
食品(被包装物)の包装に広く利用されているピロー包装(合掌袋)は、ローラーにより送り出された帯状のフィルムシートを製袋機で湾曲させて複数の被包装物を順次包み、合掌するフィルムシートの側辺にセンターシールを形成して筒状にした後、各被包装物毎に(テール・トップ)エンドをシールする即ち端部シールを形成し当該端部シールをカットすることで個々の包装体を完成させる。
【0003】
上記旧来のピロー型包装装置では、稼働中大きさや形状が一律である複数の被包装物を順次包装するものであり、稼働中大きさや形状の一律でない不揃いの被包装物の包装には対応できなかった。
【0004】
そこで旧来のピロー型包装装置の上記問題を解決するため、特許文献1へ示すピロー型包装装置が提案されている。
【0005】
特許文献1へ示すピロー型包装装置は、被包装物Bを内包するべく帯状のフィルムシート(フィルムf)の幅方向の両端同士を長手方向に沿ってセンターシールを形成するセンターシール部1と、被包装物Bの搬送方向その下流方に配置され被包装物Bを内包した上記フィルムシートの前後について上記フィルムシートの幅方向に伸びるトップシール(端部シール)を上記フィルムシートへ形成するトップシール部2とを備えた包装装置本体A1と、包装装置本体A1の上流方に配置され、包装装置本体A1に適宜タイミングで被包装物Bを供給する供給コンベヤA2とを有するものであって、センターシール部1より上流方に配置され被包装物の長さを検出する製品検出センサー3と、上記製品検出センサー3によって検出したデータに基づいて算出した、被包装物Bの長さに基づいて、トップシール部2のシール手段の動作パターンと動作タイミングと包装に必要なフィルム長さとを演算し、当該演算した動作パターンと動作タイミングと必要なフィルム長さに基づいてシール手段の動作を制御する制御装置とを有し、前記包装に必要なフィルム長さは、製品検出センサー3によって検出したデータに基づいて算出した被包装物Bの長さに、前後の余材長さを加えた長さであり、当該余材長さは、製品検出センサー3によって検出した被包装物の高さの値にも依存して定められ、前記制御装置は、前記被包装物Bの長さが、トップシール部2のシールを行うシール手段の動作軌跡の値より小さい場合には、当該シール手段をシール中の前後でシール中の搬送方向の速度より速い速度で動作させ、前記被包装物の長さが、トップシール部2のシールを行うシール手段の動作軌跡の値より大きい場合には、当該シール手段をシール中の前後でシール中の搬送方向の速度より遅い速度で動作させる(特許文献1の請求項1、
図1、
図2及び
図5)。
【0006】
特許文献1に示すピロー型包装装置では、長さの異なる被包装物Bが連続して供給コンベヤA2から包装装置本体A1側に供給されてきても、被包装物Bの長さに合致した見栄えの良い包装を、大きさの異なる被包装物毎にその都度設定を変更することなく、迅速に実施することが可能となる。
従って、作業者の手間が大幅に省略され、フィルムを必要以上に無駄にするようなこともない。
【0007】
上記の特許文献1において、搬送されてくるフィルムシートを挟んで加熱することでトップシールを形成するピロー型包装装置の上記シール手段即ち昇降する一対のシールブロック2a,2bの動作に関し、「ロータリ式」(特許文献1の、
図1、
図3、
図5、明細書の段落0026〜0028、)と、「ボックスモーション式」(特許文献1の、
図6〜
図8、段落0029〜0037)とが示されている。
上記の「ロータリ式」の動作について簡単に説明する(特許文献1の上記記載箇所と共に本願に添付の
図12を参照されたい)。
【0008】
前記センターシール部1の下流方には、当該センターシール部1で筒状に形成されその筒状の内部に被包装物Bを内包したフィルムfの前後を、搬送方向Xに直交するように幅方向にシールする、トップシール部2(特許文献1の
図1)が設けられている。
上記のトップシール部2は、上下に一対当接・離間可能に円筒体2A、2B端面(の外周面付近)に配置されたシールブロック(シール手段)2a,2bが、被包装物Bの高さ方向の略中央で当接して、当該シールブロック2a,2bの先端に設けられた熱シール部即ち加熱手段(電熱ヒータ)で、フィルムfをシールするように構成されている(特許文献1の
図1、
図3、
図5及び
図6)。
【0009】
本願に添付の
図12(a)において、M1は供給コンベヤA2の駆動モータを、M2はフィルムシート供給装置のフィルム巻体F(フィルムロール)からフィルムシートを引き出すフィルム供給ローラ対8(フィルム送りローラ)を駆動するフィルム供給モータを、M3は上記センターシール部1を駆動するセンターシール駆動モータを、M4は上記トップシール部2の円筒体2A、2Bを回転させるトップシール駆動モータを示している。
【0010】
本願に添付の
図12(a)へ示す通り特許文献1の「ロータリ式」では、トップシール駆動モータM4にて円筒体2A、2Bを回転させることにより、シールブロック2a,2bを循環駆動し、両シールブロック2a,2bの間にフィルムシートを挟んで引張りフィルムシートを前進させると共に両シールブロック2a,2bがフィルムシートを挟んでいる間フィルムシートをシールして溶断する。本願に添付の
図12(c)の100は、当該シール及び溶断にて形成された包装体を示している。即ち、包装体100は、フィルムシートにて被包装物Bを包装した完成品である。
本願に添付の
図12(b)へ示すPが、トップシール部2のフィルムシートをカット・シール(溶着・溶断)する位置(トップシールの形成予定位置であり、以下必要に応じ単に位置Pと呼ぶ。)である。
図12(b)へ示す通り、上記位置Pは前後に幅がある。上下のシールブロック2a,2bがフィルムシートを挟んだ状態で搬送方向に移動するからであり、上記位置Pはフィルムシートを挟んで移動している区間といえる。
【0011】
特許文献1の上記「ロータリ式」では、トップシール駆動モータM4にて、回転する円筒体2A、2Bへ設けられたシールブロック2a,2bの移動軌跡は、包装装置の側面視において円形(曲線)なので、高さのある(上下幅の大きな)被包装物Bに対し、トップシールの形成予定位置Pの前後における当該位置Pに直近の両被包装物B間に大きな間隔を確保しておかないと、上記直近の被包装物Bが上記位置Pの手前(上流側)でシールブロック2a,2bに巻き込まれシールブロック2a,2b間に閊えてしまう(本願に添付の
図12(c))。上記閊えを回避するためには、シールブロック2a,2bによるシールの過程において、上記位置Pから直近の被包装物Bを遠ざけておく必要があり、その分位置P前後直近の両被包装物B間のフィルムシートの長さを大きく確保しなくてはならない。上記フィルムシートの長さの確保によって、低い(上下幅の小さい)被包装物Bを包装する包装体100に比べ、前後に長い包装体100を形成することになる。
【0012】
特許文献1の上記「ボックスモーション式」では、本願に添付の
図13(a)(b)へ示す通り、シールブロック2a,2b夫々(特に上方のシールブロック2a)の移動軌跡kは(包装装置の側面視)四角形であり、当該移動軌跡kについて上下の移動区間を長くなるよう設定することによって、被包装物Bの高さが高くても、高さの低い被包装物Bを包装する場合と比べてトップシールの形成予定位置P前後の両被包装物B間のフィルムシートの長さを大きく変える必要はない。
【0013】
特許文献1の包装装置は上述の通り優れたものであるが、次のような注意点がある。
詳しくは、供給コンベヤA2から被包装物Bが供給されるまで即ち供給コンベヤA2上の被包装物Bが製品検出センサー3に検出されるまで、シールブロック2a,2bにより上記トップシールの形成予定位置Pにてフィルムシートを挟んだ状態で、包装装置本体A1は被包装物Bの搬送を待機することがある(本願に添付の
図12(a))。上記の待機状態では、製品検出センサー3が後続の被包装物Bの包装装置本体A1への到来(製品検出センサー3の通過)を検出するまで、包装装置A1上の被包装物Bの搬送は停滞し、フィルムシートのシールブロック2a,2bに挟まれている位置は、シールブロック2a,2bの発熱を受け続けて溶け、シール不良を生じる危惧がある。
【0014】
シール位置での停滞(待機)による上記シール不良の発生の危惧は、上記「ロータリ式」のみならず特許文献1の「ボックスモーション式」であっても同様である。本願に添付の
図13(b)はボックスモーション式における上記待機状態を示す。本願に添付の
図13(b)へ示す通りトップシールの形成予定位置Pにシールブロック2a,2bを位置させた待機状態が続いた場合、同図(c)へ示す通り、シールブロック2a,2bを開放することができれば、シール不良を発生させずに済むと本願の発明者は考えたが、特許文献1のボックスモーション式のものにおいても、シールブロック2a,2bの昇降(上下の移動)と搬送方向Xについての移動(前進・後退)とが同じ動力源から動力を得て一体的に駆動される機構によって行われるものであるため、搬送方向Xへの移動の状態に拘わらずにシールブロック2a,2bの昇降(開放)を行うことは不可能であった。
【0015】
大きさ・形状の同じ複数の被包装物Bを一定間隔で順次搬送して包装するのであれば、特許文献1以前の従来のロータリ式の包装装置でも、被包装物Bを供給する供給コンベヤA2側にて、包装装置本体A1へ被包装物Bを供給するタイミングを、上記
図12(a)に示す、包装装置本体A1上の被包装物Bについて上記待機状態とならないように設定したものを採用して対応することが可能と思われる。また、上記従来の包装装置を利用する際、被包装物Bの寸法の変更があったときも変更後の被包装物B間で大きさ・形状が同一であれば、供給コンベヤA2として、上流側と下流側(包装装置本体A1側)へ並べられた2つのコンベヤを用い(図示しない。)、上流側のコンベヤの搬送速度に関し被包装物Bの上記変更前と同じとしても、下流側のコンベヤに上流側のコンベヤと搬送速度の異なるものを採用することによって、包装装置本体A1上の被包装物Bについて本願に添付の
図12(a)に示す位置で上記待機状態とならなよう、タイミングをずらすことも考えられる。
【0016】
また、同一形状・同一寸法の複数の被包装物Bを一定間隔で順次搬送して包装するのであれば、供給コンベヤA2側の上記工夫以外に、被包装物Bが上記
図12(a)に示す位置で上記待機状態とならない、長さ寸法(機械長さ)を備えた包装装置本体A1を採用したり、被包装物Bの大きさの変更があったときも包装する被包装物B間で大きさが同一であれば、搬送方向において、フィルムシートについて被包装物Bを包むよう湾曲させる製袋器(フォーマー10)とセンターシール部1との間の区間の長さを変更できるように包装装置本体A1を構成して対応するとも考えられる。上記区間の長さの変更できる包装装置本体A1の構成として、上記区間の搬送面について、ステンレス板を重ねてフォーマー台(テーブル)を形成しておき、ステンレス板同士の重なり合う部分の長さを変えることによって、搬送方向について当該フォーマー台を伸ばし或いは約めて対応することも本願の発明者は考えた(図示しない)。
【0017】
しかし、包装装置の稼働中、供給コンベヤA2から供給されてくる被包装物Bの、大きさ即ち長さや高さといった寸法の揃っていないことを前提とする特許文献1の包装装置において、上記待機状態を確実に回避するために、大きさの揃った複数の被包装物Bを順次包装することを前提とした、上記何れの工夫も有効ではない。
即ち特許文献1へ示す包装装置のように大きさの異なる被包装物の混在した状態で毎回(個々の被包装物Bの包装毎に)必要なフィルムシートの長さに合わせてシールブロック2a,2bの作動を制御するものでは、上記夫々の工夫での対応は不可能であった。
【0018】
また前述の供給コンベヤA2として上流側と下流側(包装装置本体A1側)へ並べられた2つのコンベヤを採用する場合、言い換えると供給コンベヤA2を2つのコンベヤへ単純に分割(分担)した場合でも、被包装物B間で形状・寸法が不揃いであると通常搬送面への接地面積も被包装物B間で異なり、上流側のコンベヤと搬送速度の異なる下流側のコンベヤにおいて被包装物Bの姿勢(向き)が安定せず、また上流側のコンベヤから下流側のコンベヤへ乗り移る際に、被包装物B間の姿勢(向き)が乱れることがある。
【0019】
更に供給コンベヤA2を2つのコンベヤへ単純に分割した場合、全体として構成が複雑になり、供給コンベヤA2を単一のコンベヤとする場合に比べて、清掃やメンテナンスの手間が掛かる上、コストも増加する。
また、供給コンベヤとして上流側と下流側の夫々にコンベヤを配置し搬送速度を変える上記の場合も、搬送の速度管理のみならず被包装物Bの位置管理も必要となり、実際には搬送の複雑な制御が不可欠で、当該制御が可能な駆動源やコントローラを使用しなければならず、コスト増加に拍車を掛けるものとなってしまう。
【0020】
上記の包装装置本体A1の機械長さ即ち物理的な長さの選択や調整による場合でも、包装装置の駆動中、大きさの揃った複数の被包装物Bを一定間隔で順次搬送して包装する場合上記待機状態の問題を回避できるかも知れないが、包装装置の稼働中、搬送されてくる被包装物B間において大きさが不揃いの場合、上記待機状態の問題は回避困難である。
【0021】
また、特許文献1へ示す包装装置において、長さの異なる複数の被包装物B(B1〜B6)を順次フィルムシートで包装する場合、上記「ロータリ式」と「ボックスモーション式」の何れの方式であっても、溶断前の帯状の一連のフィルムシート内の被包装物Bの位置ずれによって生じるトップシール(端部シール)の噛み込み防止のため、被包装物Bの当該位置ずれを検出する位置ずれ検出用センサ3aを、トップシールの形成予定位置Pの手前に配置している(本願に添付の
図14(a)(c))。
【0022】
上記
図14(a)へ示すように、順次供給されてくる、大きさが不揃いの被包装物B1〜B6に合わせて、シールする位置n1、n2、n3同士の間の間隔を変える必要があり、位置ずれ検出用センサ3aの利用により順次漏れなく上記シールする位置n1、n2、n3を検出するには、包装を予定する最大の大きさ(長さ)の被包装物B5の長さ合わせて当該長さに対応する距離w分、上記位置ずれ検出用センサ3aを上記位置Pから搬送方向の上流側(の配置位置w1)へ配置しておく必要がある(同
図14(c))。
【0023】
フィルムシート内での被包装物の位置ずれは、通常搬送方向への慣性によって生じる。位置ずれ検出用センサ3aを通過してから生ずる被包装物B3の上記位置ずれは、検出することができない。従って、上記位置Pからの距離wを大きくすると、検出されない位置ずれの多発が危惧される。そして上記の検出されない位置ずれにより、上記位置Pにおいてシールする位置n2のシールにより被包装物B3の咬み込みを生じる事態の増加が危惧されるのである(同
図14(b))。
比較的小さな被包装物B2〜B4に合わせて、上記距離wを小さくする即ち位置ずれ検出用センサ3aを上記位置P寄りに配置すれば、前記小さな被包装物B2〜B4に対する上記咬み込みを抑制できるが、大きな被包装物B5に対応することはできない。
【0024】
また上記位置ずれが生じた際には、上記
図14(b)へ示す通り、シールブロック2a、2bの夫々についてフィルムシートを開放する位置へ退避した状態となってトップシール部2(図示の「ロータリ式」では円筒体2A、2B)は停止する。シールブロック2a、2b間を開放しておかないと、被包装物B3が上記位置Pを通過できない。このため、上記包装装置では、位置ずれ発生後、継続して包装を行うことはできない。
一方、特許文献2は、上記のフィルムシートへ端部シール(トップシール)を形成する際の上記停滞によるシール不良発生の回避を図る手段を提案している。即ち、特許文献2は、フィルムシートへ端部シール(エンドシール)を形成する上下のヒータブロック(シールブロック)について、両ヒータブロックを上下動させる第1サーボモータと、両シールブロックを前後移動させる第2サーボーモータとを備えるものとし、両シールブロックが、フィルムシートを挟んだ状態で搬送方向への移動が停滞した場合、自動的に両シールブロックを開放させる。即ち特許文献2へ示されたものは、両シールブロックにフィルムシートを挟んだ状態を続けさせないことで、フィルムシートを必要以上に加熱させず、加熱によるシール不良の発生を回避するものである。
しかし、特許文献1及び特許文献2の何れの包装装置においても、フィルムシートへ端部シールを形成するシール圧を調整するための具体的な手段が示されていない。
上記のシール圧は、フィルムシートを溶着する温度やフィルムシートを加熱する時間と共にシール強度を決定する重要な要素の一つである。
特許文献2では、シールブロックを前後移動させる第2サーボモータとは別にシールブロック間を開閉させる第2サーボーモータを備えることで上記停滞時のシールブロック間の強制開放を可能とするも、通常運転時にフィルムシートへ端部シールを形成するのに必要なシール圧調整の具体的な手段は示されていないのである。
特に特許文献1の包装装置は、特許文献2の包装装置と異なり、順次供給されてくる寸法の不揃いな被包装物の包装を想定しており、適切なシール強度を付与するのに必要なシール圧の簡便な変更手段の提供は困難と考えられた。
尚、本願に添付の
図1〜
図11に記載した符号(番号・記号)は、特許文献1及び本願に添付の上記
図12〜
図14中用いる符号と無関係であり、両符号は整合するものではない。
【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好ましい実施の形態について説明する。
(全体構成)
本発明に係る包装装置Aは、包装装置本体A1と、供給コンベヤA2とを備える。
包装装置本体A1は、シート供給部A3と、搬送コンベヤA4と、製袋器A5と、合掌部A6と、センターシール部A7と、端部シール部A8と、検知部A9と、制御部A10とを備える(
図1〜
図10)。
ここでは、一般に横(横型)ピロー包装と呼ばれる包装を行う包装装置に本発明を実施した例を示す。
以下、上記各部の構成について詳しく説明する。
【0035】
(供給コンベヤA2)
供給コンベヤA2は、包装装置本体A1へ、包装する被包装物Bを供給する(
図1(a)〜(c))。この例では、供給コンベヤA2はベルトコンベヤである。但し、供給コンベヤA2はベルトコンベヤに限定するものではなく、周知の他のコンベヤを採用することができる。
供給コンベヤA2(のコンベヤベルト)は、モータ(供給コンベヤ駆動モータM1)にて駆動される。
供給コンベヤ駆動モータモータM1は、同期モータを採用することができ、後述する制御部AにてON−OFF制御可能なものであれば、同期モータ以外のモータを採用することもできる。
供給コンベヤA2は、大きさの不揃いな複数の被包装物Bを順次、包装装置本体A1へ供給する。大きさの不揃いな複数の被包装物Bの包装として、農産物を例に採ると、ネギ、じゃが芋、大根、人参といった大きさや形の異なる異種の産物を順次包装する場合を挙げることができるし、同種の産物であっても、大きさの異なるもの、例えば長さの異なる複数の根菜などを順次包装する場合も挙げることができる。
供給コンベヤA2は、上記被包装物B同士の間に間隔を開けて順次被包装物Bを包装装置本体A1へ供給するのである。
【0036】
(シート供給部A3)
シート供給装置A3は、帯状のフィルムシートfを多重に巻くことで形成された筒状のフィルムロールFから、上記帯状のフィルムシートfを引き出して、上記搬送コンベヤA4へ供給する(
図1(a)〜(c))。
具体的には、シート供給装置A3は、モータ(搬送モータM2)の駆動により回転する一対のローラA31(引出しローラA31対)を備え、当該一対のローラA31にてフィルムロールFからフィルムシートfを挟んで引き出し、上記搬送コンベヤA4の搬送方向Xの上流端へ供給する。
上記引出しローラA31の(中心)軸は、左右方向に伸びる。
【0037】
(搬送コンベヤA4)
搬送コンベヤA4は、搬送コンベヤA4の搬送方向Xについて、搬送コンベヤA4の上流側を包装装置本体A1の後方側とし、搬送コンベヤA4の下流側を包装装置本体A1の前方側とし、シート供給部A3から供給されたフィルムシートfを後方から前方へ向けて搬送する。
搬送コンベヤA4上に引き出されて搬送される帯状の上記フィルムシートfの長手方向は、当該搬送コンベヤA4の搬送方向Xに沿う。即ちフィルムシートfの長手方向を搬送コンベヤA4(包装装置本体A1)の前後方向とする。
上記供給コンベヤA2は、包装装置本体A1の後方に配置され、包装装置本体A1の当該搬送コンベヤA4の上流端(後述する上記製袋器A5)にて引き出されたフィルムシートf上へ順次、複数の被包装物Bを上記の通り間隔を開けて乗せて行く。
【0038】
搬送コンベヤA4は、主搬送部A41と、副搬送部A42と、コンベヤ動力源とを備える。主搬送部A41と副搬送部A42は、上記コンベヤ動力源にて駆動される。
コンベヤ動力源には、電動機(モータ)を採用することができる。
この例では、シート供給装置A3を駆動する上記搬送モータM2が、上記コンベヤ動力源を兼ねる。但し、シート供給装置A3と搬送コンベヤA4とを(同期させて)連動させることができる、搬送モータM2とは別の専用のモータを上記コンベヤ動力源として採用してもよい。
副搬送部A42は主搬送部A41の下流側に位置する。
上記の主搬送部A41と副搬送部A42との間には隙間が設けられている。
【0039】
主搬送部A41は、搬送方向Xについて上流端側に配置された第1テールプーリーA411と、下流端側に配された第1ヘッドプーリーA412と、両プーリーA411,A412へ掛け渡された環状の第1ベルトA413とを備える(
図1(b)(c)及び
図2(a)(b))。
【0040】
第1ヘッドプーリーA412は、上記コンベヤ動力源からの直接又は間接的な回転力の伝達を受け自転することができる。第1ヘッドプーリーA412の当該自転によって、環状の第1ベルトA413を循環駆動することができる。
循環する第1ベルトA413の上方区間において第1ベルトA413の上面が、フィルムシートfと共に被包装物Bを乗せて搬送する搬送面の一部(上流側)を構成する。
第1ヘッドプーリーA412は、後述する作動フレームA85に軸支され作動フレームA85と共に搬送方向について前後に移動する。
【0041】
また主搬送部A41は、循環する前記第1ベルトの下方区間において、環状の第1ベルトA413の内側に配置されて第1ベルトA413を掛けられた第1長さ調整プーリーA414を備える。
第1長さ調整プーリーA414は、上下方向について変位することができる。
第1長さ調整プーリーA414は、下方へ変位することによって第1ベルトA413を下方へ引き出し、第1ヘッドプーリーA412を上記搬送方向Xについて後方即ち上流側へ移動させることができる。
第1長さ調整プーリーA414は、上方へ変位することによって第1ベルトA413を上方へ戻し、第1ヘッドプーリーA412を上記搬送方向Xについて前方即ち下流側へ移動させることができる。
【0042】
副搬送部A42は、上記搬送方向Xについて上流端側に配置された第2テールプーリーA421と、下流端側に配された第2ヘッドプーリーA422と、第2テールプーリーA421及び第2ヘッドプーリーA422に掛け渡された環状の第2ベルトA423とを備える。
【0043】
第2ヘッドプーリーA422も、上記コンベヤ動力源からの直接又は間接的な回転力の伝達を受け自転することができる。第2ヘッドプーリーA422の当該自転によって、環状の第2ベルトA423を循環駆動することができる。
循環する第2ベルトA423の上方区間において第2ベルトA423の上面もフィルムシートfと共に被包装物Bを乗せて搬送する搬送面の他の一部(下流側)を構成する。
第2テールプーリーA421も、上記作動フレームA85に軸支され作動フレームA85と共に搬送方向について前後に移動する。
【0044】
上記の第2ベルトA423の上面は第1ベルトA413の上面同じ高さに位置し、両ベルトA423,A413関し搬送方向Xに沿って略水平に伸びるものとするのが好ましい。但し、第1ベルトA413の第1ヘッドプーリーA412に掛けられた位置の上面と第2ベルトA423の第2ヘッドプーリーA422に掛けられた位置の上面のみ同じ高さとしてもよく、第1ベルトA413と第2ベルトA423とは上記の水平に対し若干傾斜するものであってもよい。また。第1ベルトA413の第1ヘッドプーリーA412に掛けられた位置の上面が、第2ベルトA423の第2ヘッドプーリーA422に掛けられた位置の上面よりも若干高い位置にあってもよい。
【0045】
また副搬送部A42は、循環する第2ベルトA423の下方区間において、環状の第2ベルトA423の内側に配置されて第2ベルトA423を掛けられた第2長さ調整プーリーA424を備える。
第2長さ調整プーリーA424は、上下方向について変位することができる。
第2長さ調整プーリーA424を下方へ変位させることによって第2ベルトA423を下方へ引き出し、第2テールプーリーA422を上記搬送方向Xについて前方即ち下流側へ移動させることができる。
第2長さ調整プーリーA424を上方へ変位させることによって第2ベルトA423を上方へ戻し、第2テールプーリーA422を上記搬送方向Xについて後方即ち上流側へ移動させることができる。
【0046】
第2テールプーリーA421が第1ヘッドプーリーA412に対し前後に間隔を開けて後述する作動フレームA85へ軸支されることにて、主搬送部A41と副搬送部A42間に変動しない一定の幅の前述の隙間が確保されている。
【0047】
(製袋器A5)
製袋器A5(フォーマー)は、帯状のフィルムシートfの長手方向と直交する幅方向(左右方向)についてフィルムシートfを順次湾曲させる。製袋器A5は、搬送コンベヤA4(主搬送部A41)の上流端に設けられている。
具体的には、製袋器A5は、主搬送部A41の上流端に設けられている。製袋器A5は、上記引出しローラA31に引き出された帯状のフィルムシート3の左右夫々を添わせてフィルムシートfをU字状に湾曲させる左右一対の起立板A51と、包装装置本体A1の後部の一部を構成する切返板A52とを備える(
図1(a)〜(c))。
【0048】
上記一対の起立板A51は、主搬送部A41の搬送面を挟んで当該搬送面の左右に設けられ、当該搬送面より上方へ向け互いの間隔を漸次広げるように夫々傾斜して伸びる。
両起立板A51の少なくとも基端間の間隔は帯状のフィルムシートfの左右の幅より狭い。切返板A52は、板面を包装装置本体A1から後方へ向けると共に、両起立板A51の基端間から主搬送部A41の搬送面よりも下方へ突出する。
包装装置本体A1において、上記シート供給部A3は、搬送コンベヤA4(主搬送部A41)の下方に配置されており、上記引出しローラA31は、搬送コンベヤA4の主搬送部A41の下方において、切返板A52及びフィルムロールFよりも前方に位置する。
【0049】
前述の通り、引出しローラA31にて引き出された後のフィルムシートfは、後述する合掌部A6の駆動ローラA61対の駆動にて更に引き出され、切返板A52の上記板面に沿って進み、切返板A52の上記板面と供給コンベヤA2との間を抜けて主搬送部A41の搬送面上に向け前方へ切り返され、供給コンベヤA2から順次供給されてくる被包装物Bと共に左右の両立板A51間を通って主搬送部A41の搬送面上に供給される。
供給コンベヤA2は、搬送コンベヤA4の主搬送部A41上において、前述の通り先行する被包装物Bと後続の被包装物Bとの間に間隔を開けて被包装物Bの夫々を順次、フィルムシートfへ乗せるのである。
【0050】
製袋器A5の両起立板A51は、引き出され被包装物Bを載せられるフィルムシートfの左右端辺を上方へ向けることにてフィルムシートfを上記の通りU字状にし被包装物Bをフィルムシートfにて包む。
後述する合掌部A6の両駆動ローラA61対とセンターシール部A7の加熱ローラA71対は、上記U字状に湾曲して上方へ向けられた上記フィルムシートfの左右端部を重ね合わせて挟むと共に自転することで、主搬送部A41の搬送面上の被包装物Bを包んだ状態にして上記の通りフィルムシートfを更に引き出してゆく。
図示は省略するが、搬送方向Xについて製袋器A5と合掌部A6の間へ、フィルムシートf上端の位置を規制するフィルムガイドを設けて、製袋器A5(切返板A52)にて反転していたフィルムシートfで被包装物Bを円滑に覆うことができるものとするのが好ましい。
【0051】
(合掌部A6)
合掌部A6は、主搬送部A41の搬送面より上方であって製袋器A5よりも搬送方向Xの下流側へ配置され、前述の通りU字状に湾曲したフィルムシートfの左右両端部を挟んで重なり合った状態即ち合掌した筒状にしフィルムシートfを更に搬送方向Xの下流側へ向けて引き出す、左右一対の駆動ローラA61にて構成されている。合掌部A6は、包装装置本体A1の平面視において、主搬送部A41の幅方向中央部分に配置され、両駆動ローラA61の回転軸は上下に伸びる。
【0052】
(センターシール部A7)
センターシール部A7は、主搬送部A41の搬送面より上方であって合掌部A6よりも搬送方向Xの下流側へ配置された、加熱ヒータ(センター加熱ヒータH1)を内蔵した左右一対のローラを、加熱ローラA71対として備える。加熱ローラA71対は上記駆動ローラA61対の直ぐ前方に位置し、両加熱ローラA71の回転軸は上下に伸びる。加熱ローラA71は、フィルムシートfの上記合掌した部分を挟んで加熱しフィルムシートfの当該合掌した部分をシールする。フィルムシートfの当該シールされた部分がピロー包装のセンターシールSsであり、フィルムシートfの長手方向に沿って伸びる(
図1(a)〜(c)及び
図2(a)(b))。
【0053】
センター加熱ヒータH1は、後述する制御部A10(
図9)によって、加熱ローラ対A71が任意の温度に加温した状態を維持できるように制御される。具体的には、加熱ローラ対A71は温度センサーを備えるものとして実施できる。この他、制御部A10に制御されるのではなく、センター加熱ヒータH1はサーモスタットにて自動的にON−OFFしてシールに適した温度を維持するものとしてもよい。
加熱ローラA71は、電熱ヒータ以外に、シールできる他の形式のもの、例えば、超音波によるもの、IHと呼ばれる誘導加熱によるもの、或いは遠赤外線によるものなど採用することができる。
【0054】
この例では、合掌部A6の駆動ローラA61とセンターシール部A7の加熱ローラA71は、同一のモーター(センター駆動モータM3)から夫々駆動力の伝達を受けて駆動される。
合掌部A6の駆動ローラA61とセンターシール部A7の加熱ローラA71は、上下方向の位置を調整できるようにしておくのが好ましい。例えば、駆動ローラA61と加熱ローラA71の夫々を上下の位置を変更できる支持用の部材へ取り付けておくのである(図示しない。)。特に駆動ローラA61と加熱ローラA71の夫々を同一の上記支持用の部材へ取り付けて、駆動ローラA61と一体的に加熱ローラA71の上下の位置を変更できるものとするのが適する。
【0055】
後に詳述する上記検知部A9(寸法検出センサーA91)にて検出した被包装物Bの高さに応じて上記支持用の部材を自動的に上下できるよう構成してもよいが、フィルムシートfの左右の幅は一定であり、包む被包装物の大きさによって湾曲するフィルムシートfの上端の高さが多少変動するとしても、通常上記支持用の部材の高さを大きく変更する必要性は低いので、包装装置Aの稼働前に、不揃いの大きさの複数の被包装物Bの平均的な高さ或いは当該複数の被包装物Bの高さの中央値に基づいて上記支持用の部材の高さを調整しておけばよい。
尚、上記の高さの調整に関し、上記支持用の部材の高さ調整を調整する調整つまみを当該支持部材へ設けて実施することができる。(図示しない)。
【0056】
比較的厚みや強度のあるフィルムシートfでは、フィルムシートfの上記合掌した部分をシールして形成したセンターシールSsは、湾曲し丸められたフィルムシートfの上部において、形成直後、通常鶏冠(とさか)の如く起立している(
図1(a)〜(c)及び
図2(a)(b))。図示は省略するが、搬送されてくるセンターシールSsと当接して起立するセンターシールSsを横に寝かせる押さえ用部材を、搬送方向Xについて加熱ローラA71対の下流側へ設けておくのが好ましい。
上記押さえ用部材は、搬送方向Xについて定位置に配置されたものとし、バネなどの弾性部材にて下方に付勢された、上下動可能なローラやその他のフィルムシートfの搬送により移動してくるフィルムシートf上部を倣うことが可能な部材を採用すればよい。
【0057】
(端部シール部A8)
端部シール部A8は搬送方向Xについて上記センターシール部A7(上記押さえ用部材を設ける場合は当該押さえ用部材)の下流側へ設けられおり、端部シール部A8は、湾曲しセンターシールSsを形成されたフィルムシートfに対し、先行する被包装物Bと後続の被包装物Bとの間をシールすることで、包装体100の前後をシールする端部シールTsを順次形成する(
図1〜
図8)。
上記端部シール部A8は、第1構成部である上方シールブロックA81(特許請求の範囲の「上方のシールブロック」に対応する。)と、第2構成部である下方シールブロックA82(特許請求の範囲の「下方のシールブロック」に対応する。)と、送り駆動部A83と、挟み駆動部A84と、作動フレームA85とを備える。
【0058】
作動フレームA85は、主搬送部A41と副搬送部A42とを接続する正面視略矩形の枠体であり、被包装物Bが主搬送部A41から副搬送部A42へ乗り移る際通過するゲートを構成する。即ち主搬送部A41から副搬送部A42へ乗り移る際、被包装物Bは矩形の枠体である作動フレームA85の内側の空間を通る。
作動フレームA85は、送り駆動部A83に駆動され、搬送方向Xに沿って前後に移動することができる。即ち、作動フレームA85は、搬送方向Xについて不動の第1テールプーリーA411や第2ヘッドプーリーA422に対し、作動フレームA85へ軸支されている第1ヘッドプーリーA412や第2テールプーリーA421と共に前後に移動することができる。
【0059】
詳しくは、第1ヘッドプーリーA412と第2テールプーリーA421は前後方向に互いの間隔を開けて、作動フレームA85の後述する左右の側部A853へ渡され、両側部A853へ第1ヘッドプーリーA412と第2テールプーリーA421の中心軸夫々の左右端が軸支されている。尚、
図1〜
図3において、作動フレームA85は、一点鎖線にて位置のみ示し、作動フレームA85に設けられた後述する各部材は、図面の煩雑を避けるため、省略している。
【0060】
作動フレームA85に設けられた各部材の詳細は
図4〜
図6へ示す。また、
図7及び
図8も作動フレームA85に設けられた各部材を示すものであるが、上方シールブロックA81と下方シールブロックA82の動作の説明を主目的とするものであるため、実際のものよりも簡略化している。
【0061】
また、包装装置本体A1(搬送コンベヤA4)は、上記の通り前後に移動する作動フレームに対し前後の位置を変えない(移動しない)案内用レールA40を備える(
図3(a)(b))。一対の案内用レールA40は、搬送コンベヤA4の左右に設けられ、搬送方向Xに沿って伸びる。作動フレームA85には、案内用レールA40に案内される被案内部A80が設けられている。被案内部A80には、横断面をコ字状又はL字状とするチャンネル材を採用することができる。
【0062】
被案内部A80は、案内用レールA40に嵌められて、案内用レールA40に沿って前後に移動することができる。この例では、案内用レールA40の夫々は、作動フレームA85よりも上流側にて左右に突出する一対の第1突出部A43と、作動フレームA85よりも下流側にて左右に突出する一対の第2突出部A44とを備える。
第1突出部A43の夫々には、案内用レールA40に対し間隔を開けて搬送方向Xの上流側へ向けて伸びる第1案内棒A45が設けられている。
第2突出部A44の夫々には、案内用レールA40に対し間隔を開けて搬送方向Xの下流側へ向けて伸びる第2案内棒A46が設けられている。
【0063】
被案内部A80は、被案内部A80夫々の後部側面から左右へ突出し且つ第1案内棒A45が突き通される貫通部を備えた第1受部801と、被案内部A80夫々の前部側面から左右へ突出し且つ第2案内棒A46が突き通される貫通部を備えた第2受部A802とを備える。
作動フレームA85の上記前後の移動により作動フレームA85と共に被案内部A80が前後に移動した際、第1受部A801は第1案内棒A45へ沿って、また第2受部A802は第2案内棒A46へ沿って、前後に移動することができ、作動フレームA85の上記移動をガイドすることができる。
【0064】
作動フレームA85の前後の移動のガイドについては、後述する送りガイドA830も作動フレームA85の前後の移動をガイドするものである。この例では、送りガイドA830は、作動フレームA85の後述する底部A852をガイドし、第1案内棒A45と第2案内棒A46は当該底部よりも高い位置(被包装物Bの搬送面と略同じ高さの位置)においてガイドする。
但し、第1案内棒A45と第2案内棒A46は設けずに送りガイドA830のみ設けるものとしてもよいし、送りガイドA830を設けずに第1案内棒A45と第2案内棒A46とのみ設けるものとしてもよい。送りガイドA830を設けない例では、上記第1案内棒A45と第2案内棒A46が特許請求の範囲の「送りガイド」に対応する。
実際には、送りガイドA830と共に第1案内棒A45と第2案内棒A46の双方を備えるのが好ましい。
【0065】
作動フレームA85は、上述の通り正面視略矩形の枠体であり、当該矩形の上辺を有する天部A851と、当該矩形の下辺を有する底部A852(前述)と、当該矩形の側辺を有する左右の一対の側部A853(前述)とにて構成されている(
図4、
図5、
図6(a))。
天部A851は搬送コンベヤA4の搬送面よりも上方にて左右横方向へ伸び、底部A852は搬送コンベヤA852よりも下方にて左右横方向の伸び、左右の両側部A853は搬送コンベヤA4の左右にて上下縦方向へ伸びる。
【0066】
また、枠体である作動フレームA85は、枠体の内側の空間であって搬送コンベヤA4の左右へ、上下に伸びる左右一対の縦ガイドA86を備える(
図4、
図6(a)及び
図7)。両縦ガイドA86の上端は作動フレームA851の天部A851に固定され、両縦ガイドA86の下端は作動フレームA85の底部A852へ固定されている。
尚
図7において、作動フレームA85の添付A851と両側部A853は省略し、また、縦ガイドA86も一部切欠いた状態に描いている。
図8では、作動フレームA85の内側の空間に設けられた構成を見せるため、枠体である作動フレームA85自体省略している。
【0067】
作動フレームA85の内側空間において、上方シールブロックA81は、下方シールブロックA82の上方に配置される。
詳しくは、上方シールブロックA81(第1構成部)と下方シールブロックA82は何れも、左右の両縦ガイドA86間へ渡されると共に両縦ガイドA86に案内されて上記挟み駆動部A83により前上下に作動し、両シールブロックA81,A82間を開閉することができる(
図2(a)(b)、
図4、
図7及び
図8)。
尚
図4中、上下方向の中央の箇所において、左半分が両シールブロックA81,A82間を開いた状態、右半分が両シールブロックA81,A82間を閉じた状態を示している。
両シールブロックA81,A82の縦ガイドA86への取付け構造については、後に詳述する。
【0068】
少なくとも両シールブロックA81,A82の間が開いた状態において、上方シールブロックA81は搬送コンベヤA4の上記搬送面より上方に位置し下方シールブロックA82は上記搬送面より下方に配置される。
両シールブロックA81,A82同士の対向する面の一方即ち上方シールブロックA81の下面には、左右に伸びる切断刃A81aが設けられている。また当該下面には、切断刃A81aを境とする前後の夫々へ左右に伸びる発熱部A81bが設けられている。
両シールブロックA81,A82同士の対向する面の他の一方には、左右に伸びる刃受部A82aが設けられている。また当該他の一方の面にも、刃受部A82aを境とする前後の夫々へ左右に伸びる発熱部A82bが設けられている。
【0069】
発熱部A81b,A82bには電熱ヒータを採用することができる。発熱部A81b,A82bには、フィルムシートfをヒートシールすることが可能な、電熱ヒータ以外の周知の手段を採用して実施してもよい。
両シールブロックA81,A82の上記対向面間にセンターシールSsの形成されたフィルムシートfを挟み、両対向面の発熱部A81b,A82b夫々の発熱により当該フィルムシートfを加熱して上記端部シールTsを形成すると共に、切断刃A81aと刃受部A82aとにより端部シールTsにてフィルムシートfを前後に切り分ける(
図2(a)(b))。
【0070】
切り分けられた端部シールTsの前側が、当該切り分けによって形成された包装体100のテールシールTaであり、切り分けられた端部シールTsの後側が、次に包装体100とされるフィルムシートfのトップシールToである。
【0071】
また、枠体である作動フレームA85の内側空間へ配置される上方シールブロックA81と下方シールブロックA82は、搬送方向Xについて、搬送部A41と副搬送部A42との間に位置する(
図1(a)〜(c)、
図2(a)(b)、
図3(a)(b))。
この例では、上方シールブロックA81は上方取付部材A811を介して、下方シールブロックA82は下方取付部材A821を介して、夫々両縦ガイドA86へ取り付けられている(
図7)。
【0072】
詳しくは、左右横方向を長手方向とする上方取付部材A811(第1取付部材)が両縦ガイドA86へ渡されており、同様に左右横方向を長手方向とする下方取付部材A821が両縦ガイドA86へ渡されている。上方取付部材A811と下方取付部材A821の、左右端部付近の夫々には、上下に貫通する貫通孔A812,A822が設けられており、棒状に形成された縦ガイドA86の夫々が当該貫通孔A812,A822へ通されることにて、上方取付部材A811と下方取付部材A821は両縦ガイドA86に沿って上下に移動できる。
【0073】
この例では、上方シールブロックA81は、左右一対のサスペンションA813(この例ではコイルオーバー)を介して上方取付部材A811の下部へ取り付けられている。
上記サスペンションA813は、ダンパー即ちショックアブソーバとして上方シールブロックA81の周期振動を収束(減衰)させる。またサスペンションA813は、弾発部材として弾性変形することができ上方シールブロックA81を下方シールブロックA82へ向け付勢する。
この例では、左右方向を長手方向とする板状または棒状の取付基体A811bの下面へ上方シールブロックA81が設けられ、両サスペンションA813の先端(下端)は取付基体A811bの上面に取り付けられている。
一方、下方シールブロックA82は、左右横方向を長手方向とする下方取付部材A821(第2取付部材)の上部へ取り付けられている。この例では、下方シールブロックA82は、下方取付部材A821の上面へ直接設けられている。
【0074】
送り駆動部A83は、前述の送りガイドA830と、主モータA831とするモータと、当該回転軸A832に設けられて回転する回転板A833と、送り動作用リンク部材A834とを備える(
図2(a)(b)、
図5、
図6(a)及び
図7)。
【0075】
主モータA831は、この例では、左右に伸びる回転軸A832を有する電動機である。以下必要に応じて主モータA831を電動機A831と呼ぶ。
上記電動機A831は、特許請求の範囲の「主動力源」と対応するものであり、前後に移動する作動フレームA85に対し包装装置本体A1(搬送コンベヤA4)の不動の箇所(前後に移動しない箇所)、或いは包装装置本体A1を設置する床へ固定されている。このため、作動フレームA85が搬送方向Xに沿って前後方向に移動しても、移動電動機A831は何れの方向にも移動しない。
【0076】
送り動作用リンク部材A834の一端部は作動フレームA85に軸支され、送り動作用リンク部材A834の他の一端部は回転板A833の回転の中心から外れた即ち当該中心から偏心した位置にて回転板A833に軸支されることにて、送り動作用リンク部材A834は作動フレームA85と回転板A833とをリンクしている。
送り駆動部A83は、搬送方向Xと逆の方向を往路とし搬送方向Xと同じ方向を復路として、電動機A831による回転板A833の回転により、第1案内棒A45及び第2案内棒A46(送りガイド)に沿って作動フレームA85を押し・引き、作動フレームA85を往復動作させる(
図2(a)(b))。
【0077】
作動フレームA85の底部A852には、前述の送りガイドA830へ嵌められるガイド受部A854が設けられている(
図6(a)及び
図7)。
送りガイドA830は、前後に移動する作動フレームA85に対し包装装置本体A1(搬送コンベヤA4)の不動の箇所(前後に移動しない箇所)、或いは包装装置本体A1を設置する床へ固定されて、前後に伸びる。
ガイド受部A854は、送りガイドA830に沿って作動フレームA85と共に前後に移動するものであり、前述の通り送りガイドA830によって作動フレームA85は当該前後の移動をガイドされる。
【0078】
この例では、ガイド受部A854は、作動フレームA85の底部A852の上面において、底部A852の左右端付近の夫々に設けられており、前後に貫通する貫通部を備える。送りガイドA830は、左右一対の棒状体でありガイド受け部A854の上記貫通部に通されて、夫々前後に伸びる。各送りガイドA830の先端及び後端の夫々は、包装装置本体A1(搬送コンベヤA4)の上記不動の箇所又は上記床へ固定された固定部A830aにて当該不動の箇所又は床へ固定されている。
【0079】
挟み駆動部A84は、副モータA841とするモータと、回動軸A842に設けられた回動板A843と、切返し用リンク部材A844と、左右方向へ伸びて作動フレームA85の内側空間に渡された主軸A845と、主軸A845に設けられた切返し用腕A846と、主軸A845に設けられた2本の第1腕A847aと、第1腕A847aの夫々を上方シールブロックA81へ連結する左右一対の第1連結部A848aと、主軸A845に設けられた2本の第2腕A847bと、第2腕A847bの夫々を下方シールブロックA82へ連結する左右一対の第2連結部A848bとを備える。
【0080】
副モータA841は、この例では左右に伸びる回動軸A842を備えたサーボモータである。以下、必要に応じて副モータA841をサーボモータA841と呼ぶ。
サーボモータA841は、作動フレームA85に設けられて上記回動軸A842を回転(正転)及び逆回転(逆転)させる。サーボモータA841は、特許請求の範囲に記載の「副動力源」に対応するものであり、上記電動機A831(主動力源)とは別個のモータである。
尚、この例において、副モータA841は、所定の回転角度で回動板A853を回転及び逆回転させることができるものであればよく、上記のサーボモータ以外の周知の他のモータを採用することができ、例えばステッピングモータやリニアモータを副モータA841として採用することができる。即ち副モータA841については回転範囲の制御が可能なモータであればよい。尚副モーターA853をリニアモータとする場合、回動板A843を回転させるものとしてもよいし、直接両シールブロックA81,A82を直線的に移動させるものとしてもよい。
切返し用リンク部材A844は、回動板A853の回動の中心から外れた位置即ち当該中心から偏心した位置にて回動板A853に一端を軸支されている。
【0081】
主軸A845は作動フレームA85に軸支され、回動することができる。この例では、主軸A845は 左右一対の軸受A845aを介して作動フレームA85の底部A852へ支持されている(
図4及び
図5)。この他、主軸A845は両端部を作動フレームA85の側部A853に軸支されるものとしてもよい。
尚
図7及び
図8において図面の煩雑を避けるため、上記軸受A845aは省略している。
【0082】
また前述の通り、
図7及び
図8では、両シールブロックA81,A82の動作の説明を主眼とするため実際よりも各部が簡略に描かれている。作動フレームA85や両シールブロックA81,A82の円滑で安定した動作を実現するため、実際には
図7へ示す送りガイドA830とガイド受部A854、案内用レールA40と被案内部A80、第1及び第2案内棒A45,A46と第1及び第2受部A801,A802、縦ガイド86と上方及び下方取付部材A811,A821以外にも、各部の動作のガイドや案内の手段を設けて実施するのが好ましい(
図7、
図3(A)(B))。
【0083】
上記の切返し用腕A846は、主軸A845に設けられて上記の通り主軸A845の伸びる方向に対し交差する方向へ伸びると共に先端部を切返し用リンク部A844の他の一端へ軸支されている(
図7及び
図8)。
2本の第1腕A847aは何れも、左右方向について切返し用腕A846と異なる位置にて主軸A845に設けられており上記の通り主軸A845の伸びる方向に対し交差する方向に伸びる。2本の第1腕A847aのうち1本は、左右に伸びる主軸A845の左端寄りに設けられ、2本の第1腕A847aのうち他の1本は、左右に伸びる主軸A845の右端寄りに設けられている。
【0084】
この例では、第2腕A847bの夫々は、主軸A845の左右方向について第1腕A847bと同じ位置に設けられて、第1腕A847bと反対方向に伸びる。即ち、第2腕A847bは主軸A845の外周面上において、第1腕A847aとの間に略180度の角度を持って伸びる。
【0085】
図7へ示す通り、主軸A845の長手方向の中央部分が貫かれた状態に主軸A845へ形成された棒状体又は板状体の一端側を上記第1腕A847aとし、当該棒状体(板状体)の他の一端側を上記第2腕A847bとして実施することができる。但し、1本の上記棒状体(板状体)にて第1腕A847aと第2腕A847bの対を構成するものに限定するものではない。第2腕A847bは、第1腕A847aに対し主軸A845における左右方向の異なる位置に設けられるものとしてもよいし、また第1腕A847aと第2腕A847bの間の角度は上記180度以外の鈍角としてもよい。
【0086】
第1連結部A848aの夫々については、各第1腕A847aの先端部へ一端が連結され他の一端が上方シールブロックA81(第1構成部)へ取り付けらけている。
この例において、各第1連結部A848aは直接上方シールブロックA81へ連結されているのではなく、上方シールブロックA81を設けられた上記の上方取付部材A811へ各第1連結部A848aの上記他の一端が取り付けられている。
【0087】
詳しくは第1連結部A848aは、上下に伸び且つ上方取付部材A811の左右端部付近へ上端を固定された縦部A848aaと、縦部A848aの下端に延設されて当該下端から前後方向(この例では前後方向について後方)へ伸びる横部A848abとにて構成され、作動フレームA85の側面視において縦長のL字を呈する(
図6(b)(c)、
図7及び
図8)。
【0088】
横部A848abには、横部A848abの長手方向に沿って前後に伸びるスライド案内部A848acが設けられている。この例ではスライド案内部A848acは、横部A848aを左右に貫通し横部A848abの長手方向に沿って前後に伸びる長孔であるが、横部A848abの長手方向に沿って前後に伸びる溝として形成してもよい。
【0089】
第1腕A847aの先端部には、上記スライド案内部A848acに案内される案内用部A847aaが設けられている。
この例では、案内用部A847aaは、長孔であるスライド案内部A848acへ挿入される突起である。案内用部A847aaは、主軸A845の回転・逆回転に伴いスライド案内部A848ac内にてスライド案内部A848acの伸びる前後方向へ変位することができる。
【0090】
第2連結部A848bの夫々については、各第2腕A847bの先端部へ一端が軸支され他の一端が下方シールブロックA82(第2構成部)へ取り付けられている。
この例では、第2連結部A848bの夫々は、連結リンク部材A848baと、下方取付部材A821の下面へ設けられ下方へ突出する板状の下方突出片A848bbとにて構成されている。
連結リンク部材A848baの一端は上記第2腕A847bの先端部へ軸支され、連結リンク部材A848baの他の一端は下方突出片A848bbの下端部に軸支されている。
【0091】
回動板A853における切返し用リンク部材A844の軸支された位置が、主軸A845から最も遠くにあるとき、切返し用リンク部材A844と切返し用腕A846との間の挟角は最も大きく、この例では当該挟角は180度或いは180度に近い鈍角である(
図7)。このとき上方シールブロックA81が上下方向に移動し得る最上点に位置し、第1腕A847aの先端側は横部A848abの伸びる(前後)方向とほぼ同じ方向を向き(
図7)、スライド部A847aaはスライド案内部A848ac内で横部A848abの長手方向について縦部A848aaから最も遠くに位置する(
図6(b)及び
図7)。
【0092】
一方回動板A843における切返し用リンク部材A844の軸支された位置が、主軸A845の最も近くにあるとき、切返し用リンク部材A844と切返し用腕A846との間の挟角は最も小さく、この例では当該挟角は鋭角である(
図8)。このとき上方シールブロックA81が上下方向に移動し得る最下点に位置し、前後に伸びる横部A848abに対し第1腕A847aの先端側は下方へ傾き(
図8)、スライド部A847aaはスライド案内部A848ac内で横部A848abの長手方向について縦部A848aaへ最も近くに位置する(
図6(c))。
【0093】
サーボモータA841の回動により、回動軸A842と共に回動板A843が回動する。回動板A843における切返し用リンク部材A844の軸支された位置が回動板A846の周方向について変位する。例えばサーボモータA841は、回動板A853における切返し用リンク部材A844の軸支された位置が、主軸A845から上記の最も遠くにある状態(
図7)からサーボモータA841の回転により主軸A845から上記の最も近い位置へ向け変位する(
図8)。
【0094】
切返し用リンク部材A844の上記変位に伴い、縦部A848aが第1腕A847aの案内用部A847aaにより下方へ引き下げられて上方取付部材A811と共に、上方シールブロックA81が降下し、このとき案内用部A847aaは、主軸A845の回転により旋回する第1腕A847aの動きにて周回し、スライド案内部A848acに対し上記の通りスライド案内部A848acの伸びる前後方向について後方へ向け変位する。
【0095】
また切返し用リンク部材A844の上記変位に伴い、第2腕A847bが旋回し第2腕A847bと連結リンク部材A848baとの間の角度を増大させることで、連結リンク部材A848baを押し上げ、連結リンク部材A848baの当該押し上げにより下方突出片A821が上方へ押されて下方取付部材A821と共に下方シールブロックA82が上昇する(
図6(b)(c)及び
図8)。
【0096】
切返し用リンク部材A844の上記変位により当該軸支された位置が主軸A845から上記の最も近い位置に到達した際、上方シールブロックA81が降下し得る最下点に到達し下方シールブロックA82が上昇し得る最上点に到達して、上方シールブロックA81と下方シールブロックA82とが近接し、両シールブロックA81,A82間にフィルムシートfが挟まれ、両シールブロックA81,A82の発熱部A81b,A82bの発熱にて端部シールTsがフィルムシートfへ形成される。
発熱部A81b,A82bによる上記端部シールTsの形成と共に前述の切断刃81aと刃受部81bとにて当該端部シールTsを挟み、端部シールTsを切断することで、フィルムシートfを前後に切り分け、包装体100を形成する(
図2(a)(b)及び
図8)。
この例では、上方取付部材A811が降下し同時に下方取付部材A821が上昇した際、上方取付部材A811が可動範囲の最下位置(最下点)へ尚且つ下方取付部材A821が稼働範囲の最上位置(最上点)へ夫々到達する前に、上方シールブロックA81が下方シールブロックA82へ当接し、バネを備えた上記サスペンションA813の付勢にて両シールブロックA81,A82同士が押し合い邪魔し合う状態となり始める。
両シールブロックA81,A82の前後方向の位置が異なり邪魔し合う状態とならないものと仮定し、正面視において、上方シールブロックA81が下方シールブロックA82へ重なるものとすると、両シールブロックA81,A82同士の上記重なる幅が凡そ1〜3mmの範囲内となるように、上方取付部材A811の最下位置と下方取付部材A821が稼働範囲の最上位置を選択し設定するのが好ましい。但し当該(重なり)幅は適切にシールできれば他の値に変更可能である。
特にこの例では、副モータA841を正転・逆転可能なモータとし、前述の作業者による上記記憶部のデータの事前の操作にて、副モータA841の回動軸A842の回動範囲を180度より若干小さいものから選択するものとして、仮に回動軸A842が180度回動(1回転)できるものとした場合における上方取付部材A811の下死点及び下方取付部材A8の上死点の夫々に両取付部材A811,A812が到達する前に、上方シールブロックA81は下方シールブロックA82と当接し押し合い始め、上記到達前に両シールブロックA81,A82がフィルムシートfを適切な圧力で挟み端部シールTsを形成するものとすることができる。
上記上方取付部材A811の下死点及び下方取付部材A8の上死点の夫々を上方取付部材A811が可動範囲の最下位置(最下点)とし下方取付部材A821が稼働範囲の最上位置(最上点)としてしまうと、上記回動角度の選択による端部シールTsを形成するシール圧の変更が困難となり、当該シール圧の変更が簡便に行えなくなる。
【0097】
この例では、上方取付部材A811には切断刃A81aを支持する昇降駆動部A81aが設けられている(
図7及び
図8)。昇降駆動部A811aは、取付基体A811bと上方シールブロックA81に対し切断刃A81aを昇降させる。
取付基体A811bと上方シールブロックA81には、取付基体A811bと上方シールブロックA81を上下に貫き切断刃A81aを収容する挿通部A811cが設けられている(
図2(a)(b)、
図4、
図7及び
図8)。
【0098】
昇降駆動部A811aは、先端部(下端部)に上記切断刃A81aを固定されたピストンロッドと、当該ピストンロッドを収容し気体又は液体などの流体圧にて当該ピストンロッドを下方に向けて出没させるシリンダとによって構成することができる。
【0099】
両シールブロックA81,A82同士の近接した状態において、形成された端部シールTsに向け、昇降駆動部A811aによる降下にて挿通部A811c内に収容されている切断刃A81aを上方シールブロックA81の下面から下方へ突出させて刃受部A82aへ接触させフィルムシートfの上記切断を行う。上記切断の完了により、昇降駆動部A811aは切断刃A81aを上昇させて挿通部A811c内へ切断刃A81aを没せしめる。
昇降駆動部A811aは、上記のピストンロッドとシリンダ以外に、モータにて機械的に切断刃A81aを昇降させるものとしても実施できる。
【0100】
切返し用リンク部材A844の上記変位により、当該軸支された位置が主軸A845から上記の最も近い位置に到達して、両シールブロックA81,A82による端部シールTsとその上記切断が完了すると上記サーボモータA841は逆回転する。サーボモータA841の逆回転により当該軸支された位置が主軸A845から上記の最も近くにある状態(
図8)から元の上記最も遠い位置へ向け変位する(
図7)。
【0101】
切返し用リンク部材A844の当該変位に伴い、縦部A848aが第1腕A847aのスライド案内部A848acにより上方へ押し上げられ上方取付部材A811と共に、上方シールブロックA81が上昇し、このとき案内用部A847aaは、主軸A845の逆回転により旋回する第1腕A847aの動きにて上記と逆方向へ周回し、スライド案内部A848acに対し上記の通りスライド案内部A848acの伸びる前後方向について前方へ向け変位する。
【0102】
また切返し用リンク部材A844の当該変位に伴い、第2腕A847bが旋回し第2腕A847bと連結リンク部材A848baとの間の角度を縮小させることで、連結リンク部材A848baを押し下げ、連結リンク部材A848baの当該押し下げにより下方突出片A821が下方へ引かれて下方取付部材A821と共に下方シールブロックA82が降下する(
図6(b)(c)及び
図7)。
【0103】
上記の通り、上方シールブロックA81が上昇し、下方シールブロックA82が降下することで、両シールブロックA81,A82の間は元の開放された状態となり、形成された包装体100に続く、被包装物Bとフィルムシートfを前進させることが可能となる。
サーボーモータA841は、上記の回転と逆回転を繰り返すことで、切返し用リンク部材A844と切返し用腕A846とを屈伸させる。この屈伸により、上記の通り切返し用腕A846の向きが変わり、主軸A845を回転及び逆回転させるのである。
【0104】
(検知部A9)
検知部A9は、寸法検出センサーA91と、位置検出センサーA92とを備える(
図1(b)(c)、
図2(a)(b))。
包装装置本体A1と供給コンベヤA2との間に、被包装物Bの長さLを検出する上記寸法検出センサーA91が配置されている。寸法検出センサーA91として、被包装物Bの高さ方向の概略の大きさも検出できるように、この例では、光センサーが上下に3対(上から順に、最上位の上光センサーA91a,中段の中光センサーA91b,最下位の下光センサーA91c)配置されている。
【0105】
被包装物Bの長さの検出のみで足りる場合には、寸法検出センサーA91として、左右又は上下に1対の光センサーのみ配置したものを採用できる。また、寸法検出センサーA91として、光学式の方式の他、超音波センサー、リミットスイッチなどの機械式のものを採用することができる。
光学式の方式のものとして、光センサーの他、画像認識可能なカメラを備えたものを採用することができる。
【0106】
位置検出センサーA92は、センターシール部A7より搬送方向Xの上流がであって主搬送部A41の下流端付近へ配置される。位置検出センサーA92は、被包装物Bの搬送方向Xについての位置を検出する。
この例では、位置検出センサーA92は、作動フレームA85へ設けられ主搬送部A41の上方に位置し、位置検出センサーA92の直下へ搬送されてきた被包装物Aの到来を検出する。
位置検出センサーA92を作動フレームA85へ設けることによって、位置検出センサーA92は、前後方向(搬送方向X)について両シールブロックA81,A82との間の距離を一定に保ったまま作動フレームA85と共に前後に移動することでができる。
また前後方向について、位置検出センサーA92と両シールブロックA81,A82との間の距離を0又は0に近いものとすることができ、被包装物Bの寸法に拘わらず、シール動作直前での被包装物Bの位置ずれを検出することができる。
尚、作動フレームA85において、主搬送部A41の左右に位置検出センサーA92を配置するものとしてもよい。
【0107】
寸法検出センサーA91にて検出した被包装物B個々の長さから、制御部A10の制御による供給コンベヤA2と搬送コンベヤA4の搬送速度の制御により、各被包装物B間の間隔dを一定とする(
図1(b))。位置検出センサーA92は、到来を検出した被包装物Bの到来時刻或いは通過時刻と寸法検出センサーA91の検出した当該被包装物Bの長さから、後続の被包装物Bとの間に一定の上記間隔dが保たれているか即ちフィルムシートf上にて被包装物Bの位置ずれが生じていないかを検出する。上記時刻は、寸法検出センサーA91への到来或いは通過を起点として、制御部A10が取得する、(後述する制御部A10の)タイマーのカウントした経過時間とすることができる。
【0108】
包装可能な個々の被包装物Bの長さは、1mm以上であり、当該長さの上限は搬送コンベヤA4で移送できる寸法となる。従って、被包装物Bの長さの上限は、搬送コンベヤA4(主搬送部41)の搬送方向Xの長さ(機械寸法)に左右される。
被包装物Bを包装するに必要なフィルムシートfの長さは、検知部A9のセンサにて被包装物B毎に必ず実測(測長)して割り出したものとなるため、被包装物Bの長さの上限については当該測長が可能であることが条件となる。
例えば、上記機械寸法を1400mmとした場合、通常被包装物Bの前後の寸法(袋長さ)は40mm〜1400mmとするのが好ましく、機械寸法を800mmとする場合、通常被包装物Bの前後の寸法(袋長さ)は40mm〜800mmとするのが好ましい。
ここで袋長さとは、端部シールTsの前後方向の幅(トップシールToの前後幅+テールシールTaの前後場)+前後の端部シールTs間の長さ(袋の余白)である。
上記袋の余白とは、被包装物Bの寸法・形状によって変わるが、食品を包装する通常の包装装置を想定した場合、10mm〜30mmとするのが一般的であり、端部シールTSの前後方向の幅は凡そ12〜20mmが一般的である。
但し、上記の各数値範囲は、例示であり、適切な包装体100の形成が可能であれば、上記の数値範囲を逸脱するものであってもよい。
また位置検出センサーA92には、光学センサーを採用することができる。光学センサーとしては、例えば、光を発する投光部と、当該投光部の発した光を受光部する受光部とを備え、投光部の発した光が遮られることにより被包装物Bの到来を検出するものを採用すればよい。但し、寸法検出センサーA91のように被包装物Bの寸法を検出する必要はないので、位置検出センサーA92は、一対の上記投光部と受光部のみの簡単な構成で実施することができる。
【0109】
(制御部A10)
制御部A10は、演算部と記憶部と入力部と出力部とを備えたコンピューター(組込式のコンピュータ)にて構成することができる(
図9)。
上記出力部には、供給コンベヤ駆動モータM1と、搬送モータM2と、駆動ローラA61及び加熱ローラA71を駆動するセンター駆動モータM3と、電動機A831と、サーボモータA841と、センター加熱ヒータH1と、発熱部A81b,A82bと昇降駆動部A811aとが電気的に接続されている。
上記入力部には、寸法検出センサーA91(A91a,A91b,A91c)と、位置検出センサA92と、サーボモータA841とが電気的に接続されている。
上記出力部に対する各部の上記電気的接続は、信号線を介し或いは無線により行われる信号の送受信の可能な接続であり、上記入力部に対する各部の上記電気的接続についても同様である。
制御部A10は、少なくともサーボモータA841を制御する駆動制御部を備える(図示しない)。
上記記憶部は、前記回動角度の範囲を設定するデータを収容することができる。
前記駆動制御部は、上記記憶部に収容されたデータに基づき、サーボモータA841の回動角度の範囲を制御する。
前記記憶部は、回動サーボモータA841の回動軸A842の回動角度の範囲について、当該範囲内の複数の角度又は当該範囲を規定する上限角度及び下限角度の角度データを収容しており操作部(図示しない)を通じ作業者は上記角度範囲から事前に回動角度を選択して包装装置を稼働するものとするか、或いは、操作部を通じて直接角度データを上記記憶部へ入力しておく。上記駆動制御部は、上記記憶部を参照し、上記にて選択された或いは入力された回動軸A842の回動角度にてサーボーモータA841を回動させるものである。
【0110】
また、制御部A10は、経過した時間を検出するタイマーを備える。この他、挟み駆動部A84もタイマーを備えるものとしても実施できる。両シールブロックA81,A82の近接している時間即ち両シールブロックA81,A82の発熱部A81b,A82bがフィルムシートfを挟んでいる時間を制御部A10又は挟み駆動部A84の上記タイマーが計測し所定の時間の経過を検出すると、両シールブロックA81,A82の前後方向の位置に拘わらず即ち送り駆動部A84による駆動の状態に関わらず、制御部A10は速やかに挟み駆動部A84(サーボモータA841)を駆動させて両シールブロックA81,A82間を開きフィルムシートfを開放することができる。
【0111】
(端部シール部6の動作のタイミング)
上記構成を採る、送り駆動部A83と挟み駆動部A84によって実現される両シールブロックA81,A82の動作を中心に説明する。
前述の送り駆動部A83による作動フレームA85の前後方向(搬送方向X)についての往復運動により、作動フレームA85に設けられた両シールブロックA81,A82が搬送方向Xについて往復運動する(
図2(a)(b)、
図3(a)(b))。
詳しくは、位置検出センサーA92にて被包装物Bの到来を検出した制御部A10の制御により、送り駆動部A83は、電動機A831の回転軸A832を回転させることにより回転板A833を回転させ、送り動作用リンク部材A834を変位させることにて作動フレームA85に上記往路における移動を開始させる(
図1(b)及び
図7)。
【0112】
位置検出センサーA92にて被包装物Bの上記到来を検出した制御部A10の制御により、挟み駆動部はA84は、前述の通りサーボモータA841の回動軸A842を回転させて回動板A843を所定角度回転させることにより、切返し用リンク部材A844が変位して主軸A845を回転させ、主軸A845の当該回転により、第1腕A847a及び第2腕A847bの夫々が主軸A845と一体に回転し第1連結部A848aを変位させて上方シールブロックA81を降下させると共に第2連結部A848bを変位させて下方シールブロックA82を上昇させ、上方シールブロックA81と下方シールブロックA82とにて、主搬送部A41上で副搬送部A42へ接近した被包装物Bと当該被包装物Bに先行し既に副搬送部A42へ乗り移っている被包装物Bとの間にてフィルムシートfを挟む(
図1(c)、
図2(a)及び
図8)。
【0113】
前述の通り両シールブロックA81,A82にてフィルムシートfを挟んだ状態において、制御部A10は、発熱部A81bによる端部シールTsの形成と昇降駆動部A811aに駆動される切断刃A81aの出没によるフィルムシートfの切断とを行わせる。
両シールブロックA81,A82にてフィルムシートfを挟んで端部シールTsの形成と上記切断を行った後、制御部A10は、サーボモータA841に回動軸A842を逆回転させて回動板A843を逆回転させることにより、上記にて変位した切返し用リンク部材A844を変位前の状態に復帰させる。
【0114】
前述の通り切返しリンク部材A844の上記復帰の動作に伴い主軸A845が逆回転して第1腕A847a及び第2腕A847b夫々の向きを元の状態に戻すことで、第1連結部A848aと第2連結部A848bとを上記変位前の状態に戻し、上方シールブロックA81を上昇させて降下前の位置に戻すと共に下方シールブロックA82を下降させて上昇前の位置に戻す(
図7)。
制御部A10は、少なくとも両シールブロックA81,A82による端部シールTsの形成及びフィルムシートfの切断後、前述の通り電動機A831にて回転軸A832を回転させることにより回転板を上記と同じ方向へ更に回転させ、送り動作用リンク部材A834を元の状態に向け変位させることで作動フレームA85に上記復路における移動を行わせる。
【0115】
両シールブロックA81,A82がフィルムシートfを挟んで端部シールTsを形成している間、送り駆動部A83は、両シールブロックA81,A82を搬送方向Xへ移動させることにより、フィルムシートfの搬送に寄与する。
両シールブロックA81,A82がフィルムシートfを挟んだ状態で送り駆動部A83による両シールブロックA81,A82の搬送方向Xへの移動が停滞した際、前述の通り挟み駆動部A84は両シールブロックA81,A82を開くように制御部A10に制御される。
【0116】
(不揃いの被包装物Bの包装)
以下、包装する複数の被包装物Bが不揃いの農作物の場合を例に採って説明する。
フィルムロールFから引き出した帯状のフィルムfを、所定の状態に製袋器A5や、合掌部A6及びセンターシール部A7の各ローラへセットした後、包装装置Aの主電源をONにして、制御部A10の操作パネルのスタート釦を押す(図示しない)。
【0117】
上記スタート釦の操作を受け付け、制御部A10は、供給コンベヤA2及び包装装置本体A1を稼働させる。即ち、供給コンベヤA2の供給コンベヤ駆動モータM1、寸法検出センサーA91、センター加熱ヒータH1を稼働させると共に(
図11(a))、搬送モータM2、センター駆動モータM3、発熱部A81b,A82b、電動機A831、サーボモータA841及び昇降駆動部A811aを稼働可能な状態にする。
【0118】
上記の状態で、作業者或いは供給コンベヤA1より上流側に配置され別のコンベヤが供給コンベヤA2上に被包装物Bを、順次載置する。農作物である被包装物Bは、加工食品や工業製品と異なり、通常夫々長さが異なる(不揃いである)。
尚、
図11(a)では、供給コンベヤ駆動モータM1と搬送モータM2とセンター駆動モータM3とセンター加熱ヒータH1の制御についてのみ記載しているが、包装装置A1の通常運転における電動機A831による搬送方向Xについての動作タイミングは、搬送モータM2と同期しているので省略する。また、加熱ローラA71の発熱のタイミングもセンター加熱ヒータH1と同様であるので省略する。
【0119】
被包装物Bは、供給コンベヤA2によって、包装装置本体A1側へ供給される。当該供給を寸法検出センサーA91が検出すると、制御部A10は搬送モータM2、センター駆動モータM3を稼働させる。
最初に供給された被包装物Bは、フィルムシートfに載せられた状態で搬送コンベヤA4(主搬送部A41)によって下流の上記センターシール部A7へ向けて搬送される。
【0120】
上記被包装物Bがセンターシール部A7へ向けて搬送されると、寸法検出センサーA91が非検出の状態になる。当該非検出状態で、供給コンベヤA2から次の被包装物Bが搬送されくると、再び寸法検出センサーA91が当該次の被包装物Bを検出する。
上記の次の被包装物Bを検出を行うと、制御部A10は、供給コンベヤA2を、
図11(a)に示すように、所定時間t(後述の「間隔d」を定める任意に設定できる時間:例えば、1秒間)から供給コンベヤA2の被包装物Bの供給間隔T1,T2,T3を減算した値、即ち時間t1(t1=t−T1),t2(t2=t−T2)だけ供給コンベヤA2を停止させて、次に供給される被包装物Bを供給コンベヤA2上で待機させ、或いは時間t3だけ、搬送モータM2及びセンター駆動モータM3を一次的に停止させて、次に供給されくる被包装物Bを待機させる。
【0121】
上記の待機により、搬送コンベヤA4(主搬送部A41)上でフィルムシートfを介して搬送される各被包装物B間の間隔dを一定にすることができる。また、搬送モータM2及びセンター駆動モータM3を一次的に停止させた場合、制御部A10は強制的に挟み駆動部A84(サーボモータA841)を駆動させて両シールブロックA81,A82間を速やかに開放させ、フィルムシートfの溶融を防ぐ(
図11(a)の破線部分)。
【0122】
尚、搬送モータM2及びセンター駆動モータM3の上記停止により直ちに制御部A10が挟み駆動部A84に両シールブロックA81,A82間を開放させるのではなく、前述のタイマーによる両シールブロックA81,A82近接状態での所定時間の経過の検出により、制御部A10が挟み駆動部A84に両シールブロックA81,A82間を開放させる制御のみ行うものとしてもよい。
緊急時において上記両シールブロックA81,A82間を開放するのと共に或いは当該開放に代え、センター加熱ヒータH1の発熱を一時停止させるものとしてもよい。
【0123】
上記時間t1,t2,t3が経過すると、つまり先に供給した先行する被包装物Bとの間に所定の間隔d(
図1参照)が形成されると、制御部A10は、
図11(a)へ示す通り、次の即ち後続の被包装物Bが搬送コンベヤA4へ供給されるように、制御部A10は、供給コンベヤA2又は/及び搬送コンベヤA4(供給コンベヤ駆動モータM1又は/及び搬送モータM2)を制御する。
【0124】
送り駆動部A83の電動機A831も搬送モータM2と同期して回転し、その結果両シールブロックA81,A82がフィルムシートf挟んでいる間、両シールブロックA81,A82の搬送方向Xへの移動速度を、搬送コンベヤA4(主搬送部A41及び副搬送部A42)の搬送速度と同じ速度とする。包装装置本体A1の搬送コンベヤA4(主搬送部A41)上には、被包装物Bが常に一定の間隔d(
図1(b))を空けて順次送り込まれることになる。
【0125】
また、前述のように包装装置本体A1の搬送コンベヤA4(主搬送部A41)に被包装物Bが供給され、寸法検出センサーA91によって、当該被包装物Bの長さと高さに関するデータ、例えば長さに関するデータとしては「何秒間」寸法検出センサーA91(光センサーA91a〜A91c)が作動したかのデータが検出されると、制御部A10は、検出された当該データと供給コンベヤA2又は搬送コンベヤA4の搬送速度に基づいて、被包装物Bの長さLを演算により得ると共に、当該長さLに一定値である前後の余裕長さ(余材長さ)を加算し、包装に必要なフィルムシートfの長さに関するデータとし、加算値Lmを得る。
【0126】
更に、制御部10は、上記高さに関するデータとして寸法検出センサーA91の上下に3対配置した上中下の光センサーA91a〜A91cにより、「Lo(低い)」,「Mi(中)」,「Hi(高い)」の3種類のうちの何れかが検出されると、次のように加算値Lmを更に補正値で補正する。即ち、検出した高さに関するデータが低位の下光センサーA91cのみが検出した上記「Lo」の場合には、例えば、補正値「0」を、低位と中間位置の中下の光センサーA91b,A91cも検出した上記「Mi」の場合には、例えば補正値「25mm」を、高位の上光センサーA91aも検出した上記「Hi」の場合には、例えば補正値「40mm」を、上記加算値Lmに加算して、供給すべきフィルムシートfの長さの最終値Leを得る。
【0127】
制御部A10は、上記演算で得た最終値Leを、メモリ(上記記憶部)の中に格納すると共に最終値Leに基づいて当該制御部A10の上記演算部で当該被包装物Bの包装に必要なフィルムシートfの長さを確保すべく、引出しローラA31の回転数(回転総数)と搬送コンベヤA4の搬送量と、センター駆動モーターM3にて回転する駆動ローラA61及び加熱ローラA71の回転数(回転総数)と、端部シール部A8の電動機A831の回転軸A832及びサーボモータA841の回動軸A842の回転による両シールブロックA81,A82(発熱部A81b,82b)の動作パターン即ち「ボックスモーション」の動作軌跡kの各工程(
図10(a)の各工程Pa,Pb,Pc,Pd,Pe参照)の動作速度と各動作のタイミングを瞬時に演算して、当該演算結果に基づいて、搬送モータM2、センター駆動モータM3、電動機A831及びサーボモータA841を制御する。
【0128】
具体的には、この例の(横ピロー型)包装装置Aでは、被包装物B が供給コンベヤA2上に短い間隔(上記「d」より小さな間隔)を空けて連続して供給されている限りにおいて、最大限の処理能力を引き出すために、制御部A10は、搬送モータM2(引出ローラA31と搬送コンベヤA4)とセンター駆動モータM3(駆動ローラA61及び加熱ローラA71)について、一定の速度(回転速度及び搬送速度)で連続して動作させることになり、供給される上記各被包装物Bに対し、制御部A10は、両シールブロックA81,A82の動作パターンと動作タイミングを演算で得て、当該演算結果に基づいて送り駆動部A83の電動機A831と挟み駆動部A84のサーボモータA841を制御する。
【0129】
前述のように、被搬送コンベヤ7A4上において包装物Bを乗せたフィルムシートfは、上記フィルムガイドを経て、合掌部A6の駆動ローラA61対及びセンターシール部A7の加熱ローラA71によって、フィルムシートfの左右幅方向の両端部にセンターシールSsが形成されて当該フィルムシートfは筒状にされる。
【0130】
次に、センターシール部A7から下流方の端部シール部A8に搬送され、制御部A10の制御の下、上記演算で得たフィルム長の最終値Leの基準となるタイミングによって、筒状にされた(センターシールSsが形成された)フィルムシートfにおける被包装物Bの前方(前端部分)がシールされて端部シールTsを設けられる。
【0131】
また、この例では、端部シールTsの形成中も、被包装物B を内包したフィルムシートfは、搬送コンベヤA4、合掌部A6の駆動ローラA61対及びセンターシール部A7の加熱ローラA71対により一定の速度で搬送方向に送られる一方において、上記の「ボックスモーション」の動作に起因して、シールブロックA81,A82が、当該フィルムシートf及び搬送コンベヤA41の搬送速度と同じ速度で搬送方向Xに移動する。
【0132】
このため、一定時間即ち「ボックスモーション」動作中の、搬送方X向へ移動している間は、フィルムシートfは両シールブロック2A81,A82間に挟持された状態で所定の温度の熱を加えられる。このようにして、フィルムシートfへ確実に端部シールTsが形成される。
【0133】
次に、被包装物Bが、搬送コンベヤA4とフィルムシートfによって、上記最終値Leに相当する長さ(より正確には該「相当する長さ」より所定長さ短い値)分搬送方向に送られると、端部シール部A8では再び前述の「ボックスモーション」動作を繰り返して、被包装物Bを内包した筒状のフィルムシートfにおける被包装物Bの後方(後端部位)に端部シールTsが形成され、その結果、被包装物Bのフィルムfによる包装が完了する。
尚、上記の通り、筒状のフィルムシートfにおける被包装物Bの後方(後端部位)に端部シールTsが形成された際に、次の(後続の)被包装物Bの前方(前端部分)へ端部シールTsを同時に形成するよう構成してもよい。
【0134】
続いて、次の(後続の)被包装物Bを内包した筒状のフィルムシートfが、端部シール部A8に送られ、当該後続の被包装物Bに関する上記メモリーへ格納されている最終値Leに基づいて、前述の先行する被包装物Bにたいするのと同様の包装が行われる。つまり、上記後続の被包装物Bについても、当該後続の被包装物Bの長さに対応した長さのフィルムシートfで包装される。
上記の通り、所定の間隔を空けて順次供給される被包装物Bについて、被包装物B夫々の長さに対応した過不足のない長さのフィルムシートfにて包装することができる。
【0135】
この包装装置Aにおいては、
図11へ示すように、被包装物Bの長さLにより、制御部A10は、シールブロックA81,A82の動作パターンを自在に変更できる。
例えば、上記「長さL」が所定値(シールブロックA81,A82の動作軌跡)より小さい場合、
図11(b)へ示すように端部シールTsの形成中(
図10(a)の工程Pc)の前後ではシール中の速度(搬送速度)より速い動作で動作させ、上記「長さL」が所定値(シールブロックA81,A82のの動作軌跡)より大きく且つ第2の所定値(シールブロックA81,A82の動作軌跡の搬送方向Xについての長さの約1.7倍)より小さい場合には、
図11(c)へ示すように、上記端部シールTsの形成中(
図10(a)の工程Pc)の前後ではシール中の速度(搬送速度)より低い速度で動作させる。
【0136】
また、シールブロックA81,A82は常に動作するように制御するとき、迅速な動作が必要となる上記第2の所定値(シールブロックA81,A82の動作軌跡の搬送方向Xについての長さの約1.7倍)より短い長さLの被包装物Bの場合には、常に動作していることで動作部分の慣性力に影響されず、迅速な動作を可能とする。
【0137】
一方、前記「長さL」が上記第2 の所定値(シールブロックA81,A82の動作軌跡の搬送方向Xについての長さの約1.7倍)より大きい場合には、
図11(d)へ示すように、端部シールTsの形成中(
図10(a)の工程Pc)の前後ではシール中の速度(搬送速度)より低い速度で動作させ且つその前後において動作を停止させるよう制御してもよい。動作速度が遅いことで動作部分の慣性力の影響を受け難いためである。
上記の通り制御部A10により、被包装物Bの高さ(寸法)に合わせて挟み駆動部A84が動作するように制御すると、被包装物Bの長さにあった動作だけでなく、各被包装物Bの高さに合った昇降量で昇降させることができ、より作業効率の高い包装装置を実現することができる。
【0138】
(被包装物Bの位置ずれへの対処)
上述してきた両シールブロックA81,A82のボックスモーションを、複数の長さの不揃いな被包装物B1,B2,B3の包装に対し行う場合を例に採って説明する。
制御部A10による各部の上記制御により、複数の長さの不揃いな被包装物B1,B2,B3同士の間にも、一律に一定の間隔dを維持して被包装物B1,B2,B3を搬送方向Xへ搬送する(
図10(b))。
【0139】
図10(b)は、先頭の被包装物B1とその後続の被包装物B2との間へ両シールブロックA81,A82により端部シールTsを形成した状態を示しており、
図10(c)は当該端部シールTsにてフィルムシートfが前後に切断されて、先頭の被包装物B1の後方にてフィルムシートfへテールシールTaが形成され、後続の被包装物B2の前方にてフィルムシートfへトップシールToが形成された状態を示している。
図10(c)へ示す通り、上記後続の被包装物B2の更に後続の被包装物B3は、位置ずれを起こしている。
【0140】
上記位置ずれは、通常供給コンベヤA2から包装装置本体A1の搬送コンベヤA1(主搬送部A41)への乗り移りや搬送で生じた搬送方向Xへの慣性により生じる。
一方、先頭の被包装物B1を包むフィルムシートfは、前述の昇降駆動部A811aによる切断刃A81a(
図8)の作動にて切り離され被包装物B1を包む包装体100として完成する(
図10(c)(d))。
【0141】
フィルムシートf内での被包装物B3の上記位置ずれの発生を位置検出センサーA92が検出することにより、制御部A10は、上記両シールブロックA81,A82間を開放させ(
図7)、当該ずれた被包装物Bについて搬送コンベヤA4(主搬送部A41及び副搬送部A42)による搬送にて両シールブロックA81,A82間を通過させることにより、両シールブロックA81,A82による被包装物Bの噛み込みを防ぐことができる(
図10(d))。そして後続の正常位置にある被包装物B4を位置検出センサーA92が検出したとき、再び送り駆動部A83(の電動機A831)及び挟み駆動部A84(のサーボモータA841)を駆動させて両シールブロックA81,A82ボックスモーションを再開させることにより、迅速に復旧することができる。
【0142】
(シール強度について)
シール強度は、次の要因1)〜3)で決まる。
1)両シールブロックA81,A82がフィルムシートfを挟む圧力(シール圧)
2)両シールブロックA81,A82がフィルムシートを挟む時間
3)溶着温度
【0143】
両シールブロックA81,A82間の開閉を特許文献1のように単一のモータで行うものでは、上記要因1)2)は変更できず、上記要因3)の変更のみで包装に応じたシール強度の調整を行うことになる。
本発明では、上記送り駆動部A83の電動機A831とは別にサーボモータA841を動力源とする上記挟み駆動部A84を備えるものであるため、上記要因1)2)も簡単に変更でき、より柔軟なシール強度の調整が可能である。特に上記挟み駆動部A83の動力源を上記サーボモータA841以外の、例えばエアーシリンダなどの流体圧を動力源とすると、圧力調整は気圧(シリンダの流体圧)の調整によるので、動きが遅く(能力が低く)大量の被包装物の包装には適さない。
【0144】
本発明では、特に両シールブロックA81,A82の前後動に対し独立して上下動(昇降)を行うことを可能とすることによって、一定時間両シールブロックA81,A82が当接し合うと両シールブロックA81,A82同士を離間するように設定できる。
更に本発明では、両シールブロックA81,A82の前後動に対し独立して上下動(昇降)を行えるので、(搬送方向Xについて両シールブロックA81,A82の直前に位置検出センサーA92を配置することによって)両シールブロックA81,A82の直前でフィルムシートf内での被包装物Bの位置ずれを検出しても、シールブロックA81,A82の上下動を直ちに停止させることができる。
【0145】
(変更例)
上述した実施の形態では、第1構成部と第2構成部の夫々が動作して近接離反して第1構成部と第2構成部の間を開閉する、即ち上方シールブロックA81と下方シールブロックA82の夫々が昇降して上方シールブロックA81と下方シールブロックA82の間を開閉するものとした。この他、第1構成部と第2構成部の一方のみが作動し第1構成部と第2構成部の他の一方に近接離反して第1構成部と第2構成部の間を開閉する、即ち上方シールブロックA81と下方シールブロックA82の一方のみが昇降し上方シールブロックA81と下方シールブロックA82の他の一方に近接離反して上方シールブロックA81と下方シールブロックA82の間を開閉するものとしてもよい。
【0146】
具体的には、作動フレームA85に対し、下方シールブロックA82を主搬送部A41と副搬送部A42の間の上記隙間の中へ固定し、上方シールブロックA81のみ昇降して、下方シールブロックA82との間でフィルムシートfを挟むものとして実施できる。
また、第1連結部A848aと第2連結部A848bについては、両シールブロックA81,A82(上方取付部材A811,下方取付部材A821)の夫々と第1及び第2腕A847a,A847b夫々との間を、更に別途のリンク部材を用いて連結するなど上記以外の構成を採ることができる。
両シールブロックA81,A82の円滑な動作が可能な限り、第1連結部A848aを直接上方シールブロックA81(上方取付部材A811)へ軸支し、第2連結部A848bを直接下方シールブロックA82(下方取付部材A821)へ軸支するものとしてもよい。
【0147】
更に上述した実施の形態では、両シールブロックA81,A82が発熱部A81b,A82bを備えるものとした。この他、上方シールブロックA81のみ発熱部を備えるものとしても良いし、逆に下方シールブロックA82のみ発熱部を備えるものとしても良い。
上述の上方シールブロックA81に切断刃A81aを設け下方シールブロックA82に刃受部A82aを設けるのとは逆に、下方シールブロックA82に切断刃A81aを設け上方シールブロックA81に刃受部A82aを設けて実施してもよい。
【0148】
またフィルムシートfの切断に関し、上記切断刃A81aと刃受部A82aを用いるのではなく、上記発熱部A81bとは別に端部シール形成よりも高い温度に発熱する副発熱部(図示しない。)を、切断刃A81aと刃受部A82aに代え、上方シールブロックA81と下方シールブロックA82の双方又は何れか一方に設けて、溶断により行うものとしてもよい。
図示した例において、主モータA831は、回転軸A832(回転板A833)を回転させ回転軸A832(回転板A833)逆回転させないモータとするが、主モータA831として副モータA841と同様、回転軸A832(回転板A833)を回転及び逆回転させるモータを採用することができる。即ち、主モータA831の正転にて作動フレームA85(両シールプロックA81,A82)の上記往路の移動を行い、主モータA831の逆転にて作動フレームA85(両シールプロックA81,A82)の上記復路の移動の双方を行うものとしてもよい。上記において主モータA831には副モータA841と同様、サーボモータやステッピングモータ、リニアモータといった周知の正転・逆転可能なモータを採用して実施すればよい。
既述の実施の形態において、主モータA831の回転軸A832に回転板A833が設けられ、回転板A833へは直接主モータA831から動力を供給するものとしたが、この他、プーリーとベルトなど歯車などの伝達部材を介して主モータA831の駆動力を回転板A833へ間接的に伝達するものとしてもよい。又副モータA841についても回動軸A842に回動板A843が設けられ、回動板A843へは直接副モータA841から動力を供給するものとしたが、この他、プーリーとベルトなど歯車などの伝達部材を介して副モータA841の駆動力を回動板A843へ間接的に伝達するものとしてもよい。
主モーターA831や副モーターA841にリニアモーターを採用する場合、回転軸A832や回動軸A842は存在せず、主モーターA831や副モーターA841は、回転板A833や回動板A843を電磁誘導にて回転させる。尚、上記のリニアモーターは動力の発揮する方向を直線とするイメージから「リニア」(直線)モーターと呼ぶが、本発明ではガイドを環状にしモーターの動力を発揮する方向を円(弧状)とすることで、電磁誘導にて回転板A833や回動板A843を回転や回動(回転及び逆転)させることができる。
但し、リニアモーターは、その名の通り、縦ガイドA86に沿って上下へ直線状に伸びるものとし、第1及び第2連結部A848a,A848b等の機械的部材を用いずに、両シールブロックA81,A82を昇降させるものとしてもよい。リニアモーターを上記直線状とする場合、両取付部材A811,A821同士の最接近するときの両取付部材A811,A821間の間隔に関するデータ(間隔データ)を前記記憶部へ収容するものとし、上記駆動制御部が上記記憶部に収容されたデータに基づき、両取付部材同士A811,A821が最も接近したときの両取付部材A811,A821間の間隔を変更することにて前記圧力を調整することができるものとすればよい。具体的には、上記記憶部は、第1記憶部と第2記憶部とを備えるものとし(図示しない。)、候補となる複数の上記間隔データを上記第1記憶部へ収容し、作業者が包装装置の操作部を通じて上記第1記憶部内の上記複数の間隔データの中から選択したものを上記第2記憶部へ収容し(記憶させ)、制御部A10へ上記第2記憶部を参照させるものとすればよい。尚、上記第1記憶部へ上記間隔データの上限と下限を規定するデータを設定しておき、当該上限・下限間の連続する一連の間隔データの中から、作業者が必要とする間隔データを上記操作部にて第2記憶部へ収容する(入力する)ものとしてもよい。
上記副モータに、回転駆動する上記サーボモータやステッピングモータ、或いはガイドを環状にしたリニアモーターを採用する場合、上記第1記憶部へ、候補とする複数の回転の角度データを収容し或いは選択しうる角度データについて上限と下限のデータを設定し、上記第2記憶部へ上記第1記憶部のデータの中から選択された角度データを収容する(入力する)ものとし、制御部A10へ上記第2記憶部を参照させるものとすればよい。
包装装置の初期設定において、先ず、形成する包装体の袋の長さ、包装サイクル数(包装速度)、フィルムシートfの材質や厚み、張力が特定され、次に特定したフィルムシートfの厚みや材質、張力により、シール強度設定の要素となるシール時間、シール圧、シール(溶着)温度が決定され、上記記憶部へ設定される。
通常、包装装置の一使用者においても包装に用いるフィルムシートfは種々あり、当該使用者のニーズに応じてフィルムシートfの厚みや材質の変更に包装装置が対応できることが必要である。フィルムシートfの厚みや材質が変われば適切な上記シール強度も変わるからである。本発明は、シール圧を調整できるものとして、シール強度の変更を可能とする。
シール圧の調整によりフィルムシートfの厚みの変更に対応するため、使用者において上記厚みの変更の幅内(当該厚みの上限と下限との間)で適切なシール圧を選択できるものとする、即ち、両取付部材A811,A821間の上記の最接近時の両取付部材A811,A821間の適切な間隔(最小間隔)を選択できるものとするためには、両取付部材A811,A821の位置について上記厚みの最大値と最小値から上記最小間隔選択の基準点(圧力調整基準点)を確定しておく必要がある。尚サスペンションA831は通常変更しないのでバネ定数は一定とする。
説明の便宜上、フィルムシートfを挟んでいない状態において、両シールブロックA81,A82同士が接触し合い且つサスペンションA831が圧縮されていない状態のときの両取付部材A811,A821の位置を、両取付部材A811,A821の既定位置と呼び、両取付部材A811,A821が当該既定位置にあるときの(フィルムシートf)を挟んでいない両シールブロックA81,A82同士の接触位置を無加圧位置と呼ぶ。両取付部材A811,A821を上記既定位置へ留め置いた状態で、両シールプロックA81,A82の間にフィルムシートfを挟むと、上方シールブロックA81は上記無加圧位置から上方へ位置を変えサスペンションA831は圧縮され、両シールブロックA81,A82間は加圧状態となる。
使用する、厚み最大のフィルムシートfと厚み最小のフィルムシートf夫々の厚みから、事前に両取付部材A811,A821の位置に関する上記圧力調整基準点を決定する。上記圧力調整基準点は、フィルムシートfの厚みの下限(最小)と上限(最大)の範囲内において、シール圧を強める方向への調整の基準となる点である。当該圧力調整基準点から両取付部材A811,A821間の上記最小間隔を狭める量を選択可能とする。具体的には、上記圧力基準点よりも上記最小間隔が狭く且つ選択し得る最も圧力基準点に近い両取付部材A811,A821の位置を最もシール圧の弱い位置とし、最も強いシール圧を必要とする厚み最大のフィルムシートfの厚みに対応する位置を選択しうる最もシール圧の強い位置(上記最小間隔)として、上記最小のシール圧と最大のシール圧との間で更に中間の1つ又は複数種のシール圧を得られるよう、当該中間のシール圧の夫々に対応する両取付部材A811,A821の位置(上記最小間隔)を選択でるように上記記憶部(第1記憶部)へ各データを収容しておく。上記圧力調整基準を基準に上記圧力基準点から段階的に上記最小間隔を狭めるように調整できるものとして、段階的にシール圧を強めることができるようにしておくのである。
使用者において、実際に用いるフィルムシートf(の厚み)が決まれば、上記操作部における必要なシール圧の選択操作にて、上記記憶部(第1記憶部)から適切な上記最小間隔のデータを選択する。制御部A10は、当該選択された最小間隔のデータを上記記憶部(第2記憶部)へ収容し参照する。使用者による上記操作部を通じたシール圧の選択は、他のパラメータと独立して行えるものとしてもよいが、この例ではフィルムシートfの選択にて、シール温度やシール時間と言った他のパラメータと共に設定できるものする。
副モータを上記直線状のリニアモータとする場合は、上記の通り上記各最小間隔のデータにて、直接上記リニアモータのストロークを制御すればよい。
一方、上記副モータを回転駆動源(図示した回転型サーボモータやステッピングモータなどの位置決め制御可能モータ)により両取付部材A811,A821を図示した通りクランク駆動する場合は、クランクストロークとクランク角から、回転量に対する両取付部材A811,A821の移動距離が機械的に決まるので、上記回転量を媒介値として間接的に両取付部材A811,A821の上記ストロークを制御すればよい。
即ち、上記操作部によるシール圧の選択により、当該シール圧と対応する両取付部材A811,A821のストローク量に応じた、上記回動軸の回転角度を上記演算部が算出して上記記憶部(第2記憶部)へ収容し、制御部A10が上記記憶部を参照して当該回転角度を副モーターへ与えるものとすればよい。
回転駆動源である副モータの上記制御下、両シールブロックA81,A82同士が最も離反した位置にあるときを0度として、両シールブロックA81,A82同士が近接をする際、副モータの回動軸が半回転即ち180度正転する前に、両シールブロックA81,A82同士がサスペンションA831の付勢によりフィルムシートfを挟んで互いに押し合う状態となるものであり、上記回動軸の角度範囲を前記180度以下の角度範囲から選択し両取付部材A811,A821の直線運動の範囲(ストローク)を変更することにより、シール圧力を調整することができるのである。
上述してきた通り、副モータを回転駆動源とする場合、上記挟み駆動部における回転駆動源の正転・逆転の角度範囲の選択により簡便にフィルムシートfへ端部シールを形成するためのシール圧を調整することができる。
尚、シール強度を調整するに当り、既存の包装装置においてもシール温度の変更は可能であるが、実用的なシール圧及びシール時間の調整は、本発明により初めて実現できたものである。
【0149】
上述の実施の形態では、大きさや形状が不揃いの複数の被包装物Bを包装する包装装置を例示したが、この他大きさや形状が一律の複数の被包装物Bを包装する包装装置において、本発明を実施することができる。
また本発明は、ピロー包装以外の周知の包装を行う包装装置について実施するのを制限するものではない。上述の横ピロー包装以外の包装に本願発明を実施する場合、シールブロック即ち第1構成部と第2構成部とは、上下に配置されたものに限定するものではなく、搬送コンベヤA4の左右に配置されて開閉するものとしても実施できる。また、包装体100をスタンドパックとして形成する場合、センターシールを形成せず上方が開口したものとしてもよく、この場合センターシール部A7は不要である。
【0150】
また上記の駆動ローラA61や加熱ローラA71については、センター駆動モータM3によらず、搬送モータM2からベルトとプーリ、チェーンとスプロケット、複数のギアの組み合わせなどの伝達機構を介し駆動するようにしてもよい。
供給コンベヤA4の主搬送部A41は、搬送面(上面)に被包装物Bを乗せて搬送する第1ベルトA413の左右に、搬送方向が等しく且つベルト表面が上記搬送面と直交する上下方向を向いた一対のサイドベルトを、対峙するよう立設してもよい(図示しない)。
【0151】
(総括)
本発明では、被包装物Bを包むフィルムシートfが上下のシールブロックA81,A82間を通過する際、挟み駆動部は、両シールブロックA81,A82間を閉じフィルムシートfを挟むことで、フィルムシートfへ端部シールを形成し、端部シール形成の間、送り駆動部は、両シールブロックA81,A82を前後方向へ移動させてフィルムシートfの搬送に寄与し、上記のフィルムシートfを挟んだ状態で上記送り駆動部による両シールブロックA81,A82の移動が停滞した際、上記挟み駆動部が自動的に両シールブロックA81,A82を開放する包装装置Aを提供するものであって、両シールブロック間の開閉をサーボモータの正転・逆転の角度制御によるものとすることで、シール圧を簡便に変更することができる。
ここでシールブロックA81,A82のシール動作のポイントについて述べる。
シールブロックA81,A82が前後方向について所定位置に到達した段階(特に作動フレームA83が後方へ向けての移動から前方へ向けての移動に切り替わった直後の位置、即ち前後方向について可動範囲の最後方位置から前方へ若干移動した位置)で、制御部A10からサーボモータA841へ、シールブロックA81,A82の起動指令(近接動作の開始の指令)が発され、両シールブロックA81,A82は、以下の1)〜5)の動作を連続的に行う。
1)シールブロックA81,A82が前後方向について上記所定位置にあるとき、制御部A10の発した上記起動指定を上記挟み駆動部(のサーボモータA841)が受け取る。
2)上記挟み駆動部が、上記近接・離反の方向について、かみ合わせ位置(フィルムシートfを挟む位置)まで両シールブロックA81,A82を移動させる(サーボモータA841が正転する)。
3)両シールブロックA81,A82が上記かみ合わせ位置にくると制御部A10は、上記タイマーを作動させ、上記タイマーが経過時間のカウントを開始する。
4)上記タイマーが所定時間の経過をカウントすると、制御部A10は、上記挟み駆動部(のサーボモータA841)へ、両シールブロックA81,A82開放(離反)動作の指令を発する。
5)挟み駆動部は、両シールブロックA81,A82を開放位置(最大に離反する位置)まで移動させる(サーボモータA841が逆転する)。
特に上記1)〜5)の一連の動作を行うことにより、前後方向について上記起動指令直後の位置が両シールブロックA81,A82の前後動作の待機位置になったとしても、上記起動指令の発されるタイミングにおいては、両シールブロックA81,A82の前方への動作はフィルムシートfと同期した動作に移行した状態となっているので、両シールブロックA81,A82が一連の動作(ワンサイクル動作)を行っても、フィルムシートfに対し所定の(予定している)シール及び切断の位置になる。このため、上記待機状態の時間(待機時間)をタイマーで計測(カウント)し、所定時間の経過をカウントした際に回避動作(両シールブロックA81,A82の開放)を採るものとする必要がない。但し、タイマにて上記待機時間をカウントし、所定時間経過を検出することで上記回避動作をさせることを排除するものではない。
【0152】
特に、この包装装置Aでは、順次搬送されてくる各被包装物Bの各寸法に合わせて、全て適切な長さの包装をすることができ、作業者において設定を長さの異なる各被包装物を包装しようとする度に装置を停止させて設定し直す必要がなく、更にフィルムシートfを無駄にすることがなく、迅速な包装が行える。
【0153】
本発明は、端部シール部A8として、両シールブロックA81,A82を上下方向に当接・離間させるに関し、背の高い被包装物Bを包装できる点で優れた上記
図11(a)へ移動の軌跡kを示す、ボックスモーションを行うものを採用する。
特に、本発明では、前後動に対し独立してシールブロックA81,A82の上下動(開閉)を行うことができるため、一定時間上下のブロックが当接しあうと離間するよう設定することが容易に行える。
更に本発明では、シールブロックA81,A82の上記の上下動を、前後と独立して行えるので、シールブロックの直前で検出してもシールブロックの上下動を止めることができる。
【0154】
本発明は、加工食品その他の食品や農産物、食肉等畜産物、医療品の包装の他、電子部品や精密機械の部品の包装など、各種産業分野において利用することができる。
【解決手段】被包装物Bを包むフィルムシートfが上下のシールブロックA81,A82間を通過する際、挟み駆動部が、両シールブロックA81,A82間を閉じフィルムシートfを挟むことで、フィルムシートfへ端部シールを形成し、端部シール形成の間、送り駆動部が、両シールブロックA81,A82を前後方向へ移動させるものであり、上記挟み駆動部における動力源であるサーボモータの正転・逆転の角度範囲の選択により簡便にフィルムシートfへ端部シールを形成するためのシール圧を調整することができる包装装置を提供する。