特開 2023-168561 製袋充填機のシール装置

(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】P2023168561

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】製袋充填機のシール装置

(51)【国際特許分類】

   B65B 51/10 20060101AFI20231116BHJP

【ＦＩ】

B65B51/10 200

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023173174

(22)【出願日】2023-10-04

(62)【分割の表示】P 2019113517の分割

【原出願日】2019-06-19

(71)【出願人】

【識別番号】000151461

【氏名又は名称】株式会社東京自働機械製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100140718

【弁理士】

【氏名又は名称】仁内 宏紀

(72)【発明者】

【氏名】竹内 一生

(72)【発明者】

【氏名】眞榮城 翼

(57)【要約】

【課題】高いシール性を有し、異物の噛み込みの有無を高精度に検出できる。
【解決手段】製袋充填機の横シール装置１５は、開閉作動することでフィルムｆを挟んでシール可能な一対のヒータブロック１６ａ、１６ｂと、ヒータブロック１６ａ、１６ｂを開閉作動させる第一モータＭ１、第二モータＭ２と、第一モータＭ１、第二モータＭ２の駆動に連動して一対のヒータブロック１６ａ、１６ｂをそれぞれ開閉作動させる第一連係部材２２及び第二連係部材２３とを備えた。制御部３２には、フィルムｆの製袋時にフィルムｆを加熱シールするヒータブロック１６ａ、１６ｂを作動させるタイミング指令手段３４と、ヒータブロック１６ａ、１６ｂを閉鎖作動させてフィルムｆをシールする際に第一モータＭ１、第二モータＭ２のトルクの大きさを互いに交差するように変化させるトルク値指令手段３５を備えた。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

開閉作動することで包材を挟んでシール可能な一対のシールブロックと、
前記シールブロックを開閉作動させる駆動源と、
前記駆動源の駆動に連動して前記一対のシールブロックを開閉作動させる一対の連係部材と、
前記シールブロックの閉じ位置での前記シールブロック長手方向に離間した２つの隙間を検出する位置検出手段と、
前記隙間が噛み込み判断区間内の予め設定されたタイミングにおける閾値の範囲を超えた場合に異物の噛み込みを検出する噛み込み判断手段と、
を備えたことを特徴とする製袋充填機のシール装置。

【請求項2】

前記噛み込み判断手段は、２つの前記位置検出手段で検出した前記閉じ位置のシールブロック間の隙間の大きさ、前記隙間の和、前記隙間の差の少なくともいずれかを選択して、いずれかで前記閾値の範囲を超えた場合に異物の噛み込みを検出する請求項１に記載された製袋充填機のシール装置。

【請求項3】

前記閾値の上限と下限は、前記噛み込み判断区間内のタイミングに応じて可変とした請求項１または２に記載された製袋充填機のシール装置。

【請求項4】

前記一対のシールブロックを閉鎖作動させて前記包材をシールする際に前記駆動源のトルクの大きさを互いに異なるように変化させるトルク値指令手段を備えている請求項１から３のいずれか１項に記載された製袋充填機のシール装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば製袋充填機に設けた横シール装置等のシール装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内容物を充填した袋を連続して形成する製袋充填機として例えば特許文献１に記載された縦型製袋充填機が提案されている。
特許文献１に記載された縦型製袋充填機は、底部が横シールされて縦部が縦シールされた筒状の包材内に粉体等の内容物を充填した後、包材の上部開口を加熱シールする。包材を加熱シールする一対のヒータブロックを開閉作動するための駆動源として、小型で使用電力の小さいマスターモータとスレイブモータからなる２台のモータを設けている。製袋された袋はフィルム上下部の横シール部とフィルム両端を接続する縦シール部（背張り）とをヒータブロックで加熱シールして形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２３０６９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の特許文献１に記載された製袋充填機では、２つのモータが同一の作動を行うので包材の横シール部に粉体等の内容物を噛み込むと噛み込みの検出精度が十分でないことがあった。
また、２つのモータが同一の作動を行うので、横シール部の縦シール部のある部分とない部分との境目部分に厚みの差によってリークが発生し易いという問題があった。また、縦シール部の影響による厚みの差によって噛み込みの有無の検出精度に限界があった。

【0005】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、高いシール性を有していて、異物の噛み込みの有無を高精度に検出できるようにした製袋充填機のシール装置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】

【0006】

本発明による製袋充填機のシール装置は、開閉作動することで包材を挟んでシール可能な一対のシールブロックと、シールブロックを開閉作動させる２つの駆動源と、駆動源の駆動に連動して一対のシールブロックを開閉作動させる一対の連係部材と、一対のシールブロックを閉鎖作動させて包材をシールする際に駆動源のトルクの大きさを互いに異なるように変化させるトルク値指令手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、トルク値指令手段により駆動源を駆動させることで一対の連係部材を介してシールブロックを開閉作動させ、一対のシールブロックを閉鎖作動させて包材をシールする際、一対の連係部材を介してシールブロックに伝達される各駆動源のトルクの大きさを異なるように変化させることで、包材を挟む一対のシールブロックの強シール点が一端側から他端側に移動するため、縦シール部等の他のシール部との境目を含めて高精度なシールを行うことができる。

【0007】

本発明による製袋充填機のシール装置は、開閉作動することで包材を挟んでシール可能な一対のシールブロックと、シールブロックを開閉作動させる駆動源と、駆動源の駆動に連動して一対のシールブロックを開閉作動させる一対の連係部材と、シールタイミングでシールブロック長手方向に離間した２つの隙間を検出する位置検出手段と、隙間が予め設定された閾値の範囲を超えた場合に異物の噛み込みを検出する噛み込み判断手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、駆動源の駆動によって包材を挟んでシールブロックを閉作動する際、シールブロックを押圧するトルクの変動に基づいて位置検出手段によって閉じ位置のシールブロック間の隙間の大きさを検出し、隙間の大きさが予め設定された閾値の範囲を超えた場合に噛み込み判断手段によって異物の噛み込みを検出することができる。

【0008】

また、噛み込み判断手段は、２つの位置検出手段で検出した閉じ位置でのシールブロック間の隙間の大きさ、隙間の和、隙間の差の少なくともいずれかを選択して、いずれかで閾値の範囲を超えた場合に異物の噛み込みを検出するようにしてもよい。
閉じ位置の一対のシールブロックにおける２つの駆動源にそれぞれ対応する閉じ位置の隙間の大きさ、隙間の和、隙間の差の少なくともいずれかを選択して、選択したいずれかで閾値の範囲を超えた場合に異物の噛み込みを検出することができる。

【0009】

また、閾値の上限と下限は、シールブロックの一端側から他端側まで包材をシールする閉鎖タイミングに応じて可変とすることができる。
閉じ位置のシールブロック間の隙間の大きさを検出して閾値と比較する際、閾値を一対のシールブロックの閉鎖タイミングに応じて可変とすることで精度よく異物の噛み込みの有無を判断できる。

【0010】

また、一対のシールブロックを閉鎖作動させて包材をシールする際に駆動源のトルクの大きさを互いに異なるように変化させるトルク値指令手段を備えていてもよい。
トルク値指令手段によって駆動源を駆動させることで一対の連係部材を介してシールブロックを開閉作動させて包材をシールする際、一対の連係部材を介してシールブロックに伝達される各駆動源のトルクの大きさを異なるように変化させることで、包材を挟む一対のシールブロックの強シール点が一端側から他端側に移動するため、縦シール部等の他のシール部との境目を含めて高精度なシールを行うことができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によるシール装置によれば、一対のシールブロックによる包材のシール時に包材を挟む一対のシールブロックが最大トルクでシールする点が一端側から他端側に移動するため、高いシール性を有することができる。

【0012】

また、本発明によるシール装置によれば、駆動源の駆動によって包材を挟んで一対のシールブロックを閉作動する際、シールタイミングでシールブロックの長手方向に離間した２つの位置のシールブロック間の隙間の大きさを２つの検出器で検出でき、噛み込み判断手段によって２つの検出器で検出した隙間のそれぞれの大きさや隙間の和や隙間の差が予め設定された閾値の範囲を超えたか否かを判断するため、異物の噛み込みの有無を高精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態による縦型製袋充填機の概略構成を示す要部説明図である。

【図2】製袋された袋の正面図である。

【図3】図1に示す縦型製袋充填機の横シール装置の要部説明図である。

【図4】噛み込み判断区間における２つのモータのトルクの変化を示す図である。

【図5】ヒータブロックで袋を加熱シールする状態を示すもので、（ａ）は加熱シールの開始点、（ｂ）は終了点を示す説明図である。

【図6】ヒータブロックの噛み込みの有無を判断するグラフであり、（ａ）は第一モータ側の閉じ位置の隙間の図、（ｂ）は第二モータ側の閉じ位置の隙間の図である。

【図7】第一モータ側及び第二モータ側の隙間の和と閾値との関係を示す図である。

【図8】第一モータ側及び第二モータ側の隙間の差と閾値との関係を示す図である。

【図9】（ａ）～（ｄ）は閉じた状態のヒータブロック間の隙間を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態による製袋充填機の横シール装置について添付図面により説明する。
図１に示す実施形態による製袋充填機１は、包材としてのフィルムｆを繰り出すフィルム供給装置２と繰り出されたフィルムｆから袋Ｆを製造する縦型製袋充填機３とを備えている。フィルム供給装置２は、シート状のフィルムｆを繰り出すフィルムロール４と、繰り出されたフィルムｆを縦型製袋充填機３に搬送する複数のローラを配設させたローラ機構５とを備えている。

【0015】

縦型製袋充填機３は、内容物を投入するホッパ７の下部に製袋チューブ８が上下方向に設置されている。フィルムロール４のローラ機構５から搬送されるフィルムｆはフォーマ９でガイドされて製袋チューブ８に供給されて筒状に成形される。製袋チューブ８の下端部は袋Ｆの水平断面形状に応じた筒状に形成されている。製袋チューブ８で筒状に成形されたフィルムｆは合掌された周方向両端部が縦シーラ１０で上下方向にシールされて縦シール部Ｓ３を形成する(図２参照)。

【0016】

筒状のフィルムｆは製袋チューブ８に沿って繰り出しベルト１２で間欠的に下方に搬送される。製袋チューブ８の下方に搬送される略筒状のフィルムｆは、横シール装置１５によって先行する袋Ｆの上端開口を封止すると共に次の袋Ｆの底部を封止する。底部を封止された袋Ｆはホッパ７から落下する内容物を充填され、その上端開口と次の袋Ｆの底部が横シール装置１５で同時に封止されて図示しないカッタでカットされる。このようにして、図２に示す角筒状の袋Ｆが順次製造される。

【0017】

図２に示す袋Ｆは、底部と上部の横シール部がそれぞれ頂部横シール部Ｓ１と底部横シール部Ｓ２としてシールされ、縦方向の縦シール部Ｓ３が頂部横シール部Ｓ１及び底部横シール部Ｓ２に直交してシールされている。

【0018】

次に、縦型製袋充填機３の横シール装置１５について図３により説明する。
図３において、横シール装置１５は製袋チューブ８の下方で、製袋チューブ８から繰り出される筒状のフィルムｆに直交する水平面内に配設されている。横シール装置１５には、筒状のフィルムｆを挟んで両側に一対のヒータブロック１６ａ、１６ｂが開閉可能に配設されている。ヒータブロック１６ａ、１６ｂは図示しないカッタを挟んで上側部分に袋Ｆの底部をシールする部分、下側部分に袋Ｆの上部をシールする部分を有している。各ヒータブロック１６ａ、１６ｂの両側には一対の軸部１７、１７がヒータブロック１６ａ、１６ｂに直交する方向に配設されている。これら軸部１７、１７の両端には横シーラブラケット１８と連結ブラケット１９とが連結されている。横シーラブラケット２０は軸部１７にスライド自在に支持されている。軸部１７、１７と横シーラブラケット１８及び連結ブラケット１９はヒータブロック１６ａ、１６ｂ、横シーラブラケット２０を挟んで略四角形枠状に形成され、図示しない継手に支持されて軸部１７の長手方向に往復移動可能とされている。

【0019】

横シーラブラケット１８は支持部１８ａ、１８ｂを介して一方のヒータブロック１６ａに連結されている。一対の支持部１８ａ、１８ｂはヒータブロック１６ａの長手方向両端側に離間した位置に連結されている。横シーラブラケット２０は支持部２０ａ、２０ｂを介して他方のヒータブロック１６ｂに連結されている。一対の支持部２０ａ、２０ｂはヒータブロック１６ｂの長手方向両端側に離間した位置に連結されている。
横シーラブラケット２０と連結ブラケット１９との間にはクランク軸状の第一連係部材２２と第二連係部材２３とが離間して配設されている。第一連係部材２２は第一モータＭ１と、その出力軸に長手方向中央で連結されたクランクレバー２４ａと、クランクレバー２４ａの両端にそれぞれ回動可能に支持されたクランクアーム２５ａとを有している。一方のクランクアーム２５ａの一端は横シーラブラケット２０に固定されたジョイント２６ａに支承され、他方のクランクアーム２５ａの端部は連結ブラケット１９に固定されたジョイント２７ａに支承されている。第二連係部材２３も第一連係部材２２と同様な構成を有しており、第二モータＭ２と、クランクレバー２４ｂと、その両側のクランクアーム２５ｂと、ジョイント２６ｂ、２７ｂとをそれぞれ有している。一対のジョイント２６ａ、２６ｂは横シーラブラケット２０の長手方向両端側に離間した位置に連結されている。

【0020】

図３において、第一モータＭ１を時計回りに、第二モータＭ２を反時計回りに回転させると第一連係部材２２と第二連係部材２３が収縮して横シーラブラケット２０及びヒータブロック１６ｂが他方のヒータブロック１６ａから離間する方向に移動する。これに連動して連結ブラケット１９がヒータブロック１６ｂ側に近づくため、軸部１７と横シーラブラケット１８及びヒータブロック１６ａもヒータブロック１６ｂから離間する方向に移動する。

【0021】

これとは逆に、第一モータＭ１を反時計回り、第二モータＭ２を時計回りに回転させると第一連係部材２２及び第二連係部材２３が伸張して横シーラブラケット２０及びヒータブロック１６ｂが他方のヒータブロック１６ａに近づく方向に移動する。これに連動して連結ブラケット１９がヒータブロック１６ｂから離間する方向に移動するため、軸部１７と横シーラブラケット１８及びヒータブロック１６ａもヒータブロック１６ｂに接近する方向に移動する。そして、ヒータブロック１６ａ、１６ｂで筒状のフィルムｆを挟んで押圧して加熱シールする。

【0022】

また、第一モータＭ１には第一モータＭ１の位置検出手段として例えばエンコーダ２８ａが設置され、第一モータＭ１の回転角度（回転量)を検出する。エンコーダ２８ａで検出された第一モータＭ１の回転角度を第一モータ駆動制御手段３０に出力する。同様に、第二モータＭ２には第二モータＭ２の位置検出手段としてエンコーダ２８ｂが設置され、エンコーダ２８ｂで検出された第二モータＭ２の回転角度（回転量)を第二モータ駆動制御手段３１に出力する。
第一モータ駆動制御手段３０及び第二モータ駆動制御手段３１は制御部３２内に含まれている。第一モータ駆動制御手段３０及び第二モータ駆動制御手段３１では、後述するトルク値指令手段３５の第一トルク指令手段３５ａ及び第二トルク指令手段３５ｂからそれぞれ出力された指示トルク値に基づいて第一モータＭ１と第二モータＭ２を出力制御する。

【0023】

ところで、ヒータブロック１６ａ及び１６ｂの閉じタイミングでホッパ７から製袋チューブ８を通して袋Ｆ（筒状のフィルムｆ）内に落下する内容物は全ての内容物が同時に落下するわけではなく、落下タイミングにはばらつきがある。ばらつきの範囲が想定を超えた場合、加熱シールするヒータブロック１６ａ、１６ｂ間で袋Ｆの頂部横シール部Ｓ１または底部横シール部Ｓ２に内容物等を噛み込むことがある。制御部３２は、ヒータブロック１６ａ及び１６ｂで筒状のフィルムｆを加熱シールする際、内容物がヒータブロック１６ａ及び１６ｂの間に噛み込まれたか否かを判断することができる。
制御部３２には、袋Ｆの製袋時にフィルムｆを加熱シールするためにヒータブロック１６ａ、１６ｂを作動させるタイミング指令手段３４と、タイミング指令手段３４からの指示により第一モータＭ１のトルク値を出力する第一トルク指令手段３５ａと第二モータＭ２のトルク値を出力する第二トルク指令手段３５ｂとを有するトルク値指令手段３５を有している。第一トルク指令手段３５ａと第二トルク指令手段３５ｂから出力された指示信号は第一モータ駆動制御手段３０と第二モータ駆動制御手段３１とに出力され、第一モータＭ１と第二モータＭ２をそれぞれ駆動制御する。

【0024】

図４は、第一モータＭ１と第二モータＭ２の定格トルク１００％として、発生トルク(負荷トルク)の割合の変化をトルクモニタとして示す図である。図４において、ヒータブロック１６ａ、１６ｂによる袋Ｆの全体のシール時間をＴとして、その前半のシール時間を内容物の噛み込みの有無を判断する噛み込み判断区間ｔ１とし、後半の時間を袋Ｆのシールを完了させるシール完了区間ｔ２とする。

【0025】

噛み込み判断区間ｔ１において、第一モータＭ１のトルクをスタート時から次第に増大する昇り傾斜線状とし、第二モータＭ２のトルクをスタート時では第一モータＭ１のトルクより大とし、次第に低下する降り傾斜線状とする。しかも、第一モータＭ１のトルク変化と第二モータＭ２のトルク変化とは途中で交差する略Ｘ字状に形成されている。
これにより、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒータブロック１６ａ、１６ｂは、噛み込み判断区間ｔ１での当初は第二モータＭ２側が第一モータＭ１側より強く押される強シール点ｐで袋Ｆの一端側を最も強いトルクで加熱シールする。なお、図５は第一モータＭ１と第二モータＭ２がヒータブロック１６ａ、１６ｂに作用するトルクの大きさを模式的に示す図であり、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の隙間の大きさを示すものではない。

【0026】

そして、次第に第二モータＭ２のトルクが減少し且つ第一モータＭ１のトルクが増大するため、ヒータブロック１６ａ、１６ｂの強シール点ｐがその長手方向の一端側から他端側に移動するように加熱シールされる。シール完了区間ｔ２では、同一トルクでヒータブロック１６ａ、１６ｂの全面に亘って袋Ｆを全体に安定して加熱シールする。
制御部３２では、噛み込み判断区間ｔ１で袋Ｆの上端開口と底部をヒータブロック１６ａ、１６ｂで加熱シールする際、袋Ｆ内に充填される内容物が噛み込まれたか否かを判断する。噛み込み判断は、第一～第三の判定手段のいずれかを選択して行うことができる。

【0027】

第一の判定手段では、ヒータブロック１６ａ、１６ｂを加熱シールした際に各エンコーダ２８ａ、２８ｂで測定した回転量をそれぞれ第一モータ駆動制御手段３０、第二モータ駆動制御手段３１に出力する。第一モータ駆動制御手段３０、第二モータ駆動制御手段３１から出力された各エンコーダ２８ａ、２８ｂの測定値を変換手段３９ａ、３９ｂによってヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の閉じ位置の隙間の寸法に変換して噛み込み判断手段３７に入力する。なお、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の閉じ位置の隙間の大きさは第一モータＭ１側と第二モータＭ２側、即ち、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の長手方向両端で検出される。
噛み込み判断手段３７では、閉じ位置の隙間が予め設定された上下限の閾値から外れるか否かによって内容物等の異物を噛み込んでいるか否かを判断する。上下限の閾値はメモリ３６に予め記憶されており、各閾値はシール時間の経過に応じて可変のものとする。

【0028】

第二の判定手段では、変換手段３９ａ、３９ｂの出力を閉位置の和演算手段４０によって加算したものを噛み込み判断手段３７に入力して閉じ位置の隙間が上下限の閾値から外れるか否かによって内容物を噛み込んでいるか否かを判断する。
第三の判定手段では、変換手段３９ａ、３９ｂの出力を閉位置の差演算手段４１によって減算したものを噛み込み判断手段３７に入力して閉じ位置の隙間が上下限の閾値から外れるか否かによって内容物を噛み込んでいるか否かを判断する。
なお、第一～第三の判定手段において、上下限の閾値は横シール装置１５のヒータブロック１６ａ、１６ｂの閉鎖作動の進行に合わせて試験データを採取して予め決定した。上下限の閾値はヒータブロック１６ａ、１６ｂの閉鎖タイミング（閉鎖作動の進行）に合わせて変動している。そのため、実態に即して高精度に噛み込みの有無を検出できる。

【0029】

図６～図８は、第一～第三の判定手段において、噛み込み判断区間ｔ１におけるヒータブロック１６ａ、１６ｂの閉じ位置の隙間の変化を示すものである。ヒータブロック１６ａ、１６ｂが互いに当接した位置を閉じ位置０μｍとして、この位置を基準とする。そして、ヒータブロック１６ａ、１６ｂの間に袋Ｆのフィルムｆを挟んだ場合、更に内容物等の異物を噛み込んだ場合の第一モータＭ１、第二モータＭ２の回転角度を、エンコーダ２８ａ、２８ｂで測定し変換手段３９ａ、３９ｂでヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の隙間の測定値を「閉じ位置の隙間」(μｍ)として演算する。

【0030】

第一の判定手段では、加熱シール時における第一モータＭ１、第二モータＭ２の各回転角度をエンコーダ２８ａ、２８ｂによって測定し、フィルムｆの閉じ位置の隙間を演算する。制御部３２内に設けられたメモリ３６には、噛み込みを生じることなくフィルムｆを加熱シールしたヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の「閉じ位置の隙間」のデータに基づいて設定した上限の閾値と下限の閾値を予め記憶している。
図６（ａ）は加熱シール時におけるヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の第一モータＭ１側の隙間の実測値と上下限の閾値との関係を示すものである。図６（ｂ）はヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の第二モータＭ２側の隙間の実測値と上下限の閾値との関係を示すものである。

【0031】

図３において、エンコーダ２８ａ、２８ｂで計測した第一モータＭ１、第二モータＭ２の各実測回転量は、制御部３２の第一モータ駆動制御手段３０、第二モータ駆動制御手段３１にそれぞれ入力される。制御部３２の噛み込み判断手段３７では、第一モータ駆動制御手段３０から入力されるヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の第一モータＭ１側の閉じ位置の隙間が上下限の閾値の範囲内にあると判断した場合には、噛み込みを生じないと判定する(図６（ａ）参照)。同様に、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の第二モータＭ２側の閉じ位置の隙間寸法が上下限の閾値の範囲内にあると判断した場合には、噛み込みを生じないと判定する(図６（ｂ）参照)。
また、噛み込み判断手段３７で、第一モータＭ１側または第二モータＭ２側の各閉じ位置の隙間が上限または下限の閾値を外れた場合には噛み込みを生じたと判断し、トルク値指令手段３５に停止指令を出す。

【0032】

第二の判定手段は、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の第一モータＭ１側と第二モータＭ２側の各閉じ位置の隙間の和が上下限の閾値の範囲内にあるか否かで噛み込みの有無を判定する。なお、閾値も、袋Ｆに内容物を噛み込まない状態で各エンコーダ２８ａ、２８ｂで測定した第一モータＭ１と第二モータＭ２の各回転量から閉じ位置の隙間の和を演算したものである。

【0033】

図７に示すように、閉位置の差演算手段４１では、エンコーダ２８ａ、２８ｂで測定したヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の第一モータＭ１と第二モータＭ２の各回転角度の測定値からそれぞれの閉じ位置(隙間)を演算し、その和を算出する。噛み込み判断手段３７で、閉じ位置の和が上下限の閾値の範囲内にあると判断した場合には、噛み込みを生じないと判定する。また、閉じ位置の和が上下限の閾値の範囲を外れると判断した場合には、噛み込みを生じていると判定する。第二の判定手段では、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の全体的な隙間の大きさ(重心)を示すことができる。

【0034】

第三の判定手段は、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の第一モータＭ１側と第二モータＭ２側の各閉じ位置の隙間の差が上下限の閾値の範囲内にあるか否かで噛み込みの有無を判定する。なお、第三の判定手段でも、閾値として、フィルムｆに内容物を噛み込まない状態で各エンコーダ２８ａ、２８ｂで測定した第一モータＭ１と第二モータＭ２の各回転角度から閉じ位置の隙間の差を演算する。そして、これらのデータに基づいて上限の閾値と下限の閾値を記憶している。

【0035】

図８に示すように、閉位置の差演算手段４１では、エンコーダ２８ａ、２８ｂで測定したヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の第一モータＭ１と第二モータＭ２の各回転角度の測定値からそれぞれの閉じ位置の隙間を演算し、その差を算出する。噛み込み判断手段３７で、閉じ位置の差が上下限の閾値の範囲内にあると判断した場合には、噛み込みを生じないと判定する。また、閉じ位置の差が上下限の閾値の範囲を外れると判断した場合には、噛み込みを生じていると判定する。第三の判定手段では、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の全体的な隙間のひねり具合を示すことができる。

【0036】

本実施の形態による製袋充填機１の横シール装置１５は上述の構成を有しており、次にその横シール方法を説明する。
内容物を充填して袋Ｆをシールする場合、第一～第三の判定手段のいずれかまたは組み合わせを選択して横シール部の頂部シール部Ｓ１または底部シール部Ｓ２を加熱シールする際に内容物等の噛み込みの有無を判断する。最初に第一の判定手段を選択した場合について説明する。
縦型製袋充填機３において、製袋チューブ８を降下する筒状フィルムｆの縦シール部Ｓ３を縦シールした後、横シール装置１５で横シールする。例えば、袋Ｆの上部開口と次の袋Ｆの底部を加熱シールする場合、制御部３２のタイミング指令手段３４の指示によりトルク値指令手段３５から指定トルクを第一モータ駆動制御手段３０と第二モータ駆動制御手段３１へ出力する。そして、第一モータＭ１及び第二モータＭ２を回転させる。

【0037】

第一モータＭ１及び第二モータＭ２を駆動させることで、第一連係部材２２及び第二連係部材２３を介してヒータブロック１６ａ、１６ｂを作動させて袋Ｆを挟み込む。その際、図４に示すようにシール時間の噛み込み判断区間ｔ１では、第一モータＭ１のトルクはトルクモニタ１００％に近い位置から次第に上昇するよう傾斜し、第二モータＭ２のトルクは約１００％超の位置から次第に降下するよう傾斜し、中間部で互いに交差する。これにより、図５に示すように、ヒータブロック１６ａ、１６ｂは袋Ｆを挟んで最初は第二モータＭ２側の強シール点ｐで最も強く押され、強シール点ｐが第一モータＭ１側に移行することで高精度に袋Ｆを全体に横シールできる。

【0038】

また、第一モータＭ１と第二モータＭ２に取り付けたエンコーダ２８ａ、２８ｂで各モータＭ１、Ｍ２の回転角度（回転量）を測定する。各回転角度の測定値は制御部３２の第一モータ駆動制御手段３０と第二モータ駆動制御手段３１を介して変換手段３９ａ、３９ｂでヒータブロック１６ａ、１６ｂの閉じ位置の隙間の寸法に変換される。これら閉じ位置の隙間は噛み込み判断手段３７に入力される。

【0039】

噛み込み判断手段３７では、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間で、図６（ａ）に示すように第一モータＭ１側でエンコーダ２８ａに基づく閉じ位置の隙間の大きさが上下限の閾値内にある場合には噛み込みがないと判断する。同様に図６（ｂ）に示すように第二モータＭ２側でエンコーダ２８ｂに基づく閉じ位置の隙間の大きさが上下限の閾値内にある場合には噛み込みがないと判断する。
また、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間における第一モータＭ１側と第二モータＭ２側のいずれか一方で閉じ位置の隙間の大きさが上下限の閾値を外れた場合には噛み込みがあると判断する。この場合には、噛み込み判断手段３７からトルク値指令手段３５に停止指令を出力して、第一モータＭ１及び第二モータＭ２の駆動を停止させる。

【0040】

次に第二の判定手段を選択した場合について図７に沿って説明する。
この場合、第一及び第二モータＭ１、Ｍ２を駆動させて上部開口が開口している袋Ｆを挟んで横シール装置１５のヒータブロック１６ａ、１６ｂを閉鎖作動させる。そして、エンコーダ２８ａ、２８ｂで計測した第一及び第二モータＭ１、Ｍ２の回転角度を、制御部３２の第一モータ駆動制御手段３０及び第二モータ駆動制御手段３１を介して変換手段３９ａ、３９ｂで閉じ位置の隙間の寸法に変換する。この閉じ位置の隙間のデータを閉位置の和演算手段４０に入力する。

【0041】

閉位置の和演算手段４０では、第一及び第二モータＭ１、Ｍ２側の閉じ位置の隙間の和を演算して噛み込み判断手段３７に入力する。噛み込み判断手段３７では、図７に示すように、閉じ位置の隙間の和が上下限の閾値内にある場合には噛み込みがないと判断し、閉じ位置の隙間の和が上下限の閾値を外れた場合には噛み込みがあると判断する。閉じ位置の隙間の和が閾値を外れている場合には、噛み込み判断手段３７からトルク値指令手段３５に停止指令を出力して、第一モータＭ１及び第二モータＭ２の駆動を停止させる。

【0042】

次に第三の判定手段を選択した場合について図８に沿って説明する。
この場合も、第一及び第二モータＭ１、Ｍ２を駆動させて上部開口が開口している袋Ｆを挟んで横シール装置１５のヒータブロック１６ａ、１６ｂを閉鎖作動させる。そして、エンコーダ２８ａ、２８ｂで計測した第一及び第二モータＭ１、Ｍ２の回転角度を、制御部３２の第一モータ駆動制御手段３０及び第二モータ駆動制御手段３１を介して変換手段３９ａ、３９ｂで閉じ位置の隙間の寸法に変換する。この閉じ位置の隙間を閉位置の差演算手段４１に入力する。
閉位置の差演算手段４１では、第一及び第二モータＭ１、Ｍ２側の閉じ位置の隙間の差を演算して噛み込み判断手段３７に入力する。噛み込み判断手段３７では、図８に示すように、第一及び第二モータＭ１、Ｍ２の閉じ位置の隙間の差と閾値とを比較する。閉じ位置の隙間の差が上下限の閾値内にある場合には噛み込みがないと判断し、閉じ位置の隙間の差が上下限の閾値を外れた場合には噛み込みがあると判断する。閉じ位置の隙間の差が閾値を外れている場合には、噛み込み判断手段３７からトルク値指令手段３５に停止指令を出力して、第一モータＭ１及び第二モータＭ２の駆動を停止させる。

【0043】

次に、図９（ａ）～（ｄ）は閉鎖作動させたヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の隙間を示すものである。図９（ａ）において、第一モータＭ１側の隙間はａ１、第二モータＭ２側の隙間はｂ２とされている。閉鎖されたヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の隙間の和は（ａ１＋ｂ２）、差は（ａ１－ｂ２）である。図９（ｂ）～（ｄ）における他の例も同様である。
これら図９（ａ）～（ｄ）におけるヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の隙間内には袋Ｆの表裏面のフィルムｆが挟まれ、内容物等の異物を挟む場合には異物も含まれている。図９（ａ）～（ｄ）に示す各隙間内において、ヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の両側の隙間の和は全体的に閉じ位置の大きさを表しており、差はヒータブロック１６ａ、１６ｂ間のひねり具合を表している。

【0044】

上述したように、本実施形態による製袋充填機１の横シール装置１５によれば、底部横シール部Ｓ１、頂部横シール部Ｓ２の噛み込み判断区間ｔ１において、トルク値指令手段３５の第一トルク指令手段３５ａと第二トルク指令手段３５ｂからそれぞれ出力するトルク値の最大値の強シール点ｐがヒータブロック１６ａ、１６ｂの一方から他方に移動する。そのため、他の部分と厚みの異なる縦シール部Ｓ３との境目部分も確実にシールできて信頼性の高いシールを実現できる。

【0045】

また、横シール装置１５は、ヒータブロック１６ａ、１６ｂによる横シール時におけるトルクの大きさが互いに異なるように変化させるタイミングに噛み込み判断区間ｔ１を設けたので、底部横シール部Ｓ１、頂部横シール部Ｓ２での噛み込みの有無を高精度に検出できる。
制御部３２では、第一モータＭ１及び第二モータＭ２の各エンコーダ２８ａ、２８ｂの測定値に基づくヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の閉じ位置の隙間の寸法、その和、その差のいずれかが上下限の閾値を超えた場合に、噛み込み判断手段３７で底部横シール部Ｓ１または頂部横シール部Ｓ２に噛み込み発生と判断するので噛み込みの有無を高精度に検出できる。しかも、閾値を可変としたので一層高精度に噛み込みの有無を検出できる。

【0046】

以上、本発明の実施形態による横シール装置１５について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の変形例等について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。

【0047】

上述した実施形態による横シール装置１５では、第一モータＭ１と第二モータＭ２の２つのモータを設けて、横シール装置１５のヒータブロック１６ａ、１６ｂの長手方向両端を押圧するトルク値をエンコーダ２８ａ、２８ｂで回転角度として検出して、閉じ位置の隙間の大きさに変換した。
しかし、ヒータブロック１６ａ、１６ｂを開閉作動するための駆動源としてのモータは１つでもよい。この場合、モータの両側に出力軸を設けて第一連係部材２２、第二連係部材２３を介してヒータブロック１６ａ、１６ｂの長手方向両端に連結してもよい。この場合でも、図３に示す制御部３２を用いてエンコーダ２８ａ、２８ｂの測定値を第一モータ駆動制御手段３０、第二モータ駆動制御手段３１で受信でき、第一実施形態と同様に制御することができる。

【0048】

上述した実施形態による横シール装置１５において、エンコーダ２８ａ、２８ｂで測定した第一モータＭ１と第二モータＭ２の回転角度を変換手段３９ａ、３９ｂでヒータブロック１６ａ、１６ｂ間の隙間の大きさに変換した各値、閉位置の和演算手段４０で算出した各値の和、閉位置の差演算手段４１で算出した各値の差のいずれかを選択して、噛み込み判断手段３７で噛み込みの有無を判断した。
しかしながら、この構成に代えて、上記変換手段３９ａ、３９ｂで変換した各値、閉位置の和演算手段４０で算出した各値の和、閉位置の差演算手段４１で算出した各値の差のいずれか２種または３種を組み合わせてもよい。この場合、いずれか一部で閾値を超えた場合に異物を噛み込んだと判定してもよい。

【0049】

また、上述の実施形態では、制御部３２において、噛み込み判断手段３７で閉じ位置の隙間の大きさが閾値を超えた場合、噛み込み判断手段３７からトルク値指令手段３５に停止指令を出力して第一モータＭ１及び第二モータＭ２の駆動を停止させた。しかし、製袋充填機１を停止させることなく袋Ｆの製袋を連続して継続させ、製造された多数の袋Ｆのうちの横シール時に閾値を超えた袋Ｆを不良品として選別してもよい。
なお、本発明において、ヒータブロック１６ａ、１６ｂはシールブロックに含まれる。エンコーダ２８ａ、２８ｂと変換手段３９ａ、３９ｂは位置検出手段に含まれる。
また、上述した実施形態や変形例では、縦型製袋充填機３の横シール装置１５について説明したが、本発明は製袋充填機１として横型製袋充填機に横シール装置１５を取り付ける場合にも適用することができる。

【符号の説明】

【0050】

１ 製袋充填機
３ 縦型製袋充填機
１５ 横シール装置
１６ａ、１６ｂ ヒータブロック
２８ａ、２８ｂ エンコーダ
３０ 第一モータ駆動制御手段
３１ 第二モータ駆動制御手段
３２ 制御部
３４ タイミング指令手段
３５ トルク値指令手段
３７ 噛み込み判断手段
３９ａ、３９ｂ 変換手段
４０ 閉位置の和演算手段
４１ 閉位置の差演算手段
Ｍ１ 第一モータ
Ｍ２ 第二モータ
ｆ フィルム
Ｆ 袋

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】