JP5075607B2 - ヒートシール用ロールの押圧機構 - Google Patents

Description

本発明は、包装用フィルムにヒートシールを施すシール装置のロール押圧機構に関し、特に複数の包装袋を同時に形成する多列形式の長軸シールロールにおける押圧機構に関するものである。

従来のロールタイプ自動充填包装機は、下記特許文献１に記載されているように、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している。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。

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、第一及び第二の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。

このような従来のロールタイプ自動充填包装機における縦及び横シールロールの押圧機構は、正面視奥側の固定シールロールを回転軸支している軸受部分（ベアリングケース）に向かって、正面視手前側の可動シールロールを回転軸支している軸受部分（ベアリングケース）をピストン（エアーシリンダ）若しくは取手が付設された手動螺動機構等によって押圧している。この結果、正面視奥側の固定シールロールと正面視手前側の可動シールロールとの間に挟まれている二つ折りされた包装フィルムに対してヒートシールが施されて融着接合状態となる。

一方、下記特許文献２に記載されているように、ロールタイプ自動充填包装機の縦及び横シールロールと同様のシールロール一組を用いて縦シール及び横シールを同時に施すように構成された四方シールロールタイプ自動充填包装機が存在している。この四方シールロールタイプ自動充填包装機は、縦と横のシール刃が加工された一組のシールロールに対して前後二枚の包装フィルムを挟み込むと同時に原料（内容物）を投入して連続した四方シール包装袋を作るもので、この後、カッター装置にて個別四方シール包装袋にしている。
特開平４−１１４８４１号公報 実開平６−４４７０６号公報

上記四方シールロールタイプ自動充填包装機は、複数列の四方シール包装袋を同時に製造できるように構成することが可能であり、多列構成にして四方シール包装袋の製造効率を上げた四方シールロールタイプ自動充填包装機が求められていた。

このような多列四方シールロールタイプ自動充填包装機では、四方シールロールに対して多列分の縦と横のシール刃が加工されているため、ロール軸方向の寸法が長くなり、ピストン（エアーシリンダ）等を用いて、正面視奥側の固定シールロールに向かって、正面視手前側の可動シールロールの軸受部分（ベアリングケース）を押圧するだけでは、挟み込んでいる幅広の前後二枚の包装フィルムに対して正常なヒートシールを施すことが困難になる。

即ち、通常ヒートシールロールの形状はヒートシール刃が施されているロール部分の直径が太く、シールロール全体を保持する軸支部分の直径が細く加工されており、軸方向の寸法が長い多列シールロールに対して軸受部分（ベアリングケース）を押圧すると、細い直径の軸支部分におけるロール軸方向の歪みが発生すると共に、太い直径のロール部分における軸方向寸法が長いために、このロール部分でもロール軸方向の歪みが発生することになる。

この結果、軸受部分（ベアリングケース）の押圧力だけではシールロール中央部分の相互の押圧力が不足する事態となり、挟み込んだ包装フィルムの中央部分がシール不良になっていた。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、従来の多列ロールタイプ自動充填包装機において、ヒートシール動作に必要なロール押圧力を確保しつつ、押圧力の付加に伴うロール軸方向の歪みの発生を抑えたロール押圧機構を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る多列ロールタイプ自動充填包装機のシール装置は、逆回転しながら相互に押圧する一対の長軸シールロールが、二枚の包装フィルムを挟み込んで包装袋形状に融着接合させつつ、この包装袋内に原料（内容物）を充填して同時に複数の分包製品を製造する多列ロールタイプ自動充填包装機のシール装置であって、前記シール装置における長軸シールロールの押圧機構は、長軸シールロール本体を直接押圧するカムフォロア機構で構成されることを特徴としている。

また、本発明の請求項２に係る長軸シールロールの押圧機構は、正面視前面側と後面側の長軸シールロール本体を直接押圧するカムフォロア機構で構成され、前面側の長軸シールロールには、前面より後面に向かってシールロール本体の両端付近を押圧する二つのカムフォロア機構が備えられ、後面側の長軸シールロールには、後面より前面に向かってシールロール本体の中央付近を押圧する一つのカムフォロア機構が備えられることを特徴としている。

また、本発明の請求項３に係る前記前面側のカムフォロア機構は、シール動作に必要な押圧力を付加するように設定され、前記後面側のカムフォロア機構は、前面側のカムフォロア機構による押圧力の付加に伴うロール軸方向の歪みを矯正するように設定されることを特徴としている。

本発明の請求項１乃至請求項３に係る長軸シールロールの押圧機構によれば、多列ロールタイプ自動充填包装機において、ヒートシール動作に必要なロール押圧力を確保しつつ、押圧力の付加に伴うロール軸方向の歪みの発生を抑えたロール押圧機構が提供できる。

以上説明したように、本発明によれば、ヒートシール動作に必要なロール押圧力を確保しつつ、押圧力の付加に伴うロール軸方向の歪みの発生を抑えることにより、ロール中央部分の押圧力が不足する事態を回避し、以って、挟み込んだ包装フィルムの中央部分におけるシール不良の発生を抑止できるシールロールの押圧機構が提供できるという優れた効果を奏し得る。

まず、図１及び図２を用いて本発明にかかる四方シール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、本発明にかかる四方シールロールタイプ自動包装機における一部断面表示した正面図であり、図２は、本発明にかかる四方シールロールタイプ自動包装機における一部断面表示した右側面図である。

図１及び図２に示すように、四方シールロールタイプ自動包装機１（以下、自動包装機１と略す）の機台前面及び後面に二つのリールが設けられており、このリールには包装フィルムを巻回した前面側原反ロールＦＨ１と後面側原反ロールＦＨ２が脱着交換可能に保持される。また、包装フィルムは、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シーラントフィルムから構成される。そして、包装フィルムは、ベースフィルム、中間フィルム、シーラントフィルムの３層構造を有してもよい。

前面側原反ロールＦＨ１と後面側原反ロールＦＨ２から引き出された幅広の包装フィルムＦ１と包装フィルムＦ２は、複数のガイドロールに誘導されて四方シール袋を形成するシール装置７に送り込まれる。

一方、自動包装機１の上部には、粉末等の原料（内容物）が収納されたホッパー２が取り付けられ、このホッパー２の直下には原料（内容物）の充填量を計測するスライド計量盤３があり、このスライド計量盤３による枡切り動作によって計測された原料（内容物）が集合シュート４、開閉シャッター５、上下シュート６を経由して、シール装置７の融着接合動作によって形成された四方シール袋の内部に落下する。

そして、落下した原料（内容物）が充填された四方シール袋は、シール装置７の融着接合動作によって落下口が封止されて連続した複数列の四方シール包装袋が出来上がる。即ち、シール装置７は、連続した二枚の包装フィルムＦ１とＦ２に対して原料（内容物）が充填された状態の複数列の四方シール包装袋を融着接合して形成している。

次に、上記シール装置７により連続した複数列の四方シール包装袋となった幅広の包装フィルムは、スリッター装置８に導かれ、縦方向に切り分けられて列毎の連続した四方シール包装袋になる。その後、この切り分けられた連続した四方シール包装袋となった包装フィルムは、カッター装置９に導かれ、横方向に切断されて個別包装袋になり、滑り台１０から外部に取り出すように構成されている。なお、符号１１は、自動包装機１を操作するための操作ボックスである。

図３は、本発明にかかるシール装置７を拡大して一部断面表示した正面図である。図３に示すように、符号２０は、相互に押接且つ平行に配置され、逆方向に回転駆動される一方の四方シールロールを示し、この四方シールロール２０の奥側には図示されていない他方の四方シールロール２１が、同じく相互に押接且つ平行に配置され、逆方向に回転駆動されている。この四方シールロール２０の本体には、縦及び横ヒートシール刃が施されており、この縦及び横ヒートシール刃によって、挟み込まれた二枚の包装フィルムＦ１、Ｆ２に対して縦及び横シールを形成して四方シール包装袋としている。

一方、四方シールロール２０のシールロール本体の左右両端部付近には、前面より後面に向かって押圧する二つのカムフォロア機構が備えられており、図３においては、カムフォロア機構の手動螺動部分を構成する右側取手３０と左側取手３１が図示されている。

そして、四方シールロール２０のシールロール全体を保持する右側軸支部分２２には、右側軸受部分（ベアリングケース）２４が嵌め込まれ、四方シールロール２０の左側軸支部分２３には、左側軸受部分（ベアリングケース）２６が嵌め込まれている。

また、四方シールロール２０の右側軸支部分２２には、四方シールロール２０の内部に埋め込まれている発熱素子（カートリッジヒータ等）と温度検出素子（熱電対等）のリード線を外部に引き出すためのロータリーコネクタ６０とその端子部６１が付設されている。

図４は、図３に示した本発明のシール装置７のＡ−Ａ’間付近を切断して概略表示した切断側面図である。図４に示すように、四方シールロール２０のシールロール全体を保持する右側軸受部分（ベアリングケース）２４と、四方シールロール２１のシールロール全体を保持する右側軸受部分（ベアリングケース）２５が右側ロールベース２８の切れ込み部に嵌め込まれており、ネジ部５０により正面視奥側の右側軸受部分（ベアリングケース）２５は固定されている。

一方、正面視前面側の右側軸受部分（ベアリングケース）２４は、右側ロールベース２８の切れ込み部において摺動自在に嵌め込まれており、正面視前後に移動可能になっている。従来のシール装置では、この移動可能の軸受部分（ベアリングケース）２４に対して押圧機構が備えられているが、本発明ではここに押圧機構はない。なお、この右側ロールベース２８の左端には前面板２７が固定されている。

図５は、図３に示した本発明のシール装置７のＢ−Ｂ’間付近を切断して概略表示した切断側面図である。図５に示すように、正面視前面側の四方シールロール２０におけるシールロール本体の右端部付近と、正面視後面側の四方シールロール２１におけるシールロール本体の右端部付近が、相互に押接且つ平行に配置され、逆方向に回転駆動されている。

この四方シールロール２０のシールロール本体右端部付近には、右側カムフォロア機構７０が備えられており、この右側カムフォロア機構７０は右側取手３０と、この右側取手３０と螺動係合している押接板３２と、四方シールロール２０と接触している二つのカムフォロア３４と、このカムフォロア３４と押接板３２の間に嵌め込まれた弾性部材３３とで構成されている。

そして、この右側カムフォロア機構７０全体は、前面板２７に取り付けられており、この右側取手３０を右回転させると螺動係合されている押接板３２が後側に微小移動して四方シールロール２０の押圧力が増えることになる。

一方、右側取手３０を左回転させると螺動係合されている押接板３２が前側に微小移動して四方シールロール２０の押圧力が減ることになり、この右側取手３０を適宜調節して四方シールロール動作に必要な押圧力を発生させている。なお、回転体３４と押接板３２の間に嵌め込まれた弾性部材３３は、通常バネ部材が用いられており、この四方シールロール２０に加えられている押圧力によって発生した反発力の変動を吸収する役目を担っている。

なお、図５において、四方シールロール２０のシールロール本体右端部付近に設置された右側カムフォロア機構７０について説明したが、図３に示すように、同様なカムフォロア機構が四方シールロール２０のシールロール本体左端部付近にも設置されている。

即ち、同様な部材で構成された左側カムフォロア機構は、右側カムフォロア機構７０と同様な動きをするものであり、この結果、右側カムフォロア機構７０と連携して本発明で説明している多列シールロールにおける細い直径の軸支部分におけるロール軸方向の歪みを発生させないで四方シールロール動作に必要な押圧力を、挟み込んだ二枚の包装フィルムに対して付与することが可能になる。

図６は、図３に示した本発明のシール装置７のＣ−Ｃ’間付近を切断して概略表示した切断側面図である。図６に示すように、正面視前面側の四方シールロール２０におけるシールロール本体の中央部付近と、正面視後面側の四方シールロール２１におけるシールロール本体の中央部付近が、相互に押接且つ平行に配置され、逆方向に回転駆動されている。

この四方シールロール２１のシールロール本体中央部付近には、後側カムフォロア機構８０が備えられており、この後側カムフォロア機構８０は後側取手４０と、この後側取手４０と螺動係合している押接板４２と、四方シールロール２１と接触している二つのカムフォロア４４と、このカムフォロア４４と押接板４２の間に嵌め込まれた弾性部材４３とで構成されている。

そして、この後側カムフォロア機構８０全体は、後面板２９に取り付けられており、この後側取手４０を右回転させると螺動係合されている押接板４２が前側に微小移動して四方シールロール２１への押圧力が増えることになる。

一方、後側取手４０を左回転させると螺動係合されている押接板４２が後側に微小移動して四方シールロール２１への押圧力が減ることになり、この後側取手４０を適宜調節して前面側のカムフォロア機構による押圧力の付加に伴うロール軸方向の歪みを矯正するために必要な押圧力を発生させている。なお、回転体４４と押接板４２の間に嵌め込まれた弾性部材４３は、通常バネ部材が用いられており、この四方シールロール２１に加えられている押圧力によって発生した反発力の変動を吸収する役目を担っている。

このようなロール押圧機構をロールタイプ自動包装機のシール装置に適用することにより、本発明の作用効果が充分に発揮され、本発明に係る多列ロールタイプ自動包装機におけるシールロールの押圧機構によれば、押圧力の付加に伴うロール軸方向の歪みによるシールロール中央部分の相互の押圧力が不足する事態を回避し、以って、挟み込んだ包装フィルム中央部分のシール不良の発生を抑止できる。

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。

例えば、図１乃至図６にて示した本発明の自動充填包装機は、四方シールロールを用いた例で説明したが、これに限定するものではなく、一般的に使用されている多列三方シールロールタイプ自動充填包装機においても適用可能である。即ち、本発明のロール押圧機構は、多列構成の長軸ヒートシールロールを用いた各種自動充填包装機に対して適宜採用することができる。

また、図１乃至図６にて示した本発明のロール押圧機構は、二つの前面側カムフォロア機構と、一つの後面側カムフォロア機構を用いた例で説明したが、これに限定するものではなく、シールロール本体の長さやシールロール本体の歪み具合に応じて任意の数のカムフォロア機構を前面側若しくは後面側に備えることができる。

本発明にかかる四方シールロールタイプ自動包装機における一部断面表示した正面図である。 本発明にかかる四方シールロールタイプ自動包装機における一部断面表示した右側面図である。 本発明にかかるシール装置７を拡大して一部断面表示した正面図である。 図３に示した本発明のシール装置７のＡ−Ａ’間付近を切断して概略表示した切断側面図である。 図３に示した本発明のシール装置７のＢ−Ｂ’間付近を切断して概略表示した切断側面図である。 図３に示した本発明のシール装置７のＣ−Ｃ’間付近を切断して概略表示した切断側面図である。

符号の説明

１ 四方シールロールタイプ自動包装機
２ ホッパー
３ スライド計量盤
４ 集合シュート
５ 開閉シャッター
６ 上下シュート
７ シール装置
８ スリッター装置
９ カッター装置
１０ 滑り台
１１ 操作ボックス
２０ 前側四方シールロール
２１ 後側四方シールロール
２２ 右側軸支部分
２３ 左側軸支部分
２４、２５ 右側軸受部分（ベアリングケース）
２６ 左側軸受部分（ベアリングケース）
２７ 前面板
２８ 右側ロールベース
２９ 後面板
３０ 右側取手
３１ 左側取手
３２、４２ 押接板
３３、４３ 弾性部材
３４、４４ カムフォロア
４０ 後側取手
７０ 右側カムフォロア機構
８０ 後側カムフォロア機構

Claims (3)

1. 逆回転しながら相互に押圧する一対の長軸シールロールが、二枚の包装フィルムを挟み込んで包装袋形状に融着接合させつつ、この包装袋内に原料（内容物）を充填して同時に複数の分包製品を製造する多列ロールタイプ自動充填包装機のシール装置であって、
   前記シール装置における長軸シールロールの押圧機構は、長軸シールロール本体を直接押圧するカムフォロア機構で構成されることを特徴とする多列ロールタイプ自動充填包装機のシール装置。
2. 前記長軸シールロールの押圧機構は、正面視前面側と後面側の長軸シールロール本体を直接押圧するカムフォロア機構で構成され、
   前面側の長軸シールロールには、前面より後面に向かってシールロール本体の両端付近を押圧する二つのカムフォロア機構が備えられ、
   後面側の長軸シールロールには、後面より前面に向かってシールロール本体の中央付近を押圧する一つのカムフォロア機構が備えられることを特徴とする請求項１記載の多列ロールタイプ自動充填包装機のシール装置。
3. 前記前面側のカムフォロア機構は、シール動作に必要な押圧力を付加するように設定され、
   前記後面側のカムフォロア機構は、前面側のカムフォロア機構による押圧力の付加に伴うロール軸方向の歪みを矯正するように設定されることを特徴とする請求項１と請求項２記載の多列ロールタイプ自動充填包装機のシール装置。