JP2018135149A - 製袋包装機における縦シール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製袋包装機において、構成が簡素であり耐久性に富む縦シール装置を提供する。【解決手段】縦シール装置１において、サーボモータ１２が駆動されて出力回転軸１３が回転するときに、偏心カム機構２０において、偏心円板部を有するカム体が出力回転軸１３の回りに振れ回り回転をし、偏心円板部が嵌入するリング部を有する駆動レバー２４ａ，２４ｂが追従動作をし、両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂが開閉動作をする。偏心カム機構２０において、偏心円板部の円筒周面とリング部の円筒内面とは回転軸受を構成しており、両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂの開閉行程が小さくても、軸受面は広く確保されて面圧が下がり、縦シール装置１の耐久性を向上させることができる。【選択図】図１

Description

この発明は、縦型製袋充填包装機のような長手方向に走行する包装材に製品を収容して包装する製袋包装機に用いられており、駆動源の出力で開閉駆動される縦ヒートシールブロックによって包装材の重ね合わされた両側縁部分を挟み込むことで、当該両側縁部分に縦シールを施す縦シール装置に関する。

従来、製袋包装機としては、例えば特許文献１に開示されていて、図４に概略斜視図に一例として示すような縦型製袋充填包装機が多用されている。図４に示す縦型製袋充填包装機５０においては、帯状包装材６０は、フォーマ５１によって側端縁部分ｆｅ，ｆｅが合掌状に重ね合わされるように略筒状に成形され、長手（上下又は縦）方向に走行される中で、両側縁部分ｆｅ，ｆｅに縦シール装置５２によって縦シールＳｃが施されることで筒状包装材６１に成形される。包装物である製品Ｓは、充填用筒体５３を通して筒状包装材６１の内部に投入される。横シール・カット装置５４が筒状包装材６１を外側から挟み込むことで筒状包装材６１に横シールを施すことによって、先行して形成され且つ内部に製品Ｓが包装された袋包装体６３が製造されるとともに、次に製品Ｓが投入される袋６２の底側の横シールが形成される。充填用筒体５３の外周の左右両側には、筒状包装材６１を挟んで送る包装材送りベルト機構５５(片側のみ図示する)が配設されている。図示の都合上、袋包装体６３について、底側の横シールについてのみ符号Ｓｅで示している。

横シール・カット装置５４は、充填用筒体５３の下端の更に下方において筒状包装材６１を挟んで配置されており、互いに接近・離反する作動をするシール・カット・ブロック５４ａ，５４ｂを備えている。シール・カット・ブロック５４ａ，５４ｂは、接近時に筒状包装材６１を外側から横断する方向に挟んで、袋６２のための底側の横シールを形成する上側の横シーラ部と、袋包装体６３の天側の横シールを形成する下側の横シーラ部とを構成している。筒状包装材６１の内部に製品Ｓを投入し、横シール・カット装置５４によって横断方向に横シールＳｅを施すことで袋包装体６３が製造される。

横シール・カット装置５４は、更に筒状包装材６１を突き切る形態で切断するカッタ刃５６を備えている。カッタ刃５６は、一方のシール・カット・ブロック５４ａに上下の両横シーラ部間に取り付けられており、他方のシール・カット・ブロック５４ｂには、カッタ刃５６が入り込み可能な溝５７が形成されている。両シール・カット・ブロック５４ａ，５４ｂが接近するとき、上下の横シール・カット装置５４が包装材を挟み込むことで筒状包装材６１を溶着して横シールＳｅを形成すると同時に、カッタ刃５６が進出方向に駆動されて筒状包装材６１を突き切って切断する。なお、充填用筒体５３の下端には、筒状包装材６１を直径方向両外側に緊張させる一対の緊張ガイド５９，５９が斜め下方に延びるように設けられている。

縦型製袋充填包装機５０において、縦シール装置５２は、包装材の両側縁部分ｆｅ，ｆｅの延びる方向に沿う方向に細長く延びている一対の開閉可能な縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂを備えており、縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂは、閉じ動作をするときに重合わせ状態にある両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで縦シールＳｃを施し、開き動作をするときには、当該開き動作によって縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂ間に生じた隙間を通して両側縁部分ｆｅ，ｆｅが通過するのを許容する。

図５には、縦型製袋充填包装機５０の縦シール装置５２が示されている。図５（ａ）は縦シール装置５２の正面図であり、図５（ｂ）はその平面図である。縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂには、それらを支持するための左右のベース７１ａ，７１ｂが取り付けられている。縦シール装置５２は、縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂの開閉駆動方式として、駆動源の一例であるサーボモータ７２と、包装機フレームに取り付けられていてサーボモータ７２を支持するとともに縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂの開閉方向の移動を案内する支持案内部７３と、サーボモータ７２の回転出力によって駆動されるボールネジ機構７４とを備えている。ボールネジ機構７４は、縦ヒートシ４ールブロック７０ａ，７０ｂに対して軸線が交差する方向に延びており且つネジの形成方向が互いに異なっている左右のネジ部分７５ａ，７５ｂを有するボールネジ７５と、左右のベース７１ａ，７１ｂにそれぞれ埋設されており且つ対応する左右のネジ部分７５ａ，７５ｂと螺合する二つのナット７６ａ，７６ｂを備えている。支持案内部７３は、ボールネジ７５に対して上下に離れた位置で平行に延びているとともにベース７１ａ，７１ｂを貫通してこれらをガイドする二本のサポートシャフト７７，７７を備えている。

サーボモータ７２が駆動されると、ボールネジ機構７４においてボールネジ７５が回転し、ネジ部分７５ａ，７５ｂとナット７６ａ，７６ｂのネジ係合により、ナット７６ａ，７６ｂが埋設固定されているベース７１ａ，７１ｂが互いに反対方向に移動する。サーボモータ７２の回転方向に応じて、ベース７１ａ，７１ｂの移動によって、これらベース７１ａ，７１ｂにそれぞれ取り付けられている縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂがサポートシャフト７７，７７のガイド機能によってその姿勢を保ったまま、互いに接近又は離間するように開閉駆動される。

横シール・カット装置５４の場合には、シール・カット・ブロック５４ａ，５４ｂは製品Ｓを包装した袋包装体６３が通過可能とする程度にまで互いに対して開く必要があるが、縦シール装置５２の場合には、横シール・カット装置５４とは異なり、非シール時に縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂが開いて形成される隙間Ｇは図５（ｂ）に示すように重ねられた両側縁部分ｆｅ，ｆｅが通過可能になる程度の僅かな隙間で充分である。横シール・カット装置５４の開閉ストロークは、通常、最大１６０ｍｍであるのに対して、両縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂの開閉ストロークは、例えば直押し式のエアーシリンダ駆動式とした場合であっても、１０ｍｍ前後にすぎず、非常に短いものである。したがって、ボールネジ機構７４のボールネジ７５自体の回転角が少なく、縦シール時にはボールネジ７５の特定の一カ所に負荷がかかる傾向となるために、ボールネジ機構７４の耐久性が低い。ボールネジ機構７４は、給油などのメンテナンスを頻繁且つ適切に行わないと、破損を生じる可能性が高くなる。

図６には縦シール装置の別の例が示されている。図６（ａ）は縦シール装置の正面図であり、図６（ｂ）はその平面図である。図６に示す縦シール装置５２ａにおいては、図５に示す縦シール装置５２が備える構成要素と同等のものには同じ符号を付すことで、再度の説明を省略する。縦シール装置５２ａは、縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂの開閉駆動方式として、駆動源の一例であるサーボモータ８２と、包装機フレームに取り付けられていて縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂの開閉方向の移動を案内する支持案内部８３と、サーボモータ８２の回転出力によって駆動されるリンク機構８４とを備えている。リンク機構８４は、サーボモータ８２の回転出力軸に取り付けられた中央レバー８５と、中央レバー８５の両端に回動自在に連結された左右の駆動レバー８５ａ，８５ｂとを備えている。支持案内部８３は、機枠側のフレームに支持されたロッド支持ブロック８６と、ロッド支持ブロック８６を貫通してスライド自在に延びる二本の平行なロッド８７，８７と、ロッド８７，８７の左端を連結する連結部材８８を備えている。右縦ヒートシールブロック７０ｂの右ベース７１ｂは、ロッド８７，８７の右端を連結する連結部材を兼ねている。左駆動レバー８５ａは左縦ヒートシールブロック７０ａの左ベース７１ａに対して回動可能に連結されており、右駆動レバー８５ｂは連結部材８８に対して回動可能に連結されている。

サーボモータ８２の回転出力によってリンク機構８４が駆動されると、左駆動レバー８５ａはベース７１ａを介して左縦ヒートシールブロック７０ａを押し、右駆動レバー８５ｂは、連結部材８８、ロッド８７，８７及び右ベース７１ｂをその順に介して、右縦ヒートシールブロック７０ｂを引き寄せ、両縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂを互いに接近させて閉じ動作をする。サーボモータ８２の出力を逆回転させることで、両縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂは互いに離間して開き動作をする。なお、本出願人は、両ヒータブロックをボールねじによって包装材の側縁部分を合掌状に挟むように駆動し、押し付け力を均一・安定化した縦ヒートシールユニットの一例として、特許文献２に示したものを提案している。

リンク機構８４を用いる縦シール装置５２ａの場合、ボールネジ機構７４を用いる縦シール装置５２の場合と同様、往復動作をする縦ヒートシールブロック７０ａ，７０ｂの開閉ストロークは短いものであるから、リンク機構８４の駆動レバー８５，８５ａ，８５ｂの動作範囲は小さく、それゆえ、リンク機構８４の連結部分（回動可能に連結する連結ピンの部分）の回転角が少ない。連結ピンについては、包装機の縦シール装置周りのスペースにおいて、大型のものは使用できず小型のものを使用しなければならないという制約がある。このように、リンク機構８４については、構成する細かな部品の点数が増加することに加えて、縦シール時に連結部分の特定箇所に繰り返して負荷がかかるために、すべり動作をする部分の面圧が高くなって耐久性が低くなっている。リンク機構８４は、メンテナンスを頻繁且つ適切に行わないと、破損を生じる可能性が高くなり、メンテナンスや部品管理が面倒になる。

縦型製袋充填包装機における横シール装置ではあるが、その一例として、横シール用の二つのシールブロックが互いに接近して包装材を挟み込む直前に大きなシール圧力を与えるトグル作用を利用したものが提案されている（特許文献３参照）。開閉駆動用サーボモータのモータ軸の回転方向に応じて、連結ロッドやそのガイドを介して前側横シーラ取付けブロック及び後側横シーラ取付けブロックが互いに接近・離間する方向に駆動され、前側シールブロックと後側シールブロックは互いにヒータ面が向い合っていて、互いの接近時に前側シールブロックと後側シールブロックとが筒状包装材を挟み込んで、エンドシール部を施す。モータ軸に取り付けられたリンク機構の動作が両シールブロックに伝達されるが、リンク機構が両シールブロックの接近・離間方向に延びる直線状に揃う直前に、両シールブロックが包装材を挟み込むようにタイミングを設定することで、両シールブロックは包装材を強く挟み込んで大きなシール圧力を与えることができる。

特開２０１０−０２３８５５号公報 特開２０１０−２７５００４号公報 特開２０１４−１２９１３２号公報

そこで、製袋包装機に用いられており駆動源からの駆動力によって包装材に対して繰り返してシール動作をする縦シール装置において、駆動源からの出力回転を縦ヒートシールブロックの開閉動作に変換するに際して、繰り返して受けるシール圧力の反力に耐えることができる耐久性に富むものとする点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、上記課題を解決することであり、製袋包装機において、駆動源からの出力回転を縦ヒートシールブロックの開閉動作に変換するに際して、構成が簡素であり、耐久性に富む縦シール装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明による製袋包装機における縦シール装置は、長手方向に走行する包装材に製品を収容して包装する製袋包装機に用いられており、駆動源の出力で開閉駆動される縦ヒートシールブロックによって前記包装材の重ね合わされた両側縁部分を挟み込むことで当該両側縁部分に縦シールを施す縦シール装置であって、前記駆動源の出力回転軸に出力された往復回転をカム動作によって前記縦ヒートシールブロックの開閉動作に変換する偏心カム機構を備えており、前記偏心カム機構は、前記カム動作をするため、前記出力回転軸に対して偏心して且つ位相を異ならせて配置された二つのカム体と、前記各カム体に回転軸受を介して連結されており且つ対応する前記縦ヒートシールブロックに連結されている二つの駆動レバーとを備えていることを特徴としている。

この製袋包装機における縦シール装置によれば、駆動源の出力回転軸における往復回転により、偏心カム機構において、二つのカム体が出力回転軸の回りに振れ回り回転をし、各カム体と縦ヒートシールブロックとに対応して設けられている駆動レバーとがカム動作をし、駆動レバーはこのカム動作に追従して揺動回転、即ち、往復する回動動作をする。したがって、駆動源の出力回転は、偏心カム機構によって、両縦ヒートシールブロックの開閉動作に変換される。偏心カム機構において、カム体と駆動レバーとは、出力回転軸が回転する際に回転軸受を介して連結されているので、縦ヒートシールブロックの開閉行程が小さくても、互いの接触力を滑らかに支持し、接触面圧を下げることができる。

この製袋包装機における縦シール装置において、前記各カム体は、前記駆動源の前記出力回転軸が偏心した位置で結合する偏心円板部を備えており、前記各駆動レバーは、前記偏心円板部が嵌入しているリング部と当該リング部から延びていて前記縦ヒートシールブロックに連結されているレバー部とを備えており、前記偏心円板部の円周外面と前記リング部の円周内面とがそれぞれ前記回転軸受の軸受面を構成しているとすることができる。偏心円板部と出力回転軸とは、出力回転軸が偏心円板部に対して偏心した位置で結合されているという相互の形状配置関係にあるので、偏心円板部の円周外面は出力回転軸と比べて広い面積となり、カム体の偏心円板部と駆動レバーのリング部とは面積が広い軸受面で滑らかに相対回転を許容する回転軸受となり、その結果、縦ヒートシールブロックの開閉ストロークが小さくても広い軸受面でシール圧の反力を受け、偏心カム機構における偏心円板部とリング部の接触面圧を下げることができる。

この製袋包装機における縦シール装置において、前記回転軸受は、前記偏心円板部の前記円周外面と前記リング部の前記円周内面とが円筒状のすべり面を構成しているすべり軸受であるとすることができる。カム体の偏心円板部の円周外面と駆動レバーのリング部の円周内面とが互いに接触しながらすべることができる接触面積の広いすべり面を構成しているので、カム体の偏心円板部と駆動レバーのリング部とはすべり軸受によって互いに滑らかに相対すべりをすることができ、その結果、縦ヒートシールブロックの開閉ストロークが小さくても、偏心カム機構における偏心円板部とリング部の接触面圧を下げることができる。

この製袋包装機における縦シール装置において、前記偏心カム機構の前記両カム体の前記位相は互いに対して１８０度異なっていることにより、前記出力回転軸の回転は、前記偏心カム機構がする前記カム動作によって前記両縦ヒートシールブロックの同期した前記開閉動作に変換され、前記出力回転軸が１８０度未満の往復回転であり、前記カム動作はその死点を越えることのない角度範囲内でする往復カム動作であるとすることができる。偏心カム機構において両カム体の位相が互いに対して１８０度異なっているという回転対称構造によって、両カム体は、出力回転軸の１８０度未満の往復回転に応じて、カム動作において死点を越えることのない角度範囲内で、出力回転軸の回りで同期した振れ回り往復回転をし、両縦ヒートシールブロックに安定した開閉動作をさせることができる。

この縦型包装機における縦シール装置において、前記偏心カム機構がする前記往復カム動作において、前記両縦ヒートシールブロックが前記開閉動作の閉じ位置に対応するカム動作限界に到達する際に、前記両縦ヒートシールブロックが前記包装材の両側端縁部分に対して、前記カム動作が仮に前記死点を越えるとしたときのトグル作用で圧接する強さに準じた強さで圧接することができる。偏心カム機構は、出力回転軸の１８０度未満の往復回転に応じて、カム動作において死点を越えることのない角度範囲内で往復カム動作をするのであるが、この往復カム動作のカム動作限界に到達する際に、両縦ヒートシールブロックは、偏心カム機構のカム動作が仮に死点を越えるとしたときのトグル作用によって圧接すると想定される強さに準じた強さで圧接するので、包装材の両側端縁部分に対して強いシール圧力で縦シールを施すことができる。

この縦型包装機における縦シール装置において、前記偏心カム機構では、前記出力回転軸の回転軸線と、前記両駆動レバーが両縦ヒートシールブロックに連結される両連結支点とが、前記縦ヒートシールブロックの長手方向と直交する一平面上に並んで配置されているとすることができる。偏心カム機構での出力回転軸や駆動レバーのこうした配置により、偏心カム機構を簡素な構造に組み立てることができる。

縦シール装置が適用される前記製袋包装機は、前記包装材が送られる前記長手方向が上下方向であり、前記縦シール装置で形成された筒状包装材から袋を製造しつつ前記製品を充填して袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機であるとすることができる。

この発明による製袋包装機における縦シール装置は、上記のように構成されているので、基本的なシール動作として、駆動源の出力回転軸の回転は、偏心カム機構がするカム動作、即ち、具体的には両カム体と両駆動レバーのカム動作によって、両縦ヒートシールブロックの滑らかで且つ安定した開閉動作に変換される。また、偏心カム機構においては、カム体の偏心円板部の円筒周面と駆動レバーのリング部の円筒内面とは、出力回転軸が回転する際に相対すべりを許容するすべり軸受のすべり面を構成しており、縦ヒートシールブロックの開閉ストロークが小さくても、当該すべり軸受の互いの接触面は広く確保されている。したがって、偏心カム機構におけるすべり軸受の接触面圧を下げることができ、偏心カム機構、延いては縦シール装置の耐久性を向上することができる。

図１は、この発明による製袋包装機の縦シール装置の一実施例を示す図である。 図２は、図１に示す縦シール装置に用いられる偏心カム機構の拡大図である。 図３は、図２に示す偏心カム機構の斜視図である。 図４は、製袋包装機としての縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図である。 図５は、図４に示す縦型製袋充填包装機に用いられる縦シール装置の一例を示す図である。 図６は、図４に示す縦型製袋充填包装機に用いられる縦シール装置の別例を示す図である。

以下、添付した図面に基づいて、この発明による製袋包装機の縦シール装置の実施例について説明する。図１は、この発明による製袋包装機の縦シール装置の一実施例を示す図面であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。また、図２は、この製袋包装機の縦シール装置に用いられる偏心カム機構を拡大して分解又は組立て状態で示す図である。

図１に示す縦シール装置が適用される製袋包装機については、図４に示した先行技術として示したように、縦方向、即ち、長手方向に走行する帯状包装材６０を筒状包装材６１に成形しつつ製品Ｓを収容した袋包装体６３を製造する縦型製袋充填包装機５０であってよく、それゆえ、先行技術に用いられている構成要素と同等の働きをする構成要素について同じ符号を付すことで、縦型製袋充填包装機の基本的構成についての再度の説明を省略する。

図１に示す縦シール装置１は、基本的な構造として、図６に示す縦シール装置５２ａと同等の構造を備えている。即ち、縦シール装置１において、開閉駆動される左右の縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂがそれぞれ左右のベース１１ａ，１１ｂに取り付けられており、縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂが包装材の重ね合わされた両側縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込むことで当該両側縁部分ｆｅ，ｆｅに縦シールが施される。機枠側のフレームに設けられているロッド支持ブロック１６には、縦方向に一定の距離をおいて横方向に延びる一対のロッド１７，１７がスライド自在に貫通している。ロッド１７，１７の両一端（図で左端）は共通する連結部材１８に取り付けられており、両他端（図で右端）は右ヒートシールブロック１０ｂ用の右ベース１１ｂ（連結部材を兼ねる）に取り付けられている。ロッド１７，１７は左ヒートシールブロック１０ａ用の左ベース１１ａを貫通していて、左ヒートシールブロック１０ａが横方向にスライドするのを案内している。

縦シール装置１を駆動するための駆動源としてのサーボモータ１２は、機枠側のベッド１９に取り付けられており、回転出力軸１３に回転駆動力を出力する。サーボモータ１２の回転出力軸１３は、ロッド１７，１７が延びる方向にも左右の縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂの長手方向にも直交する方向に延びる態様で配置されている。サーボモータ１２の回転出力軸１３には、サーボモータ１２の出力回転軸１３に出力された往復回転をカム動作によって縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂの開閉動作に変換する偏心カム機構２０が設けられている。回転出力軸１３から偏心カム機構２０を介して左ヒートシールブロック１０ａ用の左ベース１１ａに至る経路と右ヒートシールブロック１０ｂ用の右ベース１１ａに至る経路とが、回転出力軸１３から左右の縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂとの間をそれぞれ繋いで開閉駆動力を伝達する開閉駆動経路となっている。

当該開閉駆動経路に介在されている偏心カム機構２０のカム動作によって、そのカム出力は、一方では左ヒートシールブロック１０ａ用の左ベース１１ａに直接に伝えられ、他方では、連結部材１８からロッド１７，１７を介して右ヒートシールブロック１０ｂ用の右ベース１１ａに伝えられ、出力回転軸１３の回転に伴って左右の縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂを開閉駆動する。

偏心カム機構２０は、カム動作をするため、図２に示すように、また図３に斜視図として示すように、直棒状の回転出力軸１３において、その軸線１４が延びる方向に所定の間隔を置いて設けられている大きさが同じの一対のカム体２１ａ，２１ｂを備えている。カム体２１ａ，２１ｂは、回転出力軸１３が貫通・結合状態で取り付けられる取付け部２２ａ，２２ｂと、取付け部２２ａ，２２ｂに一体構成とされており所定の肉厚を有するとともに周面はカム面となっており、回転出力軸１３に対して偏心した偏心円板部２３ａ，２３ｂとを備えている。偏心円板部２３ａ，２３ｂの周面は円筒周面となっており、その母線方向は回転出力軸１３の軸線１４の延びる方向と平行である。

偏心円板部２３ａ，２３ｂの中心は、回転出力軸１３の軸線１４に対して偏心した位置にある。偏心円板部２３ａ，２３ｂの板厚は、回転出力軸１３が回転するときに、後述の駆動レバー２４ａ，２４ｂによって安定して軸支持されるように、周面が充分な広さとなる板厚とされている。回転出力軸１３は、偏心円板部２３ａ，２３ｂの内部に納まるように貫通・結合されており、したがって、軸線１４に直交する面での断面でみて偏心円板部２３ａ，２３ｂの大きさは回転出力軸１３と比較して充分大きい。二つのカム体２１ａ，２１ｂの回転出力軸１３に対する偏心の態様は、軸線１４の回りに互いに位相を異ならせて配置されていることによるものであり、好ましくは互いに位相が１８０度異なる対称位置とされている。

偏心カム機構２０はまた、カム体２１ａ，２１ｂに相対回転を許容する回転軸受を介して連結されており且つ対応する縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂに連結されている二つの駆動レバー２４ａ，２５ｂを備えている。偏心カム機構２０のカム体２１ａと左ベース１１ａとは左駆動レバー２４ａで連結されており、偏心カム機構２０のカム体２１ｂと連結部材１８とは右駆動レバー２４ｂで連結されている。左右の駆動レバー２４ａ，２４ｂは同じ構造を有しており、偏心カム機構２０の偏心円板部２３ａ，２３ｂが嵌入するリング部２５ａ，２５ｂと、リング部２５ａ，２５ｂに一体に形成されており且つリング部２５ａ，２５の径方向外側に延びていて縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂに直接的に又は間接的に連結されているレバー部２６ａ，２６ｂを備えている。駆動レバー２４ａ，２４ｂは、カム体２１ａ，２１ｂに対してレバー部２６ａ，２６ｂが互いに反対方向に延びるように組み合わされる。

リング部２５ａ，２５ｂには、嵌入する偏心円板部２３ａ，２３ｂを受け入れるために、精密に加工された円筒内面が形成されており、偏心円板部２３ａ，２３ｂには同じく精密に加工された円周外面が形成されている。当該円筒内面と円周外面は、カム体２１ａ，２１ｂと駆動レバー２４ａ，２４ｂとを相対回転可能に連結する回転軸受の軸受面として、すべり軸受のすべり面を形成している。レバー部２６ａ，２６ｂは、その先端部分において、連結部材１８と左ベース１１ａとに対して連結支点としての連結ピン２７ａ，２７ｂによって回動可能に連結されている。

偏心カム機構２０においては、出力回転軸１３の軸線１４と、両駆動レバー２４ａ，２４ｂが両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂに連結される両連結ピン２７ａ，２７ｂのピン軸線とが、縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂが延びる長手方向（縦方向）と直交する一平面上に並んで配置されている。偏心カム機構２０においての出力回転軸１３や駆動レバー２４ａ，２４ｂのこうした配置により、偏心カム機構２０を簡素なレイアウトと構造に組み立てることができる。

縦シール装置１において、回転出力軸１３の軸線１４の位置は不変であり、連結ピン２７ａ，２７ｂの位置はロッド支持ブロック１６によるロッド１７，１７のスライド案内作用により、水平方向（両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂの開閉方向）には移動するが縦方向には移動しない。サーボモータ１２が駆動されると、回転出力軸１３が回転駆動され、偏心カム機構２０のカム体２１ａ，２１ｂが出力回転軸１３と一体となって回転し、その軸線１４の回りに振れ回り回転をする。偏心円板部２３ａ，２３ｂが嵌入するリング部２５ａ，２５を有する駆動レバーレバー２４ａ，２４ｂがその振れ回り回転に追従して、連結ピン２７ａ，２７ｂの回りに揺動する動作をする。左駆動レバー２４ａが左ベース１１ａを引いて、左ベース１１ａが左ヒートシールブロック１０ａを包装材の端縁部分ｆｅ，ｆｅから遠ざけ、右駆動レバー２４ｂが連結部材１８及びロッド１７，１７を介して右ベース１１ｂを押し、右ベース１１ｂが右ヒートシールブロック１０ｂを包装材の端縁部分ｆｅ，ｆｅから離れさせる。これにより、両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂは開動作をし、サーボモータ１２の開方向への回転限界である図２（ｃ１）に示すような、両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂは端縁部分ｆｅ，ｆｅから最も離れた開位置を占める。このときの回転出力軸１３の位置は、図２（ｂ１）に示す死点となる基準位置θｓからの開き角度位置θｏで示されている。

両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂが図２（ｃ１）に示す開位置を占めた状態から回転出力軸１３が反対方向に回転駆動されると、偏心カム機構２０のカム体２１ａ，２１ｂの偏心回転（開状態に向うときと逆方向の偏心回転）によって、左右の駆動レバー２４ａ，２４ｂが連結ピン２７ａ，２７ｂの回りに揺動しつつ互いに離れる方向に動作する。左ベース１１ａがロッド１７，１７に案内されつつ左ヒートシールブロック１０ａを包装材の端縁部分ｆｅ，ｆｅに向って移動させ、右駆動レバー２４ｂが連結部材１８及びロッド１７，１７を介して右ベース１１ｂを引き寄せ、包装材の端縁部分ｆｅ，ｆｅに向って方向に移動させる。このように、サーボモータ１２の出力回転軸１３の回転は、偏心カム機構２０によって、開閉駆動経路を経て、両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂの開閉動作に変換される。

回転出力軸１３が引き続いて回転駆動されると、偏心カム機構２０のカム体２１ａ，２１ｂの引き続く偏心回転によって、図２（ｃ２）に示すように左右の駆動レバー２４ａ，２４ｂの動作を介して左右の両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂは包装材の端縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込み、端縁部分ｆｅ，ｆｅを加圧・加熱して縦ヒートシールを開始する。偏心カム機構２０の両カム体２１ａ，２１ｂの位相は互いに対して１８０度異なっていることにより、出力回転軸１３の回転は、偏心カム機構２０がするカム動作によって両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂの同期した開閉動作に変換される。

サーボモータ１２が出力回転軸１３に出力する回転は、１８０度未満の往復回転である。こうした両カム体２１ａ，２１ｂの回転対称構造と出力回転軸１３の往復回転角度の設定によって、偏心カム機構２０のカム動作は、その死点を越えることのない角度範囲で、往復カム動作をする。即ち、両カム体２１ａ，２１ｂは、出力回転軸１３が仮に連続回転をするとしたときに、その偏心回動動作で両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂが最も包装材を押圧する死点（トグル作用の死点）となる図２（ｂ２）に示すような回転位置（死点位置θｄ）を越えるような回転をすることはない。死点位置θｄに至るよりも前の図２（ｃ２）に示す閉じ角度位置θｃ（一例として死点の２０度程度手前の位置）が両カム体２１ａ，２１ｂの偏心回転限界とされている。これにより、両カム体２１ａ，２１ｂは、出力回転軸１３の回りで同期した振れ回り往復回転をし、両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂに安定した開閉動作をさせることができ、仮に死点を通過するとしたときのシール圧力の不安定な挙動を回避することができる。縦ヒートシールの時間やシール圧力は、サーボモータ１２のトルク制御等によって、精密にコントロールすることができる。なお、サーボモータ１２の制御については、出力回転軸１３が仮に連続回転をするとしたときに、両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂが最も包装材から遠ざかる基準位置θｓ（図２（ｂ１））を越えるような回転をすることもないように設定されている。

偏心カム機構２０は、出力回転軸１３の１８０度未満の往復回転に応じて、カム動作において死点を越えることのない角度範囲内で往復カム動作をするのであるが、この往復カム動作のカム動作限界に到達（出力回転軸１３の回転が閉じ角度位置θｃに到達）する際に、両縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂは、偏心カム機構２０のカム動作が仮に死点を越えるとしたときのトグル作用によって圧接すると想定される強さに準じた強さで圧接するので、包装材の両側端縁部分ｆｅ，ｆｅに対して強いシール圧力で縦シールを施すことができる。

偏心カム機構２０において、偏心円板部２３ａ，２３ｂと出力回転軸１３とは偏心円板部２３ａ，２３ｂの内部を出力回転軸１３が貫通・結合しているという相互の形状配置関係にあるので、偏心円板部２３ａ，２３ｂの円周外面は出力回転軸１３と比べて広い面積となり、カム体２１ａ，２１ｂの偏心円板部２３ａ，２３ｂの円周外面と駆動レバー２４ａ，２４ｂのリング部２５ａ，２５ｂとの円周内面は、面積が広く互いに接触しながら滑らかに相対すべりを許容するすべり面となる。すべり軸受の軸受面として広いすべり面が確保されるので、端縁部分ｆｅ，ｆｅの挟込み力が大きくなるにもかかわらず軸受の面圧は低くなり、縦シールのための繰り返し動作回数が多くなっても偏心カム機構２０の耐久性を高めることができる。その結果、縦ヒートシールブロック１０ａ，１０ｂの開閉ストロークが小さくても、偏心カム機構２０における偏心円板部２３ａ，２３ｂとリング部２５ａ，２５ｂの接触面圧を下げることができる。

以上、この発明の実施例において、カム体２１ａ，２１ｂについては、鍛造や鋳造からの切削加工によって、取付け部２２ａ，２２ｂと偏心円板部２３ａ，２３ｂを一体構造に形成することができる。また、別体に形成しておいて、溶接や固着によって一体構造としてもよい。連結ピン２７ａ，２７ｂについても、駆動レバー２４ａ，２４ｂとの間にすべり軸受を構成して滑らかなすべりと耐久性を向上させることが好ましい。また、すべり軸受として、内外のすべり面は、偏心円板部２３ａ，２３ｂとリング部２５ａ，２５ｂ圧入される軸受輪によって備えることができる。回転軸受は、すべり軸受として説明したが、転がり軸受であってもよい。更に、製袋包装機は縦型製袋充填包装機として説明したが、横型製袋充填包装機であってもよく、その他、縦シール（センターシール）を施す製包装機に適用することもできる。

１ 縦シール装置 １０ａ，１０ｂ 左右のヒートシールブロック
１１ａ，１１ｂ 左右のベース １２ サーボモータ
１３ 回転出力軸 １４ 軸線
１５ ベッド １６ ロッド支持ブロック
１７，１７ ロッド １８ 連結部材
２０ 偏心カム機構 ２１ａ，２１ｂ カム体
２２ａ，２２ｂ 取付け部 ２３ａ，２３ｂ 偏心円板部
２４ａ，２４ｂ 左右の駆動レバー ２５ａ，２５ｂ リング部
２６ａ，２６ｂ レバー部 ２７ａ，２７ｂ 連結ピン
５０ 縦型製袋充填包装機 ５１ フォーマ
５２，５２ａ 縦シール装置 ５３ 充填用筒体
５４ 横シール・カット装置 ５４ａ，５４ｂ シール・カット・ブロック
５５ 包装材送りベルト機構 ５６ カッタ刃
５７ 溝 ５９，５９ 緊張ガイド
６０ 帯状包装材 ６１ 筒状包装材
６２ 袋 ６３ 袋包装体
７０ａ，７０ｂ 縦ヒートシールブロック ７１ａ，７１ｂ 左右のベース
７２ サーボモータ ７３ 支持案内部
７４ ボールネジ機構 ７５ ボールネジ
７５ａ，７５ｂ ネジ部分 ７６ａ，７６ｂ ナット
７７，７７ サポートシャフト
８２ サーボモータ ８４ リンク機構
８５ 中央レバー ８５ａ，８５ｂ 左右の駆動レバー
８６ ロッド支持ブロック ８７，８７ ロッド
８８ 連結部材
ｆｅ，ｆｅ 両側縁部分 Ｓ 製品
Ｓｃ 縦シール Ｓｅ 横シール Ｇ 隙間
θｓ 基準位置 θｏ 開き角度位置
θｃ 閉じ角度位置 θｄ 死点位置

Claims (7)

1. 長手方向に走行する包装材に製品を収容して包装する製袋包装機に用いられており、駆動源の出力で開閉駆動される縦ヒートシールブロックによって前記包装材の重ね合わされた両側縁部分を挟み込むことで当該両側縁部分に縦シールを施す縦シール装置において、 前記駆動源の出力回転軸に出力された往復回転をカム動作によって前記縦ヒートシールブロックの開閉動作に変換する偏心カム機構を備えており、
   前記偏心カム機構は、前記カム動作をするため、前記出力回転軸に対して偏心して且つ位相を異ならせて配置された二つのカム体と、前記各カム体に回転軸受を介して連結されており且つ対応する前記縦ヒートシールブロックに連結されている二つの駆動レバーとを備えている
   ことを特徴とする製袋包装機における縦シール装置。
2. 前記各カム体は、前記駆動源の前記出力回転軸が偏心した位置で結合する偏心円板部を備えており、前記各駆動レバーは、前記偏心円板部が嵌入しているリング部と当該リング部から延びていて前記縦ヒートシールブロックに連結されているレバー部とを備えており、前記偏心円板部の円周外面と前記リング部の円周内面とがそれぞれ前記回転軸受の軸受面を構成していることを特徴とする請求項１に記載の製袋包装機における縦シール装置。
3. 前記回転軸受は、前記偏心円板部の前記円周外面と前記リング部の前記円周内面とが円筒状のすべり面を構成しているすべり軸受であることを特徴とする請求項２に記載の製袋包装機における縦シール装置。
4. 前記偏心カム機構の前記両カム体の前記位相は互いに対して１８０度異なっていることにより、前記出力回転軸の回転は、前記偏心カム機構がする前記カム動作によって前記両縦ヒートシールブロックの同期した前記開閉動作に変換され、
   前記出力回転軸が１８０度未満の往復回転であり、前記カム動作はその死点を越えることのない角度範囲内でする往復カム動作であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の製袋包装機における縦シール装置。
5. 前記両偏心カム機構がする前記往復カム動作において、前記両縦ヒートシールブロックが前記開閉動作の閉じ位置に対応するカム動作限界に到達する際に、前記両縦ヒートシールブロックが前記包装材の両側端縁部分に対して、前記カム動作が仮に前記死点を越えるとしたときのトグル作用で圧接する強さに準じた強さで圧接することを特徴とする請求項４に記載の製袋包装機における縦シール装置。
6. 前記偏心カム機構において、前記出力回転軸の回転軸線と、前記両駆動レバーが両縦ヒートシールブロックに連結される両連結支点とは、前記縦ヒートシールブロックの長手方向と直交する一平面上に並んで配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の製袋包装機における縦シール装置。
7. 前記製袋包装機は、前記包装材が送られる前記長手方向が上下方向であり、前記縦シール装置で形成された筒状包装材から袋を製造しつつ前記製品を充填して袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の製袋包装機における縦シール装置。

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