JP2019043626A - 縦型製袋充填包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】運転待機中であった縦型製袋充填包装機への当該待機指令が解除された場合に、既に形成されている横シール部に衝撃を作用させないことで横シール部に損傷を与えることを回避することができる縦型製袋充填包装機を提供する。【解決手段】縦型製袋充填包装機の運転について、横シール装置５４が開いた状態にある待機運転モードが解除されるとき、制御装置は、袋Ｂ内への製品Ｓの投入から包装動作を再開するが、このとき、横シール装置５４を両横シールブロック５４ａ，５４ｂが横シール部とは接触しないが僅かに開いている程度にまで閉じた半閉じ状態に制御する。袋Ｂ内に製品Ｓが投入されるときに、落下する製品Ｓの衝撃力は半閉じ状態にある横シールブロック５４ａ，５４ｂで受け止められ、袋Ｂの底部に形成されたばかりの横シール部Ｓｅに直接に作用して剥がすようなことがないので、シール不良品が生じるのを防止できる。【選択図】図２

Description

この発明は、筒状包装材から袋を製作しつつ、包装すべき製品が投入された当該筒状包装材に横シール装置によって横方向のシールを施すことで袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機に関する。

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、斜視図である図５に一例として概略を示すような縦型製袋充填包装機が多用されている。図５に示す縦型製袋充填包装機５０においては、帯状包装材Ｆｗ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によって縦シール部Ｓｃが施されることで筒状包装材Ｆｔ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Ｆｔの内部に投入される。横シール装置５４が筒状包装材Ｆｔを外側から挟み込むことで筒状包装材Ｆｔ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Ｂｐが製造されるとともに、次に製品Ｓが投入される袋Ｂの底側の横シール部Ｓｅが形成される。充填用筒体５３の外周の左右両側には、ベルト機構から成り筒状包装材Ｆｔを挟んで送る包装材送り装置５５（片側のみ図示する）が配設されている。袋包装体Ｂｐについては、図示の都合上、底側の横シールにのみ符号Ｓｅで示している。

横シール装置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Ｆｔ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横シールブロック５４ａ，５４ｂを備えている。横シールブロック５４ａ，５４ｂは、接近時に筒状包装材Ｆｔを外側から横断する方向に挟んで、袋Ｂのための底側の横シール部Ｓｅを形成する上側の横シーラ部と、袋包装体Ｂｐの天側の横シール部Ｓｅ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Ｆｔの内部に製品Ｓを投入し、横シール装置５４によって横断方向に横シール部Ｓｅを施すことで袋包装体Ｂｐが製造される。

横シール装置５４は、更に筒状包装材Ｆｔを突き切る形態で切断するカッタ装置５６を備えている。カッタ装置５６は、一方の横シールブロック５４ａの上下の両横シーラ部間にカッタ刃５６ａが配設されており、他方の横シールブロック５４ｂには、カッタ刃５６ａが入り込み可能な溝５６ｂが形成されている。両横シールブロック５４ａ，５４ｂが接近して包装材を挟み込むことで筒状包装材Ｆｔを横断方向に溶着して横シール部Ｓｅを形成すると同時に、カッタ刃５６ａが進出方向に駆動されて筒状包装材Ｆｔ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Ｆｔ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、帯状包装材Ｆｗの両側縁部分ｆｅ，ｆｅの延びる方向に沿って細長く延びている一対の開閉可能な縦シールブロック５２ａ，５２ｂを備えており、縦シールブロック５２ａ，５２ｂ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を挟み込むときにヒートシールを施して縦シール部Ｓｃを形成し、開き動作をするときには、当該開き動作によって縦シールブロック５２ａ，５２ｂ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。

縦型製袋充填包装機５０においては、包装材は、包装動作に合わせて間欠的に送られている。筒状包装材Ｆｔ内に製品Ｓが投入され、帯状包装材Ｆｗ及びその両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを接近させた湾曲状包装材の送りが停止している短時間の間に、縦シール装置５２が両側端縁部分ｆｅ，ｆｅを挟み込んで当該部分に縦シール部Ｓｃを形成するとともに、横シール装置５４が横シール部Ｓｅを形成して袋包装体Ｂｐを製造している。なお、縦シール装置５２をボックスモーション動作可能に構成することにより、包装材の送りを高速化することが可能である。

この種の縦型製袋充填包装機（以下、「縦型包装機」と略す）においては、その上流側において、縦型包装機に供給される包装材の送りや製品の供給・投入に対処すべき事象（イベント）が生じた場合、縦型包装機自体の構造に点検の要等が生じた場合、或いは縦型包装機の下流側において袋包装体の処理等に問題が生じた場合には、縦型包装機の主要な構造、例えば包装材送り装置、縦シール装置又は横シール装置の動作を一時的に停止させて待機中とすることが行われる。問題が解消されたときには縦型包装機の待機状態を解除して、各動作が再開される。

縦型包装機が待機中にあるとき、横シール装置のシールブロックは開いた状態にある。待機状態が解除されて縦型包装機が包装動作を再開したとき、再開動作は、先ず、製品が充填用筒体に投入されることから始まる。横シール装置が開いた状態にあるので、投入された製品は筒状包装材内を落下して筒状包装材の底部に衝突することで受け止められる。筒状包装材の最底部は待機中となる前にヒートシールを施すことで形成されていた横シール部であるので、落下する製品が筒状包装材の底部に衝突する際の衝撃力は、横シール部に対して溶着したはずのシールを袋の内側から剥がすように作用し、最悪の場合には袋底部の密封が破られて、所謂、袋底部の抜けが生じるおそれがある。

従来の縦型包装機において、イベントの際の待機の開始と終了（包装動作の中止と再開）を含む包装動作、即ち、製品の投入、筒状包装材の送り及び横シール装置の動作の様子が工程図である図６に示されており、そのタイムチャートが図３の（ａ）及び（ｂ）に示されており、また横シール動作のフローが図４（ｂ）に示されている。縦型包装機は、図５に示されているような縦型製袋充填包装機であってよく、図６ではその一部を概略的に示している（符号は図５に示されているものを踏襲している）。図６の（ａ）〜（ｃ）には縦型包装機５０の通常の包装動作における主要な時点における包装動作の概要が示されている。図６（ａ）は、横シール装置５４が閉じ動作をして、先行して形成され且つ内部に製品Ｓが包装された袋Ｂの上端部に横シール部Ｓｅを形成して袋包装体Ｂｐを製造するとともに、後続の袋Ｂの底側の横シール部Ｓｅを形成し、当該後続の袋Ｂに製品Ｓが投入されている状態を示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す状態の後、横シール装置５４が開き動作をして、製品Ｓが投入された後続の袋Ｂが筒状包装材Ｆｔの紙送りにより横シール装置５４の開いた横シールブロック５４ａ，５４ｂ間のスペースを通して下降されている状態を示している。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す状態の後、製品Ｓが投入された袋Ｂが、筒状包装材Ｆｔの紙送りにより、横シール装置５４による横シール動作が行われる位置まで更に下降された状態を示している。縦型包装機５０が待機指令を受けず通常の包装動作を継続する場合には、図６（ｃ）から図６（ａ）に戻り、以下、これらの工程が繰り返されることで、製品Ｓが包装された袋包装体Ｂｐが連続して製造される。

図３（ａ）は、通常運転状態にあるときのタイムチャートであり、包装サイクル中における、紙送り装置５５による紙送り速度と、横シール装置５４の閉じ動作及び開き動作の速度と、製品Ｓの落下のＯＮ・ＯＦＦのタイミングが示されている。図６（ａ）は、図３（ａ）に示す紙送りが既に停止し、横シール装置５４が閉じ動作を終了し、そして製品Ｓが落下中である時点ｔ（ａ）の状態に対応している。また、図６（ｂ）は、その後、製品Ｓの落下が終了しており、横シール装置５４の開き動作が終了し、そして紙送りが開始される時点ｔ（ｂ）の状態に対応している。そして、図６（ｃ）は、更にその後、紙送りが継続されているが、横シール装置５４が閉じ動作を開始し、製品Ｓの落下が開始される直前の時点ｔ（ｃ）の状態に対応している。時点ｔ（ａ）、ｔ（ｂ）及びｔ（ｃ）は、包装サイクルの進行に従って順次繰り返される。こうした横シール動作をフローチャートで見ると、図４（ｂ）に示すように、常時、一定のインターバルでフローにＩＮをし、現在が横シール動作のタイミングであるか否かが判断（ステップ１１。Ｓ１１と略す。以下同じ）される。横シール動作のタイミングでなければそのままフローをＯＵＴするが、横シール動作のタイミングである場合には、製品Ｓが落下されたか又は落下する製品を検知したかが判断される（Ｓ１２）。Ｓ１２の判断で製品Ｓの落下又は検知があれば、横シール装置は全閉じ動作とされ（Ｓ１３）、これは図６（ａ）及び図３（ａ）の時刻ｔ（ａ）に対応している。Ｓ１２の判断で製品Ｓの落下又は検知がなければ、横シール装置は閉じることなくそのままフローをＯＵＴする。

縦型包装機に何らかのイベントが生じたことに応じて、包装動作を中断すべき待機の指令が与えられることがある。このような場合、通常の包装動作における図６（ｃ）に示す状態から、待機のために図６（ｄ）に示す動作に移行する。即ち、図６（ｄ）に示し且つ図３（ａ）の時刻ｔ（ｄ）に示すように、横シール装置５４が閉じ動作をして筒状包装材Ｆｔに横シールを施して袋包装体Ｂｐが製造されるが、次の包装のための製品Ｓの投入が停止されているので、製品Ｓが筒状包装材Ｆｔ内へ落下することはない。次に、図６（ｅ）に示し且つ図３（ａ）の時刻ｔ（ｅ）に示すように、横シール装置５４は、開き動作をした後にその開き状態のまま待機状態に入り、包装動作が中断した待機中となる。横シール装置５４にカッタ装置が組み込まれている場合が多いので、横シール動作とともに袋包装体Ｂｐが筒状包装材Ｆｔから切り離される。即ち、横シール装置５４が閉じて筒状包装材Ｆｔに横シール部Ｓｅを形成し、筒状包装材Ｆｔをカットして袋包装体Ｂｐを切り離した後に、横シール装置５４が開いた状態で停止し、縦型包装機は待機状態となる。このときの横シール動作を図４（ｂ）に示すフローチャートで見ると、図３（ｂ）に示すように横シール動作の指令が出されずその動作タイミングではないので、Ｓ１１の判断は否となる。したがって、横シール装置は、閉じ動作をせずそのままフローをＯＵＴすることになり、開き状態が維持される。

待機中にある縦型包装機がその待機状態が解除されて運転再開となるときの包装動作が図６（ｆ）に示されており、タイムチャートが図３（ｂ）に示されている。待機中にある縦型包装機５０が時刻ｔ（ｆ）に待機状態が解除されると、図３（ｂ）に示すように、縦型包装機５０の包装動作は製品Ｓの投入工程から再開される。その後は、通常の包装動作と同じ包装サイクルの動作（図６（ａ）〜（ｃ）に示す動作及び図３（ａ）に示すタイムチャート）が繰り返される。既に説明したように、待機状態が解除されて製品Ｓが筒状包装材Ｆｔ内を落下するとき、落下する製品Ｓは、縦型包装機５０が待機状態に入る直前に施された横シール部Ｓｅによって底部が形成された袋Ｂ内に受け止められる。横シール部Ｓｅには、製品Ｓが落下のエネルギーを以て衝突することで衝撃が作用するので、横シール部Ｓｅは損傷を受ける可能性がある。横シール部Ｓｅが損傷した袋包装体Ｂｐはシール不良品として、製造ライン（例えば、袋包装体Ｂｐの箱詰めライン）から除外されるべきものとなる。このときの横シール動作を図４（ｂ）に示すフローチャートで見ると、図３（ｆ）に示すように製品Ｓが落下されるが、横シール動作についてはその指令が出されず依然としてその動作タイミングではないので、Ｓ１１の判断は否となる。したがって、横シール装置は、閉じ動作をせずそのままフローをＯＵＴすることになり、開き状態のままである。

特許文献１（本出願人による特許出願の特許公報）には、縦型製袋充填包装機とその横シール手段（横シール装置）にボックスモーション動作をさせる装置が開示されている（特許文献１の図１１及び図１２）。この縦型製袋充填包装機によれば、前後のヒータブロックを備える横シール手段が筒状包装材に接近して挟み込むことで筒状包装材とともに縦方向に移動しつつ加圧加熱しながら横シール（エンドシール部）を施し、シール形成後には互いに前後方向に離れる方向の動作をし、その後、筒状包装材の送り逆方向に戻って、次の包装サイクルで再び筒状包装材に接近するという公転動作を繰り返す。袋の形成とタイミングを合わせて充填筒を通して食品を袋内に落下・充填し、エンドシール部によって封鎖するという各動作を繰り返すことで、袋包装体を連続して製造する。

横シール手段にボックスモーション動作をさせる装置の一例が、図７（特許文献１の図１２に同じ）に示されている。横シーラ開閉ユニット１１８の全体が横シーラ昇降ガイドロッド１２２，１２３に沿って昇降可能に配設されている。横シーラ昇降ガイドロッド１２２，１２３にはそれぞれ横シーラ開閉左側ブロック１２４と横シーラ開閉右側ブロック１２５が昇降ガイドされており、横シーラ開閉左側ブロック１２４，１２５には連結ロッド１２６，１２７が水平且つ互いに平行に取り付けられている。

第１サーボモータとしての開閉駆動用サーボモータ１３７が横シーラ開閉ユニット１１８に支持されている。開閉駆動用サーボモータ１３７のモータ軸１３８が左右開閉ブロック連結板１３６を貫通して上方に延びた先端において横シーラ開閉用トグル機構１３１の中心位置に連結されている。開閉駆動用サーボモータ１３７の回転方向イ又はロの出力回転が横シーラ開閉用トグル機構１３１に作用して、一方では後側横シーラ取付けブロック１３２を、スライドスリーブ１３４，１３５を介して連結ロッド１２６，１２７にスライド自在に案内される態様で、直接に前後移動させ、他方では後側横シーラ連結ブロック１２９及び連結ロッド１２６，１２７を介して前側横シーラ取付けブロック１２８に前後移動させる。この前後移動動作が、横シール手段のボックスモーションのうちの前後移動動作をもたらす。前側横シーラ取付けブロック１２８には前側ヒータブロック１３０が取り付けられており、後側横シーラ取付けブロック１３２には後側ヒータブロック１３３が取り付けられているので、横シーラ開閉用トグル機構１３１による前後移動に際に前側ヒータブロック１３０と後側ヒータブロック１３３が筒状包装材を強く挟み込むことで、当該筒状包装材に確実な横シールが施される。

フレーム底部１２０に対して上方且つ平行なステー１２１には、ブラケット１４１を介して、第２サーボモータとしての昇降駆動用サーボモータ１４０が取り付けられており、昇降駆動用サーボモータ１４０のモータ軸１４２は、横シーラ昇降用クランク機構１４３を介して横シーラ開閉左側ブロック１２４に連結されている。昇降駆動用サーボモータ１４０のモータ軸１４２の回転方向ハ、ニに応じて、横シーラ開閉ユニット１１８の全体が、ステー１２１を支持する横シーラ昇降ガイドロッド１２２，１２３に沿って昇降する。この横シーラ開閉ユニット１１８の昇降動作が、横シール手段のボックスモーションのうちの上下移動動作をもたらす。開閉駆動用サーボモータ１３７と昇降駆動用サーボモータ１４０とについてタイミングを取りながら両者の駆動を組み合わせることで、前側ヒータブロック１３０と後側ヒータブロック１３３の開閉と昇降の動作が合成され、ボックスモーションが実現される。

特許第６０８４０３４号公報

そこで、筒状包装材に横シールを施して袋を形成しつつ先行して形成された前記袋内に製品が投入された袋包装体を連続して製造する製袋充填包装機において、運転待機中であった縦型製袋充填包装機への当該待機指令が解除された場合に、縦型製袋充填包装機による包装動作が製品の投入から再開されるとき、袋内に落下してくる製品による衝撃を当該袋自体ではなく縦型製袋充填包装機の構成部品で受け止めるように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、運転待機中であった縦型製袋充填包装機への当該待機指令が解除された場合に、縦型製袋充填包装機による包装動作が製品の投入から再開されるとき、落下する製品が支えのない袋底部に衝突するのではなく、落下する製品による衝撃を縦型製袋充填包装機の構成部品で受け止めるようにすることで、製品が袋底部、特に既に形成されている横シール部に損傷を与えることを回避して袋包装体がシール不良になることを防止することができる縦型製袋充填包装機を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明による縦型製袋充填包装機は、縦方向に送られる筒状包装材に横シールを施して袋を形成しつつ先行して形成された前記袋内に製品が投入された袋包装体を連続して製造する縦型製袋充填包装機であって、前記筒状包装材内へ前記製品を投入すべく前記製品の供給をする製品供給装置、前記筒状包装材を間に挟んで互いに接離動作をする二つの横シールブロックを備えており当該両横シールブロックがその接近時に前記筒状包装材を挟み込んで前記筒状包装材に前記横シールを施す横シール装置、並びに少なくとも前記横シール装置の横シール動作を含む前記縦型製袋充填包装機の包装動作を制御する制御装置を備えており、前記制御装置は、前記縦型製袋充填包装機の動作状態に基づいて前記縦型製袋充填包装機の運転を一時的に停止すべきであると判断をしたときに、前記横シール装置に対して前記横シール動作の後に前記筒状包装材から離間して開き状態を維持する待機動作をさせ、当該待機動作の解除時には前記製品供給装置による前記袋内への前記製品の投入から前記包装動作を再開する縦型製袋充填包装機において、前記制御装置は、前記縦型製袋充填包装機について前記待機動作を解除する際に、前記横シール装置を、前記横シールブロックが前記横シール部と僅かに接触しない程度にまで閉じた半閉じ状態に制御することから成っている。

この縦型製袋充填包装機によれば、横シール装置は縦方向に送られる筒状包装材を間に挟んで互いに接離動作をする二つの横シールブロックを備えており、筒状包装材に対して、両横シールブロックがその接近時に筒状包装材を挟み込んで筒状包装材に横シールを施すことで袋を形成し、同時に、先行して形成済の袋内に製品が投入されている袋包装体を連続して製造する。縦型製袋充填包装機に備わる制御装置は、少なくとも横シール装置の横シール動作を含む縦型製袋充填包装機の包装動作を制御する。制御装置は、縦型製袋充填包装機の動作状態に基づいて縦型製袋充填包装機の運転を一時的に停止すべきであると判断をしたときに、縦型製袋充填包装機の運転を待機運転モードに入れる制御をするが、待機運転モードの開始の際に、横シール装置は横シール動作の後に開いて筒状包装材に接触しない状態となる。そして、当該待機動作の解除時には、制御装置は、袋内への製品の投入から包装動作を再開させるが、この際、横シール装置を両横シールブロックが横シール部とは接触しないが僅かに開いている程度にまで閉じた半閉じ状態に制御するので、既に底部に横シール部が形成されている袋内に製品が投入されるときに、落下する製品が袋に衝突しても、衝撃力は半閉じ状態にある横シールブロックに作用して、衝撃力が横シール部に直接に作用して剥がすようなことがない。

この縦型製袋充填包装機において、前記制御装置は、前記待機動作を開始してから解除するまでの待機動作中において、前記待機動作の開始前からのタイミングをそのまま引き継いで前記横シール装置に前記接離動作を継続させ、継続される当該接離動作において、前記両横シールブロックの接近時には前記両横シールブロックを半閉じ状態に制御することから成っている。
制御装置は、待機動作を開始してから解除するまでの待機動作中において、横シール装置に待機動作の開始前からのタイミングをそのまま継続して接離動作をさせ、両横シールブロックの接近時には半閉じ状態になるように横シール装置を制御している。したがって、横シール装置が閉じ動作するときの閉じ状態が完全閉じ状態か半閉じ状態との違いはあるが、作動タイミングは、待機の解除時を先後に挟む時期で変更されることがないので、横シール装置のタイミング的な制御は簡素に行われる。

この縦型製袋充填包装機において、前記横シール装置は、サーボモータのような回転駆動源と、当該回転駆動源の回転出力を前記両横シールブロックの互いに同期して接近・離反する往復移動に変換する回転往復変換機構とを備えており、前記制御装置は、前記回転駆動源の回転出力量に基づいて、前記横シールブロックの前記半閉じ状態となる位置を制御することができる。
横シール装置は、サーボモータのような回転駆動源が回転動作をし、回転往復変換機構が当該回転駆動源の回転出力を横シール装置の両横シールブロックを互いに同期して接近・離反する往復移動に変換し、それによって両横シールブロックが筒状包装材を挟み込んでシールを施すことで横シール動作をして、筒状包装材に横シール部を形成する。制御装置は、回転駆動源の回転量を制御することで、横シール装置における横シールブロックの全閉じ又は半閉じの閉じ量を容易に制御することができる。

この縦型製袋充填包装機において、前記制御装置は、前記待機動作の解除に応じて、前記製品供給装置に対して前記製品の供給の再開を指令し、前記製品供給装置が当該再開の指令に対して前記製品の供給を再開したとの通知信号に応答して、前記横シール装置を前記半閉じ状態に制御することができる。
制御装置は、待機動作の解除をするとしたときに、まず、製品供給装置に対して製品の供給の再開を指令する。そして、製品供給装置が当該再開の指令に対して製品の供給を再開したき、制御装置は、当該再開をしたとの製品供給装置からの通知信号を受信したことに応答して、横シール装置を半閉じ状態に制御する。制御装置は、製品供給装置が供給を再開したことを確認した上で、横シール装置を半閉じ状態に制御するので、製品の供給と横シール装置のシール動作が確実である。

この縦型製袋充填包装機において、前記制御装置は、前記待機動作の解除に応じて、前記製品供給装置による前記製品の供給再開によって前記筒状包装材に投入される前記製品を検出したとのセンサからの検出信号に応じて、前記横シール装置を前記半閉じ状態に制御することができる。
制御装置は、待機動作の解除をするとしたときに、センサが製品供給装置による製品の供給再開によって筒状包装材に投入される製品を検出することに応じて、横シール装置を半閉じ状態に制御する。制御装置は、センサが供給再開される製品を確認した上で、横シール装置を半閉じ状態に制御するので、製品の供給と横シール装置のシール動作が確実である。

この縦型製袋充填包装機は、帯状包装材を縦方向に送る紙送り装置、前記帯状包装材を前記筒状包装材に成形する縦シール装置、及び前記横シール装置が前記横シール部において前記筒状包装材から前記袋包装体を切断・分離するカッタ装置を更に備えており、前記制御装置は、前記製品供給装置及び前記横シール装置に加えて、前記紙送り装置、前記縦シール装置及び前記カッタ装置を制御して、前記製品の供給及び前記帯状包装材の供給から前記製品が収容された前記袋包装体を製造するに至る一連の前記包装動作を制御することができる。
この縦型製袋充填包装機は、紙送り装置、縦シール装置及びカッタ装置を備える一般的・慣用されている縦型製袋充填包装機に適用可能である。

この発明による縦型製袋充填包装機は、上記のように構成されているので、縦型製袋充填包装機に備わる制御装置は、少なくとも横シール装置の横シール動作を含む縦型製袋充填包装機の包装動作を制御し、縦型製袋充填包装機の動作状態に基づいて縦型製袋充填包装機の運転を一時的に中断して待機状態とすべきであると判断をしたときに、待機運転モードの開始においては、横シール装置が横シール動作の後に開いて筒状包装材に接触しない状態となる。そして、当該待機動作の解除時には、制御装置は、袋内への製品の投入から包装動作を再開させるが、この際、横シール装置を両横シールブロックが横シール部とは接触しないが僅かに開いている程度にまで閉じた半閉じ状態に制御するので、既に底部に横シール部が形成されている袋内に製品が投入されるときに、落下する製品が袋に衝突しても、衝撃力は半閉じ状態にある横シールブロックに作用して、衝撃力が横シール部に直接に作用して剥がすようなことがない。したがって、縦型製袋充填包装機は、袋の底部に形成されている横シール部が、落下する製品の衝突によって衝撃を受けて損傷することがなく、シール不良となった袋包装体を製造することがない。

図１は、この発明による縦型製袋充填包装機の一実施例に備わる制御装置のブロック図である。 図２は、この発明による縦型製袋充填包装機の一実施例における包装動作を示す概略工程図である。 図3 は、縦型製袋充填包装機の包装動作を示すタイムチャート図である。 図４は、縦型製袋充填包装機の制御装置の包装動作に関連した制御についてのフローチャート図である。 図５は、従来の縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図である。 図６は、従来の縦型製袋充填包装機の包装動作を示す概略工程図である。 図７は、縦型製袋充填包装機の横シール装置を駆動する装置の一例を示す斜視図である。

以下、添付した図面の図１〜図４に基づいて、この発明による縦型製袋充填包装機の実施例を説明する。図１はこの発明による縦型製袋充填包装機の一実施例に備わる制御装置のブロック図であり、図２は、この発明による縦型製袋充填包装機の一実施例における包装動作を示す概略工程図であり、図３にはその包装動作を示すタイムチャートが示されており、図４にはその制御装置の包装動作に関連した制御についてのフローチャートが示されている。

この発明による縦型製袋充填包装機の実施例において、縦型製袋充填包装機それ自体については、図５に示し且つそれに基づいて説明をした従来の縦型製袋充填包装機と同様の構造であってよい。即ち、縦型製袋充填包装機５０は、例えば、計量機と組み合わされたホッパ等の製品Ｓの投入装置（周知のものであり図５では省略）、帯状包装材から筒状包装材を成形する縦シール装置５２、帯状包装材や筒状包装材を包装機に送り込む包装材送り装置（紙送り装置）５５、筒状包装材に横断方向に横シール部を施す横シール装置５４、及び横シール部において筒状包装材を切断して袋包装体を筒状包装材から切り離すカッタ装置５６等を備えていてよい。以下、縦型製袋充填包装機５０における同等の構成要素については、図５に用いた符号と同じ符号を用いることで再度の詳細な説明を省略する。製袋充填包装機５０の包装動作は、これら縦型製袋充填包装機５０を構成する各種装置の行う動作をいう。

図１はこの発明による縦型製袋充填包装機の一実施例に備わる制御装置の一例を示すブロック図であり、図１（ａ）は、当該制御装置と縦型製袋充填包装機を構成する各装置との基本的な関係を示すブロック図である。図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、縦型製袋充填包装機が待機状態を解除する際の制御の形態を示す部分的なブロック図である。

図１のブロック図に示す縦型製袋充填包装機５０に備わる制御装置２０においては、包装動作に必要な袋長さや包装速度等の各種設定項目が設定部１９によって演算部２１に入力され、必要な事項がメモリ２２に記憶される。制御装置２０は、演算部２１からそれぞれ指令が出力される製品供給制御部２３、包装材送り制御部２４、縦シール制御部２５、横シール制御部２６、及びカッタ制御部２７を備えている。製品供給制御部２３は、計量機と組み合わされたホッパ等からなる製品供給装置に制御信号を出力して、製品Ｓの包装機への投入のタイミングや供給量を制御する。包装材送り制御部２４は、例えば吸引ベルト装置のような包装材送り装置５５に制御信号を出力して、包装材送り装置５５による包装材（筒状包装材Ｆｔ）の送りのタイミングや送り量を制御する。縦シール制御部２５は、例えばバー状の縦シールブロック５２ａ，５２ｂを備えており帯状包装材Ｆｗの両側縁部分ｆｅ，ｆｅを貼り合わせて筒状包装材Ｆｔを形成する縦シール装置５２に制御信号を出力して、縦シール装置５２の作動タイミング等を制御する。横シール制御部２６は、例えばバー状の横シールブロック５４ａ，５４ｂを備えており、筒状包装材Ｆｔを横断方向にシールして先行して製作されている袋の頭部と後続の袋の底部とに横シール部Ｓｅを形成する横シール装置５４に制御信号を出力して、横シール装置５４の作動タイミング等を制御する。カッタ制御部２７は、例えば横シール装置５４内に組み込まれたカッタ装置５６（そのための駆動装置を含む）に制御信号を出力して、横シール部Ｓｅにおいて包装材を切断して袋包装体Ｂｐを筒状包装材Ｆｔから分離・切断するカッタ装置５６の作動タイミング等を制御する。

制御装置２０は、縦型製袋充填包装機５０の動作状態に基づいて縦型製袋充填包装機５０の運転を一時的に停止すべきであると判断をしたときに、縦型製袋充填包装機５０の運転について待機運転モードに入るように各装置を制御する。即ち、待機運転モードの開始においては、製品供給制御部２３は製品供給装置を停止させて製品の供給（投入）を停止させる。包装材送り制御部２４は包装材送り装置５５等を停止させ、縦シール制御部２５は縦シール装置５２を停止させる。横シール制御部２６は、横シール装置５４を制御して横シール動作をさせた後に、横シールブロック５４ａ，５４ｂが横シール部Ｓｅから開いて筒状包装材（横シール部Ｓｅ）に接触しない状態にする。当該待機動作を解除する時には、制御装置２０は、製品供給制御部２３が製品供給装置を作動させて袋Ｂ内への製品Ｓの投入から包装動作を再開するが、横シール装置５４の両横シールブロック５４ａ，５４ｂが横シール部Ｓｅとは接触しないが僅かに開いている程度にまで閉じた半閉じ状態に制御する。

製品Ｓが袋内に投入されたことを制御装置２０が認識するための手段が図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示されている。図１（ｂ）に示す手段は、製品供給装置による製品Ｓの供給動作を製品供給制御部２２に報告するという通知の形態で、製品供給制御部２２を介して演算部２１が認識することにより構成されている。横シール制御部２６は、演算部２１からの指示によって横シール装置５４を制御し、製品供給が再開された場合には、その時点での横シール装置５４が半閉じ動作をするのを最後とし、以後は通常の全閉じ動作を行わせる。図１（ｃ）に示す手段は、製品供給装置によって供給された製品Ｓが落下するのをセンサで検知し、センサからの検知信号を演算部２１が受け取って横シール制御部２６に指示を出力するものである。横シール制御部２６による横シール装置の制御については図１（ｂ）の場合と同様である。

縦型製袋充填包装機５０の待機の開始と包装動作の再開の際の、筒状包装材Ｆｔと横シール装置５４の動作の様子が図２に示されている。図２の（ａ）〜（ｃ）は、縦型製袋充填包装機の主要な時点における通常の包装動作の概要を示す工程図であり、既に図６（ａ）〜（ｃ）に示したものと同様の工程図である。即ち、図２（ａ）は、横シール装置５４が閉じ動作をしており、先行して形成された袋Ｂの内部に製品Ｓが包装された袋包装体Ｂｐが製造され、且つ底側の横シール部Ｓｅが形成されることで後続の袋Ｂが製作された後に、製品Ｓが投入されている工程を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す状態の後、横シール装置５４が開き動作をして、製品Ｓが投入された袋Ｂが、筒状包装材Ｆｔの紙送りにより、開いた横シール装置５４の横シールブロック５４ａ，５４ｂ間のスペースを通して下降される工程を示している。図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す状態の後、製品Ｓが投入された袋Ｂが、包装材送り装置５５によって筒状包装材Ｆｔが送られることにより、横シール装置５４の高さ位置まで更に下降された工程を示している。

縦型製袋充填包装機５０が通常の包装動作を継続して、待機中とはならない場合には、図２（ｃ）から図２（ａ）に戻る動作をして、以下、こうした動作を繰り返すことで、製品Ｓが包装された袋包装体Ｂｐが連続して製造される。こうした横シール動作を図４に示すフローチャートで見ると、図４（ａ）に示すように、常時、一定のインターバルでフローにＩＮをし、現在が横シール動作のタイミングであるか否かが判断される（Ｓ１）。横シール動作のタイミングでなければそのままフローをＯＵＴするが、横シール動作のタイミングである場合には、製品Ｓが落下されたか又は落下する製品を検知したかが判断される（Ｓ２）。Ｓ２の判断で製品Ｓの落下又は検知があれば、横シール装置は全閉じ動作とされ（Ｓ３）、これは通常運転中である状態を示す図２（ａ）と時刻ｔ（ａ）のときの図３（ａ）に対応している。Ｓ２の判断で製品Ｓの落下又は検知がなければ、横シール装置は閉じることなくそのままフローをＯＵＴする。

縦型製袋充填包装機５０に何らかの事象（イベント）によって待機の指令が与えられると、図２（ｄ）の工程に示すように、図２（ｃ）に示す状態の後に横シール装置５４による横シール動作が行われて筒状包装材Ｆｔに横シールが施され、袋包装体Ｂｐを製造するとともに次に製品Ｓが投入されるべき袋Ｂの底側のための横シール部Ｓｅが形成されるが、製品Ｓの供給は停止されるので、当該袋Ｂには製品Ｓが投入されない。その後、図２（ｅ）に示すように、横シール装置５４に組み込まれているカッタ装置５６が作動して、筒状包装材Ｆｔから袋包装体Ｂｐが切り離される。横シール装置５４は、一旦、開き動作をして開き状態となる。

縦型製袋充填包装機５０が待機状態に入った場合、制御装置２０では、待機状態であっても横シール制御部２６のみが開閉動作を継続するが、他の制御部２３〜２５，２７はそれぞれの対応する装置（製品供給装置、縦シール装置５２、カッタ装置５６）を停止させている。横シール制御部２６は、横シール装置５４に、待機状態に入る前と同じタイミングで開閉動作をさせる。横シール装置５４は、開き状態では待機状態に入る前と同じ開き量で開き動作をするが、閉じ状態では完全に閉じるのではなく、横シールブロック５４ａ，５４ｂのシーラ先端が筒状包装材Ｆｔに既に形成されている横シール部Ｓｅに接触はしない半閉じ状態にまで接近する。図２（ｆ）には、横シール装置５４が半閉じ状態にあるときの様子が示されており、図２（ｇ）には横シール装置５４が開き状態にあるときの様子が示されている。縦型製袋充填包装機５０が待機状態にある場合、横シール装置５４は、図２（ｆ）に示す半閉じ状態と図２（ｇ）に示す開き状態とを繰り返す。

縦型製袋充填包装機５０の待機状態が解除される場合には、図２（ｈ）に示すように横シール装置５４が閉じ動作をして半閉じ状態にまで接近する。この半閉じ状態は、図２（ｆ）に示すように、横シールブロック５４ａ，５４ｂのシーラ先端が筒状包装材Ｆｔに既に形成されている横シール部Ｓｅに接触はしない状態と同じ状態である。横シールブロック５４ａ，５４ｂのシーラ先端と横シール部ｓｅとの間の隙間Ｇは、横シール装置５４による温度等の熱特性、筒状包装材の材質や熱特性、或いは製品Ｓの大きさや重さにもよるが、概略２ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍである。

横シール装置５４が閉じ状態にあるとき、図２（ｈ）に示すように、製品Ｓが筒状包装材Ｆｔ内に投入されることから、包装動作が再開される。落下する製品Ｓは、袋Ｂの包装材を介して、半閉じ状態の横シールブロック５４ａ，５４ｂで受け止められる。したがって、半閉じ状態の横シールブロック５４ａ，５４ｂは、落下する製品Ｓの衝撃力が形成されたばかりの横シール部Ｓｅを内側から剥がすように作用することを防止することができる。その後は、通常の包装動作が継続され、図２（ａ）〜図２（ｃ）が繰り返される。

図３（ｃ）は、図２に示す縦型製袋充填包装機の包装動作を示すタイムチャート図である。図２の（ａ）〜（ｃ）に示した通常の包装動作及び待機の開始のための工程（ｄ）及び（ｅ）は、図３（ａ）に示すタイムチャートの時刻ｔ（ａ）〜ｔ（ｅ）における状態として、既に説明をしているので、ここでは説明を省略する。図３（ｃ）の時刻ｔ（ｆ）においては、包装材の送りも製品の投入（落下）も停止し、横シール装置５４の横シールブロック５４ａ，５４ｂが半閉じ状態になるまで、互いに接近している。その後、待機状態が解除されるまで、横シール装置５４は、待機前の動作タイミングと同じタイミングで開閉動作を繰り返す。このとき、閉じ状態では筒状包装材Ｆｔに接触し押圧する完全に閉じ状態になるのではなく、半閉じ状態にまで接近する。

こうした横シール動作を図４に示すフローチャートで見ると、Ｓ１〜Ｓ３の各ステップについては、図２の（ａ）〜（ｃ）に示した通常運転における通常の包装動作及び待機の開始のための工程（ｄ）及び（ｅ）、並びに図３（ａ）に示すタイムチャートの時刻ｔ（ａ）〜ｔ（ｅ）における状態として、既に説明をした図４（ｂ）のフロー（Ｓ１１〜Ｓ１３）と同様であるので、ここでは説明を省略する。本実施例では、図３（ｃ）に示すように、待機中であっても横シール動作のタイミングの指令は継続して出されており、したがって、図４（ａ）に示されているフローのＳ１においては、現在が横シール動作のタイミングであるか否かの判断で肯とされるときがある。このとき、フローはＳ１からＳ２に移行し、製品Ｓが落下されたか又は落下する製品を検知したかが判断される。待機中であるときには、Ｓ２の判断で製品Ｓの落下又は検知の判断は否であるので、フローはＳ２からＳ４に移行し、横シール装置は半閉じ動作をする。この状態が図２（ｆ）〜（ｇ）に対応しており、横シール装置は半閉じ動作と開き動作とを繰り返す。

待機状態が解除されたとき、包装動作は製品Ｓの投入（落下）から開始される。時刻ｔ（ｈ）において、横シール装置５４の横シールブロック５４ａ，５４ｂが半閉じ状態になった状態で製品Ｓが投入（落下）されるので、落下する製品Ｓの衝撃力は、袋Ｂの包装材を介してではあるが、半閉じ状態にある横シールブロック５４ａ，５４ｂで受け止められる。したがって、落下する製品Ｓの衝撃力が、袋Ｂの底部に形成されたばかりの横シール部Ｓｅに直接に作用して、横シール部Ｓｅを内側から剥がれるような作用を与えることを回避することができ、シール不良となる袋包装体が生じるのを防止することができる。

待機状態の解除の際の横シール動作を図４に示すフローチャートで見ると、横シール装置は半閉じ動作（Ｓ４）と開き動作とを繰り返すうちに、横シール装置が半閉じ動作中であるときに、Ｓ２の判断で製品Ｓの落下又は検知の判断が肯となる（工程図では図２（ｈ）に、タイムチャートでは図３（ｃ）のｔ（ｈ）に対応する）。横シール装置が開き、その後、製品Ｓが投入された袋が筒状包装材Ｆｔの下降によって横シール装置の下方にまで下がる工程から、包装機は通常運転（通常の包装動作）に戻り、横シール装置の全閉じ動作（Ｓ３）とカッタ装置の動作、製品Ｓの落下が順次繰り返される。

製品Ｓの投入から包装動作が再開される際に、横シールブロック５４ａ，５４ｂを若干上昇させて、袋Ｂの底部に弛みを生じさせるようにして、落下する製品Ｓの衝撃力をより確実に横シールブロック５４ａ，５４ｂで受け止めるようにしてもよい。
また、横シールブロック５４ａ，５４ｂには、その上面に、袋Ｂの底部の形に倣った受け面を備えた受け具を取り付けてもよい。

横シールブロック５４ａ，５４ｂの開閉動作をさせる機構に関しては、図７に示す横シール装置の駆動機構を用いることができる。この横シール装置の駆動機構において、待機状態での閉じ方向への移動量、即ち、接近はするが接触はしないという半閉じ状態にまで閉じる動作の制御は、第１サーボモータである開閉駆動用サーボモータ１３７の出力回転量を制御することで得ることができる。また、製品Ｓの投入から包装動作が再開される際に、横シールブロック５４ａ，５４ｂを若干上昇させる場合は、第２サーボモータである昇降駆動用サーボモータ１４０の出力回転量を制御することで得ることができる。

１９ 設定部 ２０ 制御装置
２１ 演算部 ２２ メモリ
２３ 製品供給制御部 ２４ 包装材送り制御部
２５ 縦シール制御部 ２６ 横シール制御部
２７ カッタ制御部
５０ 縦型製袋充填包装機 ５１ フォーマ
５２ 縦シール装置 ５２ａ，５２ｂ 縦シールブロック
５３ 充填用筒体
５４ 横シール装置 ５４ａ，５４ｂ 横シールブロック
５５ 包装材送り装置
５６ カッタ装置 ５６ａ カッタ刃 ５６ｂ 溝
５９ 緊張ガイド
１１８ 横シーラ開閉ユニット
１２０ フレーム底部 １２１ ステー
１２２，１２３ 横シーラ昇降ガイドロッド
１２４ 横シーラ開閉左側ブロック １２５ 横シーラ開閉右側ブロック
１２６，１２７ 連結ロッド １２８ 前側横シーラ取付けブロック
１２９ 後側横シーラ連結ブロック １３０ 前側ヒータブロック
１３１ 横シーラ開閉用トグル機構 １３２ 後側横シーラ取付けブロック
１３３ 後側ヒータブロック １３４，１３５ スライドスリーブ
１３６ 左右開閉ブロック連結板
１３７ 開閉駆動用サーボモータ（第１サーボモータ） １３８ モータ軸
１４０ 昇降駆動用サーボモータ（第２サーボモータ） １４１ ブラケット
１４２ モータ軸 １４３ 横シーラ昇降用クランク機構
Ｆｗ 帯状包装材 ｆｅ，ｆｅ 側端縁部分
Ｆｔ 筒状包装材
Ｓｃ 縦シール部 Ｓｅ 横シール部
Ｓ 製品
Ｂ 袋 Ｂｐ 袋包装体
Ｇ 間隙

Claims (6)

1. 縦方向に送られる筒状包装材に横シールを施して袋を形成しつつ先行して形成された前記袋内に製品が投入された袋包装体を連続して製造する縦型製袋充填包装機であって、
   前記筒状包装材内へ前記製品を投入すべく前記製品の供給をする製品供給装置、
   前記筒状包装材を間に挟んで互いに接離動作をする二つの横シールブロックを備えており当該両横シールブロックがその接近時に前記筒状包装材を挟み込んで前記筒状包装材に前記横シールを施す横シール装置、並びに
   少なくとも前記横シール装置の横シール動作を含む前記縦型製袋充填包装機の包装動作を制御する制御装置を備えており、
   前記制御装置は、前記縦型製袋充填包装機の動作状態に基づいて前記縦型製袋充填包装機の運転を一時的に停止すべきであると判断をしたときに、前記横シール装置に対して前記横シール動作の後に前記筒状包装材から離間して開き状態を維持する待機動作をさせ、当該待機動作の解除時には前記製品供給装置による前記袋内への前記製品の投入から前記包装動作を再開する縦型製袋充填包装機において、
   前記制御装置は、前記縦型製袋充填包装機について前記待機動作を解除する際に、前記横シール装置を、前記横シールブロックが前記横シール部と僅かに接触しない程度にまで閉じた半閉じ状態に制御することから成る
   縦型製袋充填包装機。
2. 前記制御装置は、前記待機動作を開始してから解除するまでの待機動作中において、前記待機動作の開始前からのタイミングをそのまま引き継いで前記横シール装置に前記接離動作を継続させ、継続される当該接離動作において、前記両横シールブロックの接近時には前記両横シールブロックを半閉じ状態に制御することから成る請求項１に記載の縦型製袋充填包装機。
3. 前記横シール装置は、サーボモータのような回転駆動源と、当該回転駆動源の回転出力を前記両横シールブロックの互いに同期して接近・離反する往復移動に変換する回転往復変換機構とを備えており、
   前記制御装置は、前記回転駆動源の回転出力量に基づいて、前記横シールブロックの前記半閉じ状態となる位置を制御することから成る請求項１又は２に記載の縦型製袋充填包装機。
4. 前記制御装置は、前記待機動作の解除に応じて、前記製品供給装置に対して前記製品の供給の再開を指令し、前記製品供給装置が当該再開の指令に対して前記製品の供給を再開したとの通知信号に応答して、前記横シール装置を前記半閉じ状態に制御することから成る請求項１〜３のいずれか一項に記載の縦型製袋充填包装機。
5. 前記制御装置は、前記待機動作の解除に応じて、前記製品供給装置による前記製品の供給再開によって前記筒状包装材に投入される前記製品を検出したとのセンサからの検出信号に応じて、前記横シール装置を前記半閉じ状態に制御することから成る請求項１〜３のいずれか一項に記載の縦型製袋充填包装機。
6. 帯状包装材を縦方向に送る紙送り装置、
   前記帯状包装材を前記筒状包装材に成形する縦シール装置、及び
   前記横シール装置が前記横シール部において前記筒状包装材から前記袋包装体を切断・分離するカッタ装置を更に備えており、
   前記制御装置は、前記製品供給装置及び前記横シール装置に加えて、前記紙送り装置、前記縦シール装置及び前記カッタ装置を制御して、前記製品の供給及び前記帯状包装材の供給から前記製品が収容された前記袋包装体を製造するに至る一連の前記包装動作を制御することから成る請求項１〜５のいずれか一項に記載の縦型製袋充填包装機。

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