図1は本発明の実施の形態に係る製袋包装 機100の機械的な構成を示す側面図である。図 2は本製袋包装機100が備える横シール装置190� �機械的な構成を詳細に示す側面図である。� �3は本製袋包装機100の電気的な構成を主とし� ��示すブロック図である。本実施の形態に係� ��製袋包装機100は、袋PCを形成し、当該袋PCを 用いて物品Xを包装する縦型製袋包装機であ� �。なお、以下の説明では、本製袋包装機100� �前後方向、左右方向及び上下方向を、それ� �れX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向とするXYZ直� �座標系を用いる。

 図1に示されるように、本実施の形態に係 る製袋包装機100には、投入される物品Xを受� �止めて下方へ案内するチューブ140と、包材� �る長尺のフィルムFLを筒状に曲成するフォー マ150とが設けられている。

 チューブ140は、上部が漏斗形状となって� ��り、下部が円筒形状となっている。チュー� ��140の上部の漏斗形状の部分は、投入された� ��品Xを受け止めてチューブ140の内部に導く集 合シュートとして機能する。チューブ140は、 内部の物品X及び外面に巻きつけられた筒状� �フィルムFLを下方へ案内する。

 フォーマ150は、チューブ140が貫通する湾� ��面を有しており、当該湾曲面とチューブ140� ��の間には、供給されたフィルムFLを通過さ� �ることができる間隙が設けられている。フ� �ーマ150は、供給されたフィルムFLを当該湾曲 面に密接させた後に当該間隙を通過させるこ とにより、フィルムFLを筒状に曲成された状� ��でチューブ140の外面に巻きつける。

 また、本製袋包装機100には、チューブ140� ��巻きつけられた筒状のフィルムFLの縦方向(� ��さ方向)に延びる重ね合わせ部分をシール(� �着)する縦シール装置160と、筒状のフィルムF Lを下方に搬送するプルダウン装置170とが設� �られている。プルダウン装置170は、チュー� �140の左右両側に配置された一対のプルダウ� �ベルト171(図中では一方のみが示されている) と、プルダウンベルト171を駆動するプルダウ ン用サーボモータ172とを備えている。一対の プルダウンベルト171は、図示しない真空ポン プによって筒状のフィルムFLを左右から吸引� ��ながら、プルダウン用サーボモータ172で駆� ��されることによって当該フィルムFLを下方� �搬送する。

 縦シール装置160は、フィルムFLの搬送に� �従して走行するとともにチューブ140との間� �フィルムFLを挟み込むベルト部材160aを備え� �いる。さらに、縦シール装置160は、図3に示� ��れるように、フィルムFLの重ね合わせ部分� �シールするためにベルト部材160aを加熱する� ��ータ部160bと、ベルト部材160aの温度を測定� �る温度センサ160cとを備えている。温度セン� ��160cは例えば熱電対等で構成されている。

 縦シール装置160及びプルダウン装置170の� ��方には、筒状のフィルムFLの内部に投入さ� �た物品Xの嵩密度を高めるシェーキング装置1 80が配置されている。シェーキング装置180の� ��方には、筒状のフィルムFLを前後両側から� �み付けて、当該フィルムFLの所定位置をシー ルするとともに、物品Xが収容された筒状の� �ィルムFLの上端部をシールして袋PCを形成す� ��横シール装置190が配置されている。

 シェーキング装置180は、横シール装置190� ��よって底部が形成され、かつ物品Xが投入さ れた筒状のフィルムFLを、前後一対のシャッ� ��部材181で挟み込んだ状態で、当該シャッタ� ��材181を上下に振動させることにより、物品X の嵩密度を高める。シェーキング装置180には 、一対のシャッタ部材181を開閉するシャッタ 開閉用シリンダ182と、一対のシャッタ部材181 を上下に振動させる振動用サーボモータ183が 設けられている。なお図1では、筒状のフィ� �ムFLがシャッタ部材181で挟み込まれていない 状態を実線で示しており、筒状のフィルムFL� ��シャッタ部材181で挟み込まれた状態を二点� ��線で示している。

 横シール装置190は、前後一対の横シール� ��190F,190Bを備えており、横シール部190F,190Bが� ��い協同して動作することにより、筒状のフ� ��ルムFLが横方向(幅方向)にシールされて切断 される。

 前方側の横シール部190F(以後、「前方側� �シール部190F」と呼ぶ)は、シールジョー191F,1 92Fと、時計回りに回転運動するとするととも に前後方向に往復直線運動する回転軸193Fと� �シールジョー191F,192Fと回転軸193Fとを連結す� ��連結部材194Fとを備えている。また、後方側 の横シール部190B(以後、「後方側横シール部1 90B」と呼ぶ)は、シールジョー191B,192Bと、反� �計回りに回転運動するとするとともに前後� �向に往復直線運動する回転軸193Bと、シール� ��ョー191B,192Bと回転軸193Bとを連結する連結部 材194Bとを備えている。

 さらに、横シール装置190には、回転軸193F を時計回りに回転させるとともに、回転軸193 Bを反時計回りに回転させる回転駆動用サー� �モータ197が設けられている。また、横シー� �装置190には、回転軸193B,193Fを、フィルムFLの 搬送方向(Z軸方向)に垂直な水平方向(X軸方向) に独立して往復直線運動させる水平駆動用サ ーボモータ198が設けられている。

 <横シール装置の詳細な構成>
 次に、横シール装置190の構成を詳細に説明� ��る。本実施の形態では、前方側横シール部1 90F及び後方側横シール部190Bは、前後対称の� �等の構成を有しているため、以下では、主� �前方側横シール部190Fの構成について説明す� ��。

 図2に示されるように、前方側横シール部 190Fは、連結部材194Fと、シールジョー191F,192F� ��、ベース部材301,302と、回動部材311,312と、� �動軸321,322とを備えている。

 連結部材194Fは、回転軸193Fの往復直線運� �に追随して運動するとともに、回転軸193Fの� ��転運動に追随して運動する。

 連結部材194Fの両端部のシールジョー191F,1 92Fは、それぞれ、後方側横シール部190Bのシ� �ルジョー191B,192Bと対になって筒状のフィル� �FLを挟み込み、挟み込んだ筒状のフィルムFL� ��シール(溶着)して切断する。シールジョー19 1F,192Fの内部には、筒状のフィルムFLを溶着す るためのヒータ部201F,202Fがそれぞれ設けられ ている(図3参照)。シール機構たるシールジョ ー191F,192Fは、ヒータ部201F,202Fによってそれぞ れ加熱される。また、シールジョー191F,192Fの いずれか一方には、当該いずれか一方の温度 を測定する温度センサ203Fが内蔵されている(� ��3参照)。

 なお、後方側横シール部190Bのシールジョ ー191B,192Bの内部にも、ヒータ部201B,202Bがそれ ぞれ設けられており、シールジョー191B,192Bの いずれか一方には、当該いずれか一方の温度 を測定する温度センサ203Bが内蔵されている(� ��3参照)。温度センサ203B,203Fは例えば熱電対� �で構成されている。

 また、前方側横シール部190Fのシールジョ ー191F,192Fのそれぞれ、あるいは後方側横シー ル部190Bのシールジョー191B,192Bのそれぞれに� �、ソレノイド等によって駆動され、フィル� �FLにおける横方向にシールされた部分を横方 向に切断するカッタ(図示せず)が収容されて� ��る。

 ベース部材301,302は、シールジョー191F,192F をそれぞれ保持する。ベース部材301,302は、� �動軸321,322にそれぞれ結合され、回動軸321,322 のまわりに連結部材194Fに対して相対的に回� �可能である。

 回動部材311,312は、それぞれ、一方の端部 の近傍において回動軸321,322に結合され、回� �軸321,322のまわりに連結部材194Fに対して相対 的に回動可能である。

 回動軸321,322は、連結部材194Fの両端部に� �いて連結部材194Fを左右(Y軸方向)に貫通する� ��うに設けられている。回動軸321,322は、連結 部材194Fに対して相対的に回動可能である。

 これにより、前方側横シール部190Fでは、 回動部材311,312が連結部材194Fに対して相対的� ��回動すれば、ベース部材301,302も連結部材194 Fに対して相対的に回動し、シールジョー191F, 192Fの連結部材194Fに対する角度が変化するこ� ��になる。

 前方側横シール部190Fは、さらに、カム331 と、カムフォロア341,342と、スプリング351,352� ��を備えている。カム331は、回転軸193Fの往復 直線運動に追随して運動するが、回転軸193F� �回転運動に対しては追随しないように設置� �れている。したがって、回転軸193Fが回転し� ��としても、カム331は回転しない。カムフォ� ��ア341,342は、それぞれ、回動部材311,312に回� �自在に取り付けられ、カム331のカム面3311に� ��接する。カムフォロア341,342は、それぞれ、 回動部材311,312において、回動軸321,322への結� ��位置よりも他方の端部よりの位置に取り付� ��られている。

 スプリング351,352は、連結部材194Fの側部� �設けられている。スプリング351は、回動部� �311の他方の端部と、連結部材194Fの回動部材3 11が設けられた端部とは回転軸193Fを挟んで反 対側の端部とに渡って配置されており、当該 スプリング351によってカムフォロア341はカム 面3311に向かって付勢される。同様に、スプ� �ング352は、回動部材312の他方の端部と、連� �部材194Fの回動部材312が設けられた端部とは� ��転軸193Fを挟んで反対側の端部とに渡って設 けられており、当該スプリング352によってカ ムフォロア342はカム面3311に向かって付勢さ� �る。これにより、カム面3311の形状は、連結� ��材194Fに対するシールジョー191F,192Fの向きを 規定することになる。

 <製袋包装機の電気的構成>
 次に図3を参照して、本製袋包装機100の電気 的構成について詳細に説明する。図3に示さ� �るように、本製袋包装機100には、その全体� �動作を制御する制御部として機能するコン� �ロールユニット250が設けられている。コン� �ロールユニット250はCPUやメモリなどで構成� �れている。

 また、本製袋包装機100には、ヒータ駆動� ��260とモータ駆動部270とが設けられている。� ��ータ駆動部260は、コントロールユニット250� ��よる制御により、縦シール装置160のヒータ� ��160bと、横シール装置190のヒータ部201B,202B及 びヒータ部201F,202Fとを駆動する。コントロー ルユニット250は、縦シール装置160の温度セン サ160cでの検出結果に基づいてヒータ駆動部26 0を制御する。これにより、縦シール装置160� �ベルト部材160aの温度が一定温度になるよう� ��ヒータ部160bが駆動される。

 同様にして、コントロールユニット250は� ��前方側横シール部190Fの温度センサ203Fでの� �出結果に基づいてヒータ駆動部260を制御す� �。これにより、前方側横シール部190Fのシー� ��ジョー191F,192Fの温度が一定温度になるよう� ��ヒータ駆動部260によってヒータ部201F,202Fが� ��れぞれ駆動される。

 同様にして、コントロールユニット250は� ��後方側横シール部190Bの温度センサ203Bでの� �出結果に基づいてヒータ駆動部260を制御す� �。これにより、後方側横シール部190Bのシー� ��ジョー191B,192Bの温度が一定温度になるよう� ��ヒータ駆動部260によってヒータ部201B,202Bが� ��れぞれ駆動される。

 モータ駆動部270は、MOSトランジスタやダ� ��オードなどで構成されており、コントロー� ��ユニット250による制御により、横シール装� ��190の回転駆動用サーボモータ197及び水平駆� ��用サーボモータ198を駆動する。また、モー� ��駆動部270は、上述のプルダウン用サーボモ� ��タ172及び振動用サーボモータ183も駆動する� ��

 <シールジョーの運動軌跡>
 次に図1を参照しながら、シールジョー191F,1 92F及びシールジョー191B,192Bの運動の軌跡につ いて説明する。

 図1に示されるように、シールジョー191F,1 92Fのそれぞれは、側面視上において、位置A1� ��ら位置A2へ至る直線部分と位置A2から位置A1� ��と至る円弧を含む曲線部分とからなる略D字 形状の閉じた軌跡GFを繰り返し描くように、� ��転駆動用サーボモータ197及び水平駆動用サ� ��ボモータ198によって駆動される。また、シ� ��ルジョー191B,192Bのそれぞれは、側面視上に� ��いて、位置B1から位置B2へ至る直線部分と位 置B2から位置B1へと至る円弧を含む曲線部分� �からなる略D字形状の閉じた軌跡GBを繰り返� �描くように、回転駆動用サーボモータ197及� �水平駆動用サーボモータ198によって駆動さ� �る。

 回転駆動用サーボモータ197及び水平駆動� ��サーボモータ198による駆動により、筒状の� ��ィルムFLについての前後対称の位置にある� �ールジョー191B,191Fの組みは、シールジョー19 1Fが軌跡GFの直線部分にあり、シールジョー19 1Bが軌跡GBの直線部分にあるときは、筒状の� �ィルムFLに追随して運動し、筒状のフィルム FLを前後両側から挟み込んで幅方向にシール� ��るとともに、筒状のフィルムFLの切断を行� �。一方で、シールジョー191B,191Fの組みは、� �ールジョー191Fが軌跡GFの曲線部分にあり、� �ールジョー191Bが軌跡GBの曲線部分にあると� �は、筒状のフィルムFLから離隔して運動する 。シールジョー192B,192Fの組みも同様に動作し 、筒状のフィルムFLを前後両側から挟み込ん� ��幅方向にシールするとともに、筒状のフィ� ��ムFLの切断を行う。

 なお、シールジョー191B,191Fの組み、ある� ��はシールジョー192B,192Fの組みが、Z軸方向に 直線運動をしているときに、互いに対向して 筒状のフィルムFLを適切に挟み込むことがで� ��るように、カム331のカム面3311の形状は決め られている。

 <製袋包装機の包装動作>
 次に、本実施の形態に係る製袋包装機100の� ��装動作について説明する。まず、帯状のフ� ��ルムFLはフォーマ150を介してチューブ140に� �きつけられて筒状に成形されながら、プル� �ウン装置170によって下方へ搬送される。そ� �て、筒状のフィルムFLの重ね合わせ部が縦シ ール装置160によってシールされる。このとき 、計量機などの装置から所定重量の物品Xが� �ューブ140を介して底部が形成された筒状の� �ィルムFLに投入されると、横シール装置190に よって、フィルムFLにおける物品Xが投入され ている部分の上方がシールされて、物品Xが� �入された袋PCと同時に筒状のフィルムFLの新� ��な底部が形成される。そして、横シール装� ��190によって、フィルムFLの幅方向にシール� �れた部分の略中央部分が切断され、フィル� �FLから袋PCが切り離される。以後、同様の動� ��が繰り返して行われる。これにより、袋詰� ��商品が順次製造される。

 <ヒータ部の駆動方法>
 次に、縦シール装置160のヒータ部160b及び横 シール装置190のヒータ部201B,202B及びヒータ部 201F,202Fの構成及びそれらの駆動方法について 詳細に説明する。本実施の形態では、ヒータ 部160b、ヒータ部201B,202B及びヒータ部201F,202F� �、同様の構成を有し、同様の方法で駆動さ� �るため、以下では、代表して、ヒータ部201F� ��構成及びその駆動方法について詳細に説明� ��る。

 図4はヒータ部201Fの構成を示す図である� �図4に示されるように、ヒータ部201Fは、互い に独立して駆動されるメインヒータMH及びサ� ��ヒータSHで構成されている。メインヒータMH はヒータ駆動部260によって駆動電流IMが通電� ��れ、サブヒータSHはモータ駆動部270によっ� �駆動電流ISが通電される。

 ここで、上述のように、シールジョー191F ,192Fの位置を変化させる回転軸193F及びシール ジョー191B,192Bの位置を変化させる回転軸193B� �それぞれは、水平駆動用サーボモータ198に� �って駆動されることにより、前後方向に往� �直線運動を行う。回転軸193B,193Fの運動方向� �-X方向から+X方向、あるいは+X方向から-X方向 に変化する直前には、水平駆動用サーボモー タ198の回転に減速が生じる。一般的に、モー タの回転にブレーキがかかり、その回転速度 が低下すると、モータのコイルに蓄積された エネルギーによって回生電流が発生する。本 実施の形態に係るモータ駆動部270は、水平駆 動用サーボモータ198で発生する回生電流を、 自身が備えるダイオード等を通じて外部に取 り出すことができ、この取り出された回生電 流が、駆動電流ISとしてサブヒータSHに供給� �れる。つまり、モータ駆動部270は、水平駆� �用サーボモータ198で発生した回生電流をヒ� �タ部201Fに供給する回生電流供給部として機� ��する。

 図5はメインヒータMH及びサブヒータSHの� �動方法を示す図である。ヒータ駆動部260は� �水平駆動用サーボモータ198で回生電流が発� �していない場合には、上述のように、温度� �ンサ203Fでの検出結果に基づいて、シールジ� ��ー191Fの温度が一定温度となるようにメイン ヒータMHに駆動電流IMを供給する。そして、� �ータ駆動部260は、図5に示されるように、水� ��駆動用サーボモータ198で回線電流が発生し� ��モータ駆動部270から駆動電流ISが出力され� �と、回生電流が発生している間、その回生� �流の分だけ、メインヒータMHに流す駆動電流 IMを減少させる。

 ここで、コントロールユニット250は、モ� ��タ駆動部270を通じて水平駆動用サーボモー� ��198を制御していることから、水平駆動用サ� ��ボモータ198で回生電流が発生するタイミン� ��と、水平駆動用サーボモータ198で回生電流� ��発生しなくなるタイミングとを特定するこ� ��ができる。また、水平駆動用サーボモータ1 98に発生する回生電流の値は、事前に実験等� ��行うことによって求められ、コントロール� ��ニット250に予め記憶されている。コントロ� ��ルユニット250は、水平駆動用サーボモータ1 98で回生電流が発生するタイミングになると� ��メインヒータMHに供給している駆動電流IMが 回生電流の分だけ減少するようにヒータ駆動 部260を制御する。そして、コントロールユニ ット250は、水平駆動用サーボモータ198で回生 電流が発生しなくなるタイミングになると、 メインヒータMHに供給している駆動電流IMが� �加してもとに戻るようにヒータ駆動部260を� �御する。これにより、ヒータ部201Fに回生電� ��(駆動電流IS)が供給されている間、ヒータ駆 動部260からヒータ部201Fに供給される駆動電� �IMは低減する。

 なお、ヒータ部160b、ヒータ部201B,202B及び ヒータ部202Fについても、それぞれメインヒ� �タMHとサブヒータSHとを備えており、ヒータ� ��201Fと同様に、メインヒータMHにはヒータ駆� ��部260から駆動電流IMが供給され、サブヒー� �SHにはモータ駆動部270から回生電流が供給さ れる。

 以上のように、本実施の形態では、縦シ� ��ル装置160のベルト部材160aや横シール装置190 のシールジョー191F,192F及びシールジョー191B,1 92Bなどのシール機構を、ヒータ駆動部260だけ ではなく、水平駆動用サーボモータ198で発生 した回生電流を使用して加熱することができ るため、本製袋包装機100の消費電流を低減す ることができる。

 また、ヒータ駆動部260は、ヒータ部160bや ヒータ部201Fなどのヒータ部に回生電流が供� �されている場合には、当該ヒータ部に流す� �流を低減するため、効率よくシール機構を� �熱することができる。

 なお、本実施の形態では、本製袋包装機1 00が備える全てのヒータ部に回生電流を供給� ��ていたが、それらのうちの一部だけに回生� ��流を供給することによっても、本製袋包装� ��100の消費電流を低減することができる。

 また、本実施の形態では、ベルト部材160a 、シールジョー191F,192F及びシールジョー191B,1 92Bを加熱する際に、水平駆動用サーボモータ 198で発生した回生電流を利用したが、他のモ ータで回生電流が発生する場合には、その回 生電流を利用しても良い。

 この発明は詳細に説明されたが、上記し� ��説明は、すべての局面において、例示であ� ��て、この発明がそれに限定されるものでは� ��い。例示されていない無数の変形例が、こ� ��発明の範囲から外れることなく想定され得� ��ものと解される。