縦形製袋充填包装機の製袋装置

【課題】ジッパーが仮止めされた包材に弛みを生じさせることなく、包材を包材チューブに成形可能な縦形製袋充填包装機の製袋装置を提供する。
【解決手段】縦形製袋充填包装機の製袋装置は、フォーマ本体２０の頂部と充填筒２との間に確保される環状ギャップＧに設けられたリーフスプリングからなる変位ガイド３８を備え、この変位ガイド３８は環状ギャップＧのギャップ幅を部分的に増減可能にする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーヒー粉末等の紛状製品を充填した袋を成形する縦形製袋充填包装機に係わり、特に、シート状の包材を円筒形状に形成する製袋装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の縦形製袋充填包装機は先ず、充填筒に沿いシート状の包材を円筒状に形成しながら、充填筒よりも下方の横シール位置にて円筒状包材に横シールを形成する。このような横シールの形成後、円筒状包材内への製品の充填が可能となるから、包装機は充填筒を通じて円筒状包材内に製品を充填し、そして、充填筒に沿い円筒状包材を更に繰り出し、横シール位置にて、横シールを同様に形成すると同時に横シール位置の中央から円筒状包材を切断し、個々に製品が充填された袋を成形する。
【０００３】
上述の包装機は、包材を円筒状に形成するための製袋装置、いわゆるフォーマを備えている。このフォーマは充填筒を囲むようにして取り付けられており、そして、フォーマと充填筒との間には、円筒状包材の通過を許容する環状ギャップが確保されている。
一方、上述の包装機により成形される袋の中には、その開封後にあっても、袋内の製品を気密に保持可能とするジッパーを備えているものがあり、また、袋内に新鮮度が要求されるコーヒー粉末等の製品が充填される場合には、その品質保持を長期に亘って確保するために、製品の充填後、袋内からの空気等のガスの脱気に使用されるボタン状のガス抜き弁を備えているものもある。
【０００４】
ジッパー付きの袋又はガス抜き弁付きの袋はその包材の片面にジッパーを予め仮止めしておくか又はガス抜き弁を予め取り付けておくことにより、前述した包装機にて同様に成形可能である。
ジッパーやガス抜き弁は包材の厚みを増加させることから、前述した環状ギャップのギャップ幅は円筒状包材のみを通過させる場合に比べて増加され、これにより、ジッパーやガス抜き弁の通過が可能となっている。更に、ガス抜き弁はジッパーとは異なり、可撓性を有する部品ではないので、充填筒の外周面はガス抜き弁の通過域と対応する部位が平坦面として形成され、この平坦面はギャップ幅を部分的に大きく増大させることになる。
【０００５】
上述したギャップ幅の増大はジッパーやガス抜き弁が円筒状包材とともに通過するときにのみ必要であり、これに対し、円筒状包材のみが通過するときには不要である。このため、円筒状包材の形成時、ギャップ幅の増大に起因して円筒状包材に弛みがもたらし、このような弛みは袋に皺を発生させる大きな要因となる。
上述した円筒状包材の弛みを防止するため、例えば特許文献１に開示された技術を採用することが考えられる。特許文献１の包装機は、充填筒及びフォーマのそれぞれが一対の半体から構成され、これら半体間の離間距離を調整することで環状ギャップの増減が可能となっている。
【特許文献１】特開平3-85208号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術は袋サイズの変更に容易に対処するものであり、ジッパーやガス抜き弁の通過の際のみ、ギャップ幅の増減が要求される場合、何ら有効ではない。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、充填筒とフォーマとの間に確保される環状ギャップのギャップ幅を有効に増減できる縦形製袋充填包装機の製袋装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、上述したタイプの縦形製袋充填包装機において、包材を円筒状の形成する製袋装置は、充填筒との間に環状ギャップを確保するフォーマと、環状ギャップにおける内外周面の一部を形成し、この部位にて環状ギャップのギャップ幅を増減させるべく変位する変位ガイドとを備える（請求項１）。
包装機が仮止めされたジッパーを有する包材からジッパー付きの袋を成形するものである場合、環状ギャップはジッパーを通過させるギャップ幅を有しており、そして、変位ガイドは、環状ギャップの内周面の一部を形成し、充填筒に対して接離する接離方向に変位可能である（請求項２）。
【０００８】
請求項２の製袋装置によれば、包材がフォーマにより円筒状に形成される際、ジッパーもまた充填筒の外周に沿って円弧状に曲成される。そして、このようにして曲成されたジッパーが環状ギャップに進入する際、ジッパーは変位ガイドに当接し、この変位ガイドを充填筒に対して接近する方向に押し付けて変位させる。これにより、変位ガイドとフォーマとの間に形成される環状ギャップのギャップ幅が増加し、ジッパーの通過が許容される。
【０００９】
これに対し、円筒状包材のみが環状ギャップを通過する際、変位ガイドは変位せず、円筒状包材の内面に接触することで、円筒状包材に充填筒の周方向への張力を付与する。なお、ジッパーが環状ギャップを通過する際、変位ガイドは円筒状包材に張力を直接的に付与するものでないが、円筒状包材には、円弧状の曲成されたジッパー自体の復元力により同様な張力が付与されることになる。
【００１０】
具体的には、変位ガイドは、充填筒に沿って延びる弾性変形可能な板材からなり、フォーマの頂部よりも上方にて充填筒に固定された上端と、フォーマの頂部により下方に位置付けられ、前記接離方向に変位可能な下端とを有する（請求項３）。
更に、包装機がジッパーに加えてボタン形状のガス抜き弁を更に有する包材から袋を成形するものである場合、環状ギャップはジッパー及びガス抜き弁を通過させる大きさを有し、且つ、充填筒の外周面はガス抜き弁の通過域に対応した部位が平坦面として形成され、そして、変位ガイドは、ガス抜き弁の通過を許容する二股形状をなしているのが好ましい（請求項４）。
【００１１】
請求項４の製袋装置によれば、ガス抜き弁が環状ギャップに進入する際、ガス抜き弁は変位ガイドと干渉することなく、変位ガイドを通過し、変位ガイドは円筒状包材に上記張力を付与し続ける。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の縦形製袋充填包装機の製袋装置は、変位ガイドの変位を利用した簡単且つ安価な構成で、環状ギャップのギャップ幅を容易に増減でき、そして、請求項２，３の製袋装置は、変位ガイドを充填筒に向けて変位させることで、変位ガイドの存在に拘わらず環状ギャップに対するジッパーの通過を許容し、一方、円筒状包材のみが環状ギャップを通過する際には変位ガイドを介して円筒状包材に張力を付与するので、円筒状包材の成形に弛みが生じることはなく、ジッパー付き袋の品質を向上させることができる。
【００１３】
更に、請求項４の製袋装置は、ガス抜き弁が環状ギャップを通過する際、変位ガイドに干渉することがないので、変位ガイドは円筒状包材に張力を付与し続ける。この結果、ガス抜き弁付きの袋であっても、皺の無い袋を安定して成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に示される縦形製袋充填包装機は充填筒２を備え、この充填筒２は鉛直方向に延びている。充填筒２の上端にはホッパ４が接続され、このホッパ４には例えばコーヒー粉末等の紛状の製品が供給される。このような製品の場合、充填筒２内にはオーガを備えたオーガ内筒（図示しない）が収容されており、このオーガ内筒内もまた製品で満たされている。オーガが回転されると、製品はオーガ、つまり、充填筒２の下端から下方に送出され、ここでの製品送出量はオーガの回転角により決定される。
【００１５】
ホッパ４の下方には製袋装置のフォーマ６が配置され、このフォーマ６は充填筒２の上端部を囲んでいる。フォーマ６からはこのフォーマ６を終端とする包材Ｗの繰り出し経路が延びており、この繰り出し経路の始端に包材ロールＷＲが配置されている。包材ロールＷＲはリールにウエブ状の包材を巻回したものであり、包材ロールＷＲから繰り出された包材Ｗは繰り出し経路に沿ってフォーマ６まで導かれる。
【００１６】
この後、包材Ｗはフォーマ６を通過する際、公知の如くフォーマ６により充填筒２を囲む円筒状に成形され、そして、包材Ｗの両側縁は所定の形態で重ね合わされる。図示の場合、包材Ｗの両側縁はその内面同士が重ね合わされている。このようにして成形された円筒状包材、つまり、包材チューブＴは更に充填筒２に沿って、充填筒２の下端に向けて垂下されている。
【００１７】
フォーマ６の下方には充填筒２の両側に一対の繰り出しベルト８が配置されており、これら繰り出しベルト８はサクションベルトからなり、包材チューブＴを吸着することができる。それ故、一対の繰り出しベルト８が走行されると、包材チューブＴは繰り出しベルト８に吸着されながら下方に向けて繰り出され、この繰り出しに伴い、前述したフォーマ６にて、包材Ｗから包材チューブＴが連続的に成形される。
【００１８】
一方、フォーマ６の下方には縦シーラ１０が配置されており、この縦シーラ１０は開閉可能な一対のヒータブロックを有する。前述した包材チューブＴの両側縁は互いに重ね合わされた状態で、縦シーラ１０のヒータブロック間を通過している。包材チューブＴが一対の繰り出しベルト８により繰り出されるとき、縦シーラ１０は閉じて包材チューブＴの両側縁をヒートシールし、これにより、包材チューブＴは完全な円筒状となり、そして、その両側縁は縦シールを形成する。
【００１９】
更に、充填筒２の下方には横シーラ１２が配置され、この横シーラ１２もまた開閉可能な一対のヒータブロックを有する。横シーラ１２は充填筒２の下端から垂下される包材チューブＴの垂下経路を開閉し、この垂下経路を閉じることで、包材チューブＴをその横断方向にヒートシールし、横シールを形成する。
このような横シールの形成後、包材チューブＴ内には前述したように充填筒２内のオーガ内筒から製品が所定量だけ充填され、そして、横シーラ１２は垂下経路を開く。この後、包材チューブＴが更に下方に所定の長さだけ繰り出された後、横シーラ１２は包材チューブＴに横シールを形成し、これにより、充填された製品が上下の横シール間に収容されることになる。また、横シーラ１２はカッタ（図示しない）を内蔵しており、このカッタは横シールが形成された後、横シールの中央から包材チューブＴを切断する。
【００２０】
包材チューブＴに対し、上述した横シール、製品の充填、その繰り出し、そして、横シールが繰り返されることで、個々の製品を充填した袋Ｐが製造される。なお、横シールでの切断は、上下に連なる袋Ｐの底部及び上部をそれぞれ形成する。
本実施例の場合、袋Ｐはその上部に位置付けられた開閉可能なジッパーＺ及び逆止弁からなるガス抜き弁Ｖを備えており、これらジッパーＺ及びガス抜き弁Ｖは何れも包材Ｆの繰り出し経路にて包材Ｗに仮止及び接着される。
【００２１】
詳しくは、図１に示されるように繰り出し経路にはジッパーＺの供給仮付け装置１４が配置され、この供給仮付け装置１４は、包材Ｗの裏面、つまり、袋Ｐの内面となる包材Ｗの片面上に合成樹脂製のジッパーＺを供給し、そして、このジッパーＺをヒートシールにより包材Ｗに仮止めする。なお、ジッパーＺは包材Ｗの幅の約１／２の長さを有し、包材Ｗの幅方向中央で且つ包材Ｗの長手方向に所定の間隔（袋長）を存して位置付けられる。
【００２２】
一方、繰り出し経路には供給仮付け装置１４の上流に弁装着装置１６が配置されており、この弁装着装置１６はガス抜き弁Ｖを包材Ｗの前記片面に装着する。ガス抜き弁Ｖは扁平な円筒形状つまりボタン形状をなし、ジッパーＺと同様に包材Ｗの幅方向中央で且つ包材Ｗの長手方向に前述した間隔を存して位置付けられる。
なお、包材チューブＴ、つまり、袋Ｐに対してジッパーＺの本付けをなすため、図１に示されるように横シーラ１２の直下にはジッパーシーラ１８が配置され、このジッパーシーラ１８は横シーラ１２と連動して開閉し、ジッパーＺをヒートシールにて袋Ｐの内面に接着する。
【００２３】
ジッパーＺは、袋Ｐが一旦開封されても、袋Ｐを再度気密に閉じることができ、そして、ガス抜き弁Ｖは袋Ｐの製造直後に、袋Ｐ内の空気等のガスを脱気するために使用される。
図２〜図４は前述したフォーマ６を含む製袋装置を詳細に示す。
フォーマ６は、フォーマ本体２０と、このフォーマ本体２０から下方に突出したガイド筒２２とからなる。フォーマ本体２０は充填筒２を取り囲むような襟形状をなし、図３及び図４から明らかなように左右のサイド襟２４と、これらサイド襟２４を繋ぐリア襟２６とを有する。左右のサイド襟２４は充填筒２の側方にそれぞれ下方に傾斜しながら広がった後、その前側部分が充填筒２の外周に沿って回り込みながら、充填筒２の前方にて互いに収束すべく下方に傾斜する一方、その後側部分が充填筒２の後方つまり包材Ｗの上流に向け、且つ、互いに離間するように下方に傾斜する。そして、リア襟２６は左右のサイド襟２４の後側部分を互い繋ぎ且つ包材Ｗの上流に向けて下方に傾斜した斜面からなり、そして、リア襟２６を充填筒２の後方、つまり、包材Ｗの上流側からみたとき、リア襟２６は充填筒２に向かって上昇するような略台形形状をなし、フォーマ本体２０の頂部を直線部に形成する。
【００２４】
一方、ガイド筒２２は充填筒２を囲繞し、その上端はフォーマ本体２０の下面に沿うように傾斜し、ブラケット２８を介してフォーマ本体２０のリア襟２６を支持している。そして、ガイド筒２２の前側の外周壁には縦スリット３０が形成され、この縦スリット３０の上部を両側から挟むようにして、前述した左右のサイド襟２４における前側部分の下端がガイド筒２２の外周壁に連なっている。なお、縦スリット３０は、前述した包材チューブＴにおいて、その互いに重ね合わされた両側縁を案内する。
【００２５】
更に、この実施例の場合、充填筒２における外周壁の一部は平坦壁３２として形成され、この平坦壁３２はフォーマ本体２０の頂部、つまり、そのリア襟２６の上端直線部よりも上方の位置から充填筒２の軸線方向に沿い、ガイド筒２２を越えて下方に延びている。
充填筒２とフォーマ本体２０との間には環状ギャップＧが確保され、この環状ギャップＧは包材チューブＴとともに前述したジッパーＺ及びガス抜き弁Ｖの通過を許容する大きさを有する。なお、充填筒２とガイド筒２２との間には環状通路が確保されるが、この環状通路は環状ギャップＧよりも大きい。
【００２６】
より詳しくは、フォーマ本体２０の頂部においてはその内側にインナリブ３４が一体に形成されており、このインナリブ３４はガイド筒２２の上端にて支持されている。インナリブ３４はフォーマ本体２０の前述した直線状の頂部から垂下する平坦なガイド壁面３６を有し、このガイド壁面３６は充填筒２の平坦壁３２と平行に延びている。従って、前述した環状ギャップＧにおいて、平坦壁３２とガイド壁面３６との間の部位は直線状となる。
【００２７】
本実施例の場合、製袋装置はフォーマ６に加えて、図２に示されるようにフォーマ本体２０の頂部に変位ガイド３８を更に備えている。この変位ガイド３８はリーフスプリングからなり、その上端が平坦壁３２の上端との間にスペーサ４０を介在させた状態で、平坦壁３２に一対の取付けねじ４２により固定されている。変位ガイド３８はフォーマ本体２０の頂部に向けて垂下され、そして、その下端部は前述した環状ギャップＧの直線領域に進入し、ガイド壁面３６との間に所定の隙間を存して位置付けられている。
【００２８】
また、図４から明らかなように変位ガイド３８はフォーマ本体２０における頂部の長さにほぼ一致した幅を有し、そして、その下部は二股状に分岐されている。即ち、変位ガイド３８はその下端中央にＵ状の切欠４４を有し、この切欠４４は前述したガス抜き弁Ｖの通過を許容する大きさを有する。
更に、図３及び図４から明らかなように、前述したフォーマ本体２０の斜面２６ａには、その上部に矩形状の凹み４６が形成されている。この凹み４６はフォーマ本体２０の頂部から所定の長さに亘って延び、その幅はフォーマ本体２０の頂部の長さよりも短く、変位ガイド３８の切欠４４の幅に略一致する。このような凹み４６はフォーマ本体２０の頂部中央、つまり、頂部の両側を残して凹み縁４８を形成し、この凹み縁４８の断面形状は所定の曲率半径を有した円弧形状をなす。
【００２９】
次に、上述した製袋装置の働きについて、図５〜図１０を通過して説明する。
図５及び図６は、ジッパーＺやガス抜き弁Ｖが存在しない包材Ｗの部位にて、包材Ｗが充填筒２とフォーマ本体２０との間の環状ギャップＧを通過する様子を示す。このとき、包材Ｗは、凹み縁４８の両側に残されたフォーマ本体２０の頂部にて支持されながら（図６（ａ））、頂部を含む環状ギャップＧの外側の縁にて折曲されることで（図６（ｂ））、環状ギャップＧ内に落ち込んでいる。
【００３０】
また、このとき、変位ガイド３８は、包材Ｗ、即ち、包材チューブＴを摺接させることで、包材チューブＴに対し充填筒２の径方向外側に向かう付勢力を付与し、充填筒２と協働して包材チューブＴを緊張状態に保持する。それ故、包材チューブＴに弛みが生じることはない。
この後、図７及び図８に示されるように、包材Ｗに仮止めされたジッパーＺが包材チューブＴの形成に伴い円弧状に曲げられながら包材Ｗとともにも環状ギャップＧ内に進入するとき、ジッパーＺは変位ガイド３８に当接する。それ故、変位ガイド３８は充填筒２に接近する方向、即ち、充填筒２の平坦壁３２側に弾性変位し、環状ギャップＧにおける直線状部位のギャップ幅を増加させる。この結果、ジッパーＺは変位ガイド３８の存在に拘わりなく環状ギャップＧ内に円滑に落ち込むことができる。即ち、包材チューブＴはジッパーＺの部位にて、内径が縮径するにも拘わらず、変位ガイド３８の弾性変位及びジッパーＺの弾性復元力により、その外径が維持されるので、包材チューブＴに弛みが発生することはない。
【００３１】
この後、ジッパーＺが変位ガイド３８の下端から抜け出ると、変位ガイド３８は自身の復元力により図５に示す状態に復帰し、前記ギャップ幅を減少させて包材Ｗ（包材チューブＴ）を案内する。
一方、包材Ｗに装着されたガス抜き弁Ｖがフォーマ本体２０の頂部を越えて環状ギャップＧ内に落ち込むとき、ガス抜き弁Ｖは図３及び図４から明らかなように変位ガイド３８の切欠４４を通過し、変位ガイド３８と干渉することはない。
【００３２】
また、この際、図９及び図１０から明らかなように、ガス抜き弁Ｖはフォーマ本体２０にて、凹み４６から頂部での丸み付けられた凹み縁４８を経て環状ギャップＧ内に落ち込むので、ガス抜き弁Ｖの前後での包材Ｗの変形を小さく抑えることができ、このことも、包材チューブＴの弛みを阻止するうえで大きく寄与する。
上述したように本実施例の製袋装置は、包材ＷにジッパーＺやガス抜き弁Ｖが備えられていても、包材チューブＴに弛みをもたらすことなく包材Ｗから包材チューブＴへの成形が可能となる。この結果、製造された袋Ｐに弛みに起因した皺が発生することなく、袋Ｐの品質を大幅に向上できる。
【００３３】
本発明は、上述の一実施例に制約されるものではなく種々に変更可能である。
例えば、一実施例の場合、変位ガイド３８はその下端部に切欠４４を設けるべく二股状をなしているが、これに代えて、充填筒２の周方向に切欠４４の幅に相当する離間を存して単なる板状の変位ガイドをそれぞれ配置するようにしてもよい。
また、ジッパーＺやガス抜き弁Ｖを備えた包材Ｗに対しては、充填筒２側に変位ガイド３８を配置する方が好適するものの、ジッパーＺやガス抜き弁Ｖ以外の部品が包材Ｗに備えられている場合、変位ガイドをフォーマ本体２０側に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一実施例の縦形製袋充填包装機を示した概略斜視図である。
【図２】図１の包装機が備える製袋装置周辺の断面図である。
【図３】図２の製袋装置の正面図である。
【図４】図２の製袋装置の背面図である。
【図５】ジッパー及びガス抜き弁以外の部位にて包材が包材チューブに形成される際の製袋装置の平面図である。
【図６】図５に示す状態でのフォーマ本体の頂部を示し、（ａ）は充填筒側からみた頂部の正面図、（ｂ）は頂部の断面図である。
【図７】ジッパーの部位にて包材が包材チューブに形成される際の製袋装置の平面図である。
【図８】図２中の一点鎖線の円VIII内の部位に対応し、且つ、図７でのフォーマ本体の頂部を拡大して示した断面図である。
【図９】フォーマ本体の頂部にガス抜き弁が到達した状態での頂部の正面図である。
【図１０】図９の状態からガス抜き弁がフォーマ本体の頂部を乗り越える際の頂部の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
２充填筒
６フォーマ（製袋装置）
８繰り出しベルト
１０縦シーラ
１２横シーラ
１８ジッパーシーラ
２０フォーマ本体
２２ガイド筒
３２平坦壁（平坦面）
３８変位ガイド（製袋装置）
Ｇ環状ギャップ
Ｐ袋
Ｔ包材チューブ（円筒状包材）
Ｖガス抜き弁
Ｗ包材
Ｚジッパー

【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填筒に対し包材を前記充填筒の周方向に沿って巻付けて円筒状に成形し、この円筒状包材を前記充填筒の軸線方向に繰り出す過程にて、前記円筒状包材に対する横シールの形成及び前記充填筒を通じた製品の充填とを交互に繰り返して個々に製品が充填された袋を成形する縦形製袋充填包装機において、
前記充填筒を囲んで設けられ、前記充填筒の回りに前記包材を円筒状に成形するとともに、前記充填筒との間に前記円筒状包材の通過を許容する環状ギャップを確保するフォーマと、
前記環状ギャップにおける内外周面の一部を形成し、この部位での前記環状ギャップのギャップ幅を増減させるべく変位する変位ガイドと
を具備したことを特徴とする縦形製袋充填包装機の製袋装置。
【請求項２】
前記包装機は、仮止めされたジッパーを有する包材からジッパー付きの袋を成形するものであって、これに伴い、前記環状ギャップは前記ジッパーを通過させるギャップ幅を有しており、
前記変位ガイドは、前記環状ギャップの内周面の一部を形成し、前記充填筒に対して接離する接離方向に変位可能であることを特徴とする請求項１に記載の縦形製袋充填包装機の製袋装置。
【請求項３】
前記変位ガイドは、前記充填筒に沿って延びる弾性変形可能な板材からなり、前記フォーマの頂部よりも上方にて前記充填筒に固定された上端と、前記フォーマの頂部により下方に位置付けられ、前記接離方向に変位可能な下端とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の縦形製袋充填包装機の製袋装置。
【請求項４】
前記包装機は、前記ジッパーに加えてボタン形状のガス抜き弁を更に有する包材から袋を成形するものであって、前記環状ギャップは前記ジッパー及び前記ガス抜き弁を通過させる大きさを有し、且つ、前記充填筒の外周面は前記ガス抜き弁の通過域に対応した部位が平坦面として形成されており、
前記変位ガイドは、前記ガス抜き弁の通過を許容する二股形状をなしていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の縦形製袋充填包装機の製袋装置。

【図１】