製袋包装装置
【課題】包材内の不活性ガス充填率の低下を抑止する。
【解決手段】製袋包装装置は、上部に開口部１２４を有し、帯状フィルムＦを筒状にするフォーマ１２０と、該筒状フィルムＦｍｃを連続的に搬送する搬送部と、筒状フィルムＦｍｃを該包材の搬送方向に交差する方向（Ｘ方向）に密閉するシール部とを備えている。そして、この製袋包装装置は、シール部により下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内へ不活性ガスを供給するガス供給部１７０を備え、当該ガス供給部１７０による不活性ガスの吹出方向は、水平方向または水平方向より上側である。
【解決手段】製袋包装装置は、上部に開口部１２４を有し、帯状フィルムＦを筒状にするフォーマ１２０と、該筒状フィルムＦｍｃを連続的に搬送する搬送部と、筒状フィルムＦｍｃを該包材の搬送方向に交差する方向（Ｘ方向）に密閉するシール部とを備えている。そして、この製袋包装装置は、シール部により下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内へ不活性ガスを供給するガス供給部１７０を備え、当該ガス供給部１７０による不活性ガスの吹出方向は、水平方向または水平方向より上側である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製袋包装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被包装体である物品が食品である場合には、その腐敗や変質を防止するために、当該物品が投入された包材内の空気を窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスに置換した上で包材を密閉することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、袋状包材内における酸素の残存状態を検出する残存酸素検出手段と、該検出手段による検出結果に基づき、ガス供給手段による不活性ガス供給時の流量を制御する流量制御手段とを設けた製袋包装機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３２０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、不活性ガスを包材内に封入する製袋包装機の一例として、フォーマの下部において包材内から不活性ガスを吸引すると共に、その吸引した不活性ガスをフォーマの上部付近から下方に向けて吹き出す製袋包装機が知られている。この製袋包装機では、フォーマの上部から下方に吹き出された不活性ガスが包材内に導入された後、当該包材内の不活性ガスが吸引されてフォーマの上部に戻される。このとき、フォーマの上部から被包装体が落下すると、被包装体の周囲の空気が当該被包装体に伴って落下し、包材内に投入される。そうすると、当該被包装体の周囲の空気が包材内に投入されることにより、包材内の不活性ガスの充填率が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、包材内の不活性ガス充填率の低下を抑止することが可能な製袋包装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る製袋包装装置は、上部に開口部を有し、帯状の包材を筒状にするフォーマと、該筒状の包材を連続的に搬送する搬送部と、筒状の包材を該包材の搬送方向に交差する方向に密閉するシール部とを備えた製袋包装装置であって、フォーマの上部に不活性ガスを供給するガス供給部を備え、ガス供給部による不活性ガスの吹出方向は、水平方向または水平方向より上側である。
【０００８】
上記構成によれば、フォーマの開口部付近の気体を不活性ガスに置換することができる。これにより、被包装体である物品が不活性ガスと共に筒状の包材内に投入されるので、筒状の包材内の不活性ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
また、不活性ガスの密度が空気の密度より小さい場合、不活性ガスがフォーマの上側に上昇する。これにより、フォーマの上部に配置され、被包装体が貯留されるシュート内の気体を不活性ガスに置換することができる。このシュートは、外部から仕切られた空間を形成しているので、不活性ガスの上昇によって、当該シュート内の気体は、不活性ガスに置換される。これにより、シュート内の被包装体が周囲の気体を伴って落下しても、その周囲の気体が不活性ガスに置換されているので、筒状の包材内の不活性ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
不活性ガスの密度と空気の密度との差が非常に小さい場合、不活性ガスをフォーマの上部において水平方向に吹き出すことにより、フォーマの上部空間において不活性ガスの層を形成することができる。このため、被包装体がシュートから落下する際に、当該不活性ガスの層を通過することによって、被包装体の落下に伴って下降する気体が不活性ガスに置換される。その結果、筒状の包材内の不活性ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
【０００９】
製袋包装装置において、フォーマの下部に下端が密閉された筒状の包材内の不活性ガスを吸気する吸気口が設けられる。
【００１０】
上記構成によれば、下端が密閉された筒状の包材内から気体を吸気することによって、当該筒状の包材内の圧力が低下する。これにより、低圧の筒状の包材内へ流れる下降気流が形成されるので、物品の落下速度が上昇する。その結果、筒状の包材への物品の充填速度が上昇し、製袋作業の高速化が実現可能となる。
【００１１】
製袋包装装置において、ガス供給部は、吸気口から吸気された気体を、不活性ガスとしてフォーマの上部に再供給する。
【００１２】
上記構成によれば、筒状の包材内から吸気された不活性ガスが、フォーマの上部に供給されて、当該フォーマの上部の気体が不活性ガスに置換される。これにより、フォーマの上部から被包装体が当該不活性ガスと共に降下する。これにより、被包装体が空気と共に筒状の包材内に導入される場合に比べて、不活性ガス充填率が低下するのを抑制することができる。
また、筒状の包材内から吸気された不活性ガスを再び筒状の包材内に導入できるので、不活性ガスの再利用を図ることができる。その結果、不活性ガスの使用量の低減を図ることができる。
【００１３】
製袋包装装置において、フォーマの下部に下端が密閉された筒状の包材内へ不活性ガスを供給する供給口が設けられており、供給口が、吸気口より下方に設けられる。
【００１４】
上記構成によれば、空気より密度が小さい不活性ガスの供給口を、吸気口より下方に設けることにより、筒状の包材内に充填された不活性ガスが直ちに吸気口から吸い出されてしまうのを抑制することができる。これにより、筒状の包材内の不活性ガス充填率が低下するのを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る製袋包装装置の全体構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した斜視図である。
【図３】図１に示した製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した（ａ）模式正面図、（ｂ）模式平面図である。
【図４】図１に示した製袋包装装置のチューブの内部構造を示した断面図である。
【図５】図１に示した製袋包装装置の制御ブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した模式正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した模式正面図である。
【図８】本発明の第１変形例および第２変形例に係るチューブの内部構造を示した断面図である。
【図９】本発明の第３変形例に係る製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した模式正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
［製袋包装装置の全体構成］
本実施形態に係る製袋包装装置１００は、図１および図２に示すように、帯状のフィルムＦを袋状に成形しながら該フィルム内に物品を投入して密閉することによって製品Ｃを連続して生成する製袋包装装置である。この製袋包装装置１００は、例えば、ポテトチップス等の食品（以下、被包装体Ｂとする）を所定重量ずつフィルムにて包装する製袋包装装置であって、当該フィルム内には、腐食や酸化を防止するために、窒素ガスおよびアルゴンガス等の不活性ガス（ここでは、不活性ガスの一例として、窒素ガスを用いる。）が封入される。製袋包装装置１００は、主として、フィルムＦを供給するフィルム供給部１１０と、帯状で送られてくるフィルムＦを筒状に成形するフォーマ１２０と、筒状となったフィルムＦｍｃを下方に搬送するプルダウンベルト機構１３０と、筒状フィルムＦｍｃの重ね合わせ部分を縦にシールする縦シール機構１４０と、筒状フィルムＦｍｃを横にシールする横シール機構１５０と、被包装体Ｂが充填された袋状の製品Ｃを下流側に排出する排出シュート１６０と、筒状フィルムＦｍｃ内から気体を吸気する吸気部１７０（図３参照）と、筒状フィルムＦｍｃ内に窒素ガスを供給するガス噴出部１８０（図３参照）と、製袋包装装置１００の各アクチュエータを制御する制御部１９０（図５参照）と、を備えている。
【００１７】
この製袋包装装置１００の上方には、図１に示すように、組合せ計量装置１０１が設けられている。この組合せ計量装置１０１は、複数のホッパにおいて所定重量ずつ被包装体Ｂを計量した後、これらの計量値が所定の合計重量になるように組み合わせて順次排出する。合計重量となった被包装体Ｂは、図２に示すように、組合せ計量装置１０１のシュート１０２を通って、下方に配置されるフォーマ１２０の開口部１２４に投下される。
【００１８】
［フィルム供給部］
フィルム供給部１１０は、図１に示すように、フォーマ１２０に帯状のフィルムＦを供給するために設けられている。このフィルム供給部１１０には、フィルムＦが巻き付けられたロール（図示せず）がセットされており、そのロールからフィルムＦが繰り出される。なお、フィルムＦは、合成樹脂等の熱溶融性のフィルムである。
【００１９】
［フォーマ］
フォーマ１２０は、図２および図３に示すように、帯状で送られてくるフィルムＦを筒状に成形すると共に、筒状フィルムＦｍｃの内部に被包装体Ｂを導入するために設けられている。このフォーマ１２０は、帯状フィルムＦを筒状フィルムＦｍｃに成形するセーラ１２１と、当該筒状フィルムＦｍｃを外周に巻き付けて垂下するためのチューブ１２２とを有している。
【００２０】
セーラ１２１は、図２および図３に示すように、チューブ１２２に連続して設けられている。このセーラ１２１の形状は、フィルム供給部１１０から送られてきた帯状のフィルムＦが、セーラ１２１とチューブ１２２との間を通過する際に、筒状に形成されるような形状となっている。
【００２１】
チューブ１２２は、図２および図３に示すように、円筒形状であって、上端および下端には、それぞれ開口部１２４および１２５が設けられている。このチューブ１２２の上端に設けられる開口部１２４には、組合せ計量装置１０１で所定重量に計量された被包装体Ｂが投入される。そして、当該開口部１２４から投入された被包装体Ｂは、円筒形状のチューブ１２２の内部を通って、チューブ１２２の下端に設けられる開口部１２５から投下されて、筒状フィルムＦｍｃ内に充填される。また、チューブ１２２の下端には、筒状フィルムＦｍｃの内部に挿入されて、被包装体Ｂを当該筒状フィルムＦｍｃ内に導入するためのガイド１２３が設けられている。
そして、本実施形態では、図４に示すように、チューブ１２２内部には、被包装体Ｂが通過する通路Ｌ１、筒状フィルムＦｍｃから吸気した気体（窒素ガス）が通過する流路Ｌ２、および、筒状フィルムＦｍｃ内に供給される窒素ガスが通過する流路Ｌ３、が形成されている。
【００２２】
［プルダウンベルト機構］
プルダウンベルト機構１３０は、図２に示すように、チューブ１２２の外周に巻き付いた筒状フィルムＦｍｃを吸着して下方に搬送する機構であり、チューブ１２２を挟んで２つ設けられている。このプルダウンベルト機構１３０は、主として、駆動ローラ１３１、従動ローラ１３２、および、吸着機能を有するベルト１３３とを有している。
【００２３】
［縦シール機構］
縦シール機構１４０は、図２に示すように、チューブ１２２に巻き付いた筒状フィルムＦｍｃの重なり部分を縦方向（矢印Ｚ方向）にシールする機構である。なお、ここでの「縦方向」とは、筒状フィルムＦｍｃの搬送方向に沿った方向であり、本実施形態では、垂直方向（矢印Ｚ方向）である。この縦シール機構１４０は、チューブ１２２の側方に設けられている。
【００２４】
［横シール機構］
横シール機構１５０は、図２および図３に示すように、チューブ１２２の下方において、筒状フィルムＦｍｃを横方向（Ｘ方向）にシールする機構である。なお、ここでの「横方向」とは、筒状フィルムＦｍｃの搬送方向に交差する方向であり、本実施形態では、水平方向（矢印Ｘ方向）である。この横シール機構１５０は、フォーマ１２０、プルダウンベルト機構１３０および縦シール機構１４０の下方に配置される。横シール機構１５０は、筒状フィルムＦｍｃを挟持する一対のシールジョー１５１および１５２を有している。これらのシールジョー１５１および１５２は、フィルムＦｍｃの連続的な搬送を阻害しないように、略Ｄ字のような軌跡で対称的に移動し、筒状フィルムＦｍｃを横方向にシールする際に押し付け合わされる。
また、横シール機構１５０には、図示しないカッターが内蔵されている。このカッターは、シールジョー１５１および１５２によりシールされた部分のセンター位置において、後続の（上方の）筒状フィルムＦｍｃと切り離す。
【００２５】
［排出シュート］
排出シュート１６０は、図１に示すように、横シール機構１５０の下方に設けられており、上記した横シール機構１５０のカッターにより切り離された製品Ｃを、後工程の搬送装置（例えば、ベルトコンベア）（図示せず）に導くために設けられている。この排出シュート１６０は、金属板等で形成された斜面であり、重力を利用して製品Ｃを搬送装置（図示せず）へと導く。
【００２６】
［吸気部］
吸気部（ガス供給部）１７０は、下端を密閉した筒状フィルムＦｍｃ内から気体を吸気するために設けられている。図３に示すように、吸気部１７０は、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気した窒素ガスをフォーマ１２０の上部に再供給する。吸気部１７０は、ブロワ１７１と、チューブ１２２の内側に設けられる吸気ダクト１７２と、循環ダクト１７３とを有している。この吸気ダクト１７２は、図４に示すように、チューブ１２２の内側に平板を取り付けることによって形成されており、上下方向（矢印Ｚ方向）に沿って延びている。ブロワ１７１は、後述する制御部１９０から送信される制御信号に基づいて駆動し、筒状フィルムＦｍｃ内から気体を吸気する。また、循環ダクト１７３は、吸気ダクト１７２に連通して接続されており、その一端は吸気ダクト１７２の上端に接続され、且つ、他端はチューブ１２２の開口部１２４に接続されている。
【００２７】
吸気口１７４は、図３に示すように、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスを吸気するために、フォーマ１２０の下部に設けられている。この吸気口１７４は、後述する供給口１８４より上側に設けられている。
【００２８】
吹出口１７５は、図３に示すように、チューブ１２２の上部に窒素ガスを供給するために設けられている。この吹出口１７５は、フォーマ１２０の上部であって、チューブ１２２に接続されている。
【００２９】
制御部１９０から送信される制御信号を受信したブロワ１７１の駆動によって、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスが、吸気ダクト１７２の吸気口１７４から吸気されて、吸気ダクト１７２および循環ダクト１７３を通過して、循環ダクト１７３の吹出口１７５からチューブ１２２の上部（開口部１２４）に吹き出される。この吸気部１７０による窒素ガスの吹き出し方向（Ｄ１方向）は、水平方向となっている。
【００３０】
［ガス噴出部］
ガス噴出部１８０は、図３に示すように、下端が密閉した筒状フィルムＦｍｃに窒素ガスを供給するために設けられている。このガス噴出部１８０は、ガス供給源１８１と、チューブ１２２の内側に設けられる供給ダクト１８２と、延長ダクト１８３とを有している。この供給ダクト１８２は、図４に示すように、チューブ１２２の内側に平板を取り付けることによって形成されている。ガス供給源１８１は、後述する制御部１９０から送信される制御信号に基づいて駆動し、筒状フィルムＦｍｃ内に窒素ガスを供給する。また、延長ダクト１８３は、供給ダクト１８２に連通して接続されており、その一端は供給ダクト１８２の下端に接続され、且つ、他端はシールジョー１５１および１５２の近傍に配置される。ガス供給源１８１の駆動によって、ガス供給源１８１から供給される窒素ガスは、供給ダクト１８２および延長ダクト１８３を通過して、延長ダクト１８３の供給口１８４から、筒状フィルムＦｍｃ内に供給される。
【００３１】
供給口１８４は、フォーマ１２０の下部に配置され、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内へ窒素ガスを供給する。この供給口１８４は、上記した吸気口１７４より下方に設けられている。すなわち、窒素ガスの供給口１８４が、吸気口１７４より下方に配置されることにより、空気（密度：１．２９３ｋｇ／ｍ３）より密度が小さい窒素ガス（密度：１．２５１ｋｇ／ｍ３）を吸気口１７４より下方で吹き出すことが可能となる。これにより、供給口１８４から供給された窒素ガスが直ちに吸気口１７４から吸い込まれてしまうのを抑制することができる。
【００３２】
［制御部］
制御部１９０は、図５に示すように、フィルム供給部１１０、プルダウンベルト機構１３０、縦シール機構１４０、横シール機構１５０、及び、操作スイッチ１０３等と通信可能に接続されており、各アクチュエータの動作を制御する。具体的には、制御部１９０は、プルダウンベルト機構１３０による筒状フィルムＦｍｃの下方への送り速度に合わせて、横シール機構１５０のシールジョー１５１，１５２の旋回速度、シールジョー１５１，１５２の筒状フィルムＦｍｃへの押し付け動作を制御する。また、制御部１９０は、操作スイッチ１０３の操作に係る信号に基づいて、製袋包装装置１００の各アクチュエータの動作を制御する。
【００３３】
また、制御部１９０は、ブロワ１７１およびガス供給源１８１と通信可能に接続されており、これらを制御することにより、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内に窒素ガスを供給したり、該筒状フィルムＦｍｃ内の気体を吸気したりする。
【００３４】
［製袋包装装置の動作］
製袋包装装置の動作を、図２および図３を参照しながら説明する。
フィルム供給部１１０からフォーマ１２０に送られた帯状のフィルムＦは、セーラ１２１からチューブ１２２に巻き付けられて筒状に成形され、そのままプルダウンベルト機構１３０によって下方に搬送される。そして、筒状フィルムＦｍｃはチューブ１２２に巻き付いた状態において両端部が周面上で重ね合わせられた状態となり、その重ね合わせ部分が縦シール機構１４０によって縦方向にシールされる。
【００３５】
縦方向にシールされて円筒形状となった筒状フィルムＦｍｃは、チューブ１２２を抜けて横シール機構１５０へと下降する。そして、シールジョー１５１，１５２によって筒状フィルムＦｍｃの下端が横方向にシールされる。
【００３６】
一方、被包装体Ｂは、組合せ計量装置１０１からフォーマ１２０の開口部１２４に投入され、筒状フィルムＦｍｃの移動と同時に、チューブ１２２の内部（通路Ｌ１（図４参照））を通って落下してくる。この際、窒素ガスが供給ダクト１８２の流路Ｌ３を通って筒状フィルムＦｍｃの内部に供給される。
【００３７】
筒状フィルムＦｍｃに被包装体Ｂと窒素ガスとが充填されると、シールジョー１５１，１５２によって筒状フィルムＦｍｃの上端が横方向にシールされる。これにより、筒状フィルムＦｍｃが袋状に形成される。このとき、シールジョー１５１，１５２に内蔵されているカッターによる切断処理が行われる。これにより、後続の筒状フィルムＦｍｃから製品Ｃとして切り離される。以降、上記の動作が繰り返され、連続して製袋が行われる。分離された製品Ｃは、排出シュート１６０を滑り落ちて搬送装置（図示せず）で搬送され、後工程のチェッカーなどの装置へと運ばれていく。
【００３８】
＜本実施形態における効果＞
上記実施形態では、フォーマ１２０の上部に水平方向に窒素ガスを吹き出す吹出口１７５を設けることによって、フォーマ１２０の開口部１２４付近の気体を窒素ガスに置換することができる。これにより、被包装体Ｂが窒素ガスと共に筒状フィルムＦｍｃ内に投入されるので、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、窒素ガスの密度（密度：１．２５１ｋｇ／ｍ３）が空気の密度（密度：１．２９３ｋｇ／ｍ３）より僅かに小さいので、窒素ガスがフォーマ１２０の上側に上昇する。これにより、フォーマ１２０の上部に配置され、被包装体Ｂが貯留されるシュート１０２内の気体を窒素ガスに置換することができる。このシュート１０２は、外部から仕切られた空間を形成しているので、窒素ガスの上昇によって、当該シュート１０２内の気体は、窒素ガスに置換される。これにより、シュート１０２内の被包装体Ｂが周囲の気体を伴って落下しても、その周囲の気体が窒素ガスに置換されているので、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
【００４０】
上記したように窒素ガスの密度は、空気の密度より僅かに小さいものの、それらの密度の差は非常に小さい。従って、本実施形態では、窒素ガスをフォーマ１２０の上部において水平方向に吹き出すことにより、フォーマ１２０の上部空間において窒素ガスの層を形成することができる。このため、被包装体Ｂがシュート１０２から落下する際に、当該窒素ガスの層を通過することによって、被包装体Ｂの落下に伴って下降する気体が窒素ガスに置換される。その結果、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内から窒素ガスを吸気することによって、当該筒状フィルムＦｍｃ内の圧力が低下する。これにより、低圧の筒状フィルムＦｍｃ内へ流れる下降気流が形成されるので、物品の落下速度が上昇する。その結果、筒状フィルムＦｍｃへの物品の充填速度が上昇し、製袋作業の高速化が実現可能となる。
【００４２】
また、本実施形態では、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気された窒素ガスが、フォーマ１２０の上部に供給されて、当該フォーマ１２０の上部の気体が窒素ガスに置換される。すなわち、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気された窒素ガスを再び筒状フィルムＦｍｃ内に導入できるので、窒素ガスの再利用を図ることができる。その結果、窒素ガスの使用量の低減を図ることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、空気より密度が小さい窒素ガスの供給口１８４を、吸気口１７４より下方に設けることにより、筒状フィルムＦｍｃ内に充填された窒素ガスが直ちに吸気口１７４から吸い出されてしまうのを抑制することができる。これにより、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が低下するのを抑止することができる。
【００４４】
＜請求項の各構成要素と上記実施形態の各部との対応関係＞
上記実施形態においては、製袋包装装置１００が「製袋包装装置」に相当し、帯状のフィルムＦが「帯状の包材」に相当し、フォーマ１２０が「フォーマ」に相当し、筒状フィルムＦｍｃが「筒状の包材」に相当し、開口部１２４が「開口部」に相当し、プルダウンベルト機構１３０が「搬送部」に相当し、横シール機構１５０が「シール部」に相当し、吸気部１７０が「ガス供給部」に相当し、吹出口１７５が「吹出口」に相当し、吸気口１７４が「吸気口」に相当し、供給口１８４が「供給口」に相当する。
【００４５】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なる循環ダクトを有する製袋包装装置について説明を行う。なお、第２実施形態の製袋包装装置は、吸気部１７０ａ以外は、第１実施形態の製袋包装装置１００と同様の構成であるので、この第２実施形態では、吸気部１７０ａ以外の構成については、第１実施形態と同一符号を付し、その説明を適宜割愛する。
【００４６】
［吸気部］
吸気部（ガス供給部）１７０ａは、図６に示すように、下端を密閉した筒状フィルムＦｍｃ内から気体を吸気するために設けられている。この吸気部１７０ａは、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気した窒素ガスをフォーマ１２０の上部に供給する。吸気部１７０ａは、ブロワ１７１ａと、チューブ１２２の内側に設けられる吸気ダクト１７２ａと、循環ダクト１７３ａとを有している。ブロワ１７１ａおよび吸気ダクト１７２ａは、第１実施形態のブロワ１７１および吸気ダクト１７２と同様であるので、その説明を省略する。
【００４７】
循環ダクト１７３ａは、図６に示すように、吸気ダクト１７２ａに連通して接続されており、その一端は吸気ダクト１７２ａの上端に接続され、且つ、他端はチューブ１２２の開口部１２４に接続されている。この循環ダクト１７３ａは、吸気ダクト１７２ａに接続され且つ水平方向（矢印Ｘ方向）に延びる第１ダクト１７６ａと、第１ダクト１７６ａに接続され且つ上下方向（矢印Ｚ方向）に延びる第２ダクト１７７ａと、第２ダクト１７７ａに接続され且つ環状の第３ダクト１７８ａと、第３ダクト１７８ａに接続され且つ環状の第３ダクト１７８ａから径方向内側に延びる複数の第４ダクト１７９ａとを有している。これらの第４ダクト１７９ａは、約９０°間隔で４つ設けられている。
【００４８】
吸気口１７４ａは、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスを吸気するために、フォーマ１２０の下部に設けられている。この吸気口１７４は、供給口１８４より上側に設けられている。
【００４９】
４つの第４ダクト１７９ａの各々に形成される４つの吹出口１７５ａは、チューブ１２２の上部に窒素ガスを供給するために設けられている。これらの４つの吹出口１７５ａは、それぞれ、フォーマ１２０の上部であって、チューブ１２２の開口部１２４に接続されている。
【００５０】
ブロワ１７１ａの駆動によって、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスは、吸気ダクト１７２ａの吸気口１７４ａから吸気されて、吸気ダクト１７２ａを通過して、循環ダクト１７３ａに導入される。循環ダクト１７３ａにおいては、窒素ガスが、第１ダクト１７６ａにおいて水平方向に進行して、第２ダクト１７７ａにおいて垂直上方向に進行する。そして、第２ダクト１７７ａを通過した窒素ガスは、環状の第３ダクト１７８ａに導入される。これにより、窒素ガスが、チューブ１２２の開口部１２４の周囲を環状に進行する。そして、窒素ガスは、環状の第３ダクト１７８ａから４つの第４ダクト１７９ａを通過して、チューブ１２２の開口部１２４に向かって径方向内側方向に進行して、吹出口１７５ａからチューブ１２２の上部（開口部１２４）に吹き出される。この吸気部１７０ａによる窒素ガスの吹き出し方向（Ｄ２方向）は、水平方向となっている。
【００５１】
＜本実施形態における効果＞
上記第２実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００５２】
第２実施形態では、循環ダクト１７３ａに環状の第３ダクト１７８ａを設けると共に、その環状ダクト１７８ａに約９０°間隔で４つの第４ダクト１７９ａを設けることによって、チューブ１２２の開口部１２４に種々の方向から均等に窒素ガスを供給することができる。これにより、チューブ１２２の上部の気体を確実に窒素ガスに置換することができる。
【００５３】
（第３実施形態）
上記した第１および第２実施形態では、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気した窒素ガスをチューブ１２２の開口部１２４に供給したが、この第３実施形態では、循環ダクト１７３ｂが組合せ計量装置１０１のシュート１０２に接続される。以下、詳細に説明する。なお、この第３実施形態では、ダクトの形状が異なること以外は、第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、その説明を適宜割愛する。
【００５４】
図７に示すように、第３実施形態に係る製袋包装装置の吸気部１７０ｂは、ブロワ１７１ｂと、吸気ダクト１７２ｂと、循環ダクト１７３ｂとを有している。循環ダクト１７３ｂの一端は、吸気ダクト１７２ｂに接続され、且つ、他端は、フォーマ１２０の上部に配置されるシュート１０２の上端に接続されている。これにより、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気された気体は、吸気ダクト１７２ｂの吸気口１７４ｂから吸気されて、吸気ダクト１７２ｂおよび循環ダクト１７３ｂを通過した後、循環ダクト１７３ｂの吹出口１７５ｂからシュート１０２内に導入される。なお、筒状フィルムＦｍｃ内に供給される気体は、窒素ガスであるから、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気された気体も、窒素ガスとなる。したがって、シュート１０２内には、循環ダクト１７３ｂを通過した窒素ガスが供給される。この吸気部１７０ｂによる窒素ガスの吹き出し方向（Ｄ３方向）は、水平方向となっている。
【００５５】
＜本実施形態における効果＞
上記第３実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００５６】
上記第３実施形態では、フォーマ１２０の上流側にあるシュート１０２において、被包装体Ｂと共に降下する気体が窒素ガスに置換される。これにより、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が下がるのを抑止することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５８】
例えば、上記第１実施形態では、図４に示すように、チューブ１２２内に吸気ダクト１７２と供給ダクト１８２とを１つずつ設ける例について説明したが、本発明はこれに限らず、図８（ａ）に示した第１変形例に示すように、チューブ１２２ｄの内部に４つのダクト１７２ｄを設けても良いし、図８（ｂ）に示した第２変形例に示すように、チューブ１２２ｅの内部に３つのダクト１７２ｅを設けても良い。第１変形例に係るダクト１７２ｄは、全てが吸気ダクトであっても良いし、１つが吸気ダクトで且つ残りの３つが供給ダクトであっても良いし、２つが吸気ダクトで且つ残りの２つが供給ダクトであっても良いし、３つが吸気ダクトで且つ残りの１つが供給ダクトであっても良い。同様に、第２変形例に係るダクト１７２ｅは、全てが吸気ダクトであっても良いし、１つが吸気ダクトで且つ残りの２つが供給ダクトであっても良いし、２つが吸気ダクトで且つ残りの１つが供給ダクトであっても良い。また、第１変形例および第２変形例では、吸気ダクトと供給ダクトとの位置関係は、限定されない。つまり、吸気ダクトが隣接して配置されても良いし、対向して配置されても良い。また、供給ダクトが隣接して配置されても良いし、対向して配置されても良い。
【００５９】
上記した吸気ダクトおよび／または排気ダクトが複数存在する場合には、複数の吸気ダクトから筒状フィルム内の気体を順次吸気しても良いし、複数の排気ダクトから筒状フィルム内に順次気体を排気しても良い。また、複数の吸気ダクトから同時に筒状フィルム内の気体を吸気しても良いし、複数の排気ダクトから同時に筒状フィルム内に気体を排気しても良い。
【００６０】
また、上記第１実施形態に係る吹出口１７５、第２実施形態に係る吹出口１７５ａ、および、第３実施形態に係る吹出口１７５ｂは、いずれも窒素ガスを水平方向に吹き出していたが、本発明はこれに限らず、フォーマの上部への窒素ガスの吹き出し方向が水平方向より上側であっても良い。例えば、図９の第３変形例に示されるように、吸気部１７０ｄは、ブロワ１７１ｄと、吸気ダクト１７２ｄと、を備えている。そして、吸気ダクト１７２ｄの下端には、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスを吸気する吸気口１７４ｄが設けられ、吸気ダクト１７２ｄの上端には、チューブ１２２の上部に窒素ガスを供給する吹出口１７５ｄが設けられている。この吸気部１７０ｄによる窒素ガスの吹き出し方向（Ｄ４方向）は、垂直上方向となっている。
【符号の説明】
【００６１】
１００ 製袋包装装置
１２０ フォーマ
１２４ 開口部
１３０ プルダウンベルト機構
１５０ 横シール機構
１７０，１７０ａ，１７０ｂ，１７０ｄ 吸気部
１７４，１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｄ 吸気口
１７５，１７５ａ，１７５ｂ，１７５ｄ 吹出口
１８０ ガス噴出部
１８４ 供給口
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ 吹出方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製袋包装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被包装体である物品が食品である場合には、その腐敗や変質を防止するために、当該物品が投入された包材内の空気を窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスに置換した上で包材を密閉することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、袋状包材内における酸素の残存状態を検出する残存酸素検出手段と、該検出手段による検出結果に基づき、ガス供給手段による不活性ガス供給時の流量を制御する流量制御手段とを設けた製袋包装機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３２０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、不活性ガスを包材内に封入する製袋包装機の一例として、フォーマの下部において包材内から不活性ガスを吸引すると共に、その吸引した不活性ガスをフォーマの上部付近から下方に向けて吹き出す製袋包装機が知られている。この製袋包装機では、フォーマの上部から下方に吹き出された不活性ガスが包材内に導入された後、当該包材内の不活性ガスが吸引されてフォーマの上部に戻される。このとき、フォーマの上部から被包装体が落下すると、被包装体の周囲の空気が当該被包装体に伴って落下し、包材内に投入される。そうすると、当該被包装体の周囲の空気が包材内に投入されることにより、包材内の不活性ガスの充填率が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、包材内の不活性ガス充填率の低下を抑止することが可能な製袋包装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る製袋包装装置は、上部に開口部を有し、帯状の包材を筒状にするフォーマと、該筒状の包材を連続的に搬送する搬送部と、筒状の包材を該包材の搬送方向に交差する方向に密閉するシール部とを備えた製袋包装装置であって、フォーマの上部に不活性ガスを供給するガス供給部を備え、ガス供給部による不活性ガスの吹出方向は、水平方向または水平方向より上側である。
【０００８】
上記構成によれば、フォーマの開口部付近の気体を不活性ガスに置換することができる。これにより、被包装体である物品が不活性ガスと共に筒状の包材内に投入されるので、筒状の包材内の不活性ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
また、不活性ガスの密度が空気の密度より小さい場合、不活性ガスがフォーマの上側に上昇する。これにより、フォーマの上部に配置され、被包装体が貯留されるシュート内の気体を不活性ガスに置換することができる。このシュートは、外部から仕切られた空間を形成しているので、不活性ガスの上昇によって、当該シュート内の気体は、不活性ガスに置換される。これにより、シュート内の被包装体が周囲の気体を伴って落下しても、その周囲の気体が不活性ガスに置換されているので、筒状の包材内の不活性ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
不活性ガスの密度と空気の密度との差が非常に小さい場合、不活性ガスをフォーマの上部において水平方向に吹き出すことにより、フォーマの上部空間において不活性ガスの層を形成することができる。このため、被包装体がシュートから落下する際に、当該不活性ガスの層を通過することによって、被包装体の落下に伴って下降する気体が不活性ガスに置換される。その結果、筒状の包材内の不活性ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
【０００９】
製袋包装装置において、フォーマの下部に下端が密閉された筒状の包材内の不活性ガスを吸気する吸気口が設けられる。
【００１０】
上記構成によれば、下端が密閉された筒状の包材内から気体を吸気することによって、当該筒状の包材内の圧力が低下する。これにより、低圧の筒状の包材内へ流れる下降気流が形成されるので、物品の落下速度が上昇する。その結果、筒状の包材への物品の充填速度が上昇し、製袋作業の高速化が実現可能となる。
【００１１】
製袋包装装置において、ガス供給部は、吸気口から吸気された気体を、不活性ガスとしてフォーマの上部に再供給する。
【００１２】
上記構成によれば、筒状の包材内から吸気された不活性ガスが、フォーマの上部に供給されて、当該フォーマの上部の気体が不活性ガスに置換される。これにより、フォーマの上部から被包装体が当該不活性ガスと共に降下する。これにより、被包装体が空気と共に筒状の包材内に導入される場合に比べて、不活性ガス充填率が低下するのを抑制することができる。
また、筒状の包材内から吸気された不活性ガスを再び筒状の包材内に導入できるので、不活性ガスの再利用を図ることができる。その結果、不活性ガスの使用量の低減を図ることができる。
【００１３】
製袋包装装置において、フォーマの下部に下端が密閉された筒状の包材内へ不活性ガスを供給する供給口が設けられており、供給口が、吸気口より下方に設けられる。
【００１４】
上記構成によれば、空気より密度が小さい不活性ガスの供給口を、吸気口より下方に設けることにより、筒状の包材内に充填された不活性ガスが直ちに吸気口から吸い出されてしまうのを抑制することができる。これにより、筒状の包材内の不活性ガス充填率が低下するのを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る製袋包装装置の全体構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した斜視図である。
【図３】図１に示した製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した（ａ）模式正面図、（ｂ）模式平面図である。
【図４】図１に示した製袋包装装置のチューブの内部構造を示した断面図である。
【図５】図１に示した製袋包装装置の制御ブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した模式正面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した模式正面図である。
【図８】本発明の第１変形例および第２変形例に係るチューブの内部構造を示した断面図である。
【図９】本発明の第３変形例に係る製袋包装装置のフォーマおよびその周辺部分の詳細を示した模式正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
［製袋包装装置の全体構成］
本実施形態に係る製袋包装装置１００は、図１および図２に示すように、帯状のフィルムＦを袋状に成形しながら該フィルム内に物品を投入して密閉することによって製品Ｃを連続して生成する製袋包装装置である。この製袋包装装置１００は、例えば、ポテトチップス等の食品（以下、被包装体Ｂとする）を所定重量ずつフィルムにて包装する製袋包装装置であって、当該フィルム内には、腐食や酸化を防止するために、窒素ガスおよびアルゴンガス等の不活性ガス（ここでは、不活性ガスの一例として、窒素ガスを用いる。）が封入される。製袋包装装置１００は、主として、フィルムＦを供給するフィルム供給部１１０と、帯状で送られてくるフィルムＦを筒状に成形するフォーマ１２０と、筒状となったフィルムＦｍｃを下方に搬送するプルダウンベルト機構１３０と、筒状フィルムＦｍｃの重ね合わせ部分を縦にシールする縦シール機構１４０と、筒状フィルムＦｍｃを横にシールする横シール機構１５０と、被包装体Ｂが充填された袋状の製品Ｃを下流側に排出する排出シュート１６０と、筒状フィルムＦｍｃ内から気体を吸気する吸気部１７０（図３参照）と、筒状フィルムＦｍｃ内に窒素ガスを供給するガス噴出部１８０（図３参照）と、製袋包装装置１００の各アクチュエータを制御する制御部１９０（図５参照）と、を備えている。
【００１７】
この製袋包装装置１００の上方には、図１に示すように、組合せ計量装置１０１が設けられている。この組合せ計量装置１０１は、複数のホッパにおいて所定重量ずつ被包装体Ｂを計量した後、これらの計量値が所定の合計重量になるように組み合わせて順次排出する。合計重量となった被包装体Ｂは、図２に示すように、組合せ計量装置１０１のシュート１０２を通って、下方に配置されるフォーマ１２０の開口部１２４に投下される。
【００１８】
［フィルム供給部］
フィルム供給部１１０は、図１に示すように、フォーマ１２０に帯状のフィルムＦを供給するために設けられている。このフィルム供給部１１０には、フィルムＦが巻き付けられたロール（図示せず）がセットされており、そのロールからフィルムＦが繰り出される。なお、フィルムＦは、合成樹脂等の熱溶融性のフィルムである。
【００１９】
［フォーマ］
フォーマ１２０は、図２および図３に示すように、帯状で送られてくるフィルムＦを筒状に成形すると共に、筒状フィルムＦｍｃの内部に被包装体Ｂを導入するために設けられている。このフォーマ１２０は、帯状フィルムＦを筒状フィルムＦｍｃに成形するセーラ１２１と、当該筒状フィルムＦｍｃを外周に巻き付けて垂下するためのチューブ１２２とを有している。
【００２０】
セーラ１２１は、図２および図３に示すように、チューブ１２２に連続して設けられている。このセーラ１２１の形状は、フィルム供給部１１０から送られてきた帯状のフィルムＦが、セーラ１２１とチューブ１２２との間を通過する際に、筒状に形成されるような形状となっている。
【００２１】
チューブ１２２は、図２および図３に示すように、円筒形状であって、上端および下端には、それぞれ開口部１２４および１２５が設けられている。このチューブ１２２の上端に設けられる開口部１２４には、組合せ計量装置１０１で所定重量に計量された被包装体Ｂが投入される。そして、当該開口部１２４から投入された被包装体Ｂは、円筒形状のチューブ１２２の内部を通って、チューブ１２２の下端に設けられる開口部１２５から投下されて、筒状フィルムＦｍｃ内に充填される。また、チューブ１２２の下端には、筒状フィルムＦｍｃの内部に挿入されて、被包装体Ｂを当該筒状フィルムＦｍｃ内に導入するためのガイド１２３が設けられている。
そして、本実施形態では、図４に示すように、チューブ１２２内部には、被包装体Ｂが通過する通路Ｌ１、筒状フィルムＦｍｃから吸気した気体（窒素ガス）が通過する流路Ｌ２、および、筒状フィルムＦｍｃ内に供給される窒素ガスが通過する流路Ｌ３、が形成されている。
【００２２】
［プルダウンベルト機構］
プルダウンベルト機構１３０は、図２に示すように、チューブ１２２の外周に巻き付いた筒状フィルムＦｍｃを吸着して下方に搬送する機構であり、チューブ１２２を挟んで２つ設けられている。このプルダウンベルト機構１３０は、主として、駆動ローラ１３１、従動ローラ１３２、および、吸着機能を有するベルト１３３とを有している。
【００２３】
［縦シール機構］
縦シール機構１４０は、図２に示すように、チューブ１２２に巻き付いた筒状フィルムＦｍｃの重なり部分を縦方向（矢印Ｚ方向）にシールする機構である。なお、ここでの「縦方向」とは、筒状フィルムＦｍｃの搬送方向に沿った方向であり、本実施形態では、垂直方向（矢印Ｚ方向）である。この縦シール機構１４０は、チューブ１２２の側方に設けられている。
【００２４】
［横シール機構］
横シール機構１５０は、図２および図３に示すように、チューブ１２２の下方において、筒状フィルムＦｍｃを横方向（Ｘ方向）にシールする機構である。なお、ここでの「横方向」とは、筒状フィルムＦｍｃの搬送方向に交差する方向であり、本実施形態では、水平方向（矢印Ｘ方向）である。この横シール機構１５０は、フォーマ１２０、プルダウンベルト機構１３０および縦シール機構１４０の下方に配置される。横シール機構１５０は、筒状フィルムＦｍｃを挟持する一対のシールジョー１５１および１５２を有している。これらのシールジョー１５１および１５２は、フィルムＦｍｃの連続的な搬送を阻害しないように、略Ｄ字のような軌跡で対称的に移動し、筒状フィルムＦｍｃを横方向にシールする際に押し付け合わされる。
また、横シール機構１５０には、図示しないカッターが内蔵されている。このカッターは、シールジョー１５１および１５２によりシールされた部分のセンター位置において、後続の（上方の）筒状フィルムＦｍｃと切り離す。
【００２５】
［排出シュート］
排出シュート１６０は、図１に示すように、横シール機構１５０の下方に設けられており、上記した横シール機構１５０のカッターにより切り離された製品Ｃを、後工程の搬送装置（例えば、ベルトコンベア）（図示せず）に導くために設けられている。この排出シュート１６０は、金属板等で形成された斜面であり、重力を利用して製品Ｃを搬送装置（図示せず）へと導く。
【００２６】
［吸気部］
吸気部（ガス供給部）１７０は、下端を密閉した筒状フィルムＦｍｃ内から気体を吸気するために設けられている。図３に示すように、吸気部１７０は、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気した窒素ガスをフォーマ１２０の上部に再供給する。吸気部１７０は、ブロワ１７１と、チューブ１２２の内側に設けられる吸気ダクト１７２と、循環ダクト１７３とを有している。この吸気ダクト１７２は、図４に示すように、チューブ１２２の内側に平板を取り付けることによって形成されており、上下方向（矢印Ｚ方向）に沿って延びている。ブロワ１７１は、後述する制御部１９０から送信される制御信号に基づいて駆動し、筒状フィルムＦｍｃ内から気体を吸気する。また、循環ダクト１７３は、吸気ダクト１７２に連通して接続されており、その一端は吸気ダクト１７２の上端に接続され、且つ、他端はチューブ１２２の開口部１２４に接続されている。
【００２７】
吸気口１７４は、図３に示すように、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスを吸気するために、フォーマ１２０の下部に設けられている。この吸気口１７４は、後述する供給口１８４より上側に設けられている。
【００２８】
吹出口１７５は、図３に示すように、チューブ１２２の上部に窒素ガスを供給するために設けられている。この吹出口１７５は、フォーマ１２０の上部であって、チューブ１２２に接続されている。
【００２９】
制御部１９０から送信される制御信号を受信したブロワ１７１の駆動によって、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスが、吸気ダクト１７２の吸気口１７４から吸気されて、吸気ダクト１７２および循環ダクト１７３を通過して、循環ダクト１７３の吹出口１７５からチューブ１２２の上部（開口部１２４）に吹き出される。この吸気部１７０による窒素ガスの吹き出し方向（Ｄ１方向）は、水平方向となっている。
【００３０】
［ガス噴出部］
ガス噴出部１８０は、図３に示すように、下端が密閉した筒状フィルムＦｍｃに窒素ガスを供給するために設けられている。このガス噴出部１８０は、ガス供給源１８１と、チューブ１２２の内側に設けられる供給ダクト１８２と、延長ダクト１８３とを有している。この供給ダクト１８２は、図４に示すように、チューブ１２２の内側に平板を取り付けることによって形成されている。ガス供給源１８１は、後述する制御部１９０から送信される制御信号に基づいて駆動し、筒状フィルムＦｍｃ内に窒素ガスを供給する。また、延長ダクト１８３は、供給ダクト１８２に連通して接続されており、その一端は供給ダクト１８２の下端に接続され、且つ、他端はシールジョー１５１および１５２の近傍に配置される。ガス供給源１８１の駆動によって、ガス供給源１８１から供給される窒素ガスは、供給ダクト１８２および延長ダクト１８３を通過して、延長ダクト１８３の供給口１８４から、筒状フィルムＦｍｃ内に供給される。
【００３１】
供給口１８４は、フォーマ１２０の下部に配置され、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内へ窒素ガスを供給する。この供給口１８４は、上記した吸気口１７４より下方に設けられている。すなわち、窒素ガスの供給口１８４が、吸気口１７４より下方に配置されることにより、空気（密度：１．２９３ｋｇ／ｍ３）より密度が小さい窒素ガス（密度：１．２５１ｋｇ／ｍ３）を吸気口１７４より下方で吹き出すことが可能となる。これにより、供給口１８４から供給された窒素ガスが直ちに吸気口１７４から吸い込まれてしまうのを抑制することができる。
【００３２】
［制御部］
制御部１９０は、図５に示すように、フィルム供給部１１０、プルダウンベルト機構１３０、縦シール機構１４０、横シール機構１５０、及び、操作スイッチ１０３等と通信可能に接続されており、各アクチュエータの動作を制御する。具体的には、制御部１９０は、プルダウンベルト機構１３０による筒状フィルムＦｍｃの下方への送り速度に合わせて、横シール機構１５０のシールジョー１５１，１５２の旋回速度、シールジョー１５１，１５２の筒状フィルムＦｍｃへの押し付け動作を制御する。また、制御部１９０は、操作スイッチ１０３の操作に係る信号に基づいて、製袋包装装置１００の各アクチュエータの動作を制御する。
【００３３】
また、制御部１９０は、ブロワ１７１およびガス供給源１８１と通信可能に接続されており、これらを制御することにより、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内に窒素ガスを供給したり、該筒状フィルムＦｍｃ内の気体を吸気したりする。
【００３４】
［製袋包装装置の動作］
製袋包装装置の動作を、図２および図３を参照しながら説明する。
フィルム供給部１１０からフォーマ１２０に送られた帯状のフィルムＦは、セーラ１２１からチューブ１２２に巻き付けられて筒状に成形され、そのままプルダウンベルト機構１３０によって下方に搬送される。そして、筒状フィルムＦｍｃはチューブ１２２に巻き付いた状態において両端部が周面上で重ね合わせられた状態となり、その重ね合わせ部分が縦シール機構１４０によって縦方向にシールされる。
【００３５】
縦方向にシールされて円筒形状となった筒状フィルムＦｍｃは、チューブ１２２を抜けて横シール機構１５０へと下降する。そして、シールジョー１５１，１５２によって筒状フィルムＦｍｃの下端が横方向にシールされる。
【００３６】
一方、被包装体Ｂは、組合せ計量装置１０１からフォーマ１２０の開口部１２４に投入され、筒状フィルムＦｍｃの移動と同時に、チューブ１２２の内部（通路Ｌ１（図４参照））を通って落下してくる。この際、窒素ガスが供給ダクト１８２の流路Ｌ３を通って筒状フィルムＦｍｃの内部に供給される。
【００３７】
筒状フィルムＦｍｃに被包装体Ｂと窒素ガスとが充填されると、シールジョー１５１，１５２によって筒状フィルムＦｍｃの上端が横方向にシールされる。これにより、筒状フィルムＦｍｃが袋状に形成される。このとき、シールジョー１５１，１５２に内蔵されているカッターによる切断処理が行われる。これにより、後続の筒状フィルムＦｍｃから製品Ｃとして切り離される。以降、上記の動作が繰り返され、連続して製袋が行われる。分離された製品Ｃは、排出シュート１６０を滑り落ちて搬送装置（図示せず）で搬送され、後工程のチェッカーなどの装置へと運ばれていく。
【００３８】
＜本実施形態における効果＞
上記実施形態では、フォーマ１２０の上部に水平方向に窒素ガスを吹き出す吹出口１７５を設けることによって、フォーマ１２０の開口部１２４付近の気体を窒素ガスに置換することができる。これにより、被包装体Ｂが窒素ガスと共に筒状フィルムＦｍｃ内に投入されるので、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、窒素ガスの密度（密度：１．２５１ｋｇ／ｍ３）が空気の密度（密度：１．２９３ｋｇ／ｍ３）より僅かに小さいので、窒素ガスがフォーマ１２０の上側に上昇する。これにより、フォーマ１２０の上部に配置され、被包装体Ｂが貯留されるシュート１０２内の気体を窒素ガスに置換することができる。このシュート１０２は、外部から仕切られた空間を形成しているので、窒素ガスの上昇によって、当該シュート１０２内の気体は、窒素ガスに置換される。これにより、シュート１０２内の被包装体Ｂが周囲の気体を伴って落下しても、その周囲の気体が窒素ガスに置換されているので、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
【００４０】
上記したように窒素ガスの密度は、空気の密度より僅かに小さいものの、それらの密度の差は非常に小さい。従って、本実施形態では、窒素ガスをフォーマ１２０の上部において水平方向に吹き出すことにより、フォーマ１２０の上部空間において窒素ガスの層を形成することができる。このため、被包装体Ｂがシュート１０２から落下する際に、当該窒素ガスの層を通過することによって、被包装体Ｂの落下に伴って下降する気体が窒素ガスに置換される。その結果、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が下がるのを抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内から窒素ガスを吸気することによって、当該筒状フィルムＦｍｃ内の圧力が低下する。これにより、低圧の筒状フィルムＦｍｃ内へ流れる下降気流が形成されるので、物品の落下速度が上昇する。その結果、筒状フィルムＦｍｃへの物品の充填速度が上昇し、製袋作業の高速化が実現可能となる。
【００４２】
また、本実施形態では、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気された窒素ガスが、フォーマ１２０の上部に供給されて、当該フォーマ１２０の上部の気体が窒素ガスに置換される。すなわち、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気された窒素ガスを再び筒状フィルムＦｍｃ内に導入できるので、窒素ガスの再利用を図ることができる。その結果、窒素ガスの使用量の低減を図ることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、空気より密度が小さい窒素ガスの供給口１８４を、吸気口１７４より下方に設けることにより、筒状フィルムＦｍｃ内に充填された窒素ガスが直ちに吸気口１７４から吸い出されてしまうのを抑制することができる。これにより、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が低下するのを抑止することができる。
【００４４】
＜請求項の各構成要素と上記実施形態の各部との対応関係＞
上記実施形態においては、製袋包装装置１００が「製袋包装装置」に相当し、帯状のフィルムＦが「帯状の包材」に相当し、フォーマ１２０が「フォーマ」に相当し、筒状フィルムＦｍｃが「筒状の包材」に相当し、開口部１２４が「開口部」に相当し、プルダウンベルト機構１３０が「搬送部」に相当し、横シール機構１５０が「シール部」に相当し、吸気部１７０が「ガス供給部」に相当し、吹出口１７５が「吹出口」に相当し、吸気口１７４が「吸気口」に相当し、供給口１８４が「供給口」に相当する。
【００４５】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なる循環ダクトを有する製袋包装装置について説明を行う。なお、第２実施形態の製袋包装装置は、吸気部１７０ａ以外は、第１実施形態の製袋包装装置１００と同様の構成であるので、この第２実施形態では、吸気部１７０ａ以外の構成については、第１実施形態と同一符号を付し、その説明を適宜割愛する。
【００４６】
［吸気部］
吸気部（ガス供給部）１７０ａは、図６に示すように、下端を密閉した筒状フィルムＦｍｃ内から気体を吸気するために設けられている。この吸気部１７０ａは、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気した窒素ガスをフォーマ１２０の上部に供給する。吸気部１７０ａは、ブロワ１７１ａと、チューブ１２２の内側に設けられる吸気ダクト１７２ａと、循環ダクト１７３ａとを有している。ブロワ１７１ａおよび吸気ダクト１７２ａは、第１実施形態のブロワ１７１および吸気ダクト１７２と同様であるので、その説明を省略する。
【００４７】
循環ダクト１７３ａは、図６に示すように、吸気ダクト１７２ａに連通して接続されており、その一端は吸気ダクト１７２ａの上端に接続され、且つ、他端はチューブ１２２の開口部１２４に接続されている。この循環ダクト１７３ａは、吸気ダクト１７２ａに接続され且つ水平方向（矢印Ｘ方向）に延びる第１ダクト１７６ａと、第１ダクト１７６ａに接続され且つ上下方向（矢印Ｚ方向）に延びる第２ダクト１７７ａと、第２ダクト１７７ａに接続され且つ環状の第３ダクト１７８ａと、第３ダクト１７８ａに接続され且つ環状の第３ダクト１７８ａから径方向内側に延びる複数の第４ダクト１７９ａとを有している。これらの第４ダクト１７９ａは、約９０°間隔で４つ設けられている。
【００４８】
吸気口１７４ａは、下端が密閉された筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスを吸気するために、フォーマ１２０の下部に設けられている。この吸気口１７４は、供給口１８４より上側に設けられている。
【００４９】
４つの第４ダクト１７９ａの各々に形成される４つの吹出口１７５ａは、チューブ１２２の上部に窒素ガスを供給するために設けられている。これらの４つの吹出口１７５ａは、それぞれ、フォーマ１２０の上部であって、チューブ１２２の開口部１２４に接続されている。
【００５０】
ブロワ１７１ａの駆動によって、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスは、吸気ダクト１７２ａの吸気口１７４ａから吸気されて、吸気ダクト１７２ａを通過して、循環ダクト１７３ａに導入される。循環ダクト１７３ａにおいては、窒素ガスが、第１ダクト１７６ａにおいて水平方向に進行して、第２ダクト１７７ａにおいて垂直上方向に進行する。そして、第２ダクト１７７ａを通過した窒素ガスは、環状の第３ダクト１７８ａに導入される。これにより、窒素ガスが、チューブ１２２の開口部１２４の周囲を環状に進行する。そして、窒素ガスは、環状の第３ダクト１７８ａから４つの第４ダクト１７９ａを通過して、チューブ１２２の開口部１２４に向かって径方向内側方向に進行して、吹出口１７５ａからチューブ１２２の上部（開口部１２４）に吹き出される。この吸気部１７０ａによる窒素ガスの吹き出し方向（Ｄ２方向）は、水平方向となっている。
【００５１】
＜本実施形態における効果＞
上記第２実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００５２】
第２実施形態では、循環ダクト１７３ａに環状の第３ダクト１７８ａを設けると共に、その環状ダクト１７８ａに約９０°間隔で４つの第４ダクト１７９ａを設けることによって、チューブ１２２の開口部１２４に種々の方向から均等に窒素ガスを供給することができる。これにより、チューブ１２２の上部の気体を確実に窒素ガスに置換することができる。
【００５３】
（第３実施形態）
上記した第１および第２実施形態では、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気した窒素ガスをチューブ１２２の開口部１２４に供給したが、この第３実施形態では、循環ダクト１７３ｂが組合せ計量装置１０１のシュート１０２に接続される。以下、詳細に説明する。なお、この第３実施形態では、ダクトの形状が異なること以外は、第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、その説明を適宜割愛する。
【００５４】
図７に示すように、第３実施形態に係る製袋包装装置の吸気部１７０ｂは、ブロワ１７１ｂと、吸気ダクト１７２ｂと、循環ダクト１７３ｂとを有している。循環ダクト１７３ｂの一端は、吸気ダクト１７２ｂに接続され、且つ、他端は、フォーマ１２０の上部に配置されるシュート１０２の上端に接続されている。これにより、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気された気体は、吸気ダクト１７２ｂの吸気口１７４ｂから吸気されて、吸気ダクト１７２ｂおよび循環ダクト１７３ｂを通過した後、循環ダクト１７３ｂの吹出口１７５ｂからシュート１０２内に導入される。なお、筒状フィルムＦｍｃ内に供給される気体は、窒素ガスであるから、筒状フィルムＦｍｃ内から吸気された気体も、窒素ガスとなる。したがって、シュート１０２内には、循環ダクト１７３ｂを通過した窒素ガスが供給される。この吸気部１７０ｂによる窒素ガスの吹き出し方向（Ｄ３方向）は、水平方向となっている。
【００５５】
＜本実施形態における効果＞
上記第３実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００５６】
上記第３実施形態では、フォーマ１２０の上流側にあるシュート１０２において、被包装体Ｂと共に降下する気体が窒素ガスに置換される。これにより、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガス充填率が下がるのを抑止することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５８】
例えば、上記第１実施形態では、図４に示すように、チューブ１２２内に吸気ダクト１７２と供給ダクト１８２とを１つずつ設ける例について説明したが、本発明はこれに限らず、図８（ａ）に示した第１変形例に示すように、チューブ１２２ｄの内部に４つのダクト１７２ｄを設けても良いし、図８（ｂ）に示した第２変形例に示すように、チューブ１２２ｅの内部に３つのダクト１７２ｅを設けても良い。第１変形例に係るダクト１７２ｄは、全てが吸気ダクトであっても良いし、１つが吸気ダクトで且つ残りの３つが供給ダクトであっても良いし、２つが吸気ダクトで且つ残りの２つが供給ダクトであっても良いし、３つが吸気ダクトで且つ残りの１つが供給ダクトであっても良い。同様に、第２変形例に係るダクト１７２ｅは、全てが吸気ダクトであっても良いし、１つが吸気ダクトで且つ残りの２つが供給ダクトであっても良いし、２つが吸気ダクトで且つ残りの１つが供給ダクトであっても良い。また、第１変形例および第２変形例では、吸気ダクトと供給ダクトとの位置関係は、限定されない。つまり、吸気ダクトが隣接して配置されても良いし、対向して配置されても良い。また、供給ダクトが隣接して配置されても良いし、対向して配置されても良い。
【００５９】
上記した吸気ダクトおよび／または排気ダクトが複数存在する場合には、複数の吸気ダクトから筒状フィルム内の気体を順次吸気しても良いし、複数の排気ダクトから筒状フィルム内に順次気体を排気しても良い。また、複数の吸気ダクトから同時に筒状フィルム内の気体を吸気しても良いし、複数の排気ダクトから同時に筒状フィルム内に気体を排気しても良い。
【００６０】
また、上記第１実施形態に係る吹出口１７５、第２実施形態に係る吹出口１７５ａ、および、第３実施形態に係る吹出口１７５ｂは、いずれも窒素ガスを水平方向に吹き出していたが、本発明はこれに限らず、フォーマの上部への窒素ガスの吹き出し方向が水平方向より上側であっても良い。例えば、図９の第３変形例に示されるように、吸気部１７０ｄは、ブロワ１７１ｄと、吸気ダクト１７２ｄと、を備えている。そして、吸気ダクト１７２ｄの下端には、筒状フィルムＦｍｃ内の窒素ガスを吸気する吸気口１７４ｄが設けられ、吸気ダクト１７２ｄの上端には、チューブ１２２の上部に窒素ガスを供給する吹出口１７５ｄが設けられている。この吸気部１７０ｄによる窒素ガスの吹き出し方向（Ｄ４方向）は、垂直上方向となっている。
【符号の説明】
【００６１】
１００ 製袋包装装置
１２０ フォーマ
１２４ 開口部
１３０ プルダウンベルト機構
１５０ 横シール機構
１７０，１７０ａ，１７０ｂ，１７０ｄ 吸気部
１７４，１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｄ 吸気口
１７５，１７５ａ，１７５ｂ，１７５ｄ 吹出口
１８０ ガス噴出部
１８４ 供給口
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ 吹出方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有し、帯状の包材を筒状にするフォーマと、該筒状の包材を連続的に搬送する搬送部と、前記筒状の包材を該包材の搬送方向に交差する方向に密閉するシール部とを備えた製袋包装装置であって、
前記フォーマの上部に不活性ガスを供給するガス供給部を備え、
前記ガス供給部による不活性ガスの吹出方向は、水平方向または水平方向より上側であることを特徴とする、製袋包装装置。
【請求項２】
前記フォーマの下部に前記下端が密閉された筒状の包材内の不活性ガスを吸気する吸気口が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の製袋包装装置。
【請求項３】
前記ガス供給部は、前記吸気口から吸気された気体を、前記不活性ガスとして前記フォーマの上部に再供給することを特徴とする、請求項２に記載の製袋包装装置。
【請求項４】
前記フォーマの下部に前記下端が密閉された筒状の包材内へ不活性ガスを供給する供給口が設けられており、
前記供給口が、前記吸気口より下方に設けられることを特徴とする、請求項２または３に記載の製袋包装装置。
【請求項１】
上部に開口部を有し、帯状の包材を筒状にするフォーマと、該筒状の包材を連続的に搬送する搬送部と、前記筒状の包材を該包材の搬送方向に交差する方向に密閉するシール部とを備えた製袋包装装置であって、
前記フォーマの上部に不活性ガスを供給するガス供給部を備え、
前記ガス供給部による不活性ガスの吹出方向は、水平方向または水平方向より上側であることを特徴とする、製袋包装装置。
【請求項２】
前記フォーマの下部に前記下端が密閉された筒状の包材内の不活性ガスを吸気する吸気口が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の製袋包装装置。
【請求項３】
前記ガス供給部は、前記吸気口から吸気された気体を、前記不活性ガスとして前記フォーマの上部に再供給することを特徴とする、請求項２に記載の製袋包装装置。
【請求項４】
前記フォーマの下部に前記下端が密閉された筒状の包材内へ不活性ガスを供給する供給口が設けられており、
前記供給口が、前記吸気口より下方に設けられることを特徴とする、請求項２または３に記載の製袋包装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−６２１１１（Ｐ２０１２−６２１１１Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０９９８６（Ｐ２０１０−２０９９８６）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
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