製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機
【課題】 製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機において、逆止弁付きのフィルムがずれない良好な搬送を行うことができ、外観が良好でエア漏れなどのない逆止弁付きの包装袋を効率的に製造できるようにする。
【解決手段】 製袋機構に、フィルム２０を襟状に折り曲げる反転案内部を備える製袋ガイド３を設ける。反転案内部のうち、バルブ２１が通過する範囲にバルブ反転部２５ａを設ける。バルブ反転部２５ａは、フィルム２０が通過するフィルム反転部２５ｂより低い位置に、円弧面状の回転案内面２５Ａが形成されている。また製袋ガイド３の内側には、バルブ案内面２ｂを備える充填筒２を配置する。
【解決手段】 製袋機構に、フィルム２０を襟状に折り曲げる反転案内部を備える製袋ガイド３を設ける。反転案内部のうち、バルブ２１が通過する範囲にバルブ反転部２５ａを設ける。バルブ反転部２５ａは、フィルム２０が通過するフィルム反転部２５ｂより低い位置に、円弧面状の回転案内面２５Ａが形成されている。また製袋ガイド３の内側には、バルブ案内面２ｂを備える充填筒２を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面フィルムを筒状に形成して端部を縦シールして、筒状体を連続成形し、端部を横シールしてから被包装物を充填することで、包装袋を形成する縦形製袋充填機が知られている。そして筒状体を連続成形するための製袋機構として、例えばセーラー服の襟状に設けられたガイド部材を用いることが知られている。
一方、例えばコーヒー豆などのように、充填後に、例えば二酸化炭素などのガスを発生するために、このような内部ガスを外部に透過させ、水分や酸素などが外部から浸透するのを規制する逆止弁を設けた包装袋が知られている。
このような逆止弁付きの包装袋を製袋する製袋機構として、例えば、特許文献１には、逆止弁をフィルムの幅方向の端部に仮接着し、フィルムとともに搬送して、襟状のガイド部材でフィルムを円筒状の筒状体に成形し、縦シール時に逆止弁をフィルムで挟んだ状態で加熱接着する筒状体形成機構が記載されている。
【特許文献１】特許第２６２６７０３号公報（第２−３頁、図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術によれば、逆止弁がフィルムの幅方向の端部に仮接着されているので、フィルムを搬送する際、搬送抵抗が幅方向の左右で異なり、左右均等な搬送が困難であった。そのため、端部同士を合わせる際にずれが生じ、包装袋にゆがみやしわが生じやすいという問題がある。
また、逆止弁をフィルム端部で挟んで縦シールするため、逆止弁とフィルムとの間に微小な隙間が生じやすく、逆止弁の端からエア漏れが生じやすいという問題がある。
一方、逆止弁をフィルムの中間部に設け、充填筒、製袋ガイドに逆止弁の逃げを設けるようにすることも考えられるが、逆止弁が反転するとき逃げ部の角にフィルムが強く押しつけられフィルムに傷がつくという問題がある。
この場合、充填筒を角筒にすることにより反転時の力の分散を図ることも考えられるが、この場合、傷の程度は低減できるが完全になくすことは難しく、また角筒断面では円筒断面に比べて充填速度が低下するため、製造効率が劣ったものとなるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、逆止弁付きのフィルムがずれない良好な搬送を行うことができ、外観が良好でエア漏れなどのない逆止弁付きの包装袋を効率的に製造できる製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ガスの出入りを規制する逆止弁が幅方向の中間部に設けられたフィルムを、前記逆止弁が内側に向くように筒状に折り曲げる製袋機構であって、軸方向に沿う切れ目を有する筒状とされ軸方向の端部に前記切れ目から軸方向外側に向けて傾斜する開口が形成された内周案内部と、該内周案内部の前記開口から該開口の外側に折り返された襟状の傾斜案内面とを有し、前記内周案内部と前記傾斜案内面との接続部である反転案内部が形成された製袋ガイド部材と、該製袋ガイド部材の前記内周案内部と略同軸に設けられ、前記筒状体の内周面を案内して筒形状を保持するとともに、被包装物を充填する管路を形成する充填筒とを備え、前記反転案内部のうち前記逆止弁が通過する範囲が、前記逆止弁が通過する際に当接する円弧面状の回転案内面である構成とする。
この発明によれば、幅方向の中間部に逆止弁が設けられたフィルムを、逆止弁を所定方向に向けて、製袋ガイド部材の傾斜案内面に搬送し、反転案内部に沿って折り曲げて、内周案内部に沿って搬送することで、フィルムが襟状に折り曲げられて、内周案内部に導かれる。そして、内周案内部と充填筒との間で筒状に成形され、幅方向端部は、内周案内部の切れ目で合わされた筒状体が形成され、その状態を保って搬送される。
ここで、逆止弁はフィルム幅方向の中間部に設けられているので、幅方向端部に設けられている場合のように幅方向左右の搬送負荷の不均等が生じることがないから、フィルム幅方向端部の合わせ位置のずれが生じない。
また、逆止弁は、反転案内部の屈曲に沿って変形しないため、屈曲しない部分より長い移動距離が必要であり、その分、反転案内部を通過する際、ショートカットして移動しようとするので反転案内部の回転案内面に押しつけられる。
このため、逆止弁は円弧面状の回転案内面に当接して回転移動する。
この回転移動が行われる間、逆止弁の周囲のフィルムは逆止弁の回転移動軌跡に沿って製袋ガイド部材の各案内面から離間するため、逆止弁の近傍ではフィルムに無理な力がかからず、傷や永久変形を防止することができる。また、反転案内部でフィルムが引っかかったり詰まったりすることなく安定して搬送することができる。
また、逆止弁が通過しない際には、フィルムは他の反転案内部の頂部に当接して移動する。
なお、回転案内面が円弧面状であるという意味は、搬送方向に沿う断面が円弧状とされているという意味であり、例えば、円筒面の一部をなす曲面であってもよいし、そのような曲面に搬送方向に沿う複数の溝を設けた形状でもよいし、搬送方向に沿う断面が円弧状で搬送方向に直交する方向の断面が波形の曲面であってもよい。円筒面状とすれば、製作が容易となり、後二者のようにすれば、逆止弁との接触面積が減るので逆止面の回転移動がより円滑となる。
また、ここで、逆止弁が回転案内面に当接する、とは、逆止弁がフィルム直接当接する場合と、フィルムを挟んで間接的に当接する場合とを含むものとする。すなわち、逆止弁は、フィルムに貫通もしくはフィルムを挟持して取り付けられていてもよいし、筒状体の内周面を構成するフィルム面上に取り付けられていてもよい。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の製袋機構において、前記充填筒が略円筒状とされ、該充填筒の外周部に、前記逆止弁を前記フィルムの搬送方向に沿って案内する逆止弁案内面が設けられ、該逆止弁案内面が、前記充填筒の円筒部分の中心軸および前記回転案内面の円筒面の中心軸に平行な平面であって、かつ、前記充填筒の円筒部分の中心軸からの距離と前記筒状体の内側に突出する逆止弁の高さとの和が、前記充填筒の円筒部分の外半径に略等しくなるように配置された構成とする。
この発明によれば、逆止弁が回転案内面に沿って回転移動されて、フィルムに対する取付面が内周案内部の案内面に平行になると、内周方向に向いた逆止弁が充填筒に形成された逆止弁案内部に当接する状態となる。
このため、内周案内部では、フィルムが充填筒に沿う円筒状に案内されるともに、逆止弁が逆止弁案内面により確実に案内されて、円滑に搬送される。特に周方向に筒状体がずれたり歪んだりすることを防止できる逆止弁案内面が充填筒の円筒部分の中心軸および回転案内面の円筒面の中心軸に平行な平面であるため、回転移動後の逆止弁が逆止弁案内面に対して左右に傾くことないから、逆止弁案内面に円滑に当接させることができる。
また、逆止弁と逆止弁案内面とが当接した状態で、充填筒の円筒部分の中心軸に対する逆止弁案内面の距離と逆止弁がフィルムから内側に突出する高さの和が、充填筒の外半径に略等しくなるように配置されているので、逆止弁により張られる部分のフィルムが充填筒の円筒部分の延長上に配置され、歪みの少ない略円筒状の筒状体を張ることができる。このため、筒状体の周長に対する断面積が略最大化されるので、被包装物を充填するためのオーガ軸径を略最大化することができ、充填速度を向上することができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、縦形充填包装機であって、幅方向の中間部にガスの出入りを規制する逆止弁が設けられたフィルムを連続供給するフィルム供給部と、該フィルム供給部から供給された平面状のフィルムを筒状に折り曲げる請求項１または２に記載の製袋機構と、該製袋機構により筒状に折り曲げられた前記フィルムの幅方向の端部同士を縦シールする縦シール機構と、該縦シール機構により縦シールされた筒状体を横断方向に横シールする横シール機構と、前記製袋機構および前記横シール機構の動作に連動し、前記充填筒を通して所定量の被包装物を充填する充填部とを備えた構成とする。
この発明によれば、請求項１または２に記載の製袋機構を備えるので、請求項１または２に記載の発明と同様の作用効果を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機によれば、逆止弁を幅方向の中間部に設けた逆止弁付きフィルムを用いて、反転案内部で逆止弁を回転案内面に沿って回転移動することにより、逆止弁周辺のフィルムを周囲の反転案内部から離間させて内周案内面に円滑に搬送することができるとともに、内周案内面に搬送後は、逆止弁を充填筒に設けられた逆止弁案内面に沿わせて安定して搬送することができるから、フィルムのずれによる歪みやフィルム面の傷などがない良好な外観を備えるエア漏れのない包装袋を効率よく製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
本発明の実施形態に係る縦形製袋充填機の製袋機構について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る製袋機構を用いた縦形製袋充填機の概略構成について説明するための斜視説明図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る製袋機構の主要部について説明するための平面説明図および正面説明図である。図３（ａ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ部の部分拡大図である。図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る反転案内部の構成および作用について説明するための、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分断面説明図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。
【００１０】
本実施形態の製袋機構１は、縦形製袋充填機１００に用いられるもので、バルブ２１（逆止弁）を幅方向の中間部に取り付けたフィルム２０を襟状に折り曲げてから筒状体を形成する機構である。
【００１１】
まず本実施形態の縦形製袋充填機１００の概略構成について説明する。
縦形製袋充填機１００の概略構成は、図１に示すように、フィルム供給部１１、ホッパ１０（充填部）、製袋機構１、縦シールヒータ４（縦シール機構）、繰り出しベルト５、および横シールヒータ６（横シール機構）からなる。
フィルム供給部１１は、包材として所定幅の帯状のフィルム２０を巻いた包材リール１２から、フィルム２０を引き出し、複数のローラを組合せてなるフィルム搬送機構１３により送り出して製袋機構１に供給する機構である。
フィルム２０の材質は、熱シール可能な材質であれば、どのような材質でもよい。例えば、合成樹脂フィルム、ラミネートフィルムなどを採用することができる。
【００１２】
バルブ２１は、包装袋の内部に発生するガスを包装袋の外部に透過させ、それ以外のガス、例えば酸素、窒素、水蒸気などの流れを遮断もしくは規制するためのものである。例えば、ガス選択型フィルタと逆流防止弁とが、平面視略円形の扁平な合成樹脂ケースに設けられた構成などを採用することができる。
そして、包装袋の内側となるフィルム２０の面上にバルブ上面２１ａが上側を向くように載せて固定し、その背後にガス透過孔を形成することで、バルブ２１が包装袋の外部に露出しないように取り付けることができる。
バルブ上面２１ａは、平面に当接して安定して摺動できる適宜形状、例えば、平面、突起面などが形成されている。バルブ下面２１ｂは、円筒面を周方向に滑らかに摺動または転動できるように、例えば平面、突起などからなる当接部が形成されている。
包装袋内部に発生するガスは、例えば、被包装物がコーヒー豆の粉粒体などからなる場合の二酸化炭素などが挙げられる。
【００１３】
フィルム搬送機構１３の中間部には、フィルム２０の幅方向の中央部に所定間隔でバルブ２１を取り付けるバルブ取付機構１４が設けられている。
バルブ取付機構１４は、例えば感熱接着剤や熱融着などを用いた適宜の取り付け手段によりフィルム２０とバルブ２１とをシールして取り付け、バルブ排気孔に相当するフィルム部分に排気孔をあけるものである。
なお、バルブ取付機構１４の下流側のフィルム搬送機構１３においては、図示しないが、搬送ローラなどにフィルム２０から突出するバルブ２１を避ける逃げ部などが必要に応じて形成されている。そのため、バルブ２１が取り付けられた後でも、フィルム２０を円滑に搬送できるようになっている。
【００１４】
ホッパ１０は、所定タイミングで所定量の被包装物を自動供給する機構である。すなわち、縦シールヒータ４により縦シールされた筒状体が形成され、筒状体の下部が横シールヒータ６により横シールされて底部が封止されると、次にその上部が横シールされるまでの間に、被包装物の充填を行い、上部を横シール後、横シール中間部のカッタ（図示しない）で切断し包装袋５０を形成する。そして、これらの工程を順次繰り返すようになっている。
【００１５】
次に本実施形態の製袋機構１について説明する。
製袋機構１の概略構成は、充填筒２、および製袋ガイド３（製袋ガイド部材）からなる。
【００１６】
充填筒２は、図２（ａ）に示すように、ホッパ１０の下端に鉛直方向に延された略Ｄ字状断面を有する管部材である。すなわち、断面において優弧をなす円筒部分２ａと、その弦となっている平面部分とからなる。平面部分の外周側は、バルブ案内面２ｂとなっている。
円筒部分２ａの外周部は、筒状体に成形されたフィルム２０を筒形状に保持して搬送するため、外半径ｒ１の案内面が構成されている。
バルブ案内面２ｂは、充填筒２に沿って搬送される筒状体の内側に突出されるバルブ２１のバルブ上面２１ａを案内するための平面であり、円筒部分２ａの中心軸Ｏから距離ｄ（ただしｄ＜ｒ１）の位置に設けられている。
ここで、バルブ２１がフィルム２０から筒状体の内側に突出する高さをｈとするとき、距離ｄは、高さｈとの和が、半径ｒ１に略等しくなるように設定される。すなわち、ｈ＋ｄ≒ｒ１である。
【００１７】
このような寸法関係にすることで、バルブ２１の近傍のフィルム２０は、バルブ２１がバルブ案内面２ｂに当接しつつ搬送される際に、充填筒２の中心軸Ｏから略半径ｒ１だけ離れた位置、すなわち、円筒部分２ａと略同一の円周面上に位置することになる。したがって、フィルム２０による筒状体は、略半径ｒ１の円筒状を保って搬送できるようになっている。
なお、半径ｒ１に対する和（ｈ＋ｄ）の許容偏差量は、良好な搬送性能が得られる筒状体断面の真円度許容量として必要に応じて設定することができる。例えば、バルブ２１の寸法やフィルム２０の可撓性などの条件から、フィルム２０の搬送性を考慮して適宜決めるようにする。
【００１８】
一般に、高さｈは、距離ｄに比べてかなり小さな値でも十分であるから、円筒部分２ａの割合は大きく、バルブ案内面２ｂの幅は比較的狭いものとなる。バルブ案内面２ｂの幅は、バルブ上面２１ａを幅方向に当接できる程度の面積があれば十分である。
したがって、充填筒２の断面形状は、Ｄ字状とは言え円断面に近いものとなる。そのため、充填筒２は、例えば矩形断面などの場合と比べて、周長に対する面積比が高い形状となるものである。
【００１９】
製袋ガイド３の概略構成は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、背面ガイド部２３（傾斜案内面）、側面ガイド部２４、２４（傾斜案内面）、反転案内部２５、および内周ガイド部２６（内周案内部）からなる。
内周ガイド部２６の概略形状は、フィルム２０の幅方向端部を挿通させるためのスリット２６ｂが軸方向に形成された円筒部材を鉛直方向に立て、スリット２６ｂの上端から斜め上方に傾斜する面で切断して楕円状の開口を形成した形状とされている。内周ガイド部２６の内周面２６ａは、中心軸Ｏと同軸に配置され、円筒部分２ａの外半径ｒ１よりやや大きい内半径ｒ２を有する円筒面とされる。
ここで、内半径ｒ２は、（ｒ２−ｄ）が後述するバルブ反転部２５ａにおいてバルブ２１を円滑に回転するための十分な空間を形成することができる寸法とする。
【００２０】
側面ガイド部２４、２４は、内周ガイド部２６の楕円状の開口からそれぞれ左右の外側方向に向けて、例えばセーラー服の襟状に延され、平面視で、充填筒２を周方向にそれぞれ、例えば８分の３程度、取り囲むとともに、下側に開いた滑らかな錐状の湾曲面を形成する案内面である。
背面ガイド部２３は、フィルム供給部１１から供給されるフィルム２０を斜め上方に案内するための傾斜して設けられた平面案内面である（図３（ａ）参照）。そして、図２（ａ）に示すように、平面視で略等脚台形状とされ、側方で、側面ガイド部２４、２４に滑らかに接続し、上方（台形の上底側）で、内周ガイド部２６の楕円状の開口の長径方向の上端部に接続されている。
【００２１】
反転案内部２５は、背面ガイド部２３、側面ガイド部２４と内周ガイド部２６とが開口において接続されることにより、径方向の断面視で山形を形成し、フィルム２０を内周面２６ａに向けて搬送方向を変更できるようにした稜線である。
そして、反転案内部２５は、フィルム２０が通過する範囲に形成されたフィルム反転部２５ｂと、バルブ２１が通過する範囲に形成されたバルブ反転部２５ａ（逆止弁反転部）とからなる。
フィルム反転部２５ｂは、内周面２６ａと側面ガイド部２４とが鋭角をなして交わることで形成されており、フィルム反転部２５ｂの頂部には、それぞれ同一直線上に整列して延された直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂが、内周面２６ａと背面ガイド部２３とが鋭角をなして交わることで形成されている。フィルム２０は搬送に伴って連続的に滑らかにここを通過して筒状に成形される。
バルブ反転部２５ａは、図４（ｂ）に示すように、直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂの間にあり、バルブ２１がショートカットできるように、バルブ２１の搬送方向に沿って丸められた円弧面である回転案内面２５Ａが形成されてなる。そして、円弧面を形成するため、深さｔの略コ字状溝が形成される。略コ字状溝の上端部と直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂとの境目には、フィルム２０が当接しても傷つかないように適宜角Ｒ部２５ｃ、２５ｃが形成されている。
【００２２】
縦シールヒータ４は、図１に示すように、内周ガイド部２６のスリット２６ｂにより搬送されるフィルム端部２０ａ、２０ａを互いに会わせた状態で、熱シールするための機構であり、スリット２６ｂの下流側の充填筒２近傍に配置される。
繰り出しベルト５は、製袋ガイド３により筒状体に成形され、縦シールヒータ４で熱シールされたフィルム２０を、充填筒２に沿って下方に搬送するための搬送手段である。なお、煩雑となるので図示を省略しているが、筒状体を安定して搬送するため対向する側にも同様の繰り出しベルト５が設けられている。
横シールヒータ６は、充填筒２の下方に設けられ、筒状体とされたフィルム２０を横断する方向に挟んで熱シールし、包装袋を上下で封止するための機構である。
【００２３】
次に、本実施形態の縦形製袋充填機１００の動作について、製袋機構１による製袋動作を中心に説明する。以下、仮想的な先端部が搬送につれて順次受ける作用を説明していく。
【００２４】
フィルム２０は、バルブ取付機構１４によりバルブ２１が幅方向の中央部に取り付けられ、フィルム供給部１１から供給される。そして、製袋ガイド３の背面ガイド部２３に案内され、図３（ａ）の左斜め上方に搬送される。
フィルム２０の搬送が進むにつれ、幅方向の端部側から徐々に側面ガイド部２４に移行し、側面ガイド部２４の湾曲面に沿って搬送され、充填筒２を取り巻くように移動していく。
【００２５】
その間に、フィルム２０の幅方向中央部から徐々に、背面ガイド部２３、側面ガイド部２４を上部まで上り詰めて、反転案内部２５で反転し、内周面２６ａに沿って搬送され、スリット２６ｂの上端位置で、それぞれのフィルム端部２０ａ同士が合わされる。
バルブ２１が貼り付いていないフィルム部分の場合、フィルム２０は、背面ガイド部２３上を搬送されることにより、平面を保った状態で直線稜線部２５Ｂに到達する。そして、図４に示すように、直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂ、フィルム反転部２５ｂ、２５ｂによって、下方に折り返され、内周面２６ａ側に搬送される。フィルム２０は、直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂで張られるので、バルブ反転部２５ａにおいてたるむことはない。また、直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂの端部に角Ｒ部２５ｃ、２５ｃが形成されていることと相俟って、回転案内面２５Ａと直線稜線部２５Ｂとの間の段部にフィルム２０が引っかかって搬送の障害となったり、フィルム２０が傷ついたりしないものである。
【００２６】
さらに搬送が進むと、フィルム反転部２５ｂにより内周面２６ａ側に折り返される範囲が、フィルム２０幅方向の左右側に拡がっていく。
このとき、フィルム反転部２５ｂ、直線稜線部２５Ｂは、側面ガイド部２４、背面ガイド部２３と内周面２６ａとがそれぞれ鋭角をなして交わることにより形成されているので、フィルム２０の折り返しが円滑に行われ、しわなどが生じることはない。
このようにして、フィルム２０が充填筒２の円筒部分２ａに沿う筒状体が連続形成される。
【００２７】
ここで、充填筒２、製袋ガイド３が対称面２００に対して面対称に構成されているので、摩擦抵抗も対称面２００に関して対称となり、左右からフィルム端部２０ａがスリット２６ｂ部に到達するタイミングのずれが起こりにくくなっている。そのため縦シールの合わせ目がずれることがなく、筒状体の歪みも発生しにくいという利点がある。
【００２８】
次に、バルブ２１がバルブ反転部２５ａに到達した場合の動作について説明する。
図５（ａ）は、この場合の動作を説明するための図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。図５（ｂ）は、図５（ｂ）のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
バルブ２１がバルブ反転部２５ａに到達すると、バルブ２１はフィルム２０のように屈曲できないため、背面ガイド部２３に沿って進み、ある程度まで背面ガイド部２３から飛び出し、内周ガイド部２６の内部側の空間に背面ガイド部２３に平行に、先端側のフィルム２０を張出すように進む。このとき、バルブ２１の先端側のフィルム２０の張力が増大するので、バルブ２１には図示反時計回り方向のモーメントが作用する（図３（ｂ）参照）。
そして、バルブ２１は、バルブ下面２１ｂが回転案内面２５Ａに押しつけられた状態で図示反時計方向に回転移動していく。
【００２９】
なお、バルブ案内面２ｂと内周面２６ａとの隙間（ｒ２−ｄ）は、バルブ２１の端部が回転移動中にバルブ案内面２ｂに接触しない寸法として設定されているので、回転移動の妨げとはならない。
【００３０】
このとき、搬送方向に沿う方向では、図５（ａ）に示すように、バルブ２１がフィルム反転部２５ｂより深さｔだけ低い回転案内面２５Ａを通過することにより、バルブ２１が貼り付けられていないフィルム２０（図示奥行き方向）より若干長い移動距離の軌跡を描くので、搬送方向の先後で、バルブ２１に貼り付けられたフィルム２０が背面ガイド部２３、内周ガイド部２６からわずかに浮き上がって滑らかに回転される。
【００３１】
また、搬送の幅方向断面では、図５（ｂ）に示すように、バルブ２１に貼り付けられて引張られたフィルム２０がコ字状溝内でＵ字状に撓みつつ搬送される。
このように撓んでも、搬送方向の先後が浮き上がった状態でバルブ２１が回転案内面２５Ａに沿って滑らかに回転されることと、またフィルム反転部２５ｂの端部に角Ｒ部２５ｃおよび隙間ｗとが設けられていることとが相俟ってフィルム２０に傷が生じないものである。
【００３２】
なお、回転案内面２５Ａは、段差ｔが浅く円筒面の丸みが小さいほど、フィルム２０の浮き上がりを大きくできるが、フィルム２０にかかるストレスが大きくなり、しわ等の原因になる。また、バルブ２１が反転案内部２５をバルブ２１が通過する際の搬送負荷が大きくなる。
そのため、段差ｔ、円筒面の丸みは大きいほどよいが、大きすぎると、バルブ下面２１ｂが回転案内面２５Ａを離れるので、バルブ下面２１ｂが回転移動中に回転案内面２５Ａから離れない程度の大きさとする。
直線稜線部２５Ｂは長いほど、フィルム２０の搬送は安定するが長すぎると製袋ガイドが大きくなってしまう。
【００３３】
バルブ２１が、反転案内部２５を回転移動すると、バルブ上面２１ａを充填筒２のバルブ案内面２ｂに当接し、バルブ案内面２ｂに沿って摺動移動する。
このとき、フィルム２０は、バルブ２１により、充填筒２の円筒部分２ａの円筒面と略同位置に張られるので、略円筒部分２ａに沿う円筒面を有する筒状体として、充填筒２に沿って搬送される。
また、フィルム２０が周方向に捩れ出すと、バルブ２１がバルブ案内面２ｂ上で周方向にずれるが、左右方向のフィルム２０の張力のバランスが崩れてバルブ２１を中央に戻そうとする復元力が働くので、周方向の安定性も確保される。そのため、筒状体の歪みを防止することができる。
【００３４】
。
スリット２６ｂにおいて互いに合わされたフィルム端部２０ａ、２０ａは、縦シールヒータ４により縦シールされ、横シールヒータ６の位置で横シールされ、筒状体の下端部がシールされる。
その状態で、所定長さだけ搬送されたタイミングで、ホッパ１０から被包装物が所定量だけ充填される。そして、充填後、横シールヒータ６により、筒状体の上端部が横シールされ、被包装物が充填された逆止弁付きの包装袋が形成される。
【００３５】
このように本実施形態では、フィルム２０の中央部に設けたバルブ２１を、回転案内面２５Ａに押しつけて滑らかに回転移動することで、バルブ２１の側方のフィルム２０を反転案内部２５から略浮かすことができるので、バルブ２１の反転時でもフィルム２０が傷つけることなく円滑に搬送できる。
また、バルブ案内面２ｂを備えるため、フィルム２０を軸方向および周方向に安定して搬送できる。
これらの作用により、シール部の位置ずれ、外形の歪み、傷などのない外観の良好な包装袋を製造することができる。
また、バルブ２１は、バルブ取付機構１４によりフィルム２０の幅方向の中間部の面上にシールして取り付けられるので、幅方向端部に挟んで取り付けられる場合のように、エア漏れなどを起こすことがない包装袋を得ることができる。
【００３６】
なお、上記の説明では、バルブ２１がフィルム２０の幅方向の中央部に設けられた例で説明したが、縦シールされる幅方向端部を除く幅方向の中間部であればよく、中央部に限定されるものではない。
その場合、逆止弁反転部は、逆止弁が通過するフィルム幅方向の位置に応じて、反転案内部の適宜の位置に設けられる。
このとき、逆止弁は１つであっても、本発明の反転案内部では搬送負荷が軽いので、フィルム端部同士のずれが起こらないようにすることができるが、より確実にずれを防止するには、搬送負荷を幅方向左右に均等化することが好ましい。例えば、逆止弁をフィルムの幅方向の対称位置に複数設けることにより搬送負荷を幅方向に均等化することができる。
【００３７】
また、上記の説明では、逆止弁案内面を充填筒の断面で弦をなす平面から構成し、充填筒を断面Ｄ字状とする例で説明したが、断面コ字状の溝の底面で逆止弁案内面を構成してもよい。
この場合、充填筒の円筒部分の割合を多くとることができるので、筒状体をより円筒に近い形状に保持できるという利点がある。
また、このような溝の幅を逆止弁の幅に近づけ、溝の内側面により逆止弁の周方向の位置を規制するようにしてもよい。
この場合、フィルムの周方向のずれを規制できるので、より安定した筒状体を形成しつつ、搬送することができ、より歪みの少ない外観に優れた包装袋を形成できるという利点がある。
【００３８】
また、上記の説明では、内周案内部、充填筒がそれぞれ略円筒状の場合について説明したが、筒状であれば、例えば角筒など略円筒断面以外の筒状でもよい。その場合、内周案内面の開口形状は異なるが、逆止弁が通過する範囲に、逆止弁反転部として、反転案内部の頂部より凹んだ回転案内面などを上記と同様に設けることができるものである。
【００３９】
また、上記の説明では、より良好な搬送が可能となる実施形態として、充填筒の外周部に逆止弁案内面を設け、逆止弁の上面が逆止弁案内面に沿って摺動移動できるようにした場合について説明したが、逆止弁付きフィルムを円滑に反転させることで十分良好に搬送することができる場合は、製袋ガイド部材に回転案内面を設けるだけで、充填筒の逆止弁案内面を省略した構成としてもよい。この場合、逆止弁を逆止弁案内面に摺接させなくてよいので、逆止弁の上面は、平面などの摺動しやすい形状でなくてもよい。
【００４０】
また、上記の説明では、バルブ２１が、包装袋の内側に設けられた例で説明したが、例えば、フィルム２０に孔を空けバルブ２１を貫通させて取り付け、バルブ２１の一部が包装袋の外部に露出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る製袋機構を用いた縦形製袋充填機の概略構成について説明するための斜視説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る製袋機構の主要部について説明するための平面説明図および正面説明図である。
【図３】図２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面説明図およびそのＢ部の部分拡大図である。
【図４】本発明の実施形態に係る反転案内部の構成および作用について説明するための、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分断面説明図およびそのＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る反転案内部に逆止弁が到達したときの動作を説明するための、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面説明図およびそのＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 製袋機構
２ 充填筒
２ａ 円筒部分
２ｂ バルブ案内面（逆止弁案内面）
３ 製袋ガイド（製袋ガイド部材）
４ 縦シールヒータ（縦シール機構）
５ 繰り出しベルト
６ 横シールヒータ（横シール機構）
１０ ホッパ（充填部）
１１ フィルム供給部
１４ バルブ取付機構
２０ フィルム
２０ａ フィルム端部（フィルムの幅方向端部）
２１ バルブ（逆止弁）
２３ 背面ガイド部（傾斜案内面）
２４ 側面ガイド部（傾斜案内面）
２５ 反転案内部
２５ａ バルブ反転部（逆止弁反転部）
２５ｂ フィルム反転部
２５ｃ 角Ｒ部
２５Ａ 回転案内面
２５Ｂ 直線稜線部
２６ 内周ガイド部（内周案内部）
２６ｂ スリット（切れ目）
５０ 包装袋
１００ 縦形製袋充填機
２００ 対称面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面フィルムを筒状に形成して端部を縦シールして、筒状体を連続成形し、端部を横シールしてから被包装物を充填することで、包装袋を形成する縦形製袋充填機が知られている。そして筒状体を連続成形するための製袋機構として、例えばセーラー服の襟状に設けられたガイド部材を用いることが知られている。
一方、例えばコーヒー豆などのように、充填後に、例えば二酸化炭素などのガスを発生するために、このような内部ガスを外部に透過させ、水分や酸素などが外部から浸透するのを規制する逆止弁を設けた包装袋が知られている。
このような逆止弁付きの包装袋を製袋する製袋機構として、例えば、特許文献１には、逆止弁をフィルムの幅方向の端部に仮接着し、フィルムとともに搬送して、襟状のガイド部材でフィルムを円筒状の筒状体に成形し、縦シール時に逆止弁をフィルムで挟んだ状態で加熱接着する筒状体形成機構が記載されている。
【特許文献１】特許第２６２６７０３号公報（第２−３頁、図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術によれば、逆止弁がフィルムの幅方向の端部に仮接着されているので、フィルムを搬送する際、搬送抵抗が幅方向の左右で異なり、左右均等な搬送が困難であった。そのため、端部同士を合わせる際にずれが生じ、包装袋にゆがみやしわが生じやすいという問題がある。
また、逆止弁をフィルム端部で挟んで縦シールするため、逆止弁とフィルムとの間に微小な隙間が生じやすく、逆止弁の端からエア漏れが生じやすいという問題がある。
一方、逆止弁をフィルムの中間部に設け、充填筒、製袋ガイドに逆止弁の逃げを設けるようにすることも考えられるが、逆止弁が反転するとき逃げ部の角にフィルムが強く押しつけられフィルムに傷がつくという問題がある。
この場合、充填筒を角筒にすることにより反転時の力の分散を図ることも考えられるが、この場合、傷の程度は低減できるが完全になくすことは難しく、また角筒断面では円筒断面に比べて充填速度が低下するため、製造効率が劣ったものとなるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、逆止弁付きのフィルムがずれない良好な搬送を行うことができ、外観が良好でエア漏れなどのない逆止弁付きの包装袋を効率的に製造できる製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ガスの出入りを規制する逆止弁が幅方向の中間部に設けられたフィルムを、前記逆止弁が内側に向くように筒状に折り曲げる製袋機構であって、軸方向に沿う切れ目を有する筒状とされ軸方向の端部に前記切れ目から軸方向外側に向けて傾斜する開口が形成された内周案内部と、該内周案内部の前記開口から該開口の外側に折り返された襟状の傾斜案内面とを有し、前記内周案内部と前記傾斜案内面との接続部である反転案内部が形成された製袋ガイド部材と、該製袋ガイド部材の前記内周案内部と略同軸に設けられ、前記筒状体の内周面を案内して筒形状を保持するとともに、被包装物を充填する管路を形成する充填筒とを備え、前記反転案内部のうち前記逆止弁が通過する範囲が、前記逆止弁が通過する際に当接する円弧面状の回転案内面である構成とする。
この発明によれば、幅方向の中間部に逆止弁が設けられたフィルムを、逆止弁を所定方向に向けて、製袋ガイド部材の傾斜案内面に搬送し、反転案内部に沿って折り曲げて、内周案内部に沿って搬送することで、フィルムが襟状に折り曲げられて、内周案内部に導かれる。そして、内周案内部と充填筒との間で筒状に成形され、幅方向端部は、内周案内部の切れ目で合わされた筒状体が形成され、その状態を保って搬送される。
ここで、逆止弁はフィルム幅方向の中間部に設けられているので、幅方向端部に設けられている場合のように幅方向左右の搬送負荷の不均等が生じることがないから、フィルム幅方向端部の合わせ位置のずれが生じない。
また、逆止弁は、反転案内部の屈曲に沿って変形しないため、屈曲しない部分より長い移動距離が必要であり、その分、反転案内部を通過する際、ショートカットして移動しようとするので反転案内部の回転案内面に押しつけられる。
このため、逆止弁は円弧面状の回転案内面に当接して回転移動する。
この回転移動が行われる間、逆止弁の周囲のフィルムは逆止弁の回転移動軌跡に沿って製袋ガイド部材の各案内面から離間するため、逆止弁の近傍ではフィルムに無理な力がかからず、傷や永久変形を防止することができる。また、反転案内部でフィルムが引っかかったり詰まったりすることなく安定して搬送することができる。
また、逆止弁が通過しない際には、フィルムは他の反転案内部の頂部に当接して移動する。
なお、回転案内面が円弧面状であるという意味は、搬送方向に沿う断面が円弧状とされているという意味であり、例えば、円筒面の一部をなす曲面であってもよいし、そのような曲面に搬送方向に沿う複数の溝を設けた形状でもよいし、搬送方向に沿う断面が円弧状で搬送方向に直交する方向の断面が波形の曲面であってもよい。円筒面状とすれば、製作が容易となり、後二者のようにすれば、逆止弁との接触面積が減るので逆止面の回転移動がより円滑となる。
また、ここで、逆止弁が回転案内面に当接する、とは、逆止弁がフィルム直接当接する場合と、フィルムを挟んで間接的に当接する場合とを含むものとする。すなわち、逆止弁は、フィルムに貫通もしくはフィルムを挟持して取り付けられていてもよいし、筒状体の内周面を構成するフィルム面上に取り付けられていてもよい。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の製袋機構において、前記充填筒が略円筒状とされ、該充填筒の外周部に、前記逆止弁を前記フィルムの搬送方向に沿って案内する逆止弁案内面が設けられ、該逆止弁案内面が、前記充填筒の円筒部分の中心軸および前記回転案内面の円筒面の中心軸に平行な平面であって、かつ、前記充填筒の円筒部分の中心軸からの距離と前記筒状体の内側に突出する逆止弁の高さとの和が、前記充填筒の円筒部分の外半径に略等しくなるように配置された構成とする。
この発明によれば、逆止弁が回転案内面に沿って回転移動されて、フィルムに対する取付面が内周案内部の案内面に平行になると、内周方向に向いた逆止弁が充填筒に形成された逆止弁案内部に当接する状態となる。
このため、内周案内部では、フィルムが充填筒に沿う円筒状に案内されるともに、逆止弁が逆止弁案内面により確実に案内されて、円滑に搬送される。特に周方向に筒状体がずれたり歪んだりすることを防止できる逆止弁案内面が充填筒の円筒部分の中心軸および回転案内面の円筒面の中心軸に平行な平面であるため、回転移動後の逆止弁が逆止弁案内面に対して左右に傾くことないから、逆止弁案内面に円滑に当接させることができる。
また、逆止弁と逆止弁案内面とが当接した状態で、充填筒の円筒部分の中心軸に対する逆止弁案内面の距離と逆止弁がフィルムから内側に突出する高さの和が、充填筒の外半径に略等しくなるように配置されているので、逆止弁により張られる部分のフィルムが充填筒の円筒部分の延長上に配置され、歪みの少ない略円筒状の筒状体を張ることができる。このため、筒状体の周長に対する断面積が略最大化されるので、被包装物を充填するためのオーガ軸径を略最大化することができ、充填速度を向上することができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、縦形充填包装機であって、幅方向の中間部にガスの出入りを規制する逆止弁が設けられたフィルムを連続供給するフィルム供給部と、該フィルム供給部から供給された平面状のフィルムを筒状に折り曲げる請求項１または２に記載の製袋機構と、該製袋機構により筒状に折り曲げられた前記フィルムの幅方向の端部同士を縦シールする縦シール機構と、該縦シール機構により縦シールされた筒状体を横断方向に横シールする横シール機構と、前記製袋機構および前記横シール機構の動作に連動し、前記充填筒を通して所定量の被包装物を充填する充填部とを備えた構成とする。
この発明によれば、請求項１または２に記載の製袋機構を備えるので、請求項１または２に記載の発明と同様の作用効果を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製袋機構およびそれを用いた縦形製袋充填機によれば、逆止弁を幅方向の中間部に設けた逆止弁付きフィルムを用いて、反転案内部で逆止弁を回転案内面に沿って回転移動することにより、逆止弁周辺のフィルムを周囲の反転案内部から離間させて内周案内面に円滑に搬送することができるとともに、内周案内面に搬送後は、逆止弁を充填筒に設けられた逆止弁案内面に沿わせて安定して搬送することができるから、フィルムのずれによる歪みやフィルム面の傷などがない良好な外観を備えるエア漏れのない包装袋を効率よく製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
本発明の実施形態に係る縦形製袋充填機の製袋機構について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る製袋機構を用いた縦形製袋充填機の概略構成について説明するための斜視説明図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る製袋機構の主要部について説明するための平面説明図および正面説明図である。図３（ａ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ部の部分拡大図である。図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る反転案内部の構成および作用について説明するための、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分断面説明図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。
【００１０】
本実施形態の製袋機構１は、縦形製袋充填機１００に用いられるもので、バルブ２１（逆止弁）を幅方向の中間部に取り付けたフィルム２０を襟状に折り曲げてから筒状体を形成する機構である。
【００１１】
まず本実施形態の縦形製袋充填機１００の概略構成について説明する。
縦形製袋充填機１００の概略構成は、図１に示すように、フィルム供給部１１、ホッパ１０（充填部）、製袋機構１、縦シールヒータ４（縦シール機構）、繰り出しベルト５、および横シールヒータ６（横シール機構）からなる。
フィルム供給部１１は、包材として所定幅の帯状のフィルム２０を巻いた包材リール１２から、フィルム２０を引き出し、複数のローラを組合せてなるフィルム搬送機構１３により送り出して製袋機構１に供給する機構である。
フィルム２０の材質は、熱シール可能な材質であれば、どのような材質でもよい。例えば、合成樹脂フィルム、ラミネートフィルムなどを採用することができる。
【００１２】
バルブ２１は、包装袋の内部に発生するガスを包装袋の外部に透過させ、それ以外のガス、例えば酸素、窒素、水蒸気などの流れを遮断もしくは規制するためのものである。例えば、ガス選択型フィルタと逆流防止弁とが、平面視略円形の扁平な合成樹脂ケースに設けられた構成などを採用することができる。
そして、包装袋の内側となるフィルム２０の面上にバルブ上面２１ａが上側を向くように載せて固定し、その背後にガス透過孔を形成することで、バルブ２１が包装袋の外部に露出しないように取り付けることができる。
バルブ上面２１ａは、平面に当接して安定して摺動できる適宜形状、例えば、平面、突起面などが形成されている。バルブ下面２１ｂは、円筒面を周方向に滑らかに摺動または転動できるように、例えば平面、突起などからなる当接部が形成されている。
包装袋内部に発生するガスは、例えば、被包装物がコーヒー豆の粉粒体などからなる場合の二酸化炭素などが挙げられる。
【００１３】
フィルム搬送機構１３の中間部には、フィルム２０の幅方向の中央部に所定間隔でバルブ２１を取り付けるバルブ取付機構１４が設けられている。
バルブ取付機構１４は、例えば感熱接着剤や熱融着などを用いた適宜の取り付け手段によりフィルム２０とバルブ２１とをシールして取り付け、バルブ排気孔に相当するフィルム部分に排気孔をあけるものである。
なお、バルブ取付機構１４の下流側のフィルム搬送機構１３においては、図示しないが、搬送ローラなどにフィルム２０から突出するバルブ２１を避ける逃げ部などが必要に応じて形成されている。そのため、バルブ２１が取り付けられた後でも、フィルム２０を円滑に搬送できるようになっている。
【００１４】
ホッパ１０は、所定タイミングで所定量の被包装物を自動供給する機構である。すなわち、縦シールヒータ４により縦シールされた筒状体が形成され、筒状体の下部が横シールヒータ６により横シールされて底部が封止されると、次にその上部が横シールされるまでの間に、被包装物の充填を行い、上部を横シール後、横シール中間部のカッタ（図示しない）で切断し包装袋５０を形成する。そして、これらの工程を順次繰り返すようになっている。
【００１５】
次に本実施形態の製袋機構１について説明する。
製袋機構１の概略構成は、充填筒２、および製袋ガイド３（製袋ガイド部材）からなる。
【００１６】
充填筒２は、図２（ａ）に示すように、ホッパ１０の下端に鉛直方向に延された略Ｄ字状断面を有する管部材である。すなわち、断面において優弧をなす円筒部分２ａと、その弦となっている平面部分とからなる。平面部分の外周側は、バルブ案内面２ｂとなっている。
円筒部分２ａの外周部は、筒状体に成形されたフィルム２０を筒形状に保持して搬送するため、外半径ｒ１の案内面が構成されている。
バルブ案内面２ｂは、充填筒２に沿って搬送される筒状体の内側に突出されるバルブ２１のバルブ上面２１ａを案内するための平面であり、円筒部分２ａの中心軸Ｏから距離ｄ（ただしｄ＜ｒ１）の位置に設けられている。
ここで、バルブ２１がフィルム２０から筒状体の内側に突出する高さをｈとするとき、距離ｄは、高さｈとの和が、半径ｒ１に略等しくなるように設定される。すなわち、ｈ＋ｄ≒ｒ１である。
【００１７】
このような寸法関係にすることで、バルブ２１の近傍のフィルム２０は、バルブ２１がバルブ案内面２ｂに当接しつつ搬送される際に、充填筒２の中心軸Ｏから略半径ｒ１だけ離れた位置、すなわち、円筒部分２ａと略同一の円周面上に位置することになる。したがって、フィルム２０による筒状体は、略半径ｒ１の円筒状を保って搬送できるようになっている。
なお、半径ｒ１に対する和（ｈ＋ｄ）の許容偏差量は、良好な搬送性能が得られる筒状体断面の真円度許容量として必要に応じて設定することができる。例えば、バルブ２１の寸法やフィルム２０の可撓性などの条件から、フィルム２０の搬送性を考慮して適宜決めるようにする。
【００１８】
一般に、高さｈは、距離ｄに比べてかなり小さな値でも十分であるから、円筒部分２ａの割合は大きく、バルブ案内面２ｂの幅は比較的狭いものとなる。バルブ案内面２ｂの幅は、バルブ上面２１ａを幅方向に当接できる程度の面積があれば十分である。
したがって、充填筒２の断面形状は、Ｄ字状とは言え円断面に近いものとなる。そのため、充填筒２は、例えば矩形断面などの場合と比べて、周長に対する面積比が高い形状となるものである。
【００１９】
製袋ガイド３の概略構成は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、背面ガイド部２３（傾斜案内面）、側面ガイド部２４、２４（傾斜案内面）、反転案内部２５、および内周ガイド部２６（内周案内部）からなる。
内周ガイド部２６の概略形状は、フィルム２０の幅方向端部を挿通させるためのスリット２６ｂが軸方向に形成された円筒部材を鉛直方向に立て、スリット２６ｂの上端から斜め上方に傾斜する面で切断して楕円状の開口を形成した形状とされている。内周ガイド部２６の内周面２６ａは、中心軸Ｏと同軸に配置され、円筒部分２ａの外半径ｒ１よりやや大きい内半径ｒ２を有する円筒面とされる。
ここで、内半径ｒ２は、（ｒ２−ｄ）が後述するバルブ反転部２５ａにおいてバルブ２１を円滑に回転するための十分な空間を形成することができる寸法とする。
【００２０】
側面ガイド部２４、２４は、内周ガイド部２６の楕円状の開口からそれぞれ左右の外側方向に向けて、例えばセーラー服の襟状に延され、平面視で、充填筒２を周方向にそれぞれ、例えば８分の３程度、取り囲むとともに、下側に開いた滑らかな錐状の湾曲面を形成する案内面である。
背面ガイド部２３は、フィルム供給部１１から供給されるフィルム２０を斜め上方に案内するための傾斜して設けられた平面案内面である（図３（ａ）参照）。そして、図２（ａ）に示すように、平面視で略等脚台形状とされ、側方で、側面ガイド部２４、２４に滑らかに接続し、上方（台形の上底側）で、内周ガイド部２６の楕円状の開口の長径方向の上端部に接続されている。
【００２１】
反転案内部２５は、背面ガイド部２３、側面ガイド部２４と内周ガイド部２６とが開口において接続されることにより、径方向の断面視で山形を形成し、フィルム２０を内周面２６ａに向けて搬送方向を変更できるようにした稜線である。
そして、反転案内部２５は、フィルム２０が通過する範囲に形成されたフィルム反転部２５ｂと、バルブ２１が通過する範囲に形成されたバルブ反転部２５ａ（逆止弁反転部）とからなる。
フィルム反転部２５ｂは、内周面２６ａと側面ガイド部２４とが鋭角をなして交わることで形成されており、フィルム反転部２５ｂの頂部には、それぞれ同一直線上に整列して延された直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂが、内周面２６ａと背面ガイド部２３とが鋭角をなして交わることで形成されている。フィルム２０は搬送に伴って連続的に滑らかにここを通過して筒状に成形される。
バルブ反転部２５ａは、図４（ｂ）に示すように、直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂの間にあり、バルブ２１がショートカットできるように、バルブ２１の搬送方向に沿って丸められた円弧面である回転案内面２５Ａが形成されてなる。そして、円弧面を形成するため、深さｔの略コ字状溝が形成される。略コ字状溝の上端部と直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂとの境目には、フィルム２０が当接しても傷つかないように適宜角Ｒ部２５ｃ、２５ｃが形成されている。
【００２２】
縦シールヒータ４は、図１に示すように、内周ガイド部２６のスリット２６ｂにより搬送されるフィルム端部２０ａ、２０ａを互いに会わせた状態で、熱シールするための機構であり、スリット２６ｂの下流側の充填筒２近傍に配置される。
繰り出しベルト５は、製袋ガイド３により筒状体に成形され、縦シールヒータ４で熱シールされたフィルム２０を、充填筒２に沿って下方に搬送するための搬送手段である。なお、煩雑となるので図示を省略しているが、筒状体を安定して搬送するため対向する側にも同様の繰り出しベルト５が設けられている。
横シールヒータ６は、充填筒２の下方に設けられ、筒状体とされたフィルム２０を横断する方向に挟んで熱シールし、包装袋を上下で封止するための機構である。
【００２３】
次に、本実施形態の縦形製袋充填機１００の動作について、製袋機構１による製袋動作を中心に説明する。以下、仮想的な先端部が搬送につれて順次受ける作用を説明していく。
【００２４】
フィルム２０は、バルブ取付機構１４によりバルブ２１が幅方向の中央部に取り付けられ、フィルム供給部１１から供給される。そして、製袋ガイド３の背面ガイド部２３に案内され、図３（ａ）の左斜め上方に搬送される。
フィルム２０の搬送が進むにつれ、幅方向の端部側から徐々に側面ガイド部２４に移行し、側面ガイド部２４の湾曲面に沿って搬送され、充填筒２を取り巻くように移動していく。
【００２５】
その間に、フィルム２０の幅方向中央部から徐々に、背面ガイド部２３、側面ガイド部２４を上部まで上り詰めて、反転案内部２５で反転し、内周面２６ａに沿って搬送され、スリット２６ｂの上端位置で、それぞれのフィルム端部２０ａ同士が合わされる。
バルブ２１が貼り付いていないフィルム部分の場合、フィルム２０は、背面ガイド部２３上を搬送されることにより、平面を保った状態で直線稜線部２５Ｂに到達する。そして、図４に示すように、直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂ、フィルム反転部２５ｂ、２５ｂによって、下方に折り返され、内周面２６ａ側に搬送される。フィルム２０は、直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂで張られるので、バルブ反転部２５ａにおいてたるむことはない。また、直線稜線部２５Ｂ、２５Ｂの端部に角Ｒ部２５ｃ、２５ｃが形成されていることと相俟って、回転案内面２５Ａと直線稜線部２５Ｂとの間の段部にフィルム２０が引っかかって搬送の障害となったり、フィルム２０が傷ついたりしないものである。
【００２６】
さらに搬送が進むと、フィルム反転部２５ｂにより内周面２６ａ側に折り返される範囲が、フィルム２０幅方向の左右側に拡がっていく。
このとき、フィルム反転部２５ｂ、直線稜線部２５Ｂは、側面ガイド部２４、背面ガイド部２３と内周面２６ａとがそれぞれ鋭角をなして交わることにより形成されているので、フィルム２０の折り返しが円滑に行われ、しわなどが生じることはない。
このようにして、フィルム２０が充填筒２の円筒部分２ａに沿う筒状体が連続形成される。
【００２７】
ここで、充填筒２、製袋ガイド３が対称面２００に対して面対称に構成されているので、摩擦抵抗も対称面２００に関して対称となり、左右からフィルム端部２０ａがスリット２６ｂ部に到達するタイミングのずれが起こりにくくなっている。そのため縦シールの合わせ目がずれることがなく、筒状体の歪みも発生しにくいという利点がある。
【００２８】
次に、バルブ２１がバルブ反転部２５ａに到達した場合の動作について説明する。
図５（ａ）は、この場合の動作を説明するための図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。図５（ｂ）は、図５（ｂ）のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
バルブ２１がバルブ反転部２５ａに到達すると、バルブ２１はフィルム２０のように屈曲できないため、背面ガイド部２３に沿って進み、ある程度まで背面ガイド部２３から飛び出し、内周ガイド部２６の内部側の空間に背面ガイド部２３に平行に、先端側のフィルム２０を張出すように進む。このとき、バルブ２１の先端側のフィルム２０の張力が増大するので、バルブ２１には図示反時計回り方向のモーメントが作用する（図３（ｂ）参照）。
そして、バルブ２１は、バルブ下面２１ｂが回転案内面２５Ａに押しつけられた状態で図示反時計方向に回転移動していく。
【００２９】
なお、バルブ案内面２ｂと内周面２６ａとの隙間（ｒ２−ｄ）は、バルブ２１の端部が回転移動中にバルブ案内面２ｂに接触しない寸法として設定されているので、回転移動の妨げとはならない。
【００３０】
このとき、搬送方向に沿う方向では、図５（ａ）に示すように、バルブ２１がフィルム反転部２５ｂより深さｔだけ低い回転案内面２５Ａを通過することにより、バルブ２１が貼り付けられていないフィルム２０（図示奥行き方向）より若干長い移動距離の軌跡を描くので、搬送方向の先後で、バルブ２１に貼り付けられたフィルム２０が背面ガイド部２３、内周ガイド部２６からわずかに浮き上がって滑らかに回転される。
【００３１】
また、搬送の幅方向断面では、図５（ｂ）に示すように、バルブ２１に貼り付けられて引張られたフィルム２０がコ字状溝内でＵ字状に撓みつつ搬送される。
このように撓んでも、搬送方向の先後が浮き上がった状態でバルブ２１が回転案内面２５Ａに沿って滑らかに回転されることと、またフィルム反転部２５ｂの端部に角Ｒ部２５ｃおよび隙間ｗとが設けられていることとが相俟ってフィルム２０に傷が生じないものである。
【００３２】
なお、回転案内面２５Ａは、段差ｔが浅く円筒面の丸みが小さいほど、フィルム２０の浮き上がりを大きくできるが、フィルム２０にかかるストレスが大きくなり、しわ等の原因になる。また、バルブ２１が反転案内部２５をバルブ２１が通過する際の搬送負荷が大きくなる。
そのため、段差ｔ、円筒面の丸みは大きいほどよいが、大きすぎると、バルブ下面２１ｂが回転案内面２５Ａを離れるので、バルブ下面２１ｂが回転移動中に回転案内面２５Ａから離れない程度の大きさとする。
直線稜線部２５Ｂは長いほど、フィルム２０の搬送は安定するが長すぎると製袋ガイドが大きくなってしまう。
【００３３】
バルブ２１が、反転案内部２５を回転移動すると、バルブ上面２１ａを充填筒２のバルブ案内面２ｂに当接し、バルブ案内面２ｂに沿って摺動移動する。
このとき、フィルム２０は、バルブ２１により、充填筒２の円筒部分２ａの円筒面と略同位置に張られるので、略円筒部分２ａに沿う円筒面を有する筒状体として、充填筒２に沿って搬送される。
また、フィルム２０が周方向に捩れ出すと、バルブ２１がバルブ案内面２ｂ上で周方向にずれるが、左右方向のフィルム２０の張力のバランスが崩れてバルブ２１を中央に戻そうとする復元力が働くので、周方向の安定性も確保される。そのため、筒状体の歪みを防止することができる。
【００３４】
。
スリット２６ｂにおいて互いに合わされたフィルム端部２０ａ、２０ａは、縦シールヒータ４により縦シールされ、横シールヒータ６の位置で横シールされ、筒状体の下端部がシールされる。
その状態で、所定長さだけ搬送されたタイミングで、ホッパ１０から被包装物が所定量だけ充填される。そして、充填後、横シールヒータ６により、筒状体の上端部が横シールされ、被包装物が充填された逆止弁付きの包装袋が形成される。
【００３５】
このように本実施形態では、フィルム２０の中央部に設けたバルブ２１を、回転案内面２５Ａに押しつけて滑らかに回転移動することで、バルブ２１の側方のフィルム２０を反転案内部２５から略浮かすことができるので、バルブ２１の反転時でもフィルム２０が傷つけることなく円滑に搬送できる。
また、バルブ案内面２ｂを備えるため、フィルム２０を軸方向および周方向に安定して搬送できる。
これらの作用により、シール部の位置ずれ、外形の歪み、傷などのない外観の良好な包装袋を製造することができる。
また、バルブ２１は、バルブ取付機構１４によりフィルム２０の幅方向の中間部の面上にシールして取り付けられるので、幅方向端部に挟んで取り付けられる場合のように、エア漏れなどを起こすことがない包装袋を得ることができる。
【００３６】
なお、上記の説明では、バルブ２１がフィルム２０の幅方向の中央部に設けられた例で説明したが、縦シールされる幅方向端部を除く幅方向の中間部であればよく、中央部に限定されるものではない。
その場合、逆止弁反転部は、逆止弁が通過するフィルム幅方向の位置に応じて、反転案内部の適宜の位置に設けられる。
このとき、逆止弁は１つであっても、本発明の反転案内部では搬送負荷が軽いので、フィルム端部同士のずれが起こらないようにすることができるが、より確実にずれを防止するには、搬送負荷を幅方向左右に均等化することが好ましい。例えば、逆止弁をフィルムの幅方向の対称位置に複数設けることにより搬送負荷を幅方向に均等化することができる。
【００３７】
また、上記の説明では、逆止弁案内面を充填筒の断面で弦をなす平面から構成し、充填筒を断面Ｄ字状とする例で説明したが、断面コ字状の溝の底面で逆止弁案内面を構成してもよい。
この場合、充填筒の円筒部分の割合を多くとることができるので、筒状体をより円筒に近い形状に保持できるという利点がある。
また、このような溝の幅を逆止弁の幅に近づけ、溝の内側面により逆止弁の周方向の位置を規制するようにしてもよい。
この場合、フィルムの周方向のずれを規制できるので、より安定した筒状体を形成しつつ、搬送することができ、より歪みの少ない外観に優れた包装袋を形成できるという利点がある。
【００３８】
また、上記の説明では、内周案内部、充填筒がそれぞれ略円筒状の場合について説明したが、筒状であれば、例えば角筒など略円筒断面以外の筒状でもよい。その場合、内周案内面の開口形状は異なるが、逆止弁が通過する範囲に、逆止弁反転部として、反転案内部の頂部より凹んだ回転案内面などを上記と同様に設けることができるものである。
【００３９】
また、上記の説明では、より良好な搬送が可能となる実施形態として、充填筒の外周部に逆止弁案内面を設け、逆止弁の上面が逆止弁案内面に沿って摺動移動できるようにした場合について説明したが、逆止弁付きフィルムを円滑に反転させることで十分良好に搬送することができる場合は、製袋ガイド部材に回転案内面を設けるだけで、充填筒の逆止弁案内面を省略した構成としてもよい。この場合、逆止弁を逆止弁案内面に摺接させなくてよいので、逆止弁の上面は、平面などの摺動しやすい形状でなくてもよい。
【００４０】
また、上記の説明では、バルブ２１が、包装袋の内側に設けられた例で説明したが、例えば、フィルム２０に孔を空けバルブ２１を貫通させて取り付け、バルブ２１の一部が包装袋の外部に露出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る製袋機構を用いた縦形製袋充填機の概略構成について説明するための斜視説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る製袋機構の主要部について説明するための平面説明図および正面説明図である。
【図３】図２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面説明図およびそのＢ部の部分拡大図である。
【図４】本発明の実施形態に係る反転案内部の構成および作用について説明するための、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う部分断面説明図およびそのＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る反転案内部に逆止弁が到達したときの動作を説明するための、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面説明図およびそのＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 製袋機構
２ 充填筒
２ａ 円筒部分
２ｂ バルブ案内面（逆止弁案内面）
３ 製袋ガイド（製袋ガイド部材）
４ 縦シールヒータ（縦シール機構）
５ 繰り出しベルト
６ 横シールヒータ（横シール機構）
１０ ホッパ（充填部）
１１ フィルム供給部
１４ バルブ取付機構
２０ フィルム
２０ａ フィルム端部（フィルムの幅方向端部）
２１ バルブ（逆止弁）
２３ 背面ガイド部（傾斜案内面）
２４ 側面ガイド部（傾斜案内面）
２５ 反転案内部
２５ａ バルブ反転部（逆止弁反転部）
２５ｂ フィルム反転部
２５ｃ 角Ｒ部
２５Ａ 回転案内面
２５Ｂ 直線稜線部
２６ 内周ガイド部（内周案内部）
２６ｂ スリット（切れ目）
５０ 包装袋
１００ 縦形製袋充填機
２００ 対称面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの出入りを規制する逆止弁が幅方向の中間部に設けられたフィルムを、前記逆止弁が内側に向くように筒状に折り曲げる製袋機構であって、
軸方向に沿う切れ目を有する筒状とされ軸方向の端部に前記切れ目から軸方向外側に向けて傾斜する開口が形成された内周案内部と、該内周案内部の前記開口から該開口の外側に折り返された襟状の傾斜案内面とを有し、前記内周案内部と前記傾斜案内面との接続部である反転案内部が形成された製袋ガイド部材と、
該製袋ガイド部材の前記内周案内部と略同軸に設けられ、前記筒状体の内周面を案内して筒形状を保持するとともに、被包装物を充填する管路を形成する充填筒とを備え、
前記反転案内部のうち前記逆止弁が通過する範囲が、前記逆止弁が通過する際に当接する円弧面状の回転案内面であることを特徴とする製袋機構。
【請求項２】
前記充填筒が略円筒状とされ、
該充填筒の外周部に、前記逆止弁を前記フィルムの搬送方向に沿って案内する逆止弁案内面が設けられ、
該逆止弁案内面が、
前記充填筒の円筒部分の中心軸および前記回転案内面の円筒面の中心軸に平行な平面であって、かつ、前記充填筒の円筒部分の中心軸からの距離と前記筒状体の内側に突出する逆止弁の高さとの和が、前記充填筒の円筒部分の外半径に略等しくなるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の製袋機構。
【請求項３】
幅方向の中間部にガスの出入りを規制する逆止弁が設けられたフィルムを連続供給するフィルム供給部と、
該フィルム供給部から供給された平面状のフィルムを筒状に折り曲げる請求項１または２に記載の製袋機構と、
該製袋機構により筒状に折り曲げられた前記フィルムの幅方向の端部同士を縦シールする縦シール機構と、
該縦シール機構により縦シールされた筒状体を横断方向に横シールする横シール機構と、
前記製袋機構および前記横シール機構の動作に連動し、前記充填筒を通して所定量の被包装物を充填する充填部とを備える縦形充填包装機。
【請求項１】
ガスの出入りを規制する逆止弁が幅方向の中間部に設けられたフィルムを、前記逆止弁が内側に向くように筒状に折り曲げる製袋機構であって、
軸方向に沿う切れ目を有する筒状とされ軸方向の端部に前記切れ目から軸方向外側に向けて傾斜する開口が形成された内周案内部と、該内周案内部の前記開口から該開口の外側に折り返された襟状の傾斜案内面とを有し、前記内周案内部と前記傾斜案内面との接続部である反転案内部が形成された製袋ガイド部材と、
該製袋ガイド部材の前記内周案内部と略同軸に設けられ、前記筒状体の内周面を案内して筒形状を保持するとともに、被包装物を充填する管路を形成する充填筒とを備え、
前記反転案内部のうち前記逆止弁が通過する範囲が、前記逆止弁が通過する際に当接する円弧面状の回転案内面であることを特徴とする製袋機構。
【請求項２】
前記充填筒が略円筒状とされ、
該充填筒の外周部に、前記逆止弁を前記フィルムの搬送方向に沿って案内する逆止弁案内面が設けられ、
該逆止弁案内面が、
前記充填筒の円筒部分の中心軸および前記回転案内面の円筒面の中心軸に平行な平面であって、かつ、前記充填筒の円筒部分の中心軸からの距離と前記筒状体の内側に突出する逆止弁の高さとの和が、前記充填筒の円筒部分の外半径に略等しくなるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の製袋機構。
【請求項３】
幅方向の中間部にガスの出入りを規制する逆止弁が設けられたフィルムを連続供給するフィルム供給部と、
該フィルム供給部から供給された平面状のフィルムを筒状に折り曲げる請求項１または２に記載の製袋機構と、
該製袋機構により筒状に折り曲げられた前記フィルムの幅方向の端部同士を縦シールする縦シール機構と、
該縦シール機構により縦シールされた筒状体を横断方向に横シールする横シール機構と、
前記製袋機構および前記横シール機構の動作に連動し、前記充填筒を通して所定量の被包装物を充填する充填部とを備える縦形充填包装機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−７６５９８（Ｐ２００６−７６５９８Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６１５０４（Ｐ２００４−２６１５０４）
【出願日】平成１６年９月８日（２００４．９．８）
【出願人】（０００１５１４６１）株式会社東京自働機械製作所 (106)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月８日（２００４．９．８）
【出願人】（０００１５１４６１）株式会社東京自働機械製作所 (106)
【Ｆターム（参考）】
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