角錐パック用自動包装機の製袋機構
【課題】充填された内容物が舞い上がることなく筒状包装フィルムを扁平形状にすることができる製袋機構を提供する。
【解決手段】本発明の角錐パック用自動包装機は、円筒形状の包装フィルムＦＡを扁平形状の包装フィルムに成形するために、二つの横シールクランプバー１１、１２が円筒包装フィルムＦＡと充填シュートの最下端に取り付けられた製袋部材２０の二つを一緒に挟み込むようにする。その後、扁平形状になった包装フィルムＦＡに対して横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０が横シールを行う。この結果、内容物の噛み込み発生を防ぐと共に、シール動作に伴う皺発生を防ぐことが可能になり、皺に起因したシール不良や包装袋の外観劣化を阻止することができる。
【解決手段】本発明の角錐パック用自動包装機は、円筒形状の包装フィルムＦＡを扁平形状の包装フィルムに成形するために、二つの横シールクランプバー１１、１２が円筒包装フィルムＦＡと充填シュートの最下端に取り付けられた製袋部材２０の二つを一緒に挟み込むようにする。その後、扁平形状になった包装フィルムＦＡに対して横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０が横シールを行う。この結果、内容物の噛み込み発生を防ぐと共に、シール動作に伴う皺発生を防ぐことが可能になり、皺に起因したシール不良や包装袋の外観劣化を阻止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、湯や水の中に浸して紅茶や緑茶等の成分を抽出する場合に使用される包装袋に関し、特に略三角錐形状を有する角錐パックを自動的に成形する包装機の製袋機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全体を三角錐形状に形成した角錐パックは、パック自身が略三角錐形状にシール成形されていて、内部に所要の空間が確保されているため、このパック内に紅茶や緑茶等の内容物を封入した場合、これ等内容物がパックに押し付けられることなく、充分に膨潤し、且つ、多くの湯水を受け入れて成分の抽出を効果的に行うことができるという利点を備えている。
【０００３】
従来の角錐パックを自動的に成形する包装機は特許文献１に記載されている。このような自動包装機における製袋機構は、筒状に成形した合成樹脂糸偏成の網目状シート、布シート、不織布あるいはナイロン紗などのような透液性を有した包装フィルム内に、十字状の噴射ノズルを挿入し、横シール動作に先立つ時点において、横シールバーと平行に位置した噴射ノズルから包装フィルム内にガスを噴射して筒状包装フィルムを扁平状に伸張させるようにしている。そして、伸張した状態になった筒状包装フィルムに対して挟み込みながら横シールを施すため、シール部分の皺発生を防ぐことが可能になり、皺に起因したシール不良や包装袋の外観劣化を阻止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１９３６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の製袋機構においては筒状包装フィルム内に十字状の噴射ノズルを挿入しているため、紅茶や緑茶等の内容物を包装袋内に充填する際の障害となり、内容物が落下完了するまでの時間が掛かっていた。また、横シール動作の直前に筒状包装フィルム内に挿入されている十字状の噴射ノズルからガスを噴射しているため、充填された内容物が舞い上がってしまい、横シール部分に対して内容物が噛み込んでしまう問題や舞い上がった分だけ内容物の量目が減少する問題が発生していた。
【０００６】
また、角錐パック用包装フィルムとして薄い不織布を用いた場合は、ナイロン紗などの包装フィルムと違ってフィルム自体にコシ若しくは張りが無く、横シールを施す前に十字状の噴射ノズルからガスを噴射しても筒状包装フィルムを扁平状に伸張させることが困難になる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、充填された内容物が舞い上がることなく確実に筒状包装フィルムを扁平形状にすることができる製袋機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る自動包装機は、円筒形状にフォーミングされた包装フィルムに対して縦シールを施して円筒包装フィルムにする縦シール装置と、この円筒包装フィルムに対して横シールの都度横シール装置を水平方向に回動させて前回とは異なる角度から横シールを施して包装パックの全体を略三角錘形状にシール成形する横シール装置と、この円筒包装フィルムの袋内に内容物を投入する充填シュートと、を備えた角錘パック用自動包装機であって、前記横シール装置の直前には、円筒包装フィルムを挟み込んで扁平形状に製袋する製袋機構が配備されており、この製袋機構は、円筒包装フィルムを挟み込む二つの横シールクランプバーと、充填シュートの最下端に取り付けられた製袋部材で構成され、二つの横シールクランプバーが円筒包装フィルムと製袋部材の二つを一緒に挟み込むことにより、円筒形状の包装フィルムを扁平形状に伸張させた状態に製袋することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る製袋部材の全体形状は、上から下に向かって徐々に広がった筒状の末広形状になっており、この製袋部材の最下端寸法は、円筒包装フィルムの内部に密着若しくは僅かな隙間を持って包装フィルムの内部に接触できる寸法になっていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る製袋部材の最下端には、二つの横シールクランプバーが挟み込み動作をする際に、製袋部材が扁平形状に潰れ易くするための切れ込みが入っていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る製袋部材の材質は、この製袋部材を挟んで潰しても開放した途端に元の筒形状に戻ることができる弾性特性と機械的強度及び耐摩耗性を有する素材が用いられることを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項１乃至請求項４に係る製袋機構によれば、横シールを施す前に実施される円筒形状の包装フィルムの挟み込み動作において、コシ若しくは張りが無い薄い不織布を用いた場合であっても製袋部材と包装フィルムが密着状態を保持して潰され、且つ変形されるため、製袋部材における理想の扁平状変形状態に導かれて薄い不織布である包装フィルムもシワの無い理想の扁平状変形状態にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の角錐パック用自動包装機の製袋機構によれば、筒状包装フィルムに対して直交する二方向への横シールを行う際に、充填された内容物が舞い上がることなく、筒状包装フィルムを確実に扁平形状にすることができる製袋機構を提供できるという、優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】角錐パックを連続的にシール成形することができる本発明に係る角錐パック用自動包装機の全体を説明した正面図である。
【図２】角錐パックを連続的にシール成形することができる本発明に係る角錐パック用自動包装機の全体を説明した一部断面を含む側面図である。
【図３】「一回目の横シール」を施している概略動作説明図である。
【図４】「二回目の横シール」を施している概略動作説明図である。
【図５】横シールバー１０、１１による横シール動作を連続的に繰り返すことにより、角錐パックがシール成形されている状態を示した説明図である。
【図６】シール成形された角錐パックの平面図である。
【図７】シール成形された角錐パックの斜視図である。
【図８】本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０を拡大した詳細説明図である。
【図９】本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０が筒状包装フィルムを扁平形状にする前の状態を表した動作概念図である。
【図１０】本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０が筒状包装フィルムを扁平形状にした瞬間の状態を表した動作概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。図３と図４は、例えば図６や図７に示されたような略三角錐形状の角錐パックをシール成形する場合の基本動作原理を説明したものである。そして、図３は「一回目の横シール動作」、図４は「二回目の横シール動作」を行っている概略動作説明図である。これ等の図面において符号１１と符号１２は、円筒状に縦シール成形された包装フィルムＦＡ（具体的には合成樹脂糸偏成の網目状シート、布シート、不織布あるいはナイロン紗などのような透液性を有した包装フィルム）を両側から挾んで固定する横シールクランプバーである。
【００１６】
図３に示した一回目の横シール動作では、図視上下方向から横シールクランプバー１１、１２が円筒状の包装フィルムＦＡを挟み込んで固定した後、横シール装置によって横シールを行い、図４に示した二回目の横シール動作では、上記の各横シールクランプバー１１、１２を一旦開動した後、これを９０度水平に回転させて図視左右方向から円筒状の包装フィルムＦＡを挟み込んで固定した後、横シール装置によって横シールを行い、角錐パックをシール成形するように構成されている。
【００１７】
なお、実際のシール成形では、上記一回目の横シール動作が終わると包装フィルムＦＡの内部に紅茶や緑茶等の内容物が充填され、次いで、１パック分の包装フィルムＦＡが下方に送られた後、上記二回目の横シール動作が行われ、以後、この動作が連続して繰り返される仕組になっている。また、各横シールクランプバー１１、１２の内部には、挟み込んだ包装フィルムＦＡに対して横シールを施すと共に上下に切り離す横シール装置が組み込まれている。なお、この横シール装置は、角錐パックの場合ヒートシール幅を薄くする必要と横シールと同時に切り離す必要から、超音波シール手段が用いられている。
【００１８】
図５は、上記横シールクランプバー１１、１２と内部に組み込まれた横シール装置による横シール動作を連続的に繰り返すことにより、角錐パックがシール成形されている状態を示した説明図である。また、図６と図７はシール成形された角錐パックの平面図と斜視図である。図５乃至図７に示すように、ＦＺは包装フィルムＦＡに施された縦シール部であり、ＦＸは図３において説明した横シール動作で施された横シール部であり、ＦＹは図４において説明した横シール動作で施された横シール部である。
【００１９】
なお、図３及び図４にて説明したように、縦シール部ＦＺによって円筒状になった包装フィルムＦＡに対して、図３に示す１回目の横シール動作と図４に示す２回目の横シール動作を繰り返して実施するため、図５においては、１回目から４回目の横シールを施している動作状況が表現されている。そして、これらの横シール動作と同時に出来上がった包装袋は切り離されて図６及び図７に示す角錘パックとなる。
【００２０】
また、図６及び図７に示す角錘パックにおいて、ＦＲ′は予め包装フィルムＦＡの表面に１パック毎に並べて間隔的に接着されているタグＦＲ付きの紐で、このタグＦＲは、シール成形された角錐パックをお湯等に投入して内容物である紅茶や緑茶等の成分を抽出した後の引き上げ動作時に把持する部分である。
【００２１】
この様に、角錘パックを製作する過程において必要且つ不可欠な要素技術は、正確な角錐形状を作り上げる製袋技術と、角錐形状になった包装袋に対してヒートシールを施しつつ切り離す超音波シール技術である。本願発明では、この要素技術の内、正確な角錐形状を作り上げるための前提条件になる「しわ無く確実に筒状包装フィルムを扁平形状にする工夫」について説明している。
【００２２】
図１と図２は、上記の角錐パックを連続的にシール成形することができる本発明に係る角錐パック用自動包装機の全体を説明した一部断面を含む正面図と側面図である。
【００２３】
最初に、本発明に係る角錐パック用自動包装機の構成説明を行う。図１及び図２に示すように、符号１は自動包装機、２は紅茶や緑茶等の充填材料を収容したホッパー、３はホッパー２から供給される内容物を計量して供給する計量回転盤、４は計量回転盤に装着された計量枡、５は包装フィルムを円筒形状に成形すると共にこの円筒状の包装袋内に計量された内容物を投入する充填シュート、６は円筒形状に成形された包装フィルムに対して縦シールを施す縦シール超音波装置のアンビル、７は同じく縦シールを施す縦シール超音波装置のホーン、８は円筒形状の包装フィルムを下方に搬送する送りロール、９は交互に水平９０度回転しながら横シールを施す横シール超音波装置のアンビルを示す。
【００２４】
また、１０は交互に水平９０度回転しながら横シールを施す横シール超音波装置のホーン、１１は円筒状に縦シール成形された包装フィルムＦＡを挟み込みながら扁平状に伸張させて固定する一方の横シールクランプバー、１２は円筒状に縦シール成形された包装フィルムＦＡを挟み込みながら扁平状に伸張させて固定する他方の横シールクランプバー、１３は出来上がった角錘パックを受け取る滑り台、１５は自動包装機１の駆動動力を担当するサーボモータ、１４、１８は機体の一側面に設けた制御ボックスで、この制御ボックス１４、１８には操作パネルと各種運転用のスイッチ、各種制御回路が設けられている。
【００２５】
また、１７はフィルム繰出し機構で、このフィルム繰出し機構の近傍には包装フィルムが巻回された原反ロールＦが搭載されている。なお、１６はフィルム繰出し機構１７の駆動用モータである。
【００２６】
そして、２０は充填シュート５の落下口に取り付けられた製袋部材であり、この製袋部材２０の最下端は、二つの横シールクランプバー１１、１２の上縁部が挟み込み動作を行う範囲内部まで延在している。
【００２７】
次に、本発明に係る角錐パック用自動包装機の動作説明を行う。図１及び図２に示すように、フィルム繰出し機構１７により原反ロールＦから引き出された包装フィルムは、充填シュート５に送り込まれて円筒形状にフオーミングされ、次いで、縦シール超音波装置のアンビル６と縦シール超音波装置のホーン７によってその両端部をシールして縦シールＦＺ（図５参照）が形成される仕組になっている。
【００２８】
そして、円筒形状にシールされた包装フィルムＦＡは、送りロール８により下方に搬送され、円筒形状の包装フィルムＦＡを挟み込みながら固定する二つの横シールクランプバー１１、１２と超音波による横シール並びに切り離しを行う横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０とで構成された横シール装置に送り込まれる。
【００２９】
この横シール装置の二つの横シールクランプバー１１、１２は、充填シュート５の最下端に取り付けられた製袋部材２０と円筒形状の包装フィルムＦＡを共に挟み込んでおり、この横シールクランプバーによる挟み込みによって製袋部材２０は、円筒形状に成形された包装フィルムをしわ無く扁平形状に伸張させている。
【００３０】
この後、しわ無く扁平形状に伸張された包装フィルムに対して、横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０が横シール動作並びに切り離し動作を行い、前記図３乃至図７の基本原理において説明したように、この横シール装置は、円筒形状の包装フィルムＦＡに対して交互に９０度水平に回転させて順番に横シールを施しながら切り離すように動作するため、個別の角錐パックが出来上がることになる。
【００３１】
図８は、本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０を拡大した詳細説明図である。図８に示すように、製袋部材２０は充填シュート５の落下口２５に取り付けられており、製袋部材２０の最下端には、包装機正面から見て前側切れ込み２１、後側切れ込み２３、右側切れ込み２２、左側切れ込み２４が施されている。
【００３２】
そして、製袋部材２０の上部外径寸法は、充填シュート５の外径寸法Ａと同じ値を採用しており、製袋部材２０の下部外径寸法は、充填シュート５の外径寸法Ａより大きな値であるＢを採用している。即ち、図８に示すように、製袋部材２０の全体形状は、上から下に向かって徐々に広がった筒状の末広形状となっている。
【００３３】
この製袋部材２０の材質は、包装フィルムに損傷を与えない程度のコシと張りを有しており、この筒状製袋部材２０を挟んで潰しても開放した途端に元の筒形状に戻ることができる弾性特性と機械的強度を持っている。当然、この製袋部材２０の外側を包装フィルムＦＡが流れているため、耐摩耗性も兼ね備えており、主に、ポリウレタン素材（商標名：バンコラン）が用いられている。
【００３４】
次に、上記製袋部材２０を含む製袋動作に関する説明をする。
図９は、本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０が筒状包装フィルムを扁平形状にする前の状態を表した動作概念図である。図９に示すように、充填シュート５の落下口２５には、製袋部材２０が取り付けられており、この充填シュート５には、円筒形状の包装フィルムＦＡが装着されている。
【００３５】
通常、上記充填シュート５の外径は、フィルム搬送に伴う摩擦抵抗を少なくするため、包装フィルムＦＡの内径より細くなっている。この製袋部材２０は、上から下に向かって徐々に広がった末広形状となっており、最下端では包装フィルムＦＡの内部に密着若しくは僅かな隙間を持って包装フィルムＦＡの内部に接触している。
【００３６】
このように、本発明における製袋部材２０は、フィルム搬送に伴う摩擦抵抗を極力少なくしつつ、且つ包装フィルムＦＡに対して製袋部材２０の最下端で密着可能の構造になっている。この結果、製袋部材２０は、包装フィルムＦＡをシワ無く保持することができる。
【００３７】
製袋部材２０の最下端に施された前側切れ込み２１、後側切れ込み２３、右側切れ込み２２、左側切れ込み２４の各部分は、図９に示すように、開かれた二つの横シールクランプバー１１、１２の上縁部が挟み込み動作を行う範囲内部まで延在しており、この横シールクランプバー１１、１２には、横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０が取り付けられている。
【００３８】
なお、このアンビル９とホーン１０は、横シール動作の前段階であり、図示のように、包装フィルムＦＡの奥側に配置されている。
【００３９】
図１０は、本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０が筒状包装フィルムを扁平形状にした瞬間の状態を表した動作概念図である。図１０に示すように、充填シュート５の落下口２５には、製袋部材２０が取り付けられており、この充填シュート５には、円筒形状の包装フィルムＦＡが装着されている。そして、二つの横シールクランプバー１１、１２は閉じた状態になっており、包装フィルムＦＡとその内部に配備された製袋部材２０の最下端部分を一緒に挟み込んでいる。
【００４０】
この結果、製袋部材２０は、前側切れ込み２１と後側切れ込み２３を折り目にして潰されており、製袋部材２０の材質が有する弾性特性によって緩やかなカーブを保持しつつ、しわ無く確実に筒状包装フィルムを扁平形状にしている。なお、この段階では、図９と同じようにこのアンビル９とホーン１０は、横シール動作の前段階であり、包装フィルムＦＡの奥側に配置されている。そして、その後直ちに横シールを施すために、横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０は、超音波発振と共に前方に移動されてヒートシール処理と切断処理が成される。
【００４１】
また、図１０に示すように、製袋部材２０の最下端に施された前側切れ込み２１、後側切れ込み２３、右側切れ込み２２、左側切れ込み２４の各切れ込み深さは、二つの横シールクランプバー１１、１２によって挟み込まれる部分より少し長くなっており、より潰れ易くしている。そして、上記のような製袋動作と横シール動作、内容物の充填動作、その後の９０度水平回転動作等を繰り返すことにより、連続的に角錐パックが製造される。
【００４２】
このように、本発明の製袋機構は、横シールを施す前に実施される円筒形状の包装フィルムＦＡの挟み込み動作において、コシ若しくは張りが無い薄い不織布を用いた場合であっても製袋部材２０と包装フィルムＦＡが密着状態を保持して潰され、且つ変形されるため、製袋部材２０における理想の扁平状変形状態に導かれて薄い不織布である包装フィルムＦＡもシワの無い理想の扁平状変形状態にすることができる。
【００４３】
この結果、次工程の横シール動作の際に大きく影響する折り皺発生を防ぐことができ、充填された内容物が舞い上がることなく扁平状に伸張した状態になった筒状包装フィルムに対して横シールを施すため、内容物の噛み込み発生を防ぐと共に、シール動作に伴う皺発生を防ぐことが可能になり、皺に起因したシール不良や包装袋の外観劣化を阻止することができる。
【００４４】
また、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【００４５】
例えば、製袋部材２０の最下端に施された切れ込みの数は、四つの例で説明したが、これに限定されるものではなく製袋状況に応じて二つの切れ込みとし、直行する残りの二つは折り癖を付けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１ 自動包装機
２ ホッパー
３ 計量回転盤
４ 計量枡
５ 充填シュート
６ 縦シール超音波装置内のアンビル
７ 縦シール超音波装置内のホーン
８ 送りロール
９ 横シール超音波装置のアンビル
１０ 横シール超音波装置のホーン
１１ 一方の横シールクランプバー
１２ 他方の横シールクランプバー
１３ 滑り台
１４、１８ 制御ボックス
１５ サーボモータ
１６ フィルム繰出し機構１７の駆動用モータ
１７ フィルム繰出し機構
２０ 製袋部材
２１ 前側切れ込み
２２ 右側切れ込み
２３ 後側切れ込み
２４ 左側切れ込み
２５ 充填シュートの落下口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、湯や水の中に浸して紅茶や緑茶等の成分を抽出する場合に使用される包装袋に関し、特に略三角錐形状を有する角錐パックを自動的に成形する包装機の製袋機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全体を三角錐形状に形成した角錐パックは、パック自身が略三角錐形状にシール成形されていて、内部に所要の空間が確保されているため、このパック内に紅茶や緑茶等の内容物を封入した場合、これ等内容物がパックに押し付けられることなく、充分に膨潤し、且つ、多くの湯水を受け入れて成分の抽出を効果的に行うことができるという利点を備えている。
【０００３】
従来の角錐パックを自動的に成形する包装機は特許文献１に記載されている。このような自動包装機における製袋機構は、筒状に成形した合成樹脂糸偏成の網目状シート、布シート、不織布あるいはナイロン紗などのような透液性を有した包装フィルム内に、十字状の噴射ノズルを挿入し、横シール動作に先立つ時点において、横シールバーと平行に位置した噴射ノズルから包装フィルム内にガスを噴射して筒状包装フィルムを扁平状に伸張させるようにしている。そして、伸張した状態になった筒状包装フィルムに対して挟み込みながら横シールを施すため、シール部分の皺発生を防ぐことが可能になり、皺に起因したシール不良や包装袋の外観劣化を阻止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１９３６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の製袋機構においては筒状包装フィルム内に十字状の噴射ノズルを挿入しているため、紅茶や緑茶等の内容物を包装袋内に充填する際の障害となり、内容物が落下完了するまでの時間が掛かっていた。また、横シール動作の直前に筒状包装フィルム内に挿入されている十字状の噴射ノズルからガスを噴射しているため、充填された内容物が舞い上がってしまい、横シール部分に対して内容物が噛み込んでしまう問題や舞い上がった分だけ内容物の量目が減少する問題が発生していた。
【０００６】
また、角錐パック用包装フィルムとして薄い不織布を用いた場合は、ナイロン紗などの包装フィルムと違ってフィルム自体にコシ若しくは張りが無く、横シールを施す前に十字状の噴射ノズルからガスを噴射しても筒状包装フィルムを扁平状に伸張させることが困難になる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、充填された内容物が舞い上がることなく確実に筒状包装フィルムを扁平形状にすることができる製袋機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る自動包装機は、円筒形状にフォーミングされた包装フィルムに対して縦シールを施して円筒包装フィルムにする縦シール装置と、この円筒包装フィルムに対して横シールの都度横シール装置を水平方向に回動させて前回とは異なる角度から横シールを施して包装パックの全体を略三角錘形状にシール成形する横シール装置と、この円筒包装フィルムの袋内に内容物を投入する充填シュートと、を備えた角錘パック用自動包装機であって、前記横シール装置の直前には、円筒包装フィルムを挟み込んで扁平形状に製袋する製袋機構が配備されており、この製袋機構は、円筒包装フィルムを挟み込む二つの横シールクランプバーと、充填シュートの最下端に取り付けられた製袋部材で構成され、二つの横シールクランプバーが円筒包装フィルムと製袋部材の二つを一緒に挟み込むことにより、円筒形状の包装フィルムを扁平形状に伸張させた状態に製袋することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る製袋部材の全体形状は、上から下に向かって徐々に広がった筒状の末広形状になっており、この製袋部材の最下端寸法は、円筒包装フィルムの内部に密着若しくは僅かな隙間を持って包装フィルムの内部に接触できる寸法になっていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る製袋部材の最下端には、二つの横シールクランプバーが挟み込み動作をする際に、製袋部材が扁平形状に潰れ易くするための切れ込みが入っていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る製袋部材の材質は、この製袋部材を挟んで潰しても開放した途端に元の筒形状に戻ることができる弾性特性と機械的強度及び耐摩耗性を有する素材が用いられることを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項１乃至請求項４に係る製袋機構によれば、横シールを施す前に実施される円筒形状の包装フィルムの挟み込み動作において、コシ若しくは張りが無い薄い不織布を用いた場合であっても製袋部材と包装フィルムが密着状態を保持して潰され、且つ変形されるため、製袋部材における理想の扁平状変形状態に導かれて薄い不織布である包装フィルムもシワの無い理想の扁平状変形状態にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の角錐パック用自動包装機の製袋機構によれば、筒状包装フィルムに対して直交する二方向への横シールを行う際に、充填された内容物が舞い上がることなく、筒状包装フィルムを確実に扁平形状にすることができる製袋機構を提供できるという、優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】角錐パックを連続的にシール成形することができる本発明に係る角錐パック用自動包装機の全体を説明した正面図である。
【図２】角錐パックを連続的にシール成形することができる本発明に係る角錐パック用自動包装機の全体を説明した一部断面を含む側面図である。
【図３】「一回目の横シール」を施している概略動作説明図である。
【図４】「二回目の横シール」を施している概略動作説明図である。
【図５】横シールバー１０、１１による横シール動作を連続的に繰り返すことにより、角錐パックがシール成形されている状態を示した説明図である。
【図６】シール成形された角錐パックの平面図である。
【図７】シール成形された角錐パックの斜視図である。
【図８】本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０を拡大した詳細説明図である。
【図９】本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０が筒状包装フィルムを扁平形状にする前の状態を表した動作概念図である。
【図１０】本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０が筒状包装フィルムを扁平形状にした瞬間の状態を表した動作概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。図３と図４は、例えば図６や図７に示されたような略三角錐形状の角錐パックをシール成形する場合の基本動作原理を説明したものである。そして、図３は「一回目の横シール動作」、図４は「二回目の横シール動作」を行っている概略動作説明図である。これ等の図面において符号１１と符号１２は、円筒状に縦シール成形された包装フィルムＦＡ（具体的には合成樹脂糸偏成の網目状シート、布シート、不織布あるいはナイロン紗などのような透液性を有した包装フィルム）を両側から挾んで固定する横シールクランプバーである。
【００１６】
図３に示した一回目の横シール動作では、図視上下方向から横シールクランプバー１１、１２が円筒状の包装フィルムＦＡを挟み込んで固定した後、横シール装置によって横シールを行い、図４に示した二回目の横シール動作では、上記の各横シールクランプバー１１、１２を一旦開動した後、これを９０度水平に回転させて図視左右方向から円筒状の包装フィルムＦＡを挟み込んで固定した後、横シール装置によって横シールを行い、角錐パックをシール成形するように構成されている。
【００１７】
なお、実際のシール成形では、上記一回目の横シール動作が終わると包装フィルムＦＡの内部に紅茶や緑茶等の内容物が充填され、次いで、１パック分の包装フィルムＦＡが下方に送られた後、上記二回目の横シール動作が行われ、以後、この動作が連続して繰り返される仕組になっている。また、各横シールクランプバー１１、１２の内部には、挟み込んだ包装フィルムＦＡに対して横シールを施すと共に上下に切り離す横シール装置が組み込まれている。なお、この横シール装置は、角錐パックの場合ヒートシール幅を薄くする必要と横シールと同時に切り離す必要から、超音波シール手段が用いられている。
【００１８】
図５は、上記横シールクランプバー１１、１２と内部に組み込まれた横シール装置による横シール動作を連続的に繰り返すことにより、角錐パックがシール成形されている状態を示した説明図である。また、図６と図７はシール成形された角錐パックの平面図と斜視図である。図５乃至図７に示すように、ＦＺは包装フィルムＦＡに施された縦シール部であり、ＦＸは図３において説明した横シール動作で施された横シール部であり、ＦＹは図４において説明した横シール動作で施された横シール部である。
【００１９】
なお、図３及び図４にて説明したように、縦シール部ＦＺによって円筒状になった包装フィルムＦＡに対して、図３に示す１回目の横シール動作と図４に示す２回目の横シール動作を繰り返して実施するため、図５においては、１回目から４回目の横シールを施している動作状況が表現されている。そして、これらの横シール動作と同時に出来上がった包装袋は切り離されて図６及び図７に示す角錘パックとなる。
【００２０】
また、図６及び図７に示す角錘パックにおいて、ＦＲ′は予め包装フィルムＦＡの表面に１パック毎に並べて間隔的に接着されているタグＦＲ付きの紐で、このタグＦＲは、シール成形された角錐パックをお湯等に投入して内容物である紅茶や緑茶等の成分を抽出した後の引き上げ動作時に把持する部分である。
【００２１】
この様に、角錘パックを製作する過程において必要且つ不可欠な要素技術は、正確な角錐形状を作り上げる製袋技術と、角錐形状になった包装袋に対してヒートシールを施しつつ切り離す超音波シール技術である。本願発明では、この要素技術の内、正確な角錐形状を作り上げるための前提条件になる「しわ無く確実に筒状包装フィルムを扁平形状にする工夫」について説明している。
【００２２】
図１と図２は、上記の角錐パックを連続的にシール成形することができる本発明に係る角錐パック用自動包装機の全体を説明した一部断面を含む正面図と側面図である。
【００２３】
最初に、本発明に係る角錐パック用自動包装機の構成説明を行う。図１及び図２に示すように、符号１は自動包装機、２は紅茶や緑茶等の充填材料を収容したホッパー、３はホッパー２から供給される内容物を計量して供給する計量回転盤、４は計量回転盤に装着された計量枡、５は包装フィルムを円筒形状に成形すると共にこの円筒状の包装袋内に計量された内容物を投入する充填シュート、６は円筒形状に成形された包装フィルムに対して縦シールを施す縦シール超音波装置のアンビル、７は同じく縦シールを施す縦シール超音波装置のホーン、８は円筒形状の包装フィルムを下方に搬送する送りロール、９は交互に水平９０度回転しながら横シールを施す横シール超音波装置のアンビルを示す。
【００２４】
また、１０は交互に水平９０度回転しながら横シールを施す横シール超音波装置のホーン、１１は円筒状に縦シール成形された包装フィルムＦＡを挟み込みながら扁平状に伸張させて固定する一方の横シールクランプバー、１２は円筒状に縦シール成形された包装フィルムＦＡを挟み込みながら扁平状に伸張させて固定する他方の横シールクランプバー、１３は出来上がった角錘パックを受け取る滑り台、１５は自動包装機１の駆動動力を担当するサーボモータ、１４、１８は機体の一側面に設けた制御ボックスで、この制御ボックス１４、１８には操作パネルと各種運転用のスイッチ、各種制御回路が設けられている。
【００２５】
また、１７はフィルム繰出し機構で、このフィルム繰出し機構の近傍には包装フィルムが巻回された原反ロールＦが搭載されている。なお、１６はフィルム繰出し機構１７の駆動用モータである。
【００２６】
そして、２０は充填シュート５の落下口に取り付けられた製袋部材であり、この製袋部材２０の最下端は、二つの横シールクランプバー１１、１２の上縁部が挟み込み動作を行う範囲内部まで延在している。
【００２７】
次に、本発明に係る角錐パック用自動包装機の動作説明を行う。図１及び図２に示すように、フィルム繰出し機構１７により原反ロールＦから引き出された包装フィルムは、充填シュート５に送り込まれて円筒形状にフオーミングされ、次いで、縦シール超音波装置のアンビル６と縦シール超音波装置のホーン７によってその両端部をシールして縦シールＦＺ（図５参照）が形成される仕組になっている。
【００２８】
そして、円筒形状にシールされた包装フィルムＦＡは、送りロール８により下方に搬送され、円筒形状の包装フィルムＦＡを挟み込みながら固定する二つの横シールクランプバー１１、１２と超音波による横シール並びに切り離しを行う横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０とで構成された横シール装置に送り込まれる。
【００２９】
この横シール装置の二つの横シールクランプバー１１、１２は、充填シュート５の最下端に取り付けられた製袋部材２０と円筒形状の包装フィルムＦＡを共に挟み込んでおり、この横シールクランプバーによる挟み込みによって製袋部材２０は、円筒形状に成形された包装フィルムをしわ無く扁平形状に伸張させている。
【００３０】
この後、しわ無く扁平形状に伸張された包装フィルムに対して、横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０が横シール動作並びに切り離し動作を行い、前記図３乃至図７の基本原理において説明したように、この横シール装置は、円筒形状の包装フィルムＦＡに対して交互に９０度水平に回転させて順番に横シールを施しながら切り離すように動作するため、個別の角錐パックが出来上がることになる。
【００３１】
図８は、本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０を拡大した詳細説明図である。図８に示すように、製袋部材２０は充填シュート５の落下口２５に取り付けられており、製袋部材２０の最下端には、包装機正面から見て前側切れ込み２１、後側切れ込み２３、右側切れ込み２２、左側切れ込み２４が施されている。
【００３２】
そして、製袋部材２０の上部外径寸法は、充填シュート５の外径寸法Ａと同じ値を採用しており、製袋部材２０の下部外径寸法は、充填シュート５の外径寸法Ａより大きな値であるＢを採用している。即ち、図８に示すように、製袋部材２０の全体形状は、上から下に向かって徐々に広がった筒状の末広形状となっている。
【００３３】
この製袋部材２０の材質は、包装フィルムに損傷を与えない程度のコシと張りを有しており、この筒状製袋部材２０を挟んで潰しても開放した途端に元の筒形状に戻ることができる弾性特性と機械的強度を持っている。当然、この製袋部材２０の外側を包装フィルムＦＡが流れているため、耐摩耗性も兼ね備えており、主に、ポリウレタン素材（商標名：バンコラン）が用いられている。
【００３４】
次に、上記製袋部材２０を含む製袋動作に関する説明をする。
図９は、本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０が筒状包装フィルムを扁平形状にする前の状態を表した動作概念図である。図９に示すように、充填シュート５の落下口２５には、製袋部材２０が取り付けられており、この充填シュート５には、円筒形状の包装フィルムＦＡが装着されている。
【００３５】
通常、上記充填シュート５の外径は、フィルム搬送に伴う摩擦抵抗を少なくするため、包装フィルムＦＡの内径より細くなっている。この製袋部材２０は、上から下に向かって徐々に広がった末広形状となっており、最下端では包装フィルムＦＡの内部に密着若しくは僅かな隙間を持って包装フィルムＦＡの内部に接触している。
【００３６】
このように、本発明における製袋部材２０は、フィルム搬送に伴う摩擦抵抗を極力少なくしつつ、且つ包装フィルムＦＡに対して製袋部材２０の最下端で密着可能の構造になっている。この結果、製袋部材２０は、包装フィルムＦＡをシワ無く保持することができる。
【００３７】
製袋部材２０の最下端に施された前側切れ込み２１、後側切れ込み２３、右側切れ込み２２、左側切れ込み２４の各部分は、図９に示すように、開かれた二つの横シールクランプバー１１、１２の上縁部が挟み込み動作を行う範囲内部まで延在しており、この横シールクランプバー１１、１２には、横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０が取り付けられている。
【００３８】
なお、このアンビル９とホーン１０は、横シール動作の前段階であり、図示のように、包装フィルムＦＡの奥側に配置されている。
【００３９】
図１０は、本発明における製袋機構の主な構成部材である製袋部材２０が筒状包装フィルムを扁平形状にした瞬間の状態を表した動作概念図である。図１０に示すように、充填シュート５の落下口２５には、製袋部材２０が取り付けられており、この充填シュート５には、円筒形状の包装フィルムＦＡが装着されている。そして、二つの横シールクランプバー１１、１２は閉じた状態になっており、包装フィルムＦＡとその内部に配備された製袋部材２０の最下端部分を一緒に挟み込んでいる。
【００４０】
この結果、製袋部材２０は、前側切れ込み２１と後側切れ込み２３を折り目にして潰されており、製袋部材２０の材質が有する弾性特性によって緩やかなカーブを保持しつつ、しわ無く確実に筒状包装フィルムを扁平形状にしている。なお、この段階では、図９と同じようにこのアンビル９とホーン１０は、横シール動作の前段階であり、包装フィルムＦＡの奥側に配置されている。そして、その後直ちに横シールを施すために、横シール超音波装置のアンビル９とホーン１０は、超音波発振と共に前方に移動されてヒートシール処理と切断処理が成される。
【００４１】
また、図１０に示すように、製袋部材２０の最下端に施された前側切れ込み２１、後側切れ込み２３、右側切れ込み２２、左側切れ込み２４の各切れ込み深さは、二つの横シールクランプバー１１、１２によって挟み込まれる部分より少し長くなっており、より潰れ易くしている。そして、上記のような製袋動作と横シール動作、内容物の充填動作、その後の９０度水平回転動作等を繰り返すことにより、連続的に角錐パックが製造される。
【００４２】
このように、本発明の製袋機構は、横シールを施す前に実施される円筒形状の包装フィルムＦＡの挟み込み動作において、コシ若しくは張りが無い薄い不織布を用いた場合であっても製袋部材２０と包装フィルムＦＡが密着状態を保持して潰され、且つ変形されるため、製袋部材２０における理想の扁平状変形状態に導かれて薄い不織布である包装フィルムＦＡもシワの無い理想の扁平状変形状態にすることができる。
【００４３】
この結果、次工程の横シール動作の際に大きく影響する折り皺発生を防ぐことができ、充填された内容物が舞い上がることなく扁平状に伸張した状態になった筒状包装フィルムに対して横シールを施すため、内容物の噛み込み発生を防ぐと共に、シール動作に伴う皺発生を防ぐことが可能になり、皺に起因したシール不良や包装袋の外観劣化を阻止することができる。
【００４４】
また、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【００４５】
例えば、製袋部材２０の最下端に施された切れ込みの数は、四つの例で説明したが、これに限定されるものではなく製袋状況に応じて二つの切れ込みとし、直行する残りの二つは折り癖を付けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１ 自動包装機
２ ホッパー
３ 計量回転盤
４ 計量枡
５ 充填シュート
６ 縦シール超音波装置内のアンビル
７ 縦シール超音波装置内のホーン
８ 送りロール
９ 横シール超音波装置のアンビル
１０ 横シール超音波装置のホーン
１１ 一方の横シールクランプバー
１２ 他方の横シールクランプバー
１３ 滑り台
１４、１８ 制御ボックス
１５ サーボモータ
１６ フィルム繰出し機構１７の駆動用モータ
１７ フィルム繰出し機構
２０ 製袋部材
２１ 前側切れ込み
２２ 右側切れ込み
２３ 後側切れ込み
２４ 左側切れ込み
２５ 充填シュートの落下口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状にフォーミングされた包装フィルムに対して縦シールを施して円筒包装フィルムにする縦シール装置と、この円筒包装フィルムに対して横シールの都度横シール装置を水平方向に回動させて前回とは異なる角度から横シールを施して包装パックの全体を略三角錘形状にシール成形する横シール装置と、この円筒包装フィルムの袋内に内容物を投入する充填シュートと、を備えた角錘パック用自動包装機であって、
前記横シール装置の直前には、円筒包装フィルムを挟み込んで扁平形状に製袋する製袋機構が配備されており、この製袋機構は、円筒包装フィルムを挟み込む二つの横シールクランプバーと、充填シュートの最下端に取り付けられた製袋部材で構成され、
二つの横シールクランプバーが円筒包装フィルムと製袋部材の二つを一緒に挟み込むことにより、円筒形状の包装フィルムを扁平形状に伸張させた状態に製袋することを特徴とする角錘パック用自動包装機の製袋機構。
【請求項２】
前記製袋部材の全体形状は、上から下に向かって徐々に広がった筒状の末広形状になっており、この製袋部材の最下端寸法は、円筒包装フィルムの内部に密着若しくは僅かな隙間を持って包装フィルムの内部に接触できる寸法になっていることを特徴とする請求項１記載の角錘パック用自動包装機の製袋機構。
【請求項３】
前記製袋部材の最下端には、二つの横シールクランプバーが挟み込み動作をする際に、製袋部材が扁平形状に潰れ易くするための切れ込みが入っていることを特徴とする請求項１と請求項２に記載の角錘パック用自動包装機の製袋機構。
【請求項４】
前記製袋部材の材質は、この製袋部材を挟んで潰しても開放した途端に元の筒形状に戻ることができる弾性特性と機械的強度及び耐摩耗性を有する素材が用いられることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の角錘パック用自動包装機の製袋機構。
【請求項１】
円筒形状にフォーミングされた包装フィルムに対して縦シールを施して円筒包装フィルムにする縦シール装置と、この円筒包装フィルムに対して横シールの都度横シール装置を水平方向に回動させて前回とは異なる角度から横シールを施して包装パックの全体を略三角錘形状にシール成形する横シール装置と、この円筒包装フィルムの袋内に内容物を投入する充填シュートと、を備えた角錘パック用自動包装機であって、
前記横シール装置の直前には、円筒包装フィルムを挟み込んで扁平形状に製袋する製袋機構が配備されており、この製袋機構は、円筒包装フィルムを挟み込む二つの横シールクランプバーと、充填シュートの最下端に取り付けられた製袋部材で構成され、
二つの横シールクランプバーが円筒包装フィルムと製袋部材の二つを一緒に挟み込むことにより、円筒形状の包装フィルムを扁平形状に伸張させた状態に製袋することを特徴とする角錘パック用自動包装機の製袋機構。
【請求項２】
前記製袋部材の全体形状は、上から下に向かって徐々に広がった筒状の末広形状になっており、この製袋部材の最下端寸法は、円筒包装フィルムの内部に密着若しくは僅かな隙間を持って包装フィルムの内部に接触できる寸法になっていることを特徴とする請求項１記載の角錘パック用自動包装機の製袋機構。
【請求項３】
前記製袋部材の最下端には、二つの横シールクランプバーが挟み込み動作をする際に、製袋部材が扁平形状に潰れ易くするための切れ込みが入っていることを特徴とする請求項１と請求項２に記載の角錘パック用自動包装機の製袋機構。
【請求項４】
前記製袋部材の材質は、この製袋部材を挟んで潰しても開放した途端に元の筒形状に戻ることができる弾性特性と機械的強度及び耐摩耗性を有する素材が用いられることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の角錘パック用自動包装機の製袋機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２０７８０（Ｐ２０１２−２０７８０Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６１６４１（Ｐ２０１０−１６１６４１）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（５９６０９２５９５）三光機械株式会社 (102)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（５９６０９２５９５）三光機械株式会社 (102)
【Ｆターム（参考）】
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