(57)【要約】【課題】包装シートを挟圧することなく予熱する包装機を提供する。【解決手段】包装機（１００）は、一対の予熱部材（１１，１２）の少なくとも一方に、シート開口縁に向けて開放された少なくとも一つのノズル（１９）を有し、そのノズル（１９）を介してシートの開口縁に加熱気体を吹き付けて該開口縁を予熱する。したがって、シート（１０２）と予熱部材（１１，１２）との接触抵抗が極めて小さく、シートは破損することがない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向又はほぼ水平方向に搬送される長尺のシートをその縁部を上方に向けてその長手方向中央部で折り合わせ、この折り合わされたシートに幅方向のシール部を形成して複数の収容室を形成し、各収容室にその上部開口から収容物を収容し、上記収容物が収容された各収容室の上部開口縁にシール部を形成して各収容室を封止する包装機において、
上記開口縁にシール部を形成するシール形成部は、
上記開口縁を予熱する予熱部と、
上記予熱部で予熱された開口縁を加圧して封止する封止部を備えており、
上記予熱部は上記開口縁を挟み且つ隙間を介して相対向する一対の予熱部材を有し、
上記一対の予熱部材の少なくとも一方は、上記長尺シートの開口縁に向けて開放された少なくとも一つのノズルを有し、
上記ノズルから上記シートの開口縁に高温気体を吹き付けて該開口縁を予熱するようにしたことを特徴とする包装機。
【請求項２】
上記気体を供給する気体供給部を備えていることを特徴とする請求項１の包装機。
【請求項３】
上記気体を加熱する加熱部を備えていることを特徴とする請求項１又は２の包装機。
【請求項４】
上記加熱部が上記ノズルを有する予熱部材に設けてあることを特徴とする請求項３の包装機。
【請求項５】
上記一対の予熱部材の一方は固定されており、上記一対の予熱部材の他方は上記一方の予熱部材に接近して対向する動作位置と上記一方の予熱部材から離間した非動作位置との間を移動できるように支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの包装機。
【請求項６】
上記移動可能な他方の予熱部材は、上記シートの搬送経路の下方に位置する支点を中心に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項５の包装機。
【請求項７】
上記一対の予熱部材の少なくとも一方は、他方の予熱部材との間に形成される隙間を調整する隙間調整部を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの包装機。
【請求項８】
上記隙間調整部は、シートの搬送方向に関して上流側と下流側にそれぞれ設けてあることを特徴とする請求項７の包装機。
【請求項９】
水平方向又はほぼ水平方向に搬送される長尺のシートをその縁部を上方に向けてその長手方向中央部で折り合わせ、この折り合わされたシートに幅方向のシール部を形成して複数の収容室を形成し、各収容室にその上部開口から収容物を収容し、上記収容物が収容された各収容室の上部開口縁にシール部を形成して各収容室を封止する包装方法において、
上記開口縁を予熱する予熱工程と、
上記予熱工程で予熱された開口縁を加圧して封止する封止工程を有し、
上記予熱工程は、上記シートを挟み且つ隙間を介して相対向する一対の予熱板の少なくとも一方に設けたノズルから高温気体を上記開口縁に吹き付けて該開口縁を加熱することを特徴とする包装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺（帯状）のシートに連続して収容室（袋部）を形成し、該収容室に収容物（食材、薬剤等）を収容する包装機及び包装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている包装機を図６，７に示す。この包装機１００は、機械本体１０１の下部に、長尺（帯状）のシート１０２又はフィルムを供給するデコイラー１０３を備えている。機械本体１０１の上部には、デコイラー１０３から供給されたシート１０２をその縁部を上方に向けた状態でその中央部で折り返す折り返し機構１０４と、折り返されたシート１０２に所定の間隔をあけて幅方向のシール部１０５を形成して該シール部１０５によって互いに分離された収容室（袋部）１０６を形成する幅方向シール部１０７と、各収容室１０６に収容物（例えば、粉剤）１０８を充填又は投入する充填部１０９と、収容物１０８が収容された各収容室１０６の上端開口縁を加熱してシールする上縁シール部（封止部）１１０と、幅シール部を切断又はそこにミシン目入れをする切断部１１１が設けてある。
【０００３】
通常、図７に示すように、シート搬送方向に関して上縁シール部１１０の上流側には、上縁シール部１１０と協働してシール形成部１１２を形成する予熱部１１３が設けてある。予熱部１１３は、シール前に上端開口縁を予備加熱するもので、一般に、シートの上端開口部を挟んで対向する一対の予熱板１１４を有する。各予熱板１１４はヒータを内蔵している。したがって、包装機１００の駆動時、シート１０２は一対の予熱板１１４に挟圧された状態で、加熱された予熱板１１４と接触しながら搬送され、予熱板から伝わる熱によって予熱される。
【特許文献１】特開２００８−１８９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この予熱部１１３は、内蔵ヒータによって加熱された予熱板１１４をシート１０２に加圧接触させて加熱するものであることから、シート１０２が大きな摩擦抵抗を受ける。また、摩擦抵抗を小さくしようとして圧力を弱めると、予熱板１１４からシート１０２に十分な熱が伝わらず、シール不良を招来するおそれがある。そのため、従来の予熱部１１３では、予熱板１１４の接触圧を厳重に管理する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような問題を解消するため、本発明に係る包装機では、離間した一対の予熱部材の少なくとも一方に、シート開口縁に向けて開放された少なくとも一つのノズルを設け、そのノズルを介してシートの開口縁に高温気体を吹き付けて該開口縁を予熱する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の包装機によれば、包装シートの開口縁は予熱部材から噴射される高温気体によって加熱される。また、予熱部材は互いに離間しているので、包装シートが予熱部材から受ける接触抵抗が極めて小さい。そのため、包装シートが破損することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「左」、「右」の用語、及びそれらを含む用語（例えば、「上方」）を使用するが、その目的は図面を参照した発明の理解を助けるためであり、それらの使用によって本発明の技術的範囲が限定されるべきではない。
【０００８】
また、本発明の実施形態に係る包装機は、図６，７を参照して説明した包装機と同一又は類似の構成を有する。ただし、本発明は、図６，７に示す包装機に限定されるものでなく、同様に機能するすべての形態の包装機を含み、特に予熱部の構成に特徴を有する。以下、図面を参照して、予熱部の構成を説明する。
【０００９】
図１〜４を参照すると、本発明に係る包装機の予熱部１０は、一対の予熱部材１１，１２を有する。実施形態では、図１の右側に示す予熱部材１１は固定されており、同図の左側に示す予熱部材１２は、予熱部材１１に対して接近・離間するように移動可能に支持されている。以下、適宜、固定された予熱部材１１を「固定予熱部材」、移動可能な予熱部材１２を「可動予熱部材」という。
【００１０】
固定予熱部材１１と可動予熱部材１２は、図５に示す予熱バー（加熱部）１３を有する。予熱バー１３は、横断面が例えばほぼ四角形の棒状部材である。予熱バー１３において、図５（ａ）の右側に示す面（シート対向面１４）が予熱時にシート開口縁に対向する面で、そこにはシート対向面１４から僅かに突出した加熱部及び予熱面１５が形成されている。図５（ｂ）に示すように、予熱面１５は、予熱バー１３のほぼ全長に形成されている。ただし、予熱面１５は、予熱バー１３の長手方向に断続的に設けてもよい。
【００１１】
予熱バー１３の内部には、予熱バー１３の長軸方向一端から他端に向かって連続的に２つの貫通孔が形成されている。ここで、予熱面１５に近い貫通孔が分配室（分配孔）１６である。また、分配室１６を挟んで予熱面１５の反対側の貫通孔がヒータ収容室（収容孔）１７で、このヒータ収容室１７にヒータ１８が配置されている。予熱バー１３はさらに、予熱面１５を貫通して分配室１６に連通した加熱気体噴出ノズル（以下、「ノズル」という。）１９を有する。実施形態では、予熱バー１３の長軸方向に所定の間隔をあけて、複数のノズル１９が形成されている。ノズル１９の横断面形状は、円形、楕円形、正方形、長方形などの任意の形を採り得る。また、ノズル１９は、予熱バー１３の長軸方向に細長いスロットであってもよい。
【００１２】
このように形成された２つの予熱バー１３は、それぞれの予熱面１５を対向させた状態で、シート搬送方向に沿って支持される。具体的に説明すると、図１，２に示すように、固定予熱部材１１の予熱バー１３は、水平方向又はほぼ水平方向に向けて、また、予熱面１５をシート１０２の搬送経路に隣接させた状態で、固定支持部２０に支持されている。固定支持部２０は、図２に示すように、機械本体１０１（図６参照）に固定された２つの平行な脚部２１を有する。脚部２１の背後には調整板２２が連結されている。調整板２２は、その高さと傾き（シート搬送方向を含む鉛直面内の傾き）が自由に調整できるように、上下方向に伸びる複数の長孔（スロット）２３が形成されており、この長孔２３に挿通された固定ねじ２４を介して両脚部２１に連結されている。そして、固定予熱部材１１は調整板２２の前面に固定されている。したがって、ねじ２４を緩めて２つの脚部２１に対する調整板２２の高さと傾きを調整することによって、固定予熱部材１１の高さと傾きを調整できる。
【００１３】
実施形態では、調整板２２の高さと傾きの調整を容易にできるように、調整補助機構が設けてある。この調整保持機構は、調整板２２の左右上端部に固定されたＬ型部材２６を有する。Ｌ型部材２６の一端側は調整板２２に固定されている。他方、Ｌ型部材２６の他端側は調整板２２の上端を越えて固定予熱部材１１側に突出しており、その突出部に上下方向のねじ孔２７が形成されている。また、ねじ孔２７には調整ねじ２８が上方から螺合されており、ねじ孔２７の底から突出した調整ねじ２８の下端部が脚部２１の上端面に当接させてある。したがって、調整板２２の高さと傾きを調整する場合、調整板固定用の固定ねじ２４を緩めた状態で調整ねじ２８を調整して調整板２２の高さと傾きを調整し、その調整が完了した後、固定ねじ２４を締めて調整板２２を両脚部２１に固定する。
【００１４】
可動予熱部材１２は、可動支持部２９に支持されている。可動支持部２９は、調整板２２に固定されたアーム３０を有する。実施形態では、アーム３０は、図１、２に示すようにシート搬送方向から見たときにほぼＬ型をしており、調整板２２に連結された垂直部３１と、垂直部３１の下端から前方に向かって突出した左右２つの水平部３２を備えている。図３に示すように、２つの水平部３２は、シート搬送方向に向けて配置された軸３３を支持しており、この軸３３に別のＬ型腕部３４が回転自在に支持されている。図１に示すように、Ｌ型腕部３４は、軸３３に揺動可能に支持された水平部３５と、水平部３５の左側端部から可動予熱部材１２に向かって上方に伸びる垂直部３６を有する。そして、可動予熱部材１２は、その長軸をシート搬送方向に向けて、垂直部３６の上端に固定されている。他方、水平部３５の自由端（右側端部）は、可動予熱部材１２を移動させるための駆動部３７に連結されている。
【００１５】
駆動部３７は、調整板２２の背後に配置されたシリンダ３８を有する。シリンダ３８は、好ましくはエアシリンダで構成されており、そのピストン３９を下方に向けて配置される。シリンダ３８は、ピストン本体４０の上端にシート搬送方向に向けて固定された水平軸４１を介して調整板２２の背後に連結されており、この水平軸４１を介して揺動可能となっている。
【００１６】
シリンダ３８のピストン３９は、調整カップリング４２を介して、水平部３５の自由端（図１の右側端部）に回動可能に連結された連結軸４３と連結されている。例えば、調整カップリング４２は、ピストン３９と連結軸４３の端部に形成された雄ねじに対応する雌ねじを備えている。したがって、調整カップリング４２をねじ溝に沿って回転することにより、ピストン３９と連結軸４３の間の距離（ピストン３９に対する連結軸４３の相対位置）を調整できる。
【００１７】
図１に示すように、固定予熱部材１１と可動予熱部材１２との距離、正確には、固定予熱部材１１の予熱面１５と可動予熱部材１２の予熱面１５との距離（以下、この距離を「加熱ギャップ」という。）を調整するためのギャップ調整機構（隙間調整部）４４が設けてある。シート搬送方向の上流側と下流側でそれぞれ加熱ギャップを調整できるように、実施形態では、シート搬送方向に関して上流側と下流側にそれぞれギャップ調整機構（隙間調整部）４４が設けてある。
【００１８】
実施形態では、ギャップ調整機構４４は、固定予熱部材１１の上面に固定されたブロック４５と可動予熱部材１２の上面に固定されたブロック４６を有し、可動予熱部材１２に設けたブロック４６にはシート搬送方向と直交する水平方向に向けて貫通するねじ孔４７が形成されている。そして、ねじ孔４７にはねじ４８が螺合され、ねじ４８の先端が固定予熱部材１１のブロック４５に当接させてある。したがって、ねじ４８を回転することによって、上流側と下流側で加熱ギャップが自由に調整できる。
【００１９】
以上の構成を備えた予熱部１０によれば、図１に示すように両予熱部材１１，１２が接近した状態（動作位置）から図４に示すように両予熱部材１１，１２が離間した状態（非動作位置）にする場合、シリンダ３８を駆動し、ピストン３９をシリンダ本体４０に引き込む。これにより、Ｌ型腕部３４が軸３３を中心に図１の反時計回り方向に回転し、可動予熱部材１２が固定予熱部材１１から離間する。逆に、離間状態から接近状態に切り替える場合、シリンダ３８を駆動してピストン３９をシリンダ本体４０から伸ばす。これにより、Ｌ型腕部３４が軸３３を中心に図１の時計回り方向に回転し、可動予熱部材１２が固定予熱部材１１に接近する。また、ギャップ調整機構４４のねじ４８がブロック４５に当接し、両予熱部材１１，１２の間隔、正確には、両予熱部材１１，１２の予熱面１５の加熱ギャップが正確に設定される。
【００２０】
加熱ギャップは、加熱する対象であるシートの材料等によっても異なるが、０．５ｍｍ程度である。また、シート搬送方向に関して上流側と下流側の加熱ギャップは同一である必要はなく、例えば、上流側の加熱ギャップを下流側の加熱ギャップよりも大きくすることができる。
【００２１】
包装時、図６に示すように各収容室（袋部）１０６に収容物（例えば、粉剤）１０８が充填されたシート１０２は、両予熱部材１１，１２の間の加熱ギャップを通過して行く。このとき、両予熱部材１１，１２に内蔵されているヒータ１８に電源４９から電力が供給され、ヒータ１８の発する熱によって両予熱部材（加熱部）１１，１２が所定の温度に加熱される。また、両予熱部材１１，１２の分配室１６は空気供給源（気体供給部）５０に連結されており、この空気供給源５０から空気が供給される。供給された空気は、加熱された予熱部材１１，１２によって所定温度まで加熱されて高温空気となる。高温空気の温度はシートの材料によっても異なるが、約１５０〜２００℃である。高温空気は、その後、各ノズル１９からシート１０２の上端開口縁に向けて噴射されて、後にシールされるシート上縁部を予熱する。同時に、シートの上端開口縁は、加熱された予熱部材１１，１２が発する輻射熱によって予熱される。
【００２２】
このように、本発明の予熱部は一対の予熱部材の間に加熱ギャップが形成されており、シートは加熱ギャップを通過する際に予熱空気と予熱部材が発する輻射熱によって同時に加熱される。したがって、シートは予熱部材との接触によって僅かな接触抵抗は受けるものの、従来の予熱部のように予熱部材に圧接されることがないため、シートに加わる抵抗は極めて小さい。そのため、シートが破損することはない。
【００２３】
予熱部材１１，１２の高さと傾きは、上述のように、脚部２１に対する調整板２２の高さと傾きを調整することによって行われる。このとき、調整板２２を調整すれば、調整板２２に直接固定された固定予熱部材１１の高さと傾きだけでなく、アーム３０やＬ型腕部３４を介して調整板２２に連結されている可動予熱部材１２の高さと傾きも同時に調整される。したがって、最初の組立時に両予熱部材１１，１２の相対的な位置関係を適正に設定しておけば、高さと傾きを調整する度に両予熱部材１１，１２の位置関係を調整することは不要である。
【００２４】
また、加熱ギャップの調整は、シリンダ３８を駆動して両予熱部材１１，１２を図１に示す対向位置（動作位置）に設定し、ギャップ調整機構４４の調整ねじ４８を操作して、両予熱部材１１，１２の間隔、正確には予熱面１５の間隔を調整する。このとき、シート搬送方向に関して上流側の加熱ギャップを下流側の加熱ギャップよりも僅かに大きくしておくことが好ましい。
【００２５】
ところで、加熱ギャップ、すなわち、２つの予熱面１５（特に、シートに対向する加熱面）の対向距離は、上部と下部（加熱領域の上部と下部）で違えてもよい。特に、下部加熱ギャップを上部加熱ギャップよりも小さくすると、シート予熱領域の下端が波打たずに真っ直ぐになり、後にシールした状態で容易にシールが破壊されることがない。
【００２６】
なお、以上の説明では、２つの予熱部材１１，１２のそれぞれにヒータ、空気分配室、ノズルを形成したが、一方の予熱部材にのみこれらの構成を設けてもよい。
【００２７】
また、以上の説明では、予熱バー１３にヒータ１８を内蔵し、このヒータ１８で空気を予熱したが、空気を予熱する熱源（加熱部）は予熱バー以外の場所にあってもよい。例えば、予熱バーの分配室１６に至るまでの空気流路上にヒータを配置し、このヒータで空気を加熱してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る包装機の予熱部の正面図。
【図２】図１に示す予熱部の側面図。
【図３】図１に示す予熱部の側面図。
【図４】可動予熱部材が固定予熱部材から離間した状態を示す図。
【図５】予熱部材の側面図（図５（ａ））と予熱部材の平面図（図５（ｂ））。
【図６】包装機の正面図。
【図７】包装機の部分斜視図。
【符号の説明】
【００２９】
１０：予熱部
１１：予熱部材（固定予熱部材）
１２：予熱部材（可動加熱部材）
１３：予熱バー
１４：シート対向面
１５：予熱面
１６：分配室（分配孔）
１７：ヒータ収容室（収容孔）
１８：ヒータ
１９：加熱気体噴出ノズル（ノズル）
２０：固定支持部
２１：脚部
２２：調整板
２３：ねじ孔
２４：固定ねじ
２５：調整補助機構
２６：Ｌ型部材
２７：ねじ孔
２８：調整ねじ
２９：可動支持部
３０：アーム
３１：垂直部
３２：水平部
３３：軸（支点）
３４：Ｌ型腕部
３５：水平部
３６：垂直部
３７：駆動部
３８：シリンダ
３９：ピストン
４０：シリンダ本体
４１：水平軸
４２：調整カップリング
４３：連結軸
４４：ギャップ調整機構（隙間調整部）
４５：ブロック
４６：ブロック
４７：ねじ孔
４８：ねじ
４９：電源
５０：空気供給源（気体供給部）
１００：包装機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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