【手続補正書】
【提出日】平成17年7月25日(2005.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  角錐パック用自動包装装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  
略筒状に成形された包装フイルムの両端部分に対して、縦シールを施して筒状フイルムにする縦シール装置と、
この筒状フイルムに対して、交互に異なる方向から横シールを施して包装パックの全体を略三角錐形状にする横シール装置と、
この略三角錐形状の包装パックに関する各種データに基づいて包装装置を制御する制御部とを備えた角錐パック用自動包装装置であって、
上記横シール装置は、サーボモータやステッピングモータのようなデジタル制御可能なモータを用いて横シールを施す方向を交互に切り替え回動できるように制御されることを特徴とする角錐パック用自動包装装置。
【請求項２】  
前記横シール装置は、サーボモータやステッピングモータのようなデジタル制御可能なモータを用いて任意の回転角度と回転速度で横シールを施す方向を交互に切り替え回動できるように制御されることを特徴とする請求項１記載の角錐パック用自動包装装置。
【請求項３】
前記制御部は、略三角錐形状の包装パックに関する各種データを品種ごとに設定可能に構成した入力手段と、設定された包装パックに関する各種データを含む品種プログラムを任意に選ぶことができる選択手段と、選択された各種データを含む品種プログラムに従って前記モータの回転角度と回転速度を制御して横シールを施す方向を交互に切り替え回動できるモータ制御手段とを有することを特徴とする請求項１記載の角錐パック用自動包装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、湯や水中に浸して紅茶や緑茶等の成分を抽出する場合に用いて好適な略三角錐形状の角錐パックを、自動的に成形することができるように工夫した角錐パック用自動包装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
全体を三角錐形状に形成した角錐パックは、パツク自身が常態に於いて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、紅茶や緑茶等の内容物をこれに封入した場合、パックにこれ等内容物が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利点を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記三角錐形状の角錐パックを成形する従来の自動包装機は、例えば、特開平１−３０８７０７号公報に見られるようにエアーシリンダーを用いたり、或は、カム等の機械的な作動機構を用いて横シール装置をシールを終える度に９０度回転することによって、パックの全体を略三角錐形状に自動包装するように構成されているため、以下に述べるような各種の不都合が発生していた。
【０００５】
即ち、エアーシリンダーやカム等の作動機構を用いて横シール装置を水平方向に回動した場合、その移動量（回転量）は常に一定（例えば９０度）で工程途中の速度の変更も不可能であり、また、運動曲線の変更も不可能であって、品種毎の運動曲線の変更や回転角度の任意な変更もできないため、常に同じ形状の角錐パックしか成形することができず、エアーシリンダーやカム等の作動機構自身を交換したり、その部品類を取り替えたり調整しない限り、形態（捻り角度）が異なる角錐パックを成形できない問題があった。
【０００６】
また、横シール装置の回転と停止の反復運動の頻度も、起動時と停止時の回転速度が一定で衝撃が大きいため、その増加には限度があって自動包装のスピードアップを図れない問題もあった。
【０００７】
従って本発明の技術的課題は、横シール装置の回転角度と回転速度を任意に設定可能に構成して、１台にて上下の横シールの捻じれ角度が異なる多品種の角錐パックを自由に、且つ、簡単にシール成形することができると共に、横シール装置の運動曲線を任意に調節することによって、横シール装置の回転と停止時に発生する衝撃を極力少くして、シール成形のスピードアップを可能にした角錐パック用自動包装装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために本発明で講じた手段は以下の如くである。
【０００９】
略筒状に成形された包装フイルムの両端部分に対して、縦シールを施して筒状フイルムにする縦シール装置と、この筒状フイルムに対して、交互に異なる方向から横シールを施して包装パックの全体を略三角錐形状にする横シール装置と、この略三角錐形状の包装パックに関する各種データに基づいて包装装置を制御する制御部とを備えた角錐パック用自動包装装置であって、
【００１０】
（１）  上記横シール装置は、サーボモータやステッピングモータのようなデジタル制御可能なモータを用いて横シールを施す方向を交互に切り替え回動できるように制御されることを特徴としている。（請求項１）
【００１１】
（２）  前記横シール装置は、サーボモータやステッピングモータのようなデジタル制御可能なモータを用いて任意の回転角度と回転速度で横シールを施す方向を交互に切り替え回動できるように制御されることを特徴としている。（請求項２）
【００１２】
（３）  前記制御部は、略三角錐形状の包装パックに関する各種データを品種ごとに設定可能に構成した入力手段と、設定された包装パックに関する各種データを含む品種プログラムを任意に選ぶことができる選択手段と、選択された各種データを含む品種プログラムに従って前記モータの回転角度と回転速度を制御して横シールを施す方向を交互に切り替え回動できるモータ制御手段とを有することを特徴としている。（請求項３）
【００１３】
上記（１）と（２）で述べた請求項１及び２に係る手段によれば、横シール装置をサーボモータやパルスモータのようなデジタル制御可能なモータを用いて回動するため、コンピュータ制御によって横シール装置を任意の角度に回動して、上下の横シールの捻じれ角度が異なる角錐パックを、部品類を交換したり調整したりすることなく任意にシール成形することができると共に、横シール装置の回転始めや回転終わりの運動曲線と回転速度もコンピュータ制御によって自由に調整できるため、これ等の運動曲線の調整によって反復運動の衝撃を可及的に少くすることができ、その結果、横シール装置の回動回数、即ち、シール頻度を上昇させて、シール成形の高率化を図ることを可能にする。また、横シール装置による上下の横シールを同じ角度で行うように制御した場合には、上下と縦を三方シールした全体が矩形状を成す通常形状のパックをシール成形することも可能であって、１台にて多種類のパックをシール成形することができる。
【００１４】
上記（３）で述べた請求項３に係る手段によれば、シール運転を始めるに際して、シール成形する角錐パックの品種毎のデータ、即ち、横シール装置の回転角度やその回転速度等のデータを予めプログラム入力しておくことによって、運転時にこの品種毎のプログラムをキー等で選択するだけで、角錐パックを所定の捻じれ形状にシール成形することができ、且つ、横シール装置の回動速度と起動時と停止時の速度を、必要に応じた速度、例えば、起動時と停止時を緩やかにして中間を速い速度に設定することにより、シール成形の高速化に対応することを可能にする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る角錐パック用自動包装装置の実施の形態を図面と共に説明すると、図１は例えば図２の（ロ）図や同（ハ）図に示されたような略三角錐形状の角錐パックＦＨをシール成形する場合の基本原理を説明したものであって、（イ）図は「一度目の横シール」、（ロ）図は「二度目の横シール」を示し、これ等の図面に於いて符号１０で全体的に示したのは横シール装置（横ヒートシール装置）で、１１Ａと１１Ｂは断面略筒状に縦シール成形された包装フイルムＦＡ（具体的には細かな網目素材）を両側から挾んで横シールする横ヒートシールバーであって、（イ）図に示した一度目の横シールでは、図面に於いて上下方向から横ヒートシールバー１１Ａ，１１Ｂが横シールを行い、（ロ）図に示した二度目の横シールでは、上記の各横ヒートシールバー１１Ａ，１１Ｂを一旦開動した後、これを９０度水平に回動して図面に於いて左右両側から横シールを行って、上記の角錐パックＦＨをシール成形するように構成されている。
【００１６】
尚、実際のシール成形では、上記一度目の横シールが終わると包装フイルムＦＡの内部に紅茶や緑茶等の充填材料が充填され、次いで、１パック分の包装フイルムＦＡが下方に送られた後、上記二度目の横シールが行われ、以後、この動作が連続して繰返される仕組に成っており、また、各横ヒートシールバー１１Ａ，１１Ｂは横シールと同時に超音波を発して各横シールの部分を上下にカットして、成形した角錐パックＦＨを切り離すように構成されている。
【００１７】
図２の（イ）図は、上記横ヒートシールバー１１Ａ，１１Ｂによる一度目と二度目の各横シールを連続的に繰返しながら、角錐パックＦＨをシール成形している状態を示した説明図、同（ロ）図と（ハ）図はシール成形された角錐パックＦＨの平面図と斜視図であって、これ等の図面に於いてＦＺは包装フイルムＦＡに施された縦シール部で、ＦＸとＦＹは一度目の横シール部と二度目の横シール部を示し、更に、ＦＲは予め包装フイルム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、この様にシール成形された角錐パックＦＨの内部に紅茶や緑茶等の充填材料が充填されて密封シールされる仕組に成っている。
【００１８】
図３と図４は、上記の角錐パックＦＨ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装置の全体を説明した正面図と側面図であって、図中、符号１で全体的に示したのは自動包装機で、１Ｔはその機体、１Ｆ，１Ｆは機体１上に立設した支持フレーム、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から供給される充填材料を供給口３Ａよりターンテーブル３Ｔの受皿３Ｒ…に送り込んで、これを材料供給用シュート６に向けて定量供給する定量供給装置を示す。
【００１９】
また、ＦＴはフイルム素材Ｆを巻いたロールで、図３並びに図５に示したように１パック間隔毎にタグＦＲ′の紐ＦＲ…を接着したフイルム素材Ｆは、上下一対の送りローラ７，８によって上記のロールＦＴから引出されながら、順次ガイドローラ４及び４Ａを経てフオーマーパイプ６Ａとフオーマ６′の間に送り込まれて、ここで断面略Ｕ字状にフオーミングされ、次いで、縦シール装置９によってその両端部を縦シールＦＺ（図２参照）することにより、略円筒状の包装フイルムＦＡにシール成形される仕組に成っている。
【００２０】
更に図中、符号１０で全体的に示したのは、上記フオーマーパイプ６Ａの下端部６Ａ′の下側部に設けた横シール装置、１１Ａ，１１Ｂはこの横シール装置１０を構成する左右の横ヒートシールバー、１０′は上面に横シール装置１０を取付けたターンテーブル、１０Ｘはターンテーブル１０′の底面に取付けた支持部１０Ｙを嵌込んでこれを回転自在に支持する支持台で、この支持台１０Ｘは支持フレーム１３，１３に支持された取付板１０Ｔの上面に取付けられている。尚、上記横シール装置１０と横ヒートシールバー１１Ａ，１１Ｂは、前記図１と図２に示したものと同じ部材である。
【００２１】
次に、１４は上記取付板１０Ｔの一側に設けた例えばサーボモータやステッピングモータのようなデジタル制御可能なモータ（以下単にサーボモータと言う）で、１４Ｒはその駆動軸１４Ｓに取付けた駆動プーリ、１０Ｒは上記ターンテーブル１０′の支持部１０Ｙに設けた回転軸１０Ｓ（図６参照）に取付けた駆動プーリであって、これ等両プーリ１４Ｒと１０Ｒの間には図６に示すように駆動ベルト１４′が掛渡されていて、上記サーボモータ１４の回転によって横シール装置１０の向き、即ち、包装フイルムＦＡに対する左右の横ヒートシールバー１１Ａ，１１Ｂの向きを図１並びに図２に示す一度目と二度目の横シール位置に交互に切り替え回動できるように構成されている。
【００２２】
図３乃至図５に於いて、５は包装フイルムＦＡに間隔的に接着されているタグＦＲ′の紐ＦＲを検出することによって、上記送りローラ７，８によるフイルム素材Ｆの送り量を制御することができる光電管スイッチを示し、また、図３に於いて１２はシール成形された角錐パックＦＨの収容容器、１Ｓは機体１Ｔの一側面に設けた制御ボックスで、この制御ボックス１Ｓには操作パネル１５と各種運転用のスイッチ１９が設けられている。
【００２３】
図７は、上記操作パネル１５を詳細に示した正面図であって、この操作パネル１５にはキーボード１６と各種データを表示する表示器１７が設けられており、更にキーボード１６には、上述した角錐パックＦＨの品種毎のサイズや上下横シール部ＦＹとＦＸ間の捻じり角度、即ち、横シール装置１０の回動角度といったデータ類を書き込み及び読み込むためのキー１６Ｂ，１６Ａや、項目（モード）を選択及び入力するためのキー１６Ｃ，１６Ｓや、データを選択及び入力するためのキー１６Ｅ，１６Ｆが設けられ、更に、設定キー１６Ｘや手動キー１６Ｚと言った各種の操作キーも設けられている。
【００２４】
図８は、マイクロコンピュータを搭載した本発明に係る角錐パック用自動包装装置の制御部を示したブロック図であって、図中、２０はＣＰＵ、２１はシステムプログラムや後述する各種のプログラムを格納したメモリで、これ等ＣＰＵ２０とメモリ２１の間にバス２２を介して接続したインターフエイス回路２３には、上述したキーボード１６と表示器１７、並びに、各種のＬＥＤ１８に加えて、上記自動包装機１の駆動部全体を総括的に示した自動包装装置１Ｗと、上記横シール装置１０を切替回動するサーボモータ１４用のモータ制御部２３Ａが接続されていて、夫々がＣＰＵ２０の監視の下でメモリ２１に格納されているプログラムに従って制御作動されて、図２の（ロ）図並びに（ハ）図に示した如き形状の角錐パックＦＨを連続的にシール成形する仕組に成っている。
【００２５】
上記のキーボード１６を用いてメモリ２１に入力されるサーボモータ１４用の制御プログラムとしては、サーボモータ１４による一度目の横シールと二度目の横シールの各捻じり角度（横シール装置１０の回動角度）や、この横シール装置１０の回転運動速度、或は、横シール装置１０の回転開始と終了の運動速度等から成るプログラムが、各角錐パックＦＨの品種毎に予め入力設定されていて、上記キーボード１６の操作によって角錐パックＦＨの品種ナンバーが入力されると、入力された品種ナンバーのプログラムが呼出されて、上記サーボモータ１４による横シール装置１０の回動角度とその速度等がこの呼出されたプログラムに従って制御されて、入力された品種と同じ形状の角錐パックＦＨを連続的にシール成形することができると共に、横シール装置１０の回転運動曲線や回転始動時と終了時の運動曲線も自由にコントロールすることができるように構成されている。
【００２６】
また、今迄とは捻じれの角度が異なる他品種の角錐パックＦＨをシール成形する場合は、上記キーボード１６を操作して他の品種ナンバーを入力設定するだけで選択されたプログラムに従って必要とする形態の角錐パックＦＨを自由にシール成形することができるものであって、他品種の角錐パックＦＨに切り替える度に作動機構をいちいち交換したり調整したりする手間を省くことができる。
【００２７】
更に、上記サーボモータ１４による横シール装置１０の捻じり回動を行なわずに、一度目と二度目の横シールを同じ角度で行なった場合には、上下と縦の三方をシールした全体が矩形状を成す通常のパックをシール成形することも可能であって、一台にて多種類のパックをシール成形することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた次第で、本発明に係る角錐パック用自動包装装置によれば、上下の横シールの捻じれ角度が異なる多品種の角錐パックを、１台の自動包装機を用いて極めて簡単にシール成形することができる利点を発揮すると共に、モータによる横シール装置の回動速度を自由にコントロールして、横シール装置の回転始めと回転終わりの速度を緩やかに調節できるため、起動時と停止時の衝撃力を緩和して、包装の高率化を図ることができる利点を発揮できるものであって、特に、紅茶や緑茶等の包装に用いて洵に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る角錐パック用自動包装装置の基本原理を説明したもので、（イ）図は一度目の横シール時の状態を示した平面図、（ロ）図は二度目の横シール時の状態を示した平面図である。
【図２】
（イ）図は本発明による一度目と二度目の横シールの状態を説明した説明図で、（ロ）図は本発明によってシール成形された角錐パックの平面図、（ハ）図はその斜視図である。
【図３】
本発明に係る角錐パック用自動包装装置の全体を示した正面図である。
【図４】
本発明に係る角錐パック用自動包装装置の全体を示した側面図である。
【図５】
本発明で使用する包装フイルムと光電管スイッチの構成を説明した正面図である。
【図６】
本発明の要部を説明した構成図である。
【図７】
操作パネルの構成を説明した正面図である。
【図８】
本発明の電気的構成を説明したブロック図である。
【符号の説明】
ＦＡ            包装フイルム
ＦＸ            一度目の横シール部
ＦＹ            二度目の横シール部
ＦＺ            縦シール部
ＦＨ            角錐パック
１０            横シール装置
１１Ａ，１１Ｂ  横ヒートシールバー
１４            デジタル制御可能なモータ