(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続したシート状の包装材を縦方向へ送りながら重ね合わせる包装材送り手段と、前記包装材送り手段によって送られる包装材の両端側に縦シールを行って縦シール部を形成する縦シール手段と、前記縦シール部が形成された包装材の充填部を挟む上下部分に横シールを行って上側の横シール部と下側の横シール部を形成する横シール手段と、前記充填部の上側に備えられ前記充填部に充填される粉粒状の被充填物を計量して排出する計量手段と、前記計量手段から排出された被充填物を前記充填部へガイドするシュート部材とを備える製袋充填装置において、前記計量手段と前記充填部との間には前記計量手段によって計量された被充填物を自然落下速度よりも速い速度で前記充填部へ投入する強制投入手段を有する充填手段を備え、
前記強制投入手段は、水平軸を中心に回転する回転体の外周面に、前記計量手段によって計量された被充填物を前記充填部へ投入する前に一時的に貯留して塊状にする貯留部としての収容凹部が設けられたものであり、前記回転体が回転して前記収容凹部に貯留された被充填物を充填部へ投入するようになっており、
前記収容凹部は前記計量手段から排出された被充填物の受取ポジションでは水平方向に延び、回転方向後端側が垂直壁で、前端側が開放された形状になっており、前記回転体の回転により前記被充填物が前記垂直壁に押されて自然落下速度よりも速い速度で落下することを特徴とする製袋充填装置。
【請求項２】
請求項１に記載した製袋充填装置において、
回転体は回転軸心方向に厚みを有する円盤形状を為し、前記回転体の外周面には複数の貯留部が設けられ、被充填物を貯留している貯留部が前記被充填物を充填部へ投入する位置である投入ポジションに移動すると同時に、前記投入ポジションに移動する貯留部の次に被充填物の投入を行う貯留部が計量手段から排出される被充填物を受け取る位置である受取ポジションに移動することを特徴とする製袋充填装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した製袋充填装置において、
充填手段が複数設けられ、前記複数の充填手段が１つのシュート部材を介して、被充填物の充填部への充填を順次行うことを特徴とする製袋充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ティーバッグなどのように、超音波シール方式等で袋を作製しながら同時に茶葉等の被充填物を充填して包装体を製造する製袋充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製袋充填装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この製袋充填装置１００では、図６に示すように連続したシート状の包装材１０１が縦方向へ送られながらシュート部材１０３にガイドされて重ね合わせられ、包装材１０１の両端部１０５が縦シールされて筒状にされる。そして、計量装置１０７によって計量された茶葉等の被充填物１０９がホッパ１１１、シュート部材１０３内を自然落下して包装材の充填部１１３に充填され、その前後で筒状の包装材１０１が横シールされて、三辺がシールされた袋状の包装体１１５が順次製造されていく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５００７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の製袋充填装置１００では、被充填物１０９を自然落下させているため被充填物１０９の形状等によって落下速度が異なる。従って、被充填物１０９を一気に充填することができず、被充填物１０９が計量装置１０７から排出されて包装材の充填部１１３に完全に充填されるまでの時間（以下、この時間を充填時間という）がどうしても長くなってしまう。
【０００５】
包装材１０１を袋状に成形するための横シールを行う間隔を上記した充填時間よりも短くすることは可能であるが、被充填物１０９の充填時間が短くならない限り、結局、横シールを行う間隔を短く設定することができず包装体１１５の製造速度を上げることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、被充填物の充填時間を短くでき、ティーバッグ等の包装体の製造速度を上げることができる製袋充填装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、連続したシート状の包装材を縦方向へ送りながら重ね合わせる包装材送り手段と、前記包装材送り手段によって送られる包装材の両端側に縦シールを行って縦シール部を形成する縦シール手段と、前記縦シール部が形成された包装材の充填部を挟む上下部分に横シールを行って上側の横シール部と下側の横シール部を形成する横シール手段と、前記充填部の上側に備えられ前記充填部に充填される粉粒状の被充填物を計量して排出する計量手段と、前記計量手段から排出された被充填物を前記充填部へガイドするシュート部材とを備える製袋充填装置において、前記計量手段と前記充填部との間には前記計量手段によって計量された被充填物を自然落下速度よりも速い速度で前記充填部へ投入する強制投入手段を有する充填手段を備え、前記強制投入手段は、水平軸を中心に回転する回転体の外周面に、前記計量手段によって計量された被充填物を前記充填部へ投入する前に一時的に貯留して塊状にする貯留部としての収容凹部が設けられたものであり、前記回転体が回転して前記収容凹部に貯留された被充填物を充填部へ投入するようになっており、
前記収容凹部は前記計量手段から排出された被充填物の受取ポジションでは水平方向に延び、回転方向後端側が垂直壁で、前端側が開放された形状になっており、前記回転体の回転により前記被充填物が前記垂直壁に押されて自然落下速度よりも速い速度で落下することを特徴とする製袋充填装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載した製袋充填装置において、回転体は回転軸心方向に厚みを有する円盤形状を為し、前記回転体の外周面には複数の貯留部が設けられ、被充填物を貯留している貯留部が前記被充填物を充填部へ投入する位置である投入ポジションに移動すると同時に、前記投入ポジションに移動する貯留部の次に被充填物の投入を行う貯留部が計量手段から排出される被充填物を受け取る位置である受取ポジションに移動することを特徴とする製袋充填装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載した製袋充填装置において、充填手段が複数設けられ、前記複数の充填手段が１つのシュート部材を介して、被充填物の充填部への充填を順次行うことを特徴とする製袋充填装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の製袋充填装置によれば、被充填物の充填時間を短くでき、ティーバッグ等の包装体の製造速度を上げることができる。従って、包装体の製造能率を向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る製袋充填装置の正面図である。
【図２】図１の製袋充填装置の充填手段としての投入ユニットの側面図である。
【図３】図２の投入ユニットの主要部の斜視図である。
【図４】投入ユニットの主要部の分解斜視図である。
【図５】投入ユニットの動作を説明するための図である。
【図６】従来の製袋充填装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態に係る製袋充填装置１を図面にしたがって説明する。
図１において符号３は装置本体を示し、この装置本体３の上方には計量手段としての計量装置５が備えられている。計量装置５は並設された８つの計量ユニット１１を有しており、各計量ユニット１１は計量ホッパ１３と、計量ホッパ１３に投入された粉粒状の被充填物としての茶葉Ｔを計量するロードセル１５とから成っている。
【００１５】
計量装置５の下側には漏斗型の搬送ホッパ１７、１９が２つ設けられている。図１において搬送ホッパ１７は８つの計量ユニット１１のうち右側の４つの計量ユニット１１に対応して配置されており、また搬送ホッパ１９は８つの計量ユニット１１のうち左側の４つの計量ユニット１１に対応して配置されている。
搬送ホッパ１７、１９の下側には、後で詳細に説明する充填手段としての投入ユニット２１、２３がそれぞれ備えられており、これらの投入ユニット２１、２３は後述する包装材Ｓの充填部Ｂｊの上方に位置している。
また、搬送ホッパ１７、１９の下側には縦方向に延びるシュート部材としての投入シュート２５が備えられている。
【００１６】
投入シュート２５はホッパ部２５ａと、このホッパ部２５ａの下端から直線状に延びるストレート部２５ｂとから構成されている。ホッパ部２５ａの背面には切り欠き２６が形成されている。
投入シュート２５の外周面は包装材Ｓを筒状に案内するための案内面となっている。包装材Ｓはナイロン製不織布、ポリエチレン繊維製不織布等の熱溶着可能なものが適用される。
【００１７】
投入シュート２５のストレート部２５ｂの近傍には、４つの対向ローラ２７が備えられ、対向ローラ２７は対向する２つを一組として上下二組が投入シュート２５の背面側に配置されている。これら２組の対向ローラ対２７によって包装材送り手段が構成されている。
二組の対向ローラ対２７の上下方向の間には縦シール手段としての超音波シール装置２９が備えられている。超音波シール装置２９は超音波ホーン２９ａとこれに対向して配置された受けロール部２９ｂとによって構成されている。
【００１８】
投入シュート２５の下方には、横シール手段としての超音波シール装置３１が配置されている。超音波シール装置３１は、超音波ホーン３１ａとこれに対向して配置された受けロール部３１ｂとによって構成されている。
超音波シール装置３１は、装置本体３に固定された枠部材３３に、紙面厚み方向（投入シュート２５の軸方向と直交する方向）に往復移動可能に支持されている。
装置本体３の下側には排出シュート３５が備えられている。
【００１９】
充填手段としての投入ユニット２１、２３の詳細な構成を図２から図４にしたがって説明する。
投入ユニット２１、２３は、互いに同様の構成を有しているので、投入ユニット２１の構成について説明し、投入ユニット２３の構成については同様の構成部分に同じ符号を付すことで説明を省略する。
投入ユニット２１は回転ベース４３、プーリ４５、回転体４７、ケース４９、カバー５１、モータ７７、プーリ７９、タイミングベルト８１及びガイドシュート７３から構成されている。
【００２０】
図２に示すように回転ベース４３は、装置本体３に固定された水平軸４１に挿通して固定される固定部５３と、この固定部５３との間にベアリング構造を介して設けられた回転部５５とを有している。回転部５５は回転体４７を固定するためのフランジ部５７を有しており、このフランジ部５７には複数のネジ挿通穴５７ａが形成されている（図４参照）。
回転体４７は回転軸心方向に厚みを有する円盤形状を為しており、この回転体４７には回転部５５に嵌まる穴部が形成されている。また回転体４７には複数のネジ挿通穴４７ａが形成されており、回転体４７はネジ挿通穴４７ａ、５７ａを介して図示しないネジによって回転部５５に一体に固定されている。
【００２１】
回転体４７の外周面には貯留部としての収容凹部６３が４つ形成されており、これらの収容凹部６３は略９０°間隔で配置されている。各収容凹部６３は、図２に示すように、搬送ホッパ１７に対する受取ポジションＰｒに位置した状態で水平方向に延びる形状を有している。また、回転方向後端側に垂直壁６５を有し、前端側は開放された形状を有している。
４つの収容凹部６３については、各収容凹部６３を区別するため、便宜的に受取ポジションＰｒに位置するものから時計回りの方向へ行くにしたがって６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄを付すこととする。
収容凹部６３ｄの位置するところが投入ポジションＰｔとなっている。
上記投入ポジションＰｔとは、後述するように茶葉Ｔを貯留している収容凹部６３がその茶葉Ｔを充填部Ｂｊへ投入する位置である。また、上記受取ポジションＰｒとは、後述するように投入ポジションＰｔに移動する収容凹部６３の次に茶葉Ｔの投入を行う収容凹部６３が計量装置５から排出される茶葉Ｔを受け取る位置である。
【００２２】
プーリ４５には複数のネジ挿通穴４５ａが形成されており、このプーリ４５はネジ挿通穴４５ａと回転ベース４３の回転部５５に形成された図示しないネジ挿通穴を介してネジによって回転部５５に一体に固定されている。
モータ７７は装置本体３に固定されており、このモータ７７は図示しない制御手段によって間欠的に動作するように制御されている。モータ７７の駆動軸にはプーリ７９が固定されており、このプーリ７９と上記したプーリ４５とにはタイミングベルト８１が掛け渡されている。
強制投入手段は回転ベース４３、プーリ４５、回転体４７、モータ７７、プーリ７９、タイミングベルト８１及び図示しない制御手段によって構成されている。
【００２３】
ケース４９は装置本体３の上面に固定されており、このケース４９はカバー５１と共に回転ベース４３と回転体４７を収容している。ケース４９の上面には開口部６７が形成されており、この開口部６７は受取ポジションＰｒに位置する収容凹部６３ａに対向している。開口部６７には搬送ホッパ１７の下端部が接続されている。また開口部６７から略９０°回転した位置には開口部６９が形成されており、この開口部６９は投入ポジションＰｔに位置する収容凹部６３ｄに対向している。
開口部６７と開口部６９との間には周壁７１が存在し、この周壁７１は回転移送時の収容凹部６３の蓋として機能する。
ガイドシュート７３は開口部６９に接続され（図２参照）、このガイドシュート７３は斜め下方向へ延びており、先端部は切り欠き２６から投入シュート２５内に入り込んでいる。
【００２４】
次に、製袋充填装置１の動作について説明する。
ロール状に巻き取られた包装材Ｓは繰出しホイール（図示せず）に装着され、その始端を繰出して図示しないガイドローラにガイドされ、投入シュート２５の外面に沿うように案内される。
連続したシート状の包装材Ｓは投入シュート２５の外面を覆う状態で上側の対向ローラ対２７によって縦方向へ送られ、その端部どうしが重ね合わされた状態で保持され筒状となる。
次いで、超音波シール装置２９の超音波ホーン２９ａと受けロール部２９ｂによって包装材Ｓの両端側が縦シールされて、縦シール部が形成される。
【００２５】
筒状になった包装材Ｓは下側の対向ローラ対２７によって送られ、その下端部が投入シュート２５の下方における所定位置に来たところで、超音波シール装置３１の超音波ホーン３１ａと受けロール部３１ｂによって横シールされて、下側の横シール部が形成される。
後で詳細に説明するように計量装置５の計量ユニット１１から計量された茶葉Ｔが排出され、この茶葉Ｔは投入ユニット２１、２３によって袋状になった包装材Ｓの充填部Ｂｊに充填される。
【００２６】
そして、包装材ＳがティーバッグＢの高さ寸法分のピッチで送られ、超音波シール装置３１によって横シールされて、上側の横シール部が形成される。これにより三辺がシールされた袋状のティーバッグＢが製造され、このティーバッグＢは枠部材３３の中央開口部を落下して、装置本体３の下方に設けられた排出シュート３５を通って機外に排出される。
なお、上側の横シール部が形成されると共に次袋の下側の横シール部が形成される。
上記した茶葉Ｔの充填、超音波シール装置３１による横シール等の動作が繰り返されて、ティーバッグＢが順次製造されていく。
【００２７】
投入ユニット２１、２３の詳細な動作について説明する。
搬送ホッパ１７の上方にある計量ユニット１１の図示しない開閉扉が開放される。計量ホッパ１３からロードセル１５によって計量された茶葉Ｔ１が排出されて、搬送ホッパ１７に落下する。茶葉Ｔ１は投入ユニット２１の開口部６７を通り、図５（ａ）に示すように受取ポジションＰｒに位置する収容凹部６３ａに一時的に貯留されて塊状になる。即ち、投入ポジションＰｒに位置する収容凹部６３ａは計量ホッパ１３から排出された茶葉Ｔ１を受け取る。
モータ７７が動作し、このモータ７７の回転力がタイミングベルト８１、回転ベース４３等を介して回転体４７に伝達されて、回転体４７は水平軸４１を中心に図５において反時計回りの方向へ回転する。
【００２８】
収容凹部６３ａに貯留された茶葉Ｔ１は回転体４７の回転により垂直壁６５に押され、かつ周壁７１によって飛び出しが抑制されながら移送されて、図５（ｂ）に示すように投入ポジションＰｔに移動したところで、回転体４７の回転力によって自然落下速度よりも速い速度で充填部Ｂｊに向かって投入される。即ち、茶葉Ｔ１を貯留している収容凹部６３ａは、投入ポジションＰｔに移動してその茶葉Ｔ１を充填部Ｂｊへ投入する。
投入された茶葉Ｔ１はガイドシュート７３、投入シュート２５によってガイドされ、図５（ｃ）に示すように塊状のまま投入シュート２５を通過して、前述したように袋状になった包装材Ｓの充填部Ｂｊに充填される。
このように収容凹部６３ａに貯留された茶葉Ｔ１は、塊状のまま充填部Ｂｊに一気に充填されるので、超音波シール装置３１による横シール時に茶葉Ｔが噛み込んでしまうのを確実に防止できる。
【００２９】
また、回転体４７の回転によって収容凹部６３ａが投入ポジションＰｔに移動すると同時に、収容凹部６３ａの次に茶葉の投入を行う収容凹部６３ｂが受取ポジションＰｒに移動する。
搬送ホッパ１７の上方にある計量ユニット１１から次の茶葉Ｔ２が排出され、この茶葉Ｔ２は茶葉Ｔ１と同様に受取ポジションＰｒに位置する収容凹部６３ｂに一時的に貯留されて塊状になる。茶葉Ｔ２は回転体４７の回転により移送され、投入ポジションＰｔに位置したところで、回転体４７の回転力によって自然落下速度よりも速い速度で充填部Ｂｊに向かって投入される。
上記と同様の動作が繰り返されて、茶葉Ｔが次々と充填部Ｂｊへ投入される。即ち投入ユニット２１の回転体４７は略９０°ずつ、間欠的に回転して茶葉Ｔを次々に充填部Ｂｊへ投入する。
【００３０】
投入ユニット２３は上記した投入ユニット２１と同様に茶葉Ｔを次々に充填部Ｂｊへ投入するが、投入ユニット２３が茶葉Ｔを投入するタイミングは、投入ユニット２１が茶葉Ｔを投入するタイミングの間隔の間に設定されている。従って、投入ユニット２１と投入ユニット２３は一つの投入シュート２５を介して、茶葉Ｔの充填部Ｂｊへの投入を交互に行う。
【００３１】
前述したように収容凹部６３に貯留された茶葉Ｔは回転体４７の回転により移送され、投入ポジションＰｔに位置したところで、回転体４７の回転力によって自然落下速度よりも速い速度で充填部Ｂｊに向かって投入される。しかも茶葉Ｔは塊状のまま充填部Ｂｊに一気に充填される。従って、茶葉Ｔが計量装置５から排出されて包装材Ｓの充填部Ｂｊに完全に充填されるまでの時間、即ち充填時間を従来に比べて短くすることができる。
【００３２】
このように充填時間を短くすることができるので、超音波シール装置３１の横シールを行う間隔を最大限短く設定して、ティーバッグＢの製造速度を上げることができる。従って、ティーバッグＢの製造能率を向上させることができるようになる。
【００３３】
前述したように回転体４７の外周面には収容凹部６３が４つ形成されおり、これらの収容凹部６３は略９０°間隔で配置されている。回転体４７の回転によって収容凹部６３が投入ポジションＰｔに位置すると同時に、次に茶葉の投入を行う収容凹部６３が受取ポジションＰｒに位置する。これにより回転体４７が茶葉Ｔを投入してから次の茶葉Ｔを貯留可能な状態になるまでの待ち時間が発生しないので、茶葉Ｔを投入する間隔を短くすることが可能である。
【００３４】
また、投入ユニット２１と投入ユニット２３は一つの投入シュート２５を介して、茶葉Ｔの充填部Ｂｊへの投入を交互に行うので、充填部Ｂｊに対し非常に短い間隔で茶葉Ｔの投入を行うことができる。
なお、投入ユニット２１、２３の回転体４７を逆回転させると、収容凹部６３に貯留された茶葉Ｔが、投入ユニット２１、２３の下方に設けられた図示しない排出シュートを通って排出される。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
上記実施の形態では、強制投入手段を回転ベース４３、回転体４７、モータ７７等よって構成し、貯留部を収容凹部６３によって構成したが、例えば強制投入手段をピストンによって構成し、貯留部をシリンダによって構成してもよい。この場合には茶葉Ｔをシリンダに一時的に貯留して、この茶葉Ｔをピストンによって自然落下速度よりも速い速度で充填部Ｂｊへ投入する。
上記実施の形態では、収容凹部６３を４つ形成したが、収容凹部６３を３つ以下又は５つ以上形成してもよい。
上記実施の形態では、投入ユニットを２つ設けたが、投入ユニットを１つまたは３つ以上設けてもよい。
上記実施の形態では、被充填物を茶葉ＴとしてティーバッグＢを製造したが、例えば被充填物を鰹の削り節として鰹の削り節パックを製造してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、ティーバッグ等の包装体を製造する製袋充填装置の製造業に利用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…製袋充填装置      ３…装置本体      ５…計量装置
１１…計量ユニット      １３…計量ホッパ      １５…ロードセル
１７、１９…搬送ホッパ      ２１、２３…投入ユニット
２５…投入シュート      ２６…切り欠き      ２７…対向ローラ
２９…超音波シール装置      ３１…超音波シール装置
３３…枠部材      ３５…排出シュート
４１…水平軸      ４３…回転ベース      ４５…プーリ
４７…回転体      ４９…ケース      ５１…カバー
５３…固定部      ５５…回転部      ５７…フランジ部
６３（６３ａ〜６３ｄ）…収容凹部      ６５…垂直壁
６７、６９…開口部      ７１…周壁      ７３…ガイドシュート
７７…モータ      ７９…プーリ      ８１…タイミングベルト
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２…茶葉      Ｓ…包装材      Ｐｒ…受取ポジション
Ｐｔ…投入ポジション      Ｂｊ…充填部      Ｂ…ティーバッグ
【図１】
0005602451.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005602451.tif 000004
【図４】
0005602451.tif 000005
【図５】
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【図６】
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