(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状フィルム内に投入された被包装物を、前記筒状フィルムを上方から下方へ送りつつ前記筒状フィルム内で分割するためのシゴキ装置であって、
筒状フィルムを間において対向配置され、かつ互いに接近する向きおよび離れる向きに対向移動可能な一対のシゴキローラと、
前記シゴキローラの上方にそれぞれ支持位置が固定されて回転可能に配置された一対の従動ローラと、
前記筒状フィルムに対して互いに同じ側に配置された前記シゴキローラおよび前記従動ローラを含むローラ群にそれぞれ掛け回され、前記シゴキローラの回転によって駆動されるとともに、前記シゴキローラを互いに接近する向きへ対向移動させることによって前記筒状フィルムを押し潰すように対向移動する２本のベルトとを有するシゴキ装置。
【請求項２】
前記ベルトは、前記筒状フィルムの幅よりも広い幅を有する、請求項１に記載のシゴキ装置。
【請求項３】
前記シゴキローラは、前記シゴキローラが最も開いた状態で前記ベルトが前記筒状フィルムと接触するように対向配置されている、請求項１または２に記載のシゴキ装置。
【請求項４】
前記従動ローラ間の距離は、前記シゴキローラが最も開いた状態での前記シゴキローラ間の距離よりも大きい、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシゴキ装置。
【請求項５】
前記ローラ群は、前記筒状フィルムの送り方向について前記従動ローラと前記シゴキローラとの間に、互いの対向距離が前記シゴキローラ間の距離よりも大きくなるように前記筒状フィルムを間において対向配置された一対の予備シゴキローラを更に有する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシゴキ装置。
【請求項６】
前記ローラ群は、前記筒状フィルムの送り方向について前記予備シゴキローラと前記シゴキローラとの間に、前記ベルトの軌道の外側に配置され、前記シゴキローラを閉じたときに、前記予備シゴキローラと前記シゴキローラとの間の少なくとも一部の領域で、前記ベルトが前記筒状フィルムと接触しないように前記ベルトを押圧する一対の離しローラをさらに有する、請求項５に記載のシゴキ装置。
【請求項７】
上方から下方へ送られる筒状フィルム内に被包装物を投入するための投入ノズルと、
前記筒状フィルム内に投入された被包装物を前記筒状フィルム内で分割する、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシゴキ装置と、
前記シゴキ機構によって被包装物が分割された部位で前記筒状フィルムの内面同士を前記筒状フィルムの幅方向に熱溶着する横シール機構とを有する縦型製袋充填機。
【請求項８】
前記横シール機構は、前記筒状フィルムを間において対向配置され、かつ、前記筒状フィルムを加圧可能に設けられた、ヒーターバーとヒーター受けバーとを有する、請求項７に記載の縦型製袋充填機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状フィルムを用いて高粘度の被包装物を包装した三方シール型の包装袋、四方シール型の包装袋、あるいは自立袋（スタンディングパウチ）を連続的に生産するのに適した縦型製袋充填機に関し、その中でも特に、被包装物を筒状フィルム内で分割するためのシゴキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液状あるいはペースト状の被包装物を袋詰めするのに、縦型製袋充填機が用いられている。
【０００３】
縦型製袋充填機は、一般的に、長尺のフィルムを筒状にフォーミングする製袋ガイドと、筒状にフォーミングされたフィルムの端縁部の合わせ面同士をフィルムの長手方向に沿って熱溶着して筒状とされたフィルムを形成する縦シール機構と、この筒状のフィルムを幅方向全域にわたって熱溶着する横シール機構とを有する。縦シール機構および横シール機構はそれぞれ、互いに対向しているヒーターバーとヒーター受けバーとを有し、これらでフィルムを加圧しつつ加熱することでフィルムの向き合った内面同士を熱溶着する。
【０００４】
被包装物は、縦シール機構よりも下方でかつ横シール機構よりも上方の位置で、投入ノズルによってフィルム内に投入される。フィルムを一定のピッチで間欠送りしながら、縦シール機構によりフィルムを筒状に熱融着し、その中に被包装物を投入し、横シール機構でフィルムを幅方向に熱溶着することで、内部に被包装物が封入された包装袋が製造される。
【０００５】
なお、縦型充填包装機では、包装袋が連続して製造されるので、横シール機構によるフィルムの熱融着後、この熱融着された部分でフィルムを幅方向に切断し、１袋ずつ分離する。
【０００６】
また、被包装物の定量性を向上させるため、あるいは包装袋中に空気が存在することによる被包装物の腐敗を防止するために、被包装物は、包装袋内に封入されるべき量よりも多い量が筒状フィルム内に投入され、被包装物が存在している位置で筒状フィルムを外側から挟んで被包装物を扱くシゴキ機構を有している。
【０００７】
このような被包装物を分割する機構としては一般に、一対のシゴキローラが用いられている。ペースト状の被包装物はシゴキローラよりも上方の位置まで投入され、その後、シゴキローラを閉じることで、被包装物が分割される。シゴキローラを閉じた状態でシゴキローラを回転させてフィルムを下方に送ると、シゴキローラで挟まれつつ送られたフィルムの部分に空充填部が形成される。この空充填部を横シール機構で熱溶着することにより、被包装物がペースト状であっても、横シール機構によるフィルムの熱溶着を良好に行うことができる。
【０００８】
上述した構成を有する製袋充填機では、縦シール機構と横シール機構との相対的な位置関係を適宜変更することで、ピロー型の包装袋を製造することもできるし、三方シール型の包装袋を製造することもできる。さらに、三方シール型の包装袋を製造可能な製袋充填機に、フィルムを間において縦シール機構と対向する位置でフィルムの折り返し部分を長手方向に沿って熱溶着する第２の縦シール機構を設けることで、四方シール型の包装袋を製造することができる。
【０００９】
一方、包装袋のもう一つの形態として、自立袋がある。自立袋は、プラスチック容器や缶・瓶のように立てて店頭に陳列することができ、しかも内容物を消費した後は小さく折り畳んで廃棄できるため、これらに代わる包装形態として近年広く用いられるようになってきている。
【００１０】
自立袋を製造するための包装機も、種々のものが提案されているが、特に、特開平１１−１５２１０４号公報には、上述した縦型製袋充填機を応用した装置が開示されている。すなわち、上述の三方シール型の包装袋を製造する製袋充填機に更に、フィルムを間において縦シール機構と対向する位置でフィルムの折り返し部分を内側に折り込む折り込み機構と、自立袋の底部を形成するために、この折り込み機構によってフィルムが折り込まれることによって形成された２つの山部をそれぞれ熱溶着する底部形成用シール機構とを付加したものである。この製袋充填包装機では、自立袋を横に倒した状態で、自立袋が製造される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の縦型製袋充填機では以下に示すような問題点があった。
【００１２】
製袋充填機においては、包装動作の高速化を目的として、各機構の移動ストロークが最小限に抑えられている。シゴキローラも例外ではなく、シゴキローラを開いた状態での各ローラ間の距離は、被包装物が投入されたフィルムがスムーズに通過するのに必要な距離となっている。一方、シゴキローラを開いた状態でも各シゴキローラの間から被包装物が落下しないほど被包装物の粘度が高い場合、投入ノズルから投入された被包装物は、水平方向に広がらず投入ノズルの下方で塊（かたまり）の状態を形成し、フィルムを膨らませてしまう。
【００１３】
フィルムが膨らむと、シゴキローラでフィルムを押し潰す際にフィルムに加わる力が安定せず、フィルムの位置が幅方向にずれたり、フィルムがねじれてしまう。さらに、フィルムの膨らみがシゴキローラの間隔よりも大きくなると、シゴキローラを開いた状態でフィルムを送ろうとしても、被包装物をシゴキローラの間に送り出すことができず、結果的にフィルムを送ることができなくなってしまう。
【００１４】
フィルムの膨らみを規制するためには、フィルムの内側に一対の突っ張り部材を設け、突っ張り部材でフィルムを内側から広げることによってフィルムを扁平状とする方法と、フィルムを外側から押さえ付ける方法とが考えられる。
【００１５】
しかしながら、フィルムを内側から広げる方法は、特に、四方シール型の包装袋や自立袋を製造する場合、包装袋の、縦シール機構によって熱溶着された縦シール部と横シール機構によって熱溶着された横シール部とが交わった部位にしわが発生し易くなる。その結果、包装袋としての商品価値が低下してしまう。
【００１６】
一方、フィルムを外側から押さえ付ける方法としては、一対の板部材でフィルムを押さえ付けるのが最も簡単な方法である。しかし、この場合には、フィルムの厚みは規制できるものの、フィルムと板部材との摩擦抵抗が大きくなるので、結果的にはフィルムを送れなくなってしまう。板部材の代わりに一対または複数対の押さえローラを設けた場合、フィルムの送り状況は板部材と比べると多少は改善されるが、押さえローラを駆動手段で回転駆動させない限り、フィルムをスムーズに送ることができない。また、押さえローラを駆動させることは、装置構成の複雑化および大型化につながるので好ましくない。さらには、複数対の押さえローラを設けた場合、上下の押さえローラ間でフィルムにしわが発生し易くなり、望ましくない。
【００１７】
そこで本発明は、フィルム内に投入された高粘度の被包装物をフィルムの外側から挟んで分割して送る際に、スムーズに、かつフィルムにしわを生じさせることなく送ることのできるシゴキ装置および縦型製袋充填機を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のシゴキ機構は、筒状フィルム内に投入された被包装物を、前記筒状フィルムを上方から下方へ送りつつ前記筒状フィルム内で分割するためのシゴキ装置であって、
筒状フィルムを間において対向配置され、かつ互いに接近する向きおよび離れる向きに対向移動可能な一対のシゴキローラと、
前記シゴキローラの上方にそれぞれ支持位置が固定されて回転可能に配置された一対の従動ローラと、
前記筒状フィルムに対して互いに同じ側に配置された前記シゴキローラおよび前記従動ローラを含むローラ群にそれぞれ掛け回され、前記シゴキローラの回転によって駆動されるとともに、前記シゴキローラを互いに接近する向きへ対向移動させることによって前記筒状フィルムを押し潰すように対向移動する２本のベルトとを有する。
【００１９】
本発明のシゴキ装置によれば、シゴキローラを互いに接近させ、筒状フィルムを押し潰すことで、筒状フィルム内の被包装物が分割される。ここで、シゴキローラの上方には従動ローラが配置され、これらを含むローラ群にベルトが掛け回されているので、シゴキ装置による被包装物の扱き動作の際、被包装物の分割がベルトによって行われるとともに、筒状フィルムはこのベルトによって下方に送られる。したがって、被包装物が高粘度のものであっても、シゴキローラが空回りすることなく筒状フィルムがスムーズに送られ、扱き動作が安定して行われる。また、ベルトを用いて扱き動作を行うことにより、筒状フィルムの幅方向中央部と両側部とで筒状フィルムの送り量を均一にすることができ、それにより、筒状フィルムを幅方向に熱溶着したとき、その領域の近傍にしわが発生するのが防止される。
【００２０】
本発明の縦型製袋充填機は、上方から下方へ送られる筒状フィルム内に被包装物を投入するための投入ノズルと、
前記筒状フィルム内に投入された被包装物を前記筒状フィルム内で分割する、上記本発明のシゴキ装置と、
前記シゴキ機構によって被包装物が分割された部位で前記筒状フィルムの内面同士を前記筒状フィルムの幅方向に熱溶着する横シール機構とを有する。
【００２１】
本発明の縦型製袋充填機によれば、シゴキ装置として本発明のベルト式のシゴキ装置を用いることにより、被包装物が高粘度のものであっても扱き動作が安定して行われ、しかも筒状フィルムの幅方向中央部と両側部とで筒状フィルムの送り量が均一になるので、包装袋の定量性が向上し、かつ、包装袋のシール部付近にしわも生じずらい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態による縦型製袋充填機の正面図、図２は図１に示す縦型製袋充填機の側面図である。
【００２４】
本実施形態の製袋充填機は、長尺シート状のフィルム１’をその幅方向中央で半分に折り、ペースト状の被包装物５を投入しつつ所定の箇所を熱溶着して四方シール型の包装袋を製造するものである。
【００２５】
図１および図２において、投入ノズル３の上部には、フィルム供給ローラ（不図示）からガイドローラ２を経由して供給されるフィルム１’を、その両縁部がほぼ一致するように、幅方向中央で半分に折り合わせるためのフィルム折り込み機構１０が設けられている。投入ノズル３は、後述する筒状フィルム１内に被包装物５を投入するためのものであり、被包装物５は投入ノズル３の下端から放出される。フィルム折り込み機構１０は、四方シール型の包装袋を製造する一般的な縦型製袋充填機で用いられるものと同様のものであるので、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
フィルム折り込み機構１０の下方には、第１の縦シール機構２０および第２の縦シール機構３０が、投入ノズル３を間において互いに対向する位置に配置されている。
【００２７】
第１の縦シール機構２０は、フィルム１’の対面した両縁部が通過する位置に対向配置された縦ヒーターバー２１と、縦ヒーター受けバー２２とを有する。縦ヒーター受けバー２２の、縦ヒーターバー２１との対向面には、シリコーンゴムからなるマット２３が貼り付けられている。縦ヒーターバー２１と縦ヒーター受けバー２２とでフィルム１’を加圧および加熱することで、対面したフィルム１’の両縁部の内面同士がフィルム１’の長手方向に沿って熱溶着され、フィルム１’に第１の縦シール部１ｂが形成される。
【００２８】
第２の縦シール機構３０は、フィルム折り込み機構１０によって形成されたフィルム１’の折り目が通過する位置に配置され、フィルム１’の折り目の部分でフィルムの内面同士をフィルム１’の長手方向に沿って熱溶着することによってフィルム１’に第２の縦シール部１ｃを形成するものである。第２の縦シール機構３０は、第１の縦シール機構２０と同様の構成を有する。
【００２９】
フィルム１’は、フィルム折り込み機構１０を通過し、さらに第１の縦シール機構２０で両縁部が熱溶着されることで、略偏平状の筒状フィルム１とされる。
【００３０】
ここで、第２の縦シール機構３０を、フィルム折り込み機構１０の下方でのフィルム１’の送り方向について第１の縦シール機構２０と同じ位置に配置することで、第１の縦シール機構２０と第２の縦シール機構３０とを同時に動作させ、第１の縦シール部１ｂと第２の縦シール部１ｃとを同時に形成することができる。
【００３１】
第１の縦シール機構２０および第２の縦シール機構３０の下方には、筒状フィルム１を挟みながら回転し、これによって筒状フィルム１を下方に送る２組の送りローラ４が設けられている。
【００３２】
送りローラ４の下方には、筒状フィルム１を下方に送りつつ、筒状フィルム１内に投入された被包装物５を分割するためのシゴキ機構４０が配置されている。シゴキ機構４０は、筒状フィルム１を間において対向配置され、それぞれ筒状フィルム１の幅よりも大きな幅の２本の押さえベルト４１を有する。各押さえベルト４１はそれぞれ、投入ノズル３の下端よりも下方に位置するシゴキローラ４２と、シゴキローラ４２よりも上方に配置された従動ローラ４３とに掛け回されている。
【００３３】
シゴキローラ４２は、不図示の駆動源により、シャフト４２ａを中心に送りローラ４の回転に同期して回転され、これによって、送りローラ４による筒状フィルム１の送りと同時に押さえベルト４１が筒状フィルム１の送り速度とほぼ等しい速度で駆動される。シゴキローラ４２はまた、図２の矢印Ａで示すように、互いに接近する方向および離れる方向に移動可能に設けられている。シゴキローラ４２が最も接近した位置では、押さえベルト４１が筒状フィルム１をその全幅にわたって挟み込み、これによって被包装物５を分割することが可能である。
【００３４】
従動ローラ４３は、シャフト４３ａを中心に回転自在に設けられている。シャフト４３ａは、従動ローラ４３間の距離が、シゴキローラ４２を最も開いた状態でのシゴキローラ４２間の距離よりも大きくなるように、支持されている位置が固定されている。したがって、シゴキローラ４２の開閉動作を行っても、押さえベルト４１の間隔は常に、上側から下側へ向かって狭くなっていく。
【００３５】
シゴキ機構４０の下方には、筒状フィルム１の向き合った内面同士を全幅にわたって熱溶着するための横シール機構５０が設けられている。横シール機構５０は、筒状フィルム１を間において対向配置された横ヒーターバー５１と横ヒーター受けバー５２とを有する。横ヒーターバー５１と横ヒーター受けバー５２とは不図示の駆動源により対向移動され、横ヒーターバー５１と横ヒーター受けバー５２とで筒状フィルム１を加圧し加熱することで、筒状フィルム１がその幅方向に全幅にわたって熱溶着される。横ヒーター受けバー５２の、横ヒーターバー５１との対向面には、シリコーンゴムからなるマット５４が貼り付けられている。
【００３６】
また、横ヒーター受けバー５２には、横ヒーターバー５１と横ヒーター受けバー５２とで熱溶着された筒状フィルム１の部分を筒状フィルム１の幅方向に沿って切断するためのカッタ５３が、横ヒーターバー５１に対して進退可能に設けられている。カッタ５３は、通常は横ヒーター受けバー５２内に引き込まれているが、筒状フィルム１を切断する際に前進し、横ヒーター受けバー５２の横ヒーターバー５１との対向面から突出する。横ヒーターバー５１の横ヒーター受けバー５２との対向面には、カッタ５３が前進したときにカッタ５３を受け入れる凹部が形成されている。
【００３７】
次に、本実施形態の製袋充填機による包装袋の製造工程について図３（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。ここでは、説明を簡単にするために、既に幾つかのサイクルが終了した後の段階から、シゴキ機構４０および横シール機構５０の動作を中心に説明する。
【００３８】
図３（ａ）に示す状態では、シゴキ機構４０および横シール機構５０は開かれている。筒状フィルム１の送りは停止しており、シゴキローラ４２も回転していない。なお、図３（ａ）では押さえベルト４１の一部が筒状フィルム１に接触しているが、押さえベルト４１は筒状フィルム１から離れていてもよい。
【００３９】
被包装物５は、投入ノズル３（図１等参照）から筒状フィルム１内に連続的に投入されている。包装袋６０（図３（ｅ）参照）に収容されるべき被包装物５の量よりも多い量の被包装物５が筒状フィルム１内に投入されたら、送りローラ４（図１等参照）を駆動し筒状フィルム１を下方に送る。上述したようにシゴキローラ４２は送りローラ４と同期して回転されるので、送りローラ４の駆動によってシゴキローラ４２も回転されるが、この際、図３（ｂ）に示すように、シゴキローラ４２を互いに接近させる動作も同時に行う。
【００４０】
シゴキローラ４２が回転することにより、押さえベルト４１は互いの対向面が下向きに移動するように回転される。押さえベルト４１は筒状フィルム１と接触しているので、筒状フィルム１は押さえベルト４１によっても下向きへの移動力が与えられる。したがって、図３（ａ）に示したように、シゴキローラ４２が開いた状態でも押さえベルト４１が筒状フィルム１と接触している場合には、送りローラ４（図１参照）によらず、シゴキ機構４０のみでも筒状フィルム１を送ることができる。シゴキローラ４２を開いた状態で押さえベルト４１が筒状フィルム１から離れている場合には、押さえベルト４１が筒状フィルム１と接触した時点から、押さえベルト４１による移動力が与えられる。
【００４１】
シゴキローラ４２をさらに接近させ、図３（ｃ）に示すように、シゴキローラ４２の部分で押さえベルト４１により筒状フィルム１を完全に押し潰すことにより、筒状フィルム１内の被包装物５が分割される。そして、この状態でシゴキローラ４２の回転すなわち筒状フィルム１の送りを引き続き行うことで、筒状フィルム１には空充填部１ａが形成される。押さえベルト４１により筒状フィルム１を押し潰すタイミングは、空充填部１ａよりも下方での被包装物５の量が包装袋６０内に収容されるべき被包装物５の量と等しくなるように、筒状フィルム１の送り量に応じて設定される。
【００４２】
空充填部１ａが横シール機構５０の横ヒーターバー５１と横ヒーター受けバー５２との間に位置するまで筒状フィルム１が送られたら、筒状フィルム１の送り（シゴキローラ４２による押さえベルト４１の駆動）を停止し、図３（ｄ）に示すように、横シール機構５０を動作させる。すなわち、横ヒーターバー５１と横ヒーター受けバー５２とを閉じて筒状フィルム１を加圧および加熱する。これにより、空充填部１ａの下端部において筒状フィルム１の互いに向き合った内面同士が筒状フィルム１の全幅にわたって熱溶着される。
【００４３】
さらに、横ヒーターバー５１と横ヒーター受けバー５２とで筒状フィルムを加圧している状態を一定時間保持した後、カッタ５３を前進させる。これにより、筒状フィルム１は横シール機構５０で熱溶着された部位で筒状フィルム１の幅方向に切断される。
【００４４】
その後、図３（ｅ）に示すように、シゴキ機構４０および横シール機構５０を開く。横シール機構５０を開くことによって、横シール機構５０による筒状フィルム１の保持が解除され、包装袋６０が得られる。被包装物５の粘度が高いと、シゴキ機構４０を開いても被包装物５は直ちに落下せず、シゴキ機構４０を開いた直後はシゴキ機構４０を閉じていたときの形状を保っている。そして、被包装物５は、筒状フィルム１内を徐々に落下してくる。
【００４５】
以上の一連の工程を繰り返すことで、包装袋６０が連続して生産される。
【００４６】
上述したように、本実施形態では被包装物５の扱き動作を押さえベルト４１によって行っている。押さえベルト４１による扱き動作の最中は、２本の押さえベルト４１の間隔は上方から下方へ向かって徐々に狭くなっており、シゴキローラ４２よりも上方での筒状フィルム１の膨らみは、押さえベルト４１によって規制される。しかも、押さえベルト４１はシゴキローラ４２の回転によって駆動されるので、押さえベルト４１は、筒状フィルム１の膨らみを徐々に減少させながら、筒状フィルム１を下方へ送る。
【００４７】
したがって、被包装物５が、シゴキローラ４２を開いたときにシゴキローラ４２の間から落下しない程度の高粘度のものであっても筒状フィルム１をスムーズに送ることができるので、結果的に、筒状フィルム１は正規の量だけ確実に送られ、筒状フィルム１に空充填部１ａを良好に形成することができる。筒状フィルム１が正規の量だけ送られることにより、横シール機構５０による熱溶着を、確実に空充填部１ａの位置で行うことができ、所望の寸法および内容量の包装袋６０を製造することができる。
【００４８】
また、被包装物５の粘度が高い場合、投入ノズル３から放出された被包装物５は、投入ノズル３と同心状に広がっていくので、押さえベルト４１と筒状フィルム１との接触領域は、図４に示すように変化する。
【００４９】
すなわち、筒状フィルム１と押さえベルト４１との接触領域は、図２のＢ−Ｂ線で示す上端部の位置では、図４（ａ）に示すように、筒状フィルム１は、その幅方向中央部の領域１ｄのみが押さえベルト４１と接触している。一方、図２のＣ−Ｃ線で示す下端部の位置では、図４（ｂ）に示すように、筒状フィルム１の幅方向の大部分の領域１ｅが押さえベルト４１と接触している。したがって、押さえベルト４１により筒状フィルム１を送る初期の段階では、筒状フィルム１の最も膨らみの大きい幅方向中央部の領域１ｄが送られ、下方へ行くにつれて、送られる領域が幅方向外側に広がっていく。そして、最終的には、シゴキローラ４２の部分で筒状フィルム１の幅方向全ての領域が押さえベルト４１と接触し、筒状フィルム１の幅方向全ての領域が送られる。
【００５０】
このように、筒状フィルム１の、被包装物５による膨らみが最も大きくなる領域を優先的に送ることで、筒状フィルム１の送り方向について、筒状フィルム１と押さえベルト４１とが接触し始める位置からシゴキローラ４２までの範囲での、筒状フィルム１の、幅方向中央部と両側部とでの送り量をほぼ等しくすることができる。これにより、筒状フィルム１の両側部に、幅方向中央部へ向かう引張力が働かない状態で横シール機構５０による熱溶着を実施することができるので、包装袋６０の隅部にしわが発生するのを防止することができる。
【００５１】
ところで、筒状フィルム１の材質にもよるが、筒状フィルム１が押さえベルト４１と接触する際、筒状フィルム１が弛んだ状態で押さえベルト４１と接触する場合がある。この状態のまま扱き動作を行うと、横シール機構５０により熱溶着を行う部位にしわが生じ、良好な熱溶着が行えなくなることがある。
【００５２】
これを防止するためには、押さえベルト４１として、筒状フィルム１との摩擦係数が、送りローラ４と筒状フィルム１との摩擦係数よりも小さいものを用い、押さえベルト４１の送り速度を送りローラ４による筒状フィルム１の送り速度よりも速くする（例えば、送りローラ４による送り速度に対して１．１倍程度）ことによって対処することができる。これにより、筒状フィルム１の送り速度は送りローラ４によって規制され、押さえベルト４１は筒状フィルム１に対して滑り、筒状フィルム１を下方に引っ張りながら送られる。その結果、筒状フィルム１の弛みが除かれ、筒状フィルム１はしわのない状態で送られるので、筒状フィルム１にしわを発生させずに横シール機構５０による熱溶着を行うことができる。
【００５３】
また、押さえベルト４１がフッ素樹脂でコーティングされたものである場合、筒状フィルム１と被包装物５との滑り易さにもよるが、押さえベルト４１の送り速度を、送りローラ４による筒状フィルム１の送り速度よりも遅くすることによって、筒状フィルム１にしわが発生するのを防止できる場合もあることが、本発明者の検討によって分かった。
【００５４】
以上のように、押さえベルト４１の送り速度は、送りベルト４１の材質や、筒状フィルム１と被包装物５との滑り易さ等に応じて、筒状フィルム１にしわが生じないように、送りローラ４による筒状フィルム１の送り速度よりも速くしたり遅くしたり、あるいは同等とすることが好ましい。
【００５５】
食品の包装分野においては、ホット充填とも呼ばれ、加熱調整した直後の被包装物を充填包装する場合もある。この場合、被包装物５の熱は筒状フィルム１に伝わり、筒状フィルム１は例えば８０〜９０℃となる。ホット充填においては、筒状フィルム１が軟化して押さえベルト４１に張り付いてしまうことが考えられる。したがって、押さえベルト４１は、扱き動作時における温度条件を考慮し、投入される被包装物５の温度以下での摩擦係数を上述のように規定することが好ましい。
【００５６】
なお、本実施形態では、四方シール型の包装袋６０を製造する例を示したが、第２の縦シール機構３０を省き、第２の縦シール部１ｃが形成されない構成とすれば、三方シール型の包装袋を製造することができる。
【００５７】
図５は、本発明の他の実施形態による縦型製袋充填機の正面図、図６は図５に示す縦型製袋充填機の側面図である。
【００５８】
本実施形態の縦型製袋充填機は、図１２に示すような、天シール部１６１、側シール部１６２および底シール部１６３を有する自立袋１６０を製造するものであり、送りローラ１０４よりも上方の構成が、図１および図２に示した縦型製袋充填機と異なっている。
【００５９】
図５および図６において、投入ノズル１０３の上部には、ガイドローラ１０２を経由して供給される長尺のフィルム１０１’を、その両縁部をほぼ一致させた状態で、自立袋１６０の底面となる部分を内側に折り込み、ほぼ偏平状とするためのフィルム折り込み機構１１０が設けられている。
【００６０】
フィルム折り込み機構１１０の下方には、フィルム折り込み機構１１０によって上述の形状に折り込まれたフィルム１０１’の幅方向両側部でフィルム１０１’の向き合った内面同士をその長手方向に沿って熱溶着するための天シール機構１２０および底シール機構１３０が配置されている。天シール機構１２０と底シール機構１３０とは、投入ノズル１０３を間において互いに対向する位置に配置されている。
【００６１】
天シール機構１２０により、自立袋１６０の天シール部１６１が形成され、底シール機構１３０により、自立袋１６０の底シール部１６３が形成される。フィルム１０１’は、フィルム折り込み機構１１０を通過し、さらに天シール機構１２０で両縁部の内面同士が熱溶着されることで、後述するように一部位が内側に折り込まれた略扁平状の筒状フィルム１０１とされる。
【００６２】
天シール機構１２０および底シール機構１３０の下方には、２組の送りローラ１０４、シゴキ機構１４０、および横シール機構１５０が設けられている。これらは前述した実施形態に示したものと同様のものである。また、天シール機構１２０は、前述した実施形態における第１の縦シール機構２０（図１参照）に対応するものであり、天シール機構１２０の構成および動作は第１の縦シール機構２０と同じである。したがって、本実施形態ではこれらの詳細な説明は省略し、以下に、フィルム折り込み機構１１０および底シール機構１３０について詳細に説明する。
【００６３】
図７に、図５に示した縦型充填包装機のフィルム折り込み機構１１０の斜視図を示す。
【００６４】
フィルム折り込み機構１１０は、台形板１１１と、２本のガイドアーム１１２と、幅規定板１１３と、押え板１１４と、押し込み板１１５と、２対の押えローラ１１６とを有する。
【００６５】
台形板１１１は、上辺の長さが下辺の長さおよびフィルム１０１’の幅よりも長く、かつ、上辺に対する２つの斜辺の角度が等しい形状の板であり、ガイドローラ１０２の下方において鉛直方向に対して斜めに配置されている。ガイドアーム１１２は、台形板１１１の下方に、台形板１１１の下辺の長さとほぼ等しい間隔をあけて互いに平行に配置されており、台形板１１１の上面に密着した状態で台形板１１１を通過し下方に送られるフィルム１０１’の両縁部での広がりを規制する。
【００６６】
幅規定板１１３は、台形板１１１の下辺の下方に配置された長方形の板部材であり、台形板１１１の下辺と等しい幅を有する。台形板１１１の上面に密着した状態で台形板１１１を通過したフィルム１０１’は、２本のガイドアーム１１２によって両縁部での広がりが規制されつつ、幅規定板１１３に密着して下方に送られる。これにより、フィルム１０１’には図１０に示すように、幅規定板１１３の両側縁に対応した２つの稜部１０１ｆが形成され、これら稜部１０１ｆの間の領域が、自立袋１６０（図１２参照）の底面となる。
【００６７】
幅規定板１１３の下方には、フィルム１０１’に形成された２つの稜部１０１ｆの間の領域をさらに内側に折り込むための、１枚の押し込み板１１５および２枚の押え板１１４が配置されている。押し込み板１１５は逆三角形状の部材であり、フィルム１０１’の下方への移動に伴って２つの稜部１０１ｆの間の領域を外側から押し込むように配置される。各押え板１１４は、それぞれフィルム１０１’の内側から２つの稜部１０１ｆを支持することによって、フィルム１０１’の稜部１０１ｆの間の領域が押し込み板１１５で押し込まれたときに各稜部１０１ｆが押し込まれないように規制する。
【００６８】
また、各押え板１１４は、押し込み板１１５の斜辺の傾斜に合せて互いの間隔が次第に小さくなるように傾いて配置されている。押し込み板１１５の内側および各押え板１１４の外側を通過したフィルム１０１’は、その幅方向両側部がそれぞれ押さえローラ１１６で挟まれてガイドされる。これにより、押し込み板１１５および押え板１１４を通過したフィルム１０１’は、稜部１０１ｆの間の領域が内側に折り込まれて、図１１に示すように、フィルム１０１’に２つの山部１０１ｇが形成される。
【００６９】
以上述べたように、台形板１１１の上面を通過するフィルム１０１’は、台形板１１１の２つの斜辺およびその間の下辺で折り曲げられて下方に送られる。２つの斜辺は下辺に対して等角度なので、この際、フィルム１０１’は、各斜辺との摩擦抵抗がともに等しくなるようにフィルム１０１’の位置が自己調整されて送られる。その結果、フィルム１０１’の送りに伴う幅方向の位置ずれ、すなわちフィルム１０１’の蛇行が防止される。このように、フィルム１０１’の蛇行が防止されることで、幅規制板１１３によりフィルム１０１’に形成される稜部１０１ｆ、ひいては山部１０１ｇの位置も安定するので、後工程での各シール機構によるフィルムの熱溶着も、位置ずれが発生することなく安定して行うことができる。
【００７０】
次に、図８および図９を参照して、底シール機構１３０について説明する。図８は、図５に示した底シール機構の上面図、図９は、図８に示した底ヒーターバーの加圧面を示す図である。
【００７１】
図８に示すように、底シール機構１３０は、互いに対向して配置され不図示の駆動源によって対向移動される１対の底ヒーターバー１３１と、各底ヒーターバー１３１の間に配置された受け板１３２とを有する。フィルム折り込み機構１１０（図７参照）を通過したフィルム１０１’は、２つの山部１０１ｇの間に受け板１３２が位置するように送られる。フィルム１０１’の送りを停止した状態で各底ヒーターバー１３１を前進させ、受け板１３２の両面を各底ヒーターバー１３１で加圧することで、フィルム１０１’の、受け板１３２と底ヒーターバー１３１とで挟まれた部位、すなわち２つの山部１０１ｇでのフィルムの向き合った内面同士がそれぞれ熱溶着される。フィルム１０１’の、底シール機構１３０によって熱溶着された部位は、自立袋１６０（図１２参照）を安定して立たせるためのリブとして機能する。
【００７２】
ここで、各底ヒーターバー１３１の加圧面は、図９に示すように斜線で示した領域が凸部１３１ａとなっており、底ヒーターバー１３１がフィルム１０１’の山部１０１ｇを熱溶着する際は、実際には凸部１３１ａがフィルム１０１’に加圧される。つまり、凸部１３１ａの形状によって、上述のリブの形状が決定される。
【００７３】
本実施形態の縦型製袋充填機は、上述したように、フィルム折り込み機構１１０および底シール機構１３０の構成が前述した四方シール型の包装袋を製造するための製袋充填機と異なっており、その他の構成および動作は実質的には前述した製袋充填機と同様である。これにより、図１２に示すような自立袋１６０が得られる。
【００７４】
本実施形態においても、前述した実施形態と同様のシゴキ機構１４０によって被包装物を分割しているので、高粘度の被包装物であっても、被包装物の扱き動作をスムーズに行い、かつ、隅部にしわを生じさせることなく自立袋１６０を製造することができる。
【００７５】
以上説明した２つの実施形態では、シゴキ機構として、２つのローラ間にベルトを掛け回した構成のものを示したが、ベルトが掛け回されるローラの数は３つ以上であってもよい。図１３および図１４に、この場合の好ましい構成の例を示す。
【００７６】
図１３に示すシゴキ機構２４０は、上述の実施形態と同様のシゴキローラ２４２および従動ローラ２４３の他に、予備シゴキローラ２４４を有し、これらのローラに押さえベルト２４１が掛け回されている。それぞれの押さえベルト２４１について、予備シゴキローラ２４４は、シゴキローラ２４２および従動ローラ２４３との相対的な位置関係が変化しないように、例えばシゴキローラ２４４および従動ローラ２４３とともにプレート（不図示）に回転自在に支持するなどして、シゴキローラ２４２よりも上方の位置に、シゴキローラ２４２および従動ローラ２４３と平行に配置されている。つまり、予備シゴキローラ２４４は、シゴキローラ２４２の揺動に応じて、シゴキローラ２４２の揺動角度と同じ角度だけ、従動ローラ２４３の回転軸を中心に揺動するように設けられている。
【００７７】
予備シゴキローラ２４４は、押さえベルト２４１の筒状フィルム２０１と対向する面が、予備シゴキローラ２４４が設けられていない場合と比較して凸となるが、予備シゴキローラ２４４間の間隔が、シゴキローラ２４２の開閉動作にかかわらず、常にシゴキローラ２４２間の間隔よりも大きくなるように、押さえベルト２４１の軌道の内側の面に接触して設けられている。それにより、シゴキローラ２４２で筒状フィルム２０１を押し潰すのに先立って、予備シゴキローラ２４４によって筒状フィルム２０１の膨らみがある程度規制される。その結果、シゴキローラ２４２で筒状フィルム２０１を押し潰したとき、筒状フィルム２０１にしわが、より発生しにくくなる。
【００７８】
予備シゴキローラ２４４は、回転自在に設けられていてもよいし回転不能に設けられていてもよい。筒状フィルム２０１は押さえベルト２４１と接触するので、予備シゴキローラ２４４が回転しなくても筒状フィルム２０１の送りには影響はない。また、予備シゴキローラ２４４とシゴキローラ２４２との距離は特に制限はないが、両者が離れすぎていると、押さえベルト２４１を閉じたときに、予備シゴキローラ２４４とシゴキローラ２４２との間で押さえベルト２４１が撓んで筒状フィルム２０１に膨らみを生じさせてしまい、予備シゴキローラ２４４を設けた意味がなくなってしまう。
【００７９】
したがって、シゴキローラ２４２に対する予備シゴキローラ２４４の位置は、押さえベルト２４１を閉じたときに被包装物によって押さえベルト２４１が撓まない位置とするのが望ましい。押さえベルト２４１が撓むか否かは、押さえベルト２４１の剛性、被包装物の粘度等の種々のパラメータに依存する。例えば、押さえベルト２４１として、フッ素樹脂のコーティングを施した厚さが約１ｍｍのベルトを用いた場合、予備シゴキローラ２４４はシゴキローラ２４２よりも約５０〜６０ｍｍ上方に設置される。
【００８０】
図１４に示すシゴキ装置３４０では、筒状フィルム３０１の送り方向について予備シゴキローラ３４４とシゴキローラ３４２との間に、一対の離しローラ３４５をさらに設けている。離しローラ３４５も、予備シゴキローラ３４４と同様に、シゴキローラ３４２および従動ローラ３４３との相対的な位置関係が変化しないように、シゴキローラ３４２、従動ローラ３４３および予備シゴキローラ３４４とともにプレート（不図示）に回転自在に支持するなどして、これらのローラと平行に配置されている。つまり、離しローラ３４５も、シゴキローラ３４２の揺動に応じて、シゴキローラ３４３の揺動角度と同じ角度だけ、従動ローラ３４３の回転軸を中心に揺動するように設けられて回転するように設けられている。
【００８１】
ただし、離しローラ３４５は、押さえベルト３４１の軌道の内側ではなく外側の面を押圧している。また、離しローラ３４５は、筒状フィルム３０１に最も接近したとき、すなわちシゴキローラ３４２が閉じたときに、予備シゴキローラ３４４とシゴキローラ３４２との間の少なくとも一部の領域で、押さえベルト３４１および離しローラ３４５が筒状フィルム３０１と接触しないように設けられている。
【００８２】
例えば、被包装物が繊維状または粒状の微小物を含んでいる場合、こういった微小物まではシゴキローラ３４２で扱くことができず、微小物が空充填部に残ってしまうことがある。微小物が空充填部に残ると、その後に空充填部に対して行われる熱溶着が不十分となり、最悪の場合には、熱溶着部に、包装袋の内部と外部とを連通する経路が形成され、そこから被包装物が漏れ出てしまうおそれがある。
【００８３】
図１４に示したように、離しローラ３４５を設けることで、シゴキローラ３４２と予備シゴキローラ３４４との間で、筒状フィルム３０１が押さえベルト３４１による規制を受けない部分が生じる。このことにより、その部分では、筒状フィルム３０１はある程度自由に変位可能となり被包装物の流動性が向上するので、シゴキローラ３４２による扱き動作に伴って、筒状フィルム３０１の送りに随伴する被包装物とシゴキローラ３４２により移動が規制された被包装物とが衝突し、シゴキローラ３４２の上方で被包装物の流れに乱れが生じる。その結果、被包装物に含まれる微小物がシゴキローラ３４２に噛み込まれにくくなり、空充填部に微小物が介在するのを効果的に防止することができる。
【００８４】
また、上述した各実施形態では、本発明を四方シール型の包装袋を製造する製袋充填機および自立袋を製造する製袋充填機に適用した例を挙げたが、包装袋の形態は特に限定されず、ピロー型の包装袋を製造する場合にも本発明を適用することができる。
【００８５】
横シール機構についても、筒状フィルムを幅方向に熱溶着できるものであれば、如何なる種類のシール機構を用いてもよい。横シール機構としては、得られた包装袋を１袋ずつ分離する必要がない場合は、単に筒状フィルムを熱溶着する機能を有していれば十分である。また、包装袋を１袋ずつ分離する必要がある場合であっても、単に筒状フィルムを幅方向に熱溶着するだけの横シール機構の下方に筒状フィルムを幅方向に切断する切断機構を設けることで、包装袋を１袋ずつ分離することができる。
【００８６】
さらに、包装袋は、包装袋を開封することなく被包装物の注出を容易に行えるようにするために、口栓を有していてもよい。口栓は、前述したような、シート状のフィルムの両側縁部同士を縦シール機構（図１に示す第１の縦シール機構２０や図５に示す天シール機構１２０など）でフィルムの長手方向に沿って熱溶着することによって筒状フィルムとする製袋充填機による包装袋の一連の製造過程で包装袋に取り付けることができる。
【００８７】
口栓を最も効率的かつ確実に取り付けることができる方法は、縦シール機構によるフィルムの熱溶着が行われる前に、フィルム折り込み機構によって半分に折り合わせられたフィルムの両側縁部の間に口栓を挿入し、その位置で口栓をフィルムに熱溶着し、その後、口栓が熱溶着された部分も含めて、縦シール機構によってフィルムを熱溶着し、口栓付きの筒状フィルムとする方法である。したがって、口栓付きの包装袋を製造する場合、製袋充填機は、シート状のフィルムを縦シール機構によって熱溶着する前に、縦シール機構によって熱溶着されるフィルムの部分に口栓を熱溶着するための、フィルム折り込み機構と縦シール機構との間に配置された口栓溶着機構と、口栓溶着機構に口栓を供給するための口栓供給機構とを有する。
【００８８】
口栓溶着機構は、一般的なシール機構と同様に、互いに対向配置されたヒーターバーとヒーター受けバーとを有する。これらヒーターバーおよびヒーター受けバーは、フィルム折り込み機構で折り合わせられたフィルムの開放端側の縁部において、フィルムの間に口栓を挿入するのに十分な間隔をあけて対向配置される。また、ヒーターバーおよびヒーター受けバーの互いの対向面には、口栓供給機構から供給された口栓の受けとなる凹部が形成されている。
【００８９】
口栓供給機構は、多数の口栓を並べた状態で保持する口栓ホルダと、口栓ホルダに保持された口栓の中から１つを取り出し、口栓溶着機構のヒーターバーとヒーター受けバーとの間に移送する口栓移送ユニットをと有する。口栓供給機構としては、口栓溶着機構のヒーターバーとヒーター受けバーとの間に口栓を１つずつ供給し得るものであれば任意の機構を用いることができる。
【００９０】
そして、フィルムの送り動作に合わせて口栓供給機構および口栓溶着機構を動作させることで、フィルムの開放側の端部に、フィルムの長手方向について一定の間隔で口栓が熱溶着される。その後、この口栓が熱溶着された部分も含めて、縦シール機構によってフィルムの開放側の端部をフィルムの長手方向にわたって熱溶着することで、口栓付きの筒状フィルムが得られる。なお、縦シール機構による熱溶着は、既に口栓が熱溶着された部分に対して行われるので、口栓溶着機構と同様に、縦シール機構のヒーターバーおよびヒーター受けバーの互いの対向面に、口栓の受けとなる凹部が形成される。
【００９１】
口栓を熱溶着した場合、口栓が熱溶着された部位は他の部位に比べて熱容量が大きく、冷めにくくなっている。フィルムが固化する前に被包装物を投入すると、被包装物の重量によりフィルムが伸び、種々の不具合の原因となる。そこで、被包装物の投入前にフィルムを完全に固化させるとともに、効率よい充填包装動作を実現するために、縦シール機構の下方に、口栓が溶着された部分を冷却する冷却機構を設けることが好ましい。冷却機構は、例えば、縦シール機構の下方でフィルムを間において対向配置された一対の加圧部材を有し、この加圧部材で口栓が溶着された部分を加圧することによって口栓の熱を加圧部材に逃がす機構とすることができる。口栓が溶着された部分を効果的に冷却するためには、加圧部材は、熱伝導率の高い材質、例えば金属で構成するのが望ましい。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シゴキ装置は、少なくともシゴキローラと従動ローラとに掛け回されたベルトを有し、このベルトによって被包装物の分割が行われるとともに筒状フィルムの下方への送りが行われるので、被包装物が高粘度のものであっても、筒状フィルムの送りおよび被包装物の扱き動作を安定して行うことができ、その結果、包装袋の定量性を向上させ、かつ、包装袋のシール部付近でのしわの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による縦型製袋充填機の側面図である。
【図２】図１に示す縦型製袋充填機の正面図である。
【図３】図１に示した製袋充填機による包装袋の製造工程を説明する図である。
【図４】（ａ）は図２のＢ−Ｂ線での断面図、（ｂ）は図２のＣ−Ｃ線での断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による縦型製袋充填機の側面図である。
【図６】図５に示す縦型製袋充填機の正面図である。
【図７】図５に示す縦型充填包装機のフィルム折り込み機構の斜視図である。
【図８】図５に示す底シール機構の上面図である。
【図９】図８に示す底ヒーターバーの加圧面の図である。
【図１０】図７に示すフィルム折り込み機構の幅規定板を通過したフィルムの横断面図である。
【図１１】図７に示すフィルム折り込み機構を通過したフィルムの横断面図である。
【図１２】図５に示す縦型製袋充填機によって製造される自立袋の斜視図である。
【図１３】本発明のシゴキ機構の他の例の正面図である。
【図１４】本発明のシゴキ機構のさらに他の例の正面図である。
【符号の説明】
１，１０１，２０１，３０１    筒状フィルム
１ａ    空充填部
１ｂ，１ｃ    縦シール部
２，１０２    ガイドローラ
３，１０３    投入ノズル
４，１０４    送りローラ
５    被包装物
１０，１１０    フィルム折り込み機構
２０    第１の縦シール機構
２１    縦ヒーターバー
２２    縦ヒーター受けバー
２３    マット
３０    第２の縦シール機構
４０，１４０，２４０，３４０    シゴキ機構
４１，２４１，３４１    押さえベルト
４２，２４２，３４２    シゴキローラ
４３，２４３，３４３    従動ローラ
５０，１５０    横シール機構
５１    横ヒーターバー
５２    横ヒーター受けバー
５３    カッタ
５４    マット
６０    包装袋
１２０    天シール機構
１３０    底シール機構
１３１    底ヒーターバー
１３２    受け板
１６０    自立袋
１６１    天シール部
１６２    側シール部
１６３    底シール部
２４４，３４４    予備シゴキローラ
３４５    離しローラ
【図１】
0003704319.tif 000002
【図２】
0003704319.tif 000003
【図３】
0003704319.tif 000004
【図４】
0003704319.tif 000005
【図５】
0003704319.tif 000006
【図６】
0003704319.tif 000007
【図７】
0003704319.tif 000008
【図８】
0003704319.tif 000009
【図９】
0003704319.tif 000010
【図１０】
0003704319.tif 000011
【図１１】
0003704319.tif 000012
【図１２】
0003704319.tif 000013
【図１３】
0003704319.tif 000014
【図１４】
0003704319.tif 000015