(57)【要約】【課題】不活性ガスの使用量を抑えながら、不活性ガスを袋内に供給する際に生ずる被包装物の微細粉のシール部への噛み込みを防止する。【解決手段】シリンダー上段の開閉手段で落下中の被包装物の先頭集団を一時的に塞き止め、最後尾の被包装物が開閉手段に到達する直前に開閉手段を開閉して、上下方向に長くなった被包装物集団をシリンダーの手前でコンパクトに纏めて不活性ガスとともにチューブ状の袋内に一気に排出する。また、チューブ状の袋が横シール手段の接近によって内容積が変化しても、この開閉手段でチューブ内の不活性ガスの上昇流を抑えて、微細粉の舞い上がりを防止する。【選択図】図１０
2014240287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延び、下端部がチューブ状袋内の横シール部位の上方に位置して、前記袋内に被包装物を送り込むシリンダーと、前記シリンダーの上部内側に吹出し口が下向きに設けられ、その吹出し口から前記シリンダー内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、前記吹出し口の上段に設けられ、前記シリンダーの上端部を開閉する開閉手段と、前記袋を横シールする横シール手段とを備えた包装装置を用いて、前記チューブ状袋内に不活性ガスを供給しながら被包装物を充填する包装包装であって、
前記開閉手段を閉じて落下中の被包装物の先頭集団を前記開閉手段上で受け止める工程と、
前記被包装物の最後尾が前記開閉手段に到達する直前に前記開閉手段を開放するとともに、第１流量の不活性ガスを前記吹出し口から前記シリンダー内に供給する工程と、
前記被包装物の最後尾が前記開閉手段を通過すると、前記開閉手段を閉じるとともに前記第１流量に替えて第２流量の不活性ガスを前記吹出し口から前記シリンダー内に供給する工程と、
前記横シール手段がチューブ状の袋を押さえる工程に同期して前記第２流量の供給を停止する工程と、
を備えてなる包装方法。
【請求項２】
上下方向に延び、下端部がチューブ状袋内の横シール部位の上方に位置して、前記袋内に被包装物を送り込むシリンダーと、前記シリンダーの上部内側に吹出し口が下向きに設けられ、その吹出し口から前記シリンダー内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、前記吹出し口の上段に設けられ、前記シリンダーの上端部を開閉する開閉手段と、前記袋を横シールする横シール手段と、前記ガス供給手段と前記開閉手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記開閉手段を閉じて落下中の被包装物の先端集団を前記開閉手段上に堆積させ、前記被包装物の最後尾が前記開閉手段に到達する直前に、前記開閉手段を開放させるとともに前記ガス供給手段を制御して第１流量の不活性ガスを前記吹出し口から前記シリンダー内に供給させ、前記被包装物の最後尾が前記開閉手段を通過すると、前記開閉手段を閉鎖させるとともに前記第１流量に替えて第２流量の不活性ガスを前記吹出し口から前記シリンダー内に供給させ、前記横シール手段が前記チューブ状の袋を押さえる工程に入ると、前記第２流量の供給を停止させる、
包装装置。
【請求項３】
前記開閉手段の上部にホッパが設けられ、そのホッパが、該ホッパの内部と外部とを往復移動して、ホッパ内を通過する被包装物の最後尾を叩くポーカーを備えている、
請求項２に記載の包装装置。
【請求項４】
前記開閉手段が前記シリンダーの上端部上に装着自在に載置されている、
請求項２に記載の包装装置。
【請求項５】
前記吹出し口が前記シリンダーの内壁に沿ってリング状に形成されている、
請求項２に記載の包装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーマーでチューブ状に成形された袋内にスナック菓子を袋詰めする包装技術に関し、特に、袋内の空気を不活性ガスで置換する包装方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォーマーでチューブ状に成形された袋内にスナック菓子等の被包装物を充填し、その袋の上端部（以下、天の部分という。）とそれに続く後続袋の下端部（以下、地の部分という。）とを同時に横シールした後、それらの境目を上下に分離して、袋詰め商品を形成するようにした包装装置は、周知である。また、このような包装装置を用いて被包装物を包装する場合に、袋内の酸素を、例えば、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスと置換することによって、スナック菓子等に含有される油脂分やビタミン類の酸化を防止することが行われている。
【０００３】
このガス置換を行う先行技術としては、例えば、下記特許文献に開示された技術が知られている。特許文献１に開示されたものは、チューブ状に成形された袋内に被包装物を送り込むシリンダーの下端部から一定流量の不活性ガスを袋内に送り込み、被包装物が充填されて、袋を密閉する際に、それまでの流量よりも大きい流量の不活性ガスを袋内に送り込んで袋の内圧を高めるようにしたものである。また、特許文献２に開示されたものは、特許文献１の構成に加えて、さらに上記シリンダーの上端部に開閉シャッターを設け、横シール時に、開閉シャッターでシリンダーの上端部を閉鎖することにより、横シール工程で袋が押さえられることによるガスの上昇流を抑えるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−５３２１７号公報
【特許文献２】特開２０１３−３９９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、これらの先行技術では、チューブ状の袋内に挿入されたシリンダーの下端部から不活性ガスを常時送り込んでいるため、不活性ガスの消費量が多くなり、生産コストを上昇させる問題があった。これは、特に単価の安いスナック菓子類では、回避しなければならない重要な問題となる。
【０００６】
また、前記シリンダーの下端部から袋内に不活性ガスを噴射すると、袋内の被包装物の微細粉が舞い上がり、それが横シール部分に噛み込まれてシール不良を起こす問題があった。さらに、横シール工程に入ると、左右のシールジョーやその上に取り付けられた一対のクラムシャッターがチューブ状の袋を左右から押さえるために、袋内の不活性ガスが押し上げられ、それによって微細粉を舞い上げてシール不良を起こすことも考えられる。
周知のように、シール不良が発生すると、そこから不活性ガスが抜け、酸素が逆流して内容物を劣化させる原因となるから、こうしたシール不良も回避しなければならない重要な問題となる。
【０００７】
このシール不良の問題に対しては、特許文献２では、前記シリンダーの上端部に開閉シャッターを設けることによって、不活性ガスの上昇を防ぎ、これによってシール不良の発生を防いでいるが、この開閉シャッターは、クラムシャッターがチューブ状の袋を左右から押さえるときには閉じ、計量機から落下してくる被包装物を通過させるときには開いていなければならないから、包装装置を例えば、0.4秒サイクルで高速運転するときには、開閉シャッターのタイミング調整が難しくなり、確実な運転を行うには、運転速度（単位時間に生産される袋の個数）を下げなければならない問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、不活性ガスを袋内に供給する際に生ずるこうした種々の問題を解決することのできる新たな包装方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る包装方法は、上下方向に延び、下端部がチューブ状袋内の横シール部位の上方に位置して、前記袋内に被包装物を送り込むシリンダーと、前記シリンダーの上部内側に吹出し口が下向きに設けられ、そこから前記シリンダー内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、前記吹出し口の上段に設けられ、前記シリンダーの上端部を開閉する開閉手段と、前記袋を横シールする横シール手段とを備えた包装装置を用いる。そして、事前準備として、シリンダー上段の開閉手段を開放させた状態で、前記シリンダーの下端部から不活性ガスをチューブ状袋内に注入して、前記チューブ状袋内とシリンダー内の空気を不活性ガスで置換しておく。
【００１０】
こうした事前準備が整った後、シリンダー上端部の開閉手段を閉じて、上段の計量機からの連動信号を待つ。この連動信号を受信すると、所定時間後には、計量機から排出された被包装物の集団が開閉手段に到達するから、その時点から所定時間後に開閉手段を開放し、同時にシリンダー上部の吹出し口から第１流量の不活性ガスをシリンダー内へ供給する。すなわち、落下中に縦列状態となった被包装物の集団が開閉手段に順次到達して開閉手段上に堆積していくが、最後尾の集団がそこに到達する直前に、それまで閉じていた開閉手段を開放して、開閉手段上で堆積しつつある被包装物をシリンダー内に一気に排出すると同時に、第１流量の不活性ガスをシリンダー内に供給する。これにより、落下中に縦列状態となった被包装物集団をコンパクトに纏めて不活性ガスとともに一気に袋内に排出することができる。そして、計量機から落下してきた被包装物が開閉手段を通り抜けてしまうと、開閉手段を閉鎖し、同時に第１流量の不活性ガスの供給を停止して、今度は、第２流量の不活性ガスを、同じ吹出し口から下向きに噴射する。
【００１１】
これにより、シリンダー内に排出された被包装物集団は、下向きのガス流を背に受けながらチューブ状袋内を落下して下端部の袋に収納されていく。このとき、チューブ状の袋は、シリンダーに沿って連続搬送される場合と、間歇搬送される場合とがあるが、特に、高速運転によって連続搬送を行っている場合には、チューブ状の袋がシリンダーに沿って一定速度で伸びていくから、チューブ状の袋の容積は、袋の伸長に伴って増大していく。そのため、連続搬送の場合の第１流量と第２流量は、この袋の容積増大を十分補完する値に設定されている。また、開閉手段が閉鎖されると、続いて、横シール手段がチューブ状の袋に接近してきて袋を押さえて不活性ガスを上昇させるから、第２流量は、この上昇に抗して被包装物を下向きに向かわせるために、第１流量よりも若干多目の流量に設定している。
【００１２】
そして、シリンダー内に排出された被包装物集団が袋内にほぼ収まる段階になると、横シール手段がチューブ状の袋に接近して、シールジョーから突出するクラムシャッターがチューブ状の袋を左右から押さえる工程に入り、それに伴って袋内の不活性ガスは上昇しようとするが、この時には、開閉手段がシリンダーの上端部を閉鎖しているため、シリンダー内では、不活性ガスの上昇流は起きずに、第２流量の下向きの不活性ガスが袋内にまだ収まっていない微細粉を下向きに抑えながら袋内へと沈下させていく。そして、クラムシャッターがチューブ状の袋を閉鎖する工程で第２流量の不活性ガスの供給を停止する。
【００１３】
こうしてクラムシャッターが袋の上端部を閉鎖し、続いて横シールが始まると、下端部の袋の上部には、新たなチューブ状の袋が形成される。その新たな袋の容積は、袋の伸長に伴って漸次増大するから、第２流量の不活性ガスの供給を停止すると、新たな袋内の気圧は、低下していく。しかし、横シールが終わる頃には、計量機から排出された次の新たな被包装物集団の最後尾が開閉手段に到達するころであるから、最後尾がそこに到達する直前に、これまで閉鎖していた開閉手段を開放して、開閉手段上で堆積しつつある被包装物をシリンダー内に一気に排出する。同時に第１流量の不活性ガスの供給を再開する。これにより、袋の伸長によって低下した新たな袋内の気圧は元に戻るが、その際、開閉手段の上段に溜まっていたホッパ内の不活性ガスをシリンダー内に一気に引き込むから、新たな被包装物集団も下向きのガス流に押されてチューブ状袋内に落下していく。
【００１４】
このように、運転中のシリンダー下端部からの不活性ガスの供給を止めて、シリンダー上部から下向きの不活性ガスを間歇的に供給するようにしたから、これまでのガスの使用量を少なく抑えることができる。しかも、開閉手段でシリンダーの上端部を閉鎖しているときに、これまでの第１流量から第２流量に切替えて、袋内にまだ納まっていない微細粉を下向きに抑えながら袋内へと沈下させていくので、袋の横シール部への微細粉の噛み込みをさらに減少させることができる。
【００１５】
本発明に係る包装装置は、こうした方法を実施する装置であって、上下方向に延び、下端部がチューブ状袋内の横シール部位の上方に位置して、前記袋内に被包装物を送り込むシリンダーと、前記シリンダー上部内側に吹出し口が下向きに設けられ、そこから前記シリンダー内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、前記吹出し口の上段に設けられ、前記シリンダーの上端部を開閉する開閉手段と、前記袋を横シールする横シール手段と、前記ガス供給手段と前記開閉手段とを制御する制御手段とを備える。
【００１６】
シリンダーの上部内側に設けられた吹出し口は、シリンダー上端部において、下向きのリング状スリットに形成されており、そこからシリンダーの内壁全周に亘って不活性ガスを下向きに噴射する。このシリンダーの下端部には、この吹出し口とは別系統の不活性ガス供給口が下向きに設けられ、そこから噴射された不活性ガスは、袋内の空気を押し上げながら、袋の底からガス置換を促進していく。このガス供給口は、運転の事前準備の際に使用され、新たなフィルムがセットされてチューブ状の袋が成形されるときは、前記シリンダーの下端部から不活性ガスをチューブ状袋内に一気に注入して、チューブ状袋内とシリンダー内の空気を不活性ガスで置換する。
【００１７】
ガス供給手段は、開閉手段が開放されているときに前記吹出し口から第１流量の不活性ガスを噴射させる第１電磁弁と、開閉手段が閉鎖されているときに前記吹出し口から第２流量の不活性ガスを噴射させる第２電磁弁とを備えている。
【００１８】
開閉手段は、この吹出し口の上段に設けられた一対のシャッター板と、このシャッター板を開閉する開閉機構とで構成されている。このシャッター板が閉じれば、シリンダーの上端部が閉鎖され、それより下方のチューブ状袋内は、緩い密閉状態になる。また、シャッター板が開けば、シリンダーの上端部が開放されて、上段の計量機から排出された被包装物をチューブ状の袋内に案内する。なお、この開閉手段は、チューブ状に成形された袋内のガス置換が終了して、計量機が被包装物を排出できる状態になると、一旦閉鎖されて待機状態となる。
【００１９】
横シール手段は、チューブ状の袋を横シールする一対のシールジョーと、この一対のシールジョーを互いに近接離反させる駆動機構とで構成されるが、このシールジョーの上部には、チューブ状の袋を左右から挟みこむクラムシャッターが設けられている。このクラムシャッターは、落下中の被包装物の微細粉をシールジョーに先行して遮断することにより、落下中の微細粉が横シール部位に噛み込まれるのを防止するものである。
【００２０】
制御手段は、上段に設けられる計量機と連動して、開閉手段とガス供給手段とを制御する。具体的には、計量機が被包装物を排出できる状態になると、制御手段は、開閉手段を閉鎖させて、計量機から排出される被包装物を待つ。このときのチューブ状袋内は、不活性ガスで置換された状態となっている。そして、計量機から被包装物の排出を知らせる連動信号を受信すると、所定時間後には、被包装物の集団が開閉手段に到達するから、その集団の最後尾が開閉手段に到達する直前に、それまで閉鎖していた開閉手段を開放させ、同時にシリンダー上部の吹出し口から第１流量の不活性ガスをシリンダー内へ噴射する。これにより、開閉手段で一時的に塞き止められた被包装物集団が開閉手段上でコンパクトに纏められて、不活性ガスととともにシリンダー内に一気に排出される。
【００２１】
そして、計量機から排出された被包装物の全てが開閉手段を通り抜けた後に、制御手段は、開閉手段を閉鎖させると同時に第１流量の不活性ガスの供給を停止して、第２流量の不活性ガスを同じ吹出し口から下向きに噴射させる。この第２流量は、シリンダー内を落下している被包装物を下向きに抑える作用をなす。これにより、シリンダー内に排出された被包装物は、下向きのガス流を背に受けながらチューブ状袋内を落下して下端部の袋に収納されていく。
【００２２】
続いて、一対のシールジョーがチューブ状の袋に接近して、クラムシャッターがチューブ状の袋を押さえて袋の容積を減少させるが、シリンダーの上端部は、開閉手段で閉鎖されており、同時に、第２流量の不活性ガスがシリンダーの上部から下向きに噴射されているから、袋が挟持されることによって逃げていく不活性ガスは、上昇せずにシリンダーの外側とチューブ状袋内との間に形成された隙間から逃げていく。そして、クラムシャッターが閉じると、それより下方の袋は、密閉状態となるから、制御手段は、クラムシャッターが閉じるタイミングで第２流量の不活性ガスの供給を停止する。
【００２３】
こうしてクラムシャッターが袋の上端部を閉鎖し、続いて横シールが始まると、下端部の袋の上部には、新たなチューブ状の袋が形成される。その新たな袋の容積は、袋の伸長に伴って増大するから、第２流量の不活性ガスの供給を停止すると、新たな袋内の気圧は漸次低下する。しかし、横シールが終わる頃には、計量機から排出された次の新たな被包装物の最後尾が開閉手段に到達するころであるから、最後尾がそこに到達する直前に、制御手段は、開閉手段を開放し、同時に第１流量の不活性ガスの供給も再開して、開閉手段上で堆積しつつある被包装物を不活性ガスとともにシリンダー内に一気に排出する。これにより、袋の伸長によって低下しつつある新たな袋内の気圧は、元の状態に復帰するが、その際、開閉手段の上方に溜まっていたホッパ内の不活性ガスを新たな被包装物集団とともにシリンダー内に一気に引き込むから、新たな被包装物集団も下向きのガス流に押されてチューブ状袋内に落下していく。
【００２４】
このように、シリンダーの上段に設けられた開閉手段で落下中の被包装物の先頭集団を一時的に塞き止め、最後尾の被包装物が開閉手段に到達する直前に開閉手段を開閉して、コンパクトに纏まった被包装物を不活性ガスとともに、シリンダー内に排出するようにしたから、クラムシャッターがチューブ状の袋を押さえることによって生ずる不活性ガスの上昇流を抑えてシール不良を抑える作用と、落下中に上下方向に長くなった被包装物集団をコンパクトに纏めて排出する作用とを、開閉手段で行わせることができる。
【００２５】
なお、シリンダーの上部には、漏斗型のホッパが設けられるが、このホッパには、所謂突き棒と称されるポーカーを設けておくのが好ましい。このポーカーは、ホッパの内部と外部とを往復移動して、ホッパ内を通過する被包装物の最後尾を叩く作用をする。これにより、開閉手段上で堆積する被包装物集団にブリッジが発生したとしも、これを崩してシリンダー内に勢い良く排出させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、チューブ状の袋の体積変動に対応させて、不活性ガスを間歇的に供給するようにしたから、これまでの連続供給に比して、不活性ガスの使用量を減らすことができる。また、シリンダーの上端部から不活性ガスを袋内に下向きに供給するようにしたから、チューブ状の袋が横シール手段の接近によって内容積が変化しても、チューブ内のガス流は、常に下向きに流れていくから、微細粉の舞い上がりを効果的に防止して、横シール部分への噛み込みを防止することができる。さらに、シリンダー上段の開閉手段で落下中の被包装物の先頭集団を一時的に塞き止め、最後尾の被包装物が開閉手段に到達する直前に開閉手段を開閉して、落下中に上下方向に長くなった被包装物集団をコンパクトに纏めて排出することができるから、包装装置の運転速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る包装装置を搭載した一体形装置の概略斜視図。
【図２】包装装置の包装ユニット部分の概略斜視図。
【図３】フォーマー、開閉手段、ホッパの外観斜視図。
【図４】フォーマー、開閉手段、ホッパの正面図。
【図５】フォーマーの外観斜視図。
【図６】シリンダーの部分断面図。
【図７】ガス供給手段の構成ブロック図。
【図８】計量包装一体形装置の構成ブロック図。
【図９】計量ホッパ、開閉手段、ガス供給手段の動作タイミングチャート。
【図１０】(a)： 開閉手段上に被包装物が堆積している状態を示す図。               (b)： 開閉手段を開放して被包装物を排出した後の状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
〔全体概略〕
図１は、本発明に係る包装装置を搭載した計量包装一体形装置１の外観斜視図を示す。この図において、一体形装置１は、下段に包装装置Bを配置し、その上に計量機Wを直接上乗せした構成で、前面には、包装装置Bと計量機Wとを一体的に操作できるタッチパネル２が設けられている。
【００２９】
計量機Ｗは、周知構成の組合せ計量機で構成されている。被包装物は、ポテトチップス等のスナック菓子類で、それが計量機Ｗの中央上部に供給される。中央上部に供給された被包装物は、複数の放射経路に分散された後、各経路の終端に配置された複数のプールホッパPHを介して下段の対応する各計量ホッパＷＨに供給される。各計量ホッパWHで計量された被包装物の重量は組み合わされて、一定重量の被包装物となる最適組合せの計量ホッパＷＨが選択される。選択された計量ホッパＷＨは、包装装置Ｂからの連動信号に基づいて、被包装物を集合シュートＳに一斉に排出する。排出された被包装物は、集合シュートＳの滑落中に縦列状態に長く伸びながらホッパＨを介して包装装置Ｂに供給される。包装装置Ｂは、被包装物をチューブ状に成形された袋内に収納した後、その袋の天の部分と後続袋の地の部分を同時に横シールして袋詰めを行う。
【００３０】
こうした動作を行う包装装置Ｂは、チューブ状の袋から袋詰め商品を製造する包装ユニットＢＵ（図２参照）と、この包装ユニットＢＵにフィルムＦを供給するフィルム供給ユニットＦＵと、各ユニットＢＵ，ＦＵの駆動部の動きを制御する制御手段１０（図８参照）とから構成されている。このフィルム供給ユニットＦＵは、包装ユニットＢＵのフォーマー３にシート状のフィルムＦを供給するもので、包装ユニットＢＵの後部に隣接して設けられている。
【００３１】
図２は、包装ユニットBUの概略構成を示す外観斜視図である。この図において、包装ユニットＢＵは、シート状のフィルムＦをチューブ状に成形するフォーマー３と、チューブ状に成形されたフィルムＦを下方に搬送する搬送機構４と、チューブ状のフィルムＦの両耳の重なり部分を前側で縦シールする縦シール機構５と、チューブ状のフィルムＦの下端部に形成された袋ｂを横シールして、袋ｂの天の部分と後続袋の地の部分とを同時に熱シールする横シール手段６とを備えている。また、包装ユニットＢＵは、その外周にチューブ状のフィルムFを巻きつけながら、被包装物を袋ｂ内に充填するシリンダー７と、シリンダー７の上部開口を開閉する開閉手段８と、計量機Wから排出された被包装物をシリンダー７内に導入するホッパＨとを有している。
なお、以下の説明においては、チューブ状のフィルムＦとその下端部に形成された袋ｂとを合わせてチューブ状の袋ＴＢと言う。
【００３２】
〔フォーマー〕
図３は、フォーマー３と開閉手段８とホッパＨの詳細な外観斜視図を示し、図４は、その正面図を、図５は、開閉手段８を取り除いたときのフォーマー３の外観斜視図を示す。これらの図において、フォーマー３は、シート状のフィルムＦをチューブ状に折り曲げるセーラー３１と、セーラー３１の襟部分３８に、セーラー３１と非接触に上下に貫通するシリンダー７と、セーラー３１とシリンダー７とを支持するベース部材３２とを備えている。
【００３３】
ベース部材３２は、包装装置Ｂの図示しない本体フレームに着脱自在に取り付けられるもので、その下面両サイドには、本体フレームにスライドして、本体に固定支持される左右一対のレール３３が取り付けられている。また、ベース部材３２の上面前側両サイドには、一対の柱状取っ手３４が取り付けられ、その柱状取っ手３４に水平に架橋された横バー３５が取り付けられている。その横バー３５の中央部には、ロッド３６が前後方向に水平に取り付けられ、そのロッド３６を介して前記シリンダー７が柱状取っ手３４に支持されている。また、シリンダー７の上部には、八の字状の水平ブラケット３７が取り付けられ、そのブラケット３７の端部が柱状取っ手３４の上端部に固定されて、前記ロッド３６と水平ブラケット３７とを介して前記シリンダー７が柱状取っ手３４に支持されている。
【００３４】
一方、セーラー３１の襟部分３８は、シリンダー７の外周を取り巻くように筒状に成形され、その前面において、僅かなギャップを開けて着物の襟のように合わせてある。そして、フィルムＦをセットするときは、セーラー３１の表面にフィルムＦを沿わせた後、襟部分３８で内側に折り曲げ、それを襟部分３８の内側とシリンダー７の外側との間のスリットに通してシリンダー７の外周に巻きつけてセットする。
【００３５】
〔搬送機構４〕
図２に戻って、シリンダー７の両サイドに配置された搬送機構４、４は、吸引チェンバー４１、４１と、その周りを互いに内向きに走行する穴あきベルト４２、４２とで構成されて、チューブ状の袋ＴＢをベルト４２、４２で吸引保持しながら下向きに搬送する。また、この搬送機構４には、搬送機構４、４をシリンダー７に対して近接離反させる図示しない移動機構が備えられている。
【００３６】
〔縦シール機構５〕
縦シール機構５は、チューブ状に成形されたフィルムＦの合わせ目Ｔ１を、一定の圧力でシリンダー７に押しつけながら加熱シールするもので、ヒーターブロック５１と、その周りをフィルムFと同期走行する金属ベルト５２とで構成されている。また、この縦シール機構５には、縦シール機構５をシリンダー７に近接離反させる図示しない移動機構が備えられている。
【００３７】
〔横シール手段６〕
横シール手段６は、ヒーターを内蔵する一対のシールジョー６１、６１と、この一対のシールジョー６１、６１をチューブ状の袋ＴＢに対して互いに近接離反させる図示しない駆動機構とで構成されるが、このシールジョー６１、６１の上部には、チューブ状の袋ＴＢを前後から挟みこむクラムシャッター６２、６２が水平方向に進退可能に取り付けられている。このクラムシャッター６２、６２は、落下中の被包装物の微細粉をシールジョー６１、６１に先行して遮断することにより、落下中の微細粉が袋ｂの横シール部位に噛み込まれるのを防止するものである。
【００３８】
横シール手段６の駆動機構としては、一対のシールジョー６１、６１を互いに内向きに旋回させながら、各シールジョー６１、６１に所謂Ｄ字形の運動軌跡（Dモーション）を描かせる、例えば、特開平１０−５３２０６号公報に開示された機構を用いることができる。或いは、各シールジョー６１、６１を所謂ボックスモーションさせる機構を用いることもできる。そして、各シールジョー６１、６１は、チューブ状の袋ＴＢを挟んで互いに押しつけ合うことにより、下端部の袋ｂの天の部分と後続袋ＴＢの地の部分とに同時に横シールを施す。また、一方のシールジョー６１には、図示しないカッターが内蔵され、これを作動させて下端部の袋ｂと後続袋ＴＢとの間を上下に分離する。
【００３９】
〔シリンダー〕
図６は、シリンダー７の部分断面図を示す。この図において、シリンダー７上部には、漏斗状の傾斜部７０１が形成され、その上端縁にフランジ７０２が取り付けられている。このフランジ７０２の対向する２箇所には、上下に貫通孔が設けられ、そこに不活性ガスを注入するワンタッチ継手７０３が取り付けられている。また、フランジ７０２には、底面が開放された中空のドーナツ形キャップ７０４がパッキンを挟んで被せられ、このキャップ７０４とフランジ７０２とで不活性ガス通路７０５が形成されている。このドーナツ形キャップ７０４の中央部には、上下方向に漏斗状の貫通孔７０６が形成され、この貫通孔７０６の内壁と前記傾斜部７０１とで形成されるリング状の下向き傾斜スリットが不活性ガスの吹出し口７０７となっている。また、前記貫通孔７０６の下端部内径は、シリンダー７の内径と略同じ寸法に設定されて、落下する被包装物の障害とならないように設計されている。
【００４０】
ドーナツ形キャップ７０４は、フランジ７０２に対して取り外しが自在となっている。具体的には、シリンダー７の外壁に図５のＬ形フック７０８が取り付けられ、折り畳み式の蝶形ノブ７０９を水平状態にして回せば、フック７０８を上下動させることができ、これにより、フック７０８がキャップ７０４外周のフランジと前記フランジ７０２とを上下に挟持してロックするようになっている。これにより、キャップ７０４を取り外して吹出し口７０７の清掃を簡単に行うことができるようになっている。
【００４１】
図６に戻って、シリンダー７上部の、前記セーラー３１と干渉しない前面側には、不活性ガスをシリンダー７内に注入するソケット７１０が溶接され、そこに図示しないワンタッチ継手が取り付けられる。また、ソケット７１０と連なるシリンダー７の内壁には、ソケット７１０から注入される不活性ガスをシリンダー７の下端部まで導くダクト７１１が形成されている。そして、運転の準備段階において、このダクト７１１の下端部７１２から不活性ガスをチューブ状の袋ＴＢ内に勢いよく噴射することにより、チューブ状の袋ＴＢ内の酸素を不活性ガスで置換することができるようになっている。
なお、シリンダー７の下端部には、チューブ状の袋ＴＢを内側から拡げるバネ部材で形成されたスプレッダー７１３が設けられている。
【００４２】
〔開閉手段〕
図３、図４、図６において、シリンダー７の上部開口を開閉する開閉手段８は、シリンダー７のドーナツ形キャップ７０４の上部に直接載置されるもので、一対のシャッター板８０１、８０１と、このシャッター板８０１、８０１を開閉する開閉機構８０２、８０２とを備えている。一対のシャッター板８０１、８０１は、前後に配置されたスライドレール８０３、８０３（図６参照）の溝に案内されて、開閉機構８０２、８０２の開閉運動によって互いに近接離反するように構成されている。各シャッター板８０１、８０１の後部には、その移動方向とは直行する方向に長穴８０４、８０４が形成され、その長穴８０４、８０４に開閉機構８０２、８０２のコロ８０５、８０５が挿入されている。
【００４３】
開閉機構８０２、８０２は、前記コロ８０５、８０５と、コロ８０５、８０５を先端部に支持する回転アーム８０６、８０６と、回転アーム８０６、８０６の基端部を支持して前記コロ８０５、８０５を１８０度回動させるロータリーアクチュエータ８０７、８０７とで構成されている。
【００４４】
前後のスライドレール８０３、８０３は、一対のフレーム８０８、８０８にそれぞれ固定され、前後のフレーム８０８、８０８は、ロータリーアクチュエータ８０７、８０７を固定するベースフレーム８０９、８０９を介してそれぞれ連結されている。各フレーム８０８、８０８と各ベースフレーム８０９、８０９とは、コイルスプリング８１０〜８１０が外装された４本のストッパ付ボルトを介して伸縮可能に連結されている。これにより、ベースフレーム８０９をフレーム８０８に対して傾ければ、コロ８０５を長穴８０４から抜くことができ、コロ８０５が抜ければ、シャッター板８０１がガイドレール８０３から外せて、分解清掃ができるようになっている。また、ホッパＨを外してフレーム８０８を持ち上げれば、開閉手段８をシリンダー７から分離することもできる。
【００４５】
なお、ホッパＨの下端部には、フランジＨＦが設けられ、そのフランジＨＦがガイドレール８０３，８０３上にボルトで固定されている。
また、このホッパＨには、必要に応じて図示しないポーカーが設けられる。このポーカーは、ホッパＨの内部と外部とを往復移動して、ホッパＨ内を通過する被包装物の最後尾を叩いて落とす作用をなす。これにより、開閉手段８上で堆積する被包装物にブリッジが発生しても、これを崩してシリンダー７内に勢いよく叩き落すことができる。
【００４６】
図７は、ガス供給手段９の構成ブロック図である。このガス供給手段９は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが加圧状態で貯留されたガスボンベ９１と、ガスボンベ９１から供給される不活性ガスを減圧して送り出す圧力調整弁９２と、そこから３方向に分岐する第１流路に接続された第１電磁弁９３と第１流量調整弁９４、並びに、第２流路に接続された第２電磁弁９５と第２流量調整弁９６、並びに、第３流路に接続された第３電磁弁９７と第３流量調整弁９８とで構成されている。
【００４７】
また、第１流量調整弁９４と第２流量調整弁９６の出口側は、再度合流してシリンダー７上部のワンタッチ継手７０３に接続されている。したがって、第１電磁弁９３を開けば第１流量調整弁９４から第１流量の不活性ガスが、第２電磁弁９５を開けば、第２流量調整弁９６から第２流量の不活性ガスがそれぞれシリンダー７上部の不活性ガス通路７０５に供給されて、リング状の吹出し口７０７からシリンダー７内に下向きに噴射されるようになっている。
【００４８】
一方、第３流量調整弁９８の出口側は、シリンダー７外壁のソケット７１０に取り付けられた図示しないワンタッチ継手に接続されている。したがって、第３電磁弁９７を開ければ、第３流量調整弁９８から第３流量の不活性ガスがダクト７１１の下端部７１２からチューブ状の袋ＴＢ内に下向きに噴射される。この第３流量は、チューブ状袋ＴＢ内を短時間でガス置換を行うために、大流量の不活性ガスでチューブ状の袋内を一気にガス置換する。それ以降は、被包装物が排出されるまで、微小なガス流量に切替えて、チューブ状袋内のガス置換率が低下しないように維持しておく。
【００４９】
シリンダー７内に供給する不活性ガスの流量は、被包装物の嵩密度、内容量、袋サイズ、運転速度等によって異なる。例えば、ポテトチップスの嵩密度（容器に入れて振動を加えて物品間の隙間をできるだけ詰めた時の密度）が、立方センチメートル当たり０．０８３グラム、内容量が１オンス（２８．３５グラム）、袋サイズが、幅１３３ｍｍ、長さ１８４ｍｍで、運転速度が１分間に１５０袋の場合には、第１流量を２２０リットル／分、第２流量を３００リットル／分に設定しているが、これは一例であって、条件が異なれば、これらの流量は、当然変更される。
【００５０】
〔制御装置〕
図８は、計量包装一体形装置１の制御システムの構成ブロック図を示す。この図において、制御手段１０は、計量機Ｗと包装装置Ｂを個別にあるいは一体的に制御するもので、コンピュータで構成されている。制御手段１０は、図１に示すタッチパネル２から入力された操作や設定に従って、包装ユニットＢＵ、フィルム供給ユニットＦＵの各駆動部を制御する。また、計量機Ｗの図示しないフィーダＦＤ、プールホッパＰＨ、計量ホッパＷＨなどを制御する。さらに、計量機Ｗと包装装置Ｂに装備される各種センサから必要な情報を取り込み、その情報に基づいて各種制御を行う。
【００５１】
包装ユニットＢＵに対しては、制御手段１０は、搬送機構４、縦シール機構５、横シール手段６、開閉手段８、ガス供給手段９を制御するが、これらの制御は、互いに関連しているので、ここでは、計量ホッパＷＨの開閉、開閉手段８の開閉、ガス供給手段９の制御に焦点を当てて説明する。
【００５２】
まず、事前準備として、フィルムＦをフォーマー３にセットしてチューブ状にする。一方、被包装物は、計量機Ｗの中央上部に供給されている。そして、オペレータがタッチパネル２を操作して運転開始を指示すると、制御手段１０は、まず、搬送機構４と縦シール機構５と横シール手段６を動作させてチューブ状の袋ＴＢを成形する。これができると、制御手段１０は、開閉手段８を開放させた状態で、第３電磁弁９７を設定時間だけ開放する。すると、第３流量の不活性ガスがダクト７１１の下端部７１２からチューブ状の袋ＴＢ内に勢いよく噴出されてチューブ状の袋ＴＢ内のガス置換が行われる。それが終了すると、制御手段１０は、開閉手段８を閉じ、第３流量調整弁９８を絞って包装装置Ｂをスタンバイ状態にする。
【００５３】
その間に被包装物は、プールホッパＰＨから計量ホッパＷＨへ供給されて組合せ計量が行われ、排出準備が整えば、計量機Ｗは、包装装置Ｂからの準備完了の信号を待つ。制御手段１０は、計量機Ｗと包装装置Ｂの準備が完了すれば、第３電磁弁９７を止め、計量機Ｗにスタート信号を送信して計量機Ｗから最適組合せに係る被包装物を排出させる。その後は、一定サイクルで、例えば、0.4秒サイクルで計量機Ｗから包装装置Ｂへ被包装物が順次排出されていく。
【００５４】
図９は、被包装物排出後の計量ホッパＷＨ、開閉手段８、ガス供給手段９のそれぞれの動作タイミングを表したものである。計量機Wが被包装物を排出すると、計量機Ｗは、制御手段１０へ排出完了信号を送る。すると、所定時間後、例えば、0.8秒後には、排出された被包装物の先頭集団が開閉手段８に到達するから、その時点からタイマーをスタートさせて、被包装物の最後尾が到達する直前までの時間を計測し、その時間が経過すると、すなわち、最後尾が到達する直前で、制御手段１０は、開閉手段８を開放し、同時に第１電磁弁９３を開放して、シリンダー７上部の吹出し口７０７から第１流量の不活性ガスをシリンダー７内へ供給する。
【００５５】
すなわち、排出された被包装物は、落下中に縦列状態となりながら、閉じた開閉手段８上に順次到達して堆積していくが、最後尾の集団が開閉手段８に到達する直前（図１０（ａ）参照）に、これまで閉じていた開閉手段８を開放すると同時に、第１流量の不活性ガスを噴射させて、開閉手段８上で堆積しつつある被包装物を不活性ガスとともにシリンダー７内に一気に排出する（図１０（ｂ）参照）。これにより、落下中に縦列状態となった被包装物の集団をコンパクトに纏めて袋内に排出することができる。そして、計量機Wから落下してきた被包装物が開閉手段８を通り抜けてしまうと、制御手段１０は、開閉手段８を閉鎖し、同時に第１電磁弁９３を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。さらに、制御手段１０は、閉じていた第２電磁弁９５を開放して、第２流量の不活性ガスをガス通路７０５に供給して、同じ吹出し口７０７から第２流量の不活性を下向きに噴射する（図１０（ａ）参照）。
【００５６】
これにより、シリンダー７内に排出された被包装物の集団は、下向きのガス流を背に受けながらチューブ状の袋ＴＢ内を落下して、下端部の袋ｂ内に収納される。このとき、チューブ状の袋ＴＢは、シリンダー７に沿って搬送されながら次第に伸びていくから、チューブ状の袋ＴＢの容積は、袋ＴＢの伸長に伴って増大していく。
なお、図１０（ａ）、（ｂ）において、一点鎖線で示す円形の集団は、被包装物を表している。
【００５７】
そして、シリンダー７内に排出された被包装物の集団が下端部の袋ｂ内にほぼ収まる段階になると、横シール手段６がチューブ状の袋に接近して、シールジョー６１、６１から突出する一対のクラムシャッター６２、６２がチューブ状の袋ＴＢを前後から押さえる工程に入る（図１１参照）。それに伴って袋ＴＢ内の不活性ガスは、上昇しようとするが、この時には、開閉手段８がシリンダー７の上端部を閉鎖するから、シリンダー７内の不活性ガスの上昇は起きずに、第２流量の下向きの不活性ガスが下端部の袋ｂ内にまだ収まっていない微細粉を下向きに抑えながら袋ｂ内へと沈下させていく。そして、クラムシャッター６２、６２が閉じるタイミングで、制御手段１０は、第２電磁弁９５を閉じて、第２流量の不活性ガスの供給を停止する。
【００５８】
こうしてクラムシャッター６２、６２が袋ｂの上端部を閉鎖し、続いて横シールが始まると、下端部の袋ｂの上部には、新たなチューブ状の袋ＴＢが形成される。その新たな袋ＴＢの容積は、袋ＴＢの伸長に伴って増大するから、第２流量の不活性ガスの供給を停止すると、新たな袋ＴＢ内の気圧は、低下していく。しかし、横シールが終わる頃には、計量機Ｗから次に排出された新たな被包装物の最後尾が開閉手段８上に到達する頃であるから、それが到達する直前に、制御手段１０は、これまで閉鎖していた開閉手段８を開放して、開閉手段８上で堆積した被包装物をシリンダー内に一気に排出する。同時に、閉した第１電磁弁９３を開放して、第１流量の不活性ガスの供給を再開する。これにより、袋ＴＢの伸長によって低下した新たな袋ＴＢ内の気圧は元に戻るが、その際、開閉手段８の上段に溜まっていたホッパＨ内の不活性ガスを新たな被包装物の集団とともにシリンダー７内に一気に引き込むから、この新たな被包装物の集団も下向きのガス流に押されてチューブ状袋ＴＢ内に落下していく。
【００５９】
このようなサイクルを繰り返して、シリンダー７の上部から下向きに不活性ガスを間歇的に供給するから、これまでのガスの使用量を少なくすることができる。しかも、開閉手段８でシリンダー７の上端部を閉鎖しているときに、これまでの第１流量から第２流量に切替えて、袋内にまだ納まっていない微細粉を下向きに抑えながら袋内へと沈下させていくので、袋の横シール部への微細粉の噛み込みをさらに減少させることができる。
【００６０】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、これに限定されるものではなく、その他の種々の態様も採用可能である。例えば、この実施形態では、計量包装一体形装置で説明したが、これに代えて、計量機と包装装置とが互いに連動しながら動作する従来タイプであっても適用可能である。また、この実施形態では、チューブ状の袋を連続搬送しながら横シールしていくが、これに替えて、チューブ状の袋を間歇的に搬送しながら横シールするものであっても同様に適用可能である。さらに、この実施形態では、開閉手段の開閉に対応させて、第１電磁弁９３と第２電磁弁９５を交互に開閉させているが、これに替えて、第２電磁弁９５が開放されているときも、第１電磁弁９３を開放させた状態で、両方の流路から不活性ガスをシリンダー内に供給するようにしてもよい。ただし、この場合には、第２流量調整弁９６を絞って、第１流量調整弁９４と第２流量調整弁９６の各流量を合わせて、当初の第２流量となるように調整しておく必要がある。
【符号の説明】
【００６１】
Ｂ      包装装置
Ｗ      計量機
Ｈ      ホッパ
６      横シール手段
７      シリンダー
８      開閉手段
９      ガス供給手段
１０      制御手段
６１      シールジョー
６２      クラムシャッター
７０７      吹出し口  
【図１】
2014240287.tif 000003
【図２】
2014240287.tif 000004
【図３】
2014240287.tif 000005
【図４】
2014240287.tif 000006
【図５】
2014240287.tif 000007
【図６】
2014240287.tif 000008
【図７】
2014240287.tif 000009
【図８】
2014240287.tif 000010
【図９】
2014240287.tif 000011
【図１０】
2014240287.tif 000012