(57)【要約】【課題】袋の中の気体量を効率よく調整することができる製袋包装機を提供する。【解決手段】製袋包装機は、筒状フィルムＦｃを横シールすることで被包装物が充填された袋を製造する製袋包装機であって、第２ガス供給装置と、横シール装置と、第１ガス供給装置とを備える。第２ガス供給装置は、筒状フィルムＦｃにガスを供給する。横シール装置は、筒状フィルムＦｃを横シールし、筒状フィルムＦｃに上シール部Ｓ２および下シール部Ｓ１を形成する。第１ガス供給装置は、下シール部Ｓ１が形成された後、筒状フィルムＦｃの開口方向に向けてガスを吹き出し、袋に充填される気体の量を調整する。【選択図】図７
2011006140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の包材を横シールすることで被包装物が充填された袋を製造する製袋包装機であって、
前記筒状の包材に気体を供給する気体供給装置と、
前記筒状の包材を横シールし、前記筒状の包材に上シール部および下シール部を形成する横シール装置と、
前記下シール部が形成された後、前記筒状の包材の開口方向に向けて気体を吹き出し、前記袋に充填される前記気体の量を調整する気体量調整装置と、
を備える製袋包装機。
【請求項２】
前記気体供給装置によって供給される前記気体の温度は、環境温度より低い、
請求項１に記載の製袋包装機。
【請求項３】
シート状の包材を前記筒状に成形するための成形部材をさらに備え、
前記成形部材は、前記筒状の包材の内部空間に配置され、
前記気体量調整装置は、前記成形部材または前記成形部材近傍に設けられた、前記気体を吹き出す吹出口を有する、
請求項１または２に記載の製袋包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製袋包装機、特に、被包装物が充填された袋を製造する製袋包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シート状の包材を筒状に成形し、その中に食品などの被包装物を充填した状態で両端部を封止して袋を製造する製袋包装機が存在する。例えば、縦型の製袋包装機は、シート状の包材を成形装置によって筒状に成形した後、筒状の包材の縦に重なり合う両縁を熱シールし、筒状の包材の内部空間に被包装物が充填される。被包装物が充填されると、筒状の包材のうち１つの袋になる部分の上下端部が順に横シールされ、筒状の包材の中に被包装物がある状態で上シール部と下シール部が形成される。詳細には、ある袋の上端部となる部分と後続の袋の下端部となる部分とにまたがって横シールが施され、その直後（あるいは同時）にシール部分の中央がカッターにより上下に切り離され、筒状の包材に上シール部と下シール部とが形成される。このような動作の繰り返しにより、縦型の製袋包装機は、被包装物が充填された袋を連続的に製造する。
【０００３】
この種の製袋包装機の中には、特許文献１（特開２００２−１７９００９号公報）に示される製袋包装機のように、成形装置のチューブ内に給気を行ったりチューブ内から排気を行ったりすることができるものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製袋包装機で製造された製品（袋）は、検査ラインなどを経て箱詰め装置に運ばれることが多いが、その箱詰め作業においては袋の大きさが問題になることがある。袋の中の気体量が多い状態で製袋されると、袋がかなり膨れた状態で製造されてしまうが、箱詰め作業や店頭での販売における適切な大きさに袋が製造されることが望ましい。
【０００５】
しかし、袋の製造速度によっては、従来の製袋包装機では十分に対応できないことも考えられる。
【０００６】
本発明の課題は、製造される袋の中の気体量を効率よく調整することができる製袋包装機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る製袋包装機は、筒状の包材を横シールすることで被包装物が充填された袋を製造する製袋包装機であって、気体供給装置と、横シール装置と、気体量調整装置とを備える。気体供給装置は、筒状の包材に気体を供給する。横シール装置は、筒状の包材を横シールし、筒状の包材に上シール部および下シール部を形成する。気体量調整装置は、下シール部が形成された後、筒状の包材の開口方向に向けて気体を吹き出し、袋に充填される気体の量を調整する。
【０００８】
本発明に係る製袋包装機では、筒状の包材の開口方向に向けて気体が吹き出されることで、袋となる筒状の包材の内部にある気体も開口方向に移動し、筒状の包材の膨らみを小さくする。
【０００９】
これにより、袋の中の気体量を効率よく調整することができる。
【００１０】
また、本発明に係る製袋包装機では、気体供給装置によって供給される気体の温度を環境温度より低くしておくことが好ましい。これにより、より効率的に袋の中の気体量を調整できるようになる。
【００１１】
また、本発明に係る製袋包装機は、成形部材をさらに備えることが好ましい。成形部材は、シート状の包材を筒状に成形するもので、筒状の包材の内部空間に配置される。この場合、気体量調整装置は、気体を吹き出す吹出口を有することが好ましい。吹出口は、成形部材または成形部材近傍に設けることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る製袋包装機は、袋の中の気体量を効率よく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る製袋包装機の外観斜視図である。
【図２】製袋包装機の主要部分の側面概略図である。
【図３】製袋包装機の主要部分の概略斜視図である。
【図４】チューブの部分断面図である。
【図５】第１ガス供給装置および第２ガス供給装置の概略図である。
【図６】横シール機構の動作を示す図である。
【図７】筒状フィルムの外形の状態と、吹出口から吹き出されるガスの流れと、シールジョーの動きとを示す図である。
【図８】製袋包装機の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜全体構成＞
図１および図２に、本発明の一実施形態に係る製袋包装機１の全体構成を示す。製袋包装機１は、ポテトチップス等の比重の小さい物品Ｃを袋詰めし、袋詰製品Ｐ（袋Ｂ）を製造する機械である。製袋包装機１は、主として、物品Ｃの袋詰めを行う主要部分である製袋包装ユニット５と、袋ＢとなるフィルムＦを製袋包装ユニット５に供給するフィルム供給ユニット６とから構成されている。製袋包装機１には、製袋包装ユニット５の前面に操作スイッチ類７が配置されている。また、製袋包装機１には、操作スイッチ類７を操作するユーザーが視認できる位置に、操作状態を示す操作ディスプレイ８が配置されている。
【００１５】
＜各ユニットの構成＞
次に、製袋包装機１に含まれるユニットの構成について説明する。
【００１６】
（１）フィルム供給ユニット
フィルム供給ユニット６は、後述する製袋包装ユニット５の成形機構１３に対してシート状のフィルムＦを供給するユニットである。フィルム供給ユニット６は、製袋包装ユニット５に隣接して設けられる。フィルム供給ユニット６にはフィルムＦが巻かれたフィルムロールがセットされている。フィルムＦは、当該フィルムロールから繰り出され、成形機構１３に供給される。
【００１７】
（２）製袋包装ユニット
製袋包装ユニット５は、主として、成形機構１３と、第１ガス供給装置７０と、第２ガス供給装置７５と、プルダウンベルト機構１４と、縦シール機構１５と、横シール機構（横シール装置）１６と、これらの機構を支える支持フレーム１２とから構成されている。以下、図２〜図６を用いて製袋包装ユニット５について説明する。
【００１８】
（２−１）成形機構
成形機構１３は、上述のフィルム供給ユニット６から送られてきたシート状のフィルムＦを筒状フィルムＦｃに成形する。成形機構１３は、図２および図３に示すように、チューブ３１と、フォーマ３２とを有している。
【００１９】
〔チューブ〕
チューブ３１は、縦方向に延びる筒状の部材であり、上下端に開口を有する。チューブ３１は、支持フレーム１２の天板２９の中央開口部分に配置され、図示しないブラケットを介してフォーマ３２と一体にされている。
【００２０】
チューブ３１は、図４に示すように、円筒形状の本体部３１１と、本体部３１１の上端から延設された漏斗形状の開口部３１２とからなる。組合せ計量機２（図１参照）で計量された物品は、図３に示すように、漏斗形状の開口部３１２の上端開口から投入され、本体部３１１を通過して落下する。
【００２１】
本体部３１１の上端付近の側面には、後述する第１ガス供給装置７０と接続される第１接続管３３および第２ガス供給装置７５と接続される第２接続管３４がそれぞれ取り付けられている。また、本体部３１１の側面には、筒状フィルムＦｃ内の過剰なガスを排気するための排気管４３が接続されている。排気管４３は、第２接続管３４の下方に位置している。
【００２２】
チューブ３１の本体部３１１は、２重管（部分的には３重の構造）になっている。図４に、チューブ３１の本体部３１１の断面図を示す。本体部３１１の背面側は、２重管構造になっており、第１管Ｔ１と第３管Ｔ３との間に第１流路Ｐ１が形成されている。本体部３１１の正面側も、２重管構造になっており、上部において第１管Ｔ１と第３管Ｔ３との間に第２流路Ｐ２が形成され、下部において第１管Ｔ１と第３管Ｔ３との間に第３流路Ｐ３が形成されている。また、本体部３１１の正面側の中央部分には、第１管Ｔ１よりも直径が大きく、第３管Ｔ３よりも直径が小さい、断面が半円筒状の第２部材Ｔ２が配置されている。
【００２３】
第１管Ｔ１は、組合せ計量機２から落下する物品Ｃを筒状フィルムＦｃ内に誘導するための流路（チューブ３１の本体部３１１の内部空間）Ｐ０を形成する。また、後述する第１流路Ｐ１、第２流路Ｐ２と、内部空間Ｐ０とを連通させる吹出口Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３が、第１管Ｔ１に形成されている。吹出口Ｏ１は、第１補助流路Ｐ１ａを介して第１流路Ｐ１に連通する。また、吹出口Ｏ２は、第２補助流路Ｐ２ａを介して第２流路Ｐ２と連通する。さらに、吹出口Ｏ３は、第３補助流路Ｐ２ｂを介して第２流路Ｐ２と連通する。
【００２４】
吹出口Ｏ１は、チューブ３１の下端部の近傍に設けられている。第１流路Ｐ１は下向きにガスを流すが、第１補助流路Ｐ１ａは、吹出口Ｏ１に向かって上向きにガスを流す。したがって、吹出口Ｏ１から吹き出されたガスは、斜め上に向いて吹き出される。ここでは、チューブ３１の本体部３１１の背面側に、第１補助流路Ｐ１ａおよび吹出口Ｏ１の組が２組設けられている。
【００２５】
吹出口Ｏ２は、チューブ３１の本体部３１１の比較的上の部分に、周方向に等間隔に３つ設けられている。第２補助流路Ｐ２ａは、吹出口Ｏ２に向かって所定の角度だけ傾いている。具体的には、第２補助流路Ｐ２ａは、筒状フィルムＦｃの内部空間に繋がる一端が、第２流路Ｐ２に繋がる一端に対して斜め下方に位置するように、傾いている。
【００２６】
吹出口Ｏ３は、チューブ３１の本体部３１１の比較的上の部分に、周方向に等間隔に３つ設けられている。第３補助流路Ｐ２ｂは、吹出口Ｏ３に向かって所定の角度だけ傾いている。具体的には、第３補助流路Ｐ２ｂは、筒状フィルムＦｃの内部空間に繋がる一端が、第２流路Ｐ２に繋がる一端に対して斜め下方に位置するように、傾いている。
【００２７】
第１流路Ｐ１は、後述する第１ガス供給管７２ａから第１接続管３３を介して不活性ガスを取り入れ、そのガスを下方に導く。そして、第１流路Ｐ１から第１補助流路Ｐ１ａを経て、吹出口Ｏ１から上方向にガスが吹き出される。
【００２８】
第２流路Ｐ２は、第１流路Ｐ１とは別の流路であり、後述する第２ガス供給管７７ａから第２接続管３４を介して不活性ガスを取り入れ、そのガスを下方に導く。そして、第２流路Ｐ２から第２補助流路Ｐ２ａや第３補助流路Ｐ２ｂを経て、吹出口Ｏ２，Ｏ３から下方向にガスが吹き出される。
【００２９】
第３流路Ｐ３は、チューブ３１の下端の下方空間から筒状の包材Ｆｃ内のガスを取り込み、機外に排出するための排気流路である。排気ファン７８と排気管４３との間には排気バルブ７８ａが設けられており（図５参照）、排気バルブ７８ａが開のときに排気が行われる。
【００３０】
〔フォーマ〕
フォーマ３２は、チューブ３１を取り囲むように配置されている。フォーマ３２の形状は、フィルム供給ユニット６から送られてきたシート状のフィルムＦが、フォーマ３２とチューブ３１との隙間を通るときに、筒状に成形されるような形状とされている。このフォーマ３２も、図示しない支持部材を介して支持フレーム１２に固定されている。
【００３１】
（２−２）第１ガス供給装置
第１ガス供給装置７０は、上述したチューブ３１の本体部３１１に形成された第１流路Ｐ１および第１補助流路Ｐ１ａを経由させ、チューブ３１内に不活性ガスを吹き出す機構である。第１ガス供給装置７０は、図５に示すように、主として、第１ガス供給源７１と、第１ガス供給源７１から供給される不活性ガスをチューブ３１の第１流路Ｐ１に導く経路となる第１ガス供給管７２ａと、第１ガス供給管７２ａに取りつけられた第１バルブ７２とからなる。第１ガス供給装置７０は、０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａのガスを供給するものであり、本実施形態では０．５ＭＰａのガスを供給している。
【００３２】
第１バルブ７２は、図８に示す制御部１０からの指令により自動開閉される。第１バルブ７２が一時的に「開」に制御されることにより、第１ガス供給装置７０から供給されたガスが第１ガス供給管７２ａを経由して第１流路Ｐ１に送られる。第１バルブ７２が「開」状態にされる時間（すなわち、吹出口Ｏ１からガスが吹き出される時間）は、ガスの圧力がそれほど高くない場合には数秒、ガスの圧力が高い場合には０．１〜１．０秒となる。ここでは、１〜２秒となっている。
【００３３】
（２−３）第２ガス供給装置
第２ガス供給装置７５は、上述したチューブ３１の本体部３１１に形成された第２流路Ｐおよび第２補助流路Ｐ２ａ，第３補助流路Ｐ２ｂを経由させ、筒状フィルムＦｃ内やチューブ３１内に不活性ガスを吹き出す機構である。第２ガス供給装置７５は、図５に示すように、主として、第２ガス供給源７６と、第２ガス供給源７６から供給される不活性ガスをチューブ３１の第２流路Ｐ２に導く経路となる第２ガス供給管７７ａと、第２ガス供給管７７ａに取りつけられた第２バルブ７７とからなる。
【００３４】
第２バルブ７７は、排気バルブ７８ａが開いているときに「開」とされ、袋となるチューブ３１の下方の筒状フィルムＦｃ内に不活性ガスを供給する。第２ガス供給装置７５が供給するガスは、吹出口Ｏ２，Ｏ３からチューブ３１の内部空間を経て、その下方の筒状フィルムＦｃ内に流れる。一方、余分なガスは、チューブ３１の第３流路Ｐ３から排気管４３を経て排気ファン７８へと排出される。
【００３５】
（２−４）プルダウンベルト機構
プルダウンベルト機構１４は、支持フレーム１２の天板２９から吊り下げられているサポート部材（図示せず）に支持されている。プルダウンベルト機構１４は、図３に示すように、チューブ３１を挟んで左右対称に配置されている。プルダウンベルト機構１４は、チューブ３１の長手方向に沿って伸び、チューブ３１に巻きつけられた筒状フィルムＦｃを吸着しながら下方に搬送する。プルダウンベルト機構１４は、駆動ローラ１４ａ、従動ローラ１４ｂ、吸着機能を有するベルト１４ｃなどから構成されている。
【００３６】
（２−５）縦シール機構
縦シール機構１５も、上述のプルダウンベルト機構１４と同様に、支持フレーム１２の天板２９から吊り下げられているサポート部材（図示せず）に支持されており、チューブ３１に沿って縦に延びるように配置されている。
【００３７】
縦シール機構１５は、図３に示すように、チューブ３１に巻き付いている筒状フィルムＦｃの重なり合う部分を、一定の加圧力でチューブ３１に押しつけながら加熱して縦にシールする機構である。縦シール機構１５は、ヒータや、ヒータにより加熱され筒状フィルムの重なり部分に接触するヒータベルト等を有している。
【００３８】
（２−６）横シール機構
横シール機構１６は、成形機構１３、プルダウンベルト機構１４、および縦シール機構１５の下方に配置され、支持フレーム１２に支持されている。すなわち、横シール機構１６は、成形機構１３のチューブ３１の下方に配置されている。横シール機構１６は、左右一対の回転軸５０，５０、左右一対のシールジョー５１，５１などから構成されている。
【００３９】
シールジョー５１，５１は、図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、アーム部材を介して回転軸５０，５０に連結されており、回転軸５０，５０の周りを旋回する。回転軸５０，５０は、シールジョー５１，５１を図６に示すように旋回させるとともに、互いに近接・離反するように水平移動をして、シールジョー５１，５１に適当なタイミングで筒状フィルムＦｃを挟み込む動作を行わせる。
【００４０】
シールジョー５１，５１は、内部にヒータを有しており、挟み込んだ筒状フィルムＦｃの被シール部位を、当該ヒータによって熱シールする。さらに、一対のシールジョー５１，５１のうち一方には、図示されないカッターが内蔵されており、一回の挟み込み動作により熱シールされた部位の中央がカッターで切断される。この切断により、筒状フィルムから、袋Ｂが１つ１つ切り離される。
【００４１】
（２−７）制御部
制御部１０は、図８に示すように、フィルム供給ユニット６、プルダウンベルト機構１４、縦シール機構１５、横シール機構１６、操作スイッチ類７、操作ディスプレイ８等と接続されており、各駆動部を制御する。また、制御部１０は、第１バルブ７２、第２バルブ７７、排気バルブ７８ａの開閉を制御する。
【００４２】
＜製袋包装機の動作＞
フィルム供給ユニット６から成形機構１３に送られたシート状のフィルムＦは、フォーマ３２からチューブ３１に巻き付けられて筒状（チューブ状）に成形され、そのままプルダウンベルト機構１４によって下方に搬送される。フィルムＦはチューブ３１に巻き付けられた状態において左右両端部が周面上で重ね合わせられた状態となり、その重ね合わせ部分が縦シール機構１５によって縦にシールされる。縦にシールされた筒状フィルムＦｃは、チューブ３１を抜けて横シール機構１６へと降りていく。また、このとき、筒状フィルムＦｃの内部には、組合せ計量機２からチューブ３１を通って物品Ｃが落下してくる。
【００４３】
横シール機構１６は、筒状フィルムＦｃ内に物品Ｃが存在する状態で、筒状フィルムＦｃを横シールし、袋Ｂの底部となる下シール部を形成するとともに、先行する袋の上封止部となる上シール部を形成する。
【００４４】
次に、横シール動作の直前に行われる、袋Ｂ内に充填される気体量の調整動作について説明する。
【００４５】
組合せ計量機２から落下してきた物品Ｃは、袋Ｂ内の下シール部Ｓ１の周辺で溜まる（図７（ａ）参照）。第１ガス供給装置７０は、横シール動作が始まる前のタイミングで、吹出口Ｏ１から筒状フィルムＦｃの開口方向へガスを吹き出す。具体的には、制御部１０によって、第１バルブ７２が一時的に「開」の状態に制御される。すると、第１ガス供給装置７０から供給されたガスが、吹出口Ｏ１からチューブ３１の本体部３１１の内部空間Ｐ０に向けて上向きに吹き出される。すなわち、ガスは、吹出口Ｏ１から、それよりも上方に位置する筒状フィルムＦｃの開口に向けて吹き出される。吹出口Ｏ１からガスが吹き出されると、筒状フィルムＦｃの内部空間Ｐ０に上方向に向かう気体の流れが発生する。この上方向に向かう気体の流れにより、物品Ｃが溜まっている下シール部Ｓ１の近傍の筒状フィルムＦｃ内の空間に存在する気体も、上方向（筒状フィルムＦｃの開口に向かう方向）に流れる。これにより、袋Ｂとなる物品Ｃの周りの筒状フィルムＦｃ内の気体の量が減少し、袋Ｂとなる筒状フィルムＦｃの部分は、少し内側に凹んだ形状に変形する（図７（ｂ）参照）。すなわち、図７（ｂ）の袋Ｂとなる筒状フィルムＦｃの幅Ｗ２（前後方向の寸法）は、図７（ａ）の幅Ｗ１より小さくなる。
【００４６】
その後、制御部１０によって、第１バルブ７２が閉められ、横シール機構１６が横シールを行って、その袋Ｂの上シール部Ｓ２を形成する（図７（ｃ）参照）。ここで、袋Ｂの上端部に上シール部Ｓ２が形成されるのとほぼ同時に、後続の筒状フィルムＦｃにおいて下シール部Ｓ１が形成される。この横シール動作と同時に、いずれかのシールジョー５１に内蔵されているカッター（図示せず）によって、先行する袋Ｂと後続の袋Ｂ（筒状フィルムＦｃ）とが切り離される。
【００４７】
＜本実施形態に係る製袋包装機の特徴＞
（１）
上記実施形態では、チューブ３１の本体部３１１に形成された吹出口Ｏ１からガスが上向きに吹き出されることにより、吹出口Ｏ１からチューブ３１の上方に向けた気体の流れが発生する。これにより、この気体の流れの下方にある気体を強制的に上方へ移動させることができる。その結果、袋Ｂを形成することになる物品Ｃの周りの筒状フィルムＦｃの側面が内側にへこみ、袋Ｂ内に充填される気体の量が少し減るように調整される。
【００４８】
なお、気体量は、第１ガス供給装置７０の第１バルブ７２を一時的に「開」にする時間を変えることによって調整できる。
【００４９】
＜他の実施形態＞
（Ａ）
上記実施形態では、チューブ３１の本体部３１１に第１流路Ｐ１および第２流路Ｐ２を形成した。この構造に代えて、２重管の間に第１流路Ｐ１および第２流路Ｐ２に相当する管を通し、その先端開口がチューブ３１の内側（内部空間Ｐ１）に向くように構成することも可能である。
【００５０】
（Ｂ）
上記実施形態では、吹出口Ｏ１が２つ、吹出口Ｏ２，Ｏ３が３つずつ設けられたチューブ３１を採用しているが、各吹出口の数はこの数に限られるものではない。
【００５１】
（Ｃ）
上記実施形態では、気体量の調整動作における低圧ガス供給装置７５から吹出口Ｏ２，Ｏ３を介したガス供給や第３流路Ｐ３からの排気の有無について触れていないが、これらを吹出口Ｏ１からのガスの吹き出し時に一時的に止めてもよい。但し、吹出口Ｏ１からのガスの吹き出しによる筒状フィルムＦｃが凹む現象に対して、これらの吹出口Ｏ２，Ｏ３を介したガス供給や第３流路Ｐ３からの排気が大きな影響を与えない場合には、第２バルブ７７や排気バルブ７８ａを開け続けておいてもよい。
【００５２】
（Ｄ）
上記実施形態で、袋Ｂ内に充填されるガスの温度を環境温度より低くしてもよい。これにより、所定の時間が経過後（例えば、袋詰製品Ｐの箱詰め時に）、袋Ｂ内のガスが少し膨張する。その結果、箱内の隙間を減らし、箱内で袋詰製品Ｐが動かないようにすることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１    製袋包装機
１３    成形機構
１４    プルダウンベルト機構
１７    横シール機構
３１    成形機構のチューブ
７０    第１ガス供給装置（気体量調整装置）
７５    第２ガス供給装置（気体供給装置）
Ｆｃ    筒状フィルム（筒状の包材）
Ｐ０    内部空間
Ｐ１    第１流路
Ｐ２    第２流路
Ｐ３    第３流路
Ｏ１    吹出口（気体量調整装置の吹出口）
Ｏ２，Ｏ３    吹出口（気体供給装置の吹出口）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００２−１７９００９号公報
【図１】
2011006140.tif 000003
【図２】
2011006140.tif 000004
【図３】
2011006140.tif 000005
【図４】
2011006140.tif 000006
【図５】
2011006140.tif 000007
【図６】
2011006140.tif 000008
【図７】
2011006140.tif 000009
【図８】
2011006140.tif 000010