(57)【要約】【課題】チューブ状の袋内に物品を供給するシュート内でのブリッジの発生を防止することのできる新たな充填方法と、その方法を実施する充填装置と、その充填装置を搭載した包装装置を提供する。【解決手段】充填方法では、上方から落下してくる物品Ｍを漏斗状のシュート１０３に収めてから、前記シュートの排出口を開放させた状態で該シュートを加速しながら下降させ、続いて、前記シュートを急激に反転上昇させて、シュート内にまとめられた物品を加速しながらチューブ状の袋ＴＢ内に放出する。この方法を実施する充填装置１００を有する包装装置Ｂは、落下してくる物品をチューブ状の袋内に充填するシリンダー７を備え、そのシリンダー内に前記シュートを昇降させるようにする。【選択図】図２
2015127239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から落下してくる物品を漏斗状のシュートに収めてからチューブ状の袋内に充填する充填方法であって、
物品を前記シュート内にまとめる工程と、
前記シュートの排出口を開放させた状態で該シュートを加速しながら下降させる工程と、
下降する前記シュートを反転上昇させる工程と、
を備え、
前記シュート内にまとめられた物品を加速しながら前記チューブ状の袋内に放出することを特徴とした、
充填方法。
【請求項２】
上方から落下してくる物品を、漏斗状のシュートに収めてチューブ状の袋内に放出する充填装置であって、
前記シュートの下端排出口を開閉するゲートと、
前記シュートを上下方向に昇降させる昇降機構と、
前記ゲートの開閉と前記昇降機構の昇降とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部が、前記ゲートを開放させた状態で物品の収納された前記シュートを加
速しながら下降させた後、直ちに前記シュートを反転上昇させることを特徴とする、
充填装置。
【請求項３】
フォーマでチューブ状に形成された袋内にシリンダーから物品を充填し、物品が充填された袋の上部シール部分と、それに続く後続袋の下部シール部分とを同時に横シールした後、それらの境目を分離して密閉袋を形成するようにした包装装置であって、
前記シリンダーの上端部に、請求項２に記載の充填装置が搭載され、
前記充填装置の前記シュートが、前記シリンダー内に加速しながら下降させられることを特徴とする、
包装装置。
【請求項４】
前記シリンダーの上部に、チューブ状に形成された袋内に不活性ガスを供給するガス供給手段、
を更に備え、
前記充填装置の前記ゲートは、前記シリンダーの上端開口部を開閉する開閉ゲートを有し、
前記制御部は、前記ガス供給手段を更に制御し、前記開閉ゲートを開放させている間に、前記ガス供給手段から不活性ガスをチューブ状に形成された袋内に噴射させることを特徴とする、
請求項３に記載の包装装置。
【請求項５】
前記シュートは、樹脂製である、
請求項３又は４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、嵩密度の低いポテトチップス等のスナック菓子類（以下、これらを物品という。）を漏斗状のシュートで集めてからチューブ状の袋内に充填する際の充填方法と、その方法を実施する充填装置、並びに、その充填装置を搭載した包装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォーマでチューブ状に形成された袋内に上方から物品を充填し、その袋の上部シール部（天の部分）とそれに続く後続袋の下部シール部（地の部分）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密閉袋を形成する製袋包装装置は、種々の食品分野において広く使用されている。
【０００３】
その中でも、ポテトチップス等のように、大きなサイズから小さなサイズのものまでが混在する嵩密度の低い物品になると、それらを収集する漏斗状のシュートにおいてブリッジが発生して詰まることがある。そのため、この種の包装装置には、特許文献１（特開２０１３−１０３７５３号公報）、特許文献２（特開２０１２−１４０２４３号公報）、特許文献３（特開２００９−０４０４８８号公報）、特許文献４（特開２００３−０８１２２２号公報）開示されるような種々の詰まり防止装置が搭載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、これらの詰まり防止装置では、ポーカーや回転板が漏斗状のシュート内に出没して物品を叩くため、物品が細かく砕けて商品価値が低下する問題がある。また、砕けた破片が袋内に遅れて落下するため、それらが袋のシール部分に噛み込まれて、シール不良となる問題もある。
【０００５】
本発明は、そうした問題を生じさせずに、高速運転が可能な新たな充填方法と、その方法を実施する充填装置、並びに、その充填装置を搭載した包装装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る充填方法は、上方から落下してくる物品を漏斗状のシュートに収めてからチューブ状の袋内に充填する充填方法であって、物品をシュート内にまとめる工程と、シュートの排出口を開放させた状態で該シュートを加速しながら下降させる工程と、下降するシュートを反転上昇させる工程とを備え、シュート内にまとめられた物品を加速しながらチューブ状の袋内に放出することを特徴としたものである。
【０００７】
物品をシュート内にまとめる工程とは、上方から時間差を置いて落下してくる物品を漏斗状のシュートで受けてコンパクトに収納することである。
【０００８】
好ましくは、シュートは、上段の漏斗部とそれに続く下段の円筒部とを備え、上段の漏斗部は、四方から落下してくる物品を下段の円筒部内に導く作用をなす。また、下段の円筒部は、漏斗部から落ちてきた物品をコンパクトに収納する作用をなす。そして、物品がスライス状であるときは、それらをできるだけ立てた姿勢で収納するため、円筒部の下端排出口を斜めにカットし、そのカット面をゲートで開閉する。あるいは、その下端排出口をＶ字状にカットし、そのカット面を互いに近接離反する一対のゲートで開閉する。これにより、ゲートによって閉じられた下端排出口には、傾斜面が形成され、その傾斜面に沿ってスライス状の物品が詰められていく。
【０００９】
物品がシュート内に収まると、ゲートを開放すると同時に、シュートを加速しながら下降させる。そして、シュートが下死点に到達すると、それを直ちに反転上昇させる。すると、シュート内の物品は、シュートの下降運動によって下向きに加速され、続くシュートの急激な反転上昇により、下降中の物品は、それ自身の慣性によってシュートをすり抜けて落下する。これにより、シュート内にコンパクトにまとめられた物品は、一群の物品となってチューブ状の袋内に勢い良く放出される。そのため、シュート内での詰まりが防止され、しかも、シュート内の物品は、一群となって放出されるから、袋内の充填密度を高めて、シール部分への物品の噛み込みを抑制することができる。
【００１０】
シュートが上段の漏斗部とそれに続く下段の円筒部とを備える場合には、比較的大きなサイズの物品が混在していても、それが漏斗部を滑落して円筒部内に導かれる過程で、その長手方向が上下方向に向くように偏向され、万が一、漏斗部に詰まるようなことがあっても、大きなサイズの物品とその周りの物品は、下降するシュートによって与えられた下向きの慣性と、続くシュートの急激な反転上昇によって、シュート内をすり抜けて落下していく。それでもシュート内に残ったとしても、反転上昇したシュートが上死点に到達して急停止した時点で、残った物品は、上方に浮き上がって解されながら落下するから、残った物品は、遅れてシュートをすり抜けて落下していく。したがって、次回の物品がシュート内に落下しても、シュートの詰まりは解消されているから、包装装置を停止させる事態は生じない。
【００１１】
以上の方法を実施する充填装置は、上方から落下してくる物品を漏斗状のシュートに収めてチューブ状の袋内に放出する充填装置であって、ゲートと、昇降機構と、制御部と、を備える。ゲートは、シュートの下端排出口を開閉する。昇降機構は、シュートを上下方向に昇降させる。制御部は、ゲートの開閉と昇降機構の昇降とを制御する。充填装置は、制御部が、ゲートを開放させた状態で物品の収納されたシュートを加速しながら下降させた後、直ちにシュートを反転上昇させることを特徴とする。
【００１２】
また、この充填装置を搭載した包装装置は、シート状の包材をフォーマで筒状に折り曲げた後、上下方向のシリンダーの周囲に巻きつかせてチューブ状に形成し、その下端部を一対の横シール手段で横シールしてチューブ状の袋に形成する包装装置である。包装装置は、フォーマでチューブ状に形成された袋内にシリンダーから物品を充填し、物品が充填された袋の上部シール部分と、それに続く後続袋の下部シール部分とを同時に横シールした後、それらの境目を分離して、物品が充填された密閉袋を形成するようにした包装装置である。包装装置は、漏斗状のシュートと、ゲートと、昇降機構と、制御部と、を備える。シュートは、上方から落下してくる物品をシリンダーの上方で収集する。ゲートは、シリンダーの上端に位置して、前記シュートの下端排出口を開閉する。昇降機構は、シュートを上下方向に昇降させる。制御部は、ゲートの開閉と昇降機構の昇降とを制御する。包装装置は、制御部が、ゲートを開放させた状態で、物品の収納されたシュートを下向きに加速しながらシリンダー内に挿入した後、直ちにシュートを反転上昇させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上方からばらばらと落下してくる物品をシュート内にまとめてから勢い良くチューブ状の袋内に放出するから、シュート内での物品の詰まりを解消することができる。また、シュート内の物品は、一群の物品として放出されるから、物品を破壊せずにコンパクトに袋内に詰めることができる。したがって、袋のシール部分への物品の噛み込みも防止される。さらに、上方からばらばらと落下してくる物品をシュート内でまとめた状態で加速しながら一群の物品として放出するから、先行の物品群と後続の物品群との間隔を詰めても、前後の物品群を弁別して袋詰めすることができる。したがって、包装装置の高速運転が可能となり、併せて詰まりも発生しないから、連続運転も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る充填装置の主要部の概略構成図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る包装装置の主要部の概略構成図。
【図３】（ａ）は、図２の包装装置の物品の収集工程を説明する概略正面図。（ｂ）は、その概略側面図。
【図４】（ａ）は、図２の包装装置の物品の放出工程を説明する概略正面図。（ｂ）は、その概略側面図。
【図５】本発明の第１実施形態に係る充填装置の正面側外観斜視図。
【図６】本発明の第１実施形態に係る充填装置の背面側外観斜視図であって、特に、シュートを上死点に位置させた状態の斜視図。
【図７】本発明の第１実施形態に係る充填装置の背面側外観斜視図であって、特に、シュートを下死点に位置させた状態の斜視図。
【図８】本発明の第１実施形態に係る充填装置を搭載した包装装置を含む計量包装一体形装置の外観斜視図。
【図９】本発明の第１および第２実施形態に係る包装装置のフォーマ及びシリンダーの外観斜視図。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る充填装置をシリンダーに搭載した外観斜視図。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る包装装置のシリンダーの部分断面図。
【図１２】本発明の第１および第２実施形態に係る包装装置のシリンダーに搭載したガス供給手段の構成ブロック図。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る包装装置を含む計量包装一体形装置の構成ブロック図。
【図１４】本発明の第１および第２実施形態に係る計量包装一体形装置の動作タイミングチャート。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る充填装置の主要部の概略構成図。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る包装装置の主要部の概略構成図。
【図１７】（ａ）は、図１６の包装装置の物品の収集工程を説明する概略正面図。（ｂ）は、その概略側面図。
【図１８】（ａ）は、図１６の包装装置の物品の放出工程を説明する概略正面図。（ｂ）は、その概略側面図。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る充填装置の正面側外観斜視図。
【図２０】本発明の第２実施形態に係る充填装置の背面側外観斜視図であって、特に、シュートを上死点に位置させた状態の斜視図。
【図２１】本発明の第２実施形態に係る充填装置の背面側外観斜視図であって、特に、シュートを下死点に位置させた状態の斜視図。
【図２２】本発明の第２実施形態に係る充填装置を搭載した包装装置を含む計量包装一体形装置の外観斜視図。
【図２３】本発明の第２実施形態に係る充填装置をシリンダーに搭載した外観斜視図。
【図２４】本発明の第２実施形態に係る包装装置のシリンダーの部分断面図。
【図２５】本発明の第２実施形態に係る包装装置を含む計量包装一体形装置の構成ブロック図。
【図２６】変形例Ａに係るシリンダーの断面形状を説明するための図。（ａ）は、シリンダーの側面図。（ｂ）は、（ａ）のＸ１−Ｘ１断面のシリンダーの断面図。（ｃ）は、（ａ）のＸ２−Ｘ２断面のシリンダーの断面図。
【図２７】円筒状のシリンダーを用いる包装装置における、横シール時の不活性ガスの流れを描写した図。
【図２８】シリンダーの下端に横シール手段を接近させた場合の、筒状に形成されたフィルムの状態を描写した図。
【図２９】変形例Ｂに係る、二重管の構造を有するシリンダーであって、内部管の下端位置を、外部管の下端位置より高い位置に設けたシリンダーの縦断面図。
【図３０】変形例Ｃに係る、一対のクラムシャッターを上方から見た平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る充填方法を実施する充填装置１００、および、充填装置１００を備えた包装装置Ｂについて説明する。
【００１６】
＜全体概要＞
本発明の一実施形態に係る充填方法および包装装置Ｂについて、概要を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に係る充填装置１００の主要部の概略構成を示し、図２は、その充填装置１００を搭載した包装装置Ｂの主要部の概略構成を示す。これらの図において、シート状の包材Ｆは、フォーマ３で筒状に折り曲げられた後、シリンダー７の周囲に巻かれてチューブ状に形成され、その下端部は、互いに近接離反する一対の横シール手段６で横シールされてチューブ状の袋ＴＢの天の部分（上部シール部）と後続袋の地の部分（下部シール部）とが形成される。シリンダー７は、フォーマ３の中央部分を上下に貫通してチューブ状の袋ＴＢ内の上端部に挿入されており、上方から落下してくる物品Ｍは、漏斗状のシュート１０３を介してシリンダー７内に放出される。
【００１８】
なお、このシリンダー７に巻かれたチューブ状の袋ＴＢは、その両サイドに配置された一対のプルダウンベルト４、４によって連続的にあるいは間歇的に下降される。また、シリンダー７に巻かれてチューブ状に成形された包材Ｆの両側縁部の合わせ目Ｔ１は、縦シール手段５で縦シールされる。
【００１９】
漏斗状のシュート１０３は、上段の漏斗部１３１と下段の円筒部１３２とで形成され、漏斗部１３１の下端と円筒部１３２の上端は、互いに斜めに切断された楕円形の開口部を介して上下に接続されている。また、円筒部１３２の外径は、シリンダー７の内径より小さく形成され、後述の昇降機構１０５によって所定ストロークだけシリンダー７内を加速しながら下降し、下死点に到達すると、直ちに反転上昇して初期位置に戻される。また、円筒部１３２の下端排出口は、Ｖ字状にカットされ、そのカット面を両サイドからゲート１０４が開閉するようになっている。
【００２０】
ゲート１０４は、シリンダー７の上端部を開閉する開閉ゲート１４１、１４１と、各開閉ゲート１４１、１４１の突合せ部から斜め後方にそれぞれ延びる傾斜ゲート１４２、１４２とを有しており、その各傾斜ゲート１４２、１４２で、Ｖ字状にカットされた円筒部１３２の下端部を両サイドから開閉するように構成されている。そして、これらのゲート１４１〜１４２は、後述の開閉機構１４４によって矢印方向に近接離反するように構成され、その開閉運動によってシリンダー７の上端開口部と円筒部１３２の下端排出口とが同時に開閉されるようになっている。
【００２１】
なお、シリンダー７の上端開口部を開閉する開閉ゲート１４１、１４１は、シリンダー７内に不活性ガスを充填するときに必要になるもので、このガス充填を行わないときは、省略することができる。また、円筒部１３２の下端部をＶ字状にカットせずに、斜めにカットして、傾斜ゲート１４２を一方だけの傾斜ゲートにすることもできる。
【００２２】
図３、図４は、これらの装置の動作を示したもので、図３、図４の（ａ）は、正面図を示し、図３、図４の（ｂ）は、側面図を示す。これらの図において、落下してくる物品Ｍは、シュート１０３内を滑落する際に、縦向き姿勢に偏向されて円筒部１３２内に詰められていく。それを助長するのは、漏斗部１３１と円筒部１３２との接続部分が傾斜する楕円形である点と、円筒部１３２の下端排出口をゲート１０４で斜めに塞いでいる点である。漏斗部１３１と円筒部１３２との接続部分が傾斜する楕円形であると、そこを滑落する物品Ｍは、接触抵抗の少ない方向へ偏向して縦向き姿勢となりながら滑落する。また、ゲート１０４は、閉じた状態では、正面視がＶ字状となり、そのＶ字状の溝に、縦向きで落下してくる物品Ｍが詰められていく。
【００２３】
そして、落下中の最後尾の物品Ｍがシュート１０３内に収まるとゲート１０４が開き、同時に物品Ｍを収納したシュート１０３が加速しながら下降する（図４参照）。そして、シュート１０３が下死点に到達すると、直ちに反転上昇して初期位置まで加速しながら復帰する。その間に、シュート１０３内の物品Ｍは、シュート１０３の下降運動によって下向きに加速され、続くシュート１０３の反転上昇により、下降中の物品Ｍは、それらの慣性によってシュート１０３内をすり抜けていく。そのため、シュート１０３内で詰まるような大きさの物品Ｍが混在していても、それらは他の物品Ｍと一緒になってシュート１０３から勢い良く放出される。万が一、漏斗部１３１内に物品Ｍが残るようなことがあっても、シュート１０３は、上死点で急停止するから、残った物品Ｍは、上方に浮き上がって空中で解されながら落下するから、頑固な詰まりも解消されて、物品Ｍがシュート１０３をすり抜けていく。したがって、通常では、ブリッジが生じるような大きさの物品Ｍが落下してきても、シュート１０３の上下動で詰まりを生じさせずに袋内に放出することができる。
【００２４】
＜詳細＞
本発明の一実施形態に係る充填方法を実施する充填装置１００、および、充填装置１００を備えた包装装置Ｂについて、詳細を説明する。
【００２５】
（１）充填装置
充填装置１００について説明する。
【００２６】
〔充填装置の全体構造〕
図５は、本発明の第１実施形態に係る充填装置１００の一実施形態としての正面側外観斜視図を示し、図６、図７は、その背面側外観斜視図を示す。これらの図において、充填装置１００は、シュート１０３と、そのシュート１０３の下端排出口を開閉するゲート１０４と、前記シュート１０３を昇降させる昇降機構１０５とを備える。なお、図５、図６では、シュート１０３を上死点に位置させた状態を示している。さらに、図５は、ゲート１０４を閉じた状態を、図６は、ゲート１０４を開いた状態を示している。また、図７では、ゲート１０４を開いてシュート１０３を下死点まで下降させた状態を示している。
【００２７】
〔シュート構造〕
シュート１０３は、上段の漏斗部１３１と下段の円筒部１３２とを備える。下段の円筒部１３２の下端排出口は、Ｖ字状にカットされ、そのカット面をゲート１０４がその両サイドから開閉するように構成されている。また、円筒部１３２の外側背面には、ブラケット１３３が取り付けられ、そのブラケット１３３が昇降機構１０５の昇降フレーム１５１に取り付けられて、シュート１０３全体が鉛直方向に昇降するように構成されている。
【００２８】
〔ゲート構造〕
ゲート１０４は、シリンダー７の上端開口部７０６（図９参照）を開閉する開閉ゲート１４１、１４１と、各開閉ゲート１４１、１４１の突合せ部から斜め後方に延びる傾斜ゲート１４２、１４２とを有する。傾斜ゲート１４２、１４２は、Ｖ字状にカットされた円筒部１３２の下端排出口を両サイドから開閉する。また、開閉ゲート１４１、１４１は、水平方向に延びる一対のガイドレール１４３、１４３の溝に案内されて、開閉機構１４４、１４４によって各傾斜ゲート１４２、１４２と共に互いに近接離反するように構成されている。これにより、円筒部１３２の下端排出口とシリンダー７の上端開口部７０６とが同時に開閉される。
【００２９】
開閉ゲート１４１、１４１の各後部には、その移動方向と直行する方向の長穴１４５、１４５が形成され、その長穴１４５、１４５に、その長穴１４５、１４５に沿ってスライドするスライダー１４６、１４６が挿入されている（図５参照）。開閉機構１４４、１４４は、スライダー１４６、１４６と、それらが先端部に取り付けられた回転アーム１４７、１４７と、その回転アーム１４７、１４７を１８０度回転させて、スライダー１４６、１４６を１８０度の範囲で回動させるロータリーアクチュエータ１４８、１４８とで構成されている。このロータリーアクチュエータ１４８、１４８は、空気圧で高速回転するベーンタイプのアクチュエータを使用しているが、これに替えて、サーボモータを使用しても良い。そして、ロータリーアクチュエータ１４８、１４８によって回転アーム１４７、１４７が１８０度往復運動すると、一対の開閉ゲート１４１、１４１が、各傾斜ゲート１４２、１４２と共に互いに反対方向に近接離反して、円筒部１３２の下端排出口とシリンダー７の上端開口部７０６とを開閉する。
【００３０】
水平方向に延びる一対のガイドレール１４３、１４３は、ベースフレーム１０１に固定され、そのベースフレーム１０１の四隅には、支持脚１０２〜１０２が固定されている。また、各支持脚１０２〜１０２とベースフレーム１０１との間の支持軸には、コイルスプリング２１〜２１とドーナツ形押さえ板２２〜２２とが被せられている。さらに、ベースフレーム１０１の手前側２箇所には、同じくコイルスプリング２１とドーナツ形押さえ板２２とが被せられた半ネジボルトが、下側から上向きに固定されている。そして、ドーナツ形押さえ板２２〜２２と支持脚１０２との間、並びに、ドーナツ形押さえ板２２、２２と半ネジボルトの頭部との間には、プレート２３、２３が着脱可能に挿入されている。そのため、このプレート２３、２３には、支持脚１０２の支持軸と、半ネジボルトの軸とに嵌り合う切り欠きが設けられている。
【００３１】
また、このプレート２３、２３には、ロータリーアクチュエータ１４８、１４８が取り付けられている。そして、コイルスプリング２１〜２１を圧縮しながらプレート２３をベースフレーム１０１に対して傾ければ、ロータリーアクチュエータ１４８が傾いてスライダー１４６を長穴１４５から抜くことができ、スライダー１４６が抜ければ、開閉ゲート１４１をガイドレール１４３から引き抜くことができる。これにより、ゲート１０４の分解清掃が可能となる。また、充填装置１００は、図示しない連結具を介してシリンダー７と連結されており、その連結を解除してベースフレーム１０１を持ち上げれば、充填装置１００全体がシリンダー７から分離できるようになっている。
【００３２】
なお、ベースフレーム１０１に取り付けられた４本の支持脚１０２〜１０２は、シリンダー７から取り外された充填装置１００を床に直接置いても、ロータリーアクチュエータ１４８、１４８が床から浮くとともに、シュート１０３が最下限位置にあっても床と接触しない長さに設定されている。
【００３３】
〔昇降機構〕
図６、図７において、昇降機構１０５は、昇降フレーム１５１を上下動させるエアーシリンダ１５２と、昇降フレーム１５１を鉛直方向にガイドするガイドロッド１５３、１５３と、昇降フレーム１５１が上死点に到達するときと、下死点に到達するときに、昇降フレーム１５１を制動するオイルダンパー１５４ａ、１５４ｂと、昇降フレーム１５１の上死点と下死点で、昇降フレーム１５１を停止させるストッパ１５５ａ、１５５ｂとを備える。また、昇降機構１０５全体は、ブラケット１５０を介してベースフレーム１０１に固定されている。
【００３４】
昇降フレーム１５１は、エアーシリンダ１５２の上方に位置する上部ベース部５１０とそのエアーシリンダ１５２の下方に位置する下部ベース部５１１と、それらをシュート１０３の背面側で一体的に連結する連結フレーム５１２とを備え、この連結フレーム５１２にシュート１０３を支持するブラケット１３３が取り付けられている。
【００３５】
上部ベース部５１０の下面には、エアーシリンダ１５２のピストンロッド５２１の端部と、その両サイドに位置するガイドロッド１５３、１５３の各端部とが固定されている。また、下部ベース部５１１は、図７に示すように、平面視が馬蹄形をなし、その中央切り欠き部分には、エアーシリンダ１５２が進入できるようになっている。また、下部ベース部５１１の上面には、ガイドロッド１５３、１５３の下端部が固定されている。
【００３６】
そして、エアーシリンダ１５２のピストンロッド５２１が上昇してシュート１０３が上死点に到達すると、図６に示すように、下部ベース部５１１が下側のオイルダンパー１５４ｂに当たって制動された後、ストッパ１５５ｂに当たって停止する。また、エアーシリンダ１５２のピストンロッド５２１が後退してシュート１０３が下死点に到達すると、図７に示すように、上部ベース部５１０が上側のオイルダンパー１５４ａに当たって制動された後、ストッパ１５５ａに当たって停止する。
【００３７】
なお、この実施形態では、エアーシリンダ１５２を使用しているが、これに替えて、回転運動を直線運動に変換するラックとピニオンや、クランク機構、並びに、これらの回転運動を司るサーボモータ等との組合せを使用してもよいし、或いは、リニアモータ等を使用して、直接、昇降させるようにしてもよい。
【００３８】
（２）包装装置
包装装置Ｂについて、詳細を説明する。
【００３９】
図８は、本発明の第１実施形態に係る包装装置Ｂを含む、計量包装一体形装置２００の外観斜視図を示す。この図において、計量包装一体形装置２００は、下段に包装装置Ｂを配置し、上段に計量機Ｗを配置した構成であって、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。
【００４０】
計量機Ｗは、周知構成の組合せ計量機で構成されている。物品Ｍ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物品Ｍ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で計量された物品Ｍの重量は組み合わされて、一定重量の物品Ｍを形成す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からの排出要求信号に基づいて、物品Ｍを集合シュートＣに出する。排出された物品Ｍは、集合シュートＣの滑落中に縦列状態に長く伸びながら充填装置１００のシュート１０３を介して包装装置Ｂに供給される。包装装置Ｂは、物品Ｍをチューブ状の袋ｂ内に収納した後、その袋ｂ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（図２参照）。
【００４１】
〔包装装置の全体構成〕
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と、この包装ユニットＢＵに包材Ｆを供給する包材供給ユニットＦＵと、各ユニットＢＵ，ＦＵの駆動部の動きを制御する制御部１０（図１３参照）とから構成されている。この包材供給ユニットＦＵは、包装ユニットＢＵのフォーマ３にシート状の包材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。
【００４２】
包装ユニットＢＵを図２の装置モデルに基づいて説明すると、包装ユニットＢＵは、シート状の包材Ｆをチューブ状に成形するフォーマ３と、チューブ状に成形された包材Ｆを下方に搬送するプルダウンベルト４と、チューブ状の包材ＴＢの、両耳の重なり部分である合わせ目Ｔ１を前側で縦シールする縦シール手段５と、チューブ状の包材ＴＢ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とを備える。また、包装ユニットＢＵは、外周にチューブ状の包材Ｆを巻きつけながら、物品Ｍを袋ｂ内に案内するシリンダー７を有している。なお、以下の説明においては、チューブ状に成形された包材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と言うことがある。
【００４３】
包装ユニットＢＵは、更に前述の充填装置１００を有する。充填装置１００は、上段の計量機Ｗから落下してくる物品Ｍを、漏斗状のシュート１０３に収め、シリンダー７を介してチューブ状の袋ＴＢ内に放出する。包装ユニットＢＵは、更にガス供給手段９を有する。ガス供給手段９は、シリンダー７内に不活性ガスを充填する。
【００４４】
（２−１）包装ユニット
以下に、包装ユニットＢＵの、フォーマ３と、シリンダー７と、プルダウンベルト４と、縦シール手段５と、横シール手段６と、ガス供給手段９と、について詳細に説明する。充填装置１００については既に説明したので、ここでは説明を省略する。
【００４５】
（２−１−１）フォーマ
図９は、フォーマ３とシリンダー７との外観斜視図を示し、図１０は、そのシリンダー７の上端部に充填装置１００を載せた状態の外観斜視図を示す。これらの図において、フォーマ３は、シート状の包材Ｆをチューブ状に折り曲げるセーラー部３０と、シリンダー７の周りに形成された襟部分３１とを備える。そして、フォーマ３と、その襟部分３１を上下に貫通するシリンダー７とは、ベース部材３２に取り付けられている。
【００４６】
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、その両サイドには、本体フレームの図示しないレールに挿入されて固定支持されるスライダー３３，３３が形成されている。また、ベース部材３２の前側両サイドには、円柱状の取っ手３４、３４が取り付けられ、その取っ手３４に水平方向に架橋された横バー３５（図１０参照）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が前後方向に取り付けられ、そのロッド３６と横バー３５とを介してシリンダー７が取っ手３４、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、３７が固定され、その水平ブラケット３７、３７の端部が取っ手３４、３４の上端部にそれぞれ取り付けられて、この水平ブラケット３７、３７と、前記横バー３５とロッド３６とを介してシリンダー７が取っ手３４、３４に支持されている。
【００４７】
一方、セーラー部３０の襟部分３１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、包材Ｆをセットするときは、セーラー部３０の表面に包材Ｆを沿わせて折り曲げた後、襟部分３１で筒状に折り曲げ、それを襟部分３１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の外周に巻きつける。
【００４８】
（２−１−２）シリンダー
図１１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（フランジ７０２のシリンダー７の前方および後方）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ドーナツ形のキャップ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を形成している。このドーナツ形のキャップ７０４の中央部には、漏斗状の上端開口部７０６が形成され、この上端開口部７０６の内壁と前記傾斜部７０１との間に形成された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、上端開口部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計されて、昇降するシュート１０３の円筒部１３２と接触しないようになっている。
【００４９】
ドーナツ形のキャップ７０４は、フランジ７０２に対して着脱自在となっている。具体的には、シリンダー７の外壁に図９に示すＬ形フック７０８が取り付けられ、折り畳み式の蝶形ノブ７０９を起こして回せば、Ｌ形フック７０８を上下動させることができる。したがって、キャップ７０４をフランジ７０２に被せた状態で蝶形ノブ７０９を回してＬ形フック７０８を降ろせば、キャップ７０４のフランジとシリンダー７のフランジ７０２とが上下に挟持されてロックされる。また、蝶形ノブ７０９を回してＬ形フック７０８を上げれば、キャップ７０４をシリンダー７から取り外すことができる。これにより、吹出し口７０７の清掃が可能となる。
【００５０】
また、キャップ７０４上面には、充填装置１００のベースフレーム１０１が載置され、図示しない連結具により、キャップ７０４とベースフレーム１０１とが連結されるようになっている。また、開閉ゲート１４１、１４１は、前述の上端開口部７０６を開閉する。そして、不活性ガスは、シュート１０３が上下動している間に、チューブ状の袋ＴＢ内に供給されて、シュート１０３から放出される一群の物品Ｍを吹き降ろすように噴射される。
【００５１】
図９〜図１１において、シリンダー７上部の前側には、不活性ガスをシリンダー７内に注入するソケット７１０が取り付けられ、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の下端排出口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ようになっている。
【００５２】
なお、シリンダー７の下端部には、チューブ状の袋ＴＢを内側から拡げるスプレッダー７１３が設けられている。
【００５３】
（２−１−３）プルダウンベルト
シリンダー７の両サイドに配置されるプルダウンベルト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（図２参照）。また、このプルダウンベルト４、４は、それらをシリンダー７に対して近接離反させる図示しない移動機構に連結されている。
【００５４】
（２−１−４）縦シール手段
縦シール手段５は、チューブ状に成形された包材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、その周りを包材Ｆと同期走行する金属ベルト５２とで構成されている（図２参照）。また、この縦シール手段５は、プルダウンベルト４、４と共に、それをシリンダー７に近接離反させる図示しない移動機構に連結されている。
【００５５】
（２−１−５）横シール手段
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。また、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、落下中の物品Ｍ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。
【００５６】
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に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。
【００５７】
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。
【００５８】
（２−１−６）ガス供給手段
図１２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を加圧状態で貯留したガスボンベ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。
【００５９】
また、第１流量調整弁９４と第２流量調整弁９６の出口側は、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。
【００６０】
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の下端排出口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、チューブ状の袋ＴＢ内を短時間でガス置換するために、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できる流量に設定されている。ガス置換した後は、物品が排出されるまで、微小なガス流量に切替えて、チューブ状の袋ＴＢ内のガス置換率が低下しないように維持される。
【００６１】
シリンダー７内に供給する不活性ガスの流量は、物品Ｍ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Ｍ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、これらの流量は変更される。
【００６２】
（２−２）制御部
以下に、充填装置１００および包装装置Ｂを制御する制御部１０について詳細に説明する。
【００６３】
図１３は、計量包装一体形装置２００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、制御部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。制御部１０は、図８に示すタッチパネル２で設定されたパラメータや運転条件に従って、包装ユニットＢＵ、包材供給ユニットＦＵの各駆動部を制御する。また、制御部１０は、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、制御部１０は、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。
【００６４】
包装ユニットＢＵに対しては、制御部１０は、プルダウンベルト４、縦シール手段５、横シール手段６、ガス供給手段９、充填装置１００をそれぞれ制御するが、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、充填装置１００の充填動作、ガス供給手段９のガス供給に絞って説明する。
【００６５】
なお、初期状態では、充填装置１００のシュート１０３は、上死点に位置し、開閉ゲート１４１，１４１は閉じているものとする。
【００６６】
まず、事前準備として、包材Ｆをフォーマ３にセットしてチューブ状に形成する。一方、物品Ｍ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、制御部１０は、まず、プルダウンベルト４と縦シール手段５と横シール手段６と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、制御部１０は、ゲート１０４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の下端排出口７１２からチューブ状の袋ＴＢ内に勢いよく噴射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、制御部１０は、ゲート１０４を閉じ、第３流量調整弁９８を絞って、僅かな不活性ガスを流しながら包装装置Ｂをスタンバイ状態にする。
【００６７】
その間に物品Ｍ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からの完了信号を待つ。計量機Ｗと包装装置Ｂの準備が完了すれば、制御部１０は、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物品Ｍ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へ物品Ｍを排出していく。
【００６８】
図１４は、物品排出後の計量ホッパＷＨ、ゲート１０４、シュート１０３、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が物品Ｍを排出すると、計量機Ｗは、制御部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、排出された物品の先頭集団がシュート１０３に到達するから、排出完了信号を受信した時点からタイマーをスタートさせ、物品Ｍの最後尾がシュート１０３に到達する時間を計測する。そして、タイマーがタイムアップすると、物品の最後尾がシュート１０３に到達しているから、制御部１０は、ゲート１０４の開放と、シュート１０３の下降と、第１電磁弁９３の開放とを同時に行って、物品Ｍの収納されたシュート１０３を加速しながら下降させるとともに、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。
【００６９】
すなわち、計量ホッパＷＨから排出された物品Ｍは、落下中に縦列状態となりながら、シュート１０３内に順次到達して円筒部１３２内に堆積していくが、最後尾の物品Ｍがシュート１０３に到達した時点で、これまで閉鎖していたゲート１０４を開放すると同時に、シュート１０３を下降させる。さらに、第１流量の不活性ガスも噴射させてシュート１０３を下降させながら、不活性ガスをシリンダー７内に噴射させる。その際、シュート１０３が下降するよりも、ゲート１０４の方が早く開放されるようになっている。そして、シュート１０３が下死点に到達すると、制御部１０は、これを直ちに反転上昇させる。これにより、シュート１０３内にコンパクトに纏められた物品Ｍは、シュート１０３の下降と、それに続く反転上昇によって一気にシュート１０３から放出されてチューブ状の袋ＴＢ内に放出される。そして、シュート１０３が上死点まで復帰すると、制御部１０は、ゲート１０４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。続いて、制御部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不活性ガス通路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。
【００７０】
これにより、シュート１０３は、次に落下してくる物品Ｍの受け入れ態勢に入ることができる。また、シリンダー７内に放出された一群の物品Ｍ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が、第２流量の不活性ガスがこれを補充していく。
【００７１】
そして、シリンダー７内に放出された一群の物品が下端部の袋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ＴＢ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４（ｂ）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、その頃には、シュート１０３が上昇してゲート１０４がシリンダー７の上端開口部７０６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内に遅れて到達する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、制御部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。
【００７２】
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物品Ｍの最後尾がシュート１０３に到達するから、それが到達した時点で、制御部１０は、これまで閉鎖していたゲート１０４の開放と、シュート１０３の下降と、第１電磁弁９３の開放とを行って、前述の工程を繰り返す。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。
【００７３】
このようなサイクルを繰り返して、シュート１０３から一群の物品Ｍを一気に放出するとともに、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していくから、袋の横シール部への微細粉の噛み込みを減少させることができる。
【００７４】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る、充填方法を実施する充填装置８００、および、充填装置８００を備えた包装装置Ｂ−１について説明する。
【００７５】
なお、第２実施形態において、第１実施形態と同じ符号を付して示した構成は、第１実施形態における構成と同様であることを示す。また、第２実施形態の説明において、第１実施形態と差がない部分については、第１実施形態と同じ図面を用いる場合がある。
【００７６】
＜全体概要＞
本発明の一実施形態に係る充填方法および包装装置Ｂ−１について、概要を説明する。
【００７７】
図１５は、本発明の一実施形態に係る包装装置Ｂ−１が備える充填装置８００の主要部の概略構成を示す。図１６は、充填装置８００を搭載した包装装置Ｂ−１の主要部の概略構成を示す。これらの図において、シート状の包材Ｆは、フォーマ３で筒状に折り曲げられた後、シリンダー７の周囲に巻かれてチューブ状に形成され、その下端部は、互いに近接離反する一対の横シール手段６で横シールされてチューブ状の袋ＴＢの天の部分（上部シール部）と後続袋の地の部分（下部シール部）とが形成される。シリンダー７は、フォーマ３の中央部分を上下に貫通してチューブ状の袋ＴＢ内の上端部に挿入されている。シュート１０３の上方に配置された金属検出器ＭＤを通過して落下してくる物品Ｍは、漏斗状のシュート１０３を介してシリンダー７内に放出される。
【００７８】
なお、このシリンダー７に巻かれたチューブ状の袋ＴＢは、その両サイドに配置された一対のプルダウンベルト４、４によって連続的にあるいは間歇的に下降される。また、シリンダー７に巻かれてチューブ状に成形された包材Ｆの両側縁部の合わせ目Ｔ１は、縦シール手段５で縦シールされる。
【００７９】
漏斗状のシュート１０３は、上段の漏斗部１３１と下段の円筒部１３２とで形成され、漏斗部１３１の下端と円筒部１３２の上端とは、互いに斜めに切断された楕円形の開口部を介して上下に接続されている。また、円筒部１３２の外径は、シリンダー７の内径より小さく形成され、後述の昇降機構３００によって所定ストロークだけシリンダー７内を加速しながら下降し、下死点に到達すると、直ちに反転上昇して初期位置に戻される。また、円筒部１３２の下端排出口は、Ｖ字状にカットされ、そのカット面を両サイドからゲート１０４が開閉するようになっている。
【００８０】
ゲート１０４は、シリンダー７の上端部を開閉する開閉ゲート１４１、１４１と、各開閉ゲート１４１、１４１の突合せ部から斜め後方にそれぞれ延びる傾斜ゲート１４２ａ、１４２ａとを有している。各傾斜ゲート１４２ａ、１４２ａは、Ｖ字状にカットされた円筒部１３２の下端部を両サイドから開閉するように構成されている。そして、これらのゲート１４１、１４２ａは、後述の開閉機構１４４によって矢印方向に近接離反するように構成され、その開閉運動によってシリンダー７の上端開口部７０６と円筒部１３２の下端排出口とが同時に開閉されるようになっている。
【００８１】
なお、シリンダー７の上端開口部を開閉する開閉ゲート１４１、１４１は、シリンダー７内に不活性ガスを充填するときに必要になるもので、このガス充填を行わないときは、省略することができる。また、円筒部１３２の下端部をＶ字状にカットせずに、斜めにカットして、傾斜ゲート１４２ａを一方だけの傾斜ゲートにすることもできる。
【００８２】
図１７、図１８は、包装装置Ｂ−１の動作の概略を示したもので、図１７、図１８の（ａ）は、正面図を示し、図１７、図１８の（ｂ）は、側面図を示す。これらの図において、落下してくる物品Ｍは、シュート１０３内を滑落する際に、縦向き姿勢に偏向されて円筒部１３２内に詰められていく。それを助長するのは、漏斗部１３１と円筒部１３２との接続部分が傾斜する楕円形である点と、円筒部１３２の下端排出口をゲート１０４で斜めに塞いでいる点である。漏斗部１３１と円筒部１３２との接続部分が傾斜する楕円形であると、そこを滑落する物品Ｍは、接触抵抗の少ない方向へ偏向して縦向き姿勢となりながら滑落する。また、ゲート１０４は、閉じた状態では、正面視がＶ字状となり、そのＶ字状の溝に、縦向きで落下してくる物品Ｍが詰められていく。
【００８３】
そして、落下中の最後尾の物品Ｍがシュート１０３内に収まるとゲート１０４が開き、同時に物品Ｍを収納したシュート１０３が加速しながら下降する（図１８参照）。そして、シュート１０３が下死点に到達すると、直ちに反転上昇して初期位置まで加速しながら復帰する。その間に、シュート１０３内の物品Ｍは、シュート１０３の下降運動によって下向きに加速され、続くシュート１０３の反転上昇により、下降中の物品Ｍは、それらの慣性によってシュート１０３内をすり抜けていく。そのため、シュート１０３内で詰まるような大きさの物品Ｍが混在していても、それらは他の物品Ｍと一緒になってシュート１０３から勢い良く放出される。万が一、漏斗部１３１内に物品Ｍが残るようなことがあっても、シュート１０３は、上死点で急停止するから、残った物品Ｍは、上方に浮き上がって空中で解されながら落下する。そのため、頑固な詰まりも解消されて、物品Ｍがシュート１０３をすり抜けていく。したがって、通常では、ブリッジが生じるような大きさの物品Ｍが落下してきても、シュート１０３の上下動で詰まりを生じさせずに袋内に放出することができる。
【００８４】
＜詳細＞
本発明の一実施形態に係る充填方法を実施する充填装置８００、および、充填装置８００を備えた包装装置Ｂ−１について、詳細を説明する。
【００８５】
図２２に、本発明に係る包装装置の一実施形態としての包装装置Ｂ−１を含む、計量包装一体形装置２００−１の外観斜視図を示す。この図において、計量包装一体形装置２００−１は、下段に包装装置Ｂ−１を配置し、上段に計量機Ｗを配置した構成であって、前面には、包装装置Ｂ−１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。
【００８６】
計量機Ｗは、周知構成の組合せ計量機で構成されている。物品Ｍ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物品Ｍ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で計量された物品Ｍの重量は組み合わされて、一定重量の物品Ｍを形成す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−１からの排出要求信号に基づいて、物品Ｍを集合シュートＣに排出する。排出された物品Ｍは、集合シュートＣの滑落中に縦列状態に長く伸びながら金属検出器ＭＤ（図１６参照）内を通過し、充填装置８００のシュート１０３を介して包装装置Ｂ−１に供給される。包装装置Ｂ−１は、物品Ｍをチューブ状の袋ｂ内に収納した後、その袋ｂ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（図１６参照）。
【００８７】
〔包装装置の全体構成〕
こうした動作を行う包装装置Ｂ−１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−１と、この包装ユニットＢＵ−１に包材Ｆを供給する包材供給ユニットＦＵと、各ユニットＢＵ−１，ＦＵの駆動部の動きを制御する制御部１０（図２５参照）とから構成されている。この包材供給ユニットＦＵは、包装ユニットＢＵ−１のフォーマ３にシート状の包材Ｆを供給するもので、包装ユニットＢＵ−１の後部に隣接して設けられている。
【００８８】
包装ユニットＢＵ−１を図１６の包装装置Ｂ−１の概略図に基づいて説明すると、包装ユニットＢＵ−１は、フォーマ３と、プルダウンベルト４と、縦シール手段５と、横シール手段６と、を有する。フォーマ３は、シート状の包材Ｆをチューブ状に成形する。プルダウンベルト４は、チューブ状に成形された包材Ｆを下方に搬送する。縦シール手段５は、チューブ状の包材ＴＢの、両耳の重なり部分である合わせ目Ｔ１を前側で縦シールする。横シール手段６は、チューブ状の包材ＴＢ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。また、包装ユニットＢＵ−１は、外周にチューブ状の包材Ｆを巻きつけながら、物品Ｍを袋ｂ内に案内するシリンダー７を有している。なお、以下の説明においては、チューブ状に成形された包材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と言うことがある。
【００８９】
包装ユニットＢＵ−１は、更に充填装置８００を有する。充填装置８００は、上段の計量機Ｗから金属検出器ＭＤ内を通過して落下してくる物品Ｍを、漏斗状のシュート１０３に収め、シリンダー７を介してチューブ状の袋ＴＢ内に放出する。包装ユニットＢＵ−１は、更にガス供給手段９を有する。ガス供給手段９は、シリンダー７内に不活性ガスを充填する。
【００９０】
（１）包装ユニット
以下に、包装ユニットＢＵ−１の、充填装置８００と、フォーマ３と、シリンダー７と、プルダウンベルト４と、縦シール手段５と、横シール手段６と、ガス供給手段９と、について詳細に説明する。
【００９１】
（１−１）充填装置
包装装置Ｂ−１の有する充填装置８００について説明する。充填装置８００は、上方から落下してくる物品Ｍを漏斗状のシュート１０３に収めてチューブ状の袋ＴＢ内に放出する。
【００９２】
〔充填装置の全体構造〕
図１９は、本発明に係る包装装置Ｂ−１の有する充填装置の一実施形態としての充填装置８００の正面側外観斜視図を示し、図２０、図２１は、充填装置８００の背面側外観斜視図を示す。これらの図において、充填装置８００は、シュート１０３と、そのシュート１０３の下端排出口を開閉するゲート１０４と、前記シュート１０３を昇降させる昇降機構３００とを備える。なお、図１９、図２０では、シュート１０３を上死点に位置させた状態を示している。さらに、図１９は、ゲート１０４を閉じた状態を、図２０は、ゲート１０４を開いた状態を示している。また、図２１では、ゲート１０４を開いてシュート１０３を下死点まで下降させた状態を示している。
【００９３】
〔シュート構造〕
シュート１０３は、上段の漏斗部１３１と下段の円筒部１３２とを備える。下段の円筒部１３２の下端排出口は、Ｖ字状にカットされ、そのカット面をゲート１０４がその両サイドから開閉するように構成されている。また、円筒部１３２の外側背面には、ブラケット１３３が取り付けられ、そのブラケット１３３が昇降機構３００の昇降アーム３０１に取り付けられて、シュート１０３全体が鉛直方向に昇降するように構成されている。
【００９４】
なお、ここでは、シュート１０３は樹脂製である。シュート１０３の材質は樹脂に限定されるものではなく、金属製であってもよい。ただし、シュート１０３を樹脂製とすることで以下の効果が得られる。
【００９５】
充填装置８００の上方、言い換えればシュート１０３の上方には、図１６のように、物品Ｍへの金属の混入を検出するための金属検出器ＭＤが配置されている。金属検出器ＭＤは、誤検知の防止のため、金属検出器ＭＤの上方および下方に５０〜１００ｍｍ程度のメタルフリーゾーンが設けられることが望ましい。
【００９６】
シュート１０３を金属製とした場合、メタルフリーゾーンを設けるためには、金属検出器ＭＤとシュート１０３との距離を離す必要があり、物品Ｍの落下距離の増加等の性能低下を招きやすい。
【００９７】
これに対し、シュート１０３の材質が樹脂であれば、金属検出器ＭＤとシュート１０３との距離を離す必要がなくなり、物品Ｍの落下距離を低減可能であるとともに、金属検出器ＭＤの誤検出を防止しやすい。また、特にシュート１０３を透明の樹脂で成形すれば、品物の落下挙動を可視化できるため、物品Ｍの落下タイミング調整等を容易に行うことが可能である。また、シュート１０３を透明の樹脂で成形すれば、仮にシュート１０３内で物品Ｍのブリッジ（物品Ｍがシュート１０３内に引っかかった状態）が発生したとしても、これを容易に発見することができる。
【００９８】
〔ゲート構造〕
ゲート１０４は、シリンダー７の上端開口部７０６（図９参照）を開閉する開閉ゲート１４１、１４１と、各開閉ゲート１４１、１４１の突合せ部から斜め後方に延びる傾斜ゲート１４２ａ、１４２ａとを有する。傾斜ゲート１４２ａ、１４２ａは、開閉ゲート１４１、１４１に固定された三角柱形状の樹脂部材である（図１９参照）。傾斜ゲート１４２ａ、１４２ａは、Ｖ字状にカットされた円筒部１３２の下端排出口を両サイドから開閉する。また、開閉ゲート１４１、１４１は、水平方向に延びる一対のガイドレール１４３、１４３の溝に案内されて、開閉機構１４４、１４４によって各傾斜ゲート１４２ａ、１４２ａと共に互いに近接離反するように構成されている。これにより、円筒部１３２の下端排出口とシリンダー７の上端開口部７０６とが同時に開閉される。
【００９９】
開閉ゲート１４１、１４１の各後部（他方の開閉ゲート１４１が配置される側とは逆側の端部付近）には、その移動方向と直行する方向の長穴１４５、１４５が形成され、その長穴１４５、１４５に、その長穴１４５、１４５に沿ってスライドするスライダー１４６、１４６が挿入されている（図１９参照）。開閉機構１４４、１４４は、スライダー１４６、１４６と、それらが先端部に取り付けられた回転アーム１４７、１４７と、その回転アーム１４７、１４７を１８０度回転させて、スライダー１４６、１４６を１８０度の範囲で回動させるサーボモータ１４８ａ、１４８ａとで構成されている。なお、開閉機構１４４、１４４の駆動には、ここではサーボモータを使用しているが、空気圧で高速回転するベーンタイプのアクチュエータを使用してもよい。そして、サーボモータ１４８ａ、１４８ａによって回転アーム１４７、１４７が１８０度往復運動すると、一対の開閉ゲート１４１、１４１が、各傾斜ゲート１４２ａ、１４２ａと共に互いに反対方向に近接離反して、円筒部１３２の下端排出口とシリンダー７の上端開口部７０６とを開閉する。
【０１００】
水平方向に延びる一対のガイドレール１４３、１４３は、ベースフレーム１０１に固定され、そのベースフレーム１０１の四隅には、支持脚１０２〜１０２が固定されている。また、各支持脚１０２〜１０２とベースフレーム１０１との間の支持軸には、コイルスプリング２１〜２１とドーナツ形押さえ板２２〜２２とが被せられている。さらに、ベースフレーム１０１の手前側２箇所には、同じくコイルスプリング２１とドーナツ形押さえ板２２とが被せられた半ネジボルトが、下側から上向きに固定されている。そして、ドーナツ形押さえ板２２〜２２と支持脚１０２との間、並びに、ドーナツ形押さえ板２２、２２と半ネジボルトの頭部との間には、プレート２３、２３が着脱可能に挿入されている。そのため、このプレート２３、２３には、支持脚１０２の支持軸と、半ネジボルトの軸とに嵌り合う切り欠きが設けられている。
【０１０１】
また、このプレート２３、２３には、サーボモータ１４８ａ、１４８ａが取り付けられている。そして、コイルスプリング２１〜２１を圧縮しながらプレート２３をベースフレーム１０１に対して傾ければ、サーボモータ１４８ａが傾いてスライダー１４６を長穴１４５から抜くことができ、スライダー１４６が抜ければ、開閉ゲート１４１をガイドレール１４３から引き抜くことができる。これにより、ゲート１０４の分解清掃が可能となる。また、充填装置８００は、図示しない連結具を介してシリンダー７と連結されており、その連結を解除してベースフレーム１０１を持ち上げれば、充填装置８００全体がシリンダー７から分離できるようになっている。
【０１０２】
なお、ベースフレーム１０１に取り付けられた４本の支持脚１０２〜１０２は、シリンダー７から取り外された充填装置８００を床に直接置いても、サーボモータ１４８ａ、１４８ａが床から浮くとともに、シュート１０３が最下限位置にあっても床と接触しない長さに設定されている。
【０１０３】
〔昇降機構〕
昇降機構３００は、図示しないサーボモータにより、昇降アーム３０１（図１９参照）を上下動させる機構である。昇降機構３００は、その上部が、包装装置Ｂ−１の図示しない本体フレームに支持されている。
【０１０４】
昇降アーム３０１は、シュート１０３とブラケット１３３を介して接続されている。昇降機構３００は、サーボモータを駆動することで昇降アーム３０１を上昇させ、シュート１０３を上死点まで上昇させる。また、昇降機構３００は、サーボモータを駆動することで昇降アーム３０１を下降させ、シュート１０３を下死点まで下降させる。例えば、シュート１０３は、昇降機構３００により、シュート１０３の先端（円筒部１３２の先端）が、シリンダー７の内径が細くなる、後述するシリンダー７の内部の傾斜部７０１の下方まで到達するように駆動される。
【０１０５】
なお、本実施形態では、昇降機構３００は、駆動源としてのサーボモータの回転運動を、ラック・ピニオン機構や、クランク機構を用いて直線運動に変換することで昇降アーム３０１を上下動させているが、これに限定されるものではない。例えば、昇降アーム３０１を上下動させる昇降機構３００の駆動源には、エアーシリンダが用いられてもよい。また、例えば、昇降アーム３０１を上下動される昇降機構３００の駆動源には、直線運動するリニアモータが使用されてもよい。
【０１０６】
（１−２）フォーマ
図９は、フォーマ３とシリンダー７との外観斜視図を示し、図２３は、そのシリンダー７の上端部に充填装置８００を載せた状態の外観斜視図を示す。これらの図において、フォーマ３は、シート状の包材Ｆをチューブ状に折り曲げるセーラー部３０と、シリンダー７の周りに形成された襟部分３１とを備える。そして、フォーマ３と、その襟部分３１を上下に貫通するシリンダー７とは、ベース部材３２に取り付けられている。
【０１０７】
ベース部材３２は、包装装置Ｂ−１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、その両サイドには、本体フレームの図示しないレールに挿入されて固定支持されるスライダー３３，３３が形成されている。また、ベース部材３２の前側両サイドには、円柱状の取っ手３４、３４が取り付けられ、その取っ手３４に水平方向に架橋された横バー３５（図２３参照）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が前後方向に取り付けられ、そのロッド３６と横バー３５とを介してシリンダー７が取っ手３４、３４に支持されている。また、シリンダー７の上部には、Ｖ字状の水平ブラケット３７、３７が固定され、その水平ブラケット３７、３７の端部が取っ手３４、３４の上端部にそれぞれ取り付けられている。シリンダー７は、水平ブラケット３７、３７と、横バー３５と、ロッド３６とを介して取っ手３４、３４に支持されている。
【０１０８】
一方、セーラー部３０の襟部分３１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。言い換えれば、セーラー部３０の襟部分３１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、一方の襟部分３１の端部が、他方の襟部分３１の端部の前方に僅かなギャップを開けて配置される。そして、包材Ｆをセットするときは、セーラー部３０の表面に包材Ｆを沿わせて折り曲げた後、襟部分３１で筒状に折り曲げ、それを襟部分３１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の外周に巻きつける。
【０１０９】
（１−３）シリンダー
図２４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（フランジ７０２のシリンダー７の前方および後方）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ドーナツ形のキャップ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を形成している。このドーナツ形のキャップ７０４の中央部には、漏斗状の上端開口部７０６が形成され、この上端開口部７０６の内壁と前記傾斜部７０１との間に形成された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、上端開口部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計されて、昇降するシュート１０３の円筒部１３２と接触しないようになっている。
【０１１０】
ドーナツ形のキャップ７０４は、フランジ７０２に対して着脱自在となっている。具体的には、シリンダー７の外壁に図９に示すＬ形フック７０８が取り付けられ、折り畳み式の蝶形ノブ７０９を起こして回せば、Ｌ形フック７０８を上下動させることができる。したがって、キャップ７０４をフランジ７０２に被せた状態で蝶形ノブ７０９を回してＬ形フック７０８を降ろせば、キャップ７０４のフランジとシリンダー７のフランジ７０２とが上下に挟持されてロックされる。また、蝶形ノブ７０９を回してＬ形フック７０８を上げれば、キャップ７０４をシリンダー７から取り外すことができる。これにより、吹出し口７０７の清掃が可能となる。
【０１１１】
また、キャップ７０４上面には、充填装置８００のベースフレーム１０１が載置され、図示しない連結具により、キャップ７０４とベースフレーム１０１とが連結されるようになっている。また、開閉ゲート１４１、１４１は、前述の上端開口部７０６を開閉する。そして、不活性ガスは、シュート１０３が上下動している間に、チューブ状の袋ＴＢ内に供給されて、シュート１０３から放出される一群の物品Ｍを吹き降ろすように噴射される。
【０１１２】
図９、図２３、および図２４において、シリンダー７上部の前側には、不活性ガスをシリンダー７内に注入するソケット７１０が取り付けられ、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の下端排出口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ようになっている。
【０１１３】
なお、シリンダー７の下端部には、チューブ状の袋ＴＢを内側から拡げるスプレッダー７１３が設けられている。
【０１１４】
（１−４）プルダウンベルト
シリンダー７の両サイドに配置されるプルダウンベルト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（図１６参照）。また、このプルダウンベルト４、４は、それらをシリンダー７に対して近接離反させる図示しない移動機構に連結されている。
【０１１５】
（１−５）縦シール手段
縦シール手段５は、チューブ状に成形された包材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、その周りを包材Ｆと同期走行する金属ベルト５２とで構成されている（図１６参照）。また、この縦シール手段５は、プルダウンベルト４、４と共に、それをシリンダー７に近接離反させる図示しない移動機構に連結されている。
【０１１６】
（１−６）横シール手段
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。また、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、落下中の物品Ｍ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。
【０１１７】
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。あるいは、横シール手段６の駆動機構として、各シールジョー６１、６１に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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
（１−７）ガス供給手段
図１２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を加圧状態で貯留したガスボンベ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および第１流量調整弁９４と、第２流路に接続された第２電磁弁９５および第２流量調整弁９６と、第３流路に接続された第３電磁弁９７および第３流量調整弁９８と、で構成されている。
【０１２０】
また、第１流量調整弁９４と第２流量調整弁９６の出口側は、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。
【０１２１】
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の下端排出口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、チューブ状の袋ＴＢ内を短時間でガス置換するために、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できる流量に設定されている。ガス置換した後は、物品Ｍが排出されるまで、微小なガス流量に切替えて、チューブ状の袋ＴＢ内のガス置換率が低下しないように維持される。
【０１２２】
シリンダー７内に供給する不活性ガスの流量は、物品Ｍ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Ｍ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、これらの流量は変更される。
【０１２３】
（２）制御部
以下に、包装装置Ｂ−１を制御する制御部１０について詳細に説明する。
【０１２４】
図２５は、計量包装一体形装置２００−１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、制御部１０は、計量機Ｗと包装装置Ｂ−１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。制御部１０は、図２２に示すタッチパネル２で設定されたパラメータや運転条件に従って、包装ユニットＢＵ−１、包材供給ユニットＦＵの各駆動部を制御する。また、制御部１０は、計量機ＷのフィーダＦＤ、プールホッパＰＨ、計量ホッパＷＨなどを制御する。さらに、制御部１０は、計量機Ｗと包装装置Ｂ−１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。
【０１２５】
包装ユニットＢＵ−１に対しては、制御部１０は、プルダウンベルト４、縦シール手段５、横シール手段６、ガス供給手段９、充填装置８００をそれぞれ制御するが、これらの制御は、互いに関連している。ここでは、計量ホッパＷＨの開閉、充填装置８００の充填動作、ガス供給手段９のガス供給に絞って説明する。
【０１２６】
なお、初期状態では、充填装置８００のシュート１０３は、上死点に位置し、開閉ゲート１４１，１４１は閉じているものとする。
【０１２７】
まず、事前準備として、包材Ｆをフォーマ３にセットしてチューブ状に形成する。一方、物品Ｍ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、制御部１０は、まず、プルダウンベルト４と縦シール手段５と横シール手段６と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、制御部１０は、ゲート１０４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の下端排出口７１２からチューブ状の袋ＴＢ内に勢いよく噴射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、制御部１０は、ゲート１０４を閉じ、第３流量調整弁９８を絞って、僅かな不活性ガスを流しながら包装装置Ｂ−１をスタンバイ状態にする。
【０１２８】
その間に物品Ｍ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−１からの完了信号を待つ。計量機Ｗと包装装置Ｂ−１の準備が完了すれば、制御部１０は、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物品Ｍ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−１へ物品Ｍを排出していく。
【０１２９】
図１４は、物品排出後の計量ホッパＷＨ、ゲート１０４、シュート１０３、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が物品Ｍを排出すると、計量機Ｗは、制御部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、排出された物品Ｍの先頭集団がシュート１０３に到達するから、排出完了信号を受信した時点からタイマーをスタートさせ、物品Ｍの最後尾がシュート１０３に到達する時間を計測する。そして、タイマーがタイムアップすると、物品Ｍの最後尾がシュート１０３に到達しているから、制御部１０は、ゲート１０４の開放と、シュート１０３の下降と、第１電磁弁９３の開放とを同時に行って、物品Ｍの収納されたシュート１０３を加速しながら下降させるとともに、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。
【０１３０】
すなわち、計量ホッパＷＨから排出された物品Ｍは、落下中に縦列状態となりながら、シュート１０３内に順次到達して円筒部１３２内に堆積していくが、最後尾の物品Ｍがシュート１０３に到達した時点で、これまで閉鎖していたゲート１０４を開放すると同時に、シュート１０３を下降させる。さらに、第１流量の不活性ガスも噴射させてシュート１０３を下降させながら、不活性ガスをシリンダー７内に噴射させる。その際、シュート１０３が下降するよりも、ゲート１０４の方が早く開放されるようになっている。そして、シュート１０３が下死点に到達すると、制御部１０は、これを直ちに反転上昇させる。これにより、シュート１０３内にコンパクトに纏められた物品Ｍは、シュート１０３の下降と、それに続く反転上昇によって一気にシュート１０３から放出されてチューブ状の袋ＴＢ内に放出される。そして、シュート１０３が上死点まで復帰すると、制御部１０は、ゲート１０４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。続いて、制御部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不活性ガス通路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。
【０１３１】
これにより、シュート１０３は、次に落下してくる物品Ｍの受け入れ態勢に入ることができる。また、シリンダー７内に放出された一群の物品Ｍ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が、第２流量の不活性ガスがこれを補充していく。
【０１３２】
なお、連続搬送の場合の第１流量と第２流量は、袋ＴＢの容積増大を十分補完する値に設定されている。また、開閉ゲート１４１が閉鎖されると、続いて、横シール手段６がチューブ状の袋ＴＢ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、この上昇に抗して物品Ｍ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されることが好ましい。
【０１３３】
そして、シリンダー７内に放出された一群の物品Ｍ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ＴＢ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１８（ｂ）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、その頃には、シュート１０３が上昇してゲート１０４がシリンダー７の上端開口部７０６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内に遅れて到達する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、制御部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。
【０１３４】
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物品Ｍの最後尾がシュート１０３に到達するから、それが到達した時点で、制御部１０は、これまで閉鎖していたゲート１０４の開放と、シュート１０３の下降と、第１電磁弁９３の開放とを行って、前述の工程を繰り返す。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。なお、閉鎖していたゲート１０４が開放される時には、ゲート１０４の上段に溜まっていたシュート１０３内の不活性ガスがシリンダー７内に一気に引き込まれるから、新たな物品Ｍの集団も下向きのガス流に押されてチューブ状の袋ＴＢ内に落下していく。
【０１３５】
このようなサイクルを繰り返して、シュート１０３から一群の物品Ｍを一気に放出するとともに、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していくから、袋の横シール部への微細粉の噛み込みを減少させることができる。
【０１３６】
また、ここでは、チューブ状の袋ＴＢ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７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ＴＢが横シール手段６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。
【０１３７】
＜変形例＞
以上、この発明の第１および第２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、その他の形態も採用可能である。
【０１３８】
例えば、上記実施形態では、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。
【０１３９】
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るが、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よい。
【０１４０】
さらに、シュート１０３の昇降とゲート１０４の開閉とを独立させているが、これをリンクで連結して、互いの動きを連動させるようにしてもよい。
【０１４１】
さらに、この実施形態では、ゲート開閉に連動させて、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のそれぞれの流量を合わせて、当初の第２流量となるように調整しておく必要がある。
【０１４２】
その他、以下の様な変形例が一つ又は複数組み合わされて採用されてもよい。
【０１４３】
（ａ）変形例Ａ
上記実施形態では、シリンダー７は円筒状に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２６（ａ）〜（ｃ）のように、シリンダー７Ａは、上部の断面が円形に形成され、下端側の断面が楕円形に形成されてもよい。なお、シリンダー７Ａの下部には、チューブ状の袋ＴＢを内側から拡げる短いスプレッダー（図示せず）が設けられている。
【０１４４】
シリンダー７Ａをこのような形状にする効果について説明する。
【０１４５】
図２７は、円筒状のシリンダー７’を用いる包装装置において、横シール手段６によって筒状に形成された袋ＴＢの横シールが行われる時の不活性ガスの流れを模式的に描画した図である。
【０１４６】
横シール時には、筒状に形成された袋ＴＢが押されて体積が減少するため、不活性ガスは上方に逃げようとする。この際、上記のようにゲート１０４は閉じられているため、不活性ガスはシリンダー７’内ではなく、シリンダー７’と筒状に形成された袋ＴＢの隙間を通過して大気に開出される。そして、シリンダー７’と袋ＴＢとの間に隙間があると、大気（空気）が筒状に形成された袋ＴＢの中に入り込み、袋ｂのガス置換率が低下するおそれがある。
【０１４７】
これを防止するためには、例えば、横シール手段６による横シール位置をシリンダー７’に近付けるという対応が考えられる（図２８参照）。この場合には、シリンダー７’と筒状に形成された袋ＴＢとの間に隙間ができにくく、かつ、横シール時の筒状に形成された袋ＴＢの体積変化も小さくなるので、不活性ガスが大気に開放され、ガス置換率も高く維持することが出来る。
【０１４８】
しかし、単に、横シール位置をシリンダーに近付けた場合には、筒状に形成された袋ＴＢにタックが発生する可能性がある。
【０１４９】
これに対し、シリンダー７Ａのように、下端部の断面を扁平な楕円形に形成し、スプレッダーの長さをごく短くすることにより、横シール位置をシリンダー７Ａに近付けてガス置換率を向上させつつ、筒状に形成された袋ＴＢにタックが発生することを抑制できる。
【０１５０】
なお、シリンダー７Ａは、円筒状の管材に下端側にスリットを入れておき、これに力を加えて下端側の断面が楕円形になるように製造されてもよい。また、このような形状のシリンダー７Ａは、楕円形状の下端部材を別途制作し、これを円筒状の管材に取り付けることで製造されてもよい。
【０１５１】
（ｂ）変形例Ｂ
上記実施形態では、シリンダー７にダクト７１１が形成されているが、これに限定されるものではない。
【０１５２】
例えば、大きな袋ｂを成形する等の理由で不活性ガスの封入量を増加させる際には、シリンダーを二重管構造とし、内側管と外側管との間に、全周にわたって不活性ガスの通路が形成されるようにしてもよい。この場合には、不活性ガスの流路を広く確保することが可能で、袋ｂのガス置換率を向上させることが容易である。
【０１５３】
ただし、この場合には、図２９のように、シリンダー７Ｂの内側管７１ｂの長さを、外側管７２ｂに比べて短くすることが好ましい。このように構成することで、不活性ガスの流速を抑制することが可能で、物品Ｍの供給時に内側管７１ｂと外側管７２ｂとの隙間７１２ｂから不活性ガスを吹き出したとしても、物品Ｍが不活性ガスにより舞い上がり、袋ｂの横シール部に、物品Ｍが噛み込むことを抑制できる。
【０１５４】
（ｃ）変形例Ｃ
クラムシャッター６２において、シリンダー７の前方側に配置されるフロント側クラムシャッター６２ａの、筒状に形成されたフィルムＴＢを介してシリンダー７の後方側のリア側クラムシャッター６２ｂと接触する端面には、複数の凸部６２ａａが設けられることが望ましい（図３０参照）。一方で、リア側クラムシャッター６２ｂの、フロント側クラムシャッター６２ａと筒状に形成されたフィルムＴＢを介して接触する端面には、凸部を形成しないことが好ましい。
【０１５５】
このように構成することで、クラムシャッター６２がチューブ上に形成された袋ＴＢを押す際に、袋ｂからの不活性ガスの流れが完全に遮断されることがなく、袋ｂがバースト（破裂）することを防止できる。特に、ここでは、フロント側クラムシャッター６２ａだけに凸部６２ａａを設け、リア側クラムシャッター６２ｂには凸部を設けないことで、袋ｂのバースト（破裂）は抑制しつつ、物品Ｍがクラムシャッター６２を通過して落下し、横シール手段で物品Ｍの噛み込みを生じさせることを防止することができる。
【０１５６】
なお、図３０に示した凸部６２ａａの形状や、数量は、例示であって、これに限定されるものではない。また、ここでは、フロント側クラムシャッター６２ａに凸部６２ａａが設けられているが、これに代えて、フロント側クラムシャッター６２ａではなく、リア側クラムシャッター６２ｂに凸部が設けられてもよい。
【符号の説明】
【０１５７】
３  フォーマ
６  横シール手段
７  シリンダー
９  ガス供給手段
１０  制御部
６１  シールジョー
６２  クラムシャッター
１００，８００  充填装置
１０３  シュート
１０４  ゲート
１０５，３００  昇降機構
１４１  開閉ゲート
１４２，１４２ａ  傾斜ゲート
７０６  上端開口部
７０７  吹き出し口
ＴＢ  チューブ状の袋
Ｍ  物品
Ｂ，Ｂ−１  包装装置
Ｆ  包材
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５８】
【特許文献１】特開２０１３−１０３７５３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４０２４３号公報
【特許文献３】特開２００９−０４０４８８号公報
【特許文献４】特開２００３−０８１２２２号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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