(57)【要約】【課題】ガス充填した包装袋の封止時における包装袋の部分的な伸びを防止して、封止作業を確実に行うことができるガス充填機を提供する。【解決手段】包装領域内に設けられた包装袋２１の開口部を上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂで圧接して封止する封止機構部６と、包装袋２１内を脱気する真空ポンプと、脱気した包装袋２１内に不活性ガスを充填するガスノズル５とを備えたガス充填機であって、上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂの相対向する圧接面に、包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押さえる突起部３６を設ける。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装領域にセットされた包装袋の開口部を上下の封止ブロックで圧接して熱溶着する封止機構部と、上記包装袋内にガスを充填するガスノズルとを備え、被包装物を包装袋に収納した状態で該包装袋内にガスを充填し、包装袋の開口部を熱溶着により封止するガス充填機において、
封止ブロックの圧接面に、包装袋の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分を押圧して挟持する押圧挟持部を設け、包装袋体の非加熱部分を上記押圧挟持部により挟持しながら熱溶着することを特徴とするガス充填機。
【請求項２】
前記押圧挟持部が、上下の封止ブロックの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーター線よりも包装袋の収納部側に形成された突起部により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガス充填機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被包装物を包装袋に収納した状態で内部に不活性ガス等を充填し、包装袋の開口部を封止するガス充填機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、食品等の被包装物を樹脂フィルム製などの包装袋内に収納した状態で不活性ガス等を充填し、包装袋の開口部を封止する真空包装機は、例えば、特開２００２−１９７２３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の発明は、チャンバ内にセットされた包装袋の開口部から不活性ガスを充填するとともに、上記開口部を上封止部材と下封止部材とで圧接して封止する機構と、チャンバ内を減圧する真空ポンプとを備えている。
【０００４】
真空包装機は食品等を収納した包装袋の周り全体を減圧してから包装袋内に不活性ガス等を充填して封止するが、このような真空包装機とは別に、包装袋の周りを減圧することなく不活性ガスを充填してから袋の開口部を封止するガス充填機もある。例えば、図６に示すように、食品等の被包装物５０を収納した包装袋５１の開口部内にガスノズル５２を挿入して袋の開口部近傍をゴム５３で押さえ、ガスノズル５２から包装袋５１内を脱気した後にガスノズル５２から包装袋５１内に不活性ガスを充填し、この状態で包装袋５１の開口部をヒータ線５４を備えた上下の封止ブロック５５、５６で圧接して熱溶着することにより封止している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１９７２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のガス充填機では、包装袋５１内にガスノズル５２からガス充填を行う際には、ガスノズル５２を挿入したの袋の開口部近傍を上下のゴム５３で押さえているので、包装袋５１のずれを防止することができる。しかし、ガス充填した包装袋５１を上下の封止ブロック５５、５６で圧接して熱溶着しようとする際に、包装袋５１内に充満したガスの膨張力が図７の矢印に示すように、包装袋を構成しているフィルムを引っ張る引っ張り力として作用し、これにより上下封止ブロック５５、５６に挟まれてヒータ線５４の熱で柔らかくなった部分を引っ張ってしまい、袋のシートが薄くなり過ぎて熱溶着が首尾良く行えない場合（例えば、熱溶着部分が破れたり溶着不良）があるという不具合が生じていた。そして、この様な不具合は、ガス充填機に限らず前記真空包装機においても発生することがあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス充填した包装袋の封止時における包装袋の部分的な伸びを防止して、封止不良を防止できるガス充填機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、包装領域にセットされた包装袋の開口部を上下の封止ブロックで圧接して熱溶着する封止機構部と、上記包装袋内にガスを充填するガスノズルとを備え、被包装物を包装袋に収納した状態で該包装袋内にガスを充填し、包装袋の開口部を熱溶着により封止するガス充填機において、
封止ブロックの圧接面に、包装袋の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分を押圧して挟持する押圧挟持部を設け、包装袋体の非加熱部分を上記押圧挟持部により挟持しながら熱溶着することを特徴とするガス充填機である。
【０００９】
請求項２に記載のものは、前記押圧挟持部が、上下の封止ブロックの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーター線よりも包装袋の収納部側に形成された突起部により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガス充填機である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明のガス充填機の全体外観を示す斜視図である。また図２はガス充填機の正面図、図３はその側面図である。さらに図４は、本発明のガス充填機の内部構造を示す主要部の模式図である。そして図５は、本発明のガス充填機における封止機構部の一例を示す要部拡大図である。
【００１１】
これらの図面に示すように、本実施形態のガス充填機１は、筐体２の上部に、載置トレイ２９を筐体２の後方に向かって下り傾斜させた状態で設けるとともに、筐体２の後半寄りの両側に配置した支軸９を中心として開閉可能なカバー状のヒーターアーム３を設け、該ヒーターアーム３が被さって区画される包装領域４内の筐体前面寄りにはガスノズル５を筐体２の後方に向けて設けるとともに、ガスノズル５の先端近傍に、包装袋２１の開口部を封止する封止機構部６を設け、筐体２内には真空ポンプ１９，制御装置（図示せず）などを設け、ヒーターアーム３の自由端側に位置する筐体２の前面に操作パネル７を設けてある。
【００１２】
包装領域４は、矩形皿状の基台プレート８と、この基台プレート８の上面を覆うように開閉するヒーターアーム３とによって囲まれる。そして、ヒーターアーム３は、基端に設けた支軸９により基台プレート８に対して回動（開閉）自在に支持され、筐体２の側面に設けたロック機構１０により閉止状態でロックされるように構成されている。ロック機構１０は、図２及び図３に示すように、ヒーターアーム３の先端カバー部分内の一側に設けられたピン１１に、基台プレート８の一側において回動するように設けられたフック１２が係合することによりロックされるように構成されている。そして、フック１２の操作は、屈曲させたフック基端部１２ａを、回動軸１３を支点としてソレノイド１４により回動させることにより行う。
【００１３】
ヒーターアーム３は、支軸９の近傍のアーム基端部３ａに取り付けられたスプリング１５によって常に開放方向に付勢されており、ロック機構１０のフック１２をピン１１から解除すると、ヒーターアーム３は自動的に開放するように構成されている。また、ヒーターアーム３が包装領域４を上方から被さるようにして閉じられたときには、アーム基端部３ａがリミットスイッチ１６に接触して、ヒーターアーム３の閉状態を検知するように成っている。
【００１４】
包装領域４の開放側端部（前部）近くには、基台プレート８から起立するようにガスブロック１７が設けてあり、このガスブロック１７の上端部には包装領域４の内部へ向けて略水平に複数のガスノズル５が突設されている。ガスブロック１７は減圧駆動室１８を介して、真空ポンプ１９の吸引系２０と気密接続されている。そして、ガスノズル５の上下には、図４及び図５に示すように、包装袋２１のずれを防止するため、包装袋２１の開口部にガスノズル５を挿入した際に袋外面を押さえるゴム押さえ２３ａ、２３ｂが配されており、真空ポンプ１９による脱気作業を確実ならしめている。下部のゴム押さえ２３ａは、ガスブロック１７のノズル直下に配されたステー２４の上面に取り付けられており、上部のゴム押さえ２３ｂは、後述する上部封止ブロック３１ｂに沿って配されたステー２５の下面に取り付けられている。さらに、ガスブロック１７の一側部には、脱気した包装袋２１内へ窒素等の不活性ガスをガスノズル５を介して注入するためのガスボンベ２６が気密接続してある。したがって、包装袋２１の開口部にガスノズル１８を挿入し、ヒーターアーム３を被せてロックした状態で真空ポンプ２０を作動すると、食品等の被包装物２２を収納した包装袋２１内の空気をガスノズル５を介して脱気することができ、脱気が終了したならばガスノズル５を介してガスボンベ２６内のガスを包装袋２１内に充填することができる。なお、脱気及びガス充填の操作については後述する。
【００１５】
包装領域４の前部におけるゴム押さえ２３ａ、２３ｂの近傍には封止機構部６を設け、包装領域４の奥側（後部、即ち図３において右側）には、被包装物２２を収納した包装袋２１の移動を防止するとともに、上記の封止機構部６により封止する包装袋２１の位置を規制して安定させるための突き当て板２７および幅規制板２８を配設した載置トレイ２９がガスノズル５とは反対側の奥に向けて下り傾斜させた状態で設けてある。包装袋２１は、被包装物２２の量などにより様々なサイズのものがあるが、封止機構部６による封止位置（封止部）は同じであり、開口部とは反対側に位置する閉塞部（底）までの長さ、すなわち被包装物２２を収納する収納部の長さが異なる。そこで、包装袋２１の収納部の長さや袋幅（収納部の幅）に応じて突き当て板２７および幅規制板２８の位置を調整できるように構成してある。載置トレイ２９は、包装領域４の奥側からから封止機構部６へ向けて上方へ傾斜しているので、この載置トレイ２９に被包装物２２を収納した包装袋２１を載置すると、包装袋２１の開口部近傍の封止部（熱溶着する帯状部分）が封止機構部６の所定位置に安定して静止する。
【００１６】
次に、封止機構部６について説明する。本実施形態における封止機構部６は、基台プレート８の前端部分に設けた減圧駆動室１８のダイヤフラム３４に下端を接続した昇降機構３０の昇降ロッド３０ａを包装領域４内に起立し、該昇降ロッド３０ａの上端に下部封止ブロック３１ａを固定し、ヒーターアーム３のカバー部分の天部に上部封止ブロック３１ｂを下部封止ブロック３１ａに対向する状態で設ける。そして、これらの封止ブロック３１ａ、３１ｂは包装領域４の幅方向に長尺なヒーターブロックとして構成されている。また、下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂの圧接面には板状のゴム部材を介してヒーター線３２が上記幅方向に沿って配してあり、昇降機構３０により下部封止ブロック３１ａを上昇させて上部封止ブロック３１ｂ側に圧接するように構成されている。なお、減圧駆動室１８には、戻しスプリング３３によりダイヤフラム３４と昇降ロッド３０ａが下向きに付勢されており、減圧駆動室１８内を減圧すると、戻しスプリング３３の付勢力に抗してダイヤフラム３４が上昇し、その結果、下部封止ブロック３１ａを上昇させるように成っている。したがって、下部封止ブロック３１ａが上昇すると、包装袋２１の開口部を挟んだ状態で上部封止ブロック３１ｂに押し付けることができ、この状態でヒーター線３２に通電して加熱すると、間に挟んだ包装袋２１を熱溶着して封止（密封）することができる。なお、本実施形態のガス充填機１には、減圧駆動室１８に大気を導入する、すなわち大気開放するための大気開放弁（図示せず）が備えられている。したがって、この大気開放弁を開放すると、戻しスプリング３３の付勢力により下部封止ブロック３１ａが下降して元の位置に復帰する。
【００１７】
また、下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂの圧接面には、包装袋２１の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分（積極的には加熱しない部分）を押さえる押圧挟持部を配している。本実施形態では、この押圧挟持部として、下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーター線３２よりも包装袋２１の収納部側に位置する面に突起部３６を設けてある。具体的に説明すると、図５に示す突起部３６は、上部封止ブロック３１ｂの圧接面の端部（ガスノズルとは反対側の端部）に該ブロック３１ｂの長手方向に沿って固定した金属線により構成してある。上述したように、この金属線３６は包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押さえるように成っており、下部封止ブロック３１ａを上昇させて上部封止ブロック３１ｂに圧接すると、下部封止ブロック３１ａの圧接面に装着されたゴム部材を窪ませることになり、これにより間に挟持した包装袋２１の非加熱部分を他の圧接面よりも強い力で挟持できる。したがって、この強い挟持力により、ガス充填による膨張力に起因する引っ張り力が下部封止ブロック３１ａと上部封止ブロック３１ｂとの両圧接面に挟まれた包装袋２１の封止部に作用することを阻止することができる。
【００１８】
既述したように、ガス充填した包装袋２１の開口部を下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂで圧接してヒーター線３２により加熱する際に、上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂの端部において包装袋２１を上下に広げようとする膨張力が働くが、上部封止ブロック３１ｂの圧接面に、包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押さえる金属線３６を配したので、この金属線３６によって包装袋２１の非加熱部分を挟持することにより、上記膨張力が加熱されて延び易くなった封止部分に掛からず、包装袋２１の部分的な伸びを防止することができる。すなわち、非加熱部分は温度上昇しないために袋を構成している合成樹脂シートの強度が維持されており、この強度の高い部分で引っ張り力を受け止めることになる。したがって、加熱されて強度が低下した封止部に引っ張り力が作用することがなくなり、これにより封止作業を確実に行うことができる。
【００１９】
なお、突起部３６は、上記金属線に限らず、包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押圧挟持し得るものであれば、他の材料を使用することもできる。例えば、圧接面の板状ゴム部材の側縁に沿って突条を隆設して構成してもよい。また、包装袋２１の非加熱部分を押圧挟持すればよいので、下部封止ブロック３１ａの圧接面に設けてもよい。さらには、封止ブロックをヒーター線等の発熱源を設けた部分と発熱源のない部分とに分離し、発熱源のない封止ブロックに突起部３６を設けてもよい。要するに、押圧挟持部（突起部）を設ける部位は、熱溶着する際の熱が包装袋に伝わり難く、尚且つガス充填に起因する膨張力を受ける部分であれば良い。
【００２０】
次に、ガス充填機１による一連の封止作業について説明する。
載置トレイ２９上に食品等の被包装物を収納した包装袋２１を載置してヒーターアーム３を被せてロックするとリミットスイッチ１６がオンとなり、このリミットスイッチ１６からの検出信号を受けて制御装置が流路切替弁（図示せず）を真空ポンプ１９側に切り換え、ガスノズル５を介して包装袋２１内を脱気する（脱気工程）。その後、制御装置が流路切替弁をガスボンベ２６側に切り換えてガスノズル５から包装袋２１内へ不活性ガスを充填する（ガス充填工程）。ガス充填工程が終了すると、制御装置が流路切替弁を減圧駆動室１８側に切り換えるので、下部封止ブロック３１ａが上昇して上部封止ブロック３１ｂとの間に包装袋２１の封止部を挟み付けるとともに、突起部３６が包装袋２１の非加熱部分を強い圧力で押圧挟持する。したがって、不活性ガスの充填による膨張力に起因する引っ張り力は突起部３６によって押圧挟持されている部分まで作用するだけであって下部封止ブロック３１ａと上部封止ブロック３１ｂとの間に挟みつけられた包装袋２１の封止部には作用していない。この状態でヒーター線３２に通電されて発熱し、この熱により下部封止ブロック３１ａと上部封止ブロック３１ｂとの間に挟みつけられた包装袋２１の封止部が上記膨張力に起因する引っ張り力の影響を受けることなく熱溶着される（熱溶着工程）。熱溶着工程が終了すると、制御装置が流路切替弁を切り換えるとともに大気開放弁を開くので減圧駆動室１８内の圧力が大気圧に復帰し、これによりが戻しスプリング３３の付勢によって下部封止ブロック３１ａが下降して封止工程を終了する。そして、包装袋２１の封止工程が終了すると制御装置がロック機構１０のソレノイド１４を励磁するので、フック１２が回動してピン１１から外れてロックを解除する。したがって、ヒートアーム３を上昇してから包装袋２１を取り出すことができる。
【００２１】
なお、上記の実施形態では、ガスノズル５がガス充填を行うだけでなく、脱気手段の一要素（吸気口）として機能しているが、本発明はこれに限るものではなく、別個に脱気手段の吸気口を設け、ガス充填手段と脱気手段との機能を分けるように構成してもよい。また、ヒーター線３２は、熱伝達良く構成されていれば、上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂのいずれか一方の圧接面に配されていればよい。そして、ガスノズル５から充填するガスは、窒素ガスなどの不活性ガスに限らず、必要に応じて適宜選択することができる。
【００２２】
また、上記の実施形態では、包装領域が大気開放であるが、この包装領域をチャンバー内に設定して、真空包装できるように、すなわち、熱溶着して封止する封止機構部を備えた真空包装機を兼ねたガス充填機としてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、封止ブロックの圧接面に、包装袋の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分を押圧して挟持する押圧挟持部を設け、包装袋体の非加熱部分を上記押圧挟持部により挟持しながら熱溶着するので、ガス充填による包装袋の膨張力に起因する引っ張り力が上下の封止ブロックで圧接されている包装袋の封止部に及ぶことがない。したがって、熱溶着する際に、包装袋の封止部が加熱されて柔らかくなっても、上記引っ張り力によって破損したり溶着不良が生じることを有効に防止することができる。このため、封止作業を確実に行うことができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、上記の押圧挟持部が、上下の封止ブロックの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーター線よりも包装袋の閉塞側に形成された突起部であるので、簡単な構造であり、安価かつ確実に包装袋の部分的な伸びを防止し、封止作業を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス充填機の全体外観を示す斜視図である。
【図２】本発明のガス充填機の正面図である。
【図３】本発明のガス充填機の側面図である。
【図４】本発明のガス充填機の内部構造を示す主要部の模式図である。
【図５】本発明のガス充填機における封止機構部の一例を示す要部拡大図である。
【図６】従来のガス充填機における封止機構部の一例を示す要部拡大図である。
【図７】従来のガス充填機において、包装袋の封止時に封止部近傍が部分的に伸びる状況を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
１  ガス充填機
２  筐体
３  ヒーターアーム
３ａアーム基端部
４  包装領域
５  ガスノズル
６  封止機構部
７  操作パネル
８  基台プレート
９  支軸
１０  ロック機構
１１  ピン
１２  フック
１２ａ  フック基端部
１３  回動軸
１４  ソレノイド
１５  スプリング
１６  リミットスイッチ
１７  ガスブロック
１８  減圧駆動室
１９  真空ポンプ
２０  吸引系
２１  包装袋
２２  被包装物
２３ａ、２３ｂ  ゴム押さえ
２４、２５  ステー
２６  ガスボンベ
２７  突き当て板
２８  幅規制板
２９  載置トレイ
３０  昇降機構
３０ａ  昇降ロッド
３１ａ  下部封止ブロック
３１ｂ  上部封止ブロック
３２  ヒーター線
３３  戻しスプリング
３４  ダイヤフラム
３６  押圧挟持部（突起部、金属線）
【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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