(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のグリップ対を放射方向に設けると共に各グリップ対に夫々対応するように配置された充填漏斗を上下方向に移動可能に設けた回転体を間欠駆動手段により複数の工程毎に間欠停止して移動させ、充填工程にて各グリップ対により吊り下げ状に支持された包装袋に所定量の被包装物を充填し、各充填漏斗に備えたガス充填ノズルから不活性ガスを噴出させて不活性ガスと袋内の空気との置換を行なわせてから袋口のシールを施すように設けられたガス充填包装機において、
前記ガス充填ノズルは、その先端部をノズル姿勢制御手段によって前記充填漏斗の落下口の中心を通る仮想の垂直線に対して接近及び離隔移動可能に設けられ、
充填工程の前工程にて、前記充填漏斗の落下口と、前記垂直線に接近させた状態のガス充填ノズルの先端部を開放された袋口から包装袋内に挿入すると同時に、そのガス充填ノズルの先端部を前記垂直線から離隔させて当該包装袋の隅の方へ移動させ、
充填工程及び／若しくはその後工程にて、前記ガス充填ノズルから噴出する不活性ガスと包装袋内の空気との置換を行なわせ、
さらに下流の後工程にて、シャッター手段により袋口をほぼ閉鎖した状態で不活性ガスと袋内の空気との置換作用を促進させた後に当該シャッター手段による閉鎖状態を解除し、ついで、前記ガス充填ノズルを包装袋から脱出させるようにしたことを特徴とするガス充填包装機における不活性ガス充填方法。
【請求項２】
前記ノズル姿勢制御手段は、前記充填漏斗の側部に揺動自由に設けられたホルダーに、前記ガス充填ノズルの上端部を固定すると共にローラを回転自由に設け、充填漏斗が充填工程の前工程に間欠停止するときに、当該工程に縦向きに配置されたカムプレートに該ローラを当接させることによりガス充填ノズルの先端部を前記垂直線に対して接近移動させた状態とし、その状態のまま充填漏斗を下降させてガス充填ノズルの先端部が包装袋内に挿入されてから当該先端部を前記垂直線から離隔させて包装袋の隅側へ移動させるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガス充填包装機における不活性ガス充填方法。
【請求項３】
前記包装袋が、平袋又は袋口を除く両側部分に折込部を有する包装袋若しくはガゼット袋であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス充填包装機における不活性ガス充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被包装物が充填された包装袋内にノズルから不活性ガスを噴出させて当該袋内の空気を外に追い出すガス置換を行なわせてから袋口のシールを施すガス充填包装機における不活性ガス充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス充填包装機における不活性ガス充填方法として、本件出願人にかかるものが特開２００４−６７２２４号公報により開示されている。そのガス充填包装機は、包装袋への被包装物の充填作業及び窒素ガス等の不活性ガスの充填作業と、それらを充填した後の袋口のヒートシール作業とを１つの間欠回転テーブルを用いて行う構成とされている。そして、不活性ガスを充填するためのノズルについては、袋口が開放された状態の包装袋に放出口を出没自在に設けられた充填漏斗の外側面に固定する構造とされていた。
【０００３】
不活性ガスを充填するノズルに関しては、上記公報に記載されているように充填漏斗の外側面に固定される構造又は充填漏斗内の中心部に固定される構造の何れかが採用されている。ところが、前者のノズル固定構造の場合には、ノズルの先端部が包装袋の隅の方に挿入されるため、包装袋が平袋や図８に示すガゼット包装袋ｅにおいて、ノズルｎの先端部がガゼット包装袋ｅの袋口ｆから外れてしまうという挿入ミスを生じやすい。また、図９に示す袋口ｂを除く両側部分に折込部ｃを有する形態のサイドガゼット付チャック袋ａについては、その折込部ｃの内方向に張り出した箇所にノズルｎの先端部が突き刺さってしまうという不具合も稀に生ずる。
【０００４】
後者のノズル固定構造の場合には、充填漏斗内の中心部に固定されたノズルが被包装物の通過時に障害となるために充填時間の増加を招き、時には被包装物が充填漏斗内で詰まってしまうという不具合があった。
【０００５】
また、上記公報に記載の不活性ガス充填方法においては、袋口を強制的に閉鎖した状態でガス置換を行なっていないことから、包装袋の種類や大きさ、被包装物の種類によってはガス置換率が芳しくない場合もあると言えよう。
特許文献１：特開２００４−６７２２４号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［０００６］
本発明の目的は、包装袋にガス充填ノズルが挿入される際の不具合を解消すると共にガス置換率を向上させたガス充填包装機における不活性ガス充填方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
［０００７］
前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、多数のグリップ対を放射方向に設けると共に各グリップ対に夫々対応するように配置された充填漏斗を上下方向に移動可能に設けた回転体を間欠駆動手段により複数の工程毎に間欠停止して移動させ、充填工程にて各グリップ対により吊り下げ状に支持された包装袋に所定量の被包装物を充填し、各充填漏斗に備えたガス充填ノズルから不活性ガスを噴出させて不活性ガスと袋内の空気との置換を行なわせてから袋口のシールを施すように設けられたガス充填包装機において、前記ガス充填ノズルは、その先端部をノズル姿勢制御手段によって前記充填漏斗の落下口の中心を通る仮想の垂直線に対して接近及び離隔移動可能に設けられ、充填工程の前工程にて、前記充填漏斗の落下口と、前記垂直線に接近させた状態のガス充填ノズルの先端部を開放された袋口から包装袋内に挿入すると同時に、そのガス充填ノズルの先端部を前記垂直線から離隔させて当該包装袋の隅の方へ移動させ、充填工程及び／若しくはその後工程にて、前記ガス充填ノズルから噴出する不活性ガスと包装袋内の空気との置換を行なわせ、さらに下流の後工程にて、シャッター手段により袋口をほぼ閉鎖した状態で不活性ガスと袋内の空気との置換作用を促進させた後に当該シャッター手段による閉鎖状態を解除し、ついで、前記ガス充填ノズルを包装袋から脱出させるようにしたことを特徴とする。
［０００８］
同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のガス充填包装機における不活性ガス充填方法において、前記ノズル姿勢制御手段は、前記充填漏斗の側部に揺動自由に設けられたホルダーに、前記ガス充填ノズルの上端部を固定すると共にローラを回転自由に設け、充填漏斗が充填工程の前工程に間欠停止するときに、当該工程に縦向きに配置されたカムプレートに該ローラを当接させることによりガス充填ノズルの先端部を前記垂直線に対して接近移動させた状態とし、その状態のまま充填漏斗を下降させてガス充填ノズルの先端部が包装袋内に挿入されてから当該先端部を前記垂直線から離隔させて包装袋の隅側へ移動させるように設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載のガス充填包装機における不活性ガス充填方法において、前記包装袋が、平袋又は袋口を除く両側部分に折込部を有する包装袋若しくはガゼット袋であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、このガス充填包装機における不活性ガス充填方法によれば、ガス充填ノズルの先端部をノズル姿勢制御手段によって充填漏斗の落下口の中心近くに接近させた状態で包装袋に挿入しているので、ガス充填ノズルが包装袋に挿入される際に袋口から外れる挿入ミス、ガス充填ノズルがガゼット形態の包装袋の折込部に突き刺さる等の不具合を完全に解消することができる。加えて、袋口をシャッター手段によって閉鎖した状態にて最終のガス置換を行なっているので、ガス置換率が向上する。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、このガス充填包装機における不活性ガス充填方法は、ノズル姿勢制御手段を簡素な機械構造とし、ガス充填作業を円滑に安定して行なうことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、このガス充填包装機における不活性ガス充填方法は、平袋又は袋口を除く両側部分に折込部を有する包装袋（サイドガゼット付チャック袋）若しくはガゼット袋等の様々な形態の包装袋に対応可能であり、ガス充填作業を円滑に安定して行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明のガス充填包装機における不活性ガス充填方法を適用したガス充填包装機の側面図、図２は同、平面図、図３は回転体と充填漏斗及びその周辺の構成を示す側面図、図４はノズル姿勢制御手段の説明図、図５は充填漏斗及びガス充填ノズルと、包装袋との相対位置関係を全工程にわたって表したカムレールの展開図、図６は袋口を閉鎖してガス置換を行なう状態を示すシャッター手段の一部の側面図、図７は図６におけるシャッター手段の平面図である。
【００１４】
本発明の「ガス充填包装機における不活性ガス充填方法」を適用したガス充填包装機Ｐを図１、図２に示す。このロータリー式ガス充填包装機Ｐは、図２に示すように、所定量の被包装物を充填漏斗に投入する計量装置（図示せず）、不活性ガス供給装置５５などを備え、給袋工程Ａ、包装袋のチャックを開く工程Ｂ、包装袋がガゼット袋の場合に袋の下方部分を膨らます工程Ｃ、袋口を開放させる開口工程Ｄ、被包装物の充填工程Ｅ、振動工程Ｆ及びＧ、アイドル工程Ｈ、チャックの閉鎖及び袋口のヒートシール工程Ｉ、シール部の冷却及び製品放出工程Ｊの１０工程からなる。
【００１５】
この実施例では、図９に示す袋口を除く両側部分に折込部を有する形態のサイドガゼット付チャック袋（以下、単に「包装袋」という）を対象として説明する。
なお、本発明方法は、平袋又は袋口を除く両側部分に折込部を有する包装袋若しくはガゼット袋の何れの包装袋に対しても適用可能である。
【００１６】
この包装機Ｐの機台１上には、図示しない駆動手段により駆動回転される縦向きの間欠回転軸２を回転自由に支持するスタンド３を設け、その間欠回転軸２に円盤状の回転体４を取付けている。その回転体４には、チャックｄを備えた袋口ｂのみが開放された包装袋ａを掴着又は釈放するための（上記工程数と同数の）１０個のグリップ対９が等角度間隔で放射方向に突出するように設けられている。その間欠回転軸２の上端には、ドラム６のボス７を複数個の軸受５により支持させて当該ドラム６を回転自由に設けている。ドラム６は、回転体４の直上で、かつ、間欠回転軸２と同心状に固定されている。
【００１７】
図３に示すように、上記回転体４の外周縁４ａには、各グリップ対９の中央位置に夫々対応するように一対のガイドバー１５を平行に立設している。それらのガイドバー１５の上端部は、リングプレート１６に取り付けられている。１７は一対のガイドバー１５に装着されて上下方向に移動可能に設けられたスライドプレートである。このスライドプレート１７の正面には、充填漏斗２１を取り付けるためのブラケット１９を設けている。スライドプレート１７の背面中央部には、カムローラ２０を回転自由に突設する。
【００１８】
充填漏斗２１については、工程数と同数個だけ設けられており、各々の充填漏斗２１にガス充填ノズル２３が設けられている。図４に示すように、それらのガス充填ノズル２３は、その先端部２３ｂをノズル姿勢制御手段２５によって充填漏斗２１の落下口２１ａの中心を通る仮想の垂直線ｖに対して接近及び離隔移動可能に設けられている。
【００１９】
上記ノズル姿勢制御手段２５について詳しく説明する。ノズル姿勢制御手段２５のホルダー２８は、上記ブラケット１９の水平な箇所１９ａに設けられたブロック２６に軸２７により支持されて前記垂直線ｖと平行方向で揺動自由に設けられている。そのホルダー２８は、横から見てＬ字形状とされていて、その横片部２８ａにガス充填ノズル２３の上端部２３ａを固定すると共に縦片部２８ｂにローラ３０を回転自由に設けている。ガス充填ノズル２３の先端部２３ｂは、充填漏斗２１の落下口２１ａよりも下方に所定寸法だけ突出すると共に常には垂直姿勢を保持するように設けられている。３１はブロック２６とホルダー２８の横片部２８ａとの間に介装されたバネ機能を有するゴム片である。
【００２０】
しかして、充填漏斗２１は充填工程Ｅの前工程である開口工程Ｄに間欠停止するときに、当該工程に縦向きに配置されたカムプレート３２にローラ３０を当接させることによりガス充填ノズル２３の先端部２３ｂを前記垂直線ｖに対して接近移動した状態とされ、充填漏斗２１の下降によりガス充填ノズル２３の先端部２３ｂが包装袋ａ内に挿入されてからローラ３０がカムプレート３２から外れることにより、その先端部２３ｂを垂直線ｖから離隔させて包装袋ａの隅側へ移動させるように設けられている。
なお、ガス充填ノズル２３の先端部２３ｂが垂直線ｖに対して接近移動した状態において、同ノズル２３の中間部分は充填漏斗２１に形成された切欠部２１ｂに進入するように設けられている。
【００２１】
前記ドラム７の外側面には、図５に示すように、下側のカムレール３５ａ〜３５ｃと、上側のカムレール３６ａ〜３６ｃとを一定間隔のカム溝３７が形成されるように互いのカム面を対向させて配設している。そのカム溝３７には前記スライドプレート１７のカムローラ２０を挿入し、カムローラ２０を下側のカムレール３５ａ〜３５ｃによって支承するように設ける。しかして、回転体４の間欠回転移動により各スライドプレート１７のカムローラ２０が下側のカムレール３５ａ〜３５ｃ上を転動することにより、各スライドプレート１７に取付けられた充填漏斗２１及びガス充填ノズル２３が上下方向に一緒に移動することができるように構成される。
【００２２】
上記ドラム７の内方で包装袋の開口工程Ｄには、角形のガイドバー３９を立設してスライダ４０を移動自由に遊嵌し、このスライダ４０をカムとレバーによる機構等からなる昇降手段（図示せず）によって昇降自在とするスライダ機構を設ける。そのスライダ４０の前面には、前記スライドプレート１７のカムローラ２０を受けるための支持片４１を設ける。また、アイドル工程Ｈについても同様のスライダ機構を設けているが、開口工程Ｄに設けるスライド機構と同一構成部分にはそれと同じ符号を付して説明を省略する。
【００２３】
なお、上述した多数の充填漏斗を固定ドラムに周設されたカムレールによって昇降させる機構及び充填漏斗を特定工程で昇降させるスライダ機構については、本件出願人の所有する特許第２８８４０６４号の特許公報により開示された内容に準じた構成とされている。
【００２４】
４５は前記ドラム６上に配置されたロータリーバルブである。このロータリーバルブ４５は、ドラム６側に固定される中心部の弁軸４５ａと、その弁軸４５ａに回転自由に外装されたリング形状の弁体４６とから構成されている。その弁体４６には、工程数と同数、即ち１０個の図示しないガス供給孔が弁軸のガス通路と連通するように設けられている。また、この弁体４６はステー４７により前記リングプレート１６に連結されており、前記回転体４と一緒に回転作動するように設けられている。
【００２５】
上記ガス供給孔とガス充填ノズル２３とは、フレキシブルチューブ５１によって夫々連結されている。また、ロータリーバルブ４５の弁軸４５ａには、不活性ガス供給装置５５から所定圧力（０．１〜０．３ＭＰａ）に調整された窒素ガス、炭酸ガス等の不活性ガスをホース５６により供給するように設けられている。弁軸４５ａの上端部は、軸受け部材４８により支持されている。その軸受け部材４８は、機台１に立設された一対のポスト４９に差し渡された連結板５０に固定されている。
【００２６】
なお、不活性ガス供給システムについては、本件出願人の所有する特許第２６１９７９５号の特許公報により開示された内容に準じた構成とされている。
【００２７】
給袋工程Ａには、ベルトコンベア式包装袋供給装置６０が配置されている。その包装袋供給装置６０は、ベルトコンベア６１の上に袋口ｂを下にして倒し重ねられた多数の包装袋ａを、繰り出し手段６２によって一枚ずつ分離して袋口ｂを上にして吊り下げた状態でグリップ対９に供給する公知の構造とされている。
なお、この形式の包装袋供給装置の一例として、本件出願にかかるものが実公平３−５５３２号公報に記載されている。
【００２８】
アイドル工程Ｈには、袋口ｂをほぼ閉鎖した状態で不活性ガスと包装袋ａ内の空気との置換作用を促進させるためのシャッター手段６５が配置されている。そのシャッター手段６５は、図６に示すように、包装袋の前面側に配置された一方のシャッター部材６６と、包装袋の後面側に配置された他方のシャッター部材６７とを図示しないレバー機構の作動により開閉自在に設けられている。図７に示すように、それらシャッター部材６６，６７には、包装袋ａに挿入されたガス充填ノズル２３を潰さないように逃がし溝６６ａ，６７ａを夫々設けている。
【００２９】
このガス充填包装機Ｐにおける開口装置、シール装置その他の構成については、公知のものに準じた構成とされているので詳しい説明を省略し、本発明方法と関係する範囲において述べることにする。
【００３０】
つぎに、本発明の「ガス充填包装機における不活性ガス充填方法」について、ガス充填包装機Ｐの動作と関連させて説明する。
（１）給袋工程Ａにおいて、包装袋供給装置６０により包装袋ａが袋口ｂを上にして吊り下げた状態でグリップ対９に供給される。
（２）包装袋のチャックを開く工程Ｂにおいて、包装袋ａのチャックｄが開放されると共に公知の印字装置６５により賞味期限等の印字がなされる。
（３）袋の下方部分を膨らます工程Ｃにおいて、包装袋ａの前面と後面を膨らまし装置７０の一対の吸盤７１によって吸着して袋の下方部分を膨らますようにされる。これは、投入される被包装物の収まりをよくするために行なわれる。
（４）包装袋の開口工程Ｄにおいて、包装袋ａは、公知の開口装置７５により前後面を一対の吸盤７６により吸着されて袋口ｂを開放されると共に、その袋口ｂに開放状態を保持するための一対の開閉片７７が挿入される。
（５）他方、下側のカムレール３５ｂから上昇位置で待機したスライダ４０の支持片４１に乗り移りる。この時に、図４に示すように、ノズル姿勢制御手段２５のローラ３０がカムプレート３２に当接するので、ガス充填ノズル２３の先端部２３ｂは前記垂直線ｖに接近移動する。ついで、スライダ４０の下降によりガス充填ノズル２３の先端部２３ｂが包装袋ａ内に挿入されてからローラ３０がカムプレート３２から外れるため、その先端部２３ｂは垂直線ｖから離隔して包装袋ａの隅側へ移動する。これにより、充填漏斗２１の落下口２１ａとガス充填ノズル２３の先端部２３ｂとは包装袋ａ内に挿入される。
なお、前記開口装置５５の開閉片５６については、充填漏斗２１の挿入後に上昇移動して元のＶ字形に閉じた状態に復帰させられる。
（６）ついで、回転体４の間欠回転移動により、スライドプレート１７のカムローラ２０は、下降した状態のスライダ４０の支持片４１からカムレール３５ｃに乗り移り、包装袋ａは、被包装物の充填工程Ｅに間欠移送される。
（７）充填工程Ｅにおいて、計量装置により所定量の被包装物が充填漏斗２１に放出されて包装袋ａに充填される。
（８）振動工程Ｆにおいて、グリップ対９の間隔が拡げられて袋口ｂを直線状に緊張させて包装袋ａ内に外の空気が侵入するのを防止する。これと同時に、ガス充填ノズル２３から不活性ガスの噴出が開始され、振動手段（図示せず）によって包装袋ａを上下方向に揺さぶりつつ、連続的に供給されて拡散する不活性ガスと袋内の空気との置換作用を促進させる。
（９）アイドル工程Ｈにおいて、スライドプレート１７のカムローラ２０は、下側のカムレール３５ｃから下降位置で待機したスライダ４０の支持片４１に乗り移る。この工程では、図６に示すシャッター手段６５により袋口ｂをほぼ閉鎖した状態で不活性ガスと袋内の空気との置換作用を促進させた後に当該シャッター手段による閉鎖状態が解除される。ついで、スライダ４０の上昇によりガス充填ノズル２３が包装袋ａから脱出する。
（１０）チャックの閉鎖及び袋口のヒートシール工程Ｉにおいて、包装袋ａのチャックｄが閉鎖されると共にシール装置８０によって袋口ｂのヒートシールが施される。
（１１）ついで、シール部の冷却及び製品放出工Ｊにおいて、前工程で施されたヒートシール部分がシール冷却装置８５により冷却されてから、グリップ対９の釈放動作により包装袋ａがシュート９０に落下し機外に放出される。
【００３１】
この実施例では、振動工程Ｆからアイドル工程Ｈの間において不活性ガスを包装袋内に噴出させてガス置換を行なっているところ、不活性ガスを充填工程Ｅからアイドル工程Ｈの間にてガス置換を行なうように制御することもできる。
【００３２】
以上に述べた通り、このガス充填包装機における不活性ガス充填方法は、ガス充填ノズルが包装袋に挿入される際に袋口から外れる挿入ミスやガス充填ノズルがガゼット形態の包装袋の折込部に突き刺さる等の不具合を完全に解消することができ、ガス充填作業を円滑に安定して行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のガス充填包装機における不活性ガス充填方法を適用したガス充填包装機の側面図
【図２】本発明のガス充填包装機における不活性ガス充填方法を適用したガス充填包装機の平面図
【図３】回転体と充填漏斗及びその周辺の構成を示す側面図
【図４】ノズル姿勢制御手段の説明図
【図５】充填漏斗及びガス充填ノズルと、包装袋との相対位置関係を全工程にわたって表したカムレールの展開図
【図６】袋口を閉鎖してガス置換を行なう状態を示すシャッター手段の一部の側面図
【図７】図６におけるシャッター手段の平面図
【図８】従来の不活性ガス充填方法によるノズルの挿入ミスを示す説明図
【図９】従来の不活性ガス充填方法によるノズルの挿入ミスを示す説明図
【符号の説明】
【００３４】
Ｐ・・・ガス充填包装機
ａ・・・包装袋
ｂ・・・袋口  ｃ・・・折込部
ｖ・・・仮想の垂直線
４・・・回転体
９・・・グリップ対
２１・・・充填漏斗
２１ａ・・・落下口
２３・・・ガス充填ノズル
２３ｂ・・・先端部
２５・・・ノズル姿勢制御手段
３０・・・ローラ
３２・・・カムプレート
５５・・・不活性ガス供給装置
６５・・・シャッター手段
【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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