(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セーラ部と該セーラ部に連設されたチューブ部とを有して帯状の包材を筒状に成形するフォーマと、該フォーマによって筒状に成形された包材の左右両側縁部の重なり部分を長手方向に沿ってシールする縦シール手段と、該包材を長手方向に直交する方向にシールすることにより該包材を袋状に成形する横シール手段とを有し、上記チューブ部を介して被包装物を袋状に成形された包材内に導入する製袋包装機であって、上記チューブ部には、被包装物の導入方向に延びて袋状包材内の空気を不活性ガスに置換するための置換ガス通路が設けられているとともに、この置換ガス通路の流路断面積が上流側より下流側ほど広くなっており、かつ、上記チューブ部は、包材の左右両側縁部が重ね合わされる面と反対側の面が開放されていることを特徴とする製袋包装機。
【請求項２】
置換ガス通路は、その断面形状の幅が下流側ほど広くなることにより、流  路断面積が上流側より下流側ほど広くなっていることを特徴とする請求項１に記載の製袋包装機。
【請求項３】
置換ガス通路は、その断面形状の厚みが下流側ほど厚くなることにより、流路断面積が上流側より下流側ほど広くなっていることを特徴とする請求項１に記載の製袋包装機。
【請求項４】
置換ガス通路の下流側の端部は、チューブ部の外方に向かって開口していることを特徴とする請求項１に記載の製袋包装機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状の包材を袋状に成形しながら該包材内に物品を投入して封止する製袋包装機に関し、包装技術の分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、包装袋を成形しながら該包装袋に物品を封入する製袋包装機は、帯状の包材を包装袋形成用のフォーマに供給して左右の両側縁部を重ね合わせて筒状に成形するとともに、該フォーマを構成する物品導入用チューブ部材の前面で縦シール装置により上記筒状包材の重ね合わせ部を長手方向に沿って熱溶着し、また横シール装置により該筒状包材を長手方向に直交する幅方向に熱溶着して袋状に成形し、その後、この袋状とされた包材に上記チューブ部材を通して上方から被包装物を導入するとともに、その上部を上記横シール装置によって封止し、かつ包材の上流部から切り離すことにより、被包装物を包装袋に封入してなる製品を生成するようにしたものである。
【０００３】
その場合に、被包装物が食品である場合には、その腐敗や変質を防止するため、被包装物が導入された袋状包材内の空気を窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスに置換した上で上部を封止することが行われ、そのための構造が例えば特開平１０−５３２１７号公報に開示されている。
【０００４】
この公報に開示されたガス置換装置は、図８に示すように、物品導入用チューブ部材Ａの内面に上下方向に延びる置換ガス通路Ｂを設け、その上端の入口Ｂ１から不活性ガスを供給して下端の出口Ｂ２より流出させることにより該不活性ガスを袋状の包材Ｃ内に送り込み、これにより該包材Ｃ内の空気を排出して不活性ガスに置換するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、包装機のより一層の処理能力の向上が要求されているが、処理速度の高速化を図る場合において、不活性ガスへの置換率を高いレベルに維持しようとすると、該不活性ガスの流速を速くして単位時間当たりの供給量を多くしなければならないことになる。しかし、流速を速くした場合、図８に示すように、通路Ｂの下端の出口Ｂ２から不活性ガスが袋状包材Ｃ内に勢いよく吹き出し、該包材Ｃに導入されている被包装物Ｘ…Ｘを上方に吹き上げ、或いは被包装物Ｘ…Ｘの包材Ｃの底部への導入を妨げることになる。この場合、横シール装置Ｄ，Ｄによって包材Ｃの上部を封止するときに、上方に吹き上げられ或いは底部への導入が遅れた被包装物Ｘ…Ｘが該横シール装置Ｄ，Ｄによって噛み込まれることがあり、その結果、不良品が発生することになる。
【０００６】
また、この吹き上げ等による不具合を回避するために、上記置換ガス通路Ｂの流路断面積をその全体にわたって広くすることが考えられるが、この場合、それだけ被包装物を導入するチューブ部材Ａの断面積が狭くなり、該チューブ部材Ａによる被包装物Ｘ…Ｘの導入速度を低下させたり、チューブ部材Ａ内での被包装物Ｘ…Ｘの詰まりを発生させたりすることになる。その結果、一定量の被包装物Ｘ…Ｘの包材Ｃ内への導入時間が長くなって、当該包装作業の高速化が妨げられ、或いは内容量不足の製品が発生するおそれが生じる。
【０００７】
さらに、上記公報に開示された構成では、図８に示すように、置換ガス通路Ｂの下端の出口Ｂ２がチューブ部材Ａの内方に向かって開口しているため、該チューブ部材Ａの下端部に置換ガス通路Ｂから吹出された不活性ガスによりエアカーテン状のガス層が形成されて、該チューブ部材Ａから包材Ｃ内への被包装物の導入が妨げられ、これによっても包装作業の処理速度が低下し、或いは内容量不足の製品が発生するおそれが生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、ガス置換が行われる製袋包装機において、包装袋の封止時における被包装物の噛み込みや包装速度の低下等を生じることなく、不活性ガスを充分に供給して高いガス置換率が得られるようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【００１０】
まず、請求項１に記載の発明（以下、第１発明という）は、セーラ部と該セーラ部に連設されたチューブ部とを有して帯状の包材を筒状に成形するフォーマと、該フォーマによって筒状に成形された包材の左右両側縁部の重なり部分を長手方向に沿ってシールする縦シール手段と、該包材を長手方向に直交する方向にシールすることにより該包材を袋状に成形する横シール手段とを有し、上記チューブ部を介して被包装物を袋状に成形された包材内に導入する製袋包装機において、上記チューブ部に、被包装物の導入方向に延びて袋状包材内の空気を不活性ガスに置換するための置換ガス通路を設けるとともに、この置換ガス通路の流路断面積を上流側より下流側ほど広くし、かつ、上記チューブ部は、包材の左右両側縁部が重ね合わされる面と反対側の面を開放したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明（以下、第２発明という）は、上記第１発明において、置換ガス通路の断面形状の幅を下流側ほど広くすることにより、該置換ガス通路の流路断面積を上流側より下流側ほど広くしたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明（以下、第３発明という）は、同じく第１発明において、置換ガス通路の断面形状の厚みを下流側ほど厚くすることにより、該置換ガス通路の流路断面積を上流側より下流側ほど広くしたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明（以下、第４発明という）は、同じく第１発明において、置換ガス通路の下流側の端部を、チューブ部の外方に向かって開口させたことを特徴とする。
【００１５】
上記のように構成したことにより、本願各発明はそれぞれ次のように作用する。
【００１６】
まず、第１発明によれば、フォーマを構成するチューブ部に設けられる置換ガス通路の流路断面積が上流側より下流側ほど広くなるから、該通路の上流側から下流側までの全体にわたって流路断面積を広くする場合のように、チューブ部内における被包装物導入通路の断面積を徒に狭くすることがなく、しかも所要量の置換ガスを該通路の下端の開口部から比較的緩やかな流速で袋状包材内に供給することが可能となる。また、上記チューブ部における包材の左右両側縁部が重ね合わされる面と反対側の面が開放されているので、上記置換ガス通路の上部の流路断面積が狭くされて該チューブ部内における被包装物導入通路の断面積が確保されることとあいまって、該チューブ部による被包装物の導入が円滑に行われることになる。
【００１７】
そして、第２発明によれば、置換ガス通路の幅を下流側ほど広くすることにより、また、第３発明によれば、該置換ガス通路の厚みを下流側ほど厚くすることにより、それぞれ該通路の流路断面積を上流側より下流側ほど広くしたので、上記第１発明の作用が得られることになる。
【００１８】
さらに、第４発明によれば、置換ガス通路の下流側の端部がチューブ部の外方に向かって開口しているので、この開口部から噴き出す置換ガスによってチューブ部の出口にエアカーテン状のガス層が形成されることがなく、このガス層によってチューブ部から包材内への被包装物の導入が妨げられるという不具合が回避される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１に示すように、この実施の形態に係る製袋包装機１は機台２を有し、その後部上方に、包材のロールを回転可能に支持するロール支持部（図示せず）が設けられているとともに、該機台２の前部上方には、フォーマ１０が配設されている。
【００２２】
このフォーマ１０は、フレーム１１に、セーラ部材１２と、該セーラ部材１２を上下に貫通するチューブ部材１３とを取り付けて一体化した構成で（図２、図３参照）、上記ロール支持部から前方へ繰り出された帯状の包材を下方へ案内しながら、その左右両側縁部を重ね合わせるように成形するようになっており、上記機台２の全部上面に着脱可能に取り付けられている。
【００２３】
ここで、上記チューブ部材１３におけるセーラ部材１２より上方に突出した上部１４は、投入される被包装物を受け入れるべく上端が広く開口した略円錐状とされており、また、上記セーラ部材１２より下方に延びる下部１５は、袋状に成形された包材内に突入して被包装物を該包材内に導入するようになっている。
【００２４】
また、このチューブ部材１３の下部１５の左右両側には、包材を該チューブ部材下部１５の左右両側面１５ａ，１５ａに押しつけながら下方へ送るベルト式の送り装置３，３が配置されているとともに、該チューブ部部材下部１５の前方には、機台２の前面に支持部材４を介して支持され、包材の互いに重ね合わされた左右両側縁部を溶着して該包材を筒状に成形する縦シール装置５が配置されている。
【００２５】
ここで、上記チューブ部材１３の下部１５における送り装置３，３が押し付けられる左右両側面１５ａ，１５ａと、縦シール装置５が押し付けられる前面１５ｂとはいずれも平面状に形成されているとともに、該チューブ部材下部１５は後面１５ｃ側が開放され、断面形状が略Ｃ字状とされている（図４参照）。
【００２６】
さらに、機台２の前面における該チューブ部材下部１５の下端部よりやや下方には、筒状に成形された包材を前後両側から挟み付けて、該包材の所定位置を横方向に溶着するとともに、その溶着部の略中央部を横方向に切断することにより、筒状の包材に底部を形成して袋状とし、かつ該袋状包材の被包装物が導入された部分の上方を封止する横シール装置６が配置されている。また、該横シール装置６の下方には、上記のようにして形成された袋を機外に搬出する搬出装置７が配置されている。
【００２７】
以上の構成に加えて、この製袋包装機１においては、上記チューブ部材１３の前面側の内側に、その上部１４から下部１５の下端部にわたって上下に長い板材２１を張り付けて、該板材２１とチューブ部材１３の前面部との間に上下に延びる空間を形成することにより、袋状とされた包材内の空気を不活性ガスで置換するための置換ガス通路２０が設けられている。
【００２８】
そして、図５に拡大して示すように、該置換ガス通路２０の上端部は、上記板材２１を折り曲げてチューブ部材１３における上部１４の内面に接続することにより閉塞されているとともに、該チューブ部材上部１４の前面に置換ガス通路２０内に通じる入口２２が設けられ、この入口２２に置換ガスの供給管が接続されるようになっている。また、図６に拡大して示すように、該置換ガス通路２０の下端部は開放され、置換ガスの出口２３とされている。
【００２９】
そして、特にチューブ部材１３の下部１５の前面と板材２１とで構成される置換ガス通路２０の下部２０ａは、該板材２１を下方ほどチューブ部材１３の前面より離反させて、図４に示す偏平な断面形状の幅ｘ及び厚みｙを下方ほど大きくすることにより、通路としての流路断面積が下方ほど広くなるように設けられている。
【００３０】
また、図６に示すように、上記板材２１の下端２１′を、チューブ部材１３の前面部下端１５′より下方に位置させることにより、上記出口２３が前面側、即ちチューブ部材１３の外方へ向けて開口するように設けられている。
【００３１】
次に、この実施の形態の作用を説明する。
【００３２】
製袋包装機１を作動させると、機台２の後部に設けられたロール支持部から帯状の包材が前方に繰り出され、該機台２の前部上方で下方へ送られながら、該包材がフォーマ１０を構成するセーラ部材１２により左右両側縁部が重なり合うように折り曲げられる。また、送り装置３，３によりさらに下方に送られ、チューブ部材１３の下部１５の前面側で、上記のようにして重ね合わされた包材の左右両側縁部が縦シール装置５により溶着され、筒状とされる。このとき、この筒状包材の下端部は、前回の包装動作時に、横シール装置６により閉じられて袋状とされている。そして、図７に示すように、その袋状包材Ｃがさらに下方に送られた後、該包材Ｃ内に、チューブ部材１３を通じて上方から被包装物Ｘ…Ｘが投入される。
【００３３】
また、この被包装物Ｘ…Ｘの投入と並行して、外部の供給装置から置換ガス通路２０を通じて窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが袋状包材Ｃ内に供給されるとともに、これと入れ替わりに該包材Ｃ内の空気がチューブ部材１３の上端部やセーラ部材１２による包材曲成部等から外部に排出され、該袋状包材Ｃ内の空気が不活性ガスに置換される。
【００３４】
その後、袋状包材Ｃは、図７に鎖線で示すように、被包装物Ｘ…Ｘが導入された部分より上方位置で、上記横シール装置６における一対のバー部材６ａ，６ａにより封止されるとともに、その上方で該包材の上流部分から切り離され、下方の搬出装置７上に投下される。なお、このとき、切断された包材の上流側部分の下端部も封止され、該部分が底部を有する袋状に成形されて、次の被包装物の導入に備えられる。
【００３５】
このようにして、所定量の被包装物が封入され、しかも内部が不活性ガスで充満されてなる袋詰め製品が連続的に生成され、上記搬出装置７によって順次、機外に搬出される。
【００３６】
その場合に、特にこの製袋包装機１によれば、上記置換ガス通路２０の下部２０ａが下方ほど流路断面積が広くなるように設けられているから、包装速度の高速化に伴って不活性ガスの流速を速くしても、該通路２０の下端の出口２３から袋状包材Ｃ内に導入される際の該ガスの流速は比較的低速となる。
【００３７】
したがって、不活性ガスが包材Ｃ内に勢いよく吹き出して該包材Ｃ内の被包装物Ｘ…Ｘを吹き上げ、或いは被包装物Ｘ…Ｘの包材Ｃ内への導入を妨げたりすることがなく、該被包装物Ｘ…Ｘが包材Ｃ内に良好に導入されて、横シール装置６の一対のバー部材６ａ，６ａによって噛み込まれることが防止される。
【００３８】
また、この置換ガス通路２０の上部は流路断面積が比較的狭いから、この通路２０をチューブ部材１３の内面に設けることによる該チューブ部材１３自体の断面積が犠牲にされることが少なく、したがって、特に該チューブ部材１３の後面が開放されていない上部１４内においても、上方から投入された被包装物の落下が妨げられることがない。また、上記置換ガス通路２０の下端のガス出口２３はチューブ部材１３の外方に向けて開口されているから、該チューブ部材１３の下端の開口部にエアカーテン状のガス層が形成されることがなく、このガス層によって被包装物Ｘ…Ｘの包材Ｃ内への導入が妨げられることもない。
【００３９】
さらに、この製袋包装機１においては、筒状に成形された包材に包囲されるチューブ部材下部１５の後面１５ｃが開放されているから、この部分で被包装物Ｘ…Ｘが詰まることがなく、したがって、チューブ部材１３による袋状包材Ｃ内への被包装物の導入が円滑に行われ、該袋状包材Ｃの底部まで速やかに導入されることになる。
【００４０】
このようにして、包装作業の処理速度の低下を回避しながら、また、処理速度を高速化した場合にも高いガス置換率を維持するために不活性ガスの単位時間当たりの供給量を多くしながら、被包装物の噛み込みによる不良品の発生が防止されることになる。
【００４１】
なお、以上の実施の形態では、チューブ部材１３の前面と板材２１とにより置換ガス通路２０を構成したが、チューブ部材１３内に断面積を上部より下部ほど広くした筒状の置換ガス通路を設けることによっても、同様の作用が得られる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る製袋包装機によれば、包材を筒状に成形するフォーマを構成する物品導入用のチューブ部に置換ガス通路を設ける場合に、この置換ガス通路の流路断面積を上流側より下流側ほど広くなるように形成するようにしたから、該通路の上流側から下流側までの全体にわたって流路断面積を広くする場合のように、上記チューブ部内における被包装物の導入通路の断面積を徒に狭くすることがなく、しかも所要量の置換ガスを該通路の下端の開口部から比較的緩やかな流速で袋状包材内に供給することが可能となる。
【００４３】
これにより、包装作業の能率を低下させることなく、かつガス置換率を低下させることなく、置換ガスの導入により被包装物が吹き上げられて横シール装置により噛み込まれるという不具合が回避され、この種の袋詰め製品の不良品の発生が防止されることになる。また、上記チューブ部における包材の左右両側縁部が重ね合わされる面と反対側の面が開放されるので、上記置換ガス通路の上部の流路断面積が比較的狭くされることとあいまって、該チューブ部による被包装物の導入が速やかに行われることになり、処理速度の低下が効果的に回避されることになる。
【００４４】
そして、特に第４発明によれば、置換ガス通路の下流側の端部がチューブ部の外方に向かって開口しているので、この開口部から噴き出す置換ガスによってチューブ部の先端の開口部に包材内への被包装物の導入を妨げるエアカーテン状のガス層が形成されることがなく、処理速度の低下が一層効果的に回避されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る製袋包装機の概略正面図である。
【図２】  同製袋包装機におけるフォーマの拡大正面図である。
【図３】  同じく拡大側面図である。
【図４】  図３のア−ア線によるチューブ部の横断平面図である。
【図５】  図２のイ−イ線によるチューブ部上部の拡大縦断側面図である。
【図６】  同じくウ−ウ線によるチューブ部下部の拡大縦断側面図である。
【図７】  チューブ部下端部における置換ガスの導入状態を示す説明図である。
【図８】  従来の置換ガス通路の構成とその問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１        製袋包装機
１０        フォーマ
１２        セーラ部材
１３        チューブ部材
１４        チューブ部材上部
１５        チューブ部材下部
２０        置換ガス通路
２３        置換ガス出口
Ｃ          袋状包材
【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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