(57)【要約】      （修正有）【課題】鰹節のように不定形で軟らかく、しかも軽量の材料を好適に袋に充填できるとともに、システム全体が大型化しない充填包装システムを提供する。【解決手段】基台６８の一部を構成する円筒形状のカム部材１４６には、上側にプッシャ５２の昇降用のカム溝１４８ａが形成され、ノズル５４の昇降用のカム溝１４８ｂがカム溝１４８ａの下側に形成されている。すなわち、カム部材１４６は、プッシャ５２の昇降とノズル５４の昇降を司る共通の駆動機構である。この構成を有することにより、プッシャ５２の昇降用のカム溝を有するカム部材と、ノズル５４の昇降用のカム溝を有するカム部材とを有する構成に比べてカム部材１４６の高さ方向の寸法、つまり、充填包装システムの高さ方向の寸法を低くすることができる。【選択図】図３
2013023228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
袋に流体を充填し、流体が充填された袋の開口をシールする充填包装装置であって、
袋を所定の軌道に従って開口が上方に向いた状態で搬送する袋搬送機構と、
回転体の周りに所定の間隔をあけて複数配置され、前記回転体の軸方向に移動可能に且つ回転可能に支持された充填シュートと、
前記袋搬送機構によって搬送されている袋内に充填物を充填する充填機構と、
前記袋搬送機構によって前記所定の軌道に沿って搬送されている袋に挿入され、挿入された状態で袋とともに移動し、後に前記袋から離脱されるノズルと、
前記袋部内に充填された充填物を押圧して該袋部内に押し込むプッシャと、
袋に挿入されているノズルを介して該袋に流体を充填する流体充填機構と、
流体が充填された袋の開口をシールするシール機構とを有し、
前記ノズルと前記プッシャには、前記回転体の回転中心線と直交する回転中心線を有するカムフォロアがそれぞれ設けられ、
前記回転中心線を囲むように閉ループ状に形成されたカム部材を有し、
前記カム部材には、前記ノズルに設けられたカムフォロアが係合する無端状のカム溝と、前記プッシャに設けられたカムフォロアが係合する無端状のカム溝がそれぞれ形成され、
前記回転体の回転によって前記各カムフォロアが前記各カム溝に従動することで前記ノズルと前記プッシャが昇降することを特徴とする充填包装システム。
【請求項２】
前記カム部材に形成されている各カム溝について、
前記ノズルの昇降に係わるカム溝が前記プッシャの昇降に係わるカム溝の下側に形成されている、請求項１に記載の充填包装システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、袋に充填物を充填した後、袋の開口部を封止する充填包装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
食品を密閉収容した袋製品として、食品の酸化を防止する目的で例えば、窒素ガス等の不活性ガスを袋内に充填したものがある。不活性ガスは袋内の空気（酸素）をパージしながら（追い出しながら）該袋内に充填される。不活性ガスが充填された袋はその後、開口が封止される。
【０００３】
従来、袋に食品と不活性ガスを充填する充填包装システム装置として、例えば特許文献１に開示されているものが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１３２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、充填材である食品が不定形で軟らかく、しかも軽量の鰹節の場合、一包装分の鰹節の集合体を一つの容器から別の容器に落下供給する場合、粒状物を落下供給する場合に比べて、より多くの時間を要する。そのため、従来の充填包装システムを鰹節の充填に適用するためには改善の余地があり、また、従来の充填包装システムを鰹節の充填に適用した場合にシステム全体が大型化するという課題があった。
【０００６】
したがって、本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、その目的とするところは、鰹節のように不定形で軟らかく、しかも軽量の材料を好適に袋に充填できるとともに、システム全体が大型化しない充填包装システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の充填包装システムは、袋に流体を充填し、流体が充填された袋の開口をシールする充填包装装置である。袋を所定の軌道に従って開口が上方に向いた状態で搬送する袋搬送機構と、回転体の周りに所定の間隔をあけて複数配置され、回転体の軸方向に移動可能に且つ回転可能に支持された充填シュートと、袋搬送機構によって搬送されている袋内に充填物を充填する充填機構と、袋搬送機構によって前記所定の軌道に沿って搬送されている袋に挿入され、挿入された状態で袋とともに移動し、後に袋から離脱されるノズルと、袋部内に充填された充填物を押圧して該袋部内に押し込むプッシャと、袋に挿入されているノズルを介して該袋に流体を充填する流体充填機構と、流体が充填された袋の開口をシールするシール機構とを有し、ノズルとプッシャには、回転体の回転中心線と直交する回転中心線を有するカムフォロアがそれぞれ設けられ、回転中心線を囲むように閉ループ状に形成されたカム部材を有し、カム部材には、ノズルに設けられたカムフォロアが係合する無端状のカム溝と、プッシャに設けられたカムフォロアが係合する無端状のカム溝がそれぞれ形成され、回転体の回転によって前記各カムフォロアが前記各カム溝に従動することでノズルとプッシャが昇降する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鰹節のように不定形で軟らかく、しかも軽量の材料を好適に袋に充填できるとともに、システム全体が大型化しない充填包装システムを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る充填包装システムの充填包装装置の外観図である。
【図２】図１に示す充填包装装置が行う袋製品の製造の工程を示す図である。
【図３】図１に示す充填包装装置のロータリーユニットの部分断面図である。
【図４】基台の一部を構成する共通の円筒形状のカム部材の展開図である。
【図５】ロータリーユニットにおけるシュート、プッシャ、ノズル、シュート駆動シャフト、及びガイドロッドの位置関係を示す部分断面図である。
【図６】図１に示す充填包装装置のロータリーユニットの別の部分断面図である。
【図７】ロータリーユニットの上方から見た袋部の軌道を示す図である。
【図８】シュート、プッシャ、ノズルの先端の斜視図である。
【図９】ロータリーユニットの上方から見たシュートの軌道を示す図である。
【図１０】ロータリーユニットの回転体の回転中心軸と直交する方向から見た、袋部、シュート、プッシャ、ノズルそれぞれの動作を示す図である。
【図１１】シュート、プッシャ、ノズルのそれぞれの下端の動線を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係る充填包装システム及び充填包装方法について、添付図面に従って説明する。以下の説明では、袋に二種類の充填材を充填する充填包装システム及び充填包装方法を説明する。二種類の充填材の好ましい形態としては、第１の充填材が例えば、鰹節等のような不定形物であり、第２の充填材が第１の充填材の鮮度を維持するための例えば、窒素等の不活性ガス等の流体である。
【００１１】
なお、以下の説明では、方向や位置を表す用語（例えば、「上部」、「下部」等）を便宜上用いるが、これらは、発明の理解を容易にするためであり、それらの用語によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるべきではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではなく、第１と第２の充填材として種々の物が利用できる。
【００１２】
本発明の実施形態に係る充填包装システムを図１に示す。図において符号１０で示される充填包装システムは、食品（例えば、鰹節）を収容した袋又は袋部に窒素ガスを充填して酸素をパージし、食品と窒素ガスを収容した状態の袋の開口を封止し、それにより食品と窒素ガスを密閉収容した袋製品を製造するもので、食品と窒素ガスを収容する袋を長尺のフィルムから作製する。
【００１３】
充填包装システム１０を理解するために、充填包装システム１０が行う袋製品の製造に関する複数の処理（製造の工程）、すなわち充填包装システム１０の動作について図２を参照して説明する。
【００１４】
先ず、工程Ｉとして、充填包装システム１０は、帯状シートのフィルムＦを折り線が下にくるように幅方向１２に関して２つ折りして折り合わせる。これにより、後述する袋部の底部が形成される。
【００１５】
次に、工程ＩＩとして、充填包装システム１０は、２つ折りされたフィルムＦに搬送方向１４に所定の間隔をあけて幅方向（幅方向１２とは異なる方向で、２つ折りされた状態のフィルムＦの幅方向）１６に伸びる区画シール部１８を形成する。区画シール部１８が形成されることにより、複数の区画シール部１８の間に開口（開口部）２０を有する複数の袋部２２が形成される。
【００１６】
工程ＩＩ中（区画シール部１８の形成中）、工程ＩＩＩとして、充填包装システム１０は、第１の充填物である鰹節２４を袋部２２に充填する。
【００１７】
次に、工程ＩＶとして、充填包装システム１０は、食品を収容している袋部２２の開口２０の一部を仮封止（一次封止）することにより第１の封止部を形成して開口２０より小さい開口２０´を形成する。
【００１８】
続いて、工程Ｖでは、充填包装システム１０は、開口２０´を介して第２の充填物である窒素ガス２６を袋部２２に充填して該袋部２２内の酸素をパージする。
【００１９】
工程ＶＩにおいて、充填包装システム１０は、開口２０´を仮封止（二次封止）することにより第２の封止部を形成して、袋部２２内に鰹節２４と窒素ガス２６を密閉収容する。
【００２０】
工程ＶＩＩにおいて、充填包装システム１０は、仮シールされた袋部２２の開口２０を本封止（三次封止）して、袋部２２内に鰹節２４と窒素ガス２６を確実に密閉収容する。
【００２１】
最後に、工程ＶＩＩＩにおいて、充填包装システム１０は、区画シール部１８を搬送方向１４に分断するように切断する（切断方向は点線で示す。）、又は区画シール部１８を後に分断できるようにミシン目を形成する。これにより、フィルムＦによって作製された袋に鰹節２４と窒素ガス２６を収容した袋製品３０（区画シール部１８にミシン目が形成される場合、複数の袋製品３０が連結したもの）が得られる。
【００２２】
上述の製造工程を前提として、袋部２２に鰹節２４（食品）と窒素ガスを収容する充填包装システム１０の構成について説明する。
【００２３】
充填包装システム１０は、大略、フィルムＦから袋部２２を作製する袋作製要素と、袋部２２に鰹節２４や窒素ガス２６を充填する充填要素からなる。
【００２４】
図１に示すように、充填包装システム１０は、袋作製要素として、長尺のフィルムＦを巻回したフィルムロールが装着されるフィルム供給部４０ａ、４０ｂと、フィルム供給部４０ａ又は４０ｂから送出されるフィルムＦを案内しつつ幅方向に関して２つ折りするフィルムガイド４２と、２つ折りされたフィルムＦに袋部２２を形成するために区画シール部１８を形成する複数の区画シール装置４４と、形成された袋部２２に鰹節２４を案内するとともに袋部２２を成形する複数の第１の充填ノズルであるシュート４６と、鰹節２４が収容された袋部２２の開口２０をシールする複数のシール装置（第１〜第３の封止手段）４８ａ〜４８ｃ（図６や図７を参照。）とを有する。また、区画シール部１８を搬送方向１４に分断するように切断するカッター、又は区画シール部１８を後に分断できるようにミシン目を形成する装置を有する（図示せず。）。
【００２５】
また、充填包装システム１０は、充填要素として、シュート４６を介して鰹節２４を袋部２２に充填する第１の充填物供給手段又は第１の充填物充填手段である食品充填装置５０と、鰹節２４を袋部２２に押し込む押圧手段であるプッシャ５２と、袋部２２に窒素ガス２６を充填するために該袋部に挿入される第２の充填ノズルであるノズル５４と、ノズル５４を介して袋部２２に窒素ガス２６を充填する第２の充填物供給手段又は第２の充填物充填手段であるガス充填装置５６を有する。シュート４６、食品充填装置５０、プッシャ５２は鰹節２４を袋部２２に充填する食品充填手段として機能し、ノズル５４とガス充填装置５６はガス充填手段として機能する。
【００２６】
先ず、充填包装システム１０の袋作製要素について説明する。フィルム供給部４０ａ，４０ｂは、一対のフィルムロールを着脱可能に支持する。充填包装システム１０は、フィルムロールのいずれか一方に巻回されているフィルムＦをフィルムガイド４２に向かって搬送し、この一方のフィルムロールのフィルムＦが無くなったときに他方のフィルムロールのフィルムＦを続けて搬送するように構成されている。
【００２７】
フィルムガイド４２は、搬送されているフィルムＦを区画シール装置４４に向かって案内するとともに幅方向１２に関して２つ折りし、袋部２２の底部を形成するように構成されている（図２参照。）。
【００２８】
複数の区画シール装置４４と複数のシュート４６は、ロータリーユニット６０に組み込まれている。ロータリーユニット６０の部分断面図である図３と図６に示すように、ロータリーユニット６０は、鉛直方向に伸びる回転中心線６２を中心として回転する概ね円筒形状の構造体である回転体６４と、回転体６４を回転可能に支持して充填包装システム１０の本体６６に固定されている基台６８から構成される。なお、図３は、ロータリーユニット６０の上方から見た袋部２２の軌道図である図７においてＡ方向から見た部分断面図であり、図６は図７においてＢ方向から見た部分断面図である。
【００２９】
回転体６４は、例えば図示しないモータ等の回転駆動源により一定の回転速度で回転駆動するようにしてある。回転体６４の回転により、複数の区画シール装置４４と複数のシュート４６は、回転中心線６２を中心として周回移動する。
【００３０】
複数の区画シール装置４４は、図３に示すように、回転体６４の一部を構成する円盤形状の部材６９上に設けられている。また、図７に示すように、複数の区画シール装置４４は、回転中心線６２に関して周方向に等間隔で部材６９に設けられている。本実施の形態では、１７基の区画シール装置４４が回転体６４の部材６９に設けられている。
【００３１】
各区画シール装置４４は、上方部分を除いて２つ折りされたフィルムＦを挟持し、その挟持部分を加熱して熱融着させることにより区画シール部１８を形成するようにしてある。
【００３２】
図３を参照して具体的に説明すると、各区画シール装置４４は、回転体６４の部材６９に対して固定された固定シールバー７０と、部材６９に対して可動するよう設けられ、固定シールバー７０と協働して２つ折りされたフィルムＦを挟持する可動シールバー７２から構成されている。
【００３３】
固定シールバー７０は、フィルムＦを挟持する挟持面が回転中心線６２に関して放射方向外側に向くように部材６９上に配置され、フィルムＦを加熱するためのヒータ等の加熱手段（図示せず）が内蔵されている。
【００３４】
可動シールバー７２は、回転中心線６２方向と垂直な軸方向の支持ピン７４を中心にして回転可能に回転体６４の部材６９に設けられている。これにより、可動シールバー７２は、固定シールバー７０と協働して２つ折りされたフィルムＦを挟持する、又は固定シールバー７０から離れてフィルムＦを開放（リリース）する。
【００３５】
また、可動シールバー７２にはカムフォロア７６が設けられている。カムフォロア７６は充填包装システム１０の本体６６に設けられ、回転中心線６２に関して周方向に形成されたカム溝７８を有するカム部材８０に従動される（図１参照。）。つまり、回転体６４が回転すると、カムフォロア７６がカム部材８０のカム溝７８に沿って回転しながら移動するように構成されている。回転体６４が回転してカムフォロア７６がカム溝７８に従動することにより、可動シールバー７２は、固定シールバー７０と協働してフィルムＦを挟持する又は固定シールバー７０から離れてフィルムＦを開放（リリース）する。したがって、フィルムＦを挟持する又はリリースするタイミングは、カム溝７８の形状によって決定されている。図７に示すように、カム溝７８は、回転体６４の回転によって周回される複数の区画シール装置４４が、範囲８２（基台６８を基準とする範囲で、図２の領域ＩＩに対応する。）内に位置するときは２つ折りされたフィルムＦを挟持し続けるように、一方、範囲８２外に位置するときは可動シールバー７２が固定シールバー７０から離れるように構成されている。
【００３６】
なお、複数の区画シール装置４４は、範囲８２内において区画シール部１８が完全に形成されるまで（熱融着が完了するまで）２つ折りされたフィルムＦを挟持するものであるが、別の観点から言えば、回転する回転体６４と協働して袋部２２を、回転中心線６２を中心として周回軌道で搬送する袋搬送手段としても機能している。
【００３７】
複数のシュート４６それぞれは、図１に示すように食品充填装置５０からの鰹節２４をフィルムＦの袋部２２に案内するとともに、袋部２２を成形する役割も果たす（図２参照。）。具体的に説明すると、シュート４６は、図８に示すように、袋部２２を成形する筒状の挿入部９０と、挿入部９０に食品充填装置５０からの鰹節２４を案内する漏斗状のガイド部９２からなる。袋部２２の成形は、フィルムＦがシュート４６の挿入部９０を挟むようにフィルムガイド４２によって２つ折りされ、隣接する２つの区画シール装置４４が挿入部９０を挟むように２つの区画シール部１８を形成することにより行われる。
【００３８】
図３に戻り、各シュート４６は、シュート駆動シャフト９４の一端に設けられたアーム９６によって支持されている。複数のシュート駆動シャフト９４は、回転体６４に軸方向に移動可能に且つ回転可能に支持され、ロータリーユニット６０を上方から見たシュート４６の軌道図である図９に示すように、回転中心線６２に関して周方向に等間隔に配置されている。シュート４６は、シュート駆動シャフト９４が軸方向に移動することにより昇降するとともに、シュート駆動シャフト９４が回転することにより該シャフト９４を中心としてアーム９６を介して旋回する。
【００３９】
図３に示すように、シュート駆動シャフト９４は、シュート４６を昇降するために、シュート駆動シャフト９４の軸方向と直交する回転中心線を有するカムフォロア９８を有する。カムフォロア９８は、シュート駆動シャフト９４を中心として回転可能に且つ該シュート駆動シャフト９４の軸方向の移動が規制された状態で、該シュート駆動シャフト９４に取り付けられたシュート駆動ボス１００に支持されている。また、カムフォロア９８は、回転体６４が回転すると、基台６８の一部を構成する円筒形状のカム部材１０２の外周面に形成されたカム溝１０４に従動するように構成されている（図１参照。）。カムフォロア９８がカム溝１０４に従動することにより、シュート駆動シャフト９４が軸方向に移動し、その結果、シュート４６が昇降する。つまり、シュート４６の昇降のタイミングは、カム溝１０４の形状によって決定されている。なお、カムフォロア９８は、カムフォロア９８の回転中心線が回転中心線６２に直交するように、回り止め機構１０６によってシャフト９４を中心とする回転が規制されている。
【００４０】
また、シュート駆動シャフト９４の他端側には、クランク１０８が設けられている。クランク１０８には、シュート駆動シャフト９４の中心軸と平行な回転中心線を有するカムフォロア１１０が設けられている。カムフォロア１１０は、回転体６４が回転すると、基台６８の一部を構成する円盤形状のカム部材１１２の下面に形成されたカム溝１１４に従動するように構成されている。カムフォロア１１０がカム溝１１４に従動することにより、シュート駆動シャフト９４が回転し、その結果、シュート４６がシャフト９４を中心としてアーム９６を介して旋回する。すなわち、シュート４６の旋回のタイミングは、カム溝１１４の形状によって決定されている。
【００４１】
２つのカムフォロア９８と１１０が対応するカム溝１０４と１１４に従動することによりシュート駆動シャフト９４を介してシュート４６が昇降する、また、旋回する（カム溝１０４と１１４の形状により決定される）タイミングについては後ほど詳しく説明する。
【００４２】
図７に示すように、３つの開口シール装置４８ａ〜４８ｃはそれぞれ、回転中心線６２と平行な回転中心線を有する２つのローラで構成され、２つのローラの外周面によって袋部２２の開口２０を挟持しつつ該開口２０を封止するように構成されている。また、開口シール装置４８ａ〜４８ｃそれぞれのローラには、袋部２２の開口２０を熱によって封止するための熱源（図示せず）が内蔵されている。なお、各ローラは熱源と熱的に接続されていてもよい
【００４３】
第１の封止手段である開口シール装置４８ａは、２つのローラ１２０Ｌと１２０Ｒを有し、２つのローラによって、図２に示した袋部２２の開口２０の一部を仮封止して開口２０より小さい開口２０´を形成するように構成されている。具体的には、２つのローラ１２０Ｌと１２０Ｒの外周面には複数の凹部１２２が形成されており、２つのローラ１２０Ｌと１２０Ｒの凹部１２２に挟まれた開口２０の部分が仮封止されずに小さい開口２０´（未封止部分）となる。
【００４４】
図６に示すように、開口シール装置４８ａの一方のローラ１２０Ｌは、回転体６４に回転可能に支持された支持部材１２４に設けられている。支持部材１２４は回転体６４とともに回転しないように、充填包装装置１０の本体６６に適切に固定されており、ローラ１２０Ｌが充填包装システム１０の本体６６に対して所定の位置で維持される。
【００４５】
また、ローラ１２０Ｌは、回転体６４に設けられたギヤ部材等を介して所定の回転速度で回転駆動されるように構成されている。
【００４６】
図７に示すように、開口シール装置４８ａの他方のローラ１２０Ｒは、回転中心線６２の放射方向に関してローラ１２０Ｌの外側に配置されている。ローラ１２０Ｒは、充填包装システム１０の本体６６に支持され、複数のギヤ（図示せず）を介してローラ１２０Ｌと同一の回転速度で回転駆動されるように構成されている。
【００４７】
第２の封止手段である開口シール装置４８ｂは、２つのローラ１２８Ｌと１２８Ｒを有し、２つのローラによって図２に示した開口２０´を仮封止する（袋部２２を仮密閉する。）ように構成されている。開口２０´を仮封止するため、２つのローラ１２８Ｌと１２８Ｒそれぞれの外周面には複数の凹部１３０が形成されている（図７参照。）。この凹部により、開口シール装置４８ａが仮封止した開口２０の部分を再び挟持して封止することなく開口２０´のみ仮封止できる。なお、ローラ１２８Ｌと１２８Ｒそれぞれの外周面に凹部１３０を設けず、袋部２２の開口２０全てを仮封止するように、すなわち開口シール装置４８ａが仮封止した開口２０の部分とそれにより形成された小さい開口２０´の両方を挟持して再び仮封止することも可能である。
【００４８】
開口シール装置４８ｂの一方のローラ１２８Ｌは、図６に示すように、開口シール装置４８ａのローラ１２０Ｌと同様に、支持部材１２４に支持されるとともにギヤ部材（共に図示せず。）によって回転駆動される。
【００４９】
図７に示すように、開口シール装置４８ｂの他方のローラ１２８Ｒは、回転中心線６２の放射方向に関してローラ１２８Ｌの外側に配置され、開口シール装置４８ａのローラ１２０Ｒと同様に、充填包装システム１０の本体６６に支持されて回転駆動される。
【００５０】
第３の封止手段である開口シール装置４８ｃは、２つのローラ１３２Ｌと１３２Ｒを有し、２つのローラによって図２に示した袋部２２の開口２０を本封止するように構成されている。開口シール装置４８ｃは、開口シール装置４８ａと４８ｂが仮封止した部分を挟持して再び封止する。
【００５１】
図１及び図７に示すように、開口シール装置４８ｃは開口シール装置４８ａや４８ｂとは異なり、ロータリーユニット６０から離れた充填包装システム１０の本体６６に設けられている。開口シール装置４８ｃは、区画シール装置４４から開放（リリース）されてガイド１３４によって案内された袋部２２の仮封止された開口２０を本封止する。なお、開口シール装置４８ｃとガイド１３４の間には、フィルムＦの袋部２２の開口２０を予熱するヒータ１３６が設けられている。
【００５２】
次に、充填包装システム１０の充填要素について説明する。食品充填装置５０は、挿入部９０が袋部２２内に挿入された状態のシュート４６のガイド部９２に一定量の鰹節２４を送るように構成されている。具体的には、図７に示すように、食品充填装置５０は、ロータリーユニット６０の基台６８を基準とする所定の位置Ｘを通過するシュート４６に鰹節２４を供給する。食品充填装置５０は、回転体６４の回転により所定の位置Ｘを通過するシュート４６に一定量の鰹節２４を供給できるものであればその形態は限定されない。例えば、所定の位置Ｘにおいてダクトの出口をシュート４６のガイド部９２上に位置するように配置し、ダクトを介して一定量ずつの鰹節２４をタイミングに合わせてシュート４６に供給する構成であってもよい。
【００５３】
複数のプッシャ５２は、食品充填装置５０が袋部２２に充填した鰹節２４を該袋部２２の奥に押し込む、又はシュート４６に残る鰹節２４を袋部２２に押し込むためのものである。
【００５４】
プッシャ５２は、図８に示すようにシュート４６の挿入部９０内に挿入可能な例えば、楕円形状であって、複数のシュート４６それぞれの上方に１つずつ配置されている。また、図３に示すように、各プッシャ５２はプッシャホルダ１４２の下方に直接的に支持されている。
【００５５】
プッシャホルダ１４２は、回転体６４の回転中心線６２方向に伸びて該回転体６４に支持されているガイドロッド１４３に沿って昇降可能に構成されている。昇降するために、プッシャホルダ１４２には回転体６４の回転中心線６２と直交する回転中心線を有するカムフォロア１４４ａが設けられている。カムフォロア１４４ａは、回転体６４の回転中心６２を囲むように閉ループ状に形成された円筒形状のカム部材１４６の外周面に形成されたカム溝１４８ａに従動するように構成されている（図１参照。）。カムフォロア１４４ａがカム溝１４８ａに従動することにより、プッシャホルダ１４２が昇降し、その結果、プッシャ５２がシュート４６に挿入される、又はシュート４６内から離脱される。すなわち、プッシャ５２の昇降のタイミングは、図４に示したカム溝１４８ａの形状によって決定されている。プッシャ５２がシュート４６に挿入される（カム溝１４８ａの形状によって決定される）タイミングについては後ほど詳しく説明する。
【００５６】
複数のノズル５４は、窒素ガス２６を袋部２２に充填するものである。各ノズル５４は、図８に示すように、シュート４６ぞれぞれの上方に１つずつ配置され、プッシャ５２に形成された貫通孔１５０とシュート４６内を通過してその先端が袋部２２内に到達するように構成されている。また、各ノズル５４は、図３に示すようにノズルホルダ１５２によって支持されている。
【００５７】
ノズルホルダ１５２は、ガイドロッド１４３に沿って昇降可能に構成されている。昇降するために、ノズルホルダ１５２には、回転体６４の回転中心線６２と直交する回転中心線を有するカムフォロア１４４ｂが設けられている。カムフォロア１４４ｂは、カム部材１４６の外周面に形成されたカム溝１４８ｂに従動するように構成されている（図１参照。）。カムフォロア１４４ｂがカム溝１４８ｂに従動することにより、ノズルホルダ１５２が昇降し、その結果、ノズル５４の先端が袋部２２に挿入される、又は袋部２２から離脱される。すなわち、ノズル５４の昇降のタイミングは、カム溝１４８ｂの形状によって決定されている。ノズル５４が袋部２２に挿入される（カム溝１４８ｂの形状によって決定される）タイミングについては後述する。
【００５８】
ここで、本実施の形態の充填包装システム１０における特徴について説明する。図４は基台６８の一部を構成する円筒形状のカム部材１４６の展開図を示している。図示するように、基台６８の一部を構成する円筒形状のカム部材１４６には、紙面に向かって上側にプッシャ５２の昇降用のカム溝１４８ａが形成され、ノズル５４の昇降用のカム溝１４８ｂがカム溝１４８ａの下側に形成されている。すなわち、カム部材１４６は、プッシャ５２の昇降とノズル５４の昇降を司る共通の駆動機構である。この構成を有することにより、プッシャ５２とノズル５４の相互の距離（位置関係）を正確に規定できるとともに、プッシャ５２の昇降用のカム溝を有するカム部材と、ノズル５４の昇降用のカム溝を有するカム部材をそれぞれ備える構成に比べてカム部材１４６の高さ方向の寸法を短くできる。その結果、充填包装システム１０の高さ方向の寸法を低くすることができる。
【００５９】
また、充填包装システム１０は図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ロータリーユニット６０におけるシュート４６、プッシャ５２、ノズル５４、シュート駆動シャフト９４、及びガイドロッド１４３の各中心軸は、回転中心線６２を中心とする同心円上に配置されている構成としてある。これにより、充填包装システム１０の径方向の寸法をコンパクトにできる。また、シュート駆動シャフト９４は、ガイドロッド１４３とは別の位置に構成してある。つまり、シュート駆動シャフト９４とガイドロッド１４３とを別個の部品で構成したことにより、シュート駆動シャフト９４とガイドロッド１４３の分解を容易にできる。
【００６０】
ガス充填装置５６は、複数のノズル５４を介して袋部２２に窒素ガス２４を充填するものである。ガス充填装置５６は、図３に示すように、ロータリーユニット６０の上部に設けられたガス分配機構１７０に窒素ガス２４を供給するように構成されている。ガス分配機構１７０は、複数のノズル５４それぞれとゴムなどの可撓性チューブ１７２を介して接続され、基台６８を基準とした後述する所定の範囲を移動中のいくつかのノズル５４に対してガス充填装置５６から供給された窒素ガス２４を供給し、残りのノズル５４には窒素ガス２４の供給を停止するよう構成されている。ガス充填装置５６がガス分配機構１７０を介していくつかのノズル５４に窒素ガス２４を供給するタイミングについては後ほど詳しく説明する。
【００６１】
次に、回転体６４の回転によって回転中心線６２を中心として周回移動するシュート４６、プッシャ５２、ノズル５４それぞれの昇降のタイミングと、食品充填装置５０による鰹節２４の充填のタイミングと、開口シール装置４８ａ、４８ｂの開口２０の仮シールのタイミングと、ガス充填装置５６による窒素ガス２４の充填のタイミングについて説明する。
【００６２】
図１０は、回転体６４の回転中心線６２と直交する方向から見た袋部２２（フィルムＦ）、シュート４６、プッシャ５２、ノズル５４を示し、回転体６４の回転によって移動されることにより変化するシュート４６、プッシャ５２、ノズル５４の鉛直方向に関する位置（高度）を示している。図１１は、シュート４６、プッシャ５２、ノズル５４のそれぞれの下端の動線を表した図である。
【００６３】
図１０において、Ｘは食品充填装置５０により鰹節２４が充填される位置、Ｙは開口シール装置４８ａにより仮シールされる位置、Ｚは開口シール装置４８ｂにより仮シールされる位置を示している（図７参照。）。また、図において、鉛直方向に関して所定の高度（以下、「待機高度」と称する。）で待機しているシュート４６’、プッシャ５２’、ノズル５４’が示されている。
【００６４】
先ず、フィルムＦは、位置Ｘに搬送されるまでに、フィルムガイド４２と区画シール装置４４により袋部２２が形成される（図１参照。）。シュート４６は、回転体６４の回転によって位置Ｘに到着したときにその挿入部９０が袋部２２内に挿入されているように、フィルムガイド４２によって２つ折りにされている途中のフィルムＦに挟持されるためにシュート駆動シャフト９４を中心として旋回されつつ待機高度から降下される。図９に旋回中のシュート４６’が示されている。
【００６５】
シュート４６は、位置Ｘに到着したとき、その挿入部９０が袋部２２に挿入された状態であり、位置Ｘで食品充填装置５０から供給された鰹節２４を袋部２２に案内する。
【００６６】
シュート４６は、位置Ｘを通過した後もしばらく充填位置に留まる。シュート４６が充填位置にある間、シュート４６の中でプッシャ５２が昇降を繰り返し、袋部２２内に充填された鰹節２４を２回押圧して袋部２２内に押し込む。
【００６７】
プッシャ５２による鰹節２４の押し込みと並行して、待機高度から充填高度に下降してノズル５４が袋部２２に挿入される。そして、ガス充填装置５６は、ガス分配機構１７０を介して窒素ガス２６を供給し始める。ノズル５４を通じて袋部２２内に窒素ガス２６が供給される。先端が袋部２２の底部に配置されたノズル５４は、回転体６４の回転により位置Ｚ直前に到達するまでその先端が袋部２２内に存在するように維持される（袋部２２内におけるノズル５４の先端の維持は範囲１８０内にて行われる。）。
【００６８】
ガス充填装置５６によるノズル５４への窒素ガス２６の供給は、ノズル５４の先端が袋部２２内に存在する間継続される（厳密には、確実に袋部２２内の酸素を窒素ガス２６でパージために、ガス供給は、ノズル５４の先端が袋部２２から離脱した後もしばらく続けられる、すなわち範囲１８２内にて行われ続ける）。
【００６９】
ガス充填装置５６によるノズル５４を介する袋部２２への窒素ガス２６の充填は、ノズル５４の先端が袋部２２から離脱するまでの間に袋部２２内が窒素ガス２６で充満されるように、言い換えると、窒素ガス２６により袋部２２内の酸素が完全にパージされるように行われる。
【００７０】
袋部２２が窒素ガス２６で満たされると、ノズル５４は、回転体６４の回転によって位置Ｚに到着する前に、その先端が袋部２２から離脱するように上昇される。
【００７１】
窒素ガス２６が充満されてノズル５４が離脱した袋部２２は、回転体６４の回転により位置Ｚに移動され、そこで開口２０´が開口シール装置４８ｂによって仮封止される。これにより、袋部２２の開口２０が完全に仮封止されて一時的に密閉したことになり、鰹節２４と窒素ガス２６が袋部２２に一時的に密閉収容される。その後、開口シール装置４８ｃにより、一時的に密閉された開口２０が本封止されて長期的に密閉される。
【００７２】
一方、シュート４６は、プッシャ５２による２回の押し込み動作の後、開口シール装置４８ａが袋部２２の開口２０の一部を仮シールして開口２０´を形成できるように待避する。以後、シュート４６は、回転体６４の回転によって位置Ｘ直前の位置（回転体６４の回転方向に関して位置Ｘの上流側の近傍位置）に再び移動されるまでは待機高度で待機する。そして、シュート４６の袋部２２からの離脱が完了すると、プッシャ５２は、回転体６４の回転により位置Ｙに到着するまでに上昇されて袋部２２から離脱される。
【００７３】
このように、袋部２２内に充填された鰹節２４をプッシャ５２が複数回押圧して袋部２２内に押し込む。このようなプッシャ５２の押し込み動作は、鰹節２４のように比較的柔軟な細長い材料の場合に有効である。すなわち、鰹節２４のような比較的柔軟な細長い材料の場合、袋部２２に落下充填された材料の集合体は比較的低密度で且つ弾力性を持っていることから、プッシャ５２による１回の押し込み動作だけでは十分に袋部２２の底部に止めることができず、押し込み後に材料の集合体がその弾性に基づいて浮き上がり、一部が開口２２のシールに噛み込まれてシール性を低下させる虞がある。そこで、プッシャ５２で鰹節２４を２回又はそれ以上の回数押し込むことにより、材料（鰹節２４）が開口２０のシールに噛み込まれることを防止できる。
【００７４】
本実施の形態では、ノズルは窒素ガスを袋部に充填したが、本発明はこれに限らず、ノズルが袋部に充填するものは流体（広義には、流動性を有する物体も含む。）であればよい。また、本実施の形態においては、流体以外に鰹節（食品）を袋部に充填しているがこれに限定されない。例えば、充填包装システムは薬剤と該薬剤の酸化を防止する不活性ガスを袋部に密閉収容してもよい。
【００７５】
また、本実施の形態の充填包装システムはフィルムから袋（袋部）を作製する機構を有するが、本発明の充填包装システムは、予め作製された袋に流体を充填するように構成することも可能である。この場合、充填包装システムは、区画シール装置の代わりとして、袋の開口を上方に向けた状態で搬送する袋搬送機構を有する必要がある。
【００７６】
さらに、本実施の形態において、鰹節（食品）は、ノズルが袋部に挿入される前に該袋部に充填されるが、ノズルが袋部に挿入された後に固体を充填することも可能である。例えば、シュートが挿入された状態の袋部にノズルが挿入され、シュートとノズルが挿入された袋部に固体を充填し、その後プッシャが固体を袋部内に押し込んでもよい。
【００７７】
本実施の形態において固体はプッシャによって袋部内に押し込まれるが、固体が高い流動性を有し、固体が袋部に流入する場合、プッシャを省略してもよい。
【００７８】
本実施の形態において、ノズルを介する袋部への流体の充填は、袋部の区画シール部が形成された後に開始されるが、ノズルの先端が袋部の底部に配置された時点から流体の充填をいつでも開始してもよい。そして、上述の実施形態では、袋部に第１の充填物（例えば食品）を充填した後、第２の充填物を充填するためのノズルを袋部内に挿入したが、順序を逆にして、第２の充填物を充填するノズルを袋部内に挿入した後、袋部に第１の充填物を充填してもよい。
【００７９】
今回、開示した実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は、上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲での全ての変更を含む。
【符号の説明】
【００８０】
１０  充填包装システム
２０  開口
４４  区画シール装置
４６    シュート
４８ａ〜４８ｃ  シール機構（開口シール装置）
５０  食品充填装置
５２  プッシャ
５４  ノズル
６０  ロータリーユニット
６６  本体
【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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