(57)【要約】【課題】細菌等を人の手から付着させ難くし、高品位の製品を効率良く大量生産できる濾過シート材のひだ折り装置を提供する。【解決手段】円形シート状の濾過材料１により蛇腹状の円錐面を形成するように交差する直径に沿って山折りＬと谷折りＶと交互にＮ本の折り目Ｐ１〜Ｐ１２に基づくひだを連続形成する濾過シート材のひだ折り装置１００，２００であって、濾過材料１に（１８０°／Ｎ）の中心角により交差するそれぞれの直径に沿ってＮ本の折り目Ｐ１〜Ｐ１２を付ける折り目付け手段３，４，３０，４０と、濾過材料１に形成された折り目Ｐ１〜Ｐ１２に破損限度以下の折り圧力を加えて蛇腹状のひだに起伏させる仮折り機構６０と、仮折り機構６０で仮折りされたひだを上型８１で受け皿８２に押圧して仕上げる最終型押し機構８０と、を備えた。【選択図】図４
2017023982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形シート状の濾過材料により蛇腹状の円錐面を形成するように交差する直径に沿って山折りと谷折りと交互にＮ本の折り目に基づくひだを連続形成する濾過シート材のひだ折り装置であって、
前記濾過材料に（１８０°／Ｎ）の中心角により交差するそれぞれの前記直径に沿って前記Ｎ本の折り目を付ける折り目付け手段と、
前記濾過材料に形成された前記折り目に破損限度以下の折り圧力を加えて蛇腹状のひだに起伏させる仮折り機構と、
前記仮折り機構で仮折りされた前記ひだを上型で受け皿に押圧して仕上げる最終型押し機構と、
を備えたことを特徴とする濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項２】
前記折り目付け手段として、
供給される１枚の前記濾過材料を載置可能な円内を（１８０°／Ｎ）の中心角により交差するそれぞれの直径に沿って刻設されたＮ本の溝を有し（３６０°／Ｎ）の回転と停止を繰り返すターンテーブルと、
回転停止中の前記ターンテーブルに載置された前記濾過材料の上面から円盤ローラを前記Ｎ本の溝の１本ずつに押し込みながら転動することにより、前記溝の配置に合わせて前記濾過材料に前記折り目を付けるローラ駆動機構と、
前記円盤ローラが退避している間に前記ターンテーブル上の前記濾過材料を該ターンテーブルの任意の回転方向に（１８０°／Ｎ）回転させてから裏返すように駆動するシート裏返し機構と、
前記ローラ駆動機構が前記濾過材料の片方の面に折り目付けする前半の工程が完了したら、前記シート裏返し機構を駆動して前記ターンテーブル上で前記濾過材料を裏返した後、前記濾過材料の他方の面に折り目付けする後半の工程を実行させる制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項３】
多数の濾過材料を積層して待機させる材料待機容器と、
前記材料待機容器に待機中の前記濾過材料を１枚ずつ把持して前記ターンテーブルに載置する単一シート掴み取り機構と、
前記ターンテーブルから前記仮折り機構に前記濾過材料を移動して装填する移動機構と、をさらに備え、
前記制御部は、前記ローラ駆動機構が折り目付けした回数Ｋを累積して記憶し、前半の工程で規定された回数Ｋ＝（Ｎ／２）に達したら、前記円盤ローラを退避させている間に前記シート裏返し機構を駆動し、さらに後半の工程で規定された回数Ｋ＝（Ｎ／２）だけ折り目付けの動作をさせた後に、前記移動機構により前記濾過材料を移動させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項４】
前記折り目付け手段として、
供給される１枚の前記濾過材料を挟持可能な円内に前記Ｎ本の折り目の一部又は全部に対応する溝と凸条とを有し、前記濾過材料を両面から挟んで対面嵌合する上金型と下金型とを備え、
該上金型と該下金型の少なくともいずれかは、対面嵌合する前記濾過材料に対して相対的かつ間欠的に回転可能であり、
該間欠的な回転を伴いながら複数回に分けて前記凸条が前記溝に対面嵌合することにより折り目付けのプレスを完了させることを特徴とする請求項１に記載の濾過シート材のひだ折り装置。
【請求項５】
円形シート状の濾過材料により蛇腹状の円錐面を形成するように交差する直径に沿って山折りと谷折りと交互に形成されるＮ本の折り目に基づくひだを連続形成するひだ折り方法であって、
前記濾過材料に（１８０°／Ｎ）の中心角により交差するそれぞれの前記直径に沿って前記Ｎ本の折り目を付ける折り目付け工程と、
前記折り目付け工程で前記濾過材料に形成された前記折り目に仮折り機構で破損限度以下の折り圧力を加えて蛇腹状に起伏させる仮折り工程と、
該仮折り工程で仮折りされた前記蛇腹状のひだを、最終型押し機構が上型で受け皿に押圧して仕上げる最終型押し工程と、
を備えたことを特徴とするひだ折り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過シート材のひだ折り装置及びそのひだ折り方法に関し、より詳細には、シート状の濾過材料に連続的な蛇腹状の折り目を付けた円錐面を形成して漏斗の内面に沿うような形に立体化した濾過シート材のひだ折り装置及びそのひだ折り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
実験、試料等の分析、あるいは食品分析・検査用機器に用いられる使い捨て濾紙の材質や形状について、参考になるものに、ドリップ式コーヒー抽出の際に用いられる使い捨てのペーパーフィルタとして、漏斗の内面に沿うような形状のものが知られている。例えば、特許文献１の明細書段落［００３７］〜［００３８］から以下に抜粋して括弧で示した記載がある。なお、抜粋文中の図６（II）は本願に添付していない。
【０００３】
「図６（II）に示すように、濾紙２０Ｃは、その中心から、９０度間隔で、一対の内折部２５，２５および一対の内折部２６，２６で谷折りされる。また、隣接する内折部２５，２６の間は、濾紙２０Ｃの中心から放射状に、交互に山折りと谷折りされる。よって、この濾紙２０Ｃを、一対の内折部２５，２５および一対の内折部２６，２６で折ると、前面部１１Ｃおよび背面部１２Ｃが形成される。ついで、隣接する側端１５，１６の間を交互に山折りと谷折りすれば、蛇腹状の側面部１３Ｃ，１３Ｃを形成することができる。すると、濾紙２０Ｃを、側面部１３Ｃ，１３Ｃが蛇腹状になった漏斗状に形成することができる。最後に、漏斗状に形成された濾紙２０Ｃの下端部１９を折り曲げて、直線状の底辺１９ａを形成すれば、コーヒーフィルタ１０Ｃを形成することができる。」
【０００４】
また、特許文献２には、構造が簡易で安価な液体濾過器具及び乾式分析素子が開示されている。液体を減圧濾過する液体濾過器具、特に、ヒト又はそれ以外の動物の血液から血漿又は血清試料を調製する際に好適に使用される液体濾過器具のほか、血液、尿等の体液を減圧濾過して分析する乾式分析素子が開示されている。その液体濾過器具は、減圧濾過によって濾過液を得るものであり、液体濾過フィルタが収容されたフィルタ部材と、液体濾過フィルタを通過した濾過液を貯留するホルダ部材とからなる。フィルタ部材とホルダ部材とは、減圧時に実質的に気密かつ水密となるように、嵌合可能に形成されている。
【０００５】
特許文献２に記載のフィルタ部材は、化学実験等において頻繁に使用されることから、さらなるコスト低下が望まれている。また、血液や尿等の体液を分析するためにフィルタ部材や乾式分析素子を使用する場合は、使用後に滅菌処理して使い捨てされることが多いため、フィルタ部材や乾式分析素子のコストを下げることはより重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３２７４０８号公報
【特許文献２】特開２００６−３８５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１には、そのフィルタ部材を大量生産する製造装置や製造方法までは開示されていない。すなわち、濾紙の中心から放射状に、交互に山折りと谷折りする紙折り工程を経て提供されるが、具体的な濾過シート材のひだ折り装置についての開示はなく、現状では人手に依存しているものと推定される。また、食品衛生の観点からは、極力手を触れずに製造工程を完了させたいとの要望もある。また、大量生産するとなれば、製造装置に対してさらなる工夫が不可欠である。
【０００８】
また、特許文献２は、食品分析・検査用機器と同様に、形状同一性に基づく高度かつ均質な濾過性能と、コーヒーフィルタをはるかにしのぐ汚染忌避性能、すなわち、手あか等からの汚染防護性、防塵清浄性、及び防菌性を確保する性能と、相当の強靭性と、簡素かつ安価であることが求められているが、この要望に対し、当該フィルタ部材を大量生産する製造装置や製造方法までは開示されていない。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シート状の濾過材料に極力手を触れずに完結するひだ折り工程とすることで、細菌や汚染物質等が人の手から付着する不具合と、ひだ折り工程の最中に濾過材料を破断する不具合と、高度かつ均質な濾過性能を保証する形状同一性を欠く不具合を避け易く、１枚の濾過材料を折り目付け成形する工程を短時間で効率良く、しかも全自動で完結する濾過シート材のひだ折り装置及びそのひだ折り方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、円形シート状の濾過材料（１）により蛇腹状の円錐面を形成するように交差する直径に沿って山折り（Ｌ）と谷折り（Ｖ）と交互にＮ本の折り目（Ｐ１〜Ｐ１２）に基づくひだを連続形成する濾過シート材のひだ折り装置（１００，２００）であって、前記濾過材料（１）に前記（１８０°／Ｎ）の中心角により交差するそれぞれの前記直径に沿って前記Ｎ本の折り目（Ｐ１〜Ｐ１２）を付ける折り目付け手段（３，４，３０，４０）と、前記濾過材料（１）に形成された前記折り目（Ｐ１〜Ｐ１２）に破損限度以下の折り圧力を加えて蛇腹状のひだに起伏させる仮折り機構（６０）と、前記仮折り機構（６０）で仮折りされた前記ひだを上型（８１）で受け皿（８２）に押圧して仕上げる最終型押し機構（８０）と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の濾過シート材のひだ折り装置において、前記折り目付け手段（３０，４０）として、供給される１枚の前記濾過材料（１）を載置可能な円内を（１８０°／Ｎ）の中心角により交差するそれぞれの直径に沿って刻設されたＮ本の溝（Ｄ１〜Ｄ１２）を有し（３６０°／Ｎ）の回転と停止を繰り返すターンテーブル（３０）と、回転停止中の前記ターンテーブル（３０）に載置された前記濾過材料（１）の上面から円盤ローラ（４１）を前記Ｎ本の溝（Ｄ１〜Ｄ１２）の１本ずつに押し込みながら転動することにより、前記溝（Ｄ１〜Ｄ１２）の配置に合わせて前記濾過材料（１）に前記折り目（Ｐ１〜Ｐ１２）を付けるローラ駆動機構（４０）と、前記円盤ローラ（４１）が退避している間に前記ターンテーブル（３０）上の前記濾過材料（１）を該ターンテーブル（３０）の任意の回転方向（Ｆ）に（１８０°／Ｎ）回転させてから裏返すように駆動するシート裏返し機構（５０）と、前記ローラ駆動機構（４０）が前記濾過材料（１）の片方の面に折り目付けする前半の工程が完了したら、前記シート裏返し機構（５０）を駆動して前記ターンテーブル（３０）上で前記濾過材料（１）を裏返した後、前記濾過材料（１）の他方の面に折り目付けする後半の工程を実行させる制御部（９０）と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の濾過シート材のひだ折り装置において、多数の濾過材料（１）を積層して待機させる材料待機容器（１０）と、前記材料待機容器（１０）に待機中の前記濾過材料（１）を１枚ずつ把持して前記ターンテーブル（３０）に載置する単一シート掴み取り機構（２０）と、前記ターンテーブル（３０）から前記仮折り機構（６０）に前記濾過材料（１）を移動して装填する移動機構（７０）と、をさらに備え、前記制御部（９０）は、前記ローラ駆動機構（４０）が折り目付けした回数Ｋを累積して記憶し、前半の工程で規定された回数Ｋ＝（Ｎ／２）に達したら、前記円盤ローラ（４１）を退避させている間に前記シート裏返し機構（５０）を駆動し、さらに後半の工程で規定された回数Ｋ＝（Ｎ／２）だけ折り目付けの動作をさせた後に、前記移動機構（7０）により前記濾過材料（１）を移動させるように制御することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の濾過シート材のひだ折り装置において、前記折り目付け手段（３，４）として、供給される１枚の前記濾過材料（１）を挟持可能な円内に前記Ｎ本の折り目（Ｐ１〜Ｐ１２）の一部（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ１０）又は全部（Ｐ１〜Ｐ１２）に対応する溝と凸条とを有し、前記濾過材料（１）を両面から挟んで対面嵌合する上金型（３）と下金型（４）とを備え、該上金型（３）と該下金型（４）の少なくともいずれかは、対面嵌合する前記濾過材料（１）に対して相対的かつ間欠的に回転可能であり、該間欠的な回転を伴いながら複数回に分けて前記凸条が前記溝に対面嵌合することにより折り目付けのプレスを完了させることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、円形シート状の濾過材料（１）により蛇腹状の円錐面を形成するように交差する直径に沿って山折り（Ｌ）と谷折り（Ｖ）と交互にＮ本の折り目（Ｐ１〜Ｐ１２）に基づくひだを連続形成するひだ折り方法であって、前記濾過材料（１）に（１８０°／Ｎ）の中心角により交差するそれぞれの前記直径に沿って前記Ｎ本の折り目（Ｐ１〜Ｐ１２）を付ける折り目付け工程（Ｓ２０〜Ｓ４０）と、前記折り目付け工程（Ｓ２０〜Ｓ４０）で前記濾過材料（１）に形成された前記折り目（Ｐ１〜Ｐ１２）に仮折り機構（６０）で破損限度以下の折り圧力を加えて蛇腹状に起伏させる仮折り工程（Ｓ６０）と、該仮折り工程（Ｓ６０）で仮折りされた前記蛇腹状のひだを、最終型押し機構（８０）が上型（８１）で受け皿（８２）に押圧して仕上げる最終型押し工程（Ｓ７０）と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シート状の濾過材料に極力手を触れずに完結するひだ折り工程とすることで、細菌や汚染物質等が人の手から付着する不具合と、ひだ折り工程の最中に濾過材料を破断する不具合と、高度かつ均質な濾過性能を保証する形状同一性を欠く不具合を避け易く、１枚の濾過材料を折り目付け成形する工程を短時間で効率良く、しかも全自動で完結する濾過シート材のひだ折り装置及びそのひだ折り方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る濾過シート材のひだ折り装置（以下、「本装置」ともいう）又はひだ折り方法（以下、「本方法」ともいう）により成形されたひだ折り濾紙を示す斜視図である。
【図２】本装置のターンテーブルを示す平面図である。
【図３】本装置又は本方法により濾過シート材に折り目を付ける手順を示す説明図である。
【図４】本装置の概略を説明するための模式説明図である。
【図５】本装置の単一シート掴み取り機構の概略正面図である。
【図６】本装置の仮折り機構及び最終型押し機構を説明するための、（Ａ）概略正面図、（Ｂ）上型の平面図、（Ｃ）下型に相当する受け皿の平面図である。
【図７】本方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】本装置の変形実施例により濾過シート材に折り目を付ける手順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［基本実施例］
以下、図１〜図７を参照して本発明の基本実施例について説明する。まず、完成品であるひだ折り濾紙と、その折り目を付けるための溝が刻設されたターンテーブルを用いたひだ折り方法について説明した後で、本装置について詳細な説明をする。
【００１８】
図１は、本発明の実施例に係る濾過シート材のひだ折り装置又はひだ折り方法により成形されたひだ折り濾紙の一実施例を示す斜視図である。図１に示すひだ折り濾紙１Ｘは、円形シート状の濾過材料（以下、「円形濾紙」ともいう）１に対し、交差する直径に沿って山折りＬと谷折りＶと交互に折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２を付けて連続するひだを形成することにより、蛇腹状の円錐面を形成して漏斗の内面に沿うような形に立体化された完成品である。なお、ひだ折り濾紙１Ｘは、単なる円錐面よりも濾過面積を増大して濾過効果を高めるために、円錐面を蛇腹状に成形される。
【００１９】
このひだ折り濾紙１Ｘは、例えば、日本全国で稼動する１３５箇所の食品衛生法登録検査機関、１７２２箇所の計量証明事業所で実施される食品関連分析及び環境分析の分野の検査機器に用いられる常備・消耗品として採用される可能性が高いものである。また、ひだ折り濾紙１Ｘは、用途は異なるが、事業所向け等で比較的大型のドリップ式コーヒーメーカに用いられる使い捨ての濾紙（ペーパーフィルタ）としても好適である。なお、円形シート状の濾過材料を紙に限定するものではなく、濾過機能のある折り曲げ可能なシート状の濾過材料であれば、他の材料でも構わない。
【００２０】
図２は、本装置のターンテーブルを示す平面図であり、図４を用いて後述する本装置１００の主要部をなすものである。図２に示すように、ターンテーブル３０は、１枚の円形濾紙１をはみ出すことなく載置することに適する円形のテーブルであり、垂直軸に対して回転自在に軸支されている。ターンテーブル３０の表面には、Ｖ字断面（図４のＤｎ参照）を形成するように、Ｎ＝１２本の溝Ｄ１〜溝Ｄ１２が、直径に沿って刻設されている。
【００２１】
また、Ｎは４以上の偶数であり、本実施形態では、Ｎ＝１２とした一例により図解説明している。溝Ｄ１〜溝Ｄ１２は、それぞれの隣同士が（１８０°／Ｎ）＝１５°の中心角により交差している。なお、図２において、前半６ストロークの折り目付けに用いる溝Ｄ１〜溝Ｄ６を実線で明示し、後半６ストロークの折り目付けに用いる溝Ｄ７〜Ｄ１２を破線で区別しているが、Ｖ字断面の溝形状に変わりなく、工程の順番を説明する便宜上の区別である。
【００２２】
このターンテーブル３０は、不図示のステッピングモータ又はサーボモータ等による駆動手段を後述する制御部９０により駆動制御することにより、（３６０°／Ｎ）＝３０°の回転と停止を繰り返す。また、ターンテーブル３０を、図２のＦ１方向に（３６０°／Ｎ）＝３０°ずつ｛（Ｎ／２）−１｝＝５回だけ間欠的に回転させて一時停止した後、任意の（例えばＦ２）方向に（１８０°／Ｎ）＝１５°で１回だけ回転し、つぎにＦ１方向に３０°で５回だけ間欠的に回転させて停止し、１サイクル（概ね１回転）の動作を完了する。なお、つぎ（２枚目）の円形濾紙１を溝Ｄ１から折り目付けを開始できるように戻す方向（例えばＦ３方向）に（１８０°／Ｎ）＝１５°で１回だけ回転させてから、Ｆ１（図２ではＦ１の逆）方向に３０°で５回だけ間欠的に回転させて停止するという、２サイクル目の前半の動作に至る。
【００２３】
ターンテーブル３０が１サイクル動作する周期で、他の支援装置も統合された動作をすることにより、１枚のひだ折り濾紙１Ｘが成形されて完成品となる。さらに、必要な枚数に応じたサイクル数だけ連続して駆動できるようにオートメーション機能を構成されている。なお、オートメーション機能のための駆動制御については、図４その他の図面も参照しながら本装置１００全体の動作を説明する。
【００２４】
図３は、本装置又は本方法により濾過シート材に折り目を付ける手順を示す説明図であって、図２に示したターンテーブル３０の上に円形濾紙１を載置し、１２本の溝Ｄ１〜溝Ｄ１２に沿って、順次に折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２を付けていく手順を説明する遷移図である。図３において、１２パターンに分けて描いたターンテーブル３０が太い白抜き矢印に示す順番で遷移状況が示されている。すなわち、それぞれのターンテーブル３０を時計の文字盤に例えるならば、そこに載置された円形濾紙１の上面を１２時から６時の方向に不図示のヘラ等を縦断させるように折り目が付けられていく。
【００２５】
具体的には、図４を用いて後述するように、ローラ駆動機構４０が、回転停止中のターンテーブル３０に載置された円形濾紙１の上面から、１２本の溝Ｄ１〜溝Ｄ１２にそれぞれ円盤ローラ４１を押し込みながら直径方向に転動することによって折り目を付ける。ターンテーブル３０の表面に、角度（３６０°／Ｎ）＝３０°ずつずらして刻設されたＮ＝１２本の溝Ｄ１〜溝Ｄ１２に対し、前半６ストローク（図３の上半分に示す６パタン）と、後半６ストローク（図３の下半分に示す６パタン）との合計１２ストロークに分けて円盤ローラ４１を転動させる。その結果、全ての溝Ｄ１〜溝Ｄ１２を漏れなく円盤ローラ４１が転動する。
【００２６】
そのためには、円盤ローラ４１が１２時から６時の方向へと１ストロークの転動した後に、ターンテーブル３０から円盤ローラ４１を離脱させて、ターンテーブル３０を図２及び図３のＦ１方向に（３６０°／Ｎ）＝３０°ずつ回転させて一次停止したときにつぎのストロークの転動することを６ストローク繰り返して前半を終了する。ここで、濾紙１を回転させて裏返してから、ターンテーブル３０をＦ２（任意の）方向に（１８０°／Ｎ）＝１５°回転させた後、前半同様の６ストロークを繰り返して後半を終了する。最後にターンテーブル３０を当初位置に戻す方向に（１８０°／Ｎ）＝１５°だけ回転させて一次停止する。なお、図２の上では後半にＦ１方向の逆に回転する。
【００２７】
なお、回転角度の違いは、図３の矢印Ｇ方向に円形濾紙１を回転させて裏返した際に、均等な角度１５°で山折りＬと谷折りＶを連続して付ける目的と、１２本の溝Ｄ１〜溝Ｄ１２全部を均等な回数で使用することによって片減り防止する目的のために制御部９０で制御している。以下に、本装置１００が１サイクル中に、前半６ストロークと後半６ストロークを実行する様子をより詳しく説明する。
【００２８】
図３の左上に示すように、ターンテーブル３０が、一次停止しているときに、円盤ローラ４１を１２時から６時の方向の直径に対して１ストロークの基本動作することにより、溝Ｄ１に沿った折り目Ｐ１が形成される。なお、折り目Ｐ１は図１に示す山折りＬの折り目Ｐ１と一致することになる。その後、ターンテーブル３０から円盤ローラ４１を離脱させる。つぎにターンテーブル３０を３０°回転させることにより、１２時から６時の方向の直径として溝Ｄ２が位置づけられる。
【００２９】
この溝Ｄ２に沿って円形濾紙１の上面から、円盤ローラ４１を押し込みながら転動することにより、溝Ｄ２に沿った折り目Ｐ２が形成される。この一連の動作を前半６ストロークだけ繰り返して溝Ｄ６に沿った折り目Ｐ６まで形成する。なお、折り目Ｐ２〜折り目Ｐ６も図１に示す山折りＬの折り目Ｐ２〜折り目Ｐ６と一致することになる。
【００３０】
１２時から６時の方向の直径として溝Ｄ６が位置づけられた段階で、円形濾紙１を図３の右上に示すように、折り目Ｐ６を中心にして矢印Ｇ方向に半回転させて裏返す。裏返した円形濾紙１を載置した一時停止中のターンテーブル３０を、Ｆ２方向に１５°回転させて一時停止すると、図３右下に示す状態となる。ここで、１２時から６時の方向の直径として溝Ｄ７が位置づけられる。
【００３１】
この溝Ｄ７に沿って円形濾紙１の上面から、円盤ローラ４１を押し込みながら転動することにより、溝Ｄ７に沿った折り目Ｐ７が形成される。この一連の動作を後半６ストロークだけ繰り返すことにより、溝Ｄ１２に沿った折り目Ｐ１２まで形成する。なお、折り目Ｐ７〜Ｐ１２は、図１に示す谷折りＶの折り目Ｐ７〜折り目Ｐ１２と一致することになる。
【００３２】
この段階で、円形濾紙１には中心角が１５°ずつずれた直径方向に沿った１２本の折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２が形成されて、図３左下に示す状態となる。また、円形濾紙１の一方の面から見て折り目Ｐ１〜折り目Ｐ６が、実線で示す山折りＬならば、折り目Ｐ７〜折り目Ｐ１２は、破線で示す谷折りＶとなる。
【００３３】
図４は、本装置の概略を説明するための模式説明図である。図４に示すように、本装置１００は、材料待機容器１０、単一シート掴み取り機構２０、ターンテーブル３０、ローラ駆動機構４０、円盤ローラ４１、シート裏返し機構５０、仮折り機構６０、移動機構７０、最終型押し機構８０、これら駆動部分を規定のシーケンスどおりに制御する制御部９０、及び完成品であるひだ折り濾紙１Ｘを収容する製品収容部８４を備えて構成されている。
【００３４】
材料待機容器１０は、円形濾紙１を平積みに、例えば１００枚重ねて積み上げた状態に安定させる容器である。なお、材料待機容器１０には、人手により円形濾紙１を装填する。単一シート掴み取り機構２０については、図５を用いて後述するが、材料待機容器１０に多数が積層されて待機中の濾過材料１を１枚ずつ把持してターンテーブル３０へと移動させる。
【００３５】
ターンテーブル３０は、本装置１００の中心に位置し、図１〜図３を用いて説明したように、折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２を形成するための下側の金型を構成し、制御部９０により規定のシーケンスどおりに所定角度の回転と停止を繰り返すように駆動される。
【００３６】
ローラ駆動機構４０は、制御部９０により円盤ローラ４１を規定のシーケンスどおりに駆動する。円盤ローラ４１は、下側の金型に嵌着して対応する上側の金型に相当する機能を有する。シート裏返し機構５０は、１サイクル中の大部分の時間をターンテーブル３０の上方に退避状態で待機し、折り目Ｐ６を付け終わった後で折り目Ｐ７を付け始める前の僅かな時間だけ起動してターンテーブル３０に載置された円形濾紙１を裏返して（図３右上の矢印Ｇ）、ターンテーブル３０に置き戻した後に退避する。
【００３７】
図４に示すシート裏返し機構５０について、大まかに説明すると、制御部９０の制御により、ローラ駆動機構４０の退避と入れ替わりに起動してターンテーブル３０の上部に移動し、円形濾紙１の折り目Ｐ６の両端をつかんで垂直に持ち上げ、折り目Ｐ６を軸にして１８０°回転させてから（図３右上の矢印Ｇ）、垂直に下降してターンテーブル３０に置き戻す。
【００３８】
なお、合計４本の爪（図４では２つ示す）でなる濾紙ホルダ３１が、ターンテーブル３０の周縁部に中心角４５°ずつ均等に振り分けられて配設されている。この濾紙ホルダ３１は、制御部９０に制御されて適切なタイミングで開閉することにより、ターンテーブル３０に円形濾紙１を固定したり開放したりする。具体的には、ターンテーブル３０に載置された円形濾紙１をシート裏返し機構５０が、つかんで裏返す期間中だけ、濾紙ホルダ３１は円形濾紙１を解放し、ターンテーブル３０に置き戻した後に閉じて固定する。なお、ローラ駆動機構４０による折り目付け動作中には、ターンテーブル３０に載置された円形濾紙１を濾紙ホルダ３１に固定するために閉じている。
【００３９】
ターンテーブル３０の上で折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２が付けられた円形濾紙１は、移動機構７０により仮折り機構６０へと搬送される。移動機構７０は、ターンテーブル３０から仮折り機構６０に円形濾紙１を移動して装填する。この移動機構７０は、吸気口に付与された負圧により円形濾紙１を吸い付けてから持ち上げ、目的とする箇所へ移動した後に負圧を止めて、吸い付けた円形濾紙１を開放する。
【００４０】
仮折り機構６０は、溝Ｄ１〜溝Ｄ１２の配置に合わせて円形濾紙１に形成された折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２に破損限度以下の折り圧力を加えて蛇腹状のひだに起伏させる。円形濾紙１に加えられる破断応力を破損限度以下に制限するために、起伏させるひだの高さは、最終目的の半分以下にとどめる。最終型押し機構８０は、仮折り機構６０で仮折りされたひだを型で押して最終目的の姿に仕上げる。製品収容部８４は、完成品であるひだ折り濾紙１Ｘを収容する。
【００４１】
制御部９０は、ローラ駆動機構４０が折り目付けした回数Ｋを累積して記憶し、前半の工程で規定された回数Ｋ＝（Ｎ／２）＝６に達したら円盤ローラ４１を退避させている間に、シート裏返し機構５０を駆動し、さらに後半の工程で規定された回数Ｋ＝（Ｎ／２）＝６だけ折り目付けの動作をさせた後に、移動機構７０により円形濾紙１を移動させるように制御する。
【００４２】
図５は、本装置の単一シート掴み取り機構の概略正面図である。上述したように、材料待機容器１０に多数が積層されて待機中の円形濾紙１を１枚ずつ把持してターンテーブル３０へと移動させる。このとき、多数が積層されて待機中の円形濾紙１の平面的に視認した中心付近を、吸気口２１に付与された負圧により吸い付けてから持ち上げ、移動した後に負圧を止めて、吸い付けた円形濾紙１を開放する。ここで、円形濾紙１を１枚ずつ確実に把持するための分別機構として、円形濾紙１の周辺を適切な摩擦力を伴って押さえ付ける周辺押さえ部材２２が円形濾紙１の周縁よりも内側に配設されている。
【００４３】
図６は、本装置の仮折り機構及び最終型押し機構を説明するための、（Ａ）概略正面図、（Ｂ）上型の平面図、（Ｃ）下型に相当する受け皿の平面図である。以下、仮折り機構６０と最終型押し機構８０について、それらの構成と動作をあわせて説明する。図６（Ａ）に示すように、仮折り機構６０と最終型押し機構８０は、中心に位置する垂直軸線Ｚに沿って各部材が昇降動作及びその派生動作を行うように構成されている。図６（Ｂ）に示すように、最終型押し機構８０は、円形濾紙１に蛇腹状のひだを最終目的の姿にまで型押して仕上げるための上型８１が形成されている。つまり、この上型８１に円形濾紙１が隙間無く密着するように形成されたならば最終完成品となる。
【００４４】
しかしながら、平面形状の円形濾紙１に対し、いきなり上型８１で押して最終目的の姿に仕上げようとすれば、強度を超えた無理な変形応力によって円形濾紙１は破断する。そこで、上述のように、本装置１００は、平面形状の円形濾紙１に対し、大きく３段階に分けて少しずつ蛇腹状のひだを起伏させている。
【００４５】
まず、第１段階において、ターンテーブル３０とローラ駆動機構４０により山折りＬと谷折りＶに折り目付けする。つぎに、第２段階では、山折りＬと谷折りＶに折り目付けされた円形濾紙１に対し、仮折り機構６０により、目的の半分くらいの高さに蛇腹状のひだに起伏させる。第３段階では、最終型押し機構８０により、仮折り機構６０で仮折りされたひだを上型８１で押して最終目的の姿に仕上げる。
【００４６】
図６（Ｃ）に示すように、平面視における円形の範囲内に、第１段階が経過して山折りＬと谷折りＶの折り目付けされた円形濾紙１を移動機構７０により移動して装填される受け皿８２が形成されている。この受け皿８２は、周辺部から中心に向けて中心角を均等に振り分けられ、同時に上下動作する１２本の山折り骨８３が延設されて構成されている。より詳しくは、周辺部の円周方向に１２個の軸８５が配設され、それらの軸８５それぞれに１２本の山折り骨８３が回動自在に軸支されている。
【００４７】
図６（Ａ）において、１２本の山折り骨８３を、不図示のバネに付勢されて水平近くに維持された山折り骨８３ａに示す状態と、バネの弾性力に抗して下向きに押し開かれた山折り骨８３ｂに示す状態とを区別して描いている。周辺部から中心に向けて、水平よりもゆるい傾斜で下がる状態で閉じた１２本の山折り骨８３ａに、１２箇所の山折りＬが係止されるように構成されている。仮折り機構６０の移動体６１の１２枚の羽根６２が、円形濾紙１の谷折りＶに係止されて押し下げるように構成されている。
【００４８】
第２段階では、水平に近くに維持された山折り骨８３ａは、山折りＬに係止され、逆円錐形の下から上向きに支持する一方で、谷折りＶに係止され１２箇所の仮折り機構６０の移動体６１が押し下げる方向へと押圧する。溝Ｄ１〜溝Ｄ１２の配置に合わせて円形濾紙１に加えられる破断応力を破損限度以下に制限するために、起伏させるひだの高さは、最終目的の半分以下にとどめるように制御されている。
【００４９】
したがって、蛇腹状のひだを、目的の半分くらいの高さにまで、無理なく起伏させることができる。また、上述の第２段階と第３段階では、円形濾紙１を水平移動させることなく、ほぼ同一位置において、仮折り機構６０と最終型押し機構８０とを順次起動して、最終目的の姿に仕上げる。第３段階でも加減された押圧力で型押しするので、最終成形されたひだ折り濾紙１Ｘが破断することは極めて少ない。
【００５０】
図７は、本方法の手順を説明するためのフローチャートである。図７に示すように、本方法は、濾過材料載置工程Ｓ１０、第１の折り目付け工程Ｓ２０、シート裏返し工程Ｓ３０と、第２の折り目付け工程Ｓ４０と、型押し準備工程Ｓ５０と、仮折り工程Ｓ６０と、最終型押し工程Ｓ７０と、を備えている。
【００５１】
本装置１００を稼動する前に、人の手で、例えば１００枚くらいの円形濾紙１を材料待機容器１０に整然と積層した状態で装填し、供給可能に待機させておく。いわば、コピー機の利用者又は管理者が、コピー用紙を１０００枚単位で給紙カセットに装填する要領である。以下、本装置１００の稼動状態を説明する。
【００５２】
まず、濾過材料載置工程（Ｓ１０）では、材料待機容器１０に多数が積層されて待機中の円形濾紙１を、単一シート掴み取り機構２０により、ターンテーブル３０に、１枚ずつ把持して載置させる。
【００５３】
なお、この、ターンテーブル３０には、Ｎ＝１２本の溝Ｄ１〜溝Ｄ１２が、（１８０°／Ｎ）＝１５°の中心角により交差するそれぞれの直径に沿って刻設されており、規定のシーケンス制御により、基本的に１ストロークの折り目付け動作する毎に（３６０°／Ｎ）＝３０°の回転と停止を繰り返すように動作するものである。
【００５４】
第１の折り目付け工程（Ｓ２０）において、Ｎ＝１２本の溝Ｄ１〜溝Ｄ１２の上方から、ローラ駆動機構４０が、円盤ローラ４１の外周により濾過材料１を溝Ｄ１〜溝Ｄ１２に１つずつ押し込みながら直径方向に転動する毎に、転動による折り目付けの動作に続いて、ターンテーブル３０を（３６０°／Ｎ）＝３０°だけ回転して停止する一連の動作を、前半の工程で規定された６ストローク分の回数Ｋ＝（Ｎ／２）＝６回だけ実行する。
【００５５】
シート裏返し工程（Ｓ３０）において、転動の回数Ｋ＝（Ｎ／２）＝６回に達したら、円盤ローラ４１を所定時間だけ退避させて復帰した後、シート裏返し機構５０により、円盤ローラ４１が退避中の所定時間内にターンテーブル３０上の円形濾紙１をターンテーブル３０の回転方向Ｆ２に（１８０°／Ｎ）＝１５°回転させてから裏返す。
【００５６】
このシート裏返し工程（Ｓ３０）の後、第２の折り目付け工程（Ｓ４０）によって、さらに転動による折り目付けの動作を後半の工程で規定された６ストローク分の回数Ｋ＝（Ｎ／２）＝６回だけ実行する。なお、１２本の折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２を１度に付けようとすれば、円形濾紙１に引張・破断応力が強く作用して破損するため、１２回に分けて折り目付けしている。
【００５７】
つぎに、型押し準備工程（Ｓ５０）では、Ｎ＝１２本の折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２をつけられた円形濾紙１を、移動機構７０により、ターンテーブル３０から仮折り機構６０に移動して装填する。仮折り工程（Ｓ６０）では、仮折り機構（６０）により、溝Ｄ１〜溝Ｄ１２の配置に合わせて円形濾紙１につけられたＮ＝１２本の折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２に破損限度以下の折り圧力を加えて蛇腹状に起伏させる。
【００５８】
最終型押し工程（Ｓ７０）では、最終型押し機構８０が、仮折り機構６０で仮折りされた蛇腹状のひだを上型８１で受け皿８２に押圧して仕上げる。ひだ折り成形により完成された製品は、最終型押し機構８０の下部に配設された製品収容部８４に落とされて蓄積される。
【００５９】
本装置１００により２０秒に１個の割合で生産されるひだ折り濾紙１Ｘは、例えば、歩留まり１００％の場合、３４分くらいで１００個が生産される。したがって、そのくらいの間隔で、材料の円形濾紙１を製造管理者が１００枚ずつ供給するとともに、製品を１００個ずつ取出して不図示の検査工程及び梱包・出荷等の工程へと進める。
【００６０】
以上、説明したように、本発明に係る濾過シート材のひだ折り装置及びそのひだ折り方法によれば、シート状の濾過材料に極力手を触れずに完結するひだ折り工程とすることで、細菌や汚染物質等が人の手から付着する不具合と、ひだ折り工程の最中に濾過材料を破断する不具合と、高度かつ均質な濾過性能を保証する形状同一性を欠く不具合を避け易く、１枚の濾過材料を折り目付け成形する工程を短時間で効率良く、しかも全自動で完結することができる。
【００６１】
［変形実施例１］
以下、図８を加えた他の図も参照して本発明の変形実施例に係る濾過シート材のひだ折り装置（本装置２００）について説明する。本装置２００は、基本実施例における、折り目付け手段（３０，４０）をより簡素化して、なお同等の効果を得ようとしたものである。すなわち、本装置２００は、ローラ駆動機構４０、円盤ローラ４１及びシート裏返し機構５０を不要としたものである。つまり、本装置２００は、ターンテーブル３０及びローラ駆動機構４０により実行される第１の折り目付け工程（Ｓ２０）、シート裏返し工程（Ｓ３０）及び第２の折り目付け工程（Ｓ４０）をより簡略化した工程で済ませる装置である。
【００６２】
図８は本装置の変形実施例により濾過シート材に折り目を付ける手順を示す説明図である。図８の右上に示すように、折り目付けされる段階の円形濾紙１は、周縁部を把持固定手段２で保持されており、回転も裏返しも不要である。本装置２００は、折り目付け手段３，４として、円形濾紙１を両面から挟んで対面嵌合することが可能な上金型３と下金型４とを備えて構成されている。これらの上金型３と下金型４の少なくともいずれかは、対面嵌合する円形濾紙１に対して相対的かつ間欠的に回転可能である。
【００６３】
上金型３及び下金型４には図８の左下に示す折り目Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ１０を、１回のプレスで付けるだけの凹凸が形成されている。すなわち、上金型３には、山折りＬの折り目Ｐ１，Ｐ４と谷折りＶの折り目Ｐ７，Ｐ１０を作成するため、それらに該当する位置に溝と凸条が形成されている。つまり、上金型３及び下金型４には、供給される１枚の円形濾紙１を挟持可能な円内にＮ本の折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２の一部Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ１０又は全部Ｐ１〜Ｐ１２に対応する溝と凸条とを有している。これらの上金型３と下金型４は、間欠的な回転を伴いながら複数回に分けて凸条が溝に対面嵌合することにより折り目付けのプレスを完了させる。
【００６４】
１回目のプレスにより、円形濾紙１は、上金型３の溝と下金型４の凸条の間に挟まれて４本の折り目Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ１０を付けられる。２回目のプレスでは、１回目のプレス位置に対し、上金型３及び下金型４を垂直軸に対して時計回りに３０°回転させてから、円形濾紙１に４本の折り目Ｐ３，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ１１が付けられる。３回目のプレスでは、１回目のプレス位置に対し、上金型３及び下金型４を垂直軸に対して時計回りに６０°回転させてから、円形濾紙１に４本の折り目Ｐ２，Ｐ５，Ｐ９，Ｐ１２が付けられて、図８の右下に示す状態になる。なお、１２本の折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２を１度のプレスで付けようとすれば、円形濾紙１に引張・破断応力が強く作用して破損するため、３回に分けてプレスしている。
【００６５】
図８の右下に示す状態は、図３の左下に示す状態と同じであり、円形濾紙１に折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２を付け終わった状態である。この状態において、実線で示す折り目Ｐ１〜折り目Ｐ６は山折りＬで、破線で示す折り目Ｐ７〜折り目Ｐ１２は谷折りＶである。このように、折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２をつけ終わった状態の円形濾紙１は、図７のＳ５０〜Ｓ７０に示した基本実施例の終半の工程によって、同様のひだ折り濾紙１Ｘが生産される。
【００６６】
［変形実施例２］
以下、変形実施例１の機構をさらに簡素化した変形実施例２に係る濾過シート材のひだ折り装置（図８の本装置２００で代用）について説明する。変形実施例２に係る本装置２００は、変形実施例１の上金型３を垂直軸に対して回転動作させる一方、下金型は固定し、その固定された下金型の上に載置した円形濾紙１も固定した状態で、その円形濾紙１に折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２を付けることも可能である。
【００６７】
ただし、その場合は、変形実施例１の下金型４には図８の左下に示す１回目のプレスで折り目Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ１０を付けるだけの凹凸が形成されているところを、３倍に増やして１２本の折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２に付けられるように凹凸が形成された固定下金型（不図示）に代える必要がある。この固定下金型は、図２のターンテーブル３０の溝Ｄ７〜溝Ｄ１２を凸条に置き換えて金型製作したものとなる。
【００６８】
固定下金型とともに、その上に載置した円形濾紙１も固定された初期状態で１回目のプレスし、その円形濾紙１の上から変形実施例１の上金型３を垂直軸に対して時計回りに３０°回転させて２回目のプレスし、初期状態から６０°回転させて３回目のプレスし、折り目Ｐ１〜折り目Ｐ１２を付ける。それ以降は、変形実施例２と同様に、図７のＳ５０〜Ｓ７０に示した基本実施例の終半の工程によって、同様のひだ折り濾紙１Ｘが生産される。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明に係る濾過シート材のひだ折り装置又はそのひだ折り方法によれば、細菌や汚染物質等が人の手から濾過シート材に付着し難いという長所に加えて、形状同一性に基づいて高度かつ均質な濾過性能の濾過シート材を効率良く大量生産できる。そのため、本装置又は本方法により製造された濾紙は、日本全国で稼動する１３５箇所の食品衛生法登録検査機関、１７２２箇所の計量証明事業所で実施される食品関連分析及び環境分析の分野の検査機器に用いられる常備消耗品として採用される可能性がある。
【符号の説明】
【００７０】
１  円形濾紙（濾過シート材）、１Ｘ  ひだ折り濾紙（完成品）、２  把持固定手段、３  上金型、４  下金型、１０  材料待機容器、２０  単一シート掴み取り機構、３０  ターンテーブル、３１  濾紙ホルダ、４０  ローラ駆動機構、４１  円盤ローラ、５０  シート裏返し機構、６０  仮折り機構、６１  移動体、７０  移動機構、８０  最終型押し機構、８１  上型、８２  受け皿、８３  山折り骨、８４  製品収容部、８５  軸、９０  制御部、１００，２００  濾過シート材のひだ折り装置、Ｄ１〜Ｄ１２  溝、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３  （ターンテーブル３０の）回転方向、Ｇ  シート裏返し方向、Ｋ  （ローラ駆動機構４０が転動して）折り目付けした回数、Ｌ  山折り、Ｖ  谷折り、Ｐ１〜Ｐ１２  折り目、Ｚ  垂直軸線、Ｓ１０  濾過材料載置工程、Ｓ２０  第１の折り目付け工程、Ｓ３０  シート裏返し工程、Ｓ４０  第２の折り目付け工程、Ｓ５０  型押し準備工程、Ｓ６０  仮折り工程、Ｓ７０  最終型押し工程、Ｚ  垂直軸線
【図１】
2017023982.tif 000003
【図２】
2017023982.tif 000004
【図３】
2017023982.tif 000005
【図４】
2017023982.tif 000006
【図５】
2017023982.tif 000007
【図６】
2017023982.tif 000008
【図７】
2017023982.tif 000009
【図８】
2017023982.tif 000010