JP2004123150A - ティーバッグ製造装置 - Google Patents

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sealing
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Abstract

【課題】包装材のシールする動作を行いながら、受け部材の超音波ホーンの作用部に対する押圧力の調整を行うことができるティーバッグ製造装置を提供する。
【解決手段】操作ボタンを押すと、レギュレーター４５へエアが供給され、エアシリンダー４１の摺動子４３を極小さなストローク移動して、受けロール３７の超音波ホーン３３の作用部３５に対して近接離間動作する。従って、縦シール部Ｖないし横シール部Ｈのシール状態を見ながら、受けロール３７の包装材Ａを介して超音波ホーン３３の作用部３５に対する押圧力を調整すれば、ティーバッグ製造装置１の停止、起動を繰り返すことなく適切なシール状態に設定することができる。
【選択図】　　　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はティーバッグを製造するのに使用されるティーバッグ製造装置に係り、特にシール状態の調整作業を容易にしたティーバッグ製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示すように、ティーバッグ製造装置は、超音波ホーン１０９と受け部材１０７との間に包装材Ａを介在させ、超音波ホーン１０９から超音波を発して包装材Ａをシールしてティーバッグを製造する。
このティーバッグ製造装置のシール成形機構１０１は、頭部にダイヤル１０３を有する手回し式の調整ネジ１０５を回し、受け部材１０７を前後方向移動させて、受け部材１０７の超音波ホーン１０９に対する押圧力を変更し、包装材Ａが適正なシール状態となるよう設定している。
【０００３】
しかし、調整ネジ１０５を回すためにはティーバッグ製造装置を一旦停止し、安全カバーを開いてからでなければ調整できない。従って、所望のシール状態を得るまでには、ティーバッグ製造装置の安全カバーを開いて調整ネジ１０５を回して、安全カバーを閉めてティーバッグ製造装置を起動してシール状態を確認するという作業を繰り返さなければならず、調整作業の効率がかなり悪く、迅速な調整作業を行うことができないという問題がある。
【０００４】
また、超音波ホーン１０９は起動してから動作が安定域に達するまでにはある程度の時間を要する。従って、連続的なシールを行うためには超音波ホーン１０９を常時稼動状態にしておく必要がある。
しかし、横方向のシールを行なう超音波ホーン１０９はシール終了後、次ぎの包装材Ａが送られてくるまでの間、受け部材１０７に対し直に当接し、受け部材１０７は超音波による衝撃を受けているので、その損傷や摩耗も問題になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであり、包装材のシールする動作を行いながら、受け部材の超音波ホーンの作用部に対する押圧力の調整を行うことができるティーバッグ製造装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載のティーバッグ製造装置は、超音波を発生させる超音波ホーンと、前記超音波ホーンの作用部に対向して設けられる受け部材と、前記受け部材を前記超音波ホーンの作用部に対して進退させる駆動手段とを有し、前記超音波ホーンと前記受け部材との間に包装材を配置しシールしてティーバッグを製造するティーバッグ製造装置において、前記駆動手段は包装材をシールする動作を行いながら遠隔操作できるものであることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２記載のティーバッグ製造装置は、請求項１に記載のティーバッグ製造装置において、駆動手段によって受け部材が包装材を介して超音波ホーンの作用部を押圧する力を所定の値に保つ押圧力維持手段を備えたことを特徴するものである。
【０００８】
請求項３記載のティーバッグ製造装置は、請求項３に記載のティーバッグ製造装置において、押圧力維持手段はエアシリンダーに供給される空気圧を所定の値に調節するレギュレーターであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４記載のティーバッグ製造装置は、請求項３に記載のティーバッグ製造装置において、押圧力維持手段はエアシリンダーに供給される空気圧を所定の値に調節するレギュレーターであることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るティーバッグ製造装置１を説明する。
最初にティーバッグ製造装置１の全体構成の概略を説明し、その後シール成形機構３１の具体的構成の詳細を説明する。
ティーバッグ製造装置１は、いわゆる製袋充填方式の装置であり、ロール状に巻き取られたシート状の包装材ＡによってティーバッグＴを形成する。即ち、図７に示すように、包装材Ａを長手方向中央に折り線Ｌを形成して２つ折りにし、その折線Ｌと対向する包装材Ａの側縁ａを縦方向にシールすることで筒状の包装材Ａを形成する。
【００１１】
次に、包装材Ａの下部を横方向にシールアンドカットした後、所定量の茶葉類Ｂを充填し、更に上部を横方向にシールアンドカットすることで３辺がシールされたティーバッグＴを連続的に製造する。
尚、ティーバッグＴの側縁ａのシールを縦シール部Ｖ、ティーバッグＴの上部と下部のシールを横シール部Ｈとする。またティーバッグＴの上部と下部のシールは１回のシールアンドカットの動作によって同時に形成される。
【００１２】
図１に示すように、ティーバッグ製造装置１は、装置本体３の上方に茶葉類Ｂを貯留するホッパ５と、包装材Ａをセットする繰出しホイール７及び繰出しホイール７から繰出された展開状態の包装材Ａを上下に案内するガイドローラ９と、このガイドローラ９によって案内され、搬送されてきた展開状態の包装材Ａを長手方向中央に折り線Ｌが形成されるように内側から筒状に湾曲させる包装材形成案内部１１と、充填する茶葉類Ｂの量を計測し、包装材Ａに供給する計量部１３及び投入シュート１５とを備えている。
【００１３】
装置本体３の上部には、包装材形成案内部１１から下方に延びている筒状の包装材Ａを内側から支持する支持ロッド１７と、後述するシール成形部３１とが設けられている。
また装置本体３の下部には、完成したティーバッグＴを排出する排出シュート１９が設けられている。
ティーバッグ製造装置１によって製造されるティーバッグＴの包装材Ａの材料としてはポリエチレン繊維製不織布、ポリプロピレン繊維製不織布、ナイロン製不職布等のプラスチック製不織布等が適用できる。
また包装材Ａに充填される茶葉類Ｂとしては緑茶、紅茶、コーヒー等がある。
【００１４】
シール成形機構３１はいわゆる超音波シール方式のシール成形機構である。シール成形機構３１には、超音波を発生させる超音波ホーン３３と、超音波ホーン３３の作用部３５側の端面に対向して設けられる受け部材としての受けロール３７が備えられている。
ティーバッグＴの受けロール３７と超音波ホーン３３は縦シール部Ｖ形成用と、横シール部Ｈ形成用の２組が設けられている。
超音波ホーン３３の作用部３５はテーパ状に徐々に縮径して丸棒状の小径部に至る形状となっている。
【００１５】
図６に拡大して示すように、受けロール３７は円板状で、その周面にはアールが付けられている。
また受けロール３７は、駆動手段としてのエアシリンダー４１の摺動子４３に取り付けられており、超音波ホーン３３に対して進退動作することができる。このエアシリンダー４１には、エアシリンダー４１に送るエアの圧力を所望の値に保つレギュレーター４５が接続されている。装置本体３の前面には操作部４７が設けられ、この操作部４７には操作ボタン４８が配置されている。この操作ボタン４８を操作して、図示しない開閉弁を開閉して図示しないコンプレッサーからレギュレーター４５へ送るエアを供給、停止させる。
【００１６】
図２に示すように、ティーバッグＴの横シール部Ｈを形成する横シール成形部４９には、超音波ホーン３３と受けロール３７が備えられている。横シール成形部４９にはホルダー５１が設けられており、このホルダー５１は開口部５２を有する平面視Ｕ字形に形成されている。ホルダー５１には超音波ホーン３３と受けロール３７が保持されている。超音波ホーン３３はホルダー５１に対し固定され、また受けロール３７は超音波ホーン３３に対して接近離間方向へ動作自在に取り付けられている。
【００１７】
符号５３はロッドレスシリンダーを示し、超音波ホーン３３の上方に位置している。ホルダー５１の下面にはシャフトホルダー５７が固定され、このシャフトホルダー５７はロッドレスシリンダー５３に連結され、またガイドシャフト５５に摺動自在支持されている。
【００１８】
符号５９は挟持アームを示し、この挟持アーム５９は左右一対のアーム要素６１、６３によって構成されている。アーム要素６１、６３は挟持シフター６９によって包装材Ａの厚み方向に接近離間できるように摺動自在に保持されている。一方のアーム要素６１にはシリコーンゴム製で円柱状に形成された押さえ部材６５が上下に２本設けられている。他方のアーム要素６３には押さえ部材６５に対応する位置に押さえ部材６５の周面に当接するテーパ状の当接面６７が形成されている。
【００１９】
図５に示すように、ティーバッグＴの縦シール部Ｖを形成する縦シール成形部７１は超音波ホーン３３と受けロール３７とを備えている。またこれら超音波ホーン３３は装置本体３に固定され、受けロール３７は超音波ホーン３３に接近離間方向へ動作自在に取り付けられている。
また縦シール成形部７１には、超音波ホーン３３と受けロール３７の上方に上部対向ローラ７３、下方に下部対向ローラ７５がそれぞれ設けられている。
上部対向ローラ７３は２つ折りされた包装材Ａの側縁ａを外側から保持する部材であり、下部対向ローラ７５は筒状となった包装材Ａの縦シール部Ｖを保持する部材である。包装材Ａはこれら上部対向ローラ７３と下部対向ローラ７５との間において緊張状態で保持されている。
【００２０】
次に、ティーバッグ製造装置１の動作について説明する。
ロール状に巻き取られた包装材Ａは繰出しホイール７に装着され、その始端を繰出して上下のガイドローラ９間に巻回した後、包装材形成案内部１１によってＵ字状に湾曲させられて、縦シール成形部７１に供給される。
縦シール成形部７１に至った包装材Ａは上部対向ローラ７３によって、その側縁ａが重ね合わされた状態で保持され筒状となる。
【００２１】
この状態でティーバッグＴの高さ寸法に相当する１ピッチ分、上部対向ローラ７３によって包装材Ａは下方に送られ、上部対向ローラ７３の下方に位置している超音波ホーン３３と受けロール３７とにより超音波シールされ、縦シール部Ｖの成形が行なわれる。また縦シール部Ｖが形成され、筒状になった包装材Ａは下方に位置する下部対向ローラ７５によって更に下方に送られ、横シール成形部４９に至る。
横シール成形部４９に至った包装材Ａは挟持シフター６９が伸長することでアーム要素６１、６３を接近させ、押さえ部材６５と当接面６７とによって包装材Ａがずれることがないよう緊張状態に包装材Ａを保持する。
【００２２】
次にロッドレスシリンダー５３が作動し、当初手前側（図２において左下方）に待機していたホルダー５１は包装材Ａに向かって往路走行する。ホルダー５１と共に超音波ホーン３３及び受けロール３７も往路走行するため、これにより上方から送られてきた包装材Ａの下部が横方向にシールアンドカットされる。
そして計量部１３によって計量された所定量の茶葉類Ｂが投入シュート１５を通って、包装材Ａ内に充填される。また上部対向ローラ７３と下部対向ローラ７５の送り動作によって包装材Ａは１ピッチ下方に送られ、ロッドレスシリンダー５３が動作して、ホルダー５１とホルダー５１によって保持されている超音波ホーン３３及び受けロール３７とが手前側の待機位置に向けて復路走行する。
【００２３】
これにより包装材Ａの上部が横方向にシールアンドカットされ、アーム要素６１、６３の拡開動作によって挟持アーム５９による保持が解除されて３辺がシールされ袋状になったティーバッグＴが下方の排出シュート１９上を通って排出される。
上記シールアンドカットにより上部対向ローラ７３及び下部対向ローラ７５によって保持されている包装材Ａの下部が同時にシールされている。そして茶葉類Ｂの充填、上部対向ローラ７３と下部対向ローラ７５とによる１ピッチの送り、挟持アーム５９による包装材Ａの保持、超音波ホーン３３及び受けロール３７によるシールアンドカットが行なわれ、次のティーバッグＴが製造され、以下同様の動作を繰り返すことによって連続してティーバッグＴの製造が行なわれて行く。
【００２４】
次に、縦シール部Ｖないし横シール部Ｈのシール状態を調整する作業について説明する。
この場合には安全カバー７７を開けることなく、操作部４７に配列されている操作ボタン４８を押すことで、上記した包装材Ａをシールしながら受けロール３７を動作させてシール状態を調整できる。即ち、操作ボタン４８を押すとレギュレーター４５へエアが供給され、遠隔操作によりエアシリンダー４１の摺動子４３を極小さなストローク移動させ、これにより受けロール３７が超音波ホーン３３の作用部３５に対して近接離間動作する。従って、縦シール部Ｖないし横シール部Ｈのシール状態を見ながら、受けロール３７の包装材Ａを介して超音波ホーン３３の作用部３５に対する押圧力を調整すれば、ティーバッグ製造装置１の停止、起動を繰り返すことなく、包装材Ａのシールを行いながら適切なシール状態に設定する作業を行うことができる。従って、包装材Ａのシール状態の調整作業を効率よく迅速に行うことが可能となる。
【００２５】
なお、横方向のシールアンドカット終了後、エアシリンダー４１の摺動子４３を収縮させて受けロール３７が超音波ホーン３３に当接しない位置まで後退する構成とすることも可能である。この場合、次のシールアンドカットを行なう際には再びエアシリンダー４１の摺動子４３を伸長させて、当初の位置に受けロール３７を戻すようにする。このようにすれば、未シール時において超音波ホーン３３の作用部３５側端面と受け部材３７が包装材Ａを介さないで直接当接している状態を回避でき、受け部材の損傷や摩耗を低減できる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、受け部材としては前記実施の形態に示す受けロール３７のような円板状のものに限らず、種々の形状のものが採用可能である。また駆動手段ないし移動量調整手段としてエアシリンダー４１とレギュレーター４５の組み合わせに代えて、ラックピニオン機構とギヤヘッドによる組み合わせやモータシリンダーとリニアエンコーダの組み合わせ等を備え、機械的にないし電気的に受け部材の動きをコントロールする構成を採用することも可能である。
【００２７】
また図示の実施の形態では、横シール成形部４９、縦シール成形部７１側の両方に受けロール３７をエアシリンダー４１によって駆動する構成としたが、横シール成形部４９、縦シール成形部７１のいずれか一方側は受けロール３７の駆動手段としてダイヤル式の調整ネジを使用することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のティーバッグの製造装置によれば、停止、起動を繰り返すことなく、包装材をシールする動作を行いながら、受け部材の超音波ホーンの作用部に対する押圧力の調整を行うことができるようになり、シール状態の調整作業を効率よく迅速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るシール成形機構を適用したティーバッグ製造装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るシール成形機構の横シール成形部を示す斜視図である。
【図３】図２の横シール成形部を示す側断面図である。
【図４】図２の横シール成形部を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るシール成形機構の縦シール成形部を示す斜視図である。
【図６】図３の受けロール周辺を拡大して示す側断面図である。
【図７】包装材からティーバッグが製造されるまでの包装材の形状の変化を示す説明図である。
【図８】従来のシール成形機構を示す側断面図である。
【符号の説明】
１　ティーバッグ製造装置　　　　３　装置本体
５　ホッパ　　　　　　　　　　　７　繰出しホイール
９　ガイドローラ　　　　　　　　１１　包装材形成案内部
１３　計量部　　　　　　　　　　１５　投入シュート
１７　支持ロッド　　　　　　　　１９　搬出シュート
３１　シール成形機構　　　　　　３３　超音波ホーン
３５　作用部　　　　　　　　　　３７　受けロール（受け部材）
３９　当接部　　　　　　　　　　４１　エアシリンダー（駆動手段）
４３　摺動子　　　　　　　　　　４５　レギュレーター（移動量調整手段）
４７　操作部　　　　　　　　　　４８　操作ボタン
４９　横シール成形部　　　　　　５１　ホルダー
５２　開口部　　　　　　　　　　５３　ロッドレスシリンダー
５５　ガイドシャフト　　　　　　５７　シャフトホルダー
５９　挟持アーム　　　　　　　　６１，６３　アーム要素
６５　押さえ部材　　　　　　　　６７　当接面
６９　挟持シフター　　　　　　　７１　縦シール成形部
７３　上部対向ローラ　　　　　　７５　下部対向ローラ
７７　安全カバー
Ｓ　包装材　　　　　　　　　　　Ａ　包装材
Ｔ　ティーバッグ　　　　　　　　Ｂ　茶葉類
Ｌ　折り線　　　　　　　　　　　Ｖ　縦シール部
Ｈ　横シール部　　　　　　　　　ａ　側縁

Claims (4)

  1. 超音波を発生させる超音波ホーンと、前記超音波ホーンの作用部に対向して設けられる受け部材と、前記受け部材を前記超音波ホーンの作用部に対して進退させる駆動手段とを有し、前記超音波ホーンと前記受け部材との間に包装材を配置しシールしてティーバッグを製造するティーバッグ製造装置において、前記駆動手段は包装材をシールする動作を行いながら遠隔操作できるものであることを特徴とするティーバッグ製造装置。
  2. 請求項１に記載のティーバッグ製造装置において、駆動手段によって受け部材が包装材を介して超音波ホーンの作用部を押圧する力を所定の値に保つ押圧力維持手段を備えたことを特徴とするティーバッグ製造装置。
  3. 請求項１または２に記載のティーバッグ製造装置において、駆動手段はエアシリンダーであることを特徴とするティーバッグ製造装置。
  4. 請求項３に記載のティーバッグ製造装置において、押圧力維持手段はエアシリンダーに供給される空気圧を所定の値に保つレギュレーターであることを特徴とするティーバッグ製造装置。
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