JP2004323066A - ガス充填包装機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノズル挿入位置の袋部分をガスノズル外周に気密性良く密着させて充填ガス漏れを防止し、包装袋を膨満状態にガス充填でき、包装完了後の包装体の保形性を高め得るガス充填包装機を提供する。
【解決手段】包装領域内に設けられた包装袋２１の開口部を上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂで圧接して封止する封止機構部６と、包装袋２１内を脱気する真空ポンプと、脱気した包装袋２１内にガスを充填するガスノズル５とを備えたガス充填包装機であって、被包装物２２を収納した包装袋２１の開口部内に挿入するガスノズル５の上下に、そのノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する袋押さえ部材２３ａ、２３ｂを設け、これら上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとしてゲル材４０を装着した。
【選択図】 図５
【解決手段】包装領域内に設けられた包装袋２１の開口部を上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂで圧接して封止する封止機構部６と、包装袋２１内を脱気する真空ポンプと、脱気した包装袋２１内にガスを充填するガスノズル５とを備えたガス充填包装機であって、被包装物２２を収納した包装袋２１の開口部内に挿入するガスノズル５の上下に、そのノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する袋押さえ部材２３ａ、２３ｂを設け、これら上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとしてゲル材４０を装着した。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被包装物を包装袋に収納した状態で内部に不活性ガスや酸素等を充填し、包装袋の開口部を封止するガス充填包装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、食品等の被包装物を樹脂フィルム製などの包装袋内に収納した状態で不活性ガス等を充填し、包装袋の開口部を封止する真空包装機は、例えば、特開２００２−１９７２３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の発明は、チャンバ内にセットされた包装袋の開口部にノズルを差し込んで不活性ガスを充填するとともに、上記開口部を上封止部材と下封止部材とで圧接して封止する機構と、チャンバ内を減圧する真空ポンプとを備えている。したがって、この真空包装機は食品等を収納した包装袋の周り全体を減圧してから包装袋内に不活性ガス等を充填して封止することができる。
【０００４】
近年、ガス充填包装機は、例えば、活魚介類の個別パッキング等に用いることが注目されているが、従来の個別パッキングは逆止弁付きの包装袋内に海水や成分調整した人工海水とともに活魚介類を収納し、そのまま酸素充填している。すなわち、従来は魚介類を活きたまま輸送する手段として輸送車に水槽を取り付け、この水槽内に種々の魚介類を入れて輸送するという方法が採られていたが、この方法では輸送コストが高い上に輸送途中に魚介類が死んでしまうことも珍しくなく、非常にリスクの高い輸送方法であったが、活魚介類を個別パッキングして輸送する方法は、大きな水槽を必要としないので輸送コストが抑えられることから採用されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１９７２３号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の逆止弁付きの包装袋を用いた活魚介類の個別包装は、逆止弁付きの包装袋のコストが高く、ランニングコストが高くなってしまう。また、逆止弁付きの包装袋に活魚介類および海水または人工海水を収納するのに手間がかかり、作業が煩雑である。さらに、酸素の充填は作業者の目安で行っていたため、酸素濃度がばらついていた。
【０００７】
そこで、普通の包装袋を用い、該包装袋内に被包装物を収納して、包装袋内を脱気した後にガス充填を行い、包装袋の開口部を熱溶着により封止するガス充填包装機の活魚介類の個別パッキングへの応用が注目されるが、以下に説明するような種々の課題があった。すなわち、従来のガス充填包装機は、被包装物を収納した包装袋の開口部内にガスノズルを挿入して、そのノズル挿入位置の袋部分を上下の発泡材製の袋押さえ部材で挟持したとしても、その袋部分のガスノズルの外周に対する馴染みが悪くて気密性が低く、また包装袋の保持力が不十分であった。したがって、ガスノズルの外周近傍に形成された隙間から充填ガスが漏れてしまったり包装袋が外れてしまう不都合があった。このため、包装袋を膨満状態にガス充填することができず、包装を完了した包装体の保形性が悪く、特に活魚介類の個別包装に用いる場合には包装体が撓んで取り扱い難かった。
【０００８】
また、従来のガス充填包装機では、ガス充填した包装袋を上下の封止ブロックで圧接して熱溶着しようとする際に、包装袋内に充満したガスの膨張力が包装袋を構成しているフィルムを引き伸ばす引張力として作用し、これにより熱で柔らかくなった部分を引き伸ばしてしまい、包装袋のフィルムが薄くなり過ぎて熱溶着が首尾良く行えない場合（例えば、熱溶着部分が破れたり溶着不良）があるという不具合が生じていた。
【０００９】
また、ガスノズルのノズル口の断面形状が円筒体状に形成されていたため、上記袋押さえ部材が包装袋を介してノズル口の周囲に密着し難く、そのため、気密性が不足し、また、包装袋の開口部がガスノズルから離脱し易かった。
【００１０】
さらに、包装袋内の脱気操作や、包装袋内へのガス充填を行うガスノズルが固定式であったため、被包装物を収納した包装袋の開口部内にガスノズルを挿入する作業が煩雑であった。その対策として、また、包装袋内の奥まで挿入できるようにするために前後移動式のガスノズルも開発されているが、装置が大掛かりになり、移動に伴ってアクセス時間がかかっていた。
【００１１】
そして、ガス充填する前に、ガスノズルにより被包装物を収納した包装袋内を脱気しているが、ガスノズルの外周に包装袋の開口部を気密性良く密着させると、包装袋を構成している上下のフィルムが接近し、ガスノズルの脱気力が強過ぎるとノズル口の前方で上下のフィルムが密着してしまったり、或いはフィルムがノズル口に吸着されて口を閉塞してしまい、包装袋内に空気が残っていても脱気できない不都合が生じる。
【００１２】
加えて、脱気操作を行う際、ガスノズルから被包装物の一部や液汁等を吸い込んでしまっても、ガスノズルに連通する吸気系内を清掃する手段がなく、衛生上好ましくなく、また、吸気系が腐食する虞れがあった。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、ノズル挿入位置の袋部分をガスノズルの外周に気密性良く密着させて充填ガスの漏れを防止し、包装袋を膨満状態にガス充填することができ、さらには、ガス充填した包装袋の封止不良を防止できるガス充填包装機を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第２の目的は、ガスノズルの外周に対する袋押さえ部材の包装袋を介した密着性を改善し、包装袋の開口部がガスノズルから離脱するのを防止することができるガス充填包装機を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の第３の目的は、簡単な構造で、被包装物を収納した包装袋の開口部内にガスノズルを挿入する作業を容易かつ迅速に行うことができるガス充填包装機を提供することにある。
【００１６】
そして、本発明の第４の目的は、包装袋をガスノズルの外周に気密性良く密着させても、ガスノズルの口やその前方で上下の包装袋が密着することがなく、包装袋内の脱気操作を良好に継続することができるガス充填包装機を提供することにある。
【００１７】
加えて、本発明の第５の目的は、ガスノズルに連通する吸気系内を容易に清掃できるガス充填包装機を提供することにある。
【００１８】
ひいては、活魚介類の包装に使用する場合に、ランニングコストが安く、包装袋に活魚介類および海水または人工海水を収納するのが簡単かつ容易であり、所定量の酸素を充填することができるガス充填包装機を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、包装領域にセットされた包装袋の開口部を上下の封止ブロックで圧接して熱溶着する封止機構部と、上記包装袋内を脱気した後にガスを充填するガスノズルとを備え、被包装物を包装袋に収納した状態で該袋内にガスを充填し、包装袋の開口部を熱溶着により封止するガス充填包装機において、
上記被包装物を収納した包装袋の開口部内に挿入するガスノズルの上方及び下方に、そのノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する袋押さえ部材を設け、これら上下の袋押さえ部材としてゲル材を装着したことを特徴とする。
【００２０】
なお、ここでゲルとは、コロイド粒子が連なったり、高分子鎖が架橋したりして網目構造を形成し、流動性を失って多少の弾性と硬さをもってゼリー状に固化したものをいう。
【００２１】
請求項２に記載のものは、前記封止ブロックの圧接面に、包装袋の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分を押圧して挟持する押圧挟持部を設け、包装袋体の非加熱部分を上記押圧挟持部により挟持しながら熱溶着することを特徴とする請求項１に記載のガス充填包装機である。
【００２２】
請求項３に記載のものは、前記押圧挟持部が、上下の封止ブロックの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーターよりも包装袋の収納部側に形成された突起部により構成されていることを特徴とする請求項２に記載のガス充填包装機である。
【００２３】
請求項４に記載のものは、前記ガスノズルの少なくとも前記袋押さえ部材による挟持部分を偏平形状としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２４】
請求項５に記載のものは、前記ガスノズルをそのノズル口が上下方向に回動するように、ノズル基部側を支点として首振り可能に設け、付勢手段により上記ノズル口を下方の袋押さえ部材に押し付けるように付勢していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２５】
請求項６に記載のものは、前記ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、脱気力を調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２６】
請求項７に記載のものは、前記ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、該吸気系内に清掃流体を導入する清掃用切替弁を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２７】
請求項８に記載のものは、前記ガスノズルとガス供給源とを結ぶガス供給系に圧力センサーを設け、該圧力センサーからの信号により包装袋内の充填ガス圧力が所定圧力に到達したことを検知すると前記封止機構部を作動させる制御装置を設けたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態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の全体外観を示す斜視図、図２はガス充填包装機の正面図、図３はその側面図、図４はガス充填包装機の内部構造を示す主要部の模式図、図５はガス充填包装機における封止機構部および袋押さえ部材の一例を示す要部拡大図である。
【００２９】
これらの図面に示すように、本実施形態のガス充填包装機１は、筐体２の上部に、載置トレイ２９を筐体２の後方に向かって下り傾斜させた状態で設けるとともに、筐体２の後半寄りの両側に配置した支軸９を中心として開閉可能なカバー状のアーム３を設け、該アーム３が被さって区画される包装領域４内の筐体前面寄りには複数のガスノズル５を筐体２の後方に向けて設けるとともに、ガスノズル５の先端近傍に、包装袋２１の開口部を封止する封止機構部６を設け、筐体２内には真空ポンプ１９や切替弁、及び制御装置（図示せず）などを設け、アーム３の自由端側に位置する筐体２の前面に操作パネル７を設けてある。
【００３０】
包装領域４は、矩形皿状の基台プレート８と、この基台プレート８の上面を覆うように開閉するアーム３とによって囲まれる。そして、アーム３は、基端に設けた支軸９により基台プレート８に対して回動（開閉）自在に支持され、筐体２の側面に設けたロック機構１０により閉止状態でロックされるように構成されている。ロック機構１０は、図２及び図３に示すように、アーム３の先端カバー部分内の一側に設けられたピン１１に、基台プレート８の一側において回動するように設けられたフック１２が係合することによりロックされるように構成されている。そして、フック１２の操作は、屈曲させたフック基端部１２ａを、回動軸１３を支点としてソレノイド１４により回動させることにより行う。
【００３１】
アーム３は、支軸９の近傍のアーム基端部３ａに取り付けられたスプリング１５によって常に開放方向に付勢されており、ロック機構１０のフック１２をピン１１から解除すると、アーム３は自動的に開放するように構成されている。また、アーム３が包装領域４を上方から被さるようにして閉じられたときには、アーム基端部３ａがリミットスイッチ１６に接触して、アーム３の閉状態を検知するように成っている。
【００３２】
包装領域４の開放側端部（前部）近くには、基台プレート８から起立するようにガスブロック１７が設けてあり、このガスブロック１７の上端部には包装領域４の内部へ向けて略水平に複数のガスノズル５が突設されている。ガスブロック１７は減圧駆動室１８を介して、真空ポンプ１９の吸気系２０と気密接続されている。
【００３３】
図６は、本実施形態のガス充填包装機におけるガスノズル５、及びその近傍に配設した下部の袋押さえ部材を示しており、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその組立て状況の概略図である。また図７は、本実施形態のガス充填包装機１における上部封止ブロック、及びこれに附設した上部の袋押さえ部材を示しており、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【００３４】
図５乃至図７に示すように、被包装物２２を収納した包装袋２１の開口部内に挿入するガスノズル５の上方及び下方には、包装袋２１の開口部にガスノズル５を挿入した際に、そのノズル挿入位置の袋部分外面を上下から挟持する袋押さえ部材２３ａ、２３ｂを設けており、これにより包装袋２１のずれを防止するとともにガスノズル５の周囲からの漏れを防止して真空ポンプ１９による脱気作業を確実ならしめている。下部の袋押さえ部材２３ａは、ガスノズル５を配設したガスブロック１７のノズル直下に起立するように配された逆Ｌ字状のステー２４の上面に設けられている。また、上部の袋押さえ部材２３ｂは、後述する上部封止ブロック３１ｂからノズル直上に突き出すように斜めに配されたステー２５の下面に設けられている。なお、上部の袋押さえ部材２３ｂを設けるステー２５は、ピン４５等を介して上部封止ブロック３１ｂに固定されており、上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂは封止ブロック３１ａ、３１ｂの略全幅に亘って設けられている。
【００３５】
そして、本実施形態では、これら上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとして、肉厚帯状のゲル材４０が装着してある。ここでゲルとは、コロイド粒子が連なったり、高分子鎖が架橋したりして網目構造を形成し、流動性を失って多少の弾性と硬さをもってゼリー状に固化したものをいい、本実施形態では、例えば、株式会社ジェルテック製のシリコーンを主原料としたゲル状素材をゲル材４０として用いる。この種のゲル状素材は、例えば、ヤング率（ｋＰａ）が低いもので２８．９ｋＰａの値を示し、その場合に３４０％の伸びを示している。
【００３６】
すなわち、本実施形態のガス充填包装機１によれば、被包装物２２を収納した包装袋２１の開口部内に挿入するガスノズル５の上下に、そのノズル挿入位置の袋部分外面を上下から挟持する袋押さえ部材２３ａ、２３ｂを設け、これら上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとしてゲル材４０を装着したので、このゲル材４０のゴムよりも優れた柔軟性によりノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させて充填ガスの漏れを防止することができ、包装袋２１を膨満状態にガス充填することを可能にしている。このため、包装完了後の包装体の保形性を高め、例えば、活イカに代表される活魚介類の個別包装等の包装体を取り扱い易くすることができる。
【００３７】
また、本実施形態におけるガスノズル５は、上記袋押さえ部材２３ａ、２３ｂによって上下から挟持される挟持部分５２を横長に偏平させた形状に成形している。すなわち、ガスノズル５のノズル口５１の基部および先端部が円筒体状を呈し、これらの部分の中間部が横長の楕円筒体状を呈しており、この楕円筒体状の偏平部分に上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂが包装袋２１を介して当接するようになっている。したがって、本実施形態のガス充填包装機１によれば、ガスノズル５の少なくとも上記袋押さえ部材２３ａ、２３ｂによる挟持部分５２を偏平した形状としたので、上記袋押さえ部材２３ａ、２３ｂが包装袋２１を介してガスノズル５の外周に密着し易くなり、また包装袋２１の開口部がガスノズル５から離脱するのを防止することができる。
【００３８】
さらに、このガスノズル５は、図６に示すように、そのノズル口５１が上下に回動するように、ノズル基部側を支点５０として首振り可能に構成されている。このガスノズル５は、上述したように偏平させたノズル口５１をエルボユニオン５３の一方の接続部内に挿着し、他方の接続部を上下にノズルロック５４およびノズルシム５５を介してピン５６を有するパイプサポート５７内に挿通させて、順にストレートソケット５８およびジョイント部５９を挿着してＬ字状のノズルとして一体化させたものであり、このガスノズル５の基部側に位置するピン５６を、固定具４１、４２等によって固定支持したガスブロック１７のブラケット４３の上部に位置するピン孔４４に挿通し、上記ピン５６を支点５０としてガスノズル５を首振り可能に取り付けている。
【００３９】
すなわち、本実施形態のガス充填包装機１によれば、ガスノズル５をそのノズル口５１が上下に回動するように、ノズル基部側を支点５０として首振り可能に設けているので、ガスノズル５を上方へ首振り回動させれば、包装袋２１の開口部にガスノズル５を挿入した状態で容易に包装袋２１をセットすることができる。したがって、簡単な構造で、被包装物２２を収納した包装袋２１の開口部内にガスノズル５を挿入する作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００４０】
このガスノズル５は、上記ジョイント部５９に接続されるエアホースの直線状に戻ろうとする弾性やスプリング、ウエイト等の付勢手段（図示せず）によって、常にそのノズル口５１を下部の袋押さえ部材２３ｂに押し付けるように下方へ付勢されている。したがって、本実施形態のガス充填包装機によれば、上記のような付勢手段により上記ノズル口５１を下部の袋押さえ部材２３ｂに押し付けるように下方へ付勢しているので、包装袋２１の開口部の下側部分を支持することができ、包装袋２１をセットを極めて容易に行うことができる。
【００４１】
具体的には、作業者がノズル口５１を上方に回動した状態でガスノズル５のノズル口５１を包装袋２１の開口部内に挿入できるので作業性が良好である。そして、この状態で手を離すと、ガスノズル５が付勢手段の付勢力によりノズル口５１を下方に回動して包装袋２１の下側のフィルムを袋押さえ部材２３ｂに押し付け、これによりノズル口５１と下側のゲル材４０との間で包装袋２１の下側のフィルムを挟持することができる。したがって、包装袋２１に力が作用しても、包装袋２１の位置がずれたり、あるいはガスノズル５から抜けてしまうなどの不都合を生じることがない。
【００４２】
また、ガスノズル５から真空ポンプ１９への経路には分岐を設け、この分岐路には、脱気した包装袋２１内へ不活性ガス（窒素等）や酸素などの充填ガスをガスノズル５を介して注入するためのガスボンベが接続してある。したがって、包装袋２１の開口部にガスノズル５を挿入し、アーム３を被せてロックした状態で真空ポンプ１９を作動すると、食品等の被包装物２２を収納した包装袋２１内の空気をガスノズル５を介して脱気することができ、脱気が終了したならばガスノズル５を介してガスボンベ内のガスを包装袋２１内に充填することができる。なお、脱気及びガス充填の操作については後述する。
【００４３】
図４及び図５に示すように、包装領域４の前部における袋押さえ部材２３ａ、２３ｂの近傍には封止機構部６を設け、包装領域４の奥側（後部、即ち図３において右側）には、被包装物２２を収納した包装袋２１の移動を防止するとともに、上記の封止機構部６により封止する包装袋２１の位置を規制して安定させるための突き当て板２７および幅規制板２８を配設した載置トレイ２９がガスノズル５とは反対側の奥に向けて下り傾斜させた状態で設けてある。包装袋２１は、被包装物２２の量などにより様々なサイズのものがあるが、封止機構部６による封止位置（封止部）は同じであり、開口部とは反対側に位置する閉塞部（底）までの長さ、すなわち被包装物２２を収納する収納部の長さが異なる。そこで、包装袋２１の収納部の長さや袋幅（収納部の幅）に応じて突き当て板２７および幅規制板２８の位置を調整できるように構成してある。載置トレイ２９は、包装領域４の奥側からから封止機構部６へ向けて上方へ傾斜しているので、この載置トレイ２９に被包装物２２を収納した包装袋２１を載置すると、包装袋２１の開口部近傍の封止部（熱溶着する帯状部分）が封止機構部６の所定位置に安定して静止する。
【００４４】
次に、封止機構部６について説明する。本実施形態における封止機構部６は、図４に示すように、基台プレート８の前端部分に設けた減圧駆動室１８のダイヤフラム３４に下端を接続した昇降機構３０の昇降ロッド３０ａを包装領域４内に起立し、該昇降ロッド３０ａの上端に下部封止ブロック３１ａを固定し、アーム３のカバー部分の天部に上部封止ブロック３１ｂを下部封止ブロック３１ａに対向する状態で設けてある。そして、これらの封止ブロック３１ａ、３１ｂは包装領域４の幅方向に長尺なヒーターブロックとして構成されている。また、下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂの圧接面には板状のゴム部材を介して線状或いは細い帯状のヒーター３２が上記幅方向に沿って配してあり、昇降機構３０により下部封止ブロック３１ａを上昇させて上部封止ブロック３１ｂ側に圧接するように構成されている。
【００４５】
減圧駆動室１８には、戻しスプリング３３によりダイヤフラム３４と昇降ロッド３０ａが下向きに付勢されており、減圧駆動室１８内を減圧すると、戻しスプリング３３の付勢力に抗してダイヤフラム３４が上昇し、その結果、下部封止ブロック３１ａを上昇させるように成っている。したがって、下部封止ブロック３１ａが上昇すると、包装袋２１の開口部を挟んだ状態で上部封止ブロック３１ｂに押し付けることができ、この状態でヒーター３２に通電して加熱すると、間に挟んだ包装袋２１を熱溶着して封止（密封）することができる。
【００４６】
なお、本実施形態のガス充填包装機１には、減圧駆動室１８に大気を導入する、すなわち大気開放するための後述する開放弁６２（図８参照）が備えられている。したがって、この大気開放弁６２を開放すると、戻しスプリング３３の付勢力により下部封止ブロック３１ａが下降して元の位置に復帰する。
【００４７】
また、下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂの圧接面には、包装袋２１の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分（積極的には加熱しない部分）を押さえる押圧挟持部を配している。本実施形態では、この押圧挟持部として、下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーター３２よりも包装袋２１の収納部側に位置する面に突起部３６を設けてある。
【００４８】
具体的に説明すると、図５に示す突起部３６は、上部封止ブロック３１ｂの圧接面の端部（ガスノズルとは反対側の端部）に該ブロック３１ｂの長手方向に沿って固定した金属線により構成してある。上述したように、この金属線３６は包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押さえるように成っており、下部封止ブロック３１ａを上昇させて上部封止ブロック３１ｂに圧接すると、下部封止ブロック３１ａの圧接面に装着されたゴム部材を窪ませることになり、これにより間に挟持した包装袋２１の非加熱部分を他の圧接面よりも強い力で挟持できる。したがって、この強い挟持力により、ガス充填による膨張力に起因する引っ張り力が下部封止ブロック３１ａと上部封止ブロック３１ｂとの両圧接面に挟まれた包装袋２１の封止部に作用することを阻止することができる。
【００４９】
ガス充填した包装袋２１の開口部を下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂで圧接してヒーター３２により加熱する際に、上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂの端部において包装袋２１を上下に広げようとする膨張力が働くが、上部封止ブロック３１ｂの圧接面に、包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押さえる金属線３６を配したので、この金属線３６によって包装袋２１の非加熱部分を挟持することにより、上記膨張力が加熱されて延び易くなった封止部分に引っ張り力が掛からず、包装袋２１の部分的な伸びを防止することができる。すなわち、非加熱部分は温度上昇しないために袋を構成している合成樹脂シートの強度が維持されており、この強度の高い部分で引っ張り力を受け止めることになる。したがって、加熱されて強度が低下した封止部に引っ張り力が作用することがなくなり、これにより封止作業を確実に行うことができる。
【００５０】
なお、突起部３６は、上記金属線に限らず、包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押圧挟持し得るものであれば、他の材料を使用することもできる。例えば、圧接面の板状ゴム部材の側縁に沿って突条を隆設して構成してもよい。また、包装袋２１の非加熱部分を押圧挟持すればよいので、下部封止ブロック３１ａの圧接面に設けてもよい。さらには、封止ブロックをヒーター等の発熱源を設けた部分と発熱源のない部分とに分離し、発熱源のない封止ブロックに突起部３６を設けてもよい。要するに、押圧挟持部（突起部）を設ける部位は、熱溶着する際の熱が包装袋に伝わり難く、尚且つガス充填に起因する膨張力を受ける部分であれば良い。
【００５１】
次に図８は、本実施形態のガス充填包装機のガスノズルに気密接続された吸気系を示す概略系統図であり、この図面に基づいて上記吸気系２０の構造を説明する。
【００５２】
図８において、中央に位置するのは上記の真空ポンプ１９であり、この吸気口６１には、吸気系２０を大気開放する開放弁６２と、上記減圧駆動室１８にシール操作路６３を介して接続されたシール弁６４と、上記ガスノズル５へと至る吸気路６５の延出された脱気弁６６とが接続してある。上記開放弁６２は、減圧駆動室１８に大気を導入するものであり、上述したように、戻しスプリング３３の付勢力により下部封止ブロック３１ａを下降して元の位置に復帰させる際に使用する。上記シール弁６４は、上述したように、減圧駆動室１８のダイヤフラム３４に下端を接続した昇降機構３０の昇降ロッド３０ａを昇降操作する弁である。また、真空ポンプ１９の下部にはドレン口６７を接続してあり、このドレン口６７はボール弁６８を操作することにより開閉される。
【００５３】
上記脱気弁６６から延出された吸気路６５の基端側には、脱気力を調整する調整手段（脱気スピード調整手段）７０が介設してある。本実施形態では、この脱気力調整手段７０としてボール弁を採用しているが、これに限るものではなく、脱気力（脱気スピード）を調整し得る手段であれば、例えば、レギュレーター等の他の装置を採用してもよい。さらに、この脱気力調整手段７０の延出側には、ドレンを除去するドレンセパレータ７１と、吸気系２０内に洗浄水や空気等の清掃流体を導入する清掃用切替弁７２とを設けてあり、その延出側はガスボンベ側とガスノズル５側とに分岐接続し、ガスボンベ側の分岐路にガス用電磁弁７３を設け、ガスノズル５側の分岐路に圧力センサー７４を設けてある。そして、ガス用電磁弁７３及び圧力センサー７４を制御装置（図示せず）にそれぞれ電気的に接続してある。ガス用電磁弁７３は、制御装置からの信号により開くと、ガス供給源としてのガスボンベからガスを供給してガスノズル５を介して包装袋２１にガスを充填するための弁である。一方、圧力センサー７４は、ガスノズル５とガスボンベとを結ぶガス供給系に設けられ、包装袋内の充填ガス圧力が所定圧力に到達すると信号を制御装置に送るセンサーであり、この信号を受けると制御装置が前記封止機構部を作動させて包装袋の開口部を封止する。なお、圧力センサー７４は、ガスノズル５とガス供給源（ガスボンベ）とを結ぶガス供給系であれば配設位置はどこでもよい。
【００５４】
上記脱気力調整手段７０としてのボール弁の操作部は本実施形態のガス充填包装機の右側パネル２ａに露出しており、上記清掃用切替弁７２の操作部は本実施形態のガス充填包装機の左側パネル２ｂに露出している。すなわち、本実施形態のガス充填包装機によれば、ガスノズル５と真空ポンプ１９とを結ぶ吸気系２０としての吸気路６５に脱気力調整手段７０を設けたので、ノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させても、この脱気力調整手段７０によって脱気力を適当な力（この場合気流の流量）に調整すれば、ガスノズル５の前方で包装袋２１の上下のフィルムが密着することがなく、また、ガスノズル５の先端の口が閉塞されることがない。したがって、包装袋２１内の脱気操作を良好に継続することができ、確実に脱気できる。
【００５５】
さらに、ガスノズル５と真空ポンプ１９とを結ぶ吸気系２０としての吸気路６５に、この吸気路６５内に洗浄水や空気等の清掃流体を導入する清掃用切替弁７２を設けたので、この清掃用切替弁７２を切り替えて清掃流体を導入すれば、吸気系２０を容易に洗浄でき、また、異物を除去することで詰まりを未然に防止することができる。具体的には、吸気系２０の清掃が必要と判断した場合や、定期メンテナンスの際に、清掃用切替弁７２の接続部に水道水や洗浄液などの清掃流体の供給系を適宜接続して清掃作業を行うことになる。
【００５６】
次に、ガス充填包装機１による一連の封止作業について説明する。
載置トレイ２９上に食品等（例えば、人工海水に浸した状態の活イカ）の被包装物２２を収納した包装袋２１を載置するが、その際、ガスノズル５をピン５６を支点５０として上方へ首振り回動させた状態で、包装袋２１の開口部にガスノズル５のノズル口５１を挿入し、再びガスノズル５をピン５６を支点５０として下方へ首振り回動させて包装袋２１をセットする。このようにガスノズル５をそのノズル口５１が上下に回動するようにノズル基部側を支点５０として首振り可能に設けているので、包装袋２１の開口部にガスノズル５を挿入した状態で包装袋２１をセットするのが容易になる。また、ガスノズル５に備えられた付勢手段により、上記ノズル口５１を下部の袋押さえ部材２３ｂに押し付けるように下方へ付勢することができるので、包装袋２１の開口部の下側部分（下側フィルム）を支持することができ、包装袋２１のずれがなくなりセットが極めて容易になる。
【００５７】
このように被包装物２２を収納した包装袋２１をセットしてアーム３を被せてロック機構１０によりロックすると、リミットスイッチ１６がオンとなり、このリミットスイッチ１６からの検出信号を受けて制御装置が流路切替弁７３を真空ポンプ１９側に切り換え、ガスノズル５を介して包装袋２１内を脱気する（脱気工程）。その際、ガスノズル５の上下に配された袋押さえ部材２３ａ、２３ｂがノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する。本実施形態では、これら上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとしてゲル材４０を装着したので、このゲル材４０のゴムより優れた柔軟性及び変形容易性によりノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させることができる。さらに、ガスノズル５の挟持部分５２を偏平形状としたので、上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂが包装袋２１を介してガスノズル５の外周に密着し易くなり、また包装袋２１の開口部がガスノズル５から離脱するのを防止することができる。そして、ガスノズル５と真空ポンプ１９とを結ぶ吸気系２０としての吸気路６５に、脱気力（脱気スピード）を調整する調整手段７０を介設しているので、ノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させても、この脱気力調整手段７０により脱気力を適当に調整すれば、ガスノズル５の前方で包装袋２１の上下のフィルムが密着することがなく、包装袋２１内の脱気操作を効率良く良好に継続することができる。
【００５８】
そして、タイマーに予め設定した時間だけ脱気操作を行うと、次に、制御装置が脱気弁６６を閉じ、ガス用電磁弁７３を開いてガスノズル５から包装袋２１内へ酸素ガスを充填する（ガス充填工程）。この場合にも、上述したと同様に、ガスノズル５の上下に配された袋押さえ部材２３ａ、２３ｂがノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持しており、上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂが包装袋２１を介してガスノズル５の周囲に気密性良く密着し、またガスの充填圧力によって包装袋２１の開口部がガスノズル５から離脱するのを防止する。
【００５９】
包装袋２１内に所定圧力の酸素ガスが充填されると圧力センサー７４が制御装置に信号を送出し、この信号により制御装置がガス充填が十分になされたことを認識し、ガス用電磁弁７４を閉じてガス充填工程を終了すると共に、制御装置は封止機構部を作動して封止工程（熱溶着工程）に移行する。
【００６０】
封止工程に移行すると制御装置が脱気弁６４を減圧駆動室１８側に切り換えるので、下部封止ブロック３１ａが上昇して上部封止ブロック３１ｂとの間に包装袋２１の封止部を挟み付けるとともに、突起部３６が包装袋２１の非加熱部分を強い圧力で押圧挟持する。したがって、酸素ガスの充填による膨張力に起因する引っ張り力は突起部３６によって押圧挟持されている部分まで作用するだけであって下部封止ブロック３１ａと上部封止ブロック３１ｂとの間に挟みつけられた包装袋２１の封止部には作用していない。この状態でヒーター３２に通電されて発熱し、この熱により下部封止ブロック３１ａと上部封止ブロック３１ｂとの間に挟みつけられた包装袋２１の封止部が上記膨張力に起因する引っ張り力の影響を受けることなく熱溶着される（熱溶着工程）。
【００６１】
このように本実施形態のガス充填包装機１によれば、ノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとしてゲル材４０を装着したので、このゲル材４０の優れた柔軟性によりノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させて充填ガスの漏れを防止することができる。したがって、包装袋２１を従来よりも高圧な膨満状態にガス充填することが可能となり、これにより包装完了後の包装体の保形性が高められて、包装体の取り扱い易くすることができる。特に、活魚介類を海水や人工海水とともに個別パッキングする場合には、包装完了後の包装体の保形性を高めて、包装体の取り扱い易くする必要があり、包装袋２１内の圧力を大気圧（１０１．３ｋＰａ）よりも高めることが望ましい。例えば、袋サイズが１６０×４７０ｍｍの場合には袋内圧力を１２５ｋＰａ、袋サイズが２２０×５６５ｍｍの場合には袋内圧力を１２０ｋＰａ、袋サイズが２５０×６５０ｍｍの場合には袋内圧力を１１７．５ｋＰａ程度に設定することが好ましく、包装袋２１が大きくなる程袋内圧力を抑制しなければ破裂してしまう。
【００６２】
熱溶着工程が終了すると、制御装置が開放弁６２を開くので減圧駆動室１８内の圧力が大気圧に復帰し、これによりが戻しスプリング３３の付勢によって下部封止ブロック３１ａが下降して封止工程を終了する。そして、包装袋２１の封止工程が終了すると制御装置がロック機構１０のソレノイド１４を励磁するので、フック１２が回動してピン１１から外れてロックを解除する。したがって、アーム３を上昇してから包装袋２１を取り出すことができる。
【００６３】
また、本実施形態のガス充填包装機１では、ガスノズル５と真空ポンプ１９とを結ぶ吸気系２０としての吸気路６５に、該吸気路６５内に清掃流体を導入する清掃用切替弁７２を介設している。したがって、例えば、活魚介類の個別パッキングのように海水や人工海水を吸引する可能性がある場合には、この清掃用切替弁７２の接続部に清掃流体の供給系を接続し、該清掃用切替弁７２を切り替えて吸気路６５内に洗浄水等の清掃流体を導入すれば、吸気路６５およびこれに付随する経路を清浄に保つことができ、悪臭の発生を防止でき、また、腐食や詰まりを未然に防止することができるものである。
【００６４】
以上のように、本実施形態のガス充填包装機１は、近年注目されている活魚介類の個別パッキングへの応用に特に適した装置である。すなわち、逆止弁付きの包装袋ではなく、普通の包装袋を使用してパッキングすることができるため、ランニングコストが安くて済む。また、普通の包装袋に活魚介類および海水または人工海水を収納するので、手間がかからず短時間でパッキングすることができる。さらに、空気を脱気した後酸素を充填するため、酸素濃度が高く、活きた魚介類を輸送するのに有利である。酸素の充填量はガス充填包装機の時間で管理できるため、常に所定量の酸素を充填し得る。そして、包装袋の開口部の封止は熱溶着であるため、逆止弁よりも確実な封止が可能である。なお、本実施形態において被包装物２２は例示したものに限れられない。
【００６５】
なお、上記の実施形態では、ガスノズル５がガス充填を行うだけでなく、脱気手段の一要素（吸気口）として機能しているが、本発明はこれに限るものではなく、別個に脱気用のノズルを設け、ガス充填手段と脱気手段との機能を分けるように構成してもよい。また、ヒーター３２は、熱伝達良く構成されていれば、上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂのいずれか一方の圧接面に配されていればよい。そして、ガスノズル５から充填するガスは、窒素ガスなどの不活性ガスや酸素に限らず、必要に応じて適宜選択することができる。
【００６６】
また、上記の実施形態では、包装領域が大気開放であるが、この包装領域をチャンバー内に設定して、真空包装できるように、すなわち、熱溶着して封止する封止機構部を備えた真空包装機を兼ねたガス充填包装機としてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、被包装物を収納した包装袋の開口部内に挿入するガスノズルの上下に、そのノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する袋押さえ部材を設け、これら上下の袋押さえ部材としてゲル材を装着したので、このゲル材の柔軟性によりノズル挿入位置の袋部分をガスノズルの外周に気密性良く密着させて充填ガスの漏れを防止することができ、包装袋を膨満状態にガス充填することが可能となる。したがって、包装完了後の包装体の保形性を従来よりも高めることができ、これにより包装体の取り扱い易くすることができる。
【００６８】
請求項２に記載の発明によれば、封止ブロックの圧接面に、包装袋の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分を押圧して挟持する押圧挟持部を設け、包装袋体の非加熱部分を上記押圧挟持部により挟持しながら熱溶着するので、ガス充填による包装袋の膨張力に起因する引っ張り力が上下の封止ブロックで圧接されている包装袋の封止部に及ぶことがない。したがって、熱溶着する際に、包装袋の封止部が加熱されて柔らかくなっても、上記引っ張り力によって破損したり溶着不良が生じることを有効に防止することができる。このため、封止作業を確実に行うことができる。
【００６９】
請求項３に記載の発明によれば、上記の押圧挟持部が、上下の封止ブロックの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーターよりも包装袋の閉塞側に形成された突起部であるので、簡単な構造であり、安価かつ確実に包装袋の部分的な伸びを防止し、封止作業を確実に行うことができる。
【００７０】
請求項４に記載の発明によれば、袋押さえ部材によって挟持されるガスノズルの挟持部分を偏平形状としたので、上記袋押さえ部材が包装袋を介してガスノズルの周囲に密着し易くなり、また包装袋の開口部がガスノズルから離脱するのを防止することができる。
【００７１】
請求項５に記載の発明によれば、ガスノズルをそのノズル口が上下に回動するように、ノズル基部側を支点として首振り可能に設けているので、ガスノズルを上方へ首振り回動させれば、包装袋の開口部にガスノズルを挿入した状態で包装袋をセットするのが容易になる。したがって、簡単な構造で、被包装物を収納した包装袋の開口部内にガスノズルを挿入する作業を容易かつ迅速に行うことができる。また、付勢手段により上記ノズル口を下部の袋押さえ部材に押し付けるように下方へ付勢しているので、包装袋の開口部の下側部分を支持することができ、包装袋のズレや抜けを防止でき、セットが極めて容易になる。
【００７２】
請求項６に記載の発明によれば、ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、脱気力を調整する調整手段を設けたので、ノズル挿入位置の袋部分をガスノズルの外周に気密性良く密着させても、脱気力を適当に調整すれば、ガスノズルの前方で上下の包装袋が密着することがなく、包装袋内の脱気操作を効率良く良好に継続することができる。
【００７３】
請求項７に記載の発明によれば、ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、該吸気系内に清掃流体を導入する清掃用切替弁を設けたので、この清掃用切替弁を切り替えて清掃流体を導入すれば、吸気系の清掃を容易に行うことができ、また、詰まりを未然に防止することができる。
【００７４】
請求項８に記載の発明によれば、ガスノズルとガス供給源とを結ぶガス供給系に圧力センサーを設け、該圧力センサーからの信号により包装袋内の充填ガス圧力が所定圧力に到達したことを検知すると封止機構部を作動させる制御装置を設けたので、脱気の工程と包装袋の開口部を封止する工程を連続して効率良く行うことができ、また、包装袋内に充填したガスの圧力を一定にして封止することができる。
【００７５】
前記したように、本発明のガス充填包装機は、近年注目されている活魚介類の個別包装への応用に特に適した装置であり、逆止弁付きの包装袋ではなく、普通の包装袋を使用してパッキングすることができるため、ランニングコストが安くて済む。また、普通の包装袋に活魚介類および海水または人工海水を収納するので、手間がかからず短時間でパッキングすることができる。さらに、空気を脱気した後酸素を充填するため、酸素濃度が高く、活きた魚介類を輸送するのに有利である。酸素の充填量はガス充填包装機の時間で管理できるため、常に所定量の酸素を充填し得る。そして、包装袋の開口部の封止は熱溶着であるため、逆止弁よりも確実な封止が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス充填包装機の全体外観を示す斜視図である。
【図２】本発明のガス充填包装機の正面図である。
【図３】本発明のガス充填包装機の側面図である。
【図４】本発明のガス充填包装機の内部構造を示す主要部の模式図である。
【図５】本発明のガス充填包装機における封止機構部および袋押さえ部材の一例を示す要部拡大図である。
【図６】本発明のガス充填包装機におけるガスノズル、及びその近傍に配設した下部の袋押さえ部材を示しており、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその組立て状況の概略図である。
【図７】本発明のガス充填包装機における上部封止ブロック、及びこれに附設した上部の袋押さえ部材を示しており、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図８】本発明のガス充填包装機のガスノズルに気密接続された吸気系を示す概略系統図である。
【符号の説明】
１ ガス充填包装機
２ 筐体
２ａ 右側パネル
２ｂ 左側パネル
３ アーム
３ａ アーム基端部
４ 包装領域
５ ガスノズル
６ 封止機構部
７ 操作パネル
８ 基台プレート
９ 支軸
１０ ロック機構
１１ ピン
１２ フック
１２ａ フック基端部
１３ 回動軸
１４ ソレノイド
１５ スプリング
１６ リミットスイッチ
１７ ガスブロック
１８ 減圧駆動室
１９ 真空ポンプ
２０ 吸気系
２１ 包装袋
２２ 被包装物
２３ａ、２３ｂ 袋押さえ部材
２４、２５ ステー
２７ 突き当て板
２８ 幅規制板
２９ 載置トレイ
３０ 昇降機構
３０ａ 昇降ロッド
３１ａ 下部封止ブロック
３１ｂ 上部封止ブロック
３２ ヒーター
３３ 戻しスプリング
３４ ダイヤフラム
３６ 押圧挟持部（突起部、金属線）
４０ ゲル材
４１、４２ 固定具
４３ ブラケット
４４ ピン孔
４５ ピン
５０ 支点
５１ ノズル口
５２ 挟持部分
５３ エルボユニオン
５４ ノズルロック
５５ ノズルシム
５６ ピン
５７ パイプサポート
５８ ストレートソケット
５９ ジョイント部
６１ 吸気口
６２ 開放弁
６３ シール操作路
６４ シール弁
６５ 吸気路
６６ 脱気弁
６７ ドレン口
６８ ボール弁
７０ 脱気力調整手段
７１ ドレンセパレータ
７２ 清掃用切替弁
７３ ガス用電磁弁
７４ 圧力センサー
【発明の属する技術分野】
本発明は、被包装物を包装袋に収納した状態で内部に不活性ガスや酸素等を充填し、包装袋の開口部を封止するガス充填包装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、食品等の被包装物を樹脂フィルム製などの包装袋内に収納した状態で不活性ガス等を充填し、包装袋の開口部を封止する真空包装機は、例えば、特開２００２−１９７２３号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の発明は、チャンバ内にセットされた包装袋の開口部にノズルを差し込んで不活性ガスを充填するとともに、上記開口部を上封止部材と下封止部材とで圧接して封止する機構と、チャンバ内を減圧する真空ポンプとを備えている。したがって、この真空包装機は食品等を収納した包装袋の周り全体を減圧してから包装袋内に不活性ガス等を充填して封止することができる。
【０００４】
近年、ガス充填包装機は、例えば、活魚介類の個別パッキング等に用いることが注目されているが、従来の個別パッキングは逆止弁付きの包装袋内に海水や成分調整した人工海水とともに活魚介類を収納し、そのまま酸素充填している。すなわち、従来は魚介類を活きたまま輸送する手段として輸送車に水槽を取り付け、この水槽内に種々の魚介類を入れて輸送するという方法が採られていたが、この方法では輸送コストが高い上に輸送途中に魚介類が死んでしまうことも珍しくなく、非常にリスクの高い輸送方法であったが、活魚介類を個別パッキングして輸送する方法は、大きな水槽を必要としないので輸送コストが抑えられることから採用されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１９７２３号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の逆止弁付きの包装袋を用いた活魚介類の個別包装は、逆止弁付きの包装袋のコストが高く、ランニングコストが高くなってしまう。また、逆止弁付きの包装袋に活魚介類および海水または人工海水を収納するのに手間がかかり、作業が煩雑である。さらに、酸素の充填は作業者の目安で行っていたため、酸素濃度がばらついていた。
【０００７】
そこで、普通の包装袋を用い、該包装袋内に被包装物を収納して、包装袋内を脱気した後にガス充填を行い、包装袋の開口部を熱溶着により封止するガス充填包装機の活魚介類の個別パッキングへの応用が注目されるが、以下に説明するような種々の課題があった。すなわち、従来のガス充填包装機は、被包装物を収納した包装袋の開口部内にガスノズルを挿入して、そのノズル挿入位置の袋部分を上下の発泡材製の袋押さえ部材で挟持したとしても、その袋部分のガスノズルの外周に対する馴染みが悪くて気密性が低く、また包装袋の保持力が不十分であった。したがって、ガスノズルの外周近傍に形成された隙間から充填ガスが漏れてしまったり包装袋が外れてしまう不都合があった。このため、包装袋を膨満状態にガス充填することができず、包装を完了した包装体の保形性が悪く、特に活魚介類の個別包装に用いる場合には包装体が撓んで取り扱い難かった。
【０００８】
また、従来のガス充填包装機では、ガス充填した包装袋を上下の封止ブロックで圧接して熱溶着しようとする際に、包装袋内に充満したガスの膨張力が包装袋を構成しているフィルムを引き伸ばす引張力として作用し、これにより熱で柔らかくなった部分を引き伸ばしてしまい、包装袋のフィルムが薄くなり過ぎて熱溶着が首尾良く行えない場合（例えば、熱溶着部分が破れたり溶着不良）があるという不具合が生じていた。
【０００９】
また、ガスノズルのノズル口の断面形状が円筒体状に形成されていたため、上記袋押さえ部材が包装袋を介してノズル口の周囲に密着し難く、そのため、気密性が不足し、また、包装袋の開口部がガスノズルから離脱し易かった。
【００１０】
さらに、包装袋内の脱気操作や、包装袋内へのガス充填を行うガスノズルが固定式であったため、被包装物を収納した包装袋の開口部内にガスノズルを挿入する作業が煩雑であった。その対策として、また、包装袋内の奥まで挿入できるようにするために前後移動式のガスノズルも開発されているが、装置が大掛かりになり、移動に伴ってアクセス時間がかかっていた。
【００１１】
そして、ガス充填する前に、ガスノズルにより被包装物を収納した包装袋内を脱気しているが、ガスノズルの外周に包装袋の開口部を気密性良く密着させると、包装袋を構成している上下のフィルムが接近し、ガスノズルの脱気力が強過ぎるとノズル口の前方で上下のフィルムが密着してしまったり、或いはフィルムがノズル口に吸着されて口を閉塞してしまい、包装袋内に空気が残っていても脱気できない不都合が生じる。
【００１２】
加えて、脱気操作を行う際、ガスノズルから被包装物の一部や液汁等を吸い込んでしまっても、ガスノズルに連通する吸気系内を清掃する手段がなく、衛生上好ましくなく、また、吸気系が腐食する虞れがあった。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、ノズル挿入位置の袋部分をガスノズルの外周に気密性良く密着させて充填ガスの漏れを防止し、包装袋を膨満状態にガス充填することができ、さらには、ガス充填した包装袋の封止不良を防止できるガス充填包装機を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第２の目的は、ガスノズルの外周に対する袋押さえ部材の包装袋を介した密着性を改善し、包装袋の開口部がガスノズルから離脱するのを防止することができるガス充填包装機を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の第３の目的は、簡単な構造で、被包装物を収納した包装袋の開口部内にガスノズルを挿入する作業を容易かつ迅速に行うことができるガス充填包装機を提供することにある。
【００１６】
そして、本発明の第４の目的は、包装袋をガスノズルの外周に気密性良く密着させても、ガスノズルの口やその前方で上下の包装袋が密着することがなく、包装袋内の脱気操作を良好に継続することができるガス充填包装機を提供することにある。
【００１７】
加えて、本発明の第５の目的は、ガスノズルに連通する吸気系内を容易に清掃できるガス充填包装機を提供することにある。
【００１８】
ひいては、活魚介類の包装に使用する場合に、ランニングコストが安く、包装袋に活魚介類および海水または人工海水を収納するのが簡単かつ容易であり、所定量の酸素を充填することができるガス充填包装機を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、包装領域にセットされた包装袋の開口部を上下の封止ブロックで圧接して熱溶着する封止機構部と、上記包装袋内を脱気した後にガスを充填するガスノズルとを備え、被包装物を包装袋に収納した状態で該袋内にガスを充填し、包装袋の開口部を熱溶着により封止するガス充填包装機において、
上記被包装物を収納した包装袋の開口部内に挿入するガスノズルの上方及び下方に、そのノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する袋押さえ部材を設け、これら上下の袋押さえ部材としてゲル材を装着したことを特徴とする。
【００２０】
なお、ここでゲルとは、コロイド粒子が連なったり、高分子鎖が架橋したりして網目構造を形成し、流動性を失って多少の弾性と硬さをもってゼリー状に固化したものをいう。
【００２１】
請求項２に記載のものは、前記封止ブロックの圧接面に、包装袋の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分を押圧して挟持する押圧挟持部を設け、包装袋体の非加熱部分を上記押圧挟持部により挟持しながら熱溶着することを特徴とする請求項１に記載のガス充填包装機である。
【００２２】
請求項３に記載のものは、前記押圧挟持部が、上下の封止ブロックの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーターよりも包装袋の収納部側に形成された突起部により構成されていることを特徴とする請求項２に記載のガス充填包装機である。
【００２３】
請求項４に記載のものは、前記ガスノズルの少なくとも前記袋押さえ部材による挟持部分を偏平形状としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２４】
請求項５に記載のものは、前記ガスノズルをそのノズル口が上下方向に回動するように、ノズル基部側を支点として首振り可能に設け、付勢手段により上記ノズル口を下方の袋押さえ部材に押し付けるように付勢していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２５】
請求項６に記載のものは、前記ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、脱気力を調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２６】
請求項７に記載のものは、前記ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、該吸気系内に清掃流体を導入する清掃用切替弁を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２７】
請求項８に記載のものは、前記ガスノズルとガス供給源とを結ぶガス供給系に圧力センサーを設け、該圧力センサーからの信号により包装袋内の充填ガス圧力が所定圧力に到達したことを検知すると前記封止機構部を作動させる制御装置を設けたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のガス充填包装機である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態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の全体外観を示す斜視図、図２はガス充填包装機の正面図、図３はその側面図、図４はガス充填包装機の内部構造を示す主要部の模式図、図５はガス充填包装機における封止機構部および袋押さえ部材の一例を示す要部拡大図である。
【００２９】
これらの図面に示すように、本実施形態のガス充填包装機１は、筐体２の上部に、載置トレイ２９を筐体２の後方に向かって下り傾斜させた状態で設けるとともに、筐体２の後半寄りの両側に配置した支軸９を中心として開閉可能なカバー状のアーム３を設け、該アーム３が被さって区画される包装領域４内の筐体前面寄りには複数のガスノズル５を筐体２の後方に向けて設けるとともに、ガスノズル５の先端近傍に、包装袋２１の開口部を封止する封止機構部６を設け、筐体２内には真空ポンプ１９や切替弁、及び制御装置（図示せず）などを設け、アーム３の自由端側に位置する筐体２の前面に操作パネル７を設けてある。
【００３０】
包装領域４は、矩形皿状の基台プレート８と、この基台プレート８の上面を覆うように開閉するアーム３とによって囲まれる。そして、アーム３は、基端に設けた支軸９により基台プレート８に対して回動（開閉）自在に支持され、筐体２の側面に設けたロック機構１０により閉止状態でロックされるように構成されている。ロック機構１０は、図２及び図３に示すように、アーム３の先端カバー部分内の一側に設けられたピン１１に、基台プレート８の一側において回動するように設けられたフック１２が係合することによりロックされるように構成されている。そして、フック１２の操作は、屈曲させたフック基端部１２ａを、回動軸１３を支点としてソレノイド１４により回動させることにより行う。
【００３１】
アーム３は、支軸９の近傍のアーム基端部３ａに取り付けられたスプリング１５によって常に開放方向に付勢されており、ロック機構１０のフック１２をピン１１から解除すると、アーム３は自動的に開放するように構成されている。また、アーム３が包装領域４を上方から被さるようにして閉じられたときには、アーム基端部３ａがリミットスイッチ１６に接触して、アーム３の閉状態を検知するように成っている。
【００３２】
包装領域４の開放側端部（前部）近くには、基台プレート８から起立するようにガスブロック１７が設けてあり、このガスブロック１７の上端部には包装領域４の内部へ向けて略水平に複数のガスノズル５が突設されている。ガスブロック１７は減圧駆動室１８を介して、真空ポンプ１９の吸気系２０と気密接続されている。
【００３３】
図６は、本実施形態のガス充填包装機におけるガスノズル５、及びその近傍に配設した下部の袋押さえ部材を示しており、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその組立て状況の概略図である。また図７は、本実施形態のガス充填包装機１における上部封止ブロック、及びこれに附設した上部の袋押さえ部材を示しており、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【００３４】
図５乃至図７に示すように、被包装物２２を収納した包装袋２１の開口部内に挿入するガスノズル５の上方及び下方には、包装袋２１の開口部にガスノズル５を挿入した際に、そのノズル挿入位置の袋部分外面を上下から挟持する袋押さえ部材２３ａ、２３ｂを設けており、これにより包装袋２１のずれを防止するとともにガスノズル５の周囲からの漏れを防止して真空ポンプ１９による脱気作業を確実ならしめている。下部の袋押さえ部材２３ａは、ガスノズル５を配設したガスブロック１７のノズル直下に起立するように配された逆Ｌ字状のステー２４の上面に設けられている。また、上部の袋押さえ部材２３ｂは、後述する上部封止ブロック３１ｂからノズル直上に突き出すように斜めに配されたステー２５の下面に設けられている。なお、上部の袋押さえ部材２３ｂを設けるステー２５は、ピン４５等を介して上部封止ブロック３１ｂに固定されており、上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂは封止ブロック３１ａ、３１ｂの略全幅に亘って設けられている。
【００３５】
そして、本実施形態では、これら上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとして、肉厚帯状のゲル材４０が装着してある。ここでゲルとは、コロイド粒子が連なったり、高分子鎖が架橋したりして網目構造を形成し、流動性を失って多少の弾性と硬さをもってゼリー状に固化したものをいい、本実施形態では、例えば、株式会社ジェルテック製のシリコーンを主原料としたゲル状素材をゲル材４０として用いる。この種のゲル状素材は、例えば、ヤング率（ｋＰａ）が低いもので２８．９ｋＰａの値を示し、その場合に３４０％の伸びを示している。
【００３６】
すなわち、本実施形態のガス充填包装機１によれば、被包装物２２を収納した包装袋２１の開口部内に挿入するガスノズル５の上下に、そのノズル挿入位置の袋部分外面を上下から挟持する袋押さえ部材２３ａ、２３ｂを設け、これら上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとしてゲル材４０を装着したので、このゲル材４０のゴムよりも優れた柔軟性によりノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させて充填ガスの漏れを防止することができ、包装袋２１を膨満状態にガス充填することを可能にしている。このため、包装完了後の包装体の保形性を高め、例えば、活イカに代表される活魚介類の個別包装等の包装体を取り扱い易くすることができる。
【００３７】
また、本実施形態におけるガスノズル５は、上記袋押さえ部材２３ａ、２３ｂによって上下から挟持される挟持部分５２を横長に偏平させた形状に成形している。すなわち、ガスノズル５のノズル口５１の基部および先端部が円筒体状を呈し、これらの部分の中間部が横長の楕円筒体状を呈しており、この楕円筒体状の偏平部分に上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂが包装袋２１を介して当接するようになっている。したがって、本実施形態のガス充填包装機１によれば、ガスノズル５の少なくとも上記袋押さえ部材２３ａ、２３ｂによる挟持部分５２を偏平した形状としたので、上記袋押さえ部材２３ａ、２３ｂが包装袋２１を介してガスノズル５の外周に密着し易くなり、また包装袋２１の開口部がガスノズル５から離脱するのを防止することができる。
【００３８】
さらに、このガスノズル５は、図６に示すように、そのノズル口５１が上下に回動するように、ノズル基部側を支点５０として首振り可能に構成されている。このガスノズル５は、上述したように偏平させたノズル口５１をエルボユニオン５３の一方の接続部内に挿着し、他方の接続部を上下にノズルロック５４およびノズルシム５５を介してピン５６を有するパイプサポート５７内に挿通させて、順にストレートソケット５８およびジョイント部５９を挿着してＬ字状のノズルとして一体化させたものであり、このガスノズル５の基部側に位置するピン５６を、固定具４１、４２等によって固定支持したガスブロック１７のブラケット４３の上部に位置するピン孔４４に挿通し、上記ピン５６を支点５０としてガスノズル５を首振り可能に取り付けている。
【００３９】
すなわち、本実施形態のガス充填包装機１によれば、ガスノズル５をそのノズル口５１が上下に回動するように、ノズル基部側を支点５０として首振り可能に設けているので、ガスノズル５を上方へ首振り回動させれば、包装袋２１の開口部にガスノズル５を挿入した状態で容易に包装袋２１をセットすることができる。したがって、簡単な構造で、被包装物２２を収納した包装袋２１の開口部内にガスノズル５を挿入する作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００４０】
このガスノズル５は、上記ジョイント部５９に接続されるエアホースの直線状に戻ろうとする弾性やスプリング、ウエイト等の付勢手段（図示せず）によって、常にそのノズル口５１を下部の袋押さえ部材２３ｂに押し付けるように下方へ付勢されている。したがって、本実施形態のガス充填包装機によれば、上記のような付勢手段により上記ノズル口５１を下部の袋押さえ部材２３ｂに押し付けるように下方へ付勢しているので、包装袋２１の開口部の下側部分を支持することができ、包装袋２１をセットを極めて容易に行うことができる。
【００４１】
具体的には、作業者がノズル口５１を上方に回動した状態でガスノズル５のノズル口５１を包装袋２１の開口部内に挿入できるので作業性が良好である。そして、この状態で手を離すと、ガスノズル５が付勢手段の付勢力によりノズル口５１を下方に回動して包装袋２１の下側のフィルムを袋押さえ部材２３ｂに押し付け、これによりノズル口５１と下側のゲル材４０との間で包装袋２１の下側のフィルムを挟持することができる。したがって、包装袋２１に力が作用しても、包装袋２１の位置がずれたり、あるいはガスノズル５から抜けてしまうなどの不都合を生じることがない。
【００４２】
また、ガスノズル５から真空ポンプ１９への経路には分岐を設け、この分岐路には、脱気した包装袋２１内へ不活性ガス（窒素等）や酸素などの充填ガスをガスノズル５を介して注入するためのガスボンベが接続してある。したがって、包装袋２１の開口部にガスノズル５を挿入し、アーム３を被せてロックした状態で真空ポンプ１９を作動すると、食品等の被包装物２２を収納した包装袋２１内の空気をガスノズル５を介して脱気することができ、脱気が終了したならばガスノズル５を介してガスボンベ内のガスを包装袋２１内に充填することができる。なお、脱気及びガス充填の操作については後述する。
【００４３】
図４及び図５に示すように、包装領域４の前部における袋押さえ部材２３ａ、２３ｂの近傍には封止機構部６を設け、包装領域４の奥側（後部、即ち図３において右側）には、被包装物２２を収納した包装袋２１の移動を防止するとともに、上記の封止機構部６により封止する包装袋２１の位置を規制して安定させるための突き当て板２７および幅規制板２８を配設した載置トレイ２９がガスノズル５とは反対側の奥に向けて下り傾斜させた状態で設けてある。包装袋２１は、被包装物２２の量などにより様々なサイズのものがあるが、封止機構部６による封止位置（封止部）は同じであり、開口部とは反対側に位置する閉塞部（底）までの長さ、すなわち被包装物２２を収納する収納部の長さが異なる。そこで、包装袋２１の収納部の長さや袋幅（収納部の幅）に応じて突き当て板２７および幅規制板２８の位置を調整できるように構成してある。載置トレイ２９は、包装領域４の奥側からから封止機構部６へ向けて上方へ傾斜しているので、この載置トレイ２９に被包装物２２を収納した包装袋２１を載置すると、包装袋２１の開口部近傍の封止部（熱溶着する帯状部分）が封止機構部６の所定位置に安定して静止する。
【００４４】
次に、封止機構部６について説明する。本実施形態における封止機構部６は、図４に示すように、基台プレート８の前端部分に設けた減圧駆動室１８のダイヤフラム３４に下端を接続した昇降機構３０の昇降ロッド３０ａを包装領域４内に起立し、該昇降ロッド３０ａの上端に下部封止ブロック３１ａを固定し、アーム３のカバー部分の天部に上部封止ブロック３１ｂを下部封止ブロック３１ａに対向する状態で設けてある。そして、これらの封止ブロック３１ａ、３１ｂは包装領域４の幅方向に長尺なヒーターブロックとして構成されている。また、下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂの圧接面には板状のゴム部材を介して線状或いは細い帯状のヒーター３２が上記幅方向に沿って配してあり、昇降機構３０により下部封止ブロック３１ａを上昇させて上部封止ブロック３１ｂ側に圧接するように構成されている。
【００４５】
減圧駆動室１８には、戻しスプリング３３によりダイヤフラム３４と昇降ロッド３０ａが下向きに付勢されており、減圧駆動室１８内を減圧すると、戻しスプリング３３の付勢力に抗してダイヤフラム３４が上昇し、その結果、下部封止ブロック３１ａを上昇させるように成っている。したがって、下部封止ブロック３１ａが上昇すると、包装袋２１の開口部を挟んだ状態で上部封止ブロック３１ｂに押し付けることができ、この状態でヒーター３２に通電して加熱すると、間に挟んだ包装袋２１を熱溶着して封止（密封）することができる。
【００４６】
なお、本実施形態のガス充填包装機１には、減圧駆動室１８に大気を導入する、すなわち大気開放するための後述する開放弁６２（図８参照）が備えられている。したがって、この大気開放弁６２を開放すると、戻しスプリング３３の付勢力により下部封止ブロック３１ａが下降して元の位置に復帰する。
【００４７】
また、下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂの圧接面には、包装袋２１の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分（積極的には加熱しない部分）を押さえる押圧挟持部を配している。本実施形態では、この押圧挟持部として、下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーター３２よりも包装袋２１の収納部側に位置する面に突起部３６を設けてある。
【００４８】
具体的に説明すると、図５に示す突起部３６は、上部封止ブロック３１ｂの圧接面の端部（ガスノズルとは反対側の端部）に該ブロック３１ｂの長手方向に沿って固定した金属線により構成してある。上述したように、この金属線３６は包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押さえるように成っており、下部封止ブロック３１ａを上昇させて上部封止ブロック３１ｂに圧接すると、下部封止ブロック３１ａの圧接面に装着されたゴム部材を窪ませることになり、これにより間に挟持した包装袋２１の非加熱部分を他の圧接面よりも強い力で挟持できる。したがって、この強い挟持力により、ガス充填による膨張力に起因する引っ張り力が下部封止ブロック３１ａと上部封止ブロック３１ｂとの両圧接面に挟まれた包装袋２１の封止部に作用することを阻止することができる。
【００４９】
ガス充填した包装袋２１の開口部を下部封止ブロック３１ａおよび上部封止ブロック３１ｂで圧接してヒーター３２により加熱する際に、上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂの端部において包装袋２１を上下に広げようとする膨張力が働くが、上部封止ブロック３１ｂの圧接面に、包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押さえる金属線３６を配したので、この金属線３６によって包装袋２１の非加熱部分を挟持することにより、上記膨張力が加熱されて延び易くなった封止部分に引っ張り力が掛からず、包装袋２１の部分的な伸びを防止することができる。すなわち、非加熱部分は温度上昇しないために袋を構成している合成樹脂シートの強度が維持されており、この強度の高い部分で引っ張り力を受け止めることになる。したがって、加熱されて強度が低下した封止部に引っ張り力が作用することがなくなり、これにより封止作業を確実に行うことができる。
【００５０】
なお、突起部３６は、上記金属線に限らず、包装袋２１の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押圧挟持し得るものであれば、他の材料を使用することもできる。例えば、圧接面の板状ゴム部材の側縁に沿って突条を隆設して構成してもよい。また、包装袋２１の非加熱部分を押圧挟持すればよいので、下部封止ブロック３１ａの圧接面に設けてもよい。さらには、封止ブロックをヒーター等の発熱源を設けた部分と発熱源のない部分とに分離し、発熱源のない封止ブロックに突起部３６を設けてもよい。要するに、押圧挟持部（突起部）を設ける部位は、熱溶着する際の熱が包装袋に伝わり難く、尚且つガス充填に起因する膨張力を受ける部分であれば良い。
【００５１】
次に図８は、本実施形態のガス充填包装機のガスノズルに気密接続された吸気系を示す概略系統図であり、この図面に基づいて上記吸気系２０の構造を説明する。
【００５２】
図８において、中央に位置するのは上記の真空ポンプ１９であり、この吸気口６１には、吸気系２０を大気開放する開放弁６２と、上記減圧駆動室１８にシール操作路６３を介して接続されたシール弁６４と、上記ガスノズル５へと至る吸気路６５の延出された脱気弁６６とが接続してある。上記開放弁６２は、減圧駆動室１８に大気を導入するものであり、上述したように、戻しスプリング３３の付勢力により下部封止ブロック３１ａを下降して元の位置に復帰させる際に使用する。上記シール弁６４は、上述したように、減圧駆動室１８のダイヤフラム３４に下端を接続した昇降機構３０の昇降ロッド３０ａを昇降操作する弁である。また、真空ポンプ１９の下部にはドレン口６７を接続してあり、このドレン口６７はボール弁６８を操作することにより開閉される。
【００５３】
上記脱気弁６６から延出された吸気路６５の基端側には、脱気力を調整する調整手段（脱気スピード調整手段）７０が介設してある。本実施形態では、この脱気力調整手段７０としてボール弁を採用しているが、これに限るものではなく、脱気力（脱気スピード）を調整し得る手段であれば、例えば、レギュレーター等の他の装置を採用してもよい。さらに、この脱気力調整手段７０の延出側には、ドレンを除去するドレンセパレータ７１と、吸気系２０内に洗浄水や空気等の清掃流体を導入する清掃用切替弁７２とを設けてあり、その延出側はガスボンベ側とガスノズル５側とに分岐接続し、ガスボンベ側の分岐路にガス用電磁弁７３を設け、ガスノズル５側の分岐路に圧力センサー７４を設けてある。そして、ガス用電磁弁７３及び圧力センサー７４を制御装置（図示せず）にそれぞれ電気的に接続してある。ガス用電磁弁７３は、制御装置からの信号により開くと、ガス供給源としてのガスボンベからガスを供給してガスノズル５を介して包装袋２１にガスを充填するための弁である。一方、圧力センサー７４は、ガスノズル５とガスボンベとを結ぶガス供給系に設けられ、包装袋内の充填ガス圧力が所定圧力に到達すると信号を制御装置に送るセンサーであり、この信号を受けると制御装置が前記封止機構部を作動させて包装袋の開口部を封止する。なお、圧力センサー７４は、ガスノズル５とガス供給源（ガスボンベ）とを結ぶガス供給系であれば配設位置はどこでもよい。
【００５４】
上記脱気力調整手段７０としてのボール弁の操作部は本実施形態のガス充填包装機の右側パネル２ａに露出しており、上記清掃用切替弁７２の操作部は本実施形態のガス充填包装機の左側パネル２ｂに露出している。すなわち、本実施形態のガス充填包装機によれば、ガスノズル５と真空ポンプ１９とを結ぶ吸気系２０としての吸気路６５に脱気力調整手段７０を設けたので、ノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させても、この脱気力調整手段７０によって脱気力を適当な力（この場合気流の流量）に調整すれば、ガスノズル５の前方で包装袋２１の上下のフィルムが密着することがなく、また、ガスノズル５の先端の口が閉塞されることがない。したがって、包装袋２１内の脱気操作を良好に継続することができ、確実に脱気できる。
【００５５】
さらに、ガスノズル５と真空ポンプ１９とを結ぶ吸気系２０としての吸気路６５に、この吸気路６５内に洗浄水や空気等の清掃流体を導入する清掃用切替弁７２を設けたので、この清掃用切替弁７２を切り替えて清掃流体を導入すれば、吸気系２０を容易に洗浄でき、また、異物を除去することで詰まりを未然に防止することができる。具体的には、吸気系２０の清掃が必要と判断した場合や、定期メンテナンスの際に、清掃用切替弁７２の接続部に水道水や洗浄液などの清掃流体の供給系を適宜接続して清掃作業を行うことになる。
【００５６】
次に、ガス充填包装機１による一連の封止作業について説明する。
載置トレイ２９上に食品等（例えば、人工海水に浸した状態の活イカ）の被包装物２２を収納した包装袋２１を載置するが、その際、ガスノズル５をピン５６を支点５０として上方へ首振り回動させた状態で、包装袋２１の開口部にガスノズル５のノズル口５１を挿入し、再びガスノズル５をピン５６を支点５０として下方へ首振り回動させて包装袋２１をセットする。このようにガスノズル５をそのノズル口５１が上下に回動するようにノズル基部側を支点５０として首振り可能に設けているので、包装袋２１の開口部にガスノズル５を挿入した状態で包装袋２１をセットするのが容易になる。また、ガスノズル５に備えられた付勢手段により、上記ノズル口５１を下部の袋押さえ部材２３ｂに押し付けるように下方へ付勢することができるので、包装袋２１の開口部の下側部分（下側フィルム）を支持することができ、包装袋２１のずれがなくなりセットが極めて容易になる。
【００５７】
このように被包装物２２を収納した包装袋２１をセットしてアーム３を被せてロック機構１０によりロックすると、リミットスイッチ１６がオンとなり、このリミットスイッチ１６からの検出信号を受けて制御装置が流路切替弁７３を真空ポンプ１９側に切り換え、ガスノズル５を介して包装袋２１内を脱気する（脱気工程）。その際、ガスノズル５の上下に配された袋押さえ部材２３ａ、２３ｂがノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する。本実施形態では、これら上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとしてゲル材４０を装着したので、このゲル材４０のゴムより優れた柔軟性及び変形容易性によりノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させることができる。さらに、ガスノズル５の挟持部分５２を偏平形状としたので、上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂが包装袋２１を介してガスノズル５の外周に密着し易くなり、また包装袋２１の開口部がガスノズル５から離脱するのを防止することができる。そして、ガスノズル５と真空ポンプ１９とを結ぶ吸気系２０としての吸気路６５に、脱気力（脱気スピード）を調整する調整手段７０を介設しているので、ノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させても、この脱気力調整手段７０により脱気力を適当に調整すれば、ガスノズル５の前方で包装袋２１の上下のフィルムが密着することがなく、包装袋２１内の脱気操作を効率良く良好に継続することができる。
【００５８】
そして、タイマーに予め設定した時間だけ脱気操作を行うと、次に、制御装置が脱気弁６６を閉じ、ガス用電磁弁７３を開いてガスノズル５から包装袋２１内へ酸素ガスを充填する（ガス充填工程）。この場合にも、上述したと同様に、ガスノズル５の上下に配された袋押さえ部材２３ａ、２３ｂがノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持しており、上下の袋押さえ部材２３ａ、２３ｂが包装袋２１を介してガスノズル５の周囲に気密性良く密着し、またガスの充填圧力によって包装袋２１の開口部がガスノズル５から離脱するのを防止する。
【００５９】
包装袋２１内に所定圧力の酸素ガスが充填されると圧力センサー７４が制御装置に信号を送出し、この信号により制御装置がガス充填が十分になされたことを認識し、ガス用電磁弁７４を閉じてガス充填工程を終了すると共に、制御装置は封止機構部を作動して封止工程（熱溶着工程）に移行する。
【００６０】
封止工程に移行すると制御装置が脱気弁６４を減圧駆動室１８側に切り換えるので、下部封止ブロック３１ａが上昇して上部封止ブロック３１ｂとの間に包装袋２１の封止部を挟み付けるとともに、突起部３６が包装袋２１の非加熱部分を強い圧力で押圧挟持する。したがって、酸素ガスの充填による膨張力に起因する引っ張り力は突起部３６によって押圧挟持されている部分まで作用するだけであって下部封止ブロック３１ａと上部封止ブロック３１ｂとの間に挟みつけられた包装袋２１の封止部には作用していない。この状態でヒーター３２に通電されて発熱し、この熱により下部封止ブロック３１ａと上部封止ブロック３１ｂとの間に挟みつけられた包装袋２１の封止部が上記膨張力に起因する引っ張り力の影響を受けることなく熱溶着される（熱溶着工程）。
【００６１】
このように本実施形態のガス充填包装機１によれば、ノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する袋押さえ部材２３ａ、２３ｂとしてゲル材４０を装着したので、このゲル材４０の優れた柔軟性によりノズル挿入位置の袋部分をガスノズル５の外周に気密性良く密着させて充填ガスの漏れを防止することができる。したがって、包装袋２１を従来よりも高圧な膨満状態にガス充填することが可能となり、これにより包装完了後の包装体の保形性が高められて、包装体の取り扱い易くすることができる。特に、活魚介類を海水や人工海水とともに個別パッキングする場合には、包装完了後の包装体の保形性を高めて、包装体の取り扱い易くする必要があり、包装袋２１内の圧力を大気圧（１０１．３ｋＰａ）よりも高めることが望ましい。例えば、袋サイズが１６０×４７０ｍｍの場合には袋内圧力を１２５ｋＰａ、袋サイズが２２０×５６５ｍｍの場合には袋内圧力を１２０ｋＰａ、袋サイズが２５０×６５０ｍｍの場合には袋内圧力を１１７．５ｋＰａ程度に設定することが好ましく、包装袋２１が大きくなる程袋内圧力を抑制しなければ破裂してしまう。
【００６２】
熱溶着工程が終了すると、制御装置が開放弁６２を開くので減圧駆動室１８内の圧力が大気圧に復帰し、これによりが戻しスプリング３３の付勢によって下部封止ブロック３１ａが下降して封止工程を終了する。そして、包装袋２１の封止工程が終了すると制御装置がロック機構１０のソレノイド１４を励磁するので、フック１２が回動してピン１１から外れてロックを解除する。したがって、アーム３を上昇してから包装袋２１を取り出すことができる。
【００６３】
また、本実施形態のガス充填包装機１では、ガスノズル５と真空ポンプ１９とを結ぶ吸気系２０としての吸気路６５に、該吸気路６５内に清掃流体を導入する清掃用切替弁７２を介設している。したがって、例えば、活魚介類の個別パッキングのように海水や人工海水を吸引する可能性がある場合には、この清掃用切替弁７２の接続部に清掃流体の供給系を接続し、該清掃用切替弁７２を切り替えて吸気路６５内に洗浄水等の清掃流体を導入すれば、吸気路６５およびこれに付随する経路を清浄に保つことができ、悪臭の発生を防止でき、また、腐食や詰まりを未然に防止することができるものである。
【００６４】
以上のように、本実施形態のガス充填包装機１は、近年注目されている活魚介類の個別パッキングへの応用に特に適した装置である。すなわち、逆止弁付きの包装袋ではなく、普通の包装袋を使用してパッキングすることができるため、ランニングコストが安くて済む。また、普通の包装袋に活魚介類および海水または人工海水を収納するので、手間がかからず短時間でパッキングすることができる。さらに、空気を脱気した後酸素を充填するため、酸素濃度が高く、活きた魚介類を輸送するのに有利である。酸素の充填量はガス充填包装機の時間で管理できるため、常に所定量の酸素を充填し得る。そして、包装袋の開口部の封止は熱溶着であるため、逆止弁よりも確実な封止が可能である。なお、本実施形態において被包装物２２は例示したものに限れられない。
【００６５】
なお、上記の実施形態では、ガスノズル５がガス充填を行うだけでなく、脱気手段の一要素（吸気口）として機能しているが、本発明はこれに限るものではなく、別個に脱気用のノズルを設け、ガス充填手段と脱気手段との機能を分けるように構成してもよい。また、ヒーター３２は、熱伝達良く構成されていれば、上下の封止ブロック３１ａ、３１ｂのいずれか一方の圧接面に配されていればよい。そして、ガスノズル５から充填するガスは、窒素ガスなどの不活性ガスや酸素に限らず、必要に応じて適宜選択することができる。
【００６６】
また、上記の実施形態では、包装領域が大気開放であるが、この包装領域をチャンバー内に設定して、真空包装できるように、すなわち、熱溶着して封止する封止機構部を備えた真空包装機を兼ねたガス充填包装機としてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、被包装物を収納した包装袋の開口部内に挿入するガスノズルの上下に、そのノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する袋押さえ部材を設け、これら上下の袋押さえ部材としてゲル材を装着したので、このゲル材の柔軟性によりノズル挿入位置の袋部分をガスノズルの外周に気密性良く密着させて充填ガスの漏れを防止することができ、包装袋を膨満状態にガス充填することが可能となる。したがって、包装完了後の包装体の保形性を従来よりも高めることができ、これにより包装体の取り扱い易くすることができる。
【００６８】
請求項２に記載の発明によれば、封止ブロックの圧接面に、包装袋の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分を押圧して挟持する押圧挟持部を設け、包装袋体の非加熱部分を上記押圧挟持部により挟持しながら熱溶着するので、ガス充填による包装袋の膨張力に起因する引っ張り力が上下の封止ブロックで圧接されている包装袋の封止部に及ぶことがない。したがって、熱溶着する際に、包装袋の封止部が加熱されて柔らかくなっても、上記引っ張り力によって破損したり溶着不良が生じることを有効に防止することができる。このため、封止作業を確実に行うことができる。
【００６９】
請求項３に記載の発明によれば、上記の押圧挟持部が、上下の封止ブロックの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーターよりも包装袋の閉塞側に形成された突起部であるので、簡単な構造であり、安価かつ確実に包装袋の部分的な伸びを防止し、封止作業を確実に行うことができる。
【００７０】
請求項４に記載の発明によれば、袋押さえ部材によって挟持されるガスノズルの挟持部分を偏平形状としたので、上記袋押さえ部材が包装袋を介してガスノズルの周囲に密着し易くなり、また包装袋の開口部がガスノズルから離脱するのを防止することができる。
【００７１】
請求項５に記載の発明によれば、ガスノズルをそのノズル口が上下に回動するように、ノズル基部側を支点として首振り可能に設けているので、ガスノズルを上方へ首振り回動させれば、包装袋の開口部にガスノズルを挿入した状態で包装袋をセットするのが容易になる。したがって、簡単な構造で、被包装物を収納した包装袋の開口部内にガスノズルを挿入する作業を容易かつ迅速に行うことができる。また、付勢手段により上記ノズル口を下部の袋押さえ部材に押し付けるように下方へ付勢しているので、包装袋の開口部の下側部分を支持することができ、包装袋のズレや抜けを防止でき、セットが極めて容易になる。
【００７２】
請求項６に記載の発明によれば、ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、脱気力を調整する調整手段を設けたので、ノズル挿入位置の袋部分をガスノズルの外周に気密性良く密着させても、脱気力を適当に調整すれば、ガスノズルの前方で上下の包装袋が密着することがなく、包装袋内の脱気操作を効率良く良好に継続することができる。
【００７３】
請求項７に記載の発明によれば、ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、該吸気系内に清掃流体を導入する清掃用切替弁を設けたので、この清掃用切替弁を切り替えて清掃流体を導入すれば、吸気系の清掃を容易に行うことができ、また、詰まりを未然に防止することができる。
【００７４】
請求項８に記載の発明によれば、ガスノズルとガス供給源とを結ぶガス供給系に圧力センサーを設け、該圧力センサーからの信号により包装袋内の充填ガス圧力が所定圧力に到達したことを検知すると封止機構部を作動させる制御装置を設けたので、脱気の工程と包装袋の開口部を封止する工程を連続して効率良く行うことができ、また、包装袋内に充填したガスの圧力を一定にして封止することができる。
【００７５】
前記したように、本発明のガス充填包装機は、近年注目されている活魚介類の個別包装への応用に特に適した装置であり、逆止弁付きの包装袋ではなく、普通の包装袋を使用してパッキングすることができるため、ランニングコストが安くて済む。また、普通の包装袋に活魚介類および海水または人工海水を収納するので、手間がかからず短時間でパッキングすることができる。さらに、空気を脱気した後酸素を充填するため、酸素濃度が高く、活きた魚介類を輸送するのに有利である。酸素の充填量はガス充填包装機の時間で管理できるため、常に所定量の酸素を充填し得る。そして、包装袋の開口部の封止は熱溶着であるため、逆止弁よりも確実な封止が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス充填包装機の全体外観を示す斜視図である。
【図２】本発明のガス充填包装機の正面図である。
【図３】本発明のガス充填包装機の側面図である。
【図４】本発明のガス充填包装機の内部構造を示す主要部の模式図である。
【図５】本発明のガス充填包装機における封止機構部および袋押さえ部材の一例を示す要部拡大図である。
【図６】本発明のガス充填包装機におけるガスノズル、及びその近傍に配設した下部の袋押さえ部材を示しており、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその組立て状況の概略図である。
【図７】本発明のガス充填包装機における上部封止ブロック、及びこれに附設した上部の袋押さえ部材を示しており、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図８】本発明のガス充填包装機のガスノズルに気密接続された吸気系を示す概略系統図である。
【符号の説明】
１ ガス充填包装機
２ 筐体
２ａ 右側パネル
２ｂ 左側パネル
３ アーム
３ａ アーム基端部
４ 包装領域
５ ガスノズル
６ 封止機構部
７ 操作パネル
８ 基台プレート
９ 支軸
１０ ロック機構
１１ ピン
１２ フック
１２ａ フック基端部
１３ 回動軸
１４ ソレノイド
１５ スプリング
１６ リミットスイッチ
１７ ガスブロック
１８ 減圧駆動室
１９ 真空ポンプ
２０ 吸気系
２１ 包装袋
２２ 被包装物
２３ａ、２３ｂ 袋押さえ部材
２４、２５ ステー
２７ 突き当て板
２８ 幅規制板
２９ 載置トレイ
３０ 昇降機構
３０ａ 昇降ロッド
３１ａ 下部封止ブロック
３１ｂ 上部封止ブロック
３２ ヒーター
３３ 戻しスプリング
３４ ダイヤフラム
３６ 押圧挟持部（突起部、金属線）
４０ ゲル材
４１、４２ 固定具
４３ ブラケット
４４ ピン孔
４５ ピン
５０ 支点
５１ ノズル口
５２ 挟持部分
５３ エルボユニオン
５４ ノズルロック
５５ ノズルシム
５６ ピン
５７ パイプサポート
５８ ストレートソケット
５９ ジョイント部
６１ 吸気口
６２ 開放弁
６３ シール操作路
６４ シール弁
６５ 吸気路
６６ 脱気弁
６７ ドレン口
６８ ボール弁
７０ 脱気力調整手段
７１ ドレンセパレータ
７２ 清掃用切替弁
７３ ガス用電磁弁
７４ 圧力センサー
Claims (8)
- 包装領域にセットされた包装袋の開口部を上下の封止ブロックで圧接して熱溶着する封止機構部と、上記包装袋内を脱気した後にガスを充填するガスノズルとを備え、被包装物を包装袋に収納した状態で該袋内にガスを充填し、包装袋の開口部を熱溶着により封止するガス充填包装機において、
上記被包装物を収納した包装袋の開口部内に挿入するガスノズルの上方及び下方に、そのノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する袋押さえ部材を設け、これら上下の袋押さえ部材としてゲル材を装着したことを特徴とするガス充填包装機。 - 前記封止ブロックの圧接面に、包装袋の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分を押圧して挟持する押圧挟持部を設け、包装袋体の非加熱部分を上記押圧挟持部により挟持しながら熱溶着することを特徴とする請求項１に記載のガス充填包装機。
- 前記押圧挟持部が、上下の封止ブロックの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒーターよりも包装袋の収納部側に形成された突起部により構成されていることを特徴とする請求項２に記載のガス充填包装機。
- 前記袋押さえ部材によって挟持されるガスノズルの挟持部分を偏平形状としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のガス充填包装機。
- 前記ガスノズルをそのノズル口が上下方向に回動するように、ノズル基部側を支点として首振り可能に設け、付勢手段により上記ノズル口を下方の袋押さえ部材に押し付けるように付勢していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のガス充填包装機。
- 前記ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、脱気力を調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のガス充填包装機。
- 前記ガスノズルと真空ポンプとを結ぶ吸気系に、該吸気系内に清掃流体を導入する清掃用切替弁を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のガス充填包装機。
- 前記ガスノズルとガス供給源とを結ぶガス供給系に圧力センサーを設け、該圧力センサーからの信号により包装袋内の充填ガス圧力が所定圧力に到達したことを検知すると前記封止機構部を作動させる制御装置を設けたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のガス充填包装機。
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- 2003-04-25 JP JP2003121085A patent/JP2004323066A/ja active Pending
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