JP2015117047A

JP2015117047A - 一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造方法及び装置

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Publication number: JP2015117047A
Application number: JP2013262535A
Authority: JP
Inventors: 康之本田; Yasuyuki Honda; 中本　格衛; Kakuei Nakamoto; 格衛中本
Original assignee: Toyo Jidoki Co Ltd
Current assignee: Toyo Jidoki Co Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: CN104724326A; JP6125419B2; CN104724326B

Abstract

【課題】通常の平袋から、一方の袋面２ａに被包装物を収容する凹部１６を有する袋を製造する。
【解決手段】第１グリッパー８で袋２の両縁部を挟持して移送し、その移送過程で、袋２の袋口を開口し、袋２内にノズル１１を挿入して袋２の内部を袋外の大気に連通させ、袋２の一方の袋面２ａを外側から加熱して軟化させた後、該一方の袋面２ａに凹型のキャビティ１８を有する成型部材１９を外側から密接させ、かつ他方の袋面２ｂに受け部材２１を密接させて袋２の背面を支持し、一方の袋面２ａとキャビティ１８の内面との間に形成された成型空間内を減圧して、一方の袋面２ａを外側に膨出させキャビティ１８の内面に沿う形状に成型する。
【選択図】図４

Description

本発明は、一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造方法及び装置、並びに、この製造方法及び装置を含む袋詰め包装方法及び装置に関する。

特許文献１には、深絞り型包装機が記載されている。この深絞り型包装機では、ロールから巻き戻した下部フィルムを水平方向に間欠的に搬送しながら、その搬送過程において下部フィルムに被包装物を収容するための凹部を形成する。続いて、この凹部に被包装物を充填した後、下部フィルムの上面に蓋材となる上部フィルムを供給し、この上部フィルムを下部フィルムの上面にシールして、被包装物を収容した凹部を密閉し、最後に、上下フィルムのシール部をカットして、個々の包装体に分離する。

なお、下部フィルムに前記凹部を形成するにあたっては、下部フィルムを加熱して軟化させた後、下部フィルムを開閉自在な上下一対のボックスで挟み、同ボックスで下部フィルムの上部及び下部の空間を密閉し、次いで上側ボックス内に配置したプラグ（雄型）を下降させ、下部フィルムを下側ボックス内に配置した雌型内に押し込み、同時に、上側ボックス内に加圧空気を供給し、かつ下側ボックス内を減圧して、下部フィルムを雌型の内周面に密着させる。

特開２００２−１４５２１５号公報（図１，２）

従来の深絞り型包装機では、被包装物を収容する凹部を形成する下部フィルムと、被包装物充填後の凹部を密閉する上部フィルム（蓋材）とで包装容器を形成するため、得られる包装製品は、一方のフィルム面に形成された凹部に被包装物が収容された包装製品（深絞り型の包装製品）に限られる。
これに対し、近年、包装製品が多様化している関係で、このような深絞り型の包装製品と、包装材として普通の袋（平袋、ガセット袋等）を用いた袋詰め包装製品を共通の包装機で生産したいという要望がある。

しかし、従来の深絞り型包装機では、当然このような袋詰め包装製品は生産できない。
一方、従来の袋詰め包装機で前記の深絞り型の包装製品と同種の包装製品を生産するには、被包装物の充填に先立ち、袋の一方の袋面（フィルム）に被包装物を収容するための凹部を形成する必要があるが、袋詰め包装機で深絞り型の包装製品を生産すること自体、これまで提案されたことはなく、むろん、袋の一方の袋面にそのような凹部を形成する技術は知られていない。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、袋の一方の袋面（フィルム）に被包装物を収容するための凹部を形成する、言い換えれば、一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋を製造する方法及び装置を提供することを主たる目的とする。また、前記凹部を形成した袋を用いる袋詰め包装方法及び装置を提供することを他の目的とする。

本発明に係る袋の製造方法は、袋の一方の袋面に被包装物を収容する凹部を形成するもので、環状の移動経路に沿って複数組等間隔に配置され左右一対の挟持部を有するグリッパーが前記移動経路に沿って移動する間に、前記グリッパーに袋を供給し、袋の両側縁部を前記挟持部で挟持し、袋口から袋内に通気部材を挿入して内部を袋外に連通させ、かつ袋の一方の袋面を外側から加熱して同袋面を軟化した後、前記一方の袋面に凹型のキャビティを有する成型部材を外側から密接させ、前記一方の袋面と前記キャビティの内面との間に形成された成型空間内を減圧して、前記一方の袋面を外側に膨出させ前記キャビティの内面に沿う形状に成型し、前記一方の袋面に被包装物を収容する凹部を形成することを特徴とする。この製造方法において、袋内に通気部材を挿入する工程と袋の一方の袋面を加熱する工程に、時間的先後関係はない（どちらが先でもよい）。

上記製造方法は次のような実施の形態をとり得る。
（１）前記移動経路が円形で、グリッパーの挟持部に挟持された袋が袋口を上に向けた垂直姿勢である。
（２）前記通気部材がノズルである。
（３）減圧開始から所定時間経過後、前記成型空間内の圧力又は前記成型空間から流出する空気の流量を測定し、前記凹部が適正に形成されたか否かを判定する工程を有する。
（４）前記一方の袋面に前記凹部を成型する前又は成型した後の適宜のタイミングで、前記凹部の周囲の下半部分を他方の袋面とシールする。なお、本発明において下半部分という用語は、後述する実施の形態に示すとおり、厳密な下半分のみを意味するのではない。

本発明に係る袋詰め包装方法は、上記製造方法により製造された袋の前記凹部内に被包装物を充填し、袋口をシールすることを特徴とする。又は、上記製造方法により製造された袋の前記凹部内に被包装物を充填した後、袋を真空チャンバー内に収容して袋内を減圧し、減圧状態のまま袋口をシールすることを特徴とする。いずれの場合も、被包装物を充填する前に、前記凹部の周囲の下半部分を他方の袋面とシール（溶着）することが好ましい。

本発明に係る袋の製造装置は、上記製造方法を実施するためのもので、袋の両側縁部を挟持する左右一対の挟持部を有し、環状の第１移動経路に沿って等間隔に配置され、かつ前記第１移動経路に沿って移動し、前記挟持部で挟持した袋を移送する複数組の第１グリッパーと、前記第１グリッパーが前記第１移動経路に沿って移動する過程で、前記第１グリッパーに空袋を供給する給袋装置と、前記挟持部が挟持した袋の一方の袋面に加熱空気を吹き付けて前記一方の袋面を軟化させる袋面加熱装置と、前記第１グリッパーの移動経路の近傍に配置されて進退し、前進したとき開口した袋内に挿入され袋内の空間を袋外に連通させる通気部材と、前記袋面加熱装置より前記第１移動経路の下流側に配置され、前記一方の袋面に被包装物を収容する凹部を形成する凹部形成装置からなる。前記凹部形成装置は、前面側に凹型のキャビティを有し、袋の一方の袋面に向けて進退し、前進位置において前面側を前記一方の袋面に密接させる成型部材と、袋を挟んで前記成型部材の反対側に配置され、前記成型部材に対向する位置で袋の他方の袋面の側を支持する受け部材と、前記キャビティに連通し、前記一方の袋面と前記キャビティの内面との間に形成された成型空間内を減圧する真空吸引源を備える。この製造装置において、前記袋面加熱装置は、前記通気部材より前記第１移動経路の上流側に配置されても下流側に配置されていてもよい。なお、グリッパー及び移動経路に付された「第１」は単なる符号であり、他のグリッパー及び移動経路と区別するためにのみ付与したものである。

上記製造装置は次のような実施の形態をとり得る。
（１）前記第１移動経路が円形で、前記第１グリッパーが前記第１移動経路に沿って間欠移動し、前記挟持部で挟持した袋を袋口を上に向けた垂直姿勢で移送し、前記受け部材は、袋の前記他方の袋面に向けて進退し、前進位置において前記他方の袋面の側を支持する。この場合、前記通気部材の進退は上下方向となり（昇降）、下降したとき開口した袋内に挿入される。
（２）前記通気部材がノズル（パイプ状の部品）である。
（３）前記通気部材は複数個存在し、前記第１グリッパーの各々に対応して設置され、前記第１グリッパーと同調して移動する。
（４）前記受け部材は前面側に前記通気部材が嵌る切り欠き部を有する。
（５）前記成形空間内の圧力を測定する圧力計又は前記成形空間から流出する空気の流量を測定する流量計と、前記圧力計又は流量計の検出値に基づいて前記凹部が適正に形成されたか否かを判定する制御装置を備える。前記圧力計は、例えば前記成型部材と真空吸引源の間の配管又は前記成型部材に接続され、前記流量計は例えば前記配管又は前記ノズルに接続される。
（６）前記凹部の周囲の下半部分を他方の袋面とシールする袋面シール装置を備える。

本発明に係る袋詰め包装装置は、上記製造装置と、同製造装置により製造された袋に被包装物を充填する袋詰め装置と、同袋詰め装置により被包装物が充填された袋を真空処理しかつ袋口をシールする真空処理装置を備える。前記袋詰め装置は、環状の第２移動経路に沿って等間隔に配置され、袋の両側縁部を挟持して前記第２移動経路に沿って移動し、袋を移送する第２グリッパーと、前記第２グリッパーで移送される袋を開口する袋口開口装置、及び袋内に被包装物を充填する充填装置を備え、前記真空処理装置は、環状の第３移動経路に沿って等間隔に配置され、前記第３移動経路に沿って移動する蓋開閉自在の複数の真空チャンバーを備え、各真空チャンバー内に充填済みの袋を保持する第３グリッパーと真空処理済みの袋の袋口をシールするシール装置がそれぞれ設置されている。さらに、前記製造装置と袋詰め装置の間に、前記第１グリッパーから袋を受け取り、前記第２グリッパーへ引き渡す第１袋受け渡し装置と、前記袋詰め装置と真空処理装置の間に、前記第２グリッパーから充填済みの袋を受け取り、前記第３グリッパーへ引き渡す第２袋受け渡し装置が配置されている。なお、グリッパー及び移動経路に付された「第２」、「第３」は単なる符号であり、他のグリッパー及び移動経路と区別するためにのみ付与したものである。

上記包装装置において、前記第１移動経路が円形で、前記第１グリッパーが前記第１移動経路に沿って間欠移動し、前記挟持部で挟持した袋を袋口を上に向けた垂直姿勢で移送し、さらに前記第２，第３移動経路がいずれも円形で、前記第２グリッパーが前記第２移動経路に沿って間欠移動し、袋を袋口を上に向けた垂直姿勢で間欠移送し、前記真空チャンバーが前記第３移動経路に沿って間欠移動し、前記第３グリッパーは袋を袋口を上に向けた垂直姿勢で保持することが好ましい。また、上記製造装置に袋面シール装置が設置されていない場合、上記袋詰め装置が同様の袋面シール装置を備え、同袋面シール装置が、前記充填装置より前記第２移動経路の上流側に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、２枚（表裏各１枚）の袋面（フィルム）を有する通常の袋（平袋、ガセット袋、自立袋等）を用い、一方の袋面に被包装物を収容するための凹部を有する袋を製造する製造方法及び製造装置を提供することができ、さらに、製造した袋（一方の袋面に被包装物を収容するための凹部を有する袋）を用い、前記凹部に被包装物を充填した袋詰め包装製品を製造する袋詰め包装方法及び袋詰め包装装置を提供することができる。
本発明に係る袋詰め包装装置では、袋面加熱装置の作動、通気部材の昇降、凹部形成装置の作動等を止めることにより、通常の袋にそのまま被包装物を充填することができる。すなわち、本発明に係る袋詰め包装装置は、深絞り型の包装製品と、包装材として通常の袋を用いた袋詰め包装製品を共に生産することができる。

特許文献１に示す従来の深絞り型包装機では、例えば袋のサイズ及び凹部のサイズを変更する場合、下部フィルム、上部フィルム、ボックス（プラグ、雌型を含む）、シール装置等の交換に加えて、下部フィルムと上部フィルムの間欠送り量、ボックスの位置、シール位置、カット位置等を変更する必要があり、その作業は繁雑で、この作業に伴う生産性の低下が大きい。これに対し、本発明に係る製造方法及び製造装置並びに袋詰め包装方法及び袋詰め包装装置によれば、変更後の袋サイズ（袋幅）に合わせて、例えばグリッパーの一対の挟持部同士の間隔を変更し、かつ変更後の凹部のサイズに合わせて成型部材を変更するだけであり、従来の深絞り型包装機に比べて作業が容易であり、かつ変更に伴う生産性の低下が小さい。

本発明に係る袋詰め包装装置の平面図である。一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置において、袋に通気部材（ノズル）を挿入する工程を説明する斜視図である。一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置において、袋の一方の袋面を加熱する工程を説明する斜視図である。一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置において、凹部形成装置による凹部の形成工程を説明する斜視図である。凹部の形成工程の続きを説明する斜視図である。凹部の形成工程の続きを説明する斜視図である。凹部形成装置の構造を説明する分解斜視図である。一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置において、凹部の周囲の下半分を他方の袋面とシールする袋面シール工程を説明する斜視図である。袋面シール工程の続きを説明する斜視図である。袋面シール工程後の袋を示す正面図（袋面シール工程によるシール部を斜線で示す）である。真空処理装置の真空チャンバーの構造を説明する断面図である。別の通気部材の構造を説明する斜視図である。

以下、図１〜１２を参照して、本発明に係る一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋を製造する製造方法及び装置、並びに同製造方法及び装置を含む袋詰め包装方法及び装置について具体的に説明する。
本発明に係る袋詰め包装装置は、図１に示すように、一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋を製造する製造装置１と、製造装置１により製造された袋２に被包装物を充填する袋詰め装置３と、袋詰め装置３により被包装物が充填された袋２を真空処理しかつ袋口をシールする真空処理装置４と、製造装置１と袋詰め装置３の間に配置され、製造装置１のグリッパー（第１グリッパー）から袋２を受け取り、袋詰め装置３のグリッパー（第２グリッパー）へ引き渡す第１袋受け渡し装置５と、袋詰め装置３と真空処理装置４の間に配置され、袋詰め装置３のグリッパー（第２グリッパー）から充填済みの袋２を受け取り、真空処理装置４のグリッパー（第３グリッパー）へ引き渡す第２袋受け渡し装置６を備える。１０は袋詰め包装装置の制御装置である。

製造装置１は、等角度で間欠回転するテーブル７の周囲に等間隔で配置された複数組（６組）の第１グリッパー８を備える。第１グリッパー８は、袋２の両側縁部を挟持する左右一対の挟持部８ａ，８ａを有し（図２参照）、テーブル７の間欠回転に伴い、水平面内で円形の移動経路（第１移動経路）に沿って間欠的に移動し、その間、適宜のタイミングで一対の挟持部８ａ，８ａ同士の間隔が広げられ又は狭められる。製造装置１において、テーブル７（第１グリッパー８）が一回転する間に、第１グリッパー８への袋２の供給、及び袋２の一方の袋面に被包装物を収容する凹部を形成するための種々の工程が、順次実施される。なお、第１グリッパー８の第１移動経路は袋２の移送経路でもあり、袋２は前記移送経路に沿って１個ずつ等角度間隔で間欠的に移送される。

製造装置１において、テーブル７の一回転は６回の停止と移動からなり、計６工程にわたり各種工程が実施される。
図１を参照してより具体的に説明すると、第１工程は給袋工程であり、グリッパー８の停止位置Ｉ（１番目の停止位置）近傍に、該グリッパー８に袋２を供給する給袋装置９が配置されている。給袋装置９は、例えば実用新案登録第３１２３７０９号公報又は特許第５０４４８４４号公報に記載された給袋装置と同様に、上縁が開口した空の平袋（３方向シール袋）をベルトコンベアで搬送し、ベルトコンベアの先端の所定位置に１枚ずつ位置決めし、位置決めした袋を垂直に持ち上げ、水平面内で旋回させてグリッパー８に供給する。グリッパー８に供給された袋２は、その挟持部８ａ，８ａにより開口部（袋口）付近の両側縁部を挟持され、開口部を上向きにして吊り下げられる。

第２工程は、袋２の袋口から袋内に通気部材（ノズル１１）を挿入する工程（通気部材挿入工程）であり、グリッパー８の停止位置ＩＩ（２番目の停止位置）近傍に、袋２の袋口を開口する開口装置１２が配置されている。この開口装置１２は、互いに接近し又は離れる一対の吸盤１２ａ，１２ａ（図２参照）を有する公知のものである。また、６個のノズル１１を含むノズル挿入装置１３がテーブル７上に設置され、テーブル７と共に間欠回転し、その間、各ノズル１１は常に各グリッパー８の一対の把持部８ａ，８ａの平面視中央部に位置する。図２に示すように、ノズル１１は、扁平で筒形状をなす本体部１１ａと、その上端に連結した円形のパイプ１１ｂからなり、各パイプ１１ｂがそれぞれ昇降部材１４に固定されている。昇降部材１４（及びノズル１１）は、テーブル７と共に間欠回転し、かつテーブル７の中央部に設置された図示しない駆動源により所定のタイミングで昇降する。

グリッパー８（及び袋２）が停止位置ＩＩに停止すると、吸盤１２ａ，１２ａが互いに接近して袋２の両袋面を吸着した後、互いに離れて袋２の袋口を開口し（図２（ａ））、このとき同時にグリッパー８の一対の挟持部８ａ，８ａの相互の間隔が狭められる。次いで袋２の上方の退避位置にあったノズル１１が下降（袋２に向けて前進）して、ノズル１１の本体部１１ａが袋２の袋口から袋内に挿入される。これにより、袋２の内部がノズル１１を介して袋外の大気と連通する。袋内に挿入されたノズル１１の位置（前進位置）は、下端が後述する凹部１６（図６参照）が形成される位置（図２（ｂ）に２点鎖線で示す部位１６ａ）に達するように設定される。

第３工程は、袋２の一方の袋面２ａを外側から加熱して軟化させる工程（加熱工程）であり、グリッパー８の停止位置ＩＩＩ（３番目の停止位置）近傍に、袋２の一方の袋面２ａに加熱空気を吹き付ける袋面加熱装置１５が設置されている。グリッパー８（及び袋２）が停止位置ＩＩＩに停止すると、袋面加熱装置１５が作動し、袋２の一方の袋面２ａに加熱空気を吹き付け、一方の袋面２ａを軟化させる。袋面加熱装置１５が作動する前に、グリッパー８の一対の挟持部８ａ，８ａの相互の間隔が広げられ、袋２の袋口が緊張状態となっていることが望ましい。なお、袋２はプラスチック製の袋で、一方の袋面２ａと他方の袋面２ｂは同材質でもよく、異なる材質でもよい。後者の場合、一方の袋面２ａを、他方の袋面２ｂに比べて、加熱により軟化しやすく塑性変形しやすい材質とすることが好ましい。

第４工程は、袋２の一方の袋面２ａに固形の被包装物（図示せず）を収容する凹部１６（図６参照）を形成する工程（凹部形成工程）であり、グリッパー８の停止位置ＩＶ（４番目の停止位置）近傍に、袋２の一方の袋面２ａに凹部１６を形成する凹部形成装置１７が設置されている。凹部形成装置１７は、前面側（袋２に面する側）に凹型のキャビティ１８を有する成型部材１９と、袋２を挟んで成型部材１９の反対側に配置された受け部材２１を含む。図７（ａ）の分解図に最も明瞭に記載されているが、成型部材１９は、貫通する略楕円形の孔２２が形成された本体部２３と、前面に本体部２３が着脱可能に固定される支持部材２４からなり、支持部材２４に本体部２３が固定されると、孔２２の背面側が支持部材２４により蓋をされ、これにより前記キャビティ１８が構成される。受け部材２１は、前面側（袋２に面する側）に上端に達する切り欠き部２５を有する。

成型部材１９は袋２の一方の袋面２ａに向けて進退し、受け部材２１は袋２の他方の袋面２ｂに向けて進退する。図４に後退して退避位置にきた成型部材１９及び受け部材２１が描かれ、図５に前進位置にきた成型部材１９及び受け部材２１が描かれている。前進位置において、成型部材１９は前面側を袋２の一方の袋面２ａに密接させ、受け部材２１は、成型部材１９に対向する位置で、前面側を袋２の他方の袋面２ｂに密接させ、袋２を背面で支持する。成型部材１９が前進位置にきたとき、成型部材１９のキャビティ１８の内面と袋２の一方の袋面２ａの間に、前記凹部１６を形成するための成型空間（キャビティ１８そのものということもできる）が構成される。

支持部材２４に、キャビティ１８に連通する小さい孔２６が形成されている。孔２６は配管２７及び切替弁２８を介して真空吸引源２９に接続され、配管２７に前記成型空間内の圧力を検出する圧力計３１が設置されている。また、切替弁２８の開閉は制御装置１０により制御される。圧力計３１の検出信号（圧力値）はこの制御装置１０に送信され、制御装置１０は、その検出信号に基づき、袋２の一方の袋面２ａに前記凹部１６が適正に形成されたか否かを判定する。配管２７、切替弁２８、真空吸引源２９及び圧力計３１は、凹部形成装置１７の一部である。

次に、第４工程（凹部形成工程）について、図４〜６を参照して説明する。
グリッパー８及び袋２が停止位置ＩＶに停止したとき、図４に示すように、成型部材１９及び受け部材２１はいずれも退避位置に後退している。このとき切替弁２８は閉であり、成型部材１９のキャビティ１８は真空吸引源２９から遮断され、大気開放状態となっている。
グリッパー８及び袋２が停止後、成型部材１９及び受け部材２１が前進し、図５に示すように前進位置に達して、成型部材１９が袋２の一方の袋面２ａに密接し、一方、受け部材２１が他方の袋面２ｂに密接する。このとき、受け部材２１の切り欠き部２５にノズル１１が嵌り込む。

続いて、制御装置１０が切替弁２８を開とし、成型部材１９のキャビティ１８を真空吸引源２９と連通させる。これにより、前記成型空間（キャビティ１８）内が減圧され、袋２の一方の袋面２ａがキャビティ１８内に引き込まれる（一方の袋面２ａが外側に膨出する）。一方の袋面２ａがキャビティ１８内に引き込まれるとき、袋２内の容積が増大しようとし、それに伴い、大気がパイプ１１ｂの上端からノズル１１内に導入され（図５に記載された矢印３０参照）、さらにノズル１１から袋２内に導入される。その結果、一方の袋面２ａはスムーズにキャビティ１８内に引き込まれ、キャビティ１８の内面に沿う形状に成型され、該一方の袋面２ａに被包装物を収容する前記凹部１６が形成される。他方の袋面２ｂは、袋２内に挿入されているノズル１１に阻まれ、また、袋２内に大気が導入されることもあり、一方の袋面２ａに追随してキャビティ１８内に引き込まれることはない。

前記成型空間（キャビティ１８）内の減圧を開始してから所定時間経過後、制御装置１０が、圧力計３１の検出信号（圧力値）に基づき、凹部１６が適正に形成されたか否かを判定する。具体的に例えば、検出された圧力値が設定値以下の場合、凹部１６が適正に形成されたと判定し、設定値を超える場合（袋２が破れたときなどは設定値を超える）、凹部１６が適正に形成されなかったと判定する。凹部１６が適正に形成されなかったと判定された袋２は、例えば、この停止位置ＩＶ以降でグリッパー８の挟持部８ａ，８ａを開き落下させて排除し、あるいは、充填及び真空処理工程を行わないまま移送し、最終的に不良品として排除する。

続いて、制御装置１０が切替弁２８を閉とし、成型部材１９のキャビティ１８を真空吸引源２９から遮断して大気開放状態とし、次いで、図６に示すように、成型部材１９と受け部材２１が後退し、そのあとに袋２の一方の袋面２ａに形成された凹部１６が現れる。以後、後述する袋引き渡し工程までの適当なタイミングで、ノズル挿入装置１３の駆動源が作動して、昇降部材１４及びノズル１１が上昇（袋２から後退）し、ノズル１１が袋２内から抜け出し、前記退避位置に復帰する。

第５工程は、一方の袋面２ａの凹部１６の周囲の下半部分を他方の袋面２ｂとシールする工程（袋面シール工程）であり、グリッパー８の停止位置Ｖ（５番目の停止位置）近傍に、同工程を実施する袋面シール装置（図１には、一対の熱板３２，３２のみ示されている）が設置されている。図８に示すように、熱板３２，３２はいずれもヒータ３３を内蔵し、袋面２ａ，２ｂに向けて進退する。また、袋２の凹部１６を避けるため、上部中央に袋２の凹部１６の下半分と同等又はやや大きい凹部３４，３４を有する。図８に後退して退避位置にきた熱板３２，３２が描かれ、図９に前進位置にきた熱板３２，３２が描かれている。

次に、第５工程（袋面シール工程）について、図８〜１０を参照して説明する。
グリッパー８及び袋２が停止位置Ｖに停止したとき、図８に示すように、熱板３２，３２は退避位置に後退している。グリッパー８及び袋２が停止後、熱板３２，３２が前進し、図９に示すように前進位置に達して、袋２の両面から凹部１６の周囲の下半分を挟持し加熱して、同下半分において一方の袋面２ａと他方の袋面２ｂをシールする。シール後の袋２が図１０に描かれ、斜線部（凹部１６の周囲の下半分）が新たにシールされた箇所（シール部３５）である。なお、この例では、シール部３５の上端位置が、ちょうど凹部１６の高さ方向中央位置に設定され、凹部１６の周囲のちょうど下半分がシールされているが、被包装物を凹部１６に充填し、かつ凹部１６に保持するのに支障がない限り、高さ方向中央位置より上又は下の適当な位置までシールすることができる。本発明では、このように下半分よりやや広い概念を指す用語として、下半部分という用語を用いている。

第６工程は、凹部１６を形成された袋２を製造装置１から袋詰め装置３に引き渡す工程（袋引き渡し工程）であり、グリッパー８の停止位置ＶＩ（６番目の停止位置）近傍に設置された第１袋受け渡し装置５により実施される。第１袋受け渡し装置５は、例えば実用新案登録第２５６２９４０号公報に記載された袋受け渡し装置と同様に、袋２の上縁部を挟持して、水平面内を移送するものである。

袋詰め装置３は、等角度で間欠回転するテーブル３７の周囲に等間隔で配置された複数組（８組）の第２グリッパー３８を備える。第２グリッパー３８は、製造装置１のグリッパー８と同様に、袋２の両側縁部を挟持する左右一対の挟持部３８ａ，３８ａを有し、テーブル３７の間欠回転に伴い、水平面内で円形の移動経路（第２移動経路）に沿って間欠的に移動し、その間、適宜のタイミングで一対の挟持部３８ａ，３８ａの間隔が広げられ又は狭められる。袋詰め装置３において、テーブル３７（第２グリッパー３８）が一回転する間に、第２グリッパー３８への袋２（凹部形成後の袋２）の供給、及び袋２に被包装物を充填するための種々の工程が、順次実施される。なお、第２グリッパー３８の第２移動経路は袋２の移送経路でもあり、袋２は前記移送経路に沿って１個ずつ等角度間隔で間欠的に移送される。

袋詰め装置３において、テーブル３７の一回転は８回の停止と移動からなり、計８工程にわたり各種工程（空き工程を含む）が実施される。
図１を参照して詳細に説明すると、第１工程は給袋工程であり、製造装置１の第１グリッパー８の停止位置ＶＩの近傍に第２グリッパー３８の停止位置Ｉが設定され、この停止位置Ｉに停止した第２グリッパー３８に対し、第１袋受け渡し装置５により袋２（凹部形成後の袋２）の供給が行われる。より具体的には、第１袋受け渡し装置５が第１グリッパー８から袋２を受け取り、水平面内を移送して、第２グリッパー３８に引き渡す。
第２工程は印字工程であり、第２グリッパー３８の停止位置ＩＩ近傍に、同位置に停止した袋２の袋面に日付等を印字する印字装置３９が配置されている。

第３工程は開口工程であり、第２グリッパー３８の停止位置ＩＩＩ近傍に、同位置に停止した袋２の袋口を開口する開口装置４１が配置されている。開口装置４１は、特開２００８−０４４６６０号公報に記載されたものと同じく、互いに接離可能な一対の吸盤を有する吸着式開口装置４２（吸盤は図示せず）と、一対の開口ガイドを有する追従式開口装置（追従アーム４３のみ図示し、開口ガイドは図示せず）からなる。グリッパー３８（及び袋２）が停止位置ＩＩＩに停止すると、吸着式開口装置４２の前記吸盤が袋２の両面を吸着して袋口を広げ（このときグリッパー３８の一対の挟持部３８，３８の相互の間隔が狭められる）、続いて追従式開口装置の追従アーム４３の先端部に設置された前記開口ガイドが下降して袋２内に挿入される。その後、前記一対の開口ガイドは、袋面に対して垂直方向にかつ互いに反対方向に移動して先端同士の間隔が広がり、これにより、前記吸盤が袋面から離れた後も、袋２の開口状態が維持される。追従アーム４３（及び前記一対の開口ガイド）は、グリッパー３８が停止位置ＩＩＩから次の停止位置（下記停止位置ＩＶ）に向けて移動するとき一緒に移動し、停止位置ＩＶで上昇して袋２内から抜け出し、停止位置ＩＩＩに向けて復帰移動する。

第４工程は固形物充填工程であり、グリッパー３８の停止位置ＩＶの近傍に、袋２に被包装物（固形物）を充填する充填装置４４が配置されている。グリッパー３８（袋２）が停止位置ＩＶに停止すると、充填装置４４のホッパー４５が下降して袋２の袋口内に挿入され、次いで追従アーム４３が上昇して前記開口ガイドが袋２内から抜け出し、停止位置ＩＩＩに向けて復帰移動を開始し、ホッパー４５内に被包装物（固形物）が投入され、袋２内の凹部１６に充填される。続いて、ホッパー４５が上昇して、袋２内から抜け出す。

第５工程は液状物充填工程であり、グリッパー３８の停止位置Ｖの近傍に、袋２に被包装物（液状物）を充填する充填装置（充填ノズル４６のみ図示）が配置されている。グリッパー３８（袋２）が停止位置Ｖに停止すると、充填ノズル４６が下降して袋２の袋口内に挿入され、袋内に被包装物（液状物）が充填される。続いて、充填ノズル４６が上昇して袋２内から抜け出す。
第６工程は空き工程であり、グリッパー３８の停止位置ＶＩでは、袋詰めのための操作は行われない。

第７工程は、充填済みの袋２を袋詰め装置３から真空処理装置４に引き渡す工程（袋引き渡し工程）であり、グリッパー３８の停止位置ＶＩＩ近傍に設置された第２袋受け渡し装置６により実施される。第２袋受け渡し装置６は、第１袋受け渡し装置５と同様に、袋２の上縁部を挟持して、水平面内を移送するものである。なお、液状物の充填工程以降、袋引き渡し工程が実施されるまでの適宜のタイミングで、グリッパー３８の一対の挟持部３８ａ，３８ａの相互の間隔が広げられ、袋２の袋口が緊張状態となっていることが好ましい。
第８工程は空き工程であり、グリッパー３８の停止位置ＶＩＩＩでは、袋詰めのための操作は行われない。

真空処理装置４は、等角度で間欠回転するテーブル４７の周囲に等間隔で配置された複数個（１２個）の真空チャンバー４８を備える。真空チャンバー４８は本体４９と蓋５１からなり、テーブル４７の間欠回転に伴い、水平面内で円形の移動経路（第３移動経路）に沿って間欠的に移動し、その移動の過程で、蓋５１が所定のタイミングで開閉する。図１１に示すように、真空チャンバー４８の内部に、袋２を袋口を上に向けた垂直姿勢で保持する第３グリッパー５２と、真空処理済みの袋２の袋口をシールするシール装置５３が設置されている。第３グリッパー５２は、本体４９内に固定された受け部材５２ａと、本体４９内に水平面内で揺動自在に軸支され、図示しない駆動源により所定角度揺動する押圧部材５２ｂからなる。シール装置５３は、蓋５１に固定されたシール台５３ａと、本体４９に設置され図示しない駆動源により進退するヒータ装置５３ｂからなる。なお、図１１において、５４は蓋５１を開閉するレバー、５５は真空吸引口である。レバー５４は図示しない駆動源に連結され、真空吸引口５５は図示しない配管及び切替弁等を介して真空吸引源に連結されている。

真空処理装置４において、テーブル４７の一回転は１２回の停止と移動からなり、計１２工程にわたり各種工程（空き工程を含む）が実施される。
図１を参照して各工程を説明すると、第１工程は給袋工程であり、袋詰め装置３の第２グリッパー３８の停止位置ＶＩＩの近傍に真空チャンバー４８の停止位置Ｉ（１番目の停止位置）が設定されている。この停止位置Ｉに停止した真空チャンバー４８（このとき蓋５１は開いている）の第３グリッパー５２に対し、第２袋受け渡し装置６により袋２（充填済みの袋２）の供給が行われる。

より具体的には、第２袋受け渡し装置６が充填装置３の第２グリッパー３８から充填済みの袋２を受け取り、水平面内を真空チャンバー４８の本体４９内に移送し、第３グリッパー５２に供給する。次いで、第３グリッパー５２の押圧部材５２ｂが水平に揺動して閉じ、受け部材５２ａとの間で袋２の上縁よりやや下方位置を挟み、袋２を保持する。なお、グリッパー５２が袋２を保持したとき（押圧部材５２ｂが閉じたとき）でも、受け部材５２ａと押圧部材５２ｂの間には、長手方向（袋幅方向）の一部に隙間が形成されており（例えば特開平０８−３１８９１０号公報参照）、真空負荷時に袋２内の空気を排出できるようになっている。

第２工程は空き工程であり（停止位置ＩＩ）、続いて第３工程として真空チャンバー４８の蓋５１が閉じられた後（停止位置ＩＩＩ）、第４工程として予備真空（停止位置ＩＶ）、第５工程として一次真空（停止位置Ｖ）、第６工程として二次真空（停止位置ＶＩ）と順次所定圧まで真空引きする工程が続く。次いで、第７工程としてシール装置５３により袋２の袋口の熱シールが行われ（停止位置ＶＩＩ）、第８，９工程としてシール部の冷却（冷却シール）が行われた後（停止位置ＶＩＩＩ，ＩＸ）、第１０工程として真空チャンバー４８内が大気圧に戻され（停止位置Ｘ）、かつ蓋５１が開けられる。第１１工程として袋口をシールされた袋２（袋詰め包装製品）が第３グリッパー５２から開放され（停止位置ＸＩ）、搬出装置５６及びコンベア５７により排出される。第１２工程は空き工程である（停止位置ＸＩＩ）。

以上説明した一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造方法及び同装置、並びに袋詰め包装方法及び同装置は、次のような実施の形態をとり得る。
（１）前記製造装置１では、通気部材としてノズル１１を用いたが、ノズル１１の代わりに、例えば図１２に示す溝状の通気部材５８を用いることができる。図１２に示すように、通気部材５８を袋２内に挿入すると、袋２の内部が通気部材５８の内側の溝を介して袋外の大気と連通する。
あるいは、例えば単なる板状又は棒状若しくは他の形状の部材を通気部材として使用することができる。袋２内に挿入されたこの種の部材（通気部材）と、袋口を緊張させた袋２の間に隙間が形成され、袋２の内部がその隙間を介して袋外の大気と連通する。

（２）前記製造装置１では、通気部材挿入工程を独立した工程として加熱工程とは別の停止位置で実施したが、通気部材挿入工程を加熱工程と同じ停止位置で続けて実施することもできる。また、前記製造装置１では、通気部材挿入工程を加熱工程の前に実施したが、、加熱工程の後に実施してもよい（凹部形成工程の前に実施すればよい）。
（３）前記製造装置１では、ノズル１１の上端（パイプ１１ｂの上端）が大気に開放されていたが、ノズル１１の上端を配管及び切替弁等を介して加圧気体供給源（コンプレッサー等）に接続し、凹部形成工程において成型空間（キャビティ１８）内を減圧するのに合わせて、ノズル１１から袋２内に圧縮気体を吹き込むようにしてもよい。この場合、ノズル１１を通して袋２内に短時間で気体が導入されるため、成型時間を短縮することができる。

（４）前記製造装置１では、成型部材１９を本体部２３と支持部材２４により構成した。このため、本体部２３を交換するのみで、異なる形状のキャビティを有する成型部材を構成することができる。図７（ｂ）は、円形の孔５７を有する本体部５８を支持部材２４と組み合わせた成型部材５９を示す。
（５）前記製造装置１では、前記成型空間（キャビティ１８）の圧力を検出するため、配管２７に圧力計３１を接続したが、圧力計３１は成型部材１９に直接接続することもできる。

（６）前記製造装置１において、圧力計３１の代わりに、前記成型空間から排出される空気の流量を検出する流量計を、配管２７又は成型部材１９に接続することもできる。この場合、制御装置１０は前記流量計の検出値に基づいて前記凹部が適正に形成されたか否かを判定することになる。具体的に例えば、前記成型空間（キャビティ１８）内の減圧を開始してから所定時間経過後に検出される単位時間当たりの流量値が設定値を超える場合（袋２が破れたときなどは設定値を超え、破れなかったときはほぼゼロとなる）、凹部１６が適正に形成されなかったと判定する。また、ノズル１１から袋２内に流入する空気の流量は、前記成型空間から排出される空気の流量とみなすことができるから、流量計をノズル１１に取り付け、ノズル１１を通して袋２内に流入する空気の流量を検出してもよい。
（７）前記製造装置１では、第１グリッパー８の停止位置Ｖの近傍に袋面シール装置（熱板３２，３２）を設置し、凹部形成工程の後で袋面シール工程を実施していたが、袋面シール工程は凹部形成工程を行う前に実施してもよい。あるいは、製造装置１で袋面シール工程を実施せず、袋詰め装置３において被包装物の充填前に実施することもできる。

（８）製造装置１及び袋詰め装置３では、第１グリッパー８及び第２グリッパー３８を間欠的に移動させ、真空処理装置４では真空チャンバー４８を間欠的に移動させていたが、上記各装置において第１グリッパー８、第２グリッパー３８及び真空チャンバー４８のいずれか１又は２以上を、一定速度で連続的に移動させることもできる。例えば第１グリッパー８及び第２グリッパー３８を連続的に移動させる場合、製造装置１及び袋詰め装置３において定位置で作動していた各装置、例えば製造装置１であれば、給袋装置９、開口装置１２、袋面加熱装置１５、凹部形成装置１７、袋面シール装置等を、袋２の移送に追従するタイプとする必要がある。同時に、第１，第２袋受け渡し装置５，６についても、袋２の連続移送に対応させる必要がある。また、例えば真空チャンバー４８を連続的に移動させる場合、第２袋受け渡し装置６を袋２の連続移送に対応させる必要がある。

（９）前記製造装置１、袋詰め装置３及び真空処理装置４では、各グリッパーが袋２を垂直姿勢で保持し移送していたが、各グリッパーを水平姿勢で移送するタイプとすることもできる。
（１０）前記袋詰め包装装置では、袋詰め装置３により袋詰めされた袋２を、さらに真空処理装置４で真空処理した後、袋口をシールしていたが、真空処理装置４で真空処理を行わず、袋口のシールのみを行うこともできる。

１一方の袋面に凹部を有する袋を製造する製造装置
２袋
２ａ，２ｂ袋面（フィルム）
３袋詰め装置
４真空処理装置
５第１袋受け渡し装置
６第２袋受け渡し装置
８第１グリッパー
１１ノズル（通気部材）
１３ノズル挿入装置
１５袋面加熱装置
１６袋の一方の袋面に形成した凹部
１７凹部形成装置
１８成型部材のキャビティ
１９成型部材
２１受け部材
２９真空吸引源
３１圧力計
３２袋面シール装置の熱板

Claims

環状の移動経路に沿って複数組等間隔に配置され左右一対の挟持部を有するグリッパーが前記移動経路に沿って移動する間に、前記グリッパーに袋を供給し、袋の両側縁部を前記挟持部で挟持し、袋口から袋内に通気部材を挿入して内部を袋外に連通させ、かつ袋の一方の袋面を外側から加熱して同袋面を軟化した後、前記一方の袋面に凹型のキャビティを有する成型部材を外側から密接させ、前記一方の袋面と前記キャビティの内面との間に形成された成型空間内を減圧して、前記一方の袋面を外側に膨出させ前記キャビティの内面に沿う形状に成型し、前記一方の袋面に凹部を形成することを特徴とする一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造方法。
前記移動経路が円形で、前記挟持部に挟持された袋が袋口を上に向けた垂直姿勢であることを特徴とする請求項１に記載された一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造方法。
前記通気部材がノズルであることを特徴とする請求項１又は２に記載された一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造方法。
減圧開始から所定時間経過後、前記成型空間内の圧力又は前記成型空間から流出する空気の流量を測定し、前記凹部が適正に形成されたか否かを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造方法。
前記一方の袋面に前記凹部を成型する前又は成型した後に、前記凹部の周囲の下半部分を他方の袋面とシールすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造方法。
請求項１〜５のいずれかに記載された製造方法により製造された袋の前記凹部内に被包装物を充填し、袋口をシールすることを特徴とする袋詰め包装方法。
請求項１〜５のいずれかに記載された製造方法により製造された袋の前記凹部内に被包装物を充填した後、袋を真空チャンバー内に収容して袋内を減圧し、減圧状態のまま袋口をシールすることを特徴とする袋詰め包装方法。
請求項１〜４のいずれかに記載された製造方法により製造された袋の前記凹部の周囲の下半部分を他方の袋面とシールした後、前記凹部内に被包装物を充填し、袋口をシールすることを特徴とする袋詰め包装方法。
請求項１〜４のいずれかに記載された製造方法により製造された袋の前記凹部の周囲の下半部分を他方の袋面とシールした後、前記凹部内に被包装物を充填し、袋を真空チャンバー内に収容して袋内を減圧し、減圧状態のまま袋口をシールすることを特徴とする袋詰め包装方法。
袋の両側縁部を挟持する左右一対の挟持部を有し、環状の第１移動経路に沿って等間隔に配置され、かつ前記第１移動経路に沿って移動し、前記挟持部で挟持した袋を移送する複数組の第１グリッパーと、前記第１グリッパーが前記第１移動経路に沿って移動する過程で、前記第１グリッパーに空袋を供給する給袋装置と、前記第１移動経路の近傍に配置されて進退し、前進して開口した袋内に挿入され袋内の空間を袋外に連通させる通気部材と、前記挟持部が挟持した袋の一方の袋面に加熱空気を吹き付けて前記一方の袋面を軟化させる袋面加熱装置と、前記袋面加熱装置より前記第１移動経路の下流側に配置され、前記一方の袋面に被包装物を収容する凹部を形成する凹部形成装置からなり、前記凹部形成装置は、前面側に凹型のキャビティを有し、袋の一方の袋面に向けて進退し、前進位置において前面側を前記一方の袋面に密接させる成型部材と、袋を挟んで前記成型部材の反対側に配置され、前記成型部材に対向する位置で袋の他方の袋面の側を支持する受け部材と、前記キャビティに連通し前記一方の袋面と前記キャビティの内面との間に形成された成型空間内を減圧する真空吸引源を備えることを特徴とする一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置。
前記第１移動経路が円形で、前記第１グリッパーが前記第１移動経路に沿って間欠移動し、前記挟持部で挟持した袋を袋口を上に向けた垂直姿勢で移送し、前記受け部材は、袋の前記他方の袋面に向けて進退し、前進位置において前記他方の袋面の側を支持することを特徴とする請求項１０に記載された一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置。
前記通気部材がノズルであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載された一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置。
前記通気部材が複数個存在し、前記第１グリッパーの各々に対応して設置され、前記第１グリッパーと同調して移動することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載された袋の製造装置。
前記受け部材は前面側に前記通気部材が嵌る切り欠き部を有することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載された一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置。
前記成形空間内の圧力を測定する圧力計又は前記成形空間から流出する空気の流量を測定する流量計と、さらに前記圧力計又は流量計の検出値に基づいて前記凹部が適正に形成されたか否かを判定する制御装置を備えることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載された一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置。
前記凹部の周囲の下半部分を他方の袋面とシールする袋面シール装置を備えることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載された一方の袋面に被包装物を収容する凹部を有する袋の製造装置。
請求項１０〜１６のいずれかに記載された製造装置と、同製造装置により製造された袋に被包装物を充填する袋詰め装置と、同袋詰め装置により被包装物が充填された袋を真空処理しかつ袋口をシールする真空処理装置を備え、前記袋詰め装置は、環状の第２移動経路に沿って等間隔に配置され、袋の両側縁部を挟持して前記第２移動経路に沿って移動し、袋を移送する第２グリッパーと、前記第２グリッパーで移送される袋を開口する袋口開口装置、及び袋内に被包装物を充填する充填装置を備え、前記真空処理装置は、環状の第３移動経路に沿って等間隔に配置され、前記第３移動経路に沿って移動する蓋開閉自在の複数の真空チャンバーを備え、各真空チャンバー内に充填済みの袋を保持する第３グリッパーと真空処理済みの袋の袋口をシールするシール装置がそれぞれ設置され、さらに、前記製造装置と袋詰め装置の間に、前記第１グリッパーから袋を受け取り、前記第２グリッパーへ引き渡す第１袋受け渡し装置と、前記袋詰め装置と真空処理装置の間に、前記第２グリッパーから充填済みの袋を受け取り、前記第３グリッパーへ引き渡す第２袋受け渡し装置を備えることを特徴とする袋詰め包装装置。
請求項１０〜１５のいずれかに記載された製造装置と、同製造装置により製造された袋に被包装物を充填する袋詰め装置と、同袋詰め装置により被包装物が充填された袋を真空処理しかつ袋口をシールする真空処理装置を備え、前記袋詰め装置は、環状の第２移動経路に沿って等間隔に配置され、袋の両側縁部を挟持して前記第２移動経路に沿って移動し、袋を移送する第２グリッパーと、前記第２グリッパーで移送される袋を開口する袋口開口装置及び袋内に被包装物を充填する充填装置と、袋内に被包装物を充填する前に前記一方の袋面に形成された凹部の周囲の下半部分を他方の袋面とシールする袋面シール装置を備え、前記真空処理装置は、環状の第３移動経路に沿って等間隔に配置され、前記第３移動経路に沿って移動する蓋開閉自在の複数の真空チャンバーを備え、各真空チャンバー内に充填済みの袋を保持する第３グリッパーと真空処理済みの袋の袋口をシールするシール装置がそれぞれ設置され、さらに、前記製造装置と袋詰め装置の間に、前記第１グリッパーから袋を受け取り、前記第２グリッパーへ引き渡す第１袋受け渡し装置と、前記袋詰め装置と真空処理装置の間に、前記第２グリッパーから充填済みの袋を受け取り、前記第３グリッパーへ引き渡す第２袋受け渡し装置を備えることを特徴とする袋詰め包装装置。
前記第１移動経路が円形で、前記第１グリッパーが前記第１移動経路に沿って間欠移動し、前記挟持部で挟持した袋を袋口を上に向けた垂直姿勢で移送し、前記第２移動経路が円形で、前記第２グリッパーが前記第２移動経路に沿って間欠移動し、袋を袋口を上に向けた垂直姿勢で間欠移送し、前記第３移動経路が円形で、前記真空チャンバーが前記第３移動経路に沿って移動し、前記第３グリッパーは袋を袋口を上に向けた垂直姿勢で保持することを特徴とする請求項１７又は１８に記載された袋詰め包装装置。