JP3762383B2 - 充填装置および充填方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に充填して包装するための充填装置および充填方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、充填物として液体やペースト状状体等を筒状フィルム内に充填して包装する充填包装機が知られている。この種の充填包装機としては、充填物が投入された筒状フィルムを押し潰してしごくためのシゴキローラと、シゴキローラの下方に配置され筒状フィルムの搬送方向に直交する横方向に熱シールするための横シール装置とを備える構成が開示されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
以上のように構成された従来の充填包装機は、一組のシゴキローラをフィルムに圧接させてフィルム内の充填物をしごくことで、フィルム内の充填物を移動させて空充填部を形成する。そして、従来の充填包装機は、空充填部を熱シールすることによって、筒状フィルムの横方向に亘って横シール部を形成している。
【０００４】
そして、上述した従来の充填包装機は、例えば、ミートソース等の液体と固体が混合された充填物混を筒状フィルム内に充填して包装する場合にも用いられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１８１７０３号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の充填包装機は、液体と固体とが混合された充填物としてミートソースを充填して包装する際、図１４に示すように、一組のシゴキローラ２０２をフィルム２０１に圧接させて、シゴキローラ２０２によってフィルム２０１内の充填物を移動させたときに、充填物中の固体である挽肉を充分に移動させることが困難であった。
【０００７】
このため、従来の充填包装機では、図１５に示すように、空充填部のフィルム２０１内に挽肉が挟み込まれて残留した状態で、シール部が形成されてしまう問題があった。シゴキローラ２０２によって充填物が移動されたフィルム２０１は、シゴキローラ２０２が圧接された位置Ｐ3から、シゴキローラ２０２の移動方向に５０ｍｍから７０ｍｍ程度までの区間Ｒ2に、噛み込まれて残留した固体が多く存在する。そして、フィルム２０１は、シゴキローラ２０２によって圧接された位置Ｐ3の横方向に、フィルム２０１内の充填物が区切られた境界が波形状になっており、空充填部の境界が整っていない。
【０００８】
したがって、図１５に示すように、シール部に挽肉を噛み込んだ包装袋は、シール部の外観を損ない、シール部に凹凸が生じてしまう不都合があった。また、シール部に固体が噛み込まれた包装袋は、固体によってフィルム同士の良好な接合が妨げられ、シール部の封止が不十分であるため、シール部から液体であるソースが漏れ出てしまう虞があった。
【０００９】
そこで、本発明は、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内で確実に移動させて、筒状フィルム内に投入された充填物を確実に封止することができる充填装置および充填方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明に係る充填装置は、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に充填する。本発明の充填装置は、筒状フィルムが鉛直方向に搬送される搬送経路上に、筒状フィルムを間に挟んで対向して配設され、筒状フィルム内に投入された充填物を掻き取って移動させるための一組のスクレーパを備える。また、本発明の充填装置は、筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され、一組のスクレーパで掻き取られた筒状フィルムの区間に圧接させて筒状フィルム内の充填物を移動させるための一対のシゴキローラを備える。また、一組のスクレーパは、筒状フィルムを挟み込む挟持部が、スクレーパの各対向面から突出して設けられ、一方の挟持部に、他方の挟持部に突き当てられる突当部が設けられ、挟持部で挟まれた筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度になるように、筒状フィルムを挟み込む。そして、一組のスクレーパは、挟持部が一対のシゴキローラ間を通過して鉛直方向に昇降可能に設けられ、挟持部が一対のシゴキローラを筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を挟持して一対のシゴキローラよりも鉛直上方まで移動することによって、筒状フィルム内の充填物を掻き取って移動させる。
【００１１】
以上のように構成した本発明に係る充填装置によれば、一組のスクレーパによって、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度で筒状フィルムの両側面を挟み込むことで、スクレーパによって掻き取られた充填物中の固体が、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面側に円滑に移動されるため、スクレーパによって筒状フィルム内の充填物が良好に掻き取られて移動される。
また、本発明に係る充填装置は、筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され、筒状フィルム内の充填物を移動させるための一組のシゴキローラを備えることによって、スクレーパによって充填物が移動された筒状フィルムが、シゴキローラによってしごかれることで、筒状フィルム内の充填物が確実に移動される。
また、本発明に係る充填装置が備える一組のスクレーパには、筒状フィルムを挟み込む挟持部が、スクレーパの各対向面から突出して設けられることによって、スクレーパは、筒状フィルムを挟み込んだときに、スクレーパに挟まれた筒状フィルム内の両側面側に、充填物中の固体を良好に移動させるための液溜りが確保される。また、スクレーパによって筒状フィルムを挟み込むために必要な鉛直方向に直交する水平方向のスペースが削減されるため、充填装置全体の小型化が図られる。
また、本発明に係る充填装置が備える一組のスクレーパには、一方の挟持部に、他方の挟持部に突き当てられる突当部が設けられることによって、一方の挟持部と筒状フィルムとの間に所定の間隙を確保することが可能になる。したがって、各挟持部によって筒状フィルム内の充填物を掻き取った際に、挟持部によって筒状フィルムが損傷されることや、筒状フィルムの外周面に付着している剥離材等によって挟持部を汚損されることが防止され、各挟持部による筒状フィルムの挟持動作の信頼性が確保される。
また、シゴキローラは、スクレーパに対して鉛直方向に隣接する位置に配置されることが好ましい。これによって、スクレーパによる動作とシゴキローラによる動作を良好に連動させることが可能になり、充填物の充填時間を短縮するとともに装置全体の小型化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る充填装置は、所定の角度が、４５°以上１８０°以下であることが好ましい。これによって、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面近傍に、掻き上げられた充填物を容易に移動させるための隙間が確保されるため、筒状フィルム間に充填物が噛み込まれることが抑制される。
【００１３】
また、本発明に係る充填装置は、一組のスクレーパの突き合わせ位置近傍に、スクレーパと筒状フィルムの両側面との間に隙間が存在するように筒状フィルムを挟み込むことが好ましい。これによって、掻き上げられた充填物が隙間側に容易に移動されるため、筒状フィルム間に充填物が噛み込まれることが抑制される。
【００１８】
また、本発明に係る充填装置が備える一組のスクレーパには、一方の挟持部に、筒状フィルムの鉛直方向に熱シールされた縦シール部に対応する位置に、この縦シール部に対して間隙をあけるための凹部が設けられることが好ましい。これによって、各挟持部によって筒状フィルム内の充填物を掻き取った際に、挟持部によって筒状フィルムの縦シール部が損傷されることが確実に防止される。
【００１９】
また、本発明に係る充填装置が備える一組のスクレーパには、筒状フィルムを挟持したときの対向面の対向間隔を調整するための調整部材が設けられることが好ましい。これによって、筒状フィルムの挟持動作の信頼性が向上される。
【００２０】
また、本発明に係る充填方法は、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に充填する充填方法において、筒状フィルムが鉛直方向に搬送される搬送経路上に筒状フィルムを間に挟んで対向して配設され筒状フィルム内に投入された充填物を掻き取って移動させるための一組のスクレーパと、筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され一組のスクレーパで掻き取られた筒状フィルムの区間に圧接させて筒状フィルム内の充填物を移動させるための一組のシゴキローラとを備える充填装置を用いる。また、本発明の充填方法は、一組のスクレーパを互いに突き合わせて筒状フィルムを挟持する第１の工程と、スクレーパによって筒状フィルム内の充填物を掻き取って移動させる第２の工程と、スクレーパに掻き取られた筒状フィルムの区間にシゴキローラを圧接させ筒状フィルム内の充填物を移動させる第３の工程とを有する。また、第１の工程で、一組のスクレーパは、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度になるように、筒状フィルムを挟み込む。また、第１の工程では、一組のスクレーパが、一対のシゴキローラ間を通過して鉛直下方に移動し、第３の工程でシゴキローラを筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を前記一組のスクレーパで挟持する。そして、第２の工程では、一組のスクレーパが、筒状フィルムを挟持した状態で一対のシゴキローラよりも鉛直上方に移動することによって、筒状フィルム内の充填物を掻き取って移動させる。
【００２１】
上述した本発明の充填方法によれば、第１の工程で、一組のスクレーパが、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度で、筒状フィルムを挟み込むことによって、スクレーパによって掻き取られた充填物中の特に固体が、筒状フィルム内の両側面側に円滑に移動されるため、スクレーパによって筒状フィルム内の充填物が良好に掻き取られて移動される。
また、本発明に係る充填方法は、筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され筒状フィルム内の充填物を移動させるための一組のシゴキローラを備える充填装置を用い、スクレーパに掻き取られた筒状フィルムの区間にシゴキローラを圧接させ、筒状フィルム内の充填物を移動させる第３の工程を有することによって、第１および第２の工程で、スクレーパによって筒状フィルム内の充填物が掻き取られて移動された後、第３の工程で、シゴキローラによってスクレーパに掻き取られた筒状フィルムの区間の充填物が移動されることによって、筒状フィルム内に充填物が残留することが大幅に低減される。
また、本発明に係る充填方法の第１の工程で、一組のスクレーパは、第２の工程でシゴキローラを筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を挟持することによって、スクレーパによって充填物が掻き取られた区間にシゴキローラが確実に圧接されるため、筒状フィルム内の充填物を残留させることなく確実に移動される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
鉛直上方から下方に向かう縦方向に筒状フィルムを連なって搬送し、背貼三方シール型の包装袋に充填物を充填して包装する縦型の充填包装機について説明する。なお、本実施形態の充填包装機は、充填物として、液体と固体が混合されたものに用いられ、例えば、液体である調味料（ソース）と、固体である挽肉とが混合されたミートソースや、コーンスープ等に適用されている。なお、本実施形態では、充填物として、液体と固体とが混合されたものが適用されるが、例えば、味噌等のペースト状体と固体とが混合されたものや、ジャムに固形物が混入されたようなものが適用されてもよい。
【００２６】
図１および図２に示すように、縦型の充填包装機は、フィルムの搬送経路の順に、図示しないフィルム供給装置から供給されたシート状フィルム１ａを搬送する搬送装置１１と、シート状フィルム１ａの重ね合わされた縦方向の一辺を熱シールする縦シール装置１３と、筒状フィルム１内に充填物を充填する充填装置１５と、筒状フィルム１の横方向に亘って熱シールするための横シール装置１６と、この横シール装置１６によって熱シールされた横シール部を切断して個々の包装袋に分断するためのカッタ４８を有する切断装置１７とを備えている。
【００２７】
以下、フィルムの搬送経路に沿って、搬送装置１１、縦シール装置１３、充填装置１５、横シール装置１６、切断装置１７の順にそれぞれ説明する。
【００２８】
（１）搬送装置
搬送装置１１は、フィルム供給装置から切断装置１７までのフィルムの搬送経路を構成しており、図１に示すように、フィルム供給装置から供給されたシート状フィルム１ａを鉛直下方である図１中矢印Ａ方向に搬送するためのガイドローラ２１と、筒状フィルム１を挟み込んで矢印Ａ方向に搬送するための２対の送りローラ２２とを有している。また、この搬送装置１１は、供給されたシート状フィルム１ａの縦方向の一辺を折り畳んで重ね合わせるための製袋ガイド２３と、送りローラ２２によって筒状フィルム１（以下、単にフィルム１と称する。）を確実に挟み込むための２本のガイドピンを有する案内張り２４とを有している。２本のガイドピンは、後述する充填装置１５の投入パイプ４１の下端に位置して、下方に向かって広げられて設けられている。シート状のフィルム１ａは、製袋ガイド２４を通過することによって、重ね合わされた一辺を熱シール可能に折り込まれる。そして、この搬送装置１１は、２対の送りローラ２２がフィルム１を挟んで回転することによって、フィルム１が鉛直下方に搬送される。
【００２９】
（２）縦シール装置
縦シール装置１３は、図１および図２に示すように、フィルム１の搬送経路を挟んで対向する位置にそれぞれ配設されている。縦シール装置１３は、フィルム１の縦方向に亘って熱シールするためのシールバー３１と、このシールバー３１との間にフィルム１を挟み込むための受け部材３２とを備えている。また、縦シール装置１３は、図示しないが、シールバー３１および受け部材３２をそれぞれ支持するシールバー用支持体および受け部材用支持体と、これらシールバー用支持体および受け部材用支持体を近接離間する方向に移動させる縦シール用エアシリンダとを備えている。
【００３０】
シールバー３１および受け部材３２は、フィルム１を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されており、シールバー用支持体および受け部材用支持体に固定されている。また、シールバー３１には、電熱ヒータ等の加熱手段（不図示）が内蔵されている。各エアシリンダは、受け部材用支持体およびシールバー用支持体を支持するロッドを有しており、各ロッドの先端を互いに対向させて、充填包装機を構成する支持フレームに固定されている。各シールバー３１と受け部材３２との間の距離は、各エアシリンダのロッドを前進させることによってシールバー３１が受け部材３２に加圧されるように設定されている。
【００３１】
そして、縦シール装置１３は、加熱手段でシールバー３１を加熱しつつ、各エアシリンダを駆動させることで、シールバー３１と受け部材３２との間に挟まれたフィルム１の重ね合わされた縦方向の部位が熱シールされる。
【００３２】
（３）充填装置
充填装置１５は、図１および図２に示すように、液体と固体が混合された充填物を筒状フィルム１内に投入するための投入パイプ４１および投入ノズル４０と、フィルム１内に投入された充填物を区切って包装袋を形成するようにしごくためのシゴキローラ機構３９とを備えている。
【００３３】
また、この充填装置１５は、図２および図３に示すように、フィルム１の搬送経路に沿って、フィルム１内の充填物を掻き取るためのスクレーパ機構５１と、フィルム１を挟み込んで押さえるフィルム押さえ機構５２と、充填物が投入されたフィルム１の膨らみを規制するための成形機構５３とを備えている。
【００３４】
投入パイプ４１内には、投入ノズル４０が挿通されて設けられている。投入ノズル４０は、充填物を流出させる流出口が、シゴキローラ４２近傍まで延長されて設けられている。
【００３５】
シゴキローラ機構３９は、フィルム１を挟み込んでしごく一対のシゴキローラ４２と、各シゴキローラ４２を支持するための一対のローラアーム４３と、これらのローラアーム４３を介して各シゴキローラ４２を近接離間させる図２中矢印Ｂ1，Ｂ2方向に移動するためのシゴキローラ用エアシリンダ４４とを備えている。
【００３６】
一対のシゴキローラ４２は、送りローラ２２の下方に位置し、スクレーパ機構５１の後述するスクレーパ５５に隣接して、搬送経路上のフィルム１を間に挟んで対向して配置されている。これらシゴキローラ４２は、上述の搬送装置１１の送りローラ２２の回転に同期して回転される。
【００３７】
シゴキローラ４２は、ローラアーム４３の先端部に回転可能に支持されている。ローラアーム４３は、基端部が支持フレーム１０に回動可能に支持されている。シゴキローラ用エアシリンダ４４は、ローラアーム４３を回動可能に支持するロッドと有しており、基端部が、支持フレーム１０に固定された支持台４５に回動可能に支持されている。
【００３８】
シゴキローラ用エアシリンダ４４は、ロッドを前進させることによって、各シゴキローラ４２の間にフィルム１が挟み込まれる。そして、シゴキローラ４２は、フィルム１を挟み込むことによって、フィルム１内に投入された所定量の充填物ごとに区切って分割する。また、シゴキローラ４２は、フィルム１を挟んだ状態で回転することによって、送りローラ２２と共にフィルム１を矢印Ａ方向に送る。
【００３９】
スクレーパ機構５１は、図４および図５に示すように、フィルム１内の充填物を掻き取るための一組のスクレーパ５５，５６と、各スクレーパ５５，５６をそれぞれ矢印Ｂ1，Ｂ2方向に回動させるための回動用エアシリンダ５７と、各スクレーパ５５，５６を鉛直下方および上方に昇降動作させるための昇降用エアシリンダ５８とを備えている。
【００４０】
一組のスクレーパ５５，５６は、略平板状に形成されており、フィルム１を間に挟んで対向する位置に設けられている。これらスクレーパ５５，５６は、支持部材４６に鉛直方向の略中央が、回動支軸４７を介して矢印Ｂ1，Ｂ2方向に回動可能に支持されている。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、一方のスクレーパ５５の下端には、スクレーパ５６側に向かって突出された略Ｌ字状の挟持部６１が一体に形成されている。他方のスクレーパ５６の下端には、スクレーパ５５側に向かって突出された鉤爪状の挟持部６２が一体に形成されている。
【００４２】
略Ｌ字状の挟持部６１は、鉤爪状の挟持部６２に対向する端部が、この挟持部６２よりも大きい所定の厚みに形成されている。このため、各スクレーパ５５，５６は、各挟持部６１，６２によってフィルム１を挟持したとき、確実に当接されて、フィルム１を良好に挟持することが可能にされている。また、これら挟持部６１，６２の一側面は、スクレーパ５５，５６の対向面に対して９０度程度をなして形成されている。
【００４３】
そして、各スクレーパ５５，５６は、図６（ｂ）に示すように、各挟持部６１，６２を突き合わせることによって、挟持部６１，６２間にフィルム１が横方向に亘って挟持される。
【００４４】
各挟持部６１，６２は、フィルム１に臨む一側面が、対向面に対してほぼ垂直に形成されているため、各挟持部６１，６２の一側面と対向面とがなす隅部と、フィルム１の挟持位置近傍のフィルム１の外周面との間には、隙間Ｓがそれぞれ確保される。そして、各挟持部６１，６２は、フィルム１内の充填物を掻き上げたときに、隙間Ｓ側に向かってフィルム１の外周面が撓むことで、充填物が溜まる液溜りが形成される。
【００４５】
したがって、各スクレーパ５５，５６は、挟持部６１，６２によって挟持されたフィルム１内の充填物下端を中心として、この下端近傍のフィルム１の両側面が例えば鈍角等の所定の角度θ1をなすように、フィルム１を挟み込む。このため、挟持部６１，６２を移動させることで、充填物中の固体が良好に掻き上げられて、フィルム１間に固体が噛み込まれることが抑えられ、空充填部１ｂに充填物中の固体が残留することが防止される。上述した所定の角度θ1は、充填物中の固形分の大きさに応じて、４５°以上で１８０°以下の角度に設定される。なお、充填物中の固形分の大きさに応じて変化するが、角度θ1が４５°未満、１８０°を超える場合には、固形分が残りやすくなり、充分に掻き取ることが困難になる。
【００４６】
ここで、上述した本実施形態に係るスクレーパ５５，５６と比較するために構成された比較試験用のスクレーパについて、図面を参照して簡単に説明する。
【００４７】
図７に示すように、比較試験用のスクレーパ１５５，１５６は、フィルム１を挟持する先端が平坦面にそれぞれ形成されている。
【００４８】
上述した比較試験用のスクレーパ１５５，１５６の先端部によって挟持されたフィルム１の両側面は、フィルム１内の充填物下端を中心として、この下端近傍のフィルム１の両側面が４５度未満の角度θ2をなしている。そして、スクレーパ１５５，１５６は、フィルム１内の充填物の下端近傍に位置するフィルム１の両側面が４５度未満の角度θ2をなす状態で、充填物を掻き上げることで、フィルム１間に充填物中の固体が噛み込まれ、空充填部１ｂに固体が残留する現象が頻繁に発生してしまう。なお、図示しないが、スクレーパ１５５，１５６に、後述するスクレーパ５５‘のように、フィルム１の両側面との間に所定の隙間を確保するように挟持した場合でも、空充填部１ｂに固体が残留する現象を抑えることができなかった。
【００４９】
このため、スクレーパ１５５，１５６によって包装された包装袋は、横シール部に、上述した従来のシゴキローラのみを用いて掻き取られた包装袋の横シール部とほぼ同程度に、挟み込まれた固体による凹凸が生じ、横シール部から充填物が漏れ出る虞があるとともに、外観が損なわれてしまう。
【００５０】
また、スクレーパ１５５，１５６は、対向面の比較的広い領域がフィルム１の両側面に摺接されるため、フィルム１の外周面上に付着している付着防止材（剥離材）や塵埃等が対向面に付着してしまいという不都合がある。このため、スクレーパ１５５，１５６は、フィルム１を確実に挟持することができなくなる虞もある。
【００５１】
そして、このようなスクレーパ１５５，１５６を用いた場合であっても、対向面を水平方向側に更に傾斜させてフィルム１を挟持するように構成することで、上述したスクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２と同様に、フィルム１の両側面が所定の角度θ1をなす状態で挟持することも可能である。しかしながら、スクレーパ１５５，１５６の対向面を水平方向側に更に傾斜させた構成では、充填包装機の水平方向にスクレーパ１５５，１５６を回動させるためのスペースを更に広く確保する必要が生じ、スクレーパ機構が大型化してしまう不都合がある。
【００５２】
したがって、これら種々の問題を考慮して、本実施形態のスクレーパ５５，５６には、上述したように、各挟持部６１，６２が対向面側に突出されて形成されている。
【００５３】
以下、本実施形態に係るスクレーパ５５，５６の各挟持部６１，６２の更に詳細な形状について説明する。図８および図９に、スクレーパ５５，５６の各挟持部６１，６２を図６（ｂ）中の矢印Ｘ方向である下方から見た平面図をそれぞれ示す。
【００５４】
図８に示すように、各スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２は、フィルム１の横方向に亘って平坦面がそれぞれ形成されている。各スクレーパ５５，５６は、各挟持部６１，６２がフィルム１を挟持したとき、一方の挟持部６１が、フィルム１の縦シール部２ａの横方向に亘って当接されている。
【００５５】
そして、フィルム１の縦シール部２ａがシート状フィルム１ａの２枚分の厚みであるため、各挟持部６１，６２は、フィルム１を挟持した状態で、挟持部６１の対向面とフィルム１の外周面との間に、シート状フィルム１ａの２枚分の間隔２ｔが存在している。
【００５６】
以上のように構成された一組のスクレーパ５５，５６をフィルム１に対して例えば０．５[ｋｇ／ｃｍ2]程度の押圧力（８ｋｇｆ程度）で押圧して挟持した場合は、フィルム１内の充填物を掻き上げたときに、フィルム１間に比較的大きな固体が噛み込まれることがなかった。したがって、スクレーパ５５，５６を用いてフィルム１内の充填物を掻き上げられたフィルム１は、空充填部１ｂに残留する固体が大幅に低減された。すなわち、スクレーパ５５，５６によれば。挟持部６１，６２がフィルム１を挟持した状態で、フィルム１の外周面に対して上述した間隙２ｔが存在している部分も、良好に掻き取ることができる。
【００５７】
一方で、一組のスクレーパ５５，５６は、各挟持部６１，６２がフィルム１を挟持したとき、一方の挟持部６１が、フィルム１の縦シール部２ａの横方向に沿って当接されている。そして、挟持部６１は、４枚のシート状フィルム１ａが重ねられた縦シール部２ａに当接する箇所で、スクレーパ５５，５６による押圧力を全て受けることになる。このため、各挟持部６１，６２がフィルム１内の充填物を掻き上げる際、スクレーパ５５の挟持部６１は、フィルム１の縦シール部２ａに当接する箇所に押圧力が集中した状態で、縦シール部２ａに沿って摺動されて、縦シール部２ａを損傷させてしまう虞がある。
【００５８】
そこで、縦シール部２ａの損傷を確実に防止するための対策が採られた他のスクレーパについて説明する。なお、他のスクレーパは、上述したスクレーパ５５，５６の各挟持部６１，６２に、フィルム１の横方向に亘って平坦面が形成された構成に比較して、挟持部の構成のみが異なり、スクレーパ５５，５６と基本構成が同一であるため、挟持部についてのみ説明する。
【００５９】
図９に示すように、他のスクレーパ５５’の挟持部６３には、フィルム１の横方向の両端側に、スクレーパ５６の挟持部６２に突き当てられる突当部６３ａがそれぞれ一体に設けられている。この突当部６３ａは、挟持部６２と挟持部６３とによってフィルム１を挟持したときに、フィルム１の外周面と挟持部６３の対向面との間に、シート状フィルム１ａの１枚分の間隙が確保されるように設けられている。また、突当部６３ａは、フィルム１の横方向の両端との間に、所定の間隙が確保されている。
【００６０】
また、他のスクレーパ５５’の挟持部６３には、フィルム１の縦シール部２ａに対応する位置に、縦シール部２ａとの間に、シート状フィルム１ａの１枚分の間隙が確保されるように凹部６３ｂが設けられている。この凹部５９ｂの深さは、シート状フィルム１ａの２枚分の寸法２ｔに設定されている。
【００６１】
また、スクレーパ５５’の挟持部６３は、スクレーパ５６の挟持部６２に突き合わされてフィルム１を挟持したとき、縦シール部２ａの横方向の両端側と、凹部６３ｂの内面との間に、比較的大きな間隙がそれぞれ存在する。さらに、スクレーパ５５’の挟持部６３は、挟持部６２とともにフィルム１を挟持したとき、突当部６３ａの内周面と、フィルム１の横方向の両端との間に、比較的大きな間隙がそれぞれ存在する。
【００６２】
以上のように構成されたスクレーパ５５’の挟持部６３とスクレーパ５６の挟持部６２を、フィルム１に対して例えば０．５[ｋｇ／ｃｍ2]程度の押圧力で押圧して挟持した場合は、フィルム１内の充填物を掻き上げたときに、フィルム１間に充填物中の固体が噛み込まれることがなかった。したがって、スクレーパ５５’，５６を用いてフィルム１内の充填物を掻き上げられたフィルム１は、空充填部１ｂに残留する固体が大幅に低減された。すなわち、スクレーパ５５’によれば。挟持部６３、６２がフィルム１を挟持した状態で、フィルム１の外周面に対して上述した間隙がそれぞれ存在している部分も、良好に掻き取ることができる。
【００６３】
また、スクレーパ５５’，５６は、各挟持部６３，６２がフィルム１を挟持したとき、フィルム１の縦シール部２ａが挟持部６３の凹部６３ｂ内に当接されない。したがって、各挟持部６３，６２がフィルム１内の充填物を掻き上げる際、スクレーパ５５’によれば、挟持部６３がフィルム１の縦シール部２ａに沿って摺動されないため、縦シール部２ａの損傷を確実に防止することができる。
【００６４】
また、各スクレーパ５５，５６には、図４に示すように、フィルム１の横方向の両側に、２組の調整部材６５がフィルム１を間に挟んで対向してそれぞれ設けられている。調整部材６５は、例えばボルト等が用いられており、各スクレーパ５５，５６の対向面から所定量だけ突出されて設けられている。一組のスクレーパ５５，５６は、挟持部６１，６２を突き合わせるようにフィルム１を挟み込んだ際に、各スクレーパ５５，５６の調整部材６５が突き当てられることで、各スクレーパ５５，５６の対向面間が所定の間隔に確実に規制されている。また、調整部材６５は、スクレーパ５５，５６の対向面から突出される突出量を調整することで、各スクレーパ５５，５６の対向間隔を容易かつ確実に調整することが可能にされている。
【００６５】
スクレーパ機構５１が備える回動用エアシリンダ５７は、支持部材４６上に回動可能に支持されている。回動用エアシリンダ５７は、先端にスクレーパ５５，５６を支持するロッドを有し、ロッドを進退動作させることによってスクレーパ５５，５６を矢印Ｂ1，Ｂ2方向に回動させる。
【００６６】
また、昇降用エアシリンダ５８は、支持フレーム１０に支持されて設けられている。昇降用エアシリンダ５８は、先端に支持部材４６を支持するロッドを有し、ロッドを進退動作させることによって支持部材４６を介してスクレーパ５５，５６を鉛直方向に対して移動させる。
【００６７】
フィルム押さえ機構５２は、図３に示すように、シゴキローラ機構５１の鉛直下方に隣接して配置されており、フィルム１を挟持する一組のフィルム押さえ部材６７と、各フィルム押さえ部材６７を近接離間させる方向に駆動するための押さえ用エアシリンダ６８とを有している。
【００６８】
成形機構５３は、フィルム押さえ機構５２の鉛直下方に隣接して配置されており、フィルム１を規制するための一組の成形板７１と、各成形板７１を近接離間させる方向に駆動するための成形用エアシリンダ７２とを有している。
【００６９】
成形機構５３の下方には、充填物が投入されたフィルム１を、このフィルム１の水平方向である横方向に熱シールして包装袋を切り離す前の境界部でもある、包装袋の横シール部を形成するための横シール装置１６が配置されている。
【００７０】
以上のように構成された充填装置１５について、フィルム１内の充填物を区切って分割する動作を、図面を参照して説明する。
【００７１】
まず、充填装置１５は、図１０（ａ）に示すように、スクレーパ機構５１が、昇降用シリンダ５８によってスクレーパ５５，５６を矢印Ａ方向である下方に移動させて、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２が、シゴキローラ４２がフィルム１に圧接される位置よりも下方に移動される。
【００７２】
そして、スクレーパ機構５１は、図１０（ｂ）に示すように、回動用エアシリンダ５７によって一組のスクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２を近接させる方向に回動させて、フィルム１の横方向に亘って挟み込むとともに、成形機構５８によって一組の成形板７１を近接させる方向に移動させて、フィルム１内の充填物を所定の厚みをもって挟み込んだ状態に規制する。
【００７３】
次に、充填装置１５は、図１０（ｃ）に示すように、一組の成形板７１を離間させる方向に移動させることで、フィルム１内の充填物の厚みを規制する規制状態を解除して、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２によって挟持された挟持位置の下方近傍の充填物を自重で下方側に移動させる。
【００７４】
このため、フィルム１には、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２によって挟持された挟持位置から下方側に充填物がない箇所が形成される。そして、充填装置１５は、フィルム押さえ機構５２が、スクレーパ５５，５６によって挟持された挟持位置近傍を一組のフィルム押さえ部材６８を近接させる方向に移動させて、フィルム１を挟み込む。
【００７５】
次に、充填装置１５は、図１１（ａ）に示すように、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２によってフィルム１を挟み込んだ状態で、昇降用エアシリンダ５８によってスクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２をフィルム押さえ部材６７に対して図１１（ａ）中矢印Ｄ方向に上昇させることで、フィルム１内の充填物中の特に固体を上方側に掻き上げて、フィルム押さえ部材６７によって挟持された挟持位置近傍の上方側に充填物内の固形物がほぼ残っていない状態にする。
【００７６】
このとき、フィルム１内の充填物は、フィルム押さえ部材６７によって押さえられているため、スクレーパ５５，５６の上昇動作に伴って、フィルム１の下方側から上昇することが抑制されている。
【００７７】
続いて、フィルム押さえ機構５２は、図１１（ｂ）に示すように、スクレーパ５５，５６の挟持部によって掻き取られた区間に一組のシゴキローラ４２を近接させて、フィルム押さえ部材６７とスクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２との間の位置でフィルム１を圧接する。
【００７８】
そして、充填装置１５は、図１１（ｃ）に示すように、フィルム押さえ部材６７を離間させてフィルム１の挟み込み状態を解除した後に、シゴキローラ４２をフィルム１の縦方向に沿って上昇させて回転させることで、フィルム１内の充填物をしごいて除去する。これによって、フィルム１には、シゴキローラ４２の下方側に、充填物が残留していない良好な空充填部１ｂが形成される。
【００７９】
以上のように空充填部１ｂが形成されたフィルム１は、図１２に示すように、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２によって挟持された挟持位置Ｐ1から、シゴキローラ４２が圧接された位置Ｐ2までの２０ｍｍ程度の区間Ｒ1に、充填物が残留することなく確実に除去されている。
【００８０】
また、フィルム１の空充填部１ｂには、位置Ｐ2の上方も、図１５に示した従来のフィルムの空充填部に比較して、固体が残留することが大幅に低減されている。そして、フィルム１は、フィルム押さえ部材６７によって押さえられた位置Ｐ1の横方向に、フィルム１内の充填物が区切られた境界が直線状になっており、空充填部１ｂの境界が整えられている。
【００８１】
（４）横シール装置
横シール装置１６は、図２および図３に示すように、フィルム１の横方向に亘って熱シールするための電熱ヒータ等の加熱手段（不図示）が内蔵されたシールバー８１と、このシールバー８１との間にフィルム１を挟み込むための受け部材８２と、これらシールバー８１および受け部材８２を近接離間する方向に移動させる横シール用エアシリンダ８３とを有している。
【００８２】
シールバー８１および受け部材８２は、各対向面が、フィルム１を横方向に亘って挟み込むために充分な長さに形成されている。これら各対向面には、図示しないが、横シール部の長手方向に平行な複数の溝がそれぞれ設けられており、これらの溝によって、横シール部の各フィルム１が剥離しない充分な接合強度で縞状に熱シールされるとともに横シール部の良好な外観が確保される。
【００８３】
そして、横シール装置１６は、シールバー８１および受け部材８２がフィルム１を横方向に亘って挟み込んだ際に、シールバー８１がフィルム１を加熱するとともに各対向面の間で加圧することによって、横シール部を形成する。
【００８４】
なお、図示しないが、横シール装置１６は、包装袋の横シール部を強制的に冷却するために、例えば、シールバー８１近傍に熱シールされた直後の横シール部に冷却風を吹き付けるための吹出ノズルを設ける構成にされてもよい。
【００８５】
（５）切断装置
切断装置１７は、図２および図３に示すように、フィルム１の横シール部に沿って切断するためのカッタ９０が進退可能に設けられてフィルム１の横シール部を冷却する冷却バー９１と、この冷却バー９１との間にフィルム１を挟み込むための受け部材９２と、これら冷却バー９１および受け部材９２を近接離間する方向に移動させる切断用エアシリンダ９３とを有している。
【００８６】
カッタ４８は、刃先が、フィルム１の横シール部に応じた所定の長さに形成されている。このカッタ９０は、カッタ用エアシリンダ（不図示）によって冷却バー９１の対向面から進退動作される。また、図示しないが、受け部材９２の対向面には、冷却バー９１の対向面から突出されたカッタ９０の刃先が進入可能な受け溝が設けられている。
【００８７】
そして、切断装置１７は、冷却バー９１および受け部材９２がフィルム１の横シール部に亘って挟み込んだ際に、冷却バー９１からカッタ９０が突出されて、横シール部が切断されることによって、フィルム１から包装袋が分離される。
【００８８】
以上のように構成された充填包装機全体の動作について、図面を参照して説明する。
【００８９】
まず、充填包装機は、図１および図２に示すように、送りローラ２２およびシゴキローラ４２が回転するのに伴って、フィルム１が矢印Ａ方向に搬送されて、製袋ガイド２３によってフィルム１が筒状に折り込まれる。折り込まれたフィルム１は、縦シール装置１３によって、縦方向の重ね合わされた縦方向の一辺が熱シールされる。また、このフィルム１の下流側に位置する包装袋が、横シール装置１６によって熱シールされて分断された際に、フィルム１の下流側に横シール部が形成されているため、このフィルム１は袋状に形成されている。
【００９０】
袋状にされたフィルム１には、充填装置１５の投入ノズル４０によって所定量の充填物が投入される。充填装置１５は、スクレーパ５５，５６によってフィルム１内の充填物を移動させ、フィルム１をシゴキローラ４２によってしごくことで、充填物が充填されない空充填部１ｂをつくるとともに、袋状のフィルム１内に充填物を封入させた状態でフィルム１を矢印Ａ方向に送る。充填物が封入された袋状のフィルム１は、矢印Ａ方向に送られることによって、横方向に熱シールするための部分が確保される。
【００９１】
そして、充填物が封入されたフィルム１は、横シール装置１６によってフィルム１の横方向に熱シールされて、包装袋２が形成される。続いて、横シール装置１６は、横シール部に沿って分断することにより、フィルム１から包装袋が分離される。
【００９２】
以上のように構成された充填包装機によって、図１３に示すような背貼三方シール型の包装袋２が製造される。この包装袋２は、横方向に中央に、縦方向に沿って縦シール部２ａが形成されており、横方向の対向する両端に横シール部２ｂがそれぞれ形成されている。そして、この包装袋２は、横シール部２ｂに亘って、充填物中の固体が噛み込まれることなく、良好に熱シールされて、横シール部２ｂの外観を整えることができる。
【００９３】
上述したように、充填包装機によれば、スクレーパ機構５１を有する充填装置１５を備えることによって、横シール部２ｂに充填物が噛み込まれることが防止され、横シール部２ｂを良好に熱シールすることができる。
【００９４】
したがって、充填包装機は、横シール部２ｂを確実に封止して横シール部２ｂから充填物中の液体等が漏洩することを確実に防止するとともに、横シール部２ｂの外観が整えられた包装袋を製造することができる。
【００９５】
なお、上述した充填包装機は、縦シール装置１３を備えることにより、背貼三方シール型の包装袋２を製造する構成が採られたが、一組の縦シール装置を備えることにより、四方シール型の包装袋を製造する構成に適用することも可能である。
【００９６】
また、上述した各実施形態では、樹脂製のフィルムからなる包装袋が適用されたが、例えば外側から順にポリエステル，アルミ箔，ポリエチレンからなる多層の積層フィルムからなるレトルト食品用の包装袋が適用されてもよい。また、フィルムとして、筒状フィルムがフィルム供給装置から供給されてもよい。
【００９７】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度になるように、筒状フィルムを挟み込む一組のスクレーパと、一組のスクレーパで掻き取られた筒状フィルムの区間に圧接される一対のシゴキローラとを備え、一組のスクレーパは、一対のシゴキローラ間を通過し、シゴキローラを筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を挟持してシゴキローラよりも鉛直上方まで移動することによって、充填物中の特に固体を良好に掻き取って移動することができる。したがって、本発明によれば、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に良好に充填して確実に封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の包装充填機を模式的に示す正面図である。
【図２】前記包装充填機を模式的に示す側面図である。
【図３】前記包装充填機が備える充填装置を示す側面図である。
【図４】前記充填装置が備えるスクレーパ機構を示す側面図である。
【図５】前記スクレーパ機構を示す正面図である。
【図６】一組のスクレーパの挟持部を説明するための側面図であって、（ａ）はフィルムから離間された待機状態を示す図であり、（ｂ）はフィルム内の充填物を掻き取る状態を示す図である。
【図７】比較試験用のスクレーパがフィルムを挟持した状態を示す側面図である。
【図８】一組のスクレーパの各挟持部がフィルムを挟持した状態を下方から示す平面図である。
【図９】他の形状の挟持部がフィルムを挟持した状態を下方から示す平面図である。
【図１０】前記スクレーパがフィルムを挟持する動作を説明するための側面図である。
【図１１】前記スクレーパおよびシゴキローラがフィルムに空充填部を形成する動作を説明するための側面図である。
【図１２】スクレーパおよびシゴキローラによって形成された空充填部を示す正面図である。
【図１３】背貼三方シール型の包装袋の一例を示す斜視図である。
【図１４】従来の充填包装機が備えるシゴキローラがフィルムをしごく状態を示す側面図である。
【図１５】シゴキローラによって形成された空充填部を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 筒状フィルム
１ａ シート状フィルム
１ｂ 空充填部
２ 背貼三方シール型の包装袋
２ａ 縦シール部
２ｂ 横シール部
５ 充填物
１１ 搬送装置
１３ 縦シール装置
１５ 充填装置
１６ 横シール装置
１７ 切断装置
３９ シゴキローラ機構
４２ シゴキローラ
４４ シゴキローラ用エアシリンダ
５１ スクレーパ機構
５２ フィルム押さえ機構
５３ 成形機構
５５，５６ スクレーパ
５７ 回動用エアシリンダ
５８ 昇降用エアシリンダ
６１，６２ 挟持部
６５ 調整部材
６７ フィルム押さえ部材
６８ 押さえ用エアシリンダ
１５５，１５６ スクレーパ
２０１ フィルム
２０２ シゴキローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に充填して包装するための充填装置および充填方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、充填物として液体やペースト状状体等を筒状フィルム内に充填して包装する充填包装機が知られている。この種の充填包装機としては、充填物が投入された筒状フィルムを押し潰してしごくためのシゴキローラと、シゴキローラの下方に配置され筒状フィルムの搬送方向に直交する横方向に熱シールするための横シール装置とを備える構成が開示されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
以上のように構成された従来の充填包装機は、一組のシゴキローラをフィルムに圧接させてフィルム内の充填物をしごくことで、フィルム内の充填物を移動させて空充填部を形成する。そして、従来の充填包装機は、空充填部を熱シールすることによって、筒状フィルムの横方向に亘って横シール部を形成している。
【０００４】
そして、上述した従来の充填包装機は、例えば、ミートソース等の液体と固体が混合された充填物混を筒状フィルム内に充填して包装する場合にも用いられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１８１７０３号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の充填包装機は、液体と固体とが混合された充填物としてミートソースを充填して包装する際、図１４に示すように、一組のシゴキローラ２０２をフィルム２０１に圧接させて、シゴキローラ２０２によってフィルム２０１内の充填物を移動させたときに、充填物中の固体である挽肉を充分に移動させることが困難であった。
【０００７】
このため、従来の充填包装機では、図１５に示すように、空充填部のフィルム２０１内に挽肉が挟み込まれて残留した状態で、シール部が形成されてしまう問題があった。シゴキローラ２０２によって充填物が移動されたフィルム２０１は、シゴキローラ２０２が圧接された位置Ｐ3から、シゴキローラ２０２の移動方向に５０ｍｍから７０ｍｍ程度までの区間Ｒ2に、噛み込まれて残留した固体が多く存在する。そして、フィルム２０１は、シゴキローラ２０２によって圧接された位置Ｐ3の横方向に、フィルム２０１内の充填物が区切られた境界が波形状になっており、空充填部の境界が整っていない。
【０００８】
したがって、図１５に示すように、シール部に挽肉を噛み込んだ包装袋は、シール部の外観を損ない、シール部に凹凸が生じてしまう不都合があった。また、シール部に固体が噛み込まれた包装袋は、固体によってフィルム同士の良好な接合が妨げられ、シール部の封止が不十分であるため、シール部から液体であるソースが漏れ出てしまう虞があった。
【０００９】
そこで、本発明は、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内で確実に移動させて、筒状フィルム内に投入された充填物を確実に封止することができる充填装置および充填方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明に係る充填装置は、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に充填する。本発明の充填装置は、筒状フィルムが鉛直方向に搬送される搬送経路上に、筒状フィルムを間に挟んで対向して配設され、筒状フィルム内に投入された充填物を掻き取って移動させるための一組のスクレーパを備える。また、本発明の充填装置は、筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され、一組のスクレーパで掻き取られた筒状フィルムの区間に圧接させて筒状フィルム内の充填物を移動させるための一対のシゴキローラを備える。また、一組のスクレーパは、筒状フィルムを挟み込む挟持部が、スクレーパの各対向面から突出して設けられ、一方の挟持部に、他方の挟持部に突き当てられる突当部が設けられ、挟持部で挟まれた筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度になるように、筒状フィルムを挟み込む。そして、一組のスクレーパは、挟持部が一対のシゴキローラ間を通過して鉛直方向に昇降可能に設けられ、挟持部が一対のシゴキローラを筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を挟持して一対のシゴキローラよりも鉛直上方まで移動することによって、筒状フィルム内の充填物を掻き取って移動させる。
【００１１】
以上のように構成した本発明に係る充填装置によれば、一組のスクレーパによって、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度で筒状フィルムの両側面を挟み込むことで、スクレーパによって掻き取られた充填物中の固体が、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面側に円滑に移動されるため、スクレーパによって筒状フィルム内の充填物が良好に掻き取られて移動される。
また、本発明に係る充填装置は、筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され、筒状フィルム内の充填物を移動させるための一組のシゴキローラを備えることによって、スクレーパによって充填物が移動された筒状フィルムが、シゴキローラによってしごかれることで、筒状フィルム内の充填物が確実に移動される。
また、本発明に係る充填装置が備える一組のスクレーパには、筒状フィルムを挟み込む挟持部が、スクレーパの各対向面から突出して設けられることによって、スクレーパは、筒状フィルムを挟み込んだときに、スクレーパに挟まれた筒状フィルム内の両側面側に、充填物中の固体を良好に移動させるための液溜りが確保される。また、スクレーパによって筒状フィルムを挟み込むために必要な鉛直方向に直交する水平方向のスペースが削減されるため、充填装置全体の小型化が図られる。
また、本発明に係る充填装置が備える一組のスクレーパには、一方の挟持部に、他方の挟持部に突き当てられる突当部が設けられることによって、一方の挟持部と筒状フィルムとの間に所定の間隙を確保することが可能になる。したがって、各挟持部によって筒状フィルム内の充填物を掻き取った際に、挟持部によって筒状フィルムが損傷されることや、筒状フィルムの外周面に付着している剥離材等によって挟持部を汚損されることが防止され、各挟持部による筒状フィルムの挟持動作の信頼性が確保される。
また、シゴキローラは、スクレーパに対して鉛直方向に隣接する位置に配置されることが好ましい。これによって、スクレーパによる動作とシゴキローラによる動作を良好に連動させることが可能になり、充填物の充填時間を短縮するとともに装置全体の小型化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る充填装置は、所定の角度が、４５°以上１８０°以下であることが好ましい。これによって、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面近傍に、掻き上げられた充填物を容易に移動させるための隙間が確保されるため、筒状フィルム間に充填物が噛み込まれることが抑制される。
【００１３】
また、本発明に係る充填装置は、一組のスクレーパの突き合わせ位置近傍に、スクレーパと筒状フィルムの両側面との間に隙間が存在するように筒状フィルムを挟み込むことが好ましい。これによって、掻き上げられた充填物が隙間側に容易に移動されるため、筒状フィルム間に充填物が噛み込まれることが抑制される。
【００１８】
また、本発明に係る充填装置が備える一組のスクレーパには、一方の挟持部に、筒状フィルムの鉛直方向に熱シールされた縦シール部に対応する位置に、この縦シール部に対して間隙をあけるための凹部が設けられることが好ましい。これによって、各挟持部によって筒状フィルム内の充填物を掻き取った際に、挟持部によって筒状フィルムの縦シール部が損傷されることが確実に防止される。
【００１９】
また、本発明に係る充填装置が備える一組のスクレーパには、筒状フィルムを挟持したときの対向面の対向間隔を調整するための調整部材が設けられることが好ましい。これによって、筒状フィルムの挟持動作の信頼性が向上される。
【００２０】
また、本発明に係る充填方法は、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に充填する充填方法において、筒状フィルムが鉛直方向に搬送される搬送経路上に筒状フィルムを間に挟んで対向して配設され筒状フィルム内に投入された充填物を掻き取って移動させるための一組のスクレーパと、筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され一組のスクレーパで掻き取られた筒状フィルムの区間に圧接させて筒状フィルム内の充填物を移動させるための一組のシゴキローラとを備える充填装置を用いる。また、本発明の充填方法は、一組のスクレーパを互いに突き合わせて筒状フィルムを挟持する第１の工程と、スクレーパによって筒状フィルム内の充填物を掻き取って移動させる第２の工程と、スクレーパに掻き取られた筒状フィルムの区間にシゴキローラを圧接させ筒状フィルム内の充填物を移動させる第３の工程とを有する。また、第１の工程で、一組のスクレーパは、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度になるように、筒状フィルムを挟み込む。また、第１の工程では、一組のスクレーパが、一対のシゴキローラ間を通過して鉛直下方に移動し、第３の工程でシゴキローラを筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を前記一組のスクレーパで挟持する。そして、第２の工程では、一組のスクレーパが、筒状フィルムを挟持した状態で一対のシゴキローラよりも鉛直上方に移動することによって、筒状フィルム内の充填物を掻き取って移動させる。
【００２１】
上述した本発明の充填方法によれば、第１の工程で、一組のスクレーパが、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度で、筒状フィルムを挟み込むことによって、スクレーパによって掻き取られた充填物中の特に固体が、筒状フィルム内の両側面側に円滑に移動されるため、スクレーパによって筒状フィルム内の充填物が良好に掻き取られて移動される。
また、本発明に係る充填方法は、筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され筒状フィルム内の充填物を移動させるための一組のシゴキローラを備える充填装置を用い、スクレーパに掻き取られた筒状フィルムの区間にシゴキローラを圧接させ、筒状フィルム内の充填物を移動させる第３の工程を有することによって、第１および第２の工程で、スクレーパによって筒状フィルム内の充填物が掻き取られて移動された後、第３の工程で、シゴキローラによってスクレーパに掻き取られた筒状フィルムの区間の充填物が移動されることによって、筒状フィルム内に充填物が残留することが大幅に低減される。
また、本発明に係る充填方法の第１の工程で、一組のスクレーパは、第２の工程でシゴキローラを筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を挟持することによって、スクレーパによって充填物が掻き取られた区間にシゴキローラが確実に圧接されるため、筒状フィルム内の充填物を残留させることなく確実に移動される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
鉛直上方から下方に向かう縦方向に筒状フィルムを連なって搬送し、背貼三方シール型の包装袋に充填物を充填して包装する縦型の充填包装機について説明する。なお、本実施形態の充填包装機は、充填物として、液体と固体が混合されたものに用いられ、例えば、液体である調味料（ソース）と、固体である挽肉とが混合されたミートソースや、コーンスープ等に適用されている。なお、本実施形態では、充填物として、液体と固体とが混合されたものが適用されるが、例えば、味噌等のペースト状体と固体とが混合されたものや、ジャムに固形物が混入されたようなものが適用されてもよい。
【００２６】
図１および図２に示すように、縦型の充填包装機は、フィルムの搬送経路の順に、図示しないフィルム供給装置から供給されたシート状フィルム１ａを搬送する搬送装置１１と、シート状フィルム１ａの重ね合わされた縦方向の一辺を熱シールする縦シール装置１３と、筒状フィルム１内に充填物を充填する充填装置１５と、筒状フィルム１の横方向に亘って熱シールするための横シール装置１６と、この横シール装置１６によって熱シールされた横シール部を切断して個々の包装袋に分断するためのカッタ４８を有する切断装置１７とを備えている。
【００２７】
以下、フィルムの搬送経路に沿って、搬送装置１１、縦シール装置１３、充填装置１５、横シール装置１６、切断装置１７の順にそれぞれ説明する。
【００２８】
（１）搬送装置
搬送装置１１は、フィルム供給装置から切断装置１７までのフィルムの搬送経路を構成しており、図１に示すように、フィルム供給装置から供給されたシート状フィルム１ａを鉛直下方である図１中矢印Ａ方向に搬送するためのガイドローラ２１と、筒状フィルム１を挟み込んで矢印Ａ方向に搬送するための２対の送りローラ２２とを有している。また、この搬送装置１１は、供給されたシート状フィルム１ａの縦方向の一辺を折り畳んで重ね合わせるための製袋ガイド２３と、送りローラ２２によって筒状フィルム１（以下、単にフィルム１と称する。）を確実に挟み込むための２本のガイドピンを有する案内張り２４とを有している。２本のガイドピンは、後述する充填装置１５の投入パイプ４１の下端に位置して、下方に向かって広げられて設けられている。シート状のフィルム１ａは、製袋ガイド２４を通過することによって、重ね合わされた一辺を熱シール可能に折り込まれる。そして、この搬送装置１１は、２対の送りローラ２２がフィルム１を挟んで回転することによって、フィルム１が鉛直下方に搬送される。
【００２９】
（２）縦シール装置
縦シール装置１３は、図１および図２に示すように、フィルム１の搬送経路を挟んで対向する位置にそれぞれ配設されている。縦シール装置１３は、フィルム１の縦方向に亘って熱シールするためのシールバー３１と、このシールバー３１との間にフィルム１を挟み込むための受け部材３２とを備えている。また、縦シール装置１３は、図示しないが、シールバー３１および受け部材３２をそれぞれ支持するシールバー用支持体および受け部材用支持体と、これらシールバー用支持体および受け部材用支持体を近接離間する方向に移動させる縦シール用エアシリンダとを備えている。
【００３０】
シールバー３１および受け部材３２は、フィルム１を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されており、シールバー用支持体および受け部材用支持体に固定されている。また、シールバー３１には、電熱ヒータ等の加熱手段（不図示）が内蔵されている。各エアシリンダは、受け部材用支持体およびシールバー用支持体を支持するロッドを有しており、各ロッドの先端を互いに対向させて、充填包装機を構成する支持フレームに固定されている。各シールバー３１と受け部材３２との間の距離は、各エアシリンダのロッドを前進させることによってシールバー３１が受け部材３２に加圧されるように設定されている。
【００３１】
そして、縦シール装置１３は、加熱手段でシールバー３１を加熱しつつ、各エアシリンダを駆動させることで、シールバー３１と受け部材３２との間に挟まれたフィルム１の重ね合わされた縦方向の部位が熱シールされる。
【００３２】
（３）充填装置
充填装置１５は、図１および図２に示すように、液体と固体が混合された充填物を筒状フィルム１内に投入するための投入パイプ４１および投入ノズル４０と、フィルム１内に投入された充填物を区切って包装袋を形成するようにしごくためのシゴキローラ機構３９とを備えている。
【００３３】
また、この充填装置１５は、図２および図３に示すように、フィルム１の搬送経路に沿って、フィルム１内の充填物を掻き取るためのスクレーパ機構５１と、フィルム１を挟み込んで押さえるフィルム押さえ機構５２と、充填物が投入されたフィルム１の膨らみを規制するための成形機構５３とを備えている。
【００３４】
投入パイプ４１内には、投入ノズル４０が挿通されて設けられている。投入ノズル４０は、充填物を流出させる流出口が、シゴキローラ４２近傍まで延長されて設けられている。
【００３５】
シゴキローラ機構３９は、フィルム１を挟み込んでしごく一対のシゴキローラ４２と、各シゴキローラ４２を支持するための一対のローラアーム４３と、これらのローラアーム４３を介して各シゴキローラ４２を近接離間させる図２中矢印Ｂ1，Ｂ2方向に移動するためのシゴキローラ用エアシリンダ４４とを備えている。
【００３６】
一対のシゴキローラ４２は、送りローラ２２の下方に位置し、スクレーパ機構５１の後述するスクレーパ５５に隣接して、搬送経路上のフィルム１を間に挟んで対向して配置されている。これらシゴキローラ４２は、上述の搬送装置１１の送りローラ２２の回転に同期して回転される。
【００３７】
シゴキローラ４２は、ローラアーム４３の先端部に回転可能に支持されている。ローラアーム４３は、基端部が支持フレーム１０に回動可能に支持されている。シゴキローラ用エアシリンダ４４は、ローラアーム４３を回動可能に支持するロッドと有しており、基端部が、支持フレーム１０に固定された支持台４５に回動可能に支持されている。
【００３８】
シゴキローラ用エアシリンダ４４は、ロッドを前進させることによって、各シゴキローラ４２の間にフィルム１が挟み込まれる。そして、シゴキローラ４２は、フィルム１を挟み込むことによって、フィルム１内に投入された所定量の充填物ごとに区切って分割する。また、シゴキローラ４２は、フィルム１を挟んだ状態で回転することによって、送りローラ２２と共にフィルム１を矢印Ａ方向に送る。
【００３９】
スクレーパ機構５１は、図４および図５に示すように、フィルム１内の充填物を掻き取るための一組のスクレーパ５５，５６と、各スクレーパ５５，５６をそれぞれ矢印Ｂ1，Ｂ2方向に回動させるための回動用エアシリンダ５７と、各スクレーパ５５，５６を鉛直下方および上方に昇降動作させるための昇降用エアシリンダ５８とを備えている。
【００４０】
一組のスクレーパ５５，５６は、略平板状に形成されており、フィルム１を間に挟んで対向する位置に設けられている。これらスクレーパ５５，５６は、支持部材４６に鉛直方向の略中央が、回動支軸４７を介して矢印Ｂ1，Ｂ2方向に回動可能に支持されている。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、一方のスクレーパ５５の下端には、スクレーパ５６側に向かって突出された略Ｌ字状の挟持部６１が一体に形成されている。他方のスクレーパ５６の下端には、スクレーパ５５側に向かって突出された鉤爪状の挟持部６２が一体に形成されている。
【００４２】
略Ｌ字状の挟持部６１は、鉤爪状の挟持部６２に対向する端部が、この挟持部６２よりも大きい所定の厚みに形成されている。このため、各スクレーパ５５，５６は、各挟持部６１，６２によってフィルム１を挟持したとき、確実に当接されて、フィルム１を良好に挟持することが可能にされている。また、これら挟持部６１，６２の一側面は、スクレーパ５５，５６の対向面に対して９０度程度をなして形成されている。
【００４３】
そして、各スクレーパ５５，５６は、図６（ｂ）に示すように、各挟持部６１，６２を突き合わせることによって、挟持部６１，６２間にフィルム１が横方向に亘って挟持される。
【００４４】
各挟持部６１，６２は、フィルム１に臨む一側面が、対向面に対してほぼ垂直に形成されているため、各挟持部６１，６２の一側面と対向面とがなす隅部と、フィルム１の挟持位置近傍のフィルム１の外周面との間には、隙間Ｓがそれぞれ確保される。そして、各挟持部６１，６２は、フィルム１内の充填物を掻き上げたときに、隙間Ｓ側に向かってフィルム１の外周面が撓むことで、充填物が溜まる液溜りが形成される。
【００４５】
したがって、各スクレーパ５５，５６は、挟持部６１，６２によって挟持されたフィルム１内の充填物下端を中心として、この下端近傍のフィルム１の両側面が例えば鈍角等の所定の角度θ1をなすように、フィルム１を挟み込む。このため、挟持部６１，６２を移動させることで、充填物中の固体が良好に掻き上げられて、フィルム１間に固体が噛み込まれることが抑えられ、空充填部１ｂに充填物中の固体が残留することが防止される。上述した所定の角度θ1は、充填物中の固形分の大きさに応じて、４５°以上で１８０°以下の角度に設定される。なお、充填物中の固形分の大きさに応じて変化するが、角度θ1が４５°未満、１８０°を超える場合には、固形分が残りやすくなり、充分に掻き取ることが困難になる。
【００４６】
ここで、上述した本実施形態に係るスクレーパ５５，５６と比較するために構成された比較試験用のスクレーパについて、図面を参照して簡単に説明する。
【００４７】
図７に示すように、比較試験用のスクレーパ１５５，１５６は、フィルム１を挟持する先端が平坦面にそれぞれ形成されている。
【００４８】
上述した比較試験用のスクレーパ１５５，１５６の先端部によって挟持されたフィルム１の両側面は、フィルム１内の充填物下端を中心として、この下端近傍のフィルム１の両側面が４５度未満の角度θ2をなしている。そして、スクレーパ１５５，１５６は、フィルム１内の充填物の下端近傍に位置するフィルム１の両側面が４５度未満の角度θ2をなす状態で、充填物を掻き上げることで、フィルム１間に充填物中の固体が噛み込まれ、空充填部１ｂに固体が残留する現象が頻繁に発生してしまう。なお、図示しないが、スクレーパ１５５，１５６に、後述するスクレーパ５５‘のように、フィルム１の両側面との間に所定の隙間を確保するように挟持した場合でも、空充填部１ｂに固体が残留する現象を抑えることができなかった。
【００４９】
このため、スクレーパ１５５，１５６によって包装された包装袋は、横シール部に、上述した従来のシゴキローラのみを用いて掻き取られた包装袋の横シール部とほぼ同程度に、挟み込まれた固体による凹凸が生じ、横シール部から充填物が漏れ出る虞があるとともに、外観が損なわれてしまう。
【００５０】
また、スクレーパ１５５，１５６は、対向面の比較的広い領域がフィルム１の両側面に摺接されるため、フィルム１の外周面上に付着している付着防止材（剥離材）や塵埃等が対向面に付着してしまいという不都合がある。このため、スクレーパ１５５，１５６は、フィルム１を確実に挟持することができなくなる虞もある。
【００５１】
そして、このようなスクレーパ１５５，１５６を用いた場合であっても、対向面を水平方向側に更に傾斜させてフィルム１を挟持するように構成することで、上述したスクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２と同様に、フィルム１の両側面が所定の角度θ1をなす状態で挟持することも可能である。しかしながら、スクレーパ１５５，１５６の対向面を水平方向側に更に傾斜させた構成では、充填包装機の水平方向にスクレーパ１５５，１５６を回動させるためのスペースを更に広く確保する必要が生じ、スクレーパ機構が大型化してしまう不都合がある。
【００５２】
したがって、これら種々の問題を考慮して、本実施形態のスクレーパ５５，５６には、上述したように、各挟持部６１，６２が対向面側に突出されて形成されている。
【００５３】
以下、本実施形態に係るスクレーパ５５，５６の各挟持部６１，６２の更に詳細な形状について説明する。図８および図９に、スクレーパ５５，５６の各挟持部６１，６２を図６（ｂ）中の矢印Ｘ方向である下方から見た平面図をそれぞれ示す。
【００５４】
図８に示すように、各スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２は、フィルム１の横方向に亘って平坦面がそれぞれ形成されている。各スクレーパ５５，５６は、各挟持部６１，６２がフィルム１を挟持したとき、一方の挟持部６１が、フィルム１の縦シール部２ａの横方向に亘って当接されている。
【００５５】
そして、フィルム１の縦シール部２ａがシート状フィルム１ａの２枚分の厚みであるため、各挟持部６１，６２は、フィルム１を挟持した状態で、挟持部６１の対向面とフィルム１の外周面との間に、シート状フィルム１ａの２枚分の間隔２ｔが存在している。
【００５６】
以上のように構成された一組のスクレーパ５５，５６をフィルム１に対して例えば０．５[ｋｇ／ｃｍ2]程度の押圧力（８ｋｇｆ程度）で押圧して挟持した場合は、フィルム１内の充填物を掻き上げたときに、フィルム１間に比較的大きな固体が噛み込まれることがなかった。したがって、スクレーパ５５，５６を用いてフィルム１内の充填物を掻き上げられたフィルム１は、空充填部１ｂに残留する固体が大幅に低減された。すなわち、スクレーパ５５，５６によれば。挟持部６１，６２がフィルム１を挟持した状態で、フィルム１の外周面に対して上述した間隙２ｔが存在している部分も、良好に掻き取ることができる。
【００５７】
一方で、一組のスクレーパ５５，５６は、各挟持部６１，６２がフィルム１を挟持したとき、一方の挟持部６１が、フィルム１の縦シール部２ａの横方向に沿って当接されている。そして、挟持部６１は、４枚のシート状フィルム１ａが重ねられた縦シール部２ａに当接する箇所で、スクレーパ５５，５６による押圧力を全て受けることになる。このため、各挟持部６１，６２がフィルム１内の充填物を掻き上げる際、スクレーパ５５の挟持部６１は、フィルム１の縦シール部２ａに当接する箇所に押圧力が集中した状態で、縦シール部２ａに沿って摺動されて、縦シール部２ａを損傷させてしまう虞がある。
【００５８】
そこで、縦シール部２ａの損傷を確実に防止するための対策が採られた他のスクレーパについて説明する。なお、他のスクレーパは、上述したスクレーパ５５，５６の各挟持部６１，６２に、フィルム１の横方向に亘って平坦面が形成された構成に比較して、挟持部の構成のみが異なり、スクレーパ５５，５６と基本構成が同一であるため、挟持部についてのみ説明する。
【００５９】
図９に示すように、他のスクレーパ５５’の挟持部６３には、フィルム１の横方向の両端側に、スクレーパ５６の挟持部６２に突き当てられる突当部６３ａがそれぞれ一体に設けられている。この突当部６３ａは、挟持部６２と挟持部６３とによってフィルム１を挟持したときに、フィルム１の外周面と挟持部６３の対向面との間に、シート状フィルム１ａの１枚分の間隙が確保されるように設けられている。また、突当部６３ａは、フィルム１の横方向の両端との間に、所定の間隙が確保されている。
【００６０】
また、他のスクレーパ５５’の挟持部６３には、フィルム１の縦シール部２ａに対応する位置に、縦シール部２ａとの間に、シート状フィルム１ａの１枚分の間隙が確保されるように凹部６３ｂが設けられている。この凹部５９ｂの深さは、シート状フィルム１ａの２枚分の寸法２ｔに設定されている。
【００６１】
また、スクレーパ５５’の挟持部６３は、スクレーパ５６の挟持部６２に突き合わされてフィルム１を挟持したとき、縦シール部２ａの横方向の両端側と、凹部６３ｂの内面との間に、比較的大きな間隙がそれぞれ存在する。さらに、スクレーパ５５’の挟持部６３は、挟持部６２とともにフィルム１を挟持したとき、突当部６３ａの内周面と、フィルム１の横方向の両端との間に、比較的大きな間隙がそれぞれ存在する。
【００６２】
以上のように構成されたスクレーパ５５’の挟持部６３とスクレーパ５６の挟持部６２を、フィルム１に対して例えば０．５[ｋｇ／ｃｍ2]程度の押圧力で押圧して挟持した場合は、フィルム１内の充填物を掻き上げたときに、フィルム１間に充填物中の固体が噛み込まれることがなかった。したがって、スクレーパ５５’，５６を用いてフィルム１内の充填物を掻き上げられたフィルム１は、空充填部１ｂに残留する固体が大幅に低減された。すなわち、スクレーパ５５’によれば。挟持部６３、６２がフィルム１を挟持した状態で、フィルム１の外周面に対して上述した間隙がそれぞれ存在している部分も、良好に掻き取ることができる。
【００６３】
また、スクレーパ５５’，５６は、各挟持部６３，６２がフィルム１を挟持したとき、フィルム１の縦シール部２ａが挟持部６３の凹部６３ｂ内に当接されない。したがって、各挟持部６３，６２がフィルム１内の充填物を掻き上げる際、スクレーパ５５’によれば、挟持部６３がフィルム１の縦シール部２ａに沿って摺動されないため、縦シール部２ａの損傷を確実に防止することができる。
【００６４】
また、各スクレーパ５５，５６には、図４に示すように、フィルム１の横方向の両側に、２組の調整部材６５がフィルム１を間に挟んで対向してそれぞれ設けられている。調整部材６５は、例えばボルト等が用いられており、各スクレーパ５５，５６の対向面から所定量だけ突出されて設けられている。一組のスクレーパ５５，５６は、挟持部６１，６２を突き合わせるようにフィルム１を挟み込んだ際に、各スクレーパ５５，５６の調整部材６５が突き当てられることで、各スクレーパ５５，５６の対向面間が所定の間隔に確実に規制されている。また、調整部材６５は、スクレーパ５５，５６の対向面から突出される突出量を調整することで、各スクレーパ５５，５６の対向間隔を容易かつ確実に調整することが可能にされている。
【００６５】
スクレーパ機構５１が備える回動用エアシリンダ５７は、支持部材４６上に回動可能に支持されている。回動用エアシリンダ５７は、先端にスクレーパ５５，５６を支持するロッドを有し、ロッドを進退動作させることによってスクレーパ５５，５６を矢印Ｂ1，Ｂ2方向に回動させる。
【００６６】
また、昇降用エアシリンダ５８は、支持フレーム１０に支持されて設けられている。昇降用エアシリンダ５８は、先端に支持部材４６を支持するロッドを有し、ロッドを進退動作させることによって支持部材４６を介してスクレーパ５５，５６を鉛直方向に対して移動させる。
【００６７】
フィルム押さえ機構５２は、図３に示すように、シゴキローラ機構５１の鉛直下方に隣接して配置されており、フィルム１を挟持する一組のフィルム押さえ部材６７と、各フィルム押さえ部材６７を近接離間させる方向に駆動するための押さえ用エアシリンダ６８とを有している。
【００６８】
成形機構５３は、フィルム押さえ機構５２の鉛直下方に隣接して配置されており、フィルム１を規制するための一組の成形板７１と、各成形板７１を近接離間させる方向に駆動するための成形用エアシリンダ７２とを有している。
【００６９】
成形機構５３の下方には、充填物が投入されたフィルム１を、このフィルム１の水平方向である横方向に熱シールして包装袋を切り離す前の境界部でもある、包装袋の横シール部を形成するための横シール装置１６が配置されている。
【００７０】
以上のように構成された充填装置１５について、フィルム１内の充填物を区切って分割する動作を、図面を参照して説明する。
【００７１】
まず、充填装置１５は、図１０（ａ）に示すように、スクレーパ機構５１が、昇降用シリンダ５８によってスクレーパ５５，５６を矢印Ａ方向である下方に移動させて、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２が、シゴキローラ４２がフィルム１に圧接される位置よりも下方に移動される。
【００７２】
そして、スクレーパ機構５１は、図１０（ｂ）に示すように、回動用エアシリンダ５７によって一組のスクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２を近接させる方向に回動させて、フィルム１の横方向に亘って挟み込むとともに、成形機構５８によって一組の成形板７１を近接させる方向に移動させて、フィルム１内の充填物を所定の厚みをもって挟み込んだ状態に規制する。
【００７３】
次に、充填装置１５は、図１０（ｃ）に示すように、一組の成形板７１を離間させる方向に移動させることで、フィルム１内の充填物の厚みを規制する規制状態を解除して、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２によって挟持された挟持位置の下方近傍の充填物を自重で下方側に移動させる。
【００７４】
このため、フィルム１には、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２によって挟持された挟持位置から下方側に充填物がない箇所が形成される。そして、充填装置１５は、フィルム押さえ機構５２が、スクレーパ５５，５６によって挟持された挟持位置近傍を一組のフィルム押さえ部材６８を近接させる方向に移動させて、フィルム１を挟み込む。
【００７５】
次に、充填装置１５は、図１１（ａ）に示すように、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２によってフィルム１を挟み込んだ状態で、昇降用エアシリンダ５８によってスクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２をフィルム押さえ部材６７に対して図１１（ａ）中矢印Ｄ方向に上昇させることで、フィルム１内の充填物中の特に固体を上方側に掻き上げて、フィルム押さえ部材６７によって挟持された挟持位置近傍の上方側に充填物内の固形物がほぼ残っていない状態にする。
【００７６】
このとき、フィルム１内の充填物は、フィルム押さえ部材６７によって押さえられているため、スクレーパ５５，５６の上昇動作に伴って、フィルム１の下方側から上昇することが抑制されている。
【００７７】
続いて、フィルム押さえ機構５２は、図１１（ｂ）に示すように、スクレーパ５５，５６の挟持部によって掻き取られた区間に一組のシゴキローラ４２を近接させて、フィルム押さえ部材６７とスクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２との間の位置でフィルム１を圧接する。
【００７８】
そして、充填装置１５は、図１１（ｃ）に示すように、フィルム押さえ部材６７を離間させてフィルム１の挟み込み状態を解除した後に、シゴキローラ４２をフィルム１の縦方向に沿って上昇させて回転させることで、フィルム１内の充填物をしごいて除去する。これによって、フィルム１には、シゴキローラ４２の下方側に、充填物が残留していない良好な空充填部１ｂが形成される。
【００７９】
以上のように空充填部１ｂが形成されたフィルム１は、図１２に示すように、スクレーパ５５，５６の挟持部６１，６２によって挟持された挟持位置Ｐ1から、シゴキローラ４２が圧接された位置Ｐ2までの２０ｍｍ程度の区間Ｒ1に、充填物が残留することなく確実に除去されている。
【００８０】
また、フィルム１の空充填部１ｂには、位置Ｐ2の上方も、図１５に示した従来のフィルムの空充填部に比較して、固体が残留することが大幅に低減されている。そして、フィルム１は、フィルム押さえ部材６７によって押さえられた位置Ｐ1の横方向に、フィルム１内の充填物が区切られた境界が直線状になっており、空充填部１ｂの境界が整えられている。
【００８１】
（４）横シール装置
横シール装置１６は、図２および図３に示すように、フィルム１の横方向に亘って熱シールするための電熱ヒータ等の加熱手段（不図示）が内蔵されたシールバー８１と、このシールバー８１との間にフィルム１を挟み込むための受け部材８２と、これらシールバー８１および受け部材８２を近接離間する方向に移動させる横シール用エアシリンダ８３とを有している。
【００８２】
シールバー８１および受け部材８２は、各対向面が、フィルム１を横方向に亘って挟み込むために充分な長さに形成されている。これら各対向面には、図示しないが、横シール部の長手方向に平行な複数の溝がそれぞれ設けられており、これらの溝によって、横シール部の各フィルム１が剥離しない充分な接合強度で縞状に熱シールされるとともに横シール部の良好な外観が確保される。
【００８３】
そして、横シール装置１６は、シールバー８１および受け部材８２がフィルム１を横方向に亘って挟み込んだ際に、シールバー８１がフィルム１を加熱するとともに各対向面の間で加圧することによって、横シール部を形成する。
【００８４】
なお、図示しないが、横シール装置１６は、包装袋の横シール部を強制的に冷却するために、例えば、シールバー８１近傍に熱シールされた直後の横シール部に冷却風を吹き付けるための吹出ノズルを設ける構成にされてもよい。
【００８５】
（５）切断装置
切断装置１７は、図２および図３に示すように、フィルム１の横シール部に沿って切断するためのカッタ９０が進退可能に設けられてフィルム１の横シール部を冷却する冷却バー９１と、この冷却バー９１との間にフィルム１を挟み込むための受け部材９２と、これら冷却バー９１および受け部材９２を近接離間する方向に移動させる切断用エアシリンダ９３とを有している。
【００８６】
カッタ４８は、刃先が、フィルム１の横シール部に応じた所定の長さに形成されている。このカッタ９０は、カッタ用エアシリンダ（不図示）によって冷却バー９１の対向面から進退動作される。また、図示しないが、受け部材９２の対向面には、冷却バー９１の対向面から突出されたカッタ９０の刃先が進入可能な受け溝が設けられている。
【００８７】
そして、切断装置１７は、冷却バー９１および受け部材９２がフィルム１の横シール部に亘って挟み込んだ際に、冷却バー９１からカッタ９０が突出されて、横シール部が切断されることによって、フィルム１から包装袋が分離される。
【００８８】
以上のように構成された充填包装機全体の動作について、図面を参照して説明する。
【００８９】
まず、充填包装機は、図１および図２に示すように、送りローラ２２およびシゴキローラ４２が回転するのに伴って、フィルム１が矢印Ａ方向に搬送されて、製袋ガイド２３によってフィルム１が筒状に折り込まれる。折り込まれたフィルム１は、縦シール装置１３によって、縦方向の重ね合わされた縦方向の一辺が熱シールされる。また、このフィルム１の下流側に位置する包装袋が、横シール装置１６によって熱シールされて分断された際に、フィルム１の下流側に横シール部が形成されているため、このフィルム１は袋状に形成されている。
【００９０】
袋状にされたフィルム１には、充填装置１５の投入ノズル４０によって所定量の充填物が投入される。充填装置１５は、スクレーパ５５，５６によってフィルム１内の充填物を移動させ、フィルム１をシゴキローラ４２によってしごくことで、充填物が充填されない空充填部１ｂをつくるとともに、袋状のフィルム１内に充填物を封入させた状態でフィルム１を矢印Ａ方向に送る。充填物が封入された袋状のフィルム１は、矢印Ａ方向に送られることによって、横方向に熱シールするための部分が確保される。
【００９１】
そして、充填物が封入されたフィルム１は、横シール装置１６によってフィルム１の横方向に熱シールされて、包装袋２が形成される。続いて、横シール装置１６は、横シール部に沿って分断することにより、フィルム１から包装袋が分離される。
【００９２】
以上のように構成された充填包装機によって、図１３に示すような背貼三方シール型の包装袋２が製造される。この包装袋２は、横方向に中央に、縦方向に沿って縦シール部２ａが形成されており、横方向の対向する両端に横シール部２ｂがそれぞれ形成されている。そして、この包装袋２は、横シール部２ｂに亘って、充填物中の固体が噛み込まれることなく、良好に熱シールされて、横シール部２ｂの外観を整えることができる。
【００９３】
上述したように、充填包装機によれば、スクレーパ機構５１を有する充填装置１５を備えることによって、横シール部２ｂに充填物が噛み込まれることが防止され、横シール部２ｂを良好に熱シールすることができる。
【００９４】
したがって、充填包装機は、横シール部２ｂを確実に封止して横シール部２ｂから充填物中の液体等が漏洩することを確実に防止するとともに、横シール部２ｂの外観が整えられた包装袋を製造することができる。
【００９５】
なお、上述した充填包装機は、縦シール装置１３を備えることにより、背貼三方シール型の包装袋２を製造する構成が採られたが、一組の縦シール装置を備えることにより、四方シール型の包装袋を製造する構成に適用することも可能である。
【００９６】
また、上述した各実施形態では、樹脂製のフィルムからなる包装袋が適用されたが、例えば外側から順にポリエステル，アルミ箔，ポリエチレンからなる多層の積層フィルムからなるレトルト食品用の包装袋が適用されてもよい。また、フィルムとして、筒状フィルムがフィルム供給装置から供給されてもよい。
【００９７】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、スクレーパに挟まれた筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度になるように、筒状フィルムを挟み込む一組のスクレーパと、一組のスクレーパで掻き取られた筒状フィルムの区間に圧接される一対のシゴキローラとを備え、一組のスクレーパは、一対のシゴキローラ間を通過し、シゴキローラを筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を挟持してシゴキローラよりも鉛直上方まで移動することによって、充填物中の特に固体を良好に掻き取って移動することができる。したがって、本発明によれば、液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に良好に充填して確実に封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の包装充填機を模式的に示す正面図である。
【図２】前記包装充填機を模式的に示す側面図である。
【図３】前記包装充填機が備える充填装置を示す側面図である。
【図４】前記充填装置が備えるスクレーパ機構を示す側面図である。
【図５】前記スクレーパ機構を示す正面図である。
【図６】一組のスクレーパの挟持部を説明するための側面図であって、（ａ）はフィルムから離間された待機状態を示す図であり、（ｂ）はフィルム内の充填物を掻き取る状態を示す図である。
【図７】比較試験用のスクレーパがフィルムを挟持した状態を示す側面図である。
【図８】一組のスクレーパの各挟持部がフィルムを挟持した状態を下方から示す平面図である。
【図９】他の形状の挟持部がフィルムを挟持した状態を下方から示す平面図である。
【図１０】前記スクレーパがフィルムを挟持する動作を説明するための側面図である。
【図１１】前記スクレーパおよびシゴキローラがフィルムに空充填部を形成する動作を説明するための側面図である。
【図１２】スクレーパおよびシゴキローラによって形成された空充填部を示す正面図である。
【図１３】背貼三方シール型の包装袋の一例を示す斜視図である。
【図１４】従来の充填包装機が備えるシゴキローラがフィルムをしごく状態を示す側面図である。
【図１５】シゴキローラによって形成された空充填部を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 筒状フィルム
１ａ シート状フィルム
１ｂ 空充填部
２ 背貼三方シール型の包装袋
２ａ 縦シール部
２ｂ 横シール部
５ 充填物
１１ 搬送装置
１３ 縦シール装置
１５ 充填装置
１６ 横シール装置
１７ 切断装置
３９ シゴキローラ機構
４２ シゴキローラ
４４ シゴキローラ用エアシリンダ
５１ スクレーパ機構
５２ フィルム押さえ機構
５３ 成形機構
５５，５６ スクレーパ
５７ 回動用エアシリンダ
５８ 昇降用エアシリンダ
６１，６２ 挟持部
６５ 調整部材
６７ フィルム押さえ部材
６８ 押さえ用エアシリンダ
１５５，１５６ スクレーパ
２０１ フィルム
２０２ シゴキローラ
Claims (5)
- 液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に充填する充填装置であって、
前記筒状フィルムが鉛直方向に搬送される搬送経路上に、前記筒状フィルムを間に挟んで対向して配設され、前記筒状フィルム内に投入された充填物を掻き取って移動させるための一組のスクレーパと、
前記筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され、前記一組のスクレーパで掻き取られた前記筒状フィルムの区間に圧接させて前記筒状フィルム内の前記充填物を移動させるための一対のシゴキローラとを備え、
前記一組のスクレーパは、前記筒状フィルムを挟み込む挟持部が、前記スクレーパの各対向面から突出して設けられ、一方の前記挟持部に、他方の前記挟持部に突き当てられる突当部が設けられ、前記挟持部で挟まれた前記筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度になるように、前記筒状フィルムを挟み込み、
前記一組のスクレーパは、前記挟持部が前記一対のシゴキローラ間を通過して前記鉛直方向に昇降可能に設けられ、前記挟持部が前記一対のシゴキローラを前記筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を挟持して前記一対のシゴキローラよりも鉛直上方まで移動することによって、前記筒状フィルム内の前記充填物を掻き取って移動させることを特徴とする充填装置。 - 前記所定の角度は、４５°以上１８０°以下である請求項１に記載の充填装置。
- 前記一組のスクレーパには、一方の前記挟持部に、前記筒状フィルムの鉛直方向に熱シールされた縦シール部に対応する位置に、前記縦シール部に対して間隙をあけるための凹部が設けられた請求項２または３に記載の充填装置。
- 前記一組のスクレーパには、前記筒状フィルムを挟持したときの対向面の対向間隔を調整するための調整部材が設けられた請求項１ないし３のいずれか１項に記載の充填装置。
- 液体またはペースト状体と、固体とが混合された充填物を筒状フィルム内に充填する充填方法において、前記筒状フィルムが鉛直方向に搬送される搬送経路上に前記筒状フィルムを間に挟んで対向して配設され前記筒状フィルム内に投入された充填物を掻き取って移動させるための一組のスクレーパと、前記筒状フィルムを間に挟んで対向する位置に配設され前記一組のスクレーパで掻き取られた前記筒状フィルムの区間に圧接させて前記筒状フィルム内の前記充填物を移動させるための一組のシゴキローラとを備える充填装置を用い、
前記一組のスクレーパを互いに突き合わせて前記筒状フィルムを挟持する第１の工程と、
前記スクレーパによって前記筒状フィルム内の充填物を掻き取って移動させる第２の工程と、
前記スクレーパに掻き取られた前記筒状フィルムの区間に前記シゴキローラを圧接させ、前記筒状フィルム内の前記充填物を移動させる第３の工程とを有し、
前記第１の工程で、前記一組のスクレーパは、前記スクレーパに挟まれた前記筒状フィルムの両側面が、充填物中の固体の大きさに応じて設定された所定の角度になるように、前記筒状フィルムを挟み込み、
前記第１の工程では、前記一組のスクレーパが、前記一対のシゴキローラ間を通過して鉛直下方に移動し、前記第３の工程で前記シゴキローラを前記筒状フィルムに圧接させる位置よりも鉛直下方の位置を前記一組のスクレーパで挟持し、
前記第２の工程では、前記一組のスクレーパが、前記筒状フィルムを挟持した状態で前記一対のシゴキローラよりも鉛直上方に移動することによって、前記筒状フィルム内の前記充填物を掻き取って移動させることを特徴とする充填方法。
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