JP5168698B2 - 抽出製品用フィルターバッグを製造するための自動機器 - Google Patents

Description

本発明は、紅茶、コーヒー、カモミールなどの抽出製品用フィルターバッグを製造するための自動機器に関する。

特に本発明は、好ましくは紅茶などの抽出製品を一定量包含している、所定数のフィルターバッグからなる様々な生産物の生産に適している。本発明は、本明細書内で明確に説明されているが、それにより本発明の範囲は限定されない。

通常、フィルターバッグを包装／製造する自動機器は、フィルターバッグが生産される各生産ラインに沿って、順に、複数の操作ステーションを設けている。前記フィルターバッグは、各々、その室（chamber）に一定量の抽出製品を包含している。

生産物および機器の種類に応じて、フィルターバッグは１つあるいは２つの室を有していても良い。さらに、前記フィルターバッグは、幾つかの周知技術（節止め（knotting）、ヒートシール、ヒートシール可能なスタンプを施すなど）の何れかを用いて、繋ぎ糸（tie string）と連結していても良い。前記繋ぎ糸は、フィルターバッグとタグとを繋ぎ、前記タグは、複数の方法（節止め（knotting）、ヒートシール、スタンプを施すなど）の何れかにより、前記繋ぎ糸の端部に連結している。

繋ぎ糸とタグとをフィルターバッグの上に配置（フィルターバッグの周囲に巻き付ける、または、二つの室の間に配置するなど）することにより、生産ラインの末端部で、グループ化され、適切に束ねることができる生産物を形成している。前記生産ラインの末端部には、フィルターバッグを束ねる場所があり、通常はその後に、フィルターバッグの束または前記束のグループを適切なコンテナあるいはカートン内に配置する、最終包装のステーションがある。多くの場合、フィルターバッグを束ねる前に、前記フィルターバッグを個別の包みによりうわ包装する。前記うわ包装は、各々、フィルターバッグの周囲にＵ字を形成するよう適切に折りたたまれることにより、フィルターバッグが内包された、典型的な封筒のような包みを形成する。

現在、ティーバッグ製造機器が使用される場所および状況に応じて、特に低賃金労働が可能である場合、ティーバッグ自動製造機器の製造業者はますます、「簡略化された」解決策を選択する傾向がある。前記簡略化された解決策では、フィルターバッグを手動で包装するため、オートメーション化した生産ライン末端部の包装ステーションが不必要となり、コストを削減し、さらに、工場の床面積を軽減することができる。

この目的を達成するためには、前記ティーバッグ製造機器の製造ライン末端に、フィルターバッグ（うわ包装の有無に関わらず）を規則的な速さで、継続的に、一定の間隔で、供給するよう設計されたステーションを要する。この機器によると、オペレーターが容易に、手作業で、フィルターバッグを持ち上げることができる。

上記に加えて、製造機器から供給されたフィルターバッグは、製造ライン末端の供給ラインに沿って、明確に分離された、継続的なグループに分けなければならない（各グループは所定数のフィルターバッグからなり、必要に応じてその数を変更することができる）。こうすることで、オペレーターが、カートン内に配置されるグループが正しい数のフィルターバッグからなることを明確に知りながら、前記グループを容易に、躊躇することなく持ち上げることができる。

本出願人の目的は、したがって、抽出製品用フィルターバッグを製造するための自動機器であって、末端に製品排出ステーションを有し、前記排出ステーションで所定数のフィルターバッグからなるグループを形成し、前記グループを手動で持ち上げることができ、前記機器の基本構造および生産性を変えることなく、高い性能、信頼性、適応性を維持する前記自動機器を設計することである。

本発明は、したがって、抽出製品用のフィルターバッグを製造するための機器で、製造ラインに沿って順に、フィルターバッグを形成するために設けられた複数の操作ステーションと、形成されたフィルターバッグを取扱う少なくとも一つの操作排出ステーションと、を有し、前記操作排出および取扱ステーションが、フィルターバッグを製造ラインの特定の区画に沿って継続的に受け取り、保持する搬送手段と、支持案内手段（supporting guide means）に沿って規則正しく、継続的に、フィルターバッグを形成し、前記フィルターバッグを製造ラインの別の場所に供給する前記支持案内手段と、前記搬送手段からフィルターバッグを受取り、前記支持案内手段へと移送する受取り手段と、を有することを特徴とする機器。

本発明の技術的特徴は、上記目的に準拠して、前述の特許請求の範囲に明確に記載してあり、その利点は、後述の詳細な説明と、本発明を実施するための最良の形態を図示した添付の図面を参照することにより明白となる。添付の図面は、単に実施例を示した図面であり、発明の概念の範囲を限定するものではない。
図１は、一部を切り落とし、その他の部分がより明確に図示された抽出製品用フィルターバッグを製造するための自動包装機器の末端または前記機器の製造ライン末端の斜視図である。 図２は、図１に示された機器の排出部の仕組みを詳細に示した正面斜視図である。 図３は、図１に示された機器の排出部に配置された各操作要素の一部を切り落とし、その他の部分をより明確に図示した上方からの斜視図で、図４および５とは異なる作動状態を示す。 図４は、図１に示された機器の排出部に配置された各操作要素の一部を切り落とし、その他の部分をより明確に図示した上方からの斜視図で、図３および５とは異なる作動状態を示す。 図５は、図１に示された機器の排出部に配置された各操作要素の一部を切り落とし、その他の部分をより明確に図示した上方からの斜視図で、図３および４とは異なる作動状態を示す。 図６は、図１の平面図を上方から詳細に図示している。 図７は、本発明に係る機器の２つの更なる操作要素を示す略側面図で、図８とは異なる作動状態を示す。 図８は、本発明に係る機器の２つの更なる操作要素を示す略側面図で、図７とは異なる作動状態を示す。

図面、特に図１および２を参照すると、全体で１００と表示されている本発明の機器は、紅茶、コーヒー、カモミールなどの抽出製品用フィルターバッグ１を製造するために用いられる。

必然ではないが、好ましくは、フィルターバッグ１が、抽出製品を一定量（one charge）３収容している１つの空間（chamber）２と、一端が空間２に連結されている繋ぎ糸（tie string）４と、繋ぎ糸４の他端に連結されているタグ５と、を有している。無論、本発明に係る機器で製造され、処理されたフィルターバッグ１がタグと繋ぎ糸とを有していなくても良いので、これらにより本発明の範囲が限定されることは無い。

前記機器１００は、生産ラインＰに沿って、順に、複数の周知の操作ステーション（本発明に関連していないため、詳細な説明および図示はされていない）を設けており、それらは、フィルターバッグ１を形成し、各々のフィルターバッグ１を繋ぎ糸４と連結し、タグ５を繋ぎ糸４に連結し、その後、繋ぎ糸４とタグ５とをフィルターバッグ１の上に配置する。

図１により明確に示してあるように、機器１００はさらに、形成されたフィルターバッグ１を受け取り、製造ライン末端のフィルターバッグ１を取扱うステーションまたは装置７へと移送する中間地６を有している。

中間地６は、フィルターバッグ１を受け取り、移送する、周知のドラム（drum）６ｔにより規定されている。

図１〜６に示すように、本発明が特に関連している上記製造ライン末端の装置７は、第１運搬要素（a first conveying element）８と受取り手段１１とを有している。第１運搬要素８は、中間地６から移送されてくる各フィルターバッグ１を受け取り、前記フィルターバッグ１をラインＰのＴ１部に沿って供給し、支持通路（支持案内手段）（supporting channel）９に配置する。支持通路９は、規則正しく且つ連続して並べられるフィルターバッグ１を、ラインＰの直線部Ｔ２に沿って取扱部１０（図６）へと移送する。取扱部１０では、適切なカートン内に手動で配置するなど、手動で持ち上げ、その後包装する。手段１１は、各フィルターバッグ１を第１運搬要素８から受け取り、前記フィルターバッグ１を通路９内で、Ｔ２部に沿って、供給方向Ａへ移送することにより、通路９内にフィルターバッグ１を継続的に提供することができる。

図１には、装置７がさらに作動手段１２を有することも示されている。前記作動手段１２は、所定数のフィルターバッグ１からなる２つの連続する固まりの間に基準または分離要素を規定することにより、フィルターバッグ１からなる各グループ１３を形成し、前記各グループを通路９から手動で持ち上げ可能にする。

特に、手段１２は、第１運搬要素８からフィルターバッグ１が供給される通路９の末端の近傍に位置する。

図１〜５に示すように、第１運搬要素８は、第１回転運搬ドラム（a first rotating conveyor drum）８（図１の矢印Ｆ８）を有している。第１運搬要素８は、フィルターバッグ１を移送する第２ドラム６ｔ（第２ドラム６ｔの回転方向は、矢印６ｔにより表示する）の近傍に位置し、第２ドラム６ｔからフィルターバッグ１を一つ一つ受け取る。

第１回転運搬ドラム８は、その外周面上に均等に分布している複数のセル（cell）２０を有している。前記小区分２０は、第２ドラム６ｔより供給された各フィルターバッグ１を受け取り、前記フィルターバッグ１を通路９に近い場所へと移送する。

セル２０は、各々、２つの縦溝２１（図３および４）を有し、前記セル２０が通路９の供給端部の近傍を通過する時、前記２つの縦溝２１が２つの垂直歯１７を収容する。前記垂直歯１７は、下記でその詳細を記すが、各フィルターバッグ１を受け取る前述の手段１１を構成している。

上記に加えて、ドラム８上の各セル２０は、各側面につまみ装置２２を有し、前記セル２０の中にフィルターバッグ１を保持する。

各々のつまみ装置２２は、支軸２２ａ（図１、２、３）を中心として、固定アーム２３に対して旋回し、前記固定アームが第１ドラム８の側方に突出する。したがって、各つまみ装置２２は、初期閉鎖保持位置から開放位置へと旋回することができる。前記閉鎖保持位置では、つまみ装置２２が、セル２０内に位置するフィルターバッグ１と少なくとも一部で向かい合っていて、さらに、つまみ装置２２が、つまみ２２ｄにより、セル２０の側面開口部２０ａの各々に係合している（図２参照）。前記開放位置では、フィルターバッグ１が供給および開放され、各つまみ装置２２がセル２０から離れている（図２〜４）。

再び図１〜５を参照すると、受取り手段１１は、第１運搬ドラム８と通路９の供給場所との間に位置する、フィルターバッグ１突出し要素１１を有している。

突出し要素１１は、各手段１６（第１ドラム８と同調しているカムシステムに連結した４つの連動レバーのうち、２つのレバー１１ａと１１ｂとして、図１に部分的に示されている）により、第１受取り位置と開放位置との間を供給方向Ａ（図１の矢印Ｆ１１）へと動かされ、また、その反対方向へも同様にして動かされる。前記第１受取り位置では、受取り手段１１が、第１運搬要素８と各フィルターバッグ１との間に配置される。（図１および５参照）。前記開放位置では、受取り手段１１が、通路９の双方の壁９ａの間に置かれたフィルターバッグ１（図４参照）と共に、通路９内に配置される。

上述のように、受取り手段１１は、フィルターバッグ１を押すための１対の垂直歯１７を有している。前記垂直歯１７と基部１８とは連結しているので、前記垂直歯１７と前記基部１８とで、カムシステム１６により制御されるＵ字形の要素を構成する。カムシステム1６はＵ字形の要素を、受取り位置から開放位置へ、さらに、その逆方向へと動かしその動きを調整する。

図４、５、６に示すように、通路９は、通路９の内側に向かって収束する側壁９ａを持つ第１の供給区画３０を有し、フィルターバッグ１が供給場所に一時的に保持されるよう設計してあり、さらに、通路幅Ｌが少なくとも通過中のフィルターバッグ１の幅Ｌ１と等しくて、前記供給区画３０と連続している第２区画２４を有していても良い。

さらに、第２区画２４の基部２４ｂの少なくとも一部が、動力駆動のベルトコンベヤ２５の１部２５ｒと連動し、フィルターバッグ１を、供給方向Ａで、手動で持ち上げて対処する場所１０に向かって、移送するよう設計されている。

第２区画２４は、通路幅Ｌを、フィルターバッグ１の幅Ｌ１に合わせるように動かす（一般的な装置を用いて）ことのできる各側壁２４ａを装備していても良い（矢印Ｆ２４ａ）。

図１に明確に示すように作動手段１２は、所定のフィルターバッグ（基準１ａ）を、その他のフィルターバッグ１よりも上に持ち上げることにより前記基準１ａを規定する手段１２からなる。

手段１２は通路（支持案内手段）９の下方に位置し、必要なときに各駆動手段１４（図示されていない、一般的なカムシステムを有している）により駆動され、単独のフィルターバッグ１ａの下部に動作するので、前記フィルターバッグ１ａが上方に動く。

再び図１を参照すると、手段１２はレバー１５を有していても良い。前記レバー１５は、通路９により規定された平面の下に位置し、その一端１５ａを中心としてフレーム１０１へと旋回するので、駆動手段１４により駆動されると、アイドリング状態（図１の点線）と作動状態（図１の実線）との間で動く。前記アイドリング状態とは、通路９からレバー１５が離れている状態である。前記作動状態とは、レバー１５が上がり、その自由端が通路９の開口部に係合されることにより前記レバー１５が所定のフィルターバッグ１ａと接触し、さらに、押し上げている状態である。

レバー１５の自由端は、傾斜面１５ｐを形成しているくさび形の頭部１５ｔを有している。傾斜面１５ｐの最頂部は通路９の供給場所から離れているため、レバー１５が上がるにつれて、フィルターバッグ１が持ち上げられる。

図７、８および図４、５の一部に示すように、装置７は、通路９の供給端部の近くに安全手段２６を有している。前記安全手段２６は、機器１００の主制御装置２７（一般的なブロックとして図示する）に動作し、通路９内にフィルターバッグ１を移送／供給する仕組みに欠陥が生じた場合に、機器１００を停止する信号を生成することができるよう設計されている。

より詳細には、安全手段２６が、通路９に繋がっているブロック２９と連結している一対の平行な制御棒２８を有している。

制御棒２８は、仲介物を介して通路９の供給場所の各側壁９ａと連結しているため、機器１００が通常通り、定常状態で作動している時は、受取り手段１１の両サイドで、且つ、フィルターバッグ１が通過する領域の下方で、通路９と平行である（図４、５、７参照）。

支持ブロック２９は、その一端２９ａを中心として、通路９に向かって旋回するので、フィルターバッグ１が通路の供給場所で詰まった時に、制御棒２８が回転することが可能となる。その結果、通路９の側壁９ａに制御棒２８が与える保持力よりも大きな力で、制御棒２８を下方に押す力が働く（図８の矢印Ｆ２８）。

３１と表示された位置センサーは通路９と連結していて、一対の制御棒２８が通路９と平行なときには前記制御棒２８の近傍に位置し、一対の制御棒２８が下方に向かって回転したときに機器１００の停止信号Ｓを発する。

上記機器１００は、以下のように作動する。

第１ドラムと第２ドラムとが同調して回転するとき（図１の矢印Ｆ６参照）、第１ドラム６ｔ上の各フィルターバッグ１は、個別に、第２ドラム８の各セル２０内に放出される。

フィルターバッグ１が受け取られると、つまみ装置２２がセル２０を閉鎖することにより、前記フィルターバッグ１をセル２０の内部に保持する（図２参照）。

第２ドラム８が回転すると、各セル２０が順に、通路９の供給場所と位置合わせをする、つまり、各セル２０が近付くと、縦溝２１が存在するので、歯１７（第１受け取り位置に配置されている）がセル２０とフィルターバッグ１との間に配置され、同時に、つまみ装置２２が解放位置に戻る（図３参照）。

この時点では、歯１７が供給方向Ａへと動き、フィルターバッグ１を通路９内へと押す（図４参照）。ここで、収束する側壁９ａは、フィルターバッグ１を所定位置に保持するのに役立つ。

歯１７はその後、空になり、待機状態であるセル２０内の受け取り位置に戻る。そうなると、第１ドラム８が再び回り始め、次の供給段階へと移る。

所定数のフィルターバッグ１が供給されるとレバー１５が動作し、フィルターバッグ１ａが持ち上げられる。前記フィルターバッグ１ａは、二つの連続するフィルターバッグ１のグループの間で分離要素（あるいは旗）として規定され、前記グループが手動で持ちあげられるよう機能している（図１参照）。

フィルターバッグ１が供給されると、前記フィルターバッグ１がベルトコンベア２５に達するまで、通路９に沿って互いに押し合うような前記フィルターバッグ１の継続的な列が形成される。ベルトコンベア２５ではフィルターバッグ１が受け取られ、手動で持ち上げて対処する場所１０へと供給される。

通路９に供給されたフィルターバッグ１が詰まると、供給場所でのフィルターバッグ１が次に続くフィルターバッグ１の進行を静止し、その積み重ねにより歯１７が、制御棒２８が下方に押されるまで、フィルターバッグ１を押すので、機器１００が静止する。

製造コストが安価であるにも関わらず、迅速に、且つ、一定の速度で、フィルターバッグを効率的に供給することができる極めて単純な製造ライン末端部により、上述の機器は、前記目的を達成することができる。

上述の機器は、フィルターバッグを容易に識別できる所定数のグループに分ける機能で、手動または適切な機械的手段により、更に容易に持ち上げることができるような前記機能を有していなければならない。

上述の本発明は、本発明の概念を逸脱することなく変更また変型してもよい。さらには、本発明の細部は全て、技術的に同様な要素に置き換えることができる。

Claims (13)

1. 抽出製品用のフィルターバッグ（１）を製造するための機器（１００）であって、製造ライン（Ｐ）に沿って順に、フィルターバッグ（１）を形成するために設けられた複数の操作ステーションと、形成されたフィルターバッグ（１）を取扱う少なくとも一つの操作排出ステーション（７）と、を有し、
   前記操作排出ステーション（７）が、フィルターバッグ（１）を製造ライン（Ｐ）の特定の区画（Ｔ１）に沿って継続的に受け取り、保持する搬送手段（８）と、支持案内手段（９）に沿って規則正しく且つ連続して並べてフィルターバッグ（１）を整列し、前記フィルターバッグ（１）を製造ライン（Ｐ）の別の区画（Ｔ２）に供給する前記支持案内手段（９）と、前記搬送手段（８）からフィルターバッグを受取り、前記支持案内手段（９）へと移送する受取り手段（１１）と、を有し、
   機器（１００）がさらに、支持案内手段（９）に位置して操作する、作動手段（１２）を有し、
   前記作動手段（１２）が、所定数のフィルターバッグ（１）からなる２つの連続する固まりの間に基準（１ａ）または分離要素を規定することにより、フィルターバッグ（１）からなる各グループ（１３）を形成し、前記各グループ（１３）を支持案内手段（９）から持ち上げ可能にしており、
   作動手段（１２）が、所定のフィルターバッグを、その他のフィルターバッグ（１）よりも上に持ち上げることにより前記基準（１ａ）または分離要素を規定する手段（１２）からなり、
   前記作動手段（１２）が、支持案内手段（９）の下方に位置し、必要なときに各駆動手段（１４）により駆動され、単独のフィルターバッグ（１）の下部に動作し、前記単独のフィルターバッグ（１）を上方に動かせることを特徴とする機器。
2. 作動手段（１２）がレバー（１５）を有し、
   前記レバー（１５）は、支持案内手段（９）により規定された平面の下に位置し、その一端（１５ａ）を中心として機器のフレーム（１０１）へと旋回するので、駆動手段（１４）により駆動されると、
   前記レバー（１５）が、支持案内手段（９）とレバー（１５）とが平行であるアイドリング状態と、レバー（１５）が上がり、その自由端が支持案内手段（９）に係合することにより前記レバー（１５）が所定のフィルターバッグ（１）と接触し、押し上げる作動状態と、の間で動くことを特徴とする請求項１に記載の機器。
3. レバー（１５）の自由端が、傾斜面（１５ｐ）を形成しているくさび形の頭部（１５ｔ）を有し、前記レバー（１５）が上がるにつれて、フィルターバッグ（１）が持ち上げられることを特徴とする請求項２に記載の機器。
4. 受取り手段（１１）が、搬送手段（８）と支持案内手段（９）との間に位置するフィルターバッグ（１）の突出し要素（１１）を有し、
   前記突出し要素（１１）が、各カムシステム（１６）により、
   搬送手段（８）と各フィルターバッグ（１）との間に受取り手段（１１）が配置される第１受取り位置と、前記突出し要素（１１）が支持案内手段（９）と連動する開放位置と、の間を少なくとも供給方向（Ａ）へ動かされることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の機器。
5. 突出し要素（１１）が、フィルターバッグ（１）を押すための１対の垂直歯（１７）を有し、
   前記垂直歯（１７）と基部（１８）とはＵ字形の要素を構成するように連結していて、カムシステム（１６）が、前記Ｕ字形の要素を、受取り位置と開放位置との間で動かし、その動きを調整することを特徴とする請求項４に記載の機器。
6. 搬送手段（８）が、第１回転ドラム（８）を有し、
   前記第１回転ドラム（８）が、各フィルターバッグ（１）を受け取るために、その外周面上に均等に分布している複数のセル（２０）を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の機器。
7. セル（２０）は、各々、２つの縦溝（２１）を有し、
   前記セル（２０）が支持案内手段（９）の近傍を通過する時、前記２つの縦溝２１が、受取り手段（１１）を構成する２つの垂直歯（１７）を収容することを特徴とする請求項５を引用する請求項６に記載の機器。
8. 第１回転ドラム（８）上の各セル（２０）が、各側面につまみ装置（２２）を有し、前記セル（２０）の中にフィルターバッグ（１）を保持し、
   各つまみ装置（２２）が支軸（２２ａ）を中心として、固定アーム（２３）に対して旋回し、前記固定アームが第１回転ドラム（８）の側方に突出し、
   各つまみ装置（２２）が、
   セル（２０）内に位置するフィルターバッグ（１）と少なくとも一部で向かい合っていて、さらに、前記つまみ装置（２２）が、つまみ（２２ｄ）により、セル（２０）の側面開口部（２０ａ）の各々に係合している初期閉鎖保持位置と、
   フィルターバッグ（１）が供給および開放され、各つまみ装置（２２）がセル（２０）から離れている開放位置と、
   の間で旋回可能であることを特徴とする請求項７に記載の機器。
9. 支持案内手段（９）が運搬通路（９）であって、
   前記運搬通路（９）は、運搬通路（９）の内側に向かって収束する側壁（９ａ）を持ち、フィルターバッグ（１）が供給場所に一時的に保持されるよう設計してある第１供給区画（３０）と、
   通路幅Ｌが少なくとも通過中のフィルターバッグ（１）の幅Ｌ１と等しくて、前記第１供給区画（３０）と連続している第２区画（２４）と、
   を有していることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の機器。
10. 第２区画（２４）の基部（２４ｂ）の少なくとも一部が、動力駆動のベルトコンベヤ（２５）の１部（２５ｒ）と連動し、フィルターバッグ（１）を、手動で持ち上げて対処する場所（１０）に向かって、供給方向（Ａ）へと移送するよう設計されていることを特徴とする請求項９に記載の機器。
11. 第２区画（２４）が、通路幅（Ｌ）をフィルターバッグ（１）の幅（Ｌ１）に適合させるように動かすことのできる各側壁（２４ａ）を装備していることを特徴とする請求項１０に記載の機器。
12. 支持案内手段（９）の供給端部の近くに安全手段（２６）を有し、前記安全手段（２６）が、機器（１００）の主制御装置（２７）に動作し、支持案内手段（９）内にフィルターバッグ（１）を移送／供給する仕組みに欠陥が生じた場合に、機器（１００）を停止する信号（Ｓ）を生成することができるよう設計されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の機器。
13. 安全手段（２６）が、支持案内手段（９）に繋がっているブロック（２９）と連結している１対の平行な制御棒（２８）を有し、
    前記制御棒（２８）が、受取り手段（１１）の両サイドで、且つ、フィルターバッグ（１）が通過する領域の下方で、支持案内手段（９）と連結し、
    支持用の前記ブロック（２９）が、その一端（２９ａ）を中心として、支持案内手段（９）に向かって旋回するので、フィルターバッグ（１）が詰まった時に、制御棒（２８）の保持力よりも大きな力で、制御棒（２８）を下方に押す力が働き、
    位置センサー（３１）が、支持案内手段（９）と連結していて、１対の制御棒（２８）が支持案内手段（９）と平行なときには前記制御棒（２８）の近傍に位置し、前記１対の制御棒（２８）が下方に向かって回転したときに機器（１００）の停止信号（Ｓ）を発することを特徴とする請求項１２に記載の機器。

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