JP5451007B2

JP5451007B2 - 製袋充填装置

Info

Publication number: JP5451007B2
Application number: JP2008216434A
Authority: JP
Inventors: 保彦鈴木
Original assignee: Fuso Industries Co Ltd
Current assignee: Fuso Industries Co Ltd
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: JP2010052738A

Description

本発明はティーバッグ等の包装体、この包装体を製造するための製袋充填装置に関するものである。

特許文献１に記載されたティーバッグ製造装置は透水性で熱溶着可能な包装材を幅方向の中心で二つ折にして、この包装材に縦シールと上下二ヶ所の横シールを施して平袋を形成すると共に、この平袋に茶葉を充填してティーバッグ等の包装体を製造するものである。
この種の装置には、包装材に縦シールを施した後に、横シール手段が９０°回動して互いに９０°回動した位置に横シール部を形成して、三角錐状の袋に茶葉等を充填した包装体（以下、三角バッグという。）を製造するものもある。
この包装体には通常吊り下げ用の糸が取り付けられる。例えば、図１９に示すティーバッグ１００は茶葉が充填された平袋１０２と吊り下げ用の糸１０４とによって構成されている。通水性の包装材から成る平袋１０２は正面視がほぼ正方形で、折り曲げ部１０６、縦シール部１０８及び上下の横シール部１１０、１１２を有しており、茶葉が封入されている。また、吊り下げ用の糸１０４の両端部は縦シール部１０８に溶着されている。このように吊り下げ用の糸１０４の両端部を縦シール部１０８に溶着しているのは、吊り下げ糸をポットの取っ手に掛けて用いるためである。

ところで、近年では表面積が大きく茶葉からの抽出を効率よく行うことができる等の理由で上述の三角バッグが多く用いられるようになっている。このため、吊り下げ用の糸の両端部を三角錐状の袋に溶着した包装体の登場が望まれている。

特開２００４−１２３１５０号公報

しかしながら、上述のように三角バッグでは包装材に縦シールを施して縦シール部を形成した後に横シール手段が９０°回動する。そして、横シール手段によって包装材に横シールを施して、包装材に互いに９０°回動した位置に横シール部を形成するので、縦シール部に吊り下げ用の糸の両端部を溶着したのでは、横シール時に糸が絡まってしまったり、切断してしまったりするおそれがある。
また、縦シール部に糸を溶着するためには、シール時に糸を横方向へほぼ真っ直ぐに延ばすための機構が必要になるなど、その実現は殆ど不可能である。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、平袋だけでなく、三角錐状の袋に茶葉等を充填した抽出用の所謂三角バッグの横シール部に吊り下げ用の糸を溶着できる製袋充填装置、及び当該製袋充填装置によって製造される包装体を提供することを、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、包装材の原反から送出され筒状に折返された包装材に縦シールを施して縦シール部を形成して、包装材を筒状とする縦シール手段と、前記包装材に横シールを施す横シール手段と、前記縦シール手段と横シール手段によって形成される袋内に内容物を充填する内容物充填手段とを有し、前記袋内に前記内容物を充填した包装体を製造する製袋充填装置において、前記横シール手段は包装材の送出方向に直交する平面内にて回動自在であり、横シール手段と共に回動し、横シールが行われる前に包装材の横シールが施される部分の上側をクランプする一対のクランプ部材と、前記クランプ部材どうしの間に前記包装体の吊り下げ用となる糸を位置させる糸配置手段を具備し、前記横シール手段によって包装材に横シールを施して横シール部を形成すると共に、前記糸を包装材に溶着することで、一方の横シール部に糸の一端部が溶着され、他方の横シール部に糸の他端部が溶着された包装体を製造することを特徴とする製袋充填装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した製袋充填装置において、糸配置手段は糸の送り量を調節する糸送り量調節手段を具備することを特徴とする製袋充填装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した製袋充填装置において、糸配置手段は、糸巻き部に巻かれた糸を繰り出す糸繰出し手段と、前記繰り出される糸をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材によってガイドされる糸を送出する糸付勢手段とから構成されていることを特徴とする製袋充填装置である。

請求項４の発明は、請求項３に記載した製袋充填装置において、ガイド部材は可撓性を有するホースによって構成されていることを特徴とする製袋充填装置である。

請求項５の発明は、請求項３に記載した製袋充填装置において、ガイド部材は樋状部材によって構成されていることを特徴とする製袋充填装置である。

請求項６発明は、請求項３から５のいずれかに記載した製袋充填装置において、糸付勢手段はガイド部材へエアを吹き込むエア吹き込み装置から成ることを特徴とする製袋充填装置である。

本発明の製袋充填装置によれば、平袋だけでなく、三角錐状の袋に茶葉等を充填した抽出用の所謂三角バッグの横シール部に吊り下げ用の糸を溶着でき、横シール部に吊り下げ用の糸が溶着された包装体を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る製袋充填装置１、この製袋充填装置１によって製造される包装体としてのティーバッグ３を図１から図１３にしたがって説明する。
図１に示すようにティーバッグ３は透水性の材料によって構成される三角錐状の袋、袋５に充填、封入されている茶葉（図示せず）及び袋５に溶着された吊り下げ用の糸７によって構成されている。袋５には一ヶ所の縦シール部９と二箇所に横シール部１１、１３が形成されており、糸７の一端部は横シール部１１に溶着され、他端部は横シール部１３に溶着されている。

ティーバッグ３を製造する製袋充填装置１の構成について説明する。
装置本体２１の上部には繰出しホイール２５が備えられ、この繰出しホイール２５にロール状に巻かれた包装材２３の原反が装着されている。また、装置本体２１には包装材２３をガイドする複数のガイドローラ２７が備えられている。
装置本体２１の上部には茶葉Ｔが収容される茶葉収容部２９、この茶葉Ｔを一定量ずつ送出するための計量送出装置３１が備えられている。

更に装置本体２１にはガイドシュート３３が設けられており、このガイドシュート３３を挟んで互いに対向する２つの送りローラを一組とするローラ組３５、３７が上下に配置されている。
ローラ組３５とローラ組３７との間には縦シール手段としての超音波ホーン３９と、この超音波ホーン３９に対向して配置された円盤状の受け部材４１が備えられている。受け部材４１はエアシリンダ４２の出入可能なピストンの先端部に取り付けられている。

また、装置本体２１には横シールを行うための回動ユニット４３が備えられている。回動ユニット４３の構成について説明する。
符号４５は板状の回動ベースを示し、この回動ベース４５は支持ベース４７上に角度９０°の範囲で回動自在に支持されており、図示しない駆動機構によって回動させられる（図１０から図１３参照）。回動ベース４５のほぼ中心には丸穴４９が形成され、この丸穴４９は支持ベース４７の丸穴５１に連通している（図４参照）。

図３に示すように回動ベース４５の上面の四隅には支柱５３、５５、５７、５９が固定されており、支柱５３、５５には横バー６１が渡設され、支柱５７、５９には横バー６３が渡設されている。横バー６１、６３には一対のガイドシャフト６５、６７が渡設されており、ガイドシャフト６５、６７にはほぼＵ字形の板状部材によって構成されるホルダ６９が摺動自在に支持されている。ホルダ６９のガイドシャフト６５側の腕部には超音波ホーン７１が支持され、ホルダ６９のガイドシャフト６７側の腕部には円盤状の受け部材７３が支持されている。これら超音波ホーン７１と受け部材７３によって横シール手段が構成されている。

支柱５３、５５にはガイドシャフト７７が渡設され、支柱５７、５９にはガイドシャフト７５が渡設されている。ガイドシャフト７５、７７には一対のクランプ部材８１、８３が支持されており、図示しない駆動機構によってクランプ部材８１、８３の対向面どうしが接触する状態と離間する状態に動作させられる。
前述のように回動ベース４５は支持ベース４７上に角度９０°の範囲で回動自在に支持されており、図示しない駆動機構によって回動させられるので、超音波ホーン７１、受け部材７３及び一対のクランプ部材８１、８３は後述するように包装材２３の送出方向に直交する平面内において角度９０°の範囲で回動自在である。

クランプ部材８１の上面には直角に曲げた板状の固定板８５が取り付けられており、この固定板８５には金属製のガイドパイプ８６が固定されている。このガイドパイプ８６は下端部開口が一対のクランプ部材８１、８３の対向面どうしの接合領域に臨んでいる。ガイドパイプ８６の上端部には可撓性を有するプラスチック製のホース８７の先端部が接続されており、このホース８７の基端部の途中には分岐部８８が設けられている。またホース８７の基端部はエアバルブ９２を介して図示しないエアコンプレッサ等から成るエア供給源に接続されている。

図５に示すように、装置本体２１には糸送り装置８９が備えられており、この糸送り装置８９は弾性体によって構成される駆動ローラ９０、従動ローラ９１を有しており、駆動ローラ９０と従動ローラ９１は外周面が互いに接触する状態で上下に配置されている。駆動ローラ９０は図示しないモータによって回転駆動させられる。
符号９５は装置本体２１に備えられた制御手段を示し、この制御手段９５にはエアバルブ９２と糸送り装置８９が接続されており、これらの動作が制御手段９５によって制御されるようになっている。

符号９３は糸７が巻かれたリールを示し、このリール９３に巻かれた位置は引き出されて、糸ガイド９４のガイド穴９４ａを通り、更に分岐部８８からホース８７へ挿入されており、ホース８７の先端部に接続されたガイドパイプ８６から出ている。そして糸７は後述するように包装材２３の横シール部１１、１３に溶着される。
糸配置手段は、固定板８５、ガイドパイプ８６、分岐部８８を有するホース８７、エアバルブ９２、図示しないエア供給源、糸繰出し手段としての糸送り装置８９及び制御手段９５によって構成されている。糸送り量調節手段は、糸送り装置８９と制御手段９５とによって構成され、また糸付勢手段は、エアバルブ９２、図示しないエア供給源及びホース８７の分岐部８８から成るエア吹き込み装置によって構成されている。

また、装置本体２１にはシュート９７が設けられており、このシュート９７は支持ベース４７の丸穴５１の下方領域に配置されている、シュート９７の先端部は装置本体２１の前面に設けられた排出口９９に臨んでいる。
以上のように製袋充填装置１は構成されている。

次に製袋充填装置１の動作について説明する。
繰出しホイール２５に装着された包装材２３は、その始端を繰出してガイドローラ２７間に巻回した後、ガイドシュート３３によってＵ字状に湾曲させられる。そして、ローラ組３５、３７によって、その側縁が重ね合わされた状態で保持され筒状となる。

この状態でティーバッグ３の高さ寸法に相当する１ピッチ分、ローラ組３５、３７によって包装材２３は下方に送られ、超音波ホーン３９と受け部材４１とにより包装材２３に縦シールが施され、縦シール部９が形成される。更に縦シール部９が形成されて筒状になった包装材２３はローラ組３５、３７によって更に下方に送られ、回動ユニット４３に至る。包装材２３が回動ユニット４３に至ると、クランプ部材８１、８３が互いに近づく方向へ駆動して、包装材２３の横シール部１１が形成される部分（仮想線Ｓで示す部分）のすぐ上側の部分を挟持する。

図１０に示すように待機していたホルダ６９は、包装材２３に向かって往路走行する。ホルダ６９と共に超音波ホーン７１及び受け部材７３も往路走行するため、包装材２３の下部が横方向にシールアンドカットされる。これにより図６に示すように包装材２３の先端部に形成された横シール部１１が形成されると共に糸７が横シール部１１に溶着される。更に、ティーバッグ３の同図において上側の横シール部１３が形成される共に、ティーバッグ３が包装材２３から切り離される。そして、切り離されたティーバッグ３は回動ベース４５の丸穴４９、支持ベース４７の丸穴５１と通ってシュート９７上に落下し、シュート９７上を滑って移動し、排出口９９から排出される。

次いで、クランプ部材８１、８３が開いて包装材２３に対するクランプが解除され、クランプ部材８１、８３どうしの間に隙間が開く（図１３参照）。
また、回動ユニット４３は、超音波ホーン７１、受け部材７３及びクランプ部材８１、８３と共に図１０に示す状態から９０°回動して、図１１に示す状態となる。
そして、図６に示す糸７の先端部が包装材２３の先端部に形成された横シール部１１に溶着された状態から、図７に示すように包装材２３がティーバッグ３の高さ寸法に相当する１ピッチ分、ローラ組３５、３７によって包装材２３は下方へ送られる。

また、図５に示すように制御手段９５の指令によって駆動ローラ９０と共に従動ローラ９１が所定時間だけ回転して、駆動ローラ９０と従動ローラ９１に挟まれている糸７が走行し、リール９３に巻かれて糸７が引き出されて所定距離送られる。制御手段９５の指令によって糸７が送られる動作に同期して、平生は閉じているエアバルブ９２が所定時間だけ開いてエアがホース８７へ送り込まれる。即ち、糸７が分岐部８８からホース８７へ送られる動作に同期して、開放されたエアバルブ９２を介してエア供給源からホース８７へエアが送り込まれる。従って、糸７はホース８７内をスムーズに進行し、図７に示すように糸７の先端部分が一定長さだけガイドパイプ８６から送り出されて、クランプ部材８１、８３どうしの間の隙間を通過して下方へ送られる。これにより、超音波ホーン７１、受け部材７３によって図７において仮想線Ｓで示す横シールが施される部位に糸７が位置させられる。

そして、計量送出装置３１によって計量された所定量の茶葉Ｔがガイドシュート３３を通って、包装材２３の先端部に充填される。
次いで待機していたホルダ６９が、図１２に示すように包装材２３に向かって往路走行する。ホルダ６９と共に超音波ホーン７１及び受け部材７３も往路走行するため、包装材２３の下部が横方向にシールアンドカットされる。これにより図８に示すように包装材２３の先端部に形成された横シール部１１が形成されると共に糸７が横シール部１１に溶着される。更に、ティーバッグ３の同図において上側の横シール部１３が形成される共に、ティーバッグ３が包装材２３から切り離される。そして、切り離されたティーバッグ３は回動ベース４５の丸穴４９、支持ベース４７の丸穴５１と通ってシュート９７上に落下し、シュート９７上を滑って移動し、排出口９９から排出される。

また、図１１示すようにクランプ部材８１、８３による包装材２３に対するクランプが解除されてから同図において反時計回りの方向へ回動して、図１３に示す状態となる。そして、上記と同様にして糸送り装置８９、エアバルブ９２が動作して、糸７の先端部分が一定長さだけガイドパイプ８６から送り出されて、クランプ部材８１、８３どうしの間に隙間を通過して下方へ送られる。これにより、超音波ホーン７１、受け部材７３によって図７において仮想線Ｓで示す横シールが施される部位に糸７が位置させられる。これにより、図９に示すように、超音波ホーン７１、受け部材７３によって同図において仮想線Ｓで示す横シールが施される部位に糸７が位置させられる。更に上記した動作が繰り返されて、ティーバッグ３が連続して製造される。

上記のように回動ユニット４３のクランプ部材８１、８３は、超音波ホーン７１、受け部材７３と共に回動し、クランプ部材８１、８３に糸７の送出口を有するガイドパイプ８６が備えられているので、糸７はクランプ部材８１、８３どうしの隙間を確実に通過できて、糸７がクランプ部材８１、８３に絡まったり、横シールの際に横シール部１１、１３に溶着されることなく、途中から切断されてしまったりするのを確実に防止することができる。
なお、吊り下げ用の糸７を長くしたい場合には、糸送り装置８９の駆動時間、即ち駆動ローラ９０の回転時間を長くし、且つエアバルブ９２が開放時間、即ちエアをホース８７へ送り込む時間を長くし、これとは逆に吊り下げ用の糸７を短くしたい場合には、糸送り装置８９の駆動時間を短くし、且つエアバルブ９２が開放時間を短くする。

本発明の実施の形態２を図１４から図１７によって説明する。
実施の形態２のティーバッグ１２０は実施の形態１のティーバッグ３と同じ構成部分を有し、ティーバッグ１２０を製造する実施の形態２の製袋充填装置も実施の形態１の製袋充填装置１と同じ構成部分を有するので、実施の形態２については実施の形態１と異なる構成部分についてのみ説明する。

図１４に示すようにティーバッグ１２０の吊り下げ用の糸７の横シール部１１に近い位置にはタグ１２１が溶着されている。このティーバッグ１２０では図１５に示すように糸７の横シール部１１の溶着された部分を外して、タグ１２１を持って、袋５を吊下げるようにしてポット等に入れ、袋５内の茶葉Ｔの抽出を行う。

図１６に実施の形態２の製袋充填装置の一部構成部分を示す。この製袋充填装置では、実施の形態１の製袋充填装置１のホース８７とガイドパイプ８６の代わりにガイド部材としての樋状部材１２５が備えられている。この樋状部材１２５はポリ四フッ化エチレン系の合成樹脂等の摩擦係数の小さい材料によって構成され、底部１２６が平板状となっている。底部１２６の左右の端部には立ち上げ部１２７が設けられており、左右の立ち上げ部１２７は互いに対向して底部１２６に沿って延びている。凸部１２８は互いに対向する二面が傾斜しており、これら二つの傾斜する面が交わる部位が尖っている。

この製袋充填装置では、タグ１２１が一定間隔で溶着された糸７が糸送り装置によって送られて、樋状部材１２５にガイドされる。このときタグ１２１が底部１２６上を滑走するので、スムーズにタグ１２１付きの糸７を送ることができる。
また、タグ１２１は、立ち上げ部１２７によって左右両側へずれるのを規制され、しかも凸部１２８で底部１２６から離間するのを規制されるため、底部１２６上を確実に滑走して、糸７を真っすぐ、且つスムーズに送ることができる。

図１８に実施の形態３のティーバッグ１３０を示す。このティーバッグ１３０は袋１３１が平袋状で、折り曲げ部１３５に対向する辺に縦シール部１３３が設けられている。そして、横シール部１３７、１３９に糸７の一端部と他端部がそれぞれ溶着されている。
このティーバッグ１３０は実施の形態１の製袋充填装置１によって製造されるもので、回動ユニット４３を回転させないで図１０に示した状態で静止したまま、ホルダ６９が超音波ホーン７１と受け部材７３と共に往復動作させて横シール部１３７、１３９を形成して製造される。なお、ティーバッグ１３０を製造する場合において、製袋充填装置１の動作は上記回動ユニット４３が回転しない点を除き、ティーバッグ３を製造する場合と同じである。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、縦シール手段、横シール手段を超音波ホーンと受け部材から成る超音波シール装置によって構成したが、電熱等を用いたヒートシール装置によって構成してもよい。
糸付勢手段は、エアバルブ９２、図示しないエア供給源及びホース８７の分岐部８８から成るエア吹き込み装置によって構成したが、エア以外の例えば糸を把持する状態とこの把持を解除する状態に動作する把持部材と、この把持部材を駆動する駆動手段とによって構成してもよい。
また、内容物は茶葉に限定されるものでなく、コーヒー、削り節等の他の食品、更に食品以外の薬品等であってもよい。

本発明の製袋充填装置、包装体はティーバッグ製造業等の産業において広く利用される。

本発明の実施の形態１に係る製袋充填装置によって製造されるティーバッグの斜視図である。本発明の実施の形態１に係る製袋充填装置の斜視図である。図２の製袋充填装置に備えられる回動ユニットの斜視図である。図３の回動ユニットの正面図である。図２の製袋充填装置に備えられる糸送り装置等の糸を送るための装置の構成図である。図２の製袋充填装置によって吊上げ糸を有するティーバッグを製造する工程を説明するための斜視図である。図２の製袋充填装置によって吊上げ糸を有するティーバッグを製造する工程を説明するための斜視図である。図２の製袋充填装置によって吊上げ糸を有するティーバッグを製造する工程を説明するための斜視図である。図２の製袋充填装置によって吊上げ糸を有するティーバッグを製造する工程を説明するための斜視図である。回動ユニット、回動ユニットに備えられる横シール手段とクランプ部材の動作を説明するための平面図である。回動ユニット、回動ユニットに備えられる横シール手段とクランプ部材の動作を説明するための平面図である。回動ユニット、回動ユニットに備えられる横シール手段とクランプ部材の動作を説明するための平面図である。回動ユニット、回動ユニットに備えられる横シール手段とクランプ部材の動作を説明するための平面図である。本発明の実施の形態２に係る製袋充填装置によって製造されるティーバッグの斜視図である。図１４のティーバッグの使用方法を示す斜視図である。本発明の実施の形態２に係る製袋充填装置の実施の形態１の製袋充填装置と異なる構成部分を示す図である。図１６の樋状部材の斜視図である。本発明の実施の形態３に係るティーバッグの正面図である。従来例に係るティーバッグの正面図である。

符号の説明

１…製袋充填装置３…ティーバッグ５…袋
７…吊り下げ用の糸９…縦シール部１１、１３…横シール部
２１…装置本体２３…包装材２５…繰出しホイール
２７…ガイドローラ２９…茶葉収容部３１…計量送出装置
３３…ガイドシュート３５、３７…ローラ組３９…超音波ホーン
４１…受け部材４２…エアシリンダ４３…回動ユニット
４５…回動ベース４７…支持ベース４９…丸穴５１…丸穴
５３、５５、５７、５９…支柱６１、６３…横バー
６５、６７…ガイドシャフト６９…ホルダ７１…超音波ホーン
７３…受け部材７５、７７…ガイドシャフト
８１、８３…クランプ部材８５…固定板８６…ガイドパイプ
８７…ホース８８…分岐部８９…糸送り装置
９０…駆動ローラ９１…従動ローラ９２…エアバルブ
９３…リール９４…糸ガイド９４ａ…ガイド穴
９５…制御手段９７…シュート９９…排出口
Ｔ…茶葉
１２１…タグ１２５…樋状部材１２６…底部
１２７…立ち上げ部１２８…凸部
１３０…ティーバッグ１３３…縦シール部１３５…折り曲げ部
１３７、１３９…横シール部

Claims

包装材の原反から送出され筒状に折返された包装材に縦シールを施して縦シール部を形成して、包装材を筒状とする縦シール手段と、前記包装材に横シールを施す横シール手段と、前記縦シール手段と横シール手段によって形成される袋内に内容物を充填する内容物充填手段とを有し、前記袋内に前記内容物を充填した包装体を製造する製袋充填装置において、
前記横シール手段は包装材の送出方向に直交する平面内にて回動自在であり、
横シール手段と共に回動し、横シールが行われる前に包装材の横シールが施される部分の上側をクランプする一対のクランプ部材と、前記クランプ部材どうしの間に前記包装体の吊り下げ用となる糸を位置させる糸配置手段を具備し、前記横シール手段によって包装材に横シールを施して横シール部を形成すると共に、前記糸を包装材に溶着することで、一方の横シール部に糸の一端部が溶着され、他方の横シール部に糸の他端部が溶着された包装体を製造することを特徴とする製袋充填装置。
請求項１に記載した製袋充填装置において、
糸配置手段は糸の送り量を調節する糸送り量調節手段を具備することを特徴とする製袋充填装置。
請求項１または２に記載した製袋充填装置において、
糸配置手段は、糸巻き部に巻かれた糸を繰り出す糸繰出し手段と、前記繰り出される糸をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材によってガイドされる糸を送出する糸付勢手段とから構成されていることを特徴とする製袋充填装置。
請求項３に記載した製袋充填装置において、
ガイド部材は可撓性を有するホースによって構成されていることを特徴とする製袋充填装置。
請求項３に記載した製袋充填装置において、
ガイド部材は樋状部材によって構成されていることを特徴とする製袋充填装置。
請求項３から５のいずれかに記載した製袋充填装置において、糸付勢手段はガイド部材へエアを吹き込むエア吹き込み装置から成ることを特徴とする製袋充填装置。