JP5735315B2 - 二重包装装置およびその動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、茶葉、コーヒー粉等の被抽出物が充填された内袋をさらに外袋に封入する二重包装装置に関するものである。

茶葉、コーヒー粉等の被抽出物が充填される袋は、茶葉等の抽出がし易いように通水性の有るメッシュ素材等により構成されている。そのため、この充填袋が外気に直接触れるような状態になっていると、その中に充填された茶葉等の風味は比較的短期間に失われてしまう。
そこで、近年では、特許文献１に示すような装置を用いて、茶葉等の風味を長期間に渡って保つために、さらに外袋に封入する二重包装が行われている。

国際公開第２００９／１０１６８６号 特開２００４−１２３１５０号公報

特許文献１の装置では、内袋の製袋と被充填物の充填を行う製袋充填と、内袋の外袋への封入とが連続して自動的に行えるようになっており、その分装置が大掛かりとなっている。
而して、二重包装を行うものは限られており、従来の特許文献２に示すような製袋充填装置を用いて被充填物を充填した袋を製造し、用途に応じてその袋を外袋に封入できるような装置があれば使い勝手が良い。

本発明は、上記課題を解決するものであり、従来の製袋充填装置を用いて被充填物を充填した袋を、さらに外袋に封入できる二重包装装置を提供することを、その目的とする。

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１の発明は、連続した包材を引き出して搬送する包材搬送手段と、搬送されてきた包材の長手方向の側縁どうしを上側で合わせ横シールして筒状にする横シール手段と、筒状になった包材に縦シールして外袋とする縦シール手段とからなる外袋製袋化機構と、外袋製袋化中に被充填物が充填された内袋を供給して外袋に内袋を封入する内袋供給機構とからなる二重包装装置において、内袋供給機構は、連続した包材上に内袋を落下させる内袋落下手段と、落下した内袋に当てて搬送方向前方に押出すための包材の搬送方向と直交する方向に扁平な押出し片を有する内袋押出し手段とを備え、さらに、内袋の落下位置と押出し位置との間に包材を二つ折り状態でチャックするチャック機構が設けられていることを特徴とする二重包装装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した二重包装装置において、チャック機構の一対のチャック片の間には二つ折りされた包材の内側を通って押出し片が進退移動可能な隙間が設けられていることを特徴とする二重包装装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した二重包装装置において、押出し片の上下方向は押出し方向に向かって幅広になっていることを特徴とする二重包装装置である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した二重包装装置の動作方法において、押出し片を落下した内袋に当てて押出した後にチャック機構を閉じることを特徴とする動作方法である。

請求項５の発明は、請求項４に記載した二重包装装置の動作方法において、押出し片による再度の押出しをチャック機構の閉じた後に行い、再度の押出しにより内袋を最終的な位置まで押出すことを特徴とする方法である。

本発明の二重包装装置を用いれば、従来の製袋充填装置を用いて被充填物を充填して一旦製造した袋を、さらに外袋に封入できる。

本発明の実施の形態に係る二重包装装置の全体の概略的な構成図である。 図１の二重包装装置の動作途中の動作説明図である。 図１の二重包装装置の内袋供給機構の構造の説明図である。 図３の内袋供給機構の動作を側方側から示す説明図である。 図４の内袋供給機構の動作を上方側から示す説明図である。 図４に続く内袋供給機構の動作を側方側から示す説明図である。 図６の内袋供給機構の動作を上方側から示す説明図である。 図６に続く内袋供給機構の動作を側方側から示す説明図である。 図８の内袋供給機構の動作を上方側から示す説明図である。 図８に続く内袋供給機構の動作を側方側から示す説明図である。 図１０の内袋供給機構の動作を上方側から示す説明図である。 図１の二重包装装置により製造された二重包装袋を示す。

本発明の実施の形態に係る二重包装装置１を、図面に従って説明する。
この二重包装装置１は、図１２に示す二重包装袋Ａを製造するものである。この二重包装袋Ａでは、内袋Ｃはテトラ状のティーバッグ仕様になっており、中には茶葉が充填されている。この内袋Ｃが外袋Ｂに封入されている。外袋Ｂは矩形の平袋状になっており、一枚の矩形のガスバリア性包材が二つ折りされ、折曲げ辺を除く三辺側の縁どうしが重ね合わされ、シールされている。この三辺のシールを区別のため、それぞれ横シール部Ｙ、縦本シール部Ｔとする。

二重包装装置１は、図１に示すような全体構成をなしている。
先ず、外袋製袋化機構の構成と動作を説明する。
符号３は機台を示し、この機台３には連続した帯状の包材Ｓの原反ロールが巻かれたホイール５と、引き出された包材Ｓを案内する複数のガイドローラ７とが備えられている。また、ガイドローラ７の前方には湾曲ガイド部９が設けられており、連続した包材Ｓはこの湾曲ガイド部９に沿って前方に搬送されることで、平坦な状態から下向きに膨出した湾曲状態に変形される。

さらにその前方には横シール手段１１、縦仮シール手段１３、縦本シール手段１５が順次配設されており、いずれのシール手段も包材Ｓを一対のシール要素間に挟んでヒートシールする方式になっている。横シール手段１１では、包材Ｓの長手方向の側縁どうしが上側で重ね合わされシールされて横シール部Ｙが形成される。これにより、包材Ｓは筒状になる。縦仮シール手段１３では、縦方向に下端部から中間の高さまで縦仮シールされて点状の縦仮シール部Ｋが形成され、縦本シール手段１５では、縦仮シール部Ｋに重ね合わされた上にさらにそれを超えて上端まで縦本シールされて縦本シール部Ｔが形成される。隣り合う２つの縦本シール部Ｔが形成されて、包材Ｓは連続した平袋状の外袋Ｂとなる。

切断手段１７は縦本シール手段１５の前方に配設されており、この切断手段１７は、帯状の縦本シール部Ｔの幅方向中間部を一対の切断要素間に挟んで切断する方式になっている。切断手段１７で縦本シール部Ｔが順次切断されていくことで、連続した外袋Ｂは個別の外袋Ｂとなっていく。なお、切断手段１７はクランプ機能も備えており、切断後も切断済みの個別の外袋Ｂとその後続の未だ連続状態の外袋Ｂとを共にクランプした状態で保持できるようになっている。

切断手段１７が先行する個別の外袋Ｂと後続の連続状態の外袋Ｂをクランプした状態で前方に移動することにより、ホイール５から連続した包材Ｓが引き出され、湾曲ガイド部９により下向きに膨出した湾曲状となった上で、上記した横シール手段１１、縦仮シール手段１３、縦本シール手段１５、切断手段１７のそれぞれの一対の要素の間を通りながら前方に向かって搬送される。このように、切断手段１７は包材搬送手段としての機能も担っている。
切断手段１７により前方の所定位置まで進行した後は、先行する個別の外袋Ｂはクランプ手段１９にクランプされてさらに前方に搬送される。一方、切断手段１７は、切断要素が互いに離間し、その状態のまま後方の位置まで後退動作して後続の外袋Ｂを分離するための切断に備える。

縦本シール手段１５と切断手段１７との間には、クランプ手段２０が配設されており、この一対のクランプ要素が包材Ｓを上側からクランプする。クランプ手段２０の一対のクランプ要素は、切断手段１７の一対の切断要素が離間したときに、切断手段１７に代わって包材Ｓを搬送軌道上に保持するようになっている。
上記した横シール手段１１、縦仮シール手段１３、縦本シール手段１５、切断手段１７は駆動機構２１に接続されており、各部はこの駆動機構２１に駆動されて動作するようになっており、クランプ手段１９、２０も同様に適宜な駆動機構（図示省略）に駆動されて動作するようになっている。

外袋製袋化機構は、上記構成と各部の動作により、切断手段１７の前方への移動動作により、後続の外袋Ｂやそれに連続する製袋化途中の包材Ｓが１ピッチ分ずつ進行して、先行側から横シール、縦仮シール、縦本シール、切断の各処理が順次施されるようになっている。また、クランプ手段１９の下方には排出シュート（図示省略）が臨んでおり、二重包装袋Ａはこの排出シュート上に先ず落下し、滑落しながら、その下方に位置する搬送コンベア（図示省略）または収容容器まで落下するようになっている。

次に、内袋供給機構の構成と各部の動作を説明する。
図１に示すように、上記した各シール手段１１、１３、１５の上方には、内袋落下手段としての搬送コンベア２３が水平に配設されており、この搬送コンベア２３上に被充填物が充填されて製袋化された内袋Ｃが載せられて矢印に示すように前方から後方に向かって搬送されてくる。
この搬送コンベア２３の左端側には供給シュート２５が配設されており、この供給シュート２５の受口に搬送コンベア２３の左端から落下してくる内袋Ｃが入り込むようになっている。供給シュート２５は、図３に示すように、前後方向側にそれぞれ切欠き２６が形成されており、その切欠き２６内に包材Ｓの搬送軌道に入り込んでおり、内袋Ｃが包材Ｓの外方に落下することは無い。

また、供給シュート２５の近傍には押出し棒２７が配置されている。この押出し棒２７は前方に向かって下方に傾斜しており、その前側は二段階にわたって屈曲してその先端部は緩やかな傾斜になっている。そして、その先端部に押出し片２９が嵌め込まれて取り付けられている。この押出し片２９の先端部は包材Ｓの搬送方向と直交する方向（紙面を貫通する方向）に扁平になっており、さらに押し出し易いように押出し方向である前方に向かって幅広になっている。押出し片２９は内袋Ｃを破らないように弾性材によって構成されている。

押出し棒２７の基端部はスライダ３１に連結されており、このスライダ３１はガイドレール３３にスライド移動自在に嵌合されている。ガイドレール３３は前後方向に延びており、前方にいくに従って下方側に若干傾斜している。
スライダ３１はエアシリンダー（図示省略）に接続されており、このエアシリンダーに駆動されてガイドレール３３に沿って前後方向に往復移動するようになっている。
押出し片２９は湾曲ガイド部９によって湾曲した包材Ｓ内に上側から入り込んでおり、上記したエアリンダーの駆動により湾曲した包材Ｓ内を前後方向に移動するようになっている。

供給シュート２５の前方で且つ横シール手段１１の後方側に、すなわち内袋Ｃの落下位置と押出し位置との間にチャック機構３５は配設されており、このチャック機構３５は一対の角柱状のチャック片３７、３７を備えている。チャック片３７、３７は包材Ｓを挟んで対向しており、適当な駆動手段（図示省略）により接離可能となっている。但し、最接近したときにも押出し棒２７が通過可能な程度の隙間はあいている。押出し棒２７の押出し片２９は扁平になっているので上記した隙間を通り抜けし易く、しかも上下に延びているので内袋Ｃとの当接面積が最大限確保されている。
なお、後述するチャック機構３５は上記したシール動作の際には閉じている。

次に、外袋製袋化中の内袋の封入動作について説明する。
この封入動作は包材Ｓの搬送が停止した状態で行われる。
図４、図５に示すように、押出し棒２７は内袋Ｃの包材Ｓ上への落下位置より後方に待機している。その際、チャック機構３５のチャック片３７、３７は開かれている。このとき、二重包装装置１は全体として図１に示す状態となっている。
次に、図６、図７に示すように、内袋Ｃが供給シュート２５を通って湾曲した包材Ｓ上に落下すると、押出し棒２７の前方への進行動作が開始して、押出し片２９が内袋Ｃに当たりそのまま前方のチャック片３７、３７を超えて縦仮シール部Ｋ側に押し出すと共に、内袋Ｃがチャック片３７、３７を超えた時点からチャック片３７、３７が閉まっていく。このとき、二重包装装置１は全体として図２に示す状態となっている。

次に、図８、図９に示すように、閉じたチャック片３７、３７の間の隙間を通りながら押出し棒２７が後方に戻っていく。
次に、図１０、図１１に示すように、押出し棒２７が閉じたチャック片３７、３７の間の隙間を通りながら再度前方に進行して、内袋Ｃをさらに前方に押し出して内袋Ｃを最終的な所定の位置までもってくる。
ここまで済むと、押出し棒２７は後方の図４、５に示す待機位置まで戻って、後続の内袋Ｃが落下するのを待ち、その内袋Ｃが落下すると再び同じ動作を繰り返す。

なお、包材Ｓは内袋Ｃが上記したように押出し棒２７により前方に二度押し出されると、押出し棒２７の後退動作と並行して、包材搬送手段が動作して前方に１ピッチ分だけ搬送された後停止して、次の封入動作の受入れ態勢となる。

上記したように、チャック機構３５が閉じることにより、内袋Ｃはほぼ二つ折りされた包材Ｓ内に押出されるので包材Ｓに両側から挟まれた状態になる。そのため、包材Ｓを押し出した際に包材Ｓから反発されて後方に戻されるようなことは無い。しかも、押出しを二回行い、二回目で最終的な位置まで押し出すので、無理なく確実に内袋Ｃを所定の位置まで押し出すことができる。

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、窒素ガス等の不活性ガスも同時に封入する場合には、左側に縦仮シール部Ｋが形成され、右側に縦本シール部Ｔが形成された製袋化途中の包材Ｓ内までガス供給管を導く構成にすればよい。

本発明の二重包装装置を既存の製袋充填装置と併用することで、効率的な利用が図れる。

１‥‥二重包装装置
３‥‥機台 ５‥‥ホイール
７‥‥ガイドローラ ９‥‥湾曲ガイド部
１１‥‥横シール手段 １３‥‥縦仮シール手段
１５‥‥縦本シール手段 １７‥‥切断手段
１９、２０‥‥クランプ手段 ２１‥‥駆動機構
２３‥‥搬送コンベア ２５‥‥供給シュート
２６‥‥（供給シュートの）切欠き
２７‥‥押出し棒 ２９‥‥押出し片
３１‥‥スライダ ３３‥‥ガイドレール
３５‥‥チャック機構 ３７‥‥チャック片
Ａ‥‥二重包装袋 Ｂ‥‥外袋 Ｃ‥‥内袋
Ｓ‥‥包材 Ｙ‥‥横シール部 Ｋ‥‥縦仮シール部
Ｔ‥‥縦本シール部

Claims (5)

1. 連続した包材を引き出して搬送する包材搬送手段と、搬送されてきた包材の長手方向の側縁どうしを上側で合わせ横シールして筒状にする横シール手段と、筒状になった包材に縦シールして外袋とする縦シール手段とからなる外袋製袋化機構と、外袋製袋化中に被充填物が充填された内袋を供給して外袋に内袋を封入する内袋供給機構とからなる二重包装装置において、
   内袋供給機構は、連続した包材上に内袋を落下させる内袋落下手段と、落下した内袋に当てて搬送方向前方に押出すための包材の搬送方向と直交する方向に扁平な押出し片を有する内袋押出し手段とを備え、
   さらに、内袋の落下位置と押出し位置との間に包材を二つ折り状態でチャックするチャック機構が設けられていることを特徴とする二重包装装置。
2. 請求項１に記載した二重包装装置において、
   チャック機構の一対のチャック片の間には二つ折りされた包材の内側を通って押出し片が進退移動可能な隙間が設けられていることを特徴とする二重包装装置。
3. 請求項１または２に記載した二重包装装置において、
   押出し片の上下方向は押出し方向に向かって幅広になっていることを特徴とする二重包装装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載した二重包装装置の動作方法において、
   押出し片を落下した内袋に当てて押出した後にチャック機構を閉じることを特徴とする動作方法。
5. 請求項４に記載した二重包装装置の動作方法において、
   押出し片による再度の押出しをチャック機構の閉じた後に行い、再度の押出しにより内袋を最終的な位置まで押出すことを特徴とする方法。

Images