JP6296754B2

JP6296754B2 - 袋状容器の充填シール装置

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Publication number: JP6296754B2
Application number: JP2013221465A
Authority: JP
Inventors: 範央今岡
Original assignee: シブヤパッケージングシステム株式会社
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: JP2015081138A

Description

本発明は、上端が開放された袋状容器（バッグ）に粉末状のコーヒー等の製品を充填した後、上端の開口部をシールする袋状容器の充填シール装置に関するものである。

上端が開口した袋状容器に粉末状のコーヒーや紅茶等の製品を充填して、袋状容器の上端をシールする充填シール装置は従来から広く知られている。このような従来の装置では、袋状容器の両側面の上方側を把持して、袋状容器を吊り下げた状態で搬送しつつ、袋状容器を開口して充填を行い、その後、上端部をシールしている。

袋状容器側面のシール部分が狭い場合や、側面が内側に折り込まれたガセット容器の両側面を把持する場合、その把持した箇所が袋状容器の開口部にかかってしまい袋状容器を十分に開口することができなくなるという問題があった。そこでガセット容器でも開口面積を大きくすることができる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４１５９５０７号公報

前記特許文献１に記載された発明の構成では、ガセット容器の側面４箇所をクランプすることによって開口面積を大きくするようにしているので、構成が複雑であるという問題があった。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、袋状容器内に製品を充填する充填ノズルと、充填された袋状容器の上部をシールするシール手段と、袋状容器の底面および前後左右面を囲むように支持する囲みガイドと、昇降可能に設けられ、袋状容器の上端に係合可能なトップガイドと、前記トップガイドの下方に配置されて前記囲みガイドによって保持されている袋状容器を押える押圧ガイドとを備え、前記充填ノズルによる充填が終了た袋状容器を、前記押圧ガイドによって袋状容器の移動を許容するように弱く押圧しつつ、前記トップガイドを下降させて袋状容器の上端を一定の高さに揃えた後に、前記押圧ガイドは袋状容器が移動しないように強く押圧して前記シール手段によりシールすることを特徴とするものである。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記押圧ガイドを移動させて前記押圧ガイドを２段階の強さで袋状容器を押圧する押圧ガイド駆動手段とを設けたことを特徴とするものである。

さらに、第３の発明は、前記第１の発明または第２の発明において、前記囲みガイドは、回転体に円周方向等間隔で複数設けられており、袋状容器の底面を支持する底面ガイドと、この底面ガイドの上方両側に設けられ、袋状容器の前後面と両側面とを支持する一対の側面ガイドとを有し、前記側面ガイドの少なくとも一方を袋状容器を保持する位置と開放位置とに移動可能にしたことを特徴とするものである。

また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記回転体に設けられた前記底面ガイドへ、袋状容器を保持して供給する供給手段を移動可能に配置し、前記側面ガイドの一方を開放し、その開放した側方から前記供給手段により袋状容器を前記底面ガイド上へ供給することを特徴とするものである。

また、第５の発明は、前記第３または第４の発明において、前記側面ガイドの上下に一対ずつ配置された折り込みガイドと、これら折り込みガイドを移動させる折り込みガイド移動手段とを設け、前記折り込みガイドにより袋状容器の側面を折り込んだ後、前記押圧ガイドを移動させることを特徴とするものである。

本発明に係る袋状容器の充填シール装置は、袋状容器の底面および前後左右面を囲む囲みガイドによって袋状容器を支持した状態で、充填およびシールを行うようにしたので、クランプによって容器を保持する位置やクランプを動作させる機構等を考慮する必要なく、袋状容器を十分に開口することが可能になった。また、前記囲みガイドによって保持している袋状容器の上端をトップガイドによって揃えるようにしたので、シール位置が安定してシール強度のバラツキがなくなり、見栄えが良くなった。

図１は袋状容器の充填シール装置の全体の配置を示す平面図である。（実施例１）図２はロータリ式充填機にバッグを供給する供給部の構成を示す斜視図である。図３は充填バケットユニットおよびバッグ押さえガイドを示す図であり、図（ａ）は横断面図、図（ｂ）は平面図、図（ｃ）は左側面図、図（ｄ）は右側面図である。図４はバッグ供給チャックを示す図であり、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は要部の縦断面図である。図５はバッグ供給チャックを示す図であり、図（ａ）は開閉駆動部を示す側面図、図（ｂ）はバッグ供給チャックの開閉駆動部を示す平面図である。図６はバッグ開口ユニットを示す図であり、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は縦断面図である。図７はロータリ式充填機の充填ノズルによる充填時の状態を示す縦断面図である。図８は折り込みユニットを示す図であり、図（ａ）は縦断面図、図（ｂ）は正面図である。図９はシールユニットを示す図であり、図（ａ）は折り込みユニットおよびシールユニットの揺動機構を示す図、図（ｂ）は折り込みユニットおよびシールユニットの正面図、図（ｃ）はロータリ式充填機およびシールユニットの縦断面図である。図１０（ａ）〜（ｆ）は充填ノズルによる充填工程を順次示す図である。図１１は折り込み工程およびシール工程を順次示す斜視図である。

ロータリ式充填機の外周部に円周方向等間隔で複数の囲みガイドが設けられ、これら各囲みガイドの上方にそれぞれ充填ノズルが配置されている。囲みガイドは、袋状容器（バッグ）を保持する充填バケットであり、バッグの底部を支持する底面ガイドと、この底面ガイド上に載せられたバッグの搬送方向前方側の側面と後方側の側面をそれぞれ支持する前後の側面ガイドを備えている。搬送方向前方側の側面ガイドは開閉可能になっており、この前方側側面ガイドを開放した状態で、ロータリ式充填機の回転体の回転方向と逆の方向に回転可能なバック供給手段によってバッグを供給する。バッグ供給手段は、旋回可能なチャックを有しており、このチャックによって把持したバッグを、前記底面ガイド上に移載する。

充填バケットに供給されて保持されたバッグの開口部を、バッグ開口ユニットの開口手段によって両面を吸着した後後退して開口部を開放する。バッグが開口されると、上方の充填ノズルおよび充填ノズルの開口部の周囲を囲むカバーをバッグ内に挿入し、計量装置で計量された製品（粉末状のコーヒー等の内容物）を充填する。その後、折り込みポジションで、上方側の折り込みガイドと下方側の折り込みガイドをバッグの両側から挿入するとともに、バッグ押さえガイドを接近させてバッグの上部を弱い力で押さえ、バッグトップ揃えガイドを下降させてバックの上端の高さを同一に揃える。バッグは製袋時の誤差等によってそれ自体の高さが異なっている場合があり、また、粉末等を充填した際にバッグの膨らみ量にバラツキが発生する場合があるため、充填バケットに保持されているバッグの高さが異なっている場合がある。そこで、このバッグトップ揃えガイドによって上端の高さを揃えている。バッグの高さを揃えた後、バッグ押さえガイドによってバッグを強く保持して位置決めした状態にする。

上端の高さが揃えられたバッグは、次のシールステーションで開口部をシールされる。シール手段は一対のヒータを備えており、これらヒータをバッグの開口部に両側から接触させてシールする。上下の折り込みガイドとトップ揃えガイドを備えた折り込みユニットおよびシール手段を備えたシールユニットは、ロータリ式充填機の回転に追従して回転するようになっており、前記折り込み工程およびシール工程を行う間回転体の回転に追従して回転する。その後、元の位置に戻って次のバッグの折り込み、シールを行う。シールが済んだバッグは、排出手段によって排出され、次の工程に送られる。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。袋状容器２（この実施例ではドリップコーヒー用のバッグ）に内容物（粉末状のコーヒー等の製品）を充填するロータリ式充填機４と、このロータリ式充填機４にバッグ２を供給するバッグ供給手段６（図１および図２では図示を省略して位置だけを示す）と、前記ロータリ式充填機４の充填ノズル８（図２参照）に内容物を供給する計量装置１０と、内容物が充填されたバッグ２の折り込みを行う折り込みユニット１２（図８参照）と、内容物が充填されたバッグ２の開口部をシールするシールユニット１４（図９参照）等を備えている。

この実施例で使用されるバッグ２は、ロール状に巻かれたウエブ（不織布で構成されたシート状本体部分の両側部に所定の間隔で紙製の支持体１６が接着されている）を繰り出して長手方向に２つ折りにし、この長手方向を横断する方向に所定の長さごとにシールおよび切断を行って、袋状容器（バッグ２）に成形する。このバッグ２の両側部をガセット折り装置（図示せず）によって内側に折り込んだ後、バッグ供給手段６によって前記ロータリ式充填機４に供給する。

ロータリ式充填機４には、回転体１８の外周部に円周方向等間隔で、バッグ供給手段６から供給されたバッグ２の底面を保持する底面ガイド２０と、この底面ガイド２０上に載せられたバッグ２の搬送方向後方側の側面を保持する後方側側面ガイド２２、およびバッグ２の搬送方向前方側の側面を保持する前方側側面ガイド２４を有する充填バケット２６が設けられている（図２参照）。この実施例では、底面ガイド２０は、底部がＶ字状に折り曲げられた２つの傾斜面を有しており、全体として回転体１８の接線方向を向けて配置されている。前記傾斜面の一方（回転体１８の半径方向内方側）は、上部に垂直な支持面が形成されている。また、前後の側面ガイド２４、２２は、半径方向外方側の端部が直角に折り曲げられ、前記底面ガイド２０に支持されたバッグ２の半径方向外方側の一部を支持するようになっている。

前記各充填バケット２６の上方には、この充填バケット２６に支持されているバッグ２の上部を両側から押さえる押圧ガイド（バッグ押さえガイド２８）が配置されている。このバッグ押さえガイド２８は、回転体１８の半径方向内方側と外方側に配置され、互いに接近離隔可能な一対の水平板２８ａ、２８ｂを有している。バッグ押さえガイド２８は、両水平板２８ａ、２８ｂが離隔した位置と、接近してバッグ２を両側から軽く押さえる保持位置と、さらに接近してバッグ２を強く押さえる固定位置との２段階の閉鎖位置を有している。前記保持位置ではバッグ２を軽く押さえてその移動を許容するが、固定位置ではバッグ２が移動しないように強く押さえるようになっている。

充填バケット２６の側面ガイド２２、２４は、ロータリ式充填機４の回転体１８に放射方向を向けて固定した垂直な取付板３０の両側に配置されている（図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）参照）。バッグ２の搬送方向前後に配置された一対の側面ガイド２２、２４は、それぞれ側面ガイド開閉用カム３２、３４によって回動（開閉動作）するようになっている。各側面ガイド２２、２４は、基部側が、一端を支点として水平面内で回動するＬ字状レバー３６、３８の他端（先端）に固定され、このＬ字状レバー３６、３８の先端寄りに水平なロッド４０、４２の一端が連結されている。このロッド４０、４２の他端は、前記取付板３０に水平な支点軸によって回転可能に支持されたレバー４４、４６の一端に連結されている。このレバー４４、４６の支点軸を挟んだ他端側にスプリング４８、５０が取り付けられてこのレバー４４、４６を引き付けており、前記ロッド４０、４２を押し出す方向（側面ガイド２２、２４を閉じる方向）に常時付勢している。

また、前記レバー４４、４６の他方の端部に縦方向のリンク５２、５４が連結され、これらリンク５２、５４の下端にそれぞれカムフォロア５６、５８が取り付けられている。これらのカムフォロア５６、５８は前記スプリング４８、５０によって側面ガイド開閉用カム３２、３４に係合している。従って、搬送方向の前後に配置された一対の側面ガイド２２、２４は、側面ガイド開閉用カム３２、３４の形状に応じて独立して開閉することができる。垂直な取付板３０の両側に垂直方向のレール６０、６２が固定され、前記縦方向のリンク５２、５４に取り付けたスライダー６４、６６が嵌合しており、これらレール６０、６２に案内されて縦方向のリンク５２、５４が昇降し、側面ガイド２２、２４が開閉する。

充填バケット２６の上方に配置されているバッグ押さえガイド２８も、カム（バッグ押さえガイド作動用カム６８）によって開閉するようになっている。水平方向に互いに向かい合って配置されているバッグ押さえガイド２８の水平板２８ａ、２８ｂは、前記垂直な取付板３０の両側に配置され、回転体１８の半径方向に進退動する進退動プレート７０、７２に取り付けられている。これら進退動プレート７０、７２にはそれぞれスライダー７４、７６が固定されて、前記取付板３０の両側に取り付けられた水平方向のレール７８、８０にそれぞれ嵌合している。また、両進退動プレート７０、７２は、それぞれ斜め方向のリンク８２、８４を介して昇降部材８６に連結されている。この昇降部材８６は、下端にカムフォロア８８が取り付けられており、このカムフォロア８８が前記バッグ押さえガイド作動用カム６８に係合している。昇降部材８６にはスライダー９０が固定されており、前記垂直な取付板３０に固定された垂直方向のレール９２に嵌合しており、このレール９２に沿って昇降する。昇降部材８６は、スプリング９４によって常時下方へ付勢されて、前記カムフォロア８８がバッグ押さえガイド作動用カム６８に係合するようになっている。

ロータリ式充填機４のバッグ供給位置（図１に符号Ａで示す位置）には、上流側で成形されたバッグ２を受け取って前記充填バケット２６に供給するバッグ供給手段６が設けられている。このバッグ供給手段６は、バッグ受け取り位置Ｘで受け取ったバッグ２を、ロータリ式充填機４の回転体１８の回転方向（図１の矢印Ｒ参照）と逆方向に回転して（同図の矢印Ｓ参照）前記充填バケット２６に受け渡す。

バッグ供給手段６は、バッグ２を保持する旋回移載チャック９６と、この旋回移載チャック９６を開閉してバッグ２を保持し、また解放するチャック開閉手段（チャック開閉用モータ９８）と、バッグ旋回移載チャック９６をバッグ受け取り位置Ｘとバッグ供給位置Ａとの間で往復揺動させるチャック旋回用モータ１００とを備えている。旋回移載チャック９６は、水平プレート１０２の下面側に固定された取付体１０４に一対の回転ピン１０６を介して回転可能に支持された一対のチャック部材９６ａ、９６ｂを有している。一対のチャック部材９６ａ、９６ｂの一方（図４（ａ）、図５（ａ）、（ｂ）の右側のチャック部材９６ｂ）に、レバー１０８を介してロッド１１０（図５（ｂ）参照）の一端が連結されている。また、両回転ピン１０６は、回転伝達手段１１２を介して連結されており、両チャック部材９６ａ、９６ｂは同時に逆方向に回転するようになっている。従って、前記レバー１０８を回動させることにより前記一方のチャック部材９６ｂを回転させると、両チャック部材９６ａ、９６ｂが開閉して、バッグ２を把持し、また解放することができる。

旋回移載チャック９６が取り付けられている前記水平プレート１０２に縦方向のプレート１１４が固定され、この縦方向プレート１１４に、水平方向を向けたチャック開閉用モータ９８が固定されている。このチャック開閉用モータ９８の駆動軸に、前記ロッド１１０の他端部が偏心円板１１６を介して連結されている。従って、チャック開閉用モータ９８の駆動によりロッド１１０の他端部（チャック開閉用モータ９８側）を偏心回転させると、このロッド１１０の前記一端部（レバー１０８側）が進退動して、旋回移載チャック９６を開閉する。

ロータリ式充填機４の側方にスタンド１１８（図４参照）が設置されており、このスタンド１１８に水平な支持板１２０が固定されている。この水平支持板１２０の先端部寄りに、直立した円筒部材１２２が固定され、この円筒部材１２２内にベアリング１２４を介して垂直な回転軸１２６が回転自在に支持されている。この回転軸１２６の、前記円筒部材１２２の下面から突出した部分に、前記旋回移載チャック９６を支持している水平プレート１０２が固定されている。回転軸１２６の上端の円筒部材１２２から突出している部分に、レバー１２８が取り付けられ、その一端にロッド１３０の一端が連結されている。このロッド１３０の他端は、前記スタンド１１８に鉛直方向を向けて取り付けられているチャック旋回用モータ１００の駆動軸に、偏心円板１３２を介して連結されている。

チャック旋回用モータ１００の駆動によって前記ロッド１３０の他端を偏心回転させることにより、ロッド１３０の前記一端側に連結されているレバー１２８を所定角度回動させ、前記旋回移載チャック９６が取り付けられている水平プレート１０２を往復回動させることができる。この水平プレート１０２の往復回動により、前記旋回移載チャック９６をバッグ受け渡し位置Ｘとロータリ式充填機４へのバッグ供給位置Ａとの間で往復揺動する（図１の符号Ｓ、Ｔで示す矢印参照）。なお、この実施例では、上流側の工程で成形されたバッグ２が横方向を向けて（開口部２ａと底部２ｂが横を向いた状態）取り出されるようになっており、開口部２ａ側を上方に向けた状態に９０度回転された後、このバッグ供給手段６の旋回移載チャック９６に受け渡される（図２参照）。

前記バッグ供給手段６によってロータリ式充填機４の充填バケット２６にバッグ２が供給された後、まず最初に、バッグ開口ユニット１３４（図６（ａ）、（ｂ）参照）によってバッグ２の開口部２ａを開放する。バッグ開口ユニット１３４は、前記バッグ供給位置Ａの下流側に配置されており（バッグ開口位置を図１中に符号Ｂで示す）、回転体１８の回転軸１３６の外周に嵌合された回転筒体１３８に取り付けられた水平な取付板１４０上に設置されている。この水平な取付板１４０は、縦方向のアーム１４１によって回転体１８の下部外周に嵌合した筒体１４４に取り付けられており、駆動手段（後に説明する折り込みユニットおよびシールユニットと同じ駆動手段）により、回転体１８の回転と別に回転できるようになっている。水平な取付板１４０は、前記バッグ供給手段６によってバッグ２が供給された充填バケット２６を所定の区間追従して回転し、その後、逆方向に回転し、元の位置に戻って次の充填バケット２６を待つようになっている。

前記水平な取付板１４０は、回転体１８の各充填バケット２６よりもやや高い位置に配置されており、その下面側の、充填バケット２６に保持されているバッグ２の上端部とほぼ同じ高さに、バッグ２の移動経路の両側に位置するように開口手段１４２が配置されている。この開口手段１４２は一対の吸着部１４２ａ、１４２ｂを備えている。また、水平な取付板１４０の上面に、一対の吸着部１４２ａ、１４２ｂを互いに接近離隔する方向に進退動させる駆動部が配置されている。水平な取付板１４０上に回転体１８の半径方向を向いたレール１４５が固定され、このレール１４５上に充填バケット２６の移動経路の半径方向内方側と外方側にそれぞれ位置するように２個のスライダ１４６、１４８が嵌合している。これら２個の各スライダ１４６、１４８に、それぞれ取り付けアーム１５０、１５２を介して開口手段１４２の吸着部１４２ａ、１４２ｂが取り付けられている。一方（半径方向外方側）の取り付けアーム１５０は、中央部が支点ピン１５４を介して回動可能なレバー１５６の一端に、短いリンク１５８を介して連結され、他方（半径方向内方側）の取り付けアーム１５２は、前記レバー１５６の他端にロッド１６０を介して連結されている。

前記水平な取付板１４０上に直立した固定板１６２が設置され、この固定板１６２に開口ユニット作動モータ１６４が水平方向を向けて固定されている。この開口ユニット作動モータ１６４の駆動軸が、偏心円板１６６、水平方向のリンク１６８およびＬ字状アーム１７０を介して前記ロッド１６０の端部側に連結されている。従って、開口ユニット作動モータ１６４の駆動によって、前記ロッド１６０を回転体１８の半径方向内方側へ引くと、開口手段１４２の半径方向内方側の吸着部１４２ｂが図６（ａ）の右側へ移動するとともに、半径方向外方側の吸着部１４２ａが同図の左方へ移動し、両吸着部１４２ａ、１４２ｂが離隔する（図６（ａ）、（ｂ）に示す状態）。また、ロッド１６０を半径方向外方側へ押すと、このロッド１６０側に連結されている吸着部１４２ｂが同図の左方へ移動するとともに、他方の吸着部１４２ａが図の右方へ移動し、両吸着部１４２ａ、１４２ｂが互いに接近する。

開口手段１４２の両吸着部１４２ａ、１４２ｂの互いに向かい合う面には多数のバキューム孔が形成されている。また、両吸着部１４２ａ、１４２ｂの内部空間は、バキューム配管１７２、１７４を介して図示しないバキューム源に接続されており、両吸着部１４２ａ、１４２ｂが両側からバッグ２の上端部に密着した状態でバキュームを作用させた後、これら両吸着部１４２ａ、１４２ｂを互いに離隔させることによりバッグ２の上端開口部２ａを開放することができる。

バッグ開口ユニット１３４によってバッグ２の開口部２ａが開放された後、このバッグ２は、充填バケット２６に保持された状態で充填位置Ｃに到達して製品（コーヒー粉等の内容物）の充填が行われる。このロータリ式充填機４には、各充填バケット２６の上方にそれぞれ充填ノズル８が配置されている（図７参照）。回転体１８の中心部（前記回転軸１３６の軸心部）に設置されている支柱１７６の上端に水平な固定円板１７８が取り付けられており、この固定円板１７８の外周寄りに取り付けたカム１８０（以下、充填ノズル昇降カムと呼ぶ）によって充填ノズル８が昇降される。充填ノズル８は、直立した昇降体１８２に取り付けられており、この直立昇降体１８２の上端に取り付けられたカムフォロア１８４が前記充填ノズル昇降カム１８０に係合している。回転体１８の回転によって充填ノズル８が回転移動すると、この充填ノズル昇降カム１８０の形状に応じて充填ノズル８が昇降する。この充填ノズル８は上部がホッパ８ａになっており、後に説明する計量装置１０から内容物がこのホッパ８ａ内に投入される。

また、充填ノズル８は、充填時にその先端に付着した粉が次の充填時にバッグ２の内面に付着しないように、先端を覆うカバー１８６（図２参照）とともにバッグ２内に挿入されるようになっている。前記充填ノズル昇降カム１８０が取り付けられている固定円板１７８には、別のカム（カバー昇降カム１８８）が取り付けられている。カバー１８６も充填ノズル８と同様に直立した昇降体１９０に取り付けられており、この直立した昇降体１９０の上端に取り付けられたカムフォロア１９２が前記カバー昇降カム１８８によって昇降されることにより、前記カバー１８６も昇降する。

充填位置Ｃの、回転体１８の側方には、前記充填ノズル８に粉末状のコーヒー等の内容物を供給する計量装置１０が配置されている。この計量装置１０は、上下を貫通する計量孔（図示せず）が円周方向等間隔で形成された回転円板１９４を備えている。各計量孔は底面にそれぞれ開閉可能なシャッターが設けられており、この計量孔と前記充填ノズル８とが重なり合ったときにシャッターを開放して内容物を充填ノズル８のホッパ８ａ内に投入する。

計量装置１０が配置された充填位置Ｃで、充填ノズル８から内容物の充填が行われたバッグ２は、充填ノズル８およびカバー１８６が抜き取られた後、次の折り込み位置Ｄに送られる。この折り込み位置Ｄには、折り込みユニット１２が配置されている。この折り込みユニット１２は、後に説明するシールユニット１４と同じフレーム１９６上に設置され（図９（ｂ）、（ｃ）参照）、下方のベース１９８上に固定された円弧状のレール２００に嵌合するスライダー２０２、２０４を介して回転移動できるようになっている。この実施例では、折り込みユニット１２とシールユニット１４が、回転体１８に追従して一体的に前進し、バッグ２の側部を折り込む工程およびバッグ２の上端の高さを揃える工程と、バッグ２の上端をシールする工程をそれぞれ行った後、後退して元の位置に戻り、往復回動する。

折り込みユニット１２は、直立した姿勢のバッグ２の上部に側方（バッグ２の搬送方向前方側と後方側）から挿入されて、バッグ２の側部を折り込む上部折り込みガイド２０６と、そのバッグ２の下部に側方から挿入されて、バッグ２の側部を折り込む下部折り込みガイド２０８と、バッグ２の上端を押圧してその高さを一定に揃えるバッグトップ揃えガイド２１０とを備えている（図８（ａ）、（ｂ）参照）。前記上部折り込みガイド２０６は、垂直面内で回動して互いに接近離隔する一対の折り込み爪２０６ａ、２０６ｂを有している。また、下部折り込みガイド２０８は、水平面内で回動して互いに接近離隔する一対の折り込み爪２０８ａ、２０８ｂを有している。

バッグトップ揃えガイド２１０は、回転体１８に設けられた充填バケット２６に保持されて搬送されているバッグ２の搬送経路の上方に昇降可能に配置されている。バッグトップ揃えガイド２１０は、水平方向に配置された取付部材２１２の先端に取り付けられた水平なプレートからなっている。前記取付部材２１２の他端は、支点軸２１４を中心に回転可能に支持されているレバー２１６の一端に、縦方向のリンク２１８を介して連結されている。同じ支点軸２１４に連結されて一体回転する他のレバー２２０の回動端に水平なロッド２２２が連結されており、このロッド２２２の進退動によってバッグトップ揃えガイド２１０が昇降する。バッグトップ揃えガイド２１０が取り付けられている取付部材２１２には、スライダー２２４が取り付けられて、垂直な取付板２２８に固定された縦方向のレール２２６に嵌合しており、バッグトップ揃えガイド２１０はこのレール２２６に案内されて昇降する。

上方の折り込みガイド２０６（２０６ａ、２０６ｂ）は、前記バッグ２の搬送経路の上方に配置されており、この位置で昇降可能であるとともに、両側からバッグ２内に挿入されてバッグ２の両側部を折り込む折り込み位置（図８（ｂ）に示す位置）と、先端部が離れる方向に回動してバッグ２から離れた開放位置とに回転可能である。上方折り込みガイド２０６は、垂直な取付壁２２８を貫通する２本の支点ピン２３０ａ、２３０ｂに、それぞれ上端を回転可能に支持された一対のＬ字状アーム２３２ａ、２３２ｂの先端に取り付けられている。このＬ字状アーム２３２ａ、２３２ｂは、取付壁２２８の背面側にそれぞれ取付部材２３４（図８（ａ）に一方だけを示す）を介してカムフォロア２３６が取り付けられており、これらカムフォロア２３６が、一対の上方折り込みガイド開閉用カム２３８にそれぞれ係合し、この開閉用カム２３８の形状に応じて開閉する。

また、Ｌ字状アーム２３２ａ、２３２ｂの後方側の取付部材２３４が、縦方向リンク２４０の上端に連結され、この縦方向リンク２４０の下端は回転軸２４２に固定されたレバー２４４の一端に連結されている。同じ回転軸２４２に固定された他のレバー２４６の一端が水平なロッド２４８に連結されている。この水平ロッド２４８の進退動によって上方折り込みガイド２０６（２０６ａ、２０６ｂ）が昇降する。上方折り込みガイド２０６の取付部材２３４にはスライダー２５０が固定され、このスライダー２５０が前記縦方向のレール２２６に嵌合しており、このレール２２６によって上方折り込みガイド２０６の昇降が案内される。

下方折り込みガイド２０８（２０８ａ、２０８ｂ）は、水平な取付部材２５２（２５２ａ、２５２ｂ）の先端に取り付けられて進退動するとともに、開閉するようになっている。取付部材２５２の他端側が水平なリンク２５４を介して、回転軸２５６を中心に回転するレバー２５８の先端に連結されている。同じ回転軸２５６に固定された他のレバー２６０の先端に水平なロッド２６２の先端が連結されており、このロッド２６２を進退動させることにより下方折り込みガイド２０８が前進後退する。下方折り込みガイド２０８の水平なリンク２５４にスライダー２６４が固定されて、水平方向のレール２６６に嵌合しており、下方折り込みガイド２０８の進退動がこのレール２６６に案内される。下方折り込みガイド２０８（２０８ａ、２０８ｂ）の取付部材２５２（２５２ａ、２５２ｂ）の下方に、垂直方向のピン２６８（２６８ａ、２６８ｂ）を介して固定された水平部材２７０（２７０ａ、２７０ｂ）にカムフォロア２７２（２７２ａ、２７２ｂ）が取り付けられており、このカムフォロア２７２（２７２ａ、２７２ｂ）が下方折り込みガイド開閉用カム２７４（２７４ａ、２７４ｂ）に係合している。この開閉用カム２７４（２７４ａ、２７４ｂ）の形状に応じて下方折り込みガイド２０８（２０８ａ、２０８ｂ）が水平な面内で開閉する。

前記折り込みユニット１２のバッグトップ揃えガイド２１０によってバッグ２の上端の高さを一定の高さに揃えた後、次のシール位置Ｅでバッグ２の開口部２ａをシールして密封する。前記折り込みユニット１２と同じフレーム１９６上に配置されているシールユニット１４は、ロータリ式充填機４の充填バケット２６に保持されて回転体１８によって回転搬送されるバッグ２の搬送経路の両側に配置されたシール手段２７６（一対のヒータ２７６ａ、２７６ｂ）を有している（図９（ｃ）参照）。下部の枠体２７８（図９（ｂ）、（ｃ）参照）を貫通して水平な回転軸２８０が支持され、この回転軸２８０の中央に、一端が駆動ロッド２８２に連結されたリンク２８４の他端が連結されている。また、回転軸２８０の両端にそれぞれ、垂直方向のロッド２８６ａ、２８６ｂに一端が連結されたリンク２８８ａ、２８８ｂの他端が連結されている。

これら両側の縦方向のロッド２８６ａ、２８６ｂの上端には、それぞれリンク２９０ａ、２９０ｂおよび取付部材２９２ａ、２９２ｂを介してヒータ２７６ａ、２７６ｂが取り付けられている。縦方向のロッド２８６ａ、２８６ｂを上昇させると、図９（ｂ）の右方のヒータ２７６ｂが左方へ移動するとともに、同図の左側のヒータ２７６ａが右方へ移動して、両ヒータ２７６ａ、２７６ｂが互いに接近する。また、縦方向のロッド２８６ａ、２８６ｂを下降させると、右側のヒータ２７６ｂが右に移動するとともに、左側のヒータ２７６ａが左に移動して両ヒータ２７６ａ、２７６ｂが離隔する。前記下方の駆動ロッド２８２は、ヒータ開閉用モータ２９４の駆動軸に偏心円板２９６を介して連結されており、このモータ２９４の駆動によって前記のように両ヒータ２７６ａ、２７６ｂが接近離隔する。

前記折り込みユニット１２およびシールユニット１４は、同じフレーム１９６上に設置されており、これらユニット１２、１４はこのフレーム１９６を移動させることにより一体的に回転移動する。フレーム１９６の下面には２箇所（折り込みユニット１２の下方とシールユニット１４の下方）にスライダー２０２、２０４が取り付けられており、これらスライダー２０２、２０４が、回転体１８の円周と同心円上に配置された円弧状レール２００に嵌合している。前記フレーム１９６は、ロッド２９８を介して駆動源３００に連結されており、回転体１８の回転に追従して所定区間移動し、その後元の位置に復帰するように往復移動する。なお、フレーム１９６は、前記開口ユニット１３４が縦方向のアーム１４１を介して連結されている筒体１４４に連結されており、これら折り込みユニット１２、シールユニット１４および前記開口ユニット１３４は、同一の駆動により一体的に回転する。

以上の構成に係る袋状容器の充填シール装置の作動について説明する。この充填シール装置の上流側のガセット折り装置（図示せず）で袋状容器（バッグ２）が成形される。ガセット折り装置では、不織布で構成されたシート状の本体部の両側部に一定の間隔で、支持体１６（ドリップコーヒー用のバッグからコーヒーを抽出する際にカップの縁部に引っ掛ける紙製の支持体）が取り付けられたウエブがロール状に巻かれており、このロールから引き出されてウエブを２つ折り手段で２つ折りにし、各支持体１６の中間部で、ウエブの長手方向を横断する方向に溶着し切断をして一端２ａが開口しているバッグ２を成形する。このバッグ２の両側部をバッグ２の内部側に折り曲げて（ガセット折り）両側にマチがあるバッグ２を成形する。

前記のようにガセット折りされ、開口部２ａが横方向（図２の左方向）を向いた状態のバッグ２を図示しない取り出し手段でガセット折り装置から取り出して、開口部２ａが上向きとなるように９０度回転させた後、バッグ供給手段６の旋回移載チャック９６に引き渡す。旋回移載チャック９６は開閉用モータ９８によって開閉できるようになっており、また、旋回用モータ１００で前記受け取り位置Ｘと供給位置Ａとの間で揺動可能になっており、受け取り位置Ｘで旋回移載チャック９６を開放した後閉じることにより、前記バッグ受け渡し手段からバッグ２を受け取る。このとき旋回移載チャック９６はバッグ２の上端の開口部２ａ付近を把持する（図２および図４（ｂ）参照）。

旋回移載チャック９６がバッグ２を受け取ると、ロータリ式充填機４方向へ旋回（矢印Ｓ方向に回転）させて充填機４の充填バケット２６に供給する。ロータリ式充填機４は、図１の矢印Ｒ方向に連続回転しており、バッグ供給手段６は、その逆方向から（回転体１８の回転方向前方側から）回転して充填バケット２６にバッグ２を供給する。充填バケット２６は、Ｖ字状の底面ガイド２０と、搬送方向前方側と後方側にそれぞれ開閉可能に配置された側面ガイド２４、２２とを有しており、バッグ供給位置Ａでは、搬送方向前方側の側面ガイド２４を開放している（図２参照）。バッグ供給位置Ａで充填バケット２６にバッグ２が供給されると、バッグ２は、底面ガイド２０と搬送方向後方側の側面ガイド２２によって支持される。その後、搬送方向前方側の側面ガイド２４を閉じて前後の側面ガイド２２、２４によってバッグ２の四方を囲んだ状態で搬送する。このようにバッグ２を回転体１８の回転と逆方向に回転させて供給するようにしたので、バッグ２の供給時に追従区間を設ける必要がなく、装置をコンパクトにすることができる。

充填バケット２６に支持されたバッグ２は、次に、バッグ開口位置Ｂに到達する。このバッグ開口位置Ｂには、一対の吸着部１４２ａ、１４２ｂを有する吸着手段１４２を備えたバッグ開口ユニット１３４が配置されており、このバッグ開口ユニット１３４が一定の区間回転体１８によって搬送されているバッグ２に追従して回転移動し、その後元の位置まで後退するようになっている。一対の吸着部１４２ａ、１４２ｂが離隔した状態の開口ユニット１３４に、図６（ａ）に符号２６Ａで示す充填バケット２６が到達すると、開口ユニット作動モータ１６４の駆動により一対の吸着部１４２ａ、１４２ｂが接近してバッグ２の閉じた状態の開口部２ａの両側から接触して吸着し、続いて、両吸着部１４２ａ、１４２ｂが離隔して、バッグ２の開口部２ａを開放する。両吸着部１４２ａ、１４２ｂが接近してバッグ２に接触し、吸着して開放するまでの間、開口ユニット１３４は充填機４の回転体１８に追従して回転移動する。その後、バキュームを遮断してバッグ２を離し元の位置まで後退して次のバッグ２の開口を行う。

バッグ２を開口した後、充填位置Ｃで、充填バケット２６の上方に設けられている充填ノズル８とカバー１８６を下降させてバッグ２内に挿入する。図１０（ａ）に示すように、バッグ開口ユニット１３４の吸着手段１４２がバッグ２の上端の両面を吸着して拡開した状態でいる間に、充填ノズル８とカバー１８６を下降させてバッグ２の開口部２ａから挿入する（図１０（ｂ）参照）。このように充填ノズル８とカバー１８６を挿入した後に、吸着手段１４２のバキュームを遮断してバッグ２を離す。その後、カバー１８６はバッグ２の開口部２ａの内側に停止させておき、充填ノズル８をさらに下降させてバッグ２の底部２ｂ近くまで挿入する（図１０（ｃ）参照）。

ロータリ式充填機４の回転体１８の回転によりバッグ２内に挿入されている充填ノズル８が計量装置１０の位置に到達し、計量装置１０の回転円板１９４に形成されている計量孔（図示せず）の一つと重なり合ったとき（図７に示す状態）に、計量孔の底面に設けられているシャッターが開放して、計量孔内に計量されていた内容物（粉末状のコーヒー）が充填ノズル８の上部のホッパ８ａ内に投入される。充填ノズル８に投入された内容物がバッグ２内に充填され（図１０（ｄ）参照）、全量が充填された後、充填ノズル８が上昇される（図１０（ｅ）参照）。充填ノズル８の先端がカバー１８６内の位置まで上昇すると、以降は充填ノズル８とカバー１８６が一体的に上昇する（図１０（ｆ）参照）。なお、図１０（ｄ）〜（ｆ）のバッグ２内に斜線で示す部分Ｍが、充填された粉末状コーヒー等の内容物を示す。

充填バケット２６に支持されて内部にコーヒー粉等の内容物が充填されたバッグ２は、次に折り込みユニット１２が配置された折り込み位置Ｄに到達する。この折り込みユニット１２も一定の区間回転体１８に追従回転するようになっており、その間に折り込み動作等を行う。先ず、上方折り込みガイド２０６をバッグ２の開口部２ａの高さまで下降させるとともに、開放していた両折り込みガイド２０６（２０６ａ、２０６ｂ）を閉じてその先端をバッグ２の内部側へ挿入する。また、上方折り込みガイド２０６と同時に、下方折り込みガイド２０８を水平移動させてバッグ２方向に前進させるとともに、両折り込みガイド２０８（２０８ａ、２０８ｂ）を閉鎖してその先端部をバッグ２の内部側へ挿入する（図１１の中央の図に示すように折り込みガイド２０６、２０８を動作させ、図８（ｂ）の状態にする）。

前記上下の折り込みガイド２０６、２０８をバッグ２内に挿入しながら、バッグ押さえガイド２８（２８ａ、２８ｂ）を接近させてバッグ２の上部を保持する。バッグ押さえガイド２８は開放した状態から２段階で閉じた状態に移動することができ、この時点では、完全には閉じず、バッグ２の厚さ程度の位置で停止させる。この状態では、バッグ２はバッグ押さえガイド２８によって保持されてはいるが、移動可能な状態になっている。ここで上昇位置にあったバッグトップ揃えガイド２１０を下降させて（図１１の右端の図に示す位置から同図の中央の位置まで下降させる）、バッグ２の上端の高さを一定の位置に揃える。バッグトップ揃えガイド２１０によってバッグ２の上端の高さを揃えると、直ちにバッグ押さえガイド２８をさらに前進させてバッグ２を強く保持し、バッグ２の高さが変わらないようにする。

バッグ２の高さを揃えた後、上下の折り込みガイド２０６、２０８を開放し、後退させるとともに、バッグトップ揃えガイド２１０を上昇させて前記バッグ２から離した後、折り込みユニット１２は回転体１８の回転方向と逆方向に回転して後退する。前記バッグ２は、次のシールユニット１４によるシール位置Ｅに到達する。折り込みユニット１２とシールユニット１４は、一体的に回転体１８の回転移動に追従して移動するようになっている。折り込み位置Ｄでバッグ２側部の折り込みを開始し、続いてバッグ２上端の高さを揃え終わった時点で、両ユニット１２、１４が元の位置に戻ると、前記折り込み工程を終了したバッグ２は、戻ってきたシールユニット１４の位置（シール位置Ｅ）にあり、バッグ２の回転移動に追従してシールユニット１４が移動しつつシール工程を行う。シールユニット１４は、両側のヒータ２７６ａ、２７６ｂを接近させてバッグ２上端の開口部２ａをシールし、内容物が充填されたバッグ２内を密封する（ヒータ２７６ａ、２７６ｂが図１１の左端の図のように移動してシールを行う）。

ロータリ式充填機４で内容物が充填され、開口部２ａがシールされたバッグ２は、回転体１６の回転により排出ポジションＦに到達し、図示しない排出手段によって排出され次の工程に送られる。

２袋状容器（バッグ）
８充填ノズル
２０囲みガイド（底面ガイド）
２２囲みガイド（側面ガイド）
２４囲みガイド（側面ガイド）
２１０トップガイド
２７６シール手段（ヒータ）

Claims

袋状容器内に製品を充填する充填ノズルと、充填された袋状容器の上部をシールするシール手段と、袋状容器の底面および前後左右面を囲むように支持する囲みガイドと、昇降可能に設けられ、袋状容器の上端に係合可能なトップガイドと、前記トップガイドの下方に配置されて前記囲みガイドによって保持されている袋状容器を押える押圧ガイドとを備え、
前記充填ノズルによる充填が終了した袋状容器を、前記押圧ガイドによって袋状容器の移動を許容するように弱く押圧しつつ、前記トップガイドを下降させて袋状容器の上端を一定の高さに揃えた後に、前記押圧ガイドは袋状容器が移動しないように強く押圧して前記シール手段によりシールすることを特徴とする袋状容器の充填シール装置。
前記押圧ガイドを移動させて前記押圧ガイドを２段階の強さで袋状容器を押圧する押圧ガイド駆動手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の袋状容器の充填シール装置。
前記囲みガイドは、回転体に円周方向等間隔で複数設けられており、袋状容器の底面を支持する底面ガイドと、この底面ガイドの上方両側に設けられ、袋状容器の前後面と両側面とを支持する一対の側面ガイドとを有し、前記側面ガイドの少なくとも一方を袋状容器を保持する位置と開放位置とに移動可能にしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の袋状容器の充填シール装置。
前記回転体に設けられた前記底面ガイドへ、袋状容器を保持して供給する供給手段を移動可能に配置し、前記側面ガイドの一方を開放し、その開放した側方から前記供給手段により袋状容器を前記底面ガイド上へ供給することを特徴とする請求項３に記載の袋状容器の充填シール装置。
前記側面ガイドの上下に一対ずつ配置された折り込みガイドと、これら折り込みガイドを移動させる折り込みガイド移動手段とを設け、
前記折り込みガイドにより袋状容器の側面を折り込んだ後、前記押圧ガイドを移動させることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の袋状容器の充填シール装置。