JP7290822B2 - 抽出バッグ用シート製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、抽出バッグ用シート製造方法および抽出バッグ用シート製造装置に関する。

タグ付きの糸が取り付けられた通水ろ過性シートから形成されたバッグに、お茶やハーブなどの茶葉を封入したものが知られている。抽出バッグの製造では、先に通水ろ過性シートの原反にタグ付きの糸が取り付けられ、その後、同原反から抽出バッグが成形される。タグ付きの糸を原反に取り付ける際には、タグに取り付けられた糸を糸掛装置により複数のピンに掛け回して糸の回旋パターンを形成し、これをタグとシートの間に挟んだ状態で接着している（特許文献１参照）。

特許第５３９７３８１号公報

しかし、特許文献１等の構成では、糸掛装置の構成が複雑で大型化するためコスト高となる。

本発明は、簡素かつコンパクトな構成で抽出バッグ用シートを製造する方法および装置を提供することを課題としている。

本発明の第１の発明である抽出バッグ用シート製造方法は、糸をタグに取り付けた後に、糸が取り付けられたタグと糸とをシートに取り付ける抽出バッグ用シート製造方法であって、タグを保持するためのタグ保持部を周囲に等間隔で配置した回転体と、前記タグ保持部をタグ供給位置、糸取付位置、タグ／糸取付位置で停止させつつ前記回転体を間欠回転させる駆動手段とを備え、前記タグ供給位置において、タグ保持部にタグを供給する工程と、前記糸取付位置において、前記タグ保持部に保持されるタグに前記回転体の回転方向の上流側に配置された糸供給部から引き出される糸を取り付ける糸取付工程と、取り付けられた糸の取付部の下流側を切断する糸切断工程と、前記タグ／糸取付位置において、タグと糸をシートに取り付ける工程と、前記糸取付位置から前記タグ／糸取付位置へ移動するまでの間に、前記タグ保持部を回転させて前記タグ保持部で切断された糸を巻き取る糸巻取り工程とを有し、前記タグ保持部が前記糸取付位置から下流側へ移動される際、タグに取り付けられた糸により前記糸供給部から糸が引き出されることを特徴としている。

本発明の第２の発明である抽出バッグ用シート製造装置は、シートにタグと糸とを取り付ける抽出バッグ用シート製造装置であって、タグを保持するためのタグ保持部を周囲に等間隔で配置した回転体と、前記タグ保持部をタグ供給位置、糸取付位置、タグ／糸取付位置で停止させつつ前記回転体を間欠回転させる駆動手段と、前記タグ供給位置において、前記タグ保持部にタグを供給するタグ供給手段と、前記糸取付位置において、前記タグ保持部に保持されるタグに前記回転体の回転方向の上流側に配置された引き出し部から糸を引き出す糸引出手段と、前記糸取付位置において、タグに糸を取り付ける第１取付手段と、タグに取り付けられた糸の取付部の下流側を切断する切断手段と、タグ／糸取付位置において、シートを供給するシート供給手段と、タグ／糸取付位置において、糸が取り付けられたタグと糸を供給されたシートに取り付ける第２取付手段と、前記タグ保持部を回転させるタグ保持部回転手段とを備え、前記タグ保持部が前記糸取付位置から下流側へ移動される際、タグに取り付けられた糸により前記引き出し部から糸が引き出されることを特徴としている。

本発明の第３の発明である抽出バッグ用シート製造装置は、第２の発明において、前記タグ保持部の前記糸取付位置から前記タグ／糸取付位置への移動中に、前記タグ保持部回転手段が前記タグ保持部を回転させてタグ保持部に糸を巻き取ることを特徴としている。

本発明によれば、簡素かつコンパクトな構成で抽出バッグ用シートを製造する方法および装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態の抽出バッグ用シート製造装置の一部正面図である。 図１の抽出バッグ用シート製造装置を左方向から見た側面図である。 回転体の縦断面図である。 糸付きタグが取り付けられたシートの平面図である。 第２実施形態の抽出バッグ用シート製造装置の一部正面図である。 図５の抽出バッグ用シート製造装置を左方向から見た縦断面図である。 第１停止位置におけるピンと欠歯歯車との係合関係を示す図である。 第２停止位置におけるピンと欠歯歯車との係合関係を示す図である。 第３停止位置におけるピンと欠歯歯車との係合関係を示す図である。 第４停止位置におけるピンと欠歯歯車との係合関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態である抽出バッグ用シート製造装置の一部の構成を示す正面図であり、図２は、図１の抽出バッグ用シート製造装置を左方向から見た側面図である。

第１実施形態の抽出バッグ用シート製造装置１０では、タグＴに糸Ｓを取り付けた後、糸Ｓを巻き取り、巻き取られた糸ＳとタグＴを抽出バッグのシートＦに取り付ける。抽出バッグ用シート製造装置１０は、水平な回転軸Ｒ周りに一方向（図１においては反時計回り）に回転する回転体１２を備える。回転体１２は、例えば多角柱（特に正多角柱）形状を呈し、その中心軸に沿って回転軸Ｒが設けられる。

回転体１２の複数の側面は、各々独立した作業台Ｗとして利用され、作業台Ｗとして利用される面には各々、回転体１２の下流側にタグ保持部１４、上流側に糸ガイド部１６が設けられる。本実施形態において、回転体は正四角柱であり、４つ全ての面が作業台Ｗとして利用され、各側面にタグ保持部１４および糸ガイド部１６が設けられる。

回転体１２は、作業台Ｗの回転軸Ｒは、装置本体１０Ａの側面に取り付けられ、装置本体１０Ａ内に設けられた駆動機構（駆動手段）により作業台Ｗが所定の位置で順次停止するように間欠的に回転される。本実施形態では、回転体１２は９０度ずつ回転され、各作業台Ｗは、例えば上下左右を向く４つの位置で所定時間停止される。

本実施形態では、作業工程は作業台Ｗが図１の左側のタグ供給位置（第１停止位置）に停止しているときに開始され、タグ供給位置では、タグ保持部１４にタグＴが供給される。図２に示されるように、タグＴは、タグ供給部１８からテープＴＰとして供給され、タグ供給位置にある作業台Ｗのタグ保持部１４に向けて進退可能な吸着ヘッド２０Ａにより、テープＴＰの先端が吸着保持される。吸着ヘッド２０Ａに保持されたテープＴＰの先端は、カッタ２０ＢによりタグＴの大きさに切断される。

切断されたタグＴは、吸着ヘッド２０Ａの移動によりタグ保持部１４に向けて移動され、タグ保持部１４に受け渡される。タグ保持部１４に受け渡されたタグＴは、タグ保持部１４により吸着保持される。タグ保持部１４には、保持されるタグＴの相対する２辺に各々係合するピン１４Ａが設けられる。ピン１４Ａは、タグ保持部１４から直立し、本実施形態では、それぞれの辺において２本ずつ、合計４本のピン１４Ａが設けられる。タグ供給位置（第１停止位置）において、ピン１４Ａは、回転方向に沿ったタグＴの相対する２辺に当接し、各辺において２本のピン１４Ａは、辺の中央部付近に近接して配置される。なお、図１には、各停止位置におけるタグ保持部１４、糸ガイド部１６、糸Ｓの配置を示す平面図が、各停止位置の作業台Ｗの上下左右に描かれている。

タグ供給位置において、タグ保持部１４にタグＴが供給されると、回転体１２は反時計回りに９０度回転され、下側の糸取付位置（第２停止位置）に停止する。糸取付位置においては、まずタグ保持部１４に保持されるタグＴに糸Ｓが取り付けられる。糸ＳのタグＴへの取り付けは、糸取付位置においてタグ保持部１４の下方に位置するホーン（第１取付手段）２２によって行われる。

ホーン２２は、下流側のヘッド２２Ａと上流側のヘッド２２Ｂを備えるとともに、昇降機構２３により昇降自在に構成される。通常は下方に退避されており、作業台Ｗが糸取付位置（第２停止位置）に停止すると上昇され、タグＴを横切る糸ＳのタグＴの両端において、糸ＳをタグＴに押し当ててタグＴに溶着する。図１には、ヘッド２２Ａ、２２Ｂによる溶着位置が斜線部ＳＡ、ＳＢとして示される。

なお、糸取付位置において、タグＴの上に掛け渡される糸Ｓは、ローラ２４を通して作業台Ｗと平行になる方向に向けられ、糸ガイド部１６を介してタグ保持部１４の上を掛け渡される。糸ガイド部１６は、上流側から糸Ｓの上下方向のずれを規制する横ガイド１６Ａと、横方向のずれを両側から規制するとともに糸Ｓを軽く溝内に保持する縦ガイド１６Ｂと、後述する糸ＳのシートＦへの取り付けに用いられるアンビル１６Ｃと、糸Ｓの横一方向へのずれを規制するピン１６Ｄとを備える

糸取付位置において糸ＳのタグＴへの取り付けが完了すると、タグ保持部１４上において、糸ＳがタグＴのすぐ下流側の位置でカッタ（切断手段）１７により切断され、回転体１２は、反時計回りに９０度回転され、糸取付位置にあった作業台Ｗは、図１において回転体１２の右側の第３停止位置に移動する。このとき、糸Ｓが取り付けられたタグＴが回転体１２の周りに回転されることにより、回転体１２の外周に沿って糸Ｓが糸供給部２５から引き出される。

第３停止位置のタグ保持部１４に保持されるタグＴの糸Ｓがカッタ１７により第２停止位置のタグ保持部Ｗにおいて切断されると、回転体１２は更に反時計回りに９０度回転され、第３停止位置にあった作業台Ｗは、回転体１２の上側のタグ／糸取付位置（第４停止位置）に移動される。

図３の回転体１２の縦断面図に示されるように、各タグ保持部１４は、各作業台Ｗに垂直に軸支される回転軸１４Ｂにより支持され、回転軸１４Ｂは、回転体１２内に配置されるサーボモータ（タグ保持部回転手段）１４Ｃにより各々回転駆動可能である。すなわち、タグ保持部１４はサーボモータ１４Ｃを駆動することにより作業台Ｗの上で自転可能であり、タグ保持部１４の自転により、糸ＳがタグＴの両側辺に位置する４本のピン１４Ａに巻き付けられる。

本実施形態では、回転体１２の回転により、タグ保持部１４が糸取付位置（第２停止位置）からタグ／糸取付位置（第４停止位置）へ移動する間に、タグ保持部１４が自転される。例えば、第２停止位置から第３停止位置へ移動する過程では、回転体１２の回転およびタグ保持部１４の自転により、糸Ｓが引っ張られて糸供給部２５から繰出される。糸Ｓは、その後、当該タグ保持部１４が第３停止位置に到達すると、第２停止位置に配置されたタグ保持部１４においてカッタ１７により切断される。なお、タグ保持部１４の自転は、例えば第３停止位置からタグ／糸取付位置（第４停止位置）へ移動するまでの間も継続される。

タグ保持部１４の自転により、カッタ１７により切断された糸Ｓの端部は、糸Ｓを摺動自在に保持する縦ガイド１６Ｂに向けて引き寄せられ、例えばタグ／糸取付位置（第４停止位置）に到達するタイミングで、糸Ｓの端部近傍が縦ガイド１６Ｂによって保持される。図１に示される例では、タグ保持部１４は、時計回りに自転され、これにより糸Ｓはピン１４Ａの周りに巻き取られる。なお、このとき糸Ｓは、ピン１４Ａにより巻き取られる方向にあるピン１６Ｄと係合し、糸Ｓが巻き取られる方向へその向きが変更される。

糸の巻き取りは、タグ保持部１４がタグ／糸取付位置（第４停止位置）に停止するまでの間に完了し、タグ保持部１４、すなわち作業台Ｗがタグ／糸取付位置（第４停止位置）に停止すると、タグＴとタグＴに取り付けられた糸Ｓの端部をシートＳに取り付ける工程が開始される。なお、本実施形態において、タグ／糸取付位置（第４停止位置）におけるタグ保持部１４の回転位置は、タグ供給位置（第１停止位置）における初期位置に対して９０度位相がずれており、タグＴとタグＴに取り付けられた糸Ｓの端部がシートＳに取り付けれると、タグ保持部１４がタグ／糸取付位置（第４停止位置）からタグ供給位置（第１停止位置）まで移動する間に９０度自転される。

すなわち、本実施形態のタグ保持部１４は、例えば糸取付位置（第２停止位置）から第３停止位置まで移動する間に３１５度、第３停止位置からタグ／糸取付位置（第４停止位置）まで移動する間に３１５度、タグ／糸取付位置（第４停止位置）からタグ供給位置（第１停止位置）まで移動する間に９０度自転される。

タグ／糸取付位置（第４停止位置）において、タグ保持部１４の上方には、下流側のヘッド２６Ａと上流側のヘッド２６Ｂを備える昇降可能なホーン（第２取付手段）２６が配置され、アンビル１６Ｃの上方には、昇降可能なホーン（第２取付手段）２８が配置される。ホーン２６およびホーン２８は、昇降機構２７（図２）により昇降され、通常は上方に退避されており、作業台Ｗがタグ／糸取付位置（第４停止位置）に停止すると下降される。

タグ／糸取付位置（第４停止位置）に停止した作業台Ｗとホーン２６、２８の間には、シート供給部（シート供給手段）３０（図２参照）から繰り出されるシートＦが水平に走行する。図１において、シートＦは、紙面奥行方向に所定ピッチで間欠的に繰り出され、シートＦの走行が停止されている間に、下降されるホーン２６およびホーン２８がシートＦの上から、タグ保持部１４、アンビル１６Ｃの各々に押し当てられる。これにより、タグ／糸取付位置（第４停止位置）に位置するタグ保持部１４に保持されるタグＴは、図４のシートＦの平面図に示されるように、ホーン２６のヘッド２６Ａ、２６Ｂに対応する２ヶ所ＴＡ、ＴＢでシートＦに溶着され、糸Ｓの端部は、ホーン２８に対応する個所ＴＣでシートＦに溶着される。なお、タグＴのシートＦへの溶着はピン１４Ａで巻き取られた糸ＳがタグＴとシートＦの間で保持される配置で行われる。

シートＦは、回転体１２が９０度回転されるごとに所定ピッチで送り出され、タグＴと糸Ｓがホーン２６、２８により溶着される。所定ピッチで糸付きタグが取り付けられたシートＦは下流側へと搬送され、袋状にされて茶葉等の充填物を投入後、個別のティーバッグに裁断される。

以上のように、第１実施形態の抽出バッグ用シート製造装置によれば、複雑な糸掛装置などを設けることなく、簡素かつコンパクトな構成で抽出バッグ用シートを製造することができる。

次に、図５～図１０を参照して第２実施形態の抽出バッグ用シート製造装置について説明する。第１実施形態の抽出バッグ用シート製造装置１０では、タグ保持部１４がサーボモータ１４Ｃによって自転されたが、第２実施形態では欠歯ピン歯車機構を用いて各タグ保持部１４が自転される。なお、その他の構成や各停止位置での動作は、第１実施形態と同様であり、同様の構成に関しては同一参照符号を用い、その説明を省略する。

図５は、第２実施形態の抽出バッグ用シート製造装置４０の一部正面図であり、図６は図５の抽出バッグ用シート製造装置４０を左方向から見た縦断面図である。第２実施形態の回転体４２は、その中心がシャフト（回転軸Ｒに対応）４２Ａにより保持され、シャフト４２Ａは装置本体１０Ａの固定部１０Ｂにベアリング１０Ｃを介して回転自在に保持される。回転体４２は、第１実施形態の回転体１２と同様に、装置本体１０Ａ内に設けられた駆動機構によるシャフト４２Ａの回転により９０度ずつ間欠的に回転され、各作業台Ｗを第１～第４停止位置に順次停止する。

各タグ保持部１４の回転軸１４Ｂには、傘車１４Ｄが設けられ、各々回転軸１４Ｂと直行する回転軸４４に設けられた傘車４４Ａと係合する。回転軸４４は、シャフト４２Ａに平行で、装置本体１０Ａ内へと延出しており、回転体４２に対してはべリング４２Ｂを介して回転自在に保持される。装置本体１０Ａ内において、各回転軸４４の先端には、ピンローラ４６が取り付けられる。ピンローラ４６の周囲に回転軸４４の軸方向の前方（回転体１２の方向）に突出するピン４６Ａと、後方（回転体１２とは反対の方向）に突出するピン４６Ｂは、所定のピッチで交互に設けられる。なお、図示例では前方ピン４６Ａが４本、後方ピン４６Ｂが４本の合計８本設けられる。

前方ピン４６Ａと後方ピン４６Ｂは、シャフト４２Ａを中心として固定部１０Ｂに取り付けられた円環上の欠歯歯車４８Ａと欠歯歯車４８Ｂに各々係合される。図７～図１０は、第１～第４停止位置におけるピン４６Ａ、４６Ｂと欠歯歯車４８Ａの係合関係を示す図である。図７～図１０には、前方ピン４６Ａと係合する欠歯歯車４８Ａが実線で、後方ピン４６Ｂと係合する欠歯歯車４８Ｂが２点鎖線で示される。欠歯歯車４８Ａ、４８Ｂは、図６に示されるように、シャフト（回転軸Ｒ）４２Ａを中心として、固定部１０Ｂに取り付けられ、各ピン４６Ａ、４６Ｂに対応するように、シャフト４２Ａの軸方向に相互にずれた位置に配置される。なお、図７～図１０では、便宜的に１つのピンローラ４６のみが描かれているが、本実施形態では、各タグ保持部１４に対応する４つのピンローラ４６が設けられている。

欠歯歯車４８Ａ、４８Ｂは、本実施形態において、約２００度の区間に亘り歯部５０Ａ、５０Ｂが設けられ、詳細には図７～図１０に示すように、歯部５０Ａ、５０Ｂは、回転軸Ｒの真下に位置する第２停止位置から回転軸Ｒの右に位置する第３停止位置、回転軸Ｒの真上に位置する第４停止位置を超えて反時計回りに約２００度の範囲に亘り設けられる。また、欠歯歯車４８Ａ、４８Ｂは、歯部５０Ａの歯と歯部５０Ｂの歯が互いに半ピッチずつずれて配置される。

欠歯歯車４８Ａ、４８Ｂにおいて歯が設けられていない歯無し部５２Ａ、５２Ｂは、ピン４６Ａ、４６Ｂがともに歯無し部５２Ａ、５２Ｂと当接するように歯部５０Ａ、５０Ｂの歯底半径よりも若干大きい半径を有する円弧形状とされる。したがって、歯無し部５２Ａ、５２Ｂでは、ピン４６Ａ、４６Ｂがともに同一径の歯無し部５２Ａ、５２Ｂに当接し、回転体４２がシャフト４２Ａ周りに回転すると、ピンローラ４６は回転体４２とともに一体的に回転する。すなわち、図７に示されるように、歯無し部５２Ａ、５２Ｂが設けられた第１停止位置から第２停止位置の区間では、回転軸４４が回転体４２に対して回転されることはなく、タグ保持部１４は自転されない。

一方、回転体４２の回転によりピンローラ４６が第２停止位置を過ぎると、歯無し部５２Ａに摺接していた前方ピン４６Ａが歯部５０Ａの歯に係合し、ピンローラ４６が反時計回りに回転される。この後、回転体４２が回転されると、前方ピン４６Ａ、後方ピン４６Ｂが交互に各々歯部５０Ａ、５０Ｂの歯に係合してピンローラ４６が、歯部５０Ａ、５０Ｂが終了するまで回転され、タグ保持部１４が自転される。すなわち、本実施形態では、回転体４２が回転されると、第２停止位置から第４停止位置を３０度第１停止位置側へ過ぎた位置までタグ保持部１４が自転される。なお、各区間でのタグ保持部１４の自転量は、例えば第１実施形態と同様である。

以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第１実施形態では、各タグ保持部をサーボモータで任意のタイミング、任意の回転量自転させることができるので、各区間でのタグ保持部の自転は任意設定できる。また、本実施形態では、回転体が四角柱であったが、角柱の面の数は作業工程等に応じて変更可能である。また、第２実施形態では傘歯車と欠歯歯車を用いた構成としたが、その他の各種歯車機構やベルト伝動機構を用いてもよい。

１０、４０ 抽出バッグ用シート製造装置
１０Ａ 装置本体
１０Ｂ 固定部
１２、４２ 回転体
１４ タグ保持部
１４Ａ ピン
１４Ｃ サーボモータ（タグ保持部回転手段）
１４Ｄ、４４Ａ 傘歯車
１７ カッタ（切断手段）
２２ ホーン（第１取付手段）
２５ 糸供給部
２６、２８ ホーン（第２取付手段）
３０ シート供給部（シート供給手段）
４２Ａ シャフト
４４ 回転軸
４６ ピンローラ
４６Ａ ピン
４８Ａ、４８Ｂ 欠歯歯車
５０Ａ、５０Ｂ 歯部
５２Ａ、５２Ｂ 歯無し部
Ｆ シート
Ｓ 糸
Ｔ タグ

Claims (3)

1. 糸をタグに取り付けた後に、糸が取り付けられたタグと糸とをシートに取り付ける抽出バッグ用シート製造方法であって、
   タグを保持するためのタグ保持部を周囲に等間隔で配置した回転体と、
   前記タグ保持部をタグ供給位置、糸取付位置、タグ／糸取付位置で停止させつつ前記回転体を間欠回転させる駆動手段とを備え、
   前記タグ供給位置において、タグ保持部にタグを供給する工程と、
   前記糸取付位置において、前記タグ保持部に保持されるタグに前記回転体の回転方向の上流側に配置された糸供給部から引き出される糸を取り付ける糸取付工程と、
   取り付けられた糸の取付部の下流側を切断する糸切断工程と、
   前記タグ／糸取付位置において、タグと糸をシートに取り付ける工程と、
   前記糸取付位置から前記タグ／糸取付位置へ移動するまでの間に、前記タグ保持部を回転させて前記タグ保持部で切断された糸を巻き取る糸巻取り工程とを有し、
   前記タグ保持部が前記糸取付位置から下流側へ移動される際、タグに取り付けられた糸により前記糸供給部から糸が引き出される
   ことを特徴とする抽出バッグ用シート製造方法。
2. シートにタグと糸とを取り付ける抽出バッグ用シート製造装置であって、
   タグを保持するためのタグ保持部を周囲に等間隔で配置した回転体と、
   前記タグ保持部をタグ供給位置、糸取付位置、タグ／糸取付位置で停止させつつ前記回転体を間欠回転させる駆動手段と、
   前記タグ供給位置において、前記タグ保持部にタグを供給するタグ供給手段と、
   前記糸取付位置において、前記タグ保持部に保持されるタグに前記回転体の回転方向の上流側に配置された糸供給部から糸を引き出す糸引出手段と、
   前記糸取付位置において、タグに糸を取り付ける第１取付手段と、
   タグに取り付けられた糸の取付部の下流側を切断する切断手段と、
   タグ／糸取付位置において、シートを供給するシート供給手段と、
   タグ／糸取付位置において、糸が取り付けられたタグと糸を供給されたシートに取り付ける第２取付手段と、
   前記タグ保持部を回転させるタグ保持部回転手段とを備え、
   前記タグ保持部が前記糸取付位置から下流側へ移動される際、タグに取り付けられた糸により前記糸供給部から糸が引き出される
   ことを特徴とする抽出バッグ用シート製造装置。
3. 前記タグ保持部の前記糸取付位置から前記タグ／糸取付位置への移動中に、前記タグ保持部回転手段が前記タグ保持部を回転させてタグ保持部に糸を巻き取ることを特徴とする請求項２に記載の抽出バッグ用シート製造装置。

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