JP7407816B2 - 製袋機、製袋方法 - Google Patents

Description

本発明は、製袋機、及びこれを用いた製袋方法に関する。本願は、２０１９年７月５日に日本に出願された特願２０１９－１２５８５９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

端部のシールが開封された後、袋の内側に形成されたチャック部材によって、開口部を開閉可能にしたチャック付き袋が知られている。こうしたチャック付き袋を製造する際には、２枚の樹脂フィルムの間にチャック部材を配し、このチャック部材を長手方向に沿って樹脂フィルムに接合した後、袋の周縁部となる部分において２枚の樹脂フィルム同士を熱融着している。

しかしながら、袋の周縁部となる部分を熱融着する際に、この周縁部にチャック部材の両端部が重なる部位がある。こうした部位は、チャック部材の厚みが厚いために、そのまま熱融着すると、チャック部材の両端部に隙間が生じて、内部の気密性が保たれなくなる懸念がある。そのため、袋の周縁部となる部分で樹脂フィルム同士を熱融着する前に、このチャック部材の両端部を超音波装置によって軟化させて、厚みが薄くなるように予め潰しておくことが一般的である（例えば、特許文献１を参照）。

こうしたチャック部材の両端部を潰すための超音波装置は、樹脂フィルムの他面側を支持するアンビル（受け台）と、樹脂フィルムの一面側に接する位置と退避する位置との間で上下動する超音波ホーンとを備えている。従来、こうした超音波ホーンは、エアーシリンダーを動力源として往復動している（例えば、特許文献２を参照）。

日本国特開２００８－１１４５４６号公報 日本国特開２０１４－１８０７７４号公報

しかしながら、超音波ホーンを往復動させるエアーシリンダーは、シリンダー内に圧搾ガスを充填し、所定以上の圧力になった時点で超音波ホーンに連結されたピストンが上昇するという機構である。そのため、応答速度が遅く、単位時間当たりで超音波ホーンの往復動可能な回数に制約があった。このため、チャック付き袋の製造効率の向上が困難であるという課題がある。

一方、チャック部材の両端部を潰す工程の後工程である、袋の周縁部となる部分を熱融着する工程では、モーターおよびカム機構を用いて発熱ヘッドを往復動させている。そのため、一定の速度で搬送される樹脂フィルムに対して、発熱ヘッドと超音波ホーンの往復動の周期がズレてしまう懸念もある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、チャック付き袋の製造効率の向上を可能にし、また、各工程の同期が容易な製袋機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明の第１の態様の製袋機は、帯状のフィルムを重ね合わせた多重フィルムを搬送する搬送部と、前記多重フィルムの搬送方向に対して直角な幅方向に沿って、所定の間隔で前記フィルム同士を熱融着する側縁部シール装置と、前記搬送方向において前記側縁部シール装置よりも上流側に配置され、長手方向が前記搬送方向に沿うように前記フィルム同士の間に配したチャック部材の一部を、超音波によって軟化させて押し潰す超音波装置と、を有する製袋機であって、前記側縁部シール装置は、前記多重フィルムを支持する受け台と、前記多重フィルムに接する位置と離間する位置との間で往復動する発熱ヘッドとを有し、前記超音波装置は、前記多重フィルムを支持するアンビルと、前記多重フィルムに接する位置と離間する位置との間で往復動する超音波ホーンヘッドとを有し、前記発熱ヘッドおよび前記超音波ホーンヘッドは、互いに共通のリンク部材を介して、同一周期で往復動する。

また、本発明の第２の態様は、上記の第１の態様において、前記リンク部材は、単一の回転装置及びカム機構に接続されている。

また、本発明の第３の態様は、上記の第１または２の態様において、前記超音波ホーンヘッドは、バネによって前記多重フィルムに向けて付勢されている。

また、本発明の第４の態様は、上記の第１から３の態様のいずれか１つにおいて、前記製袋機は、前記搬送方向において前記側縁部シール装置よりも下流側に配置され、前記多重フィルムの一部を打ち抜くパンチ装置をさらに有し、前記パンチ装置は、前記多重フィルムを支持するメス刃と、前記メス刃に嵌合して前記多重フィルムの一部を打ち抜く位置と、前記多重フィルムと離間する位置との間で往復動し、前記多重フィルムの一部を打ち抜くオス刃とを有し、前記発熱ヘッド、前記超音波ホーンヘッド、および前記オス刃は、互いに共通の前記リンク部材を介して、同一周期で往復動している。

また、本発明の第５の態様の製袋方法は、上記の第１から４の態様のいずれか１つに記載された製袋機を用いた製袋方法であって、長手方向が前記搬送方向に沿うように前記フィルム同士の間に前記チャック部材を配する工程と、前記チャック部材の両端部を超音波によって軟化させて押し潰す工程と、前記幅方向に沿って、所定の間隔で前記フィルム同士を熱融着する工程と、を少なくとも備える。

本発明によれば、チャック付き袋の製造効率の向上を可能にし、また、各工程の同期が容易な製袋機を提供することができる。

チャック付き袋の一例を示す正面図である。 図１のＡ－Ａ’線に沿ったチャック付き袋のチャック形成部分を示す要部拡大斜視図である。 本発明の一実施形態の製袋機の概略構成を示す模式図である。 超音波装置および側縁部シール装置を駆動させる駆動機構を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る製袋機の概略構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るチャック付き袋の一例を示す正面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態の製袋機、およびこれを用いた製袋方法について説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解できるように具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（チャック付き袋）
まず最初に、本発明の一実施形態の製袋機で製造可能なチャック付き袋について説明する。図１は、チャック付き袋の一例を示す正面図である。また、図２は、図１のＡ－Ａ’線に沿ったチャック付き袋のチャック部材とその周辺を示す要部拡大斜視図である。チャック付き袋１は、例えば、サプリメント、医薬品、菓子などの固形状の内容物や調味料などの粉状または顆粒状の内容物を気密状態で収容でき、かつ、開封後もチャック部材１４によって開閉自在にされた収容袋である。

チャック付き袋１は、２枚の樹脂フィルム１３ａ，１３ｂを重ねて、１辺を所定の幅で熱融着した部分がチャック付き袋１の底部１Ｄとされる。また、この底部１Ｄに対して直角方向に延びる両端部で樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとを所定の幅で熱融着した部分が側縁部１Ｂ，１Ｃとされる。また、底部１Ｄの反対側で樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとを所定の幅で熱融着した部分が開封部１Ａとされる。

また、開封部１Ａから底部１Ｄ側に所定の間隔をあけて、樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとの間に、チャック部材１４が取り付けられている。さらに、側縁部１Ｂまたは側縁部１Ｃの開封部１Ａとチャック部材１４との間には、開封用の切込み（ノッチ）４が形成されている。切込み（ノッチ）４は、側縁部１Ｂおよび側縁部１Ｃの開封部１Ａと、チャック部材１４との間に形成されていてもよい。

図２に示すように、本実施形態のチャック付き袋１を構成する樹脂フィルム１３ａ，１３ｂは、それぞれ基材層１３１、中間層１３２、熱融着層１３３から構成されている。基材層１３１は、例えば、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂのそれぞれ表面側に位置するように設計される。基材層１３１の特性としては、印刷適性に優れ、さらに突刺し耐性、剛性、耐衝撃性等を備えたフィルムが好ましい。基材層１３１の具体的な材質としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン等の延伸フィルムが挙げられる。基材層１３１の厚みは、例えば、５μｍ～５０μｍ程度の範囲にすることが好ましい。

また、中間層１３２は、チャック付き袋１に収容する内容物の種類や内容量に応じて任意に形成され、省略することもできる。中間層１３２としては、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂにガスバリア性を付与する目的として、アルミニウム、銅、マグネシウム等の金属箔の他、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン等の延伸フィルムに、アルミニウム、アルミナ、シリカ等の金属や金属酸化物を蒸着して形成した無機蒸着フィルムを用いることができる。

また、中間層１３２には、突刺し強度や落下強度等の強靭性を樹脂フィルム１３ａ，１３ｂに付与するためにポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン等の延伸フィルムを用いることができる。中間層１３２の厚みは、例えば、５μｍ～５０μｍ程度の範囲にすることが好ましい。なお、中間層１３２は、単層であっても、必要に応じて２層以上設けてもよく、限定されるものではない。

熱融着層１３３は、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂの最内面層に位置するように設計される。熱融着層１３３の材質としては、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂに通常用いられるものであれば特に限定されない。熱融着層１３３の具体的な材質例としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂとチャック部材１４との接着性を高める点から好ましい。

熱融着層１３３の材質には、熱融着層１３３とチャック部材１４との接着性をより高めるために、チャック部材１４と同種の材質（例えば、ポリエチレンに対してポリエチレン、ポリプロピレンに対してポリプロピレン等）を組み合わせることが、好ましい。熱融着層１３３の厚さは、例えば、２０μｍ～１５０μｍ程度の範囲にすることが好ましい。

なお、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂは、基材層１３１に熱融着性の樹脂を用いることもできる。樹脂フィルム１３ａ，１３ｂは、熱融着層１３３を必要としない場合には、基材層１３１の１層で構成することもできる。なお、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂを基材層１３１の１層で構成する場合には、樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとが対向する内面側に、熱融着可能な層を有する樹脂フィルムを用いる必要がある。また、中間層１３２を設けずに、基材層１３１と熱融着層１３３の２層から樹脂フィルム１３ａ，１３ｂを構成することもできる。

チャック部材１４は、樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとが対向する内面側に取り付けられる。チャック部材１４は、チャック付き袋１を再封するための機能を有する部材である。本実施形態のチャック部材１４は、細長状であり、互いに嵌合する挿入部１５と受入部１６とを有する。挿入部１５は、突条１５ａと、台座部１５ｂとを有する。また、受入部１６は、突条１５ａを着脱可能な溝１６ａと、台座部１６ｂとを有する。

なお、チャック部材１４の形状は、上述した形状に限定されるものではなく、チャック部材１４を備えたチャック付き袋１を再封することができるものであれば特に制限されるものではない。例えば、チャック部材１４は、凹凸形状の嵌合部を有するものでなくてもよく、例えば、面ファスナー等でもよい。

チャック部材１４の大きさに制限はなく、製造する包装袋の容積、用途に応じてチャック部材１４の大きさを設定できる。例えば、チャック部材１４の台座部１５ｂ，１６ｂの幅Ｇは、３ｍｍ～２０ｍｍに形成されればよい。

本実施形態のチャック部材１４は、ポリオレフィンからなる。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。ポリエチレンとしては、柔軟性や耐寒性に優れているため、低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。なお、チャック部材１４は、本願発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の成分を含んでいてもよい。

チャック部材１４は、例えば、ダイスを備えた押出機でポリオレフィン樹脂組成物を溶融押出成型して得られたものを用いてもよく、また、各社から市販されているチャック部材を用いてもよい。

チャック部材１４の台座部１５ｂ，１６ｂは、例えば、３０μｍ～５００μｍであることが好ましい。なお、ここでいう厚みとは、対象物を鉛直方向に切断した断面を微分干渉顕微鏡にて撮影して任意の５箇所測定した平均値をいう。

なお、挿入部１５の台座部１５ｂと樹脂フィルム１３ａ、および受入部１６の台座部１６ｂと樹脂フィルム１３ｂとが互いに熱融着しない材料からなる場合、これら挿入部１５の台座部１５ｂと樹脂フィルム１３ａとの間、および受入部１６の台座部１６ｂと樹脂フィルム１３ｂとの間を熱融着させる熱融着層（図示略）をそれぞれ形成してもよい。

このような構成のチャック付き袋１は、後述する製袋機での製造時においては、図１中の矢印Ｃで示す搬送方向に沿って搬送される、樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとを重ねた長尺帯状の樹脂フィルム（フィルム）１３から切り出される。以下の説明においては、この搬送方向Ｃに対して直角な方向を幅方向Ｗと称する。

チャック部材１４は、樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとの間に接合される際に、長手方向の両端部、即ち樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとを熱融着した側縁部１Ｂ，１Ｃと重なる部分が押し潰される。なお、ここでいうチャック部材１４の長手方向の両端部とは、図１の幅方向Ｗに沿って長手方向が延びるように配されたチャック部材１４のうち、チャック付き袋１の側縁部１Ｂ，１Ｃに相当する（重なる）部分をいう。

以上のような構成のチャック付き袋１は、切込み４から搬送方向Ｃに沿って開封部１Ａを切り取ることで開封される。これにより、内容物を取り出すことができる。また、チャック部材１４の挿入部１５と受入部１６とを嵌合させることによって、内容物を残すなどした状態で、開封後のチャック付き袋１を閉じることができる。

なお、チャック付き袋１は、上述した実施形態のように、２枚の樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとを重ね合わせて形成したもの以外にも、１枚の樹脂フィルム１３を折り返して重ね合わせ、この折り返し部分を境にして樹脂フィルム１３ａおよび樹脂フィルム１３ｂにしたものを用いて形成してもよい。この場合、底部１Ｄを樹脂フィルム１３の折り返し部分にしても、これとは逆に開封部１Ａを樹脂フィルム１３の折り返し部分にしてもよい。また、チャック部材の形状は、開閉することができるものであれば特に制限されない。

（製袋機）
本発明の一実施形態の製袋機を説明する。図３は、本発明の一実施形態の製袋機の概略構成を示す模式図である。また、図４は、超音波装置および側縁部シール装置を駆動させる駆動機構を示す概略構成図である。本実施形態の製袋機２０には、樹脂フィルム供給部２１と、反転切断部２２と、チャック部材導入部２３と、チャックシール装置２４と、縦縁部シール装置２５と、超音波装置２６と、側縁部シール装置２７と、カッターユニット２８とが、搬送方向Ｃに沿って順に設けられている。

また、チャック部材導入部２３とチャックシール装置２４との間には、ダンサーロール３１および前段搬送ロール３２が形成されている。また、縦縁部シール装置２５と超音波装置２６との間には、第１冷却部３３および中間搬送ロール３４が形成されている。さらに、側縁部シール装置２７とカッターユニット２８との間には、第２冷却部３５および後段搬送ロール３６が形成されている。

このうち、前段搬送ロール３２、中間搬送ロール３４、および後段搬送ロール３６によって、樹脂フィルム供給部２１から供給される樹脂フィルム１３を複数重ねた多重フィルムＳを搬送方向Ｃに沿って搬送する搬送部３７が、構成される。この搬送部３７は、チャック付き袋１の１つ分の長さで、多重フィルムＳを搬送、停止を繰り返すように間欠的に搬送する。そして、多重フィルムＳの停止時に、後述するリンク部材５１を介して、超音波ホーンヘッド４２、発熱ヘッド４５、第１冷却部３３（後述する冷却ヘッド）、第２冷却部３５（後述する冷却ヘッド）、およびカッターユニット２８の切断刃を、ズレを生じさせることなく同一周期で共に上下動（往復動）させる。図３は、超音波ホーンヘッド４２と発熱ヘッド４５を同一周期で共に上下動（往復動）させる機構を説明するためにリンク部材５１の一例を概略的に示している。搬送方向Ｃに延在するリンク部材５１の寸法は、搬送方向Ｃに並ぶ超音波ホーンヘッド４２と発熱ヘッド４５以外の部材を超音波ホーンヘッド４２と発熱ヘッド４５と同一周期で共に上下動（往復動）させるために、適宜調整してもよい。本実施形態では、リンク部材５１に少なくとも超音波ホーンヘッド４２と発熱ヘッド４５が連結されていればよい。なお、本実施形態では、樹脂フィルム１３の幅方向に２列分のチャック付き袋１を製袋することができる。

樹脂フィルム供給部２１は、例えば樹脂フィルムロールから、長尺帯状の樹脂フィルム（フィルム）１３を供給する。

反転切断部２２は、樹脂フィルム供給部２１から繰り出された樹脂フィルム１３の搬送方向をターンバー２２ａによって９０°の角度で変える。次に、センター刃２２ｂによって幅方向Ｗにおける中央位置で樹脂フィルム１３を２つに切断する。更に切断された２つの樹脂フィルム１３ａ，１３ｂの向きを、それぞれ、Ｍ字板２２ｃによって９０°の角度で再び変える。これにより、樹脂フィルム１３ａ、１３ｂのそれぞれの内面同士が、向かい合う状態に重ね合わされる。これによって、多重フィルムＳが形成される。

チャック部材導入部２３は、チャック部材供給装置から供給されるチャック部材１４を、長手方向が搬送方向Ｃに沿うように、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂの内面同士の間に挿入する。その後、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂ同士を重ね合わせて多重フィルムＳを形成する。

ダンサーロール３１は、製袋機２０上の樹脂フィルム１３ａ，１３ｂの張力（テンション）を一定に保つ一対のロールである。こうしたダンサーロール３１が上下動（往復動）することによって、樹脂フィルム供給部２１からダンサーロール３１の間において、連続的に樹脂フィルム１３ａ，１３ｂが搬送される。ダンサーロール３１から後段搬送ロール３６の間では、搬送方向Ｃにおける位置合せが行われた状態で、製造するチャック付き袋１の１つ分の長さに合わせて、間欠的に樹脂フィルム１３ａ，１３ｂが搬送される。

チャックシール装置２４は、加熱ヘッドと受け台とを備えている。チャックシール装置２４は、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂ同士の間に配されたチャック部材１４を熱融着層１３３（図２を参照）を介して樹脂フィルム１３ａ，１３ｂに熱融着させる装置である。チャックシール装置２４を経た多重フィルムＳは、チャック部材１４の長手方向が多重フィルムＳの搬送方向Ｃに沿うように、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂ同士の間にチャック部材１４が（樹脂フィルム１３ａ，１３ｂに）接合される。こうしたチャックシール装置２４は、縦縁部シール装置２５と同期して動作する。

縦縁部シール装置２５は、加熱ヘッドと受け台とを備えている。縦縁部シール装置２５は、チャック付き袋１において底部１Ｄに相当する位置（図１を参照）で、多重フィルムＳを構成する樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとを、搬送方向Ｃに沿って所定の幅で熱融着する。こうした縦縁部シール装置２５は、チャックシール装置２４と同期して動作する。この場合は、ユーザーは、開封部１Ａから内容物を収容した後に開封部１Ａを熱融着する。なお、縦縁部シール装置２５は、チャック付き袋１において開封部１Ａに相当する位置（図１を参照）で、多重フィルムＳを構成する樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとを、搬送方向Ｃに沿って所定の幅で熱融着させてもよい。この場合は、ユーザーは、底部１Ｄから内容物を収容した後に底部１Ｄを熱融着する。

第１冷却部３３は、冷却ヘッドと受け台とを備えている。第１冷却部３３は、例えば水冷装置を有し、冷却ヘッドと受け台の内部に形成された冷媒管に冷却水を通すことで温度上昇を抑える構造となっている。これにより、チャックシール装置２４や縦縁部シール装置２５での熱融着によって加熱された多重フィルムＳを冷却する。そして、チャック付き袋１の製造途上において、熱によって多重フィルムＳが変形することを防止する。すなわち、チャック付き袋１の製造途上において、熱収縮等によって多重フィルムＳが変形することを防止する。こうした第１冷却部３３は、チャックシール装置２４や縦縁部シール装置２５と同期して動作する。なお、第１冷却部３３は、水冷装置以外にも、空冷装置によって冷却する構成であってもよい。

図４に示すように、超音波装置２６は、多重フィルムＳの他面側（図３中の下側）を支持するアンビル（受け台）４１と、多重フィルムＳの一面側（図３中の上側）に接する位置（印加位置）と離間する位置（退避位置）との間で上下動（往復動）する超音波ホーンヘッド４２とを有している。なお、超音波ホーンヘッド４２は、本実施形態のように上下動するものに限定されるものではなく、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂの搬送方向Ｃに応じて最適な方向に往復動させる構成であればよい。

超音波装置２６では、チャック部材１４の長手方向の両端部、即ち、図１における幅方向Ｗに沿って長手方向が延びるように配されたチャック部材１４のうち、チャック付き袋１の側縁部１Ｂ，１Ｃに相当する（重なる）部分のチャック部材１４を、多重フィルムＳを介して超音波ホーンヘッド４２とアンビル（受け台）４１との間に配置して、超音波ホーンヘッド４２をアンビル（受け台）４１に向けて付勢する。これにより、超音波ホーンヘッド４２が、チャック部材１４に超音波振動を印加し、この超音波振動によってチャック部材１４を軟化させ、チャック部材１４の厚みが略均一になるように平坦に押し潰す。

図４に示すように、超音波ホーンヘッド４２は、印加位置において樹脂フィルム１３を介してチャック部材１４に接し、また、退避位置にあるときに多重フィルムＳが搬送方向Ｃに搬送される。なお、超音波装置２６のアンビル（受け台）４１は、超音波ホーンヘッド４２によって印加される超音波振動がチャック部材１４の両端部に集中するように形成されていることが好ましい。

側縁部シール装置２７は、多重フィルムＳの他面側（図３中の下側）を支持する受け台４４と、多重フィルムＳの一面側（図３中の上側）に接する位置（加熱位置）と離間する位置（退避位置）との間で上下動（往復動）する発熱ヘッド４５とを有している。なお、発熱ヘッド４５は、本実施形態のように上下動するものに限定されるものではなく、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂの搬送方向Ｃに応じて最適な方向に往復動させる構成であればよい。

側縁部シール装置２７を構成する発熱ヘッド４５は、前工程である超音波装置２６によって潰されたチャック部材１４を含むチャック付き袋１の両側部に相当する部分および多重フィルムＳを介して受け台４４に圧着され、側縁部１Ｂ，１Ｃ（図１を参照）を形成する。

図４に示すように、リンク部材５１は、単一の回転装置（例えば、サーボモータ）５７及びカム機構（例えば、偏心カム装置）５６に接続されている。超音波装置２６を構成する超音波ホーンヘッド４２は、連結部材５２を介してリンク部材（リンクバー）５１に係着されている。また、側縁部シール装置２７を構成する発熱ヘッド４５も、連結部材５３を介してリンク部材５１に係着されている。リンク部材５１は、連動部材５４ａ，５４ｂ，５４ｃを介して連結棒５５に回動自在に係合されている。連結棒５５は、偏心カム装置（カム機構）５６及びベルト５８を介して、１つのサーボモータ（回転装置）５７に接続されている。

以上のような構成の駆動機構５０は、１つのサーボモータ５７を回転させることによって、超音波ホーンヘッド４２および発熱ヘッド４５が共通して連結されているリンク部材５１を介して、超音波ホーンヘッド４２および発熱ヘッド４５を、ズレを生じさせることなく同一周期で共に上下動（往復動）させる。ただし、駆動機構５０は、超音波ホーンヘッド４２と発熱ヘッド４５を、ズレを生じさせることなく同一周期で共に上下動（往復動）させるために、リンク部材５１を上下動（往復動）させることができれば、このような構成に限定されない。例えば、リニスライダ、モーターとボールねじ、油圧シリンダー、等を使用してもよい。

なお、超音波ホーンヘッド４２とリンク部材５１とを連結する連結部材５２は、本実施形態の製袋機２０において、幅方向Ｗの片側または両側に形成されていればよい。また、発熱ヘッド４５とリンク部材５１とを連結する連結部材５３も、本実施形態の製袋機２０において、幅方向Ｗの片側または両側に形成されていればよい。

また、超音波ホーンヘッド４２や発熱ヘッド４５を、バネによって多重フィルムＳの一面側（図３中の上側）に向けて付勢させる構成にしてもよい。すなわち、超音波ホーンヘッド４２は、バネによって多重フィルムＳに向けて付勢されていてもよい。こうしたバネを設けることによって、超音波ホーンヘッド４２や発熱ヘッド４５の多重フィルムＳに対する押し付け力が増大し、より確実に多重フィルムＳに対して超音波や熱を加えることができる。ただし、バネを設けなくても、超音波ホーンヘッド４２や発熱ヘッド４５は、多重フィルムＳに対して超音波や熱を加えることもできる。超音波ホーンヘッド４２や発熱ヘッド４５を多重フィルムＳに押し付けるための付勢部材は、バネに限らない。例えば、付勢部材は、ゴム等の弾性部材でもよい。

なお、駆動機構５０は、超音波ホーンヘッド４２および発熱ヘッド４５に加えて、更にチャックシール装置２４の加熱ヘッドや縦縁部シール装置２５の加熱ヘッドをリンク部材５１に連結すれば、これら加熱ヘッドも（超音波ホーンヘッド４２および発熱ヘッド４５と）同一周期で上下動（往復動）させることができる。

このように、本発明の製袋機２０によれば、チャック部材１４の両端部を押し潰す超音波装置２６の超音波ホーンヘッド４２と、押し潰したチャック部材１４の両端部を樹脂フィルム１３ａと樹脂フィルム１３ｂとの間で挟むように側縁部１Ｂ，１Ｃ（図１を参照）を形成する側縁部シール装置２７の発熱ヘッド４５とを、互いに同期ズレが生じることなく同一周期で上下動（往復動）させることができる。

そして、こうした駆動機構５０は、回転速度を容易に上げることができる回転装置、例えばサーボモータ５７によって、超音波ホーンヘッド４２を上下動（往復動）させることができる。そのため、従来のような、応答速度の遅いエアーシリンダーによって超音波ホーンヘッドを上下動（往復動）させる超音波装置と比較して、超音波ホーンヘッド４２の単位時間当たりの上下動回数を容易に高めることができる。

また、従来のエアーシリンダーを用いた超音波装置は、エアーシリンダーが上下方向に長く伸びる構造であったため、製袋機の設置個所の高さを高くする必要があった。しかしながら、本実施形態の製袋機２０では、エアーシリンダーを用いない。そのため、設置個所の高さが低くても製袋機２０を設置することが可能になり、設置場所のサイズの制約を低減させることができる。すなわち、従来の製袋機が設置される設置個所（設置空間）には、エアーシリンダーが収納可能な室内高が要求された。しかしながら、本実施形態の製袋機２０が設置される設置個所は、エアーシリンダーを収納可能な室内高を必要としない。そのため、本実施形態の製袋機２０が設置される設置個所のサイズは、従来の製袋機が設置される設置個所と比べて上下方向で小さくて済む。すなわち、本実施形態の製袋機２０によれば、設置個所のサイズに要求される制約を減らことができる。

なお、ここでいう上下動は、本発明の一例としての本実施形態における動作方向の具体例を示したものである。そのため、超音波ホーンヘッド４２、発熱ヘッド４５、チャックシール装置２４の加熱ヘッド、縦縁部シール装置２５の加熱ヘッドは、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂの搬送方向Ｃに応じて最適な方向に往復動させる構成であればよい。

第２冷却部３５は、冷却ヘッドと受け台とを備えている。第２冷却部３５は、例えば水冷装置を有し、冷却ヘッドと受け台の内部に形成された冷媒管に冷却水を通すことで温度上昇を抑える構造となっている。これにより、超音波装置２６や側縁部シール装置２７で加熱された多重フィルムＳを冷却する。そして、チャック付き袋１の製造途上において、熱によって多重フィルムＳが変形することを防止する。すなわち、チャック付き袋１の製造途上において、熱収縮等によって多重フィルムＳが変形することを防止する。こうした第２冷却部３５は、超音波装置２６や側縁部シール装置２７と同期して動作する。なお、第２冷却部３５は、水冷装置以外にも、空冷装置によって冷却する構成であってもよい。

カッターユニット２８は、チャック付き袋１の１つ分の長さごとに、間欠的に切断刃を上下動（往復動）させて、多重フィルムＳから個々のチャック付き袋１を切り出す。

以上より、一例として、上記一実施形態の製袋機２０は、帯状のフィルム１３ａ,１３ｂを重ね合わせた多重フィルムＳを搬送する搬送部３７と、多重フィルムＳの搬送方向Ｃに対して直角な幅方向に沿って、所定の間隔でフィルム１３ａ,１３ｂ同士を熱融着する側縁部シール装置２７と、搬送方向Ｃにおいて側縁部シール装置２７よりも上流側に配置され、長手方向が搬送方向Ｃに沿うようにフィルム１３ａ,１３ｂ同士の間に配したチャック部材１４の一部を、超音波によって軟化させて押し潰す超音波装置２６と、を有する。側縁部シール装置２７は、多重フィルムＳを支持する受け台４４と、多重フィルムＳに接する位置と、多重フィルムＳと離間する位置との間で往復動する発熱ヘッド４５とを有する。超音波装置２６は、多重フィルムＳを支持するアンビル４１と、多重フィルムＳに接する位置と、多重フィルムＳと離間する位置との間で往復動する超音波ホーンヘッド４２とを有する。発熱ヘッド４５および超音波ホーンヘッド４２は、互いに共通のリンク部材５１を介して、同一周期で往復動する。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上記一実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。

例えば、図５は、上記一実施形態の変形例に係る製袋機の概略構成を示す模式図である。変形例の製袋機３０には、上記一実施形態の製袋機２０に加えて、パンチ装置６０が形成されている。変形例の製袋機３０のうち、上記一実施形態の製袋機２０と同一の構成要素には、同じ符号が付されている。

製袋機３０は、搬送方向Ｃにおいて側縁部シール装置２７よりも下流側に配置され、多重フィルムＳの一部を打ち抜く（切り抜く）パンチ装置６０を有する。パンチ装置６０は、搬送方向Ｃにおいて第２冷却部３５と後段搬送ロール３６との間に配置されている。また、パンチ装置６０は、多重フィルムＳを支持するメス刃６１と、メス刃６１に嵌合して多重フィルムＳの一部を打ち抜く位置と、多重フィルムＳと離間する位置との間で往復動し、多重フィルムＳの一部を打ち抜くオス刃６２とを有する。メス刃６１とオス刃６２は、それぞれ、刃と刃が設置可能な台座とを含む部材として解釈されてもよい。また、発熱ヘッド４５、超音波ホーンヘッド４２、およびオス刃６２は、リンク部材５１を介して、同一周期で往復動する。発熱ヘッド４５、超音波ホーンヘッド４２、およびオス刃６２は、リンク部材５１に接続され、同一周期で上下動（往復動）する。オス刃６２とリンク部材５１は、発熱ヘッド４５とリンク部材５１、および超音波ホーンヘッド４２とリンク部材５１と同様に接続されている。

このような製袋機３０によれば、パンチ装置６０により、多重フィルムＳにパンチ加工を行うことができる。例えば、多重フィルムＳに、ノッチ（切込み）、コーナーカット（ラウンドカット等）、フック穴、等を形成することができる。また、発熱ヘッド４５、超音波ホーンヘッド４２、およびオス刃６２を同一周期で上下動（往復動）させることができる。

パンチ装置６０のパンチ加工について、説明する。図６は、上記一実施形態の変形例に係るチャック付き袋の一例を示している。変形例のチャック付き袋２のうち、上記一実施形態のチャック付き袋１と同一の構成要素には、同じ符号が付されている。パンチ装置６０により多重フィルムＳにパンチ加工を行うことにより、チャック付き袋２を製造することができる。パンチ装置６０において、チャック付き袋２のうち、側縁部１Ｂおよび側縁部１Ｃの開封部１Ａと、チャック部材１４との間にノッチ４が形成されるように、オス刃６２のうちノッチ３を形成するオス刃が、多重フィルムＳの一部を打ち抜く。また、チャック付き袋２の４つの角にコーナーカット（ラウンドカット）６が形成されるように、オス刃６２のうちコーナーカット６を形成するオス刃が、多重フィルムＳの一部を打ち抜く。また、チャック付き袋２の開封部１Ａのうち長手方向（搬送方向Ｃ）の中央位置にフック穴５が形成されるように、オス刃６２のうちフック穴５を形成するオス刃が、多重フィルムＳの一部を打ち抜く。なお、チャック付き袋２は、縦縁部シール装置２５により、開封部１Ａに相当する位置（図１を参照）で樹脂フィルム１３ａ、１３ｂを搬送方向Ｃに沿って所定の幅で熱融着させている。

パンチ装置６０の配置について、説明する。パンチ装置６０は、搬送方向Ｃにおいて側縁部シール装置２７よりも下流側に配置され、搬送方向Ｃにおいて第２冷却部３５と後段搬送ロール３６との間に配置されている。これは、多重フィルムＳのうち熱融着している部分にパンチ加工するためである。多重フィルムＳのうち熱融着している部分とは、縦縁部シール装置２５が開封部１Ａをシールする場合の開封部１Ａ、側縁部１Ｂ、および側縁部１Ｃであり、縦縁部シール装置２５が底部１Ｄをシールする場合の底部１Ｄ、側縁部１Ｂ、および側縁部１Ｃである。多重フィルムＳのうち熱融着していない部分にパンチ加工をしようとしても、樹脂フィルム１３ａ、１３ｂ同士が滑り易く、オス刃６２は多重フィルムＳの一部を打ち抜くことが難しい。仮に多重フィルムＳのうち熱融着していない部分の一部を打ち抜くことができても、高い精度のパンチ加工を実現できない。また、パンチ加工の高い精度を維持しようとして樹脂フィルム１３ａ、１３ｂに滑り難い素材を選定しても、チャック付き袋２の取り扱い性能が低下する可能性がある。また、多重フィルムＳのうちパンチ加工が完了した熱融着していない部分を熱融着しても、樹脂フィルム１３ａ、１３ｂの各々に形成されたノッチ、コーナーカット、フック穴、等が互いにズレた状態で樹脂フィルム１３ａ、１３ｂが熱融着される可能性があるだけでなく、ノッチ、コーナーカット、フック穴、等を打ち抜いて形成される切断面から熱融着層１３３が融け出してチャック付き袋２の外観を悪くする可能性がある。そのため、パンチ装置６０を搬送方向Ｃにおいて第２冷却部３５と後段搬送ロール３６との間に配置することにより、フィルムＳのうち熱融着している部分（樹脂フィルム１３ａ、１３ｂ同士がズレない部分）にパンチ加工を行うことを可能にしている。

パンチ装置６０の動力源について、説明する。一般的に、パンチ装置の動力源は、エアーシリンダーであり、シール装置（側縁部シール装置、超音波装置）の動力源と異なる。しかしながら、パンチ装置の動力源がエアーシリンダーである場合、製袋機を高速で稼働させたときに、製袋機の動作にパンチ装置の動作が正確に追従できなくなる可能性がある。このような場合、設計通りのパンチ加工を実現できなくなる。そのため、外観不良や異物混入を伴う製品（所望の形状と異なる形状にカットされた製品、抜きカスが除去されずに残った製品、等）が生じ易くなる。

これに対し、変形例の製袋機３０によれば、変形例の製袋機３０を高速で稼働させたときに、製袋機３０の動作に対するパンチ装置６０の動作の追従性を向上させることができる。これにより、パンチ装置の動力源がエアーシリンダーである場合に生じやすい外観不良や異物混入を伴う製品を生じ難くすることができる。そのため、変形例の製袋機３０のように製袋機２０にパンチ装置６０を設ける場合には、オス刃６２も、発熱ヘッド４５や超音波ホーンヘッド４２と同一周期で上下動（往復動）させることが好ましい。

（製袋方法）
本発明の一実施形態の製袋方法は、上述した構成の製袋機２０を用いてチャック付き袋１を製造する方法であって、チャック部材導入部２３において、長手方向が搬送方向Ｃに沿うように、樹脂フィルム１３ａ，１３ｂ同士の間にチャック部材１４を配する工程と、超音波装置２６によって、チャック部材１４の両端部を超音波によって軟化させて押し潰す工程と、幅方向Ｗに沿って、所定の間隔で樹脂フィルム１３ａ，１３ｂ同士を熱融着する工程と、を少なくとも備えている。

本発明の一実施形態の製袋方法によれば、超音波装置２６の超音波ホーンヘッド４２と、側縁部シール装置２７の発熱ヘッド４５とが、ズレなく同期する。そのため、製造したチャック付き袋１に、同期ズレに起因する皺などが生じることがない。また、サーボモータ５７などの回転装置によって超音波装置２６の超音波ホーンヘッド４２を往復動させる。そのため、チャック付き袋１の生産性を向上させることができる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上記一実施形態の製袋機を用いた製袋方法に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。

例えば、図５に示すように、変形例の製袋機３０を用いた製袋方法は、上記一実施形態の製袋機２０を用いた製袋方法に加えて、パンチ装置６０によって、多重フィルムＳを打ち抜く工程を備える。本発明の変形例の製袋方法によれば、超音波装置２６の超音波ホーンヘッド４２と、側縁部シール装置２７の発熱ヘッド４５と、パンチ装置６０のオス刃６２が、ズレなく同期する。そのため、製造したチャック付き袋２に、同期ズレに起因する皺などが生じることがなく、外観不良や異物混入も生じにくい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

本発明によれば、チャック付き袋の製造効率の向上を可能にする、また、各工程の同期が容易な製袋機を提供することができる。

１，２…チャック付き袋
４…ノッチ
５…フック穴
６…コーナーカット
１Ａ…開封部
１Ｂ，１Ｃ…側縁部
１Ｄ…底部
１３，１３ａ，１３ｂ…樹脂フィルム
１４…チャック部材
２０…製袋機
２１…樹脂フィルム供給部
２２…反転切断部
２３…チャック部材導入部
２４…チャックシール装置
２５…縦縁部シール装置
２６…超音波装置
２７…側縁部シール装置
２８…カッターユニット
４１…アンビル（受け台）
４２…超音波ホーンヘッド
４５…発熱ヘッド
５１…リンク部材（リンクバー）
５６…偏心カム装置（カム機構）
５７…サーボモータ（回転装置）
６０…パンチ装置
６１…メス刃
６２…オス刃
Ｃ…搬送方向
Ｓ…多重フィルム
Ｗ…幅方向

Claims (5)

1. 帯状のフィルムを重ね合わせた多重フィルムを搬送する搬送部と、
   前記多重フィルムの搬送方向に対して直角な幅方向に沿って、所定の間隔で前記フィルム同士を熱融着する側縁部シール装置と、
   前記搬送方向において前記側縁部シール装置よりも上流側に配置され、長手方向が前記搬送方向に沿うように前記フィルム同士の間に配したチャック部材の一部を、超音波によって軟化させて押し潰す超音波装置と、
   を有する製袋機であって、
   前記側縁部シール装置は、
   前記多重フィルムを支持する受け台と、前記多重フィルムに接する位置と離間する位置との間で往復動する発熱ヘッドとを有し、
   前記超音波装置は、前記多重フィルムを支持するアンビルと、前記多重フィルムに接する位置と離間する位置との間で往復動する超音波ホーンヘッドとを有し、
   前記発熱ヘッドおよび前記超音波ホーンヘッドは、互いに共通のリンク部材を介して、同一周期で往復動する、製袋機。
2. 前記リンク部材は、単一の回転装置及びカム機構に接続されている、請求項１に記載の製袋機。
3. 前記超音波ホーンヘッドは、バネによって前記多重フィルムに向けて付勢されている、請求項１または２に記載の製袋機。
4. 前記搬送方向において前記側縁部シール装置よりも下流側に配置され、前記多重フィルムの一部を打ち抜くパンチ装置をさらに有し、
   前記パンチ装置は、
   前記多重フィルムを支持するメス刃と、
   前記メス刃に嵌合して前記多重フィルムの一部を打ち抜く位置と、前記多重フィルムと離間する位置との間で往復動し、前記多重フィルムの前記一部を打ち抜くオス刃とを有し、
   前記発熱ヘッド、前記超音波ホーンヘッド、および前記オス刃は、前記リンク部材を介して、同一周期で往復動する、請求項１から３のいずれか一項に記載の製袋機。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載された製袋機を用いた製袋方法であって、
   長手方向が前記搬送方向に沿うように前記フィルム同士の間に前記チャック部材を配する工程と、
   前記チャック部材の両端部を超音波によって軟化させて押し潰す工程と、
   前記幅方向に沿って、所定の間隔で前記フィルム同士を熱融着する工程と、
   を少なくとも備える、製袋方法。

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