JP2013039974A - 製袋包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】横シール部分への被包装物の噛み込みに起因するシール不良を低減することができる製袋包装機を提供する。
【解決手段】製袋包装機は、上チューブ１２と、その下方に配置された下チューブ１３ｂと、フォーマー１３ａと、下チューブ１３ｂの下方の横シール機構１７と、開閉スライド部材１８ａとを備える。被包装物Ｃは、上チューブ１２、下チューブ１３ｂの内部を落下する。フォーマー１３ａは、シート状のフィルムＦを下チューブ１３ｂの周囲に巻きつかせ、筒状フィルムＦｍに変える。横シール機構１７は、筒状フィルムＦｍを横シールする。上チューブ１２と下チューブ１３ｂとの間に配置される開閉スライド部材１８ａは、閉状態のときに、下チューブ１３ｂの内部から上に向かう空気の流れを遮断する。
【選択図】図３

Description

本発明は、製袋包装機、特に、筒状の包材を横シールすることで被包装物が充填された袋を製造する製袋包装機に関する。

従来から、シート状の包材を筒状に成形し、その中にスナック菓子などの被包装物を充填した状態で包材の上下の端部を横シールして袋を製造する製袋包装機が存在する。例えば、縦型の製袋包装機は、シート状の包材を成形部材などによって筒状に成形した後、筒状の包材の縦に重なり合う両縁を縦シールする。そして、落下してきた被包装物が筒状の包材の内部空間に位置している状態のときに、筒状の包材のうち１つの袋になる部分の上下の端部が順に横シールされ、筒状の包材の中に被包装物が存在する状態で下シール部と上シール部が形成される。詳細には、先行する袋の上端部となる部分と後続の袋の下端部となる部分とにまたがって横シールが施され、その直後（あるいは同時）に横シール部分の中央がカッターにより上下に切り離され、筒状の包材に下シール部および上シール部が形成される。このような動作の繰り返しにより、製袋包装機は、被包装物が充填された袋を連続的に製造する。

ここで、袋に充填される被包装物がポテトチップスのように比重の小さい物品であった場合、一群の物品が落下してくるときに上下に間延びし、横シール部分に物品が噛み込んでしまうことがある。このような噛み込みによるシール不良を抑制するために、特許文献１（特開２００２−５９９０５号公報）に開示されている技術など、各社が工夫を凝らしている。

製袋包装機の横シール動作では、特許文献１（特開２００２−５９９０５号公報）に開示されているように、熱および圧力をかける。すなわち、横シール動作は、筒状フィルムの横シール部分を挟み込んでいく動作を含んでいる。この動作において筒状フィルムが絞られていき、筒状フィルム内の横シール機構の上方に存在する空気が上向きに流れる現象が生じることが、本願の発明者の最近の鋭意検討によって解明されてきている。そして、この上向きの空気の流れが、特に比重の小さなスナック菓子のような被包装物の製袋包装を行う際には、一群の被包装物の状態を乱す原因になっていると推測するに至っている。

本発明の課題は、横シール部分への被包装物の噛み込みに起因するシール不良を低減することができる製袋包装機を提供することにある。

本発明に係る製袋包装機は、筒状の包材を横シールすることで、上方から落下してくる被包装物が充填された袋を筒状の包材から製造する。この製袋包装機は、第１円筒部材と、第２円筒部材と、成形部材と、横シール機構と、開閉部材と、制御装置とを備えている。計量機などから排出され、上方から落下してくる被包装物は、第１円筒部材の内部を通る。第２円筒部材は、第１円筒部材の下方に位置している。第１円筒部材の内部を通って落下してきた被包装物は、第２円筒部材の内部を通る。成形部材は、シート状の包材を、第２円筒部材の周囲に巻きつかせる。これによって、シート状の包材が筒状の包材に形を変える。横シール機構は、第２円筒部材の下方に位置している。横シール機構は、下シール部および上シール部が形成されることで袋になる筒状の包材を、横シールする。横シールされることで、筒状の包材には、下シール部および上シール部が形成される。開閉部材は、第１円筒部材と第２円筒部材との間に配置されている。この開閉部材は、閉状態のときに、第２円筒部材の内部から上方に向かう空気の流れを遮断する役割を果たす。制御装置は、横シール機構および開閉部材の動きを制御する。

ここでは、成形部材とともにシート状の包材を筒状の包材に成形することになる第２円筒部材の上に、開閉部材を配備している。そして、その開閉部材は、第２円筒部材の内部の空間、すなわち、横シール機構の上方の被包装物が位置する空間から上方に向かう空気の流れを遮断することができる。開閉部材が存在しなければ、横シールの動作に伴って上方に向かう空気の流れが第１，第２円筒部材の内部空間に生じてしまうが、ここでは、その流れを開閉部材によって断ち切ることができる。このため、上方から落下してくる被包装物の状態が乱されることを抑えることができ、シール不良を低減することができる。

なお、第１円筒部材と第２円筒部材との高さ方向の隙間寸法が小さい場合、例えば、その隙間寸法が第１円筒部材の内径の２０％以下の寸法である場合、水平方向あるいは略水平方向にスライドすることで開状態と閉状態とが切り替わる開閉部材を採用することが好ましい。

また、上方から落下してくる被包装物をスムーズに下方に送るために、第１円筒部材と第２円筒部材とは、内径が実質的に等しいことが好ましい。具体的には、第２円筒部材の内径が第１円筒部材の内径の９０％〜１１０％の範囲にあることが好ましい。さらには、第２円筒部材の内径が第１円筒部材の内径よりも少し大きいことが好ましい。

また、制御装置は、横シール機構の動きと開閉部材の動きとを連動させることが好ましい。具体的には、筒状の包材に熱および圧力を作用させる溶着が始まる前に開閉部材を閉状態にし、溶着が始まった後の所定のタイミングで開閉部材を開状態に戻すように制御することが好ましい。

また、製袋スピードや各部材の配置、特に開閉部材の高さ方向の位置については、以下のような状況が生まれるように決めることが好ましい。その状況は、開閉部材が閉状態のとき、上シール部が形成される第１袋の中に、第１の一群の被包装物が位置し、第１袋の上方において下シール部が形成される筒状の包材の内側に、第１の被包装物に続く第２の一群の被包装物が位置し、開閉部材の上方の第１円筒部材の内部に、第２の被包装物に続く第３の一群の被包装物が位置しているという状況である。

また、開閉部材が、閉状態のときに、第２円筒部材の上端の開口を塞ぎ、上端の開口から第２円筒部材の中の空気が殆ど漏れ出さないようになっていることが好ましい。この場合には、第２円筒部材の中を落下する被包装物の乱れがより抑制される。

また、第２円筒部材と開閉部材との間に、シール部材を配備することも有効である。開閉部材が閉状態のときに、シール部材によって、第２円筒部材の上端と開閉部材との高さ方向の隙間から第２円筒部材の内部空間の気体が外に漏れることを抑制することができれば、第２円筒部材の中を落下する被包装物の乱れが更に抑制される。シール部材を配備することによって、第２円筒部材の上端と開閉部材との高さ方向の隙間が１．０ｍｍ以下になれば、その隙間から気体が外に漏れることを十分に抑制することができる。

また、第２円筒部材の外面と、その第２円筒部材の周囲に巻きついた筒状の包材との間に、排気経路が形成されるように、第２円筒部材などの構造を設計することが好ましい。排気経路が、第２円筒部材の下部の高さ位置から、成形部材の高さ位置よりも高い位置まで、上に延びることによって、筒状の包材の内部空間から、筒状の包材の外部且つ上方の空間へと気体を逃がすことができる。この場合、横シールに伴って、被包装物の周囲の空間の圧力が大きくなっても、その空間の空気を排気経路から外に逃がすことができる。

なお、排気経路を確保するために、第２円筒部材には、その下部から成形部材の高さ位置よりも高い位置まで延びる、内側に凹んだ溝を形成しておくことが好ましい。この場合、溝の凹み面と筒状の包材との間の空間が、排気経路として機能することになる。

また、被包装物の酸化を抑制するために、開閉部材の近傍から第２円筒部材の内部空間に不活性ガスを供給する第１ガス供給部を設けることが好ましい。この場合、開閉部材が閉状態のときに第１ガス供給部から不活性ガス（窒素ガスやアルゴンガスなど）を供給すれば、第２円筒部材の中を落下する被包装物の落下に沿った不活性ガスの流れを生成することができ、製袋スピードを上げることも可能になる。

なお、第１ガス供給部とともに、第２円筒部材の下部の近傍から筒状の包材の内部空間に不活性ガスを供給する第２ガス供給部をさらに設ける場合でも、開閉部材が閉状態のときには第１ガス供給部によって第２円筒部材の内部空間へと不活性ガスを供給させることが好ましい。開閉部材が閉状態のときには第１ガス供給部によって、開閉部材が開状態のときには第２ガス供給部によって不活性ガスを供給するようにした場合には、十分な量の不活性ガスの供給と、被包装物の落下に沿った不活性ガスの流れの生成との両方が、バランス良く実現することが期待できる。

また、第１ガス供給部および第２ガス供給部に代えて、次の第３ガス供給部および第４ガス供給部を設けて、不活性ガスの供給を行わせることも有効である。第３ガス供給部は、筒状の包材の内部空間に不活性ガスを供給するもので、第４ガス供給部は、開閉部材が閉状態のときに、第１円筒部材の内部空間に不活性ガスを供給するものである。この場合には、開閉部材が閉状態で、被包装物が第１円筒部材の中で留まっているときに、その被包装物に不活性ガスが供給されることになる。すると、被包装物の周囲や被包装物同士の間の空間にある空気の多くが不活性ガスに置き換わり、その後の第３ガス供給部からの不活性ガスの供給量を減らしても被包装物の酸化が十分に抑制されるようになる。

また、本発明に係る製袋包装機は、吸引動作を行う吸引装置をさらに備えていてもよい。この吸引装置の吸引動作は、第２円筒部材の周囲に巻きついた筒状の包材の内部空間から、筒状の包材の外部へと、気体を逃がす動作である。そして、吸引装置を備える場合には、制御装置が、横シール機構の動きと吸引装置の吸引動作とを連動させ、横シール機構によって筒状の包材に熱および圧力を作用させる溶着が始まる直前に、吸引装置に吸引動作を行わせることが好ましい。このように制御すれば、開閉部材によって断ち切ることが出来ない場合や開閉部材の閉動作が遅れるような場合にも、横シールの動作に伴って上方に向かう空気の流れが第１，第２円筒部材の内部空間に生じてしまうことを、吸引動作のよって抑制することができる。

また、吸引装置をさらに備える製袋包装機においては、制御装置が、横シール機構によって筒状の包材に熱および圧力を作用させる溶着が始まる直前に、開閉部材を開状態から閉状態へと移行させる指示を出し、吸引装置に吸引動作を行わせることが好ましい。開閉部材が閉まりきる前に、横シール機構の溶着が始まるときの筒状の包材の中の容積変化が起こったときにも、吸引動作が行われることで第２円筒部材内で上方に向かう空気の流れが生じてしまうことが抑制される。

また、吸引装置をさらに備える製袋包装機においては、第２円筒部材の下部の近傍から筒状の包材の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給部をさらに配備してもよい。この場合には、第２円筒部材の内部空間を、被包装物が落下する主空間と、その主空間と仕切られた副空間とに分け、副空間を、吸引装置の吸引動作における気体の吸引流路として使うとともに、ガス供給部による不活性ガスの供給流路としても使うことができる。

本発明によれば、開閉部材が存在しなければ横シールの動作に伴って第１筒状部材内において生じる上方に向かう空気の流れを、開閉部材を閉めることで抑制でき、シール不良を低減することができるようになる。

本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る製袋包装機および計量機の概略斜視図。 製袋包装機の制御ブロック図。 製袋包装機の主要部分の概略斜視図。 漏斗部材、上チューブ、シャッタ機構、成形機構の斜視図。 漏斗部材、上チューブ、シャッタ機構、成形機構の正面図。 漏斗部材、上チューブ、シャッタ機構、成形機構の側面図。 横シール動作の溶着の初期段階における被包装物の落下状態を示す図。 横シール動作の溶着が終了した後における被包装物の落下状態を示す図。 第２実施形態に係る製袋包装機の成形機構の側面図。 図９のX-X断面図。 第２実施形態の変形例の下チューブの横断面図。 第３実施形態に係る製袋包装機の成形機構および窒素供給機構を示す図。 第３実施形態の開閉スライド部材の開閉および窒素供給のタイミングチャート。 第４実施形態に係る製袋包装機の窒素供給経路を示す図。 第５実施形態に係る製袋包装機の成形機構、窒素供給機構および吸引装置を示す図。 第５実施形態の開閉スライド部材の開閉、窒素供給および吸引動作のタイミングチャート。

＜第１実施形態＞
〔全体概略〕
本発明の一実施形態に係る縦型の製袋包装機３を、その上方に配置される計量機２とともに図１に示す。この製袋包装機３は、被包装物となるポテトチップス等のみかけ比重の小さな食品をフィルムで覆い、筒状となったフィルムを縦および横にシールして袋を製造する機械である。

被包装物は、製袋包装機３の上方の計量機２から、所定量ずつ落下してくる。計量機２は、フィーダ、プールホッパ２４、計量ホッパ２５、集合排出シュート２６などから構成される組み合わせ計量装置である。

製袋包装機３は、被包装物の袋詰めを行う本体部分である製袋包装ユニット５（図３参照）と、この製袋包装ユニット５に袋となるフィルムＦを供給するフィルム供給ユニット６と、両ユニット５，６の駆動部分の動きを制御する制御装置９０（図２参照）とから構成されている。

〔フィルム供給ユニット〕
フィルム供給ユニット６は、製袋包装ユニット５の成形機構１３に対してシート状のフィルムＦを供給するユニットであって、製袋包装ユニット５に隣接して設けられている。このフィルム供給ユニット６では、フィルムＦが巻かれたフィルムロール６ｂがセットされており、このフィルムロール６ｂからフィルムＦが繰り出される。

フィルムロール６ｂから繰り出されるフィルムＦは、フィルムロール６ｂを回転させる送出モータ６ａ（図２参照）の作動により送り出され、後述する製袋包装ユニット５のプルダウンベルト機構１４の作動により製袋包装ユニット５側に引っ張られて、搬送が為される。送出モータ６ａやプルダウンベルト機構１４の動きは制御装置９０によって制御される。

〔製袋包装ユニット〕
製袋包装ユニット５は、図３に示すように、シート状で送られてくるフィルムＦを筒状に成形する成形機構１３と、筒状となったフィルムＦ（以下、筒状フィルムＦｍという。）を下方に搬送するプルダウンベルト機構１４と、筒状フィルムＦｍの両縁の重なり部分を縦にシールする縦シール機構１５と、筒状フィルムＦｍを横にシールすることで袋Ｂの上下の端部を熱封止する横シール機構１７とを有している。また、製袋包装ユニット５は、成形機構１３の下チューブ１３ｂとともに被包装物の通路となっている漏斗部材１１および上チューブ１２と、成形機構１３の直上に設けられたシャッタ機構１８とを有している。

〔漏斗部材１１〕
漏斗部材１１は、上部の円形開口の直径が下部の円形開口の直径よりも大きな筒状の部材であり、計量機２で計量されて集合排出シュート２６の中央開口から落下してきた被包装物Ｃを、上部の開口から受け入れる。この漏斗部材１１の上部の開口から投入された被包装物Ｃは、図７に示すように、下部の開口から下方の上チューブ１２の内部空間へと落下していく。

〔上チューブ１２〕
計量機２から排出され、漏斗部材１１に導かれて上方から落下してくる被包装物Ｃは、上チューブ１２の内部を通って落下を続ける。上チューブ１２は、円筒部材であり、その上端が漏斗部材１１の下端に接続されている。すなわち、漏斗部材１１の下部の円形開口は、円筒状の上チューブ１２の上部開口と一致する。

上チューブ１２の下部の開口を形成する上チューブ１２の下端部には、環状のフランジ部材１２ａが固定されている。このフランジ部材１２ａが後述するシャッタ機構１８の固定枠８１に載置、固定されることで、上チューブ１２および漏斗部材１１の位置決めが為される。鉛直方向に延びている上チューブ１２は、その下部の円形開口の中心が、後述する成形機構１３の下チューブ１３ｂの上端の円形開口の中心と一致する。

〔成形機構１３〕
成形機構１３は、下チューブ１３ｂと、フォーマー１３ａとを有している。下チューブ１３ｂは、円筒形状の部材であり、上下端が開口している。この下チューブ１３ｂの上端の円形開口は、後述するシャッタ機構１８の開閉スライド部材１８ａが閉状態のときに、それらの開閉スライド部材１８ａによって塞がれる。下チューブ１３ｂは、上述の上チューブ１２の下方に小さな隙間を空けて配置されており、開閉スライド部材１８ａが開状態であれば、上チューブ１２の内部を通って落下してきた被包装物Ｃは、そのまま下チューブ１３ｂの内部を通って落下を続けることになる。

フォーマー１３ａは、下チューブ１３ｂを取り囲むように配置されている。フォーマー１３ａは、シート状のフィルムＦを下チューブ１３ｂの周囲に巻きつかせるような形状をしている（図３および図４〜６参照）。このため、フィルムロール６ｂから繰り出されてきたシート状のフィルムＦは、フォーマー１３ａと下チューブ１３ｂとの間を通るときに筒状に成形され、フィルムＦの上面が筒状フィルムＦｍの内周面となり、フィルムＦの下面が筒状フィルムＦｍの外周面となる。

上述のように、上チューブ１２と下チューブ１３ｂとの間には、高さ方向の隙間が存在し、その隙間に後述する開閉スライド部材１８ａが入り込む構造となっている。この隙間の寸法は、被包装物Ｃの落下状態を乱さないために、上チューブ１２の内径（８０ｍｍ）の２０％以下の寸法であることが好ましい。ここでは、開閉スライド部材１８ａの板厚が約１．５ｍｍであるため、隙間寸法を２〜１０ｍｍとしている。

また、上チューブ１２と下チューブ１３ｂとは、内径が実質的に等しい。ここでは、上チューブ１２の内径を８０ｍｍ、下チューブ１３ｂの内径を、それよりも少し大きい８４ｍｍとしている。上チューブ１２と下チューブ１３ｂとは各円形断面の中心が平面的に一致するように配置されており、上チューブ１２の中を落下してきた被包装物Ｃは、どこかに引っかかることなく下チューブ１３ｂの内部空間にスムーズに落ちていくことになる。

なお、成形機構１３の下チューブ１３ｂやフォーマー１３ａは、製造する袋の大きさに応じて取り替えることができる。取り替える場合、それに合わせて上方の漏斗部材１１および上チューブ１２も取り替えることが望ましい。

〔プルダウンベルト機構１４〕
プルダウンベルト機構１４は、下チューブ１３ｂに巻き付いた筒状フィルムＦｍを吸着して下方に搬送する機構であり、図３に示すように、下チューブ１３ｂを挟んで左右両側にそれぞれベルト１４ｃが設けられている。プルダウンベルト機構１４では、吸着機能を有するベルト１４ｃを駆動ローラ１４ａおよび従動ローラ１４ｂによって回して筒状フィルムＦｍを下方に運ぶ。なお、図３においては、駆動ローラ１４ａ等を回転させるローラ駆動モータの図示を省略している。

〔縦シール機構１５〕
縦シール機構１５は、下チューブ１３ｂに巻き付いた筒状フィルムＦｍの重なり部分を、一定の圧力で下チューブ１３ｂに押しつけながら加熱して縦にシールする機構である。この縦シール機構１５は、下チューブ１３ｂの正面側に位置しており、ヒーターや、そのヒーターにより加熱され筒状フィルムＦｍの重なり部分に接触するヒータベルトを有している。また、縦シール機構１５は、図示しないが、ヒータベルトを下チューブ１３ｂに近づけたり遠ざけたりするための駆動装置も備えている。

〔横シール機構１７〕
横シール機構１７は、成形機構１３、プルダウンベルト機構１４および縦シール機構１５の下方に配置されている。横シール機構１７は、ヒーターを内蔵する一対のシールジョー５１を含む機構である（図３参照）。

一対のシールジョー５１は、互いに対称な軌跡を描きながら略Ｄ字状に旋回する。この旋回移動の駆動機構としては、例えば特開平１０−５３２０６号公報に開示されているようなものを用いており、図２に示すジョー押圧用モータ５１ａや旋回用モータ５１ｂを備えている。そして、略Ｄ字状に旋回する一対のシールジョー５１は、互いに押しつけ合う状態で筒状フィルムＦｍを挟持し、袋の上下の端部となる筒状フィルムＦｍの一部分に圧力および熱を加えてシール（横シール）を施す。また、シールジョー５１の片方の内部には、図示しないカッターが内蔵されている。このカッターは、シールジョー５１による横シール部分の高さ方向の中心位置において、袋Ｂと後続の筒状フィルムＦｍとを切り離す役割を果たす。図８に示すように、袋Ｂや後続の筒状フィルムＦｍには、横シールによって下シール部Ｂ１および上シール部Ｂ２が形成される。

なお、一対のシールジョー５１が筒状フィルムＦｍに当たり始め、その後フィルムＦｍが重なって圧力および熱による横シールが為される過程においては、筒状フィルムＦｍ内の容積の低下に伴って筒状フィルムＦｍの内部空間から空気が逃げだそうとする現象が生じると考えられる。

〔シャッタ機構１８〕
シャッタ機構１８は、上チューブ１２と下チューブ１３ｂとの高さ方向の隙間に位置する開閉スライド部材１８ａと、その開閉スライド部材１８ａをガイドしたり駆動したりするための各部品から成る機構である。シャッタ機構１８は、一対の板状の開閉スライド部材１８ａと、２つのモータ８２と、モータ８２の回転軸８２ａから偏芯している軸受８２ｂと、固定枠８１と、モータ支持台８３と、固定ピラー８４とを備えている。

一対の開閉スライド部材１８ａは、上述のように板厚が１．５ｍｍの薄板部材であり、前後一対の固定枠８１にガイド・支持され、左右に水平移動（スライド）が可能である。図７に示すように一対の開閉スライド部材１８ａ同士が突き当たっている状態が閉状態、図８に示すように両方の開閉スライド部材１８ａが下チューブ１３ｂの上方空間から離脱している状態が開状態である。閉状態においては、下チューブ１３ｂの上端の円形開口が塞がれて、下チューブ１３ｂの上端と開閉スライド部材１８ａとの間には殆ど隙間がなくなる。すなわち、閉状態において、開閉スライド部材１８ａは、下チューブ１３ｂの内部から上方に向かう空気の流れを遮断する役割を果たす。開閉スライド部材１８ａは、左右の外側部分に長円開口１８ｂが形成されている。長円開口１８ｂは、前後方向に延びている。この長円開口１８ｂに下方から軸受８２ｂが入り込んでおり、長円開口１８ｂの内周面と軸受８２ｂの外輪とが接触している。

軸受８２ｂは、外輪および内輪を有し、内輪がモータ８２の回転軸８２ａに固定されている。但し、軸受８２ｂの内輪とモータ８２の回転軸８２ａとは偏芯しており、軸受８２ｂはモータ８２の回転軸８２ａを中心として旋回する。この軸受８２ｂの旋回により、開閉スライド部材１８ａの閉状態と開状態とが切り替わる。

モータ８２の本体は、モータ支持台８３に固定される。モータ支持台８３および固定枠８１は、４本の固定ピラー８４によって一体化されている。固定枠８１は、製袋包装機３のフレームに固定されている。固定枠８１は、開閉スライド部材１８ａを左右にスライド可能にサポートするとともに、その上面が、上チューブ１２が固定されているフランジ部材１２ａを載置する面となっている。フランジ部材１２ａは、前後一対の固定枠８１の上に載り、固定枠８１にネジ止めされる。

なお、図３においては、開閉スライド部材１８ａを駆動させるシャッタ駆動モータ８２などの図示を省略している。

〔制御装置〕
制御装置９０は、計量機２の制御および製袋包装機３の制御を行うものであって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されている。制御装置９０は、図１および図２に示す操作スイッチ類７やタッチパネル式ディスプレイ８から入力された操作や設定に従って、フィルム供給ユニット６や製袋包装ユニット５の各機構の駆動部分などを制御する。また、制御装置９０は、計量機２のフィーダ、プールホッパ２４、計量ホッパ２５などの駆動を制御する。さらに、制御装置９０は、計量機２および製袋包装機３にある各種センサから必要な情報を取り込み、その情報を各種制御において利用する。

この制御装置９０は、製袋包装ユニット５のプルダウンベルト機構１４、縦シール機構１５、横シール機構１７とともに、シャッタ機構１８のモータ８２の制御も担っている。各機構１４，１５，１７，１８の制御は連動している。ここでは、横シール機構１７とシャッタ機構１８との連動制御に焦点を当てて説明を行う。

図７は、シャッタ機構１８の開閉スライド部材１８ａが閉状態となり、その直後に横シール機構１７の一対のシールジョー５１が筒状フィルムＦｍに接触し始めたタイミングを示す図である。このとき、図８に示す上シール部Ｂ２が形成されることになる第１の袋Ｂ（図８参照）の中に、第１の一群の被包装物Ｃ１が位置し、第１の袋Ｂの上方において下シール部Ｂ１（図８の上のＢ１参照）が形成されることになる筒状フィルムＦｍの内側に、第１の被包装物Ｃ１に続く第２の一群の被包装物Ｃ２が位置し、開閉スライド部材１８ａの上方の上チューブ１２の内部に、第２の被包装物Ｃ２に続く第３の一群の被包装物Ｃ３が位置している。一対のシールジョー５１が筒状フィルムＦｍに接触し始め、横シールされる部分を中心に筒状フィルムＦｍが絞られてきているので、被包装物Ｃ２の周囲の空間の圧力が大きくなってきている。ただ、ここでは開閉スライド部材１８ａが閉状態であるため、被包装物Ｃ２の周囲の空間においても、被包装物Ｃ３の周囲の空間においても、横シールの溶着の動作に伴う上向きの空気流れが殆ど起こらず、被包装物Ｃ２，Ｃ３の状態の乱れが生じにくくなっている。仮に、図７のタイミングにおいて開閉スライド部材１８ａが開状態であれば、下チューブ１３ｂの内部空間から上チューブ１２の内部空間に向かう上向きの空気流れが生じ、その空気流れが被包装物Ｃ２，Ｃ３の姿勢を乱し、被包装物Ｃ２，Ｃ３の横シール時におけるシール部分への被包装物の噛み込み頻度が高くなってしまうが、ここでは開閉スライド部材１８ａが閉状態なのでシール不良が抑えられる。

なお、横シールされる部分を中心に筒状フィルムＦｍが絞られ、被包装物Ｃ２の周囲の空間の圧力が大きくなってくると、筒状フィルムＦｍと下チューブ１３ｂとの間の環状の隙間などを通って空気が外に逃げていると考えられる。

制御装置９０は、図７に示すシールジョー５１が筒状フィルムＦｍに接触し始めるタイミングに先立って開閉スライド部材１８ａを閉状態にするが、一対のシールジョー５１が筒状フィルムＦｍの重なり部分を挟んで互いに押し合う状況になると、すなわち圧力および熱による溶着が始まると、その後適当なタイミングで開閉スライド部材１８ａを開状態に戻す。これにより、第３の被包装物Ｃ３をスムーズに下方に落下させる。図８のように、先行する袋Ｂの上シール部Ｂ２および後続の筒状フィルムＦｍの下シール部Ｂ１の横シール（溶着）および切断を終え、シールジョー５１が筒状フィルムＦｍから離れるようなタイミングでは、開閉スライド部材１８ａは開状態になっている。このときには、シールジョー５１による筒状フィルムＦｍ内の空間を狭めようとする動作は終わっており、開閉スライド部材１８ａが開状態となっていても被包装物Ｃ２，Ｃ３の姿勢が空気流れによって乱れることはないと考えられる。

〔製袋包装機の特徴〕
筒状フィルムＦｍを横シールすることで上方から落下してくる被包装物Ｃが充填された袋Ｂを製造する、本実施形態に係る製袋包装機３では、成形機構１３の下チューブ１３ｂの上に、開閉スライド部材１８ａを配備している。そして、その開閉スライド部材１８ａは、下チューブ１３ｂの内部の空間、すなわち、横シール機構１７の上方の被包装物Ｃが位置する空間から上方に向かう空気の流れを遮断することができる。開閉スライド部材１８ａが存在しなければ、横シールの動作に伴って上方に向かう空気の流れが下チューブ１３ｂや上チューブ１２の内部空間に生じてしまうが、製袋包装機３では、その流れを開閉スライド部材１８ａによって概ね断ち切ることができている（図７参照）。このため、上方から落下してくる被包装物Ｃ２，Ｃ３の状態（姿勢）が乱されることを抑えることができ、シール不良が低減している。

以下に具体的な実験結果を示す。

〔実験条件〕
・サンプル（被包装物）：ポテトチップス（容器に入れて振動を加え物品間の隙間をできるだけ詰めた時の嵩密度が、立方センチメートル当たり０．０８３グラム）
・計量機２のターゲットウェイト：３１．９グラム〜３４．９グラム
・能力：連続製袋で１５０ｂｐｍ（１分間に１５０袋）
・袋サイズ：幅１４０ｍｍ、高さ２０３ｍｍ、厚み３７ｍｍ
〔使用した計量機および製袋包装機〕
・計量機：株式会社イシダ製のＣＣＷ−Ｒ−２１４Ｗ
・製袋包装機：株式会社イシダ製のＡＴＬＡＳにシャッタ機構１８等を追加した装置
〔実験内容および評価基準〕
開閉スライド部材１８ａを常時開状態とする本発明非適用のときと、開閉スライド部材１８ａを上記の実施形態の制御内容で開閉させた本発明適用のときとで、横シール部分へのポテトチップスの噛み込みの率（噛み込みが起こった袋の数／全製袋数）と、一群のポテトチップス全てが袋となる筒状フィルムの中に入るのに要する時間（サンプリングした袋での最大の時間）とを評価する。

〔実験結果〕
噛み込みの率は、本発明非適用の場合、１００袋のうち１２袋で噛み込みが生じたので１２％、本発明適用の場合、１００袋のうち何れの袋でも噛み込みが生じなかったので０％。

一群のポテトチップス全てが袋となる筒状フィルムの中に入るのに要する時間（以下、チャージタイムという。）は、本発明非適用の場合、サンプリングした５０袋で一番長く時間が掛かったものが４９９ｍｓ、本発明適用の場合、サンプリングした５０袋で一番長く時間が掛かったものが３６６ｍｓ。

すなわち、噛み込みの率、チャージタイム、いずれの評価基準においても、本発明適用の場合が優れた結果を残した。

＜第２実施形態＞
上記の第１実施形態においては、横シールされる部分を中心に筒状フィルムＦｍが絞られ、被包装物Ｃ２の周囲の空間の圧力が大きくなってきたときに、筒状フィルムＦｍと下チューブ１３ｂとの間の環状の隙間を通って空気が外に逃げるように構成しているが、第２実施形態では、図９及び図１０に示す下チューブ１１３ｂを採用し、空気を逃がす経路の面積を積極的に増やしている。

第２実施形態に係る製袋包装機は、第１実施形態に係る製袋包装機の成形機構１３を、図９及び図１０に示す成形機構１１３に置き換えたもので、その他の構成は第１実施形態のものと同様である。

〔成形機構１１３〕
成形機構１１３は、フォーマー１１３ａと、下チューブ１１３ｂと、を有している。

フォーマー１１３ａは、下チューブ１１３ｂを取り囲むように配置されるもので、上述のフォーマー１３ａと同じ形状である。シート状のフィルムＦは、フォーマー１１３ａと下チューブ１１３ｂとの間を通るときに筒状に成形され、フィルムＦの上面が筒状フィルムＦｍの内周面となり、フィルムＦの下面が筒状フィルムＦｍの外周面となる。

下チューブ１１３ｂは、略円筒形状の部材であり、上下端が開口している。この下チューブ１１３ｂの上端の円形開口は、シャッタ機構１８の開閉スライド部材１８ａが閉状態のときに、それらの開閉スライド部材１８ａによって塞がれる。図１０に示すように、下チューブ１１３ｂの背面側の側面には溝１６１が、下チューブ１１３ｂの正面側の側面にはフラット部１６２が、それぞれ形成されている。溝１６１は、円筒形状の部材の背面側の一部を内側に凹ませて形成したものであり、図９に示すように、下チューブ１１３ｂの背面側の側面の下端の高さ位置Ｈ１から、フォーマー１１３ａの高さ位置よりも高い位置Ｈ２まで、上に延びている。この下チューブ１１３ｂに筒状フィルムＦｍが巻きついた状態において、図１０に示すように、下チューブ１１３ｂの溝１６１の凹み面１６１ａと筒状フィルムＦｍとの間に、排気経路ＥＡが形成される。この排気経路ＥＡは、筒状フィルムＦｍの内部空間にある気体を、筒状フィルムＦｍの外部且つ上方の空間へと逃がす（図９において１点鎖線の矢印で示される気体の流れを参照）。

このように成形機構１１３が構成され、排気経路ＥＡの断面積が十分に確保されているため、第２実施形態に係る製袋包装機では、横シールに伴って、被包装物の周囲の空間の圧力が大きくなっても、その空間の空気を排気経路ＥＡから確実に外に逃がすことができる。

〔第２実施形態の変形例〕
上述の下チューブ１１３ｂでは、溝１６１を設けて排気経路ＥＡの断面積を確保しているが、溝１６１の場所に、図１０に示すフラット部１６２と同様のフラット部を形成することも考えられる。この場合にも、溝１６１を形成したときほどではないが、その背面側のフラット部と筒状フィルムＦｍとの間に、断面積が大きい排気経路が形成される。

また、上述の下チューブ１１３ｂに代えて、図１１に示す断面を持つ下チューブ２１３ｂを採用することもできる。この下チューブ２１３ｂでは、背面側の側面にフラット部２６１を形成するとともに、そのフラット部の左右両端部に、上下に長く延びる丸棒部材２６２，２６２を溶接する。このような下チューブ２１３ｂを採用したときには、フラット部２６１の外面、丸棒部材２６２，２６２の外周面および筒状フィルムＦｍによって囲まれる空間が出現し、その空間が排気経路ＥＡとなる。

＜第３実施形態＞
上記の第１実施形態においては、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを筒状フィルムＦｍの中に供給する機能を持たない製袋包装機の説明を行っているが、第３実施形態に係る製袋包装機は、被包装物の酸化や変質を防ぐために筒状フィルムＦｍ内の空気を不活性ガスに置換した状態で横シールを行って袋を作るものである。

第３実施形態に係る製袋包装機は、第１実施形態に係る製袋包装機の成形機構１３やシャッタ機構１８の代わりに、図１２に示す成形機構３１３やシャッタ機構３１８を採用したもので、その他の構成は第１実施形態と同様である。また、第３実施形態に係る製袋包装機は、別に設けられる窒素ガス供給装置（図示せず）から窒素ガスの供給を受けて、後述する窒素ガス配管接続継手３９１，３９２から下チューブ３１３ｂの内部空間や筒状フィルムＦｍの内部空間へと窒素ガスを供給する。

〔成形機構３１３〕
成形機構３１３は、フォーマー３１３ａと、下チューブ３１３ｂと、を有している。

フォーマー３１３ａは、下チューブ３１３ｂを取り囲むように配置されるもので、上述のフォーマー１３ａと同じ形状である。シート状のフィルムＦは、フォーマー３１３ａと下チューブ３１３ｂとの間を通るときに筒状に成形されて、筒状フィルムＦｍとなる。

下チューブ３１３ｂは、略円筒形状の部材であり、上下端が開口している。この下チューブ３１３ｂの上部は、上端の開口を形成する環状中空部材３６６と、その環状中空部材３６６の直下に位置する異径管部３６４と、フランジ部材３６５とから構成されている。異径管部３６４は、図１２に示すように、その下端の径よりも上端の径のほうが大きい。フランジ部材３６５は、その内周端が、異径管部３６４の上端に溶接されている。環状中空部材３６６の内周面を形成する部分３６６ａは、その下端の径よりも上端の径のほうが大きく、異径管部３６４と概ね同じ形状である（図１２参照）。環状中空部材３６６は、その下面の内周側部分に環状の開口を有している。フランジ部材３６５上に固定された状態で、環状中空部材３６６の開口は、環状中空部材３６６の内部空間の窒素ガス（後述）を下向きに噴き出す（図１２の矢印ＮＡ１参照）。環状中空部材３６６の下面の外周側部分には、窒素ガス配管接続継手３９１が装着されている。この窒素ガス配管接続継手３９１には、窒素ガス供給装置から延びる窒素ガス配管が接続される。環状中空部材３６６の内部空間は、下チューブ３１３ｂの内部空間へと窒素ガスを供給するための窒素ガス上供給通路Ｓ１となっており、窒素ガス配管接続継手３９１を介して窒素ガスＮ１（図１２参照）が流入する。

下チューブ３１３ｂの環状中空部材３６６の上端の開口は、シャッタ機構３１８の開閉スライド部材３１８ａが閉状態のときに、それらの開閉スライド部材３１８ａによって塞がれる。

また、図１２に示すように、下チューブ３１３ｂの背面側の側面には溝３６１が形成されている。溝３６１は、円筒形状の部材の背面側の一部を内側に凹ませて形成したものであり、下チューブ３１３ｂの背面側の側面の下端３６３の高さ位置から、フォーマー３１３ａの高さ位置よりも高い位置まで、上に延びている。この下チューブ３１３ｂに筒状フィルムＦｍが巻きついた状態において、図１２に示すように、下チューブ３１３ｂの溝３６１の凹み面と筒状フィルムＦｍとの間に、排気経路ＥＡが形成される。この排気経路ＥＡは、筒状フィルムＦｍの内部空間にある気体を、筒状フィルムＦｍの外部且つ上方の空間へと逃がす。

下チューブ３１３ｂの上部から少し下がった位置から下チューブ３１３ｂの正面側の側面の下端３６３にかけて、窒素ガス下供給通路Ｓ２が形成されている。この窒素ガス下供給通路Ｓ２は、板部材３６９によって形成されている。そして、窒素ガス下供給通路Ｓ２の上部には、窒素ガス配管接続継手３９２および円孔３６２を介して、窒素ガスＮ２（図１２参照）が供給される。窒素ガス配管接続継手３９２には、窒素ガス供給装置から延びる窒素ガス配管が接続される。窒素ガス配管接続継手３９２を介して窒素ガス下供給通路Ｓ２に供給された窒素ガスは、窒素ガス下供給通路Ｓ２の下部開口から筒状フィルムＦｍの内部空間へと噴き出される（図１２の矢印ＮＡ２参照）。

〔シャッタ機構３１８〕
シャッタ機構３１８は、上チューブ３１２と下チューブ３１３ｂとの高さ方向の隙間に位置する開閉スライド部材３１８ａと、その一対の板状の開閉スライド部材３１８ａをガイドしたり駆動したりするための各部品から成る機構である。開閉スライド部材３１８ａは、シャッタ機構３１８の固定枠３８１にガイド・支持され、左右方向（図１２の紙面に直交する方向）に水平移動する。開閉スライド部材３１８ａの閉状態においては、下チューブ３１３ｂの環状中空部材３６６の上端の円形開口が塞がれて、下チューブ３１３ｂの環状中空部材３６６の上端と開閉スライド部材３１８ａとの間には殆ど隙間がなくなる。この隙間を小さくするために、第３実施形態においては、下チューブ３１３ｂの環状中空部材３６６の上端と開閉スライド部材３１８ａとの間に、パッキン３９９を配備している。パッキン３９９は、下チューブ３１３ｂの環状中空部材３６６の上端の円形開口と同じ大きさの円形開口が開けられたシール部材である。水平方向にスライドする開閉スライド部材３１８ａは、パッキン３９９の上面に載りながらスライドする。このようにパッキン３９９を配備しているため、下チューブ３１３ｂの環状中空部材３６６の上端と開閉スライド部材３１８ａとの間の高さ方向の隙間は、比較的大きい場所でも０．３ｍｍ以下になっている。開閉スライド部材３１８ａの直上には、上から固定枠３８１に載って固定されている上チューブ３１２のフランジ部材３１２ａが位置している。なお、上チューブ３１２の構造は、第１実施形態の上チューブ１２と同様である。

シャッタ機構３１８において開閉スライド部材３１８ａをガイドしたり駆動したりするための各部品については、第１実施形態のシャッタ機構１８と同様であるため、ここでは説明を省略する。

〔制御装置〕
制御装置は、第１実施形態の制御装置９０と同様の構成を有しており、更に、窒素ガス配管接続継手３９１に接続されている窒素ガス配管に設けられた開閉弁、および、窒素ガス配管接続継手３９２に接続されている窒素ガス配管に設けられた開閉弁を開閉させることで、窒素ガス配管接続継手３９１を介した窒素ガス上供給通路Ｓ１への窒素ガスＮ１の供給、および、窒素ガス配管接続継手３９２を介した窒素ガス下供給通路Ｓ２への窒素ガスＮ２の供給をコントロールする。制御装置は、これらの窒素ガスの開閉弁の開閉動作を、シャッタ機構３１８の開閉スライド部材３１８ａの開閉動作に連動させてコントロールしている。

図１３に、開閉スライド部材３１８ａの開指令、閉指令、窒素ガスＮ１の供給（図では窒素ガス上供給と呼ぶ）および窒素ガスＮ２の供給（図では、窒素ガス下供給と呼ぶ）のタイミングチャートを示す。このタイミングチャートは、１分間に１５０袋を作り、１つの袋を作るサイクルが４００ｍｓｅｃ（０．４秒）のときのものである。基本的に、開閉スライド部材３１８ａが開状態のときに窒素ガス下供給通路Ｓ２を介して下チューブ３１３ｂの下端３６３付近から筒状フィルムＦｍの内部空間へと窒素ガスを噴き出し（図１２の矢印ＮＡ２参照）、開閉スライド部材３１８ａが閉状態のときに窒素ガス上供給通路Ｓ１を介して開閉スライド部材３１８ａの近傍から下チューブ３１３ｂの内部空間へと窒素ガスを噴き出す（図１２の矢印ＮＡ１参照）。

〔第３実施形態に係る製袋包装機の特徴〕
ここでは、開閉スライド部材３１８ａが閉状態のときに、下チューブ３１３ｂの上端の開口が開閉スライド部材３１８ａ及びパッキン３９９によって塞がれ、下チューブ３１３ｂの上端の開口から下チューブ３１３ｂの中の気体が殆ど外に漏れ出さないようになっている。このため、下チューブ３１３ｂの中を落下する被包装物の乱れが小さくなっている。

また、開閉スライド部材３１８ａが閉状態のときに、開閉スライド部材３１８ａの近傍に配備した窒素ガス上供給通路Ｓ１から、下チューブ３１３ｂの内部空間に向けて、窒素ガスを下向きに噴き出させている（図１２の矢印ＮＡ１参照）。これにより、下チューブ３１３ｂの内部空間を落下する被包装物の落下に沿った窒素ガスの流れを生成することができ、製袋スピードを上げることができている。

一方、開閉スライド部材３１８ａが開状態のときには、窒素ガス下供給通路Ｓ２を介して下チューブ３１３ｂの下端付近から筒状フィルムＦｍの内部空間へと窒素ガスを噴き出す制御を行っているため、十分な量の窒素ガスの供給と、被包装物の落下に沿った窒素ガスの流れの生成との両方が、バランス良く実現されている。

＜第４実施形態＞
上記第３実施形態に係る製袋包装機では、下チューブ３１３ｂの２カ所に窒素ガス配管接続継手３９１，３９２を設けているが、このような構成に代えて、第４実施形態に係る製袋包装機では、図１４に示す構成を採っている。

第４実施形態に係る製袋包装機は、第１実施形態に係る製袋包装機の上チューブ１２や成形機構１３の下チューブ１３ｂに代えて、図１４に示す上チューブ４１２や下チューブ４１３ｂを採用する。

〔上チューブ４１２〕
上チューブ４１２は、円筒部材であり、その下部には多数の孔４１２ｂが開けられている。多数の孔４１２ｂは、周面に沿って複数列設けられているとともに、高さ方向にも複数段配置されている。それらの孔４１２ｂが形成されている上チューブ４１２の下部の周りは、上チューブ４１２の外径よりも内径が大きい筒状部材４８９によって囲われている。上チューブ４１２の筒状部の外周面、その筒状部の下端から外方に延びる環状のフランジ部材４１２ａの上面および筒状部材４８９の内面で覆われる筒状空間は、外部空間と仕切られ、上チューブ４１２の筒状部の内側空間へと窒素ガスを噴き出すための窒素ガス上供給通路Ｓ４になっている。この窒素ガス上供給通路Ｓ４には、筒状部材４８９に取り付けられた窒素ガス配管接続継手４９４を介して窒素ガスＮ４（図１４参照）が流入する。この窒素ガス配管接続継手４９４には、窒素ガス供給装置から延びる窒素ガス配管が接続される。環状のフランジ部材４１２ａの下には、シャッタ機構の開閉スライド部材４１８ａが位置している。シャッタ機構については、第１実施形態のシャッタ機構１８と同様であるため、ここでは説明を省略する。

〔下チューブ４１３ｂ〕
下チューブ４１３ｂには、その上部から少し下がった位置から下チューブ４１３ｂの下端にかけて、窒素ガス下供給通路Ｓ３が形成されている。この窒素ガス下供給通路Ｓ３は、板部材４６９によって形成されている。そして、窒素ガス下供給通路Ｓ３の上部には、窒素ガス配管接続継手４９３および円孔４６２を介して、窒素ガスＮ３（図１４参照）が供給される。窒素ガス配管接続継手４９３には、窒素ガス供給装置から延びる窒素ガス配管が接続される。窒素ガス配管接続継手４９３を介して窒素ガス下供給通路Ｓ３に供給された窒素ガスは、窒素ガス下供給通路Ｓ３の下部開口から筒状フィルムの内部空間へと噴き出される（図１４の矢印ＮＡ３参照）。

〔第４実施形態に係る製袋包装機の特徴〕
ここでは、開閉スライド部材４１８ａが閉状態のときに、開閉スライド部材４１８ａの上に位置する窒素ガス上供給通路Ｓ４から上チューブ４１２の筒状部の内側空間へと窒素ガスが噴き出される（図１４の矢印ＮＡ４参照）。これにより、開閉スライド部材４１８ａの上に留まっている状態のポテトチップス等の被包装物に窒素ガスが当たり、被包装物同士の間の空気が窒素ガスと置換される。その後、被包装物は、開閉スライド部材４１８ａが開状態になって下チューブ４１３ｂの内部空間へと概ね塊の状態で落下していくが、下チューブ４１３ｂの内部空間には窒素ガス下供給通路Ｓ３から供給されている窒素ガスが充填されており、塊状態の被包装物同士の間の空間の気体も概ね窒素ガスで置換されているため、被包装物の酸化や変質が十分に抑制される。

＜第５実施形態＞
上記の第１実施形態においては、横シールされる部分を中心に筒状フィルムＦｍが絞られて筒状フィルムＦｍに熱および圧力を作用させる溶着が始まる直前であって被包装物Ｃ２の周囲の空間の圧力が大きくなってきたときに、筒状フィルムＦｍと下チューブ１３ｂとの間の環状の隙間を通って空気が外に逃げるように構成しているが、第５実施形態では、図１５に示す吸引装置５９９を設け、筒状フィルムＦｍに熱および圧力を作用させる溶着が始まる直前に強制的に気体の吸引を行う構成を採っている。

また、第５実施形態においては、上記の第３実施形態と同じく、被包装物の酸化や変質を防ぐために筒状フィルムＦｍ内の空気を不活性ガスに置換した状態で横シールを行って袋を作る
以下、図１５及び図１６を参照しながら、第５実施形態に係る製袋包装機について説明を行う。

第５実施形態に係る製袋包装機では、第１実施形態に係る製袋包装機の成形機構１３やシャッタ機構１８の代わりに、図１５に示す成形機構５１３やシャッタ機構５１８を採用し、また、窒素ガスを下チューブ５１３ｂの内部空間や筒状フィルムＦｍの内部空間へと供給するための構造と、吸引装置５９９とを追加している。第５実施形態に係る製袋包装機のその他の構成については、上記の第１実施形態と同様である。

〔成形機構５１３〕
成形機構５１３は、フォーマー５１３ａと、下チューブ５１３ｂと、を有している。

フォーマー５１３ａは、下チューブ５１３ｂを取り囲むように配置されるもので、上述のフォーマー１３ａと同じ形状である。シート状のフィルムＦは、フォーマー５１３ａと下チューブ５１３ｂとの間を通るときに筒状に成形されて、筒状フィルムＦｍとなる。

下チューブ５１３ｂは、略円筒形状の部材であり、上下端が開口している。この下チューブ５１３ｂの上部は、上端の開口を形成する環状中空部材５６６と、その環状中空部材５６６の直下に位置する異径管部５６４と、フランジ部材５６５とから構成されている。異径管部５６４は、図１５に示すように、その下端の径よりも上端の径のほうが大きい。フランジ部材５６５は、その内周端が、異径管部５６４の上端に溶接されている。環状中空部材５６６の内周面を形成する部分５６６ａは、その下端の径よりも上端の径のほうが大きく、異径管部５６４と概ね同じ形状である（図１５参照）。環状中空部材５６６は、その下面の内周側部分に環状の開口を有している。フランジ部材５６５上に固定された状態で、環状中空部材５６６の開口は、環状中空部材５６６の内部空間の窒素ガス（後述）を下向きに噴き出す（図１５の矢印ＮＡ５参照）。環状中空部材５６６の下面の外周側部分には、窒素ガス配管接続継手５９１が装着されている。この窒素ガス配管接続継手５９１には、図示しない窒素ガス供給装置から延びる窒素ガス配管が接続される。環状中空部材５６６の内部空間は、下チューブ５１３ｂの内部空間へと窒素ガスを供給するための窒素ガス上供給通路Ｓ５０１となっており、窒素ガス配管接続継手５９１を介して窒素ガスＮ５（図１５参照）が流入する。

下チューブ５１３ｂの環状中空部材５６６の上端の開口は、シャッタ機構５１８の開閉スライド部材５１８ａが閉状態のときに、それらの開閉スライド部材５１８ａによって塞がれる。

下チューブ５１３ｂの上部から少し下がった位置から下チューブ５１３ｂの正面側の側面の下端５６３にかけて、気体流路Ｓ５０２が形成されている。この気体流路Ｓ５０２は、板部材５６９によって形成されている。そして、気体流路Ｓ５０２の上部には、Ｔ形配管接続継手５９２および円孔５６２を介して、窒素ガスＮ６（図１５参照）が供給される。また、Ｔ形配管接続継手５９２および円孔５６２を介して、気体流路Ｓ５０２内の気体が吸引装置５９９によって強制的に吸引される（図１５の矢印ＶＡ参照）。

Ｔ形配管接続継手５９２の窒素ガス供給用接続部５９２ａには、窒素ガス供給装置から延びる窒素ガス配管が接続される。気体流路Ｓ５０２に供給された窒素ガスは、気体流路Ｓ５０２の下部開口から筒状フィルムＦｍの内部空間へと噴き出される（図１５の矢印ＮＡ６参照）。

〔吸引装置５９９〕
Ｔ形配管接続継手５９２の気体吸引用接続部５９２ｂには、吸引装置５９９が接続される。吸引装置５９９として、ここでは、シリンダー、ピストン及びピストンを駆動する電動ボールネジ装置を採用している。吸引装置５９９は、気体吸引用接続部５９２ｂの近くに位置するピストンを気体吸引用接続部５９２ｂから遠ざかるように動かすことによって、気体流路Ｓ５０２や筒状フィルムＦｍの内部空間にある気体を吸引して、シリンダー内部の空間に収容する。なお、吸引装置５９９は、逆にピストンを気体吸引用接続部５９２ｂに近づくように動かすことで、シリンダー内の気体を筒状フィルムＦｍの内部空間へと再度送り込んで、次の吸引動作に備えることができる。

〔シャッタ機構５１８〕
シャッタ機構５１８は、上チューブ５１２と下チューブ５１３ｂとの高さ方向の隙間に位置する開閉スライド部材５１８ａと、その一対の板状の開閉スライド部材５１８ａをガイドしたり駆動したりするための各部品から成る機構である。開閉スライド部材５１８ａは、シャッタ機構５１８の固定枠５８１にガイド・支持され、左右方向（図１５の紙面に直交する方向）に水平移動する。開閉スライド部材５１８ａの閉状態においては、下チューブ５１３ｂの環状中空部材５６６の上端の円形開口が塞がれて、下チューブ５１３ｂの環状中空部材５６６の上端と開閉スライド部材５１８ａとの間には殆ど隙間がなくなる。開閉スライド部材５１８ａの直上には、上から固定枠５８１に載って固定されている上チューブ５１２のフランジ部材５１２ａが位置している。なお、上チューブ５１２の構造は、第１実施形態の上チューブ１２と同様である。

シャッタ機構５１８において開閉スライド部材５１８ａをガイドしたり駆動したりするための各部品については、第１実施形態のシャッタ機構１８と同様であるため、ここでは説明を省略する。

〔制御装置〕
制御装置は、第１実施形態の制御装置９０と同様の構成を有しており、更に、窒素ガス配管接続継手５９１に接続されている窒素ガス配管に設けられた開閉弁、および、Ｔ形配管接続継手５９２に接続されている窒素ガス配管に設けられた開閉弁を開閉させることで、窒素ガス配管接続継手５９１を介した窒素ガス上供給通路Ｓ５０１への窒素ガスＮ５の供給、および、Ｔ形配管接続継手５９２を介した気体流路Ｓ５０２への窒素ガスＮ６の供給をコントロールする。

また、制御装置は、吸引装置５９９の電動ボールネジ装置に駆動指令を出して、吸引装置５９９に吸引動作を行わせる。

そして、制御装置は、これらの窒素ガスの開閉弁の開閉動作や吸引装置５９９の吸引動作を、シャッタ機構５１８の開閉スライド部材５１８ａの開閉動作に連動させてコントロールする。

図１６に、開閉スライド部材５１８ａの開指令、閉指令、窒素ガスＮ５の供給（図では窒素ガス上供給と呼ぶ）、窒素ガスＮ６の供給（図では、窒素ガス下供給と呼ぶ）および吸引装置５９９による吸引動作（図では、強制吸引と呼ぶ）のタイミングチャートを示す。このタイミングチャートは、１分間に１３０袋を作り、１つの袋を作るサイクルが約４６１ｍｓｅｃ（０．４６１秒）のときのものである。基本的に、開閉スライド部材５１８ａが開状態のときに気体流路Ｓ５０２を介して下チューブ５１３ｂの下端５６３付近から筒状フィルムＦｍの内部空間へと窒素ガスを噴き出し（図１５の矢印ＮＡ６参照）、開閉スライド部材５１８ａが閉状態のときに窒素ガス上供給通路Ｓ５０１を介して開閉スライド部材５１８ａの近傍から下チューブ５１３ｂの内部空間へと窒素ガスを噴き出す（図１５の矢印ＮＡ５参照）。

また、横シール機構１７によって筒状フィルムＦｍに熱および圧力を作用させる溶着が始まる直前のタイミング、すなわち、シールジョー５１が筒状フィルムＦｍに接触し始めたタイミングにおいて、図１６に示す横シール開始直前の筒状フィルムＦｍ内の容積が急に減少するが、ここでは、そのタイミングで吸引装置５９９の吸引動作を行わせて、強制的に筒状フィルムＦｍの内部空間の気体を気体流路Ｓ５０２を介して吸引し、筒状フィルムＦｍの外部（吸引装置５９９のシリンダー内部）へと気体を逃がしている。これにより、横シール開始直前の筒状フィルムＦｍ内の容積の急減に伴ってシールジョー５１の上方の筒状フィルムＦｍ内の空間において上向きの空気流れが生じることが殆どなくなっている。

なお、ここでは、吸引装置５９９の吸引動作が行われているときにも、気体流路Ｓ５０２への窒素ガスＮ６の供給が続いているが、単位時間当たりの吸引気体量のほうが窒素ガスＮ６の単位時間当たりの供給量よりもかなり多いため、横シール開始直前の筒状フィルムＦｍ内の容積の急減に相当する量の気体が、気体流路Ｓ５０２を通って筒状フィルムＦｍの内部空間から吸引装置５９９の中へと逃がされる。

図１６には明示していないが、吸引装置５９９の吸引動作と次の吸引動作との間に、吸引して一時的にシリンダー内に収容した窒素を含む気体が、気体流路Ｓ５０２を介して筒状フィルムＦｍの内部空間へと戻される。この吸引装置５９９の気体戻しの動作は、開閉スライド部材５１８ａが閉状態のときに、ゆっくりと行われる。

〔第５実施形態に係る製袋包装機の特徴〕
一般に、製袋包装機の横シール動作では、筒状フィルムに熱および圧力をかけるために、筒状フィルムの横シール部分を挟み込んでいく動作を含んでいる。この動作において筒状フィルムが絞られていき、筒状フィルム内の横シール機構の上方に存在する空気が上向きに流れる現象が生じることが、本願の発明者の最近の鋭意検討によって解明されてきている。そして、この上向きの空気の流れが、特に比重の小さなスナック菓子のような被包装物の製袋包装を行う際には、一群の被包装物の状態を乱す原因になっていると推測するに至っている。すなわち、横シール機構によって筒状フィルムに熱および圧力を作用させる溶着が始まる直前に、筒状フィルム内に上向きの空気の吹き上がりの現象が起こる。このような空気の吹き上がりが起こると、被包装物が舞い上がり、横シール部分への被包装物の噛み込みやそれに起因するシール不良が生じるおそれがある。

特に、高い能力のとき（単位時間当たりに製造する袋の数が多いとき）には、横シールの対象の被包装物の上方に、次の横シールの対象である被包装物が続いて落下してきており、高い能力を維持するためには被包装物の舞い上がり現象を抑制することが大事になる。

この舞い上がり現象を抑える方法として、上記の第１実施形態に係る製袋包装機のようにシャッタ機構１８を配備することが有効であるが、これに代えて、或いは、これに加えて、上記の第５実施形態の吸引装置５９９を配備することが好ましい。

（１）
第５実施形態に係る製袋包装機では、吸引動作を行う吸引装置５９９が配備されている。吸引装置５９９の吸引動作は、下チューブ５１３ｂの周囲に巻きついた筒状フィルムＦｍの内部空間から、筒状フィルムＦｍの外部へと、ピストンを駆動することによって強制的に気体を逃がす動作である。そして、制御装置は、図１６に示すように、横シール機構１７によって筒状フィルムＦｍに熱および圧力を作用させる溶着が始まる直前のタイミング、すなわち、シールジョー５１が筒状フィルムＦｍに接触し始めたタイミングにおいて、吸引装置５９９の吸引動作を行わせている。これにより、横シール開始直前に、筒状フィルムＦｍ内の容積が急に減少する分の余剰気体が、筒状フィルムＦｍの内部空間を上方に吹き上がるのではなく、吸引装置５９９に吸引・収容されることになる。

したがって、第５実施形態に係る製袋包装機では、比重の小さなスナック菓子のような被包装物を包装する場合にも、下チューブ５１３ｂの周囲に巻きついた筒状フィルムＦｍの内部空間において被包装物が舞い上がることが抑制される。

（２）
第５実施形態に係る製袋包装機では、図１６に示すように、開閉スライド部材５１８ａが閉まりきる前に、シールジョー５１が筒状フィルムＦｍに接触し始めて筒状フィルムＦｍ内の容積が急減する。このため、仮に吸引装置５９９が無かったとすれば、下チューブ５１３ｂや上チューブ５１２の内部空間において上向きの気流が生じて被包装物が舞い上がる恐れがあると言える。

しかしながら、上述の吸引装置５９９による強制的な気体の吸引動作が行われ、筒状フィルムＦｍの内部空間から筒状フィルムＦｍの外部へと気体を逃がすため、被包装物の舞い上がりの現象が抑えられ、引いては横シール部分への被包装物の噛み込み等の不具合が抑制される。

（３）
第５実施形態に係る製袋包装機では、下チューブ５１３ｂの下端５６３から筒状フィルムＦｍの内部空間に不活性ガスを供給するための気体流路Ｓ５０２を、筒状フィルムＦｍの内部空間から筒状フィルムＦｍの外部へと気体を逃がす吸引装置５９９の吸引動作のための気体の流路として兼用している。このため、下チューブ５１３ｂのうち気体流路Ｓ５０２を除く、被包装物が落下する主空間を大きく確保することができている。

〔第５実施形態の変形例〕
（Ａ）
上記の第５実施形態では、シャッタ機構５１８と吸引装置５９９との両方を配備し、開閉スライド部材５１８ａで下チューブ５１３ｂの環状中空部材５６６の上端の円形開口を塞ぐことで下チューブ５１３ｂの内部空間から上チューブ５１２の内部空間へと気体が上昇することを抑制するとともに、開閉スライド部材５１８ａが閉まりきる前に横シール開始直前の筒状フィルムＦｍ内の容積の急減が起きることに鑑み吸引装置５９９の吸引動作を行わせている。

しかし、横シール開始直前のタイミングで必ず吸引装置５９９の吸引動作ができるのであれば、シャッタ機構５１８を廃止して、吸引装置５９９だけで被包装物の舞い上がりの現象の抑制を行うようにしてもよい。

（Ｂ）
上記の第５実施形態では、下チューブ５１３ｂの下端５６３から筒状フィルムＦｍの内部空間に不活性ガスを供給するための気体流路Ｓ５０２を、吸引装置５９９の吸引動作のための気体の流路として兼用している。

しかし、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを筒状フィルムＦｍの中に供給する機能を持たない製袋包装機に対しても、吸引装置５９９を配備することができ、吸引装置５９９の吸引動作によって被包装物の舞い上がりの現象を抑えることができる。

（Ｃ）
上記の第５実施形態では、吸引装置５９９として、シリンダー、ピストン及びピストンを駆動する電動ボールネジ装置を有するものを配備しているが、これに代えて、ファンやブロワーといった送風機を用いた排気装置を、吸引装置として採用することも可能である。

３ 製袋包装機
１１ 漏斗部材
１２，３１２，４１２ 上チューブ（第１筒状部材）
１３ａ，１１３ａ，３１３ａ フォーマー（成形部材）
１３ｂ，１１３ｂ，２１３ｂ，３１３ｂ，４１３ｂ 下チューブ（第２筒状部材）
１７ 横シール機構
１８ シャッタ機構
１８ａ，３１８ａ，４１８ａ 開閉スライド部材
５１ シールジョー
９０ 制御装置
１６１ 溝
１６１ａ 溝の凹み面
３９１ 窒素ガス配管接続継手（第１ガス供給部）
３９２ 窒素ガス配管接続継手（第２ガス供給部）
３９９ パッキン（シール部材）
４９３ 窒素ガス配管接続継手（第３ガス供給部）
４９４ 窒素ガス配管接続継手（第４ガス供給部）
５９９ 吸引装置
Ｂ 袋
Ｂ１ 下シール部
Ｂ２ 上シール部
ＥＡ 排気経路
Ｆ シート状フィルム
Ｆｍ 筒状フィルム
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６ 窒素ガス（不活性ガス）

特開２００２−５９９０５号公報

Claims (15)

1. 筒状の包材を横シールすることで、上方から落下してくる被包装物が充填された袋を前記筒状の包材から製造する、製袋包装機であって、
   上方から落下してくる前記被包装物が内部を通る、第１円筒部材と、
   前記第１円筒部材の下方に位置し、前記第１円筒部材の内部を通って落下してきた前記被包装物が内部を通る、第２円筒部材と、
   シート状の包材を、前記第２円筒部材の周囲に巻きつかせて、前記筒状の包材に変形させる、成形部材と、
   前記第２円筒部材の下方に位置しており、下シール部および上シール部が形成されることで前記袋になる前記筒状の包材を、横シールして、前記下シール部および上シール部を形成する、横シール機構と、
   前記第１円筒部材と前記第２円筒部材との間に配置され、閉状態のときに、前記第２円筒部材の内部から上方に向かう空気の流れを遮断する、開閉部材と、
   前記横シール機構および前記開閉部材の動きを制御する制御装置と、
   を備えた、製袋包装機。
2. 前記第１円筒部材と前記第２円筒部材との高さ方向の隙間寸法は、前記第１円筒部材の内径の２０％以下の寸法であり、
   前記開閉部材は、水平方向あるいは略水平方向にスライドすることで開状態と閉状態とが切り替わる、
   請求項１に記載の製袋包装機。
3. 前記第１円筒部材と前記第２円筒部材とは、内径が実質的に等しく、前記第２円筒部材の内径は、前記第１円筒部材の内径の９０％〜１１０％の範囲にある、
   請求項１又は２に記載の製袋包装機。
4. 前記制御装置は、前記横シール機構の動きと前記開閉部材の動きとを連動させており、前記筒状の包材に熱および圧力を作用させる溶着が始まる前に前記開閉部材を閉状態にし、前記溶着が始まった後の所定のタイミングで前記開閉部材を開状態に戻す、
   請求項１から３のいずれかに記載の製袋包装機。
5. 前記開閉部材が閉状態のとき、前記上シール部が形成される第１袋の中に、第１の被包装物が位置し、前記第１袋の上方において前記下シール部が形成される前記筒状の包材の内側に、前記第１の被包装物に続く第２の被包装物が位置し、前記開閉部材の上方の前記第１円筒部材の内部に、前記第２の被包装物に続く第３の被包装物が位置している、
   請求項４に記載の製袋包装機。
6. 前記開閉部材は、閉状態のときに、前記第２円筒部材の上端の開口を塞ぐ、
   請求項１から５のいずれかに記載の製袋包装機。
7. 前記開閉部材が閉状態のときに、前記第２円筒部材の上端と前記開閉部材との高さ方向の隙間から前記第２円筒部材の内部空間の気体が外に漏れることを抑制するために、前記第２円筒部材と前記開閉部材との間に配置されるシール部材、
   を更に備えた、請求項６に記載の製袋包装機。
8. 前記第２円筒部材の外面と、前記第２円筒部材の周囲に巻きついた前記筒状の包材との間には、前記筒状の包材の内部空間から前記筒状の包材の外部且つ上方の空間へと気体を逃がすための排気経路が形成され、
   前記排気経路は、前記第２円筒部材の下部の高さ位置から、前記成形部材の高さ位置よりも高い位置まで、上に延びている、
   請求項１から７のいずれかに記載の製袋包装機。
9. 前記第２円筒部材には、その下部から前記成形部材の高さ位置よりも高い位置まで延びる、内側に凹んだ溝が形成されており、
   前記排気経路は、前記溝の凹み面と前記筒状の包材との間の空間を含む、
   請求項８に記載の製袋包装機。
10. 前記開閉部材の近傍から前記第２円筒部材の内部空間に不活性ガスを供給する、第１ガス供給部、
    を備えた請求項１から９のいずれかに記載の製袋包装機。
11. 前記第２円筒部材の下部の近傍から前記筒状の包材の内部空間に不活性ガスを供給する、第２ガス供給部、
    をさらに備え、
    前記制御装置は、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部のガス供給動作をさらに制御するもので、前記開閉部材が閉状態のときに前記第１ガス供給部によって前記第２円筒部材の内部空間へと不活性ガスを供給させる、
    請求項１０に記載の製袋包装機。
12. 前記筒状の包材の内部空間に不活性ガスを供給する第３ガス供給部と、
    前記開閉部材が閉状態のときに、前記第１円筒部材の内部空間に不活性ガスを供給する第４ガス供給部と、
    をさらに備えた請求項１から９のいずれかに記載の製袋包装機。
13. 前記第２円筒部材の周囲に巻きついた前記筒状の包材の内部空間から前記筒状の包材の外部へと気体を逃がす吸引動作を行う吸引装置、
    をさらに備え、
    前記制御装置は、前記横シール機構の動きと前記吸引装置の前記吸引動作とを連動させており、前記横シール機構によって前記筒状の包材に熱および圧力を作用させる溶着が始まる直前に、前記吸引装置に前記吸引動作を行わせる、
    請求項１に記載の製袋包装機。
14. 前記制御装置は、前記横シール機構の動きと前記開閉部材の動きと前記吸引装置の前記吸引動作とを連動させており、前記横シール機構によって前記筒状の包材に熱および圧力を作用させる溶着が始まる直前に、前記開閉部材を開状態から閉状態へと移行させる指示を出し、前記吸引装置に前記吸引動作を行わせる、
    請求項１３に記載の製袋包装機。
15. 前記第２円筒部材の下部の近傍から前記筒状の包材の内部空間に不活性ガスを供給する、ガス供給部、
    をさらに備え、
    前記第２円筒部材の内部空間は、前記被包装物が落下する主空間と、前記主空間と仕切られた副空間とに分けられており、
    前記副空間は、前記吸引装置に前記吸引動作における気体の吸引流路および前記ガス供給部による不活性ガスの供給流路を兼ねている、
    請求項１３又は１４に記載の製袋包装機。

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