JP7022423B2

JP7022423B2 - 抽出シートの加工方法及び加工装置

Info

Publication number: JP7022423B2
Application number: JP2018002673A
Authority: JP
Inventors: 保彦鈴木
Original assignee: Fuso Industries Co Ltd
Current assignee: Fuso Industries Co Ltd
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: JP2019119519A

Description

本発明は、紅茶、コーヒーなどの被抽出物を充填した抽出バッグのシート側材料となる抽出シートにタグ付き吊下げ糸を取付け加工する抽出シート加工方法及びその実施装置に関するものである。

抽出バッグには、抽出時の取り扱いの便宜を考慮してタグ付き吊下げ糸を取り付ける場合がある。
その場合、タグ付き吊下げ糸の取付けは、特許文献１に示すように、通常、抽出バッグに成形した後ではなく、成形前の連続した抽出シートに対して行われている。その際には、タグと吊下げ糸の基端部は抽出シートにそれぞれ接合させて取り付けている。
そして、抽出バッグは、特許文献２に示すように、連続した抽出シートをシールアンドカットにより製袋化すると共に被抽出物を充填するようになっており、平袋状だけでなく、テトラ状のものもある。

特開平９－２４９０７号公報特開２０１１－２５５９２４号公報

ところで、吊下げ糸が短いと抽出時に容器内に落ち込み易いため、吊下げ糸はできる限り長くすることが望まれている。そのため、吊下げ糸を抽出シートに対して直線状ではなく弛んだ状態で取り付けて長さを稼ぐことが提案されている。
しかしながら、連続した抽出シートは、その後に製袋充填装置にかけられてシールアンドカットにより順次製袋化されていくため、吊下げ糸を連続した抽出シートに大きく弛ませた状態で取り付けると、横方向のシールアンドカットの際に切断されてしまう恐れがある。したがって、タグ付き吊下げ糸を連続した抽出シートに対して弛ませて取り付けることで吊下げ糸を長くするには限界があった。

本発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであり、タグ付き吊下げ糸を従来品より長く、且つその後のシールアンドカットの際に切断されないように抽出シートに取り付ける方法を提供することを、その目的とする。
また、本発明は、上記した方法を実施できる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、連続したタグ付き吊下げ糸の吊下げ糸を、一時的にタグを挟んで対向する一対のピンに巻き付けて長円状に纏め、前記長円状に纏めた吊下げ糸の前記タグに重なり合った状態で互いに対向する一対の直線部を前記タグと抽出シートとの間に挟みながら、前記タグを前記一対の直線部を挟んで対向する一対の位置で前記抽出シートに対して接合すると共に、前記吊下げ糸の巻付け後続側を前記抽出シートに対して接合することで、前記抽出シートを前記タグ付き吊下げ糸付きに加工する抽出シートの加工方法である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した抽出シートの加工方法において、タグとして矩形のものを使用し、吊下げ糸の一対の直線部が前記矩形タグの対角線上で重なり合うように纏めることを特徴とする加工方法である。

請求項３の発明は、請求項２に記載した抽出シートの加工方法において、吊下げ糸の巻付け後続側がタグの一対の接合部の間から引き出されて、１つのテトラ状抽出バッグに製袋化するシート単位の角部まで延びていることを特徴とする加工方法である。

請求項４の発明は、連続したタグ付き吊下げ糸のタグを一時的に挟んで対向する一対のピンを有し、前記一対のピンに前記吊下げ糸を巻き付けて長円状に纏める巻付け手段と、前記吊下げ糸の巻付け後続側と共に、前記長円状に纏めた吊下げ糸の互いに対応する一対の直線部の湾曲部寄りをタグに重ね合わせたまま、互いの位置関係を維持しながら抽出シートに向かって移送する移送手段と、前記移送されてきたタグを前記一対の直線部を挟んで対向する一対の位置で抽出シートに対して接合して前記一対の直線部を前記タグと前記抽出シートとの間に挟ませると共に、前記吊下げ糸の巻付け後続側を前記抽出シートに対して接合する接合手段を備えたことを特徴とする抽出シートの加工装置である。

請求項５の発明は、請求項４に記載した抽出シートの加工装置において、巻付け手段が軸方向に回転可能なタグチャックで構成され、軸芯を挟んで対向する位置に一対のピンが配置されていることを特徴とする加工装置である。

請求項６の発明は、請求項５に記載した抽出シートの加工装置において、一対のピンの間には、別のタグチャックの侵入用の空間が設けられていることを特徴とする加工装置である。

本発明によれば、タグ付き吊下げ糸を従来品より長く、且つその後の横方向のシールアンドカットの際に切断しないように抽出シートに取り付けることができる。
また、テトラ状の抽出バッグでは、ピラミッド状に頂部が上を向いた状態で吊下げることができ、抽出効率を高めることができる。

連続した抽出シートにタグ付き吊下げ糸を取り付けた状態を示す。図１の吊下げ糸の纏め過程のイメージ図である。図１のシート単位を製袋充填化した、完成品の抽出バッグを示す。本発明の実施の形態に係る抽出シートの加工装置の斜視図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図４に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図５に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図６に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図７に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図８に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図９に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図１０に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図１１に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図１２に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図１３に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図１４に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図１５に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図１６に続く状態説明図である。抽出シートへのタグ付き吊下げ糸の取付け動作の、図１７に続く状態説明図である。

本発明の実施の形態に係る抽出シートの加工方法と加工装置を、図面にしたがって説明する。
図１は、連続した抽出シートＳの下面側にタグ付き吊下げ糸ＴＨを取り付けた状態を示しており、抽出シートＳを介してタグＴと吊下げ糸Ｈが見えている。図３に示すような１つのテトラ状抽出バッグＢに製袋化するときに使用されるシート単位Ｓ（１）の枠内にタグ付き吊下げ糸ＴＨが１つ取り付けられている。
タグＴは正方形をしており、製袋充填機にかけて作業する際の抽出シートＳの矢印に示す送り方向に対して、対向する一対の辺縁が平行に、残りの一対の辺縁が垂直になるように取り付けられている。タグＴは送り方向中心線に対してその両側に交互に取り付けられている。

吊下げ糸Ｈは、一端側がタグＴの裏側でその対角線上の全長にわたって固着されており、その先端が僅かにタグＴからはみ出している。一方、他端側はタグＴから外に出た後に、その先端近傍が抽出シートＳに対して超音波溶着により剥がれ不能にシールされて取り付けられている。図２に示すように、吊下げ糸Ｈはこの固着部Ｋの後続側がタグＴの当該対角線上で長円状に巻かれており、互いに対向する一対の直線部Ｈ（ｃ）と互いに対向する一対の湾曲部Ｈ（ｗ）が形成されている。この一対の直線部Ｈ（ｃ）は殆どがタグＴにその対角線上で重なり合っているが、両側の一対の湾曲部Ｈ（ｗ）はタグＴの両角部からそれぞれはみ出している。そして、上記したように巻かれた後、後続側が他端側としてタグＴから直線状に引き出されている。

この他端側の先端近傍のシール部Ｐは、図３に示す１つのテトラ状抽出バッグＢの製袋化分に相当するシート単位Ｓ（１）の角部に位置している。タグＴは一対の直線部Ｈ（ｃ）を挟んで対向する一対の角部が抽出シートＳに対して剥がれ可能にシールされている。
本発明では、タグＴの対角線上に重なる位置で吊下げ糸Ｈを纏めているので、タグＴの辺縁に平行な中心線上で纏めた場合よりも、タグＴに隠れた状態で直線部を長く設定することができる。タグＴに吊下げ糸Ｈの大部分を隠せば引っ掛かり難くなるので、より好ましい態様になっている。
また、タグＴの両角部に一対のシール部Ｑ、Ｑを形成しているので、その間の距離を大きく設定できる。そのため、吊下げ糸Ｈの巻き数を増やしても、すなわち吊下げ糸Ｈを長く設定しても、シール部Ｑ、Ｑの形成の際に吊下げ糸Ｈを巻き込んでシール不良を起こす恐れがなく、この点からもより好ましい態様になっている。

更に、タグＴから、吊下げ糸Ｈは直線状に引き出されて、シート単位Ｓ（１）の角部まで延びており、タグＴ側の一対のシール部Ｑ、Ｑの間を通り抜ける際にシール部Ｑによって無理に曲げられていないので、シール部Ｑ、Ｑが剥がれるようなことはない。
加えて、本発明では、一対の直線部Ｈ（ｃ）がタグＴと抽出シートＳとの間に挟まった状態になっているが絡まってはいないので、製袋充填後の完成品にした後に、タグＴを剥がせば、吊下げ糸Ｈは容易にほぐれて、図３に示す状態になる。

図１に示すように、連続した抽出シートＳにタグ付き吊下げ糸ＴＨを取り付けて加工する方法を実施する加工装置１の各部の構成と動作について、図４以降の図にしたがって説明する。
図４に示すように、タグ付き吊下げ糸ＴＨの吊下げ糸Ｈは連続しており、タグＴが一定の間隔をあけて既に固着されている。タグＴに固着された吊下げ糸Ｈの固着部Ｋの直線方向を送り軌道として加工されながら連続した抽出シートＳに向かって供給されるようになっている。その際、タグＴの面が上下を向き、吊下げ糸Ｈが上側にくる姿勢になっている。

加工装置１には、タグ直動チャック３、５が備えられており、タグ直動チャック３、５はいずれも送り軌道への接離移動と、送り軌道に沿って平行な移動が可能で、タグ直動チャック３は前側から送り軌道に接近し、タグ直動チャック５は後側から送り軌道に接近するようになっている。上方から見ると、タグ直動チャック３は反時計回りに矩形軌道を描くように移動し、タグ直動チャック５は時計回りに矩形軌道を描くように移動する。
タグ直動チャック３、５はそれぞれ一対の挟持片で構成されている。挟持片どうしが端部で枢着して、上下方向の回動により開閉可能になっており、閉じることでタグＴを吊下げ糸Ｈと共に挟持、すなわちチャックする。

タグ押えチャック７も一対の挟持片で構成されているが、一対の挟持片が送り軌道を挟んで上下に対向配置されて、互いに上下方向に接離移動可能になっており、送り軌道に平行な移動はしない。
タグ押えチャック７はタグＴの中心部を吊下げ糸Ｈと共に挟持するようになっており、タグ直動チャック３、５はタグＴの先行側の角部を吊下げ糸Ｈと共に挟持するので、タグ直動チャック３または５と共に１つのタグＴを挟持可能になっている。
このタグ押えチャック７を介してタグ直動チャック５からタグ直動チャック３への移し替えが行われる。

吊下げ糸Ｈの切断用にカッター９が設けられている。このカッター９は、図１４に示すように、タグ直動チャック３と同様に送り軌道に平行に移動し、前側から送り軌道に接近するが、その後は矩形軌道を描かずに元の軌道を辿って戻る。カッター９の刃先は吊下げ糸Ｈに前側から臨んでおり、送り軌道への接近・侵入により緊張状態にある吊下げ糸Ｈが切断される。

カッター９の切断位置を超えて送り方向先側には、巻付け手段として糸巻付けチャック１１が配置されている。この糸巻付けチャック１１は一対の矩形の挟持面１３、１３が送り軌道を挟んで上下に対向配置されており、互いに接離移動して開閉する。それぞれの挟持面１３、１３は回転軸１５、１５によって支持されており、回転軸１５、１５は閉じた挟持状態で一体となって回転するようになっている。
下側の回転軸１５の上面側には外周縁に沿って互いに対向する一対の支持壁１７、１７が立ち上がっている。各支持壁１７の上面からは、更にピン１９が立ち上がっている。このピン１９の立ち上がりにより支持壁１７の上面が水平な段差面２１、２３となっている。ピン１９は中間より片方寄りから立ち上がっており、対向するピン１９が偏心配置されている。すなわち、一方側に形成される段差面２１が他方側に形成される段差面２３より大きくなっている。この配置により、糸Ｈが巻付けを開始する際に、固着部Ｋから先の部分がピン１９に当たって切れたりすることはない。

一対の支持壁１７、１７と隙間をあけて、軸芯上側は***しており、その上面が上記した挟持面１３になっている。この挟持面１３の高さ位置は上記した段差面２１、２３と同じになっている。
挟持面１３と支持壁１７との間の凹部２５は上方だけでなく、前後方向に開放されている。

上側の回転軸１５の下面側にも、同様に挟持面１３と、一対の支持壁２７、２７が対向して備えられており、その間は凹部２９になっている。但し、ピンは設けられていない。
図７に示すように、上下の回転軸１５、１５が接近し、挟持面１３、１３の角部が上下で合わさった姿勢で挟持することになるが、その際には、上側の回転軸１５側の支持壁２７がピン１９に外側から嵌合し一体化して軸周りの回転が可能となっている。
なお、挟持の際には、凹部２５と凹部２９が上下で向かい合って大きな空間ができる。この空間が前後方向で開放されている。

符号３１はタグ移送用チャックを示す。このタグ移送用チャック３１は吊下げ糸Ｈが巻き付けられたタグ付き吊下げ糸ＴＨを抽出シートＳ上の所定の位置まで移送するものである。
図７に示すように、タグ直動チャック３と同様に一対の挟持片が上下に対向配置され、矩形軌道を描いて動くようになっている。但し、このタグ移送用チャック３１には、一対の挟持片を1組として３組設けられており、それぞれがフォーク状に互いに間隔をあけて並んだ状態になっている。これらの３組は同期で開閉される。

図１３、図１４に示すように、一対の挟持片３３、３３は送り方向前側の凹部２５、２９に、一対の挟持片３５、３５は送り方向後側の凹部２５、２９にそれぞれ前側から侵入する。残りの一対の挟持片３７、３７は、糸巻付けチャック１１を超えて送り方向後側に位置して、一対の挟持片３３、３３はタグＴの先行側の角部を吊下げ糸の湾曲部Ｈ（ｗ）寄りの直線部Ｈ（ｃ）と共に挟持し、一対の挟持片３５、３５は同じタグＴの後行側の角部を同じように挟持し、一対の挟持片３７、３７は吊下げ糸Ｈのみを挟持する。

糸巻付けチャック１１の上下の回転軸１５、１５は上下に離間移動できるので、一対の挟持片３３、３３、一対の挟持片３５、３５、及び一対の挟持片３７、３７はそれぞれ挟持状態のまま、送り軌道に沿って移動可能になっている。その際、互いの挟持位置も維持されるので、吊下げ糸Ｈは緊張状態にある。

抽出シートＳに対向して、接合手段としてタグシールホーン３９と糸シールホーン４１が配設されている。それぞれ受け部が抽出シートＳを挟んで対向した状態で配設されているが、視認の便宜のために省略されている。これらの作動による超音波溶着によりシール部Ｐ、Ｑ、Ｑが形成される。

加工装置１は、上記のように各部が構成されており、各部の動作が繋がっていくことで、以下に記載するように、連続した抽出シートＳにタグ付き吊下げ糸ＴＨを順次取り付けていくことになる。
連続した吊下げ糸Ｈに一定の間隔をあけてタグＴが固着されているが、図４で先頭に見えるタグＴに着目してその取付け過程を説明する。
タグＴの送り方向先側では吊下げ糸ＨはタグＴの近傍が切端となっており、後続側は連続している。このタグＴ（及び固着した吊下げ糸Ｈ）の先行側の角部がタグ直動チャック３によって送り軌道に沿って抽出シートＳに向かって送られていく。

そして、図５に示すように、糸巻付けチャック１１まで送られていき、その開いた状態の中の挟持面１３、１３の間にタグＴが到達すると送りが停止し、図６に示すように、糸巻付けチャック１１が閉じ、タグＴが挟持される。タグＴのサイズが大きく、その挟持の際には一対の角部がそれぞれ支持壁１７、１７に重なっても、ピン１９、１９は前後にズレており、段差面２１、２１上に重なるので、タグＴが曲がることはない。ピン１９、１９はタグＴを挟んで一時的に対向した状態になる。
その後、タグ直動チャック３の一対の挟持片は凹部２５、２９の間に入り込んだ状態から、図７に示すように、挟持を解除して後退する。同時に、後続のタグＴの先行側の角部がタグ直動チャック５によって挟持される。

続いて、図８、図９、図１０に示すように、糸巻付けチャック１１が軸周りに回転し、回転前の待機位置で停止する。この回転により、吊下げ糸Ｈが一対のピン１９、１９に長円状に巻き付けられて纏められる。ピン１９、１９に巻き付けた箇所が図１に示す一対の湾曲部Ｈ（ｗ）に相当し、その間が一対の直線部Ｈ（ｃ）に相当している。
この巻付けと同期して、タグ直動チャック５が移動して吊下げ糸Ｈと共に、後続のタグＴが送られてくる。その後、後続のタグＴについては、図１１に示すように、タグ押えチャック７に中心部が挟持され、更に、図１２に示すように、タグ直動チャック５による後続のタグＴの挟持が解除される。そして、代わりに、タグ直動チャック３で同じ個所が挟持される。
一方、先頭のタグＴについては、タグ移送用チャック３１が待機位置から糸巻付けチャック１１に接近してくる。

図１３に示すように、一対の挟持片３３、３３は、送り方向先側の凹部２５、２９の間に侵入し、一対の挟持片３５、３５は後側の凹部２５、２９に侵入する。それぞれ開いた状態で侵入して、上側の挟持片３３と下側の挟持片３３が閉じて先行側の角部が挟持され、上側の挟持片３５と下側の挟持片３５が閉じて後続側の角部が挟持される。そのタグＴの上面には長円状に吊下げ糸Ｈが巻かれて纏められており、上記の位置で挟持されると、タグＴと共に吊下げ糸Ｈについては湾曲部Ｈ（ｗ）、Ｈ（ｗ）寄りの直線部Ｈ（ｃ）、Ｈ（ｃ）がそれぞれ挟持された状態となる。
また、一対の挟持片３７、３７により後続のタグＴの近傍で吊下げ糸Ｈが挟持される。

続いて、図１４に示すように、糸巻付けチャック１１とタグ押えチャック７が挟持を解除してそれぞれ上下方向に離間する。また、カッター９が上記一対の挟持片３７、３７とタグ直動チャック３との間に侵入して吊下げ糸Ｈを切断する。この切断により後続の吊下げ糸Ｈと分離される。
その後、図１５、図１６に示すように、タグ付き吊下げ糸ＴＨは、タグ移送用チャック３１により抽出シートＳに向かって移送され、所定のシール位置に到達すると停止する。
この移送と同期して、タグ直動チャック５が移動して後続のタグＴが送られている。

そして、先頭のタグＴ側については、図１７に示すようにシールされてタグ付き吊下げ糸ＴＨが抽出シートＳに対して取り付けられる。その際、一対の挟持片３３、３３、一対の挟持片３５、３５、及び一対の挟持片３７、３７は互いに所定の距離をあけて挟持状態を維持しており、タグＴ及び吊下げ糸Ｈの一対の直線部Ｈ（ｃ）は緊張状態にあるので、抽出シートＳに取り付ける際にシール位置がずれることはない。
その後、タグ移送用チャック３１が挟持を解除して元の待機位置に戻り、図１８に示すように、抽出シートＳはシート単位２つ分だけ矢印に示す方向に送られていく。

抽出シートＳの送りと同期して、後続のタグＴは図１０の糸巻付けチャック１１で処理する位置まで送られてきている。その後は、同じように取り付けられて、図１に示すように、抽出シートＳにタグ付き吊下げ糸ＴＨが取り付けられた状態になる。この加工装置１を使用すれば、吊下げ糸Ｈからは無駄になる切り屑は生じない。
なお、図４～図１８は抽出シートＳの一方側から順次取り付けており、図１に示すように長手方向両側から取り付けるには、加工装置１を両側に１台ずつ配置させ、共に稼働させることになる。

この加工装置1を使用すれば、自動的に、図１に示すように、抽出シートＳに対してタグ付き吊下げ糸ＴＨを取り付けることができる。

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。
上記実施の形態では、抽出シートの送り機構やチャックの駆動手段等は図示省略されているが、これらは形状や配置関係が異なっても従来から抽出シートの製造において利用されてきたものであり、モーターや油圧シリンダー等の適宜な駆動手段を用いて動作させることができる。

１…加工装置３、５…タグ直動チャック７…タグ押えチャック
９…カッター１１…糸巻付けチャック１３…挟持面
１５…回転軸１７…支持壁１９…ピン
２１、２３…段差面２５…凹部２７…支持壁
２９…凹部３１…タグ移送用チャック３３、３５、３７…一対の挟持片
３９…タグシールホーン４１…糸シールホーン
ＴＨ…タグ付き吊下げ糸Ｔ…タグＨ…吊下げ糸
Ｋ…固着部Ｐ、Ｑ…シール部

Claims

連続したタグ付き吊下げ糸の吊下げ糸を、一時的にタグを挟んで対向する一対のピンに巻き付けて長円状に纏め、前記長円状に纏めた吊下げ糸の前記タグに重なり合った状態で互いに対向する一対の直線部を前記タグと抽出シートとの間に挟みながら、前記タグを前記一対の直線部を挟んで対向する一対の位置で前記抽出シートに対して接合すると共に、前記吊下げ糸の巻付け後続側を前記抽出シートに対して接合することで、前記抽出シートを前記タグ付き吊下げ糸付きに加工する抽出シートの加工方法。
請求項１に記載した抽出シートの加工方法において、
タグとして矩形のものを使用し、吊下げ糸の一対の直線部が前記矩形タグの対角線上で重なり合うように纏めることを特徴とする加工方法。
請求項２に記載した抽出シートの加工方法において、
吊下げ糸の巻付け後続側がタグの一対の接合部の間から引き出されて、１つのテトラ状抽出バッグに製袋化するシート単位の角部まで延びていることを特徴とする加工方法。
連続したタグ付き吊下げ糸のタグを一時的に挟んで対向する一対のピンを有し、前記一対のピンに前記吊下げ糸を巻き付けて長円状に纏める巻付け手段と、前記吊下げ糸の巻付け後続側と共に、前記長円状に纏めた吊下げ糸の互いに対応する一対の直線部の湾曲部寄りをタグに重ね合わせたまま、互いの位置関係を維持しながら抽出シートに向かって移送する移送手段と、前記移送されてきたタグを前記一対の直線部を挟んで対向する一対の位置で抽出シートに対して接合して前記一対の直線部を前記タグと前記抽出シートとの間に挟ませると共に、前記吊下げ糸の巻付け後続側を前記抽出シートに対して接合する接合手段を備えたことを特徴とする抽出シートの加工装置。
請求項４に記載した抽出シートの加工装置において、
巻付け手段が軸方向に回転可能なタグチャックで構成され、軸芯を挟んで対向する位置に一対のピンが配置されていることを特徴とする加工装置。
請求項５に記載した抽出シートの加工装置において、
一対のピンの間には、別のタグチャックの侵入用の空間が設けられていることを特徴とする加工装置。