以下、図面を参照しつつ、本発明を具体� ��に説明する。なお、各図中、同一符号は同� ��又は同等の構成要素を表している。

 図1Aは、本発明で使用するシール装置60の 一実施例の背面図、図1Bはその鉛直方向の断� ��図、図1Cは水平方向の断面図であり、図2は� ��このシール装置60を組み込んだ抽出バッグ� �シートの製造機械1の構成図である。

 この抽出バッグ用シートの製造機械1は、 概略、回転担持体10の周面に所定間隔でタグ2 を供給するタグ供給装置20、糸掛機構40、回� �担持体10上のタグ2と糸材3の上に通水濾過性� ��ート4を供給するシート供給装置50、タグ2と 糸材3との接着、タグ2と通水濾過性シート4と の接着、又は糸材3と通水濾過性シート4との� ��着を行うシール装置60からなっている。

 また、抽出バッグ用シートの製造機械1の 下流には、抽出バッグ用シートの製造機械1� �製造された抽出バッグ用シート5を用いてピ� ��ミッド形に製袋すると共に、その中に茶葉� ��の内容物を充填して抽出バッグ6を製造する 充填包装機70が設けられている。

 この製造機械1において回転担持体10は、� ��造機械1の稼働中は、ギア13a、13b、13c、13dを 介して回転担持体用サーボモータ12で駆動さ� ��ることにより(図1C)、図2の矢印方向に連続� �転するようになっている。

 回転担持体10の外周は24分割され、各分割 領域にタグ2の載置部位が2個ずつ近接するよ� ��に設けられている。タグ2の載置部位には、 タグ供給装置20との対向部位からタグ2の吸引 を開始し、タグ2と通水濾過性シート4とを後� ��するように弱シールする位置(第4のシール� �置64)から、抽出バッグ用シートが回転担持� �10の周面から離れる前までの間で吸引を切る ように、ロータリーバブルによる吸引経路の 切替により真空ポンプ又はブロアーモーター でタグ2を吸引し担持する機構が設けられて� �る。

 また、回転担持体10は、糸掛用のピン11の 上下機構を備えている。この上下機構では、 ピン11は、常時、回転担持体の周面から突き� ��るようにスプリング101で付勢されているが� ��通水濾過性シート4が回転担持体10の周面に� ��給される領域では、回転担持体10の内部に� �けられた固定カム102の形状に沿って回転担� �体の内部方向へ下げられ、ピン11の周面から の突出量が僅かになるようにしている。

 タグ供給装置20は、タブテープ2tを巻き回 したタグテープ原反2rからタグテープ2tを繰� �出し、それを所定の長さのタグ2に切断する� ��グカット供給装置21と、タグカット供給装� �21で切断されたタグ2を回転担持体10の周面に 移すタグ受渡ドラム22からなっている。

 このタグ供給装置20では、タグテープ原� �2rから回転担持体10に、タグテープ2tを弛ま� �ることなく、かつできる限り高速にタグ2を� ��給できるように、タグカット供給装置21を� �ム機構で矢印のように揺動させつつタグテ� �プ2tを切断すると共に、切断したタグ2をタ� �受渡ドラム22に受け渡す。そして、タグ受渡 ドラム22は、等速回転し、タグカット供給装� ��21から渡されたタグ2を、所定間隔で回転担� ��体10に担持させる。

 糸掛機構40は、糸材3の張力を略一定に調� ��しつつ、タグ2が所定間隔で配置された回転 担持体10の周面に、各タグ2と少なくとも1箇� �で重なる糸材3の連続的回旋パターンを形成� ��るものであり、糸材原反3rから糸材3を繰り� ��す駆動ローラ401とそれに対向するニップロ� ��ラ402、糸材3の張力調整手段410、及び回転担 持体10の周面に糸材3の連続的回旋パターンを 形成する糸掛装置30を備え、張力調整手段410� ��しては、ダンサー機構420とその下流のパス� ��調整装置430を有している。

 糸掛装置30は、図3に示すように、ジョイ� ��ト部31で略直交方向に接続された第1の駆動� ��ランク機構32aと第2の駆動クランク機構32bか らなっている。これらの駆動クランク機構32a 、32bは、それぞれサーボモータ33Ma、33Mbで駆� ��されるクランクアーム34a、34bと、クランク� ��ーム34a、34bと接続したリンク35a、35bからな� ��、第1の駆動クランク機構32aと第2の駆動ク� �ンク機構32bのジョイント部31は、第1の駆動� �ランク機構32aのリンク35aの中間部と第2の駆� ��クランク機構32bのリンク35bの先端部とを連� ��するものとなっている。また、第1の駆動ク ランク機構32aのリンク35aの先端部には、リン グ状の糸ガイド36と糸通し37を備えた糸通し� �持ブラケット38が設けられている。

 このように第1の駆動クランク機構32aと第 2の駆動クランク機構32bのジョイント部31を、 第1の駆動クランク機構32aのリンク35aの中間� �に設けると、ジョイント部31や、クランクア ーム34bとリンク35bとのジョイント部といった 発塵源となる摺動部を回転担持体10の周面上� ��位置させないことができる。また、回転担� ��体10の周面上には糸通し保持ブラケット38が 位置するだけで、リンクは周面外に位置する ため、糸掛時や通水濾過性シートの回転担持 体10上への供給時に障害となり得るものも極� ��なくすことができる。

 さらに、この糸掛装置30によれば、糸通� �保持ブラケット38を、2つの駆動クランク機� �32a、32bによって駆動し、各駆動機構クラン� �32a、32bの駆動源としてそれぞれサーボモー� �33Ma、33Mbを使用するので、糸掛に必要な軌道 に糸通し37を動かすことが可能となる。

 具体的には、例えば、図4に示すように、 回転担持体10の周面に、2枚ずつのタグ2が近� �するように所定間隔で配置されて吸引によ� �固定されている場合に、糸材3を、各タグ2上 で回転担持体の軸方向に引き延ばした連続的 パターンを形成するには、図5に示すように� �糸掛時には、糸掛用ピン11a、11bを各タグ2の� ��側(回転担持体10の回転方向の上流側と下流� ��)で回転担持体10の一方の周縁10a寄りの位置� ��突出させると共に、各タグ2から回転担持体 10の軸方向に離れた位置にも糸掛用ピン11c、1 1dを突出させ、糸通し保持ブラケット38の先� �の糸通し37が、これらのピン11(11a、11b、11c、 11d)の周りを所定の半径(例えば、6~10mm)の円軌 道で動き、ピン11とピン11の間は上述の円軌� �の接線上を走行するように糸掛装置30を動か せばよい。なお、図4及び図5において、破線� ��、後に回転担持体10の周面に供給される通� �濾過性シート4を示し、点線は通水濾過性シ� ��ト4における抽出バッグ1個分の領域の区切� �を示している。また、図5において、細線の� ��続的回旋パターンは図4の連続的回旋パター ンに対応する。

 ここで、図5の軌道Laは、回転担持体10の� �転により矢印方向に移動しているピン11に対 する軌道であるから、固定座標に対しては、 糸通し37が、図6に示す軌道Lbを描くように糸� ��装置30を動かす。なお、図5と図6中の符号P1� ��、これらの軌道La、Lb上の対応する点を示し ている。

 このような糸通し37の動きは、各サーボ� �ータ33Ma、33Mbにそれぞれ往復運動させ、その 回転速度、回転時間を制御することにより得 ることができる。この場合、クランクアーム 34a、34bの揺動角θa、θbの範囲を120度以下とす ることが好ましい。クランクアーム34a、34bの 上死点や下死点近くになると、リンク35a、35b の動きがクランクアーム34a、34bの動きに比し て小さくなり、糸通し37を所期の速度で動か� ��ことが困難になるが、上述の範囲でクラン� ��アーム34a、34bを動かすことにより、糸通し3 7を所期の速度で動かすことが可能となる。

 また、各サーボモータ33Ma、33Mbによって� �通し37の動きを制御するに際しては、(i)糸通 し37の走行速度が等速になるように制御する� ��(ii)糸通し37がピン11の周りを周回するとき� �速度を低速とし、ピンとピンの間の直線部� �を走行するときは高速となるように制御す� �、(iii)糸通し37の加速と減速を所定の変形曲� ��に基づいて行う、(iv)糸材3を巻き回した糸� �原反3rからの糸材3の繰り出し速度が等速に� �るようにする等の態様をとることができる� �、中でも糸のテンション変動を小さく抑え� �点から(iv)とすることが好ましい。

 なお、このような糸掛装置30の動きは、� �ーボモータ33Ma、33Mbについているロータリエ ンコーダでサーボ機構を働かせることにより 制御することができる。

 シート供給装置50は、通水濾過性シート4� ��巻き回したシート原反4rから通水濾過性シ� �ト4を繰り出し、通水濾過性シート4を、回転 担持体10上に所定間隔で担持されたタグ2とそ のタグ2上に形成された糸材3の連続的パター� ��の上に載せるように供給する。ここで、通� ��濾過性シート4の繰り出しは、経路途中のダ ンサーローラ51に取り付けてある角度検出器� ��、通水濾過性シート4を繰り出すニップ駆動 ローラ52で繰り出し速度を制御することによ� ��、できる限り等速に調整する。

 シール装置60は、本発明に特徴的な制御� �構により駆動される第1、第2、第3、第4のシ� ��ル装置61、62、63、64からなっている。即ち� �回転担持体10上に通水濾過性シート4を供給� �る前に、回転担持体10上に担持されているタ グ2と糸材3を図7(a)に示すシール部位s1で強シ� ��ルする第1のシール装置61、回転担持体10上� �通水濾過性シート4を供給した後に、図7(b)の ように、各抽出バッグ1個分ずつの領域にお� �て、タグ2から通水濾過性シート4の長手方向 に離れた部位s2で糸材3と通水濾過性シート4� �を強シールする第2のシール装置62、図7(c)の� ��うに、タグ2から回転担持体10の軸方向、即� ��、通水濾過性シート4の幅方向に糸材3を引� �延ばした部位s3で糸材3と通水濾過性シート4� ��を弱シールする第3のシール装置63、図7(d)に 示すシール部位s4でタグ2と通水濾過性シート 4とを弱シールする第4のシール装置64を備え� �いる。なお、ここで、強シールとは、通常� �抽出バッグの使用において、シール部位が� �離しない程度に強固にシールすることをい� �、弱シールとは、抽出バッグの使用時に、� �ール部位を容易に剥離できる程度に弱くシ� �ルすることをいう。また、図中、シール部� �s1、s2、s3、s4を囲むハッチング枠は、シール ヘッドがあたる領域を示している。

 なお、本発明の抽出バッグ用シートの製� ��機械1において、シール部位は糸材3の回旋� �ターン、ピン11の配置等に応じて適宜変更す ることができる。例えば、糸材3と通水濾過� �シート4との強シール部位s2を、図7(b)に破線� ��示すs2’のように抽出バッグ1個分ずつの境� ��領域から各抽出バッグ一個分の領域の中央� ��にずらしても良い。また、抽出バッグ1個分 ずつの境界領域のシール部位s2を、製袋時の� ��水濾過性シート4の幅方向のシールで兼ねて もよい。しかし、製袋前にシール部位s2にお� ��て糸材3と通水濾過性シート4とを強シール� �ることにより、抽出バッグにおいて袋本体� �構成する通水濾過性シート4に、吊し糸とな� ��糸材3を確実に接着することができるので好 ましい。

 これらのシール装置60(61、62、63、64)にお� ��るシール手段は、超音波溶着としてもよく� ��加熱溶着としてもよいが、超音波溶着が、� ��ール装置にシートの溶けかすが付着しにく� ��点で好ましい。

 また、これらのシール装置60(61、62、63、6 4)の駆動方法としては、例えば図1A、図1Bに示 すように、回転担持体10の駆動源とは別に上� ��駆動用サーボモータ65を駆動源として、回� �担持体10の周面に対して上下動させると共に 、揺動用サーボモータ66を駆動源として回転� ��持体10の回転方向に往復揺動させて図1Aに示 した矢印のように揺動させる。

 より具体的には、シール装置61、62、63、6 4をそれぞれ固定するシールヘッド取付プレ� �ト601を、回転担持体10の半径方向に摺動可能 に揺動プレート602に取り付けると共に、各シ ールヘッド取付プレート601を棒リンク603で上 下動プレート604と接続し、さらに上下動プレ ート604を、回転担持体10の駆動軸の近傍に設� ��たシールヘッド上下駆動用サーボモータ65� �棒リンク605で接続する。また、各シール装� �61、62、63、64は、エアシリンダ606を介してシ ールヘッド取付プレート601と固定している。 このエアシリンダ606への供給エアー圧力をエ アーレギュレータで所定圧に設定することに より、シールヘッドの下降位置における回転 担持体10の周面への押付け圧力を決定し、ま� ��、押付け時以外にはシールヘッドを回転担� ��体10の周面から後退させ、シールヘッドと� �転担持体10が無駄に消耗しないようにする。

 ここで、上下動プレート604は回転担持体1 0と回転の軸心が共通するが、回転担持体10が 、タグカット供給装置21の近傍に配設されて� ��る回転担持体用サーボモータ12で駆動され� �のに対し、上下動プレート604は、回転担持� �10とは別個にシールヘッド上下駆動用サーボ モータ65で駆動される。揺動プレート602も回� ��担持体10と回転の軸心は共通するが、回転� �持体10とは別個にシールヘッド揺動用サーボ モータ66で駆動される。なお、シールヘッド� ��下動用サーボモータ65とシールヘッド揺動� �サーボモータ66の駆動の制御は、糸材3の回� �パターン、回転担持体10の回転速度、必要と される圧接時間等に応じて予め算出されたタ イミングで所定の回転速度、回転方向をとる ようにコントローラーで制御する。

 このようなシール装置60上下動の制御に� �り上下動の速度、圧接開始と圧接解除のタ� �ミングを調整でき、往復揺動の制御により� �回転担持体10の回転速度と合わせた回転担持 体の周方向の速度調整ができる。そしてこれ により、シール装置60のシールヘッドと、シ� ��ル対象物となるタグ、糸材あるいは通水濾� ��性シートとの圧接時間の調整が可能となる� ��で、これらの材料を変更した場合にも最適� ��シール条件を容易に設定することができる� ��この場合、超音波シールの発振出力や熱シ� ��ルの加熱温度の設定を変えてもよいが、こ� ��らを変えることなく、上下駆動用サーボモ� ��タ65と揺動用サーボモータ66でシール装置60� ��圧接時間を調整することにより簡便にシー� ��条件の最適化を図ることが可能となる。

 本実施例の抽出バッグ用シート製造機械1 で抽出バッグ用シート5を製造する方法とし� �は、まず、タグテープ原反2r、糸材原反3r、� ��ート原反4rをそれぞれ本機械内にセットし� �タグ供給装置20により、タグテープ原反2rか� ��タグテープ2tを繰り出し、それを切断して� �グ2とし、タグ2を回転担持体10の周面に所定� ��隔で担持させる。

 次に、回転担持体10の周面から糸掛用の� �ン11を突出させ、糸掛装置30により、糸材原� ��3rから糸材3を繰り出し、糸材3を回転担持体 10の周面に図4に示す連続的パターンに糸掛す る。

 そして第1のシール装置61により図7(a)に示 すようにタグ2と糸材3を強シールし、シート� ��給装置50により、回転担持体10上のタグ2と� �材3の上に通水濾過性シート4を供給する。糸 掛時に回転担持体10の周面から突出させてい� ��ピン11は、この通水濾過性シート4の供給時� ��は引き下げ、タグ2又は糸材3と通水濾過性� �ート4とのシール時に、通水濾過性シート4に シワがよることを防止する。

 その後、第2のシール装置62により図7(b)に 示すように糸材3と通水濾過性シート4とを強� ��ールし、第3のシール装置63により、図7(c)に 示すように糸材3と通水濾過性シート4とを弱� ��ールし、第4のシール装置64により図7(d)に示 すようにタグ2と通水濾過性シート4とを弱シ� ��ルする。

 こうして、回転担持体10上で図8に示す抽� ��バッグ用シート5を得ることができる。図中 、s1はタグ2と糸材3の強シール部位、s2は糸材 3と通水濾過性シート4との強シール部位、s3� �糸材3と通水濾過性シート4との弱シール部位 、s4はタグ2と通水濾過性シート4との弱シー� �部位である。

 この抽出バッグ用シート5をロール状に巻 き取り、別個の充填包装機にかけて抽出バッ グの製造に供しても良いが、図2に示したよ� �に、回転担持体10から抽出バッグ用シート5� �連続的に充填包装機70に送り、抽出バッグ6� �製造してもよい。その場合、サーボモータ� �備えた基準送りローラ71で繰り出される抽出 バッグ用シート5の速度にあわせて充填包装� �70を稼動させる。

 充填包装機70としては、公知の種々のも� �を使用することができるが、例えば、図9に� ��すように、抽出バッグ用シート5を案内する フォーマーガイド72を備えた筒体73、抽出バ� �グの内容物となる茶葉等を筒体73に所定量ず つ送り込むオーガ充填機80、筒体73に巻き付� �た抽出バッグ用シート5を下方に走行させる� ��りローラ74、抽出バッグ用シート5の両側縁� ��をシールして筒状にする縦シール装置75、� �状に成形した抽出バッグ用シート5を幅方向� ��シールする横シール装置76を備えたものを� �用することができる。この横シール装置76は 、シールヘッド76aの取付基台(図示せず)を筒� ��73の長手方向に垂直な平面内で90°ずつ揺動� ��せ、かつその揺動の度にシールヘッド76aを� ��出バッグ用シートの幅方向に走行させるこ� ��により、順次、抽出バッグ用シート5の幅方 向の溶着溶断を行う。これにより、例えば、 図8の抽出バッグ用シート5から、図10に示す� �出バッグ6のように、上下両端縁の幅方向の� ��ールsx、syがねじれの位置となったピラミッ ド型の抽出バッグであって、その頂部近傍の シール部位s2で、糸材3からなる吊し糸の一端 と通水濾過性シート4とが強シールされ、そ� �吊し糸の他端の部位s1で吊し糸とタグ2が強� �ールされ、吊し糸とタグ2がそれぞれ部位s3� �s4で通水濾過性シート4と弱シールされてい� �抽出バッグを得ることができる。

 充填包装機70において、横シール装置76と しては、抽出バッグ用シートの幅方向のシー ル時にはシールヘッド76aとその受け76bを下方 に移動させ、抽出バッグ用シート5の走行を� �めないようにすることが好ましい。この場� �、横シール装置76のシールヘッド76aとその受 け76bは、最も下がった位置からは、90°回転� �つつ上方の位置に戻るようにする。したが� �て、横シール装置76は、図9の矢印のように� �り返し動かすことが好ましい。

 なお、縦シール装置75及び横シール装置76 のシール手段は、超音波によってもよく、加 熱によってもよい。

 この他、横シール装置76としては、筒体73 の長手方向に垂直な平面内で、シール方向が 90°異なる第1の横シール装置と第2の横シール 装置を設け、これらを交互に使用するように しても良い。

 また、縦シール装置75を用いて、抽出バ� �グ用シート5の両側縁部を溶着溶断すること� ��より不要な縁部(耳部)が生じる場合には、� �れを巻き取るスクラップ巻き取り手段77を設 けても良い。

 なお、本発明の抽出バッグ用シートの製� ��機械1で使用する、糸材3、タグテープ2t、通 水濾過性シート4としては、従前のものを使� �することができる。例えば、糸材3としては� ��ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑� ��合成繊維をはじめとして超音波溶着や熱溶� ��が可能な素材から形成されたものを使用す� ��ことができ、タグテープ2tとしては、紙、� �ラスチックシート等から形成されたものを� �用することができる。また、通水濾過性シ� �ト4としては、ポリエステル、ナイロン、ポ� ��エチレン、ポリプロピレン等の合成繊維、� ��ーヨン等の半合成繊維、コウゾ、ミツマタ� ��の天然繊維の単独又は複合繊維からなる織� ��、不織布、紙類、多くの孔を開けたフィル� ��等を使用することができる。