JP2002518206A - 包装形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 包装形成装置は２つまたはそれ以上の処理ステーション（Ａ〜Ｊ）を含み、前記処理ステーションは、包装用紙を閉じた構造に形成する処理手段（４）と、移送テーブル（１）などの移動構造に取り付けられた巻き付け心棒（５）であって、移送構造は心棒およびその周囲に巻き付けられた包装用紙のケーシング部（Ｏ）を異なる処理ステーション（Ａ〜Ｊ）間で移動させるように配設されている、少なくとも１つの巻き付け心棒（５）と、巻き付け心棒の長手軸方向に処理手段（４）を移動させる機構とを備えている。巻き付け心棒（５）の長手軸方向における処理手段（４）の移動を実施する方法によれば、少なくとも２つの処理手段（４）が同一のパワーユニット（６）に動力的に接続され、これによって、少なくとも２つの処理手段（４）がガイドレール機構（17）を介して同一の引き上げフレーム（３）に接続され、このフレームはさらにパワーユニット（６）に接続され、これによって、引き上げフレーム（３）が巻き付け心棒（５）の長手軸方向に移動するよう配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の前段に記載の形式の包装形成装置を目的とする。

【０００２】 液体包装用板紙の円筒型包装を形成することは公知であり、前記包装は、熱接
着性塗工を備えた用紙の互いに対向する垂直辺を接合することにより得られる直
立円筒型ケーシング部と、ケーシング部を頂部および底部において塞ぐ端部用部
品とで構成されている。この形式の包装は各種飲料の無菌気密包装用に使用され
ている。

【０００３】 飲料などの被包装物が貯えられる包装は、後続の工程に供給され、包装形成装
置で自動形成される。この装置は、一連のいわゆる巻き付け心棒を含み、この周
囲に巻き付けることによりケーシング部が形成される。巻き付け心棒は、心棒を
様々な処理ステーション間で移動させる回転構造内に配置されていて、各ステー
ションでは、順次、ある特定の操作が実行され、この結果、次第に缶状包装ケー
シングが形成され、最後の処理ステーションで心棒から取り外されて充填および
密封用の充填ユニットに移される。

【０００４】 缶状包装ケーシングの形成に際し、処理ステーションのいくつかで、通常は実
質的に垂直方向、すなわち巻き付け心棒の長手軸方向に処理手段を移動させるこ
とが必要である。これは特に、処理手段がその操作位置にある間、少なくとも部
分的に巻き付け心棒および／または包装用紙の移送軌道内にある、例えば包装の
端部用部品を形成しそれを適切に配置する処理ステーションの場合が該当する。
これによって、処理手段は、その操作位置において、部分的に包装用紙の内側に
入っている。この場合、巻き付け心棒は処理工程期間中は処理ステーションに停
止していて、巻き付け心棒が次の処理ステーションへ移動するのを処理手段が妨
げないようにするため、処理工程後に、処理手段は、その操作位置から離れた所
に移動していなければならない。通常、例えば、前記端部用部品の処理には、複
数の処理工程を必要とし、したがって複数の処理手段の垂直移動を必要とする。

【０００５】 前述の機能を必要とする包装形成装置は、当分野では知られていて、この形式
の装置は、例えば、欧州特許第0038448号に開示されている。

【０００６】 個々の特定の処理ステーションにおける処理手段の動作を配備するには、おそ
らくは、６台程度の個別パワーユニットと動力伝達機構とが必要になり、さらに
それぞれが、例えば機能毎の特定の自動制御を必要とする。これは包装形成装置
の信頼性を損ない、保守サービスの要求や頻度を増すこととなる。

【０００７】 本発明は、装置内で処理手段の移動上必要とされる機構が公知の方式に比較し
て大幅に簡略化された包装形成装置を提案することにより、包装形成装置の信頼
性を増し従来技術のレベル向上を図ることを目的とする。本目的を達成するため
に、少なくとも２つ、望ましくは２つ以上の垂直方向動作を行う処理手段が、動
力的に同じパワーユニットに接続されている。望ましくは、暖め、熱し、または
モールドするために心棒の端部に向かって移動するすべての処理ステーションの
処理手段は、前述の方法により一緒に移動するように配設されている。

【０００８】 本発明に係る包装形成装置では、前記処理手段は動力的に同一の一体化された
いわゆる引き上げフレームに接続されていて、この場合、引き上げフレームの垂
直移動によって各処理手段の同時動作がなされることとなる。このような場合、
処理手段の垂直移動をもたらすのに必要となるのは、引き上げフレームを動かす
１台のパワーユニットにすぎないため、包装形成装置の構造は実質的に簡略化さ
れる。本方式により信頼性が大幅に改善される。なぜなら、処理手段の動作を制
御する自動制御と、同時に包装形成装置全体の運転を制御する自動制御システム
全体とに必要とされる機構は、従来の応用例に比較して明らかに簡略化されてい
るからである。

【０００９】 本発明に係る他の好適な実施例については、添付の従属請求項および以下に記
述する明細を参照されたい。

【００１０】 本発明のより詳細については、添付図面を参照して以下に説明する。

【００１１】 本文では液体包装容器の各部を表すために下記の用語を使用する。 −包装：商品包装または前後関係に応じて包装ケーシング。 −商品包装：中身を充填し密封された完成液体包装容器。 −包装ケーシング：未充填および未密封の商品包装の外部ケーシング。 −缶：長手軸に垂直な断面が典型的に閉じた構造に巻かれている、包装の一部で
あり、その一方または両方の端部が端部用部品により密閉されているケーシング
部分。 −包装用紙：通常は液体包装用板紙からなる真っ直ぐな平面状部品であり、より
大面積の紙材、例えば長尺の帯状紙から切り出される部品であって、これらの部
品の結合により包装ケーシングが形成される。 −用紙または用紙材の外部表面：完成包装の外観表面を形成し、一般に印刷およ
び熱接着性塗工を有する表面。 −用紙または用紙材の内部表面：完成包装内で包装の中身に接する表面を形成し
、一般に熱接着性塗工を有する表面。 −用紙材：用紙の原材料で、通常は熱接着性塗工でコートされた液体包装用板紙
。

【００１２】 包装機は包装形成装置を含み、前記包装形成装置内で、図１に示す缶状包装ケ
ーシングの直立部が形成され、このケーシングは水平断面で閉じた円形になって
いる。すなわち、ケーシング部分Ｏには、その開口端を密閉する端部用部品Ｐが
接合されている。この方法で得られた缶状包装は、一方の端部を開口したまま包
装機の充填ユニットに移され、そこで最終の商品包装が作られるが、それについ
てはこれ以上詳細な説明は行わない。

【００１３】 図２に示す包装形成装置内には、水平面内で回転するよう配設された移送テー
ブル１があり、このテーブルの周辺部には一定角度の間隔をおいて様々な形成工
程毎に前記包装を保持する形成部が配置されている。形成部は互いに均一であり
、テーブル面から垂直に立ち上がっている直立心棒５から成り、前記心棒の周囲
で包装ケーシングのケーシング部が形成され、以後これを巻き付け心棒という用
語で表す。

【００１４】 移送テーブル１に加えて、包装形成装置は固定フレーム２をも含み、この上を
テーブルが回転するように設置されていて、テーブル１の下方に位置する前記フ
レームの水平部分を参照符号2aで表す。フレームは巻き付け心棒５の数と同数の
処理ステーションを有し、前記ステーションの各々において、一方の端部が開い
ている缶形成のうち一定の工程が実行される。停止工程、すなわち各ステーショ
ンがある作業工程を実行している時は、各心棒は処理ステーションに位置し、移
送工程では、各心棒は、巻き付け心棒５間の角距離に相当する、テーブルの短い
回転動作によって後続処理工程のための次のステーションへと移動する。

【００１５】 以下、個々の処理ステーションの詳細を、主として缶状包装ケーシング形成に
おけるそれぞれの作業をベースとして説明する。すべての処理ステーションは処
理手段４を含み、これは、移動または他の機能によって所要の作業工程を実行す
る。処理手段４は、主として、巻き付け心棒５の円周軌道の外側および／または
巻き付け心棒の上方に設置されるか、あるいは一時的に巻き付け心棒の移動軌道
上にあって移送工程の期間中は巻き付け心棒の通路外に移動するようになってい
る。図２にはこれら種々の部品の詳細は示されていないが、前述の操作部品が取
り付けられている個々のステーションの支持構造が示されている。

【００１６】 巻き付けステーションＡでは、特定の高さの用紙が用紙ウェブＬの底端から切
り出され、フレーム内に設けられた移送器によってステーションへと移送され、
前記用紙は巻き付け心棒５と接触するように押され、心棒の外形によって定まる
形状になるようにその周囲に巻き付けられる。このようにして包装ケーシングの
ケーシング部Ｏが形成され、ケーシング部の水平断面は閉じた外周形状を有し、
円筒形心棒の場合には円形を有する。

【００１７】 側壁密閉ステーションＢでは、巻き付けステーションで一方が他方の上に重ね
られたケーシング部Ｏの垂直エッジが、一緒に密封されて接合される。これは、
重ね合わされたエッジを一緒に圧接し、それと同時に、事前に接着状態にまで加
熱されていた用紙の内面上の接着塗工を冷却する圧接面を用いて実施される。

【００１８】 予備加熱ステーションＣでは、高温エアが側面の密閉部分の上端部で内側に吹
き付けられ、これにより用紙材の内面のこの点で、熱接着塗工が適切に加熱され
る。

【００１９】 端部用部品ステーションＤでは、ケーシング部Ｏの水平断面形状に輪郭が合致
している端部用部品が、前記ステーションに供給される連続した用紙ウェブＭか
ら切断型により切断され、続いて前記端部用部品は開口を通過させられ、これに
より同時にその外エッジが折り曲げられる。その後に部品は巻き付け心棒５の頂
端面を対向面として用いながら、ケーシング部Ｏの上部開口端へと下方に押し付
けられ、これによって端部用部品の上方に折り曲げられた外エッジがケーシング
部Ｏの内表面に圧接される。

【００２０】 第１加熱ステーションＥでは、高温エアが端部用部品の外表面上に吹き付けら
れてエッジに導かれ、これにより部品の底の表面がケーシング部Ｏの上端部の内
表面に向かって上に折り曲げられているエッジにおいて加熱されることになる。

【００２１】 第２加熱ステーションＦでは、上端部の周辺部全体に加熱が十分に行われるよ
うに同様な処理が実施される。

【００２２】 クレンチステーションＧでは、端部用部品の上に折り曲げられたエッジの上に
あるケーシング部Ｏの上端部が、上方から中心および下方に向けて押し曲げられ
、この場合、前記上端部は上向きに曲げられた端部用部品の外エッジの周りで折
り畳まれる。

【００２３】 第１の端部密閉ステーションＨでは、ケーシング部Ｏの端部のエッジが端部用
部品の上方に曲げられた外エッジに対して圧接され、これによって、先行する加
熱工程で加熱された熱接着塗工による部品相互間の接着が行われ、端部用部品の
上に折り曲げられた外エッジは、Ｕ字状に折り畳まれた上端部の内側に恒久的に
留まることとなる。

【００２４】 第２の端部密閉ステーションＩでは、この工程で既に完成している缶状包装ケ
ーシングの周辺全体に均一な密閉を施すために、先行のステーションで実施され
たのと同様の作業工程が異なるポイントに対して実施される。

【００２５】 最後の処理ステーション、すなわち解放ステーションＪでは、缶状包装ケーシ
ングは引き上げられて巻き付け心棒５から離され、コンベヤ軌道上を包装機の充
填ユニットへと移送される。

【００２６】 完成された缶が巻き付け心棒５から取り外される毎に、巻き付け心棒は新しい
ケーシング部Ｏ用紙を受け取るためにテーブル１の短い回転動作により再び巻き
付けステーションＡに戻り、上述の処理工程が繰り返されることとなる。

【００２７】 各ステーションＡ〜Ｊの典型的な処理時間は、あるステーションから他のステ
ーションへの移送を含めて500ms程度である。したがって、包装形成装置内で１
個の缶の製造はおよそ５秒で完了可能であり、その製造能力は１缶あたり0.5秒
、すなわち毎分約120缶となる。

【００２８】 上述の処理ステーションでは、通常少なくとも予備加熱ステーションＣ、第１
および第２加熱ステーションＥおよびＦ、クレンチステーションＧ、および第１
および第２端部密閉ステーションＨおよびＩの処理手段４は、機能上、巻き付け
心棒５の長手軸方向に本質的に同一の距離の垂直動作を必要とする。これは、処
理手段４が最初にそれぞれの非操作位置から操作位置へと下方に移動し、包装用
紙と接触し（クレンチステーションの形成工具および端部密閉ステーションの圧
接手段）、または、それに接近して内側に入り（予熱および加熱エアの吹付け手
段）、処理作業の後に再びそれぞれの非操作位置に戻ることを意味する。以下、
処理手段４は上述の動作を行う処理手段に特定して説明することとし、他の処理
手段４に関しては前後関係に応じて、従来技術を参照するものとする。

【００２９】 図３は装置の一部の垂直断面を表す。本発明に係る包装形成装置は、不可欠の
要素として引き上げフレーム３を備えていて、これは、図３に示すように、好ま
しくはフレームの水平フレーム板2aの下方に位置し、処理ステーションの処理手
段４は、これに一体的に接続されている。引き上げフレーム３は各ステーション
において水平に、テーブル１のエッジに並行して走行する。引き上げフレーム３
はその下のパワーユニット６に接続されていて、これにより引き上げフレーム３
の垂直動作が行われる。図３は特にクレンチステーションＧの処理手段４を表し
ていて、その内部構造設計によって、ケーシング部Ｏの上端部を端部用部品の外
エッジの周囲（コップ状の内部の底の周辺に設けられた溝）に圧接する。しかし
、図３はまた上述の他のステーションの処理手段をも表していて、前記処理手段
は心棒５の軸方向に移動し、同様な方法で引き上げフレーム３に接続されている
。すなわち、それらの動作は、それらと結合する引き上げフレーム３の動作によ
って規定されている。図３にはクレンチステーションＧに位置する心棒５のみが
示されている。

【００３０】 図３に示す好適な実施例によれば、処理手段４は、２本の実質的に平行な細長
いガイドレールユニット11を含むガイドレール機構17を介して、引き上げフレー
ム３に接続され、前記ユニットはさらに、好ましくは実質的に水平な接続アーム
14、15により相互に接続されている。ガイドレールユニット11はフレーム２に接
続された実質的に垂直なガイドレールスリーブ12と、前記スリーブ内を自身の長
手軸方向に移動するガイドレールアーム13とから成る。ガイドレールアーム13の
少なくとも一方は、取り外し可能で望ましくは長さ調節が可能なジョイント18を
介して、引き上げフレーム３に接続されている。これは、接続アーム14、15によ
り相互に接続されたガイドレールアーム13は、引き上げフレーム３の上昇あるい
は下降に一致して動作することを意味する。上記の好ましい実施例では、上部接
続アーム14はさらに、その一部がテーブル１の方向すなわち巻き付け心棒５の方
向に、その末端部に処理手段４を固定することが可能になるような形で延びてい
るが、処理手段４をガイドレール機構Ｉに接続する別個の手段を構成可能である
ことも明らかである。下部接続アーム15の垂直移動を可能にするためにスペース
16がフレーム板2a内に設けられていて、これはガイドレール機構Ｉに関する限り
好都合であるが、接続アーム15は、部分的または完全に、フレーム板2aの外側で
移動するように配設してもよい。ガイドレール機構17を用いることにより、引き
上げフレーム３の往復運動と同じ大きさの運動を処理手段４に伝達可能である。

【００３１】 ガイドレール機構17を用いるのと同様に、引き上げフレームの垂直往復運動を
処理手段４に伝達する他の連結点は、参照番号18により示す。

【００３２】 上述の実施例では、引き上げフレーム３およびパワーユニット６は、実質的に
移送テーブル１およびその下の水平フレーム板2aの下方に配置されているため、
例えば所要スペースの観点から最適なものである。また本実施例を用いれば、処
理手段および引き上げフレーム３を上下動させる駆動ユニットがフレームにより
音響的に絶縁されるため、騒音レベルを低減することができる。明らかに他の実
施例も可能であって、処理手段４のジョイント駆動を水平フレーム板2aの反対側
上に配置することも可能である。引き上げフレーム３は、例えば移送テーブル１
および巻き付け心棒５の移送軌道の上方に配置してもよく、またパワーユニット
６は、適当なパワー伝達機構を用いて、様々な方法で配置可能である。同様に、
ガイドレール機構17は、特に引き上げフレーム３との位置関係に関連して、上記
の実施例とは異なる方法で実現可能であり、唯一のガイドレールおよびこれに対
応した１本のガイドレールアームであってもよい。

【００３３】 図３はまた、パワーユニット６の運動を引き上げフレーム３に伝達するパワー
伝達機構19を示す。パワーユニットは往復運動型であり、パワー伝達機構は、こ
の場合はボールねじであり、パワーユニット軸の回転運動を引き上げフレーム３
の往復直線運動に変換する。パワーユニットは往復直線運動を発生するものであ
ってもよく、この場合は引き上げフレーム３を直接にパワーユニットに接続可能
である。

【００３４】 パワーユニット６によって、本質的に心棒５の長手軸方向内に引き起こされる
運動は、処理ステーションにおいて機械的に、例えば運動をガイドレールアーム
13へ伝達するように接続されている手段を援用して、他の方向の運動に変更可能
なことが明らかである。

【００３５】 図３はまた、巻き付け心棒５の底端部にある参照番号７で表された昇降リング
を示していて、これにより、巻き付け心棒５の周囲のケーシング部Ｏの位置を調
整可能である。昇降リング７は、その動作がテーブルの下方にあるフレーム構造
20内に設置された適当なガイドウェイによって制御され、処理ステーションＣ〜
Ｊにおいてケーシング部Ｏをスタート位置から高位置へと上昇させて、その頂端
部で処理が実行されることを可能とする。移送テーブル１を回転させるモータは
、フレーム板2aにその下方で取り付けられていて、参照符号Ｍで示されている。

【００３６】 本発明はまた、図１に示すほぼ円筒形の包装の処理に限定されるものではなく
、その構造形状が心棒の外郭の形状により決定され、構造断面が円とは異なる閉
じた構造を心棒の周囲で形成する、あらゆる形成装置に適用可能である。包装は
、その長手軸方向で円錐形状としてもよい。

【００３７】 引き上げフレーム３および包装形成装置の動作をもたらし、これらを相互に同
期させるため、エアシリンダ、センサおよびサーボ駆動などの、通常の機構およ
び自動化の方式を使用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 包装の一部を形成する缶をその長手軸方向の断面により示す図である。

【図２】 本発明に係る包装形成装置の平面図である。

【図３】 本発明に係る包装形成装置の側面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E075 AA29 BA72 BB22 CA01 DA03 DA04 DA05 DA17 DA32 DB12 DC62 DD03 DD17 DD45 DD49 EA01 GA04

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 − 包装用紙を閉じた構造に形成する処理手段（４）を備え
   た２個またはそれ以上の処理ステーション（Ａ〜Ｊ）と、 − 移送テーブル（１）などの移動構造に固定された巻き付け心棒（５）であっ
   て、該移動構造は、該心棒およびその周囲に巻き付けられた包装用紙のケーシン
   グ部（Ｏ）を、１つの処理ステーションから他の処理ステーション（Ａ〜Ｊ）に
   移動させるように配設されている、少なくとも１個の巻き付け心棒（５）と、 − 処理手段（４）の動作を巻き付け心棒（５）の長手軸方向に行わせる機構と
   を含む包装形成装置において、 前記巻き付け心棒（５）の長手軸方向における処理手段（４）の動作は、少な
   くとも２個の処理手段（４）が動力的に同一のパワーユニット（６）に接続され
   該同一のパワーユニット（６）によって同時に動作するように行われることを特
   徴とする包装形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の包装形成装置において、少なくとも２個の
   処理手段（４）がガイドレール機構（17）によって同一の引き上げフレーム（３
   ）に接続され、該引き上げフレームはさらにパワーユニット（６）に接続され、
   これによって前記引き上げフレームは、前記巻き付け心棒（５）の長手軸方向に
   動作するように配設されていることを特徴とする包装形成装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の包装形成装置において、前記ガイドレール
   機構（17）は少なくとも１本のガイドレールユニット（11）を含み、該ユニット
   は、包装形成装置のフレームに固定され前記巻き付け心棒（５）の長手軸方向に
   平行な細長いガイドレールスリーブ（12）と、該スリーブ内を自身の長手軸方向
   に移動するよう配設された細長いガイドレールアーム（13）とから成り、該アー
   ムは、前記ガイドレールスリーブ（12）と平行であり、さらに該アームの一方の
   端部は処理手段（４）に接続され、他の端部は前記引き上げフレーム（３）に接
   続されていることを特徴とする包装形成装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の包装形成装置において、前記ガイドレール
   機構（17）は、２本の実質的に同一で平行なガイドレールユニット（11）を含み
   、該ユニットのガイドレールアーム（13）は、上部接続アーム（14）および下部
   接続アーム（15）によって一体となって相互接続されていることを特徴とする包
   装形成装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の包装形成装置において、前記処理手段（４
   ）は、前記接続アーム（14、15）に一体となって接続されていることを特徴とす
   る包装形成装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の包装形成装置において
   、前記パワーユニット（６）は、前記巻き付け心棒（５）に対して、該巻き付け
   心棒（５）を移動させる回転テーブル（１）などの移動構造の反対側に配置され
   ていることを特徴とする包装形成装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の包装形成装置において、前記巻き付け心棒
   （５）を移動させる回転テーブル（１）などの移動構造は水平面内で動作し、前
   記パワーユニット（６）は前記移動構造の下方に配置されていることを特徴とす
   る包装形成装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の包装形成装置において、前記パワーユニッ
   ト（６）は、包装形成装置のフレーム板（2a）の下方に配置されていることを特
   徴とする包装形成装置。