JP2534478B2 - 包装容器の製造方法およびその機械装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、包装容器を異なった処理ステーションの間
を２台の搬送要素の手段によって断続的に前進させるよ
うにした２本の製造ラインに沿って、充填および密封を
行って包装容器を製造する方法に関し、更に本発明は、
充填，密封その他の処理を行うために異なったステーシ
ョンの間で包容容器を運搬するための搬送要素を具備し
た包装機械装置に関するものである。

〔従来の技術〕

異なったタイプの内容物の包装容器の製造において
は、包装材料を完成した包装容器に変えて必要な内容物
を充填し、密封するための方法と機械装置が用いられ
る。食料品産業、特にミルク及びその類似品のような毎
日生産する品物の包装作業においては、ウエブ又はシー
ト状のブランク（場合によっては一部分前成形し、開口
部を設けた形態またはこれに類似した状態）を包装容器
に変え、これに内容物の所要量を充填し、液体が洩れな
いような方法で密封する機械装置が用いられる。

この処理を実行するための既知の機械装置（米国特許
第3,785,113号）は、包装容器用ブランクを充填可能な
包装容器に変えるための第１の部分及び包装容器の充填
と密封、場合によっては最終成形を行なうための第２の
部分とより成る。第１の部分は、予め組立てられた包装
容器用ブランクを入れるためのマガジン、このブランク
をその上に置くマンドレルホイール、各々の包装容器用
ブランクに水密底部を形成するための密封及び成形機素
を具備している。その後、このブランク（半完成品）は
本機械装置の第２の部分、詳しくはコンベヤの部分に移
されるが、このコンベヤは異なった処理機能を有するス
テーションの間で、断続的に当該ブランクを移動させ、
上述のそれぞれの処理ステーションでは本ブランクの内
容物を充填し、上記の成形の上密封する。

このタイプの機械装置は、必要なコンベヤと生産ライ
ン（マンドレルホイールとコンベヤ）の数量が提示され
るならば、所要の能力を提供することができる。２本の
生産ラインで説明した例の他に、更にもっと大きな機械
で、３〜４本又はそれ以上の生産ラインを使うことも可
能である。このことは以下のようにして行われた。即
ち、必要な数量の生産ラインを複合機械装置のフレーム
内で平行に設置して、各々の生産ラインには、生産ライ
ンに関連づけられるすべての部品を装備した。しかしな
がら、全般的に見て普通の電気及び制御システムを、一
般の駆動ユニットと共に使用していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

２本またはそれ以上の複合運転生産ラインを有するこ
のタイプの包装機械装置を使用するときでも、しかしな
がら、或る欠点は感じられる。各々の生産ラインは断続
的に駆動され、コンベヤで搬送される包装容器は、各々
の処理ステーションで充填，封入，その他の作業を行う
ために少しの間停止するので、機械装置の駆動ユニット
に極端に変動する負荷がかかることになり、かつ、本機
械装置が平行に配列された２本またはそれ以上の生産ラ
インを具備し、これらの生産ラインを互いに周期的に複
合駆動するとき、上述の変動負荷は非常に大きくなり、
所要動力の増大及び騒音等の形態での不都合だけでな
く、また駆動ユニットの極端な摩耗増大をも引き起こ
し、必然的に同じものに対してかなり寸法の大きいもの
が必要となる。互いに周期的にすべての生産ラインを断
続駆動するということは、異なった処理ステーションを
周期的に運転するということでもあるので、電力，熱
風，その他類似したものの所要値に相当なピークが発生
する。

本発明は、上記の問題点を解決し、更に断続駆動によ
る移動にもかかわらず、既知の方法に比較して非常にバ
ランスのとれた所要エネルギー入力を与えるとともに、
上記生産ラインの搬送要素の断続既動を簡単且つ円滑に
行う包装容器の製造に関する方法を提供することを目的
とする。

本発明は更に以下のような包装機械装置の提供も目的
とする。この機械装置では、２台またはそれ以上のコン
ベヤが共通の駆動ユニットによって駆動ユニットへの負
荷が可能な限り均一になるような方法で駆動されてお
り、その結果ここで使用する構成要素の寸法と同様に所
要エネルギーも最小限小さくすることができる。また、
この機械装置では、駆動及び運動のパターンが、負荷，
振動，騒音等を、穿孔技術による包装機械装置に比較し
て、小さくするように設計されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の包装容器製造方法は、異なった処理ステーシ
ョンの間に包装容器を搬送する２台の搬送要素を非同期
的に駆動することを特徴とするものであって、第１の搬
送要素に沿う処理ステーションは第２の搬送要素に沿う
処理ステーションと交互にそれぞれ共通の駆動動力源か
ら割出歯車箱を経由して駆動されるそれぞれの搬送要素
の断続駆動に合わせて作動するとともに、処理ステーシ
ョンの各組に対してエネルギーが連続して供給され、当
該エネルギーは上記の組に含まれるそれぞれの処理ステ
ーションへ共通のエネルギー源から交互に供給される点
にあり、また、本発明の包装機械装置は、その機械装置
が２台の断続的に駆動し得る搬送要素を具備し、各搬送
要素はそれぞれ充填，密封その他の処理のための異なっ
た一対の処理ステーションを有することを特徴とするも
のてあって、これらの搬送要素は１個または数個の割出
歯車箱を経由して共通の駆動動力源に接続され、類似し
ているが相互に相殺された運動パターンに従って駆動さ
れるようになっている点にある。

〔作 用〕

本発明においては、２台の非同期的に共通の駆動動力
源から割出歯車箱を経由して駆動される搬送要素の断続
駆動に合せて、それぞれの搬送要素に沿う処理ステーシ
ョンにおける充填，密封その他の処理のための作動は、
各搬送要素の処理ステーションにおいて交互に行われ、
且つこれらの搬送要素は相互に相殺された運動パターン
に従って駆動され、共通の駆動ユニットへの急激な負荷
の変動を避け負荷を均等にして、所要エネルギーを最小
にし振動、騒音等を減少せしめる。

〔実施例〕

本発明による機械装置と同様にその方法についての実
施例を添付した概要図につき詳細に説明する。その概要
図は単に本発明を理解する上で不可欠な細部を示してい
る。

第１図は、本発明による包装機械装置の種々の主要構
成要素を示す平面図、第２図は、第１図に示した包装機
械装置の主要構成要素を一部分は断面で図示した側面
図、第３図は本発明による機械装置を用いて包装容器を
段階的に製造する様子を透視画法で図解的に示したもの
である。

本発明による機械装置は、既述のアメリカ合衆国の特
許で説明されていた機械装置に類似して、水平板（２）
を含むフレーム（１）で作り上げられている。この板の
下には、本機械装置の駆動ユニット，その電気システ
ム，潤滑システム，その他運転に必要な一般部品が取付
けられている。駆動ユニットは電動機（３）の外に割出
歯車箱（４）を有し、この割出歯車箱（４）は電動機
（３）の連続回転を割出運転に変換すること以外に機械
装置の運動可能な部品に運動を伝達する。このように割
出歯車箱（４）は駆動軸（５）に接続されており、この
駆動軸は本機械装置の中央に位置し、この機械装置は順
番に２台のコンベヤ（６）を駆動する。これらのコンベ
ヤは平行に伸びてフレーム板（２）の上に位置してい
る。駆動軸（５）は更に沢山のカム板（７）を駆動する
ように接続されており、それらのカム板からアームとロ
ッド（示されていない）のシステムが沢山の処理ステー
ションへ運動を伝達する。

これらの処理ステーションはコンベヤ（６）に沿って
設置されているが、このコンベヤについては以下に詳細
に説明する。割出歯車箱（４）から更に垂直方向動力伝
達要素（示されていない）が伸びており、この動力伝達
要素は本機械装置のフレーム内で回転できるように取付
けられた沢山のマンドレルホイール（８）を駆動する。
駆動ユニットはその大部分が通常のものであるが、更に
潤滑油ポンプ，コンプレッサ用ポンプまたはこれに類似
したものに用いる動力取出装置も具備している。しかし
ながら、上述のものは本発明を理解するのに重要ではな
いので、これに関連してあまり詳細には記述しない。駆
動ユニットはまとめてフレームの板（２）の下にある空
間に設置してある。

フレーム板（２）の上には、包装容器用ブランクの搬
送要素、及び個々の包装容器の成形，充填または他の処
理のための沢山の種々の要素を設置してある。本機械装
置の上部は第１部分と第２部分に大別される。第１部分
は図の左側に位置し、ここで包装容器用ブランクは形状
を変えられ、内容物を充填する準備が整えられる。

第２部分は図の右側に位置し、ここで内容物が充填さ
れ密封されて包装容器は完成する。包装容器は既知のタ
イプ、例えばいわゆる屋根のむね形であり、例えば紙の
支持層を有し、この紙は両側に水密で熱溶着が可能な熱
可塑性層を塗布している。上述のブランクは折り目線に
よって容器本体用，頂部用及び底部用の異なった板状部
分に分けられ、管の形状にシールをして平たい形状で並
べられる。しかしながら、これは全く一般的なものであ
り、本発明にとって重要ではない。

本機械装置の第１部分は、事実上のフレーム（１）の
外側に取付けられた２つのマガジン（９）を具備し、こ
れらのマガジンには沢山の包装容器用ブランク（10）を
ひとまとめずつ供給する（第３図）。当該包装容器用ブ
ランクはマガジンの中へ人手または自動で入れられ、そ
こで連続して図の右側へ送られ、起こしユニット（11）
に到る。当該起こしユニットは平たい形状で並べられた
個々の包装容器用ブランク（10）を起こすので当該包装
容器用ブランクは管状になり実質的な四角の断面を有す
るものになる。その後フィーダ（12）を用いて管状の包
装容器用ブランク（10）は一時的にフィーダ（12）と並
んだ状態にあるマンドレル（13）に移送され、当該マン
ドレル（13）は既に説明したマンドレルホイール（８）
によって星形に支持されており、上述のマンドレルホイ
ールは段階的に回転する。通常各々のマンドレルホイー
ルは二重になっており、二重になったフィーダ（12）と
も協同して作動する。このようにして当然のことなが
ら、また、２つの包装容器は任意の或る時間において同
時に処理される。このようなことは暗に理解されるが、
ここでの説明では明瞭に理解させる必要もないのでより
詳細な説明は省略する。上述のことはまた、すべての連
続した要素（充填機，上部成形機等）は２台が１組にな
ったタイプ（二重に設置されている）であることを示
す。しかしこのようなことはよく知られているので詳細
な説明は省略する。包装容器用ブランクをマンドレル上
の正しい位置に置くときマンドレルホイールは一段階回
転し、その結果包装容器用ブランクの突出端部は熱風送
風機（14）の真向かい側に置かれ、当該熱風送風機は上
記突出端部の材料の熱可塑性層を軟化温度まで加熱す
る。その後、上記マンドレルホイールは更に一段階回転
し、加熱された突出底部の耳の部分は一緒に折り重ねら
れ、水密性を有する容器の底部を作るために同時に冷却
しながら圧縮される。マンドレルホイールが更に回転す
ることにより、上述の包装容器は、２台のコンベヤ
（６）の一方または他方の頂部に垂直に置かれる。この
ようにして、本機械装置の第１部分における包装容器用
ブランクの取扱いが完了する。

既にのべた２本のチェーンコンベヤ（６）は包装容器
用搬送要素として用いているが、これらは本機械装置の
長手方向に、機械装置の下に横たわっている駆動軸
（５）と共に互いに平行に伸びている。各々のコンベヤ
（６）は２本の無端のコンベヤチェーンを有し、これら
のチェーンには搬送金具を取付け、当該搬送金具の間に
は空所即ち仕切った区画があり、その区画の寸法は包装
容器の寸法に相当する。マンドレルホイールの数量は本
機械装置の大きさの関数として変わるが、各々のコンベ
ヤ（６）は１組の（二重になった）マンドレルホイール
（８）に連繋され、その一端がマンドレルホイールの回
転軸の下となるように当該軸に平行して真直に伸びてい
る。包装容器はコンベヤの空になった上述の区画に向か
って垂直方向に下降することにより、各々のマンドレル
ホイールから下にあるコンベヤ（６）へ移送される。包
装容器が正しい位置でコンベヤの中に置かれた直後に当
該コンベヤは再び断続的に前進する。このようにして本
コンベヤは包装容器を一段階ずつ当該コンベヤに沿って
配置された既述の処理ステーションに向って搬送してい
く。包装容器がコンベヤによって或距離だけ搬送された
後、その包装容器は上部の口を開いて第一番目の処理ス
テーションに接近するが、当該処理ステーションは上部
の予備折込装置（15）であり、この折込装置の作業は最
後に密封される位置に向かう方向に包装容器上部の板状
部分を前もって折込むことにあるので、当該板状部分の
間にある折り目線での材料は柔くなり、その後に行なう
上部処理の全作業が容易になる。予備折込み作業が完了
すると、包装容器上部の板状部分は少し折りたたまれた
状態にあるが、包装容器は次の処理ステーションに接近
する時まで、上部の口を開けたままであり、上述の新た
に接近した処理ステーションは充填機（16）及び内容物
用タンク（17）を具備する。マンドレルホイール（８）
のように充填機は二重になっていて２台の充填ユニット
を具備し、当該充填ユニットは各々計量ポンプ（18）及
び充填パイプ（19）を有する。充填されることになって
きる包装容器は、１つの装置（示されていない）によっ
て上に持ち上げられるが、そのとき当該包装容器は充填
パイプの下端が包装容器内になってその底に接近するま
で充填パイプの真下にある。その後計量ポンプ（18）が
作動し、内容物の所要量が上述の容器に供給されるが、
それと同時に当該容器はコンベヤ（６）におけるその元
の位置へと再び垂直方向に下向きに移送される。この操
作によって、内容物が泡立ったりその後に行なう包装容
器上部の成形及び密封作業を妨げたりすることが防げ
る。充填作業後、包装容器はコンベヤ（６）によって更
に次の処理ステーションへ搬送される。新たな処理ステ
ーションは上部加熱器（20）を具備し、当該加熱器は熱
風によって包装容器の突出した上部耳部分の熱可塑性材
料を加熱し、該耳部分は互いに密封されるようになって
おり、熱可塑性層の溶融温度まで加熱した後、包装容器
は更に次の処理ステーションまで搬送される。この新た
な処理ステーションには上部密封装置（21）を設置し、
当該密封装置は水密シールが行なえるように加熱された
上部耳部分を一緒に折りたたみ圧縮する。密封作業が完
了すると包装容器はコンベヤ（６）によって日付記入装
置（22）へ搬送され、当該日付記入装置により包装容器
の上部に必要な日付の押捺またはその他のマーク入れを
行なう。爾後包装容器は完成し、送り出し装置（23）を
用いてコンベヤ（６）及び包装機械装置から取出すこと
ができる。当該送出し装置（23）は包装容器をコンベヤ
ベルト（示されていない）に搬送する。

既述のように本機械装置は駆動ユニットによって駆動
し、当該駆動ユニットの電動機（３）は割出歯車箱
（４）を経由して連続回転を割出運動に変換して中央駆
動軸（５）を駆動する。当該中央駆動軸は、順番に搬送
要素（６）及び種々の処理ステーションを駆動する。今
までに知られている幾つかのラインを有するこのタイプ
の包装機械装置に多少とも影響を与える前置で述べた問
題点（不均等な駆動トルク曲線，ガタガタ運転，打撃，
衝撃，騒音）を解決するために、本発明に従って包装機
械装置に組込んだ種々の要素を非同期的に駆動する。こ
うして２台の搬送要素（６）の断続的な前進は同時には
行なわず相殺運動パターンによって行なう。上述の相殺
運動パターンは本来第１の搬送要素（６′）は停止して
いるが、第２の搬送要素（６″）は動いているというこ
とを意味する。上述の搬送要素（６）の非同期的駆動は
自動的に以下のことを成し遂げる。即ち、第１の搬送要
素に沿って設置した処理ステーション（15′），（1
6′），（20′），（21′），（22′）は、第２の搬送
要素に沿って設置した処理ステーション（15″），（1
6″），（20″），（21″），（22″）と交互に、各々
の搬送要素（６′），（６″）の断続的前進に合わせて
駆動される。結果として例えば第１の搬送要素の中に位
置する充填要素（16）が作動中のときには第２の搬送要
素用充填要素は停止しており、第１の搬送要素の中に位
置する上部加熱器（20）が作動しているとき、その間中
第２搬送要素用の上部加熱器に停止している。異なった
処理ステーションが上述のように交互に作動することは
動力とエネルギーをかなり節約できることを意味する。
その理由は原則として処理ステーションの各組（これら
は各々のコンベヤの中で互いに真向かい側に配置されて
いる）に連続してエネルギーを供給することができるか
らであり、このことは上記の組に含まれる各々の処理ス
テーションに対して当該エネルギーを交互に供給するこ
とによるものである。先行技術による包装機械装置にお
いては一時的に非常に大きな量のエネルギーが必要であ
った。というのは、２台（すべて）のコンベヤにおける
すべての処理ステーションが同時に作動するからであ
る。本発明の方法によれば同時に、エネルギー源の大き
さまたは駆動力をかなり小さくすることができる。その
理由は当該処理ステーションが、交互に共通の駆動動力
源を使うからである。この利点は特に上部加熱器（20）
に関して著しく、当該加熱器は予め一時的に大量の熱風
を必要とし、この熱風は加熱システムの慣性のために必
要な時の合い間にも作る必要がありエネルギーの正味損
失になる。本発明による機械装置においては、停止して
いる上部加熱器のためのエネルギー損失を事実上完全に
なくするように熱風を２台の上部加熱器（20′）と（2
0″）とに交互に分配できる。類似の方法で充填機（1
6）への内容物の供給は、当該充填機を交互に操作する
ことによって簡易化することができるので、供給パイプ
をより効率的に使うことができ、同様にポンプ，弁，そ
の他の部品は小形になる。

２台の搬送要素を断続的に駆動するために割出歯車を
用い、当該割出歯車は２ケ所に切欠きがあり、その運動
パターンは似ているが互いに180゜相殺関係になってい
る。このことは２台の搬送要素（６）を高精度で交互に
前進させることを保証する。２つのカムの群（７）に駆
動軸（５）を経由して上記に対応する方式で運動の相殺
さたパターンを伝える。当該パターンは駆動軸（５）を
経由した駆動によって、それぞれの搬送要素の断続的前
進に完全に同期している。２個のマンドレルホイール
（８）の断続的回転運動も当然のことながら対応する搬
送要素（６）の運動に同期しているので、包装容器用ブ
ランクのマンドレル（13）から搬送要素（６）への移送
は容易に実施することができる。しかしながら、ここと
は先行技術に属するので、ここでより詳細に説明する必
要はない。

２台の搬送要素及びそれに結合されている要素は、作
動状態におけるのと同様に作動していなくても恒久的に
共通の駆動動力源に結合されているので、同期的に駆動
される搬送要素を有する機械装置のモーメント曲線に現
われる顕著なピークが相当に減少するように駆動電動機
（３）の負荷を均等化する。同様に全所要動力も減少す
る。その理由は、第１の搬送要素の減速は第２の搬送要
素の同時に行う加速に寄与し、その結果としてより小さ
な駆動ユニットを使うことができ、必然的にエネルギー
消費量，騒音等が減少する。２台の搬送要素を有する機
械装置において、当該搬送要素は180゜だけ相殺された
位置関係で適切に駆動動力源に接続しているが、数台の
搬送要素の場合、当該搬送要素は他の或る方式で分散す
ることができる。

〔発明の効果〕

上記の説明から明らかなように、本発明によれば、２
本又はそれ以上の複合運転生産ラインを有する上記タイ
プの包装機械装置において、各処理ステーションの機械
装置の共通の駆動ユニットへの急激な負荷の変動を避
け、該駆動ユニットが不均一な負荷を受けることを防止
し、且つ駆動系の構造を簡単化し、それによって生じる
摩耗，振動，騒音を防止することができるのみならず、
そこで使用する構成部品の寸法と同じくその駆動力や、
また、上記加熱器などの所要エネルギーを最小限度小さ
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す概要図であって、 第１図は、本発明による包装機械装置の主要構成要素を
示す平面図、 第２図は、第１図に示した包装機械装置の主要構成要素
を一部分は断面で示した側面図、 第３図は、本発明による機械装置を用いて包装容器を段
階的に製造する様子を透視画法で図解的にしめしたも
の、 である。 （３）……駆動動力源、（４）……割出歯車箱、
（６），（６′），（６″）……搬送要素（コンベ
ヤ）、（10）……包装容器用ブランク、（15），（1
5′），（15″）……処理ステーション（予備折込装
置）、（16），（16′），（16″）……処理ステーショ
ン（充填機）、（20），（20′），（20″）……処理ス
テーション（上部加熱器）、（21），（21′），（2
1″）……処理ステーション（上部密封装置）、（2
2），（22′），（22″）……処理ステーション（日付
記入装置）。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】包装容器を異なった処理ステーションの間
   を２台の搬送要素の手段によって断続的に前進させるよ
   うにした２本の生産ラインに沿って充填及び密封される
   包装容器の製造に関する方法であって、上記搬送要素は
   非同期的に駆動され、第１の搬送要素に沿う処理ステー
   ションは第２の搬送要素に沿う処理ステーションと交互
   にそれぞれ共通の駆動動力源から割出歯車箱を経由して
   駆動されるそれぞれの搬送要素の断続駆動に合わせて作
   動するとともに、処理ステーションの各組に対して、エ
   ネルギーが連続して供給され、当該エネルギーは上記の
   組に含まれるそれぞれの処理ステーションへ共通のエネ
   ルギー源から交互に供給されることを特徴とする包装容
   器の製造方法。
2. 【請求項２】充填、密封その他の処理のために、異なっ
   た処理ステーションの間で包装容器を搬送するために搬
   送要素を具備する包装機械装置であって、当該機械装置
   は２台の断続駆動が可能な搬送要素を具備し、上記搬送
   要素の各々はそれぞれの処理ステーションの組を有して
   おり、これらの搬送要素は１個または数個の割出歯車箱
   を経由して共通の駆動動力源に接続され、類似している
   が相互に相殺された運動パターンによって駆動されるよ
   うにしたことを特徴とする包装機械装置。