JP2575774B2 - 包装装置の回転ジョーアセンブリ - Google Patents

包装装置の回転ジョーアセンブリ

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    • Y10T156/12—Surface bonding means and/or assembly means with cutting, punching, piercing, severing or tearing
    • Y10T156/1313—Cutting element simultaneously bonds [e.g., cut seaming]

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、包装装置用の回転ジョーアセンブリ、特
に、包装体用の移送ゾーンを画定する一対のジョーを備
え、該ジョーのそれぞれには、それぞれの軸線を中心に
回転する少なくとも１つの作動部材が設けられ、該作動
部材は互いに協働して、２つの協働する作動部材間の領
域にある包装体を包囲するようになっている構成の回転
ジョーアセンブリに関する。
〔従来の技術、及び発明が解決しようとする課題〕
上記したタイプのジョーアセンブリ（jam assembly）
は、本技術分野において周知であり、それぞれに製品が
入っている複数の単一包装体を形成するために、包装し
ようとする製品が所定の間隔で挿入された連続したチュ
ーブ状の包装材料に対して封着及び切断操作を行なうよ
うに、現在のところ使用されている。かかる回転ジョー
を使用すると、装置の作動の速度または頻度が増加する
につれて、封着性能が徐々に損なわれることがわかっ
た。
ジョーの作動部材（active member）が、互いに押圧
されるチューブ状包装材料の２つの部分を部分的に溶融
して封着するための加熱素子を備える場合には、回転ジ
ョーの作動の速度または頻度の増加により、協働するジ
ョーの作動部材が封着を行なうために包装材料に作用す
る時間の長さを短くする結果を招来することがわかっ
た。
この問題に対処するため、例えば、スイス国特許第55
4,260号に記載されているように、回転ジョーとジョー
との間を前進している包装体をある時間追って、封着操
作を首尾よく行なうことができるように、回転ジョーの
構造を変えることが提案されている。例えば、２つのジ
ョーの作動部材が、それぞれの回転軸を中心に回動しな
がら、封着操作に際し、（密封されるべき包装材料を介
して）対向することにより封着操作においてそれぞれの
回転軸を中心に移動通路の共通の弦（chord）に沿って
動くことができるように、２つのジョーの作動部材をジ
ョーに対して半径方向に延びるガイドに取付けることが
提案されている。
しかしながら、ジョーに対して半径方向に動くことが
できるようにしなければならない作動部材に取付けられ
た加熱素子に、電力の供給を確保することが必要である
にも拘らず、このような解決法では、かかる場合に特に
困難が生ずる。また、ジョーに対する作動部材の動きを
円滑にすることが必要であるが、上記提案構造では、か
かる場合にも困難に遭遇する。事実、食品または薬品の
分野のような、包装機械が使用される代表的な分野にお
いては、包装されている製品が通過する領域における潤
滑剤の使用は、著しい制限を受ける。
〔課題を解決するための手段〕
従って、本発明の目的は、良好な質の操作（quality
of operation）を常に行なうことができるとともに、上
記欠点を除去することができる包装装置の回転ジョーア
センブリを提供することにある。
上記目的は、ジョーの少なくとも一方は、包装体が回
転ジョーアセンブリを通過する際に包装体の領域につい
て行くことができるように他方のジョーに対する前記一
方のジョーの往復回動運動を行なわせることができる回
動支持構造体を備えることを特徴とする構成に係る本発
明の包装装置の回転ジョーアセンブリによって達成され
る。
他方のジョーの少なくとも１つの作動部材は、前記一
方のジョーの少なくとも１つの作動部材の回転半径より
も大きい回転半径を有することが好ましい。
一方のジョーよりも大きい半径を有する（通常は下方
位置に配設される）ジョーを使用するのは、包装体の、
ジョーの作動部材間に把持され、かつそれらの間に溶着
操作の間保持される部分が、著しく湾曲された通路に沿
って瞬時に移動されて包装材料全体に上下の振動を与え
るのを防止するためである。
下部ジョーの回転半径を他方のジョーの作動部材の回
転半径の約1.5倍に設定することは、この目的を達成す
るのに適している。
２つのジョーの動きを同期させるため、回転半径を相
違させるとともに、２つのジョーの作動部材の数を異な
らせることができる。
上記した半径の比に関して、この半径の比と同じ比と
なる数の作動部材を２つのジョーに設けることが特に適
している。半径の比が約1.5である場合には、大きい半
径のジョーには３つの作動部材を設け、半径の小さいジ
ョーには２つの作動部材が設けられる。
一方のジョーの他方のジョーに対する往復運動を制御
する回転支持構造体は、回転ジョーアセンブリを移動す
る包装体の方向と同一方向及び逆方向へ異なった速度で
往復回動運動を行なわせる駆動手段を備えるのが好まし
く、前記速度は、回転ジョーアセンブリにおける移送方
向と同じ方向への回動運動の際には増大される。この速
度の異なる動きは、回動支持構造体をリンク機構を介し
て動かすことにより得ることができる。
〔実施例〕
第１図は、それぞれの製品が充填され、「フローパッ
クス」（“flow−packs"）として現在知られているタイ
プの包装体を形成する包装装置を概略的に示す。包装体
は、装置１の入口端部２へ連続した流れとして供給され
る製品Ｐと、上方から連続的に解かれて供給されるアル
ミニウムまたは透明材料のフォイル３とから形成され
る。
周知の基準によれば、連続したチューブ状の包装材料
はフォイル３から形成され、製品Ｐは、一定の間隔をも
ってフォイルの中に供給される。
連続チュープは。２つの連続する製品Ｐの間の場所の
チューブ状の包装材料を平坦にして、これらの場所に封
着領域を形成することにより個々の製品Ｐを分離しかつ
密封する機能を主として行なう密閉ステーションに向け
て移送される。次に、包装材料を、封着段階において切
断操作に供され、包装体の分離が行なわれる。
本発明は、特に、装置１の密閉ステーション（closur
e station）に関する。
第２及び３図に詳細に示すように、装置１を進む製品
Ｐの方向を基準にして、ステーション５の上流側及び下
流側に２つの回転ジョーアセンブリ６及び７が配設され
ている。
下流側のアセンブリ７は、従来の態様で構成すること
ができる。該アセンブリは、上部ジョー８と下部ジョー
９とからなる２つの同様な回転ジョーを備えている。
各ジヨーは、駆動手段（図示せず）によって回転さ
れ、かつ、加熱素子（図示せず）を担持する１つ以上の
作動部材8b,9bが取付けられているシャフト8a,9aから構
成されている。図示の実施例においては、作動部材は、
２つ設けられている。
特定の実施例では、ジョー８及び９の双方には、径方
向に互いに対向して取付けられている一対の作動部材8
b,9bが設けられている。略丸く形成されかつ包装材料を
把持する溝が設けられている作動部材の自由端部は、切
断部材（刃）10を担持しており、切断部材は、協働し
て、上流側のアセンブリ６により形成される連続した包
装体間の封着領域を切断して、個々の包装体に分離する
ようになっている。
シャフト8a及び9aは、これらを逆方向に回転させるギ
ア機構により、公知の態様で互いに連続されている。こ
れにより、作動部材8b,9bは反対方向へ回転し、上部ジ
ョー８の作動部材8bの一方は常に下方へ動いて下部ジョ
ー９の上昇する作動部材9bと協働して包装材料を切断
し、包装体を分離する。これが、作動部材8b及び9bに刃
10が設けられている理由である。刃は、互いに接触する
と、ジョーの加熱素子により軟化された包装材料を切断
する。
これに対し、上流側のジョーアセンブリ６は、アセン
ブリ７によって切断される封着領域を予め形成する作用
を行なう。封着領域は、チューブ状包装材料の、２つの
製品Ｐの間にある領域を押圧し、同時に包装材料を加熱
して、互いに押圧された包装材料の２つの部分を互いに
熱封着することにより形成される。
このため、アセンブリ７は、作動部材11b,12bがそれ
ぞれ取付けられた回転シャフト11a,12aからそれぞれな
る上部ジョー11と下部ジョー12を備えている。これらの
作動部材も丸く形成された自由端部を備えるとともに、
包装材料を把持する溝が形成されている。
アセンブリ６の上部ジョー11は、アセンブリ７のジョ
ーにある刃10が、このジョーにはない（ジョー12にもな
い）点で、アセンブリ７のジョーと相違しているが、他
の構成はアセンブリ７のジョー８及び９と実質上同じで
ある。
ジョー11及び12の作動部材11b及び12bにも、加熱素子
（図示せず）が設けられており、封着操作の際に２つの
ジョー11と12との間に保持されている包装材料の２つの
部分を局部的に溶融して封着することができる温度ま
で、包装材料に作用する作動部材11bと12bの部分を加熱
するようになっている。
アセンブリ６の上部ジョー11は、下流側のアセンブリ
７のジョー８及び９と実質上同じ寸法を有している。
一方、下部ジョー12には、シャフト12aに対して半径
方向に測定した重量が、他のジョー、特に、ジョー11の
作動部材よりも大きい作動部材12bが設けられている。
本発明の特に有利な実施例によれば、ジョー12の作動
部材12bの高さは、シャフト12aの回転によって回転され
る作動部材12bの自由端部の円形通路が、ジョー11の作
動部材11bの自由端部が描く対応する円形通路の半径の
約1.5倍となるように、設定される。
上部ジョー11の回転半径を5cmとし、下部ジョー12の
回転半径を7.5cmとするように寸法を設定すると、特に
有利であることがわかった。
下部ジョー11はまた、作動部材12bが異なった数に設
定され、即ち、作動部材12bが３つ設けられ、かつ、120
度の角度間隔で互いに離隔設置されている点で、他のジ
ョーとは異なる。
下部ジョー12の作動部材12bの数と上部ジョー11の作
動部材11bの数との比3/2は、上記した回転半径の比1.5
と対応するものである。
このように選定することにより、作動部材11bの動き
と作動部材12bの動きとを同期させることができるとと
もに、シャフト11aと11bとを同じ隔速度で回転させるこ
とができる。この場合、逆方向へのジョー11と12の同期
した動きは、主駆動軸によって駆動されるギア機構（図
示せず）によって行なうことができる。
他のジョーに対し、下部ジョー12の作動部材12bの回
転半径を大きくするように寸法を選定することは、以下
においてより詳細に説明する要求に対処するものであ
る。
第３図に示すように、下流側のアセンブリ７は、（妨
害を避けるために、ジョーの相対的位置の正確な調節を
することができるとともに、ジョーが動く際のジョーの
相対的な回動能力を制限することができるようにした点
を除いて）装置１の枠組に対して実質上固定位置に取付
けられているが、アセンブリ６のジョー11と12は、リン
ク機構14によって動かされる回動即ち揺動支持構造体13
を介在させて枠組１に取付けられている。
第３図に示すように、水平（即ち、装置の全てのジョ
ーの回転軸と略平行）であり、かつ、構造体13が図面に
おいて２つの矢印によって示されるように揺動即ち回動
往復運動を行なうことができる軸線は、X12で示されて
いる。実際には、この軸線は、下部ジョー12が回転する
軸線X12と一致する。一方、X11は、構造体13自体によっ
て支持されたジョー11の回転軸の、構造体13に対する位
置を示す。
実施例においては、構造体13は、装置１の対応する側
部に取付けられ、軸線X12を中心に回動することができ
る２つの側部フレーム15から構成することができる。
例えば、２つの側部フレーム15は、シャフト12aまた
は同等の部材にまたがって配設し、かつ、２つの下部自
由端部を連結するように各側部フレーム15の端部に取付
けられた横部材18と支持部材との間に作用するばね（図
示せず）によってこの位置に保持することができる。
ねじ−くさび（screw−and−wedge）調節装置（図示
せず）により、側部フレーム15の取付け位置を正確に調
節することができる。
かくして、軸線X12を中心とした２つの側部フレーム
の回動により、上部ジョー11は、下部ジョー12に対して
往復回動即ち揺動運動を行なうことがわかる。
第４図は、例えば60度の角度αで揺動する際に、下部
ジョー12に対して上部ジョー11がとることができる幾つ
かの位置を示すもので、垂直面を中心に対称となる特性
を備えている。
支持構造体13の下部から突出するブラケット21に作用
する連結棒20によって回動支持構造体13に連結されたリ
ンク機構14は、二方向へ異なる速度で構造体13（及びジ
ョー12に対するジョー11）の揺動運動を行なわせる機能
を有する。
特に、リンク機構の回転軸22とフォーク23の取付け位
置は、リンク機構の作動ピン25を支持するホイール24が
取付けられているシャフトの回転の位置と方向ととも
に、構造体13の前方揺動運動（即ち、上部ジョー11を切
断アセンブリ７に一層接近させる方向への動き）の速度
が、反対方向への揺動速度よりも大きくなるように選定
される。
構造体13の揺動運動は、製品Ｐが２つのジョーアセン
ブリ６及び７を通過する頻度と同じ頻度で、即ち、ジョ
ー11と12が包装体を封着しようとする速度に対応して行
なわれる。
説明を簡単にするため、包装体がそれぞれ１つの製品
Ｐを含むことが要求される場合を想定すると、この場合
には、構造体13の１回の前進−後進揺動サイクルは、包
装される各製品Ｐごとに行なわれる。
揺動運動は、上部ジョー11が正しい加熱封着と密閉と
を行なうのに十分な時間、チューブ状包装材料の連続す
る製品Ｐ間にある部分と全ての方向に亘って接触を保持
することができるように、チューブ状包装材料のこの部
分に「ついて行く」（“follow"）ことができるように
するために行なわれる。
特に、構造体13の揺動運動は、各封着領域の形成の際
に、第２図に概略的に示す２つのジョーの作動部材11b
及び12bの相対的位置が連続して得られるように、ジョ
ー11と12の回転速度と（公知の態様で）同期される。
この図では、図示を簡潔にするため、包装体が、右か
ら左へ２つのジョー11と12との間を動くとともに、上部
ジョー11が時計廻り方向へ回転し、かつ、下部ジョー12
が反時計廻り方向へ回転するように想定されている。
構造体13の揺動運動は、構造体13が第４図の右半分に
おいて鎖線で示すように、最も後方の揺動位置（即ち、
切断アセンブリ７から離れた位置）にあるときに、各作
動部材11bが、下部ジョー12の対応する作動部材12bとの
接触を開始する位置に到達して、封着操作を開始するよ
うに行なわれる。
構造体13の揺動運動が重なる２つのジョー11と12の回
転により、同じ作動部材11bと12bは、第２図において実
線で示す垂直整合位置にあるときに封着操作を続ける。
ジョー11と12の回転運動と構造体13の揺動運動とが継
続すると、同じ作動部材11bと12bは封着操作を完了し、
最終的には第４図の左半分において鎖線で示す位置にく
る。これは、構造体13が最も前進した揺動位置であり、
２つの作動部材11bと12bは互いに離れ、一方11bは上方
へ離れ、他方12bは下方へ離れた位置にくる。
同様に、他の２つの作動部材も一方11bは上方へ他方1
2bは下方へ動かされ、密閉されるべき包装材料の次の部
分の密閉位置にくる。このときに生ずる２つのジョー11
と12の作動部材の瞬間的な分離により、包装体に挿入さ
れた製品Ｐはジョー11と12との間を通過することができ
る。同時に、構造体13は、第２図の左半分において鎖線
で示すように、後方へ揺動し、最初の作動位置に復帰す
る。
このように、本発明によれば、包装体の包装材料は、
第４図の右半分（鎖線）と左半分（鎖線）にそれぞれ示
す位置の間における全時間に亘って２つのジョー11と12
の作動部材の加熱及び封着作用を受けることができる。
この時間は、ジョー12に対するジョー11の回動の角度
αの大きさによって定められ、装置の作動速度（封着操
作の頻度）のいかんに拘らず正確に制御することができ
る。
包装材料は、ジョーアセンブリ６を介して移送される
際に、第４図において鎖線Ｈにより示される通路と対応
する通路を進む。これは、ジョーアセンブリ６に対応し
た、下部ジョー11の作動部材12bの回転半径によって定
められる半径を有する略湾曲したコースを有する通路で
ある。
このわずかに湾曲した通路は、包装材料と製品Ｐの一
種の垂直なジャーク（jerk）に相当するので、この湾曲
した部分の曲率半径をできるだけ大きくするのが有利で
ある。
これは、上記した基準に従って、下部ジョー12の半径
を対応的に大きくすることにより達成することができ
る。
このように配列配置した２つの回転ジョーアセンブリ
６及び７を使用する場合には、包装体を封着して切断す
る操作の質に関する限りは、好ましい実施例を構成す
る。
図示の実施例においては、アセンブリ６が封着操作を
行なうと同時に、アセンブリを移動する包装体の通路の
全体に亘って包装体の制御を的確に行なうことができ
る。アセンブリ７は、封着操作を行なうように配設する
ことができるが、本来的には、連続する包装体の切断及
び分離操作を行なうように意図されている。
上記したアセンブリ６の構成を備えた単一のジョーア
センブリに封着と切断の双方の機構を組込むことができ
るのは、当然である。この場合には、アセンブリ７に関
して上記した部材10と同様な切断部材を２つのジョーの
作動部材11bと12bに設けることが必要となる。
２つの並列配置されたジョーアセンブリ６と７が使用
される場合には、端部が既に封着されているが切断は未
だされていない包装体の動きを安定にするアセンブリ26
を、２つのアセンブリ６と７との間に介在させるのが好
ましい。
図示の実施例においては、アセンブリ26は、包装体の
摺動面と整合された作動通路（activepass）28を備える
モータ駆動のチェーンまたはベルトコンベヤからなる下
部部材27と、水平シャフト30が取付けられたアイドルロ
ーラからなる上部部材29とからなる。
モータ駆動のコンベヤ27は、封着アセンブリ６と切断
アセンブリ７との間にある、既に密封された包装体の中
の製品を確実に案内する機能を行なう。
ポリテトラフルオロエチレンのような低摩擦の材料か
ら通常構成されるローラ29は、２つのアセンブリ６と７
との間にある包装された製品が異常に曲がるのを防止す
るための上部封じ込めバリヤ（containment barrier）
を形成する作用を主として行なう。シャフト30の取付け
位置とローラ29の半径は、ローラ29が通常は製品の上側
と接触せず、異常な持上り現象に単に対処することがで
きるように選定される。
本発明の精神と範囲とから逸脱することなく、本発明
を種々の異なる態様で実施することができるものであ
る。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、協働するジョーの作
動部材が封着を行なうのに必要な、包装材料に作用する
時間の長さを十分にとることができるので、良好な封着
性能を発揮することができる。更に、本発明は、作動部
材の動きを円滑にすることができる。従って、本発明
は、良好な質の操作を常に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の回転ジョーアセンブリが組込まれてい
る包装装置の概略斜視図、第２図は本発明に係る回転ジ
ョーアセンブリの斜視図、第３図は第２図に示すアセン
ブリの縦断面図、第４図は本発明に係るジョーアセンブ
リの作動原理を示す第３図の右半分の拡大断面図であ
る。 １……包装装置、２……入口端部、３……フォイル、５
……密閉ステーション、6,7……回転ジョーアセンブ
リ、8,9……回転ジョー、8a,9a……シャフト、8b,9b…
…作動部材、11,12……ジョー、11a,12a……シャフト、
11b,12b……作動部材、13……回動支持構造体、14……
リンク機構、15……側部フレーム、18……横部材、20…
…連結ロッド、21……ブラケット、22……回動シャフ
ト、23……フォーク、24……ホイール、25……作動ピ
ン、26……アセンブリ、27……下部部材、28……通路、
29……上部部材、30……水平シャフト、Ｐ……製品、X1
1,X12……軸線。

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】包装体の移送ゾーンを画定するとともにそ
    れぞれに少なくとも１つの作動部材が設けられた一対の
    ジョーを備えてなり、前記作動部材は互いに協働して該
    作動部材間の領域にある包装体を密閉するようにそれぞ
    れの軸線を中心に回転するようになっている回転ジョー
    アセンブリにおいて、前記ジョーの少なくとも一方は、
    包装体が回転ジョーアセンブリを通過する際に包装体の
    前記領域について行くことができるように他方のジョー
    に対する前記一方のジョーの往復回動運動を行なわせる
    ことができる回動支持構造体を備えることを特徴とする
    包装装置の回転ジョーアセンブリ。
  2. 【請求項２】他方のジョーの少なくとも１つの作動部材
    は前記一方のジョーの少なくとも１つの作動部材の回転
    半径よりも大きい回転半径を有することを特徴とする請
    求項１に記載の包装装置の回転ジョーアセンブリ。
  3. 【請求項３】他方のジョーの少なくとも１つの作動部材
    は前記一方のジョーの少なくとも１つの作動部材の回転
    半径の約1.5倍の回転半径を有することを特徴とする請
    求項２に記載の包装装置の回転ジョーアセンブリ。
  4. 【請求項４】他方のジョーには前記一方のジョーよりも
    多い数の作動部材が設けられていることを特徴とする請
    求項１乃至３のいずれかに記載の包装装置の回転ジョー
    アセンブリ。
  5. 【請求項５】他方のジョーの作動部材の数と前記一方の
    ジョーの作動部材の数との比はそれぞれの回転半径の比
    と略等しいことを特徴とする請求項２または４に記載の
    包装装置の回転ジョーアセンブリ。
  6. 【請求項６】前記回動支持構造体は回転ジョーアセンブ
    リを移動する包装体の方向と同一方向及び逆方向へ異な
    った速度で往復回動運動を行なわせる駆動手段を備え、
    前記速度は、回転ジョーアセンブリにおける移送方向と
    同じ方向への回動運動の際には大きいことを特徴とする
    請求項１乃至５のいずれかに記載の包装装置の回転ジョ
    ーアセンブリ。
  7. 【請求項７】駆動手段はリンク機構からなることを特徴
    とする請求項６に記載の包装装置の回転ジョーアセンブ
    リ。
  8. 【請求項８】包装体の移送方向を基準として上流側及び
    下流側にそれぞれ配設された第１及び第２の対をなす回
    転ジョーを備え、かつ、前記回動支持構造体は前記第１
    の対をなすジョーにだけ設けられていることを特徴とす
    る請求項１乃至７のいずれかに記載の包装装置の回転ジ
    ョーアセンブリ。
  9. 【請求項９】前記第２の対をなすジョーには包装体を切
    断するための切断手段が設けられていることを特徴とす
    る請求項８に記載の包装装置の回転ジョーアセンブリ。
  10. 【請求項１０】第１と第２の対をなすジョーとの間に
    は、包装体を移送する通路を有しかつ包装体の移送方向
    と略整合して配設された下部エンドレス被駆動コンベヤ
    素子と、移送中の包装体との接触により自由に回転する
    上部コンベヤ素子とからなる包装体コンベヤアセンブリ
    が設けられていることを特徴とする請求項８または９に
    記載の包装装置の回転ジョーアセンブリ。
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