JP3252922B2 - 包装機における長手方向溶接装置 - Google Patents

包装機における長手方向溶接装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】熱収縮性又は非熱収縮性の連続プラスチッ
クフィルムを用いて次々と供給される製品を包装する機
械においては、フィルムを製品の周りに巻いた時に、製
品及びフィルムの送り方向を横切る方向にフィルムを溶
接して少なくとも部分的に閉じた包装品を形成すること
が公知である。この点について、前記フィルムの長手方
向の重ねられた縁は常に離れたままになっている結果、
形成された包装品は、ある程度変化受けることがあると
いうことに注目すべきである。
【０００２】この点に鑑み、包装品を完全に閉じ、フィ
ルム内に収容された製品が変化を受けることが無いよう
にするため、長手方向の重ねられた縁に沿って溶接する
ことが有益である。この別追の長手方向溶接作業は、横
断方向に溶接された包装品を再び処理することが必要で
あるため、包装費用がかさみ、時には、この後者の作業
を行うのに別のオペレータが必要となる。
【０００３】連続的、自動的に作動する長手方向溶接装
置も公知であり、この目的のために使用されている。こ
れらの装置は、フィルムを押圧するように配置された円
状又は単なる円弧形の面を備えた溶接機により、フィル
ムが進行する間にフィルムの縁を溶接する。そのような
場合においては、フィルムの縁を溶接するため、溶接機
が回転又は搖動運動を受けることができるように、溶接
機はシャフトに取り付けられている。
【０００４】斯かる装置を用いることにより、予め溶接
温度を設定し、温度をプラスチックフィルムの特性及び
厚さに合わせることも可能である。しかしながら、現在
の製品包装機は、包装機の作動を、貯蔵容器が包装する
製品を放出する速度に合わせるため、製品が送られる速
度を自動的に制御するためのシステムを備えている。
【０００５】このことは、製品の供給速度の突然の変化
を招来し、斯かる変化は、溶接機が溶接するフィルムと
接触している時間に直接影響する。これらの速度変化
は、前以て予見することができず、その結果、溶接温度
を包装機の作動速度に合わせることができず、ただ溶接
温度を予め設定する前記装置に関する適性は全体として
不十分なものである。
【０００６】加えて、斯かる溶接温度調節は、特定の種
類の用途に必要な迅速さを以て行うことが困難である。
この点において、溶接要素の温度は、単に電圧を上げる
ことにより速やかに上昇させることができるが、この温
度は、同じ早さでは下降しない。溶接要素の熱容量が大
きいので、溶接要素は、電圧を停止しても高温にとどま
っている。
【０００７】温度が下降する速度は、全面的に、溶接要
素の熱容量と、前記溶接要素が周囲環境に熱を伝達する
速さとによる。本発明の目的は、包装機の速度の突然の
変化の間にも適正に温度制御を行うことにより、連続的
で完全な自動溶接を行うことができる上記の種類の上記
の用途のための包装機における長手方向溶接装置を提供
することである。
【０００８】この目的は、変速駆動装置により作動する
移送ベルト上に送られる製品を包装する機械の長手方向
溶接装置により達成され、この機械において、製品が重
ねられた長手方向の縁を有する連続プラスチックフィル
ムに包まれ、前記装置は、フレームと、長手方向垂直面
内にあり、フィルムの前記縁に載った搖動円状溶接機
と、前記フィルムに包まれた前記製品上に位置する少な
くとも一つの加圧随伴ベルトを備え、前記溶接機は、シ
ャフトに搖動可能に取り付けられ、前記変速駆動装置に
は、前記シャフトに関して前記溶接機に搖動運動を与え
るための第一の手段及び前記加圧ベルトを作動させるた
めの第二の手段が、作動的に接続され、装置を上昇及び
下降させることにより、包装機が作動している時に前記
溶接機がフィルムの前記長手方向の縁に接触している下
降位置と、包装機が停止している時に前記溶接機がフィ
ルムから持上げられた位置との間を、前記フレームに対
して可動である前記溶接機を、前記シャフトが保持し、
前記搖動円状溶接機が、独立に通電される少なくとも二
つの別個の半円状の形状の溶接要素からなり、前記溶接
要素を前記重ねられたフィルムの縁の上に位置決めする
ため、前記シャフトに対して回転可能な揺れ腕要素に支
持された作動手段により、前記溶接機が、前記シャフト
に対して少なくとも部分的に可動であり、前記フィルム
の前進速度を測定し、電子制御装置を介して前記シャフ
トを部分的に回転させるための前記作動手段と前記溶接
要素のうちの少なくとも一つへの供給電圧の変化との両
方を制御するため、センサ手段が備っている。
【０００９】本発明による装置の好ましい実施態様で
は、前記作動手段が、回転ピストンを備えたシリンダか
らなっている。更に、本発明による装置の好ましい実施
態様では、前記別個の溶接要素が、数が二つで互に向い
合って配置されている。本発明による装置の構造的及び
作用的特性並びに利点は、添付の概略図を参照した非制
限の例示として示した説明から更に明らかになろう。
【００１０】
【実施例】図１〜図３を参照すると、包装機の側部１０
が、全体を１１で示す長手方向溶接装置を支持している
ことが分る。この包装機は、包装する一連の製品１４を
移送する移送ベルト１３を必須なものとして備えてい
る。
【００１１】包装する一連の製品１４は、１２により模
式的に示すプッシャ手段によって移送ベルト上に送られ
る。中央変速駆動装置１５が、ベルト伝動装置１６によ
り別の中間変速装置(intermediate variator)１７を駆
動し、中間変速装置１７は、カスケード連鎖伝動装置１
８により駆動ローラー１９を駆動し、駆動ローラー１９
の周りには、移送ベルト１３が案内されて通っている。
【００１２】製品１４が送られる帯域に対応して、移送
ベルト１３用の偏向(deviation)ローラー２０が在り、
片寄りローラー２０に向ってプラスチックフィルム２１
が案内されている。このようにして、フィルム２１は、
リール２２から巻き出され、移送ベルト１３と包装する
製品１４との間に介在せしめられる。
【００１３】公知の方法で、連続フィルム２１は、長手
方向溶接装置１１及び９によって模式的に示す公知の横
断方向溶接装置に到達する前に、その長手方向側縁を重
ねた状態で、前記製品１４の周りに完全に巻かれる。装
置１１は、フレームの側部１０の上に位置する側部支持
ショルダー２３を備えている。
【００１４】添付図面から、側部ショルダー２３は、押
えハンドル２４作動的に垂直方向に移動することができ
ることが分る。このようにして、製品１４の厚さが変化
した時に、製品１４と加圧随伴ベルト２５との係合を容
易に調節することができる。加圧随伴ベルト２５は、エ
ンドレスループに形態で、前記ショルダー２３に回転可
能に固定された少なくとも一対のエンドローラー２６に
支持されている。
【００１５】エンドローラー２６は、連鎖伝動装置２８
により駆動されるスプロケット２７を側部に備えてい
る。第一の歯車２９が、連鎖伝動装置２８を駆動し、軸
に固定され、第一の歯車２９とは直径及び歯の数が異な
っていて連鎖伝動装置３１により駆動される第二の歯車
３０に接続されている。
【００１６】互に歯数の異なる一対の歯車３２及び３３
が、前記駆動ローラー１９の側部に固定されている。第
一の溶接要素３２は、中間変速装置１７からの出力連鎖
伝動装置１８に接続されている一方、第二の溶接要素３
３は、長手方向溶接装置１１を駆動する連鎖伝動装置３
１に接続されている。この後者の連鎖伝動装置３１は、
３７において側部１０に枢着されていて弾性要素又はバ
ネ３５によって作動位置に維持されたテンションレバー
３４を備えている。
【００１７】小さな遊び偏向溶接要素３６が、テンショ
ンレバー３７の自由端に枢着されている。側部ショルダ
ー２３は、シャフト３８を中心に枢着された直角レバー
３９を支持し、直角レバー３９は、上端が４０におい
て、４０とは別の端において側部ショルダー２３に丁番
付けされたシリンダ及び軸方向ピストンユニット４２の
可調ロッド４１に枢着されている。
【００１８】直角レバー３９は、他端において、固定さ
れた長手方向溶接機４４を保持する中空シャフト４３を
回転可能に支持している。溶接機４４の本体はシャフト
４３に固定されているが、連接棒４６に連結された揺れ
腕要素４５は、滑り軸受け６６を介してシャフト４３に
回転可能に支持されている。連接棒４６のもう一方の自
由端は、４７においてスプロケットクランク４８に枢着
されている。
【００１９】スプロケットクランク４８は、ショルダー
２３に関して回転可能なシャフト４９に固定支持されて
おり、随伴ベルト２５を駆動させる連鎖伝動装置２８に
よって回転する。スプロケットクランク４８は、連接棒
４６及び揺れ腕要素４５とともに、スプロケットクラン
ク４８の連続回転運動を揺れ腕要素４５、したがって、
それに固定された長手方向溶接機４４の往復搖動運動に
変換する関節四辺形を形成する。
【００２０】直角レバー３９並びにシリンダ及び軸方向
ピストンユニット４２は、包装機を始動又は停止する度
毎に、それぞれ、長手方向溶接機を下降又は上昇させる
装置を形成する。シリンダ及び軸方向ピストンユニット
４２は、図２に模式的に示すように、電磁弁２００を介
して電子制御装置２０１により制御されるため、溶接機
４４は、包装機が始動又は停止すると自動的に下降又は
上昇する。
【００２１】溶接機４４の温度を、包装機の移送ベルト
１３の走行速度に適合させるため、移送ベルト１３を駆
動させる駆動ローラー１９の回転の瞬間速度を測定する
速度測定装置１６５、好ましくは回転速度計発電機(tac
hometer dynamo)、を備えている。速度測定装置１６５
は、電子制御装置２０１に接続されており、電子制御装
置２０１は、受けた情報を処理することにより、溶接機
４４への供給電圧を調整することができるため、溶接温
度をフィルム２１の走行速度に合わせることができる。
【００２２】更に、本発明の装置においては、溶接要素
の温度を直ちに低下させるため、溶接ヘッド４４は、一
より多くの溶接要素を備えており、これらは独立に通電
される。このようにして、機械の作動中に溶接温度を下
降させる必要がある場合には、前以てより低い温度に維
持されている別の加熱溶接要素を用いるだけでよい。
【００２３】これに関し、図２及び図４から、搖動溶接
機４４の溶接部が、製品が移動する方向に長手方向に配
置された、例えばワイヤ式の、二つの向い合う半円状の
加熱溶接要素５９及び６０からなり、連続的な溶接部５
８を形成することが分る。溶接要素５９及び６０は、そ
れら各々が、溶接機４４のヘッド外周の片方の半分の少
なくとも大部分を覆うように溶接機４４の円状ヘッドに
設けられている。
【００２４】この点において、搖動運動の間、二つの溶
接要素５９及び６０に適切に通電し、溶接機４４のヘッ
ドの回転を適切に変化させることにより、包装機の供給
速度が変化した場合にも、溶接温度を容易に調節するこ
とができるのが明らかである。溶接機４４のヘッドを回
転させるため、回転軸ピストン(rotating axial pisto
n)型シリンダ６１が、揺れ腕要素４５に固定されて備っ
ており、そのピストンが、スプロケット６２を保持して
おり、スプロケット６２は、チェーン６３によりスリー
ブ６５に固定されたスプロケット６４に接続されてい
る。
【００２５】スリーブ６５が、溶接機４４が直接固定さ
れたシャフト４３に固定されており、軸受６６が存在す
るため、シリンダ６１の回転は、スプロケットクランク
４８、連接棒４６及び揺れ腕要素４５により形成された
四辺形により引き起こされた平常の搖動運動とは完全に
独立して、溶接機４４に伝達される。回転ピストン型の
シリンダ６１も、電磁弁２０２を介して電子制御装置２
０１により制御される。
【００２６】電子装置２０１も、速度測定装置１６５か
ら受けた移送ベルト１３の走行速度に関する情報を適切
に処理することにより、溶接要素５９及び６０への電力
供給を互に独立に制御することができる。長手方向溶接
装置に関する制御システムの作用を、作用ブロック図で
ある図５を参照して以下に説明するが、図５において示
された全ての番号は、標準化したものであると見做すべ
きである。
【００２７】移送ベルト１３の回転速度３０１の測定３
０３は、変換器３０２によって行われる。図５の作用図
の変換器３０２は、図１の機械図における速度測定装置
１６５に相当する。速度測定値３０３は、「閾値(thres
hold)」ブロック３０４に入り、二つのブロック３０５
及び３０６のうちの何れを起動させるかを決定する。ブ
ロック３０５又は３０６のうちの何れにするかについて
為された選択は、溶接操作を行うことであり、溶接操作
は、機械的には、溶接機４４のヘッドを回転させて、そ
れぞれ溶接要素６０又は溶接要素５９をフィルム２１と
接触させることにより稼働させる。
【００２８】ブロック３０５は、速度測定値３０３を用
いて溶接操作３０７の温度を動的に変化させ、これに対
し、ブロック３０６は、一定温度で溶接操作３０８を行
う。「閾値」ブロック３０４は、低走行速度に対して溶
接操作３０８を、高走行速度に対して溶接操作３０７を
選択するように作用する。このようにして、高温溶接器
３０７が活動しており、走行速度が急激に低下したため
溶接温度を低下させる必要がある場合には、制御装置
は、溶接要素６０の温度を低下させることはできない
が、溶接機４４を回転し、溶接要素５９を用いることに
より、低温溶接操作３０８を選択することが認識されよ
う。
【００２９】オペレータは、閾値ブロック３０４並びに
ブロック３０５及び３０６のどちらにも作動パラメータ
ーを設定し、完全に自動的であるが、作動の相互作用性
及び多用性に関する最適特性を有する装置を得ることが
できることも明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の概略側面図である。
【図２】図１の装置の一部分の斜視図である。
【図３】上から視た、図２の装置の断面図である。
【図４】本発明の装置に含まれた溶接機の垂直方向断面
図である。
【図５】本発明の装置用制御システムの作用ブロック図
である。
【符号の説明】
１１…長手方向溶接装置 １３…移送ベルト ２１…プラスチックフィルム ２５…加圧随伴ベルト ２８、３１…連鎖伝動装置 ４２…シリンダ及び軸方向ピストンユニット ４３…中空シャフト ４４…長手方向溶接機 ４５…揺れ腕要素 ４６…連接棒 ４８…スプロケットクランク ４９…シャフト ５９、６０…溶接要素 ６２、６４…スプロケット １６５…速度測定装置 ２０１…電子制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591047073 ＶＩＡ ＶＩＧＮＯＬＥＳＥ 1927 − ＳＰＩＬＡＭＢＥＲＴＯ，ＭＯＤＥＮ Ａ，ＩＴＡＬＹ (56)参考文献 特開 昭52−156079（ＪＰ，Ａ) 米国特許4834830（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開220759（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65B 51/10 B65B 51/16 B65B 51/26 - 51/32 B29C 65/18 - 65/32

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 変速駆動装置によって作動する移送ベル
    ト上に送られた製品を包装するための機械において、製
    品が重ねられた長手方向の縁を有する連続プラスチック
    フィルムに包まれる機械内の長手方向溶接装置であっ
    て、 フレームと、長手方向垂直面内にあり、フィルムの前記
    縁に載った搖動円状溶接機と、前記フィルムに包まれた
    前記製品上に位置する少なくとも一つの加圧随伴ベルト
    を備え、前記溶接機は、シャフトに搖動可能に取り付け
    られ、前記変速駆動装置には、前記シャフトに関して前
    記溶接機に搖動運動を与えるための第一の手段及び前記
    加圧ベルトを作動させるための第二の手段が、作動的に
    接続され、装置を上昇及び下降させることにより、包装
    機が作動している時に前記溶接機がフィルムの前記長手
    方向の縁に接触している下降位置と、包装機が停止して
    いる時に前記溶接機がフィルムから持上げられた位置と
    の間を、前記フレームに対して可動である前記溶接機
    を、前記シャフトが保持し、 前記搖動円状溶接機が、独立に通電される少なくとも二
    つの別個の半円状の形状の溶接要素からなり、前記溶接
    要素を前記重ねられたフィルムの縁の上に位置決めする
    ため、前記シャフトに対して回転可能な揺れ腕要素に支
    持された作動手段により、前記溶接機が、前記シャフト
    に対して少なくと部分的に可動であり、前記フィルムの
    前進速度を測定し、電子制御装置を介して前記シャフト
    を部分的に回転させるための前記作動手段と前記溶接要
    素のうちの少なくとも一つへの供給電圧の変化との両方
    を制御するため、センサ手段が備っていることを特徴と
    する装置。
  2. 【請求項２】 前記作動手段が、回転ピストンを備えた
    シリンダからなることを特徴とする請求項１記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 前記別個の溶接要素が、数が二つで互に
    向い合って配置されていることを特徴とする請求項１記
    載の装置。
  4. 【請求項４】 前記シャフトは、前記揺れ腕要素を回転
    可能に支持する中空シャフトからなり、前記中空シャフ
    トにはスプロケットが固定され、前記スプロケットは、
    第二のスプロケットからの部分的な回転に関する運動を
    伝送する伝動装置と係合して前記揺れ腕要素に固定され
    た前記作動装置により制御されることを特徴とする請求
    項１記載の装置。
  5. 【請求項５】 溶接する前記フィルムの特性にしたが
    い、前記溶接要素の溶接温度を調節するためのパラメー
    ターを設定する表示及び制御手段を、前記電子制御装置
    が備えていることを特徴とする請求項１記載の装置。
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