JP4643653B2 - 自動成形／充填／密封機器用のモジュール式送り込み装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、梱包物をフィルムで、好ましくはヒートシール可能なフィルムで包装する自動梱包物包装装置に関する。詳しくは、本発明は、成形／充填／密封機械に容易に着脱することができる１つまたは複数のモジュール式送り込みユニットを含むモジュール設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動包装機械または梱包機械は、製品を軟性シートのプラスチックフィルム、通常はヒートシール可能な熱可塑性収縮性フィルムで、梱包物および用途に応じて毎分２００リニアフィートに近い速度で全自動式に包装するように設計されている。簡潔に述べると、梱包される製品が、コンベアなどの送り込み装置を使用して、成形／充填／密封機械の中に連続的に送り込まれる。単葉シートのフラットフィルムまたは折り曲げフィルムがオーバヘッド駆動式（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｐｏｗｅｒｅｄ）フィルム巻き出し装置から成形プラウへと、あるいはフィルム巻き出し装置から反転ヘッドへと配送される。成形プラウまたは反転ヘッドの寸法および形状は、梱包される製品の寸法および外形によって決まる。フィルムは、成形プラウまたは反転ヘッドの上に引かれるにつれて反転し、製品が中に搬送される成形プラウまたは反転ヘッドの内側に管状フィルムを成形する。製品がこのウェブ材料の管に進入し、次いで製品とフィルムが一体となって引き続き機械を通過してゆく間、製品自体が管の形状を維持する働きをする。単葉ウェブのフィルムの両縁は、静的密封システムまたは熱密封システなどのように、製品の底部、側部、または上部で重ねられ、一緒に密封される。製品は端部密封ジョーを通過するが、端部の密封ジョーがその間で梱包物を密封するとともに個々の梱包物をフィルムの管から切断する。包装された梱包物は、次いで通常、包装機械の排出端部に位置する収縮トンネルへと進み、トンネルは感熱フィルムを製品のまわりにきっちりと収縮させる。収縮トンネルを使用しない場合にのみ、包装器を使用して封入袋詰めの機能を実施することがある。一方が製品の上から送られ、他方が下から送られる２つの材料ウェブを利用する、自動的に製品を包装し密封する包装または梱包機械も知られている。
【０００３】
成形／充填／密封機械の速度が高くなる程、製品を包装機械の中に送り込む機構が、成功する梱包ラインにおいて一層重要な構成要素となる。従来型機械は、製品送り込み装置を、成形／充填／密封機械全体の中の一体的構成要素として備えるように設計されている。こうした機械では、ある形式の送り込み装置を別形式のものに迅速に変更するということが容易に行えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、梱包される広範な製品に高効率で対応するために、成形／充填／密封機械の包装セクションに容易に着脱することのできるモジュール式製品送り込み装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従来技術の諸問題が、１つまたは複数の品物を自動的に包装する装置を提供する本発明によって克服される。より詳しくは、本発明は、１つまたは複数のモジュール式送り込みシステムであって、それぞれが製品を包装機械に送るように適合され、それぞれが好ましくは包装機械に対するその構成を識別できるように包装機械と通信するように適合されたシステムを含む。本発明の好ましい実施形態では、各モジュール式送り込み装置は、フィルムロール巻き出しアセンブリと、一体的フィルム反転ヘッドと、製品搬送機構と、閉ループ信ネットワークとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
ここで図１を参照すると、梱包機械の包装セクションの全体を１０で示してある。包装機器は全体として従来型であるが、フィルム巻き出しアセンブリまたはフィルム反転ヘッドが、以下により詳しく論ずるようにここでモジュール式送り込みアセンブリに含まれることから、そうした構成要素を含まないことが好ましいという点は除く。さらに、包装セクション１０は、それがモジュール式送り込み装置を容易に着脱するための適切な接続点と位置合わせ部材とを含むという点でも従来式の設計とは異なる。したがって、モジュール式送り込み装置を包装機械と適切に位置合わせする助けとなるように、１つまたは複数の位置付け／位置合わせ部材１２（２つ図示している）が機械の製品投入端部に設けられる。同様に、以下により詳しく述べる相互接続口１４のように、モジュール式送り込み装置を包装機械にロックするために、トグル式接続部１３などが製品投入端部に位置付けられる。
【０００７】
図２、図４Ａおよび図４Ｂは、本発明による使用に適したモジュール式送り込みユニットの実施例を示す。ここに示す実施形態では、送り込みユニット２０はモジュール式フライト送り込み装置である。当業者は、取っ手付き送り込み装置、多数梱包送り込み装置、図４Ａに示すモジュール式幅広ベルト送り込み装置、および図４Ｂに示すモジュール式二重ベルト付送り込み装置などの他のタイプの送り込みユニットも適切であることを理解するであろう。送り込みユニット２０はフライトコンベアを含み、送り込まれてくる製品の位置を感知しそれを自動的に調節して製品が包装機械の送り込みコンベアのフライト同士の間に配設されるようにする高機能制御システムを有することができる。
【０００８】
包装機械１０の投入端部と対合するモジュール式送り込み装置２０の端部は、包装機械の位置付け／位置合わせ部材１２と位置合わせされる１つまたは複数の位置合わせ孔２１（図４Ｂで最もよく分かる）を含むことが好ましい。適切な位置合わせ部材１２には、図５Ａおよび図５Ｂに示す、ステンレススチールから作られることが好ましいピンが含まれる。これらのピンは、テーパ付自由端２４で終了する円筒体２３を有する。このテーパ付端部は、モジュール式送り込みユニットの対応する孔２１の位置付け、位置合わせを容易にする助けとなる。包装機械の本体に取り付けるように、適切な締め付け部材用通し穴２７Ａ、２７Ｂを設けたものなどの取り付け板２６をピンに結合することができる。当業者は、ここに示す実施形態では、位置付け／位置合わせ部材１２が包装機械に位置付けられ、位置合わせ孔２１がモジュール式送り込みユニットに位置付けられているが、これらの部品を逆にできることを理解するであろう。図３は、位置合わせおよび接続をする直前の包装セクション１０とモジュール式送り込みユニット２０とを示している。ここに示す実施形態では、製品の流れは左から右であるが、この構成を逆にして、右から左の製品流れに対応することもできる。
【０００９】
モジュール式送り込みユニット２０は、従来的には包装セクションに存在する一体的フィルム反転ヘッド３０を含むことが好ましい。同様に、ユニット２０は、これも従来的には包装セクションに存在するフィルム巻き出しアセンブリ３１を含むことが好ましい。これらの構成要素をモジュール式送り込みユニットに一体化することによって、製品搬送面とフィルムとの間の適切な位置合わせが保証される。これは送り込みユニットの切り換え時間を大幅に縮小する。これは、これまで送り込みユニットの切り換えは、困難で時間の掛かるフィルムの位置合わせを必要としたからである。梱包される製品はこのようにして、フィルム巻き出しアセンブリ３１から巻き出されてくるフィルムの２つのウェブ同士の間の直線的水平経路で、モジュール式送り込みコンベアによって包装セクションに投入される。このコンベアは一体的駆動システムを有することが好ましく、したがってユニット２０は自給式であり、包装セクション１０からの伝動を必要としない。
【００１０】
包装セクション１０とモジュール式送り込みユニット２０とは、位置合わせされた後は適切な任意のロック機構によって一緒にロックすることができる。例えば、トグル締め付け具４０（図６）を使用することができ、これはラッチ１３に固定するループ４１（図７）を含む。ここに示す実施形態では、トグル締め付け具４０はモジュール式送り込みユニット２０に取り付けられ、ハンドル４４を含む。ハンドル４４の適切な作動によって、そのループ４１は、包装機械の投入端部に位置付けられたラッチ１３とのロック係合に出入りする。ループ４１がラッチと係合し、ハンドル４４がさらにロック位置へと作動されると、包装セクションとモジュール式送り込みユニットはロック関係へと一緒に引き寄せられる。当業者は、必要に応じてラッチ１３をモジュール式送り込みユニットに、またトグル締め付け具を包装セクションに位置付けることもできることを理解するであろう。
【００１１】
本発明の梱包機械アセンブリはまた、モジュール式送り込みユニットが識別の目的で包装セクションと通信するのを可能にする通信システムも含むことが好ましい。例えば、コード化された入力から確立された閉ループ通信ネットワークによって、モジュール式送り込み装置は、全ての一体化された任意選択の特徴を含む送り込み装置のタイプ（例えば取っ手付き送り込み装置、二重ベルト送り込み装置など）を識別できるようになる。これによって、包装セクションは適宜応答することが可能になる。通信ネットワークはまた、現時点の送り込みの選択肢で利用できる入力を含み、将来の送り込みの選択肢を受け取るように拡張される能力を有することが好ましい。
【００１２】
好ましい実施形態では、包装ユニットは、送り込み機械の対応する接続器と調和するように適合された接続器を有する。機械はＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（商標）のプロトコルを使用して通信することが好ましい。ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（商標）は、Ｏｐｅｎ ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（商標） Ｖｅｎｄｏｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ （ＯＤＶＡ）によって作られたオープンな規格である。ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（商標）の仕様明細書はｗｗｗ．ｏｄｖａ．ｏｒｇで見ることができるが、これは参照により本明細書に組み込まれる。
【００１３】
包装機械はＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（商標）対応の適合制御装置を含み、送り込み機械は、制御装置から接続器を介してＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（商標）の通信を受け取るＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（商標）対応適合チップを含む。送り込み機械のチップはまた、１６本の汎用入力／出力ピンを有するが、各ピンをスイッチまたはセンサなどの入力要素、あるいはブレーキまたはクラッチなどの出力要素に接続することができる。ピンが入力部として指定されると、それに何かを書き込もうとしても無視される。しかし出力として指定されたピンは、そのピンに新たな値を書き込むことによって変更することができる。
【００１４】
包装ユニットの制御装置が読み出しコマンドを出すと、送り込みユニットのチップがその１６本の汎用入力／出力ピンのそれぞれの状態を返送する。このようにして包装ユニットは、センサなのどの全ての入力要素の現況を得ることか可能である。同様に、包装ユニットの制御装置が書き込みコマンドを出すと、送り込みユニットのデバイスがその出力口の値に、書き込みコマンド中に制御装置によって供給された値で上書きする。入力口として指定されたピンに書き込まれた値は意味がなくなる。このように、書き込みコマンドによって、包装ユニットはブレーキおよびクラッチなどの全ての出力要素の状態を制御することが可能である。
【００１５】
好ましい実施形態では、３本のピンが入力部として指定され、機械識別子用に留保される。これらの入力部はそれぞれ恒久的に、アサートされた状態またはアサートされていない状態のいずれかに保たれる。これらの３本の入力ピンの値は、包装ユニットがそれが取り付けられている送り込みユニットのタイプを識別するのを可能にする。例えば第１入力ピンがアサートされている場合、送り込み機械は取っ手付き送り込み装置である。第２入力ピンがアサートされている場合、送り込み機械は二重ベルト付き送り込み装置である。最後に第３入力ピンがアサートされている場合、送り込み機械は幅広ベルト付き送り込み装置となる。
【００１６】
本実施形態では、３つの異なるタイプの送り込み機械を示す３つの入力ピンを利用しているが、他のコード化スキームも本発明の範囲に入る。例えば３つのピンの値を組み合わせて３ビット二進値を形成し、それによって８台の可能性のある機械が識別されるようにすることもできる。別法として、送り込み機械内で利用可能な特定の特徴または機能を示すように機械の識別子を使用することもできる。
【００１７】
好ましい実施形態はＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（商標）を、送り込み機械の識別子を包装ユニットに伝えるために利用しているが、他のプロトコルも可能であり、本発明の範囲に入る。例えばＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＵＳＢ、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、または他のシリアルのプロトコルを利用することもできる。同様に、パラレルバスの方法も使用することができる。最後に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷＩ−ＦＩ（登録商標）、または８０２．１１ａなどのワイアレスプロトコルを使用することもできる。
【００１８】
さらに、機械の識別子を記憶し、伝える他の機構も想定される。例えばシリアルのＥＥＰＲＯＭまたはＲＯＭを使用して、必要な識別子情報を記憶し、伝送することができる。同様に、特定の送り込み機械または特徴を示すために接続器の専用ピンを使用することもできる。
【００１９】
図７は、これらの特徴を実施するのに使用される相互接続の好ましい実施形態を示している。したがって、通信用相互接続部５０を示しているが、これは、２本のピンが通信およびノード電源に使用され、２つがネットワーク通信用、１つが接地用である５本のピンであることができる。送り込み装置駆動モータの相互接続部５１は、３本のピンが送り込み装置３相駆動モータに使用され、１本または複数のピンがスペアとして設けられるマルチイン接続器であることができる。安全装置および電源相互接続部５２も使用することができ、これは多数ピン接続部であることができ、それが備える７本のピンは１２０ＶＡＣ電源と、２４ＶＤＣ電源と、緊急停止装置、送り込み装置アクセスパネルインターロックスイッチなどのハード配線の包装機械安全装置とに使用される。将来の代替的プラットフォームモデルのために、追加のピンをスペアとして備えることもできる。
【００２０】
制御装置は、送り込み装置が接続されていない場合、また（通信ネットワークによって複数の送り込み装置が識別された場合などの）送り込み装置の識別が相いれない場合、エラーコードを生成し、包装装置が作動できないようにする包装セクション１０に関連付けられることが好ましい。エラーが解決された後は、包装装置の稼動が再び可能になる。
【００２１】
本発明のモジュール式送り込みユニットは包装装置の多用途性を高める。エンドユーザは、多数の別個の包装装置を購入し保管する必要なく、独立型送り込みユニットを交換するだけで、ユーザの製品および／またはプロセスの変更に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】適切な梱包機械の包装セクションの斜視図である。
【図２】図１の包装セクションに取り付けることができるモジュール式送り込み装置の斜視図である。
【図３】包装セクションとモジュール式送り込みアセンブリの分解図である。
【図４Ａ】モジュール式送り込みアセンブリの代替的実施形態の斜視図である。
【図４Ｂ】モジュール式送り込みアセンブリの代替的実施形態の斜視図である。
【図５Ａ】モジュール式送り込み装置を包装セクションと位置合わせする位置合わせピンの断面図である。
【図５Ｂ】図５のピンの正面図である。
【図６】包装機械をモジュール式送り込み装置に接続する締め付け具を示す、包装機械の部分斜視図である。
【図７】本発明による包装機械の投入端部の部分斜視図である。

Claims (8)

1. 自動成形／充填／密封フィルム包装機械を通って走行する製品を包装するための自動成形／充填／密封フィルム包装機械の包装セクションに着脱されるように適合された、モジュール式送り込みユニットであって、
   製品搬送面と、
   フィルム巻き出しアセンブリと、
   フィルムを反転しかつ管状形状に折り曲げるフィルム折り曲げヘッドと、
   電子機械識別子と、
   前記包装セクションに前記機械識別子を送信するように、前記送り込みユニットと前記包装セクションとの間に通信をもたらす接続器とを備える、モジュール式送り込みユニット。
2. 送り込みユニットのタイプが、フライト送り込み装置、取っ手付き送り込み装置、二重ベルト送り込み装置、および幅広ベルト送り込み装置からなる一群から選択される、請求項１に記載のモジュール式送り込みユニット。
3. 前記送り込みユニットを前記包装セクションに着脱するインターロック機構をさらに備える、請求項１に記載のモジュール式送り込みユニット。
4. 前記送り込みユニットと前記包装機械との間の前記通信が、閉ループ通信ネットワークによるものである、請求項１に記載のモジュール式送り込みユニット。
5. 前記通信ネットワークがコード化された入力によって確立される、請求項４に記載のモジュール式送り込みユニット。
6. 自動成形／充填／密封包装アセンブリであって、複数のモジュール式送り込みユニットの１つから電子機械識別子を受信する手段を有する包装セクションと、複数のモジュール式送り込みユニットから選択されたモジュール式送り込みユニットとを備え、前記モジュール式送り込みユニットは、それぞれ前記包装セクションに着脱されるように適合され、製品搬送面と、フィルム巻き出しアセンブリと、フィルムを反転しかつ管状形状に折り曲げるフィルム折り曲げヘッドと、前記電子機械識別子と、前記包装セクションに前記機械識別子を送信するように、前記送り込みユニットと前記包装セクションとの間に通信をもたらす接続器とを備える、自動成形／充填／密封包装アセンブリ。
7. 前記複数のモジュール式送り込みユニットが、フライト送り込みユニット、取っ手付き送り込みユニット、二重ベルト送り込みユニット、および幅広ベルト送り込みユニットからなる一群から選択される、請求項６に記載の自動成形／充填／密封包装アセンブリ。
8. 前記送り込みユニットと前記包装機械との間の前記通信が、閉ループ通信ネットワークによる、請求項６に記載の自動成形／充填／密封包装アセンブリ。

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