JP4851650B2 - 包装フィルムからなる包装チューブ材を溶封する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、包装フィルムからなる包装チューブ材を溶封する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チューブ袋包装装置内において、まず包装する製品の周りに包装フィルムからなるチューブを形成してそのチューブを縦に溶封する。横溶封ステーションにおいて製品の間に横溶封継ぎ目を形成して中央で切断し、これによって個々の包装体を構成する。
【０００３】
例えば、欧州特許Ａ−３９９９４８号公報に記載されている従来の横溶封ステーションにおいて、回転軸に対して同軸に延在するシリンダ状の溶封面と対向面とを有する、互いに向かい合った溶封シューと対向シューとが回転している。溶封シューによるフィルムの溶封層への熱伝達が一定の時間を要するために、チューブの最大搬送速度はこの横溶封ステーションによって制限される。
【０００４】
従って、搬送方向に併走して互いに並行に回転する溶封シューと対向シューとを設けることが知られている。これによって生産能力を高めることができる。この種の横溶封ステーションの一例が国際特許ＷＯ−Ａ−９６／１７７２０号公報に示されている。さらに別のこの種の溶封ステーションが欧州特許Ｂ−５６０９８８号公報ならびにドイツ特許Ｃ−２７５１９２８号公報に記載されている。これらの横溶封ステーションは、比較的複雑な構造を有しており、従って製造および保守に高いコストを要する。さらに、搬送方向に向かって往復運動するおもりが包装装置全体に伝導される振動をもたらす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、簡単な構造で高い包装能力を有する、前述した種類の装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、請求項１に記載された特徴によって解決される。
【０００７】
【実施例】
次に本発明の実施例につき、添付図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１ないし図３に示された装置は、ケース１０を備えており、この内部に第１のシャフト１１が軸１２周りで回転可能に支持されている。シャフト１１上には２つの溶封シュー１３が反対側に固定されている。ケース１０内の対向する側面上には、２つの架台（そり）１４，１５が垂直に、すなわち包装チューブ材３３の搬送方向Ａに対して横断的に推動可能に取り付けられている。これらの架台１４，１５内には第２のシャフト１６が軸１２に平行な軸１７周りで回転可能に支持されている。シャフト１６上には別の２つの溶封シュー１８が互いに反対側に固定されている。シャフト１６の両側には２つのカム盤１９，２０が固定されている。これらのうち１つのカム盤２０は、ケース上に固定的に支持されたローラ２１上を回転する。別のカム盤１９は、それぞれケース１０内において垂直に推動可能に支持された架台２３内に回転可能に支持されたローラ２２上を回転する。両方の架台２３は、バネ２４によってローラ２１に対して下方に向かって荷重される。
【０００９】
図４に示されているように、溶封シュー１３，１８の外周部２８はシリンダ状になっており、図示された実施例においては、シュー１３，１８の直線母線３０と該当するシャフト１１，１６の軸１２または１７の間においてこれに対して並行して配設された軸２９の周りに支持された円筒シリンダ形状となっている。外周部２８の半径ｒ_１は、最大でも回転軸１７から直線母線３０への距離ｒ_２の半分程度とすることが好適である。しかしながら、シリンダ状の外周部２８の断面は、円形以外でも例えば楕円形に形成することができる。いずれにしても、外周部２８の曲線半径はその円周に対して測った全ての長さにおいてｒ_２よりも小さいものとなる。カム盤１９，２０は、シャフト１６の回転動作中ならびに溶封工程中において図４および図５ａ−図５ｄに示された同期的垂直動作を行い、この際溶封シュー１８の外周部２８が該当する溶封シュー１３の外周部３１に対して圧接される。図４に示されているように、両方のシュー１８，１３の接触線３２は溶封工程中において包装チューブ材３３の搬送方向Ａに向かって移動する。これによって曲線半径が距離ｒ_２に相当する従来の溶封シューに比べて、より長い溶封時間が得られるか、または同じ溶封時間おいてチューブ材３３の搬送速度がより高速になる。溶封シュー１８の垂直動作を最小限にすることによって、従来の平行に同期回転する横溶封シューに比べて、極めて少ない搬送方向Ａにおける振動が発生するか、または全く振動が生じないものとなる。縦方向の振動は、包装する製品間の距離の規則性を阻害する危険性があるため、防止すべきものである。この装置は、極めて少ない部品からなり、従って低コストに製造して維持することができる。バネ支持されたローラ２２のため垂直方向には遊びが発生しない。質量によって生じる力をさらに低減するために、垂直に動作するシャフト１６は中空に構成されている。前述の装置は、水平だけでなく垂直チューブ材包装装置にも適していることは勿論である。
【００１０】
図４には、両方のシャフト１１，１６が同期して互いに対して垂直に接近および離間動作し、従って接触線３２は１つの平面内を動作する構成例が示されている。従って、この構成例において、シャフト１１は、２つの架台によって垂直動作するように支持されるとともに、カム盤１９，２０に相当する別のカム盤ならびにローラ２１，２２に相当する別のローラによって両側から強制的に制御される。シャフト１１の支持は、両方の軸１２，１７の中央垂直平面５１に関して要素１４，１５および１９ないし２４によるシャフト１６の支持に対して完全対称になる。一方、図１ないし図３の構成例においてシャフト１１はケースに固定されており、接触線３２の軌道は軽いシリンダ形状に延在する。
【００１１】
図６ａないし図６ｃには、溶封シュー１３，１８の外周部２８，３１の構成例が示されている。図６ａは図４に示された構成に対応し、一点鎖線で示された溶封シュー１３，１８の外方移動した位置は、両方の軸１２，１７が垂直平面５１に対して接近またはこれから離間動作する構成例に対応する。他方、点線で示された位置は軸１２がケースに固定されている構成例に対応する。最初の構成例は、動作するシャフト１１，１６の質量が同一である場合垂直振動がケース１０に伝達されないという利点を有しており、これはシャフト１１，１６が正確に逆位相で動作するからである。第２の構成例は、構造が簡単である点で有利である。
【００１２】
図６ｂには、軸１２がケースに固定されるとともに円形シリンダ状外周部３１が軸１２と同軸である構成例が示されている。図示されているように、この構成例は、搬送方向Ａにおける接触線３２の路程を同様に最大化させるために周囲方向においてより長い外周部２８，３１を必要としている。このため図６ａに示された対称形の構成例が好適なものである。
【００１３】
図６ｃには、溶封シュー１３，１８の外周部２８，３１の曲線半径ｒ_１とｒ_３ならびに外周部２８，３１の直線母線３０，３４の軸１２，１７からの距離ｒ_２およびｒ_４がいずれも異なっている、一般的な構成例が示されている。例えば、ｒ_４＝３ｒ_２／２として、シャフト１１上において周囲上に２つではなく３つの溶封シュー１３を均等に配置することが可能である。ギア４４，４５の伝達比は適宜に対応させるか、または別々に制御された２つのサーボモータ４２を両方のシャフト１１，１６に結合することができる。
【００１４】
図３において、シャフト１６は２つのカルダン継手３９とカルダン軸４０を介してサーボモータ４２のドライブシャフト４１ならびに回転角センサ４３に接続されている。ドライブシャフト４１は等しい大きさの２つのギア４４，４５を介してシャフト１１と結合されている。モータ４２およびセンサ４３は制御装置４６と結合されており、これによってシャフト１１，１６の回転角を包装チューブ材３３の推進動作と同期させる。シャフト１１，１６の回転角速度は、外周部２８の搬送方向の回転速度成分が溶封工程中において包装チューブ材３３の搬送速度と等しくなるように制御される。
【図面の簡単な説明】
【図１】横溶封装置の一部分を示す透視図である。
【図２】垂直に動作する溶封シューを示す透視図である。
【図３】横溶封装置の部分断面図である。
【図４】動作状態を示す概略図である。
【図５】横溶封の工程を示した説明図である。
【図６】３種類の外周部分の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ ケース
１１，１６ シャフト
１２，１７，２９ 軸
１３，１８ 溶封シュー
１４，１５，２３ 架台
１９，２０ カム盤
２１，２２ ローラ
２８，３１ 外周部
３０，３４ 直線母線
３２ 接触線
３３ 包装チューブ材
３９ カルダン継手
４０ カルダン軸
４１ ドライブシャフト
４２ サーボモータ
４３ 回転角センサ
４４，４５ ギア
４６ 制御装置

Claims (13)

1. 第１の軸（１７）周りで回転するシリンダ形状の第１の外周部（２８）を有する第１の溶封シュー（１８）を備え、前記外周部は第１の軸（１７）に対して平行でかつこの第１の軸（１７）から最大の第１の離間距離（ｒ_２）を有している第１の直線母線（３０）を備え、第１の外周部（２８）の第１の曲線半径（ｒ_１）はその周囲全体にわたって計測された長さにおいて第１の離間距離（ｒ_２）より小さいものとなり、第２の軸（１２）の周りにおいて第１の溶封シュー（１８）と同期してこれと逆向きに回転する、シリンダ形状の第２の外周部（３１）を有する第２の溶封シュー（１３）を備え、ここで第２の軸（１２）は第１の軸（１７）に対して平行に延在し、
   第１の外周部（２８）がチューブ材（３３）を挟み込んで第２の外周部（３１）上を回転するよう第１の軸（１７）を第２の軸（１２）に対してチューブ材（３３）の搬送方向（Ａ）に対して横断方向に移動させるための装置（１３，１４，１９，２０，２１，２２）を備え、溶封シュー（１８，１３）とチューブ材（３３）との間の接触線（３２）が溶封工程中において搬送方向（Ａ）に向かって移動し、
   前記第１の軸（１７）及び前記第２の軸（１２）は移動中に搬送方向（Ａ）には動かない、
   包装フィルムからなる包装チューブ材（３３）を溶封する装置。
2. 第２の外周部（３１）は第２の軸（１２）に対して平行でかつこの第２の軸（１２）から最大の第２の離間距離（ｒ_４）を有している第２の直線母線（３４）を備え、第２の外周部（３１）の第２の曲線半径（ｒ_３）はその円周全体にわたって計測された長さにおいて第２の離間距離（ｒ_４）より小さいものとなる請求項１記載の装置。
3. 第１の離間距離（ｒ_２）は第２の離間距離（ｒ_４）と等しい請求項２記載の装置。
4. 溶封シュー（１３，１８）の外周部（２８，３１）は直線母線（３０，３４）と該当する軸（１２，１７）との共通平面に関して対称である請求項３記載の装置。
5. 両方の外周部（２８，３１）は両方の軸（１２，１７）の中央垂直平面（５１）に関して完全対称に形成される請求項４記載の装置。
6. 両方の外周部（２８，３１）は円形シリンダ状に形成される請求項５記載の装置。
7. 第１の曲線半径（ｒ_１）は最大でも第１の離間距離（ｒ_２）の半分である請求項１ないし６のいずれかに記載の装置。
8. 搬送方向（Ａ）に対して横断する軸（１２，１７）の相対動作は制御要素（１９，２０）によって溶封シュー（１３，１８）の回転角と同期化される請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
9. 溶封シュー（１３，１８）の駆動シャフト（１１，１６）はサーボモータ（４２）によって駆動され、溶封シュー（１３，１８）の回転角は制御装置（４６）によって全溶封工程中において搬送方向（Ａ）において計測した接触線（３２）上の外周部（２８，３１）の回転速度成分がチューブ材（３３）の搬送速度に略等しくなるよう制御される請求項１ないし８のいずれかに記載の装置。
10. 搬送方向（Ａ）に対して横断方向の軸（１２，１７）の相対動作はカム盤伝達装置（１９，２０）によって制御される請求項１ないし９のいずれかに記載の装置。
11. 伝達装置は溶封シュー（１３，１８）の接近動作および離反動作のための分離しているが共通駆動されるカム盤（１９，２０）を備える請求項１０記載の装置。
12. カム盤（１９，２０）は溶封シュー（１３，１８）の駆動シャフト（１１，１６）のうちの少なくとも１つに固定的に取り付けられ、これらのうちの第１のカム盤（２０）はケースに固定的に取り付けられた第１のローラ（２１）上に支持され、第２のカム盤（１９）は両方の駆動シャフト（１１，１６）の軸（１２，１７）の共有面に対して平行な第２のローラ上に推動可能に支持され、この第２のローラは圧接手段（２４）によって第２のカム盤（１９）の方向に予荷重される請求項１１記載の装置。
13. 複数の溶封シュー（１３，１８）を各駆動シャフト（１１，１６）の周囲に沿って均等に配設する請求項１ないし１２のいずれかに記載の装置。

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