JP5175300B2 - ラベリング装置のラベルを切断するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に記載されているタイプの、ラベリングマシンのラベルを切断するための装置に関する。

知られているように、切断ローラは、ラベルを構成し、画像並びにデータが印刷されている、一般にＰＶＣ又はプラスチックのフィルムの薄膜を複数のセグメント、即ちラベルに切断するのに、最も広く使用されている。

それにもかかわらず、他の材料、例えば紙からなるフィルムが使用されることもできる。一般にラベルのフィルムを用いるラベリングマシンは、
巻かれたフィルムを巻き戻すためのアッセンブリと、
垂直軸線を中心として回転し、技術用語では切断ローラと称されるローラに装着された垂直のブレードと、固定された垂直のカウンターブレードとにより構成された切断アッセンブリと、
切断されたラベルをピックアップし、介在する接着剤をラベルの所定のエリアに塗布するためのローラへと切断されたラベルを搬送するためのドラムとを有している。

ブレードを支持している切断ローラと、ピックアップ用のドラムとの両方には、複数のホールを通して切断ローラの外面又はドラムの外面と連通し、かつ真空にされる内部チャンバが設けられている。このような真空により、ラベルは、ラベルが切断されてドラムに搬送される間に、吸引されて支持される。即ち、真空は、ラベルがドラム自体にある間に、ラベルを保持する。

時には数百ミリメーターの厚さを有するフィルムの切断には、主に、切断ローラの支持部材の撓み又は変形による問題が幾つかある。

このような撓み又は変形は、主に、切断ローラ全体の不均一並びに不規則な熱膨張のために起こる。

特に、作業プロセスの開始時に、切断ローラの支持部材は、低い温度を有し、この温度は、作業時間が進むにつれて徐々に上昇し、このため、操作者は、作業の間にカウンターブレードの位置を調節する必要があることは、明らかである。

前記撓み又は変形は、ローラに装着されたブレードのカウンターブレードへの頻繁な接触によりもたらされ、この接触は、ラベルを切断するのに必要である。

上述した欠点を克服する第１の従来技術に係われば、同出願人は、約２０ないし３０℃だけ外部環境の温度を超える温度に加熱されたオイルを、ローラ支持フレーム中に強制的に搬送し得るダクトを有する切断ローラを提供している。このオイルより、前記支持フレームは、ラベリングのサイクルが開始される前に、約５０℃の温度に加熱され、この温度は、マシンの作業中維持される。

前記第１の従来技術に従って加熱された切断ローラは、ラベリングマシンの作業コストを増加させるという重大な欠点を有している。オイルを加熱するために、ローラ支持フレームに形成されたダクトに接続された適切な加熱システムを設ける必要がある。

不都合なことに、このような外部の加熱システムは、ラベリングマシンのサイズをかなり大きくし、また、特別なメンテナンスを必要とする。

同出願人のＥＰ１１７７９８１の第２の従来技術により、切断ローラのシャフトの２つの支持システムのための冷却ラインを有する切断ローラが、知られている。この冷却ラインは、２つのシステムの各々から独立していることが好ましい。また、この冷却ラインは、関連した支持部材の温度を測定するためのプローブを有している。このプローブは、支持部材の測定された値を、予め設定された好ましい温度の値と比較するためのブロックに送る。このブロックは、切断ローラの冷却ラインに接続された圧縮空気供給回路に挿入された電磁弁を、比較された値に応じて作動させる。

より詳細には、前記切断ローラは、この切断ローラの回転シャフトの２つの支持部材に対応したダクトを有している。これらダクトには、雰囲気温度の圧縮空気が送られる。圧縮空気供給ラインに挿入された適切な電磁弁に作用することにより空気の流れを生じさせる又は阻止する温度検出プローブを、夫々これら支持部材に応じて備えることが好ましい。

第２の従来技術に従って得られた切断ローラの主な欠点は、圧縮空気を使用することにより、効率の良い熱交換が可能でないことである。基本的に、雰囲気温度の圧縮空気は、ローラとフレームとから十分に熱を吸収することができず、ローラの高い回転速度で前記冷却システムを非効率にする。

第３の従来技術に係われば、ローラ支持フレームに形成されたダクト内を循環するオイルにより冷却される切断ローラが知られている。

特に、このようにオイルにより冷却される切断ローラは、ダクト内の圧縮オイルを送ることができる外部のポンプを必要とする。詳細には、このポンプは、通常、空気圧式であり、ピストンを有している。オイルを送るために必要なこのピストンの交互の動作は、ガス状の流体、代表的には空気の、吸引と膨張との交互の行程により駆動される。

このような切断ローラの主な欠点は、外部のポンプにより吐出されるオイルの体積流量が、ローラの回転速度と無関係なことである。特に、ダクト中に吐出されるオイルの体積流量は、切断ロールのいずれの回転速度においても一定のままであり、この体積流量は、一度設定されると、変更されることができない。基本的に、このポンプは、ローラの角速度にかかわらず、一定の速度で動作する。

この結果、この技術の解決策は、ローラの回転速度が変化するのに伴い、冷却オイルの体積流量が変更され得ないので、切断ローラの一定で効率的な冷却を確実にすることができない。

この第３の従来技術の更なる欠点は、ポンプの誤動作を特定することのできる制御システムを使用しなければならず、このため、ラベリングマシンを比較的高コストにし、複雑にすることである。

本発明の目的は、上述した欠点をなくして、流体の体積流量が切断ローラの回転速度に応じて変更可能である、動作流体により温度を調整するためのシステムが設けられたラベリングマシンのラベルを切断するための装置を利用可能にさせることである。

本発明の他の目的は、ローラと一体的な冷却システムが設けられたラベリングマシンのラベルを切断するための装置を提供することである。

本発明の他の目的は、特殊なメンテナンスの介在を必要としないラベリングマシンのラベルを切断するための装置を提供することである。

本発明の他の目的は、上述された従来技術に従って構成された冷却システムに対して、ラベリングマシンの動作コストを減じることのできる流体冷却システムが設けられたラベリングマシンのラベルを切断するための装置を利用可能にさせることである。

本発明の他の目的は、効果的で信頼性のある冷却システムが設けられたラベリングマシンのラベルを切断するための装置を提供することである。

本発明の更なる目的は、また、機械的な部品の相互回転の効率の良い滑りを確実にし得るラベリングマシンのラベルを切断するための装置を提供することである。

本発明の更なる他の目的は、移動可能なブレードと固定カウンターブレードとの間の磨耗を減じ得るラベリングマシンのラベルを切断するための装置を提供することである。

これら目的は、添付の特許請求の範囲の内容により特徴付けられ、かつ本発明の主題を構成しているラベリングマシンのラベルを切断するための装置により、十分に達成される。

これら目的並びに他の目的は、単なる非限定的な例として添付図面に示されている好ましい実施形態の以下の説明から、容易に明らかになる。

図を参照すると、本発明に係わるラベルを切断するための装置が、全体を通して符号１で示されている。この装置は、リールに巻かれたラベルのフィルムを連続的に導入するラベリングマシンに設置される。特に、本発明に係わる装置は、ラベルを構成する画像並びにデータが印刷されたポリプロピレン又はＰＶＣの薄いフィルムを複数のセグメント、即ちラベルに切断するために、広く適用されている。

特に図１並びに４を参照すると、ラベルを切断するための装置１は、シリンダーの母線(generatrix)に沿って位置されたブレード３が設けられている切断ローラ２を有し、前記ブレードは、固定カウンターブレード４と共働してラベルを切断することができる。

前記切断ローラ２は、機械的なシャフト５にキーにより固定され、このシャフトは、好ましくはテーパころ軸受タイプの１対の軸受７，８により、支持フレーム６に装着されている。この支持フレーム６には、また、前記固定カウンターブレード４が取着されている。

本発明に係われば、この装置１には、動作流体、代表的には液体、好ましくはオイルを収容した熱交換回路が設けられている。特に、この熱交換回路の第1の部分９ａは、前記支持フレーム６に形成され、また、熱交換回路の第２の部分９ｂは、前記機械的なシャフト５に形成されている。このようにして、熱交換回路は、支持フレーム６と切断ローラ２との両方と熱的に相互作用する。

図示されている好ましい実施形態では、前記熱交換回路は、冷却回路であり、この冷却回路中の動作流体は、切断ローラ２と支持フレームとの両方から熱を吸収する。別の実施形態では、熱交換回路は、加熱回路であっても良く、この加熱回路中の動作流体は、切断ローラ２と支持フレーム６との両方に熱を伝達する。上述された両方の実施形態は、切断ローラ２と支持フレーム６との熱変形を抑えて、前記ブレード３と固定カウンターブレード４との間の正確な干渉を維持するように、これら切断ローラと支持フレームとの温度を制御するという目的を果たす。

この装置１は、前記熱交換回路中に動作流体の流れを発生させるための手段を有している。特に、この動作流体の流れを発生させるための手段は、前記機械的なシャフト５に接続され、熱交換回路中に動作的に挿入されている。

好ましい実施形態では、前記動作流体の流れを発生させるための手段は、前記切断ローラの機械的なシャフト５に接続されたインペラ１０を有し、このインペラは、熱交換回路中に動作的に挿入されている。

特に図１並びに３を参照すると、前記インペラ１０は、機械的なシャフト５に接続されている。図示されている好ましい実施形態では、このインペラ１０は、機械的なシャフト５に一体的にキーで固定され、このため、切断ローラ２の回転速度は、インペラ１０の回転速度と一致し、切断ローラとインペラとの両方は、同じ機械的なシャフト５に一体的にキーで固定されている。

前記インペラ１０は、前記支持フレーム６の底部の所で前記切断ローラ２の下に位置された渦形室（図６に示されている）１１中に収容されていることが好ましい。特に、この渦形室１１は、渦形室自体の中央を通る垂直軸線に対して対称である１対の吐出口１１ａ，１１ｂを有している。

図５を参照すると、前記インペラ１０は、閉じられたラジアル状のタイプ(closed radial type)であることが好ましい。前記熱交換回路の第１の部分９ａは、インペラ１０の流出部分１０ａに接続され、従って、この第１の部分は、１対の送り枝部分の回路を規定し、一方、熱交換回路の第２の部分９ｂは、インペラの流入部分１０ｂに接続され、従って、この第２の部分は、戻り枝部分の回路を規定している。

図示されている好ましい実施形態では、前記熱交換回路の戻り枝部分は、機械的なシャフト５の中にあり、かつこのシャフトと同軸の導管１２を有している。特に、この導管１２は、機械的なシャフト５の第１の端部５ａに設けられた入口１２ａと、機械的なシャフトの第２の端部５ｂに位置された出口１２ｂとを有している。

特に図１並びに２を参照すると、この装置１は、前記送り枝部分を戻り枝部分と結合させているマニホールド１３を有している。

図示されている好ましい実施形態では、このマニホールド１３には、熱交換回路中に収容されたオイル中にある気泡を排出することのできる通気チャネル１４（図１並びに２）が設けられている。

特に、この通気チャネル１４は、好ましくはフライス削りにより前記支持フレーム６に形成され傾斜された溝部により規定されている。この溝部の傾きは、熱交換回路に接続された収集タンクへと、又はラビリンスシールにより外部へと直接気泡を通すのに望ましい程度である。

好ましい実施形態では、機械的なシャフト５を支持している前記軸受７，８も、また、回路中を流れるオイルにより連続的に潤されるように、熱交換回路中に挿入されている。特に、前記インペラ１０は、戻り枝部分から来るオイルを受けて、このオイルを下側の軸受７の円すいころに通し、このオイルを送り枝部分へと送る。同様に、機械的なシャフト５中の戻り枝部分を流れるオイルは、上側の軸受８のテーパころを通る。

特に図１並びに２を参照すると、装置１は、前記熱交換回路に接続され、かつ熱交換回路に連通している１対の膨張用容器１５を有している。特に、各膨張用容器１５は、オイル自体の体積の変化を補償するように、所定量のオイルを受け入れることができる。前記切断ローラ２と支持フレーム６とからの熱の吸収により、オイルは、熱膨張を起こし、この結果、体積が増加する。効果的には、膨張用容器があることにより、熱交換回路内での危険な圧力の上昇が防止され、かくして機械的な破損並びにオイルの漏れが回避される。

好ましくは、各膨張用容器は、熱交換回路中にオイルを導くことのできる入口を有し、また、各膨張用容器には、この入口の開成位置と閉成位置との間を移動可能なプラグ１６が設けられている。

特に図４を参照すると、前記切断ローラ２には、内部チャンバ３０が設けられ、これら内部チャンバ内は、真空にされる。この内部チャンバは、切断並びに次の処理ローラへの搬送の工程の間にラベルを吸引して保持して、これらラベルを接着ローラ（図示されていないが知られている）へと導き得るように、複数のホール３１を通して切断ローラ２の外面と連通している。

本発明の動作は、以下の通りである。

前記機械的なシャフト５は、垂直軸線「Ｘ」の周りを所定の可変の角速度で回転するように切断ローラ２を設定し、従って、機械的なシャフト５に一体的にキーで固定されたインペラ１０は、ローラと同じ角速度で回転するように設定されている。このように、インペラ１０は、熱交換回路内に圧力水頭を与えて、回路の送り枝部分と戻り枝部分とにオイルの流れを発生させる（図１の矢印Ｆで示されている）。基本的に、インペラは、遠心ポンプとして動作する。

特に、戻り枝部分のオイルは、機械的なシャフト５の中の導管１２の出口１２ｂから流出してインペラ１０に入り、流入部分１０ｂ、この後に下側の軸受７へと流れる。かくして、この下側の軸受は、効果的に潤される。そして、マニホールド１３から流れ出たオイルは、機械的なシャフト５の中の導管１２に入り、これと同時に、オイルは、上側の軸受８に送られ、かくして、この上側の軸受は、効果的に潤される。

切断ローラ２の回転速度が、例えば、ラベリングマシンの生産速度を増減するように変更されると、インペラの回転速度も、また、すぐに同じ程度変更される。

インペラの回転速度の変更を受けて、インペラ自体により熱交換回路内に与えられる圧力水頭、従って、インペラからの体積流量に変化が生じる。

本発明は、重要な効果を成し遂げている
第１に、本発明に従ったラベルを切断するための装置は、切断ローラの回転速度に応じて、オイルの体積流量を変更することができる。従って、効果的には、このような装置は、オイルと、ローラ並びにフレームのアッセンブリとの間の効率の良い熱交換を確実にすることができる。これは、切断ローラの回転速度の変更が、インペラの回転速度の対応した即座の変更を決定するためである。

切断ローラの回転速度は、移動可能なブレードが、ラベルを切断するように固定カウンターブレードと干渉する比較的高い又は比較的低い頻度により、ローラと支持フレームとに発生される熱量を決定することに、注意すべきである。

第２に、本発明に係わる装置は、インペラが切断ローラに直接組み込まれているので、嵩張ることがない。

効果的には、インペラが切断ローラに組み込まれていることにより、従来技術に従って構成された冷却システムに対するラベリングマシンの作業コストを減じることができる。これは、ローラのあらゆる回転速度で比較的効率の良い熱交換を可能にするためである。

本発明の更なる効果は、このような装置が、プログラムされた特殊なメンテナンスの介在を必要としないことである。

効果的には、本発明に係わるラベルを切断するための装置は、切断ローラの熱変形と支持フレームの熱変形とを効率良くまた確実に制限し、移動可能なブレードと固定カウンターブレードとの間の摩擦接触から生じる磨耗を低減することができる。

効果的には、機械的なシャフトを支持している軸受が熱交換回路中に挿入されていることにより、軸受内にあるテーパころが、効果的に潤されることができる。

ラベリングマシンのラベルを切断するための装置を垂直方向の断面図で示している。 図１に示されているラベリングマシンのラベルを切断するための装置の上側部分の細部を垂直方向の断面図で示している。 図１に示されているラベリングマシンのラベルを切断するための装置の下側部分の細部を垂直方向の断面図で示している。 図１に示されているラベリングマシンのラベルを切断するための装置の平面図を示している。 図１に示されているラベリングマシンのラベルを切断するための装置の第１の構造的な部材の斜視図を示している。 図１に示されているラベリングマシンのラベルを切断するための装置の第２の構造的な部材の斜視図を示している。

Claims (19)

1. ラベリングマシンのラベルを切断するための装置（１）であって、
   ラベルを切断するように、固定カウンターブレード（４）と動作的に関連付けられて、この固定カウンターブレードと共働し得る少なくとも１つのブレード（３）を有している切断ローラ（２）と、
   この切断ローラ（２）が固定されている機械的なシャフト（５）と、
   この機械的なシャフト（５）を支持している支持フレーム（６）と、
   この支持フレームに形成された第１の部分（９ａ）を有し、支持フレーム（６）と熱的に相互作用し、動作流体を収容する熱交換回路と、
   この熱交換回路中に前記動作流体の流れを発生させるための手段とを具備する装置において、
   前記動作流体の流れを発生させるための手段は、前記機械的なシャフトの回転により前記熱交換回路内の前記動作流体の流れを発生させるように、前記機械的なシャフト（５）に接続され、前記熱交換回路中に挿入されていることを特徴とする装置。
2. 前記動作流体の流れを発生させるための手段は、前記機械的なシャフト（５）に接続されて機械的なシャフトにより熱交換回路中で回転されるように熱交換回路中に挿入されているインペラ（１０）を有している請求項１の装置。
3. 前記インペラ（１０）は、前記機械的なシャフトの一端部に接続されている請求項２の装置。
4. 前記インペラ（１０）は、前記機械的なシャフト（５）に一体的にキーで固定されている請求項２又は３の装置。
5. 前記インペラ（１０）は、前記切断ローラ（２）の下に位置された渦形室（１１）中に収容されている請求項２ないし４のいずれか１の装置。
6. 熱交換回路の前記第１の部分（９ａ）は、少なくとも１つの送り枝部分を規定し、また、熱交換回路は、少なくとも１つの戻り枝部分を規定している第２の部分（９ｂ）を有している請求項１ないし５のいずれか１の装置。
7. 前記熱交換回路の第２の部分（９ｂ）は、前記機械的なシャフト（５）に形成され、前記熱交換回路は、前記切断ローラ（２）と熱的に相互作用する請求項６の装置。
8. 熱交換回路の前記第２の部分（９ｂ）は、前記機械的なシャフト（５）の中にこのシャフトと同軸の導管（１２）を有し、この導管（１２）は、機械的なシャフト（５）の第１の端部（５ａ）に位置された入口（１２ａ）と、機械的なシャフト（５）の第２の端部（５ｂ）に位置された出口（１２ｂ）とを有している請求項６又は７の装置。
9. 前記送り枝部分を前記戻り枝部分に結合するためのマニホールド（１３）を更に具備している請求項６又は７の装置。
10. 前記マニホールド（１３）は、前記熱交換回路中にある気泡を排出するための通気チャネルを有している請求項９の装置。
11. 前記通気チャネル（１４）は、前記支持フレーム（６）に形成された溝部により規定され、この通気チャネルは、熱交換回路に接続された収集タンクへと気泡を通す請求項１０の装置。
12. 前記支持フレーム（６）に取着され、前記機械的なシャフト（５）を支持し得る１対の軸受（７，８）を更に具備し、これら軸受（７，８）は、前記熱交換回路中を流れる前記動作流体が供給されるように、前記熱交換回路中に挿入されている請求項１ないし１１のいずれか１の装置。
13. 前記両軸受（７，８）は、複数のテーパころを有している請求項１２の装置。
14. 前記熱交換回路に接続され、この熱交換回路と連通した少なくとも１つの膨張用容器（１５）を更に具備し、前記膨張用容器（１５）は、前記動作流体自体の体積の変化を補償するように、所定量の動作流体を受け入れ得る請求項１ないし１３のいずれか１の装置。
15. 前記膨張用容器（１５）は、動作流体を前記熱交換回路中に導き得る入口を有し、また、膨張用容器には、この入口の開成位置と閉成位置との間を移動可能なプラグ（１６）が設けられている請求項１４の装置。
16. 前記渦形室（１１）は、この渦形室（１１）の中心を通る垂直軸線に対して対称の１対の出口を有している請求項５の装置。
17. 前記動作流体は、液体である請求項１ないし１６のいずれか１の装置。
18. 前記液体は、オイルである請求項１７の装置。
19. 前記熱交換回路の第２の部分（９ｂ）は、前記機械的なシャフト（５）に形成され、前記熱交換回路は、前記切断ローラ（２）と熱的に相互作用する請求項１ないし５のいずれか１の装置。

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