JP5836484B2

JP5836484B2 - 容器の製造のための装置および方法

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Publication number: JP5836484B2
Application number: JP2014520162A
Authority: JP
Inventors: ペル・ハゲルクヴィスト
Original assignee: オーアンドアール・カートン・ルンド・アーベー
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2031-07-11
Also published as: EP2731874A1; MX2013014955A; JP2014522759A; MX341707B; RU2566476C2; EP2731874B1; RU2014104569A; EP2731874A4; WO2013009227A1; US20140287901A1; US9821527B2

Description

本発明は、ボール紙ベース材料のブランクから容器を製造するための装置および方法に関する。特に、本発明は、容器本体および／または端部クロージャの一部を形成する溶着可能な層の溶融のための誘導加熱により容器本体に対して端部クロージャが取り付けられる装置および方法に関する。

ボール紙ベース材料のブランクから容器を製造するための設備は、例えば特許文献１に開示されている。このような設備は、通常、容器本体成形ユニットを備えるが、ここでは、少なくとも支持ボール紙層および溶着可能なプラスチック層を含む多層材料の実質的に平坦なブランクから筒形の容器本体が形成される。溶着ユニットにおいては、端部クロージャ、底部が、溶着エネルギーを誘導し、溶着可能な層を溶融することによって、容器本体の内側に張り付けられる。こうした溶着接合は、気密状態を実現できることが知られている。溶着後、容器本体の底側エッジは、通常、エッジ成形ユニット内で処理されるが、ここでエッジは、典型的には、折り込まれ、加熱され、そして安定性およびより魅力的な外観を提供するためにカールさせられる。さらに、本体ブランクは筒形の容器本体を形成するように一つに溶着されることがあるが、端部クロージャの溶着は、通常、より複雑なプロセスステップである。

多くの場合、容器本体および端部クロージャの両方は、溶着可能なプラスチックフィルムがボール紙ベース蓋および容器の内側に張り付けられる多層構造体を形成する。特に食品のために、この層構造は、通常、ボール紙とプラスチック層との間に配置されたアルミニウムの層を含む。典型的には、高周波電流エネルギーがアルミニウム層に誘導され、このフォイルはこれによって熱を獲得し、そして今度はプラスチックフィルムを融かす。このタイプの自動設備はさらに、容器本体成形ユニットから溶着ユニットへと、そしてさらに設備の下流に、容器の流れを搬送するよう構成された搬送手段を備える。

容器を充填するための、そして充填された容器を密封し閉じるための設備を、容器製造設備に接続して配置することができる。

ここでの重要な問題は、生産速度、すなわち、例えば１分間あたり製造可能な容器の数である。商業的に成功するためには、容器の製造に使用される装置は、高生産速度を実現する必要がある。

従来設備の生産速度を増大させようとする際の問題は、溶着可能な層は、容器が溶着ユニットから取り出されて輸送される前に、温度が上がり、冷え、そして硬化するのに十分な時間が得られないことである。これは、多くの場合、損傷し、漏れを生じる接合の原因となる。より迅速に端部クロージャを固定するステップを実施するために、数多くの加熱および冷却装置、ならびにさまざまな溶着可能な材料が提案されているが、その性能は満足できるものではなかった。

欧州特許第００７４３４３号明細書

したがって、より高い生産速度を可能にする上記タイプの設備が依然として求められている。

本発明の目的は、ボール紙ベース材料のブランクから容器を製造するための装置および方法を提供することであり、この装置および方法は、従来の設備と比較して、より高い生産速度を実現する。この目的は、独立請求項１および１５に記載された技術的特徴によって規定される装置および方法により達成される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態、さらなる展開および変形例を包含する。

本発明は、ボール紙ベース材料のブランクから容器を製造するための装置に関し、当該装置は、少なくとも支持ボール紙層および溶着可能な層を備えた多層材料の実質的に平坦なブランクから筒状の容器本体を成形するよう構成された容器本体成形ユニットと、容器本体に対して端部クロージャを取り付けるよう構成された溶着ユニットであって、溶着可能な層の溶融のために誘導溶着エネルギー発生器を備える溶着ユニットと、本体ブランクの流れを容器本体成形ユニットへと輸送し、容器本体の流れを容器本体成形ユニットから溶着ユニットへと輸送し、そして端部クロージャを備えた容器本体の流れを溶着ユニットから輸送するよう構成された輸送手段とを備える。

本発明は、輸送手段が、少なくとも二つの容器本体を把持し、これらの容器本体を溶着ユニットへと同時に移動させるよう構成された第１の可動把持機構と、容器本体を容器本体成形ユニットから第１の可動把持機構へと移送し、かつ、第１の可動把持機構が少なくとも二つの容器本体を適切に把持できることを保証するための制御された様式で容器本体を位置決めするよう構成された移送および位置決め機構とを備え、溶着ユニットは、少なくとも二つの容器本体のそれぞれに対して端部クロージャを同時に取り付けるよう構成されたことによって特徴付けられる。

本発明に係る装置の主たる効果は、それが、溶着ステップの間に、少なくとも二つの容器の同時（断続的）処理を可能とすることであり、これが、今度は、溶着および冷却に係る相対的に時間を消費する生産ステップにおいて、より多くの時間を費やすことを可能とする。これによって、より高い生産速度を、溶着接合の品質を低下させることなく使用することができる。

例えば、装置を通過する容器本体の送り速度が毎分１２０容器（これは多くの商業的用途において望ましい速度である）である場合、概算では、従来の連続的な装置での各処理ステップにおいて僅か０.５ｓしか費やすことができない。同時に二つの容器を取り扱うことによって、この処理時間は１ｓに倍増することができる。溶着および冷却（および輸送）のための約２ｓの処理時間は、特定のサイズおよび特定の素材の容器にとって適していることが判明している。したがって、このような用途において、同時に処理されることになる容器の好ましい数は４である。より一般的には、同時に処理されるべき容器の好ましい数は２〜６である。

本発明に係る装置のさらなる効果は、容器の輸送速度を断続的処理中に低減することができることである。これはまた、容器を一つずつ処理するためのものよりも高いアウトプットを依然として伴って、加速および減速力を低減できることを意味する。

本発明の有利な実施形態においては、移送および位置決め機構は、容器本体を受けかつ保持するよう構成されたリング状保持部材を備えた回転式に懸架された支持部材を備え、この支持部材は、第１のポジションであって、このポジションにおいてはリング状保持部材が容器本体を受けるために容器本体成形ユニットに面する第１の方向を向いている第１のポジションから、第２のポジションであって、リング状保持部材が第１のポジションの方向に対して実質的に直角をなす第２の方向を向いている第２のポジションへの回転を可能とするよう構成されており、移送および位置決め機構は、さらに、リフティングデバイスであって、第２の方向に可動的に調整可能であり、かつ、支持部材がその第２のポジションにあるときに支持部材の回転軸線からある方向にリング状保持部材内に配置された容器本体を持ち上げあるいは押し出すよう構成されたリフティングデバイスを備える。

本発明の有利な実施形態においては、リフティングデバイスは、持ち上げ／押し出しの間、容器本体と接触するよう意図されたリフティングあるいはプッシング部を備え、リング状保持部材は、リフティング部の一部が通過することを可能とし、これによってリフティング部がリング状保持部材から完全に容器本体を持ち上げあるいは押し出すことを可能とするよう構成されたスリットを備える。

本発明の有利な実施形態においては、回転式に懸架された支持部材は、第１のリング状保持部材が第１の方向を向くとき、第２のリング状保持部材が第２の方向を向くように支持部材上に互いに関連して配置された第１および第２のリング状保持部材を備える。

本発明の有利な実施形態においては、回転式に懸架された支持部材は、この回転式に懸架された支持部材の周方向に均等に割り当てられた四つのリング状保持部材を備える。

本発明の有利な実施形態においては、移送および位置決め装置は、リフティングデバイスによってリング状保持部材から押し出された際に容器本体を案内するよう構成された第１および第２の可動案内部材を備え、この第１および第２の可動案内部材は、第１および第２のポジション間で互いに向ってかつ互いに離れるように移動可能であり、第１のポジションにおいては、スペースが案内部材間に形成され、このスペースは，リング状保持部材を出るとき容器本体を受けかつ第１の可動把持機構が容器本体を把持するまで、ある所定のポジションで容器本体を保持するよう構成され、かつ、第２のポジションにおいては、案内部材は、容器本体が第１の可動把持機構によって離れるように移動可能であるように互いに分離させられる。

本発明の有利な実施形態においては、溶着ユニットは少なくとも二つのサブユニットを備え、各サブユニットは、端部クロージャが取り付けられることになる容器本体の少なくとも端部を受けるよう構成されたキャビティを備え、コイルなどの誘導溶着エネルギー発生器は、容器のその意図された取り付けポジションに配置された端部クロージャの側方エッジに対応する距離に沿ってキャビティ内に配置された容器本体を周方向に取り囲むようにキャビティの周りで延在しており、各サブユニットはさらに意図された取り付けポジションにおいて端部クロージャを位置決めするよう構成された端部クロージャ位置決めデバイスを備える。

本発明の有利な実施形態においては、第１の可動把持機構は、容器本体の流れの対向する側において作動するよう配置された第１および第２の把持要素を備え、当該把持要素は、それぞれ、容器本体を把持しかつ解放するために互いに向ってかつ互いに離間するように移動可能であり、把持要素は、同期された様式で、容器本体の同時移送のために、移送および位置決め機構と溶着ユニットとの間で容器本体の流れに沿って移動可能であり、各把持要素は、対応する数の同時に把持された容器本体の各側に把持のための少なくとも二つのリセスを備える。

本発明の有利な実施形態においては、本装置は、溶着ユニットの下流に配置された容器エッジ成形ユニットを備え、このエッジ成形ユニットは少なくとも二つのサブユニットを備え、各サブユニットは、容器エッジを受けかつ成形するよう構成されたカーリング溝を備えたカーリングパッドを備え、各サブユニットはさらに、適所にて容器本体を保持しかつカーリングパッドに向ってそれを押し付けるよう構成された調整可能な容器支持および位置決めデバイスを備える。好ましくは、カーリングパッドは水冷ビームに搭載される。

本発明の有利な実施形態においては、移送手段は、少なくとも二つの容器本体を把持すると共に、これらの容器本体を溶着ユニットから容器エッジ成形ユニットへと同時に移動させるよう構成された第２の可動把持機構を備える。好ましくは、第２の可動把持機構は、第１の可動把持機構と同様に構成される。

本発明の有利な実施形態においては、移送手段は、少なくとも二つの容器本体を把持すると共に、これらの容器本体を容器エッジ成形ユニットから出口コンベアへと同時に移動させるよう構成された第３の可動把持機構を備える。好ましくは、第３の可動把持機構は少なくとも二つのサブユニットを備え、各サブユニットは、その側面の一方において容器本体を把持するよう構成された一組の吸引グリッパーを備え、一組の吸引グリッパーは、容器エッジ成形ユニットから出口コンベアへの移動中、容器本体を１８０°回転させることができる回転式に懸架されたアーム上に配置される。

本発明はまた、ボール紙ベース材料のブランクから容器を製造するための方法に関し、当該方法は、少なくとも支持ボール紙層および溶着可能な層を備える多層材料の実質的に平坦なブランクから、容器本体成形ユニットにおいて、筒状の容器本体を成形するステップと、溶着可能な層の溶融のために誘導溶着エネルギーを発生させることによって、溶着ユニットにおいて、容器本体に対して端部クロージャを取り付けるステップと、容器本体成形ユニットへの本体ブランクの流れ、容器本体成形ユニットから溶着ユニットへの容器本体の流れ、そして溶着ユニットからの端部クロージャを備えた容器本体の流れを輸送するステップとを備える。

本発明に係る方法は、第１の可動把持機構によって、少なくとも二つの容器本体を把持し、これらの容器本体を溶着ユニットへと同時に移動させるステップと、移送および位置決め機構によって、容器本体成形ユニットから第１の可動把持機構へと容器本体を移送し、第１の可動把持機構が少なくとも二つの容器本体を適切に把持できることを保証するための制御された様式で容器本体を位置決めするステップと、少なくとも二つの容器本体のそれぞれに対して同時に端部クロージャを取り付けるステップとを備える。

以下の本発明の説明においては図面を参照する。

本発明に基づく装置の好ましい実施形態の斜視図である。図１に示す装置の内部の一部を示す図である。図１に示す装置の容器本体形成ユニットの一部を示す図である。図１に示す装置の容器本体形成部の別な部分を示す図である。図１に示す装置の容器本体形成部の別な部分を示す図である。図１に示す装置の容器本体形成部の別な部分を示す図である。図１に示す装置の容器本体形成部の別な部分を示す図である。図１に示す装置の移送および位置決め機構を示す図である。図１に示す装置の移送および位置決め機構を示す図である。図１に示す装置の移送および位置決め機構を示す図である。図１に示す装置の移送および位置決め機構を示す図である。図１に示す装置の移送および位置決め機構を示す図である。図１に示す装置の移送および位置決め機構を示す図である。図１に示す装置の溶着ユニットの機能を示す図である。図１に示す装置の溶着ユニットの機能を示す図である。図１に示す装置の溶着ユニットの機能を示す図である。図１に示す装置の溶着ユニットの機能を示す図である。図１に示す装置の溶着ユニットの機能を示す図である。図１に示す装置の容器エッジ成形ユニットを示す図である。図１に示す装置の容器エッジ成形ユニットを示す図である。図１に示す装置の容器エッジ成形ユニットを示す図である。図１に示す装置の第３の可動把持機構および出口コンベアを示す図である。図１に示す装置の第３の可動把持機構および出口コンベアを示す図である。図１に示す装置の第３の可動把持機構および出口コンベアを示す図である。

図１は、ボール紙ベース材料のブランク２ａから容器２を製造するための本発明に係る装置１の好ましい実施形態を示す斜視図である。ハウジング４が装置１を取り囲むように配置されている。入口コンベヤ５は、装置１に対して垂直に配置された本体ブランク２ａを送り込み、そして出口コンベア６は装置１から離れるように容器２を送り出す。端部クロージャ１７が装填された端部クロージャ供給ユニット７を、図１に見出すことができる。

図２は、図１に示す装置１の内部の一部を示している。図２の左から右へ、すなわち装置１の入口側から出口側へと、ブランクピッカー３、コンベア８上に水平に置かれた本体ブランク２ａ、容器本体溶着ステーション９ａ、本体成形ステーション９ｂ、容器本体移送および位置決め機構１０、第１の可動把持機構１１、端部クロージャ供給ユニット７内に配置された端部クロージャ１７、溶着ユニット１２、第２の可動把持機構１３、容器エッジ成形（カーリング）ユニット４０、第３の可動把持機構１４、そして出口コンベア６が示されている。

装置１は、少なくとも支持ボール紙層および溶着可能な層を含む多層材料の実質的に平坦なブランク２ａから筒状の容器本体２を形成するように構成された容器本体成形ユニットを備える。ブランクピッカー３、コンベア８、容器本体溶着ステーション９ａおよび本体成形ステーション９ｂは、この容器本体成形ユニットの一部を形成する。

移送および位置決め機構１０は、容器本体成形ユニットから第１の可動把持機構１１へと容器本体の流れを一つずつ移送し、そして第１の可動把持機構１１が容器本体２を適切に把持できることを保証するための制御された様式で容器本体２を位置決めするよう構成される。

第１の可動把持機構１１は、複数の（この例では４個の）容器本体を把持し、そしてこれらの容器本体２を溶着ユニット１２へと同時に移動させるよう構成される。第１の可動把持機構１１から、そしてさらに加工方向に、容器本体２は、（それらが出口コンベア６に達するまで）断続的に４個ずつ処理される。したがって、第２の可動把持機構１３は、溶着ユニット１２で４個の容器本体２を把持し、そしてこれらの容器本体２をエッジ成形ユニット４０へと同時に移動させるよう構成される。同様に、第３の可動把持機構１４は、エッジ成形ユニット４０で４個の容器本体２を把持し、そしてこれらの容器本体２を同時に出口コンベア６へと移動させるよう構成される。第３の可動把持機構１４は、他の二つとは異なっている。すなわち、それは容器本体２を一方の側からのみ把持し、そして端部クロージャ１７が下を向くように、搬送中に本体を１８０°回転させる。例えば容器に食品パウダーを充填するための装置は、出口コンベア６に接続して配置されてもよい。

溶着ユニット１２は、溶着可能な層の溶融のための誘導溶着エネルギー発生器２５を用いて、容器本体のそれぞれに対して端部クロージャ１７を取り付けるよう構成される。この場合、溶着ユニットは、４個の容器本体２（図６参照）に対して端部クロージャ１７を同時に取り付けることができる。

移送および位置決め機構１０、可動把持機構１１，１３，１４、そして各コンベアは、本体ブランク２ａの流れを容器本体成形ユニットへと搬送し、そしてそこから容器本体２の流れをさらに溶着ユニット１２およびエッジ成形ユニット４０を経て搬送するよう構成された搬送手段を形成する。

図３は、ブランクピッカー３が吸引カップ３ａの４個の列を備える様子を示しており、この列は、加工方向に対して水平および垂直な回転軸線を有する回転式に配置された支持部材上に周方向に割り当てられている。この支持部材を回転させることで、吸引カップ３ａは、一度に１個の垂直に配置されたブランク２ａを選び出し、そしてそれをコンベア８の上に水平に置くことができる。

図４Ａ〜４Ｄは、成形ユニットの容器本体溶着ステーション９ａを示している。主な部品は、加工方向（容器の流れの方向）に延在すると共に円形断面を有する筒状内側成形要素９ｃと、この内側成形要素９ｃの周りに嵌るよう構成された開放可能／閉鎖可能外側要素９ｅと、加圧要素９ｆである。リセス９ｄが、内側成形要素９ｃに沿って延在している。このリセス９ｄ内には、ブランク２ａの電気伝導層に溶着エネルギーを誘導するためにコイル（図示せず）が配置されている。ブランク２ａが溶着中に内側成形要素９ｃに対して張り付くのを防止するために、テフロン（登録商標）材がコイル上に配置されてもよい。

図４Ａ〜４Ｄから分かるように、外側成形要素９ｅは、リセス９ｄに沿ってそれ自体オーバーラップするようにその間にブランク２ａがクランプされた状態で、内側成形要素９ｃの周りで閉じることができる二つの半体を備える。加圧要素９ｆは、溶着中に、ブランク２ａのオーバーラップに沿って、コイルに向って溶着圧力を加える。

容器本体溶着ステーション９ａにおいて実施される容器本体２の長手方向溶着は、通常、生産速度に関して重要ではない。

本体成形ステーション９ｂにおいて、溶着ステーション９ａにおいて製造される円形容器本体の断面は所望の形状へと成形される。

図５Ａ〜５Ｆは、移送および位置決め機構１０と、第１の可動把持機構１１とを示している。

移送および位置決め機構１０は、十字形の回転式に懸架された支持部材１０ａを備える。十字材１０ａの各アームは、容器本体２を受け取りかつそれを保持するよう構成されたリング状保持部材１０ｂを備える。十字形支持部材１０ａは、回転式に懸架され、かつ、加工方向に水平かつ直交する回転軸を有する。各リング状部材１０ｂは、その開口した容器受け側面が、それぞれ、回転軸に向う方向およびそれから離れる方向を向いた状態で支持部材１０ａに対して横向きに固定される。

部材１０ａは、装置１の作動中、９０°ずつ段階的に回転させられる。これは、それを第１のポジション（このポジションでは、特定のリング状保持部材１０ｂは、移送および位置決め機構１０に向って供給される容器本体２を受けることができるように容器本体成形ユニットの本体成形ステーション９ｂに向って第１の方向（これはこの例では水平でありかつ加工方向と反対である）を向いている）から、第２のポジション（このポジションでは、同じリング状保持部材１０ｂはいまや、第１のポジションの方向に対して実質的に直角を成す第２の方向（これはこの例では垂直上向きである）を向いている）へと回転させることができることを意味する。

移送および位置決め機構１０はさらにリフティングデバイス１０ｄを備えるが、これは、第２の方向に可動的に調整可能であり（すなわちそれは垂直方向に調整可能であり）、しかも、回転式に懸架された支持部材１０ａがその第２のポジションにあるときに、支持部材１０ａの回転軸線からある方向に（すなわち上方に）リング状保持部材１０ｂ内に配置された容器本体２を持ち上げるか押し出すよう構成されている。

リフティングデバイス１０ｄは、持ち上げ／押し出し中に、容器本体２と接触するよう意図されたリフティングまたはプッシング部１０ｅを備える。各リング状保持部材１０ｂはスリット１０ｃを備え、このスリット１０ｃは、リフティング部１０ｅの一部がスリット１０ｃを通過することを可能とし、これによってリフティング部１０ｅが、リング状保持部材１０ｂから容器本体２を完全に持ち上げるかあるいは押し出すことを可能とするよう構成されている。

ここに示す例では、回転式に懸架された支持部材１０ａは、回転式に懸架された支持部材１０ａの円周方向に均一に配分された四つのリング状保持部材１０ｂを備える。したがって、部材１０ａが回転させられる度に、リング状保持部材１０ｂの隣接する対は、上述した二つの方向に面する。

移送および位置決め機構１０は、さらに、リフティングデバイス１０ｄによってそれがリング状保持部材１０ｂから押し上げられかつ押し出されるとき、容器本体２を案内するように構成された第１および第２の可動案内部材１０ｆ，１０ｇを備える。第１および第２の可動案内部材１０ｆ，１０ｇは、第１および第２のポジション間で、互いに向ってかつ離れる動作を可能とするように動作可能に配置されている。第１のポジション（図５Ａ〜５Ｄ参照）では、案内部材１０ｆ，１０ｇは一緒に動作させられ、かつ、案内部材１０ｆ，１０ｇ間に四つのスペースまたはリセスを形成する。これらのスペースのそれぞれは、それがリング状保持部材１０ｂを出るときに容器本体２を収容し、かつ、第１の可動把持機構１１が容器本体２を保持できるように、あるポジションにおいては容器本体２を保持するよう構成される。第２のポジション（図５Ｅ〜５Ｆ参照）においては、案内部材１０ｆ，１０ｇは、容器本体２を第１の可動把持機構１１によって離れる方向に移動させることができるように互いに分離させられる。

第１および第２の可動案内部材１０ｆ，１０ｇはまた、案内部材１０ｆ，１０ｇ間に形成されたスペースまたはリセスのそれぞれが、それらが第１のポジションにあるときに、そこから容器本体２が持ち上げられるリング状保持部材１０ｂ上でかつそれと整列した状態で位置決めできることを可能とするために、加工方向に同期させられた様式で、移動可能であるように配置される。このようにして、可動案内部材１０ｆ，１０ｇの全ての四つのスペースを容器本体２で占有することができ、これによって第１の可動把持機構は全ての四つの容器本体２を同時に把持することが可能となっている。

第１の可動把持機構１１は、容器本体２の流れの両側において動作するように配置された第１および第２の把持要素１１ａ，１１ｂを備える（図５Ａ参照）。案内部材１０ｆ，１０ｇと同様に、把持要素１１ａ，１１ｂは、それぞれ、容器本体２を把持しかつ解放するために互いに向ってかつ離れるように移動可能であり、かつ、それらはまた、容器本体２の流れに沿った方向に、同期様式で移動可能である。把持要素１１ａ，１１ｂは、移送および位置決め機構１０と溶着ユニット１２との間で、四つの容器本体２の同時移動のために移動可能である。各把持要素１１ａ，１１ｂは、対応する数の同時に把持される容器本体２の各側に、把持のための四つのリセスを備える。把持要素１１ａ，１１ｂが互いに向かって移動させられるとき、リセスは案内部材１０ｆ，１０ｇと同様にスペースを形成する。第１の可動把持機構１１内に、そして案内部材１０ｆ，１０ｇ内に配置された容器本体２間の距離は同じである。

可動案内および把持部材／要素の動きを可能としかつ制御するための機構は、異なる様式で設計することができるが、ここでは説明しない。

図５Ａは、第１方向に面するリング状保持部材９ｂ内に配置された容器本体を示している。矢印は、回転式に懸架された支持部材１０ａの、そして容器本体２の動きを示している。図５Ｂにおいて、回転式に懸架された支持部材１０ａは、同じ容器本体２がいまや上方を向くように、９０°回転させられてしまっている。リフティングデバイス１０ｄは、まさに、矢印で示される方向に、案内部材１０ｆ，１０ｇ間に形成された第１のスペース内へと容器本体２を持ち上げようとしている。図５Ｃにおいて、容器本体２は、リング状保持部材９ｂを出てしまっており、リフトは完了している。矢印は、次の容器本体２が案内部材１０ｆ，１０ｇ間に形成された次のスペースへと移送されることを可能とするために、リフティングデバイス１０ｄがまさに下方に移動しようとしていることを、そして案内部材１０ｆ，１０ｇが、まさに、加工方向に移動しようとしていることを示している。

図５Ｄにおいては、四つの容器本体２は、案内部材１０ｆ，１０ｇ間に配置されてしまっている。各本体２の一部が、第１の可動把持機構１１の把持を可能とするために案内部材１０ｆ，１０ｇ上に突出している。矢印は、把持要素１１ａ，１１ｂが四つの本体２を把持するように一緒に移動させられるや否や、案内部材１０ｆ，１０が互いに離間するように移動可能であることを示している。図５Ｅおよび図５Ｆにおいて、案内部材１０ｆ，１０ｇは分離させられており、かつ、把持機構１１は、溶着ユニット１２に向って四つの容器本体２と共にその途上にある。溶着ユニット１２において容器本体２を降ろすために、把持要素１１ａ，１１ｂは、容器本体２が適切に位置決めされたときに分離させられる。

好ましくは、四つの容器本体２のセットは案内部材１０ｆ，１０ｇのスペース内へと移送されかつ装填され、一方、第１の把持機構１１は、溶着ユニット１２へと容器本体２の先行するセットを輸送し、そして案内部材１０ｆ，１０ｇへと戻るように動作する。この場合、図５Ａ〜５Ｃに示すように、第１の把持機構１１は、装填中、案内部材１０ｆ，１０ｇの近くには配置されない。

図６Ａないし６Ｅは、装置１の主輸送方向に沿って一列に配置された四つのサブユニットを備えた溶着ユニット１２の機能を示している。各サブユニットは、端部クロージャ１７が取り付けられることになる容器本体２の端部を受けるよう構成されたキャビティ２１を備える。誘導溶着エネルギー発生器、この例ではコイル２５（図６Ａおよび図６Ｅ参照）は、容器本体２のその意図された取り付けポジションに配置された端部クロージャ１７の側方エッジに対応する距離に沿ってキャビティ２１内に配置された容器２を周方向に取り囲むようにキャビティ２１の周りで延在している。各サブユニットはさらに、容器２内の意図された取り付けポジションにおいて、すなわちコイル２５と同じ高さのポジションにおいて、端部クロージャ１７を位置決めするよう構成された端部クロージャ位置決めデバイス２２を備える。

端部クロージャ位置決めデバイス２２は、垂直方向に調節可能であり、そして所望の溶着ポジションまで容器２内に端部クロージャ１７を押し下げることができる。端部クロージャ位置決めデバイス２２は、コイル２５に向かって、すなわちコイル２５と同じ高さとされたラインに沿ってキャビティ２１内に配置された容器本体２の内部に向って、円周方向に端部クロージャ１７の折り畳まれたエッジを押圧するようにキャビティ２１の半径方向にさらに拡張可能である。

溶着ユニット１２はさらに、容器を所望のポジションへと持ち上げることにより、その対応するキャビティ２１内で容器２のそれぞれを位置決めするように構成された容器支持および位置決めデバイス２３を備える。

溶着ユニット１２はさらに、静止しているが回転式に懸架された第１のロッド３０を備えた端部クロージャサプライヤー２４と、回転式に懸架された第２のロッド２９上に配置された吸引グリッパー２８とを備え、これら第１および第２のロッド３０，２９は実質的に平行でありかつ連結ロッド３１を介して連結されている。溶着ユニット１２はまた、四つの端部クロージャキャビティ２７を備えた端部クロージャ移送プレート２６を備える。端部クロージャサプライヤー２４は、端部クロージャ供給ユニット７から移送プレート２６へと端部クロージャ１７を移送し、同時に、端部クロージャキャビティ２７のそれぞれに端部クロージャ１７を配置するように構成されている。これは、端部クロージャ供給ユニット７において端部クロージャ１７を把持し、移送プレート２６に向って把持された端部クロージャ１７を移送するように第１のロッド３０を回転させ、端部クロージャキャビティ２７に向って適切に端部クロージャ１７を回転方向に導くように第２のロッド２９を回転させることによってなされる。

端部クロージャ移送プレート２６は、溶着サブユニットの列の側方における第１のポジション（このポジションにおいては端部クロージャ１７は端部クロージャキャビティ２７内に配置される）と、端部クロージャ位置決めデバイス２２の下でかつ容器キャビティ２１の上の、溶着サブユニットと整列した第２のポジションとの間で横方向に移動可能である。第２のポジションにおいては、端部クロージャは端部クロージャ位置決めデバイス２２および容器キャビティ２１と整列させられ、この結果、端部クロージャ１７は、容器キャビティ２１内に配置されたその対応する容器２内へと端部クロージャキャビティ２７を経て押し下げることができる。

図６Ａにおいて、実線の矢印は、端部クロージャサプライヤー２４が、その第１のポジションにある移送プレート２６へと端部クロージャ１７をまさに移送しようとしている状況を示している。別な矢印は、移送プレート２６の第２のポジションに向かう方向を示している。容器支持および位置決めデバイス２３は下側ポジションにある。端部クロージャ位置決めデバイス２２は上側ポジションにある。

図６Ｂにおいて、端部クロージャ１７は移送プレート２６まで移送され、かつ、第１のロッド３０の周りで端部クロージャサプライヤーを回転させることによって、その対応する端部クロージャキャビティ２７内で位置決めされている。この回転の間、第２のロッド２９もまた回転する。

図６Ｃにおいて、移送プレート２６はその第２のへと移動させられている。矢印は、容器支持および位置決めデバイス２３が容器キャビティ２１内で容器２を位置決めするように上側ポジションに向かって移動を開始したことを示している。

図６Ｄにおいて、容器支持および位置決めデバイス２３は、その上側ポジションに到達し、そして容器２はいまや容器キャビティ２１内に適切に配置されている。矢印は、端部クロージャ位置決めデバイス２２がまさに下側ポジションへと移動させられようとしていることを示している。

図６Ｅにおいて、端部クロージャ位置決めデバイス２２はその下側ポジションに到達しており、そして端部クロージャ１７はいまや端部クロージャキャビティを通過して押し下げられてしまっているが、これは、端部クロージャ１７が端部クロージャキャビティ２７を通り、容器２内のパウダー３の上の所望の溶着ポイントへと容器２内にさらに下方に押し込まれた際に、端部クロージャ１７を支持すると共に端部クロージャ１７に折り畳まれたエッジを付与するフランジを備える。この段階で、端部クロージャ位置決めデバイス２２は、キャビティ２１の半径方向に拡張し、端部クロージャ１７の折り畳まれたエッジを容器２の壁の内側に向かって、そしてさらに周方向に配置されたコイル２５に向かって押しやる。コイル２５に電流を供給することによって、コイル２５に十分に近い位置にある端部クロージャ１７および容器２内の導電層に熱が誘導的に生じる。この熱は、端部クロージャ１７と容器２の溶着可能な層を溶融し、そして端部クロージャ位置決め装置２２の拡張は、端部クロージャ１７と容器２との間の密接な接触を実現する圧力を提供する。コイル電流がオフにされた後、溶着可能な層が冷えて硬化するのに十分な時間を得るように、圧力が短時間だけ維持される。

溶着プロセスが完了したとき、端部クロージャ位置決めデバイス２２は、その上側ポジションまで移動させられ、移送プレート２６は、その第１のポジションまで移動させられ、そして容器支持および位置決めデバイス２３は、その下側ポジションまで移動させられる。端部クロージャが設けられた容器本体２は、いまや、第１および第２の可動把持機構１１，１３（これらは同様に構成される）によって、移動させ、そして新しい容器本体と置き換えることができる。

第２の可動把持機構１３は、容器エッジ成形ユニット（カーリングユニット）４０へと四つの容器本体のセットを移送する。図７Ａ〜７Ｃに示すように、カーリングユニット４０は四つのサブユニットを備える。各サブユニットは、容器エッジ２ｂを受け、成形するよう構成されたカーリング溝４７（図７Ｂ参照）を備えたカーリングパッド４１を備える。カーリングパッド４１は、良好な効果を実現するために、約２００℃の温度を有する。各サブユニットはさらに、容器本体２を適所にて保持しかつそれをカーリングパッド４１に向けて押圧するよう構成された、垂直方向に調整可能な支持および位置決めデバイス４５を備える。グリッパー４６が、パッド４１から離れるように本体２を引っ張るために設けられる。カーリングパッド４１は、熱膨張に関連した装置１における問題を回避するために、水冷ビーム４３に対して、断熱材４２を介して取り付けられる。図７Ｃは、端部クロージャ１７を備えた容器本体２を示している。そうしたカーリングは当業者には、よく知られている。

図８Ａ〜８Ｃは、カーリングユニット４０から出口コンベア６へと容器本体２に移動する第３の可動把持機構１４を示している。やはり第３の可動把持機構１４は、４個の容器本体２を把持すると共にこれらの容器本体２を同時に移動するよう構成される。

第３の可動把持機構１４は四つのサブユニットを含み、かつ、これらのそれぞれは、その外面の一つにおいて容器本体２を把持するよう構成された吸引グリッパー１５のセット（この例では３個）を備える。吸引グリッパー１５のセットは、容器エッジ成形ユニット４０から出口コンベア６への移送中に容器本体を１８０°回転させることができる回転式に懸架されたアーム１６上に配置される。

可動把持機構１１，１３，１４のような、装置の可動部分は、制御ユニットによって制御されるサーボモーター（パイロットモーター）によって駆動される。

典型的には、容器本体２および端部クロージャ１７の両方は、十分な気密性の容器／端部クロージャを提供するために、かつ誘導加熱を可能とするために、間に配置されたアルミニウムの層を備えた、支持外側ボール紙層および溶着可能な内側層を備えた多層構造体を形成する。だが、誘導加熱される層は、溶着可能な層と同じ層であってもよい。例えば、溶着可能な層は導電性プラスチック層とすることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内でさまざまな変形が可能である。例えば、同時に処理される容器の数は４個以外であってもよい。

１容器を製造するための装置
２容器（容器本体）
２ａ本体ブランク
２ｂ容器エッジ
３ブランクピッカー
３ａ吸引カップ
４ハウジング
５入口コンベヤ
６出口コンベア
７端部クロージャ供給ユニット
８コンベア
９ａ容器本体溶着ステーション
９ｂ本体成形ステーション
９ｃ筒状内側成形要素
９ｄリセス
９ｅ外側成形要素
９ｆ加圧要素
１０移送および位置決め機構
１０ａ支持部材
１０ｂリング状保持部材
１０ｃスリット
１０ｄリフティングデバイス
１０ｅリフティング部
１０ｆ第１の可動案内部材
１０ｇ第２の可動案内部材
１１第１の可動把持機構
１１ａ第１の把持要素
１１ｂ第２の把持要素
１２溶着ユニット
１３第２の可動把持機構
１４第３の可動把持機構
１５吸引グリッパー
１６アーム
１７端部クロージャ
２１容器キャビティ
２２端部クロージャ位置決めデバイス
２３容器支持および位置決めデバイス
２４端部クロージャサプライヤー
２５誘導溶着エネルギー発生器（コイル）
２６端部クロージャ移送プレート
２７端部クロージャキャビティ
２８吸引グリッパー
２９第２のロッド
３０第１のロッド
３１連結ロッド
４０容器エッジ成形ユニット（カーリングユニット）
４１カーリングパッド
４２断熱材
４３水冷ビーム
４５支持および位置決めデバイス
４６グリッパー
４７カーリング溝

Claims

ボール紙ベース材料のブランクから容器を製造するための装置であって、この装置は、
少なくとも支持ボール紙層および溶着可能な層を備えた多層材料の実質的に平坦なブランクから筒状の容器本体を成形するよう構成された容器本体成形ユニットと、
前記容器本体に対して端部クロージャを取り付けるよう構成された溶着ユニットであって、前記溶着可能な層の溶融のために誘導溶着エネルギー発生器を備える溶着ユニットと、
本体ブランクの流れを前記容器本体成形ユニットへと輸送し、容器本体の流れを前記容器本体成形ユニットから前記溶着ユニットへと輸送し、そして端部クロージャを備えた容器本体の流れを前記溶着ユニットから輸送するよう構成された輸送手段と、を備え、前記輸送手段は、
少なくとも二つの容器本体を把持し、これらの容器本体を前記溶着ユニットへと同時に移動させるよう構成された第１の可動把持機構と、
容器本体を前記容器本体成形ユニットから前記第１の可動把持機構へと移送し、かつ、前記第１の可動把持機構が前記少なくとも二つの容器本体を適切に把持できることを保証するための制御された様式で前記容器本体を位置決めするよう構成された移送および位置決め機構と、を備え、
前記溶着ユニットは、前記少なくとも二つの容器本体のそれぞれに対して端部クロージャを同時に取り付けるよう構成され、
前記容器本体の流れは少なくとも前記溶着ユニットを通る際に一列の直列状態を保っていることを特徴とする装置。
前記移送および位置決め機構は、容器本体を受けかつ保持するよう構成されたリング状保持部材を備えた回転式に懸架された支持部材を備え、前記支持部材は、第１のポジションであって、このポジションにおいては前記リング状保持部材が容器本体を受けるために前記容器本体成形ユニットに面する第１の方向を向いている第１のポジションから、第２のポジションであって、このポジションにおいては前記リング状保持部材が前記第１のポジションの方向に対して実質的に直角をなす第２の方向を向いている第２のポジションへの回転を可能とするよう構成されており、
前記移送および位置決め機構は、さらに、リフティングデバイスであって、前記第２の方向に可動的に調整可能であり、かつ、前記支持部材がその第２のポジションにあるときに前記支持部材の回転軸線からある方向に前記リング状保持部材内に配置された容器本体を持ち上げあるいは押し出すよう構成されたリフティングデバイスを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記リフティングデバイスは、持ち上げ／押し出しの間、前記容器本体と接触するよう意図されたリフティングあるいはプッシング部を備え、前記リング状保持部材は、前記リフティング部の一部が通過することを可能とし、これによって前記リフティング部が前記リング状保持部材から完全に容器本体を持ち上げあるいは押しやることを可能とするよう構成されたスリットを備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
前記回転式に懸架された支持部材は、第１のリング状保持部材が前記第１の方向を向くとき、第２のリング状保持部材が前記第２の方向を向くように前記支持部材上に互いに関連して配置された第１および第２のリング状保持部材を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の装置。
前記回転式に懸架された支持部材は、この回転式に懸架された支持部材の周方向に均等に割り当てられた四つのリング状保持部材を備えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
前記移送および位置決め機構は、前記リフティングデバイスによって前記リング状保持部材から押し出された際に前記容器本体を案内するよう構成された第１および第２の可動案内部材を備え、前記第１および第２の可動案内部材は、第１および第２のポジション間で互いに向ってかつ互いに離れるように移動可能であり、前記第１のポジションにおいては、スペースが前記案内部材間に形成され、前記スペースは，前記リング状保持部材を出るとき前記容器本体を受けかつ前記第１の可動把持機構が前記容器本体を把持するまで、ある所定のポジションで前記容器本体を保持するよう構成され、かつ、前記第２のポジションにおいては、前記案内部材は、前記容器本体が前記第１の可動把持機構によって離れるように移動可能であるように互いに分離させられることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の装置。
前記溶着ユニットは少なくとも二つのサブユニットを備え、各サブユニットは、前記端部クロージャが取り付けられることになる前記容器本体の少なくとも端部を受けるよう構成されたキャビティを備え、前記誘導溶着エネルギー発生器は、前記容器のその意図された取り付けポジションに配置された端部クロージャの側方エッジに対応する距離に沿って前記キャビティ内に配置された容器本体を周方向に取り囲むように前記キャビティの周りで延在しており、各サブユニットはさらに前記意図された取り付けポジションにおいて端部クロージャを位置決めするよう構成された端部クロージャ位置決めデバイスを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の装置。
前記第１の可動把持機構は、容器本体の流れの対向する側において作動するよう配置された第１および第２の把持要素を備え、前記把持要素は、それぞれ、前記容器本体を把持しかつ解放するために互いに向ってかつ互いに離間するように移動可能であり、前記把持要素は、同期された様式で、容器本体の同時移送のために、前記移送および位置決め機構と前記溶着ユニットとの間で前記容器本体の流れに沿って移動可能であり、各把持要素は、対応する数の同時に把持された容器本体の各側に把持のための少なくとも二つのリセスを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の装置。
前記溶着ユニットの下流に配置された容器エッジ成形ユニットを備え、このエッジ成形ユニットは少なくとも二つのサブユニットを備え、各サブユニットは、前記容器エッジを受けかつ成形するよう構成されたカーリング溝を備えたカーリングパッドを備え、各サブユニットはさらに、適所にて容器本体を保持しかつ前記カーリングパッドに向ってそれを押し付けるよう構成された調整可能な容器支持および位置決めデバイスを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の装置。
前記カーリングパッドは水冷ビームに搭載されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
前記輸送手段は、少なくとも二つの容器本体を把持すると共に、これらの容器本体を前記溶着ユニットから前記容器エッジ成形ユニットへと同時に移動させるよう構成された第２の可動把持機構を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の装置。
前記第２の可動把持機構は、容器本体の流れの対向する側において作動するよう配置された第１および第２の把持要素を備え、前記把持要素は、それぞれ、前記容器本体を把持しかつ解放するために互いに向ってかつ互いに離間するように移動可能であり、前記把持要素は、同期された様式で、容器本体の同時移送のために、前記移送および位置決め機構と前記溶着ユニットとの間で前記容器本体の流れに沿って移動可能であり、各把持要素は、対応する数の同時に把持された容器本体の各側に把持のための少なくとも二つのリセスを備えることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
前記輸送手段は、少なくとも二つの容器本体を把持すると共に、これらの容器本体を前記容器エッジ成形ユニットから出口コンベアへと同時に移動させるよう構成された第３の可動把持機構を備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
前記第３の可動把持機構は少なくとも二つのサブユニットを備え、各サブユニットは、その側面の一方において容器本体を把持するよう構成された一組の吸引グリッパーを備え、前記一組の吸引グリッパーは、前記容器エッジ成形ユニットから前記出口コンベアへの移送中、前記容器本体を１８０°回転させることができる回転式に懸架されたアーム上に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
ボール紙ベース材料のブランクから容器を製造するための方法であって、この方法は、
少なくとも支持ボール紙層および溶着可能な層を備える多層材料の実質的に平坦なブランクから、容器本体成形ユニットにおいて、筒状の容器本体を成形するステップと、
前記溶着可能な層の溶融のために誘導溶着エネルギーを発生させることによって、溶着ユニットにおいて、前記容器本体に対して端部クロージャを取り付けるステップと、
前記容器本体成形ユニットへの本体ブランクの流れ、前記容器本体成形ユニットから前記溶着ユニットへの容器本体の流れ、そして前記溶着ユニットからの端部クロージャを備えた容器本体の流れを輸送するステップと、を備え、
前記方法は、
第１の可動把持機構によって、少なくとも二つの容器本体を把持し、これらの容器本体を前記溶着ユニットへと同時に移動させるステップと、
移送および位置決め機構によって、前記容器本体成形ユニットから前記第１の可動把持機構へと容器本体を移送し、前記第１の可動把持機構が前記少なくとも二つの容器本体を適切に把持できることを保証するための制御された様式で前記容器本体を位置決めするステップと、
前記少なくとも二つの容器本体のそれぞれに対して同時に端部クロージャを取り付けるステップと、を備え、
前記容器本体の流れは少なくとも前記溶着ユニットを通る際に一列の直列状態を保っていることを特徴とする方法。