JP6918585B2 - ヒートシール可能な材料で作製されたバッグにある量の流動製品を充填するための自動包装機 - Google Patents

Description

本発明は、ある量の流動製品（すなわち、製品を構成する物質間にいかなる結合も付着も伴わず、独自の形状を有さない、粉末製品、擦り潰された製品、または液体製品などの製品）をヒートシール可能な材料で作製されたバッグに充填するための自動包装機に関する。

本発明は、ある量の流動食品製品をヒートシール可能な材料のバッグに充填するための自動包装機に有利に適用され、以下の詳細説明では自動包装機に対して詳しい説明を行うが、本発明はそれによって限定されない。

欧州特許出願公開第２７２２２８２号明細書および国際公開第２０１２１３６８６９号パンフレットは、ヒートシール可能な材料で作製されたバッグに所定量の流動食品製品を充填するための自動包装機を記述している。この包装機は、包装経路に沿ってピックアップヘッドを進めるために多数のピックアップヘッドを支持する包装コンベアを備え、ピックアップヘッドは、対応するバッグを掴んで保持するようになっている（ピックアップヘッドを保持するチェーンは２つまたは３つのスプロケットの周りに巻かれて包装経路が複雑な形態になる）。包装経路は、連続して、供給ステーション、開放ステーション、充填ステーション、シール装置、および、排出ステーションを通過し、供給ステーションでは予備成形された、空で上部端部が開いており平らな形態の（すなわち上部の対向エッジが閉じており互いに接触している）バッグが、それぞれのピックアップヘッドに結合され、開放ステーションでは上端部の対向エッジを互いに離すことによって各バッグが開かれ、充填ステーションでは所定量の食品製品が上から上部開口端部を介して各バッグに供給され、シール装置ではヒートシールを実行することによって各バッグの上部開口端部がシールされ、排出ステーションでは充填されたシール済みバッグそれぞれが対応するピックアップヘッドから離れる。

各ピックアップヘッドは、互いに対向して対応するバッグの両端部を掴むように設計された一対のクランプを備える。各ピックアップヘッドの２つのクランプは、互いに近づいたり離れたりするために移動可能になっており、バッグが開いたら（すなわち上部端部の対向エッジが互いに離れたら）そのバッグの変形に追従する。

充填ステーションにおいて、所定量の食品製品を上から供給する充填装置が各バッグの上部開口端部を介して挿入される。充填装置は、バッグ内部の酸素の含有量を減らすために食品製品の供給と同時に不活性ガス（典型的には窒素）をバッグ内に注入する１つ以上のノズルも備える。

シールステーションにはシールクランプがあり、シールクランプは、圧力および熱を加えてバッグを構成するプラスチック材料を局所的に溶融してシールするために、バッグの上部端部を圧迫する。

欧州特許出願公開第２７２２２８２号明細書 国際公開第２０１２１３６８６９号パンフレット

本発明の目的は、ある量の流動製品をヒートシール可能な材料で作製されたバッグに充填するための自動包装機を提供することであり、この自動包装機によれば、製品の品質、廃棄物（すなわち欠陥のある製品）の割合、使用されるスペースの大きさ、および、洗浄、メンテナンスおよびサイズ変更サービスを実行するためのアクセス性に関して、既に知られている自動包装機によって提供される性能を向上させることが可能となる。

本発明によれば、添付の特許請求の範囲に記載のように、ある量の流動製品をヒートシール可能な材料で作製されたバッグに充填するための自動包装機が提供される。

本発明は、例示の非限定の実施形態を図示する添付の図面を参照して説明される。

ある量の流動製品を内部に含む、ヒートシール可能な材料で作製されたバッグの斜視図である。 明確にするためにいくつかの部品が取り除かれた、図１のバッグの充填およびシールを実行する本発明に従って作製された包装機の斜視図である。 図２の包装機の平面図である。 図２の包装機の模式的な平面図である。 図２の包装機のピックアップヘッドを拡大した斜視図である。 図２の包装機の充填装置およびシール装置を拡大した斜視図である。 明確にするためにさらに部品が取り除かれた、図２の包装機の斜視図である。 明確にするためにさらに部品が取り除かれた、図２の包装機の斜視図である。 明確にするためにさらに部品が取り除かれた、図２の包装機の斜視図である。 明確にするためにさらに部品が取り除かれた、図２の包装機の斜視図である。 明確にするためにさらに部品が取り除かれた、図２の包装機の斜視図である。 図２の包装機の安定化コンベアの拡大斜視図である。 図２の包装機の供給コンベアの拡大斜視図である。

図１は、ある量の流動製品（すなわち、製品を構成する物質間にいかなる結合も付着も伴わず、独自の形状を有さない、粉末製品、擦り潰された製品、または液体製品などの製品）を内部に含む、ヒートシール可能な材料で作製されたバッグを示す図である。バッグ１は、最初はある量の流動製品を導入するために開いており、続いて横方向シールによってシールされる上部端部２を有する。

図２および図３において、符号３は、バッグ１の充填およびシールを実行する自動包装機の全体を示す。

包装機３は、水平に配置され垂直回転軸線６の周りに連続動作（休止と動作期間を交互に繰り返すのではない連続動作の運動の法則）で回転するドラム５を有する包装コンベア４を備える。包装コンベア４（すなわち包装コンベア４のドラム５）は、ドラム５の外周の周りに配置された多数のピックアップヘッド７を支持する。各ピックアップヘッド７は、（図４に示された）水平で（すなわち水平面に横たわる）円形の包装経路Ｐ１に沿って進むために包装コンベア４によって駆動され、対応するバッグ１を掴んで包装経路Ｐ１に沿って保持するよう設計されている。包装経路Ｐ１は、（包装経路Ｐ１の最初に配置された）供給ステーションＳ１と、（包装経路Ｐ１の最後に配置された）排出ステーションＳ２と、の間に形成されており、供給ステーションＳ１において、空で上部が開いたバッグ１が対応するピックアップヘッド７に連続して供給され（すなわち空の各バッグ１が対応するピックアップヘッド７によって掴まれ）、排出ステーションＳ２において、満杯のシール済みバッグが対応するピックアップヘッド７から連続して解放される（すなわち満杯のシール済みバッグ１それぞれが対応するピックアップヘッド７から離れる）。より明確に図５に示されるように、各ピックアップヘッド７は、対応するバッグ１の両端部を掴むように設計された、互いに対向する少なくとも一対のクランプ８を備える。

図２および図３に示すように、包装機３は、（図４に示された）供給ステーションＳ１に関連して包装コンベア４に隣接して配置され、水平に配置され回転軸線６に平行な垂直回転軸線１１を中心にして連続動作で回転するドラム１０を有する供給コンベア９を備える。供給コンベア９（すなわち供給コンベア９のドラム１０）は、ドラム１０の外周の周りに配置された多数の供給ヘッド１２を支持する。各供給ヘッド１２は、（図４に示された）水平で（すなわち水平面に横たわる）円形の供給経路Ｐ２に沿って進むために供給コンベア９によって駆動され、対応するバッグ１を掴んで供給経路Ｐ２に沿って保持するよう設計されている。供給経路Ｐ２は、（供給経路Ｐ２の最初に配置され図４に示された）切断ステーションＳ３と、（供給経路Ｐ２の最後に配置され図４に示された）供給ステーションＳ１と、の間に形成されており、切断ステーションＳ３において、空で平らな（すなわち平らな形状を有しており内部容積が実質的にゼロの）複数のバッグ１は予備成形されたバッグ１の連続帯体１３を横断方向に切断されることによって分離され、供給ステーションＳ１において、空で上端部が開いたそれぞれのバッグ１は供給コンベア９の供給ヘッド１２から包装コンベア４のピックアップヘッド７へ周期的に移動する。

包装機３は、（図４に示された）排出ステーションＳ２と関連して包装コンベア４に隣接して配置され、水平に配置され回転軸線６に平行な垂直回転軸線１６を中心にして連続動作で回転するドラム１５を有する安定化コンベア１４（または、冷却コンベア１４）を備える。安定化コンベア１４（すなわち安定化コンベア１４のドラム１５）は、ドラム１５の外周の周りに配置された多数の安定化ヘッド１７を支持する。各安定化ヘッド１７は、（図４に示された）水平で（すなわち水平面に横たわる）円形の安定化経路Ｐ３に沿って進むために安定化コンベア１４によって駆動され、対応するバッグ１を掴んで安定化経路Ｐ３に沿って保持するよう設計されている。安定化経路Ｐ３は、（安定化経路Ｐ３の最初に配置され図４に示された）排出ステーションＳ２と、（図４に示された）転送ステーションＳ４と、の間に形成されており、排出ステーションＳ２において、満杯のシール済みバッグ１それぞれは包装コンベア４のピックアップヘッド７から安定化コンベア１４の安定化ヘッド１７へ周期的に移動し、転送ステーションＳ４から安定化ヘッド１７を離れて包装機３の出口へ向かって進む。

より明確に図６に示されるように、包装機３は、多数の（図６では１つだけが示されている）充填装置１８を備え、充填装置１８はそれぞれ、包装コンベア４のドラム５によって支持され（つまり充填装置１８はそれぞれ包装経路Ｐ１に沿って移動可能に搭載され）、対応するピックアップヘッド７と対にされ、この対応するピックアップヘッド７によって運ばれたバッグ１に上から上部開口端部２を介してある量の製品を供給するよう設計されている。さらに、包装機３は、多数の（図６では１つだけが示されている）シール装置１９を備え、シール装置１９はそれぞれ、包装コンベア４のドラム５によって支持され（つまりシール装置１９はそれぞれ包装経路Ｐ１に沿って移動可能に搭載され）、対応するピックアップヘッド７と対にされ、この対応するピックアップヘッド７によって運ばれた満杯のバッグ１を、上部端部２のシールによって密封するよう設計されている。各ピックアップヘッド７に対して、対応する充填装置１８および対応するシール装置１９が結合され、充填装置１８および対応するシール装置１９は、包装経路Ｐ１の全体に沿ってピックアップヘッド７とともに一緒に移動するために包装コンベア４に搭載される。

製品の残留物がシール領域を「汚して」いるとシールの実行が害される可能性があるため、シール装置１９は、各ピックアップヘッド７に対して接近しているが、どのような場合であっても製品の残留物からできるだけ離れている「クリーンな」領域でシールが実行されるように充填装置１８から離れているということに留意することが重要である。

各ピックアップヘッド７に対して、対応する充填装置１８および対応するシール装置１９は、包装コンベア４に並んで配置され、水平選択の（すなわち水平面に横たわる）方向Ｄ１に沿った互いの所定の距離（決定された距離）で、回転軸線６に対して半径方向に（垂直に）、つまり包装経路Ｐ１に対して横断方向（直交方向）に配置される。各ピックアップヘッド７は、ピックアップヘッド７が充填装置１８に整列される（図４に示された）充填位置Ｆと、ピックアップヘッド７がシール装置１９に整列される（図４に示された）シール位置Ｓと、の間で選択方向Ｄ１に沿って移動するために、移動可能に包装コンベア４に搭載される。言い換えると、ピックアップヘッド７の選択方向Ｄ１に沿って移動することによって、充填位置Ｆまたはシール位置Ｓを「選択する」。

より明確に図５に示されるように、包装コンベア４は、多数の（図５では１つだけが示されている）矩形の支持プレート２０を備え、支持プレート２０はそれぞれ、包装コンベア４のドラム５に強固に搭載され、鉛直に（つまり回転軸線６と平行に）配置され、対応するピックアップヘッド７を支持する。特に、各ピックアップヘッド７に対してシャフト２１が設けられ、シャフト２１は選択方向Ｄ１に沿って摺動するように摺動可能に支持プレート２０によって支持され、対応するピックアップヘッド７を運ぶ。したがって、各ピックアップヘッド７は、ドラム５自体に対する傾きが変化するのを避けるために包装コンベア４のドラム５に固定の角度位置で搭載される。

各支持プレート２０は、支持プレート２０にボルト止めされた剛なブラケット２２を介して対応するシール装置１９も運び（すなわち剛なブラケット２２は支持プレート２０に強固に接続されている）、したがって、各シール装置１９は、包装コンベア４のドラム５の固定位置に搭載され、すなわち各シール装置１９はドラム５とともに回転し、ドラム５自体に対していかなる相対的な動きもしない。

より明確に図６に示されるように、包装コンベア４のドラム５は、ドラム５の周りに配置され充填装置１８を支持する穴の空いたリング２３を備え、充填装置１８を運ぶリング２３は、ピックアップヘッド７を運ぶ支持プレート２０の上部に配置され、つまり各充填装置１８はピックアップヘッド７によって運ばれたバッグ１に上から製品を供給するために対応するピックアップヘッド７の上部に配置される。リング２３は、包装コンベア４のドラム５に強固に結合され、つまり充填装置１８は、包装コンベア４のドラム５に角度をつけて組み立てられる。

各充填装置１８は、回転軸線６に平行であり選択方向Ｄ１および包装経路Ｐ１の両方に垂直な垂直作動方向Ｄ２に沿って、（より上であり図６−９，１１に示される）静止位置と（より下であり図１０に示される）作動位置との間で移動するために、移動可能にリング２３に（つまり包装コンベア４のドラム５に）搭載される。各充填装置１８は通常、静止位置に維持され、対応するピックアップヘッド７によって運ばれたバッグ１の充填の間のみ作動位置に配置される。

図５に示されるように、各ピックアップヘッド７において２つのクランプ８は、互いに近づいたり遠ざかったりするために、（図７−１１に部分的に見えている）固定カムによって駆動され包装コンベア４のドラム５の内部に配置された（例えば欧州特許出願公開第２８５３４９７号明細書に記載されている）実質的に既知の種類のアクチュエータ装置２４の制御によって移動可能になっている。各アクチュエータ装置２４が２つのクランプ８に与える動きは、動き自体をフォーマット（すなわち実際の大きさ）に適合させるために、固定カムの軸位置を変化させることによって調整可能である。各ピックアップヘッド７の２つのクランプ８は、対応するバッグ１が空であり平らな形状の（すなわち上部開口端部２の対向エッジが互いに接触して閉まっている）場合は供給ステーションＳ１に関連して互いに遠い距離に配置され、空のバッグ１が平らな形状から開いた形状に（または上部開口端部２の対向エッジが動いて離れるように）変化した場合は近くに配置され、したがって、バッグ１自体を開くために必要であるバッグ１の変形に追従し、実際、明らかな幾何学的な制約（バッグ１は柔軟であるが変形可能ではない）のために、バッグ１は、バッグ１の両面が近づく（対応するピックアップヘッド７の２つのクランプ８によって閉まっている）場合にのみ、平らな形状から開いた形状に（すなわち上部開口端部２の対向エッジが動いて離れ得るように）変化し得る。

図３および図１３に示すように、各供給ヘッド１２は、空で平らなバッグ１を吸引して保持するように設計された多数の吸引カップ２６を有する「Ｉ」形状の剛部材２５を備え、各供給ヘッド１２（すなわち供給ヘッド１２の剛部材２５）は、供給ステーションＳ１内のバッグ１が供給ヘッド１２およびピックアップヘッド７に同時に係合し得るという方法によって、ピックアップヘッド７の２つのクランプ８に係合される位置とは異なる位置において空で平らなバッグ１と係合するようになっていることに留意することが重要である。各供給ヘッド１２は、回転軸線１１に平行な回転軸線２７を中心にしてドラム１０自体に対してカム作動システムの作動によって回動するために、供給コンベア９のドラム１０に回動可能に搭載され、使用される際には、各供給ヘッド１２は、包装コンベア４の対応するピックアップヘッド７に向かい合って平行に所定の時間とどまるために供給ステーションＳ１に配置されたときに、ドラム１０自体の回転方向に対して反対方向にドラム１０に対して回動し、空のバッグ１を供給ヘッド１２からピックアップヘッド７へ容易に転送することができる。添付の図面に示された好ましいが限定的ではない実施形態によれば、各供給ヘッド１２は、一対の上部アーム２８および一対の下部アーム２８（上部アーム２８と同一であり、図３に図示せず）の手段によって供給コンベア９のドラム１０に接続され：各アーム２８は、一対のアーム２８が供給ヘッド１２およびドラム１０とともに関節型四辺形を形成する方法によって、一方の端部が供給コンベア９のドラム１０に取り付けられ、反対側の端部が供給ヘッド１２に取り付けられる。

切断ステーションＳ３には切断装置２９が設けられており、切断装置２９は、予備成形されたバッグ１の連続帯体１３から各バッグ１を連続して分離し、バッグ１を供給コンベア９の対応する供給ヘッド１２に提供する。

図３および図１２に示すように、各安定化ヘッド１７は、ピックアップヘッド７のクランプ８に対して垂直に向けられた単一クランプ３０を備え、充填され上部端部２に関してそれぞれのシール済みバッグ１を掴むように設計されている。このようにして、各クランプ３０は、実行されたばかりのヒートシールに関連するバッグ１の上部端部２を圧迫することによって、シールされたばかりの材料の不要な分離を生じることなくヒートシールを冷却することができる。したがって、安定化コンベア１４は、シールされたばかりの材料の不要な分離の危険を生じることなく実行されたばかりのヒートシールを安定させることができる。各安定化ヘッド１７（すなわち安定化ヘッド１７のクランプ３０）は、排出ステーションＳ２内のバッグが安定化ヘッド１７およびピックアップヘッド７に同時に係合し得るという方法によって、ピックアップヘッド７の２つのクランプ８に係合される位置とは異なる位置において満杯のシール済みバッグと係合するようになっていることに留意することが重要である。各安定化ヘッド１７は、回転軸線１６に平行な回転軸線３１を中心にしてドラム１５自体に対してカム作動システムの作動によって回動するために、安定化コンベア１４のドラム１５に回動可能に搭載され、使用される際には、各安定化ヘッド１７は、包装コンベア４の対応するピックアップヘッド７に向かい合って平行に所定の時間とどまるために排出ステーションＳ２にあるときに、ドラム１５自体の回転方向に対して反対方向にドラム１５に対して回動し、満杯のバッグ１をピックアップヘッド７から安定化ヘッド１７へ容易に転送することができる。添付の図面に示された好ましいが限定的ではない実施形態によれば、各安定化ヘッド１７は、一対のアーム３２によって安定化コンベア１４のドラム１５に接続され：各アーム３２は、一対のアーム３２が安定化ヘッド１７およびドラム１５とともに関節型四辺形を形成する方法によって、一方の端部が安定化コンベア１４のドラム１５に取り付けられ、反対側の端部が安定化ヘッド１７に取り付けられる。

図５により詳細に示すように、各ピックアップヘッド７は、対応する支持プレート２０によって運ばれ、供給ステーションＳ１においてバッグ１自体の上部端部２の２つの対向エッジを互いに離して、対応するバッグ１を開くように動作する対応する開放装置３３に結合される（上記で述べたように、上部端部２の２つの対向エッジを分離するためのバッグ１の変形は、ピックアップヘッド７の２つのクランプの進歩的な互いの接近に伴って生じる）。各開放装置３３は、一連の吸引カップ３５とともに設けられる本体部３４を備え、ピックアップヘッド７の２つのクランプ８の間に配置され、カム作動システムの効果として選択方向Ｄ１に沿って移動するために支持プレート２０に移動可能に搭載される。代替の好ましい同等な実施形態によれば、本体部３４は、専用電気モータの作動によって選択方向Ｄ１に沿って移動する。この手段によれば、同じ運動の法則はソフトウェアによって（フォーマット変更の操作を簡単にすることによって、および、バッグ１の開放装置の操作のより良い最適化を可能にすることによって）変わり得るので、本体部３４の運動の法則をより大きく柔軟にすることが可能となる。特に、各開放装置３３に対してシャフト３６が設けられており、シャフト３６は、選択方向Ｄ１に沿って摺動するように支持プレート２０によって摺動可能に支持され、開放装置３３自体を運び、選択方向Ｄ１に沿ったシャフト３６の（すなわち開放装置３３の）摺動は、カム作動システムによって制御される。使用される際に、ピックアップヘッド７が供給ステーションＳ１に配置され空で平らなバッグ１を受け入れたときに、吸引カップ３５がバッグ１の面に係合し（吸引によって保持し）、バッグ１の他方の反対面が対応する供給ヘッド１２の吸引カップ２６によって収容される（吸引によって保持される）方法によって、対応する開放装置３３は半径方向に引き出された位置に配置される（すなわち外側へ向けて配置される）。したがって、開放装置３３は、開放装置３３によって保持されたバッグ１の面を対応する供給ヘッド１２によって保持されたバッグの反対側のもう一つの面から離れるように移動させ、（すなわち上部端部２の対向エッジを互いに分離することによって）バッグ１を開くために、選択方向Ｄ１に沿って半径方向に引っ込められた位置（すなわち内側）へ向けて移動する。上記の通り、バッグ１の開放は、ピックアップヘッド７の２つのクランプの互いの接近に伴って行われ、これは上部端部２の２つの対向エッジが互いに離れることができるようにバッグ１が変形するために必要である。

可能性のある実施形態によれば、各開放装置３３は、対応するピックアップヘッド７の上部（すなわち対応するバッグ１の上部）に配置され、上部端部２自体の対向する２つのエッジの互いの分離を促進するために、鉛直に向けられた圧縮空気の噴射をバッグの上部端部２に向けるよう設計された１つ以上のノズルも備える。

図４に示すように、包装機３は、（図７−１１に部分的に示された）カム作動装置３７を備え、カム作動装置３７は、各ピックアップヘッド７を選択方向Ｄ１に沿って移動させ、供給ステーションＳ１におけるシール位置Ｓにピックアップヘッド７を置き、供給ステーションＳ１の下流で、充填位置Ｆにピックアップヘッド７を置いてバッグ１の充填を実行するためにピックアップヘッド７を外側へ移動させ、そしてピックアップヘッド７をシール位置Ｓに再度置いてバッグ１の上部開口端部２のヒートシールを実行するためにピックアップヘッド７を内側へ移動させる（これは排出ステーションＳ２まで維持される）。

図６に示すように、各充填装置１８は、下に配置された（すなわち対応するピックアップヘッド７へ向けられた）開口３８を備え、バッグ１に充填される製品は開口３８を通って出てくる。開口３８は、（より上であり図６−９，１１に示される）静止位置と（より下であり図１０に示される）作動位置との間の垂直作動方向Ｄ２に沿って開口３８とともに移動する可動ホッパ３９から製品を受け入れる。可動ホッパ３９は、可動ホッパ３９の上部に配置されリング２３に強固に搭載された固定ホッパ４０に結合される。本質的に２つのホッパ３９，４０は、一方が他方に入り込んでおり、開口３８の垂直作動方向Ｄ２に沿った動きに追従する入れ子システムをともに形成する。図６に示すように、各充填装置１８は、垂直作動方向Ｄ２に沿って開口３８とともに可動であり、充填装置１８とシール装置１９との間に配置されるスクリーン４１を備える。

好ましい実施形態によれば、各充填装置１８は、開口３８に関連して配置され、バッグ１自体の内部の酸素の含有量を減らすために製品の供給と同時にバッグ１に不活性ガス（典型的には窒素）を注入する少なくとも１つのノズルを備える。

図６に示すように、各シール装置１９は、シールクランプ４２を備え、シールクランプ４２は、上部開口端部２に関連してバッグ１を圧迫し、２つのヒートジョー４３（典型的にはジョー４３に埋め込まれたそれぞれの抵抗温度計）、および、カムによって駆動され、対応するピックアップヘッド７によって運ばれたバッグ１からシールクランプ４２が比較的離れている（図６−１０に示される）静止位置と、対応するピックアップヘッド７によって運ばれたバッグ１の上部端部２にシールクランプ４２が係合する（圧迫する）（図１１に示される）作動位置との間でシールクランプ４２を移動させる操作機構４４によって構成される。本質的には、各操作機構４４は、シールクランプ４２を垂直移動させる（これによりシールクランプ４２はバッグ１を閉めたり開けたりする）とともに、水平移動させる（これによりシールクランプ４２はバッグ１から離れるために閉じたり開いたりする）。図６に示された好ましい実施形態によれば、各シール装置１９は、剛なブラケット２２に強固に接続され「Ｕ」形状になっているスクリーン４５を備える。

図示されていない異なる実施形態によれば、バッグ１がねじ込み式の中央キャップを備えたときに、各シール装置１９は、各バッグ１の上部端部２に対応して横ヒートシールを実行するシールクランプ４２に加えて、さらにキャップに対応して横ヒートシールを実行するシールクランプも備える。使用される際に、シール装置１９の２つのシールクランプは、互いに平行であり離れている２つの横ヒートシールを実行するために連続して動作する（すなわち最初のヒートシールを行ってそして他のヒートシールを行う）。

図２に示した好ましい実施形態によれば、スクラップシュート４６が設けられ、スクラップシュート４６は、排出ステーションＳ２に対応して包装コンベア４の下部に配置され、排出ステーションＳ２において対応するピックアップヘッド７から解放された欠陥のあるバッグ１を重力によって受け取って搬送するよう設計されている。言い換えると、排出ステーションＳ２において、バッグ１が欠陥があると特定されたら（すなわち廃棄すべきと特定されたら）、バッグ１自体は、安定化コンベア１４の安定化ヘッド１７によって掴まれず、そして排出ステーションＳ２において包装コンベア４の対応するピックアップヘッド７から解放されたら、重力によって廃棄（欠陥）バッグ１のコンテナに繋がる下にあるスクラップシュート４６に落ちる。

図６に模式的に示された好ましい実施形態によれば、各ピックアップヘッド７は、マイクロ波制御装置４７を備え、マイクロ波制御装置４７は、充填装置１８またはシール装置１９に搭載され、ヒートシールが実行されなければならないバッグ１の上部開口端部２に関連して製品の存在を検出するよう設計されている：対応するマイクロ波制御装置４７がバッグ１のヒートシールが実行されなければならない上部開口端部２に関連して製品の存在を検出したら（所定の閾値を超えたら）、バッグ１に欠陥があると特定される（実際に、シールがされなければならない領域に関連する著しい製品の存在は、シール処理を否定的に妨げ、高品質のヒートシールを得ることを阻害し、必然的にバッグ１に欠陥が生じる）。

以下は、単一のバッグ１の包装および図４の記載に関連して上記で記載された包装機３の機能の説明である。

初めに、空で平らな（すなわち上部端部２の対向エッジが閉じており互いに接触している）バッグ１は、予備成形されたバッグ１の連続帯体１３の一体部品であり、そこから切断ステーションＳ３に配置された切断装置２９による横切断によって分離される。予備成形されたバッグ１の連続帯体１３から分離された直後に、空で平らなバッグ１は、供給コンベア９の供給ヘッド１２に係合する。その後、供給コンベア９は、空で平らなバッグ１を運ぶ供給ヘッド１２を供給ステーションＳ１へ移動させ、供給ステーションＳ１において空で平らなバッグ１は供給コンベア９の供給ヘッド１２から包装コンベア４のピックアップヘッド７へ転送される。

供給ステーションＳ１において、空で平らなバッグ１は、同時に、供給コンベア９の供給ヘッド１２に係合し（吸引カップ２６が空で平らなバッグ１の面にくっつく）、ピックアップヘッド７の２つのクランプ８、また開放装置３３に係合する（吸引カップ３５が、空で平らなバッグ１の供給ヘッド１２に係合した面とは反対側の面にくっつく）。この状況から始まり、開放装置３３は、上部端部２の２つの対向エッジを分離するために選択方向Ｄ１に沿って（半径方向に）摺動することによって供給ヘッド１２から離れ、その結果空のバッグ１の開口を定める（上述の通り空のバッグ１の開口はピックアップヘッド７の２つのクランプ８の交互接近移動によって生じる）。空のバッグ１の開口が定められたら、供給コンベア９の供給ヘッド１２および開放装置３３は、空で開いたバッグ１から離れ、バッグ１は、ピックアップヘッド７のクランプ８に対して空で開いたままとなる。

供給ステーションＳ１において、ピックアップヘッド７は、供給コンベア９の供給ヘッド１２から空で平らなバッグ１を受け取る一方、シール位置Ｓに配置される。

包装コンベア４がピックアップヘッド７によって運ばれた空で開いたバッグ１を包装経路Ｐ１に沿って進める間に、ピックアップヘッド７は、空で開いたバッグ１を充填位置Ｆ（すなわち充填装置１８の下部）に移動させるために選択方向Ｄ１に沿って半径方向に摺動する。そして、充填装置１８は、開口３８自体を上部開口端部２に挿入するために作動方向Ｄ２に沿って下方へ（静止位置から作動位置へ）移動し、空で開いたバッグ１に対するある量の製品の投入を実行する。バッグ１への充填の最後に、充填装置１８は、満杯の開いたバッグ１を解放するために作動方向Ｄ２に沿って上方向へ（作動位置から静止位置へ）移動する。したがって、包装コンベア４が常にピックアップヘッド７から運ばれた満杯の開いたバッグ１を包装経路Ｐ１に沿って移動させる一方、ピックアップヘッド７は、満杯の開いたバッグ１をシール位置Ｓ（すなわちシール装置１９の下部）へ移動させるために選択方向Ｄ１に沿って半径方向に摺動する。

ここで、包装コンベア４が常にピックアップヘッド７から運ばれたバッグ１を包装経路Ｐ１に沿って進める一方、シール装置１９は、上部端部２のヒートシールを実行するために、静止位置から（シールクランプ４２がピックアップヘッド７から運ばれたバッグ１の上部端部２に係合する）作動位置へ移動する。バッグ１のヒートシールの最後に、シール装置１９は、作動位置から静止位置へ移動し、満杯のシール済みバッグ１を運んでいるピックアップヘッド７が排出ステーションＳ２に到着したら、満杯のシール済みバッグ１は、包装コンベア４のピックアップヘッド７から安定化コンベア１４の安定化ヘッド１７へ転送される。上述の通り、満杯のシール済みバッグ１が欠陥があると特定されたら、排出ステーションＳ２において安定化ヘッドは満杯のシール済みバッグ１を掴むために接近せず、満杯のシール済みバッグ１自体は重力によってスクラップシュート４６へ落ちる。

上記で説明した包装機３はいくつかの利点を有する。

第１に、上記の包装機３は、外部汚染を減らしたことによってバッグ１の全体的な品質を向上させることができる。この結果は、各バッグ１の上部開口端部２のヒートシールがバッグ１自体の充填の直後に行われ（各ピックアップヘッド７においてシール装置１９は、充填装置１８の非常に近くに配置され、互いの距離は最大で１５−２５ｃｍである）、バッグ１が満杯で開いた状態になっている時間が極めて短くなった（この時間にバッグ１に含まれる不活性ガスは一部が流れ出て大気に存在する管理されていない他のガスに置き換えられる）という事実によって得られる。このようにして、充填とヒートシールとの間に不活性ガスを大量に失うことの補償のために不活性ガスを過剰供給する必要がないので、不活性ガスの消費を著しく減らすことも可能である。さらに、激しい摩耗の対象となる全ての部品（シールおよび他のゴム部品または同等物）は、ピックアップヘッド７から（すなわちバッグ１およびバッグ１にバッグ１に投入された製品から）遠く離れているので、ゴム粒子または同等物による製品および／またはバッグ１の汚染の可能性のリスクが除去される。

上記の包装機３は、より正確に処理を実行することによってバッグ１の全体的な品質を向上させることができる。この結果は、処理の全ての工程において各バッグ１の位置が極めて正確にかつ信頼性の高い方法で保証されるという事実によって得られる。

上記の包装機３は、廃棄物（すなわちバッグ１の欠陥）の割合を減らすことができる。この結果は、全ての処理の間に常にバッグ１の位置が非常に正確な方法で保証されるという事実によって得られ、また、ピックアップヘッド７を直接支持する回転可能に搭載された単一のドラム５を備える包装コンベア４を使用することによって得られる（ガイドプーリの周りに巻かれたチェーンコンベアと比較して、ピックアップヘッド７の位置の制御性は向上する）。

上記の包装機３は、必要なスペースを削減することができるとともに、洗浄、メンテナンス、およびサイズ変更サービスを実行するためのアクセス性を向上させることができる（すなわちオペレータは上記に記載された包装機３の全ての部品に容易にアクセスできる）。これらの結果は、ピックアップヘッド７を直接支持する回転可能に搭載された単一のドラム５を備える包装コンベア４を使用することにより、包装機３の全体的なサイズを相当削減することが可能になるという事実によって得られる。

上記の包装機３は、メンテナンスを減らすという要求がある。この結果は、いかなるチェーンも用いず全体的に回転可能に搭載された単一のドラム５を備える包装コンベア４を使用するという事実によって得られる（連続的に変形するチェーンは頻繁なメンテナンスを要する激しい摩耗が生じる）。

最後に、上記の包装機３は、比較的単純で経済的に製造することができる。

Claims (22)

1. 上部開口端部（２）を有しヒートシール可能な材料で作製されたバッグ（１）に、ある量の流動製品を充填するための自動包装機（３）であって、
   包装コンベア（４）と、
   水平面に横たわる包装経路（Ｐ１）に沿って進行するように前記包装コンベア（４）に支持され、前記包装経路（Ｐ１）に沿って前記バッグ（１）を掴んで保持するよう設計されたピックアップヘッド（７）であって、対応する前記バッグ（１）の両端部を掴むように設計された互いに対向する一対の第１のクランプ（８）を備える、ピックアップヘッド（７）と、
   前記包装経路（Ｐ１）の最初に配置された供給ステーション（Ｓ１）であって、空の前記バッグ（１）が前記供給ステーション（Ｓ１）において前記ピックアップヘッド（７）によって掴まれる、供給ステーション（Ｓ１）と、
   前記包装経路（Ｐ１）の最後に配置された排出ステーション（Ｓ２）であって、満杯でシール済みの前記バッグ（１）が前記排出ステーション（Ｓ２）において前記ピックアップヘッド（７）から離れる、排出ステーション（Ｓ２）と、
   前記包装経路（Ｐ１）に沿って移動可能であり、前記ある量の製品を前記上部開口端部（２）を介して前記バッグ（１）に供給するよう設計された充填装置（１８）と、
   前記包装経路（Ｐ１）に沿って移動可能であり、前記上部開口端部（２）の領域をシールすることによって、満杯の前記バッグ（１）をシールするよう設計されたシール装置（１９）と、
   を備える包装機（３）において、
   前記充填装置（１８）および前記シール装置（１９）の両方は、前記ピックアップヘッド（７）とともに前記包装経路（Ｐ１）の全体に沿って移動するように前記包装コンベア（４）に搭載され、
   前記充填装置（１８）および前記シール装置（１９）は、前記包装経路（Ｐ１）に対して横断し、かつ水平な方向である選択方向（Ｄ１）に沿って互いに隣接して前記包装コンベア（４）に配置され、
   前記ピックアップヘッド（７）は、前記ピックアップヘッド（７）が前記充填装置（１８）に対して整列される充填位置（Ｆ）と、前記ピックアップヘッド（７）が前記シール装置（１９）に対して整列されるシール位置（Ｓ）と、の間において前記選択方向（Ｄ１）に沿って移動して、前記充填位置（Ｆ）と前記シール位置（Ｓ）に選択的に位置決めされ得るように前記包装コンベア（４）上で移動可能である、
   ことを特徴とする包装機（３）。
2. 請求項１に記載の包装機（３）であって、
   前記包装コンベア（４）は、第１の回転軸線（６）を中心にして回転するように搭載され、前記ピックアップヘッド（７）、前記充填装置（１８）、および前記シール装置（１９）を支持する第１のドラム（５）を備え、
   前記包装経路（Ｐ１）は、円形形状を有し、
   前記選択方向（Ｄ１）は、半径方向すなわち前記第１の回転軸線（６）に垂直な方向に向けられる、
   ことを特徴とする包装機（３）。
3. 請求項２に記載の包装機（３）であって、
   前記ピックアップヘッド（７）は、前記第１のドラム（５）に対する傾きが変化しないように前記第１のドラム（５）に固定の角度位置で搭載される、
   ことを特徴とする包装機（３）。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
   前記供給ステーション（Ｓ１）に配置され、前記バッグ（１）の前記上部開口端部（２）の２つの対向エッジを離すことによって前記バッグ（１）を開く開放装置（３３）を備え、前記開放装置（３３）は、前記バッグ（１）の第１の面に係合し、前記選択方向（Ｄ１）に沿って移動可能な少なくとも１つの第１の吸引カップ（３５）を備える、
   ことを特徴とする包装機（３）。
5. 請求項４に記載の包装機（３）であって、
   前記ピックアップヘッド（７）の２つの前記第１のクランプ（８）は、互いに近づき遠ざかるように移動可能であり、これにより前記バッグ（１）が開いたときに前記バッグ（１）の変形に追従する、
   ことを特徴とする包装機（３）。
6. 請求項４または５に記載の包装機（３）であって、
   前記開放装置（３３）の前記第１の吸引カップ（３５）は、前記包装コンベア（４）によって支持され、前記ピックアップヘッド（７）とは独立して前記選択方向（Ｄ１）に沿って移動するように前記包装コンベア（４）上で移動可能になっている、
   ことを特徴とする包装機（３）。
7. 請求項４から６のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
   供給コンベア（９）と、
   前記供給ステーション（Ｓ１）の領域で終わる供給経路（Ｐ２）に沿って進行するように前記供給コンベア（９）に支持された供給ヘッド（１２）であって、前記供給ステーション（Ｓ１）において前記バッグ（１）が前記供給コンベア（９）の前記供給ヘッド（１２）から前記包装コンベア（４）の前記ピックアップヘッド（７）へ転送され、前記供給ヘッド（１２）が、前記バッグ（１）を受け取り前記バッグ（１）を前記供給経路（Ｐ２）に沿って保持するように設計され、前記バッグ（１）の前記第１の面の反対側の第２の面に係合する少なくとも１つの第２の吸引カップ（２６）を備える、供給ヘッド（１２）と、
   を備える、ことを特徴とする包装機（３）。
8. 請求項７に記載の包装機（３）であって、
   前記供給コンベア（９）は、第２の回転軸線（１１）を中心にして回転するように搭載され、前記供給ヘッド（１２）を支持する第２のドラム（１０）を備え、
   前記供給経路（Ｐ２）は、円形形状を有する、
   ことを特徴とする包装機（３）。
9. 請求項８に記載の包装機（３）であって、
   前記供給ヘッド（１２）は、前記第２の回転軸線（１１）に平行な第３の回転軸線（２７）を中心にして前記第２のドラム（１０）に対して回動するように前記第２のドラム（１０）上で回動する、
   ことを特徴とする包装機（３）。
10. 請求項７から９のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
    予備成形されたバッグ（１）の連続帯体（１３）から前記バッグ（１）を分離し、前記バッグ（１）を前記供給コンベア（９）の前記供給ヘッド（１２）に搬送する切断装置（２９）を備える、
    ことを特徴とする包装機（３）。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
    前記ピックアップヘッド（７）を前記選択方向（Ｄ１）に沿って移動させ、前記供給ステーション（Ｓ１）における前記シール位置（Ｓ）に前記ピックアップヘッド（７）を置き、前記充填位置（Ｆ）に前記ピックアップヘッド（７）を置くように前記ピックアップヘッド（７）を外側へ移動させ、前記ピックアップヘッド（７）を前記排出ステーション（Ｓ２）まで維持される前記シール位置（Ｓ）に再度置くように前記ピックアップヘッド（７）を内側へ移動させるカム作動装置（３７）を備える、
    ことを特徴とする包装機（３）。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
    安定化コンベア（１４）と、
    前記排出ステーション（Ｓ２）の領域で始まる安定化経路（Ｐ３）に沿って進行するように前記安定化コンベア（１４）に支持された安定化ヘッド（１７）であって、前記排出ステーション（Ｓ２）において前記バッグ（１）が前記包装コンベア（４）の前記ピックアップヘッド（７）から前記安定化コンベア（１４）の前記安定化ヘッド（１７）へ転送され、前記安定化ヘッド（１７）が、前記バッグ（１）を受け取り前記バッグ（１）を前記安定化経路（Ｐ３）に沿って保持するように設計された、安定化ヘッド（１７）と、
    を備える、ことを特徴とする包装機（３）。
13. 請求項１２に記載の包装機（３）であって、
    前記安定化コンベア（１４）は、第４の回転軸線（１６）を中心にして回転するように搭載され、前記安定化ヘッド（１７）を支持する第３のドラム（１５）を備え、
    前記安定化経路（Ｐ３）は、円形形状を有する、
    ことを特徴とする包装機（３）。
14. 請求項１３に記載の包装機（３）であって、
    前記安定化ヘッド（１７）は、前記第４の回転軸線（１６）に平行な第５の回転軸線（３１）を中心にして前記第３のドラム（１５）に対して回動するように前記第３のドラム（１５）上で回動する、
    ことを特徴とする包装機（３）。
15. 請求項１２から１４のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
    前記安定化ヘッド（１７）は、前記ピックアップヘッド（７）の前記第１のクランプ（８）に垂直な方向に向けられ、前記上部開口端部（２）の領域において前記バッグ（１）の上部開口端部（２）を掴むように設計されている第２のクランプ（３０）を備える、
    ことを特徴とする包装機（３）。
16. 請求項２または３に記載の包装機（３）であって、
    前記充填装置（１８）は、前記選択方向（Ｄ１）および前記包装経路（Ｐ１）に垂直な垂直作動方向（Ｄ２）に沿って静止位置と作動位置との間で移動するように前記第１のドラム（５）上で移動可能である、
    ことを特徴とする包装機（３）。
17. 請求項２または３または１６に記載の包装機（３）であって、
    前記シール装置（１９）は、固定位置で前記第１のドラム（５）に搭載される、
    ことを特徴とする包装機（３）。
18. 請求項１から１７のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
    前記排出ステーション（Ｓ２）の領域において前記包装コンベア（４）の下部に配置され、前記排出ステーション（Ｓ２）において前記ピックアップヘッド（７）から解放された欠陥のあるバッグ（１）を重力によって受け取って搬送するよう設計されている廃棄物シュート（４６）を備える、
    ことを特徴とする包装機（３）。
19. 請求項１から１８のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
    前記充填装置（１８）または前記シール装置（１９）に搭載され、シールが実行される前記バッグ（１）の前記上部開口端部（２）の領域において製品の存在を検出するよう設計されているマイクロ波制御装置（４７）を備える、
    ことを特徴とする包装機（３）。
20. 請求項１９に記載の包装機（３）であって、
    前記バッグ（１）は、シールが実行される前記バッグ（１）の前記上部開口端部（２）の領域において前記マイクロ波制御装置（４７）が製品の存在を検出したら、欠陥があると特定される、
    ことを特徴とする包装機（３）。
21. 請求項１から２０のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
    前記シール装置（１９）は、前記上部開口端部（２）の領域において前記バッグ（１）を締め付けるシールクランプ（４２）を備える、
    ことを特徴とする包装機（３）。
22. 請求項１から２１のいずれか１項に記載の包装機（３）であって、
    前記充填装置（１８）は、前記バッグ（１）の内部の酸素の含有量を減らすために前記製品の供給と同時に前記バッグ（１）に不活性ガスを注入する少なくとも１つのノズルを備える、
    ことを特徴とする包装機（３）。

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