JPH09501378A - 熱溶融性プラスチック材料製のバッグを製造し且つ位置決めする機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 次のものを含むフレームにより構成された、プラスチック製バッグを製造し且つ位置決めする機械である。即ち、プラスチックバンド（Ｂ）の送り込み装置（３）と、該バンドにベローズ状の折り重ね部分を形成する装置（６）と、該バンドを融着し且つ切断する装置（１０）と、製品をバッグに充填する充填装置と、製品を挿入するためにバッグを膨張させるノズルと、製品と同一角度でバッグを配置し得るようにバッグを固定する装置（２５）とである。

Description

【発明の詳細な説明】 熱溶融性プラスチック材料製のバッグを製造し且つ位置決めする機械技術分野 本発明は、略角柱状の形状を有する製品を充填することを目的とする、熱溶融 性プラスチック材料製のバッグを製造し且つ位置決めする機械に関する。 こうした機械の極く一般的な適用分野は、焼いた後にその風味が失われないよ うに密封バッグ内に直接、挿入しなければならない、ベーカリ製品又はパン塊の ような腐敗し易い商品、又は食料品を包装する分野である。当然に、本発明によ る機械は、これと同様の方法で包装することを要する、食品以外の製品に使用す ることも出来る。背景技術 この型式の機械は、処理時間を短くし、また、上流及び下流の装置の能力に対 応し得るよう、可能な限り速い包装速度で作動しなければならない。 これに対応して、各種の部品、特に、完成したバッグを間欠的に前進させるコ ンベヤベルト、即ち、その表面の速度は、生産能力を増大させ得るように可能な 限り高速に保つことを要する。しかしながら、定期的に運転を停止させたり、監 督員の長時間の関与を必要とすることがないように、十分な信頼性及び反復性を 以て、これらの生産能力及び速度を適合させなければならない。 現在、商業的に利用可能な機械は、最高速度100乃至120ｍ／分のとき、40乃至 60個／分のバッグを製造することが可能である。その包装速度及び生産量を増大 させようとするならば、かかる機械の信頼性は著しく低下し、機械が新品で且つ 正確に調節されない限り、その信頼性を維持することは出来ない。 伊国特許出願第VI91A000086号の明細書には、熱溶融性材料製の透明なフィル ムから成るバンド（帯状物）から開始して、熱溶融性プラスチック材料製バッグ を製造する機械と、及びそのバッグを該機械の下流に配置された充填装置に向け て間欠的に前進させる手段とが記載されている。 充填ステーションは、送りベルトから一つの製品を一度に一つずつ機械の充填 領域に向けて搬送するクランプを備えている。製品を挿入する前に、各バッグは 、バッグの固定手段と整合されたノズルから放出される圧縮空気ジェットによっ て 膨張される。 この機械は、生産量を著しく増大させるものの、バッグの融着及び切断段階と 充填段階との間にて生じる幾つかの公知の欠点がある。 その第一の欠点は、開放したバッグ内に挿入すべき製品が常に、同一位置に配 置されるようにするため、搬送クランプは、その下面が水平方向に対して傾斜す る斜めの支持体を備えている。このため、挿入する際に、クランプがバッグに入 り、クランプは、バッグに対して僅かに回転して、その開放した縁部と干渉する 場合がある。 上述の特許の明細書に記載された機械のもう一つの欠点は、バッグの前進速度 が速くなると、充填ステーションから直ぐ上流領域にて支持体表面がバッグを把 持する力が弱くなることである。更に、バッグは、巻き上がったり、局部的に持 ち上がったりして、膨張前に、安定状態を保つことは出来ない。これらの何れの 場合においても、充填ステーションの前に膨張したバッグが存在しないことを指 示する必要がある。 もう一つの欠点は、バッグを密封する前に、バッグの縁部の融着に伴って生ず る煙がその周囲の空気と共に吸引されて、そのバッグ内に導入されることである 。 更に別の欠点は、融着ブレードの周りで熱が拡散するため、その融着した縁部 が不完全に、又は過度に溶融することである。 最後に、バッグの幅寸法を変更するためには、機械の前進速度を調節して、充 填装置の速度と同期化させるための複雑な操作が必要となる。発明の概要 本発明の目的は、略角柱状の形状の製品を充填することを目的とする、熱溶融 性プラスチック製のバッグを製造し且つ位置決めする機械を提供することにより 、上述の欠点を解決しようとするものであり、この機械は、次のものを支持する フレームを備えている。即ち、熱溶融性プラスチック材料で出来たバンドを所定 の方向に搬送し且つ間欠的に前進させる手段と、バンドの長手方向両縁部間の中 間線を折り線としてバンドを折り重ね、その折り線に沿って接続される二つの重 なりフラップを形成し、下方のフラップが上方のフラップよりも突出するように する手段と、折り線に沿ってベローズ状の凹所を形成する手段と、折り重ねたバ ン ドを長手方向に互いに離間した位置にて横方向に沿って同時に融着し且つ切断し 、重なったフラップにて一側部が開放した、一連の互いに隣接するバッグを形成 する融着及び切断手段と、下流域にて負圧手段を備え、バッグを分離すると共に 、水平方向に関して傾斜した下方の着座面を有して製品を一度に一つずつ把持す るためのクランプにしてバッグの前進方向を横切る方向に往復運動可能な該クラ ンプを備えた製品充填ステーションに向けて順次、バッグを搬送するための、略 水平方向の可動の搬送面と、充填前に、バッグの開放側部を通じて各バッグに圧 縮空気を噴射して、バッグを膨張させる噴射手段と、該噴射手段により膨張させ る間に各バッグをその下方フラップの縁部に沿って保持する固定手段とである。 製品がバッグの縁部と干渉することなく容易に挿入し得るよう、膨張したバッグ を製品と完全に整合させるため、該固定手段は、略水平な位置と、充填ステーシ ョンのクランプの着座面に対して略平行である傾斜位置との間で、略水平な横方 向軸線を中心として揺動可能なようにフレームに取り付けられている。 更に別の特徴において、該固定手段は、その一端がフレームに枢着された基部 材と、該基部材に重ね合わされ、また、バッグのルーズな縁部を固定すべく該基 部材に対して接近及び離反可能な加圧装置とを備えている。 該加圧装置は、固定したバッグ内に圧縮空気を噴射する第一のノズルをその略 中央位置に備えることが望ましい。 固定手段の上流に配置され且つ固定すべきバッグの縁部に直接、向けられた第 二のノズルを提供し、水平位置にて固定手段と同一高さで搬送面と安定した接触 状態にバッグを保つことが可能である。 本発明の更に別の特徴において、融着及び切断手段は、バンドを保持する二つ の側部材の間に介在され且つ該二つの側部材に弾性的に結合された、電気で加熱 されるブレードを備えており、該バンドを保持する側部材が中空であり、また、 融着中、その内部を循環する液体冷却剤により冷却され、バンドに接触したその 縁部が比較的低温度に保たれるようにする。図面の簡単な説明 本発明を一層よく理解するため、以下に、本発明によるバッグ製造機械の好適 な実施例に関して、添付図面を参照しつつ非限定的な一例として説明する。添付 図面において、 図１は、製品充填ステーションを省略した、本発明によるバッグ製造機械の全 体的な斜視図、 図２は、図１の細部の部分断面側面図、 図３は、本発明による機械の端部領域の平面図、 図４は、図３の細部の平面図、 図５は、図１の機械の別の細部の斜視図、 図６は、本発明による機械の融着及び切断装置の詳細な断面図、 図７は、本発明による機械と関係付けて使用することの出来る充填ステーショ ンが横方向に配置された状態を示す概略図的な側面図、 図８は、本発明による機械の細部の相対的位置を示す、図７の充填ステーショ ンの概略図的な側面図である。好適な実施例の説明 上記の図面を参照すると、全体として参照符号１で示した、本発明によるバッ グ製造機械は、所定の形状の部材と金属板とから成るフレーム２を備えており、 該金属板は、熱溶融性プラスチック材料製のバンドＢから開始してバッグＳを製 造する一連の装置を支持している。 バンドＢは、厚さ数ミクロンで、透明であることが望ましい熱溶融プラスチッ ク材料で形成したフィルムで構成され、該フィルムは、予め長手方向に沿って折 り重ねられている。フィルムは、その二つのフラップの内の一方のフラップＦが 他方のフラップよりも幅が広くなるように折り重ねられ、一方のフラップＦの縁 部が他方のフラップの縁部よりも突出するようにする。 バンドＢは、フレームにより回転可能に支持されたロール又はリール３の上に 予め巻かれ、略水平な部分に沿って延伸ローラ４、５により延伸される。この部 分には、バンドＢの折り線にてベローズ状の凹所を形成する装置６が設けられて いる。それ自体公知の型式の装置６は、互いに離間され、且つ２つのフラップの 間で回転する一対の同軸状ディスク７と、フィルムの折り線を内方に圧縮して凹 所を形成する外側ディスク８とにより形成される。 装置６の下流にて、バンドＢは、全体として参照符号１０で示した融着及び切 断装置を通って進む前に、延伸ローラ９によって延伸される。図６に概略図で示 すように、融着及び切断装置１０は、バンドＢの溶融温度よりも高い一定の温度 で電気的に加熱されて図面に図示しない垂直案内手段に沿って摺動することの出 来る側方向ブレード１１により、実質的に形成されている。所定の時点で複動（ ダブルアクション）アクチュエータ１２がブレード１１に作用して、該ブレード １１を昇降させる。 ブレード１１は、弾性部材により二つの横方向保持部材１３、１４に結合され ており、これらの保持部材は、その下端に向けて嘴状の形状をしており、二つの 縁部１５、１６を形成している。該縁部１５、１６は、バンドを、融着ブレード １１に接触する前に、平坦な下面に押さえ付けるようにして所定の位置に保持す る。ブレード１１の下方縁１７は鋭くしてあり、融着後、横方向の線に沿って切 断作業を行う。ブレード１１により為される融着及び切断の結果、三つの連続し た側部に沿って閉鎖される一方、突出するフラップＦがある側方の縁部にて開放 した、互いに隣接する二つのバッグの側縁部が形成される。横方向保持部材１３ 、１４は、水又はその他の任意の冷却流体が循環するための内部スペースを形成 し得るよう、金属薄板（メタルシート）で形成することが便宜である。特に、水 は、それぞれの入口パイプ１０′および出口パイプ１０″により保持部材１３、 １４内のスペース内を流動することが出来、これらのパイプは、機械のフレーム 内に配置された外部の冷却組立体（簡略化のため図示省略した）に接続される。 融着及び切断装置１０の下流には、完成したバッグが前進するための水平な搬送 面を形成し得るよう、端部ローラ１９、２０により延伸されるコンベヤベルト１ ８が設けられている。コンベヤベルト１８上におけるバッグに対する把持力を強 くするため、ベルトの表面には、一連の穴２１が形成されており、下方チャンバ ２２により空気がこれらの穴を通じて吸引される。チャンバ２２は、パイプ２３ により吸引装置２４に接続されている。 コンベヤベルト１８により保持されたバッグの突出フラップＦは、コンベヤベ ルトの側方にてフレームの側部に乗る。 バッグを充填する際にバッグの突出するフラップＦを固定する装置が、端部の 延伸ローラ１９に近接する位置に配置されている。 特に、全体として参照符号２５で示した固定装置は、支持部材２６を備え、該 支持部材は、不作動位置にあるときにコンベヤベルト１８の上方部分と整合する 上面を有する。加圧部材２７が支持部材２６と関係付けられ、支持部材２６に堅 固に結合されたガイド又はポスト２８、２９に沿って移動することが出来る。第 一の空気圧アクチュエータ３０は、加圧部材２７に結合され、該加圧部材２７を 近接させ、または、離反させるように動かし、各バッグの突出するフラップＦを 固定すべく作動する。 ノズル３１が固定装置２５の加圧部材２７に挿通されてインペラに接続され、 固定装置２５が突出するフラップＦを固定した後に、バッグを膨張させ得るよう になされている。 本発明によれば、該固定装置２５は、略水平で且つバッグの前進方向に対して 直角の軸線まわりに揺動することが出来る。特に、支持部材２６は、コンベヤベ ルト１８の縁部に沿ってフレーム２に堅固に結合された枢軸ピン３２に枢着され た一端を有する。支持部材２６、ひいては固定装置２５の全体を、略水平の不作 動位置と所定の角度αだけ傾斜した位置との間で周期的に回動させる第二の空気 圧アクチュエータ３３が設けられている。この角度は、包装すべき各製品Ｐが全 体として参照符号３４で示した充填装置により搬送されたときに各製品Ｐの下面 が形成する角度に等しくなければならない。 図７及び図８に示すように、充填装置３４は、排出ベルト３６に対して直列に 配置された搬送ベルト３５により形成された製品Ｐのラインと、機械１のコンベ ヤベルト１８との間を横断状に作動する。該ベルト３５により、製品は後続のベ ルト３６に排出される迄、所定の形状の当接部３７と接触した状態で前進する。 充填装置は、クランプ３８により本質的に構成される。該クランプ３８は、角 度αだけ傾斜した下側着座面３９を有する所定の形状をした支持部材により形成 され、該下側着座面３９に対して直角の側方向着座面４０を備えている。また、 該クランプは、製品Ｐを所定の形状をした支持部材３８上に保持することを目的 とする所定の形状の上方部材４１を備えている。バッグを充填するためには、ク ランプは、アクチュエータ４２によって横方向に移動し、製品をバッグ内に送り 込み得るようにしなければならない。その後、クランプ３８が僅かに開いて、内 部に製品が入ったバッグを保持し、そのバッグを排出ベルト３６に搬送し得るよ うにする。 本発明によれば、固定装置２５の直ぐ上流で、突出するフラップＦに圧縮空気 ジェットを噴射して理想的な挿入状態を確実にするための第二のノズル４３が、 フレームの縁部に固定されて設けられる。 更に、コンベヤベルト１８に対するバッグの把持力を増すため、ベルトの表面 は、例えばシリコンゴムのような、僅かに接着性のある材料層で覆われている。 融着するときに発生する極めて有毒な煙が膨張用空気と共にバッグに入るのを 防止するため、フード４４が融着及び切断装置１０に設けられており、また、該 フードは、活性炭フィルタ４７を介在させて管４５により吸引装置４６に接続さ れている。 バッグの幅寸法を自動的に変更し得るように、コンベヤベルトの位置及び速度 を検出するエンコーダ４８を設けることが有利であり、このエンコーダは、機械 の制御装置内に挿入したプログラム可能な電子制御装置に信号を送る。制御装置 をプログラムすることにより、生産量を変更せずに、また充填装置の同期化状態 を変更することなく、バッグの幅寸法を変更し得るように前進速度及び停止時間 が設定される。 機械が正常に作動していることを確認するため、リング形状の弾性的な接触部 材５１の位置信号を変換する検出器５０が固定装置に設けられている。膨張しな かった場合、検出器は、制御装置に信号を送り、該制御装置が機械を自動的に停 止させる。 最後に、外部の操作者が機械をマニュアルで停止し得るようにするため、充填 領域の反対側のフレームの縁部に沿って鋼索（スチールワイヤ）５２で形成され た安全スイッチが設けられており、該鋼索の一端５３は、フレームの一定の箇所 に定着される一方、その他端５４は、主電源との接続を解除する遠隔スイッチ５ ５に定着されている。 上述の特徴を通じて、本発明による包装機械は、詰まりを生ずることなく、コ ンベヤベルトの最高速度にて90個バッグ／分までの生産能力を実現し、また、顕 著な信頼性があることを実証する。更に、該機械は、この種の包装に必要とされ る好適な衛生状態を確実にする。 好適な実施例に関して本発明による機械を説明したが、本発明は、請求の範囲 に記載した本発明の思想の範囲内で多数の応用例及び変更例が可能であることは 勿論である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，Ｂ Ｇ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ギエスブレフト，ケン カナダ国オンタリオ州ミッシサウガ，ノー サム・ドライブ 6455

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．略角柱状の形状を有する製品を充填することを目的とする、熱溶融性プラ スチック材料で出来たバッグを、製造し且つ位置決めする機械にして、フレーム を備え、該フレームが、 熱溶融性プラスチック材料で出来たバンドであって、長手方向の折り線に沿っ て折り重ねられ、互いに重なり合った上下のフラップを有しており、その下方の フラップが上方のフラップを横方向に越えて突出するようになされている該バン ドを、所定の方向に送り且つ間欠的に前進させる手段と； 前記折り線に沿ってベローズ状の凹所を形成する手段と； 長手方向に互いに離間した位置にて横方向に沿って前記バンドを同時に融着し 且つ切断し、前記折り線の反対側の一側部が開放した、一連の互いに隣接するバ ッグを形成する融着及び切断手段と； 下流域にて負圧手段を備え、バッグを分離すると共に、水平方向に関して傾斜 した下方の着座面を有して前記製品を一度に一つずつ把持するためのクランプを 備えた製品充填ステーションに向けて順次、バッグを搬送するための、略水平方 向に可動な搬送面と； 充填前にバッグの開放側部を通して各バッグに圧縮空気を噴射して、該バッグ を膨張させるための噴射手段と； 該噴射手段により膨張させている間に各バッグをその突出している前記下方フ ラップの縁部に沿って固定するための固定手段と； を支持しており： 前記固定手段が、略水平な位置と、前記クランプの下方着座面に対して略平行 である傾斜位置との間で、前記製品の前進方向に対して直角である略水平な軸線 を中心として揺動可能となされ、それによって、膨張したバッグが製品と同一の 角度に配置され得るようなされていることを特徴とする機械。 ２．請求の範囲第１項に記載の機械にして、前記固定手段が、フレームに枢着 された一端を有する支持部材にして、その上に加圧部材が積み重ねられる支持部 材を備え、前記加圧部材が、前記支持部材に対し平行に動いて、前記バッグのル ーズな端部を固定し又は解放するようになされていることを特徴とする機械。 ３．請求の範囲第２項に記載の機械にして、前記加圧部材が、バッグを固定し た後、該バッグ内に圧縮空気を噴射するノズルを略中央位置に備えることを特徴 とする機械。 ４．請求の範囲第２項に記載の機械にして、前記支持部材に作用し、該支持部 材をその軸線を中心として枢動させる第一の作動手段を備え、該第一の作動手段 が、前記加圧部材に作用して該加圧部材を前記支持部材に対し接近および離反さ せる第二の作動手段と協働するようにしたことを特徴とする機械。 ５．請求の範囲第４項に記載の機械にして、前記固定手段の上流に配置され且 つ前記バッグの突出する縁部の方向に向けられている第二のノズルにして、該バ ッグを支持部材に対して安定的な接触状態に保つための第二のノズルを備えるこ とを特徴とする機械。 ６．請求の範囲第４項に記載の機械にして、前記融着及び切断手段が、融着す べきバンドを保持することを目的とする保持部材を構成する二つの側部材の間に 介在され且つ該二つの側部材に弾性的に結合された、電気的に加熱されるブレー ドと、該ブレードを作動させるよう略垂直方向に作用する往復運動手段とを備え ることを特徴とする機械。 ７．請求の範囲第６項に記載の機械にして、前記保持部材が中空であり、液体 冷却剤により冷却可能となされていることを特徴とする機械。 ８．請求の範囲第７項に記載の機械にして、前記融着及び切断手段と前記固定 手段との間に設けられ、前記ブレードに対して平行に作用して各バッグを前記水 平方向に可動な搬送面上で平坦にするための平坦化バーを備えることを特徴とす る機械。 ９．請求の範囲第８項に記載の機械にして、前記平坦化バーが、バッグの幅寸 法に対応し得るよう、長手方向に調節可能な方法で前記ブレードに結合されてい ることを特徴とする機械。 １０．請求の範囲第９項に記載の機械にして、前記平坦化バーが、前記バッグと 相互作用するようになされた、弾性的に変形可能な下方層を備えていることをを 特徴とする機械。 １１．請求の範囲第１項に記載の機械にして、前記搬送面が、バッグを形成する 熱溶融性プラスチック材料よりも僅かに接着性のある材料で出来た外表面層を備 える連続的なコンベヤベルトから成ることを特徴とする機械。 １２．請求の範囲第１項に記載の機械にして、融着の際に出る煙を吸引し得るよ う吸入フードが前記融着及び切断手段の上方に設けられていることを特徴とする 機械。 １３．請求の範囲第１２項に記載の機械にして、前記フードが、活性炭フィルタ を介在させて前記吸引装置に接続されていることを特徴とする機械。 １４．請求の範囲第１項に記載の機械にして、前記コンベヤベルトの位置及び前 進速度を検出し得るよう、該コンベヤベルトに結合されたエンコードされたセン サが備えられ、該センサが、二つの連続的な切断箇所の間の距離、従ってバッグ の所望の幅寸法を調節するようプログラム可能な制御装置に接続されていること を特徴とする機械。 １５．請求の範囲第１項に記載の機械にして、各バッグの膨張状態を検出し、膨 張しなかった場合に機械を停止させることが可能なよう、前記固定手段にセンサ が配置されていることを特徴とする機械。 １６．請求の範囲第１項に記載の機械にして、操作者により作動可能な安全スイ ッチが備えられており、該安全スイッチが、フレームの側部に対して平行に伸長 し、固定された支持体に堅固に定着された一端と、機械の主電源スイッチに堅固 に固定された他端とを有する索を備えていることを特徴とする機械。