JPS63178924A - 高能力無菌成形、充填およびシール機の改良シール方法および装置 - Google Patents

高能力無菌成形、充填およびシール機の改良シール方法および装置

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JPS63178924A
JPS63178924A JP62309766A JP30976687A JPS63178924A JP S63178924 A JPS63178924 A JP S63178924A JP 62309766 A JP62309766 A JP 62309766A JP 30976687 A JP30976687 A JP 30976687A JP S63178924 A JPS63178924 A JP S63178924A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高い包装体生産率でウェブ材料をシールして
包装体を形成する方法および装置に関するもので、特に
、連続的に前進するポリホイルウェブ材料を長さ方向お
よび横断方向に話導シールして製品が入った無菌包装体
を形成する改良方法および装置に関するものである。
[従来の技術] 無菌包装体とは商業的無菌包装規格にしたがって製造さ
れた実質的に一様な予定量の製品の入った密封容器のこ
とである。商業的無菌包装は殺菌処理した製品を殺菌処
理した容器内に入れる工程と、次に、消費前の販売およ
び貯蔵中に冷却した仕上製品を貯蔵すべき温度で貯蔵安
定製品内で生長し得る微生物が実質的に存在しない環境
において容器を気密にシールする工程とを含む。気密に
シールした容器は生物学的透過が実質的にないように容
器包装体を経てガスまたは流体の透過を最小とする。好
ましくは、包装体内には空気もまた実質的に無いものと
し、空気がいくらかの量で存在する場合には、望ましく
ない細菌の生長を促進し、あるいはまた、殺菌の生長が
ない場合でさえも、製品の味および色に悪い影響を与え
る。代表的製品は流動材料、特に、ミルク、果汁その地
間様の流体飲料である。
殺菌容器は、普通、アルミニウム箔のような導電材料の
少なくとも1層と、製品と接触する包装体内側壁となる
熱可塑性材料の外側層と、外部環境と接触する材料の外
側層とを好ましくは有する積層ウェブ包装材料を具える
。本明細書では「ポリホイルウェブ」とも称している積
層材料は典型的に幾分剛固な仕上形状で直立するに十分
な強度を有し、製品を出荷および貯蔵するために入れ、
また、普通は通常の板紙構体層を含む。製品ラベルおよ
び登録標章その他を板紙層または熱可塑性外層上に印刷
することができる。後述する本発明の実施例において、
使用される最も好適なポリホイルウェブは順次に低密度
ポリエチレン層、紙材料、サーリン(登録商標名)、ア
ルミニウム箔、サーリン(登録商標名)およびリニア低
密度ポリエチレンを積層した積層体を含む。低密度ポリ
エチレン層を高密度ポリエチレンとすることもでき、リ
ニヤ低密度ポリエチレン層は低密度ポリエチレンとする
ことができる。
包装体内側壁を形成する熱可塑性材料は互いにシールさ
れて気密シールを形成し得るものであることが必要であ
る。典型的に、対向する熱可塑性層が互いに融合するよ
う溶融温度に加熱される。
熱可塑性および金属箔層は共働して無菌包装体に対する
気密遮壁を設ける。金属箔層は光および酸素遮壁を設け
る。外層は普通は包装体継目および包装体の最終的形成
またはプリッタ中に形成される余分の材料の三角形片が
包装体側壁に融合またはタックされて無菌的に好ましい
包装体を形成するよう加熱することができる熱可塑性材
料である。
このようなポリホイル積層体には使用者が仕上包装体か
ら製品を容易に取り出し得るようにする離間したアクセ
ス手段を含むことができる。
無菌および非無菌包装体またはカートンを紙材料および
積層ウェブ材料から形成するためのいくつかの方法およ
び装置が既知である。これらの方法および装置は一般に
2f!類、すなわち、ブランク供給およびウェブ供給の
ものに分離される。
ブランク供給機では、先づ、ウェブの供給が切断および
折り目付ブランクに別個に形成される。
次に、ブランクは1度に1個づつブランク供給機の形成
部分に送られ、容器に組み立てられる。多くの機械は組
立段階のそれぞれ異なる数個のブランクに対し同時に仕
事を行なう。無菌包装のため、容器は殺菌され、殺菌処
理した製品で充填され、無菌環境内で気密にシールされ
て密閉される。これらの容器の継目は重なり合う垂片を
互いに接着または加熱圧着することにより、典型的に形
成される。
いくつかのブランク供給機はブランクをカートンに間歇
的に形成し、各ステーションでブランクまたはカートン
の1つの組立て作動を行ない、ブランクまたはカートン
をステーションからステーションに前進させる。他のブ
ランク供給機はブランクを連続的に前進させて容器を形
成し、次に、容器を間歇的に前進させて容器を殺菌し、
充填し、シールすることによって半連続的に作動する。
一つの商業的間歇型ブランク供給無菌機はコンビブロッ
ク、モデルNo CF 606 Aである。
連続ウェブ供給機においては、ウェブがウェブストック
のロールから直接に取り出され、折り目がつけられ(ロ
ールに予め折り目がつけられていない限り)、機械に供
給される0次に、機械はウェブを折り曲げて箇を形成し
、長さ方向側縁をシールしてチューブを形成し、このチ
ューブに製品を充填し、クランプし、シールし、チュー
ブを切断して包装体を形成する。ウェブを連続的に前進
させてウェブを次第にシールした包装体に形成すること
ができ、あるいは、ウェブを間歇的に前進させて、ウェ
ブが停止している間、または、ステーション間を移動し
ている間に各成形作動を行なうようにすることができる
。シール工程は、典型的には、熱可塑性材料を互いに熱
的にシールして気密シールを形成することを含むもので
ある。熱シールは、例えば、輻射熱、加熱した接触部材
または話導加熱コイルを(導電層を内部に一体にまたは
表面に設けられたウェブに対し)用いることによって行
なわれる。
無菌包装では、ウェブを殺菌処理して殺菌機械部分に送
り込み、これによりチューブを殺菌し、無菌環境内で包
装体を形成、充填およびシールする。商業的自動連続送
り無菌機械の一つがテトラ−バックモデルAB9である
。他の既知の無菌機械としてはインターナショナルペー
パーカンバニイのウェブ供給無菌包装機、モデルSAが
含まれる。
多くの機械において、往復動手段を用いてウェブを操作
しており、ウェブまたは包装体が停止状態にある際に、
所定位置に往復動させて作動させた後、ウェブまたは包
装体を前進させている際に、所定位置外に往復動させて
作動させ、あるいは、包装体が前進している際に、移動
している包装体と一緒に往復動じて作動した後、ウェブ
または包装体が停止している間にストローク範囲の始め
に戻して次の包装体に作動するよう構成されている。
連続ウェブ供給機は、ウェブが連続的に前進している間
に往復動する1個以上の往復動手段を有することができ
、あるいは、ウェブが実質的に一様な速度で前進してい
る際にウェブに順序的に作動し得る複数の同じ手段を含
むホイールまたは無終端のリンクされたベルトのような
対向してエンドレスに回転する手段を有することができ
る0本発明はウェブ供給機型機械の改良に関するもので
、従来既知の機械の生産率よりも実質的に高い生産率を
有するよう構成されている。
[発明が解決しようとする問題点] 上述した成形、充填およびシール機に関する第1の問題
は、経済的に高い効率の方法で現在得ることのできるよ
りもさらに高い速度で無菌包装体を造るために要求され
る機械の速度およびウェブの制御が制限されることであ
る。
既知のブランク供給構造および機械の製造率はブランク
によりカートンを形成し、このカートンに製品を充填し
、これをシールするために必要な時間によフて制限され
ている。
間歇的および連続的ウェブ供給機はシール機構がチュー
ブをクランプし、シールし、切断して包装体とし得る速
度によって制限され、また、シール機構が取付けられて
いるエンドレスに前進するリンクされたチェーンまたは
ベルトあるいは回転ホイールの速度または各包装体を形
成するシール手段の往復作用の速度によって制限される
ホイールまたは無終端ベルト上に複数個のシール機構を
有する機械の速度を増加させることによって、シール機
構が包装体をクランプしてシールするために互いに接触
する際に、対向するホイールまたはベルトが振動され、
または跳ね上がる。
この結果としてシール機構の摩耗が増大し、有効寿命が
減少し、また、ホイールまたはベルトを振動させ、ある
いは整列しなくなって軌道から外れてシール機構が正確
にシールを行なわなくなるという問題が生じる。
同様に、生産率を増大させるためにシール手段その他の
素子の往復運動の頻度を増大させることによっても摩耗
が増大し、バランスが失われ、その結実装置を振動して
分解するというような問題が生じる。第2の往復動装置
をシールヘッドに附加することによって生産率を増大さ
せることに成功した例が例えば、テトラ−バック社によ
って製造されたモデルAB−9に見られる。しかし、こ
の方法は、最大往復および生産速度が制限され、多くの
手段を干渉することなしに互いに往復動させるために機
械の構造が不当に複雑になっている。
第2または多くの生産ラインを附加することは単一機械
の生産率を増大させることの問題の解決にはならない、
多数の生産ラインを単一の機枠上に取付けることによっ
て共通素子を共用することで幾くらか効率を上げること
ができるが、しかし、これは2個または多数の機械と効
果的に同じである。生産率は増大されず、生産量が増大
されるにすぎない、このような機械、例えば、2個の生
産ラインが平行に設けられた上述のコンビブロック機械
その他の4個の生産ラインを有する既知のモデルは不当
に大型であり、機械的に複雑で、相当大きな床空間を占
める。さらに、多数の生産ラインで共用される共通素子
が多くなければ、機械がより複雑となり、高価となり、
特に、多数の生産ラインの中の1つの生産ラインだけに
生じた問題によって機械全体を停止させなければならな
い場合に、不経済である。
したがって、本発明の目的は、高速度でポリホイルウェ
ブからポリホイル包装体を形成し、製品を充填し、切断
するのに用いるための改良した長さ方向および横断方向
シール方法および装置を提供しようとするものである。
また、無菌条件下で包装体を形成するためのかかる方法
および装置を提供することも目的とする。
他の目的は、可変に制御可能の速度を予定の速度に固定
して無菌包装体の連続生産を維持するよう機械のシール
作動を制御する回路手段を提供することである。
他の目的は、高生産率での装置の機械的制限を超えるよ
うな過度のストレスを与えることなしに、気密シールを
形成するに十分な時間ウェブを横断してクランプし続け
るよう複数個のシール機構を有する単一の相対的に低速
回転する構体を提供することにある。
他の目的は、無菌包装体を形成するようポリホイルウェ
ブを誘導加熱によりシールするのに用いられるラジオ周
波数エネルギの使用を制御する改良した方法および装置
を提供することにある。
他の目的は、2次垂直説導加熱コイルと、各シール機構
に取付けられた横断二次コイルと、単一誘導発電機とを
用い、チューブに長さ方向シールと長さ方向に離間した
横断シールとを交互に形成して充填した密封包装体を形
成することであり、また、発電機の出力を調整し、垂直
および横断コイルを付勢してシールの形成を制御しよう
とすることである。
[問題点を解決するための手段および作用]従来の成形
、充填およびシール機の問題および欠点を解消するため
、本発明による改良した方法および装置は、ポリホイル
ウェブ材料を長さ方向にシールしてチューブを形成した
後チューブを横断シールして分離した製品充填包装体を
形成するため、固定垂直シール誘導コイル(「垂直シー
ルコイル」、「長さ方向シールコイル」、「垂直誘導コ
イル」または「長さ方向誘導コイル」とも称する)と、
複数個の横断シール誘導コイル(「横断シールコイル」
または「横断誘導コイル」とも称する)と、ポリホイル
を誘導加熱して長さ方向および横断シールを形成するよ
う垂直および横断誘導シールコイル間に電磁エネルギを
配分するための制御システムとを用いる。
本発明によりポリホイル材料を誘導シールするために、
シールすべきポリホイルの区域を互いに掻く接近させま
たは直接に接触させて重ならせることが必要であり、好
ましくは、熱可塑性層と熱可塑性層とを対向して位置さ
せるが、熱可塑性層をポリホイルの電流キャリヤ層に隣
接している。
次に、シールされる区域は電磁界を受け、この電磁界は
ポリホイルの電流キャリヤ層内に電流を誘起するに十分
なエネルギを有する必要がある。誘起電流は、一様なも
のであっても、一様でないものであってもよいが、電流
キャリヤ層を抵抗加熱し、これにより隣接、近接または
接触している対向熱可塑性層を伝導加熱して溶融させる
に十分な総電流密度と誘起時間とを電流キャリヤ層内に
有する必要がある0次に、溶融した熱可塑性材料は、機
械的、磁気的またはその組合せ等による物理的力を好ま
しくは加えることによって、互いに融合され、そして冷
却されて気密シールを形成する。これに代る実施例では
、熱可塑性接着剤を互いにシールすべき層間に塗布し、
電流キャリヤ層に発生される熱によって接着剤を活性化
させて両層を互いにシールすることができる。
好適実施例では、互いにシールすべき側縁を対向して整
列させ、チューブ内側を形成する熱可塑性層に製品を接
触させるようウェブを操作して長さ方向シールを形成す
る0次に、ウェブ側縁は互いに密接して保持され、垂直
シールコイルによって放射される電磁界内に案内される
。この電磁界はウェブ側縁を誘導加熱して互いにシール
するに必要な電流を誘起させるに十分なエネルギを有す
るものである必要がある。
垂直シールコイルとして、好ましくはウェブ側縁の周り
に折畳された細長いコイルを用い、ウェブ側縁をコイル
の電流キャリヤ面間に通す。これにより垂直シールコイ
ルの長さまたは高さ方向に延在する細長い電流キャリヤ
導体内に集中した電磁界が生じ、ポリホイル内に電流を
誘起し、これは対向する磁力をポリホイルの対向する電
流キャリヤ層に発生し、これは両層を互いに引きつけて
押しつける。
好適実施例においては、ウェブが連続的に前進される間
に長さ方向シールが一度に1個のセグメントで形成され
る。チューブ部分を形成するために所定長さのウェブを
溶融するに十分な時間で垂直シールコイルを付勢するよ
う制御システムを用いる。長さ方向シールが形成された
後、その溶融されたチューブセグメントの後端が付勢さ
れた電磁界の有効範囲外へ抜ける前に、制御システムは
垂直シールコイルを再び付勢してウェブの他の長さ部分
を溶融し、これにより隣接する溶融長さ部分が重なるよ
うにする。これがため、垂直シールコイルの長さ、付勢
時間および付勢間の時間、ウェブ前進速度および有効電
磁゛界強さが相関し、これらを調整して、前進している
ウェブが有効電磁界を受ける総露出時間により、ウェブ
の長さに沿う熱可塑性層全長をシールするに十分に熱可
塑性層を溶融する。したがって、長さ方向シールのいく
らかは垂直シールの1付勢サイクル中に完全に形成され
、他の幾らかは1サイクルより長い露出中に形成される
本発明は、また、ウェブが間歇的に前進される間、また
は、ウェブが停止されている間に、垂直シールコイルを
付勢することによって連続ウェブを間歇的に前進させる
機械に対して適用することができる。この実施例では、
前進長さを垂直シールセグメント長さより小さくして隣
接セグメントが確実に重なり合うようにする必要がある
水平または横断シールはシール機構のシールジョーに取
付けられた横断コイルによって形成される。シール機構
は互いに枢着されたシールシラーおよびアンビルジョー
とチューブの周りに両ジョーを開閉する機構を伴なって
構成されている。両ジョーはチューブの周りに横断して
加圧するよう閉じられ、これによりチューブ内の製品を
クランプ区域外へ締め出し、流体がクランプ区域に流れ
込むのを防止し、チューブを平らにプレスする。
横断コイルは、その電流キャリヤ導体がクランプ区域内
の扁平チューブに近接して、好ましくは扁平チューブに
重なって位置するようシールジョー内に取付けられる。
そして、クランプ区域内のチューブに作用する二次電磁
界を発生するよう横断コイルは付勢される。
2次電磁界はチューブの電流キャリヤ層内に電流を誘起
する。この誘起電流の密度および誘起時間は対向する熱
可塑性層を適当に溶融するに十分なものであることが必
要である。シール機構のクランプ力は溶融した熱可塑性
層を互いに融合するよう圧縮する。横断コイルが減勢さ
れる際、融合熱可塑性層は冷却し、気密シールを形成す
る。シール機構は熱可塑性層が冷却して無菌包装体に適
した均質な気密シールを形成し得るに十分な時間の間減
勢後もクランプしたままにするのがよい。
好適実施例では、横断コイルが2個の導体セグメントと
して形成され、第1導体セグメントが電磁界を発生する
付勢された一次ワークコイルから電磁エネルギを受け、
第2導体セグメントがシール区域に電流を誘起してシー
ル区域を加熱する二次電磁界を発生させるよう構成され
ている。
「横断コイル」とは、本明細書に記載されているように
、1個の誘導コイルとして2次話導シールコイルのエネ
ルギを受取りおよびエネルギ輻射導体セグメントの両方
を意味し、これに反し、「□シールコイル」または「□
誘導コイル」とは、ポリホイルを誘導加熱する輻射導体
セグメントだけを意味する。
第2セグメント、または横断シールコイルは、電流搬送
導体の細長い半ループであることが好ましく、この半ル
ープは細長い導体間に間隙を有し、チューブをクランプ
区域で切断するために用いられるナイフ刃を上記の間陣
内に挿入して前進するチューブから製品を充填してシー
ルした包装体を分離し得るよう構成されている。細長い
第2セグメントは第1導体セグメントに直列に電気的に
接続され、第1導体セグメントは、好ましくは半ループ
の円形で外匣内に取付けられ、この外匣は1次ワークコ
イルの電磁界を第1導体セグメント上に集束させるよう
構成され、これにより1次ワークコイルから横断シール
コイルへの電力伝達効率を増大させている。シール機構
が前進するにしたがりて、第1または受取りセグメント
が典型的には有効電磁界を通過し、この有効電磁界は、
2次導体セグメント内に必要な電流を誘起するに十分な
時間にわたり1次ワークコイルによって発生される。エ
ネルギ伝達効率を向上させるために閉止結合要素を設け
てもよい。
細長い第2セグメントはクランプした熱可塑性材料に種
々の形状のシールを設けることができる0部分的に、シ
ールの形状は加熱時間の長さおよびシステムの所望の電
気的効率、クランプされた区域におけるチューブから製
品を押し出すシール機構の能力、細長い第2セグメント
の面を横切る電流分布および要求される気密シールに依
存する。
他の実施例においては、横断誘導コイルが2個の細長い
導体を具え、これらの導体はクランプ区域を横切って延
在し、例えば横断コイル面の後側をまわって通過して2
個の導体から離間された単−戻り導体に並列に電気的に
接続されている。シール区域でクランプしている状態で
、チューブを切断するためにナイフ刃を受け入れるため
の間隙を設けることができる。このようにコイルを構成
することによって細長い半ループ導体に比べてさらに一
様な2次電磁界が生じ、この理由はポリホイルに誘起さ
れる電流が全て同じ方向に流れるからである。この結果
として、単一の相対的に均質なシールが横断クランプ区
域に得られる。これに反し、細長い半ループはポリホイ
ルに2個の誘起電流通路を設ける傾向があり、これらの
通路はループの周りの電流の流れを鏡対称とし、両電流
通路間の中間部で互いに打ち消し合う傾向がある。
これによりナイフ受入れ間隙に近接する鏡対称形の誘起
電流を最小にし、所望の均一シールを得るために要する
付勢時間が長くなる。
さらに、他の実施例においては、横断誘導コイルは単一
の広い導体と別個の戻り通路とを設けてクランプしたシ
ール区域を相対的に均一に加熱することができる。この
実施例においても、相対的に一様な電磁界を生ぜしめ、
これに対してポリホイルに誘起電流を鏡対称形に生ぜし
め、クランプした区域の表面を一様に押圧して単一の均
一なシールを設ける。この実施例では、包装体切断工程
はたぶん他の位置で行なわれ、さもないと、ナイフ刃が
コイル面内に押入して充填シールした包装体を切断する
ことになる。
また、他の実施例では、横断誘導コイルが2個の細長い
半ループ導体を具え、これらの導体は並列に接続され、
ナイフ間隙の両側にそれぞれ1個のループが配置される
ようナイフ間隙の周りに設けられる。両ループは並列に
電気的に接続され、したがって、間隙に近接する導体セ
グメント内に電流が同じ方向に流れ、また、遠い側の導
体内に電流が同じ方向に流れ、近接セグメント内の電流
の流れが遠い側のセグメントとは同じ平面内で反対方向
に流れる0例えば、近接導体に電流が下方に流れ、遠い
側の導体に沿って戻る。この特定の実施例は、横断誘導
コイル面から離間した戻り導体を有し、この戻り導体が
クランプしたシール区域に対して平行な平面内に存在し
ない実施例に比べて相対的により高い効率を有する。一
対のループ形状は、また、2個のループを独立して同調
させることができるよう形成され、したがって、ループ
間の電流の分布を調整して、ナイフ間隙の両側における
クランプしたシール区域を相対的に一様に加熱し、この
結果として均質なシールを得ることができる。
上述した各実施例によるコイルに対し、異なる電力レベ
ルおよび付勢時間が必要とされる。その理由の一つとし
て、負荷導体のコイル形状および負荷されない戻り導体
の位置が発電機の電気的効率に影響を与える0発電機の
効率は導体間の近接効果と発電機出力におけるインピー
ダンス整合とに一部依存する。導体が離れるにしたがっ
て、システムの効率は低くなり、十分なシールを形成す
るためにコイルを付勢するに必要な電力が大きくなる。
さらに、各コイルの形状は異なる真性インピーダンスを
有し、このインピーダンスは誤整合損失を最小にするよ
う発電機出力に好ましくは整合され、または、同調され
る。
好適実施例においては、複数個のシール機構がエンドレ
スに前進する構体、好ましくは、回転構体、さらに好ま
しくは、回転円筒体上に取付けられる。シール機構は互
いに離間され、前進しているポリホイルチューブを順序
で横断方向にクランプするよう構成される。
1次ワークコイルは横断コイルの:*tt、たがってお
よび第2導体セグメントに適当な電流を誘起させるに適
当な電磁界を発生し得る任意のコイルで構成することが
できる。
好適実施例においては、1次ワークコイルは多数のルー
プを有する細長い楕円形の柱状コイルであり、このコイ
ルは付勢時に電磁界密度を生じ、この電磁界を横断コイ
ルが横切る際に横断コイル内に電流を誘起して横断シー
ルを得るよう構成されている。円形コイルまたはパンケ
ーキコイルのような他の形状のコイルをも用いることが
できる。適当なシールを得るためには、横断コイルの第
1導体セグメント、コイル結合または横断コイルが通過
する速度を適当に調整することが必要である。
シール機構は所定の間隔で離間されていて横断シールを
形成するために必要な時間はシール機構の前進速度に比
べて相対的に短かいから、本発明によれば、1次ワーク
コイルが連続して付勢される必要がないという利点を有
する。したがりて、本発明は、また、長さ方向および横
断方向の両シールを、1個の誘導発電機と、発生した電
磁エネルギを長さ方向シールまたは横断シールのいづれ
かに指向させる結合機構と、誘導発電機によ・つて発生
される電力レベルを長さ方向シールを行なうか横断シー
ルを行なうかによって制御する回路とを用いて設ける。
好適実施例では、単−R−F発電機からのラジオ周波数
電流を使用する。ラジオ周波数電流はポリホイル材料お
よび横断コイルに薄い電流搬送層を用いることを許容し
、この理由は、ラジオ周波数における周知のスキンデプ
ス現象によって導体に流れる電流を導体表面における相
対的に薄い断面区域に集中させるからである。したがっ
て、薄い導体を用いてポリホイル内に誘起される電流を
ポリホイルの箔層全体にわたって流し、この箔層を一様
に抵抗加熱し、この結果として、余分な材料を有する導
体を加熱するために必要な時間より短い時間でシール作
業を完了することができる。
さらに、薄い横断コイルおよび垂直シールコイルを用い
ることができるので、これらの質量が小さくなり、冷却
し易くなる。
好適実施例では、誘導シールサイクルにおいて、垂直シ
ールコイルをr−f発電機に、好ましくは誘導により、
交互に結合し、ウェブが前進するにしたがってウェブ上
に長さ方向シールセグメントを形成するに適当な電力レ
ベルで所要時間にわたり垂直シールコイルを付勢する。
この付勢中、2次横断コイルは、誘導的その他の方法で
、r−f発電機に結合されない。付勢の電力レベルおよ
び時間はr−f発電機制御回路によって、コイルの寸法
に対して選択された予定条件と、コイルおよびポリホイ
ルの金属箔層との間の結合距離と、ポリホイル材料の組
成とにしたがって制御される。垂直シールセグメントが
形成された後、垂直シールコイルを第1固定−次ワーク
コイルの有効範囲外に動かすことによって、好ましくは
機械的に、垂直シールコイルを切り離す。第1固定−次
ワークコイルはr−f発電機の出力に、好ましくは直接
に、直列に接続される。垂直シールコイルを切り離すこ
とによって、横断コイルが付勢される際に、第1固定−
次ワークコイルがr−f発電機によって付勢されること
があるとしても、r−f発電機による横断コイルの次の
付勢により垂直コイルもまた付勢されることはない。
垂直コイルを切り離した後、横断コイルを付勢する。横
断コイルを付勢する際には、横断コイルを回転円筒形ホ
イールと一緒に回転して第2の1次ワークコイルの近く
に横断コイルを移動し、この際、1次ワークコイルもま
たr−f発電機に、好ましくは直接に、直列に接続され
る。したがって、次に第2の1次ワークコイルが付勢さ
れる際、この付勢された第2の1次ワークコイルの有効
範囲内に横断コイルがあり、または入り始め、これによ
り横断コイルを誘導的に結合し、ウェブを横断方向にシ
ールするに十分な時間および電力レベルで横断コイルを
付勢する。このようにして横断コイルを付勢する電力レ
ベルおよび時間もまたr−f発電機制御回路によって制
御される。
複数個のシール機構を取付けた前進構体が引き続き前進
するにしたがって、第2の1次ワークコイルによって発
生されている電磁界の有効範囲外に横断コイルが回動し
、これにより横断コイルをr−f発電機から確実に切り
離す。好適実施例においては、横断コイル間の間隔を適
切に選定して、横断コイルが第2の1次ワークコイルに
近接して、誘導的に結合されない間に、垂直シールの付
勢が起こるようにしている。この代りに、横断コイルが
切り離される前に、r−f発電機制御回路が第2の1次
ワークコイルを減勢することもできる。
次に、垂直コイルがr−f発電機に再結合されて再び付
勢され、前にシールしたセグメントに重なる第2の長さ
方向シールセグメントを形成し、これにより連続シール
を維持する。次に、垂直コイルが減勢され、結合が切り
離される。次の横断コイルが回転して第2の1次ワーク
コイルに近接し、再び付勢され次の包装体のための横断
シールを形成する。
r−f発電機、結合機構および回路制御手段は引き続い
て適当な電力を垂直コイルおよび順次に前進する横断コ
イルに交互に供給して長さ方向シールをセグメント状に
形成するとともに複数個の離間した横断シールを形成す
る。r−f発電機による付勢時間は、ウェブ、コイルの
構造、ウェブの速度、前進構体上の横断コイル間の距離
および使用されるr−f発電機の出力容量によって、1
種以上の出力レベルでの連続的付勢から同一または異な
る出力レベルでの極めて短いバースト又はエネルギのパ
ルスまでの種々の態様で行なうことができる。
本発明による・典型的成形、充填およびシール機は、連
続ウェブ材料を巻いたロールと;無菌包装体が希望され
る場合に、ウェブを殺菌するための殺菌媒体およびこの
殺菌媒体をウェブに施すための手段と;ウェブの長さ方
向の両側縁が整列および対向して位置するようにウェブ
を折曲げてチューブ状に形成するチューブ形成部分と、
長さ方向側縁をシールする垂直誘導コイルと、チューブ
成形部分の無菌状態を維持するための殺菌空気源と;チ
ューブが制御速度で前進している間にチューブ内に製品
を導入するための充填用チューブと;複数個のシール機
構とを具え:各シール機構がシールジョーとアンビルジ
ョーとを具え、一方のジョーがエンドレスに前進し得る
よう構成された手段上に取付けられ、この手段がシール
ジョーおよびアンビルジョーをチューブの周りに順序で
開閉してチューブ内に所望量の製品を入れてチューブを
横断方向にクランプするためのジョー開閉手段を含み、
各シールジョーが横断コイルと横断誘導コイルループと
を有してこれらのコイルの付勢時に互いにクランプされ
ている対向する熱可塑性層をシールし得るよう構成され
;また、横断シールを切断してシールした包装体をチュ
ーブから分離するよう各シール機構に取付けられた切断
手段と;垂直コイルおよび複数個の横断コイルのそれぞ
れを付勢するよう電磁エネルギを与えるための誘導発電
機、好ましくはラジオ周波数誘導発電機および結合手段
と;前記発電機からの電磁エネルギの発生および垂直お
よび横断コイルへの分配、ウェブの前進とシール機構そ
の他の形成装置の速度とを制御するための駆動手段およ
び作動条件の予定の組合せにしたがって機械の作動を制
御するためのマイクロプロセッサとを具えている。
理解されるように、本発明を1/4リットル入り無菌包
装体を形成するのに用いるためのチューブの製造につき
説明したが、当業者であれば、異なる寸法の包装体、非
無菌包装体、または冷蔵しなければならない包装体等を
含む他の分野ならびに間歇的ウェブ供給型機械に本方法
および装置を用いることができる。したがって、上述し
た記載および以下の記載は本発明を例示するものであり
、制限するものではない。
[実施例] 第1および13図に示すように、本発明の図示の実施例
は、形成、充填、シールおよびブリック成形機10に関
連して有利に用いることができ、この装置はマイクロプ
ロセッサにより制御されてポリホイルウェブ20を機械
10に折り目線形成区域51を経て通し、折り目線付ウ
ェブ20を、好ましくは清浄な予め殺菌された区域10
0に通してウェブ20を殺菌し、ウェブの側縁24およ
び26(第2図)を垂直シール区域130で互いにシー
ルしてポリホイルウェブ20をチューブ22に形成し、
このチューブ22内に製品32を充填用チューブ400
によって充填し、製品を充填したチューブ22をエンド
レスに前進する装置(「構体」、または「クロスシール
ホイール」とも称する)200に通してチューブ22を
横断方向にクランプし、シールし、切断して分離した予
備成形包装体30に形成し、これらの予備成形包装体を
次に、前進するにしたがって包装体30の形成中に生じ
た継目および突片を包装体30の側面パネルに対して平
らにとじ合せて製品32が充填された仕上げポリホイル
包装体31に形成する0機械10は当業者において既知
の方法で制御して間歇的、または、好ましくは、連続的
に駆動することができる。
ウェブ20は便宜的に、例えば、協働する折り目線付ロ
ーラを用いてウェブ供給源から取り出される際に、ある
いは、ウェブの供給源としてロール巻きする前の工程で
、折り目線が形成される。
第2および3図参照。折り目線形成作動により正の折り
目線Pおよび負の折り目線Nを設けてウェブが折り目線
パターンに基づいて特定の場所で特定方向に折り曲げら
れるよう予め形成され、所望の仕上プリッタ形状に一様
に折り曲げ得るようになっている。
無菌包装を行なうため、ウェブは洗浄され、殺菌され、
本発明の一部を形成しない既知の方法によって、製品が
入った包装体が完全に横断シールされる少なくとも後に
まで、無菌環境内に維持される。チューブに製品が充填
されて横断シールされる前に、製品充填チューブを無菌
状態に維持するため、チューブ22内に殺菌空気を吹き
込む。
好ましくは、ウェブ20を操作し、曲げ、または湾曲さ
せてウェブ側縁を長さ方向に整列させ、対向するウェブ
側縁の内側の熱可塑性層を互いにシールして長さ方向シ
ールを形成する。チューブ22の他の組立て方法として
は、ウェブの側縁の内側を外側に重ね合せてシールし、
多数のウェブ片をシールし、または、螺旋状に巻いたウ
ェブを用いてチューブを形成する方法があり、また、2
個の対向するウェブ片間に熱により活性化する接着剤を
介挿して用いることもできる。通常の形成用マンドレル
または同様の型を適当なローラおよび案内手段とともに
用いてウェブを操作することができる。
第4.5および58〜5g図に示す好適実施例において
は、ウェブ20がウェブ案内板64を横切って引き出さ
れ、ウェブ案内板のフランジ74によってウェブ側縁2
4および26が制限されている。フランジは互いに対し
て相対的に所定の角度で傾斜されてV字形を形成し、ウ
ェブ20を次第に大きく凹面形状にしてウェブを折り曲
げてウェブ側縁24および26を平行にし、整列させ、
重ね合わせ(第4図)、折り曲がったウェブの残りの部
分がウェブ折り目線およびウェブをチューブ22に形成
するために用いられるローラおよび型によって予定され
る三角形断面形状を有するようにする。三角形状とする
ことによって、ウェブが長さ方向にシールされる際に、
前進させるよう制御しかつウェブ側縁の整列を制御する
必要のある表面の数を減らすことができる。
第13〜16.14aおよび18〜20図を参照して示
すように、垂直シール誘導コイル120は多ループコイ
ルを具え、多数のループの半分がコイル120の長い側
方ループ部分に沿ってこれらの部分間に延在する長さ方
向通路または条溝122の両側に等間隔で離間して配置
されている。折り曲げられたループの形状は放射された
電磁界の強さを増大させ、平らなコイルの場合に比べて
、r−f発電機650により結合機構652を経て付勢
される際に、コイル120によって放射される2次電磁
界をより均一に分布させる。均一に分布した磁界は均一
に分布した誘導電流をU字形条溝122内に前進するポ
リホイルウェブ側縁24および26の電流搬送層内およ
びこの層に沿って、また、層を横切って生ぜしめ、対向
する熱可塑性層を均一に加熱し、冷却により、実質的に
均一な長さ方向気密シールを設ける。条溝122はウェ
ブ側縁24および26を受け入れて、条溝を通過する間
に両側縁を整列状態に維持してコイル120が付勢され
る際に側縁を加熱して互いにシールするよう構成されて
いる。ウェブの人口は、例えば、60°の傾斜角度で面
取りされ、これによりウェブ20を条溝内に容易に通し
得るようにしている。第18図参照。垂直シールコイル
120のループは導電性チューブ656と中心タップ接
地656aとを具え、これを、例えば、エポキシ、G−
10エポキシフアイバグラス材料、プラスチック、また
は同様の材料による非導電性剛体外匣658内に取付け
ることができる。好ましくは、導電性チューブ656と
して内側に水のような冷却媒体を流し得るよう構成され
た中空の銅製チューブを用いる。中心タップ接地片65
6aは657において導体656に電気的に接続されて
作動中にウェブへ向けて電流アークが発生するのを防止
している。第24bおよび24c図に示すスペーサ部材
655aおよび655bを用いてコイルおよび導体リー
ド線を外匣658およびコイル120内で同一線上に互
いに離間させて保持することができる。
コイル120は機械10の機枠132(第6゜8図参照
)の柱153および154上に、正常な作動状態下、特
に、コイル120が付勢されたり、減勢されたりして一
方の状態から他方の状態に切換えられる際に生じる種々
の電磁力の作用下において、殆ど動かぬように強固に取
付けられている。
対向するポリホイルウェブの側縁に誘起された電流は、
また、この側縁における誘起電流密度分布に比例する大
きさの2次電磁力をそれぞれ発生する。この力は、互い
に逆極性で、引き付は合う。これがため、コイル120
によって発生された磁界の作用を受ける条溝122内の
ウェブ側縁24および26は互いに引きつけられ、熱可
塑性材料が軟化して溶融する際に互いに接着し、互いに
融合する。
好適実施例では、ピンチローラ143aおよび143b
が誘導コイル120の上方位置で、加熱前のウェブ20
の側縁に互いに押しつける物理力を加えるよう設けられ
、これらのピンチローラは(条溝122と協働して)電
流搬送箔を、電磁界によって励起されるよう整列させて
重なり合った平行平面とする。
好適実施例では、長さ方向シールが垂直コイル120に
よって間歇的に付勢されて形成され、包装体の幅を横切
って包装体の底シールを設けている、垂直誘導コイル1
20の長さは扁平になった包装体の幅にほぼ等しいか、
またはより大であり、したがって、少なくとも底シール
に対応するチューブ22の長さ方向の長さが、垂直コイ
ル120の付勢時に、垂直コイル120によって発生さ
れる電磁界を通過する。ウェブの速度およびコイルの付
勢および電磁界の発生時間を以下により詳細に説明する
ようにして調整し対向する熱可塑性層が効果的に融合し
て気密シールを、好ましくは重なり合っているセグメン
トに形成される、連続的シールとして形成する。
第6.9.10図および11図に示すように、チューブ
形成部分130は機械10の機枠11上に取付けられた
補助枠131および132上に取付けられた協働ローラ
および案内部オオを具えている。補助枠131は補助枠
132にピン133により枢着されて開放され得るよう
(仮想線で示す)構成されていて、これを開放すること
により、ウェブ20を適当に折曲げられた配向に手で送
入したり、手入れをしたり、または他の機械またはウェ
ブの調整をすることを可能にし、機械の作動時には閉止
される(実線で示す)。第10図に示すハンドル134
は通常のスプリング負荷方法で補助枠131を補助枠1
32に対して相対的に開閉するために用いられる。
補助枠131および132のそれぞれに取付けられた対
応する対の素子は実質的に同様の構造および機能を有し
、対向して配置されており、特別の場合以外は補助枠1
32に対応する素子に添字aをつけて示し、補助枠13
1に対応する素子に添字すをつけて示している。説明を
容易にするため、一方の素子だけについて説明するが、
その説明は他方の素子についても当てはまる。案内ロー
ラ142aおよび142bは互いに向は傾斜されている
とともに補助枠131および132から下方に向は傾斜
されていてウェブの側方パネル44および45(第2図
参照)を互いに向は所定角度で押しつけ、これによりウ
ェブ20を折り目線62および63の周りに折り曲げて
実質的に三角形状にチューブ22を形成している。対向
する長さ方向継目ピンチまたはニップローラ143はウ
ェブ側縁24および26を圧力下で重合および整列させ
て互いに押圧し、ウェブがコイル120内に前進するよ
う制御することを助けている。
ローラ143はウェブに対して、例えば、10〜15°
のような角度で傾斜され(第6,12図参照)、条溝1
22とによってウェブの最外側縁部分を押しつけて整列
させて直線の一様な長さ方向継目が確実に形成されるよ
う構成されている。ウェブ20はコイル120内を通過
し、コイル120内で高周波電磁力によってチューブ2
2に形成された後、ウェブ20の熱可塑性層が熱い間に
、シールはニップローラ144aおよび144b間を通
過するので、対向する熱可塑性層はさらによく全体にわ
たり互いに機械的に圧着されて融合し、均一な気密シー
ルを形成する。側縁24は折り目線66の外側のウェブ
部分であり、側縁26は折り目線66aの外側のウェブ
部分である(第2図参照)、第6図および12図に示す
ように、ローラ143はヨーク162の端で柱141上
に所定間隔で互いに離間されて取付けられ、整列位置に
ある側縁を挟持して互いに押圧するに十分な力を加えて
いる。ローラはチューブ22に対して相対的に柱141
の周りに所定の角度で傾斜されて固定され、したがって
、ウェブが前進してローラが回転する際、ウェブの側縁
に対して直角方向の分力が生じ、これにより整列位置に
ある側縁は長さ方向コイル120の条溝122に向けそ
ろえて押し付けられ、できれば条溝122に対して押し
つけられる。ローラ144はアーム163の腕端に取付
けられ、加熱したウェブ側縁を互いに押圧するに十分な
力で互いに押圧されている。
ローラ144を設けたことによって、誘導コイルに用い
る電気的エネルギを少なくすることができ、この結果、
2次電磁界による磁気力が小さくなるが、なお、熱可塑
性材料を適当に軟化させるに十分な電流を誘起させるこ
とができる。ローラ144によって与えられる機械的力
は良好なシールを形成する。好ましくは、本発明の一部
を形成しない包装作業上の理由および美的理由の両方の
ために包装体の底パネルとなる部分上に長さ方向シール
を形成することができる。
ローラ143に遊転支持ローラ169を関連させて設け
、この支持ローラをチューブ22に接触するように配向
させるも、しかし、水平面内に90°回転させる。好ま
しくは、ローラ169の幅を仕上りブリック31とほぼ
同じ幅とし、垂直方向シールすなわち長さ方向シールが
形成される際にブリック31の上面となる部分を三角形
状および四角形状にするため折り目線62および63間
のウェブ20の区域にローラ169を接触させるようブ
ラケット168上にローラ169を枢着する。
被動ローラ(またはプーリ)145aおよび145bを
所定距離で互いに離間させて設け、反対方向に駆動して
チューブ22をチューブ形成部分130を通して前進さ
せるようにする。
前進するにしたがって、チューブ22は順次のシール機
構によって横断方向にクランプされて各包装体のために
実質的に同じ体積の製品および同じ量のウェブがシール
機構間に固定され、次に、横断方向にクランプした区域
でシールされる。
シール機構に取付けられ、または、機械10上の他の場
所に設けられた切断手段によって、選択的に、シールし
たチューブをシール区域で切断して包装体30を形成す
ることかできる。
第1.33.34および35図に、本発明による長さ方
向シール、チューブの横断クランプ、シールおよび切断
作動を行なう機械10を示す。この好適実施例では、チ
ューブ22は下方に前進して位置201において横断方
向クランプおよびシール区域の人口に近づく、外匣19
9内のクロスシールホイール200には複数個のフラン
ジが突設され、これらのフランジに複数個のクランプお
よびシール機構が取付けられている。クロスシールホイ
ール200はマイクロプロセッサによって制御され、ス
ピンドル198端に固着された通常の駆動源(図示せず
)によって軸であるスピンドル198の回りに回転され
る。
好適実施例では、1回転で15個の完成包装体を製造す
るため、15個の横断シールを形成するための15個の
同じシール機構が設けられているが、しかし、この数は
対応する包装機の設計変更に応じて変更してクロスシー
ルホイールが1回転する毎にさらに多くのまたはより少
ない包装体を形成するようにすることができる。同様に
、クロスシールホイールおよびシール機構の寸法を特定
の寸法の包装体合わせて変えることができる。
各シール機構はシールジa −220を具え、このシー
ルジョーはクロスシールホイール200の中心軸線に合
わせかつ離間して設けられ、また各シール機構はアンビ
ルジョー210を具え、このアンビルジョーの一端はク
ロスシールホイール200およびシールジョー220の
両方にヒンジ装置240によって回転可能に連結されて
いる。
ヒンジ装置240はアンビルアーム210のシールジ!
−220に対する相対的全開位置と全閉位置との間にお
ける平面運動を制御する。開放位置において、アンビル
ジョー210はクロスシールホイール200から突出し
て、ホイールが前進してアームがその通路の周りに回動
する際に、アンビルジョー210が機械装置に接触せず
に通過し得るように構成されている。ヒンジ装置240
は、また、種々の枢支点に作用する力を分布させる理由
から、横断クランプ中にアンビルジョー210をシール
ジョー220に固定しえるよう構成している。好ましく
は、附加的高圧力クランプ力を他の手段によって与えて
クランプ作動少雨ジ日−を緊密に閉止したままに保持す
る。例えば、機械11または外匣199上に取付けた高
圧カム軌道202がアンビルジョー210の遊端に回転
自在に取付けられたカム追従子222(第33図参照)
をシールジョー220に向けて押しつけ得るよう構成さ
れている。高圧カム軌道は横断クランプ、シールおよび
切断区域、または附加閉止力が希望される場所における
円弧長に従って延在する。
作動に際し、チューブ22上の選択された場所がアンビ
ルジョー210とシールジョー220との間で横断方向
にクランプされる。横断シール区域は、第2図に示すよ
うに、折り目線41および43の上下にそれぞれ位置す
るパネル40aおよび42aと、横断クランプ中に折り
目線39の周りにウェブ20が折り曲げられる(しかし
、パネル39aを折り曲げない)際に対向する区域とを
具えるよう限定される。シール機構によってチューブ2
2に加えられる力はチューブ22を扁平にするに十分な
ものであることが必要で、これによりシールされる横断
区域から製品が実質的に全て除去され、チューブ22の
内側熱可望性層は、後述するように加熱される際に融着
するよう接触状態にされる。この力は、また、シールさ
れていないがクランプされているチューブセグメント内
の製品の量を固定するに十分なものであることが必要で
ある。クランプ圧力は圧縮スプリングによって制御され
、クロスシールホイール200が回転する際に生じるク
ランプその他のための動きを可能にする機械的誤差空隙
を閉じ、これにより適当なシールを確実に行なうことが
でき、また、好ましくは、紙を引きずり込むことなしに
、切断ナイフをウェブに通過させるに十分な圧力を維持
する。
第33および34図に示すように、ヒンジ装置240は
ヒンジ242と枢支ピン244とを具える。ヒンジ24
2は部材500上の枢支ピン221によってクロスシー
ルホイール200に枢着され、また、アンビルジョー2
10に枢着されている。レバー504は枢支ピン221
の中心から延びる半径に沿ってシフトされ得る場所に配
置されている枢支ピン508でヒンジ242に枢着され
ている。レバー504はボス219とアーム510とを
有する。アーム510はヨーク540内に突出するよう
取付けられ、アーム510およびカム追従子211を無
負荷駆使する過負荷手段が設けられ、主として高圧カム
202によりクランプ作用が行なわれるようにする。ア
ーム510によって加えられる圧力がアンビルアーム2
10の機械的1体構造および配向に悪い影響を及ぼすの
を防止するようヨーク540に圧縮スプリングまたはピ
ストンを設けてエネルギを吸収させるようにするのがよ
い。
レバー504の他端には、ボス219が設けられ、この
ボスは枢支ピン244を有し、押し棒に枢支連結され、
押し棒はその他端でカム付のツインレバーアーム支点シ
ステムに連結されている。
カム付ツインレバー支点システムは2個のレバーアーム
を用いてクロスシールホイール200の回転運動をカム
532を介して押し棒218の並進運動に変換してアン
ビルジa−210をその枢支点221の周りに開閉する
よう構成されている。
レバーアーム214に連結されているカム追従子211
はカム532に従って移動し、クロスシールホイール2
00の軸線に対する相対的カム追従子211の位置の変
化に比例して、押し棒218に対する連結点の周りにお
けるレバーアーム214の回動位置が変化する。したが
って、カム532の条溝における非円形通路によってレ
バーアーム214を回転させ、これによって押し棒21
8を内外に並進運動させ、この運動によってカム追従子
の移動にしたがってアンビルジョー210を開閉する。
各シール機構のカム付ツインンレバー支点システムは、
好ましくは、15個の全てのシール機構が同じ角度で作
動して同じ量のウェブを取り上げるよう閉止するよう調
整される。
第33〜35図に示すように、アンビルジョー210は
アーム230、ボス238、ヘッド232、切断手段2
34および切断用駆動手段236を具える。アーム23
0は細長い支持部材で構成し、押しつけおよび切断に要
する力に耐え得る材料、例えば、強化フェノール樹脂、
ナイロン、エポキシ系ファイバーグラス組成物、ステン
レス鋼、アルミニウム、その地間様の材料で造ることが
できる。ボス238はアーム230の中心から突出し、
切断手段234および切断用駆動手段236を収容して
いる。
アーム230の前面に沿って延在するヘッド232は平
行なアンビル表面600および601と、フランジ60
3と、ヘッド232をアーム230に取付けるためのボ
ルト(図示せず)とを具える。アンビル表面600およ
び601はこれらの表面間に切断手段234を通過させ
るに十分な距離で互いに離間されている。好ましくは、
切断手段234は扁平になったチューブ22を切断し得
る鋭利な切刃面を有するナイフで構成される。ナイフ2
34は鋸歯刃縁または直線刃縁を有することができる。
アンビル表面600および601に耐摩耗材料を被覆し
て摩耗を少なくし、あるいは離型材を被覆して包装体3
0およびアンビルジョー210のようなシール機構ある
いは両方の分離を促進するようにする。
第28〜34図に示すように、シールジョー220は支
持部材570と、横断コイル224と、横断コイル22
4を部材570に連結するための取付用ブラケット57
2とを具える。横断コイル224は2個の電流搬送面と
、円形の受電コイル225と、細長い横断誘導コイル2
26とを具え、これらは直列に電気的に接続され、した
がって、受電コイル225に誘起された電流もまた細長
い横断誘導コイル226に流れる。
受電コイル225は、好ましくは、コイルが結合機構6
54(第13図参照)における中間誘導コイル760に
よって生じた電磁界を通過するにしたがって、コイルに
誘起される電流が最大になるよう構成されている。好適
実施例では、受電コイル225は電磁エネルギを集中さ
せるよう外匣または支持部材内に取付けられた、例えば
銅のような高電流搬送導体の単巻の実質的に円形のルー
プを具える。
図示の形状とすることによフて得られる1つの利点は横
断コイルを冷却するための手段が必要でないことである
。しかし、例えば、放熱フィンまたはコイルの内部の通
路に冷却流体を循環させることによフて冷却することを
必要とする他の形状のコイルを用いることもできる。
導電性ループ2213a (第29図)を剛体の支持部
材576内の通路内の8電または絶縁材料575中に埋
設して、コイル部分225が電磁力を受けることにより
物的に移動したり、短絡したり、あるいは、アークを発
生するのを防止するようにしている。剛体支持部材57
6としてフェライトまたは他の磁性材料を用いて電磁放
射線を集中させてコイル225内に誘起される電流を最
大にするとともに1次コイル760からコイル225の
導電性ループ228aに電磁界を電気的に結合すること
ができる。
細長い横断8導コイル226に薄くて相対的に広い通電
面227を設けて細長いコイル226の面227に直ぐ
隣接して対向する区域でポリホイルウェブチューブ22
の金属箔に電流を8起する電磁界を発生するよう構成す
る。好適実施例では、細長いコイル226を、例えば、
銅製の無垢の電流搬送導体228bの手巻ループで構成
し、これをフランジ229上に取付け、細長いコイル2
26の大部分の面227をフランジ229がカバーし、
切断手段234の切刃縁が、チューブ22を切断した後
に電流搬送導体に設けられた内部間隙内に入り得るよう
構成している。他の電流搬送導体を用いることができ、
特に、モリブデンその他同様の耐摩耗性および変形抵抗
の高いものを用いることができる。
ラジオ周波数電流における既知のスキンデプス現象のた
めに、比較的薄い電流搬送導体228bの層を用いるこ
ともできる。この薄い導体は扁平になったチューブ22
の幅および長さを横切って横断コイル224内に流れる
電流を分配し、導体がそれ自体が溶融することなしにポ
リホイルを溶融するのに必要な電流密度を満足すべき状
態で通すに十分な厚さを有する限りにおいて、面227
に対応する所望のシール区域を形成する。
約0.020インチの厚さの導電層を、例えば補強した
フェノール系樹脂、グラファイト、エポキシファイバー
グラス、セラミックスその他同様の実質的に非導電性組
成物による銅体支持部材572上に被着したものを用い
ることができる。
耐摩材料573の相対的に薄い被膜を導体228b上に
被覆して摩耗を防止することができる。また、耐摩材料
573には、シールした後に、面227からチューブ2
2の外側熱可望性被膜を容易に剥離するよう剥離促進材
を含ませることができる。耐摩材料573には、また、
使用中に横断コイル224または細長い横断シールコイ
ル226が短絡したり、アークを発生したりするのを防
止するため話電または絶縁材料を含むことができ、これ
によりチューブ22上にスポット焼けが生じるのを防止
することができる。材料573は、また、付勢されない
時に、細長いコイル226から熱を導出するよう高い熱
伝導率を有するものとし、これによって横断コイル22
4を熱伝導によって冷却状態に維持することができる。
他の方法として、材料573として低熱伝導率を有する
ものを用いて導体228bに流れる電流によりて発生さ
れる熱が熱伝導してチューブ22の外側熱可塑性層を軟
化するのを防止することもできるが、次のサイクル中に
付勢される前に導体228bおよびコイル226を冷却
させるに十分な熱伝導率を有するものとする。
好適実施例においては、受電コイル225が細長いコイ
ル226にブラケット577およびボルト580によっ
て直角に連結されている。導電性母線578によってコ
イル225の導体228aの一端をコイル226の導体
228bの一端に接続し、導電性母線579によってコ
イル225および226の導体228aおよび228b
の他端を互いに接続し、かようにして好適実施例のR−
巻横断コイルを形成する。
導体228bはコイル226の後側の周りに延在し、ボ
ルトおよびボルト孔571によってコイル224をブラ
ケット572に取付け、コイル224の中心タップを機
枠11に電気的に接地接続する。これにより中心タップ
垂直シールコイル120につき上述したと同じ利点が得
られる。細長いコイル226の端582を面227から
遠去かる方向に斜切して対向表面602の形状に従わせ
(第34図参照)、これによりチューブが外縁にまで完
全にシールされるようにする。
第34図に示すように、ブラケット572は支持体57
0上に懸垂手段によって取付けられ、この懸垂手段は案
内軸592と弾性スプリング手段とを具え、これにより
、アンビルジョー210およびシールジョー220が閉
止される際に圧力を制御する高圧そらせ手段を提供して
チューブ22を扁平に圧縮するようにしている。1個よ
り多くの弾性手段を設けることによってアンビルジョー
210およびシールジョー220を閉止することによっ
て生じる力を相対的に一様に分布および吸収させること
ができる0弾性手段は枢支ピン221および231と協
働してアンビルジョー210およびシールジョー220
の両面を、高圧クランプ力のウェブに沿う一様な分布中
に、平行に維持することができる。
剛性支持体570はそれぞれの端で、好ましくは、クロ
スシールホイール200のフランジ567および56B
内の軸受597および598によってクロスシールホイ
ール200に取付けられる。フランジ567および56
8はフランジ216(第33図参照)と同様のもので、
上述したジョーと同じ構造の複数個のシールジョー22
0を受け得るようクロスシールホイール200の周りに
離間して設けられた複数個の孔を有する。
第13図は本発明の誘導シール作動の概略を図示してい
る。例えば、ラブイン/AKOによって製造されたラブ
イン/AKO,No、EI−5のようなR−f発電機6
50が予定のエネルギレベル、好ましくは約650Hz
で約3〜5KWの範囲の電力を発生する。発電1fa6
50は結合機構652および654によって垂直シール
誘導コイル120および横断コイル224のそれぞれを
交互に付勢し得るよう直列に電気的に接続されている。
他のr−f発電機であっても、以下に説明するシール作
動に必要な電力および周波数を発生し得るものであれば
用いることができる。好適実施例においては、複数個の
横断コイル224のうちの1個だけが一時に付勢される
好適実施例では、結合機構654が楕円形の円筒型コイ
ルで構成された多ループコイル760を具える(第24
〜26図参照)、コイル760によって発生された電磁
界中をコイル760の面の近くで受信コイル255が8
動している間に、ウェブ20内の金属箔を加熱させるに
適当な時間内で横断コイル224のコイルループ225
に電流を誘起することができるに十分な大きさの長さを
コイル760が有する。
結合機構652は多ループコイル662を有し、このコ
イル内でループが円筒を形成するようループが配列され
ている(第17.22図参照)。コイル662も同様の
導電性チューブを具えることができる。コイル662は
コイル760より小さく、この理由はコイル662は単
一固定コイルに結合され、このコイルはその面を横切フ
てまたは面に沿って移動せず、むしろ結合されたり、切
り離されたりされるものであるからである。
r−f発電機650が電磁エネルギを出力している間、
結合機構654のコイル760と結合機構652のコイ
ル662の両方が電磁界を放射する。結合機構は、例え
ば、内部に水または油のような冷却媒体を流している中
空鋼チューブ、または冷却液中に浸漬した銅線、あるい
はこれら双方からなる導体材料の多数のループを有する
コイルを含む。
クロスシールホイール200上の複数個の横断シール機
構は適切に構成されていてクロスシールホイール200
が前進するにしたがって各横断コイル224のコイル2
25が結合機構654の誘導コイル760によフて発生
される電磁界に露出される。予定の横断コイル224が
上述の電磁界に露出されるとともに垂直シールコイル1
20が後述するように切り離される間、電流が横断コイ
ル224の受電コイル225に誘起され、この誘起電流
は細長い横断説導コイルループ226に流れ、扁平に押
圧されたポリホイルチューブ22の電流搬送層に電流を
誘起する。これがため、横断コイル224はr−f発電
機650上に2次または渦流負荷として作用する。横断
シール形成中、結合機構652は結合を切り離されるか
ら、誘導コイル662によって発生される安定状態の電
磁界には実質的に負荷が存在しない。これがため誘導式
結合機構652および654間の電力分布はより大きい
負荷の方へ傾き、実質的に全ての電力を結合機構654
および横断コイル224に送出する。受電コイル225
が放射電磁界中を通過するにしたがって、横断コイル2
24によって消費される電力すなわち横断シールのため
に使用される電力が先づ増大し、コイル225が平行面
内における結合機構652から離間した対向位置に入っ
てその中心に位置する際に最大となり、その後、コイル
225が電磁界の有効範囲へ向けて通り過ぎるにしたが
って低減する。コイル760の構造が相違することによ
って放射される電磁界は種々に相違し、また、エネルギ
の消費の形態も相違する。
横断コイル224が電磁界の有効範囲外に通過する際に
は、r−f発電機650上に大きな負荷はもはや存在し
ない。したがって、切り離し手段664が作動して結合
用変圧器652を後述するように作動して垂直シールコ
イル120をコイル660を経て結合機構652のコイ
ル662に結合し、r−f発電機650上に電力受取り
負荷として作用する。これがため、r−f発電機650
からの電力は垂直シール誘導コイル120に期変えられ
、このコイル120内に電流が誘起され、コイル120
のU字形部分122に位置するポリホイルウェブ20の
対向側縁24および26に予定時間電流を誘起する。こ
の誘起時間はコイル120を通過するポリホイルウェブ
20すなわちチューブ22の速度、クロスシールホイー
ル200の回転速度、横断シール機構の順次のコイル2
25間の円弧長、結合機構652の作動時間、ウェブ2
0の物理的特性および誘導コイルの種々の形状により決
定される。これらの因子は横断コイル224が結合機構
654によって付勢される時間および垂直コイル120
が結合機構652によって付勢される時間を決定する。
本発明の一つの特有の利点は同じ機械内の長さ方向およ
び横断シールの両シールを形成するために1個のr−f
発電機だけを使用する点にある。
第13.17,21.22および23図に示すように、
結合機構652は垂直シールコイル120をr−f発電
機650に接続する。結合機構652は外匣653を具
え、この外匣は好ましくはプラスチックの絶縁材料で造
られ、その内部に単一ループコイル660が設けられ、
このコイルは導体656に直列に電気的に接続されて完
全な2次回路を形成し、多数ループコイル662がr−
f発電機650に直列に電気的に接続され、この多数ル
ープコイル662から単一ループコイル660に電磁エ
ネルギを伝達させる結合切り離し手段664が設けられ
ている。導電性のチューブで形成されたコイル660お
よび120内に冷却用流体を循環させるために冷却用流
体ポート1656aおよび1656bが設けられている
導電性チューブは上述のボートで電気的に接続されて完
全な電気回路を維持している。外匣653内には循環油
のような同様の冷却流体が流れていてヒステリシスおよ
び渦電流によって発生される熱を除去することにより、
フェライト製外匣667および676(後述する)を冷
却して低温に保持している。冷却用流体は油ポート(図
示せず)を経て外匣653内の素子の内部および周りに
流入している。
結合切り離し手段664は、好ましくは、回転カムで、
コイル662および660を周期的に結合および切り離
すよう構成されている。他の方法として、リニアー作働
ソレノイド、リニアーカム、空気または油圧シリンダ等
を用いることができる。
切り離し作動を種々の方法で行なわせることができる。
1例として、車−ループコイル660および多数ループ
コイル662を物理的に動かして離間させることにより
コイル662の付勢により単一ループコイル660に電
流が実質的に誘起されず、発電機650に実質的または
大きな損失または負荷を生ぜしめないようにすることが
できる。例えば単一ループコイル660を回転カムのよ
うな往復動装置を用いる並進移動可能の搬送台上に取付
け、搬送台を適当な結合および切り離しシーケンスで前
後に移動させることによって単一ループコイル660を
動かして多数ループコイル662から離間させることが
できる。コイル660のループを垂直シールコイル12
0に接続するため可撓性電流導体を用いることができる
他の実施例として、コイル660、導体656およびコ
イル120によって形成される電気回路を開くことによ
って結合を切り離すことができ、この場合、火花放電の
発生を防止または押えるためにアークレススイッチを用
いるのが好ましい。
好適実施例では、コイル660および662を互いに相
対的に固定したままに維持し、それぞれコイル660お
よび662の周りに嵌合し得るよう構成された磁性外匣
667および676を動かして両コイルの周りに互いに
近接させたり、離したりするよう構成する。外匣667
および676は、例えば、マンガン亜鉛フェライトのよ
うな磁性材料を含む。外匣667はコイル660の中心
に挿入し得るよう形成された中心ボス680とコイル6
60の外周から離間して取付けられるよう構成されたフ
ランジ681とを有する。同様に構成された外匣676
に近接して位置させる際、外匣676から放射された電
磁界に外匣667は確実に結合し、外匣676はコイル
662の周りに嵌合するボス682およびフランジ68
3を有しているが、コイルに接触していない。外匣67
6は多数ループコイル662によって誘起された磁界を
有し、コイル662は発電m650によって間歇的に付
勢される。外匣667および676が極めて近接して位
置される際、外匣676内に流れる磁束は外匣667内
にも流れる。変圧器効果のため、コイル662内の電流
はコイル660内に電流を誘起して垂直シールコイル1
20を付勢する。これがため、外匣667を動かして外
匣676に極めて近接させたり離間させたりしてコイル
660に近接させたり離したりすることによって、垂直
シールコイル120を付勢したり減勢したりして長さ方
向シールを形成することができる。
単一ループコイル660は導電性チューブを具え、この
チューブを好ましくは銅製チューブとし、チューブを冷
却するため水のような冷却用媒体をチューブ内に流すよ
う構成するのがよい。チューブをループ状にしてコイル
を形成し、互いに平行に設けたテークオフリード665
aおよび665bを絶縁ブラケット666内に通して取
付は得るよう構成する。ブラケット666は平行テーク
オフリード665aおよび665bが付勢中にねじれる
慣れをなくし、ループの面が実質的に垂直になるように
ループを配向させた状態に維持している。
外匣667はフランジ668上に取付けられ、ビン67
1を有し、外匣66フおよびフランジ668が回転しな
いようになっている。フランジ668は中心支柱669
を有し、M670における孔に摺動可能に嵌合している
。支、柱669は蓋670に貫通し、その端にストッパ
一手段672が取付けられている。ストッパ一手段67
2と蓋670の後面との間に圧縮スプリング673が取
付けられ、このスプリングは支柱669に力を加えて外
匣667を、あるいは、これに代る実施例ではコイル6
60を、’1670に向は押しつけて多数ループコイル
662から離している。
外匣676はフランジ6フ7上に取付けることができ、
このフランジは支柱678に取付けられ、支柱678は
外匣679にねじ付調整機構684の周りに取付けられ
、フランジ677と外匣679との間で支柱678の周
りに取付けられた圧縮スプリング685を用い、このス
プリング685により外匣676に圧力を加えて間隙調
整機構684を予備負荷する。多数巻回コイル662は
外匣676のフランジ683内で、ボス682の周りに
取付けられている。対の取り出しリード663が絶縁ブ
ラケット686を貫通してr−f発電機650に直列に
接続されている。機枠11に取付けられているブラケッ
ト688に外匣679は連結されている。対の取り出し
り−ド665の一方は、冷却水用ボート1656aおよ
び1656bを有し、コイル660から外匣690を貫
通し、垂直誘導コイル120に電気的に接続されている
好適実施例では、切り離し手段664がカム700を具
え、このカムは軸(図示せず)上に機械のタイミングと
同期して回転し、例えば、ストッパ一手段672と接触
し、このストッパ一手段672をスプリング673に抗
して動かしてループ660および662を結合するため
のカム表面を有する。
第13図および第24〜27図に示すように、横断シー
ルを行なうために用いる1次ワークコイルであるコイル
760は、磁気外匣762に取付けられたコイルループ
761、取付用基板763、ワイヤリングボックス76
4およびフランジ付形状のワイヤリングアクセスチュー
ブ765よりなっている。ワイヤリングボックス764
は典型的にはラジオ周波数電力、冷却水および冷却油に
対する接続部を有する。コイル760は放射した電磁界
を受ける複数個の2次コイル225の一つに電磁エネル
ギを伝達する。磁性外匣として、例えば、鉄粉その他の
フェライト物質を好適形状で用いることによって、例え
ば、開放コイルよりも一層コンパクトなアッセンブリを
提供し、磁性外匣フロ2の集束性および指向性により、
放射した電磁干渉の潜在性を最小にしている。外匣76
2は、また、コイルに対する物理的支持体を提供し、好
ましくは、油その地間様の冷却媒体をポート766を経
て流してヒステリシスおよび渦電流によって発生した熱
を除去することによって冷却される。また、冷却媒体は
コイル760の附加的誘電材料としての作用も有する。
また、コイル660および662に別個の話電体、例え
ば、テフロンチューブをコイルチューブの外側に被覆す
ることもできる。
コイルループ761は、銅チューブを1巻き以上、好ま
しくは、多数巻回で、内側にコイル巻きし、コイル内に
存在するラジオ周波数電圧に耐え得るテフロンその他の
誘電材料で被覆して構成することができる。外匣内に所
望のコイル間隔と形状を維持するとともにループ巻回に
生じる磁気その他の応力を最小にするためにスペーサ7
67が設けられている。ループ形状は、好ましくは、楕
円形および円筒形として、相対的に一様な放射電磁界を
設け、必要な電流をコイル225に、最終的には細長い
コイル226およびポリホイルチューブ22に誘起させ
るに十分な量でコイル225を貫通させる。
磁性外匣762は、好ましくは、基板763上に取付け
られ、剛性材料で構成され、ワイヤリング空間から絶縁
され、接地導体(図示せず)によフて安全のためr−f
発電機650の接地側に別個に接地接続され、さらに、
放射7磁干渉を最小にしている。
外匣762の外部を冷却するための他の手段、例えば外
部流体流、または基板763への熱伝導体を設けること
ができる。水および電気の導管は通常のもので、当業者
にとって既知である。
第37.39.40aおよび40b図に、ラジオ周波数
(r−f)電力シーケンスを制御するために用いる回路
を示す。通常、r−f制御回路は、その作動に関する限
り、マイクロプロセッサと無関係であるが、しかし、代
りの実施例においては、マイクロプロセッサと協働させ
またはマーCクロプロセッサによって制御することがで
きる。
好適実施例においては、機械10の全作動を制御するた
めr−f制御回路の出力信号がマイクロプロセッサに入
力される。機械10の診断がr−fシールを示すかどう
かが予定の条件にしたがって行なわれ得ることによって
マイクロプロセッサはr−fシール作動を可能および不
可能とする。
第36図に示すように、r−f制御回路は垂直トリガセ
ンサ551、水平トリガーセンサ553およびステーシ
ョン・ワン・センサ554によって検出された信号を受
信するよう構成されている。ブロック線図で示す垂直ト
リガーセンサ551および水平センサ553は、クロス
シールホイール200の軸線に取付けられてクロスシー
ルホイール200と一緒に回転するフランジ539上に
互いに離間して取付けられた複数個のビン552の1個
の通過を検出する。複数個のビンは複数個のシール機構
に対応する。これがため、ビン552の1個が垂直トリ
ガーセンサ551を通過する際、センサ551はビンの
接近またはその通過を検出し、垂直シールを形成すべき
であるということを指示する信号を発生する。
同じビン552が引続き回転し続けるにしたがって、ビ
ン552は水平トリガーセンサ553を通過し、このセ
ンサはビン552の存在を同様に検出し、対応するシー
ル機構を用いて水平シールを形成すべきことを指示する
信号を発生する。これがため、好適実施例では、複数個
のビンならびに垂直および水平トリガーセンサの間の物
理的間隔はr−f制御回路の制御信号のシーケンスおよ
びタイミングを決定し、クロスシールホイール200の
回転速度を変化させる。フランジ539の周りのビンの
間隔およびトリガーセンサの位置を適切に選定して垂直
および水平シールに対応する信号の同時発生を防止する
。ビンの検出は光学的検出器、誘導的近接またはリミッ
トスイッチ、容量的検出、ラジオ周波数回路デチューニ
ングその他の同様手段を含む任意の通常的手段によって
行なうことができる。他の方法を用いてタイミングパタ
ーンを形成することもできる。
複数個のビンの1個がシール機構の第1ステーション位
置に対応するオフセットビン(不図示)を含むことがで
きる。ステーション・ワン・トリガーセンサ554はオ
フセットピンだけと整列して位置決めされ、したがフて
、ステーション・ワン・トリガーセンサ554は、クロ
スシールホイール200が回転する際に、オフセットピ
ンだけを検出して第1ステーシヨンに対応する信号を発
生する。この信号は単一クロスシールホイール回転が生
じたことを示す。この検出信号をシール機構がシールし
た包装体上に印刷するために用いることができる。
r−f制御回路の作動を次に説明する。垂直トリガーセ
ンサ551によってビン552の1個を検出することに
より、制御信号、例えば、制御電圧がr−f発電機65
0に入力されて長さ方向シールを形成するに十分なレベ
ルの電力を出力する。予定時間後、制御信号およびr−
f出力電力レベルはバックグラウンドまたはスタンドパ
イ電流に低減され、あるいは完全に消滅する。水平方向
トリガーセンサ553によるビン522の検出によって
第2制御電圧を発電機650に人力して横断シールを形
成するに十分なレベルに電力出力を上昇する。第2の予
定時間経過後、第2制御電圧は再び消滅し、または低減
して発電機650を停止し、またはスタンドバイ電流レ
ベルに出力を低減する。これがため、垂直および水平シ
ールのタイミングは包装体形成装置に機械的にリンクさ
れる。垂直および水平方向シールのためのエネルギレベ
ルは、シールサイクルの期間のように、適当な調整によ
って後述するようにr−f制御回路基準値に予じめ設定
され、独立して調整可能である。シールの性質および機
械の速度によフて1個以上の電力レベルで短いパルスか
ら連続作動までを供給するように回路を可変にすること
ができる。例えば、適当な電力レベルにおいて、横断お
よび長さ方向シールを同時に行なうこともできる。
第37図はr−f制御回路を示す。この回路は、ここに
記載されるようにマイクロプロセッサに接続され、差動
増幅回路800と、積分増幅回路802と、トラックお
よびホールド増幅回路804と、積分回路をリセットす
るためのタイマー回路806と、タイマー回路812に
おける垂直シール時間を制御するドライバ回路808と
、電流調整回路810と、垂直シールを形成することに
関連するタイマー回路812と、タイマー回路818の
時間制御用ドライバ回路814と、タイマー回路818
に関連する電流調整回路816と、クロスシールとも本
明細書において称している水平方向シールを形成するこ
とに関連するタイマー回路818と、積分回路802を
リセットするためタイマー回路806に関連するラッチ
回路820と、ラッチ回路820をリセットするための
単一波発生回路822と、機械10からr−f制御回路
へのトリガー信号入力パルスを平滑化および矩形化する
ための信号ディバウンス回路824aおよび824bと
、発電機650に供給されるR−F電力レベル指令信号
を制御するためのスイッチ回路826および828と、
垂直またはクロスシールサイクルのいづれかの開始時に
積分回路802を可能にするための論理ゲート830と
、垂直またはクロスシール時間指令信号のいづれかをR
−Fトリガー出力に結合するための論理ゲート832と
、マイクロプロセッサからのR−F)−リガーイネーブ
ル信号によって可能にされる場合にトリガー信号を結合
するための論理ゲート834と、垂直またはクロスサイ
クルのいづれかの終端でトラックおよび保持回路804
を保持モードにするための単一波発生回路836と、積
分回路802をリセットするためのスイッチ838と、
オペレータまたはマイクロセンサのいづれかによって予
め決定された通りに垂直シール電力レベル指令を垂直シ
ールセグメントに作用するようr−f発電機の振幅制御
回路に直接に接続するためのスイッチ840と、横断(
またはクロス)シールを形成するため予定された通りに
クロスシール電力レベル指令をr−f発電機に接続する
ためのスイッチ842と、垂直シールサイクルの進行時
にマイクロプロセッサに情報を与えるため垂直シールト
リガーディバウンス回路824aに関連されるラッチ回
路844と、水平シールサイクルの進行時にマイクロプ
ロセッサに情報を与えるため水平シールトリガー信号デ
ィバウンス回路824bに関連されるラッチ回路846
と、マイクロプロセッサがトラックおよび保持回路80
4により出力されたデータを完全に受け取ってR−Fス
トローブ信号を発生してラッチ850およびフリップフ
ロップ848をリセットし軌道および保持増幅器回路8
04をトラッキングモードに戻すまでR−F電力レベル
フィードバック信号を保持するためのフリップフロップ
回路848と、有効r−f出力レベルデータが処理し得
る状態に準備される際にマイクロプロセッサに情報を与
えるラッチ850と、スイッチ842を可能状態とする
ことによって垂直シールサイクルの終端でクロスシール
サイクルのための電力レベルを設定するよう回路826
に関連されるラッチ852と、スイッチ840を可能状
態とすることによつてクロスシールサイクルの終端で垂
直シールサイクルのための電力レベルを設定するよう回
路828に関連されるラッチ854と、論理信号または
パルスのレベルを制御するための複数個のインバータ8
56(a Nf)および858(a〜e)と、それぞれ
のタイミング容量を充電するための電流ドライバ回路8
60および862と、出力信号R−Fデータ準備、R−
Fトリガー垂直シール、R−Fトリガークロスシールお
よびR−Fトリガーに関連した電流制限出力ドライバ回
路1364.866.868および870とを具えてい
る。
種々の回路素子の対応するタイミング線図を第40aお
よび40b図に示している。タイミング線図につけた名
称は以下の説明により明らかなようにビンの番号または
接続点によるものである。
ここで用いているようにrC」はコンデンサCを示し、
「R」は抵抗Rを示し、rcRJはダイオードCRを示
し、「P」は電位差計Pを示し、「Q」はトランジスタ
Qを示し、r U Jは積分回路Uを示す。rU 1−
NOJはピンNOにおける素子U1を示し、特に、回路
製造者のピン協約に従って認められた集積回路のピンへ
の接続点を示す0種々の回路素子およびビン接続点を示
す略記は適当に用いられている。
好適実施例においては、r−f制御回路素子はマイクロ
プロセッサがr−fシール状態をモニタするための判定
およびモニタ部分と、r−f発電機650の作動を制御
する論理制御部分とを具え、第37〜39図を参照して
後述するように構成されている。差動増幅回路800は
ビンB6およびB5間に発生されるR−F電力レベルフ
ィードバック信号を入力として有する例えば、741型
OPアンプのような演算増幅器U1を具えている。
R−F電力レベルフィードバック信号は第38図に示さ
れているr−f電力フィードバックボードによって発生
される。ブロック線図で示される変流器はr−f発電機
650の出力の単一導体の周りに取付は得るよう構成さ
れている。発電機650の導電中、電流が変流器に訝起
され、この変流器は、典型的にはI N4148型ダイ
オードであるダイオードCR203およびCR204と
並列に接続されたダイオードCR201およびCR20
2を具える整流ブリッジの接続点N200およびN20
1に接続される。−組の対のダイオードの陽極と陽極が
接続され、他の組のダイオードは陰極と陰極が接続され
ている。したがって信号は整流ブリッジの接続点N2O
2およびN2O3から取り出され、抵抗R201および
コンデンサC201よりなる低域フィルタおよびそれぞ
れの絶縁ヒユーズF1およびF2を経て通過する。絶縁
ヒユーズF1およびF2は発電機650に大電流が流れ
る際に回路の接続を切り離してr−f制御回路が損傷す
るのを防止するよう作動する。典型的にはlN6275
A型ツエナーダイオードのようなツェナーダイオードC
R205およびCR206が陽極から陰極へ出力端が共
通接地接続されている。ツェナーダイオードN2O4お
よびN2O5は局部接地に電流を導く作用をし、他方、
回路が過負荷される際に、出力電圧を定格放電用開始電
圧、例えば、15ボルトに制限している。
したがって、差動回路800には接続点N2O4とN2
O5(第38図)間に発生したR−F電力レベルフィー
ドバック信号がとンB6およびB5に人力され、さらに
、増幅器U1のインバータ入力への抵抗R1、コンデン
サC1および抵抗R3と増幅器U1の非インバータ入力
への抵抗R2、コンデンサC2および抵抗R4を具える
並列入力回路に供給される。Ulの人力は、典型的には
l84148型ダイオードのようなダイオードCRIお
よびCR2によりて並列に接続され、陽極を陰極に接続
している。−15ボルトの電源、から電位差計P1に供
給される調整可能のオフセット電圧がUl−1およびU
l−5間に印加される。言及されない限り、製造者の許
容誤差を考慮回路の抵抗値を調整し、または、適正基準
電圧にする。コンデンサC3およびC4のそれぞれに加
わる+15ボルトの電力供給電圧がピンU1−7および
Ul−4のそれぞれに加えられる。
回路800の出力U1−6は積分回路802の負荷抵抗
R5および電位差計22に供給される。
積分回路802は増幅器U2を具え、これは典型的には
RCA社製のパイフェット型3140演算増幅器で、非
逆転入力へ入力される接地高インピーダンス抵抗R6を
有し、回路800の出力は逆転入力に入力する。接地コ
ンデンサC6およびC7に加わる+15ボルトの電力供
給電圧はそれぞれピンU2−7およびUl−4に入力さ
れ、電位差計P3に供給される一15ボルトの電圧源か
らのオフセット電圧がピンU2−1およびUl−5間に
加えられる。接地コンデンサは電力供給電圧に関連して
用いられてライン電流(601(z)変動を濾過してな
くし、隣接の増幅器からの信号から各増幅器を切り離す
回路802の積分は増幅器U2のピンU2−6およびU
l−2間のフィードバックループにおけるコンデンサC
5と並列に接続されたCMOS型4066ソリツドステ
ートスイツチを好適とするスイッチU14Aをオンオフ
する回路806によって制御される。スイッチU14A
は開放回路状態または短絡回路状態のいづれか一方の状
態にあり、短絡回路から開放回路への変化が積分を開始
させ、これにより、コンデンサC5が充電し始める。ス
イッチU14Aはタイマー回路806のフリップフロッ
プUIIA−1によって制御され、タイマー回路806
は、トリガー信号のオンセットによりUIIA−1にお
いて論理0(または論理低信号、典型的にはO電圧信号
)出力を与えるようリセットされる際、(後に詳細に説
明するように)スイッチU14Aを開放回路に切換え、
スイッチU14Aは差動増幅回路800からの信号を積
分し始める。
積分回路802の出力は、接地された電圧−逆転クラン
プ用ダイオードCR3(IN4148型ダイオード)を
経て供給されて増幅器の負移行がソリッドステートスイ
ッチに影響を及ぼすのを防止し、トラックおよび保持回
路804に入力される。
トラックおよび保持回路804はサンプルおよび保持チ
ップU3、典型的にはシグネチックスモデル5537チ
ツプ、およびこのチップをトラックおよび保持回路にす
る関連回路とを具える。入力はピンU3−3に供給され
る。+15ボルトの電力供給電圧が接地コンデンサC8
およびC10を介してピンU3−1およびU3−4にそ
れぞれ入力される。ピンU3−6はコンデンサC9を介
して接地される。+15ボルトの電源からの1つの基準
電圧が抵抗回路網R7およびR8を介してピンU3−7
に供給され、抵抗R8は接地され、+15ボルトの電源
からのオフセット電圧が抵抗回路網R9,RIOおよび
電位差計P4を介してピンU3−2に供給される。回路
804を保持モードにする制御信号がマイクロ秒パルス
、例えば、4μsecのパルスとしてNANDゲートU
13D−11によって発生され、インバータU17Cを
経てフリップフロップU15B−7に入力されてU15
B−9をセットし、U15B−9は論理0(または論理
高信号、例えば、+5または+15ボルト信号)出力を
インバータ17D−10に送り、トラックおよび保持回
路U3をして上記マイクロ秒パルスの時間その値を保持
させる。フリップフロップUl 5Bは論理低トリガー
型フリップフロップで、したがって、NANDゲートU
13D−11から出力される論理高パルスがインバータ
U17Cによって逆転されて論理低トリガーを形成して
フリップフロップU15B−9を論理高に設定し、これ
はインバータtJ17Dによって論理低に逆転され、こ
れがU3−8に入力されて保持状態にする。したがって
、保持された値がU3−5で出力され、接続点A9で維
持されて判定およびモニタの目的でマイクロプロセッサ
によってサンプルされ、記録される。この出力は典型的
には、増幅器U3がU3−8における論理高人力によっ
てトラッキングモードに復帰されるまで維持される。
出力値は変流器(第38図)に誘起される電流と発電機
のオン時間の長さとによって決定される電力レベル指令
信号に応答してr−f発電機650によって実際に発生
されるr−f電力レベルに対応する。積分するための時
間は、発電機650を回転して積分を開始し、発電機6
50が停止され(またはスタンドバイ状態におかれる)
際における積分器804の値をトラッキングおよび保持
することによって制御される。一旦、マイクロプロセッ
サが出力接続点A9をサンプリングした後は、マイクロ
プロセッサはR−Fストローブ信号パルスを発生し、こ
の信号パルスは接地抵抗allを介してビンB7に人力
される。この信号はインバータU17Aによって論理低
パルスに逆転され、このパルスはフリップフロップU1
5B (U15B−6で)を信号のオンセットで論理低
にリセットし、これにより、論理高をピンU3−8に人
力し、これによりサンプルおよび保持チップU3を垂直
またはクロスシールに対応する電流シールサイクル中の
積分器U2−6の出力をトラッキングするためのトラッ
キングモードにする。
R−Fストローブ信号は、また、U15G−12におい
てラッチ850をリセットし、U15C−10において
論理低出力を与え、この出力はU17B−4において論
理高出力に逆転され、この出力は回路864のトランジ
スタQ3をオフにする。トランジスタQ3を停止するこ
とによって、マイクロプロセッサがデータをサンプリン
グおよび処理することなしに、ビンA1においてR−F
データ準備信号を除去する。R−Fデータ準備信号はタ
イマ回路806によって発生されるパルスの終端でフリ
ップフロップU15Cが設定される際にトランジスタQ
3が導通される時に与えられ、タイマー回路806はト
ラックおよび保持増幅器U3が保持状態におかれてマイ
クロプロセッサ8がその値をサンプリングする前に安定
化され得るようになった後、約1m5ecのパルスを発
生する。
マイクロプロセッサは、また、R−Fトリガーイネーブ
ル信号を出力し、これを接続点A5に入力し、この入力
信号は接地抵抗R40を介してNANDゲート834に
人力U13C−8で入力され、r−f発電機650の可
能状態を制御する。
NANDゲート834は典型的には4011CMO5型
NANDゲートである。ウェブの存在、安全作動条件を
示す情報、発電機が準備されている等のような無菌包装
作動の適正作動条件の全てが存在していることをマイク
ロプロセッサが確認すると、R−Fトリガー可能信号、
論理高信号が発生される。作動条件の一つでも包装体の
形成にとって適当でない場合には、信号は論理低に変換
される。信号が論理低である場合、垂直またはクロスシ
ールトリガー信号のいづれが存在するかにかかわらず、
NANDゲート834の出力U13C−10は高い。こ
れはr−f発電機650の付勢を防止する。R−Fトリ
ガー可能信号が論理高である場合、013C−9に対し
論理高入力を行なう垂直またはクロスシールトリガー信
号の存在はU13C−10に論理低出力を発生し、これ
がため、回路870のトランジスタQ6を導通し、R−
Fトリガー信号を出力し、この信号はr−f発電機65
0を、第39図につき後述するように、入力U13C−
8およびU13C−9の両方が論理高である時間中、作
動させる。
U13C−10におけるNANDゲート834の出力が
電流制限出力ドライバ回路870に入力され、この回路
は、典型的には2N5366型トランジスタのようなト
ランジスタQ6と、ベース抵抗R50と、抵抗R51お
よびR52を介して供給される+15ボルトの電源とを
具え、抵抗R51はトランジスタQ6のベースに接続さ
れ、抵抗R52はトランジスタQ6のエミッタに接続さ
れ、また、コレクタ出力と接地間に接続された並列RC
回路網C43およびR53を具える。抵抗R53を横切
ってピンA4で出力されるのはR−Fトリガー信号であ
る。
r−f電流発電機650の出力の大きさは、オペレータ
が、例えば、電位差計を調整するか、またはマイクロプ
ロセッサによって発生される信号のいづれかによって予
め決定される。好適実施例では、2個の人力チャンネル
が存在する。第1チヤンネルは垂直シールのためのもの
で、その入力として垂直シール電力レベル指令信号、好
ましくは0〜5ボルトの範囲の電圧信号を有する。この
指令信号は並列RC回路網C55およびR54を横切っ
て供給され、これらは両方とも接地接続されており、上
記指令信号はピンU14B−10においてスイッチ84
0に入力される。第2チヤンネルは水平またはクロスシ
ールのためのもので、その入力としてクロスシール電力
レベル指令信号、好ましくは、接地接続された並列Re
回路網C56およびR55を横切って供給されるO〜5
ボルトの範囲の電圧を有し、この信号はU14C−3に
おいてスイッチ842に入力される。好適実施例におい
ては、指令信号がマイクロプロセッサによって予め決定
される0両スイッチ840および842は典型的には4
066CMO3型ソリッドステートスイッチであり、オ
ン(短絡回路)およびオフ(開放回路)され得る。
014C−11およびU14C−4におけるスイッチ8
40および842の出力は互いに結合され、接地コンデ
ンサC42を横切って供給され、ピンA10にR−F電
力レベル指令信号として出力される。R−F電力レベル
指令信号は、また、0および5ボルト間の電圧を有し、
これがため、マイクロプロセッサからの適当な指令信号
、垂直またはクロスシール指令信号のいづれかに対応す
る信号をスイッチ840およ842の設定にしたがって
r−f発電機650に伝える。したがって、発電機65
0は、ピンA4におけるR−Fトリガー信号によって付
勢されると、所望のR−F電力指令信号に対応する電力
レベルを発生する。
垂直およびクロスシール電力指令信号の値は異なり、出
力UIに対するタイミング線図(第40B図)に示すよ
うに、クロスシールの信号値は典型的には垂直シールの
信号値に比べて大きい。
スイッチ840および842は並列論理回路網によって
制御され、これらの回路網は垂直およびクロスシールサ
イクルのタイミングおよび時間を制御する。1つの回路
網は垂直シールサイクルに関連され、他の回路網はクロ
スシールサイクルに関連される。
垂直シール回路網およびクロスシール回路網は実質的に
同じ方法で作動し、同様の回路構成を有し、相違点は、
パルス制御信号の大きさおよび時間だけである。説明上
、垂直シール回路網だけにつ鮒説明し、2個の回路網の
相互依存性については、必要に応じ、好適実施例につき
説明する。
垂直シール回路網では、予定の垂直シール時間指令信号
がピンB4でドライバー回路808に入力され、この回
路は、典型的には741演算増幅器である増幅器U5を
具え、この演算増幅器は接地コンデンサC20およびC
21を介して入力U3−7およびU3−4に+15ボル
トの電圧を印加する電力供給源を有し、ドライバー回路
808はまた、出力U3−6とインンバータ入力U3−
2間のフィードバックループに設けられた抵抗R31を
具える。垂直シール時間指令信号は典型的にはOおよび
10ボルト間の電圧を有するマイクロプロセッサによっ
て与えられる固定値を有し、抵抗R32および接地コン
デンサC22を横切ってピンU3−3に入力される。U
3−6における出力は、次に、タイマー回路812の入
力U7−5に供給され、タイマーU7の制御電圧を設定
する。タイマー回路812は、典型的には通常の555
型タイマーチツプであるタイマーU7を具え、そのピン
U7−1は接地され、+15ボルトの電源が接地コンデ
ンサC45を介して互いに結合されたピンU7−8およ
びU7−4に供給されている。トリガー信号は、後にさ
らに詳細に記載するように、ピンU7−2に入力される
正確な電流調整回路810がリニアランプ出力信号を出
力してタイミングコンデンサを線形的に充電するよう構
成されている。この回路810は、増幅器U6、好まし
くは、後述するような接続を有するパイフェット314
0演算増幅器を具え、+15ボルトの信号が直列の抵抗
R33および並列RC回路網C23およびR34を介し
て非逆転入力U6−3に入力され、抵抗R33および並
列RC回路網の両方が接地接続され、ビンU6−1が直
列RC回路網の抵抗R35およびコンデンサC25を経
てビンU6−8に結合され、+15ボルトの電力供給電
圧がビンU6−4およびC6−7に接地コンデンサC2
4およびC28のそれぞれを横切って入力される。ビン
U6−6における出力は、典型的には2N5366型ト
ランジスタである電流ドライバ回路860のトランジス
タQ1のベースに入力される。トランジスタQ1のエミ
ッタはビンU6−2に接続される。抵抗R33を介して
C6−3に入力される+15ボルトの電源電圧はC6−
7にも結合されるとともに直列電位差計P5および抵抗
R36を介してトランジスタQ1のエミッタにも接続さ
れる。トランジスタQ1のコレクターはタイミングコン
デンサC27に供給する。
タイミングコンデンサを横切る信号はタイマー812の
ビンU7−7に入力される。正常作動時において、垂直
シールトリガー信号がC7−2にない場合ビンU7−7
はコンデンサC27を接地短絡し、コンデンサC27が
充電されるのを防止する。充電回路は並列ダイオードC
RI Oおよび抵抗R37に印加する+15ボルトの電
圧供給を含み、論理高電圧を維持してコンデンサC27
をビンU7−7で短絡させる。トリガー信号のオンセッ
トにおいて、充電回路は論理低状態に瞬間的に変化し、
C7をトリガーしてタイミングサイクルを開始させ、こ
れにより、出力U7−3を論理0から論理高に変化させ
て回路ビンU7−7を開き、これによりコンデンサC2
7を正確に制御された一次ランプで充電することができ
る。コンデンサC27の電圧は、C7−6に入力される
その電圧レベルがビンU7−5において人力されるしき
い制御電圧によって設定される電圧レベルに達っするま
で増大しつずける。設定電圧レベルに達した時点におい
て、出力U7−3は論理高から論理低に変化し、コンデ
ンサC27はビンU7−7において再び短絡する。これ
がため、コンデンサC27は充電を停止し、回路810
によって放電される。出力U7−3のパルス幅は、−次
的に上昇するC27の電圧が(マイクロプロセッサによ
って予め決定された)しきい制御電圧にまで上昇するに
要する時間に対応しており、これにより、垂直シールを
形成するためのr−f発電機650を付勢する時間の長
さが決められる。垂直シールのための電力レベルは垂直
シール電力レベル指令信号によって、上述したように時
間に関係なしに設定される。
ビンB9およびBIOを介して入力される垂直シールト
リガー信号は、クロスシールホイール200が回転する
際にビン552の1個を垂直信号センサ551が検出す
る際に、この垂直信号センサ551によって発生される
信号である。この信号はディバウンス回路824aを横
切フて供給され、この回路は信号の波形を矩形波すなわ
ち垂直トリガーパルスに形成する。ビンB9における信
号は矩形波発生器U12A、典型的にはRCA社製CM
O34093型チップの人力tJ12A−2に接続され
る。+15ボルトの電源電圧が012A−2に人力され
る。ビンB9における信号は接地抵抗R13、直列抵抗
R12、接地コンデンサC1lを介して人力U12A−
2に供給される。接地ダイオードCR5、典型的にはl
N4148型ダイオードが入力U12A−2に接続され
、ダイオードCR4、同様に典型的にはlN4148ダ
イオードが人力U12A−2およびU12A−1間に接
続される。このダイオードおよびRC回路網は垂直シー
ルトリガー信号を濾波して論理高レベル入力をU12A
−2に与えるよう作用し、この入力電圧と入力U12A
−1における+15ボルトの電源電圧が比較される。
ディバウンス回路824aのU12A−3における出力
は通常は高い。垂直シールトリガー信号がディバウンス
回路に入力されると、出力は論理パルスに変わる。この
論理パルスは幾つかの機能を有する。第1に、垂直シー
ルトリガーパルスはラッチ回路844のU15A−3に
入力されると論理低トリガーフリップフロップU15A
をU15A−13で論理高出力に設定する。フリップフ
ロップU15Aは典型的にはRCA杜製CM03404
4Bフリツプフロツプである。その出力はインバータU
17E、例えば4o49型インバータによって逆転され
て論理低信号となり、この信号は電流ドライバ回路86
6のトランジスタQ4、例えば2N5366トランジス
タをオンし、電流ドライバ回路866はR−Fトリガー
垂直シール信号をマイクロプロセッサに出力する。
これにより、マイクロプロセッサはR−Fトリガー信号
が垂直シールのためのものであることを知らされる。
第2に、垂直シールトリガーパルスはラッチ回路846
に入力され、同様に4044B型の論理低トリガーフリ
ップフロップU15DをU15D−14においてリセッ
トし、これにより、出力U15D−1は論理低信号とな
り、4o49型のインバータUl 7Fによって論理高
信号に逆転され、論理高信号が出力されて電流ドライバ
回路868の2N5366トランジスタQ5をオフする
。トランジスタQ5をオフすることによって接続点A3
でR−Fトリガークロスシール信号を発生するのを防止
し、これにより、マイクロプロセッサがr−f制御回路
の出力をサンプリングする際にマイクロプロセッサはピ
ンB9およびBIOにおける垂直シールトリガー人力に
対応したR−Fトリガー垂直シール信号だけを見出し、
R−Fトリガーを垂直シールのためのものであると決定
する。
第3に、垂直シールトリガーパルスは、典型的にはCM
OS4011NANDゲートである論理ゲート830の
U13A−1に人力され、出力U13A−3で論理高出
力を生じる。なぜならこのゲートの入力U13A−2は
クロスシール回路網に関連するディバウンス回路824
bの論理低レベル出力によって論理低レベルに維持され
ているからである。このU13A−3における高出力は
単一波発生回路822にUl I B−11で人力され
、典型的に50ナノ秒幅のパルスを発生してフリップフ
ロップUI IAをリセットし、後でさらに詳細に記載
するように、積分回路802を可能にする。
第4に、垂直シールトリガーパルスはタイマーU7−2
に人力される。負信号がコンデンサC28を経て+15
ボルトの電源と、ダイオードCRI Oと、抵抗R37
とを具えた結合回路に結合され、タイマーU7−2に加
えられる通常+15ボルトの信号を瞬間的に低下させ、
タイマーU 7−2に加えられる信号を零(論理低)に
する。これによりタイマーU7をトリガーし、正確な電
流ドライバ回路810のコンデンサC27を充電し始め
、しきい値レベルに達するまで充電し、しきい値レベル
に達した際、タイマーU7はオフし、出力が論理低レベ
ルに低下し、これによりパルス幅を限定する。
クロスシール回路網は同様に作動してR−Fトリガー垂
直シール信号をオフし、R−Fトリガークロスシール信
号をラッチ回路844および846の適当なセツティン
グおよびリセッティングによってオンし、タイマー回路
818をオンし、クロスシールトリガー信号がピンB8
およびBIOを介して検出されてディバウンス回路82
4bを通過する際に、タイマー回路818に関連する正
確な電流ドライバ回路816およびクロスシールタイム
指令信号をオンする。
垂直シール回路網のタイマー回路812の作動への復帰
により、ピンU7−3からの垂直シールパルス出力が制
御回路の種々のハウスキーピング機能に用いられる。パ
ルスは典型的に論理高値を有する100m5ecパルス
である。これに比較して、タイマー回路818からのク
ロスシールパルスは典型的に200m5ecである。垂
直シールパルスは抵抗R46を横切ってスイッチ828
にU12D−12で入力される。垂直シールパルスは、
また、単安定回路836に結合用コンデンサC40およ
びNANDゲートU13D−12への人力を論理高に保
つよう構成された充電回路を介して入力される。充電回
路は典型的にはlN4148ダイオードであるダイオー
ドCRI 2および抵抗R48を並列に介する+15ボ
ルトの電源を含む。NANDゲートUl 3Dは典型的
にはCM0S4011型NANDゲートである。U13
D−13における他の人力もまた同様の充電回路によっ
て論理1を保つよう維持される。垂直シールパルスの後
端縁または降下端縁の存在は瞬間的に論理0をU13D
−12に入力し、これは、人力U13D−13が論理高
にバイアスされているから、NANDゲートU13D−
11は論理高出力を与える。その後、充電回路は瞬間的
に回復して出力U13D−11を論理低に戻し、約4マ
イクロ秒幅の狭い出力パルスを生じる。人力U13D−
13もまたタイマー〇IOの出力に結合用コンデンサC
41および充電回路を介して接続され、したがって、ク
ロスシールパルスの発生によって晴間的論理低入力がU
13D−13で、また、4マイクロ秒パルスがU13D
−11で生じる。
タイマーU7の出力も又インバータU18B。
典型的にはCMOS4049インバータによって逆転さ
れ、論理ゲート832、典型的には4011NANDゲ
ートの人力U13B−5に送入される。同様に、タイマ
ーUIOの出力はインバータU18Dによって逆転され
、U13B−4に入力される。これがため、いづれかの
タイマー回路から、クロスまたは垂直シールパルスが入
力されるとNANDゲートU13Bから論理高が出力さ
れる。クロスおよび垂直パルス信号が同時に入力される
と論理低が出力される。NANDゲートU13Bの出力
はNANDゲー)−U13C−9に入力される。U13
Cへの他の入力は論理高信号のR−Fトリガー可能信号
である。これがため、2つの論理高信号の人力によって
出力U13C−10は論理低となり、電流ドライバ回路
870のトランジスタQ6、典型的には2N5366型
トランジスタをオンに切換え、R−Fトリガー信号をビ
ンA4で生ずる。このR−Fl−リガー信号はトランジ
スタQ6がオンしている間だけオンし、この状態は正常
な受け入れ得る作動環境下では、垂直またはクロスシー
ルパルスが論理高である限り、すなわち、タイマーU7
およびLIIOのパルス幅出力がそれぞれある限り生じ
る。
タイマーU7−3およびUIO−3の出力もまたスイッ
チ840および842を制御して所望の電力レベル指令
信号をビンAIOに生ぜしめるために用いられる。一般
的に、垂直シールパルスに対しスイッチ840は可能で
あり、スイッチ842は不可能である。垂直シールパル
スの終端において、信号が実際に用いられるに先立って
所定時間スイッチ840が不可能となりスイッチ842
が可能となって、選択した信号が通過する前にスイッチ
回路が安定化され、これにより安定した信号を与える。
垂直シールパルスが終る際、フリップフロップU16A
がセットされる。これにより論理高信号がスイッチU1
4CのU14C−5に人力され、これによりクロスシー
ル電力レベル指令信号を選択してビンAIOに出力する
。フリップフロップU16Aがセットされることによっ
て、また、フリップフロップUl 6Bがリセットされ
、これにより垂直シール電力レベル指令信号がスイッチ
U14Bの不可能化によりオフされる。同様に、クロス
シールパルスが終る際、フリップフロップU16Bがセ
ットされ、スイッチU14Bを可能にして垂直シール電
力レベル指令信号を通過させ、フリップフロップU16
Aをリセットし、これによりスイッチU14Cを不可能
状態にする。
U16AおよびU16Bは両方とも典型的にはCMO3
4027型フリップフロラフリップフロップ16A−1
5は、また、上述した矩形波発生器Ul 2D−13に
入力され、その出力U12D−11はインバータU18
Hによって論理パルスに逆転され、このパルスが高い時
、フリップフロップUl 6BをU16B−4でリセッ
トする。出力U16B−1からの論理出力は、また、ク
ロスシール回路網に対応する矩形波発生器U12C−9
への論理人力であり、また、スイッチU14B−12へ
の論理信号である。U12C−10の出力はインバータ
U18Cによって逆転され、U16A−12に入力され
てフリップフロップU16Aをリセットする。フリップ
フロップU16AおよびUl 6Bのセツティングを制
御するため、タイマーU7−3およびUIO−3の逆転
した出力(インバータU18BおよびU18Dをそれぞ
れ用いる)を正端縁被トリガークロック人力U16A−
13およびU16B−3にそれぞれ人力し、これにより
、正のトリガーが生じる際に、フリップフロップがセッ
トされるようにしている。
ロジックゲート830が垂直またはクロスシールトリガ
ー信号のいづれかを検出すると、出力U 13A−3は
論理高となり、単一パルス発生器822のクロック人力
UIIB−11に人力される。単一パルス発生器Ull
は典型的には4013フリツプフロツプで、出力UII
B−13がリセットUIIB−10に接続され、逆転さ
れた出力UIIB−12がビンUIIB−9に接続され
、セット人力UIIB−8が接地接続される。この結果
、典型的に、50ナノ秒幅のパルスがラッチ回路820
に人力されてフリップフロップ、典型的にはCMOS4
013型フリツプフロツプをUIIA−4でリセットす
る。
フリップフロップUI IAをリセットすることにより
論理低信号がUIIA−1で出力され、この信号は積分
回路802のフィードバックループにおけるスイッチU
14A−13に入力される。
論理低信号の入力によりスイッチU14Aが回路を開き
、ビンB5およびB6で検出され回路800によって差
動増幅されたR−F電力レベルフィードバック信号をコ
ンデンサC5が積分し始める。
垂直またはクロスシールトリガーパルス信号の終端で、
単一波発生回路836が保持信号を後述するようにして
発生する。この保持信号は、また、コンデンサC13を
経て充電回路に結合され、この充電回路はタイマーU4
のトリガー人力U4−2に論理高信号を維持するよう構
成されている。充電回路は+15ボルト電源をダイオー
ドCFL8 (IN4148型)および抵抗R16を介
して具える。タイマーU4.典型的には555タイマー
は次のような構成をさらに有する。しきい値および充電
人力U4−6およびU4−7は互いに接続されていると
ともに、接地されているコンデンサC14に接続され、
また、+15ボルト電源に抵抗R17を介して接続され
、RCカーブ電流ドライバを形成している。ビンU4−
1は接地接続され、ビンU4−7はビンU4−1にトラ
ンジスタによって内部で接続されており、垂直またはク
ロスシールトリガーパルスのいづれかの終端で発せられ
る保持信号と、接地コンデンサC15に接続されたビン
U4−5における内部でセットされた制御電圧とに従が
うタイミングサイクルをタイマーU4が完了した際、コ
ンデンサC14を放電するよう構成されている。+15
ボルトの電力供給電圧は接地コンデンサC44を介して
ビンU4−4およびU4−8に人力される。
タイマーU4は作動に際し、保持信号のオンセットから
1ミリ秒の遅れを与えて、積分器が他のサンプルをとる
ためにリセットされる前にトラックおよび保持回路80
4が保持をセットし得るよう構成されている。インバー
タU17Dからの出力信号によって瞬間的に論理低の信
号がU4−2に人力されてタイマーU4がオンされ、U
4−3が論理高になる。これによりコンデンサC14を
横切る短絡回路を除去し、したがって、コンデンサC1
4はRC回路網C14およびR17にしたがフて電圧レ
ベルがU4−5における制御信号入力のレベルに達する
まで充電する。充電が終ると、タイマーU4はオフする
。タイマーの出力U4−3が論理低になると、それはコ
ンデンサC16を経て結合されて負エツジトリガー型の
フリップフロップU15Cをセットし、トランジスタQ
3をオンしてR−Fデータ準備信号をマイクロプロセッ
サに出力し、マイクロプロセッサによるr−f制御回路
の出力のサンプリングおよび記録を促がし、モしてR−
Fストローブ(str。
be)信号を発生する。タイマーU4−3からのパルス
は、また、フリップフロップUI IAにインバータU
18Aを経て結合され、フリップフロップUIIAをセ
ットしてスイッチU14Aを閉じ、積分回路802をリ
セットする。
第39図に示すように、第37図のビンA4からのR−
Fトリガー信号はr−fトリガー回路ボードC1000
の結節点D5に入力される。
信号は人力抵抗R301を経てフォトカプラーU303
、好ましくはH11B2光カプラーに送られ、ボードC
1000をシステムの他の電子素子から絶縁する。15
ボルトの通常の戻りがカプラーU303から結節点D3
に与えられる。カプラーU303の構成を次に説明する
と、+5ボルトのNmがフォトトランジスタのコレクタ
にU303−5で接続され、−5ボルトの電源が負荷抵
抗R302を経て光トランジスタのエミッタに0303
−4で接続される。カプラーのエミッタU303−4に
おける出力はU302A、典型的にはCMO34013
型フリップフロラフリップフロップ入力され、また、N
ANDゲートU301Dに人力され、このゲートは入力
が互いに短絡されてインバータとして働き、その出力は
U302A−4のリセット入力に人力される。
また、フリップフロップU302Aへの人力はr−f発
電機650のための製造者の制御回路によって発生され
たフェージング信号に対応する制御入力である。このフ
ェージング信号は過電流状態につながるプレート回路変
圧器の飽和状態の発生を実質的に防止するようACライ
ン電流の位相の見地からシリコン制御整流器(SCR)
を作動させることによって発電機を作動させることが有
利であると思われる時間を指示する。フェージング信号
は典型的には60°および240°に設定される。フェ
ージング信号はr−f発電機650から結節点D1およ
びD2にそれぞれ人力され、共通入力が設けられたイン
バータとして構成されたNANDゲートU301Aおよ
びU301Bによって逆転され、NANDゲート人力U
30IC−8およびU301 C−9に人力される。N
ANDゲートU301Cの出力はフリップフロップU3
02Aのクロック人力にU302A−3で人力される。
論理「否」出力U302A−2がトランジスタQ301
、典型的には2N第16型トランジスタに抵抗R303
を経て入力される。トランジスタQ301のコレクタは
SCRゲート可能信号を出力し、この信号はr−f発電
機650におけるSCRゲートドライバ回路を可能にす
ることができ、これにより電力をr−f発電機に送入す
ることができる。トランジスタQ301のエミッタは互
いに短絡されたフリップフロップ人力U302A−6お
よびU302A−7とともに一5ボルト電源に接続され
る。+5ボルトの電源によりU302A−14に電力を
入力している。
制御ボードC100Oの作動を次に説明する。
R−Fトリガー信号は論理高信号をU303−4で与え
、この信号はフリップフロップU302A−5のデータ
人力をセットし、また、逆転されて論理低人力をリセッ
ト人力U302A−4に与える。いづれか一方のフェー
ジング信号が発生する際、クロック入力が作動され、フ
リップフロップU302Aはデータ人力U302A−5
を通過させて、論理高信号を出力U302A−1に、ま
た、論理低信号を「否」出力U302A−2にそれぞれ
出力する。これによりトランジスタQ301をオフし、
SCRゲートをフロートさせる。言い換えれば、トラン
ジスタQ301がオフされることによりトランジスタの
コレクタ出力を開放し、SCRゲート駆動電流を可能に
し、r −f発電機に出力を生ぜしめる。R−Fトリガ
ーパルスの終端において、フリップフロップU302A
はリセットされ、トランジスタQ301をオンし、SC
Rゲートを不可能にしてr−f発電機の作動を阻止する
上述した好適実施例は単一誘導発電機から垂直シールコ
イルおよび複数個の横断シールコイルに電力を切換えて
送る例を示すものであるが、2個の8導発電機、好まし
くはr−f発電機を1個の発電機の代りに用いることも
できる。このような実施例においては、ソリッドステー
トスイッチU14BおよびU14Cと、関連するフリッ
プフロップU16AおよびUl 6Bを設ける必要がな
く、これらを省略することができる。これがため、各発
電機は自己のR−Fストローブ、クロスまたは垂直トリ
ガーパルス、シール時間指令、シール電力レベル指令、
R−F可能信号その他をもつことになる。一方の発電機
を垂直シール形成用とし、他方の発電機を横断シール形
成用とすることができる。
垂直シール形成用発電機をビン552の1個を検出する
毎に間歇的に作動することができ、あるいは、ウェブの
前進中に連続的に作動することができる。連続的に作動
させるために、長さ方向すなわち垂直シールコイルの構
造を対応して改造することができる。水平方向シール形
成用発電機は上述したようにピン552の検出に応答し
て作動することができる。しかし、2個の発電機を用い
ることによって、クロスシールホイールの速度の制限は
、ビン552の機械的検出による切換時間ならびに垂直
および水平シールサイクルおよび論理回路網間の切換に
依存することはもはやなくなり、また、クロスシール時
間指令信号のパルス幅によることもない。この実施例で
は、例えば、2個以上の横断コイルを同時に負荷し得る
に十分な大きさのワークコイルを発電機に設け、また1
個のクロスシールコイルによって、また1個以上のコイ
ルによって発電機が負荷されている際に適当な電力レベ
ル指令信号を出力させることによって隣接のシールコイ
ルを同時に付勢させることができる。このような実施例
においては、水平シール形成用発電機をクロスシールホ
イール200の速度および横断シールを形成するために
適当な電力レベルに依って、連続的または間歇的に運転
することができる。
この変形例では、タイマーU7および010がそれぞれ
のr−fフィードバック制御信号検出用の積分リセット
回路およびそれぞれのr−f垂直およびクロストリガー
に出力を送るようにしている。
上述した論理回路に変更を加えることによってR,−F
可能、R−Fストローブおよび垂直またはクロスシール
時間指令の一方、電力レベル指令、トリガーおよび電力
レベルフィードバックの機能を有する適当なR−F制御
回路を各発電機に設けることができる。同様に、各r−
f制御回路がデータ準備、R−Fフィードバックレベル
、R−Fトリガー、r−f電力レベルおよびR−Fトリ
ガー垂直またはクロス信号の一方を出力として有するこ
ともできる。これにより、2個のr−f発電機を独立し
て制御してクロスシールホイール200のピン552の
検出に機械的にリンクさせ、または電気的に同期させる
ことができる。
本発明の利点の一つとして、電磁エネルギ源の電力レベ
ルを監視してシール能力の表示を与えることができる。
例えば、予定の作動およびシール形成条件下で融合に必
要な温度にポリホイルを加熱するに十分な電流がポリホ
イルに誘起されているか否かの函数として適正シールが
形成されているか否かを決定することができる。
誘導発電機の出力回路における瞬間の電流に比例する基
準信号を発生させ、出力回路電流の存在を検出し、瞬間
出力電流が存在する時間(または、予定のしきい値より
高い値でを有する時間、ここでしきい値より低い値はシ
ールを形成していない状態に対応するが、)に対応する
シールサイクルの長さ全体にわたって電流を積分するこ
とによって求められる計算値に発生電力を相関させるこ
とができる。積分の結果または計算値を予定の基準値、
すなわち長さ方向シールセグメントを形成するために必
要とされる電力に対応する第1値および横断シールを形
成するに要する電力に対応する第2値と比較することが
できる。予定値または一つの予定値に対して計算値を比
較したものに安全率を加えて適当なシールを製造するた
めの信頼因子を与えることができる。これがため、計算
値が選択した予定の基準値より高い場合、信頼因子内で
は、良質のシールを形成するのに適した電力が発生され
、8導負荷および形成された良好なシールに流れている
ことが知られる。
電力レベル相関を一度行なえば、計算による相関電力レ
ベルが選択した予定値より小さい包装体を電気的にマー
クし、例えば、包装体を包装体前進手段から突き落すよ
うな空気ブラストまたは他の装置等の包装体除去装置を
シール作業場所より下流に設けて除去し得るようにする
ことができる。シールに対する予定値より低い相関電力
値を有する包装体を識別して、マークし、その包装体が
シールされた作業場所(長さ方向または横断シール作業
場所)から包装体除去装置まで機械に沿って移動するに
かかる時間を既知の包装体前進速度および移動すべき距
離により決定し、適当な時間の経過後に包装体除去装置
を作動してマークした包装体が包装体除去装置を通過す
る際にその包装体を包装体形成装置から除去することが
できる。そして、その包装体のシールの品質を検査する
ことができる。同様に′M2予定しきい値を加熱しすぎ
て品質が悪いシールに対応して設け、このような包装体
をマークして除去することができる。作動状態に対応し
て予定値を調整して不適当なシールの包装体だけを除去
することができる。
マイクロプロセッサを用いて信号を比較し、時間の遅れ
を決定し、包装体の前進速度を監視し、上記時間遅れ後
に包装体除去装置を作動して包装体を自動的に除去する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を用い得るよう構成された無菌包装体形
成、充填およびシール機の斜視図である。 第2図は本発明により用いるための、折り目線をつけた
後の、1個の包装体に対応するポリホイルウェブ材料の
平面図である。 第3図は第1図の機械の折り目線材は部分の断面図であ
る。 第4図は第1図の機械の製品充填チューブの断面図であ
る。 第5図は第1図の機械のウェブ折曲げ部分の斜視図であ
る。 第5a図は第5図の5a−5a線上の断面図である。 第5b図は第5図の5b−5b線上の断面図である。 第5c図は第5図の5cm5c線上の断面図である。 第5d図は第5図の5d−5d線上の断面図である。 第5e図は第5図の5e−5e線上の断面図である。 第5f図は第5図の5f−5f線上の断面図である。 第5g図は第5図の5g−5g線上の断面図である。 第6図は第1図の機械のウェブ折曲げおよび垂直シール
部分の背面断面図である。 第7図は第6図のウェブ折曲げおよび垂直シール部分の
下部案内部分の側面図である。 第8図は第6図の10−10線上で矢の方向に見た側面
図である。 第9図は第8図の9−9線上で断面として示す平面図で
ある。 第10図は第8図の10−10線上で断面として示す平
面図である。 第11図は第8図の11−11線上で断面として示す平
面図である。 第12図は第6図の12−12線上で断面として示す平
面図である。 第13図は本発明のラジオ周波数熱シールアッセンブリ
の概略線図である。 第14.15および16図はそれぞれ本発明による第1
図に示す垂直シール誘導コイルの平面第14a図は第1
4図の垂直シール誘導コイルの斜視図である。 第17図は第13図の垂直シールコイルのための結合用
変成器の分解斜視図であ′る。 第18図は第15図の垂直シール誘導コイルの上端部の
斜視図である。 第19図は、第15図の19−19線上で断面として示
すスペーサ部材の斜視図である。 第20図は第15図の20−20線上で断面として示す
リードスペーサの斜視図である。 第21図は第13および17図に示す結合用変成器機構
の側面図である。 第22図は第21図の22−22線上で断面として示す
平面図である。 第23図は第22図の23−23線上で断面として矢の
方向に見た部分の正面図である。 第24図は本発明による横断シール用1次誘導コイルア
ッセンブリ側面図である。 第25図は第24図の25−25線上で断面として示す
平面図である。 第26図は第24図の26−26線上の断面図である。 第27図は第26図の27−27線上の断面図である。 第28図は本発明による横断シール誘導コイルアンセン
ブリの平面図である。 第29図は第28図の29−29線上で矢の方向に見た
端面図である。 第30図は第28図の30−30線上の断面図である。 第31図は第30図の31−31線上の断面図である。 第32図は第30図の32−32線上の断面図である。 第33図は第1図に示す機械のシール機構の部分の取付
状態を示す分解斜視図である。 第34図は第1図に示す機械のシール機構の横断面図で
ある。 第35図は第33図の35−35線上の断面図である。 第36図は本発明のシール信号トリガーの側面図である
。 第37図は本発明のラジオ周波数発電機制御回路図であ
る。 第38図は本発明の制御回路のラジオ周波数整流器ボー
ドの回路図である。 第39図は本発明の制御回路のラジオ周波数ト10:成
形、充填、密封およびプリッタ機、20:ウェブ、22
:ポリホイルチューブ、31:仕上がりプリッタ、 64:ウェブ案内板、74:フランジ、120:垂直シ
ール誘導コイル、 122:U字形条溝、 130:チューブ形成部、 142a、142b:案内ローラ、 143a、143b:ピンチローラ、 144a、144b:ニップローラ、 145a、145b:非道ローラ(プーリ)、169:
融点支持ローラ、 200:クロスシールホイール、 202:高圧カム軌道、 210ニアジビルジヨー、 211.222:カム追従子、 214ニレバーアーム、218:押し棒、220:シー
ルジョー、 224横断コイル、225 : 2次コイル、226:
横断8導コイル、 228a、228b:導電性ループ、 230.510:アーム、 234:切断手段、236;切断用駆動手段、240:
ヒンジ装置、 504ニレバー、532;カム、 551:垂直トリガセンサ、 553:水平トリガセンサ、 554:ワークステーション・ワン・センサ、650:
r−f発電機、 652.654:結合機構、 656:導電性チューブ、 656a:中心タップ接地片、 660:コイル、 662:ループコイル、 664:切離し手段、 672:ストッパ一手段、 673ニスプリング、 676.667.679゜ 690.762:磁性外匣、 700:カム、760 : 1次ワークコイル、800
:差動増幅回路、 802:積分増幅回路、 804ニドラツクおよびホールド増幅回路、806.8
12.818:タイマー回路、808.814:ドライ
バ回路、 810.816:電流調整回路、 820.846:ラッチ回路、 822.836:単一波発生回路、 824a、824b:信号ディバイス回路、826.8
28:スイッチ回路、 838.840,842:スイッチ、 860.862:電流ドライバ回路、 864.866.868゜ 870:電流制限出力ドライバ回路、 C1000ニドリガー回路ボード。 特許出願人 インターナショナル ペーパー コンパニー 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 代理人 弁理士 伊 東 哲 也 IG 4 FIG9 FIG、 /、j lG23 し−〜 FIG、 35 FIG36 FIG40A trzt  fiρ#S              
 /。 J//j−t/               24 
    、−2174/         106us
1−一11/11.fO←し−r

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、前進する製品充填チューブを横断方向にクランプし
    シールして分離した包装体を形成するための複数個の離
    間したシール機構を有する包装体形成、充填およびシー
    ル機に用いられる、ポリホイルウェブをシールして密封
    包装体を形成する装置において、 電磁エネルギ源と、 ウェブ側縁が重なり合つて長さ方向に整列されるようポ
    リホイルウェブを前進させるとともに操作する手段と、 電磁エネルギ源に応答して、第1電磁界を生じる第1誘
    導コイルと、 各シール機構にそれぞれ1個の横断コイルが関連し、各
    横断コイルが電磁エネルギ源に応答して第2電磁界を発
    生する複数個の横断コイルと、第1誘導コイルが結合さ
    れて付勢される際に第1誘導コイルに近接して第1電磁
    界を受けるポリホイルウェブの重なり合つた側縁に電流
    を誘起してポリホイルウェブを加熱してポリホイルチュ
    ーブを形成するに充分な強さの第1電磁界を第1誘導コ
    イルが発生するよう第1誘導コイルを結合および付勢す
    る手段と、 横断誘導コイルが結合されて付勢される際に横断誘導コ
    イルに近接して第2電磁界を受けるクランプしたポリホ
    イルチューブに電流を誘起して横断方向にクランプした
    ポリホイルチューブを加熱して包装体を形成するのに十
    分な強さの第2電磁界を横断コイルが発生するよう横断
    コイルを結合および付勢する手段とを具えることを特徴
    とするポリホイルウェブをシールして密封包装体を形成
    する装置。 2、ウェブを前進させる手段がウェブを連続的に前進さ
    せ、各シール機構が、さらに、シールジョーおよびアン
    ビルジョーを具え、シールジョーが横断コイルを具え、
    シール機構は相対的移動なしに順次所定距離で離間して
    ポリホイルウェブを横断方向にクランプして隣接するシ
    ール機構間に1個の包装体を隣接シール機構がクランプ
    するよう構成され、さらに、ポリホイルウェブおよび装
    置の少なくとも一部を殺菌するための手段と、製品充填
    チューブが横断方向にシールされるまでポリホイルウェ
    ブおよび装置の一部を殺菌状態に維持する手段とを具え
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の装置
    。 3、電磁エネルギ源が可変レベルの出力を有し、このレ
    ベルは制御信号に応答し、第1誘導コイルを結合および
    付勢する前記手段および横断コイルを結合および付勢す
    る手段が、さらに、第1誘導コイルを電磁エネルギ源に
    電気的に結合する第1結合手段と、横断コイルを電磁エ
    ネルギ源に電気的に結合する第2結合手段と、第1誘導
    コイルがエネルギ源に結合される際に第1誘導コイルが
    第1電磁界を発生するとともに横断コイルがエネルギ源
    に結合される際に横断コイルが第2電磁界を発生するよ
    う電磁エネルギ源の出力レベルを制御するための制御信
    号を発生する回路手段とを具え、また、第1結合手段が
    、さらに、電磁エネルギ源に電気的に接続された第1ワ
    ークコイルと、この第1ワークコイルに結合され得るよ
    う構成されかつ第1誘導コイルに電気的に接続された第
    2ワークコイルと、第1および第2ワークコイルを結合
    および切り離すための手段とを具え、第1および第2ワ
    ークコイルを結合および切り離すための前記手段が、さ
    らに、第1および第2ワークコイルを相対的有効範囲の
    内外に物理的に動かすためのアクチュエータ手段を具え
    、相対的有効範囲内にある際に、第1誘導コイルが第1
    電磁界を発生し得るとともに、相対的有効範囲外にある
    際に、第1誘導コイルが第1電磁界を実質的に発生し得
    ないよう構成し、第1および第2ワークコイルを結合お
    よび切り離すための前記手段が、さらに、ワークコイル
    の一方を包囲する第1磁性外匣と、他方のワークコイル
    を包囲する第2磁性外匣とを具え、前記アクチュエータ
    手段が、第1および第2外匣を移動して近接させて第1
    ワークコイルから第2ワークコイルへの電磁界を結合さ
    せ、また、離間させて第1ワークコイルと第2ワークコ
    イルとを切り離すよう作動し得るよう構成された特許請
    求の範囲第1項に記載の装置。 4、電磁エネルギ源が可変出力レベルを有し、このレベ
    ルが制御信号に応答し、第1誘導コイルを結合および付
    勢する前記手段および横断コイルを結合および付勢する
    手段が、さらに、第1誘導コイルを電磁エネルギ源に電
    気的に結合する第1結合手段と、横断コイルを電磁エネ
    ルギ源に電気的に結合する第2結合手段と、第1誘導コ
    イルがエネルギ源に結合される際に第1誘導コイルが第
    1電磁界を発生するとともに横断コイルがエネルギ源に
    結合される際に横断コイルが第2電磁界を発生するよう
    電磁エネルギ源の出力レベルを制御するための制御信号
    を発生する回路手段とを具え、前記第2結合手段が、さ
    らに、電磁エネルギ源に応答し、かつ、これに電気的に
    接続され、特有の第3電磁界を生ぜしめる第3ワークコ
    イルと、各シール機構の横断コイルにそれぞれ関連し電
    気的にそれぞれ接続された複数個の第4ワークコイルと
    、第3ワークコイルと第4ワークコイルとを結合および
    切り離すための手段とを具え、この第3ワークコイルと
    第4ワークコイルとを結合および切り離すための手段が
    、さらに、互いに離間した関係にある複数個のシール機
    構を受け入れ得るよう構成された構体と、この構体に近
    接して第3ワークコイルを取付けるための外匣と、有効
    範囲内にある際に第4ワークコイルに関連する横断コイ
    ル内に電流が誘起されて第2電磁界を発生するとともに
    有効範囲外にある際には第3電磁界が第4ワークコイル
    内に実質的に電流を誘起せず、したがって、横断コイル
    が第2電磁界を実質的に発生し得ないよう各シール機構
    の第4ワークコイルが第3ワークコイルによって発生さ
    れる第3電磁界の有効範囲の内外を通過するよう前記構
    体を前進させる手段とを具え、前記構体が、さらに、そ
    の軸線の周りに回転し得るよう設けられた円筒形ホイー
    ルを具え、このホイールが複数個の第4ワークコイルが
    同一面内に配設されるよう複数個のシールジョーを受け
    得るフランジを有する特許請求の範囲第1項に記載の装
    置。 5、電磁エネルギ源が可変出力レベルを有し、このレベ
    ルが制御信号に応答し、第1誘導コイルを結合および付
    勢する前記手段および横断コイルを結合および付勢する
    手段が、さらに、第1誘導コイルを電磁エネルギ源に電
    気的に結合する第1結合手段と、横断コイルを電磁エネ
    ルギ源に電気的に結合する第2結合手段と、第1誘導コ
    イルがエネルギ源に結合される際に第1誘導コイルが第
    1電磁界を発生するとともに横断コイルがエネルギ源に
    結合される際に横断コイルが第2電磁界を発生するよう
    電磁エネルギ源の出力レベルを制御するための制御信号
    を発生する回路手段とを具え、この回路手段が、さらに
    、ポリホイルウェブを加熱しシールしてポリホイルチュ
    ーブにするため第1誘導コイルを付勢するのに必要なエ
    ネルギレベルに相当する第1の予定の大きさの第1制御
    信号と、ポリホイルチューブを横断方向に加熱しシール
    して包装体にするため横断コイルを付勢するのに必要な
    エネルギレベルに相当する第2の予定の大きさの第2制
    御信号と、電磁エネルギ源の出力レベルを制御するため
    の制御信号の大きさおよび選択制御信号の時間を決定す
    るための選択手段と、ポリホイルを加熱するようコイル
    を付勢し得ないエネルギレベルに相当する第3の予定の
    大きさの第3制御信号とを具える特許請求の範囲第1項
    に記載の装置。 6、第1誘導コイルが、さらに、前進するウェブの両側
    に1/2巻回の誘導コイルを具え、この両コイルは直列
    に接続されるとともに、第1電磁界によって付勢される
    際に対向する加熱されたポリホイル層が押しつけられる
    シール区域において対向する金属箔層間に相当の磁気吸
    引力を発生するよう構成され、前記第1誘導コイルは電
    気的に接地されたセンタータップコイルであり、複数個
    の横断コイルのそれぞれが、さらに、シール区域を横切
    る幅より薄い厚さの電流導体セグメントを具える特許請
    求の範囲第1項に記載の装置。 7、第1誘導コイルを結合および付勢する手段と横断コ
    イルを結合および付勢する手段とが、さらに、第1誘導
    コイルの1個、または複数個の横断コイルの1個を結合
    する手段と、複数個の横断コイルの全てが結合されてい
    ないとともに付勢されていない場合にのみ第1誘導コイ
    ルが第1電磁界を発生するよう第1誘導コイルを結合お
    よび付勢する手段と、他の横断コイルの全ておよび第1
    誘導コイルが結合されていないとともに付勢されていな
    い場合にのみ前記1個の横断コイルが第2電磁界を発生
    するよう複数個の横断コイルの1個だけを結合および付
    勢する手段とを具え、これにより装置が長さ方向シール
    セグメントと横断シールとを交互に形成し、複数個の長
    さ方向シールセグメントが重なり合って1本の長さ方向
    シールを形成する特許請求の範囲第1項に記載の装置。 8、横断誘導コイルを結合および付勢する手段が、さら
    に、横断コイルが予定の位置を横断する際に横断コイル
    の存在を検出して信号を発生する手段と、この信号に応
    答して予定の大きさに電磁エネルギ源を付勢する制御回
    路手段と、検出した横断コイルに付勢した電磁エネルギ
    源を結合する結合手段とを含む特許請求の範囲第1項に
    記載の装置。 9、エネルギ源が第1源で、ポリホイルウェブを前進さ
    せるとともに操作する手段がウェブの側縁が重なり合わ
    されるようにウェブを折り曲げ、第1誘導コイルを付勢
    する手段が第1電磁エネルギ源で第1誘導コイルを付勢
    して第1誘導コイルに近接するポリホイルウェブの重な
    り合った側縁に電流を誘起してポリホイルのセグメント
    を加熱するのに十分な強さの第1の電磁界を第1誘導コ
    イルが発生するようにし、また、さらに、第2電磁エネ
    ルギ源を具え、各シール機構がシールジョーとアンビル
    ジョーとの間のポリホイルチューブを横断方向にクラン
    プするよう作動し、各シールジョーが、さらに、第2電
    磁界を発生し得るそれぞれの横断コイルを具え、横断コ
    イルを付勢する手段が電磁エネルギで複数個の横断コイ
    ルを1個づつ予定の順序で付勢して、複数個の横断コイ
    ルの1個が、圧縮したポリホイルチューブを横断方向に
    加熱する電流をポリホイルチューブ内に誘起するのに十
    分な強さの第2磁界を発生させるようにした特許請求の
    範囲第1項に記載の機械に用いるための装置。 10、電磁エネルギ源と、第1誘導コイルと、複数個の
    離間したシール機構とを有し、各シール機構がポリホイ
    ルチューブを横断方向にクランプおよびシールして隣接
    シール機構間で包装体を形成するためのシールジョーお
    よびアンビルジョーを含み、対応するシールジョーがシ
    ール位置にある際にクランプしたポリホイルチューブに
    近接するよう取付けられた横断誘導コイルを各シールジ
    ョーが有する包装形成機を用いてポリホイルウェブ材料
    をシールして製品が入った密封包装体を形成する方法に
    おいて、 ウェブの長さ方向側縁が重なり合わされて第1誘導コイ
    ルに近接して通過するようウェブを操作して前進させる
    工程と、 第1誘導コイルを電磁エネルギ源に結合して第1誘導コ
    イルを電磁エネルギによって付勢して第1誘導コイルに
    よりそれが発する第1電磁界を受けたポリホイルウェブ
    側縁を加熱して所定の長さの側縁を互いにシールしてポ
    リホイルチューブを形成するのに十分な強さおよび時間
    の第1電磁界を発生させる工程と、 チューブに製品を充填する工程と、 チューブをシール機構によって横断方向にクランプする
    工程と、 クランプしたシール機構の横断誘導コイルを電磁エネル
    ギ源に結合してこの結合した横断誘導コイルを電磁エネ
    ルギによって付勢して、結合した横断誘導コイルにより
    それが発する第2電磁界を受けた横断方向にクランプさ
    れたポリホイルウェブを加熱してチューブの所定区域を
    横断方向にシールするのに十分な強さおよび時間の第2
    電磁界を発生させる工程と、 1個の第1誘導コイルおよび横断方向にクランプされた
    シール機構の横断誘導コイルを交互に結合および付勢し
    、この交互の結合および付勢中にウェブを前進させ、こ
    れによりポリホイルウェブを長さ方向にシールしてチュ
    ーブを形成するとともに製品を充填したチューブを横断
    方向にシールして密封包装体を形成する工程とを具える
    ことを特徴とする前記方法。 11、第1誘導コイルが付勢されている際に、横断誘導
    コイルによる第2電磁界の発生を防止するよう全ての横
    断誘導コイルを切り離す工程を具える特許請求の範囲第
    10項に記載の方法。 12、横断誘導コイルの1個が付勢されている際に、第
    1誘導コイルによる第1電磁界の発生を防止するととも
    に他の横断誘導コイルによる第2電磁界の発生を防止す
    るため第1誘導コイルを切り離すとともに他の横断誘導
    コイルを切り離す工程を具える特許請求の範囲第10項
    の方法。 13、第1ワークコイルが電磁エネルギ源に直接に直列
    接続され、第2ワークコイルが第1誘導コイルに直接に
    直列接続され、第1誘導コイルを結合する工程が、さら
    に、第1ワークコイルに流れる電流が第2ワークコイル
    および第1誘導コイルに電流を誘起して第1電磁界を発
    生させるよう第1ワークコイルを第2ワークコイルに誘
    導結合する工程と、横断誘導コイルの1個が付勢されて
    いる際に第1電磁界の発生を防止するよう第1および第
    2ワークコイルを切り離す工程を具える特許請求の範囲
    第10項に記載の方法。 14、第1ワークコイルが電磁エネルギ源に直接に直列
    接続され、第1ワークコイルが第1ワークコイルの周り
    に可動の磁性材料の第1外匣を有し、第2ワークコイル
    が第1誘導コイルに直接に直列接続され、第2ワークコ
    イルがこの第2ワークコイルの周りに可動の磁性材料の
    第2外匣を有し、第1誘導コイルを結合する工程が、さ
    らに、第1磁性材料外匣を第1ワークコイルの周りに動
    かすとともに第2磁性材料外匣を第2ワークコイルの周
    りに動かして第1および第2外匣を近接させて第1およ
    び第2外匣を電磁的に結合して第1ワークコイルに流れ
    る電流が第2ワークコイルに第1および第2外匣間の変
    成器効果によって結合されるようにする工程と、横断誘
    導コイルの1個が付勢されている際に第1電磁界の発生
    を防止するため変成器効果を最小にするよう第1および
    第2磁性外匣を電磁結合外に移動させる工程とを具える
    特許請求の範囲第11項に記載の方法。 15、各横断誘導コイルが受け取り誘導コイルに電気的
    に接続され、ポリホイルチューブを横断方向にクランプ
    する工程が、さらに、複数個のシール機構を1個の構体
    上に互いに離間させて取付け、チューブが前進するにし
    たがって構体を前進させ、予定の位置で各組のアンビル
    およびシールジョーをチューブの周りに閉じて複数個の
    シール機構によってチューブが順序で緊密にクランプさ
    れる工程を具え、第3ワークコイルを電磁エネルギ源に
    電気的に直列に接続し、横断誘導コイルを結合する工程
    が、さらに、前記構体を前進させて付勢すべき横断誘導
    コイルに接続された受け取り誘導コイルを第3ワークコ
    イルに近接させて誘導的に結合して第3ワークコイル内
    に流れる電流により結合した受け取り誘導コイルおよび
    横断誘導コイル内に電流を誘起して第2電磁界を発生さ
    せる工程を具え、さらに、第1誘導コイルが付勢される
    際に前記構体を前進させて受け取り誘導コイルを第3ワ
    ークコイルとの誘導結合外に移動して第2電磁界の発生
    を防止する工程を具える特許請求の範囲第10項に記載
    の方法。 16、第1電流を第1誘導コイルに第1時間加えて第1
    電磁界を発生させ、また、第2電流を横断誘導コイルに
    第2時間加えて第2電磁界を発生させるよう電磁エネル
    ギの出力レベルを制御する工程をさらに具え、ここで、
    電磁エネルギ源は制御信号の大きさに応答して制御可能
    の出力レベルを有し、また、さらに、電磁エネルギ源に
    制御信号を与えて電磁エネルギ源の出力レベルを制御す
    る工程と、所定の長さのポリホイル側縁がシールされて
    チューブが形成される時間およびチューブが横断方向に
    シールされる時間を決定する工程と、第1電磁界を発生
    させるに適当な出力レベルに対応する第1の大きさおよ
    び第2電磁界を発生させるに適当な出力レベルに対応す
    る第2の大きさのうちから制御信号の大きさを選択し、
    これにより第1誘導コイルが電磁エネルギ源に結合され
    て所定の長さのポリホイル側縁がシールされる際に第1
    電磁界を発生させ、また、横断誘導コイルが電磁エネル
    ギ源に結合されてチューブが横断方向にシールされる際
    に第2電磁界を発生させる工程とを含み、ここで、前記
    の選択工程はシールを行なわない際に第1または第2電
    磁界のいづれの発生に対しても適当でない出力レベルに
    対応する第3の大きさから選択する工程を含み、また、
    前記選択工程は第1誘導コイルおよび横断誘導コイルが
    電磁エネルギ源に結合される場合で、かつ所定の長さの
    ポリホイル側縁をシールし、チューブを横断方向にシー
    ルする両方の場合に第1電磁界および第2電磁界を同時
    に発生させるに適当な出力レベルに対応する第4の大き
    さから選択する工程を含む特許請求の範囲第11項に記
    載の方法。 17、特許請求の範囲第10項に記載の方法において、
    ポリホイルウェブ材料内の誘導によりシールを形成する
    ことに対応するシールサイクル中に、鉄芯変成器を経て
    発生されるAC電力からの制御可能の出力電流レベルを
    有する誘導発電機を付勢する方法であって、発電機の電
    流出力レベルを定めるため誘導発電機に第1制御信号を
    与える工程と、誘導発電機をトリガーして第1制御信号
    に対応する出力レベルで出力電流を発電機により発生さ
    せる工程と、誘導発電機の付勢タイミングを制御して鉄
    芯変成器の飽和を防止するためAC電力波形に誘導発電
    機のトリガを同期させる工程とを具える方法。 18、AC電力の正の半サイクル中に誘導発電機を付勢
    するための60°〜120°間の範囲内の角度から選択
    された正の位相角度、およびAC電力の負の半サイクル
    中の240°〜300°間の範囲内の角度から選択され
    た負の位相角度において同期が生じる特許請求の範囲第
    17項に記載の方法。 19、誘導発電機のトリガーを同期させる工程が、さら
    に、包装機のタイミングトリガーに対してシールサイク
    ルを実際のトリガー信号の4ミリ秒以内に同期させる回
    路手段によって誘導発電機をトリガーする工程を具える
    特許請求の範囲第17項に記載の方法。 20、特許請求の範囲第10項に記載の方法において、
    ポリホイルウェブ材料の誘導加熱によりシールを形成す
    ることに対応するシール中に誘導発電機によって発生さ
    れる電力レベルを検出する方法であって、誘導発電機の
    出力回路における電流を検出する工程と、出力回路内の
    瞬間電流に比例する参照信号を与える工程と、シールサ
    イクル中に参照信号を積分する工程と、トラックおよび
    保持回路装置におけるサイクルの終端で積分した基準信
    号を貯える工程と、この貯えた信号を予定値と比較する
    ことによって発生される電力レベルを決定する工程とを
    具える方法。 21、貯えた信号を充分なシールを製造するために適当
    な電磁エネルギを表わす予定値と比較する工程と、包装
    体が既知の距離で下流に離間した包装体除去手段に到達
    するまでの時間および包装体の前進速度とを記録して包
    装体を包装機から除去するため電気的にマークする工程
    と、このマークした包装体を貯えた信号が予定値より小
    さい時に除去する手段において排除する工程とを具える
    特許請求の範囲第20項に記載の方法。 22、機械が材料のポリホイルウェブを供給されて無菌
    包装体を形成、充填およびシールし、前記機械がウェブ
    に折り目線を形成する装置と、ウェブ殺菌処理手段と、
    殺菌環境区域と、チューブ形成部分と、電磁エネルギ源
    としてのラジオ周波数電源と、この電源に結合される前
    記第1誘導コイルと、製品の供給源と、円筒形構体上に
    取付けられている前記の複数のシール機構と、電源に横
    断誘導コイルを結合する手段とを具え、円筒形構体は横
    断方向にクランプおよびシールすべき予定の場所でシー
    ル機構を順次充填チューブと接触させるため回転され、
    隣接のクランプしたシール機構間の距離は隣接包装体間
    の区域に対応し、また、切断手段を具え、そして、ポリ
    ホイルウェブの折り目線を形成する工程と、ウェブがチ
    ューブ形成部分を経て殺菌環境内に進入する直前および
    通過中にポリホイルウェブの製品が接触する層を殺菌し
    てポリホイルウェブの長さ方向側縁を対向させて重ね合
    わせる工程と、対向するポリホイル層を溶融して互いに
    融合させて気密シールを形成するに十分な時間ラジオ周
    波数電源により第1誘導コイルを付勢して対向するウェ
    ブ側縁を互いに長さ方向にシールしてチューブを形成す
    る工程と、充填したチューブを複数個のシール機構の1
    個によって横断方向にクランプする工程と、クランプし
    たシール機構における横断誘導コイルをラジオ周波数電
    源によって、横断方向にクランプした区域における対向
    するポリホイル層を溶融して熱可塑性層を互いに融合さ
    せるに十分な時間にわたり付勢することによって、クラ
    ンプしたチューブを横断方向にシールする工程と、横断
    誘導コイルを所定時間付勢させないでポリホイルを冷却
    させて気密シールを形成している間融合したポリホイル
    の周りにシール機構をクランプしたままに維持する工程
    と、シール区域でチューブを切断してチューブから密封
    包装体を切断する工程とを具える特許請求の範囲第10
    項に記載の方法。 23、ウェブを操作する工程が、さらに、ウェブを実質
    的に三角柱状に折り曲げて長さ方向に互いにシールすべ
    き側縁が対向して整列されるようにする工程とを具える
    特許請求の範囲第22項に記載の方法。 24、対向するウェブ側縁を長さ方向にシールする工程
    が、さらに、第1誘導コイルを所定時間付勢する工程と
    、抵抗熱および誘導熱を発生させて対向する内側熱可塑
    性層を軟化して溶融させるに十分な密度の電流をポリホ
    イルの導体層に誘起させる工程と、1個のセグメントづ
    つ均一な長さ方向シールを形成して隣接するセグメント
    を重ね合わして連続したシールを形成するよう加熱した
    ウェブ長さ方向側縁を互いに押しつける工程とを具える
    特許請求の範囲第22項に記載の方法。
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