JPH1024502A5 - - Google Patents

Description

【発明の名称】包装機械
【特許請求の範囲】
【請求項１】複数の重なり合っている包装シート材料の部分（１８）を密封する密封装置（１４，２８）を包含し、この密封装置（１４，２８）が前記部分（１８）を裏当てするマンドレル（１４）と、前記部分（１８）をこのマンドレル（１４）に対して押圧する加圧装置（５２，５６）と、駆動部材（３６）と、この駆動部材（３６）と前記加圧装置（５２，５６）との間の弾性装置（６２）と、前記駆動部材（３６）及び前記弾性装置（６２）を介して前記加圧装置（５２，５６）を付勢して前記重なり合っている部分（１８）に係合せしめる駆動装置（３４）とを包含している包装機械において、前記弾性装置（６２）が、前記加圧装置（５２，５６）が前記駆動部材（３６）に対して傾くのを許すエラストマーパッド（６２）から成り、これにより前記密封装置（１４，２８）が自動調心とオーバトラベル防止との両方を行うことを特徴とする包装機械。
【請求項２】請求項１記載の包装機械において、前記エラストマーパッド（６２）が前記駆動部材（３６）と前記加圧装置（５２，５６）との間で実質的に永久に圧縮されている状態である包装機械。
【請求項３】請求項１又は２記載の包装機械において、前記加圧装置（５２，５６）がハウジング装置（４８，５２）と、このハウジング装置（４８，５２）に設けられて内部に前記駆動部材（３６）が延びる開口（４３）とを包含し、前記ハウジング装置（４８，５２）が前記エラストマーパッド（６２）及び前記駆動部材（３６）の近接端部分（３８）を受け入れている包装機械。
【請求項４】請求項３記載の包装機械において、前記ハウジング装置（４８，５２）の内部表面（４６）と前記駆動部材（３６）の端部分（３８）の表面（４０）とが互いに接触して、前記端部分（３８）が前記ハウジング装置（４８，５２）に対して前記マンドレル（１４）から離れる動きを制限し、これら表面（４０，４６）の一方が前記マンドレル（１４）に向かって広がる形状である包装機械。
【請求項５】請求項４記載の包装機械において、前記表面（４０，４６）の他方が前記表面（４０，４６）の一方に補形し合う形状であって前記マンドレル（１４）に向かって広がっている包装機械。
【請求項６】請求項３〜５のいずれか一項に記載の包装機械において、前記開口（４３）の円筒形の環状表面（４４）と前記駆動部材（３６）の円筒形の環状表面との間に隙間が存在し、これにより前記ハウジング装置（４８，５２）が前記駆動部材（３６）に対して傾くことができ、また前記密封装置（１４，２８）が、前記駆動部材（３６）を取り囲むと共に前記隙間を埋めて前記ハウジング装置（４８，５２）が前記駆動部材（３６）に対して傾くのを許すリング（５０）を包含している包装機械。
【請求項７】請求項６記載の包装機械において、前記リング（５０）がＯリングシールである包装機械。
【請求項８】請求項３〜７のいずれか一項に記載の包装機械において、前記密封装置（１４，２８）が、更に、前記ハウジング装置（４８，５２）の第１の部品（４８）と第２の部品（５２）との間に介装されて前記エラストマーパッド（６２）の所定の初期圧縮を設定するシム（５４）を包含している包装機械。
【請求項９】請求項３〜８のいずれか一項に記載の包装機械において、前記ハウジング装置（４８，５２）がバックアップ板（５２）とカラー（４８）とを包含し、前記開口（４３）が前記カラー（４８）を貫通して形成されて前記駆動部材（３６）の端部分（３８）を受け入れ、またくぼみ（６０）が前記バックアップ板（５２）に形成されて、前記エラストマーパッド（６２）がこのくぼみ（６０）の基底壁と前記端部分（３８）との間に閉じ込められている包装機械。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の包装機械において、前記エラストマーパッド（６２）がウレタンで形成されている包装機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、一般には包装機械のマンドレルにより裏当てした、複数の重なり合っている包装材料の部分を密封する密封装置に関し、更に詳細には、マンドレルのまわりに装架した、４つの側部を有するカートンの扁平な端閉鎖部の複数の重なり合っているパネルを密封する自動調心及びオーバトラベル防止装置に関する。
【０００２】
従来、複数の重なり合っている扁平な表面材料を密封するのに、エラストマー又はゴム若しくは他の材料から成る種々のフレキシブルなプラテン又は圧力パッドを用いており、このような要素は前記表面材料に直接接触してこれらの表面材料を押圧し、これにより材料厚さの変化に適応している。このような密封装置は、ＵＳ−Ａ−３，４９３，４５１；ＵＳ−Ａ−４，４３０，０６９；ＵＳ−Ａ−４，５２９，４７２；ＵＳ−Ａ−４，７０４，１８３；ＵＳ−Ａ−４，７１５，９２３；及びＵＳ−Ａ−４，９５２，７７７に開示されている。
【０００３】
また、ＦＲ−Ａ−６８６９４２は、ステロ版のマトリックスを製造するためのプレス、特に液圧作動型のワーキングテーブル又はプランジャを有するこの種のプレスを開示している。一例によると、ゴムから成る矩形状の当接板がプレスヘッドの下側に設けられ、このプレスヘッドは、ガイド上に案内されて液圧ピストンによりプレスフレーム内を垂直方向に動かされる。当接板は、その材料のゴムが横に変形するのを防止すると共に圧力板を形成する堅固な底部を有するフレームによって密接に囲繞されている。このフレームはプレスヘッド内を垂直方向に滑動可能な複数のねじボルトにより保持され、これらねじボルトの締付けによって当接板に一定の初期応力が与えられる。そして、プレスヘッドが下降されると、圧力板がワーキングテーブル又はその囲いフレーム上に載っている構成物又は同種の物に接触する。ねじボルトより保持されているフレームは、当接板がたわむ程度まで、押圧作用中上向きに動き、それ自体調心して、ワーキング面と平行になる。
【０００４】
更に、ＵＳ−Ａ−４，６４１，４８２は、隣接するリーフスプリングによって可動パッケージの通路に向かって付勢されている熱伝達部材を開示している。
【０００５】
更にまた、ＵＳ−Ａ−４，０８４，９９９は、コイルスプリングが摩擦リムとブラケットに固着したスリーブとの間に弾性的に設けられている密封装置を開示しており、摩擦リムは密封される材料に沿ってころがるようになっている。
【０００６】
更にまた、ＵＳ−Ａ−４，３０６，４００は、袋用の連続作動型頂部密封装置を備える包装機械を開示しており、連続して移動する直立の袋の頂部を加熱密封する複数の密封ヘッドが連続して回転可能なタレットのまわりに周方向に間隔を置いて設けられ、蒸気が袋内に導入された後、袋がタレットのまわりに延びる弧状通路を動くときにこれらの袋を密封するようになっている。そして、各密封ヘッドは、一対の加熱密封棒と、これらの密封棒がタレットのまわりを回転するにしたがって密封棒を連続的に下降、閉鎖、開放及びそれから上昇させるカム作動型アクチュエータとを包含している。各対の一方の密封棒はテフロン（登録商標）で被覆されている金属棒から成り、一方他方の密封棒は金属板に結合されているエラストマーパッドから成り、これらの金属板及びパッドはともにテフロンジャケットで被覆されている。
【０００７】
更にまた、ＵＳ−Ａ−４，９３０，２８８は、プラスチックカップに箔材料で作られたカバーを密封する加熱可能な密封ヘッドを開示している。この密封ヘッドは、密封ヘッドと密封しようとするプラスチックカップとの間の形状及び位置の偏差を補正するＩ形の絶縁本体上に装架されている。この絶縁本体は、同時に、密封ヘッドと例えばアミド−イミドポリマーで作られている駆動装置との間を熱絶縁する。駆動力を絶縁本体を通して伝達するために、絶縁本体の上方縁がその上の駆動板にボルト止めされていると共に、絶縁本体の下方縁がその下の密封ヘッドにボルト止めされている。
【０００８】
更にまた、ＮＬ−Ａ−８１０４９０１は、容器の口に密封箔を付着する熱密封ヘッドを開示している。この熱密封ヘッドは熱伝導本体を包含し、この熱伝導本体に電気加熱素子が取付けられている。また、中空ボルトが熱伝導本体の垂直穴に上から螺入されていると共に、この垂直穴を通して昇降棒が延びており、この昇降棒の下方端は拡大されて、熱伝導本体は昇降棒に対して制限された範囲で垂直に動くことができる。昇降棒の下方端は同心の肩部に結合し、この肩部は昇降棒が持ち上げられたときに中空ボルトの下方端に当接し、その結果昇降棒がそれから熱伝導本体を持ち上げる。昇降棒が熱伝導本体内で一定の距離を越えて引込み可能であること、また昇降棒と中空ボルトの内側表面との間に利用できる広い半径方向隙間が存在するために、密封ヘッドは多少傾く自由を有し、その結果加圧装置は容器の口に対して正確な位置をとることができる。この加圧装置は、上向きに収れんする押圧表面を有する環状の形とすることでき、また熱伝導本体を通して延びる垂直ピンの手段によって弾性的に取付けることができ、これらのピンは弾性ディスクに当接するか又はスプリングを受け入れるように中空とされている。選択的に、この加圧装置は、フレキシブルな熱伝導材料から成るディッシュ形のディスクとし、その中央部をワッシャ及びねじにより熱伝導本体に固定することができ、この場合弾性の耐熱リング及び断熱リングがディッシュ形のディスクと熱伝導本体との間に挟持される。
【０００９】
更にまた、ＵＳ−Ａ−３，２４３，９３４は、ワイヤーバスケット内に分配されている複数の独立するカップ形の容器を、フレキシブルで加熱密封可能なシートでもって、同時に閉じると共に密封する装置を開示している。この装置においては、手動式のピニオン及びラック装置が密封ヘッドを前記シート上に下降せしめる。この密封ヘッドは、ラックに接続されている水平で堅固なバックアップ板と、熱によって劣化しない任意適当な弾性材料例えば発泡ポリウレタンで作られている弾性クッションと、電気的に加熱されるパッドと、容器の頂部のまわりに嵌合するようにされたくぼみが形成されている金属板とから成っている。
【００１０】
更にまた、フレキシブルな包装ラミネートから切り妻型の頂部を有する形の包装カートンを製作し、予め組み立てた管状のカートンブランクの複数の底壁パネルを折り込んで密封することにより底部を形成するように処理する包装機械が知られている。このような包装機械において、ブランクの底部は下向きに押圧されて密封されるが、ブランクはマンドレルホイールのマンドレルによって支持されている。
【００１１】
このような包装機械において、押下げ及び密封する力がマンドレルホイールの心棒及び軸受に伝わってこれらに応力が発生するのを防止するために、ＥＰ−Ａ−０２４２８０５は次のように設計された装置を提案している。すなわち、この装置によれば、加圧装置により発生した圧縮力は、加圧装置をマンドレルホイールの心棒に接続するタイロッドにより吸収され、その結果圧縮力はマンドレルホイールの心棒又は他の囲み要素に応力を発生させることなしに吸収される。更に詳述すれば、各加圧装置は圧力シャフトを包含し、この圧力シャフトはマンドレルホイールに近い方のその一端で圧力板を支持し、この圧力板は案内要素によって圧力シャフトに接続されているが、この圧力シャフトから距離を置いて予圧縮のらせん状の圧縮ばねを用いて所定の力で保持されている。
【００１２】
これに対し、本発明によれば、複数の重なり合っている包装シート材料の部分を密封する密封装置を包含し、この密封装置が前記部分を裏当てするマンドレルと、前記部分をこのマンドレルに対して押圧する加圧装置と、駆動部材と、この駆動部材と前記加圧装置との間の弾性装置と、前記駆動部材及び前記弾性装置を介して前記加圧装置を付勢して前記重なり合っている部分に係合せしめる駆動装置とを包含している包装機械において、前記弾性装置が、前記加圧装置が前記駆動部材に対して傾くのを許すエラストマーパッドから成り、これにより前記密封装置が自動調心とオーバトラベル防止との両方を行うことを特徴とする包装機械、が提供される。
【００１３】
このように、本発明によれば、包装機械の密封装置は自動調心とオーバトラベル防止との両方を行うことができる。
【００１４】
自動調心は、特に、利益があるものである。すなわち、最初の段取り（セットアップ）が不正確で、重なり合っている部分の外向きに面する面が平らにされないで及び／又は垂直方向に正しく方位が定められないことがあり、このため、加圧装置が重なり合っている部分に所望する圧力とは異なる圧力を加えることがあるからである。また、オーバトラベル防止は、特に、マンドレルを包含する密封装置に所望されるものである。すなわち、最初の段取りが不正確な場合、又は段取りを変えるような事態が生じた場合、例えば最初の厚さとは異なる厚さの包装シート材料が包装機械に供給された時には、包装機械の作動は過負荷の検出によって自動的に停止され、したがって生産が停止されるか、又は、最悪の場合には過負荷によって包装機械の種々の部品に損傷が生じてしまうからである。
【００１５】
本発明は、特に、カートンの端閉鎖パネル、とりわけ切り妻型又は扁平型の頂部を有するカートンの底部の端閉鎖パネルを密封するのに適用できるものである。
【００１６】
本発明の好適な実施例によれば、パネル密封装置は、相互に接続された圧力パッド、バックアップ板、シム及びカラーの構成要素から成るアセンブリと、前記カラーに貫通して形成されて前記圧力パッドに向かって進む開口と、円筒形及び切頭円錐形の壁表面と、この切頭円錐形の壁表面に補形し合って定着した切頭円錐形の末端セグメントにまで延びる駆動部材と、前記切頭円錐形の壁表面に対向して前記バックアップ板に形成されたくぼみと、このくぼみの基底壁と前記切頭円錐形の末端セグメントとの間で圧縮されているエラストマーパッドと、前記駆動部材を駆動し、これにより前記エラストマーパッドを介して前記圧力パッドをマンドレル上の複数の重なり合っている扁平なパネルに圧力密封係合させる駆動装置とを包含する。
【００１７】
以下、本発明を明確に理解しまた本発明を容易に実施できるようにするために、本発明の非限定的な一実施例について添付図面を参照して詳述する。
【００１８】
図１は参照符号１０により総括的に示されているカートン成形、充填及び密封機械を示し、この機械１０は複数の半径方向に延びるマンドレル１４を有する割出自在なタレット１２を包含する。熱可塑性プラスチックスで被覆されている板紙から成るスリーブ状のカートン１６は、時計の４：００時の位置である搭載ステーションＡでそれぞれのマンドレル１４に搭載装置１７により搭載される。カートン１６を搭載されたマンドレル１４と、そのカートン、すなわちマンドレル１４の端面２６を越えて延びる複数の端閉鎖パネル１８を有するカートン１６とは、それから、時計の２：００時の位置であるプレブレーキングステーションＢに割出しされ、ここでプレブレーキング装置２０が通常の方法でパネル１８の折り線を最初にプレブレーキングする。
【００１９】
マンドレル１４及びカートン１６は、それから、時計の１２：００時の位置である加熱ステーションＣに割出しされ、ここで加熱装置２２が延びているパネル１８を加熱する。マンドレル１４及びカートン１６は、それから、時計の１０：００時の位置である折りたたみステーションＤに割出しされ、ここで折りたたみ装置２４が加熱されたパネル１８をマンドレル１４の端面２６に対して折りたたみ、重なり合う縁部分を有する扁平な形状とする。それから、時計の８：００時の位置である密封ステーションＥで、圧力密封装置２８が扁平状にされた端閉鎖パネル１８に圧力を加えて、パネル１８の加熱された重なり合う縁部分を一緒に密封する。
【００２０】
マンドレル１４及びカートン１６は、それから、時計の６：００時の位置であるステーションＦに割出しされ、ここでカートン１６はストリッパ３０により取り上げられてコンベア３２上に置かれ、コンベア３２により参照符号Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ及びＬで示される更なる下流の充填及び頂部密封作業のために運ばれる。
【００２１】
次に図２を参照するに、圧力密封装置２８は参照符号３４で示されている機械式又は液圧式の駆動装置を包含し、この駆動装置３４は該駆動装置から延びて大径の実質的に円筒形の端セグメント３８と接続する駆動スタッド３６を有する。そして、実質的に切頭円錐形の末端セグメント４０が、この大径の端セグメント３８に形成されている。また、セグメント３８よりもより一層大きな平らな面４２がセグメント４０に形成されている。これらのセグメント３８及び４０は開口４３を通して延び、この開口４３はカラー４８の内部にそれぞれ連続して形成された円筒形の壁表面４４と切頭円錐形の壁表面４６とによって画成されている。壁表面４６の切頭円錐形の形は、カラー４８及びしたがって圧力密封装置２８が駆動スタッド３６に対して傾くことを許す。セグメント３８と壁表面４４との間の形成された溝にはＯリング５０が設けられ、このＯリング５０もカラー４８及びしたがって圧力密封装置２８が駆動スタッド３６に対して傾くのを許す。カラー４８は、任意適当な方法例えばねじ（図示せず）によって、バックアップ板５２にそれらの間にシム５４を介在して固着されている。また、圧力パッド５６が、任意適当な方法によってバックアップ板５２に固着されている。そして、平らな面５８が圧力パッド５６の外側端に形成されている。
【００２２】
更に、くぼみ６０がバックアップ板５２にセグメント４０の平らな端面４２と直接対面して形成されている。そして、適当なエラストマー材料例えばウレタンで形成されたディスク状のパッド６２が、平らな端面４２とくぼみ６０の底部との間に、組立て状態で多少圧縮されて設けられている。シム５４の厚さは、パッド６２の所望する圧縮を与えるように選択されるが、必要に応じて生産の運転間において変えることができるものである。
【００２３】
次に作用について説明する。圧力パッド５６の平らな面５８が、端セグメント３８，末端セグメント４０及びエラストマーパッド６２を有する駆動スタッド３６により伸長されて、カートンの重なり合っているラミネートの縁部分、すなわち、マンドレル１４のまわりに装架したカートン１６の端パネル１８に係合し、これらの端パネル１８を圧力面５８とマンドレル１４の端面２６との間で圧搾する。そして、端セグメント３８とカラー４８との間の隙間のため、及び末端セグメント４０の表面及びカラー４８の表面４６の上向きに広がる形状のために、圧力密封装置２８は駆動スタッド３６に対して傾くことができ、これにより圧力密封装置自体を圧搾したパネル１８の方位に適合させることができる。セグメント４０はバックアップ板５２又はシム５４に接触することはなく、その結果駆動力のすべてがパッド６２を通して弾性的に伝達される。
【００２４】
エラストマーパッド６２は、多少予圧縮されて、所定の硬さを有しているので、次に述べるような働きをなす。すなわち、（１）駆動装置３４がオーバトラベルするのを防止する装置として機能する；また、（２ａ）カートン底部の端閉鎖部の外側表面の種々の部分のいかなる突出差に対しても、（２ｂ）連続するカートンのパネル１８のいかなる厚さの差に対しても、（２ｃ）圧力パッド５６の最初のいかなる正しくない段取りに対しても、及び／又は（２ｄ）それに伴い圧力パッド５６が所定の位置から外れて例えばその縁によるいかなる干渉に対しても、（２）圧力パッド５６及びそれに関連するバックアップ板５２とカラー４８が自動調心することを許す。このようにパッド６２を多少予圧縮することの利点は、ユーザが複数の重なり合っているパネルに加える実際の圧力の値を決定することを良好にできることにある。また、コイル又はリーフスプリングの使用に代えてエラストマーパッドを使用することの利点は、圧縮に対して同じ程度の抵抗によってより一層コンパクトにすることができることにある。
【００２５】
以上本発明の一実施例を図示し詳述したけれども、本発明はこれに限定されず種々の変形が可能なものである。例えば、本発明は図１のステーションＫでのカートンの頂部密封にも適用できるものであり、この場合にあっては、複数の重なり合っている頂部パネルは２つのジョー間で圧搾されるので、圧力密封装置２８に相当するジョー及び駆動装置が２つのジョーの一方の代わりに設けられ、他方のジョーがマンドレルを構成するようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるカートン成形、充填及び密封機械、特にそのタレット部分を横から見て略図的に示す斜視図である。
【図２】図１の線２−２の面に沿ってかつ矢印の方向から見た部分を拡大して詳細に示す断面図である。
【符号の説明】
１０ カートン成形、充填及び密封機械
１２ タレット
１４ マンドレル
１６ カートン
１７ 搭載装置
１８ 端閉鎖パネル
２０ プレブレーキング装置
２２ 加熱装置
２４ 折りたたみ装置
２６ マンドレルの端面
２８ 圧力密封装置
３０ ストリッパ
３２ コンベア
３４ 駆動装置
３６ 駆動スタッド
３８ 端セグメント
４０ 末端セグメント
４２ 平らな面
４４ 円筒形の壁表面
４６ 切頭円錐形の壁表面
４８ カラー
５０ Ｏリング
５２ バックアップ板
５４ シム
５６ 圧力パッド
５８ 平らな面
６０ くぼみ
６２ エラストマーパッド