JPS62168809A - 包装容器の製造方法およびその機械装置 - Google Patents

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、包装容器を異なった処理ステーションの間を
２台の搬送要素の手段によって断続的に前進させるよう
にした２本の製造ラインに°沿って、充填および密封を
行って包装容器を製造する方法に関し、更に本発明は、
充填、密封その他の処理を行うために異なったステーシ
ョンの間で包装容器を運搬するための搬送要素を具備し
た包装機械装置に関するものである。

〔従来の技術〕

異なったタイプの内容物の包装容器の製造においては、
包装材料を完成した包装容器に変えて必要な内容物を充
填し、密封するための方法と機械装置が用いられる。食
料品産業、特にミルク及びその類似品のような毎日生産
する品物の包装作業においては、ウェブ又はシート状の
ブランク（場合によっては一部分前成形し、開口部を設
けた形態またはこれに類似した状態）を包装容器に変え
、これに内容物の所要量を充填し、液体が洩れないよう
な方法で密封する機械装置が用いられる。

この処理を実行するための既知の機械装置（米国特許第
３，７８５，１１３号）は、包装容器用ブランクを充填
可能な包装容器に変えるための第１の部分及び包装容器
の充填と密封、場合によっては最終成形を行なうための
第２の部分とより成る。第１の部分は、予め組立てられ
た包装容器用ブランクを入れるためのマガジン、このブ
ランクをその上に置くマンドレルホイール、各々の包装
容器用ブランクに水密底部を形成するための密封及び成
形機素を具備している。その後、このブランク（半完成
品）は本機械装置の第２の部分、詳しくはコンベヤの部
分に移されるが、このコンベヤは異なった処理機能を有
するステーションの間で、断続的に当該ブランクを移動
させ、上述のそれぞれの処理ステーションでは本ブラン
クの内容物を充填し、上記を成形の上密封する。

このタイプの機械装置は、必要なコンベヤと生産ライン
（マンドレルホイールとコンベヤ）の数量が提示される
ならば、所要の能力を提供することができる。２本の生
産ラインで説明した例の他に、更にもっと大きな機械で
、３〜４本又はそれ以上の生産ラインを使うことも可能
である。このことは以下のようにして行われた。

即ち、必要な数量の生産ラインを複合機械装置のフレー
ム内で平行に設置して、各々の生産ラインには、生産ラ
インに関連づけられるすべての部品を装備した。しかし
ながら、全般的に見て普通の電気及び制御システムを、
一般の駆動ユニットと共に使用していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

２本またはそれ以上の複合運転生産ラインを存するこの
タイプの包装機械装置を使用するときでも、しかしなが
ら、成る欠点は感じられる。

各々の生産ラインは断続的に駆動され、コンベヤで搬送
される包装容器は、各々の処理ステーションで充填、封
入、その他の作業を行うために少しの開停止するので、
機械装置の駆動ユニットに極端に変動する負荷がかかる
ことになり、かつ、本機械装置が平行に配列された２本
またはそれ以上の生産ラインを具備し、これらの生産ラ
インを互いに周期的に複合駆動するとき、上述の変動負
荷は非常に大きくなり、所要動力の増大及び騒音等の形
態での不都合だけでなく、また駆動ユニットの極端な摩
耗増大をも引き起こし、必然的に同じものに対してかな
り寸法の大きいものが必要となる。互いに周期的にすべ
ての生産ラインを断Ｖｔ駆動するということは、異なっ
た処理ステーションを周期的に運転するということでも
あるので、電力、熱風、その他類似したものの所要値に
相当なピークが発生する。

本発明は、上記の問題点を解決し、更に断続駆動による
移動にもかかわらず、既知の方法に比較して非常にバラ
ンスのとれた所要エネルギー人力を与える包装容器の製
造に関する方法を提供することを目的とする。

本発明は更に以下のような包装機械装置の提供も目的と
する。この機械装置では、２台またはそれ以上のコンベ
ヤが共通の駆動ユニットによって駆動ユニットへの負荷
が可能な限り均一になるような方法で駆動されており、
その結果ここで使用する構成要素の寸法と同様に所要エ
ネルギーも最小限小さくすることができる。また、この
機械装置では、駆動及び運動のパターンが、負荷、振動
、騒音等を、穿孔技術による包装機械装置に比較して、
小さくするように設計されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の包装容器製造方法は、異なった処理ステーショ
ンの間に包装容器を搬送する２台の搬送要素を非同期的
に駆動することを特徴とするものであって、第１の搬送
要素に沿う処理ステーションは第２の搬送要素に沿う処
理ステーションと交互に、且つ、それぞれの搬送要素の
断続駆動に合わせて作動する点にあり、また、本発明の
包装機械装置は、その機械装置が２台の断続的に駆動し
得る搬送要素を具備し、各搬送要素はそれぞれ充填、密
封その他の処理のための異なった一対の処理ステーショ
ンを有することを特徴とするものであって、これらの搬
送要素は駆動動力源に接続され、類似しているが相互に
相殺された運動パターンに従って駆動されるようになっ
ている点にある。

〔作　用〕

本発明においては、２台の非同期的に駆動される搬送要
素の断続駆動に合せて、それぞれの搬送要素に沿う処理
ステーションにおける充填。

密封その他の処理のための作動は、各搬送要素の処理ス
テーションにおいて交互に行われ、且つこれらの搬送要
素は相互に相殺された運動パターンに従って駆動され、
共通の駆動ユニントへの負荷を均等にして、所要エネル
ギーを最小にし振動、騒音等を減少せしめる。

〔実施例〕

本発明による機械装置と同様にその方法についての実施
例を添付した概要図につき詳細に説明する。その概要図
は単に本発明を理解する上で不可欠な細部を示している
。

第１図は、本発明による包装機械装置の種々の主要構成
要素を示す平面図、第２図は、第１図に示した包装機械
装置の主要構成要素を一部分は断面で図示した側面図、
第３図は本発明による機械装置を用いて包装容器を段階
的に製造する様子を透視画法で図解的に示したものであ
る。

本発明による機械装置は、既述のアメリカ合衆国の特許
で説明されていた機械装置に類似して、水平板（２）を
含むフレーム（１）で作り上げられている。この板の下
には、本機械装置の駆動ユニット、その電気システム、
潤滑システム、その他運転に必要な一般部品が取付けら
れている。

駆動ユニットは電動機（３）の外に割出歯車箱（４）を
有し、この割出歯車箱（４）は電動機（３）の連続回転
を割出運動に変換すること以外に機械装置の運動可能な
部品に運動を伝達する。このように割出歯車箱（４）は
駆動軸（５）に接続されており、この駆動軸は本機械装
置の中央に位置し、この機械装置は順番に２台のコンベ
ヤ（６）を駆動する。これらのコンベヤは平行に伸びて
フレーム板（２）の上に位置している。駆動軸（５）は
更に沢山のカム板（７）を駆動するように接続されてお
り、それらのカム板からアームとロンド（示されていな
い）のシステムが沢山の処理ステーションへ運動を伝達
する。

これらの処理ステーションはコンベヤ（６）に沿って設
置されているが、このコンベヤについては以下に詳細に
説明する。割出歯車箱（４）から更に垂直方向動力伝達
要素（示されていない）が伸びており、この動力伝達要
素は本機械装置のフレーム内で回転できるように取付け
られた沢山のマンドレルホイール（８）を駆動する。駆
動ユニットはその大部分が通常のものであるが、更に潤
滑油ポンプ、コンプレッサ用ポンプまたはこれに類似し
たものに用いる動力取出装置も具備している。しかしな
がら、上述のものは本発明を理解するのに重要ではない
ので、これに関連してあまり詳細には記述しない。駆動
ユニットはまとめてフレームの板（２）の下にある空間
に設置しである。

フレーム板（２）の上には、包装容器用ブランクの搬送
要素、及び個々の包装容器の成形、充填または他の処理
のための沢山の種々の要素を設置しである。本機械装置
の上部は第１部分と第２部分に大別される。第１部分は
図の左側に位置し、ここで包装容器用ブランクは形状を
変えられ、内容物を充填する準備が整えられる。

第２部分は図の右側に位置し、ここで内容物が充填され
密封されて包装容器は完成する。包装容器は既知のタイ
プ、例えばいわゆる屋根のむね形であり、例えば紙の支
持層を有し、この紙は両側に水密で熱溶着が可能な熱可
塑性層を塗布している。上述のブランクは折り目線によ
って容器本体用、頂部用及び底部用の異なった板状部分
に分けられ、管の形状にシールをして平たい形状で並べ
られる。しかしながら、これは全く一般的なものであり
、本発明にとって重要ではない。

本機械装置の第１部分は、事実上のフレーム（１）の外
側に取付けられた２つのマガジン（９）を具備し、これ
らのマガジンには沢山の包装容器用ブランクα〔をひと
まとめずつ供給する（第３図）。

当該包装容器用ブランクはマガジンの中へ人手または自
動で入れられ、そこで連続して図の右側へ送られ、起こ
しユニーｚトＱυに到る。当該起こしユニットは平たい
形状で並べられた個々の包装容器用ブランクαωを起こ
すので当該包装容器用ブランクは管状になり実質的な四
角の断面を存するものになる。その後フィーダ＠を用い
て管状の包装容器用ブランク０Φは一時的にフィーダ＠
と並んだ状態にあるマンドレル０１に移送され、当該マ
ンドレルＱ３１は既に説明したマンドレルホイール（８
）によって星形に支持されており、上述のマンドレルホ
イールは段階的に回転する。

通常各々のマンドレルホイールは二重になっており、二
重になったフィーダ（２）とも協同して作動する。この
ようにして当然のことながら、また、２つの包装容器は
任意の成る時間において同時に処理される。このような
ことは暗に理解されるが、ここでの説明では明瞭に理解
させる必要もないのでより詳細な説明は省略する。上述
のことはまた、すべての連続した要素（充填機、上部成
形機等）は２台が１組になったタイプ（二重に設置され
ている）であることを示す。

しかしこのようなことはよく知られているので詳細な説
明は省略する。包装容器用ブランクをマンドレル上の正
しい位置に置くときマンドレルホイールは一段階回転し
、その結果包装容器用ブランクの突出端部は熱風送風機
θ船の真向かい側に置かれ、当該熱風送風機は上記突出
端部の材料の熱可塑性層を軟化温度まで加熱する。

その後、上記マンドレルホイールは更に一段階回転し、
加熱された突出底部の耳の部分は一緒に折り重ねられ、
水密性を有する容器の底部を作るために同時に冷却しな
がら圧縮される。マンドレルホイールが更に回転するこ
とにより、上述の包装容器は、２台のコンベヤ（６）の
一方または他方の頂部に垂直に置かれる。このようにし
て、本機械装置の第１部分における包装容器用ブランク
の取扱いが完了する。

既にのべた２本のチェーンコンベヤ（６）は包装容器用
搬送要素として用いているが、これらは本機械装置の長
手方向に、機械装置の下に横たわっている駆動軸（５）
と共に互いに平行に伸びている。各々のコンベヤ（６）
は２本の無端のコンベヤチェーンを有し、これらのチェ
ーンには搬送金具を取付け、当該搬送金具の間には空所
即ち仕切った区画があり、その区画の寸法は包装容器の
寸法に相当する。マンドレルホイールの数量は本機械装
置の大きさの関数として変わるが、各々のコンベヤ（６
）は１組の（二重になった）マンドレルホイール（８）
に連繋され、その一端がマンドレルホイールの回転軸の
下となるように当該軸に平行して真直に伸びている。包
装容器はコンベヤの空になった上述の区画に向かって垂
直方向に下降することにより、各々のマンドレルホイー
ルから下にあるコンベヤ（６１へ移送される。包装容器
が正しい位置でコンベヤの中に置かれた直後に当該コン
ベヤは再び断続的に前進する。このようにして本コンベ
ヤは包装容器を一段階ずつ当該コンベヤに沿って配置さ
れた既述の処理ステーションに向って搬送していく。

包装容器がコンベヤによって或距離だけ搬送された後、
その包装容器は上部の口を開いて第一番目の処理ステー
ションに接近するが、当該処理ステーションは上部の予
備折込装置αりであり、この折込装置の作業は最後に密
封される位置に向かう方向に包装容器上部の板状部分を
前もって折込むことにあるので、当該板状部分の間にあ
る折り目線での材料は柔くなり、その後に行なう上部処
理の全作業が容易になる。予備折込み作業が完了すると
、包装容器上部の板状部分は少し折りたたまれた状態に
あるが、包装容器は次の処理ステーションに接近する時
まで、上部の口を開けたままであり、上述の新たに接近
した処理ステーションは充填機Ｑｌ及び内容物用タンク
α刀を具備する。マンドレルホイール（８）のように充
填機は二重になっていて２台の充填ユニットを具備し、
当該充填ユニットは各々計量ポンプＱｌ及び充填パイプ
α嘩を有する。充填されることになってきる包装容器は
、１つの装置（示されていない）によって上に持ち上げ
られるが、そのとき当該包装容器は充填パイプの下端が
包装容器内にあってその底に接近するまで充填パイプの
真下にある。その後計量ポンプα瞬が作動し、内容物の
所要量が上述の容器に供給されるが、それと同時に当該
容器はコンベヤ（６）におけるその元の位置へと再び垂
直方向に下向きに移送される。この操作によって、内容
物が泡立ったりその後に行なう包装容器上部の成形及び
密封作業を妨げたりすることが防げる。充填作業後、包
装容器はコンベヤ（６）によって更に次の処理ステーシ
ョンへ搬送される。新たな処理ステーションは上部加熱
器（２１を具備し、当該加熱器は熱風によって包装容器
の突出した上部耳部分の熱可塑性材料を加熱し、該耳部
分は互いに密封されるようになっており、熱可塑性層の
溶融温度まで加熱した後、包装容器は更に次の処理ステ
ーションまで搬送される。この新たな処理ステーション
には上部密封装置（２１）を設置し、当該密封装置は水
密シールが行なえるように加熱された上部耳部分を一緒
に折りたたみ圧縮する。密封作業が完了すると包装容器
はコンベヤ（６）によって日付記入装置（２２）へ搬送
され、当該日付記入装置により包装容器の上部に必要な
日付の押捺またはその他のマーク入れを行なう。爾後包
装容器は完成し、送り出し装置（２３）を用いてコンベ
ヤ（６）及び包装機械装置から取出すごとができる。当
該送出し装置（２３）は包装容器をコンヘヤベルト　（
示されていない）に搬送する。

既述のように本機械装置は駆動ユニ７トによりて駆動し
、当該駆動ユニットの電動機（３）は割出歯車箱（４）
を経由して中央駆動軸（５）を駆動する。

当該中央駆動軸は、順番に搬送要素（６）及び種々の処
理ステーションを駆動する。今までに知られている幾つ
かのラインを有するこのタイプの包装機械装置に多少と
も影響を与える前置で述べた問題点（不均等な駆動トル
ク曲線、ガタガタ運転、打撃、衝撃、騒音）を解決する
ために、本発明に従って包装機械装置に組込んだ種々の
要素を非同期的に駆動する。こうして２台の搬送要素（
６）の断続的な前進は同時には行なわず相殺運動パター
ンによって行なう。上述の相殺運動パターンは本来第１
の搬送要素（６”）は停止しているが、第２の搬送要素
（６”）は動いているということを意味する。上述の搬
送要素（６）の非同期的駆動は自動的に以下のことを成
し遂げる。

即ち、第１の搬送要素に沿って設置した処理ステーショ
ン（１５’）、　（１６’）、　（２０’）、　（２１
’）、　（２２’）は、第２の搬送要素に沿って設置し
た処理ステージタン（１５”）　、　（１６”）、（２
０”）、（２１”）、（２２″）と交互に、各々の搬送
要素（６’）、（６”）の断続的前進に合わせて駆動さ
れる。結果として例えば第１の搬送要素の中に位置する
充填要素αｅが作動中のときには第２の搬送要素用充填
要素は停止しており、第１の搬送要素の中に位置する上
部加熱器ｒ２呻が作動しているとき、その間中第２搬送
要素用の上部加熱器は停止している。異なった処理ステ
ーションが上述のように交互に作動することは動力とエ
ネルギーをかなり節約できることを意味する。その理由
は原則として処理ステーションの各組（これらは各々の
コンベヤの中で互いに真向かい側に配置されている）に
連続してエネルギーを供給することができるからであり
、このことは上記の組に含まれる各々の処理ステーショ
ンに対して当該エネルギーを交互に供給することによる
ものである。先行技術による包装機械装置においては一
時的に非常に大きな量のエネルギーが必要であった。と
いうのは、２台（すべて）のコンベヤにおけるすべての
処理ステーションが同時に作動するからである。本発明
の方法によれば同時に、エネルギー源の大きさまたは駆
動力をかなり小さくすることができる。その理由は当該
処理ステーションが、交互に共通の駆動動力源を使うか
らである。この利点は特に上部加熱器（２＋１１に関し
て著しく、当該加熱器は予め一時的に大量の熱風を必要
とし、この熱風は加熱システムの慣性のために必要な時
の合い間にも作る必要がありエネルギーの正味損失にな
る。本発明による機械装置においては、停止している上
部加熱器のためのエネルギー損失を事実上完全になくす
るように熱風を２台の」二部加熱器（２０’）とく２０
”）とに交互に分配できる。類似の方法で充填機Ｑ［ｉ
）への内容物の供給は、当該充填機を交互に操作するこ
とによって簡易化することができるので、供給パイプを
より効率的に使うことができ、同様にポンプ。

弁、その他の部品は小形になる。

２台の搬送要素を断続的に駆動するために割出歯車を用
い、当該割出歯車は２ケ所に切欠きがあり、その運動パ
ターンは似ているが互いに１８０’相殺関係になってい
る。このことは２台の搬送要素（６）を高精度で交互に
前進させることを保証する。２つのカムの群（７）に駆
動軸（５）を経由して上記に対応する方式で運動の相殺
さたパターンを伝える。当該パターンは駆動軸（５）を
経由した駆動によって、それぞれの搬送要素の断続的前
進に完全に同期している。２個のマンドレルホイール（
８）の断続的回転運動も当然のことながら対応する搬送
要素（６）の運動に同期しているので、包装容器用ブラ
ンクのマンドレル０階から搬送要素（６）への移送は容
易に実施することができる。しかしながら、こことは先
行技術に属するので、ここでより詳細に説明する必要は
ない。

２台の搬送要素及びそれに結合されている要素は、作動
状態におけるのと同様に作動していなくても恒久的に共
通の駆動動力源に結合されているので、同期的に駆動さ
れる搬送要素を有する機械装置のモーメント曲線に現わ
れる顕著なピークが相当に減少するように駆動電動機（
３）の負荷を均等化する。同様に全所要動力も減少する
。その理由は、第１の搬送要素の原則は第２の搬送要素
の同時に行う加速に寄与し、その結果としてより小さな
駆動ユニットを使うことができ、必然的にエネルギー消
費量、騒音等が減少する。２台の搬送要素を有する機械
装置において、当該搬送要素は１８０°だけ相殺された
位置関係で適切に駆動動力源に接続しているが、数台の
搬送要素の場合、当該搬送要素は他の成る方式で分散す
ることができる。

〔発明の効果〕

上記の説明から明らかなように、本発明によれば、２本
又はそれ以上の複合運転生産ラインを有する上記タイプ
の包装機械装置において、各処理ステーションの機械装
置の駆動ユニットが不均一な負荷を受けることを防止し
、それによって生じる摩耗、振動、騒音を防止すること
ができるのみならず、そこで使用する構成部品の寸法と
同じくその駆動力や、また、上部加熱器などの所要エネ
ルギーを最小限度小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す概要図であって、第１図は
、本発明による包装機械装置の主要構成要素を示す平面
図、 第２図は、第１図に示した包装機械装置の主要構成要素
を一部分は断面で示した側面図、第３図は、本発明によ
る機械装置を用いて包装容器を段階的に製造する様子を
透視画法で図解的にしめしたもの、 である。 （３）−駆動動力源、　（４）−・−割出歯車箱、　（
６）。 （６’）、（６″）・−・搬送要素（コンベヤ）、　ａ
ω−包装容器用ブランク、　Ｑ５１．　（１５’　）、
　（１５”）−処理スチージョン（予備折込装置）、　
０［９，（１６′）、　（１６”）−処理スチージョン
（充填機）、　ｔ２Φ、（２０′）。 （２０”）・−処理スチージョン（上部加熱器）、（２
１Ｌ（２１’）、（２２”）−処理スチージョン（上部
密封装置）、　（２２）　、　（２２’）、　（２２”
）−処理スチージョン（日付記入装置）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、包装容器を異なった処理ステーションの間を２台の
   搬送要素の手段によって断続的に前進させるようにした
   ２本の生産ラインに沿って充填及び密封される包装容器
   の製造に関する方法であって、上記搬送要素は非同期的
   に駆動され、第１の搬送要素に沿う処理ステーションは
   第２の搬送要素に沿う処理ステーションと交互にそれぞ
   れの搬送要素の断続駆動に合わせて作動することを特徴
   とする包装容器の製造方法。 ２、処理ステーションの各組に対して、エネルギーが連
   続して供給され、当該エネルギーは上記の組に含まれる
   それぞれの処理ステーションへ交互に供給されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の包装容器の製造
   方法。 ３、充填、密封その他の処理のために、異なった処理ス
   テーションの間で包装容器を搬送するために搬送要素を
   具備する包装機械装置であって、当該機械装置は２台の
   断続駆動が可能な搬送要素を具備し、上記搬送要素の各
   々はそれぞれの処理ステーションの組を有しており、こ
   れらの搬送要素は駆動動力源に接続され、類似している
   が相互に相殺された運動パターンによって駆動されるよ
   うにしたことを特徴とする包装機械装置。 ４、搬送要素が１個または数個の割出歯車箱を経由して
   共通の駆動動力源に結合されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の包装機械装置。 ５、搬送要素が相互に平行な延長コンベヤの形態になっ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項または第
   ４項記載の包装機械装置。 ６、異なった処理ステーションが、それぞれのコンベヤ
   上で互いに真向かい側に位置した組として配列されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項ないし第５項
   のいずれかに記載の包装機械装置。 ７、組になった処理ステーションが共通の駆動動力また
   はエネルギー源によって交互に作動できることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項記載の包装機械装置。 ８、一組の処理ステーションが包装容器に内容物を供給
   する要素を具備し、当該処理ステーションの組が交互に
   内容物の源に接続可能であることを特徴とする特許請求
   の範囲第６項または第７項記載の包装機械装置。