(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填設備のシールジョー手段のためのナイフ（１０）であって、
前記ナイフは、使用時に第１部材（３０；４０）に設けられており、且つ第２部材（４０；３０）の溝（４４）と協働するように設計されており、
前記ナイフ（１０）は、その片側に切断縁（２２）が設けられた本体（２１）を備え、パッケージ材料（５２）を突き刺すように構成されており、前記本体（２１）は、ガイド（２３）をさらに具備し、前記ガイド（２３）は、前記切断縁（２２）の前記溝（４４）内への動作を制御するために、前記溝（４４）内に入るように構成されており、前記ガイド（２３）は、前記切断縁（２２）が前記溝（４４）に入る前に、前記溝（４４）に入るように構成され、前記切断縁（２２）は、先端（２６）を備えた矢形状を有することを特徴とするナイフ（１０）。
【請求項２】
２つの前記ガイド（２３）は、前記切断縁（２２）の両側の前記本体（２１）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のナイフ（１０）。
【請求項３】
前記第１部材（３０）は加圧ジョーであり、前記第２部材（４０）は加熱ジョーであることを特徴とする請求項１または２に記載のナイフ（１０）。
【請求項４】
前記切断縁（２２）は片刃であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のナイフ（１０）。
【請求項５】
前記ガイド（２３）は両刃であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のナイフ（１０）。
【請求項６】
前記先端（２６）は、前記切断縁（２２）の残りの部分よりも前に、最初に前記パッケージ材料（５２）と接触し、パッケージ材料のオーバーラップエリア（５４）を突き刺すように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のナイフ（１０）。
【請求項７】
前記先端（２６）は、前記切断縁（２２）の中央に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のナイフ（１０）。
【請求項８】
前記切断縁（２２）は鋸刃状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のナイフ（１０）。
【請求項９】
前記本体（２１）は、非対称の取付け穴（２４、２５）を備えるように構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のナイフ（１０）。
【請求項１０】
前記本体（２１）の取付け穴（２４；２５）の１つは、他の取付け穴（２５；２４）の形状とは異なった形状を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のナイフ（１０）。
【請求項１１】
充填設備用のシールジョー手段であって、
第１部材（３０；４０）と、
第２部材（４０；３０）と、
前記第１部材（３０；４０）に収容され、パッケージ材料（５２）の連続的なチューブのシールゾーンに対し、前記シールゾーンを突き刺して反対側に突き抜けて個別のパッケージ形状を分離させるナイフ（１０）と、
前記第２部材（４０；３０）に設けられ、前記シールゾーンを突き刺して反対側に突き抜けた後の前記ナイフ（１０）を収納する空間を有する溝（４４）と、を備え、
前記ナイフ（１０）は、片側に切断縁（２２）が設けられた本体（２１）と、ガイド（２３）と、を備え、前記ガイド（２３）は、前記切断縁（２２）の前記溝（４４）内への動作を制御するために、前記溝（４４）内に入るように構成されており、前記ガイド（２３）は、前記切断縁（２２）が前記溝（４４）に入る前に、前記溝（４４）に入るように構成されている、
シールジョー手段。
【請求項１２】
前記第１部材（３０）は加圧ジョーであり、前記第２部材（４０）は加熱ジョーであることを特徴とする請求項１１にシールジョー手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はナイフに関し、特にラミネート包装材料のチューブからパッケージを分離するための充填設備のためのナイフに関する。
【背景技術】
【０００２】
Tetra Pak A1の名称でテトラパック（登録商標）により販売されているような、液体食品パッケージのための充填設備においては、パッケージ材料のウェブが滅菌され、引き続いてウェブの長手端縁を互いにオーバーラップさせて且つオーバーラップエリアをシールすることにより、チューブを形成する。このチューブは、液体食品を継続的に充填され、パッケージ材料のチューブは、横方向にシールされ且つ切断されて、液体食品を含んだ個別のパッケージが形成される。切断されたパッケージは、適時に且つ信頼性の高い様式でチューブから分離される必要があるので、パッケージの切断は、充填設備の重要な特徴である。あるパッケージの形式のために、特別なパッケージ材料およびシール作業は、より困難な切断作業となり、信頼性の低いおよび／または遅延したパッケージの分離を生じ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、充填設備のシールジョー手段のための改良された切断ナイフを提供している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ナイフは、使用時に、第１部材に設けられ、第２部材の溝と協働するように設計されている。ナイフはその一側に切断縁が設けられた本体を備え、切断縁は、パッケージ材料を突き刺すように構成されている。本体はさらにガイドを具備し、このガイドは、切断縁の溝内への動作を制御するために、溝に入るように構成されている。ガイドは、切断縁が溝に入る前に、溝に入るように構成されている。
【０００５】
１つ以上の実施形態において、２つのガイドは切断縁の両側の本体に設けられている。
【０００６】
１つ以上の実施形態において、第１部材は加圧ジョーであり、第２部材は加熱ジョーである。
【０００７】
１つ以上の実施形態において、切断縁は片刃である。
【０００８】
１つ以上の実施形態において、ガイドは両刃である。
【０００９】
１つ以上の実施形態において、切断縁は、先端を備えた矢形状を有する。
【００１０】
１つ以上の実施形態において、先端は、切断縁の残りの部分よりも前に、最初にパッケージ材料と接触し、パッケージ材料のオーバーラップエリアを突き刺す
【００１１】
１つ以上の実施形態において、先端は、切断縁の中央に配置されている。
【００１２】
１つ以上の実施形態において、切断縁は鋸刃状である。
【００１３】
１つ以上の実施形態において、本体は、非対称の取付け点を備えるように構成されている。
【００１４】
１つ以上の実施形態において、本体の取付け穴の１つは、他の取付け穴の形状とは異なった形状を有する。
【００１５】
本発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のナイフを備えた、加圧ジョーおよびシールジョーを具備したシールジョーアセンブリも提供している。
【００１６】
本発明は、図示されたような、好適な実施形態を参照するとともにさらに記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるナイフを形成するための鋼プレートを示した平面図である。
【図２】本発明によるナイフを示した平面図である。
【図３】ナイフの切断縁の断面を示した図である。
【図４】ナイフのガイドの断面を示した図である。
【図５】本発明のナイフを収容した加圧ジョーを示した斜視図である。
【図６】加圧ジョーと協働する加熱ジョーを示した斜視図である。
【図７】加熱ジョーの誘導子の断面を示した図である。
【図８】使用の際の誘導子およびガイドの一部の断面を示した図である。
【図９】使用の際の誘導子および切断縁の一部の断面を示した図である。
【図１０】パッケージ材料のチューブおよび本発明のナイフの一部を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、テトラパック（登録商標）Ａ１のような、充填設備内のシールジョーのためのナイフ１０に関し、その設備は、横方向シールのような、チューブのシールに関連して、液体食品パッケージを製造し、パッケージ材料の連続的なチューブを分離して、個別のパッケージを製造するために使用される。ナイフ１０は、一般的に図１に示されたステンレス鋼板１１から形成され、約０．７５ｍｍの厚さを有する。板１１は、上から見ると長方形であり、前方長手側１２、後方長手側１３、ならびに左短手側１４および右短手側１５を備えている。板１１の機械加工は、ナイフの異なった特性を備えたナイフ本体２１を形成する。
【００１９】
切断縁２２は前方長手側１２に形成され、ガイド２３は切断縁２２の両側に設けられ、同じく前方長手側１２に配置されている。本体２１には、ガイド２３の外側端縁から左短手側１４および右短手側１５に向かって第１傾斜側部１６が設けられている。
【００２０】
板１１の後方側１３は、ナイフの長手方向に平行な短辺部１８を備えている。この短辺部１８の両側には、第２傾斜部１７が本体２１の中心に向かって内向きに延びており、端部に向かって本体をより狭くしている。ナイフ本体は、本体２１の両端の、ガイド２３の隣の取付け穴２４、２５において、わずかにより広がっている。
【００２１】
切断縁２２は、その中心に先端２６を備えた矢形状に形成されている。矢形状切断縁２２の角度は、ナイフの意図された移動方向Ｔに直交した方向に関してαで示されており、この角度は約１５度である。切断縁２２は鋸刃状であり、且つ図３に見られているように片刃であり、その刃角βは、底面２７と切断縁２２との間で３０度とされている。ガイド２３は両刃であり、その刃角γは、底面２７と、一方の刃面との間で３０度とされており、約６０度の全体の刃角を形成している。
【００２２】
ガイド２３は、図２に見られているように、切断縁２２の外側に突出している。切断縁２２の先端２６の外側に突出したガイド２３の距離は、Ａで示されており、これは約１．０ｍｍである。さらに図２に見られているように、先端２６は、ガイド２３の刃の起点の外側に突出していない。
【００２３】
取付け穴２４、２５は異なった形状であり、左取付け穴２４は円形であり、右取付け穴２５は、２つの半円壁が直線壁で接続された長円である。長円穴２５は、加圧ジョーの対応した突起間の距離が、製造公差によりわずかに変化しても、ナイフが搭載されることを可能にしている。
【００２４】
図５において、加圧ジョー３０が示されており、使用時には、加熱ジョーと協働する。加圧ジョー３０は、２つの略同一の加圧レール３１、３２を具備し、これらのレールは互いの上部を合わせて配置されている。加圧レール３１、３２の各々は、シール台車３４が配置されたトラックを備えている。加圧レール３１、３２は、加圧ジョーの上にわずかに離間されて配置されており、スロット３３がレール３１と３２との間に形成されている。このスロット３３は、ナイフ１０を収容するために形成されており、切断作業の際にスロット３３の外側にナイフが出ることを可能にしている。
【００２５】
スロット３３の高さＨは、ナイフ１０の厚さよりも大きい。図６において、加熱ジョー４０が示されており、そのジョーは、シール作業の際に加圧ジョー３０と相互作用する。加熱ジョー４０は、一般的に浅い溝４４を具備しているのみの誘導子４１を具備し、その溝内にナイフ１０が、切断作業の際に入ることが可能である。誘導子は、図７にも見られているように、溝４４によって離間された上部４２および下部４３をさらに備えている。誘導子４１は、上側導体４５および下側導体４６をさらに具備し、これらはシールの際にパッケージ材料を加熱するためのもの、および導管４７を冷却して誘導子４１を冷却するためのものである。
【００２６】
使用時に、ナイフ１０は、加圧ジョー３０のホルダ内に装着される。このナイフ１０は、加圧ジョー３０の往復動作により、例えばカム配列を通じて自動的に作動される。シール作業の終わりにおいて、シールはパッケージ材料のチューブを形成しており、ナイフ１０は、シール済みチューブを個別のピロー形状パッケージに分離するために、方向Ｔにおいてチューブに対して横方向に駆動される。ナイフは、パッケージ材料のチューブの横方向シールゾーンの中心に入る。横方向シールゾーンは図１０において、参照符号５で示されている。シールゾーンは、２つの横方向シール５０ａ、５０ｂを具備し、それらの間にナイフが作用する。このシールゾーンの幅は、チューブの延び方向に対して横方向であり、鋸刃状の切断縁２２の幅よりも広くない。
【００２７】
切断動作の際、ナイフ１０はシールゾーンに向かって移動する。図８および図９は、ガイド２３が溝４４に完全に入った場合の、ガイド２３および切断縁２２の先端の位置を示している。図９に見られているように、両刃ガイド２３は容易に溝４４に入り、ナイフ１０を溝４４内において正確に位置決めする。図８および図９に見られているように、切断縁２２の先端２６は、ガイド２３が溝４４に完全に入るまで、溝４４に入らない。ナイフ１０は、ここでは溝４４内に正確に位置決めされているので、片刃切断縁２２は溝４４に入り、一方でガイド２３によって完全にガイドされている。切断縁２２のこのガイドは、非常に小さい公差を有する、且つナイフ１０に関して非常に小さいクリアランスしか有しない溝４４を形成することを可能にしている。このことは、より広いスロットを備えたものと比較して、切断性能を改良している。
【００２８】
一態様において、本発明は、切断縁よりも前に作用するように構成されたガイドを備えたナイフを提供しており、このガイドは、切断縁の溝内への正確な位置決めを制御している。一実施形態においては、切断縁は中央先端を備えた矢形状であり、漸次的な切断動作を実行し、パッケージ材料を通じてナイフを押すために、より少ない力を必要とする。一実施形態においては、切断縁は片刃である。本発明のさらに別の態様においては、ガイドは両刃である。
【００２９】
前述の通り、切断縁２２は、中央先端２６を備えた矢形状である。先端２６の使用は、図１０に関連してここに記載されている。図１０では隠れている先端２６の位置は、短い線とともに示されている。使用時には、ナイフ１０がパッケージ材料５２のチューブの横方向シールゾーン５０に接近している場合、先端２６は、切断縁（２２）の残りの部分よりも前に、パッケージ材料に最初に接触し、且つパッケージ材料オーバーラップエリア５４を突き刺すように構成されている。オーバーラップエリア５４は、ウェブの長手端縁が互いにオーバーラップし且つシールされた領域であり、本願の導入部で述べたとおりである。パッケージ材料の追加層のために、オーバーラップエリア５４は、必要な力の観点から、突き刺すことが最も困難であり、より高粘度のポリマ材料が存在しているので、分離遅延の危険性が最も高い領域である。先端２６を備えたオーバーラップエリア５４において切断を開始することにより、すべての力は一点に集中され、ナイフ１０によって確実に貫通することが可能である。さらに、先端２６は最初にチューブに到達するので、切断片がナイフ１０によって分離され続ける間の時間は、可能な限り長くオーバーラップエリア５４内にある。このことは、切断片が再度互いに接着する危険性を減少し、したがって、分離遅延の危険性を最小化している。
【００３０】
取付け穴２４、２５は、円および長円以外の他の形状を有することが可能である。穴２４、２５が異なった形状であり、且つ異なった形状の対応した取付け点が加圧ジョー３０に設けられている場合、ナイフは一方向のみに装着されることが可能である。記載された構成により、良好な切断性能が得られている。左側取付け穴２４が例えば四角形であり、右側取付け穴２５が例えば三角形であり、加圧ジョー３０は対応した形状の取付け点を備えることが可能である。
【００３１】
加圧ジョー３０は、２つの加圧レール３１、３２を備えるように示されていても、単一部品から類似の機器を形成すること、またはそれを異なった部品、異なった取付方法から形成することが可能である。
【００３２】
ナイフ１０は、それ自体当業者に公知の方法である鋳造、鍛造、研削もしくはフライス加工によって、またはそれらの組み合わせによって形成されることが可能である。
【００３３】
ナイフが加圧ジョー３０に装着された状態が示されているが、ナイフが加熱ジョー４０に装着されて、浅い溝を加圧ジョー３０に備えることが可能である。
【００３４】
ナイフ１０は、０．７５ｍｍの厚さとして記載されているが、その厚さは０．５〜１．２５ｍｍの間の範囲とすることが可能である。片刃切断縁２２は、３０度として特定されているが、２５〜３５度の間とすることが可能である。それに応じて、両刃ガイド２３は、約６０度の先端角を有すると特定されているが、先端角は４０〜８０度とすることが可能である。
【００３５】
シールジョーは、加圧ジョーまたは加熱ジョーのいずれかを記載していることを意味している。シールジョーアセンブリは、加圧ジョー３０および加熱ジョー４０の組み合わせを示している。
【００３６】
前述の加熱ジョー４０は、誘導加熱器のための誘導子を備えると記載されているが、インパルス加熱、定加熱、または超音波シールのような、当業者に公知の他の形式の加熱シールを備えることが、本発明の範囲から逸脱することなくもちろん可能である。
【００３７】
本発明の任意の態様に関連して記載されたすべての特徴は、本発明の任意の他の態様とともに使用されることが可能である。このことは、ａ）片刃切断縁、ｂ）矢形状切断縁、ｃ）両刃ガイド、ｄ）異なった形状の取付け穴、ｅ）１つ、または２つ以上のガイドを備えること、等の特徴が、個別にまたはそれらの任意の組み合わせにおいて使用されることが可能であることを意味している。
【００３８】
本発明は、好適な実施形態を参照して記載された一方で、多様な改良が本発明の範囲内において可能であることが理解されるだろう。
【００３９】
明細書において、明確に示されていなくても、「ｏｒ」はいずれかもしくは両方の状態が生じた場合、真の値を返す演算子の意味で使用されており、１つのみの状態が生じる「排他的ｏｒ」の演算子とは対照的である。「具備する」との用語は、「から成る」との意味よりも、むしろ「含む」の意味において使用されている。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ・・・ナイフ
１１  ・・・板
１２  ・・・前方長手側
１３  ・・・後方長手側
１４  ・・・左短手側
１５  ・・・右短手側
２１  ・・・ナイフ本体
２２  ・・・切断縁
２３  ・・・ガイド
２４、２５  ・・・取付け穴
３０  ・・・加圧ジョー
３１、３２  ・・・加圧レール
３３  ・・・スロット
３４  ・・・シール台車
４０  ・・・加熱ジョー
４１  ・・・誘導子
４４  ・・・溝
４５  ・・・上側導体
４６  ・・・下側導体
５０  ・・・横方向シールゾーン
５２  ・・・パッケージ材料
５４  ・・・オーバーラップエリア
【図１】
0006673830.tif 000002
【図２】
0006673830.tif 000003
【図３】
0006673830.tif 000004
【図４】
0006673830.tif 000005
【図５】
0006673830.tif 000006
【図６】
0006673830.tif 000007
【図７】
0006673830.tif 000008
【図８】
0006673830.tif 000009
【図９】
0006673830.tif 000010
【図１０】
0006673830.tif 000011