(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側に脚部をもったＵ字形断面のフラップを有し、前記フラップは対となって共働作用しそれ等の脚部の前面を互いに衝合させて薄板チューブの一部を囲む実質的に長方形の空間を形成し、チューブ状の可撓性包装用薄板から個々の包装物品を形成する包装機の成形装置において、前記各対のフラップの相互に共働作用する脚部の前面の夫々には突出部とこれと共働作用する凹部とが形成され、且つ前記各対のフラップの各々の両側の脚部の前面の突出部と凹部によって形成される形状は互いに非対称であり、各対のフラップは閉鎖ストローク運動をするとき一方のフラップの一方の脚部の突出部が他方のフラップの対向する脚部の凹部より早く薄板チューブに接触し他方のフラップの他方の脚部の突出部が一方のフラップの対向する脚部の凹部より早く薄板チューブに接触し薄板チューブに一方向の捩り運動を与えることを特徴とする包装機の成形装置。
【請求項２】
前記各フラップの前記突出部の内側面には薄板チューブを案内する入口面が形成され、フラップが互いに向って閉鎖ストローク運動をしている間脚部前面の間にチューブ材料がはさまれないようにしたことを特徴とする請求項１に記載の包装機の成形装置。
【請求項３】
前記相互に共働作用する脚部の前面は実質的に波形をしていることを特徴とする請求項１に記載の包装機の成形装置。
【請求項４】
前記各フラップの両側の脚部の前面の波形は互いに逆向きに形成されることを特徴とする請求項３に記載の包装機の成形装置。
【請求項５】
二対の前記フラップを包装チューブに進行方向に近接して並設し、上流の一対のフラップは閉鎖ストローク運動をするとき一方のフラップの一方の脚部の波の山の側面が他方のフラップの対向する脚部の波の谷の側面より早く薄板チューブに接触し薄板チューブに一方向の捩り運動を与え、下流の一対のフラップは閉鎖ストローク運動をするとき他方のフラップの一方の脚部の波の山の側面が一方のフラップの対向する脚部の波の谷の側面より早く薄板チューブに接触し薄板チューブに前記上流の一対のフラップが薄板チューブに与える一方向の捩り運動と反対の第２の方向の捩り運動を与えることを特徴とする請求項４に記載の包装機の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチューブ状可撓性の包装薄板から個々の包装物品を作る形式の包装機における成形装置に関する。該形成装置は一対のＵ字形断面の共働作用するフラップを有し、該フラップは対になってそれ等の脚部で互いに衝合して薄板チューブの一部に対しフラップで囲まれたほぼ四辺形の空間を形成するものであり、該フラップは各対のフラップの相互に共働作用する脚部の表面に位置する相互に共働作用する突出部と凹部を有する。
【０００２】
【従来の技術】
牛乳やジュース等の液体内容物の包装体の製造においては、紙やプラスチックの層から成る可撓性薄板が屡々使用される。従来の包装機の一つでは、包装薄板は帯状の形で供給され、包装機は、薄板が連続的に前進する状態の下に、薄板を漸次チューブに再形成し、チューブは所望の内容物を充填され、横方向に密封され、個々の液体密封包装物品を形成するために密封区域で切断される。横方向の密封と関連して、包装材チューブからの成形工程はチューブの事実上円形の断面形状が、四辺形の、好ましくは長方形の断面形状に変わるように行われる。この成形工程は、Ｕ字形断面で開放位置と閉鎖位置の間を旋回する対となって共働作用するフラップを使用して行われ、閉鎖位置で両フラップは一緒になって薄板チューブの一部を囲み、チューブに所望の長方形断面形状をとらせる。各包装機は少なくとも二対のフラップを有し、これ等は上述の開放位置と閉鎖位置との間の操作運動に加えて包装材チューブに沿って往復運動し交互に包装材チューブの一部を囲んだり漸進的に包装材チューブを下方に移動させる。
【０００３】
包装機ではまた多数のＵ字形フラップが連結され二つの無端平行チェーンを形成しているものが知られている（米国特許第３，３００，９４４号および米国特許第３，３８８，５２２号）。フラップは突出部と凹部を備えフラップを相互に対して機械的に向きを変え相互に共働作用するフラップの対が包装材チューブの成形室または成形空間を作り出すために正しい方法で結合されることを保証する。
【０００４】
上記方法を使用した包装物の製造において、ある種の包装薄板においては包装材チューブにはさみ込みまたは締め付けにより屡々変形が起ることが実証された。これはフラップが開放位置から閉鎖位置に旋回するとき、チューブがＵ字形フラップの脚部の間にはさまれ包装薄板に長く鋭いひだを作り、また屡々包装薄板のプラスチック層を損傷し洩れが生ずることとなる。当然これは望ましくないことであり、それに加えて殺菌した包装物品を製造する際に包装薄板チューブ内部の殺菌状態が損われ、包装内容物への感染が生ずる危険がある。
【０００５】
以上略述した問題を解決するために以前から例えばフラップの内側に低摩擦材料を塗装し、フラップのＵ字形凹所の中に包装薄片が一層滑り込み易くして包装薄片がフラップの脚部にはさまれないようにする等の多くの試みがなされてきた。しかしながらこのような試みは十分満足できる解決とはなっていない。
【０００６】
この問題を解決する極めて有効な包装機の成形装置がヨーロッパ特許第４６０５４０号において提案された。この成形装置はフラップの各脚部は突出部をもち、この突出部は対をなす第２のフラップの前記脚部と対向する脚部に形成される凹部に対応し、更に前記突出部は薄板チューブを案内する入口表面を形成するように斜面とされており、両フラップが互いに向き合う方向に閉鎖ストローク運動をする間にチューブ材料が両脚部の間に挟まれることが避けられる。この成形装置によれば、フラップに適当形状の突出部を設けることによって包装薄板チューブは、フラップの閉鎖運動の際にフラップのＵ字形凹所の中に滑かに案内され、チューブの部分がフラップの間に挟まれる危険は完全に避けられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記ヨーロッパ特許の成形装置は多くの点で満足できるものであるが、なお一層の改善を望まれる点が残されている。即ちこの成形装置は一対のＵ字形断面のフラップの相互に衝合する脚部の表面に互に補合する突出部と凹部を設ける、即ち相互に嵌まり合う縁部を波形形状とするものであり、こうして成形フラップが閉鎖してその間に包装体を形成するときフラップの縁部が連続したチューブを構成する包装材を挟み込むことを防ぐことができるものであるが、包装材の連続チューブを包装体、例えば平行六面体の包装体、に形成するとき、フラップの一側が他側より早く包装材チューブに接触するので、その度に包装材の連続チューブが捩れる傾向がある。本発明はこの捩れを防止できる包装機の成形装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題を解決するために、両側に脚部をもったＵ字形断面のフラップを有し、前記フラップは対となって共働作用しそれ等の脚部の前面を互いに衝合させて薄板チューブの一部を囲む実質的に長方形の空間を形成し、チューブ状の可撓性包装用薄板から個々の包装物品を形成する包装機の成形装置において、前記各対のフラップの相互に共働作用する脚部の前面の夫々には突出部とこれと共働作用する凹部とが形成され、且つ前記各対のフラップの各々の両側の脚部の前面の突出部と凹部によって形成される形状は互いに非対称であり、各対のフラップは閉鎖ストローク運動をするとき一方のフラップの一方の脚部の突出部が他方のフラップの対向する脚部の凹部より早く薄板チューブに接触し他方のフラップの他方の脚部の突出部が一方のフラップの対向する脚部の凹部より早く薄板チューブに接触し薄板チューブに一方向の捩り運動を与えることを特徴とする包装機の成形装置が提供される。
好ましくは各対のフラップは一方のフラップの両側の脚部の前面が互いに逆向きの波形に形成され、前記フラップは包装チューブの進行方向に近接して二対設けられ、上流の一対のフラップは閉鎖ストローク運動をするとき一方のフラップの一方の脚部の波の山の側面が他方のフラップの対向する脚部の波の谷の側面より早く薄板チューブに接触し薄板チューブに一方向の捩り運動を与え、下流の一対のフラップは閉鎖ストローク運動をするとき他方のフラップの一方の脚部の波の山の側面が一方のフラップの対向する脚部の波の谷の側面より早く薄板チューブに接触し薄板チューブに前記上流の一対のフラップが薄板チューブに与える一方向の捩り運動と反対の第２の方向の捩り運動を与えるように構成される。
【０００９】
【実施例】
図１、図２、図３は前述のヨーロッパ特許第４６０５４０号特許に示された包装機とその成形装置を示し、本願発明はその成形装置の一部に改良を加えたものであるので、始めに図１、図２、図３について上記ヨーロッパ特許に示された装置を説明する。図１において、１は通常両面に好ましくはポリテンのような熱可撓性樹脂の液密層を被覆した紙でできた可撓性の包装用薄板２から牛乳またはジュースのような液体を入れた包装体を作る包装機を示す。包装用薄板はリール３の形状のマガジンから包装機１に供給される。リール３から取り出される包装用薄板２は帯状で多数のガイドローラ４を介して機械の上部区域に導かれそこで曲げローラ５が包装薄板帯を機械を通して事実上垂直下方に案内する。機械を通して下方に行く際に包装用薄板２は多数の折り曲げ装置６により徐々に包装材チューブに再成され、帯材の長手方向縁部を重ね加熱密封装置８により長手方向に液密接合状態に密封される。密封後包装材チューブ７は包装材チューブ７の開放端を通ってその中を事実上垂直下方に延びる充填パイプ９を介して所定の液体を充填し、チューブの外側に配置された多数の成形装置１０の直上の包装材チューブの中に放出する。成形装置１０はフラップ１１を有し、フラップ１１は対となって共働作用し（事実上円形断面の）包装材チューブ７を最終的な包装物品が示す四辺形または長方形断面に変形する。こうして包装物品ができ上り、包装機から放出される。
【００１０】
帯状の包装薄板を個々の実質的に平行六面体の包装物品に形成する上述の方法は当該技術分野でよく知られており、従ってより詳細な説明を要しないであろう。
成形装置は第２図により詳細に示されており、包装材チューブ７は一部断面で示されており、充填パイプ９が如何に包装材チューブ７の中に差し込まれ、液体内容物が充填パイプ９の放出端から如何に流出するか明らかであろう。成形装置は互に向き合って対をなして包装材チューブ７の両側に配置されたフラップ１１を有し、包装材チューブ７を実質的に円形の断面から長方形または四辺形断面に漸進的に変形する。各フラップ１１はウェブ１４と二つの相互に平行な脚部１５をもった事実上Ｕ字形断面のものである（図３参照）。各フラップ１１は底に短軸１６を備え、短軸１６はほぼ水平に延びてフラップ１１を密封ジョー１７に接続する。密封ジョーはアームと作動装置（図示せず）を介して包装機のフレームに移動可動に接続され、包装機が作動しているとき、事実上水平面内で互いに向う方向と互いに離れる方向に部分的に変位し、またほぼ図２に示す二つの位置に実質的に対応する上方位置と下方位置の間で部分的に変位する。フラップ１１はまた二つの異なる位置、即ち図２の最上部に示す開放位置と図２の最下部に示す作動位置の間で移動操縦（旋回）される。この移動はフラップ１１の両側に突出する操縦突起１８に連結されたリンクにより行われる。機械本体が作動中の密封ジョウ１７とフラップ１１の両方の駆動とそれ等の停止は当該技術分野でよく知られており、ここでは詳細に説明しない。（詳細はヨーロッパ特許第９１７１２号明細書参照のこと）。
【００１１】
前述したように各フラップ１１はウエブ１４と包装材チューブに面する作動面が互に直角になった２つの脚部１６を有し、二つの相互に衝接するフラップは包装材チューブに対する四辺形断面の空間を形成し、包装チューブの外周は四辺形空間の外周に相当するようになる。フラップが作動位置にあるとき、脚部１５の前面１９は互に衝接し包装材チューブ７に対するフラップによって形成される四辺形成形空間が正確に限定される。脚部前面１９は、一方において、フラップの上端に位置し前述した操縦突起１８と一致した平坦領域を有し、他方において、内側で隣接した突出部２０と凹部２１を有し、それ等は交互にフラップの一方の脚部では操縦突起１８の上に突出部を操縦突起の下に凹部２１を有し、他方の脚部では凹部２１が操縦突起の上に突出部２０が下に置かれるように配置される。二つのフラップ１１は同一であるから、フラップの両者における突出部２０と凹部２１は、脚部前面１９を互に衝接させた作動位置にフラップがもたらされたとき互に嵌合する。フラップの外端において突出部２０は脚部１９が包装材チューブ７の外側と脚部１５が最初に接触する際の抵抗を減ずるように斜面とされる。
【００１２】
共働作用する二対の成形フラップで包装材チューブ７を交互に処理し、前進せしめる上記タイプの包装機に本発明の成形装置を使用するとき、図２に示される上方の一対の密封ジョー１７が最初に近寄り、包装材チューブは横方向の比較的狭い領域で局部的に圧縮され、そこで加熱されて薄板の熱可塑性層が溶かされて液密シールを形成する。密封ジョー１７を近寄せる際、フラップ１７は開放位置に置かれ、即ちそれ等は或る程度外側に傾斜しており、従ってそれ等は密封ジョー１７の作動ストローク運動中包装材チューブと直接接触しない。図２の最上部に示す位置からフラップ１１はその後漸進的に近寄り、それ等は操縦突起によって相互に向う方向に作動される。この場合それ等はそれ等の短軸の周りに旋回し、フラップの脚部前面１９の外方領域（即ち、突出部２０の斜面２２）は包装材チューブ７の外側と接触するようになる。更に継続してフラップ１１が閉じ図２の最下部に示す位置に密封ジョウ１７が変位すると、包装材チューブは突出部２０と続いて脚部１５の平行な作動面により漸進的に圧縮され脚部１５とウエブ１４の作動面の両方に対して当接し四辺形断面形状に形成される。突出部２０と凹部２１が共働作用するために、フラップの脚部１９の間には直線的な衝合は起らないので、包装材チューブの部分がはさまれ脚部前面１９の間で損傷する可能性を避けることができる。脚部前面１９は波打っている程良いからそれに加えて斜面２２を設けるならば、包装薄板はフラップの作動ストローク運動の際に容易に所定位置に供給され、また上述のフラップを使用することによって包装材チューブのはさみ込みまたは締め込みによる損傷は完全に避けることができることが実際に証明された。
【００１３】
密封ジョー１７が図２に示す下方位置に到達したとき、包装材チューブ７の横方向領域の密封は完成され、密封ジョー１７はもう一度互いに後退し、図２の最上部に示すように幾分外方に向いた位置に戻されたフラップ１１を運ぶ。このように密封ジョー１７とこれと組になったフラップ１１はチューブ７を交互に処理し横方向シールによりこれは分離されているがまだ連続している事実上四辺形断面の包装物品に分けられる。続いて包装物品を横方向シール領域において裁断し、更に突出している密封フィンとコーナーフラップを処理することによって周知の平行六面体形状の最終製品が得られる。
【００１４】
以上説明したヨーロッパ特許第４６０５４０号特許に開示された成形装置は包装物品の形成過程における包装材の損傷を防止する上で有効なものであるが連続した包装材のチューブが包装体、（例えば平行六面体形状の包装体）を形成する場合に、フラップの一側が他側より早く包装材チューブと接触する度に包装材の連続チューブを捩る傾向がある。
【００１５】
この問題を処理するために本発明の一実施例においては図４および図５に示すようにフラップ１１の左右の脚部の形状を非対称にする。図４のＡは図２の上部に示すフラップに対応する本発明のフラップ１１１，１１１の脚部１１５，１１５を示すものであり、図４のＢに示すＣ−Ｃ断面から分るように両フラップの右側脚部は左側脚部より短かくなっている。即ち図４Ａのフラップの図に見える脚部の反対側の脚部は図示のものを反転させたものとなっている。換言すれば脚部前面の波形は上から下への形が右側脚部と左側脚部で逆の形となっている。こうしてフラップが閉じたとき左側の脚部が右側の脚部より先に包装薄板チューブに先に接触することになるのでフラップが完全に閉じる前にチューブは図４のＢに矢印で示すように時計方向の捩り回転を行う。
【００１６】
図５は図２の下部に示すフラップ１１に対応する本発明のフラップ１１１，１１１の脚部１１５，１１５を示し、これ等のフラップは図５のＢに示すＥ−Ｅ断面から分るように両フラップは左側の脚部が右側の脚部より短かくなっている。従ってこれ等のフラップが閉じたとき右側の脚部が左側の脚部より先に包装薄板チューブに先に接触することになるのでフラップが完全に閉じる前にチューブは図５のＢに矢印で示すように反時計方向に捩り回転することになり上のフラップにより与えられた捩り回転に対抗できる。こうして本発明は包装薄板チューブの捩りの問題を解消できる。本発明の原理は図３に示したフラップにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する公知の包装機の成形装置の全体を示す斜視図である。
【図２】公知の成形装置の作動原理を示す一部断面した正面図である。
【図３】公知の成形装置のフラップを示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施例の上部フラップを示し、Ａはフラップ脚部の外面を示す側面図、ＢはＡのＣ−Ｃ断面図である。
【図５】本発明の一実施例の下部フラップを示し、Ａはフラップ脚部の外面を示す側面図、ＢはＡのＥ−Ｅ断面図である。
【符号の説明】
１  包装機
１０  成形機
１１１  フラップ
１１５  脚部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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