(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ状バッグ材料を所定の一方向に搬送し、その中に包装すべき製品を入れ、該チューブ状バッグ材料の部分部分を切断して各々独立して包装された製品を製造する装置であって、該チューブ状バッグ材料を係合して装置内において移動させる駆動手段と、該駆動手段のための制御システムとを有し、該制御システムは各包装製品の形成中に該チューブ状バッグ材料を前記所定の一方向において複数回加速および減速させることにより該チューブ状バッグ材料を振動させて、包装製品形成中に該製品が占める容積を最小にするよう該駆動手段の動作を制御し、該制御システムは、該駆動手段をして、該チューブ状バッグ材料を前記所定の一方向に連続的に搬送させながら、該チューブ状バッグ材料をその移動方向において振動させることを特徴とする包装装置。
【請求項２】
該制御システムは位置制御手段を有し、該チューブ状バッグ材料の速度およびその位置を制御する請求項１の包装装置。
【請求項３】
前記位置制御手段は前記駆動手段の動作のための速度表を記憶している請求項２の包装装置。
【請求項４】
前記位置制御手段は位置フィードバック信号の入力を受けて前記駆動手段の位置を制御する請求項３の包装装置。
【請求項５】
前記駆動手段はＤＣモータであり、該ＤＣモータは前記位置制御手段からのアナログ速度フィードバック信号を受けて所望の速度で働くよう制御される請求項４の包装装置。
【請求項６】
前記速度フィードバック信号が回転計から得られるものであり、該速度フィードバック信号もまた前記ＤＣモータに入力され、前記フィードバック信号が該速度フィードバック信号と比較されて該ＤＣモータが所望のアナログ速度を上回るまたは下回る速度で回転しているか否かを判断する請求項５の包装装置。
【請求項７】
製品を包装する方法であって、成形装置内においてチューブ状バッグ材料を所定の一方向に移動させる工程と、該チューブ状バッグ材料の内部に製品を入れる工程と、該チューブ状バッグ材料の部分部分を切断して各々独立した製品入りバッグを形成する工程とを有し、該チューブ状バッグ材料を該所定方向に連続的に移動させながら少なくとも２回加速および減速させることにより成形装置内の移動方向において振動させて、各包装製品の形成中に包装内に製品の占める容積を最小にすることを特徴とする包装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は包装装置および方法に関し、特にスナック食品等を包装するに好適な装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第４９１０９４３号、同第４６６３９１７号、同第４３９１０８号、同３８５０７８０号、同第４１２８９８５号、同第４２８８９６５号、同第４４２３８５号、同第５５５１２０６号、同第５１２５２１７号、同第５３６６１３０号、同第５４６３８５０号、同第５５３７７９８号、同第５６２２０３３号および欧州特許第０２７５１８１号、同第０１６５８１９号等に種々の包装装置が記載されている。これらの包装装置は、概して、プラスチックフィルムのストリップを収容し、これを成形機に引き込んでチューブ状に成形する。ストリップの側縁部は互いに接合され、チューブの内部に製品が投入される。シーリングヘッドがチューブと係合して個々の独立したバッグに成形し、成形されたバッグは残余のチューブから切断される。一般にクロージングバーあるいはストリッピングバーと呼ばれるものが包装工程に用いられている。
【０００３】
フィルムは様々な方法により包装装置内に引き込まれる。たとえば上記特許の幾つかでは一対の互いに共働し合うベルトが用いられており、これに真空条件を併用するものもある。フィルムは駆動されるベルトと接触して装置内に引き込まれる。あるいは一対のローラを用いてもよい。場合によってローラに真空条件が付与され、フィルムをローラと摩擦係合させる。ローラが駆動されることによりフィルムは装置内に引き込まれる。
【０００４】
幾つかの成形装置には振動部材が用いられている。振動部材はチューブの側面に係合し、チューブの移動方向と直交する方向に該チューブ側面を振動させ、これにより包装される製品を容器底面に向けて移動させる。また幾つかの成形装置では別の部材を用い、これをチューブの側面に係合させてチューブ移動方向と直交する方向に振動させ、これにより上記振動部材と同様に包装される製品を容器底面に向けて移動させている。これは製品の占める容積を最小化し、製品をクロージングバーやシーリングヘッドに係合させないものであり、包装の確実なシールを実現している。
【０００５】
上記振動部材の使用はプラスチックフィルムの間欠移動を必要とする。初めにプラスチックフィルムを移動させその内部に製品を投入する。次いでフィルムを振動させながらその位置に静止させる。フィルムの移動を再開してバッグ成形が完了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術によりチューブ状バッグ部材に振動を与える方法は、バッグ材料の移動に関して装置停止・始動を繰り返して行わなければならず、生産効率が悪く、装置内の負荷を不必要に増大させる。
【０００７】
また、別の従来技術によれば偏心ロータリや往復運動を用いた連続運動装置によりフィルムチューブに横方向の振動を与えているが、このような付加的装置は包装装置の複雑性および信頼性の問題を加重することになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は上記従来技術の不利欠点を解消しあるいは実質的に改良することを目的とする。
【０００９】
すなわち本発明は、チューブ状バッグ材料を所定の一方向に搬送し、その中に包装すべき製品を入れ、該チューブ状バッグ材料の部分部分を切断して各々独立して包装された製品を製造する装置であって、該チューブ状バッグ材料を係合して装置内において移動させる駆動手段と、該駆動手段のための制御システムとを有し、該制御システムは各包装製品の形成中に該チューブ状バッグ材料を前記所定の一方向において複数回加速および減速させることにより該チューブ状バッグ材料を振動させて、包装製品形成中に該製品が占める容積を最小にするよう該駆動手段の動作を制御し、該制御システムは、該駆動手段をして、該チューブ状バッグ材料を前記所定の一方向に連続的に搬送させながら、該チューブ状バッグ材料をその移動方向において振動させることを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、該制御システムは位置制御手段を有し、該チューブ状バッグ材料の速度およびその位置を制御する。好ましくは、該位置制御手段は駆動手段の動作のための速度表を記憶している。好ましくは、該位置制御手段は位置フィードバック信号の入力を受けて駆動手段の位置を制御する。好ましくは、駆動手段はＤＣモータであり、該ＤＣモータは位置制御手段からのアナログ速度フィードバック信号を受けて所望の速度で働くよう制御される。好ましくは、該速度フィードバック信号は回転計から得られるものであり、該速度フィードバック信号もまたＤＣモータに入力され、前記フィードバック信号が該速度フィードバック信号と比較されてＤＣモータが所望のアナログ速度を上回るまたは下回る速度で回転しているか否かを判断する。
【００１１】
さらに、本発明は製品を包装する方法であって、成形装置内においてチューブ状バッグ材料を所定の一方向に移動させる工程と、該チューブ状バッグ材料の内部に製品を入れる工程と、該チューブ状バッグ材料の部分部分を切断して各々独立した製品入りバッグを形成する工程とを有し、該チューブ状バッグ材料を該所定方向に連続的に移動させながら少なくとも２回加速および減速させることにより成形装置内の移動方向において振動させて、各包装製品の形成中に包装内に製品の占める容積を最小にすることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
前掲の米国特許および欧州特許に記載される包装装置は、チューブ状バッグ材料を係合し装置内に引き込むための駆動手段を有している。たとえば米国特許第４９１０４９３号ではチューブ状バッグ材料が該バッグ材料の両側に配置された互いに共働し合うローラに係合される。ローラは電気モータによって駆動される。
【００１３】
添付図５ないし図８は米国特許第４９１０４９３号にかかる明細書からの引用である。これら図５ないし図８は包装装置１１のフィルム駆動ユニット１０を概略的に示している。包装装置１１は、細長い帯状をなしているプラスチックフィルム１４のロール１３を受ける軸１２を有する。フィルム１４は常法によって成形機１５に搬入され、成形機１５により縦軸に沿ってラップされてチューブ状バッグ材料１６に成形される。チューブ状バッグ材料１６は一対のローラ１７，１８により搬送される。成形機１６の上方には投入ホッパー１９が配置され、その下端から包装すべき材料がチューブ状バッグ材料１６に投入される。ローラ１７，１８を通過した後、チューブ状バッグ材料１６は切断シールアセンブリ３０により一つ一つが独立したバッグに成形される。アセンブリ３０はたとえばオーストラリア特許出願第４３７５３／８５号（米国特許第４６６３９１７号）に記載の切断シールアセンブリとすることができる。ローラ１７，１８はフィルム駆動ユニットの一部を構成しており、その詳細が図５に示されている。ローラ１７，１８は軸３１，３２に支持されており、これら軸はリンク３３，３４に支持されており、これらリンクは連結端３５において回転可能に軸支されている。かくしてローラ１７，１８は互いの間の間隔を調整可能とされている。ローラ１７，１８は概して平行な軸に回転可能であるようにそれらの軸３１，３２に支持されている。成形機１５の中から下方に延長して設けられているバックシールバー３６はローラ１８と共働してフィルムストリップ１４の縦縁部を接合し、チューブ状バッグ材料１６に成形する。この実施例ではフィルム縦縁部はヒートシールされる。米国特許第４９１０４９３号に記載されるローラ１７，１８は成形機においてチューブ状バッグ材料を移動させる手段の一例にすぎないことを理解すべきである。
【００１４】
米国特許第４２８８９６５号、同第４１２８９８５号および同４４２３５８３号においてチューブ状バッグ材料はベルトに係合されて移動する。ベルトは電気モータにより駆動されるローラの周りを通過する。モータはステッピングモータ、サーボモータ、コンピュータ制御モータ、あるいは適当な制御特性を持つその他のモータであってよい。
【００１５】
図１の例において制御装置は電気モータに対する電圧供給を遮断する。供給電圧はコンピュータ制御される。
【００１６】
信号が制御装置に与えられると制御装置は電気モータに対する供給電圧を減少させ、チューブ状バッグ材料の搬送速度を減少させる。したがって、チューブ状バッグ材料に減速加速を繰り返させることにより、該バッグ材料の移動を維持しながらその搬送方向に振動させることができる。これにより製品を定位置に保持し、バッグ成形中に製品がしめる容量を最小化する。
【００１７】
図１のグラフは包装完了までの一工程を示す。この例では、電気モータへの印加電圧が一定に維持される場合にはチューブ状バッグ材料に成形されるフィルムは工程中一定速度Ｄで搬送される。チューブ状バッグ材料を振動させるべき場合は、信号Ｃが制御装置に与えられてモータへの印加電圧を減少させ、その結果チューブ状バッグ材料が速度Ｇを持つようになる。
【００１８】
図１から理解されるように、信号が制御装置に与えられるとチューブ状バッグ材料の（フィルム）速度が減少する。信号が遮断されると速度が増大する。チューブ状バッグ材料の振動による妨害がなければ、振動速度はそれ以前のフィルム搬送速度に依存する。この点についてはさらに、振動時のバッグ材料の速度は同一工程時間内にバッグを完成させることを可能にしていることを理解しなければならない。
【００１９】
たとえばフィルム速度を速度Ｄの７０％に減少させることにより振動速度Ｇを得るように制御装置を設定する。この設定が図１に示されている。
【００２０】
一般に制御装置に与えられる信号数は一工程で３〜５０である。好ましくは一工程に１０の信号数とする。
【００２１】
さらに、シールが行われる直前にフィルムを振動させることも好ましい態様である。これは信号Ｃによって示されている。
【００２２】
７０％の設定が選択されると速度ＤはＡだけ減少して速度Ｇとなる。信号が遮断されるとバッグ材料の速度は位置Ｆで速度Ｄに戻る。信号が遮断されるとバッグ状材料の速度は一旦ピークＥに向かって急激に増大した後に速度Ｄに戻る。
【００２３】
図３は装置内を通過するバッグ材料の速度の実際の計測例を示す。振動モード速度より明らかなようにチューブ状バッグ材料は一工程において数回振動させられる。この具体例において一工程は約２１０ミリ秒を要する。工程中チューブ状バッグ材料は毎分約１０００メータの最高速度に達する。
【００２４】
図２において別の例が示されている。この例では連続するバッグ材料（フィルム）速度が全工程を通じて概して一定に維持されている。そして、５つの信号が制御装置に送られて５回の振動工程をもたらす例がグラフ化されている。５回の信号には予備シール工程で与えられる信号は含まれない。
【００２５】
図４を参照して、モータ制御システム２０はＤＣモータ２５を制御する。ＤＣモータ２５は前記成形機のローラに連結されるものとして用いられ得る。特にモータ２５の速度を制御するためには、モータ２５の速度と共にその位置を正確に制御する必要がある。位置制御器２１には、モータ２５の作動に適し且つモータ２５の作動がそれにマッチングすることを要求される速度表が記憶されている。モータ２５の位置はエンコーダ２７に接続された機械的カップリング２６を用いて計測され、エンコーダ２７からの位置フィードバック信号２９が位置制御器２１に入力される。位置制御器２１に記憶される速度表は所定時間（たとえば成形装置の一作動工程時間）の間のモータ速度変化を示すもので、位置フィードバック信号２９と統合比較して、ＤＣモータ２５の所望の速度を示すアナログ速度信号２２を出力する。このアナログ速度信号２２はＤＣモータ駆動装置２３に入力される。ＤＣモータ２５はまた、タコメータから得た速度フィードバック信号２８を出力する。この速度フィードバック信号２８はＤＣモータ駆動装置２３に入力され、アナログ速度信号２２と比較して、ＤＣモータの実際の速度が所望のアナログ速度を上回りあるいは下回っているか否かを判断する。この比較によりモータ駆動装置２３からパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動信号２４が出力され、ＤＣモータ２５を駆動制御する。駆動装置２３、モータ２５およびエンコーダ２７は各々当業界において慣用されているものであり、上記速度表を記憶した位置制御器２１はオーストラリア国ベイズウォーターノースのアンカ社から入手することができる。
【００２６】
以上に本発明の幾つかの実施例および変形例について記述したが、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて様々な変形態様を取り得ることは当業者に明らかであろう。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、
【図面の簡単な説明】
【図１】包装装置におけるチューブ状バッグ材料の搬送速度を示すグラフである。
【図２】図１と同様に包装装置におけるチューブ状バッグ材料の搬送速度を示す別のグラフである。
【図３】図１と同様に包装装置におけるチューブ状バッグ材料の搬送速度を示す別のグラフである。
【図４】包装装置に用いられるモータ制御システムのブロック図である。
【図５】包装装置のためのフィルム駆動ユニットの斜視図である。
【図６】図５のフィルム駆動ユニットの一部の断面図である。
【図７】図５のフィルム駆動ユニットが組み込まれた包装装置の正面図である。
【図８】図７の包装装置の側面図である。
【符号の説明】
１０  フィルム駆動ユニット
１１  包装装置
１４  プラスチックフィルム
１５  成形機
１６  チューブ状バッグ材料
１７，１８  ローラ
１９  投入ホッパー
２０  モータ制御しステム
２１  位置制御器
２２  アナログ速度信号
２３  ＤＣモータ駆動装置
２４  ＰＷＭ駆動信号
２５  ＤＣモータ
２６  カップリング
２７  エンコーダ
２８  速度フィードバック信号
２９  位置フィードバック信号
３０  切断シールアセンブリ
【図１】
0004310472.tif 000002
【図２】
0004310472.tif 000003
【図３】
0004310472.tif 000004
【図４】
0004310472.tif 000005
【図５】
0004310472.tif 000006
【図６】
0004310472.tif 000007
【図７】
0004310472.tif 000008
【図８】
0004310472.tif 000009