(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートンを事前折曲げする包装機用のリニア駆動装置であって、
離間配置された第１及び第２案内ロッドと、
それら離間配置された第１及び第２案内ロッドの間に配置され、これら第１及び第２案内ロッドに沿って第１位置と第２位置との間を摺動する係合組立体であって、
前記第１案内ロッドに摺動可能に係合する第１脚、
前記第２案内ロッドに摺動可能に係合する第２脚、
前記第１及び第２脚の間に延びる係合バー、
前記係合バーから延び、該係合組立体が前記第１位置から第２位置へ移動する際にカートンに係合してカートンを事前折曲するように形成された略Ｖ形凹部を備える折曲アームを具備する係合組立体と、
駆動軸と、
前記駆動軸と共に回転するように配置された駆動ローラと、
前記駆動ローラに連結され、該駆動ローラの周りに前記駆動軸の一方の回転方向へ配置される第１駆動ベルトであって、該駆動ローラから延びて前記係合組立体の第１部分に連結される第１駆動ベルトと、
前記駆動ローラに連結され、該駆動ローラの周りに前記駆動軸の他方の回転方向へ配置される第２駆動ベルトであって、該駆動ローラから延びて前記係合組立体の前記第１部分の反対側の該係合組立体の第２部分に連結される第２駆動ベルトとを具備し、
前記駆動軸の一方の回転方向への回転により前記係合組立体が前記第１及び第２案内ロッドに沿って第１方向へ直線状に移動し、前記駆動軸の他方の回転方向への回転により前記係合組立体が前記第１方向の逆の第２方向へ直線状に移動し、
前記駆動軸と共に回転するように配置された追加駆動ローラを具備する、リニア駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、さらに、
前記追加駆動ローラに連結され、該追加駆動ローラの周りに前記駆動軸の一方の回転方向へ配置される第３駆動ベルトであって、該追加駆動ローラから延びて前記係合組立体の第３部分に連結される第３駆動ベルトと、
前記追加駆動ローラに連結され、該追加駆動ローラの周りに前記駆動軸の他方の回転方向へ配置される第４駆動ベルトであって、該追加駆動ローラから延びて前記係合組立体の第４部分に連結される第４駆動ベルトとを具備し、
前記係合組立体の第１脚、第２脚および係合バーが平行四辺形を成すように配置され、前記第１、第２、第３及び第４部分がこの平行四辺形の隅に配置される、リニア駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記第１及び第２駆動ベルトの破損を検出する手段をさらに具備する、リニア駆動装置。
【請求項４】
カートンを事前折曲げする包装機用のリニア駆動装置であって、
離間配置された第１及び第２案内ロッドと、
前記第１案内ロッドに摺動可能に係合する第１脚と、
前記第２案内ロッドに摺動可能に係合する第２脚と、
前記第１脚と該第２脚との間に延びる係合バーと、
前記係合バーに固定的に整列する複数の折曲アームであって、それら複数の折曲アームの各々が、該係合バーが第１位置と第２位置との間を移動する際に各カートンに係合して各カートンを事前折曲するように形成された略Ｖ形凹部を備える折曲アームと、
駆動軸と、
前記駆動軸と共に回転するように配置された第１駆動ローラと、
前記１駆動ローラに連結され、該第１駆動ローラの周りに前記駆動軸の一方の回転方向へ配置される第１駆動ベルトであって、該第１駆動ローラから延びて前記係合バーに連結される第１駆動ベルトと、
前記第１駆動ローラに連結され、該第１駆動ローラの周りに前記駆動軸の他方の回転方向へ配置される第２駆動ベルトであって、該第１駆動ローラから延びて前記第１脚に連結される第２駆動ベルトと、
前記駆動軸と共に回転するように配置された第２駆動ローラと、
前記第２駆動ローラに連結され、該第２駆動ローラの周りに前記駆動軸の一方の回転方向へ配置される第３駆動ベルトであって、該第２駆動ローラから延びて前記係合バーに連結される第３駆動ベルトと、
前記第２駆動ローラに連結され、該第２駆動ローラの周りに前記駆動軸の他方の回転方向へ配置される第４駆動ベルトであって、該第２駆動ローラから延びて前記第２脚に連結される第４駆動ベルトとを具備し、
前記駆動軸の一方の回転方向への回転により前記係合バー並びに第１及び第２脚が前記第１及び第２案内ロッドに沿って第１方向へ直線状に移動し、前記駆動軸の他方の回転方向への回転により前記係合バー並びに第１及び第２脚が前記第１方向の逆の第２方向へ直線状に移動する、リニア駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、前記第１及び第２駆動ベルトの破損を検出する手段をさらに具備する、リニア駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、前記第２及び第３駆動ベルトの破損を検出する手段をさらに具備する、リニア駆動装置。
【請求項７】
請求項４に記載の装置であって、前記駆動軸の回転を制御する手段をさらに具備する、リニア駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記制御手段が、
前記駆動軸を回転駆動するために接続されたサーボモータと、
前記サーボモータの作動を制御するために接続されたサーボ増幅器とを具備する、リニア駆動装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、前記制御手段が、前記サーボモータの作動を制御するために接続されたプログラマブル軸管理器をさらに具備する、リニア駆動装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の装置において、前記第１及び第２駆動ローラが、前記第１及び第２案内ロッドの外側で前記駆動軸の両端に配置される、リニア駆動装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ベルト式のリニア駆動装置に係り、より詳しくは、包装機においてカートンを事前折曲げする機構を直線状に動かすためのリニア駆動装置に関する。
背  景
包装機は、容器の充填及び封止に必要な種々の構成要素を単体の機械に統合したものとして知られている。この包装工程は、概説すれば、カートンブランクを包装機に送給し、カートンの底部を封止し、カートンに所望の内容物を充填し、カートンの頂部を封止し、充填済のカートンを降ろして積み出すことを含む。
多くの包装機は、様々な包装工程を助勢する１つ以上のリニア作動装置を必要とする。そのような装置の１つが、マクドナルド(McDonald)他への米国特許第４，７１２，６６５号に記載されている。
'665号特許は、固定スリーブ内で軸受に摺動可能に装着した直立管アクチュエータを備える容器昇降装置を開示している。第２の直立管アクチュエータは、第１の直立管アクチュエータの内部で軸受に摺動可能に装着され、相対的に独立した鉛直移動を行うようになっている。カートンの鉛直リニア移動が、第１及び第２の直立管アクチュエータの油圧動作によって遂行される。
包装機で使用する他のリニア作動装置が、ワクバヤシ(Wakbayashi)他への米国特許第４，７３８，０７７号に記載されている。'077号特許は、容器、特に屋根形容器(gable top container)を形成する装置を開示している。この装置は、容器の屋根形部分の両サイドパネルを予め折曲するリニア作動フォークを使用する。フォークを直線状に駆動するために使用するリニア動作装置は油圧で作動する。
上記した油圧作動式リニアアクチュエータに加えて、他のリニア駆動装置を包装機で使用することができる。そのような装置は、ボールねじとリニアモータとを含む。
包装機の分野におけるトレンドは、極めて多数の同一又は類似の包装容器、例えばミルク、ジュース等の液体内容物を想定した容器を、迅速かつ連続的に充填及び封止するように構成した高性能機械をますます指向している。処理量の増加及び寸法の削減に関する要求が、使用するリニア駆動装置に寄せられる要求を増加させてきた。例えば、許容できるバックラッシが殆ど無い高精度リニア動作がしばしば所望され、また要求されている。さらに、低質量アクチュエータが、被駆動要素の高速動作を促進するために所望されている。
リニアアクチュエータには、包装工程の衛生的性質に基づいてさらなる制限が課せられる。リニアアクチュエータは、それによる包装機内部の汚染を制限するように構成しなければならず、しかも清掃が容易でなければならない。
発明の要約
本発明は、包装機においてカートンの事前折曲げに用いるためのリニア駆動装置である。
この装置は、離間配置された第１及び第２案内ロッドと、それら離間配置された第１及び第２案内ロッドの間に配置され、これら第１及び第２案内ロッドに沿って第１位置と第２位置との間を摺動する係合組立体とを有する。係合組立体は、第１案内ロッドに摺動可能に係合する第１脚と、第２案内ロッドに摺動可能に係合する第２脚と、第１及び第２脚の間に延びる係合バーと、係合バーから延び、該係合組立体が前記第１位置から第２位置へ移動する際にカートンに係合してカートンを事前折曲するように形成された略Ｖ形凹部を備える折曲アームを具備する。装置はさらに、駆動軸と、駆動軸と共に回転するように配置された駆動ローラと、駆動ローラに連結され、該駆動ローラの周りに駆動軸の一方の回転方向へ配置される第１駆動ベルトであって、該駆動ローラから延びて係合組立体の第１部分に連結される第１駆動ベルトと、駆動ローラに連結され、該駆動ローラの周りに駆動軸の他方の回転方向へ配置される第２駆動ベルトであって、該駆動ローラから延びて係合組立体の第１部分の反対側の該係合組立体の第２部分に連結される第２駆動ベルトと、駆動軸と共に回転するように配置された追加駆動ローラとを具備する。駆動軸の一方の回転方向への回転により、係合組立体が第１及び第２案内ロッドに沿って第１方向へ直線状に移動し、駆動軸の他方の回転方向への回転により係合組立体が第１方向の逆の第２方向へ直線状に移動する。
本発明の別の態様による、カートンを事前折曲げする包装機用のリニア駆動装置は、離間配置された第１及び第２案内ロッドと、第１案内ロッドに摺動可能に係合する第１脚と、第２案内ロッドに摺動可能に係合する第２脚と、第１脚と該第２脚との間に延びる係合バーと、係合バーに固定的に整列する複数の折曲アームであって、それら複数の折曲アームの各々が、該係合バーが第１位置と第２位置との間を移動する際に各カートンに係合して各カートンを事前折曲するように形成された略Ｖ形凹部を備える折曲アームと、駆動軸と、この駆動軸と共に回転するように配置された第１駆動ローラと、第１駆動ローラに連結され、該第１駆動ローラの周りに駆動軸の一方の回転方向へ配置される第１駆動ベルトであって、該第１駆動ローラから延びて係合バーに連結される第１駆動ベルトと、第１駆動ローラに連結され、該第１駆動ローラの周りに駆動軸の他方の回転方向へ配置される第２駆動ベルトであって、該第１駆動ローラから延びて第１脚に連結される第２駆動ベルトと、駆動軸と共に回転するように配置された第２駆動ローラと、第２駆動ローラに連結され、該第２駆動ローラの周りに駆動軸の一方の回転方向へ配置される第３駆動ベルトであって、該第２駆動ローラから延びて係合バーに連結される第３駆動ベルトと、第２駆動ローラに連結され、該第２駆動ローラの周りに駆動軸の他方の回転方向へ配置される第４駆動ベルトであって、該第２駆動ローラから延びて第２脚に連結される第４駆動ベルトとを具備する。駆動軸の一方の回転方向への回転により、係合バー並びに第１及び第２脚が第１及び第２案内ロッドに沿って第１方向へ直線状に移動する。駆動軸の他方の回転方向への回転により、係合バー並びに第１及び第２脚が第１方向の逆の第２方向へ直線状に移動する。
これらのリニア駆動装置は、折曲アームの動きを、駆動軸の回転と、これに伴うベルトの直線移動とに依って行うものであり、バックラッシュの殆どない高速・高精度の移動を可能にする。また、従来の油圧装置のような汚染可能性を含んでおらず、清掃も容易である。
これらリニア駆動装置は、駆動ベルトの破損を検出する手段を備えていてもよい。これらリニア駆動装置には、駆動軸の回転を制御する制御装置を設けることが好適である。制御装置は、駆動軸を回転駆動するために接続されたサーボモータと、サーボモータの作動を制御するために接続されたサーボ増幅器とを備えることができる。サーボ増幅器の作動を制御して、サーボモータに使用者プログラムによる動作曲線を実行させるために、プログラマブル軸管理器（「ＰＡＭ」）を接続できる。
本発明の他の目的及び利点は、添付の詳細な説明を以下の図面に関連して参照することによって明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
図１及び図２は、本発明に採用したベルト式のリニア駆動機構の別の用途を示す参考例の斜視図である。
図３及び図４は、図１のリニア駆動機構において脚と案内ロッドとの間に摺動係合を提供する連結形式を示す図である。
図５及び図６は、図１のリニア駆動機構をカートン昇降装置に利用した参考例の斜視図である。
図７は、本発明の実施形態によるベルト式のリニア駆動装置を用いたカートンの事前折曲装置の斜視図である。
図８は、図５の昇降装置を駆動するための制御装置を示す概略ブロック図である。
図９から図１１は、図５の昇降装置を駆動するために図８の制御装置で使用可能な動作曲線を示すグラフである。
図１２は、図７の事前折曲装置を駆動するための制御装置を示す概略ブロック図である。
図１３から図１８は、図７の事前折曲装置を駆動するために図１２の制御装置で使用可能な動作曲線を示すグラフである。
好適な実施形態の詳細な説明
図１及び図２は、本発明に採用するベルト式のリニア駆動機構を別の用途に利用した参考例の装置を、全体として１０で示している。装置１０は係合組立体１５を備える。係合組立体１５は、水平配置した係合バー２０と、係合バー２０から延びる離間配置した一対の直立脚３０とを備える。係合バー２０は、水平に延びる複数のペグ４０を備え、それらベグは例えば様々なカートン係合アタッチメントに係合する。直立配置した一対の案内ロッド５０は、ベース６０から延びて、案内ロッド５０に沿った直立脚３０の摺動を可能にするように各部分３２、３４、３６、３８にて直立脚３０に係合する。
一対の駆動ローラ７０、７５は、案内ロッド５０の外側領域で駆動軸８０の両端に配置され、駆動軸８０と共に回転する。各駆動ローラ７０、７５はそれぞれの駆動ベルト９０、９５を備え、それら駆動ベルト９０、９５がそれぞれの駆動ローラ７０、７５の周りに時計方向へ延びて、係合バー２０上のそれぞれの連結タブ１００に係合する。さらに各駆動ローラ７０、７５はそれぞれの追加の駆動ベルト１１０、１１５を備え、それら駆動ベルト１１０、１１５がそれぞれの駆動ローラ７０、７５の周囲に時計方向へ延びて、直立脚３０上のそれぞれの連結タブ１２０に係合する。連結タブ１００、１２０は同一鉛直面上に配置でき、本例では、係合バー２０と直立脚３０とが成す長方形の平行四辺形の隅部に配置している。
直立脚３０と案内ロッド５０との間の摺動可能な係合構造を、図３及び図４に示す。各直立脚３０は、直立脚３０の一部として溶接されたフォーク１３５を備えている。案内ロッド５０は、フォーク１３５によって画成された溝１３０内に配置される。案内ロッド５０の両側には一対のブッシュ１４０がフォーク１３５を横断する方向へ配置され、それらブッシュ１４０は例えばナット及びボルトによってフォーク１３５に固定される。ブッシュ１４０はＵＨＭＷ又はナイロン等の材料から作製できる。他の材料も同様にこの種の適用に適当である。
ベルト式のリニア駆動機構の作動は、再び図１を参照して理解できる。作動時には、駆動軸８０は例えばサーボモータによって、時計方向及び反時計方向へ周期的に駆動される。駆動軸８０が矢印１４５で示す時計方向へ回転すると、駆動ベルト１１０、１１５は短くなり、両直立脚３０に上向き力を加えて両直立脚３０及び係合バー２０を上方へ移行させる。同時に、駆動ベルト９０、９５は駆動ローラ７０、７５から繰り出され、効果的に延長される。駆動軸８０が矢印１５０で示す反時計方向へ回転すると、駆動ベルト１１０、１１５はそれぞれの駆動ローラから繰り出され、同時に駆動ベルト９０、９５がそれぞれの駆動ローラ７０、７５に巻き取られる。これにより、駆動ベルト１１０、１１５の長さが効果的に増加し、かつ駆動ベルト９０、９５の長さが効果的に減少し、以て駆動ベルト９０、９５が係合バー２０に下向き力を加えて係合バー２０及び両直立脚３０を両案内ロッド５０に沿って下方へ摺動させる。駆動軸８０の周期的な時計方向及び反時計方向への回転は、あるとしても微少なバックラッシと、高精度の移動とを伴って高速で生じることができる。駆動軸８０、駆動ローラ７０、７５、駆動ベルト９０、９５、１１０、１１５、並びに係合組立体１５は、装置の容易な清掃を促進するようにステンレス鋼から作製できる。
いずれの駆動ベルト９０、９５、１１０、１１５が破損しても、装置１０の作動を中断するか、それを完全に故障させ得る。そのような故障は、包装機全体の作動を中断し、及び／又は重大な損害を与え得る。そこで、複数のベルト破損検出器１６０を使用する。ベルト破損検出器１６０の構造、作動及び相対位置は、１９９４年７月２０日提出の米国特許出願第０８／２７７，６１４号に詳しく記載している。
装置１０は、様々な異なる形式の包装機において様々な異なる目的で使用できる。そのような機械の１つは、ここに援用する１９９４年２月２日提出の米国特許出願第０８／１９０，５４６号に記載している。'546号出願に記載した機械は、互いに鉛直方向へ離隔した２個の無端ベルトコンベヤを備える。それらコンベヤはカートンを、カートンの充填及び封止を行う複数のモジュール処理ステーションへ運搬する。カートンを１つの高さのコンベヤから他の高さの他のコンベヤへ移すとともに、充填及び上面封止の間にカートンを持ち上げるために、複数の昇降装置が使用される。さらに、カートンを機械内で処理する際にカートンを事前折曲するために、事前折曲装置が使用される。
図５に、参考例として、前述のリニア駆動機構を利用したカートン用の昇降装置を１６５で示す。昇降装置１６５は、'546号出願に記載した１つ以上の昇降装置と適当に取り替えることができる。
昇降装置１６５は、全体として図１の装置１０に類似している。しかし、昇降装置１６５では、係合組立体１５が、屋根形容器の底フィンを把持するようにそれぞれ構成した複数のカートン把持具１７０を備えている。図６は、カートン把持具１７０に複数の屋根底カートン(gabled bottom carton)１７５を係合した状態にある昇降装置１６５を示す。カートン把持具１７０と屋根底カートンの底フィンとの間の係合は、本願と同日に提出した米国特許出願第０８／３１５，４０１号（企業整理番号ＴＲＸ−００４４、代理人整理番号１０６０２ＵＳ０１）、名称「カートン底部把持具及びそれと共に使用されるカートン底部シール構造を使用した昇降装置」に、さらに詳しく記載している。
図７は、本発明の実施形態によるベルト式のリニア駆動装置を含む事前折曲装置を全体として１８０で示す。この事前折曲装置は、前述の'546号出願に記載した形式の包装機で使用できるものである。事前折曲装置は、上方及び下方のベルト式リニア駆動装置１９０、１９５を利用する。上方のリニア駆動装置１９０は係合組立体２００を備え、この係合組立体は、離間配置された一対の案内ロッド２１０に前述したようにして摺動可能に係合する。係合組立体２００は、係合バー２１７に固定された複数の下向きの折曲アーム２１５を備える。同様に、下方のリニア駆動装置１９５は、案内ロッド２１０に摺動可能に係合する係合組立体２２０を備える。係合組立体２２０は、係合バー２３０に固定された複数の上向きの折曲アーム２２５を備える。係合組立体２００、２２０の各々は、それぞれのリニア駆動装置１９０、１９５の作動により、相互に接近及び離反する方向へ移動できる。
下向きの折曲アーム２１５及び上向きの折曲アーム２２５の各々は、それぞれの係合バー２１７、２３０に連結された本体部分２４０と、本体部分２４０から延びるヘッド部分２４５とを備える。ヘッド部分２４５は、例えば前述した'546号出願に開示しているようなカートンキャリアの幅に対応した幅Ｗを有する。一対の突起２５０が、折曲アーム２１５、２２５の各々のヘッド部分２４５に略Ｖ形の凹部２６０を画成する。各折曲アーム２１５のＶ形凹部２６０を画成する突起２５０の内側側壁は、それぞれのカートンの頂部の両サイドパネルに係合し、そのカートン頂部を特徴的な屋根形に事前折曲する。同様に、各折曲アーム２２５のＶ形凹部２６０を画成する突起２５０の内側側壁は、それぞれのカートンの底部の両サイドパネルに係合し、そのカートン底部を特徴的な屋根形に事前折曲する。
図８は、図５の昇降装置１６５の操作及び制御に適当な制御装置を参考例として示している。全体として６００で示す制御装置は、ＰＬＣ２７０と、工業用ＰＣ２８０と、プログラマブル軸コントローラ（「ＰＡＭ」）２９０とを備え、これら全てがＶＭＥバスラック３００内で互いに連絡接続される。ＰＡＭ２９０はさらに、１つ以上のサーボ増幅器３１０、３２０に連絡及び制御のために接続される。ＰＡＭ２９０は各サーボ増幅器に、例えば光学的環状ネットワークで構成し得る１つ以上のライン３３０、３３３５及び３４０に沿ってそれぞれ接続される。サーボ増幅器３１０は、サーボモータ３５０の作動を制御するために１つ以上のライン３６０に沿って接続される。サーボモータ３５０は、駆動軸８０を直接に回転するか、又は中間の歯車箱３７０を介して駆動軸８０を回転することができる。制御装置は、ここに援用する本願と同日に提出した米国特許出願第０８／３１５，４１４号（代理人整理番号１０６２３ＵＳ０１、ＴＲＸ−０１２６）、名称「包装機の制御装置」の教示に従って構成でき、かつ作動できる。
図示した制御装置では、ＰＡＭ２９０、サーボ増幅器３１０及びサーボモータ３５０は、商業的に入手可能なあらゆる製品から選択できる。特定の相互接続は、選択した製品によって決まり、この種のサーボ制御装置に精通した者の技術範囲内である。ＰＡＭ２９０は例えばソカペル(Socapel)社から入手可能なＰＡＭであってもよい。同様にサーボ増幅器３１０は、例えばソカペル社から入手可能なモデルＳＴ−１増幅器であってもよい。サーボモータ３５０に接続された昇降装置１６５は、ＰＡＭ２９０に記憶した所望の動作曲線に従って移動する。ＰＡＭソフトウェアは、該ソフトウェアによるサーボ増幅器３１０の制御を介してこの動作曲線を実行する。
制御装置６００にはさらに、他の付随的構成要素が設けられている。それら付随的構成要素はＰＬＣ２７０及び工業用ＰＣ２８０を含む。工業用ＰＣ２８０は、制御装置６００において機械の状態に関する情報を使用者に伝えるオペレータ制御パネル３８０のビデオモニタの作動を制御するために使用できる。ＰＬＣ２７０は、Ｉ／Ｏ制御盤３９０を介して、例えば前述の'546号出願に記載している包装機に設けた様々なセンサを監視するとともに、様々な包装機に多様な制御信号を送るために接続される。さらにＰＬＣ２７０は、オペレータ制御パネル３８０のキースイッチの操作および他の装置入力を監視するように機能する。そのような制御及び操作に適したＰＬＣの一形式は、ＧＥファナック(GE Fanuc)社のモデル９０７０である。
昇降装置１６５を、例えば前述の'546号出願に記載した包装機において、充填及び封止の目的でカートンを昇降するために使用する場合、動作曲線は４つの動作を含む。それら加速度、速度及び位置の曲線を図９から図１１に示す。図９から図１１の各々の線４００と線４０５との間に示す第１モータ動作は、昇降装置１６５の上方ベルトを動かして、カートン把持具１７０及びカートン１７５を上方へ、複数の充填ノズルを用いてカートンに充填するための充填チャンバ内へ駆動する。移動距離は、カートン底部を充填ノズルの下端の数mm内に配置するに十分なものである。この第１動作は、カートン把持具１７０を可及的迅速に上方へ駆動する。その際の加速度は勾配を付けかつ出来るだけ小さくして、ベルト及び連結部へのストレスを軽減するとともに、増幅器電流への要求を低減する。加速度のさらなる低減は、増幅器３１０の供給可能電圧を超える電圧を必要とする程度まで最大速度を増加させずには行い得ない。
線４０５と線４１０との間に示す第２動作は、カートン把持具１７０を充填ノズルから下方へ動かす。これは充填開始の少し後に開始される。第２動作は、充填ノズルをカートン内の液面に近接して保持するに十分な速度でもって、カートン把持具１７０を充填ノズルから下方へ引き離す。衛生上の理由でカートン把持具１７０は、充填ノズルの外面がカートン内の液体に浸かる高さまでは上昇しないようになっている。撥ねかけ及び泡立ちを低減するために、カートン把持具１７０は、充填ノズルの下端に液面を近接して保持するように十分にゆっくりと下方へ移動する。第２動作は、カートンの頂部封止面が例えば超音波頂部封止具のシール顎に到ると終了する。
線４１０と線４１５との間に示す第３動作は、頂部封止具のシール顎が閉じる間にカートンの頂部封止面をシール顎と同一面内に保持するに十分な距離だけカートン把持具１７０を上方へ駆動する。カートン把持具１７０を上方へ移動させずに、カートンの頂部封止面を、シール顎が閉じる間にシール顎の下に滑り入れることもできる。第３動作は、シール顎がカートンの頂部封止面に接触したときに始まる。
第３動作の加速度は０．５Ｇに制限されている。それは、過大な加速度により液体がカートンに一層重くのしかかり得るからである。これはカートンを膨出させて、封止作業の間に超過量の空気をカートン内に封入させる。膨出したカートンは、損傷を与えずに取扱うことが困難である。また、膨出は、カートンの漏れを促進し得る内圧を当然に伴うとともに、内容物を酸化し得る過剰な酸素がカートン内に存在することを当然に伴うので、好ましくない。さらに、食物噴霧(food spray)が起こり得る。このような食物噴霧は衛生上の理由で好ましくない。
線４１５と線４２０との間に示す第４動作は、カートン把持具を、上方ベルトが移動する前の元の位置へ引き下げる。この引き込み動作は、封止具のシール顎がカートン頂部封止面を解放した後に始まる。
昇降装置の各動作曲線は、主に４０％、２０％、４０％の台形速度曲線である。しかし、どの加速（又は減速）時間の間にも、その時間の２０％が定加速度状態に至る上昇傾斜に費やされる。加速度の傾斜付けは、装置の急な動作を制限してその構成部品への過度のストレスを防止するために行なう。
図１２は、図７の事前折曲装置１８０に用いる制御装置７００を示す。この制御装置では、サーボ増幅器３１０の制御下で上方のリニア駆動装置１９０を駆動するためにサーボモータ３５０が接続され、他方、サーボ増幅器３２０の制御下で下方のリニア駆動装置１９５を駆動するためにサーボモータ４３０が接続される。制御装置７００は、他の全ての点で図８のものに類似した構成である。
サーボモータ３５０、４３０に接続される上方及び下方のリニア駆動装置１９０、１９５は、サーボ増幅器３１０、３２０にサーボモータ３５０、４３０を駆動するよう指示するＰＡＭ２９０に記憶した所望の動作曲線に従って作動する。ＰＡＭソフトウェアは、それによるサーボ増幅器３５０、４３０の制御を介して、この動作曲線を実行する。
図１２の制御装置７００の代替例では、１個のサーボモータを使用して、上方及び下方のリニア駆動装置１９０、１９５の双方を駆動することができる。この場合、２つのリニア駆動装置の駆動軸５００と駆動軸５１０との間に、相関的な協働動作を達成する歯車装置を配置する。
事前折曲装置１８０の上方および下方のリニア駆動装置は、ＰＡＭ２９０に記憶した各自の動作曲線に従って各々が移動する。下方のリニア駆動装置１９５の加速度、速度及び位置の曲線を、例えば前述した'546号出願の包装機に適用するものとして、図１３から図１５に示す。
下方のリニア駆動装置の動作曲線は、３つの動作を含むことができる。最初にサーボモータ４３０は、図１３から図１５の各々の線５２０と線５２５との間に示す時間に、上向きの折曲アーム２２５を下方コンベヤベルト上のカートンの底部まで上昇させるように作動する。線５２５と線５３０との間に示す第２動作は、折曲アーム２２５を、下方コンベヤベルトの高さを通って上方コンベヤベルトの高さまで上方に駆動して、カートンの底部封止面を、超音波底部封止具のホーン及びアンビルの顎と同一面に置く。線５３０と線５３５との間に示す第３動作は、上向きの折曲アーム２２５をそれらの元の位置へ戻す。第３動作は、底部封止具の顎がカートンの底部封止面に接触したときに始まる。
下方のリニア駆動装置の各動作の駆動曲線は、１／３、１／３、１／３の台形速度曲線である。しかし、どの加速（又は減速）時間の間にも、その時間の２０％が定加速度状態に至る上昇傾斜に費やされ、かつその時間の２０％が零加速度状態に至る下降傾斜に費やされて、急な動作を制限するようになっている。
上方のリニア駆動装置の動作曲線を、図１６から図１８に示す。この曲線は４つの動作を含むことができる。サーボモータ３５０は、図１６から図１８の各々の線５５０と線５５５との間に示すように、下向きの折曲アーム２１５を、上方コンベヤベルトの高さを通って、下方コンベヤベルト上のカートンの頂部の高さにおける下方コンベヤベルトの高さまで下方に駆動する。ほぼ同時に下方のリニア駆動装置の上向きの折曲アーム２２５がカートン底部に到達するので、折曲アーム２１５、２２５の突起２５０、２５０がカートンを支持する。
線５５５と線５６０との間に示す第２動作は、折曲アーム２１５を、上方コンベヤベルトの高さまで上方に引き戻す。この第２動作は、前述した下方のリニア駆動装置の第２動作と同時に行われ、それによりカートンは、コンベヤ間で運搬される際に、折曲アーム２１５、２２５双方の凹部２６０に支持され続ける。線５６０と線５６５との間に示す第３動作は、折曲アーム２１５を、底部封止具の顎が閉じる間にカートンの底部封止面を顎と同一面内に保持するに十分な距離だけ下方へ駆動する。折曲アームを下方へ移動させることなく、カートンの底部封止面を、封止具の顎が閉じる間に顎の上に滑り入れることもできる。第３動作は、封止具の顎がカートンの底部封止面に接触したときに始まる。
線５６５と線５７０との間に示す第４動作は、上方コンベヤベルトがカートンを事前折曲ステーションから割り出す前に、折曲アーム２１５をカートン頂部から引き離してそれらの元の位置に戻す。引き込み動作は、封止具の顎がカートン底部を強固に把持した後に始まる。
上方のリニア駆動装置の各動作の作動曲線は、基本的に１／３、１／３、１／３の台形速度曲線である。どの加速（又は減速）時間の間にも、その時間の２０％が定加速度状態に至る上昇傾斜に費やされ、かつその時間の２０％が零加速度状態に至る下降傾斜に費やされ、それにより装置の急な動作を制限するようになっている。
動作曲線の例を示すこれら図面に記載した値は、サーボモータの回転動作の回転計測値（ラジアン又は度）の代わりに、線形移動単位(mm、mm/s、m、m/s、m/s2)によるものである。図示実施形態のリニア駆動装置では、モータの回転がリニア移動に正比例する。
本発明を特定の実施形態に関して説明したが、添付の請求の範囲に記載する本発明の範囲及び精神から逸脱することなく変更を成し得ることは、当業者に理解されよう。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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