(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに周期的に協同で作動し、そして、シート材料（４）を切断・密封するための切断・密封ステーション（５）を通って所定の走行方向（Ｄ）に延びるシート材料（４）の経路（Ｐ）の両側に設置されたそれぞれの環状軌道（Ｔ′，Ｔ）に沿って移動可能な二つの切断・密封工具（７′，７）；および前記二つの工具（７′，７）を作動させる作動手段（８）を備え、さらに電動入力手段（９）および前記工具（７′，７）それぞれに接続された出力手段（１０，１１）を備えてなるシート材料（４）の切断・密封装置（１）であって；前記入力手段（９）が単一の電動部材（１２）によって形成され；前記出力手段（１０，１１）が同一であり、相互にかつ前記電動部材（１２）に連結され、前記二つの工具（７′，７）を、前記切断・密封ステーション（５）を通じて、周期的に、互いに適時、送り込むように構成され；
前記出力手段（１０，１１）がそれぞれ、出力伝動機（１０，１１）で形成され；これら伝動機（１０，１１）が、各々、それぞれの工具（７′，７）を支持する支持シャフト（１６′，１６）、第一回転軸線（Ｃ′Ｃ）のまわりを所定の第一回転方向にそれぞれの支持シャフト（１６′，１６）を輸送する第一輸送手段（２３′，２５′；２３，２５）、および、第二回転軸線（Ａ′，Ａ）のまわりを所定の第二回転方向に前記第一輸送手段（２３′，２５′；２３，２５）を輸送する第二輸送手段（１５′，１５）を備えてなり；前記軌道（Ｔ′，Ｔ）が前記第二回転軸線（Ａ′，Ａ）のまわりに延びており；
前記入力手段（９）が、前記電動部材（１２）と角度をなして一体になっている第一歯車（１３）と第二歯車（１４）および前記第一歯車（１３）に角度をつけて接続された第三歯車（１８）を備えてなり；前記第二輸送手段（１５′，１５）が各々、それぞれの第二回転軸線（Ａ′，Ａ）のまわりを回転するそれぞれのドラム（１５′，１５）および前記ドラム（１５′，１５）と角度をつけて一体になっているそれぞれの第四歯車（１７′，１７）を備えてなり；該第四歯車（１７′，１７）が互いに角度をつけて接続され；ならびに第四歯車（１７′，１７）のうちの一方が前記第三歯車（１８）に角度をつけて接続されていることを特徴とするシート材料の切断・密封装置（１）。
【請求項２】
前記所定の第一と第二の回転方向が、逆の回転方向であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記軌道（Ｔ′，Ｔ）が実質的に楕円軌道であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記作動手段（８）が前記支持シャフト（１６′，１６）を接続する多関節継手（１９）を備え；前記多関節継手（１９）が、各支持シャフト（１６′，１６）に接続された接続手段（２１′，２１）、および前記接続手段（２１′，２１）に接続された多関節手段（２０，２２′，２２）を備えてなり、前記第一と第二の輸送手段（２３′，２５′，１５′；２３，２５，１５）と協同して作動することによって、支持シャフト（１６′，１６）を互いに平行に支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記多関節手段（２０，２２′，２２）が、前記方向（Ｄ）に平行でかつ前記方向（Ｄ）に平行に移動可能なピン（２０）；および前記の各接続手段（２１′，２１）に対して、前記ピン（２０）と前記それぞれの接続手段（２１′，２２）に回転可能に接続された少なくとも一つのそれぞれのブラケット（２２′，２２）を備えてなることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記第一輸送手段（２３′，２５′；２３，２５）が各々、それぞれの前記第二回転軸線（Ａ′，Ａ）に対して偏心しているそれぞれの第三回転軸線（Ｂ′，Ｂ）と同軸でかつ前記それぞれの支持シャフト（１６′，１６）によって回転可能に係合しているそれぞれの管状シャフト（２３′，２３）を備え；それぞれの第五歯車（２４′，２４）がそれぞれの第二回転軸線（Ａ′，Ａ）のまわりを回転し；ならびにそれぞれの継手（２５′，２５）がそれぞれの第五歯車（２４′，２４）とそれぞれの管状シャフト（２３′，２３）に接続していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記第五歯車（２４，２４′）が、互いに角度をつけて接続され、かつそれぞれの第二回転軸線（Ａ′，Ａ）のまわりを、それぞれの第四歯車（１７′，１７）と反対方向に回転し；第五歯車（２４′，２４）のうちの一方が前記第二歯車（１４）に角度をつけて接続されていることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記継手（２５′，２５）が、各々、それぞれの前記管状シャフト（２３′，２３）と角度をなして一体になっているプレート（２６′，２６）およびプレート（２６′，２６）をそれぞれの前記第五歯車（２４′，２４）に接続する接続ロッド手段（２８′，２８）を備え；前記支持シャフト（１６′，１６）が、それぞれの管状シャフト（２３′，２３）とそれぞれのプレート（２６′，２６）を貫通して回転可能にはめこまれていることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記接続ロッド手段（２８′，２８）が、それぞれの第二回転軸線（Ａ′，Ａ）まわりに等間隔で配置されかつ長さ（Ｌ）がそれぞれの第五歯車（２４′，２４）の半径寸法（Ｒ）より実質的に短い接続ロッド（２８′，２８）を所定数備えていることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記接続ロッド（２８′，２８）が、それぞれのプレート（２６′，２６）とそれぞれの第五歯車（２４′，２４）の両者に対して回転可能に取り付けられている請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシート材料の切断・密封装置に関する。
さらに具体的に述べると、本発明は食品包装産業に効果的に利用することができるシート材料の切断・密封装置に関するものであって、以下に、実施例によって具体的に説明する。
【０００２】
【従来の技術】
食品包装産業では、いわゆる“形成、充填および密封”を行う包装機械が用いられているが、この装置においては、管状包装材内に等間隔をおいて規則的に並んだ一連の製品が、切断・密封ステーションを通過して延びうる経路に沿って連続的に供給され、そのステーションには、切断・密封装置が設置され、この装置によって前記管状包装材が横断方向に切断され次いで密封されて、それぞれの製品が入っている一連の気密ピロー形包装物が形成される。
【０００３】
上記切断・密封装置は、通常、管状包装材の経路の両側のそれぞれの環状軌道に沿って移動可能な少なくとも２台の切断・密封工具を備え、これらの工具は互いに周期的に協同して作動して管状包装材を切断・密封し、そして各工具に対して、それぞれの作動装置が、他の作動装置とは独立して、それぞれの環状軌道に沿ってそれぞれの工具を移動させる。
さらに具体的に述べると、各作動装置は、通常、環状カムとこのカムにしっかりと係合するタペットローラーからなるカム−タペット装置で形成され、それぞれの工具に接続されて、工具を、他方の工具とともに適時、それぞれの軌道に沿って切断・密封ステーションを通って移動させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知の切断・密封装置は、かなり有効であるが、その信頼性と性能を損ういくつかの欠点をもっている。すなわち、タペットローラーとそれぞれのカムとの間の摩擦によって、高い定常作動速度の達成が妨げられ；摩擦によって機械部品に摩擦が起こり、しかも、この摩擦に対する応答が二つのカム−タペット装置によって異なるため、結局、工具の作動に差異を生じ、切断・密封の精密さと品質が徐々に低下し；最終的には、切断・密封装置自体の加速度と慣性が高いために、作動速度を高くすることが不能となる。
【０００５】
本発明の目的は、上記欠点を除くように設計された、簡単で低コストの、シート材料の切断・密封装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、  互いに周期的に協同で作動し、そして、シート材料（４）を切断・密封するための切断・密封ステーション（５）を通って所定の走行方向（Ｄ）に延びるシート材料（４）の経路（Ｐ）の両側に設置されたそれぞれの環状軌道（Ｔ′，Ｔ）に沿って移動可能な二つの切断・密封工具（７′，７）；および前記二つの工具（７′，７）を作動させる作動手段（８）を備え、さらに電動入力手段（９）および前記工具（７′，７）それぞれに接続された出力手段（１０，１１）を備えてなるシート材料（４）の切断・密封装置（１）であって；前記入力手段（９）が単一の電動部材（１２）によって形成され；前記出力手段（１０，１１）が同一であり、相互にかつ前記電動部材（１２）に連結され、前記二つの工具（７′，７）を、前記切断・密封ステーション（５）を通じて、周期的に、互いに適時、送り込むように構成され；
前記出力手段（１０，１１）がそれぞれ、出力伝動機（１０，１１）で形成され；これら伝動機（１０，１１）が、各々、それぞれの工具（７′，７）を支持する支持シャフト（１６′，１６）、第一回転軸線（Ｃ′Ｃ）のまわりを所定の第一回転方向にそれぞれの支持シャフト（１６′，１６）を輸送する第一輸送手段（２３′，２５′；２３，２５）、および、第二回転軸線（Ａ′，Ａ）のまわりを所定の第二回転方向に前記第一輸送手段（２３′，２５′；２３，２５）を輸送する第二輸送手段（１５′，１５）を備えてなり；前記軌道（Ｔ′，Ｔ）が前記第二回転軸線（Ａ′，Ａ）のまわりに延びており；
前記入力手段（９）が、前記電動部材（１２）と角度をなして一体になっている第一歯車（１３）と第二歯車（１４）および前記第一歯車（１３）に角度をつけて接続された第三歯車（１８）を備えてなり；前記第二輸送手段（１５′，１５）が各々、それぞれの第二回転軸線（Ａ′，Ａ）のまわりを回転するそれぞれのドラム（１５′，１５）および前記ドラム（１５′，１５）と角度をつけて一体になっているそれぞれの第四歯車（１７′，１７）を備えてなり；該第四歯車（１７′，１７）が互いに角度をつけて接続され；ならびに第四歯車（１７′，１７）のうちの一方が前記第三歯車（１８）に角度をつけて接続されていることを特徴とするシート材料の切断・密封装置（１）を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様を、下記添付図面を参照して実施例によって説明するが、本発明を限定するものではない。
図１は、本発明の切断・密封装置の好ましい実施態様の正面図を示し、明確に示すため一部を削除してある。
図２は、図１の装置の斜視図を示し、明確に示すため一部を削除してある。
図３は、図１の装置が実施する一連の作動段階を示す概略図である。
【０００８】
関連図面中の番号１は切断・密封装置を示している。この装置１においては、該装置１を貫通して延出する経路Ｐに沿って所定の連続速度Ｖで所定の方向Ｄへ軸方向に送られる管状包装材４の形態をしたシート材料４を切断・密封ステーション５にて横断方向に切断しセグメントにすることによって形成されたそれぞれ気密のいわゆる“ピロー形”包装物３内に製品２が包装される。
【０００９】
装置１は、ステーション５における経路Ｐの側面のフレーム６；経路Ｐの両側に設けられたそれぞれの環状作動軌道Ｔに沿って移動可能で互いに周期的に協同して作動し包装物３を製造する二つの切断・密封工具７；およびフレーム６に取り付けられた作動装置８を備えてなり、工具７を、互いにそれぞれの軌道Ｔに沿って移動させ、そして方向Ｄに交差するそれぞれの固定軸線Ａのまわりに軌道Ｔを実質的に楕円面の形態に形成している。
【００１０】
さらに具体的に述べると、実際に使用される場合、装置８は、工具７′と７をそれぞれの軌道Ｔ′とＴに沿って移動させ、工具７を、軌道Ｔ′とＴそれぞれの互いに対面する作動部分Ｔ１′とＴ１に沿って、方向Ｄに平行に、速度Ｖに等しいそれぞれの速度Ｖ１で、および方向Ｄと交差する方向へそれぞれの速度Ｖ２でお互いの方に向かって進行させて、管状包装材４に接触させ、次に徐々に速度を低下させて工具７が互いに接触したときにゼロにして管状包装材４を切断・密封させ、そして工具７は、互いに接触した後、やはり速度Ｖに等しいそれぞれの速度Ｖ１で、お互いからおよびステーション５に近ずく管状包装材４から引き離され、次に速度をそれぞれの速度Ｖ２まで徐々に増大して、互いにとりわけ管状包装材４から引き離される。したがって、工具７は、作動部分Ｔ１に沿って、経路Ｐの実質的にまっすぐの部分に沿って走行し係合して、図示していてない公知の様式で作動部分Ｔ１に沿って互いに協同して作動する。
【００１１】
図２に示すように、作動装置８は、装置８の電動入力手段を形成する作動機９；ならびに装置８のそれぞれの出力手段を形成し、互いにおよび作動機９に連結されて、それぞれの切断・密封工具７をそれぞれの軸線Ａのまわりに移動させる同一構造の二つの伝動機１０と１１を備えている。さらに具体的に述べると、伝動機１０は、経路Ｐの実質的に上方に配置されて、それぞれの工具７（７′で示す）を、それぞれの軸線Ａ（Ａ′で示す）のまわりの所定の方向に、それぞれの軌道Ｔ（Ｔ′で示す）に沿って回転させ、そして作動機９によって直接動力が供給され、一方、伝動機１１は経路Ｐの実質的に下方に配置され、それぞれの工具７を、それぞれの軸線Ａのまわりに工具７′とは逆の方向に回転させ、そして伝動機１０によって動力が供給される。
【００１２】
伝動機９は、軸線Ａ′，Ａに平行なそれぞれの軸線のまわりを連続的に回転する電動シャフト１２；シャフト１２の駆動末端に対して反対側の末端に取り付けられた第一歯車１３；およびシャフト１２の中間部分に取り付けられかつ歯車１３のピッチ円直径Ｆ２の約３倍に等しい所定のピッチ円直径Ｆ１を有する第二歯車１４を備えている。
【００１３】
伝動機１０と１１は、フレーム６に取り付けられてそれぞれの軸線Ａ′とＡのまわりを回転するそれぞれのドラム１５′と１５；およびそれぞれのドラム１５′と１５を貫通して、軸線Ａ′とＡに平行なそれぞれの軸線Ｂ′とＢと同軸方向に取り付けられ、そして軌道Ｔ′とＴを形成するそれぞれのシャフト１６′と１６を備えている。ドラム１５′と１５は各々、互いに角度をつけて接続されたそれぞれの歯車１７′と１７で構成される第四の歯車を備え、歯車１７′は、作動機９の一部を形成する遊び歯車の第三歯車１８を介挿して歯車１３に接続され；そしてシャフト１６′と１６は、それぞれのドラム１５′と１５の外側へ軸方向に突出するそれぞれの末端にそれぞれの工具を支持し、かつ工具７を支持する末端に対して反対側の末端は、作動装置８の一部を形成する共通の多関節支持継手１９に接続されている。
【００１４】
さらに具体的に述べると、継手１９は、方向Ｄに平行に揺動するようフレーム６に接続され、シャフト１６′と１６がそれぞれの軸線Ｂ′とＢに交差して移動できるようにし、一方シャフト１６′と１６自体を常に平行に維持し、そして継手１９は、方向Ｄに平行な軸線２０ａを有する中心ピン２０、および二つの継手２１′と２１を備え、これら継手は、一つの側面でシャフト１６′と１６に角度をつけて軸方向に取り付けて接続され、かつそれぞれの対のブラケット２２′と２２によって、相対する面でピン２０に回転可能に接続されて、軸線２０ａのまわりを揺動してシャフト１６′と１６を互いに前後に移動させることができる。
【００１５】
また、伝動機１０と１１はそれぞれ管状シャフト２３′と２３を備え；これらのシャフトは、それぞれのシャフト１６′と１６によって回転可能に係合され、一方、それぞれ、ドラム１５′と１５の内側にはめこまれる軸線Ａ′，ＡおよびＢ′，Ｂに対して偏心している軸線Ｃ，Ｃ′のまわりをドラム１５′と１５に対し逆方向に回転し、そして各々、互いに角度をつけて接続されているそれぞれの歯車２４′と２４を形成する第五歯車に角度を付けて接続され、またその歯車２４′は歯車１４に接続されている。さらに具体的に述べると、歯車２４′と２４は、それぞれ軸線Ａ′とＡと同軸に、回転可能にフレーム６によって支持され、それぞれ、歯車１７′と１７に対し反対方向に回転し、そしてシャフト１６′と１６に対し、軸方向に貫通しかつ半径方向にスラック（ｓｌａｃｋ）をつけて取り付けられたそれぞれのリングで形成され；そしてシャフト２３′と２３が、それぞれ、横継手２５′と２５を介挿することによって歯車２４′と２４に角度をつけて接続されて、それぞれシャフト２３′と２３をそれぞれ軸線Ｃ′とＣのまわりに連続的に回転させてそれぞれの軸線Ｂ′とＢを横方向に変位させることができる。
【００１６】
各継手２５′，２５は、それぞれ、伝動機１０，１１の一部を形成していること以外に、平坦で実質的に三角形のプレート２６′，２６を備え、これらのプレートはそれぞれ軸線Ｃ′，Ｃと交差し、シャフト２３′，２３それぞれの、工具７′，７と対面する末端と反対側の末端に一体に接続されている。また、各継手２５′，２５は少なくとも３個ずつのピン２７′，２７を備え、これらのピン２７′，２７はそれぞれ、歯車２４′，２４に取付けられ、軸線Ａ′，Ａのまわりに等間隔で配置されかつ軸線Ｃ′，Ｃに対し平行に、歯車２４′，２４からそれぞれのプレート２６′，２６に対して延出し；そして各ピン２７′，２７に対し、それぞれ接続ロッド２８′，２８が、それぞれのピン２７′，２７とプレート２６′，２６の先端部の間に介挿され、それぞれのプレート２６′，２６およびそれぞれのピン２７′，２７に回転可能に接続され、そしてその長さＬは歯車２４′，２４の半径Ｒより短い。
【００１７】
最初に、切断・密封工具７′と７それぞれの作動段階に相当する一連の作動位置を示す図３を参照して装置１の作動を説明する。図３において、工具７′は平らなヒートシール底面２９′を備え、その面から軸線Ａ′に平行に形成された縦方向の突出部３０が延出し、そして工具７は平らなヒートシール上面２９を備え、その面には、突出部３０を受けいれて管状包装材４を横方向に切断するため、突出部３０と同じ形態の縦方向の溝３１が形成されている。
【００１８】
工具７′と７は、装置８によって、それぞれの軸線Ａ′とＡのまわりを逆方向に、お互いの方へかつステーション５を通って速度Ｖで公知の方法で送られる管状包装材４に向かって回転され（図３ａ）、次いで徐々に包装材４に接触し（図３ｂ）続いて、最終的に互いに接触する位置に到達する（図３ｃ）。工具７′と７が包装材４に接触すると、工具は加熱され、面２９′と２９が互いに直接、対面する位置に到達して包装材４の向かい合った面を平らにしてヒートシールし、次に突出部３０が溝３１に係合して、包装材４から、それぞれの製品２が入っている包装物３が分離する。
【００１９】
包装物３が形成され同時に公知のピックアップ装置（図示せず）によって取り出されると、工具７′と７は移動して互いにおよび経路Ｐから離れ、少なくともほとんどＴ１部分の末端まで、速度Ｖに実質的に等しい速度Ｖ１を維持して、入ってくる包装材４が工具７′および７と衝突しないようにする。
【００２０】
工具７′と７は、ドラム１５′と１５がそれぞれ所定の反対方向に回転することによって起こる、シャフト１６′と１６それぞれの軸線Ａ′とＡのまわりの第一回転と、シャフト２３′と２３が互いにかつそれぞれのドラム１５′と１５に対し反対方向に回転することによって起こる、シャフト１６′と１６それぞれの軸線Ｃ′とＣの回りの第二回転とが組み合わされることによって、それぞれの軌道Ｔ′とＴに沿って移動する。
【００２１】
さらに具体的に述べると、作動機９の電動シャフト１２は、ドラム１５′と１５を歯車１３，１８，１７′および１７によって回転させ、同時に、シャフト２３′と２３を歯車１４，２４′，２４および横継手２５′と２５によって回転させ；遊び歯車１８が、歯車１７′と２４′に、軸線Ａ′のまわりを反対方向に回転させ、したがって歯車１７と２４に、軸線Ａのまわりを反対方向に回転させ、そして継手２５′と２５がシャフト２３′と２３に第二回転を行わせ、同時にシャフト１６′，１６を、したがってそれぞれの工具７′，７をそれら自体に対して平行に移動させる。
【００２２】
すなわち、シャフト２３′と２３がそれぞれの軸線Ｃ′とＣのまわりを回転すると、フレーム６に接続されているシャフト１６′と１６は、継手１９によって、それぞれの軸線Ｂ′とＢのまわりを逆に回転しながら軸線Ｂ′とＢと交差する方向に移動し、軸線Ｂ′とＢを軌道Ｔ′とＴに沿って移動させ；そしてプレート２６′と２６をそれぞれ歯車２４′と２４に接続する接続ロッド２８′と２８はそれぞれ、ピン２７′と２７のまわりを回転し、同時に歯車２４′と２４がそれぞれ軸線Ａ′とＡのまわりを回転してシャフト１６′と１６を横方向に変位させる。
【００２３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切断・密封装置の好ましい実施態様の正面図を示し、明確に示すため一部を削除してある。
【図２】図１の装置の斜視図を示し、明確に示すため一部を削除してある。
【図３】図１の装置が実施する一連の作動段階を示す概略図である。
【符号の説明】
１    切断・密封装置
２    包装される製品
３    ピロー形包装物
４    管状包装材（シート材料）
５    切断・密封ステーション
６    経路Ｐの側面のフレーム
７，７′    切断・密封工具
８    作動装置
９    作動機
１０，１１    作動機の伝動機
１２    作動機の電動シャフト
１３    シャフト１２の第一歯車
１４    シャフト１２の第二歯車
１５，１５′    ドラム
１６，１６′    伝動機１１と１０のシャフト
１７，１７′    第四歯車
１８    第三歯車（遊び歯車）
１９    多関節継手
２０    継手２９の中央ピン
２０ａ    ピン２０の軸線
２１，２１′    継手
２２，２２′    ブラケット
２３，２３′    管状シャフト
２４，２４′    第五歯車
２５，２５′    横継手
２６，２６′    実質的に三角形のプレート
２７，２７′    プレート２６，２６′のピン
２８，２８′    接続ロッド
２９，２９′    工具７，７′の平底ヒートシール面
３０    ２９′からの突出部
３１    ２９上の溝
Ｐ    ステーション５の送り出し経路
Ｄ    経路Ｄの方向
Ｖ    Ｐの走行速度
Ｔ，Ｔ′    工具７，７′の環状作動軌道
Ｔ１，Ｔ１′    軌道Ｔ，Ｔ′における作動部分
Ａ，Ａ′    ドラム１５，１５′の軸線
Ｂ，Ｂ′    シャフト１６，１６′の軸線
Ｃ，Ｃ′    シャフト２３，２３′の軸線
Ｆ１    歯車１４のピッチ円直径
Ｆ２    歯車１３のピッチ円直径
【図１】
0003755628.tif 000002
【図２】
0003755628.tif 000003
【図３】
0003755628.tif 000004