人間工学的な成形プラグの交換を行なうことができるウエブ包装システム
【課題】ウエブ包装システムは、成形プラグツールに対して容易なアクセス及び交換を可能にする装置を提供する。
【解決手段】成形プラグは、ウエブ搬送方向とは異なる方向に沿って移動してカバーから離された第3位置を有し、第3位置に移動されることにより、交換が可能となる放送装置。
【解決手段】成形プラグは、ウエブ搬送方向とは異なる方向に沿って移動してカバーから離された第3位置を有し、第3位置に移動されることにより、交換が可能となる放送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、上部及び下部ウエブ間で製品を包装するためのウエブ包装装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ウエブ包装システムは、特許文献1及び2等の従来技術において公知であり、これらは、参考として本説明に含まれる。ウエブ搬送コンベアは、下部ウエブを上流から下流へ、装填ステーションで下部ウエブパッケージに製品を受入れ、密封ステーションで上部ウエブでその包装を密封する一連のステーションを介して搬送する。装填ステーションの上流の成形ステーションは、製品が装填される下部ウエブに下向きの製品キャビティポケットを形成する。成形ステーションは、上方の第1位置と下方の第2位置との間を移動可能なベースプレート上に支持された成形型ボックスを有し、上方の第1位置では、成形型ボックスが下部ウエブに係合して下部ウエブに製品キャビティポケットを成形し、第2下方位置では、成形型ボックスが下部ウエブから下方に移動されて、下部ウエブ及び製品キャビティポケットが下流の装填ステーションへ移動できるようにする。この型ボックスは、ベースプレートから取外されて、例えば異なる型ボックスへの交換又は異なる形状の製品キャビティポケットを提供するための型ボックスへの異なる形状のインサートの設置、あるいは、異なる高さの製品キャビティポケットを提供するための型ボックスの底部への充填プレートのようなものの設置等のツール交換を可能にする。
【特許文献1】米国特許第5170611号明細書
【特許文献2】米国特許第5205110号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
参考として本説明に含まれる2006年3月31日に提出された自己の特許文献3に係る同時係属米国特許出願は、ツール交換の簡素化を志向した開発努力の継続中に提案された。この出願のシステムは、簡素化されたユーザーフレンドリーで人間工学的なツール交換を提供する。
【特許文献3】米国特許出願第11/395932号明細書
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、前述の成形型ボックスの中の製品キャビティポケットの形成を補助するときに使用されるプラグ補助機構を含むツール交換の簡素化を志向する開発努力の更なる継続中に提案された。
【発明を実施するための最良の形態】
【0005】
以下の図1から図9の説明は、本説明に含まれる特許文献1から引用されている。
【0006】
図1及び図2は、包装機械10を示す。包装機械10は、一般的に、供給ロール16から柔軟性を有する包装材料の下部ウエブ14を供給するための下部ウエブ供給ステーション12と、成形ステーション18と、装填ステーション20と、供給ロール24から柔軟性を有する包装材料の上部ウエブを供給するための上部ウエブ供給ステーション22と、全体として符号26で示される下流ステーションとを含んでいる。下流ステーション26で実行される作動は、後で説明する。
【0007】
包装機械10の様々な部品は、一対の間隔をもった平行の上部フレーム部材28と、符号30、32、34等で示される間隔をもった下部フレーム部材と、上部フレーム部材28と下部フレーム部材30、32、34との間に延びる一連の垂直フレーム部材とを含むフレームアセンブリ(図2)に取付けられ、これによって支持されている。一連の脚部36は、機械10を床38上で支持するために設けられている。
【0008】
下部ウエブ供給ステーション12は、ロール支持ブラケット40及びブラケット40から延びる巻き解きシャフト42を含んでいる。供給ロール16は、シャフト42に回転可能に取付けられ、シャフト42は、ブラケット40に固定的に取付けられている。巻き解きモータ44(図2)がプレート46に取付けられ、モータ44は、ギヤボックス48に連結される出力シャフトを有し、ギヤボックス48は、モータ44の出力シャフトの回転に応答して駆動される水平に向けられたシャフトを含んでいる。一対のタイミングプーリ50、52が一対のシャフト54、56にそれぞれ固定され、これらのシャフト54、56は、プレート46を貫通して延びて、一対の従動スチールローラ58、60(図3)に固定されている。タイミングベルト62がタイミングプーリ50、52及びギヤボックス48の水平の出力シャフトに連結されたタイミングプーリ(図示せず)の周りに巻装されている。
【0009】
図3を参照して、ゴムの表面を有する挟みローラ64が従動ローラ58及び60の上に置かれてローラ64とローラ58、60との間に一対の挟み部を形成している。下部ウエブ14は、従動ローラ58の下方に送られ、上方へ挟みローラ64を越えて、従動ローラ60の下方へ送られる。モータ44が作動すると、従動ローラ58、60は、タイミングプーリ50、52の回転に応答して駆動され、下部ウエブ14は、従動ローラ58、60及び挟みローラ64の回転によって供給ロール16から巻き解かれる。
【0010】
モータ44は、一般的な可変速度DCモータであり、その作動中に供給ローラ16からの下部ウエブ14の巻き解き速度を調整可能とする。
【0011】
下部ウエブ14は、従動ローラ60から、浮動アーム68に回転可能に取付けられた浮動ローラ66の周りに巻装され、浮動アーム68は、その上端部が機械フレームの両側部間に延びるシャフトによって回動可能に支持されている。前述のように、また、詳細に後述するように、ウエブ14は、割出し状態で機械10に通される。浮動アセンブリは、浮動アーム68及び浮動ローラ66からなり、巻き解きモータ44のオン、オフ切換及びその運転速度の制御を行なうためのアクチュエータとして作動して、浮動アセンブリの下流のステーションを通る下部ウエブ14の割出し動作に応答して、供給ロール16から下部ウエブ14を巻き解く。
【0012】
前述のように、巻き解きモータ44は、可変速度モータである。モータ44は、浮動アーム68の位置に応答し、浮動アーム68は、浮動アセンブリの下流の下部ウエブの割出し送りの調整の要求によってモータ速度を増減する。モータ44は、通常オフで、浮動アセンブリは、選択的にモータ44を作動させ、また、その運転速度を制御する。
【0013】
図2及び図3を参照して、トランスデューサタイプの近接スイッチ74がプレート46に取付けられて、モータドライブ75を介して巻き解きモータ44に相互接続されている。カム形スイッチアクチュエータ部材76が浮動アーム68に取付けられて、近接スイッチ74を選択的に作動させる。
【0014】
アクチュエータ部材76は、カム形アクチュエータ表面を提供し、これが近接スイッチ74に作用して、モータ44の運転速度を制御する。前述のように、モータ44は、通常オフである。アクチュエータ部材76のカム形状は、モータ44の「オン」と「オフ」とのモード間で漸進的なスイッチの切換を行なう。
【0015】
下部ウエブ14が割出し駆動機構によって引張られたとき、後述するように、浮動アーム68が反時計方向に回動して、アクチュエータ部材76が近接スイッチ74に接近する。そして、近接スイッチ74は、モータ44を最初は低速で、その後、浮動アーム68の更なる反時計方向の回動によって、モータ44が全速になるまで、より高速で作動させて、供給ロール16から下部ウエブを巻き解く。供給ロール16からの下部ウエブ14の供給が下部ウエブ14の割出し送りに追い着いたとき、浮動アーム68は、シャフト70の周りを時計方向に回動する。そして、アクチュエータ部材76が近接スイッチ74に作用してモータ44の運転速度が低下する。下部ウエブ14の割出し送りが終了したとき、アクチュエータ部材76が充分に移動して近接スイッチ74を介してモータ44への電力を遮断するまで、モータ44は、下部ウエブ14を浮動ローラ66に供給し続け、浮動アーム68が時計方向に回動する。
【0016】
これにより、浮動アセンブリの下流の下部ウエブ14の割出し送りが継続する間、アクチュエータ部材76が近接スイッチ74への接近を維持する限り、浮動アーム68は、前後に円弧運動する。
【0017】
下部ウエブ14の送りのため、サーボモータ78が下部フレーム部材34に取付けられ、サーボモータ78は、タイミングプーリ80が取付けられた出力シャフトを含んでいる。タイミングベルト82がタイミングプーリ80の周りに、また、従動シャフト86に取付けられた従動タイミングプーリ84の回りに巻装されている。従動シャフト86は、包装機械10のフレームの両側部間に回転可能に支持されている。
【0018】
図6及び図7を一時的に参照して、全体として符号88a、88bで示される一対の把持チェーンが包装機械10のフレームの両側に設けられている。把持チェーン88a、88bは、上部ラン90a、90b及び下部ラン92a、92bをそれぞれ設けている。チェーン88a、88bの上部及び下部ランは、包装機械10のフレームの両側に配置された表面ブロック94a、94bに内側に面して形成されたスロットに取付けられている。ブロック94a、94bは、上部フレーム部材28に取付けられて、把持チェーン88a、88bを包装機械10の長手方向に沿って摺動させる。ブロック94a、94bは、超高分子量ポリエチレン材料で形成されている。
【0019】
把持チェーン88a、88bは、例えば、ウィスコンシン、オシュコシュのカーウッド、インク.により、その特許文献4に基づいて製造することができる。この構造は、把持チェーン88a、88bの上部ラン90a、90bで下部ウエブ14をその縁部で把持できるようにする。
【特許文献4】米国特許第4915283号明細書
【0020】
従動シャフト86(図2)は、割出し駆動サーボモータ78の出力シャフトの回転に応答して回転可能であり、これに連結されて把持チェーン88a、88bに係合する一対のチェーン駆動スプロケット(図示せず)を有している。この構造において、サーボモータ78の断続的な作動によって、把持チェーン88a、88bが割出し運動して、下部ウエブ14を包装機械10を通して割出し送りする。
【0021】
下部ウエブ14は、浮動アセンブリの下流及び成形ステーション18の上流の把持チェーン88a、88bの上部ラン90a、90b間で把持され、その後、成形ステーション18に割出されて供給される。
【0022】
全体として符号96で示されるウエブヒータ装置が成形ステーション18の直前の上流に配置されて、下部ウエブ14を成形ステーション18での成形に先立って加熱する。この下部ウエブ14の予熱は、下部ウエブ14の柔軟性を増大させて、成形ステーション18での下部ウエブ14の変形を補助する。
【0023】
成形ステーションにおいて、成形型が下部ウエブ14の下方に設けられる。図2に示されるように、成形型は、フレームアセンブリ100に取付けられた冷却された成形ボックス98を備えている。後述するように、成形ボックス98は、上方位置と下方位置との間で移動可能である。その上方位置では、成形型98は、下部ウエブ14に作用して、下部ウエブ14を下方に変形させて製品キャビティを形成し、その下方位置では、下部ウエブ14から離れるように移動して、これに形成された製品キャビティを有する下部ウエブ14を送れるようにする。
【0024】
図4は、下部ウエブ14に製品キャビティ102を形成するために成形ステーション18で実行する一連の工程を示している。図4に示される成形の段取は、好ましくは、下部ウエブの製品キャビティが比較的浅い成形のときに用いられる。位置Aでは、成形ボックス98は、その下方位置にあり、下部ウエブ14の非変形部分が成形ボックス98の上端開口の上に配置されている。下部ウエブ14が静止状態で維持されている間に、成形ボックス98が位置Bへ上方に移動されて、成形ボックス98の側壁の上端部が下部ウエブ14の下側に当接する。その後、負圧が真空ライン104及び成形ボックス98の底部に形成された一連のエア通路を介して成形ボックス98の内部に供給される。位置Cでは、プラグ補助機構108に関連するプラグ部材106が空気圧の影響下で下方に移動して、下部ウエブ14の上面に当接して、下部ウエブ14が成形ボックス98内へ変形するのを補助する。位置Dでは、プラグ部材106は、その上方位置に格納され、真空ライン104によって供給された負圧が、下部ウエブ14を成形ボックス98の内部の底部及び側部に接触するように配置されるまで下方に変形させる。これにより、製品キャビティ102が形成される。位置Eでは、成形ボックス98は、成形された下部ウエブ14を成形ステーション18から下流に送れるのに充分な距離だけ下方に移動され、その後、上述の工程のシーケンスが繰返されて下部ウエブ14の上流部分に他の製品キャビティを形成する。前に成形された製品キャビティ102は、装填ステーション20に送られて、そこで包装されるべき製品が製品キャビティ102内に配置される。
【0025】
図2を参照して、リフトサーボモータ110が下部フレーム部材30に取付けられ、リフトサーボモータ110は、駆動タイミングプーリ114が取付けられる出力シャフト112を含んでいる。タイミングベルト116が駆動プーリ114及び従動大プーリ118の周りに巻装され、従動大プーリ118は、下部フレーム部材30の間に回転可能に取付けられたシャフト120に取付けられている。大きなタイミングプーリ118の内側表面で、より小径のリフトプーリ124aがシャフト120に連結され、タイミングベルト122が内側に取付けられたプーリ124a及び第2リフトプーリ124bの周りに巻装されている。プーリ124bは、下部フレーム部材30に回転可能に取付けられたシャフト126にキー結合されている。この構成により、一対のリフトプーリ124a及び124bは、サーボモータ110の作動に応答して回転する。
【0026】
一対のリフトアーム128a、128bがリフトプーリ124a、124bに取付けられている。リフトアーム128a、128bは、これらの下端部がシャフト120、126にそれぞれ固定され、これにより、リフトサーボモータ110の作動に応答して、シャフト120、126と共に回転可能である。
【0027】
図5に示されるように、リフトアーム128aには、内側に延びてローラ部材132に取付けられる上部シャフト130が設けられている。ローラ部材132は、フレームアセンブリ100の下側に連結されたカム部材136に形成されたカムスロット134内に取付けられている。この構成により、リフトサーボモータ110の往復作動によってシャフト120が時計方向及び反時計方向に往復運動すると、ローラ部材130がカムスロット134内で前後に移動して、成形ボックス98が取付けられたフレームアセンブリ100を上下させる。図2を参照して、カム部材138は、フレームアセンブリ100の後部に取付けられ、前方のカム部材136に形成されたスロット134と同様のカムスロットを含んでいる。後部リフトアーム128bには、アーム128aに関して説明したものと同様のローラ構造が設けられている。プーリ124の周りに巻装されたタイミングベルト122は、リフトアーム128a、128bを同時に上下して、フレームアセンブリ100を昇降させる。リフトアーム128a、128bを確実に互いに平行に維持するため、リフトアーム128a、128b間に機械的なリンク(図示せず)が連結される。
【0028】
好ましい構造では、一対の前方のカム部材は、フレーム100の前部の両側に取付けられ、そして、一対の前方のリフトアーム128aは、シャフト120に連結される。同様に、一対のカム部材138は、フレーム100の後部の両側に取付けられ、そして、一対のリフトアーム128bは、シャフト126に取付けられる。
【0029】
図2に示されるように、プラスチックベアリングブロック140がフレームアセンブリ100の側部に取付けられ、同様の一対のブロックがフレームアセンブリ100の反対側に取付けられている。ベアリングブロック140は、垂直フレーム部材144の内側に取付けられた垂直シャフトの両側部を受け、機械10の他の側の垂直フレーム部材にも同様の構造が設けられている。ベアリングブロック140のような、これらのベアリングブロックは、リフトアーム128a、128bの昇降中にフレームアセンブリ100を垂直方向に追従させる。
【0030】
図5を参照して、成形ボックス98は、成形ボックス98の両側に配置された一対のサイドプレートによってフレームアセンブリ100に取付けられ、一方のサイドプレートは、符号146で示されている。これらのサイドプレートを緩めることにより、成形ボックス98は、フレームアセンブリ100の長手方向に沿って様々な位置に移動させることができ、その後、サイドプレートを締め直すことによって所望の位置に固定される。これにより、成形ボックス98をフレームアセンブリ100上で正確に位置決めすることができる。更に、成形ボックス98は、フレームアセンブリ100から完全に取外すことができ、異なる形状の製品キャビティを提供する異なる成形ボックスに交換して、包装される様々なタイプの製品に適応することができる。図示して説明したような取付構造は、フレームアセンブリ100に対する成形ボックス98の調整及び取外しを可能にするのに充分な他のいかなる構造に交換してもよい。
【0031】
図2に示されるように、真空接続部148が機械10のフレームに取付けられて、公知の原理にしたがって、負圧を真空チューブ150から真空ライン104(図2には示さず)を介して成形ボックス98の内部に送る。
【0032】
図2は、成形ステーション18でのプラグ補助機構108の配置の概略を示している。図6は、プラグ補助機構108を詳細に示している。図6に示されるプラグ補助機構108の構造は、図4に示される構造とは対照的に、下部ウエブ14に比較的深い製品キャビティが形成されているときに使用される。図6を参照して、プラグ補助機構108は、一方が符号152で示される前部及び後部フレーム部材からなるフレームアセンブリを含んでいる。一対のサイドプレート部材154、156が前部及び後部フレーム部材の間に延ばされている。一対の耳部158、160がサイドフレーム部材154、156にそれぞれ取付けられている。
【0033】
一対のリニアアクチュエータアセンブリ162、164が機械10のフレームの両側に設けられ、これらは、フレームの構造部材に取り付けられている。アクチュエータアセンブリ162は、アクチュエータ本体168に対して垂直方向に直線的に移動可能な出力部材166を含んでいる。サーボモータ170がアクチュエータ本体168に取付けられ、アクチュエータ本体168に回転動力を入力して、出力部材166を選択的に上下運動させる。出力部材166は、プラグ補助フレーム耳部158に連結されている。
【0034】
リニアアクチュエータアセンブリ164は、同様に構成されて、出力部材172を垂直方向に移動可能で、リニアアクチュエータ本体174及びサーボモータ176が設けられている。出力部材172は、フレーム耳部160に連結されている。
【0035】
リニアアクチュエータアセンブリ162、164は、好ましくは、特許文献5等に基づいて製造される。
【特許文献5】米国特許第4137784号明細書
【0036】
上述の構造により、サーボモータ170、176の作動により、回転動力がリニアアクチュエータ本体168、174に供給されて、リニアアクチュエータ出力部材166、172が垂直方向に移動し、これにより、プラグ補助フレームアセンブリを包装機械10のフレームに対して昇降させる。
【0037】
上部プレート178がプラグ補助アセンブリの前部及び後部フレーム部材の間に延びている。図示された実施形態では、成形ボックス98は、下部ウエブ14を成形するための一対の内部キャビティを提供して、一対の並列の製品キャビティを提供する。一対のプラグ補助部材は、全体として符号180、182で示され、上部プレート178の下側に取付けられて、成形ボックス98によって提供される内部キャビティの輪郭に一致して下部ウエブ14を補助する。プラグ補助部材180は、垂直ポスト184及びポスト184の下端部に連結された下部成形部材186を含んでいる。同様に、プラグ補助部材182は、上部プレート178の下側に連結された垂直ポスト188及びポスト188の下端部に取付けられた成形部材190を含んでいる。
【0038】
成形部材186、190は、互いに整合される成形部材に設けられた内部キャビティの内側に合致する寸法とされている。好ましくは、成形部材186、190の各縁部は、隣接するキャビティの側壁から約1/2インチ内側に配置される。成形部材186,190は、好ましくは、それぞれの成形キャビティ内で、成形部材186、190のそれぞれの底部がキャビティの深さの約3/4となる最下部位置に下方へ移動される。
【0039】
一対の垂直ガイドポスト192、194が包装機械10のフレームに取付けられている。ポスト192は、プラグ補助アセンブリ108の前部及び後部フレーム部材の間に延びる構造によって形成された開口193内に受入れられ、この開口は、ポスト192の断面に対応すると共に、それよりも僅かに大きい断面を有している。同様に、ポスト194は、プラグ補助アセンブリ108の前部及び後部フレーム部材の間に延びる構造によって形成された開口195内に受入れられ、この開口は、ポスト194の断面に対応すると共に、それよりも僅かに大きい断面を有している。この構造により、ポスト192及び194は、サーボモータ170、176の作動に応答するリニアアクチュエータアセンブリ162、164の作動中、プラグ補助アセンブリ108の垂直移動を確実にする。この目的のために充分な例えば互いに合致する溝と突起の形式のシステム等の他のいかなる構造を用いてもよいことが分かる。
【0040】
成形部材186、190は、これらの最下位置が図6に実線で示されている。成形部材190は、その上昇位置が仮想線で示されている。
【0041】
公知の原理にしたがって、成形部材186、190は、下部ウエブ14に係合して下部ウエブ14を下方に移動させて、これを成形ボックス98の成形キャビティに一致させるのを補助する。
【0042】
図1及び2を参照して、成形された下部ウエブ14がこれを変形させて並列した製品キャビティを提供する成形ステーション18から送出された後、図1において符号Pで示される製品が装填ステーション20で製品キャビティ内に装填される。製品Pは、いかなる充分な方法で装填されてもよく、例えば、手作業又は自動装填システムによって装填することができる。製品Pは、図1に示されるように、ホットドッグを含むが、製品Pは、開示された方法で充分に包装されるいかなる製品でもよく、例えば、ハム、ベーコン、スライスランチョンミート、チーズ、医薬のようなものでもよいことが分かる。
【0043】
製品キャビティに製品Pが装填された後、成形されて製品が装填された下部ウエブ14は、上部ウエブ供給ステーション22に移動される。
【0044】
上部ウエブ供給ステーション22(図2)は、下部ウエブ供給ステーション12と同様に構成され、同様な方法で機能する。上部ウエブ供給ロール24が、ブラケットアセンブリ198に固定的に取付けられたシャフト196に回転可能に支持されている。一対の垂直フレーム部材200、202が包装機械10の上部フレーム部材28から上方に延びて、上部ウエブ供給ステーション22を支持している。
【0045】
全体として符号204で示される巻き解き駆動アセンブリが上部ウエブ供給ステーション22のフレームに取付けられて、供給ロール24から上部ウエブ材料を巻き解く。巻き解きアセンブリ204の部品は、下部ウエブ供給アセンブリ12に関して前述したものと同様であり、そのような部品と同じ方法で機能する。上部ウエブ供給ステーション22は、更に、下部ウエブ供給ステーション12に配置された浮動アセンブリと同様の方法で機能する浮動アセンブリ206を含み、浮動アセンブリ206は、成形されて製品が装填された下部ウエブと一緒の上部ウエブの割出し移動に応答して、巻き解きアセンブリ204によって供給ロール24から上部ウエブ材料の選択的な巻き解きを行なう。
【0046】
下流のステーション26で、真空ボックス208がフレーム21に取付けられ、真空ボックス208は、公知の真空包装原理にしたがって作動されて、上部及び下部ウエブが一体にシールされる間に製品キャビティを排気して、製品Pの真空包装を提供する。加熱アセンブリ212が下流のステーション26に配置されて、上部及び下部ウエブ14のシール材を活性化する。
【0047】
フレーム210は、成形ステーション18に配置されたフレームアセンブリ100と同様の方法で、上方及び下方位置の間を移動可能である。リフトサーボモータ214が設けられて、前述の成形ステーション18と同様の方法でタイミングベルト及びプーリを介して、一方が符号216で示される一対のリフトアームを選択的に上昇及び下降させる。
【0048】
製品キャビティが排気され、上部及び下部ウエブが一体に接着されて、製品Pの真空包装を提供した後、接着された上部及び下部ウエブは、図2に全体として符号218で示される切断ステーションに送られる。ウエブが切断ステーション218を出るとき、中央に配置された切断刃がウエブを切断して縦に2列の成形された包装に分離する。これに先立って、図7に全体として符号220で示す横断機械がウエブを横断方向に切断する。
【0049】
横断機械220は、上部フレーム部材222及びブラケット部材224を含むフレームアセンブリを含み、ブラケット部材224は、包装機械10の上部フレーム部材28に取付けられた支持部材226に回動可能に取付けられている。上部フレーム部材222の他端にブラケット部材228が配置され、これは、全体として符号232で示されるシリンダアセンブリの伸縮可能な出力部材230に連結されている。ブラケット234がシリンダアセンブリ232の下端部を支持部材236に連結し、この支持部材236は、包装機械10のフレーム部材28に相互接続されている。
【0050】
シリンダアセンブリ232は、出力部材230を昇降するのに充分ないかなるアセンブリでもよく、例えば、空気圧又は油圧シリンダ、あるいは、ソレノイド−タイプの構造とすることができる。この構成により、上部フレーム部材22は、図7に示す下方位置と上方位置との間で移動可能である。
【0051】
ロッドレス空気圧シリンダ238が上部フレーム部材22の下側に取付けられ、キャリッジ240がロッドレスシリンダ238の移動可能な出力部材に連結されている。一対のブレードホルダアセンブリ242、244がキャリッジ240の両端部に取付けられて、一対のナイフブレード246、248を保持している。
【0052】
ロッドレスシリンダの作動により、キャリッジ240が切断ストロークし、ブレード246、248が上部及び下部ウエブを通して右方に移動して、横断方向にウエブを切断する。ロッドレスシリンダ238の出力部材は、最初に最左方位置に移動されて、ブレード246が上部及び下部ウエブの左側縁部の左方に配置され、ブレード248が成形された包装の2列の間の領域に配置される。そして、シリンダアセンブリ232の出力部材230が短縮されて、ブレード246、248の先端部が上部及び下部ウエブを突き刺す。そして、ロッドレスシリンダ238が作動してキャリッジ240を右方へ移動させ、ブレード246、248が上部及び下部ウエブを通して切り、ウエブを完全に切断する。ロッドレスシリンダ238が完全に切断ストロークしたとき、ブレード246は、ブレード248が最初にウエブを突き刺した点に至るまでウエブを切断するのに充分な距離だけ右方に移動する。そして、シリンダ232の出力部材230が伸長して、ブレード246、248をウエブの上方へ上昇させ、その後、ロッドレスシリンダ238の出力部材が左方へ移動して、ブレードをその初期位置に戻し、その後、出力部材230は、再度短縮して、ブレード246、248をウエブに当接させる。
【0053】
ブレード246、248は、一般的なブレードであり、汎用のナイフのようなもを使用し、このため、比較的廉価で、容易に入手可能である。ブレードは、包装機械10の作動中、頻繁に交換しなければならないので、これにより、使用者のコストを減少させる。
【0054】
ブレードホルダアセンブリ242、244は、ブレード246、248の迅速かつ簡単な交換可能性が得られるように構成され、これにより、ブレード交換による包装機械10の待ち時間を最小限にする。
【0055】
再度、図1を参照して、制御モジュール250がアーム252に取付けられ、このアーム252は、上部ウエブ供給ステーション22のフレームの上端部に回動可能に連結されている。制御モジュール250は、機械10のオペレータによって様々な位置に移動させることができ、オペレータは、通常、装填ステーション20に配置されている。
【0056】
制御モジュール250は、サーボモータ78、110、170、176及び214の作動を制御するためのタッチスクリーン254を含んでいる。公知技術によれば、これらのサーボモータの作動は、プログラム可能なコントローラによって制御され、これにより、サーボモータの出力シャフトの位置、そして、サーボモータによって駆動される包装機械の部品の位置の非常に精密な制御を提供する。これは、従来技術の割出し−タイプの包装機械との顕著に対照的な点であり、一般的に空気圧シリンダを使用して、プラグ補助部材、成形及び排気ボックスの昇降動を行い、ゼネバ機構システムを備えた連続運転するモータを用いて包装するウエブの割出し送りを行なう。サーボモータは、プログラムされて、駆動される部品の円滑な移動及び加減速を行い、一の位置から他の位置へ部品を移動させるための迅速な中間移動を行なう。この方法では、包装機械10のサーボモータによって駆動される部品は、非常に高速で作動することができ、従来の割出し−タイプの機械に対し包装品の製造速度を劇的増大させ、同様に、連続運動−タイプの機械に比しても製造速度が増大する。
【0057】
機械10にサーボモータを使用することによってもたらされる他の利点は、サーボモータの作動を制御するプラグラムの変更により、作動パラメータを変更することができることである。作動パラメータは、オペレータ対話式タッチスクリーン254の使用によって変更される。例えば、チェーン88a、88bは、リンクの摩耗により、僅かに伸びる。従来の割出し−タイプの機械では、この問題は、成形ボックスの位置を変更することによって処理される。本発明の包装機械により、オペレータは、シンプルに作動パラメータを変更して、ウエブの割出しの反復長さを短くし、これにより、機械の待ち時間を最小限にする。
【0058】
図8は、タッチスクリーン254で選択可能な様々な作動モードを示している。機械10を起動すると、起動スクリーン256が表示され、オペレータは、領域258、260、262又は264の1つをタッチして、スクリーン266、268、270又は272の1つを選択することができ、これらは、それぞれ自動実行オペレータスクリーン、処理選択スクリーン、クリーンアップスクリーン及びメンテナンスメニュースクリーンからなる。メンテナンスメニュースクリーン272は、符号274で表すメンテナンスパスワードの入力があったときのみ選択することができる。適当なスクリーンで様々なパラメータが設定された後、オペレータは、ボタンパネル276(図1)に関連する「スタート」ボタンを押して、機械10の作動を開始する。
【0059】
図1にも示されるように、エンクロージャ278は、包装機械10に関連するサーボモータの作動を制御する部品を収容している。図9を参照して、エンクロージャ278は、プログラム可能な運動制御コンピュータ280を収容し、このコンピュータは、オペレータインタフェイス制御モジュール250と相互接続されている。コンピュータ280は、出力信号を供給して、例えば符号282、284,286及び288で示されるアンプを制御する。アンプ282、284,286及び288は、制御信号をサーボモータ78、170、176、110及び214にそれぞれ供給して、これらのモータの作動を制御し、これにより、それぞれのモータの出力シャフトの位置を制御する。サーボモータ78、170、176、110及び214は、位置センサ及びフィードバック290、292、294、296及び298をそれぞれ含み、モータ出力シャフトの実際の位置をコンピュータ280に送る。この方法では、実際のシャフト位置は、プログラムされたシャフト位置と比較されて、モータ速度を調整して、モータシャフトを適当な位置に移動させる。
【0060】
電力供給源300は、それぞれのアンプ282〜288の制御を通してサーボモータを作動させるための電力を供給する。
【0061】
サーボモータは、好ましくは、例えば、ウィスコンシンのゲッティス コーポレーションにより、カタログナンバーM324−P70A−1001に基づいて製造される。これらのモータは、回転出力を従来技術のサイクロイドタイプの歯車減速機に供給する。適当な減速機は、例えば、スミトモ マシナリー コーポレーション オブ アメリカによって「SM−Cyclo」の商標でモデルナンバーH3105HSの下で製造されるものである。サーボモータに使用する制御アンプは、好ましくは、例えば、ウィスコンシンのゴールド,インク./モーション コントロール ディビジョン オブ ラシーンにより、モデルナンバーA700の下で製造される。プログラム可能な運動制御コンピュータ280は、例えば、ギディングス アンド ルイス エレクトロニクスによってモデルナンバーPiC49の下で製造される。
【0062】
図10は、前述の上部及び下部ウエブ24、14の間に食料製品Pを包装するための図1〜図9の包装装置10を示している。上述のように、チェーン88a、88bによって提供されるウエブ搬送コンベアは、下部ウエブ14を上流から下流へ、一連のステーションを通して搬送し、図1の装填ステーション20において製品Pを下部ウエブの製品キャビティ102に受入れ、密封ステーション26において包装を上部ウエブ24で密封する。成形ステーション18は、装填ステーション20の上流にあり、下流の装填ステーション20で製品Pが装填される製品に倣った下向きの製品キャビティポケット102を下部ウエブ14に成形する。成形ステーション18は、フレームアセンブリすなわちベースプレート100に支持される前述の成形型ボックス98を含み、ベースプレート100は、リフトアーム128a、128bによって、成形型ボックス98が下部ウエブ14に係合して下部ウエブ14に製品キャビティポケット102を形成する上方の第1位置と、成形型ボックス98が下部ウエブ14から離れた下方へ移動してキャビティポケットを含む下部ウエブ14を下流の装填ステーション20に確実に送れるようにする下方の第2位置との間で移動可能である。成形型ボックス98は、前述の後者の上方の第1位置において、ベースプレート100に支持される上方位置を有している。成形型ボックス98は、前述の後者の下方の第2位置において、ベースプレート100に支持される下方の第2位置を有している。ウエブ搬送コンベア88a、88bは、下部ウエブ14を図10及び図1に示す水平の搬送方向310に沿って上流から下流へ搬送する。ベースプレート100は、前述の上方に上昇された第1位置と前述の下方に下降された第2位置との間を垂直の成形方向312に沿って移動する。カバー314は、上述のプラグ部材106を含む符号108で示すプラグ補助機構とすることができ、あるいは、そのようなプラグ部材を省略することができ、成形ステーション18で下部ウエブ14を覆い、前述の後者の上方の第1位置において成形型ボックス98と協働して、図4Dに示す真空室を提供して、下部ウエブ14を成形型ボックス98の中へ真空成形して、製品キャビティポケット102を成形する。カバー314は、例えば符号316で示されるネジ付ノブによってフレーム28に動かないように固定的に取付けられる。
【0063】
ツール交換のため、ネジ付ノブ318が緩められ、続いて、図11に符号320、322で示されるような1人又はそれ以上の保守作業員によってカバー314のハンドルを持上げることによって取外しが行なわれる。このカバー314は、矢印324で示されるように、上方に持上げられる。そして、ウエブ14は、図12に示されるように、切断され、剥ぎ取られ、又は、供給ステーション12からのウエブ14の送りが停止される。これにより、上方からの型ボックス98へのアクセスが可能になる。そして、1人又はそれ以上の保守作業員は、図13に矢印325で示されるように、ウエブ14に開けられた隙間を通して型ボックス98を持上げる。そして、異なる型ボックスを再装着することにより、又は、例えば符号328で示されるような異なる形状のインサートを型ボックスに設けることにより、あるいは、型ボックスにインサートプレート330を配置することにより、ツール交換して、形成される製品キャビティポケット102の形状、寸法等を変更する。図10〜図13に示されるツール交換システムは、保守作業員が装置の上に到達して、重たい型ボックスをそれを通してその上方に持ち上げるのに対して、人間工学的に不親切で、扱い難い持上げ角度及び持上げ高さを有しており、大きくて重いツールの場合、これを装置から取外すためにホイストが必要であり、上方への引上げ中の重たいツール及び狭い隙間のため、前述の搬送チェーン及びチェーンクリップを損傷させる危険があり、これらの要因によってツールの寸法が制限され、前述のツールの取り外しを可能にするためにウエブ材料を切断して剥ぎ取ることにより、フィルムすなわちウエブ材料を浪費するという問題がある。
【0064】
図14〜図17は、前述の特許文献3のシステムを示し、理解の容易のために適宜上述と同様の参照符号を用いている。図16に示す第3位置が成形型ボックス98に設けられ、すなわち、上述の上方の第1位置及び下方の第2位置の間を垂直方向312に沿ってベースプレート100を移動するのとは異なり、成形型ボックス98を方向324に沿ってベースプレート100から取外している。成形型ボックス98は、第3位置に移動されて、ツール交換が可能になる。成形型ボックス98は、ベースプレートの前述の上方の第1位置及び下方の第2位置の間の移動方向312を横切る方向342に沿って第3位置に移動される。上述のように、ウエブ搬送コンベア88a、88bは、水平の搬送方向310に沿って下部ウエブ14を上流から下流へ搬送する。ベースプレート100は、上方に持上げられた第1位置と下方に下降された第2位置との間を前述の垂直の成形方向312に沿って移動する。成形型ボックス98は、水平横向きの側方引出し方向342に沿って図16に示す上述の第3位置に移動する。搬送方向310、成形方向312及び側方引出し方向342は、互いに直交する。成形型ボックス98は、カバー314と共に、下部ウエブ14を取外さずにそのままの位置で側方引出し方向342に沿って前述の第3位置に移動する。下部ウエブ14は、成形型ボックス98が側方引出し方向342に沿って図16に示す第3位置に移動する間、切断されず、そのままの位置に留まる。
【0065】
図15に示すガイドトラックアセンブリ344は、成形ステーション18に設けられ、ベースプレート100の横方向に延びて、図16に示すように、成形型ボックス98が側方引出し方向342に沿って第3位置に移動している間、これを支持する。一実施形態では、ガイドトラックアセンブリ344は、互いに搬送方向310に沿った間隔をもって横方向に延びる一対のレール346及び348によって提供される。各レールは、符号350で示されるような複数のローラを有し、これらは、レールに回転可能に軸受され、レールに沿って横方向に間隔をもって配置されて、成形型ボックス98が図16に示す前述の第3位置に移動する間、これを載置する。ガイドトラックアセンブリ344は、図14に示す第1格納位置と、図15に示す第2延長位置との間を移動可能である。ガイドトラックアセンブリ344は、延長位置において、ベースプレート100の横方向に延びて、成形型ボックス98が、図16に示すように、側方引出し方向342に沿って前述の第3位置に移動する間、これを支持する。ガイドトラックアセンブリ344は、前述の格納位置において、図14に示すように、延長位置から格納されて、成形ステーション18で前述の第1及び第2位置における成形型ボックス98へのアクセスを可能にする。ガイドトラックアセンブリ344は、前述の格納及び延長位置の間で、図17に示すように、各ガイドレールのベースプレート100に隣接するピボット352、354で回動可能である。好ましい実施形態においては、ガイドトラックアセンブリ344は、図14に示すように格納位置おいて、それぞれのピボット352、354から垂直に延び、また、図15に示すように延長位置において、それぞれのピボット352、354から横方向に延びる前述の一対のレール346、348によって提供される。レール346、348は、延長位置において、ベースプレート100から横方向に外方に延びて、図16に示すように、成形型ボックス98が側方引出し方向342に沿って前述の第3位置に移動中に、これを受けて支持する。図17に示すように、それぞれのロックピン356、358がガイドレールを延長位置で固定するために、挿入ロック方向360に沿って、ガイドトラックアセンブリのそれぞれのガイドレールに挿入可能である。挿入ロック方向360は、前述の搬送方向に沿っている。
【0066】
前述の特許文献3のシステムは、製品Pを上部ウエブ24と下部ウエブ14との間に包装する包装装置であって、下部ウエブ14を一連のステーションを介して上流から下流へ搬送する搬送コンベア88a、88bを有し、装填ステーション20で製品Pを下部ウエブ14に受入れ、密封ステーション26で包装を上部ウエブ24によって密封し、また、装填ステーション20の上流に成形ステーション18を有し、成形ステーション18は、下部ウエブ14に製品Pが装填される製品キャビティポケット102を製品に倣って下向きに成形し、この成形ステーション18は、ベースプレート100に支持された成形型ボックス98を有し、成形型ボックス98は、下部ウエブ14に係合して下部ウエブ14に製品キャビティポケット102を形成する上方の第1位置と、下部ウエブ14から離れた下方の第2位置との間を移動可能で、成形型ボックス98は、前述の後者の第1位置において、ベースプレート100に支持される上方の第1位置と、前述の後者の下方の第2位置において、ベースプレート100にに支持される下方の第2位置を有している包装装置の運用方法を提供する。前述の特許文献3の方法は、前述のベースプレート100のその第1及び第2位置の間の移動方向312とは異なる方向342に沿って、成形型ボックス98をベースプレート100から取外すことによるツール交換を含んでいる。この方法は、成形型ボックス98をベースプレート100の前述の第1及び第2位置の間の移動方向312を横切る方向342に沿ってベースプレート100から取外すことを含んでいる。この方法は、成形型ボックス98を図16に示す第3位置に、横切る方向342に沿って移動させて隣接するベースプレート100から引離すことを含んでいる。上述のように、搬送方向310と、成形方向312と、側方引出し方向342とは、互いに直交する。好ましい実施形態では、成形型ボックス98は、横方向に延びるガイドトラックアセンブリ344に沿って図1に示される前述の第3位置に側方引出し方向342に沿って横方向にスライドすることにより、ベースプレート100から取外される。この方法は、ガイドトラックアセンブリ344を図14の第1格納位置と図15の第2延長位置との間で移動させることを含み、第2延長位置では、ガイドトラックアセンブリ344がベースプレート100の横方向に延びる延長された位置にあり、成形型ボックス98が側方引出し方向342に沿って図16に示す前述の第3位置ある間、成形型ボックス98を支持し、ガイドトラックアセンブリ344は、図14の格納位置において、延長された位置から格納されて、成形ステーション18で前述の第1及び第2位置にある成形型ボックス98へのアクセスを可能にする。この方法は、カバー314を取外すことなく、ベースプレート100から成形型ボックス98を取外すことによるツール交換を含んでいる。この方法は、下部ウエブ14を引き剥がすことなく、また、下部ウエブ14を切断することなく、成形型ボックス98を取外すことにより、ツール交換することを含んでいる。これは、より人間工学的に扱い易く、簡素化された方法で、フィルムを浪費することなく、また、前述の搬送チェーン及びクリップが損傷する虞なくツールへのアクセスを容易にする。
【0067】
上述のように、包装装置10は、図4のプラグ補助機構108を有するカバー314を含むことができ、プラグ補助機構108は、成形プラグすなわち部材106を含み、又は、そのような成形プラグを省略してもよい。カバー314は、成形ステーション108で下部ウエブ14を覆い、前述の後者の上方の第1位置において、成形型ボックス98と協働して、図4Dの真空室を提供して、下部ウエブ14を成形型ボックス98の中へ真空成形して、製品キャビティポケット102を形成する。符号106で示すような成形プラグを有するカバーにおいて、ウエブ搬送方向310に沿ってカバーから成形プラグを離すように移動させることにより、そのような成形プラグを変更及び交換することは、一般的であり、従来技術において公知である。
【0068】
図18から図23は、図21、23に示す1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406を支持するカバー402を有するプラグ補助機構400を示している。これらの成形プラグ404、406は、成形プラグ404、406が下部ウエブ14に係合してそれぞれの製品キャビティポケット102の形状を補助する下方へ下降した第1位置と、成形プラグ404、406が下部ウエブ14から離間する上方に持上げられた第2位置との間で移動可能である。成形プラグ404、406は、図21に示す第3位置を有し、ウエブ搬送方向310とは異なる方向408に沿ってカバー402から離間する。成形プラグ404、406は、図21の前述の第3位置に移動して、これを交換可能にする。成形プラグ404、406は、ウエブ搬送方向310と異なり、かつ、成形プラグ404、406の前述の下方に下降した第1位置と上方に持上げられた第2位置との間の方向312に沿った移動とも異なる方向408に沿って、図21の前述の第3位置に移動される。成形プラグ404、406は、好ましくは、ウエブ搬送方向310を横切り、かつ、成形プラグの前述の第1及び第2位置の間の方向312に沿った移動方向を横切る方向408に沿って移動される。
【0069】
上述のように、ウエブ搬送コンベアは、下部ウエブ14を水平のウエブ搬送方向310に沿って上流から下流へ搬送する。成形プラグ404、406は、下方へ下降された第1位置と上方へ持上げられた第2位置との間で垂直の成形方向312に沿って移動する。成形プラグ404、406は、水平横向きの側方引出し方向408に沿って図21の前述の第3位置に移動する。ウエブ搬送方向310と、成形方向312と、側方引出し方向408とは、相互に直交する。カバー402は、成形ステーション18において、下部ウエブ14を覆うように配置され、成形型ボックス98と協働して、1つ又はそれ以上の成形プラグによって補助されて、真空室を提供して、下部ウエブ14を成形型ボックス98の中へ真空成形して、符号102で示されるような前述の製品キャビティポケットを成形する。1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406は、カバー402及び下部ウエブ14を取外さず、そのままの位置で、前述の側方引出し方向408に沿って図21に示す前述の第3位置に移動する。側方引出し方向408に沿った側方へ引出しは、保守作業員が搬送コンベアを越えて上方にアクセスしてツールを人間工学的に不親切で扱い難い持上げ角度で持上げる必要性を解消することにより、ウエブ搬送方向310に沿った引出しに対して、相当に進歩し改善されたものであると考える。
【0070】
図20のガイドトラックアセンブリ410は、成形ステーション418に設けられて、側方引出し方向408に沿って図21に示す前述の第3位置への移動中に、カバー402の横方向に延びて、成形プラグ404、406を支持する。引出しを可能にするため、図18、19に示されるネジ付スクリュステム412、414が取外された後、図19のプレート416が取外される。前述のガイドトラックアセンブリ410は、図20に示される互いにウエブ搬送方向310に沿った間隔を有する横方向に延びる一対のレール418、420によって提供されている。一対の取付ブロック422、424は、それぞれレール418、420をカバー402に取付けて、成形プラグ404、406が側方引出し方向408に沿って図21に示す前述の第3位置に移動できるようにしている。ブロック422、424は、スクリュステム412、414によってカバー402に取付けられている。成形プラグ404、406は、好ましくは、これを取外すためのレール418、420から上方に持上げられた共通の取付プレート426に取付けられ、続いて、新たな又は異なる成形プラグに交換する。そして、交換する成形プラグは、図20、21において左方へ再挿入され、続いて、レール418、420及びブロック422、424を取外し、プレート416を元に戻し、スクリュステム412、414によって締結される。成形プラグは、あらゆる適当な機構、例えば、従来技術において公知のベルト及びプーリ434、436によって駆動される図22に示すスクリュドライバ428、430、あるいは、他の適当な機構によって、成形方向312に沿って前述の第1及び第2位置の間で作動される。
【0071】
本方法及びシステムは、1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406がウエブ搬送方向310とは異なる方向408に沿ってカバー402から離れて図21に示す前述の第3位置に移動することを含む。本方法は、更に、前述の図21の第3位置への移動の後、1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406を交換することを含み、使用する場合には、共通の取付プレート426を含む。成形プラグ404、406は、方向408に沿って図21に示す前述の第3位置に移動し、この方向408は、成形プラグの前述の第1及び第2位置の間の方向312に沿った移動方向を横切り、また、ウエブ搬送方向310とは異なり、好ましくは、ウエブ搬送方向310を横切る。本システムは、上部及び下部ウエブの間に食料製品を包装する包装装置を運用するための方法を提供し、本方法は、カバー402を取外すことなく、成形プラグを方向408に沿ってプラグ補助機構400から取外すことによって、1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406を交換することを含み、方向408は、ウエブ搬送方向310を横切り、また、1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406の前述した下方に下降した第1位置と前述の上方に持上げられた第2位置との間の方向312に沿った移動方向を横切る。
【0072】
以上の説明において、特定の用語は、簡潔さ、明瞭さ及び理解のために用いられている。そのような用語は、記述的な目的で使用され、広く解釈されることを意図しているので、そこから従来技術の要求の範囲を越える限定を示唆するものではない。ここに説明された異なる形態、システム及び方法のステップは、単独で、又は、他の形態、システム及び方法のステップと組合わせて使用することができる。添付の特許請求の範囲の技術的範囲内において、様々な均等物、変形例及び修正例が利用可能であることが予想される。
【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】特許文献1にしたがって構成された包装機械の斜視図である。
【図2】図1の包装機械において、部品を露出するためにガード及びカバーを取外した側面図である。
【図3】包装材料の下部ウエブを供給するためのウエブ巻き解き機構を示す側面の概略図である。
【図4】包装される製品を受入れるのに適した製品キャビティを設けるため、成形ステーションで、包装材料の柔軟性ウエブを変形させる工程を示す概略図である。
【図5】上昇位置にある成形型の一部を拡大して示す側面図である。
【図6】特許文献1のプラグ補助機構の一部を示す縦断面図である。
【図7】成形された包装を横断方向に切断するための切断アセンブリの一部を示す縦断面図である。
【図8】包装機械の作動を制御するための制御スクリーンの選択を示すブロック図である。
【図9】サーボモータの制御及び駆動構造を示すブロック図である。
【図10】図1のシステムの一部を示す斜視図である。
【図11】ツール交換の段取りを示す図10と同様な図である。
【図12】更なる段取りを示す図11と同様な図である。
【図13】更なる段取りを示す図12と同様な図である。
【図14】特許文献3のシステムを示す図10と同様な図である。
【図15】ツール交換の更なる段取りを示す図14と同様な図である。
【図16】更なる段取りを示す図15と同様な図である。
【図17】更なる段取りを示す図14の一部の拡大図である。
【図18】図1の装置の構成部分としての本発明の要部を示す斜視図である。
【図19】分解状態を示す図18と同様な図である。
【図20】成形プラグ取外しのためのセットアップ状態を示す図19と同様な図である。
【図21】成形プラグの取外しを示す図20と同様な図である。
【図22】図18のプラグ補助機構のウエブ搬送方向に沿った縦断面図である。
【図23】図18のプラグ補助機構のウエブ搬送方向を横切る方向に沿った縦断面図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、上部及び下部ウエブ間で製品を包装するためのウエブ包装装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ウエブ包装システムは、特許文献1及び2等の従来技術において公知であり、これらは、参考として本説明に含まれる。ウエブ搬送コンベアは、下部ウエブを上流から下流へ、装填ステーションで下部ウエブパッケージに製品を受入れ、密封ステーションで上部ウエブでその包装を密封する一連のステーションを介して搬送する。装填ステーションの上流の成形ステーションは、製品が装填される下部ウエブに下向きの製品キャビティポケットを形成する。成形ステーションは、上方の第1位置と下方の第2位置との間を移動可能なベースプレート上に支持された成形型ボックスを有し、上方の第1位置では、成形型ボックスが下部ウエブに係合して下部ウエブに製品キャビティポケットを成形し、第2下方位置では、成形型ボックスが下部ウエブから下方に移動されて、下部ウエブ及び製品キャビティポケットが下流の装填ステーションへ移動できるようにする。この型ボックスは、ベースプレートから取外されて、例えば異なる型ボックスへの交換又は異なる形状の製品キャビティポケットを提供するための型ボックスへの異なる形状のインサートの設置、あるいは、異なる高さの製品キャビティポケットを提供するための型ボックスの底部への充填プレートのようなものの設置等のツール交換を可能にする。
【特許文献1】米国特許第5170611号明細書
【特許文献2】米国特許第5205110号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
参考として本説明に含まれる2006年3月31日に提出された自己の特許文献3に係る同時係属米国特許出願は、ツール交換の簡素化を志向した開発努力の継続中に提案された。この出願のシステムは、簡素化されたユーザーフレンドリーで人間工学的なツール交換を提供する。
【特許文献3】米国特許出願第11/395932号明細書
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、前述の成形型ボックスの中の製品キャビティポケットの形成を補助するときに使用されるプラグ補助機構を含むツール交換の簡素化を志向する開発努力の更なる継続中に提案された。
【発明を実施するための最良の形態】
【0005】
以下の図1から図9の説明は、本説明に含まれる特許文献1から引用されている。
【0006】
図1及び図2は、包装機械10を示す。包装機械10は、一般的に、供給ロール16から柔軟性を有する包装材料の下部ウエブ14を供給するための下部ウエブ供給ステーション12と、成形ステーション18と、装填ステーション20と、供給ロール24から柔軟性を有する包装材料の上部ウエブを供給するための上部ウエブ供給ステーション22と、全体として符号26で示される下流ステーションとを含んでいる。下流ステーション26で実行される作動は、後で説明する。
【0007】
包装機械10の様々な部品は、一対の間隔をもった平行の上部フレーム部材28と、符号30、32、34等で示される間隔をもった下部フレーム部材と、上部フレーム部材28と下部フレーム部材30、32、34との間に延びる一連の垂直フレーム部材とを含むフレームアセンブリ(図2)に取付けられ、これによって支持されている。一連の脚部36は、機械10を床38上で支持するために設けられている。
【0008】
下部ウエブ供給ステーション12は、ロール支持ブラケット40及びブラケット40から延びる巻き解きシャフト42を含んでいる。供給ロール16は、シャフト42に回転可能に取付けられ、シャフト42は、ブラケット40に固定的に取付けられている。巻き解きモータ44(図2)がプレート46に取付けられ、モータ44は、ギヤボックス48に連結される出力シャフトを有し、ギヤボックス48は、モータ44の出力シャフトの回転に応答して駆動される水平に向けられたシャフトを含んでいる。一対のタイミングプーリ50、52が一対のシャフト54、56にそれぞれ固定され、これらのシャフト54、56は、プレート46を貫通して延びて、一対の従動スチールローラ58、60(図3)に固定されている。タイミングベルト62がタイミングプーリ50、52及びギヤボックス48の水平の出力シャフトに連結されたタイミングプーリ(図示せず)の周りに巻装されている。
【0009】
図3を参照して、ゴムの表面を有する挟みローラ64が従動ローラ58及び60の上に置かれてローラ64とローラ58、60との間に一対の挟み部を形成している。下部ウエブ14は、従動ローラ58の下方に送られ、上方へ挟みローラ64を越えて、従動ローラ60の下方へ送られる。モータ44が作動すると、従動ローラ58、60は、タイミングプーリ50、52の回転に応答して駆動され、下部ウエブ14は、従動ローラ58、60及び挟みローラ64の回転によって供給ロール16から巻き解かれる。
【0010】
モータ44は、一般的な可変速度DCモータであり、その作動中に供給ローラ16からの下部ウエブ14の巻き解き速度を調整可能とする。
【0011】
下部ウエブ14は、従動ローラ60から、浮動アーム68に回転可能に取付けられた浮動ローラ66の周りに巻装され、浮動アーム68は、その上端部が機械フレームの両側部間に延びるシャフトによって回動可能に支持されている。前述のように、また、詳細に後述するように、ウエブ14は、割出し状態で機械10に通される。浮動アセンブリは、浮動アーム68及び浮動ローラ66からなり、巻き解きモータ44のオン、オフ切換及びその運転速度の制御を行なうためのアクチュエータとして作動して、浮動アセンブリの下流のステーションを通る下部ウエブ14の割出し動作に応答して、供給ロール16から下部ウエブ14を巻き解く。
【0012】
前述のように、巻き解きモータ44は、可変速度モータである。モータ44は、浮動アーム68の位置に応答し、浮動アーム68は、浮動アセンブリの下流の下部ウエブの割出し送りの調整の要求によってモータ速度を増減する。モータ44は、通常オフで、浮動アセンブリは、選択的にモータ44を作動させ、また、その運転速度を制御する。
【0013】
図2及び図3を参照して、トランスデューサタイプの近接スイッチ74がプレート46に取付けられて、モータドライブ75を介して巻き解きモータ44に相互接続されている。カム形スイッチアクチュエータ部材76が浮動アーム68に取付けられて、近接スイッチ74を選択的に作動させる。
【0014】
アクチュエータ部材76は、カム形アクチュエータ表面を提供し、これが近接スイッチ74に作用して、モータ44の運転速度を制御する。前述のように、モータ44は、通常オフである。アクチュエータ部材76のカム形状は、モータ44の「オン」と「オフ」とのモード間で漸進的なスイッチの切換を行なう。
【0015】
下部ウエブ14が割出し駆動機構によって引張られたとき、後述するように、浮動アーム68が反時計方向に回動して、アクチュエータ部材76が近接スイッチ74に接近する。そして、近接スイッチ74は、モータ44を最初は低速で、その後、浮動アーム68の更なる反時計方向の回動によって、モータ44が全速になるまで、より高速で作動させて、供給ロール16から下部ウエブを巻き解く。供給ロール16からの下部ウエブ14の供給が下部ウエブ14の割出し送りに追い着いたとき、浮動アーム68は、シャフト70の周りを時計方向に回動する。そして、アクチュエータ部材76が近接スイッチ74に作用してモータ44の運転速度が低下する。下部ウエブ14の割出し送りが終了したとき、アクチュエータ部材76が充分に移動して近接スイッチ74を介してモータ44への電力を遮断するまで、モータ44は、下部ウエブ14を浮動ローラ66に供給し続け、浮動アーム68が時計方向に回動する。
【0016】
これにより、浮動アセンブリの下流の下部ウエブ14の割出し送りが継続する間、アクチュエータ部材76が近接スイッチ74への接近を維持する限り、浮動アーム68は、前後に円弧運動する。
【0017】
下部ウエブ14の送りのため、サーボモータ78が下部フレーム部材34に取付けられ、サーボモータ78は、タイミングプーリ80が取付けられた出力シャフトを含んでいる。タイミングベルト82がタイミングプーリ80の周りに、また、従動シャフト86に取付けられた従動タイミングプーリ84の回りに巻装されている。従動シャフト86は、包装機械10のフレームの両側部間に回転可能に支持されている。
【0018】
図6及び図7を一時的に参照して、全体として符号88a、88bで示される一対の把持チェーンが包装機械10のフレームの両側に設けられている。把持チェーン88a、88bは、上部ラン90a、90b及び下部ラン92a、92bをそれぞれ設けている。チェーン88a、88bの上部及び下部ランは、包装機械10のフレームの両側に配置された表面ブロック94a、94bに内側に面して形成されたスロットに取付けられている。ブロック94a、94bは、上部フレーム部材28に取付けられて、把持チェーン88a、88bを包装機械10の長手方向に沿って摺動させる。ブロック94a、94bは、超高分子量ポリエチレン材料で形成されている。
【0019】
把持チェーン88a、88bは、例えば、ウィスコンシン、オシュコシュのカーウッド、インク.により、その特許文献4に基づいて製造することができる。この構造は、把持チェーン88a、88bの上部ラン90a、90bで下部ウエブ14をその縁部で把持できるようにする。
【特許文献4】米国特許第4915283号明細書
【0020】
従動シャフト86(図2)は、割出し駆動サーボモータ78の出力シャフトの回転に応答して回転可能であり、これに連結されて把持チェーン88a、88bに係合する一対のチェーン駆動スプロケット(図示せず)を有している。この構造において、サーボモータ78の断続的な作動によって、把持チェーン88a、88bが割出し運動して、下部ウエブ14を包装機械10を通して割出し送りする。
【0021】
下部ウエブ14は、浮動アセンブリの下流及び成形ステーション18の上流の把持チェーン88a、88bの上部ラン90a、90b間で把持され、その後、成形ステーション18に割出されて供給される。
【0022】
全体として符号96で示されるウエブヒータ装置が成形ステーション18の直前の上流に配置されて、下部ウエブ14を成形ステーション18での成形に先立って加熱する。この下部ウエブ14の予熱は、下部ウエブ14の柔軟性を増大させて、成形ステーション18での下部ウエブ14の変形を補助する。
【0023】
成形ステーションにおいて、成形型が下部ウエブ14の下方に設けられる。図2に示されるように、成形型は、フレームアセンブリ100に取付けられた冷却された成形ボックス98を備えている。後述するように、成形ボックス98は、上方位置と下方位置との間で移動可能である。その上方位置では、成形型98は、下部ウエブ14に作用して、下部ウエブ14を下方に変形させて製品キャビティを形成し、その下方位置では、下部ウエブ14から離れるように移動して、これに形成された製品キャビティを有する下部ウエブ14を送れるようにする。
【0024】
図4は、下部ウエブ14に製品キャビティ102を形成するために成形ステーション18で実行する一連の工程を示している。図4に示される成形の段取は、好ましくは、下部ウエブの製品キャビティが比較的浅い成形のときに用いられる。位置Aでは、成形ボックス98は、その下方位置にあり、下部ウエブ14の非変形部分が成形ボックス98の上端開口の上に配置されている。下部ウエブ14が静止状態で維持されている間に、成形ボックス98が位置Bへ上方に移動されて、成形ボックス98の側壁の上端部が下部ウエブ14の下側に当接する。その後、負圧が真空ライン104及び成形ボックス98の底部に形成された一連のエア通路を介して成形ボックス98の内部に供給される。位置Cでは、プラグ補助機構108に関連するプラグ部材106が空気圧の影響下で下方に移動して、下部ウエブ14の上面に当接して、下部ウエブ14が成形ボックス98内へ変形するのを補助する。位置Dでは、プラグ部材106は、その上方位置に格納され、真空ライン104によって供給された負圧が、下部ウエブ14を成形ボックス98の内部の底部及び側部に接触するように配置されるまで下方に変形させる。これにより、製品キャビティ102が形成される。位置Eでは、成形ボックス98は、成形された下部ウエブ14を成形ステーション18から下流に送れるのに充分な距離だけ下方に移動され、その後、上述の工程のシーケンスが繰返されて下部ウエブ14の上流部分に他の製品キャビティを形成する。前に成形された製品キャビティ102は、装填ステーション20に送られて、そこで包装されるべき製品が製品キャビティ102内に配置される。
【0025】
図2を参照して、リフトサーボモータ110が下部フレーム部材30に取付けられ、リフトサーボモータ110は、駆動タイミングプーリ114が取付けられる出力シャフト112を含んでいる。タイミングベルト116が駆動プーリ114及び従動大プーリ118の周りに巻装され、従動大プーリ118は、下部フレーム部材30の間に回転可能に取付けられたシャフト120に取付けられている。大きなタイミングプーリ118の内側表面で、より小径のリフトプーリ124aがシャフト120に連結され、タイミングベルト122が内側に取付けられたプーリ124a及び第2リフトプーリ124bの周りに巻装されている。プーリ124bは、下部フレーム部材30に回転可能に取付けられたシャフト126にキー結合されている。この構成により、一対のリフトプーリ124a及び124bは、サーボモータ110の作動に応答して回転する。
【0026】
一対のリフトアーム128a、128bがリフトプーリ124a、124bに取付けられている。リフトアーム128a、128bは、これらの下端部がシャフト120、126にそれぞれ固定され、これにより、リフトサーボモータ110の作動に応答して、シャフト120、126と共に回転可能である。
【0027】
図5に示されるように、リフトアーム128aには、内側に延びてローラ部材132に取付けられる上部シャフト130が設けられている。ローラ部材132は、フレームアセンブリ100の下側に連結されたカム部材136に形成されたカムスロット134内に取付けられている。この構成により、リフトサーボモータ110の往復作動によってシャフト120が時計方向及び反時計方向に往復運動すると、ローラ部材130がカムスロット134内で前後に移動して、成形ボックス98が取付けられたフレームアセンブリ100を上下させる。図2を参照して、カム部材138は、フレームアセンブリ100の後部に取付けられ、前方のカム部材136に形成されたスロット134と同様のカムスロットを含んでいる。後部リフトアーム128bには、アーム128aに関して説明したものと同様のローラ構造が設けられている。プーリ124の周りに巻装されたタイミングベルト122は、リフトアーム128a、128bを同時に上下して、フレームアセンブリ100を昇降させる。リフトアーム128a、128bを確実に互いに平行に維持するため、リフトアーム128a、128b間に機械的なリンク(図示せず)が連結される。
【0028】
好ましい構造では、一対の前方のカム部材は、フレーム100の前部の両側に取付けられ、そして、一対の前方のリフトアーム128aは、シャフト120に連結される。同様に、一対のカム部材138は、フレーム100の後部の両側に取付けられ、そして、一対のリフトアーム128bは、シャフト126に取付けられる。
【0029】
図2に示されるように、プラスチックベアリングブロック140がフレームアセンブリ100の側部に取付けられ、同様の一対のブロックがフレームアセンブリ100の反対側に取付けられている。ベアリングブロック140は、垂直フレーム部材144の内側に取付けられた垂直シャフトの両側部を受け、機械10の他の側の垂直フレーム部材にも同様の構造が設けられている。ベアリングブロック140のような、これらのベアリングブロックは、リフトアーム128a、128bの昇降中にフレームアセンブリ100を垂直方向に追従させる。
【0030】
図5を参照して、成形ボックス98は、成形ボックス98の両側に配置された一対のサイドプレートによってフレームアセンブリ100に取付けられ、一方のサイドプレートは、符号146で示されている。これらのサイドプレートを緩めることにより、成形ボックス98は、フレームアセンブリ100の長手方向に沿って様々な位置に移動させることができ、その後、サイドプレートを締め直すことによって所望の位置に固定される。これにより、成形ボックス98をフレームアセンブリ100上で正確に位置決めすることができる。更に、成形ボックス98は、フレームアセンブリ100から完全に取外すことができ、異なる形状の製品キャビティを提供する異なる成形ボックスに交換して、包装される様々なタイプの製品に適応することができる。図示して説明したような取付構造は、フレームアセンブリ100に対する成形ボックス98の調整及び取外しを可能にするのに充分な他のいかなる構造に交換してもよい。
【0031】
図2に示されるように、真空接続部148が機械10のフレームに取付けられて、公知の原理にしたがって、負圧を真空チューブ150から真空ライン104(図2には示さず)を介して成形ボックス98の内部に送る。
【0032】
図2は、成形ステーション18でのプラグ補助機構108の配置の概略を示している。図6は、プラグ補助機構108を詳細に示している。図6に示されるプラグ補助機構108の構造は、図4に示される構造とは対照的に、下部ウエブ14に比較的深い製品キャビティが形成されているときに使用される。図6を参照して、プラグ補助機構108は、一方が符号152で示される前部及び後部フレーム部材からなるフレームアセンブリを含んでいる。一対のサイドプレート部材154、156が前部及び後部フレーム部材の間に延ばされている。一対の耳部158、160がサイドフレーム部材154、156にそれぞれ取付けられている。
【0033】
一対のリニアアクチュエータアセンブリ162、164が機械10のフレームの両側に設けられ、これらは、フレームの構造部材に取り付けられている。アクチュエータアセンブリ162は、アクチュエータ本体168に対して垂直方向に直線的に移動可能な出力部材166を含んでいる。サーボモータ170がアクチュエータ本体168に取付けられ、アクチュエータ本体168に回転動力を入力して、出力部材166を選択的に上下運動させる。出力部材166は、プラグ補助フレーム耳部158に連結されている。
【0034】
リニアアクチュエータアセンブリ164は、同様に構成されて、出力部材172を垂直方向に移動可能で、リニアアクチュエータ本体174及びサーボモータ176が設けられている。出力部材172は、フレーム耳部160に連結されている。
【0035】
リニアアクチュエータアセンブリ162、164は、好ましくは、特許文献5等に基づいて製造される。
【特許文献5】米国特許第4137784号明細書
【0036】
上述の構造により、サーボモータ170、176の作動により、回転動力がリニアアクチュエータ本体168、174に供給されて、リニアアクチュエータ出力部材166、172が垂直方向に移動し、これにより、プラグ補助フレームアセンブリを包装機械10のフレームに対して昇降させる。
【0037】
上部プレート178がプラグ補助アセンブリの前部及び後部フレーム部材の間に延びている。図示された実施形態では、成形ボックス98は、下部ウエブ14を成形するための一対の内部キャビティを提供して、一対の並列の製品キャビティを提供する。一対のプラグ補助部材は、全体として符号180、182で示され、上部プレート178の下側に取付けられて、成形ボックス98によって提供される内部キャビティの輪郭に一致して下部ウエブ14を補助する。プラグ補助部材180は、垂直ポスト184及びポスト184の下端部に連結された下部成形部材186を含んでいる。同様に、プラグ補助部材182は、上部プレート178の下側に連結された垂直ポスト188及びポスト188の下端部に取付けられた成形部材190を含んでいる。
【0038】
成形部材186、190は、互いに整合される成形部材に設けられた内部キャビティの内側に合致する寸法とされている。好ましくは、成形部材186、190の各縁部は、隣接するキャビティの側壁から約1/2インチ内側に配置される。成形部材186,190は、好ましくは、それぞれの成形キャビティ内で、成形部材186、190のそれぞれの底部がキャビティの深さの約3/4となる最下部位置に下方へ移動される。
【0039】
一対の垂直ガイドポスト192、194が包装機械10のフレームに取付けられている。ポスト192は、プラグ補助アセンブリ108の前部及び後部フレーム部材の間に延びる構造によって形成された開口193内に受入れられ、この開口は、ポスト192の断面に対応すると共に、それよりも僅かに大きい断面を有している。同様に、ポスト194は、プラグ補助アセンブリ108の前部及び後部フレーム部材の間に延びる構造によって形成された開口195内に受入れられ、この開口は、ポスト194の断面に対応すると共に、それよりも僅かに大きい断面を有している。この構造により、ポスト192及び194は、サーボモータ170、176の作動に応答するリニアアクチュエータアセンブリ162、164の作動中、プラグ補助アセンブリ108の垂直移動を確実にする。この目的のために充分な例えば互いに合致する溝と突起の形式のシステム等の他のいかなる構造を用いてもよいことが分かる。
【0040】
成形部材186、190は、これらの最下位置が図6に実線で示されている。成形部材190は、その上昇位置が仮想線で示されている。
【0041】
公知の原理にしたがって、成形部材186、190は、下部ウエブ14に係合して下部ウエブ14を下方に移動させて、これを成形ボックス98の成形キャビティに一致させるのを補助する。
【0042】
図1及び2を参照して、成形された下部ウエブ14がこれを変形させて並列した製品キャビティを提供する成形ステーション18から送出された後、図1において符号Pで示される製品が装填ステーション20で製品キャビティ内に装填される。製品Pは、いかなる充分な方法で装填されてもよく、例えば、手作業又は自動装填システムによって装填することができる。製品Pは、図1に示されるように、ホットドッグを含むが、製品Pは、開示された方法で充分に包装されるいかなる製品でもよく、例えば、ハム、ベーコン、スライスランチョンミート、チーズ、医薬のようなものでもよいことが分かる。
【0043】
製品キャビティに製品Pが装填された後、成形されて製品が装填された下部ウエブ14は、上部ウエブ供給ステーション22に移動される。
【0044】
上部ウエブ供給ステーション22(図2)は、下部ウエブ供給ステーション12と同様に構成され、同様な方法で機能する。上部ウエブ供給ロール24が、ブラケットアセンブリ198に固定的に取付けられたシャフト196に回転可能に支持されている。一対の垂直フレーム部材200、202が包装機械10の上部フレーム部材28から上方に延びて、上部ウエブ供給ステーション22を支持している。
【0045】
全体として符号204で示される巻き解き駆動アセンブリが上部ウエブ供給ステーション22のフレームに取付けられて、供給ロール24から上部ウエブ材料を巻き解く。巻き解きアセンブリ204の部品は、下部ウエブ供給アセンブリ12に関して前述したものと同様であり、そのような部品と同じ方法で機能する。上部ウエブ供給ステーション22は、更に、下部ウエブ供給ステーション12に配置された浮動アセンブリと同様の方法で機能する浮動アセンブリ206を含み、浮動アセンブリ206は、成形されて製品が装填された下部ウエブと一緒の上部ウエブの割出し移動に応答して、巻き解きアセンブリ204によって供給ロール24から上部ウエブ材料の選択的な巻き解きを行なう。
【0046】
下流のステーション26で、真空ボックス208がフレーム21に取付けられ、真空ボックス208は、公知の真空包装原理にしたがって作動されて、上部及び下部ウエブが一体にシールされる間に製品キャビティを排気して、製品Pの真空包装を提供する。加熱アセンブリ212が下流のステーション26に配置されて、上部及び下部ウエブ14のシール材を活性化する。
【0047】
フレーム210は、成形ステーション18に配置されたフレームアセンブリ100と同様の方法で、上方及び下方位置の間を移動可能である。リフトサーボモータ214が設けられて、前述の成形ステーション18と同様の方法でタイミングベルト及びプーリを介して、一方が符号216で示される一対のリフトアームを選択的に上昇及び下降させる。
【0048】
製品キャビティが排気され、上部及び下部ウエブが一体に接着されて、製品Pの真空包装を提供した後、接着された上部及び下部ウエブは、図2に全体として符号218で示される切断ステーションに送られる。ウエブが切断ステーション218を出るとき、中央に配置された切断刃がウエブを切断して縦に2列の成形された包装に分離する。これに先立って、図7に全体として符号220で示す横断機械がウエブを横断方向に切断する。
【0049】
横断機械220は、上部フレーム部材222及びブラケット部材224を含むフレームアセンブリを含み、ブラケット部材224は、包装機械10の上部フレーム部材28に取付けられた支持部材226に回動可能に取付けられている。上部フレーム部材222の他端にブラケット部材228が配置され、これは、全体として符号232で示されるシリンダアセンブリの伸縮可能な出力部材230に連結されている。ブラケット234がシリンダアセンブリ232の下端部を支持部材236に連結し、この支持部材236は、包装機械10のフレーム部材28に相互接続されている。
【0050】
シリンダアセンブリ232は、出力部材230を昇降するのに充分ないかなるアセンブリでもよく、例えば、空気圧又は油圧シリンダ、あるいは、ソレノイド−タイプの構造とすることができる。この構成により、上部フレーム部材22は、図7に示す下方位置と上方位置との間で移動可能である。
【0051】
ロッドレス空気圧シリンダ238が上部フレーム部材22の下側に取付けられ、キャリッジ240がロッドレスシリンダ238の移動可能な出力部材に連結されている。一対のブレードホルダアセンブリ242、244がキャリッジ240の両端部に取付けられて、一対のナイフブレード246、248を保持している。
【0052】
ロッドレスシリンダの作動により、キャリッジ240が切断ストロークし、ブレード246、248が上部及び下部ウエブを通して右方に移動して、横断方向にウエブを切断する。ロッドレスシリンダ238の出力部材は、最初に最左方位置に移動されて、ブレード246が上部及び下部ウエブの左側縁部の左方に配置され、ブレード248が成形された包装の2列の間の領域に配置される。そして、シリンダアセンブリ232の出力部材230が短縮されて、ブレード246、248の先端部が上部及び下部ウエブを突き刺す。そして、ロッドレスシリンダ238が作動してキャリッジ240を右方へ移動させ、ブレード246、248が上部及び下部ウエブを通して切り、ウエブを完全に切断する。ロッドレスシリンダ238が完全に切断ストロークしたとき、ブレード246は、ブレード248が最初にウエブを突き刺した点に至るまでウエブを切断するのに充分な距離だけ右方に移動する。そして、シリンダ232の出力部材230が伸長して、ブレード246、248をウエブの上方へ上昇させ、その後、ロッドレスシリンダ238の出力部材が左方へ移動して、ブレードをその初期位置に戻し、その後、出力部材230は、再度短縮して、ブレード246、248をウエブに当接させる。
【0053】
ブレード246、248は、一般的なブレードであり、汎用のナイフのようなもを使用し、このため、比較的廉価で、容易に入手可能である。ブレードは、包装機械10の作動中、頻繁に交換しなければならないので、これにより、使用者のコストを減少させる。
【0054】
ブレードホルダアセンブリ242、244は、ブレード246、248の迅速かつ簡単な交換可能性が得られるように構成され、これにより、ブレード交換による包装機械10の待ち時間を最小限にする。
【0055】
再度、図1を参照して、制御モジュール250がアーム252に取付けられ、このアーム252は、上部ウエブ供給ステーション22のフレームの上端部に回動可能に連結されている。制御モジュール250は、機械10のオペレータによって様々な位置に移動させることができ、オペレータは、通常、装填ステーション20に配置されている。
【0056】
制御モジュール250は、サーボモータ78、110、170、176及び214の作動を制御するためのタッチスクリーン254を含んでいる。公知技術によれば、これらのサーボモータの作動は、プログラム可能なコントローラによって制御され、これにより、サーボモータの出力シャフトの位置、そして、サーボモータによって駆動される包装機械の部品の位置の非常に精密な制御を提供する。これは、従来技術の割出し−タイプの包装機械との顕著に対照的な点であり、一般的に空気圧シリンダを使用して、プラグ補助部材、成形及び排気ボックスの昇降動を行い、ゼネバ機構システムを備えた連続運転するモータを用いて包装するウエブの割出し送りを行なう。サーボモータは、プログラムされて、駆動される部品の円滑な移動及び加減速を行い、一の位置から他の位置へ部品を移動させるための迅速な中間移動を行なう。この方法では、包装機械10のサーボモータによって駆動される部品は、非常に高速で作動することができ、従来の割出し−タイプの機械に対し包装品の製造速度を劇的増大させ、同様に、連続運動−タイプの機械に比しても製造速度が増大する。
【0057】
機械10にサーボモータを使用することによってもたらされる他の利点は、サーボモータの作動を制御するプラグラムの変更により、作動パラメータを変更することができることである。作動パラメータは、オペレータ対話式タッチスクリーン254の使用によって変更される。例えば、チェーン88a、88bは、リンクの摩耗により、僅かに伸びる。従来の割出し−タイプの機械では、この問題は、成形ボックスの位置を変更することによって処理される。本発明の包装機械により、オペレータは、シンプルに作動パラメータを変更して、ウエブの割出しの反復長さを短くし、これにより、機械の待ち時間を最小限にする。
【0058】
図8は、タッチスクリーン254で選択可能な様々な作動モードを示している。機械10を起動すると、起動スクリーン256が表示され、オペレータは、領域258、260、262又は264の1つをタッチして、スクリーン266、268、270又は272の1つを選択することができ、これらは、それぞれ自動実行オペレータスクリーン、処理選択スクリーン、クリーンアップスクリーン及びメンテナンスメニュースクリーンからなる。メンテナンスメニュースクリーン272は、符号274で表すメンテナンスパスワードの入力があったときのみ選択することができる。適当なスクリーンで様々なパラメータが設定された後、オペレータは、ボタンパネル276(図1)に関連する「スタート」ボタンを押して、機械10の作動を開始する。
【0059】
図1にも示されるように、エンクロージャ278は、包装機械10に関連するサーボモータの作動を制御する部品を収容している。図9を参照して、エンクロージャ278は、プログラム可能な運動制御コンピュータ280を収容し、このコンピュータは、オペレータインタフェイス制御モジュール250と相互接続されている。コンピュータ280は、出力信号を供給して、例えば符号282、284,286及び288で示されるアンプを制御する。アンプ282、284,286及び288は、制御信号をサーボモータ78、170、176、110及び214にそれぞれ供給して、これらのモータの作動を制御し、これにより、それぞれのモータの出力シャフトの位置を制御する。サーボモータ78、170、176、110及び214は、位置センサ及びフィードバック290、292、294、296及び298をそれぞれ含み、モータ出力シャフトの実際の位置をコンピュータ280に送る。この方法では、実際のシャフト位置は、プログラムされたシャフト位置と比較されて、モータ速度を調整して、モータシャフトを適当な位置に移動させる。
【0060】
電力供給源300は、それぞれのアンプ282〜288の制御を通してサーボモータを作動させるための電力を供給する。
【0061】
サーボモータは、好ましくは、例えば、ウィスコンシンのゲッティス コーポレーションにより、カタログナンバーM324−P70A−1001に基づいて製造される。これらのモータは、回転出力を従来技術のサイクロイドタイプの歯車減速機に供給する。適当な減速機は、例えば、スミトモ マシナリー コーポレーション オブ アメリカによって「SM−Cyclo」の商標でモデルナンバーH3105HSの下で製造されるものである。サーボモータに使用する制御アンプは、好ましくは、例えば、ウィスコンシンのゴールド,インク./モーション コントロール ディビジョン オブ ラシーンにより、モデルナンバーA700の下で製造される。プログラム可能な運動制御コンピュータ280は、例えば、ギディングス アンド ルイス エレクトロニクスによってモデルナンバーPiC49の下で製造される。
【0062】
図10は、前述の上部及び下部ウエブ24、14の間に食料製品Pを包装するための図1〜図9の包装装置10を示している。上述のように、チェーン88a、88bによって提供されるウエブ搬送コンベアは、下部ウエブ14を上流から下流へ、一連のステーションを通して搬送し、図1の装填ステーション20において製品Pを下部ウエブの製品キャビティ102に受入れ、密封ステーション26において包装を上部ウエブ24で密封する。成形ステーション18は、装填ステーション20の上流にあり、下流の装填ステーション20で製品Pが装填される製品に倣った下向きの製品キャビティポケット102を下部ウエブ14に成形する。成形ステーション18は、フレームアセンブリすなわちベースプレート100に支持される前述の成形型ボックス98を含み、ベースプレート100は、リフトアーム128a、128bによって、成形型ボックス98が下部ウエブ14に係合して下部ウエブ14に製品キャビティポケット102を形成する上方の第1位置と、成形型ボックス98が下部ウエブ14から離れた下方へ移動してキャビティポケットを含む下部ウエブ14を下流の装填ステーション20に確実に送れるようにする下方の第2位置との間で移動可能である。成形型ボックス98は、前述の後者の上方の第1位置において、ベースプレート100に支持される上方位置を有している。成形型ボックス98は、前述の後者の下方の第2位置において、ベースプレート100に支持される下方の第2位置を有している。ウエブ搬送コンベア88a、88bは、下部ウエブ14を図10及び図1に示す水平の搬送方向310に沿って上流から下流へ搬送する。ベースプレート100は、前述の上方に上昇された第1位置と前述の下方に下降された第2位置との間を垂直の成形方向312に沿って移動する。カバー314は、上述のプラグ部材106を含む符号108で示すプラグ補助機構とすることができ、あるいは、そのようなプラグ部材を省略することができ、成形ステーション18で下部ウエブ14を覆い、前述の後者の上方の第1位置において成形型ボックス98と協働して、図4Dに示す真空室を提供して、下部ウエブ14を成形型ボックス98の中へ真空成形して、製品キャビティポケット102を成形する。カバー314は、例えば符号316で示されるネジ付ノブによってフレーム28に動かないように固定的に取付けられる。
【0063】
ツール交換のため、ネジ付ノブ318が緩められ、続いて、図11に符号320、322で示されるような1人又はそれ以上の保守作業員によってカバー314のハンドルを持上げることによって取外しが行なわれる。このカバー314は、矢印324で示されるように、上方に持上げられる。そして、ウエブ14は、図12に示されるように、切断され、剥ぎ取られ、又は、供給ステーション12からのウエブ14の送りが停止される。これにより、上方からの型ボックス98へのアクセスが可能になる。そして、1人又はそれ以上の保守作業員は、図13に矢印325で示されるように、ウエブ14に開けられた隙間を通して型ボックス98を持上げる。そして、異なる型ボックスを再装着することにより、又は、例えば符号328で示されるような異なる形状のインサートを型ボックスに設けることにより、あるいは、型ボックスにインサートプレート330を配置することにより、ツール交換して、形成される製品キャビティポケット102の形状、寸法等を変更する。図10〜図13に示されるツール交換システムは、保守作業員が装置の上に到達して、重たい型ボックスをそれを通してその上方に持ち上げるのに対して、人間工学的に不親切で、扱い難い持上げ角度及び持上げ高さを有しており、大きくて重いツールの場合、これを装置から取外すためにホイストが必要であり、上方への引上げ中の重たいツール及び狭い隙間のため、前述の搬送チェーン及びチェーンクリップを損傷させる危険があり、これらの要因によってツールの寸法が制限され、前述のツールの取り外しを可能にするためにウエブ材料を切断して剥ぎ取ることにより、フィルムすなわちウエブ材料を浪費するという問題がある。
【0064】
図14〜図17は、前述の特許文献3のシステムを示し、理解の容易のために適宜上述と同様の参照符号を用いている。図16に示す第3位置が成形型ボックス98に設けられ、すなわち、上述の上方の第1位置及び下方の第2位置の間を垂直方向312に沿ってベースプレート100を移動するのとは異なり、成形型ボックス98を方向324に沿ってベースプレート100から取外している。成形型ボックス98は、第3位置に移動されて、ツール交換が可能になる。成形型ボックス98は、ベースプレートの前述の上方の第1位置及び下方の第2位置の間の移動方向312を横切る方向342に沿って第3位置に移動される。上述のように、ウエブ搬送コンベア88a、88bは、水平の搬送方向310に沿って下部ウエブ14を上流から下流へ搬送する。ベースプレート100は、上方に持上げられた第1位置と下方に下降された第2位置との間を前述の垂直の成形方向312に沿って移動する。成形型ボックス98は、水平横向きの側方引出し方向342に沿って図16に示す上述の第3位置に移動する。搬送方向310、成形方向312及び側方引出し方向342は、互いに直交する。成形型ボックス98は、カバー314と共に、下部ウエブ14を取外さずにそのままの位置で側方引出し方向342に沿って前述の第3位置に移動する。下部ウエブ14は、成形型ボックス98が側方引出し方向342に沿って図16に示す第3位置に移動する間、切断されず、そのままの位置に留まる。
【0065】
図15に示すガイドトラックアセンブリ344は、成形ステーション18に設けられ、ベースプレート100の横方向に延びて、図16に示すように、成形型ボックス98が側方引出し方向342に沿って第3位置に移動している間、これを支持する。一実施形態では、ガイドトラックアセンブリ344は、互いに搬送方向310に沿った間隔をもって横方向に延びる一対のレール346及び348によって提供される。各レールは、符号350で示されるような複数のローラを有し、これらは、レールに回転可能に軸受され、レールに沿って横方向に間隔をもって配置されて、成形型ボックス98が図16に示す前述の第3位置に移動する間、これを載置する。ガイドトラックアセンブリ344は、図14に示す第1格納位置と、図15に示す第2延長位置との間を移動可能である。ガイドトラックアセンブリ344は、延長位置において、ベースプレート100の横方向に延びて、成形型ボックス98が、図16に示すように、側方引出し方向342に沿って前述の第3位置に移動する間、これを支持する。ガイドトラックアセンブリ344は、前述の格納位置において、図14に示すように、延長位置から格納されて、成形ステーション18で前述の第1及び第2位置における成形型ボックス98へのアクセスを可能にする。ガイドトラックアセンブリ344は、前述の格納及び延長位置の間で、図17に示すように、各ガイドレールのベースプレート100に隣接するピボット352、354で回動可能である。好ましい実施形態においては、ガイドトラックアセンブリ344は、図14に示すように格納位置おいて、それぞれのピボット352、354から垂直に延び、また、図15に示すように延長位置において、それぞれのピボット352、354から横方向に延びる前述の一対のレール346、348によって提供される。レール346、348は、延長位置において、ベースプレート100から横方向に外方に延びて、図16に示すように、成形型ボックス98が側方引出し方向342に沿って前述の第3位置に移動中に、これを受けて支持する。図17に示すように、それぞれのロックピン356、358がガイドレールを延長位置で固定するために、挿入ロック方向360に沿って、ガイドトラックアセンブリのそれぞれのガイドレールに挿入可能である。挿入ロック方向360は、前述の搬送方向に沿っている。
【0066】
前述の特許文献3のシステムは、製品Pを上部ウエブ24と下部ウエブ14との間に包装する包装装置であって、下部ウエブ14を一連のステーションを介して上流から下流へ搬送する搬送コンベア88a、88bを有し、装填ステーション20で製品Pを下部ウエブ14に受入れ、密封ステーション26で包装を上部ウエブ24によって密封し、また、装填ステーション20の上流に成形ステーション18を有し、成形ステーション18は、下部ウエブ14に製品Pが装填される製品キャビティポケット102を製品に倣って下向きに成形し、この成形ステーション18は、ベースプレート100に支持された成形型ボックス98を有し、成形型ボックス98は、下部ウエブ14に係合して下部ウエブ14に製品キャビティポケット102を形成する上方の第1位置と、下部ウエブ14から離れた下方の第2位置との間を移動可能で、成形型ボックス98は、前述の後者の第1位置において、ベースプレート100に支持される上方の第1位置と、前述の後者の下方の第2位置において、ベースプレート100にに支持される下方の第2位置を有している包装装置の運用方法を提供する。前述の特許文献3の方法は、前述のベースプレート100のその第1及び第2位置の間の移動方向312とは異なる方向342に沿って、成形型ボックス98をベースプレート100から取外すことによるツール交換を含んでいる。この方法は、成形型ボックス98をベースプレート100の前述の第1及び第2位置の間の移動方向312を横切る方向342に沿ってベースプレート100から取外すことを含んでいる。この方法は、成形型ボックス98を図16に示す第3位置に、横切る方向342に沿って移動させて隣接するベースプレート100から引離すことを含んでいる。上述のように、搬送方向310と、成形方向312と、側方引出し方向342とは、互いに直交する。好ましい実施形態では、成形型ボックス98は、横方向に延びるガイドトラックアセンブリ344に沿って図1に示される前述の第3位置に側方引出し方向342に沿って横方向にスライドすることにより、ベースプレート100から取外される。この方法は、ガイドトラックアセンブリ344を図14の第1格納位置と図15の第2延長位置との間で移動させることを含み、第2延長位置では、ガイドトラックアセンブリ344がベースプレート100の横方向に延びる延長された位置にあり、成形型ボックス98が側方引出し方向342に沿って図16に示す前述の第3位置ある間、成形型ボックス98を支持し、ガイドトラックアセンブリ344は、図14の格納位置において、延長された位置から格納されて、成形ステーション18で前述の第1及び第2位置にある成形型ボックス98へのアクセスを可能にする。この方法は、カバー314を取外すことなく、ベースプレート100から成形型ボックス98を取外すことによるツール交換を含んでいる。この方法は、下部ウエブ14を引き剥がすことなく、また、下部ウエブ14を切断することなく、成形型ボックス98を取外すことにより、ツール交換することを含んでいる。これは、より人間工学的に扱い易く、簡素化された方法で、フィルムを浪費することなく、また、前述の搬送チェーン及びクリップが損傷する虞なくツールへのアクセスを容易にする。
【0067】
上述のように、包装装置10は、図4のプラグ補助機構108を有するカバー314を含むことができ、プラグ補助機構108は、成形プラグすなわち部材106を含み、又は、そのような成形プラグを省略してもよい。カバー314は、成形ステーション108で下部ウエブ14を覆い、前述の後者の上方の第1位置において、成形型ボックス98と協働して、図4Dの真空室を提供して、下部ウエブ14を成形型ボックス98の中へ真空成形して、製品キャビティポケット102を形成する。符号106で示すような成形プラグを有するカバーにおいて、ウエブ搬送方向310に沿ってカバーから成形プラグを離すように移動させることにより、そのような成形プラグを変更及び交換することは、一般的であり、従来技術において公知である。
【0068】
図18から図23は、図21、23に示す1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406を支持するカバー402を有するプラグ補助機構400を示している。これらの成形プラグ404、406は、成形プラグ404、406が下部ウエブ14に係合してそれぞれの製品キャビティポケット102の形状を補助する下方へ下降した第1位置と、成形プラグ404、406が下部ウエブ14から離間する上方に持上げられた第2位置との間で移動可能である。成形プラグ404、406は、図21に示す第3位置を有し、ウエブ搬送方向310とは異なる方向408に沿ってカバー402から離間する。成形プラグ404、406は、図21の前述の第3位置に移動して、これを交換可能にする。成形プラグ404、406は、ウエブ搬送方向310と異なり、かつ、成形プラグ404、406の前述の下方に下降した第1位置と上方に持上げられた第2位置との間の方向312に沿った移動とも異なる方向408に沿って、図21の前述の第3位置に移動される。成形プラグ404、406は、好ましくは、ウエブ搬送方向310を横切り、かつ、成形プラグの前述の第1及び第2位置の間の方向312に沿った移動方向を横切る方向408に沿って移動される。
【0069】
上述のように、ウエブ搬送コンベアは、下部ウエブ14を水平のウエブ搬送方向310に沿って上流から下流へ搬送する。成形プラグ404、406は、下方へ下降された第1位置と上方へ持上げられた第2位置との間で垂直の成形方向312に沿って移動する。成形プラグ404、406は、水平横向きの側方引出し方向408に沿って図21の前述の第3位置に移動する。ウエブ搬送方向310と、成形方向312と、側方引出し方向408とは、相互に直交する。カバー402は、成形ステーション18において、下部ウエブ14を覆うように配置され、成形型ボックス98と協働して、1つ又はそれ以上の成形プラグによって補助されて、真空室を提供して、下部ウエブ14を成形型ボックス98の中へ真空成形して、符号102で示されるような前述の製品キャビティポケットを成形する。1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406は、カバー402及び下部ウエブ14を取外さず、そのままの位置で、前述の側方引出し方向408に沿って図21に示す前述の第3位置に移動する。側方引出し方向408に沿った側方へ引出しは、保守作業員が搬送コンベアを越えて上方にアクセスしてツールを人間工学的に不親切で扱い難い持上げ角度で持上げる必要性を解消することにより、ウエブ搬送方向310に沿った引出しに対して、相当に進歩し改善されたものであると考える。
【0070】
図20のガイドトラックアセンブリ410は、成形ステーション418に設けられて、側方引出し方向408に沿って図21に示す前述の第3位置への移動中に、カバー402の横方向に延びて、成形プラグ404、406を支持する。引出しを可能にするため、図18、19に示されるネジ付スクリュステム412、414が取外された後、図19のプレート416が取外される。前述のガイドトラックアセンブリ410は、図20に示される互いにウエブ搬送方向310に沿った間隔を有する横方向に延びる一対のレール418、420によって提供されている。一対の取付ブロック422、424は、それぞれレール418、420をカバー402に取付けて、成形プラグ404、406が側方引出し方向408に沿って図21に示す前述の第3位置に移動できるようにしている。ブロック422、424は、スクリュステム412、414によってカバー402に取付けられている。成形プラグ404、406は、好ましくは、これを取外すためのレール418、420から上方に持上げられた共通の取付プレート426に取付けられ、続いて、新たな又は異なる成形プラグに交換する。そして、交換する成形プラグは、図20、21において左方へ再挿入され、続いて、レール418、420及びブロック422、424を取外し、プレート416を元に戻し、スクリュステム412、414によって締結される。成形プラグは、あらゆる適当な機構、例えば、従来技術において公知のベルト及びプーリ434、436によって駆動される図22に示すスクリュドライバ428、430、あるいは、他の適当な機構によって、成形方向312に沿って前述の第1及び第2位置の間で作動される。
【0071】
本方法及びシステムは、1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406がウエブ搬送方向310とは異なる方向408に沿ってカバー402から離れて図21に示す前述の第3位置に移動することを含む。本方法は、更に、前述の図21の第3位置への移動の後、1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406を交換することを含み、使用する場合には、共通の取付プレート426を含む。成形プラグ404、406は、方向408に沿って図21に示す前述の第3位置に移動し、この方向408は、成形プラグの前述の第1及び第2位置の間の方向312に沿った移動方向を横切り、また、ウエブ搬送方向310とは異なり、好ましくは、ウエブ搬送方向310を横切る。本システムは、上部及び下部ウエブの間に食料製品を包装する包装装置を運用するための方法を提供し、本方法は、カバー402を取外すことなく、成形プラグを方向408に沿ってプラグ補助機構400から取外すことによって、1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406を交換することを含み、方向408は、ウエブ搬送方向310を横切り、また、1つ又はそれ以上の成形プラグ404、406の前述した下方に下降した第1位置と前述の上方に持上げられた第2位置との間の方向312に沿った移動方向を横切る。
【0072】
以上の説明において、特定の用語は、簡潔さ、明瞭さ及び理解のために用いられている。そのような用語は、記述的な目的で使用され、広く解釈されることを意図しているので、そこから従来技術の要求の範囲を越える限定を示唆するものではない。ここに説明された異なる形態、システム及び方法のステップは、単独で、又は、他の形態、システム及び方法のステップと組合わせて使用することができる。添付の特許請求の範囲の技術的範囲内において、様々な均等物、変形例及び修正例が利用可能であることが予想される。
【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】特許文献1にしたがって構成された包装機械の斜視図である。
【図2】図1の包装機械において、部品を露出するためにガード及びカバーを取外した側面図である。
【図3】包装材料の下部ウエブを供給するためのウエブ巻き解き機構を示す側面の概略図である。
【図4】包装される製品を受入れるのに適した製品キャビティを設けるため、成形ステーションで、包装材料の柔軟性ウエブを変形させる工程を示す概略図である。
【図5】上昇位置にある成形型の一部を拡大して示す側面図である。
【図6】特許文献1のプラグ補助機構の一部を示す縦断面図である。
【図7】成形された包装を横断方向に切断するための切断アセンブリの一部を示す縦断面図である。
【図8】包装機械の作動を制御するための制御スクリーンの選択を示すブロック図である。
【図9】サーボモータの制御及び駆動構造を示すブロック図である。
【図10】図1のシステムの一部を示す斜視図である。
【図11】ツール交換の段取りを示す図10と同様な図である。
【図12】更なる段取りを示す図11と同様な図である。
【図13】更なる段取りを示す図12と同様な図である。
【図14】特許文献3のシステムを示す図10と同様な図である。
【図15】ツール交換の更なる段取りを示す図14と同様な図である。
【図16】更なる段取りを示す図15と同様な図である。
【図17】更なる段取りを示す図14の一部の拡大図である。
【図18】図1の装置の構成部分としての本発明の要部を示す斜視図である。
【図19】分解状態を示す図18と同様な図である。
【図20】成形プラグ取外しのためのセットアップ状態を示す図19と同様な図である。
【図21】成形プラグの取外しを示す図20と同様な図である。
【図22】図18のプラグ補助機構のウエブ搬送方向に沿った縦断面図である。
【図23】図18のプラグ補助機構のウエブ搬送方向を横切る方向に沿った縦断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上部及び下部ウエブの間に製品を包装するための包装装置であって、
装填ステーションで前記製品を下部ウエブの包装に受入れ、密封ステーションで前記上部ウエブによって前記下部ウエブの包装を密封し、前記装填ステーションの上流で前記下部ウエブに前記製品が装填される下向きの製品キャビティポケットを成形する成形ステーションを含む一連のステーションを介して、前記下部ウエブをウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送する搬送コンベアを備え、
前記成形ステーションは、前記下部ウエブに前記製品キャビティポケットを成形する成形型ボックスと、前記下部ウエブに係合して前記製品キャビティポケットの成形を補助する第1位置と前記下部ウエブから離間した第2位置との間を移動可能な少なくとも1つの成形プラグを支持するカバーを有するプラグ補助機構とを含み、
前記成形プラグは、前記ウエブ搬送方向とは異なる方向に沿って移動して前記カバーから離された第3位置を有し、該第3位置に移動されることにより、交換が可能となることを特徴とする包装装置。
【請求項2】
前記成形プラグは、前記ウェブ搬送方向を横切る方向に沿って、前記第3位置へ移動されることを特徴とする請求項1に記載の包装装置。
【請求項3】
前記成形プラグは、前記ウエブ搬送方向と異なり、かつ、前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向と異なる方向に沿って、前記第3位置へ移動されることを特徴とする請求項1に記載の包装装置。
【請求項4】
前記成形プラグは、前記ウエブ搬送方向を横切り、かつ、前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、前記第3位置へ移動されることを特徴とする請求項3に記載の包装装置。
【請求項5】
前記ウエブ搬送コンベアは、前記下部ウエブを水平の前記ウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送し、
前記成形プラグは、垂直の成形方向に沿って、下方に下降された前記第1位置と、上方に持上げられた前記第2位置との間を移動し、
前記成形プラグは、水平横向きの側方引出し方向に沿って前記第3位置へ移動し、
前記ウエブ搬送方向と、前記成形方向と、前記側方引出し方向とは、互いに直交することを特徴とする請求項4に記載の包装装置。
【請求項6】
前記カバーは、前記成形プラグの補助によって前記製品キャビティポケットを成形するために、前記成形ステーションで前記下部ウエブの上を覆って配置され、前記成形型ボックスと協働して、前記下部ウエブを前記成形型ボックスの中へ真空成形するための真空室を提供し、前記成形プラグは、前記カバー及び前記下部ウエブが取外されず、そのままで、前記側方引出し方向に沿って前記第3位置に移動することを特徴とする請求項5に記載の包装装置。
【請求項7】
前記成形ステーションで前記カバーの横方向に延びて、前記成形プラグの前記側方引出し方向に沿った前記第3位置への移動中に、前記成形プラグを支持するガイドトラックアセンブリを備えていることを特徴とする請求項5に記載の包装装置。
【請求項8】
前記ガイドトラックアセンブリは、前記ウエブ搬送方法に沿って互いに間隔をもって横方向に延びる一対のレールを備えていることを特徴とする請求項7に記載の包装装置。
【請求項9】
前記成形プラグの前記側方引出し方向に沿った前記第3位置への移動中に、前記レールを前記カバーに取外し可能に取付ける一対の取付ブロックを備え、該取付ブロックは、前記ウエブの搬送中及び前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動中には、前記カバーから取外されることを特徴とする請求項8に記載の包装装置。
【請求項10】
上部及び下部ウエブの間に製品を包装するための包装装置であって、
装填ステーションで前記製品を下部ウエブの包装に受入れ、密封ステーションで前記上部ウエブによって前記下部ウエブの包装を密封し、前記装填ステーションの上流で前記下部ウエブに前記製品が装填される下向きの製品キャビティポケットを成形する成形ステーションを含む一連のステーションを介して、前記下部ウエブをウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送する搬送コンベアを備え、
前記成形ステーションは、ベースプレートに支持された成形型ボックスを含み、前記ベースプレートは、前記成形型ボックスが前記下部ウエブに係合して、該下部ウエブに前記製品キャビティポケットを形成する第1位置と、前記成形型ボックスが前記下部ウエブから離間する第2位置との間を移動可能であり、
前記成形型ボックスは、前記第1位置にある前記ベースプレートに支持された第1位置と、前記第2位置にある前記ベースプレートに支持された第2位置と、前記ベースプレートから、該ベースプレートの前記第1及び第2位置の間の移動とは異なる方向に沿って取外された第3位置とを有し、該第3位置に移動されて、ツール交換が可能となり、
前記成形ステーションは、前記下部ウエブに係合して前記製品キャビティポケットの成形を補助する第1位置と前記下部ウエブから離間した第2位置との間を移動可能な少なくとも1つの成形プラグを支持するカバーを有するプラグ補助機構を含み、前記成形プラグは、前記ウエブ搬送方向とは異なる方向に沿って移動して前記カバーから離された第3位置を有し、該第3位置に移動されることにより、交換が可能となり、
前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向は、前記成形型ボックスの前記第1及び第2位置の間の移動方向と平行で、前記成形プラグの前記第3方向への移動方向は、前記成形型ボックスの前記第3位置への移動方向と平行であることを特徴とする包装装置。
【請求項11】
前記成形型ボックスは、その第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、その第3位置へ移動され、前記成形プラグは、その第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、その第3位置へ移動されることを特徴とする請求項10に記載の包装装置。
【請求項12】
前記ウエブ搬送コンベアは、前記下部ウエブを水平の前記ウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送し、
前記成形型ボックスは、垂直の成形方向に沿って、上方に持上げられたその第1位置と、下方に下降されたその第2位置との間を移動し、
前記成形型ボックスは、水平横向きの第1側方引出し方向に沿って、その第3位置へ移動し、
前記成形プラグは、垂直の成形方向に沿って、下方に下降されたその第1位置と、上方に持上げられたその第2位置との間を移動し、
前記成形プラグは、水平横向きの第2側方引出し方向に沿って、その記第3位置へ移動し、
前記ウエブ搬送方向と、前記成形方向と、前記第1側方引出し方向とは、互いに直交し、
前記ウエブ搬送方向と、前記成形方向と、前記第2側方引出し方向とは、互いに直交することを特徴とする請求項11に記載の包装装置。
【請求項13】
前記カバーは、前記成形プラグの補助によって前記製品キャビティポケットを成形するために、前記成形ステーションで前記下部ウエブの上を覆って配置され、その第1位置にある前記成形型ボックスと協働して、前記下部ウエブを前記成形型ボックスの中へ真空成形するための真空室を提供し、前記成形型ボックスは、前記カバー及び前記下部ウエブが取外されず、そのままで、前記第1側方引出し方向に沿って、その第3位置に移動し、前記成形プラグは、前記カバー及び前記下部ウエブが取外されず、そのままで、前記第2側方引出し方向に沿って、その第3位置に移動することを特徴とする請求項12に記載の包装装置。
【請求項14】
装填ステーションで製品を下部ウエブの包装に受入れ、密封ステーションで上部ウエブによって前記下部ウエブの包装を密封し、前記装填ステーションの上流で前記下部ウエブに前記製品が装填される下向きの製品キャビティポケットを成形する成形ステーションを含む一連のステーションを介して、前記下部ウエブをウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送する搬送コンベアを備え、前記成形ステーションは、成形型ボックスを含む、上部及び下部ウエブの間に製品を包装する包装装置の保守方法であって、
前記下部ウエブに係合して前記製品キャビティポケットの成形を補助する第1位置と前記下部ウエブから離間した第2位置との間を移動可能な少なくとも1つの成形プラグを支持するカバーを有するプラグ補助機構を設け、
更に、前記成形プラグを前記ウエブ搬送方向とは異なる方向に沿って移動して前記カバーから離れた第3位置に移動することを特徴とする包装装置の保守方法。
【請求項15】
前記第3位置への移動の後、前記成形プラグを交換することを特徴とする請求項14に記載の包装装置の保守方法。
【請求項16】
前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、前記成形プラグを前記第3位置に移動することを特徴とする請求項14に記載の包装装置の保守方法。
【請求項17】
前記ウエブ搬送方向とは異なり、かつ、前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向とは異なる方向に沿って、前記成形プラグを前記第3位置に移動することを特徴とする請求項14に記載の包装装置の保守方法。
【請求項18】
前記ウエブ搬送方向を横切り、かつ、前記成形プラグの第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、前記成形プラグを移動することを特徴とする請求項17に記載の包装装置の保守方法。
【請求項19】
前記カバーから引離されて横方向に隣接し、前記ウエブ搬送方向を横切る方向に沿って前記下部ウエブから横方向に間隔を有する前記第3位置に、前記成形プラグを移動させることを特徴とする請求項18に記載の包装装置の保守方法。
【請求項20】
前記ウエブ搬送コンベアは、前記下部ウエブを水平の前記ウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送し、
前記成形プラグは、垂直の成形方向に沿って、下方に下降された前記第1位置と、上方に持上げられた前記第2位置との間を移動し、
前記成形プラグを水平横向きの側方引出し方向に沿って、前記第3位置へ移動させ、
前記ウエブ搬送方向と、前記成形方向と、前記側方引出し方向とは、互いに直交することを特徴とする請求項19に記載の包装装置の保守方法。
【請求項21】
装填ステーションで製品を下部ウエブの包装に受入れ、密封ステーションで上部ウエブによって前記下部ウエブの包装を密封し、前記装填ステーションの上流で前記下部ウエブに前記製品が装填される下向きの製品キャビティポケットを成形する成形ステーションを含む一連のステーションを介して、前記下部ウエブをウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送する搬送コンベアを備え、前記成形ステーションは、前記下部ウエブに前記製品キャビティポケットを成形する成形型ボックスを含む、上部及び下部ウエブの間に製品を包装する包装装置の保守方法であって、
前記下部ウエブに係合して前記製品キャビティポケットの成形を補助する第1位置と前記下部ウエブから離れた第2位置との間を移動可能な少なくとも1つの成形プラグを支持するカバーを有するプラグ補助機構を設け、
更に、前記カバーを取外すことなく、前記ウエブ搬送方向を横切り、かつ、前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、前記成形プラグを前記プラグ補助機構から取外すことにより、前記成形プラグを交換することを特徴とする包装装置の保守方法。
【請求項1】
上部及び下部ウエブの間に製品を包装するための包装装置であって、
装填ステーションで前記製品を下部ウエブの包装に受入れ、密封ステーションで前記上部ウエブによって前記下部ウエブの包装を密封し、前記装填ステーションの上流で前記下部ウエブに前記製品が装填される下向きの製品キャビティポケットを成形する成形ステーションを含む一連のステーションを介して、前記下部ウエブをウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送する搬送コンベアを備え、
前記成形ステーションは、前記下部ウエブに前記製品キャビティポケットを成形する成形型ボックスと、前記下部ウエブに係合して前記製品キャビティポケットの成形を補助する第1位置と前記下部ウエブから離間した第2位置との間を移動可能な少なくとも1つの成形プラグを支持するカバーを有するプラグ補助機構とを含み、
前記成形プラグは、前記ウエブ搬送方向とは異なる方向に沿って移動して前記カバーから離された第3位置を有し、該第3位置に移動されることにより、交換が可能となることを特徴とする包装装置。
【請求項2】
前記成形プラグは、前記ウェブ搬送方向を横切る方向に沿って、前記第3位置へ移動されることを特徴とする請求項1に記載の包装装置。
【請求項3】
前記成形プラグは、前記ウエブ搬送方向と異なり、かつ、前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向と異なる方向に沿って、前記第3位置へ移動されることを特徴とする請求項1に記載の包装装置。
【請求項4】
前記成形プラグは、前記ウエブ搬送方向を横切り、かつ、前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、前記第3位置へ移動されることを特徴とする請求項3に記載の包装装置。
【請求項5】
前記ウエブ搬送コンベアは、前記下部ウエブを水平の前記ウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送し、
前記成形プラグは、垂直の成形方向に沿って、下方に下降された前記第1位置と、上方に持上げられた前記第2位置との間を移動し、
前記成形プラグは、水平横向きの側方引出し方向に沿って前記第3位置へ移動し、
前記ウエブ搬送方向と、前記成形方向と、前記側方引出し方向とは、互いに直交することを特徴とする請求項4に記載の包装装置。
【請求項6】
前記カバーは、前記成形プラグの補助によって前記製品キャビティポケットを成形するために、前記成形ステーションで前記下部ウエブの上を覆って配置され、前記成形型ボックスと協働して、前記下部ウエブを前記成形型ボックスの中へ真空成形するための真空室を提供し、前記成形プラグは、前記カバー及び前記下部ウエブが取外されず、そのままで、前記側方引出し方向に沿って前記第3位置に移動することを特徴とする請求項5に記載の包装装置。
【請求項7】
前記成形ステーションで前記カバーの横方向に延びて、前記成形プラグの前記側方引出し方向に沿った前記第3位置への移動中に、前記成形プラグを支持するガイドトラックアセンブリを備えていることを特徴とする請求項5に記載の包装装置。
【請求項8】
前記ガイドトラックアセンブリは、前記ウエブ搬送方法に沿って互いに間隔をもって横方向に延びる一対のレールを備えていることを特徴とする請求項7に記載の包装装置。
【請求項9】
前記成形プラグの前記側方引出し方向に沿った前記第3位置への移動中に、前記レールを前記カバーに取外し可能に取付ける一対の取付ブロックを備え、該取付ブロックは、前記ウエブの搬送中及び前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動中には、前記カバーから取外されることを特徴とする請求項8に記載の包装装置。
【請求項10】
上部及び下部ウエブの間に製品を包装するための包装装置であって、
装填ステーションで前記製品を下部ウエブの包装に受入れ、密封ステーションで前記上部ウエブによって前記下部ウエブの包装を密封し、前記装填ステーションの上流で前記下部ウエブに前記製品が装填される下向きの製品キャビティポケットを成形する成形ステーションを含む一連のステーションを介して、前記下部ウエブをウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送する搬送コンベアを備え、
前記成形ステーションは、ベースプレートに支持された成形型ボックスを含み、前記ベースプレートは、前記成形型ボックスが前記下部ウエブに係合して、該下部ウエブに前記製品キャビティポケットを形成する第1位置と、前記成形型ボックスが前記下部ウエブから離間する第2位置との間を移動可能であり、
前記成形型ボックスは、前記第1位置にある前記ベースプレートに支持された第1位置と、前記第2位置にある前記ベースプレートに支持された第2位置と、前記ベースプレートから、該ベースプレートの前記第1及び第2位置の間の移動とは異なる方向に沿って取外された第3位置とを有し、該第3位置に移動されて、ツール交換が可能となり、
前記成形ステーションは、前記下部ウエブに係合して前記製品キャビティポケットの成形を補助する第1位置と前記下部ウエブから離間した第2位置との間を移動可能な少なくとも1つの成形プラグを支持するカバーを有するプラグ補助機構を含み、前記成形プラグは、前記ウエブ搬送方向とは異なる方向に沿って移動して前記カバーから離された第3位置を有し、該第3位置に移動されることにより、交換が可能となり、
前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向は、前記成形型ボックスの前記第1及び第2位置の間の移動方向と平行で、前記成形プラグの前記第3方向への移動方向は、前記成形型ボックスの前記第3位置への移動方向と平行であることを特徴とする包装装置。
【請求項11】
前記成形型ボックスは、その第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、その第3位置へ移動され、前記成形プラグは、その第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、その第3位置へ移動されることを特徴とする請求項10に記載の包装装置。
【請求項12】
前記ウエブ搬送コンベアは、前記下部ウエブを水平の前記ウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送し、
前記成形型ボックスは、垂直の成形方向に沿って、上方に持上げられたその第1位置と、下方に下降されたその第2位置との間を移動し、
前記成形型ボックスは、水平横向きの第1側方引出し方向に沿って、その第3位置へ移動し、
前記成形プラグは、垂直の成形方向に沿って、下方に下降されたその第1位置と、上方に持上げられたその第2位置との間を移動し、
前記成形プラグは、水平横向きの第2側方引出し方向に沿って、その記第3位置へ移動し、
前記ウエブ搬送方向と、前記成形方向と、前記第1側方引出し方向とは、互いに直交し、
前記ウエブ搬送方向と、前記成形方向と、前記第2側方引出し方向とは、互いに直交することを特徴とする請求項11に記載の包装装置。
【請求項13】
前記カバーは、前記成形プラグの補助によって前記製品キャビティポケットを成形するために、前記成形ステーションで前記下部ウエブの上を覆って配置され、その第1位置にある前記成形型ボックスと協働して、前記下部ウエブを前記成形型ボックスの中へ真空成形するための真空室を提供し、前記成形型ボックスは、前記カバー及び前記下部ウエブが取外されず、そのままで、前記第1側方引出し方向に沿って、その第3位置に移動し、前記成形プラグは、前記カバー及び前記下部ウエブが取外されず、そのままで、前記第2側方引出し方向に沿って、その第3位置に移動することを特徴とする請求項12に記載の包装装置。
【請求項14】
装填ステーションで製品を下部ウエブの包装に受入れ、密封ステーションで上部ウエブによって前記下部ウエブの包装を密封し、前記装填ステーションの上流で前記下部ウエブに前記製品が装填される下向きの製品キャビティポケットを成形する成形ステーションを含む一連のステーションを介して、前記下部ウエブをウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送する搬送コンベアを備え、前記成形ステーションは、成形型ボックスを含む、上部及び下部ウエブの間に製品を包装する包装装置の保守方法であって、
前記下部ウエブに係合して前記製品キャビティポケットの成形を補助する第1位置と前記下部ウエブから離間した第2位置との間を移動可能な少なくとも1つの成形プラグを支持するカバーを有するプラグ補助機構を設け、
更に、前記成形プラグを前記ウエブ搬送方向とは異なる方向に沿って移動して前記カバーから離れた第3位置に移動することを特徴とする包装装置の保守方法。
【請求項15】
前記第3位置への移動の後、前記成形プラグを交換することを特徴とする請求項14に記載の包装装置の保守方法。
【請求項16】
前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、前記成形プラグを前記第3位置に移動することを特徴とする請求項14に記載の包装装置の保守方法。
【請求項17】
前記ウエブ搬送方向とは異なり、かつ、前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向とは異なる方向に沿って、前記成形プラグを前記第3位置に移動することを特徴とする請求項14に記載の包装装置の保守方法。
【請求項18】
前記ウエブ搬送方向を横切り、かつ、前記成形プラグの第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、前記成形プラグを移動することを特徴とする請求項17に記載の包装装置の保守方法。
【請求項19】
前記カバーから引離されて横方向に隣接し、前記ウエブ搬送方向を横切る方向に沿って前記下部ウエブから横方向に間隔を有する前記第3位置に、前記成形プラグを移動させることを特徴とする請求項18に記載の包装装置の保守方法。
【請求項20】
前記ウエブ搬送コンベアは、前記下部ウエブを水平の前記ウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送し、
前記成形プラグは、垂直の成形方向に沿って、下方に下降された前記第1位置と、上方に持上げられた前記第2位置との間を移動し、
前記成形プラグを水平横向きの側方引出し方向に沿って、前記第3位置へ移動させ、
前記ウエブ搬送方向と、前記成形方向と、前記側方引出し方向とは、互いに直交することを特徴とする請求項19に記載の包装装置の保守方法。
【請求項21】
装填ステーションで製品を下部ウエブの包装に受入れ、密封ステーションで上部ウエブによって前記下部ウエブの包装を密封し、前記装填ステーションの上流で前記下部ウエブに前記製品が装填される下向きの製品キャビティポケットを成形する成形ステーションを含む一連のステーションを介して、前記下部ウエブをウエブ搬送方向に沿って上流から下流へ搬送する搬送コンベアを備え、前記成形ステーションは、前記下部ウエブに前記製品キャビティポケットを成形する成形型ボックスを含む、上部及び下部ウエブの間に製品を包装する包装装置の保守方法であって、
前記下部ウエブに係合して前記製品キャビティポケットの成形を補助する第1位置と前記下部ウエブから離れた第2位置との間を移動可能な少なくとも1つの成形プラグを支持するカバーを有するプラグ補助機構を設け、
更に、前記カバーを取外すことなく、前記ウエブ搬送方向を横切り、かつ、前記成形プラグの前記第1及び第2位置の間の移動方向を横切る方向に沿って、前記成形プラグを前記プラグ補助機構から取外すことにより、前記成形プラグを交換することを特徴とする包装装置の保守方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【公開番号】特開2009−173342(P2009−173342A)
【公開日】平成21年8月6日(2009.8.6)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2008−273385(P2008−273385)
【出願日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【出願人】(502163801)アルカー−ラピッドパク,インコーポレイテッド (4)
【住所又は居所原語表記】P.O.Box 260,932 Development Drive,Lodi,Wisconsin 53555 U.S.A.
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年8月6日(2009.8.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−273385(P2008−273385)
【出願日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【出願人】(502163801)アルカー−ラピッドパク,インコーポレイテッド (4)
【住所又は居所原語表記】P.O.Box 260,932 Development Drive,Lodi,Wisconsin 53555 U.S.A.
【Fターム(参考)】
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