包装充填装置の改良を特徴とする、注ぎ可能な食品の密封包装をつくる包装機械
【課題】包装材の引き裂きや、食品の汚損なしに包装の高速かつ正確な製造を可能とする、シート状包装材料のチューブから注ぎ可能な食品の密封包装を製造する包装機械を提供する。
【解決手段】チューブをしっかりと掴持し、シールする包装形成組立体と、チューブの中へ延在し食品をチューブへ送入する充填パイプと、前記チューブ内へ延在し、充填パイプと共に包装形成作業の間前記食品の上方向の流れを緩衝する空気室を画成する緩衝部材とを含み、緩衝部材と充填パイプとは包装形成組立体と干渉しない範囲で可及的近接するよう延在し包装時食品の乱流を阻止する。
【解決手段】チューブをしっかりと掴持し、シールする包装形成組立体と、チューブの中へ延在し食品をチューブへ送入する充填パイプと、前記チューブ内へ延在し、充填パイプと共に包装形成作業の間前記食品の上方向の流れを緩衝する空気室を画成する緩衝部材とを含み、緩衝部材と充填パイプとは包装形成組立体と干渉しない範囲で可及的近接するよう延在し包装時食品の乱流を阻止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注ぎ可能な食品の密封包装をつくるもので、包装充填装置を改良した包装機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、果汁や、殺菌あるいはＵＨＴ（超高温処理）した牛乳、ワイン、トマトソースなどのような多くの注ぎ可能な食品は殺菌した包装材料でつくられた包装で販売されている。
【０００３】
このタイプの包装の典型的な例は、積層帯片からなる包装材料を折り畳み、密封することによってつくられるＴｅｔｒａ Ｂｒｉｋ Ａｓｅｐｔｉｃ（商標）として知られている、液状すなわち注ぎ可能な食品用の平行六面体形の包装である。
【０００４】
前記包装材料は、例えばポリエチレンである熱シールプラスチック材料の層で両側が被覆された紙材料の層からなる多層構造を有している。例えばＵＨＴ牛乳のように長期貯蔵の防腐処理包装の場合、包装材料は、例えばアルミニュームフォイルのような酸素遮断材料の層を含み、該層は熱シールプラスチック材料の層の上に重ねられ、次いで最終的に食品と接触する包装の内面を形成する熱シールプラスチック材料の別の層で被覆される。
【０００５】
周知のように、この種の包装は全自動包装機械で製造され、該包装機械においては、ウエッブで送られてくる包装材料から連続したチューブが形成される。詳しくは、包装材料のウエッブはリールから巻き戻され、包装機械において防腐処理室を通して送られ、そこで包装材料は、例えば、後で加熱することによって蒸発する例えば過酸化水素のような殺菌剤を付与され、および（または）包装材料に適当な波長と強度の放射線を当てることによって殺菌され、殺菌されたウエッブは閉鎖した殺菌環境内に保持され、円筒体に折り曲げられ、長さ方向にシールされて周知の要領で連続したチューブを形成する。
【０００６】
実際には防腐処理室の延長部分を形成している包装材料のチューブは垂直方向に連続的に送られ、殺菌した、あるいは殺菌処理した食品で充填され、包装形成装置を通して送られて、個々の包装を形成する。すなわち、前記形成装置の内部において、前記チューブは、それぞれの横方向のシール帯によって相互に接続された、すなわちチューブの移動方向に対して垂直に延在する枕状包装の連続した帯片を形成するように多数の等間隔に離隔された横断面部においてシールされる。枕状包装は関連の横方向シール帯を切断することによって分離され、折り畳みステーションまで搬送され、そこで機械的に折り畳まれてそれぞれ仕上りの平行六面体形の包装を形成する。
【０００７】
それぞれの無端軌道を画成しており、かつそれぞれ多数のジョーを装嵌している２個のチェインを含む包装形成装置が、例えば欧州特許第ＥＰ−Ｂ−０８８７２６５号に記載されているように既知である。２個の軌道は相互に対面し、かつ平行であるそれぞれの分岐部を有しており、その間に包装材料のチューブが送られ、それぞれの軌道の前記分岐部に沿って一方のコンベヤにあるジョーが他方のコンベヤにある対応するジョーと協働して多数の一連の横断面部においてチューブを掴持し、包装をシールし、かつ切断する。
【０００８】
換言すれば、一方のコンベヤにある各ジョーと他方のコンベヤにある対応するジョーとが包装材料のチューブに対して周期的に相互作用する包装形成組立体を画成する。
【０００９】
各対のジョーの間で掴持されているチューブの部分は一方のジョーに担持され、前記ジョーの間でしっかりと掴持されている熱シールプラスチック材料の層を局所的に溶融する加熱手段によって直角方向にシールされる。
【００１０】
包装材料のチューブに対して周期的かつ順次作用して該チューブを掴持し、多数の等間隔に離隔された横断面部に沿ってシール、例えば熱シールする二対のみのジョーを含む包装形成装置もまた知られている。このタイプの包装形成装置はルンド（スエーデン）のルーベンラウシングスガータのテトラ パック カートン アンビエント株式会社（Ｔｅｔｒａ Ｐａｋ Ｃａｒｔｏｎ Ａｍｂｉｅｎｔ ＡＢ、Ｒｕｂｅｎ Ｒａｕｓｉｎｇｓｇａｔａ，ＬＵＮＤ（Ｓｗｅｄｅｎ））および４１１００モデナ（イタリア）のデルフィニ通り１のテトラ パック カートン アンビエント株式会社（Ｔｅｔｒａ Ｐａｋ Ｃａｒｔｏｎ Ａｍｂｉｅｎｔ Ｓ．ｐ．Ａ．，Ｖｉａ Ｄｅｌｆｉｎｉ １，４１１００ Ｍｏｄｅｎａ（Ｉｔａｌｙ））によって製造されている包装機、ＴＢ／２１、ＴＢＡ／１９、ＴＢＡ／２１およびＴｅｔｒａ Ｐａｋ Ａ３によって代表される。
【００１１】
各対のジョーがシール作業を完了すると、関連の対のジョーの一方によって担持されているカッタが作動し、包装材料のチューブに対して作用し、シールされたばかりの横断面部の中心線に沿って該チューブを切断し、従って包装材料のチューブの底端から枕状の包装を切り離す。チューブの底端が横方向にシールされると、関連するジョーは下死点に達すると、チューブの頂部分に対する干渉をさけるため開放することができる。同時に、正しく同じように作動している他方の対のジョーがチューブ頂部のど真中の位置から下降し、前述した掴持／包装形成、シール、そして切断工程を繰り返す。
【００１２】
前述のタイプの機械は多くの点において優れてはいるものの、特に食品を包装材料のチューブ中へ注入することに関して、依然として更なる改良の余地を残している。
【００１３】
詳しくは、本発明の出願人は、包装材料のチューブ内での食品の振動を大きく低減し、従ってたとえ毎時包装１８，０００個までの比較的高速の製造速度においてさへも、そして例えば粘度、泡立ちなどのような異なる特性を有する広範囲の食品に対してさへも包装の正確な形成を保証することのできる充填装置を最近開発した。
【００１４】
本装置は米国特許第６，０３５，６１４号に記載されており、実質的に、食品を送入するために包装材料のチューブの内部で共軸線関係に端部が延在している充填パイプと、これも包装材料のチューブの内部に位置し、倒立した円筒状カップの形態、すなわち端開口部が包装形成装置に対面している形態であり、横方向のシール帯を形成するとき包装材料のチューブの内部での食品の上方の流れを緩衝するように充填パイプと共に空気室を画成するように前記充填パイプの端部分の少なくとも一部に固定され、かつそれを囲繞している剛性の緩衝部材とを含む。
【００１５】
詳しくは、充填パイプと緩衝部材とは、包装材料のチューブが包装形成装置に入る前に支持され、かつ案内される包装機械における最終の点まで包装材料のチューブ内を延在している。
【００１６】
緩衝部材は充填パイプの外面からの所定の半径方向の距離に位置した円筒状の横壁と、好ましくは充填パイプから半径方向に、かつ前記横壁に対して垂直方向に突出している、端開口部とは反対側にある環状でディスク状の端壁とを有している。
【００１７】
前記緩衝部材の横壁の外面は使用時包装材料のチューブと該緩衝部材との間の相対的な滑りを阻止する最小量だけ包装材料のチューブの内面から半径方向に分離されている。
【００１８】
各包装の形成サイクルの間、関連の対のジョーがチューブを関連の横断面部において平たくするために衝突し、徐々にチューブの周りで閉鎖することによって包装材料のチューブ内の食品は、先ず上方に押し上げられ、次いで包装材料のチューブを垂直の軌道に沿って下方運動することによって下方へ押し下げられる。
【００１９】
換言すれば、食品は交互に上下に圧送され、緩衝部材の内側および緩衝部材の外面と包装材料のチューブの内面との間の空隙を通してその周りとの双方において運動し、従って緩衝部材の上方および下方の双方にも来る。
【００２０】
緩衝部材の内部での食品の上方への流れは、緩衝部材と充填パイプとの間で画成された室内の空気によって反作用を受け、従ってジョーが包装材料のチューブに衝突しているとき形成されつつある各包装の割り当てられた容積が「空に」なるのを遅らせる。
【００２１】
更に、緩衝部材と包装材料のチューブとの間の空隙の内部を食品が流れることによって起因する何らかの上方への跳ね上がり作用は緩衝部材の上方にある液柱までに抑制される。
【００２２】
要約すれば、緩衝部材は包装材料のチューブ内での食品のレベルの変動を大きく低減させ、そのために包装の正確な形成と適度な充填とを保証する。
【００２３】
それにもかかわらず、製造速度の増大に伴い、例えば毎時包装１８，０００―２４，０００個の速度においては、包装材料は引き裂きが発生し、その結果製造の停止が余儀なくされることが判明した。慎重に検討した後、そのような引き裂きの理由は、包装材料が包装形成装置に入り、従ってジョーによって挟まれる際、高速において変形し、特に萎む傾向のある包装材料にあることが判明した。すなわち、ジョーが包装材料のチューブの周りで閉鎖するとき、次の包装のための食品の容積中に乱流と真空とが発生し、その結果包装材料がチューブの内方に変形し、従ってジョーによってよりつねられ易くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の目的は前述の欠点を簡単に低コストな仕方で排除し、特にどのような製造速度であっても包装の正確な形成を保証するようにされた注ぎ可能な食品の密封包装を製造するための包装機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明によれば、特許請求の範囲の請求項１に記載のような注ぎ可能な食品の密封包装を製造する包装機械が提供される。
【００２６】
本発明の好適で、非限定的な実施例について添付図面を参照して例を通して以下説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１における参照数字１は、包装材料のチューブ３から、殺菌処理した牛乳すなわちＵＨＴ牛乳、果汁、ワインなどのような注ぎ可能な食品の密封包装を連続的に製造するための包装機械を全体的に指示する。
【００２８】
チューブ３は熱シールシートの包装材料のウエッブ４（図７）を長さ方向に折り畳み、かつシールすることによって既知の要領で形成され、垂直軌道Ａに沿って図示していない既知の装置によって前記機械１まで送られる。
【００２９】
包装材料のウエッブ４は多層構造(図示せず)を有しており、例えばポリエチレンのような熱シールプラスチック材料の層で両側が被覆された紙材料の層から都合よく構成される。例えばＵＨＴ牛乳のような長期貯蔵の食品のための防腐処理包装の場合、包装材料は、例えばアルミニュームフォイルのような酸素遮断材料の層を含み、該フォイルは熱シールプラスチック材料の層の上に重ねられ、次いで最終的に食品と接触する包装２の内面を形成する熱シールプラスチック材料の別の層で被覆される。
【００３０】
前記機械１は実質的に、包装するために殺菌した、あるいは殺菌処理した食品を連続的にチューブ３へ送る充填装置５と、一連の包装２を形成するために等間隔で離隔した横断面部においてチューブ３を掴持し、シールするためのジョー式の包装形成装置６とを含む。
【００３１】
例えばローラによって画成される既知の支持および案内組立体によって、チューブ３は軌道Ａと共軸線関係で、該チューブ３が包装形成装置６によって関連の横断面部に沿って最初に掴持される高さからの所定の最大距離Ｄまで送られる。図示を簡略化するために、形成装置６の方向に最も下流側に遠くに位置し、前記距離Ｄを画成している支持および案内組立体を単に部分的に図示し、全体としては数字１８で指示している。換言すれば、前記組立体１８はチューブ３が包装形成装置６へ入る前での包装材料のチューブ３に対する最後の支持および案内ステーションを画成したものである。
【００３２】
図１から図６までを参照すれば、包装形成装置６は、２個の側壁８ａ，８ｂと、該側壁８ａ，８ｂとの間でしっかりと固定され、該側壁８ａ，８ｂと共に空洞１０を画成している２個の平行の横壁９ａ，９ｂとによって画成されているフレーム７と、前記フレーム７によって支持され、それぞれのジョー１３，１４であって、相互に、かつ空洞１０を通して軌道Ａに沿って送られている包装材料のチューブ３と協働するジョー１３，１４とを有する２個のチェインコンベヤ１１，１２とを含む。
【００３３】
コンベヤ１１，１２は、ジョー１３，１４が沿って送られるそれぞれ無端の軌道Ｐであって、フレーム７のそれぞれの壁９ａ，９ｂの周りを延在し、前記軌道Ａの両側で対称的に位置された無端軌道Ｐを画成する。
【００３４】
コンベヤ１１は軌道Ｐに沿って延在している関節接続のチェイン１５と、軌道Ｐの底端においてチェイン１５の両側と噛合っている２個の駆動輪１６とを含む。ジョー１３はチェイン１６の一体部分であって、該チェインの交互のリンクを画成しており、一対のロッド１７（図１，２，５，および６）によって関節接続の要領で相互に接続されている。
【００３５】
詳しくは、各ジョー１３（図１，２，３，５，および６）は主体部２０を含み、該主体部は軌道Ａに対して垂直の方向で、かつ壁９ａに対して平行の方向に細長く、それぞれの端部２１，２２は大きくされ、その各々から、離隔され、前記主体部２０の主要寸法方向に対して平行に軸線Ｂ，Ｃを有する第一と第二のピン２３，２４が突出している。ロッド１７がジョー１３のピン２３，２４において枢動し、一方のジョー１３のピン２３を隣接するジョー１３のピン２４に接続する。
【００３６】
同様に、コンベヤ１２は軌道Ｑに沿って延在する関節接続のチェイン２５と、軌道Ｑの底端においてチェイン２５と噛合っている２個の駆動輪２６とを含む。チェイン２５は関節接続して相互に接続されている多数のジョー１４によって画成されており、ジョー１３と相違するところのみ詳細に説明する。ジョー１３の部材と同一あるいは対応するジョー１４の部材は同じ参照番号を使用して指示している。要約すれば、各ジョー１４は、隣接する対のジョー１４を接続しているピン１７が枢動する対の端ピン２３，２４を有する主体部２０を含む。
【００３７】
各ジョー１３は主体部２０に装嵌されチューブ３の軌道Ａに対して横方向の誘導加熱部材２９を含む。加熱部材２９は２個の真直で平行の作用面３０（図５）を含み、フレーム７に装嵌され、使用時空洞１０の内部で軌道Ｐの一部に沿って延在する給電バー（図示せず）に沿って摺動する２個の接触ブラシ３１によって給電される。
【００３８】
加熱部材２９の代わりに、各ジョー１４（図１および図２）は、チューブ３の横断面部をしっかりと掴持するよう対応するジョー１３の加熱部材２９と協働する圧力バー３２を含んでもよい。使用時、対応するジョー１３と面する正面において、前記バー３２は加熱部材２９の作用面３０に対向して包装材料に作用する、比較的可撓性の弾性材料からなる２個の帯片３３を既知の要領で装着している。
【００３９】
換言すれば、コンベヤ１１上の各ジョー１３とコンベヤ１２上の対応するジョー１４とは包装材料のチューブ３と周期的に相互作用するそれぞれのジョー組立体３５を画成する。
【００４０】
ジョー１３および１４（図３，５，６）はまた、包装を形成するときに包装の容積を制御するためのそれぞれの装置３６を含む。例えば欧州特許第ＥＰ−Ｂ−０８８７２６５号から知られており、従って詳細に説明しない各装置３６は実質的に軸線Ｂ，Ｃの周りで主体部２０にヒンジ接続されている殻状半体３７からなる。
【００４１】
図３に示すように、各殻状半体３７はその正面において相手側の殻状半体３７と協働して、形成されつつある包装２を受け入れるための概ね平行六面体形の空洞を形成する。各装置３６はまた、関連の殻状半体３７の裏側に一体的に装嵌されている支持ブラケットに遊びをつけて装嵌されているカムフォロワローラ３８を含む。
【００４２】
ジョー１３および１４のカムフォロワローラ３８はフレーム７の壁９ａおよび９ｂに装嵌されたそれぞれのカム３９と協働する。カムはコンベヤ１１に関連したもののみが図３において見られる。
【００４３】
ジョー１３および１４の運動は、フレーム７の壁９ａ，９ｂに装嵌され、ジョー１３および１４の大きくされた端２１，２２に装嵌されたそれぞれの対のカムフォロワローラ４２，４３と協働するそれぞれの対のカム４０，４１によって制御される。各対のローラ４２，４３はピン２４，２３に対して共軸線関係であり、相互に対して軸線方向に偏位していてそれぞれのカム４０，４１と協働する。
【００４４】
詳しくは、壁９ａ（図３および図４）にはジョー１３におけるそれぞれの対のローラ４２，４３と協働する二対のカム４０，４１が装着されており、同様に壁９ｂにジョー１４におけるそれぞれの対のローラ４２，４３と協働する二対のカム４０，４１が装着されている。
【００４５】
カム４０，４１（図１および図４）は、コンベヤ１１，１２の各チェイン１５，２５のための戻り部分をそれぞれの駆動輪１６および２６とは反対側で画成するようにそれぞれの壁９ａ、９ｂの頂縁部の周りを延在する概ねＵ字形の部分４０ａ，４１ａと、それぞれの壁９ａ，９ｂに沿って空洞１０の内部を延在するそれぞれの部分４０ｂ、４１ｂとを有している。前記部分４０ａ，４１ａはジョー１３および１４がそれに沿って相互に向かって運動し、包装材料のチューブ３と衝突する２個の軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ１，Ｑ１を画成し、前記部分４０ｂ、４１ｂはそれぞれの概ね平坦なシール帯４４において包装２の境界を画するシールを形成するようジョー１３および１４がそれに沿って加圧されて接触した状態に保たれるれる２個の軌道Ｐ，Ｑの対面する概ね平行の部分Ｐ２，Ｑ２を画成する。このようにして、横方向の帯４４によって相互に接続されている多数の平行六面体形の容器からなる連続した帯片が形成され、前記横方向の帯４４は軌道Ａに沿って、あるいは包装形成装置６の下流側において、ジョー１３または１４に組み込まれた既知のカッタ（図示せず）によって切断され包装２を形成する。
【００４６】
軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ２，Ｑ２の上流側の終りにおいて、各ジョー組立体３５は、図１に示すように包装材料のチューブ３が最初に掴持される高さを画定する。
【００４７】
カム４０，４１はそれぞれの駆動輪１６，２６の出力側において軌道Ｐ，Ｑのそれぞれの部分Ｐ３，Ｑ３において関連のチェイン１５，２５を解放する。
【００４８】
前記部分Ｐ３，Ｑ３に沿って、チェイン１５，２５はそれぞれの対のテンショナ４６と協働してジョー１３，１４のローラ４２，４３と関連のカム４０，４１との間の接触を保証するようにチェイン１５，２５を十分緊張した状態に保つ。
【００４９】
図１，２，７および８を参照すれば、充填装置５は食品を送入するように包装材料のチューブ３の内部を共軸線関係で延在する端部分５１を有する充填パイプ５０と、これも包装材料のチューブ３の内部に位置され、倒立した円筒形のカップの形態、すなわち端開口部５３が包装形成装置６と面している形態であり、充填パイプ５０の端部分５１の少なくとも一部に固定され、かつそれを囲繞し、横方向のシール帯４４を形成するようチューブ３がジョー１３，１４によって平たくされるとき包装材料のチューブ３の内部での食品の上方への流れを緩衝する空気室を充填パイプ５０と共に画成する剛性の緩衝部材５２とを含む。
【００５０】
詳しくは、緩衝部材５２は充填パイプ５０の外面から所定の距離に位置した円筒形の横壁５５と、開口５３の反対側にあって、充填パイプ５０の端部分５１から半径方向に、軌道Ａに対して垂直に突出している環状でディスク状の端壁５６とを含む。
【００５１】
前記横壁５５は、軌道Ａに対して共軸線関係で、緩衝部材５２の外径よりも大きく、好ましくは少なくともその２倍である長さだけ端壁５６から延在する。
【００５２】
緩衝部材５２の横壁５５の外面は、使用時包装材料のチューブ３と緩衝部材との間の相対的な滑りを阻止し、従って相互に対して滑る前記部材が磨耗したり、徐々に劣化することによって発生する問題を排除し、その結果摩擦で剥がれた材料が食品を汚損する危険性を阻止する最小量だけ包装材料のチューブ３の内面から半径方向に離されている。
【００５３】
充填パイプ５０は包装形成装置６のジョー１３，１４に向かって緩衝部材５２から突出している食品用出口５７を有利に有している。
【００５４】
充填装置５はまた、充填パイプ５０からの食品の流量を調整するための既知の制御組立体６０を含む。詳しくは、前記制御組立体６０は実質的に、充填パイプ５０の上流側部分６２と直列に位置する流量調整弁６１と、包装材料のチューブ３の内部での食品のレベルに関連した信号Ｓを発生させ、それに基づいて前記弁６１を通る食品の流量が調整されるレベルセンサ６３とを含む。
【００５５】
すなわち、信号Ｓは包装材料のチューブ３内での所定の食品のレベルＬが存在する場合の第一の、例えば高い論理レベルと、レベルＬ以下の食品のレベルが存在する場合の第二の、例えば低い論理レベルとを指示する。
【００５６】
レベルセンサ６３（図７）は、包装材料のチューブ３の内部において、緩衝部材５２に対して０．０３から０．３バール、好ましくは０．１バールの圧力を加える食品の柱を形成するような軌道Ａに沿った位置において充填パイプ５０に隣接して有利に位置している。
【００５７】
本発明の重要な局面によると、充填パイプ５０の出口５７は、チューブ３が各ジョー組立体３５によって最初に掴持される高さからその最初の掴持高さと軌道ＰおよびＱの最大高さとの間の距離Ｄ１（図２）の４５％以下である距離のところにおいて軌道Ａに沿って位置しており、緩衝部材５２は前記の最初の掴持高さから軌道ＰおよびＱの最大高さ以下である距離のところまで延在している。
【００５８】
支持および案内組立体１８を参照すれば、充填パイプ５０の出口５７はチューブ３が各ジョー組立体によって最初に支持される高さから前記最大距離Ｄの３０％以下の距離をおいたところで軌道Ａに沿って位置されることが有利であり、従って充填パイプ５０の出口５７は支持および案内組立体１８から包装形成装置６に向かって前記最大距離Ｄの７０％以上を突出している。
【００５９】
更に、緩衝部材５２は支持および案内組立体１８から包装形成装置６に向かって前記最大距離Ｄの３０％から６０％突出している。
【００６０】
充填パイプ５０と緩衝部材５２とはそれらが包装形成装置６のジョー１３，１４と干渉することなく動きうる限り遠くまで延在し、そのため充填パイプ５０の出口５７と緩衝部材５２の端の開口５３とは包装形成装置６内でチューブ３が最初に掴持される高さに可及的近接しており、従って以下更に詳細に説明するように、形成されつつある包装２において発生する乱流を低減させる。
【００６１】
図１に示すように、充填パイプ５０の出口５７はそれぞれのジョー１３，１４の軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ１，Ｑ１の下流端の間に面し、かつその間に来るところまで延在する。
【００６２】
本包装機械１は以下のように作動する。
【００６３】
２個のコンベヤ１１，１２は図１において矢印で指示するように反対方向に回転し、そのためそれぞれのジョー１３および１４はカム４０，４１のプロフィルによって規定される運動法則によりそれぞれの軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ１，Ｑ１の終りからそれぞれの部分Ｐ２，Ｑ２に沿って包装材料のチューブ３に対して作用する。
【００６４】
作動サイクルを一方のジョー組立体３５を参照して、すなわちコンベヤ１１の１個のジョー１３とコンベヤ１２の対応するジョー１４とを参照して以下詳細に説明する。全てのジョー１３および１４は製造速度に応じて決まる時間間隔において同じサイクルを実行することは明らかである。
【００６５】
軌道の部分Ｐ１およびＱ１に沿って、ジョー１３および１４は相互に合わされ、横方向帯４４においてチューブ３を徐々に変形させ、最終的に「平たく」する。
【００６６】
前記軌道部分Ｐ１およびＱ１の終りにおいて、包装２の容積を制御する装置３６が起動し、ジョー１３および１４の殻状半体３７が正面で相互に合わされて、形成されつつある包装２の容器部分４５の容積を画成する平行六面体形の空洞を画成する。
【００６７】
それぞれの軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ２，Ｑ２に沿って、ジョー１３および１４はチューブに対してしっかりと掴持され、関連の横方向帯４４を完全に平らにし、加熱部材２８が作動し包装材料の重ねられた二つの部分をシールして横方向帯４４を形成する。
【００６８】
包装材料のチューブ３が関連する対のジョー１３，１４の間で掴持されると、食品のレベルがチューブ３内でレベルＬまで上昇し、信号Ｓが第二の論理値から第一の論理値に切り替えられ、既知の要領で弁６１の形態を変更し、充填パイプ５０からの食品の流量を減少させる。
【００６９】
包装材料のチューブ３が連続して下方へ運動すると食品のレベルをレベルＬ以下まで低下させ、そのため信号Ｓは第一の論理値から第二の論理値に切り替わり、弁６１が自動的に開放して充填パイプ５０からの食品の流量を増す。
【００７０】
換言すれば、食品は交互に上下に圧送され、緩衝部材５２の外面と包装材料のチューブ３の内面との間の空隙を通して緩衝部材５２の内部およびその周りの双方を流れ、従って緩衝部材５２の上方および下方に来る。
【００７１】
緩衝部材５２内での食品の上方への流れは室５４内の空気による反作用を受け、そのため、ジョー１３および１４が包装材料のチューブ３に衝突するときに典型的に発生することであるが、形成されつつある各包装２の割り当てられた容積を「空に」するのを遅くする。
【００７２】
更に、緩衝部材５２と包装材料のチューブ３との間の空隙の内部を食品が流れることによって生じる上方への何らかの跳ね上がり作用も緩衝部材５２の上方での液体柱にまで抑制される。
【００７３】
包装材料のチューブ３が各対のジョー１３，１４によって最初に掴持される高さに対して充填パイプ５０と緩衝部材５２とが近接位置することによって食品の出口における乱流を大きく低減させ、それは食品の上方への流れに対して緩衝部材５２の室５４内の空気が有する緩衝作用と併せて、ジョー１３，１４を閉鎖することによってジョー１３，１４の直ぐ上流側のチューブ３の部分内で発生しうる真空による影響を排除する。
【００７４】
換言すれば、各対のジョー１３および１４が閉鎖している間形成されつつある関連の包装２を充填するための食品の容積は概ね一定のままであり、そのため包装材料の変形および萎みを阻止し、従ってジョー１３および１４の相互作用によって包装材料がつねられ、従って引き裂かれる危険性なしに包装機械１は極めて高速の製造速度、例えば毎時包装１８，０００から２４，０００個の速度で作動できるようにする。
【００７５】
検査したところでも包装機械１において製造された包装２の重量差も目立って低減したことを示した。
【００７６】
特許請求の範囲によって定義されている本発明の範囲から逸脱することなく本明細書で説明した包装機械１に対して変更が可能であることは明らかである。
【００７７】
特に、本機械１は包装材料のチューブ３に対して周期的に、かつ交互に作用する二対のジョーを備えるように特徴化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】注ぎ可能な食品の密封包装を製造するための本発明による包装機械のわかり易くするために一部を除いた概略側面図である。
【図２】図１に示す包装機械の細部の増尺した側面図である。
【図３】図１に示す包装機械のジョー式包装形成装置の、わかり易くするために一部を除いた斜視図である。
【図４】図３に示す包装形成装置のフレームの斜視図である。
【図５】図３に示す包装形成装置のジョーの両側から見た増尺斜視図である。
【図６】図３に示す包装形成装置のジョーの両側から見た増尺斜視図である。
【図７】図１に示す包装機械の包装充填装置の斜視図である。
【図８】図７に示す包装機械の細部の増尺した断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 包装機械
２ 包装
３ 包装材料のチューブ
５ 充填装置
１１ コンベヤ
１２ コンベヤ
１３，１４ ジョー
１８ 支持および案内手段
３５ 包装形成組立体
４４ シール帯
５０ 充填パイプ
５１ 充填パイプの部分
５２ 緩衝部材
５４ 空気室
５７ 食品の出口
Ａ 軌道
Ｄ 距離
Ｐ，Ｑ 軌道
Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２ 軌道の部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注ぎ可能な食品の密封包装をつくるもので、包装充填装置を改良した包装機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、果汁や、殺菌あるいはＵＨＴ（超高温処理）した牛乳、ワイン、トマトソースなどのような多くの注ぎ可能な食品は殺菌した包装材料でつくられた包装で販売されている。
【０００３】
このタイプの包装の典型的な例は、積層帯片からなる包装材料を折り畳み、密封することによってつくられるＴｅｔｒａ Ｂｒｉｋ Ａｓｅｐｔｉｃ（商標）として知られている、液状すなわち注ぎ可能な食品用の平行六面体形の包装である。
【０００４】
前記包装材料は、例えばポリエチレンである熱シールプラスチック材料の層で両側が被覆された紙材料の層からなる多層構造を有している。例えばＵＨＴ牛乳のように長期貯蔵の防腐処理包装の場合、包装材料は、例えばアルミニュームフォイルのような酸素遮断材料の層を含み、該層は熱シールプラスチック材料の層の上に重ねられ、次いで最終的に食品と接触する包装の内面を形成する熱シールプラスチック材料の別の層で被覆される。
【０００５】
周知のように、この種の包装は全自動包装機械で製造され、該包装機械においては、ウエッブで送られてくる包装材料から連続したチューブが形成される。詳しくは、包装材料のウエッブはリールから巻き戻され、包装機械において防腐処理室を通して送られ、そこで包装材料は、例えば、後で加熱することによって蒸発する例えば過酸化水素のような殺菌剤を付与され、および（または）包装材料に適当な波長と強度の放射線を当てることによって殺菌され、殺菌されたウエッブは閉鎖した殺菌環境内に保持され、円筒体に折り曲げられ、長さ方向にシールされて周知の要領で連続したチューブを形成する。
【０００６】
実際には防腐処理室の延長部分を形成している包装材料のチューブは垂直方向に連続的に送られ、殺菌した、あるいは殺菌処理した食品で充填され、包装形成装置を通して送られて、個々の包装を形成する。すなわち、前記形成装置の内部において、前記チューブは、それぞれの横方向のシール帯によって相互に接続された、すなわちチューブの移動方向に対して垂直に延在する枕状包装の連続した帯片を形成するように多数の等間隔に離隔された横断面部においてシールされる。枕状包装は関連の横方向シール帯を切断することによって分離され、折り畳みステーションまで搬送され、そこで機械的に折り畳まれてそれぞれ仕上りの平行六面体形の包装を形成する。
【０００７】
それぞれの無端軌道を画成しており、かつそれぞれ多数のジョーを装嵌している２個のチェインを含む包装形成装置が、例えば欧州特許第ＥＰ−Ｂ−０８８７２６５号に記載されているように既知である。２個の軌道は相互に対面し、かつ平行であるそれぞれの分岐部を有しており、その間に包装材料のチューブが送られ、それぞれの軌道の前記分岐部に沿って一方のコンベヤにあるジョーが他方のコンベヤにある対応するジョーと協働して多数の一連の横断面部においてチューブを掴持し、包装をシールし、かつ切断する。
【０００８】
換言すれば、一方のコンベヤにある各ジョーと他方のコンベヤにある対応するジョーとが包装材料のチューブに対して周期的に相互作用する包装形成組立体を画成する。
【０００９】
各対のジョーの間で掴持されているチューブの部分は一方のジョーに担持され、前記ジョーの間でしっかりと掴持されている熱シールプラスチック材料の層を局所的に溶融する加熱手段によって直角方向にシールされる。
【００１０】
包装材料のチューブに対して周期的かつ順次作用して該チューブを掴持し、多数の等間隔に離隔された横断面部に沿ってシール、例えば熱シールする二対のみのジョーを含む包装形成装置もまた知られている。このタイプの包装形成装置はルンド（スエーデン）のルーベンラウシングスガータのテトラ パック カートン アンビエント株式会社（Ｔｅｔｒａ Ｐａｋ Ｃａｒｔｏｎ Ａｍｂｉｅｎｔ ＡＢ、Ｒｕｂｅｎ Ｒａｕｓｉｎｇｓｇａｔａ，ＬＵＮＤ（Ｓｗｅｄｅｎ））および４１１００モデナ（イタリア）のデルフィニ通り１のテトラ パック カートン アンビエント株式会社（Ｔｅｔｒａ Ｐａｋ Ｃａｒｔｏｎ Ａｍｂｉｅｎｔ Ｓ．ｐ．Ａ．，Ｖｉａ Ｄｅｌｆｉｎｉ １，４１１００ Ｍｏｄｅｎａ（Ｉｔａｌｙ））によって製造されている包装機、ＴＢ／２１、ＴＢＡ／１９、ＴＢＡ／２１およびＴｅｔｒａ Ｐａｋ Ａ３によって代表される。
【００１１】
各対のジョーがシール作業を完了すると、関連の対のジョーの一方によって担持されているカッタが作動し、包装材料のチューブに対して作用し、シールされたばかりの横断面部の中心線に沿って該チューブを切断し、従って包装材料のチューブの底端から枕状の包装を切り離す。チューブの底端が横方向にシールされると、関連するジョーは下死点に達すると、チューブの頂部分に対する干渉をさけるため開放することができる。同時に、正しく同じように作動している他方の対のジョーがチューブ頂部のど真中の位置から下降し、前述した掴持／包装形成、シール、そして切断工程を繰り返す。
【００１２】
前述のタイプの機械は多くの点において優れてはいるものの、特に食品を包装材料のチューブ中へ注入することに関して、依然として更なる改良の余地を残している。
【００１３】
詳しくは、本発明の出願人は、包装材料のチューブ内での食品の振動を大きく低減し、従ってたとえ毎時包装１８，０００個までの比較的高速の製造速度においてさへも、そして例えば粘度、泡立ちなどのような異なる特性を有する広範囲の食品に対してさへも包装の正確な形成を保証することのできる充填装置を最近開発した。
【００１４】
本装置は米国特許第６，０３５，６１４号に記載されており、実質的に、食品を送入するために包装材料のチューブの内部で共軸線関係に端部が延在している充填パイプと、これも包装材料のチューブの内部に位置し、倒立した円筒状カップの形態、すなわち端開口部が包装形成装置に対面している形態であり、横方向のシール帯を形成するとき包装材料のチューブの内部での食品の上方の流れを緩衝するように充填パイプと共に空気室を画成するように前記充填パイプの端部分の少なくとも一部に固定され、かつそれを囲繞している剛性の緩衝部材とを含む。
【００１５】
詳しくは、充填パイプと緩衝部材とは、包装材料のチューブが包装形成装置に入る前に支持され、かつ案内される包装機械における最終の点まで包装材料のチューブ内を延在している。
【００１６】
緩衝部材は充填パイプの外面からの所定の半径方向の距離に位置した円筒状の横壁と、好ましくは充填パイプから半径方向に、かつ前記横壁に対して垂直方向に突出している、端開口部とは反対側にある環状でディスク状の端壁とを有している。
【００１７】
前記緩衝部材の横壁の外面は使用時包装材料のチューブと該緩衝部材との間の相対的な滑りを阻止する最小量だけ包装材料のチューブの内面から半径方向に分離されている。
【００１８】
各包装の形成サイクルの間、関連の対のジョーがチューブを関連の横断面部において平たくするために衝突し、徐々にチューブの周りで閉鎖することによって包装材料のチューブ内の食品は、先ず上方に押し上げられ、次いで包装材料のチューブを垂直の軌道に沿って下方運動することによって下方へ押し下げられる。
【００１９】
換言すれば、食品は交互に上下に圧送され、緩衝部材の内側および緩衝部材の外面と包装材料のチューブの内面との間の空隙を通してその周りとの双方において運動し、従って緩衝部材の上方および下方の双方にも来る。
【００２０】
緩衝部材の内部での食品の上方への流れは、緩衝部材と充填パイプとの間で画成された室内の空気によって反作用を受け、従ってジョーが包装材料のチューブに衝突しているとき形成されつつある各包装の割り当てられた容積が「空に」なるのを遅らせる。
【００２１】
更に、緩衝部材と包装材料のチューブとの間の空隙の内部を食品が流れることによって起因する何らかの上方への跳ね上がり作用は緩衝部材の上方にある液柱までに抑制される。
【００２２】
要約すれば、緩衝部材は包装材料のチューブ内での食品のレベルの変動を大きく低減させ、そのために包装の正確な形成と適度な充填とを保証する。
【００２３】
それにもかかわらず、製造速度の増大に伴い、例えば毎時包装１８，０００―２４，０００個の速度においては、包装材料は引き裂きが発生し、その結果製造の停止が余儀なくされることが判明した。慎重に検討した後、そのような引き裂きの理由は、包装材料が包装形成装置に入り、従ってジョーによって挟まれる際、高速において変形し、特に萎む傾向のある包装材料にあることが判明した。すなわち、ジョーが包装材料のチューブの周りで閉鎖するとき、次の包装のための食品の容積中に乱流と真空とが発生し、その結果包装材料がチューブの内方に変形し、従ってジョーによってよりつねられ易くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の目的は前述の欠点を簡単に低コストな仕方で排除し、特にどのような製造速度であっても包装の正確な形成を保証するようにされた注ぎ可能な食品の密封包装を製造するための包装機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明によれば、特許請求の範囲の請求項１に記載のような注ぎ可能な食品の密封包装を製造する包装機械が提供される。
【００２６】
本発明の好適で、非限定的な実施例について添付図面を参照して例を通して以下説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１における参照数字１は、包装材料のチューブ３から、殺菌処理した牛乳すなわちＵＨＴ牛乳、果汁、ワインなどのような注ぎ可能な食品の密封包装を連続的に製造するための包装機械を全体的に指示する。
【００２８】
チューブ３は熱シールシートの包装材料のウエッブ４（図７）を長さ方向に折り畳み、かつシールすることによって既知の要領で形成され、垂直軌道Ａに沿って図示していない既知の装置によって前記機械１まで送られる。
【００２９】
包装材料のウエッブ４は多層構造(図示せず)を有しており、例えばポリエチレンのような熱シールプラスチック材料の層で両側が被覆された紙材料の層から都合よく構成される。例えばＵＨＴ牛乳のような長期貯蔵の食品のための防腐処理包装の場合、包装材料は、例えばアルミニュームフォイルのような酸素遮断材料の層を含み、該フォイルは熱シールプラスチック材料の層の上に重ねられ、次いで最終的に食品と接触する包装２の内面を形成する熱シールプラスチック材料の別の層で被覆される。
【００３０】
前記機械１は実質的に、包装するために殺菌した、あるいは殺菌処理した食品を連続的にチューブ３へ送る充填装置５と、一連の包装２を形成するために等間隔で離隔した横断面部においてチューブ３を掴持し、シールするためのジョー式の包装形成装置６とを含む。
【００３１】
例えばローラによって画成される既知の支持および案内組立体によって、チューブ３は軌道Ａと共軸線関係で、該チューブ３が包装形成装置６によって関連の横断面部に沿って最初に掴持される高さからの所定の最大距離Ｄまで送られる。図示を簡略化するために、形成装置６の方向に最も下流側に遠くに位置し、前記距離Ｄを画成している支持および案内組立体を単に部分的に図示し、全体としては数字１８で指示している。換言すれば、前記組立体１８はチューブ３が包装形成装置６へ入る前での包装材料のチューブ３に対する最後の支持および案内ステーションを画成したものである。
【００３２】
図１から図６までを参照すれば、包装形成装置６は、２個の側壁８ａ，８ｂと、該側壁８ａ，８ｂとの間でしっかりと固定され、該側壁８ａ，８ｂと共に空洞１０を画成している２個の平行の横壁９ａ，９ｂとによって画成されているフレーム７と、前記フレーム７によって支持され、それぞれのジョー１３，１４であって、相互に、かつ空洞１０を通して軌道Ａに沿って送られている包装材料のチューブ３と協働するジョー１３，１４とを有する２個のチェインコンベヤ１１，１２とを含む。
【００３３】
コンベヤ１１，１２は、ジョー１３，１４が沿って送られるそれぞれ無端の軌道Ｐであって、フレーム７のそれぞれの壁９ａ，９ｂの周りを延在し、前記軌道Ａの両側で対称的に位置された無端軌道Ｐを画成する。
【００３４】
コンベヤ１１は軌道Ｐに沿って延在している関節接続のチェイン１５と、軌道Ｐの底端においてチェイン１５の両側と噛合っている２個の駆動輪１６とを含む。ジョー１３はチェイン１６の一体部分であって、該チェインの交互のリンクを画成しており、一対のロッド１７（図１，２，５，および６）によって関節接続の要領で相互に接続されている。
【００３５】
詳しくは、各ジョー１３（図１，２，３，５，および６）は主体部２０を含み、該主体部は軌道Ａに対して垂直の方向で、かつ壁９ａに対して平行の方向に細長く、それぞれの端部２１，２２は大きくされ、その各々から、離隔され、前記主体部２０の主要寸法方向に対して平行に軸線Ｂ，Ｃを有する第一と第二のピン２３，２４が突出している。ロッド１７がジョー１３のピン２３，２４において枢動し、一方のジョー１３のピン２３を隣接するジョー１３のピン２４に接続する。
【００３６】
同様に、コンベヤ１２は軌道Ｑに沿って延在する関節接続のチェイン２５と、軌道Ｑの底端においてチェイン２５と噛合っている２個の駆動輪２６とを含む。チェイン２５は関節接続して相互に接続されている多数のジョー１４によって画成されており、ジョー１３と相違するところのみ詳細に説明する。ジョー１３の部材と同一あるいは対応するジョー１４の部材は同じ参照番号を使用して指示している。要約すれば、各ジョー１４は、隣接する対のジョー１４を接続しているピン１７が枢動する対の端ピン２３，２４を有する主体部２０を含む。
【００３７】
各ジョー１３は主体部２０に装嵌されチューブ３の軌道Ａに対して横方向の誘導加熱部材２９を含む。加熱部材２９は２個の真直で平行の作用面３０（図５）を含み、フレーム７に装嵌され、使用時空洞１０の内部で軌道Ｐの一部に沿って延在する給電バー（図示せず）に沿って摺動する２個の接触ブラシ３１によって給電される。
【００３８】
加熱部材２９の代わりに、各ジョー１４（図１および図２）は、チューブ３の横断面部をしっかりと掴持するよう対応するジョー１３の加熱部材２９と協働する圧力バー３２を含んでもよい。使用時、対応するジョー１３と面する正面において、前記バー３２は加熱部材２９の作用面３０に対向して包装材料に作用する、比較的可撓性の弾性材料からなる２個の帯片３３を既知の要領で装着している。
【００３９】
換言すれば、コンベヤ１１上の各ジョー１３とコンベヤ１２上の対応するジョー１４とは包装材料のチューブ３と周期的に相互作用するそれぞれのジョー組立体３５を画成する。
【００４０】
ジョー１３および１４（図３，５，６）はまた、包装を形成するときに包装の容積を制御するためのそれぞれの装置３６を含む。例えば欧州特許第ＥＰ−Ｂ−０８８７２６５号から知られており、従って詳細に説明しない各装置３６は実質的に軸線Ｂ，Ｃの周りで主体部２０にヒンジ接続されている殻状半体３７からなる。
【００４１】
図３に示すように、各殻状半体３７はその正面において相手側の殻状半体３７と協働して、形成されつつある包装２を受け入れるための概ね平行六面体形の空洞を形成する。各装置３６はまた、関連の殻状半体３７の裏側に一体的に装嵌されている支持ブラケットに遊びをつけて装嵌されているカムフォロワローラ３８を含む。
【００４２】
ジョー１３および１４のカムフォロワローラ３８はフレーム７の壁９ａおよび９ｂに装嵌されたそれぞれのカム３９と協働する。カムはコンベヤ１１に関連したもののみが図３において見られる。
【００４３】
ジョー１３および１４の運動は、フレーム７の壁９ａ，９ｂに装嵌され、ジョー１３および１４の大きくされた端２１，２２に装嵌されたそれぞれの対のカムフォロワローラ４２，４３と協働するそれぞれの対のカム４０，４１によって制御される。各対のローラ４２，４３はピン２４，２３に対して共軸線関係であり、相互に対して軸線方向に偏位していてそれぞれのカム４０，４１と協働する。
【００４４】
詳しくは、壁９ａ（図３および図４）にはジョー１３におけるそれぞれの対のローラ４２，４３と協働する二対のカム４０，４１が装着されており、同様に壁９ｂにジョー１４におけるそれぞれの対のローラ４２，４３と協働する二対のカム４０，４１が装着されている。
【００４５】
カム４０，４１（図１および図４）は、コンベヤ１１，１２の各チェイン１５，２５のための戻り部分をそれぞれの駆動輪１６および２６とは反対側で画成するようにそれぞれの壁９ａ、９ｂの頂縁部の周りを延在する概ねＵ字形の部分４０ａ，４１ａと、それぞれの壁９ａ，９ｂに沿って空洞１０の内部を延在するそれぞれの部分４０ｂ、４１ｂとを有している。前記部分４０ａ，４１ａはジョー１３および１４がそれに沿って相互に向かって運動し、包装材料のチューブ３と衝突する２個の軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ１，Ｑ１を画成し、前記部分４０ｂ、４１ｂはそれぞれの概ね平坦なシール帯４４において包装２の境界を画するシールを形成するようジョー１３および１４がそれに沿って加圧されて接触した状態に保たれるれる２個の軌道Ｐ，Ｑの対面する概ね平行の部分Ｐ２，Ｑ２を画成する。このようにして、横方向の帯４４によって相互に接続されている多数の平行六面体形の容器からなる連続した帯片が形成され、前記横方向の帯４４は軌道Ａに沿って、あるいは包装形成装置６の下流側において、ジョー１３または１４に組み込まれた既知のカッタ（図示せず）によって切断され包装２を形成する。
【００４６】
軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ２，Ｑ２の上流側の終りにおいて、各ジョー組立体３５は、図１に示すように包装材料のチューブ３が最初に掴持される高さを画定する。
【００４７】
カム４０，４１はそれぞれの駆動輪１６，２６の出力側において軌道Ｐ，Ｑのそれぞれの部分Ｐ３，Ｑ３において関連のチェイン１５，２５を解放する。
【００４８】
前記部分Ｐ３，Ｑ３に沿って、チェイン１５，２５はそれぞれの対のテンショナ４６と協働してジョー１３，１４のローラ４２，４３と関連のカム４０，４１との間の接触を保証するようにチェイン１５，２５を十分緊張した状態に保つ。
【００４９】
図１，２，７および８を参照すれば、充填装置５は食品を送入するように包装材料のチューブ３の内部を共軸線関係で延在する端部分５１を有する充填パイプ５０と、これも包装材料のチューブ３の内部に位置され、倒立した円筒形のカップの形態、すなわち端開口部５３が包装形成装置６と面している形態であり、充填パイプ５０の端部分５１の少なくとも一部に固定され、かつそれを囲繞し、横方向のシール帯４４を形成するようチューブ３がジョー１３，１４によって平たくされるとき包装材料のチューブ３の内部での食品の上方への流れを緩衝する空気室を充填パイプ５０と共に画成する剛性の緩衝部材５２とを含む。
【００５０】
詳しくは、緩衝部材５２は充填パイプ５０の外面から所定の距離に位置した円筒形の横壁５５と、開口５３の反対側にあって、充填パイプ５０の端部分５１から半径方向に、軌道Ａに対して垂直に突出している環状でディスク状の端壁５６とを含む。
【００５１】
前記横壁５５は、軌道Ａに対して共軸線関係で、緩衝部材５２の外径よりも大きく、好ましくは少なくともその２倍である長さだけ端壁５６から延在する。
【００５２】
緩衝部材５２の横壁５５の外面は、使用時包装材料のチューブ３と緩衝部材との間の相対的な滑りを阻止し、従って相互に対して滑る前記部材が磨耗したり、徐々に劣化することによって発生する問題を排除し、その結果摩擦で剥がれた材料が食品を汚損する危険性を阻止する最小量だけ包装材料のチューブ３の内面から半径方向に離されている。
【００５３】
充填パイプ５０は包装形成装置６のジョー１３，１４に向かって緩衝部材５２から突出している食品用出口５７を有利に有している。
【００５４】
充填装置５はまた、充填パイプ５０からの食品の流量を調整するための既知の制御組立体６０を含む。詳しくは、前記制御組立体６０は実質的に、充填パイプ５０の上流側部分６２と直列に位置する流量調整弁６１と、包装材料のチューブ３の内部での食品のレベルに関連した信号Ｓを発生させ、それに基づいて前記弁６１を通る食品の流量が調整されるレベルセンサ６３とを含む。
【００５５】
すなわち、信号Ｓは包装材料のチューブ３内での所定の食品のレベルＬが存在する場合の第一の、例えば高い論理レベルと、レベルＬ以下の食品のレベルが存在する場合の第二の、例えば低い論理レベルとを指示する。
【００５６】
レベルセンサ６３（図７）は、包装材料のチューブ３の内部において、緩衝部材５２に対して０．０３から０．３バール、好ましくは０．１バールの圧力を加える食品の柱を形成するような軌道Ａに沿った位置において充填パイプ５０に隣接して有利に位置している。
【００５７】
本発明の重要な局面によると、充填パイプ５０の出口５７は、チューブ３が各ジョー組立体３５によって最初に掴持される高さからその最初の掴持高さと軌道ＰおよびＱの最大高さとの間の距離Ｄ１（図２）の４５％以下である距離のところにおいて軌道Ａに沿って位置しており、緩衝部材５２は前記の最初の掴持高さから軌道ＰおよびＱの最大高さ以下である距離のところまで延在している。
【００５８】
支持および案内組立体１８を参照すれば、充填パイプ５０の出口５７はチューブ３が各ジョー組立体によって最初に支持される高さから前記最大距離Ｄの３０％以下の距離をおいたところで軌道Ａに沿って位置されることが有利であり、従って充填パイプ５０の出口５７は支持および案内組立体１８から包装形成装置６に向かって前記最大距離Ｄの７０％以上を突出している。
【００５９】
更に、緩衝部材５２は支持および案内組立体１８から包装形成装置６に向かって前記最大距離Ｄの３０％から６０％突出している。
【００６０】
充填パイプ５０と緩衝部材５２とはそれらが包装形成装置６のジョー１３，１４と干渉することなく動きうる限り遠くまで延在し、そのため充填パイプ５０の出口５７と緩衝部材５２の端の開口５３とは包装形成装置６内でチューブ３が最初に掴持される高さに可及的近接しており、従って以下更に詳細に説明するように、形成されつつある包装２において発生する乱流を低減させる。
【００６１】
図１に示すように、充填パイプ５０の出口５７はそれぞれのジョー１３，１４の軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ１，Ｑ１の下流端の間に面し、かつその間に来るところまで延在する。
【００６２】
本包装機械１は以下のように作動する。
【００６３】
２個のコンベヤ１１，１２は図１において矢印で指示するように反対方向に回転し、そのためそれぞれのジョー１３および１４はカム４０，４１のプロフィルによって規定される運動法則によりそれぞれの軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ１，Ｑ１の終りからそれぞれの部分Ｐ２，Ｑ２に沿って包装材料のチューブ３に対して作用する。
【００６４】
作動サイクルを一方のジョー組立体３５を参照して、すなわちコンベヤ１１の１個のジョー１３とコンベヤ１２の対応するジョー１４とを参照して以下詳細に説明する。全てのジョー１３および１４は製造速度に応じて決まる時間間隔において同じサイクルを実行することは明らかである。
【００６５】
軌道の部分Ｐ１およびＱ１に沿って、ジョー１３および１４は相互に合わされ、横方向帯４４においてチューブ３を徐々に変形させ、最終的に「平たく」する。
【００６６】
前記軌道部分Ｐ１およびＱ１の終りにおいて、包装２の容積を制御する装置３６が起動し、ジョー１３および１４の殻状半体３７が正面で相互に合わされて、形成されつつある包装２の容器部分４５の容積を画成する平行六面体形の空洞を画成する。
【００６７】
それぞれの軌道Ｐ，Ｑの部分Ｐ２，Ｑ２に沿って、ジョー１３および１４はチューブに対してしっかりと掴持され、関連の横方向帯４４を完全に平らにし、加熱部材２８が作動し包装材料の重ねられた二つの部分をシールして横方向帯４４を形成する。
【００６８】
包装材料のチューブ３が関連する対のジョー１３，１４の間で掴持されると、食品のレベルがチューブ３内でレベルＬまで上昇し、信号Ｓが第二の論理値から第一の論理値に切り替えられ、既知の要領で弁６１の形態を変更し、充填パイプ５０からの食品の流量を減少させる。
【００６９】
包装材料のチューブ３が連続して下方へ運動すると食品のレベルをレベルＬ以下まで低下させ、そのため信号Ｓは第一の論理値から第二の論理値に切り替わり、弁６１が自動的に開放して充填パイプ５０からの食品の流量を増す。
【００７０】
換言すれば、食品は交互に上下に圧送され、緩衝部材５２の外面と包装材料のチューブ３の内面との間の空隙を通して緩衝部材５２の内部およびその周りの双方を流れ、従って緩衝部材５２の上方および下方に来る。
【００７１】
緩衝部材５２内での食品の上方への流れは室５４内の空気による反作用を受け、そのため、ジョー１３および１４が包装材料のチューブ３に衝突するときに典型的に発生することであるが、形成されつつある各包装２の割り当てられた容積を「空に」するのを遅くする。
【００７２】
更に、緩衝部材５２と包装材料のチューブ３との間の空隙の内部を食品が流れることによって生じる上方への何らかの跳ね上がり作用も緩衝部材５２の上方での液体柱にまで抑制される。
【００７３】
包装材料のチューブ３が各対のジョー１３，１４によって最初に掴持される高さに対して充填パイプ５０と緩衝部材５２とが近接位置することによって食品の出口における乱流を大きく低減させ、それは食品の上方への流れに対して緩衝部材５２の室５４内の空気が有する緩衝作用と併せて、ジョー１３，１４を閉鎖することによってジョー１３，１４の直ぐ上流側のチューブ３の部分内で発生しうる真空による影響を排除する。
【００７４】
換言すれば、各対のジョー１３および１４が閉鎖している間形成されつつある関連の包装２を充填するための食品の容積は概ね一定のままであり、そのため包装材料の変形および萎みを阻止し、従ってジョー１３および１４の相互作用によって包装材料がつねられ、従って引き裂かれる危険性なしに包装機械１は極めて高速の製造速度、例えば毎時包装１８，０００から２４，０００個の速度で作動できるようにする。
【００７５】
検査したところでも包装機械１において製造された包装２の重量差も目立って低減したことを示した。
【００７６】
特許請求の範囲によって定義されている本発明の範囲から逸脱することなく本明細書で説明した包装機械１に対して変更が可能であることは明らかである。
【００７７】
特に、本機械１は包装材料のチューブ３に対して周期的に、かつ交互に作用する二対のジョーを備えるように特徴化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】注ぎ可能な食品の密封包装を製造するための本発明による包装機械のわかり易くするために一部を除いた概略側面図である。
【図２】図１に示す包装機械の細部の増尺した側面図である。
【図３】図１に示す包装機械のジョー式包装形成装置の、わかり易くするために一部を除いた斜視図である。
【図４】図３に示す包装形成装置のフレームの斜視図である。
【図５】図３に示す包装形成装置のジョーの両側から見た増尺斜視図である。
【図６】図３に示す包装形成装置のジョーの両側から見た増尺斜視図である。
【図７】図１に示す包装機械の包装充填装置の斜視図である。
【図８】図７に示す包装機械の細部の増尺した断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 包装機械
２ 包装
３ 包装材料のチューブ
５ 充填装置
１１ コンベヤ
１２ コンベヤ
１３，１４ ジョー
１８ 支持および案内手段
３５ 包装形成組立体
４４ シール帯
５０ 充填パイプ
５１ 充填パイプの部分
５２ 緩衝部材
５４ 空気室
５７ 食品の出口
Ａ 軌道
Ｄ 距離
Ｐ，Ｑ 軌道
Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２ 軌道の部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直の軌道（Ａ）に沿って送られているシート状包装材料のチューブ（３）から注ぎ可能な食品の密封包装（２）を製造する包装機械（１）において、
― 形成されつつある包装（２）の両側のシール帯（４４）を画成する等間隔に離隔された横断面部において前記包装材料のチューブ（３）をしっかりと掴持し、かつシールするよう周期的、かつ順次運動可能である少なくとも一対の包装形成組立体（３５）であって、各包装形成組立体（３５）は、前記垂直の軌道（Ａ）の両側に延在し、該垂直の軌道（Ａ）に隣接してそれぞれの作業部分（Ｐ１，Ｑ２，Ｐ２，Ｑ２）を画成し、かつそれに沿って前記包装材料のチューブ（３）に前記シール帯（４４）が形成される第一と、第二の無端軌道（Ｐ，Ｑ）にそれぞれ沿って運動する第一と第二のジョー（１３，１４）を含んでいる少なくとも一対の包装形成組立体（３５）と、
― 食品を前記チューブ中へ送入するよう包装材料の前記チューブ（３）の内部へ少なくとも部分的に延在する充填パイプ（５０）と、これも包装材料の前記チューブ（３）の内部へ延在し、前記充填パイプ（５０）の少なくとも一部（５１）に固定され、かつそれを囲繞し、前記シール帯（４４）を形成するとき包装材料の前記チューブ（３）内での食品の垂直方向の流れを緩衝する空気室（５４）を前記充填パイプと共に画成する剛性の緩衝部材（５２）とを含む充填装置（５）とを含み、
少なくとも前記充填パイプ（５０）が、前記チューブが最初に掴持される高さからのその最初の掴持位置と前記第一と第二の軌道（Ｐ，Ｑ）の最大高さとの間の距離（Ｄ１）の４５％以下の距離のところで前記垂直の軌道（Ａ）に沿って位置している食品用出口（５７）を有していることを特徴とする包装機械（１）。
【請求項２】
前記緩衝部材（５２）が、前記の最初の掴持高さから前記第一と第二の軌道（Ｐ，Ｑ）の最大高さ以下の距離のところまで延在していることを特徴とする請求項１に記載の機械。
【請求項３】
前記包装材料のチューブ（３）を前記の垂直の軌道（Ａ）と共軸線関係で、前記ジョー（１３，１４）に向かって前記の最初の掴持高さからの所定の最大距離（Ｄ）のところまで送るための支持および案内手段（１８）を含み、前記充填パイプ（５０）の前記出口（５７）が前記最初の掴持高さからの前記最大距離（Ｄ）の３０％以下の距離のところで前記垂直の軌道（Ａ）に沿って位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の機械。
【請求項４】
前記緩衝部材（５２）が前記最大距離（Ｄ）の３０％から６０％までだけ前記ジョー（１３，１４）に向かって前記支持および案内手段（１８）から突出していることを特徴とする請求項３に記載の機械。
【請求項５】
前記充填パイプ（５０）の前記出口（５７）と前記緩衝部材（５２）とが前記ジョー（１３，１４）と緩衝することなく延在しうる範囲で延在していることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の機械。
【請求項６】
前記充填パイプ（５０）の前記出口（５７）が前記ジョー（１３，１４）に向かって前記緩衝部材（５２）から突出していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の機械。
【請求項７】
前記充填パイプ（５０）の前記出口（５７）が前記ジョー（１３，１４）の前記第一および第二の軌道（Ｐ，Ｑ）のそれぞれの上流端に面し、かつその間に位置して延在していることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の機械。
【請求項８】
多数の第一のジョー（１３）を有し、前記第一のジョー（１３）が沿って移動する第一の無端軌道（Ｐ）を画成している第一のチェインコンベヤ（１１）と、多数の第二のジョー（１４）を有し、前記第二のジョー（１４）が沿って移動する第二の無端軌道（Ｑ）を画成している第二のチェインコンベヤ（１２）とを含み、前記第一と第二の軌道（Ｐ，Ｑ）が、包装材料のチューブ（３）の前記垂直方向の軌道（Ａ）に隣接し、前記垂直の軌道（Ａ）の両側を概ね対称的に延在するそれぞれの作業部分（Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２）を含み、そのためそれぞれ等間隔に離隔した横断面部において前記チューブ（３）をしっかりと掴持し、かつシールするように前記第一のジョー（１３）がそれぞれの前記第二のジョー（１４）と協働し、前記第一のコンベヤ（１１）の前記第一のジョー（１３）の各々が前記第二のコンベヤ（１２）の対応する前記第二のジョー（１４）と共に関連の前記包装形成組立体（３５）を画成することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の機械。
【請求項１】
垂直の軌道（Ａ）に沿って送られているシート状包装材料のチューブ（３）から注ぎ可能な食品の密封包装（２）を製造する包装機械（１）において、
― 形成されつつある包装（２）の両側のシール帯（４４）を画成する等間隔に離隔された横断面部において前記包装材料のチューブ（３）をしっかりと掴持し、かつシールするよう周期的、かつ順次運動可能である少なくとも一対の包装形成組立体（３５）であって、各包装形成組立体（３５）は、前記垂直の軌道（Ａ）の両側に延在し、該垂直の軌道（Ａ）に隣接してそれぞれの作業部分（Ｐ１，Ｑ２，Ｐ２，Ｑ２）を画成し、かつそれに沿って前記包装材料のチューブ（３）に前記シール帯（４４）が形成される第一と、第二の無端軌道（Ｐ，Ｑ）にそれぞれ沿って運動する第一と第二のジョー（１３，１４）を含んでいる少なくとも一対の包装形成組立体（３５）と、
― 食品を前記チューブ中へ送入するよう包装材料の前記チューブ（３）の内部へ少なくとも部分的に延在する充填パイプ（５０）と、これも包装材料の前記チューブ（３）の内部へ延在し、前記充填パイプ（５０）の少なくとも一部（５１）に固定され、かつそれを囲繞し、前記シール帯（４４）を形成するとき包装材料の前記チューブ（３）内での食品の垂直方向の流れを緩衝する空気室（５４）を前記充填パイプと共に画成する剛性の緩衝部材（５２）とを含む充填装置（５）とを含み、
少なくとも前記充填パイプ（５０）が、前記チューブが最初に掴持される高さからのその最初の掴持位置と前記第一と第二の軌道（Ｐ，Ｑ）の最大高さとの間の距離（Ｄ１）の４５％以下の距離のところで前記垂直の軌道（Ａ）に沿って位置している食品用出口（５７）を有していることを特徴とする包装機械（１）。
【請求項２】
前記緩衝部材（５２）が、前記の最初の掴持高さから前記第一と第二の軌道（Ｐ，Ｑ）の最大高さ以下の距離のところまで延在していることを特徴とする請求項１に記載の機械。
【請求項３】
前記包装材料のチューブ（３）を前記の垂直の軌道（Ａ）と共軸線関係で、前記ジョー（１３，１４）に向かって前記の最初の掴持高さからの所定の最大距離（Ｄ）のところまで送るための支持および案内手段（１８）を含み、前記充填パイプ（５０）の前記出口（５７）が前記最初の掴持高さからの前記最大距離（Ｄ）の３０％以下の距離のところで前記垂直の軌道（Ａ）に沿って位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の機械。
【請求項４】
前記緩衝部材（５２）が前記最大距離（Ｄ）の３０％から６０％までだけ前記ジョー（１３，１４）に向かって前記支持および案内手段（１８）から突出していることを特徴とする請求項３に記載の機械。
【請求項５】
前記充填パイプ（５０）の前記出口（５７）と前記緩衝部材（５２）とが前記ジョー（１３，１４）と緩衝することなく延在しうる範囲で延在していることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の機械。
【請求項６】
前記充填パイプ（５０）の前記出口（５７）が前記ジョー（１３，１４）に向かって前記緩衝部材（５２）から突出していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の機械。
【請求項７】
前記充填パイプ（５０）の前記出口（５７）が前記ジョー（１３，１４）の前記第一および第二の軌道（Ｐ，Ｑ）のそれぞれの上流端に面し、かつその間に位置して延在していることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の機械。
【請求項８】
多数の第一のジョー（１３）を有し、前記第一のジョー（１３）が沿って移動する第一の無端軌道（Ｐ）を画成している第一のチェインコンベヤ（１１）と、多数の第二のジョー（１４）を有し、前記第二のジョー（１４）が沿って移動する第二の無端軌道（Ｑ）を画成している第二のチェインコンベヤ（１２）とを含み、前記第一と第二の軌道（Ｐ，Ｑ）が、包装材料のチューブ（３）の前記垂直方向の軌道（Ａ）に隣接し、前記垂直の軌道（Ａ）の両側を概ね対称的に延在するそれぞれの作業部分（Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２）を含み、そのためそれぞれ等間隔に離隔した横断面部において前記チューブ（３）をしっかりと掴持し、かつシールするように前記第一のジョー（１３）がそれぞれの前記第二のジョー（１４）と協働し、前記第一のコンベヤ（１１）の前記第一のジョー（１３）の各々が前記第二のコンベヤ（１２）の対応する前記第二のジョー（１４）と共に関連の前記包装形成組立体（３５）を画成することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１６４８（Ｐ２００６−１６４８Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１２９７９（Ｐ２００５−１１２９７９）
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（５９１００７４２４）テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム (190)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（５９１００７４２４）テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム (190)
【Ｆターム（参考）】
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