特表 2024-530275 包装材料加工機及び包装材料加工機を作動させる方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-16

(54)【発明の名称】包装材料加工機及び包装材料加工機を作動させる方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 23/06 20160101AFI20240808BHJP

   B31B 70/14 20170101ALI20240808BHJP

【ＦＩ】

H02P23/06

B31B70/14

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024512073

(86)(22)【出願日】2022-03-15

(85)【翻訳文提出日】2024-04-18

(86)【国際出願番号】 EP2022056614

(87)【国際公開番号】W WO2023025420

(87)【国際公開日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】21193043.3

(32)【優先日】2021-08-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】512159605

【氏名又は名称】ボブスト メックス ソシエテ アノニム

【氏名又は名称原語表記】Ｂｏｂｓｔ Ｍｅｘ ＳＡ

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｕｔｅ ｄｅ Ｆａｒａｚ ３，ＣＨ－１０３１ ＭＥＸ（ＶＤ），Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(72)【発明者】

【氏名】パイソン ギルバート

(72)【発明者】

【氏名】マレルブ ピエール

【テーマコード（参考）】

3E075

5H505

【Ｆターム（参考）】

3E075CA01

3E075DB03

3E075DB07

3E075DE23

3E075FA04

3E075FA07

3E075GA02

3E075GA05

5H505AA30

5H505BB02

5H505CC05

5H505DD03

5H505HA03

5H505HA05

5H505HA08

5H505HB02

(57)【要約】

包装材料加工機（１０）が記載される。包装材料加工機（１０）は、シート材を加工するために互いに相互作用するように構成されている上部加工工具（１２）及び下部加工工具（１４）を備える。さらに、電気機械（２０）及びフライホイール（２２）を備える駆動ユニット（１８）が設けられている。電源供給ユニット（２８）は、電気機械（２０）が電気モータとして動作可能であるように電気機械（２０）に電気的に接続される。さらに、電気エネルギー回収ユニット（４４）は、電気機械（２０）に電気的に接続され、電気エネルギー回収ユニット（４４）は、発電機として動作する電気機械（２０）によって供給された電気エネルギーを貯蔵又は伝達することができるようになっており、フライホイール（２２）は、駆動ユニット（１８）に剛性結合されている。さらに、包装材料加工機（１０）を動作させる方法が提示される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

包装材料加工機（１０）であって。
シート材を加工するために互いに相互作用するように構成されている、上部加工工具（１２）及び下部加工工具（１４）と、
電気機械（２０）及びフライホイール（２２）を備える駆動ユニット（１８）であって、前記上部加工工具（１２）及び前記下部加工工具（１４）のうちの少なくとも一方は、前記上部加工工具（１２）及び前記下部加工工具（１４）のうちの少なくとも一方が、前記上部加工工具（１２）及び前記下部加工工具（１４）のうちの他方に対して往復様式で移動できるように、前記フライホイール（２２）を介して前記電気機械（２０）に連結されている、駆動ユニット（１８）と、
前記電気機械（２０）が電動モータとして動作可能であるように、前記電気機械（２０）に電気的に接続された電源供給ユニット（２８）と、
を備え、
電気エネルギー回収ユニット（４４）は、前記電気機械（２０）に電気的に接続され、前記電気エネルギー回収ユニット（４４）は、発電機として動作する電気機械（２０）によって供給される電気エネルギーを貯蔵又は伝達することができるようになっており、前記フライホイール（２２）は、前記駆動ユニット（１８）に剛性結合されている、包装材料加工機（１０）。

【請求項2】

前記電気エネルギー回収ユニット（４４）は、蓄電手段（５８）を備える、請求項１に記載の包装材料加工機（１０）。

【請求項3】

前記電気エネルギー回収ユニット（４４）は、前記電源供給ユニット（２８）の直流ライン（４２ａ、４２ｂ）に接続されている、請求項１又は２に記載の包装材料加工機（１０）。

【請求項4】

前記電気エネルギー回収ユニット（４４）は、交流変換器（４６）を備える、請求項３に記載の包装材料加工機（１０）。

【請求項5】

前記電気エネルギー回収ユニット（４４）は、周波数変換器（６０）を備える、請求項１から４のいずれかに記載の包装材料加工機（１０）。

【請求項6】

前記電気エネルギー回収ユニット（４４）は、前記電気エネルギー回収ユニット（４４）を電源供給グリッド（３０）に電気的に接続する接続手段（５４）を備える、請求項１から５のいずれかに記載の包装材料加工機（１０）。

【請求項7】

２又は３以上の駆動ユニット（１８）を特徴とし、各々が、電気機械（２０）及びフライホイール（２２）を備え、前記駆動ユニット（１８）は、前記電気エネルギー回収ユニット（４４）に並列に接続されている、請求項１から６のいずれかに記載の包装材料加工機（１０）。

【請求項8】

前記上部加工工具（１２）及び前記下部加工工具（１４）は、打抜き工具である、又は、前記上部加工工具（１２）及び前記下部加工工具（１４）は、ホットホイルスタンピング工具である、請求項１から７のいずれかに記載の包装材料加工機（１０）。

【請求項9】

包装材料加工機（１０）の動作させる方法であって、
電気機械（２０）及び前記電気機械（２０）に剛性結合されたフライホイール（２２）は、シート材を加工するために上部加工工具（１２）及び下部加工工具（１４）を互いに対して往復様式で移動させるために使用され、
前記フライホイール（２２）が減速される運転状況では、前記電気機械（２０）は、発電機として動作し、前記電気機械（２０）によって生成された電気エネルギーは、電源供給グリッド（３０）又は電気消費者に貯蔵され、又は、伝達されることを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、上部加工工具及び下部加工工具を備え、上部加工工具及び下部加工工具は、シート材を加工するために互いに相互作用するように構成されている、包装材料加工機に関する。また、包装材料加工機は、電気機械及びフライホイールを備える駆動ユニットを有し、上部加工工具及び下部加工工具のうちの少なくとも一方は、フライホイールを介して電気機械に連合され、上部加工工具及び下部加工工具のうちの少なくとも一方は、上部加工工具及び下部加工工具のうちの他方に対して往復様式で移動可能になっている。包装材料加工機は、電動機械に電気的に接続される電源供給ユニットをさらに備え、電動機械は電動モータとして動作可能になっている。

【0002】

本発明は、さらに、包装材料加工機を動作させる方法に関する。

【背景技術】

【0003】

このような包装材料加工機及び包装材料加工機を動作させる方法が知られている。

【0004】

多くの場合、包装材料加工機に使用される電気機械は、交流（ＡＣ）によって駆動される。この場合、電気機械は、交流機械又は交流モータと呼ぶことができる。ＡＣモータの例としては、同期モータ及び非同期モータが挙げられる。このようなＡＣモータを可変速で動作させるために、対応する電源供給ユニットは、ＡＣ電源供給グリッドの周波数をＡＣモータの駆動のための所望の周波数に変換することができる周波数変換器を備える。このような周波数変換器は、可変周波数駆動ユニットと呼ぶこともできる。

【0005】

フライホイールは、駆動ユニット内の振動を抑制するために使用され、また、上部加工工具及び下部加工工具のうちの少なくとも一方の往復運動における死点、例えば、上死点及び／又は下死点を円滑に通過するために有用な場合がある。このことは、上部加工工具及び下部加工工具のうちの少なくとも一方がトグルレバー機構を介して作動される場合に特に当てはまる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、上記のような形式の包装材料加工機のエネルギー消費を低減することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題は、上述した形式の包装材料加工機によって解決され、包装材料加工機は、さらに、電気機械に電気的に接続された電気エネルギー回収ユニットを備え、電気エネルギー回収ユニットは、発電機として動作する電気機械によって供給された電気エネルギーを貯蔵又は伝達することができるようになっており、フライホイールは、駆動ユニットに剛性結合される。電気機械は、上部加工工具及び下部加工工具のうちの少なくとも一方が減速又は停止される状況において、発電機として動作することができる。これは、シート材の加工中、又は、加工を終了する場合に当てはまる可能性がある。回収された電気エネルギーが電気エネルギー回収ユニット内に貯蔵される場合、この電気エネルギーは、後の段階で、機械を動作させる、例えば、駆動ユニットを作動させるために使用することができる。その結果、包装材料加工機に供給する必要がある電気エネルギーが少なくなる。換言すれば、包装材料加工機のエネルギー効率が増大する。電気エネルギーが電気エネルギー回収ユニットによって他の場所に伝達される場合、伝達されたエネルギーは、エネルギーの収支に含まれ、従って、このエネルギーの収支を考慮すると、包装材料加工機の全体的な消費量が低減される。

【0008】

公知の包装材料加工機において、駆動ユニットは、電気機械に電気的に接続される制動抵抗器を備える。電気機械及び／又はそれに結合されたフライホイールの回転速度を低減させる必要がある場合、又は、電気機械の回転を停止させる必要がある場合、余剰エネルギーは、制動抵抗器によって熱として放散される。明らかに、本発明による包装材料加工機では、余剰運動エネルギーは熱として放散する必要はない。その結果、包装材料加工機が受ける熱負荷が低減される。これによって、火災の危険性も低減される。

【0009】

実施形態によれば、電気エネルギー回収ユニットは、蓄電手段を備える。従って、回収されたエネルギーを貯蔵して、その後、使用することができる。これによって、包装材料加工機の全体的なエネルギー消費が低減される。蓄電手段は、例えば、キャパシタ及び／又はバッテリを含む。

【0010】

電気エネルギー回収ユニットは、電源供給ユニットの直流ラインに接続することができる。直流ラインは、直流バスとすることができる。従って、電気エネルギー回収ユニットには、直流が供給される。これは、電気エネルギー回収ユニットが、通常直流が供給される蓄電手段を備える場合に特に適切である。しかしながら、直流を直流消費者に伝達することも可能である。

【0011】

変形例によれば、電気エネルギー回収ユニットは、交流変換器を備える。従って、電気エネルギー回収ユニットには直流が供給されるとしても、交流で動作する消費者に給電するために使用することができる。従って、電気エネルギー回収ユニットは、非常に多様な用途に使用することができる。

【0012】

さらに、電気エネルギー回収ユニットは、周波数変換器を備えることができる。これに関連して、周波数変換器は、第１の電力周波数を有する交流電流を、第１の電力周波数とは異なる第２の電力周波数を有する交流電流に変換することができる装置と理解される。このような装置は、可変周波数変圧器又は可変周波数駆動装置としても知られている。従って、電気エネルギー回収ユニットは、交流電流を必要とする消費者に供給するために使用することができる。これに関連して、消費者が必要とする周波数は、発電機として動作する電気機械が供給する電力周波数とは無関係に適合させることができる。

【0013】

また、電気エネルギー回収ユニットは、電気エネルギー回収ユニットを電源供給グリッドに電気的に接続する接続手段を備えることができる。従って、発電機として動作する電気機械によって供給された電気エネルギーは、電源供給グリッドに接続された何らかの装置で使用することができる。その結果、例えば、外部供給者によって電源供給グリッドに供給される電気エネルギー量を低減することができる。

【0014】

一実施形態において、包装材料加工機は、各々が電気機械及びフライホイールを含む２又は３以上の駆動ユニットを有し、駆動ユニットは、電気エネルギー回収ユニットに並列に接続される。従って、電気エネルギー回収ユニットは、２以上の駆動ユニットと協働することができる。これは、構造的に単純である。さらに、この解決策は、コンパクトである。

【0015】

変形例によれば、上部加工工具及び下部加工工具は、打抜き工具である。あるいは、上部加工工具及び下部加工工具は、ホットホイルスタンピング工具である。その結果として、包装材料加工機は、打抜き機又はホットホイルスタンピング機である。このような機械において、上部加工工具及び下部加工工具のうちの少なくとも一方は、定期的に減速又は停止させる必要がある。これは、例えば、作業が変更される場合に当てはまる。従って、打抜き機及びホットホイルスタンピング機は、電気エネルギー回収ユニットによって使用できるエネルギー消費全体を低減する大きな可能性を提供する。

【0016】

さらに、この課題は、包装材料加工機、特に包装材料加工機を動作させる方法で解決され、電気機械及びそれに剛性結合されたフライホイールは、シート材を加工するために上部加工工具及び下部加工工具を互いに対して往復様式で移動させるために使用される。フライホイールが減速される運転状況では、電気機械は、発電機として動作し、電気機械によって生成された電気エネルギーは、貯蔵されるか、又は、電源供給グリッド又は電気消費者に伝達される。フライホイールが減速される状況としては、フライホイールの回転が停止される状況、すなわち、フライホイールがそれ以上回転しなくなるまで減速される状況が挙げられる。さらに、フライホイールが減速される場合には、上部加工工具及び下部加工工具は、駆動ユニットから結合解除される、又は、上部加工工具及び下部加工工具のうちの少なくとも一方が同様に減速される。従って、上部加工工具及び下部加工工具のうちの少なくとも一方の、及び／又はフライホイールの運動エネルギーが、電気エネルギーの形で回収される。

【0017】

好ましい実施形態において、包装材料加工機を動作させる方法は、本発明による包装材料加工機と共に使用される。

【0018】

以下、本発明は、添付図面を参照して説明される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明による包装材料加工機を概略的に示す。

【図2】電気エネルギー回収ユニットの３つの選択肢を含む図１の包装材料加工機の詳細を示す。

【図3】３つの駆動ユニットを備える包装材料加工機の電気回路図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１は、包装材料加工機１０を示す。

【0021】

包装材料加工機１０は、シート材を加工するために互いに相互作用するように構成されている上部加工工具１２及び下部加工工具１４を備える。

【0022】

包装材料加工機１０は、例えば、打抜き機である。この場合、上部加工工具１２及び下部加工工具１４は、打抜き工具である。

【0023】

あるいは、包装材料加工機１０は、ホットホイルスタンピング機である。この場合、上部加工工具１２及び下部加工工具１４は、ホットホイルスタンピング工具である。

【0024】

本実施例において、下部加工工具１４は、固定され、上部加工工具１２は、下部加工工具１４に対して垂直方向に移動することができるように垂直案内手段１６に連結されている。

【0025】

さらに、上部加工工具１２は、駆動ユニット１８に連結されている。

【0026】

駆動ユニット１８は、電気機械２０、フライホイール２２、クラッチ手段２４、及びトグルレバー機構２６を備える。

【0027】

電気機械２０は、回転駆動力を供給するのに適している。

【0028】

クラッチ手段２４は、トグルレバー機構２６をフライホイール２２及び電気機械２０に選択的に分離及び選択的に連結するのに適している。

【0029】

トグルレバー機構２６は、電気機械２０の回転駆動運動を上部加工工具１２の垂直方向往復運動に変換するように構成されている。

【0030】

フライホイール２２は、駆動ユニット１８内の振動を抑制し、トグルレバー機構２６の死点の通過を滑らかにするために使用される。

【0031】

従って、より詳細には、上部加工工具１２は、フライホイール２２、クラッチ手段２４及びトグルレバー機構２６を介して電気機械２０に連結され、上部加工工具１２は、下部加工工具１４に対して往復様式で垂直方向に移動できるようになっている。

【0032】

振動を効果的に抑制するために、フライホイール２２は、電気機械２０をトグルレバー機構２６と結合するシャフトに剛性結合される。フライホイール２２は、電気機械２０とクラッチ手段２４との間に配置され、フライホイール２２の効果が、包装材料加工機の特定の動作状態に関係なく利用可能になっている。

【0033】

電気機械２０は、電源供給ユニット２８に電気的に接続されている。

【0034】

電源供給ユニット２８は、電源供給グリッド３０に電気的に接続され、図１には電気接続部３２ａ、３２ｂ、３２ｃのみが示されている。

【0035】

従って、電気機械２０は、電源供給ユニット２８を介して電源供給グリッド３０によって提供される電気が供給される場合には電気モータとし動作することができる。

【0036】

電気機械２０は、トグルレバー機構２６及び上部工具１２を動作させるのに十分な動力を有する。フライホイールは、包装機械加工機の通常動作中、電気機械２０から上部工具までの駆動系の振動を抑制するためだけに使用され、それなしでは上部工具１２の適切な動作が不可能となる場合がある運動エネルギーを蓄えるためには使用されない。

【0037】

図示の実施例において，電気機械２０は、ＡＣ機械である。

【0038】

電気機械２０を様々な速度で動作させることを可能にするために、電源供給ユニット２８は、可変周波数変換器３４を備える。

【0039】

可変周波数変換器３４は、３本の電線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を介して電源供給グリッド３０に接続されている。

【0040】

電線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の各々には、例えば、周波数５０Ｈｚの交流電流が供給される。

【0041】

可変周波数変換器３４は、これらの交流電流を、電源供給ユニット２８を電気機械２０に接続するラインＵ、Ｖ、Ｗで供給される異なる周波数及び／又は振幅の交流電流に変換する。

【0042】

この目的のために、可変周波数変換器３４は、ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３にそれぞれペアで属する合計６個のダイオード３６を使用する公知の回路を備える。さらに、合計６個のトランジスタ素子３８は、それぞれペアでラインＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。

【0043】

また、可変周波数変換器３４は、正端子である第１の直流ライン４２ａ、及び、負端子である第２の直流ライン４２ｂを備えるいわゆる直流バス４０を備える。

【0044】

包装材料加工機１０は、電気機械に電気的に接続される電気エネルギー回収ユニット４４をさらに備え、電気エネルギー回収ユニット４４は、発電機として動作する電気機械２０によって供給された電気エネルギーを電源供給グリッド３０に伝達することができるようになっている。

【0045】

より詳細には、電気エネルギー回収ユニット４４は、電源供給ユニット２８の直流バス４０に接続され、直流バス４０は、電気エネルギー回収ユニット４４のための電力入力ラインの機能を果たす。

【0046】

電気エネルギー回収ユニット４４は、電気出力ライン４８ａ、４８ｂ、４８ｃに供給される三相交流を生成する交流変換器４６をさらに備える。この目的のために、合計６個のトランジスタ素子５０及び３個のインダクタ５２を備える公知の回路が使用される（図２（ａ）を参照されたい）。

【0047】

電気エネルギー回収ユニット４４は、電気エネルギー回収ユニット４４を電源供給グリッド３０に電気的に接続する接続手段５４をさらに備える。本実施例において、接続手段５４は、電気出力ライン４８ａ、４８ｂ、４８ｃをそれぞれラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３に接続する３つの電気コネクタ５６ａ、５６ｂ、５６ｃで構成される。

【0048】

図２（ｂ）は、電気エネルギー回収ユニット４４が、図２（ａ）に示す電気エネルギー回収ユニット４４に取って代わる蓄電手段５８を備える変形例を示す。

【0049】

図２（ｃ）は、電気エネルギー回収ユニット４４が周波数変換器６０を備えるさらなる代替案を示す。

【0050】

図２（ａ）の実施例とは対照的に、電気エネルギー回収ユニット４４は、今度は直流バス４０の代わりにラインＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。電源供給ユニット２８の可変周波数変換器３４に関連して説明したように、可変周波数の交流電流は、ライン４８ａ、４８ｂ、４８ｃに供給することができる。

【0051】

包装材料加工機１０の動作中、電気エネルギー回収ユニット４４は、フライホイール２２が減速される運転状況で使用される。これは、フライホイール２２及び上部工具１２がクラッチ手段２４を介して連結され、上部工具１２の移動を減速させる又は停止させる必要がある場合に当てはまる。

【0052】

さらに、フライホイール２２は、上部工具１２がクラッチ手段２４を用いてフライホイール２２から連結解除される運転状況で、減速させる又は停止させる必要がある可能性もある。

【0053】

両方の代替案において、電気機械２０は発電機として動作し、電気機械２０によって生成された電気エネルギーは、電源供給グリッド３０に供給される（図２（ａ）及び（ｃ）の代替案を参照されたい）、又は、貯蔵される（図２（ｂ）の代替案を参照されたい）。

【0054】

図３は、合計３つの駆動ユニット１８を備える代替実施形態の電気回路を示す。

【0055】

駆動ユニット１８の各々は、１又は２の電気機械２０及びフライホイール（図３には図示せず）を備える。

【0056】

駆動ユニットは、電気エネルギー回収ユニット４４に並列に接続される。

【0057】

その他は、上記の説明を参照されたい。

【0058】

図３の電気エネルギー回収ユニット４４は、図２（ａ）に示すように構成されている。

【図1】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図2(c)】

【図3】

【国際調査報告】