特表 2024-540338 包装機用密封装置、密封装置を有する包装機及び密封装置の動作方法

(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】2024-10-31

(54)【発明の名称】包装機用密封装置、密封装置を有する包装機及び密封装置の動作方法

(51)【国際特許分類】

   B65B 51/22 20060101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

B65B51/22 100

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024526752

(86)(22)【出願日】2022-11-10

(85)【翻訳文提出日】2024-05-02

(86)【国際出願番号】 EP2022081409

(87)【国際公開番号】W WO2023088765

(87)【国際公開日】2023-05-25

(31)【優先権主張番号】21209246.4

(32)【優先日】2021-11-19

(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】391053799

【氏名又は名称】テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ

【住所又は居所原語表記】７０ Ａｖｅｎｕｅ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｇｕｉｓａｎ，ＣＨ－１００９ Ｐｕｌｌｙ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100151105

【弁理士】

【氏名又は名称】井戸川 義信

(72)【発明者】

【氏名】ソーチ、ファビオ

(72)【発明者】

【氏名】ランセロッチ、ミルコ

(72)【発明者】

【氏名】カジーニ、ジュリオ

(72)【発明者】

【氏名】ピロッタ、オノフリオ

【テーマコード（参考）】

3E094

【Ｆターム（参考）】

3E094AA03

3E094BA02

3E094CA22

3E094DA08

3E094EA03

3E094GA03

3E094GA12

3E094GA23

3E094HA08

(57)【要約】

包装機(１)内で注ぎ込み可能な製品を充填したパッケージ(２)を密封するための密封装置(２０)が記載されている。密封装置（２０）は、少なくとも１つのソノトロード（２１）を備え、ソノトロードは、ソノトロードヘッド（２３）と、ソノトロードヘッド（２３）に接続され、ソノトロードヘッド（２３）の超音波振動を作動させるように構成された振動制御ユニット（２５）とを備える。振動制御ユニット（２５）は、ソノトロードヘッド（２３）に結合される超音波振動を発生するように構成された１つ又は複数の圧電振動子デバイス（３０）と、１つ又は複数の圧電振動子デバイス（３０）の各々の１つ又は複数の時間依存性電気パラメータを使用中に測定するように構成されたセンサデバイス（３４）とを備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

包装機(１)内で注ぎ込み可能な製品を充填したパッケージ(２)を密封するための密封装置(２０)であって、
当該密封装置（２０）は、少なくとも１つのソノトロード（２１）を備え、前記ソノトロードは、少なくとも、
ソノトロードヘッド（２３）と、
前記ソノトロードヘッド（２３）に接続され、前記ソノトロードヘッド（２３）の超音波振動を作動させるように構成された振動制御ユニット（２５）と、
を備え、
前記振動制御ユニット（２５）は、
前記ソノトロードヘッド（２３）に結合される超音波振動を発生するように構成された１つ又は複数の圧電トランスデューサ装置（３０）と、
使用中に、１つ又は複数の圧電変換器デバイス（３０）の少なくとも１つの圧電変換デバイスの１つ又は複数の時間依存電気パラメータを測定するように構成されたセンサデバイス（３４）と、
を備える、
密封装置(２０)。

【請求項2】

前記電気的パラメータが、電流、電圧、及び／又は電力からなる群から選択される、
請求項１に記載の密封装置。

【請求項3】

前記センサ装置（３４）が、１つ又は複数の圧電変換器装置（３０）の１つ又は複数の電気パラメータのそれぞれの時間依存曲線（３３、３５、３６、３７）を決定するように構成されている、
請求項１又は２に記載の密封装置。

【請求項4】

前記センサ装置（３４）に作動的に接続され、前記時間依存曲線を受信して分析するように構成された分析ユニット（３８）をさらに含む、
請求項３に記載の密封装置。

【請求項5】

前記分析ユニット（３８）は、
前記１つ又は複数の時間依存曲線（３３、３５、３６、３７）から１つ以上の特性パラメータを決定すること、
前記１つ又は複数の時間依存曲線（３３、３５、３６、３７）から１つ又は複数の特性パラメータを決定し、決定された特性パラメータを基準パラメータと比較すること、及び／又は、
前記時間依存曲線（３３、３５、３６、３７）の１つ又は複数の特性パラメータの関数として、圧電素子（３１）のスタックのキャパシタンス、等価抵抗、等価インダクタンス、及びソノトロードを表す電気回路の等価キャパシタンスを計算すること、及び／又は、
前記時間依存曲線（３３、３５、３６、３７）の１つ以上を基準曲線と比較すること、及び／又は、
前記時間依存曲線(３３, ３５, ３６, ３７)のそれぞれの形状を分析すること、
前記時間依存曲線(３３, ３５, ３６, ３７)から、密封プロセスに関する情報を決定すること、
を備える、
請求項４に記載の密封装置。

【請求項6】

前記センサ装置（３４）に動作可能に接続され、前記センサ装置（３４）によって決定されたそれぞれの電気的パラメータに依存して、前記１つ又は複数の圧電変換器装置（３０）の動作状態を選択的に決定するように構成された分析ユニット（３８）をさらに備える、
請求項１～５のいずれか一項に記載の密封装置。

【請求項7】

前記１つ又は複数の圧電変換器デバイス（３０）の温度を決定するように構成された温度検知装置を含む、
請求項１～６のいずれか一項に記載の密封装置。

【請求項8】

前記センサ装置（３４）に動作可能に接続され、前記センサ装置（３４）によって決定されたそれぞれの電気パラメータ及び前記温度検出装置によって決定された温度に依存して、前記１つ又は複数の圧電変換器装置（３０）の動作状態を選択的に決定するように構成された分析ユニット（３８）をさらに備える、
請求項７に記載の密封装置。

【請求項9】

前記振動制御ユニット（２５）は、内部空間（４１）を有する少なくともハウジングシェル（４１）をさらに備え、
各圧電変換器デバイス（３０）及び前記センサデバイス（３４）は、前記ハウジングシェル（４１）内に配置される、
請求項１～８のいずれか一項に記載の密封装置。

【請求項10】

前記センサ装置（３４）は、それぞれの圧電変換器装置（３０）の１つ又は複数の時間依存電気パラメータを測定するために、前記１つ又は複数のセンサ素子（３９）各々が１つのそれぞれの圧電変換器装置（３０）に関連付けられ、前記１つ又は複数のセンサ素子（３９）が、好ましくは、１つ又は複数のホール効果センサ及び／又はシャントセンサを備える、
請求項１～９のいずれか一項に記載の密封装置。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの密封装置（２０）を含む、パッケージ（２）への注ぎ込み可能な製品のための包装機（１）。

【請求項12】

請求項１～１０のいずれか一項に記載の密封装置（２０）の動作方法であって、
当該方法は、少なくとも、
ａ) １つ又は複数の圧電振動子デバイス(３０)の動作により、ソノトロードヘッド(２３)の超音波振動を励起するステップと、
ｂ) １つ又は複数の圧電トランスデューサ装置(３０)の少なくとも１つ、好ましくはそれぞれの１つの、１つ又は複数の時間依存電気パラメータを測定するステップと、
を備える、方法。

【請求項13】

電気的パラメータを分析するステップｄ）をさらに含む、
請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記ステップｄ）の間、前記密封装置（２０）の分析ユニット（３８）は、
電気的パラメータの１つ以上の時間依存曲線から１つ以上の特性パラメータを決定すること；及び／又は、
１つ又は複数の時間依存曲線から１つ又は複数の特性パラメータを推定し、その特性パラメータを基準パラメータと比較すること、
時間依存曲線の１つ又は複数の特性パラメータの関数として、圧電素子（３１）のスタックのキャパシタンス、等価抵抗、等価インダクタンス、及びソノトロードを表す電気回路の等価キャパシタンスを計算すること；及び／又は、
時間依存曲線の１つ以上を基準曲線と比較すること、
時間依存曲線のそれぞれの形状を分析すること、
１つ又は複数の時間依存電気パラメータに基づいて、密封装置（２０）によって実行される密封プロセスに関する情報、好ましくは品質情報を決定すること；及び／又は、
１つ又は複数の時間依存電気パラメータに基づいて、１つ又は複数の圧電トランスデューサ装置の動作状態を決定すること、
を備える、
請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記ステップｄ）の間に、前記１つ又は複数の圧電変換器デバイス（３０）の残りの寿命時間及び／又は経年変化及び／又は健康状態及び／又は異常な作動状態が決定される、
請求項１３又は１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、注ぎ込み可能な製品、特に注ぎ込み可能な食品を包装するための包装機内で、パッケージ、特に複合パッケージを密封、特に横方向に密封するための密封装置に関する。

【0002】

有利には、本発明はまた、注ぎ込み可能な製品、特に注ぎ込み可能な食品をパッケージ、特に複合パッケージに包装するための包装機であって、パッケージを密封するための少なくとも１つの密封装置を有する包装機に関する。

【0003】

さらに、本発明は、注ぎ込み可能な製品、特に注ぎ込み可能な食品をパッケージ、特に複合パッケージに包装するための包装機内で密封装置を動作させる方法にも関する。

【背景技術】

【0004】

周知のように、フルーツジュース、ＵＨＴ（超高温処理）牛乳、ワイン、トマトソース等、多くの液体又は注出食品は、滅菌された包装材でできたパッケージ、特に密閉されたパッケージで販売されている。

【0005】

典型的な例として、Ｔｅｔｒａ Ｂｒｉｋ Ａｓｅｐｔｉｃ（登録商標）として知られる注ぎ込み可能な食品用の平行六面体パッケージが挙げられ、ラミネートされた帯状の包装材料をシールして折り畳むことによって作られている。この包装材料は、カートン及び／又は紙のベース層を含む多層構造を有し、両側をヒートシールプラスチック材料、例えばポリエチレンの層で覆われている。長期保存可能な製品用の無菌包装の場合、包装材料は酸素バリア材料、例えばアルミニウム箔の層を含み、この層はヒートシールプラスチック材料の層と重なり、さらに別のヒートシールプラスチック材料の層で覆われて、最終的に食品に接触する包装の内面を形成する。

【0006】

この種のパッケージは通常、全自動包装機で製造され、この包装機は使用中、包装材料のウェブを包装機の滅菌ユニットを通して前進させ、包装材料のウェブを滅菌する。その後、殺菌された包装材料のウェブは隔離チャンバー内に維持され前進し、長手方向に折り畳まれ密封されてチューブを形成し、さらに前進する。さらに、チューブは注出可能な製品で充填され、横方向にシールされ、チューブの前進中に包装機のパッケージ形成装置内で等間隔に配置された横方向の断面に沿って切断される。

【0007】

より詳細には、パッケージ成形装置は、複数の成形・密封アセンブリからなり、各アセンブリは、使用時に、単一パッケージを得るように、チューブを成形し、横方向に密封し、切断する。

【0008】

各成形・シールアセンブリは、チューブを局所的に圧縮し、ヒートシールプラスチック材料の層のそれぞれの部分を加熱することによって、それぞれの横シール部分を得るために、チューブを横シールするためのそれぞれの密封装置からなる。加熱は、例えば、超音波振動を発生させる密封装置によって行われる。

【0009】

超音波振動によって加熱する密封装置は、超音波振動を発生するように構成されたソノトロードと、チューブを局所的に圧縮するようにソノトロードと協働するように設計されたアンビルとを備える。

【0010】

典型的なソノトロードは、長手方向軸に沿って延びるシール面を有するソノトロードヘッドと、ソノトロードヘッドに接続され、ソノトロードヘッドの超音波振動を作動させるように構成された振動制御ユニットとを備える。

【0011】

より詳細には、振動制御ユニットは、ハウジングシェルと、ハウジングシェル内に配置され、ソノトロードヘッドに結合される超音波振動を発生するように構成された１つ以上の圧電振動子とを備える。

【0012】

既知の密封装置が高い品質と信頼性で作動しているにもかかわらず、この分野では、既知の密封装置をさらに改良することが望まれている。

【0013】

特に、シール工程を可能な限りコントロールしたいという願望が感じられる。

【0014】

特に、それぞれのソノトロードをできるだけ長く使用し、望ましくない故障を避けたいという要望が感じられる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

したがって、本発明の目的は、改良された密封装置を簡単かつ低コストで提供することである。

【0016】

本発明のさらなる目的は、改良された密封装置を有する包装機を、簡単かつ低コストで提供することである。

【0017】

さらに、本発明の目的は、簡便かつ低コストな方法で、改良された密封装置の動作方法を提供することである。

【0018】

本発明によれば、独立請求項１に記載の密封装置が提供される。

【0019】

密封装置の好ましい実施形態は、請求項１に直接的又は間接的に従属する特許請求の範囲に記載されている。

【0020】

本発明によれば、請求項１１に記載の包装機も提供される。

【0021】

さらに、本発明によれば、請求項１２による方法も提供される。

【0022】

本方法の好ましい実施形態は、請求項１２に直接的又は間接的に従属する特許請求の範囲に記載されている。

【課題を解決するための手段】

【0023】

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら例示的に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明による少なくとも１つの密封装置を有する包装機の概略図であり、明瞭化のために部品が取り除かれている。

【図2】本発明による密封装置の一部を構成する図１の包装機の詳細を示す概略図であり、明瞭化のために部品が取り除かれている。

【図3】図２の密封装置の一部の側面図であり、明瞭化のために部品が取り除かれている。

【図4】密封装置のセンサ装置と時間依存の駆動信号で測定された電気パラメータのそれぞれの時間依存曲線を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

番号１は、全体として、注ぎ込み可能な製品、特に、（低温殺菌）牛乳、フルーツジュース、ワイン、トマトソース、塩、砂糖などの特に注ぎ込み可能な食品のパッケージ２、特に密封パッケージ２を製造するための包装機を示す。

【0026】

より詳細には、包装機１は、多層包装材料からパッケージ２を製造するように構成され得る。

【0027】

さらに詳細には、多層包装材料は、例えば紙又は厚紙等の繊維質材料の少なくとも１つの層と、繊維質材料の層を互いの間に介在させる、例えばポリエチレン等のヒートシールプラスチック材料の少なくとも２つの層とを備えてもよい。これら２層のヒートシールプラスチック材料のうちの１層が、注ぎ込み可能な製品に接触するパッケージ２の内側面を画定する。

【0028】

さらに、包装材料は、特にヒートシール性プラスチック材料の層の１つと繊維状材料の層との間に配置される、ガスバリア性及び光バリア性材料の層、例えばアルミニウム箔又はエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）フィルムを備えてもよい。好ましくは、包装材料は、ガスバリア性及び光バリア性材料の層と繊維質材料の層との間に介在される、さらなるヒートシールプラスチック材料の層を備えてもよい。

【0029】

特に、ウェブ３は複数の繰り返しパターンを備え、各パターンが１つのパッケージ２を形成するためのそれぞれのブランクを画定する。

【0030】

さらに、包装機１は、ウェブ３からチューブ４を形成し、チューブ４を縦方向にシールし、チューブ４に注ぎ込み可能な製品を充填し、チューブ４を横方向にシールして切断することにより、パッケージ２を製造するように構成され得る。

【0031】

包装機１によって得られる典型的なパッケージ２は、縦方向シーム部５と、特にパッケージ２の対向する側面に配置された、それぞれの第１横方向シールバンドとそれぞれの第２横方向シールバンドの対とを備える。特に、第１横方向シールバンドは、横方向の上シールバンドを規定し、第２横方向シールバンドは、横方向の下シールバンドを画定してもよい。

【0032】

特に図１を参照すると、包装機１は、
－ ウェブ３を（公知の方法で）ウェブ前進経路Ｐに沿って成形ステーション８まで前進させるための搬送装置７と、
－ 内部環境、特に無菌ガスを含む内部無菌環境を有し、（敵対的な）外部環境から分離されている隔離チャンバー９と、
－ 使用時に、内部環境内で前進するウェブ３からチューブ４を成形し、内部環境内でチューブ４を長手方向に密封するように構成されるチューブ成形・密封装置１０と、
－ 注ぎ込み可能な製品をチューブ４に連続的に充填するための充填装置１１と、
－ パッケージ２を形成するための前進チューブ４を形成し、横方向にシールし、横方向に切断するように構成されたパッケージ形成装置１２と、
を備えてもよい。

【0033】

さらに、包装機１は、滅菌ステーションにおいて、使用時に、前進するウェブ３を滅菌するように構成された滅菌ユニットを備えてもよく、特に、滅菌ステーションは、ウェブ前進経路Ｐに沿って、成形ステーション８の上流に配置される。

【0034】

より詳細には、搬送装置７は、特に成形ステーション９からパッケージ成形装置１６までのチューブ前進経路Ｑに沿って、チューブ４及びチューブ４の任意の中間体を前進させるように構成され得る。特に、チューブ４の中間体の下では、チューブ構造を得る前であって、チューブ成形・密封装置１０によるウェブ３の折り畳みが開始された後のウェブ３の任意の構成を意味する。言い換えれば、チューブ４の中間部は、特にウェブ３の端部を互いに重ね合わせることによって、チューブ４を得るようにウェブ３を徐々に折り畳んだ結果である。

【0035】

好ましくは、チューブ成形・密封装置１０は、チューブ４が垂直方向を向くように配置されてもよい。

【0036】

より詳細には、チューブ成形密封装置１０は、特に隔離室９内に配置された少なくとも２つの成形リング組立体１６から構成されることができ、特にウェブ３の縁部を互いに重ね合わせることによって、互いに協働してウェブ３をチューブ４に徐々に折り畳むように構成されている。これにより、使用時に、チューブ３のシーム部５が形成される。

【0037】

さらに、チューブ成形・密封装置１０は、特に隔離チャンバー９内に配置され、特にシーム部５に沿ってチューブ４を長手方向にシールするように構成されたシールヘッド１７を備えてもよい。

【0038】

さらに、チューブ成形密封装置１０は、シーム部５に沿ってチューブ４の密封を確実にするように、シーム部５に機械的な力を及ぼすように構成された押圧アセンブリを備えてもよい。

【0039】

さらに、充填装置１１は、使用時に、注ぎ込み可能な製品をチューブ４内に導くように構成された充填パイプ１８を備えてもよい。特に、充填パイプ１８は、使用時に、注ぎ込み可能な製品をチューブ４内に供給するために、少なくとも部分的にチューブ４内に配置してもよい。

【0040】

図１及び図２を参照すると、パッケージ形成装置１２は、
－ 各々が、少なくともチューブ４を成形し、チューブ４を横方向に密封し、特にチューブ４を横方向にも切断するように構成されている、成形・密封アセンブリ１９（図２には本発明の理解に必要な範囲で部分的のみ示されている）と、
－ 成形アセンブリとシールアセンブリ１９を前進させる搬送ユニット（公知のため図示せず）と、
を備えてもよい。

【0041】

特に、パッケージ形成装置１２は、等間隔に配置された横断面に沿ってチューブ４を横方向にシール及び切断するように、成形・密封アセンブリ１９及び搬送ユニットを制御するように構成されてもよい。さらに詳細には、パッケージ形成装置１２は、繰り返しパターンに応じて、チューブ４を横方向にシール及び切断するように、形成及びシール組立体１９及び搬送ユニットを制御するように構成されてもよい。

【0042】

より詳細には、各成形・密封アセンブリ１９は、
－ パッケージ２の形状を少なくとも部分的に画定するように構成された成形シェル（公知のため図示せず）と、
－ 少なくとも横方向に圧縮、特に平にするように圧搾し、チューブ４を横方向にシールするように構成されている密封装置２０と、
を備えてもよい。

【0043】

さらに、各成形・密封アセンブリ１９は、チューブ４を横方向に切断するための切断装置（図示せず）を含んでもよい。

【0044】

好ましくは、各密封装置２０は、主シール帯を形成するように構成され、特に、それぞれの切断装置は、主シール帯を横方向に切断するように構成される。さらに好ましくは、各主シール帯は、先行するパッケージ２のそれぞれの第１の横方向シール帯と、後続する包装２のそれぞれの第２の横方向シール帯とを結合する。

【0045】

さらに詳細には、各成形シェルは、パッケージ２の形状を少なくとも部分的に協働して規定するように構成された少なくとも第１ハーフシェル（公知のため図示せず）と第２ハーフシェル（公知のため図示せず）とを備えてもよい。特に、第１ハーフシェルと第２ハーフシェルは、その反対側からチューブ４に接触するように構成されてもよい。

【0046】

より詳細には、各密封装置２０は超音波タイプであってもよい。すなわち、密封装置２０は、ヒートシールプラスチック材料の層の一部を加熱するのに適した超音波振動を発生するように構成されてもよい。

【0047】

さらに、各密封装置２０は、少なくとも、
－ 超音波振動を発生させるための、特にヒートシールプラスチック材料の層のそれぞれの部分を加熱／溶融させるためのソノトロード２１と、
－ ソノトロード２１と協働して、チューブ４を圧縮、特に局部的に平らにして圧搾するためのアンビル２２と、
を備える。

【0048】

さらに詳細には、各切断装置は、チューブ４を横方向に切断するように、少なくとも１つの可動刃を備えてもよい。

【0049】

さらに、各ソノトロード２１は、特に各成形・密封アセンブリ１９の第１の動作部を画定する、それぞれの第１のハーフシェルに関連付けられ、各アンビル２２は、特に各成形・密封アセンブリ１９の第２の動作部を画定する、それぞれの第２のハーフシェルに関連付けられてもよい。

【0050】

さらに、それぞれの切断装置のそれぞれの刃は、それぞれのソノトロード２１又はそれぞれのアンビル２２、具体的な場合にはそれぞれのアンビル２２に関連付けてもよい。換言すれば、各切断装置は、それぞれの第１の動作部又はそれぞれの第２の動作部（具体的な場合はそれぞれの第２の動作部）に関連付けてもよい。

【0051】

さらに、搬送ユニットは、それぞれの第１の動作部を第１の経路に沿って前進させ、それぞれの第２の動作部を第２の経路に沿って前進させるように構成されてもよい。

【0052】

さらに、各第１の動作部及び各第２の動作部は、それぞれ、第１の経路及び第２の経路のそれぞれの動作部に沿って前進するときに、パッケージ２を形成するために互いに協働するように構成されてもよい。

【0053】

図２及び図３を参照すると、各ソノトロード２１は、少なくとも、
－ 特に長手方向軸Ａに沿って延びるシール面２４を有するソノトロードヘッド２３と、
－ ソノトロードヘッド２３に接続され、ソノトロードヘッド２３の超音波振動を作動させるように構成された振動制御ユニット２５と、
を備える。

【0054】

より詳細には、各シール面２４は、チューブ４に接触し、ヒートシールプラスチックの層の部分と作動的な接続を確立するように設計されてもよい。

【0055】

さらに、各シール面２４は、第１の部分と、互いにずれて平行に配置された第２の部分とを備えてもよい。

【0056】

さらに、各ソノトロードヘッド２３は、特に、それぞれの第１部分とそれぞれの第２部分との間に介在された溝２６を含んでもよい。特に、各溝２６は、チューブ４を横方向に切断する際に、それぞれの刃の一部を受け入れるように設計されてもよい。

【0057】

図３に戻ると、各振動制御ユニット２５は、それぞれのソノトロードヘッド２３に結合される超音波振動を発生するように構成された１つ以上の圧電振動子装置３０を備えてもよい。図示の具体例では、振動制御ユニット２５は、３つの圧電振動子装置３０を備えるが、その数はパッケージ２の形式及び／又は封止面の寸法に応じて変更してもよい。すなわち、パッケージ２の形式に依存して、封止面２４の延長が大きくなったり短くなったりしてもよい。特に、封止面２４が短い場合には、必要な圧電振動子装置３０の数は、封止面が大きい場合よりも少なくてもよい。

【0058】

図３を参照すると、各圧電変換器デバイス３０は、互いに１つずつ積層された複数の圧電（セラミック）素子３１を備えてもよい。より詳細には、各圧電変換器デバイス３０は、複数の導電性金属シートを備えてもよく、特に、圧電素子３１と共に、圧電素子３１と導電性金属シートとが交互に積層されたスタックを形成する。

【0059】

さらに、各密封装置２０、特にそれぞれの振動制御ユニット２５は、圧電振動子３０の超音波振動を作動させ制御するように、圧電振動子３０、特に圧電素子３１に作動可能に接続された１つ以上の発生器３２を備えてもよい。

【0060】

特に、各発生器３２は、それぞれの圧電変換器３０、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックに駆動信号を導入するように構成されてもよい。

【0061】

より詳細には、図４を参照すると、このような駆動信号は交流電圧信号３３であってもよい（例えば図４参照）。特に、このような実施例によれば、圧電変換器３０を電気的に並列に配置してもよい。

【0062】

あるいは、圧電振動子３０を電気的に直列に配置し、駆動信号を交流電流信号としてもよい。

【0063】

有利には、各密封装置２０は、使用時に、１つ又は複数の圧電トランスデューサ装置３０の少なくとも１つ、例えばそれぞれの１つ、特に圧電素子３１のそれぞれのスタック、の１つ又は複数の時間依存性の電気パラメータ又は電気量を測定するように構成されたセンサ装置３４を備える。例えば、電気パラメータ又は電気量は、駆動信号が異なる圧電振動子３０ごとに細分化された後、それぞれの圧電振動子３０で測定されてもよい。測定は、１つ又は複数又は全ての圧電振動子３０に対して行われてもよい。

【0064】

特に、各センサ装置３４は、１つ以上の時間依存電気パラメータのリアルタイム測定値を得るように構成されている。

【0065】

時間に依存する電気的なパラメータや量の例として、電流、電圧、電力が挙げられる。

【0066】

より詳細には、各センサ装置３４は、１つ又は複数の圧電トランスデューサ装置３０、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックのそれぞれの１つの時間依存電気パラメータを、他の圧電トランスデューサ装置３０、特に圧電素子３１の他のそれぞれのスタックから独立して選択的に決定するように構成されてもよい。

【0067】

優先的には、各センサ装置３４は、１つ又は複数の圧電トランスデューサ装置３０のそれぞれの１つ、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックの１つ又は複数の電気パラメータのそれぞれの時間依存曲線を決定するように構成されてもよい。

【0068】

図４を参照すると、各センサ装置３４は、３つの圧電変換器装置３０のうちの第１の圧電変換器装置３０に関連する第１の時間依存曲線３５、３つの圧電変換器装置３０のうちの第２の圧電変換器装置３０に関連する第２の時間依存曲線３６、及び３つの圧電変換器装置３０のうちの第３の圧電変換器装置３０に関連する第３の時間依存曲線３７を決定するように構成されてもよい。

【0069】

さらに、第１の時間依存曲線３５、第２の時間依存曲線３６及び第３の時間依存曲線３７は、電気的パラメータ又は量を示し得る。例えば、図示した具体例によれば、第１、第２及び第３の時間依存曲線３５、３６、３７は、それぞれの圧電変換器デバイス３０、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックに流れるそれぞれの時間依存電流を示す。

【0070】

あるいは、同様の方法で、他の電気的パラメータを決定し、その時間依存曲線を測定してもよい。

【0071】

いくつかの非限定的な実施形態によれば、各センサデバイス３４は、各圧電変換器デバイス３０、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックの１つ以上の電気的パラメータについて、それぞれの時間依存性曲線を測定するように構成してもよい。

【0072】

好ましくは、各密封装置２０、特に各センサ装置３４は、電気パラメータ及び／又は各時間依存曲線を記憶する、特に少なくとも一時的に記憶するように構成されたメモリを備えてもよい。

【0073】

さらに詳細には、各密封装置２０は、それぞれのセンサ装置３４に直接又は間接的に、例えば無線で動作可能に接続され、時間依存電気パラメータ、特にそれぞれの時間依存曲線を受信し、分析するように構成された分析ユニット３８を備えてもよい。

【0074】

より具体的には、各分析ユニット３８は以下のような構成を備える：
－ １つ又は複数の時間依存曲線から特性パラメータ又は特徴を決定すること、
－ １つ又は複数の時間依存曲線から特性パラメータ又は特性を推論し、特性パラメータ又は特性を基準パラメータ又は特性と比較すること、及び／又は
－ 時間依存曲線の１つ以上を基準曲線と比較すること、及び／又は
－ 時間依存曲線のそれぞれの形状を分析すること。

【0075】

特性パラメータ又は特性は、１つ又は複数の時間依存曲線の二乗平均平方根値、周波数、電力、瞬時電力、電流と電圧間の位相シフト、及び／又は散逸電力を備えてもよい。

【0076】

１つ又は複数の実施形態において、ソノトロードは、圧電素子３１のスタックのキャパシタンス、等価抵抗、等価インダクタンス及び等価キャパシタンスからなる（等価）電気回路によって表してもよい。すなわち、ソノトロード回路は、上述の等価電気回路を用いて近似してもよい。分析ユニット３８は、時間依存曲線の特性パラメータ又は特徴の関数として、圧電素子３１のスタックのキャパシタンス、等価抵抗、等価インダクタンス、及び等価キャパシタンスを計算するように構成されてもよい。

【0077】

代替的又は追加的に、各分析ユニット３８は、決定された電気パラメータ、特にそれぞれの時間依存曲線から、それぞれの密封装置２０の横方向密封プロセスに関する情報、例えば品質情報を決定するように構成してもよい。例えば、各分析ユニット３８は、それぞれの横シールプロセスの品質を評価するため、及び／又は、それぞれの主シール帯の様々な部分に作用する圧力を決定するために、そのような情報を使用してもよい。

【0078】

いくつかの非限定的な実施形態によれば、各分析ユニット３８は、それぞれのセンサデバイス３４によって決定されたそれぞれの電気パラメータ、特にそれぞれの時間依存曲線に依存して、１つ又は複数の圧電変換器デバイス３０、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックのそれぞれの動作状態を選択的に決定するように構成されてもよい。

【0079】

好ましくは、各密封装置２０は、それぞれの１つ又は複数の圧電変換器デバイス３０、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックの温度、特に時間に依存する温度プロファイルを決定するように構成された温度検出装置を備えてもよい。

【0080】

有利には、各分析ユニット３８は、それぞれのセンサデバイス３４によって決定されたそれぞれの電気パラメータ、特にそれぞれの時間依存曲線、及びそれぞれの温度検出装置によって決定されたそれぞれの温度、特にそれぞれの時間依存温度プロファイルに依存して、それぞれの１つ又は複数の圧電変換器デバイス３０の動作状態を選択的に決定するように構成されてもよい。

【0081】

優先的には、各圧電変換器デバイス３０、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックの動作状態は、各圧電変換器デバイス３０、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックの経年変化及び／又は健康状態及び／又は残りの寿命に関する情報を備えてもよい。

【0082】

いくつかの非限定的な実施形態によれば、密封装置２０及び／又は包装機１の各分析ユニット３８及び／又は処理ユニットは、圧電振動子デバイス３０のそれぞれの動作状態に基づいて保守活動を計画するように構成され得る。特に、分析ユニット３８及び／又は処理ユニットは、圧電変換器デバイス３０の残りの寿命、及び／又は経年変化、及び／又は健康の関数として、保守活動を計画するように構成されてもよい。このようにして、圧電振動子デバイス３０の使用を最適化することが可能である。

【0083】

優先的には、各分析ユニット３８及び／又は処理ユニットは、圧電振動子デバイス３０の残りの寿命を（直接的又は間接的に）信号で通知し、ある時間領域内にメンテナンスを実行すべきことを信号で通知するように構成されてもよい。

【0084】

代替的に又は追加的に、各分析ユニット３８及び／又は処理ユニットは、それぞれの電気パラメータ、特にそれぞれの時間依存曲線に依存して、１つ又は複数の圧電変換器デバイス３０の異常な動作状態の発生の可能性を評価するように構成されてもよい。さらに、各分析ユニット３８及び／又は処理ユニットは、例えば、（包装機１の）ヒューマン・マシン・インターフェース上のプロンプト、及び／又は音響メッセージ、及び／又は電子メッセージなどによって、異常な動作状態の危険性について警告するように構成されてもよい。

【0085】

特に図３を参照すると、各センサデバイス３４は、それぞれの圧電トランスデューサ装置３０の１つ又は複数の時間依存電気パラメータを測定するために、それぞれが１つのそれぞれの圧電トランスデューサ装置３０、特に圧電素子のそれぞれのスタックに関連付けられた１つ又は複数のセンサ素子３９を備えてもよい。例えば、各センサデバイス３４は、圧電素子のそれぞれの複数のスタックに関連付けられ得る複数のセンサ素子３９を備えてもよい。

【0086】

好ましくは、各センサ素子３９は、少なくとも１つのホール効果センサ（Ｈｏｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｓｅｎｓｏｒ）及び／又は少なくとも１つのシャントセンサ（Ｓｈｕｎｔ ｓｅｎｓｏｒ）を備えてもよい。

【0087】

いくつかの非限定的な実施形態によれば、センサ装置３４は、特に信号増幅及び／又は信号濾過のための部分を含む、１つ又は複数の測定回路を備えてもよい。

【0088】

１つ以上の測定回路は、センサ素子３９を備えてもよい、又は、センサ素子３９に接続されてもよい。

【0089】

いくつかの好ましい非限定的な実施形態によれば、各センサ装置３４は、それぞれのセンサ素子３９、特にそれぞれの測定回路を搭載した基板を備えてもよい。

【0090】

いくつかの非限定的な実施形態によれば、各分析ユニット３８は、それぞれのセンサ装置３４のそれぞれの基板上に配置されてもよい。

【0091】

代替的又は追加的に、各センサデバイス３４は、それぞれの電気パラメータ、特に時間依存曲線を転送するために、それぞれの分析ユニット３８に動作可能に結合された通信グループを備えてもよい。

【0092】

さらに、各通信グループは、配線及び／又は無線によって、それぞれの分析ユニット３８と通信するように構成されてもよい。

【0093】

いくつかの可能な実施形態によれば、各分析ユニット３８は、それぞれのセンサ装置３４から間隔をあけて配置され、及び／又は、パッケージ形成装置１２及び／又は包装機１の中央分析ユニットの一部であってもよく、及び／又は、中央分析ユニットに組み込まれてもよい。

【0094】

図２及び図３を参照すると、振動制御ユニット２５は、内部空間４１を有する少なくともハウジングシェル４１をさらに備えてもよい。

【0095】

さらに、各振動制御ユニット２５は、内部空間４１を有する少なくともハウジングシェル４１（図２に示す。透明な表示は説明のためである。）を備えてもよく、特に、ハウジングシェル４１は、内部空間４１を外部空間から密閉するように、それぞれのソノトロードヘッド２３と接触している。

【0096】

好ましくは、各圧電変換器デバイス３０及び各センサデバイス３４は、それぞれの内部空間４１内に配置される、すなわち、それぞれのハウジング４０によって囲まれる。特に、各センサ装置３４のそれぞれの基板は、それぞれの内部空間４１内に配置されてもよい。このような解決策は、コンパクトな構造を可能にする。

【0097】

特に、それぞれの生成機３２も、それぞれの内部空間４１内に配置されてもよい。

【0098】

より詳細には、各ハウジング４０は、主壁４２と、主壁４２から延びる側壁４３と、主壁４２に対向する開口部とを備えてもよい。

【0099】

さらに、各振動制御ユニット２５は、それぞれの接触面に沿ってそれぞれのソノトロードヘッド２３に接触する結合部４４を備えてもよい。さらに、各圧電振動子装置３０は、発生した超音波振動をそれぞれのソノトロードヘッド２３に伝達できるように、それぞれの結合部分４４のそれぞれの座部４５（特に図２参照）内に配置され、結合部分４４と接触してもよい。

【0100】

特に、各ハウジング４０のそれぞれの開口部は、それぞれのカップリング部４４を内部空間４１に導入できるように設計されてもよい。

【0101】

さらに、各センサ装置３４は、それぞれの結合部４４と主壁４２との間に介在されるそれぞれの内部空間４１の一部内に配置されてもよい。例えば、各基板をそれぞれの主壁４２に取り付けてもよい。

【0102】

使用時、包装機１は注ぎ込み可能な製品を充填したパッケージ２を製造する。

【0103】

より詳細には、搬送装置７は、ウェブ３をウェブ前進経路Ｐに沿って成形ステーション８まで前進させる。チューブ成形・密封装置１０は、前進するウェブ３からチューブ４を成形し、チューブ４を縦方向にシールする。さらに、充填装置１１がチューブ４に注ぎ込み可能な製品を充填し、パッケージ成形装置１２がチューブ４を成形し、横方向にシールし、横方向に切断してパッケージ２を得る。

【0104】

さらに詳細には、パッケージ成形ユニット１２の作動中、成形・密封アセンブリ１９は、それぞれの充填済みパッケージ２を得るために、チューブ４を成形し、横方向にシールし、特に横方向に切断する。

【0105】

これにより、成形はそれぞれの成形シェルによって、特にそれぞれの第１のハーフシェルと第２のハーフシェルが互いに協働することによって行われる。

【0106】

さらに、横方向のシールは、それぞれの密封装置２０によって行われる。

【0107】

さらに、横方向の切断は、それぞれの切断装置によって行われる。

【0108】

より詳細には、各密封装置２０の動作は、少なくとも、
－ それぞれのアンビル２２とそれぞれのソノトロード２１の協働により、チューブ４を圧縮する、特に平らにして圧搾する、ステップと、
－ ソノトロード２１により超音波振動を発生させ、ヒートシール樹脂層の一部を加熱するステップと、
を備える。

【0109】

さらに詳細には、各密封装置２０の動作は、さらに、
ａ） 振動制御ユニット２５、特にそれぞれの発生器３２、それぞれの圧電振動子３０の動作操作により、それぞれのソノトロードヘッド２３の超音波振動を励起するステップと、
ｂ) １つ又は複数の圧電トランスデューサデバイス３０、特に圧電素子３１のそれぞれのスタックの少なくとも１つ、例えばそれぞれの圧電トランスデューサデバイス３０の、１つ又は複数の時間依存電気パラメータを測定するステップと、
を備える。

【0110】

より詳細には、各ステップｂ)の間、それぞれの密封装置３４は、それぞれの時間依存電気パラメータ、特にそれぞれの時間依存曲線を測定してもよい。

【0111】

優先的には、各密封装置２０の動作は、特にそれぞれの温度検知によって、１つ以上の圧電変換器３０の温度を測定するステップｃ）を備えてもよい。

【0112】

好ましい非限定的実施形態によれば、各密封装置２０の動作は、特にそれぞれの分析ユニット３８によって、電気的パラメータ、特に時間依存性曲線を分析するステップｄ）を備えてもよい。

【0113】

特に、ステップｄ）の間、各分析ユニット３８は、
－ １つ又は複数の時間依存曲線から１つ又は複数の特性パラメータを決定すること、及び／又は、
－ １つ又は複数の時間依存曲線から１つ又は複数の特性パラメータを推定し、その特性パラメータを基準パラメータと比較すること、
－ 時間依存曲線の１つ又は複数の特性パラメータの関数として、圧電素子３１のスタックのキャパシタンス、等価抵抗、等価インダクタンス、及びソノトロードを表す（等価）電気回路（電気回路）の等価キャパシタンスを計算すること、及び／又は、
－ 時間依存曲線の１つ以上を基準曲線と比較すること、
－ 時間依存曲線のそれぞれの形状を分析すること、
－ 各密封装置２０の横方向シール工程に関する情報、例えば品質情報を決定すること、及び／又は、
－ １つ又は複数の圧電変換器デバイス３０の動作状態を決定すること、
を備えてもよい。

【0114】

追加的又は代替的に、ステップｄ）の間に、１つ又は複数の圧電変換器デバイス３０の残りの寿命、及び／又は経年劣化、及び／又は健康状態、及び／又は異常な動作状態を決定してもよい。

【0115】

いくつかの可能な非限定的実施形態によれば，ステップｄ)の間，１つ又は複数の圧電トランスデューサ装置３０の温度を考慮してもよい。

【0116】

さらに、各密封装置２０の動作は、移送するステップをさらに含んでもよく、このステップの間、ステップｂ）からの測定結果、特にステップｃ）からの測定結果も、分析ユニット３８及び／又は処理ユニットに移送してもよい。

【0117】

さらに、各密封装置２０の動作は、計画を立てるステップをさらに含んでもよく、このステップでは、１つ又は複数の圧電変換器３０の動作状態に基づいてメンテナンスが計画される。特に、このようにして、メンテナンスは、それぞれの１つ又は複数の圧電変換器３０の有効残存寿命及び／又は経年劣化及び／又は健康状態に基づいて計画してもよい。

【0118】

さらに、各密封装置２０の作動は、警告のステップを含んでもよく、その間に、例えば、ヒューマン・マシン・インターフェース上のプロンプト、及び／又は音響メッセージ、及び／又は同様の電子メッセージによって、異常な作動状態の危険性を知らせてもよい。

【0119】

密封装置２０及び／又は包装機１及び／又は本発明による方法の利点は、前述の説明から明らかであろう。

【0120】

特に、センサ装置３４を有する各密封装置２０により、圧電トランスデューサ装置３０の電気的パラメータをモニターすることで、それぞれのソノトロード２１をリアルタイムでモニターすることが可能である。

【0121】

さらなる利点は、圧電変換器３０から直接フィードバックを得て、密封プロセスを監視できることである。

【0122】

もう一つの利点は、センサ装置３４を経済的に実現できる点にある。

【0123】

さらに他の利点として、センサ装置３４がコンディショニング・モニタリングと予知保全を可能にすることが挙げられる。

【0124】

さらに、センサ装置３４からのデータによってプロセス制御が可能になるという利点もある。

【0125】

しかしながら、添付の特許請求の範囲に定義される保護範囲から逸脱することなく、本明細書に記載されるような密封装置２０及び／又は包装機１及び／又は方法に変更を加えてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】