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優れた形状と衛生性

深絞り包装機に使われる摩擦特性が最適化されたポリマー製ベアリング

食品包装工程では、性能の問題が非常に重要な役割を果たします。 機械の稼働速度は改良する余地がほとんどないため、洗浄やメンテナンス時間をより短くすることに焦点が集まっています。 無潤滑・メンテナンスフリーのポリマー製すべり軸受は、このような要件の多い環境で実力を発揮しています。 それは優れた形状と衛生性にあります。

「我々は、お客様のニーズに完全に適合させたカスタムソリューションを提供しています」ハンス=グンター・ドンジュ氏は説明します。製品設計者は、国際的企業CFSグループの主力製品である深絞り包装機「PowerPak」の開発に、責任をもって取り組んでいます。「この包装機械のデザインは、世界的に大きな話題となりました。 お客様は大幅な経費削減を実現できます。」 ビーデンコプフ市ヴァラウのCFS社では、主に深絞り機の開発、製造を行っています。深絞り機は、多くが食品や医薬品の包装に使われます。 「我々の『ライフサイクル・パフォーマンス』という製品哲学は、食品加工産業の現在そして将来の要件を支え、コストを削減しながら性能を向上させることができます」ドンジュ氏はCFS社のコンセプトをこのように強調します。 多機能、優れた適応力、コストパフォーマンスの高さ、食品安全性、環境保護が、この包装技術会社にとって重要なテーマです。 これらは全製品開発の基本要件です。

対話による製品開発

サプライヤーへの要件も必然的に高くなります。一方では、品質と納期順守が重要な要素となります。 他方、技術的協力関係も同じくらい大切です。 「我々は製品開発の初期段階からサプライヤーを巻き込み、対話を通して最適なソリューションを開発しています」製品設計者は述べます。 包装のスペシャリストであるCFS社は、イグスと長年にわたって連携してきました。 ドンジュ氏によると、「例えば、深絞り機の開発では、メンテナンスを最小限に抑え、99%の機械稼働率を確保することに焦点を当てていました。 これには適切な機械要素を使うことが求められ、開発が必要なものもありました。」

高い機械稼働率のためのメンテナンスフリーなポリマー製ベアリング

様々な「イグリデュール」材質、「イグボール」球面ベアリング、「クシロス」ボールベアリング、「ドライリン」リニアガイドなど、イグスの摩擦特性が最適化されたポリマー製ベアリング製品は、今や新製品開発における最先端です。 例えば、安全ドアにはコストパフォーマンスに優れ汎用性の高い「イグリデュールG」やFDA準拠の「イグリデュールA180」が使われています。 耐薬品性と高温耐性に対応できる「イグリデュールX」は、製袋機の揺動機構や安全フードで強みを発揮しています。 また、低摩擦係数が特長の「イグリデュールJ」も揺動機構、あるいは垂直型のストロークで実力を発揮しています。 「そして、最後に忘れてはならないのが高性能材質の『イグリデュールZ』です。これがなければ、現在あるトグルレバーシステム全体の設計が不可能だったかもしれません」ドンジュ氏は説明します。 2年の設計期間中、多くの部品が試され、それに応じた試験がイグスの試験施設で実施されました。そして最終的には設置予定の機械上で検証されているため、運用時のパフォーマンスが保証できます。「当初から、我々はポリマー製ベアリングのコストパフォーマンスの高さと技術特性に納得していました。 それらは経済的で、潤滑剤が全く不要、機械のメンテナンスも減らすことができます」ドンジュ氏は、いくつかのメリットを強調します。世界中で約150台の深絞り機「PowerPak」がすでに現場で使われています。

CFSドイツ: 材質、機械、生産ライン全体

ドイツ国内、国外を合わせて6か所の生産現場で約2,000人の従業員が、お客様の包装用途に合う設計を提供しています。 「我々は、食品業界におけるパフォーマンスを重視したソリューションのスペシャリストです。 我々の製品は、包装素材から独立型機械、また主に食肉、魚介類、チーズ製品の調理、漬込、加工、包装のための製品にまで及びます」広報トップ、ビルギット・クリストマン氏は説明します。 ここでは約430人の従業員が働いています。 「弊社はお客様に、向上させたライフサイクル・パフォーマンスを提供しています。 お客様と連携しながら要望を把握し、その後個別の要望に合わせてカスタマイズしたソリューションを開発します」クリストマン氏は続けます。 深絞り機についても同様の作業が行われました。 ドンジュ氏によると「包装機械をゼロから再設計するところから始まりました。」 この機械は、性能、費用対効果、適応力、投資の確実性、衛生面に関して、水準を上げる多くのオプションを提供します。」 深絞り機はモジュラーデザインです。 「すべてのモジュラーは完全な機能単位で、必要に応じて取り換えることができます。」 このコンセプトにより、耐用期間全体にわたって機械稼働率の最大化が実現できます。

衛生的な設計: 完全無潤滑の深絞り機

温度と洗剤への耐性に加え、食品業界では衛生面を非常に重視します。 製品汚染はどんなことがあっても防止しなくてはなりません。 このような環境では、無潤滑のポリマー製ベアリングが存在感を示します。 これらは汚れ、油、湿気、アルカリ、酸への耐性があります。 深絞り機のベアリングは、調整、位置決め、回転、ガイドに関するすべての機能箇所に使われています。それらはメンテナンスフリーで堅牢かつ薬品への耐性があります。 刺激性の強い洗剤を使った洗浄にも耐えます。 「グリースは細菌の温床となり、機械のあらゆるパーツへと細菌を広めてしまう可能性があります。 これは極めて危険です」ドンジュ氏は説明します。「我々の深絞り機は、全体がグリースなしで作動する世界で唯一の機械です。 いずれのベアリング箇所も潤滑剤は不要です。」

高荷重条件とサイクルタイムの両立を実現。

この包装機械のデザインの特長は、成形ユニットと製袋機で使われている新開発のトグルレバーシステムです。 これは、「ドライリン」リニアガイドが支持するメインのガイド軸に統合されています。 トグルレバーのベアリング部分には、「イグリデュールZ」高負荷用材質が使用されています。設備全体の大きさに応じて、複数のトグルレバーシステムを使うことが可能です。 成形ユニットでは、最大10トンにもなる極めて高い圧力や力が生じます。 製袋機では、密封力が要求されます。 このような箇所のベアリングは、最大45MPaの静荷重に対応できるよう設計されています。 また、どちらのアプリケーションも高サイクルで稼働します。 通常、2~3本のシャフト上で週に6日間、1分間に最大30サイクルで稼働しています。 「ポリマー製ベアリングは、これらの高い圧力や高頻度に対応できなければなりません」ドンジュ氏は強調します。 CFS社では、トグルレバーに従来型の転がり軸受を使うことは考えませんでした。 「転がり軸受は常に手作業で潤滑剤を差さなければならず、製品汚染のリスクが高まります。 また、自動潤滑システムの設置はコストを引き上げます」製品設計者は説明します。 無潤滑のポリマー製ベアリングは、導入してすぐにその実力を発揮しました。 レバーシステムは、全く問題なく機能しています。 メンテナンス回数も大幅に減り、費用の観点からも良い効果が出ていることが、サービス担当者によって確認されています。

ポリマー製ボールベアリング: 長期間のテストによる信頼性

イグスの新製品が、フィルムのガイド機構で実力を発揮しています。 このアプリケーションには、「クシロス」ポリマー製ボールベアリングが使われています。

余剰フィルム巻取り機の直線運動 余剰フィルム巻取り機の直線運動に、ドライリン硬質アルマイト処理アルミニウム製精密シャフトとメンテナンスフリーの「イグリデュールJ」ポリマー製ベアリングの組合せを使用。
トグルレバーストロークのベアリング部分(製袋機)。 トグルレバーストロークのベアリング部分(製袋機)。
製袋機で採用されたトグルレバーストロークシステム 製袋機のトグルレバーでの採用例(全体像): 上部ストロークの垂直ガイドには「イグリデュールJ」のブッシュ、トグルレバーのベアリング部には高負荷用材質「イグリデュールZ」が使われています。
ラベリング機械で動力とデータを供給する低振動のエナジーチェーン「E6シリーズ」。 ラベリング機械で動力とデータを供給する低振動のエナジーチェーン「E6シリーズ」。 ガイドローラーのベアリング部に「クシロス」ポリマー製ボールベアリングが使われています。
標準化された安全ドアのベアリング 標準化された安全ドアのベアリングに使われる無潤滑の「イグリデュールA180」すべり軸受。 樹脂製ベアリングはFDA準拠。
下側のフィルムガイド用の主要リニアベアリング 「イグボール」フランジ型ベアリングを使った下側のフィルムガイド用の主要リニアベアリング。
関係者の写真 CFSドイツ本社の製品エンジニア ハンス=グンター・ドンジュ氏(左)、 イグスの包装産業担当マネージャー ラース・ブラウン。

これらの単列深溝ボールベアリングは、要求通りの完全無潤滑を実現しています。 金属製ボールベアリングと比較して、耐食性があり、簡単に洗浄できます。

中心部品: トグルレバーシステム

「我々は2年間の開発期間中に多くの継手試験や長期試験を実施しました」ドンジュ氏は振り返ります。 「二社の共同作業は非常にうまくいきました。」 継続的な最適化プロセスにより、現在のエンドカスタマーに、ポリマー製ベアリングの運転性能が包装機械の全耐用期間にわたって確保されていることを保証することができます。 「トグルレバーシステムは、包装機械の心臓部にあたります。 これが故障すると、深絞り機が停止します。 そのような事態は絶対に防がなければなりません。 このような環境で、ポリマー製ベアリングが永続的な機械の稼働性を確保しているのです。」

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