JP4038601B2 - 包装機械 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、牛乳を充填するカートンのような容器の包装機械、とくに、ボトムブレーカを含む包装機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の包装機械としては、例えば、特開昭５８−２１５３３８号に開示されているように、底部構成端部が、順次連なる第１〜第４底壁パネルを有し、第１底壁パネルの先端縁部中央に一対の切込みが形成されることにより、両切込みに挟まれた領域が液端面浸透防止用折返形成部となされている角筒状容器の包装機械であって、放射状マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成端部を突出させて、第１および第３底壁パネルをマンドレル移動方向と直交方向に向けるようにはめ被せられ、マンドレルが処理ステーションで停止させられるように間欠的に駆動されるロータと、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるボトムブレーカとを備えており、ボトムブレーカが、一対の開閉自在な第１癖折り部材および一対の開閉自在な第２癖折り部材を有しており、第１癖折り部材の開位置から閉位置に向かう動作によって第２および第４底壁パネルが初めに折畳まれ、第２癖折り部材の開位置から閉位置に向かう動作によって第１および第３底壁パネルが続いて折畳まれるようになされており、さらに、ボトムブレーカが、折返形成部をその基部にそって外向きに折曲げて折り癖を付ける第３癖折り部材を有しており、第３癖折り部材は、処理ステーションで停止させられたマンドレルの軸線上を、同マンドレルにはめ被せられた容器の底部構成部に対し接近・離隔しうるように移動自在であり、接近時の第３癖折り部材が、折返形成部に衝突し、これにより、折返形成部の折曲げ動作が行われるようになされており、第３癖折り部材が、第１癖折り部材および第２癖折り部材を作動させるアクチュエータと同一のアクチュエータによって作動させられるようになされているものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置では、第３癖折り部材の直線運動によって折返形成部の折曲げ動作が行われるようになっているため、折返形成部の折曲げの程度が弱く、容器素材のスプリングバックによって折曲げられた折返形成部が元の状態に戻ってしまうことがある。そうすると、底部成形不良が発生する。
【０００４】
また、第３癖折り部材を往復直線運動させるためには比較的大きなサイクルタイムが必要で、包装機械の高速運転に不向きである。
【０００５】
さらに、第１〜第３癖折り部材が１つのアクチュエータを共有していることから、第３癖折り部材の作動だけを停止しようとしても、そうすることができなかった。このことは、折返形成部をもたない容器は、これを製造することができないことを意味する。
【０００６】
この発明の目的は、上記課題を解決し、折返形成部を充分深く折曲げることが可能であり、高速運転を図ることが可能であり、しかも、折返形成部の折曲げ動作だけを単独で停止させることができる包装機械を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による包装機械は、底部構成端部が、順次連なる第１〜第４底壁パネルを有し、第１底壁パネルの先端縁部中央に液端面浸透防止用折返形成部が設けられている角筒状容器の包装機械であって、マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成端部を突出させて、第１および第３底壁パネルをマンドレル移動方向と直交方向に向けるようにはめ被せられ、マンドレルが処理ステーションで停止させられるように間欠的に駆動される移動体と、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるボトムブレーカとを備えており、ボトムブレーカが、第１癖折り部材および第２癖折り部材を有しており、第１癖折り部材の作動によって第２および第４底壁パネルが初めに折畳まれ、第２癖折り部材の作動によって第１および第３底壁パネルが続いて折畳まれるようになされており、さらに、ボトムブレーカが、折返形成部をその基部にそって外向きに折曲げて折り癖を付ける第３癖折り部材を有している包装機械において、第３癖折り部材が、非作動位置から第１作動位置を経由して第２作動位置までの間で揺動自在であり、第３癖折り部材が非作動位置から第１作動位置に向かって揺動させられる間またはその後に、第２癖折り部材の作動によって第１底壁パネルとともに移動させられる折返形成部が第３癖折部材に当接して外向きに折曲げられ、第２癖折り部材の作動後に、第３癖折り部材が、第１作動位置から第２作動位置に向かって揺動させられ、この間の第３癖折り部材の揺動により、折返形成部がその折曲げ角度を大きくするように折曲げられるようになされているものである。
【０００８】
この発明による包装機械では、第３癖折り部材が、非作動位置から第１作動位置を経由して第２作動位置までの間で揺動自在であり、第３癖折り部材が非作動位置から第１作動位置に向かって揺動させられる間に、第２癖折り部材の作動によって第１底壁パネルとともに移動させられる折返形成部が第３癖折部材に当接して外向きに折曲げられ、第２癖折り部材の作動後に、第３癖折り部材が、第１作動位置から第２作動位置に向かって揺動させられ、この間の第３癖折り部材の揺動により、折返形成部がその折曲げ角度を大きくするように折曲げられるようになされているから、折返形成部を折曲げる動作が、第２癖折り部材の作動による第１底壁パネルの移動動作を利用して折返形成部を折曲げる一段階目と、第３癖折り部材の揺動によって折返形成部を折曲げる二段階目とによって行われる。したがって、折返形成部を充分深く折曲げることができる。
【０００９】
また、第３癖折り部材の動作が揺動であるから、包装機械の高速運転を図ることができる。
【００１０】
さらに、上記包装機械において、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成部の第１底壁パネルが、右に向けられ、第３癖折り部材が、同マンドレルの軸線から右方に所定距離を隔てたところをのびた揺動中心を有し揺動中心から左向きにのびたアーム状のものであり、マンドレル移動方向から見て、第３癖折り部材の下縁部左右両端間に下向き突起が設けられ、突起の基部から左向きにのびた折曲げガイド面が設けられ、折曲げガイド面の左端から上向きに折曲げ強化面が設けられ、第２癖折り部材の作動によって第１底壁パネルとともに移動させられる折返形成部が、第１作動位置の第３癖折部材の突起に衝突して乗り越えかつその後折曲げガイド面にそってその右端から左端まで移動させられ、第２癖折り部材が作動位置に位置するときに、第３癖折部材の揺動中心から第１底壁パネルの折返形成部に隣接する部分までの距離と、折曲げ強化面の揺動半径が、ほぼ一致させられていると、折返形成部を、第１底壁パネルの折返形成部の基部に隣接する部分に重なるまで折曲げることができる。
【００１１】
また、第３癖折り部材が、第１癖折り部材および第２癖折り部材を作動させるアクチュエータとは別のアクチュエータによって作動させられるようになされていると、第３癖折り部材の動作だけを単独で停止させることができる。したがって、折返形成部の有無に係わらず、どのような容器でも製造することができる。
さらに、第３癖折り部材を作動させるアクチュエータが、２段ストロークの流体圧シリンダであると、第３癖折り部材の２段動作を簡単かつ確実に行わせることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１３】
以下の説明において、前後とは、図１の左側を前、これと反対側を後といい、左右とは、後方より見て、その左右の側を左右というものとする。
【００１４】
図８に、容器11が上下逆様の状態で示されている。容器11は、胴部となるべき胴部形成部12、頂部となるべき頂部形成端部13および底部となるべき底部形成端部14よりなる。
【００１５】
底部形成端部14は、順次エンドレスに連なった四角形の第１〜第４底壁パネル21〜24よりなる。第２および第４底壁パネル22，24には、逆Ｖ字状のスコア線25が形成されている。第１底壁パネル21の先端縁部中央には、容器軸方向と平行にのびた一対の切込み26が形成されており、両切込み26で挟まれた部分が液端面浸透防止用折返形成部27となされている。
【００１６】
底部形成端部14は、つぎのように折畳まれる。まず、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24が内方に折込まれながら、スコア線25にそって２つ折りとなるように折畳まれ、ついで、折畳まれた第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の上に重ねられるように第１底壁パネル21および第３底壁パネル23が折畳まれる。そして、第３底壁パネル23とその下方の第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の三角形部分の間に第１底壁パネル21の折返形成部27を含む先端縁部が差し込まれる。この場合、折返形成部27は、あらかじめ、第１底壁パネル21の折返形成部27の基部に隣接する部分に重合わされるように折返しされている。
【００１７】
図９に、最終的に平坦に折畳まれた底部形成端部14を、容器内面側から見たものが示されている。もし仮に、図１０に示すように、折返形成部27が無いとすると、第１底壁パネル21の折返形成部27に相当する部分Ｂは、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の２つ折りとなった三角形部分の間から容器内に露出されることとなる。そうすると、容器に内容物を充填後に、第１底壁パネル21の折返形成部27に相当する部分Ｂの先端面から液体が浸透することになるが、上記の通り、折返形成部27を折返しておくことにより、折返形成部27は、第１底壁パネル21と、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の２つ折りとなった三角形部分に被覆されることとなって、液体の浸透が防止される。
【００１８】
包装機械は、図１に示すように、８つの放射状マンドレル31を有し、マンドレル31が、図１中矢印Ａで示すように、反時計方向に回転しかつ８つの第１〜第８処理ステーションＩ〜VIIIに順次停止するように配置されている間欠駆動ロータ32と、第１処理ステーションＩに配置されているフィーダ33、第４処理ステーションIVに配置されているボトムヒータ34、第５処理ステーションＶに配置されているボトムブレーカ35、第５処理ステーションから第６処理ステーションにかけて配置されているフォールディングレール36と、第６処理ステーションVIに配置されているボトムプレス37および第８処理ステーションVIIIに配置されているアンローダ38と、第８処理ステーションVIIIを搬送経路の始端とするように配置されている容器搬送コンベヤ39とを備えている。
【００１９】
第２処理ステーションII、第３処理ステーションIII および第７処理ステーションVII は、いずれもアイドルステーションとされている。アイドルステーションにはプレヒータ等適宜設けられる。
【００２０】
図８を参照すると、マンドレル回転方向が矢印Ａで示されているが、マンドレル31に容器11が底部構成端部14を突出させて、第１底壁パネル21を右に向けるようにはめ被せられる。
【００２１】
ボトムブレーカ35は、図２および図３に詳しく示すように、第５処理ステーションＶでマンドレル移動方向に開閉させられる一対の第１癖折り部材41と、第５処理ステーションＶでマンドレル移動方向と直交方向に開閉させられる一対の第２癖折り部材42と、第５処理ステーションＶで停止させられたマンドレル31の軸線右方を同軸線と交差する方向にのびた軸線を中心として揺動させられる第３癖折り部材43とを備えられている。
【００２２】
第５処理ステーションＶで停止させられたマンドレル31の外方には、適宜手段によって機械フレームに固定されたヨーク44が設けられ、これに、マンドレル移動方向に並んで左右方向にのびた一対の第１回動軸45と、両第１回動軸45の外方をこれらと交差する方向にのびた一対の第２回動軸46とが支持されている。さらに、右側の第２癖折り部材42の後方を斜め下向きにのびるようにヨーク44にブラケット47が設けられ、これの下端に、第２回動軸46と平行にのびた支持軸48が設けられている。
【００２３】
両第１癖折り部材41は、両第１回動軸45からそれぞれ内向きにのびたアーム状のもので、先端に三角板状押圧板51を有している。両第２癖折り部材42は、両第２回動軸46からそれぞれ内向きにのびたアーム状のもので、先端に丸棒状押圧棒52を有している。図示しない駆動手段により、両第１回動軸45および第２回動軸46は、それぞれに互いに反対方向に可逆回動させられ、その結果、第１癖折り部材41がその押圧板51を、第２癖折り部材42がその押圧棒52を互いに接近・離隔させるように開閉させられる。閉鎖時の両第１癖折り部材41の押圧板51は、第２および第４底壁パネル22，24にあてがわれ、両第２癖折り部材42の押圧棒52は、第１および第３底壁パネル21，23にあてがわれる。
【００２４】
第３癖折り部材43は、第５処理ステーションＶで停止させられたマンドレル31にはめ被せられた容器11の底部構成端部14の第１底壁パネル21をまたぐように支持軸48に取付けられたＬ字アーム状のもので、支持軸48から左向きにのびた帯板状基端アーム部61と、これの先端から前斜め下向きにのびた帯板状先端アーム部62とよりなる。
【００２５】
先端アーム部62の先端部には下方に延長するように幅広部63が設けられるとともに、幅広部63に直交して互いに平行に左向きにのびた一対の二股アーム部64が設けられている。二股アーム部64の間隔は、折返形成部27の幅よりわずかだけ小さい。幅広部63の下端部は、二股アーム部64の基部より下方に突出しており、この部分が下向き突起を形成している。二股アーム部64の下面が折曲げガイド面65を形成するとともに、二股アーム部64の先端面が折曲げ強化面66を形成している。折曲げガイド面65と折曲げ強化面66の挟み角度は、ほぼ９０度である。
【００２６】
第３癖折り部材43の基部には右方突出延長アーム状耳部67が設けられている。耳部67の先端部には、ヨーク44に下向きに取付けられた流体圧シリンダ68のピストンロッド69が連結されている。この流体圧シリンダ68は、２段ストロークのものである。
【００２７】
図５に示すように、流体圧シリンダ68が進出位置のときに、第３癖折り部材43が非作動位置Ｐ0 に、流体圧シリンダ68が１段ストローク位置のときに、第３癖折り部材43が第１作動位置Ｐ1 に、流体圧シリンダ68が２段ストローク位置のときに、第３癖折り部材43が第２作動位置Ｐ2 にそれぞれ位置させられる。
【００２８】
第５処理ステーションＶに容器11が搬入される際、第１および第２癖折り部材41，42は、ともに、開位置にあり、第３癖折り部材43は、非作動位置Ｐ0 にある。非作動位置Ｐ0 の第３癖折り部材43は、同容器11の底部構成端部14の外方にある。
【００２９】
容器11が第５処理ステーションＶに搬入されると、流体圧シリンダ68が１段目ストロークさせられ、第３癖折り部材43が第１作動位置Ｐ1 に位置させられる。ついで、第１および第２癖折り部材41，42が開位置から閉位置に向かって同時に移動を開始し、その途中で、まず、第１癖折り部材41が同容器11の第２および第４底壁パネル22，24をスコア線25にそって内向きに折畳み、ついで、第２癖折り部材42が、第１および第３底壁パネル21，23を、折畳まれた第２および第４底壁パネル22，24の上に重なるように内向きに折畳む。
【００３０】
折畳まれる際の第１底壁パネル21の先端縁部の描く軌跡が、図５(a) および(b) に曲線Ｍで示されているが、この曲線Ｍと第３癖折り部材43は交差させられており、折曲げガイド面65は先にいくにしたがってその軌跡Ｍから内に向かって離れていっている。したがって、第３癖折り部材43が第１作動位置Ｐ1 にある状態で、第１底壁パネル21が閉位置に向かって移動させられると、第３癖折り部材43の突起63に折返形成部27が衝突してその基部にそって右向きに折曲げられ、折返形成部27が突起63を乗り越えた後、折返形成部27が折曲げガイド面65に沿って移動していくことにより、折返形成部27の折曲げ角度が次第に大きくなっていく。
第２癖折り部材42が最終的に図５(c) に示す閉位置に位置させられると、第１および第３底壁パネル21，23は、容器中心線に対しほぼ４５度程度折曲げられ、この第１底壁パネル21に対し折返形成部27はほぼ９０度程度折曲げられる。
【００３１】
第２癖折り部材42が閉位置に至ると、流体圧シリンダ68を２段目ストロークさせる。そうすると、第３癖折り部材43がさらに揺動させられ、図５(c) に示すように、第３癖折り部材43が第２作動位置Ｐ2 に位置させられる。この状態で、第３癖折り部材43の折曲げ強化面66が第１底壁パネル21にほぼ接するようになる。このことは、第３癖折り部材43の揺動中心から最終折り曲げ位置にある第１底壁パネル21までの距離と、折曲げ強化面66の揺動半径とがほぼ等しいことを意味する。
【００３２】
第３癖折り部材43が第２作動位置Ｐ2 に位置させられると、第３癖折り部材43の折曲げ強化面66は、折返形成部27を、第１底壁パネル21の折返形成部27の基部に隣接する部分に重ね合せるように押圧する。折返形成部27は、当初の起立した状態から、１８０度折り曲げられたことになる。ここまで、折返形成部27に折り癖を付けておくと、容器素材のスプリングバックによって折返形成部27の折り癖がとれる心配がない。
【００３３】
この後、流体圧シリンダ68を２段ストローク分進出させて第３癖折り部材43を上向きに揺動させ、ついで、第１および第２癖折り部材41，42を容器11から離隔させる。
【００３４】
第１および第２癖折り部材41，42と、第３癖折り部材43は、別の駆動源によって作動させられるため、それらの作動タイミングは自由に設定できるし、第３癖折り部材43の作動だけを停止させることができる。
【００３５】
フォールデイングレール36は、図６に詳しく示すように、左右のレール部材71，72よりなる。両レール部材71，72は、ロータ32の回転中心を中心とするほぼ円弧板状に形成されたものであるが、より正確には、第５処理ステーションＶから第６処理ステーションVIに向かうにつれて、両レール部材71，72は、ロータ32の回転中心に近付いていってる。
【００３６】
両レール部材71，72の間には、折畳まれた底部構成端部14を入り込ませる間隙Ｃが形成されている。間隙Ｃは、マンドレル移動方向に順次連なった第１区間Ｃ1 、第２区間Ｃ2 および第３区間Ｃ3 よりなる。
【００３７】
底部構成端部14が第１〜３区間Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 を順次通過していく間に、底部構成端部14が折畳まれていく様子が、図７に順次示されている。
【００３８】
第１区間Ｃ1 では、底部構成端部14が両レール部材71，72に接触した時点から折り畳みが始まり、第２区間Ｃ2 では、第１底壁パネル21先端が第３底壁パネル23先端の下に入り込む程度まで折り畳まれ、第３区間Ｃ3 では、底部構成端部14はほぼ平坦に折り畳まれる。
【００３９】
そして、第１区間Ｃ1 のほぼ中間部にガイドローラ73が配置されている。ガイドローラ73の回転軸は、ガイドローラ73のところを通過するマンドレル31の軸線延長線と交差して左右方向にのびている。ガイドローラ73は、同マンドレル31の中心が描く軌跡よりやや右に偏った位置において、その内端をレール間隙Ｃ内にはめ入れている。
【００４０】
図７(a) は、底部構成端部14が、丁度ガイドローラ73のところを通過する状態を示すものである。このときに、ガイドローラ73の先端は、折返形成部27の基部左側の部分を押圧している。また、折返形成部27がガイドローラ73のところを通過する前後には、第１底壁パネル21の折返形成部27基部延長線上の部分がガイドローラ73の先端部によって押圧される。このように、ガイドローラ73によって、第１底壁パネル21の折返形成部27の有る部分と無い部分をセパレートすることにより、折返形成部27を、図７(b) および(c) に示すように、確実に折曲げることができる。
【００４１】
ガイドローラ73は、第１区間Ｃ1 に設けられていればよいが、第２区間Ｃ2 の直前に設けられることが好ましい。
【００４２】
上記した実施の形態において、つぎのようなバリエーションが様々に考えられる。
【００４３】
第１底壁パネルの先端縁部中央に一対の切込みが形成されることにより、両切込みに挟まれた領域が液端面浸透防止用折返形成部となされていたが、折返形成部は、第１底壁パネルの先端縁部中央から上方に突出させられるように形成される容器も知られている（実公昭５９−２２０１５号参照）。このような容器に対しても、この発明による第３癖折り部材によって、折返形成部に折り癖をつけることができる。
【００４４】
複数のマンドレルは、水平回転軸線のまわりに放射状に配列されているが、垂直回転中心を有する水平回転板の周縁部に、複数のマンドレルが垂下状に設けられている包装機械も知られている（特開昭６１−１２７４０３号参照）。このような包装機械にも、この発明は適用される。
【００４５】
さらに、複数のマンドレルは、垂直面内を循環させられる無限軌道に外方直立状に設けるようにしてもよい。
【００４６】
８つのマンドレルをもったロータが示されているが、ロータの数が、６であるケースも良く知られている。
【００４７】
第１癖折り部材および第２癖折り部材は、ともに対をなしかつ開閉させられることによって癖折り動作を行っているが、第１癖折り部材および第２癖折り部材がマンドレルの端面に対し接近・離隔しうるようにマンドレル軸線方向に直線移動自在であり、第１癖折り部材および第２癖折り部材の少なくとも一方は、開閉動作をすることなく、直線移動動作のみで折り癖をつけるように構成されているボトムブレーカも知られている（実開平３−８１０７号参照）。このように構成された第１癖折り部材および第２癖折り部材に、この発明による第３癖折り部材を組み合わせることができる。
【００４８】
ガイドローラに代えて、例えば、容器移動方向にのびた棒状の固定ガイド部材を用いても良い。その場合、固定部材の容器に対する接触面にはテフロンコーティングを施すことが好ましい。そうすれば、ガイド部材と容器との擦れによる容器表面のポリエチレンの滓等の発生を防止できる。
【００４９】
【発明の効果】
この発明によれば、容器底部構成端部の液端面浸透防止するための折返形成部を充分深く折曲げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による包装機械の側面図である。
【図２】同包装機械のボトムブレーカの側面図である。
【図３】図２のIII ーIII 線にそう矢視図である。
【図４】同ボトムブレーカの第３癖折り部材の斜視図である。
【図５】同ボトムブレーカによる折畳み動作説明図である。
【図６】同包装機械のフォールディングレール周辺の斜視図である。
【図７】同フォールディングレールによる折畳み動作説明図である。
【図８】同包装機械に用いられる容器の斜視図である。
【図９】同容器の折畳み後の底部を内面側から見た平面図である。
【図１０】同底部の別の形態を説明するための図９相当の平面図である。
【符号の説明】
11 容器
14 底部構成端部
21〜24 第１〜第４底壁パネル
27 折返形成部
31 マンドレル
32 ロータ
34 ボトムブレーカ
41〜43 第１〜第３癖折り部材
Ｐ0 非作動位置
Ｐ1 、Ｐ2 作動位置
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、牛乳を充填するカートンのような容器の包装機械、とくに、ボトムブレーカを含む包装機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の包装機械としては、例えば、特開昭５８−２１５３３８号に開示されているように、底部構成端部が、順次連なる第１〜第４底壁パネルを有し、第１底壁パネルの先端縁部中央に一対の切込みが形成されることにより、両切込みに挟まれた領域が液端面浸透防止用折返形成部となされている角筒状容器の包装機械であって、放射状マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成端部を突出させて、第１および第３底壁パネルをマンドレル移動方向と直交方向に向けるようにはめ被せられ、マンドレルが処理ステーションで停止させられるように間欠的に駆動されるロータと、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるボトムブレーカとを備えており、ボトムブレーカが、一対の開閉自在な第１癖折り部材および一対の開閉自在な第２癖折り部材を有しており、第１癖折り部材の開位置から閉位置に向かう動作によって第２および第４底壁パネルが初めに折畳まれ、第２癖折り部材の開位置から閉位置に向かう動作によって第１および第３底壁パネルが続いて折畳まれるようになされており、さらに、ボトムブレーカが、折返形成部をその基部にそって外向きに折曲げて折り癖を付ける第３癖折り部材を有しており、第３癖折り部材は、処理ステーションで停止させられたマンドレルの軸線上を、同マンドレルにはめ被せられた容器の底部構成部に対し接近・離隔しうるように移動自在であり、接近時の第３癖折り部材が、折返形成部に衝突し、これにより、折返形成部の折曲げ動作が行われるようになされており、第３癖折り部材が、第１癖折り部材および第２癖折り部材を作動させるアクチュエータと同一のアクチュエータによって作動させられるようになされているものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置では、第３癖折り部材の直線運動によって折返形成部の折曲げ動作が行われるようになっているため、折返形成部の折曲げの程度が弱く、容器素材のスプリングバックによって折曲げられた折返形成部が元の状態に戻ってしまうことがある。そうすると、底部成形不良が発生する。
【０００４】
また、第３癖折り部材を往復直線運動させるためには比較的大きなサイクルタイムが必要で、包装機械の高速運転に不向きである。
【０００５】
さらに、第１〜第３癖折り部材が１つのアクチュエータを共有していることから、第３癖折り部材の作動だけを停止しようとしても、そうすることができなかった。このことは、折返形成部をもたない容器は、これを製造することができないことを意味する。
【０００６】
この発明の目的は、上記課題を解決し、折返形成部を充分深く折曲げることが可能であり、高速運転を図ることが可能であり、しかも、折返形成部の折曲げ動作だけを単独で停止させることができる包装機械を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による包装機械は、底部構成端部が、順次連なる第１〜第４底壁パネルを有し、第１底壁パネルの先端縁部中央に液端面浸透防止用折返形成部が設けられている角筒状容器の包装機械であって、マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成端部を突出させて、第１および第３底壁パネルをマンドレル移動方向と直交方向に向けるようにはめ被せられ、マンドレルが処理ステーションで停止させられるように間欠的に駆動される移動体と、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるボトムブレーカとを備えており、ボトムブレーカが、第１癖折り部材および第２癖折り部材を有しており、第１癖折り部材の作動によって第２および第４底壁パネルが初めに折畳まれ、第２癖折り部材の作動によって第１および第３底壁パネルが続いて折畳まれるようになされており、さらに、ボトムブレーカが、折返形成部をその基部にそって外向きに折曲げて折り癖を付ける第３癖折り部材を有している包装機械において、第３癖折り部材が、非作動位置から第１作動位置を経由して第２作動位置までの間で揺動自在であり、第３癖折り部材が非作動位置から第１作動位置に向かって揺動させられる間またはその後に、第２癖折り部材の作動によって第１底壁パネルとともに移動させられる折返形成部が第３癖折部材に当接して外向きに折曲げられ、第２癖折り部材の作動後に、第３癖折り部材が、第１作動位置から第２作動位置に向かって揺動させられ、この間の第３癖折り部材の揺動により、折返形成部がその折曲げ角度を大きくするように折曲げられるようになされているものである。
【０００８】
この発明による包装機械では、第３癖折り部材が、非作動位置から第１作動位置を経由して第２作動位置までの間で揺動自在であり、第３癖折り部材が非作動位置から第１作動位置に向かって揺動させられる間に、第２癖折り部材の作動によって第１底壁パネルとともに移動させられる折返形成部が第３癖折部材に当接して外向きに折曲げられ、第２癖折り部材の作動後に、第３癖折り部材が、第１作動位置から第２作動位置に向かって揺動させられ、この間の第３癖折り部材の揺動により、折返形成部がその折曲げ角度を大きくするように折曲げられるようになされているから、折返形成部を折曲げる動作が、第２癖折り部材の作動による第１底壁パネルの移動動作を利用して折返形成部を折曲げる一段階目と、第３癖折り部材の揺動によって折返形成部を折曲げる二段階目とによって行われる。したがって、折返形成部を充分深く折曲げることができる。
【０００９】
また、第３癖折り部材の動作が揺動であるから、包装機械の高速運転を図ることができる。
【００１０】
さらに、上記包装機械において、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成部の第１底壁パネルが、右に向けられ、第３癖折り部材が、同マンドレルの軸線から右方に所定距離を隔てたところをのびた揺動中心を有し揺動中心から左向きにのびたアーム状のものであり、マンドレル移動方向から見て、第３癖折り部材の下縁部左右両端間に下向き突起が設けられ、突起の基部から左向きにのびた折曲げガイド面が設けられ、折曲げガイド面の左端から上向きに折曲げ強化面が設けられ、第２癖折り部材の作動によって第１底壁パネルとともに移動させられる折返形成部が、第１作動位置の第３癖折部材の突起に衝突して乗り越えかつその後折曲げガイド面にそってその右端から左端まで移動させられ、第２癖折り部材が作動位置に位置するときに、第３癖折部材の揺動中心から第１底壁パネルの折返形成部に隣接する部分までの距離と、折曲げ強化面の揺動半径が、ほぼ一致させられていると、折返形成部を、第１底壁パネルの折返形成部の基部に隣接する部分に重なるまで折曲げることができる。
【００１１】
また、第３癖折り部材が、第１癖折り部材および第２癖折り部材を作動させるアクチュエータとは別のアクチュエータによって作動させられるようになされていると、第３癖折り部材の動作だけを単独で停止させることができる。したがって、折返形成部の有無に係わらず、どのような容器でも製造することができる。
さらに、第３癖折り部材を作動させるアクチュエータが、２段ストロークの流体圧シリンダであると、第３癖折り部材の２段動作を簡単かつ確実に行わせることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１３】
以下の説明において、前後とは、図１の左側を前、これと反対側を後といい、左右とは、後方より見て、その左右の側を左右というものとする。
【００１４】
図８に、容器11が上下逆様の状態で示されている。容器11は、胴部となるべき胴部形成部12、頂部となるべき頂部形成端部13および底部となるべき底部形成端部14よりなる。
【００１５】
底部形成端部14は、順次エンドレスに連なった四角形の第１〜第４底壁パネル21〜24よりなる。第２および第４底壁パネル22，24には、逆Ｖ字状のスコア線25が形成されている。第１底壁パネル21の先端縁部中央には、容器軸方向と平行にのびた一対の切込み26が形成されており、両切込み26で挟まれた部分が液端面浸透防止用折返形成部27となされている。
【００１６】
底部形成端部14は、つぎのように折畳まれる。まず、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24が内方に折込まれながら、スコア線25にそって２つ折りとなるように折畳まれ、ついで、折畳まれた第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の上に重ねられるように第１底壁パネル21および第３底壁パネル23が折畳まれる。そして、第３底壁パネル23とその下方の第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の三角形部分の間に第１底壁パネル21の折返形成部27を含む先端縁部が差し込まれる。この場合、折返形成部27は、あらかじめ、第１底壁パネル21の折返形成部27の基部に隣接する部分に重合わされるように折返しされている。
【００１７】
図９に、最終的に平坦に折畳まれた底部形成端部14を、容器内面側から見たものが示されている。もし仮に、図１０に示すように、折返形成部27が無いとすると、第１底壁パネル21の折返形成部27に相当する部分Ｂは、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の２つ折りとなった三角形部分の間から容器内に露出されることとなる。そうすると、容器に内容物を充填後に、第１底壁パネル21の折返形成部27に相当する部分Ｂの先端面から液体が浸透することになるが、上記の通り、折返形成部27を折返しておくことにより、折返形成部27は、第１底壁パネル21と、第２底壁パネル22および第４底壁パネル24の２つ折りとなった三角形部分に被覆されることとなって、液体の浸透が防止される。
【００１８】
包装機械は、図１に示すように、８つの放射状マンドレル31を有し、マンドレル31が、図１中矢印Ａで示すように、反時計方向に回転しかつ８つの第１〜第８処理ステーションＩ〜VIIIに順次停止するように配置されている間欠駆動ロータ32と、第１処理ステーションＩに配置されているフィーダ33、第４処理ステーションIVに配置されているボトムヒータ34、第５処理ステーションＶに配置されているボトムブレーカ35、第５処理ステーションから第６処理ステーションにかけて配置されているフォールディングレール36と、第６処理ステーションVIに配置されているボトムプレス37および第８処理ステーションVIIIに配置されているアンローダ38と、第８処理ステーションVIIIを搬送経路の始端とするように配置されている容器搬送コンベヤ39とを備えている。
【００１９】
第２処理ステーションII、第３処理ステーションIII および第７処理ステーションVII は、いずれもアイドルステーションとされている。アイドルステーションにはプレヒータ等適宜設けられる。
【００２０】
図８を参照すると、マンドレル回転方向が矢印Ａで示されているが、マンドレル31に容器11が底部構成端部14を突出させて、第１底壁パネル21を右に向けるようにはめ被せられる。
【００２１】
ボトムブレーカ35は、図２および図３に詳しく示すように、第５処理ステーションＶでマンドレル移動方向に開閉させられる一対の第１癖折り部材41と、第５処理ステーションＶでマンドレル移動方向と直交方向に開閉させられる一対の第２癖折り部材42と、第５処理ステーションＶで停止させられたマンドレル31の軸線右方を同軸線と交差する方向にのびた軸線を中心として揺動させられる第３癖折り部材43とを備えられている。
【００２２】
第５処理ステーションＶで停止させられたマンドレル31の外方には、適宜手段によって機械フレームに固定されたヨーク44が設けられ、これに、マンドレル移動方向に並んで左右方向にのびた一対の第１回動軸45と、両第１回動軸45の外方をこれらと交差する方向にのびた一対の第２回動軸46とが支持されている。さらに、右側の第２癖折り部材42の後方を斜め下向きにのびるようにヨーク44にブラケット47が設けられ、これの下端に、第２回動軸46と平行にのびた支持軸48が設けられている。
【００２３】
両第１癖折り部材41は、両第１回動軸45からそれぞれ内向きにのびたアーム状のもので、先端に三角板状押圧板51を有している。両第２癖折り部材42は、両第２回動軸46からそれぞれ内向きにのびたアーム状のもので、先端に丸棒状押圧棒52を有している。図示しない駆動手段により、両第１回動軸45および第２回動軸46は、それぞれに互いに反対方向に可逆回動させられ、その結果、第１癖折り部材41がその押圧板51を、第２癖折り部材42がその押圧棒52を互いに接近・離隔させるように開閉させられる。閉鎖時の両第１癖折り部材41の押圧板51は、第２および第４底壁パネル22，24にあてがわれ、両第２癖折り部材42の押圧棒52は、第１および第３底壁パネル21，23にあてがわれる。
【００２４】
第３癖折り部材43は、第５処理ステーションＶで停止させられたマンドレル31にはめ被せられた容器11の底部構成端部14の第１底壁パネル21をまたぐように支持軸48に取付けられたＬ字アーム状のもので、支持軸48から左向きにのびた帯板状基端アーム部61と、これの先端から前斜め下向きにのびた帯板状先端アーム部62とよりなる。
【００２５】
先端アーム部62の先端部には下方に延長するように幅広部63が設けられるとともに、幅広部63に直交して互いに平行に左向きにのびた一対の二股アーム部64が設けられている。二股アーム部64の間隔は、折返形成部27の幅よりわずかだけ小さい。幅広部63の下端部は、二股アーム部64の基部より下方に突出しており、この部分が下向き突起を形成している。二股アーム部64の下面が折曲げガイド面65を形成するとともに、二股アーム部64の先端面が折曲げ強化面66を形成している。折曲げガイド面65と折曲げ強化面66の挟み角度は、ほぼ９０度である。
【００２６】
第３癖折り部材43の基部には右方突出延長アーム状耳部67が設けられている。耳部67の先端部には、ヨーク44に下向きに取付けられた流体圧シリンダ68のピストンロッド69が連結されている。この流体圧シリンダ68は、２段ストロークのものである。
【００２７】
図５に示すように、流体圧シリンダ68が進出位置のときに、第３癖折り部材43が非作動位置Ｐ0 に、流体圧シリンダ68が１段ストローク位置のときに、第３癖折り部材43が第１作動位置Ｐ1 に、流体圧シリンダ68が２段ストローク位置のときに、第３癖折り部材43が第２作動位置Ｐ2 にそれぞれ位置させられる。
【００２８】
第５処理ステーションＶに容器11が搬入される際、第１および第２癖折り部材41，42は、ともに、開位置にあり、第３癖折り部材43は、非作動位置Ｐ0 にある。非作動位置Ｐ0 の第３癖折り部材43は、同容器11の底部構成端部14の外方にある。
【００２９】
容器11が第５処理ステーションＶに搬入されると、流体圧シリンダ68が１段目ストロークさせられ、第３癖折り部材43が第１作動位置Ｐ1 に位置させられる。ついで、第１および第２癖折り部材41，42が開位置から閉位置に向かって同時に移動を開始し、その途中で、まず、第１癖折り部材41が同容器11の第２および第４底壁パネル22，24をスコア線25にそって内向きに折畳み、ついで、第２癖折り部材42が、第１および第３底壁パネル21，23を、折畳まれた第２および第４底壁パネル22，24の上に重なるように内向きに折畳む。
【００３０】
折畳まれる際の第１底壁パネル21の先端縁部の描く軌跡が、図５(a) および(b) に曲線Ｍで示されているが、この曲線Ｍと第３癖折り部材43は交差させられており、折曲げガイド面65は先にいくにしたがってその軌跡Ｍから内に向かって離れていっている。したがって、第３癖折り部材43が第１作動位置Ｐ1 にある状態で、第１底壁パネル21が閉位置に向かって移動させられると、第３癖折り部材43の突起63に折返形成部27が衝突してその基部にそって右向きに折曲げられ、折返形成部27が突起63を乗り越えた後、折返形成部27が折曲げガイド面65に沿って移動していくことにより、折返形成部27の折曲げ角度が次第に大きくなっていく。
第２癖折り部材42が最終的に図５(c) に示す閉位置に位置させられると、第１および第３底壁パネル21，23は、容器中心線に対しほぼ４５度程度折曲げられ、この第１底壁パネル21に対し折返形成部27はほぼ９０度程度折曲げられる。
【００３１】
第２癖折り部材42が閉位置に至ると、流体圧シリンダ68を２段目ストロークさせる。そうすると、第３癖折り部材43がさらに揺動させられ、図５(c) に示すように、第３癖折り部材43が第２作動位置Ｐ2 に位置させられる。この状態で、第３癖折り部材43の折曲げ強化面66が第１底壁パネル21にほぼ接するようになる。このことは、第３癖折り部材43の揺動中心から最終折り曲げ位置にある第１底壁パネル21までの距離と、折曲げ強化面66の揺動半径とがほぼ等しいことを意味する。
【００３２】
第３癖折り部材43が第２作動位置Ｐ2 に位置させられると、第３癖折り部材43の折曲げ強化面66は、折返形成部27を、第１底壁パネル21の折返形成部27の基部に隣接する部分に重ね合せるように押圧する。折返形成部27は、当初の起立した状態から、１８０度折り曲げられたことになる。ここまで、折返形成部27に折り癖を付けておくと、容器素材のスプリングバックによって折返形成部27の折り癖がとれる心配がない。
【００３３】
この後、流体圧シリンダ68を２段ストローク分進出させて第３癖折り部材43を上向きに揺動させ、ついで、第１および第２癖折り部材41，42を容器11から離隔させる。
【００３４】
第１および第２癖折り部材41，42と、第３癖折り部材43は、別の駆動源によって作動させられるため、それらの作動タイミングは自由に設定できるし、第３癖折り部材43の作動だけを停止させることができる。
【００３５】
フォールデイングレール36は、図６に詳しく示すように、左右のレール部材71，72よりなる。両レール部材71，72は、ロータ32の回転中心を中心とするほぼ円弧板状に形成されたものであるが、より正確には、第５処理ステーションＶから第６処理ステーションVIに向かうにつれて、両レール部材71，72は、ロータ32の回転中心に近付いていってる。
【００３６】
両レール部材71，72の間には、折畳まれた底部構成端部14を入り込ませる間隙Ｃが形成されている。間隙Ｃは、マンドレル移動方向に順次連なった第１区間Ｃ1 、第２区間Ｃ2 および第３区間Ｃ3 よりなる。
【００３７】
底部構成端部14が第１〜３区間Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 を順次通過していく間に、底部構成端部14が折畳まれていく様子が、図７に順次示されている。
【００３８】
第１区間Ｃ1 では、底部構成端部14が両レール部材71，72に接触した時点から折り畳みが始まり、第２区間Ｃ2 では、第１底壁パネル21先端が第３底壁パネル23先端の下に入り込む程度まで折り畳まれ、第３区間Ｃ3 では、底部構成端部14はほぼ平坦に折り畳まれる。
【００３９】
そして、第１区間Ｃ1 のほぼ中間部にガイドローラ73が配置されている。ガイドローラ73の回転軸は、ガイドローラ73のところを通過するマンドレル31の軸線延長線と交差して左右方向にのびている。ガイドローラ73は、同マンドレル31の中心が描く軌跡よりやや右に偏った位置において、その内端をレール間隙Ｃ内にはめ入れている。
【００４０】
図７(a) は、底部構成端部14が、丁度ガイドローラ73のところを通過する状態を示すものである。このときに、ガイドローラ73の先端は、折返形成部27の基部左側の部分を押圧している。また、折返形成部27がガイドローラ73のところを通過する前後には、第１底壁パネル21の折返形成部27基部延長線上の部分がガイドローラ73の先端部によって押圧される。このように、ガイドローラ73によって、第１底壁パネル21の折返形成部27の有る部分と無い部分をセパレートすることにより、折返形成部27を、図７(b) および(c) に示すように、確実に折曲げることができる。
【００４１】
ガイドローラ73は、第１区間Ｃ1 に設けられていればよいが、第２区間Ｃ2 の直前に設けられることが好ましい。
【００４２】
上記した実施の形態において、つぎのようなバリエーションが様々に考えられる。
【００４３】
第１底壁パネルの先端縁部中央に一対の切込みが形成されることにより、両切込みに挟まれた領域が液端面浸透防止用折返形成部となされていたが、折返形成部は、第１底壁パネルの先端縁部中央から上方に突出させられるように形成される容器も知られている（実公昭５９−２２０１５号参照）。このような容器に対しても、この発明による第３癖折り部材によって、折返形成部に折り癖をつけることができる。
【００４４】
複数のマンドレルは、水平回転軸線のまわりに放射状に配列されているが、垂直回転中心を有する水平回転板の周縁部に、複数のマンドレルが垂下状に設けられている包装機械も知られている（特開昭６１−１２７４０３号参照）。このような包装機械にも、この発明は適用される。
【００４５】
さらに、複数のマンドレルは、垂直面内を循環させられる無限軌道に外方直立状に設けるようにしてもよい。
【００４６】
８つのマンドレルをもったロータが示されているが、ロータの数が、６であるケースも良く知られている。
【００４７】
第１癖折り部材および第２癖折り部材は、ともに対をなしかつ開閉させられることによって癖折り動作を行っているが、第１癖折り部材および第２癖折り部材がマンドレルの端面に対し接近・離隔しうるようにマンドレル軸線方向に直線移動自在であり、第１癖折り部材および第２癖折り部材の少なくとも一方は、開閉動作をすることなく、直線移動動作のみで折り癖をつけるように構成されているボトムブレーカも知られている（実開平３−８１０７号参照）。このように構成された第１癖折り部材および第２癖折り部材に、この発明による第３癖折り部材を組み合わせることができる。
【００４８】
ガイドローラに代えて、例えば、容器移動方向にのびた棒状の固定ガイド部材を用いても良い。その場合、固定部材の容器に対する接触面にはテフロンコーティングを施すことが好ましい。そうすれば、ガイド部材と容器との擦れによる容器表面のポリエチレンの滓等の発生を防止できる。
【００４９】
【発明の効果】
この発明によれば、容器底部構成端部の液端面浸透防止するための折返形成部を充分深く折曲げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による包装機械の側面図である。
【図２】同包装機械のボトムブレーカの側面図である。
【図３】図２のIII ーIII 線にそう矢視図である。
【図４】同ボトムブレーカの第３癖折り部材の斜視図である。
【図５】同ボトムブレーカによる折畳み動作説明図である。
【図６】同包装機械のフォールディングレール周辺の斜視図である。
【図７】同フォールディングレールによる折畳み動作説明図である。
【図８】同包装機械に用いられる容器の斜視図である。
【図９】同容器の折畳み後の底部を内面側から見た平面図である。
【図１０】同底部の別の形態を説明するための図９相当の平面図である。
【符号の説明】
11 容器
14 底部構成端部
21〜24 第１〜第４底壁パネル
27 折返形成部
31 マンドレル
32 ロータ
34 ボトムブレーカ
41〜43 第１〜第３癖折り部材
Ｐ0 非作動位置
Ｐ1 、Ｐ2 作動位置
Claims (4)
- 底部構成端部が、順次連なる第１〜第４底壁パネルを有し、第１底壁パネルの先端縁部中央に液端面浸透防止用折返形成部が設けられている角筒状容器の包装機械であって、
マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成端部を突出させて、第１および第３底壁パネルをマンドレル移動方向と直交方向に向けるようにはめ被せられ、マンドレルが処理ステーションで停止させられるように間欠的に駆動される移動体と、
処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるボトムブレーカと、
を備えており、
ボトムブレーカが、第１癖折り部材および第２癖折り部材を有しており、第１癖折り部材の作動によって第２および第４底壁パネルが初めに折畳まれ、第２癖折り部材の作動によって第１および第３底壁パネルが続いて折畳まれるようになされており、ボトムブレーカが、さらに、折返形成部をその基部にそって外向きに折曲げて折り癖を付ける第３癖折り部材を有している包装機械において、
第３癖折り部材が、非作動位置から第１作動位置を経由して第２作動位置までの間で揺動自在であり、第３癖折り部材が非作動位置から第１作動位置に向かって揺動させられる間またはその後に、第２癖折り部材の作動によって第１底壁パネルとともに移動させられる折返形成部が第３癖折部材に当接して外向きに折曲げられ、第２癖折り部材の作動後に、第３癖折り部材が、第１作動位置から第２作動位置に向かって揺動させられ、この間の第３癖折り部材の揺動により、折返形成部がその折曲げ角度を大きくするように折曲げられるようになされている包装機械。 - 処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成部の第１底壁パネルが、右に向けられ、
第３癖折り部材が、同マンドレルの軸線から右方に所定距離を隔てたところをのびた揺動中心を有し揺動中心から左向きにのびたアーム状のものであり、マンドレル移動方向から見て、第３癖折り部材の下縁部左右両端間に下向き突起が設けられ、突起の基部から左向きにのびた折曲げガイド面が設けられ、折曲げガイド面の左端から上向きに折曲げ強化面が設けられ、第２癖折り部材の作動によって第１底壁パネルとともに移動させられる折返形成部が、第１作動位置の第３癖折部材の突起に衝突して乗り越えかつその後折曲げガイド面にそってその右端から左端まで移動させられ、第２癖折り部材が作動位置に位置するときに、第３癖折部材の揺動中心から第１底壁パネルの折返形成部に隣接する部分までの距離と、折曲げ強化面の揺動半径が、ほぼ一致させられている請求項１記載の包装機械。 - 第３癖折り部材が、第１癖折り部材および第２癖折り部材を作動させるアクチュエータとは別のアクチュエータによって作動させられるようになされていることを特徴とする請求項１または２に記載の包装機械。
- 第３癖折り部材を作動させるアクチュエータが、２段ストロークの流体圧シリンダであることを特徴とする請求項３記載の包装機械。
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