JP7456320B2 - 円錐形状の包装材をキャッチする装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、移送された円錐形状の包装材をキャッチする装置および方法に関する。

一部のアイスクリームや菓子等の包装材として、スリーブコーンカップと呼ばれる先端が尖った円錐形状であるものが用いられている。このような包装材には展開した状態で扇形状となる枚葉紙が使用され、この枚葉紙の一辺に接着剤が塗布される。その後、当該枚葉紙はマンドレルと呼ばれる円錐形の金型に巻き付けられる。このとき枚葉紙の接着剤が塗布された一方の辺を他方の辺と重ねることにより、両辺部分が互いに接着され、円錐形状の包装材が成形される。

このようにして成形された円錐形状の包装材は、マンドレルの内部からエアーを噴射する等して高速で外され、次の枚葉紙が速やかに当該マンドレルに巻き付けられる、という動作が順次繰り返される。マンドレルから取り外された円錐形状の包装材は、そのまま１箇所に重ねて保管または移動することができるが、これに何らかの後加工をしたいときは、当該包装材を重ねずに、例えば１個ずつベルトコンベアに移載することが好ましい場合がある。しかし、当該包装材は先端が尖っているため、エアー噴射等で高速で飛ばされた場合にこれを損傷させずに安定して減速させ、しかも短時間でベルトコンベア等に移載することは容易ではない。

特許文献１には、成形された円錐形状の包装材であるスリーブコーンカップが、これを保持する上部マンドレルの先端部側近傍に設けられた排気口からエアーを吹き出すことによって上部マンドレルから抜き取られ、後方に配置されているトップカールユニットに供給されることが記載されている。トップカールユニットとは、スリーブコーンカップの口部にカール加工を施すものであり、特許文献１に図示されるように、スリーブコーンカップを保持するホルダーが多数、放射状に並べて配置され、これが間欠的に回転する構造を有している。

特開２０００－３０１６３１号公報

しかし、このような構造では平面上のスペースを無駄に占有してしまう。さらには、円錐形状の包装材を一定方向に並べてコンベア上に配置するためには、ホルダーから当該包装材を外してコンベアに載置する工程が追加で必要となる。よって、当該包装材の全体的な生産速度の低下につながる。一方、単純にエアー噴射等で高速で飛ばされた円錐形状の包装材を何らかの障害物に当てて減速させることが考えられる。しかし、この場合は、当該包装材の向きが一定方向を向かず、これを揃えるのに時間を要する。また、飛ばされた当該包装物の尖った先端部分が損傷し、商品価値を損ねる可能性がある。

本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、移送された円錐形状の包装材を安定してキャッチする装置および方法を提供することを課題とする。

本実施の形態による移送された円錐形状の包装材をキャッチする装置は、前記包装材の移送方向を第１方向とするとき、前記第１方向に沿った回転軸を有し、互いに逆方向に回転する第１回転部および第２回転部を備え、前記第１方向に沿って平面視したとき、前記第１回転部および前記第２回転部には、それぞれの外周に沿って少なくともひとつの凹部が形成されており、前記第１回転部および前記第２回転部は、これらが所定の位置にあるとき、それぞれの前記凹部どうしが対向して隙間であるキャッチ領域を形成でき、前記第１回転部および前記第２回転部は、前記包装材が前記キャッチ領域に挿入されたときに、前記包装材の頂点を除く側面と当接して、当該包装材の前記第１方向に沿った前記移送を停止させることができる。

また、本実施の別の形態による円錐形状の包装材をキャッチする装置において、前記第１方向に沿って平面視したとき、前記第１回転部および前記第２回転部は、これらが所定の位置にあるとき、それぞれの前記凹部どうしが対向してひとつの閉じた隙間であるキャッチ領域を形成できてもよい。

また、本実施の別の形態による円錐形状の包装材をキャッチする装置において、前記第１方向に沿って平面視したときの前記キャッチ領域は、前記包装材の底面の半径よりも小さい半径の円弧をその輪郭として含むものでもよい。

また、本実施の別の形態による円錐形状の包装材をキャッチする装置において、前記第１方向に沿って平面視したときの、前記第１回転部および前記第２回転部のそれぞれにおける、回転中心から外周までの最大距離を半径とする円の直径をそれぞれｄ１およびｄ２とし、それぞれの回転中心間の距離をｄ０とするとき、ｄ１およびｄ２の和はｄ０の２倍よりも大きく、直径がｄ１およびｄ２である前記円の２箇所の交点をＲおよびＳとするとき、当該ＲおよびＳは、前記キャッチ領域を形成するときの前記第１回転部および前記第２回転部の外周と重なってもよい。

また、本実施の別の形態による円錐形状の包装材をキャッチする装置において、前記第１方向に直交する第２方向に沿って平面視したとき、前記第１回転部および前記第２回転部のいずれか一方は、回転中心から外周までの最大距離が、第１方向に沿った両端よりもその間において最小となり、他方は、回転中心から外周までの最大距離が、第１方向に沿った両端よりもその間において最大となってもよい。

また、本実施の別の形態による円錐形状の包装材をキャッチする装置において、前記第１方向に直交する第２方向に沿って平面視したとき、前記第１回転部および前記第２回転部は、それぞれ、第１方向に沿って第１部分、第２部分および第３部分がこの順に隣接して構成され、それぞれの前記第１部分、前記第２部分および前記第３部分どうしが対向し、前記第１回転部および前記第２回転部のいずれか一方の前記第１部分および前記第３部分の回転中心から外周までの最大距離がｄ０／２より大きく、前記第２部分の回転中心から外周までの最大距離がｄ０／２より小さく、かつ、他方の前記第１部分および前記第３部分の回転中心から外周までの最大距離がｄ０／２より小さく、前記第２部分の回転中心から外周までの最大距離がｄ０／２より大きくてもよい。

また、本実施の別の形態による円錐形状の包装材をキャッチする装置において、前記包装材の前記第１方向に沿った前記移送を停止させた後、前記第１回転部および前記第２回転部が互いに逆方向に回転することにより、前記包装材を、前記第１方向並びに前記第１回転部および前記第２回転部のそれぞれの回転中心を通る直線に直交する方向に排出できるものでもよい。

また、本実施の別の形態による円錐形状の包装材をキャッチおよび搬送する装置は、上記円錐形状の包装材をキャッチする装置に隣接して、前記包装材を前記排出される方向に沿って搬送することが可能なベルトコンベア装置をさらに備えてもよい。

また、本実施の形態による円錐形状の包装材をキャッチする方法は、前記包装材の移送方向を第１方向とするとき、前記第１方向に沿った回転軸を有し、互いに逆方向に回転し、前記第１方向に沿って平面視したとき、それぞれの外周に沿って少なくともひとつの凹部が形成されている、第１回転部および第２回転部を、それぞれの前記凹部どうしが対向して隙間であるキャッチ領域を形成するように所定の位置まで回転させる工程と、前記包装材を前記キャッチ領域に挿入させる移送工程と、前記第１回転部および前記第２回転部が、前記包装材の頂点を除く側面と当接して、当該包装材の前記第１方向に沿った前記移送を停止させるキャッチ工程と、を備える。

また、本実施の別の形態による円錐形状の包装材をキャッチおよび搬送する方法は、上記の円錐形状の包装材をキャッチする方法に加えて、前記キャッチ工程の後、前記第１回転部および前記第２回転部が互いに逆方向に回転することにより、前記包装材を、前記第１方向並びに前記第１回転部および前記第２回転部のそれぞれの回転中心を通る直線に直交する方向に排出する排出工程と、前記包装材を前記排出される方向に沿ってベルトコンベア装置によって搬送する搬送工程と、をさらに備えてもよい。

本実施の形態によれば、移送された円錐形状の包装材を安定してキャッチする装置および方法を提供することができる。

本開示の第１実施形態に係る包装材をキャッチする装置の一例を説明する正面図および平面図である。 扇形状枚葉紙および円錐形状包装材の一例を説明する図である。 巻付け部から集積部に至る工程の一例を説明する概略斜視図である。 巻付け部から第２搬送部に至る工程の一例を説明する概略斜視図である。 本開示に至る過程で検討された検討例を説明する概略図である。 本開示の第２実施形態に係る包装材をキャッチする装置の一例を説明する正面図および側面図である。 第２実施形態に係る包装材をキャッチする装置の第１部分を説明する図である。 第２実施形態に係る包装材をキャッチする装置の第２部分を説明する図である。 第２実施形態に係る包装材をキャッチする装置の第３部分を説明する図である。

以下、図面等を参照して、本開示の包装材をキャッチする装置および方法の一例について説明する。ただし、本開示の包装材をキャッチする装置および方法は、以下に説明する実施形態に係る装置や方法には限定されない。

なお、以下に示す各図は、模式的に示したものである。そのため、各部の大きさ、形状、断面図における各層の厚さ等は理解を容易にするために適宜誇張している。また、各図において部材の断面を示すハッチングを適宜省略する。本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値および材料名は実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく適宜選択して使用することができる。本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば平行や直交、垂直等の用語については、厳密に意味するところに加え、実質的に同じ状態も含むものとする。また、説明の便宜上、紙面に対して上方または下方等という語句を用いて説明することがあるが、上下方向が逆転してもよく、左右方向についても同様とする。

１．第１実施形態
本開示の包装材をキャッチする装置の典型的な実施形態について説明する。図１（ａ）および図１（ｃ）は、本開示の第１実施形態に係る包装材をキャッチする装置であるキャッチ装置１の一例を示す正面図である。また、図１（ｂ）は、キャッチ装置１の平面図である。ここで、キャッチ装置１を説明する便宜上、ＸＹＺ座標系を設ける。キャッチ装置１において、後述する円錐形状包装材１０２が移送されてくる方向Ｂに沿ってＹ軸を設け、鉛直方向に沿ってＺ軸を設ける。また、Ｙ軸およびＺ軸に直交するＸ軸を設ける。ここで、円錐形状包装材１０２が移送される方向を－Ｙ方向側、その逆方向を＋Ｙ方向側とする。また、円錐形状包装材１０２の進行方向を手前に向けたときの右側を＋Ｘ方向側、その逆方向を－Ｘ方向側とし、鉛直上方を＋Ｚ方向側、鉛直下方を－Ｚ方向側とする。

キャッチ装置１は、Ｙ軸に沿った回転軸２６を中心として回転可能な第１回転部２と、同じくＹ軸に沿った別の回転軸３６を中心として回転可能な第２回転部３と、が互いに隣接して配置された構成を備える。第１回転部２および第２回転部３には、それぞれの外周に沿って複数の凹部である凹部２４および３４が形成されている。また、＋Ｚ方向から第２回転部３を見ると、第２回転部３の凹部２４の両端にはＹ軸方向に沿ってテーパ面４４が設けられている。

図１（ａ）に示すように、－Ｙ方向側からキャッチ装置１を平面視する。ここで、第１回転部２および第２回転部３がそれぞれ回転して所定の位置に来たとき、それぞれの凹部２４および３４どうしが対向して隙間であるキャッチ領域４０を形成する。キャッチ領域４０の輪郭として上下にそれぞれ円弧の形状が形成されるが、Ｘ方向に沿った両端部が途切れている。なお、キャッチ領域４０の輪郭形状は円弧に類似する形状や四角等の他の形状でもよい。キャッチ装置１がこの状態にあるとき、図１（ｂ）に示すように、方向Ｂである－Ｙ方向側に向けて、円錐形状包装材１０２が空中を横切りながら移送される。その後、円錐形状包装材１０２はこのキャッチ領域４０に挿入される。そして、第１回転部２および第２回転部３は、円錐形状包装材１０２を安全かつ確実にキャッチすることができる。すなわち、第１回転部２および第２回転部３は、円錐形状包装材１０２の頂点１０４を除く側面１０５と当接して、これの移送を安定して停止させることができる。

＜ａ＞第１実施形態に係るキャッチ装置の概要
本開示は、円錐形状の包装材を製造する装置そのものではなく、上述のように、成形され移送された円錐形状の包装材をキャッチする装置に関するものである。キャッチとは、移送されてきた包装材の傷付きや変形を抑制しながら後工程への搬送も考慮しつつ、その移送を停止させて受け止めることである。しかしながら、本開示のキャッチ装置の詳細の説明の前に、理解を容易にするため、前工程を含めた、想定される全体的な装置構成の概略について簡単に説明する。

＜ｉ＞扇形状枚葉紙および円錐形状包装材
円錐形状の包装材のもととなる部材は、図２（ａ）に示すような、扇形状枚葉紙１００である。扇形状枚葉紙１００は平面視において扇形に近似する扇形状を形成している。扇形状は数学的な扇形とは異なるものを含むが、円錐形状包装材１０２を組み立てられるよう、扇形をベースとしてのりしろ部分である接着剤塗布予定部５０や円錐形状の包装材を剥がしやすくするためのつまみとなる突起１０１が付加され、角部が必要に応じて丸められている。扇形状枚葉紙１００は、円錐形状包装材１０２を組み立てられるものであれば、上記以外の形状を含んでもよい。

扇形状枚葉紙１００は、図２（ｂ）に示すような円錐形状包装材１０２に組み立てたときに開口部である底面１０６の円周となる周縁部として第３周縁部１００ｃを有している。第３周縁部１００ｃは所定の円弧を含んだ周縁部である。また、扇形状枚葉紙１００は、円錐形状包装材１０２に組み立てたときの頂点１０４に対応する頂部１０３を有している。頂部は扇形の頂点であってもよいが、本実施形態では頂部１０３は丸みを帯びた領域である。さらに、扇形状枚葉紙１００は、第３周縁部１００ｃの両端部と、頂部１０３とを結ぶ周縁部として、第１周縁部１００ａおよび第２周縁部１００ｂを有している。

第１周縁部１００ａおよび第２周縁部１００ｂは、それぞれ扇形状枚葉紙１００を扇形と見立てたときの半径部分、あるいは円錐形状包装材１０２の斜辺に相当する周縁部である。しかし、実際には、第１周縁部１００ａおよび第２周縁部１００ｂは直線部分を含むものの直線部分以外の部分をも含んで構成されている。例えば、第１周縁部１００ａは、直線部分の両端に円弧を含んで構成され、第２周縁部１００ｂは、直線部分の両端に円弧を含み、かつ途中に突起１０１を含んで構成される。なお、第１周縁部１００ａの直線部分に沿って帯状の接着剤塗布予定部５０が設けられる。これは本実施形態の説明上、便宜的に設けたものであり、接着剤塗布予定部５０として特別な加工やマーキングがされているわけではない。

なお、接着剤塗布予定部５０に接着剤を塗布した扇形状枚葉紙１００を頂部１０３付近に頂点１０４が形成されるように丸めることにより、円錐形状包装材１０２を成形することができる。円錐形状包装材１０２は、底面１０６が開口部となる円錐近似の円錐形状をしている。当然ながら、円錐形状包装材１０２は数学的な円錐に限らず、これに近似する形状を含むものである。

＜ｉｉ＞キャッチ装置以外も含めた全体的な装置構成の概要
扇形状枚葉紙１００は、図示しない搬送部に複数枚を積み重ねてストックされ、そこから１枚ずつ吸着されて所定位置まで移動する。扇形状枚葉紙１００の移動方向は、第１周縁部１００ａが含む直線部分に沿う方向である。この方向を便宜的に方向Ａとする。ここで、図３（ａ）は、扇形状枚葉紙１００を搬送しながら接着剤を塗布し、これを巻き付けて円錐形状の包装材に仕上げる第１搬送部６と、巻付け部７の構成の一例を示す斜視図である。また、図３（ｂ）は、扇形状枚葉紙１００を巻き付ける巻付け部７の説明図である。図３（ｃ）は、巻き付けが終わった円錐形状包装材１０２を重ねて集積する集積部８の説明図である。

その後、扇形状枚葉紙１００は、図３（ａ）に示すように第１搬送部６によってさらに方向Ａに沿って搬送される。第１搬送部６では、扇形状枚葉紙１００を搬送路６１の上に滑らせながら、後方から爪部６２で押すことにより扇形状枚葉紙１００を搬送方向に移動させている。ただし、第１搬送部６の搬送方式はこれに限らず、例えば扇形状枚葉紙１００の表裏面をベルト等で挟みながら搬送するものでもよい。

第１搬送部６は、扇形状枚葉紙１００を搬送しつつ、搬送方向に沿って接着剤を塗布する接着剤塗布部５を備えている。扇形状枚葉紙１００は、その第１周縁部１００ａの直線部分が搬送方向である方向Ａに沿っているため、第１周縁部１００ａのすぐ内側に設けられた接着剤塗布予定部５０に接着剤を塗布できる。図３（ａ）において、扇形状枚葉紙１００が位置Ｅに来たとき、接着剤の塗布が良好に完了する。したがって、接着剤塗布部５に複雑な動作をさせることなく、扇形状枚葉紙１００に対して容易に接着剤塗布形成部５１を形成できる。

さらに、第１搬送部６は扇形状枚葉紙１００を下流側に搬送し、上部マンドレル７１および下部マンドレル７２により構成される巻付け部７の付近である位置Ｆまで移動させる。上部マンドレル７１および下部マンドレル７２は、互いに対向配置される一対の円錐形の金属体である。第１搬送部６を搬送された扇形状枚葉紙１００の第２周縁部１００ｂを先頭部分として、扇形状枚葉紙１００は上部マンドレル７１および下部マンドレル７２の間に挿入される。

ここで、扇形状枚葉紙１００の第１周縁部１００ａおよび第２周縁部１００ｂのそれぞれが含む直線部分の延長線が交わる交角をθ１とする。このとき、上部マンドレル７１および下部マンドレル７２が互いに接する接線は、扇形状枚葉紙１００の平面内において第１搬送部６の搬送方向に対してθ１傾斜している。すなわち、当該接線は扇形状枚葉紙１００の第２周縁部１００ｂが含む直線部分と平行である。

このとき、第２周縁部１００ｂが含む直線部分が当該接線と一致する位置が位置Ｆであり、扇形状枚葉紙１００がこの位置にセットされる。これにより上部マンドレル７１および下部マンドレル７２が扇形状枚葉紙１００を搬送方向に沿って引き込むことができる。さらに、図３（ｂ）に示すように、上部マンドレル７１が図示しない孔を有し、ここからバキュームで扇形状枚葉紙１００を吸着することにより、上部マンドレル７１の周りの位置Ｇで扇形状枚葉紙１００を巻き付けて円錐形状包装材１０２を成形することができる。このとき、第１周縁部１００ａに沿って形成された接着剤塗布形成部５１には第２周縁部１００ｂが重なる。さらに上部マンドレル７１と下部マンドレル７２とで挟まれ押圧されることで両周縁部が密着する。

次に、図３（ｃ）に示すように、上部マンドレル７１に成形された円錐形状包装材１０２は、上部マンドレル７１の図示しない孔からのエアパージ等によって、上部マンドレル７１から離脱する方向、すなわち方向Ｂに向けて飛ばされる。ここで、円錐形状包装材１０２が何らの後加工も必要なく出荷等できる場合には、順次飛ばされた円錐形状包装材１０２を位置Ｈで集積部８として集積し、所定数ごとにまとめて梱包することができる。一方、円錐形状包装材１０２に何らかの後加工を行う必要がある場合はこのように集積せずに、各々の円錐形状包装材１０２を一定向きに並べて搬送することが好ましい。

図４は、このような成形後の円錐形状包装材１０２への後加工が必要な場合の装置構成の一例を示す図である。この図では、エアパージ等により上部マンドレル７１から離脱して移送中の円錐形状包装材１０２は、キャッチ装置１で位置Ｋにて受け止められ、当該円錐形状包装材１０２を損傷させることなく安定してその移送を停止させる。また、移送が停止された円錐形状包装材１０２は、その後、速やかに、方向Ｂと直交する方向Ｃに向けて搬送するための第２搬送部９の搬送路９１の上に載せられる。

そして、円錐形状包装材１０２は、搬送路９１と同期して移動する保持部９２に保持されながら方向Ｃに向けて例えば位置Ｌおよびその延長上の位置に搬送される。第２搬送部９はこのようなベルトコンベア装置であってもよく。それ以外の公知の搬送手段であってもよい。以下、このような成形後の円錐形状包装材１０２への後加工が必要な場合に設けられる、本開示の実施形態に係るキャッチ装置１の検討経緯および構成の詳細を説明する。

＜ｂ＞検討例に係るキャッチ装置の構成
上述したようなキャッチ装置１の構成に至るまでに発明者が検討した検討例について簡単に説明する。これとの比較により、本開示の実施形態に係るキャッチ装置１の作用機能を明確にするためである。

図５（ａ）および図５（ｄ）は、本開示の実施形態に係るキャッチ装置１を検討する前に事前検討された検討例に係るキャッチ装置２０１の正面図である。また、図５（ｂ）、図５（ｃ）および図５（ｅ）はこれの平面図である。ＸＹＺ座標系は図１のキャッチ装置１の座標系に準じて設けている。発明者はまず、図５（ａ）や図５（ｂ）に示すような中央部に厚さ方向に沿ったテーパ面２１３を有する円形の孔を備え、Ｘ軸方向に沿って分離可能なキャッチ装置２０１を検討した。

キャッチ装置２０１は、図５（ｃ）に示すように、＋Ｙ方向側から移送されてきた円錐形状包装材１０２を、円錐形状包装材１０２の斜辺と同様の傾斜を有するテーパ面２１３に当接させることでキャッチし、当該円錐形状包装材１０２の移送を停止させることができる。ここでキャッチ装置２０１は、図５（ｄ）および図５（ｅ）に示すように、中央に半円状の凹部を有する第１押さえ部２１１と第２押さえ部２１２とから構成され、それぞれがＸ軸に沿って離隔するように移動できる。したがってこのような両押さえ部の移動により、円錐形状包装材１０２を自重で下方に落下させることができる。この落下地点に前述の第２搬送部９のような搬送手段を配置すれば、成形後の円錐形状包装材１０２を同一方向に並べて搬送することができる。

この場合、キャッチ装置２０１が円錐形状包装材１０２をキャッチしてその移送を停止してから、第１押さえ部２１１と第２押さえ部２１２とが相互に離隔して円錐形状包装材１０２を開放する。その後、当該円錐形状包装材１０２が、例えば前述の第２搬送部９の搬送路９１の上に自由落下する。しかし、この方式ではキャッチ装置２０１が円錐形状包装材１０２をキャッチしてその移送を停止してから搬送路９１の上に自由落下するまでに一定の時間を要してしまう。円錐形状包装材１０２は、外側が比較的軽量な厚紙で形成されており、その内部が空洞であるため、空気抵抗により落下速度が遅くなるからである。

＜ｃ＞第１実施形態に係るキャッチ装置の詳細
ここで、再度、第１実施形態のキャッチ装置１の詳細の構成と作用機能について説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、キャッチ装置１は、ＸＺ平面内で互いに回転可能に隣接する第１回転部２と第２回転部３とを備える。第１回転部２および第２回転部３には、それぞれの外周に沿って４箇所の円弧状の凹部２４および３４が形成されている。この凹部には、前述のとおり各回転部の厚さ方向に沿ってテーパが設けられている。

図１（ａ）に示すように、キャッチ装置１を－Ｙ方向側から平面視したとき、第１回転部２および第２回転部３の、各回転軸２６および３６の回転中心から外周までの最大距離を半径とする円の直径をそれぞれｄ２１およびｄ３１とする。本実施形態では、第１回転部２および第２回転部３は、直径がそれぞれｄ２１およびｄ３１である円の外周に４箇所の円弧状凹部が形成されたものである。さらに第１回転部２および第２回転部３は同一形状であるため、ｄ２１およびｄ３１は同一の値である。ただし、第１回転部２および第２回転部３は同一形状である必要はなく、第１回転部２および第２回転部３の外周が必ずしも円の外周である必要はない。

また、回転軸２６および３６のそれぞれの中心間の距離をｄ５１とする。さらに第１回転部２の凹部２４と第２回転部３の凹部３４とが互いに対向する位置にあるとき、凹部２４および３４が円形の一部の形状の隙間であるキャッチ領域４０を形成する。キャッチ領域４０は、図１（ｂ）に示すように－Ｙ方向側から+Ｙ方向側に向けて広がる向きにテーパを有している。すなわちキャッチ領域４０は、円錐台形状の空間を有している。なお、凹部２４および３４が形成する隙間の形状を円形とするのは一例であり、楕円形、多角形等任意の形状とすることができる。

ただし、図１（ａ）にあるように、キャッチ領域４０が形成する円形の輪郭は、Ｘ軸に沿った両端で途切れている。すなわち第１回転部２および第２回転部３は、キャッチ領域４０のＸ軸に沿った両端においてもっとも接近しているが、両回転部はここでｄ５２だけ離隔している。なお、キャッチ領域４０の－Ｙ方向側の外周輪郭部分の直径をｄ４２とし、＋Ｙ方向側の直径をｄ４１とする。

一方、ｄ２１およびｄ３１の値を合計した値は、ｄ５１の値の２倍以下となる。すなわち、第１回転部２および第２回転部３は、互いの回転中心から外周までの最大距離となる部分が、それぞれ対向した場合でも、両部分は互いに接するか離隔している。ｄ２１およびｄ３１の合計した値がｄ５１の値の２倍より大きいと、両回転部が干渉して回転することができないからである。したがって、上記のとおりキャッチ領域４０が形成する円形の輪郭は、必然的にＸ軸に沿った両端で途切れることとなる。

また、－Ｙ方向側から平面視したときのキャッチ領域４０は、円錐形状包装材１０２の底面１０６の半径よりも小さい半径の円弧をその輪郭として含んでいる。これにより、キャッチ領域４０を形成する第１回転部２および第２回転部３の凹部２４および３４が、円錐形状包装材１０２の頂点１０４から底面１０６までの所定箇所の側面１０５と密着することができ、効果的に円錐形状包装材１０２をキャッチできるからである。所定箇所とは、円錐形状包装材１０２をＹ軸に直交する面で切った断面の輪郭の半径がキャッチ領域４０の輪郭の半径に等しい箇所のことである。

ここで、同一形状であって互いに部分的に接しながら回転する第１回転部２および第２回転部３の最外周が円弧であり、その直径がいずれもｄ２１であって、キャッチ領域４０が形成する円形の輪郭の直径がｄ４１であるとする。このときの両回転部の最小の離隔幅であるｄ５２を計算する。これはＸＺ平面上の座標を（ｘ，ｚ）としたとき、ｘ²＋（ｚ－ｄ２１／２）²＝（ｄ２１／２）²とｘ²＋ｚ²＝（ｄ４１／２）²とで表わされる２つの円の交点のＺ座標の絶対値を２倍することで求めることができ、ｄ５２＝２ｚ＝（ｄ４１／２）²／（ｄ２１／２）である。最小でもこの幅の分だけはキャッチ領域４０のＸ軸に沿った両端において第１回転部２および第２回転部３が離隔している必要がある。

このように、第１回転部２および第２回転部３が回転してキャッチ領域４０が形成されているときに、図１（ｂ）に示すように、方向Ｂである＋Ｙ方向側から－Ｙ方向側に向けて、円錐形状包装材１０２が空中を横切りながら移送される。円錐形状包装材１０２は、前述したように、巻付け部７で成形された後、上部マンドレル７１からのエアパージ等によって、当該上部マンドレル７１から離脱する方向、すなわち方向Ｂに向けて飛ばされる。円錐形状包装材１０２は、空中を横切りながら重力の影響で下降していくが、これらも考慮して、円錐形状包装材１０２の移送の軌跡がキャッチ領域４０の出来る限り中心部分を通るように、キャッチ装置１の配置を定めることが好ましい。

円錐形状包装材１０２は、このように、第１回転部２および第２回転部３が形成するキャッチ領域４０に挿入される。その後、第１回転部２および第２回転部３の凹部２４および３４が、円錐形状包装材１０２の頂点１０４を除く側面１０５と当接する。これにより、円錐形状包装材１０２の方向Ｂに沿った移送を停止させることができる。このとき、円錐形状包装材１０２の側面１０５のテーパと近いテーパであるテーパ面４４を第１回転部２および第２回転部３が有することが好ましい。こうすれば、第１回転部２および第２回転部３の凹部２４および３４の内面の略全体が円錐形状包装材１０２の側面１０５と当接でき、円錐形状包装材１０２へ与える局所的なダメージを低減できるからである。その結果、円錐形状包装材１０２を高速で移送させてもこれを傷つけて品質不良としてしまう可能性を抑制でき、円錐形状包装材１０２の生産効率を向上させることができる。

次に、図１（ｃ）に示すように、円錐形状包装材１０２は、第１回転部２および第２回転部３が形成したキャッチ領域４０に挿入されることによりキャッチされ、その移送が停止された後、－Ｘ方向側に排出される。具体的には、－Ｙ方向側から平面視したときに、第１回転部２が時計回りに回転し第２回転部３が半時計回りに回転する。これにより、円形のキャッチ領域４０の形状は崩れて－Ｘ方向側の開放空間が広がると共に、凹部２４および３４はそれぞれ左上側および左下側に移動していく。その結果、円錐形状包装材１０２は、凹部２４および３４の＋Ｘ側端部に押されて－Ｘ方向側に強制的に排出される。

したがって、前述した図４の第２搬送部９の円錐形状包装材１０２の搬送方向である方向Ｃを＋Ｘ方向に一致または近似させることにより、キャッチ後の円錐形状包装材１０２を速やかに一定方向に搬送させることができる。このように、本実施形態のキャッチ装置１は、前述した検討例に係るキャッチ装置２０１と比べて、キャッチ後の円錐形状包装材１０２が自由落下するのを待つ必要なく、速やかに搬送できる点で優れている。

なお、キャッチ装置１は、第１回転部２および第２回転部３が常に回転していてもよく、円錐形状包装材１０２をキャッチする際は停止し、排出するときに回転するという間欠的な動作をしてもよい。本実施形態では第１回転部２および第２回転部３が常に一定速度で回転する。よって、両回転部が一周する間に、第１回転部２および第２回転部３はキャッチ領域４０を４回形成することができる。したがって、成形された円錐形状包装材１０２を巻付け部７から排出するタイミングとキャッチ装置１がキャッチ領域４０を形成するタイミングとを合わせることにより、キャッチ装置１が円錐形状包装材１０２を成形する装置全体の律速となることなく、円錐形状包装材１０２を安定的に後工程に引き渡すことができる。

また、キャッチ装置１は、第１回転部２および第２回転部３がそれぞれ４箇所の凹部２４および３４を備えるが、凹部の数はこれに限定されない。第１回転部２および第２回転部３の外形を大きくしてそれぞれが５箇所以上の凹部を備えるようにしてもよく、逆に３箇所以下の凹部としてもよい。最低１箇所ずつの凹部があれば本実施形態の機能を発揮できるからである。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）では、キャッチ領域４０を形成する第１回転部２および第２回転部３の凹部２４および３４の形成部は、円錐形状包装材１０２の側面１０５のうち、底面１０６よりも頂点１０４に近い部分に当接している。しかし、キャッチ装置１がより安定して円錐形状包装材１０２をキャッチするためには、円錐形状包装材１０２の側面１０５のうち、頂点１０４よりも底面１０６に近い部分で当接することが好ましい。

すなわち、円錐形状包装材１０２の底面１０６の直径をｄ１０２とするとき、キャッチ領域４０の－Ｙ方向側の外周輪郭部分の直径であるｄ４２の値は、ｄ１０２／２の値以上であることが好ましい。また、キャッチ領域４０の＋Ｙ方向側の直径であるｄ４１の値は極力ｄ１０２の値に近いことが好ましい。このようにすることで、キャッチ装置１は、より広い表面積で円錐形状包装材１０２の側面と当接することができ、強い摩擦力を得る。これにより、確実に円錐形状包装材１０２の移送を停止させることができる。さらに、円錐形状包装材１０２を局所的に傷つけることが抑制でき、品質向上が図れる。

さらに、第１回転部２と第２回転部３とは互いに大きさが異なり、一方の回転部と他方の回転部とは外周部に備える凹部の数が異なっていてもよい。これにより、第１回転部２および第２回転部３のそれぞれの大きさや回転速度を自由に決めることができ、設計の自由度が高められる。また、第１回転部２と第２回転部３とはＺ軸方向すなわち鉛直方向に沿って配列されているが、第１回転部２と第２回転部３とは水平方向に配列されてもよく、斜め方向に配列されてもよい。この場合は、両回転部の回転中心どうしを通る直線に直交する方向に円錐形状包装材１０２が排出される。この点を考慮して後工程の搬送方向を検討すべきことに留意する。

２．第２実施形態
次に、本開示の包装材をキャッチする装置の別の実施形態について説明する。図６（ａ）は、第２実施形態に係る包装材をキャッチする装置であるキャッチ装置１ａの一例を示す正面図である。また、図６（ｂ）は、キャッチ装置１ａの＋Ｘ方向から見たときの側面図である。なお、第１実施形態のキャッチ装置１と同様の位置関係でＸＹＺ座標系を設ける。

＜ａ＞第２実施形態に係るキャッチ装置の詳細
キャッチ装置１ａは、Ｙ軸に沿った回転軸２６を中心として回転可能な第１回転部２ａと、同じくＹ軸に沿った別の回転軸３６を中心として回転可能な第２回転部３ａと、が互いに隣接して配置された構成を備える。第１回転部２ａおよび第２回転部３ａには、それぞれの外周に沿って複数の凹部である凹部２４および凹部３４が形成されている。＋Ｘ方向からキャッチ装置１ａを見ると、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの凹部２４および３４の両端部にはＹ軸方向に沿って連続的または断続的に並ぶテーパ面４４ａが設けられている。また、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａは、それぞれのＺ軸に沿った上端と下端とにおいてＹ軸に沿った凹凸を形成している。

例えば、第１回転部２ａは、－Ｙ方向側から+Ｙ方向側に向けて第１部分２１、第２部分２２および第３部分２３が順次重なった構成をしている。このうち第１部分２１および第３部分２３はＺ軸に沿った上端から下端までの幅が大きく形成される。一方、第１部分２１および第３部分２３の間に挟まれる第２部分２２は、Ｚ軸に沿った上端から下端までの幅が他の部位よりも小さく形成される。よって、＋Ｘ方向から見たときの第１回転部２ａは、その回転軸２６の回転中心から外周までの最大距離が、Ｙ軸に沿った両端の第１部分２１および第３部分２３よりもその間の第２部分２２において最小となる。

これに対して第２回転部３ａは上述の第１回転部２ａとは逆の関係となる。例えば、第２回転部３ａも、－Ｙ方向側から+Ｙ方向側に向けて第１部分３１、第２部分３２および第３部分３３が順次重なった構成をしている。このうち第１部分３１および第３部分３３はＺ軸に沿った上端から下端までの幅が小さく形成される。一方、第１部分３１および第３部分３３の間に挟まれる第２部分３２は、Ｚ軸に沿った上端から下端までの幅が他の部位よりも大きく形成される。よって、＋Ｘ方向から見たときの第２回転部３ａは、その回転軸３６の回転中心から外周までの最大距離が、Ｙ軸に沿った両端の第１部分３１および第３部分３３よりもその間の第２部分３２において最大となる。

ここで、図６（ａ）に示すように、－Ｙ方向側からキャッチ装置１を平面視する。ここで、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａがそれぞれ回転して所定の位置に来たとき、それぞれの凹部２４および３４どうしが対向して隙間であるキャッチ領域４０ａを形成する。ここで、キャッチ領域４０ａは、第１実施形態のキャッチ領域４０とは異なり、そのＸ軸に沿った両端も含めて、ひとつの閉じた隙間を形成している。

すなわち、キャッチ領域４０ａが形成する円形の輪郭は、Ｘ軸に沿った両端で途切れずにつながった輪郭を有している。本実施形態では、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａは、それぞれの回転中心から外周までの最大距離を半径とする２円を形成したときに互いが交差する。また、そのときの２交点を点Ｒおよび点Ｓとすると、この２点はキャッチ領域４０ａを形成するときの第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの外周と重なる。

キャッチ装置１ａがこの状態にあるとき、図６（ｂ）に示すように、方向Ｂである－Ｙ方向側に向けて、円錐形状包装材１０２が空中を横切りながら移送される。その後、円錐形状包装材１０２はこのキャッチ領域４０ａに挿入される。そして、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａは、円錐形状包装材１０２の頂点１０４を除く側面と当接して、当該円錐形状包装材１０２の移送を安定して停止させることができる。－Ｙ方向側からキャッチ装置１を平面視したとき、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａが形成するキャッチ領域４０ａは、ひとつの閉じた隙間を形成している。これにより、円錐形状包装材１０２のキャッチを一層確実に行うことができる。

さらには、図６（ａ）に示すように、キャッチ装置１ａは、円錐形状包装材１０２が第１回転部２ａおよび第２回転部３ａが形成したキャッチ領域４０ａに挿入されることによりこれをキャッチし、その移送を停止した後、速やかにこれを－Ｘ方向側に排出することができる。具体的には第１実施形態と同様に、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａがそれぞれ時計回りおよび半時計回りに回転することにより、円錐形状包装材１０２の強制的な排出を行う。以下、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの構成を、第１部分２１および３１、第２部分２２および３２並びに第３部分２３および３３のそれぞれに分けて説明する。

＜ｉ＞第１部分
まず、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの第１部分２１および３１について説明する。図６（ｂ）において、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの－Ｙ側の表面を通るＹ１－Ｙ１線で切った断面であって、その＋Ｙ方向側にある第２部分２２、３２や第３部分２３、３３を省略した第１部分２１および３１のみを示す断面図を図７（ａ）に示す。また第１部分２１および３１に対応する＋Ｘ方向側から見た側面図を図７（ｂ）に示す。第１回転部２ａの第１部分２１および第２回転部３ａの第１部分３１には、それぞれの外周に沿って４箇所の円弧状の凹部２４ａおよび３４ａが形成されている。

図７（ａ）に示すように、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの第１部分２１および３１を－Ｙ方向側から断面視したとき、第１部分２１および３１の、各回転軸２６および３６の回転中心から外周までの最大距離を半径とする円の直径をそれぞれｄ２１１およびｄ３１１とする。また、回転軸２６および３６のそれぞれの中心間の距離をｄ２２１とする。本実施形態では、第１部分２１および３１は、直径がそれぞれｄ２１１およびｄ３１１である円の外周に４箇所の円弧状凹部が形成されたものである。ただし、第１部分２１および３１の外周が必ずしも円の外周である必要はない。

本実施形態において第１部分２１の直径ｄ２１１の値は、第１部分３１の直径ｄ３１１の値よりも大きい。また、ｄ２１１の値はｄ２２１の値よりも大きいが、ｄ２１１／２の値とｄ３１１／２の値との和はｄ２２１の値以下となる。すなわち、第１部分３１が第１部分２１と同一直径であるｄ２１１の外周部分を有すると、第１部分２１および３１の外周円は２個の交点を有することになり互いに回転中に干渉してしまう。よって、第１部分３１の外周円は、第１部分２１のそれよりも一回り小さくなっている。

第１部分２１の凹部２４ａと第１部分３１の凹部３４ａとが互いに対向する位置にあるとき、凹部２４ａおよび３４ａが円形の隙間である部分キャッチ領域４１を形成する。部分キャッチ領域４１はキャッチ領域４０ａの一部を構成する。部分キャッチ領域４１は、図７（ｂ）に示すように－Ｙ方向側から+Ｙ方向側に向けて広がる向きにテーパ面４４ａの一部である部分テーパ面４５ａを有している。すなわち部分キャッチ領域４１として、円錐台形状の空間を有している。

ただし、図７（ａ）にあるように、部分キャッチ領域４１が形成する円形の輪郭は、Ｘ軸に沿った両端で途切れている。すなわち第１部分２１および３１は、部分キャッチ領域４１のＸ軸に沿った両端においてもっとも接近しているが、両部分はここで一定距離だけ離隔している。なお、部分キャッチ領域４１の－Ｙ方向側の外周輪郭部分の直径をｄ４２１とし、＋Ｙ方向側の直径をｄ４１１とする。なお、ｄ４１１の値はｄ４２１の値よりもテーパの広がり分だけ大きくなっている。

上述したとおり、ｄ２１１およびｄ３１１を合計した値は、ｄ２２１の値の２倍以下である。すなわち、第１部分２１および３１は、互いの回転中心から外周までの最大距離となる部分が、それぞれ対向した場合でも、両部分は互いに接するか離隔している。ｄ２１１およびｄ３１１を合計した値がｄ２２１の値の２倍より小さいと、両回転部が干渉して回転することができないからである。したがって、上記のとおり部分キャッチ領域４１が形成する円形の輪郭は、必然的にＸ軸に沿った両端で途切れることとなる。

また、第１回転部２ａの第１部分２１の回転中心から外周までの最大距離の値がｄ２２１／２の値より大きく、第２回転部３ａの第１部分３１の回転中心から外周までの最大距離の値がｄ２２１／２の値より小さい。すなわち、第１部分２１の最大外周部分と第１部分３１の最大外周部分とは、両部分の回転中心どうしを結ぶ線分の中間地点よりも第１部分３１に近い位置で接するか、この位置を挟むように接近する。

ここで、第１部分２１の直径ｄ２１１の円と、第１部分３１の直径が仮にｄ２１１であると仮定した場合の円との２交点をＲ１およびＳ１とする。このとき、第１回転部２ａの第１部分２１の外周が点Ｒ１および点Ｓ１を通過すること、すなわち当該外周上に点Ｒ１および点Ｓ１が存在することが好ましい。これは後述するが、第１回転部２ａの第１部分２１の外周、第２回転部３ａの第２部分３２の外周、および、第１回転部２ａの第３部分２３の外周、のすべてが前述の２円の交点である点Ｒおよび点Ｓを通過すべきであるからである。点Ｒ１および点Ｓ１は、図６（ａ）で説明した点Ｒおよび点ＳとＸＺ平面において同一場所を指す点である。

＜ｉｉ＞第２部分
続けて、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの第２部分２２および３２について説明する。図６（ｂ）において、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの第１部分２１および３１と、第２部分２２および３２との境界部分を通るＹ２－Ｙ２線で切った断面であって、その＋Ｙ方向側にある第３部分２３、３３を省略した第２部分２２および３２のみを示す断面図を図８（ａ）に示す。また第２部分２２および３２に対応する＋Ｘ方向側から見た側面図を図８（ｂ）に示す。第１回転部２ａの第２部分２２および第２回転部３ａの第２部分３２には、それぞれの外周に沿って４箇所の円弧状の凹部２４ｂおよび３４ｂが形成されている。

図８（ａ）に示すように、第１回転部２aおよび第２回転部３ａの第２部分２２および３２を－Ｙ方向側から断面視したとき、第２部分２２および３２の外形は前述した第１部分３１および２１と類似したものとなる。第２部分２２および３２の回転中心から外周までの最大距離を半径とする円の直径は、それぞれ第１部分３１のｄ３１１および第１部分２１のｄ２１１と同一である。すなわち、第１回転部２ａの第２部分２２の外形は第２回転部３ａの第１部分３１の外形と類似し、第２回転部３ａの第２部分３２の外形は第１回転部２ａの第１部分２１の外形と類似する。換言すれば、第１部分２１および３１については、第１回転部２ａ側の第１部分２１のほうが、第２回転部３ａ側の第１部分３１よりも外形が大きく形成されている。また、第２部分２２および３２については、逆に、第２回転部３ａ側の第２部分３２のほうが、第１回転部２ａ側の第２部分２２よりも外形が大きく形成されている。

第２部分２２および第２部分３２は、直径がそれぞれｄ３１１およびｄ２１１である円の外周に４箇所の円弧状凹部が形成されたものである。ただし、第２部分２２および３２の外周が必ずしも円の外周である必要はなく、直径がそれぞれｄ３１１およびｄ２１１と同一である必要はない。

第２部分２２の凹部２４ｂと第２部分３２の凹部３４ｂとが互いに対向する位置にあるとき、凹部２４ｂおよび３４ｂが円形の隙間である部分キャッチ領域４２を形成する。部分キャッチ領域４２は前述の部分キャッチ領域４１とともにキャッチ領域４０ａの一部を構成する。部分キャッチ領域４２は、図８（ｂ）に示すように－Ｙ方向側から+Ｙ方向側に向けて広がる向きにテーパ面４４ａの一部である部分テーパ面４５ｂを有し、部分キャッチ領域４２として円錐台形状の空間を有している。

また、第１部分２１および３１の場合と同様に、図８（ａ）にて部分キャッチ領域４２が形成する円形の輪郭は、Ｘ軸に沿った両端で途切れている。なお、部分キャッチ領域４２の－Ｙ方向側の外周輪郭部分の直径をｄ４２２とし、＋Ｙ方向側の直径をｄ４１２とする。このとき、ｄ４１２の値がｄ４２２の値よりもテーパの広がり分だけ大きくなるのは当然だが、ｄ４２２の値は部分キャッチ領域４１のｄ４１１よりも大きいことが好ましい。キャッチ領域４０ａのテーパ面４４ａが、できるだけ連続した一定傾斜面を形成することが望ましいからである。

また、第１回転部２ａの第２部分２２の回転中心から外周までの最大距離の値がｄ２２１／２の値より小さく、第２回転部３ａの第２部分３２の回転中心から外周までの最大距離の値がｄ２２１／２の値より大きい。すなわち、第２部分２２の最大外周部分と第２部分３２の最大外周部分とは、両部分の回転中心どうしを結ぶ線分の中間地点よりも第２部分２２に近い位置で接するか、この位置を挟むように接近する。

ここで、第２部分２２の直径が仮にｄ２１１であると仮定した場合の円と、第２部分３２の直径ｄ２１１の円との２交点をＲ２およびＳ２とする。このとき、第２回転部３ａの第２部分３２の外周が点Ｒ２および点Ｓ２を通過すること、すなわち当該外周上に点Ｒ２および点Ｓ２が存在することが好ましい。なお、点Ｒ２および点Ｓ２は、図６（ａ）で説明した点Ｒおよび点ＳとＸＺ平面において同一場所を指す点である。

＜ｉｉｉ＞第３部分
次に、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの第３部分２３および３３について説明する。図６（ｂ）において、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの第２部分２２および３２と、第３部分２３および３３との境界部分を通るＹ３－Ｙ３線で切った断面図を図９（ａ）に示す。また第３部分２３および３３に対応する＋Ｘ方向側から見た側面図を図９（ｂ）に示す。第１回転部２ａの第３部分２３および第２回転部３ａの第３部分３３には、それぞれの外周に沿って４箇所の円弧状の凹部２４ｃおよび３４ｃが形成されている。

図９（ａ）に示すように、第１回転部２aおよび第２回転部３ａの第３部分２３および３３を－Ｙ方向側から断面視したとき、第３部分２３および３３の外形は前述した第１部分２１および３１と類似したものとなる。第３部分２３および３３の回転中心から外周までの最大距離を半径とする円の直径は、それぞれ第１部分２１のｄ２１１および第１部分３１のｄ３１１と同一である。ただし、第３部分２３および３３の外周が必ずしも円の外周である必要はなく、直径がそれぞれｄ２１１およびｄ３１１と同一である必要はない。ただし、第３部分２３の外周円は、第３部分３３のそれよりも一回り大きいことが必要である。

第３部分２３の凹部２４ｃと第３部分３３の凹部３４ｃとが互いに対向する位置にあるとき、凹部２４ｃおよび３４ｃが円形の隙間である部分キャッチ領域４３を形成する。部分キャッチ領域４３は前述の部分キャッチ領域４１および４２とともにキャッチ領域４０ａの一部を構成する。部分キャッチ領域４３は、図９（ｂ）に示すように－Ｙ方向側から+Ｙ方向側に向けて広がる向きにテーパ面４４ａの一部である部分テーパ面４５ｃを有し、部分キャッチ領域４３として円錐台形状の空間を有している。

また、第１部分２１、３１および第２部分２２、３２の場合と同様に、図９（ａ）にて部分キャッチ領域４３が形成する円形の輪郭は、Ｘ軸に沿った両端で途切れている。なお、部分キャッチ領域４３の－Ｙ方向側の外周輪郭部分の直径をｄ４２３とし、＋Ｙ方向側の直径をｄ４１３とする。このとき、ｄ４１３の値がｄ４２３の値よりもテーパの広がり分だけ大きくなるのは当然だが、ｄ４２３の値は部分キャッチ領域４２のｄ４１２よりも大きいことが好ましい。

また、第１回転部２ａの第３部分２３の回転中心から外周までの最大距離の値がｄ２２１／２の値より大きく、第２回転部３ａの第３部分３３の回転中心から外周までの最大距離の値がｄ２２１／２の値より小さい。すなわち、第３部分２３の最大外周部分と第３部分３３の最大外周部分とは、両部分の回転中心どうしを結ぶ線分の中間地点よりも第３部分３３に近い位置で接するか、この位置を挟むように接近する。

なお、第１部分２１および３１と同様であるが、第３部分２３の直径ｄ２１１の円と、第３部分３３の直径が仮にｄ２１１であると仮定した場合の円との２交点をＲ３およびＳ３とする。このとき、第１回転部２ａの第３部分２３の外周が点Ｒ３および点Ｓ３を通過すること、すなわち当該外周上に点Ｒ３および点Ｓ３が存在することが好ましい。点Ｒ３および点Ｓ３は、図６（ａ）で説明した点Ｒおよび点ＳとＸＺ平面において同一場所を指す点である。

＜ｂ＞第２実施形態のキャッチ装置の作用
上述した、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａがそれぞれ第１部分２１および３１、第２部分２２および３２並びに第３部分２３および３３を備えたキャッチ装置１ａの作用について詳細を説明する。

キャッチ装置１ａは、第１回転部２および第２回転部３が連続回転または間欠動作により回転することによって、図６（ａ）に示すような円形の輪郭であるキャッチ領域４０ａを形成する。このとき、図６（ｂ）に示すように、方向Ｂである＋Ｙ方向側から－Ｙ方向側に向けて、円錐形状包装材１０２が空中を横切りながら移送される。

円錐形状包装材１０２は、所定位置に配置されたキャッチ装置１ａの第１回転部２ａおよび第２回転部３ａが形成するキャッチ領域４０ａに挿入される。その後、図６（ｂ）に示すように、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの凹部２４ａおよび３４ａが、円錐形状包装材１０２の頂点１０４を除く側面１０５と当接して円錐形状包装材１０２の方向Ｂに沿った移送を停止させることができる。このとき、円錐形状包装材１０２の側面１０５のテーパと近いテーパであるテーパ面４４ａを第１回転部２ａおよび第２回転部３ａが有することが好ましい。こうすれば、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの凹部２４ａおよび３４ａの内面の略全体が円錐形状包装材１０２の側面１０５と当接でき、円錐形状包装材１０２へ与える局所的なダメージを低減できるからである。

また、－Ｙ方向側から平面視したときのキャッチ領域４０ａは、円錐形状包装材１０２の底面１０６の半径よりも小さい半径の円弧をその輪郭として含んでいる。これにより、キャッチ領域４０ａを形成する第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの凹部２４ａおよび３４ａが、円錐形状包装材１０２の頂点１０４から底面１０６までの所定箇所の側面１０５と密着することができ、効果的に円錐形状包装材１０２をキャッチできるからである。この点は、第１実施形態と共通する。

次に、図６（ａ）に示すように、円錐形状包装材１０２は、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａが形成したキャッチ領域４０ａに挿入されることによりキャッチされ、その移送が停止された後、－Ｘ方向側に排出される。具体的には、－Ｙ方向側から平面視したときに、第１回転部２ａが時計回りに回転し第２回転部３ａが半時計回りに回転する。これにより、円形のキャッチ領域４０ａの形状は崩れて－Ｘ方向側の開放空間が広がると共に、凹部２４ａおよび３４ａはそれぞれ左上側および左下側に移動していく。その結果、円錐形状包装材１０２は、凹部２４ａおよび３４ａの＋Ｘ側端部に押されて－Ｘ方向側に強制的に排出される。

したがって、第１実施形態と同様のことであるが、前述した図４の第２搬送部９の円錐形状包装材１０２の搬送方向である方向Ｃを＋Ｘ方向に一致または近似させることにより、キャッチ後の円錐形状包装材１０２を速やかに一定方向に搬送させることができる。よって、本実施形態のキャッチ装置１ａについても、キャッチ後の円錐形状包装材１０２が自由落下するのを待つ必要なく、速やかに搬送できる点で優れている。

さらに、本実施形態では、Ｙ軸方向に沿って平面視したとき、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａが形成するキャッチ領域４０ａは、ひとつの閉じた隙間となっている。すなわち、第１実施形態のキャッチ領域４０とは異なり、キャッチ領域４０ａが形成する円形の輪郭がＸ軸に沿った両端で途切れてはいない。本実施形態では、Ｙ軸方向に沿って平面視したときの第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの外形は、いずれも直径が同一のｄ２１１の円形に複数の円弧状凹部が形成されたものである。ここで、ｄ２１１の値は、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの回転中心間の距離であるｄ２２１の値よりも大きい。よって、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの外形円を形成する２円は２箇所の交点ＲおよびＳを形成する。

一方、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａは、その厚さ方向すなわちＹ軸方向に沿って、３分割されている。これらはすなわち第１部分２１および３１、第２部分２２および３２、並びに第３部分２３および３３である。ここで、前述のとおり、第１部分２１および３１は、部分キャッチ領域４１の形成時に互いの干渉を避けるため、両部分が一定間隔だけ離隔している。第２部分２２および３２が部分キャッチ領域４２を形成するとき、並びに第３部分２３および３３が部分キャッチ領域４３を形成するときも同様である。よって、第１部分２１および３１、第２部分２２および３２、並びに第３部分２３および３３の各々の部分で見る限り、その部分キャッチ領域４１、４２および４３はいずれも第1実施形態のキャッチ領域４０と同様に円形の輪郭がＸ軸に沿った両端で途切れている。

しかし、第１回転部２ａの第１部分２１および第３部分２３ではその外周が上述の２円の交点である点Ｒおよび点Ｓを通過する。さらに、第２回転部３ａの第２部分３２ではその外周が当該点Ｒおよび点Ｓを通過する。この特徴により、キャッチ装置１ａをＹ軸方向に沿って平面視したとき、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａが形成するキャッチ領域４０ａは、必ず当該点Ｒおよび点Ｓにおいて、第１回転部２ａ側の輪郭と第２回転部３ａ側の輪郭とが重なることになる。したがって、平面視した場合には、キャッチ領域４０ａが左右両端部で途切れることがない閉じた隙間として確認できる。

本実施形態のキャッチ装置１ａは、上記のような特徴を有することにより、例えば非常に変形しやすい薄手の枚葉紙で成形された円錐形状包装材１０２に対しても、キャッチ領域が閉じていない隙間である場合と比べてより安定的にこれをキャッチすることが可能である。なぜなら、円錐形状包装材１０２が変形して、キャッチ領域の途切れた箇所からはみ出してキャッチ装置１ａを通り抜けてしまう可能性をより低減できるからである。

本実施形態では、Ｙ軸方向に沿って平面視したときの第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの外形が、いずれも直径が同一のｄ２１１の円形に複数の円弧状凹部が形成されたものとしている。しかし、第１実施形態と同様に、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの外形を異なるものとしてもよく、形成する凹部の数を１個以上の任意の数とすることができる。第１回転部２ａおよび第２回転部３ａのそれぞれにおける、回転中心から外周までの最大距離を半径とする円の直径をそれぞれｄ１およびｄ２とし、それぞれの回転中心間の距離をｄ０とする。

このとき、ｄ１およびｄ２の和はｄ０の２倍よりも大きくすることが必要である。この場合、２円は２点の交点である点Ｒおよび点Ｓを有するが、第１回転部２ａ側の第１部分２１と第２回転部３ａ側の第２部分３２の両部分の外周がこれらの点Ｒおよび点Ｓと重なることが必要である。この条件を満たすことにより、キャッチ装置１ａをＹ軸方向に沿って平面視したときのキャッチ領域４０ａがひとつの閉じた隙間を形成できるからである。

さらに、第１回転部２ａ側には第３部分２３および３３が備えられ、第３部分２３の外周がこれらの点Ｒおよび点Ｓと重なることが好ましい。第１回転部２ａおよび第２回転部３ａが第１部分２１および３１並びに第２部分２２および３２のみを備える場合、キャッチ領域に挿入された円錐形状包装材１０２は、まず第２部分２２および３２の当接によってその側面１０５の一部が外力を受ける。次に、円錐形状包装材１０２は、第１部分２１および３１の当接によってその側面１０５の一部が別の外力を受ける。ここで仮に、第２部分２２および３２の当接によって円錐形状包装材１０２が＋Ｚ方向に向かう外力を受けたとする。

その後、第１部分２１および３１の当接によって当該円錐形状包装材１０２が－Ｚ方向に向かう外力を受けたとする。このとき、当該円錐形状包装材１０２は、その底面１０６に近い側で－Ｚ方向側に外力を受け、その頂点１０４に近い側で＋Ｚ方向側に外力を受けるため、全体として回転力を受ける可能性がある。例えば、この場合は＋Ｘ方向側から見たときに、円錐形状包装材１０２には時計回りに回転する方向のモーメントが生じる。一方、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａが第１部分２１、３１および第２部分２２、３２に加えて第３部分２３、３３をさらに備える場合は、このような回転力を打ち消す方向にさらに外力を加えることができ、より安定して円錐形状包装材１０２をキャッチすることができる。さらに、本実施形態の構成に、第４部分や第５部分といったＹ軸方向に沿った追加の構成を付加してもよい。

なお、第１回転部２ａおよび第２回転部３ａの各構成はすべてを逆に入れ替えることができる。また、第１回転部２ａと第２回転部３ａとの配列はＺ軸方向すなわち鉛直方向に沿って配列されているが、第１回転部２ａと第２回転部３ａとは水平方向に配列されてもよく、斜め方向に配列されてもよい。

１、１ａ キャッチ装置
２、２ａ 第１回転部
３、３ａ 第２回転部
５ 接着剤塗布部
６ 第１搬送部
７ 巻付け部
８ 集積部
９ 第２搬送部
２１、３１ 第１部分
２２、３２ 第２部分
２３、３３ 第３部分
２４、３４ 凹部
２６、３６ 回転軸
４０、４０ａ キャッチ領域
４１、４２、４３ 部分キャッチ領域
４４、４４ａ テーパ面
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ 部分テーパ面
５０ 接着剤塗布予定部
５１ 接着剤塗布形成部
６１ 搬送路
６２ 爪部
７１ 上部マンドレル
７２ 下部マンドレル
９１ 搬送路
９２ 保持部
１００ 扇形状枚葉紙
１００ａ 第１周縁部
１００ｂ 第２周縁部
１００ｃ 第３周縁部
１０１ 突起
１０２ 円錐形状包装材
１０３ 頂部
１０４ 頂点
１０５ 側面
１０６ 底面
２０１ キャッチ装置
２１１ 第１押さえ部
２１２ 第２押さえ部
２１３ テーパ面

Claims (10)

1. 移送された円錐形状の包装材をキャッチする装置であって、
   前記包装材の移送方向を第１方向とするとき、
   前記第１方向に沿った回転軸を有し、互いに逆方向に回転する第１回転部および第２回転部を備え、
   前記第１方向に沿って平面視したとき、前記第１回転部および前記第２回転部には、それぞれの外周に沿って少なくともひとつの凹部が形成されており、
   前記第１回転部および前記第２回転部は、これらが所定の位置にあるとき、それぞれの前記凹部どうしが対向して隙間であるキャッチ領域を形成でき、
   前記第１回転部および前記第２回転部は、前記包装材が前記キャッチ領域に挿入されたときに、前記包装材の頂点を除く側面と当接して、当該包装材の前記第１方向に沿った前記移送を停止させることができる、円錐形状の包装材をキャッチする装置。
2. 前記第１方向に沿って平面視したとき、前記第１回転部および前記第２回転部は、これらが所定の位置にあるとき、それぞれの前記凹部どうしが対向してひとつの閉じた隙間であるキャッチ領域を形成できる、請求項１に記載の円錐形状の包装材をキャッチする装置。
3. 前記第１方向に沿って平面視したときの前記キャッチ領域は、前記包装材の底面の半径よりも小さい半径の円弧をその輪郭として含む、請求項１または請求項２に記載の円錐形状の包装材をキャッチする装置。
4. 前記第１方向に沿って平面視したときの、前記第１回転部および前記第２回転部のそれぞれにおける、回転中心から外周までの最大距離を半径とする円の直径をそれぞれｄ１およびｄ２とし、それぞれの回転中心間の距離をｄ０とするとき、ｄ１およびｄ２の和はｄ０の２倍よりも大きく、
   直径がｄ１およびｄ２である前記円の２箇所の交点をＲおよびＳとするとき、当該ＲおよびＳは、前記キャッチ領域を形成するときの前記第１回転部および前記第２回転部の外周と重なる、請求項２に記載の円錐形状の包装材をキャッチする装置。
5. 前記第１方向に直交する第２方向に沿って平面視したとき、前記第１回転部および前記第２回転部のいずれか一方は、回転中心から外周までの最大距離が、第１方向に沿った両端よりもその間において最小となり、他方は、回転中心から外周までの最大距離が、第１方向に沿った両端よりもその間において最大となる、請求項４に記載の円錐形状の包装材をキャッチする装置。
6. 前記第１方向に直交する第２方向に沿って平面視したとき、前記第１回転部および前記第２回転部は、それぞれ、第１方向に沿って第１部分、第２部分および第３部分がこの順に隣接して構成され、それぞれの前記第１部分、前記第２部分および前記第３部分どうしが対向し、
   前記第１回転部および前記第２回転部のいずれか一方の前記第１部分および前記第３部分の回転中心から外周までの最大距離がｄ０／２より大きく、前記第２部分の回転中心から外周までの最大距離がｄ０／２より小さく、かつ、他方の前記第１部分および前記第３部分の回転中心から外周までの最大距離がｄ０／２より小さく、前記第２部分の回転中心から外周までの最大距離がｄ０／２より大きい、請求項５に記載の円錐形状の包装材をキャッチする装置。
7. 前記包装材の前記第１方向に沿った前記移送を停止させた後、前記第１回転部および前記第２回転部が互いに逆方向に回転することにより、前記包装材を、前記第１方向並びに前記第１回転部および前記第２回転部のそれぞれの回転中心を通る直線に直交する方向に排出できる、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の円錐形状の包装材をキャッチする装置。
8. 請求項７に記載の円錐形状の包装材をキャッチする装置に隣接して、前記包装材を前記排出される方向に沿って搬送することが可能なベルトコンベア装置をさらに備えた、円錐形状の包装材をキャッチおよび搬送する装置。
9. 移送された円錐形状の包装材をキャッチする方法であって、
   前記包装材の移送方向を第１方向とするとき、
   前記第１方向に沿った回転軸を有し、互いに逆方向に回転し、前記第１方向に沿って平面視したとき、それぞれの外周に沿って少なくともひとつの凹部が形成されている、第１回転部および第２回転部を、それぞれの前記凹部どうしが対向して隙間であるキャッチ領域を形成するように所定の位置まで回転させる工程と、
   前記包装材を前記キャッチ領域に挿入させる移送工程と、
   前記第１回転部および前記第２回転部が、前記包装材の頂点を除く側面と当接して、当該包装材の前記第１方向に沿った前記移送を停止させるキャッチ工程と、を備える、円錐形状の包装材をキャッチする方法。
10. 請求項９に記載の円錐形状の包装材をキャッチする方法に加えて、
    前記キャッチ工程の後、前記第１回転部および前記第２回転部が互いに逆方向に回転することにより、前記包装材を、前記第１方向並びに前記第１回転部および前記第２回転部のそれぞれの回転中心を通る直線に直交する方向に排出する排出工程と、
    前記包装材を前記排出される方向に沿ってベルトコンベア装置によって搬送する搬送工程と、をさらに備えた、円錐形状の包装材をキャッチおよび搬送する方法。