JP2000318064A - 紙管成形方法、紙管成形装置及び紙管製造機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を減少して構造を簡単化すると共
に、保守管理を容易にし、然も、小径の紙管を容易に成
形できる様にする。 【解決手段】 ブランクＡの中程をマンドレル１６と押
え具１７とに依り挾持し、中程が挾持されたブランクＡ
の両端部を外型１８に依り押圧してマンドレル１６の周
囲に巻き付くべく筒状に曲成させ、筒状に曲成されたブ
ランクＡの両端部同士を接合手段１９に依り接合させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば茶やコーヒ
ーや海苔等の容器の胴部として使用される紙管を成形す
る為の紙管成形方法及びその装置並びにこれを用いて紙
管を製造する為の紙管製造機の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の紙管成形方法としては、
例えば特開平１１−２８７７４号に記載されたものが知
られている。当該紙管成形方法は、成形用型部材（マン
ドレル）と、当該成形用型部材に接離可能な可撓性を有
する成形具と、紙端接合手段とを備え、成形用型部材と
成形具とを離反させた状態にして紙製容器の胴部成形用
紙片（ブランク）を成形用型部材と、成形具との間に介
在させ、次に成形具を成形用型部材の周囲に巻きつかせ
て胴部成形用紙片を筒状に曲成すると共に、筒状に曲成
された胴部成形用紙片の両端部同士を紙端接合手段で接
合して円筒状の紙製容器の胴部（紙管）を形成する様に
したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この様なも
のは、可撓性を有する成形具を用いているので、これを
常時緊張させる緊張手段も必要となり、それだけ部品点
数が多くなって構造が複雑化すると共に、これが損耗や
損傷し易く早期に交換しなければならず、所謂保守管理
が煩雑であった。又、可撓性の成形具の厚さ分だけブラ
ンクの両端部同士を近接する事ができず、比較的小径の
紙管を成形する事が難しかった。本発明は、叙上の問題
点に鑑み、これを解決する為に創案されたもので、その
目的とする処は、部品点数を減少させて構造を簡単化す
ると共に、保守管理を容易にし、然も、小径の紙管を容
易に成形する事ができる紙管成形方法及び紙管成形装置
を提供するにある。又、本発明は、この様な紙管成形方
法及び紙管成形装置を用いて紙管を多量に且つ高速に製
造できて製造コストの低減を図る事ができる紙管製造機
を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の紙管成形方法
は、ブランクの中程をマンドレルと押え具とに依り挾持
し、中程が挾持されたブランクの両端部を外型に依り押
圧してマンドレルの周囲に巻き付くべく筒状に曲成さ
せ、筒状に曲成されたブランクの両端部同士を接合手段
に依り接合させる様にした事に特徴が存する。

【０００５】本発明の紙管成形装置は、マンドレルと、
ブランクの中程をマンドレルとの間で挾持する押え具
と、押え具に設けられて中程が挾持されたブランクの両
端部をマンドレルの周囲に巻き付くべく筒状に曲成させ
る左右の外型と、筒状に曲成されたブランクの両端部同
士を接合させる接合手段と、から構成した事に特徴が存
する。

【０００６】本発明の紙管製造機は、ブランクを搬送す
る搬送装置と、搬送装置に依り搬送されるブランクの一
端部に糊付する糊付装置と、マンドレルと押え具と外型
と押圧具とを備えて搬送装置からのブランクの中程をマ
ンドレルと押え具とで挾持した後にその両端部を外型で
押圧してマンドレルの周囲に巻き付くべく筒状に曲成さ
せて両端部同士を糊を挾んで重合させると共にブランク
の重合部分を押圧具で加圧接着させて紙管に成形する紙
管成形装置と、紙管成形装置のマンドレルに成形された
紙管の後端を押圧してマンドレルから紙管を排出する排
出装置と、から構成した事に特徴が存する。

【０００７】ブランクは、搬送装置に依り搬送されてそ
の途中で糊付装置に依り一端部に糊付される。糊付され
たブランクは、紙管成形装置に送られてその中程がマン
ドレルと押え具とに依り挾持された後にその両端部が外
型に依り押圧されてマンドレルの周囲に巻き付くべく筒
状に曲成させて両端部同士が糊を挾んで重合される。重
合されたブランクは、紙管成形装置の押圧具に依りマン
ドレルとの間で挾圧されて両端部が加圧接着され、紙管
に成形される。紙管成形装置のマンドレルの外周に形成
された紙管は、排出装置に依りその後端が均等に押圧さ
れてマンドレルから排出される。

【０００８】ブランクの中程をマンドレルと押え具とで
挾持した後にブランクの両端部を外型で押圧する様にし
たので、ブランクが仮止めされて外型に依る押圧が行な
い易くなり、精度の高い紙管を成形できる。ブランクの
中程をマンドレルと押え具とで挾持した後にブランクの
両端部を外型で押圧してマンドレルの周囲に巻き付くべ
く筒状に曲成させて紙管を成形する様にしたので、可撓
性を有する成形具やこれを常時緊張させる緊張手段が無
くても紙管を成形する事ができ、それだけ部品点数が減
少して構造が簡単化されると共に、保守管理が容易にな
る。然も、可撓性を有する成形具が無いので、その分だ
けブランクの両端部同士を近接する事ができ、小径の紙
管を容易に成形する事ができる。

【０００９】搬送装置は、ブランクの後端を掴持して紙
管成形装置の所定位置に繰出す掴持操出機構を備えてい
ても良い。この様にすれば、ブランクを紙管成形装置の
所定位置に正確に位置決めでき、適正な成形が行なえ
る。

【００１０】紙管成形装置は、旋回可能な旋回体と、旋
回体に放射状に設けられて旋回体と一緒に少なくとも成
形位置と排出位置に停止しながら旋回する複数のマンド
レルと、成形位置のマンドレルの下方に昇降可能に設け
られて搬送装置からのブランクの中程をマンドレルとの
間で挾持する押え具と、押え具に回動可能に設けられて
中程が挾持されたブランクの両端部をマンドレルの周囲
に巻き付くべく筒状に曲成させて両端部同士を糊を挾ん
で重合させる左右の外型と、マンドレルの上方に昇降可
能に設けられてブランクの重合部分をマンドレルとの間
で加圧接着させて紙管に成形する押圧具とを備えている
と共に、排出装置は、マンドレルに摺動可能に外嵌され
て紙管をマンドレルから排出する環体と、環体を排出位
置以外では待機状態に保持する保持機構と、環体を排出
位置ではマンドレルに沿って移動させる移動機構とを備
えていても良い。この様にすれば、マンドレル等が複数
あるので、その分だけ製造速度を高速化でき、製造コス
トの低減を図る事ができる。

【００１1】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の紙管成形装置
を採用した紙管製造機の概要を示す側面図。図２は、紙
管成形装置の付近を拡大して示す側面図。図３は、図２
の平面図。図４は、図２の背面図。図５は、ブランクを
押え具とマンドレルとで挾持した状態を示す背面図。図
６は、ブランクを外型で押圧している状態を示す背面
図。図７は、押圧具で重合部分を押圧している状態を示
す背面図。図８は、マンドレルに成形された紙管を拡大
して示す背面図である。

【００１２】紙管製造機１は、搬送装置２、糊付装置
３、紙管成形装置４、排出装置５とからその主要部が構
成されている。

【００１３】搬送装置２は、ブランクＡを搬送するもの
で、この例では、給紙装置６から一枚づつ給紙されたブ
ランクＡの後端を押して搬送するチェーンコンベア７
と、これに依り搬送されているブランクＡの後端を掴持
して前方へ繰出す掴持操出機構８とを備えている。給紙
装置６は、前傾状態で縦積みされた多数のブランクＡを
漸次前方へ移動させるベルトコンベア９と、最前のブラ
ンクＡを吸着する吸着器１０と、これを略垂直位置から
水平位置まで左右方向軸廻りに反転させる反転作動機
（アームとクランク等から成る）１１とを備えて居り、
ブランクＡを前方から一枚づつ給紙すると共に、後方か
ら順次補給できる様になっている。掴持操出機構８は、
ブランクＡの後端を掴持する掴持体１２と、これを開閉
させる掴持作動機（シリンダ）（図示せず）と、これら
をチェーンコンベア７から上下方向に出没させる昇降作
動機（シリンダ）１３と、これらを前後動させる前後動
作動機（アームとクランク等から成る）１４とを備えて
いる。

【００１４】糊付装置３は、搬送装置２に依り搬送され
るブランクＡの一端部に糊付するもので、この例では、
搬送装置２のチェーンコンベア７の途中に設けられてブ
ランクＡの一端部上面にホットメルト等の糊Ｂを噴射す
るノズル１５と、これに糊Ｂを供給する糊供給装置（図
示せず）とから成っている。

【００１５】紙管成形装置４は、マンドレル１６と、ブ
ランクＡの中程をマンドレル１６との間で挾持する押え
具１７と、これに設けられて中程が挾持されたブランク
Ａの両端部をマンドレル１５の周囲に巻き付くべく筒状
に曲成させる左右の外型１８と、筒状に曲成されたブラ
ンクＡの両端部同士を接合させる接合手段１９とから成
るもので、この例では、縦軸廻りに旋回可能な旋回体２
０と、これに放射状に等角度（９０度）毎に設けられて
これと一緒に成形位置ａと圧着位置ｂと排出位置ｃと準
備位置ｄとの四位置に停止しながら旋回する四つの円筒
状を呈するマンドレル１６と、旋回体２０を前記四位置
で停止させながら旋回させる旋回作動機２１と、成形位
置ａのマンドレル１６の下方に昇降可能に設けられて搬
送装置２からのブランクＡの左右中程をマンドレル１６
との間で挾持する押え具１７と、これを昇降させる押え
具作動機（シリンダ）２２と、マンドレル１６の外形に
呼応した半割状の円弧面２３を有して押え具１７に基端
が水平軸廻りに回動開閉可能に設けられていると共に一
方が若干遅く閉回動されてその円弧面２３でブランクＡ
の左右両端部を押圧してマンドレル１６の周囲に巻き付
くべく筒状に曲成させて両端部同士を重合させる左右の
外型１８と、これらを作動させる外型作動機（シリン
ダ）２４と、マンドレル１６の上方に昇降可能に設けら
れてブランクＡの重合部分をマンドレル１６との間で挾
持して接着させる押圧具２５と、これを昇降させる昇降
機構２６とを備えている。

【００１６】昇降機構２６は、各マンドレル１６の上方
に位置すべく旋回体２０に設けられて押圧具２５を昇降
可能に支持する支持体２７と、各押圧具２５を常時下方
に付勢する弾性体２８と、各押圧具２５に水平軸廻りに
回転可能に設けられたローラ２９と、成形位置ａに昇降
可能に設けられてローラ２９が転動し得る昇降レール３
０と、これを昇降させるレール作動機（シリンダ）３１
と、排出位置ｃの手前から成形位置ａの手前まで押圧具
２５を上昇させるべくローラ２９が転動して上昇位置の
昇降レール３０に連続する案内レール３２とを備えてい
る。

【００１７】而して、糊付装置３と押圧具２５と昇降機
構２６は、接合手段１９を為している。

【００１８】排出装置５は、紙管成形装置４のマンドレ
ル１６に成形された紙管Ｃの後端を押圧してマンドレル
１６から紙管Ｃを排出するもので、この例では、マンド
レル１６に摺動可能に外嵌されて紙管Ｃをマンドレル１
６から排出し得る環体３３と、これを排出位置ｃ以外で
は待機状態に保持し得る保持機構３４と、環体３３を排
出位置ｃではマンドレル１６に沿って移動させる移動機
構３５と、マンドレル１６からの紙管Ｃを搬出する搬出
コンベア３６とを備えている。保持機構３４は、環体３
３に削設された溝３７と、各支持体２７に昇降可能に設
けられて上端には鍔３８を有して下端が溝３７に掛合し
得るピン３９と、これを常時下方へ付勢する弾性体４０
と、排出位置ｃに昇降可能に設けられてピン３９の鍔３
８に掛合し得る掛合体４１と、これを上昇させる掛合体
作動機（シリンダ）４２とを備えている。移動機構３５
は、排出位置ｃのマンドレル１６の左右両側に設けられ
た左右の案内杆４３と、これに摺動可能に設けられた移
動体４４と、これを前後動させる移動体作動機（アーム
とクランク等から成る）４５と、移動体４４に案内杆４
３の軸廻りに回動可能に設けられた回動体４６と、これ
を回動させる回動体作動機（図示せず）と、回動体４６
に設けられて環体３３の溝３７に掛合し得る爪４７とを
備えている。搬出コンベア３６は、ベルトコンベアにし
てある。

【００１９】ブランクＡは、ボール紙等に依り作製さ
れ、前後方向に長尺な長方形板状を呈して円筒状の紙管
Ｃを形成するものにしてある。

【００２０】次に、この様な構成に基づいて作用を述解
する。給紙装置６のベルトコンベア９上に前傾状態で多
数縦置きされたブランクＡは、吸着器１０に依り搬送装
置２のチェーンコンベア７の前段位置に一枚づつ給紙さ
れてこのチェーンコンベア７に依り前方に搬送される。
搬送されるブランクＡは、その途中で糊付装置３のノズ
ル１５から糊Ｂが噴射される事に依りその一端部（左
部）上面に糊付される（図３参照）。糊付されたブラン
クＡは、チェーンコンベア７に依る搬送の途中からチェ
ーンコンベア７上に突出される掴持操出機構８に依りそ
の後端部が掴持されて繰出され（図２参照）、その左右
中程が紙管成形装置４の成形位置ａにあるマンドレル１
６の外周下部に接触して所定位置に位置決めされる（図
３，４参照）。掴持操出機構８は、ブランクＡの掴持操
出し後には、これを開放して原位置に戻される。

【００２１】位置決めされたブランクＡは、押え具作動
機２２に依り押え具１７が上昇されてこれとマンドレル
１６とに依りその左右中程が挾持される（図５参照）。
挾持されたブランクＡは、左右の外型作動機２４に依り
各外型１８が夫々閉方向に回動されてその円弧面２３に
依りその両端部が押圧され、マンドレル１６の周囲に略
一周だけ巻き付くべく円筒状に曲成されて両端部同士が
糊Ｂを挾んで重合される（図６参照）。つまり、左右の
外型１８は、一方（図５に於て左方）が若干遅く閉回動
されてブランクＡの両端部が折り重ねられる。重合され
たブランクＡは、レール作動機３１に依り昇降レール３
０が下降されて押圧具２５が弾性体２８にて下降される
事に依り押圧具２５とマンドレル１６との間で重合部分
が挾圧され、この間に介在する糊Ｂに依り接着されて円
筒状の紙管Ｃに成形される（図７参照）。

【００２２】成形位置ａで成形された紙管Ｃは、重合部
分つまり接着部分が押圧具２５に依り押圧されたまま圧
着位置ｂを経て排出位置ｃに停止されながら旋回され
る。そして、紙管Ｃが排出位置ｃの手前に達すると、こ
こから以後は、ローラ２９が案内レール３２に乗り上げ
て転動しながら上昇され、押圧具２５が弾性体２８に抗
して上昇位置に保たれ、押圧具２５に依る押圧から紙管
Ｃが解放される。紙管Ｃが排出位置ｃに達すると、ピン
３９の鍔３８に掛合体４１が掛合され、掛合体作動機４
５に依り弾性体４０に抗してピン３９が上昇され、環体
３３の溝３７からピン３９が離脱され、環体３３がフリ
ーになる。と同時に、回動体作動機に依り回動体４６が
回動されて爪４７が環体３３の溝３７に掛合され、移動
体作動機４５に依り移動体４４が案内杆４３に沿って前
方に移動され、環体３３がマンドレル１６に沿って前方
に移動され、紙管Ｃの後端が均等に押圧されてマンドレ
ル１６から抜けて排出される。マンドレル１６から排出
された紙管Ｃは、搬出コンベア３６上に落下してこれに
依り前方に搬出される（図２,３参照）。

【００２３】マンドレル１６から紙管Ｃが排出される
と、環体３３が原状態（待機状態）に戻されると共に、
保持機構３４に依り待機状態に抜け止め保持される。そ
して、紙管Ｃが排出されたマンドレル１６は、準備位置
ｄを経て成形位置ａに停止しながら旋回される。マンド
レル１６が排出位置ｃから旋回すると、掛合体４１から
ピン３９の鍔３８が離脱するので、これ以後は、ピン３
９が弾性体４０に依り環体３３の溝３７に掛合して環体
３３が原状態に保持される。又、押圧具２５は、排出位
置ｃと準備位置dでは案内レール３２に依り上昇位置に
保たれると共に、成形位置ａでは上昇状態の昇降レール
３０に依り上昇位置に保たれる。

【００２４】而して、本例では、マンドレル１６が円周
の９０度毎に四つ設けられて各マンドレル１６が成形位
置ａと圧着位置ｂと排出位置ｃと準備位置ｄとの四位置
に停止しながら旋回する様にしているので、マンドレル
１６が単一の場合に比べて製造速度を大幅に高速化する
事ができ、それだけ紙管Ｃの製造コストを低減する事が
できる。

【００２５】尚、マンドレル１６は、先の例では、成形
位置ａと圧着位置ｂと排出位置ｃと準備位置ｄの四位置
に停止しながら旋回する様にしたが、これに限らず、例
えば成形位置ａと排出位置ｃの二位置や成形位置ａと圧
着位置ｂと排出位置ｃの三位置に停止しながら旋回する
様にしても良い。マンドレル１６と外型１８は、先の例
では、円形の紙管Ｃを成形するものであったが、これに
限らず、例えば楕円形や角形等の紙管Ｃを成形するもの
でも良い。外型１８は、先の例では、押え具１７に設け
られていたが、これに限らず、例えば固定側に設けられ
ていても良い。接合手段１９は、先の例では、糊付装置
３と押圧具２５と昇降機構２６とで構成し、所謂予め糊
Ｂを塗布して置いて後で糊付部分を加圧する事に依り接
着させる様にしたが、これに限らず、例えば特開平１１
−２８７７４号に記載された如く、予め熱溶解性接着剤
を塗布して置いて加熱ヒータで溶融接着したり、ステー
プル等の金属製固定具で固定したり、ブランクを熱可塑
性樹脂で作製して重合部分を高周波等のウエルダーで接
合する様にしても良い。マンドレル１６、外型１８、押
圧具２５等は、先の例では、等角度毎に四つ設けたが、
これに限らず、例えば、四つ以外でも良い。

【００２６】

【発明の効果】以上、既述した如く、本発明に依れば、
次の様な優れた効果を奏する事ができる。 （１） ブランクの中程をマンドレルと押え具とに依り
挾持し、中程が挾持されたブランクの両端部を外型に依
り押圧してマンドレルの周囲に巻き付くべく筒状に曲成
させ、筒状に曲成されたブランクの両端部同士を接合手
段に依り接合させる様にしたので、部品点数が減少して
構造を簡単化できると共に、保守管理が容易になり、然
も、小径の紙管を容易に成形する事ができる。 （２） ブランクを搬送する搬送装置と、これに依り搬
送されるブランクの一端部に糊付する糊付装置と、マン
ドレルと押え具と外型と押圧具とを備えて搬送装置から
のブランクの中程をマンドレルと押え具とで挾持した後
にその両端部を外型で押圧してマンドレルの周囲に巻き
付くべく筒状に曲成させて両端部同士を重合させると共
にブランクの重合部分を押圧具で加圧接着させて紙管を
成形する紙管成形装置と、これのマンドレルに成形され
た紙管の後端を押圧してマンドレルから紙管を排出する
排出装置とで構成したので、紙管を多量に且つ高速に製
造できて製造コストの低減を図る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紙管成形装置を採用した紙管製造機の
概要を示す側面図。

【図２】紙管成形装置の付近を拡大して示す側面図。

【図３】図２の平面図。

【図４】図２の背面図。

【図５】ブランクを押え具とマンドレルとで挾持した状
態を示す背面図。

【図６】ブランクを外型で押圧している状態を示す背面
図。

【図７】押圧具で重合部分を押圧している状態を示す背
面図。

【図８】マンドレルに成形された紙管を拡大して示す背
面図。

【符号の説明】

１…紙管製造機、２…搬送装置、３…糊付装置、４…紙
管成形装置、５…排出装置、６…給紙装置、７…チェー
ンコンベア、８…掴持操出機構、９…ベルトコンベア、
１０…吸着器、１１…反転作動機、１２…掴持体、１３
…昇降作動機、１４…前後動作動機、１５…ノズル、１
６…マンドレル、１７…押え具、１８…外型、１９…接
合手段、２０…旋回体、２１…旋回作動機、２２…押え
具作動機、２３…円弧面、２４…外型作動機、２５…押
圧具、２６…昇降機構、２７…支持体、２８…弾性体、
２９…ローラ、３０…昇降レール、３１…レール作動
機、３２…案内レール、３３…環体、３４…保持機構、
３５…移動機構、３６…搬出コンベア、３７…溝、３８
…鍔、３９…ピン、４０…弾性体、４１…掛合体、４２
…掛合体作動機、４３…案内杆、４４…移動体、４５…
移動体作動機、４６…回動体、４７…爪、Ａ…ブラン
ク、Ｂ…糊、Ｃ…紙管、ａ…成形位置、ｂ…圧着位置、
ｃ…排出位置、ｄ…準備位置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブランクの中程をマンドレルと押え具と
   に依り挾持し、中程が挾持されたブランクの両端部を外
   型に依り押圧してマンドレルの周囲に巻き付くべく筒状
   に曲成させ、筒状に曲成されたブランクの両端部同士を
   接合手段に依り接合させる様にした事を特徴とする紙管
   成形方法。
2. 【請求項２】 マンドレルと、ブランクの中程をマンド
   レルとの間で挾持する押え具と、押え具に設けられて中
   程が挾持されたブランクの両端部をマンドレルの周囲に
   巻き付くべく筒状に曲成させる左右の外型と、筒状に曲
   成されたブランクの両端部同士を接合させる接合手段
   と、から構成した事を特徴とする紙管成形装置。
3. 【請求項３】 ブランクを搬送する搬送装置と、搬送装
   置に依り搬送されるブランクの一端部に糊付する糊付装
   置と、マンドレルと押え具と外型と押圧具とを備えて搬
   送装置からのブランクの中程をマンドレルと押え具とで
   挾持した後にその両端部を外型で押圧してマンドレルの
   周囲に巻き付くべく筒状に曲成させて両端部同士を糊を
   挾んで重合させると共にブランクの重合部分を押圧具で
   加圧接着させて紙管に成形する紙管成形装置と、紙管成
   形装置のマンドレルに成形された紙管の後端を押圧して
   マンドレルから紙管を排出する排出装置と、から構成し
   た事を特徴とする紙管製造機。
4. 【請求項４】 搬送装置は、ブランクの後端を掴持して
   紙管成形装置の所定位置に繰出す掴持操出機構を備えて
   いる請求項３に記載の紙管製造機。
5. 【請求項５】 紙管成形装置は、旋回可能な旋回体と、
   旋回体に放射状に設けられて旋回体と一緒に少なくとも
   成形位置と排出位置に停止しながら旋回する複数のマン
   ドレルと、成形位置のマンドレルの下方に昇降可能に設
   けられて搬送装置からのブランクの中程をマンドレルと
   の間で挾持する押え具と、押え具に回動可能に設けられ
   て中程が挾持されたブランクの両端部をマンドレルの周
   囲に巻き付くべく筒状に曲成させて両端部同士を糊を挾
   んで重合させる左右の外型と、マンドレルの上方に昇降
   可能に設けられてブランクの重合部分をマンドレルとの
   間で加圧接着させて紙管に成形する押圧具とを備えてい
   ると共に、排出装置は、マンドレルに摺動可能に外嵌さ
   れて紙管をマンドレルから排出する環体と、環体を排出
   位置以外では待機状態に保持する保持機構と、環体を排
   出位置ではマンドレルに沿って移動させる移動機構とを
   備えている請求項３又は４に記載の紙管製造機。