JP2005231045A

JP2005231045A - 包装機械

Info

Publication number: JP2005231045A
Application number: JP2004039480A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Abe; 和生阿部
Original assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Current assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2005-09-02
Also published as: WO2005077646A1

Abstract

【課題】包装機械全体の高さを低くする。包装機械を構成する装置群のレイアウトの自由度を大きくする。
【解決手段】コンベヤ11の容器搬送経路始端に容器ボトム成形装置12を配置する。容器ボトム成形装置12を、ターンテーブル21と、ターンテーブル21の回転中心を中心とする円周上に一定間隔をおいて垂下状に設けられている複数のマンドレル22、23とによって構成する。ターンテーブル21を、平面より見て、容器搬送経路とマンドレル移動経路を接続させるように配置しかつ同接続部でマンドレル22、23を停止させるように間欠的に駆動する。各マンドレル22、23を、ターンテーブル21に対して、マンドレル軸線またはこれと平行な軸線を中心に回転自在とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、包装機械、とくに、角筒状ブランクの一端部を閉じて有底筒状容器に成形して、容器に内容物を充填し、この後、容器を密封して完成容器とする包装機械に関する。

従来、この種の包装機械としては、角筒状容器の底部を成形密封して有底角筒状容器とする容器ボトム成形装置と、容器ボトム成形装置の下方を搬送経路の始端としてのび、その搬送経路にそって有底角筒状容器に内容物を充填する充填セクションおよび内容物充填容器の頂部を成形密封する容器トップ成形セクションを備えたコンベヤとよりなるものが知られている。

前記包装機械の容器ボトム成形装置としては、マンドレルが水平回転軸を有するロータに一定間隔をおいて放射状に設けられている縦回転型のもの（特許文献１参照）、マンドレルが垂直回転軸を有するターンテーブルに、その回転軸を中心とする円周上に一定間隔をおいて垂下状に設けられている水平回転型のもの（特許文献２参照）が知られている。

一般に、縦回転型のマンドレルを備えた包装機械は、容器ボトム成形装置として、同一の水平回転軸上に複数列の放射状マンドレル群を併設することで、複数ピッチ送りや複数列のコンベヤと組み合わせることが容易で、高能力の包装機械に汎用されているが、このタイプの包装機械は、その高さが高くなり、メンテナンス性が悪いとされていた。

一方、水平回転型のマンドレルを備えた包装機械は、高さを低く抑えることができるためメンテナンス性は良いが、その構造上、容器ボトム成形装置とコンベヤのレイアウトが制限され、複数ピッチ送りや複数列のコンベヤと組み合わせることが困難で、包装機械の高能力化には不向きとされていた。

水平回転型のマンドレルを備えた包装機械として、コンベヤの容器搬送経路始端に容器ボトム成形装置が配置されており、容器ボトム成形装置が、ターンテーブルと、ターンテーブルの回転中心を中心とする円周上に一定間隔をおいてターンテーブルに垂下状に設けられている複数のマンドレルとを備えており、ターンテーブルが、平面より見て、容器搬送経路始端に対し間隔をおいて配置され、容器移替用スイングアームが、先端部を容器搬送経路始端上方およびマンドレルの下方に対し交互に進退させうるように水平揺動自在に配置されているものも知られている（特許文献３参照）。

この包装機械では、スイングアームを設けることで、容器ボトム成形装置とコンベヤのレイアウト上の制限を解消し、コンベヤの複数列化による包装機械の高能力化を試みるものであるが、スイングアームの往復動による容器の移替えは包装機械の高能力化を妨げるものであり、スイングアームの揺動するスペースは包装機械全体の高さを低く抑えることの妨げとなるものであった。
特開昭５４−１６１４７６号公報実公昭５９−１１８４１号公報特公昭６０−５５３６９号公報

そこで、上記問題点を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明者は、従来、回転体に固定されていたマンドレルを、その回転体の回転に対してマンドレル自体を回転させることで、これらの問題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、この発明の目的は、上記問題点を解決し、包装機械全体の高さを低くすることが可能であり、包装機械を構成する装置群のレイアウトを自由に設定することのできる包装機械を提供することにある。

この発明による包装機械は、コンベヤの容器搬送経路始端に容器ボトム成形装置が配置されており、容器ボトム成形装置が、ターンテーブルと、ターンテーブルの回転中心を中心とする円周上に一定間隔をおいて垂下状に設けられている複数のマンドレルとを備えており、ターンテーブルが、平面より見て、容器搬送経路とマンドレル移動経路を接続させるように配置されかつ同接続部でマンドレルを停止させるように間欠的に駆動され、各マンドレルが、ターンテーブルに対して、マンドレル軸線またはこれと平行な軸線を中心に回転自在であるものである。

この発明による包装機械では、容器搬送経路とマンドレル移動経路を交差部において、マンドレルにはめ被せられた容器を引き抜くと、容器はそのままマンドレルからコンベヤに移替られる。したがって、容器の移替のために、従来技術のスイングアームのようなものは不要であり、マンドレルおよびコンベヤ間のスペースを極限まで狭めることが可能であり、包装機械の高さを低くすることができる。しかも、ターンテーブルに対するマンドレルの回転方向の向きを自在に設定することができるため、包装機械を構成する装置群のレイアウトを自由に設定することができる。

さらに、ターンテーブルの回転中心から、同接続部で停止させられたマンドレルの回転軸線までのびた半径方向直線が、容器搬送経路に対して、所定角度に保持されていてもよい。

また、同接続部に容器移替ステーションが設けられ、容器移替ステーションから所定距離隔てたところにマンドレルを停止させるブランク供給ステーションが設けられ、ブランク供給ステーションから容器移替ステーションまでマンドレルが移動させられる間に、マンドレルを同角度を狭めようとする正方向に回転させ、容器移替ステーションからブランク供給ステーションまでマンドレルが移動させられる間に、マンドレルを逆方向に回転させる回転手段を備えていると、ターンテーブルに対するマンドレルの回転を自動的に行うことができる。

また、回転手段が、支持部材に固定されかつカム面を有するカムと、カム面上を転動しかつマンドレルに回転軸線から隔てたところに取付られているローラと、カム面にローラを押圧するようにマンドレルを付勢しているばねとを備えていると、ターンテーブルの回転を利用して、回転手段をシンプルに構成することができる。

この発明によれば、包装機械全体の高さを低くすることが可能であり、包装機械を構成する装置群のレイアウトを自由に設定することができ、高能力化にも対応することができる。

この発明の実施の形態を図面を参照しながらつぎに説明する。

以下の説明において、前後とは、図１を基準として、図１の左側を前、その右側を後といい、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。

図１は、容器搬送コンベヤ11の搬送経路始端と、ここに配置されている容器ボトム成形装置12とを概略示す平面図である。

コンベヤ11は、左右に間隔をおいて互いに平行に前向きにのびた第１および第２搬送経路13、14を有するもので、各搬送経路13、14にそって２ピッチずつ間欠的に移動させられる多数の第１および第２ホルダ15、16を有している。各ホルダ15、16は、図２に詳細に示すように、角筒状容器Ｃの４つの角にそれぞれそわされる水平断面Ｌ字状コーナ片17よりなるもので、容器Ｃの水平方向の移動は拘束するが、垂直方向の移動は自由とするものである。ホルダ移動経路の下方には、容器Ｃの底を受けて案内するレール18が設けられている。

容器ボトム成形装置12は、水平円板状ターンテーブル21と、ターンテーブル21の回転中心を中心とする円周上に一定間隔をおいて垂下状に設けられている２４個ずつで、前部で４８個の外および内マンドレル22、23とを備えている。

ターンテーブル21を周方向に１２等分する位置に対応するように、第１〜第１２ステーションＳ1〜Ｓ12が設けられている。ターンテーブル21の回転中心から真っ直ぐ左を向いたところを第１ステーションＳ1とし、第１ステーションＳ1から反時計方向に並んだ第２〜第１２ステーションＳ2〜Ｓ12がこの順に設けられている。

第１〜第４ステーションがＳ1〜Ｓ4ブランク供給ステーションであり、これらには、第１〜第４ブランクフィーダ31〜34が配置されている。第５〜第１２ステーションＳ5〜Ｓ12には、図示しない以下の装置が配置されている。第５ステーションＳ5には一次ヒータが、第６ステーションＳ6には二次ヒータがそれぞれ配置されている。第７ステーションＳ7にはブレーカが、第８ステーションＳ8にはシール装置がそれぞれ配置されている。第９ステーションＳ9には第１移替装置が、第１１ステーションＳ11には第２移替装置がそれぞれ配置されている。容器移替ステーションは、第９ステーションＳ9および第１１ステーションＳ11である。第１０および第１２ステーションＳ10、Ｓ12はアイドルステーションである。

全マンドレル22、23は、ステーションＳ1〜Ｓ12の数と対応して、ターンテーブル21を周方向に１２等分する半径方向線上に４つずつ位置させられている。各半径方向線の外側の２つずつの外マンドレル22が外マンドレル列を形成し、その内側の２つずつの内マンドレル23が内マンドレル列を形成している。外マンドレル列は第１容器搬送経路13と対応し、内マンドレル列は第２容器搬送経路14と対応する。

図２に、ターンテーブル21に対する外マンドレル22の取付構造が詳細に示されている。ターンテーブル21の所要か所には上方突出垂直状外ガイド筒35が上下貫通状に設けられ、これに、外可動体41が支持されている。外可動体41は、外ガイド筒35に回転自在にはめ入れられている厚肉水平円板状外胴体42と、外胴体42の底面および頂面にそれぞれ固定されかつ外ガイド筒35を挟み付けた外底板43および外頂板44とよりなる。外底板43の下面に２つの外マンドレル22が外胴体42の垂直回転軸線を挟んで並ぶように固定されている。２つの外マンドレル22のピッチは、ホルダ15、16のピッチと等しい。外頂板44には外アーム45が一体的に設けられている。外アーム45の先端には水平外ローラ46が取付られている。外ローラ46は、外カム51の外カム面52に当接させられている。外カム51は、内側面を外カム面52とする下向き開口横断面コ字状のもので、外支持部材53に固定されている。内マンドレル23の取付構造は、詳細には示さないが、外マンドレル22に対応する内ガイド筒、内可動体61、内胴体62、内底板、内頂板、内アーム65、内ローラ66および内カム71等を備えている。

図３を参照すると、外アーム45は、マンドレル移動方向上流側に向けられ、内アーム65は、マンドレル移動方向下流側に向けられている。外アーム45および内アーム65は、外ばね82および内ばね81によってそれぞれ内向きに付勢されている。外カム51は、第８ステーションＳ8から第９ステーションＳ9にかけて外マンドレル移動方向にのびたレール状のもので、長さの中程に外向き膨出部51aを有している。内カム71は、外カム51と相似状のもので、第１１ステーションＳ11から第１２ステーションＳ12にかけて内マンドレル移動方向にのびかつ外向き膨出部71aを有している。

第１フィーダ31は、角筒状に開きうるように扁平に折り畳まれたブランクＢを重ねて収容している第１マガジン91と、第１マガジン91からブランクＢを１つずつ取り出し、これを角筒状に開いて、第１ステーションＳ1で停止させられた２つの外マンドレル22のうち、外側の外マンドレル22にはめ被せる第１ピッカー92とを備えている。外マンドレル22にはめ被せられたブランクＢは、その底部となるべき端部を外マンドレル22から下方に突出させている。第２〜第４フィーダ32〜34は、第１フィーダ31に準じて構成されており、第２〜第４マガジン93〜95および第２〜第４ピッカー96〜98を備えている。第２フィーダ32により、第２ステーションＳ2で停止させられた２つの外マンドレル22のうち、内側の外マンドレル22にブランクＢが供給される。第３フィーダ33により、第３ステーションＳ3で停止させられた２つの内マンドレル23のうち、外側の内マンドレル23にブランクが供給され、第４フィーダ34により、第４ステーションＳ4で停止させられた２つの内マンドレル23のうち、内側の内マンドレル23にブランクＢが供給される。一次ヒータおよび二次ヒータは、ブランクＢの下方突出端部を順次加熱する。同端部は、ブレーカによって平坦に折り畳まれる。平坦に折り畳まれた端部は、シール装置によって圧着シールされる。これにより、有底角筒状容器Ｃが完成する。

容器Ｃを保持した外マンドレル22が第９ステーションＳ9に搬入停止させられる直前に、外カム51に外ローラ46が当接させられ、外ローラ46が外向きに押動させられる。これにより、外胴体42がその中心を回転軸として平面視反時計方向に回転させられる。このときの回転角度は、ターンテーブル21の回転中心Ｏ1から、第９ステーションＳ9で停止させられた外可動体41の回転軸線Ｏ2までのびた半径方向直線Ｌ1と、第１容器搬送経路13とがなす角度θ1に等しい。したがって、回転後の２つの外マンドレル22は、第１容器搬送経路13の始端の２つの第１ホルダ15と同一の方向に並べられかつ同ホルダ15の真上にそれぞれ位置させられる。同外マンドレル22にはめ被せられた容器Ｃは、第１移替装置によって垂直下向きに引き抜かれて外マンドレル22から第１ホルダ15に移し替えられる。同外マンドレル22は、第９ステーションＳ9から搬出されると、外カム51によって外ローラ46が拘束されていた状態から、搬入される前とは逆方向に回転させられ、外ばね82によって元の姿勢に戻される。

容器Ｃを保持した内マンドレル23が第１１ステーションＳ11に搬入される前に回転させられる様子は、外マンドレル22の場合に準じる。この場合の回転角度は、ターンテーブル21の回転中心Ｏ1から、第１１ステーションＳ11で停止させられた内可動体61の回転軸線Ｏ3までのびた半径方向直線Ｌ2と、第２容器搬送経路14とがなす角度θ2に等しいが、回転方向は、外マンドレル22の場合とは逆で、時計方向である。

ターンテーブルの回転中にマンドレルが回転させられるため、機械稼働上のロスもなく、停止した時点でマンドレルがコンベヤ搬送経路と平行な位置となっているため、マンドレルからコンベヤへスムーズに容器を移し替えることができる。

マンドレルを回転させる手段として、ローラをばねによって付勢することに代えて、ばねを用いることなく、ローラ移動経路の所要区間にわたって、ローラをカムによって拘束するようにしてもよい。さらには、エアシリンダやサーボモータによってマンドレルを回転駆動するようにしてもよく、これらの駆動方法は、公知の方法を用いることができる。装置のコストや機構がシンプルになることを考慮すれば、カムとローラによる駆動を好適に例示することができる。

上記において、左右の容器搬送経路に対して、外マンドレル列および内マンドレル列から容器Ｃを供給するようにしているが、２列のマンドレル列からではなく、マンドレル列は、１列とし、１列のマンドレル列から、マンドレル移動方向に並んだマンドレルを順次左右の容器搬送経路に供給するようにしてもよく、マンドレルの取付位置や本数は、これに限定されるものではない。

また、ターンテーブルの形状として、円形が例示されているが、これに限定されることなく、例えば、多角形、星形のようなものでも良い。ターンテーブルは、水平でなく、傾斜していても差し支えない。さらに、ターンテーブルの回転中心とマンドレル移動経路の中心は一致していなくてもよく、偏心していてもかまわない。さらには、ターンテーブルに対してマンドレルが偏心していても良い、換言するならば、ターンテーブル中心に対してマンドレル軸線が平行でなくても良い。

また、正面から見た場合、機械の設計上、マンドレルが略ハの字状に配置されることも考えられるが、「マンドレル軸線と平行な軸線」とは、「マンドレル軸線と実質的に平行な軸線」を含み、このような場合も包括される。

さらに、マンドレルの移動経路と容器搬送経路は、交差させられていなくともよく、前者の移動経路が後者の移動経路と接する形態を採用してもよい。

この発明による包装機械の平面図である。同包装機械のターンテーブルの一部を拡大して示す垂直断面図である。同ターンテーブルの一部を拡大して示す平面図である。

符号の説明

11 コンベヤ
12 容器底部成形装置
21 ターンテーブル
22、23 マンドレル

Claims

コンベヤの容器搬送経路始端に容器ボトム成形装置が配置されており、容器ボトム成形装置が、ターンテーブルと、ターンテーブルの回転中心を中心とする円周上に一定間隔をおいて垂下状に設けられている複数のマンドレルとを備えており、ターンテーブルが、平面より見て、容器搬送経路とマンドレル移動経路を接続させるように配置されかつ同接続部でマンドレルを停止させるように間欠的に駆動され、各マンドレルが、ターンテーブルに対して、マンドレル軸線またはこれと平行な軸線を中心に回転自在である包装機械。
ターンテーブルの回転中心から、同接続部で停止させられたマンドレルの回転軸線までのびた半径方向直線が、容器搬送経路に対して、所定角度に保持されている請求項１に記載の包装機械。
同接続部に容器移替ステーションが設けられ、容器移替ステーションから所定距離隔てたところにマンドレルを停止させるブランク供給ステーションが設けられ、ブランク供給ステーションから容器移替ステーションまでマンドレルが移動させられる間に、マンドレルを同角度を狭めようとする正方向に回転させ、容器移替ステーションからブランク供給ステーションまでマンドレルが移動させられる間に、マンドレルを逆方向に回転させる回転手段を備えている請求項２に記載の包装機械。
回転手段が、支持部材に固定されかつカム面を有するカムと、カム面上を転動しかつマンドレルに回転軸線から隔てたところに取付られているローラと、カム面にローラを押圧するようにマンドレルを付勢しているばねとを備えている請求項３に記載の包装機械。