JP2007307479A - 糊塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノズル詰まりを防止した糊塗布裝を提供する。
【解決手段】 糊塗布装置は、ノズル本体１とニードル３とを備える。ノズル本体１には糊を噴射させるノズル孔２３が先端面に穿設してある。ニードル３は、ノズル孔２３につながるノズル本体の内周面２２に当接して当該ノズル孔２３を閉塞する弁部３３と、この弁部３３からさらに延出する挿入部３４とを有している。当該挿入部３４は、ノズル孔２３に挿脱自在であり、かつノズル孔２３の先端面から外部へ露出する長さに形成されている。さらに、ノズル孔２３の外縁周囲には、気体噴射口２５が形成してあり、この気体噴射口２５から噴射された気体によって、ノズル孔２３の開口付近に負圧が形成される構成となっている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、商品の包装工程において包装紙の糊付けに用いられる糊塗布装置に関する。

上包み包装装置をはじめ各種接着工程を含む装置には、糊ガンと称する接着剤の塗布装置が組み込まれている。
図６は、上包み包装装置の包装工程を示す斜視図である。
被包装物１００は、図示しないベルトコンベヤなどの供給装置によって、供給位置Ｃへ間欠的に供給された後に、図示しないエレベータなどの昇降装置によって、上方に持ち上げられる。包装紙１０１は、供給位置Ｄに引き出された後に、所定の長さに切断されて、被包装物１００の縦方向の搬送経路と交差する位置に搬送される。このときに、糊塗布装置１０２ａが移動する包装紙１０１に接着剤を噴射して、図中破線で示すように、包装紙１０１の下側縁部に接着剤が塗布される。そして、被包装物１００が上昇する過程で、この被包装物１００の上面および両側面に包装紙１０１が被覆される。

次に、被包装物１００の底面に包装紙１０１の一端側を折り込んだ後に、包装紙１０１の他端側を折り込み、包装紙１０１の重なり合う部分が接着される。その後、被包装物１００の前後方向に突き出した包装紙部分（以下、耳部という）１０１ａが図示のように折り込まれる。このときに、所定位置に固定された糊塗布装置１０２ｂ，１０２ｃにより、移動する包装紙１０１の上側の耳部に接着剤を噴射して、図中破線で示すように、耳部の下側縁部に接着剤が塗布される。そして、上下方向の耳部の重なり合う部分が接着されて、包装工程を終了する。

さて、上述した糊塗布装置１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、接着剤の噴射後所定時間内に接着剤を再噴射しないと、ノズルに残留した微量の接着剤が乾燥して、ノズルが詰まってしまうことがあった。そこで、本出願人は、ノズルの詰まりを防止するために特許文献１の装置を先に提案した。

図７は、特許文献１の塗布装置の糊噴射の際の状態を示す断面図である。なお説明中の括弧の数字は、特許文献１に記載されたものである。
同図に示すように、特許文献１の装置は、糊の乾燥を防止するノズル詰まり防止ユニット（６０）を備えている。同ユニット（６０）は、糊噴射ノズル（１）の周囲に設けられ糊噴射ノズル（１）との間に液体充填室（６１）を形成するケーシング（６２）と、液体充填室（６１）に連通する液体通路（６３）と、この通路（６３）に開口するピストン挿入孔（６４）と、ピストン挿入孔（６４）を介して液体通路（６３）内の液体（水）の水位を調整するピストン部材（６５）とを含んでいる。ケーシング（６２）には、ノズル孔（１３）と対向する位置に開口（６６）が形成されている。また、ピストン部材（６５）は、図示しない駆動シリンダ（駆動手段）によって軸方向に駆動される。

上記構成のノズル詰まり防止ユニット（６０）は、ピストン部材（６５）の駆動により、液体充填室（６１）内に充填した液体の水位を変化させて、ノズル孔（１３）を液体中に浸漬したり、液体からノズル孔（１３）を露出させたりすることができる。すなわち、糊を噴射するときはノズル孔（１３）を液面から露出させ、糊を噴射しないときにはノズル孔（１３）を液体中に浸漬させることで、ノズル孔（１３）の周囲を液体により洗浄し、糊の乾燥に起因するノズル孔（１３）の詰まりを防止する機能を有している。
特開２００３−２２０３５３公報

上述した特許文献１のノズル防止ユニット（６０）は、液体の蒸発のため定期的に液体を補充する必要が生じる。また、駆動シリンダによるピストン部材（６５）の駆動には、ノズル孔（１３）の沈没や露出に対して液体の水位を制御するため、液体量や駆動量などを適切に調整する手間が多くかかっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、液体を使用せずに、ノズル詰まりの発生を軽減することができる糊塗布装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の装置は、ノズル孔が形成されたノズル本体と、このノズル本体の内部で軸方向に移動してノズル孔を開閉させるニードルとを備え、ノズル本体の内部に供給された糊をノズル孔から噴射させる糊塗布装置において、
ノズル本体は、ノズル孔の外縁周囲に気体供給源から供給された気体を噴射する気体噴射口が形成されており、気体噴射口から噴射された気体によりノズル孔の開口付近が負圧となる構成であり、
ニードルは、ノズル孔につながるノズル本体の内周面に当接して当該ノズル孔を閉塞する弁部と、この弁部からさらに延出する挿入部とを有し、当該挿入部が、ノズル孔の内部へ挿脱自在となっていることを特徴とする。

かかる構成によれば、これらの構成により、ノズル孔から吐出された糊を、負圧をもって霧状に拡散させることができ、さらにはノズル孔内の隙間に残存する糊をも負圧をもって吸い出すことができ、一層有効にノズルの詰まりを防止できる。
さらに、ニードルの挿入部がノズル孔の内部に進入することで、ノズル孔内の糊を効率的に排出することができ、残存した糊の乾燥によるノズル孔の詰まりを防止することができる。

また、ニードルの挿入部は、ノズル孔の先端面から外部へ露出する長さに形成されていることが好ましい。このように構成すれば、ノズル孔の開口面に糊の薄い膜が張っていても、それをニードルの挿入部が破いてしまうので、ノズル孔内の残留糊を効率的に排出することが可能となる。

ここで、気体噴射口に気体を供給する気体供給源は、ニードルの挿入部がノズル孔の内部に進入してから任意の時間が経過した後、気体の供給を停止するように制御する構成としてもよい。

また、ニードルには、ノズル孔を開放したときの、ノズル本体の内周面に対する弁部の間隔を調整する開放位置調節手段が設けられた構成としてもよい。この開放位置調節手段によって、ノズル孔から流出する糊の量を制御することができる。このため、糊の塗布量を状況に応じて変更することができ、汎用性の広い糊塗布装置として機能することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ニードルの挿入部がノズル孔の内部に進入することで、ノズル孔内の糊を効率的に排出することができ、残存した糊の乾燥によるノズル孔の詰まりを防止することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１乃至図４は、本発明の実施形態に係る糊塗布装置を説明するための図である。また、図１は、本実施形態に係る糊塗布装置の全体構成を示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面図である。
同図（ａ）に示すように、本実施形態の糊塗布装置は、ノズル本体１と、ノズル本体１の内部に配設されたニードル３と、を含む構成である。

図１に示すように、ノズル本体１は、糊供給部材１０、シリンダ部材１５、ばね保持部材１７、先端部材２０、キャップ部材２４を備えている。糊供給部材１０の内部には軸方向に中空部１１が形成されている。この糊供給部材１０の中空部１１にはニードル３が挿入してある。ここで、ニードル３は、軸受部材１２によって軸方向へ移動自在に支持されている。

糊供給部材１０には、糊供給路１３ａ，１３ｂ及び気体供給路１４ａ，１４ｂが接続されている。図１（ｂ）に示すように、糊供給路１３ａ，１３ｂは、糊供給部材１０を径方向に貫通しており、一方の糊供給路１３ａから糊供給部材１０の中空部１１内に液状の糊を供給するとともに、他方の糊供給路１３ｂから余分な糊を排出する構成となっている。糊は、糊供給路１３ａ，１３ｂを通して循環しており、これにより糊の中空部１１内での乾燥を防止している。

シリンダ部材１５は、管状に形成されており、糊供給部材１０の基端側に装着してある。このシリンダ部材１５の中空部１６は、一方の気体供給路１４ａと連通し、この気体供給路１４ａから気体が供給される。

シリンダ部材１５の基端側には、ばね保持部材１７が装着される。ばね保持部材１７は、有底筒状の部材であり、内部に圧縮コイルばね１８が挿入配置される。圧縮コイルばね１８は、後述するニードル３を軸方向に弾力的に付勢する。また、ばね保持部材１７の底部には、調節ねじ１９（開放位置調節手段）が螺合してある。この調節ねじ１９は、ニードル３の移動範囲を調節する機能を有している。

ニードル３は、基端側から基部３０、ピストン部３１、軸部３２、弁部３３、挿入部３４の順に各部位が一体成形されている。基部３０は、ばね保持部材１７の中空部内に配置してあり、ピストン部３１は、シリンダ部材１５の中空部１６内に移動自在に収納配置されている。このピストン部３１は、ばね保持部材１７に収納された圧縮コイルばね１８によって、基部３０側からノズル孔方向へ付勢されている。一方、既述した気体供給路１４ａは、シリンダ部材１５の中空部１６内であって、ピストン部材３１を隔てて圧縮コイルばね１８とは反対側の空間に連通し、この空間内の圧縮空気を供給する。この圧縮空気によってピストン部３１が押圧されると、ニードル３が圧縮コイルばね１８の付勢力に抗して基部方向へ移動する。
ニードル３の軸部３２は、糊供給部材１０の中空部１１を通り、先端部がノズル本体１の先端部材２０まで延びている。

図２は、本実施形態に係る糊塗布装置の先端部分の構成を示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はさらに先端を拡大した断面図である。
同図（ａ）に示すように、ノズル本体１の先端部材２０は、糊供給部材１０の先端側に装着される。この先端部材２０の中空部２１は、糊供給部材１０の中空部１１と連通しており、糊供給部材１０の中空部１１に供給された糊が先端部材２０の中空部２１内に充填される。
先端部材２０の先端面中央部には、ノズル孔２３が穿設してある。上述したように、先端部材２０の中空部２１内に充填された糊は、このノズル孔２３から突出される。

ここで、ノズル孔２３につながる先端部材２０の内周面２２は、テーパー状の斜面で形成してあり、この内周面２２にニードル３の弁部３３が接離自在となっている。ニードル３の弁部３３は、先端部材２０の内周面２２に対応してテーパー状に形成されている。ニードル３が移動して、ノズル本体１の内周面２２に弁部３３が当接すると、この弁部３３によってノズル孔２３への流路が遮蔽される。

また、ニードル３の先端部に形成した挿入部３４は、ノズル孔２３に挿脱自在であって、かつ弁部３３がノズル本体１の内周面２２に当接したとき、先端部がノズル孔２３の先端面から外部へ露出する長さに形成されている。

キャップ部材２４は、先端部材２０の前半部外周を覆うように装着してある。キャップ部材２４とノズル孔２３の外周部との間には断面環状の気体噴射口２５が形成してある。この気体噴射口２５は、キャップ部材２４、先端部材２０、糊供給部材１０を通る気体流路２６を経由して、気体供給路１４ｂに連通している。気体流路１４ｂには、図示しない気体供給源から圧縮空気が供給され、この空気が気体流路２６を通って気体噴射口２５から噴射される。

気体噴射口２５は、気体を一定の収束角をもって噴射させ、ノズル孔２３の周囲が負圧となるように形成されている。したがって、ノズル孔２３から吐出される糊は、負圧の作用をもって吸い出されて噴射される。

次に、糊塗布装置の作用について説明する。
まず、糊を噴射する際には、図示しない気体供給源から気体供給路１４ａおよび１４ｂに圧縮空気が供給される。気体供給路１４ａに供給された気体は、シリンダ部材１５の中空部１６内で、ピストン部３１を押圧する。この空気圧によってニードル３が圧縮コイルばね１８の付勢力に抗して基部方向へ移動する。そうすると、図３に示すように、ニードル３の弁部３３が先端部材２０の内周面２２から離間して隙間が形成されるとともに、ニードル３の挿入部３４がノズル孔２３から抜け出てノズル孔２３も開口する。その結果、糊供給路１３ａから糊供給部材１０の中空部１１内に供給され、先端部材２０の中空部２１に充填されている液状の糊が、弁部３３と内周面２２との間の隙間を通りノズル孔２３から吐出される。
このとき、気体流通路１４ｂから供給された圧縮空気が、気体流路２６を通り気体噴射口２５から噴射され、負圧の作用をもって糊がノズル孔２３から吸い出されるとともに、当該糊が気体にのって前方へ噴射される。

次に、糊の噴射を停止する際には、図示しない気体供給源から気体供給路１４ａへの圧縮空気の供給を停止する。そうすると、ニードル３が圧縮コイルばね１８の付勢力により前方へ移動し、図２に示すように、弁部３３が先端部材２０の内周面２２に当接して、先端部材２０の中空部２１とノズル孔２３との間を遮蔽する。これにより、ノズル孔２３へ糊が供給されなくなる。
また、ノズル孔２３の内部にニードル３の挿入部３４が進入する。このとき、挿入部３４は、先端がノズル孔２３の開口から外部へ露出するので、ノズル孔２３の全体にわたり挿入部３４が挿入された状態が形成される。これによりノズル孔２３内に残存する糊はきわめて少なくなる。

さらに、ノズル孔２３に残存する糊を排出するために、ノズル孔２３を閉塞してから一定の時間が経過するまで、気体供給源から気体供給路１４ｂへの圧縮空気の供給を継続させて、気体噴射口２５から圧縮空気が噴射し続けるようにしている。これにより糊の供給停止後も、ノズル孔２３の外部に負圧状態が形成されるので、負圧の作用をもってノズル孔２３内に残存する僅かな糊も吸い出しが可能となる。

さらに、本実施形態の糊塗布装置は、ノズル本体１のばね保持部材１７に設けられた調節ねじ１９によって、ニードル３の移動範囲を変更させることができる。これにより、開放時におけるニードルの弁部３３と先端部材２０の内周面２２との間の隙間量を調整して、糊の噴射量を微調整することが可能であり、複数の糊塗布装置が一つの糊供給源につながっている場合であっても、個々の糊塗布装置ごとに糊噴射量を調整できる。例えば、上包み機において、胴合わせ目での接着では、糊が染みても包材が被包装物に接着しないような少ない糊噴射量に糊塗布装置１０２ａを調整し、一方、耳部の接着では、折り曲げて重なり合って平坦でない面でも確実に接着できるように多めの糊噴射量とするよう糊塗布装置１０２ｂ，１０２ｃを調整できる。

図５は本発明の糊噴射装置を用いた胴巻き包装方法を示す図である。
従来、被包装物１００の表面に胴巻き包材１０３を筒状に胴巻きする場合、図５（ａ）に示すように胴巻き包材１０３の両端部１０３ａ，１０３ｂどうしを糊で接着しており、このとき胴巻き包材１０３の各端部１０３ａ，１０３ｂが重なり合った部分から糊１０４がはみ出さないような接着形態をとっていた。
このため、胴巻き包材が被包装物から抜けやすいという問題があった。

そこで、図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、被包装物１００の表面に胴巻き包材１０３を筒状に胴巻きする胴巻き包装方法において、胴巻き包材１０３の一端縁部１０３ａに糊１０４を塗布する際に、被包装物１００を胴巻きしたとき胴巻き包材１０３の他端部１０３ｂと重なり合う領域ａを超えて、被包装物１００と接触する領域ｂまでを糊の塗布領域（ａ＋ｂ）に設定する。

このように糊１０４の塗布領域を設定することで、被包装物１００の表面に胴巻きされた胴巻き包材１０３が、被包装物１００にも接着されるので、胴巻き包材１０３の抜けや位置ずれが防止される。

この胴巻き包装方法は、本発明の糊噴射装置を用いなくとも実現できるが、本発明の糊噴射装置のごとく噴霧式の糊塗布装置を用いれば、上述したような広い範囲の塗布領域（ａ＋ｂ）へ正確に糊を塗布することも容易である。しかも、薄く糊を塗布することができるため、被包装物１００に胴巻き包材１０３が強固に接着されてしまう不都合も回避できる。

本実施形態に係る糊塗布装置の全体構成を示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面図である。 本実施形態に係る糊塗布装置のノズル孔閉塞時の状態を示す図であり、（ａ）は拡大正面断面図、（ｂ）はさらに先端を拡大した断面図である。 本実施形態に係る糊塗布装置のノズル孔開放時の状態を示す拡大正面断面図である。 本実施形態に係る糊塗布装置の気体供給動作を示すタイミングチャートである。 本発明の糊噴射装置を用いた胴巻き包装方法を説明するための図で、（ａ）は従来の方法、（ｂ）は新規な方法、（ｃ）は新規な方法による糊の塗布領域を示す胴巻き包材の展開図、（ｄ）は新規な方法による胴巻き包装形態を示す斜視図である。 上包み包装装置の包装工程を示す斜視図である。 特許文献１の塗布装置の糊噴射の際の状態を示す断面図である。

符号の説明

１：ノズル本体、３：ニードル
１０：糊供給部材、１１：中空部、１２：軸受部材、１３ａ，１３ｂ：糊供給路、１４ａ，１４ｂ：気体供給路、１５：シリンダ部材、１６：中空部、１７：ばね保持部材、１８：圧縮コイルばね、１９：調整ねじ、
２０：先端部材、２１：中空部、２２：内周面、２３：ノズル孔、２４：キャップ部材、２５：気体噴射口、２６：気体流路、
３０：基部、３１：ピストン部、３２：軸部、３３：弁部、３４：挿入部、
１００：被包装物、１０１：包装紙、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ：糊塗布装置、１０３：胴巻き包材

Claims (4)

1. ノズル孔が形成されたノズル本体と、このノズル本体の内部で軸方向に移動して前記ノズル孔を開閉させるニードルとを備え、ノズル本体の内部に供給された糊を前記ノズル孔から噴射させる糊塗布装置において、
   前記ノズル本体は、前記ノズル孔の外縁周囲に気体供給源から供給された気体を噴射する気体噴射口が形成されており、前記気体噴射口から噴射された気体により前記ノズル孔の開口付近が負圧となる構成であり、
   前記ニードルは、前記ノズル孔につながるノズル本体の内周面に当接して当該ノズル孔を閉塞する弁部と、この弁部からさらに延出する挿入部とを有し、当該挿入部が、前記ノズル孔の内部へ挿脱自在となっていることを特徴とする糊塗布装置。
2. 請求項１の糊塗布装置において、
   前記ニードルの挿入部は、前記ノズル孔の先端面から外部へ露出する長さに形成されていることを特徴とする糊塗布装置。
3. 請求項１又は２に記載の糊塗布装置において、
   前記気体噴射口に気体を供給する気体供給源は、前記ニードルの挿入部が前記ノズル孔の内部に進入してから任意の時間が経過した後、気体の供給を停止するように制御されていることを特徴とする糊塗布装置。
4. 請求項１乃至３に記載の糊塗布装置において、
   前記ニードルには、前記ノズル孔を開放したときの、前記ノズル本体の内周面に対する前記弁部の間隔を調整する開放位置調節手段が設けられていることを特徴とする糊塗布装置。
   

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