JP2010195041A - 紙または厚紙から成る箱の製造方法と製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙または厚紙から成る箱であって、側面が接着される底または蓋を有しており、前記側面が、始端部と、終端部と、長辺に沿った複数の舌状片として構成される糊代とを有する一つのストリップから成る箱を、全自動で製造可能とする。
【解決手段】最初に舌片状の糊代３を約９０°折り曲げる。続いてストリップ始端部４を、断面形状が箱の断面形状と合致する筒体状の雌型１０の外筒面１１に、雄型２０を用いてあてがって、負圧を利用して固定する。引き続いて前記雌型１０を回転する。その際にはストリップ１を負圧により前記外筒面１１に吸着させて動かないように保持する。ストリップの始端部４または終端部に接着剤を塗布してから、ストリップ始端部４とストリップ終端部とを互いに貼り合わせる。続いて周縁部に接着剤をビード状に塗布した底を、舌片状の糊代３に対して押し付ける。接着剤が硬化した後、完成した箱を雌型１０から引き抜くことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、紙（ペーパー）または厚紙（ボール紙）から成る箱の製造方法であって、側面が接着される底または蓋を有しており、この側面が、始端部と、終端部と、長辺に沿った複数の舌状片として構成される糊代とを有する一つのストリップから成っている箱の製造方法に関する。本発明はさらに、そのような、側面が接着される底および／または蓋を有しており、この側面が、始端部と、終端部と、長辺に沿った複数の舌状片として構成される糊代とを有する一つのストリップから成っており、さらに断面形状に少なくとも一つの凹部と少なくとも一つの凸部とを有している箱の製造装置にも関する。

紙または厚紙から成る箱を製造するという課題は、方形の箱については既に、全自動方式で稼動する製函機により、極めて首尾よく解決されている。しかしながら方形以外の形状、特に断面形状に少なくとも一つの凹部と少なくとも一つの凸部とを有する箱については、依然として製造に問題を生じている。そのような箱は、例えば特許文献１、特許文献２および特許文献３に説明されている。そのような箱の製造は、側面となる細長い紙または厚紙のストリップを、紙または厚紙から成る底に貼り付けることによって行われる。そのために紙または厚紙のストリップの長さは、底の全周の長さと等しくなっている。この側面となるストリップの長辺には、複数の舌状片から成る糊代が形成されているが、これらは一本の折り線によりストリップとつながっている。

この箱を製造するためには、最初に側面となるストリップを輪の形に貼り合わせる。それから、舌片状の糊代を谷折りする。その後手作業でこの輪を所望される箱の形と同じ形に仕立てて固定する。続いて、型取りしたこの輪の上から底を貼り付ける。貼り付けが終わった底と側面から成るユニットを取り出した後、次に、いわゆるインナフェイスと呼ばれる化粧用下敷き材を貼り付けて、舌片状の糊代を覆い隠す。

上述の製造方法は、実質的に手作業によるものであるために、それほど効率的ではなく、満足できるものではない。
それ以外にも特許文献４、特許文献５および特許文献６には、ハート形の箱を製造する機械が説明されている。また特許文献７には、段ボールから箱を製造する機械が説明されている。

ドイツ実用新案登録第２０２００６０１４００９号明細書 ドイツ特許出願公開第１０２００６０２８８２４号明細書 ドイツ特許出願公開第１０２００５０５４９８２号明細書 米国特許第１，６６４，７３９号明細書 米国特許第２，２４０，４４５号明細書 米国特許第３，６４３，５５４号明細書 米国特許第４，３９５，２５３号明細書

本発明は、不規則な断面形状を持つ紙または厚紙から成る箱を全自動機により製造できるようにする方法を提示することを課題として成されたものである。

この課題は、次の各工程：
‐舌片状の糊代（３）を約９０度、折り曲げる工程、
‐ストリップ始端部（４）を、雄型（２０）を使用して、断面形状が箱の断面形状と合致する筒体状の雌型（１０）の外筒面（１１）にあてがう工程、
‐負圧を利用して、ストリップ（１）を外筒面（１１）の一部に固定する工程、またその際には舌片状の糊代（３）を雌型（１０）の底面にあてがう工程、
‐雌型（１０）を回転する工程、またその際にはストリップ（１）を雌型（１０）の凸部に吸着させて動かないように保持する工程、
‐ストリップ（１）の始端部（４）または終端部に接着剤を塗布する工程、
‐ストリップ始端部（４）とストリップ終端部とを貼り合わせる工程、
‐底（２）の周縁部に接着剤をビード状に塗布する工程、
‐底（２）と接着剤を舌片状の糊代（３）に押し付ける工程、および、
‐完成した箱を雌型（１０）から引き抜く工程
から成ることを特徴とする方法により、解決される。

本発明にしたがった方法の主な長所は、全ての工程が全自動で進行するため、手作業を完全に廃止できる点にある。雌型を回転した場合には、ストリップが、雌型の凸部だけではなく、凹部にも正確にあてがわれることが判明しているが、これは、特に凹部については、雄型により、ストリップが密着するように支援できるようにしているからである。そこではこの雄型により、雌型のゼロ位置への正確な位置決め、ストリップ始端部の正確な位置決め、雌型の断面形状の凹部とのストリップの密着状態、そして最後には、ストリップ始端部とストリップ終端部との規定どおりの貼り合わせが保証されるようにしている。

本発明の構成形態の一例においては、箱が凹部と凸部を二つ以上有する場合に、「回転」工程と「固定」工程が、箱の全周にある凹部の個数に相当する回数分、繰り返して行われるようになっている。これは、ハート形、星形、クリスマスツリー形などに相当する断面形状を有する箱についても、本方法が適することを意味している。

そのような箱の製造装置も、本発明の対象となっている。
この課題は、次の各特徴：
‐底面の形状が製造対象である箱の形状と合致する筒体状の雌型（１０）、
‐および、少なくとも一つの軸に沿って可動な雄型（２０）、
‐雌型（１０）の外筒面（１１）に、負圧源に接続可能な複数の穴（１２）が設けられ、それによりストリップ（１）が雌型（１０）に動かないように保持されること、
‐雌型（１０）が、回転自在に支承されること、
‐雄型（２０）が、雌型（１０）の外筒面（１１）と協働する作用面（２１）を有しており、それによりストリップ（１）が雌型（１０）に近接する、ないしはあてがわれること
を有する装置によって解決される。

雄型と雌型の総合作用により、側面となる紙または厚紙ストリップは、バキュームノズルによって雌型の外筒面に吸着されて動かないように保持されて、型取りされてから、最後にこれに箱の底ないしは蓋が貼り付けられるようになっている。この工程は、操作員の手助けを不要として、プログラム制御方式により最短時間で実行される。

自明ながら、ストリップが雌型に正確に供給されることが非常に重要である。この理由から、本発明の別の展開構成例においては、雌型の手前にストリップを雌型に正確に供給するための装置が配置されるようになっている。

それ以外にも雌型には、紙または厚紙ストリップの長辺の舌片状の糊代を好ましくは９０°折り曲げるための装置が前置されるようにするとよい。
本発明のさらに別の好ましい構成例においては、ストリップの始端部を雌型に対して正確に位置決めするためのストッパも備えられるようになっている。このストッパは、光バリアとして実現されるとよい。

必要な負圧出力を微小にとどめられるようにするために、本発明の別の展開構成例においては、外筒面に設けられる穴を組分けして、組ごとに制御式のバキュームホースを介して負圧源に接続できるようにしている。

外筒面の高さは、ストリップの高さに合わせて調整されると有利である。それにより、箱の側面となるストリップの最適位置決めがもたらされることになる。
本発明のさらに別の展開構成例においては、雌型の底面にも吸引穴が設けられるようになっている。これらの吸引穴により、化粧用下敷き材が備えられることになる場合には、側面となるストリップが巻き取られる前に、この下敷き材が定位置にセットされるようにしている。

十分な負圧出力を保証するために、負圧源から雌型に取り廻される供給ラインには、圧力センサが組み込まれるとよい。
本発明の別の好ましい構成例においては、雌型が回転軸に着脱自在に取り付けられているが、この回転軸は回転式バキュームパイプを兼用している。それにより、回転運動の邪魔となるバキュームホースを不要とし、雌型を無限に回転できるようにしている。

本発明の別の構成例においては、雄型が、雌型の凹部の形状に適合化したカッティングエッジを有する昇降式プランジャとなっている。すなわちこのカッティングエッジは、ストリップが凹部にあてがわれる際には、場合によってはこれを折るものの、当然ながら切り離したりはしないように構成されている。

形状や大きさがまちまちな箱を、長い段取り時間をかけることなく製造できるようにするためには、雌型および／または雄型が交換式であると有利であることは言うまでもない。
本発明のさらに別の展開構成例においては、雌型の手前に、糊付けした箱の底または蓋を、ストリップから成る側面、舌片状の糊代、および／または、備えられる場合は化粧用下敷き材に対して押し付けるための装置が配置されるようになっている。

接着剤を塗布するためには、それがストリップの始端部であれ終端部であれ、箱の底であれ蓋であれ、接着剤ノズルが備えられると有利である。
雌型にあてがわれるストリップの位置決め精度を向上するためには、外筒面にガイドエッジが備えられるとよい。

以下では、図面を参照しながら、単に図式的に示されるに過ぎない実施例に基づき本発明を詳しく説明する。

ハート形をした箱の身の部分を示す図である。 図１に示されるハート形の紙箱または厚紙箱の製造装置の、本発明を理解する上で重要な要素を示す図である。

図１には、ハート形をした紙箱または厚紙箱の身の部分が、あくまでも図式的に示されている。そのような形をした箱は、チョコレートボンボン等、各種プラリーヌの容器として使われることが多い。箱は、クリスマスツリー、サンタクロース、イースター・ラビット、イースター・エッグ、りんご、あるいは星の形をしていることもある。このような形をした箱はみな、方形の箱ではおなじみの定評ある製函装置によっては製造できない点で共通している。

図１に示されるように、図示される身箱は、紙または厚紙製の底２に、紙または厚紙製の細長いストリップ１から成る側面を、ストリップ始端部４のところで重ねて貼り合わせ輪の形にした後、貼り付けたものから成っている。この貼り付けのために、複数の舌状片から成る糊代３が備えられている。しかし、ストリップ１を底２に突き合わせて接着することも可能である。舌片状の糊代３を外から見えないようにすべきである場合は、いわゆるインナフェイスと呼ばれる化粧用下敷き材５（一部しか示されていない）が貼り付けられるようになっている。

この身箱に合う箱の蓋の製造は、基本的には身箱と同じ方法で行われ、必要であるのは寸法合わせだけとなる。
図２にあくまでも図式的に示されるに過ぎない図１に示される箱の製造装置は、主要構成部品として雌型１０と雄型２０を有している。

雌型１０は、この装置の核心となる部材である。これが、製造される箱１、２に対応した底面、すなわち同様にハート形をした底面を有する筒体であることが明らかである。この雌型１０の外筒面１１には、ところどころ穴１２が設けられている。これらの穴１２は、負圧接続部を介して負圧源（不図示）に接続できるようになっている。それにより負圧を利用して、ストリップ１を雌型１０の外筒面１１に沿って側面の形状に成形して、底２が貼り付けられるまでその状態に固定できるようにしている。ガイドエッジ１５により、ストリップ１が正確な位置で雌型１１にあてがわれることを保証している。

ストリップ１が外筒面１１に正しくあてがわれて穴１２を塞いでいるかどうかを確認できるようにするためには、負圧供給ラインに圧力センサが挿入されるとよい。
図２において認めることができるように、ストリップ１は、舌片状の糊代３が既に約９０°折り曲げられた状態で、ストリップ始端部４がストッパ３０に当たるまで、繰り出されるようになっている。続いて雄型２０が下降されて、ストリップ始端部４をハート形の雌型１０の凹部のところに正確に位置決めする。ストリップ始端部４は、バキュームノズルにより、その位置に動かないように保持される。

続いて、雌型１０が着脱自在に取り付けられている接続軸１４により、雌型１０が回転される。その際にストリップ１は、外筒面１１に巻き取られることになる。必要な場合は、雄型２０を制御しながら前後に繰り出すことにより、この巻取り工程が支援されるようにしている。

ストリップ１が雌型１０の周囲に完全に巻き取られると直ちに、ストリップ終端部は、雄型２０により、ストリップ始端部４に対して、事前に塗布された接着剤が硬化するまで、押し付けられるようになっている。

引き続いて、箱の底（不図示）が、それ自体として公然周知の方法により、真空吸引アームを使用してマガジンから引き取られ、接着剤ノズルによりその周縁部に接着剤がビード状に施される。この底は、その後この真空吸引アームを使用して、雌型１０、舌片状の糊代３、および側面となるストリップ１対して、接着剤が硬化するまで押し付けられる。完成した箱は続いて、同じ真空吸引アーム、または別の真空吸引アームを使用して、雌型１０から引き抜かれるが、この引き抜き工程は、バキュームノズル１２、１３から空気を吹き付けることにより支援されるようにするとよい。

雌型１０の底面に設けられるバキュームノズル１２、１３は、ストリップ１を外筒面に巻き取る前に雌型１０の上に置かれた化粧用下敷き材５を動かないように保持する役目を果たす。

バキュームノズル１２、１３への負圧の供給は、回転軸１４に一体化された回転式バキュームパイプにより行われる。
側面、底、および化粧用下敷き材の裁断済みの半製品が貯蔵されるマガジンは、図には示されていない。同様に、マガジンから半製品を引き取り加工地点に供給する装置も、ほとんど図示されていない。負圧源についても同様である。これらの機能要素は、従来の技術手法で実現されるものである。仮に図示したところで、図がごちゃごちゃになり分かりづらくなるのが関の山である。

１ ストリップ
２ 底
３ 舌片状の糊代
４ ストリップ始端部
５ 化粧用下敷き材
１０ 雌型
１１ 外筒面
１２ 穴／バキュームノズル
１３ 穴／バキュームノズル
１４ 接続軸／回転式バキュームパイプ
１５ ガイドエッジ
２０ 雄型
２１ 作用面
３０ ストッパ

Claims (15)

1. 紙または厚紙から成る箱の側面が接着される底（２）または蓋を有しており、前記側面が、始端部（４）と、終端部と、長辺に沿った複数の舌状片として構成される糊代（３）とを有するストリップ（１）から成っている箱の製造方法において、
   ‐前記舌片状の糊代（３）を約９０度、折り曲げる工程、
   ‐前記ストリップ（１）の始端部（４）を、雄型（２０）を使用して、断面形状が箱の断面形状と合致する筒体状の雌型（１０）の外筒面（１１）にあてがう工程、
   ‐前記舌片状の糊代（３）を前記雌型（１０）の底面にあてがって、負圧を用いて、前記ストリップ（１）を前記外筒面（１１）の一部に固定する工程、
   ‐前記ストリップ（１）を前記雌型（１０）の凸部に吸着させて動かないように保持して、前記雌型（１０）を回転する工程、
   ‐前記ストリップ（１）の始端部（４）または終端部に接着剤を塗布する工程、
   ‐ストリップ始端部（４）とストリップ終端部とを貼り合わせる工程、
   ‐前記底（２）の周縁部に接着剤をビード状に塗布する工程、
   ‐前記底（２）と接着剤を前記舌片状の糊代（３）に押し付ける工程、および、
   ‐完成した箱を前記雌型（１０）から引き抜く工程、
   から成ることを特徴とする、方法。
2. 断面形状に少なくとも一つの凹部と少なくとも一つの凸部とを有する箱を製造するための請求項１に記載の方法において、
   ‐前記ストリップ（１）を、前記雄型（２０）を利用して、前記外筒面（１１）の凹部に押し付ける工程、
   ‐前記雌型（１０）を、前記外筒面（１１）の次の凹部まで回転する工程、
   ‐箱の全周にある凹部の個数に相当する回数分、「押し付け」工程と「回転」工程を繰り返す工程
   を特徴とする、方法。
3. 紙または厚紙から成る箱の製造装置であって、底（２）と蓋の夫々の側面の少なくとも一方が接着されるようになっていて、前記側面が、始端部（４）と、終端部と、長辺に沿った複数の舌状片として構成される糊代（３）とを有する一つのストリップ（１）から成っており、さらに断面形状に少なくとも一つの凹部と少なくとも一つの凸部を有している箱の製造装置において、
   ‐底面の形状が製造対象である箱の形状と合致する筒体状の雌型（１０）、
   ‐および、少なくとも一つの軸に沿って可動な雄型（２０）、
   ‐前記雌型（１０）の外筒面（１１）に、負圧源に接続可能な複数の穴（１２）が備えられ、それにより前記ストリップ（１）が前記雌型（１０）に動かないように保持されて、
   ‐前記雌型（１０）が、回転自在に支承されて、
   ‐前記雄型（２０）が、前記雌型（１０）の外筒面（１１）と協働する作用面（２１）を有しており、それにより前記ストリップ（１）が前記雌型（１０）に近接し、ないしはあてがわれること
   を特徴とする、装置。
4. 請求項３に記載の装置において、
   ‐前記雌型（１０）の手前に、前記雌型（１０）に前記ストリップ（１）を正確に供給するための装置が配置されていることを特徴とする、装置。
5. 請求項３または４に記載の装置において、
   ‐前記雌型（１０）に、前記舌片状の糊代（３）を折り曲げるための装置が前置されることを特徴とする、装置。
6. 請求項３、４または５に記載の装置において、
   ‐例えば光バリアの形態をとるストッパ（３０）により、前記ストリップ（１）の始端部が前記雌型（１０）に対して正確に位置決めされることを特徴する、装置。
7. 請求項３に記載の装置において、
   ‐前記雌型（１０）の外筒面（１１）に設けられる穴（１２）が組分けされて、
   ‐組ごとに、制御式の負圧接続部を介して負圧源に接続可能であること
   を特徴とする、装置。
8. 請求項３〜７のいずれか一項に記載の装置において、
   ‐前記外筒面（１１）の高さが、前記ストリップ（１）の高さに合わせて調整されることを特徴とする、装置。
9. 請求項３〜８のいずれか一項に記載の装置において、
   ‐前記雌型（１０）の底面に、吸引穴（１３）が設けられることを特徴とする、装置。
10. 請求項３〜９のいずれか一項に記載の装置において、
    ‐前記負圧源から前記雌型（１０）に取り廻される供給ラインに圧力センサが組み込まれることを特徴とする、装置。
11. 請求項３〜１０のいずれか一項に記載の装置において、
    ‐前記雌型（１０）が回転軸（１４）に着脱自在に取り付けられ、
    ‐前記回転軸（１４）が回転式バキュームパイプを兼用すること
    を特徴とする、装置。
12. 請求項３〜８のいずれか一項に記載の装置において、
    ‐前記雄型（２０）が、前記雌型（１０）の凹部の形状に適合されたカッティングエッジ（２１）を有する昇降式プランジャであることを特徴とする、装置。
13. 請求項３〜１２のいずれか一項に記載の装置において、
    ‐前記雌型（１０）の手前に、糊付けした箱の底（２）と蓋の少なくとも一方を、前記ストリップ（１）から成る側面、前記舌片状の糊代（３）、および化粧用下敷き材の少なくともいずれかに対して押し付けるための、少なくとも一つの装置を有することを特徴とする、装置。
14. 請求項３〜１３のいずれか一項に記載の装置において、
    ‐接着剤を塗布するために接着ノズルが備えられることを特徴とする、装置。
15. 請求項３〜１４のいずれか一項に記載の装置において、
    ‐前記雌型（１０）の外筒面（１１）に、前記ストリップ（１）用のガイドエッジ（１５）が備えられることを特徴とする、装置。

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