JP3769082B2

JP3769082B2 - チューブ成形装置と包装容器製造機械

Info

Publication number: JP3769082B2
Application number: JP26084596A
Authority: JP
Inventors: 明正藤本; 英仁山本; 文幸岩野; 道雄植田
Original assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Current assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Priority date: 1996-10-01
Filing date: 1996-10-01
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2016-10-01
Also published as: CN1108254C; JPH10101012A; CN1178181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は包装容器製造機械に関し、特に板状のウェブを管状のウェブに成形し、該管状のウェブ内に流動性食などの内容物を充填するチューブ成形装置と、該装置を備えた包装容器製造機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板状のウェブから流動性食などの内容物が内部に充填される包装容器を製造する包装容器製造機械は、コイル状に巻き取られた板状のウェブから管状のウェブを成形し、該管状ウェブの幅方向の両端の重ね合わせ部を縦方向にシール（縦シール）して、その内部に内容物を充填して、管状ウェブから容器１ケ分に相当する長さにシールした後、切断して、長方形の内容物が充填された包装容器とする包装容器製造機械が知られている。
【０００３】
上記包装容器製造機械において、図１に示すように、機械本体（図示せず）に水平方向に軸支された回転軸を有するガイドローラ１からベンデングローラ２を経由して上段フォーミングローラ４、中段フォーミングローラ５および下段フォーミングローラ６により板状ウェブＷを順次円筒状に変形しながら管状ウェブＷを成形し、その後角柱状ウェブＷにするチューブ成形装置が用いられている。
【０００４】
ところで、管状ウェブＷの縦シールを行う場合には、基本的に次の条件を満たすことが必要である。
１．包装容器Ｃの縦方向の重ね合わせ幅（オーバーラップ寸法）が所定の範囲内にあること。（このオーバーラップ部の接触面の熱可塑性樹脂が重ね合わせ前に予め過熱、溶融され、該オーバーラップ部が溶着する。）
２．包装容器Ｃの縦方向のシールテープ（シールテープはウェブＷの縦シールされる重ね合わせ部に予め張り付けられている）幅が所定の範囲内にあること。
【０００５】
例えば、図６に示すようにウェブＷの重ね合わせ部シール用のシールテープ７０の幅が８ｍｍであるとすると、板状ウェブＷに予め接着するためのシールテープ幅としてウェブＷ幅方向の端部から３．５ｍｍの幅を用い、また管状ウェブＷが成形されたときにウェブＷのもう一方の端部のシールテープ７０により接着されるウェブＷの幅を３．５ｍｍとなるようにし、残りの１ｍｍを前記２つのシールテープの幅の中間位置に発生するウェブＷの重ね合わせ部の未シール幅として設定する。なお、このシールテープ７０がない場合に充填液が紙を基材とするウェブの端面からウェブＷ内部にしみ込むことを防止するためにシールテープ７０をウェブＷの重ね合わせ部内面に張り付ける。
【０００６】
３．板状ウェブＷから管状ウェブＷに成形される過程で上記３段のフォーミングローラ４〜６で徐々にウェブＷを成形して行くが、下段のフォーミングローラ６の位置で縦シールが行われるため、このフォーミングローラ６部分がウェブＷの縦方向の流れる位置を決定する基準となり、同時に他の上段フォーミングローラ４と中段フォーミングローラ５の位置調整の基準ともなる。
【０００７】
このように、下段フォーミングローラ６の配置位置の調整度合いが管状ウェブＷのシール性などに大きな影響を与える。
従来技術の下段フォーミングローラ６部分の側面図を図７に、図７のＡ−Ａ線からの矢視図を図８に、また、下段フォーミングローラ６による管状ウェブＷのシール時の側面図を図９に、平面図を図１０にそれぞれ示す。
【０００８】
下段フォーミングローラ６は包装容器製造機械本体に支持されたローラ支持板１０２と該ローラ支持板１０２上で回転軸に支持された５つのローラ１０３と剛性軸１０５により図９の矢印Ａ方向に回転可能な構成である受圧ローラ１０４とから構成されている。なお、図９と図１０には受圧ローラ１０４に対向する位置にある加圧ローラ１０６も図示している。
【０００９】
受圧ローラ１０４はブラケット１０７を介して剛性軸１０５に支持されており、また剛性軸１０５は包装容器製造機械本体の壁面１０９を貫通して機械本体外部に延出しており、該剛性軸１０５の延出部分はレバー１１１を介して包装容器製造機械本体の壁面１０９に支持された伸縮シリンダ１１２に連結されている。受圧ローラ１０４が管状ウェブＷに対して係合されている時、すなわち管状ウェブＷの縦シール中は図９に示す位置に受圧ローラ１０４が配置されるが、縦シールを行わないときには伸縮シリンダ１１２によりレバー１１１を図８の矢印Ａ方向に作動させて剛性軸１０５を回転させることで受圧ローラ１０４を図９の矢印Ａ方向に退避させることができる。
【００１０】
管状ウェブＷの縦シールは図９に模式図で示すように、管状ウェブＷの内側から縦方向シール部を充填パイプ８に一端を支持されたスプリング１１４により押圧する溶着シール加圧ローラ１０６とウェブＷを介して該加圧ローラ１０６に対向する位置に設けられ、加圧ローラ１０６の押圧力に対抗させるための伸縮シリンダ１１２（図８）などで加圧ローラ１０６方向に押圧される受圧ローラ１０４とで行われ、受圧ローラ１０４は下段フォーミングローラ６の一部を構成している。
【００１１】
そして加圧ローラ１０６と受圧ローラ１０４との間に挟まれて搬送されている管状ウェブＷの重ね合わせ部はシールされる。このようにスプリング１１４での付勢力により縦シールを行う理由は、縦シール中のウェブＷの終端とその後に続く新しいウェブＷの先端との接続部分では重ね合わせ分だけウェブＷの厚みが増えるので、このウェブＷの厚みの変化に対応させるためと、縦シール中のウェブＷと同様に図示していないがシールテープ７０の終端と新しいシールテープ７０の先端との重ね合わせ部のシールテープの厚みの変化にも対応させるためである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記図７〜図１０に示す従来技術のフォーミングローラ６では、最終製品である包装容器Ｃの成形性、管状ウェブＷの重ね合わせ部の縦シール性を高めるために、加圧ローラ１０６と受圧ローラ１０４の機械前後方向、回転方向、左右方向及び高さ方向、すなわち３次元方向のいずれの方向にもそれぞれ位置合わせをすることが必要である。
【００１３】
最初に運転前の調整として位置合わせを行う。最適な位置にフォーミングローラ６の位置合わせを行った結果が、各方向に対して基準よりも大きくずれた位置（例えば、５ｍｍづつ）にあると、このフォーミングローラ６の機械本体壁面の取り付け位置は固定されているので機械本体内部と外部の接続位置がずれて、受圧ローラ１０４を伸縮シリンダ１１２と連結する剛性軸１０５が接続できなくなる。
【００１４】
このように従来技術では本来のフォーミングローラ６部分を優先して調整するということができなく、剛性軸１０５が接続可能な範囲しか調整できなかった。極めてわずかな距離の位置調整しかできなかった。
【００１５】
また、加圧ローラ１０６と受圧ローラ１０４による管状ウェブＷの両側からの押圧力でウェブＷの縦シールを行うので、管状ウェブＷに作用する押圧力のバランスの調整が難しいことも問題であった。すなわち、従来技術の構成では加圧ローラ１０６の押圧力は板状スプリング１１４で調整し、受圧ローラの１０４の押圧力は剛性軸１０５を介して伸縮シリンダ１１２で調整するので、管状ウェブＷに作用する押圧力のバランスの調整が難しい。
【００１６】
このことを図９と図１０により説明すると図１０（ａ）の状態は受圧ローラ１０４側からの圧力が基準値である場合を示すが、図１０（ｂ）と図９に示す状態のように受圧ローラ１０４側からの圧力が加圧ローラ１０６側からの圧力より大きい場合、図１０（ｃ）のように受圧ローラ１０４側からの圧力が加圧ローラ１０６側からの圧力より小さい場合には管状ウェブＷが正常な断面形状を維持することができなく変形された状態で縦シールがなされる。特に図９に示す場合には、伸縮シリンダ１１２の付勢力が変動して強くなった場合、加圧ローラ１０６を付勢するスプリング１１４のバネ圧を上回ると、充填パイプ８と加圧ローラ１０６が接触し、該ローラ１０６の回転不良や、ウェブＷのシール圧力不良につながる。
【００１７】
また、それ以上に受圧ローラ１０４側からの力が加わると充填パイプ８がたわみ、成形不良にもつながる。
そこで、本発明の課題はチューブ成形装置の管状ウェブのウェブ重ね合わせ部を縦シールする際に、一対のローラによるウェブの押圧力を安定化させることである。
【００１８】
また、本発明の課題はチューブ成形装置の管状ウェブのウェブ重ね合わせ部を縦シールする際に使用する押圧用ローラの配置位置調整を容易にすることである。
さらに、本発明の課題は成形不良が無く、品質の高い包装容器を製造する機械を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は次の構成によって解決される。
すなわち、板状ウェブ（ W ）を複数個のローラからなるフォーミングローラが形成するローラ面に沿わせて搬送しながら板状ウェブ（ W ）を管状ウェブ（ W ）に成形し、該管状ウェブ（ W ）内に流動性内容物を充填して包装容器（Ｃ）を製造するチューブ成形装置において、フォーミングローラの中の一部のローラを、管状ウェブ（ W ）の外周側に配置され、チューブ成形装置本体に支持されたフォーミングローラ支持部材（４６，４７）に取り付けられる受圧ローラ（５１）とし、該受圧ローラ（５１）と管状ウェブ（ W ）の内部に配置されるウェブ方向に付勢された加圧ローラ（５２）を互いに対向する位置であって、搬送中の管状ウェブ（ W ）を挟むように配置し、受圧ローラ（５１）は、ブラケット（５６）の一端部に支持され、該ローラ支持用のブラケット（５６）は、前記受圧ローラ（５１）を支持する一端部とは反対側の端部が剛体アーム（５８ａ）を回転軸とするフォーミングローラ支持部材（４６，４７）に回転自在に支持され、かつ該剛体アーム（５８ａ）とチューブ成形装置本体に回転自在に取り付けられた剛体アーム（５８ｂ）と前記剛体アーム（５８ａ）と剛体アーム（５８ｂ）を連結する軸継手（６１）とにより、フォーミングローラ支持部材（４６，４７）を支持する壁面と直交するチューブ成形装置本体の壁面の外側に取り付けられた受圧ローラ（５１）の付勢手段（６５）に連結され、さらに加圧ローラ（５２）側に付勢された受圧ローラ（５１）の付勢力を規制してフォーミングローラ支持部材（４６，４７）に当接するストッパー（５７）を設けており、付勢手段（６５）によりブラケット（５６）を回動させて、加圧ローラ（５２）側に付勢された受圧ローラ（５１）の付勢力をフリーにすることができる構成とするチューブ成形装置である。
【００２３】
管状ウェブの縦シール中はチューブ成形装置本体に設けられた付勢手段（例えば、図２の伸縮シリンダ６５）により付勢されて受圧ローラが加圧ローラ側に移動するが、このとき、受圧ローラの支持部材のストッパー（例えば図２のブラケット５６に設けられたストッパー５７など）が受圧ローラ支持部材（例えば図２のローラ支持部材４７の当接面４７ａ）に当接する位置で受圧ローラが停止するので、前記付勢手段の押圧力はストッパーで停止させられる位置で加圧ローラの付勢力（例えば図４のスプリング５３により生じる付勢力）と対抗することになる。
【００２４】
したがって、加圧ローラの付勢力を十分大きくしても受圧ローラ側からの付勢手段に基づく押圧力がこれに対抗することができれば、加圧ローラの押圧力と受圧ローラの押圧力はストッパーによる受圧ローラの停止位置でウェブに安定的に作用させることができる。
【００２５】
このように、受圧ローラと加圧ローラは管状ウェブの重ね合わせシール部を挟む位置に配置されていると、シール力が安定的に作用する。
【００２６】
また、最終製品である包装容器の成形性、管状ウェブＷの重ね合わせ部の縦シール性を高めるために、加圧ローラと受圧ローラを含むフォーミングローラの包装容器製造機械本体の前後方向、回転方向、左右方向及び高さ方向の位置合わせをすることが必要であるが、受圧ローラの前記付勢手段として、たとえば、▲１▼伸縮シリンダと、▲２▼該伸縮シリンダと受圧ローラの継手と、▲３▼軸継手（例えば図２の軸継ぎ手６１）を連結する一以上の剛体アーム（例えば、図２の伸縮シリンダ６５で駆動されるシャフト５８ａ、５８ｂ）を設けているので、受圧ローラの包装容器製造機械本体の前後方向、回転方向、左右方向及び高さ方向の各方向の前記位置調整を行っても、軸継手と剛体アーム部分でその位置調整によるずれを吸収することができる。
【００２７】
すなわち、フォーミングローラの機械本体に対する取り付け位置と受圧ローラの付勢手段の機械本体に対する取り付け位置が前記受圧ローラの位置調整で設計値よりずれても、そのずれを軸継手部分で吸収することができる。こうして、本発明によれば、フォーミングローラ部分の位置調整を行った後にこれを機械本体に取り付けることができるので、縦シール性が従来技術に比べて向上する。
前記軸継手としてはたわみ軸継手および自在軸継手を用いることができる。
【００２８】
本発明の上記受圧ローラをその一部のローラとして含むフォーミングローラは、ウェブの搬送方向に複数段設けられたフォーミングローラの中の少なくともいずれかの段のフォーミングローラ（例えば、図１の下段フォーミングローラ６）に設けることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。
本発明の一実施例の包装容器製造機械の一部をなすチューブ成形装置は図１で説明した通りである。
【００３０】
チューブ成形装置では図示しない包装容器製造機械の巻ロールから搬送されてくる板状ウェブＷはガイドローラ１を経てその搬送方向が反転し、次いでベンディングローラ２を経由して上下方向に間隔を設けて配置された上段フォーミングローラ４、中段フォーミングローラ５および下段フォーミングローラ６により次第に管状に変形され、得られた管状ウェブＷがさらに、角柱状ウェブＷに変形され、次いで角柱状ウェブＷは容器一個分ごとにシールされた後、切断されて、最終的に直方体状包装容器Ｃが成形される。
【００３１】
このチューブ成形過程で、ウェブＷの搬送方向の重ね合わせ部にシール（縦シール）が施されて管状ウェブＷとなり、該管状ウェブＷから直方体状包装容器Ｃを成形するために管状ウェブＷを角柱状ウェブＷに変形し、さらにこのウェブＷの搬送方向に直交する方向のウェブＷの両側から一対の封止ジョー９によりウェブＷを押圧して封止部を形成して、該封止部の上方に充填パイプ８から流動性食品などの内容物が管状ウェブＷ内に充填される。
【００３２】
次に板状ウェブＷから３段からなるフォーミングローラ４〜６により管状ウェブＷを成形する機構について説明する。
上段フォーミングローラ４部分で板状ウェブＷは丸みを帯びるように変形され、次いで中段フォーミングローラ５部分で丸みを帯びた板状ウェブＷは管状ウェブＷに近い形状にさらに変形される。続いて下段フォーミングローラ６では管状ウェブＷの両端部が重ね合わせ部を両側から押圧して、重ね合わせ部を縦シールする。
【００３３】
下段フォーミングローラ６の平面図を図２に、図２のＡ−Ａ線方向からの矢視図を図３（図３（ａ）は受圧ローラがウェブ（図示せず）の縦シール作用をしてない状態、図３（ｂ）は受圧ローラがウェブ（図示せず）のウェブ縦シール作用中の状態を示す。）に、図３（ｂ）の位置に受圧ローラ５１があるときの受圧ローラ５１と加圧ローラ５２によるウェブＷの縦シール実施中の状態を図４に示す。
【００３４】
下段フォーミングローラ６は包装容器製造機械本体に支持部材４６を介して支持されたローラ支持板４７と該ローラ支持板４７上で回転軸４８を支持された５つのローラ４９とシャフト５８により図３の矢印Ａ方向に回転可能な構成である受圧ローラ５１とから構成されている。なお、図４に示すように管状ウェブＷの円筒状内部空間には前記受圧ローラ５１に対向する位置に加圧ローラ５２が配置されていて、加圧ローラ５２はスプリング５３により受圧ローラ５１側への付勢力が与えられる。
【００３５】
受圧ローラ５１はその回転軸５５が設けられたブラケット５６を介してシャフト５８に支持されており、また該シャフト５８は第１シャフト５８ａと第２シャフト５８ｂからなり、この二つのシャフト５８ａ、５８ｂは自在軸継ぎ手６１を介して連結されている。第２シャフト５８ｂは包装容器製造機械本体の壁面６２を貫通して機械本体外部に延出しており、該第２シャフト５８ｂの延出部分はレバー６３を介して包装容器製造機械本体に支持された伸縮シリンダ６５に連結されている。
【００３６】
受圧ローラ５１が作動中、すなわち管状ウェブＷの縦シール中は図３（ｂ）に示す位置に受圧ローラ５１が配置されるが、管状ウェブＷの縦シールを行わないときには伸縮シリンダ６５によりレバー６３とシャフト５８ａ、５８ｂと自在軸継ぎ手６１を介して回転させられて受圧ローラ５１を図３（ａ）の矢印Ａ方向と反対方向に移動させることができる。
【００３７】
また、本実施例では図２に示すように受圧ローラ５１用のブラケット５６の側面には突起部５６ａが設けてあり、該受圧ローラ５１に隣接するローラ４９のローラ支持板４７に前記突起部５６ａと当接する前記当接面４７ａを設けてある。また、当接面４７ａに対する突起部５６ａの当接位置は突起部５６ａを貫通して設けられた当接面４７ａに先端が接触するネジ部材から成るストッパー５７により調整する。
【００３８】
管状ウェブＷの縦シール中は伸縮シリンダ６５により図３（ｂ）に示す位置に受圧ローラ５１が移動させられるが、このとき、ローラ支持板４７の当接面４７ａが当接するストッパー５７の位置で受圧ローラ５１が停止するので、伸縮シリンダ６５の押圧力はストッパー５７で停止させられる位置で加圧ローラ５２のスプリング５３による付勢力と対抗することになる。したがって、加圧ローラ５２（図４）のスプリング５３による付勢力を十分大きくしても受圧ローラ５１側からの伸縮シリンダ６５に基づく押圧力がこれに対抗することができれば、加圧ローラ５２の押圧力と受圧ローラ５１の押圧力はストッパー４７ａによる受圧ローラ５１の停止位置（図３（ｂ）に示す位置）でウェブＷに安定的に作用させることができる。
【００３９】
図５（ａ）、図５（ｂ）は本実施例の下段フォーミングローラ６を機械本体の壁面６２に対する上下方向の高さ位置を調整した例であるが、該受圧ローラ５１と機械本体の壁面６２に支持されているシャフト５８ｂとの間には軸継手６１が介在しているので、シャフト５８ｂの機械本体の壁面６２への取り付け位置に規制されることなく、管状ウェブＷの重ね合わせ部のシール状態が最適になるような位置に下段フォーミングローラ６の位置調整をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる一実施例で用いられる包装機械のチューブ成形装置部分の斜視図である。
【図２】図１の下段フォーミングローラの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線方向からの要部矢視図である。
【図４】図１の下段フォーミングローラが管状ウェブを縦シールしている時の側面図である。
【図５】図１の下段フォーミングローラの上下方向の高さ位置調整を説明する側面図である。
【図６】管状ウェブのシール部の斜視図である。
【図７】従来技術の包装機械のチューブ成形装置の下段フォーミングローラの側面図である。
【図８】図７の下段フォーミングローラの受圧ローラ作動用の伸縮シリンダ部分を示す機械本体の部分側面図である。
【図９】図７の下段フォーミングローラを用いたウェプの縦シール時の不具合を説明する側面図である。
【図１０】図７の下段フォーミングローラを用いたウェプの縦シール時の不具合を説明する平面図である。
【符号の説明】
１ガイドロール２ベンディングロール
４上段フォーミングローラ５中段フォーミングローラ
６下段フォーミングローラ７縦シールヒータノズル
８充填パイプ９封止ジョー
１０ショートストップノズル１１中膨れ鼓形のローラ
１２、１３鼓形ローラ１５中空部
１６ローラ支持板１７回転軸支持部
１９ローラ回転軸２１本体の壁面
２２支持アーム２３略コ字状の調整板
２５ローラ２６、２７調整板取付け板
３２〜３７鼓形ローラ３９、４０ローラ支持板
４４仮止め部材４５中空部
４６支持部材４７ローラ支持板
４７ａ当接面４８回転軸
４９鼓形ローラ５１受圧ローラ
５２加圧ローラ５３スプリング
５５回転軸５６ブラケット
５６ａ突起部５７ストッパー
５８シャフト６１自在軸継ぎ手
６２壁面６３レバー
６５伸縮シリンダ６７回転軸支持部材
７０シールテープ

Claims

板状ウェブ（ W ）を複数個のローラからなるフォーミングローラが形成するローラ面に沿わせて搬送しながら板状ウェブ（ W ）を管状ウェブ（ W ）に成形し、該管状ウェブ（ W ）内に流動性内容物を充填して包装容器（Ｃ）を製造するチューブ成形装置において、
フォーミングローラの中の一部のローラを、管状ウェブ（ W ）の外周側に配置され、チューブ成形装置本体に支持されたフォーミングローラ支持部材（４６，４７）に取り付けられる受圧ローラ（５１）とし、該受圧ローラ（５１）と管状ウェブ（ W ）の内部に配置されるウェブ方向に付勢された加圧ローラ（５２）を互いに対向する位置であって、搬送中の管状ウェブ（ W ）を挟むように配置し、
受圧ローラ（５１）は、ブラケット（５６）の一端部に支持され、
該ローラ支持用のブラケット（５６）は、前記受圧ローラ（５１）を支持する一端部とは反対側の端部が剛体アーム（５８ａ）を回転軸とするフォーミングローラ支持部材（４６，４７）に回転自在に支持され、かつ該剛体アーム（５８ａ）とチューブ成形装置本体に回転自在に取り付けられた剛体アーム（５８ｂ）と前記剛体アーム（５８ａ）と剛体アーム（５８ｂ）を連結する軸継手（６１）とにより、フォーミングローラ支持部材（４６，４７）を支持する壁面と直交するチューブ成形装置本体の壁面の外側に取り付けられた受圧ローラ（５１）の付勢手段（６５）に連結され、さらに加圧ローラ（５２）側に付勢された受圧ローラ（５１）の付勢力を規制してフォーミングローラ支持部材（４６，４７）に当接するストッパー（５７）を設けており、
付勢手段（６５）によりブラケット（５６）を回動させて、加圧ローラ（５２）側に付勢された受圧ローラ（５１）の付勢力をフリーにすることができる構成とすることを特徴とするチューブ成形装置。
受圧ローラ（５１）と加圧ローラ（５２）は管状ウェブ（ W ）の重ね合わせシール部を挟む位置に配置されることを特徴とする請求項１記載のチューブ成形装置。
請求項１又は２記載のチューブ成形装置を備えたことを特徴とする包装容器製造機械。