JP3804347B2 - 角筒状液体紙容器製函充填機のカートン供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角筒状の液体包装用の紙製容器を製函し、続いて液体内容物を充填する製函充填機において、集積された多数枚の偏平形状に折り畳まれた平行四辺形筒状のカートンを順次送り出しながら立体形状に立ち起こして供給する角筒状液体紙容器製函充填機のカートン供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液体包装用の角筒状紙製容器（カートン容器）は、図９（ａ）の角筒状液体紙容器製函充填機の概要側面図、（ｂ）のその上面図、図１０（ａ）の角筒状液体紙容器製函充填機の概要側面図、（ｂ）のその上面図に示すように、角筒状カートン供給装置として、カートン集積部４１（Ａ）、又はカートン集積部４１（Ａ）、カートン立ち起こし部４２（Ｃ）、製函用マンドレル部４３（Ｄ）、製函された容器内に内容物を充填して密封する充填部５０（Ｅ）とを備えた製函充填機により製造される。
【０００３】
まず、カートン集積部４１（Ａ）に縦に横列方向に集積されている多数枚の偏平形状に折り畳まれた平行四辺形状筒体の多数枚のカートン１の中からカートン集積部４１（Ａ）先端部の偏平形状カートン１を、１枚ずつその先端部（カートン１辺の幅が通るだけの狭い引き出し空間を持つ先端部）から、それと対向する立ち起こし部４２（Ｃ）のカートン引き出し手段（図示せず）にて、カートン角筒形状保持枠を備え、往復直線搬送動作する立ち起こし部４２に引き出すことにより偏平形状カートン１は立体形状に立ち起こされ、立ち起こし部４２にて立体角筒状に保持（保形）された状態で、間欠回転する製函用マンドレル部４３（Ｄ）方向に搬送される。
【０００４】
そしてマンドレル部４３の回転支持部４４に放射状に取り付けた角筒状の製函用マンドレル４５（カートン角筒形状保持シャフト）に順次挿入支持されて、回転しながら各カートン角筒体の下部を折り込み、続いて加熱によりボトムシール成型されて角筒形状の紙製容器が形成され、ボトムシールされた紙製容器１は、続いてマンドレル部４３から充填部５０に導入されて搬送部５１のエンドレスチェーン５２に取り付けた多数の各キャリア（図示せず）により搬送されながら液体内容物が充填された後に、トップシール成型部にてトップシール成型することにより密封充填されるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記角筒状液体紙容器製函充填機の稼働中においては、カートン集積部４１に対してカートン１が欠乏しないように、常に複数枚のカートン１をカートン集積部４１内に補充する必要があるが、従来においては、このカートンの補充供給は全て手作業によって行われており、カートンを補充する場合に、重量のある多数枚のカートンを一括して手で持ってカートン集積部４１に補充する作業、及びカートンを一定角度に揃えて補充する作業は、はかなりの労力を必要としていた。
【０００６】
また、図９、図１０に示したように従来の１台の角筒状液体紙容器製函充填機について製函充填ラインが１ラインである場合には、このカートンの補充作業は比較的容易であるが、例えば、この製函充填機１台当たり製函充填ラインを２ラインなど複数ライン配置した形式の製函充填機においては、製函充填ライン数が増えるばかりでなくラインが交差しないようにカートン集積部は上下に設けなければならず、また、このカートン補充作業はライン数が増えるに従って頻繁に行わなければならず、従って結局、このカートン補充作業は一人のオペレーターでは実施することが不可能であるなど、多大の手間と時間と労力とを必要としていた。
【０００７】
本発明の課題は、角筒状液体紙容器製函充填機１台当たりの製函充填ラインを１ライン乃至２ライン以上複数ラインに設定した製函充填機であっても、カートン集積部に対するカートン補充作業に要する手間と時間、労力を従来よりも軽減させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、角筒状液体紙容器用の偏平形状に折り畳まれた角筒状カートンを縦にして横列送り出し方向に多数集積するカートン集積部と、該集積部先端部より１枚ずつ該カートンを取り出して立体形状に立ち起こしながら底部製函用マンドレル側に順次供給し、且つ該集積部後端部より複数枚の補充用カートンを一括補充する角筒状液体紙容器製函充填機の角筒状カートン供給装置において、前記カートン集積部の横列送り出し方向が水平に配置され、該集積部先端部より底部製函用マンドレル側へのカートン供給方向が該マンドレル側に高く傾斜する方向に設定され、該集積部が底部製函用マンドレルへのカートン供給方向に対して直交方向であって且つ底部製函用マンドレル側へのカートン供給方向と同一方向に高く傾斜して配置され、該集積部後端部には、集積部後端部に隣接して、水平方向乃至該集積部の傾斜方向に姿勢変換可能なカートン一括補充用のカートン補充部が設けられており、該カートン補充部は、カートンの長手方向下端を支持して、カートン集積部 方向に水平にガイドするストレートな下部ガイド部と、これに直角な背部ガイド部とを備え、下部ガイド部の先端部側には補充集積された偏平折畳カートンの補充最先端部を係止する補充先端係止部が支軸部を介して旋回回避可能に設けられ、下部ガイド部の後端部側には補充集積された偏平折畳カートンの補充最後端部を係止する補充後端係止部が取付け固定されていることを特徴とする、角筒状液体紙容器製函充填機のカートン供給装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の角筒状液体紙容器製函充填機のカートン供給装置について、製函充填ラインを２ライン（Ｌ（左）ラインとＲ（右）ライン）設置した製函充填機の場合における実施の形態を以下に詳細に説明する。
【００１０】
図８（ａ）は、本発明装置の全体図側面図、（ｂ）はその上面図であり、角筒状液体紙容器用の偏平形状に折り畳まれた角筒状カートン１を縦にして横列送り出し方向に多数集積するカートン集積部Ａと、該集積部Ａの先端部より１枚ずつ該カートン１を取り出して立体形状に立ち起こし、立ち起こされたカートン１を底部製函用マンドレル部Ｄ側に順次供給する立ち起こし部Ｃと、該集積部Ａの後端部より複数枚の補充用カートン１を一括補充するカートン補充部Ｂとを備えている。
【００１１】
前記カートン集積部Ａは、その横列送り出し方向が水平に配置され、該集積部Ａの先端部より底部製函用マンドレル部Ｄ側へのカートン供給方向が、該マンドレル部Ｄ側に高く傾斜する方向に設定され、そして該集積部Ａは、底部製函用マンドレル部Ｄへのカートン供給方向に対して直交方向となっており、底部製函用マンドレル部Ｄ側へのカートン供給方向と同一方向に高く傾斜して配置されているものである。
【００１２】
また該集積部Ａの後端部には、水平方向、乃至、該集積部Ａの傾斜方向に姿勢変換可能なカートン一括補充用のカートン補充部Ｂが設けられたものである。
【００１３】
カートン集積部Ａ；
この実施の形態における本発明装置は、図１の角筒状カートン供給装置の正面図に示すように、偏平形状に折り畳まれているカートン１を集積するカートン集積部Ａを備え、このカートン集積部Ａは、互いに略同一構造のＬ（左）ライン側のカートン集積部ＡL とＲ（右）ライン側のカートン集積部ＡR とを備える。
【００１４】
なお、液体包装用のカートン１の素材は、紙（板紙）を主体とし、その片面若しくは両面に合成樹脂層（ヒートシール用のシーラント層、バリア層）を積層したもの、またアルミニウム箔層などを積層した複合シートであって、それぞれ折目を介して、四面の側面部による角筒状胴部と、その角筒状胴部の筒状一端部に容器ボトム部として折り込みボトムシール可能な底面部と、筒状他端部に容器トップ部として折り込みトップシール可能な上面部とを備えたものである。
【００１５】
図１に示すようにカートン集積部ＡL はカートン集積部ＡR に対して下側及び前側に設置されていて、図２の右側面図に示すように、カートン集積部ＡL とＡR とは、その側面から見た互いの相対位置が、例えば４５°の角度になるように設置されている。
【００１６】
ここで、Ｌ（左）ライン側の下部カートン集積部ＡL と、上部カートン集積部ＡR とは、略同じ構造であるので、下部カートン集積部ＡL について以下に詳細に説明する。
下部カートン集積部ＡL は、多数枚の偏平折畳カートン１をその長手方向を起立させた状態で縦にして横列方向にカートン１の下端を支持して水平方向にガイドするストレートな下部ガイド部１１（１乃至複数のストレートなプレート状、シャフト状のガイド部）と、これに直角な背部ガイド部１２とを備える。
【００１７】
そして、下部ガイド部１１の先端部（図面左方向）側には集積された偏平折畳カートン１の最先端部を一旦係止する仮止め部（カートン１の１つの側壁部が通過可能な立ち起こし用間隙部を備える）を有する先端係止部１３と、下部ガイド部１１の後端部（図面右方向）側には集積された偏平折畳カートン１を供給方向（先端方向）にその最後端部にて先端部まで押送動作し、回避且つ復帰動作するカートン押送支持手段１４（集積されたカートン１の消費量に対応する徐行前進押送動作と下部ガイド部１１より下方又は上方への待機（回避）動作と高速後退復帰動作とを行う集積カートン押送支持フォーク）と、後述する一体に移動して一括補充カートン群をその先端部と後端部で支持しつつカートン集積部側に押送移動して補充する補充バケット手段とを備える。
【００１８】
カートン立ち起こし部Ｃ；
該カートン集積部ＡL の供給方向前方（対向側）にはカートン立ち起こし部Ｃを備え、該立ち起こし部Ｃは、Ｌ（左）ライン側の下部カートン集積部ＡL に対応する下部立ち起こし部ＣL とＲ（右）ライン側の上部カートン集積部ＡR に対応する上部立ち起こし部ＣR とにより構成されるが、ここで下部立ち起こし部ＣL と上部立ち起こし部ＣR とは略同じ構造であるので、下部立ち起こし部ＣL について以下に詳細に説明する。
【００１９】
下部カートン集積部ＡL の供給方向前方に対向して備えた下部立ち起こし部ＣL は、カートン集積部ＡL の先端部に向かって移動復帰可能なバキューム吸着装置などカートン引出部１８と、立体筒状に立ち起こされたカートンを立体角筒状に保持（保形）し、且つそのカートンを搬送するために直線往復動作する四角形枠状（柵状）の保形搬送装置１９を備え、前記カートン引出部１８はカートン１の先端部面を吸着保持しながら、搬送始点の停止位置にある枠状の保形搬送装置１９の内部を通過でき、通過した際にそのカートン１を保形搬送装置１９の四角形枠内に立体筒形状を保持した状態で受け渡しできるようになっている。なお前記保形搬送装置１９は、偏平折畳カートン１を四角形立体角筒状に保持するために対角線方向に対向して枠状（柵状）に設けた製函用マンドレル部Ｄの方向に傾斜して延びる少なくとも平行２本のレールと、該レールに沿って移動する回転するエンドレスチェーンに複数取り付けたカートン押送爪とにより構成される。またカートン引出部１８は、図１に示すようにカートン集積部ＡL の先端部方向に直線往復動作する方式以外に、カートン集積部ＡL の先端部外側下部に設けた回転軸を介して垂直乃至水平に回動する回動アームであって、垂直の回動アームの先端部に設けた吸着部にて集積部ＡL 先端部のカートン１を吸着保持した後、水平に回動する際に前記枠状の保形搬送装置１９によって保形搬送されるようにしてもよく、立ち起こし部Ｃの構造は本発明においては特に限定されるものではない。
【００２０】
カートン集積部ＡL の先端部にあるカートン１は、引出部１８によって１枚ずつ吸着保持され、仮止め部（カートン１の１つの側壁部が通過可能な立ち起こし用間隙部を備える）を備えた先端係止部１３より引き出されながら立体角筒状に立ち起こされて、四角形枠状の保形搬送装置１９内に供給されて、立ち起こされたカートン１の四角隅部をそれぞれ保持して立体筒形状に保形されるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、保形搬送装置１９の側面から見た搬送方向の傾斜角度は、立ち起こし部Ｃの斜め上方に配置されて回転する製函用マンドレル部Ｄの放射状の各マンドレル３２（立体角筒状のカートン１内に嵌装する角形状のカートン支持シャフト）のうち、斜め下向きにある１つのマンドレル３２の傾斜角度θと一致させてあり、そのマンドレル３２の先端に向かう方向に設定されており、またカートン集積部ＡL とＡR との互いの配置位置を結ぶ傾斜する角度線Ｌの角度と等しく設定されていて、水平線に対するその傾斜角度（θ）は、例えば、角度３０°〜４５°又はその近傍角度に設定されている。
【００２２】
本発明装置におけるカートン集積部ＡL は、図２、及び図４の拡大右側面図に示すように、集積される偏平折畳カートン１の長手方向が保形搬送装置１９の搬送方向と同じ傾斜角度（斜め下向きにある１つのマンドレル３２の傾斜角度及びカートン集積部ＡL とＡR との傾斜する相対配置角度）となるように設定配置され、したがってカートン集積部ＡL を構成する下部ガイド部１１に対して直角な背部ガイド部１２（カートン１の長手方向の背部を支持するもの）も同じ角度に設定配置されている。
【００２３】
カートン保形搬送装置１９は、その搬送方向先端部が開口していて、カートン１を立体角筒状に保持した状態で斜め上向きに前進し、その先の斜め下向きに一旦停止している１本のマンドレル３２をその先端部からカートン１の筒内に嵌装させた後、該マンドレル３２に備えるカートン保持部にカートン１を保持させて受け渡し、元の立ち起こし部Ｃの位置に後退復帰する。
【００２４】
上部カートン立ち起こし部ＣR ；
ここで図１に示すように、本発明における上部カートン立ち起こし部ＣR は前記下部カートン立ち起こし部ＣL と略同じ構造であるが、但し上部カートン立ち起こし部ＣR 側の保形搬送装置１９の搬送開始位置に対して、下部カートン立ち起こし部ＣL 側の保形搬送装置１９の搬送開始位置は下側にある。他方、それぞれ保形搬送装置１９の搬送終了位置であるマンドレル部ＤR 、ＤL のそれぞれマンドレル３２、３２はそれぞれ同一回転半径を構成している。そこで、それぞれ保形搬送装置１９の搬送速度は、同一タイミングで搬送終了位置に到達するするように調整できるようになっており、下部カートン立ち起こし部ＣL 側の保形搬送装置１９の搬送速度は、他側の保形搬送装置１９の搬送速度よりも高速に設定されている。
【００２５】
製函用マンドレル部Ｄ；
他方、マンドレル部Ｄは、図１に示すように、同軸にて同一半径で回転（間欠回転）するＬ（左）ライン側の保形搬送装置ＣL に対応するマンドレル部ＤL とＲ（右）ライン側の保形搬送装置ＣR に対応するマンドレル部ＤR とにより構成されるが、ここでマンドレル部ＤL 、ＤR とは略同じ構造であるので、Ｌライン側の保形搬送装置ＣL に対応するマンドレル部ＤL について以下に詳細に説明する。
【００２６】
図２に示すように、マンドレル部ＤL の斜め下向きのマンドレル３２が前記保形搬送装置ＣL から立体角筒形状のカートン１を受け渡されると回転し、次のマンドレル３２が保形搬送装置１９の搬送方向に向けて一旦停止し、次に保形搬送装置１９によって搬送されてくるカートン１を受け渡され、上記動作を繰り返して、カートン１の立ち起こし、搬送、受渡しが行われ、その間、カートン１を既に受け渡されているマンドレル３２では、その先端部に対向するボトム折り込み機構及びボトムシール機構３３、３４、３５、３６によって順次ボトムシール成形が行われ、このようにしてカートン集積部Ａ、立ち起こし部Ｃ、マンドレル部Ｄにより、カートンの供給、立ち起こし、搬送、受渡し、ボトムシール成形が行われ、カートン１の製函が完了し、次の充填密封ライン方向３７に搬送される。
【００２７】
なお、供給される偏平折畳カートン１の偏平折り癖を解消するために、偏平折畳カートン１に対してカートン集積部ＡL の下部など適宜位置に温風・熱風を吹き付ける加温・加熱手段（図示せず）を備えてもよく、引出部１８によって供給されるカートン毎に加温・加熱してもよいし、カートン集積部内に集積されているカートン１の複数枚若しくは全体に対して加温・加熱してもよいし、立体形状に立ち起こす際の折目となる部分に沿って加温・加熱するようにしてもよい。
【００２８】
加温・加熱手段は加温・加熱すべき偏平折畳カートン１の適正な方向に向かって温風・熱風が吹き付けられるようにノズル部を備えるようにしてもよい。またノズル部は、図１に示すようなカートン集積部ＡL の下部以外に、上部や側部にも取り付けて吹き付けるようにしてもよい。加温・加熱手段による加温・加熱すべき温度は、３０℃〜２００℃の範囲のいずれかの温度に設定される。また、加温・加熱手段は温風・熱風を吹き付ける吹き付け方式以外に、偏平折畳カートン１を加熱すべき位置に電熱ヒーター方式、超音波方式による加熱部を設けて加熱するようにしてもよい。
【００２９】
カートン補充部Ｂ；
上記本発明装置の上記カートン集積部Ａ（ＡL 、ＡR ）には、図１〜図２、及び図４に示すように、その後端部( 図１に示す集積部ＡL 、ＡR の図面右端部）にそれぞれカートン補充部Ｂが設けられ、このカートン補充部Ｂは、互いに略同一構造のＬ（左）ライン側の下部カートン補充部ＢL とＲ（右）ライン側の上部カートン補充部ＢR とを備える。
【００３０】
図１に示すように下部カートン補充部ＢL は、傾斜する下部カートン集積部ＡL の後端部に隣接して設けられ、水平姿勢乃至集積部ＡL と同一角度の傾斜姿勢に回転により姿勢変換可能に設けられており、また上部カートン補充部ＢR は、傾斜する上部カートン集積部ＡR の後端部に隣接して設けられ、水平姿勢乃至集積部ＡR と同一角度の傾斜姿勢に回転により姿勢変換可能に設けられている。
【００３１】
ここで、Ｌ（左）ライン側の下部カートン補充部ＢL とＲ（右）ライン側の上部カートン補充部ＢR とは略同じ構造であるので、下部カートン補充部ＢL について以下に詳細に説明れば、下部カートン補充部ＢL は、補充すべき複数枚の偏平折畳カートン１を一括して補充集積して、そのカートンの長手方向を垂直方向に起立させた状態で縦にして横列方向に載置するために、カートン１の長手方向下端を支持して、カートン集積部ＡL 方向に水平にガイドするストレートな下部ガイド部２１（１乃至複数のストレートなプレート状、シャフト状のガイド部）と、これに直角な背部ガイド部２２とを備える。
【００３２】
そして、図１、及び図６の拡大左側面図に示すように、下部ガイド部２１の先端部（集積部ＡL に隣接する）側には補充集積された偏平折畳カートン１の補充最先端部を係止する補充先端係止部２３が支軸部２３ａを介して旋回回避可能に設けられ、下部ガイド部２１の後端部（集積部ＡL と反対）側には補充集積された偏平折畳カートン１の補充最後端部を係止する補充後端係止部２４が取付け固定されている。
【００３３】
前記補充先端係止部２３は、９０°旋回により補充部ＢL の上方に回避できるようになっており、例えば、図１に示すように、係止部２３は下部ガイド部２１の下面手前側に回転可能に軸支されて、回転駆動部２５（ロータリーエアシリンダー又は電動モーターなど）により回転させて係止回避乃至係止復帰動作する。
【００３４】
図２、図４に示すように、下部カートン補充部ＢL 全体は、その下部ガイド部２１をその下部に取付け固定した支軸２１ａを介して支持フレーム２６のブラケット２７に回転可能に軸支されていて、該下部ガイド部２１と一体の支軸２１ａには姿勢変換作動アーム２８が取付けられ、該支軸２１ａをアーム２８を介してエアーシリンダー２９により回転動作させることにより、同図２に示すように下部カートン補充部ＢL の全体を、水平姿勢（カートン長手方向が垂直となる姿勢）と、傾斜姿勢（カートン長手方向が集積部ＡL の傾斜姿勢と一致する姿勢) に姿勢変換される。
【００３５】
補充バケット手段；
図１に示すように、下部カートン集積部ＡL の下部ガイド部１２の下面側から下部カートン補充部ＢL の下部ガイド部２１の下面側に亘って、水平方向にリニアガイド１７と、それに平行に取り付けたリニアガイドレールに沿って移動するロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａが設けられ、該可動体１５ａに補充バケット手段が取付けられている。
【００３６】
該補充バケット手段は、同図１、カートン補充部ＢL の後端係止部２４の外側に位置する後端押送支持部１５（押送支持フォーク）と、先端係止部２３の外側に位置する開閉可能な先端支持部１６（支持フォーク）とにより構成され、該後端押送支持部１５と先端支持部１６とは、ロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａに一体的に取付け支持されて、リニアガイドレールとリニアガイド１７に沿って集積部ＡL と補充部ＢL との間を往復移動でき、カートン補充部ＢL 内に補充された補充カートン群の一括押送移動動作と、復帰移動動作とが可能となっている。
【００３７】
図３は、補充バケット手段の詳細図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
下部カートン集積部ＡL の下部ガイド部１２の下面側から下部カートン補充部ＢL の下部ガイド部２１の下面側に亘って水平に取付けられたロッドレスエアーシリンダーは、図示するように、エアー圧により往復駆動移動可能なエアー可動体１５ａと、該可動体１５ａがガイドされて移動するリニアガイドレール１５ｂとにより構成され、該リニアガイドレール１５ｂに沿って平行に取り付けたリニアガイド１７に沿ってスライド移動可能なスライド支持部１７ａと一体的に取付けられている。
【００３８】
スライド支持部１７ａの一端部には押送支持部１５が一体的に取付けられ、他端部にはブラケット１７ｂが一体に取付けられ、該ブラケット１７ｂには先端支持部１６の下端部（又は少なくとも補充された平坦折畳カートン１の下端部が当接する位置より下方の中間部）が、バネにより付勢された支軸１６ａを介して開放（前倒）・閉鎖（起立）可能に取り付けられ、先端支持部１６は補充カートン群を支持している段階では閉鎖状態を維持可能な程度のバネ力により起立方向（実線で示す方向）に付勢しており、補充カートン１群は、押送支持部１５と先端支持部１６との間で支持されながら可動体１５ａの駆動により集積部ＢL 方向に前進移動する。
【００３９】
そして、補充カートン１群の後端部（押送支持部１５側）が、カートン押送支持手段１４により保持され集積部ＢL の先端部方向への搬送を開始した時点で、補充バケット手段を後退移動させることにより、先端支持部１６は補充カートン１群の下端部に押されて前方に倒れ開放される。
【００４０】
なお、本発明におけるカートン補充部ＢL 内の補充カートン群の一括移動方式として、図３に示した補充バケット方式以外に、例えば次のように実施することも可能である。即ち、ロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａには補充カートン群の後端部を押送支持する前記押送支持部１５のみを一体的に取付け、前記先端支持部１６には前述の開放（前倒）・閉鎖（起立）方式を採用せずに、前述のカートン押送支持手段１４と同様の方式であって、先端支持部１６が、集積部ＡL の後端部若しくは補充部ＢL の先端部の搬送路上に、その下方、側方又は上方より突出乃至回避する方式であってもよい。
【００４１】
図５の拡大右側面図、図６の拡大左側面図に示すように、前記カートン押送支持手段１４は、集積部ＡL の背部ガイド部１２に押送方向に設けた切欠部１２ａ内に嵌入して突出移動可能であり、また補充バケット手段のそれぞれ押送支持部１５と先端支持部１６は、集積部ＡL の背部ガイド部１２及び補充部ＢL の背部ガイド部２２に補充押送方向に設けた切欠部１２ｂ、２２ａ内に嵌入して突出移動可能であり、また、カートン押送支持手段１４と補充バケット手段とは、互いに衝突しないようなシーケンスとタイミングによりそれぞれ押送移動と復帰移動を行うようになっている。
【００４２】
また、図５、図６に示すように、カートン補充部ＢL の後端支持部２４と、開閉可能な先端支持部２３には、前記補充バケット手段の押送支持部１５と先端支持部１６が衝突せずに嵌入可能なように切欠部２４ａ、２３ｂが設けられ、また該補充バケット手段がカートン補充部ＢL の領域内に移動して停止している間でもカートン補充部ＢL は水平乃至傾斜状態に姿勢変換できるようになっている。
【００４３】
上部カートン補充部ＢR ；
ここで本発明におけるカートン補充部Ｂの上部カートン補充部ＢR は、前記下部カートン補充部ＢL と略同じ構造であるが、但し上部カートン補充部ＢR は、図２の全体右側面図、図４の拡大右側面図に示すように、補充部ＢR の全体を支持する支持フレーム２６が昇降動作できるように、そのフレーム２６の端部に垂直リニアガイド２６ｂに沿って昇降移動できるスライドガイド部２６ａが設けられ、フレーム２６をエアーシリンダー３０により、上方の上部カートン集積部ＡR の上止位置まで上昇できるようになっており、上止位置にて停止した後にエアーシリンダー２９を動作して、補充部ＢR を集積部ＡR と同じ傾斜姿勢に姿勢変換させるものである。
【００４４】
図１に示すように本発明装置のカートン製函充填稼働中においては、多数の偏平折畳カートン１は下部カートン集積部ＡL と上部カートン集積部ＡR とに、そのカートン長手方向（長手方向両端部がボトムシール側とトップシール側）が、その背部ガイド部１２と平行になるように傾斜した状態で縦に集積されている。
【００４５】
そのカートン集積部ＡR 上の集積カートン群は、その先端部と後端部が、それぞれ先端係止部１３とカートン押送支持手段１４（後端係止用フオーク）とにより保持され、この集積カートン群は序々に前進するカートン押送支持手段１４により集積先端側に押送される。その間、補充カートン押送支持手段１５はカートン押送支持手段１４より後方であって、該支持手段１４とカートン補充部ＢL の先端係止部２３との間に待機（図１参照）している。
【００４６】
他方、先端係止部１３側からは集積先端部の平坦折畳カートン１が、１枚ずつ順次立ち起こし部Ｃ側に供給されて立ち起こされ、続いてマンドレル部Ｄ方向に搬送供給されて順次製函される。そして、集積部ＡL 上の集積カートン１が序々に減少し、集積部ＡL 上へのカートン１の補充が必要となる。
【００４７】
以下に、本発明装置のカートン製函充填稼働中におけるカートン補充動作について図１、図３、及び図４〜図７に基づいて順を追って説明する。なおＬ（左）ライン側のカートン補充操作とＲ（右）ライン側のカートン補充操作とは略同じ操作であり、また操作は同時に実施しても、時間差を設けて実施してもいずれでもよいのでＬライン側のカートン補充操作についてのみ以下に説明し、Ｒライン側のカートン補充操作については、異なる操作部分のみ説明し、その他は省略する。
【００４８】
ステップ１；
まず図１、ロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａを駆動させて、補充用カートン１の装填されていない空の状態の補充バケット手段（押送支持部１５と先端支持部１６）を、リニアガイド１７に沿って下部カートン補充部ＢL 領域内に移動待機させておく。
ステップ２；
次に図４、エアーシリンダー２９を動作させて、下部カートン補充部ＢL を、その下部ガイト部２１が水平姿勢（背部ガイド部２２は垂直姿勢）になるように水平に姿勢変換する。
ステップ３；
次に同図４、図面左端側から、オペレーターにより補充用の複数枚（例えば１００枚乃至５００枚程度）の補充用の偏平折畳カートン１群（束）を一括して、（必要に応じてカートン補充台２上に載せた後）、該補充用カートン１群の長手方向を垂直にして、先端係止部２３と後端係止部２４とにより支持しながら下部カートン補充部ＢL 上に縦に載置する。なお上部カートン補充部ＢR 上には、同様にして同図面左端側からオペレーターにより補充用の複数枚（例えば１００枚乃至５００枚程度）の偏平折畳カートン１群を一括して、（必要に応じてカートン補充台２上に載せた後）、該補充用カートン１の長手方向を垂直にして、先端係止部２３と後端係止部２４とにより支持しながら上部カートン補充部ＢR 上に載置した後、上部カートン補充部ＢR を上昇エアーシリンダー３０により上方にて傾斜するカートン集積部ＡR の高さまで上昇させる。
ステップ４；
次に同図４、図５、エアーシリンダー２９を動作して、水平姿勢状態の下部カートン補充部ＢL を矢印に示すように傾斜させ、４５°傾斜する下部カートン積載部ＡL の背部ガイド部１２と同じ角度の傾斜姿勢に姿勢変換する。これにより積載部ＡL の背部ガイド部１２とカートン補充部ＢL の背部ガイド部２２とによる同一面のガイド面が形成されるとともに、補充バケット手段の押送支持部１５と先端支持部１６は、カートン補充部ＢL の先端係止部２３と後端係止部２４とに形成されたそれぞれ切欠部２３ｂ、２４ａ内に支障なく嵌入するか、又は該切欠部２３ｂ、２４ａの外側に位置し、補充カートン１群は補充バケット手段の押送支持部１５と先端支持部１６との間に挟まれた状態となる。
ステップ５；
次に、図６、下部カートン補充部ＢL 、ＢR のロータリーエアシリンダー２５を駆動回転させて、図７に示すように下部ガイド部２１下部にロータリーエアシリンダー２５の駆動回転軸２５ａを介して回転開閉可能に取り付けた先端係止部２３（軸受部２３ａ）を矢印方向に回転して回避させて補充カートン押送路を開放するとともに、開放した先端係止部２３側の補充カートン１群を補充バケット手段の先端支持部１６により支持する。
ステップ６；
続いて、図３に示す補充用カートン１群を積載した補充バケット手段を、ロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａを前進駆動させて、図１に示すカートン積載部ＡL 方向に押送前進させ、補充バケット手段を、図１に示すカートン積載部ＡL の領域内に移動させるとともに、そのバケット手段の先端支持部１６を、積載部ＢL の先端部側から立ち起こし部Ｃ側に供給中の先に集積されてカートン押送支持手段１４により支持され押送中にある集積カートン１群の後端部に近接させる。
ステップ７；
続いて同図１、カートン押送支持手段１４を、集積カートン１群の後端部と補充バケット手段の先端支持部１６との間から下降動作させて抜き出し、カートン積載部ＡL の領域内に移動した補充バケット手段内の補充カートン１群の後端部（押送支持部１５）側に後退復帰させて、その補充カートン１群の後端部を該カートン押送支持手段１４により支持させる。
ステップ８；
続いて、補充バケット手段内の補充カートン１群の後端部をカートン押送支持手段１４により支持した状態で、図３に示す補充バケット手段のロッドレスエアーシリンダー可動体１５ａを後退駆動させ、補充バケット手段を、図１に示すカートン積載部ＡL の領域からカートン補充部ＢL の方向に後退復帰させながら、図３に示すように補充用カートン１群をカートン積載部ＡL 上に止めながら、補充バケット手段をカートン補充部ＢL 方向に引き抜くことにより移載操作を終了し、補充バケット手段を、図１に示すカートン補充部ＢL 領域内に移動復帰させて、一連のカートン一括補充操作（１サイクル）を終了する。
【００４９】
【発明の効果】
本発明装置は、角筒状液体紙容器の製函充填機の稼働中において、カートン集積部にカートンを製函マンドレルに供給できる角度にして補充することができる装置であり、カートン集積部がカートン補充側の手前側に高く傾斜した形式の装置においては、重量のある多数枚のカートンを手作業にて装填補充する際にカートン集積部の傾斜角度に補充カートン群の姿勢を合わせて装填する姿勢合わせの労力の必要がなく、単にカートン補充部に縦方向に揃えて補充すればよく、本発明装置におけるカートン補充部によって一定の角度に姿勢変換するので、カートン補充作業に要する手作業によるカートン補充角度変換作業の手間や多大の労力を大幅に軽減できる効果がある。
【００５０】
また、製函充填機１台当たり製函充填ラインを、例えば１ラインだけでなく、２ラインなど複数ライン配置した形式の製函充填機のカートン補充作業においても、ライン数が増えることによって上下のカートン集積ラインのように高さが異なっても、カートン集積部前面の低い高さの近隣する略一定の位置で補充することができ、しかも前述のように単に縦方向に揃えて補充供給すればよく、頻繁に行われる装填補充作業を一人又は少人数のオペレーターによって実施することが可能となり、製函充填機のカートン補充作業における多大の手間と時間と労力を軽減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の正面図。
【図２】本発明装置の全体右側面図。
【図３】本発明装置のカートン補充用の補充バケット手段の一例を説明する正面図。
【図４】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の右側面図。
【図５】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の右側面図。
【図６】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の左側面図。
【図７】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の左側面図。
【図８】（ａ）は本発明装置の全体左側面図、（ｂ）はその上面図。
【図９】（ａ）は従来の装置の全体側面図、（ｂ）はその上面図。
【図１０】（ａ）は従来の装置の全体側面図、（ｂ）はその上面図。
【符号の説明】
１…角筒状カートン ２、３…カートン載置台
Ａ…カートン集積部 Ｂ…カートン補充部 Ｃ…カートン立ち起こし部
Ｄ…製函マンドレル部
１１…下部ガイド部 １２…背部ガイド部 １２ａ、１２ｂ…切欠部
１３…先端支持部 １４…カートン押送支持手段 １５…押送支持部
１５ａ…ロッドレスエアーシンリダー可動部 １５ｂ…リニアガイドレール
１６…先端支持部 １６ａ…支軸部 １７…リニアガイド １７ａ…スライド部
１７ｂ…ブラケット １８…立ち起こしバキューム吸着部 １９…保形搬送部
２１…下部ガイド部 ２２…背部ガイド部 ２２ａ、２２ｂ…切欠部
２３…先端支持部 ２３ａ…支軸部２３ｂ…切欠部 ２４…後端支持部
２４ａ…切欠部 ２５…ロータリーエアーシリンダー ２６…支持フレーム
２６ａ、２６ｂ…リニアガイド部 ２７…ブラケット ２８…作動アーム
２９、３０…エアーシリンダー
【発明の属する技術分野】
本発明は、角筒状の液体包装用の紙製容器を製函し、続いて液体内容物を充填する製函充填機において、集積された多数枚の偏平形状に折り畳まれた平行四辺形筒状のカートンを順次送り出しながら立体形状に立ち起こして供給する角筒状液体紙容器製函充填機のカートン供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液体包装用の角筒状紙製容器（カートン容器）は、図９（ａ）の角筒状液体紙容器製函充填機の概要側面図、（ｂ）のその上面図、図１０（ａ）の角筒状液体紙容器製函充填機の概要側面図、（ｂ）のその上面図に示すように、角筒状カートン供給装置として、カートン集積部４１（Ａ）、又はカートン集積部４１（Ａ）、カートン立ち起こし部４２（Ｃ）、製函用マンドレル部４３（Ｄ）、製函された容器内に内容物を充填して密封する充填部５０（Ｅ）とを備えた製函充填機により製造される。
【０００３】
まず、カートン集積部４１（Ａ）に縦に横列方向に集積されている多数枚の偏平形状に折り畳まれた平行四辺形状筒体の多数枚のカートン１の中からカートン集積部４１（Ａ）先端部の偏平形状カートン１を、１枚ずつその先端部（カートン１辺の幅が通るだけの狭い引き出し空間を持つ先端部）から、それと対向する立ち起こし部４２（Ｃ）のカートン引き出し手段（図示せず）にて、カートン角筒形状保持枠を備え、往復直線搬送動作する立ち起こし部４２に引き出すことにより偏平形状カートン１は立体形状に立ち起こされ、立ち起こし部４２にて立体角筒状に保持（保形）された状態で、間欠回転する製函用マンドレル部４３（Ｄ）方向に搬送される。
【０００４】
そしてマンドレル部４３の回転支持部４４に放射状に取り付けた角筒状の製函用マンドレル４５（カートン角筒形状保持シャフト）に順次挿入支持されて、回転しながら各カートン角筒体の下部を折り込み、続いて加熱によりボトムシール成型されて角筒形状の紙製容器が形成され、ボトムシールされた紙製容器１は、続いてマンドレル部４３から充填部５０に導入されて搬送部５１のエンドレスチェーン５２に取り付けた多数の各キャリア（図示せず）により搬送されながら液体内容物が充填された後に、トップシール成型部にてトップシール成型することにより密封充填されるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記角筒状液体紙容器製函充填機の稼働中においては、カートン集積部４１に対してカートン１が欠乏しないように、常に複数枚のカートン１をカートン集積部４１内に補充する必要があるが、従来においては、このカートンの補充供給は全て手作業によって行われており、カートンを補充する場合に、重量のある多数枚のカートンを一括して手で持ってカートン集積部４１に補充する作業、及びカートンを一定角度に揃えて補充する作業は、はかなりの労力を必要としていた。
【０００６】
また、図９、図１０に示したように従来の１台の角筒状液体紙容器製函充填機について製函充填ラインが１ラインである場合には、このカートンの補充作業は比較的容易であるが、例えば、この製函充填機１台当たり製函充填ラインを２ラインなど複数ライン配置した形式の製函充填機においては、製函充填ライン数が増えるばかりでなくラインが交差しないようにカートン集積部は上下に設けなければならず、また、このカートン補充作業はライン数が増えるに従って頻繁に行わなければならず、従って結局、このカートン補充作業は一人のオペレーターでは実施することが不可能であるなど、多大の手間と時間と労力とを必要としていた。
【０００７】
本発明の課題は、角筒状液体紙容器製函充填機１台当たりの製函充填ラインを１ライン乃至２ライン以上複数ラインに設定した製函充填機であっても、カートン集積部に対するカートン補充作業に要する手間と時間、労力を従来よりも軽減させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、角筒状液体紙容器用の偏平形状に折り畳まれた角筒状カートンを縦にして横列送り出し方向に多数集積するカートン集積部と、該集積部先端部より１枚ずつ該カートンを取り出して立体形状に立ち起こしながら底部製函用マンドレル側に順次供給し、且つ該集積部後端部より複数枚の補充用カートンを一括補充する角筒状液体紙容器製函充填機の角筒状カートン供給装置において、前記カートン集積部の横列送り出し方向が水平に配置され、該集積部先端部より底部製函用マンドレル側へのカートン供給方向が該マンドレル側に高く傾斜する方向に設定され、該集積部が底部製函用マンドレルへのカートン供給方向に対して直交方向であって且つ底部製函用マンドレル側へのカートン供給方向と同一方向に高く傾斜して配置され、該集積部後端部には、集積部後端部に隣接して、水平方向乃至該集積部の傾斜方向に姿勢変換可能なカートン一括補充用のカートン補充部が設けられており、該カートン補充部は、カートンの長手方向下端を支持して、カートン集積部 方向に水平にガイドするストレートな下部ガイド部と、これに直角な背部ガイド部とを備え、下部ガイド部の先端部側には補充集積された偏平折畳カートンの補充最先端部を係止する補充先端係止部が支軸部を介して旋回回避可能に設けられ、下部ガイド部の後端部側には補充集積された偏平折畳カートンの補充最後端部を係止する補充後端係止部が取付け固定されていることを特徴とする、角筒状液体紙容器製函充填機のカートン供給装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の角筒状液体紙容器製函充填機のカートン供給装置について、製函充填ラインを２ライン（Ｌ（左）ラインとＲ（右）ライン）設置した製函充填機の場合における実施の形態を以下に詳細に説明する。
【００１０】
図８（ａ）は、本発明装置の全体図側面図、（ｂ）はその上面図であり、角筒状液体紙容器用の偏平形状に折り畳まれた角筒状カートン１を縦にして横列送り出し方向に多数集積するカートン集積部Ａと、該集積部Ａの先端部より１枚ずつ該カートン１を取り出して立体形状に立ち起こし、立ち起こされたカートン１を底部製函用マンドレル部Ｄ側に順次供給する立ち起こし部Ｃと、該集積部Ａの後端部より複数枚の補充用カートン１を一括補充するカートン補充部Ｂとを備えている。
【００１１】
前記カートン集積部Ａは、その横列送り出し方向が水平に配置され、該集積部Ａの先端部より底部製函用マンドレル部Ｄ側へのカートン供給方向が、該マンドレル部Ｄ側に高く傾斜する方向に設定され、そして該集積部Ａは、底部製函用マンドレル部Ｄへのカートン供給方向に対して直交方向となっており、底部製函用マンドレル部Ｄ側へのカートン供給方向と同一方向に高く傾斜して配置されているものである。
【００１２】
また該集積部Ａの後端部には、水平方向、乃至、該集積部Ａの傾斜方向に姿勢変換可能なカートン一括補充用のカートン補充部Ｂが設けられたものである。
【００１３】
カートン集積部Ａ；
この実施の形態における本発明装置は、図１の角筒状カートン供給装置の正面図に示すように、偏平形状に折り畳まれているカートン１を集積するカートン集積部Ａを備え、このカートン集積部Ａは、互いに略同一構造のＬ（左）ライン側のカートン集積部ＡL とＲ（右）ライン側のカートン集積部ＡR とを備える。
【００１４】
なお、液体包装用のカートン１の素材は、紙（板紙）を主体とし、その片面若しくは両面に合成樹脂層（ヒートシール用のシーラント層、バリア層）を積層したもの、またアルミニウム箔層などを積層した複合シートであって、それぞれ折目を介して、四面の側面部による角筒状胴部と、その角筒状胴部の筒状一端部に容器ボトム部として折り込みボトムシール可能な底面部と、筒状他端部に容器トップ部として折り込みトップシール可能な上面部とを備えたものである。
【００１５】
図１に示すようにカートン集積部ＡL はカートン集積部ＡR に対して下側及び前側に設置されていて、図２の右側面図に示すように、カートン集積部ＡL とＡR とは、その側面から見た互いの相対位置が、例えば４５°の角度になるように設置されている。
【００１６】
ここで、Ｌ（左）ライン側の下部カートン集積部ＡL と、上部カートン集積部ＡR とは、略同じ構造であるので、下部カートン集積部ＡL について以下に詳細に説明する。
下部カートン集積部ＡL は、多数枚の偏平折畳カートン１をその長手方向を起立させた状態で縦にして横列方向にカートン１の下端を支持して水平方向にガイドするストレートな下部ガイド部１１（１乃至複数のストレートなプレート状、シャフト状のガイド部）と、これに直角な背部ガイド部１２とを備える。
【００１７】
そして、下部ガイド部１１の先端部（図面左方向）側には集積された偏平折畳カートン１の最先端部を一旦係止する仮止め部（カートン１の１つの側壁部が通過可能な立ち起こし用間隙部を備える）を有する先端係止部１３と、下部ガイド部１１の後端部（図面右方向）側には集積された偏平折畳カートン１を供給方向（先端方向）にその最後端部にて先端部まで押送動作し、回避且つ復帰動作するカートン押送支持手段１４（集積されたカートン１の消費量に対応する徐行前進押送動作と下部ガイド部１１より下方又は上方への待機（回避）動作と高速後退復帰動作とを行う集積カートン押送支持フォーク）と、後述する一体に移動して一括補充カートン群をその先端部と後端部で支持しつつカートン集積部側に押送移動して補充する補充バケット手段とを備える。
【００１８】
カートン立ち起こし部Ｃ；
該カートン集積部ＡL の供給方向前方（対向側）にはカートン立ち起こし部Ｃを備え、該立ち起こし部Ｃは、Ｌ（左）ライン側の下部カートン集積部ＡL に対応する下部立ち起こし部ＣL とＲ（右）ライン側の上部カートン集積部ＡR に対応する上部立ち起こし部ＣR とにより構成されるが、ここで下部立ち起こし部ＣL と上部立ち起こし部ＣR とは略同じ構造であるので、下部立ち起こし部ＣL について以下に詳細に説明する。
【００１９】
下部カートン集積部ＡL の供給方向前方に対向して備えた下部立ち起こし部ＣL は、カートン集積部ＡL の先端部に向かって移動復帰可能なバキューム吸着装置などカートン引出部１８と、立体筒状に立ち起こされたカートンを立体角筒状に保持（保形）し、且つそのカートンを搬送するために直線往復動作する四角形枠状（柵状）の保形搬送装置１９を備え、前記カートン引出部１８はカートン１の先端部面を吸着保持しながら、搬送始点の停止位置にある枠状の保形搬送装置１９の内部を通過でき、通過した際にそのカートン１を保形搬送装置１９の四角形枠内に立体筒形状を保持した状態で受け渡しできるようになっている。なお前記保形搬送装置１９は、偏平折畳カートン１を四角形立体角筒状に保持するために対角線方向に対向して枠状（柵状）に設けた製函用マンドレル部Ｄの方向に傾斜して延びる少なくとも平行２本のレールと、該レールに沿って移動する回転するエンドレスチェーンに複数取り付けたカートン押送爪とにより構成される。またカートン引出部１８は、図１に示すようにカートン集積部ＡL の先端部方向に直線往復動作する方式以外に、カートン集積部ＡL の先端部外側下部に設けた回転軸を介して垂直乃至水平に回動する回動アームであって、垂直の回動アームの先端部に設けた吸着部にて集積部ＡL 先端部のカートン１を吸着保持した後、水平に回動する際に前記枠状の保形搬送装置１９によって保形搬送されるようにしてもよく、立ち起こし部Ｃの構造は本発明においては特に限定されるものではない。
【００２０】
カートン集積部ＡL の先端部にあるカートン１は、引出部１８によって１枚ずつ吸着保持され、仮止め部（カートン１の１つの側壁部が通過可能な立ち起こし用間隙部を備える）を備えた先端係止部１３より引き出されながら立体角筒状に立ち起こされて、四角形枠状の保形搬送装置１９内に供給されて、立ち起こされたカートン１の四角隅部をそれぞれ保持して立体筒形状に保形されるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、保形搬送装置１９の側面から見た搬送方向の傾斜角度は、立ち起こし部Ｃの斜め上方に配置されて回転する製函用マンドレル部Ｄの放射状の各マンドレル３２（立体角筒状のカートン１内に嵌装する角形状のカートン支持シャフト）のうち、斜め下向きにある１つのマンドレル３２の傾斜角度θと一致させてあり、そのマンドレル３２の先端に向かう方向に設定されており、またカートン集積部ＡL とＡR との互いの配置位置を結ぶ傾斜する角度線Ｌの角度と等しく設定されていて、水平線に対するその傾斜角度（θ）は、例えば、角度３０°〜４５°又はその近傍角度に設定されている。
【００２２】
本発明装置におけるカートン集積部ＡL は、図２、及び図４の拡大右側面図に示すように、集積される偏平折畳カートン１の長手方向が保形搬送装置１９の搬送方向と同じ傾斜角度（斜め下向きにある１つのマンドレル３２の傾斜角度及びカートン集積部ＡL とＡR との傾斜する相対配置角度）となるように設定配置され、したがってカートン集積部ＡL を構成する下部ガイド部１１に対して直角な背部ガイド部１２（カートン１の長手方向の背部を支持するもの）も同じ角度に設定配置されている。
【００２３】
カートン保形搬送装置１９は、その搬送方向先端部が開口していて、カートン１を立体角筒状に保持した状態で斜め上向きに前進し、その先の斜め下向きに一旦停止している１本のマンドレル３２をその先端部からカートン１の筒内に嵌装させた後、該マンドレル３２に備えるカートン保持部にカートン１を保持させて受け渡し、元の立ち起こし部Ｃの位置に後退復帰する。
【００２４】
上部カートン立ち起こし部ＣR ；
ここで図１に示すように、本発明における上部カートン立ち起こし部ＣR は前記下部カートン立ち起こし部ＣL と略同じ構造であるが、但し上部カートン立ち起こし部ＣR 側の保形搬送装置１９の搬送開始位置に対して、下部カートン立ち起こし部ＣL 側の保形搬送装置１９の搬送開始位置は下側にある。他方、それぞれ保形搬送装置１９の搬送終了位置であるマンドレル部ＤR 、ＤL のそれぞれマンドレル３２、３２はそれぞれ同一回転半径を構成している。そこで、それぞれ保形搬送装置１９の搬送速度は、同一タイミングで搬送終了位置に到達するするように調整できるようになっており、下部カートン立ち起こし部ＣL 側の保形搬送装置１９の搬送速度は、他側の保形搬送装置１９の搬送速度よりも高速に設定されている。
【００２５】
製函用マンドレル部Ｄ；
他方、マンドレル部Ｄは、図１に示すように、同軸にて同一半径で回転（間欠回転）するＬ（左）ライン側の保形搬送装置ＣL に対応するマンドレル部ＤL とＲ（右）ライン側の保形搬送装置ＣR に対応するマンドレル部ＤR とにより構成されるが、ここでマンドレル部ＤL 、ＤR とは略同じ構造であるので、Ｌライン側の保形搬送装置ＣL に対応するマンドレル部ＤL について以下に詳細に説明する。
【００２６】
図２に示すように、マンドレル部ＤL の斜め下向きのマンドレル３２が前記保形搬送装置ＣL から立体角筒形状のカートン１を受け渡されると回転し、次のマンドレル３２が保形搬送装置１９の搬送方向に向けて一旦停止し、次に保形搬送装置１９によって搬送されてくるカートン１を受け渡され、上記動作を繰り返して、カートン１の立ち起こし、搬送、受渡しが行われ、その間、カートン１を既に受け渡されているマンドレル３２では、その先端部に対向するボトム折り込み機構及びボトムシール機構３３、３４、３５、３６によって順次ボトムシール成形が行われ、このようにしてカートン集積部Ａ、立ち起こし部Ｃ、マンドレル部Ｄにより、カートンの供給、立ち起こし、搬送、受渡し、ボトムシール成形が行われ、カートン１の製函が完了し、次の充填密封ライン方向３７に搬送される。
【００２７】
なお、供給される偏平折畳カートン１の偏平折り癖を解消するために、偏平折畳カートン１に対してカートン集積部ＡL の下部など適宜位置に温風・熱風を吹き付ける加温・加熱手段（図示せず）を備えてもよく、引出部１８によって供給されるカートン毎に加温・加熱してもよいし、カートン集積部内に集積されているカートン１の複数枚若しくは全体に対して加温・加熱してもよいし、立体形状に立ち起こす際の折目となる部分に沿って加温・加熱するようにしてもよい。
【００２８】
加温・加熱手段は加温・加熱すべき偏平折畳カートン１の適正な方向に向かって温風・熱風が吹き付けられるようにノズル部を備えるようにしてもよい。またノズル部は、図１に示すようなカートン集積部ＡL の下部以外に、上部や側部にも取り付けて吹き付けるようにしてもよい。加温・加熱手段による加温・加熱すべき温度は、３０℃〜２００℃の範囲のいずれかの温度に設定される。また、加温・加熱手段は温風・熱風を吹き付ける吹き付け方式以外に、偏平折畳カートン１を加熱すべき位置に電熱ヒーター方式、超音波方式による加熱部を設けて加熱するようにしてもよい。
【００２９】
カートン補充部Ｂ；
上記本発明装置の上記カートン集積部Ａ（ＡL 、ＡR ）には、図１〜図２、及び図４に示すように、その後端部( 図１に示す集積部ＡL 、ＡR の図面右端部）にそれぞれカートン補充部Ｂが設けられ、このカートン補充部Ｂは、互いに略同一構造のＬ（左）ライン側の下部カートン補充部ＢL とＲ（右）ライン側の上部カートン補充部ＢR とを備える。
【００３０】
図１に示すように下部カートン補充部ＢL は、傾斜する下部カートン集積部ＡL の後端部に隣接して設けられ、水平姿勢乃至集積部ＡL と同一角度の傾斜姿勢に回転により姿勢変換可能に設けられており、また上部カートン補充部ＢR は、傾斜する上部カートン集積部ＡR の後端部に隣接して設けられ、水平姿勢乃至集積部ＡR と同一角度の傾斜姿勢に回転により姿勢変換可能に設けられている。
【００３１】
ここで、Ｌ（左）ライン側の下部カートン補充部ＢL とＲ（右）ライン側の上部カートン補充部ＢR とは略同じ構造であるので、下部カートン補充部ＢL について以下に詳細に説明れば、下部カートン補充部ＢL は、補充すべき複数枚の偏平折畳カートン１を一括して補充集積して、そのカートンの長手方向を垂直方向に起立させた状態で縦にして横列方向に載置するために、カートン１の長手方向下端を支持して、カートン集積部ＡL 方向に水平にガイドするストレートな下部ガイド部２１（１乃至複数のストレートなプレート状、シャフト状のガイド部）と、これに直角な背部ガイド部２２とを備える。
【００３２】
そして、図１、及び図６の拡大左側面図に示すように、下部ガイド部２１の先端部（集積部ＡL に隣接する）側には補充集積された偏平折畳カートン１の補充最先端部を係止する補充先端係止部２３が支軸部２３ａを介して旋回回避可能に設けられ、下部ガイド部２１の後端部（集積部ＡL と反対）側には補充集積された偏平折畳カートン１の補充最後端部を係止する補充後端係止部２４が取付け固定されている。
【００３３】
前記補充先端係止部２３は、９０°旋回により補充部ＢL の上方に回避できるようになっており、例えば、図１に示すように、係止部２３は下部ガイド部２１の下面手前側に回転可能に軸支されて、回転駆動部２５（ロータリーエアシリンダー又は電動モーターなど）により回転させて係止回避乃至係止復帰動作する。
【００３４】
図２、図４に示すように、下部カートン補充部ＢL 全体は、その下部ガイド部２１をその下部に取付け固定した支軸２１ａを介して支持フレーム２６のブラケット２７に回転可能に軸支されていて、該下部ガイド部２１と一体の支軸２１ａには姿勢変換作動アーム２８が取付けられ、該支軸２１ａをアーム２８を介してエアーシリンダー２９により回転動作させることにより、同図２に示すように下部カートン補充部ＢL の全体を、水平姿勢（カートン長手方向が垂直となる姿勢）と、傾斜姿勢（カートン長手方向が集積部ＡL の傾斜姿勢と一致する姿勢) に姿勢変換される。
【００３５】
補充バケット手段；
図１に示すように、下部カートン集積部ＡL の下部ガイド部１２の下面側から下部カートン補充部ＢL の下部ガイド部２１の下面側に亘って、水平方向にリニアガイド１７と、それに平行に取り付けたリニアガイドレールに沿って移動するロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａが設けられ、該可動体１５ａに補充バケット手段が取付けられている。
【００３６】
該補充バケット手段は、同図１、カートン補充部ＢL の後端係止部２４の外側に位置する後端押送支持部１５（押送支持フォーク）と、先端係止部２３の外側に位置する開閉可能な先端支持部１６（支持フォーク）とにより構成され、該後端押送支持部１５と先端支持部１６とは、ロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａに一体的に取付け支持されて、リニアガイドレールとリニアガイド１７に沿って集積部ＡL と補充部ＢL との間を往復移動でき、カートン補充部ＢL 内に補充された補充カートン群の一括押送移動動作と、復帰移動動作とが可能となっている。
【００３７】
図３は、補充バケット手段の詳細図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
下部カートン集積部ＡL の下部ガイド部１２の下面側から下部カートン補充部ＢL の下部ガイド部２１の下面側に亘って水平に取付けられたロッドレスエアーシリンダーは、図示するように、エアー圧により往復駆動移動可能なエアー可動体１５ａと、該可動体１５ａがガイドされて移動するリニアガイドレール１５ｂとにより構成され、該リニアガイドレール１５ｂに沿って平行に取り付けたリニアガイド１７に沿ってスライド移動可能なスライド支持部１７ａと一体的に取付けられている。
【００３８】
スライド支持部１７ａの一端部には押送支持部１５が一体的に取付けられ、他端部にはブラケット１７ｂが一体に取付けられ、該ブラケット１７ｂには先端支持部１６の下端部（又は少なくとも補充された平坦折畳カートン１の下端部が当接する位置より下方の中間部）が、バネにより付勢された支軸１６ａを介して開放（前倒）・閉鎖（起立）可能に取り付けられ、先端支持部１６は補充カートン群を支持している段階では閉鎖状態を維持可能な程度のバネ力により起立方向（実線で示す方向）に付勢しており、補充カートン１群は、押送支持部１５と先端支持部１６との間で支持されながら可動体１５ａの駆動により集積部ＢL 方向に前進移動する。
【００３９】
そして、補充カートン１群の後端部（押送支持部１５側）が、カートン押送支持手段１４により保持され集積部ＢL の先端部方向への搬送を開始した時点で、補充バケット手段を後退移動させることにより、先端支持部１６は補充カートン１群の下端部に押されて前方に倒れ開放される。
【００４０】
なお、本発明におけるカートン補充部ＢL 内の補充カートン群の一括移動方式として、図３に示した補充バケット方式以外に、例えば次のように実施することも可能である。即ち、ロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａには補充カートン群の後端部を押送支持する前記押送支持部１５のみを一体的に取付け、前記先端支持部１６には前述の開放（前倒）・閉鎖（起立）方式を採用せずに、前述のカートン押送支持手段１４と同様の方式であって、先端支持部１６が、集積部ＡL の後端部若しくは補充部ＢL の先端部の搬送路上に、その下方、側方又は上方より突出乃至回避する方式であってもよい。
【００４１】
図５の拡大右側面図、図６の拡大左側面図に示すように、前記カートン押送支持手段１４は、集積部ＡL の背部ガイド部１２に押送方向に設けた切欠部１２ａ内に嵌入して突出移動可能であり、また補充バケット手段のそれぞれ押送支持部１５と先端支持部１６は、集積部ＡL の背部ガイド部１２及び補充部ＢL の背部ガイド部２２に補充押送方向に設けた切欠部１２ｂ、２２ａ内に嵌入して突出移動可能であり、また、カートン押送支持手段１４と補充バケット手段とは、互いに衝突しないようなシーケンスとタイミングによりそれぞれ押送移動と復帰移動を行うようになっている。
【００４２】
また、図５、図６に示すように、カートン補充部ＢL の後端支持部２４と、開閉可能な先端支持部２３には、前記補充バケット手段の押送支持部１５と先端支持部１６が衝突せずに嵌入可能なように切欠部２４ａ、２３ｂが設けられ、また該補充バケット手段がカートン補充部ＢL の領域内に移動して停止している間でもカートン補充部ＢL は水平乃至傾斜状態に姿勢変換できるようになっている。
【００４３】
上部カートン補充部ＢR ；
ここで本発明におけるカートン補充部Ｂの上部カートン補充部ＢR は、前記下部カートン補充部ＢL と略同じ構造であるが、但し上部カートン補充部ＢR は、図２の全体右側面図、図４の拡大右側面図に示すように、補充部ＢR の全体を支持する支持フレーム２６が昇降動作できるように、そのフレーム２６の端部に垂直リニアガイド２６ｂに沿って昇降移動できるスライドガイド部２６ａが設けられ、フレーム２６をエアーシリンダー３０により、上方の上部カートン集積部ＡR の上止位置まで上昇できるようになっており、上止位置にて停止した後にエアーシリンダー２９を動作して、補充部ＢR を集積部ＡR と同じ傾斜姿勢に姿勢変換させるものである。
【００４４】
図１に示すように本発明装置のカートン製函充填稼働中においては、多数の偏平折畳カートン１は下部カートン集積部ＡL と上部カートン集積部ＡR とに、そのカートン長手方向（長手方向両端部がボトムシール側とトップシール側）が、その背部ガイド部１２と平行になるように傾斜した状態で縦に集積されている。
【００４５】
そのカートン集積部ＡR 上の集積カートン群は、その先端部と後端部が、それぞれ先端係止部１３とカートン押送支持手段１４（後端係止用フオーク）とにより保持され、この集積カートン群は序々に前進するカートン押送支持手段１４により集積先端側に押送される。その間、補充カートン押送支持手段１５はカートン押送支持手段１４より後方であって、該支持手段１４とカートン補充部ＢL の先端係止部２３との間に待機（図１参照）している。
【００４６】
他方、先端係止部１３側からは集積先端部の平坦折畳カートン１が、１枚ずつ順次立ち起こし部Ｃ側に供給されて立ち起こされ、続いてマンドレル部Ｄ方向に搬送供給されて順次製函される。そして、集積部ＡL 上の集積カートン１が序々に減少し、集積部ＡL 上へのカートン１の補充が必要となる。
【００４７】
以下に、本発明装置のカートン製函充填稼働中におけるカートン補充動作について図１、図３、及び図４〜図７に基づいて順を追って説明する。なおＬ（左）ライン側のカートン補充操作とＲ（右）ライン側のカートン補充操作とは略同じ操作であり、また操作は同時に実施しても、時間差を設けて実施してもいずれでもよいのでＬライン側のカートン補充操作についてのみ以下に説明し、Ｒライン側のカートン補充操作については、異なる操作部分のみ説明し、その他は省略する。
【００４８】
ステップ１；
まず図１、ロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａを駆動させて、補充用カートン１の装填されていない空の状態の補充バケット手段（押送支持部１５と先端支持部１６）を、リニアガイド１７に沿って下部カートン補充部ＢL 領域内に移動待機させておく。
ステップ２；
次に図４、エアーシリンダー２９を動作させて、下部カートン補充部ＢL を、その下部ガイト部２１が水平姿勢（背部ガイド部２２は垂直姿勢）になるように水平に姿勢変換する。
ステップ３；
次に同図４、図面左端側から、オペレーターにより補充用の複数枚（例えば１００枚乃至５００枚程度）の補充用の偏平折畳カートン１群（束）を一括して、（必要に応じてカートン補充台２上に載せた後）、該補充用カートン１群の長手方向を垂直にして、先端係止部２３と後端係止部２４とにより支持しながら下部カートン補充部ＢL 上に縦に載置する。なお上部カートン補充部ＢR 上には、同様にして同図面左端側からオペレーターにより補充用の複数枚（例えば１００枚乃至５００枚程度）の偏平折畳カートン１群を一括して、（必要に応じてカートン補充台２上に載せた後）、該補充用カートン１の長手方向を垂直にして、先端係止部２３と後端係止部２４とにより支持しながら上部カートン補充部ＢR 上に載置した後、上部カートン補充部ＢR を上昇エアーシリンダー３０により上方にて傾斜するカートン集積部ＡR の高さまで上昇させる。
ステップ４；
次に同図４、図５、エアーシリンダー２９を動作して、水平姿勢状態の下部カートン補充部ＢL を矢印に示すように傾斜させ、４５°傾斜する下部カートン積載部ＡL の背部ガイド部１２と同じ角度の傾斜姿勢に姿勢変換する。これにより積載部ＡL の背部ガイド部１２とカートン補充部ＢL の背部ガイド部２２とによる同一面のガイド面が形成されるとともに、補充バケット手段の押送支持部１５と先端支持部１６は、カートン補充部ＢL の先端係止部２３と後端係止部２４とに形成されたそれぞれ切欠部２３ｂ、２４ａ内に支障なく嵌入するか、又は該切欠部２３ｂ、２４ａの外側に位置し、補充カートン１群は補充バケット手段の押送支持部１５と先端支持部１６との間に挟まれた状態となる。
ステップ５；
次に、図６、下部カートン補充部ＢL 、ＢR のロータリーエアシリンダー２５を駆動回転させて、図７に示すように下部ガイド部２１下部にロータリーエアシリンダー２５の駆動回転軸２５ａを介して回転開閉可能に取り付けた先端係止部２３（軸受部２３ａ）を矢印方向に回転して回避させて補充カートン押送路を開放するとともに、開放した先端係止部２３側の補充カートン１群を補充バケット手段の先端支持部１６により支持する。
ステップ６；
続いて、図３に示す補充用カートン１群を積載した補充バケット手段を、ロッドレスエアーシリンダーの可動体１５ａを前進駆動させて、図１に示すカートン積載部ＡL 方向に押送前進させ、補充バケット手段を、図１に示すカートン積載部ＡL の領域内に移動させるとともに、そのバケット手段の先端支持部１６を、積載部ＢL の先端部側から立ち起こし部Ｃ側に供給中の先に集積されてカートン押送支持手段１４により支持され押送中にある集積カートン１群の後端部に近接させる。
ステップ７；
続いて同図１、カートン押送支持手段１４を、集積カートン１群の後端部と補充バケット手段の先端支持部１６との間から下降動作させて抜き出し、カートン積載部ＡL の領域内に移動した補充バケット手段内の補充カートン１群の後端部（押送支持部１５）側に後退復帰させて、その補充カートン１群の後端部を該カートン押送支持手段１４により支持させる。
ステップ８；
続いて、補充バケット手段内の補充カートン１群の後端部をカートン押送支持手段１４により支持した状態で、図３に示す補充バケット手段のロッドレスエアーシリンダー可動体１５ａを後退駆動させ、補充バケット手段を、図１に示すカートン積載部ＡL の領域からカートン補充部ＢL の方向に後退復帰させながら、図３に示すように補充用カートン１群をカートン積載部ＡL 上に止めながら、補充バケット手段をカートン補充部ＢL 方向に引き抜くことにより移載操作を終了し、補充バケット手段を、図１に示すカートン補充部ＢL 領域内に移動復帰させて、一連のカートン一括補充操作（１サイクル）を終了する。
【００４９】
【発明の効果】
本発明装置は、角筒状液体紙容器の製函充填機の稼働中において、カートン集積部にカートンを製函マンドレルに供給できる角度にして補充することができる装置であり、カートン集積部がカートン補充側の手前側に高く傾斜した形式の装置においては、重量のある多数枚のカートンを手作業にて装填補充する際にカートン集積部の傾斜角度に補充カートン群の姿勢を合わせて装填する姿勢合わせの労力の必要がなく、単にカートン補充部に縦方向に揃えて補充すればよく、本発明装置におけるカートン補充部によって一定の角度に姿勢変換するので、カートン補充作業に要する手作業によるカートン補充角度変換作業の手間や多大の労力を大幅に軽減できる効果がある。
【００５０】
また、製函充填機１台当たり製函充填ラインを、例えば１ラインだけでなく、２ラインなど複数ライン配置した形式の製函充填機のカートン補充作業においても、ライン数が増えることによって上下のカートン集積ラインのように高さが異なっても、カートン集積部前面の低い高さの近隣する略一定の位置で補充することができ、しかも前述のように単に縦方向に揃えて補充供給すればよく、頻繁に行われる装填補充作業を一人又は少人数のオペレーターによって実施することが可能となり、製函充填機のカートン補充作業における多大の手間と時間と労力を軽減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の正面図。
【図２】本発明装置の全体右側面図。
【図３】本発明装置のカートン補充用の補充バケット手段の一例を説明する正面図。
【図４】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の右側面図。
【図５】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の右側面図。
【図６】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の左側面図。
【図７】本発明装置のカートン集積部及びカートン補充部の左側面図。
【図８】（ａ）は本発明装置の全体左側面図、（ｂ）はその上面図。
【図９】（ａ）は従来の装置の全体側面図、（ｂ）はその上面図。
【図１０】（ａ）は従来の装置の全体側面図、（ｂ）はその上面図。
【符号の説明】
１…角筒状カートン ２、３…カートン載置台
Ａ…カートン集積部 Ｂ…カートン補充部 Ｃ…カートン立ち起こし部
Ｄ…製函マンドレル部
１１…下部ガイド部 １２…背部ガイド部 １２ａ、１２ｂ…切欠部
１３…先端支持部 １４…カートン押送支持手段 １５…押送支持部
１５ａ…ロッドレスエアーシンリダー可動部 １５ｂ…リニアガイドレール
１６…先端支持部 １６ａ…支軸部 １７…リニアガイド １７ａ…スライド部
１７ｂ…ブラケット １８…立ち起こしバキューム吸着部 １９…保形搬送部
２１…下部ガイド部 ２２…背部ガイド部 ２２ａ、２２ｂ…切欠部
２３…先端支持部 ２３ａ…支軸部２３ｂ…切欠部 ２４…後端支持部
２４ａ…切欠部 ２５…ロータリーエアーシリンダー ２６…支持フレーム
２６ａ、２６ｂ…リニアガイド部 ２７…ブラケット ２８…作動アーム
２９、３０…エアーシリンダー
Claims (1)
- 角筒状液体紙容器用の偏平形状に折り畳まれた角筒状カートンを縦にして横列送り出し方向に多数集積するカートン集積部と、該集積部先端部より１枚ずつ該カートンを取り出して立体形状に立ち起こしながら底部製函用マンドレル側に順次供給し、且つ該集積部後端部より複数枚の補充用カートンを一括補充する角筒状液体紙容器製函充填機の角筒状カートン供給装置において、前記カートン集積部の横列送り出し方向が水平に配置され、該集積部先端部より底部製函用マンドレル側へのカートン供給方向が該マンドレル側に高く傾斜する方向に設定され、該集積部が底部製函用マンドレルへのカートン供給方向に対して直交方向であって且つ底部製函用マンドレル側へのカートン供給方向と同一方向に高く傾斜して配置され、該集積部後端部には、集積部後端部に隣接して、水平方向乃至該集積部の傾斜方向に姿勢変換可能なカートン一括補充用のカートン補充部が設けられており、該カートン補充部は、カートンの長手方向下端を支持して、カートン集積部方向に水平にガイドするストレートな下部ガイド部と、これに直角な背部ガイド部とを備え、下部ガイド部の先端部側には補充集積された偏平折畳カートンの補充最先端部を係止する補充先端係止部が支軸部を介して旋回回避可能に設けられ、下部ガイド部の後端部側には補充集積された偏平折畳カートンの補充最後端部を係止する補充後端係止部が取付け固定されていることを特徴とする、角筒状液体紙容器製函充填機のカートン供給装置。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP20690599A JP3804347B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 角筒状液体紙容器製函充填機のカートン供給装置 |
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- 1999-07-21 JP JP20690599A patent/JP3804347B2/ja not_active Expired - Lifetime
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