JP3811515B2 - 容器の成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器の成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、牛乳、清涼飲料等が収容された容器を製造する場合、可撓（とう）性の積層材料から成るウェブ状の包材を充填（てん）機に供給し、該充填機において前記包材をチューブ状にし、該チューブ状の包材の中に飲料を充填しながら所定の間隔でシールして切断し、ブリック（れんが）状の容器を形成するようにしている。
【０００３】
すなわち、充填機はウェブ状の包材を縦方向にシールしてチューブ状にし、該チューブ状の包材を連続的に充填機の下方に搬送する。その間、飲料は充填機の上方からチューブ状の包材に充填される。続いて、前記チューブ状の包材は両側から密封・切断ユニットに挟まれ、所定の間隔ごとに横方向にシールされる。同時に、一対の成形フラップがチューブ状の包材を両側から挟み、包囲して変形させ枕（まくら）状にする。その結果、充填される飲料の容積、すなわち、容器の容量が設定される。その後、横方向にシールされた部分に沿って包材を切断すると、一定量の飲料を収容する複数の枕状の容器が形成される。
【０００４】
このようにして形成された枕状の容器は、図示しない後段の成形装置によって成形され、ブリック状の容器にされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の容器の成形装置においては、連続的に容器を製造している間に、容器の容量、容器内の圧力等が経時的に変化してしまうことがある。
また、前記成形フラップが金属によって形成されているので、チューブ状の包材を変形させて枕状にするときに、包材の表面に傷を付けてしまうことがある。
【０００６】
さらに、変形させたときに包材の表面が平坦（たん）にならないので、成形フラップによって包材の表面に加えられる圧力にばらつきが生じてしまう。
本発明は、前記従来の容器の成形装置の問題点を解決して、連続的に容器を製造する間に、容器の容量、容器内の圧力等を一定にすることができ、チューブ状の包材を変形させるときに、包材の表面に傷を付けたり、包材の表面に加えられる圧力にばらつきが生じたりすることがない容器の成形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の容器の成形装置においては、チューブ状の包材を所定の間隔ごとに横方向にシールし、横方向にシールされた部分に沿って包材を切断して原型容器を形成する充填機に配設されるようになっている。
そして、飲料が収容された原型容器と対向させて配設され、少なくとも一つの穴が形成された壁基材と、該壁基材を被覆して、前記穴と連通する密閉空間を形成する弾性カバーと、前記穴を介して密閉空間に圧縮気体を供給する気体供給手段とを有する。
【０００８】
本発明の他の容器の成形装置においては、さらに、前記気体供給手段は、圧縮気体を供給する圧縮気体源、及び前記密閉空間に供給される圧縮気体の圧力を調整する圧力調整装置を備える。
本発明の更に他の容器の成形装置においては、さらに、前記壁基材は、原型容器が形成される前において、チューブ状の包材と対向させて配設される。
【０００９】
本発明の更に他の容器の成形装置においては、さらに、前記壁基材は、原型容器を形成するのに伴って形成された耳片を押し付けるための頂壁及び底壁と対向させて配設される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は本発明の第１の実施の形態における充填機の要部概略図である。図の（ａ）は密封・切断ユニット１４、１５の断面図、（ｂ）は係合部材の係合状態図、（ｃ）は係合部材の解放状態図である。
【００１１】
図において、１１はチューブ状の包材であり、可撓性の積層材料から成るウェブ状の包材を長手方向にシールすることによって形成される。前記ウェブ状の包材は、例えば、容器が完成されたときに、該容器の内側から順にポリエチレン層、紙材及びポリエチレン層が配列されるように積層される。前記チューブ状の包材１１は上方に延びていて、図示しない飲料供給パイプを介して供給された飲料１２が充填される。
【００１２】
前記チューブ状の包材１１は連続的に下方に搬送され、二つの密封・切断ユニット１４、１５によって交互に挟まれ、所定の間隔ごとに横方向にシールされて帯状のシール部分Ｓが形成される。その後、該シール部分Ｓに沿ってチューブ状の包材１１が切断される。
そのために、前記密封・切断ユニット１４、１５は、それぞれカッティングジョー１４ａ、１５ａ及びプレッシャジョー１４ｂ、１５ｂを有する。
【００１３】
そして、前記カッティングジョー１４ａ、１５ａの先端にカッティングバー１８が、プレッシャジョー１４ｂ、１５ｂの先端にヒートシールバー１９が配設される。したがって、前記カッティングジョー１４ａ、１５ａ及びプレッシャジョー１４ｂ、１５ｂを互いに前進させ、チューブ状の包材１１を両側から挟んで押し付け、ヒートシールバー１９に配設されたヒータに電流を供給することによって、チューブ状の包材１１は横方向にシールされ、前記シール部分Ｓが形成される。
【００１４】
また、前記カッティングジョー１４ａ、１５ａのそれぞれの中央には、横方向に延びる扁（へん）平なカッタ２１が進退自在に配設され、該カッタ２１の後端にシリンダ２２が配設される。したがって、該シリンダ２２に対して圧縮気体を給排することによって、カッタ２１を前進させ、前記チューブ状の包材１１をシール部分Ｓに沿って切断することができる。
【００１５】
このようにして、枕状の原型容器２３が形成され、該枕状の原型容器２３は、図示しない後段の成形装置によって成形され、ブリック状の容器にされる。
また、２１ａ、２１ｂは、それぞれカッティングジョー１４ａ、１５ａ及びプレッシャジョー１４ｂ、１５ｂに対して揺動自在に支持され、前記チューブ状の包材１１を包囲する成形フラップであり、該成形フラップ２１ａ、２１ｂは、前記チューブ状の包材１１を案内して変形させ枕状にするとともに、充填される飲料の容積、すなわち、容器の容量を設定する。
【００１６】
次に、前記密封・切断ユニット１４、１５の動作について説明する。
前記構成の容器の成形装置において、一方の密封・切断ユニット１４は、図において密封・切断開始位置にあり、該密封・切断開始位置において、前記カッティングジョー１４ａ及びプレッシャジョー１４ｂが前進させられ、チューブ状の包材１１を両側から挟んで押し付ける。
【００１７】
そして、前記密封・切断ユニット１４はチューブ状の包材１１を挟んだまま下方に移動し、その間にヒートシールバー１９及びカッティングバー１８が前記チューブ状の包材１１を強く押し、ヒートシールバー１９が発熱してチューブ状の包材１１を横方向にシールして前記シール部分Ｓを形成する。
また、前記密封・切断ユニット１４は、密封・切断開始位置において横方向のシールを終了すると、下方の密封・切断終了位置に移動させられる。その間、成形フラップ２１ａ、２１ｂは、閉じる方向に回動させられ、チューブ状の包材１１を包んで変形させ、枕状にする。
【００１８】
また、他方の密封・切断ユニット１５は、図において密封・切断終了位置にあり、該密封・切断終了位置の直前において密封・切断ユニット１５のカッタ２１が前進させられ、前記シール部分Ｓの中央を切断し、前記チューブ状の包材１１から枕状の原型容器２３を分離させる。
そして、前記密封・切断ユニット１５は、密封・切断終了位置において前記シール部分Ｓの中央を切断すると、上方の密封・切断開始位置に移動させられる。その間、前記密封・切断ユニット１５のカッティングジョー１５ａ及びプレッシャジョー１５ｂは、互いに離れ、前記密封・切断ユニット１４の外側を旋回して上昇させられる。
【００１９】
なお、２５、２６は係合部材を形成する一対の係合フックであり、係合フック２５は前記カッティングジョー１４ａ、１５ａに、係合フック２６はプレッシャジョー１４ｂ、１５ｂにそれぞれ設けられ、前記係合フック２６にシリンダ２７が接続される。
そして、前記係合フック２５、２６を互いに係合させた後に、前記シリンダ２７に圧縮気体を供給することによって、カッティングジョー１４ａ、１５ａ及びプレッシャジョー１４ｂ、１５ｂを互いに引き寄せ、シール時の押圧力を大きくすることができる。前記係合フック２５、２６は、前記密封・切断開始位置において図の（ｂ）に示すように係合させられ、密封・切断終了位置において図の（ｃ）に示すように解放される。
【００２０】
次に、成形フラップ２１ａ、２１ｂを揺動させるためのリンク機構について説明する。
図３は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の第１の状態図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の第２の状態図、図５は本発明の第１の実施の形態における成形フラップの軌跡を示す図である。なお、説明の便宜上、密封・切断ユニット１４、１５（図２）のうち、密封・切断ユニット１４だけを図に示す。
【００２１】
前記密封・切断ユニット１４、１５が密封・切断終了位置から上方の密封・切断開始位置まで移動する間、リンク機構は図３に示すように成形フラップ２１ａ、２１ｂを開き、密封・切断開始位置から下方の密封・切断終了位置まで移動する間、リンク機構は図４に示すように成形フラップ２１ａ、２１ｂを閉じる。
そのために、カム装置３１が配設される。該カム装置３１は、密封・切断ユニット１４用のカム３２、及び密封・切断ユニット１５用のカム３３から成り、カム３２、３３は、互いに１８０〔°〕ずらして配設され、カム軸３４を中心に回転自在に支持される。そして、前記カム３２、３３の上には、ヨークリフトアーム３６が支点３７を中心にして揺動自在に配設され、カム３２、３３の下には、リンクアーム３８が支点３９を中心にして揺動自在に配設される。
【００２２】
前記ヨークリフトアーム３６とリンクアーム３８とは、互いに独立して揺動させることができるようになっているが、いずれもカム３２、３３に向けて付勢され、カム面に押し付けられる。そのために、リンクアーム３８にバイアス用のストリング４１の一端が固定され、該ストリング４１は、ヨークリフトアーム３６に配設されたガイドローラ４２、４３を介してスプリング４４に接続され、更に該スプリング４４を介して図示しないフレームに連結される。したがって、スプリング４４の付勢力によって、ヨークリフトアーム３６とリンクアーム３８とは、カム３２、３３に向けて付勢される。
【００２３】
したがって、図示しない駆動モータによってカム３２、３３が回転させられると、ヨークリフトアーム３６とリンクアーム３８とが前記カム面の形状に合わせてそれぞれ揺動させられ、ガイドバー４５を上下に移動させる。
その結果、密封・切断ユニット１４、１５及びヨーク４７が上下に移動させられるとともに、密封・切断ユニット１４、１５のカッティングジョー１４ａ、１５ａ、プレッシャジョー１４ｂ、１５ｂ及び成形フラップ２１ａ、２１ｂが開閉させられる。
【００２４】
その結果、成形フラップ２１ａ、２１ｂは、図５に示す軌跡に沿って移動させられる。
次に、前記成形フラップ２１ａ、２１ｂについて説明する。
図６は本発明の第１の実施の形態における成形フラップの斜視図である。なお、説明の便宜上、成形フラップ２１ａ、２１ｂのうち、成形フラップ２１ａだけについて説明する。
【００２５】
該成形フラップ２１ａは、支点５１を中心にして揺動自在に配設され、ほぼ船のような形状を有し、主壁５２、及び主壁５２から立ち上がる二つの側壁５３、５４から成り、前記主壁５２及び側壁５３、５４によって形成される空間５５に前記包材１１（図２）が包囲されるようになっている。
次に、前記主壁５２及び側壁５３、５４の壁構造について説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１の実施の形態における壁構造を示す図である。なお、図において、説明の便宜上、主壁５２（図６）及び側壁５３、５４のうち主壁５２の壁構造だけを示す。
図において、６１は原型容器２３（図２）に対向させて配設された金属製の壁基材であり、該壁基材６１の各部分には穴６４が形成される。また、６２は前記壁基材６１の空間５５側の全面を覆うように配設された伸縮性を有する弾性カバーである。該弾性カバー６２は、前記主壁５２及び側壁５３、５４の周縁部において壁基材６１に固定され、それ以外の部分においては、固定されていない。なお、必要に応じて適宜箇所において、弾性カバー６２を壁基材６１に固定することもできる。
【００２７】
したがって、圧縮気体源６５から前記穴６４を介して、壁基材６１と弾性カバー６２との間に圧縮気体を供給すると、弾性カバー６２は圧縮気体の圧力に応じて図に示すように膨張し、壁基材６１と弾性カバー６２との間に密閉空間６３が形成される。なお、圧縮気体としては、圧縮された空気、不活性ガス等が使用される。
【００２８】
そして、前記圧縮気体源６５と穴６４との間には、圧力調整装置６６が配設され、密閉空間６３に供給される圧縮気体の圧力を調整することができるようになっている。なお、６７は圧力センサである。該圧力センサ６７によって検出された圧力の信号は、制御装置６８に送られ、該制御装置６８によって圧力調整装置６６の設定圧が変更されるようになっている。なお、圧縮気体源６５及び圧力調整装置６６によって気体供給手段が構成される。
【００２９】
ところで、前記構成の容器の成形装置において、容器を連続的に形成する場合、成形装置の作動に伴って振動、衝撃等が生じ、密封・切断ユニット１４、１５付近に機械的なくるいが生じ、形成される容器の容量、容器内の圧力等が当初の設定値から経時的に変化してしまうことがある。
そこで、前記密閉空間６３に供給される圧縮気体の圧力を変更し、弾性カバー６２の膨張量を変化させることによって、容器の容量、容器内の圧力等を調整することができる。
【００３０】
また、前記壁基材６１は金属によって形成されているが、全面に弾性カバー６２が被覆されているので、チューブ状の包材１１を変形させて枕状にするときに包材１１の表面に傷を付けてしまうことがなくなる。
さらに、チューブ状の包材１１を変形させたときに、包材１１の表面が平坦にならなくても、成形フラップ２１ａ、２１ｂによって包材１１の表面に加えられる圧力を均一にすることができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図７は本発明の第２の実施の形態における容器の斜視図、図８は本発明の第２の実施の形態における成形装置の要部斜視図である。
図７において、７１は断面が八角形の容器である。この種の容器７１を製造する場合、まず、ウェブ状の包材を変形させて断面を八角形にし、その後、断面が八角形の包材を横方向にシールし、シール部分に沿って切断して断面が八角形の原型容器にする。
【００３２】
次に、断面が八角形の原型容器は、成形装置に送られ、該成形装置によって頂壁７２及び底壁７３が形成される。このとき、包材の一部が耳片７４〜７６となって突出するが、該耳片７４〜７６は頂壁７２及び底壁７３に向けて折り曲げられ、加熱されて貼（ちょう）着される。
この場合、事前に耳片７４〜７６と頂壁７２及び底壁７３との互いに対向する面を熱風によって加熱し、耳片７４〜７６を図８に示す押付部材８０によって頂壁７２及び底壁７３に押し付ける。
【００３３】
ところで、前記押付部材８０は、原型容器と対向させて配設された金属製の壁基材８１、及び弾性カバー８２から成り、前記壁基材８１の各部分には穴８４が形成される。前記弾性カバー８２は、前記壁基材８１の全面を覆うように配設され、壁基材８１の周縁部に固定され、それ以外の部分においては、固定されていない。
【００３４】
したがって、図示しない気体供給手段から前記穴８４を介して、壁基材８１と弾性カバー８２との間に圧縮気体を供給すると、弾性カバー８２は圧縮気体の圧力に応じて図８に示すように膨張し、壁基材８１と弾性カバー８２との間に密閉空間を形成する。
このように、押付部材８０の表面が弾性カバー８２によって被覆されるので、耳片７４、７５を頂壁７２及び底壁７３に押し付けるときに包材の表面に傷を付けてしまうことがなくなる。
【００３５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、容器の成形装置においては、チューブ状の包材を所定の間隔ごとに横方向にシールし、横方向にシールされた部分に沿って包材を切断して原型容器を形成する充填機に配設されるようになっている。
そして、飲料が収容された原型容器と対向させて配設され、少なくとも一つの穴が形成された壁基材と、該壁基材を被覆して、前記穴と連通する密閉空間を形成する弾性カバーと、前記穴を介して密閉空間に圧縮気体を供給する気体供給手段とを有する。
【００３７】
この場合、壁基材が弾性カバーによって被覆されているので、包材を変形させたり、耳片を押し付けたりする際に、包材の表面に傷を付けてしまうことがなくなる。
さらに、チューブ状の包材を変形させるときに、包材の表面が平坦にならなくても、圧縮気体によって弾性カバーが膨張させられるので、包材の表面に加えられる圧力を均一にすることができる。
【００３８】
本発明の他の容器の成形装置においては、さらに、前記気体供給手段は、圧縮気体を供給する圧縮気体源、及び前記密閉空間に供給される圧縮気体の圧力を調整する圧力調整装置を備える。
この場合、チューブ状の包材を枕状の原型容器にする際に、前記密閉空間に供給される圧縮気体の圧力を変更し、弾性カバーの膨張量を変化させることによって、容器の容量、容器内の圧力等を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における壁構造を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における充填機の要部概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の第１の状態図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるリンク機構の第２の状態図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における成形フラップの軌跡を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における成形フラップの斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における容器の斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における成形装置の要部斜視図である。
【符号の説明】
１１ 包材
６１、８１ 壁基材
６２、８２ 弾性カバー
６３ 密閉空間
６４、８４ 穴
６５ 圧縮気体源
６６ 圧力調整装置
７１ 容器
７２ 頂壁
７３ 底壁

Claims (4)

1. チューブ状の包材を所定の間隔ごとに横方向にシールし、横方向にシールされた部分に沿って包材を切断して原型容器を形成する充填機に配設された容器の成形装置において、
   （ａ）飲料が収容された原型容器と対向させて配設され、少なくとも一つの穴が形成された壁基材と、
   （ｂ）該壁基材を被覆して、前記穴と連通する密閉空間を形成する弾性カバーと、
   （ｃ）前記穴を介して密閉空間に圧縮気体を供給する気体供給手段とを有することを特徴とする容器の成形装置。
2. 前記気体供給手段は、圧縮気体を供給する圧縮気体源、及び前記密閉空間に供給される圧縮気体の圧力を調整する圧力調整装置を備える請求項１に記載の容器の成形装置。
3. 前記壁基材は、原型容器が形成される前において、チューブ状の包材と対向させて配設される請求項１に記載の容器の成形装置。
4. 前記壁基材は、原型容器を形成するのに伴って形成された耳片を押し付けるための頂壁及び底壁と対向させて配設される請求項１に記載の容器の成形装置。

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