JP3988029B2 - カートン成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カートンに成形された際に、内部に収容される物品の支持体がその側壁の開放縁から形成される形態となる扁平(展開)状態のシートを折曲げてカートンを成形するカートン成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、成形された際に、底壁となる底パネルと側壁となる側面フラップ等とが同一平面上で連設された扁平(展開)状態のシート(以下、扁平状シートと称す)からカートンを成形するカートン成形装置では、該扁平状シートの底パネルを下方に移動しながら、前記側面フラップ等をガイド部材に当接させて、パネルとフラップ等との間の折曲げ罫線に沿って該側面フラップ等を折曲げることで、カートンを成形するよう構成されている。
【０００３】
前記カートンの内部に収容される物品を支持する支持体が、前記扁平状シートに一体に形成されて、その成形前では扁平状態とされている様式のものがある。この支持体の一例として、扁平状態では、前記側面フラップの外縁(開放端)に相当する部分で１８０度折曲げられて、該側面フラップに重合すると共にその自由端が底パネルに貼着されている。そして、扁平状シートからカートンを成形した成形状態においては、底壁(底パネル)と直角に形成される側壁(側面フラップ)の上端から底壁と平行に内方に延び、更に側壁と平行に底壁まで延びる成形状態となるよう構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記支持体には、前述のような側壁から離間する成形状態に成形されるように折曲げ罫線が付与されているが、前記側面フラップを折曲げて側壁を成形する際に、該罫線を境に支持体が本来とは反対の向き、すなわち側壁に重合する向きに折曲げられて、該支持体が正常に成形されないことがある。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、前述した従来の技術に内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、支持体を確実に成形し得るカートン成形装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係るカートン成形装置は、
カートンに成形された際に、底壁となるパネルと側壁となるフラップとその内部に臨んで物品を支持する支持体とが設けられ、展開状態において前記支持体が、前記パネルに連設される前記フラップの外縁から内方に折曲げられて該フラップと重合すると共に、その自由端がパネルに貼着されている扁平状のシートからカートンを成形するカートン成形装置であって、
前記フラップを外縁側から内側に押して折曲げる押し部材と、
該押し部材と一体的に内側へ移動可能に設定されると共に、前記押し部材でのフラップの折曲げ前に前記支持体の保持位置まで移動して支持体を吸着保持する吸着部材と、
前記押し部材でフラップを内側に押す際に、前記支持体を吸着保持した吸着部材を前記フラップから引離す向きに付勢する弾性部材とを備え、
前記押し部材でフラップを押して折曲げることで支持体をフラップから離間した状態に成形するよう構成したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るカートン成形装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお説明の便宜上、前後とは、扁平状シートの取出し位置から成形位置に向けての移送方向に対応し、その下流側を前、上流側を後と指称すると共に、移送方向と水平に交差する方向を下流側から視て左右と指称するものとする。
【０００８】
図１〜図３に示す如く、実施例に係るカートン成形装置１０を備える製函機１２は、機枠１４の所定位置に、一対のガイドレール１６,１６が左右方向に所定間隔離間して配設され、シートマガジンから取出し装置(何れも図示せず)により取出された扁平状シート１８が、両ガイドレール１６,１６間の取出し位置に載置される。また一対のガイドレール１６,１６は、後述する成形位置まで延在し、扁平状シート１８は取出し位置から成形位置までガイドレール１６,１６上をプッシャー２０により水平に移送されるようになっている。
【０００９】
前記扁平状シート１８は、図６に示す如く、成形された際に底壁となる底パネル(パネル)１８ａの前後に折曲げ罫線Ｋ,Ｋを介して前面フラップ１８ｂと後面パネル１８ｃとが連設されると共に、該後面パネル１８ｃの後縁には折曲げ罫線Ｋを介して上面パネル１８ｄが連設される。なお、上面パネル１８ｄの後縁には、前記前面フラップ１８ｂに糊付けされる糊代フラップ１８ｅが折曲げ罫線Ｋを介して連設されている。また、底パネル１８ａの左右には折曲げ罫線Ｋ,Ｋを介して側壁となる左右の側面フラップ(フラップ)１８ｆ,１８ｆが夫々連設されると共に、各側面フラップ１８ｆの前後端縁に、折曲げ罫線Ｋ,Ｋを介して糊代フラップ１８ｇ,１８ｇが夫々連設されている。なお、後述する支持体２２,２２には透孔２１が夫々設けられて、各透孔２１から底パネル１８ａおよび側面フラップ１８ｆの一部が露出した状態となっている。そして実施例では、シートマガジンから取出し装置により取出された扁平状シート１８は、前面フラップ１８ｂが前側(成形位置側)に向く姿勢で両ガイドレール１６,１６上に水平に載置されるようになっている(図３参照)。なお、両ガイドレール１６,１６における成形位置での内側の離間寸法は、扁平状シート１８における底パネル１８ａの左右方向長さ寸法より大きく設定され、ガイドレール１６,１６に左右の側面フラップ１８ｆ,１８ｆが載置されると共に、後述するマンドレル２４による底パネル１８ａの下方への移動を許容するよう構成してある(図５参照)。
【００１０】
また前記扁平状シート１８には、前記底パネル１８ａに対して各パネルおよびフラップ１８ｂ,１８ｃ,１８ｄ,１８ｅ,１８ｆ,１８ｇを折曲げることで成形されるカートンの内部に収容される物品を支持する２つの支持体２２,２２が一体に形成されている。すなわち、両支持体２２,２２は、図６に示す如く、対応する前記左右の側面フラップ１８ｆ,１８ｆの外縁(開放端)に相当する部分に折曲げ罫線Ｋを介して連設されて該折曲げ罫線Ｋで夫々内方に向けて１８０度折曲げられると共に、その自由端側が底パネル１８ａに夫々貼着されて、側面フラップ１８ｆ,１８ｆおよび底パネル１８ａに重合する扁平状態になっている。各支持体２２には、底パネル１８ａとの貼着基部に第１折曲げ罫線Ｋ₁が夫々形成されると共に、該貼着基部と側面フラップ１８ｆとの連設部との間に第２折曲げ罫線Ｋ₂が夫々形成され、扁平状シート１８からカートンを成形した成形状態において、側面フラップ１８ｆとの連設部(前記外縁に相当する部分)から第２折曲げ罫線Ｋ₂までの水平部２２ａが底壁(底パネル１８ａ)と直角に形成される側壁(側面フラップ１８ｆ)の上端から底壁と平行に内方に延びると共に、第２折曲げ罫線Ｋ₂から第１折曲げ罫線Ｋ₁までの垂直部２２ｂが側壁と平行に底壁まで延びるよう構成される(図１参照)。なお、図６において、底パネル１８ａや側面フラップ１８ｆと重なる支持体２２,２２を分かり易くするため、該支持体２２,２２には斜線を付した。
【００１１】
前記成形位置の上方に、該位置に到来して位置決めされた扁平状シート１８を押下げて、前記ガイドレール１６,１６および折曲げガイド６２,６２(後述)と協働して前記左右の側面フラップ１８ｆ,１８ｆを略直角に折曲げ成形するマンドレル２４が配設されている。このマンドレル２４は、図１に示す如く、下面に開口する複数の吸引口２４ａを形成した吸引ボックスとして構成され、該マンドレル内はブロワや真空発生器等の図示しない吸引源に接続されて負圧を形成し得るようになっている。また、マンドレル２４における下面の外形寸法は扁平状シート１８の底パネル１８ａに対応する大きさに設定され、該マンドレル２４の下面は底パネル１８ａに当接した状態でマンドレル内に生ずる負圧により該底パネル１８ａを吸着し得るパネル保持部として構成される。
【００１２】
前記機枠１４における成形位置を向く前面には、図１および図３に示す如く、上下方向に所定長さで延在する一対のレール２６,２６が、左右方向に所定間隔離間して配設されると共に、両レール２６,２６間にスライダ２８が摺動自在に配設され、図示しない駆動手段に連結する揺動レバー３０の揺動に伴い、スライダ２８はレール２６,２６に沿って上下方向に移動するよう構成される。このスライダ２８に、前記マンドレル２４が支持部材３２を介して配設されており、スライダ２８の上下動により、該マンドレル２４は前記扁平状シート１８が位置決めされる成形位置より上方の待機位置(図５(ａ))と、成形位置の扁平状シート１８の底パネル１８ａを吸着保持する保持位置(図５(ｂ))、および後述する搬送コンベヤ６４に両側面フラップ１８ｆ,１８ｆが折曲げ成形された半成形状態のカートン３４を受渡す受渡し位置(図５(ｃ))との間を上下動するよう設定されている。
【００１３】
前記マンドレル２４を挟む左右両側には、図１および図３に示す如く、前記扁平状シート１８の対応する左右の側面フラップ１８ｆ,１８ｆを折曲げ成形する折曲げ手段３６,３８が配設されている。左右の折曲げ手段３６,３８の構成は略対称であるので、図１において左側に配設される左折曲げ手段３６の構成について主に説明し、右側に配設される右折曲げ手段３８の同一部材には同じ符号を付すのみとする。
【００１４】
前記左折曲げ手段３６は、前記機枠１４に配設されて、そのピストンロッド４０ａを成形位置側に指向させている第１エアシリンダ４０を備え、前記ピントンロッド４０ａにはホルダ４２を介して押し部材４４が配設されている。この押し部材４４は、第１エアシリンダ４０におけるピストンロッド４０ａの正逆移動により、成形位置に臨む前記扁平状シート１８の左側面フラップ１８ｆの外縁から外方に離間する待機位置と、該外縁より内方(底パネル１８ａに近接する側)の折曲げ位置との間を、前記底パネル１８ａに沿う方向で往復移動するよう構成される。そして、待機位置の押し部材４４を、左側面フラップ１８ｆの外縁側から折曲げ位置に向けて移動することで、図５(ｂ)に示す如く、該側面フラップ１８ｆを底パネル側に押して内方に折曲げるようになっている。なお実施例の折曲げ位置では、押し部材４４は左側面フラップ１８ｆを底パネル１８ａに対して、折曲げ罫線Ｋにて９０度より小さい角度で折曲げるよう設定される。
【００１５】
前記ホルダ４２には、図４に示す如く、ピストンロッド４６ａを下方に指向した姿勢で第２エアシリンダ４６が配設される。該第２エアシリンダ４６を挟む両側にガイドロッド４８が夫々上下動可能に配設され、一対のガイドロッド４８,４８におけるホルダ４２の下方に延出する下端間に下連結部材５０が架設されている。なお、該下連結部材５０は第２エアシリンダ４６のピストンロッド４６ａの延長線上(直下)に位置するが、該ピストンロッド４６ａとは連結されていない。また、両ガイドロッド４８,４８におけるホルダ４２の上方に延出する上端間に上連結部材５２が架設されると共に、該上連結部材５２とホルダ４２との間に臨む各ガイドロッド４８には弾性部材としての圧縮コイルバネ５４が巻装されており、上連結部材５２は常には圧縮コイルバネ(弾性部材)５４,５４により上方に向けて付勢される。
【００１６】
前記上連結部材５２の内方に延出する部分の下面に取付部材５８が配設されると共に、該取付部材５８の下面には、成形位置に臨む前記扁平状シート１８に設けられる支持体２２における水平部２２ａの上方に臨む複数の保持部材としての吸着部材６０が下向きに開口するよう配設され、これら吸着部材６０は、ブロワや真空発生器等の図示しない吸引源に接続されて内部に負圧を形成し得るよう構成してある。この吸着部材６０は、前記第２エアシリンダ４６のピストンロッド４６ａが出ることにより、成形位置における支持体２２の水平部２２ａから上方に離間する待機位置から該水平部２２ａに当接する保持位置まで下降し、このときに内部に生ずる負圧で水平部２２ａを吸着保持し得るようになっている。また第２エアシリンダ４６におけるピストンロッド４６ａの出状態を解除した際には、吸着部材６０は前記圧縮コイルバネ５４,５４の付勢により吸着保持している支持体２２を側面フラップ１８ｆや底パネル１８ａから引離す向きに付勢する。
【００１７】
更に、前記吸着部材６０が支持体２２を側面フラップ１８ｆや底パネル１８ａから引離す向きに付勢した状態で、前記第１エアシリンダ４０により押し部材４４が待機位置から折曲げ位置に向けて移動されることで、支持体２２は押し部材４４と一体的に内方に移動しつつ上方に移動するようになっている。そして、このとき側面フラップ１８ｆが押し部材４４で内方に押されることで、側面フラップ１８ｆおよび支持体２２が折曲げ成形されるよう構成される。なお、実施例の扁平状シート１８に設けられる左右の支持体２２,２２は、図６に示すように形状が異なっているため、これに対応して左の取付部材５８には２個の吸着部材６０を配設し、右の取付部材５８には３個の吸着部材６０を配設して、両支持体２２,２２の水平部２２ａ,２２ａを確実に吸着保持し得るようにしてあるが、該吸着部材６０の数や配設位置等は、支持体２２における水平部２２ａの形状や大きさ等によって適宜に変更されるものである。
【００１８】
前記成形位置に臨む前記両ガイドレール１６,１６の下面に、図１に示す如く、左右の折曲げガイド６２,６２が所定長さで垂設されており、前記マンドレル２４が保持位置から受渡し位置まで下降する際に、前記左右の折曲げ手段３６,３８で所定位置まで折曲げられた扁平状シート１８の左右の側面フラップ１８ｆ,１８ｆが、該折曲げガイド６２,６２により前記底パネル１８ａに対して９０度の角度となるまで折曲げ成形されるようになっている。また両ガイドレール１６,１６の前端にストッパ５６,５６が配設され、前記プッシャー２０により取出し位置から成形位置に向けて移送される扁平状シート１８は、その前面フラップ１８ｂがストッパ５６,５６に当接して位置決めされるよう構成される。
【００１９】
前記折曲げガイド６２,６２の下端から下方に所定高さだけ離間する位置に、左右方向に走行する搬送コンベヤ６４が配設され、前記マンドレル２４により受渡し位置まで下降された両側面フラップ１８ｆ,１８ｆが折曲げ成形された半成形状態のカートン３４は、該コンベヤ６４に受渡されて次の工程に向けて搬送されるよう構成される。なお搬送コンベヤ６４には、搬送方向に所定間隔離間して対をなす挟持部材６６,６６が複数組配設され、半成形状態の各カートン３４は、両挟持部材６６,６６の間に受渡されて、折曲げ成形された側面フラップ１８ｆ,１８ｆが挟持部材６６,６６により折曲げ状態を保持された状態で搬送されるようになっている。
【００２０】
【実施例の作用】
次に、このように構成した実施例に係るカートン成形装置の作用につき説明する。
【００２１】
前記製函機１２を稼働させると、シートマガジンの扁平状シート１８が、取出し装置により取出され、一対のガイドレール１６,１６上の取出し位置に載置される。このとき、扁平状シート１８は、その前面フラップ１８ｂが前側に臨むと共に支持体２２,２２が上側に臨むように載置される(図３参照)。次に、前記プッシャー２０が前進移動を開始し、扁平状シート１８は取出し位置から成形位置に向けて水平に移送される。
【００２２】
前記扁平状シート１８が成形位置に到来し、前記底パネル１８ａに連設される左右の側面フラップ１８ｆ,１８ｆが、折曲げ手段３６,３８における吸着部材６０,６０の下方に位置決めされた際に、前記折曲げ手段３６,３８における各第２エアシリンダ４６のピストンロッド４６ａにより下降された前記吸着部材６０が扁平状シート１８における対応する支持体２２の水平部２２ａに当接する。該吸着部材６０には図示しない吸引源により吸引作用が付与されていて、この吸着部材６０の下面に、該支持体２２の水平部２２ａが吸着保持される(図５(ａ)参照)。
【００２３】
またこのとき、待機位置から下降した前記マンドレル２４の下面が扁平状シート１８における底パネル１８ａの上面に当接する保持位置に到来して停止する。該マンドレル２４内には、図示しないが吸引源により吸引作用が付与されていて、このマンドレル２４の下面に該底パネル１８ａが当該位置において吸着保持される(図５(ａ)参照)。
【００２４】
次に、前記折曲げ手段３６,３８では、各第２エアシリンダ４６におけるピストンロッド４６ａの出状態が解除され、前記吸着部材６０が圧縮コイルバネ５４,５４による上方への付勢作用下におかれると共に、前記各第１エアシリンダ４０により前記押し部材４４が内方に移動する。これにより、図５(ｂ)に示す如く、吸着部材６０に水平部２２ａが吸着保持されている支持体２２が側面フラップ１８ｆから上方に引離されると共に、該側面フラップ１８ｆも前記折曲げ罫線Ｋの部位で上方に折曲げられる。また押し部材４４の内方への移動により側面フラップ１８ｆが押され、底パネル１８ａに対して折曲げ罫線Ｋにて９０度より小さい角度で折曲げ成形される。このとき、吸着部材６０は押し部材４４と一体的に底パネル１８ａに沿う方向に移動するので、押し部材４４により押される側面フラップ１８ｆの外縁に相当する部分に対する該方向における吸着部材６０の位置は変化しない。従って、側面フラップ１８ｆが折曲げられる際に、支持体２２は吸着部材６０に吸着保持されたまま側面フラップ１８ｆから離間し、該支持体２２は起き上がるようにして確実に内方に向けて折曲げ成形される。また、扁平状シート１８の底パネル１８ａはマンドレル２４により吸着保持されているから、両側面フラップ１８ｆ,１８ｆは折曲げ罫線Ｋ,Ｋの部位で正確に折曲げられる。なお、上述した動作が可能なように、前記マンドレル２４の左右両端部における前後方向中央部は、吸着部材６０,６０および取付部材５８,５８と干渉しないよう形成されている。
【００２５】
この状態で、前記マンドレル２４が受渡し位置に向けて下降すると、図５(ｃ)に示す如く、前記扁平状シート１８の左右の側面フラップ１８ｆ,１８ｆが、前記ガイドレール１６,１６および折曲げガイド６２,６２に対応的に当接して９０度程度まで夫々折曲げられる。そして、両側面フラップ１８ｆ,１８ｆおよび支持体２２,２２が折曲げ成形された半成形状態のカートン３４は、前記搬送コンベヤ６４における一対の挟持部材６６,６６間に受渡される。なお、前記吸着部材６０による支持体２２の吸着保持状態は、マンドレル２４が保持位置から受渡し位置に向けて下降を開始する前の適宜のタイミングで解除され、カートン３４の下降は支障なく行なわれる。
【００２６】
【変更例】
実施例では押し部材による側面フラップの折曲げ角度を９０度より小さく設定したが、扁平状シートをカートンに成形する際の工程によっては、押し部材により側面フラップを９０度程度まで折曲げて完全に成形することもできる。また実施例では、水平姿勢の扁平状シートを下方に移動することで側面フラップを折曲げ成形する場合で説明したが、垂直姿勢の扁平状シートをシート面に対して直交する方向に移動することで側面フラップを折曲げ成形する構成を採用し得る。更に、実施例では押し部材が配設されるホルダに、吸着部材を上下動させる機構部を設けて一体的に移動させる構成としたが、吸着部材を上下動させる機構部を別体で設け、これを別の駆動手段により押し部材と一体的に移動させるようにしてもよい。なお、吸着部材で吸着保持された支持体を側面フラップから引離す向きに付勢する弾性部材は、実施例では圧縮コイルバネとしたが、その他のバネあるいはゴム等を採用し得る。
【００２７】
実施例では扁平状シートの側面フラップのみを折曲げるよう構成したが、その他の各フラップやパネルを同時に折曲げるよう構成してもよい。また、側面フラップ以外の底パネルに直に連設されるフラップやパネルが折曲げられている状態から、該側面フラップが折曲げられるものであってもよい。なお、押し部材や保持部材を移動させる駆動手段としては、エアシリンダに限定されるものでなく、モータとラック＆ピニオンやリンク機構等を組合わせた機構等、その他のものを適宜に採用可能である。更に、実施例における「側面フラップ」とは、便宜上の名称であって、実施例中の前面フラップに支持体を連設してもよく、この場合の前面フラップが前述した説明中の「側面フラップ」に相当する。すなわち、支持体が連設されるフラップは実施例の側面フラップに限定されるものでなく、従って支持体の配設数や配設箇所は、実施例のように２つ(２箇所)の場合だけでなく、３つ(３箇所)以上であってもよく、また１つ(１箇所)でもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係るカートン成形装置によれば、扁平状のシートに設けられた支持体を、押し部材と一体的に移動する吸着部材を介してフラップから引離す向きに弾性部材で付勢した状態で、押し部材により該フラップを押して折曲げるよう構成したから、押し部材に対する吸着部材の位置変化を生じず、押し部材がフラップを押す際に支持体が吸着部材から外れることはなく、支持体をフラップから離間して正規の状態に確実に成形することができ、不良成形が発生するのは抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るカートン成形装置を採用した製函機を示す要部正面図である。
【図２】実施例に係る製函機の要部縦断側面図である。
【図３】実施例に係る製函機の要部平面図である。
【図４】実施例に係る折曲げ手段のホルダ部分を示す縦断側面図である。
【図５】実施例に係るカートン成形装置による扁平状シートの成形工程を示す説明図である。
【図６】実施例に係る扁平状シートの平面図である。
【符号の説明】
１８ 偏平状シート(シート)
１８ａ 底パネル(パネル)
１８ｆ 側面フラップ(フラップ)
２２ 支持体
３４ 半成形状態のカートン
４４ 押し部材
５４ 圧縮コイルバネ ( 弾性部材 )
６０ 吸着部材

Claims (1)

1. カートン(34)に成形された際に、底壁となるパネル(18a)と側壁となるフラップ(18f)とその内部に臨んで物品を支持する支持体(22)とが設けられ、展開状態において前記支持体(22)が、前記パネル(18a)に連設される前記フラップ(18f)の外縁から内方に折曲げられて該フラップ(18f)と重合すると共に、その自由端がパネル(18a)に貼着されている扁平状のシート(18)からカートン(34)を成形するカートン成形装置であって、
   前記フラップ(18f)を外縁側から内側に押して折曲げる押し部材(44)と、
   該押し部材(44)と一体的に内側へ移動可能に設定されると共に、前記押し部材 (44) でのフラップ (18f) の折曲げ前に前記支持体 (22) の保持位置まで移動して支持体(22)を吸着保持する吸着部材(60)と、
   前記押し部材 (44) でフラップ (18f) を内側に押す際に、前記支持体 (22) を吸着保持した吸着部材 (60) を前記フラップ (18f) から引離す向きに付勢する弾性部材 (54) とを備え、
   前記押し部材(44)でフラップ(18f)を押して折曲げることで支持体(22)をフラップ(18f)から離間した状態に成形するよう構成した
   ことを特徴とするカートン成形装置。

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