JP4566628B2 - スパウト装着方法及びスパウト装着装置 - Google Patents

Description

この発明は、パウチの垂直または傾斜した側縁部分にスパウトを装着するスパウト装着装置に関する。

例えば、図７（ａ）に示すように、合成樹脂フィルム等のフレキシブルシートによって形成されたサイドガセット部を有するパウチＰ１の上縁部分ＵＥに、飲口や注口となるスパウトＳ１が装着されたスパウト付きパウチ容器ＳＰ１は、上縁部分ＵＥがヒートシールされていないパウチＰ１を別工程によって予め製造しておき、同図（ｂ）に示すように、このパウチＰ１の開放された上縁部分ＵＥにスパウトＳ１を挿入した後に、その上縁部分ＵＥをヒートシールすることによって、スパウトＳ１をパウチＰ１に装着することになるが、こういったスパウト装着作業は、例えば、図８に示すようなスパウト装着装置５０によって行われる。なお、図７における網掛け表示部分がパウチＰ１のヒートシール領域を示している。

上述したスパウト装着装置５０は、図８に示すように、スパウトＳ１を順次搬送して供給するスパウト供給部５１と、上縁部分ＵＥがヒートシールされていないパウチＰ１を順次供給するパウチ供給部５２と、パウチ供給部５２から供給されるパウチＰ１の上縁部分ＵＥに、スパウト供給部５１から供給されるスパウトＳ１を挿入した後、パウチＰ１の上縁部分ＵＥをヒートシールすることで、スパウト付きパウチ容器ＳＰ１を形成する、多数のスパウト装着ヘッドを備えたロータリ型のスパウト装着部５３と、スパウト装着部５３によって形成されたスパウト付きパウチ容器ＳＰ１を順次排出する排出部５４とを備えており、パウチ供給部５２は、ヒートシールされていない上縁部分ＵＥが上を向くように、パウチＰ１を立てた状態でスパウト装着部５３に引き渡すようになっている。

前記スパウト装着部５３の各スパウト装着ヘッドは、スパウトＳ１における上下のフランジ部間を一対の把持アームで把持するスパウトクランパーと、このスパウトクランパーの下方側に配設された一対の吸引把持アームでパウチＰ１の表裏両面を吸引保持するパウチホルダーと、スパウトクランパーとパウチホルダーとの間に配設された一対のシールバーを有するヒートシーラーとを備えており、スパウトクランパーによって把持されたスパウトＳ１と、このスパウトＳ１の下方側で、パウチホルダーによって吸引保持されたパウチＰ１を、同一の搬送ライン上を搬送しながら、パウチＰ１の表裏両面を吸引保持している一対の吸引把持アームを開くことによってパウチＰ１の上縁部分ＵＥを開いた後、この吸引把持アームを上昇させることによって、パウチＰ１の開いた上縁部分ＵＥにスパウトＳ１を挿入し、その上縁部分ＵＥをヒートシーラーによってヒートシールするようになっている。

特開２００３−３１１８５１号公報 特開平６−４８４０１号公報

ところで、こういったスパウト付きパウチ容器としては、上述したように、パウチＰ１の上縁部分ＵＥにスパウトＳ１を装着したもの以外に、例えば、図９（ａ）に示すように、パウチＰの傾斜した側縁部分（スパウト装着縁部）ＳＥにスパウトＳを装着したものがあるが、上述したスパウト装着装置５０は、同図（ｂ）に示すように、スパウト装着縁部ＳＥがヒートシールされていないパウチＰに対してスパウトＳを斜めに装着することを考慮したものではないので、パウチＰの傾斜した側縁部分ＳＥにスパウトＳを装着することはできない。なお、図９における網掛け表示部分がパウチＰのヒートシール領域を示している。

一方、特開平６−４８４０１号公報には、立てた状態のパウチの傾斜した側縁部分にスパウトを装着するようにした自動充填包装システムが開示されているが、この自動充填包装システムは、（ａ）上端縁部分がヒートシールされていないパウチの供給、（ｂ）パウチの上端コーナ部の切除、（ｃ）切除することによって形成されたパウチの傾斜した側縁部分へのスパウトの挿入、（ｄ）スパウトが挿入された、傾斜した側縁部分のヒートシール、（ｅ）内容物を充填するための充填口の開口、（ｆ）内容物の充填、（ｇ）充填口のヒートシール、（ｈ）内容物が充填されたスパウト付きパウチ容器の排出といったそれぞれの処理を各ステーションにおいて、間欠的に実行するものであるため、高速化に適していないといった問題がある。

そこで、この発明の課題は、パウチの垂直または傾斜した側縁部分にスパウトを装着することができる高速化に適したスパウト装着装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、垂直または傾斜した側縁部分にスパウトが装着されるスパウト装着縁部を有するパウチを、パウチ供給ユニットから、パウチ受渡ユニットを介して、スパウト装着ユニットに引き渡し、このスパウト装着ユニットが、受け取った前記パウチにスパウトを装着するスパウト装着装置において、前記パウチ受渡ユニットは、立てた状態で受け取った前記パウチを、前記スパウト装着縁部が略水平になるように傾けた状態で、前記スパウト装着ユニットに引き渡すようになっていることを特徴とするスパウト装着装置を提供するものである。

なお、請求項１における「略水平」とは、スパウト装着縁部が±１０度の範囲内で傾いている状態を許容する意味である。

以上のように、本発明のスパウト装着装置では、パウチ受渡ユニットが、立てた状態で受け取ったパウチを、スパウト装着縁部が略水平になるように傾けた状態で、スパウト装着ユニットに引き渡すようになっているので、その後は、傾けた状態のままパウチを取り扱うことにより、パウチの垂直または傾斜した側縁部分へのスパウトの装着作業を高速化することが可能になる。

また、従来のスパウト装着装置において、種々の工程を実行するために複雑な構造を有しているスパウト装着ユニットをほとんど変更することなく、簡単な構造を有しているパウチ受渡ユニットを変更するだけで、簡単に対応することができる。従って、種々の工程を実行するために多数のスパウト装着ヘッドを搭載しなければならないロータリ型のスパウト装着ユニットを採用しているスパウト装着装置の場合に特に有効である。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、図９（ｂ）に示すように、上縁部分ＵＥ及び傾斜した側縁部分ＳＥがヒートシールされていないパウチＰにおける傾斜した側縁部分ＳＥにスパウトＳを装着することによって、図１０に示すように、パウチＰの上縁部分ＵＥが内容物の充填口として開放されたスパウト付きパウチ容器ＳＰＭを形成するためのスパウト装着装置を示しており、このスパウト装着装置１によって形成されたスパウト付きパウチ容器ＳＰＭには、後工程において、内容物が充填された後、充填口を形成しているパウチＰの上縁部分ＵＥがヒートシールされるようになっている。

このスパウト装着装置１は、図１に示すように、上縁部分ＵＥ及び傾斜した側縁部分（スパウト装着縁部）ＳＥがヒートシールされていないパウチＰをパウチ受渡位置αに順次供給するパウチ供給ユニット２と、このパウチ供給ユニット２によってパウチ受渡位置αに供給されたパウチＰを受け取ってパウチ受渡位置βに搬送するロータリ型のパウチ受渡ユニット３と、スパウトＳを起立させた状態でスパウト受渡位置γに順次供給する、エアーコンベア及びスパウトフィーダを備えたスパウト供給ユニット４と、このスパウト供給ユニット４によってスパウト受渡位置γに供給されたスパウトＳを受け取ってスパウト受渡位置δに搬送する、多数のスパウトクランパーを備えたロータリ型のスパウト受渡ユニット５と、前記パウチ受渡ユニット３によって搬送されてきたパウチＰをパウチ受渡位置βにおいて受け取ると共に、前記スパウト受渡ユニット５によって搬送されてきたスパウトＳをスパウト受渡位置δにおいて受け取り、これらを容器受渡位置εまで搬送する間にスパウトＳをパウチＰに装着する、多数のスパウト装着ヘッドを備えたロータリ型のスパウト装着ユニット６と、このスパウト装着ユニット６によって搬送されてきた、パウチＰにスパウトＳが装着されたスパウト付きパウチ容器ＳＰＭを、容器受渡位置εにおいて受け取って容器受渡位置ζに搬送するロータリ型の容器受渡ユニット７と、この容器受渡ユニット７によって容器受渡位置ζに搬送されてきたスパウト付きパウチ容器ＳＰＭを送出する容器送出ユニット８とから構成されており、スパウト受渡ユニット５は、パウチ受渡ユニット３から受け取ったパウチＰの上方位置で、スパウト供給ユニット４からスパウトＳを受け取り、その上下関係を維持した状態で、両者を搬送しながら、パウチＰの傾斜した側縁部分ＳＥにスパウトＳを装着するようになっている。

前記パウチ供給ユニット２は、図２及び図３に示すように、パウチＰを吸引保持する２本の搬送ベルト２ａ、２ａを備えており、この２本の搬送ベルト２ａ、２ａにパウチＰを吸引保持した状態で、パウチ受渡位置αの上方位置からパウチ受渡位置αにパウチＰを搬送することで、ヒートシールされていない上縁部分ＵＥが上を向くように立てた状態で、パウチＰをパウチ受渡位置αに供給するようになっている。

前記パウチ受渡ユニット３は、図１〜図３に示すように、パウチ受渡位置αとパウチ受渡位置βとを通るように一定の回転速度で回転する複数本のテイクアップ部材１０を備えており、立てた状態でパウチ受渡位置αに供給されるパウチＰを、テイクアップ部材１０が吸引保持することによって受け取り、パウチ受渡位置βまで搬送するが、パウチ受渡位置βでは、傾斜したスパウト装着縁部ＳＥが水平になるように、立てた状態で受け取ったパウチＰを、その搬送途中で斜めに傾けるようになっている。

前記テイクアップ部材１０は、図２〜図４に示すように、回転軸３ａと共に回転する円盤状の回転ベース３ｂに、径方向外側に張り出すように、固定された複数本の回転アーム１１と、この回転アーム１１の先端部に揺動可能に支持された、パウチＰの片面を吸引保持する吸引ヘッド１２と、各回転アーム１１の吸引ヘッド１２を所定のタイミングで揺動させる揺動機構１３とから構成されている。なお、図３には、全てのテイクアップ部材１０が示されておらず、パウチ受渡位置α、βに位置しているテイクアップ部材１０のみが示されている。

前記回転アーム１１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、回転ベース３ｂに支持された基端部１１ａと、基端部１１ａの先端から立ち上がる中間部１１ｂと、中間部１１ｂの先端から外側に張り出す先端部１１ｃとから構成されており、吸引ヘッド１２は、先端部１１ｃに揺動可能に支持されている。

前記吸引ヘッド１２は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、揺動中心部分から垂下する垂下部１２ａと、垂下部１２ａの下端から回転ベース３ｂの径方向の内側及び外側に張り出して、パウチＰの底部側を２箇所で吸引保持する第１吸引部１２ｂと、垂下部１２ａにおける揺動中心部分の近傍から、回転ベース３ｂの径方向内側に張り出した張出部１２ｃと、張出部１２ｃの先端から立ち上がって、パウチＰにおける傾斜したスパウト装着縁部ＳＥを吸引保持する第２吸引部１２ｄとを備えており、垂下部１２ａの揺動中心部分もパウチＰにおける上部側を吸引保持することができるようになっている。

前記揺動機構１３は、図２、図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、回転アーム１１における基端部１１ａの先端側に揺動可能に支持された逆Ｔ字状の第１揺動部材１４ａと、回転ベース３ｂの下側において、回転ベース３ｂに揺動可能に支持されたＴ字状の第２揺動部材１４ｂと、第１揺動部材１４ａの一端と吸引ヘッド１２の張出部１２ｃとを連結する第１リンク１５ａと、第１揺動部材１４ａの他端と第２揺動部材１４ｂの一端とを連結する第２リンク１５ｂと、第２揺動部材１４ｂを揺動させることによって、第２リンク１５ｂを回転ベース３ｂの径方向に進退させるカム機構１６とを備えており、カム機構１６によって、第２リンク１５ｂが回転ベース３ｂの径方向に進退すると、これに伴って、第１揺動部材１４ａが揺動するので、第１リンク１５ａが上下方向に進退し、これに伴って、吸引ヘッド１２が揺動するようになっている。

前記カム機構１６は、図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第２揺動部材１４ｂの他端に回転可能に支持されたカムフォロア１７と、このカムフォロア１７が嵌り込む環状のカム溝１８ａを有する、回転ベース３ｂの下側に配設された環状のカム板１８とから構成されており、回転軸３ａを中心にして、テイクアップ部材１０（回転ベース３ｂ）が回転すると、カムフォロア１７がカム溝１８ａに沿って移動することで、第２揺動部材１４ｂが揺動し、これに伴って、第２リンク１５ｂが、回転ベース３ｂの径方向に進退するようになっている。

具体的には、図４（ａ）に示すように、テイクアップ部材１０がパウチ受渡位置αに位置している時点では、第２リンク１５ｂが回転ベース３ｂの径方向内側に最も後退しており、この状態では、吸引ヘッド１２の垂下部１２ａが垂直になっているが、同図（ｂ）に示すように、テイクアップ部材１０がパウチ受渡位置βに移動した時点では、第２リンク１５ｂが回転ベース３ｂの径方向外側に最も前進し、これに伴って、第１リンク１５ａが最も突き上げられた状態となり、吸引ヘッド１２が、パウチＰのスパウト装着縁部ＳＥの傾斜角度θ（同図（ａ）参照）だけ、回転ベース３ｂの径方向内側に傾いた状態となっている。従って、パウチ受渡位置αにおいて、上縁部分ＵＥが水平な状態で受け取ったパウチＰは、スパウト装着縁部ＳＥが水平になるように傾いた状態で、パウチ受渡位置βに供給され、スパウト装着ユニット６のスパウト装着ヘッドに引き渡されることになる。

前記スパウト装着ユニット６に搭載された各スパウト装着ヘッドは、スパウトＳにおける上下のフランジ部間を一対の把持アームで把持するスパウトクランパーと、このスパウトクランパーの下方側に配設された一対の吸引把持アーム６ａ（図２及び図３参照）で、スパウト装着縁部ＳＥが水平になるように傾いたパウチＰの表裏両面を吸引保持するパウチホルダーと、スパウトクランパーとパウチホルダーとの間に配設された一対のシールバーを有するヒートシーラーとを備えており、パウチ受渡位置βにおいて、パウチホルダーがパウチＰを受け取り、続いて、スパウト受渡位置δにおいて、スパウトクランパーがスパウトＳを受け取った後、スパウトクランパーによって把持されたスパウトＳと、このスパウトＳの下方側で、パウチホルダーによって吸引保持されたパウチＰとを、同一の搬送ライン上を搬送しながら、パウチＰの表裏両面を吸引保持している一対の吸引把持アーム６ａを開くことによってパウチＰのスパウト装着縁部ＳＥを開いた後、この吸引把持アーム６ａを上昇させることによって、パウチＰの開いたスパウト装着縁部ＳＥにスパウトＳを挿入し、そのスパウト装着縁部ＳＥをヒートシーラーによってヒートシールすることで、スパウトＳをパウチＰに装着するようになっている。

以上のように、このスパウト装着装置１では、パウチ受渡ユニット３が、上縁部分ＵＥが水平になるように立てた状態で受け取ったパウチＰを、傾斜したスパウト装着縁部ＳＥが水平になるように傾けた状態で、スパウト装着ユニット６に引き渡すようになっているので、スパウト装着ユニット６は、パウチＰを傾けた状態のまま、従来と同様の処理を行うことにより、パウチＰの傾斜したスパウト装着縁部ＳＥへのスパウトＳの装着作業を連続的に高速で行うことができる。

特に、ロータリ型のスパウト装着ユニット６は、「パウチＰの受け取り」、「スパウトＳの受け取り」、「パウチＰにおけるスパウト装着縁部ＳＥの開口」、「スパウト装着縁部ＳＥへのスパウトＳの挿入」及び「スパウト装着縁部ＳＥのヒートシール」といった種々の工程を実行するために、複雑な構造を有している多数のスパウト装着ヘッドを搭載しなければならないが、このスパウト装着装置１では、パウチ受渡ユニット３によってパウチＰを傾けるようになっているので、パウチの上縁部分にスパウトを装着する従来のスパウト装着装置におけるスパウト装着ヘッドをほとんど変更することなく、構造が簡単でテイクアップ部材の搭載数も少ないパウチ受渡ユニットを変更することで、簡単に対応することができる。従って、スパウト装着装置１の製造コストを最小限に抑えることができる。

また、このスパウト装着装置１では、パウチ受渡ユニット３が、テイクアップ部材１０の回転中心側にパウチＰを傾けるようにしているので、パウチ受渡ユニット３からスパウト装着ユニット６にパウチＰを引き渡す際、吸引ヘッド１２の第１吸引部１２ｂとスパウト装着ユニット６の吸引把持アーム６ａとが干渉することがなく、スパウト装着ユニット６では、パウチＰの底部が外側に張り出すので、スパウト装着ユニット６がコンパクトになるという利点がある。

なお、上述した実施形態では、スパウト装着縁部ＳＥが水平になるように、パウチＰを傾けているが、必ずしも、スパウト装着縁部を完全な水平にする必要はなく、スパウト装着縁部のヒートシール作業やパウチの搬送作業等を行いやすくするために、スパウト装着縁部を略水平にすればよく、その許容角度は水平に対して±１０度の範囲内である。

また、上述した実施形態では、吸引ヘッド１２の回転中心部分が回転アーム１１に支持されているので、このような構造のテイクアップ部材１０では、スパウト装着ユニット６にパウチＰを引き渡す際、パウチＰにおける吸引ヘッド１２の回転中心部分を、パウチホルダーの吸引把持アームによって把持することができないが、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、回転アーム（図示せず）に固定された、円弧状のガイドレール１１Ａａを、吸引ヘッド１２Ａに取り付けた複数のガイドローラ１２Ａａによって挟み込み、複数のガイドローラ１２Ａａをガイドレール１１Ａａの円弧状のガイド面に沿わせるように、吸引ヘッド１２Ａを移動させたり、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、吸引ヘッド１２Ｂに形成した円弧状のガイドレール１２Ｂａを、回転アーム（図示せず）に取り付けた複数のガイドローラ１１Ｂａによって挟み込み、ガイドレール１２Ｂａの円弧状のガイド面を複数のガイドローラ１１Ｂａに沿わせるように、吸引ヘッド１２Ｂを移動させるようにしておくと、図５及び図６において、「＋」で示している吸引ヘッド１２Ａ、１２Ｂの回転中心が開放されるので、パウチＰにおける吸引ヘッド１２Ａ、１２Ｂの回転中心部分を、パウチホルダーの吸引把持アームによって把持することが可能となる。

また、上述した実施形態では、パウチ受渡位置βにおいて、テイクアップ部材１０を構成している吸引ヘッド１２を傾けないと、スパウト装着ユニット６におけるパウチホルダーの吸引把持アームと吸引ヘッド１２とが相互に緩衝するので（図２参照）、パウチの上縁部分にスパウトを装着することはできないが、吸引ヘッドを、傾けない状態でパウチホルダーの吸引把持アームと干渉しない形状にしておくと、パウチＰの傾斜した側縁部分ＳＥにスパウトＳを装着する場合だけでなく、パウチの上縁部分にスパウトを装着する場合にも使用することができる。

また、上述した実施形態では、パウチ受渡ユニット３が、上縁部分ＵＥが水平になるように立てた状態で受け取ったパウチＰを、傾斜したスパウト装着縁部ＳＥが水平になるように傾けた状態で、スパウト装着ユニット６に引き渡すようになっているが、これに限定されるものではなく、スパウト装着ユニット６が、上縁部分ＵＥが水平になるように立てた状態で受け取ったパウチＰを、スパウトＳをパウチＰに装着する前に、傾けるようにしたり、パウチ供給ユニット２が、パウチＰを予め傾けた状態で、パウチ受渡ユニット３に供給することも可能である。

また、上述した実施形態では、パウチＰの傾斜した側縁部分ＳＥにスパウトＳを装着するスパウト装着装置について説明したが、これに限定されるものではなく、パウチにおける垂直な側縁部分にスパウトを装着する場合（パウチを９０度傾けて装着する場合）にも、本発明を適用することができることは言うまでもない。

この発明にかかるスパウト装着装置の一実施形態を示す概略構成図である。 同上のスパウト装着装置におけるパウチ受渡ユニットを示す側面図である。 同上のパウチ受渡ユニットを示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は同上のパウチ受渡ユニットにおけるテイクアップ部材を示す拡大側面図である。 （ａ）、（ｂ）はテイクアップ部材の変形例を示す概略図である。 （ａ）、（ｂ）はテイクアップ部材の他の変形例を示す概略図である。 （ａ）はパウチの上縁部分にスパウトが装着されたスパウト付きパウチ容器を示す側面図、（ｂ）は同上のスパウト付きパウチ容器の製造方法を説明するための説明図である。 同上のスパウト付きパウチ容器を製造するためのスパウト装着装置を示す概略図である。 （ａ）はパウチの傾斜した側縁部分にスパウトが装着されたスパウト付きパウチ容器を示す側面図、（ｂ）は同上のスパウト付きパウチ容器の製造方法を説明するための説明図である。 この発明にかかるスパウト装着装置によって製造されるスパウト付きパウチ容器の一例を示す側面図である。

符号の説明

１ スパウト装着装置
２ パウチ供給ユニット
２ａ 搬送ベルト
３ パウチ受渡ユニット
３ａ 回転軸
３ｂ 回転ベース
４ スパウト供給ユニット
５ スパウト受渡ユニット
６ スパウト装着ユニット
６ａ 吸引把持アーム
７ 容器受渡ユニット
８ 容器送出ユニット
１０ テイクアップ部材
１１ 回転アーム
１１Ａａ ガイドレール
１１Ｂａ ガイドローラ
１２、１２Ａ、１２Ｂ 吸引ヘッド
１２Ａａ ガイドローラ
１２Ｂａ ガイドレール
１３ 揺動機構
１４ａ 第１揺動部材
１４ｂ 第２揺動部材
１５ａ 第１リンク
１５ｂ 第２リンク
１６ カム機構
１７ カムフォロア
１８ カム板
１８ａ カム溝
Ｐ パウチ
Ｓ スパウト
ＳＰＭ スパウト付きパウチ容器

Claims (1)

1. 垂直または傾斜した側縁部分にスパウトが装着されるスパウト装着縁部を有するパウチを、パウチ供給ユニットから、パウチ受渡ユニットを介して、スパウト装着ユニットに引き渡し、このスパウト装着ユニットが、受け取った前記パウチにスパウトを装着するスパウト装着装置において、
   前記パウチ受渡ユニットは、立てた状態で受け取った前記パウチを、前記スパウト装着縁部が略水平になるように傾けた状態で、前記スパウト装着ユニットに引き渡すようになっていることを特徴とするスパウト装着装置。

Images