JP4816865B2 - 紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置 - Google Patents

紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置 Download PDF

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Description

本発明は、角筒状の紙製液体包装容器を製函して液体内容物を充填する紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置に関する。
一般に、従来の紙製液体包装容器製函充填機としては、図5(a)の全体側面図及び図5(b)の全体平面図に示すように、容器成形部40と、該容器成形部40と接続して設けられたチャンバー50(カバー体)内には、ホルダー51が一定間隔で取り付けてあるエンドレスチェーン52からなる搬送機構53、および前記チェーン52に沿ってガイド54が設けられていて、前記エンドレスチェーン52は、両端の駆動回転するスプロケット30、31により矢印方向に送行している。なお、無菌充填機のチャンバー50の場合は陽圧状態の無菌エアーが供給される無菌チャンバー50となっている。
前記成形部40は、折り畳まれた偏平形状の四角筒体1を多数枚集積して前方に1枚ずつフィードするカートンマガジン部41と、四角筒体1を偏平形状から立体形状の四角筒体1に立ち起こす立ち起こし部42と、立ち起こした四角筒体1を装填支持して容器Cのボトム部をヒートシール成形して角筒容器Cを成形する複数本のマンドレルアーム45を水平方向の回転軸44に放射状に有して垂直回転する垂直回転方式のマンドレル部43(ボトム成形工程)を備えている。
チャンバー50には、ジュース、牛乳、酒等の内容物を容器Cに頂部開口部より充填する充填部58からなる充填工程と、容器Cのトップ部(頂部開口部)を加熱する加熱部59からなる加熱工程と、この加熱したトップ部(開口部)を圧着しヒートシールして密封シールする密封部60からなる密封工程(トップシール工程)と、充填密封容器Cを搬出する搬出部62からなる搬出工程等からなっている。
また、例えば、無菌チャンバー50の場合は、搬入部61から搬入された容器Cの外部を殺菌する外部殺菌部55と容器C内部を殺菌する内部殺菌部56とからなる殺菌工程と、容器C内部の殺菌駅を乾燥すると共に加熱殺菌する乾燥部57からなる乾燥工程と、ジュース、牛乳、酒等の内容物を容器Cに頂部開口部より充填する充填部58からなる充填工程と、容器Cの頂部開口部を加熱する加熱部59からなる加熱工程と、この加熱した開口部を圧着しヒートシールして密封シールする密封部60からなる密封工程と、充填密封容器Cを搬出する搬出部62からなる搬出工程等からなっている。そして、無菌エア送風部63は搬入部61の反対側に設けられている。
また、従来の紙製液体包装容器製函充填機としては、図6に示すように、容器底部をシール成形して角筒容器Cを成形する複数本のマンドレルアーム48を当間隔に垂直回転軸10cに支持されて回転する回転板10aの外周部に沿って垂直下向きに取付けた水平回転方式のマンドレル部43を備えた充填機があり、ラインの一端には、ボトム成形用に使用されるマンドレル48がターンテーブル2に対して等間隔で配置され且つ垂直に釣り下げられて固定されている。
そして、偏平状のカートン1を多数枚集積したマガジン41からカートン1が1部ずつ取り出されて、カートン1は角筒状に成形された(立ち起こされた)後にマンドレル48に供給され装着され保持されて、ターンテーブル10aが、ほぼ一回転する間に、ボトム成形工程T1にて、その角筒状カートン1のボトム部(カートン下部)が折り込まれ、加熱シールされて、密封成形されたボトム部と開口するトップ部とを備えた角筒容器Cとし
て成形加工される。
このボトム成形工程T1にてボトム部が密閉され、トップ部が開放する角筒容器Cは、次にマンドレル48から下方に引き抜かれ、エンドレスチェーン52に等間隔に取付けられたホルダー51をもつ直進搬送装置Lへ移載されて、必要に応じて角筒容器Cのトップ部(カートン上部)に口栓を取付ける口栓取付工程T2、角筒容器Cのトップ部を仮折りするトップ折り込み工程T3を経て、順次、充填工程T4、トップ部折り込み工程(又は加熱工程)T5、加熱工程(又は折り込み工程)T6、トップ部圧着密封工程T7、必要に応じて加熱、密封後のトップ密封済みの角筒容器Cを水洗冷却する冷却工程T8、搬出工程T9に順次搬送されながら、充填、トップ部折り、加熱、トップ部密封、搬出が行われるようになっている。
以下に、本発明の技術に関連する公知文献を記載する。
特開平11−165711号公報 特開平11−165712号公報 特開2002−255334号公報
ところで、上記紙製液体包装容器製函充填機における従来の容器搬送機構53は、複数のホルダー51を一定間隔で取り付けたエンドレスチェーン52により構成されており、そのチェーン52の両端を駆動回転するスプロケット30、31に巻回されて、間欠的に連続回転送行させているため、稼動を繰り返すうちに、僅かではあるかエンドレスチェーン52が経時的に伸長する。
そのために殺菌工程における外部殺菌部55や内部殺菌部56、乾燥工程における乾燥部57、充填工程における充填部58、加熱工程における加熱部59、密封工程における密封部60等の各工程の各部所(セクション)における各容器Cの搬送位置が変動して、包装容器Cに対する精度ある製函加工、充填操作が困難になり、製函、充填操作に支障が生じたり、また機械的な位置調整を頻繁に行わなければならないために、機械調整の労力や手間が掛かっていた。
本発明の課題は、紙製液体包装容器製函充填機において、容器の搬送位置の変動を抑制し、各工程の各部所(セクション)に対する容器の位置変動の少ない安定した搬送ができるようにするとともに、角寸サイズの異なる容器であってもホルダーのサイズ調整が容易な容器搬送装置を提供することにある。
本発明の請求項1に係る発明は、における水平に配置されたエンドレス状の長円環状軌道レール1と、該環状軌道レール1に沿って滑動移動可能に該軌道レール1の環状外側に密に一列状に等間隔に隣接配列した容器Cを保持する複数個の筒状容器ホルダー部2と、該環状軌道レール1の下部及び上部を跨いで環状内側に向かって延設され且つ該各々容器ホルダー部2を取付け支持する各々支持アーム部4と、該各々支持アーム部4の延設先端部の垂直支軸に自由回転可能に軸支され且つ該環状軌道レール1の環状内側面に沿って滑動回転する滑動ロール5と、該環状軌道レール1の環状外側面と各々容器ホルダー部2との間に設けた環状軌道レール1の環状外側面に沿って滑動する滑動板部3と、前記容器ホルダー部2内に装填されて搬送される容器Cの下部を下側にて保持する容器保持レール6とから構成される容器ホルダー手段Aと、該容器保持レール6は、所定の高さに昇降動作可能な1個乃至数個の昇降保持手段Dと、該容器ホルダー手段における前記長円環状軌道レール1の長手方向両端部にて対向する各々一対の半円形部の内周面に沿って駆動回転可能に近接して配置された一対の各々回転円盤部10と、該一対の各々回転円盤部10の円周外面の複数個所に等間隔に設けられ且つ前記各々支持アーム部4の各々滑動ロール5の半円形部を嵌合する各々半円形凹部11とから構成される容器ホルダー移動手段Bとを備え、容器ホルダー移動手段Bの一対の各々回転円盤部10のいずれか一方又は両方の駆動回転により容器ホルダー手段Aの各々容器ホルダー部2を長円環状軌道レール1に沿って移動させて、容器Cを搬送するようにしたことを特徴とする紙製液体包装容器製函充填機容器搬送装置である。
本発明の請求項2に係る発明は、上記請求項1に係る容器搬送装置において、前記筒状容器ホルダー部2は角筒状又は円筒状の容器ホルダー部2であって、角筒状又は円筒状の容器Cを搬送することを特徴とする紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置である。
本発明の請求項3に係る発明は、上記請求項1又は2に係る紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置において、前記環状軌道レール1に沿って滑動移動可能に該軌道レール1の環状外側に密に一列状に隣接配列した筒状容器Cを保持する複数個の前記筒状容器ホルダー部2の移動方向に沿って、容器ボトムシール成形された筒状容器Cを容器ホルダー部2内に装填する容器装填工程部I、容器殺菌工程部II、内容物充填工程部III、容器トップシール成形工程部IV、容器排出工程部Vを配置したことを特徴とする紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置である。
本発明の請求項4に係る発明は、上記請求項1乃至3のいずれか1項に係る紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置において、前記筒状容器ホルダー部2の筒内側面に沿って、容器Cの筒径サイズ変更用のサイズ調整筒体7が、密に差込み嵌合又は/及び着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置である。
本発明の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置は、紙を主体とする合成樹脂との複合シート材料により製函される各々筒状容器Cを搬送する筒状容器ホルダー部2の搬送移動機構に、エンドレスチェーンの回転送行方式を採用せずに、互いに隣接する複数個の各々容器ホルダー部2を、回転円盤部10の駆動回転によって、長円環状軌道レール1に沿って、順次押し送りながら搬送移動させる押し送り搬送移動方式を採用したものであり、筒状容器Cに対するボトムシール成形やトップシール成形等の製函工程、及び容器殺菌工程、内容物充填工程等の各工程(例えば、マンドレル手段Hにより容器ボトムシール成形された角筒状容器Cを容器ホルダー部2内に装填する容器装填工程部I、殺菌工程部II、充填工程部III、容器トップシール成形工程部IV、容器排出工程部V)に対峙するように、各々容器ホルダー部2を間欠的に連続搬送させて製函充填稼動を繰り返しても、エンドレスチェーンの経時的な伸長を起因とする、筒状容器Cの搬送位置の変動を抑制でき、各工程の各部所(セクション)に対する容器の位置変動の少ない安定した搬送ができ、各容器Cの搬送位置の変動や、容器Cに対する製函加工や充填操作の精度の低下が回避でき、製函、充填操作における支障を回避でき、また頻繁な機械的位置調整の労力や手間を省力化できる効果がある。
また、本発明の上記容器搬送装置は、前記筒状容器ホルダー部2の筒内側面に沿って、筒状容器Cの筒径サイズ変更用のサイズ調整筒体20を、密に差込み嵌合、及び着脱可能としたので、筒状容器Cの筒径サイズ(例えば角寸サイズ、直径サイズ)の異なる容器Cに対する製函、充填操作であっても、直ちにサイズ調整筒体20を筒状容器ホルダー部2
の筒内側面に沿って装填することにより、容器ホルダー部2のサイズ変更調整を容易に行うことができる装置を提供できるものである。
本発明の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置の実施の形態を、図面に基づいて以下に詳細に説明する。
図1は、本発明の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置の上面図であり、容器ホルダー手段Aと、該容器ホルダー手段Aを駆動移動させる容器ホルダー移動手段Bとを備えている。
図1に示すように、容器ホルダー手段Aは、水平に配置されたエンドレス状の長円環状軌道レール1と、該環状軌道レール1に沿って滑動移動可能に該軌道レール1の環状外側に密に一列状に等間隔に隣接配列した容器Cを保持する複数個の筒状容器ホルダー部2を備えている。
各々筒状容器ホルダー部2は、その外形が概略的に、図1に示すような角筒状(あるいは図示しないが円筒状等)の筒状を呈している。
図2(a)は、1個の上記筒状容器ホルダー部2の上面図、(b)〜(c)は、その斜視図であり、複数個の各々筒状容器ホルダー部2は、同一形状、同一サイズであって、筒状容器ホルダー部2が角筒状の場合には、前記環状軌道レール1の環状外側から見て正面に備える正面板2aと、その左右の両側面板2b、2bと、環状軌道レール1の環状外側から見て背面に備えて正面板2aと、その左右の両側面板2b、2bを取付け支持し、該環状軌道レール1の環状外側面と各々容器ホルダー部2との間に設けた環状軌道レール1の環状外側面に沿って滑動する滑動板部3とから構成されている。なお、筒状容器ホルダー部2が円筒状の場合には、例えば、それぞれ前記正面板2aと、その左右の両側面板2b、2bとが、一体的な連続する円曲線の円筒状を呈する円筒板と、該円筒板を取付け支持する滑動板部3とから構成されている。
図2(a)〜(b)に示すように、前記容器ホルダー部2の滑動板部3外面側の上部と下部には、容器ホルダー部2を環状軌道レール1に支持させるための支持アーム部4、4を備えている。
前記滑動板部3の支持アーム部4、4は、環状軌道レール1の下部及び上部を跨いで環状内側に向かって延設されており、上下の各々支持アーム部4、4の延設先端部には、垂直支軸5aに自由回転可能に軸支された滑動ロール5を備えていて、該滑動ロール5は、環状軌道レール1の環状内側面に沿って滑動しながら回転できるようになっている。
図3は、図1のM−M部分正面断面図であり、滑動板部3の外面と滑動ロール5のロール周面との間に環状軌道レール1を挟み込むことにより、支持アーム部4、4に取り付けられた容器ホルダー部2は、滑動板部3とともに環状軌道レール1に対して滑動可能に支持されている。なお、環状軌道レール1と滑動板部3に使用するそれぞれ材料としては、耐摩耗性と滑性のある金属材料若しくはセラミック材料、又は耐摩耗性と滑性と耐熱性のある合成樹脂材料、又はそれらの材料を表面にライニングした金属材料又合成樹脂材料等を使用することが適当である。
また、図1に示すように前記環状軌道レール1の環状外側には、容器ホルダー部2内に装填されて搬送移動する容器Cの下部(底面)を下側にて保持する容器保持レール6を、その環状軌道レール1の環状形状に沿って備えている。
該容器保持レール6は、図4の部分側面図に示すように、容器ホルダー部2内に装填された容器Cをその底面を保持して水平に搬送する水平搬送用の容器保持レール6aと、容器Cを容器ホルダー部2内にてスライド下降させながら搬送して、やがて容器ホルダー部2内から容器Cを離脱させる下降搬送用の傾斜する容器保持レール6bと、容器ホルダー部2内から離脱した容器Cの底面を水平に保持しながら、後続の容器Cによって水平方向に押し送り搬送する水平搬送用の容器保持レール6cを備えている。
また、上記容器保持レール6は、所定の高さに昇降動作可能な1個乃至数個の昇降保持手段Dにより保持されている。
前記昇降保持手段Dの構造は、本発明においては特に限定されるものではなく、ロッドエアシリンダ、ロッドレスエアシリンダ等の空圧方式や油圧方式により昇降移動する移動体、あるいは電動モータの回転により定位置にて駆動回転する垂直スクリューシャフトに螺着して昇降移動する移動体等がある。
例えば、図4に示すように、前記昇降保持手段Dの構造としては、本発明装置本体側のフレームFに取付けられていて、該フレームFに取り付けられたブラケット12と、該ブラケット12に垂直に取付けられたリニアガイド13と、該リニアガイド13に沿ってエアーにて昇降移動する移動体14とからなるロッドレスエアシリンダと、該ロッドレスエアシリンダの昇降移動可能な移動体14に取り付けた支持シャフト15とから構成され、該支持シャフト15が、容器保持レール6を下側から保持していて、該容器保持レール6は支持シャフト15の昇降移動により所定の高さに昇降動作できるようになっている。
上記容器ホルダー手段Aを駆動移動させる容器ホルダー移動手段Bは、図1、図3に示すように、容器ホルダー手段Aの前記長円環状軌道レール1における長手方向両端部にて対向する各々一対の半円形部1aの内周面に沿って、支軸10aを介して回転可能に近接して配置された一対の各々回転円盤部10、10を備えており、該円盤部10の一方又は両方は、モータ等の動力源にて駆動回転可能となっている。
該一対の各々回転円盤部10、10の円周外端面10bには、その複数個所に、前記各々支持アーム部4の各々滑動ロール5の半円形部を嵌合する各々半円形凹部11が等間隔に設けられている。
そして、前記容器ホルダー手段Aの各々容器ホルダー部2は、その支持アーム部4に取付けられた各々滑動ロール5の半円形部を、上記容器ホルダー移動手段Bの一対の各々回転円盤部10、10の各々半円形凹部11内に嵌合(係合)して、その回転円盤部10、10のいずれか一方又は両方の駆動回転により長円環状軌道レール1に沿って、互いに密に隣接する他の各々容器ホルダー部2を押し送りしながら移動して、該各々容器ホルダー部2内に装填されている容器Cを搬送するものである。
例えば、前記容器ホルダー手段Aの環状軌道レール1に沿って滑動移動可能に該軌道レール1の環状外側に密に一列状に隣接配列した角筒状又は円筒状の筒状容器Cを保持する複数個の筒状容器ホルダー部2の移動方向に沿って外側には、図1に示すように、容器ボトムシール成形した筒状容器Cを容器ホルダー部2内に装填する容器装填工程部Iと、容器殺菌工程部IIと、内容物充填工程部IIIと、容器Cのトップ部22(上部)をトップシール成形する容器トップシール成形工程部IVと、容器排出工程部Vとが配置されている。
容器装填工程部Iでは、図4に示すように、容器ボトムシール成形工程にてマンドレル
手段H(又は図5(a)〜(b)中の容器Cのボトム部をヒートシール成形して角筒容器Cを成形する複数本のマンドレルアーム45を水平方向の回転軸44に放射状に有して垂直回転する垂直回転方式のマンドレル部43、又は図6中の容器底部をシール成形して角筒容器Cを成形する複数本のマンドレルアーム48を当間隔に垂直回転軸10cに支持されて回転する回転板10aの外周部に沿って垂直下向きに取付けた水平回転方式のマンドレル部43)にて、筒状容器Cの胴面部20を保持しながら、その容器Cのボトム部21(下部)をボトムシール成形した筒状容器Cを、容器ホルダー部2内に装填する。
このように、容器ボトムシール成形工程部にてマンドレルHにて紙製の液体包装用の筒状容器Cをボトムシールして底部を成形製函しながら、底部の成形された筒状容器Cを容器装填工程部Iにて容器ホルダー部2内に装填し、殺菌工程部IIにて加熱エアー等にて殺菌し、充填工程部IIIにて筒状容器C内に内容物を充填し、容器トップシール成形工程部IVにて充填された筒状容器Cのトップ部(上部)をトップシール成形して密封シールし、容器排出工程部Vにて密封シールされた容器Cを容器ホルダー部2内から離脱させて排出(図4参照)するものである。
本発明の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置の筒状容器ホルダー部2には、図2(a)に示すように、該筒状容器ホルダー部2の筒内側面に沿って、密に差込み嵌合又は/及び着脱可能な角筒状又は円筒状の筒状容器Cの筒径サイズ変更用のサイズ調整筒体7が設けられている。
該サイズ調整筒体7は、角筒状又は円筒状であって、所定の厚さの金属材、プラスチック材、木質材等により形成されていて、紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置の角筒状又は円筒状の筒状容器ホルダー部2内に装填されて搬送される筒状容器Cの筒外径に対応して、その容器ホルダー部2の筒内側面に沿って密に差込み嵌合、装着するサイズ調整筒体7の筒内径が設定される。
図2(a)において、例えば、サイズ調整筒体7を使用しない場合には、図2(b)に示すように、筒状容器ホルダー部2本体の筒内径は、紙製液体包装容器製函充填機の容器搬送装置によって搬送される筒状容器Cの筒外径C1 となり、また、サイズ調整筒体7を使用した場合には、図2(c)に示すように、その筒体7の筒内径は、容器搬送装置によって搬送される筒状容器Cの筒外径C2 又はC3 となる。
本発明の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置を説明する全体上面図。 (a)は本発明の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置の筒状容器ホルダー部を説明する平面図、(b)、(c)はその斜視図。 本発明の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置を説明する側断面図。 本発明の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置を説明する部分側面図。 (a)は従来の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置を説明する概要側面図、(b)はその上面図。 従来の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置を説明する概要側面図。
符号の説明
A…容器ホルダー手段A
B…容器ホルダー移動手段B
C…筒状容器
I…容器装填工程部
II…容器殺菌工程部
III…内容物充填工程部
IV…容器トップシール成形工程部
V…容器排出工程部
1…長円環状軌道レール
2…筒状容器ホルダー部
3…滑動板部
4…支持アーム部4
5…滑動ロール
6…容器保持レール
7…サイズ調整筒体
10…回転円盤部
11…半円形凹部

Claims (4)

  1. 水平に配置されたエンドレス状の長円環状軌道レール1と、
    該環状軌道レール1に沿って滑動移動可能に該軌道レール1の環状外側に密に一列状に等間隔に隣接配列した容器Cを保持する複数個の筒状容器ホルダー部2と、
    該環状軌道レール1の下部及び上部を跨いで環状内側に向かって延設され且つ該各々容器ホルダー部2を取付け支持する各々支持アーム部4と、
    該各々支持アーム部4の延設先端部の垂直支軸に自由回転可能に軸支され且つ該環状軌道レール1の環状内側面に沿って滑動回転する滑動ロール5と、
    該環状軌道レール1の環状外側面と各々容器ホルダー部2との間に設けた環状軌道レール1の環状外側面に沿って滑動する滑動板部3と、
    前記容器ホルダー部2内に装填されて搬送される容器Cの下部を下側にて保持する容器保持レール6とから構成される容器ホルダー手段Aと、
    該容器保持レール6は、所定の高さに昇降動作可能な1個乃至数個の昇降保持手段Dと、
    該容器ホルダー手段における前記長円環状軌道レール1の長手方向両端部にて対向する各々一対の半円形部の内周面に沿って駆動回転可能に近接して配置された一対の各々回転円盤部10と、
    該一対の各々回転円盤部10の円周外面の複数個所に等間隔に設けられ且つ前記各々支持アーム部4の各々滑動ロール5の半円形部を嵌合する各々半円形凹部11とから構成される容器ホルダー移動手段Bとを備え、
    容器ホルダー移動手段Bの一対の各々回転円盤部10のいずれか一方又は両方の駆動回転により容器ホルダー手段Aの各々容器ホルダー部2を長円環状軌道レール1に沿って移動させて、容器Cを搬送するようにしたことを特徴とする紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置。
  2. 前記筒状容器ホルダー部2は角筒状又は円筒状の容器ホルダー部2であって、角筒状又は円筒状の容器Cを搬送することを特徴とする請求項1記載の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置。
  3. 前記環状軌道レール1に沿って滑動移動可能に該軌道レール1の環状外側に密に一列状に隣接配列した筒状容器Cを保持する複数個の前記筒状容器ホルダー部2の移動方向に沿って、容器ボトムシール成形された筒状容器Cを容器ホルダー部2内に装填する容器装填工程部I、容器殺菌工程部II、内容物充填工程部III、容器トップシール成形工程部IV、容器排出工程部Vを配置したことを特徴とする請求項1又は2記載の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置。
  4. 前記筒状容器ホルダー部2の筒内側面に沿って、容器Cの筒径サイズ変更用のサイズ調整筒体7が、密に差込み嵌合又は/及び着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の紙製液体包装容器製函充填機における容器搬送装置。
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