JP4896305B2 - ゲーブルトップカートンの頂部を密封して折り目を形成する装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲーブルトップカートン（切妻屋根形頂部紙器）のフィンを密封する装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、ゲーブルトップカートンのゲーブルパネルおよびフィン（垂直ひれ状部分）を密封し、折り目を形成する上部シール装置ジョー組立体およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゲーブルトップカートンが広く使用されている。このカートンは、２０世紀のほとんどにわたって知られていた。特徴的な簡略性および幅広い容認は、伝統的な製品、たとえば、ミルクおよびジュースのような液状食品用カートンとしてその人気を維持するのを助けた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
初期の伝統的なゲーブルトップカートンにおいては、収容された製品の利用は、ゲーブルの一部または一方の側を開口して、カートン材料から注ぎ口を形成することで、容易化であった。この構造は、過去においておよび現在においても幅広く容認されているが、１つの欠点は、カートンの信頼性が制約されることである。すなわち、ゲーブルは、再折りしてカートンを閉じることができるが、（外気、たとえば、酸素に晒されるのを低減する）実際の封止が、極めて制約される。このために、このゲーブルトップカートンの改良が行われている。
【０００４】
１つの改良において、製品利用は、ゲーブルパネルのうちの１つに一体に密封された注ぎ口によって行われる。“通常の”注ぎ口構造の場合、開口がゲーブルパネルに形成され、プラスチックなどの注ぎ口が、パネルに溶着あるいは密封される。ねじ付蓋のようなキャップが、注ぎ口に取付けられて、容器の信頼性を提供する。この注ぎ口は、製品を利用し易くかつ製品の鮮度の維持を助けることができることから、幅広く使用されかつ容認されるようになった。
【０００５】
ゲーブルトップカートンのさらなる改良において、延伸したゲーブルあるいはトップパネルを提供して、より大きな注ぎ口の使用を許容することが望ましいことが分かった。これは、特に、より粘性のあるあるいは固体含有製品の場合に当てはまる。これらの延伸したトップパネルの性質のために、トップフィンおよび延伸ゲーブルパネルに折り目を形成しかつ成形する一般的な成形およびシール（密封）装置は、フィンの角度および折り目に対する所望の構造を形成することが分かった。
【０００６】
したがって、ゲーブルトップカートン構造で使用される改良された上部シール装置構造が必要とされている。この上部シール装置の改良は、高品質のゲーブルトップカートンフィンあるいはトップパネルシールの成形を許容するのが望ましい。この上部シール装置の改良は、さらに、これらの新規な延伸したパネル構造のための好適に形成された折り目および折り曲げ部を提供するのが最も望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
ゲーブルトップカートンを成形し、充填し、そして、密封する成形充填シール用包装機械の上部シール装置は、垂直パネル／ゲーブルパネル接合部に、上部シール部と清浄かつ明確な折り目とを形成する。包装機械は、カートンがそれに沿って搬送される処理通路を画成する。上部シール装置は、機械の処理通路に沿って充填ステーションの後に配置される。
【０００８】
ゲーブルトップカートンは、垂直パネル（たとえば、前壁パネル）とこの垂直パネルに近接した少なくとも１のゲーブルパネルとを含む。これらのパネルは、垂直パネル／ゲーブルパネル接合部を形成する。カートンは、更に、カートンの上部シール部を形成するトップフィンを含む。１つの構成において、カートンは、延伸したゲーブルパネルと短い第２のゲーブルパネルとを含む。
【０００９】
シール装置は、処理通路の両側に配置された第１，第２のアンビル（金床）を含む。アンビルは、処理通路を横断する方向に移動して、トップフィンに係合しかつフィンを圧縮して上部シールを形成する。
【００１０】
ウエッジ（楔形部材）が、少なくとも一方のアンビルに、好ましくは双方のアンビルに装着される。ウエッジの一方は、その面から延びる１つまたは複数の立上り部を有する。ウエッジは、アンビルが上部フィンに係合するのと同時に、立上り部が垂直パネル／ゲーブルパネル接合部に接触するようにアンビルに装着される。立上り部と垂直パネル／ゲーブルパネル接合部との接触により、清浄で明確な折り目が接合部に形成される。
【００１１】
１つの実施形態において、ウエッジは、平面な部分あるいは面を有する面を形成し、立上り部が、平面な面から延びる。上部シール装置は、アンビルの一方に装着された複数のウエッジを含んでもよい。この構造において、幾つかのウエッジは、立上り部を含んでもよく、他のウエッジは、平面部のみを含んでもよい。ほぼ半分のウエッジは、立上り部を含むのが好ましい。
【００１２】
ゲーブルトップカートンに上部シールを成形し、ゲーブルパネル／垂直パネル接合部に折り目を形成する方法は、処理通路の両側に配置された第１，第２のアンビルを提供し、第１のウエッジ部を第１のアンビルに装着し、第２のウエッジ部を第２のアンビルに装着することを含む。第１のウエッジ部は、その面から延びる立上り部を有する少なくとも１つのウエッジを含む。
【００１３】
上記方法は、更に、アンビルを互いに接近し、横断する方向に移動させて、カートンのトップフィンパネルに係合させかつフィンを圧縮してカートンの上部シール部を形成することを含む。トップフィンパネルに係合すると同時に、上記方法は、第１のウエッジの立上り部を垂直パネル／ゲーブルパネル接合部に接触させて、その接合部に折り目を形成することを含む。
【００１４】
好ましい方法において、アンビルおよびウエッジは、トップフィンパネルに少なくとも二度係合する。第１のウエッジの立上り部は、アンビルとトップフィンパネルとの第２あるいはその後の係合において、垂直パネル／ゲーブルパネル接合部でカートンに接触するのが最も好ましい。
【００１５】
本発明のこれらのおよび他の特徴および利点は、下記詳細な説明と添付図面と添付特許請求の範囲とから明らかである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、種々の形態での実施形態が可能であるが、現在好ましい実施形態を図面に示し、かつ、以下に記載し、この開示は、本発明の例示として考えるべきであり、図示した特定の実施形態に本発明を制限する意図ではない。
【００１７】
次に、図面、特に図１を参照すると、従来の成形充填シール用包装機械１０が示されている。包装機械の１例が、本明細書中で援用するカツマタに対する米国特許第６０１２２６７号明細書に開示されている。包装機械１０は、平坦な折り曲げられたカートンブランク（半加工品）を格納するカートンマガジン１２とカートン直立ステーション１４と底部成形シールステーション１６とを含む。包装機械１０は、更に、カートンを殺菌する殺菌ステーション１８を含み、更に、充填ステーション２０を含み、ここで、カートンに製品が充填される。充填ステーション２０の後で、カートンのトップパネルは、仮折りされ、この後、折り曲げられかつ密閉される。カートンは、この後、成形充填シールパッケージ機械１０から下ろされる。
【００１８】
全体が２２で示されている上部シールステーション（１より多くのシールステーションを包装機械に設けることができる）は、対向するプレスあるいはアンビル２４，２６を含み、これらのアンビルは、カートンのトップフィン部の両側で互いに係合して、トップフィン部にほぼ気体および液体不透過性シールを形成する。
【００１９】
上述のように、ゲーブルトップカートンの構造に対し改良がなされた。この改良において、ゲーブルトップカートンの従来のゲーブルパネルは、“延伸した”トップパネルで代えられる。この構成において、ゲーブルパネルのうちの１つが、延伸され、あるいは、細長く形成される。これらの延伸トップパネルカートンの例が、図６の（ａ）および（ｂ）に示されている。これらの図面に示されているように、図６の（ａ）に示した１つのカートン構造において、カートンは、１つの延伸されたパネル１１６と１つの短いパネル１１４とを含み、これらのパネルは、トップフィン部１１６で合流する。トップフィン１１６は、カートン１１０の中心線C₁₁₀からずれている点を除き、標準的なゲーブルトップカートンのトップフィンのような外観を有している。カートン１１０は、再封止可能な蓋１１８を取付けることができる。図６の（ｂ）に示した延伸トップパネルカートン２１０の他の実施形態において、カートンは、前壁２１４から立上りかつカートン２１０の後壁２１８の一部でフィン２１６を形成する単一延伸トップパネル２１２を含む。このカートン２１０は、再封止可能な蓋２２０も含んでもよい。延伸トップパネルカートン１１０のこれらの実施形態の双方において、このカートンの構造は、かなり明確な美観を提供するだけでなく、たとえば、必要以上に大きい注ぎ口、蓋、キャップなどを収容する延伸したあるいは細長いパネル１１２，２１２を提供する。
【００２０】
図２および３を参照すると、複数のウエッジ２８a-e(全体として２８)が、アンビル２４の一方に装着され、単一ウエッジ３０が、他方のアンビルに装着される。アンビル２４，２６は、トップフィン１１６，２１６に直接接触する構造を有し、ウエッジ２８，３０は、トップゲーブルパネル１１２，１１４および２１４の少なくとも幾つかに接触してカートン折り曲げ線に清浄で明確な折れ目Ｌを形成する。ウエッジがほぼ平坦な平面を有する公知の構造と異なり、本発明においては、ウエッジの幾つか（28cおよび２８ｄ-eの一部）は、立上り部３２を含み、この立上り部は、図２中、矢印３４で示されている、上部密封装置２２を通るカートンの移動方向に、少なくともウエッジ２８ｃ-eの長さの一部に沿って長手方向に延びる。
【００２１】
次に、図７から９を参照すると、アンビル２４，２６は、シールステーション２２内に装着され、２方向に向いた矢印３６で示したように、処理通路を通るカートンの長手方向の移動に対して横方向に移動する。アンビル２４，２６は、カートンがシールステーション２２を横断する方向に通過するときに、ほぼ直線状の通路に沿って往復動して、カートンに係合し、解放する。
【００２２】
アンビル２４，２６は、例示した駆動装置４０，４２のような１つまたは複数の駆動装置によって、往復動の態様で駆動され、この駆動装置は、１つまたは複数の機械的リンク機構４４，４６によって、アンビル２４，２６に作動的に結合される。当業者は、油圧式、空圧式、電気機械的および電気的駆動装置を含むが、これに限られないこの駆動装置のような種々の駆動装置がアンビル２４，２６に使用することができることを認識し、理解するであろう。この駆動装置の全ては、本発明の範囲および精神の範囲内である。
【００２３】
ウエッジ２８，３０は、１２２，２２２で示した、カートンのゲーブルパネルと垂直パネル（たとえば、前壁または側壁）とのほぼ接合部でゲーブルパネル１１２，２１２の一部に係合する構造を有している。上述のように、幾つかの型式の改良されたゲーブルトップ構造は、図６の（ａ）および（ｂ）に示したような延伸したトップパネルを含む点で、標準的なウエッジは、ゲーブルパネルと前（または側）壁との接合部で十分にゲーブルパネルに接触して清浄あるいは明確な折り目線Ｌを形成しないことが分かった。この結果、標準的な立上り部を有していないウエッジは、所望の清浄で明確な折り目ではなく、この接合部に折り目線に沿って隆起部もしくは湾曲領域が形成されることが多いことが分った。
【００２４】
図面から分かるように、本発明の上部シール装置２２のウエッジ２８は、凹状のほぼ平面領域５２を有する本体部５０を含む。ウエッジ２８ｄ-eの幾つかと２８ｃの一部とは、立上り部を含み、この立上り部は、ウエッジ２８ｃ-eの下部領域５４に配置され、平面５２から外方に延びる。立上り部３２は、同様に、平面領域５２に平行で、これから離隔しているほぼ平面な面５６を含む。スロープ状あるいは傾斜中間面５８，６０が、本体部５０と立上り部の面５６との間に延びている。６２で示した間隙が、注ぎ口がその上を移動するカートン路の側に沿うウエッジ間の間隔で形成され、ゲーブルパネル１１２，２１２から上方に延びることができる注ぎ口あるいは同様な蓋組立体を収容する。ウエッジ２８，３０は、ピンおよびボルト（図示せず）を整合させることによってアンビル２４，２６に固定され、容易な交換および保守を許容する。
【００２５】
図９を参照すると、上部シール装置２２のアンビル２４，２６は互いに係合するため、ウエッジ２８ｃ-eの立上り部３２は、ほぼゲーブルパネル／前壁接合部１２２，２２２でゲーブルパネル１１２，２１２に接触することが分かる。ウエッジ２８a-eは、パネル接合部１２２，２２２でカートンに係合するため、カートンを内方かつ下方に付勢して、清浄で明確な折り目線Lを形成する。標準的なウエッジは、これらの延伸したトップパネルカートンに使用されたときに、折り目に隆起部あるいは丸まったコーナー部が形成されるのが観察された。当業者によって認識されるように、これらの隆起部あるいは丸まったコーナー部は、視覚的に不快な製品を形成することがある。包装の機構および包装機械に精通していない消費者は、このようなパッケージは、清浄で明確な折り目線を有するものより劣っていると考えることがある。
【００２６】
カートントップフィン１１６，２１６を成形し、密封する好ましい方法においては、カートン１１０，２１０は、シールステーション２２を横断する方向に通過し、最初にウエッジ３０および非立上り（たとえば、平面）部（ウエッジ２８a-ｂおよび２８ｃの一部）を有するウエッジ２８にゲーブルの両側で接触する。カートン１１０，２１０は、この後、この後の係合で、ウエッジ３０とウエッジ２８ｄ-eと立上り部３２を有するウエッジ２８ｃの一部とに接触する。ウエッジ３０および２８a-eとカートンパネルとの第１の係合で、折り目が形成され、ゲーブルパネルが成形され、同時に、フィン１１６，２１６が、アンビル２４，２６相互のおよびアンビル２４，２６とフィンパネルとの係合で密閉される。ウエッジ３０および２８a-eとゲーブルパネルとのその後の係合で、立上り部３２は、ゲーブル／トップパネル接合部１２２でカートン１１０，２１０に接触して、折り曲げ線Ｌに清浄で明確な折り目を形成する。再び、ウエッジ３０および２８ｃ-eがその後の係合でカートン１１０，２１０に接触するために、フィン１１６，２１６は、アンビル部２４，２６で更に押圧されて、更に、トップフィンシールを形成する。
【００２７】
上記説明から、本発明の真実の精神および範囲から逸脱することなく、多数の修正および変更が実施可能であることに気が付こう。図示した特定の実施形態に対する制限は、意図されていないあるいは予定されるべきでないことが理解されるべきである。上記開示は、添付特許請求の範囲によって、特許請求の範囲の範囲内にあるこれらの全ての修正を含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を具体化したゲーブルトップカートンのトップフィンを成形し、密封する上部シール装置を有する例示的な成形充填シール用包装機械の斜視図。
【図２】平面ウエッジおよび立上りウエッジの双方を示すシール装置のシール装置アンビル部の斜視図。
【図３】対向するシール装置アンビル部の非立上りウエッジの斜視図。
【図４】対向する非対称ウエッジを示す、底面からシール装置を見た斜視図。
【図５】１つの立上りウエッジ部の斜視図。
【図６】（a）および（ｂ）は、延伸したトップパネルを有し、本発明の上部シール装置および方法を使用して、清浄で明確な折り目線が形成されたカートンの側面図。
【図７】互いに係合したシール装置アンビル部を有し、図示の明確化のために、アンビル部間からカートンが除去された例示的包装機械のシールステーションを示す図。
【図８】カートンを受入れ可能な状態の互いに離隔したアンビル部を示す、図７と同様な図。
【図９】シール装置アンビル部間にそのトップフィンパネルを有するカートンを仮想線で示す図。
【符号の説明】
１０ 成形充填シール用包装機械
１２ カートンマガジン
１４ カートン直立ステーション
１６ 底部成形シールステーション
１８ 殺菌ステーション
２０ 充填ステーション
２２ 上部シールステーション
２４，２６ アンビル
２８，３０ ウエッジ
３２ 立上り部
４０，４２ 駆動装置
４４，４６ リンク機構
５０ 本体部
５２ 平面部
５４ 下部領域
５８，６０ 傾斜中間面
６２ 間隙
１１０，２１０ カートン
１１２，１１４，２１２ パネル
１１６，２１６ トップフィン
１１８ 再封止可能な蓋
１２２，２２２ 垂直パネル／ゲーブルパネル接合部
２１４ 前壁

Claims (8)

1. ゲーブルトップカートンに上部シールを形成し、ゲーブルパネルと垂直パネルとの接合部に折り目を形成する方法であって、カートンは、成形充填シール用包装機械の処理通路に沿って搬送され、また互いに密封されて上部シール部を形成する複数のトップフィンを有しており、前記方法は、
   前記処理通路の両側に配置された第１及び第２のアンビルを提供し、
   １つの面から外方へ延びる少なくとも１の立上り部を含む第１のウエッジ部を第１のアンビルに装着し、
   第２のウエッジ部を第２のアンビルに装着し、
   第１及び第２のアンビルを、前記処理通路を横断して互いに接近する方向に移動させてカートンのトップフィンに係合させ、それらアンビルによってフィンを圧縮してカートンの上部シール部を形成し、
   第１及び第２のアンビルがトップフィンに係合するのと同時に、第１のウエッジ部の立上り部を垂直パネルとゲーブルパネルとの接合部に接触させ、該第１のウエッジ部の立上り部が、垂直パネルとゲーブルパネルとの接合部の付近でゲーブルパネルに接触して該接合部に折り目を形成するようにする方法。
2. 第１及び第２のアンビルおよび第１及び第２のウエッジ部を、トップフィンに少なくとも二度係合させる請求項１に記載の方法。
3. 第１及び第２のアンビルとトップフィンパネルとの第２の係合で、第１のウエッジ部の立上り部を、垂直パネルとゲーブルパネルとの接合部でカートンに接触させる請求項２に記載の方法。
4. ゲーブルトップカートンを成形し、充填し、そして、密封する成形充填シール用包装機械の上部シール装置であって、前記機械は、処理通路を画成し、上部シール装置は、前記機械に沿って充填ステーションの後に配置され、ゲーブルトップカートンは、垂直パネルとこの垂直パネルに近接した少なくとも１つのゲーブルパネルとを含み、かつ、垂直パネルとゲーブルパネルとの接合部とトップフィンとを有し、トップフィンは、カートンの上部シール部を形成し、前記シール装置は、
   前記処理通路の両側に配置され、該処理通路を横断する方向に移動して、トップフィンに係合しかつこれらのフィンを圧縮してトップフィンにシールを形成する第１及び第２のアンビルと、
   少なくとも１つのアンビルに装着されたウエッジ部とを備え、このウエッジ部は、そのウエッジ部の面から延びる立上り部を有し、前記ウエッジ部は、第１及び第２のアンビルがトップフィンに係合するのと同時に、立上り部を垂直パネルとゲーブルパネルとの接合部に接触させ、立上り部は、垂直パネルとゲーブルパネルとの接合部の付近でゲーブルパネルに接触して該接合部に折り目を形成する上部シール装置。
5. ウエッジ部の前記面は、平面部を形成し、立上り部はその平面部から延びる請求項４に記載の上部シール装置。
6. 少なくとも１つのアンビルに装着された複数のウエッジ部を含む請求項４に記載の上部シール装置。
7. 少なくとも１つのウエッジ部が立上り部を含む請求項６に記載の上部シール装置。
8. 複数のウエッジ部が、それらウエッジ部の間に間隙を形成する請求項７に記載の上部シール装置。

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