JP5501139B2 - コーナーカットカートンのフラップ折り装置 - Google Patents

Description

本発明は、コーナーカットカートンのフラップを折り込む装置に関する。

容器の包装に使用するカートンとして、直方体の４つの角部を斜めに面取りした形状のコーナーカットカートンが実用に供されている。そのコーナーカットカートンの面取り部分は、カートンの底板及び天板のそれぞれの四隅を斜めにカットするとともに、カートンの側板の両端に連なる４枚のフラップ（内フラップと呼ばれることがある。）のそれぞれを、天板及び底板のカット部分に沿うように二段階に折り込んで形成される。コーナーカットカートンのフラップを折り込む装置としては、カートンの搬送方向前側（下流側）に位置するフラップを搬送経路の両側のガイドにて折り込む一方で、搬送方向後側（上流側）に位置するフラップはカムローラ、あるいは扇状のタッカにて折り込む装置が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献３〜７が存在する。

特許第３７８０２４９号公報 特開２００１−４８１２３号公報 実公平７−３８０８５公報 特開２００４−５９０２７号公報 特開２００１−４８１１７号公報 特開２００２−１９７７２号公報 特許第３５８６６５８号公報

従来のフラップ折り装置は、そのカムローラあるいはタッカの形状がフラップの二段階の折り込み形状に十分に対応したものではなく、フラップの折り込み形状に比較的大きな誤差が生じることがある。フラップには側板との境界に一段目の折り目線が形成され、その一段目の折り目線よりも先端側に二段目の折り目線が形成されている。そのため、フラップが一段目の折り目線に沿って折り込まれると、タッカがフラップから離れて先端側のみを押し込む傾向が生じ易い。それにより、一段目の折り目線に沿ってフラップが十分に折り込まれていない段階でフラップが二段目の折り目線に沿って折り込まれ、その結果、一段目の折り込みが不十分となるおそれがある。その場合、カートンの天板及び底板の四隅のカット部分とフラップを折り込んで形成したコーナー面の上下縁部との間に隙間が空くといった不具合が生じる。一方、こうした隙間の形成を阻止するために、一段目の折り目線と二段目の折り目線との間をタッカで押し込みすぎると、特にカートン内に内容物が収められた状態でフラップを折り込む場合にはタッカによって内容物を変形させる問題が生じる。

そこで、本発明はフラップをその一段目の折り目線に沿って確実に折り込むことが可能で、かつカートン内に内容物が収められた状態でフラップを折り込む際に内容物への影響を緩和できるフラップ折り装置を提供することを目的とする。

本発明のフラップ折り装置は、コンベア（１１）によって搬送されるコーナーカットカートン（１）の搬送方向後側のフラップ（４）に、アーム（３０）に取り付けられたタッカ（２７）を前記アームを回転駆動することにより搬送方向前方に回転させつつ押し当てて、前記フラップを折り込むフラップ折り装置（２６）であって、前記タッカの外周には、前記フラップを折り込む際の回転方向における前方の端部に位置する第１接触部（３８）と、前記第１接触部よりも前記回転方向の後方に位置して前記第１接触部に滑らかに繋がっている第２接触部（３９）とが設けられ、前記第１接触部及び前記第２接触部のそれぞれは丸みを帯びた形状を持ち、前記第１接触部の曲率（１／Ｒａ）が前記第２接触部の曲率（１／Ｒｂ）よりも大きく、かつ前記第１接触部の対称軸（Ｌａ）が前記アームの延びる方向と直交する方向（図６の左右方向）を基準とした場合に前記回転方向の前方に向かって前記アームの回転中心（Ｃ）側に傾いていることにより、上述した課題を解決する。

本発明のフラップ折り装置によれば、カートンのフラップにまずタッカの第１接触部を接触させてそのフラップに一段目の折り目線に沿った曲げ力を作用させることができる。第１接触部の対称軸がアームの延びる方向と直交する方向を基準として回転中心側に傾いているので、第１接触部の接触で一段目の折り目線で曲げられてカートンの搬送方向の前方側に傾いたフラップを対称軸と直交する第１接触部の正面で捕らえることができる。そのため、第１接触部とフラップに対する第１接触部の接触を維持することにより、一段目の折り目線で曲げられたフラップの角度を面取り角度に合わせた状態に矯正できる。第１接触部に滑らかに繋がる第２接触部はその曲率が第１接触部の曲率よりも小さいため、フラップへの接触位置が第１接触部から第２接触部へ移行した際にはフラップの過剰な押し込みを回避しつつ二段目の折り目線よりも先端側に向かって第２接触部による接触を継続させることができる。これにより、一段目の折り目線に沿ってフラップを確実に折り込むことができるとともに、カートン内に内容物が収められた状態で二段目の折り目線に沿ってフラップを折り込む場合であっても内容物への影響を緩和できる。

本発明のフラップ折り装置においては、前記タッカが前記フラップを折り込む際に、前記第１接触部が前記フラップの一段目の折り目線と二段目の折り目線との間に接触し、その接触が保たれた状態で前記第１接触部にて前記フラップを押し込むことができるように、前記タッカと前記フラップとの位置関係が設定されてもよい。またこの場合には、前記第１接触部が前記フラップを押し込んだ後に、前記第１接触部が前記フラップから離れた状態で前記第２接触部が前記フラップの前記二段目の折り目線から先端側を押し込むことができるように、前記タッカと前記フラップとの位置関係が設定されてもよい。これらの態様によれば、一段目の折り目線に沿ってフラップを確実に折り込むことができるとともに、カートン内に内容物が収められた状態で二段目の折り目線に沿ってフラップを折り込む場合であっても内容物への影響を緩和できる。

本発明のフラップ折り装置の一態様において、前記タッカの外周には、前記対象軸を基準として前記第２接触部の反対側に位置し、外周の内側に向かって後退して前記第１接触部に滑らかに繋がる後退部（４０）が設けられてもよい。この態様によれば、タッカの外周の内側に向かって後退する後退部により、タッカを回転させてフラップに近づける過程でフラップが搬送方向と交差するように開いている状態であっても、そのように開いたフラップにタッカが干渉してフラップが予期しない方向に曲がる不具合を抑制できる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書き
にて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明のフラップ折り装置においては、第１接触部の対象軸が回転方向の前方に向かって回転中心側に傾いているので、第１接触部がフラップに接触する際にその正面でフラップを捕らえることができる。そして、第２接触部の曲率が第１接触部の曲率よりも小さいので、第１接触部とフラップとの接触から第２接触部とフラップとの接触へ接触状態が移行した後に第２接触部によるフラップの押し込みが過剰になることを抑制できる。これにより、一段目の折り目線に沿ってフラップを確実に折り込むことができるとともに、カートン内に内容物が収められた状態で二段目の折り目線に沿ってフラップを折り込む場合であっても内容物への影響を緩和できる。

コーナーカットカートンの一例を示す斜視図。 ケーサーに供給されるコーナーカットカートンの形態を示す斜視図。 本発明の一形態に係るフラップ折り装置が組み込まれたケーサーの部分平面図。 図３のケーサーを同図の矢印IV方向から見た部分正面図。 図３のケーサーを同図の矢印V方向から見た部分正面図。 タッカの平面図。 タッカが内フラップと接触して内フラップの折り込みが開始される様子を示す図。 図７の位置からタッカがさらに回転した様子を示す図。 図８の位置からタッカがさらに回転した様子を示す図。 図９の位置からタッカがさらに回転した様子を示す図。

以下、本発明を缶飲料の梱包用のコーナーカットカートンのフラップの折り込み処理に適用した一形態を説明する。図１に示すように、コーナーカットカートン（以下、カートンと略称することがある。）１は、複数本（一例として２４本）の缶飲料２を縦横に並んだ状態で収容する胴部３と、胴部３の両端を閉じるように折り込まれて相互に貼り合わされる内フラップ４及び外フラップ５とを備えている。図１では、内フラップ４が折り込まれ、外フラップ５はまだ折り込まれていない状態を示している。また、胴部３の一方の側板３ｃ及びこれに連なる天板３ｂを底板３ａに対して直立するように折り曲げた状態を図２に示す。

これらの図から明らかなように、胴部３は、缶飲料２の底側及び天側をそれぞれ覆う底板３ａ及び天板３ｂと、それらの底板３ａ及び天板３ｂの間に配置される一対の側板３ｃとを有している。内フラップ４は側板３ｃの両端に連なり、外フラップ５は底板３ａ及び天板３ｂのそれぞれの両端に連なっている。底板３ａ及び天板３ｂの四隅は斜めにカットされて面取り部３ｄが形成されている。各内フラップ４は、２本の罫線（折り目線）４ａ、４ｂを曲げの軸として、面取り部３ｄに沿うように二段に折り込まれている。従って、内フラップ４及び外フラップ５を貼り合わせることにより、カートン１は直方体の４つの角部にコーナー面６が形成された形状の梱包容器として構成される。側板３ｃとの境界に位置する罫線４ａが一段目の折り目線に、その罫線４ａよりも内フラップ４の先端側に位置する罫線４ｂが二段目の折り目線にそれぞれ相当する。以下では、罫線４ａをＡ罫線４ａと、罫線４ｂをＢ罫線４ｂとそれぞれ称することがある。

図２の段階まで折り込まれたカートン１は、図３〜図５に示したケーサー１０に供給される。ケーサー１０は、成形途中のカートン１上に缶飲料２を所定本数ずつ供給してカートン１の成形を完了し、それにより缶飲料２の梱包物を完成させる装置である。本形態のフラップ折り装置はそのケーサー１０に組み込まれてケーサー１０の一部を構成する。ケーサー１０は、カートン１を直線的に搬送する第１コンベア１１と、この第１コンベア１１と併走するように設けられて、２４本の缶飲料２を一組として順次搬送する第２コンベア１２とを有している。第１コンベア１１には、図中の左側から図２に示した状態のカートン１が一つずつ順次搬入される。なお、カートン１の搬送方向は図２〜図５の各図に矢印Ａで示したように、天板３ｂに連なっている側の側板３ｃが搬送方向前方（下流側）を向くように定められている。

第１コンベア１１は、カートン１の底板３ａが載置される搬送面１３と、その搬送面１３に沿ってカートン１を搬送する搬送機構１４とを備えている。搬送機構１４は、一例として搬送方向に沿って走行するチェーン１５に複数のフック（不図示）を搬送面１３から突出するようにして搬送方向に所定のピッチで装着し、各フックにカートン１の搬送方向後側の側板３ｃを引っ掛けてカートン１を搬送するように構成される。搬送機構１４にはチェーン１５を走行させるチェーン駆動機構１６と、搬送面１３の一方の側縁（図３において下側の側縁）に沿ってカートン１を案内する第１サイドガイド１７と、搬送面１３の他方の側縁（図３において上側の側縁）に沿ってカートン１を案内する第２サイドガイド１８とが設けられている。

各サイドガイド１７、１８は、第１コンベア１１による搬送経路の途中からそれぞれ設けられている。第１サイドガイド１７の入口側、つまり搬送方向上流側の端部には第１コンベア１１の幅方向（搬送面１３を横断する方向）外側に向かって円弧を描くように湾曲する導入部１７ａが形成されている。第２サイドガイド１８の入口は、第１サイドガイド１７の入口よりも下流側に位置していて、その入口側には第１サイドガイド１７の導入部１７ａと同様の構造を持った導入部１８ａが形成されている。

第１サイドガイド１７の導入部１７ａは、カートン１の搬送方向前方に位置する内フラップ４を折り込むために設けられている。即ち、搬送方向前方の内フラップ４は、カートン１の搬送に伴って、その根元（つまり、側板３ｃに連なる側）から順次導入部１７ａに接触して第１サイドガイド１７の内側に取り込まれる。これにより、内フラップ４がＡ罫線４ａに沿って折り込まれる。導入部１７ａの搬送方向上流側には、カートン１の搬送方向後方（上流側）の内フラップ４を折り込むための第１フラップ折り装置２０が設けられている。カートン１の搬送方向前方の内フラップ４が導入部１７ａによって、搬送方向後方の内フラップ４が第１フラップ折り装置２０によってそれぞれ折り込まれる。第１フラップ折り装置２０は、タッカ２１と、そのタッカ２１を回転駆動する駆動機構２２とを備えている。タッカ２１はその全体が平板状であり、内フラップ４と接触してこれを搬送方向前方に押し込むことにより、内フラップ４を折り込む手段として設けられている。

導入部１７ａの搬送方向下流側には２４本一組の缶飲料２をカートン１内に整列状態で一度に送り込む送り込み機構２５が設けられている。送り込み機構２５は第２コンベア１２の搬送方向と直交する方向にスライド可能な状態で第２コンベア１２に設けられたスライダ２５ａを有している。そのスライダ２５ａを上記方向にスライドさせることにより、第２コンベア１２上の缶飲料２を第１コンベア１１側に整列状態で移動させることができる。

送り込み機構２５の搬送方向下流側には第２サイドガイド１８の導入部１８ａが位置している。搬送されるカートン１が導入部１８ａに接触して第２サイドガイド１８の内側に取り込まれることにより、搬送方向前方でかつ第１サイドガイド１７の反対側に位置する内フラップ４がカートン１のコーナーに位置する缶飲料２の胴部に接しつつＡ罫線４ａ及びＢ罫線４ｂに沿って折り込まれる。導入部１８ａの搬送方向上流側には、カートン１の搬送方向後方の内フラップ４を折り込むための第２フラップ折り装置２６が設けられている。

第２フラップ折り装置２６は、搬送方向上流側の第１フラップ折り装置２０と同様の構造を持っていて、タッカ２７と、そのタッカ２７を回転駆動する駆動機構２８とを備えている。タッカ２７はその全体が平板状であり、内フラップ４と接触してこれを搬送方向前方に押し込むことにより、内フラップ４を折り込む手段として設けられている。駆動機構２８は、タッカ２７を駆動軸２９の回りに回転駆動する。駆動機構２８は、搬送機構１４のチェーン駆動機構１６が発生させる動力の一部を、アーム３０の駆動軸２９を中心とした水平面内の一定範囲の往復回転運動に変換してタッカ２７を駆動する。タッカ２７はアーム３０の上面にボルト３１を利用して一体回転可能に取り付けられている。タッカ２７の往復回転運動は、一つのカートン１が第２フラップ折り装置２６の設置箇所を通過する毎に一往復するよう第１コンベア１１の搬送運動と関連付けられている。なお、以下においては、タッカ２７が図３の反時計方向に回転する場合、言い換えればタッカ２７が内フラップ４に接触するときの回転方向を基準として回転方向の前後を区別する。

図４及び図５から明らかなように、各フラップ折り装置２０、２６は、タッカ２１、２７が内フラップ４と接触できるように搬送面１３よりも高い位置に設けられている。また、図３に示したように、タッカ２１、２６の外周の回転軌跡Ｂ１、Ｂ２は、各サイドガイド１７、１８の導入部１７ａ、１８ａと一部重複する。そのため、図４及び図５に示したように、第１サイドガイド１７の導入部１７ａにはタッカ２１を通過させるためのスリット１７ｂが、第２サイドガイド１８の導入部１８ａにはタッカ２７を通過させるためのスリット１８ｂがそれぞれ形成されている。

図６に示すように、第２フラップ折り装置２６のタッカ２７は、タッカ本体３５と、そのタッカ本体３５から延ばされた柄部３６とを備えている。柄部３６は、駆動機構２８のアーム３０と重ね合わされる部分であり、そこには、ボルト３１（図３）を通すための２本の長孔３６ａが形成されている。タッカ本体３５は、内フラップ４と接触してこれを押さえ込む部分として設けられている。タッカ本体３５の外周には、タッカ２７の回転方向前方の端部に位置する第１接触部３８と、その第１接触部３８よりも回転方向の後方に位置して第１接触部３８に滑らかに繋がっている第２接触部３９とが設けられている。

各接触部３８、３９はタッカ本体３５の外周の外側に向かって凸となる丸みを帯びた形状を持っている。第１接触部３８と第２接触部３９とは曲率が変化する位置Ｐ１を境として区別される。第１接触部３８の曲率（曲率半径Ｒａの逆数）は、第２接触部３９の曲率（曲率半径Ｒｂの逆数）よりも大きい。従って、曲率半径Ｒａ、Ｒｂには、Ｒａ＜Ｒｂの関係が成立する。特に図示の形態では３Ｒａ≦Ｒｂの関係が成立している。また、タッカ本体３５の外周には、その外周の内側に向かって後退して第１接触部３８と柄部３６とのそれぞれと滑らかに繋がる後退部４０が設けられている。第１接触部３８と後退部４０とは曲率が変化する位置Ｐ２を境として区別される。

図６から明らかなように、第１接触部３８は平面視で線対称な形状を持ち、その頂点Ｐを通り、かつ位置Ｐ１、Ｐ２を通る直線Ｌ１と直交する対称軸Ｌａは図６の左右方向に対して傾いている。即ち、対称軸Ｌａはアーム３０の中心線ＣＬ（アーム３０が延びる方向）と直交する方向（図６の左右方向）を基準とした場合に回転方向の前方に向かってアーム３０の回転中心Ｃ側に傾いている。

次に、図７〜図１０を参照して第２フラップ折り装置２６の動作を説明する。缶飲料２がカートン１に送り込まれた後に搬送方向前方の内フラップ４が第２サイドガイド１８の内側まで第１コンベア１１により送り込まれると、タッカ２７は第１接触部３８が搬送方向後方の内フラップ４に接触する位置まで回転する。図７に示したように、第１接触部３８と内フラップ４との最初の接触位置はＡ罫線４ａとＢ罫線４ｂとの間に設定されている。タッカ２７の回転とカートン１の搬送とが同時に行われる過程で、内フラップ４はタッカ２７に押されてＡ罫線４ａで曲げられる。第１接触部３８は図６に示すようにその対称軸Ｌａが傾いているため、Ａ罫線４ａで搬送方向前方側に傾いた内フラップ４を第１接触部３８の正面で捕らえることができる。その間、タッカ２７と内フラップ４との接触位置はＢ罫線４ｂに近づく方向に移動する。そして、図８に示したように、接触位置がＢ罫線４ｂに達した際にはＡ罫線４ａで曲げられた内フラップ４が面取り角度（本形態では４５°）に合わせた状態に保持され、それにより内フラップ４の角度が面取り角度に矯正される。

図９に示したように、内フラップ４は、タッカ２７との接触位置がＢ罫線４ｂを超えると同時にＢ罫線４ｂで曲がり始め、第１接触部３８と内フラップ４との接触から第２接触部３９と内フラップ４との接触へ接触状態が移行する。つまり、第１接触部３８が内フラップ４から離れつつ第２接触部３９が内フラップ４に接触する。第２接触部３９と内フラップ４との接触へ移行した後には、図１０に示したように、第２接触部３９によって内フラップ４のＢ罫線４ｂよりも先端側が押される。第２接触部３９の曲率は第１接触部３８の曲率よりも小さいため、第２接触部３９による押し込みが過剰になることを回避しつつ、第２接触部３９とＢ罫線４ｂよりも先端側との接触を継続させることができる。これにより、タッカ２７の押し込みによる缶飲料２及びその整列状態への影響を緩和しつつ、Ｂ罫線４ｂに沿って内フラップ４ｂを折り込むことができる。そして、内フラップ４の弾性復元力による戻り作用を抑えつつ、第２サイドガイド１８の導入部１８ａへと内フラップ４を円滑に導入させることができる。

内フラップ４が導入部１８ａよりも搬送方向下流側の領域へ完全に取り込まれた後は、内フラップ４が搬送方向前側の内フラップ４と同様にＡ罫線４ａ及びＢ罫線４ｂに沿って折り込まれた形状に保持されつつ搬送される。図４及び図５に示したように、その搬送過程で第２フラップ折り装置２６の搬送方向下流側に設けられた天板ガイド５０によって、天板３ｂが折り込まれる。図示を省略したが、天板ガイド５０の搬送方向下流側には、糊付け装置が設けられており、その糊付け装置によって折り込まれた天板３ｂが搬送方向後側の側板３ｃの糊代３ｅと貼り合わされる。これにより、カートン１の成形が完了して飲料缶２の梱包物が完成する。

以上に説明したように、第２フラップ折り装置２６によれば、タッカ２７が内フラップ４を折り込む際に、第１接触部３８が内フラップの４のＡ罫線４ａとＢ罫線４ｂとの間に接触し、その接触が保たれた状態で第１接触部３８にて内フラップ４を押し込むことができる。そして、第１接触部３８が内フラップ４を押し込んだ後に、第１接触部３８が内フラップから離れた状態で第２接触部３９によって内フラップ４のＢ罫線４ｂよりも先端側を押し込むことができる。従って、Ａ罫線４ａに沿って内フラップ４を確実に折り込むことができるとともに、カートン１内に収められた缶飲料２への影響を緩和しつつＢ罫線４ｂに沿って内フラップ４を確実に折り込むことができる。また、第２接触部３９の反対側に後退部４０が設けられているため、タッカ２７を回転させて内フラップ４に近づける過程で、図３に示したように内フラップ４が搬送方向と交差するように開いている状態であっても、そのように開いた内フラップ４にタッカ２７が干渉して予期しない方向に曲がる不具合を抑制できる。

なお、タッカ２７を内フラップ４に対して上記の通りに接触させるためには、例えば駆動軸２９に対するアーム３０の回転方向の取付位置と、アーム３０の回転中心Ｃからタッカ２７の外周までの距離をボルト３１と長孔３６ａによって調整すればよい。

本発明は、上述した形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、上記の形態ではタッカ２７を往復回転させるものとしたが、時計方向に一周して元の位置に戻るようにタッカ２１を駆動してもよい。タッカ２７の駆動は第１コンベア１１によるカートン１の搬送と同期するものであればよく、第１コンベア１１から動力を伝達する例に限らず、例えば電気モータによりタッカ２７を第１コンベア１１と同期して回転駆動してもよい。上記の形態では一枚のタッカ２７を利用して内フラップ４を折り込んだが、二枚以上のタッカ２７を上下方向に並べて配置し、それらを同期して回転させることにより内フラップ４を折り込んでもよい。複数のタッカ２７を利用することにより、内フラップ４の高さ寸法の増加にも容易に対応することができる。また、上述した形態では、本発明のフラップ折り装置を内容物の充填後のカートン１に適用される第２フラップ折り装置２６として実施しているが、内容物の充填前のカートン１に適用される第１フラップ折り装置２０として実施することも可能である。

１ カートン
４ 内フラップ（フラップ）
１１ コンベア
２６ フラップ折り装置
２７ タッカ
３０ アーム
３８ 第１接触部
３９ 第２接触部
４０ 後退部
Ｃ アームの回転中心
Ｌａ 対称軸

Claims (4)

1. コンベアによって搬送されるコーナーカットカートンの搬送方向後側のフラップに、アームに取り付けられたタッカを前記アームを回転駆動することにより搬送方向前方に回転させつつ押し当てて、前記フラップを折り込むフラップ折り装置であって、
   前記タッカの外周には、前記フラップを折り込む際の回転方向における前方の端部に位置する第１接触部と、前記第１接触部よりも前記回転方向の後方に位置して前記第１接触部に滑らかに繋がっている第２接触部とが設けられ、
   前記第１接触部及び前記第２接触部のそれぞれは丸みを帯びた形状を持ち、前記第１接触部の曲率が前記第２接触部の曲率よりも大きく、かつ前記第１接触部の対称軸が前記アームの延びる方向と直交する方向を基準とした場合に前記回転方向の前方に向かって前記アームの回転中心側に傾いていることを特徴とするフラップ折り装置。
2. 前記タッカが前記フラップを折り込む際に、前記第１接触部が前記フラップの一段目の折り目線と二段目の折り目線との間に接触し、その接触が保たれた状態で前記第１接触部にて前記フラップを押し込むことができるように、前記タッカと前記フラップとの位置関係が設定されている請求項１に記載のフラップ折り装置。
3. 前記第１接触部が前記フラップを押し込んだ後に、前記第１接触部が前記フラップから離れた状態で前記第２接触部が前記フラップの前記二段目の折り目線から先端側を押し込むことができるように、前記タッカと前記フラップとの位置関係が設定されている請求項２に記載のフラップ折り装置。
4. 前記タッカの外周には、前記対象軸を基準として前記第２接触部の反対側に位置し、外周の内側に向かって後退して前記第１接触部に滑らかに繋がる後退部が設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載のフラップ折り装置。

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