JP7036750B2 - アンビル装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンビル装置、及び部分的に形成された容器の端部クロージャの形成においてアンビル装置を使用する方法に関する。

アンビル装置は、例えば、ミルクカートンを作成するために使用される形成‐充填‐密封パッケージ化マシンで使用される。様々なスコアラインを有するラミネート加工された厚紙の平坦なブランクが、１つのエッジに沿って密封されてスリーブを形成し、このスリーブの一端が、次いで密封されて底端部クロージャを作成する。部分的に形成された容器は、次いで充填され、切妻上部カートン又は平坦上部カートンへと上部密封される。プロセスの上部密封段階の間、上端部クロージャに関して部分的に形成された容器に存在するスコアラインは、部分的に形成された容器が充填される前又は後のいずれかで、事前に折られる。この段階は、アンビル装置を部分的に形成された容器に降下させることと、部分的に形成された容器の上端部クロージャ領域に対して外部圧力を加えることとを含む。

国際特許出願公開第2015/067661号は、アンビル装置の例を開示している。部分的に形成された容器の端部クロージャ領域に挿入される形成アンビル装置を含む装置が開示され、アンビル装置は、フロントエッジ領域と、リアエッジ領域と、フロント及びリアエッジ領域間に延びるそれぞれの側部エッジ領域と、角形成ゾーンを各々有する第１及び第２の形成部分とを含み、角形成ゾーンは、互いに対して実質的に垂直に配置されたそれぞれのリアエッジ領域及び側部エッジ領域に、角形成ゾーンから離れフロントエッジ領域に向かって延びる各側部エッジ領域を含み、斜めに内方へ配置された部分をさらに含む。

本発明の一目的は、既知の技術を向上させることである。

本発明の第１の態様によれば、部分的に形成された容器の端部クロージャに挿入されるアンビル装置が提供され、アンビル装置は、ブラケットと、ブラケットの一端に接続されたアンビル本体とを含み、アンビル本体は４つの角を含み、対角線的に対向する角の１つのペア間の距離が、対角線的に対向する角の他のペア間の距離より小さく、１つの角が他の３つの角の各々より、アンビル本体の中心により近いことを特徴とする。

本発明の第２の態様によれば、部分的に形成された容器の端部クロージャを形成する方法が提供され、当該方法は、部分的に形成された容器を受け取るステップと、端部クロージャの開口に、ブラケットとブラケットの一端に接続されたアンビル本体とを含むアンビル装置を挿入するステップであって、アンビル本体は４つの角を含み、対角線的に対向する角の１つのペア間の距離が、対角線的に対向する角の他のペア間の距離より小さく、１つの角が他の３つの角の各々より、アンビル本体の中心により近い、ステップと、部分的に形成された容器の端部クロージャに外部からプレスするステップとを含む。

本発明により、形成‐充填‐密封マシンで使用できるアンビル装置を提供することが可能であり、アンビル装置は設計において非対称的である。アンビル装置のアンビル本体は、アンビル本体の対角線的に対向する角間の距離が角の双方のペアについて同じでなく、上から見ると、アンビル本体は正方形でない四辺形を形成し、１つの角が他の３つの角よりもアンビル本体の中心により近いという意味で非対称である。アンビル装置の設計の主な利点は、アンビル本体の非対称形状が、部分的に形成された容器の直立面に引っ掛かる見込みなく、部分的に形成された容器の開いた上端部に密接にフィットできることである。

アンビル本体は、下から見ると、Ｈ形状、Ｘ形状、又はＵ形状などの複数の異なる形状形状で形成できる。これらの形状の各々は、アンビル本体が挿入される開いた部分的に形成された容器の４つの角にマッチする、アンビル本体に対する４つの角が存在するように構成できる。どの形状が使用されるとしても、対角線的に対向する角間の距離は同じでなく、１つの角が他の３つの角より、アンビル本体により形成される形状の中心により近く、それにより、完全に一様でない部分的に形成された容器に関して、アンビル装置の向上した性能をもたらす非対称性を提供する。

部分的に形成された容器は、一実施例において、折り畳まれ、１つのエッジ上及び底部で密封された、平坦なブランクから形成されたスリーブである。部分的に形成された容器を上から見ると、開いた上部クロージャの形状は、最初、形状において正方形であるように見えるが、実際は、カートンブランク（主に、厚紙基板）に使用される材料の記憶のため、開いた上部クロージャ部は、実際、非正方形の四辺形（すなわち、わずかにダイヤモンド形状）に向かう傾向がある。これは、部分的に形成された容器内の開口のサイズに対して、サイズにおいてかなり近くマッチするように設計された完全に正方形のアンビル本体が、開口の非正方形の形状に引っ掛かる傾向があることを意味する。

非対称アンビル本体は、アンビル本体が部分的に形成された容器に導入されるときにその部分的に形成された容器の内部形状に密接にフィットするが、アンビル本体が上部パネル折り段階の間に部分的に形成された容器に降下されるとき、わずかに非正方形の部分的に形成された容器開口がアンビル本体に引っ掛かる危険のないように設計される。アンビル本体は、一実施例において、それ自体わずかにダイヤモンド形状であり、これは、部分的に形成された容器のスリーブを引っ張って真の正方形の断面から離す傾向がある材料記憶のために部分的に形成された容器で生じるいかなる変形も補正する。

好ましくは、アンビル本体はＨ形状であり、ブラケットは、アンビル本体の中心領域においてアンビル本体に接続される。アンビル本体は、上又は下から見たときＨ形状であり、Ｈ形状の端部は、アンビル本体の４つの角に対応する。アンビル本体の設計における非対称性は、Ｈ形状の直立「レッグ」のうち１つが他の直立「レッグ」より短いことにより提供され、これは、対角線的に対向する角の１つのペア間の対角線距離が、対角線的に対向する角の他のペア間の距離より小さいことにつながる。

有利には、アンビル本体の隣り合う角の第１のペアが、実質的に直線の第１のエッジにより直接接続され、アンビル本体の隣り合う角の第２のペアが、第２のエッジにより直接接続される。アンビル本体の隣り合う角の第１のペアを直接接続する第１のエッジの長さは、アンビル本体の隣り合う角の第２のペアを直接接続する第２のエッジの長さより長い。隣り合う角の各ペアは、連続したエッジにより直接接続でき、これは、一例において、実質的に直線であり、他の例において、エッジの長さのいくらかのみに沿って実質的に直線である。アンビル本体のこの設計は、開いた部分的に形成された容器の開いたスリーブで生じ得るわずかにダイヤモンドの形状にマッチさせるために、上又は下から見たとき、より短いエッジ上の角が、アンビル本体の全体的なわずかなダイヤモンド形状につながる位置にあることにつながる。

理想的には、１つの角よりもアンビル本体の中心からより遠い３つの角はすべて、アンビル本体の中心から等距離である。アンビル本体の好適な実施例において、アンビル本体の４つの角は四辺形を形成し、角の１つは四辺形の中心により近く、他の３つの角は四辺形の中心から等距離である。これは、非対称的である形状を定義する。アンビル本体の中心は、アンビル本体の対向する角を通して描かれた２つのラインの合致点として定義される。アンビル本体のこの形状は、部分的に形成された容器の輪郭に対する最良フィットを提供し、同時に、部分的に形成された容器の開口におけるいかなる小さい誤形状も補償する利点をさらにもたらす。

次に、本発明の実施例が、単に例として、添付図面を参照して説明される。
容器ブランクの平面図である。 容器ブランクから構築された、密封及び充填された容器の斜視図である。 アンビル装置の上からの斜視図である。 アンビル装置の下からの図である。 アンビル装置の下からの拡大図である。 アンビル装置及び部分的に形成された容器の側面図である。 アンビル装置及び部分的に形成された容器の下からの図である。 アンビル装置の２つのさらなる実施例の下からの図である。

図１を参照し、容器ブランク２が、少なくとも板紙基板レイヤと、水分バリア熱可塑性物質の最も内側及び最も外側のレイヤ（基板と最も内側の熱可塑性物質レイヤとの間にアルミニウムホイルなどの酸素バリアレイヤの可能な介在を有する）とを含むラミネートを含み、これから形成された、図２に示される容器４は、液体、例えば、ミルク又はフルーツジュースをパッケージ化するために使用される。ブランク２は、４つの本体サブパネルＰ１～Ｐ４を第５の密封（sealing）パネルＰ５と共に含み、これらの間のスコアラインＳ１～Ｓ４の形式の弱部（weakness）の予め形成されたラインにより境界を定められる。

本体サブパネルＰ１～Ｐ４は、その下側エッジでスコアラインＳ５～Ｓ８の形式の弱部のさらなるラインにより境界を定められ、それにより、底端部クロージャ（end closure）パネルＰ６～Ｐ９の行から分割される。本体サブパネルＰ１～Ｐ４は、その上側エッジでスコアラインＳ９～Ｓ１２の形式の弱部のさらなるラインによりさらに境界を定められ、それにより、上部閉塞サブパネルＰ１０～Ｐ１３の行から分割される。パネルＰ１０及びＰ１２は四角形であり、切妻上部の容器４のそれぞれの四角形ルーフパネルを形成し、一方、サブパネルＰ１１及びＰ１３は四角形であり、それぞれの斜めのスコアラインにより３つの実質的に三角形のサブサブパネルに各々分割される。

上部閉塞パネルＰ１０～Ｐ１３の行は、その上側エッジで、カートン４の密封フィン６を形成するための上部密封パネルＰ１４～Ｐ１７の行により境界を定められる。さらに、注ぎ口備品８が、弱部９のループにわたり又はループを通して、サブパネルＰ１２のラミネートの外側又は内側のいずれかに適用される。

図１の容器ブランク２を図２の容器４に転換する処理は、第５のパネルＰ５をパネルＰ１の内側面に対して密封し、スコアラインＳ２に沿って折り畳んで、双方の端部で開いている平坦な容器スリーブを形成することで開始する。平坦な容器スリーブは、次いで、パッケージ化マシンに、一般にいわゆる形成‐充填‐密封マシンに投入される。パッケージ化マシンは、その自身の軸に関して段階的に回転される回転ハブに固定された複数の心棒を含む。心棒は、軸に関して等角度に離間され、次に、開けられた容器スリーブを受け取る。スリーブは、次に、底端部クロージャパネルを中に折り畳まれ、次に、ホット端部プレスを底端部クロージャの外側面に適用されて、底端部クロージャパネルを一緒に熱及び圧力密封する。密封された底端部クロージャは、心棒上で冷却され、次に、今や一端を閉じられた容器スリーブは、心棒からリニアコンベアのポケットへと取り外される。

上部閉塞サブパネルＰ１０～Ｐ１３が閉じられ密封されて上端部クロージャを形成するために、隣り合うこれらのパネルＰ１０～Ｐ１３上のスコアラインは、密封処理を完了するのをより容易にするように折られ（broken）、あるいは活性化される（activated）必要がある。スコアラインＳ９～Ｓ１２は、上部閉塞サブパネルの形成を支援するように折られる。スコアラインＳ９～Ｓ１２は、（上からの視点の）図３及び（下からの）図４に示される形成アンビル装置（anvil device）１０の支援で折られる。

図３及び図４を参照し、アンビル装置１０は、固定ピンなどを用いて一端でパッケージ化マシンに接続するブラケット１２を含む。ブラケット１２の対向する端部に、固体アンビル本体１４が位置する。アンビル装置１０は、ブラケット１２と、ブラケット１２の一端に接続されたアンビル本体１４とを含む。アンビル本体１４は、４つの角Ｃ１～Ｃ４（図４参照）を含み、対角線的に対向する角Ｃ１及びＣ３の１つのペア間の距離が、対角線的に対向する角Ｃ２及びＣ４の他のペア間の距離より小さく、角Ｃ１は他の３つの角Ｃ２～Ｃ４より、アンビル本体１４の中心に対してより近くに位置する。アンビル本体１４は、４つの角Ｃ１～Ｃ４により定義された本体１４の周囲に関して非対称的である。４つの角Ｃ１～Ｃ４は同じ面内にあり、これは、アンビル装置１０が使用されるとき、水平面である。

図３は、上から見たアンビル装置１０の斜視図を示す。ブラケット１２が、一端で、部分的に形成された容器を形成し、充填し、密封するパッケージ化マシンに接続し、他端で、アンビル本体１４に接続し、これは、部分的に形成された容器が充填された後に上部クロージャが形成され密封されるときに使用される、様々なスコアラインの折りを実行する。Ｈ形状のアンビル本体１４は、部分的に形成された容器の開口により作られる正方形形状に大部分従うように形作られ、例外は、アンビル本体１４がその形状において実際非対称であることであり、これは、特に図４及び図５を参照し、以下でより詳細に説明される。

アンビル本体１４は、アンビル本体１４が実際に挿入される部分的に形成された容器の開口に対していかなるわずかに非正方形の形状も補償するように、設計において非対称的である。部分的に形成された容器は、スリーブへと折り畳まれ密封された平坦なブランク２から形成されており、密封された底部は中身を受け取る準備ができているため、スリーブは、真の正方形というよりむしろ、わずかなダイヤモンド形状に向かう傾向がある。Ｈ形状のアンビル装置１４は、ゆえに、わずかに非正方形であり、アンビル本体１４が密封されたスリーブに引っ掛かるリスクなく非正方形の開口にフィットできることを確保する。

図４は、下からのアンビル装置１０の図を示し、下部からアンビル本体１４の形成を明りょうに示す。アンビル本体１４はＨ形状であり、ブラケット１２は、アンビル本体１４の中心領域においてアンビル本体１４に接続される。アンビル本体１４の隣り合う角Ｃ２及びＣ３の第１のペアが、実質的に直線の第１のエッジＥ１により直接接続される。アンビル本体１４の隣り合う角Ｃ１及びＣ４の第２のペアが、第２のエッジＥ２により直接接続され、これは、その長さの大部分に沿って直線であるが、互いに対して大きい鈍角（１８０度近く）の２つの直線エッジから形成される。２つの対向するエッジＥ１及びＥ２は、その中心部分を形成する部分に沿って、及び中心からそれぞれの角Ｃ３及びＣ４への領域において、平行である。エッジＥ２は、鈍角を形成する２つの直線ラインにより形成される。

アンビル本体１４の隣り合う角Ｃ２及びＣ３の第１のペアを直接接続する第１のエッジＥ１の長さは、アンビル本体１４の隣り合う角Ｃ１及びＣ４の第２のペアを直接接続する第２のエッジＥ２の長さより長い。長さにおけるこの差は、アンビル本体１４の設計における非対称性を提供し、角Ｃ１及びＣ３の間の距離が角Ｃ２及びＣ４の間の距離より小さいことを確保し、図４のように下から見たときアンビル本体１４の全体的設計に対してごくわずかに非正方形の形状を結果としてもたらす。

角Ｃ１からＣ４への距離Ａは、角Ｃ２からＣ３への距離Ｂより小さく、距離Ｘは、個々の角の各々における対応する距離Ｙより小さい。角Ｃ１は他の角Ｃ２～Ｃ４の各々より、アンビル本体１４の中心により近い。これは、（４つの角Ｃ１～Ｃ４の位置に関して）アンビル本体１４のプロファイルに、真の正方形というよりむしろダイヤモンド様の形状を効果的に与え、この非対称性は、上部形成パネルが事前折り段階で折られる前、部分的に形成された容器がスリーブ形式であるとき、その容器の開口におけるいかなるずれも補償する。図４に示される距離の組み合わせは、１つの短いエッジと３つのより長いエッジとを有する、ＸＹＹＹとして特徴づけできる。アンビル本体１４の全体的な非対称性が維持される限り、距離の他の組み合わせが可能である。

図５は、角Ｃ１が他の角Ｃ２～Ｃ４の各々よりアンビル本体１４の中心により近いことに関して、アンビル本体１４の物理的特性をより明りょうに示す。１つの角Ｃ１よりもアンビル本体１４の中心からより遠い３つの角Ｃ２～Ｃ４はすべて、アンビル本体の中心から等距離である。アンビル本体１４の４つの角Ｃ１～Ｃ４は四辺形を形成し、角Ｃ１は四辺形の中心により近く、他の３つの角Ｃ２～Ｃ４は四辺形の中心から等距離である。これは、非対称的である形状を定義する。アンビル本体１４の中心は、アンビル本体１４の対向する角を通して描かれた２つのラインの合致点として定義される。アンビル本体１４のこの形状は、部分的に形成された容器の輪郭に対する最良フィットを提供し、同時に、部分的に形成された容器の開口におけるいかなる小さい誤形状（misshape）も補償する利点をさらにもたらす。

図６は、部分的に形成された容器１６の内側に降下される準備ができた位置におけるアンビル装置１０の側面図を示す。形成アンビル装置１０は、上部クロージャセクションのスコアラインに従う位置に対して、部分的に形成された容器１６の開放端の上部クロージャ領域１８に降下される。パッケージ化マシンは、この時点で、部分的に形成された容器１６を受け取り、端部クロージャの開口１８にアンビル装置１０を挿入し、部分的に形成された容器１６の端部クロージャに外部からプレスする。ブラケット１２は、アンビル装置１０のアンビル本体１４を取り付けており、アンビル本体１４は、この形成ステップでプレスされるために部分的に形成された容器１６内で内部で面を提供するために使用される。

図７は、部分的に形成された容器１８内に位置する、アンビル装置のアンビル本体１４の底部を示す。ここで、部分的に形成された容器１８を形成するスリーブはダイヤモンド配置で示され、スリーブが真に正方形にとどまるよりむしろダイヤモンド形状に押し戻す傾向がある効果を示すように誇張されている。アンビル本体１４の非対称性は、アンビル本体１４が図２の完成した容器４の構築の上部折り形成ステップの一部として部分的に形成された容器１８に降下されるとき、アンビル本体１４が部分的に形成された容器１８に対して引っ掛かるリスクを緩和する。

図８は、アンビル装置１０の２つのさらなる実施例を示し、アンビル本体１４の形状を示すよう下から図示されている。図に示される第１のアンビル装置１０はＸ形状の本体１４を有し、図に示される第２のアンビル装置１０はＵ形状の本体１４を有する。双方の代替的な実施例において、アンビル装置１０は、例えば、図５のように、アンビル本体１４を取り付けるブラケット１２を有する。双方の代替的なアンビル本体１４において、非対称性が維持され、角から角への対角線距離の１つが、角から角への他の対角線距離より小さく、１つの角が他の３つの角より、アンビル本体１４の中心により近く、他の３つの角はすべて、アンビル本体１４の中心から等距離である。前述のように、アンビル本体１４の４つの角は同じ面内にあり、これは上部折りの間、水平である。

Claims (12)

1. 部分的に形成された容器の端部クロージャに挿入されるアンビル装置であって、
   ・ ブラケットと、
   ・ 前記ブラケットの一端に接続されたアンビル本体と、を含み、
   前記アンビル本体は４つの角を含み、対角線的に対向する角の１つのペア間の距離が、対角線的に対向する角の他のペア間の距離より小さく、
   前記対角線的に対向する角の他のペア間の距離よりもその角間の距離が小さい前記対角線的に対向する角のペアのうちの１つの角が、他の３つの角の各々より、前記アンビル本体の中心により近く、前記アンビル本体の前記中心は、前記アンビル本体の対向する角を通して描かれた２つのラインの合致点として定義されることを特徴とするアンビル装置。
2. 前記アンビル本体はＨ形状であり、前記ブラケットは、前記アンビル本体の前記中心において前記アンビル本体に接続される、請求項１に記載のアンビル装置。
3. 前記アンビル本体の隣り合う角の第１のペアが、直線の第１のエッジにより直接接続される、請求項１又は２に記載のアンビル装置。
4. 前記アンビル本体の隣り合う角の第２のペアが、第２のエッジにより直接接続される、請求項１、２、又は３に記載のアンビル装置。
5. 前記アンビル本体の前記隣り合う角の第１のペアを直接接続する第１のエッジの長さが、前記アンビル本体の前記隣り合う角の第２のペアを直接接続する第２のエッジの長さより長い、請求項３又は４に記載のアンビル装置。
6. 前記１つの角よりも前記アンビル本体の前記中心からより遠い前記３つの角はすべて、前記アンビル本体の前記中心から等距離である、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のアンビル装置。
7. 部分的に形成された容器の端部クロージャを形成する方法であって、
   ・ 前記部分的に形成された容器を受け取るステップと、
   ・ 前記端部クロージャの開口に、ブラケットと前記ブラケットの一端に接続されたアンビル本体とを含むアンビル装置を挿入するステップであって、前記アンビル本体は４つの角を含み、対角線的に対向する角の１つのペア間の距離が、対角線的に対向する角の他のペア間の距離より小さく、前記対角線的に対向する角の他のペア間の距離よりもその角間の距離が小さい前記対角線的に対向する角のペアのうちの１つの角が、他の３つの角の各々より、前記アンビル本体の中心により近く、前記アンビル本体の前記中心は、前記アンビル本体の対向する角を通して描かれた２つのラインの合致点として定義される、ステップと、
   ・ 前記部分的に形成された容器の前記端部クロージャに外部からプレスするステップと、
   を含む方法。
8. 前記アンビル本体はＨ形状であり、前記ブラケットは、前記アンビル本体の前記中心において前記アンビル本体に接続される、請求項７に記載の方法。
9. 前記アンビル本体の隣り合う角の第１のペアが、直線の第１のエッジにより直接接続される、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記アンビル本体の隣り合う角の第２のペアが、第２のエッジにより直接接続される、請求項７、８、又は９に記載の方法。
11. 前記アンビル本体の前記隣り合う角の第１のペアを直接接続する第１のエッジの長さが、前記アンビル本体の前記隣り合う角の第２のペアを直接接続する第２のエッジの長さより長い、請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記１つの角よりも前記アンビル本体の前記中心からより遠い前記３つの角はすべて、前記アンビル本体の前記中心から等距離である、請求項７乃至１１のうちいずれか１項に記載の方法。

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