JPWO2004080707A1

JPWO2004080707A1 - 容器底部形成装置

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Publication number: JPWO2004080707A1
Application number: JP2005503563A
Authority: JP
Inventors: 和生阿部
Original assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Current assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-03-11
Also published as: JP4647487B2; WO2004080707A1

Abstract

角筒状容器の底部構成端部を所望の最終形状に確実に折畳むことができ、しかも容器の材質等の変化にも対応が容易である構造が簡素化された容器底部形成装置を提供するものである。第２癖折り部材が容器５０の底壁パネルを押圧した状態のまま、容器をフォールディングレール３６に接触させられるように、第２癖折り部材の押圧プレート４８のマンドレル回転方向側を拡大延長して延設して受渡し部４９とし、この受渡し部とフォールディングレールとを離間することなく配置する。そして、この第２癖折り部材の受渡し部が、フォールディングレールと連接した状態にあるときに、マンドレルを次ステーションに移動させるようにマンドレルの動作タイミングを変えることによって、角筒状容器の底部がいったん開口されることなく、折畳まれた形状のままボトムブレーカ３５からフォールディングレールへ極めてスムーズに移行する。

Description

本発明は、例えば、牛乳を充填する角筒状容器のような容器の底部形成装置、特にボトムブレーカを含む容器底部形成装置及び容器の底部を形成する方法に関する。

従来、牛乳やジュース等の液体を紙容器へ充填するための高速液体充填機械として、例えば、図８に示される充填ステーションを備えている高速液体充填機械が知られている。かかる高速液体充填機械は、充填ステーションを有する機械フレーム１と、容器を充填ステーションで順次停止させるように搬送することができる搬送コンベア２と、その搬送経路始端上方に配置された、放射状のマンドレル３を有する回転体４と、搬送経路中程の充填ステーションに配置された、充填タンク５、定量シリンダ６及び充填ノズル７を有する充填装置８、並びに容器昇降装置９と、搬送経路後半に配置されたヒートシーラー１０等を備えている。
上記高速液体充填機械による充填包装は、まず、角筒状に成形可能な容器素材を保持するマガジン１１から容器素材（カートンブランク）を角筒状に広げながら取り出してマンドレル３に順次装嵌し、底部加熱装置１２により容器底部となる端部を加熱し、容器端部折込み装置１３により加熱された容器周端部を平坦に折り込み、容器底部圧着装置１４により平坦に折り込まれた前記端部を圧着して有底角筒状容器とし、該有底角筒状容器をマンドレルからエンドレスチェーン１５に取り付けられている容器ホルダに移し換える。前記搬送コンベア２は、かかる複数の容器ホルダが連結されたエンドレスチェーン１５と、エンドレスチェーン１５が掛け渡されている搬送経路始端及び終端にそれぞれ設けられた一対のスプロケット１６，１７とから構成されている。
搬送コンベアに移載された有底角筒状容器は、その底部を受けて案内するレール１８上をエンドレスチェーン１５に取り付けられている容器ホルダにより間欠的に搬送され、有底角筒状容器の頂部を屋根型に折り込みやすくするための折り目をつける予備折込み装置１９、過酸化水素水噴霧及び／又は紫外線照射により容器内部を殺菌する殺菌装置２０を経由して充填ステーションに至る。間欠的に搬送され充填ステーションに停止した有底角筒状容器は、容器昇降装置９により押し上げられ上死点に達したとき、充填ノズル７からの液の充填が開始され、下降しながらの充填は容器の下降により充填ノズル７の先端が容器から抜けるまで行われ、充填終了とほぼ同時に容器の搬送が開始される。液体が充填された有底角筒状容器は、折り目の付けられた容器の頂部を最終的に屋根形に折り込む本折込み装置２１、折り込まれた容器頂部のシール面を加熱する容器頂部加熱装置２２を経由して、容器頂部を圧着するヒートシーラー１０により容器頂部をヒートシールし、印字装置２３により日付等が印字され、液体充填包装製品として排出されていく。
上記のように、容器素材（カートンブランク）をマンドレルに装嵌して底部を形成させる有底角筒状容器の成形装置であって、特に容器端部折込み装置（ボトムブレーカ）に関するものとしては、例えば、底部構成端部が、順次連なる第１〜第４底壁パネルを有し、第１底壁パネルの先端縁部中央に一対の切込みが形成されることにより、両切込みに挟まれた領域が液端面浸透防止用折返形成部となされている角筒状容器の包装機械であって、放射状マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成端部を突出させて、第１および第３底壁パネルをマンドレル移動方向と直交方向に向けるようにはめ被せられ、マンドレルが処理ステーションで停止させられるように間欠的に駆動されるロータと、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるボトムブレーカとを備えており、ボトムブレーカが、一対の開閉自在な第１癖折り部材および一対の開閉自在な第２癖折り部材を有しており、第１癖折り部材の開位置から閉位置に向かう動作によって第２および第４底壁パネルが初めに折畳まれ、第２癖折り部材の開位置から閉位置に向かう動作によって第１および第３底壁パネルが続いて折畳まれるようになされており、さらに、ボトムブレーカが、折返形成部をその基部にそって外向きに折曲げて折り癖を付ける第３癖折り部材を有しており、第３癖折り部材は、処理ステーションで停止させられたマンドレルの軸線上を、同マンドレルにはめ被せられた容器の底部構成部に対し接近・離隔しうるように移動自在であり、接近時の第３癖折り部材が、折返形成部に衝突し、これにより、折返形成部の折曲げ動作が行われるようになされており、第３癖折り部材が、第１癖折り部材および第２癖折り部材を作動させるアクチュエータと同一のアクチュエータによって作動させられるようになされているもの（特開昭５８−２１５３３８号参照）が知られている。
また、マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成部をマンドレルから突出させて、底部構成部の第１〜第４底壁パネルをマンドレル移動方向上流、右、マンドレル移動方向下流および左に順次向けるようにはめ被せられ、マンドレルが処理ステーションで停止させられるように間欠的に駆動される移動体と、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるボトムブレーカとを備えており、ボトムブレーカが、第１癖折り手段および第２癖折り手段を有しており、第１癖折り手段の作動によって第２および第４底壁パネルが２つ折りの三角形となるように初めに折畳まれ、第２癖折り手段によって第２および第４底壁パネルに続いて第１および第３底壁パネルが折畳まれるようになされている包装機械であって、第２癖折り手段が、処理ステーションで停止させられたマンドレルの軸方向に移動自在な癖折り部材を有しており、折畳みに際して、癖折り部材が、第１底壁パネルおよび第３底壁パネルに接触してこれを押圧するようになされているもの（実公平６−４６６６９号公報参照）も知られている。
一方、本出願人によっても、容器端部折込み装置（ボトムブレーカ）を備えた角筒状容器の包装機械に関する出願が多数なされており、容器がはめ被せられる複数の放射状マンドレルを有し、マンドレルがマンドレルと同数の複数の処理ステーションＩ〜ＩＶに順次停止するように間欠的に駆動されるロータと、複数の処理ステーションＩ〜ＩＶのうちの１つの処理ステーションＩＶに配置されている容器ボトムブレーカと、容器ボトムブレーカが配置された処理ステーションＩＶに配置されかつ同処理ステーションＩＶに停止しているときのマンドレルにこれにはめ被せられている容器を介して押圧される少なくとも１つの容器押圧部材を備えている容器固定装置と、からなる包装機械を提案している（実開昭６３−１７００７号公報参照）。
また、本出願人は、底部構成端部が、順次連なる第１〜第４底壁パネルを有し、第１底壁パネルの先端縁部中央に液端面浸透防止用折返形成部が設けられている角筒状容器の包装機械であって、マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成端部を突出させて、第１および第３底壁パネルをマンドレル移動方向と直交方向に向けるようにはめ被せられ、マンドレルが処理ステーションで停止させられるように間欠的に駆動される移動体と、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるボトムブレーカと、を備えており、ボトムブレーカが、第１癖折り部材および第２癖折り部材を有しており、第１癖折り部材の作動によって第２および第４底壁パネルが初めに折畳まれ、第２癖折り部材の作動によって第１および第３底壁パネルが続いて折畳まれるようになされており、ボトムブレーカが、さらに、折返形成部をその基部にそって外向きに折曲げて折り癖を付ける第３癖折り部材を有している包装機械において、第３癖折り部材が、非作動位置から第１作動位置を経由して第２作動位置までの間で揺動自在であり、第３癖折り部材が非作動位置から第１作動位置に向かって揺動させられる間またはその後に、第２癖折り部材の作動によって第１底壁パネルとともに移動させられる折返形成部が第３癖折部材に当接して外向きに折曲げられ、第２癖折り部材の作動後に、第３癖折り部材が、第１作動位置から第２作動位置に向かって揺動させられ、この間の第３癖折り部材の揺動により、折返形成部がその折曲げ角度を大きくするように折曲げられるようになされている包装機械（特開２０００−１２７２６０号公報参照）を提案している。
さらに、本出願人は、底部構成端部が、順次連なる第１〜第４底壁パネルを有し、第１底壁パネルの先端縁部中央に液端面浸透防止用折返形成部が設けられている角筒状容器の包装機械であって、マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成端部を突出させて、第１底壁パネルを右に向けるようにはめ被せられ、マンドレルが第１および第２処理ステーションで順次停止させられるように間欠的に駆動される移動体と、第１処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるとともに、折返形成部をその基部にそって右向きに折曲げて折り癖を付けるボトムブレーカと、マンドレルが第１処理ステーションから第２処理ステーションまで移動する間に、同マンドレルにはめ被せられた容器の折り癖の付けられた底部構成端部に接触してこれを平坦に折畳みながら第１処理ステーションから第２処理ステーションまで案内するフォールディングレールと、第２処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部を平坦に折畳みかつ圧着するボトムプレッシャと、を備えており、フォールディングレールが、左右のレール部材を有しており、両レール部材の間には、第１処理ステーションから第２処理ステーションまで移動するマンドレルにはめ被せられた容器の折り癖の付けられた底部構成端部の先端部を入り込ませる間隙が形成されている、包装機械において、同レール間隙に、ここを移動する底部構成部の所要部分と接触しうるように癖折り復元防止用案内部材が配置されている、ことを特徴とする包装機械（特開２０００−１２７２６３号公報参照）も提案している。
そしてまた、本出願人は、マンドレルを有し、マンドレルに容器が底部構成部をマンドレルから突出させて、底部構成部の第１〜第４底壁パネルをマンドレル移動方向上流、右、マンドレル移動方向下流および左に順次向けるようにはめ被せられ、マンドレルが処理ステーションで停止させられるように間欠的に駆動される移動体と、処理ステーションで停止させられたマンドレルにはめ被せられた容器の底部構成端部に、これを平坦に折畳みうるように折り癖を付けるボトムブレーカと、を備えており、ボトムブレーカが、第１癖折り手段および第２癖折り手段を有しており、第１癖折り手段の作動によって第２および第４底壁パネルが２つ折りの三角形となるように初めに折畳まれ、第２癖折り手段によって第２および第４底壁パネルに続いて第１および第３底壁パネルが折畳まれるようになされている包装機械において、第２癖折り手段が、左右方向にのびた軸を中心として揺動させられる開閉自在な上流アームおよび下流アームを有しており、折畳みに際して、上流アームが、第１底壁パネルに接触してこれを押圧するとともに、下流アームが、第３底壁パネルに接触してこれを押圧するようになされており、第３底壁パネルに対する下流アームの接触部に、左右方向にのびた回転中心を有する押圧ローラが取付けられていることを特徴とする包装機械（特開２０００−２８０３７５号公報参照）も提案している。
上記のように、角筒状容器の底部形成に関するボトムブレーカ及びボトムブレーカを備えた包装機械については、種々提案されている。これらの装置は、図１に示すように、８つの放射状マンドレル３１を有し、マンドレル３１が、図中矢印Ａで示すように、反時計方向に回転しかつ８つの第１〜第８処理ステーションＩ〜ＶＩＩＩに順次停止するように配置されている間欠駆動ロータ３２と、第１処理ステーションＩに配置されているフィーダ３３、第４処理ステーションＩＶに配置されているボトムヒータ３４、第５処理ステーションＶに配置されているボトムブレーカ３５、第５処理ステーションＶから第６処理ステーションＶＩにかけて配置されているフォールディングレール３６と、第６処理ステーションＶＩに配置されているボトムプレッシャ３７及び第８処理ステーションＶＩＩＩに配置されているアンローダ３８と、第８処理ステーションＶＩＩＩを搬送経路の始端とするように配置されている容器搬送コンベヤ３９とを備えているものが一般的である。
フォールディングレール３６は、第５処理ステーションＶで折畳まれた底部構成部を第６処理ステーションＶＩまで接触して案内し、底部構成部の折畳みの程度を一層深める役割を担っている。ボトムブレーカ３５は、第２及び第４底壁パネルを折込む第１癖折り部材と、第１及び第３底壁パネルを折込む第２癖折り部材とで構成されているが、図３や図５の従来の装置に示されるように、癖折り部材が折込みを完了し、元の開位置まで戻った状態で、マンドレルが第５処理ステーションＶから第６処理ステーションＶＩに移動させられるため、折込まれた角筒状容器の底部構成部はいったん開口されることになり、開口された角筒状容器がフォールディングレール３６によって、再度折畳まれるようになっている。
このような装置では、容器とフォールディングレールの擦れ、特にレールの突起部における容器との擦れにより、容器表面のポリエチレンが剥がれたかすや、紙粉が発生し、不衛生であるという問題が生じていた。また、フォールディングレールからの抵抗により、容器が進行方向後側にねじれ、成形形状の美観を損ねたり、シール漏れの原因となったりすることもあった。特に、容器の材質が変わる場合、フォールディングレールの抵抗も変化するため、容器のマンドレルへの挿入程度をその都度調整しなくてはならないという煩雑な作業を必要としていた。
そこで、本出願人は、前記のように、第２癖折り手段の押圧ローラが容器の第３底壁パネルと接触した状態でマンドレルを移動し、容器の底部構成端部が開口されることなく、折畳まれた状態のままフォールディングレールと接触させ、容器とフォールディングレールとの擦れの問題を解消しうる装置（特開２０００−２８０３７５号公報）を提案している。この装置は優れたものであるが、第２癖折り手段を構成する上流アーム及び下流アームが、上流アームを下流アームより長くなるようにし、まず下流アームで第１底壁パネルを押圧した後に、上流アームで第３底壁を押圧するという構造が複雑なものであり、しかも容器の大きさや容器の材質が変化する場合には、それに合わせて上流アーム及び下流アームの回動軸の回転角度を調節しなければならないという作業を必要とするものであった。また、上流アームに回転自在に取り付けられた大径ローラと底壁パネルとは面接触することから擦れの問題は解消されるものの、全くなくなったとは云いうるものではなかった。本発明の課題は、角筒状容器のボトムブレーカを含む容器底部形成装置について、上記問題点を解決し、容器の底部構成端部を所望の最終形状に確実に折畳むことができ、しかも容器の材質等の変化にも対応が容易である構造が簡素化された容器底部形成装置を提供することにある。
上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明者らは、マンドレルの動作タイミングと第２癖折り部材の形状とに着目した。第２癖折り部材が容器の底壁パネルを押圧した状態のまま、容器をフォールディングレールに接触させられるように、第２癖折り部材の押圧プレートのマンドレル回転方向側を拡大延長して延設して受渡し部とし、この受渡し部とフォールディングレールとを離間することなく配置する。そして、この第２癖折り部材の受渡し部が、フォールディングレールと連接した状態にあるときに、マンドレルを次ステーションに移動させるようにマンドレルの動作タイミングを変えることによって、角筒状容器の底部がいったん開口されることなく、折畳まれた形状のままボトムブレーカからフォールディングレールへ極めてスムーズに移行することを見い出した。さらに、前記フォールディングレールとして、センターレールと補助レールとからなるフォールディングレールを採用すると、折畳まれた底部構成端部が元の状態に戻ろうとするスプリングバックが強い容器素材であっても、安定してボトムプレスステーションに搬送できることを確認し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、４つの底壁パネルからなる底部構成端部を突出させるように筒状の容器が挿入されるマンドレルを複数有し、該マンドレルを間欠的に回転させるマンドレル回転体と、容器底部を癖折りする癖折り成形手段とを備えた容器底部形成装置であって、前記癖折り成形手段が、容器の底部構成端部を折畳んで折り癖をつけるボトムブレーカと、折り癖がつけられた底部構成端部を平坦に圧着するボトムプレッシャと、前記ボトムブレーカを有するボトムブレーカステーションから折り癖のつけられた底部構成端部に接触して前記ボトムプレッシャを有するボトムプレスステーションまで案内するフォールディングレールとを備え、前記ボトムブレーカが、底部構成端部を構成する２つの底壁パネルをマンドレルの回転方向から癖折りする第１癖折り手段及び底部構成端部を構成する他の２つの底壁パネルをマンドレルの回転方向と直交する方向から癖折りする第２癖折り手段を有し、該第２癖折り手段が、前記２つの底壁パネルを押圧して折り癖がつけられている状態で、前記フォールディングレールに受け渡しすることができる受渡し部を備えていることを特徴とする容器底部形成装置（請求項１）や、第１癖折り手段及び第２癖折り手段が、一対の開閉自在に揺動しうるアームと、該アームに連結され、容器の底部構成端部を構成する底壁パネルを押圧する押圧部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の容器底部形成装置（請求項２）や、第１癖折り手段及び第２癖折り手段における押圧部が、押圧プレート又は押圧ロールであることを特徴とする請求項１又は２記載の容器底部形成装置（請求項３）や、第２癖折り手段の受渡し部が、第２癖折り手段における押圧プレート又は押圧ロールのマンドレルの回転方向に一体成形的に設けられた延設部であることを特徴とする請求項１〜３記載の容器底部形成装置（請求項４）や、延設部が、マンドレルの回転方向に向かうにつれて、マンドレル回転体の回転中心に近付くように構成されていることを特徴とする請求項１〜４記載の容器底部形成装置（請求項５）や、フォールディングレールが、容器底部のセンターを案内するセンターレールと、該センターレールの略両サイドに位置する補助レールとで構成されていることを特徴とする請求項１〜５記載の容器底部形成装置（請求項６）や、マンドレル回転体が、半径方向に２本以上のマンドレルを水平に並設した水平回転するマンドレル回転体であることを特徴とする請求項１〜６記載の容器底部形成装置（請求項７）に関する。
また、本発明は、底部構成端部を突出させるように筒状の容器が挿入されるマンドレルを複数有し、該マンドレルを間欠的に回転させるマンドレル回転体と、容器底部を癖折りする癖折り成形手段とを備え、該癖折り成形手段が、容器の底部構成端部を折畳んで折り癖をつけるボトムブレーカと、折り癖がつけられた底部構成端部を平坦に圧着するボトムプレッシャと、前記ボトムブレーカを有するボトムブレーカステーションから折り癖のつけられた底部構成端部に接触して前記ボトムプレッシャを有するボトムプレスステーションまで案内するフォールディングレールとを備えた容器底部形成装置を用いて、前記ボトムブレーカステーションで底部構成端部を押圧して折り癖がつけられている状態で、前記フォールディングレールに受け渡しすることを特徴とする容器底部形成方法（請求項８）や、角筒状容器の第１〜第４底壁パネルで構成される底部構成端部を、まずボトムブレーカの第１癖折り手段によって、マンドレルの回転方向から癖折りして底壁パネルが２つ折りの三角形となるように折畳み、次いで第２癖折り手段によって、マンドレルの回転方向と直交する方向から癖折りし、続いてマンドレルを回転させ、折り畳まれた状態の底壁パネルを押圧した状態のままフォールディングレールに受け渡しすることを特徴とする請求項８記載の容器底部形成方法（請求項９）や、マンドレルを水平に回転させることを特徴とする請求項８又は９記載の容器底部形成方法（請求項１０）に関する。

第１図は、本発明の容器底部形成装置を示す側面図である。
第２図は、本発明の容器底部形成装置に用いる角筒状容器の倒立概略斜視図である。
第３図は、本発明のボトムブレーカを示す側面図である。
第４図は、本発明のフォールディングレールを示す図である。
第５図は、容器底部形成装置による容器の底部構成端部の状態を示す図である。
第６図は、本発明のマンドレル回転体（水平回転マンドレル）の全体構造を示す正面図である。
第７図は、本発明の図６のＡ−Ａ断面を示す図である。
第８図は、一般的な高速液体充填機械を示す側面図である。

符号の説明

１回転円盤（回転テーブル）
２回転軸
３ａ、３ｂマンドレル
４ａ、４ｂマガジン
５ａ、５ｂピッカー・ローダー
６プレボトムヒータ
７ボトムヒータ
８ボトムブレーカ（カートン折りたたみ）
９ボトムシール機
１０アンローダ（カートン繰り出し）
１１コンベア
１２操作盤
１３円盤駆動操作モータ
１４水平外枠
１５縦外枠
１６架台
１７支柱
１８内側ライニング
１９小円盤
２０パッキン
２１外周部パッキン
２２外側ライニング
２３チャンバー
２４チャンバー壁
３１マンドレル
３２間欠駆動ロータ
３３フィーダ
３４ボトムヒータ
３５ボトムブレーカ
３６フォールディングレール
３７ボトムプレシャ
３８アンローダ
３９容器搬送コンベヤ
４１第１癖折りアーム
４２第２癖折りアーム
４４ヨーク
４５第１回動軸
４６第２回動軸
４７三角板状押圧曲板
４８略四角板状押圧板
４９受渡し部
５０角筒状容器
５３底部形成端部
５４第１底壁パネル
５５第２底壁パネル
５６第３底壁パネル
５７第４底壁パネル
５９スコア線
６１センターレール
６２第１パネル側補助レール
６３第３パネル側補助レール
６４プレッシャーパッド

本発明の容器底部形成装置としては、４つの底壁パネルからなる底部構成端部を突出させるように筒状の容器が挿入されるマンドレルを複数有し、該マンドレルを間欠的に回転させるマンドレル回転体と、容器底部を癖折りする癖折り成形手段とを備えた容器底部形成装置であって、前記癖折り成形手段が、容器の底部構成端部を折畳んで折り癖をつけるボトムブレーカと、折り癖がつけられた底部構成端部を平坦に圧着するボトムプレッシャと、前記ボトムブレーカを有するボトムブレーカステーションから折り癖のつけられた底部構成端部に接触して前記ボトムプレッシャを有するボトムプレスステーションまで案内するフォールディングレールとを備え、前記ボトムブレーカが、底部構成端部を構成する２つの底壁パネルをマンドレルの回転方向から癖折りする第１癖折り手段及び底部構成端部を構成する他の２つの底壁パネルをマンドレルの回転方向と直交する方向から癖折りする第２癖折り手段を有し、該第２癖折り手段が、前記２つの底壁パネルを押圧して折り癖がつけられている状態で、前記フォールディングレールに受け渡しすることができる受渡し部を備えているものであればどのようなものでもよく、また、本発明の容器底部形成方法としては、底部構成端部を突出させるように筒状の容器が挿入されるマンドレルを複数有し、該マンドレルを間欠的に回転させるマンドレル回転体と、容器底部を癖折りする癖折り成形手段とを備え、該癖折り成形手段が、容器の底部構成端部を折畳んで折り癖をつけるボトムブレーカと、折り癖がつけられた底部構成端部を平坦に圧着するボトムプレッシャと、前記ボトムブレーカを有するボトムブレーカステーションから折り癖のつけられた底部構成端部に接触して前記ボトムプレッシャを有するボトムプレスステーションまで案内するフォールディングレールとを備えた容器底部形成装置を用いて、前記ボトムブレーカステーションで底部構成端部を押圧して折り癖がつけられている状態で、前記フォールディングレールに受け渡しする方法であれば特に制限されるものではない。
上記マンドレル回転体としては、容器底部を癖折りする癖折り成形手段におけるボトムブレーカステーション、ボトムプレスステーション等にマンドレルを順次停止することができるような、マンドレルを間欠的に回転させるものであれば、公知のものを使用することができ、図１に示すような複数の放射状に配設されたマンドレルを有し、縦型に回転する回転体を備えたもの他、間欠的に水平回転するマンドレル円盤の下面に同心円状に、複数本のマンドレルを垂直に備えた水平回転マンドレルなどを挙げることができるが、中でも、フォールディングレールの設置の簡便さからして、半径方向に２本以上のマンドレルを並設した水平回転するマンドレル回転体を好適に例示することができる。
上記筒状の容器としては、４つの底壁パネルからなる底部構成端部を突出させるようにマンドレルに挿入することができる筒状容器であれば特に制限されないが、角筒状容器を好適に例示することができ、角筒状容器としては、図２（容器が上下逆さまの状態で示されている）に示すような、胴部となるべき胴部形成部５１、頂部となるべき頂部形成端部５２及び底部となるべき底部形成端部５３よりなり、底部形成端部５３が、順次エンドレスに連なった四角形の第１〜第４パネル５４〜５７で構成され、第２及び第４パネル５５、５７には、逆Ｖ字型のスコア線５９が形成されている容器５０を例示することができる。この容器５０の場合、まずボトムブレーカの第１癖折り手段の作動によって、第２及び第４底壁パネル５５、５７が内方に折り込まれながらスコア線５９に沿って２つ折りの三角形となるように折畳まれ、続いて第２癖折り手段によって、折畳まれた第２及び第４底壁パネルの上に重ねられるように第１及び第３底壁パネル５４、５６が折畳まれることになる。その他、上記角筒状容器の胴部の稜線が面取りされた角筒状容器も例示することができる。
上記容器底部を癖折りする癖折り成形手段としては、ボトムブレーカステーションに配設される、容器の底部構成端部を折畳んで折り癖をつけるボトムブレーカと、ボトムプレスステーションに配設される、折り癖がつけられた底部構成端部を平坦に圧着するボトムプレッシャと、ボトムブレーカステーションから折り癖のつけられた底部構成端部に接触してボトムプレスステーションまで案内するフォールディングレールとを備えるものであれば特に制限されず、上記ボトムブレーカとしては、底部構成端部を構成する２つの底壁パネルをマンドレルの回転方向から癖折りする第１癖折り手段及び底部構成端部を構成する他の２つの底壁パネルをマンドレルの回転方向と直交する方向から癖折りする第２癖折り手段を有するものであればどのようなものでもよい。上記第１癖折り手段及び第２癖折り手段としては、開閉自在に揺動しうるアームと、該アームに連結され、容器の底部構成端部を構成する底壁パネルを押圧する押圧部とを備えているものであれば特に制限されず、底壁パネルを押圧する押圧部としては、板状の押圧プレートや棒状の押圧ロール等を例示することができるが、擦れを考慮すると、押圧プレートが好ましい。また、第１癖折り手段で、図２に示すような角筒状容器の逆Ｖ字状のスコア線が形成されている第２及び第４パネルを押圧する場合には、Ｖ字型の先端のみを点押圧しうる鍵針状の押圧部材や三角板状押圧曲板であってもよい。なお、第１及び第３パネルを押圧する第２癖折り部材のアームは、第１パネルの上に第３パネルが重なりやすいように、アームの長さを適宜調整してもよく、第１パネルを押圧してから、第３パネルを押圧するように順次動作させてもよい。
本発明の容器底部形成装置は、第２癖折り手段により容器の２つの底壁パネルを押圧して折り癖がつけられている状態でフォールディングレールに受け渡しすることができる受渡し部が設けられていることを特徴とするものであり、この受渡し部としては、上記のように、第２癖折り手段により底壁パネルを押圧して折り癖がつけられている状態でフォールディングレールに受け渡しすることができる構造を有するものであればどのようなものでもよいが、第２癖折り手段における押圧プレート又は押圧ロールのマンドレルの回転方向に一体成形的に設けられた延設部を好適に例示することができ、特に、押圧プレートとして延長拡大されるように一体成形したものは調製が容易であり、かつ装置の構造も簡素化されるため、好適に用いることができる。かかる受渡し部により折り癖がつけられている状態でフォールディングレールに受け渡しすることから、受渡し部を構成する延設部の端部とフォールディングレールの端部が厳密に連接する必要はなく、マンドレル回転方向に対して、延設部の端部とフォールディングレール端部との間に若干の隙間があるものや、延設部の端部とフォールディングレール端部とがマンドレル回転方向と直交する方向から見て、一部重複するような場合をも含んでいる。また、延設部が、マンドレルの回転方向に向かうにつれて、マンドレル回転体の回転中心に近付くように構成しておくと、受け渡しが一層スムーズになり好ましい。
上記フォールディングレールとしては、ボトムブレーカにより折り癖がつけられ、ほぼ平坦に折り畳まれた容器の底壁パネルの形状を保持しうるものであれば特に制限されないが、容器底部のセンターを案内するセンターレールとすることが、最も安定的に底壁パネルを保持できることから好ましい。また、センターレールの略両サイドに補助レールを設けると、折畳まれた底部構成端部が元の状態に戻ろうとするスプリングバックが強い容器素材であっても、安定してボトムプレスステーションに搬送できることからうより好ましい。また、フォールディングレールを、マンドレルの回転方向に向かうにつれて、マンドレル回転体の回転中心に近付くように配設しておくと、容器底部をより平坦に折り畳むことができる。

以下、図面を参照して本発明の容器底部形成装置の実施の態様について説明する。
図１を参照すると、本発明の容器底部形成装置は、８つの放射状マンドレル３１を有し、マンドレル３１が、図中矢印Ａで示すように、反時計方向に回転しつつ８つの第１〜第８処理ステーションＩ〜ＶＩＩＩに順次停止するように配置されている間欠駆動ロータ３２と、第１処理ステーションＩに配置されているフィーダ３３、第４処理ステーションＩＶに配置されているボトムヒータ３４、第５処理ステーションＶに配置されているボトムブレーカ３５、第５処理ステーションＶから第６処理ステーションＶＩにかけて配置されているフォールディングレール３６と、第６処理ステーションＶＩに配置されているボトムプレッシャ３７及び第８処理ステーションＶＩＩＩに配置されているアンローダ３８とを備え、第８処理ステーションＶＩＩＩの下方には、第８処理ステーションＶＩＩＩの下方を搬送経路の始端とするように配置されている容器搬送コンベヤ３９が備えられている。
第２処理ステーションＩＩ、第３処理ステーションＩＩＩ及び第７処理ステーションＶＩＩは、いずれもアイドルステーションとされている。アイドルステーションにはプレヒータ等が適宜設けられている。
本発明の容器底部形成装置では、まずマンドレル３１に、容器５０の底部構成端部５３を突出させて、第１〜第４底壁パネル５４〜５７がそれぞれマンドレル移動方向右、マンドレル移動方向上流、マンドレル移動方向左およびマンドレル移動方向下流の向きとなるように、斜め下方から斜め上方に容器５０が順次挿入される。
ボトムブレーカ３５は、図３に詳しく示すように、第５処理ステーションＶで、第２及び第４底壁パネル５５及び５７をスコア線５９に沿って２つ折りの三角形となるように折畳む、マンドレル移動方向に開閉する一対の第１癖折りアーム４１と、第１及び第３底壁パネル５４及び５６を折畳む、マンドレル移動方向と直交する方向に開閉する一対の第２癖折りアーム４２とが備えられている。第５処理ステーションＶで停止させられたマンドレル３１の外方には、適宜手段によって機械フレームに固定されたヨーク４４が設けられ、これに、左右方向に延設された一対の第１回動軸４５と、第１回動軸４５の外方をこれらと交差するようにマンドレル移動方向に延設された一対の第２回動軸４６とが支持されている。
一対の第１癖折りアーム４１は、一対の第１回動軸４５に軸支されており、先端に三角板状押圧曲板４７を有している。一対の第２癖折りアーム４２は、一対の第２回動軸４６に軸支されており、先端に略四角板状押圧板４８が設けられている。図示しない駆動手段により、一対の第１回動軸４５及び一対の第２回動軸４６は、それぞれに互いに反対方向に可逆回動させられ、その結果、一対の第１癖折りアーム４１がその三角板状押圧曲板４７を互いに接近・離隔させるように開閉し、一対の第２癖折りアーム４２がその略四角板状押圧板４８を互いに接近・離隔させるように開閉する。まず、一対の第１回動軸４５の回動により、第１癖折りアーム４１の三角板状押圧曲板４７が、第２及び第４底壁パネル５５及び５７に当接して折畳み、次いで、一対の第２癖折りアーム４２の回動により、略四角板状押圧板４８が、第１及び第３底壁パネル５４及び５６に当接して折畳む。
上記第２癖折りアーム４２の略四角板状押圧板４８には、受渡し部４９が一体成形的に設けられている。受渡し部４９は、図３に示すように、閉鎖時にフォールディングレール３６と離間しないように設けられているので、第２癖折りアーム４２が閉鎖し、略四角板状押圧板４８が第１及び第３底壁パネル５４及び５６を折畳んだ状態でマンドレル３１を移動させれば、第１及び第３パネル５４及び５６を押圧した状態のまま、フォールディングレール３６へスムーズに受け渡されることになる（図３参照）。このようにしてフォールディングレールへ容器が移行される本発明の容器底部形成装置では、容器とフォールディングレールの擦れが少ないため、容器表面のポリエチレンが剥がれたかすや紙粉等の発生がほとんど生じない。また、深く癖折りをした状態のまま、次工程であるフォールディングレールへ受け渡されるため、レール上での滑り抵抗が極めて小さく、第１及び第３パネル５４及び５６の重なり部のレール上での進行方向後側へずれが小さくなる。
ここで、フォールディングレール３６について簡単に説明すると、フォールディングレール３６は、ロータ３２の回転中心を中心とするほぼ同心円の一部円弧状に形成されている。第５処理ステーションＶから第６処理ステーションＶＩに向かうにつれて、フォールディングレール３６を、若干、ロータ３２の回転中心に近付くように配設すると、より深く容器の底部形成端部を折畳むことができる。フォールディングレール３６は、容器底部の略中心線に接触して案内するセンターレール６１のみでもよいが、図４及び図５に示すように、センターレール６１の両サイドに、補助レール６２，６３を設けると、折畳まれた底部構成端部が元の状態に戻ろうとするスプリングバックが強い容器素材であっても安定して容器をボトムプレスセクションに搬送することができる。また、フォールディングレール３６が、センターレール６１と、第１パネル側補助レール６２及び／又は第３パネル側補助レール６３とで構成され、これらの部材をそれぞれ他の部材に対して位置調整自在に構成することにより、容器の材質や形状変更による調整作業（第１パネルが第３パネルの内側に確実に差し込まれるように調整）が容易に行えるようになる。
次に、本発明の他の形態に係る容器底部形成装置を説明する。
この他の形態に係る容器底部形成装置は、マンドレル回転体として、半径方向に２本以上のマンドレルを水平に並設した水平回転するマンドレル回転体を用いている。本発明の特徴である受渡し部（４９）やフォールディングレール（３６）等については、上記説明した原理に基づき略同様に構成することができる。
図６は、水平回転マンドレルの全体装置の正面図を示し、図７は、図６のＡ−Ａ断面図を示す。図６及び図７において、本発明の水平回転マンドレルに係る、回転円盤（回転テーブル）１、円盤の回転軸２、円周方向に並列・且つ同心円状に配置された各マンドレル３ａ，３ｂ、第１のカートンマガジン４ａ、これと互いに平行に配置されたカートンマガジン４ｂ、カートンマガジン４ａ、４ｂからマンドレルへの供給手段であるピッカー・ローダー５ａ、５ｂ、及びプレボトムヒータ６、ボトムヒータ７、ボトムブレーカ（ボトム折り込み装置）８、ボトムシール機９、アンローダ１０、後工程へ搬送するコンベア１１、操作盤１２、テーブル駆動サーボモータ１３を表す。また、水平回転マンドレルの外枠１５、架台１６、支柱１７を表す。図６及び図７に示すように、回転円盤１が、チャンバー２３の天面を形成している。従来の充填機にあっては、容器底部成形部（マンドレル周辺）のチャンバー構造が、非常に大がかりなものとなっていたが、回転円盤１が、チャンバー２３の天面を形成するようにしたので、チャンバー構造を非常にコンパクトにすることが可能となる。また、これにより、チャンバー２３内の洗浄・殺菌も非常に容易となる。
図６は、回転軸２、マンドレル３ａ、３ｂ、マガジン４ａ、４ｂを有する水平回転マンドレルが支柱１７上に設けた架台１６に載置され、図面向かって左側には、ボトムシールされたカートンは搬送するコンベア１１により、充填工程等へと搬送される。図７は、回転テーブルに付設したマガジン４ａ、４ｂからマンドレルへの供給手段であるピッカー・ローダー５ａ、５ｂにより供給されたカートンは、プレボトムヒータによりプレヒータによる余熱工程６、ボトムヒータによるカートンボトムの加熱工程７、ボトムブレーカによるボトム折り込み工程８、ボトムシール機による加熱圧着工程９、カートンボトム成形されたカートンをマンドレルから降ろすアンローダ１０により、後工程のコンベアへと搬送される。
マガジンの取り付けは、水平回転円盤の接線方向に第１のマガジン４ａが配置され、マガジン４ａと平行に内側のマンドレルに面してマガジン４ｂが配置される。マガジン４ａは、複数の同心円状に配置される最外側のマンドレルに、また第２のマガジン４ｂは、４５度先の内側のマンドレル３ｂに臨むように配置される。
水平回転マンドレルは、反時計回転方向に４５度の間隔で、間欠回転しながら、カートンボトムシールを達成するために、マガジン４ａ、４ｂからカートンを取り出し、供給するピッカー・ローダー５，プレボトムヒータ６、ボトムヒータ７、ボトムブレーカ８、ボトムシール９、アンローダ１０が半径方向に複数配設されたマンドレルに対応させて設けられ、挿入された複数のカートンは、同時に定位置に着き、各工程を経て処理される。

本発明の容器底部形成装置によると、ボトムブレーカに設けられた受渡し部によって、深く癖折りをした状態のまま次工程であるフォールディングレールに渡されるので、レールと容器の擦れが少なく、容器表面のポリエチレンが剥がれたかすや紙粉等の発生をほとんどなくすことができる。また、容器のフォールディングレール上での滑り抵抗が小さく、レールの抵抗による容器の進行方向後側へのねじれによる成形不良を抑制し、安定して美観に優れた容器成形品を提供することができる。さらに、本発明の容器底部形成装置は、容器材質に関係せずに用いることができるので、ボトムブレーカやフォールディングレールの位置の微調整を行う必要もなく、常に一定位置で動作を行わせることができる。

Claims

４つの底壁パネルからなる底部構成端部を突出させるように筒状の容器が挿入されるマンドレルを複数有し、該マンドレルを間欠的に回転させるマンドレル回転体と、容器底部を癖折りする癖折り成形手段とを備えた容器底部形成装置であって、前記癖折り成形手段が、容器の底部構成端部を折畳んで折り癖をつけるボトムブレーカと、折り癖がつけられた底部構成端部を平坦に圧着するボトムプレッシャと、前記ボトムブレーカを有するボトムブレーカステーションから折り癖のつけられた底部構成端部に接触して前記ボトムプレッシャを有するボトムプレスステーションまで案内するフォールディングレールとを備え、前記ボトムブレーカが、底部構成端部を構成する２つの底壁パネルをマンドレルの回転方向から癖折りする第１癖折り手段及び底部構成端部を構成する他の２つの底壁パネルをマンドレルの回転方向と直交する方向から癖折りする第２癖折り手段を有し、該第２癖折り手段が、前記２つの底壁パネルを押圧して折り癖がつけられている状態で、前記フォールディングレールに受け渡しすることができる受渡し部を備えていることを特徴とする容器底部形成装置。
第１癖折り手段及び第２癖折り手段が、一対の開閉自在に揺動しうるアームと、該アームに連結され、容器の底部構成端部を構成する底壁パネルを押圧する押圧部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の容器底部形成装置。
第１癖折り手段及び第２癖折り手段における押圧部が、押圧プレート又は押圧ロールであることを特徴とする請求項１又は２記載の容器底部形成装置。
第２癖折り手段の受渡し部が、第２癖折り手段における押圧プレート又は押圧ロールのマンドレルの回転方向に一体成形的に設けられた延設部であることを特徴とする請求項１〜３記載の容器底部形成装置。
延設部が、マンドレルの回転方向に向かうにつれて、マンドレル回転体の回転中心に近付くように構成されていることを特徴とする請求項１〜４記載の容器底部形成装置。
フォールディングレールが、容器底部のセンターを案内するセンターレールと、該センターレールの略両サイドに位置する補助レールとで構成されていることを特徴とする請求項１〜５記載の容器底部形成装置。
マンドレル回転体が、半径方向に２本以上のマンドレルを並設した水平回転するマンドレル回転体であることを特徴とする請求項１〜６記載の容器底部形成装置。
底部構成端部を突出させるように筒状の容器が挿入されるマンドレルを複数有し、該マンドレルを間欠的に回転させるマンドレル回転体と、容器底部を癖折りする癖折り成形手段とを備え、該癖折り成形手段が、容器の底部構成端部を折畳んで折り癖をつけるボトムブレーカと、折り癖がつけられた底部構成端部を平坦に圧着するボトムプレッシャと、前記ボトムブレーカを有するボトムブレーカステーションから折り癖のつけられた底部構成端部に接触して前記ボトムプレッシャを有するボトムプレスステーションまで案内するフォールディングレールとを備えた容器底部形成装置を用いて、前記ボトムブレーカステーションで底部構成端部を押圧して折り癖がつけられている状態で、前記フォールディングレールに受け渡しすることを特徴とする容器底部形成方法。
角筒状容器の第１〜第４底壁パネルで構成される底部構成端部を、まずボトムブレーカの第１癖折り手段によって、マンドレルの回転方向から癖折りして底壁パネルが２つ折りの三角形となるように折畳み、次いで第２癖折り手段によって、マンドレルの回転方向と直交する方向から癖折りし、続いてマンドレルを回転させ、折り畳まれた状態の底壁パネルを押圧した状態のままフォールディングレールに受け渡しすることを特徴とする請求項８記載の容器底部形成方法。
マンドレルを水平に回転させることを特徴とする請求項８又は９記載の容器底部形成方法。