JP4146019B2 - 包装装置の成形型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状の包材によって液状の内容物を密封する包装装置に用いられる成形型に関し、さらに詳しくは、包材の横シールの上方向から内容物を充填した後にさらに他の横シールを施して内容物を密封する際にその包材を外側から押圧保持してセミパッケージを所定形状に成形する成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、牛乳、ジュース等の液状食品が充填されたブリック型の包装容器が知られているが、近年、このブリック型の包装容器とは異なる略正八角柱状の包装容器が提案されている（特開平７−１８７１８１号公報参照）。この包装容器の製造に用いられる包装装置について、本出願人は特願平９−３３６０２６号にて提案している。以下に、この包装装置について説明する。
【０００３】
包装装置は、図３に示す包装機１と、図示外の成形機とを備えている。包装容器の製造過程は、図６（ａ）に示すように、シート状の包材２から中間体であるセミパッケージ３が製造される第１の過程と、図６（ｂ）セミパッケージ３から完成品である略正八角柱状のファイナルパッケージ４が製造される第２の過程とに分けられる。第１の過程は包装機１で実行され、第２の過程は図示外の成形機で実行される。
【０００４】
包装機１は、マガジン５と、多数のガイドローラ６と、筒状形成機構７と、縦シール機構８と、充填パイプ９と、横シール切断機構１０とを備えている。
【０００５】
マガジン５には、可撓性の積層体からなるシート状の包材２が巻回状態で取り付けらている。包材２は、例えば、内側から順にポリエチレン樹脂、アルミニウムホイル、紙基材、及びポリエチレン樹脂を積層することによって形成される。包材１には、後工程での屈曲を容易にするための折り線が予め付けられている。
【０００６】
巻回状態から引き出された包材２は、ガイドローラ６によって案内されて、包装機１の最上部まで導かれた後、略垂直下方に搬送される。略垂直下方へ搬送される包材２は、筒状形成機構７によって筒状に湾曲され、縦シール機構８によってその幅方向両端部が同士が熱溶着されて円筒状となる。
【０００７】
次に、横シール切断機構１０によって、円筒状の包材２に幅方向に沿った帯状の横シールが施され、横シールの上方の充填パイプ９から包材２の内部にジュースやお茶等の液状の内容物が充填され、横シールよりも所定距離だけ上方位置にさらに帯状の横シールが施され、上下の横シールがそれぞれ略中央位置で切断される。これにより、図６（ａ）に示すように、両横シールＳ１、Ｓ２間に内容物が密封されたセミパッケージ３が連続的に形成され、成形機（不図示）へ連続的に搬送される。
【０００８】
横シール切断機構１０は、図４に示すように、二つのシール・切断ユニット１１、１２を備えている。また、各シール・切断ユニット１１、１２は、一対の密封ジョー１３、１４、一対のフラップ１５、１６とをそれぞれ備えている。各シール・切断ユニット１１、１２において、一対の密封ジョー１３、１４同士は互いに近接、離間するように連結されている。また、一対の密封ジョー１３、１４は、それぞれ一体的に移動可能なように、アームと作動機構（いずれも不図示）を介して包装機１のフレームに連結支持されている。各密封ジョー１３、１４の下部には、相対向する下方凸部１７、１８が突設されている。この下方凸部１７、１８内には、溶着機構及び切断機構（いずれも不図示）が配設されている。
【０００９】
一対の密封ジョー１３、１４の下方凸部１７、１８は、相対向する押圧面１７ａ、１８ａと、上傾斜面１７ｂ、１８ｂと、下傾斜面１７ｃ、１８ｃとをそれぞれ備えている。包材２は押圧面１７ａ、１８ａ間を挿通し、密封ジョー１３、１４が相互に近接することにより、押圧面１７ａ、１８ａ間に包材２が挟まれて押圧される。この状態で、溶着機構が作動すると、包材２の内面の熱可塑性樹脂同士が熱溶着されて、幅方向に沿った帯状野横シールが施され、切断機構が作動すると、横シールの中央部分が切断される。
【００１０】
各シール・切断ユニット１１、１２は、包材２の移動方向（上下方向）に沿って、上方の第１の位置から所定距離下方の第２の位置まで移動した後、包材２の移動経路から離れて第１の位置へ戻るように設けられている。一方のシール・切断ユニット１１が第１の位置にあるとき、他方のシール・切断ユニット１２が第２の位置となるように、シール・切断ユニット１１、１２は半サイクルずれて移動する。このような各シール・切断ユニット１１、１２の移動は、密封ジョー１３、１４に接続されたアームと作動機構（いずれも不図示）とによって、駆動・制御されている。
【００１１】
各フラップ１５、１６は、相対向する二枚の側板１９、１９と、二枚の側板１９、１９間の底板２０と、側板１９、１９と底板２０とを連結する中板２１、２１とを備えている。フラップ１５、１６の一方の側板１９の下端部外面には短軸２２が突設され、短軸２２は密封ジョー１３、１４に回転自在に支持されている。フラップ１５、１６の両方の側板１９、１９の上部外面にはリンク部材（図５参照）２３が連結されている。フラップ１５、１６は、リンク部材２３を介して回転駆動され、相対向する側板１９、１９同士がほぼ平行となってその上端部同士が当接する閉位置と、上方が開いた開位置との間で開閉する閉じられたフラップ１５、１６の内面の横断面は、扁平した八角形状となる。
【００１２】
そして、下方の第２の位置にあるシール・切断ユニット１１、１２の閉じられたフラップ１５、１６の内面１５ａ、１６ａ及び下方凸部１７、１８の上傾斜面１７ｂ、１８ｂと、上方の第１の位置にあるシール・切断ユニット１１の下方凸部１７の下傾斜面１７ｃ、１８ｃとによって成形型の内面が構成される。
【００１３】
すなわち、閉じられたフラップ１５、１６の内面１５ａ、１６ａは成形型の内周面部を形成し、フラップ１５、１６の側板１９、１９、中板２１、２１及び底板２０の各内面１９ａ、１９ａ、２１ａ、２１ａ、２０ａは側方押圧面を構成している。
【００１４】
セミパッケージを製造するには、一方のシール・切断ユニット１１が上方の第１の位置にあるとき、フラップ１５、１６が開き、密封ジョー１３、１４同士が近接し、下方凸部１７、１８の押圧面１７ａ、１８ａ間で包材２の横シールＳ１が施され、下側の横シールＳ２の上方の充填パイプ９から包材２の内部に液状の内容物が充填される。充填終了後、一方のシール・切断ユニット１１が横シールＳ１で包材１を挟持したまま第２の位置まで降下する。これに同期して、下方の第２の位置にある他方のシール・切断ユニット１２は第１の位置へ戻る。
【００１５】
下方の第２の位置に達した一方のシール・切断ユニット１１では、フラップ１５、１６が閉じると共に、横シールＳ２が切断される。このとき、上方の第１の位置に移動したシール・切断ユニット１２では、密封ジョー１３、１４同士が近接し、下方凸部１７、１８の押圧面１７ａ、１８ａ間で包材２に横シールＳ２が施される。これにより、内容物が第１及び第２の横シールＳ１、Ｓ２間で密封され、セミパッケージ３が形成され、密封ジョー１３、１４、フラップ１５、１６とで所望の形状に保持される。
【００１６】
なお、上記包装装置では、フラップ１５、１６の底板２０は、上下方向（長手方向）の中間部が内側へ突出するような湾曲面状に形成されており、これに伴って、中板２１、２１の内面２１ａ、２１ａの底板２０側の部分も湾曲している。これにより、セミパッケージ３の側面間に強い折り目を付けることができ、セミパッケージからファイナルパッケージ４への成形性が容易となる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の包装装置により、包材２に液状の内容物を充填する際にセミパッケージ３が、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、下部側が膨らみ、上部側が薄くなった、いわゆる下膨れの状態になる。
【００１８】
すなわち、包材２に内容物を充填する際に、図７（ａ）に示すように、セミパッケージ３の上部側の厚さ寸法Ｌ１より、下部側の厚さ寸法Ｌ２が長くなり、また、図７（ｂ）に示すように、上部側の幅寸法Ｌ３が下部側の幅寸法Ｌ４より長くなる。従って、図６（ａ）に示すように、上下の横シールＳ１、Ｓ２間の幅寸法と、厚さ寸法が略均一となる所定の形状のセミパッケージ３とすることができないという問題を有している。
【００１９】
そこで、本発明は、上下の横シール間の幅寸法と、厚さ寸法を上下の横シール間で略均一とすることができて、所定の形状のセミパッケージを形成することができる包装装置の成形型の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、筒状の包材に下側の横シールを施し、下側の横シールの上方から包材の内部に液状の内容物を充填し、下側の横シールよりも所定距離だけ離れた上方位置に上側の横シールを施して、内容物が密封されたセミパッケージを形成し、セミパッケージを曲折して五角以上の多角柱のファイナルパッケージを形成する包装装置に用いられ、前記セミパッケージの各側面を押圧する複数の側方押圧面からなり、全体として扁平状の横断面を有する内周面部を備え、上側の横シールを施すときに形成途中のセミパッケージを所望の形状に保持する成形型であって、前記複数の側方押圧面のうち、前記上側の横シールの長手方向の両側にそれぞれ対向する側方押圧面の上端面に、前記セミパッケージの上側の横シールの下部側を押圧支持してセミパッケージを厚み寸法がほぼ均一な偏平状の形状に矯正する突起を設けたことを特徴としている。
【００２１】
この包装装置の成形型では、下側の横シールの上方から液状の内容物を充填し、上側の横シールを施して側方押圧面により所望の形状に保持すると、上側の横シールの長手方向の両側の下部側に突起がそれぞれ当接する。上側の横シールの長手方向の両側の下部側に突起が当接すると、上側の横シールの下部側が厚み方向に膨らむことにより、上下の横シール間で、厚さ寸法をほぼ均一となる。
【００２２】
この場合、包材の内部に液状の内容物を充填すると、下側の横シール側が膨らむ、いわゆる下膨れの状態となり、下側の横シール側の厚み寸法が長くなることにより、上側の横シール側より幅寸法が短くなるが、突起により、上側の横シールの下部側を押圧支持することにより、上下の横シール間での幅寸法をほぼ均一にすることができる。従って、下の横シール間の幅寸法と、厚さ寸法を上下の横シール間で略均一とすることができて、セミパッケージが所定の形状になる。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の包装装置の成形型であって、前記成形型が相互に近接及び離間するように移動自在に設けられた一対のフラップを有し、該フラップが底板と、この底板の両側にそれぞれ配置されると共に、底板より上方に延設された上端部を有する側板と、前記底板の両側と前記側板との間をそれぞれ連結する中板とからなり、前記底板、側板、中板の内面側に前記内周面部が形成され、前記突起が前記側板の上端部に設けられていることを特徴とする。
【００２４】
この包装装置の成形型では、包材内に液状の内容物を充填し、一対のフラップの底板、側板、中板で形成される内周面部で所定の形状に保持すると、側板の上端部に設けた突起が、上側の横シールの長手方向の両側の下部側に突起がそれぞれ当接する。上側の横シールの長手方向の両側の下部側に突起が当接すると、上側の横シールの下部側が厚み方向に膨らむことにより、上下の横シール間で、厚さ寸法をほぼ均一となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る包装装置の成形型の実施形態について説明する。本実施形態の包装装置の成形型は、図３乃至図５に示す包装機１に対して、シール・切断ユニットのフラップの形状が異なり、他の構成については同じ構成となっている。
【００２６】
図１〜図３に示すように、本実施形態の包装機に用いられるフラップ２５、２６は、相対向する平板状の二枚の側板２９、２９と、二枚の側板２９、２９間の底板３０と、側板２９、２９と底板３０とを連結する中板３１、３１とを備えている。フラップ２５、２６の一方の側板２９の下端部外面には短軸２２が突設され、短軸２２は密封ジョー１３、１４に回転自在に支持されている。フラップ２５、２６の両方の側板２９、２９の上部外面にはリンク部材２３が連結されている。フラップ２５、２６は、リンク部材２３を介して回転駆動され、相対向する側板２９、２９同士がほぼ平行となってその上端部同士が当接する閉位置と、上方が開いた開位置との間で開閉する閉じられたフラップ２５、２６の内面の横断面は、扁平した八角形状となる。
【００２７】
また、フラップ２５、２６の内面２５ａ、２６ａ及び下方凸部１７、１８の上傾斜面１７ｂ、１８ｂと、上方の第１の位置にあるシール・切断ユニット１１の下方凸部１７、１８の下傾斜面１７ｃ、１８ｃとによって成形型の内面が構成される。すなわち、閉じられたフラップ２５、２６の内面２５ａ、２６ｂは成形型の内周面部を形成し、フラップ２５、２６の側板２９、２９、中板３１、３１及び底板３０の各内面２９ａ、２９ａ、３１ａ、３１ａ、３０ａは側方押圧面を構成している。
【００２８】
さらに、複数の側方押圧面（２９ａ、２９ａ、３１ａ、３１ａ、３０ａ）のうち、上側の横シールＳ１の長手方向の両側にそれぞれ対向する側方押圧面の上端に、セミパッケージ３の上側の横シールＳ１の下部側３２、３２を押圧支持してセミパッケージ３を所定の形状に矯正する突起２７、２７がそれぞれ設けられている。すなわち、フラップ２５、２６の側板２９、２９の上端部２８、２８は、底板３０より上方に延設されており、この上端部２８、２８に突起２７、２７がそれぞれ設けられている。
【００２９】
突起２７、２７は、側板２９の上方に延設された上端部２８、２８に設けられているので、セミパッケージ３の胴部３ａは、底板３０、中板３１、側板２９の内面２９ａ、３０ａ、３１ａにより保持されて扁平状に保持され、セミパッケージ３の横シールＳ１の下部側であって、横シールＳ２の長手方向の両側３２、３２に突起２７、２７が当接する。このため、横シールＳ１の下部側の幅寸法Ｌ３（図７参照）が、下部側の横シールＳ２側の幅寸法Ｌ４と略等しくなるようにその突出高さが設定されている。
【００３０】
また、突起２７、２７により、上側の横シールＳ１の下部側３２、３２であって横シールＳ１の長手方向の両側を押圧・支持することで、上側の横シールＳ１の下部側が厚さ方向に膨れることにより、下側の横シールＳ２側の厚さ寸法Ｌ２と略等しくなる。
【００３１】
本実施形態の包装装置によれば、下側の横シールＳ２の上方から液状の内容物を充填し、上側の横シールＳ１を施してフラップ２５、２６により所望の形状に保持すると、上側の横シールＳ１の長手方向の両側の下部側３２、３２に突起２７、２７がそれぞれ当接する。上側の横シールＳ１の長手方向の両側の下部側３２、３２に突起２７、２７が当接すると、上側の横シールＳ１の下部側３２、３２が圧縮（図示矢印ａ１、ａ２方向）されるので、上側の横シールＳ１の下部側が厚み方向（図示矢印ｂ１、ｂ２方向）に膨らむことにより、上下の横シール間で、厚さ寸法をほぼ均一となる。
【００３２】
この場合、包材２の内部に液状の内容物を充填すると、下側の横シールＳ２側が膨らむ、いわゆる下膨れの状態となり、下側の横シールＳ２側の厚み寸法が長くなることにより、上側の横シールＳ１側より幅寸法が短くなるが、突起２７、２７により、上側の横シールＳ１の下部側３２、３２を押圧支持することにより、上下の横シールＳ１、Ｓ２間での幅寸法をほぼ均一にすることができる。従って、上下の横シール間の幅寸法と、厚さ寸法を上下の横シールＳ１、Ｓ２間で略均一とすることができて、セミパッケージ３を扁平状の所定の形状にすることができる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、底板３０、側板２９、２９、中板３１が平板状のフラップ２５、２６について説明したが、図４に示すように、底板２０、側板１９、中板２１が弧状に形成されているフラップ１５、１６にも本発明を適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、上側の横シールの長手方向の両側の下部側に突起が当接すると、上側の横シールの下部側が厚み方向に膨らむことにより、上下の横シール間で、厚さ寸法をほぼ均一となる。
【００３５】
請求項２の発明によれば、上側の横シールの長手方向の両側の下部側に突起が当接すると、上側の横シールの下部側が厚み方向に膨らむことにより、上下の横シール間で、厚さ寸法をほぼ均一となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る包装装置の成形型に用いられる一対のフラップを示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る包装装置の成形型に用いられるフラップを示す断面図である。
【図３】包装機の全体を示す斜視図である。
【図４】図３の包装機のシール・切断ユニットを示す断面図である。
【図５】図４のフラップの組立状態を示す斜視図である。
【図６】包装容器を示し、（ａ）はセミパッケージを示す斜視図、（ｂ）はセミパッケージからファイナルパッケージへの成形途中を示す斜視図、（ｃ）はファイナルパッケージを示す斜視図である。
【図７】セミパッケージの下膨れ状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１ 包装機
２ 包材
３ セミパッケージ
４ ファイナルパッケージ
２５、２６ フラップ
２５ａ ２６ａ 内面
２７ 突起
２８ 上端部
２９ 側板
３０ 底板
３１ 中板
２９ａ、３０ａ、３１ａ 内面

Claims (2)

1. 筒状の包材に下側の横シールを施し、下側の横シールの上方から包材の内部に液状の内容物を充填し、下側の横シールよりも所定距離だけ離れた上方位置に上側の横シールを施して、内容物が密封されたセミパッケージを形成し、セミパッケージを曲折して五角以上の多角柱のファイナルパッケージを形成する包装装置に用いられ、前記セミパッケージの各側面を押圧する複数の側方押圧面からなり、全体として扁平状の横断面を有する内面を備え、上側の横シールを施すときに形成途中のセミパッケージを所望の形状に保持する成形型であって、前記複数の側方押圧面のうち、前記上側の横シールの長手方向の両側にそれぞれ対向する側方押圧面の上端面に、前記セミパッケージの上側の横シールの下部側を押圧支持してセミパッケージを厚み寸法がほぼ均一な偏平状の形状に矯正する突起を設けたことを特徴とする包装装置の成形型。
2. 請求項１記載の包装装置の成形型であって、前記成形型が相互に近接及び離間するように移動自在に設けられた一対のフラップを有し、該フラップが底板と、この底板の両側にそれぞれ配置されると共に、底板より上方に延設された上端部を有する側板と、前記底板の両側と前記側板との間をそれぞれ連結する中板とからなり、前記底板、側板、中板の内面側に前記内面が形成され、前記突起が前記側板の上端部に設けられていることを特徴とする包装装置の成形型。

Images