(57)【要約】【課題】パイプが側方から供給する場合でも均一な方向からパイプを向けることが困難な場合、ノズルの内部空間で均一な霧化した状態の潤滑剤とすることが困難になり、これにより均一な霧化した潤滑剤をカップの上端開口部周縁の内側に付与することが望まれていた。【解決手段】カップの上端開口部周縁の内側から上方にかけて、当該カップの内側面との間に所定の隙間を形成しながら配置されており、カップの上端開口部周縁の内側には少なくとも内部空間を有し、該内部空間から該カップの上端開口部周縁の内側面に開口している複数の噴霧口を有し、カップの上端開口部周縁の上方に複数の側面方向から霧化された潤滑剤を該内部空間に供給する複数のノズルから供給する複数のパイプを該内部空間に突出させたノズルとそのノズルを用いたカール成形装置を提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップの上端開口部周縁の内側から上方にかけて、当該カップの内側面との間に所定の隙間を形成しながら配置されており、カップの上端開口部周縁の内側には少なくとも内部空間を有し、該内部空間から該カップの上端開口部周縁の内側面に開口している複数の噴霧口を有し、カップの上端開口部周縁の上方に複数の側面方向から霧化された潤滑剤を該内部空間に供給する複数のノズルから供給する複数のパイプを該内部空間に突出させたノズル。
【請求項２】
前記複数のパイプが、前記内部空間の中央部分に向かって均等な方向から開口していることを特徴とする請求項１記載のノズル。
【請求項３】
内部空間が、カップの上端開口部周縁の内側から上方にかけての高さを有し、前記ノズルが、カップの上端開口部周縁の上方に複数の側面方向から前記内部空間に突出させたものであることを特徴とする請求項１または２記載のノズル。
【請求項４】
胴部と底部とが結合されているカップの上端開口部周縁を外側にカールさせるカール成形装置において、
請求項１から３何れか記載のノズルと、
このノズルによって潤滑剤が噴霧された後、前記カップの上端開口部周縁を成形金型に形成された曲面状の溝部に沿って外側にガイドさせながら巻き込むことによりトップカールを成形するカール成形手段と、
を具備したことを特徴とするカール成形装置。
【請求項５】
前記カップの上端開口部周縁の内側に配置され、当該カップの内側面との間に所定の隙間を形成するためのガイド部と前記ノズルが一体化していることを特徴とする請求項４記載のカール成形装置。
【請求項６】
請求項４または５記載のカール成形装置において、
潤滑剤を霧化する霧化装置を備え、この霧化装置により霧化された潤滑剤を前記ノズルに供給することにより、霧化された潤滑剤を前記カップの上端開口部周縁の内側面に噴霧することを特徴とするカール成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、紙製もしくは樹脂製のカップの製造において、胴部材および底部材の打ち抜きブランクを成形機によりヒートシールあるいは高周波シール等により接着してなるカップの上端開口部周縁にトップカールを成形するためのノズルとそのノズルを用いたカール成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紙製もしくは樹脂製のカップは、コールド飲料やホット飲料などの飲料用カップ、納豆やヨーグルト、ラーメンやアイスクリームなどの食品用カップ、尿検査などに使われる検査用カップなどの医療用カップ等、様々な分野で使用されている。いずれの紙製もしくは樹脂製カップにおいても、カップの上端開口部周縁を外側にカールさせるトップカール成形加工を行っている。
【０００３】
このようなトップカール成形加工を行うには、潤滑剤をカップの上端開口部周縁の内側面またはカール成形治具のカール成形部曲面状の溝部に塗布し、カール成形治具を上方からカップの上端開口部周縁部へ押圧することで、カール成形治具のカール成形部曲面状の溝部の形に沿ってカール形状を形作る加工法が従来から多く行われている。
【０００４】
潤滑剤をカップの上端開口部周縁の内側面またはカール成形治具のカール成形部曲面状の溝部に塗布せずにカール成形治具を押圧する場合、紙製もしくは樹脂製のカップの胴体部分に座屈が発生する等の問題があり、正常にトップカール成形を行うことは困難である。
【０００５】
また、たとえば、カップの強度を強くするために基材の坪量を上げ、基材の厚さを厚くするといったことが行われているが、カップの成形時の機械適正が悪くなるという問題がある。このため、カップの基材によりトップカール成形の成形性は大きく異なるという問題がある。
【０００６】
さらに、カップの形状によってもトップカール成形性が異なり、カップの側面が底面に対して垂直な形状のカップの上端開口部周縁にトップカールを成形する場合、座屈などの成形不良が発生しやすく、正常にトップカール成形を行うことは困難である。
【０００７】
上記したように、紙製もしくは樹脂製のカップの上端開口部周縁にトップカールを成形する際の機械適正を上げるためには潤滑剤は不可欠である。このため、従来からトップカール成形を行う前に潤滑剤をカップ上端開口部周縁の内側面またはカール成形治具のカール成形部曲面状の溝部に塗布し、トップカール成形を行う際の機械適性を向上させることが多く行われている。
【０００８】
それに対応して、カップ上端開口部周縁にトップカールを成形する際、座屈やシワ等の発生がなく、トップカールの成形を行うことが可能となり、かつ、潤滑剤の使用によるカップ内部への潤滑剤残留等の問題を生じさせないために、図５の様な、カップの上端開口部周縁の内側に、内側面との間に所定の隙間を形成するためのガイド部を配置させ、ガイド部の周面に設けられたノズルに対し霧化された潤滑剤を供給することにより、カップの上端開口部周縁の内側面に霧化された潤滑剤を噴霧し、霧化された潤滑剤を噴霧した後、カップの上端開口部周縁を成形金型に形成された曲面状の溝部に沿って外側にガイドさせながら巻き込むことによりトップカールを成形するカール成形方法が知られている（特許文献１参照）。この場合、パイプ５２はノズル上面５７から接続されている。
【０００９】
そして、このような方法に用いられる製造装置は、カップの上端開口部周縁の内側に配置され、カップの内側面との間に所定の隙間を形成するためのガイド部と、このガイド部の周面に設けられ、外部から供給される霧化された潤滑剤を前記カップの上端開口部周縁の内側面に噴霧するノズルと、このノズルによって潤滑剤が噴霧された後、カップの上端開口部周縁を成形金型に形成された曲面状の溝部に沿って外側にガイドさせながら巻き込むことによりトップカールを成形するカール成形手段とからなる構造を持つものであった。
【００１０】
それより狭い設置場所に本装置を置く場合、図６の様にノズルの内部空間６４に対して四方や六方や八方などのカップ上方で側面方向からパイプ６２を設けて、図７の様にカップ７５の上端開口部周縁に向けて複数の噴霧口を設ける方法もあるが、図６の様に均等な方向にパイプから霧化された潤滑剤を供給するのは困難であり、実際は図８の様にパイプ８２が中央方向に開口部が設けられず、供給方向８５が内部空間８４の中央８８に向いてない均等でないパイプ８２ａが存在することにより、均一な噴霧が困難になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−１２６０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に記載されている装置においては、ノズル内部に霧化された潤滑剤をノズル上面から供給しているが、場所的制約により上方中央からノズルを設置する場所が狭く、ノズル高さが制限されるときは、特許文献１の供給方法のようなノズル上面から供給できず、また、パイプが側方から供給する場合でも均一な方向からパイプを向けることが困難な場合、ノズルの内部空間で均一な霧化した状態の潤滑剤とすることが困難になり、これにより均一な霧化した潤滑剤をカップの上端開口部周縁の内側に付与することができないという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第一の発明は、カップの上端開口部周縁の内側から上方にかけて、当該カップの内側面との間に所定の隙間を形成しながら配置されており、カップの上端開口部周縁の内側には少なくとも内部空間を有し、該内部空間から該カップの上端開口部周縁の内側面に開口している複数の噴霧口を有し、カップの上端開口部周縁の上方に複数の側面方向から霧化された潤滑剤を該内部空間に供給する複数のノズルから供給する複数のパイプを該内部空間に突出させたノズルを提供するものである。
【００１４】
本発明の第二の発明は、前記複数のパイプが、前記内部空間の中央部分に向かって均等な方向から開口していることを特徴とする上述のノズルを提供するものである。
【００１５】
本発明の第三の発明は、内部空間が、カップの上端開口部周縁の内側から上方にかけての高さを有し、前記ノズルが、カップの上端開口部周縁の上方に複数の側面方向から前記内部空間に突出させたものであることを特徴とする上述のノズルを提供するものである。
【００１６】
本発明の第四の発明は、胴部と底部とが結合されているカップの上端開口部周縁を外側にカールさせるカール成形装置において、
上述のノズルと、
このノズルによって潤滑剤が噴霧された後、前記カップの上端開口部周縁を成形金型に形成された曲面状の溝部に沿って外側にガイドさせながら巻き込むことによりトップカー
ルを成形するカール成形手段と、
を具備したことを特徴とするカール成形装置を提供するものである。
【００１７】
本発明の第五の発明は、前記カップの上端開口部周縁の内側に配置され、当該カップの内側面との間に所定の隙間を形成するためのガイド部と前記ノズルが一体化していることを特徴とするカール成形装置を提供するものである。
【００１８】
本発明の第六の発明は、潤滑剤を霧化する霧化装置を備え、この霧化装置により霧化された潤滑剤を前記ノズルに供給することにより、霧化された潤滑剤を前記カップの上端開口部周縁の内側面に噴霧することを特徴とする上述のカール成形装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、紙製もしくは樹脂製のカップ上端開口部周縁にトップカールを成形する際、座屈やシワ等の発生がなく、トップカールの成形を行うことが可能となるように、カップ上端開口部周縁に潤滑剤の使用によるカップ内部への潤滑剤残留等の問題を、ノズルに対するパイプの配置に制限があることにより均一な潤滑剤の付与が困難な場合であっても、パイプをノズル内部空間内に突出させて適宜均一な付与を可能とする配置を可能にするカール成形装置およびそれに用いるノズルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係るカール成形装置の構成を概略的に示す側面模式図である。
【図２】ノズルの構成を模式的に示す断側面図である。
【図３】図２のノズルの構成を模式的に示す平面断面図である。
【図４】カール成形工程の構成を模式的に示す側断面図である。
【図５】従来のカール成形装置の一例を模式的に示す側面図である。
【図６】従来のノズルの構成を模式的に示す平面断面図である。
【図７】図６の構成の従来のノズルを模式的に示す側面断面図である。
【図８】さらに別な従来のノズルの構成を模式的に示す平面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係るカール成形装置の構成を概略的に示すものである。図１において、潤滑剤タンク１８には液状の潤滑剤１９が収納される。潤滑剤タンク１８には霧化装置１１が接続されている。
【００２３】
霧化装置１１は、外部からパイプ（図示せず）を介して供給されるエアを用いて、潤滑剤１９を霧化するものである。
【００２４】
霧化装置１１からパイプ１２を介してノズル１３の上部側面１７に接続されている。なお、パイプ１２は途中のマニホールド２０によって分岐されるようになっている。例えば四分割や六分割など適宜分割すればよい。
【００２５】
ノズル１３は、トップカールを成形する筒状のカップ１５の上端開口部の内側に配置されることで、霧化装置１１からパイプ１２を介して供給される霧化された潤滑剤を、パイプ１２がノズル１３の内部空間まで突出している先端の開口から内部空間に霧化された潤滑剤を供給し、それによりノズル１３の内部空間に供給された霧化された潤滑剤を、カップ１５の上端開口部周縁１４の内側面に噴霧口１６を介して噴霧するものである。
【００２６】
なお、ノズルにおいて、噴霧されないで残った余剰潤滑剤は、パイプ等を介してポンプにより吸い出されて潤滑剤タンク１９内に戻されるように構成しても構わない。
【００２７】
カップは、たとえば、紙製もしくは樹脂製の胴部材および底部材の打ち抜きブランクを成形機によりヒートシールあるいは高周波シール等により接着することにより略円錐台形に形成されている。
【００２８】
なお、カップの形状は、円錐台形に限らず、たとえば、円筒状、角筒状、略角錐台形などであってもよい。
【００２９】
ノズル２３は、たとえば、図２に示すように、カップ２５の上端開口部周縁２４の内側面との間に所定の隙間を、例えば略円柱状のガイド部等を用いて設けられ、霧化された潤滑剤をカップ２５の上端開口部周縁２４の内側面に噴霧する複数の噴霧口２６を設ける。
【００３０】
このノズル２３は、カップ２５の上端開口部周縁２４の内側から上方にかけて、当該カップの内側面との間に所定の隙間を形成しながら配置されている。
【００３１】
パイプ２２は、内部空間２９に突出部２８を設けられていて、この突出部２８の先端が開口していて、そこから霧化された潤滑剤が内部空間２９に供給される。
【００３２】
また、このノズル３３は、図３に示す様に、複数方向から内部空間３４に向かって、カップ上部で側方向から接続され、この内部空間３４は、カップの上端開口部周縁の内側面に噴霧する複数の噴霧口まで連なっている。
【００３３】
このノズル３３は、四方向の側面方向のパイプから供給されているが、均等な方向から接続されるものではないが、その内部空間への突出部３８により霧化された潤滑剤３７が誘導され、内部空間３４中央部分でこの開口が均一に会合して霧化された潤滑剤３７が均一な状態で噴霧口で噴霧される様な構造になっている。
【００３４】
なお、この内部空間は、さらに噴霧口より下部まで設け、潤滑剤溜まり部を設けてもよい。
【００３５】
この場合は、潤滑剤溜まり部は、別なパイプを介して供給される霧化された潤滑剤を潤滑剤溜まり部内に溜まった余剰潤滑剤をパイプへ導く余剰潤滑剤回収流路を有して構成されても構わない。なお、ノズルの噴射口は、たとえば、カップ２５の上端開口部周縁２４の内側面に向かい合わせて周面に等間隔に設けられている。この場合、ガイド部を使用する場合は、このガイド部の周面に等間隔に設けられている構成でも構わない。
【００３６】
なお、ノズルが四方向の側面方向のパイプから供給されるのに代わって、六方向や八方向の側面方向のパイプから供給されるものでもよく、さらに側面方向でなくても良く、開口の会合している所が内部空間の中央部分でなく、例えば会合部分がなく巴状に開口が設けられていてもよいが、少なくとも噴霧口から噴霧される霧化された潤滑剤が、均一に噴霧されるようなパイプの突出がされていれば良い。
【００３７】
このような構成において実施の形態に係るカール成形方法について、図４を用いて説明する。
【００３８】
まず、あらかじめ潤滑剤タンクに液状の潤滑剤を供給しておく。液状の潤滑剤を霧化するタイミングは霧化装置により管理されていて、霧化された潤滑剤はパイプを介してノズ
ルへと送られ、複数の噴射口からカップの上端開口部周縁の内側面に噴霧される。このとき、ノズルの噴射口を所定の速度で回転させながら潤滑剤を噴霧するようにしてもよい。
【００３９】
液体から霧への霧化は必要なときに適時自動で行われ、ただちに噴霧されるため、必要なとき以外は潤滑剤を霧化する必要はないために潤滑剤タンク内の潤滑剤の残量に変化はなく、潤滑剤を無駄に使用することはない。また、必要なとき以外は動作しないため、装置の動作時間が少なくなり、装置の稼働コストの削減、寿命の長期化にも役立つ。
【００４０】
また、本実施の形態では必要なときにだけ霧化装置を動作させて液体の潤滑剤を霧化していて、常に一定の濃度の霧になるように動作をさせることで潤滑剤の使用量を管理することが容易になる。
【００４１】
ノズルへ送られた霧化された潤滑剤が全て噴射口で噴霧されない場合は、余剰潤滑剤が発生する。これらの余剰潤滑剤が生ずる場合は霧から液体に戻り、ノズル内部空間に潤滑剤溜まり部を設け、ここに溜まるようにする必要がある。この場合の潤滑剤溜まり部に溜まった余剰潤滑剤は、余剰潤滑剤回収流路およびパイプを介してポンプにより吸い出され、吸い出された余剰潤滑剤はパイプを介して潤滑剤タンクへと戻される必要がある。
【００４２】
なお、カップの上端開口部周縁の内側面に潤滑剤を噴霧（塗布）した後の成形金型によるカール成形工程については、図４（ａ）に示すように、カップ固定治具４４によりカップ４５を固定した状態で、カップ４５の上端開口部周縁にカップ４５の上方から一段目成形金型４１を押圧することで、カップ４５の上端開口部周縁をカールさせる。
【００４３】
その後、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、同様に二段目成形金型４２、三段目成形金型４３を順次押圧することで、カップ４５の上端開口部周縁をカールさせる。このカール成形は、座屈防止のため、一段目成形金型４１、二段目成形金型４２、三段目成形金型４３の順に、カールさせる角度を大きくしていくようになっている。
【００４４】
図４には、成形金型が三つある場合を示しているが、この段数は必ずしも三つである必要はなく、適宜の数を選択可能である。
【００４５】
このような工程を得ることにより、図４（ｄ）に示すように、カップ４５の上端開口部周縁にトップカール４９が成形されるものである。
【００４６】
また、カップの上端開口部周縁の内側面に潤滑剤を噴霧するノズルと、カップの上端開口部周縁に対しカール加工する成形金型とを一体化したものでも構わない。
【００４７】
すなわち、ノズルは、更にカール成形用の成形金型が設けられている。成形金型は、ガイド部を用いる場合はその上部に一体的に形成されていて、カール成形用の環状に形成された曲面状の溝部を有している構成でもよい。この場合の成形金型として、たとえば、カール成形用の一段目成形金型として用いることで、カール成形用の成形金型の個数を減らし、費用の削減につながるほか、製造時間の短縮に有効である。
【００４８】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、胴部と底部が結合されているカップの上端開口部周縁をカール成形用の成形金型に施されている曲面状の溝部に沿って外側にガイドさせながら巻き込むことによりトップカールを成形するトップカール成形装置において、トップカール成形前のカール成形の機械適正を向上させるための潤滑剤塗布の工程において、液体で供給された潤滑剤を霧化する霧化装置を備え、この霧化装置により霧化された潤滑剤をノズル装置に供給し、このノズル装置から噴霧された霧化潤滑剤をカップ内側面のトップカール成形部に付着させることで、座屈やシワ等の発生がなく、トップカー
ルの成形を行うことが求められる場合であっても、ノズル内部に霧化された潤滑剤を均等な方向からパイプを接続できない場合であっても、そのことにより均等な噴霧ができないという問題点が生じない。
【００４９】
また、この霧化装置を用いることで、潤滑剤を液体から霧にすることが随時可能であり、必要なときに必要な量だけ潤滑剤を液体から霧にしてノズル装置へと供給することができるようになり、潤滑剤の使用量の管理が容易に行えるようになる。さらに、必要なときに必要な量だけ潤滑剤を液体から霧にしてノズル装置へと供給することで、不必要な潤滑剤の供給を減らし、潤滑剤の使用量を削減することが可能となり、コスト削減にも有用である。
【００５０】
また、ノズル装置の内部に潤滑剤溜まり部を設けることで、霧化装置で霧化された潤滑剤がノズル装置にパイプを通して供給され、ノズル装置から噴霧されるまでの間に霧から液体に戻ったり、使用されなかった分がノズル装置の内部の潤滑剤溜まり部に溜まり、潤滑剤溜まり部からポンプを用いて溜まった余剰潤滑剤をノズルから回収し、回収された潤滑剤は再度供給側の潤滑剤タンクへと戻される。このため、霧化されたものの有用に利用されない潤滑剤の量を大幅に減らすことができ、無駄な潤滑剤の使用を抑えることができる。
【００５１】
さらに、従来のトップカール成形においては、座屈やシワの防止のために成形金型による押圧を複数回に分けて行うことが多かったが、本実施の形態によれば機械適性の向上によりカール成形が容易にできるようになり、成形金型による押圧の回数を減らすことが可能となるため、成形時間の短縮をすることが可能である。
【００５２】
なお、本発明で用いる紙製もしくは樹脂製のカップは、トップカール成形を行うものであれば何でもよい。また、トップカール成形を行うための潤滑剤の塗布を行うものであれば、潤滑剤の使用量の削減および飛散を防止する目的として、本発明は有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１１、５１…霧化装置
１２、２２、３２、５２、６２、７２、８２…パイプ
３２ａ、８２ａ…均等でないパイプ
１３、２３、３３、５３、６３、７３、８３…ノズル
１４、２４、５４、７４…上端開口部周縁
１５、２５、４５、５５、７５…カップ
１６、２６、３６、５６、６６、７６、８６…噴霧口
１７、２７、７８…ノズル上部側面
１８、５８…潤滑剤タンク
１９、５９…潤滑剤
２０…マニホールド
２９、３４、６４、７７、８４…内部空間
２８、３８…突出部
３９、８８…中央部
３７、８７…霧化した潤滑剤の流れ
４１…一段目成形金型
４２…二段目成形金型
４３…三段目成形金型
４４…カップ固定治具
４６、４７、４８…曲面状の溝部
４９…トップカール
５７…ノズル上面
【図１】
2015160410.tif 000003
【図２】
2015160410.tif 000004
【図３】
2015160410.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015160410.tif 000009
【図８】
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