(57)【要約】【課題】マンドレルの軽量化を図る。また、マンドレルの対摩耗性および耐食性を向上させる。しかも、マンドレル全体の外表面の温度を均一に保つようにする。【解決手段】角筒状容器ブランクＢの容器ボトムとなるべき部分を平坦状に折畳シールする際に、容器ブランクがはめ被せられる容器ボトム成形用マンドレルは、容器ブランクＢの四隅部がそれぞれそわされる４つの当接部４１を有する筒状マンドレル本体３１と、マンドレル本体３１の基端を閉鎖している底板３２と、マンドレル本体３１の先端を閉鎖している頂板３３とを備えている。マンドレル本体３１は、薄肉パイプ成形品製である。隣り合う当接部４１の間に、横断面凹状部４２が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角筒状容器ブランクの容器ボトムとなるべき部分を平坦状に折畳シールする際に、容器ブランクがはめ被せられる容器ボトム成形用マンドレルであって、
容器ブランクの四隅部がそれぞれそわされる４つの当接部を有する筒状マンドレル本体と、マンドレル本体の基端を閉鎖している底板と、マンドレル本体の先端を閉鎖している頂板とを備えており、マンドレル本体が、薄肉パイプ成形品製であり、隣り合う当接部の間が、横断面凹状に形成されている容器ボトム成形用マンドレル。
【請求項２】
底板に冷却水入口および冷却水出口が形成され、頂板裏面に凹所が形成され、凹所内に冷却室を形成するように凹所の開口が閉鎖板によって被覆され、閉鎖板に入口側連通口および出口側連通口が形成され、冷却水入口および入口側連通口が、マンドレル本体の中空内部を縦断させられた冷却水パイプによって連通させられ、冷却水出口および出口側連通口が、マンドレル本体の中空内部によって連通させられている請求項１に記載の容器ボトム成形用マンドレル。
【請求項３】
マンドレル本体、底板および頂板が、同材質の金属で形成され、これらが、溶接により一体化されている請求項１または２に記載の容器ボトム成形用マンドレル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の容器ボトム成形用マンドレルを製造する方法であって、一様な厚みをもつステンレス製横断面円形状パイプ材をロール成形することによってマンドレル本体を成形し、マンドレル本体の基端にステンレス製板材を溶接することにより底板を形成し、その先端にステンレス製板材を溶接することによって頂板を形成する容器ボトム成形用マンドレルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、飲料を充填したゲーブルトップ容器を製造する包装機械において、角筒状容器ブランクの容器ボトムとなるべき部分を平坦状に折畳シールする際に用いられる容器ボトム成形用マンドレルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の容器ボトム成形用マンドレルとしては、容器ブランクの四隅がそれぞれそわされる４つの当接部を有する筒状マンドレル本体と、マンドレル本体の基端を閉鎖している底板と、マンドレル本体の先端を閉鎖している頂板とを備えており、マンドレル本体が、切削、鍛造または鋳造によって形成されており、底板および頂板が、ボルト等によってマンドレル本体に締結されているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
さらに、上記マンドレルにおいては、底板に冷却水入口および冷却水出口が形成され、頂板裏面に凹所が形成され、凹所内に冷却室を形成するように凹所の開口が閉鎖板によって被覆され、閉鎖板に入口側連通口および出口側連通口が形成され、冷却水入口および入口側連通口が、マンドレル本体の中空内部を縦断させられた送り側冷却水パイプによって連通させられ、冷却水出口および出口側連通口が、送り側冷却水パイプと平行にのびた戻り側冷却水パイプによって連通させられている。
【０００４】
また、マンドレル頂板は、シール圧に耐えるための強度を確保する必要からステンレスで形成されたものや、マンドレル本体は、強度に加え重量を軽くする必要からアルミニウムにより形成されたものが一般に知られている。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６２−１９９３３１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ブランクの底部をシールする際に、マンドレル頂板にはシール圧が作用する。シール圧に耐えるための強度を確保するにはマンドレル本体の肉厚を大きくする必要があり、そのために、マンドレル全体の重量が大きくなり勝ちであった。
【０００７】
さらに、マンドレル本体がアルミニウム製であるため、対摩耗性および耐食性対策等が必要であった。とくに、近年、容器内面と接触する部分であるマンドレル外面の衛生問題が重用視されるようになり、マンドレルおよびその周辺の洗浄・殺菌に際し、強力な薬剤が使用さしれる傾向にあり、より一層信頼のおけるの耐食性が求められている。
【０００８】
また、底板および頂板が、ボルト等によってマンドレル本体に締結されているから、隣り合う部材の間隙に同薬剤等が進入することにより、衛生問題をより一層複雑なものとしている。
【０００９】
さらに、上記従来のマンドレルにおいては、マンドレルの冷却室には冷却水が循環されるため、マンドレルの先端部分の冷却には問題が無い。ところが、先端部分以外、例えば、マンドレル本体の周壁部分は冷却水と直接接触することが無いため、冷却不足が生じる。とくに、機械停止時等においては、ヒータがマンドレル本体の周壁部分を加熱してしまい、同部分の表面温度が上昇し、カートンの滑りの低下によるマンドレルの挿入不良を発生させることがあった。
【００１０】
この発明は、軽量化が可能であり、対摩耗性および耐食性に優れ、しかも、マンドレル全体の外表面の温度を均一に保つことのできる容器ボトム成形用マンドレルおよびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明による容器ボトム成形用マンドレルは、当接部筒状容器ブランクの容器ボトムとなるべき部分を平坦状に折畳シールする際に、容器ブランクがはめ被せられる容器ボトム成形用マンドレルであって、容器ブランクの四隅部がそれぞれそわされる４つの当接部を有する筒状マンドレル本体と、マンドレル本体の基端を閉鎖している底板と、マンドレル本体の先端を閉鎖している頂板とを備えており、マンドレル本体が、薄肉パイプ成形品製であり、隣り合う当接部の間が、横断面凹状に形成されているものである。
【００１２】
四隅部とは、厳密に容器ブランクの隅のみを指すものではなく、容器ブランク四隅近傍の直交二面も含むものである。４つの当接部とは、厳密に容器ブランクの隅に当接する部分のみを指すものではなく、少なくとも四隅近傍の直交二面に当接すれば足りる部分を含むものである。
【００１３】
薄肉パイプ成形品とは、横断面円形薄肉パイプ材をロール成形したものに限らず、横断面矩形薄肉パイプ材をロール成形したものや、さらには、薄肉板をパイプ状に折曲げ成形し、その継ぎ目を溶接したものでもよい。
【００１４】
薄肉パイプ成形品の肉圧は、強度や軽量化の観点から、０．８〜３．０ｍｍのものであればよいが、１〜２ｍｍのものを用いると、成形安定性が向上することから好ましい。
【００１５】
この発明による容器ボトム成形用マンドレルでは、マンドレル本体が、パイプ成形品製であるから、軽量化が可能である。
【００１６】
さらに、隣り合う当接部の間が、横断面凹状に形成されていると、マンドレル本体の軽量化にもかかわらず、マンドレル本体の座屈強度を確保することができる。
【００１７】
また、底板に冷却水入口および冷却水出口が形成され、頂板裏面に凹所が形成され、凹所内に冷却室を形成するように凹所の開口が閉鎖板によって被覆され、閉鎖板に入口側連通口および出口側連通口が形成され、冷却水入口および入口側連通口が、マンドレル本体の中空内部を縦断させられた冷却水パイプによって連通させられ、冷却水出口および出口側連通口が、マンドレル本体の中空内部によって連通させられていると、冷却室には冷却水パイプによって入口側連通口を通じて冷却水が流入し、冷却室から出口側連通口を通じて流出した冷却水はマンドレル本体の中空内部に充満させられる。したがって、マンドレル全体の外表面の温度を均一に保つことができる。
【００１８】
また、マンドレル本体、底板および頂板が、同材質の金属で形成されていると、薬剤による金属間の電位差腐食が発生せず、また、これらが、溶接により一体化されていると、それらの対応するもの同士の間隙を無くすことができ、容器ブランク内面と隣接する同間隙に雑菌が侵入することを防止できる。
【００１９】
この発明による容器ボトム成形用マンドレルの製造方法は、一様な厚みをもつステンレス製横断面円形状パイプ材をロール成形することによってマンドレル本体を成形し、マンドレル本体の基端にステンレス製板材を溶接することにより底板を形成し、その先端にステンレス製板材を溶接することによって頂板を形成するものである。
【００２０】
この発明による容器ボトム成形用マンドレルの製造方法では、マンドレル本体、底板および頂板が、いずれも、ステンレス製であるから、アルミニウムにまつわる対摩耗性および耐食性のための対策が不要である。
【００２１】
さらに、一様な厚みをもつ横断面円形状パイプ材をロール成形することによってマンドレル本体を成形しているから、軽量化を容易に行うことができる。
【００２２】
また、マンドレル本体に底板および頂板をそれぞれ溶接することにより、マンドレル本体、底板および頂板を一体化しているため、衛生問題を回避することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００２４】
図１には、回転体１１に取付られたマンドレル１２が１つだけ示されているが、通常、複数のマンドレル１２が回転体１１の回転軸回りに放射状に取付られた状態で用いられる。マンドレル１２には角筒状容器ブランクＢがはめ被せられているが、この容器ブランクＢの容器ボトムとなるべき先端部分は、既に、平坦状に折畳まれてシールされている。容器ブランクＢは、両面に熱可塑性樹脂層を有する紙主体積層体製のものである。
【００２５】
回転体１１は、マンドレル１２が供給ステーション、加熱ステーション、折畳ステーションおよびシールステーションで順次停止させられるように間欠的に回転駆動される。供給ステーションでは、マンドレル１２に角筒状容器ブランクＢがその容器ボトムとなるべき部分をマンドレル１２から突出させるようにはめ被せられる。加熱ステーションでは、ブランクＢの突出部が熱風によって加熱される。折畳ステーションでは、ブランクＢの加熱された部分が平坦状に折畳まれる。シールステーションでは、その折畳まれた部分が圧着シールされる。
【００２６】
回転体１１にはマンドレル１２を取付るための円形状有底取付孔２１と、これの底にそれぞれ連通させられた冷却水供給通路２２および冷却水排出通路２３とがそれぞれあけられている。
【００２７】
マンドレル１２は、筒状マンドレル本体３１と、マンドレル本体３１の基端を閉鎖している底板３２と、マンドレル本体３１の先端を閉鎖している頂板３３と、マンドレル本体３１の中空内部を縦断しかつ底板３２および頂板３３に渡されている冷却水パイプ３４とを備えている。
【００２８】
マンドレル本体３１は、全長にわたって横断面を一様とする略星形状ステンレスパイプ成形品製のものである。図２に、マンドレル本体３１の横断面が詳細に示されている。マンドレル本体３１は、容器ブランクＢの四隅にそれぞれそわされた４つの横断面略Ｃ字状当接部４１と、隣り合う当接部４１の間が内向きに窪まされて凹状に形成された４つの横断面略アーチ状非当接部４２とよりなる。各当接部４１は、容器ブランクＢの対応する隅の直交２面と面接触させられた２つの平坦部４１ａを有している。
【００２９】
底板３２は、マンドレル取付孔２１にはめ入れられている丸棒状ステンレス製板材よりなる。底板３２の先端にはこれと一体的にフランジ５１が設けられている。フランジ５１は、容器ブランクＢの外面よりも大きい周面をもつ略正方形状のものである。複数のボルト５２がフランジ５１を貫通して回転体１１の取付孔２１周囲にねじ込まれている。
【００３０】
底板３２外周面には環状溝５３が形成され、これには、Ｏリング５４がはめ入れられている。また、取付孔２１底面と底板３２端面間にはパッキン５５が介在させられている。パッキン５５には、冷却水供給通路２２および冷却水排出通路２３の開口端とそれぞれ合致させられるように送り側連通孔５６および戻り側連通孔５７が形成されている。送り側連通孔５６と連通するように冷却水入口５８が、戻り側連通孔５７と連通するように冷却水出口５９がそれぞれ底板３２に形成されている。
【００３１】
頂板３３は、容器ブランクＢの内面の全周とほぼ合致させられた周面をもつ略正方形のステンレス製板材よりなる。頂板３３表面にはこれの中央部を経由して横断状にのびたＶ字溝６１が形成されている。Ｖ字溝６１は、容器ボトムの成形と同時に、容器ボトムに容器座り安定化用Ｖ字状窪みを付けるためのものである。
【００３２】
頂板３３裏面中央部には円形状凹所６２が形成されている。凹所６２は、段を介して連なる内小径部６３および外大径部６４よりなる。大径部６４には閉鎖板６５がはめ入れられ、これにより、小径部６３が冷却室６６を形成している。閉鎖板６５には入口側連通口６７および出口側連通口６８が形成されている。
【００３３】
冷却水パイプ３４の入口端は、冷却水入口５８に差し込まれるとともに、冷却水パイプ３４の出口端は、入口側連通口６７に差し込まれている。
【００３４】
冷却水供給通路２２を通じて冷却水パイプ３４に供給された冷却水は冷却室６６に流入させられる。流入した冷却水によって冷却室６６の周辺部効率良く冷却される。冷却室６６内の冷却水は出口側連通口６８を通じてマンドレル１２の中空内部に流出させられ、流出した冷却水はマンドレル１２の中空内部に充満させられる。これにより、マンドレル本体３１全体は均一に冷却される。役目を終えた冷却水は、マンドレル本体３１内から冷却水出口５９を通じて排出される。
【００３５】
マンドレル本体３１は、図４に示すように、ステンレス製横断面円形状パイプ材Ｐ１から、複数種類の絞りロールＲ１〜Ｒ５を用いたロール成形により、横断面四角形状中間パイプ材Ｐ２を経て、最終的に横断面略星形状状パイプ材Ｐ３に成形されたものである。横断面略星形状パイプ材Ｐ３は、所定の長さに切断されてマンドレル本体３１を形成する。マンドレル本体３１のそれぞれ対応する端部には底板３２および頂板３３となるべきステンレス製板材が溶接により接合される。
【００３６】
【発明の効果】
この発明によれば、軽量化が可能であり、対摩耗性および耐食性に優れ、しかも、マンドレル全体の外表面の温度を均一に保つことのできる容器ボトム成形用マンドレルおよびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるマンドレルの縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにそう横断面図である。
【図３】同マンドレルの分解斜視図である。
【図４】同マンドレルの成形状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１２  マンドレル
３１  マンドレル本体
３２  底板
３３  頂板
３４  冷却水パイプ
４１  当接部
４２  非当接部
５８  冷却水入口
５９  冷却水出口
６２  凹所
６５  閉鎖板
６６  冷却室
６７  連通口
６８  連通口
Ｂ  ブランク
【図１】
2004255574.tif 000003
【図２】
2004255574.tif 000004
【図３】
2004255574.tif 000005
【図４】
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