(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリー式液体充填包装装置のトップ成形部のカートン搬送装置において、トップ成形ターンテーブル外周に沿って等間隔に取付けられたカートンを保持するための複数の保持枠と、該保持枠の外周側に開放されたカートンが通過可能な開放部と、該開放部の開放と閉鎖を行うドア部と、該ドア部を開閉駆動動作させる開閉駆動手段とを備え、前記ドア部が、前記保持枠の外周側に開放されたカートンが通過可能な開放部側に取付けられた固定ピンを支点にして開閉駆動動作することを特徴とするカートン搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載のカートン搬送装置であって、前記ドア部を開閉駆動動作させる開閉駆動手段が、エアシリンダ又はカムアンドカムフォロアによる駆動機構によりドア部を開閉駆動動作させることを特徴とするカートン搬送装置。
【請求項３】
請求項１記載のカートン搬送装置であって、前記ドア部を開閉駆動動作させる開閉駆動手段が、エアシリンダ又はカムアンドカムフォロアによるリンク駆動機構によりドア部を開閉駆動動作させることを特徴とするカートン搬送装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のカートン搬送装置であって、前記保持枠が、カートンの角寸サイズに対応する固定した保持サイズに設定された固定サイズ方式の保持枠であることを特徴とするカートン搬送装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のカートン搬送装置であって、前記保持枠が、カートンの角寸サイズに対応する保持サイズに固定された固定サイズ方式の保持枠であることを特徴とするカートン搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横断面が正方形または長方形のカートンを製函して、ジュース、牛乳、液体調味料、酒などの液体内容物を充填する液体充填機において、底部成形後のカートンを１個ずつ保持して搬送するホルダーを有するカートン搬送機構を備え、内容物を充填後にトップをシールして密封するトップ成形部におけるカートン搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、横断面が正方形または長方形の紙製角筒状の液体包装容器の液体充填機は、折り畳まれた偏平な四角形状のカートンを多数枚集積して、前方に１枚ずつフィードするカートン供給工程と、カートンを偏平形状から立体形状へと立ち起こす成形工程と、成形したカートンを装填支持して、カートンのボトム部を成形するマンドレルアームを備えているボトム密閉工程（以下ボトム成形工程という）と、このボトム成形工程に接続して設けられジュース、牛乳、酒等の内容物をカートンのトップ開口部から充填する充填工程と、カートンのトップ開口部を加熱する加熱工程と、加熱した開口部圧着して密封する密封工程と、充填密封された角筒状容器を搬出する搬出工程（以下トップ成形工程という）からなっている。
【０００３】
上記の工程は、一般的なロータリー式のカートン搬送装置として図４に示すように、ターンテーブル１０ａ、１０ｂの円周方向に等間隔に、前述の各工程が配置され、ターンテーブルの円周上に等間隔に配置されたマンドレル３により、間欠回転しながらボトム成形工程を行うボトム成形側ターンテーブル１０ａとトップ成形ターンテーブル１０ｂに分割されターンテーブルの円周上に等間隔に配置された保持枠１（ホルダー）によりボトム密閉されたカートン２をホールドしながら間欠回転してトップ成形を行う。
【０００４】
ボトム成形ターンテーブル１０ａと、トップ成形ターンテーブル１０ｂは、それぞれのターンテーブルの一部が重なって配置されており、ボトム成形ターンテーブル１０ａと、トップ成形ターンテーブル１０ｂの間欠回転は同期している。
【０００５】
ボトム成形されたカートン２のトップ成形ターンテーブル１０ｂへの移動は、間欠回転により、トップ成形ターンテーブル１０ｂの保持枠１（ホルダー）の真上に、ボトム成形ターンテーブル１０ａに配置されたマンドレル３が移動した状態においてマンドレル３から下方に保持枠４へと引き抜かれ、トップ成形ターンテーブル１０ｂへとカートン２が移動する。
【０００６】
トップ成形ターンテーブル１０ｂに取り付けられた保持枠１の下側には、カートン２の底部を受けるために、ロータリー式液体充填機本体に対して固定状態で取り付けられた搬送ガイド５が設けられている。
【０００７】
図５に示すように、カートン２を保持、および搬送するトップ成形工程での従来の保持枠１は、トップ成形ターンテーブル１０ｂの外周端部に沿って、ブラケット１ｄを介してボルト等で等間隔に設置されている。
【０００８】
この保持枠１としては、従来より各種の構造があるが、例えば、図５に示すように、ブラケット１ｄに取り付けた背面板１ｂと、カートンの左右側面を保持する側面板１ａ、１ａと、左右側面板１ａ、１ａの前端部のカートン２前面側にある保持枠の開放部と、開放部にてカートン２の前面を保持して、カートン２がトップ成形ターンテーブルの法線方向に飛び出さないように押さえるための一方若しくは両方の側面板１ａの外端部に設けた支点４ａ（軸受）を介して開閉可能な閉鎖方向にバネにて付勢されたドア４ｂ（蝶番など）とによるドア部４とで構成されている。
【０００９】
また、従来の保持枠１としては、例えば、本願出願人の出願による特願２００１−６４４７４に記載するカートン搬送機構のように、カートン２の大きさ（角寸）が変わっても、保持枠（ホルダー）の交換が不要で、保持枠のサイズを適正なサイズに調整できる機構を備えたものがあり、このようなサイズ調整機構を備えた保持枠についても、上記図５に示す保持枠１と同様に、一方若しくは両方の側面板１ａの外端部に支点４ａ（軸受）を介して開閉可能な閉鎖方向にバネにて付勢されたドア４ｂ（蝶番など）によるドア部４が設けられているものがある。
【００１０】
図６（ａ）〜（ｃ）は、保持枠１からカートン２を押し出し排出する動作を説明するもので、図６（ａ）に示すように保持枠４内にホールド（保持）されているカートン２は、進退動作するカートン押し出し装置の押出板１ｃ（プッシャ）が、背面板１ｂの切欠部１ｅを通過して、図６（ｂ）に示すように保持枠１内に前進動作する。
【００１１】
図６（ｃ）に示すように、押出板１ｃの前進動作によってカートン２が保持枠１から押し出されると、カートン２前面のドア４ｂがカートン２によって押し開かれる。カートン２が完全に押し出された後は、ドア４ｂは取付けられているバネの付勢によって閉鎖するようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなバネにて付勢されたドア４ｂを設けた保持枠１を搭載した従来のカートン搬送装置では、支点４ａを介して開閉するドア４ｂの開閉に使っていたバネが破損することが多く、生産性が悪く、また押し出し装置１ｃによってカートン２が押し出される際に、ドア４ｂがカートン２に接触してバネ力に抗して押し開かれることから、カートン２の表面には傷が付くことが多かった。そこで本発明の課題は、上記従来の欠点を解消することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、ロータリー式液体充填包装装置のトップ成形部のカートン搬送装置において、トップ成形ターンテーブル外周に沿って等間隔に取付けられたカートンを保持するための複数の保持枠と、該保持枠の外周側に開放されたカートンが通過可能な開放部と、該開放部の開放と閉鎖を行うドア部と、該ドア部を開閉駆動動作させる開閉駆動手段とを備え、前記ドア部が、前記保持枠の外周側に開放されたカートンが通過可能な開放部側に取付けられた固定ピンを支点にして開閉駆動動作することを特徴とするカートン搬送装置である。
【００１４】
本発明の請求項２に係る発明は、上記請求項１に係るカートン搬送装置であって、前記ドア部を開閉駆動動作させる開閉駆動手段が、エアシリンダ又はカムアンドカムフォロアによる駆動機構によりドア部を開閉駆動動作させることを特徴とするカートン搬送装置である。
【００１５】
本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項１に係るカートン搬送装置であって、前記ドア部を開閉駆動動作させる開閉駆動手段が、エアシリンダ又はカムアンドカムフォロアによるリンク駆動機構によりドア部を開閉駆動動作させることを特徴とするカートン搬送装置である。
【００１９】
本発明の請求項４に係る発明は、上記請求項１乃至請求項３のいずれか１項に係るカートン搬送装置であって、前記保持枠が、カートンの角寸サイズに対応する固定した保持サイズに設定された固定サイズ方式の保持枠であることを特徴とするカートン搬送装置である。
【００２０】
本発明の請求項５に係る発明は、上記請求項１乃至請求項３のいずれか１項に係るカートン搬送装置であって、前記保持枠が、カートンの角寸サイズに対応する保持サイズに固定された固定サイズ方式の保持枠であることを特徴とするカートン搬送装置である。
【００２１】
【作用】
本発明によれば、保持枠の前面の開放部に設けたドア部の開閉に、開閉駆動動作するリンク機構を設けたことにより、従来のような閉鎖方向に付勢するためのバネを組み込むことが無いことから、バネの破損が無くなり生産性が向上する。
【００２２】
また、本発明によれば、カートンが押し出されてドア部に接触する前に、ドア部が駆動動作して開放することから、カートンの表面には傷が付くことが無くなり、品質が向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のロータリー式のカートン搬送装置の一実施の形態として、図４を参照して詳細に説明すれば、ターンテーブル１０ａ、１０ｂの円周方向に等間隔に、各工程、即ち、折り畳まれた偏平な四角形状のカートンを多数枚集積して、前方に１枚ずつフィードするカートン供給工程と、カートンを偏平形状から立体形状へと立ち起こす成形工程と、成形したカートンを装填支持して、カートンのボトム部を成形するマンドレルアームを備えているボトム密閉工程（以下ボトム成形工程という）と、このボトム成形工程に接続して設けられジュース、牛乳、酒等の内容物をカートンのトップ開口部から充填する充填工程と、カートンのトップ開口部を加熱する加熱工程と、加熱した開口部圧着して密封する密封工程と、充填密封された角筒状容器を搬出する搬出工程（以下トップ成形工程という）の各工程が配置されている。
【００２４】
ターンテーブル１０ａは、その円周上に等間隔に配置されたマンドレル３により、間欠回転しながらボトム成形工程を行い、トップ成形ターンテーブル１０ｂの円周上に等間隔に配置された保持枠１（ホルダー）によりボトム密閉されたカートン２をホールドしながら間欠回転してトップ成形を行う。
【００２５】
ボトム成形ターンテーブル１０ａと、トップ成形ターンテーブル１０ｂは、図４に示すように、それぞれのターンテーブルの一部が重なって配置されており、ボトム成形ターンテーブル１０ａと、トップ成形ターンテーブル１０ｂの間欠回転は同期していて、その重なり領域内にてボトム成形ターンテーブル１０ａの１つのマンドレル３の真下に、トップ成形ターンテーブル１０ｂの１つの保持枠１が対峙できるようになっている。
【００２６】
ボトム成形されたカートン２のトップ成形ターンテーブル１０ｂへの移動は、間欠回転により、トップ成形ターンテーブル１０ｂの保持枠１（ホルダー）の真上に、ボトム成形ターンテーブル１０ａに配置されたマンドレル３が移動した状態において、マンドレル３から下方に保持枠１へと引き抜かれ、トップ成形ターンテーブル１０ｂへとカートン２が移動する。
【００２７】
トップ成形ターンテーブル１０ｂに取り付けられた保持枠１の下側には、カートン２の底部を受けるために、ロータリー式液体充填機本体に対して固定状態で取り付けられた搬送ガイド５が設けられている。
【００２８】
そして、カートン２を保持、および搬送するトップ成形工程での保持枠１は、図５に示すものと同様にトップ成形ターンテーブル１０ｂの外周端部に沿って、ブラケット１ｄを介してボルト等で等間隔に設置されている。
【００２９】
本発明のカートン搬送装置の一実施の形態における保持枠１は、図１（ａ）に示すように、トップ成形ターンテーブル１０ｂの外周端部に沿って、ブラケット１１ｄにより取り付けた背面板１１ｂと、カートンの左右側面を保持する側面板１１ａ、１１ａと、左右側面板１１ａ、１１ａの前端部のターンテーブル外周側が開放している開放部と、カートン２の前面を保持してカートン２がトップ成形ターンテーブルの法線方向に飛び出さないように押さえるための一方若しくは両方の側面板１１ａの外端部に設けた支点１４ａ（軸受により回転可能に軸支した支軸）を介して開閉可能な閉鎖方向にバネにて付勢されたドア１４ｂ（蝶番など）とによるドア部１４とで構成されている。
【００３０】
なお、本発明のカートン搬送装置の保持枠１の構造としては、本発明においては特に限定するものではなく、図１（ａ）〜（ｃ）に示すようにカートン２の角寸に対応した所定の保持サイズに固定された固定サイズ方式の保持枠１の他に、例えば、本願出願人の出願による特願２００１−６４４７４に記載するカートン搬送機構における保持枠（調整サイズ方式のホルダー、保持枠）のように、保持枠の保持可能な角寸サイズを、カートン２の角寸サイズに対応するように調整でき、カートン２の大きさ（角寸）が変わっても、保持枠（ホルダー）の交換が不要で、保持枠のサイズを適正なサイズに調整できる機構を備えた構造のものでもよく、その保持枠における上記側面板１１ａの外端部相当部（外周側端部）に上記同様のドア部１４を設けたものでもよい。
【００３１】
本発明のカートン搬送装置の一実施の形態として、図１（ａ）に示すように、トップ成形ターンテーブル１０ｂに取付けられ、ターンテーブル外周側が開放している開放部を備えたカートン２を保持するための上記保持枠１と、該保持枠１に固定されている固定ピン１４ａ（軸受により回転可能に軸支した支軸による支点）と、固定ピン１４ａにより回動自在に支持されて、保持枠１の開放部を閉鎖したり開放したりするドア４ｂと、該ドア４ｂを開閉動作させるためのリンク機構２０から構成される。
【００３２】
リンク機構２０は、図１（ａ）の保持枠上平面図及び図２（ａ）の保持枠側面図に示すように、側面板１１ａの前端部に垂直な支点１４ａを介して回動可能に設けたドア１４ｂに一体的に作動アーム２１を備え、該作動アーム２１の外端部に垂直な回動支軸２３ａを介して水平な作動ロッド２３の一端部が取り付けられていて、該作動ロッド２３は保持枠１の側面板１１ａに取り付けたブラケット２２の孔設部内に嵌入して保持されている。
【００３３】
作動ロッド２３の他端部には、水平な回動支軸２３ｂを介して接続ロッド２６の一端部が取り付けられ、該接続ロッド２６の他端部には、水平な回動支軸２６ａを介して屈曲する駆動アーム２７の一端部が取り付けられ、該駆動アーム２７の他端部に一体的に駆動アーム２８が設けられ、該駆動アーム２７、２８の中間部が、保持枠１の側面板１１ａに軸支した支点２７ａを介して回動可能に設けられている。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、前記作動ロッド２３の一端側にはフランジ板２４が取り付け固定され、前記ブラケット２２とフランジ板２４との間における作動ロッド２３が、スパイラルバネ２５内に嵌挿している。そのため、作動ロッド２３は、フランジ板２４を介してスパイラルバネ２５により、常にドア１４ｂを閉鎖動作する方向（矢印方向）に付勢しており、通常は、保持枠１のドア１４ｂはスパイラルバネ２５により閉鎖状態にある。
【００３５】
保持枠１のドア１４ｂを開放動作する場合には、図２（ｂ）に示すように、駆動アーム２８外端部に対して、支点２７ａを介して押し下げる方向に、エアーシリンダにより駆動力を掛けることにより、又は駆動アーム２８外端部に自由回転可能に設けたコロ（カムフォロア）に対して、支点２７ａを介して押し下げる方向に、回転カムにより駆動力を掛けることにより、作動ロッド２３は、スパイラルバネ２５に抗してドア１４ｂを開放動作する方向（矢印方向）に動作して、保持枠１のドア１４ｂは開放状態になる。
【００３６】
トップ成形ターンテーブル１０ｂにブラケット１１ｄを介して取付けられた保持枠１が、ボトム成形ターンテーブル１０ａからボトム成形されたカートン２を受け取り保持する際は、図１（ａ）に示すように、保持枠１のドア部４のドア４ｂを閉鎖動作した状態で、その保持枠１が、ボトム成形されたカートン２を保持しているマンドレル３の真下に対峙した時点（図４のＡ時点）で、マンドレル３からボトム成形されたカートン２が抜き出されて受け取り保持できるようになっている。
【００３７】
保持枠１に保持したカートン２は、トップ成形ターンテーブル１０ｂの間欠回転により、液体充填包装装置の充填ステーション（図４のＢ時点）、トップ成形シールステーション（図４のＣ時点）、カートン排出部（図４のＤ時点）に順次搬送される。
【００３８】
このようにして充填ステーション（図４のＢ時点）にてカートン２内に内容物を充填し、トップ成形シールステーション（図４のＣ時点）にて、そのカートントップ部をトップ成形シールした充填密封包装の完了したカートン２を、液体充填包装装置のカートン排出部（図４のＤ時点）（図４に示す回転するトップ成形ターンテーブル１０ｂの保持枠１が、ボトム成形ターンテーブル１０ａからボトム成形されたカートン２を保持した後に、再度ボトム成形ターンテーブル１０ａと重なる位置の少なくとも手前の回転位置にある排出部）まで搬送する。
【００３９】
充填密封包装されたカートン２を保持した保持枠１が、カートン排出部（図４のＤ時点）まで搬送されてきた時点で、図１（ｂ）示すように、リンク機構２０の作動アーム２１がエアーシリンダ、又はカムアンドフォロアにより動作して、ドア部１４のドア１４ｂが支点１４ａを介して回転し、保持枠１の開放部を開放する。
【００４０】
ドア１４ｂの開放動作が完了すると、続いて図１（ｃ）に示すように、進退動作するカートン押し出し手段の押出板１１ｃ（プッシャ）が、背面板１１ｂの切欠部１１ｅを通過して保持枠１内に前進動作し、保持枠１内にホールド（保持）されている充填密封包装されたカートン２を、ドア１４ｂに接触させることなく保持枠１より外周方向の外側に排出する。
【００４１】
充填密封包装されたカートン２が排出された後は、カートン押し出し手段の押出板１１ｃは後退動作して元の位置に復帰し、またリンク機構２０の作動アーム２１がエアーシリンダ、又はカムアンドフォロアにより逆方向に動作して、ドア１４ｂは閉鎖して、保持枠１は図１（ａ）の状態に戻る。
【００４２】
また本発明のカートン搬送装置の他の実施の形態においては、図３（ａ）に示すように、上記のような固定サイズ方式保持枠１又は調整サイズ方式の保持枠１内のカートン２の前面を保持してカートン２が開放部からトップ成形ターンテーブルの法線方向に飛び出さないように押さえるための一方若しくは両方の側面板１１ａ（又は調整サイズ方式の保持枠の側面板１１ａ相当部）の外端部に、開閉可能に設けた閉鎖方向にバネにて付勢されたドア１４ｂと、該ドア１４ｂを先端に一体的にＬ字型に備えた側面板１１ａ（又は調整サイズ方式の保持枠の側面板１１ａ相当部）の外側に対し平行に近接して設けたアーム１４ｃと、該アーム１４ｃの基端側にターンテーブル１０ｂの回転内周側の側面板１１ａの前端部側に対して反対側に側面板１１ａに支持した支点１４ａを介して設けた作動アーム１４ｄとによるドア部１４とで構成されている。
【００４３】
このドア部１４の作動アーム１４ｄの支点１４ａの支軸には、コイルバネが取り付けられていて、そのコイルバネによりアーム１４ｃ及びその先端のドア１４ｂは閉鎖方向に付勢されている。
【００４４】
閉鎖方向に付勢されているドア部１４の作動アーム１４ｄを支点１４ａを介して揺動駆動させる機構としては、例えば図３（ａ）に示すように、作動アーム１４ｄに自由回転可能に設けたカムフォロアー１４ｅを回転する偏心カム１４ｇに摺接させることにより駆動させて、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ドア１４ｂを開放動作させるようにしてもよいし、あるいは作動アーム１４ｄにエアーシリンダーなどアクチュエータを取り付けて、図３（ｂ）、（ｃ）に示すようにドア１４ｂを開放動作させるようにしてもよい。
【００４５】
液体充填包装装置に備える本発明のカートン搬送装置は、充填する液体の容量に応じて変更される各種角寸サイズのカートン２を搬送でき、充填容量の差に応じて変更される各種高さのカートン２を搬送することができる。
【００４６】
本発明のカートン搬送装置は、充填密封包装後のカートン２のボトム部からトップ部までの高さが異なっても、開閉駆動動作機構を備えた保持枠１により確実に排出動作させることができ、またカートン２の角筒角寸サイズを各種サイズに変更して充填密封包装する場合において、本発明のカートン搬送装置に角寸サイズ固定方式の保持枠を用いた場合には、カートン角寸サイズの変更毎に、その変更サイズに対応する適正なサイズの保持枠１を複数種類用意して、取り替えにて対応することができ、また本発明のカートン搬送装置に角寸サイズ変更調整可能な保持枠１を用いた場合には、保持枠１を、カートン角寸サイズの変更毎に、その変更サイズに対応する適正なサイズに調整して対応することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のカートン搬送装置は、カートン保持枠の開放部におけるドア部の蝶番にバネを組み込むことが無いため、バネの破損が無くなり生産性が向上する。
【００４８】
また、本発明のカートン搬送装置は、カートンが保持枠から押し出されて排出される際に、排出前にドア部が開放動作するので、排出されるカートンがドア部に接触することがなく、カートンの表面に傷が付くことが無くなり、充填密封包装されるカートンの品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明のカートン搬送装置の一実施の形態における保持枠の構造と開閉動作及び排出動作順序を説明する上平面図。
【図２】（ａ）〜（ｂ）は本発明のカートン搬送装置の一実施の形態における保持枠の構造と開閉動作及び排出動作を説明する側面図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明のカートン搬送装置の他の実施の形態における保持枠の構造と開閉動作及び排出動作順序を説明する上平面図。
【図４】液体充填密封包装装置の一般的なカートン搬送装置を説明する上平面図。
【図５】一般的なカートン搬送装置における保持枠の構造を説明する上平面図。
【図６】一般的なカートン搬送装置における保持枠の構造及び開閉動作及び排出動作を説明する上平面図。
【符号の説明】
１…保持枠（ホルダー）  ２…カートン  ３…マンドレル  ４…開閉ドア部
４ａ…ドア支点  ４ｂ…ドア  ５…搬送ガイド
１１ａ…側面板  １１ｂ…背面板  １１ｃ…押出板  １１ｄ…ブラケット
１１ｅ…切欠部
１４…開閉ドア部  １４ａ…ドア支点  １４ｂ…ドア
２０…リンク機構  ２１…作動アーム  ２２…ブラケット  ２３…作動ロッド
２４…フランジ板  ２５…スパイラルバネ  ２６…接続ロッド
２７…駆動アーム  ２８…駆動アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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