紙容器用トランスファー装置
【課題】テーパー形状紙容器用の被搬送体を変形や姿勢もしくは向きの変化を生じさせないように搬送もしくは移送する。
【解決手段】マンドレル１１，１９に嵌合させられるテーパー形状紙容器用の被搬送体６を前記マンドレル１１から受け取り、あるいは受け取った被搬送体６を他のマンドレル１９へ受け渡すトランスファー装置１４において、被搬送体６の受け渡しを行う授受位置１３，１８に停止しているマンドレル１１，１９の先端側で間欠的に回転するトランスファーターレット１５と、そのターレット１５の外周部に一定間隔で取り付けられて授受位置１３，１８におけるマンドレル１１，１９の先端側にマンドレル１１，１９と対向するように位置決めされ、かつ被搬送体６の外周面の複数箇所に接触して被搬送体６を把持する複数の把持片１７を有するチャック１６と、そのチャック１６を授受位置１３，１８においてマンドレル１１，１９に対して前進させかつ後退させる前進後退機構とを備えている。
【解決手段】マンドレル１１，１９に嵌合させられるテーパー形状紙容器用の被搬送体６を前記マンドレル１１から受け取り、あるいは受け取った被搬送体６を他のマンドレル１９へ受け渡すトランスファー装置１４において、被搬送体６の受け渡しを行う授受位置１３，１８に停止しているマンドレル１１，１９の先端側で間欠的に回転するトランスファーターレット１５と、そのターレット１５の外周部に一定間隔で取り付けられて授受位置１３，１８におけるマンドレル１１，１９の先端側にマンドレル１１，１９と対向するように位置決めされ、かつ被搬送体６の外周面の複数箇所に接触して被搬送体６を把持する複数の把持片１７を有するチャック１６と、そのチャック１６を授受位置１３，１８においてマンドレル１１，１９に対して前進させかつ後退させる前進後退機構とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板紙を素材として形成された切頭円錐状（以下、「テーパー形状」とも呼ぶ）のシェルやそのシェルの底部に板紙製の底板を取り付けたテーパー形状の紙容器などをその製造過程で各種の成形機の間で搬送あるいは移送するトランスファー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インスタント食品やスナック菓子などの食品用の容器として、コップや椀などのガラス製あるいは陶器製の容器を模して樹脂で作られた容器が使用されていることは周知のとおりである。これらの容器は樹脂製であることにより成形性が良好で、形状の自由度が高いが、最近では環境に対する負荷の低減や加工技術の向上によって、従来樹脂製とされていた容器を紙製とすることが試みられるようになってきている。
【０００３】
板紙を素材として、コップや椀などを模した上記の容器を製造する場合、樹脂を素材とする場合とは異なり、複数の部品を予め成形し、それらの部品を組み立てることになる。したがって、それらの部品や組み立てられた中間品などを、各工程の間で搬送もしくは移送する必要がある。このような搬送あるいは移送を行う装置の一例として特許文献１には、板紙をマンドレルに巻き付けて円筒状に形成した容器を、その内部に空気を吹き込んでマンドレルから抜き出させるとともに、その先方に待機させてあるターレットのポケット部に飛び込ませてそのポケット部で受け取るように構成された装置が記載されている。また、特許文献２には、板紙製のブランクをテーパー状のマンドレルに巻き付けるとともに、そのブランクの両端部を重ね合わせて接合されたテーパー形状のシェルを成形し、そのシェルをさらに加工するために、シェルを次工程に移送するための吸引ヘッドをシェルの外周面の一部に密着させてシェルを吸着し、その状態で吸引ヘッドを移動させてシェルをマンドレルから抜き取るように構成されたトランスファー装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第３９５８５０１号明細書
【特許文献２】特開昭５７−１７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載されている装置は、その図に記載されているように、外径に対して長さが長い円筒状の容器を対象とするものであり、したがってマンドレルからその容器の内部に圧縮空気を吹き込めば、容器はマンドレルの軸線方向に比較的安定して飛翔し、次工程のターレット等のポケット部にシェルを受け渡しすることができる。しかしながら、このような装置は、底板が既に取り付けられている容器を対象とする場合に限られるだけでなく、底板が既に取り付けられている容器の場合であっても、安定して受け渡しのできる容器の形状が限定されてしまう。すなわち、テーパー角が比較的大きい容器もしくは容器開口部の外径に対して長さ（容器としては高さ）が比較的短い容器を、上記のように圧縮空気によって軸線方向に飛翔させるとした場合、その飛翔方向が変化するなど不安定になって目標箇所（次工程のポケット等）に到達させることが困難であり、またたとえ目標箇所に到達させることができたとしても、容器もしくは容器シェルの向きが反転するなど、容器の姿勢にズレが生じる可能性が高くなる。さらにまた、容器もしくは容器シェルをターレットのポケット部に収めることができたとしても、容器が飛翔の過程で周方向に回ってしまう虞もあり、ブランクの両端部の合わせ目であるシーム部の位置を確実に一定にすることはできず、後工程での容器の取り扱い（ハンドリング）で支障を来したり、カール等の成形でシーム部のズレに伴う成形不良を起こしたりする場合がある。
【０００６】
一方、特許文献２に記載されている紙容器製造装置におけるトランスファー装置は、マンドレルに巻回されて嵌合しているシェルの外周面の一部に吸引ヘッドを吸着させ、その吸引ヘッドによりスピンドル（マンドレル）からシェルを引き出すようにしているため、シェルが歪んで変形してスピンドルから引き出しにくくなる。特に、容器を薄肉化したり、高さに対して外径の大きい形状とした場合には、底板が取り付けられていないこともありシェルの剛性が低くなるので、より変形が生じ真円性が損なわれたりし易くなる。
【０００７】
本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、テーパー形状の紙容器もしくはその中間品などの被搬送体を、変形させたり姿勢にズレを生じさせたりすることなく安定して搬送もしくは移送することのでき、高速化に対応できるトランスファー装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、小径側をマンドレルの先端側にした状態でそのマンドレルに嵌合させられるテーパー形状紙容器用の被搬送体を前記マンドレルから受け取り、あるいは受け取った被搬送体を他のマンドレルへ受け渡す紙容器用トランスファー装置において、前記被搬送体の受け渡しを行う授受位置に停止している前記マンドレルあるいは他のマンドレルの先端側で間欠的に回転するトランスファーターレットと、そのターレットの外周部に一定間隔で取り付けられ、前記授受位置におけるマンドレルの先端側に前記マンドレルあるいは他のマンドレルと対向するように位置決めされ、かつ前記被搬送体の外周面の少なくとも周方向の複数箇所に接触して被搬送体を保持するチャックと、そのチャックを前記授受位置において前記マンドレルに対して前進させかつ後退させる前進後退機構とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記チャックは、前記被搬送体の外周面の少なくとも周方向の複数箇所に接触して被搬送体を把持する複数の把持片を有し、前記各把持片の内面は、前記被搬送体のテーパー状の外周面における母線角度に対応する傾斜面とされ、その内面に前記被搬送体の外周面を吸着させる吸引手段が設けられていることを特徴とする紙容器用トランスファー装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記トランスファーターレットは、回転板を有し、前進後退機構は、その回転板の周辺部に取り付けられかつ前記チャックを前記回転板の半径方向に前後動するようにガイドするリニアガイドと、前記チャックに設けられたカムフォロアーと、前記回転板に対向して固定されかつ前記チャックが前記マンドレルから後退した位置で前記回転板と共に回転するよう前記カムフォロアーを係合させてガイドするカムと、前記カムのうち前記チャックが授受位置でマンドレルと対向している状態で前記カムフォロアーが係合している部分が他の部分から分割されている分割カムと、その分割カムごと前記チャックを前記マンドレルに対して前後動させる駆動機構とを備えていることを特徴とする紙容器用トランスファー装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記被搬送体は、板紙製ブランクを丸めてその両端部同士を接合することによりテーパー形状に形成されたシェルであって、前記吸引手段は、前記両端部の互いに接合されたシーム部を挟んだ両側を同時に吸着する吸引口を有する把持片を備えていることを特徴とする紙容器用トランスファー装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明における被搬送体は、テーパー形状紙容器あるいはこれを製造する過程での中間品であり、外周面がテーパー状を成すマンドレルに嵌合させられ、したがってその被搬送体もテーパー形状をなしている。その被搬送体は、マンドレルに対して前後動させられるチャックによってマンドレルから抜き取られてチャックに保持され、あるいはチャックから他のマンドレルに受け渡される。そのチャックは、被搬送体の外周面の複数箇所に密着して被搬送体を保持するように構成されているので、被搬送体の向きや姿勢を変えずにマンドレルから受け取り、あるいは受け取った被搬送体を他のマンドレルへ確実に受け渡すことができる。また、円周方向の複数箇所に密着して被搬送体を把持するので、剛性の低い被搬送体であっても真円性を損なわせるような変形を生じさせることがなく安定した受け渡しができる。特に、請求項２に記載してあるように、吸着して把持するように構成した場合には、テーパー形状の被搬送体の外周面における母線角度に対応する傾斜面とされた把持片で被搬送体の外周面の複数箇所を把持して被搬送体を保持するように構成されているので、被搬送体の変形をより確実に防止もしくは抑制することができる。さらに請求項４に記載されている構成によれば、シーム部の両側が同時に吸着されるので、シーム部に対してバランスの良い吸着が行え、シーム部を剥離させるようなことを防止もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るトランスファー装置を組み込んだ成形ラインの一部を模式的に示す図である。
【図２】本発明に係るトランスファー装置の主要部を斜め下から見た斜視図である。
【図３】そのスライド機構によるチャックの前後動を説明するための部分側面図である。
【図４】その固定板および溝カムならびに分割カムを斜め下から見た斜視図である。
【図５】そのスライド機構を前後動させるためのリンク機構を示す平面図である。
【図６】チャックの他の例を示す斜視図である。
【図７】そのチャックにおける吸引口の位置を示すための斜視図である。
【図８】シェルフォーミングターレットからシェルを受け取る場合の動作を説明するための模式図である。
【図９】ボトムフォーミングターレットに対してシェルを受け渡す場合の動作を説明するための模式図である。
【図１０】この発明で対象とする容器の一例を示す断面図である。
【図１１】その成形過程を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
先ず、この発明の成形機で成形する容器の一例について説明すると、図１０にその容器１の一例を断面図で示してあり、この容器１は外径に対して高さが相対的に低く、開口部が大きい（例えば直径１４０ｍｍ以上）のいわゆるどんぶり型の紙容器であって、胴部２および底板部３のいずれもが紙を主体として構成されている。なお、上側の開口端には、胴部２の上端縁を外側にカール成形することによるカール部４が形成されており、また下端縁は内側にカール成形することにより底板部３に形成されているフランジ部を巻き込んで底板部３を固定している。そして、その胴部２は上側の開口端の径が底部の径より大きい切頭円錐状（テーパー形状）を成しており、その胴部のテーパー角は、現在流通している一般的な紙容器のテーパー角（例えば１３°程度）より比較的大きな角度になっている（例えばテーパー角２２°程度）。
【００１５】
上記の容器１を成形する工程の概略を図１１に示してある。先ず、胴部２は、片面あるいは両面に合成樹脂をラミネート（もしくはコーティング）した板紙であるブランク５を筒状に丸めて構成されており、そのブランク５はカール成形する前の胴部２を平面に展開した形状の板紙であり、扇状に開いた（湾曲した）帯状をなし、その幅は容器１の高さ程度になっている。そのブランク５を切頭円錐状に丸め（少なくとも内面側を樹脂面にして丸め）、その両端部を重ね合わせて接合することにより筒状のシェル６が成形される。そのシェル６の内部に底紙７が挿入されてシェル６の底部近くに接合される。すなわち、底紙７は、上記のブランク５と同様の板紙を素材とした円盤状の部材であり、その外周部には下向きに折り曲げて形成されたフランジ部が設けられている。この底紙７が挿入されたシェル６の下端縁を内側にカール成形して底紙７のフランジ部を巻き込んで接合することにより底紙７がシェル６に固定される。なお、上端部側のカール部４は底紙７を固定した後に成形される。
【００１６】
この発明に係るトランスファー装置は、上記の容器１やその中間品であるシェル６などの被搬送体を各工程間で搬送もしくは移送するように構成されており、例えばシェル６を成形する工程からそのシェル６に底板７を取り付ける工程にシェル６を受け渡す場合に使用される。その例の全体的な構成を図１に模式的に示してある。
【００１７】
図１において、符号１０はシェルフォーミングターレットを示し、このシェルフォーミングターレット１０は水平軸線を中心に回転するように構成されており、シェルフォーミングターレット１０の外周部にはテーパー状の複数のマンドレル１１が一定間隔に配置されている。これらのマンドレル１１は、板紙製のブランク（図示せず）を巻き付けてシェル６の成形を行うためのものであって、小径側の端部がシェルフォーミングターレット１０の半径方向で外側に突出した状態でシェルフォーミングターレット１０に取り付けられている。そのマンドレル１１の中心軸線が水平になっている一方の位置が、ブランクをマンドレル１１に対して供給する給紙位置１２であり、かつ他方の位置がシェル６の受け渡し位置１３である。図１に示す例では、図１の左側の位置が給紙位置１２となっており、これとは反対側の右側の位置が受け渡し位置１３となっている。そして、シェルフォーミングターレット１０は、マンドレル１１が給紙位置１２からその下側に向けて旋回して受け渡し位置１３に到るように（図１の矢印方向に）回転する。
【００１８】
シェルフォーミングターレット１０の上記のような回転に伴ってブランクをシェル６に成形する成形加工は、種々の構成によって行うことが可能であり、従来知られている成形加工やその他の新規な成形加工を適宜採用してよい。その一例を簡単に説明すると、まず、両面が熱可塑性樹脂でラミネートされているブランクでは、その樹脂を接着剤として機能させるために、マンドレル１１の給紙位置１２に送られる前にブランクは、予めヒーター（図示せず）により、一方の端部の表面側と、他方の端部の裏面側とが熱風加熱される。そのブランクは給紙位置１２におけるマンドレル１１の下側に供給して位置決めされ、その際にマンドレル１１のテーパー形状をなす外周面の母線に対してブランクが平行になるようにブランクを位置決めする。そのブランクを、マンドレル１１毎に設けられているブランククランプ（図示せず）によってマンドレル１１の外周面との間に挟み付けて固定する。そして、その状態でマンドレル１１が給紙位置１２から下側に移動することによりブランクの中央部を押し下げ、同時にそのブランクの両側に配置されているガイドバー（図示せず）によってブランクの左右の両翼部（両端部）を相対的に押し上げて、ブランクをマンドレル１１の外周面に沿わせていわゆる「Ｕ」字状に湾曲させる。
【００１９】
シェルフォーミングターレット１０が１ピッチ回転すると、ブランクを固定しているマンドレル１１が給紙位置１２からガイドバーの下端部に近い位置まで移動する。このガイドバーの下端部付近には、「Ｕ」字状に湾曲させられているブランクの両端部を、マンドレル１１の外周面に沿うように押圧してマンドレル１１の外周面に密着させる巻き付け爪（図示せず）が進退自在に配置されており、「Ｕ」字状に湾曲させられたブランクはその巻き付け爪によってマンドレル１１に対して更に巻き付けられてテーパー形状のシェルに形成される。その場合、ブランクの両端部は、互いに重ね合わされる。
【００２０】
そして、マンドレル１１毎に設けられたシームクランプ（図示せず）が、互いに重ね合わされたブランクの端部をマンドレル１１との間に挟み込み、押圧することにより、樹脂を接着剤としてブランクの両端部を互いに接合する。このような成形加工が、受け渡し位置１３に到る過程で行われ、受け渡し位置１３に到達したマンドレル１１においてはブランクの両端部の接合（接着）は完了しており、したがって前述したブランククランプおよびシームクランプが開いてマンドレル１１に巻き付けられたシェル６から離れる。
【００２１】
この発明に係るトランスファー装置１４は、上記のようにして成形されたシェル６を上記の受け渡し位置１３においてフォーミングターレット１０から受け取るように配置されている。このトランスファー装置１４は、垂直軸線を中心に回転するトランスファーターレット１５を備えており、そのトランスファーターレット１５の外周部に、シェル６を保持するための複数のチャック１６が一定の間隔で配置されている。これらのチャック１６は、シェル６の外周面の複数箇所に密着することによりシェル６を保持する把持片１７を備えている。その把持片１７は、シェル６を確実に保持し、同時にシェル６を変形させないようにするために、把持片１７の開口部がシェル６の開口部より小さく、かつ内面がシェル６の外周面におけるテーパー角と一致するように傾斜した傾斜面とされ、さらにその傾斜面にシェル６を真空吸着するように構成されている。
【００２２】
トランスファーターレット１５にとっては前述した受け渡し位置１３がシェル６の受け取り位置となっており、その受け取り位置１３から１８０°水平面内で回転した位置が、シェル６を次工程に受け渡す受け渡し位置１８となっている。上記のトランスファーターレット１５はいずれかのチャック１６が上記の受け取り位置１３および受け渡し位置１８で一時的に停止するように間欠的に回転させられており、さらにその受け取り位置１３および受け渡し位置１８において、チャック１６がトランスファーターレット１５の半径方向で外側に一時的に突出し、その後、元の位置に後退するように構成されている。すなわち、受け取り位置１３においては、前記マンドレル１１に保持されているシェル６の外周側にチャック１６が嵌合し、その状態で把持片１７によってシェル６の外周面の複数箇所を真空吸着し、ついでチャック１６が元の位置に後退することにより、成形の完了したシェル６をマンドレル１１から受け取るように構成されている。
【００２３】
また、受け渡し位置１８においては、シェル６を把持片１７によって保持しているチャック１６がトランスファーターレット１５の半径方向で外側に一時的に突出し、そのチャック１６の先端側の同一軸線上に位置決めされている他のマンドレル１９にシェル６を嵌合させるようになっている。このマンドレル１９は、シェル６の底部の成形を行うためのボトムフォーミングターレット２０に取り付けられている。ボトムフォーミングターレット２０は、上記のトランスファーターレット１５に隣接する位置で垂直軸線を中心に水平面内で間欠的に回転するように配置されたターレットであって、その外周面に複数のマンドレル１９が一定間隔で取り付けられ、それらのマンドレル１９が上記の受け渡し位置１８に、前記チャック１６と同一軸線上に位置するように順次割り出されるように構成されている。そして、上記のチャック１６は、この受け渡し位置１８において前進することにより、シェル６をマンドレル１９に嵌合させ、その状態でシェル６の真空吸着を解除し、ついでトランスファーターレット１５側に後退することにより、シェル６をボトムフォーミングターレット２０側のマンドレル１９に受け渡すようになっている。
【００２４】
上述したシェル６の移送あるいは搬送を行うトランスファー装置１４の構成をより具体的に説明する。図２はトランスファーターレット１５の一例を示す斜視図であって、ここに示すトランスファーターレット１５は本発明における回転板に相当するスターホイール２１を備えており、そのスターホイール２１の外周部においてその円周方向に一定間隔を空けた複数箇所にチャック１６が取り付けられている。図３はその取り付け構造を示しており、スターホイール２１の外周部にはその半径方向に向けたリニアガイド２２が取り付けられており、そのリニアガイド２２にスライダー２３が前後動自在に係合している。そして、そのスライダー２３にチャック１６が、スターホイール２１の半径方向で外側を向いた状態に取り付けられている。そのチャック１６には内面に開口した吸引口２４が形成され、図示しない真空源の負圧によってシェル６を真空吸着するようになっている。なお、図３において、吸引口２４を真空源に連通させる符号２５の接続管（図２に図示）は省略されている。
【００２５】
スターホイール２１が回転することに伴うチャック１６の旋回位置を規定し、また受け取り位置１３および受け渡し位置１８においてチャック１６を前後動させる機構について次に説明する。上述したスターホイール２１のうち前記リニアガイド２２が設けられている面に対向してトランスファー装置の機枠に固定された固定板２６が配置されており、その固定板２６のうちスターホイール２１に対向する面には、スターホイール２１の回転中心を中心とした円形（環状）の溝カム２７が設けられている。この溝カム２７は、図４に示すように、直径方向で対向する二箇所が他の部分から分離して半径方向外側に移動可能な分離カム２８として構成されている。すなわち、前述した受け取り位置１３および受け渡し位置１８に対応する箇所に分離カム２８が設けられている。そして、これら溝カム２７および分離カム２８には、前記スライダー２３に取り付けられたカムフォロアー２３Ａが係合して周回するようにされており、スライダー２３がこれらの溝カム２７，分離カム２８をガイドとして旋回するとともに、カムフォロアー２３Ａが分離カム２８にちょうど位置しているときに、分離カム２８が直線的に移動することにより、スライダー２３およびこれと一体のチャック１６がリニアガイド２２に沿って直線的に移動するように構成されている。
【００２６】
前記固定板２６には分離カム２８の直線的な前後動を許容するための長孔２９が形成されており、各分離カム２８の基部はその長孔２９を貫通して固定板２６の裏面（溝カム２７が設けられている面とは反対側の面）側に突出している。図５に示すように、この固定板２６の裏面には、前記スターホイール２１の半径方向に前後動するスライド機構３０が設けられており、各分離カム２８はそれぞれに対応するスライド機構３０に取り付けられている。すなわち、各分離カム２８は、溝カム２７の円弧上の位置と、その円弧から半径方向で外側に突出した位置との間で前後動するように構成されている。このスライド機構３０は、前記固定板２６の中心軸を中心として往復動する揺動レバー３１にテコ３３ならびに各ロッド３２ａ，３２ｂ介して連結されている。この揺動レバー３１は図示しない間欠駆動装置（例えば、オシレータなど）により所定の振り角で揺動する中空軸３１ａに取り付けられており、これら揺動レバー３１およびテコ３３ならびに各ロッド３２ａ，３２ｂおよびスライド機構３０が本発明におけるチャックをマンドレルに対して前後動させる駆動機構を構成している。
【００２７】
この分離カム２８の前後動は、スターホイール２１の間欠的な回転に連動して行うように構成されており、スターホイール２１が一時的に停止している間に所定角度、往復動させられる二本の揺動レバー３１により行われる。この揺動レバー３１は、前述の通り、固定板２６の裏面における中心部に設けられている。それらの揺動レバー３１は固定板の中心に対して対称となる位置に配置され、それぞれの先端部は、ロッド３２ａを介してテコ３３の一端部に連結されている。そして、これらのテコ３３の他端部が他のロッド３２ｂを介してスライド機構３０に連結されている。したがって、図示しない間欠駆動装置により揺動レバー３１が一回、往復動することにより、スライド機構３０を介して分離カム２８が直線的に前後動し、その分離カム２８に係合しているチャック１６もそれに伴い前後動するように構成されている。
【００２８】
ここで、チャック１６の他の例を説明すると、図６および図７は上下二枚の把持片１７によってチャック１６を構成した例を示しており、これらの把持片１７の内面はシェル６の外周面に対応して湾曲状に形成されており、かつシェル６の外周面のテーパー形状に即して先端側が開いた傾斜面となっている。また、向かい合う把持片１７，１７の距離をセットボルト１７ａによりシェル６に対する位置合わせおよび嵌合性の微調整が可能となっている。そして、各把持片１７の内面の中央部には、所定の間隔を空けて左右一対の吸引口２４が形成されている。したがって、シェル６に対して下側に位置する一方の把持片１７における各吸引口２４は、シェル６におけるシーム部（ブランクの端部同士を重ね合わせて接合してある部分）３４を挟んだ両側に位置し、シーム部３４を真空吸着することにより、ブランクの互いに接合した端部同士の間に、それらを剥離させる荷重が可及的に作用しないようになっている。
【００２９】
なお、吸引口２４を介したシェル６の真空吸着およびその解除は、スターホイール２１の回転および分離カム２８によるチャック１６の前後動に同期して、図示しないバルブを開閉して行うように構成されている。
【００３０】
つぎに上述したトランスファー装置１４の作用について説明する。トランスファー装置１４におけるスターホイール２１は、シェルフォーミングターレット１０と同期して回転しており、スターホイール２１に取り付けられているいずれかのチャック１６は、受け取り位置１３においてシェル６が嵌合しているマンドレル１１と同一軸線上に対向して位置決めされる。この状態を図８の（ａ）に模式的に示してある。この状態でシェルフォーミングターレット１０およびトランスファーターレット１５は一時的に停止し、その間に前述した揺動レバー３１が１回揺動（往復動）する。揺動レバー３１の揺動動作は、前述したロッド３２ａ，３２ｂおよびテコ３３を介してスライド機構３０に伝達され、そのスライド機構３０が直線的に前後動する。したがってそのスライド機構３０に連結されている分離カム２８が同様に直線的に前後動し、その結果、受け取り位置１３において分離カム２８にカムフォロアー２３Ａを介して連結されているスライダー２３、およびそのスライダー２３に取り付けられているチャック１６が、マンドレル１１に向けてリニアガイド２２に沿って前進し、その後に後退する。
【００３１】
チャック１６は、その内側の形状がシェル６の外形に対応する形状とされているので、マンドレル１１に向けて前進することによりチャック１６の内側でシェル６の外周面を保持する。その状態を図８の（ｂ）に模式的に示してある。その時点で吸引口２４が図示しないバルブによって真空源に連通させられて、シェル６がチャック１６の内部に真空吸着される。したがって、チャック１６が後退すると、図８の（ｃ）に示すように、シェル６はチャック１６によって把持されてマンドレル１１から抜き取られる。
【００３２】
その場合、チャック１６を構成している把持片１７は、特にシェル６の接合部の両側とそれと相対する複数箇所でシェル６の外周面を真空吸着してシェル６を保持するので、シェル６を撓ませるなど変形させる荷重がシェル６に作用しにくく、シェル６が紙製であって剛性が低いとしてもその変形を回避もしくは抑制することができる。特に、図６および図７に示すように構成した場合には、シーム部３４を跨いだ両側を真空吸着するので、シーム部３４での剥離や変形を回避することができる。また、マンドレル１１に嵌合しているままの状態で、シーム部３４を隣り合う把持片１７との間に位置させてシェル６をチャック１６が保持するので、シェル６の姿勢や向きなどが変化することがなく、しかもブランクが重なって厚みがあるシーム部３４に影響されることなく、きっちりとチャック１６に保持される。そのため、チャック１６に保持されたシェル６の開口端と受け渡したマンドレル１１との間隙が小さい場合であっても、受け渡された後の搬送の過程でシェル６がマンドレル１１に接触するようなトラブルを避けることができ、チャック６を大きくストロークさせる必要がなく高速化にとって有利となる。
【００３３】
前述したようにシェルフォーミングターレット１０とスターホイール２１とは同期して１ピッチずつ間欠的に回転しているので、スターホイール２１におけるいわゆる後続のチャック１６においても、上述したようにしてシェルフォーミングターレット１０におけるマンドレル１１からシェル６が順次受け渡される。シェル６をマンドレル１１から受け取ったチャック１６は、スターホイール２１が間欠的に回転していることにより、所定ピッチ移動した後、ボトムフォーミングターレット２０に対する受け渡し位置１８に移動する。受け渡し位置１８においては、スライダー２３に取り付けてあるカムフォロアー２３Ａが分離カム２８に係合しており、したがって揺動レバー３１が前述したように１回揺動（往復動）することにより、その分離カム２８およびこれに係合しているカムフォロアー２３Ａならびにスライダー２３が、ボトムフォーミングターレット２０に向けて直線的に往復動する。
【００３４】
スターホイール２１とボトムフォーミングターレット２０とは同期して１ピッチずつ間欠的に回転しているので、受け渡し位置１８においては、チャック１６とボトムフォーミングターレット２０におけるマンドレル１９とが同一軸線上で対向している。その状態を図９の（ａ）に模式的に示してある。したがってシェル６を保持しているチャック１６がスライダー２３と共に前進すると、そのシェル６は、図９の（ｂ）に模式的に示すように、マンドレル１９の外周側に嵌合させられる。ついで、図示しないバルブが閉じ、またボトムフォーミングターレット２０におけるマンドレル１９での吸引が行われることにより、シェル６はマンドレル１９に吸着される。その後、チャック１６は分離カム２８およびスライダー２３と共に元の位置に後退移動する。その状態を図９の（ｃ）に模式的に示してある。このボトムフォーミングターレット２０におけるマンドレル１９に対する受け渡しの場合においてもシェル６の姿勢や向きが変化することがないことは説明するまでもない。
【００３５】
なお、上記の説明では、シェルフォーミングターレット１０からのシェル６の受け取り、およびボトムフォーミングターレット２０に対するシェル６の受け渡しが別個に行われるように説明したが、図５に示す機構から明らかなように、それぞれのスライド機構３０が、トランスファーターレット１５の垂直軸と同軸上にある中空軸３１ａに取り付けられた揺動レバー３１により同時に作動できるようにしているため、揺動レバー３１が１回揺動すると、受け取り位置１３での分離カム２８および受け渡し位置１８での分離カム２８のそれぞれが１回、直線的に往復動するので、シェルフォーミングターレット１０からのシェル６の受け取り、およびボトムフォーミングターレット２０に対するシェル６の受け渡しは、時間的に同時に実行される。
【００３６】
なお、上記の具体例では、被搬送体であるシェルの受け取りと受け渡しとの両方を、チャックの前後進によって行うように構成された例を説明したが、本発明では、受け取りと受け渡しとのいずれか一方のみを、チャックの前後進によって行うように構成してもよい。また、本発明における被搬送体はテーパー形状の筒状体であるシェルに限られないのであって、そのシェルに底板を取り付けたテーパー形状容器中間製品であってもよい。さらに、チャックは、被搬送体をその外周側から包み込むように保持する構成であればよく、テーパー状の中空形状のものであってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…容器、 ６…シェル、 １０…シェルフォーミングターレット、 １１…マンドレル、 １３…受け取り位置（受け渡し位置）、 １４…トランスファー装置、 １５…トランスファーターレット、 １６…チャック、 １７…把持片、 １８…受け渡し位置、 １９…マンドレル、 ２１…スターホイール、 ２２…リニアガイド、 ２３…スライダー、 ２３Ａ…カムフォロアー、 ２４…吸引口、 ２７…溝カム、 ２８…分離カム、 ３０…スライド機構、 ３１…揺動レバー、 ３４…シーム部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板紙を素材として形成された切頭円錐状（以下、「テーパー形状」とも呼ぶ）のシェルやそのシェルの底部に板紙製の底板を取り付けたテーパー形状の紙容器などをその製造過程で各種の成形機の間で搬送あるいは移送するトランスファー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インスタント食品やスナック菓子などの食品用の容器として、コップや椀などのガラス製あるいは陶器製の容器を模して樹脂で作られた容器が使用されていることは周知のとおりである。これらの容器は樹脂製であることにより成形性が良好で、形状の自由度が高いが、最近では環境に対する負荷の低減や加工技術の向上によって、従来樹脂製とされていた容器を紙製とすることが試みられるようになってきている。
【０００３】
板紙を素材として、コップや椀などを模した上記の容器を製造する場合、樹脂を素材とする場合とは異なり、複数の部品を予め成形し、それらの部品を組み立てることになる。したがって、それらの部品や組み立てられた中間品などを、各工程の間で搬送もしくは移送する必要がある。このような搬送あるいは移送を行う装置の一例として特許文献１には、板紙をマンドレルに巻き付けて円筒状に形成した容器を、その内部に空気を吹き込んでマンドレルから抜き出させるとともに、その先方に待機させてあるターレットのポケット部に飛び込ませてそのポケット部で受け取るように構成された装置が記載されている。また、特許文献２には、板紙製のブランクをテーパー状のマンドレルに巻き付けるとともに、そのブランクの両端部を重ね合わせて接合されたテーパー形状のシェルを成形し、そのシェルをさらに加工するために、シェルを次工程に移送するための吸引ヘッドをシェルの外周面の一部に密着させてシェルを吸着し、その状態で吸引ヘッドを移動させてシェルをマンドレルから抜き取るように構成されたトランスファー装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第３９５８５０１号明細書
【特許文献２】特開昭５７−１７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載されている装置は、その図に記載されているように、外径に対して長さが長い円筒状の容器を対象とするものであり、したがってマンドレルからその容器の内部に圧縮空気を吹き込めば、容器はマンドレルの軸線方向に比較的安定して飛翔し、次工程のターレット等のポケット部にシェルを受け渡しすることができる。しかしながら、このような装置は、底板が既に取り付けられている容器を対象とする場合に限られるだけでなく、底板が既に取り付けられている容器の場合であっても、安定して受け渡しのできる容器の形状が限定されてしまう。すなわち、テーパー角が比較的大きい容器もしくは容器開口部の外径に対して長さ（容器としては高さ）が比較的短い容器を、上記のように圧縮空気によって軸線方向に飛翔させるとした場合、その飛翔方向が変化するなど不安定になって目標箇所（次工程のポケット等）に到達させることが困難であり、またたとえ目標箇所に到達させることができたとしても、容器もしくは容器シェルの向きが反転するなど、容器の姿勢にズレが生じる可能性が高くなる。さらにまた、容器もしくは容器シェルをターレットのポケット部に収めることができたとしても、容器が飛翔の過程で周方向に回ってしまう虞もあり、ブランクの両端部の合わせ目であるシーム部の位置を確実に一定にすることはできず、後工程での容器の取り扱い（ハンドリング）で支障を来したり、カール等の成形でシーム部のズレに伴う成形不良を起こしたりする場合がある。
【０００６】
一方、特許文献２に記載されている紙容器製造装置におけるトランスファー装置は、マンドレルに巻回されて嵌合しているシェルの外周面の一部に吸引ヘッドを吸着させ、その吸引ヘッドによりスピンドル（マンドレル）からシェルを引き出すようにしているため、シェルが歪んで変形してスピンドルから引き出しにくくなる。特に、容器を薄肉化したり、高さに対して外径の大きい形状とした場合には、底板が取り付けられていないこともありシェルの剛性が低くなるので、より変形が生じ真円性が損なわれたりし易くなる。
【０００７】
本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、テーパー形状の紙容器もしくはその中間品などの被搬送体を、変形させたり姿勢にズレを生じさせたりすることなく安定して搬送もしくは移送することのでき、高速化に対応できるトランスファー装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、小径側をマンドレルの先端側にした状態でそのマンドレルに嵌合させられるテーパー形状紙容器用の被搬送体を前記マンドレルから受け取り、あるいは受け取った被搬送体を他のマンドレルへ受け渡す紙容器用トランスファー装置において、前記被搬送体の受け渡しを行う授受位置に停止している前記マンドレルあるいは他のマンドレルの先端側で間欠的に回転するトランスファーターレットと、そのターレットの外周部に一定間隔で取り付けられ、前記授受位置におけるマンドレルの先端側に前記マンドレルあるいは他のマンドレルと対向するように位置決めされ、かつ前記被搬送体の外周面の少なくとも周方向の複数箇所に接触して被搬送体を保持するチャックと、そのチャックを前記授受位置において前記マンドレルに対して前進させかつ後退させる前進後退機構とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記チャックは、前記被搬送体の外周面の少なくとも周方向の複数箇所に接触して被搬送体を把持する複数の把持片を有し、前記各把持片の内面は、前記被搬送体のテーパー状の外周面における母線角度に対応する傾斜面とされ、その内面に前記被搬送体の外周面を吸着させる吸引手段が設けられていることを特徴とする紙容器用トランスファー装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記トランスファーターレットは、回転板を有し、前進後退機構は、その回転板の周辺部に取り付けられかつ前記チャックを前記回転板の半径方向に前後動するようにガイドするリニアガイドと、前記チャックに設けられたカムフォロアーと、前記回転板に対向して固定されかつ前記チャックが前記マンドレルから後退した位置で前記回転板と共に回転するよう前記カムフォロアーを係合させてガイドするカムと、前記カムのうち前記チャックが授受位置でマンドレルと対向している状態で前記カムフォロアーが係合している部分が他の部分から分割されている分割カムと、その分割カムごと前記チャックを前記マンドレルに対して前後動させる駆動機構とを備えていることを特徴とする紙容器用トランスファー装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記被搬送体は、板紙製ブランクを丸めてその両端部同士を接合することによりテーパー形状に形成されたシェルであって、前記吸引手段は、前記両端部の互いに接合されたシーム部を挟んだ両側を同時に吸着する吸引口を有する把持片を備えていることを特徴とする紙容器用トランスファー装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明における被搬送体は、テーパー形状紙容器あるいはこれを製造する過程での中間品であり、外周面がテーパー状を成すマンドレルに嵌合させられ、したがってその被搬送体もテーパー形状をなしている。その被搬送体は、マンドレルに対して前後動させられるチャックによってマンドレルから抜き取られてチャックに保持され、あるいはチャックから他のマンドレルに受け渡される。そのチャックは、被搬送体の外周面の複数箇所に密着して被搬送体を保持するように構成されているので、被搬送体の向きや姿勢を変えずにマンドレルから受け取り、あるいは受け取った被搬送体を他のマンドレルへ確実に受け渡すことができる。また、円周方向の複数箇所に密着して被搬送体を把持するので、剛性の低い被搬送体であっても真円性を損なわせるような変形を生じさせることがなく安定した受け渡しができる。特に、請求項２に記載してあるように、吸着して把持するように構成した場合には、テーパー形状の被搬送体の外周面における母線角度に対応する傾斜面とされた把持片で被搬送体の外周面の複数箇所を把持して被搬送体を保持するように構成されているので、被搬送体の変形をより確実に防止もしくは抑制することができる。さらに請求項４に記載されている構成によれば、シーム部の両側が同時に吸着されるので、シーム部に対してバランスの良い吸着が行え、シーム部を剥離させるようなことを防止もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るトランスファー装置を組み込んだ成形ラインの一部を模式的に示す図である。
【図２】本発明に係るトランスファー装置の主要部を斜め下から見た斜視図である。
【図３】そのスライド機構によるチャックの前後動を説明するための部分側面図である。
【図４】その固定板および溝カムならびに分割カムを斜め下から見た斜視図である。
【図５】そのスライド機構を前後動させるためのリンク機構を示す平面図である。
【図６】チャックの他の例を示す斜視図である。
【図７】そのチャックにおける吸引口の位置を示すための斜視図である。
【図８】シェルフォーミングターレットからシェルを受け取る場合の動作を説明するための模式図である。
【図９】ボトムフォーミングターレットに対してシェルを受け渡す場合の動作を説明するための模式図である。
【図１０】この発明で対象とする容器の一例を示す断面図である。
【図１１】その成形過程を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
先ず、この発明の成形機で成形する容器の一例について説明すると、図１０にその容器１の一例を断面図で示してあり、この容器１は外径に対して高さが相対的に低く、開口部が大きい（例えば直径１４０ｍｍ以上）のいわゆるどんぶり型の紙容器であって、胴部２および底板部３のいずれもが紙を主体として構成されている。なお、上側の開口端には、胴部２の上端縁を外側にカール成形することによるカール部４が形成されており、また下端縁は内側にカール成形することにより底板部３に形成されているフランジ部を巻き込んで底板部３を固定している。そして、その胴部２は上側の開口端の径が底部の径より大きい切頭円錐状（テーパー形状）を成しており、その胴部のテーパー角は、現在流通している一般的な紙容器のテーパー角（例えば１３°程度）より比較的大きな角度になっている（例えばテーパー角２２°程度）。
【００１５】
上記の容器１を成形する工程の概略を図１１に示してある。先ず、胴部２は、片面あるいは両面に合成樹脂をラミネート（もしくはコーティング）した板紙であるブランク５を筒状に丸めて構成されており、そのブランク５はカール成形する前の胴部２を平面に展開した形状の板紙であり、扇状に開いた（湾曲した）帯状をなし、その幅は容器１の高さ程度になっている。そのブランク５を切頭円錐状に丸め（少なくとも内面側を樹脂面にして丸め）、その両端部を重ね合わせて接合することにより筒状のシェル６が成形される。そのシェル６の内部に底紙７が挿入されてシェル６の底部近くに接合される。すなわち、底紙７は、上記のブランク５と同様の板紙を素材とした円盤状の部材であり、その外周部には下向きに折り曲げて形成されたフランジ部が設けられている。この底紙７が挿入されたシェル６の下端縁を内側にカール成形して底紙７のフランジ部を巻き込んで接合することにより底紙７がシェル６に固定される。なお、上端部側のカール部４は底紙７を固定した後に成形される。
【００１６】
この発明に係るトランスファー装置は、上記の容器１やその中間品であるシェル６などの被搬送体を各工程間で搬送もしくは移送するように構成されており、例えばシェル６を成形する工程からそのシェル６に底板７を取り付ける工程にシェル６を受け渡す場合に使用される。その例の全体的な構成を図１に模式的に示してある。
【００１７】
図１において、符号１０はシェルフォーミングターレットを示し、このシェルフォーミングターレット１０は水平軸線を中心に回転するように構成されており、シェルフォーミングターレット１０の外周部にはテーパー状の複数のマンドレル１１が一定間隔に配置されている。これらのマンドレル１１は、板紙製のブランク（図示せず）を巻き付けてシェル６の成形を行うためのものであって、小径側の端部がシェルフォーミングターレット１０の半径方向で外側に突出した状態でシェルフォーミングターレット１０に取り付けられている。そのマンドレル１１の中心軸線が水平になっている一方の位置が、ブランクをマンドレル１１に対して供給する給紙位置１２であり、かつ他方の位置がシェル６の受け渡し位置１３である。図１に示す例では、図１の左側の位置が給紙位置１２となっており、これとは反対側の右側の位置が受け渡し位置１３となっている。そして、シェルフォーミングターレット１０は、マンドレル１１が給紙位置１２からその下側に向けて旋回して受け渡し位置１３に到るように（図１の矢印方向に）回転する。
【００１８】
シェルフォーミングターレット１０の上記のような回転に伴ってブランクをシェル６に成形する成形加工は、種々の構成によって行うことが可能であり、従来知られている成形加工やその他の新規な成形加工を適宜採用してよい。その一例を簡単に説明すると、まず、両面が熱可塑性樹脂でラミネートされているブランクでは、その樹脂を接着剤として機能させるために、マンドレル１１の給紙位置１２に送られる前にブランクは、予めヒーター（図示せず）により、一方の端部の表面側と、他方の端部の裏面側とが熱風加熱される。そのブランクは給紙位置１２におけるマンドレル１１の下側に供給して位置決めされ、その際にマンドレル１１のテーパー形状をなす外周面の母線に対してブランクが平行になるようにブランクを位置決めする。そのブランクを、マンドレル１１毎に設けられているブランククランプ（図示せず）によってマンドレル１１の外周面との間に挟み付けて固定する。そして、その状態でマンドレル１１が給紙位置１２から下側に移動することによりブランクの中央部を押し下げ、同時にそのブランクの両側に配置されているガイドバー（図示せず）によってブランクの左右の両翼部（両端部）を相対的に押し上げて、ブランクをマンドレル１１の外周面に沿わせていわゆる「Ｕ」字状に湾曲させる。
【００１９】
シェルフォーミングターレット１０が１ピッチ回転すると、ブランクを固定しているマンドレル１１が給紙位置１２からガイドバーの下端部に近い位置まで移動する。このガイドバーの下端部付近には、「Ｕ」字状に湾曲させられているブランクの両端部を、マンドレル１１の外周面に沿うように押圧してマンドレル１１の外周面に密着させる巻き付け爪（図示せず）が進退自在に配置されており、「Ｕ」字状に湾曲させられたブランクはその巻き付け爪によってマンドレル１１に対して更に巻き付けられてテーパー形状のシェルに形成される。その場合、ブランクの両端部は、互いに重ね合わされる。
【００２０】
そして、マンドレル１１毎に設けられたシームクランプ（図示せず）が、互いに重ね合わされたブランクの端部をマンドレル１１との間に挟み込み、押圧することにより、樹脂を接着剤としてブランクの両端部を互いに接合する。このような成形加工が、受け渡し位置１３に到る過程で行われ、受け渡し位置１３に到達したマンドレル１１においてはブランクの両端部の接合（接着）は完了しており、したがって前述したブランククランプおよびシームクランプが開いてマンドレル１１に巻き付けられたシェル６から離れる。
【００２１】
この発明に係るトランスファー装置１４は、上記のようにして成形されたシェル６を上記の受け渡し位置１３においてフォーミングターレット１０から受け取るように配置されている。このトランスファー装置１４は、垂直軸線を中心に回転するトランスファーターレット１５を備えており、そのトランスファーターレット１５の外周部に、シェル６を保持するための複数のチャック１６が一定の間隔で配置されている。これらのチャック１６は、シェル６の外周面の複数箇所に密着することによりシェル６を保持する把持片１７を備えている。その把持片１７は、シェル６を確実に保持し、同時にシェル６を変形させないようにするために、把持片１７の開口部がシェル６の開口部より小さく、かつ内面がシェル６の外周面におけるテーパー角と一致するように傾斜した傾斜面とされ、さらにその傾斜面にシェル６を真空吸着するように構成されている。
【００２２】
トランスファーターレット１５にとっては前述した受け渡し位置１３がシェル６の受け取り位置となっており、その受け取り位置１３から１８０°水平面内で回転した位置が、シェル６を次工程に受け渡す受け渡し位置１８となっている。上記のトランスファーターレット１５はいずれかのチャック１６が上記の受け取り位置１３および受け渡し位置１８で一時的に停止するように間欠的に回転させられており、さらにその受け取り位置１３および受け渡し位置１８において、チャック１６がトランスファーターレット１５の半径方向で外側に一時的に突出し、その後、元の位置に後退するように構成されている。すなわち、受け取り位置１３においては、前記マンドレル１１に保持されているシェル６の外周側にチャック１６が嵌合し、その状態で把持片１７によってシェル６の外周面の複数箇所を真空吸着し、ついでチャック１６が元の位置に後退することにより、成形の完了したシェル６をマンドレル１１から受け取るように構成されている。
【００２３】
また、受け渡し位置１８においては、シェル６を把持片１７によって保持しているチャック１６がトランスファーターレット１５の半径方向で外側に一時的に突出し、そのチャック１６の先端側の同一軸線上に位置決めされている他のマンドレル１９にシェル６を嵌合させるようになっている。このマンドレル１９は、シェル６の底部の成形を行うためのボトムフォーミングターレット２０に取り付けられている。ボトムフォーミングターレット２０は、上記のトランスファーターレット１５に隣接する位置で垂直軸線を中心に水平面内で間欠的に回転するように配置されたターレットであって、その外周面に複数のマンドレル１９が一定間隔で取り付けられ、それらのマンドレル１９が上記の受け渡し位置１８に、前記チャック１６と同一軸線上に位置するように順次割り出されるように構成されている。そして、上記のチャック１６は、この受け渡し位置１８において前進することにより、シェル６をマンドレル１９に嵌合させ、その状態でシェル６の真空吸着を解除し、ついでトランスファーターレット１５側に後退することにより、シェル６をボトムフォーミングターレット２０側のマンドレル１９に受け渡すようになっている。
【００２４】
上述したシェル６の移送あるいは搬送を行うトランスファー装置１４の構成をより具体的に説明する。図２はトランスファーターレット１５の一例を示す斜視図であって、ここに示すトランスファーターレット１５は本発明における回転板に相当するスターホイール２１を備えており、そのスターホイール２１の外周部においてその円周方向に一定間隔を空けた複数箇所にチャック１６が取り付けられている。図３はその取り付け構造を示しており、スターホイール２１の外周部にはその半径方向に向けたリニアガイド２２が取り付けられており、そのリニアガイド２２にスライダー２３が前後動自在に係合している。そして、そのスライダー２３にチャック１６が、スターホイール２１の半径方向で外側を向いた状態に取り付けられている。そのチャック１６には内面に開口した吸引口２４が形成され、図示しない真空源の負圧によってシェル６を真空吸着するようになっている。なお、図３において、吸引口２４を真空源に連通させる符号２５の接続管（図２に図示）は省略されている。
【００２５】
スターホイール２１が回転することに伴うチャック１６の旋回位置を規定し、また受け取り位置１３および受け渡し位置１８においてチャック１６を前後動させる機構について次に説明する。上述したスターホイール２１のうち前記リニアガイド２２が設けられている面に対向してトランスファー装置の機枠に固定された固定板２６が配置されており、その固定板２６のうちスターホイール２１に対向する面には、スターホイール２１の回転中心を中心とした円形（環状）の溝カム２７が設けられている。この溝カム２７は、図４に示すように、直径方向で対向する二箇所が他の部分から分離して半径方向外側に移動可能な分離カム２８として構成されている。すなわち、前述した受け取り位置１３および受け渡し位置１８に対応する箇所に分離カム２８が設けられている。そして、これら溝カム２７および分離カム２８には、前記スライダー２３に取り付けられたカムフォロアー２３Ａが係合して周回するようにされており、スライダー２３がこれらの溝カム２７，分離カム２８をガイドとして旋回するとともに、カムフォロアー２３Ａが分離カム２８にちょうど位置しているときに、分離カム２８が直線的に移動することにより、スライダー２３およびこれと一体のチャック１６がリニアガイド２２に沿って直線的に移動するように構成されている。
【００２６】
前記固定板２６には分離カム２８の直線的な前後動を許容するための長孔２９が形成されており、各分離カム２８の基部はその長孔２９を貫通して固定板２６の裏面（溝カム２７が設けられている面とは反対側の面）側に突出している。図５に示すように、この固定板２６の裏面には、前記スターホイール２１の半径方向に前後動するスライド機構３０が設けられており、各分離カム２８はそれぞれに対応するスライド機構３０に取り付けられている。すなわち、各分離カム２８は、溝カム２７の円弧上の位置と、その円弧から半径方向で外側に突出した位置との間で前後動するように構成されている。このスライド機構３０は、前記固定板２６の中心軸を中心として往復動する揺動レバー３１にテコ３３ならびに各ロッド３２ａ，３２ｂ介して連結されている。この揺動レバー３１は図示しない間欠駆動装置（例えば、オシレータなど）により所定の振り角で揺動する中空軸３１ａに取り付けられており、これら揺動レバー３１およびテコ３３ならびに各ロッド３２ａ，３２ｂおよびスライド機構３０が本発明におけるチャックをマンドレルに対して前後動させる駆動機構を構成している。
【００２７】
この分離カム２８の前後動は、スターホイール２１の間欠的な回転に連動して行うように構成されており、スターホイール２１が一時的に停止している間に所定角度、往復動させられる二本の揺動レバー３１により行われる。この揺動レバー３１は、前述の通り、固定板２６の裏面における中心部に設けられている。それらの揺動レバー３１は固定板の中心に対して対称となる位置に配置され、それぞれの先端部は、ロッド３２ａを介してテコ３３の一端部に連結されている。そして、これらのテコ３３の他端部が他のロッド３２ｂを介してスライド機構３０に連結されている。したがって、図示しない間欠駆動装置により揺動レバー３１が一回、往復動することにより、スライド機構３０を介して分離カム２８が直線的に前後動し、その分離カム２８に係合しているチャック１６もそれに伴い前後動するように構成されている。
【００２８】
ここで、チャック１６の他の例を説明すると、図６および図７は上下二枚の把持片１７によってチャック１６を構成した例を示しており、これらの把持片１７の内面はシェル６の外周面に対応して湾曲状に形成されており、かつシェル６の外周面のテーパー形状に即して先端側が開いた傾斜面となっている。また、向かい合う把持片１７，１７の距離をセットボルト１７ａによりシェル６に対する位置合わせおよび嵌合性の微調整が可能となっている。そして、各把持片１７の内面の中央部には、所定の間隔を空けて左右一対の吸引口２４が形成されている。したがって、シェル６に対して下側に位置する一方の把持片１７における各吸引口２４は、シェル６におけるシーム部（ブランクの端部同士を重ね合わせて接合してある部分）３４を挟んだ両側に位置し、シーム部３４を真空吸着することにより、ブランクの互いに接合した端部同士の間に、それらを剥離させる荷重が可及的に作用しないようになっている。
【００２９】
なお、吸引口２４を介したシェル６の真空吸着およびその解除は、スターホイール２１の回転および分離カム２８によるチャック１６の前後動に同期して、図示しないバルブを開閉して行うように構成されている。
【００３０】
つぎに上述したトランスファー装置１４の作用について説明する。トランスファー装置１４におけるスターホイール２１は、シェルフォーミングターレット１０と同期して回転しており、スターホイール２１に取り付けられているいずれかのチャック１６は、受け取り位置１３においてシェル６が嵌合しているマンドレル１１と同一軸線上に対向して位置決めされる。この状態を図８の（ａ）に模式的に示してある。この状態でシェルフォーミングターレット１０およびトランスファーターレット１５は一時的に停止し、その間に前述した揺動レバー３１が１回揺動（往復動）する。揺動レバー３１の揺動動作は、前述したロッド３２ａ，３２ｂおよびテコ３３を介してスライド機構３０に伝達され、そのスライド機構３０が直線的に前後動する。したがってそのスライド機構３０に連結されている分離カム２８が同様に直線的に前後動し、その結果、受け取り位置１３において分離カム２８にカムフォロアー２３Ａを介して連結されているスライダー２３、およびそのスライダー２３に取り付けられているチャック１６が、マンドレル１１に向けてリニアガイド２２に沿って前進し、その後に後退する。
【００３１】
チャック１６は、その内側の形状がシェル６の外形に対応する形状とされているので、マンドレル１１に向けて前進することによりチャック１６の内側でシェル６の外周面を保持する。その状態を図８の（ｂ）に模式的に示してある。その時点で吸引口２４が図示しないバルブによって真空源に連通させられて、シェル６がチャック１６の内部に真空吸着される。したがって、チャック１６が後退すると、図８の（ｃ）に示すように、シェル６はチャック１６によって把持されてマンドレル１１から抜き取られる。
【００３２】
その場合、チャック１６を構成している把持片１７は、特にシェル６の接合部の両側とそれと相対する複数箇所でシェル６の外周面を真空吸着してシェル６を保持するので、シェル６を撓ませるなど変形させる荷重がシェル６に作用しにくく、シェル６が紙製であって剛性が低いとしてもその変形を回避もしくは抑制することができる。特に、図６および図７に示すように構成した場合には、シーム部３４を跨いだ両側を真空吸着するので、シーム部３４での剥離や変形を回避することができる。また、マンドレル１１に嵌合しているままの状態で、シーム部３４を隣り合う把持片１７との間に位置させてシェル６をチャック１６が保持するので、シェル６の姿勢や向きなどが変化することがなく、しかもブランクが重なって厚みがあるシーム部３４に影響されることなく、きっちりとチャック１６に保持される。そのため、チャック１６に保持されたシェル６の開口端と受け渡したマンドレル１１との間隙が小さい場合であっても、受け渡された後の搬送の過程でシェル６がマンドレル１１に接触するようなトラブルを避けることができ、チャック６を大きくストロークさせる必要がなく高速化にとって有利となる。
【００３３】
前述したようにシェルフォーミングターレット１０とスターホイール２１とは同期して１ピッチずつ間欠的に回転しているので、スターホイール２１におけるいわゆる後続のチャック１６においても、上述したようにしてシェルフォーミングターレット１０におけるマンドレル１１からシェル６が順次受け渡される。シェル６をマンドレル１１から受け取ったチャック１６は、スターホイール２１が間欠的に回転していることにより、所定ピッチ移動した後、ボトムフォーミングターレット２０に対する受け渡し位置１８に移動する。受け渡し位置１８においては、スライダー２３に取り付けてあるカムフォロアー２３Ａが分離カム２８に係合しており、したがって揺動レバー３１が前述したように１回揺動（往復動）することにより、その分離カム２８およびこれに係合しているカムフォロアー２３Ａならびにスライダー２３が、ボトムフォーミングターレット２０に向けて直線的に往復動する。
【００３４】
スターホイール２１とボトムフォーミングターレット２０とは同期して１ピッチずつ間欠的に回転しているので、受け渡し位置１８においては、チャック１６とボトムフォーミングターレット２０におけるマンドレル１９とが同一軸線上で対向している。その状態を図９の（ａ）に模式的に示してある。したがってシェル６を保持しているチャック１６がスライダー２３と共に前進すると、そのシェル６は、図９の（ｂ）に模式的に示すように、マンドレル１９の外周側に嵌合させられる。ついで、図示しないバルブが閉じ、またボトムフォーミングターレット２０におけるマンドレル１９での吸引が行われることにより、シェル６はマンドレル１９に吸着される。その後、チャック１６は分離カム２８およびスライダー２３と共に元の位置に後退移動する。その状態を図９の（ｃ）に模式的に示してある。このボトムフォーミングターレット２０におけるマンドレル１９に対する受け渡しの場合においてもシェル６の姿勢や向きが変化することがないことは説明するまでもない。
【００３５】
なお、上記の説明では、シェルフォーミングターレット１０からのシェル６の受け取り、およびボトムフォーミングターレット２０に対するシェル６の受け渡しが別個に行われるように説明したが、図５に示す機構から明らかなように、それぞれのスライド機構３０が、トランスファーターレット１５の垂直軸と同軸上にある中空軸３１ａに取り付けられた揺動レバー３１により同時に作動できるようにしているため、揺動レバー３１が１回揺動すると、受け取り位置１３での分離カム２８および受け渡し位置１８での分離カム２８のそれぞれが１回、直線的に往復動するので、シェルフォーミングターレット１０からのシェル６の受け取り、およびボトムフォーミングターレット２０に対するシェル６の受け渡しは、時間的に同時に実行される。
【００３６】
なお、上記の具体例では、被搬送体であるシェルの受け取りと受け渡しとの両方を、チャックの前後進によって行うように構成された例を説明したが、本発明では、受け取りと受け渡しとのいずれか一方のみを、チャックの前後進によって行うように構成してもよい。また、本発明における被搬送体はテーパー形状の筒状体であるシェルに限られないのであって、そのシェルに底板を取り付けたテーパー形状容器中間製品であってもよい。さらに、チャックは、被搬送体をその外周側から包み込むように保持する構成であればよく、テーパー状の中空形状のものであってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…容器、 ６…シェル、 １０…シェルフォーミングターレット、 １１…マンドレル、 １３…受け取り位置（受け渡し位置）、 １４…トランスファー装置、 １５…トランスファーターレット、 １６…チャック、 １７…把持片、 １８…受け渡し位置、 １９…マンドレル、 ２１…スターホイール、 ２２…リニアガイド、 ２３…スライダー、 ２３Ａ…カムフォロアー、 ２４…吸引口、 ２７…溝カム、 ２８…分離カム、 ３０…スライド機構、 ３１…揺動レバー、 ３４…シーム部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小径側をマンドレルの先端側にした状態でそのマンドレルに嵌合させられるテーパー形状紙容器用の被搬送体を前記マンドレルから受け取り、あるいは受け取った被搬送体を他のマンドレルへ受け渡す紙容器用トランスファー装置において、前記被搬送体の受け渡しを行う授受位置に停止している前記マンドレルあるいは他のマンドレルの先端側で間欠的に回転するトランスファーターレットと、そのターレットの外周部に一定間隔で取り付けられ、前記授受位置におけるマンドレルの先端側に前記マンドレルあるいは他のマンドレルと対向するように位置決めされ、かつ前記被搬送体の外周面の少なくとも周方向の複数箇所に接触して被搬送体を保持するチャックと、そのチャックを前記授受位置において前記マンドレルに対して前進させかつ後退させる前進後退機構とを備えていることを特徴とする紙容器用トランスファー装置。
【請求項２】
前記各チャックは、前記被搬送体の外周面の複数箇所に接触して被搬送体を把持する複数の把持片を有し、各把持片の内面は、前記被搬送体のテーパー状の外周面における母線角度に対応する傾斜面とされ、その内面に前記被搬送体の外周面を吸着させる吸引手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の紙容器用トランスファー装置。
【請求項３】
前記トランスファーターレットは、回転板を有し、
前進後退機構は、その回転板の周辺部に取り付けられかつ前記チャックを前記回転板の半径方向に前後動するようにガイドするリニアガイドと、前記チャックに設けられたカムフォロアーと、前記回転板に対向して固定されかつ前記チャックが前記マンドレルから後退した位置で前記回転板と共に回転するよう前記カムフォロアーを係合させてガイドするカムと、前記カムのうち前記チャックが前記授受位置でマンドレルと対向している状態で前記カムフォロアーが係合している部分が他の部分から分割されることにより形成された分割カムと、その分割カムごと前記チャックを前記マンドレルに対して前後動させる駆動機構とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の紙容器用トランスファー装置。
【請求項４】
前記被搬送体は、板紙製ブランクを丸めてその両端部同士を接合することによりテーパー形状のシェルに形成され、
前記吸引手段は、前記両端部の互いに接合されたシーム部を挟んだ両側を同時に吸着する吸引口を有する把持片備えている
ことを特徴とする請求項２または３に記載の紙容器用トランスファー装置。
【請求項１】
小径側をマンドレルの先端側にした状態でそのマンドレルに嵌合させられるテーパー形状紙容器用の被搬送体を前記マンドレルから受け取り、あるいは受け取った被搬送体を他のマンドレルへ受け渡す紙容器用トランスファー装置において、前記被搬送体の受け渡しを行う授受位置に停止している前記マンドレルあるいは他のマンドレルの先端側で間欠的に回転するトランスファーターレットと、そのターレットの外周部に一定間隔で取り付けられ、前記授受位置におけるマンドレルの先端側に前記マンドレルあるいは他のマンドレルと対向するように位置決めされ、かつ前記被搬送体の外周面の少なくとも周方向の複数箇所に接触して被搬送体を保持するチャックと、そのチャックを前記授受位置において前記マンドレルに対して前進させかつ後退させる前進後退機構とを備えていることを特徴とする紙容器用トランスファー装置。
【請求項２】
前記各チャックは、前記被搬送体の外周面の複数箇所に接触して被搬送体を把持する複数の把持片を有し、各把持片の内面は、前記被搬送体のテーパー状の外周面における母線角度に対応する傾斜面とされ、その内面に前記被搬送体の外周面を吸着させる吸引手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の紙容器用トランスファー装置。
【請求項３】
前記トランスファーターレットは、回転板を有し、
前進後退機構は、その回転板の周辺部に取り付けられかつ前記チャックを前記回転板の半径方向に前後動するようにガイドするリニアガイドと、前記チャックに設けられたカムフォロアーと、前記回転板に対向して固定されかつ前記チャックが前記マンドレルから後退した位置で前記回転板と共に回転するよう前記カムフォロアーを係合させてガイドするカムと、前記カムのうち前記チャックが前記授受位置でマンドレルと対向している状態で前記カムフォロアーが係合している部分が他の部分から分割されることにより形成された分割カムと、その分割カムごと前記チャックを前記マンドレルに対して前後動させる駆動機構とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の紙容器用トランスファー装置。
【請求項４】
前記被搬送体は、板紙製ブランクを丸めてその両端部同士を接合することによりテーパー形状のシェルに形成され、
前記吸引手段は、前記両端部の互いに接合されたシーム部を挟んだ両側を同時に吸着する吸引口を有する把持片備えている
ことを特徴とする請求項２または３に記載の紙容器用トランスファー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２４９６４（Ｐ２０１２−２４９６４Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６３７６３（Ｐ２０１０−１６３７６３）
【出願日】平成２２年７月２１日（２０１０．７．２１）
【出願人】（０００１５２９３０）株式会社日本デキシー (14)
【出願人】（０００１９１１８０）新日本工機株式会社 (51)
【出願人】（０００２０８４５５）大和製罐株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２１日（２０１０．７．２１）
【出願人】（０００１５２９３０）株式会社日本デキシー (14)
【出願人】（０００１９１１８０）新日本工機株式会社 (51)
【出願人】（０００２０８４５５）大和製罐株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
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