特許 7092351 充填機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-20

(45)【発行日】2022-06-28

(54)【発明の名称】充填機

(51)【国際特許分類】

   B65B 7/16 20060101AFI20220621BHJP

   B65B 51/20 20060101ALI20220621BHJP

   B65B 3/04 20060101ALN20220621BHJP

【ＦＩ】

B65B7/16 A

B65B51/20 100

B65B3/04

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018216202

(22)【出願日】2018-11-19

(65)【公開番号】P2020083337

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2020-12-11

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 適用可

(73)【特許権者】

【識別番号】591158003

【氏名又は名称】株式会社中部機械製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100093687

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 元成

(74)【代理人】

【識別番号】100139789

【氏名又は名称】町田 光信

(74)【代理人】

【識別番号】100168468

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 曜

(72)【発明者】

【氏名】横山 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】舩木 満浩

【審査官】田中 一正

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０２８７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１０１００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５３－０７６６６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－２７８０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２２６５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭４８－００９６２６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０００１７３８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｂ ７／１６

Ｂ６５Ｂ ５１／２０

Ｂ６５Ｂ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給された紙シート材を筒状に起こし紙容器の底部を組み立てる紙容器組立装置（２）
と、
組み立てられた紙容器に液体を充填する充填装置（５）と、
紙容器の頂部をシールするシール装置（４，６，１００，７）と、
前記紙容器組立装置（２）から前記シール装置（４，６，１００，７）にわたり、組み立てられた紙容器を間欠的に搬送する搬送装置からなる充填機（１）であって、
前記シール装置（４，６，１００，７）は、頂部をくせ折りするくせ折り機（４，６）と容器頂部の所望位置を加熱する上部加熱装置（１００）と容器の頂部を折りたたみ加圧する加圧装置（７）よりなり、
前記上部加熱装置（１００）は、熱風を生成する加熱部（１０）と、
紙容器の頂部の加熱位置に対応するノズル穴が設けられたノズル部（２０）とからなり
、
前記ノズル部（２０）は前記加熱部（１０）と着脱自在可能になっており、
前記ノズル部（２０）と前記加熱部（１０）を一体に固定する締結機構（１５、２４）と、
前記ノズル部（２０）の交換の際に、該ノズル部（２０）を前記加熱部（１０）の所定の位置に位置決めする位置決め機構（１８、２１ｃ）と、
前記ノズル部（２０）の交換の際に、該ノズル部（２０）の前記加熱部（１０）に対する上下方向・左右方向の各移動を所定の範囲内に制限し且つ長手方向の移動を許可しながら前記ノズル部（２０）を支持可能な落下防止機構（２６）とを備え、
前記締結機構（１５、２４）は、前記ノズル部（２０）に設けられた留め具（２５）に対する係合を回転レバー（１５ａ）の操作によって固定又は解除するレバー締結機構（１５）と、揺動可能且つ自転不能な雄ネジ部（２４ｂ）と該雄ネジ部に螺合するハンドル（２４ｄ）付き雌ネジ部（２４ｃ）を有するネジ締結機構（２４）から成り、
前記加熱部（１０）は前記雄ネジ部（２４ｂ）が嵌合する切り欠き部（１４ａ）を有し、且つ前記雌ネジ部（２４ｃ）は前記切り欠き部（１４ａ）を通過することが出来ないように構成されている
ことを特徴とする充填機。

【請求項2】

請求項１に記載の充填機において、
前記ノズル部（２０）は、前記加熱部（１０）の下面に固定されると共に、該加熱部（１０）には、水平方向に張り出すフランジ部（１４）が形成されており、
前記落下防止機構（２６）は、前記ノズル部（２０）の少なくとも側部の対向する部位に設けられ前記フランジ部（１４）上面に係合する引っ掛け部（２６）から成る
ことを特徴とする充填機。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の充填機において、
前記位置決め機構（１８，２１ｃ）は、前記加熱部（１０）に設けられた位置決めピン（１８）と前記ノズル部（２０）に設けられた該位置決めピン（１８）に嵌合する穴（２１ｃ）とから成る
ことを特徴とする充填機。

【請求項4】

請求項１から３の何れか１項に記載の充填機において、
前記ハンドル（２４ｄ）は前記雌ネジ部（２４ｃ）の長手方向に直交する方向に沿って移動可能である
ことを特徴とする充填機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充填機に関し、より詳細には口栓無しカートン又は口栓有りカートンを含む紙パック容器用カートン上部に対する多様な加熱要求を満足することが可能な充填機に関する。

【背景技術】

【0002】

乳飲料やジュース等を充填する容器として、ゲーブルトップと呼ばれる上部が三角屋根状に成形された紙製角筒容器（以下「紙パック容器」という。）が広く利用されている。この紙パック容器は、紙シート材に樹脂が積層された多層シート材から成り、カートンと呼ばれる両端開口の角筒中空体を、底部をシールし、次いで内容物を充填し、最後に上部をシールすることにより得られる（例えば、特許文献４を参照。）。

【0003】

図１３は、紙パック容器用カートン上部の展開図を示す説明図である。図１３（ａ）は口栓無しカートンの展開図を表し、図１３（ｂ）は口栓有りカートンの展開図を表している。図中の点線部は折り目（薄肉部）を表し、右端は右側と左側を熱融着する接合代Ｇを表している。上部Ｔ６と上部Ｔ８がゲーブルトップの三角屋根になる部位である。上部Ｔ５と上部Ｔ７は三角屋根の端部の三角垂状の凹部になる部位である。

【0004】

図１４は、紙パック容器用カートン上部のシール工程を示す説明図である。有底カートンにおいて上部Ｔ５と上部Ｔ７がシーラー（図示せず）によって内側に押し込まれることにより、上部Ｔ１と上部Ｔ３はそれぞれ半分に折られ、上部Ｔ２と上部Ｔ４によって両側から挟み込まれる。そして、上部Ｔ２と上部Ｔ４はシーラー（図示せず）によって内側に押し込まれてシール（密封）されることになる。

【0005】

なお、ここで留意すべきことは、図１３（ａ）に示されるように、口栓無しカートンの場合、上部Ｔ２と上部Ｔ３と上部Ｔ４の各シール部については、内容物を注出する際に剥がされることである。そのため、上部Ｔ２と上部Ｔ３と上部Ｔ４の各シール部については、剥がし易くなるように所定箇所に剥離剤が付されている。

【0006】

他方、図１３（ｂ）に示されるように、口栓有りカートンの場合、上部Ｔ２と上部Ｔ３と上部Ｔ４が一度シールされると剥がされることはない。そのため、上部Ｔ２と上部Ｔ３と上部Ｔ４については、加熱工程において上部加熱装置（熱風）によって上部全体を満遍なく加熱されることになる。従って、カートン上部を加熱する加熱装置としては、熱風がカートン上部全体を満遍なく加熱する加熱パターンを有している。一例として、Ｖ字状凹部を有する第１トップヒータノズル部と、そのＶ字状凹部に対向するＶ字状凸部を有する第２トップヒータノズル部とから構成される紙パック容器用加熱装置が知られている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。

【0007】

また、カートン上部の特定箇所について特定の加熱パターンを有するヒータノズル部を備えた紙パック容器用加熱装置が知られている（例えば、特許文献３を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開平８－３０１２０６号公報

【文献】特開２００７－１９７０７１号公報

【文献】特開平０６－０８０１２４号公報

【文献】特許第４３３４１１１５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

例えば、上記特許文献１及び２に記載された加熱装置を備えた充填機において、図１３（ａ）に示される口栓無しカートンの上部を加熱する場合、カートン上部Ｔ１からＴ４が満遍なく加熱され、その結果カートン上部Ｔ１からＴ４において積層された樹脂が満遍なく溶融することになる。そのため、カートン上部のシール強度が強くなり、内容物を抽出する際に上部Ｔ２からＴ４を剥がす場合、剥がれにくいという問題が起こり得る。なお、上記特許文献１及び２に記載された従来の加熱装置は、カートン上部Ｔ１からＴ４を満遍なく加熱することができるため、図１３（ｂ）示される口栓有りカートンの上部加熱に対してはとても好ましい。

【0010】

他方、上記特許文献３に記載された特定の加熱パターンを有する加熱装置を備えた充填機において、図１３（ａ）に示される口栓無しカートンの上部を加熱する場合、剥離剤を避けながらカートン上部Ｔ１からＴ４を加熱することができる。従って、内容物を注出する際に上部Ｔ２からＴ４を剥がす場合、剥がれにくいという問題は発生しない。従って、上記特許文献３に記載された特定の加熱パターンを有する従来の加熱装置は、口栓無しカートンの上部加熱に対してはとても好ましい。

【0011】

しかし、上記特許文献３に記載された上部加熱装置を図１３（ｂ）に示される口栓有りカートンの上部加熱に使用する場合、カートン上部Ｔ１からＴ４が部分的に加熱され、その結果カートン上部全体のシール強度が弱くなり、最悪の場合、内容物が漏洩するという問題が起こり得る。

【0012】

このように、上記従来のカートン上部用加熱装置では、カートン上部に対する加熱要求について、口栓無しカートン又は口栓有りカートンの何れか一方の加熱要求しか満足することが出来なかった。その結果、このようなカートン上部加熱装置を備えた充填機は、口栓無しカートン又は口栓有りカートンの何れか一方のカートンしか適応することが出来なかった。

【0013】

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は口栓無しカートン又は口栓有りカートンを含む紙パック容器用カートン上部に対する多様な加熱要求を満足することが可能な充填機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記目的を達成するために、本発明に係る充填機においては、供給された紙シート材を筒状に起こし紙容器の底部を組み立てる紙容器組立装置（２）と、組み立てられた紙容器に液体を充填する充填装置（５）と、紙容器の頂部をシールするシール装置（４，６，１００，７）と、前記組立装置（２）から前記シール装置（４，６，１００，７）にわたり、組み立てられた紙容器を間欠的に搬送する搬送装置からなる充填機（１）であって、前記シール装置（４，６，１００，７）は、頂部をくせ折りするくせ折り機（４，６）と容器頂部の所望位置を加熱する上部加熱装置（１００）と容器の頂部を折りたたみ加圧する加圧装置（７）よりなり、前記上部加熱装置（１００）は、熱風を生成する加熱部（１０）と、紙容器の頂部の加熱位置に対応するノズル穴が設けられたノズル部（２０）とからなり、前記ノズル部（２０）は前記加熱部（１０）と分離可能になっており、前記ノズル部（２０）と前記加熱部（１０）を一体に固定する締結機構（１５、２４）と、前記ノズル部（２０）の交換の際に、該ノズル部（２０）を前記加熱部（１０）の所定の位置に位置決めする位置決め機構（１８、２１ｃ）を備えることにより、加熱装置のノズル部を交換可能としたものである。

【0015】

上記構成では、カートン上部の複数の加熱条件（加熱パターン）に応じた複数のノズル部（２０）を予め準備しておき、口詮無しカートン及び口栓有りカートンのそれぞれの容器に応じてこれら複数のノズル部（２０）を交換することにより、加熱条件（加熱パターン）が異なる紙パック容器の成形・充填・シールを一台の充填装置で実施することが可能となる。

【0016】

請求項１に係る発明においては、上記構成に加え、ノズル部の落下防止機構を設けたので、ノズル部交換の際の安全性が確保される。

【0017】

また、請求項２に係る発明においては、上記構成のノズル部と加熱部を一体に固定する締結機構を、ノズル部に設けられた留め具に対する係合を回転レバーの操作によって固定又は解除するレバー締結機構とネジを用いたネジ締結機構で構成することにより、ノズル部と加熱部との間の固定が確実となるとともに、固定・解除作業が容易になる。

【0018】

本発明に係る充填機の他の特徴は、前記ノズル部（２０）は、揺動可能且つ自転不能な雄ネジ部（２４ｂ）と該雄ネジ部に螺合するハンドル（２４ｄ）付き雌ネジ部（２４ｃ）を有するネジ締結機構（２４）を備えると共に、前記加熱部（１０）は前記雄ネジ部（２４ｂ）が嵌合する切り欠き部（１４ａ）を有し、且つ前記雌ネジ部（２４ｃ）は前記切り欠き部（１４ａ）を通過することが出来ないように構成されていることである。

【0019】

上記構成では、ノズル部（２０）の雄ネジ部（２４ｂ）を揺動させることにより、雄ネジ部（２４ｂ）が加熱部（１０）の切り欠き部（１４ａ）に嵌合し、ハンドル（２４ｄ）を操作して雌ネジ部（２４ｃ）を締めることにより、工具等を使用せずにノズル部（２０）を加熱部（１０）に固定することが可能となる。他方、ハンドル（２４ｄ）を操作して雌ネジ部（２４ｃ）を緩めることにより、工具等を使用せずにノズル部（２０）を加熱部（１０）から取り外すことが可能となる。

【0020】

本発明に係る充填機の他の特徴は、前記ノズル部（２０）は、前記加熱部（１０）の下面に固定されると共に、該加熱部（１０）には、水平方向に張り出すフランジ部（１４）が形成されており、前記落下防止機構（２６）は、前記ノズル部（２０）の少なくとも側部の対向する部位に設けられ前記フランジ部（１４）上面に係合する引っ掛け部（２６）から成ることである。

【0021】

上記構成では、作業者がノズル部（２０）を加熱部（１０）に取り付ける際、誤ってノズル部を落下させることを防止することが簡単な機構によって、可能になる。これにより、作業者がノズル部（２０）を加熱部（１０）に安全に取り付け／取り外しすることができる。

【0022】

本発明に係る充填機の他の特徴は、前記位置決め機構（１８，２１ｃ）が、前記加熱部（１０）に設けられた位置決めピン（１８）と前記ノズル部（２０）に設けられた該位置決めピン（１８）に嵌合する穴（２１ｃ）とから成ることである。

【0023】

上記構成では、ノズル部（２０）を加熱部（１０）に取り付ける際のノズル部（２０）に対する位置決めが容易となる。

【0024】

本発明に係る充填機の他の特徴は、前記ハンドル（２４ｄ）は前記雌ネジ部（２４ｃ）の長手方向に直交する方向に沿って移動可能であることである。

【0025】

上記構成では、作業者が雄ネジ部（２４ｂ）と雌ネジ部（２４ｃ）のねじ結合を解除又は締結することが容易となる。

【発明の効果】

【0026】

本発明の充填機（１）によれば、熱風をカートン上部に吹き付けるノズル部（２０）が加熱部（１０）に対し着脱自在に構成されている。そのため、カートン上部加熱要求に応じた加熱パターンを有するノズル部（２２ａ、２２ｂ）を別個に取り付けることが可能となる。その結果、単一の紙パック容器成形充填装置（１）によって口栓無しカートン又は口栓有りカートンを含む紙パック容器用カートン上部に対する多様な加熱要求を満足することが可能となる。

【0027】

ノズル部（２０）は少なくとも側部の対向する部位に加熱部（１０）のフランジ部（１４）に係合する引っ掛け部（２６）を備える。そのため加熱部（１０）に対するノズル部（２０）の取り外し／取り付け作業を安全に行うことが可能となる。

【0028】

ノズル部（２０）と加熱部（１０）を一体に固定する締結機構を、ノズル部（２０）に設けられた留め具に対する係合を回転レバーの操作によって固定又は解除するレバー締結機構（１５）とネジを用いたネジ締結機構（２４）の２つの締結機構で構成することにより、レバー締結機構の迅速な固定・解除機能により固定・解除作業が容易になるとともに、ネジ締結機構によりノズル部（２０）と加熱部（１０）との間の固定が確実となる。

【0029】

さらに、ネジ締結機構（２４）の雄ネジ部（２４ｂ）は揺動可能且つ自転不能にノズル部（２０）に設けられ、それに螺合する雌ネジ部（２４ｃ）はハンドル（２４ｄ）を備える。これにより、ノズル部（２０）の交換のための工具等を別途用意する必要がなくなる。更に、加熱部（１０）はノズル部（２０）を所定の位置に位置決めする位置決めピン（１８） を有すると共にノズル部（２０）は該位置決めピン（１８）に嵌合する穴（２１ｃ）を有する。その結果、加熱部（１０）に対するノズル部（２０）の取り外し／取り外し作業を極めて単純に短時間で行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の一実施形態に係る紙パック容器成形充填装置の外観図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る紙パック容器成形充填装置の動作を示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るカートン上部加熱装置であって加熱部とノズル部が分離した状態を示す斜視説明図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るカートン上部加熱装置であって加熱部とノズル部の固定が解除された状態を示す斜視説明図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るカートン上部加熱装置であって加熱部とノズル部が固定された状態を示す斜視説明図である。

【図6】本発明に係るノズル部を示す平面図である。

【図7】図６の底面図である。

【図8】図７の右側面図である。

【図9】口栓有りカートンに係るメインオーブン部を示す説明図である。

【図10】口栓無しカートンに係るメインオーブン部を示す説明図である。

【図11】右サブオーブン部を示す説明図である。

【図12】左サブオーブン部を示す説明図である。

【図13】紙パック容器用カートン上部の展開図を示す説明図である。

【図14】紙パック容器用カートン上部のシール工程を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

【0032】

図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る紙パック容器成形充填装置１を示す説明図である。図１はこの紙パック容器成形装置１の外観図である。図２はこの紙パック容器成形充填装置１の動作を示すブロック図である。

【0033】

図１に示されるように、この紙パック容器成形充填装置１は、カートンを有底カートンに成形するカートン底部成形部２と、内容物の注出口となる口栓（スパウト）を装着する口栓装着部３と、カートン上部の折り目をほぐすと共にカートン上部開口を一時的に拡げるカートン上部一次折曲げ部４と、有底カートンに内容物を充填する内容物充填部５と、カートン上部開口を後述するカートン上部加熱装置１００のノズル部２０に嵌るように一時的に成形するカートン上部二次折曲げ部６と、カートン上部内周面及び外周面を加熱するカートン上部加熱装置１００と、カートン上部をプレスしてシール（封止）するカートン上部プレス部７と、内容物が充填された紙パック容器を外部に取り出す容器搬出部８と、紙パック容器に充填される内容物を貯蔵する内容物貯蔵部９とを具備して構成される。以下、各構成について説明する。

【0034】

図２に示されるように、カートン底部成形部２は、扁平形状の複数のカートンが積層されたカートン束からバキューム装置（図示せず）によって１個ずつカートンを引き出す。カートンが引き出される過程で、点対称に配置された一対のＬ字片にカートンが嵌合することによって、扁平形状から両端開口の四角柱枠形状に成形される。

【0035】

両端開口の四角柱枠形状に成形されたカートンは、昇降装置（図示せず）によって引き上げられマンドレルに挿入される。なお、マンドレルは、長手方向を鉛直方向に配向されて回転円盤の周方向に沿って等間隔に複数個（例えば８個）設けられている。従って、マンドレルは４５°回転→休止→４５°回転→休止→・・・という工程を繰り返し、その休止の間に以降のボトム加熱、カートン下部の折り曲げ、ボトムプレス、及びカートン引降ろしが順に行われることになる。

【0036】

カートンは９０°回転した後に、ボトムヒータ（図示せず）によって下部を加熱される。その後更に４５°回転した後に、ボトムブレーカ（図示せず）によってカートン下部を折り目に沿って折り曲げられる。その後更に４５°回転した後に、ボトムプレス（図示せず）によってカートン下部を鉛直方向（長手方向）上向きに押圧される。これにより、有底カートンが成形される。

【0037】

その後更に９０°回転した後に、カートンは昇降装置（図示せず）によってマンドレルから引き下ろされて、一対の内部コンベアによって搬送される。

【0038】

口栓装着部３は、カートン上部の口栓用開口（図１３（ｂ）のＴ９）に、予熱した口栓（スパウト）を押し付けてカートン内面に溶着させる。なお、口栓無しカートンを成形・充填する場合は、口栓装着部３は休止している。

【0039】

カートン上部一次折曲げ部４は、カートン上部の折り目（図１３（ｂ）の点線部）の交点（図１３（ｂ）の×印近傍）を、互いに内側に向かって押してカートン上部の折り目に（押された部位が内側に凹むような）クセを付ける。その後、カートン上部を搬送方向に沿って外側に押してカートン上部開口を拡げる。なお、カートンは、一対の内部コンベアによって挟まれた搬送路（図１）に沿って、内部コンベアのセパレート片によって姿勢を安定に保持された状態で図上右側へ搬送される。

【0040】

内容部充填部５は、所定量の内容物を有底カートンに充填する。計量及び充填はピストン式充填装置（図１）によって行われる。なお、内容物は内容物貯蔵部９から自然落下又はポンプによって所定のラインを経由してピストン式充填装置に供給される。

【0041】

カートン上部二次折曲げ部６は、再度カートン上部の折り目（図１３（ｂ）の点線部）の交点（図１３（ｂ）の×印近傍）を、搬送方向に沿って内側に押してカートン上部の折り目に（押された部位が内側に凹むような）クセを付ける。その後、カートン上部二次折曲げ部６は、カートン上部開口を少しだけ押し拡げる。これは次のカートン上部加熱装置１００において熱風を吹き付けるノズル部２０にカートン上部が好適に嵌るようにするためである。

【0042】

カートン上部加熱装置１００は、カートン上部内周面及び外周面を加熱する。詳細については図３から図１２を参照しながら後述する。

【0043】

カートン上部プレス部７は、カートン上部を搬送方向に直交する方向にプレスしてカートン上部をシールする。なお、本実施形態においてプレスは２段階に分けて行われる。

【0044】

容器搬出部８は、シール済みの紙パック容器を排出コンベアによって外部に搬出する。搬送路（図１）と排出コンベアとの継ぎ目には緩やかなスロープ（図１）が設けられている。そのため、シール済みの紙パック容器は、内部コンベアの送り力と自重によってスムーズに搬出コンベアに移送される。以下、本発明の特徴であるカートン上部加熱装置１００について説明する。

【0045】

図３から図５は、本発明の一実施形態に係るカートン上部加熱装置１００を示す斜視説明図である。なお、図３は加熱部１０とノズル部２０が分離した状態を表している。図４は加熱部１０とノズル部２０の固定が解除された状態を表している。図５は加熱部１０とノズル部２０が固定された状態を表している。

【0046】

このカートン上部加熱装置１００は、単体では使用されずに紙パック容器成形充填装置１（図１）に組み込まれて使用される。カートン（図１３）の上部内周面及び外周面を加熱するノズル部２０が、自由に取り付け・取り外し（着脱）することが出来るように構成されている。そのため、このカートン上部加熱装置１００によれば、口栓無しカートン（図１３（ａ））或いは口栓有りカートン（図１３（ｂ））の何れに対してもカートン上部に対する加熱要求を満足することが出来るようになる。その構成としては、空気を加熱して所定の温度の熱風を生成する加熱部１０と、口栓無しカートン又は口栓有りカートンが嵌め込まれ、熱風をカートンの上部内周面及び外周面に吹き付けて積層された樹脂を溶融させるノズル部２０とを具備して構成される。先ず加熱部１０について説明する。

【0047】

加熱部１０は、空気を送風するエアダクト１１と、空気を加熱するヒータ部１２と、熱風を貯める熱風貯蔵部１３と、ノズル部２０が取り付けられる水平方向に張り出したフランジ部１４と、ノズル部２０を加熱部１０に固定するレバーロック機構１５と、加熱部１０を紙パック容器成形充填装置１（図１）に固定するための固定板１６と、加熱部１０を支持するための支持部材１７と、ノズル部２０をフランジ部１４に対し位置決めするための位置決めピン１８と、熱風の温度を検出する温度検出ポート１９とを具備して構成される。

【0048】

エアダクト１１には送風機（図示せず）が接続される。送風機の容量としては、電源電圧２００［Ｖ］及び電源周波数［６０Ｈｚ］において最大風量が６０００［Ｌ／分］になる容量である。なお、風量は吐出口（熱風貯蔵部１３）の温度に反比例するように設定される。

【0049】

ヒータ部１２は、電気式ヒータである。容量としては、例えば、風量が約１０００［Ｌ／分］である時に吐出口（熱風貯蔵部１３）の温度が５００℃に、或いは風量が約３０００［Ｌ／分］である時に吐出口（熱風貯蔵部１３）の温度が２００℃になる容量である。

【0050】

熱風貯蔵部１３は、熱風の風量及び温度の一時的な変動を吸収して、ノズル部２０に安定した風量及び温度の熱風を供給するための熱風のバッファタンクである。

【0051】

フランジ部１４は、ノズル部２０の雄ネジ部２４ｂが嵌合する切り欠き部１４ａを２箇所に有している。なお、詳細については後述するが、この雄ネジ部２４ｂはハンドル２４ｄ付き雌ネジ部２４ｃが予め螺合されている。従って、雄ネジ部２４ｂを軸２４aを支点に揺動させることにより、雄ネジ部２４ｂは切り欠き部１４ａに嵌合する。ハンドル２４ｄを操作して雌ネジ部２４ｃを締めることにより、ノズル部２０をフランジ部１４に締結させることが可能となる。

【0052】

また、フランジ部１４は、ノズルベース部２１のボルト２１ｄの頭部を通すための貫通穴１４ｂ（４箇所）及び貫通長穴１４ｃ（４箇所）を有している。

【0053】

レバーロック機構１５は、回転機構に引っ張り機構を連動させたリンク機構（いわゆる”パッチン留め具”）であり、ノズル部２０をフランジ部１４に固定するためのものである。詳細については後述する。

【0054】

位置決めピン１８は、ノズルベース部２１のピンホール２１ｃに嵌合する位置決め用ピンであり、ノズル部２０の加熱部１０に対する位置決めとなる。

【0055】

温度検出ポート１９は、温度センサが取り付けられる取付ポート部である。温度センサとしては例えば熱電対を使用することができる。次に、ノズル部２０について説明する。

【0056】

図６から図８は、本発明に係るノズル部２０を示す説明図である。なお、参考として加熱部１０のレバーロック機構１５も併せて図示されている。図６はノズル部２０の平面図である。図７は図６の底面図である。図８は図７の右側面である。なお、図６において紙面裏側に配置される部品の符号については、矩形枠で囲まれて表示されている。

【0057】

図６に示されるように、このノズル部２０は、後述のオーブン部が取り付けられる主構造体としてのノズルベース部２１と、熱風を噴射するメインオーブン部２２ａ,２２ｂ（図９、図１０）及びサブオーブン部２２ｃ－Ｒ,２２ｃ－Ｌ（図１１、図１２）と、熱風が周囲に拡散することを防止する隔壁部２３（図７）と、ノズル部２０と加熱部１０を締結するネジ締結機構２４と、レバーロック機構１５が係合する留め具２５（図７）と、ノズル部２０を加熱部１０のフランジ部１４に引っ掛けるＬ字型プレート２６と、隔壁部２３をノズルベース部２１に固定するためのプレート２７とを具備して構成される。なお、メインオーブン部２２ａは口栓有りカートン（図１３（ｂ））に熱風を吹き付けるためのオーブン部であり、メインオーブン部２２ｂは口栓無しカートン（図１３（ａ））に熱風を吹き付けるためのオーブン部である。これらオーブン部については、図９から図１２を参照しながら後述する。以下、各構成について説明する。

【0058】

図６に示されるように、ノズルベース部２１の表面（上面）には、加熱部１０（熱風貯蔵部１３）から送風される熱風をメインオーブン部分２２ａ,２２ｂ（図９、図１０）に導入するためのメイン開口２１ａと，その両側に熱風をサブオーブン部２２ｃ－Ｒ,２２ｃ－Ｌ（図１１、図１２）に導入するためのサブ開口２１ｂ,２１ｂがそれぞれ設けられている。

【0059】

メイン開口２１ａには、２個のコ型の凹部（インロー部）に大小７個の貫通穴がそれぞれ形成されている。さらに２個のコ型の凹部の間に２個の貫通穴が形成されている。一方、サブ開口２１ｂ,２１ｂには２個の貫通穴がそれぞれ形成されている。

【0060】

メインオーブン部２２ａ,２２ｂ（図９、図１０）及びサブオーブン部２２ｃ－Ｒ,２２ｃ－Ｌ（図１１、図１２）の周囲は、隔壁部２３（図７）によって覆われ、熱風が周囲に拡散しないようになっている。隔壁部２３とプレート２７は溶接等によって一体化され、プレート２７にはボルト２１ｄと螺合する雌ネジ部（図示せず）が２箇所に形成されている。従って、隔壁部２３はボルト２１ｄ（４箇所）によってノズルベース部２１の裏面に取り付けられている。

【0061】

図７に示されるように、ネジ締結機構２４は、軸２４ａの回りに揺動可能且つ自転不能な雄ネジ部２４ｂ（２組）と、先端部にハンドル２４ｄが挿通された自転可能な円筒形状の雌ネジ部２４ｃ（２組）と、雄ネジ部２４ｂを揺動可能且つ自転不能に支持するブラケット２４ｅ（２組）とから構成される。従って、雄ネジ部２４ｂを軸２４ａの回りに揺動させることにより、雄ネジ部２４ｂの部位２４ｆがフランジ部１４（図３）の切り欠き部１４ａに嵌合する。ハンドル２４ｄを回転操作することにより、雌ネジ部２４ｃが降下しフランジ部１４を締結する。これにより、ノズル部２０が加熱部１０に締結固定される。

【0062】

図７に示されるように、レバーロック機構１５は、加熱部１０のフランジ部１４に揺動可能に設けられたＵ字型回転レバー１５ａと、Ｕ字型回転レバー１５ａを揺動可能に支持するブラケット１５ｂと、ノズル部２０の側面に設けられた留め具２５に引っ掛かる引っ掛け部１５ｃを先端に備え、Ｕ字型回転レバー１５ａに回動可能に支持される連結部１５ｄとから構成される。引っ掛け部１５ｃの先端を留め具２５に掛けてＵ字型回転レバー１５ａをフランジ部１４上面（図３）側に揺動させることにより、引っ掛け部１５ｃが留め具２５を強く引っ張るため、ノズル部２０が加熱部１０に固定される。その逆に、Ｕ字型回転レバー１５ａをノズル部２０側に揺動させることにより、引っ掛け部１５ｃが留め具２５から外れ、ノズル部２０が加熱部１０に対して自由になる。このように、Ｕ字型回転レバー１５ａの１回の操作（いわゆるワンタッチ操作）によって、ノズル部２０が迅速に加熱部１０に対し固定され又は自由になる。

【0063】

図８に示されるように、ノズルベース部２１の側部の対向する位置にＬ字型プレート２６,２６が設けられている。Ｌ字型プレート２６は溶接又は締結具によってノズルベース部２１に取り付けることが可能である。
Ｌ字型プレート２６の上端部は、ノズル部２０を加熱部１０に取り付け、取り外す際に、フランジ部１４上面の上方に位置することになり、ノズル部２０を下降させれば、上端部がフランジ部１４上面に当接してそれ以上のノズル部２０の下降は制止される。したがって、ノズル部２０を誤って取り落としても、ノズル部２０の落下を防止することができる。

【0064】

図４に戻って、ノズル部２０を加熱部１０に取り付ける手順としては、Ｌ字型プレート２６,２６の垂直辺に囲まれた空間にフランジ部１４が位置するように、ノズル部２０をフランジ部１４に沿って向こう側に移動させる。次に、図５に示されるように、位置決めピン１８がピンホール２１ｃに嵌合するように、ノズルベース部２１の上面とフランジ部１４の下面を接合させる。次に、引っ掛け部１５ｃの先端を留め具２５に掛けてＵ字型回転レバー１５ａをフランジ部１４側に揺動させる。これにより、加熱部１０とノズル部２０はレバーロック機構１５によって固定されることになる。その結果、作業者はノズル部２０を支持することが不要となる。

【0065】

次に、雄ネジ部２４ｂを揺動させて雄ネジ部２４ｂをフランジ部１４の切り欠き部１４ａに嵌合させる。最後に、ハンドル２４ｄを回転操作して雌ネジ部２４ｃを降下させ、雄ネジ部２４ｂと雌ネジ部２４ｃによってフランジ部１４を締結する。これにより、加熱部１０とノズル部２０は、レバーロック機構１５に加えて、ネジ締結機構２４によっても固定されることになる。その結果、加熱部１０とノズル部２０が完全に一体に固定されることになる。

【0066】

ノズル部２０を加熱部１０から取り外す手順としては、上記取り付けと逆の手順を実施する。すなわち、ハンドル２４ｄを回転操作して雌ネジ部２４ｃを上昇させ、雄ネジ部２４ｂと雌ネジ部２４ｃとによるフランジ部１４に対する締結を解除する。次に雄ネジ部２４ｂを揺動させてフランジ部１４の切り欠き部１４ａから分離させる。次にＵ字型回転レバー１５ａをノズル部２０側に揺動させる。最後にノズル部２０をフランジ部１４に沿って手前側に移動させる。

【0067】

このように、ノズル部２０を加熱部１０に取り付ける場合、最初にレバーロック機構１５によるレバー操作（ワンタッチレバー操作）と、最後にネジ締結機構２４によるハンドル操作とによって加熱部１０とノズル部２０を極めて簡単な操作で短時間に取り付けることが可能となる。特に、最初のレバーロック機構１５によるレバー操作後は、ノズル部２０を支持することがなくなるため、ネジ締結機構２４によるハンドル操作が極めて容易となる。

【0068】

ノズル部２０を加熱部１０から取り外す場合も同様に、最初にネジ締結機構２４の締結を解除するため、最後はワンタッチレバー操作のみによって加熱部１０とノズル部２０を極めて短時間に取り外すことが可能となる。次に、熱風をカートン上部に吹き付けるオーブン部について説明する。

【0069】

図９は、口栓有りカートンに係るメインオーブン部２２ａを示す説明図である。なお、説明の都合上、加熱されるカートン上部についても併せて図示されている。図９（ａ）はメインオーブン部２２ａの正面図である。図９（ｂ）はメインオーブン部２２ａの平面図である。図９（ｃ）はメインオーブン部２２ａの底面図である。図９（ｄ）はメインオーブン部２２ａの右側面図である。図９（ｅ）はメインオーブン部２２ａの左側面図である。

【0070】

図９（ｂ）から図９（ｅ）に示されるように、メインオーブン部２２ａはメインノズル部２２ａ１とメインベース部２２ａ２とから構成される。メインノズル部２２ａ１にはカートン上部Ｔ１及び上部Ｔ３を加熱するための熱風噴射口群２２ａ４が、カートン上部Ｔ１及び上部Ｔ３に対向する位置に所定の加熱パターンでそれぞれ形成されている。

【0071】

また、メインノズル部２２ａ１にはカートン上部Ｔ２及び上部Ｔ４を加熱するための熱風噴射口群２２ａ５が、カートン上部Ｔ２及び上部Ｔ４に対向する位置に所定の加熱パターンでそれぞれ形成されている。

【0072】

図９（ａ）に示されるように、メインベース部２２ａ２にはメインノズル部２２ａ１に熱風を導入する大小１６個の導入穴群２２ａ３が形成されている。また、ボルト２１ｄ（図６）に螺合する雌ネジ部（４箇所）２２ａ６が、メインベース部２２ａ２の角部にそれぞれ形成されている。

【0073】

図１０は、口栓無しカートンに係るメインオーブン部２２ｂを示す説明図である。このメインオーブン部２２ｂは、メインノズル部２２ｂ１の構成がメインオーブン部２２ａに対し異なる。それ以外の構成につてはメインオーブン部２２ａと同じであり、ここでは説明を省略することとする。

【0074】

剥離剤が付されていないカートン上部Ｔ１に対向するメインノズル部２２ｂ１には、上部Ｔ１が満遍なく加熱される加熱パターンを有する熱風噴射口群２２ｂ４が形成されている。また、剥離剤が付されるカートン上部Ｔ２及び上部Ｔ４に対向するメインノズル部２２ｂ１には、剥離剤に熱風が吹き付けられないような加熱パターンを有する熱風噴射口群２２ｂ５がそれぞれ形成されている。剥離剤が大部分に付されるカートン上部Ｔ３に対向するメインノズル部２２ｂ１には、熱風噴射口群が形成されていない。

【0075】

図１１は、右サブオーブン部２２ｃ－Ｒを示す説明図である。なお、説明の都合上、加熱されるカートン上部Ｔ１についても併せて図示されている。図１１（ａ）は右サブオーブン部２２ｃ－Ｒの正面図である。図１１（ｂ）は右サブオーブン部２２ｃ－Ｒの右側面図である。

【0076】

図１１（ｂ）に示されるように、右サブオーブン部２２ｃ－Ｒは、サブノズル部２２ｃ１とサブベース部２２ｃ２とから構成される。サブノズル部２２ｃ１にはカートン上部Ｔ１を加熱するための熱風噴射口群２２ｃ３が所定の加熱パターンで形成されている。

【0077】

図１１（ａ）に示されるように、サブベース部２２ｃ２にはサブノズル部２２ｃ１に熱風を導入する２個の導入穴群２２ｃ４が形成されている。また、ボルト２１ｄ（図６）に螺合する雌ネジ部（４箇所）２２ｃ５が、サブベース部２２ｃ２の長手方向両側にそれぞれ形成されている。

【0078】

図１２は、左サブオーブン部２２ｃ－Ｌを示す説明図である。この左サブオーブン部２２ｃ－Ｌは、サブノズル部２２ｃ６の構成が右サブオーブン部２２ｃ－Ｒに対し異なる。それ以外の構成については右サブオーブン部２２ｃ－Ｒと同じであり、ここでは説明を省略することとする。

【0079】

剥離剤が付されたカートン上部Ｔ３に対向するサブノズル部２２ｃ６には、カートン上部Ｔ３がシール後に剥がされることを考慮して、カートン上部Ｔ３が満遍なく加熱されないような加熱パターンを有する熱風噴射口群２２ｃ７が形成されている。

【0080】

以上の通り、本発明の紙パック容器成形充填装置１において上記カートン上部加熱装置１００は、熱風をカートンに吹き付けるノズル２０が熱風を生成する加熱部１０に対し、ワンタッチのレバー操作とハンドル操作によって着脱可能に構成されている。従って、カートン上部加熱要求に応じた加熱パターンを有するノズル部２２ａ、２２ｂを別個に取り付けることが可能となる。その結果、単一の紙パック容器成形充填装置１によって口栓無しカートン又は口栓有りカートンを含む紙パック容器用カートン上部に対する多様な加熱要求を満足することが可能となる。

【0081】

また、レバーロック機構１５によって、ノズル部２０は加熱部１０に対しワンタッチのレバー操作で固定又は自由になるように構成されている。また、ネジ締結機構２４の雄ネジ部２４ｂは揺動可能且つ自転不能に構成され、それに螺合する雌ネジ部２４ｃはハンドル２４ｄを備える。これにより、ノズル部２０は加熱部１０に対しハンドル操作によって締結又は解除されるように構成される。更に、加熱部１０はノズル部２０を所定の位置に位置決めする位置決めピン１８を有すると共にノズル部２０は該位置決めピン１８に嵌合するピンホール２１ｃを有する。その結果、加熱部１０に対するノズル部２０の取り外し／取り外し作業を極めて単純に短時間で行うことが可能となる。

【0082】

また、ノズル部２０は少なくとも側部の対向する部位に加熱部１０のフランジ部１４に係合するＬ字型プレート２６を備える。そのため加熱部１０に対するノズル部２０の取り外し／取り付け作業を安全に行うことが可能となる。

【0083】

１ 紙パック容器成形充填装置（充填機）
２ カートン底部成形部（紙容器組立装置）
３ 口栓装着部
４ カートン上部一次折曲げ部（くせ折り機）
５ 内容物充填部
６ カートン上部二次折曲げ部（くせ折り機）
７ カートン上部プレス部（加圧装置）
８ 容器搬出部
９ 内容物貯蔵部
１０ 加熱部
１１ エアダクト
１２ ヒータ部
１３ 熱風貯蔵部
１４ フランジ部
１５ レバーロック機構（レバー締結機構）
１５ａ Ｕ字型回転レバー
１５ｂ ブラケット
１５ｃ 引っ掛け部
１５ｄ 連結部
１６ 固定板
１７ 支持部材
１８ 位置決めピン
１９ 温度検出ポート
２０ ノズル部
２１ ノズルベース部
２１ｃ ピンホール
２２ オーブン部
２２ａ メインオーブン部（口栓有りカートン用）
２２ｂ メインオーブン部（口栓無しカートン用）
２２ｃ－Ｒ 右サブオーブン部
２２ｃ－Ｌ 左サブオーブン部
２３ 隔壁部
２４ ネジ締結機構
２４ａ 軸
２４ｂ 雄ネジ部
２４ｃ 雌ネジ部
２４ｄ ハンドル
２４ｅ ブラケット
２４ｆ 加熱部１０の切り欠き部１４ａに嵌合する部位
２５ 留め具
２６ Ｌ字型プレート（落下防止機構）
２７ プレート
１００ カートン上部加熱装置（上部加熱装置、カートン上部加熱部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】