沖裁裝置及采用該裝置的蓋部沖裁方法

專利名稱：沖裁裝置及采用該裝置的蓋部沖裁方法
技術領域：
本發明涉及沖裁裝置及使用該裝置的蓋部的沖裁方法，是將用面積比口部大的薄片封口的杯形容器嵌入載置臺的貫穿孔而支承杯口，在此狀態下沿前述口部外周將前述薄片沖裁成規定形狀，成形為杯形容器蓋部。
背景技術：
一般來說，粒狀或棒狀即食點心是收容在如圖7所示的用紙或乙烯制薄片103蓋在杯子101的口部101a形成的杯形容器105中提供市場的。而且，作為蓋住杯形容器101的口部101a的封口裝置，通常使用實開平6-8202號所示的裝置。
圖8是該口部密封裝置的概略側視圖，該裝置201具備板式傳送帶211，具有許多作為載置杯形容器101的載置臺的板條(細條板)213。而且如圖9的板條側剖視圖所示，將杯形容器101嵌入在各板條213上形成的貫通孔213a以支承杯口，在此狀態下，使板條213向圖8所示的處理工位P2、P3、……P5移動，同時將點心(未圖示)裝滿杯形容器101后形成蓋子。
作為前述處理工位，設定有將點心充填到杯容器101內的裝料工位P2；從薄片軋棍231連續拉出薄片231a以將薄片231a貼于杯容器101的口部101a上面后供給的薄片供給工位P3；將已貼上的薄片101a壓緊在杯形容器101口部101a、以將口部101a封口的封口工位P4，在封口狀態下將貼著的薄片231a沖裁成蓋部形狀、以在每個杯容器101上形成蓋部的沖裁工位P5。
其中，配置在沖裁工位P5的沖裁裝置的側剖視圖見圖10。沖裁裝置251具備位于前述板條213上方而作上下升降動作的沖裁刀253。在移動到沖裁工位P5的板條253停留期間，使沖裁刀253向板條213下降，并沿環形口部101a對緊貼于杯形容器101口部101a的薄片231a進行沖裁，以形成杯形容器201的蓋部231b。
但是，為了保護圖10(b)所示的沖裁時的沖裁刀253的刃口，在板條213上沿前述貫孔213a的外周形成沖裁刀空刀槽213b，以使沖裁時刃口253a不與板條213接觸。因此，在將前述薄片231a沖裁成蓋部形狀時，刃口253a進入空刀槽213b，薄片231a僅受到拉伸切斷，故切斷性不好。因此應改善之，一般采用將刃口253b制成圖11所示的鋸齒狀。
可是，鋸齒形刃口253b的切斷線是鋸齒形，外觀及手感不佳。
另外，前述沖裁刀253是與作為支承杯形容器101的載置臺的板條213分開配置的，板條213相對固設在沖裁工位P5的沖裁刀253沿前進方向移動。因此，板條213對沖裁工位P5的停留位置精度會使支承于前述貫通孔213a的杯形容器與沖裁刀253的平面位置發生偏移，進而使沖裁刀253沖裁的蓋部對杯形容器101的口部101a的位置偏移。也就是存在產生沖裁偏位，商品外觀變壞的可能。

發明內容
本發明鑒于這樣情況，其目的是提供不使用鋸齒形沖裁刀、可控制蓋部對杯形容器的沖裁偏、形成外觀及手感良好的蓋部的沖裁裝置及使用該沖裁裝置的蓋部沖裁方法。
為達到這樣的目的，本發明的技術方案1的發明是沖裁裝置，是將用面積比口部大的薄片封口的杯形容器嵌入載置臺的貫通孔中以支承杯口，在此狀態下沿著前述口部外周沖裁前述薄片，以成形為杯形容器的蓋部，其特征是，具備沿前述貫通孔的四周從前述載置臺向前述薄片突出形成的筒狀沖裁刀；面對該沖裁刀的刃口配設、與該刃口夾著前述薄片而沖裁成前述蓋部用的樹脂推壓構件。
若采用前述發明，由于是用沖裁刀的刃口與推壓構件夾著薄片沖裁成蓋部，故切斷性卓越。因而，沖裁刀的刃口可以不形成鋸齒形，從而刃口可以用直線狀的直線刃沖裁成平滑的切斷線。而且，由于前述推壓構件是樹脂制的，沖裁時不損傷沖裁刀的刃口。
而且，沖裁刀形成于載置臺上，該載置臺上形成支承杯形容器的貫通孔。因此，制作載置臺時，只要將沖裁刀相對貫通孔而安裝在正確位置，在對薄片沖裁時絕對不會發生蓋部偏離杯形容器口部的情況。因此，能夠準確地在薄片上距離杯形容器口部規定量的部位進行沖裁，能夠成形外觀漂亮的蓋部。
技術方案2所述的發明是在技術方案1所述的沖裁裝置中，前述杯形容器支承成如下狀態能隨著前述推壓構件施加的推壓力而向嵌入前述貫通孔的方向移動，而在不施加前述推壓力的狀態下，前述口部比前述刃口更向前述推壓構件側突出，該推壓構件一邊使前述薄片隨著前述杯形容器一起向前述貫通孔的嵌入方向移動，一邊與前述刃口夾住該薄片進行沖裁。
若采用前述發明，在沖裁前不施加推壓力，杯形容器的口部比刃口更向推壓構件側突出，因而將口部封口的薄片不接觸刃口。因而，能夠確實防止沖裁前薄片被刃口損傷或中途被切斷。
另外，沖裁時推壓構件將杯形容器整體沿嵌入貫通孔的方向推壓，在口部高度與刃口基本位于一個平面的狀態下切斷薄片。因此，能防止沖裁時蓋部上位于口部與沖刀之間的部分以口部為界向下折彎，能形成漂亮的蓋部。
技術方案3所述的發明是在技術方案1或2所述的沖裁裝置中，前述沖裁前的薄片同時將多個杯形容器的口部封口。
若采用前述發明，一次能夠沖裁多個蓋部，提高生產性。
技術方案4所述的發明是在技術方案3所述的沖裁裝置中，在前述載置臺上為支承多個杯形容器而形成多個前述貫通孔，并且設置橫跨前述薄片的裁斷刀，其刃口高度與這些貫通孔的沖裁刀一樣，前述推壓構件面對全部前述裁斷刀及多個沖裁刀配置，在進行前述沖裁時，前述裁斷刀與前述推壓構件夾著前述薄片進行裁斷。
若采用前述發明，在推壓構件與前述沖裁刀夾著前述薄片沖裁成多個蓋部時，與之同時，該推壓構件用與前述沖裁刀同樣高度的裁斷刀夾著前述薄片將其裁斷。因而沖裁蓋部后的薄片殘部被裁斷，成為易處理的小邊角料，能夠簡單地處理前述薄片的沖裁邊角料。
技術方案5所述的發明是一種蓋部的沖裁方法，是用前述技術方案1至4任何一項所述的沖裁裝置，從將前述杯形容器口部封口的薄片沖裁前述杯形容器的蓋部。
若采用前述發明，能夠使沖裁成形的蓋部輪廓成為無鋸齒的光滑的輪廓。


圖1(a)是使用本發明沖裁裝置的封口裝置的側視圖，圖1(b)是圖1中B-B線向視的平面剖視圖。
圖2是從前方看本發明的板條的立體圖。
圖3(a)是本發明板條的貫通孔的擴大俯視圖，圖3(b)是前述貫通孔中心處的板條縱剖視圖。
圖4是用前述貫通孔支承杯形容器時的板條的縱剖視圖。
圖5是本發明封口裝置的局部擴大縱剖視圖，圖5(a)表示封口前的狀態，圖5(b)表示是封口過程中的狀態。
圖6是本發明的推壓裝置的局部擴大縱剖視圖；圖6(a)表示沖裁前的狀態，圖6(b)表示是沖裁時的狀態。
圖7是用薄片蓋在口部后形成的杯形容器的立體圖。
圖8是以往的封口裝置的側視概圖。
圖9是在杯口部支承杯形容器的以往的板條的側剖視圖。
圖10是以往沖裁裝置的側剖視圖，圖10(a)是沖裁前的狀態，圖10(b)是沖裁時的狀態。
圖11是以往的沖裁裝置的改良例的側剖視圖。
圖12是從前方看本發明變形例的板條的立體圖。
圖13(a)是使用本發明變形例的沖裁裝置的封口裝置的側視圖，圖13(b)是圖13(a)中B-B線向視的平面剖視圖。
圖14是本發明變形例的推緊裝置的局部擴大縱剖視圖，表示沖裁前的狀態。
圖15是本發明變形例的推壓裝置的局部擴大縱剖視圖，表示沖裁中的狀態。
圖16是本發明變形例的推壓裝置的局部擴大縱剖視圖，表示沖裁后的狀態。
具體實施例方式
圖1(a)是使用本發明沖裁裝置的封口裝置的側視圖，圖1(b)是圖1中B-B線向視的平面剖視圖。
該口部密封裝置1是在將杯形容器101從本身具備的平板傳送帶11的前端向后端水平輸送期間，通過在沿傳送帶11設定的多處處理工位P1、P2……P6進行規定的各種處理，生產出如圖8所示的在杯形容器101的口部101a蓋上蓋子的杯形商品105。也就是，在傳送帶11上，作為前述處理工位，設定供給在前道工序成形的杯形容器101的杯形容器供給工位P1；將點心裝入杯形容器101內的裝料工位P2；將從薄片輥31連續拉出的薄片31a貼在杯形容器101的口部101a上面的薄片供給工位P3；將貼上的薄片31a粘接于前述口部101a以將口部101a封口的封口工位P4；在封口狀態下沖裁粘接后的薄片31a、使在每只杯形容器上形成蓋部的沖裁工位P5；將已形成蓋子的杯形容器101輸送到下一工序的輸出工位P6。
傳送帶前述傳送帶11是在循環鏈12上配置許多水平的板條(細條板)13形成的平板傳送帶。傳送帶11是實行間歇走行，使板條13在各處理工位僅停留各種處理所需的時間。
圖2是從前方看該板條的立體圖。板條13發揮支承杯形容器101的前述載置臺的功能，因此應是有剛性的矩形板，在前述一系列處理中不彎曲，另外，在前述各處理工位中受限制而不能上下移動。這是為了能夠穩定實行前述各項處理。
在這樣的板條13上，形成沿厚度方向、即上下方向貫通的4個貫通孔13a，在移動方向及與之正交的寬度方向各形成2個。圖3(a)是該貫通孔的擴大俯視圖，圖3(b)是該貫通孔中心的縱剖視圖。圖4是在該貫通孔支承杯形容器的狀態的縱剖視圖。
如圖4所示，貫通孔13a是將前述杯形容器101嵌入后支承的孔，為了能順利地插拔杯形容器101，形成直徑比杯形容器外徑稍大的圓形。本實施例的杯形容器101是杯形容器外徑在整個高度方向上不變的直管式，其口部101a是全周向外側卷邊。而且，卷邊的口部101a與沿貫通孔13a周邊部設置的后述支承構件55抵接，從而以其口部101a朝上的垂直姿勢被板條13支承住其杯口，而不會脫落到下方，如圖3所示，在貫通孔13a周圍，固定立設著形狀與要沖裁的蓋部輪廓相同的筒形沖裁刀53，其刃口垂直向上。該沖裁刀53的刃口53a形成直線刃口，因而在后述的沖裁工位P3沖裁的蓋部輪廓成為無鋸齒的光滑輪廓。沖裁刀53的下端部53b埋設固定在板條13內，故可以對抗沖裁時作用于沖裁刀53的向下方向的壓力。
如圖4所示，為了使前述貫通孔13a支承杯形容器101時口部101a上面的高度比前述沖裁刀53的刃口53a高，在從沖裁刀53的內周緣到前述貫通孔13a的周緣部的區域敷設平坦的支承構件55。而且前述杯形容器口部101a的下面與支承構件55的上面抵接，以支承杯形容器101。敷設支承構件55的理由是，為了防止在后述的封口工位P4粘接在口部101a上面的薄片31a在沖裁工位P5被沖裁之前就與刃口53a接觸而受到損傷或中途切斷成。
支承構件55形成有上層部55a及下層部55b的雙層構造。下層部55b由隨著施加的力發生柔性彈性變形的材料、例如聚胺酯橡膠等彈性材料制成，上層部55a由比前述下層部55b硬的硬質材料制成，例如尼龍樹脂等。而且，在后述的沖裁工位P5上，一旦推壓構件56隔著薄片31將口部101a向下方推壓，下層部55b即發生該壓力相應的壓縮變形，使口部101a大致維持水平，同時杯形容器101a整體向貫通孔13a的嵌入方向、即下方移動。當然，若該推壓力消失，前述壓縮變形即消失，口部101a上面再度恢復到比沖裁刀53高的位置。
杯形容器供給工位。
在圖1所示的杯形容器供給工位P1上，配置從上方將杯形容器101投入板條13的貫通孔13a的杯形容器供給裝置19。在投入時，是基本同時地將杯形容器101投入前述板條13上的四個貫通孔13a中，如圖4所示，杯形容器101嵌入各貫通孔13a，其口部101a下面與前述支承構件55抵接而支承于前述貫通孔13a中。
裝料工位。
在圖1所示的裝料工位P2上，配置將食品等內容物計量后裝入由板條13的貫通孔13a支承的各杯形容器101內的裝料裝置21。
薄片供給工位。
在圖1所示的薄片供給工位P3上，配置使薄片輥31上的薄片與前述板條13的間歇移動同步地拉出的拉出卷筒33，以及為了將拉出的薄片31a水平地貼到杯形容器101的口部101a上面而對之進行引導到的多個導向輥35。而且，通過了后述的封口工位P4及沖裁工位P5而被沖裁后的薄片31a的沖裁邊角料由配置在沖裁工位P5后面的卷軸37連續地卷繞。
封口工位。
在圖1所示封口工位P4配置封口裝置41，用于將水平地貼在前述口部101a上的前述薄片131a粘接于口部101a。圖5是該封口裝置41的局部擴大縱剖視圖。如圖5(a)所示，封口裝置41具有位于板條13上方而可上下升降的加熱板43、及對該加熱板43作升降驅動的曲軸驅動機構。加熱板43內部有未圖示的發熱體，能使加熱板43的水平的下表面43a的表面溫度上升。并且，如圖5(b)所示，加熱板43向著停留中的板條13下降，一邊將薄片31a推壓到支承在該板條13上的四個杯形容器101的口部101a上，一邊加熱，使予先涂敷在前述口部101a上的熱溶膠接劑熔融，使薄片31a粘接在口部101a上，從而將口部101a封口。
但是，在推壓時，支承杯形容器101的前述支承構件55發生壓縮變形，因此杯形容器101整體被壓向貫通孔13a下方。可是，在封口工位P4，承受與該推壓力對抗的反作用力的支承梁45配置在杯形容器101的底部101b的下方。支承梁45配置在沒有推壓力作用時、與前述底部101b之間形成間隙h的位置上。一旦施加推壓力而將杯形容器101壓入，在其口部101a上面高度與刃口53a高度成為同樣高度之前，底部101b與支承梁45抵接，以限制過度壓入，從而始終維持口部101a上面高于刃口的狀態。因而不會出現薄片31a在封口工位P4不被沖裁的情況。
由于前述支承梁45可承受前述反作用力，因此可加大對前述加熱板43的推壓力，從而能將薄片31a牢固地粘接在口部101a。
雖然前述熱溶膠接劑即使用空氣冷卻也能在短時間固化，但為了更加縮短冷卻時間，可緊跟在前述封口裝置41之后設置未圖示的冷卻裝置。該冷卻裝置只有一點不同于封口裝置41，即，用作為冷卻體的冷卻水通路來替代封口裝置41的發熱體，其余結構相同，因此在此省略說明。
沖裁工位。
在圖1所示的沖裁工位P5，配置與板條13的沖裁刀53組合構成本發明的沖裁裝置的推壓裝置51。
圖6是該推壓裝置51的局分擴大縱剖視圖。推壓裝置51具備位于板條13上方而可上下升降的推壓構件56以及驅動推壓構件56升降的凸輪驅動機構。推壓構件56是具備水平的底面的鋼制構件，在其底面水平敷貼聚氯乙烯板57，該樹脂57的下面也呈水平狀。
如圖6(b)所示，推壓構件56向著停留中的板條下降并隔著薄片31a將四個杯形容器101均等地壓向下方，與豎設在口部101a周圍的沖裁刀53的刃口53a夾著薄片31a進行沖裁。沖裁時，由于是用沖裁刀53的刃口53a與推壓構件56夾著薄片31a沖裁成蓋部形狀，因此切斷性好，并且沖裁出漂亮的切口。另外，由于在推壓構件56的底面配置樹脂板57，沖裁時與刃口53a抵接的是樹脂板57，因此，不損傷刃口53a。樹脂板57最好是可以脫卸地固定于推壓構件56的底面，以便在樹脂板57受損時能夠更換。
另外，由于在進行前述的沖裁之前推壓構件56未施加推壓力，故如圖6(a)所示，杯形容器101的口部101a高于刃口53a，從而在沖裁前，對口部101a封口的薄片31a不會接觸刃口53a，能確實防止刃口53損傷薄片31a或將之中途切斷。而在沖裁時，如圖6(b)所示，推壓構件56的推壓力使支承杯形容器101的前述支承構件55壓縮變形，因此將杯形容器101整體壓向貫通孔13a下方，從而在口部101a上面高度與刃口53a大致處于同一平面的狀態切斷薄片31a。因此在沖裁時，可防止薄片31a上位于口部101a與沖裁刀53之間的部分以口部101a為界向下折彎，能夠形成漂亮的蓋部。
前述沖裁刀53與前述支承杯形容器101的貫通孔13a同樣，形成于板條13側。因此，制作板條13時，只要將沖裁刀53相對貫通孔13a安裝在正確的位置，即使板條13對沖裁工位P5的停留位置精度有偏差，也絕對不會發生蓋部偏離杯形容器101的口部101a而被沖裁的情況。因而，能夠薄片31a上距離口部101a規定量的部分實施準確的切斷，確實形成外觀漂亮的蓋部。
又由于前述杯形容器101是以支承杯口的狀態支承于板條13的貫通孔13a中，故即使對較長的杯形容器，也不用提高沖裁刀53的刃口高度。即，在杯形容器較長時，可使其底部較多地從貫通孔13a突出，因而在支承杯口的狀態下，從貫通孔13a突出的口部側部分的高度能維持不變。因此，可使用刃口高度較低的沖裁刀53，能夠實現廉價的沖裁裝置。
輸出工位。
在圖1所示輸出工位P6上，配置將蓋好的杯形容器101從板條13移出而送到裝置1外用的輸出裝置61。輸出裝置61蛤有可以上下升降移動及水平移動的移出頭部63。在移出頭部63設有利用真空泵等吸附杯形容器101的蓋部的吸盤65，其數目與每個板條13可支承的杯形容器101的數目對應，是4個。使該移出頭部63下降到各杯形容器101的蓋部上后用吸盤65吸附蓋部，并在該吸附狀態下使移出頭部63上升，將杯形容器101從板條13的貫通孔13a向上方拉出，并在該上升位置向水平方向移動，將杯形容器101移到裝置1外。
變形例以下參照圖12～圖16說明本發明沖裁裝置的變形例。圖12是從前方看本變形例的板條的立體圖。圖13(a)是使用本變形例的沖裁裝置的封口裝置的側視圖，圖13(b)是圖13(a)中B-B線向視的平面剖視圖。圖14～圖16是本變形例推壓裝置的局部擴大縱剖視圖，圖14是沖裁前的狀態，圖15是沖裁中的狀態，圖16是沖裁后的狀態。
如圖12所示，本變形例是在作為載置臺的各板條13上加設裁斷刀71，以在寬度方向裁斷薄片31a。該裁斷刀71位于各板條13的移動方向的中間位置，即位于前后貫通孔13a、13a的相互之間，同時沿寬度方向橫斷薄片31a而立設。且該裁斷刀71的高度設定為與前述沖裁刀53高度相同，而其寬設定為比薄片寬度長。因而，在前述沖裁工位P5上，如圖14～圖16所示，與前述沖裁刀53的沖裁動作的同時，與前述推壓裝置51的推壓構件56夾著薄片31a，將前述連續的薄片31a按移動方向的適當間隔裁斷。
若采用這樣構成，則如圖13所示，沖裁出蓋部后的薄片31a的沖裁邊角料即被裁斷成易處理的小邊角料31b，使其后的處理變得容易。尤其是，本實施形態可省略圖1(a)所示的卷軸37。卷軸37用于卷繞前述薄片31a的沖裁邊角料，因此，一般難以卷繞得整齊，且在卷繞過程中，薄片31a沖截邊角料容易彎曲以致破斷等。可是，若采用圖13所示的本變形例，沖裁時裁斷成小片的薄片邊角料31b在仍然載于板條13的狀態下被輸送到傳送帶后端，并在后端在傳送帶11移動方向反轉之際從板條13上落下，由配置在其落下位置的回收箱73回收。從而，能夠省略成為前述故障根源的卷繞輥37，這樣可避免前述故障，提高機械運行率等。
在封口工位P4，薄片31a粘接在杯形容器101口部101a。從而，將薄片31a按照移動方向拉到沖裁工位P5的拉力是從板條13通過杯形容器101施加的。
以上說明了本發明一實施方式，而本發明決不限定于有關的實施方式，在不脫離發明要點的范圍內可作以下變形。
本實施方式例示了口部具備卷邊的直管形杯形容器，但只要是嵌入貫通孔以杯口支承狀態被支承的杯形容器，則不限于口部卷邊。例如，也可是口部具備凸緣用該凸緣支承的杯形容器。
杯形容器的平面形狀不限于圓形，也可是矩形、多角形。當然，在這種場合，前述貫通孔應該是能將杯形容器嵌入的與該杯形容器外形形狀對應的形狀。
發明效果正如前述說明那樣，若采用本發明，可以提供不使用鋸齒形沖裁刀、控制蓋部對杯形容器的沖裁偏位、能形成外觀及手感良好的蓋部的沖裁裝置以及使用該設裝置的蓋部沖裁方法。
權利要求
1.一種沖裁裝置，將用面積比口部大的薄片封口的杯形容器嵌入載置臺的貫通孔中以支承杯口，在此狀態下沿著所述口部外周沖裁所述薄片，以形成杯形容器的蓋部，其特征在于，具備沿所述貫通孔的四周從所述載置臺向所述薄片突出形成的筒狀沖裁刀；面對該沖裁刀的刃口配設、與該刃口夾著所述薄片而沖裁成所述蓋部用的樹脂制推壓構件。
2.根據權利要求1所述的沖裁裝置，其特征在于，所述杯形容器支承成如下狀態能隨著從所述推壓構件施加的推壓力而向嵌入所述貫通孔的方向移動，在不施加所述推壓力的狀態下，所述口部比所述刃口更向所述推壓構件側突出，該推壓構件一邊使所述薄片隨著所述杯形容器一起向所述貫通孔的嵌入方向移動，一邊與所述刃口夾住該薄片進行沖裁。
3.根據權利要求1或2所述的沖裁裝置，其特征在于，所述沖裁前的薄片同時將多個杯形容器的口部封口。
4.根據權利要求3所述的沖裁裝置，其特征在于，在所述載置臺上為支承多個杯形容器而形成多個所述貫通孔，并且設置橫跨所述薄片的裁斷刀，該裁斷刀的刃口高度與這些貫通孔的沖裁刀一樣，所述推壓構件面對全部所述裁斷刀及多個沖裁刀配置，在進行所述沖裁時，所述裁斷刀與所述推壓構件夾著所述薄片進行裁斷。
5.一種蓋部的沖裁方法，其特征在于，使用權利要求1至4任一項所述的沖裁裝置，從將所述杯形容器的口部封口的薄片沖裁出所述杯形容器的蓋部。
全文摘要
一種沖裁裝置，將用面積比口部(101a)大的薄片(31a)使口部封口的杯形容器(101)嵌入載置臺(13)的貫通孔(13a)，以支承杯口的狀態支承并沿口部外周將薄片沖裁成規定形狀，成型為杯形容器蓋部。具備沿貫通孔四周將從載置臺向薄片突出形成的筒形沖裁刀(53)，及面對該沖裁刀的刃口(53a)配置、與該刃口夾著前述薄片以沖裁出蓋部用的樹脂制推壓構件(56)。本發明不使用鋸齒狀的沖裁刀，能控制蓋部對杯形容器的沖裁偏差，形成外觀及手感良好的蓋部。
文檔編號B21D51/38GK1418743SQ0214735
公開日2003年5月21日 申請日期2002年10月15日 優先權日2002年5月28日
發明者中村芳郎 申請人:東美東京株式會社