JP2549496Y2 - 口栓溶着装置 - Google Patents

口栓溶着装置

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ultrasonic vibration
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Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、酒、ジュース等といっ
た内容物を収納する容器に口栓を取り付けるための口栓
溶着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】紙製の板材にきわめて薄い熱溶融性の樹
脂を多層状に貼り合わせることによって形成された、い
わゆる紙製積層板材を環状に折り曲げて筒状に成形する
と、その筒状部材の両端は共に開口を形成する。これら
両端開口のうちのいずれか一端を折り畳み、さらに封止
すれば、一端が開口で他端が封止された状態の容器材料
が形成される。このような一端が開口であり他端が封止
された状態の容器材料は、通常、カートンと呼ばれてい
る。
【０００３】酒等の内容物が充填された製品としての内
容物入り密閉容器を製造するにあたっては、上記カート
ンの開口端を介して内容物をカートン内へ注入し、その
後、カートンの開口端を封止して該カートンを密閉する
という工程が実行される。また、容器内に注入された内
容物を外部へ注ぎ出す場合の便宜を考慮して、密閉容器
の一部、通常は容器頂部に口栓を取り付けるということ
も従来より広く行われている。内容物入り密閉容器に口
栓を取り付ける方法として、次のような方法が広く知ら
れている。すなわち、カートンの頂部側面に開口を設
け、その開口にカートンの内側から外側へ向けてフラン
ジ付口栓を仮装着し、その後、その仮装着したフランジ
付口栓のフランジをカートンの内面に超音波振動を利用
して溶着することにより、口栓をカートンに取り付ける
という方法である。
【０００４】上記の口栓溶着方法として、例えば、特公
昭６４−２５０５号公報に次のような方法が開示されて
いる。すなわち、図５に示すように、超音波振動ホーン
５１の先端（右端）に環状の突起５２を設け、その突起
５２を介して口栓５３のフランジ５４に集中的に超音波
振動を伝え、該フランジ５４を確実にカートン５５の内
面に溶着するというものである。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の口栓溶着装置においては、口栓フランジ５４と振動
ホーン先端突起５２との間にカートン５５が介在するた
め、そのカートン５５が緩衝材として作用してしまい、
振動ホーン５１の超音波振動が口栓フランジ５４に十分
に伝わらず、その結果、口栓５３を確実にカートン５５
に溶着できないおそれがあった。本考案は、従来の口栓
溶着装置における上記の問題点に鑑みてなされたもので
あって、口栓を短時間の間に確実にカートンに溶着でき
る口栓溶着装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本考案に係る口栓溶着装
置は、カートンに設けられた開口にカートンの内側から
外側へ向けて仮装着されたフランジ付口栓のフランジを
カートンの内面に溶着する口栓溶着装置であって、口栓
が仮装着されたカートンの内部に挿入されるアンビル
と、カートンの外側から口栓フランジをアンビルに押し
付けた状態で該フランジに超音波振動を付与する超音波
振動ホーンとを有する口栓溶着装置において、超音波振
動ホーンに対向する位置のアンビル表面に、超音波振動
ホーンの方向へ突出する突出部を設け、そして、上記超
音波振動ホーンの先端の幅をその突出部の幅よりも大き
くしたことを特徴としている。上記の突出部は特別な形
状のものに限定されることはないが、通常、超音波振動
ホーンの先端形状が環状に形成されることを考慮すれ
ば、それに対応して環状に形成されることが望ましい。
【０００７】
【作用】口栓フランジをカートンの内面に溶着する場合
には、超音波振動ホーンによって口栓フランジがカート
ンを介してアンビルの表面に押し付けられる。この場
合、アンビル表面のうち超音波振動ホーンに対向する位
置には、口栓フランジ方向へ突出する突出部が形成され
ているので、アンビルは口栓フランジの全域に当接する
のではなく、上記突出部が設けられている部分を介して
のみ口栓フランジに当接する。よって、口栓フランジに
集中的に超音波振動が伝えられるので確実な溶着が保証
される。しかも、口栓フランジとアンビルは、カートン
等といった介在物を介して間接的に接触するのではなく
て直接に接触するので、口栓フランジに効率良く超音波
振動が伝えられる。さらに、超音波振動ホーンの先端の
幅をアンビルの突出部の幅よりも大きくしたので、超音
波振動ホーンの振動はアンビルの突出部によって受けら
れている部分の口栓フランジに集中的に作用することに
なり、その結果、強固な溶着状態を確実に得ることがで
きる。つまり、本発明によれば、アンビルにシール幅及
びシール形状の突出部を設け、その突出部及び超音波振
動ホーンによって口栓フランジのシール部分を両側から
確実に挟持できるという構造が得られる。
【０００８】
【実施例】図３は、本考案に係る口栓溶着装置の一実施
例を内容物入り密閉容器を製造するための製造ラインに
設置した場合を示している。同図において、２本の環状
の容器搬送チェーン８ａ及び８ｂが紙面垂直方向に相対
向して延びている。これらの容器搬送チェーン８ａ，８
ｂは互いに逆方向に循環回転移動する。すなわち、左側
搬送チェーン８ａの内側走行部９ａ及び右側搬送チェー
ン８ｂの内側走行部９ｂは、共に、紙面手前側から紙面
奥側へ向けて走行する。各容器搬送チェーン８ａ及び８
ｂには紙面垂直方向に適宜の間隔をおいて多数の爪７が
取り付けられており、各搬送チェーン８ａ及び８ｂの内
側走行部９ａ及び９ｂに取り付けられていて互いに相対
向する爪７の間にカートン５が挿入されている。カート
ン５は、各搬送チェーン８ａ，８ｂの循環回転移動に応
じて移動する爪７によって押されながら、カートンレー
ル２１の上に載った状態で紙面手前側から紙面奥側へと
搬送される。
【０００９】カートン５は、図４に示すように、その下
端Ｑが封止されていて容器底部を形成しており、一方、
その上部Ｐは開口となっている。その上部開口Ｐの近傍
の一側面には口栓装着用の開口６が開けられている。こ
のカートン５は、図３において、容器搬送チェーン８
ａ，８ｂによって搬送されてアンビル１１の下方位置ま
で運ばれるのであるが、この位置へ運び込まれるのに先
立ってカートン５には、図４に矢印Ａで示すように、予
め口栓３がカートン５の内側から外側へ向けて挿入、す
なわち仮装着される。口栓３は、フランジ４を備えた基
体部と、その基体部にネジ結合されたキャップ２とによ
って構成されている。
【００１０】図３において、容器搬送チェーン８ａ及び
８ｂの上方には、フレーム１０によって支持されたステ
ンレス製で角筒形状のアンビル１１が固定して配置され
ている。このアンビル１１の右方には、超音波溶着装置
１２が配置されている。この超音波溶着装置１２は、図
示されていない駆動装置によって駆動されて矢印Ｃ−
Ｃ’方向へスライドするスライドテーブル１３上に固定
されたコンバータ１４と、同じくスライドテーブル１３
上に固定されたブースタ１５と、そしてブースタ１５の
左側に固定された超音波振動ホーン１とによって構成さ
れている。超音波振動ホーン１の先端部（左端部）に
は、図１に示すように、口栓３のキャップ２を格納でき
る大きさの凹部２３が形成されている。また、アンビル
１１のうち超音波振動ホーン１に対向する側面には、振
動ホーン１の方向へ突出する突出部２４が形成されてい
る。図示の通り、超音波振動ホーン１の先端の幅、すな
わち外径は突出部２４の幅、すなわち外径よりも大きく
設定されている。この突出部２４は、図２に示すよう
に、環状を呈している。
【００１１】図３において、容器搬送チェーン８ａ，８
ｂの下方であって上記アンビル１１に対向する位置に
は、カートン昇降装置１７が配設されている。このカー
トン昇降装置１７は、エアシリンダ１８と、そのエアシ
リンダ１８のアクチュエータロッド１８ａに取り付けら
れた押上げロッド１９と、そして同じくアクチュエータ
ロッド１８ａに取り付けられた押下げロッド２０とによ
って構成されている。押下げロッド２０の上部にはカー
トン押し下げ用の爪２２が固定されている。
【００１２】以下、上記構成より成る口栓溶着装置の作
用について説明する。図３において、仮装着された状態
の口栓３を有するカートン５が搬送チェーン８ａ及び８
ｂによってアンビル１１の下方位置まで運ばれると、搬
送チェーン８ａ及び８ｂの移動、従ってカートン５の移
動が停止する。その後、エアシリンダ１８が作動して押
上げロッド１９が上昇し、これによりカートン５が爪７
に沿って上方へ持ち上げられる。持ち上げられたカート
ン５は、鎖線で示すように、その上端開口部Ｐ（図４参
照）がアンビル１１にはまり込む。
【００１３】カートン５がアンビル１１の外周にはまり
込むと、スライドテーブル１３が図の左方（Ｃ方向）へ
移動して、振動ホーン１の先端（左端）がカートン５の
右側上面に接触し、さらにカートン５を介して口栓３の
フランジ４（図４参照）をアンビル１１に押し付ける。
このとき、図１から明らかなように、口栓キャップ２は
振動ホーン１の先端凹部２３の内部に格納され、これに
より、ホーン１の先端がカートン５及び口栓フランジ４
をアンビル１１へ押し付けるのを邪魔しないようになっ
ている。また、振動ホーン１に対向するアンビル１１の
側面には、図２に示すような環状の突出部２４が形成さ
れているので、口栓フランジ４の裏面（図１における左
側面）は、その全面がアンビル１１に接触するのではな
くて、突出部２４を介してのみアンビル１１と接触す
る。
【００１４】以上の状態で振動ホーン１から口栓フラン
ジ４びカートン５に超音波振動が伝えられ、フランジ４
及びそれに接触しているカートン５が加熱される。その
結果、フランジ４がカートン５の内側面に溶着される。
溶着が終了すると、スライドテーブル１３が右方（Ｃ′
方向）へ移動し、振動ホーン１がカートン５から離れ
る。そして、エアシリンダ１８が作動して押下げロッド
２０及びそれに固定された爪２２が降下し、それによっ
てカートン５がアンビル１１から外される。その後カー
トン５は、搬送チェーン８ａ，８ｂによって搬送されて
次の工程、例えば、酒などの内容物を注入するための内
容物注入工程（図示せず）へ送り込まれる。
【００１５】 以上の口栓溶着処理において口栓フラン
ジ４は、アンビル１１の環状突出部２４に所定圧力下で
直接に接触した状態で超音波振動を与えられて加熱され
る。アンビル突出部２４と口栓フランジ４との間には、
何等の介在物も存在しないので、口栓フランジ４には効
率的に超音波振動が伝えられる。さらに、口栓フランジ
４はその全面においてアンビル１１と接触するのではな
くて、突出部２４を介して狭い領域でアンビル１１と接
触する。従って、口栓フランジ４に対する圧着力が非常
に強くなり、同じ周波数及び同じ振幅の超音波振動を与
えた場合でも、より確実に口栓フランジ４を強固に溶着
できる。さらに、本実施例では、突出部２４の外径が超
音波振動ホーン１の先端、すなわち押圧端の外径よりも
小さくなっているので、口栓フランジ４をカートン５へ
溶着させるためのシール領域は、超音波振動ホーン１の
先端ではなくて、突出部２４の外径によって決められ
る。従って、口栓フランジ４を常に安定してカートン５
へ溶着できる。
【００１６】 以上、１つの実施例をあげて本考案を説
明したが、本考案はその実施例に限定されない。例え
ば、アンビル表面に設ける突出部は、口栓フランジ４と
アンビル１１との接触面積を狭い領域に限定するのがそ
の主目的であり、従って、その目的が達成される限りに
おいて、その形状は上記実施例における環状形状（図２
参照）に限られず他の任意の形状とすることができる。
【考案の効果】本考案に係る口栓溶着装置によれば、ア
ンビルに設けた突出部を介して、口栓フランジとアンビ
ルとが狭い領域で直接に接触する。そのため、口栓フラ
ンジがカートンに強固に圧着された状態で、その口栓フ
ランジに超音波振動が伝えられ、よって、口栓フランジ
を確実にカートンに溶着できる。また、アンビルに突出
部を設ける場合でも、その突出部の幅が超音波振動ホー
ンの幅よりも大きいときには、超音波振動ホーンの先端
の幅を口栓のシール幅として溶着が行われることにな
り、これでは溶着が不確実になるおそれがある。これに
対し、本考案の口栓溶着装置では、超音波振動ホーンの
先端の幅をアンビルの突出部の幅よりも大きくしたの
で、その突出部によって口栓のシール部分の幅及び形状
を特定でき、そしてそのシール部分をその突出部と超音
波振動ホーンの先端とによって両側から挟持できる。こ
れにより、超音波振動ホーンの振動を口栓フランジに集
中的に付与でき、その結果、口栓フランジを強固に溶着
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案に係る口栓溶着装置の一実施例を示す側
面図である。
【図２】図１におけるアンビルを示す斜視図である。
【図３】図１の口栓溶着装置を用いた内容物入り密閉容
器の製造ラインの一部を示す側面図である。
【図４】カートン及び口栓の一例を示す斜視図である。
【図５】従来の口栓溶着装置の一例を示す側面図であ
る。
【符号の説明】
１ 超音波振動ホーン ２ 口栓キャップ ３ 口栓 ４ 口栓フランジ ５ カートン ６ カートン開口 １１ アンビル ２４ アンビル突
出部

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カートンに設けられた開口にカートンの
    内側から外側へ向けて仮装着されたフランジ付口栓のフ
    ランジをカートンの内面に溶着する口栓溶着装置であっ
    て、 口栓が仮装着されたカートンの内部に挿入されるアンビ
    ルと、 カートンの外側から口栓フランジをアンビルに押し付
    け、該フランジに超音波振動を付与する超音波振動ホー
    ンとを有する口栓溶着装置において、 超音波振動ホーンに対向する位置のアンビル表面に、超
    音波振動ホーンの方向へ突出する突出部を設け、そして上記超音波振動ホーンの先端の幅は上記突出部の幅より
    も大きい ことを特徴とする口栓溶着装置。
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JPS60119530U (ja) * 1984-01-20 1985-08-13 株式会社　中部機械製作所 紙パツクの口栓接着装置
JPH0788062B2 (ja) * 1986-04-15 1995-09-27 大日本印刷株式会社 紙容器注出口のシ−ル方法

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