JP2897339B2 - 口栓固着装置 - Google Patents

口栓固着装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、牛乳、ジュース、酒その他清涼飲料などの
内容液を収容する容器に、口栓を取り付けるための口栓
固着方法および装置に関する。特に、超音波振動によっ
て、共鳴体を通じて口栓と容器の接触面を発熱させて、
その口栓を容器に溶着する方法および装置に関する。
［従来の技術］ 各種の内容液を収容する容器に口栓を取り付けるとい
うことは、従来より、広く行われている。
また、このような口栓の取り付けを、超音波振動によ
って共鳴する振動共鳴体、いわゆる振動ホーンを用いて
行うということも、既に、知られている。
振動ホーンを用いて行う口栓の固着方法として、従
来、次のような方法がある。すなわち第４図に示すよう
に、内側に熱可塑性樹脂フイルムが貼着された角筒状の
容器１（通常、スリーブといわれている）に予め口栓２
を挿入するための口栓穴３を設けておき、その口栓穴３
に口栓２を挿入することによって口栓２を容器１に仮装
着する。その後、第５図に示すように、容器１の外側に
配設された振動ホーン４を矢印Ａのように容器方向へ移
動させて口栓２に接触させる（鎖線状態）。振動ホーン
４は、共鳴体としてエネルギーを増幅、伝達して、口栓
２と容器１との境界面を加熱し、その結果、口栓２が容
器１の内側に溶着、すなわち固着される。符号26は、口
栓２を受けるための受け治具としてのアンビルである。
［発明が解決しようとする課題］ ところで口栓２は、第３図に示すように、容器１に溶
着される部分であるツバ部５と、そのツバ部と一体な口
栓基部６と、その口栓基部６にねじ結合されたキャップ
７とによって形成されるのが一般的である。
また、いわゆるプルオープン式の口栓においては、環
状に設けられた薄肉部８によって区画される穴遮蔽部９
がツバ部５および口栓基部６と一体に設けられていて、
この穴遮蔽部９によって、容器１に設けられている口栓
穴３（第４図）が塞がれている。容器１の内部に収容さ
れた内容液を外部へ流し出す際には、口栓基部６に締め
込まれているキャップ７を口栓基部６から取り外し、そ
して、穴遮蔽部９と一体に設けられている引き抜き用リ
ング10を指に引掛けてそれを外方へ引張る。すると、肉
厚の薄い薄肉部８を境にして穴遮蔽部９が口栓基部６か
ら分離されて外部へ引き抜かれ、口栓穴３（第４図）の
覆いが外される。こうして、その口栓穴３を介して内容
液の取り出しができるようになる。
上述した従来の口栓固着方法においては、振動ホーン
４の超音波振動の方向が、第５図の矢印Ｂ−Ｂで示すよ
うに、口栓２と容器１との接触面に対して直角方向、す
なわち口栓２のツバ部５および穴遮蔽部９を含む平面に
対して直角方向であった。従って、振動ホーン４の超音
波振動が縦波となって穴遮蔽部９へ直角方向から伝わ
り、その結果、穴遮蔽部９、特に肉厚の薄い薄肉部８に
微細な貫通穴、いわゆるピンホールが形成されるおそれ
があった。このピンホールが形成されると、容器１内の
内容液に細菌などが混入したり、内容液が洩れたりする
おそれがあるので、好ましくない。
本発明は、従来の口栓固着方法における上述した問題
点に鑑みてなされたものであって、上記プルオープン式
の口栓を容器に溶着する場合にも、穴遮蔽部にピンホー
ルを発生させることのない口栓固着方法および装着を提
供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明に係る口栓固着装
置は、超音波振動の振動共鳴体を有し、容器およびその
容器に仮装着された周囲に薄肉部を有する穴遮蔽部を設
けた口栓の少なくともいずれか一方に上記振動共鳴体を
接触させることによって口栓を容器に溶着する口栓固着
装置において、上記振動共鳴体は、容器と口栓との接触
面に対して平行の方向へ振動することを特徴とする。
［作用］ 超音波の振動エネルギーを振動共鳴体（振動ホーン1
7）を通じて伝達し、口栓（２）および容器（１）の接
触面に強力な熱を発生させる。この熱により、口栓か容
器に溶着、すなわち固着される。
振動共鳴体の振動方向は、仮装着によって互いに接触
している容器と口栓との接触面に対して、平行になるよ
うに設定されている。従って、口栓のうち超音波振動を
受け易い部分、例えば口栓ツバ部（５）とか、あるい
は、いわゆるプルオープン式の口栓であれば容器の口栓
穴（３）を遮蔽するための穴遮蔽部（９）などに、超音
波振動に起因する縦波振動が直角方向から直接付与され
ることがなくなり、単にそれらの延在方向に振動が付与
される。
［実施例］ 第１図は、本発明に係る口栓固着装置を用いた容器製
造装置の一例の要部を示している。
同図において、爪11を備えた搬送装置12によって容
器、例えば角筒状のスリーブ１が搬送レール22に沿って
紙面垂直方向に搬送される。搬送装置12の上方には、フ
レーム13によって支持された超音波溶着装置14が固定し
て配置されている。この超音波溶着装置14は、コンバー
タ15と、ブースタ16と、そして振動共鳴体としての振動
ホーン17とを有している。振動ホーン17は、ブースタ16
を介してコンバータ15からの機械的振動によって駆動さ
れ、矢印Ｃのように図の上下方向に増幅して振動を口栓
２に伝え、これを発熱させる。
この振動ホーン17の下部には、第２図に示すように、
振動方向（Ｃ方向）に対して横位置に設けられた、環状
の突起18が形成されている。口栓２の溶着が行われる際
には、第３図に鎖線で示すように、この環状突起18に、
口栓２のツバ部５の裏面（左側面）が接触する。
第１図において、環状突起18の右方に、円柱状の口栓
受け治具24が設けられている。この受け治具24は、図示
しない駆動装置によって駆動されて、図の左右方向（矢
印Ｄ方向）へ往復移動し、実線で示す退避位置と、鎖線
で示す受け位置との間で位置変位する。受け治具24の左
端部には、口栓２のキャップ７の径よりもわずかに大き
い径を有する凹部25が設けられている。受け治具24が受
け位置（鎖線）に移動したとき、口栓キャップ７がこの
凹部25の内部に格納され、受け治具24の左端面が所定の
圧力下で容器１の側面に接触する。
搬送装置12の下方であって上記超音波溶着装置14に対
向する位置には、スリーブ昇降装置19が配設されてい
る。このスリーブ昇降装置19は、エアシリンダ20と、そ
のエアシリンダ20のアクチュエータロッド20aに取り付
けられた押上ロッド21および押下ロッド23とによって構
成されている。
スリーブ１は、搬送装置12によって搬送されて超音波
溶着装置14の下方位置へ持ち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スリーブ１には、第４
図に鎖線矢印で示すように、予めその先端開口部に設け
られた口栓穴３に口栓２が内部から外部へ向けて装着、
すなわち挿入されている。口栓２としては、第３図に示
したプルオープン方式の口栓が適用されるものとする。
以下、上記装置の作用について説明する。
第１図において、搬送装置12によって運ばれるスリー
ブ１が超音波溶着装置14の下方位置まで運ばれると、そ
のスリーブ１の移動が停止される。その後、エアシリン
ダ20が作動して押上ロッド21が上方へ移動し、これによ
りスリーブ１が鎖線で示す位置まで持ち上げられる。こ
の状態で、口栓２のツバ部５が、振動ホーン17の環状突
起18に接触する（第３図参照）。
その後、受け治具24が左方向へ移動して受け位置（鎖
線）にセットされ、容器１の側壁を介して口栓ツバ部５
を環状突起18、従って振動ホーン17へ押し付ける。この
状態で、超音波による振動エネルギーが振動ホーン17を
通じて口栓ツバ部５に伝えられ、容器１との接触面で発
熱し、その結果、そのツバ部５が容器１の内壁に溶着さ
れる。
溶着が終了すると、受け治具24が右方向へ復動して退
避位置（実線）にセットされる。そして、エアシリンダ
20が作動して押下ロッド23が降下し、それによってスリ
ーブ１が搬送レール22まで下げられる。その後スリーブ
１は、搬送装置12によって運ばれて次の工程、例えば酒
などの内容液を充填するための液体充填工程（図示せ
ず）へ送り込まれる。
以上の説明から理解されるように、本実施例によれば
第３図に示すように、振動ホーン17の超音波振動方向
（Ｃ方向）が容器１と口栓２との接触面Ｅに対して、す
なわち口栓ツバ部５および穴遮蔽部９の延在方向に対し
て平行になっている。従って、振動ホーン17からの縦波
振動は、口栓ツバ部５および穴遮蔽部９に対して直角方
向から直接に伝えられるのではなくて、それらの延在方
向と平行な状態で伝えられる。その結果、口栓ツバ部５
および穴遮蔽部９に縦波振動が直接付与されることがな
くなり、いわゆるピンホールが該部に発生することがな
くなった。特に、薄肉部８には従来よりピンホールが発
生する可能性が大きかったが、本実施例によればそのよ
うな心配がなくなった。
以上、一つの実施例をあげて本発明を説明したが、本
発明はその実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では、超音波溶着装置14を固定配
置し、スリーブ１をその超音波溶着装置14まで移動させ
て口栓の溶着処理を行うものとしたが、これに代えて、
スリーブ１を搬送装置12内において位置固定しておい
て、超音波溶着装置14の方をスリーブ１に向けて移動さ
せるように構成することもできる。
振動ホーン17のうち口栓２に接触する部分を環状突起
18としたが、場合によってはこのような突起部分を設け
ることなく、単に振動ホーン17の側面を口栓２に接触さ
せるようにすることもできる。また、突起を設ける場合
でも、必ずしも環状に形成しておかなくてもよい。
上記実施例では、口栓２を容器１の内側から仮装着す
る場合を例にあげたが（第４図）、容器１の外側から口
栓２を仮装着する方式の容器製造方法に対しても本発明
を適用することができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、振動共鳴体の超音波振動に起因する
縦波が、口栓ツバ部あるいは口栓の穴遮蔽部へ直角方向
から直接に付与されることがないので、それらにピンホ
ールが発生することがなくなった。
特に、いわゆるプルオープン式の口栓を固着の対象と
する場合には、従来であれば、口栓の薄肉部分において
ピンホールが発生する可能性が非常に高かったのである
が、本発明によればほとんどその心配がない。
請求項４記載の口栓固着装置においては、受け治具と
口栓との間の間隔、例えば第３図における間隔Ｇをきわ
めて小さく設定することができる。これにより、口栓固
着処理を行った後に、口栓穴（第４図の符号３参照）の
まわりが盛り上がって容器の外観が損なわれるといった
不都合がなくなる。従来は、容器の外側に超音波溶着装
置を配設していたので、本発明における受け治具に相当
するところには振動ホーンが位置していた。振動ホーン
は振動するものであるから、その振動ホーンと口栓キャ
ップとの間隔はあまり接近させることはできず、従って
口栓穴のまわりに盛り上がりが生じ易かった。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る口栓固着装置の一例を適用した容
器製造装置の要部を示す側面図、第２図は振動共鳴体の
一例の要部を示す斜視図、第３図は仮装着された状態の
口栓を示す断面図、第４図は口栓が仮装着される様子を
示す斜視図、第５図は従来の口栓固着方法の一例を示す
断面図である。 １……容器、２……口栓、３……口栓穴、５……口栓ツ
バ部、６……口栓基部、７……口栓キャップ、８……口
栓薄肉部、９……穴遮蔽部、10……引き抜き用リング、
15……超音波コンバータ、16……超音波ブースタ、17…
…振動ホーン、18……環状突起、24……受け治具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B31B 1/00 - 49/04 B65B 61/18

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】超音波振動の振動共鳴体を有し、容器およ
    びその容器に仮装着された周囲に薄肉部を有する穴遮蔽
    部を設けた口栓の少なくともいずれか一方に上記振動共
    鳴体を接触させることによって口栓を容器に溶着する口
    栓固着装置において、 上記振動共鳴体は、容器と口栓との接触面に対して平行
    の方向へ振動することを特徴とする口栓固着装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、振動共鳴体における口
    栓への接触部分は、振動共鳴体の振動方向に対して横位
    置に設定されていることを特徴とする口栓固着装置。
  3. 【請求項３】請求項１又は請求項２において、 上記容器は筒状に形成され、さらに口栓を挿入すること
    のできる口栓穴を備えており、 上記口栓は、容器に溶着されるツバ部と、そのツバ部と
    一体な口栓基部と、その口栓基部にねじ結合されるキャ
    ップとを有しており、 口栓は、容器の内側からキャップ側を先にして口栓穴に
    挿入して、ツバ部が容器内壁に接触した状態で容器に仮
    装着されることを特徴とする口栓固着装置。
  4. 【請求項４】請求項１から請求項３の少なくともいずれ
    か１つにおいて、 上記振動共鳴体は容器の内側に配置され、そしてその振
    動共鳴体に接触する口栓および容器を受けるための受け
    治具を容器の外側に配置したことを特徴とする口栓固着
    装置。
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