JP2914718B2 - チューブ容器の２連充填システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はチューブ容器の２連充填システムに係り、特
にサンプルに用いるような小容量チューブに効率的に充
填できるようにした形式のものに関する。

〔従来の技術〕

一般に、粘性物をチューブ容器に充填する場合、内容
物を所定量供給する充填ノズルの下方にチューブ容器を
順次移送して行うようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、近年、化粧料等の分野で数グラム以下の小
さなチューブを用いた試供品が多数利用されてきている
が、これに伴い小容量のチューブに内容物を充填するニ
ーズが高まっている。

しかし、従来の中型充填ノズルでこのような小容量チ
ューブへ充填することは、ノズル径が合わなかったり、
微量充填では精度が出ない等の点で適応が困難である。

また、一般の中型充填ノズルを小型の充填ノズルに交
換して前記問題を解決したとしても、一回の工程で１本
の充填という充填処理効率そのものについては変わらな
いため、大量処理が要請されるサンプル品の製造には対
応し得ない。

本発明は前記事項に鑑みてなされたもので、小容量の
チューブ容器（内径８〜22mm、充填量１〜20g）に能率
的に充填できるようにしたチューブ容器の２連充填シス
テムを提供することを技術的課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記技術的課題を解決するために以下のよう
な構成とした。

即ち、幅が50〜100mmのベース１に、２つのチューブ
ホルダ２を設け、前記ベース１をコンベア３に55〜220m
mのピッチ毎に設けてそのピッチ毎に間欠駆動し、その
間欠停止位置に２つのチューブホルダ２に保持された各
チューブ容器５の位置合わせをするマーク合わせ装置６
を設けるとともに、その間欠停止位置の上方に２連の充
填ノズル４、４を設け、さらに、コンベア３に設けたベ
ース１の２つのチューブホルダ２にそれぞれチューブ容
器５を保持した状態でこの２つのチューブ容器５を同時
に超音波溶着でシールするシール装置７を備えてチュー
ブ容器の２連充填システムとした。

〔作用〕

２つのチューブホルダ２が設けられたベース１はコン
ベア３に乗って移送される。そして２つのチューブホル
ダ２は所定ピッチ毎に間欠駆動され、停止位置で、マー
ク合わせ装置６が作動し、２つのチューブホルダ２に保
持された各チューブ容器５の回転方向での位置合わせが
なされる。

間欠停止位置の上方に設けられた２連の充填ノズル
４、４によって、チューブ容器５に内容物が充填され
る。

なお、マーク合わせ装置６は充填ノズル４、４の上流
側に限らず、下流側に設けてもよい。

次に、前記ピッチで各チューブ容器５が前進し、前記
充填が終わったチューブ容器５がシール装置７に至る
と、２つのチューブ容器５は、コンベア３に設けたベー
ス１の２つのチューブホルダ２に保持されたままの状態
で、２つのチューブ容器５の夫々の縁部が同時にシール
される。このように一工程で２本のチューブ容器の充填
ができ生産効率が向上する。

本発明では、幅が50〜100mmのベース１に、２つのチ
ューブホルダ２を設けてあり、前記ベース１をコンベア
３に55〜220mmのピッチ毎に設けてそのピッチ毎に間欠
駆動するようにし、その間欠停止位置の上方に２連の充
填ノズル４、４を設けるよう構成したことで、従来の１
つの充填ノズルでのチューブ容器充填装置のラインをそ
のまま利用して、本発明の２連充填システムに発展させ
ることができる。

すなわち、ベース１の幅は、現在最も多用されている
装置では50〜100mmの範囲にあるため、２つのチューブ
ホルダ２を容易に着脱して使用できる。このため、従来
の設備を大幅に変更する必要がなくコストアップを招く
ことはない。

しかも、ベース１はコンベア３に55〜220mmのピッチ
毎に多数設けるので連続処理が可能である。このピッチ
は一般的なものとしてあるので設備の変更は不要であ
る。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図ないし第11図に基づいて説明
する。

第１図は本実施例の充填工程を示し、容器供給工程8
0、マーク合わせ工程81、充填工程82、シール工程83、
冷却トリミング工程84、排出工程85からなる。

これら工程は還流するコンベアに沿ってなされるが、
コンベヤでは、ベース１がレール10、10間で支持され、
矢示Ｆ方向で移送可能に設置されている。このベース１
は一般に用いられている中型チューブホルダ取付用のも
のであり、長さ方向の幅が72mmとなっている。そしてベ
ース１はレール10、10に沿って張架されたチェン11によ
って102mmのピッチで間欠駆動されるようになってい
る。ベース１はこのピッチおきに配列されており、駆動
時には常に所定位置で停止するようになっている。前記
レール10、10とチェン11とはコンベア３を構成し、ベー
ス１を円滑に移送できるようになっている。

前記ベース１には、２つのホルダ孔を有するアプリケ
ータ21が着脱自在に取り付けられ、このアプリケータ21
の２つのホルダ孔にチューブホルダ２がそれぞれ設けら
れている。このチューブホルダ２、２はチューブ容器５
を支持するものであり、第２図に示すように、その一端
に鍔2cが設けられた筒状をなしている。そしてチューブ
ホルダ２の内側にはチューブ容器５の先端を支持する第
１段部2aと、チューブ容器５の肩部を支持する第２段部
2bとが形成されている。

前記アプリケータ21は、ホルダ孔が１つでそのホルダ
孔に中型チューブ保持用のチューブホルダを備えた一般
的なアプリケータと同一外径となっており、互換性があ
る。そして、２つのチューブホルダ２、２はベース１の
進行方向に対して直列となる位置に装着されている。

そして容器供給工程80では、２つのチューブホルダ
２、２に人手により、あるいは、自動供給装置でチュー
ブ容器５が供給保持される。

そして、ベース１を前記ピッチで進行させた位置に、
マーク合わせ装置６が設けられている。このマーク合わ
せ装置６は、ベース１の下方に設けた回転軸25,25によ
りチューブホルダ２、２を回転させてチューブ容器５を
所定の回転位置で停止してシールできるようにするため
の装置である。チューブ容器５の回転を補助するため、
開口したチューブ容器の開口に挿入されて開口縁を保持
する円錐形回転体27,27が、チューブ容器５の上方にそ
れぞれ、上下動自在に設けられている。

そして、円錐形回転体27,27が下降してチューブ容器
5,5の底部開口に係合し、回転軸25,25が上昇してチュー
ブホルダ2,2に係合する。この状態で円錐形回転体27,27
と回転軸25,25が回転してチューブホルダ2,2とともにチ
ューブ容器5,5をそれぞれ回転させる。

この回転軸25,25の上面には、回転駆動の際に前記チ
ューブホルダ２、２に当接する弾性部6a,6aが設けら
れ、この弾性部6a,6aにはシリコンゴムが用いられてい
る。この弾性部6a,6aには空気を吸引して前記チューブ
ホルダ２、２に吸着させるための空気吸引孔6bが形成さ
れているとともに、密着性を良好にするためのマグネッ
トが取り付けられている。

さらに、前記２つのチューブ容器５、５の側面にはマ
ーク合わせ装置６を構成する光学センサ6cが設けられて
いる。この光学センサ6cはチューブ容器５の側面に設け
られた位置合わせマーク6dを検出するためのものであっ
て、回転軸25,25、及び、円錐形回転体27,27を回転させ
た状態で光学センサ6cを動作させ、位置合わせマーク6d
を検出した段階で回転軸25,25の回転を停止させるよう
になっている。

これにより、チューブ容器５、５は正規の位置に合わ
され次の充填工程82に移送される。この移送距離は前記
間欠駆動のピッチと同じある。

充填工程82では、ベース１の上方には充填装置Ａが設
けられ、この充填装置Ａには２連の充填ノズル４、４が
設けられている。

充填ノズル４、４は、ノズル基部44aにノズル口金44b
を接続したノズル本体40と、ノズル本体40内をノズル本
体40の軸方向に移動自在で、先端に凹所41を有し、進出
時に先端がノズル口金44b先端の口部42に内嵌するシャ
ット軸43とを備え、前記口部42の内径を５〜6mm、シャ
ット軸43を内装した状態のノズル本体内容積を4.8〜7.0
mm、ノズル口金44bに対応する部位のシャット軸43の直
径を4.5〜8.0mm、シャット軸43の質量を25〜40gとした
シャットノズルである。

この充填ノズルについてさらに詳しく説明すると、ノ
ズル本体40はノズル基部44aにノズル口金44bを着脱自在
に取り付けて形成されている。そして、ノズル基部44の
上端にはエアシリンダ装置（Ｓ）が設けられ、このエア
シリンダ装置（Ｓ）のピストン（Ｐ）にシャット軸43が
連結されている。

前記ノズル口金44bは流体の充填ルートが基部の大内
径部40aからテーパー部を経て小内径部40bに続き、さら
に、先端の口部42に続いており、大内径部の内径A₁は約
11.5mm、小内径部の内径B₁は約9.3mm、先端口部42の内
径C₁は約6.0mmに設定してある。

前記シャット軸43はノズル本体40内をノズル本体40の
軸方向に移動自在に支持され、基部の大外径部43aから
テーパー部を経て小外径部43bに続き、さらに先端が径
大部43cとなっている。この径大部43cは前記口部42に内
嵌可能で、この径大部の底面、即ちシャット軸43の先端
に深さ3.0mmの凹所41を設けてある。そして、前記シャ
ット軸43の進出時には径大部が口部42に内嵌するように
なっている。

そして、大外径部の直径A₂は8mm、小外径部の直径B₂
は4.5mmに設定され、径大部の外径C₁は前記先端口部42
に嵌合できるよう約6.0mmより若干小さくなっている。
また、シャット軸43の質量は38.2gである。

また、ノズル基部44aの側部には内容物供給のための
内容物流入口が形成されている。そして、シャット軸43
を内装した状態でのノズル本体40の内容積は6.335cm³で
あった。

このようなサイズのノズルとすることで、従来１つの
ノズルに対応する前記ベース１の幅に対応して２つの充
填ノズルを設置できる。具体的にはこれら充填ノズル
４、４のセンター間の距離Ｃは40mmとしてあり、そし
て、これら充填ノズル４、４はベース１が前記ピッチで
間欠駆動された際、２つのチューブ容器５、５の真上に
位置するように配置されている。

ここで、前記シャット軸３は、ノズル基部44aに対応
する基部の直径A₂が５〜14mmで、 A₂≧B₂ を満たすのがよい。

また、充填ノズル４、４の側面の内容物流入口45には
充填ホースを介して、１つの化粧料充填用シリンダ装置
に接続されている。充填ホースは可撓性を有し、化粧料
充填用シリンダ装置から途中で分岐してそれぞれ充填ノ
ズルに接続されている。

充填が終了したら、前記駆動ピッチでベースが移動
し、その間欠停止位置でシール装置７により容器底部が
シールされる。

このシール装置７は超音波溶着機であり、前記レール
10、10に沿ってアンビル7aとホーン7bが設けられてい
る。

そして、アンビル7aとホーン7bはそれぞれ２つのチュ
ーブ容器５、５の底部を押しつぶした幅より、大きな幅
を有しており、アンビル7aはホーンに向かって進退自在
に設けられ、オイルプランジャOPによってアンビル7aと
ホーン7b間で２つのチューブ容器５、５を同時に挟持で
きるようになっている。

この超音波シール装置につき更に詳説すれば、第７図
に示したように、溶着面に対して、超音波振動を斜め方
向に与える、斜め振動型超音波シール装置である。

この斜め振動型に対し、溶着面に対して直交方向に超
音波振動を与える縦振動型、溶着面に対して平行方向に
超音波振動に与える横振動型があり、いずれも本発明に
適用可能であるが、斜め振動型が最も好適である。チュ
ーブ容器５のシールにあたっては、斜め振動型がシール
時におけるチューブ容器シール部の横スベリ防止等の面
で有利である。

また、ホーン7b（振動子）とアンビル7a（固定子）の
対向する挟持面には、すべり止め等の作用をする各種凹
凸模様を刻設するが、本発明との組合せにおいてとりわ
けハニカム型のパターンが好適である。これは、特開昭
62−246717号公報にて、本件出願人が提案したものであ
る。

上記ホーン7bとアンビル7aとは少なくともいずれが一
方が、対向する方向に進退自在であれば良く、両者間で
チューブ容器５、５を挟持できるようになっている。

このホーン7b側とアンビル7a側にそれぞれ無端の搬送
ベルト71が設けられ、対向して対をなしている。この一
対の搬送ベルト71は、対向方向に接離自在に形成されて
いる。このベルト71の材質は合成樹脂、天然ゴム、合成
ゴム、天然皮革、合成皮革等が挙げられるが、シール時
の振動を吸収し易くし、また、チューブ容器５の表面の
損傷を防止する意味では、上記材質の外面にスポンジ、
不織布、ポリエステル等とスポンジ体との組合せ等の弾
性を有するものを接着したベルトが好ましい。

なお、本発明によりシール可能なチューブ容器の素材
としては、熱可塑性樹脂、例えば、低密度ポリエチレ
ン、中密度ポリエチレン、若しくは、高密度ポリエチレ
ン、又はこれらのポリエチレン樹脂相互間の積層体、又
は、これらのポリエチレン樹脂と、これら以外の樹脂す
なわち、ナイロン若しくはエチレン酢酸ビニル共重合体
などとの積層体が挙げられる。特に、低密度ポリエチレ
ン／中密度ポリエチレンの積層体、低密度ポリエチレン
／エチレン酢酸ビニル共重合体／低密度ポリエチレンの
積層体、低密度ポリエチレン／ナイロン／低密度ポリエ
チレンの積層体などによる積層チューブ容器について、
大きな効果を発揮する。

上記した装置で、チューブ容器５の底部をシールする
には、第７図の概念図、第８図のシール工程図に示すよ
うに、チューブ容器５のキャップ側5aを下にして、底部
開口端縁5bを一対の搬送ベルト71の引き込み側72から導
入してあらかじめ挟む。

搬送ベルト71間への導入により、チューブ容器５の底
部開口端縁は厚さがホーン7bとアンビル7aとの間の幅よ
り薄くなる。導入に際しては、チューブ容器５の底部開
口端縁側5bはまず最初に容器がつぶれてから搬送される
のに対し、容器キャップ5a側はコンベア３でダイレクト
に搬送されるため、両者の搬送速度が同一でも、チュー
ブ容器５の底部開口端縁側5b側に搬送遅れが生じ、チュ
ーブ容器５が傾く。そこで、底部開口端縁側5bを一対の
搬送ベルト71に引き込んだ後、一対の搬送ベルト71を一
旦開いてチューブ容器５が自力で垂直になってから、再
度チューブ容器５で挟持するようにする。

一対の搬送ベルト71での挟持では、通常、押しつぶし
たチューブの幅が10mm以下となる程度とする。次いでこ
の幅のままコンベア３とともに搬送ベルト71で搬送して
ホーン7bとアンビル7aとの間にチューブ容器５の底部開
口端縁側5bを導入する。この時、次回にシールすべきチ
ューブ容器５が、一対に搬送ベルト71間に導入される。

次いで、搬送ベルト71にそったホーン7bとアンビル7a
とでチューブ容器５の底部開口端縁側5bを挟み、搬送ベ
ルト71による挟持状態を維持したままチューブの底部開
口端縁側5bを超音波振動による摩擦熱でシールする。

本発明では、一対の搬送ベルト71でチューブ容器５の
底部開口端縁側5bを挟持して偏平にし、その状態のまま
シールするので、シールの際シール部分に生じる応力や
歪が周囲に容易に逃げることが可能で、バリの発生など
のシール欠陥が生じにくい。特に、スクイズ性のある低
密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、あるいは、ア
ルミ層やガスバリヤ性樹脂層などを有する積層チューブ
に効果が大きい。

また、シール時に一対の搬送ベルト71を退避させず
に、容器を挟持したままにしておくことで、バリやピン
ホールの発生がないばかりか、シール音の減少、シール
強度、シール時間の安定化が図れ、シール時のチューブ
樹脂の飛散が少なくなるという効果もあった。これは、
搬送ベルト71がチューブ容器５の無駄な振動を吸収する
結果であると推定される。

シール工程83により超音波溶着された後は、冷却トリ
ミング工程84において溶着部分の冷却と、耳の部分の切
除が行われる。

その後、容器排出工程85においてチューブ容器５の排
出が行われる。なお、この排出装置は第９図に示すよう
に、工程終端部分に、エアシリンダ90を設け、このエア
シリンダ90に進退自在でチューブ容器５の進行方向に対
して斜めに位置させたアーム91を設けて構成されてお
り、チューブ容器５を載せたベース１が所定位置に至る
とエアシリンダ90が動作し、アーム91が突き出てチュー
ブ容器５を押し倒し、次工程へ送るようになっている。

なお、前記２連の充填ノズル４、４への内容物供給経
路は第５図に示すような構成になっており、１つの圧送
装置30からホース32と三差カプラ31を介して各充填ノズ
ル４、４へ供給するようになっている。このため第６図
に示す従来例のように各充填ノズル４、４に個々の圧送
装置30を直接接続するものに比較して低コストで構成す
ることができる。

また、ホース32で接続するため充填ノズル４、４の位
置の自由度が大きい。そして、圧送装置30を増設する必
要がないため旧来の設備をそのまま利用するができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、幅が50〜100mmのベースに、２つの
チューブホルダ２を設け、前記ベースをコンベアに55〜
220mmのピッチ毎に設けてそのピッチ毎に間欠駆動し、
その間欠停止位置の上方に２連の充填ノズルを設けるよ
うにしたので、見本用の小容量チューブ容器の充填を２
本同時にできる装置とすることができる。

さらに、２つのチューブホルダに保持された各チュー
ブ容器の位置合わせをするマーク合わせ装置を設け、さ
らに、コンベアに設けたベースの２つのチューブホルダ
にそれぞれチューブ容器を保持した状態でこの２つのチ
ューブ容器を同時に超音波溶着でシールするシール装置
を備えたので、２本の充填済みの小容量チューブ容器を
コンベアから離脱させることなく２本同時にシールする
ことができ、生産性が向上するとともに、装置の簡略化
を図ることができる。

従って、化粧料などの無料配布に使用するような小容
量チューブ容器への内容物充填を低コストで製造でき、
しかも従来に比較して２倍の能率でチューブ製品を生産
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第11図は本発明の実施例を示し、第１図は
システム全体の工程図、第２図はマーク合わせ装置部分
及びベース部分の断面図、第３図はマーク合わせ装置部
分の斜視図、第４図は充填装置部分の正面図、第５図は
充填ノズルへの供給経路を示す側面図、第６図は充填ノ
ズルへの一般的な供給経路を示す側面図、第７図は超音
波シール装置の側面図、第８図はシール工程の平面図、
第９図はチューブ排出装置の平面図、第10図は充填のノ
ズルの断面図、第11図はその側面図である。 １……ベース、２……チューブホルダ、３……コンベ
ア、４……充填ノズル、５……チューブ容器、６……マ
ーク合わせ装置、７……シール装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 実 静岡県静岡市弥生町648番地 ポーラ化 成工業株式会社内 (56)参考文献 特公 昭40−4117（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭47−12679（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65B 7/14 B65B 43/54 - 43/62

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】幅が50〜100mmのベース１に、２つのチュ
   ーブホルダ２を設け、前記ベース１をコンベア３に55〜
   220mmのピッチ毎に設けてそのピッチ毎に間欠駆動し、
   その間欠停止位置に２つのチューブホルダ２に保持され
   た各チューブ容器５の位置合わせをするマーク合わせ装
   置６を設けるとともに、その間欠停止位置の上方に２連
   の充填ノズル４、４を設け、さらに、コンベア３に設け
   たベース１の２つのチューブホルダ２にそれぞれチュー
   ブ容器５を保持した状態でこの２つのチューブ容器５を
   同時に超音波溶着でシールするシール装置７を備えてい
   ることを特徴とするチューブ容器の２連充填システム。