JP4635357B2 - 液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体包装用の紙製容器に口栓を固着するための口栓加熱溶着用の超音波溶着手段を備えた紙製容器口栓取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酒、ジュースなど飲料用液体の液体などを包装する液体包装用の板紙を主体とするカートン容器に、ポリエチレン樹脂又はポリエチレン樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のブレンド樹脂などによる熱溶着性のプラスチック口栓（注出口）を設ける場合は口栓取付装置が使用される。
【０００３】
この口栓取付装置には、図８（ａ）に示すように、液体包装用の紙製容器として製函された角筒状側板部１ａ、底板部１ｂ（ボトム）、口栓取付孔２を孔設した上板部１ｃ（トップシール部）から構成されるカートン容器１の前記口栓取付孔２に対して口栓３を供給する口栓供給部と、供給した口栓３の基部４（フランジ部）を後述する超音波溶着手段によってカートン容器上板部１ｃの取付孔２周囲の熱溶着性樹脂面に押圧しながら超音波振動によって加熱させて溶着する加熱溶着部を備えている。
【０００４】
この口栓取付装置は、上記のように側板部１ａを備えた角筒状カートン容器１の底板部１ｂをボトムシールにて製函し、内容物を充填し、その後に上板部１ｃを折目に沿って折り込みトップシールにて密封シールして製造する液体包装用カートン容器の製函充填機における内容物充填操作前の段階に取り付けられて使用される。
【０００５】
この口栓取付装置による口栓３の溶着取付けにおいては、口栓３をカートン容器１の内面に外側に向かって取り付ける内付けタイプの取付けと、口栓３をカートン容器１の外面に外側に向かって取り付ける外付けタイプの取付けとがあり、下記の通り、それぞれ異なる取付装置によって実施されている。
【０００６】
内付けタイプの口栓取付装置においては、製函充填機の搬送装置により充填機内を搬送されるカートン容器１（以下単に容器と称す）が口栓溶着装置に到達する手前で、まず図８（ａ）、（ｂ）に示すように、口栓供給装置により口栓３がＡのルートを通って容器１の上端開口部から内部の容器１上板部１ｃの口栓取付孔２まで供給され、その口栓３の基部４を上板部１ｃの内面に、栓部５（筒状の注出口部５ａとそれに螺着されるキャップ５ｂ）を外側にして、口栓３はカートン１の内側から外側に向けて口栓取付孔２内に挿入される。
【０００７】
その後、搬送装置によって容器１が口栓溶着装置（溶着受アンビルと超音波溶着手段）に到達した時点で、口栓３の基部４と上板部１ｃの取付孔２周面とは、容器１の内側に装填する溶着受アンビル（押圧溶着受部材）と、容器１の外側から取付孔２周面を押圧する超音波溶着手段とによって互いに押圧されて溶着される。
【０００８】
他方、外付けタイプの口栓取付装置においては、図８（ａ）、ｃ）に示すように、口栓供給装置によって口栓３がＢのルートを通って容器１の外側面に近接して上板部１ｃの口栓取付孔２まで供給され、容器１外面側の口栓取付孔２外周面に栓部５を外向きにして口栓３の基部４が重ね合わせられ、直ちに、その場にて容器１には口栓溶着装置（溶着受アンビルとヒートシール手段、又は溶着受アンビルと超音波溶着手段）が動作して、口栓３の基部４と上板部１ｃの取付孔２周面とは、容器１の内側に装填する溶着受アンビルと、容器１の外側から口栓３の基部４を押圧するヒートシール手段又は超音波溶着手段とによって互いに押圧されて溶着される。
【０００９】
図９は、一般的な上記アンビルと超音波溶着手段とを備えた口栓溶着装置の一例を説明する側面図であり、爪７を備えた搬送装置６によって容器１が図面垂直方向に搬送される。搬送装置６の上方にはフレーム１８によって支持された容器受け部材、例えばステンレス製で角筒形状の溶着受アンビル１９が固定して配置されており、そのアンビル１９の右方には口栓加熱手段として超音波溶着手段２０が配置されている。
【００１０】
この超音波溶着手段２０は、スライドテーブル２１上に固定されたコンバータ２２とブースタ２３と、該ブースタ２３の左側に固定された超音波振動ホーンからなる超音波溶着部２４とを備え、スライドテーブル２１は図示しない駆動装置に駆動されて、図左右方向へ往復移動するようになっている。
【００１１】
搬送装置６の下方であって上記アンビル１９に対向する位置には、この容器昇降装置２５が配置されている。この容器昇降装置２５は、エアーシリンダー２６とその作動ロッド２６ａに取付けられた押し上げロッド２７及び押し下げロッド２８とによって構成されている。
【００１２】
容器１は搬送装置６によって搬送され、アンビル１９の下方位置へ搬送され、アンビル１９の下方位置まで搬送されると、その容器１の移動が停止し、その後に、エアーシリンダー２６が作動して押し上げロッド２７が上方へ移動し、容器１が上方に持ち上げられる。持ち上げられた容器１は鎖線で示すようにその上端開口部がアンビル１９に嵌入する。
【００１３】
容器１がアンビル１９を嵌入すると、スライドテーブル２１が図面左方へ移動して、超音波溶着部２４の先端が容器１の右側上面に接触し、さらにこれをアンビル１９に押し付ける。
【００１４】
このとき、口栓３の栓部５は、超音波溶着部２４の先端部に設けられている凹陥部２９の中に入り込む。この状態で口栓３に超音波振動が付与されて口栓３が加熱し、その結果、口栓３の基部４が、容器１のポリエチレン樹脂又はポリエチレン樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のブレンド樹脂などによる熱溶着性の合成樹脂層を備えた内側面に溶着される。
【００１５】
溶着が終了すると、スライドテーブル２１が右方へ移動し、超音波溶着部２４が容器１から離脱する。そして、エアーシリンダー２６が作動して押し下げロッド２８が下降し、それによって容器１がアンビル１９から外れる。その後、容器１は搬送装置６によって搬送されて次の工程、例えば酒などの飲料液を充填するための液体充填工程（図示せず）、トップシール工程へ送り込まれ、液体が包装されたカートン容器が製造される。
【００１６】
ところで、図８（ｂ）に示すような容器１の内側から外側に向けて取り付けられる内付けタイプの口栓３としては、口栓３の基部４に密封フィルムｆ（容易開封性の薄い口栓フィルム）を貼着して口栓開口部を予め密封したもの、あるいは図示しないが、前記密封フィルムｆを用いずに口栓３の基部４側の開口部内にプルリング付きハーフカット密封板を一体成形により設けて口栓開口部を予め密封したものがある。
【００１７】
他方、図８（ｃ）に示すような容器１の外側に取り付けられる外付けタイプの口栓３としては、予め容器１の口栓取付け孔２の内面側に密封フィルムｆ（容易開封性の薄い窓貼りフィルム）を貼着して、その外面側にリング状フィルムｆ1 を内面側の密封フィルムｆに重なるように貼着した容器１の外側に取り付けたものがある。
【００１８】
そして、前記内付け又は外付け口栓３に取り付けた容器１は、その口栓３の密封フィルムｆを注出口５ａやキャップ５ｂの内側に装備された開封刃などの開封用具（図示せず）にて破り開封するか、又は、前記ハーフカット密封板をプルリングを引っ張り口栓開口部より切除することにより開封するものである。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液体包装用の紙製容器製函充填装置においては、上記のように内付けタイプと外付けタイプの口栓取付装置の構造がそれぞれ異なるために、口栓３が容器１の内側に取り付けられる口栓内付けタイプの紙製容器の製函充填と、容器１の外側に取り付けられる口栓外付けタイプの紙製容器の製函充填には、それぞれ別々の内付け専用と外付け専用の製函充填装置を用いて製造実施していた。
【００２０】
本発明は、同じ紙製容器製函充填装置による製函充填ラインによって、それぞれ内付けタイプと外付けタイプの両方の口栓付き紙製容器を製函充填できるようにすることにある。
【００２１】
本発明の請求項１に係る発明は、カートン容器を１個ずつ連続的に搬送するエンドレスバケット搬送手段に沿って、その搬送方向上流側から順に、第１ステーションと第２ステーションとを設け、第１ステーションには容器の内側から外側に向かって内付け口栓を容器の口栓取付孔に整合供給して差し込む内付け口栓供給手段を備え、第２ステーションには容器の外側から外付け口栓を容器の口栓取付孔に整合供給する外付け口栓供給手段を備え、該第２ステーションには前記内付け口栓及び前記外付け口栓を容器に加熱溶着する口栓溶着手段を備え、前記口栓溶着手段は、互いに対向配置された容器内側に挿入される溶着受アンビルと容器外側の超音波溶着部とを備え、容器の口栓取付孔に整合供給された内付け口栓又は外付け口栓を容器に対して前記溶着受アンビルと超音波溶着部とにより挟み込み押圧しながら加熱溶着することを特徴とする液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置である。
【００２２】
本発明の請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明の注出口栓取付装置において、前記第１ステーションに備える内付け口栓供給手段は、容器の上部開口部より上方外側にある内付け口栓スタック部とその容器内側の内付け口栓取付孔との間を往復動作する内付け口栓供給アームを備える液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置である。
【００２３】
本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項２に係る発明の注出口栓取付装置において、前記内付け口栓供給アームの先端部に、内付け口栓をバキューム吸着にて保持する内付け口栓保持部を備える液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置である。
【００２４】
本発明の請求項４に係る発明は、上記請求項１に係る発明の注出口栓取付装置において、前記第２ステーションに備える外付け口栓供給手段は、容器の上部開口部より上方外側にある外付け口栓スタック部から容器の外側の口栓取付孔に近接する個所に外付け口栓を落下供給するレールガイド状のシューター部と、該シューター部の容器口栓取付孔と整合する供給終点位置に供給された最下端の外付け口栓を一旦保持し且つ溶着時に解放して口栓溶着手段の超音波溶着部に受け渡す外付け口栓受渡保持部とを備え、該外付け口栓受渡保持部は外付け口栓取り付け時にのみ動作する液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置である。
【００２６】
本発明の請求項５に係る発明は、上記請求項１に係る発明の注出口栓取付装置において、前記超音波溶着部の先端部に、内付け口栓又は外付け口栓をゆるく嵌入する凹陥部を備え、該凹陥部にて前記口栓を保持する口栓保持部を備える液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置である。
【００２７】
本発明の請求項６に係る発明は、上記請求項１に係る発明の注出口栓取付装置において、前記超音波溶着部先端部に、内付け口栓又は外付け口栓をゆるく嵌入する凹陥部を備え、該凹陥部の外周部に前記口栓を保持するバキューム吸着方式の口栓保持部を備える液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明装置を、図１に示す実施の形態に従って以下に詳細に説明すれば、図１は本発明装置を説明する概要平面図であり、液体包装用紙製容器製函充填機においては、カートン容器１（以下単に容器と称す）を１個ずつ連続的に間欠動作して搬送するエンドレスバケット搬送手段６が備えられていて、これは間欠回転するエンドレスチェーンと、そのチェーンに等間隔（等ピッチ）に取り付けられた爪７（バケット）とにより構成されている。
【００２９】
この搬送手段６は、図８（ａ）に示す製函された角筒状側板部１ａ、底板部１ｂ（ボトムシール部）、口栓取付孔２を孔設した上板部１ｃ（トップシール部）からなる有底の角筒状容器１を、その対角線方向の２つの直角隅部又は全ての４つの直角隅部を保持して直線的に間欠運動にて等ピッチにて搬送する。
【００３０】
図１に示すように、搬送手段６の搬送路の側方及び上方には、その搬送路沿って搬送方向上流側から順に、第１ステーションＳ1 と第２ステーションＳ2 が設けられている。なお、液体包装用紙製容器製函充填機においては、第１ステーションＳ1 より容器搬送方向上流側には、角筒状カートンの四側板部１ａを折り畳み平坦状態から角筒体状に立ち起こし、底板部１ｂをボトムシールして、有底の角筒体状のカートン容器１を製函する製函工程ステーションＣ1 を備え、また第１ステーションＳ2 より容器搬送方向下流側には、液体充填工程及びトップシール工程ステーションＣ3 を備えている。また必要に応じて、第１、第２ステーションＳ1 、Ｓ2 の間には、所定の間隔（１乃至数ピッチ搬送間隔）のバッファーステーションＣ2 を備えるようにしてもよい。
【００３１】
図１に示す第１ステーションＳ1 には、内付け口栓供給手段８を備え、該供給手段８は、搬送される容器１の上部開口部より上方の外側にある内付け口栓スタック部（図示せず）と、その容器１の内側の内付け口栓取付孔２との間を往復動作する内付け口栓供給アーム９と、その容器１の外側に該アーム９と対向配置された内付け口栓差し込み受アンビル１０とを備える。
【００３２】
該内付け口栓供給アーム９の先端部には、バキューム吸着する口栓保持部９ａを備え、スタック部に集積されている多数個の内付け口栓３のうちの１個の口栓３がその基部４（フランジ）を吸着して保持され、対向配置した前記口栓差し込み受アンビル１０の先端部には、供給アーム９の先端部に保持されて供給された口栓３を収容する凹陥部１１が設けられている。
【００３３】
なお、上記内付け口栓スタック部は、内付け口栓供給アーム９先端部の口栓保持部９ａに対して、内付け口栓３を１個ずつ受け渡しできる構造であれば、その構造を特に限定されるものではなく、後述する外付け口栓の供給手段１２におけるシューター部１３（後述する図３参照）と同様の構造のシューター部を備え、該シューター部の最下端部の口栓３の基部４をホールドするコの字型のガイド端部１３ａ、１３ａに、その口栓３をその基部４側からシューター部の外側に１個ずつ抜き取り可能な切欠部を設けて、その切欠部から口栓保持部９ａにより基部４を吸着してシューター部の外側に抜き取り供給できるようになっている。
【００３４】
この第１ステーションＳ1 では、図２（ａ）に示すように、内付け口栓供給アーム９はバキューム吸着する口栓保持部９ａにて内付け口栓３を保持しながら容器１の内側から外側に向かって、容器１の口栓取付孔２（図８（ａ）、（ｂ）参照）に対して図８（ａ）のルートＡのような供給方向に口栓３を整合供給する。
【００３５】
他方、その口栓３に対向して容器１の外側から先端部に凹陥部１１を備えた口栓差し込み受アンビル１０を容器１の外面に対向接触させる。
【００３６】
これにより、口栓３を口栓取付孔２内に差し込み動作して、図８（ｂ）に示すように、容器１の口栓取付孔２内に内付け口栓３が供給される。その後に供給アーム９は容器１の上方外側の元の位置に復帰動作する。
【００３７】
図１に示す第２ステーションＳ2 には、外付け口栓供給手段１２と、それを挟んで互いに対向配置されたステンレス製の溶着受アンビル１９と超音波溶着部２４とからなる口栓溶着手段２０を備える。
【００３８】
第２ステーションＳ2 の外付け口栓供給手段１２は、図３及び図９の側面図に示すように、搬送される容器１の上部開口部より上方の外側にある外付け口栓を多数集積した口栓スタック部（図示せず）から、容器１の外側の外付け口栓取付孔２に近接する個所に、外付け口栓３をその基部４（張り出したフランジ）を保持してガイドしながら落下させて平行に供給するレールガイド状の外付け口栓シューター部１３を備えている。
【００３９】
第２ステーションＳ2 における上記シューター部１３の下端部には、図３及び図９の側面図に示すように、容器口栓取付孔２の位置と整合する供給終点位置に供給された最下端部の外付け口栓３を一旦保持し、且つ溶着時に該口栓３を解放して口栓溶着手段２０の超音波溶着部２４に受け渡す外付け口栓受渡保持部１４を備えていて、この口栓受渡保持部１４は外付け口栓３を容器１に溶着する時にのみ動作するものである。
【００４０】
図３に示すように、上記シューター部１３は、外付け口栓のスタック部（図示せず）から、接近閉鎖乃至離反開放可能な口栓受渡保持部１４まで上下方向（又は垂直方向）に延設されていて、そのシューター部１３の長手方向に沿ってその幅方向両端部には、該口栓３の基部４をホールドするコの字型のガイド端部１３ａ、１３ａを備え、シューター部１３の下端部には、そのガイド端部１３ａ、１３ａを備えたシューター部１３内を落下供給される最下端の口栓３を下側から停止保持するために突出・没入動作する第１保持爪３７（突起部）と、その最下端の口栓３の直上の口栓３を停止保持するために突出・没入動作する第２保持爪３６（突起部）とを備えている。
【００４１】
上記口栓受渡保持部１４は、外付け口栓３を一旦保持し、且つ受け渡すために解放できる機能を持つものであればどのような機械的構造でもよいが、例えば、図１、図３に示すように、口栓受渡保持部１４は、口栓溶着手段２０の互いに対向する溶着受アンビル１９と超音波溶着部２４の対向方向に対して直交する方向に、前記ガイド端部１３ａ、１３ａの延長線上において、互いに対向配置した開閉動作する一対の対向するコの字型のガイド端部１４ａ、１４ａを備え、該ガイド端部１４ａの下端部には、それぞれ底部１４ｂ、１４ｂを備えた有底のコの字型の部材である。
【００４２】
前記シューター部１３の下端部に設けた第１保持爪３７を没入動作させ、第２保持爪３６を突出動作させることにより、シューター１３内の最下端部にある突出動作中の第１保持爪３７によって保持されている外付け口栓３は、コの字型のガイド端部１４ａ、１４ａを備えた口栓受渡保持部１４内に落下して一旦保持され、該口栓３より上側にある外付け口栓３は第２保持爪３６によって一旦保持される。
【００４３】
続いて、第１保持爪３７を突出動作させ、第２保持爪３６を没入動作させることにより、シューター１３内の最下端部の口栓３は第１保持爪３７によって一旦保持され、該口栓３より上側の口栓３は、その第１保持爪３７によって一旦保持された口栓３によって落下せずに保持され、そして、口栓受渡保持部１４内に落下して一旦保持された前記外付け口栓３は、容器１に供給されて溶着して取り付けられ、このように、第１保持爪３７と第２保持爪３６とを交互に突出・没入動作させることによって、外付け口栓３は容器１に対して供給されて溶着して取り付けられる。
【００４４】
上記第１保持爪３７と第２保持爪３６とを交互に突出・没入動作させる動作機構としては、例えば、図３に示すように、上記第１保持爪３７と第２保持爪３６とは、シューター１３下端部の一方のガイド端部１３ａに取り付けたガイド板３１に水平方向に貫設したそれぞれガイド孔内に嵌挿させて水平方向に移動可能に取り付けたものである。
【００４５】
上記第１保持爪３７と第２保持爪３６とを交互に突出・没入動作させるアクチュエーターとしては、例えば、図３に示すように、前記第１保持爪３７と第２保持爪３６との間に固定シャフト３４を設け、該シャフト３５の先端部に支点３４ａを取り付け、該支点３４ａに回転可能に作動アーム３５をそのアーム中間部にて取り付けてある。
【００４６】
そして、作動アーム３５には、その支点３４ａを挟んで両端部にそれぞれ回転軸３５ａ、３５ｂ、該回転軸３５ａ、３５ｂを結ぶ直線に対して直角方向外側に回転軸３５ｃがそれぞれ設けられている。
【００４７】
前記回転軸３５ａ、３５ｂには、第１保持爪３７と第２保持爪３６のそれぞれ一端部が軸支され、前記回転軸３５ｃには、シューター１３と一体的にブラケット３２を介してその回転軸３２ａにて回転揺動可能に垂直方向に取り付けた伸縮駆動動作する駆動シリンダー３３（空圧又は油圧）の作動ロッド３３ａが軸支されている。
【００４８】
したがって、駆動シリンダー３３の作動ロッド３３ａを伸縮動作させることにより、作動アーム３５は支点３４ａを介して回転し、それぞれ回転軸３５ｂ、３５ａに軸支したそれぞれ第１保持爪３７と第２保持爪３６が、交互に突出・没入動作するものである。
【００４９】
第２ステーションＳ2 の口栓溶着手段２０は、互いに対向配置された溶着受アンビル１９と超音波溶着部２４とからなる。
【００５０】
溶着受アンビル１９は、角筒状の容器１の上部開口部上方に固定配置されていて、間欠的に搬送される容器１が第２ステーションＳ2 に到達した時点で下から持ち上げられることにより、容器１内に装填されるようになっている。
【００５１】
超音波溶着部２４は、固定配置された溶着受アンビル１９に対向配置されていて、その先端部には口栓３（基部４を除く栓部５）をゆるく嵌入可能な凹陥部２９（口栓３の栓部５の外径より僅かに大きい内径の凹陥部）を備えていて、第２ステーションＳ2 に到達した時点で下から持ち上げられた容器１の口栓取付孔２に整合する位置に対向して、前記外付け口栓供給手段１２にて供給されて口栓受渡保持部１４にて保持されている口栓３の方向に移動動作し、その口栓３を該溶着部２４の先端部に設けた凹陥部２９内にゆるく嵌入して保持でき、又は必要に応じて設けた該溶着部２４の先端部に設けたバキューム吸着動作する口栓保持部２４ａにより吸着して保持できるようになっている。
【００５２】
液体包装用のカートン容器製函充填機において、内付け口栓が取り付けられたカートン容器を製函充填する場合には、上記第１ステーションＳ1 の内付け口栓供給手段８と第２ステーションＳ2 の口栓溶着手段２０とを稼動させて製函充填するものであり、他方、外付け口栓が取り付けられたカートン容器を製函充填する場合には、第１ステーションＳ1 は稼動させずに、第２ステーションＳ2 の外付け口栓供給手段１２と口栓溶着手段２０とを稼動させて製函充填するものである。
【００５３】
本発明における第２ステーションＳ2 における口栓溶着手段２０による内付け口栓の溶着動作の詳細を説明すれば、図９の側面図に示すように、爪７を備えた搬送装置６によって内付け口栓３を取り付けた容器１が、図面垂直方向に第２ステーションＳ2 まで搬送される。
【００５４】
搬送装置６の上方にはフレーム１８によって支持された容器に対する押圧受部材、例えばステンレス製で角筒形状の溶着受アンビル１９が固定して配置されており、そのアンビル１９の右方には口栓溶着部２４（超音波振動ホーン）が配置されている。
【００５５】
この口栓溶着手段２０は、スライドテーブル２１上に固定されたコンバータ２２とブースタ２３と、該ブースタ２３の左側に固定された口栓溶着部２４とを備えていて、スライドテーブル２１は図示しない駆動装置に駆動されて、図左右方向へ往復移動するようになっている。
【００５６】
搬送装置６の下方であって上記アンビル１９に対向する位置には、容器１の底板部１ｂを押し上げる昇降装置２５が配置されている。この昇降装置２５は、エアーシリンダー２６とその作動ロッド２６ａに取付けられた押し上げロッド２７及び押し下げロッド２８とによって構成されている。
【００５７】
容器１は、搬送装置６によって搬送され、アンビル１９の下方位置へ搬送されて、アンビル１９の下方位置まで搬送されると、その容器１の移動が停止し、その後、エアーシリンダー２６が作動して押し上げロッド２７が上方へ移動し、容器１が上方に持ち上げられる。持ち上げられた容器１は鎖線で示すようにその上端開口部（口栓取付孔２のある部分）がアンビル１９に嵌入する。
【００５８】
容器１がアンビル１９を嵌入すると、スライドテーブル２１が図面左方へ移動して、口栓溶着部２４の先端部が、内付け口栓３を容器１の内側から装着した容器１の右外側上面の口栓取付孔２周面に接触し、さらにこれをアンビル１９に押し付ける。
【００５９】
このとき、口栓３の栓部５は、口栓溶着部２４の先端部に設けられている凹陥部２９の中に入り込む。この状態で口栓３に超音波振動が付与されて口栓３が加熱し、その結果、内付け口栓３の基部４上面が、容器１内面のポリエチレン樹脂又はポリエチレン樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のブレンド樹脂などによる熱溶着性の合成樹脂面に溶着される。
【００６０】
溶着が終了すると、スライドテーブル２１が右方へ移動し、口栓溶着部２４が容器１から離脱する。そして、エアーシリンダー２６が作動して押し下げロッド２８が下降し、それによって容器１がアンビル１９から外れる。その後、容器１は搬送装置６によって搬送されて、次の工程、例えば酒などの飲料液を充填するための液体充填工程（図示せず）、トップシール工程へ送り込まれ、液体が密封包装された内付け口栓の取り付けられたカートン容器１が製造される。
【００６１】
次に、本発明における第２ステーションＳ2 における口栓溶着手段２０による外付け口栓の溶着動作の詳細を説明すれば、図９の側面図に示すように、爪７を備えた搬送装置６によって容器１が、図面垂直方向に第２ステーションＳ2 まで搬送される。
【００６２】
容器１が搬送装置６によって第２ステーションＳ2 まで搬送されて、アンビル１９の下方位置まで搬送されると、その容器１の搬送移動が停止し、その後、エアーシリンダー２６が作動して押し上げロッド２７が上方へ移動し、容器１が上方に持ち上げられる。持ち上げられた容器１は鎖線で示すようにその上端開口部（口栓取付孔２のある部分）がアンビル１９に嵌入する。
【００６３】
容器１がアンビル１９を嵌入すると、スライドテーブル２１が図面左方へ移動して、口栓溶着部２４の先端部が、アンビル１９と口栓溶着部２４との間に設置されている外付け口栓供給手段１２の垂直方向のシューター１３最下端部にある互いに対向配置した左右開閉動作する有底コの字型の外付け口栓受渡保持部１４に一旦保持されている外付け口栓３を、その栓部５を口栓溶着部２４先端部に設けられている凹陥部２９内に入り込ませて、バキューム吸着による口栓保持部２４ａにて吸着保持し、続いて保持部１４が左右に開放動作して、口栓溶着部２４先端部に外付け口栓３が受け渡される。
【００６４】
次に、口栓溶着部２４がさらに図面左方へ移動して、容器１の右外側上面の口栓取付孔２の周面に外付け口栓３の基部４が接触し、さらにこれをアンビル１９に押し付ける。
【００６５】
この状態で口栓溶着部２４により超音波振動が付与されて外付け口栓３が加熱し、その結果、外付け口栓３の基部４下面が、容器１外面のポリエチレン樹脂又はポリエチレン樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のブレンド樹脂などによる熱溶着性の合成樹脂面に溶着される。
【００６６】
溶着が終了すると、スライドテーブル２１が右方へ移動し、口栓溶着部２４が容器１から離脱する。そして、エアーシリンダー２６が作動して押し下げロッド２８が下降し、それによって容器１がアンビル１９から外れる。その後、容器１は搬送装置６によって搬送されて、次の工程、例えば酒などの飲料液を充填するための液体充填工程（図示せず）、トップシール工程へ送り込まれ、液体が密封包装された外付け口栓の取り付けられたカートン容器１が製造される。
【００６７】
【実施例】
次に、液体包装用の角筒状紙製容器の製函充填機に取り付けた本発明の注出口栓取付装置を用いて、角筒状の紙製カートン容器の口栓取付孔に口栓を供給し、溶着して取り付ける場合の具体的実施例を以下に詳細に説明する。
【００６８】
＜実施例１＞（内付け口栓の取り付け）
角筒状の紙製カートン容器１の内面側の口栓取付孔２に内付け口栓３を供給し溶着して取り付ける場合の実施例を、図２（ａ）及び図４（ａ）〜（ｃ）に沿って以下に詳細に説明する。
【００６９】
図２（ａ）に示すように、製函充填機の製函工程ステーションＣ1 にて、角筒状の四側板部１ａと底板部１ｂと上板部１ｃを形成されて製函された有底の角筒状カートン容器１は、容器搬送手段６によって搬送されながら、第１ステーションＳ1 に到達する。
【００７０】
容器１が第１ステーションＳ1 に到達すると、内付け口栓供給アーム９が、その先端部にある口栓保持部９ａにより口栓スタック部（図示せず）から１個ずつ内付け口栓３の基部４（フランジ）をバキューム吸着にて保持して口栓３を取り出す。
【００７１】
続いて、口栓３を保持した供給アーム９は、点線で示すように容器１の上部開口部の上方外側から上部開口部の真上に向かって水平に前進移動動作した後に下降動作して容器１の内部に進入し、口栓取付孔２の高さと同じ高さに口栓３を整合供給したところで下降動作を停止して（図８（ａ）に示すルートＡの経路のように移動動作して）、口栓３を容器１の内側から口栓取付孔２に対して整合供給する。
【００７２】
続いて、図２（ａ）に示すように、供給アーム９は、口栓３を保持しつつ口栓取付孔２に向かって点線で示すように水平方向に前進移動し、他方、内付け口栓差し込み受アンビル１０は、容器１の外側から口栓取付孔２に向かって点線で示すように水平前進移動して、容器１の口栓取付孔２の外面に前記部材１０の先端部が対向接触して停止し、前進移動している前記供給アーム９は口栓３を保持しつつ前記部材１０の先端部に向かってそのまま前進移動し、口栓３の栓部５が、対向停止状態の前記部材１０先端部の反作用押圧力に抗して口栓取付孔２内に密に差し込まれるとともに、前記部材１０先端部にある凹陥部１１内に嵌入して、該口栓３は、その栓部５が取付孔２内に密に嵌合した状態で装着固定される。
【００７３】
これにより、図８（ｂ）に示すように、内付け口栓３は、容器１の口栓取付孔２内に供給装着され、その後、供給アーム９及び口栓差し込み受アンビル１０は実線で示すように容器１の上部開口部上方より外側の元の位置に復帰動作する。
【００７４】
続いて、図２（ａ）に示すように搬送手段６は１ピッチ分だけ搬送移動して、後続の次の容器１が第１ステーションＳ1 に到達した時点で同様の動作によりその容器１の口栓取付孔２内に内付け口栓３が供給装着される。
【００７５】
このようにして、順次、各々容器１は、その口栓取付孔２内に内付け口栓３が供給装着されて、下流の第２ステーションＳ2 方向に搬送される。
【００７６】
第２ステーションＳ2 では、その搬送手段６による容器搬送路の下側に、前述の図９に示したような押し上げ部材２７が設置されており、第２ステーションＳ2 に到達した容器１は、その底板部１ｂを押し上げる押し上げ部材２７によって押し上げられて、図２（ａ）に示すように、容器１の上部開口部より容器１内に口栓溶着手段２０の固定位置にある溶着受アンビル１９が装填される。
【００７７】
図４（ａ）は、搬送手段６によって第２ステーションＳ2 に到達した容器１の上部開口部より容器１内に、口栓溶着手段２０の固定位置にある溶着受アンビル１９が装填された状態を示す。この時、第２ステーションＳ2 に設置されている外付け口栓供給手段１２のレールガイド状のシューター部１３と、その下端部にある外付け口栓３を一旦保持する外付け口栓受渡保持部１４は稼動を停止させた状態にあり、少なくとも一対の対向コの字型の接近閉鎖乃至離反開放動作する有底の外付け口栓受渡保持部１４、１４は、図示するように互いに離反開放していて、その保持部１４、１４間には口栓溶着手段２０の口栓溶着部２４が移動通過できるようになっている。
【００７８】
続いて、図２（ａ）に示すように、溶着受アンビル１９と対向位置にある口栓溶着手段２０の口栓溶着部２４（超音波溶着部）が、点線で示すように容器１の内付け口栓３方向に移動動作して、溶着受アンビル１９と口栓溶着部２４先端部とにより容器１の口栓取付孔２外周面と口栓３の基部４とが押圧されつつ超音波加熱されて容器１の取付孔２内面に内付け口栓３が溶着されて取り付けられる。
【００７９】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す容器１の上部開口部より容器１内に装填された溶着受アンビル１９と対向位置にある口栓溶着手段２０の口栓溶着部２４（超音波溶着部）が、実線矢印に示すように、容器１の内付け口栓３方向に開放（稼動停止）している外付け口栓受渡保持部１４、１４の間を通過して移動動作して、溶着受アンビル１９と口栓溶着部２４先端部とにより、容器１の口栓取付孔２外周面と口栓３の基部４とを押圧しつつ超音波加熱して、容器１の取付孔２内面に内付け口栓３を溶着した状態を示す。なお、図６は、容器１内面に容器内面側から取付孔２に装着された内付け口栓３の基部４を溶着動作する状態を説明する部分側断面図である。
【００８０】
その後、口栓溶着部２４は、図２（ａ）及び図４（ｃ）にて実線で示すように後退動作して元の位置に移動復帰し、他方、押し上げ部材２７の下降動作による容器１の元の位置への下降復帰により、図４（ｃ）にて点線で示すように固定位置にある溶着受アンビル１９は、容器１の上部開口部内から離脱する。
【００８１】
続いて、搬送手段６は、１ピッチ分だけ搬送移動して、後続の次の内付け口栓３が装着された容器１が第２ステーションＳ2 に到達した時点で、図４（ａ）〜（ｃ）に示す上記同様の動作により、順次容器１の取付孔２内面に内付け口栓３が溶着されて取り付けられる。
【００８２】
このようにして、第１ステーションＳ1 にて、各々容器１は、取付孔２内面に内付け口栓３が取り付けられて搬送手段６により順次下流の第２ステーションＳ2 に搬送移動して、その容器１に内付け口栓３が溶着され、さらに順次下流の液体充填工程及びトップシール工程ステーションＣ3 に搬送されて、液体内容物を上部開口部より所定量充填され、各々容器１の上板部１ｃがトップシールされ、液体充填密封された内付け口栓３の取付けられたカートン容器１が製造される。
【００８３】
＜実施例２＞（外付け口栓の取り付け）
角筒状の紙製カートン容器の外面側の口栓取付孔に外付け口栓を供給し、溶着して取り付ける場合の実施例を、図２（ｂ）及び図５（ａ）〜（ｆ）に沿って以下に詳細に説明する。
【００８４】
図２（ｂ）に示すように、製函充填機の製函工程ステーションＣ1 にて、角筒状の四側板部１ａと底板部１ｂと上板部１ｃを形成されて製函された有底の角筒状カートン容器１は、容器搬送手段６によって搬送されながら、第１ステーションＳ1 に到達する。
【００８５】
第１ステーションＳ1 では、外付け口栓３の取り付け稼動においては、第１ステーションＳ1 の内付け口栓供給アーム９及び口栓差し込み受アンビル１０は、それぞれ復帰位置に停止状態又は待機状態になっていて、第１ステーションＳ1 に到達した容器１は、第１ステーションＳ1 をそのまま通過し、第２ステーションＳ2 に到達する。
【００８６】
第２ステーションＳ2 に到達した容器１は、搬送手段６の容器搬送路の下側に設置されている前述の図９に示した押し上げ部材２７によって押し上げられて、図２（ｂ）に示すように容器１の上部開口部より容器１内に口栓溶着手段２０の固定位置にある溶着受アンビル１９が装填される。
【００８７】
図５（ａ）は、搬送手段６によって第２ステーションＳ2 に到達した容器１の上部開口部より容器１内に、口栓溶着手段２０の固定位置にある溶着受アンビル１９が装填された状態を示す。この時、第２ステーションＳ2 に設置されている外付け口栓供給手段１２の外付け口栓３を供給ガイドするレールガイド状のシューター部１３と、その下端部にある外付け口栓３を一旦保持する外付け口栓受渡保持部１４は稼動状態にあり、少なくとも一対の対向コの字型の接近閉鎖乃至離反開放動作する有底の外付け口栓受渡保持部１４、１４は、図示するように互いに近接閉鎖していて、その保持部１４、１４間にレールガイド状のシューター部１３の最下端部（供給終点部）にある外付け口栓３を１個だけ一旦保持できる状態にある。
【００８８】
続いて、図２（ｂ）に示すように、溶着受アンビル１９と対向位置にある口栓溶着手段２０の口栓溶着部２４（超音波溶着部）は、点線で示すように溶着受アンビル１９と口栓溶着部２４との間にある外付け口栓供給手段１２の対向する開閉可能な有底コの字型の口栓受渡保持部１４の方向に水平に移動動作する。
【００８９】
図５（ｂ）は、溶着受アンビル１９と対向位置にある口栓溶着手段２０の口栓溶着部２４（超音波溶着部）が、実線矢印で示すように外付け口栓供給手段１２の近接閉鎖している有底コの字型の対向する口栓受渡保持部１４、１４の方向に水平に移動動作するとともに、外付け口栓供給手段１２によりレールガイド状のシューター部１３の最下端部（供給終点部）から外付け口栓３を、口栓受渡保持部１４、１４間に１個だけ落下供給して一旦保持した状態を示す。
【００９０】
そして、さらに口栓溶着部２４を口栓受渡保持部１４、１４の方向に水平に移動動作させて、シューター部１３最下端部の外付け口栓取付孔２の高さに整合近接するシューター供給終点位置にある前記外付け口栓受渡保持部１４に一旦保持されている外付け口栓３を、図５（ｃ）に示すように、その口栓３の基部４を外側にして、口栓溶着部２４先端部とその凹陥部２９内にバキューム吸着による口栓保持部２４ａによって吸着保持する。
【００９１】
それと同時に、図５（ｄ）に示すように、外付け口栓受渡保持部１４は、その対向する有底コの字型部が実線で示すように両側に開放回避して、受渡保持部１４に一旦保持されている外付け口栓３は口栓溶着部２４先端部に受け渡される。
【００９２】
続いて、図５（ｅ）に示すように、口栓溶着部２４は、さらに容器１の口栓取付孔２の方向に水平に前進移動して、容器１内に装填されている溶着受アンビル１９と口栓溶着部２４先端部とにより、その先端部に受け渡され保持された外付け口栓３の基部４は、容器１外側の口栓取付孔２の周面に圧接されつつ超音波加熱されて、容器１の取付孔２外面に外付け口栓３が溶着され取り付けられる。図７は容器１の取付孔２の外面に、口栓溶着部２４先端部とその凹陥部２９内に、バキューム吸着（エアー吸引通路２４ｂ）による口栓保持部２４ａによって吸着保持された外付け口栓３を溶着動作する状態を説明する側断面図である。
【００９３】
その後、図５（ｆ）に示すように、口栓溶着部２４は、実線で示すように後退動作して元の位置に移動復帰し、溶着受アンビル１９は、押し上げ部材２７の下降動作による容器１の元の位置への下降復帰により容器１の上部開口部内から離脱する。
【００９４】
続いて、搬送手段６は、１ピッチ分だけ搬送移動して、後続の容器１が第２ステーションＳ2 に到達した時点で、図５（ａ）〜（ｆ）に示す上記同様の動作により、順次容器１の取付孔２内面に外付け口栓３が溶着され取り付けられる。
【００９５】
このようにして、第２ステーションＳ2 にて、各々容器１は取付孔２内面に外付け口栓３が取り付けられた後は、搬送手段６により順次下流の液体充填工程及びトップシール工程ステーションＣ3 に搬送され、液体内容物を所定量充填されて、各々容器１の上板部１ｃがトップシールされて、液体充填密封された外付け口栓の取付けられたカートン容器１が製造される。
【００９６】
【発明の効果】
本発明の液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置は、内付け口栓を容器の口栓取付孔に供給装着する第１ステーションと、外付け口栓を容器の口栓取付孔に供給する第２ステーションとを備え、容器に供給された内付け口栓又は外付け口栓のいずれかの口栓を該第２ステーションによって容器に溶着することができ、同じ製函充填装置による製函充填ラインによって、それぞれ内付けタイプと外付けタイプの両方の口栓付き紙製容器を製函充填することができるため、内付け又は外付けのいずれかの口栓の取り付け作業工程の切り換え操作が従来よりも容易且つ簡便になり、さらに本発明の注出口栓取付装置の超音波溶着手段は、口栓の内付けと外付けの両方の口栓取付加工に１ステーションにて共有できる長所があり、したがって、従来のような同一製函充填装置上に口栓の内付け用と外付け用のそれぞれ別々の溶着手段を必要とせず、紙製容器製函充填機及び注出口栓取付装置の構造を効率的且つ簡易なものとすることができるとともに紙製容器製函充填機による注出口栓の取り付け及び液体充填された紙製容器の製造能率の向上に絶大な効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の基本的な構造を説明する概要平面図。
【図２】（ａ）は本発明装置の実施の形態を示し、内付け口栓の取り付け動作を説明する平面図、（ｂ）は本発明装置の他の実施の形態を示し、外付け口栓の取り付け動作を説明する平面図。
【図３】本発明装置における外付け口栓供給手段の供給動作を説明する側面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明装置の実施の形態を示し、超音波溶着手段による容器への内付け口栓の溶着動作順序を説明する平面図。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は本発明装置の実施の形態を示し、超音波溶着手段による容器への外付け口栓の溶着動作順序を説明する平面図。
【図６】本発明装置における超音波溶着手段による容器への内付け口栓の溶着動作を説明する側断面図。
【図７】本発明装置における超音波溶着手段による容器への外付け口栓の溶着動作を説明する側断面図。
【図８】（ａ）は内付け口栓又は外付け口栓を容器の口栓取付孔に整合した位置に供給する一般的な供給経路を説明する斜視図、（ｂ）は内付け口栓を容器内側から口栓取付孔に差し込み供給した状態を示す側断面図、（ｃ）は外付け口栓を容器外側から口栓取付孔に整合供給した状態を示す側断面図。
【図９】従来の液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置を説明する容器搬送前後方向から見た正面図。
【符号の説明】
１…カートン ２…口栓取り付け孔 ３…口栓 ４…基部（フランジ）
５…栓部 ６…搬送装置 ７…爪 ８…内付け口栓供給手段
９…内付け口栓供給アーム １０…内付け口栓差し込み受アンビル
１１…供給アーム先端凹陥部 １２…外付け口栓供給手段
１３…外付け口栓シューター部 １４…外付け口栓受渡保持部
１８…フレーム １９…溶着受アンビル
２０…超音波溶着手段 ２１…スライドテーブル ２２…コンバータ
２３…ブースタ ２４…超音波溶着部 ２５…容器昇降装置
２６…エアーシリンダー ２７…押し上げロッド ２８…押し下げロッド
２９…超音波溶着部先端凹陥部
Ａ…内付け口栓供給経路 Ｂ…外付け口栓供給経路

Claims (6)

1. カートン容器を１個ずつ連続的に搬送するエンドレスバケット搬送手段に沿って、その搬送方向上流側から順に、第１ステーションと第２ステーションとを設け、第１ステーションには容器の内側から外側に向かって内付け口栓を容器の口栓取付孔に整合供給して差し込む内付け口栓供給手段を備え、第２ステーションには容器の外側から外付け口栓を容器の口栓取付孔に整合供給する外付け口栓供給手段を備え、該第２ステーションには前記内付け口栓及び前記外付け口栓を容器に加熱溶着する口栓溶着手段を備え、前記口栓溶着手段は、互いに対向配置された容器内側に挿入される溶着受アンビルと容器外側の超音波溶着部とを備え、容器の口栓取付孔に整合供給された内付け口栓又は外付け口栓を容器に対して前記溶着受アンビルと超音波溶着部とにより挟み込み押圧しながら加熱溶着することを特徴とする液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置。
2. 前記第１ステーションに備える内付け口栓供給手段は、容器の上部開口部より上方外側にある内付け口栓スタック部とその容器内側の内付け口栓取付孔との間を往復動作する内付け口栓供給アームを備える請求項１に記載の液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置。
3. 前記内付け口栓供給アームの先端部に、内付け口栓をバキューム吸着にて保持する内付け口栓保持部を備える請求項２に記載の液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置。
4. 前記第２ステーションに備える外付け口栓供給手段は、容器の上部開口部より上方外側にある外付け口栓スタック部から容器の外側の口栓取付孔に近接する個所に外付け口栓を落下供給するレールガイド状のシューター部と、該シューター部の容器口栓取付孔と整合する供給終点位置に供給された最下端の外付け口栓を一旦保持し且つ溶着時に解放して口栓溶着手段の超音波溶着部に受け渡す外付け口栓受渡保持部とを備え、該外付け口栓受渡保持部は外付け口栓取り付け時にのみ動作する請求項１に記載の液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置。
5. 前記超音波溶着部の先端部に、内付け口栓又は外付け口栓をゆるく嵌入する凹陥部を備え、該凹陥部にて前記口栓を保持する口栓保持部を備える請求項１に記載の液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置。
6. 前記超音波溶着部先端部に、内付け口栓又は外付け口栓をゆるく嵌入する凹陥部を備え、該凹陥部の外周部に前記口栓を保持するバキューム吸着方式の口栓保持部を備える請求項１に記載の液体包装用紙製容器製函充填機における注出口栓取付装置。

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