JP4795849B2 - 封止容器の製造装置および製造方法並びに封止容器 - Google Patents

Description

この発明は、物品を収容したガラス容器を自動的に封止する装置と、封止方法および、これにより製造される封止容器に関する。

従来、アンプルの製造装置として利用される封止容器の製造装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この装置は、一端が開口部になっているガラス容器を、回転可能な支持体で支持し、容器を回転させながら、バーナによって軟化させ、軟化部位に成形用のローラを押付けることで、内径の小さいくびれ部を成形し、バキュームポンプによって、ガラス容器内を脱気した後、再度、バーナによってくびれ部を加熱し、溶着することで、アンプルを製造するものである。
特開２００３−３４５４２号公報

上記従来の封止容器の製造装置は、軟化部位に押付ける成形用のローラや 容器内を脱気するためのバキュームポンプを具備するため、比較的、装置の構造、制御が複雑で、高価なものとなる。
したがって、この出願に係る発明は、成形用のローラや脱気用のバキュームポンプを具備しない単純な構造で、アンプルのような小型の容器でなく、たとえば遺骨や遺品のような、より大型の物品等を収容する比較的大型の封止容器を製造することができる装置と、その製造方法および封止容器を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、この出願に係る発明においては、上方に円形の開口４５を有するガラス製の容器４１を保持して、開口４５の中心軸Ａ周りに回転するワーク保持手段２と、容器４１を加熱軟化するための加熱手段３と、軟化した容器４１の上部を引き上げる引き上げ手段４とを具備させて封止容器５１を製造する装置１を構成する。加熱手段２は、容器４１の上部位置を加熱して軟化できるように、容器４１に隣接して設ける。引き上げ手段４は、中心軸Ａ周りにワーク保持手段２と同期して回転するように、ワーク保持手段２の上方に相対向して設け、加熱手段３による容器４１の加熱部位より上部位置で容器４１を把持し、中心軸Ａに沿って容器４１を引き上げるようにする。これにより、容器４１の加熱軟化部位を上方へ細長く引き延ばし、引き切って封止する。加熱手段３は、第１の加熱工程と、加熱を止める冷却工程と、第２の加熱工程とを持つよう制御する。冷却工程は、容器４１が封止される前に、大気に通じる容器４１内の気圧がほぼ大気圧に戻るための所要時間に設定する。引き上げ手段４は、第１の加熱工程中における第１の引き上げ工程と、第２の加熱工程中における第２の引き上げ工程とを持ち、第２の引き上げ工程において、大気圧とほぼ等しい内部気圧で容器４１を封止するように制御する。
また、この出願に係る発明は、上方に円形の開口４５を有するガラス製の容器４１の内部に所望の物品Ｇを収容する工程と、物品Ｇを収容した容器４１を、開口４５の中心軸Ａ周りに回転させる工程と、回転する容器４１の上部位置を加熱して軟化させる第１の加熱工程と、第１の加熱工程中に、容器４１の加熱部位より上部位置を、容器４１と同期回転する引き上げ手段４で把持し、中心軸Ａに沿って上方へ引き上げることにより、容器４１の加熱軟化部位を上方へ細長く引き延ばし、容器４１が封止される前に引き上げを止める第１の引き上げ工程と、第１の引き上げ工程の後、容器内の気圧をほぼ大気圧に戻すための所要時間、加熱および引き上げを止める冷却工程と、冷却工程の後、回転する容器４１の加熱部位を再度加熱する第２の加熱工程と、第２の加熱工程中に、引き上げ手段４で容器の加熱軟化部位をさらに上方へ引き延ばし、当該引き延ばし部位を切断して封止する第２の引き上げ工程とを具備する封止容器の製造方法を採用する。
さらに、この出願に係る発明は、内部に物品を収容するほぼ球形中空の主体部と、この主体部の上部に連続して水平断面積が徐々に円滑に減少し、上部尖端が閉じた紡錘形状の封止部とを具備し、全体として水滴形状を呈するガラス製の封止容器を提供する。

この出願に係る発明の装置によれば、別途の切断手段や排気手段のない簡単な構成で、容器内部の気圧を大気圧とほぼ等しい状態で封止し、破損しにくい封止容器を製造することができるという効果を有する。
また、この出願に係る発明の方法によれば、容器の開口を縮径させるために半径方向の応力を加える特別の工程なく、単にバーナによる加熱と、引き上げ手段による容器上部の引き上げという単純な工程のみで、内部に物品を収容した外観の美しい封止容器を製造することができるという効果を有する。
さらに、この出願に係る発明によるガラス製の封止容器は、製造が容易で、外観が美しく、内部に封入された物品が安易にこぼれ出すおそれもないので、物品を安全、かつ清潔を保って、美しく保管することができる。

図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は封止容器製造装置の正面図、図２は同左側面図、図３は同右側面図、図４は同平面図、図５は図１におけるＶ−Ｖ断面図、図６は封止前後の容器を示す一部を切り欠いた正面図、図７は封止容器の製造工程を順を追って示す説明図である。

この発明において製造する封止容器５１は、図６（ｂ）に示す形状のガラス製の容器であり、図６（ａ）に示すガラス容器４１から形成される。封止前のガラス容器４１は、ほぼ球形状の膨らみを持つ中空の主体部４２と、縊れ部４３と、拡大部４４と、円形の開口４５を具備する。縊れ部４３は、主体部よりも小径の円筒状で、主体部４２の上部において垂直中心軸Ａ上に連続する。図示の実施例において、縊れ部４３の直径は主体部４２の水平直径の約１／２である。拡大部４４は、この縊れ部４３の上縁部に形成され、外広がりに上方へ開口する。図６（ｂ）に示すように、形成された封止容器５１は、内部に物品Ｇを封入しており、ほぼ球形の主体部５２と、この主体部５２の上部に、水平断面積が徐々に円滑に減少する紡錘形状の封止部５３を有し、全体として水滴形状を呈する。

図１ないし図５において、封止容器５１を製造する装置１は、ガラス容器４１を保持して、垂直中心軸Ａ周りに回転するワーク保持手段２と、容器４１を加熱軟化するための加熱手段３と、軟化した容器４１の上部を引き上げる引き上げ手段４とを具備する。ワーク保持手段２、加熱手段３、引き上げ手段４は、いずれもフレーム５の水平架台６上に支持される。

図１によく示すように、ワーク保持手段としてのワークチャック２は、架台６に水平回転自在に支持され、架台６の下方に突出する軸２ａにタイミングプーリ１５が固着される。ワーク保持手段２は、ガラス容器４１の底部を真空吸着して、中心軸Ａ周りに回転する。

図１によく示すように、加熱手段３は、容器４１の上部の縊れ部４３付近を加熱して軟化できるように、容器４１に隣接して対向位置に設けられた一対のバーナ７，８を具備する。９，１０はパイロットバーナである。バーナ７，８は、格別に着火、滅火を制御され、両バーナ７，８が着火される大出力と、一方のバーナ７のみが着火される小出力の２段階に出力を変更可能に構成される。バーナ７，８は、支持部材１１を介して垂直のガイドシャフト１２に上下動自在に支持され、モータ１３により昇降するラック１４で、上下の２位置間を複数段階に移動自在である。

図２によく示すように、引き上げ手段４は、容器４１を把持する把持部材１６と、把持部材１６を昇降させる昇降機構１７を具備する。把持部材１６は、支持板１８に回転自在に支持され、回転駆動機構２７に連結され、中心軸Ａ周りにワーク保持手段２と同期して回転する。支持板１８は、架台６上に立てられた４本のガイドシャフト１９に、把持部材１６と共に昇降自在に支持される。

図２によく示すように、昇降機構１７は、ボールナットを介して支持板１８に螺合するボールねじ２０と、これを回転するモータ２１を具備する。ボールねじ２０は、ガイドシャフト１９に固定された上下の支持板２２，２３に垂直に支持され、下端においてカップリングを介してモータ２１に結合される。モータ２１は、支持板２４に固定される。したがって、把持部材１６は、モータ２１の回転によって、支持板１８と共に昇降する。

把持部材１６は、容器４１の上部を把持するための複数のフィンガ２５を下部に具備する。フィンガ２５は、空気圧駆動により中心軸Ａに向かって半径方向に同時に進退可能で、中心軸Ａに接近した把持位置と、中心軸Ａから離れた解放位置の間を移動するように、中心軸周りに複数設けられる。把持部材１６の軸１６ａは、支持板１８を自在に貫通して上方へ突出し、その外周にタイミングプーリ２６が固着される。

図３によく示すように、回転駆動機構２７は、モータ２８と、ボールスプライン２９と、カップリングを介して両者を接続する駆動軸３０とを具備する。ボールスプライン２９は、支持板１８を自在に貫通し、上下の支持板２２，２３に垂直に支持され、下端においてカップリングを介して駆動軸３０に結合される。駆動軸３０は、上部において支持板２４に支持され、下部において架台６を自在に貫通し、下端においてカップリングを介してモータ２８に結合される。モータ２８は、ブラケット３１で架台６の下部に支持される。ボールスプライン２８の外筒３２は、タイミングプーリ３３および支持円盤３３aと一体に、支持板１８に、支持ローラ１８ａを介して、相対回転自在、軸方向一体に支持される。タイミングプーリ３３は、ベルト３４で把持部材１６のタイミングプーリ２６に結合され、モータ２８の回転が把持部材１６に伝えられる。支持板１８の昇降に伴い、タイミングプーリ３３は、外筒３２と共に、ボールスプライン２８上を軸方向に移動する。

架台６の下方に位置する駆動軸３０の下端部には、タイミングプーリ３５が固着される。タイミングプーリ３５は、ベルト３６でワークチャック２のタイミングプーリ１５（図１）に結合され、モータ２８の回転がワークチャック２に伝えられる。

封止容器５１の製造工程を説明する。図７（ａ）に示すように、所望の物品Ｇを収容したガラス容器４１をワークチャック２に真空吸着させて製造装置１を始動させると、モータ２８（図３）が回転し、ワークチャック２と把持部材１６が同期回転すると共に、バーナ７，８に着火され、容器の縊れ部４３の第１の加熱工程が開始される。

図７（ｂ）に示すように、次いで、モータ２１（図２）が回転して把持部材１６が元位置から下降してフィンガ２５が閉じ、容器の拡大部４４の下部を把持する。なお、フィンガ２５による容器４１の把持位置は、加熱に影響されない位置であれば、たとえば拡大部４４の外周であってもよく、したがって、図示の位置に限定されるものではない。バーナ７，８は、多段階で徐々に上昇しつつ、所定時間で縊れ部４３を加熱して軟化させる。

図７（ｃ）に示すように、所定時間経過後、モータ２１（図２）が始動して把持部材１６が上昇し、第１の引き上げ工程に入り、軟化した容器の縊れ部４３が徐々に上方へ細長く引き延ばされる。

図７（ｄ）に示すように、所定時間経過すると、把持部材１６の上昇が止まり、またバーナ７，８が滅火され、第１の加熱工程および第１の引き上げ工程が終了する。この時点で、縊れ部４３は外気に連通している。

容器内が冷却されて内部の気圧がほぼ大気圧に戻るのに十分な所定の冷却時間経過後、図７（ｅ）に示すように、一方のバーナ７のみが着火され、第２の加熱工程が開始される。

縊れ部４３が軟化される所定時間経過後、モータ２１（図２）が始動して第２の引き上げ工程に入り、把持部材１６が再び上昇し、軟化した容器の縊れ部４３がさらに上方へ引き延ばされ、ついには図７（ｆ）に示すように、自然に引き切られる。切断と同時に縊れ部４３は封止され、ほぼ球形の主体部５２の上部に紡錘形の封止部５３が形成される。切断に必要な所定時間経過後、把持部材１６の上昇が止まり、またバーナ７が滅火され容器５１の封止工程は約４分で完了する。

上記の工程は、外見上、主として一対のバーナ７，８の炎の作用によるもので、複雑な機械部品の動作が見られず、円滑に体裁よく行われ、かつ作製される封止容器５１の形状も美しいため、工程を遺骨、遺灰の封入儀式として参列者に公開するのに適する。

この発明は、たとえば、内部に遺骨、遺灰を収容して封止されたガラス容器を製造するために適用される。分骨された遺骨をガラス容器に封入する過程を参列者に見せながら、遺骨封入を儀式として成立させることができる。

本発明に係る封止容器製造装置の正面図である。 本発明に係る封止容器製造装置の左側面図である。 本発明に係る封止容器製造装置の右側面図である。 本発明に係る封止容器製造装置の平面図である。 図１におけるＶ−Ｖ断面図である。 封止前後の容器を示す一部を切り欠いた正面図である。 封止容器の製造工程を順を追って示す説明図である。

符号の説明

１ 封止容器の製造装置
２ ワーク保持手段（ワークチャック）
２ａ 軸
３ 加熱手段
４ 引き上げ手段
５ フレーム
６ 水平架台
７ バーナ
８ バーナ
９ パイロットバーナ
１０ パイロットバーナ
１１ 支持部材
１２ ガイドシャフト
１３ モータ
１４ ラック
１５ タイミングプーリ
１６ 把持部材
１７ 昇降機構
１８ 支持板
１８ａ 支持ローラ
１９ ガイドシャフト
２０ ボールねじ
２１ モータ
２２ 支持板
２３ 支持板
２４ 支持板
２５ フィンガ
２６ タイミングプーリ
２７ 回転駆動機構
２８ モータ
２９ ボールスプライン
３０ 駆動軸
３１ ブラケット
３２ 外筒
３３ タイミングプーリ
３３ａ 支持円盤
３４ ベルト
３５ タイミングプーリ
３６ ベルト
４１ ガラス容器
４２ 主体部
４３ 縊れ部
４４ 拡大部
４５ 開口
５１ 封止容器
５２ 主体部
５３ 封止部
Ａ 中心軸
Ｇ 物品

Claims (8)

1. 上方に円形の開口を有するガラス製の容器を保持して、前記開口の中心軸周りに回転するワーク保持手段と、
   前記容器の上部位置を加熱して軟化できるように、容器に隣接して設けられた加熱手段と、
   前記ワーク保持手段の上方に相対向して設けられ、前記加熱手段による前記容器の加熱部位より上部位置において容器を把持し、前記中心軸周りに前記ワーク保持手段と同期して回転しつつ、中心軸に沿って容器を引き上げることにより、容器の加熱軟化部位を上方へ細長く引き延ばして切断、封止する引き上げ手段と、を具備し、
   前記加熱手段は、加熱を止める冷却工程を挟んで、第１の加熱工程と、第２の加熱工程とを持つよう制御され、冷却工程は、第１の加熱工程の後、前記容器が封止される前に、容器内の気圧がほぼ大気圧に戻るための所要時間に設定され、
   前記引き上げ手段は、前記加熱手段の第１の加熱工程中における第１の引き上げ工程と、第２の加熱工程中における第２の引き上げ工程とを持ち、第２の引き上げ工程において、大気圧とほぼ等しい内部気圧で前記容器を封止するように制御されることを特徴とする封止容器の製造装置。
2. 前記容器は、大径部の上方に小径部を有する概略円筒体で、
   前記引き上げ手段は、前記中心軸に向かって半径方向に同時に進退可能で、中心軸に近い把持位置と、中心軸から遠い解放位置の間を移動するように、中心軸周りに複数設けられたフィンガを備え、
   これらフィンガは、把持位置において、前記容器の上部外周を把持可能であることを特徴とする請求項１に記載の封止容器の製造装置。
3. 前記加熱手段は、その出力を大小２段階に変更可能に構成され、前記第１の加熱工程において大出力で容器を加熱し、前記第２の加熱工程において小出力で容器を加熱するように制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の封止容器の製造装置。
4. 前記加熱手段は、前記容器の上部位置に開口を向けて配置された対向一対のバーナからなり、前記第１の加熱工程において一対のバーナで容器を加熱し、前記第２の加熱工程において一方のバーナで容器を加熱するように制御されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の封止容器の製造装置。
5. 上方に円形の開口を有するガラス製の容器の内部に所望の物品を収容する工程と、
   前記物品を収容した前記容器を、前記開口の中心軸周りに回転させる工程と、
   回転する前記容器の上部位置を加熱して軟化させる第１の加熱工程と、
   第１の加熱工程中に、前記容器の加熱部位より上部位置を、容器と同期回転する引き上げ手段で把持し、前記中心軸に沿って上方へ引き上げることにより、容器の加熱軟化部位を上方へ細長く引き延ばし、容器が封止される前に引き上げを止める第１の引き上げ工程と、
   第１の引き上げ工程の後、容器内の気圧をほぼ大気圧に戻すための所要時間、前記第１の加熱および引き上げを止める冷却工程と、
   冷却工程の後、回転する前記容器の引き延ばされた加熱部位を再度加熱する第２の加熱工程と、
   第２の加熱工程中に、前記容器の加熱軟化部位を前記引き上げ手段でさらに上方へ引き延ばすことにより、引き切って封止する第２の引き上げ工程とを具備することを特徴とする封止容器の製造方法。
6. 前記第２の引き上げ工程において、前記容器の上部に、徐々に上方に断面積が減少する円滑な紡錘形状の封止部を形成することを特徴とする請求項５に記載の封止容器の製造方法。
7. ほぼ球形状の膨らみを持つ中空の主体部と、この主体部の上部において垂直中心軸上に連続し主体部よりも小径の円筒状の縊れ部とを具備するガラス製の容器を用意し、当該容器の内部に所望の物品を収容する工程と、
   前記物品を収容した前記容器を、ワーク保持手段で保持しつつ、前記中心軸周りに回転させる工程と、
   回転する前記容器の前記縊れ部を加熱して軟化させる第１の加熱工程と、
   第１の加熱工程中に、前記容器の上部を把持し、容器と同期回転しつつ、容器の上部を前記中心軸に沿って上方へ引き上げることにより、容器の加熱軟化部位を上方へ徐々に縮径するように細長く引き延ばし、容器が封止される前に引き上げを止める第１の引き上げ工程と、
   第１の引き上げ工程の後、容器内の気圧をほぼ大気圧に戻すための所要時間、前記加熱および引き上げを止める冷却工程と、
   冷却工程の後、回転する前記容器の引き延ばされた縊れ部を再度加熱して軟化させる第２の加熱工程と、
   第２の加熱工程中に、前記引き上げ手段で前記容器の加熱軟化部位をさらに上方へ引き延ばし、引き切って封止することにより、前記主体部の上方に円滑に連続して尖端となって終結する紡錘形状の封止部を形成し、全体として容器をほぼ水滴型に形成する第２の引き上げ工程と、を具備することを特徴とする封止容器の製造方法。
8. 内部に物品を収容するほぼ球形中空の主体部と、この主体部の上部に連続して水平断面積が徐々に円滑に減少し、上部尖端が閉じた紡錘形状の封止部とを具備し、全体として水滴形状を呈するガラス製の封止容器。

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