JP6248679B2 - 容器シール装置の受け冶具位置決め機構 - Google Patents

Description

本発明は、容器の胴部の上下に蓋体および底体をヒートシール又は超音波溶着する容器シール装置に備えられた容器の受け冶具の位置合わせを正確に行なう容器シール装置の受け冶具位置決め機構に関する。

紙層を主体とし、最内層、および最外層にヒートシール性樹脂層を設けた紙積層材料を用いた紙容器は、缶、瓶に代わる容器として使用されている。これら紙容器の内容物の保存性を高めるため、積層構成中にバリア材を配置した構成がとられている。このバリア材の代表的な材料として、アルミ箔が挙げられる。しかし、積層構成中にアルミ箔が含まれると、使用後の分別処理が困難になり、またそのまま焼却処理もできないなどの課題があった。このアルミ箔に代わる、バリア材として、酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機化合物蒸着層を設けた蒸着フィルムが用いられるようになっている。

一方、手軽な飲料容器として、円筒状金属缶が広く使用されており、この円筒状金属缶は、自動販売機での使用も多く、このためには強い落下強度が必要とされている。しかし、円筒状金属缶は、使用後の不燃性物として処理しなければならないため、一般廃棄物と区別して処理しなければならなかった。この円筒状金属缶に代わる紙容器として、円筒状紙容器が提案されている。

図１は一般的な円筒状紙容器の一例を示す図である。円筒状紙容器は円筒状の胴部１０、この胴部の上下に円形の蓋体１、および底体２を配置し、蓋体１、および底体２の端縁を折返した折返し部を、胴部１０の両端をそれぞれ折曲げて、重ね合わせ、ヒートシールにより一体化した容器である。ここで、蓋体１には飲み口３を設け、この飲み口３を密封材料４で被覆密封している。

また、図１とは別の図２に示す円筒状紙容器がある。図２は円筒状紙容器の側面断面図である。図２に示す円筒状紙容器２０は、胴部内面体２１、胴部外面体２２、口栓２３ａを有する蓋体２３、底体２４、とで構成されている。尚胴部内面体２１の上下の端縁はそれぞれ折り曲げられて、曲げ部２１ａ、２１ｂとなっている。

この円筒状紙容器２０を製造するには、先ず胴部内面体２１の上下の端縁を曲げて、曲げ部２１ａ、２１ｂとし、次に胴部内面体２１の曲げ部２１ａ、２１ｂに蓋体２３と底体２４をヒートシールして、最後に胴部外面体２２が装着される。この場合胴部内面体２１の曲げ部２１ａ、２１ｂに蓋体２３と底体２４をシールする方法は、上記ヒートシール法のほかに超音波溶着法がある。

上記説明では、円筒状紙容器２０を飲料用の円筒状金属缶に代わる容器として例示したが、このほかに薬品や塗料を充填する円筒状紙容器や円筒状金属缶よりも大きなサイズの円筒状紙容器もある。

特開平１０−１３９０３２号公報

上記胴部内面体２１に蓋体２３と底体２４をヒートシールまたは超音波溶着する場合、胴部内面体２１と蓋体２３、及び胴部内面体２１と底体２４の位置合わせ調整が必要となる。例えば、図３に示すように、胴部内面体２１の曲げ部２１ａと蓋体２３とを位置合わせしてシールする場合には、受け冶具３０に胴部内面体２１の曲げ部２１ａと蓋体２３をセットし、受け冶具３０の位置をヒーターブロック３２の位置に合わせ、それに対してヒーターベース３１に備えられたヒーターブロック３２を矢印３３で示す方向に下降してプレスすることによってシールすることが考えられる(図３（ｂ）では胴部内面体２１の曲げ部２１ａと蓋体２３とを位置合わせしてシールする場合を示す)。尚、図３（ａ）はヒーターブロック３２の上面図である。

この場合、受け冶具３０の位置がヒーターブロック３２の位置と正確に合っていることが必要となる。図４（ａ）に示すように受け冶具３０がヒーターブロック３２に対して位置ずれしていない場合はヒーターブロック３２を矢印３３で示す方向に下降してプレスすることが出来るが、一方、図４（ｂ）に示すように例えば受け冶具３０が矢印３４の方向にずれた場合には、プレス動作によって破線３５で示す部分ではヒーターブロック３２と受け冶具３０が干渉して、部品破損（ヒーターブロック３２や受け冶具３０の破損）を起こす危険がある。

受け冶具３０の位置合わせを行なう方法の一例として、受け冶具３０をスライドテーブルの決められた位置に載置し、スライドテーブルを単純なレール移動で移動させ位置決めする方法がある。

図５は、従来行なわれているスライドテーブルを位置決めする方法の一例を示す図である。

図５（ａ）に示される方法は、テーブル検出センサー４１でスライドテーブル４２を検出した後、Ｖミゾを有するスプリングＶミゾストッパー４３をテーブル側面に設けられたストッパーコロ４４に当て、スライドテーブル４２をテーブルストッパー４５に当接させて固定しスライドテーブル４２を位置決めする方法である。

図５（ｂ）に示される方法は、テーブル検出センサー４１でスライドテーブル４２を検出した後、テーパーを有するスプリングテーパーストッパー４６をテーブル側面に設けられたストッパーコロ４４に当て、スライドテーブル４２をテーブルストッパー４５に当接させて固定しスライドテーブル４２を位置決めする方法である。

図５（ｃ）に示される方法は、テーブル検出センサー４１でスライドテーブル４２を検出した後、テーパーを有するシリンダーテーパーストッパー４７をテーブル側面に設けられたストッパーコロ４４に当て、スライドテーブル４２をテーブルストッパー４５に当接させて固定しスライドテーブル４２を位置決めする方法である。

上記図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるスライドテーブル４２を位置決めする方法は、いずれの場合においても可動可能な機械部品が必要になる。即ち図５（ａ）に示される方法ではスプリングＶミゾストッパー４３、図５（ｂ）に示される方法ではスプリングテーパーストッパー４６、図５（ｃ）に示される方法ではシリンダーテーパーストッパー４７が必要であって、これらの可動可能な機械部品は比較的高価で、組み立て工数にかかる費用が発生するため、全体の費用が高価なものなる。

そこで本発明では、胴部内面体２１に蓋体２３と底体２４をヒートシールする場合、胴部内面体２１と蓋体２３の曲げ部２１ａ、及び胴部内面体２１と底体２４の曲げ部２１ｂをセットした受け冶具３０の位置合わせが正確でしかも費用が安価な容器シール装置の位置決め機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、
胴部及び蓋体と底体とで構成される容器の胴部に蓋体、又は底体、又は蓋体及び底体をシールする容器シール装置に備えられた受け冶具位置決め機構であって、
スライドテーブルと、スライドテーブル投入手段と、スライドテーブル位置決め手段と、を備え、
スライドテーブルは磁性体の材質を含むものであって、胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせて位置合わせした状態で保持する受け冶具を載置してスライドするもので、
スライドテーブル投入手段は、スライドテーブルをスライドテーブル位置決め手段にスライドさせて投入するもので、
スライドテーブル位置決め手段は、マグネット部とストッパー部を備えており、スライドテーブル位置決め手段に投入されたスライドテーブルをマグネット部でストッパー部に引きつけて固定し、位置決めすることを特徴とする容器シール装置の受け冶具位置決め機構である。

請求項２に記載の発明は、
前記スライドテーブル投入手段はスライドテーブル検出部を有しており、更にスライドテーブル検出部によってスライドテーブルを検出するまでスライドテーブルをスライドさせることを特徴とする請求項１に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構である。

請求項３に記載の発明は、
前記スライドテーブル検出部は、近接センサーであることを特徴とする請求項２に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構である。

請求項４に記載の発明は、
前記スライドテーブル検出部は、光電センサーであることを特徴とする請求項２に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構である。

請求項５に記載の発明は、
前記スライドテーブル投入手段は、スライドテーブルを受け冶具位置決め手段のマグネット部の手前までスライドさせる機能を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構である。

本発明の請求項１に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構によれば、容器の胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と、蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせて位置合わせした状態で保持する受け冶具をスライドテーブルに載置してスライドテーブル投入手段によってスライドさせ、スライドテーブル位置決め手段に備えられたマグネット部でスライドテーブルをストッパー部に引きつけて固定して位置決めすることが出来る。マグネット部、ストッパー部は部品費用が安価であり、また取り付け工数も少なく、従来の位置決め機構と比較して安価な費用で達成することが出来る。

本発明の請求項２に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構によれば、スライドテーブル投入手段に備えられたスライドテーブル検出部でスライドテーブルを検出するまでスライドテーブルをスライドさせ、その後マグネット部でスライドテーブルを引きつけて固定することが出来るため、受け冶具を正確に位置決めすることが出来る。

本発明の請求項３に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構によれば、スライドテーブル検出部は、近接センサーであるためスライドテーブルを確実に検出することが可能で、受け冶具を正確に位置決めすることが出来る。

本発明の請求項４に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構によれば、スライドテーブル検出部は、光電センサーであるためスライドテーブルを確実に検出することが可能で、受け冶具を正確に位置決めすることが出来る。

本発明の請求項５に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構によれば、スライドテーブル投入手段は、スライドテーブルを受け冶具位置決め手段のマグネット部の手前までスライドさせ、更にマグネット部でスライドテーブルを引きつけて固定することが出来るため、受け冶具を正確に位置決めすることが出来る。

一般的な円筒状紙容器の一例を示す図。 図１とは別の円筒状紙容器を示す図。 図２に示される容器の蓋体及び底体のシール方法を示す図。（ａ）はヒーターブロックの上面図。（ｂ）は受け冶具の側面断面を示す図。 図３に示すシール方法の問題点を説明するための図。（ａ）はヒーターブロックが受け冶具に対して位置ずれしていない場合を示す図。（ｂ）位置ずれした場合を示す図。 従来行なわれているスライドテーブルを位置決めする方法の一例を示す図。（ａ）はＶミゾを有するスプリングＶミゾストッパーで位置決めする方法を示す図。（ｂ）はテーパーを有するスプリングテーパーストッパーで位置決めする方法を示す図。（ｃ）はテーパーを有するシリンダーテーパーストッパーで位置決めする方法を示す図。 本発明の容器シール装置の受け冶具位置決め機構が適用される容器の一例を示す図。（ａ）は側面断面図。（ｂ）はヒートシールする場合の方法を説明するための図。 本発明に係る胴部内面体５１の上端縁と蓋体５３をヒートシールする場合を示す図。（ａ）は胴部５１の上端縁を折り曲げた上端曲げ部５１ａと蓋体５３の端縁を容器シール装置の受け冶具６１にセットすることを示す図。（ｂ）は位置が固定されているシール部６２を矢印３３で示す方向に下降してヒートシールすることを示す図。 本発明の容器シール装置の受け冶具位置決め機構の概略構成を示す図。（ａ）は側面断面図。（ｂ）は上面図。 本発明に係る受け冶具６１を位置決めする手順を示す図。（ａ）受け冶具６１に符号５０ａで示す胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせて保持することを示す図。（ｂ）はスライドテーブル７１を、スライドテーブル投入手段７２によって矢印７４で示す方向にスライドさせることを示す図。（ｃ）はマグネット部７０ａがスライドテーブル７１を矢印７６で示す方向に引きつけてストッパー部７０ｂに固定することを示す図。 本発明に係るヒートシール部でシールする手順を示す図。（ｄ）はスライドテーブル７１が位置決めされた後にシール部６２が矢印７７で示す方向に下降することを示す図。（ｅ）は破線１０５、１０６で示す部分がヒートシールされることを示す図。 本発明に係るスライドテーブル検出部７３を用いる必要がない場合を示す図。（ａ）は受け冶具６１が載置されたスライドテーブル７１を示す図。（ｂ）はスライドテーブル７１をスライドさせることを示す図。（ｃ）はスライドテーブル７１がマグネット部７３ａの手前で停止するようにモーター７２ａを制御することを示す図。

本発明の容器シール装置の受け冶具位置決め機構の実施形態を図を用いて説明する。

図６（ａ）は本発明の容器シール装置の受け冶具位置決め機構が適用される容器の一例を示す側面断面図である。容器５０は、胴部内面体５１、胴部外面体５２、口栓５３ａを有する蓋体５３、底体５４、とで構成されている。尚、胴部内面体５１の上下端縁はそれぞれ折り曲げられて、曲げ部５１ａ、５１ｂとなっている。

この円筒状紙容器５０を製造するには、先ず胴部内面体５１の上端縁と下端縁を外側に曲げて曲げ部５１ａ、５１ｂとし、次に曲げ部５１ａ、５１ｂに蓋体５３と底体５４を例えばヒートシールして、最後に胴部外面体５２が装着される。図６（ｂ）に示すように、ヒートシールは、例えば蓋体５３を破線１０１、１０２で示す部分でヒートシールし、次に底体５４を破線１０３、１０４で示す部分でヒートシールする。又は蓋体５３、底体５４を同時にヒートシールする。説明の都合上、本説明では先ず蓋体５３をヒートシールし、次に底体５４をヒートシールする場合を例として説明する。

図７は胴部内面体５１の上端縁と蓋体５３をヒートシールする場合を示す図である。ヒートシールは次に示す手順で行なわれる。先ず図７（ａ）に示すように、胴部５１の上端縁を折り曲げた上端曲げ部５１ａと蓋体５３の端縁を容器シール装置の受け冶具６１にセットし（図７（ａ））、次に位置が固定されているシール部６２を矢印３３で示す方向に下降してヒートシールされる（図７（ｂ））。シール部６２はヒーターブロック６２ａとヒーターベース６２ｂとで構成されている。

この場合、固定されているシール部６２の位置に対して受け冶具６１を位置ずれのない様に位置決めする必要がある。

図８は本発明の容器シール装置の受け冶具位置決め機構の概略構成を示す図である。図８（ａ）は側面断面図、図８（ｂ）は上面図である。本発明の容器シール装置の受け冶具位置決め機構は、スライドテーブル７１と、スライドテーブル投入手段７２と、スライドテーブル位置決め手段７０と、を備えており、スライドテーブル７１の位置決めを行なうことによってスライドテーブルに載置された受け冶具６１の位置決めを行なうものである。

受け冶具６１は、符号５０ａで示す胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせて位置合わせした状態で保持する台である。スライドテーブル７１は、磁性体材料で作製されたものであって、受け冶具６１を載置して矢印７４で示す方向にスライドレール７１ａ上をスライドする。スライドテーブル投入手段７２は、スライドテーブル７１をスライド台７５の上で、スライドテーブル位置決め手段７０の方向にスライドさせて投入するものである。スライドテーブル投入手段７２は例えばモーター７２ａでボールネジ７２ｂを回転させてスライドテーブル７１をスライドさせればよい。この場合、スライドテーブル投入手段７２はスライドテーブル位置決め手段７０に備えられたスライドテーブル検出部７３がスライドテーブル７１を検出するまで矢印７４の方向にスライドさせ、スライドテーブル７１を検出した時点でスライドを停止する。スライドテーブル位置決め手段７０ではマグネット部７０ａで投入されたスライドテーブル７１を磁力でストッパー部７０ｂに引きつけて固定し位置決めすることによって、受け冶具６１をシール部６２の位置に合わせる。スライドテーブル７１は磁性体の材質を含むものであって、例えばスライドテーブル自体の全部が磁性体（例えば鉄）の材質であったり、スライドテーブルは非磁性体（例えばステンレス等）であってマグネット部７０ａに対してその直前位置に磁性体を配置したもの（即ち、マグネット部７０ａが作用する先端部分に磁性材料が部分配置されたもの）である。

受け冶具６１を位置決めする手順とヒートシールする手順を説明する。図９は受け冶具６１を位置決めする手順を示す図である。また図１０はヒートシールする手順を示す図である。先ず、スライドテーブル７１の決められた位置に載置された受け冶具６１に符号５０ａで示す胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせて保持する（図９（ａ））。次にスライドテーブル７１を、スライドテーブル投入手段７２によって矢印７４で示す方向にスライドさせる。スライドさせスライドテーブル検出部７３がスライドテーブル７１を検出した時点でスライドを停止する（図９（ｂ））。スライドを停止した時点でスライドテーブル位置決め手段７０を構成するマグネット部７０ａがスライドテーブル７１を矢印７６で示す方向に引きつけてストッパー部７０ｂに固定することによってスライドテーブル７１が位置決めされる（図９（ｃ））。この場合のスライドテーブル７１とスライドテーブル投入手段７２を構成するボールネジ７２ｂとの縁切りは例えば図示しないクラッチ装置を用いて達成することが出来る。スライドテーブル検出部７３には近接センサーや光電センサーを用いることが出来る。

スライドテーブル７１が位置決めされた後に（即ち受け冶具６１が位置決めされた後に）シール部６２が矢印７７で示す方向に下降し（図１０（ｄ））、破線１０５、１０６で示す胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と蓋体の端縁とがヒートシールされる（図１０（ｅ））。

このようにして胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と蓋体の端縁とがヒートシールされた後に、再びスライドテーブル７１とボールネジ７２ｂとの縁切りを再びクラッチを入り状態として解消し、更にボールネジ７２ｂを逆回転させて初期位置までスライドテーブル７１を戻す。

さらに、同様にして胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と底体の端縁とをヒートシールする。

上記はスライドテーブル７１をスライドテーブル検出部７３で検出されるまでスライドテーブル投入手段７２でスライドさせる場合を説明したが、次に示す方法でスライドテーブル７１をスライドテーブル位置決め手段のマグネット部７３ａの手前までスライドさせても良い。

即ち、この場合は受け冶具６１を載置したスライドテーブル７１（図１１（ａ））をモーター７２ａでボールネジ７２ｂを回転させてスライドテーブル７１を矢印７８で示す方向にスライドさせ（図１１（ｂ））、スライドテーブル７１がマグネット部７３ａの手前で停止するように（図１１（ｃ））モーター７２ａを制御する。更にスライドテーブル７１はマグネット部７０ａで引きつけられ、磁力でストッパー部７０ｂに引きつけて固定し位置決めする。この場合は、予めスライドテーブル７１をスライドさせる距離をモーター７２ａの図示しない制御部に設定しておくことによって制御することが出来る。この場合は、スライドテーブル７１のスライド距離をモーター７２ａの図示しない制御部に制御するため、前記スライドテーブル検出部７３を用いる必要がない。

以上のように、本発明の容器シール装置の受け冶具位置決め機構によれば容器の胴部の
端縁を折り曲げた曲げ部と、蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせて位置合わせした状態で保持する受け冶具をシール部と正確に位置決めすることが出来る。また受け冶具位置決め機構を構成するマグネット部、ストッパー部は部品費用が安価であり、また取り付け工数も少なく、従来の位置決め機構と比較して安価な費用で達成することが出来る。

１・・・蓋体
２・・・底体
３・・・飲み口
４・・・密封材料
１０・・・胴部
２０・・・円筒状紙容器
２１・・・胴部内面体
２１ａ、２１ｂ・・・曲げ部
２２・・・胴部外面体
２３・・・蓋体
２３ａ・・・口栓
２４・・・底体
３０・・・受け冶具
３１・・・ヒーターベース
３２・・・ヒーターブロック
３３・・・ヒーターブロックを下降する方向
３４・・・受け冶具がずれた方向
３５・・・ヒーターブロックと受け冶具が干渉する部分
４１・・・テーブル検出センサー
４２・・・スライドテーブル
４３・・・スプリングＶミゾストッパー
４４・・・ストッパーコロ
４５・・・テーブルストッパー
４６・・・スプリングテーパーストッパー
４７・・・シリンダーテーパーストッパー
５０・・・容器
５０ａ・・・胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせた部分５１・・・胴部内面体
５１ａ、５１ｂ・・・曲げ部
５２・・・胴部外面体
５３・・・蓋体
５３ａ・・・口栓
５３ｂ・・・蓋体の端縁
５４・・・底体
６１・・・受け冶具
６１ａ・・・昇降可能な（浮き沈み可能な）ピン
６２・・・シール部
６２ａ・・・ヒーターブロック
６２ｂ・・・ヒーターベース
７０・・・スライドテーブル位置決め手段
７０ａ・・・マグネット部
７０ｂ・・・ストッパー部
７１・・・スライドテーブル
７１ａ・・・スライドレール
７２・・・スライドテーブル投入手段
７２ａ・・・モーター
７２ｂ・・・ボールネジ
７３・・・スライドテーブル検出部
７４・・・スライドテーブルがスライドする方向
７５・・・スライド台
７６・・・マグネット部がスライドテーブルを引きつける方向
７７・・・シール部が下降する方向
７８・・・スライドテーブルがスライドする方向
７９・・・マグネット部がスライドテーブルを引きつける方向
１０１、１０２、１０３、１０４・・・ヒートシールされる部分を示す破線
１０５、１０６・・・ヒートシールされる部分を示す破線

Claims (5)

1. 胴部及び蓋体と底体とで構成される容器の胴部に蓋体、又は底体、又は蓋体及び底体をシールする容器シール装置に備えられた受け冶具位置決め機構であって、
   スライドテーブルと、スライドテーブル投入手段と、スライドテーブル位置決め手段と、を備え、
   スライドテーブルは磁性体の材質を含むものであって、胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせて位置合わせした状態で保持する受け冶具を載置してスライドするもので、
   スライドテーブル投入手段は、スライドテーブルをスライドテーブル位置決め手段にスライドさせて投入するもので、
   スライドテーブル位置決め手段は、マグネット部とストッパー部を備えており、スライドテーブル位置決め手段に投入されたスライドテーブルをマグネット部でストッパー部に引きつけて固定し、位置決めすることを特徴とする容器シール装置の受け冶具位置決め機構。
2. 前記スライドテーブル投入手段はスライドテーブル検出部を有しており、更にスライドテーブル検出部によってスライドテーブルを検出するまでスライドテーブルをスライドさせることを特徴とする請求項１に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構。
3. 前記スライドテーブル検出部は、近接センサーであることを特徴とする請求項２に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構。
4. 前記スライドテーブル検出部は、光電センサーであることを特徴とする請求項２に記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構。
5. 前記スライドテーブル投入手段は、スライドテーブルを受け冶具位置決め手段のマグネット部の手前までスライドさせる機能を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の容器シール装置の受け冶具位置決め機構。