JP6364229B2 - 口栓取付装置 - Google Patents
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この発明に係る明細書および特許請求の範囲において、「角寸」とは、角筒状容器における側壁の水平方向の幅をいうものとする。
口栓取付装置は、通常、容器中間形態である上端開口角筒状容器の左右いずれか一方の側壁にあけられた注出口にフランジ部付き口栓を挿入する挿入ユニットと、口栓のフランジ部を容器の注出口縁部に溶着する溶着ユニットとで構成されている。
挿入ユニットは、例えば下記の特許文献1に示すように、供給手段によって所定位置に供給された口栓を保持して容器搬送経路から所定レベルまで上昇させられた容器の注出口に挿入する挿入ヘッダと、挿入ヘッダと反対側から容器の注出口縁部を押さえる押さえ部材とを備えている。挿入ヘッダおよび押さえ部材は、それぞれエアシリンダによって、左右方向に進退駆動させられる。
また、溶着ユニットは、例えば下記の特許文献2に示すように、容器搬送経路上の容器を所定レベルまで上昇させることにより容器内に配されて口栓を受けるアンビルと、アンビルと反対側から口栓のフランジ部および容器の注出口縁部を加圧してこれらに超音波振動を付与するホーンとを備えている。ホーンは、例えば機械的駆動手段によって、左右方向に進退駆動させられる。
そして、容器の角寸が変われば、容器搬送経路上における容器の注出口の位置も左右方向に変動するため、口栓取付装置の挿入ユニットや溶着ユニットについても、それぞれの角寸に応じた位置調整が必要となる。
また、アンビルは、比較的重たいものであるため、交換時の作業者の負担が大きく、交換に多くの時間を要していた。
そのため、口栓挿入不良が発生すると、その度にエアシリンダのストロークの微調整やストッパの調整が必要となる。また、挿入ヘッダや押さえ部材をエアシリンダの中間ストローク位置で動作させると、その際の衝撃が大きくなるため、エアシリンダの製品寿命に影響を及ぼすおそれがあった。
この発明の第1の態様に係る口栓取付装置では、製造する容器の角寸を切り替える際、アンビルおよびホーンスライド軸が一体的に設けられている溶着ユニット用ベースを、所要スライド位置までスライドさせて、固体手段によって支持体に固定すればよい。そのため、アンビルの口栓受け面とホーンの先端面との平衡度は、角寸の切替に伴う移動の前後で変わることがなく、一定に保たれる。
従って、上記の口栓取付装置によれば、溶着ユニットによる口栓溶着機能の安定性が損なわれることなく、容器の角寸の切替に対応することができ、また、角寸の切替への対応に要する作業の負担や時間も軽減される。
上記のストッパが設けられることにより、容器の角寸の切替に対応して溶着ユニット用ベースを移動させた際の位置決めを、容易にかつ正確に行うことができる。
上記態様のストッパによれば、容器の角寸を切り替える場合、切替後の角寸に対応した長さのストッパボルトを選択して使用するだけで、スライドさせた溶着ユニット用ベースの位置決めを簡単にかつ短時間で行うことができる。
より好適な態様では、複数のストッパボルトが、溶着ユニット用ベースおよび支持体のうちいずれか一方にボルト受けと平行に取り付けられたボルト取付プレートに、間隔をあけてねじ止められており、ボルト取付プレートは、頭部がボルト受けに当接させられるストッパボルトを変更しうるように、溶着ユニット用ベースまたは支持体に対する取付位置が可変となされている。
上記の態様によれば、容器の角寸の切替ごとにストッパボルトを取り換えなくても、ボルト取付プレートの取付位置を適宜変更するだけで、角寸の切替に対応できるので、溶着ユニット用ベースの位置決めの作業性が向上し、また、使用しないストッパボルトの管理の負担も軽減される。
ボルト挿通孔を構成する長孔は、容器の最大角寸と最小角寸の差以上の長さを有するものとなされる。
上記構成の場合、溶着ユニット用ベースの支持体への固定が、複数の取付ボルトによって行われるため、溶着ユニットの動作時に発生する機械振動によっても簡単に緩むことのない固定強度が得られる。また、上記構成の場合、容器の角寸を切り替える際には、複数の取付ボルトを全て外さなくても、これらをある程度緩めれば、ボルト挿通孔を構成する長孔のあそびを利用して、溶着ユニット用ベースを左右方向にスライドさせることができるので、作業性の面でも有利である。
前述した通り、この発明の第1の態様に係る口栓取付装置においては、溶着ユニット用ベースと一体化されているのがアンビルとホーンスライド軸であって、ホーンはベースの移動に伴って移動しないように構成されているので、ホーンの進退駆動を機械的駆動手段を用いて行うことが可能となり、それによって以下のような作用効果が奏される。
すなわち、ホーンの進退駆動をエアシリンダ等の流体圧シリンダによって行うものでは、通常、シリンダのストロークエンドが口栓溶着位置となるように設定されるため、ストロークエンドで発生したシリンダによる衝撃が口栓の溶着に影響を及ぼすおそれがあり、しかも、単純なタイミング制御であるため、例えば他の機構に共通の流体(エア等)を使用しているとホーンの動作にバラツキが生じる場合があり、さらには、ホーンによる加圧溶着時間にもバラツキが生じ易いため、加圧溶着時間が不十分となって口栓のシールが不安定になるおそれもある。また、ホーンの進退駆動をサーボ機構によって行う場合、ホーンが容器の注出口縁部(または口栓のフランジ部)に衝突した際に生じる振動が過大となって、サーボ機構内のエンコーダや配線接続コネクタが破損するおそれがあり、また、ホーンによる加圧溶着時にサーボモータが過負荷状態となりやすい。
これに対して、ホーンの進退駆動を機械的駆動手段によって行うようにすれば、口栓溶着時に衝撃が起こらず、口栓の溶着が良好な状態で行われる上、駆動手段自体にも過負荷がかかるおそれがない。特に、機械的駆動手段としてカム機構を用いた場合には、カム曲線を用いてホーンをスムーズに口栓溶着位置まで前進させる動作が可能となり、口栓のシールの安定性が向上する。また、機械的駆動手段、特にカム機構を使用した場合、ホーンの動作にバラツキが生じ難い上、ホーンの速度や停止時間(加圧溶着時間)等を自在に設定することが可能であるため、ホーンの動作が安定し、口栓のシール性も安定する。さらに、機械的駆動手段によれば、充填包装機の高速化にも十分対応することができる。
加えて、ホーンの口栓溶着位置および待機位置の調整を流体圧シリンダによって自動的に行うようにすれば、人為的なミスの発生が回避され、作業者による調整作業の負担も軽減される。
上述したホーンの位置調整手段としては、例えば、ホーン進退駆動用カム機構における中間リンクの一部を、直列に接続された2つの流体圧シリンダによって構成したものが挙げられる。上記の手段によれば、各シリンダのストローク位置(伸長位置と縮小位置)を自動的に切り替えて、中間リンクの全長を4段階に可変とすることで、ホーンの口栓溶着位置および待機位置を、4種類の容器の角寸に対応して容易に切り替えることができる。
この発明の第2の態様に係る口栓取付装置では、製造する容器の角寸を切り替える際、送り出し部材、挿入ヘッダおよび押さえ部材が一体的に設けられている挿入ユニット用ベースを、所要スライド位置までスライドさせ、固体手段によって支持体に固定すればよい。送り出し部材と挿入ヘッダ、および挿入ヘッダと押さえ部材それぞれの間の、平衡度や動作時に必要とされる隙間は、容器の角寸の切替に伴う移動の前後で変わることがなく、一定に保たれる。
従って、上記の口栓取付装置によれば、挿入ユニットによる口栓挿入機能の安定性が損なわれることなく、容器の角寸の切替に対応することができ、また、角寸の切替への対応に要する作業の負担や時間も軽減される。
上記のストッパが設けられることにより、容器の角寸の切替に対応して挿入ユニット用ベースを移動させた際の位置決めを、容易にかつ正確に行うことができる。
上記態様のストッパによれば、容器の角寸を切り替える場合、切替後の角寸に対応した長さのストッパボルトを選択して使用するだけで、スライドさせた挿入ユニット用ベースの位置決めを簡単にかつ短時間で行うことができる。
より好適な態様では、複数のストッパボルトが、挿入ユニット用ベースおよび支持体のうちいずれか一方にボルト受けと平行に取り付けられたボルト取付プレートに間隔をあけてねじ止められており、ボルト取付プレートは、頭部がボルト受けに当接させられるストッパボルトを変更しうるように、挿入ユニット用ベースまたは支持体に対する取付位置が可変となされている。
上記の態様によれば、容器の角寸の切替ごとにストッパボルトを取り換えなくても、ボルト取付プレートの取付位置を適宜変更するだけで、角寸の切替に対応できるので、挿入ユニット用ベースの位置決めの作業性が向上し、また、使用しないストッパボルトの管理の負担も軽減される。
ボルト挿通孔を構成する長孔は、容器の最大角寸と最小角寸の差以上の長さを有するものとなされる。
上記構成の場合、挿入ユニット用ベースの支持体への固定が、複数の取付ボルトによって行われるため、挿入ユニットの動作時に発生する機械振動によっても簡単に緩むことのない固定強度が得られる。また、上記構成の場合、容器の角寸を切り替える際には、複数の取付ボルトを全て外さなくても、これらをある程度緩めれば、ボルト挿通孔を構成する長孔のあそびを利用して、挿入ユニット用ベースを左右方向にスライドさせることができ、作業性の面でも有利である。
上記の構成によれば、挿入ヘッダおよび押さえ部材が、これらを駆動する流体圧シリンダのストロークエンドにおいて所定の動作を行うため、容器の角寸の切替に伴って各流体圧シリンダのストローク量を微調整する必要がなく、また、各流体圧シリンダの製品寿命も長くなる。
なお、以下の説明において、容器搬送経路上を容器が進行する方向と同じ側(図1の上側)を「前」といい、これと反対側(図1の下側)を「後」という。また、「左右」は、後方から見た場合の左右(図1,2,8,13の左右)をいうものとする。
コンベヤ(2)によって形成された前後方向にのびる容器搬送経路上には、口栓取付装置(3)が設けられている。口栓取付装置(3)は、容器中間形態である角筒状容器(C1)の左側壁上部(屋根型容器の左頂壁部となる部分)にあけられた注出口(C11)にフランジ部(P11)付き口栓(P)を容器(C1)の内側から挿入する挿入ユニット(4)と、口栓(P)のフランジ部(P11)を容器(C1)内面の注出口縁部(C12)に溶着する溶着ユニット(5)とよりなる。これら2つのユニット(4)(5)は、前後に隣接して容器搬送経路上に設けられている。
また、容器搬送経路上における口栓取付装置(3)の下流側(前側)には、口栓(P)付き角筒状容器(C1)に内容物を充填するとともに容器頂部(C13)を成形およびシールすることによって、容器完成形態である口栓(P)付き内容物充填容器(C2)を成形するための装置群が順次配置されている。なお、図1には、これらの装置群のうち最終工程を行う容器頂部シール装置(8)のみが示されている。
口栓(P)は、雄ねじを有する筒状胴部(図示略)および胴部の一端に形成されたフランジ部(P11)よりなる口栓本体(P1)と、口栓本体(P1)の胴部にねじ嵌められるキャップ(P2)とで構成されており、口栓本体(P1)にキャップ(P2)が付いた状態で、容器(C1)の注出口(C11)への挿入および溶着が行われるようになっている。
チェーンコンベヤ(2)は、各工程が行われるステーションにおいて順次停止させられるように、間欠的に駆動される。
なお、図示は省略したが、両チェーン(21)には、それぞれのスプロケット軸を支持しているベースを左右方向に移動させることにより、両チェーン(21)のホルダ(22)間の距離を、容器(C1)の角寸に合わせて変更しうる位置調整機構を有している。
口栓挿入ステーション(S1)には、容器(C1)を口栓挿入レベルまで押し上げるリフタ(31)と、押し上げられた容器(C1)をガイドレール(23)によって底部が受けられる搬送レベルまで押し下げるプッシャ(32)とが備えられている。
次いで、挿入ヘッダ(43)は、待機位置まで後退させられた後、180°回転させられる。これにより、口栓保持パッド(431)に保持された口栓(P)が、挿入ヘッダ(43)の下端側に移動する。次いで、リフタ(31)により容器(C1)が口栓挿入レベルまで押し上げられてくると、容器(C1)内において、口栓(P)が注出口(C11)と向かい合う位置に配される。
この状態で挿入ヘッダ(43)が再び前進駆動させられると、口栓保持パッド(431)に保持されている口栓(P)が容器(C1)の注出口(C11)に挿入され、同時に、挿入ヘッダ(43)上端側の口栓保持パッド(431)が、口栓受け渡し位置において、次に挿入する口栓(P)を吸引保持する。
また、挿入ヘッダ(43)の前進駆動による口栓(P)の挿入動作と同期して、押さえ部材(44)が、待機位置から右方に向かって容器押さえ位置まで前進駆動させられ、その先端の押さえ面(441)が容器(C1)外面の注出口縁部(C12)に押し当てられる。押さえ部材(44)の上記動作により、口栓(P)のフランジ部(P11)が容器(C1)内面の注出口縁部(C12)に当接する深さまで、口栓(P)が注出口(C11)に挿入される。また、図示は省略したが、口栓(P)のキャップ(P2)の開口縁部には、径方向外方に向かって僅かに突き出すように複数の係合爪が周方向に間隔をおいて形成されており、挿入ヘッダ(43)の挿入動作および押さえ部材(44)の押圧動作によって、これらの係合爪が容器(C1)外面の注出口縁部(C12)に係り合わせられようになっている。これにより、口栓(P)が容器(C1)の注出口縁部(C12)に仮止めされた状態となり、溶着が完了するまでの間に口栓(P)が不用意に外れないようになっている。
口栓(P)の挿入が完了したら、口栓保持パッド(431)が口栓(P)をリリースし、挿入ヘッダ(43)および押さえ部材(44)がそれぞれの待機位置まで後退させられ、注出口(C11)に口栓(P)が挿入された容器(C1)は、プッシャ(32)によって搬送レベルまで押し下げられる。
その後、コンベヤ(2)が駆動して各容器(C1)が1個分ずつ前方に送られ、次の容器(C1)に対して、上記と同様の工程で注出口(C11)への口栓(P)の挿入が行われる。
挿入ユニット用ベース(6A)は、コンベヤ(2)の左右両側に立てられた2つの垂直な支持台(7)(支持体)の上にまたがって載せられているとともに、両支持台(7)に対して左右方向にスライド可能となされている。
水平部材(61)は、その略左半分が断面円形の棒状体(611)によって構成され、略右半分がスプライン軸(11)によって構成されている。
スプライン軸(11)は、これに組み付けられたスプライン外筒(12)がブラケット(131)を介して挿入ヘッダ回転駆動用流体圧シリンダ(47)に連結されることにより、挿入ヘッダ(43)と一体化されている。
垂直シュート(41)は、その下端部の後側面が、水平部材(61)の左側棒状体(611)の右端部に、ブラケット(411)を介して連結されている(図4参照)。
送り出し部材(42)は、これを進退駆動させる流体圧シリンダ(45)がブラケット(451)を介して水平部材(61)の左側棒状体(611)の長さ中間部に垂下状に取り付けられることにより、水平部材(61)と一体化されている(図3参照)。
また、押さえ部材(44)も、これを進退駆動させる流体圧シリンダ(49)がブラケット(491)を介して水平部材(61)の左側棒状体(611)の長さ中間部に垂下状に取り付けられることにより、水平部材(61)と一体化されている(図3参照)。
したがって、挿入ユニット用ベース(6A)を左右方向にスライドさせても、送り出し部材(42)の凹所(421)と挿入ヘッダ(43)の上端側の口栓保持パッド(431)との平衡度や、受け渡し時の両者(421)(431)の間隔、また、挿入ヘッダ(43)の下端側の口栓保持パッド(431)と押さえ部材(44)の口栓押さえ面(441)との平衡度や、口栓挿入時の両者(431)(441)の間隔は、常に一定となる。
右脚部材(62)は、右支持台(7)が左支持台(7)よりもやや低くなっている分だけ、左脚部材(62)よりも下方に長くのびている。
右脚部材(62)の高さ中間に、挿入ヘッダ進退駆動用流体圧シリンダ(48)のピストンロッド(481)を挿通するための水平貫通孔(621)があけられており、ピストンロッド(481)の先端がブラケット(131)に接続されている。
左右各脚部材(62)の上端には、垂直棒状のグリップ(64)が設けられており、これらのグリップ(64)を手で持ってベース(6A)のスライド操作を行うことができる。
取付ボルト(65)は、脚プレート(63)に垂直貫通状に設けられたボルト挿通孔(631)を通して、支持台(7)の上面、より具体的には、案内溝(71)の底面にあけられたねじ孔(図示略)にねじ止められている。
図5に示すように、ボルト挿通孔(631)は、左右方向にのびる長孔よりなり、長孔は、容器(C1)の最大角寸と最少角寸の差以上の長さを有している。
したがって、取付ボルト(65)をある程度緩めて、ボルト挿通孔(631)の長さの範囲内でベース(6A)を左右方向にスライドさせ、所要スライド位置で取付ボルト(65)を締め付けることにより、挿入ユニット(4)を容器(C1)の角寸に応じた位置に配置固定することができる。
すなわち、左支持台(7)の上面右縁部に、垂直板片状のボルト受け(66)が設けられている。
一方、水平部材(61)の左側棒状体(611)の左端寄り部分に、環状のボルト取付プレート(67)が取り付けられている。図6に示すように、ボルト取付プレート(67)は、直径方向に沿って半割りされた2つのプレート分割体(671)よりなり、これら分割体(671)の対向端部どうしを2本のボルトで締結することにより、棒状体(611)の周囲に固定状に取り付けられている。ボルト取付プレート(67)の左側面には、周方向等間隔おきに、4本のストッパボルト(68)が、それぞれの頭部(681)を左方に向けてねじ止められている。4本のストッパボルト(68)は、それぞれ異なる長さを有している。各ストッパボルト(68)には、緩み止めナット(69)がねじ嵌められている。
そして、ボルト取付プレート(67)の最下位に配置されているストッパボルト(68)の頭部(681)が、ボルト受け(66)の右側面に当接させられ、このスライド位置で、ベース(6A)が両支持台(7)に取付ボルト(65)によって固定されている。図2および図3では、最も短いストッパボルト(68)の頭部(681)がボルト受け(66)に当接させられて、ベース(6A)の位置決め、すなわち挿入ユニット(4)の各構成要素(41)(42)(43)(44)の位置決めが行われており、この配置は、容器(C1)の最大角寸(95mm角)に対応するものである。
容器(C1)の角寸を切り替える場合、対応する長さのストッパボルト(68)が最下位置に来るようにボルト取付プレート(67)の周方向取付位置を所要角度だけ変更してから、先に説明した手順でベース(6A)の位置決めを行えばよい。
口栓溶着ステーション(S2)にも、容器(C1)を口栓溶着レベルまで押し上げるリフタ(31)と、押し上げられた容器(C1)を元の搬送レベルまで押し下げるプッシャ(32)とが備えられている。
なお、詳しい図示は省略するが、口栓挿入ステーション(S1)と口栓溶着ステーション(S2)のリフタ(31)およびプッシャ(32)を一体的に構成し、これらを共通の駆動手段(例えばサーボモータ)によって同期駆動させるようにしてもよい。
ホーン(52)の左端にブースター(53)が接続され、さらにブースター(53)の左端にコンバータ(54)が接続されており、これらが一体の超音波ユニット(50)を構成している。コンバータ(54)は、図示しない超音波発振器から送られてきた高電圧の電気信号を振動エネルギーに変換し、ここから発せられた超音波振動がブースター(53)で増幅されてホーン(52)に伝達され、ホーン(52)の先端面(521)を通じて、口栓(P)のフランジ部(P11)および容器(C1)の注出口縁部(C12)に超音波振動が付与される。
ホーン(52)を含む超音波ユニット(50)は、ボールスプライン(10)等の直動機構によって左右方向移動可能となされているとともに、カム機構(機械的駆動手段)(55)によって、口栓溶着位置と待機位置との間で進退駆動させられるようになっている。
カム機構(55)は、一端が超音波ユニット(50)に連結された水平リンク(551)の他端と、図示しない支持手段によって昇降可能に支持された垂直リンク(553)の上端とが、上揺動レバー(552)を介して連結されるとともに、一端が垂直リンク(553)の下端に連結された下揺動レバー(556)の他端にカムフォロワ(554)が設けられ、このカムフォロワ(554)が板カム(555)のカム面に接触させられるように構成されたものである。
次いで、超音波ユニット(50)が待機位置から口栓溶着位置まで前進駆動させられると、口栓(P)のフランジ部(P11)および容器(C1)の注出口縁部(C12)が、アンビル(51)の口栓受け面(511)およびホーン(52)の先端面(521)によって挟圧され、ホーン(52)の先端面(521)を介して伝達された超音波振動によりフランジ部(P11)が注出口縁部(C12)に加熱溶着される。
口栓(P)の溶着が完了したら、超音波ユニット(50)が待機位置まで後退させられた後、口栓(P)付き容器(C1)がプッシャ(32)によって搬送レベルまで押し下げられると、コンベヤ(2)が駆動して各容器(C1)が1個分ずつ前方に送られ、次の容器(C1)に対して、上記と同様の工程で口栓の溶着が行われる。
溶着ユニット用ベース(6B)は、コンベヤ(2)の左右両側に立てられた2つの垂直な支持台(7)(支持体)の上にまたがって載せられているとともに、両支持台(7)に対して左右方向にスライド可能となされている。
水平部材(61)は、その略左半分がスプライン軸(11)によって構成され、略右半分が断面円形の棒状体(611)によって構成されている。
スプライン軸(11)は、ホーンスライド軸として機能するものであって、これに組み付けられたスプライン外筒(12)がブラケット(132)を介して超音波ユニット(50)のブースター(53)に連結されることにより、ホーン(52)を含む超音波ユニット(50)が、スプライン軸(11)に沿って左右方向移動可能となされている。
また、アンビル(51)は、水平部材(61)右側の棒状体(611)の左端部寄り部分に垂下状に連結固定されている。
したがって、溶着ユニット用ベース(6B)を左右方向にスライドさせても、ホーン(52)の先端面(521)とアンビル(51)の口栓受け面(511)との平衡度は、常に一定となる。
溶着ユニット用ベース(6B)を支持している左右の支持台(7)は同じ高さであって、ベース(6B)の左右の脚部材(62)も同じ長さとなされている。
左右各脚部材(62)の上端に、垂直棒状のグリップ(64)が設けられている。
すなわち、右支持台(7)の上面左縁部に、垂直板片状のボルト受け(66)が設けられている。
一方、水平部材(61)右側の棒状体(611)の右端寄り部分に、環状のボルト取付プレート(67)が取り付けられている。ボルト取付プレート(67)の構造は、挿入ユニット用ベース(6A)のそれと同じである。ボルト取付プレート(67)の右側面には、周方向に等間隔をおいて、互いに異なる長さを有する4本のストッパボルト(68)が、それぞれの頭部(681)を右方に向けてねじ止められている。各ストッパボルト(68)には、緩み止めナット(69)がねじ嵌められている。
そして、ボルト取付プレート(67)の最下位に配置されているストッパボルト(68)の頭部(681)が、ボルト受け(66)の左側面に当接させられ、このスライド位置で、ベース(6B)が両支持台(7)に取付ボルト(65)によって固定されている。図8および図9では、最も長いストッパボルト(68)の頭部(681)がボルト受け(66)に当接させられて、ベース(6B)の位置決め、すなわち溶着ユニット(5)のアンビル(51)の位置決めが行われており、この配置は、図11に実線で示す容器(C1)の最大角寸(95mm角)に対応するものである。
容器(C1)の角寸を切り替える場合、対応する長さのストッパボルト(68)が最下位置に来るようにボルト取付プレート(67)の周方向取付位置を所要角度だけ移動させてから、先に説明した手順でベース(6B)の位置決めを行えばよい。
一方、スプライン外筒(12)の右側面における調整ボルト(56)の頭部(561)と向かい合う位置に、干渉部材(58)が取り付けられている。これら調整ボルト(56)の頭部(561)と干渉部材(58)とを合わせることにより、口栓溶着時におけるホーン(52)の先端面(521)とアンビル(51)の口栓受け面(511)との間隔を調整することが可能である。調整ボルト(56)の頭部(561)と干渉部材(58)とは、口栓溶着時には、互いに干渉しないようになっている。なお、ホーン(52)の先端面(521)とアンビル(51)の口栓受け面(511)との間隔の調整は一度行えばよく、容器(C1)の角寸を切り替えるごとに行う必要はない。
ホーン位置切替用エアシリンダ(591)により、容器(C1)の角寸の切替に応じて、ホーン(52)の待機位置および口栓溶着位置が自動的に切り替えられるようになっている。また、溶着圧力の管理は、図示しないレギュレータおよび圧力センサを用いて、溶着圧力管理用エアシリンダ(592)の設定圧力で行い、各設定ごとに自動的に溶着圧力が変わるようになっている。
図12に示すように、ホーン位置切替用エアシリンダ(591)は、ストローク量の異なる2つのエアシリンダ(591a)(591b)を、これらのピストンロッド(5911)が互いに上下反対方向を向くように直列に接続してなる。図12(a)では、両エアシリンダ(591a)(591b)のピストンロッド(5911)が伸長位置にあって、垂直リンク(553)の全長が最大となり、この場合、ホーン(52)は、容器の最大角寸(95mm角)に対応した待機位置に配置される。図12(b)では、上エアシリンダ(591a)のピストンロッド(5911)が伸長位置、下エアシリンダ(591b)のピストンロッド(5911)が縮小位置にあって、ホーン(52)は2番目に大きい角寸(85mm角)に対応した待機位置に配置される。図12(c)では、上エアシリンダ(591a)のピストンロッド(5911)が縮小位置、下エアシリンダ(591b)のピストンロッド(5911)が伸長位置にあって、ホーン(52)は3番目に大きい角寸(70mm角)に対応した待機位置に配置される。そして、図12(d)の場合、両エアシリンダ(591a)(591b)のピストンロッドが縮小位置にあって、垂直リンクの全長が最小となり、ホーンは、最小角寸(60mm角)に対応した待機位置に切り替えられる。
容器(C1)の角寸を切り替える場合、まず、エアシリンダ(591)を上記のように作動させることによって、ホーン(52)を切替後の角寸に対応する待機位置まで移動させた後、溶着ユニット用ベース(6B)をスライドさせて、アンビル(51)を切替後の角寸に対応する位置に移動させればよい。
容器頂部シールステーション(S3)には、コンベヤ(2)を跨ぐように、門型の支持フレーム(9)が立てられている。
支持フレーム(9)における水平部(91)の左右各部分には、水平アーム(81)が、複数の第1リンク(82)を介して揺動可能に取り付けられている。
各水平アーム(81)における左右方向内方の端部には、シールジョー(83)が取り付けられている。シールジョー(83)の先端部は、下方に折れ曲がったL形となされている。
支持フレーム(9)の左右各垂直部(92)に、垂直ロッド(84)が、上下方向にスライド可能に取り付けられ、エアシリンダ等の流体圧シリンダにより昇降駆動されるようになっている。
そして、左右それぞれの垂直ロッド(84)と水平アーム(81)とが、第2リンク(85)によって連結されている。図14に2点鎖線で示すように、第2リンク(85)は、垂直ロッド(84)が上限位置にあるときに、斜め向きとなるように取り付けられている。
図14に2点鎖線で示すように、左右の垂直ロッド(84)が上限位置にある待機状態では、各第1リンク(82)が垂直上方を向いており、左右のシールジョー(83)は離れている。
この状態から左右の垂直ロッド(84)を下降駆動させると、第2リンク(85)を介して、左右の水平アーム(81)に左右方向内向きの力が作用し、各水平アーム(81)が、第1リンク(82)の下側の連結ピンを中心として揺動させられる。これに伴い、両シールジョー(83)の先端部が円弧の軌道を描いて互いに接近するように移動することで、容器頂部(C13)が予め形成された折り目に沿って折り畳まれ、ヒートシールされる。
ここで、図15に示すように、第1リンク(82)のピッチ(a)と、折り畳まれた容器頂部(C13)の傾斜壁部の長さ(A)とが等しくなされている。また、第1リンク(82)の移動距離(b)と、容器頂部(C13)がシールジョー(83)によって折り畳まれることにより移動する距離(B)とが等しくなされている。
(2):コンベヤ
(3):口栓取付装置
(4):挿入ユニット
(41):垂直シュート
(42):送り出し部材
(43):挿入ヘッダ
(44):押さえ部材
(48):挿入ヘッダ進退駆動用流体圧シリンダ
(49):押さえ部材進退駆動用流体圧シリンダ
(5):溶着ユニット
(51):アンビル
(52):ホーン
(55):超音波ユニット用機械的駆動機構
(591):ホーン待機位置切替用エアシリンダ
(6A):挿入ユニット用ベース
(6B):溶着ユニット用ベース
(61):水平部材
(62):脚部材
(63):脚プレート
(631):ボルト挿通孔
(65):取付ボルト
(66):ボルト受け
(67):ボルト取付プレート
(68):ストッパボルト
(681):(ストッパボルトの)頭部
(7):支持台(支持体)
(10):ボールスプライン
(11):スプライン軸(ホーンスライド軸)
(C1):角筒状容器
(C11):注出口
(C12):注出口縁部
(W):(容器の)角寸
(P):口栓
(P11):フランジ部
Claims (11)
- 角筒状容器の左右いずれか一方の側壁にあけられた注出口にフランジ部付き口栓を挿入する挿入ユニットと、口栓のフランジ部を容器の注出口縁部に溶着する溶着ユニットとよりなり、
溶着ユニットが、前後方向にのびる容器搬送経路上の容器を所定レベルまで上昇させることにより容器内に配されて口栓を受けるアンビルと、左右方向にのびるホーンスライド軸に沿ってスライド可能に設けられかつアンビルと反対側から口栓のフランジ部および容器の注出口縁部を加圧してこれらに超音波振動を付与するホーンとを備えており、
アンビルおよびホーンスライド軸が、1つの溶着ユニット用ベースに一体的に設けられており、
溶着ユニット用ベースは、支持体によって左右方向にスライド可能に支持されているとともに、溶着ユニットのアンビルの配置が容器の角寸に対応したものとなる所要スライド位置において、着脱可能な固定手段により支持体に固定されており、
ホーンは、溶着ユニット用ベースと分離して設けられた機械的駆動手段により口栓溶着位置と待機位置との間で進退駆動させられるようになっている、口栓取付装置。 - ホーンスライド軸がスプライン軸よりなり、ホーンが、スプライン軸に組み付けられたスプライン外筒に連結されることにより、スプライン軸に沿ってスライド可能となされている、請求項1記載の口栓取付装置。
- 機械的駆動手段が、一部が流体圧シリンダで構成されることにより全長が可変となされた中間リンクを備えているカム機構よりなり、同流体圧シリンダによって、容器の角寸の切替に対応するためのホーンの口栓溶着位置および待機位置の変更が自動的に行われる、請求項1または2記載の口栓取付装置。
- 溶着ユニット用ベースおよび支持体に、溶着ユニット用ベースが所要スライド位置までスライドさせられた際に互いに当接する位置決め用ストッパが設けられている、請求項1〜3のいずれか1つに記載の口栓取付装置。
- 位置決め用ストッパが、溶着ユニット用ベースおよび支持体のうちいずれか一方に、頭部が左右いずれか一方を向くようにねじ止められたストッパボルトと、同他方に、ストッパボルトの頭部と当接しうるように設けられたボルト受けとで構成されており、
ストッパボルトは、容器の角寸に対応した互いに異なる長さを有する複数のストッパボルトの中から選択的に使用される、請求項4記載の口栓取付装置。 - 固定手段が、溶着ユニット用ベースにおける支持体と上下に重なり合う部分を貫通して支持体にねじ止められた複数の取付ボルトよりなり、
溶着ユニット用ベースの前記部分に、左右方向にのびる長孔よりなるボルト挿通孔が形成されている、請求項1〜5のいずれか1つに記載の口栓取付装置。 - 挿入ユニットが、供給手段によって供給された口栓を1つずつ所定位置へ送り出す送り出し部材と、送り出された口栓を保持して前後方向にのびる容器搬送経路から所定レベルまで上昇させられた容器の注出口に挿入する挿入ヘッダと、挿入ヘッダと反対側から容器の注出口縁部を押さえる押さえ部材とを備えており、
送り出し部材、挿入ヘッダおよび押さえ部材が、1つの挿入ユニット用ベースに一体的に設けられており、
挿入ユニット用ベースは、支持体によって左右方向にスライド可能に支持されているとともに、挿入ユニットの配置が容器の角寸に対応したものとなる所要スライド位置において、着脱可能な固定手段により支持体に固定されている、請求項1〜6のいずれか1つに記載の口栓取付装置。 - 挿入ユニット用ベースおよび支持体に、挿入ユニット用ベースが所要スライド位置までスライドさせられた際に互いに当接する位置決め用ストッパが設けられている、請求項7記載の口栓取付装置。
- 位置決め用ストッパが、挿入ユニット用ベースおよび支持体のうちいずれか一方に、頭部が左右いずれか一方を向くようにねじ止められたストッパボルトと、同他方に、ストッパボルトの頭部と当接しうるように設けられたボルト受けとで構成されており、
ストッパボルトは、容器の角寸に対応した互いに異なる長さを有する複数のストッパボルトの中から選択的に使用される、請求項8記載の口栓取付装置。 - 固定手段が、挿入ユニット用ベースにおける支持体と上下に重なり合う部分を貫通して支持体にねじ止められた複数の取付ボルトよりなり、
挿入ユニット用ベースの前記部分に、左右方向にのびる長孔よりなるボルト挿通孔が形成されている、請求項7〜9のいずれか1つに記載の口栓取付装置。 - 挿入ヘッダおよび押さえ部材が、それぞれ流体圧シリンダによって進退駆動されており、各流体圧シリンダは、そのストロークエンドにおいて所定の動作を行うようになされている、請求項7〜10のいずれか1つに記載の口栓取付装置。
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