JPH05170285A - 充填ボトルの中栓取着方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ボトル本体(3) の開口に中栓(2) を載せた仮
ボトル体(4) を搬送するコンベア(20)と、搬送される仮
ボトル体を一列に並べて保持する入口側及び出口側スト
ッパー(22)(23)と、上記仮ボトル体を押し出して溶着台
(21)上に移送する押し板(25)と、上記溶着台上の複数の
仮ボトル体から中栓を取り上げる中栓ヘッド(31)と、取
り上げられた中栓とボトル本体との間隙に抜き差し自在
及び上下動自在で上面に中栓の下端面を当接させ、下面
にボトル本体の開口面を当接させてこれらを同時に加熱
して溶融させるヒーターを備えたヒーターベース(32)
と、溶融した両面を圧着して得られた充填ボトルを溶着
台からコンベアに押し戻す戻し板(33)とからなる充填ボ
トルの中栓取着装置。 【効果】 同時に十数本あるいはそれ以上の中栓溶着が
可能となったので、従来に比べて格段に処理能力が向上
し、さらに装置トラブルが大きく減少した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中栓を取着することによ
り製造される充填ボトルにおいて、ボトル本体に中栓を
取着する方法とその装置に関し、特に点眼ボトル等の中
栓を全自動且つ高速で取着できるものである。

【０００２】

【従来の技術】上記充填ボトルとしては、液状の点眼
薬，点鼻薬，点耳薬等の内容物を充填した合成樹脂製の
容器がある。このような充填ボトルは通常図１に示すよ
うにボトル内部の薬液(11)を差す小孔(1) の貫通した上
端部の中栓(2) と薬液を充填したボトル本体(3) とから
なっている。

【０００３】そしてこのような充填ボトルを製造するに
は、先ず内部に薬液が充填されておらず且つ内部が密閉
された図２に示す形状の合成樹脂製の空ボトルを、上部
の封栓部(12)と下部のボトル本体(3) とに切断分離し、
該封栓部(12)は廃棄する。次にボトル本体(3) に薬液(1
1)を充填した後、別に製造された図３に示すような中栓
(2) を上記切り離されたボトル本体(3) の上端開口(13)
に取付け、互いの当接面で両者を固着するものである。
ここで当初ボトル本体(3) が密封状態にあるのは、ボト
ル内部の衛生状態を良好に保つためである。そして上記
のように上部の封栓部(12)を切断廃棄してボトル本体
(3) の上端開口(13)を現出させ、中栓(2) の取着前に内
部に薬液を充填する。これは中栓(2) が取着された後で
は中栓の小孔(1) から薬液を内部に供給するのは困難だ
からである。

【０００４】ところで内容物を充填したボトル本体と中
栓とを固着するには、現在ボトル本体の切断面と中栓の
溶着面とを互いに加熱して軟化させた後両者を溶着する
方法が採られている。

【０００５】その装置の一例を図４に示す。即ち内容物
を充填したボトル本体(3) を送入コンベア(9) で搬送
し、その途中で該ボトル本体(3) の上端開口に中栓(2)
を載せる。この中栓の載った仮ボトル体(4) を溶着装置
の回転するスターホイール(5)の外周に送る。送られた
仮ボトル体(4) はスターホイール(5) の外周溝(6) 内に
１本１本捉えられてその回転に伴って外周に沿って移動
する。そして外周の所定の位置に上記仮ボトル体の溶着
すべき箇所に超音波を当ててこれを加熱軟化させ当該箇
所を圧着する超音波溶着機(7) を１台又は２台設置して
おくことにより、回転移動する仮ボトル体(4) の中栓
(2) をボトル本体(3) に溶着し、一体として充填ボトル
(8) を製作する。その後送り出しコンベア(10)に移して
次工程に送る。

【０００６】なおこの際超音波溶着機が１台の場合はス
ターホイールは外周溝(6) の１ピッチ毎に断続的に回転
させているが、一般的には溶着機を２台設置して２ピッ
チ毎に送ることで生産性を向上させている。またこのよ
うに回転するスターホイールを使用するのは、溶着の位
置決めを容易にするためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記超音波溶
着機を用いて溶着する場合は次のような種々の問題があ
った。

【０００８】（１）溶着部位に必ずバリが生じてしまい
外観が劣っているのみならず、中栓の目詰まりの原因と
もなっていた。またバリの発生と共に微細な溶着クズも
大量に発生し、これが例えば点眼用等の医療用ボトルで
生じた場合には、点眼液中に混入して事故に繋がる危険
性があった。さらにこれらクズは装置の各種センサーの
作動不良の原因ともなっていた。

【０００９】（２）上記の溶着クズがスターホイール周
辺の特に床面に広く飛散するため、仮ボトル体が移動時
に揺れて上部に載せてある中栓が落下することがあっ
た。これを防ぐために一定時間毎に装置を停止させて溶
着クズを除去する必要があり、また中栓が落下する度に
これを取り除く人手も必要であり、効率面で大きなマイ
ナスであった。

【００１０】（３）溶着機１台につき１台の超音波発生
機が必要であって、１台の発生機で同時に複数個を処理
することができなかった。従って同時に複数個の溶着を
行う場合は同数台の超音波発生機を設置しなければなら
ず、設備費用や経費が大掛かりなものとならざるを得な
かった。

【００１１】（４）ボトルの流れを速くして処理能力の
向上を図ろうとした場合、溶着速度も上げなければなら
ず、その結果溶着時間が短くなるので溶着状態にバラツ
キが生じ、且つ溶着機先端の溶着ホーン自体が過熱して
しまうため、大きな能力アップは望めなかった。

【００１２】（５）仮ボトル体は直線状のトップチェー
ンコンベアにより送られてくるが、溶着機への位置決め
精度を向上させるため、回転式のスターホイールに移さ
ねばならない。このためコンベアからスターホイールへ
移り替わる際に該仮ボトル体には衝撃力と遠心力とが作
用し、さらにラインの流れの速さに比例して移り替わり
部において中栓がボトル本体から落下する数が増加して
しまう。この点からもライン速度の増加には限界があっ
た。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、上記溶着部でのバリの発生をなくし、同時
に複数個のボトルの処理を可能にし、且つ中栓の落下に
よるトラブルの全くない設備及び人手を最小限に済ます
ことのできる中栓取着方法とその装置を開発したもので
ある。

【００１４】即ち本発明の取着方法は、内容物が充填さ
れ上端が開口したボトル本体の該開口に中栓を溶着する
方法において、ボトル本体の開口に中栓を載せた仮ボト
ル体を所定の位置に並べ、その後該仮ボトル体から中栓
を取上げてこれら中栓の下端面とボトル本体の開口面と
を、上下面が同時に発熱するヒーターベースに当接させ
て加熱溶融させ、しかる後上記下端面と開口面とを圧着
することを特徴とするものである。

【００１５】また本発明の他の取着方法は、内容物が充
填され上端が開口したボトル本体の該開口に中栓を溶着
する方法において、ボトル本体の開口に中栓を載せた仮
ボトル体を直線状に搬送し、所定位置で該仮ボトル体を
順次一列に並べて停止させた後、これら縦方向に並んだ
複数の仮ボトル体を横方向の溶着台に移送し、その後移
送された複数の仮ボトル体から中栓を取上げてこれら中
栓の下端面とボトル本体の開口面とを、上下面が同時に
発熱するヒーターベースに当接させて加熱溶融させ、し
かる後上記下端面と開口面とを圧着することを特徴とす
るものである。

【００１６】さらに本発明の取着装置は、内容物が充填
され上端が開口したボトル本体の該開口に中栓を載せた
仮ボトル体を直線状に搬送するコンベアと、搬送される
仮ボトル体を順次コンベアの移動する縦方向に一列に並
べて保持する横方向に進退自在な入口側及び出口側スト
ッパーと、上記一列に並べられ保持された複数の仮ボト
ル体をコンベア上から横方向に押し出して溶着台上に移
送する横方向に進退自在な押し板と、上記溶着台に並ん
だ複数の仮ボトル体から中栓を取り上げる上下動自在な
中栓ヘッドと、取り上げられた中栓とボトル本体との間
隙に抜き差し自在及び上下動自在で上面に中栓の下端面
を当接させ、下面にボトル本体の開口面を当接させてこ
れらを同時に加熱して溶融させるヒーターを備えたヒー
ターベースと、溶融した両面を圧着して得られた充填ボ
トルを溶着台からコンベアに押し戻す横方向に進退自在
な戻し板とからなり、上記中栓ヘッドで取り上げられた
中栓とボトル本体との間隙に挿入した上記ヒーターベー
スを下降させてその下面でボトル本体の開口面を溶融
し、さらに中栓ヘッドを下降してヒーターベースの上面
で中栓の下端面を溶融してヒーターベースを後退させた
後上記中栓ヘッドを下降して両面を圧着することを特徴
とするものである。

【００１７】

【作用】このように中栓とボトル本体との溶着を超音波
方式からヒーターベースに替えることにより、従来発生
していた溶着部でのバリと溶着クズとを皆無とすること
ができた。このため溶着クズの飛散による仮ボトル体の
移送中の中栓の落下がなくなり、これを処理する人手や
クズを除去する人手が不要となった。

【００１８】また上記ヒーターベースは大きさを任意に
変更することができるので、それに応じて任意の本数の
ボトルの溶着が可能となり、フレキシブルな生産計画に
対応できるものとなった。

【００１９】また溶着装置内で移動する仮ボトル体は常
に直線的に移動するので該ボトル体への不要な衝撃がな
くなり、このため従来のような中栓の落下がなくなっ
た。従って中栓落下による処理能力の低下はなくなり、
且つ落下時にこれを処理する人手も不要となった。

【００２０】上記の本発明装置においても、より安全性
を重視するため、安全保障装置として機械的トラブル，
中栓落下，移動する仮ボトル体なし等の異常発生を感知
し、表示灯点滅や警報ブザー等により告知し、それと同
時に装置は自動定位置に停止するように各種のセンサー
を取り付けることは勿論有効である。さらに本発明装置
においては、ヒーターベースの発熱温度，溶着タイミン
グ，溶着時間，溶着時の圧力を任意に設定することによ
り、ボトル本体または中栓の材質に適した溶着を可能に
した。

【００２１】

【実施例】次に本発明を図面により説明する。図５にお
いて(20)はボトル本体(3) の上端開口に図示していない
中栓載せ工程で溶着すべき中栓(2) を載せられた仮ボト
ル体(4) を溶着装置へ搬送し、この溶着装置で中栓(3)
とボトル本体(3) とを一体とした充填ボトル(8) をさら
に次工程に搬送するトップチェーンコンベアである。

【００２２】そして溶着装置は以下の構成になってい
る。即ち溶着作業を実施するための仮ボトル体を載せて
おく溶着台(21)をトップチェーンコンベア(20)の長手方
向（縦方向）の所定位置であって、該コンベア(20)の片
側に設けた。該溶着台(21)の縦方向の両側には、上記コ
ンベア(20)の上流側に入口側ストッパー(22)と下流側に
出口ストッパー(23)とを設置した。

【００２３】上記入口側ストッパー(22)は横方向に進退
自在で、溶着装置内に所定個数の仮ボトル体(4) が収容
された際に前進して、搬送されてくる後続の仮ボトル体
(4)を該装置前で停止させ、溶着の完了した充填ボトル
が溶着装置から搬出された際に後退して上記仮ボトル体
(4) を該装置内に導入するものである。また上記出口側
ストッパー(23)は横方向に進退自在で、装置内に導入さ
れる上記仮ボトル体(4) の先頭のものをトップチェーン
コンベア(20)上で停止させて、後続の仮ボトル体(4) を
一列に並ばせ、溶着が完了した際には後退してこれら充
填ボトル(8) をトップチェーンコンベア(20)で次工程の
巻き締め工程に搬出するものであり、さらに次工程に充
填ボトルが満杯の場合は後退することなく装置内に充填
ボトル(8) を保持しておくものである。

【００２４】またトップチェーンコンベア(20)に対して
溶着台(21)と反対側に横方向に進退自在で、上記出口側
及び入口側ストッパー(23)(22)間に縦方向に一列に保持
された仮ボトル体(4) のボトル本体(3) にそれぞれに係
合する案内溝(24)を先端に形成した押し板(25)を設置し
た。即ち該押し板(25)は前進することによりこれら仮ボ
トル体(4) を溶着台(21)上に移送するものである。

【００２５】また上記押し板(25)の上方に、溶着台(21)
上に移送された仮ボトル体(4) のボトル本体(3) 上部の
中栓(2) を載せる首の部分に係合する凹溝(26)を先端に
形成した溶着位置決め板(27)を設置した。該位置決め板
(27)は上記押し板(25)の前進からわずかに遅れて前進
し、対向側に設置されている位置決め固定板(30)の先端
凹溝(26)との間で上記の首部を挟持することにより、溶
着位置に仮ボトル体(4)を保持するものである。

【００２６】さらに上記の如く溶着位置に保持された仮
ボトル体(4) に対して、それらの中栓(2) のみを把持す
るキャッチ部(28)を下部に設けて上下動自在な中栓ヘッ
ド(31)を溶着台(21)の上方に設置した。

【００２７】また中栓ヘッド(31)により取り上げられた
中栓(2) と、位置決め板(27)及び位置決め固定板(30)と
により保持されたボトル本体(3) との間に進退自在で上
下面ともに面状のヒーターを構成しているヒーターベー
ス(32)を、位置決め固定板(28)の上方に設置した。この
ヒーターベース(32)は、その両面のヒーターにボトル本
体(3) と中栓(2)との溶着面を当接させることによりこ
れらを軟化させるものである。従って両面の平坦性や温
度分布の均一性が要求されるものであり、砲金材の表面
にテフロンコーティングを施してある。

【００２８】さらに溶着の完了した充填ボトルを、その
ボトル本体部を押すことにより溶着台(21)から再びトッ
プチェーンコンベア(20)に押し戻す戻し板(33)を上記位
置決め固定板(30)の下方に進退自在に設置した。なおこ
の戻し板(33)は上記溶着の完了した充填ボトルが次工程
に送られた後、次の溶着作業を行うべき仮ボトル体(4)
がコンベア(20)により溶着装置内に移動してくる際の案
内板の作用もなすものである。

【００２９】次にこのような溶着装置の作動を図面によ
り更に説明する。使用ボトルとしてはポリエチレン製ボ
トルを用いるが、他にポリプロピレン製又はポリ塩化ビ
ニル製等合成樹脂製のものであればなんら差し支えな
い。そして上記溶着装置の前工程において、図２の空ボ
トルから封栓部(12)を切断廃棄し、その後ボトル本体
(3) 内には薬液を充填し、さらにこのボトル本体(3)上
端開口に中栓(2)を載せた仮ボトル体(4) をボトル搬送
用のトップチェーンコンベア(20)に載せて溶着装置に移
動させる。

【００３０】溶着装置内が空の場合には入口側ストッパ
ー(22)は後退しているので、移動してきた仮ボトル体
(4) は該ストッパー(22)部を次々に通過し、その先頭の
ものは前進している出口側ストッパー(23)に当接するの
で停止させられ、従って後続の仮ボトル体(4) も順次停
止させられ、規定本数（12本）の仮ボトル体(4) が並ん
だことをセンサーが検出した時に入口側ストッパー(22)
が前進してそれ以上の仮ボトル体(4) の装置内への供給
をストップする。なお本実施例では溶着装置内に収容さ
れる仮ボトル体の数は12本であるが、処理能力や装置の
大きさ等により適宜変更可能である。

【００３１】次に先端に12箇所の案内溝(24)を形成した
押し板(25)が前進して、図６に示すように一列に並んだ
12本の仮ボトル体(4) をそれぞれ１対１に対応する上記
案内溝(24)内に取り入れた状態で、12本を同時にコンベ
ア(20)から溶着台(21)へ押し出す。この時溶着台(21)側
に設置されている12箇所の凹溝(26)を形成した位置決め
固定板(30)の該凹溝(26)に、12本のそれぞれのボトル本
体(3) 上部の首の部分を係合させる。そしてわずかに遅
れて位置決め板(27)が前進してその凹溝(26)が、上記位
置決め固定板(30)の凹溝(26)に係合しているボトル本体
(3) の首の部分に係合するので、仮ボトル体(4) の溶着
部はより完全に定位置に固定される。

【００３２】その後中栓ヘッド(31)が下降し、上記定位
置に固定された各仮ボトル体(4) のそれぞれの中栓(2)
の上方に位置する中栓ヘッド(31)下部のキャッチ部(28)
で中栓(31)を把持し、その後該中栓ヘッド(31)は上昇す
る。

【００３３】このようにして中栓ヘッド(31)により中栓
(2) がボトル本体(3) から分離されて取り上げられた
後、図７に示すようにこの中栓(2) 下端面とボトル本体
(3) 開口面との間隙に図中矢印Ａのようにヒーターベー
ス(32)を前進させて挿入する。なお挿入したヒーターベ
ース(32)の上下面は上記ボトル材質を溶融する温度に加
熱されている。そして該ヒーターベース(32)を矢印Ｂの
ように下降させて12本のボトル本体(3) の開口面にヒー
ターベース(32)の下面を当接させてこれらを加熱溶融さ
せる。次に図中Ｃのように中栓ヘッド(31)を下降させて
12個の中栓(2) 下端面をヒーターベース(32)の上面に当
接させてこれらを加熱溶融させる。その後直ちにヒータ
ーベース(32)を後退させ、中栓ヘッド(31)をさらに下降
させてその下端面とボトル本体(3) の開口面とを密接さ
せて２kg/cm2の圧力で加圧し、両者を圧着する。

【００３４】このように溶着が完了した後キャッチ部(2
8)は中栓を離し中栓ヘッド(31)は上昇する。その後押し
板(25)と溶着位置決め板(27)は後退し、直ちに戻し板(3
3)が前進して一体となった12本の充填ボトル(8) をトッ
プチェーンコンベア(20)上に押し戻す。

【００３５】その後出口側ストッパー(23)が後退して上
記充填ボトル(8) は次工程に送られる。わずかに遅れて
入口側ストッパー(22)も後退するので該ストッパー(22)
で停止させられていた次の仮ボトル体(4) が搬送されて
くる。そして上記充填ボトル(8) の12本が出口側ストッ
パー(23)を通過したことをセンサーが確認した後、出口
側ストッパー(23)が再度前進して搬送された次の仮ボト
ル体(4) を停止させ、次の溶着サイクルが開始される。

【００３６】なお本溶着装置には、入口側での仮ボトル
体の本数確認センサー、出口側での充填ボトル本数確認
センサー、次工程満杯検出センサー、仮ボトル体の中栓
有無検出センサー等の各種センサーを設けてあり、異常
の際には装置の作動を停止するよう構成されている。

【００３７】以上の本発明溶着装置と従来の超音波溶着
装置の処理能力及び製品不良率の実測結果を表１に示
す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１から明らかなように、本発明装置は従
来装置に比べてはるかに処理能力が大きい。これは従来
装置では中栓落下が頻発するので機械を停止し復旧する
時間が大きいためである。また製品の不良率が従来装置
で大きいのは、溶着クズが薬液中に混入したり、溶着が
不均一であったり、溶着不足が発生したりするためであ
る。

【００４０】

【発明の効果】このように本発明によれば、ボトル本体
に中栓を溶着する工程で、同時に十数本あるいはそれ以
上の中栓溶着が可能となったので、従来装置に比べて格
段に処理能力が向上し、さらに装置トラブルが大きく減
少したので装置の管理運用に対して大きな省力化が図れ
た等充填ボトルの製造上顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】点眼薬等を充填した充填ボトルの一例を示す一
部断面の側面図である。

【図２】点眼薬等を充填する前の空ボトルの一例を示す
側面図である。

【図３】充填ボトル先端の中栓を示す側面図である。

【図４】従来例を示す説明図である。

【図５】本発明の一実施例を示す説明図である。

【図６】本発明の一実施例における装置の動作を示す説
明図である。

【図７】同じく本発明の実施例における装置の動作を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 小孔 ２ 中栓 ３ ボトル本体 ４ 仮ボトル体 ５ スターホイール ６ 外周溝 ７ 超音波溶着機 ８ 充填ボトル ９ 送入コンベア 10 送り出しコンベア 11 薬液 12 封栓部 13 上端開口 20 トップチェーンコンベア 21 溶着台 22 入口側ストッパー 23 出口側ストッパー 24 案内溝 25 押し板 26 凹溝 27 溶着位置決め板 28 チャック部 30 溶着位置決め固定板 31 中栓ヘッド 32 ヒーターベース 33 戻し板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内容物が充填され上端が開口したボトル
   本体の該開口に中栓を溶着する方法において、ボトル本
   体の開口に中栓を載せた仮ボトル体を所定の位置に並
   べ、その後該仮ボトル体から中栓を取上げてこれら中栓
   の下端面とボトル本体の開口面とを、上下面が同時に発
   熱するヒーターベースに当接させて加熱溶融させ、しか
   る後上記下端面と開口面とを圧着することを特徴とする
   充填ボトルの中栓取着方法。
2. 【請求項２】 内容物が充填され上端が開口したボトル
   本体の該開口に中栓を溶着する方法において、ボトル本
   体の開口に中栓を載せた仮ボトル体を直線状に搬送し、
   所定位置で該仮ボトル体を順次一列に並べて停止させた
   後、これら縦方向に並んだ複数の仮ボトル体を横方向の
   溶着台に移送し、その後移送された複数の仮ボトル体か
   ら中栓を取上げてこれら中栓の下端面とボトル本体の開
   口面とを、上下面が同時に発熱するヒーターベースに当
   接させて加熱溶融させ、しかる後上記下端面と開口面と
   を圧着することを特徴とする充填ボトルの中栓取着方
   法。
3. 【請求項３】 内容物が充填され上端が開口したボトル
   本体の該開口に中栓を載せた仮ボトル体を直線状に搬送
   するコンベアと、搬送される仮ボトル体を順次コンベア
   の移動する縦方向に一列に並べて保持する横方向に進退
   自在な入口側及び出口側ストッパーと、上記一列に並べ
   られ保持された複数の仮ボトル体をコンベア上から横方
   向に押し出して溶着台上に移送する横方向に進退自在な
   押し板と、上記溶着台に並んだ複数の仮ボトル体から中
   栓を取り上げる上下動自在な中栓ヘッドと、取り上げら
   れた中栓とボトル本体との間隙に抜き差し自在及び上下
   動自在で上面に中栓の下端面を当接させ、下面にボトル
   本体の開口面を当接させてこれらを同時に加熱して溶融
   させるヒーターを備えたヒーターベースと、溶融した両
   面を圧着して得られた充填ボトルを溶着台からコンベア
   に押し戻す横方向に進退自在な戻し板とからなり、上記
   中栓ヘッドで取り上げられた中栓とボトル本体との間隙
   に挿入した上記ヒーターベースを下降させてその下面で
   ボトル本体の開口面を溶融し、さらに中栓ヘッドを下降
   してヒーターベースの上面で中栓の下端面を溶融してヒ
   ーターベースを後退させた後上記中栓ヘッドを下降して
   両面を圧着することを特徴とする充填ボトルの中栓取着
   装置。