JPS6139896B2 - - Google Patents

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JPS6139896B2
JPS6139896B2 JP4307378A JP4307378A JPS6139896B2 JP S6139896 B2 JPS6139896 B2 JP S6139896B2 JP 4307378 A JP4307378 A JP 4307378A JP 4307378 A JP4307378 A JP 4307378A JP S6139896 B2 JPS6139896 B2 JP S6139896B2
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JP
Japan
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container
stabilizing member
stabilizing
welding
plate
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JP4307378A
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Mosuoru Yakopusen Kieru
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PLM AB
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Publication date
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Publication of JPS6139896B2 publication Critical patent/JPS6139896B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、安定用の部材例えば足を、容器例え
ばびんに溶接する方法および装置に関し、特に、
安定用の足と容器とがプラスチツク材料からなる
場合に適する。
例えば、飲料を貯蔵する容器をプラスチツク材
料から作る能力について興味がもたれている。こ
の興味はとりわけ、できる限り容器の重量を減ら
すことに向けられており、同時にプラスチツク材
料の良い性質、例えば衝撃に対する強さのような
性質を利用することに向けられている。この目的
のために使用されるプラスチツク材料は比較的高
価であり、したがつて材料の消費に関しては、経
済性の観点からも容器の壁厚をできる限り小さく
する必要があることは明らかである。容器中に収
容された物質により付加される荷重に耐えるに
は、このような荷重に基づく応力を受ける容器の
部分、例えばびんの底は材料の強度を出来る限り
有効に利用できるように構成されなければならな
い。プラスチツク材料からなる容器が圧力下にあ
る物質、例えば炭酸飲料のような物質を貯蔵する
ために用いられるときには、これは特に重要であ
る。前記の要求ゆえに、容器の底は主として丸い
形であるべき、ということになる。
例えばびんのような、物質を貯蔵するための容
器では、直立状態で貯蔵することができる、とい
うことが必須の要件である。丸い形の底を有する
容器ではこれは全く不可能であることは明らかで
ある。その結果、ここに述べる種類の容器は安定
用の部材、例えば足を備えるものである。
いろいろな種類の足が使用されており、それは
びんの底から一体的に突出するものであつたり、
別体の部品を容器に固定したものであつたりす
る。後者の場合には、これらの別体の部品は、例
えばスナツプ止めとかリベツト止め、またはこれ
らに匹敵できる方法により、容器に取り付けられ
る。
本発明によれば、例えば足のような安定用部材
からなる別個の部材をプラスチツク材料製の容器
に固着する方法および装置が提供される。本発明
によると、安定用部材は容器に溶接される。安定
用部材の中にあるプラスチツク材料が容器と溶接
可能であるときには、安定用部材中にあるプラス
チツク材料と容器との結合に、本発明が適用でき
る。そのようなプラスチツク材料を例示すると、
ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ア
クリロニトリルおよびポリ塩化ビニルなどであ
る。
本発明によれば、安定用部材は容器を受け入れ
るような位置に導かれ、容器に押圧される。一具
体例では、安定用部材を取り付ける際に変形され
る容器の底部の傾斜は容器の内部体積に圧力を加
えることにより補償される。この具体例は、薄い
壁の容器を使用するのにしばしば適する。変形例
として、加圧することを機械的な当て装置に置き
替えることもできる。例えば超音波エネルギを伝
達するマンドレルが、所定の位置、すなわち、安
定用部材が容器に接触する領域に実質的に一致す
る領域で安定用部材および容器にエネルギが放出
されるような位置に配置され、かくして安定用部
材は容器に溶接される。これが終了すると、溶接
された部分および容器は、この容器に取り付けら
れた安定用部材とともに冷却される。
安定用部材と容器とが互いに接触された後、溶
接が完了する前に、安定用部材の中央底部をその
他の部分に対して下方に変位せることにより安定
用部材の上縁に曲げモーメントが生起される。安
定用部材が容器に取り付けられた後安定用部材の
上縁が容器に当接して容器を押圧するからであ
る。
容器に安定用部材を取り付ける本発明による装
置は支持手段を備えており、この支持手段は、安
定用部材が容器に溶接されることとなつている速
度と一致して安定用部材を連続的に受容する。安
定用部材が支持手段にあるとき、圧縮力の作用に
より個々の容器が安定用部材に接触するような方
法で握持手段は容器に作用する。例えば、超音波
溶接手段のごときエネルギ放出手段は駆動手段に
より安定用部材に接触され、安定用部材と容器と
の間の接触領域にエネルギを放出する。これによ
り両者は加熱されて安定用部材は容器に溶接され
る。必要ならば、容器は溶接中、溶接領域にある
容器の内面に当てがわれるような位置をとる当て
装置の作用により、または容器の内部体積を加圧
状態に保つ圧力供給装置の作用により、安定な形
状に保たれる。
２個の同心状に配置されたリングが安定用部材
のために支持手段に設けられている。外側リング
はビーカ状の外形を有ししかも安定用部材の外径
に適合するように形成されることが好ましい。あ
る具体例では、このリングは比較的軟かい複数の
バネ上に配置される。
内部リングは、エネルギ放出用マンドレルの外
形に適合する内径を有する。この装置では、安定
用部材が内部リングに接触するとき、安定用部材
を支える目的でマンドレルがリングを通して滑動
できる。
安定用部材が支持手段内に導入されると、内部
リングの上面に安定用部材の底の中央部が配置さ
れ、同時に外側リングによりセンタリングが行わ
れる。外側リングがバネに懸架された具体例で
は、外側リングはバネの作用によつて上部位置に
位置される。
握持手段は容器に連続的に作用して、容器の底
部が安定用部材に向けられる位置に容器を運ぶ。
安定用部材は容器の底部を多少取り囲む。その後
握持手段は容器に作用し、容器を安定用部材の方
向に移動させる。安定用部材の底部の中央部は内
部リングに関して支持手段内の位置に固定され、
一方安定用部材の外側部分は容器の作用により底
部の中央部に対して変位される。必要ならば、こ
れは前記した外側リングのバネ懸架構造によりな
される。容器のこの変位を通して、容器の底部の
中央部と安定用部材の中央部との確実な接触が得
られる。
本発明の一具体例では、容器の口部が閉空間を
なすような方法で、装置が口部を取り囲む。容器
内部へ圧力が加えられ、これにより容器は機械的
変位に対して安定化される。容器の口部を取り囲
む手段は前記した握持手段により形成するのが好
ましい。
安定用部材の相対的動きに対する、前述のごと
き容器の変位を助けるには、握持手段により行う
のが好ましい。一具体例では、握持手段はカムに
接触するローラにより変位され、その結果、ロー
ラとカムとの間に相対的な変位が生ずると、握持
手段は安定用部材の方向へ変位される。
安定用部材と容器とを前記のごとき方法で互い
に対する関係を保つて固定した状態で、例えば超
音波エネルギのごときエネルギを放出するため、
安定用部材の底部の中央部に接触するように内部
リングを通してマンドレルが案内される。超音波
エネルギは安定用部材と容器とに与えられ、かく
して安定用部材は容器の底部との接触領域に溶接
される。外部リングにより相互関係を保つて安定
用部材と容器とが固定された状態で、溶接部は冷
却され、内部の過剰圧力は磁められ（加えられて
いる場合）、または当て装置が用いられるときに
はこれは除かれ、その後、握持手段が取り去ら
れ、安定用部材を溶接付けにされた容器は製造ユ
ニツトから運び去られる。
内部リングは支持用のプレートに移動可能に装
着されることが好ましく、このようにすると内部
リングの上面と外部リングの上面との軸方向にお
ける間隔が調節可能となる。
安定用部材の底部の中央部とその他の部分との
相対的変位は、本発明の変形例によれば、外側リ
ングの変位に任意に結合した内側リングの変位に
より達成される。
支持手段における個々の安定用部材に位置決め
や、その上に安定用部材を備えたまたは備えてい
ない容器の搬送は公知の技術に従つて行われる。
例えば、安定用部材を得るには吸引手段が使用さ
れ、完成した容器を貯蔵場所へ運ぶには真空チユ
ーブが使用される。
以下に具体例を図面に基づいて説明する。
第１図において、円板状の支持プレート１００
は駆動機構１０１により駆動される軸に装着され
ている。このプレート１００は一定の停止位置を
とるように歩進回転が可能である。複数の支持手
段２０がプレート１００上に配置されており、こ
れら支持手段２０は容器１０に接合されるように
なつている安定用部材３０の寸法に適合する。制
御部材２１は支持手段に隣接する容器の寸法に適
合する。例えば超音波溶接をすべく、エネルギを
放出する手段５０は１つの支持手段２０の占める
位置に隣接するにが好ましい。放出手段５０はマ
ンドレル５１を備えており、このマンドレルは、
プレート１００の下側にある底部位置から支持手
段２０の位置である上方位置まで移動可能であ
る。冷却手段５２は支持手段２０の移動方向に対
して下流の位置に隣接する。冷却手段５２もマン
ドレル５３を備えており、このマンドレル５３は
プレート１００の下方位置と支持手段２０の位置
する上方位置との間を動くことができる。
握持手段４０は各支持手段２０のために設けら
れており、一端が回動自在にプレート１００の中
央部に設けられた柱状部に結合され、支持手段２
０にある個々の容器１０を固定する位置を占める
ように配置されている。本発明の一具体例では、
握持手段４０は圧力供給源８１に連結されてお
り、この圧力供給源８１は例えば圧縮空気用の容
器からなるもので、握持手段４０と圧力供給源８
１との間を連結および閉鎖するバルブを具備す
る。握持手段４０は容器の口部とシール可能な連
結を行うべく配置されているので、圧力供給源に
接続されているバルブが開くと、過剰の空気が容
器内に導かれる。
押圧用プレート８０は円板状のプレート１００
の中央部に設けられた柱状部に接合され、容器の
上端の近傍に下面が位置し、握持手段４０と協同
するように配置されている。一具体例では、握持
手段４０は押圧用プレートに接触するローラ４１
を有している。プレート１００の方向を形状と
は、このプレート１００が押圧用プレート８０に
対して相対的な動きを行うと、握持手段４０が支
持手段２０の方向へ動くように選定される。
安定用部材３０は、安定用部材３０をらくらく
通す安定用部材供給装置としてのマガジン６０
と、例えばウオームのごとき送り手段６１と、吸
引部材６２との助けにより送られる。吸引部材６
２は、送り手段により送られた安定用部材３０を
吸引し、支持手段２０内の所望の位置に運ぶ。こ
の吸引部材６２はプレート１００の下方位置から
支持手段２０の上方位置まで移動可能であり、各
支持手段２０に共通のものである。安定用部材３
０を溶接付けされた完成容器は排出チユーブ７０
の吸引作用によつて排出される。
第２図は、支持手段２０が、本発明の一具体例
において装置される詳細を示す。プレート１００
とマンドレル５１，５３とが図示されており、こ
のマンドレル５１，５３は例えば超音波溶接を行
うエネルギ放出用のマンドレル５１か、冷却用の
マンドレル５３のいずれかである。加えるに、容
器１０に底部が安定用部材３０と共に示されてい
る。これらの部品に加え、図にはさらに好ましく
は金属製である外側リング２２と、内側部材とし
ての内側リング２３とが示されている。外側リン
グ２２は複数のバネ２４上に装置されており、こ
の結果外側リング２２は、プレート１００からあ
る距離隔てた静止の上方位置とプレート１００に
接近する下方位置との間を動き得る。外側リング
２２の内径は安定用部材３０の外径に適合するよ
うに形成されており、したがつて外側リング２２
は安定用部材３０を収容することができる。
図中では、内側リング２３はプレート１００に
接触している。これは、例えば内側リング２３の
ネジをプレート１００にネジ込むことによつてこ
のプレート１００に関し変位できる。プレート１
００の上面と下面とを連通させる内側リング２３
の貫通孔は内径は、マンドレル５１または５３を
通過させ得るように形成される。また第２図に示
すごとく、プレート１００もマンドレル５１，５
３の通過を可能とする。内側リング２３の上面は
外側リング２２の底面とほぼ同じ水準にある。
第２図はで、容器１０の底部の中央部が安定用
部材３０の底部の中央部から若干離れて位置する
様子を示している。これは、容器を溶接するため
に、安定用部材３０のある位置に運搬された容器
１０の初期位置である。次の工程で、容器１０に
は安定用部材３０の方に向く力が作用し、容器１
０と共に安定用部材３０の外側の端部はプレート
１００の方に変位される。この結果、容器１０の
底部の中央部は、この中央部が安定用部材の底部
の中央部に対して押圧される。外側リング２２は
バネ２４上に懸架されているので、安定用部材を
今述べたような動きに追従させることができる。
溶接および溶接された部位の冷却は、プレート１
００に近接した位置にある容器１０と安定用部材
３０とに行われる。
前記に従う装置の操作方法は以下に述べる。送
り手段６１の助けにより、安定用部材３０は個々
にマガジン６０から支持手段２０に送られる。こ
れは支持手段２０が位置１にあるときに行われ
る。支持手段２０への安定用部材３０の最終位置
決めは吸引部材６２によつて行われ、送り手段６
１により安定用部材３０が供給された後、吸引部
材６２が安定用部材３０を引き付ける。制御部材
２１は吸引部材６２が安定用部材３０を正しい方
向に導く助けを行う。
プレート１００はその後その回転方向に１ステ
ツプ回転され、図示しない手段により容器１０が
支持手段２０Ａ上に導入されてこの支持手段内に
ある安定用部材３０上に置かれる。制御手段２１
Ａは容器の正しい方向付けを行う。握持手段４０
Ａは容器１０Ａの口部を閉鎖する位置にもたらさ
れる。
プレート１００はさらに１ステツプ回転され
る。必要ならば、容器の内部に圧力が加えられ
る。握持手段４０Ｂのローラ４１Ｂは、プレート
１００が動く間に、容器１０Ｂが支持手段２０Ｂ
の方向に移動されるように操作される。この結
果、安定用部材３０と容器１０とが次の溶接のた
めに、互いに対して正しい位置をとるような方法
で、安定用部材３０Ｂに容器１０Ｂが作用する。
プレート１００がさらに１ステツプ回転される
と、例えば超音波のごときエネルギを供給するた
めに、放出手段５０にあるマンドレル５１は、安
定用部材３０Ｃの底部の中央部に向けて上昇す
る。例えば超音波のようなエネルギがマンドレル
から放出され、安定用部材の底部の中央部と容器
の底部の対応する部分とは加熱される。これによ
つて容器は安定用部材に溶接される。マンドレル
５１はその後プレート１００の下方位置へ復帰す
る。
プレート１００がさらに１ステツプ回転される
と、冷却５２のマンドレル５３が、安定用部材３
０の底部の中央部に対する位置となり、その領域
および容器の底部の中央部領域を冷却する。これ
ら結合部に必要とされる強さが得られるまで冷却
は継続される。
プレート１００はさらに１ステツプ回転され、
この結果握持手段４０にあるローラ４１は押圧用
プレート８０との係合から解放される。圧力が供
給されている場合には、容器内部への圧力供給は
その後停止される。そして握持手段はその初期位
置へ復帰する。安定用部材３０を溶接付けした容
器１０は製造ユニツトから取に除かれる。これ
は、例えば噴射装置とか、吸引チユーブ７０によ
り行われる。
前記の構造では、溶接部位の冷却用位置と製造
ユニツトから容器を取り除く位置との間に支持手
段２０のために複数の位置が設けられているが、
このような位置は例えば検査に通らない製品を吹
き飛ばして除くべく製品の検査用に使用し得る。
前記装置では、例えばマイクロコンピユータの
ような制御機器を設置して、製造操作のシーケン
スを中央制御システムにより行うことも可能であ
る。前記制御機器は、シーケンス操作のために必
要な動きを各操作手段に行わせるのに必要な機能
を備え、かつ信号を発信するものである。
ある適用においては、外側リング２２はプレー
ト１００に関して固定した配向とすることもでき
る。この場合、安定用部材３０に対しての容器の
底部の方向決めを行う際に、外側リング２２の可
動構造によつて得られる付加的な確実性が必要で
ないときに都合がよい。
前記は本発明の原理に従つて動作する装置につ
いて述べたもので、操作中円運動をするプレート
１００上に位置する複数の動作ステーシヨンから
なる。本発明が、このような態様で配置された装
置の使用に限定されるものではなく、多かれ少な
かれ直線運動を伴う製造装置にも適用できること
は明らかである。本発明の原理に従うと、別々の
製造ステーシヨンが固定位置にあり、一方容器と
支持手段とが種々の製造ステーシヨンの間を移動
するように形成することも同様に可能である。前
記２つの変形例を結合すると、ある場合には経済
的であることが分かる。
本発明の利点は、安定用部材を容器に取り付け
るとき、安定用部材が容器の垂直軸線に関して正
確な方向決めを確保できるところにある。容器を
充填することに関する問題は、上記のように克服
される。足を容器に固定する従来の足構造では、
本発明で達成され得るような正確な方向決めはで
きない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に従つて作動する装置の斜視
図、第２図は安定用部材を容器に溶接付けするた
めの手段の詳細図である。 １０…容器、２０…支持手段、３０…安定用部
材、４０…握持手段、５０…エネルギ放出手段、
１００…支持用プレート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 容器を安定化するための安定化部材を支持
    し、前記安定用部材の内部に、該安定用部材を溶
    接すべき容器の底部を配置し、安定用部材の底部
    に向かう方向に容器に力を加えて、安定用部材の
    底部の中央部と容器の底部の中央部とを接触さ
    せ、安定用部材の底部の中央部と容器の底部の中
    央部が接触した領域を溶接すべく安定用部材の底
    部の中央部に向けてエネルギーを放出することを
    特徴とする安定用部材を容器に溶接する方法。 ２ 容器の底部の直径より小さい直径を有する開
    口部を備えた安定用部材を準備し、前記開口部の
    内縁は、安定用部材の底部の中央部と容器の底部
    の中央部とが接触した際、容器の底部の側面に当
    接することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の安定用部材を容器に溶接する方法。 ３ エネルギーの放出中、容器の形状を安定に保
    つべく、容器内部に圧力を加えることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方
    法。 ４ エネルギーの放出中、容器の形状を安定に保
    つべく容器の底部の内面に向けて機械的当て装置
    を配置する特許請求の範囲第１項又は第２項に記
    載の方法。 ５ 円板状の支持プレートと、底部に支持プレー
    トの上面と下面とを連通させる貫通孔が設けられ
    た内側部材を有し、前記円板状の支持プレート上
    であつてその周縁上に配置された複数の支持装置
    と、支持装置内に配置される安定用部材と、安定
    用部材を前記支持装置に供給すべく支持装置の上
    方に設けられた安定部材供給装置と、支持装置上
    に配置された安定用部材上に載置される容器と、
    前記容器を安定用部材上に配置すべく、支持装置
    の上方に設けられた容器供給装置と、円板状の支
    持プレートの中央部に設けられた柱状部と、安定
    用部材上に配置された容器の上端の近傍に下面が
    位置するように柱状部に接合された押圧用プレー
    トと、支持プレートと押圧用プレートの相対的移
    動によつて前記押圧用プレートと協働して容器を
    下方に移動させ前記容器の底部の中央部と安定用
    部材の底部の中央部とを接触させるべく、一端が
    回動自在に前記柱状部へ結合された把持装置と、
    容器の底部の中央部と安定用部材の底部との中央
    部が接触した領域を溶接すべく、内側部材に設け
    られた貫通孔内を上下に摺動するマンドレルを有
    し、支持プレートの下方に備えられたエネルギ放
    出装置と、安定用部材と溶接された容器を除去す
    べく、支持プレートの上方に設けられた容器排出
    装置とからなる安定部材を容器に溶接する装置。 ６ 容器の底部と安定用部材との溶接後加熱され
    た部位を冷却する装置を備えた、特許請求の範囲
    第５項に記載の装置。 ７ 容器内部に圧力を供給するための圧力源が設
    けられており、これにより容器は溶接中および冷
    却中機械的に安定する、特許請求の範囲第５項ま
    たは第６項に記載の装置。 ８ 溶接中および冷却中、機械的当て装置が、容
    器が加熱される領域で容器の内面に当てがわれ
    る、特許請求の範囲第５項または第６項に記載の
    装置。 ９ 支持装置が、安定用部材の外形寸法に適合す
    るビーカ状の外側リンクと、貫通孔を形成する筒
    状の内側部材とを備えている、特許請求の範囲第
    ５項から第８項のいずれかに記載の装置。 １０ ビーカ状の外側リンクは、支持装置を支え
    るプレートにバネを介して連結されており、筒状
    内側部材はプレートに調節可能に取り付けられて
    おり、安定用部材の端にプレート方向への力が加
    えられると、安定用部材の外側部は筒状内側部材
    に配置される安定用部材の底の中央部に対して変
    位されるように構成してなる、特許請求の範囲第
    ９項に記載の装置。 １１ 安定用部材供給装置は、マガジンからな
    り、マガジンに収容された安定用部材は送り装置
    により個々に支持装置へ供給される、特許請求の
    範囲第５項から第１０項のいずれかに記載の装
    置。 １２ 支持装置に位置されている安定用部材に容
    器を配置するために、容器は支持装置に関して制
    御部材により整列される、特許請求の範囲第５項
    から第１１項のいずれかに記載の装置。 １３ 容器排出装置は、安定用部材を容器に溶接
    装置した後、容器に溶接された安定用部材ととも
    に容器を吸引を補助する支持装置から取り除くチ
    ユーブからなる、特許請求の範囲第５項から第１
    ２項のいずれかに記載の装置。 １４ 容器を複数の位置の間を移動させ、各位置
    である時間停止させる装置を有する、特許請求の
    範囲第５項から第１３項のいずれかに記載の装
    置。 １５ 容器を安定用部材に接合する目的で実質的
    に連続的に移動させる装置を有する、特許請求の
    範囲第５項から第１３項のいずれかに記載の装
    置。
JP4307378A 1977-05-02 1978-04-12 Method and apparatus for welding stable part on container Granted JPS53136075A (en)

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AU (1) AU523592B2 (ja)
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BR (1) BR7802648A (ja)
CA (1) CA1124477A (ja)
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DE (1) DE2817059A1 (ja)
DK (1) DK190678A (ja)
ES (1) ES469839A1 (ja)
FR (1) FR2389474B1 (ja)
GB (1) GB1597802A (ja)
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DE2817059C2 (ja) 1988-03-24
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