JPH06166128A - プラスチックリング融着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】カップ容器等の筒状体フランジ部へのプラスチ
ックリング融着装置において、融着用ホーンの挿入嵌合
によるプラスチックリングの押圧における不要な押圧ス
トレスを掛けずに良好に同リングを融着することにあ
る。 【構成】筒状体１の開口部フランジ部１ｃにプラスチッ
クリング５を融着するプラスチックリング融着装置にお
いて、筒状体をセットするアンビル３と、該アンビルに
セットされた筒状体の開口部内に嵌入される融着用ホー
ン１０と、該融着用ホーン外周にバネ１４にて該ホーン
先端方向に付勢されたリング状押板１２とを備えるプラ
スチックリング融着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カップ容器等の合成樹
脂製筒状体若しくは内面に合成樹脂層を要する紙製筒状
体の筒上端部側と筒下端部側のいずれか一方若しくは両
方の開口部フランジ部に沿って、予め成形されたプラス
チックリングを融着するためのプラスチックリング融着
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、少なくとも内面にポリエチレン等
の合成樹脂層を有する紙製カップ等の筒状体（既にその
筒状体の上端部又は下端部のいずれか一方側に底板、若
しくは天板が取付けられているものを含む））の開口部
フランジ部に、予め成形されたリング状側壁部とその上
端部にフランジ部を備えたプラスチックリングを融着す
る装置としては、図３に示すようなものがある。

【０００３】筒状体１（該筒状体１の下端１ａに既に底
板２を取付けたカップ状容器などの筒状体）をその筒状
体１外周に沿って保持するアンビル３（受台）を備え、
該アンビル２と対向して上側に、筒状体１の上端１ｂの
開口部１ｃ内に嵌合挿入される超音波加熱融着用ホーン
４を備え、該ホーン４先端部には先端方向に細径となる
段差部４ａを備え、その最先端部には先端方向に向かっ
てパラレルな円柱状、角柱状若しくは先細りのテーパー
状（円錐台状、角錐台状）の嵌入部４ｂを備える。

【０００４】筒状体１開口部フランジ部１ｃ（筒状体１
の上端１ｂを外側に巻き込んだもの）に沿って、予め成
形加工されたリング状側壁部５ａとその上端部に沿って
フランジ部５ｂを備えたプラスチックリング５を、その
側壁部５ａ外周を筒状体１開口部１ｄ内周と対向するよ
うにして嵌合する。

【０００５】その後、超音波融着用ホーン４を垂直下降
動作してプラスチックリング５上側より筒状体１の開口
部１ｄ内に該融着用ホーン４の嵌入部４ｂを挿入し、該
プラスチックリング側壁部５ａ外周面を、融着用ホーン
４の嵌入部４ｂによって、筒状体１開口部１ｄ内周面に
押し付け、且つ融着用ホーン４の段差部４ａによって、
プラスチックリング５のフランジ部５ｂ上面を押付けて
筒状体１のフランジ部１ｃ上面に該プラスチックリング
５のフランジ部５ｂ内面を押し付ける。

【０００６】そして、振動動作する超音波振動装置を一
体的に装備した前記融着用ホーン４によりプラスチック
リング５に超音波振動を与えながら、該プラスチックリ
ング５を加熱溶融させて、同リング５の側壁部５ａ外周
を筒状体１の開口部１ｄ内周面に細密に密着させて融着
するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置におい
ては、超音波加熱融着用ホーン本体のみによって、前記
プラスチックリングの側壁部５ａ外面と同リングフラン
ジ部５ｂ裏面の両方を、それぞれ筒状体１の開口部１ｄ
の内周面と開口部１ｄフランジ部１ｃ上面とに押し付け
ているため、その両方のうちいずれか一方の押付力のみ
を調整することは困難であった。

【０００８】例えば、図３に示すように、プラスチック
リング側壁部５ａ外周面と、筒状体開口部１ｄ内周面と
の密着シール性を良好にしようとして融着用ホーン４の
挿入量をより大きくし過ぎると、融着後のプラスチック
リング５におけるフランジ部５ｂの天面（上表面）に融
着用ホーン４の押圧接触による押圧ストレスが掛かっ
て、図４に示すようにバリ状の皺７が発生したり、同リ
ング側壁部５ａ近傍の筒状体１内周に同様にバリ状の皺
８が発生する場合がある。

【０００９】また、融着用ホーンの挿入量を小さくし過
ぎた場合には、シール部分に密着不良を生じて、両方の
シール性を良好にするための融着用ホーン本体の嵌合に
おける挿入量の設定における許容範囲が比較的に狭く、
その調整が困難であった。

【００１０】本発明は、プラスチックリング融着装置に
おいて、融着用ホーンの挿入嵌合によるプラスチックリ
ングの押圧における不要な押圧ストレスを掛けずに良好
に筒状体に同リングを融着できるようにするとともに、
融着用ホーン挿入量の設定を容易にすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、筒状体の開口
部フランジ部にプラスチックリングを融着するプラスチ
ックリング融着装置において、筒状体をセットするアン
ビルと、該アンビルにセットされた筒状体の開口部内に
嵌入される融着用ホーンと、該融着用ホーン外周にバネ
にて該ホーン先端方向に付勢されたリング状押板とを備
えることを特徴とするプラスチックリング融着装置であ
る。

【００１２】

【実施例】本発明のプラスチックリング融着装置を、図
１（ａ）、（ｂ）の一実施例に従って詳細に説明すれ
ば、筒状体１をセットするアンビル３（受台）を備え、
該アンビル３内には、内面にポリエチレン等の熱融着性
の合成樹脂層を備えた筒状体１がセットされ、該筒状体
１上端部１ｂ側にある開口部１ｄのフランジ部１ｃに、
リング状側壁部５ａとその上端部に沿ってフランジ部５
ｂを備える予め成形加工されたプラスチックリング５を
嵌合する。なお、前記筒状体１内面の合成樹脂層とプラ
スチックリング５の成形樹脂とは、互いに同一又は少な
くとも接着性のある樹脂を使用することが適当である
が、シーラント層を介して加熱接着可能であってもよ
い。

【００１３】筒状体１をセットするアンビル３（受台）
上側に対向して垂直方向に昇降駆動動作する融着用ホー
ン１０を備える。なお、該融着用ホーン１０は、図示し
ていないが、エアーシリンダー（若しくは油圧シリンダ
ー）、又は適宜クランク機構によって昇降動作が可能で
ある。

【００１４】融着用ホーン１０は、その先端部に前記ア
ンビル３内にセットした筒状体１の開口部１ｄ内に嵌入
する嵌入部１１を備え、該嵌入部１１は、最先端の方向
に向かってパラレルな円柱形状若しくは角柱形状、又
は、先細りのテーパー形状（円錐台形状、角錐台形状）
を備える。

【００１５】融着用ホーン１０は、加熱融着を細密に行
なうための超音波振動装置（出力周波数１５ｋヘルツ〜
４５ｋヘルツ程度）を備え、嵌入部１１によってプラス
チックリング５が筒状体１内周面の合成樹脂層と融着可
能な所定の温度（例えば、１２０℃〜１８０℃程度）に
加熱できるようになっている。

【００１６】前記融着用ホーン１０と一体的に、該融着
用ホーン１０の嵌入部１１外周を取り囲むようにして、
水平なリング状押板１２を備える。該リング状押板１２
は、垂直なガイドシャフト１５に取付け支持され、該ガ
イドシャフト１５は、融着用ホーン１０本体の側方に一
体的に備えたガイド１３に垂直方向にスライド可能に軸
支されている。なお、前記リング状押板１２は、１枚の
連続したリング状か、若しくは２分割、３分割等の適宜
分割数に分割されたリング状であってもよい。

【００１７】リング状押板１２を支持するガイドシャフ
ト１５には、そのリング状押板１２とガイド１３との間
に、伸長方向に付勢するバネ１４が嵌装され、またバネ
１４とリング状押板１２との間には、ガイドシャフト１
５下端部に螺着するバネ力調整ナット１５ｂを備え、調
整ナット１５ｂを回転させることによってスライドシャ
フト１５にそって上下方向に移動でき、その移動によっ
て、バネ１４によるリング状押板１２の押圧力を調整で
きるようになっている。

【００１８】リング状押板１２は、図１（ａ）に示すよ
うに、該バネ１４によって融着用ホーン１０の先端方向
に平行に付勢され、ガイドシャフト１５の上端部にある
止部材１５ａによってその下止点を規制される。

【００１９】なお、止部材１５ａは、例えばガイドシャ
フト１５の上端部に螺着するナットであり、ナットによ
る止部材１５ａを適宜に回転させることによって、リン
グ状押板１２の下止点を調整でき、該リング状押板１２
の高さに対する融着用ホーン１０の嵌入部１１における
最初にプラスチックリング５の側壁部５ａ内周面と接触
する有効外周面の相対高さ（又は該リング状押板１２の
高さに対する融着用ホーン１０最先端部の相対高さ）ｈ
を設定できるようになっている。

【００２０】本発明においては、リング状押板１２の高
さを、融着用ホーン１０の嵌入部１１有効外周面の高さ
（又は融着用ホーン１０最先端部の高さ）よりも低位
（ｈ＞０）に設定することが適当であるが、必要に応じ
ては、相対高さｈ≦０に設定することも可能である。

【００２１】次に、本発明の一実施例における融着装置
の動作を、図１（ａ）に示すようにリング状押板１２に
対する融着用ホーン１０の嵌入部１１最先端部の相対高
さを高く設定した場合を例にとって以下に説明する。

【００２２】図１（ａ）に示したプラスチックリング融
着装置のアンビル３内に、筒状体１（例えばカップ状容
器でもよい）を、その開口部１ｄを上側にして装填した
後、リング状側壁部５ａとフランジ部５ｂを備えたプラ
スチックリング５を、開口部フランジ部１ｃに沿って嵌
合する。なお、プラスチックリング５は、その筒状体１
の開口部１ｄ内周面に、その側壁部５ａ外周面が、略接
触して嵌合し、且つ該筒状体１のフランジ部１ｃ上にそ
のフランジ部５ｂが重なるように、予め成形下降されて
いるものである。

【００２３】続いて、融着用ホーン１０を下降動作を開
始して、加熱状態の嵌入部１１が、筒状体１の開口部１
ｄのフランジ部１ｃに沿って嵌合したプラスチックリン
グ５のリング内部に嵌入を開始する。

【００２４】嵌入部１１がプラスチックリング５のリン
グ内に嵌入する以前（嵌入部１１外周がプラスチックリ
ング５内周に接触して加熱押圧を開始する以前）に、先
ず、リング状押板１２がプラスチックリング５のフラン
ジ部５ｂ上面を垂直下方に向かって押圧動作して該リン
グ５を筒状体１のフランジ部１ｃ上においてしっかりと
固定する。

【００２５】リング状押板１２によってプラスチックリ
ング５を押圧固定した状態で、嵌入部１１はそのまま下
降動作を継続して、図１（ｂ）に示すように、該嵌入部
１１はプラスチックリング５のリング内に嵌入し、該嵌
入部１１の外周面がプラスチックリング５の側壁部５ａ
を筒状体１の開口部１ｄ内周面方向に向かって押圧し
て、該嵌入部１１は所定の挿入量に達するとその下降動
作を停止し、所定時間（例えば１秒〜数秒程度）の静止
状態によってプラスチックリング５の側壁部５ａ外周面
を筒状体１の開口部１ｄ内周面の合成樹脂層と加熱接着
して融着する。

【００２６】続いて、融着用ホーン１０は垂直上昇動作
を開始して、嵌入部１１はプラスチックリング５のリン
グ内より離脱して、アンビル３上方の元の位置に復帰す
る。以上が１サイクル動作であり、アンビル３内に筒状
体１を装填し、該筒状体１のフランジ部１ｃに沿ってプ
ラスチックリング５を嵌合する毎に、この動作を繰り返
すことによって、順次、筒状体１にプラスチックリング
５を融着するものである。

【００２７】図２は、本発明のプラスチックリング融着
装置の他の実施例の側面図であり、融着用ホーン１０の
上側部外側に一体的に、該ホーン１０上側部に沿って２
個所乃至複数個所にブラケット１３を設ける。該ブラケ
ット１３は、融着用ホーン１０の上側部外側に一体に設
けた支持部２０と、該支持部２０に下側から垂直方向に
上端ネジ部２３ａによって螺着する高さ調整シャフト２
３と、該シャフト２３の中程に該シャフト２３を回転さ
せる高さ調整ナット部２４と、該シャフト２３の下端部
に回転軸受２２（メタル軸受、若しくは玉軸受）を介し
て回転可能に垂直に支持されたガイドホルダー２１とに
より構成される。

【００２８】該ガイドホルダー２１は、下側が開口する
垂直方向のガイド孔２１ａを備え、該ガイド孔２１ａ内
に下側より垂直方向にスライド可能に嵌装するスライド
シャフト１５を備える。

【００２９】該各々２個所乃至数個所のスライドシャフ
ト１５の下端部には、内部に、融着用ホーン１０の嵌入
部１１が進入する孔設部１２ａが貫設されたリング状押
板１２が水平方向に支持される。

【００３０】該リング状押板１２の高さ（嵌入部１１に
対する相対高さ）の調整は、高さ調整ナット２４を回転
させることにより、支持部２０に螺着している高さ調整
シャフト２３を適宜に突出入動作することによって行な
う。

【００３１】リング状押板１２を支持するガイドシャフ
ト１５には、そのリング状押板１２とガイドホルダー２
１との間に、伸長方向に付勢するバネ１４が嵌装され、
またバネ１４とリング状押板１２との間には、ガイドシ
ャフト１５下端部に螺着するバネ力調整ナット１５ｂを
備え、調整ナット１５ｂを回転させることによってスラ
イドシャフト１５にそって上下方向に移動でき、その移
動によって、バネ１４によるリング状押板１２の押圧力
を調整できるようになっている。

【００３２】リング状押板１２は、前記バネ１４によっ
て融着用ホーン１０の先端方向に平行に付勢されてお
り、前記ガイド孔２１ａ下側開口部２１ｃ内径を、該ガ
イド孔２１ａよりも大径にして得られる段差部２１ｄ
に、前記バネ１４の上端部が係合している。

【００３３】前記各々ガイド孔２１ａに嵌装するガイド
シャフト１５の上端部には、ガイドホルダー２１外面か
らガイド孔２１ａ内に貫設した垂直方向の長孔２１ｂ内
に嵌装する止部材１５ａが取付けられ、該止部材１５ａ
によって嵌入部１１先端部に対するリング状押板１２の
相対高さ（リング状押板１２の下止点）を規制してい
る。なお、図２においては、該水平なリング状押板１２
は、嵌入部１１の先端部と同一高さ、又は該嵌入部１１
よりも低位に設定されている。

【００３４】

【作用】本発明のプラスチックリング融着装置は、筒状
体の開口部内に嵌入される融着用ホーン１０外周にバネ
１４にて該ホーン先端方向に弾力的に付勢されるリング
状押板１２を設けたので、それぞれ独立した別個の押圧
力によって、プラスチックリング５の側壁部５ａとフラ
ンジ部５ｂとをそれぞれ押圧することができるので、融
着用ホーン１０の昇降動作における下止点位置の調整
と、バネ１４の押圧力の調整とを適宜に行なうことによ
って、プラスチックリング５の各々側壁部５ａとフラン
ジ５ｂとに掛けるためのそれぞれの押圧力を別個に設定
することができる。

【００３５】また、融着用ホーン１０の下降動作によっ
て、プラスチックリングの側壁部５ａ外面と、同リング
フランジ部５ｂ裏面を、それぞれ筒状体１の開口部１ｄ
の内周面と開口部１ｄフランジ部１ｃ上面とに押し付け
る際に、融着用ホーン１０先端の嵌入部１１は、該ホー
ン１０の下降動作における下止点の設定による調整され
た挿入量によってプラスチックリング５の側壁部５ａの
みを押圧し、リング状押板１２は、バネ１４のバネ力
（復元力）による調整された弾力的な押圧力によって同
リング５のフランジ部５ｂを押圧固定でき、プラスチッ
クリング５をそのフランジ部５ｂを上側から適切な押圧
力にて固定しながら、その側壁部５ａ外周面を筒状体開
口部内周面に適切な押圧力にて密接させて融着すること
ができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明のプラスチックリング融着装置
は、カップ容器など筒状体の開口フランジ部にプラスチ
ックリングを融着する場合において、融着用ホーンの過
剰な押圧によるバリ状の皺の発生、及び、過少な押圧に
よる不完全密着による融着不良を防止でき、プラスチッ
クリングのフランジ部上側から掛ける押圧力が過剰にな
らないように配慮しながら、融着用ホーンの昇降動作下
止点の調整による挿入量の設定をしていた従来の方式に
比較して、融着用ホーンの挿入量の設定を容易にできる
などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチックリング融着装置の一実施
例における側断面図である。

【図２】本発明のプラスチックリング融着装置の他の実
施例における側面図である。

【図３】従来のプラスチックリング融着装置の側断面図
である。

【図４】従来のプラスチックリング融着装置によってカ
ップ状容器の上部開口部フランジ部上側より開口部内周
面にプラスチックリングを融着した状態を説明する斜視
図である。

【符号の説明】

１…筒状体 １ａ…下端部 １ｂ…上端部 １ｃ…開口
部フランジ部 １ｄ…開口部 ２…底板 ３…アンビル ４…融着用ホ
ーン ４ａ…段差部 ４ｂ…嵌入部 ５…プラスチックリング ５ａ…側壁部
５ｂ…フランジ部 ７，８…皺 １０…融着用ホーン １１…嵌入部 １２
…リング状押板 １３…ブラケット １４…バネ １５…スライドシャフ
ト １５ａ…止部材 １５ｂ…バネ力調整ナット ２０…支持部 ２１…ガイ
ドホルダー ２１ａ…ガイド孔 ２１ｂ…長孔 ２１ｃ…下部開口部
２１ｄ…段差部 ２２…軸受 ２３…高さ調整シャフト ２３ａ…先端部
２４…高さ調整ナット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状体の開口部フランジ部にプラスチック
   リングを融着するプラスチックリング融着装置におい
   て、筒状体をセットするアンビルと、該アンビルにセッ
   トされた筒状体の開口部内に嵌入される融着用ホーン
   と、該融着用ホーン外周にバネにて該ホーン先端方向に
   弾力的に付勢されたリング状押板とを備えることを特徴
   とするプラスチックリング融着装置。