JPS60154045A - 包装用容器製造装置におけるヒ−トシ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ジュース、コーヒーなどを包装するための
容器を製造する装置におけるヒートシール装置に関する
。

この発明の目的は、包装用容器製造装置において容器の
頂部に形成された上方突出環状嵌合部を連続して円滑に
かつ能率よくヒートシールすることのできるヒートシー
ル装置を提供することにある。

この発明による包装用容器製造装置におけるヒートシー
ル装置は、蓋の周縁部に上方突出状に形成された嵌合部
を容器胴の口縁に対して内外両面からそれぞれ押圧する
内外押圧部材を備えており、両押圧部材の少なくとも一
方が弾性材によってチューブ状に形成されているもので
ある。

この発明によれば、抑圧部材に加圧空気などを供給・停
止することによって押圧部材を膨張・収縮され、これに
よって嵌合部を容器胴口縁に対して押圧するようにして
いるから、嵌合部を押圧するための手段として機械的作
動部が必要でないため、＠置の構造が簡単となって高速
化が可能となり、したがってヒートシール作業を連続し
て円滑にかつ高速で効率よく行なうことができる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

包装用容器は、第１図に示ずように筒状容器胴（１）と
、これの頂底部開口をそれぞれ塞ぐ蓋（２）および底Ｍ
（３）とからなる。容器胴（１）は、紙を基材とする複
合材からなるウェッブ（４）がチューブ（５）に形成さ
れ、これが１つ分の容器に相当する長さ毎に切断される
ことにより形成されたもので（第３図参照）、内面がわ
から順にポリエチレン（６）、アルミニウム箔（７）、
ポリエチレンニレフタレート（８）、紙（９）およびポ
リエチレン（１０）の５層からなる。容器１ｊｉ（１）
の長手方向には、包装材料の縁部が重ね合わされた状態
で接合されることによって生じた継ぎ目（１１）が形成
されている。蓋（２）は、熱可塑性樹脂の射出成形によ
って形成されたもので、周辺部に上方突出状に横断面逆
Ｕ形の嵌合部（１２）が形成されている。

嵌合部（１２）は容器胴（１）の頂部開口縁に上から嵌
合され、かつヒートシールされることによって同開口縁
に接合されている。底部（３）は、蓋（２）とほぼ同形
状であり、かつ熱可塑性樹脂の射出成形によって形成さ
れたものであるが、射出成形時に溶融した熱可塑性樹脂
が冷却して可塑化するとともにこれと同時に容器胴（１
）の底部開口縁に接合されたものである。

第２図は、上述の容器の製造装置の平面から見た全体の
レイアウトを示す。

包装用容器製造装置は、ウェッブ（４）をチューブ（５
）に成形するチューブ成形装置（１３）と、チューブ（
５）を１つ分の容器に相当する長さ毎に切断して容器胴
（１）を形成する容器胴成形装置（１４）と、熱可塑性
樹脂の射出成形によって容器胴（１）の底部開口を塞ぐ
容器底部成形装置（１５）と、周縁部に嵌合部（１２）
を有する熱可塑性樹脂製蓋（２）を形成し、かつ嵌合部
（１２）を容器１１ｔ＜１＞の頂部口縁に嵌合して容器
胴（１）の頂部間口を塞ぐ容器頂部装置装＠（１６）と
、嵌合部（１２）を同口縁にヒートシールするピー１−
シール装置（１１）とからなる。

容器ないしその成形途中のものは、第１図に各矢印で示
す方向に送られて進む。その送り方向の順に容器搬送用
第１〜第３水平回転１　（３７）（６７）（９７）が相
互に所定間隔をおいて配置されている。各水平回転板（
３７）　（６７）　（９７）のうち、第１水平回転板（
３７）は共通に容器同成形装置（１４）と容器底部成形
装置（１５）を、第２水平回転板（６７）は容器頂部装
置（１６）を、第３水平回転板（９７）はヒートシール
装置（１７）をそれぞれ構成する。第１水平回転板（３
７）と第２水平回転板（６７）の間には容器殺菌装置（
２１）と充填製＠　（２２）が直列状に配置されている
。容器殺菌装置（２１）および充填装置（２２）はいず
れも公知のものであって詳述しないが、両装置（２１）
（２２）によって容器は直立した姿勢で殺菌および内容
物の充填が行なわれる。

第１水平回転板（３７）と容器殺菌装置（２１）は容器
排出用スターホイール（２３）およびシュート（２４）
を介して容器反転コンベア（２５）によって接続されて
いる。容器反転コンベア（２５）は容器をその姿勢を１
８０度回転させながら搬送する。充填装置（２２）と第
２水平回転板（６７）の間は容器搬送コンベア（２６）
によって接続されるとともに、第２水平２回転板（６７
）と第３水平回転板（９７）の間はもう１つの容器搬送
コンベア（２７）によって接続されている。両コンベア
（２６Ｈ２７）はいずれも水平面内をエンドレスに循環
するチェーンコンベアである。第３水平回転板（９７）
には容器排出用スターホイール（２８）およびコンベア
（２９）が備、えられている。各水平回転板（３７）（
６７）（９７）、スターホイール（２３）（２８）およ
びコンベア（２６１（２７）（２９）はそれぞれ同期し
て間欠駆動される。

第３図は、チューブ成形装置（１３）の詳細を示す。

チューブ成形装置（１３）は、片持アーム（３０）の先
端から垂直状に吊り下げられた固定マンドレル（３１）
と、ウェッブ（４）の側縁部に熱風を吹きつけるヒータ
（３２）と、ヒータ（３２）の下方の位置において固定
マンドレル（３１）を取囲むように配置された複数の鼓
状ローラからなり、ウェッブ（４）の両縁部を重ね会わ
せた状態で筒状に成形する成形ローラ（３３）と、成形
ローラ（３３）の下方の位置において対向状に配置され
た挟圧ローラからなり、ウェッブ（４）の重ね合わされ
た縁部をシールするシールローラ（３４）とからなる。

固定マンドレル（３１）の直上には支持ブラケット（３
５）を介して水平に支持、されたガイドローラ（３６）
が設けられている。水平方向から伸びてきたウェッブ（
４）はガイドローラ（３６）に巻き掛けられた後は垂直
下向きに導かれ、固定マンドレル（３１）を取囲むよう
にして円筒チューブ（５）に成形される。

第４図は、容器同成形装置（１４）の詳細を示す。

容器同成形装置（１４）は、チューブ成形装置（１３）
と兼用の固定マンドレル（３１）と、固定マンドレル（
３１）の下方に設【プられ、かつ固定マンドレル（３１
）の軸心と異なる回転中心をもつ水平回転板（３７）と
、水平回転板（３７）の固定マンドレル（３１）の直下
を通過しつる位置に相互に所定間隔をおいて昇降自在に
設けられた複数の容器受台（３８）と、各容器受台（３
８）を貫通して水平回転板（３１）に昇降自在に設けら
れ、かつその昇降ストロークの上限位置では固定マンド
レル（３１）に対して間隙をおいて対向させられる複数
の可動マンドレル（３９）と、両マンドレル（３１）（
３９）に対してそれぞれチューブ（５）を押圧しうるよ
うに水平移動自在に設けられた上下部チューブ押圧部材
（４０）（４１）と、両マンドレル（３１）（３９）の
上記間隙に出入りしうるように水平移動自在に設けられ
たチューブ切断刃（４２）とからなる。

水平回転板（３７）はその回転中心において垂直回転軸
（４３）によって支持されている。容器受台（３８）に
は可動マンドレル（３９）の挿通される孔（３８ａ）が
あけられるとともに、この孔（３８ａ）の垂直回転軸（
４３）に近いがわの半円周にそって平面から見て半円形
のホルダ（４４）が設けられている。

容器受台（３８）および可動マンドレル（３９）はそれ
ぞれ昇降棒（４５）（４６）の上端部に取付ｔノられて
いる。両昇降棒（４５）（４Ｂ）はともにブツシュ（４
７）（４８）を介して水平回転板（３７）を摺動自在に
挿通している。両昇降棒（４５）（４６）の下端部には
それぞれ取付部材（４９）（５０）を介してローラ（５
１）（５２）が設けられている。各ローラ（５１０５２
）はともにそれぞれの移動経路にそって設けられた環状
の昇降カム（５３）（５４）の上にのせられている。水
平回転板（３７）下面と各取付部材（４９）（５０）上
端の間には各昇降棒（４５）（４６）にはめられた圧縮
コイルばね（５５）（５６）がそれぞれ取付けられてい
る。これらのコイルばね（５５）（５６）によって各ロ
ーラ（５１）（５２）はカム（５３）（５４）に対して
常時押圧されるように付勢されている。上下部チューブ
抑圧部材（４０）（４１）はともに２つに分割された短
円筒状のもので、合した状態ではその内周面がチューブ
（５）の外周面にそわされ、かつその移動方向がチュー
ブ切断刃（４２）の移動方向とおなしであり、水平回転
板（３７）の半径方向である。

図示のように容器受台（３８）が下限位置にあり、可動
マンドレル（３９）が上限位置にある状態で、チューブ
（５）は図示しないピンチローラによって定寸送りされ
て前進し、その下端部が容器受台（３８）にほぼ当接し
た状態で送りが停止される。これにより、チューブ（５
）の容器１つ分に相当する長さが固定マンドレル（３１
）から下方に引き出され、かつ可動マンドレル（３９）
にはめ被せられる。このときにチューブ上下部抑圧部材
（４０）（４１）および切断刃（４２）は図示の実線で
示す開いた状態にある。この状態から上下部抑圧部材（
４０）（４１）が相互に接近する方向に前進して固定マ
ンドレル（３１）および可動ンドレル（３９）に対して
チューブ（５）を押圧する。ついで切断刃（４２）が各
押圧部材（４０）（４１）と同様に前進することにより
、チューブ（５）が切断される。こうしてチューブ（５
）が容器１つ分に相当する長さに切断されて容器胴（１
）となると、両押圧部材（４０）（４１）および切断刃
（４２）がともに元の位置まで後退し、水平回転板（３
７）が駆動されることにより、容器胴（１）が容器受台
（３８）にのせられたまま次工程の容器底部成形装置（
１５）へ送られる。

第５図は、容器底部成形装置（１５）の詳細を示す。

容器底部成形装置（１５）は、容器搬送用水平回転板（
３７）と、水平回転板（３７）の周縁部に相互に所定距
離をおいて昇降自在に設けられた複数の容器受台（３８
）と、容器受台（３８）の移動経路上方に固定状に設け
られた底蓋成形用上型（５７）と、各容器受台（３８）
を貫通して水平回転板（３７）に昇降自在に設けられた
複数の底蓋射出成形用下型（３９）とからなるものであ
る。

第５図において示される水平回転板（３７）および容器
受台（３８）は第４図輪おいて示された容器胴成形＠　
置（１４）と共有のものである。また射出成形用下型（
３９）は容器胴成形装置（１４）の可動マンドレルと兼
用のものであり、その頂面が平坦に形成されて上型（５
７）とともに底蓋く３）を形成するキャビティを形成す
る。

射出成形用上型（５７）は、水平回転板（３７）から所
定高さの天板（５８）に取付けられた固定部（５９）と
、相互に接近・離隔するように固定部（５９）の下面に
そって水平方向に移動自在に設けられた分割可動部（６
０）からなる。

上型（５７）の上方には射出押出Ｉｆｆ　（６１）が配
置されている。射出押出機（６１）は、一端に供給ホッ
パ（６２）を有しかつ内部に送りスクリュー（６３）を
有するシリンダＩｔ！　（６４１と、プランジャ（６５
）と、ノズル（６６）とから構成されている。

昇するとともに下型（３９）が上昇し、ついで上型（５
７）の両回動部（６０）が図示の鎖線で示す開かれた状
態から実線で示す閉じられた状態になるように相互に接
近することにより、上型（５７）と下型（３９）の型締
めが行なわれ、かつ両型（５７）（３９）によって形成
されるキャビティ内に容器胴（１）の底部開口縁がはめ
入れられて閉じ込められる。

この状態で射出押出機（６１）によって溶融した熱可塑
性樹脂がキャビティ内に押し出され、同樹脂が冷却して
可塑化されることにより、底蓋（３）が形成されると同
時に同間口縁に接合される。

第６図は、容器頂部成形製＠　（１６）の詳細を示す。

容器頂部成形装置（１６）は、相互に所定間隔をおいて
対向状に配置されかつともに回転する上下部水平回転板
（６７）（６８）と、下部水平回転板（６８）の周縁部
に相互に所定間隔をおいて昇降自在に設けられた複数の
容器受台（６９）と、各容器受台（６９）の直上に位置
するように上部水平回転板（６７）に設けられた複数の
蓋射出成形用上型（７０）と、各上型（７０）の直下に
進退しうるように上下部水平回転板（６７）（６８１の
間にこれらとともに回転しかつ昇降自在で水平移動自在
に設けられた複数の蓋射出成形用下型（７１）とからな
るものである。

上下部水平回転板（６７）（６８）はともに垂直回転軸
（７２）に固定されている。上部水平回転板（６７）の
上方には射出押出１（７３）が配置されている。

この射出押出ｍ（７３）は上記容器底部成形袋＠（１５
）の射出押出機（６１）とほぼ同一の構成のものである
が、そのノズル（７４）の先端が上部水平回転板（６７
）の中央部に接続されている。上部水平回転板（６７）
にはノズルの接続端から各上型（７０）に向かってのび
た複数の通路（１５）が放射状に形成されるとともに、
各通路（７５）終端の各上型（７０）直上に補助ノズル
（７６）がそれぞれ設りられている。補助ノズル（７６
）はニードル弁（７７）と、ニードル弁（７７）を常時
押し上げるように付勢する圧縮コイルばね（７８）と、
ニードル弁（７７）の上端に取付けられたローラ（７９
）とからなる。ローラ（７９）は、これが移動する経路
の上方に設けられた環状のノズル開閉カム（８０）に当
接している。このカム（８０）によってニードル弁（７
７）が昇降させられ、これにより上記通路（１５）が開
閉される。

上下部水平回転板（６７）（６８）間には垂直回転軸（
７２）と各上型（７０）との間を垂直にのびかつ両水平
回転板（６７）　（６８）に回転自在に支持された複数
の下型支持軸（８１）が設けられている。支持軸（８１
）の下端部は下部水平回転板（６８）を貫通してその下
方に突出し、その突出端にアーム（８２）が固定されて
いる。アーム（８２）の先端にはローラ（８３）が設け
られている。ローラ（８３）の側部にはその移動経路に
そって下型移動カム（８４）が設けられている。このカ
ム（８４）にそってローラ（８３）が移動して押動させ
られることにより、アーム（８２）が揺動し、これにし
たがって下型支持軸（８１）が一定角度範囲内で回動す
る。下型支持軸（８１）の上部には一定長さにわたって
横断面四角形の摺動案内部（８５）が形成されている。

この摺動案内部（８５）に取付ボス（８６）を介して下
型（７１）が片持状態に取付けられている。下型支持軸
（８１）の側部にそうように下部水平回転板（６８）に
下型昇降用流体圧シリンダ（８７）が垂直上向きに支持
されており、このシリンダ（８７）のロッド（８８）が
取付ボス（８６）に連結されている。流体圧シリンダ（
８１）を作動させることによって下型（７１）が昇降し
、かつ上述のようにして下型支持軸（ａｉ）′が回動さ
せられることによって下型（７１）が支持軸（８１）に
中心として水平方向に旋回移動する。これにより下型（
７１）は上型（７０）の直下に進退して上型（７０）に
合わされる。また下型（７１）には冷却水通路（８９）
が設番ノられている。この冷却水通路（８９）は連結パ
イプ（９０）によって垂直回転軸（７２）の軸方向にあ
けられた冷却水通路（９１）に接続されている。

容器受台（６９）は昇降棒（９２）の上端部に取付けら
れている。昇降棒（９２）は容器胴成形装置（１４）な
いし容器底部成形装置（１５）の昇降棒（４５）と構　
骨造および作動機構がほぼ同一であり、ブツシュ（９３
）、ローラ（９４）、昇降カム【９５）および圧縮コイ
ルばね（９６）を備えている。

水平回転板（６７）（６８）とともに回転する容器受台
（６９）は、容器搬送コンベア（２６）から底部が閉じ
られかつ内容物の充填された容器胴（１）がのせられる
。この受取位置の容器送り方向若干手前の位置において
上述のようにして上型（７ｏ）と下型（７１）が合わさ
れ、がっ熱可塑性樹脂が射出されることにより蓋（２）
が形成される。蓋（２）の周縁部には上方突出状に横断
可逆Ｕ形の嵌合部（１２）が形成されている。こうして
形成された蓋（２）は上型（７０）に付着した状態で上
述の受取位置に運ばれる。蓋（２）が受取位置に運ばれ
てくると、容器受台（６９）が上昇させられることによ
り、容器１１ｉ！（１）が上昇してその頂部口縁が嵌合
部（１２）にはめ入れられる。この嵌合時にＭ（２）は
余熱をもっており、その余熱によって容器胴（１）の熱
可塑性樹脂層（６）（１０）が若干溶融するために、嵌
合部（１２）は容器胴（１）の口縁に仮シールされる。

こうして蓋（２）の被せられた容器胴（１）は受取位置
に対して１８０度反対の位置においてもう１つの容器搬
送コンベア（２７）に渡される。

第７図および第８図は、ヒートシール装置（１７）の詳
細を示す。

ヒートシール装置（１７）は、相互に所定間隔をおいて
対向状に配置されかつともに回転する上下部水平回転板
（９７）（９８）と、下部水平回転板（９８）の周縁部
に相互に所定間隔をおいて昇降自在に設けられた複数の
容器受台（９９）と、各容器受台（９９）の、直上に位
置するように上部水平回転板（９７）の下面に突出状に
設けられ、がっ嵌合部（１２）を内面から押圧する複数
の内押圧部材（１００）と、各内押圧部材（ｉｏｏ）を
取囲むように上部水平回転板（９７）に取付けられ、か
つ嵌合部（１２）を外面から押圧する複数の外押圧部材
（１０１）と、嵌合部（１２）を加熱するヒータ（１０
２）とからなる。

上部水平回転板（９７）（９８）はともに垂直回転軸（
１０３）に固定されている。上部水平回転板（９７）の
周縁部はその半径方向一定中の部分がフェノール樹脂製
環状取付板（１０４）によって形成されている。この取
付板（１０４）に内押圧部材（ｉｏｏ）が一体に設けら
れている。内押圧部材（１００）の外周面は嵌合部（１
２）の内周面にそう形状に形成されている。外押圧部材
（１０１）は、シリコンゴムのような弾性材によってチ
ューブ状に形成された環状体であって、取付板（１０４
）の下面に内押圧部材（ｉｏｏ）を取囲むように設けら
れた環状突出部（１０５）の内周面に取付けられている
。垂１回転軸（１０３）の軸方向には外押圧部材（ｉｏ
ｉ）に加圧空気を供給するための通路（１０６）が形成
されている。この通路（１０＆）の上部開口端と外押圧
部材（１０１）の間に連結パイプ（１０７）が配管され
ている。連結パイプ（１０７）の途中には加圧空気供給
通路開閉用ソレノイドバルブ（１０８）が設けられてい
る。このバルブ（（ｉｏｇ）を開閉して外押圧部材（１
０１）に加圧空気を供給・停止させることにより、外押
圧部材（１０１）が膨張・収縮する。収縮時の外押圧部
材（１０１）と内押圧部材（ｉｏｏ）の間には嵌合部（
１２）がはめ入れられる隙間がある。この隙間に嵌合部
（１２）がはめ入れられた状態で外押圧部材（１０１）
が膨張することにより、両押圧部材（１００）（１０１
）によって嵌合部（１２）が容器胴（１）の口縁に対し
て内外両面から押圧される。ヒータ（１０２）は、高周
波コイルであって正方形の環状に形成されており、かつ
内押圧部材（ｉｏｏ）の外周面にそって埋め込まれてい
る。ヒータ（１０２）には高周波発振器（１０９）から
−次コイル（１１０）および二次コイル（１１１）を介
して通電される。なお容器受台（９９）は容器頂部成形
装置（１６）のものとほぼ同一の構成であるから、その
説明を略す。

蓋（２）の被せられた容器胴（１）が容器搬送コンベア
（２７）から受け渡されて容器受台（θ９）にのせられ
ると、容器受台（９９）が上昇して嵌合部（１２）が両
押圧部材（ｉｏｏ）（ｉｏｌ）の間にはめ入れられる。

この状態で上述したように両押圧部材（１００）　（１
０１）によって嵌合部（１２）を容器胴（１）の口縁に
対して押圧し、かつヒータ（１０２）に所要時間通電し
てアルミニウム箔層（７）を誘導加熱すると、嵌合部（
１２）の熱可塑性樹脂と容器１１１（１）の熱可塑性樹
脂層（６）　（１０）が溶融し、嵌合部（１２）が容器
胴（１）の口縁にヒートシールされる。以上の動作は容
器胴（１）が水平回転板（９７）　（９８）とともに回
転して搬送される間に行なわれる。こうして蓋（２）の
ヒートシールされた容器１１ｊｉ（１）が排出用コンベ
ア（２９）のところまで運ばれると、スターホイール（
２８）を介して同コンベア（２９）によって装置外に取
り出される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は容器の縦断面
図、第２図は容器製造装置全体の配置構成を示す平面図
、第３図はチューブ成形装置の正面図、第４図は容器胴
成形装置の縦断面図、第５図は容器底部成形装置の縦断
面図、第６図は容器頂部成形装置の縦断面図、第７図は
ヒートシール装置のＩＩＩＩｌｉ（２）図、第８図は第
７図の部分拡大図である。 （１）・・・容器胴、（２）・・・蓋、（３）・・・底
蓋、（４）・・・ウェッブ、（５）・・・チューブ、（
６）（１０）・・・熱可塑性樹脂層、（１１）・・・継
ぎ目、（１２）・・・嵌合部、（１３）・・・チューブ
成形装置、（１４）・・・容器胴成形装置、（１５）・
・・容器底部成形装置、（１６）・・・容器頂部成形装
置、（１７）・・・ヒートシール装置、（３１）・・・
固定マンドレル、（３７）・・・水平回転板、（３８）
・・・容器受台、（３９）・・・可動マンドレル（下型
）、（４０）（４１）・・・チューブ抑圧部材、（４２
）・・・チューブ＼、 切断刃、（５７）・・・上型、（６７）（６８）・・・
水平回転板、（６９）・・・容器受台、（７０）・・・
上型、（７１）・・・下型、（１００）（１０１）・・
・内外押圧部材。 以上 特許出願人　四国化工機株式会社 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蓋（２）の周縁部に上方突出状に形成された嵌合部（１
   ２）を容器胴（１）の口縁に対して内外両面からそれぞ
   れ押圧する内外押圧部材（１００）（１０１）を備えて
   おり、両押圧部材（１００）（１０１）の、少なくとも
   一方が弾性材によってチューブ状に形成されている、包
   装用容器製造装置におけるヒートシール装置。