(57)【要約】      （修正有）【課題】チューブ容器の加熱位置からクランプ位置までの移動距離を従来のものよりも更に短くすることによって、温度低下に伴う種々の問題を解決するシール装置の提供。【解決手段】中味を充填した樹脂製チューブ容器のキャップで閉止される口部と反対側の開口部をシールするシール装置であって、ヒートステーションとクランプステーションを上下に配置し、クランプステーションのチューブ容器の開口部をクランプシールするグリッパー１０を開閉する機構を水平方向に作動するクランク１１駆動機構により構成し、クランプステーションの実質的な高さを低くした。【選択図】図６
2010052182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中味を充填した樹脂製チューブ容器のキャップで閉止される口部と反対側の開口部をシールするシール装置であって、ヒートステーションとクランプステーションを上下に配置し、クランプステーションのチューブ容器の開口部をクランプシールするグリッパーを開閉する機構を水平方向に作動するクランク駆動機構により構成し、クランプステーションの実質的な高さを低くしたことを特徴とする樹脂製チューブ容器のシール装置。
【請求項２】
クランク駆動機構が、円板状の回転板を有するロータリーアクチュエータと、板状のクランクで構成し、水平方向に作動するクランクにグリッパーを連結して、グリッパーを水平方向に開閉作動するようにしたことを特徴とする請求項１記載の樹脂製チューブ容器のシール装置。
【請求項３】
ヒートステーションの加熱手段が、チューブ容器を回転させつつ開口部に熱風を吹き出すようにした構造からなることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂製チューブ容器のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂製チューブ容器の開口部をシールするためのシール装置に関し、特にチューブ容器の加熱位置とクランプシール位置との距離を短縮して、チューブ容器の移動時間を短くすることにより、移動に伴う加熱されたチューブ容器の開口部の温度低下を減少せんとするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流動性を有する化粧料等の中味を収納する樹脂製チューブ容器は、その口部をキャップで閉止した後、開口部から中味を充填し、充填後開口部をヒートシールしてチューブ容器としている。かかるチューブ容器のヒートシールにあっては、チューブ容器の開口部を加熱後、シール位置まで移動してシールするため、移動している間に開口部の温度が下がり、接着不良、即ちチューブ容器の開口部が時間の経過や微少な圧力によって開口してしまう、いわゆるパンクという現象が発生していた。そこで、従来、別個のステーションとして離れて配置されていた加熱ステーションとクランプステーションを一体にして、同一ステーション内に納めることにより、加熱からシールまでの時間の短縮を図って、開口部のパンクを回避した装置が、特許文献１に開示されている。しかしながら、この特許文献１の装置にあっても、チューブ容器は、加熱ステーションからクランプステーションに下降する距離があるため、相当高い温度での加熱が求められており、パンクを完全に解消するには充分ではなかった。そのため、偏平ノズルを使用した加熱装置により、チューブ容器のヒートシールの最終完成型に近い形態で加熱、圧着を行い、温度低下への対策を図っている。
【０００３】
しかしながら、かかる偏平ノズルを使用した加熱装置は、特許文献２に開示されるようなチューブを回転しつつ加熱する加熱装置に比して、特殊な加熱ノズルの使用が必要となり、それに伴って周辺の機構やシステムの変更が必要となると共に、クランプ機構も予め予備的なクランプ状態を保障する機構や構造が必要とされる問題があった。特に、偏平ノズルの噴出孔から噴出した熱風が、チューブ容器の開口部の内周面を加熱するため、噴出孔近傍が高温となり加熱斑が発生し、シール強度の低下をもたらすと共に、外観を悪くし、品質にバラツキが発生するおそれがあった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０５７０２号公報
【特許文献２】特許第３７６８４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、加熱ステーションとクランプステーションを同一ステーション内に配置したシール装置であって、チューブ容器のクランプ部加熱位置からシール位置までの移動距離を従来のものよりも更に短くすることによって、温度低下に伴う種々の問題を解決すると共に、チューブを回転しつつ加熱する方式の使用を可能とし、これによって偏平加熱ノズルや予備的なクランプ機構を不要とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、中味を充填した樹脂製チューブ容器のキャップで閉止される口部と反対側の開口部をシールするシール装置であって、ヒートステーションとクランプステーションを上下に配置し、クランプステーションのチューブ容器の開口部をクランプシールするグリッパーを開閉する機構を水平方向に作動するクランク駆動機構により構成し、クランプステーションの実質的な高さを低くしたことを特徴とする。
【０００７】
クランク駆動機構が、円板状の回転板を有するロータリーアクチュエータと、板状のクランクで構成し、水平方向に作動するクランクにグリッパーを連結して、グリッパーを水平方向に開閉作動するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
ヒートステーションの加熱手段が、チューブ容器を回転させつつ開口部に熱風を吹き出すようにした構造からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の樹脂製チューブ容器のシール装置によれば、チューブ容器の開口部を加熱後、シール位置まで移動してシールする必要がないため、又、クランプ機構部の寸法、特に高さ方向の寸法を低くできるため、加熱位置からシール位置までの移動に伴う温度低下を少なくし、温度低下による開口部の接着不良、いわゆるパンクを解消することができる。又、特許文献１に見られる偏平加熱ノズルや予備的なクランプを不要とするため、装置の簡略化やコストの低減を図ることができる。更に、チューブを回転しつつ加熱する方式を採用することができるので、局部的な加熱によりもたらされる加熱斑の発生を防止し、品質の低下を回避することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。図１〜５は、ヒートステーション(２)とクランプステーション(３)が上下に配置された単一のステーションにおける作動工程を示し、図１は充填ステーションから中味を充填されたチューブ容器がクランプステーションに到着した状態、図２はチューブ容器が図１の到着位置からヒートステーションに上昇した状態、図３は加熱後チューブ容器がヒートステーションからクランプステーションに下降した状態、図４はクランプステーションでチューブ容器の開口部をクランプシールしている状態、図５は開口部のヒートシールが終了し、クランプステーションのクランプ機構がチューブ容器から後退した状態を、それぞれ示している。
【００１１】
各図において(１)は、樹脂製チューブ容器であり、容器の口部はキャップで閉止され、口部と反対側の開口部(図において上部)は開口され、充填ステーション(図示せず)において流動性を有する化粧料等の中味が充填されている。チューブ容器の素材は、加熱により溶融し圧着により接着する樹脂材料であれば特の限定されないが、収納される中味の性質、性状により求められる樹脂材料が特定される。
【００１２】
チューブ容器(１)は、搬送装置(５)に着脱自在に装着された搬送用治具(４)に挿着保持されており、回転・昇降部材(６)に載置されて搬送用治具(４)と共に上昇下降する。図２は、チューブ容器(１)がヒートステーション(２)に上昇し、開口部が熱風吹出ノズル(８)に挿着され、加熱溶融される状態を示しており、上昇位置においてチューブ容器(１)は、回転しつつ加熱され、局部的な加熱による加熱斑の発生が抑制されている。熱風送風管(９)から送給される熱風が、吹出ノズルから吹き出され、チューブ容器の開口部を加熱した後、排気筒(７)から排気される。尚、ヒートステーション(２)は、かかる回転式の加熱方式に限定されるものではないことは勿論である。
【００１３】
ヒートステーション(２)において開口部の内側が加熱され、次段のクランプ圧着のために溶融状態となったチューブ容器(１)の開口部は、クランプステーション(３)に下降する。クランプステーション(３)は、後述するように、ロータリーアクチュエーターで駆動されるクランク機構で構成されているため、その高さを低く構成することができ、ヒートステーションからクランプステーションまでの下降距離を極めて短く設定し、移動に伴う時間を短くすることができるため、温度低下を最小限に留めることが可能となる。
【００１４】
クランプステーション(３)は、加熱溶融されたチューブ容器(１)の開口部を挟圧し、クランプシールする一対のグリッパー(10)と、該グリッパー(10)を相互に接近若しくは離間するクランク(11)及びロータリーアクチュエータ(12)からなるクランク駆動機構を備える。グリッパー(10)の下部には、チューブ容器(１)の開口部をクランプシールし易いように挟持する挟持具(13)が一体に取り付けられている。
【００１５】
クランプステーション(３)では、図４に示すように、加熱溶融されたチューブ容器(１)の開口部を挟持具(13)で挟みながら、グリッパー(10)でクランプシールする。開口部がクランプシールされた後、クランク駆動機構の作動により、グリッパー(10)は、図５に示すようにチューブ容器(１)から離れるように水平方向に移動し、次段のステーションへのチューブ容器の移送に備える。
【００１６】
図６は、クランプステーションの左右一対のグリッパー(10)と該グリッパーを駆動するクランク駆動機構を平面から見た模式図であり、図において右側のグリッパーは、案内レール(14)に案内されて水平方向に摺動自在であり、左側のグリッパーは、案内レール(14)により水平方向に案内されるフレーム(15)に連結されて水平方向に摺動自在である。ロータリーアクチュエータ(12)に一方を連結された一対のクランク(11)の他方が、右側のグリッパー若しくは連結フレーム(15)に連結される。ロータリーアクチュエーター(12)が右方向に回転するとき、グリッパーは互いに離間する方向に移動する(図６Ａ)。又、逆に左方向に回転するとき、グリッパーは互いに接近し、チューブ容器の開口部を挟圧して、クランプシールする。
【００１７】
グリッパー(10)は、チューブ容器(１)の開口部を圧着してそこを封止し得る一対の部材であり、チューブ容器の開口部に向かって接近し、或いは離間する。かかるグリッパー(10)は、従来のクランプステーションに用いられているものと実質的に同じ構造のものであるが、この発明にあっては案内レール(14)にそって水平に移動するように構成されている。ロータリーアクチュエータ(12)は、正逆に回転する回転板を備え、該回転板上に円弧板状の一対のクランク(11)の一端が揺動自在に連結される。一方のクランク(11)の他端は、前記グリッパー(10)の一方に連結され、他方のクランク(11)の他端は、連結フレーム(15)を介して他方のグリッパーに連結されている。
【００１８】
ロータリーアクチュエータ(12)が、図６Ａに示すように右回転するとき、一対のグリッパー(10)は、離間するように移動する。逆に、図６Ｂに示すようにロータリーアクチュエータ(12)が、左回転するとき一対のグリッパー(10)は接近し、グリッパーの間でチューブ開口部を挟圧してクランプシールする。クランク機構を構成するグリッパー、クランク及び該クランクが連結されるロータリーアクチュエータの回転板、案内レール、連結フレームは、いずれも高さのない薄い板状の部材からなるものであるから、全体の高さを低く構成することができる。
【００１９】
チューブ容器(１)の開口部をクランプシールするためのグリッパーを駆動するクランク駆動機構は、クランクとロータリーアクチュエータからなるものであるが、かかるクランク駆動機構は、実質的にクランク(11)の厚みと案内レール(14)若しくは連結フレーム(15)の厚みにより高さ方向の寸法が規定される。すなわち、これらの部材は水平方向に移動する機構であるとともに、作用力も水平方向に付加されるものであるから、厚み方向の強度は必要とされない。したがって全体の高さを小さな構造とすることが可能となる。
【００２０】
図７は、この発明にかかるクランク駆動機構と従来のアームクランプ駆動機構の高さを対比した説明図である。従来のアームクランプ機構は、図７Ａに示すように、縦方向に連結される複数のアームを駆動して、一対のグリッパーを接離する構造であるため、高さ方向の寸法が大きくなる共に、ヒートステーションを構成するヒーター部がアームクランプ機構の内部空間に配置されるため、全体の構成が大型化するのを避けることができなかった。
【００２１】
したがって、図７Ｂに示すように、この発明の機構の高さが約１８０mmであるのに対し、従来のアームクランプ駆動機構の高さは約９００mmであり、本発明のクランク駆動機構は、従来の駆動機構の約５分の１の高さである。又、従来のシリンダーでグリッパーを駆動する機構にあっても、装置全体が大型化し、高さ方向の寸法も大きくなる。この発明のクランク駆動機構によれば、高さ方向の寸法が小さいため、チューブ容器の上昇・下降距離が短くなり、移動時間を短縮できるため、ヒートステーションで加熱されたチューブ容器の温度低下を小さくすることができる。このため、チューブ容器のパンクの発生を大幅に低減できると共に、温度低下を見越した過剰な加熱をするおそれがなく、最適な加熱温度の選択による省エネルギー化を図ることができる。
【００２２】
また、加熱からヒートシールまでの時間を比較すると、図７Ａに示す従来のアームクランプ駆動機構では、０．７５秒の時間を要するのに対して、図７Ｂに示す本発明のクランク駆動機構では０．２０秒と著しく差があり、この時間の差がシール時の温度低下の差となって現れ、本発明においては、チューブ容器のパンク発生が著しく低下する。
【００２３】
更に、本発明とチューブ容器の開口部を加熱後、シール位置まで移動してシールするタイプの従来のシール装置とを比較する。本発明のシール装置でチューブ容器(１)の開口部を３６０℃の熱風で加熱すると加熱直後の開口部の温度は１２５℃、シール直前の平均温度は１２３℃で、シールするまでに２℃しか低下してないのに対して、シール部まで移動してシールする従来のシール装置では、チューブ容器(１)が下降するのに０．１秒、横方向に移動するのに０．５秒かかるので開口部を３６０℃の熱風で加熱しても、シール時の開口部の平均温度は９２℃と著しく低下してしまう。このように本発明のクランク駆動機構を用いるシール装置は、著しく温度低下が少ないことが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】チューブ容器がクランプステーションに到着した状態を示す作動説明図、
【図２】チューブ容器がヒートステーションに上昇した状態を示す作動説明図、
【図３】チューブ容器が下降した状態を示す作動説明、
【図４】クランプステーションで開口部をクランプシールしている状態を示す作動説明図、
【図５】開口部のクランプシールが終了した状態を示す作動説明図
【図６】クランプステーションの駆動機構を平面から見た模式図、
【図７】クランク駆動機構とアームクランプ駆動機構の高さを対比した説明図、
【符号の説明】
【００２５】
(１)  チューブ容器
(２)  ヒートステーション
(３)  クランプステーション
(４)  搬送用治具
(５)  搬送装置
(６)  回転・昇降部材
(７)  排気筒
(８)  熱風吹出ノズル
(９)  熱風送風管
(10)  グリッパー
(11)  クランク
(12)  ロータリーアクチュエータ
(13)  挟持具
(14)  案内レール
(15)  連結フレーム
【図１】
2010052182.tif 000003
【図２】
2010052182.tif 000004
【図３】
2010052182.tif 000005
【図４】
2010052182.tif 000006
【図５】
2010052182.tif 000007
【図６】
2010052182.tif 000008
【図７】
2010052182.tif 000009