(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉鎖アプリケータ用のアンビル装置（１）であって、前記アンビル装置（１）が、１つ以上のアーム（２）を備え、キャリヤ（５）が、カートンに閉鎖部材を固定する間、溶接ヘッド（２１）と協働するよう、接触表面（６）に対する閉鎖部材（２２）の位置合わせのために、各アーム上に配置される、アンビル装置であり、前記キャリヤ（５）及び前記接触表面（６）が、前記アンビル装置（１）に調整可能に固定される接触装置（４）上に配置され、ボルト（１１）が、前記アンビル装置（１）に前記接触装置（４）を固定するために前記接触装置（４）中の穿孔（１０）に配置され、且つ前記溶接ヘッド（２１）と前記アンビル装置（１）との間の圧力を調整するためのナット（１３）を備え、球状に形成された表面（７）が、前記アンビル装置（１）上の対応する球状に形成された表面（８）に対して接触するために、前記接触装置（４）上に配置されることを特徴とする、アンビル装置。
【請求項２】
前記接触装置上の前記球状に形成された表面（７）が凸面であり、且つ、前記対応する球状に形成された表面（８）が凹面であることを特徴とする、請求項１に記載のアンビル装置。
【請求項３】
前記ナット（１３）が、自動ロック式のナットまたは追加逆ナットであることを特徴とする、請求項１または２に記載のアンビル装置。
【請求項４】
前記ボルト（１１）が、前記接触装置（４）中で、対応する球状に形成された凹部と協働するよう適合させた球状に形成された底面（１５）にヘッド（１２）を有することを特徴とする、請求項１に記載のアンビル装置。
【請求項５】
前記接触装置上の前記球状に形成された表面（７）が凹面であり、且つ、前記対応する球状に形成された表面（８）が凸面であることを特徴とする、請求項１に記載のアンビル装置。
【請求項６】
前記ボルト（１１）が、前記アンビル装置（１）に前記接触装置（４）を固定するために前記接触装置（４）中の穿孔（１０）に配置されることを特徴とする、請求項１または５に記載のアンビル装置。
【請求項７】
前記ボルト（１１）上のヘッド（１２）が、前記接触装置（４）中で、対応する球状に形成された凹部と協働するよう調整された球状に形成された底面（１５）を有することを特徴とする、請求項６に記載のアンビル装置。
【請求項８】
前記アンビル装置（１）が、２つ以上のアーム（２）を備えるアンビルホイールであり、前記接触装置（３）が、前記アーム（２）上に配置されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンビル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖アプリケータ用のアンビル装置のための調整可能な接触装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カードにポーチを注入するなどのカートンに閉鎖部材を固定するための閉鎖アプリケータは周知であり、例えば、米国特許第５，９６４，６８５号及びノルウェー特許公開第２００２  ４９１３号に開示されている。それらに記載されている事項は、本明細書中に参照としてすべて組み込まれている。
【０００３】
上記公報では、飲料を収容するカートンへの閉鎖部材の取り付けが記載されている。カートンは、カートンの頂部がまだ開放しているうちに、閉鎖部材が留められる所定の位置で穴が打ち抜かれ、閉鎖アプリケータに導入される。通常、閉鎖部材は、円筒形状の、ねじ式の閉鎖部材であり、一端で頂部がねじ留めされており、他端は外向きに延在するフランジを有する。回転式アンビルホイール上の釘（peg）に載置される閉鎖部材は、開放されているカートンに向かって導入される。頂部にある閉鎖部材は、フランジが開口部の内側に位置するように、カートンに打ち抜かれた開口部を通して導入される。超音波ホーンのような溶接ヘッドは、その後、同じ開口部の周囲のカートンの表面に向かって導入される。シールのフランジとカートンの開口部周辺のカートンが、溶接ヘッドが超音波としてエネルギーを供給しながら、同時に一緒に押されるように、アンビルホイール及びシーリングヘッドは、互いに押し付けあっている。圧力と超音波の組み合わせがフランジの表面を溶融させ、シールがカートンに固定されるように、プラスチックがカートンの内側を覆う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのような閉鎖アプリケータに関してよく知られている問題は、アンビルに関連する溶接ヘッド（単数でもよく／複数でもよい）の配置が非常に重要であるということである。カートンに溶接する環に用いる材料は、非常に薄く、導入時に微小な不正確さが生じた場合でも、環の圧力および熱は閉鎖部材の全周で均等に分配されない。この結果、閉鎖部材とカートンとの間の溶剤は漏れ、許容できないものとなる。正反対の方向への閉鎖部材の一側から数μｍの差は、溶接のために許容できない結果となり得る。
【０００５】
閉鎖部材の内側に位置し、シーリングヘッドと平衡するよう機能するアンビルホイールのアームは、シーリングヘッドからの超音波エネルギーが、閉鎖部材の環とカートンとの間の接触面に集中されるように、閉鎖部材に対して、安定に、しっかりと配置されていることが重要である。従って、アンビルホイールは、振動及び置換がヘッドの分離した部材間の間接的なエネルギー損失を生じることのないよう、１つの部材で製造される。すなわち、アンビル装置の製造には、精度が要求される。
【０００６】
今日の装置においては、溶接ヘッド（単数でもよく／複数でもよい）に関連したアンビル、特に回転式アンビルヘッドのセットアップには、精度が必要とされており、またとても時間がかかる。例えば、そのような回転式アンビルヘッドを溶接ヘッドにセットアップするのには、当業者が終日かかる場合がある。そのような配置は、機械の導入時や装置の交換時に行う必要がある。更に、そのようなセットアップは、導入時の調整においても必要であり、装置を使用することでも、アンビルヘッド及び／または溶接ヘッドは位置がずれてくる。すなわち本発明の目的の１つは、カートンに閉鎖部材を挿入するための機械において、溶接ヘッドに関連したアンビルを配置することを簡素化する方法と装置を提供することである。また、閉鎖部材のセットアップに関連した、かかる時間、すなわち、かかるコストを削減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、閉鎖アプリケータ用のアンビル装置によって達成される。アンビル装置は、１つ以上のアームを備えている。カートンに閉鎖部材を固定している間、溶接ヘッドと協働するよう、接触表面に対する閉鎖部材の位置合わせのために、キャリヤは各アーム上に取り付けられる。キャリヤと接触表面は、調整可能になるように、アンビル装置に固定された接触装置上にセットアップされる。アンビル装置に固定されたキャリヤ及び接触表面が接触装置に配置されると、調整可能になる。キャリヤに備えられる個々の接触表面は、個々のアーム上でそれぞれ調整され、協働する溶接ヘッドに対する接触表面のセットアップをとても簡素化する。
【０００８】
一実施形態によると、球状に形成された表面は、アンビル装置上の対応する球状に形成された表面に対して位置するよう、接触装置上に配置される。接触装置とアンビル装置との間の接触表面が球状に形成された場合、接触面の形やサイズの変更なしにアンビル装置に関連して接触装置を調整することが可能となる。また、表面が実際に互いに接触して位置していることが確実となる。更に、これら２つの部材間の接触面が球面であるという事実は、接触面が、その接触面のためにお互いの関連において好まれる、接触装置をいくらか調整するということ無しに、複数の部材が一定の限度内で互いに関連して自由に動くということを確実にする。これは、溶接ヘッドに関連して接触装置の自動調整を可能にする。自動調整のためには、溶接ヘッドが、接触表面に対向して配置される。その後、接触体は、接触表面上に押し付けられる溶接ヘッドの力が接触表面の外周と等しくなるように、それ自身で調整する。その後、オペレータは、アンビル装置に関連して接触体を固定することができ、この接触表面の導入は完了する。
【０００９】
一実施形態によれば、接触装置の球形状をした表面は凸面であり、対応する球状に形成された表面は凹面である。
【００１０】
一実施形態によれば、ボルトは、アンビル装置に接触装置を固定するための接触装置の穿孔に配置される。ボルトは、所望の位置、好適には、上記の自動調整によってセットアップされる位置に、接触装置を固定あるいは締め付けることが可能となる。
【００１１】
一実施形態によれば、ボルトは、球状に形成された底面を有する。該底面は、アンビル装置において対応する球状に形成された凹面と協働するよう適合される。そのようなアンビル装置におけるボルトのヘッドや対応する凹面のような構造は、アンビル装置がボルトの補助により所定の位置に固定される場合、アンビル装置が設定された位置から引き抜かれることを防止する。
【００１２】
他の実施形態によれば、接触装置上の球状に形成された表面は、凹面であり、対応する球状に形成された表面は凸面である。
【００１３】
一実施形態によれば、アンビル装置は、２つ以上のアームを備えたアンビルホイールであり、接触装置はアーム上に配置されている。そのようなアンビルホイールは、回転式閉鎖アプリケータに使用するのに特に適している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】接触装置が個々の部品に分けられている回転式アンビルホイールの斜視概略図である。
【図２】本発明に係るアンビルにおける、アンビルホイールのアームの断面図である。
【図３】本発明に係る接触装置における、アンビルホイールのアーム、及び、カートン上に閉鎖部材を取り付けるための溶接位置にある溶接ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明に係るアンビルホイール１の形式のアンビル装置を、カートンを閉鎖するための回転式取り付け装置用のいくつかのアーム２と共に示している。前記アンビルホイールは、アンビルホイールのアーム２上に配置される釘５を備える調整可能な接触装置３の点において、既存のアンビルホイールとは区別される。
【００１６】
図１では、複数のアーム２の一つに配置された部分的に個々の部分に分けられた接触装置３のみを示している。図１では、アーム２上に接触装置３が１つだけ示されているが、通常、各アーム２上にそれぞれ接触装置３が配置されている。
【００１７】
接触装置３は、平面で一般に円形の接触表面６を形成する基体４を備えている。円筒状に形成された釘５は、接触表面６の中心を通る軸に沿って、接触表面に対して垂直に配置されている。釘５の長手方向軸が、概して、アンビルホイールの回転軸と平行に走り、且つ、釘がアンビルホイールの回転面の外側に突出するように、接触装置３はアンビルホイールに固定されている。
【００１８】
アンビルホイールに対して位置する接触装置３の部分は、アンビルホイール１上に対応する凹面８に対して位置するために、凸面７を形成する。凸面７及び凹面８は、共に直径が等しく、且つ、共通の中心を形成する球状をしている。穿孔１０は、凸面７の略中心となるように釘５及び基体４を貫いて軸方向に配置されている。更に、穿孔は、概して凹面８の中心及びアンビルホイール１を貫いて走っている。そのヘッド１２がボルト５の頂部に沈められたボルト１１は、穿孔１０を貫通し、アンビルホイール１の背部あるいはホイールの穿孔１４にナット１３で固定されている。
【００１９】
ボルト１１のヘッドは、概して、凸面であり、且つ、釘５中で凹面１６に対して位置する底面１５を有する。また、ボルト１１のヘッドの凸底面１５及び凹面１６は、球状に形成されており、互いに適合し、共に共通の中心を有する。概して、この中心は表面７及び８の中心を合併させる。
【００２０】
アンビル１のヘッド及び接触装置３上に配置されたそれらがセットアップされる場合には、ナット１３は緩められ、溶接ヘッドは接触表面６に押し付けられる。接触装置３は、その後、溶接ヘッドに関連して動かすことができ、それ自身で調整を行い、接触表面の種々の部分と溶接ヘッドの表面との間で、任意の圧力差を相殺する。ナット１３は、再び絞められ、溶接ヘッドとアンビル装置との間の圧力は、解消される。その後、次の接触装置を配置し、すべての接触装置がセットアップされるまで継続することができる。
【００２１】
ナット１３は、通常のナットとして示されているが、稼働中に故意でなく外れることのないようにナットを固定するために、自動ロック式のナット、追加逆ナット（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ｃｏｎｔｒａ−ｎｕｔ）、接着剤、その他の独創的なもの、または、ナットを固定する手段を使用することができる。
【００２２】
表面７、８及び１５、１６のそれぞれで協働する凸面及び凹面が形成された球は、ナット装置及びアンビルヘッドが自動調整されることや、接触面の形状が傾斜して配置されたり、あるいは、配置を防止したりしないことを確実にする。セットアップの間、一定の動きを許容するために、ボルト１１及び穿孔１０との間に、いくらかのあそびがあることも重要である。
【００２３】
カバー１７は、シールアプリケータが作動している間、ボルトのヘッドを覆うために釘５の頂部に適切に配置される。
【００２４】
また、自動調整接触装置を提供するために、他の解決策も考えられる。例えば、表面１５、１６は、ナット１３の締め具において、対応する凹面及び凸面に置き換えることができる。しかしながら、これは、アンビルホイール上の凹面に対する凸面を有する中間ディスクが必要となり、より多くの部品を伴い、構成がより複雑になる。更に、解決策として、接触装置上の凹面が、アンビルホイール上で凸面に対して位置することも考えられる。しかしながら、前段で記載した解決策が、現在、最も単純で、且つ、最もコンパクトな解決策を提供する最も好適な技術である。
【００２５】
図３は、接触装置に備えられたアンビルホイール１のアーム２が溶接位置にある、すなわち、カートン２０に穿孔された開口部を通ってシール２２を備える釘５が配置されるようになっている、飲物用カートン２０の部分的な切断面を示す。溶接ヘッド２１（ここでは超音波溶接ヘッド）も、カートンに穿孔された開口部を取り囲むカートンとシール上のフランジ２３が、溶接ヘッド及び接触装置４上の接触表面６と共に押し付けられる溶接位置に示されている。
【００２６】
超音波溶接ヘッドを使用する場合、振動エネルギーを吸収することのできるこれらの部品の間で振動をおこさないように、接触装置４が、アンビルホイールのアーム２に対して大きな表面に置かれることが必須である。この接合における振動エネルギーの吸収は、シールのフランジとカートンとの間で溶接を行うために必要なエネルギーを減少させることになる。これは、溶接時間を延長させ、溶接の質を低下させ、及び／または、超音波の形でより多くのエネルギーを加える必要が生じる。そのような振動エネルギーの吸収は、接触装置やアンビルヘッドのアーム２における望ましくない熱生成にもつながり、これらを冷却できることも必要となる。
【００２７】
アーム２と接触装置４との継ぎ目におけるエネルギーの吸収を避けるために、比較的大きな表面上で良い接触を有することが重要となる。２つの調整された球表面は、表面がそのような調整によって変わらない大きな表面接触を有すると同時に、アームに関連してアンビル装置を調整するための可能性を両方に与える。この接触表面は、シールのフランジの外周によって画定された領域より大きいもしくはほぼ同等であることが望ましい。
【００２８】
実施形態は、回転式閉鎖部材装置用のアンビルホイールの形式で、アンビル装置を参照したすべてを、図に関連して記述した。しかしながら、本発明は、他の構成で、他のアンビル装置を使用することもできる。上記実施形態は、釘（５）の形式でキャリヤを示している。このキャリヤは、他の構成を有しても良い。不可欠な部分は、アンビル装置及び閉鎖部材が置かれているカートンが互いに関連して、共通の正しい位置に運ばれる間、キャリヤがしっかりと閉鎖部材を保持することである。従って、キャリヤは、通常、接触表面との関連で、シールの位置合わせのための要素や、カートンに固定されるまでの閉鎖部材の一時的保持のための要素をも含む。閉鎖部材と係合して適合されたキャリヤとしての釘は、これらの機能を両方実行することができる。また、閉鎖部材は、例えば、真空の助けを借りて、しっかりと閉鎖され得る。
【図１】
0005443337.tif 000002
【図２】
0005443337.tif 000003
【図３】
0005443337.tif 000004