(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り畳み封止されて平坦な底を有した筒の上端開口から、この容器内に挿入される容器受け部材と、この容器受け部材に対向して配置された超音波溶着手段とを備え、容器の外表面の所定の位置に口栓を押し付けながら、これを超音波溶着手段によって、固着させるようにした注出口栓の取付装置であって、口栓を受入れ保持して、これを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、口栓の支持手段が、口栓のフランジが挿通できるに足る挿通穴を備えるとともに、この挿通穴の内面には、所定間隔で係止爪が設けられていて、この爪の突出端から前記挿通穴の中心までの寸法が、前記フランジの半径よりも小さな寸法に設定され、口栓のフランジの弾性変形によって、このフランジが、この係止爪を越えて超音波溶着手段側に強制的に移行されるように構成され、併せて前記超音波溶着手段の振動ホーンの先端と、この係止爪との間でフランジが挟持されるように構成されていることを特徴とする注出口栓の取付装置。
【請求項２】
折り畳み封止されて平坦な底を有した筒の上端開口から、この容器内に挿入される容器受け部材と、この容器受け部材に対向して配置された超音波溶着手段とを備え、容器の外表面の所定の位置に口栓を押し付けながら、これを超音波溶着手段によって、固着させるようにした注出口栓の取付装置であって、前記容器受け部材と、超音波溶着手段の振動ホーンとの間に、前記超音波溶着手段の振動ホーンの往復摺動経路内外に出退して、前記口栓支持手段に口栓を供給する口栓供給手段が配設されているとともに、口栓を受入れ保持して、これを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、口栓の支持手段が、前記口栓供給手段と、超音波溶着手段の振動ホーンとの間に配設され、この口栓の支持手段が口栓のフランジが挿通できるに足る挿通穴を備えるとともに、この挿通穴の内面には、所定間隔で係止爪が設けられていて、この爪の突出端から前記挿通穴の中心までの寸法が、前記フランジの半径よりも小さな寸法に設定され、口栓のフランジの弾性変形によって、このフランジが、この挿通穴内を前記口栓供給手段側から、この係止爪を越えて超音波溶着手段側に強制的に移行されるように構成され、併せて前記振動ホーンの先端と、この係止爪との間でフランジが挟持されるように構成されていることを特徴とする注出口栓の取付装置。
【請求項３】
前記口栓の支持手段は、口栓を受入れ保持する挿通穴が設けられた腕を備えるとともに、この腕を振動ホーン側へ引き寄せる、強制引き寄せ手段を備え、フランジの弾性変形によって、このフランジが、前記挿通穴内を前記口栓供給手段側から、この係止爪を越えて超音波溶着手段側に強制的に移行された後の口栓を、この強制引き寄せ手段で前記腕を振動ホーン側へ引き寄せることによって、この振動ホーンの先端と、前記挿通穴に設けられた係止爪との間で口栓のフランジが挟持されるように構成されている請求項１又は請求項２のいずれかに記載の注出口栓の取付装置。
【請求項４】
前記口栓供給手段は、前記振動ホーンの往復摺動経路内に突入して後、振動ホーン側にも移行可能に構成されている請求項２又は請求項３のいずれかに記載の注出口栓の取付装置。
【請求項５】
前記口栓の支持手段は、前記超音波溶着手段に対して、この超音波溶着手段の前記容器受け部材に対する接近離間の作動に連動して、共に前記容器受け部材に対して、接近離間自在に構成されているとともに、常時は、口栓受入れ及び保持の所期の待機姿勢にある時の前記超音波溶着手段との所定の相対間隔が保持され、且つ、この口栓の支持手段の前記容器受け部材側への摺動が阻止された後は、前記超音波溶着手段が所定距離この容器受け部材側へ摺動して、両者の相対間隔を狭めることができる連動手段が設けられている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の注出口栓の取付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば紙製の、液体や粉類、あるいは米などの穀類を収容する容器の注ぎ口に口栓を取付けるための注出口栓の取付装置、更に詳しくは、口栓を紙製の容器に取り付ける際に、この口栓の供給、支持、位置決めに有効な注出口栓の取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の容器は、内外面にプラスチックが被覆されることによって防水加工が施された紙製で、折り畳まれ封止された平坦な四角形の底を有した角筒から形成されている。また、この角筒の周壁の上部が切り妻屋根形状に折り畳まれ封止されている。そして、注ぎ口がこの角筒の周壁の上部の切り妻屋根形状領域の一方の傾斜面に形成され、この注ぎ口に対応して口栓が固定されている。この容器には、例えば牛乳、果汁、日本酒、更には醤油などの液体調味料の他、粉類、あるいは米などの穀類が充填される。
【０００３】
ところで、このような容器に前記口栓を固定するのには、次のような手順と手段が採用されていた。すなわち、まず前記充填物が先にこの容器に充填され、次いで上端開口が密封される。次に、この密封された容器の壁の外表面の注ぎ口周囲領域が、電気ヒーターから送風されてくる温風により加熱溶融される。引き続き口栓支持部材により支持されている口栓の底も、温風によって加熱溶融される。次いで、口栓の底が、口栓支持部材により、この密封容器の壁の外表面の注ぎ口周囲領域に押圧されることにより、注ぎ口周囲領域に溶着固定される（例えば特公昭５９−４３００号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のヒートシール方式による口栓取付手段は、口栓の底の加熱溶融作業と、前記容器の壁の外表面の注ぎ口周囲領域の加熱溶融作業とが、それぞれ別々の場所で、別の加熱手段によって行われている。しかも、注ぎ口周囲領域に対する口栓の固定作業が、さらに別の場所で行われるので、加熱溶融作業の開始から口栓の固定作業の終了までに、比較的多くの時間を費やしていた。併せて比較的大きな作業空間も必要としているので、充填密封装置が大型化する傾向にあった。
【０００５】
しかも、この従来の大型の充填密封装置によって、単位時間当たりの口栓固定作業の効率化を意図すると、充填密封装置の構造が更に複雑にならざるを得なかった。
【０００６】
また、この従来の手段では、口栓を前記容器に固定するときには、充填物が既に充填されている上に、容器の底と、切り妻屋根形状の上部とが既に密封されている。このため、口栓の底を固定するべく、これを前記容器の外表面の切り妻屋根形状領域の注ぎ口周囲領域に対して押しつけると、切り妻屋根形状領域が内側に撓んでしまう。その結果、この容器の外表面の切り妻屋根形状領域の注ぎ口周囲領域に対して、口栓の底の十分な密着が果たせず、ひいては注ぎ口周囲領域に対して、口栓の底の十分な固定が行われなくなる。
【０００７】
また、この容器の外表面の切り妻屋根形状の注ぎ口周囲領域を加熱することにより、既に充填されている充填物の変質を招来するおそれもあった。
【０００８】
そこで、この従来の注出口栓の取付装置の問題点を改めるための一つの手段として、次のような提案がなされている。
この提案は、前記従来のような完全に密封された容器を使用せず、以下に示す装置、部品、そして素材から構成されている。
すなわち、一端が密封されていると共に、他端が開口されている筒状の材料。この筒状の材料の、前記他端開口側から内部に挿入され、この筒状の材料の壁の内表面に対して所定の位置に対応した領域において当接し、外表面の所定の位置を内部から支持する内面支持部材、つまりアンビル。外部から供給された口栓を支持し、筒状の材料の壁の外表面上の所定の位置に口栓の底を当接させる口栓支持部材。そして、この口栓支持部材により支持されている口栓が、筒状の材料の壁の外表面上の所定の位置に当接された時、超音波を口栓の底に適応して底を加熱溶融させることにより、口栓の底を筒状の材料の外表面の所定の位置に溶着固定する超音波溶着手段。以上から構成されたものである（一例として、特公平７−９８３７１号公報参照）。
【０００９】
この提案の優れている点は、まず第１に、口栓の固定が精度良く行える点である。その理由は、先に示した温風を用いて口栓を取り付ける旧来のヒートシール方式に比べて、口栓を取り付ける筒状の材料の外表面の切り妻屋根形状領域の注ぎ口周囲領域に相当する部位が、内部からアンビル、すなわち容器受け部材で支えられているために、口栓を外表面から押圧しても、この注ぎ口周囲領域が内側に撓むことがないからである。
【００１０】
また、第２点は、口栓を注ぎ口周囲領域に相当する部位に当接させた状態から超音波によって加熱溶融しながら押圧固定するために、固定に要する時間を大幅に短縮でき、作業効率の格段の向上を図れる点である。
【００１１】
更に、口栓を溶着固定するに当たって、従来のヒートシール方式を採用する手段は、複数のステーションを用いて、分業的に処置が施される。しかし、この提案では、多数の作業工程を連続的に組み合わせて構成される充填装置の、その多くの作業工程の内の一つ、あるいは二つのステーション内（作業工程）において完結する構成が採用されているために、装置の小型化と、システムの簡素化とを一挙に図ることもできる。
【００１２】
そして、第３点は、超音波により口栓の底を加熱溶融させて、口栓の底を筒状の材料の外表面に溶着固定するもので、容器内に充填物を充填する前に口栓が先付けされる手段を採用したことで、充填物の変質を招来するといった不都合が解消された点である。
【００１３】
ところで、この新しい提案では、筒形状に形成されたホーン部を備え、このホーン部の底表面には真空源に連通されて成る超音波溶着手段が、口栓を保持するための支持部材の役割を果たしていた。すなわち、このホーン部の先端の開口を利用し、ここにキャップ付きの口栓のキャップが挿入されるようにし、口栓が挿入されると前記真空源が働き、キャップ付きの口栓の外方フランジを、ホーン部の先端面に当接させた状態で、ホーン部先端に吸着支持されるようしている。
【００１４】
本発明者は、この新しい提案を更に発展的に改良するべく鋭意研究を重ね、口栓の供給、支持そして位置決めが簡便でしかも的確、かつ、精度良く行える新規な注出口栓の取付装置を開発するに至ったので、ここに提案する。
【００１５】
本発明は、折り畳み封止されて平坦な底を有した筒の上端開口から、この容器内に挿入される容器受け部材と、この容器受け部材に対向して配置された超音波溶着手段とを備え、容器の外表面の所定の位置に口栓を押し付けながら、これを超音波溶着手段によって、固着させるようにした注出口栓の取付装置であって、口栓の供給、支持、そして位置決めが、簡便で、しかも的確、かつ、精度良く行え、併せて簡素な構成にまとめ得るようにすることを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
口栓を受入れ保持してこれを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、口栓の支持手段が、この口栓の外形形状の特性をうまく活用したことである。すなわち、この種注出口栓は合成樹脂素材で成形されているので、弾性変形し易く、また、いうまでもなくフランジが口栓本体の半径方向外方に大きく張り出して、表面並びに裏面（底）が平滑面であり、更には成形加工が容易であることなど、を生かして、主として前記超音波溶着手段の振動ホーンを利用して保持されるように構成されたことである。
すなわち、口栓を受入れ保持して、これを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、口栓の支持手段が、口栓のフランジが挿通できるに足る挿通穴を備えるとともに、この挿通穴の内面には、所定間隔で係止爪が設けられていて、この爪の突出端から前記挿通穴の中心までの寸法が、前記フランジの半径よりも小さな寸法に設定され、口栓のフランジの弾性変形によって、このフランジが、この係止爪を越えて超音波溶着手段側に強制的に移行されるように構成され、併せて前記超音波溶着手段の振動ホーンの先端と、この係止爪との間でフランジが挟持されるように構成されたことである。
【００１７】
この手段によれば、フランジの弾性変形を生かして、口栓の支持手段に設けられた係止爪を利用して振動ホーンとの共同作業で、フランジを挟持して、的確、しかも簡便に係止保持させることができる。
【００１８】
したがって、この発明は次の効果を有する。
まず、本発明は、基本的に以下の４つの効果を有する。
つまり、その第１点は、口栓を取り付ける容器の外表面の切り妻屋根形状領域の注ぎ口周囲領域に相当する部位が、内部からアンビル、すなわち容器受け部材で支えられている。そのため、口栓を外表面から押圧しても、この注ぎ口周囲領域が内側に撓むことがなく、口栓の固定が精度良く行える。
【００１９】
また、第２点は、口栓を注ぎ口周囲領域に相当する部位に当接させ、この状態から超音波によって、加熱溶融、そして押圧固定するから、固定に要する時間を大幅に短縮でき、作業効率の格段の向上が図れる。
【００２０】
更に、第３点は、口栓を溶着固定するに当たって、従来のヒートシール方式を採用する手段は、複数のステーションを用いて、分業的に処置が施される。しかし、この提案では、多数の作業工程を連続的に組み合わせて構成される充填装置の多くの作業工程の内の一つ、あるいは二つのステーション内（作業工程）において完結する構成が採用されている。したがって、装置の小型化とシステムの簡素化とを一挙に図ることもできる。
【００２１】
そして、第４点は、容器内に液体を充填する前に、超音波で口栓の底を加熱溶融させて、口栓の底を容器の外表面に溶着固定して、これを先付けする手段を採用されている。その結果、充填物の変質を招来するといった不都合が解消される。
【００２２】
そして、この発明は、特に以下の効果を有する。
すなわち、本発明は、口栓を、いわば機械的に支持できることと合わせて、口栓のフランジの弾性変形や、フランジの平滑面など、口栓の備える本質的な特性をうまく利用して、挟持という支持手段が採用される。したがって、口栓の供給、支持、そして位置決めが簡便で、しかも的確、かつ、精度良く行え、併せて簡素な構成に纏めることができた。
【００２３】
この発明において、口栓を受入れ保持してこれを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、口栓の支持手段が、この口栓の外形形状の特性を生かして、主として前記超音波溶着手段の振動ホーンを利用して保持されるような構成と合わせて、前記容器受け部材と超音波溶着手段の振動ホーンとの間に前記超音波溶着手段の振動ホーンの往復摺動経路内外に出退して、前記口栓支持手段に口栓を供給する口栓供給手段が配設されることが好ましい。
このように、口栓供給手段が設けられることで、口栓の供給が一層簡便で、しかも的確に行える上に、自動化並びに省力化に貢献できるからである。
【００２４】
更に、この発明において、容器受け部材と、超音波溶着手段の振動ホーンとの間に、前記超音波溶着手段の振動ホーンの往復摺動経路内外に出退して、前記口栓支持手段に口栓を供給する口栓供給手段が配設されているとともに、口栓を受入れ保持して、これを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、口栓の支持手段が、前記口栓供給手段と、超音波溶着手段の振動ホーンとの間に配設され、この口栓の支持手段が口栓のフランジが挿通できるに足る挿通穴を備えるとともに、この挿通穴の内面には、所定間隔で係止爪が設けられていて、この爪の突出端から前記挿通穴の中心までの寸法が、前記フランジの半径よりも小さな寸法に設定され、口栓のフランジの弾性変形によって、このフランジが、この挿通穴内を、前記口栓供給手段側から、この係止爪を越えて超音波溶着手段側に強制的に、強制的に移行されるように構成され、併せて前記振動ホーンの先端とこの係止爪との間でフランジが挟持されるように構成されるのが好ましい。
このような、口栓が、この支持手段に設けられた係止爪と、振動ホーンの先端とで挟持されて保持される構成は、その保持姿勢が、常に所期通り、的確に維持できる。その結果、口栓の供給、支持、そして位置決めが簡便で、しかも的確、かつ、精度良く行え、併せて簡素な構成に纏めることができる。
【００２５】
また、前記口栓の支持手段が、口栓を受入れ保持する挿通穴が設けられた腕と、この腕を振動ホーン側へ引き寄せる強制引き寄せ手段とを備え、弾性変形によって、フランジが、前記挿通穴内を前記口栓供給手段側から、この係止爪を越えて超音波溶着手段側に、強制的に移行された後の口栓を、この強制引き寄せ手段で、前記腕を振動ホーン側へ引き寄せることによって、この振動ホーンの先端と、前記挿通穴に設けられた係止爪との間で、口栓のフランジが挟持されるように構成されているのが好ましい。
このように、前記腕を、超音波溶着手段側へ、強制的に引き寄せると、前記挿通穴に設けられた係止爪と振動ホーンとによる口栓のフランジの挟持作用の精度が格段に高くなる。その結果、保持姿勢が、常に所期どおり、一段と的確に維持され、口栓の供給、支持、そして位置決めが簡便で、しかも的確、かつ、精度良く行え、併せて簡素な構成に纏めることができる。
【００２６】
また、前記口栓供給手段は、前記振動ホーンの往復摺動経路内に突入して後、振動ホーン側にも移行可能に構成されるのが好ましい。
このように、口栓供給手段が、振動ホーン側にも移行されることによって、口栓が、支持手段に対して、強制的に押圧されたり、圧入されたりするので、口栓を支持手段に保持させる作用がより的確に達成される。その結果、保持姿勢が、常に所期どおり、一段と的確に維持され、口栓の供給、支持、そして位置決めが簡便で、しかも的確、かつ、精度良く行え、併せて簡素な構成に纏めることができる。
【００２７】
更に、前記口栓の支持手段は、以下の構成を備えるのが好ましい。
前記超音波溶着手段に対して、この超音波溶着手段の前記容器受け部材に対する接近離間の作動に連動して、共に前記容器受け部材に対して、接近離間自在に構成されている。そして、また、常時は、口栓受入れ及び保持の所期の待機姿勢にあるときの前記超音波溶着手段との所定の相対間隔が保たれ、この口栓の支持手段の前記容器受け部材側への摺動が阻止された後は、前記超音波溶着手段が所定距離この容器受け部材側へ摺動して、両者の相対間隔を狭めることができる連動手段が設けられている。
このように、連動手段が採用されると、口栓支持装置による口栓の保持、容器の外表面の所定の位置への移送、そして保持の解除、の一連の作動が、超音波溶着手段の口栓の溶着固定のための一連の作動に連動しておこなわれる。その結果、装置の構成を格段に簡素に纏めることができる。
【００２８】
【００２９】
以上述べたとおり、本発明は、口栓は常に所定の姿勢で的確に保持されるから、受入れ、それに引き続く容器の外表面の所定の位置までへの移送が、口栓の脱落などの不都合もなく所期の溶着固定に好ましい好適な姿勢で行え、溶着固定も好適な姿勢で行える。その結果精度の高い溶着固定が可能になった。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図１乃至図１２を参照して、以下詳細に説明する。
図１２には、本発明の注出口栓の取付装置により口栓１が取り付けられ、かつ、図示しない液体充填装置によって充填密封された後の口栓付き密封容器と称されるカートン２の上部が示されている。この充填密封された後のカートンは、内外表面にプラスチックが被覆されることにより、防水加工された紙製の四角筒状の材料から形成されており、四角形状の平坦な底を備えている。図に示されるように、このカートン２の上部は周壁２Ａが切り妻屋根形状に折り畳まれ、そして熱溶着により封止されている。そしてこの切り妻屋根形状部分２Ｂの一方に注ぎ口２Ｃが形成されており、この注ぎ口２Ｃに対応させて口栓１が溶着固定されている。また、注ぎ口２Ｃはカートン２の周壁２Ａの内表面に貼着された密封フィルム２Ｄにより閉塞されている。
【００３１】
また、この実施の形態において、口栓１は、図１１，図１２に示されるように、円筒形状の口栓本体１Ａとキャップ１Ｂとを備えている。そして、キャップ１Ｂは、口栓本体１Ａの外周面に形成された雄ねじに螺合されて、この口栓本体１Ａに、繰り返し着脱可能である。また、この口栓１は、前記容器１の注ぎ口２Ｃに、同心的に溶着固定される。口栓本体１Ａの下端には、外方へ突出されたフランジ１Ｃが、一体的に設けられている。そして、このフランジ１Ｃの底が、前記カートン２の外表面の注ぎ口２Ｃ周辺領域に固定されることで、前記の溶着固定が達成される。
【００３２】
（第１の実施の形態）
図１において、図示されていないが、爪を備えた搬送装置によって容器、例えば角筒状のカートン２が紙面垂直方向に搬送される。この搬送装置の上方には、フレーム３によって支持された容器受け部材４、例えばステンレス製で角筒状のアンビルが固定されている。
【００３３】
この容器受け部材４の側方、図上右方には、注ぎ口２Ｃの口栓溶着手段としての超音波溶着装置５が配置されている。この超音波溶着装置５は、前記容器受け部材４側に向かって突設された振動ホーン６と、これを支持する支持台枠７を備えている。そして、下方に設けられた直線状の案内路８にガイドされながら、図示しない駆動装置によって駆動され、矢印Ａ−Ａ’方向へ往復スライドする。つまり、前記容器受け部材４に対して、直線状に近づいたり、離れたりするように構成されている。また、前記振動ホーン６の先端には、開口６Ａが設けられている。この開口６Ａは、その内径寸法が、前記口栓１のキャップ１Ｂの外径寸法よりもわずかに大きく、また、奥行きが、キャップ１Ｂの高さ寸法よりもやゝ大きく、設定されている。
【００３４】
前記容器受け部材４と、支持台枠７との間には、前記容器受け部材４側から超音波溶着装置５側に向かって順に、口栓１の供給手段としての口栓供給装置９と、口栓１の支持手段としての口栓支持装置１０が設けられている。
【００３５】
この口栓供給装置９は、前記振動ホーン６の往復摺動経路内に、その経路外から経路内へ出退自在に設けられている。そして、遊端（下端）に、口栓１の保持吸着部９Ａが設けられていて、ここに、図外口栓供給シュートから、間歇的に繰り出されてくる口栓１を、真空吸着するように構成されている。また、この口栓供給装置９は、振動ホーン６の往復摺動経路内に突入した後、この振動ホーン６の往復摺動方向、つまり図中Ａ−Ａ’方向に沿って振動ホーン６の先端側に横移動できるように構成されている。
【００３６】
前記口栓支持装置１０は、前記口栓供給装置９に吸着保持された口栓１を受入れてこれを保持し、併せて保持した口栓１を、前記容器受け部材４が挿入された、カートン２の所定の位置の外表面に対応する位置に運ぶものである。
【００３７】
この口栓支持装置１０の具体的な構成は、図１，図２に示されるとおりで、以下に示す構成を備える。すなわち、遊端に、前記口栓１のフランジ１Ｃの直径よりもやゝ大きな径を備えた、挿通穴としての丸穴１１が設けられた腕１２を有している。この腕１２の下部は、腕支持台枠１３の上に設けられたガイドレール１４に支持される。この腕支持台枠１３は、前記振動ホーン６の往復摺動経路に沿った方向に、前記超音波溶着装置５に関連付けて往復動される。また、腕１２も、前記ガイドレール１４を介して、やはり前記振動ホーン６の往復摺動経路に沿った方向に、往復摺動案内自在に支持されている。この腕１２の、前記振動ホーン６の往復摺動経路に沿った方向の、往復摺動案内は、前記腕支持台枠１３上の前記超音波溶着装置５側に配された、流体圧シリンダ１５によって強制的に行われる。
【００３８】
したがって、前記超音波溶着装置５並びに前記腕支持台枠１３は、共に下部に配された前記ガイドレール８にガイドされながら、矢印Ａ−Ａ’方向へ往復スライドする。つまり、前記容器受け部材４に対して直線状に近づいたり、離れたりするように構成されている。
【００３９】
また、前記超音波溶着装置５と、前記腕支持台枠１３との間には、開きコイルバネ１６が介装されている。また、この腕支持台枠１３の、前記容器受け部材４側には、所定の距離を隔ててストッパー１７が設けられ、このレバー支持台枠１３の、一定距離以上の、容器受け部材４側への摺動を牽制するように構成されている。
【００４０】
また、前記超音波溶着装置５の前記容器受け部材４側にも、所定の距離を隔ててストッパー１８が設けられ、この超音波溶着装置５の、一定距離以上の、容器受け部材４側への摺動を牽制するように構成されている。
【００４１】
前記両ストッパー１７，１８の相対的な配置位置関係は、以下の条件で設定されている。すなわち、前記超音波溶着装置５の容器受け部材４側への摺動に伴って、口栓支持装置１０も共に容器受け部材４側に摺動されるが、この口栓支持装置１０の前記腕１２が容器受け部材４が嵌入されているカートン２の直前に至ったとき、この口栓支持装置１０の腕支持台枠１３が、ストッパー１７に当接され、それ以上の容器受け部材４側への摺動が阻止される。しかし、この時点では、前記超音波溶着装置５は、引き続き容器受け部材４側への摺動が許されていて、さらに所定距離を容器受け部材４側に摺動し、最終的には、前記振動ホーン６の先端が前記カートン２の外表面から口栓１のフランジ１Ｃの肉厚に相当する寸法にまで近接した時点でストッパー１８に当接されて、その容器受け部材４側への摺動が阻止されるように構成されている。この超音波溶着装置５と口栓支持装置１０との摺動量の差は、両装置の間に介装された前記開きコイルバネ１６が圧縮されることによって生じるように構成されている。
【００４２】
前記腕１２に設けられた丸穴１１には、図２に示されるように、内面に、周方向所定間隔置きで複数個（図例では３個）の係止爪２０が突設されている。この係止爪２０の突出端から、この丸穴１１の中心までの寸法が、前記口栓１のフランジ１Ｃの半径よりもやゝ小さな寸法に設定されている。このように構成されることによって、口栓１のフランジ１Ｃの弾性変形によって、このフランジ１Ｃが、この丸穴１１内を、前記口栓１の口栓供給装置９側から、この係止爪２０を越えて超音波溶着装置５側に、強制的に移行される。
【００４３】
次いで、上記第１の実施の形態の作用を説明する。
先ず、上方が開口されているカートン２の上記開口には、図１に示されるように、容器受け部材４が挿入されている。このカートン２は、図示されていないが、底が平坦な四角形状に折り畳まれて密封され、かつ、液体などの充填物はまだ充填されていない。この容器受け部材４は、カートン２の注ぎ口２Ｃを閉塞するために、カートン２の内表面に貼着されている密封フィルム２Ｄに当接している。したがって、カートン２の内表面は注ぎ口２Ｃの周辺領域を、記密封フィルム２Ｄを介してこの容器受け部材４によって支持されている。図中、カートン２の周壁２Ａの上部に示されている二点鎖線は、このカートンの上部を密封するために切り妻屋根形状に折り畳むたときの筋押し線である。
【００４４】
前記カートン２の上部開口へ容器受け部材４を嵌入させる手段としては、所定の位置に固定的に設置された容器受け部材４に対し、カートン２が下方より接近して、行われたり、このやり方とは逆に、上下方向に移動しないカートン２に対して容器受け部材４が上方より接近することにより行われたり、更にはカートン２と容器受け部材４とが互いに接近し合うことによっても行われるもので、いずれの手段も採用できる。また、このとき、前記超音波溶着装置５並びに口栓支持装置１０はともに、図１に示されるように、互いに容器受け部材４からは最も遠ざかっていて、所期の待機姿勢に保たれている。
【００４５】
次いで、図３、図４示されるように、下端に口栓１を吸引保持した口栓供給装置９が、図外駆動装置によって下降し、前記振動ホーン６の往復摺動経路内に突入されて所定の位置、つまり口栓支持装置１０の前記腕１２に設けられた丸穴１１に対応する上下高さ相当位置まで下降する。この下降動作が完了すると、次には、この口栓口栓供給装置９は、前記振動ホーン６の往復摺動方向、つまり図中Ａ−Ａ’方向に沿って、この振動ホーン６の先端側に向かって横移動する。そして、口栓１を、そのキャップ１Ｂ側から順に腕１２の丸穴１１内に挿入させる。更なる挿入によって、前記フランジ１Ｃが係止爪１９の容器受け部材４側の側面に引っ掛かるが、更に挿入作動が継続される。最終的には、このフランジ１Ｃの辺縁を弾性変形させながらこの係止爪１９を越えて、フランジ１Ｃを振動ホーン６の先端側へと移行させる。ここで、この口栓供給装置９の横移動が、停止し、その口栓吸着作動も終了し、口栓１は、この丸穴１１内に受入れ保持される。
【００４６】
この口栓１の丸穴１１内への挿入が完了すると同時に、機を逸せず、前記流体圧シリンダ１５が作動し、図５に示されるように、腕１２が振動ホーン６の先端側に強制的に引き寄せられる。この動作によって、振動ホーン６の先端が、この丸穴１１に嵌入されてゆき、キャップ１Ｂが、この振動ホーン６の先端に設けられた開口６Ａ内に挿入されてゆく。そして、最終的には、この振動ホーン６の先端で、このフランジ１Ｃの振動ホーン側表面が押圧されるまで摺動される。これによつて、口栓１は、図６に示されるように、丸穴１１内において、係止爪１９と振動ホーン６の先端との間にフランジ１Ｃがしっかりと挟持された形で受入れ保持されことになる。したがって、口栓１の保持姿勢は格段に的確で、所期の目的を達成するのに十分な好ましい姿勢に保たれることになる。
【００４７】
なお、口栓１が供給される姿勢は、図１、図２に示されるように、口栓１の軸線が水平方向に向かい、フランジ１Ｃが垂直方向に沿った姿勢となっている。
【００４８】
口栓１の受入れが完了すると、図外駆動装置によって、前記口栓供給装置９は、振動ホーン６の往復摺動経路外に引退する。引き続いて、図外駆動装置の働きで、前記超音波溶着装置５が、容器受け部材４側に向かって摺動される。この超音波溶着装置５の摺動に伴って、前記開きコイルバネ１６を介して、口栓支持装置１０も共に、両者の所期の待機姿勢にある時の、図１に示される、相対間隔を保ったままで、容器受け部材４側に向かって摺動されることになる。
【００４９】
口栓支持装置１０が所定距離を摺動すると、これがストッパー１７に当接されてその摺動が阻止される。この摺動が阻止される位置は、前記口栓支持装置１０の腕１２が前記カートン２の外表面にほゞ当接する位置である。しかし、前記超音波溶着装置５はいまだストッパー１８に当接しないために、引き続き容器受け部材４側に向かって摺動する。このときの超音波溶着装置５の摺動によって、前記口栓支持装置１０との間に介装されている、開きコイルバネ１６が押圧圧縮される。これによって、この超音波溶着装置５と口栓支持装置１０との前記待機姿勢のあるときの相対間隔が狭まる。したがって、図７に示されるように、前記振動ホーン６は、丸穴１１内の口栓１のフランジ１Ｃをそのまま先端で容器受け部材４側に押圧し、フランジ１Ｃを再び弾性変形させながら、係止爪１９による係止を解いて、口栓１をカートン２側に押し出し、前記注ぎ口２Ｃに対して同心的に配置した状態で、口栓１のフランジ１Ｃの底をカートン２の外表面の注ぎ口周辺領域にピタリと当接させる。このときには、カートン２の内表面の注ぎ口２Ｃ周辺領域が、密封フィルム２Ｄを介して、容器受け部材４により支持されているので、カートン２の注ぎ口２Ｃ周辺領域は、内方に撓んで湾曲するおそれがない。したがって、カートン２の外表面の注ぎ口周辺領域への口栓１のフランジ１Ｃの底の当接圧はその底全域にわたって均一となる。
【００５０】
前記振動ホーン６は、図１に示されるように、超音波発生源２０に連結されている。そして、口栓１のフランジ１Ｃの底がカートン２の外表面の注ぎ口周辺領域に当接したとき、この超音波発生源２０が作動し、振動ホーン６へ超音波が伝達されて、この振動ホーン６が超音波振動子として機能する。この結果、図１１に示されるように、振動ホーン６の先端から伝達された超音波が、フランジ１Ｃの底、及びカートン２の外表面の注ぎ口周辺領域のプラスチック被覆とを、瞬時に加熱溶融するので、口栓１のフランジ１Ｃは、このカートン２の外表面の注ぎ口周辺領域に溶着固定される。底全域にわたり均一な当接圧でカートン２の外表面の注ぎ口周辺領域に当接されている口栓１のフランジ１Ｃは、このカートン２の外表面の注ぎ口周辺領域に十分強固に溶着固定されることになる。
【００５１】
超音波加熱溶融により、口栓１のフランジ１Ｃが、前記カートン２の外表面の注ぎ口周辺領域に溶着固定されるに必要な所定時間が経過した後、超音波発生源２０から振動ホーン６への超音波の伝達が停止される。そして、超音波溶着装置５は、図外駆動装置によって、振動ホーン６の先端を口栓１から離間させるように摺動されてゆき、次の口栓１が供給されるための所期の待機位置にまで、復帰後退されて行くことになる。
【００５２】
また、この超音波溶着装置５の所期の待機姿勢への摺動復帰に先立って、まず、前記腕支持台枠１３の後退に伴って、前記開きコイルスプリング１６も、その弾性反発力で所期の待機姿勢の状態の、無負荷の姿勢にまで伸長復帰する。そして、この超音波溶着装置５と口栓支持装置１０との相対間隔を、所期の待機姿勢のときの間隔まで、戻すように働く。このようにして、超音波溶着装置５並びに口栓支持装置１０共々、所期の口栓１の受入れ及び保持の姿勢に復帰される。
【００５３】
なお、前記第１の実施の形態では、口栓支持装置１０の腕１２に設けられた口栓１の挿通穴が、丸穴１１で示されている。しかし、必ずしも丸穴である必要はなく、三角、四角、あるいはそれ以上の多角の穴も採用できる。要するに、口栓１のフランジ１Ｃと上記の寸法関係に有る係止爪を備えた穴であれば、その形状、構造は、いかなるものも包含される。
【００５４】
また、この口栓支持装置１０の容器受け部材４側への摺動を阻止するために、図に示されるようなストッパー１７が採用されている。しかし、このストッパー１７に代えて、容器受け部材４が挿入され、図１の姿勢にあるカートン２の外表面に、前記腕１２を、直に当接されるように構成することもできる。つまり、この腕１２をストッパー１７の代わりとして機能させるものである。
【００５５】
更に、この第１の実施の形態では、前記口栓供給装置９が振動ホーン６の往復摺動軌跡内に突入した後、横移行される動作に関連付けて、口栓１が、口栓支持装置の挿通穴１１内に嵌入されるように構成されている。しかし、この口栓供給装置９の横移行によってもたらされる作用を、腕１２の強制的な超音波溶着装置５側への引っ張りをつかさどる流体圧シリンダ１５に兼用させることもできる。つまり、口栓供給装置９は、単に振動ホーン６の往復摺動軌跡内への出退のみの作動に止まるように構成する。そして、前記横移行によってもたらされる作用を、前記腕１２が、流体圧シリンダ１５の作動よって、この口栓供給装置９側にも、強制的に摺動されるように構成することで賄う。これによって、口栓のフランジ１Ｃが、弾性変形されて挿通穴１１内の係止爪１９を越えて、振動ホーン６の先端側に向かって押し込まれるようにすることもできる。
このようにすることによって、口栓供給装置９に対する作動システムの簡素化が図れる。ただし、口栓供給装置９の口栓吸着の解除のタイミングが、上記の作用の説明でなされた条件よりもやゝ遅れる必要がある。つまり、フランジ１Ｃの表面に振動ホーン６の先端が当接されるまでは、口栓吸着の作動が継続されるのが好ましい。
【００５６】
（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態に示された口栓支持装置１０の代わりとして、図８、図９に示されるような代替構造も採用できる。効果上は、前記第１の実施の形態と同様であるが、更に構造が格段にシンプルになる効果を有している。
この第２の実施の形態では、前記超音波溶着装置５の振動ホーン６の先端に、真空吸着手段によって、口栓１を保持するものである。すなわち、この振動ホーン６の先端部周壁２１の先端に、周方向所定間隔置きで、複数個の吸引口２２が開設される。そして、この吸引口２２それぞれに、この振動ホーン６の先端部周壁２１内を貫通して設けられた、吸引路２３が連結され、更に、これらの吸引路２３が、真空源２４に接続される。
【００５７】
このように、複数個の吸引口２２によってフランジ１Ｃを吸引すると、フランジ１Ｃに部分的な凹凸や曲がりあって、フランジ１Ｃの全周がぴたりと振動ホーン６の先端に密着しない場合であっても、良好な吸引保持を可能にする。したがって、単一の吸引口による吸引保持に比べて、その保持性能が格段に改善され、口栓１の保持姿勢は、格段に的確で、所期の目的を達成するのに十分に好ましい姿勢に保たれることになる。
【００５８】
いうまでもなく、この第２の実施の形態による場合は、第１の実施の形態で採用された口栓支持装置１０は不要で、前記口栓供給装置９と超音波溶着装置５とで、所期の目的が達成されるので、全体構造が格段にシンプルになり、省エネルギー化にも貢献する。
【００５９】
なお、図８中に示される構成の内、前記第１の実施の形態の構成と同様の構成を備えた口栓供給装置９と超音波溶着装置５、更に容器受け部材４に関しては、具体的な構造並びに作用が、前記第１の実施の形態と同様であるから、同じ符号を付してその構造の詳細な説明は割愛した。
【００６０】
（第３の実施の形態）
上述した第１あるいは第２の実施の形態に示された口栓支持装置１０の代わりとして、図１０に示される代替構造も採用できる。効果上は、前記第１の実施の形態と同様であるが、更に構造が格段にシンプルになる効果を有している。
この第３の実施の形態では、前記超音波溶着装置５の振動ホーン６の先端で直に口栓１を挿入保持しようとするものである。すなわち、この振動ホーン６の先端に設けられた前記開口６Ａと、口栓１のフランジ１Ｃの根元に形成された、半径方向外方に突出された、口栓１の中心からこの突出端までの半径が、前記開口６Ａの半径よりもやゝ大きな寸法に設定されている係止突起１Ｄとから構成される。前記口栓供給装置９によって、口栓１を、この開口６Ａに、前記係止突起１Ｄの突出端を弾性変形させながら、挿入させる。
【００６１】
このような手段によると、フランジ１Ｃに部分的な凹凸や曲がりなどの有無にはかかわりなく、良好な保持を可能にする。したがって、吸引保持に比べても、その保持性能が更に高まり、口栓１の保持姿勢は格段に的確で、所期の目的を達成するのに十分な好ましい姿勢に保たれることになる。
【００６２】
いうまでもなく、この第３の実施の形態による場合でも、第１の実施の形態で採用された口栓支持装置１０は不要である。前記口栓供給装置９と超音波溶着装置５とで、所期の目的が達成されるので、全体構造が格段にシンプルになり、省エネルギー化にも貢献する。
【００６３】
なお、上述した各実施の形態では、カートン２の注ぎ口２Ｃを密封する密封フィルム２Ｄが、カートン２の内表面に貼着された場合を例示した。しかし、この密封フィルム２Ｄが、前記口栓１のフランジ１Ｃの底に強力に貼着され、この密封フィルム２Ｄを、底とともに、カートン２の外表面の注ぎ口周辺領域に、溶着された場合にも適用できる。その外、口栓本体１Ａの底近くに、使用に当たって、注ぎ口を開口すべく、破断可能な閉止蓋体を備えた口栓や、キャップの開き動作に伴って、前記カートン２の注ぎ口２Ｃを密封する密封フィルム２Ｄを切断する切断刃体を備えた口栓なども採用できる。これらは、いずれもフランジを備えていることが必須であることはいうまでもない。
【００６４】
また、上述した各実施の形態では、口栓１は、カートン２ノ外方から溶着固定される場合を例示した。しかし、本発明は、このいわゆる外付け方式専用に採用されるものではなく、図示しないが、従来の内付け方式と併用できる点にも特徴がある。つまり、一例として、特許第２５０３４７０号の特許公報に示されているような構造である。すなわち、口栓が、カートンの内側から注出口に挿入されて仮装着され、これを溶着手段によって、容器に固着する手段にも簡便に装着して、内、外の両方式を一つの液体充填装置に共存させることも簡便に採用できる。この場合、一つのステーション内に併存させる手段と、工程の中で前後２つのステーションに分けて装着させる手段とを採用できる。いずれにしても、口栓供給装置の口栓供給シュートの先端から口栓受取手段への受渡し位置が、内付けと外付けとでは異なるために、この口栓供給シュートは両方式の口栓受取手段へ位置変更が可能な構成が採用される必要があることはいうまでもない。
【００６５】
このように、内、外の両方式を併存させることによって、口栓の取付け作業の更に格段の効率アップを図れ、併せて省エネルギー、省資源の向上も果たせ、ひいては製品のコストダウンに大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  注出口栓の取付装置の第１の実施の形態を示し、装置全体構造を概略的に表した一部切欠き正面図である。
【図２】  図１の口栓支持装置の腕に形成された挿通穴の構造と、これに受け入れられる口栓との相対関係を説明し、（Ａ）はその要部の拡大側面図、（Ｂ）はその要部の拡大断面図である。
【図３】  作用の説明図である。
【図４】  作用の説明図である。
【図５】  作用の説明図である。
【図６】  作用の説明図である。
【図７】  作用の説明図で、超音波溶着手段によって口栓がカートンの外表面の所定の位置に溶着固定される状態を説明した要部の断面図である。
【図８】  注出口栓の取付け手段の第２の実施の形態を示し、装置の要部を概略的に表した一部切欠き正面図である。
【図９】  図８の口栓支持手段の要部を拡大して説明した断面図である。
【図１０】  第３の実施の形態を示し、口栓支持手段の要部を拡大して説明した断面図である。
【図１１】  口栓がカートンの外表面に溶着固定されるときの、振動ホーン、口栓、カートンそしてアンビルの相対位置を説明する要部の一部切欠き拡大断面図である。
【図１２】  超音波溶着装置によって、口栓がカートンの外表面の所定の位置に、溶着固定され、充填物が充填されて密封された後の、口栓付き容器の上部を概略的に示す一部切欠き外観図である。
【符号の説明】
１…口栓、１Ａ…口栓本体、１Ｂ…キャップ、１Ｃ…フランジ、１Ｄ…係止突起、２…容器、２Ａ…周壁、２Ｂ…切り妻屋根形状部分、２Ｃ…注ぎ口、２Ｄ…密封フィルム、４…容器受け部材、５…超音波溶着手段、６…振動ホーン、６Ａ…開口、９…口栓供給手段、１０…口栓支持手段、１１…挿通穴、１２…腕、１６…開きコイルスバネ、１９…係止爪、２２…吸引口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003656393.tif 000008
【図８】
0003656393.tif 000009
【図９】
0003656393.tif 000010
【図１０】
0003656393.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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