(57)【要約】【課題】胴部内面体２１に蓋体２３と底体２４をヒートシールする場合、胴部内面体２１と蓋体２３の曲げ部２１ａ、及び胴部内面体２１と底体２４の曲げ部２１ｂ位置合わせが正確に出来、且つ、ヒーターブロック３２と受け治具３０の位置がずれた場合であっても部品破損の危険がない容器シール装置を提供する。【解決手段】受け治具６１とシール部６２とシール部昇降手段６３とを備えている。受け治具６１は、胴部の上端縁を折り曲げた上端曲げ部５１ａと蓋体５３の端縁、及び胴部の下端縁を折り曲げた下端曲げ部５１ｂと底体５４の端縁を重ねて位置合わせした状態で保持する台で、且つ、その位置合わせは昇降可能なピン６１ａをガイドとして行なわれ保持される。昇降可能なピン６１ａは、ばね６１ｂによって矢印７１で示す方向に浮き沈みすることが出来る。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部及び蓋体と底体で構成される容器の胴部に蓋体又は底体、又は蓋体及び底体をシールする容器シール装置であって、
受け治具とシール部とシール部昇降手段を備え、
受け治具は昇降可能なピンを有しており、胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と、蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせて、前記ピンで位置合わせした状態で保持する台で、
シール部は、シールブロックとシールベースとバランスプレートとがこの順で設けられ、
シールブロックはシールベースに取り付けられ、前記蓋体又は底体の端と前記曲げ部とをシールするもので、
シールベースは、シールベースとバランスプレートの各々中心部に設けられた鋼球を介してバランスプレートに取り付けられており、
シール部昇降手段はシール部を昇降する手段であって、シール部を下降して、前記シールブロックを、受け治具に保持された胴部の曲げ部と蓋体又は底体の端縁の重ね合わせ部にプレスしてシールするものであることを特徴とする容器シール装置。
【請求項２】
前記シールブロックはヒートシールブロックであって、シールベースはヒートシールベースであることを特徴とする請求項１に記載の容器シール装置。
【請求項３】
前記シールブロックは超音波シールブロックであって、シールベースは超音波シールベースであることを特徴とする請求項１に記載の容器シール装置。
【請求項４】
前記シールベースのシール面の平面の大きさは、蓋体及び底体の平面の大きさより大きい事を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の容器シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の胴部の上下に蓋体および底体をヒートシール又は超音波溶着する容器シール装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙層を主体とし、最内層、および最外層にヒートシール性樹脂層を設けた紙積層材料を用いた紙容器は、缶、瓶に代わる容器として使用されている。これら紙容器の内容物の保存性を高めるため、積層構成中にバリア材を配置した構成がとられている。このバリア材の代表的な材料として、アルミ箔が挙げられる。しかし、積層構成中にアルミ箔が含まれると、使用後の分別処理が困難になり、またそのまま焼却処理もできないなどの課題があった。このアルミ箔に代わる、バリア材として、酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機化合物蒸着層を設けた蒸着フィルムが用いられるようになっている。
【０００３】
一方、手軽な飲料容器として、円筒状金属缶が広く使用されており、この円筒状金属缶は、自動販売機での使用も多く、このためには強い落下強度が必要とされている。しかし、円筒状金属缶は、使用後の不燃性物として処理しなければならないため、一般廃棄物と区別して処理しなければならなかった。この円筒状金属缶に代わる紙容器として、円筒状紙容器が提案されている。
【０００４】
図１は一般的な円筒状紙容器の一例を示す図である。円筒状紙容器は円筒状の胴部１０、この胴部の上下に円形の蓋体１、および底体２を配置し、蓋体１、および底体２の端縁を折返した折返し部を、胴部１０の両端をそれぞれ折曲げて、重ね合わせ、ヒートシールにより一体化した容器である。ここで、蓋体１には飲み口３を設け、この飲み口３を密封材料４で被覆密封している。
【０００５】
また、図１とは別の図２に示す円筒状紙容器がある。図２は円筒状紙容器の側面断面図である。図２に示す円筒状紙容器２０は、胴部内面体２１、胴部外面体２２、口栓２３ａを有する蓋体２３、底体２４、とで構成されている。尚胴部内面体２１の上下の端縁はそれぞれ折り曲げられて、曲げ部２１ａ、２１ｂとなっている。
【０００６】
この円筒状紙容器２０を製造するには、先ず胴部内面体２１の上下の端縁を曲げて、曲げ部２１ａ、２１ｂとし、次に胴部内面体２１の曲げ部２１ａ、２１ｂに蓋体２３と底体２４をヒートシールして、最後に胴部外面体２２が装着される。この場合胴部内面体２１の曲げ部２１ａ、２１ｂに蓋体２３と底体２４をシールする方法は、上記ヒートシール法のほかに超音波溶着法がある。
【０００７】
上記説明では、円筒状紙容器２０を飲料用の円筒状金属缶に代わる容器として例示したが、このほかに薬品や塗料を充填する円筒状紙容器や円筒状金属缶よりも大きなサイズの円筒状紙容器もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１３９０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記胴部内面体２１に蓋体２３と底体２４をヒートシールまたは超音波溶着する場合、
胴部内面体２１と蓋体２３、及び胴部内面体２１と底体２４の位置合わせ調整が必要となる。胴部内面体２１と蓋体２３及び底体２４を位置合わせする場合には、例えば図３（ｂ）の側面断面図に示す受け治具３０によって胴部内面体２１の曲げ部２１ａ、２１ｂと蓋体２３及び底体２４を受けることによって胴部内面体２１の曲げ部２１ａと蓋体２３及び、胴部内面体２１の曲げ部２１ｂと底体２４の位置合わせを行い、それに対してヒーターベース３１に備えられたヒーターブロック３２を矢印３３で示す方向に下降してプレスすることによってシールすることが考えられる(図３（ｂ）では胴部内面体２１の曲げ部２１ａと蓋体２３とを位置合わせしてシールする場合を示す)。尚、図３（ａ）はヒーターブロック３２の上面図である。
【００１０】
この場合、ヒーターブロック３２は受け治具３０に対して正確な位置合わせが必要となる。しかし図４（ａ）に示すようにヒーターブロック３２が受け治具３０に対して位置ずれしていない場合はヒーターブロック３２を矢印３３で示す方向に下降してプレスすることが出来るが、一方、図４（ｂ）に示すように例えば受け治具３０が矢印３４の方向にずれた場合には、プレス動作によって破線３５で示す部分ではヒーターブロック３２と受け治具３０が干渉して、部品破損（ヒーターブロック３２や受け治具３０の破損）を起こす危険がある。
【００１１】
そこで本発明では、胴部内面体２１に蓋体２３と底体２４をヒートシールする場合、胴部内面体２１と蓋体２３の曲げ部２１ａ、及び胴部内面体２１と底体２４の曲げ部２１ｂ位置合わせが正確に出来、且つ、ヒーターブロック３２と受け治具３０の位置がずれた場合であっても部品破損の危険がない容器シール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、
胴部及び蓋体と底体で構成される容器の胴部に蓋体又は底体、又は蓋体及び底体をシールする容器シール装置であって、
受け治具とシール部とシール部昇降手段を備え、
受け治具は昇降可能なピンを有しており、胴部の端縁を折り曲げた曲げ部と、蓋体又は底体の端縁とを重ね合わせて、前記ピンで位置合わせした状態で保持する台で、
シール部は、シールブロックとシールベースとバランスプレートとがこの順で設けられ、
シールブロックはシールベースに取り付けられ、前記蓋体又は底体の端縁と前記曲げ部とをシールするもので、
シールベースは、シールベースとバランスプレートの各々中心部に設けられた鋼球を介してバランスプレートに取り付けられており、
シール部昇降手段はシール部を昇降する手段であって、シール部を下降して、前記シールブロックを、受け治具に保持された胴部の曲げ部と蓋体又は底体の端縁の重ね合わせ部にプレスしてシールするものであることを特徴とする容器シール装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、
前記シールブロックはヒートシールブロックであって、シールベースはヒートシールベースであることを特徴とする請求項１に記載の容器シール装置である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、
前記シールブロックは超音波シールブロックであって、シールベースは超音波シールベースであることを特徴とする請求項１に記載の容器シール装置である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、
前記シールベースのシール面の平面の大きさは、蓋体及び底体の平面の大きさより大き
い事を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の容器シール装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１に記載の容器シール装置によれば、受け治具とシール部の位置がずれた場合であっても前記シールベースは昇降可能なピンを押し込むため、受け治具及びシールベースの部品破損を防ぐことが出来、更に鋼球を介してシールベースはバランスプレートに取り付けられているため、シールベースは蓋体及び底体のシール部に均等に当たることが出来、その結果シールが均一な一定の強度で行えるため、部分的にシール強度が不良となることを防ぐことが出来る。
【００１７】
本発明の請求項２、３に記載の容器シール装置によれば、シールブロックにヒーターブロック又は超音波シールブロックを用い、またシールベースにヒーター又は超音波シールベースを用いることによって蓋体又は底体の端縁と曲げ部とを確実にシールすることが出来る。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の容器シール装置によれば、シールベースのシール面の平面の大きさは、蓋体及び底体の平面の大きさより大きいために受け治具とシール部の位置がずれた場合であっても確実にシールすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一般的な円筒状紙容器の一例を示す図。
【図２】図１とは別の円筒状紙容器を示す図。
【図３】図２に示される容器の蓋体及び底体のシール方法を示す図。（ａ）はヒーターブロックの上面図。（ｂ）は受け治具の側面断面を示す図。
【図４】図３に示すシール方法の問題点を説明するための図。（ａ）はヒーターブロックが受け治具に対して位置ずれしていない場合を示す図。（ｂ）位置ずれした場合を示す図。
【図５】本発明の容器シール装置が適用される容器の一例を示す図。（ａ）は容器の側面断面を示す図。（ｂ）はヒートシールを行う部分を示す図。
【図６】本発明の容器シール装置の概略構成を側面断面で示す図。
【図７】本発明に係る受け治具を詳しく説明するための図。（ａ）は受け治具の側面断面を示す図。（ｂ）は受け治具の上面図。
【図８】本発明の容器シール装置でシールする場合を示す図。（ａ）は胴部内面体の上端縁の曲げ部と蓋体を位置合わせして受け治具に保持した状態でシール部によってシールされる場合を示す図。（ｂ）は下方から蓋材とヒートシール面を見た平面図。
【図９】本発明の容器シール装置において受け治具が矢印７２で示す方向にずれた場合であってもシールが可能となることを示す図。
【図１０】胴部内面体５１の下端縁の曲げ部５１ｂと底体５４をシールする場合を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図５（ａ）に本発明の容器シール装置が適用される容器の一例を示す。容器５０は、胴部内面体５１、胴部外面体５２、口栓５３ａを有する蓋体５３、底体５４、とで構成されている。尚、胴部内面体５１の上下端縁はそれぞれ折り曲げられて、曲げ部５１ａ、５１ｂとなっている。
【００２１】
この円筒状紙容器５０を製造するには、先ず胴部内面体５１の上端縁と下端縁を外側に曲げて曲げ部５１ａ、５１ｂとし、次に曲げ部５１ａ、５１ｂに蓋体５３と底体５４を例えばヒートシールして、最後に胴部外面体５２が装着される。図５（ｂ）に示すように、ヒートシールは、例えば蓋体５３を破線１０１、１０２で示す部分でヒートシールし、次に底体５４を破線１０３、１０４で示す部分でヒートシールする。又は蓋体５３、底体５４を同時にヒートシールする。説明の都合上、本説明では先ず蓋体５３をヒートシールし、次に底体５４をヒートシールする場合を例として説明する。
【００２２】
図６に本発明の容器シール装置の概略構成を側面断面図で示す。本発明の容器シール装置は、受け治具６１とシール部６２とシール部昇降手段６３とを備えている。
【００２３】
受け治具６１は、胴部の上端縁を折り曲げた上端曲げ部５１ａと蓋体５３の端縁、及び胴部の下端縁を折り曲げた下端曲げ部５１ｂと底体５４の端縁を重ねて位置合わせした状態で保持する台で、且つ、その位置合わせは昇降可能なピン６１ａをガイドとして行なわれ保持される（図６は上端曲げ部５１ａと蓋体５３の端縁を重ねて位置合わせした状態で保持した場合を示す）。昇降可能な（浮き沈み可能な）ピン６１ａは、ばね６１ｂによって矢印７１で示す方向に浮き沈みすることが出来る。
シール部６２は、ヒーターブロック６２ａとヒーターベース６２ｂとバランスプレート６２ｃとで構成されこの順で設けられている。
ヒーターブロック６２ａは図示しない熱源を備えヒートシール面６２ａ−１を有するもので、ヒーターベース６２ｂに取り付けられている。
ヒーターベース６２ｂは、ヒーターベース６２ｂとバランスプレート６２ｃの各々中心部に設けられた鋼球６２ｄを介してバランスプレート６２ｃに取り付けられている。
シール部昇降手段６３はシール部６２を矢印６４で示す方向に昇降する手段であって、シール部６２を下降させて前記受け治具６１に保持された上端曲げ部５１ａと蓋体５３の端縁、及び下端曲げ部５１ｂと底体５４の端縁をヒーターベースのシール面６２ａ−１でヒートシールする。シール部昇降手段６３は、例えば一般的に用いられているエアーシリンダーで達成することが出来る。
【００２４】
図７を用いて受け治具６１を詳しく説明する。図７（ａ）は受け治具６１の側面断面図で、胴部内面体５１の上端縁の曲げ部５１ａと蓋体５３を位置合わせして受け治具６１に保持した状態を示す図で、図７（ｂ）は受け治具６１の上面図である。図７（ａ）に示すように受け治具６１に胴部内面体５１の上端縁の曲げ部５１ａをセットし、次に蓋体５３を重ねる。こうして胴部内面体５１の上端縁の曲げ部５１ａと蓋体５３の（シール部の）位置合わせが行われる（図７（ａ））。胴部内面体５１の上端縁の曲げ部５１と蓋体５３の（シール部の）位置合わせは、受け治具６１の昇降可能なピン６１ａをガイドにして行われる。図７（ｂ）に示すように受け治具６１は２つに割ることが出来、胴部内面体５１の上端部の曲げ部５１ａと蓋体５３がシールされた後に２つに割られる。２つに割られた後に受け治具６１から容器ははずされる。
【００２５】
図８（ａ）は胴部内面体５１の上端縁の曲げ部５１ａと蓋体５３を位置合わせして受け治具６１に保持した状態でシール部６２によってシールされる場合を示す図である。図８（ｂ）の下方から見た平面図に示すように、シール部６２のヒーターブロック６２ａのヒートシール面６２ａ−１の平面の大きさは、蓋体５３の平面の大きさより大きいために蓋体５３の端縁５３ｂをも確実にプレスすることが出来、シール抜けの部分が発生することはない。また、受け治具６１の昇降可能なピン６１ａは昇降可能であるためヒートシール面６２ａ−１によってプレスされても矢印７１で示す方向に沈むため、ヒートシール面６２ａ−１や受け治具６１の部品を損傷する危険がない。
【００２６】
また図９に示すように受け治具６１が矢印７２で示す方向にずれた場合であってもシー
ル部６２のヒーターブロック６２ａのヒートシール面６２ａ−１や、受け治具６１の昇降可能なピン６１ａが上記のような大きさや構造であるため、例えばシール部６２と受け治具６１の位置ずれがあった場合であっても、部品を損傷する危険がない。
【００２７】
更に鋼球６２ｄがヒーターベース６２ｂの中心部とバランスプレート６３ｃの中心部に設けられているため、受け治具６１とヒーターブロック６２ａの平行度が許容範囲内であれば、受け治具６１（正確には受け治具６１に保持されている胴部内面体５１の上端部の曲げ部５１ａと蓋体５３対して）ヒート時の均等な当たりが確保され、ヒート不良の発生を防ぐことが出来る。
【００２８】
図１０は胴部内面体５１の下端縁の曲げ部５１ｂと底体５４をシールする場合を示す図である。以上のように胴部内面体５１の上端縁の曲げ部５１ａと蓋体５３をシールした後に、受け治具６１を２つに割って容器を取り出し、反転して次に受け治具６１に胴部内面体５１の下端縁の曲げ部５１ｂをセットし、受け治具６１の割りを元に戻して次に底体５４を重ねる。このようにして胴部内面体５１の下端縁の曲げ部５１ｂと底体５４の（シール部の）位置合わせが行われる。蓋体５３のシール時と同様に、胴部内面体５１の下端縁の曲げ部５１ｂと底体５４の（シール部の）位置合わせは、受け治具６１の昇降可能なピン６１ａをガイドにして行われる。位置合わせが終了した後に、胴部内面体５１の下端縁の曲げ部５１ｂと底体５４がシールされ、その後受け治具６１は２つに割られ、受け治具６１から容器ははずされる。
【００２９】
このようにして、胴部内面体５１の上端縁の曲げ部５１ａと蓋体５３、及び胴部内面体５１の下端縁の曲げ部５１ｂと底体５４がシールされ更に胴部外面体５２を装着して円筒状紙容器５０が製造される。
【００３０】
上記説明は蓋体５３をシールした後に底体５４をシールする場合を例示したが、両者を同時にシールするために、受け治具とシール部とシール部昇降手段をそれぞれ２個用いても良い。
【００３１】
更に、本説明ではシールブロックはヒートシールブロックであって、シールベースはヒートシールベースの場合を例示したが、シールブロックは超音波溶着ブロックであって、シールベースは超音波溶着シールベースであっても良い。
【００３２】
また、本発明は円筒状紙容器に限らず角型紙容器にも適用することが出来、更に紙容器に限らず樹脂容器にも広く適用することが出来る。
【００３３】
以上のように、本発明の容器シール装置によれば、シール部と受け治具の位置がずれた場合であっても、部品の損傷を起こすことなくシールすることが出来、更に受け治具とシールブロックの平行度が許容範囲内であれば、受け治具に均等な当たりが確保され、シール不良の発生を防ぐことが出来る。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・蓋体
２・・・底体
３・・・飲み口
４・・・密封材料
１０・・・胴部
２０・・・円筒状紙容器
２１・・・胴部内面体
２１ａ、２１ｂ・・・曲げ部
２２・・・胴部外面体
２３・・・蓋体
２３ａ・・・口栓
２４・・・底体
３０・・・受け治具
３１・・・ヒーターベース
３２・・・ヒーターブロック
３３・・・ヒーターブロックを下降する方向
３４・・・受け治具がずれた方向
３５・・・ヒーターブロックと受け治具が干渉する部分
５０・・・容器
５１・・・胴部内面体
５１ａ、５１ｂ・・・曲げ部
５２・・・胴部外面体
５３・・・蓋体
５３ａ・・・口栓
５３ｂ・・・蓋体の端縁
５４・・・底体
６１・・・受け治具
６１ａ・・・昇降可能な（浮き沈み可能な）ピン
６２・・・シール部
６２ａ・・・ヒーターブロック
６２ａ−１・・・ヒートシール面
６２ｂ・・・ヒーターベース
６２ｃ・・・バランスプレート
６２ｄ・・・鋼球
６３・・・シール部昇降手段
６４・・・シール部を昇降する方向
７１・・・昇降可能なピンが浮き沈みする方向
７２・・・受け治具がずれた方向
１０１、１０２、１０３、１０４・・・ヒートシールする部分を示す破線
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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