(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に複数の内金型が取付けられ水平軸を中心として回転自在に配置されたマンドレルと、
このマンドレルの下方に昇降自在に配置され、内部に内容物が充填された上方開口の容器本体を支持する支持台と、
折曲部を有する蓋体を受ける蓋体受部と、
この蓋体受部の蓋体を前記マンドレルの内金型まで移載して蓋体をその折曲部内周面が内金型に密着するよう取付ける移載装置と、
前記マンドレルと前記支持台との間に配設され、前記内金型との間で容器本体の開口と蓋体の折曲部をシールする外金型と、を備えたことを特徴とする密封容器の製造装置。
【請求項２】
マンドレルに隣接して設けられ、内金型に取付けられた蓋体の折曲部外周面を加熱する蓋体用加熱装置を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の密封容器の製造装置。
【請求項３】
容器を支持台まで略水平方向に搬送する搬送装置と、支持台上流側に設けられ搬送装置上の容器本体のうち開口側内周面を加熱する容器本体用加熱装置と、を更に備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれか記載の密封容器の製造装置。
【請求項４】
内金型は冷却機能を有することを特徴とする請求項２または３のいずれか記載の密封容器の製造装置。
【請求項５】
蓋体受部にシュートを介して連結され、ブランク材から折曲部を有する蓋体を成形する蓋体成形装置を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の密封容器の製造装置。
【請求項６】
蓋体成形装置は雄刃と、この雄刃との間でブランク材を切断する雌刃と、雌刃の内周に雄刃と対向するよう配置されたホルダと、雄刃内に摺動自在に設けられたフォーマと、ホルダ内に摺動自在に設けられフォーマにより押付けられたブランク材を受ける受けピストンとを備え、前記フォーマ表面中央に凹状球面を形成し、前記受けピストン表面中央に凸状球面を形成したことを特徴とする請求項５記載の密封容器の製造装置。
【請求項７】
フォーマの凹状球面の外周に環状凹部を設け、受けピストンの凸状球面の外周に環状凸部を設けたことを特徴とする請求項６記載の密封容器の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は容器本体に蓋体を嵌込んでなる密封容器の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、底材によってその底部が密封された容器本体内に、開口側から液体内容物を充填してなる密封容器が知られている。内容物が充填された容器本体の開口側には、折曲部を有する蓋体が嵌込まれ、この折曲部の外面のヒートシール層（ポリエチレン等）と容器本体の内面のヒートシール層（ポリエチレン等）とがヒートシールされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように内容物が充填された容器本体の開口側に蓋体が嵌込まれて、容器本体の開口に蓋体がヒートシールされるが、内容物が充填された容器を搬送する搬送ラインに対して蓋体の搬送ラインは別個に独立して設けられている。
【０００４】
この場合、容器の搬送ラインに対して蓋体の搬送ラインをコンパクトに設置することが求められている。
【０００５】
また容器本体に嵌込まれる蓋体としては、そりのない精度の良いものが求められているにもかかわらず、未だそのような蓋体は開発されていないのが実情である。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、全体としてコンパクトに配置された密封容器の製造装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端に複数の内金型が取付けられ水平軸を中心として回転自在に配置されたマンドレルと、このマンドレルの下方に昇降自在に配置され、内部に内容物が充填された上方開口の容器本体を支持する支持台と、折曲部を有する蓋体を受ける蓋体受部と、この蓋体受部の蓋体を前記マンドレルの内金型まで移載して蓋体をその折曲部内周面が内金型に密着するよう取付ける移載装置と、前記マンドレルと前記支持台との間に配設され、前記内金型との間で容器本体の開口と蓋体の折曲部をシールする外金型と、を備えたことを特徴とする密封容器の製造装置である。
【００１０】
本発明によれば、蓋体受部の蓋体が移載装置によってマンドレルの内金型まで移載され、蓋体は折曲部が内金型に密着するよう取付けられる。マンドレルが回転し内金型に取付けられた蓋体が、支持台上に支持され上方へ持上げられた容器本体内に嵌込まれる。次に内金型と外金型との間で容器本体の開口と蓋体の折曲部とがシールされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。図１乃至図５は本発明による密封容器の製造方法および製造装置を示す図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、密封容器の製造装置１０は、水平軸１１ａを中心に回転自在に配設されたマンドレル１１を備え、このマンドレル１１には９０°ずつ離間して配置された４つの冷却用内金型１２が取付けられている。なお、冷却用内金型１２を６０°ずれ離間させて６個設けてもよい。
【００１４】
各内金型１２は、周縁に折曲部４を有する略円形状の蓋体３（図７参照）を吸着保持するものであり、この場合内金型１２は蓋体３を密着しながら吸着保持する。また各内金型１２の内部には、冷却水流路（図示せず）が設けられている。
【００１５】
また、マンドレル１１の下方には、上端が開口した円筒状の容器本体２を支持する支持台１３が、昇降自在に配設されている。この容器本体２内には、流体内容物５が予め充填されている。さらにまた、支持台１３の上流側（図１の左側）には、容器本体２の上端部内周面に対してホットエアを吹付ける容器本体用ホットエア吹付装置２５が配設され、容器本体２は搬送装置１５によって図示しない充填装置から容器本体用ホットエア吹付装置２５、および支持台１３まで搬送されるようになっている。
【００１６】
また図１に示すように、マンドレル１１の左方に位置する内金型１２の近傍に、内金型１２に吸着保持された蓋体３の折曲部４外面に対してホットエアを吹付ける蓋体用ホットエア吹付装置２０が配設されている。さらに図１に示すように、マンドレル１１の下方に位置する内金型１２の近傍に、容器本体２の外面を内金型１２に対して押付ける外金型１４が配設されている。このようにマンドレルの下方に位置する内金型１２により吸着された蓋体３が、支持台１３により支持された容器本体２の上端に装着され、外金型１４により蓋体３の折曲部４および容器本体２の上端部を内金型１２に対して押付けるようになっている。
【００１７】
なお、上記の容器本体２は、内側から順にＰＥ（ヒートシール層）／紙／アルミニウム／ＰＥの層構成となっており、
また蓋体３は外側から順にＰＥ（ヒートシール層）／アルミニウム／紙の層構成となっている。
【００１８】
この他、容器本体２を内側から順にＰＥ（ヒートシール層）／アルミニウム／紙／ＰＥ、あるいは内側から順にＰＥ（ヒートシール層）／紙／ＰＥとしてもよく、また蓋体３を外側から順にＰＥ（ヒートシール層）／紙の層構成としてもよい。
【００１９】
また図１に示すように、マンドレル１１の上方には蓋体受部４０が設けられ、この蓋体受部４０には蓋体成形装置５０（図６）により成形された折曲部を有する蓋体３がシュート４を介して送られるようになっている。このうち蓋体受部４０はシュート４４の下端に設けられ蓋体３を保持するガイド４２と、ガイド内の蓋体３をシュート４４に対して直交する方向に押出すプッシャ４１と、プッシャ４１の駆動部４１ａとからなっている。そしてガイド４２内の蓋体３はプッシャ４１により押出される際、再成形されその成形精度が向上する。
【００２０】
また蓋体受部４０とマンドレル１１との間には、蓋体受部４０のガイド４２内に保持された蓋体３を吸着し、マンドレル１１の上方に位置する内金型１２まで移載する移載装置４３が設けられている。この移載装置４３は蓋体３を吸着する吸着部４３ａを有し、吸着部４３ａにより吸着された蓋体３はマンドレルの内金型１２に、蓋体３の折曲部４の内周面が内金型１２に密着するよう取付けられる。
【００２１】
次に各部の構造について更に詳述する。まず容器本体用エア吹付装置２５は、図５に示すように上下方向に移動自在となっており、搬送装置１５によって搬送された容器本体２内に挿入され、容器本体２の上端部内周面に対してホットエアを吹付けるようになっている。また、容器本体用エア吹付装置２５には、ホットエアが流出するスリット２６が円周状に設けられている。スリット２６は、図５に示すように斜め下方に向いており、スリット２６から容器本体２の内周面に対して吹付けられたホットエアは、容器本体２の内周面から容器本体２に充填された流体内容物５の表面に向い、その後容器本体用エア吹出装置２５に設けられた通気口２７を経て排出口２８から外方へ排出されるようになっている。このため、ホットエアが容器本体２内に溜まったり、流体内容物５の表面を揺して内容物５を外方へ流出させたりすることはない。
【００２２】
また図６に示すように、蓋体用ホットエア吹付装置２０は、ホットエア流出用の円周状スリット２１を有し、このスリット２１は内金型１２に吸着保持された蓋体３の折曲部４外面に対してホットエアを吹付けるようになっている。
【００２３】
さらに図１および図７に示すように、外金型１４は４つの部分１４ａに分割されるとともに、内部に内金型１２が進入する円形状の空間３５を形成している。すなわち、外金型１４の各部分１４ａは、ガイド３３によって半径方向に移動可能となっており、各部分１４ａが中心側に移動した場合、内部空間３５を狭め、この内部空間３５内に進入した内金型１２との間で容器本体２および蓋体３の折曲部４を押圧するようになっている。
【００２４】
外金型１４の各部分１４ａには駆動ピン３１が設けられ、この駆動ピン３１は円形カム３０に形成された細長溝３０ａ内に挿着されている。円形カム３０はレバー３２により回転するようになっており、円形カム３０の回転により駆動ピン３１が細長溝３０ａ内を摺動し、これに伴って駆動ピン３１が半径方向に移動する。次に、各駆動ピン３１の半径方向移動に伴って、各部分１４ａが半径方向に移動する。
【００２５】
次にこのような構成からなる本実施例の作用について説明する。まず図１に示すように、蓋体成形装置５０（図６）により成形された蓋体３がシュート４４を経て蓋体受部４０のガイド４２内に達する。次にガイド４２内の蓋体３はプッシャ４１によって移載装置４３の吸着部４３ａまで押出される。ガイド４２内の蓋体３は、プッシャ４１によって押出される際、ガイド４２内で再成形され成形精度が向上されるとともに蓋体３の芯出しが行われ、その後吸着部４３ａに吸着される。吸着部４３ａに吸着された蓋体３は、次に移載装置４３によってマンドレル１１の上方に位置する内金型１２まで移載される。この場合、蓋体３は、内金型１２に蓋体３の折曲部４内周面が内金型１２に密着するよう取付けられ、内金型１２に吸着保持される。その後移載装置４３は、蓋体受部４０側へ移動する。
【００２６】
この場合、マンドレル１１および蓋体用ホットエア吹付装置２０は、図２（ａ）に示すように上昇位置（Ｌ1 線上）にある。また図２（ａ）に示すように、マンドレル１１の左方の内金型１２に吸着保持された先行する蓋体３に対して、その折曲部４の外周面に蓋体用ホットエア吹付装置２０のスリット２１からホットエアが吹出され、折曲部４の外周（ＰＥ層）が溶融する。
【００２７】
次に図２（ｂ）に示すように、マンドレル１１が更に９０°矢印方向に回転し、蓋体用ホットエア吹付装置２０によって折曲部４の外周面が加熱された先行する蓋体３がマンドレル１１の下方に達する。次にマンドレル１１および蓋体用ホットエア吹付装置２０が下降位置（Ｌ2 線上）まで降下し、同時に次の蓋体３の折曲部４が蓋体用ホットエア吹付装置２０によって加熱される。他方、搬送装置１５によって容器本体２が、マンドレル１１の下方に設けられた支持台１３まで搬送され、次に容器本体２は、この支持台１３によって上方へ持上げられる。この容器本体２内には予め液体内容物５が充填され、また容器本体２の内周面（ＰＥ層）は容器本体用ホットエア吹付装置２５によって加熱されている。このようにして支持台１３に支持された容器本体２の上端開口に、内金型１２によって吸着保持された先行する蓋体３が装着され、内金型１２は外金型１４の内部空間３５内に進入する（図２（ｃ）参照）。
【００２８】
この場合、図１および図５において、外金型１４の４つの部分１４ａは半径方向外方に移動し、内部空間３５は大きく拡大している。次に図５に示すように、レバー３２によって円形カム３０が図５において反時計方向に回転し、駆動ピン３１が円形カム３０の細長溝３０ａ内を摺動する。このように駆動ピン３１が細長溝３０ａ内を摺動した場合、駆動ピン３１が半径方向内方へ移動し、駆動ピン３１により各部分１４ａは半径方向内方に移動する（図５の位置）。このように外金型１４の４つの部分１４ａが半径方向内方に移動すると、内部空間３５が狭まり、外金型１４と内金型１２との間で容器本体２の上端部と蓋体３の折曲部４とが押圧される。このようにして容器本体２の上端部内周面と蓋体３の折曲部４の外周面とが接着する。
【００２９】
容器本体２の上端部と折曲部４とが接着される場合、折曲部４側は冷却用内金型１２によって冷却されるので、容器本体２のＰＥ層および折曲部４のＰＥ層が過度に溶融して流出することはない。このため容器本体２と折曲部４との間の接着部にピンホールを生じさせることはなく、従って容器本体２と折曲部４との間の接着性を向上させることができる。
【００３０】
このように、流体内容物５が充填された容器本体２に対して蓋体３が接着されて、密封容器１が得られる。
【００３１】
図２（ｃ）に示すように、この間、次の容器本体２内に、充填装置（図示せず）により上端開口から流体内容物５が充填され、内部に流体内容物５が充填された容器本体２は、その後搬送装置１５によって容器本体用ホットエア吹付装置２５まで搬送される。次にこの容器本体用ホットエア吹付装置２５が降下し、容器本体用ホットエア吹付装置２５のスリット２６からホットエアが容器本体２の上端部内周面に対して吹付けられる。このようなホットエアの吹付けにより容器本体２の内周面（ＰＥ層）が溶融する。この場合、スリット２６から容器本体２に対して吹出されたホットエアは、通気口２７から排出口２８を経て外方へ流出するので、容器本体２の内容物５が揺れて外部へ漏洩することはない。
【００３２】
次に外金型１４の各部分１４ａが半径方向に移動し、外金型１４の内部空間３５が拡大する。その後容器本体２に対して蓋体３をヒートシールしてなる密封容器１は、支持台１３の降下にともなって搬送装置１５まで戻され、搬送装置１５によって下流側へ搬出される。同時にマンドレル１１および蓋体用ホットエア吹付装置２０は、上昇位置（Ｌ1 線上）まで上昇し、マンドレル１１の上方に位置する内金型１２に対して次の蓋体３が取付けられる。また容器本体用ホットエア吹付装置２５も上昇する。
【００３３】
このようなマンドレル１１と蓋体用ホットエア吹付装置２０の下降および上昇中、蓋体用ホットエア吹付装置２０によって蓋体３の折曲部４の外周面を長時間加熱することができる。このため蓋体用ホットエア吹付装置２０によるホットエアの温度を低くして蓋体３の折曲部４内面のＰＥ層を均一に溶融することができる。
【００３４】
以上のように本実施例によれば、先端に内金型１２を有するマンドレル１１を回転させることによって蓋体３を容器本体２側へ搬送するので、全体の配置スペースをコンパクトにすることができる。また多数のマンドレル１１を配置するとともに、各マンドレル１１に対応してシュート４４を設けることにより密封容器の製造装置の多系列化を図ることができる。さらに、蓋体受部４０において蓋体３の再成形および芯出しが行われるので、精度良く芯出しされた蓋体３を容器本体２に嵌込むことにより、容器本体２と蓋体３とのヒートシール性を高めることができる。
【００３５】
なお、上記実施例において、容器本体２の上端側内周面と、蓋体３の折曲部４外周面にホットエアを吹付けた例を示したが、これに限らずいずれか一方、すなわち容器本体２の内周面または折曲部４の外周面のいずれか一方にホットエアを吹付けてもよい。
【００３６】
第２の実施の形態
次に図６乃至図８により本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３７】
図６乃至図８に示す第２の実施の形態は密封容器１の蓋体３を成形する蓋体成形装置５０であって、この蓋体成形装置５０はシュート４４を介して蓋体受部４０に連結されている。
【００３８】
図６に示すように蓋体成形装置５０は雄刃５１と、この雄刃５１に対向して配置され雄刃５１との間で蓋体用のブランク材６０を切断する雌刃５２とを備え、雌刃５２の内側には雄刃５１との間でブランク材６０を把持するホルダ５３が雌刃５２に固着されて設けられている。
【００３９】
また雄刃５１内には駆動軸６２によって駆動されるフォーマ５４が摺動自在に設けられ、他方ホルダ５３内にはフォーマ５４によって押付けられたブランク材６０を受ける受けピストン５６が摺動自在に設けられている。
【００４０】
フォーマ５４の表面には、その中央部に凹状球面５４ａが形成され、受けピストン５６の表面にはその中央部にフォーマ５４の凹状球面５４ａに嵌合する凸状球面５６ａが形成されている。またフォーマ５４の表面には凹状球面５４ａの外周に球状凹部５５が設けられ、受けピストン５６の表面にはフォーマ５４の環状凹部５５に嵌合する環状凸部５７が設けられている。
【００４１】
なお、図６において雄刃５１の外周にはブランク押え５８が雄刃５１に固着して設けられており、雄刃５１およびブランク押え５８は駆動軸６１により駆動される。また図８（ａ）（ｂ）に示すように、ある側面からみて雄刃５１のホルダ５３側の表面は凹形状となっているのに対し、ホルダ５３の雄刃側の表面は凸形状となっている（図８（ａ）参照）。また図８（ａ）に対して９０°回転した側面からみて、雄刃５１の表面は凸形状となっているのに対し、ホルダ５３の表面は凹形状となっている（図８（ｂ）参照）。
【００４２】
次にこのような構成からなる本実施例の作用について説明する。まず駆動軸６１によって雄刃５１とブランク押え５８が雌刃５２側へ前進し、同時に駆動軸６２によってフォーマ５４が受けピストン５６側へ前進する。
【００４３】
次にブランク押え５８と雌刃５２とによって、ブランク材６０が挟持され、その後雄刃５１と雌刃５２とによってブランク材６０が円形状に切断される（打抜かれる）。
【００４４】
次に雄刃５１はホルダ５３に対して一定の距離まで接近して停止し、雄刃５１とホルダ５３との間で円形に打抜かれたブランク材６０の外周部分が保持される。
【００４５】
その後フォーマ５４が駆動軸６２によって更に前進し、ブランク材６０をホルダ５３内に押込み、このブランク材６０を更に受けピストン５６側に押付ける。この場合、フォーマ５４とホルダ５３との間でブランク材６０の外周部分に折曲部４が形成され、フォーマ５４の凹状球面５４ａと受けピストン５６の凸状球面５６ａとの間で、凸状球面３ａが形成される。またフォーマ５４の球状凹部５５と受けピストン５６の球状凸部５７との間で、球状突起３ｂが形成され、このようにして蓋体３が得られる（図７（ａ）（ｂ））。
【００４６】
図７（ａ）（ｂ）において、蓋体３は折曲部４の折曲方向と同一方向に突出する凸状球面３ａおよび環状突起３ｂを有するので、この凸状球面３ａと球状突起３ｂの相乗効果によって蓋体３の剛性が増加し、蓋体３の変化が防止される。このため蓋体３が変形してシュート４４（図１）等の部分で停止したり、容器本体２に対して傾いてヒートシールされることはない。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、蓋体受部の蓋体を移載装置によってマンドレルを回転するだけで蓋体を容器本体側へ搬送することができるので、全体の配置スペースをコンパクトにまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による密封容器の製造装置を示す概略側面図。
【図２】密封容器の製造装置の作用を示す図。
【図３】容器本体用ホットエア吹付装置を示す図。
【図４】蓋体用ホットエア吹付装置を示す図。
【図５】外金型の詳細を示す平面図。
【図６】蓋体成形装置を示す図。
【図７】蓋体を示す図。
【図８】蓋体成形装置の雄刃とホルダを示す図。
【符号の説明】
１  密封容器
２  容器本体
３  蓋体
４  折曲部
５  流体内容物
１０  密封容器の製造装置
１１  マンドレル
１２  冷却用内金型
１３  支持台
１４  外金型
２０  蓋体用ホットエア吹付装置
２５  容器本体用ホットエア吹付装置
４０  蓋体受部
４１  プッシャ
４３  移載装置
４４  シュート
５０  蓋体成形装置
５１  雄刃
５２  雌刃
５３  ホルダ
５４  フォーマ
５４ａ  凹状球面
５６  受けピストン
５６ａ  凸状球面
６０  ブランク材
【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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