JP2007045108A - 開封装置を取付るアプリケータ - Google Patents

Abstract

【課題】容易に変形し、寸法や形状が変動し易い紙包装容器であっても、その容器に正確にキャップを取付けることができるアプリケータを提供する。
【解決手段】アプリケータは、開封部４を有する紙包装容器１に開封装置２を取付るアプリケータであって、容器を搬送するコンベアと、開封部４の位置を検出する検出装置と、開封装置２の取付面を加熱する取付予備装置と、開封部４の上方に移送し、検出装置から検出された情報に基づいて、開封装置２の位置を微調整し、開封装置を容器に接合する取付装置１０とからなり、取付装置１０は、開封装置を把持する取付けヘッド１２と、軸に偏芯カムを有する２台のサーボ・モータとを備え、サーボ・モータの偏芯カムにより、取付けヘッドをそれぞれ直交する方向に位置を変位させ、検出装置が検出した情報に基づいて、開封装置２の位置を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ジュースや牛乳などの液体食品などを充填する紙製包装容器に再封止可能な開封装置を取付るアプリケータに関する。

牛乳、ジュース、ミネラルウォーターなどの飲料、流動食品などの紙包装容器は、例えば、繊維質基材（例えば、紙など）／ポリエチレン等の熱可塑性材料層の積層体の包装材料から得られる。

液体食品用紙包装容器には、頂面に開封部を有する紙製包装容器と、液体食品を注ぎ出すための再封止可能な開封装置とからなる包装容器がある。通常、開封装置はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのプラスチックから成形されている。
図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に液体食品用紙包装容器の一例を示す。この包装容器は、紙容器１とプラスチック開封装置３とからなる。紙容器１は、頂面３に、開封装置取付前の紙製包装容器の斜視図を示す図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示すように、開封部４を有し、開封部４は、容易に開封されるように、弱め線若しくはパンチ穴にフィルムが貼られたプリラミネートホール（ＰＬＨ）からなる。開封装置２は、注出口とこれを覆う再封止可能なキャップと、開封部４の外周面と接合される下面が取付面のフランジとからなる。使用（開封）時には、開封装置３が開封部４を破断して開封する。

開封装置のアプリケータ（キャップ・アプリケータ）は、紙包装容器を成形し液体食品が充填する成形充填機の下流側に設置される。通常の成形充填機では、６０００〜１５０００個/時の速度で充填済み紙包装容器を下流側に排出する。コンベヤーが、頂面に開封部を有する紙製包装容器を搬送し、開封装置のアプリケータにおいて、頂面の開封部に高速で開封装置を取付ける。

従来のアプリケータでは、包装容器をプッシャーつきのコンベヤー若しくはバケットで搬送する。プッシャーつきのコンベヤは、２本のベルトが搬送物を両サイドから挟むように搬送方向に回転し、ベルト面から突起したプッシャーが搬送物の後ろから押して搬送するコンベアである。
従来のアプリケータでは、開封装置を把持し容器に取付ける取付けヘッドは、コンベア若しくはバケットが紙包装容器を所定の取付け位置に搬送したタイミングで、プッシャーの基準位置から一定の距離離れた位置に、開封装置（キャップ）を取付けるように働く。開封装置（キャップ）の取付け位置はプッシャーに接触した容器の角或は側壁を基準にして決まる。

しかしながら、紙とポリエチレン等との積層包装材料から得られる紙包装容器は、内外圧により容易に変形し、また、成形充填機の成形充填条件によって頻繁に容器寸法や形状が変動する。更に、アプリケーターにおいても、容器へのプッシャーへの押し付け力なども変動する。このような変動・変形によって、開封装置（キャップ）を取付けるべき位置、すなわち開封部の位置が変動して、開封装置（キャップ）取り付け位置精度を悪くしている。

コンベアが相対位置を規制しながら紙製包装容器を搬送し、他方、開封装置（キャップ）の取付面を多数の微小炎で加熱溶融して取付可能にし、取付け位置で、紙製包装容器頂面の開封部に開封装置（キャップ）を取付るアプリケータが開示されている。（特許文献１参照）

国際公開第２００４−０８５２６１号公報

本発明は、内外圧により容易に変形し、また、成形充填機の成形充填条件によって頻繁に容器寸法や形状が変動し易い紙を主体とする柔らかい積層包装材料から得られる紙包装容器であっても、その頂部の開封部に正確に位置精度よく開封装置（キャップ）を取付けることができる再封止可能な開封装置のアプリケータを提供することを目的とする。

この課題を解決する本発明の開封装置のアプリケータは、頂面に開封部を有する紙製包装容器に再封止可能な開封装置を取付るアプリケータであって、
紙製包装容器の相対位置を規制しながら、その容器を搬送するコンベアと、
相対位置が規制された容器の開封部の位置を検出する検出装置と、
容器開封部と取付可能にするように、開封装置を保持しながら取付面を処理する取付予備装置と、
取付予備装置から開封装置を受取って開封部の上方に移送し、検出装置から検出された開封部位置に基づいて、開封装置の位置を補正し、開封装置の取付面を開封部の外周面に接合する取付装置とからなり、
取付装置は、開封装置を把持する取付けヘッドと、軸に偏芯カムを有する少なくとも２台のサーボ・モータとを備え、
サーボ・モータの偏芯カムにより、取付けヘッドをそれぞれ直交する方向に位置を変位させ、検出装置が検出した開封部位置に基づいて、開封装置の位置を補正することを特徴とする。

この発明の好ましい態様において、取付予備装置が、開封装置の取付面を多数の微小炎で加熱溶融して取付可能にする。

この発明の好ましい態様において、取付装置が、取付予備装置から開封装置を受取って開封部の上方に移送するアームと、サーボ・モータを搭載し取付けヘッドを変位させて開封装置の位置を補正する手段を有する取付けステーションとを備える。

この発明の好ましい態様において、取付装置が、コンベアを中央にして、交互に動作する１対の取付装置からなり、取付装置が開封装置の取付面を開封部の外周面に接合した後に、更にその後も開封装置を押さえる押さえ装置を備える。

以上の本発明によれば、以下の有利な効果が得られる。
この発明によれば、検出装置から検出された開封部位置の情報に基づいて、概ね正確に位置決めされた開封装置の位置を更に補正（微調整）するので、頂面に開封部を有する紙製包装容器に再封止可能な開封装置を正確に取付ることができる。
この発明によれば、軸に偏芯カムを有するサーボ・モータを用い、そのサーボ・モータの偏芯カムにより取付けヘッドの位置を変位させ、開封装置の位置を補正するので、ヘッド位置変位のメカニズムが簡易で、その機構部品を小型化し軽量化することができる。
この発明によれば、小型化軽量化された機構を取付装置が備えるので、動作中の無用な振動や動きが少なく、より正確な位置決めを可能にする。

この発明の好ましい態様において、取付予備装置が、開封装置の取付面を多数の微小炎で加熱溶融して取付可能にするので、高熱を即座に、加熱すべき箇所のみに正確に処理することができる。
この発明の好ましい態様において、取付装置が、取付予備装置から開封装置を受取って開封部の上方に移送するアームと、サーボ・モータを搭載し取付けヘッドを変位させて開封装置の位置を補正する手段を有する取付けステーションとを備えるので、移送アームによって概ね正確に開封装置を位置決めし、次いで、取付けステーションにおいて開封装置の位置を更に微調整することができる。

この発明の好ましい態様において、取付装置が、コンベアを中央にして、交互に動作する１対の取付装置からなり、取付装置が開封装置の取付面を開封部の外周面に接合した後に、更にその後も開封装置を押さえる押さえ装置を備えるので、高速に流れる包装容器に対応して開封装置を取付ることができるとともに、取付けヘッドが離れた後も押さえ装置で押さえるために確実に接合することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明による一実施例の開封装置のアプリケータの取付けステーションを示す要部図である。
図２は、図１に示す要部の一部の正面図である。
図３は、本発明による一実施例の開封装置のアプリケータを部分的に示す正面図である。
この実施例のアプリケータは、頂面３に開封部４を有する包装容器１に開封装置２を取付る。

この実施例のアプリケータのコンベア５は、紙製包装容器１の相対位置を規制しながら、容器１を連続的に直列に搬送する。
この実施例のプッシャーつきのコンベヤ５は、２本のベルトが容器１を両サイドから挟むように搬送方向に回転し、ベルト面から突起したプッシャー６が容器１の後ろから押して搬送するコンベアである。

この実施例のアプリケータの検出装置７は、ベルトとプッシャー６により相対位置が規制された容器の開封部の位置を検出する。
この実施例のアプリケータは、取付け位置の上流側に検出装置７としてＣＣＤカメラを備え、容器開封部４を測定し、その位置をプッシャー（バケットを用いる場合はバケット）の基準位置からの距離として、ｘｙ値を読む。

この実施例のアプリケータの取付予備装置８は、容器開封部と取付可能にするように、開封装置を保持しながら取付面を処理する。
この取付予備装置８が、開封装置（キャップ）２の取付面（下面）を多数の微小炎（マイクロフレーム）で加熱溶融して取付可能にする。
この取付予備装置８では、回転する加熱テーブル９が開封装置（キャップ）２を受け取り、多数の微小炎（マイクロフレーム）（図示せず）が下から取付面（下面）を連続的に加熱し、そのキャップ底面を溶融させる。

この実施例のアプリケータの取付装置１０は、取付予備装置８の加熱テーブル９から開封装置２を受取って開封部４の上方にアーム（図示せず）によって移送する。
この実施例の取付装置１０は、開封装置２を把持する取付けヘッド１２と、軸に偏芯カムを有する２台のサーボ・モータ１３x、１３yとを備える。
取付けステーション１４には、サーボ・モータの１３x、１３yを搭載し取付けヘッド１２を変位させて開封装置の位置を補正する手段１５を有する。サーボ・モータの軸（１３ｘ−ａ、１３ｙ−ａ）の設けられた偏芯カムにより、取付けヘッドを図１及び図２に矢印（ｘ，ｙ）示すように、それぞれ直交する方向に位置を変位させ、検出装置が検出した開封部位置に基づいて、開封装置の位置を補正する。
この実施例によって、ＣＣＤカメラ７から検出された開封部位置情報に基づいて、開封装置２の位置を補正し、開封装置の取付面を開封部４の外周面に正確に接合する。

この実施例のアプリケータの取付装置１０は、取付装置が、コンベアを中央にして、交互に動作する１対の取付装置からなる。但し、図２には、他方の取付装置を図示せず。
この実施例のアプリケータでは、押さえ装置（図示せず）を備え、取付装置が開封装置の取付面を開封部の外周面に接合した後に、更にその後も開封装置を押さえる。

以下に、この実施例のアプリケータの動作を説明する。
この実施例の容器１は、２５ｍｍ径の開封部４（ＰＬＨ）を持つ。容器１はコンベヤー５でアプリケーターに送られ、可変速するバーチカル・ベルト５タイミングを見て、プッシャー６の付いた一対のコンベヤー５に受け渡される。
このコンベヤーの間隔は、容器寸法より大きく設定され、ガイド・レール上に置かれ制動力を受けた容器１が、確実にプッシャー６に接触する。

コンベヤー５が、容器１をカメラ７の撮像位置に搬送するとき、コンベヤーの間隔が狭められ、確実に容器を保持する。この場合、容器外寸より約３ｍｍほどコンベヤー間隔を狭めて、コンベヤーの容器を保持し、キャップのＰＬＨに対する位置精度は約±１ｍｍの範囲に収めている。カメラ７が撮像し、ＰＬＨのセンター位置と、プッシャーの基準位置からの隔たりを測定し、Ｘ値、Ｙ値が検出されて記憶される。
その容器が更に、取付の位置に送られると、取付ヘッド１２がキャップを加熱テーブル９から受け取る。

２基のサーボ・モーター１３ｘ、１３ｙが、偏芯カムを介してヘッド位置の補正を行う。ヘッドはＰＬＨのプッシャー基準位置からの隔たりのＸ値、Ｙ値を回転角に変換して、サーボ・モーターを所定の角度回転し、キャップの位置を補正する。補正した位置で、取付ける。
取付ヘッド１２がキャップを容器の所定位置に置いたとき、開封装置の取付面の熱で容器表面のプラスチック層を溶融し、開封装置（キャップ）を容器に固着する。
この実施例では、キャップを容器に保持するための押さえ装置（図示せず）を備え、取付ヘッド１２からキャップを引き継いで保持する。

この実施例によれば、以下の有利な効果が得られる。
カメラ７から検出された情報に基づいて、開封装置の位置を更に微調整するので、包装容器に開封装置を正確に取付ることができる。
ヘッド位置変位のメカニズムが簡易で、その機構部品を小型化し軽量化することができ、小型化軽量化された機構を取付装置が備えるので、動作中の無用な振動や動きが少なく、より正確な位置決めを可能にする。
多数の微小炎が、高熱を即座に、加熱すべき箇所のみに正確に処理することができ、る。高速に開封装置を取付けることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

この発明の包装容器は、ジュースや牛乳などの液体食品などを充填した包装容器にキャップなどを取付けることに適用することができる。

本発明による一実施例の開封装置のアプリケータの取付けステーションを示す要部図である。 図１に示す要部の一部の正面図である。 本発明による一実施例の開封装置のアプリケータを部分的に示す正面図である。 本発明に適用できる液体食品用紙包装容器の例を示す斜視図を示す。 本発明に適用できる液体食品用紙包装容器の例を示す斜視図を示す。

符号の説明

１ ・・・包装容器
２ ・・・開封装置
４ ・・・開封部
９ ・・・加熱テーブル
１０・・・取付装置
１３・・・サーボ・モータ

Claims (4)

1. 頂面に開封部を有する紙製包装容器に再封止可能な開封装置を取付けるアプリケータであって、
   該紙製包装容器の相対位置を規制しながら、該容器を搬送するコンベアと、
   相対位置が規制された該容器の該開封部の位置を検出する検出装置と、
   該容器開封部と取付可能にするように、該開封装置を保持しながら取付面を処理する取付予備装置と、
   該取付予備装置から該開封装置を受取って該開封部の上方に移送し、該検出装置から検出された開封部位置に基づいて、該開封装置の位置を補正し、該開封装置の取付面を該開封部の外周面に接合する取付装置とからなり、
   該取付装置は、該開封装置を把持する取付けヘッドと、軸に偏芯カムを有する少なくとも２台のサーボ・モータとを備え、
   該サーボ・モータの偏芯カムにより、該取付けヘッドをそれぞれ直交する方向に位置を変位させ、該検出装置が検出した開封部位置に基づいて、該開封装置の位置を補正することを特徴とする開封装置のアプリケータ。
2. 前記取付予備装置が、前記開封装置の取付面を多数の微小炎で加熱溶融して取付可能にする、請求項１記載のアプリケータ。
3. 前記取付装置が、前記取付予備装置から前記開封装置を受取って前記開封部の上方に移送するアームと、前記サーボ・モータを搭載し前記取付けヘッドを変位させて前記開封装置の位置を補正する手段を有する取付けステーションとを備える、請求項１記載のアプリケータ。
4. 前記取付装置が、前記容器を搬送する前記コンベアを中央にして、交互に動作する１対の前記取付装置からなり、
   該取付装置が前記開封装置の取付面を前記開封部の外周面に接合した後に、該開封装置を該容器に押さえる押さえ装置を備える、請求項１記載のアプリケータ。

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