JP7307317B2 - Ultrasonic container closing device and ultrasonic container closing method - Google Patents

Ultrasonic container closing device and ultrasonic container closing method Download PDF

Info

Publication number
JP7307317B2
JP7307317B2 JP2019067820A JP2019067820A JP7307317B2 JP 7307317 B2 JP7307317 B2 JP 7307317B2 JP 2019067820 A JP2019067820 A JP 2019067820A JP 2019067820 A JP2019067820 A JP 2019067820A JP 7307317 B2 JP7307317 B2 JP 7307317B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
lid
ultrasonic horn
tip
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019067820A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020163765A (en
Inventor
勉 鴨島
Original Assignee
シブヤパッケージングシステム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シブヤパッケージングシステム株式会社 filed Critical シブヤパッケージングシステム株式会社
Priority to JP2019067820A priority Critical patent/JP7307317B2/en
Publication of JP2020163765A publication Critical patent/JP2020163765A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7307317B2 publication Critical patent/JP7307317B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Closing Of Containers (AREA)
  • Package Closures (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

本発明は超音波容器閉鎖装置および超音波容器閉鎖方法に関し、より詳しくは、発泡樹脂製の容器本体の周囲に形成されたフランジ部に発泡樹脂製の蓋体を重合させた状態で、上記フランジ部と蓋体とを超音波溶着して、上記容器本体を上記蓋体で閉鎖するようにした超音波容器閉鎖装置および超音波容器閉鎖方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic container closing device and an ultrasonic container closing method. The present invention relates to an ultrasonic container closing device and an ultrasonic container closing method in which a part and a lid are ultrasonically welded to close the container main body with the lid.

従来、発泡樹脂製の容器本体の周囲に形成されたフランジ部に発泡樹脂製の蓋体を重合させた状態で、上記フランジ部と蓋体とを超音波溶着して、上記容器本体を上記蓋体で閉鎖する超音波容器閉鎖装置として、超音波振動される超音波ホーンと、該超音波ホーンに超音波振動を付与する超音波発生手段と、上記超音波ホーンに対向して配置された受台と、当該受台と上記超音波ホーンとを接近離隔させる動作機構とを備え、上記超音波ホーンの先端部と受台との間で上記フランジ部と蓋体とを挟持した状態で超音波ホーンを超音波振動させて、該フランジ部と蓋体とを超音波溶着するようにしたものが知られている（特許文献１）。 Conventionally, in a state in which a foamed resin lid body is superimposed on a flange portion formed around a foamed resin container body, the flange portion and the lid body are ultrasonically welded to form the container body as the lid. An ultrasonic container closing device to be closed by the body includes an ultrasonic horn to be ultrasonically vibrated, an ultrasonic wave generating means for imparting ultrasonic vibration to the ultrasonic horn, and a receiver arranged opposite to the ultrasonic horn. and an operating mechanism for moving the cradle and the ultrasonic horn closer to and away from each other. There is known one in which a horn is ultrasonically vibrated to ultrasonically weld the flange portion and the lid (Patent Document 1).

特許第４４３４３４７号公報Japanese Patent No. 4434347

上記超音波容器閉鎖装置においては、上記超音波ホーンの先端部に加圧端面が形成されており、この加圧端面と受台との間で上記フランジ部と蓋体とを挟持する際に、所要の圧力で両者を挟持し、この状態でフランジ部と蓋体とを超音波溶着するようにしているが、安定した所望の密着強度を得ること、換言すれば蓋体をフランジ部から引き剥がして該蓋体を容器本体から開封する際の安定した開封強度の大きさを得ることが困難であった。
すなわち上記フランジ部と蓋体との挟持力が不足すると、発泡樹脂製の容器と蓋との合わせ面の平坦度の精度は高くないため、超音波ホーンの加圧端面と受台とで挟んだ位置以外でも溶着する場合がある。他方、上記フランジ部と蓋体との挟持力が過大となると、フランジ部と蓋体との溶着面積が大きくなって所望の密着強度よりも大きくなって開封時に蓋体やフランジ部を破損させることがある。このようなことから、得られる開封強度の大きさにバラツキが生じ易いため、安定した所要の大きさの開封強度を得られないことがあった。この種の発泡樹脂製の容器と蓋からなる包装形態においては、容器の閉鎖状態を維持しつつも開封時には僅かな開封強度で容易に蓋が剥がれることが要求されており、上記従来の超音波容器閉鎖装置による超音波溶着においては、安定的に所望の開封強度となるよう溶着させることが困難であった。
本発明は上述した事情に鑑み、従来に比較して安定して所要の大きさの開封強度を有する容器を得ることが可能な超音波容器閉鎖装置および超音波容器閉鎖方法を提供するものである。 In the ultrasonic container closing device, a pressurizing end face is formed at the tip of the ultrasonic horn. Both are sandwiched with a required pressure, and the flange and lid are ultrasonically welded in this state. Therefore, it is difficult to obtain a stable opening strength when the lid is unsealed from the container body.
That is, if the holding force between the flange portion and the lid is insufficient, the accuracy of the flatness of the mating surfaces of the container made of foamed resin and the lid is not high. Welding may occur at locations other than the position. On the other hand, if the clamping force between the flange and the lid becomes excessive, the welded area between the flange and the lid increases and the adhesion strength becomes greater than desired, which may damage the lid and the flange when the package is opened. There is For this reason, the degree of unsealing strength obtained tends to vary, and it has been impossible to stably obtain the desired degree of unsealing strength. In the form of packaging consisting of this type of foamed resin container and lid, it is required that the lid can be easily peeled off with a slight opening strength when the container is opened while maintaining the closed state of the container. In ultrasonic welding using a container closing device, it has been difficult to achieve a stable and desired unsealing strength.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic container closing device and an ultrasonic container closing method that can stably obtain a container having a required opening strength as compared with conventional methods. .

請求項１の発明は、発泡樹脂製の容器本体の周囲に形成されたフランジ部に発泡樹脂製の蓋体を重合させた状態で、上記フランジ部と蓋体とを超音波溶着して、上記容器本体を上記蓋体で閉鎖する超音波容器閉鎖装置であって、
超音波振動される超音波ホーンと、該超音波ホーンに超音波振動を付与する超音波発生手段と、上記超音波ホーンに対向して配置された受台と、当該受台と上記超音波ホーンとを接近離隔させる動作機構とを備え、上記超音波ホーンの先端部と受台との間で上記フランジ部と蓋体とを狭持した状態で超音波ホーンを超音波振動させて、該フランジ部と蓋体とを超音波溶着する超音波容器閉鎖装置において、
上記超音波ホーンの先端部を円錐状もしくは角錐状に形成し、該超音波ホーンの先端部を上記フランジ部もしくは蓋体の少なくともいずれか一方に貫通させて、該先端部を上記フランジ部および蓋体に挿入させてから、上記超音波ホーンを超音波振動させることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、発泡樹脂製の容器本体の周囲に形成されたフランジ部に発泡樹脂製の蓋体を重合させた状態で、上記フランジ部と蓋体とを超音波溶着して、上記容器本体を上記蓋体で閉鎖する超音波容器閉鎖方法であって、
先端部を円錐状もしくは角錐状に形成した超音波ホーンの先端部を、上記フランジ部もしくは蓋体のいずれか一方に貫通させ、さらに他方に挿入させてから超音波振動させることにより、上記他方の超音波ホーンの挿入口部で上記フランジ部と蓋体とを超音波溶着することを特徴とするものである。 According to the invention of claim 1, a foamed resin lid body is superimposed on a flange part formed around a foamed resin container body, and the flange part and the lid body are ultrasonically welded to form the above-mentioned container body. An ultrasonic container closing device for closing a container body with the lid,
An ultrasonic horn to be ultrasonically vibrated, an ultrasonic wave generating means for applying ultrasonic vibrations to the ultrasonic horn, a pedestal arranged opposite to the ultrasonic horn, the pedestal and the ultrasonic horn The ultrasonic horn is ultrasonically vibrated with the flange portion and the lid body held between the tip portion of the ultrasonic horn and the cradle, and the flange In an ultrasonic container closing device that ultrasonically welds a part and a lid body,
The tip of the ultrasonic horn is formed in a conical or pyramidal shape, the tip of the ultrasonic horn is passed through at least one of the flange and the lid , and the tip is connected to the flange and the lid. It is characterized in that the ultrasonic horn is ultrasonically vibrated after being inserted into the body .
In the invention of claim 5, in a state in which a lid made of foamed resin is superimposed on a flange portion formed around a container body made of foamed resin, the flange portion and the lid are ultrasonically welded to obtain the above-mentioned container body. An ultrasonic container closing method for closing the container body with the lid,
The tip of an ultrasonic horn having a conical or pyramidal tip is passed through one of the flange portion and the lid, and then inserted into the other and then ultrasonically vibrated to vibrate the other. It is characterized in that the flange portion and the cover are ultrasonically welded together at the insertion opening of the ultrasonic horn.

請求項１の発明および請求項５の発明においては、円錐状もしくは角錐状に形成した超音波ホーンの先端部を、重合させた上記フランジ部もしくは蓋体のいずれか一方に貫通させた状態で超音波振動させているので、貫通した超音波ホーンの先端部が重合させた他方に挿入され、その挿入口部に超音波ホーンの先端部が貫通することで押し出された一方の素材が押し込まれ、この状態で超音波ホーンが超音波振動することで、押し込まれた一方の素材が他方の挿入口部に溶着され、環状の溶着部が形成されて上記フランジ部と蓋体とが超音波溶着される。
このように本発明においては、環状の溶着部は超音波ホーンの先端部が上記容器本体のフランジ部もしくは蓋体のいずれか一方を貫通することで得られるので、従来のように溶着位置や溶着面積のバラツキが生じることはなく、したがって一定の安定した開封強度を得ることができる。 In the inventions of claim 1 and claim 5, the tip of the ultrasonic horn formed in a conical or pyramidal shape penetrates either the flange portion or the cover body, and the ultrasonic wave is Since the sonic vibration is applied, the tip of the penetrated ultrasonic horn is inserted into the other superimposed material. By ultrasonically vibrating the ultrasonic horn in this state, one of the materials pushed in is welded to the other insertion opening, forming an annular welded portion and ultrasonically welding the flange portion and the lid. be.
As described above, in the present invention, the annular welded portion is obtained by passing the tip of the ultrasonic horn through either the flange portion of the container body or the lid. There is no variation in the area, and therefore a constant and stable opening strength can be obtained.

容器１の説明図Explanatory drawing of container 1 超音波容器閉鎖装置１１の側面図Side view of ultrasonic container closing device 11 本発明の第１実施例における超音波ホーン１７による超音波溶着の状態を説明する断面図FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the state of ultrasonic welding by the ultrasonic horn 17 in the first embodiment of the present invention; 本発明の第２実施例における超音波ホーン２７による超音波溶着の状態を説明する断面図FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the state of ultrasonic welding by the ultrasonic horn 27 in the second embodiment of the present invention;

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、（ａ）に示すように容器１は平面視で正方形に形成されており、（ｂ）に示すように中央部が方形凹状で開口部周囲にフランジ部２ａが形成された容器本体２と、この容器本体２の開口部を覆ってフランジ部２ａと重なり合う蓋体３とから構成されている。上記容器本体２と蓋体３は、それぞれ熱溶融性の発泡樹脂（例えば発泡ポリスチレン、発泡倍率１０倍）で製造されており、主に納豆を包装する容器として用いられている。
上記容器本体２と蓋体３とはヒンジ部４で繋がっており、蓋体３はヒンジ部４を支点として上方に開放できるようになっている。上記ヒンジ部４の反対側がフランジ部２ａと蓋体３との合わせ部５となっており、該合わせ部５の両側２か所の溶着箇所６においてフランジ部２ａと蓋体３とが互いに超音波溶着により溶着されるようになっている。 The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. In FIG. 1, as shown in FIG. 1(a), the container 1 is formed in a square shape in plan view, and as shown in FIG. It comprises a container body 2 around which a flange portion 2a is formed, and a lid body 3 that covers the opening of the container body 2 and overlaps the flange portion 2a. The container main body 2 and the lid 3 are each made of a hot-melt foamed resin (for example, foamed polystyrene with an expansion ratio of 10), and are mainly used as a container for packaging natto (fermented soybeans).
The container body 2 and the lid 3 are connected by a hinge portion 4, and the lid 3 can be opened upward with the hinge portion 4 as a fulcrum. The opposite side of the hinge portion 4 is a mating portion 5 between the flange portion 2a and the lid body 3, and the flange portion 2a and the lid body 3 are ultrasonically welded at two welding points 6 on both sides of the mating portion 5. It is designed to be welded by welding.

図２は超音波容器閉鎖装置１１の側面図で、容器１はバケットコンベヤ１２に設けたバケット１３によって位置決めされた状態で、該バケットコンベヤ１２によって図２の右方から左方に間欠的に搬送されるようになっている。上記容器１の蓋体３は、合わせ部５を搬送方向側方（図示手前）に向けた状態で、蓋閉鎖ガイド１４によって閉じられており、上記フランジ部２ａと蓋体３を重合させた状態を維持して搬送されるようになっている。
上記容器１の間欠停止位置の所要位置に、上記合わせ部５の溶着箇所６でフランジ部２ａと蓋体３を溶着する超音波溶着装置１５を設けてある。 FIG. 2 is a side view of the ultrasonic container closing device 11. The container 1 is intermittently conveyed by the bucket conveyor 12 from right to left in FIG. It is designed to be The lid body 3 of the container 1 is closed by the lid closing guide 14 with the mating part 5 directed to the side of the conveying direction (front side in the drawing), and the flange part 2a and the lid body 3 are overlapped. It is designed to be transported while maintaining
An ultrasonic welding device 15 for welding the flange portion 2a and the lid body 3 at the welding portion 6 of the joint portion 5 is provided at a required position of the intermittent stop position of the container 1. As shown in FIG.

上記超音波溶着装置１５は、超音波ホーン１７と受台（アンビル）１８とを上下に備えており、超音波ホーン１７は、超音波発生手段１９によって超音波振動が付与されるようになっている。超音波発生手段１９は超音波ホーン１７を振動させる超音波振動子１９Ａと、該超音波振動子１９Ａに電圧を印加する超音波発振器１９Ｂから構成されている。
上記超音波ホーン１７は合わせ部５の進路の直上位置に配置してあり、受台１８は超音波ホーン１７に対向させてその直下位置に配置してある。
上記超音波ホーン１７と受台１８とは動作機構２０によって接近離隔させることができるようになっており、該動作機構２０は超音波ホーン１７を昇降させる昇降機構２１と受台１８を昇降させる昇降機構２２とから構成されている。これら昇降機構２１、２２としては、超音波ホーン１７や受台１８を進退動させるエアシリンダや電動アクチュエータ、リニアスライダー等の往復動装置により構成することができる。特に下方に配置した受台１８と昇降機構２２とは、バケットコンベヤ１２によって容器１を間欠的に搬送させる際に、バケット１３の前進作動を阻害することが無いように配慮してある。
このような超音波溶着装置１５の構成において、バケットコンベヤ１２は超音波ホーン１７と受台１８の間に、合わせ部５の溶着箇所６が順次位置するようにバケット１３を間欠的に移動させるようになっている。 The ultrasonic welding device 15 includes an ultrasonic horn 17 and an anvil 18 on the upper and lower sides. there is The ultrasonic wave generating means 19 comprises an ultrasonic oscillator 19A for vibrating the ultrasonic horn 17 and an ultrasonic oscillator 19B for applying voltage to the ultrasonic oscillator 19A.
The ultrasonic horn 17 is arranged directly above the course of the joining portion 5, and the cradle 18 is arranged directly below the ultrasonic horn 17 so as to face it.
The ultrasonic horn 17 and the cradle 18 can be moved closer to each other by an operating mechanism 20. The actuating mechanism 20 includes an elevating mechanism 21 for raising and lowering the ultrasonic horn 17 and an elevating mechanism for raising and lowering the cradle 18. mechanism 22. These elevating mechanisms 21 and 22 can be constituted by reciprocating devices such as air cylinders, electric actuators, linear sliders, etc. for advancing and retreating the ultrasonic horn 17 and the cradle 18 . In particular, the pedestal 18 and the lifting mechanism 22 arranged below are designed so as not to hinder the forward movement of the bucket 13 when the container 1 is intermittently conveyed by the bucket conveyor 12 .
In the configuration of the ultrasonic welding device 15 as described above, the bucket conveyor 12 intermittently moves the bucket 13 so that the welded portions 6 of the joint portion 5 are successively positioned between the ultrasonic horn 17 and the cradle 18 . It has become.

図３に示すように、上記各超音波ホーン１７の先端部１７ａは円錐状もしくは角錐状に形成してあり、上記動作機構２０によって超音波ホーン１７と受台１８とを接近させた際には、超音波ホーン１７の先端部１７ａを重合された上記蓋体３とフランジ部２ａとの両方に貫通させることができるようにしてある。
上記超音波ホーン１７の先端部１７ａの頂点は尖らせてあるが、これに限定されるわけではない。頂点の径が１ｍｍ以下であれば発泡樹脂製の蓋体３やフランジ部２ａを容易に貫通させることができるため、その形状はいかなる形状であってもよいが、耐久性や安全性を考慮すれば半径０．５ｍｍ以下の球状とすることが望ましい。
上記受台１８はフランジ部２ａを水平に保つように平坦に形成されているが、上記蓋体３とフランジ部２ａとの両方に超音波ホーン１７の先端部１７ａを貫通させる本実施例においては、フランジ部２ａを貫通した超音波ホーン１７の先端部１７ａが受台１８に衝突することが無いように、受台１８に超音波ホーン１７の先端部１７ａを受け入れる凹部１８ａを形成してある。 As shown in FIG. 3, the tip portion 17a of each ultrasonic horn 17 is formed in a conical or pyramidal shape. , the tip portion 17a of the ultrasonic horn 17 can be passed through both the overlapped cover 3 and the flange portion 2a.
Although the apex of the tip 17a of the ultrasonic horn 17 is sharpened, it is not limited to this. If the diameter of the apex is 1 mm or less, the foamed resin cover 3 and the flange 2a can be easily penetrated, so the shape may be any shape, but durability and safety are taken into consideration. It is desirable to have a spherical shape with a radius of 0.5 mm or less.
The pedestal 18 is formed flat so as to keep the flange portion 2a horizontal. A recess 18a is formed in the pedestal 18 to receive the tip 17a of the ultrasonic horn 17 so that the tip 17a of the ultrasonic horn 17 passing through the flange portion 2a does not collide with the pedestal 18. As shown in FIG.

以上の構成において、容器１がバケットコンベヤ１２によって間欠的に搬送される際には、動作機構２０によって超音波ホーン１７は上昇端位置に、受台１８は下降端位置にそれぞれ保持されている。
この状態からバケットコンベヤ１２によって容器１が所定量だけ間欠的に前進されて停止されると、フランジ部２ａに重合された蓋体３の合わせ部５の一方の溶着箇所６が、超音波ホーン１７と受台１８との間に搬入されることになる。 In the above configuration, when the container 1 is intermittently conveyed by the bucket conveyor 12, the operating mechanism 20 holds the ultrasonic horn 17 at the upper end position and the pedestal 18 at the lower end position.
From this state, when the container 1 is intermittently advanced by a predetermined amount by the bucket conveyor 12 and stopped, the welded portion 6 on one side of the joint portion 5 of the lid 3 superimposed on the flange portion 2a is moved by the ultrasonic horn 17. and the cradle 18.

この状態となると、動作機構２０によって超音波ホーン１７が下降されるとともに受台１８が上昇され、フランジ部２ａの下面が受台１８によって支持された状態で、超音波ホーン１７の先端部１７ａが上記蓋体３とフランジ部２ａとに順次挿入されて、それぞれを貫通する。
この状態では、フランジ部２ａの下面は受台１８によって支持されており、また蓋体３の下面は、超音波ホーン１７の先端部１７ａの円錐状もしくは角錐状部分によってフランジ部２ａの上面に圧着されている。 In this state, the operating mechanism 20 lowers the ultrasonic horn 17 and raises the pedestal 18. With the lower surface of the flange portion 2a supported by the pedestal 18, the distal end portion 17a of the ultrasonic horn 17 is moved. It is sequentially inserted into the lid body 3 and the flange portion 2a to pass through them.
In this state, the lower surface of the flange portion 2a is supported by the pedestal 18, and the lower surface of the lid 3 is pressed against the upper surface of the flange portion 2a by the conical or pyramidal portion of the tip portion 17a of the ultrasonic horn 17. It is

超音波ホーン１７の先端部１７ａと受台１８との間で、これらによって上記重合状態のフランジ部２ａと蓋体３とが上下から挟み込まれて挟持されると、上記超音波発振器１９Ｂから超音波振動子１９Ａに電圧が印加され超音波ホーン１７に超音波振動が付与されて、超音波ホーン１７と受台１８とによってフランジ部２ａと蓋体３とが溶着箇所６において超音波溶着される。
上記フランジ部２ａと蓋体３とが超音波ホーン１７によって所要時間超音波振動されると、超音波ホーン１７と受台１８とが動作機構２０によって離隔され、超音波溶着が終了する。 When the superimposed flange portion 2a and the cover 3 are sandwiched between the tip portion 17a of the ultrasonic horn 17 and the cradle 18, ultrasonic waves are emitted from the ultrasonic oscillator 19B. A voltage is applied to the vibrator 19A to apply ultrasonic vibration to the ultrasonic horn 17, and the flange portion 2a and the cover 3 are ultrasonically welded at the weld location 6 by the ultrasonic horn 17 and the pedestal 18. FIG.
When the flange portion 2a and the cover 3 are ultrasonically vibrated by the ultrasonic horn 17 for the required time, the ultrasonic horn 17 and the cradle 18 are separated by the operating mechanism 20, and the ultrasonic welding is completed.

そして特に本発明においては、上記溶着箇所６は次のようにして形成される。
すなわち蓋体３の溶着箇所６に、蓋体３の表面側から上記超音波ホーン１７の先端部１７ａを突き刺して蓋体３を貫通させると、先端部１７ａの先端は蓋体３の裏面に突出し、かつ蓋体３の裏面に重ね合わせられているフランジ部２ａの表面に差し込まれて該フランジ部２ａに挿入孔２ｂを形成するようになる。
このとき、蓋体３の溶着箇所６の素材（例えば発泡ポリスチレン）は超音波ホーン１７の挿入に伴って裏面側に押し出され、先端部１７ａの先端とともに挿入孔２ｂに差し込まれることになる。
上記フランジ部２ａの挿入孔２ｂに差し込まれた蓋体３の溶着箇所６の素材は、挿入孔２ｂの入口部（挿入口部）で先端部１７ａの周囲に位置すると同時に、先端部１７ａの円錐面もしくは角錐面によって挿入孔２ｂの挿入口部を含む内周面に押し付けられるようになる。またこの状態では、蓋体３の裏面は、蓋体３に形成された貫通孔３ａの内面が先端部１７ａの円錐面もしくは角錐面に押圧されるので、フランジ部２ａの表面に押し付けられて密着されている。 In particular, according to the present invention, the welding portion 6 is formed as follows.
That is, when the tip portion 17a of the ultrasonic horn 17 is pierced from the surface side of the lid body 3 into the welded portion 6 of the lid body 3 and penetrated through the lid body 3, the tip of the tip portion 17a protrudes to the back surface of the lid body 3. Further, it is inserted into the surface of the flange portion 2a superimposed on the rear surface of the lid 3 to form an insertion hole 2b in the flange portion 2a.
At this time, the material (for example, foamed polystyrene) of the welded portion 6 of the cover 3 is pushed out to the back side as the ultrasonic horn 17 is inserted, and is inserted into the insertion hole 2b together with the tip of the tip portion 17a.
The material of the welded portion 6 of the cover 3 inserted into the insertion hole 2b of the flange portion 2a is located around the tip portion 17a at the entrance portion (insertion opening portion) of the insertion hole 2b, and at the same time, the conical shape of the tip portion 17a. It comes to be pressed against the inner peripheral surface including the insertion opening of the insertion hole 2b by the surface or the pyramidal surface. In this state, the inner surface of the through hole 3a formed in the lid 3 is pressed against the conical surface or pyramidal surface of the tip portion 17a, so that the back surface of the lid 3 is pressed against the surface of the flange portion 2a and adheres tightly. It is

上記超音波ホーン１７に超音波振動が付与されると、上記蓋体３の裏面から突出してフランジ部２ａの挿入孔２ｂの挿入口部に位置する溶着箇所６の素材は、フランジ部２ａの挿入口部に超音波溶着されて、該フランジ部２ａの挿入口部に環状の溶着部Ｗが形成される。
上記環状の溶着部Ｗは、超音波ホーン１７の先端部１７ａを貫通させた箇所に形成されるため、溶着部Ｗの位置がばらつくことはない。また、密着強度は環状の溶着部Ｗにおける環の大きさに依存し、かつ環の大きさはフランジ部２ａの挿入口部における先端部１７ａの外径もしくは外形寸法により定まることから、先端部１７ａのテーパ角度ｔおよびフランジ部２ａへの挿入量により密着強度を調節することが可能となる。
そして上記溶着部Ｗは環状であるため、蓋体３をフランジ部２ａから剥がす際は、線状に繋がっている部分を引き裂けばよく、僅かな開封強度で開封することが可能となる。
このように本実施例によれば、上記挿入孔２ｂの挿入口部に環状の溶着部Ｗを形成することにより、従来に比較して溶着位置および溶着強度のバラツキを小さくすることができ、これによって一定の安定した開封強度を得ることができる。 When ultrasonic vibration is applied to the ultrasonic horn 17, the material of the welded portion 6 protruding from the back surface of the lid body 3 and positioned at the insertion opening of the insertion hole 2b of the flange portion 2a is inserted into the flange portion 2a. An annular welded portion W is formed in the insertion opening portion of the flange portion 2a by ultrasonic welding to the mouth portion.
Since the ring-shaped welded portion W is formed at a portion where the tip portion 17a of the ultrasonic horn 17 is passed through, the position of the welded portion W does not vary. Further, since the adhesion strength depends on the size of the ring in the ring-shaped welded portion W, and the size of the ring is determined by the outer diameter or outer dimensions of the tip portion 17a at the insertion opening portion of the flange portion 2a, the tip portion 17a The adhesion strength can be adjusted by adjusting the taper angle t and the amount of insertion into the flange portion 2a.
Since the welded portion W is ring-shaped, when the cover body 3 is peeled off from the flange portion 2a, it is sufficient to tear the linearly connected portion, and it is possible to open the package with a slight opening strength.
As described above, according to this embodiment, by forming the ring-shaped welded portion W at the insertion opening of the insertion hole 2b, variations in welding position and welding strength can be reduced as compared with the conventional art. A constant and stable opening strength can be obtained by

図４は本発明の第２実施例を示したもので、上記第１実施例の超音波ホーン１７においては、その先端部１７ａが蓋体３とフランジ部２ａとを貫通するように設定しているが、第２実施例では超音波ホーン２７の円錐状もしくは角錐状の先端部２７ａは、上記第１実施例の先端部１７ａよりもテーパ角度ｔが大きく、蓋体３を貫通してもフランジ部２ａは貫通しないように設定してある。したがって本実施例では、上記第１実施例とは異なり、受台２８に凹部は形成していない。
その他の構成は第１実施例と同様に構成してある。
上記構成を有する第２実施例においても、第１実施例と同様な作用効果が得られることは明らかである。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In the ultrasonic horn 17 of the first embodiment, the tip portion 17a is set so as to pass through the lid 3 and the flange portion 2a. However, in the second embodiment, the conical or pyramidal distal end portion 27a of the ultrasonic horn 27 has a larger taper angle t than the distal end portion 17a of the first embodiment. The portion 2a is set so as not to penetrate. Therefore, in this embodiment, unlike the first embodiment, the receiving base 28 is not formed with a recess.
Other configurations are similar to those of the first embodiment.
It is clear that the second embodiment having the above configuration can also obtain the same effects as those of the first embodiment.

なお、上記第２実施例の先端部２７ａのようにテーパ角度ｔを大きくすると、溶接部Ｗにおける環を大きくすることができるが、蓋体３の表面に形成される貫通孔３ａの入口開口が大きくなり見栄えが悪くなる。
これとは逆に、上記第１実施例の先端部１７ａのようにテーパ角度ｔを小さくすると、蓋体３の表面に形成される貫通孔３ａの入口開口を小さくすることができるが、溶着部Ｗにおける環が小さくなる。所要の大きさの環を得るためには、先端部１７ａを蓋部３とフランジ部２ａとに深く差し込む必要があるが、その場合、先端部１７ａがフランジ部２ａを大きく貫通して、フランジ部２ａの裏面に押し出されるフランジ部２ａの素材による大きな突出部が形成されることになり、この場合も見栄えが悪くなる。
以上の点を考慮すると、先端部１７ａ、２７ａのテーパ角度ｔは３０度から９０度の範囲で選択することが好ましく、特に蓋体３やフランジ部２ａの厚さが２～２．５ｍｍ程度の場合は、３０度から６０度の範囲で選択することが好ましい。
また、上記第２実施例のようにフランジ部２ａを貫通させない場合には、先端部２７ａの先端が受台１８に近い方が超音波振動時に安定することから、先端部２７ａはフランジ部２ａの厚さの半分を超えて挿入させることが好ましい。
また、第１実施例および第２実施例ともに、溶着に要する時間（フランジ２ａと蓋体３に対する超音波の作用時間）は０．０１～１ｓｅｃの範囲が好ましく、時間を長くとれば溶着は強く確実になるがその分処理能力は低下するため、より好ましくは０．０５～０．５ｓｅｃの範囲とするのが良い。また、第２実施例の場合は、超音波ホーン２７を深く差し込む程（受台１８に近づく程）短時間で良く、これらの点を考慮することで、先端部２７ａの挿入量と超音波の作用時間とにより溶着強度を調節することができる。 If the taper angle t is increased as in the tip portion 27a of the second embodiment, the ring at the welded portion W can be increased. It gets bigger and looks worse.
Conversely, if the taper angle t is reduced as in the tip portion 17a of the first embodiment, the inlet opening of the through hole 3a formed in the surface of the lid 3 can be reduced. The ring at W becomes smaller. In order to obtain a ring of the required size, it is necessary to insert the tip 17a deeply into the lid 3 and the flange 2a. A large protruding portion is formed by the material of the flange portion 2a extruded to the rear surface of the flange portion 2a, and in this case also the appearance is poor.
Considering the above points, it is preferable to select the taper angle t of the tip portions 17a and 27a in the range of 30 degrees to 90 degrees. In this case, it is preferable to select in the range of 30 degrees to 60 degrees.
Further, when the flange portion 2a is not penetrated as in the second embodiment, the tip of the tip portion 27a closer to the cradle 18 is more stable during ultrasonic vibration. It is preferable to insert more than half the thickness.
In both the first embodiment and the second embodiment, the time required for welding (the duration of ultrasonic waves acting on the flange 2a and the lid 3) is preferably in the range of 0.01 to 1 sec, and the longer the time, the stronger the welding. It is more reliable, but the processing capability is reduced accordingly, so the range of 0.05 to 0.5 sec is more preferable. In the case of the second embodiment, the deeper the ultrasonic horn 27 is inserted (the closer it is to the cradle 18), the shorter the time required. The welding strength can be adjusted by the action time.

さらに上記実施例では上方に超音波ホーン１７、２７を、下方に受台１８、２８を配置してあるが、両者を逆に配置してもよいことは勿論である。この場合は少なくとも容器本体１７のフランジ部２ａに対して超音波ホーン１７、２７を貫通させることになり、蓋体３の裏面に先端部１７ａ、２７ａが挿入されて、蓋体３に形成される挿入孔の挿入口部に溶着部Ｗが形成されることになる。
また上記実施例のように容器１を間欠的に搬送することなく、上記特許文献１に開示されているように、容器１を連続的に搬送しながら超音波溶着することも可能である。すなわち、超音波ホーン１７、２７および昇降機構２１と受台１８、２８および昇降機構２２を、バケットコンベヤ１２の移動に追従して移動させるとともに後退させる進退動機構を設けて、超音波ホーン１７、２７と受台１８、２８を容器１の移動に追従して移動させるとともに、昇降機構２１、２２を作動させて互いに接近させるようにし、溶着に必要な時間に見合う距離を容器１の移動に追従させた後、昇降機構２１、２２を作動させて超音波ホーン１７、２７と受台１８、２８とを離隔させ、バケットコンベヤ１２の進行方向に逆行するよう後退させて次の溶着動作に移行するようにすればよい。 Furthermore, in the above embodiment, the ultrasonic horns 17, 27 are arranged above and the cradles 18, 28 are arranged below. In this case, the ultrasonic horns 17 and 27 are passed through at least the flange portion 2a of the container body 17, and the tip portions 17a and 27a are inserted into the back surface of the lid 3 to form the lid 3. A welded portion W is formed at the insertion opening of the insertion hole.
Further, instead of intermittently conveying the container 1 as in the above embodiment, it is also possible to carry out ultrasonic welding while continuously conveying the container 1 as disclosed in Patent Document 1 above. That is, the ultrasonic horns 17, 27, the elevating mechanism 21, the pedestals 18, 28, and the elevating mechanism 22 are moved and retreated by following the movement of the bucket conveyor 12, and the ultrasonic horns 17, 27 and the cradles 18, 28 are moved following the movement of the container 1, and the elevating mechanisms 21, 22 are operated to bring them closer to each other, following the movement of the container 1 by a distance suitable for the time required for welding. After that, the lifting mechanisms 21 and 22 are operated to separate the ultrasonic horns 17 and 27 from the cradles 18 and 28, and the bucket conveyor 12 is retreated in a direction opposite to the direction of travel, and the next welding operation is started. You can do it like this.

１ 容器 ２ 容器本体
２ａ フランジ部 ３ 蓋体
４ ヒンジ部 ５ 合わせ部
６ 溶着箇所 １１ 超音波容器閉鎖装置
１５ 超音波溶着装置 １７ 超音波ホーン
１８ 受台 １９ 超音波発生手段
２０ 動作機構 Ｗ 溶着部 REFERENCE SIGNS LIST 1 container 2 container body 2a flange portion 3 lid body 4 hinge portion 5 joint portion 6 welding portion 11 ultrasonic container closing device 15 ultrasonic welding device 17 ultrasonic horn 18 cradle 19 ultrasonic wave generating means 20 operation mechanism W welding portion

Claims (5)

発泡樹脂製の容器本体の周囲に形成されたフランジ部に発泡樹脂製の蓋体を重合させた状態で、上記フランジ部と蓋体とを超音波溶着して、上記容器本体を上記蓋体で閉鎖する超音波容器閉鎖装置であって、
超音波振動される超音波ホーンと、該超音波ホーンに超音波振動を付与する超音波発生手段と、上記超音波ホーンに対向して配置された受台と、当該受台と上記超音波ホーンとを接近離隔させる動作機構とを備え、上記超音波ホーンの先端部と受台との間で上記フランジ部と蓋体とを狭持した状態で超音波ホーンを超音波振動させて、該フランジ部と蓋体とを超音波溶着する超音波容器閉鎖装置において、
上記超音波ホーンの先端部を円錐状もしくは角錐状に形成し、該超音波ホーンの先端部を上記フランジ部もしくは蓋体の少なくともいずれか一方に貫通させて、該先端部を上記フランジ部および蓋体に挿入させてから、上記超音波ホーンを超音波振動させることを特徴とする超音波容器閉鎖装置。 In a state in which a foamed resin lid is superimposed on a flange formed around a foamed resin container body, the flange and the lid are ultrasonically welded to attach the container body to the lid. An ultrasonic container closure device for closing, comprising:
An ultrasonic horn to be ultrasonically vibrated, an ultrasonic wave generating means for applying ultrasonic vibrations to the ultrasonic horn, a pedestal arranged opposite to the ultrasonic horn, the pedestal and the ultrasonic horn The ultrasonic horn is ultrasonically vibrated with the flange portion and the lid body held between the tip portion of the ultrasonic horn and the cradle, and the flange In an ultrasonic container closing device that ultrasonically welds a part and a lid body,
The tip of the ultrasonic horn is formed in a conical or pyramidal shape, the tip of the ultrasonic horn is passed through at least one of the flange and the lid , and the tip is connected to the flange and the lid. An ultrasonic container closing device characterized by ultrasonically vibrating the ultrasonic horn after being inserted into the body . 上記超音波ホーンの先端部は、頂点の径が１ｍｍ以下でテーパ角度が３０度から９０度の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の超音波容器閉鎖装置。 2. The ultrasonic vessel closing device according to claim 1, wherein the tip of said ultrasonic horn has a tip diameter of 1 mm or less and a taper angle ranging from 30 degrees to 90 degrees. 上記超音波ホーンの先端部の先端は、半径０．５ｍｍ以下の球状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波容器閉鎖装置。 3. The ultrasonic container closing device according to claim 1, wherein the tip of the tip of the ultrasonic horn is formed in a spherical shape with a radius of 0.5 mm or less. 上記超音波ホーンの先端部が上記フランジ部と蓋体との一方を貫通し、さらに上記フランジ部と蓋体との他方に対して、厚さの半分を超えて挿入されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の超音波容器閉鎖装置。 A tip portion of the ultrasonic horn penetrates through one of the flange portion and the lid body, and is further inserted into the other of the flange portion and the lid body by more than half of the thickness. The ultrasonic container closing device according to any one of claims 1 to 3. 発泡樹脂製の容器本体の周囲に形成されたフランジ部に発泡樹脂製の蓋体を重合させた状態で、上記フランジ部と蓋体とを超音波溶着して、上記容器本体を上記蓋体で閉鎖する超音波容器閉鎖方法であって、
先端部を円錐状もしくは角錐状に形成した超音波ホーンの先端部を、上記フランジ部もしくは蓋体のいずれか一方に貫通させ、さらに他方に挿入させてから超音波振動させることにより、上記他方の超音波ホーンの挿入口部で上記フランジ部と蓋体とを超音波溶着することを特徴とする超音波容器閉鎖方法。 In a state in which a foamed resin lid is superimposed on a flange formed around a foamed resin container body, the flange and the lid are ultrasonically welded to attach the container body to the lid. An ultrasonic container closure method for closing, comprising:
The tip of an ultrasonic horn having a conical or pyramidal tip is passed through one of the flange portion and the lid, and then inserted into the other and then ultrasonically vibrated to vibrate the other. A method for closing an ultrasonic container, comprising ultrasonically welding the flange portion and the cover body at an insertion opening of an ultrasonic horn.
JP2019067820A 2019-03-29 2019-03-29 Ultrasonic container closing device and ultrasonic container closing method Active JP7307317B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019067820A JP7307317B2 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Ultrasonic container closing device and ultrasonic container closing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019067820A JP7307317B2 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Ultrasonic container closing device and ultrasonic container closing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020163765A JP2020163765A (en) 2020-10-08
JP7307317B2 true JP7307317B2 (en) 2023-07-12

Family

ID=72716835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019067820A Active JP7307317B2 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Ultrasonic container closing device and ultrasonic container closing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7307317B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113492533B (en) * 2021-06-11 2024-02-02 中聚科技股份有限公司 Ultrasonic welding device and method for welding high-durability ultrasonic structure

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000185752A (en) 1998-12-21 2000-07-04 Fabrica Toyama Corp Partially welded container and method for welding
JP2016144870A (en) 2015-02-06 2016-08-12 富士重工業株式会社 Resin member bonding method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000185752A (en) 1998-12-21 2000-07-04 Fabrica Toyama Corp Partially welded container and method for welding
JP2016144870A (en) 2015-02-06 2016-08-12 富士重工業株式会社 Resin member bonding method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020163765A (en) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3947307A (en) Apparatus for fluid-tight welding of a closable connecting piece into a thin-walled container
EP1410988B1 (en) Ultrasonic wave sealing method for container
US3899116A (en) Method of vibratory welding
US11312085B2 (en) High rate ultrasonic sealer
US9873225B2 (en) Energy director joint design for ultrasonic welding of thermoplastics
JP7307317B2 (en) Ultrasonic container closing device and ultrasonic container closing method
US10723096B2 (en) Method for producing packaging, and packaging machine
US9399332B2 (en) Ultrasonic joining method and ultrasonic joining device
JP4175672B2 (en) How to seal the container at the top of the Yamagata
US20040128806A1 (en) Vibratory molding process and product
JP2005528299A (en) Equipment for sealing plastic containers
EP3904056A1 (en) Systems and methods using synchronized ultrasonic transducers
KR20170064987A (en) Method and apparatus for ultrasonic sealing
US6776323B2 (en) Sonotrode for ultrasound welding of plastics
JP3864268B2 (en) Horn for forming a welded part of a tube
JP4434347B2 (en) Partially welded container and manufacturing method thereof
JPH10216962A (en) Device and method for ultrasonic deposition
JP6793388B2 (en) Joining method
JP6583866B2 (en) Soft container manufacturing equipment
KR101697198B1 (en) Ultrasonic welding apparatus
JPH10273115A (en) Ultrasonic welding machine
JP2549496Y2 (en) Spout welding equipment
FR2067838A5 (en) Ultrasonic heat sealing of plastic bags
WO1999017992A1 (en) Method of ultrasonically vibrating a workpiece
JPH1158559A (en) Method for attaching discharge port with ultrasonic wave

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230307

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230530

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230612

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7307317

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150