JPH0764341B2 - 容器充填シール機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば酒類あるいはジュース等、液状の被充
填物を包装容器中に自動的に充填し、その開口部を密閉
する充填シール機に関する。

［従来の技術］ 一般に紙パックと称せされる多層構造の紙製包装容器に
酒類あるいはジュース等を充填する充填シール機では、
これらの被充填物を充填した包装容器上部の充填用開口
を仮折りする仮折りステーションと、この開口の周縁部
を加熱する加熱ステーションと、加熱された周縁部を互
いに密着させ、この上部開口を密閉するプレスステーシ
ョンとを備える。包装容器は間欠的に搬送され、これら
の各ステーションで所定時間停止する。

この種の充填シール機で包装される包装容器には、被充
填物を注出するため、包装容器の外方に突出する本体部
と包装容器に接着される接着部とを有する口栓を予め設
けたものがある。

更に、口栓を設けた包装容器には、包装容器に小孔を形
成し、この小孔を介して口栓の本体部を突出させ、接着
部の本体部側の面を包装容器の内面に超音波溶着させる
通称内付口栓付きのものがある。この包装容器の場合
は、超音波超溶着時にその振動で紙粉等が発生すること
がある。このため、被充填物を充填する前に包装容器の
内部を清浄する清浄装置を設けた充填シール機が開発さ
れており、異物の除去に加え、包装容器の樹脂材料特有
の臭いを除去することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の充填シール機によれば、清浄装置は包装を完了さ
せるための種々の包装工程をなすための１の独立したス
テーションに配置される。このため、包装工程が長くな
り、充填シール機が大型化する。特に各包装工程を形成
するステーションを円形に配列し、間欠的に回転するタ
ーンテーブルによりこれら各ステーションに沿って包装
容器を搬送する場合には、隣接するステーション間の間
隔が狭く、清浄装置を新たに配置することが困難であ
る。

本発明は上述の問題を解決するためになされたもので、
コンパクトな構造で、効率的に被充電物を充填すること
ができる充填シール機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］ 本発明の充填シール機は、包装容器内に挿入される中空
支持部材及びこの外側に配置される超音波振動ホーンを
有し、包装容器側壁の小孔に装着された口栓をこの包装
容器の内側から中空支持部材で支えかつ外側から超音波
振動ホーンで振動させてこの包装容器に溶着する口栓溶
着装置と、前記中空支持部材の開口を通して包装容器内
に挿入され、包装容器の内面に空気を吹き付けるブロー
管及びこの内面から吹飛ばされた異物を吸引する吸引管
を有する清浄手段と、口栓を溶着されかつ内部が清浄さ
れた包装容器に所定量の被充填物を充填する充填装置
と、被充填物を充填された包装容器を密閉するシール装
置とを備え、口栓を側壁の小孔に装着された包装容器が
口栓溶着装置と充填装置とシール装置とに沿って順に移
動され、この包装容器は、口栓溶着装置により口栓を溶
着されるときに、前記中空支持部材の開口を通して包装
容器内に挿入されるブロー管及び吸引管により内部を清
浄にされる。

上記清浄手段は吸引管内にブロー管を配置した二重管を
備えるのが好ましい。

［作用］ 本発明の充填シール機によれば、口栓溶着装置と充填装
置とシール装置とに沿って、口栓を小孔に装着された包
装容器が順に移動される。この包装容器が口栓溶着装置
に至ると、中空支持部材により口栓が内側から支えら
れ、同時にこの中空支持部材の開口を通して清浄手段の
ブロー管及び吸引管が包装容器内に挿入され、超音波振
動ホーンが包装容器の外側から口栓を高速で振動させ
る。このとき、ブロー管から吹付けられる空気によりこ
の包装容器の内面から吹飛ばされた異物等と共に、口栓
で振動を発生する紙粉等も吸引管を通じて吸引され、包
装容器の内部が清浄にされる。そして、口栓を超音波溶
着されかつ内部を清浄にされた包装容器は、充填装置に
より所定量の被充填物を充填され、この後、シール装置
により包装容器が密閉されて包装容器が完成する。

清浄手段が吸引管内にブロー管を配置した二重管を備え
る場合には、ブロー管で吹飛ばされた異物がこの周部に
配置される吸引管で直ちに吸引され、底部に落下して残
留する恐れがない。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例による充填シール機10の全体構
造を示す。

この充填シール機10は上下２段に形成されており、下段
には両端が開口した中空角柱状の紙製包装容器の底部を
平坦に折り曲げてシールする底部成型部11が配置されて
いる。上段には、底部を形成された包装容器の上部開口
から例えば酒類あるいはジュース等の被充填物を所定量
充填し、上部を折り曲げ、シールして包装容器を完成す
る充填シール部20が配置されている。

第２図に示すように、以下にカートンと称するこの包装
容器５は、予め所用形状に形成された罫線に沿って平坦
状に密閉される下部６と、予め所用形状に形成された適
宜の罫線に沿って屋根状に密閉される上部７とを有し、
この上部には通常の口栓が装着される小孔８を形成して
ある。口栓は被充填物を充填する前にこの小孔８を介し
て装着される。

第１図及び第２図に示すように、カートン５の底部６を
密閉する底部成型部11には、カートン５が装着される８
本のマンドレル12aを放射状に突出させたターレット12
が配置されており、このターレットは第２図に示す矢印
Ｘの方向に間欠的に回転される。ターレット12の周部に
は、ターレットの回転方向に沿って順に、カートン５を
装着する装着位置Ａと、カートンの底部６の開口の周縁
部を加熱するヒータ13を配置した加熱位置Ｂと、所定の
折り曲げ線に沿ってこの底部６を折り曲げる折り込み装
置14を配置した折り込み位置Ｃと、加熱されかつ所定の
形状に折り込まれた底部６をシールするプレス装置15を
配置したプレス位置Ｄと、底部をシールされたカートン
を取出す取出し位置Ｅとが配置されている。なお、この
底部成型部11の装着位置Ａ及び取出し位置Ｅでは、マン
ドレル12aが充填シール機10の側部開口から突出し、用
意に近接できるようになっている。この状態は第３図に
示されている。

この底部成型部11では、ターレット12が装着位置Ａに停
止したときに、両端を開口したカートン５を、その上部
７を先にしてマンドレル12に装着される。カートン５の
装着は適宜の機構により自動的に行ってもよく、あるい
は、手動で行ってもよい。また、各マンドレル12aには
カートンの挿入深さを調整可能なストッパを設けること
が好ましい。

ターレット12が回転して、ヒータ13に整合した加熱位置
Ｂに達すると、このヒータからカートンの底部の所用箇
所に熱風が吹き付けられ、カートン内面の樹脂層が加熱
される。更に回転されて、折り込み装置14に整合した折
込み位置Ｃでは、所定の折り曲げ線に沿って底部６が折
り曲げられ、更に、図示しない案内レールによりこの状
態を保持されつつプレス位置Ｄまで回転される。プレス
位置Ｄに配置されたプレス装置15により、カートン５の
底部６はマンドレル12の先端部とプレス装置15との間で
強固に圧縮され、平坦な形状にシールされる。底部６を
密閉されたカートン５は取出し位置Ｅで底部成型部11か
ら取出し、次ぎに充填シール機の上側に配置された充填
シール部20に送る。

第３図及び第４図は充填シール部20を示す。この充填シ
ール部20には、８個のカートン受台21（第３図及び第４
図では２個だけ示す）を等間隔に固着した回転駆動機構
あるいはターンテーブルが配置されており、受台21の下
側にはカートンを支える円形の案内レール22が固設され
ている。このターンテーブルは、底部成型部11のターレ
ット12と同一の駆動源により矢印Ｙの方向に間欠的に回
転され、受台21に装着されたカートン５は案内レール22
に沿って搬送される。

案内レール22で形成されるカートン５の搬送路に沿って
順に、カートン５を受台21に装着する装着ステーション
23と、カートンの小孔８に口栓４を装着する口栓装置ス
テーション24と、カートン５の上部を仮折りする仮折り
ステーション25と、口栓４をカートン５に溶着する溶着
ステーション26とが配置されている。更に搬送路の下流
側には、カートン５内に所定量の被充填物を注入する充
填ステーション27と、上部７の所定箇所を加熱する加熱
ステーション28と、上部７を密封するシールステーショ
ン29とが配置され、排出ステーション30から完成したカ
ートン５が排出される。

本実施例では口栓装着ステーション24でカートンの小孔
８にこの内方から口栓４を挿入するようになっている
が、この口栓４は装着ステーション23あるいはこれより
前に予め挿入してもよい。この口栓４は第４図に示すよ
うに円筒状の小径本体部を小孔８を介して外方に突出さ
せ、大径の円板状接着部をカートンに接着するもので、
本体部に隣接する接着部の面がカートンの内面に超音波
接着される通称内付け式となっている。

仮折りステーション25に配置される仮折り装置32は、エ
アーシリンダ等の適宜の駆動手段により上下動されるフ
レーム33を有する。このフレーム33の下端には、カート
ン５の口栓に隣接する側面を内方に折り込む一対の三角
形状の折り込み板33bが枢着されている。これらの折り
込み板33bは適宜のリンク33aを介して駆動手段に接続さ
れており、フレーム33が下降されると内方に倒れる。

したがって、カートン５が仮折りステーション25で停止
されると、フレーム32がこのカートン５上に下降され
る。カートン５の上部の対向する側壁は折り込み板33b
により両側から内方に折り込まれ、カートン上部が屋根
状に仮折りされる。このように仮折りされたカートン５
は、その弾性で徐々に元の形状に復帰しつつ溶着ステー
ション26に搬送される。

第５図に示すように、溶着ステーション26には通常の超
音波溶着装置35と、カートン５を上方に移動して口栓４
を超音波溶着装置に整合させるエアーシリンダ38とが配
置されている。

この超音波溶着装置はカートン５内に挿入されて口栓４
を内側から支える中空支持部材すなわちアンビル36と、
口栓を高速振動させる超音波振動ホーン37とを有する。
ロッド38aを介して作動シリンダ38によりカートン５が
上昇されると、アンビル36がカートンの上部開口に挿入
され、超音波振動ホーン31はアンビル36の方向に想像線
で示す位置に移動する。これにより、超音波ホーン36の
先端がカートン５に装着された口栓４に嵌合され、この
口栓４を振動させる。この高速振動により発生する摩擦
熱でカートン５の内面の樹脂層が溶融し、口栓４とカー
トン５とが液密に接着される。

この超音波溶着装置35による口栓４の振動で、カートン
５の内部に残留する恐れのある紙屑等の異物及び臭い等
を除去するため、清浄装置40がこの溶着ステーション26
に配置されている。

第６図に示すように、この清浄装置40は超音波溶着装置
35に組み込まれており、アンビル36の開口内に挿入され
る吸引管すなわちリードパイプ41と、このリードパイプ
41内に配置されるブロー管すなわちブローパイプ42とを
備える。このリードパイプ41はフレキシブルパイプ43を
介して例えばブロアー等の適宜の真空圧源に接続されて
いる。ブローパイプ42は適宜の空気圧源に接続され、先
端部にはノズル42aが取り付けられている。このノズル4
2aはリードパイプ42の先端部よりも突出され、リードパ
イプ内孔の中心位置に固定される。

清浄装置40のリードパイプ41はブラケット44を介して作
動シリンダ45に取り付けられており、この作動シリンダ
45は案内ロッド45aに沿って上下動する。このリードパ
イプ41の外周面には目盛り41aが付されており、この目
盛り41aを基にして、ブラケット44の取り付け位置をカ
ートン５の容量に対応する位置に変更することができ
る。

上記仮折りステーション25から搬送されたカートン５が
溶着ステーション26で停止すると、このカートン５はロ
ッド38aを介して作動シリンダ38により上昇され、この
上部がアンビル36に外嵌される。カートンの口栓４が超
音波振動ホーン37と整合する位置に達すると、このホー
ン37はカートンに向けて移動され、その先端部に口栓４
が嵌合された後、作動される。アンビル36で支えられた
口栓４は高速で振動され、カートン内面との摩擦で発生
する熱により双方の接触部が部分的に溶融し、互いに接
着される。

更に、口栓４を溶着するためにカートン５が上昇される
ときに、清浄装置40の作動シリンダ45が下降される。リ
ードパイプ41がアンビル36の開口を介してカートン５内
に挿入され、ブローパイプ先端のノズル42aからはカー
トンの内面に向けて無菌空気が噴出され、カートン内面
に付着した異物がこの噴出空気で舞い上げられる。これ
らの異物は、樹脂材料の臭いと共に真空圧源に連通する
リードパイプ42内に吸引される。ノズル42aと共にリー
ドパイプ41がカートン５内に挿入され、この内部にリー
ドパイプの開口が配置されるため、比較的大きな異物で
も直ちに吸引され、内部に残留しない。このノズル42a
及びリードパイプ41によるカートン５内の清浄工程は、
適宜の弁機構により、リードパイプ41の下降工程及び上
昇工程のいずれか一方あるいは双方の工程で行うことが
できる。

内部の異物及び臭いを除去されたカートン５は、充填ス
テーション25に移動される。

第３図及び第４図に示すように、充填ステーション27に
は被充填物を収容するタンク48が配置されている。この
タンク48からは充填パイプ48aが延設されており、カー
トン５の停止中にこの充填パイプから所要量の被充填物
が充填される。

所要量の被充填物を充填されたカートンは加熱ステーシ
ョン28を経てシールステーション29に送られる。

加熱ステーション27に配置された加熱装置42はカートン
５の内部に挿入され、その周部から熱風を噴出する加熱
部42を有し、カートン５内面の樹脂層を加熱する。

シールステーション29には、カートン５の上部を屋根状
に密閉するシール装置50が配置されている。このシール
装置50はカートン５の上端を圧接する一対のクランプ板
51と、カートン上部の口栓に隣接する側面を内方に押圧
する一対の爪部材52とを備え、このシール装置50がカー
トン上に下降されると、爪部材52がカートン上部の側壁
を内方に押圧しつつ、これと同時にクランプ板51が上端
部を互いに強固に圧接するようになっている。このた
め、上部を屋根状に仮折りされ、更に加熱されたカート
ン５はこのシールステーション29で完全に密閉され、被
充填物が内部に完全に封入された後、排出ステーション
30から搬出される。第１図及び第３図には、完成された
カートン５を保持する支持テーブル60が図式的に示され
ている。

上記充填シール装置10により酒あるいはジュース等の飲
料を充填する場合には、下段の底部成型部11に配置され
たターレット12のマンドレル12aに１つづつカートン５
を装着する。第２図に示すようにターレット12が間欠的
に回転し、加熱位置Ｂと折込み位置Ｃとプレス位置Ｄと
を介して搬送される間に、カートン５の底部が平坦に折
り曲げられ、シールされる。底部を成型されたカートン
５は底部成型部の取出し位置Ｅでマンドレル12aから取
り外し、上段の充填シール部20に移動する。

第４図に示すように、充填シール部20の装着ステーショ
ン23で、上部開口を上にしてカートン５を受台21に装着
すると、案内レール22で底部を支えられつつターンテー
ブルにより順次回転される。小孔８に口栓４を装着され
たカートン５が仮折りステーション25を経て溶着ステー
ション26の達すると、差動シリンダ38によりカートン５
が上昇され、口栓４を溶着される。このとき、溶着装置
35に組み込まれた清浄装置40が下降され、リードパイプ
41及びブローパイプ42によりカートン内の異物及び臭い
が除去される。

この後、充填ステーション27で所要量の飲料が充填さ
れ、シールステーション28で上部開口がシールされ、排
出ステーション30から支持テーブル60に送られる。

この充填シール機10は、底部成型部11と充填シール部20
とが共に円形のカートン搬送路を有しかつ上下段に分割
して配置され、更に溶着ステーション26の溶着装置35に
カートン５内の異物及び臭いを除去する構造簡単な清浄
装置40が組み込まれており、極めてコンパクトな構造と
なる。また、溶着ステーション26で口栓４の溶着とカー
トン５内の状とが同時に行われ、短時間で効率よく飲料
が充填シールされる。

［発明の効果］ 以上明らかなように、本発明の充填シール機によれば、
溶着装置に清浄装置が組込まれることにより、包装容器
の内部に付着した異物と共に、口栓を溶着する際に発生
する紙粉等も同時吸引することができ、コンパクトな構
造で極めて効率よく包装容器を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による充填シール機の全体構造
を示す正面図、第２図は第１図の充填シール機の底部成
型部の作動説明図、第３図は第１図の充填シール機の充
填シール部の平面図、第４図はその作動説明図、第５図
は充填シール部の溶着装置の作動説明図、第６図は清浄
装置の作動説明図である。 ４……口栓、５……カートン、６……底部、７……上
部、８……小孔、10……充填シール装置、11……底部成
型部、20……充填シール部、26……溶着ステーション、
35……溶着装置、40……清浄装置、41……リードパイ
プ、42……ブローパイプ、42a……ノズル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】包装容器内に挿入される中空支持部材及び
   この外側に配置される超音波振動ホーンを有し、包装容
   器側壁の小孔に装着された口栓をこの包装容器の内側か
   ら中空支持部材で支えかつ外側から超音波振動ホーンで
   振動させてこの包装容器に溶着する口栓溶着装置と、前
   記中空支持部材の開口を通して包装容器内に挿入され、
   包装容器の内面に空気を吹き付けるブロー管及びこの内
   面から吹飛ばされた異物を吸引する吸引管を有する清浄
   手段と、口栓を溶着されかつ内部が清浄された包装容器
   に所定量の被充填物を充填する充填装置と、被充填物を
   充填された包装容器を密閉するシール装置とを備え、口
   栓を側壁の小孔に装着された包装容器が口栓溶着装着と
   充填装置とシール装置とに沿って順に移動され、この包
   装容器は、口栓溶着装置により口栓を溶着されるとき
   に、前記中空支持部材の開口を通して包装容器内に挿入
   されるブロー管及び吸引管により内部を清浄にされる、
   容器充填シール機。
2. 【請求項２】前記清浄手段は吸引管内にブロー管を配置
   した二重管を備える請求項１に記載の充填シール機。
3. 【請求項３】包装容器を載置して間欠的に回転されるタ
   ーンテーブルを備え、このターンテーブルの回転方向に
   沿って前記口栓溶着装置と、充填装置と、シール装置と
   が順に配置されている請求項２に記載の充填シール機。
4. 【請求項４】前記口栓は前記小孔を介して包装容器の外
   側に突出される本体部と、この小孔よりも大径の接着部
   とを有し、この本体部が前記超音波振動ホーンで振動さ
   れ、接着部の本体側の面が包装容器の内面に溶着される
   請求項２または３に記載の充填シール機。