WO2011102099A1 - 連続ロータリー式充填包装機械 - Google Patents

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container
lid
container body
filling
packaging machine
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智之 増田
三木　芳文
孝憲 薮内
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株式会社ヤクルト本社
四国化工機株式会社
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Definitions

  • the present invention fills the container body with the liquid contents, covers the container body filled with the liquid contents with a lid supply device, and heat seals the container body and the lid to form a sealed container. More specifically, in a container in which it is determined that a molding lid is not placed on the container body or is not placed normally by a lid detection device disposed on the downstream side of the lid supply device.
  • the present invention relates to a continuous rotary filling and packaging machine having a mechanism for avoiding contact between the liquid and the working surface of a sealing device and transporting it to the next process.
  • a filling seal in which a container body is filled with liquid contents, and the container body filled with the liquid contents is covered with a synthetic resin molding lid by a lid supply device, and the container body and the lid are ultrasonically sealed to form a sealed container.
  • the apparatus is a filling and packaging machine that fills a container body with the contents, covers the container body filled with the contents, and seals the container body and the lid to form a sealed container, which is made of synthetic resin
  • a container supply device that supplies the cylindrical container body to the filling device, a filling device that fills the supplied container body with contents, and a sheet-like lid material, provided in a disk-like lid body and a lid body peripheral portion
  • a filling and packaging machine (see, for example, Patent Documents 1 and 2) including a sealing device and a secondary lid molding device that molds a lid of a sealed container molded by a primary lid cold molding device into a final lid shape has been proposed. ing.
  • a container ultrasonic sealing method (for example, a patent) is applied to pressurize the sealed portion with a sealing action surface and apply ultrasonic rotation vibration in a rotation direction around an axis parallel to the pressing direction to the sealing action surface.
  • Reference 3 a container body made of a synthetic resin having a flange at the periphery of the upper end opening used for ultrasonic sealing, and a top plate and a skirt provided in a suspended manner from the periphery of the top plate.
  • a packaging container including a container lid heat-sealed on the upper surface of the flange portion of the container body, and having a first notch at the upper edge of the flange portion (see, for example, Patent Document 4) It is known.
  • An object of the present invention is to provide a continuous rotary in which a container body is filled with liquid contents, a container body filled with the liquid contents is covered with a lid by a lid supply device, and the container body and the lid are heat sealed to form a sealed container.
  • Rotary filling and packaging machine equipped with a sealing device that greatly reduces the occurrence of seal failure due to the fact that the molding lid is not placed on the container body or is not placed normally in the container filling and packaging machine Is to provide.
  • the present inventors fill the container body with the liquid content, cover the container body filled with 125 ml of the liquid content with a lid supply device, and ultrasonically seal the container body and the lid to form a sealed container.
  • a continuous rotary filling and packaging machine with a high production capacity capable of filling 33,000 bottles per hour was developed, but products with poor seals were found at a ratio of tens of thousands to hundreds of thousands.
  • One of the causes of such sealing failure is that when the molding lid is not placed on the container body, if the sealing device is used for sealing, the liquid that is the filling content may adhere to the sealing surface. When the liquid adhered to the working surface, it was found that the deposit was formed by drying the liquid with the heat of the sealing device.
  • the sealing device is an ultrasonic sealing device, in particular, a sealing device provided with an ultrasonic horn that operates ultrasonic rotational vibration in the rotational direction with the pressurizing direction for pressurizing the molding lid and the container body as the center.
  • the presence of liquid between the working surface of the ultrasonic horn, which is a rotary vibrator, and the molding lid surface causes slippage between the working surface of the horn and the molding lid surface, and the rotational vibration is sufficiently transmitted to the molding lid. It was found that the heat generated between the back of the molded lid and the container body was attenuated, resulting in a poor seal.
  • a lid detection device is disposed on the downstream side of the lid supply device, and the lid detection device determines that the molded lid is not placed on the container body or is not placed normally.
  • the above-mentioned seal failure is greatly improved by providing a container stand lowering control mechanism that does not raise the container until it is pressed against the sealing surface, avoiding contact with the sealing surface, and transporting it to the next process. As a result, the present invention has been completed.
  • the present invention is (1) a filling and packaging machine in which a container body is filled with liquid contents, the container body filled with the liquid contents is covered with a lid, and the container body and the lid are sealed to form a sealed container.
  • a filling device that fills the container with the liquid contents while the container body rotates, and a lid that supplies a forming lid to the upper end opening of the container body filled with the liquid contents transferred from the filling device While the supply device, the lid detection device disposed on the downstream side of the lid supply device, and the container main body on which the molding lid is placed rotate, the molding lid is heat sealed to the upper end opening of the container main body.
  • the elevating means configured as described above and the lid detecting device A sealing device including a container table lowering control mechanism that does not raise the container table of the container that is not mounted on the main body or is not normally mounted to the top dead center;
  • the elevating means of the sealing device includes a mounting table fixed to the lower support plate, and a container table mounted to be movable up and down above the mounting table.
  • a fixed plate that is fixed; a guide tube provided above the fixed plate; and a cylindrical bracket that is provided in a suspended manner on the fixed plate;
  • a spring is provided between the lower surface of the mounting plate to support the container base from below, and a long hole is provided in the guide tube of the mounting base.
  • a shaft is attached to the position of the lifting body corresponding to the elongated hole, and a cam follower is provided at the tip of the shaft, and the cam follower is guided by a cam provided outside the lower support plate of the sealing device.
  • the container table lowering control mechanism of the sealing device is attached to the central part of the lower surface of the container mounting plate in a hanging manner, and the central part of the lifting body slides with respect to the lifting body
  • Self A restricted member having an inverted T-shaped cross section provided at the lower end of the elevating restriction rod extending so as to penetrate through the cylinder, and a fluid attached to the cylindrical bracket of the mounting table so that the cylinder rod faces upward
  • a pressure cylinder and a substantially C-shaped regulating member provided at the tip of the cylinder rod, and the container is controlled by the regulating member via the regulated member by controlling the cylinder rod to be retracted.
  • the lid detection device is disposed on the downstream side of the lid supply device, and the molding lid is not placed on the container body or is normally placed by the lid detection device.
  • the container body is filled with the liquid contents
  • the container body filled with the liquid contents is covered with a lid
  • the container body and the lid are heat sealed to form a sealed container.
  • a packaging machine that fills a container with liquid contents while the container body is rotating, and is formed at the upper end opening of the container body filled with the liquid contents transferred from the filling apparatus. While the lid supply device for supplying the lid, the lid detection device disposed on the downstream side of the lid supply device, and the container body on which the molding lid is placed rotate, the molding lid is opened at the upper end of the container body.
  • the container body is not particularly limited as long as it includes the sealing device provided, and examples of the container body include a bottomed cylindrical container body made of synthetic resin such as a bottle-shaped synthetic resin container body.
  • a molded lid having a disc-shaped lid body and a skirt portion provided in a hanging shape on the peripheral edge of the lid body for example, a synthetic resin molded lid or a molded lid including a metal foil layer is preferably exemplified. can do.
  • the lid is a synthetic resin molded lid having a disc-like lid body and a skirt portion suspended from the periphery of the lid body, a skirt portion suspended from the disk-like lid body and the periphery of the lid body
  • Primary lid cold molding device that molds a synthetic resin molding lid with a sheet-like lid material
  • secondary lid molding that molds a molded lid of a sealed container molded by a primary lid cold molding device into a final lid shape It is preferable to provide an apparatus.
  • the continuous rotary filling and packaging machine of the present invention may be provided with a container supply device, and the container supply device is not particularly limited as long as it is a device that can supply the container body to the filling device.
  • a conventionally well-known thing provided with the container standing apparatus, the conveyance conveyor, the screw conveyor, the inlet star wheel which supplies a container main body to a filling apparatus, etc. can be used.
  • bottle-shaped synthetic resin containers supplied in an arbitrary direction are set up by the container setting device so that the upper end opening portion faces upward, and are placed in a row on the conveyor.
  • the containers placed on the transport conveyor are transported downstream, and are aligned at a predetermined pitch by the screw conveyor at the downstream portion of the transport conveyor, and the aligned containers are sent to the filling device via the inlet star wheel. Will be supplied.
  • the filling device is not particularly limited as long as it is a device capable of filling the liquid contents into the container while the container main body supplied by the container supply device rotates, and for example, a filling liquid tank and a filling liquid tank A predetermined number of filling nozzles are provided downward at equal intervals on the lower surface of the peripheral portion, a container mounting table provided at a filling nozzle corresponding position below the filling nozzle, and a turntable to which the container mounting table is attached.
  • a conventionally known one can be used, and among these, for high-speed filling at 33,000 bottles / hour, a vacuum filling device that fills the container while sucking and removing the air in a sealed state is preferable. When such a filling device is used, while the container on the container mounting table is rotating, the container mounting table or the filling nozzle can be moved up and down to fill the contents.
  • the lid supply device is provided at the upper end opening of the container main body filled with the liquid content transferred from the filling device, and is formed in a hanging shape on the molded lid, preferably the disc-shaped lid main body and the peripheral edge of the lid main body.
  • the device is not particularly limited as long as it is a device that can supply a synthetic resin molding lid having a skirt portion, and the lid molded by the lid molding means is dropped to a lower lid feeding device (chute), an intermediate star wheel, etc.
  • a lower lid feeding device chlorute
  • One lid is put on the upper end opening of the container being conveyed.
  • the container body and the secondary lid molding device are described in detail in Patent Document 1.
  • a device that is disposed on the downstream side of the lid supply device of the intermediate star foil and that can detect a container in which a molded lid is not placed on the container body or is not placed normally is preferable.
  • a lid having a pair of photoelectric sensors for detecting the conveyed container and a laser sensor for detecting a container on which the molded lid is not placed on the container body or is not placed normally examples thereof include a detection device and a CCD camera for detecting a container that has been conveyed and detecting a container in which a molding lid is not placed on the container body or is not placed normally.
  • the lid detection device when such a lid detection device is used, when the photoelectric sensor is detected in the container, the laser sensor emits laser light to the container opening, and the amount of reflected light is detected by the sensor. By measuring the time and amount of light until detection, whether the molding lid is placed on the container body or whether it is properly placed is confirmed by a judgment program, or from the imaging result of the CCD camera Whether or not the molding lid is placed on the container body or is placed normally can be confirmed by the determination program.
  • the sealing device examples include an ultrasonic heat sealing device and a high-frequency heat sealing device, as well as a heat sealing device that presses the heating member against the member to be sealed and directly applies the heat of the heating member to the sealed portion.
  • an ultrasonic heat sealing apparatus is an apparatus capable of sealing a molding lid to the upper end opening of a container body to form a sealed container, for example, a container on which a molding lid supplied via an intermediate star wheel is placed While the main body is rotating, the sealing lid is ultrasonically sealed to the upper end opening of the container main body to form a sealed container.
  • the lifting / lowering means configured to come into pressure contact with the working surface of the sonic horn and the lid detection device of the container determined that the molded lid is not placed on the container body or is not placed normally. Raise the container base to the top dead center
  • the ultrasonic welding machine equipped with the above ultrasonic horn provides an adhesive surface with ultrasonic rotational vibration having a frequency of 15 to 50 kHz, preferably 20 to 30 kHz, and an amplitude of 16 to 126 ⁇ m, preferably 70 to 80 ⁇ m. It can be carried out.
  • the frequency is 20 to 30 kHz
  • the output is 50 to 500 w / piece
  • the molded lid and the container body are pressurized with 100 to 120 N.
  • the high-frequency heat sealing device includes a ring-shaped induction heating coil that heats the container edge portion of the molded lid, a ring-shaped heat-resistant elastic body that presses the lid against the container edge portion, and magnetic flux concentration.
  • a high-frequency sealing device including a magnetic body that increases the heating effect can be exemplified.
  • a means provided with a spring that pushes up the container base and having means for pressing the forming lid on the container main body and the sealing action surface by the biasing force of the spring at the time of sealing is preferable, more specifically.
  • the mounting table is provided above the fixed plate and the fixed plate fixed to the lower support plate.
  • a cylindrical bracket provided in a hanging manner on the fixed plate, and the container base is provided on a container mounting plate on which the container is mounted and on the upper surface of the container mounting plate.
  • a container holder for positioning the container on the mounting plate; and a cylindrical skirt portion provided in a hanging manner on the container mounting plate, and slides up and down in the guide tube in the guide tube.
  • a movable lifting body is provided, The seat portion is slidably provided on the outer surface of the guide cylinder of the mounting table, and a spring is provided between the upper end of the lifting body and the lower surface of the container mounting plate to support the container table from below.
  • Has a long hole a shaft is attached to the position of the lifting body corresponding to the long hole, a cam follower is provided at the tip of this shaft, and is provided outside the lower support plate of the seal device. The cam follower is guided by the cam, and the elevating means configured to move the elevating body in the guide cylinder up and down by the operation of the cam follower can be exemplified.
  • a mechanism including a fluid pressure cylinder for controlling the lowering of the container base against the push-up of the container base by the biasing force of the spring is preferable, and more specifically, Is attached to the lower end portion of the elevating restriction rod that is attached to the center portion of the lower surface of the container mounting plate and extends so as to slidably pass through the central portion of the elevating body.
  • a regulated member having an inverted T-shaped cross section, a fluid pressure cylinder attached to the cylindrical bracket of the mounting table so that the cylinder rod faces upward, and a substantially C-shaped regulating member provided at the tip of the cylinder rod And a mechanism in which the rise of the container base is regulated by the regulating member via the regulated member by controlling the cylinder rod to be retracted.
  • An air cylinder can be preferably exemplified as the fluid pressure cylinder.
  • the container body is filled with the liquid contents
  • the container body filled with the liquid contents is covered with a lid
  • a filling and packaging machine that ultrasonically seals a lid to form a sealed container, which supplies a synthetic resin bottomed cylindrical container body to a filling device, a container supply device having an inlet star foil, and an inlet star wheel
  • a filling device that fills the container with liquid content while the supplied container body rotates and an intermediate star foil, and the liquid content transferred from the filling device to the intermediate star foil is filled
  • the sealed lid is ultrasonically sealed to the upper end opening of the container body while the container body on which the formed lid detection apparatus and the molded lid
  • An ultrasonic horn for applying ultrasonic rotational vibration in a rotational direction centering on an axis parallel to the pressurizing direction for pressurizing the molding lid and the container main body, and the container base on which the container main body is placed is moved up and down.
  • An elevating means having a cam mechanism and configured so that the forming lid on the container main body and the working surface of the ultrasonic horn come into pressure contact with each other at the top dead center of the container base, and the forming lid on the container main body by the lid detecting device.
  • an ultrasonic seal device provided with a container table lowering control mechanism that does not raise the container table of the container determined not to be mounted or not to be mounted normally to the top dead center. More continuous rotary filling and packing machine Body will be described, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
  • FIG. 1 shows an overall plan view of an embodiment of a continuous rotary filling and packaging machine for high-speed filling of 33,000 pieces / hour according to the present invention.
  • the outline of the continuous rotary filling and packaging machine according to the present invention is a container supply device 20 for supplying a bottomed cylindrical container body made of synthetic resin to a filling device, and filling the supplied container body with contents.
  • the sealing device 100 that is sealed to form a sealed container, the container unloading device 80 that unloads the sealed sealed container, and the molded lid P of the sealed container molded by the primary lid cold molding device 50 are formed into a final lid shape.
  • a secondary lid forming device 90 is provided.
  • the said container supply apparatus 20 is equipped with the container settling apparatus 21, the conveyance conveyor 22, and the screw conveyor 23.
  • the container settling apparatus 21 the bottle-shaped synthetic resin bottomed cylindrical container main body B supplied by arbitrary directions is provided. Are placed in a row on the conveyor 22 so that the upper end opening faces upward.
  • the container main body B placed on the transport conveyor is transported to the downstream side, and is aligned at a predetermined pitch by the screw conveyor 23 at the downstream portion of the transport conveyor.
  • the aligned container body B is supplied to the filling device 30 via the inlet star wheel 24.
  • liquid content is filled into the container from 40 vacuum filling nozzles (not shown) while the container rotates and moves inside the device.
  • the container filled with the liquid contents is transferred to the intermediate star foil 40.
  • a primary lid cold forming device 50 In the vicinity of the filling device 30 of the continuous rotary filling and packaging machine, a primary lid cold forming device 50 is provided.
  • the synthetic resin sheet-like lid material is punched into a substantially disk shape, and the punched lid material is substantially U-shaped in cross section, that is, the disk-shaped lid body and the lid body are suspended from the periphery of the lid body.
  • molding lid P which consists of a skirt part provided in the shape.
  • the formed lid P is put on the upper end opening of the container main body B conveyed by the intermediate star wheel 40 by the lid supply device 60.
  • cover detection apparatus 70 arrange
  • the container filled with the contents is supplied from the intermediate star wheel 40 to the ultrasonic sealing device 100.
  • the ultrasonic sealing device 100 the forming lid P is ultrasonically sealed to the container while the container moves through the sealing device targeting the container in which the forming lid is normally placed in the lid detecting device 70.
  • the sealed container is transported to the container unloading device 80.
  • the container in which the molding lid P is not placed or not properly placed in the lid detection device 70 is a container in which the contact between the molding lid P and the horn 108 is controlled to be avoided. It is conveyed to the carry-out device 80.
  • the container unloading device 80 includes a unloading star wheel 81, a unloading conveyor 82, and a screw conveyor 83, and the sealed container is placed on the unloading conveyor 82 via the unloading star wheel 81.
  • the sealed container placed on the carry-out conveyor 82 is conveyed downstream, and is aligned at a predetermined pitch by the screw conveyor 83 at the downstream part of the carry-out conveyor.
  • the aligned sealed containers are supplied to the secondary lid forming apparatus 90 through the inlet star wheel 91. In the secondary lid forming apparatus 90, while the sealed container moves in the apparatus, the molded lid P sealed by the container main body is secondarily molded to obtain a final-shaped sealed container.
  • the sealed container of the final shape is conveyed to the next process through the outlet star wheel 92.
  • a container discharging means (see FIG. 5) provided immediately after the container which is determined not to be mounted by the cover detection device 70 or not mounted normally is mounted on the carry-out conveyor 82. (Not shown).
  • the container discharge means blows off the lidless container on the carry-out conveyor 82 to a slide-like chute beside the conveyor by air blow, and discharges it outside the machine with the chute.
  • FIG. 2 shows (a) a plan view and (b) a front view of the lid detection device 70.
  • a pair of containers that have been transported along a line connecting the sensor transmitting / receiving units of the pair of photoelectric sensors 71 on a plane orthogonal to the container transport direction are blocked.
  • the photoelectric sensor 71 is fixed to the bracket 73.
  • the container blocks light from the pair of photoelectric sensors, and detects that the container has been transported due to a change in the amount of light.
  • the laser sensor 72 fixed to the bracket similarly emits laser light to the opening end of the container, and the amount of reflected light thereafter is detected by the sensor. Then, by measuring the time and light quantity from when the laser light is emitted until the reflected light is detected, it is detected whether or not the molding lid is placed on the container or whether or not it is normally placed.
  • FIG. 3 shows an overall view (longitudinal sectional view) of the ultrasonic sealing device 100.
  • the ultrasonic sealing apparatus 100 includes an upper support plate 102 in which 30 ultrasonic welders 101 are fixed to the peripheral portion thereof at equal intervals, and 30 container bases 103 at opposite positions below the ultrasonic welder.
  • the lower support plate 104 is fixed.
  • the upper support plate 102 and the lower support plate 104 are fixed to a drive shaft 105 of the sealing device.
  • a control device 106 of the sealing device is provided above each ultrasonic welding machine.
  • the ultrasonic welder 101 includes a welder main body 107 fixed to the upper support plate 102, and a round bar-shaped horn 108 protruding downward from the welder main body 107 and having a sealing action surface at the lower end.
  • the ultrasonic welder has a built-in vibrator for applying ultrasonic rotational vibration (not shown), and the vibrator transmits the rotational vibration to the sealing surface of the horn.
  • a container base 103 that places the container and presses the upper end of the container against the horn 108 via a lid placed on the container is attached to the lower support plate 104 via the mounting base 111.
  • FIG. 4 shows a partially enlarged view of the ultrasonic sealing device 101 when the container body is covered with a lid.
  • FIG. 4A shows the supply from the intermediate star wheel 40 to the ultrasonic sealing device 100.
  • FIG. 4 (b) shows a partially enlarged view at the time of sealing.
  • the sealing device 100 includes a mounting table 111 fixed to a lower support plate 110 and a container table 103 that can be raised and lowered above the mounting table.
  • the mounting table 111 includes a fixed plate 112 fixed to the lower support plate 104, a guide tube 113 provided above the fixed plate, and a cylindrical bracket 114 provided on the fixed plate in a hanging manner.
  • the container table 103 is provided in a hanging manner on a container mounting plate 115 on which a container is mounted, a container holder 116 that is provided on the upper surface of the container mounting plate and positions a container on the container mounting plate.
  • the cylindrical skirt part 118 is comprised.
  • a guide member 109 is provided outside the container holder for guiding the outside of the container conveyance path by the container table.
  • an elevating body 117 that can slide up and down in the guide tube is provided, and the skirt portion 118 of the container base 103 is slidably provided on the outer surface of the guide tube of the mounting table. Yes.
  • a spring 119 is provided between the upper end of the elevating body 117 and the lower surface of the container mounting plate 115, and the container base 103 is supported from below by the spring.
  • a long hole is provided in the guide tube 113 of the mounting table 111, a shaft is attached to a position corresponding to the long hole of the elevating body 117, and a cam follower 120 is provided at the tip of this shaft.
  • a cam 121 is provided outside the lower support plate of the sealing device.
  • the cam follower 120 is guided by the pair of upper and lower upper cams 121 (a) and 121 (b) and rolls on the lower cam.
  • the container body filled with the liquid is smoothly introduced into the sealing device.
  • the elevating body 117 in the guide cylinder moves up and down by the guide of the cam follower 120 rolling on the lower cam. Yes.
  • the elevating / lowering control rod 122 is attached in a hanging manner at the center of the lower surface of the container mounting plate.
  • the elevating restriction rod 122 extends through the center of the elevating body 117 so as to be slidable with respect to the elevating body 117, and a stopper 123 is provided at the lower part of the elevating restriction rod 122. It is regulated so that it does not protrude upward from the lifting body 117.
  • a regulated member 124 having an inverted T-shaped cross section is provided at the lower end of the elevation regulating rod 122.
  • An air cylinder 126 is attached to the cylindrical bracket 114 of the mounting table so that the cylinder rod 125 faces upward.
  • a substantially C-shaped regulating member 127 is provided at the tip of the cylinder rod.
  • FIG. 4 shows the operation of the sealing device when the container is supplied to the sealing position 100 in a state where the molding lid is normally placed on the container body.
  • the cylinder rod 125 of the air cylinder 126 is held in an extended state through the sealing operation of the sealing device.
  • the molding lid In the pressed state, the molding lid is also repeatedly rotated by the repeated rotation of the sealing surface in the pressed state, and the container body B and the molding are formed by frictional heat generated between the container body and the fixed container body.
  • the lid P will be sealed.
  • the cylinder rod 125 of the air cylinder is held in the extended state through the sealing operation of the sealing device, so that the rise of the container base 103 is not restricted by the restricting member 127.
  • FIG. 5 shows the operation of the sealing device 100 when the container P is supplied to the sealing device in a state where the molding lid is not placed on the container body or is not normally placed.
  • the lid detecting device 70 detects that the molding lid is not placed on the container body filled with the liquid or is not normally placed, as shown in FIG.
  • the cylinder rod 125 of the air cylinder corresponding to the container is controlled so as to maintain the retracted state. That is, when the elevating body 117 is raised in the guide tube by the lower cam 121 via the cam follower 120, the container stand also rises via the spring 119, but the rise of the container stand is restricted by the restricting member 127. Therefore, the container main body is prevented from coming into contact with the sealing action surface of the horn, and the container is not pressed against the horn via the lid.
  • the lower cam 121 (b) moves from the transfer position from the intermediate star wheel 40 of the sealing device 100 to the rising seal position and the transfer position to the unloading star wheel 81 that is lowered from the raised seal position.
  • the cam follower rolls on the upper surface of the lower cam by being guided by the lower cam and repeats the lower horizontal circumferential motion, the rising circumferential motion, the higher horizontal circumferential motion, the lowering circumferential motion, and the lower horizontal circumferential motion.
  • the upper cam 121 (a) is discontinuously provided in the vicinity of the transfer position of the sealing device from the intermediate star wheel 40 and in the vicinity of the transfer position of the sealing device to the carry-out star wheel 81. This is for surely guiding the transfer from and to the transfer star wheel 81.

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Abstract

容器本体Ｂに成形蓋Ｐを被せ、ヒートシールして密封容器とする連続ロータリー式充填包装機械において、容器本体に成形蓋が載置されていないことに起因するシール不良の発生を大幅に低減させるシール装置の提供するものである。容器本体に成形蓋を被せ、容器本体と成形蓋を超音波シールして密封容器とする連続ロータリー式充填包装機械であって、蓋供給装置６０の下流側に配設された蓋検出装置７０と、容器台１０３を昇降させるカム機構を有し、容器台の上死点で容器本体上の成形蓋と超音波ホーン１０８の作用面とが圧接するように構成された昇降手段と、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器の容器台を前記上死点まで上昇させることのない容器台下降制御機構とを具備した超音波シール装置１００と、を備えた連続ロータリー式充填包装機械。

Description

連続ロータリー式充填包装機械
　本発明は、容器本体に液体内容物を充填し、液体内容物が充填された容器本体に蓋供給装置により成形蓋を被せ、容器本体と蓋をヒートシールして密封容器とする連続ロータリー式充填包装機械に関し、より詳しくは、蓋供給装置の下流側に配設された蓋検出装置によって、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器内の液体とシール装置の作用面との接触を回避させ、次工程に搬送させる機構を有する連続ロータリー式充填包装機械に関する。
　従来、容器本体に液体内容物を充填し、液体内容物が充填された容器本体に蓋供給装置により合成樹脂製成形蓋を被せ、容器本体と蓋を超音波シールして密封容器とする充填シール装置としては、容器本体に内容物を充填し、内容物が充填された容器本体に蓋を被せ、容器本体と蓋をシールして密封容器とする充填包装機械であって、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置と、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置と、シート状蓋材から、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を成形する一次蓋冷間成形装置と、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置と、一次蓋冷間成形装置で成形された密封容器の蓋を最終蓋形状に成形する二次蓋成形装置とを備えた充填包装機械（例えば、特許文献１及び２参照）が提案されている。
　その他、超音波充填シール装置に関し、シール作用面を有する超音波ホーンを用いて、容器本体に容器構成部品をシールする方法であって、容器本体および容器構成部品の被シール部同士を重ね合わせた状態で、同被シール部をシール作用面で加圧し、シール作用面に、加圧方向と平行する軸を中心とする回転方向の超音波回転振動を作用させる容器超音波シール方法（例えば、特許文献３参照）や、また、超音波シールに用いられる、上端開口周縁にフランジ部を有する合成樹脂製の容器本体と、天板部及び該天板部周縁から垂下状に設けられたスカート部を有し、該天板部が前記容器本体のフランジ部上面にヒートシールされる容器蓋とを備え、前記フランジ部の外縁上端に第１切欠部を有する包装用容器（例えば、特許文献４参照）が知られている。
特開２００５－３４３５０８号公報 特開２００５－３４３５０７号公報 ＷＯ２００２／０７２４２６ ＷＯ２００６／０９８２３１
　本発明の課題は、容器本体に液体内容物を充填し、液体内容物が充填された容器本体に蓋供給装置により成形蓋を被せ、容器本体と蓋をヒートシールして密封容器とする連続ロータリー式充填包装機械において、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないことに起因するシール不良の発生を大幅に低減させるシール装置を備えた連続ロータリー式充填包装機械を提供することにある。
　本発明者らは、容器本体に液体内容物を充填し、液体内容物１２５ｍｌが充填された容器本体に蓋供給装置により成形蓋を被せ、容器本体と蓋を超音波シールして密封容器とする、１時間あたり３３０００本の充填を可能にする高生産能力の連続ロータリー式充填包装機械を開発したが、数万本～数十万本に１本の割合でシール不良の製品が見いだされた。そして、かかるシール不良の原因の一つが、容器本体に成形蓋が載置されていない場合に、シール装置でシールをすると、シール作用面に充填内容物である液体が付着する場合があり、シール作用面に液体が付着した場合に、シール装置の熱で液体が乾燥してできた付着物であることがわかった。さらに清掃しない限り付着物は完全に除去されずに残存するため、非衛生的であり、また異物として混入するおそれがあることがわかった。また、シール装置が超音波シール装置、特に、成形蓋と容器本体を加圧する加圧方向を軸の中心とする回転方向の超音波回転振動を作用させる超音波ホーンを備えたシール装置である場合、回転振動子である超音波ホーンの作用面と成形蓋表面の間に液体が存在することにより、ホーンの作用面と成形蓋表面の間で滑りが発生し、成形蓋に回転振動が十分伝わらず、成形蓋裏面と容器本体との間での発熱が減衰してシール不良になることを見いだした。さらに、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋が容器本体に正常に載置されていない場合に、載置のズレに伴い発生する蓋本体周縁部直下のシール不良も見いだされた。そこで、蓋供給装置の下流側に蓋検出装置を配設し、該蓋検出装置によって、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器台上の容器を、シール作用面に圧接させるまで上昇させることのない容器台下降制御機構を設け、シール作用面との接触を回避させ、次工程に搬送させることにより、上記のシール不良が大幅に改善されることを見いだし、本発明を完成するに至った。
　すなわち本発明は、（１）容器本体に液体内容物を充填し、液体内容物が充填された容器本体に蓋を被せ、容器本体と蓋をシールして密封容器とする充填包装機械であって、容器本体が回転移動する間に容器内に液体内容物を充填する充填装置と、充填装置から移載されてきた液体内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、蓋供給装置の下流側に配設された蓋検出装置と、成形蓋が載置されている容器本体が回転移動する間に、成形蓋を容器本体の上端開口部にヒートシールして密封容器とするシール作用面と、容器本体が載置されている容器台を昇降させるカム機構を有し、容器台の上死点で容器本体上の成形蓋とシール作用面とが圧接するように構成された昇降手段と、前記蓋検出装置によって、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器の容器台を前記上死点まで上昇させることのない容器台下降制御機構とを具備したシール装置と、を備えた連続ロータリー式充填包装機械や、（２）蓋検出装置が、搬送されてきた容器を検出するための一対の光電センサと、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていない容器を検出するためのレーザーセンサとを具備していることを特徴とする上記（１）記載の連続ロータリー式充填包装機械や、（３）シール装置の昇降手段が、容器台を押し上げるスプリングを備え、シール時にスプリングの付勢力により、容器本体上の成形蓋とシール作用面とを圧接させることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の連続ロータリー式充填包装機械に関する。
　また本発明は、（４）シール装置の昇降手段が、下支持板に固定された載置台と、載置台上方に昇降自在に取付けられた容器台を備え、前記載置台は、下支持板に固定される固定板と、固定板の上方に設けられた案内筒と、固定板に垂下状に設けられた筒状ブラケットとを有し、前記容器台は、容器を載置する容器載置板と、容器載置板の上面に設けられ容器載置板上の容器を位置決めする容器ホルダと、容器載置板に垂下状に設けられている筒状スカート部とを有し、前記案内筒内には、案内筒内を昇降自在に摺動しうる昇降体が設けられ、前記容器台の筒状スカート部は、載置台の案内筒の外面に摺動可能に設けられ、昇降体上端と容器載置板下面の間には容器台を下側から支えるスプリングが設けられ、載置台の案内筒には長穴が設けられ、該長穴に対応する昇降体の位置には軸が取付けられ、この軸の先端にはカムフォロアが設けられており、シール装置の下支持板外方に設けられているカムによってカムフォロアが誘導され、カムフォロアの動作により案内筒内の昇降体が昇降動作するように構成されていることを特徴とする上記（３）記載の連続ロータリー式充填包装機械や、（５）シール装置の容器台下降制御機構が、スプリングの付勢力による容器台の押し上げに抗って、容器台を引き下げ制御するための流体圧シリンダを備えていることを特徴とする上記（１）～（４）のいずれか記載の連続ロータリー式充填包装機械や、（６）シール装置の容器台下降制御機構が、容器載置板下面中央部に垂下状に取り付けられ、昇降体の中央部を、昇降体に対して摺動自在に貫通するように伸びている昇降規制ロッドの下端部に設けられている断面逆Ｔ字状の被規制部材と、載置台の筒状ブラケットにシリンダロッドが上に向くように取り付けられている流体圧シリンダと、シリンダロッド先端に設けられている略Ｃ字状規制部材とを備え、シリンダロッドが退入した状態を保持するように制御することにより、前記規制部材によって被規制部材を介して容器台の上昇が規制されることを特徴とする上記（５）記載の連続ロータリー式充填包装機械や、（７）流体圧シリンダがエアシリンダであることを特徴とする上記（５）又は（６）記載の連続ロータリー式充填包装機械や、（８）シール装置が、成形蓋と容器本体を加圧する加圧方向を軸の中心とする回転方向の超音波回転振動を作用させる超音波ホーンを備えたシール装置であることを特徴とする上記（１）～（７）のいずれか記載の連続ロータリー式充填包装機械や、（９）成形蓋が、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋であることを特徴とする上記（１）～（８）のいずれか記載の連続ロータリー式充填包装機械に関する。
　本発明の連続ロータリー式充填包装機械によれば、蓋供給装置の下流側に蓋検出装置を配設し、該蓋検出装置によって、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器とシール作用面との接触を回避させ、次工程に搬送させるように制御することにより、シール不良を大幅に低減することが可能となる。
本発明の連続ロータリ式充填包装機械の一実施態様の全体を示す平面図である。 本発明の連続ロータリ式充填包装機械の蓋検出装置の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。 本発明の連続ロータリ式充填包装機械における超音波シール装置の縦断面図である。 本発明の連続ロータリ式充填包装機械における超音波シール装置の一部拡大図である。 本発明の連続ロータリ式充填包装機械における超音波シール装置の一部拡大図である。
　本発明の連続ロータリー式充填包装機械としては、容器本体に液体内容物を充填し、液体内容物が充填された容器本体に蓋を被せ、容器本体と蓋をヒートシールして密封容器とする充填包装機械であって、容器本体が回転移動する間に容器内に液体内容物を充填する充填装置と、充填装置から移載されてきた液体内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、蓋供給装置の下流側に配設された蓋検出装置と、成形蓋が載置されている容器本体が回転移動する間に、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール作用面と、容器本体が載置されている容器台を昇降させるカム機構を有し、容器台の上死点で容器本体上の成形蓋とシール作用面とが圧接するように構成された昇降手段と、前記蓋検出装置によって、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器の容器台を前記上死点まで上昇させることのない容器台下降制御機構とを具備したシール装置とを備えておれば特に制限されず、上記容器本体としてはボトル状合成樹脂製容器本体等の合成樹脂製有底筒状容器本体を好適に例示することができる。また、上記蓋としては円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する成形蓋、例えば、合成樹脂製成形蓋や金属箔層を含んだ成形蓋を好適に例示することができる。上記蓋が円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋の場合、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋をシート状蓋材から成形する一次蓋冷間成形装置や、一次蓋冷間成形装置で成形された密封容器の成形蓋を最終蓋形状に成形する二次蓋成形装置を備えることが好ましい。
　また、本発明の連続ロータリー式充填包装機械は、容器供給装置を備えていてもよく、上記容器供給装置としては、容器本体を充填装置に供給しうる装置であれば特に制限されず、例えば、容器整立装置、搬送コンベア、スクリューコンベア、容器本体を充填装置に供給する入口スターホイル等を備えた従来公知のものを使用することができる。かかる容器供給装置を用いると、容器整立装置により、任意の向きで供給されるボトル状合成樹脂製容器を、その上端開口部が上方を向くように整立して搬送コンベアへ１列に載置することができ、搬送コンベアに載置された容器は下流側に搬送され、搬送コンベア下流部でスクリューコンベアによって所定ピッチに整列され、整列された容器は、入口スターホイルを介して充填装置へ供給されることになる。
　上記充填装置としては、容器供給装置により供給された容器本体が回転移動する間に容器内に液体内容物を充填しうる装置であれば特に制限されず、例えば、充填液タンクと、充填液タンク周縁部下面に等間隔で下向きに所定数設けられた充填ノズルと、充填ノズル下方の充填ノズル対応位置に設けられた容器載置台と、容器載置台が取り付けられている回転台を有している従来公知のものを使用することができ、中でも、３３０００本／時の高速充填には、容器を密閉状態としてエアを吸引除去しながら充填する真空充填装置が好ましい。かかる充填装置を用いると、容器載置台上の容器が回転している間に、容器載置台又は充填ノズルが昇降し、内容物を充填することができる。
　上記蓋供給装置としては、充填装置から移載されてきた液体内容物が充填された容器本体の上端開口部に、成形蓋、好ましくは円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を供給しうる装置であれば特に制限されず、蓋成形手段によって成形された蓋は下方の蓋給送装置（シュート）に落とされ、中間スターホイル等で搬送されている容器の上端開口部に１つずつ蓋が被せられる。上記蓋打ち抜き成形装置等を備えた一次蓋冷間成形装置や冷間成形用シート状蓋材の他、容器本体や二次蓋成形装置については、前記特許文献１に詳述されている。
　上記蓋検出装置としては、中間スターホイルの蓋供給装置の下流側に配設され、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていない容器を検出しうるものが好ましく、搬送されてきた容器を検出するための一対の光電センサと、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていない容器を検出するためのレーザーセンサとを具備した蓋検出装置や、搬送されてきた容器を検出し、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていない容器を検出するためのＣＣＤカメラ等を例示することができる。かかる蓋検出装置を用いると、光電センサが搬送された容器を検出すると、レーザーセンサが容器開口部に対してレーザ光を発射し、その反射光量をセンサで検出し、レーザ光の発射から反射光を検出するまでの時間及び光量を計測することにより、成形蓋が容器本体に載置されているか、又は正常に載置されているか否かを判定プログラムにより確認したり、ＣＣＤカメラの撮像結果より、成形蓋が容器本体に載置されているか、又は正常に載置されているか否かを判定プログラムにより確認することができる。
　上記シール装置としては、超音波ヒートシール装置や高周波ヒートシール装置の他、加熱部材を被シール部材に押圧して加熱部材の熱を直接被シール部に作用させるヒートシール装置を例示することができるが、本発明による効果を最も多く享受できる超音波ヒートシール装置を用いることが好ましい。かかる超音波ヒートシール装置としては、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器としうる装置であって、例えば中間スターホイルを介して供給された成形蓋が載置されている容器本体が回転移動する間に、成形蓋を容器本体の上端開口部に超音波シールして密封容器とする、成形蓋と容器本体を加圧する加圧方向を軸の中心とする回転方向の超音波回転振動を作用させる超音波ホーン（特許文献３参照）と、容器本体が載置されている容器台を昇降させるカム機構を有し、容器台の上死点で容器本体上の成形蓋と超音波ホーンの作用面とが圧接するように構成された昇降手段と、前記蓋検出装置によって、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器の容器台を前記上死点まで上昇させることのない容器台下降制御機構とを具備した装置を好適に例示することができ、上記超音波ホーンの作用面には、該作用面と成形蓋表面間の摩擦力を強めるために、放射状の溝を設けておくことが好ましい。また、上記超音波ホーンを備えた超音波溶接機は、周波数１５～５０ｋＨｚ、好ましくは、２０～３０ｋＨｚ、振幅１６～１２６μｍ、好ましくは、７０～８０μｍの超音波回転振動を接着面に与えることにより行うことができる。例えば、ポリスチレン系樹脂容器開口部に冷間成形された蓋を密封し密封容器とする場合、成形蓋と容器本体を１００～１２０Ｎで加圧しながら、周波数２０～３０ｋＨｚ、出力５０～５００ｗ／個、シール時間０．２～１秒等が好ましく、このような条件下で溶接された飲料容器等の樹脂容器の蓋は指で剥離することができ、８～１２Ｎの力で剥離することができる。かつ密封容器を不注意により落下させても蓋が剥離しない剥離強度が得られる。また、上記高周波ヒートシール装置としては、成形蓋の容器口縁部対応部分を加熱するリング状の誘導加熱用コイルと、蓋を容器口縁部に押圧するリング状耐熱弾性体と、磁束を集中させて加熱効果を増加させる磁性体とを備えている高周波シール装置を例示することができる。
　上記シール装置における昇降手段としては、容器台を押し上げるスプリングを備え、シール時にスプリングの付勢力により、容器本体上の成形蓋とシール作用面とを圧接させる手段を有するものが好ましく、より具体的には、下支持板に固定された載置台と、載置台上方に昇降自在に取付けられた容器台を備え、前記載置台は、下支持板に固定される固定板と、固定板の上方に設けられた案内筒と、固定板に垂下状に設けられた筒状ブラケットとを有し、前記容器台は、容器を載置する容器載置板と、容器載置板の上面に設けられ容器載置板上の容器を位置決めする容器ホルダと、容器載置板に垂下状に設けられている筒状スカート部とを有し、前記案内筒内には、案内筒内を昇降自在に摺動しうる昇降体が設けられ、前記容器台の筒状スカート部は、載置台の案内筒の外面に摺動可能に設けられ、昇降体上端と容器載置板下面の間には容器台を下側から支えるスプリングが設けられ、載置台の案内筒には長穴が設けられ、該長穴に対応する昇降体の位置には軸が取付けられ、この軸の先端にはカムフォロアが設けられており、シール装置の下支持板外方に設けられているカムによってカムフォロアが誘導され、カムフォロアの動作により案内筒内の昇降体が昇降動作するように構成されている昇降手段を例示することができる。
　上記シール装置の容器台の下降制御機構としては、スプリングの付勢力による容器台の押し上げに抗って、容器台を引き下げ制御するための流体圧シリンダを備えている機構が好ましく、より具体的には、容器載置板下面中央部に垂下状に取り付けられ、昇降体の中央部を、昇降体に対して摺動自在に貫通するように伸びていている昇降規制ロッドの下端部に設けられている断面逆Ｔ字状の被規制部材と、載置台の筒状ブラケットにシリンダロッドが上に向くように取り付けられている流体圧シリンダと、シリンダロッド先端に設けられている略Ｃ字状規制部材とを備え、シリンダロッドが退入した状態を保持するように制御することにより、前記規制部材によって被規制部材を介して容器台の上昇が規制される機構を例示することができる。また、上記流体圧シリンダとして、エアシリンダを好適に例示することができる。
　以下、図面を参照して本発明の連続ロータリー式充填包装機械の１実施形態である、容器本体に液体内容物を充填し、液体内容物が充填された容器本体に蓋を被せ、容器本体と蓋を超音波シールして密封容器とする充填包装機械であって、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する、入口スターホイルを有する容器供給装置と、入口スターホイルを介して供給された容器本体が回転移動する間に容器内に液体内容物を充填する充填装置と、中間スターホイルを有し、充填装置から中間スターホイルに移載されてきた液体内容物が充填された容器本体の上端開口部に、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋を供給する蓋供給装置と、中間スターホイルの蓋供給装置の下流側に配設された蓋検出装置と、中間スターホイルを介して供給された成形蓋が載置されている容器本体が回転移動する間に、成形蓋を容器本体の上端開口部に超音波シールして密封容器とする、成形蓋と容器本体を加圧する加圧方向と平行する軸を中心とする回転方向の超音波回転振動を作用させる超音波ホーンと、容器本体が載置されている容器台を昇降させるカム機構を有し、容器台の上死点で容器本体上の成形蓋と超音波ホーンの作用面とが圧接するように構成された昇降手段と、前記蓋検出装置によって、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器の容器台を前記上死点まで上昇させることのない容器台下降制御機構とを具備した超音波シール装置とを備えた連続ロータリー式充填包装機械をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。
　図１には、本発明の３３０００本／時の高速充填用の連続ロータリー式充填包装機械の一実施態様が全体平面図で示されている。図１に示すように、本発明の連続ロータリー式充填包装機械の概要は、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置２０、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置３０、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋をシート状蓋材から成形する一次蓋冷間成形装置５０、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋Ｐを供給する蓋供給装置６０、蓋供給装置の下流側に配設された蓋検出装置７０と、成形蓋Ｐを容器本体Ｂの上端開口部にシールして密封容器とするシール装置１００、シールされた密封容器を搬出する容器搬出装置８０、及び、一次蓋冷間成形装置５０で成形された密封容器の成形蓋Ｐを最終蓋形状に成形する二次蓋成形装置９０を備えている。
　上記容器供給装置２０は、容器整立装置２１、搬送コンベア２２、スクリューコンベア２３を備え、容器整立装置２１では、任意の向きで供給されるボトル状の合成樹脂製有底筒状容器本体Ｂを、その上端開口部が上方を向くように整立して搬送コンベア２２へ１列に載置する。搬送コンベア上に載置された容器本体Ｂは下流側に搬送され、搬送コンベア下流部でスクリューコンベア２３によって所定ピッチに整列される。整列された容器本体Ｂは、入口スターホイル２４を介して充填装置３０へ供給される。充填装置３０では、装置内を容器が回転移動する間に容器内に４０本の真空充填ノズル（図示せず）から液体内容物が充填される。液体内容物が充填された容器は中間スターホイル４０に移替えられる。
　連続ロータリー式充填包装機械の充填装置３０の近傍には一次蓋冷間成形装置５０が設けられている。一次蓋冷間成形装置５０では、合成樹脂製シート状蓋材を略円盤状に打ち抜くと共に、打ち抜かれた蓋材を断面略コの字状、すなわち円盤状蓋本体と、蓋本体周縁部から垂下状に設けられたスカート部よりなる成形蓋Ｐに成形する。成形された蓋Ｐは、蓋供給装置６０により中間スターホイル４０で搬送されている容器本体Ｂの上端開口部に被せられる。そして、中間スターホイル４０の蓋供給装置６０の下流側に配設された蓋検出装置７０により、容器本体Ｂに成形蓋Ｐが載置されていない、又は正常に載置されていない容器を検出する。
　次いで、内容物が充填された容器は、中間スターホイル４０から超音波シール装置１００へ供給される。超音波シール装置１００では、蓋検出装置７０において成形蓋が正常に載置されていると判定された容器を対象にシール装置内を容器が移動する間に容器に成形蓋Ｐが超音波シールされ密封され、密封容器は容器搬出装置８０へと搬送される。また、蓋検出装置７０において成形蓋Ｐが載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器は、成形蓋Ｐとホーン１０８との接触が回避制御された状態で、容器搬出装置８０へと搬送される。
　容器搬出装置８０は、搬出スターホイル８１と搬出コンベア８２とスクリューコンベア８３から構成され、密封容器は搬出スターホイル８１を介して搬出コンベア８２上に載置される。搬出コンベア８２上に載置された密封容器は下流側に搬送され、搬出コンベア下流部でスクリューコンベア８３によって所定ピッチに整列される。整列された密封容器は、入口スターホイル９１を介して二次蓋成形装置９０へ供給される。二次蓋成形装置９０では、装置内を密封容器が移動する間に、容器本体にシールされた成形蓋Ｐを二次成形し、最終形状の密封容器とする。最終形状の密封容器は、出口スターホイル９２を介して次工程に搬送される。また、蓋検出装置７０において成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器は、搬出コンベア８２上に載置された直後に設けられた容器排出手段（図示せず）により排出される。容器排出手段は、搬出コンベア８２上の蓋なし容器を、エアブローによりコンベア横の滑り台状のシュートへ吹き飛ばして、シュートで機外に排出するようになっている。
　図２には、蓋検出装置７０の（ａ）平面図と（ｂ）正面図が示されている。図２（ｂ）に示されるように、容器搬送方向に対して直交する面上、かつ一対の光電センサ７１のセンサ送受信部間を結ぶ線分を搬送されてきた容器が遮断するように、一対の光電センサ７１がブラケット７３に固設されている。中間スターホイル４０に設けられている蓋検出装置７０に容器が搬送されてくると、一対の光電センサ間の光を容器が遮断し、光量の変化により容器が搬送されてきたことを検出する。光電センサが搬送された容器を検出すると、前記ブラケットに同様に固設されているレーザーセンサ７２が容器開口端に対してレーザ光を発射し、その後の反射光量をセンサで検出する。そして、レーザ光の発射から反射光を検出するまでの時間及び光量を計測することで、成形蓋が容器に被せられているか否か、又は正常に載置されているか否かを検出する。
　図３には、超音波シール装置１００の全体図（縦断面図）が示されている。超音波シール装置１００は、３０本の超音波溶接機１０１がその周縁部に等間隔で固設されている上支持板１０２と、超音波溶接機下方の相対する位置に３０の容器台１０３が固設されている下支持板１０４とを備えている。上支持板１０２及び下支持板１０４はシール装置の駆動軸１０５に固定されている。また、各超音波溶接機の上方には、シール装置の制御装置１０６が設けられている。超音波溶接機１０１は、上支持板１０２に固設されている溶接機本体１０７と、溶接機本体１０７から下方に突出し、かつ下端にシール作用面を有する丸棒状のホーン１０８からなる。超音波溶接機には図示しない超音波回転振動を作用させる振動子が内蔵されており、かかる振動子によって、ホーンのシール作用面に回転振動が伝えられる。容器を載置して、容器の上端を、容器に被せられた蓋を介してホーン１０８に押圧する容器台１０３は、載置台１１１を介して下支持板１０４に取り付けられている。
　図４には、容器本体に蓋が被せられている場合における超音波シール装置１０１の一部拡大図が示されており、図４（ａ）は中間スターホイル４０から超音波シール装置１００へ供給された時点の一部拡大図を示しており、図４（ｂ）はシール時の一部拡大図を示している。シール装置１００は、下支持板１１０に固定された載置台１１１と、載置台上方に昇降自在な容器台１０３を備えている。載置台１１１は、下支持板１０４に固定された固定板１１２と、固定板の上方に設けられた案内筒１１３と、固定板に垂下状に設けられた筒状ブラケット１１４により構成されている。容器台１０３は、容器を載置する容器載置板１１５と、容器載置板の上面に設けられ容器載置板上の容器を位置決めする容器ホルダ１１６と、容器載置板に垂下状に設けられている筒状スカート部１１８とより構成されている。さらに、容器ホルダ外方には容器台による容器の搬送経路の外側を案内するガイド部材１０９が設けられている。
　案内筒１１３内には、案内筒内を昇降自在に摺動し得る昇降体１１７が設けられており、容器台１０３のスカート部１１８は載置台の案内筒の外面に摺動可能に設けられている。昇降体１１７上端と容器載置板１１５下面の間にはスプリング１１９が設けられ、スプリングによって容器台１０３は下側から支えられている。
　載置台１１１の案内筒１１３には長穴が設けられており、昇降体１１７の長穴に対応する位置には軸が取付けられ、この軸の先端にはカムフォロア１２０が設けられている。また、シール装置の下支持板外方にはカム１２１が設けられている。シール装置１００に容器が供給される供給位置（図４（ａ）参照）において、上下一対の上カム１２１（ａ）及び下カム１２１（ｂ）によってカムフォロア１２０が誘導され、下カム上を転動するカムフォロアの動作により、液体が充填された容器本体がスムーズにシール装置に導入される。そして、上カム１２１（ａ）がなくなり下カム１２１（ｂ）が上昇するシール位置において、下カム上を転動するカムフォロア１２０の誘導により案内筒内の昇降体１１７が昇降動作するようになっている。
　容器載置板下面中央部には昇降規制ロッド１２２が垂下状に取付けられている。昇降規制ロッド１２２は昇降体１１７の中央部を、昇降体１１７に対して摺動自在に貫通するように伸びており、昇降規制ロッド１２２の下部にはストッパ１２３が設けられ、昇降規制ロッド１２２が昇降体１１７より上方へ突出して抜け落ちることがないように規制している。昇降規制ロッド１２２の下端部には断面逆Ｔ字状の被規制部材１２４が設けられている。
　載置台の筒状ブラケット１１４には、シリンダロッド１２５が上に向くようにエアシリンダ１２６が取付けられている。シリンダロッド先端には、略Ｃ字状規制部材１２７が設けられている。
　図４には、成形蓋が容器本体に正常に載置されている状態で、シール位置１００に容器が供給されてきた場合の、シール装置の動作を示している。この場合、図４に示すように、シール装置のシール動作を通じて、エアシリンダ１２６のシリンダロッド１２５は伸長した状態を保持するようになっている。下カム１２１（ｂ）によりカムフォロア１２０を介して昇降体１１７が案内筒内を上昇すると、スプリングを介して容器台も上昇し、容器台上の容器は超音波溶接機の超音波ホーン下端のシール作用面に押圧され、押圧された状態でシール作用面の回動反復振動により成形蓋も回動反復振動し、固定されている容器本体との間に発生する摩擦熱により、容器本体Ｂと成形蓋Ｐはシールされることになる。この際、シール装置のシール動作を通じて、エアシリンダのシリンダロッド１２５は伸長した状態を保持するようになっているため、容器台１０３の上昇が規制部材１２７によって規制されることはない。
　図５は、成形蓋が容器本体に載置されていない、又は正常に載置されていない状態で、シール装置に容器Ｐが供給されてきた場合の、シール装置１００の動作を示している。中間スターホイル４０において、液体が充填された容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていない状態を蓋検出装置７０が検出すると、図５に示すように、シール装置のシール動作を通じて、その容器に対応するエアシリンダのシリンダロッド１２５が退入した状態を保持するように制御されている。すなわち、下カム１２１によりカムフォロア１２０を介して昇降体１１７を案内筒内において上昇させると、スプリング１１９を介して容器台も上昇しようとするが、規制部材１２７によって容器台の上昇が規制されているため、ホーンのシール作用面に容器本体が接触することが回避され、蓋を介してホーンに容器が押圧されることはない。
　上記のように、下カム１２１（ｂ）はシール装置１００の中間スターホイル４０からの移載位置から、上昇するシール位置、上昇したシール位置から下降する搬出スターホイル８１への移載位置まで周面にわたり連続して設けられ、下カムに誘導されてカムフォロアが下カム上面を転動して、低位水平周運動、上昇周運動、高位水平周運動、下降周運動、低位水平周運動を繰り返すことになるが、上カム１２１（ａ）はシール装置の中間スターホイル４０からの移載位置近傍、及びシール装置の搬出スターホイル８１への移載位置近傍に不連続に設けられ、中間スターホイル４０からの移載及び搬出スターホイル８１への移載を確実に誘導するためのものである。
　２０　　容器供給装置
　２１　　　容器整立装置
　２２　　　搬送コンベア
　２３　　　スクリューコンベア
　２４　　　入口スターホイル
　３０　　充填装置
　４０　　中間スターホイル
　５０　　一次蓋冷間成形装置
　６０　　蓋供給装置
　７０　　蓋検出装置
　７１　　　光電センサ
　７２　　　レーザーセンサ
　７３　　　ブラケット
　８０　　容器搬出装置
　８１　　　搬出スターホイル
　８２　　　搬出コンベア
　８３　　　スクリューコンベア
　９０　　二次蓋成形装置
　９１　　　入口スターホイル
　９２　　　出口スターホイル
１００　　シール装置
１０１　　　超音波溶接機
１０２　　　上支持板
１０３　　　容器台
１０４　　　下支持板
１０５　　　駆動軸
１０６　　　制御装置
１０７　　　溶接機本体
１０８　　　ホーン
１０９　　　ガイド
１１０　　　下支持板
１１１　　　載置台
１１２　　　固定板
１１３　　　案内筒
１１４　　　筒状ブラケット
１１５　　　容器載置板
１１６　　　容器ホルダ
１１７　　　昇降体
１１８　　　スカート部
１１９　　　スプリング
１２０　　　カムフォロア
１２１　　　カム
１２１（ａ）上カム
１２１（ｂ）下カム
１２２　　　昇降規制ロッド
１２３　　　ストッパ
１２４　　　被規制部材
１２５　　　シリンダロッド
１２６　　　エアシリンダ
１２７　　　規制部材
　　Ｐ　　成形蓋
　　Ａ　　容器
　　Ｂ　　容器本体

Claims (9)

  1. 　容器本体に液体内容物を充填し、液体内容物が充填された容器本体に蓋を被せ、容器本体と蓋をシールして密封容器とする充填包装機械であって、
    　容器本体が回転移動する間に容器内に液体内容物を充填する充填装置と、
    　充填装置から移載されてきた液体内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、
    　蓋供給装置の下流側に配設された蓋検出装置と、
    　成形蓋が載置されている容器本体が回転移動する間に、成形蓋を容器本体の上端開口部にヒートシールして密封容器とするシール作用面と、容器本体が載置されている容器台を昇降させるカム機構を有し、容器台の上死点で容器本体上の成形蓋とシール作用面とが圧接するように構成された昇降手段と、前記蓋検出装置によって、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていないと判定された容器の容器台を前記上死点まで上昇させることのない容器台下降制御機構とを具備したシール装置と、
    を備えた連続ロータリー式充填包装機械。
  2. 　蓋検出装置が、搬送されてきた容器を検出するための一対の光電センサと、容器本体に成形蓋が載置されていない、又は正常に載置されていない容器を検出するためのレーザーセンサとを具備していることを特徴とする請求項１記載の連続ロータリー式充填包装機械。
  3. 　シール装置の昇降手段が、容器台を押し上げるスプリングを備え、シール時にスプリングの付勢力により、容器本体上の成形蓋とシール作用面とを圧接させることを特徴とする請求項１又は２記載の連続ロータリー式充填包装機械。
  4. 　シール装置の昇降手段が、下支持板に固定された載置台と、載置台上方に昇降自在に取付けられた容器台を備え、前記載置台は、下支持板に固定される固定板と、固定板の上方に設けられた案内筒と、固定板に垂下状に設けられた筒状ブラケットとを有し、前記容器台は、容器を載置する容器載置板と、容器載置板の上面に設けられ容器載置板上の容器を位置決めする容器ホルダと、容器載置板に垂下状に設けられている筒状スカート部とを有し、前記案内筒内には、案内筒内を昇降自在に摺動しうる昇降体が設けられ、前記容器台の筒状スカート部は、載置台の案内筒の外面に摺動可能に設けられ、昇降体上端と容器載置板下面の間には容器台を下側から支えるスプリングが設けられ、載置台の案内筒には長穴が設けられ、該長穴に対応する昇降体の位置には軸が取付けられ、この軸の先端にはカムフォロアが設けられており、シール装置の下支持板外方に設けられているカムによってカムフォロアが誘導され、カムフォロアの動作により案内筒内の昇降体が昇降動作するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の連続ロータリー式充填包装機械。
  5. 　シール装置の容器台下降制御機構が、スプリングの付勢力による容器台の押し上げに抗って、容器台を引き下げ制御するための流体圧シリンダを備えていることを特徴とする請求項１～４のいずれか記載の連続ロータリー式充填包装機械。
  6. 　シール装置の容器台下降制御機構が、容器載置板下面中央部に垂下状に取り付けられ、昇降体の中央部を、昇降体に対して摺動自在に貫通するように伸びている昇降規制ロッドの下端部に設けられている断面逆Ｔ字状の被規制部材と、載置台の筒状ブラケットにシリンダロッドが上に向くように取り付けられている流体圧シリンダと、シリンダロッド先端に設けられている略Ｃ字状規制部材とを備え、シリンダロッドが退入した状態を保持するように制御することにより、前記規制部材によって被規制部材を介して容器台の上昇が規制されることを特徴とする請求項５記載の連続ロータリー式充填包装機械。
  7. 　流体圧シリンダがエアシリンダであることを特徴とする請求項５又は６記載の連続ロータリー式充填包装機械。
  8. 　シール装置が、成形蓋と容器本体を加圧する加圧方向を軸の中心とする回転方向の超音波回転振動を作用させる超音波ホーンを備えたシール装置であることを特徴とする請求項１～７のいずれか記載の連続ロータリー式充填包装機械。
  9. 　成形蓋が、円盤状蓋本体と蓋本体周縁部に垂下状に設けられたスカート部とを有する合成樹脂製成形蓋であることを特徴とする請求項１～８のいずれか記載の連続ロータリー式充填包装機械。
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