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JPH11235767A - 注出口栓の取付装置 - Google Patents

注出口栓の取付装置

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JPH11235767A
JPH11235767A JP10056187A JP5618798A JPH11235767A JP H11235767 A JPH11235767 A JP H11235767A JP 10056187 A JP10056187 A JP 10056187A JP 5618798 A JP5618798 A JP 5618798A JP H11235767 A JPH11235767 A JP H11235767A
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JP
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plug
ultrasonic welding
spout
flange
container
Prior art date
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JP10056187A
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Masaki Miyoshi
征記 三好
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 口栓の供給、支持、そして位置決めが簡便
で、しかも的確、かつ、精度良く行え、併せて簡素な構
成にまとめる。 【解決手段】 口栓1を受け入れ保持してこれをカート
ン2の外表面の所定の位置に運ぶ口栓支持装置10が、
この口栓1の外形形状の特性、具体的には、口栓1が合
成樹脂の成形品で、まず、特性として、フランジ1Cや
口栓1に設けられた係止突起1Dなどをはじめ成形品が
弾性変形し易く、いうまでもなくフランジ1Cが、口栓
本体1Aの半径方向外方に大きく張り出して、表面並び
に裏面(底)が平滑面であり、更には成形加工が容易で
あることなどを生かして、主として超音波溶着装置5の
振動ホーン6を利用して保持されるように構成されたこ
とである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば紙製の、液
体や粉類、あるいは米などの穀類を収容する容器の注ぎ
口に口栓を取付けるための注出口栓の取付装置、更に詳
しくは、口栓を紙製の容器に取り付ける際に、この口栓
の供給、支持、位置決めに有効な注出口栓の取付装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の容器は、内外面にプラス
チックが被覆されることによって防水加工が施された紙
製で、折り畳まれ封止された平坦な四角形の底を有した
角筒から形成されている。また、この角筒の周壁の上部
が切り妻屋根形状に折り畳まれ封止されている。そし
て、注ぎ口がこの角筒の周壁の上部の切り妻屋根形状領
域の一方の傾斜面に形成され、この注ぎ口に対応して口
栓が固定されている。この容器には、例えば牛乳、果
汁、日本酒、更には醤油などの液体調味料の他、粉類、
あるいは米などの穀類が充填される。
【0003】ところで、このような容器に前記口栓を固
定するのには、次のような手順と手段が採用されてい
た。すなわち、まず前記充填物が先にこの容器に充填さ
れ、次いで上端開口が密封される。次に、この密封され
た容器の壁の外表面の注ぎ口周囲領域が、電気ヒーター
から送風されてくる温風により加熱溶融される。引き続
き口栓支持部材により支持されている口栓の底も、温風
によって加熱溶融される。次いで、口栓の底が、口栓支
持部材により、この密封容器の壁の外表面の注ぎ口周囲
領域に押圧されることにより、注ぎ口周囲領域に溶着固
定される(例えば特公昭59−4300号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のヒートシール方式による口栓取付手段は、口栓の
底の加熱溶融作業と、前記容器の壁の外表面の注ぎ口周
囲領域の加熱溶融作業とが、それぞれ別々の場所で、別
の加熱手段によって行われている。しかも、注ぎ口周囲
領域に対する口栓の固定作業が、さらに別の場所で行わ
れるので、加熱溶融作業の開始から口栓の固定作業の終
了までに、比較的多くの時間を費やしていた。併せて比
較的大きな作業空間も必要としているので、充填密封装
置が大型化する傾向にあった。
【0005】しかも、この従来の大型の充填密封装置に
よって、単位時間当たりの口栓固定作業の効率化を意図
すると、充填密封装置の構造が更に複雑にならざるを得
なかった。
【0006】また、この従来の手段では、口栓を前記容
器に固定するときには、充填物が既に充填されている上
に、容器の底と、切り妻屋根形状の上部とが既に密封さ
れている。このため、口栓の底を固定するべく、これを
前記容器の外表面の切り妻屋根形状領域の注ぎ口周囲領
域に対して押しつけると、切り妻屋根形状領域が内側に
撓んでしまう。その結果、この容器の外表面の切り妻屋
根形状領域の注ぎ口周囲領域に対して、口栓の底の十分
な密着が果たせず、ひいては注ぎ口周囲領域に対して、
口栓の底の十分な固定が行われなくなる。
【0007】また、この容器の外表面の切り妻屋根形状
の注ぎ口周囲領域を加熱することにより、既に充填され
ている充填物の変質を招来するおそれもあった。
【0008】そこで、この従来の注出口栓の取付装置の
問題点を改めるための一つの手段として、次のような提
案がなされている。この提案は、前記従来のような完全
に密封された容器を使用せず、以下に示す装置、部品、
そして素材から構成されている。すなわち、一端が密封
されていると共に、他端が開口されている筒状の材料。
この筒状の材料の、前記他端開口側から内部に挿入さ
れ、この筒状の材料の壁の内表面に対して所定の位置に
対応した領域において当接し、外表面の所定の位置を内
部から支持する内面支持部材、つまりアンビル。外部か
ら供給された口栓を支持し、筒状の材料の壁の外表面上
の所定の位置に口栓の底を当接させる口栓支持部材。そ
して、この口栓支持部材により支持されている口栓が、
筒状の材料の壁の外表面上の所定の位置に当接された
時、超音波を口栓の底に適応して底を加熱溶融させるこ
とにより、口栓の底を筒状の材料の外表面の所定の位置
に溶着固定する超音波溶着手段。以上から構成されたも
のである(一例として、特公平7−98371号公報参
照)。
【0009】この提案の優れている点は、まず第1に、
口栓の固定が精度良く行える点である。その理由は、先
に示した温風を用いて口栓を取り付ける旧来のヒートシ
ール方式に比べて、口栓を取り付ける筒状の材料の外表
面の切り妻屋根形状領域の注ぎ口周囲領域に相当する部
位が、内部からアンビル、すなわち容器受け部材で支え
られているために、口栓を外表面から押圧しても、この
注ぎ口周囲領域が内側に撓むことがないからである。
【0010】また、第2点は、口栓を注ぎ口周囲領域に
相当する部位に当接させた状態から超音波によって加熱
溶融しながら押圧固定するために、固定に要する時間を
大幅に短縮でき、作業効率の格段の向上を図れる点であ
る。
【0011】更に、口栓を溶着固定するに当たって、従
来のヒートシール方式を採用する手段は、複数のステー
ションを用いて、分業的に処置が施される。しかし、こ
の提案では、多数の作業工程を連続的に組み合わせて構
成される充填装置の、その多くの作業工程の内の一つ、
あるいは二つのステーション内(作業工程)において完
結する構成が採用されているために、装置の小型化と、
システムの簡素化とを一挙に図ることもできる。
【0012】そして、第3点は、超音波により口栓の底
を加熱溶融させて、口栓の底を筒状の材料の外表面に溶
着固定するもので、容器内に充填物を充填する前に口栓
が先付けされる手段を採用したことで、充填物の変質を
招来するといった不都合が解消された点である。
【0013】ところで、この新しい提案では、筒形状に
形成されたホーン部を備え、このホーン部の底表面には
真空源に連通されて成る超音波溶着手段が、口栓を保持
するための支持部材の役割を果たしていた。すなわち、
このホーン部の先端の開口を利用し、ここにキャップ付
きの口栓のキャップが挿入されるようにし、口栓が挿入
されると前記真空源が働き、キャップ付きの口栓の外方
フランジを、ホーン部の先端面に当接させた状態で、ホ
ーン部先端に吸着支持されるようしている。
【0014】本発明者は、この新しい提案を更に発展的
に改良するべく鋭意研究を重ね、口栓の供給、支持そし
て位置決めが簡便でしかも的確、かつ、精度良く行える
新規な注出口栓の取付装置を開発するに至ったので、こ
こに提案する。
【0015】本発明は、折り畳み封止されて平坦な底を
有した筒の上端開口から、この容器内に挿入される容器
受け部材と、この容器受け部材に対向して配置された超
音波溶着手段とを備え、容器の外表面の所定の位置に口
栓を押し付けながら、これを超音波溶着手段によって、
固着させるようにした注出口栓の取付装置であって、口
栓の供給、支持、そして位置決めが、簡便で、しかも的
確、かつ、精度良く行え、併せて簡素な構成にまとめ得
るようにすることを課題とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】口栓を受入れ保持してこ
れを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、口栓の支持手段
が、この口栓の外形形状の特性をうまく活用したことで
ある。すなわち、この種注出口栓は合成樹脂素材で成形
されているので、フランジや、口栓に設けられた係止突
起などをはじめとし、成形品が弾性変形し易く、また、
いうまでもなくフランジが口栓本体の半径方向外方に大
きく張り出して、表面並びに裏面(底)が平滑面であ
り、更には成形加工が容易であることなど、を生かし
て、主として前記超音波溶着手段の振動ホーンを利用し
て保持されるように構成されたことである。
【0017】この手段によれば、フランジの弾性変形を
生かして、口栓の支持手段に設けられた、例えば係止爪
を利用して振動ホーンとの共同作業で、フランジを挟持
して、的確、しかも簡便に係止保持させることができ
る。また、振動ホーンの先端に口栓保持のための開口を
設けて、ここに、口栓に設けられた突起の弾性変形を利
用して、簡便に嵌入させて保持させることもできる。更
には、フランジの表面が平滑であることから、振動ホー
ンの先端に真空吸着源に連通された複数個の吸引口を開
口させて、これによって簡便に真空吸着させたりするこ
ともできる。このように、各種の支持手段が採用され
る。
【0018】したがって、この発明は次の効果を有す
る。まず、本発明は、基本的に以下の4つの効果を有す
る。つまり、その第1点は、口栓を取り付ける容器の外
表面の切り妻屋根形状領域の注ぎ口周囲領域に相当する
部位が、内部からアンビル、すなわち容器受け部材で支
えられている。そのため、口栓を外表面から押圧して
も、この注ぎ口周囲領域が内側に撓むことがなく、口栓
の固定が精度良く行える。
【0019】また、第2点は、口栓を注ぎ口周囲領域に
相当する部位に当接させ、この状態から超音波によっ
て、加熱溶融、そして押圧固定するから、固定に要する
時間を大幅に短縮でき、作業効率の格段の向上が図れ
る。
【0020】更に、第3点は、口栓を溶着固定するに当
たって、従来のヒートシール方式を採用する手段は、複
数のステーションを用いて、分業的に処置が施される。
しかし、この提案では、多数の作業工程を連続的に組み
合わせて構成される充填装置の多くの作業工程の内の一
つ、あるいは二つのステーション内(作業工程)におい
て完結する構成が採用されている。したがって、装置の
小型化とシステムの簡素化とを一挙に図ることもでき
る。
【0021】そして、第4点は、容器内に液体を充填す
る前に、超音波で口栓の底を加熱溶融させて、口栓の底
を容器の外表面に溶着固定して、これを先付けする手段
を採用されている。その結果、充填物の変質を招来する
といった不都合が解消される。
【0022】そして、この発明は、特に以下の効果を有
する。すなわち、本発明は、口栓を、いわば機械的に支
持できることと合わせて、口栓のフランジや突起などの
弾性変形や、フランジの平滑面など、口栓の備える本質
的な特性をうまく利用して、挟持や押し込み、更には複
数箇所からの吸引などの支持手段が採用される。したが
って、口栓の供給、支持、そして位置決めが簡便で、し
かも的確、かつ、精度良く行え、併せて簡素な構成に纏
めることができた。
【0023】この発明において、口栓を受入れ保持して
これを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、口栓の支持手
段が、この口栓の外形形状の特性を生かして、主として
前記超音波溶着手段の振動ホーンを利用して保持される
ような構成と合わせて、前記容器受け部材と超音波溶着
手段の振動ホーンとの間に前記超音波溶着手段の振動ホ
ーンの往復摺動経路内外に出退して、前記口栓支持手段
に口栓を供給する口栓供給手段が配設されることが好ま
しい。このように、口栓供給手段が設けられることで、
口栓の供給が一層簡便で、しかも的確に行える上に、自
動化並びに省力化に貢献できるからである。
【0024】更に、この発明において、前記口栓の支持
手段が、前記口栓供給手段と超音波溶着手段の振動ホー
ンとの間に配設されていて、口栓のフランジが挿通でき
るに足る挿通穴を備えるとともに、この挿通穴の内面に
は所定間隔で係止爪が設けられていて、この爪の突出端
から前記挿通穴の中心までの寸法が、前記フランジの半
径より小さな寸法に設定され、口栓のフランジの弾性変
形によって、このフランジがこの挿通穴内を、前記口栓
供給手段側から、この係止爪を越えて超音波溶着手段側
に、強制的に移行されるように構成され、併せて前記振
動ホーンの先端とこの係止爪との間でフランジが挟持さ
れるように構成されるのが好ましい。このような、口栓
が、この支持手段に設けられた係止爪と、振動ホーンの
先端とで挟持されて保持される構成は、その保持姿勢
が、常に所期通り、的確に維持できる。その結果、口栓
の供給、支持、そして位置決めが簡便で、しかも的確、
かつ、精度良く行え、併せて簡素な構成に纏めることが
できる。
【0025】また、前記口栓の支持手段が、口栓を受入
れ保持する挿通穴が設けられた腕と、この腕を振動ホー
ン側へ引き寄せる強制引き寄せ手段とを備え、弾性変形
によって、フランジが、前記挿通穴内を前記口栓供給手
段側から、この係止爪を越えて超音波溶着手段側に、強
制的に移行された後の口栓を、この強制引き寄せ手段
で、前記腕を振動ホーン側へ引き寄せることによって、
この振動ホーンの先端と、前記挿通穴に設けられた係止
爪との間で、口栓のフランジが挟持されるように構成さ
れているのが好ましい。このように、前記腕を、超音波
溶着手段側へ、強制的に引き寄せると、前記挿通穴に設
けられた係止爪と振動ホーンとによる口栓のフランジの
挟持作用の精度が格段に高くなる。その結果、保持姿勢
が、常に所期どおり、一段と的確に維持され、口栓の供
給、支持、そして位置決めが簡便で、しかも的確、か
つ、精度良く行え、併せて簡素な構成に纏めることがで
きる。
【0026】また、前記口栓供給手段は、前記振動ホー
ンの往復摺動経路内に突入して後、振動ホーン側にも移
行可能に構成されるのが好ましい。このように、口栓供
給手段が、振動ホーン側にも移行されることによって、
口栓が、支持手段に対して、強制的に押圧されたり、圧
入されたりするので、口栓を支持手段に保持させる作用
がより的確に達成される。その結果、保持姿勢が、常に
所期どおり、一段と的確に維持され、口栓の供給、支
持、そして位置決めが簡便で、しかも的確、かつ、精度
良く行え、併せて簡素な構成に纏めることができる。
【0027】更に、前記口栓の支持手段は、以下の構成
を備えるのが好ましい。前記超音波溶着手段に対して、
この超音波溶着手段の前記容器受け部材に対する接近離
間の作動に連動して、共に前記容器受け部材に対して、
接近離間自在に構成されている。そして、また、常時
は、口栓受入れ及び保持の所期の待機姿勢にあるときの
前記超音波溶着手段との所定の相対間隔が保たれ、この
口栓の支持手段の前記容器受け部材側への摺動が阻止さ
れた後は、前記超音波溶着手段が所定距離この容器受け
部材側へ摺動して、両者の相対間隔を狭めることができ
る連動手段が設けられている。このように、連動手段が
採用されると、口栓支持装置による口栓の保持、容器の
外表面の所定の位置への移送、そして保持の解除、の一
連の作動が、超音波溶着手段の口栓の溶着固定のための
一連の作動に連動しておこなわれる。その結果、装置の
構成を格段に簡素に纏めることができる。
【0028】更に、前記口栓の支持手段は、以下の構成
を採用するのが好ましい。すなわち、第1には、前記超
音波溶着手段の振動ホーンの先端に設けられた開口と、
この振動ホーンの先端開口の周壁先端に周方向所定間隔
で設けられた吸引口と、真空源と、前記吸引口とこの真
空源とを連通させる、前記振動ホーンの周壁内を貫通し
て設けられている吸引路とから構成されている。また、
第2には、前記超音波溶着手段の振動ホーンの先端に設
けられた開口と、口栓のフランジ根元に形成された半径
方向外方に突出形成されていて、口栓の中心からこの突
出端までの半径が、前記開口の半径よりも大きな寸法に
設定されている係止突起とから構成されている。このよ
うに、複数箇所の吸引口でフランジを吸引すれば、成形
後の固化の過程で生じたわずかな引けになどよって、こ
のフランジの表面が全体として単一の平面上になく、撓
んでいる場合などにも、単一の吸引口による吸引に比べ
て、その吸引作用がより確実に達成される。また、係止
突起の弾性変形によって、小径の振動ホーン先端の開口
に押し込むようにして保持させる場合も、口栓の脱落な
どの不都合が生じることがない。どちらの手段も、口栓
を支持手段に保持させる作用がより的確に達成され、保
持姿勢が、常に所期通り、一段と的確に維持でき、口栓
の供給、支持、そして位置決めが簡便で、しかも的確、
かつ、精度良く行え、併せて簡素な構成に纏めることが
できる。
【0029】以上述べたとおり、本発明は、口栓は常に
所定の姿勢で的確に保持されるから、受入れ、それに引
き続く容器の外表面の所定の位置までへの移送が、口栓
の脱落などの不都合もなく所期の溶着固定に好ましい好
適な姿勢で行え、溶着固定も好適な姿勢で行える。その
結果精度の高い溶着固定が可能になった。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図1乃至図12を参照して、以下詳細に説明する。図
12には、本発明の注出口栓の取付装置により口栓1が
取り付けられ、かつ、図示しない液体充填装置によって
充填密封された後の口栓付き密封容器と称されるカート
ン2の上部が示されている。この充填密封された後のカ
ートンは、内外表面にプラスチックが被覆されることに
より、防水加工された紙製の四角筒状の材料から形成さ
れており、四角形状の平坦な底を備えている。図に示さ
れるように、このカートン2の上部は周壁2Aが切り妻
屋根形状に折り畳まれ、そして熱溶着により封止されて
いる。そしてこの切り妻屋根形状部分2Bの一方に注ぎ
口2Cが形成されており、この注ぎ口2Cに対応させて
口栓1が溶着固定されている。また、注ぎ口2Cはカー
トン2の周壁2Aの内表面に貼着された密封フィルム2
Dにより閉塞されている。
【0031】また、この実施の形態において、口栓1
は、図11,図12に示されるように、円筒形状の口栓
本体1Aとキャップ1Bとを備えている。そして、キャ
ップ1Bは、口栓本体1Aの外周面に形成された雄ねじ
に螺合されて、この口栓本体1Aに、繰り返し着脱可能
である。また、この口栓1は、前記容器1の注ぎ口2C
に、同心的に溶着固定される。口栓本体1Aの下端に
は、外方へ突出されたフランジ1Cが、一体的に設けら
れている。そして、このフランジ1Cの底が、前記カー
トン2の外表面の注ぎ口2C周辺領域に固定されること
で、前記の溶着固定が達成される。
【0032】(第1の実施の形態)図1において、図示
されていないが、爪を備えた搬送装置によって容器、例
えば角筒状のカートン2が紙面垂直方向に搬送される。
この搬送装置の上方には、フレーム3によって支持され
た容器受け部材4、例えばステンレス製で角筒状のアン
ビルが固定されている。
【0033】この容器受け部材4の側方、図上右方に
は、注ぎ口2Cの口栓溶着手段としての超音波溶着装置
5が配置されている。この超音波溶着装置5は、前記容
器受け部材4側に向かって突設された振動ホーン6と、
これを支持する支持台枠7を備えている。そして、下方
に設けられた直線状の案内路8にガイドされながら、図
示しない駆動装置によって駆動され、矢印A−A’方向
へ往復スライドする。つまり、前記容器受け部材4に対
して、直線状に近づいたり、離れたりするように構成さ
れている。また、前記振動ホーン6の先端には、開口6
Aが設けられている。この開口6Aは、その内径寸法
が、前記口栓1のキャップ1Bの外径寸法よりもわずか
に大きく、また、奥行きが、キャップ1Bの高さ寸法よ
りもやゝ大きく、設定されている。
【0034】前記容器受け部材4と、支持台枠7との間
には、前記容器受け部材4側から超音波溶着装置5側に
向かって順に、口栓1の供給手段としての口栓供給装置
9と、口栓1の支持手段としての口栓支持装置10が設
けられている。
【0035】この口栓供給装置9は、前記振動ホーン6
の往復摺動経路内に、その経路外から経路内へ出退自在
に設けられている。そして、遊端(下端)に、口栓1の
保持吸着部9Aが設けられていて、ここに、図外口栓供
給シュートから、間歇的に繰り出されてくる口栓1を、
真空吸着するように構成されている。また、この口栓供
給装置9は、振動ホーン6の往復摺動経路内に突入した
後、この振動ホーン6の往復摺動方向、つまり図中A−
A’方向に沿って振動ホーン6の先端側に横移動できる
ように構成されている。
【0036】前記口栓支持装置10は、前記口栓供給装
置9に吸着保持された口栓1を受入れてこれを保持し、
併せて保持した口栓1を、前記容器受け部材4が挿入さ
れた、カートン2の所定の位置の外表面に対応する位置
に運ぶものである。
【0037】この口栓支持装置10の具体的な構成は、
図1,図2に示されるとおりで、以下に示す構成を備え
る。すなわち、遊端に、前記口栓1のフランジ1Cの直
径よりもやゝ大きな径を備えた、挿通穴としての丸穴1
1が設けられた腕12を有している。この腕12の下部
は、腕支持台枠13の上に設けられたガイドレール14
に支持される。この腕支持台枠13は、前記振動ホーン
6の往復摺動経路に沿った方向に、前記超音波溶着装置
5に関連付けて往復動される。また、腕12も、前記ガ
イドレール14を介して、やはり前記振動ホーン6の往
復摺動経路に沿った方向に、往復摺動案内自在に支持さ
れている。この腕12の、前記振動ホーン6の往復摺動
経路に沿った方向の、往復摺動案内は、前記腕支持台枠
13上の前記超音波溶着装置5側に配された、流体圧シ
リンダ15によって強制的に行われる。
【0038】したがって、前記超音波溶着装置5並びに
前記腕支持台枠13は、共に下部に配された前記ガイド
レール8にガイドされながら、矢印A−A’方向へ往復
スライドする。つまり、前記容器受け部材4に対して直
線状に近づいたり、離れたりするように構成されてい
る。
【0039】また、前記超音波溶着装置5と、前記腕支
持台枠13との間には、開きコイルバネ16が介装され
ている。また、この腕支持台枠13の、前記容器受け部
材4側には、所定の距離を隔ててストッパー17が設け
られ、このレバー支持台枠13の、一定距離以上の、容
器受け部材4側への摺動を牽制するように構成されてい
る。
【0040】また、前記超音波溶着装置5の前記容器受
け部材4側にも、所定の距離を隔ててストッパー18が
設けられ、この超音波溶着装置5の、一定距離以上の、
容器受け部材4側への摺動を牽制するように構成されて
いる。
【0041】前記両ストッパー17,18の相対的な配
置位置関係は、以下の条件で設定されている。すなわ
ち、前記超音波溶着装置5の容器受け部材4側への摺動
に伴って、口栓支持装置10も共に容器受け部材4側に
摺動されるが、この口栓支持装置10の前記腕12が容
器受け部材4が嵌入されているカートン2の直前に至っ
たとき、この口栓支持装置10の腕支持台枠13が、ス
トッパー17に当接され、それ以上の容器受け部材4側
への摺動が阻止される。しかし、この時点では、前記超
音波溶着装置5は、引き続き容器受け部材4側への摺動
が許されていて、さらに所定距離を容器受け部材4側に
摺動し、最終的には、前記振動ホーン6の先端が前記カ
ートン2の外表面から口栓1のフランジ1Cの肉厚に相
当する寸法にまで近接した時点でストッパー18に当接
されて、その容器受け部材4側への摺動が阻止されるよ
うに構成されている。この超音波溶着装置5と口栓支持
装置10との摺動量の差は、両装置の間に介装された前
記開きコイルバネ16が圧縮されることによって生じる
ように構成されている。
【0042】前記腕12に設けられた丸穴11には、図
2に示されるように、内面に、周方向所定間隔置きで複
数個(図例では3個)の係止爪20が突設されている。
この係止爪20の突出端から、この丸穴11の中心まで
の寸法が、前記口栓1のフランジ1Cの半径よりもやゝ
小さな寸法に設定されている。このように構成されるこ
とによって、口栓1のフランジ1Cの弾性変形によっ
て、このフランジ1Cが、この丸穴11内を、前記口栓
1の口栓供給装置9側から、この係止爪20を越えて超
音波溶着装置5側に、強制的に移行される。
【0043】次いで、上記第1の実施の形態の作用を説
明する。先ず、上方が開口されているカートン2の上記
開口には、図1に示されるように、容器受け部材4が挿
入されている。このカートン2は、図示されていない
が、底が平坦な四角形状に折り畳まれて密封され、か
つ、液体などの充填物はまだ充填されていない。この容
器受け部材4は、カートン2の注ぎ口2Cを閉塞するた
めに、カートン2の内表面に貼着されている密封フィル
ム2Dに当接している。したがって、カートン2の内表
面は注ぎ口2Cの周辺領域を、記密封フィルム2Dを介
してこの容器受け部材4によって支持されている。図
中、カートン2の周壁2Aの上部に示されている二点鎖
線は、このカートンの上部を密封するために切り妻屋根
形状に折り畳むたときの筋押し線である。
【0044】前記カートン2の上部開口へ容器受け部材
4を嵌入させる手段としては、所定の位置に固定的に設
置された容器受け部材4に対し、カートン2が下方より
接近して、行われたり、このやり方とは逆に、上下方向
に移動しないカートン2に対して容器受け部材4が上方
より接近することにより行われたり、更にはカートン2
と容器受け部材4とが互いに接近し合うことによっても
行われるもので、いずれの手段も採用できる。また、こ
のとき、前記超音波溶着装置5並びに口栓支持装置10
はともに、図1に示されるように、互いに容器受け部材
4からは最も遠ざかっていて、所期の待機姿勢に保たれ
ている。
【0045】次いで、図3、図4示されるように、下端
に口栓1を吸引保持した口栓供給装置9が、図外駆動装
置によって下降し、前記振動ホーン6の往復摺動経路内
に突入されて所定の位置、つまり口栓支持装置10の前
記腕12に設けられた丸穴11に対応する上下高さ相当
位置まで下降する。この下降動作が完了すると、次に
は、この口栓口栓供給装置9は、前記振動ホーン6の往
復摺動方向、つまり図中A−A’方向に沿って、この振
動ホーン6の先端側に向かって横移動する。そして、口
栓1を、そのキャップ1B側から順に腕12の丸穴11
内に挿入させる。更なる挿入によって、前記フランジ1
Cが係止爪19の容器受け部材4側の側面に引っ掛かる
が、更に挿入作動が継続される。最終的には、このフラ
ンジ1Cの辺縁を弾性変形させながらこの係止爪19を
越えて、フランジ1Cを振動ホーン6の先端側へと移行
させる。ここで、この口栓供給装置9の横移動が、停止
し、その口栓吸着作動も終了し、口栓1は、この丸穴1
1内に受入れ保持される。
【0046】この口栓1の丸穴11内への挿入が完了す
ると同時に、機を逸せず、前記流体圧シリンダ15が作
動し、図5に示されるように、腕12が振動ホーン6の
先端側に強制的に引き寄せられる。この動作によって、
振動ホーン6の先端が、この丸穴11に嵌入されてゆ
き、キャップ1Bが、この振動ホーン6の先端に設けら
れた開口6A内に挿入されてゆく。そして、最終的に
は、この振動ホーン6の先端で、このフランジ1Cの振
動ホーン側表面が押圧されるまで摺動される。これによ
つて、口栓1は、図6に示されるように、丸穴11内に
おいて、係止爪19と振動ホーン6の先端との間にフラ
ンジ1Cがしっかりと挟持された形で受入れ保持されこ
とになる。したがって、口栓1の保持姿勢は格段に的確
で、所期の目的を達成するのに十分な好ましい姿勢に保
たれることになる。
【0047】なお、口栓1が供給される姿勢は、図1、
図2に示されるように、口栓1の軸線が水平方向に向か
い、フランジ1Cが垂直方向に沿った姿勢となってい
る。
【0048】口栓1の受入れが完了すると、図外駆動装
置によって、前記口栓供給装置9は、振動ホーン6の往
復摺動経路外に引退する。引き続いて、図外駆動装置の
働きで、前記超音波溶着装置5が、容器受け部材4側に
向かって摺動される。この超音波溶着装置5の摺動に伴
って、前記開きコイルバネ16を介して、口栓支持装置
10も共に、両者の所期の待機姿勢にある時の、図1に
示される、相対間隔を保ったままで、容器受け部材4側
に向かって摺動されることになる。
【0049】口栓支持装置10が所定距離を摺動する
と、これがストッパー17に当接されてその摺動が阻止
される。この摺動が阻止される位置は、前記口栓支持装
置10の腕12が前記カートン2の外表面にほゞ当接す
る位置である。しかし、前記超音波溶着装置5はいまだ
ストッパー18に当接しないために、引き続き容器受け
部材4側に向かって摺動される。このときの超音波溶着
装置5の摺動によって、前記口栓支持装置10との間に
介装されている、開きコイルバネ16が押圧圧縮され
る。これによって、この超音波溶着装置5と口栓支持装
置10との前記待機姿勢のあるときの相対間隔が狭ま
る。したがって、図7に示されるように、前記振動ホー
ン6は、丸穴11内の口栓1のフランジ1Cをそのまま
先端で容器受け部材4側に押圧し、フランジ1Cを再び
弾性変形させながら、係止爪19による係止を解いて、
口栓1をカートン2側に押し出し、前記注ぎ口2Cに対
して同心的に配置した状態で、口栓1のフランジ1Cの
底をカートン2の外表面の注ぎ口周辺領域にピタリと当
接させる。このときには、カートン2の内表面の注ぎ口
2C周辺領域が、密封フィルム2Dを介して、容器受け
部材4により支持されているので、カートン2の注ぎ口
2C周辺領域は、内方に撓んで湾曲するおそれがない。
したがって、カートン2の外表面の注ぎ口周辺領域への
口栓1のフランジ1Cの底の当接圧はその底全域にわた
って均一となる。
【0050】前記振動ホーン6は、図1に示されるよう
に、超音波発生源20に連結されている。そして、口栓
1のフランジ1Cの底がカートン2の外表面の注ぎ口周
辺領域に当接したとき、この超音波発生源20が作動
し、振動ホーン6へ超音波が伝達されて、この振動ホー
ン6が超音波振動子として機能する。この結果、図11
に示されるように、振動ホーン6の先端から伝達された
超音波が、フランジ1Cの底、及びカートン2の外表面
の注ぎ口周辺領域のプラスチック被覆とを、瞬時に加熱
溶融するので、口栓1のフランジ1Cは、このカートン
2の外表面の注ぎ口周辺領域に溶着固定される。底全域
にわたり均一な当接圧でカートン2の外表面の注ぎ口周
辺領域に当接されている口栓1のフランジ1Cは、この
カートン2の外表面の注ぎ口周辺領域に十分強固に溶着
固定されることになる。
【0051】超音波加熱溶融により、口栓1のフランジ
1Cが、前記カートン2の外表面の注ぎ口周辺領域に溶
着固定されるに必要な所定時間が経過した後、超音波発
生源20から振動ホーン6への超音波の伝達が停止され
る。そして、超音波溶着装置5は、図外駆動装置によっ
て、振動ホーン6の先端を口栓1から離間させるように
摺動されてゆき、次の口栓1が供給されるための所期の
待機位置にまで、復帰後退されて行くことになる。
【0052】また、この超音波溶着装置5の所期の待機
姿勢への摺動復帰に先立って、まず、前記腕支持台枠1
3の後退に伴って、前記開きコイルスプリング16も、
その弾性反発力で所期の待機姿勢の状態の、無負荷の姿
勢にまで伸長復帰する。そして、この超音波溶着装置5
と口栓支持装置10との相対間隔を、所期の待機姿勢の
ときの間隔まで、戻すように働く。このようにして、超
音波溶着装置5並びに口栓支持装置10共々、所期の口
栓1の受入れ及び保持の姿勢に復帰される。
【0053】なお、前記第1の実施の形態では、口栓支
持装置10の腕12に設けられた口栓1の挿通穴が、丸
穴11で示されている。しかし、必ずしも丸穴である必
要はなく、三角、四角、あるいはそれ以上の多角の穴も
採用できる。要するに、口栓1のフランジ1Cと上記の
寸法関係に有る係止爪を備えた穴であれば、その形状、
構造は、いかなるものも包含される。
【0054】また、この口栓支持装置10の容器受け部
材4側への摺動を阻止するために、図に示されるような
ストッパー17が採用されている。しかし、このストッ
パー17に代えて、容器受け部材4が挿入され、図1の
姿勢にあるカートン2の外表面に、前記腕12を、直に
当接されるように構成することもできる。つまり、この
腕12をストッパー17の代わりとして機能させるもの
である。
【0055】更に、この第1の実施の形態では、前記口
栓供給装置9が振動ホーン6の往復摺動軌跡内に突入し
た後、横移行される動作に関連付けて、口栓1が、口栓
支持装置の挿通穴11内に嵌入されるように構成されて
いる。しかし、この口栓供給装置9の横移行によっても
たらされる作用を、腕12の強制的な超音波溶着装置5
側への引っ張りをつかさどる流体圧シリンダ15に兼用
させることもできる。つまり、口栓供給装置9は、単に
振動ホーン6の往復摺動軌跡内への出退のみの作動に止
まるように構成する。そして、前記横移行によってもた
らされる作用を、前記腕12が、流体圧シリンダ15の
作動よって、この口栓供給装置9側にも、強制的に摺動
されるように構成することで賄う。これによって、口栓
のフランジ1Cが、弾性変形されて挿通穴11内の係止
爪19を越えて、振動ホーン6の先端側に向かって押し
込まれるようにすることもできる。このようにすること
によって、口栓供給装置9に対する作動システムの簡素
化が図れる。ただし、口栓供給装置9の口栓吸着の解除
のタイミングが、上記の作用の説明でなされた条件より
もやゝ遅れる必要がある。つまり、フランジ1Cの表面
に振動ホーン6の先端が当接されるまでは、口栓吸着の
作動が継続されるのが好ましい。
【0056】(第2の実施の形態)上述した第1の実施
の形態に示された口栓支持装置10の代わりとして、図
8、図9に示されるような代替構造も採用できる。効果
上は、前記第1の実施の形態と同様であるが、更に構造
が格段にシンプルになる効果を有している。この第2の
実施の形態では、前記超音波溶着装置5の振動ホーン6
の先端に、真空吸着手段によって、口栓1を保持するも
のである。すなわち、この振動ホーン6の先端部周壁2
1の先端に、周方向所定間隔置きで、複数個の吸引口2
2が開設される。そして、この吸引口22それぞれに、
この振動ホーン6の先端部周壁21内を貫通して設けら
れた、吸引路23が連結され、更に、これらの吸引路2
3が、真空源24に接続される。
【0057】このように、複数個の吸引口22によって
フランジ1Cを吸引すると、フランジ1Cに部分的な凹
凸や曲がりあって、フランジ1Cの全周がぴたりと振動
ホーン6の先端に密着しない場合であっても、良好な吸
引保持を可能にする。したがって、単一の吸引口による
吸引保持に比べて、その保持性能が格段に改善され、口
栓1の保持姿勢は、格段に的確で、所期の目的を達成す
るのに十分に好ましい姿勢に保たれることになる。
【0058】いうまでもなく、この第2の実施の形態に
よる場合は、第1の実施の形態で採用された口栓支持装
置10は不要で、前記口栓供給装置9と超音波溶着装置
5とで、所期の目的が達成されるので、全体構造が格段
にシンプルになり、省エネルギー化にも貢献する。
【0059】なお、図8中に示される構成の内、前記第
1の実施の形態の構成と同様の構成を備えた口栓供給装
置9と超音波溶着装置5、更に容器受け部材4に関して
は、具体的な構造並びに作用が、前記第1の実施の形態
と同様であるから、同じ符号を付してその構造の詳細な
説明は割愛した。
【0060】(第3の実施の形態)上述した第1あるい
は第2の実施の形態に示された口栓支持装置10の代わ
りとして、図10に示される代替構造も採用できる。効
果上は、前記第1の実施の形態と同様であるが、更に構
造が格段にシンプルになる効果を有している。この第3
の実施の形態では、前記超音波溶着装置5の振動ホーン
6の先端で直に口栓1を挿入保持しようとするものであ
る。すなわち、この振動ホーン6の先端に設けられた前
記開口6Aと、口栓1のフランジ1Cの根元に形成され
た、半径方向外方に突出された、口栓1の中心からこの
突出端までの半径が、前記開口6Aの半径よりもやゝ大
きな寸法に設定されている係止突起1Dとから構成され
る。前記口栓供給装置9によって、口栓1を、この開口
6Aに、前記係止突起1Dの突出端を弾性変形させなが
ら、挿入させる。
【0061】このような手段によると、フランジ1Cに
部分的な凹凸や曲がりなどの有無にはかかわりなく、良
好な保持を可能にする。したがって、吸引保持に比べて
も、その保持性能が更に高まり、口栓1の保持姿勢は格
段に的確で、所期の目的を達成するのに十分な好ましい
姿勢に保たれることになる。
【0062】いうまでもなく、この第3の実施の形態に
よる場合でも、第1の実施の形態で採用された口栓支持
装置10は不要である。前記口栓供給装置9と超音波溶
着装置5とで、所期の目的が達成されるので、全体構造
が格段にシンプルになり、省エネルギー化にも貢献す
る。
【0063】なお、上述した各実施の形態では、カート
ン2の注ぎ口2Cを密封する密封フィルム2Dが、カー
トン2の内表面に貼着された場合を例示した。しかし、
この密封フィルム2Dが、前記口栓1のフランジ1Cの
底に強力に貼着され、この密封フィルム2Dを、底とと
もに、カートン2の外表面の注ぎ口周辺領域に、溶着さ
れた場合にも適用できる。その外、口栓本体1Aの底近
くに、使用に当たって、注ぎ口を開口すべく、破断可能
な閉止蓋体を備えた口栓や、キャップの開き動作に伴っ
て、前記カートン2の注ぎ口2Cを密封する密封フィル
ム2Dを切断する切断刃体を備えた口栓なども採用でき
る。これらは、いずれもフランジを備えていることが必
須であることはいうまでもない。
【0064】また、上述した各実施の形態では、口栓1
は、カートン2ノ外方から溶着固定される場合を例示し
た。しかし、本発明は、このいわゆる外付け方式専用に
採用されるものではなく、図示しないが、従来の内付け
方式と併用できる点にも特徴がある。つまり、一例とし
て、特許第2503470号の特許公報に示されている
ような構造である。すなわち、口栓が、カートンの内側
から注出口に挿入されて仮装着され、これを溶着手段に
よって、容器に固着する手段にも簡便に装着して、内、
外の両方式を一つの液体充填装置に共存させることも簡
便に採用できる。この場合、一つのステーション内に併
存させる手段と、工程の中で前後2つのステーションに
分けて装着させる手段とを採用できる。いずれにして
も、口栓供給装置の口栓供給シュートの先端から口栓受
取手段への受渡し位置が、内付けと外付けとでは異なる
ために、この口栓供給シュートは両方式の口栓受取手段
へ位置変更が可能な構成が採用される必要があることは
いうまでもない。
【0065】このように、内、外の両方式を併存させる
ことによって、口栓の取付け作業の更に格段の効率アッ
プを図れ、併せて省エネルギー、省資源の向上も果た
せ、ひいては製品のコストダウンに大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】注出口栓の取付装置の第1の実施の形態を示
し、装置全体構造を概略的に表した一部切欠き正面図で
ある。
【図2】図1の口栓支持装置の腕に形成された挿通穴の
構造と、これに受け入れられる口栓との相対関係を説明
し、(A)はその要部の拡大側面図、(B)は要部の拡
大断面図である。
【図3】作用の説明図である。
【図4】作用の説明図である。
【図5】作用の説明図である。
【図6】作用の説明図である。
【図7】作用の説明図で、超音波溶着手段によって口栓
がカートンの外表面の所定の位置に溶着固定される状態
を説明した要部の断面図である。
【図8】注出口栓の取付け手段の第2の実施の形態を示
し、装置の要部を概略的に表した一部切欠き正面図であ
る。
【図9】図8の口栓支持手段の要部を拡大して説明した
断面図である。
【図10】第3の実施の形態を示し、口栓支持手段の要
部を拡大して説明した断面図である。
【符号の説明】
1…口栓、1A…口栓本体、1B…キャップ、1C…フ
ランジ、1D…係止突起、2…容器、2A…周壁、2B
…切り妻屋根形状部分、2C…注ぎ口、2D…密封フィ
ルム、4…容器受け部材、5…超音波溶着手段、6…振
動ホーン、6A…開口、9…口栓供給手段、10…口栓
支持手段、11…挿通穴、12…腕、16…開きコイル
スバネ、19…係止爪、22…吸引口。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年4月11日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】注出口栓の取付装置の第1の実施の形態を示
し、装置全体構造を概略的に表した一部切欠き正面図で
ある。
【図2】図1の口栓支持装置の腕に形成された挿通穴の
構造と、これに受け入れられる口栓との相対関係を説明
し、(A)はその要部の拡大側面図、(B)は要部の拡
大断面図である。
【図3】作用の説明図である。
【図4】作用の説明図である。
【図5】作用の説明図である。
【図6】作用の説明図である。
【図7】作用の説明図で、超音波溶着手段によって口栓
がカートンの外表面の所定の位置に溶着固定される状態
を説明した要部の断面図である。
【図8】注出口栓の取付け手段の第2の実施の形態を示
し、装置の要部を概略的に表した一部切欠き正面図であ
る。
【図9】図8の口栓支持手段の要部を拡大して説明した
断面図である。
【図10】第3の実施の形態を示し、口栓支持手段の要
部を拡大して説明した断面図である。
【図11】口栓がカートンの外表面に溶着固定されると
きの、振動ホーン、口栓、カートンそしてアンビルの相
対位置を説明する要部の一部切欠き拡大断面図である。
【図12】超音波溶着装置によって、口栓がカートンの
外表面の所定の位置に、溶着固定され、充填物が充填さ
れて密封された後の、口栓付き容器の上部を概略的に示
す一部切欠き外観図である。
【符号の説明】 1…口栓、1A…口栓本体、1B…キャップ、1C…フ
ランジ、1D…係止突起、2…容器、2A…周壁、2B
…切り妻屋根形状部分、2C…注ぎ口、2D…密封フィ
ルム、4…容器受け部材、5…超音波溶着手段、6…振
動ホーン、6A…開口、9…口栓供給手段、10…口栓
支持手段、11…挿通穴、12…腕、16…開きコイル
スバネ、19…係止爪、22…吸引口。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 折り畳み封止されて平坦な底を有した筒
    の上端開口から、この容器内に挿入される容器受け部材
    と、この容器受け部材に対向して配置された超音波溶着
    手段とを備え、容器の外表面の所定の位置に口栓を押し
    付けながら、これを超音波溶着手段によって、固着させ
    るようにした注出口栓の取付装置であって、口栓を受入
    れ保持して、これを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、
    口栓の支持手段が、この口栓の外形形状の特性を生かし
    て、主として前記超音波溶着手段の振動ホーンを利用し
    て保持されるように構成されていることを特徴とする注
    出口栓の取付装置。
  2. 【請求項2】 折り畳み封止されて平坦な底を有した筒
    の上端開口から、この容器内に挿入される容器受け部材
    と、この容器受け部材に対向して配置された超音波溶着
    手段とを備え、容器の外表面の所定の位置に口栓を押し
    付けながら、これを超音波溶着手段によって、固着させ
    るようにした注出口栓の取付装置であって、口栓を受入
    れ保持して、これを容器の外表面の所定の位置に運ぶ、
    口栓の支持手段が、この口栓の外形形状の特性を生かし
    て、主として前記超音波溶着手段の振動ホーンを利用し
    て保持されるように構成されているとともに、前記容器
    受け部材と、超音波溶着手段の振動ホーンとの間に、前
    記超音波溶着手段の振動ホーンの往復摺動経路内外に出
    退して、前記口栓支持手段に口栓を供給する口栓供給手
    段が配設されていることを特徴とする注出口栓の取付装
    置。
  3. 【請求項3】 前記口栓の支持手段が、前記口栓供給手
    段と、超音波溶着手段の振動ホーンとの間に配設されて
    いて、口栓のフランジが挿通できるに足る挿通穴を備え
    るとともに、この挿通穴の内面には、所定間隔で係止爪
    が設けられていて、この爪の突出端から前記挿通穴の中
    心までの寸法が、前記フランジの半径よりも小さな寸法
    に設定され、口栓のフランジの弾性変形によって、この
    フランジが、この挿通穴内を前記口栓供給手段側から、
    この係止爪を越えて超音波溶着手段側に強制的に移行さ
    れるように構成され、併せて前記振動ホーンの先端と、
    この係止爪との間でフランジが挟持されるように構成さ
    れている請求項1又は請求項2のいずれかに記載の注出
    口栓の取付装置。
  4. 【請求項4】 前記口栓の支持手段は、口栓を受入れ保
    持する挿通穴が設けられた腕を備えるとともに、この腕
    を振動ホーン側へ引き寄せる、強制引き寄せ手段を備
    え、フランジの弾性変形によって、このフランジが、前
    記挿通穴内を前記口栓供給手段側から、この係止爪を越
    えて超音波溶着手段側に強制的に移行された後の口栓
    を、この強制引き寄せ手段で前記腕を振動ホーン側へ引
    き寄せることによって、この振動ホーンの先端と、前記
    挿通穴に設けられた係止爪との間で口栓のフランジが挟
    持されるように構成されている請求項1乃至請求項3の
    いずれかに記載の注出口栓の取付装置。
  5. 【請求項5】 前記口栓供給手段は、前記振動ホーンの
    往復摺動経路内に突入して後、振動ホーン側にも移行可
    能に構成されている請求項2又は請求項3のいずれかに
    記載の注出口栓の取付装置。
  6. 【請求項6】 前記口栓の支持手段は、前記超音波溶着
    手段に対して、この超音波溶着手段の前記容器受け部材
    に対する接近離間の作動に連動して、共に前記容器受け
    部材に対して、接近離間自在に構成されているととも
    に、常時は、口栓受入れ及び保持の所期の待機姿勢にあ
    る時の前記超音波溶着手段との所定の相対間隔が保持さ
    れるとともに、この口栓の支持手段の前記容器受け部材
    側への摺動が阻止された後は、前記超音波溶着手段が所
    定距離この容器受け部材側へ摺動して、両者の相対間隔
    を狭めることができる連動手段が設けられている請求項
    1乃至請求項3のいずれかに記載の注出口栓の取付装
    置。
  7. 【請求項7】 前記口栓の支持手段が、前記超音波溶着
    手段の振動ホーンの先端に設けられた開口と、この振動
    ホーンの先端開口の周壁先端に周方向所定間隔で設けら
    れた吸引口と、真空源と、前記吸引口とこの真空源とを
    連通させる、前記振動ホーンの周壁内を貫通して設けら
    れている吸引路とから構成されている請求項1又は請求
    項2のいずれかに記載の注出口栓の取付装置。
  8. 【請求項8】 前記口栓の支持手段が、前記超音波溶着
    手段の振動ホーンの先端に設けられた開口と、口栓のフ
    ランジ根元に形成された半径方向外方に突出形成されて
    いて、口栓の中心からこの突出端までの半径が、前記開
    口の半径よりも大きな寸法に設定されている係止突起と
    から構成されている請求項1又は請求項2のいずれかに
    記載の注出口栓の取付装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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