(57)【要約】蓋タブ等の第１の熱成形加工物（３０、３２、３３０、３３２）を、蓋等の第２の熱成形加工物（３０、３２、３３０、３３２）に組立てるための方法および装置。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の熱成形加工物（３０、３２、３３０、３３２）から、該第１の熱成形加工物を該第２の熱成形加工物に自動的に組立てることにより複合物品を製造する自動製造ラインであって、
該第１および第２の熱成形加工物をプラスチックシート（２０、３２０）に熱成形する熱成形作業部（１２）と、
少なくとも該第１の熱成形加工物を該プラスチックシートから切取る切取り作業部（１６）と、
該第１の熱成形加工物を該第２の熱成形加工物上に組立てて該複合物品を形成するように組立て作業部（１６）と
を備える、自動製造ライン。
【請求項２】
前記組立て作業部は、前記第１および第２の熱成形加工物を圧入することにより、前記第１の熱成形加工物を前記第２の熱成形加工物に組立てる、請求項１の自動製造ライン。
【請求項３】
前記第１および第２の熱成形加工物の圧入は、スナップ嵌めである、請求項２の自動製造ライン。
【請求項４】
前記組立て作業部は、接着結合により、前記第１の熱成形加工物を前記第２の熱成形加工物に組立てる、請求項１の自動製造ライン。
【請求項５】
前記組立て作業部は、超音波溶着により、前記第１の熱成形加工物を前記第２の熱成形加工物に組立てる、請求項１の自動製造ライン。
【請求項６】
前記組立て作業部は、前記第１の熱成形加工物を取上げる第１の位置と該第１の熱成形加工物を前記第２の熱成形加工物に組立てる第２の位置の間を可動であるキャリヤ（１９０）を備える、請求項１の自動製造ライン。
【請求項７】
前記キャリヤは、前記第１の熱成形加工物が前記シートから切取られる際に該第１の熱成形加工物を取上げ、かつ該第１の熱成形加工物が前記第２の熱成形加工物に運ばれる際に前記第１の熱成形加工物を保持する、吸引装置（２３２）を含む、請求項６の自動製造ライン。
【請求項８】
前記キャリヤは、前記第１および第２の熱成形加工物が組立てられる際にそれらに該キャリヤにより加えられる力の量を制御する力緩和装置（２６０）を含む、請求項７の自動製造ライン。
【請求項９】
前記キャリヤは、一端に前記吸引装置が取り付けられる往復動アーム（２０４）を備える、請求項８の自動製造ライン。
【請求項１０】
前記力緩和装置は、前記往復動アームの前記端に前記吸引装置を搭載する、請求項９の自動製造ライン。
【請求項１１】
前記往復動アームは、前記第１の位置に対応するピックアップ位置と前記第２の位置に対応する組立て位置の間を往復移動する、請求項９の自動製造ライン。
【請求項１２】
前記往復動アームは、前記組立て作業部内を前記プラスチックシートが移動することにより画定される縦方向に平行な方向または直角な方向に、前記ピックアップ位置と組立て位置の間を往復する、請求項１１の自動製造ライン。
【請求項１３】
前記切取り作業部は、前記第１の熱成形加工物を前記プラスチックシートから切取る第１のパンチ（１００）およびダイ（１５０）のセットを含む、請求項１１の自動製造ライン。
【請求項１４】
前記ダイは、前記プラスチックシートが前記パンチと該ダイとの間に位置しているときに前記第１の熱成形加工物を該プラスチックシートから切取るよう、該パンチを受け入れる入口開口（１５８）と、前記往復動アームが前記ピックアップ位置にあるときに該第１の熱成形加工物をピックアップするよう該往復動アームがその内部に延出する出口開口（154）とを含む、請求項１３の自動製造ライン。
【請求項１５】
前記組立て作業部は、前記往復動アームを保持するとともに、該往復動アームが前記ダイの出口内に位置する第１の位置と該往復動アームが前記ダイの出口の外に位置する第２の位置の間を可動である、可動プラットフォーム（１９８）をさらに含む、請求項１４の自動製造ライン。
【請求項１６】
複数の往復動アームであって、該アームの少なくとも１つが、該アームとは別のアームが組立て位置にあるときにピックアップ位置にあり、先にピックアップされた第１の熱成形加工物が前記第２の熱成形加工物に組立てられている間に同時に第１の熱成形加工物のピックアップを行う、複数の往復動アームが存在する、請求項１５の自動製造ライン。
【請求項１７】
前記切取り作業部は、前記組立てられた第１および第２の熱成形加工物を前記プラスチックシートから切取る第２のパンチ（１８）およびダイのセットをさらに含む、請求項１６の自動製造ライン。
【請求項１８】
複数のキャリヤが存在する、請求項６の自動製造ライン。
【請求項１９】
前記複数のキャリヤは、少なくとも２つの組となって配置され、該少なくとも２つの組のうち一方は前記第１の位置にあり、該少なくとも２つの組のうち他方は前記第２の位置にあり、先にピックアップされた第１の熱成形加工物が前記第２の熱成形加工物に組立てられている間に同時に第１の熱成形加工物のピックアップを行う、請求項１８の自動製造ライン。
【請求項２０】
前記第１と第２の位置の間の前記キャリヤの移動は、前記組立て作業部内を前記プラスチックシートが移動することにより画定される縦方向に概ね平行または直角方向である、請求項６の自動製造ライン。
【請求項２１】
前記切取り作業部は、前記第１の熱成形加工物を前記プラスチックシートから切取る第１のパンチ（１００）およびダイ（１５０）のセットを含む、請求項６の自動製造ライン。
【請求項２２】
前記ダイは、前記プラスチックシートが前記パンチと該ダイとの間に位置しているときに前記第１の熱成形加工物を該プラスチックシートから切取るよう、該パンチを受け入れる入口開口（１５８）と、該第１の熱成形加工物をピックアップするよう、前記キャリヤがその内部に延出する出口開口（１５４）とを含む、請求項２１の自動製造ライン。
【請求項２３】
前記切取り作業部は、前記組立てられた第１および第２の熱成形加工物を前記プラスチックシートから切取る第２のパンチおよびダイのセットをさらに含む、請求項２１の自動製造ライン。
【請求項２４】
前記組立て作業部は、前記切取り作業部から前記第２の熱成形加工物に前記第１の熱成形加工物を直接移動させ、そのため、該第２の熱成形加工物に組立てる前に該第１の熱成形加工物を一時的に保留する必要がない、請求項１の自動製造ライン。
【請求項２５】
前記シートはプラスチックウェブの一部からなる、請求項１の自動製造ライン。
【請求項２６】
前記シートは、対向する表面および裏面からなり、前記切取り作業部は、前記第１の熱成形加工物を該表面から切取り、前記組立て作業部は、該第１の熱成形加工物を前記第２の熱成形加工物に該表面上で組立てる、請求項１の自動製造ライン。
【請求項２７】
複数の第１および第２の加工物を含む共通のプラスチックシート（２０、３２０）に熱成形された第１および第２の加工物（３０、３２、３３０、３３２）を組立てることにより、自動的に複合物品を形成する装置であって、組立て作業部は、
該第１の加工物の少なくとも１つを該プラスチックシートから切取るトリマ（１００、１５２）と、
キャリヤ（１９０）であって、該キャリヤが該第１の加工物の１つをピックアップする第１の位置と該キャリヤが該第１の加工物を該第２の加工物の１つに該プラスチックシートにて組立てる第２の位置の間を可動であるキャリヤ（１９０）と
を備える、装置。
【請求項２８】
前記キャリヤは前記第１の位置と前記第２の位置の間を直接移動し、そのため、前記第２の加工物の１つに組立てる前に前記第１の加工物を一時的に保留する必要性がない、請求項２７の装置。
【請求項２９】
前記キャリヤは、圧入結合により、前記第１の加工物を前記第２の加工物の１つに組立てる、請求項２８の装置。
【請求項３０】
前記キャリヤは、前記第１の加工物が前記シートから切取られる際に前記第１の加工物を取上げ、かつ該第１の加工物が前記第２の加工物に組立てる際に該第１の加工物を保持する、吸引装置（２３２）を備える、請求項２９の装置。
【請求項３１】
前記キャリヤは、前記第１の加工物を前記第２の加工物に組立てる際に、該第２の加工物に該キャリヤにより加えられる力の量を制御する力緩和装置（２６０）を備える、請求項３０の装置。
【請求項３２】
前記キャリヤは、一端に前記吸引装置が搭載されている往復動アーム（２０４）を備える、請求項３１の装置。
【請求項３３】
前記力緩和装置は、前記吸引装置を前記アームの前記端に搭載している、請求項３２の装置。
【請求項３４】
前記往復動アームは、前記第１の位置に対応するピックアップ位置および前記第２の位置に対応する組立て位置間を往復移動する、請求項３３の装置。
【請求項３５】
前記往復動アームは、前記組立て作業部内に前記プラスチックシートを移動させることにより画定される縦方向に平行な方向または直角な方向に、前記ピックアップ位置および前記組立て位置間を往復移動する、請求項３４の装置。
【請求項３６】
前記トリマは、前記第１の加工物を前記プラスチックシートから切取る第１のパンチ（１００）およびダイ（１５０）のセットを含む、請求項３５の装置。
【請求項３７】
前記ダイは、前記プラスチックシートがパンチとダイとの間に位置しているときに前記第１の加工物を該プラスチックシートから切取るよう、該パンチを受け入れる入口開口（１５８）と、前記往復動アームが前記ピックアップ位置にあるときに該第１の加工物をピックアップするよう、該往復動アームがその内部に延出する出口開口（１５４）とを含む、請求項３６の装置。
【請求項３８】
前記組立て作業部は、往復動アームを保持するとともに、前記往復動アームが前記ダイの出口内に位置する第１の位置と該往復動アームが該ダイの出口の外に位置する第２の位置の間を可動である可動プラットフォーム（１９８）をさらに備える、請求項３７の装置。
【請求項３９】
複数の往復動アームであって、該アームの少なくとも１つが、該アームの別の一つのアームが前記組立て位置にあるときに前記ピックアップ位置にある、複数の往復動アームが存在する、請求項３８の装置。
【請求項４０】
前記組立てられた第１および第２の加工物を前記プラスチックシートから切取る第２のパンチおよびダイのセットを有する第２のトリマをさらに備える、請求項３９の装置。
【請求項４１】
複数のキャリヤであって、それぞれが、異なる第１の加工物を前記第１の位置でピックアップし、該第１の加工物を異なる第２の加工物に組立てる、複数のキャリヤが存在する、請求項２７の装置。
【請求項４２】
前記キャリヤは、圧入結合により、前記第１の加工物を前記第２の加工物に組立てる、請求項２７の装置。
【請求項４３】
前記圧入結合はスナップ嵌め結合である、請求項４２の装置。
【請求項４４】
前記組立て作業部は、接着結合により、前記第１の加工物を前記第２の加工物に組立てる、請求項２７の装置。
【請求項４５】
前記組立て作業部は、超音波溶着により、前記第１の加工物を前記第２の加工物に組立てる、請求項２７の装置。
【請求項４６】
前記シートはプラスチックウェブの一部からなる、請求項２７の装置。
【請求項４７】
前記シートは、対向する表面および裏面からなり、前記トリマは、前記第１の熱成形加工物を該表面から切取り、前記キャリヤは、該第１の加工物の１つを該表面からピックアップし、該第１の加工物の１つを前記第２の加工物の１つに該表面上で組立てる、請求項２７の装置。
【請求項４８】
複数の第１の熱成形加工物および複数の第２の熱成形加工物を含むプラスチックシート（２０、３２０）から、複合熱成形物品を形成するように第１の熱成形加工物（３０、３２、３３０、３３２）を第２の熱成形加工物（３０、３２、３３０、３３２）に自動的に組立てる方法であって、
該第１の熱成形加工物の少なくとも１つを該プラスチックシートから切取ることであって、それにより少なくとも１つの切取られた第１の熱成形加工物を成形する、切取り、
切取りの直後の、該切取られた第１の熱成形加工物の対応する第２の熱成形加工物への輸送、
該切取られた第１の熱成形加工物を該対応する第２の熱成形加工物に組立てることであって、それにより複合熱成形物品を形成する、組立て
を含む、方法。
【請求項４９】
前記切取られた第１の熱成形加工物の組立ては、該切取られた第１の熱成形加工物を前記対応する第２の熱成形加工物に接着することを含む、請求項４８の方法。
【請求項５０】
前記切取られた第１の熱成形加工物の組立ては、該切取られた第１の熱成形加工物を前記対応する第２の熱成形加工物に溶着することを含む、請求項４８の方法。
【請求項５１】
前記切取られた第１の熱成形加工物の組立ては、該切取られた第１の熱成形加工物および前記対応する第２の熱成形加工物をともに圧入することを含む、請求項４８の方法。
【請求項５２】
前記ともに圧入することは、前記切取られた第１の熱成形加工物を前記対応する第２の熱成形加工物にスナップ嵌めすることを含む、請求項５１の方法。
【請求項５３】
前記切取られた第１の熱成形加工物の輸送は、前記切取られた熱成形加工物を吸引によりピックアップすることを含む、請求項５１の方法。
【請求項５４】
前記切取られた第１の熱成形加工物の輸送は、前記切取られた第１の熱成形加工物の前記対応する第２の熱成形加工物への組立ての完了時に、前記吸引を停止することをさらに含む、請求項５３の方法。
【請求項５５】
前記切取られた第１の熱成形加工物が前記対応する第２の熱成形加工物に組立てられる際に、該切取られた第１の熱成形加工物および該対応する第２の熱成形加工物に加えられる力を制限することをさらに含む、請求項５３の方法。
【請求項５６】
前記切取るステップは、複数の第１の熱成形加工物を切取ることであって、それにより、複数の切取られた第１の熱成形加工物を成形する、切取りを含み、前記組立てるステップは、該複数の第１の熱成形加工物のそれぞれを対応する第２の熱成形加工物に組立てることであって、それにより、複数の複合熱成形物品を形成する、組立て、を含む、請求項４８の方法。
【請求項５７】
前記複数の第１の熱成形加工物を切取ことは、総数の第１の熱成形加工物のサブセットを前記プラスチックシートから切取ることを含む、請求項５６の方法。
【請求項５８】
前記サブセットを形成する前記第１の熱成形加工物はすべて、前記プラスチックシートから同時に切取られる、請求項５７の方法。
【請求項５９】
前記サブセットを形成する前記第１の熱成形加工物はすべて、対応する第２の熱成形加工物に同時に組立てられる、請求項５８の方法。
【請求項６０】
前記第１および第２の熱成形加工物を所定単位の繰り返しパターンで熱成形することをさらに含む、請求項５７の方法。
【請求項６１】
前記サブセットは前記所定単位の整数倍である、請求項６０の方法。
【請求項６２】
前記所定単位は行または列の一方である、請求項６１の方法。
【請求項６３】
前記第１および第２の加工物は交互の行または列に配列される、請求項６２の方法。
【請求項６４】
前記第１の熱成形加工物は、前記交互の行または列の一方から切取られ、前記隣接した行または列の前記第２の熱成形加工物に組立てられる、請求項６３の方法。
【請求項６５】
前記複合熱成形物品を前記プラスチックシートから切取ることをさらに含む、請求項６４の方法。
【請求項６６】
前記第１の加工物の熱成形は、可撓性ストラップにより繋がっている第１および第２の凸部（５０、５２）を有する蓋タブ（３２、３３２）を熱成形することを含み、前記第２の加工物の熱成形は、本体凹部（４２）および飲み口（４１）を有する蓋（３０、３３０）を熱成形することを含み、前記スナップ嵌めは、該本体凹部に該第１の凸部を差し込むことおよび該飲み口に該第２の凸部を差し込むことを含む、請求項５７の方法。
【請求項６７】
前記シートはプラスチックウェブの一部からなる、請求項４８の方法。
【請求項６８】
前記シートは、対向する表面および裏面からなり、前記第１の熱成形加工物の切取りは該表面からなされ、該第１の熱成形加工物の前記第２の熱成形加工物への組立ては該裏面上でなされる、請求項４８の自動製造ライン。
【請求項６９】
複数の第１の熱成形加工物および複数の第２の熱成形加工物を含むプラスチックシート（２０、３２０）から、複合熱成形物品を形成するように第１の熱成形加工物（３０、３２、３３０、３３２）を第２の熱成形加工物（３０、３２、３３０、３３２）に自動的に組立てる方法であって、
該第１の熱成形加工物の少なくとも１つを該プラスチックシートから切取ることであって、それにより、少なくとも１つの切取られた第１の熱成形加工物を形成する、切取り、
該切取られた第１の熱成形加工物の対応する第２の熱成形加工物への輸送、および
該切取られた第１の熱成形加工物を該対応する第２の熱成形加工物に圧入することであって、それにより複合熱成形物品を形成する、圧入
を含む、方法。
【請求項７０】
前記第１および第２の加工物の一方が凸部（５０、５２）を有するとともに他方が凹部（４１、４２）を有するように、前記プラスチックシートに該第１および該第２の熱成形加工物を熱成形することをさらに含み、前記圧入は、該凸部を該凹部に差し込むことを含む、請求項６９の方法。
【請求項７１】
前記圧入することは、前記凸部を前記凹部にスナップ嵌めすることをともに含む、請求項７０の方法。
【請求項７２】
前記凸部は、前記スナップ嵌めを行うために前記凹部の一部よりも大きな部分を有する、請求項７１の方法。
【請求項７３】
対応する複数対の凸部および凹部が存在する、請求項７２の方法。
【請求項７４】
前記第１の加工物の熱成形は、可撓性ストラップにより繋がっている第１および第２の凸部を有する蓋タブ（３２、３３２）を熱成形することを含み、前記第２の加工物の熱成形は、本体凹部および飲み口を有する蓋を熱成形することを含み、前記スナップ嵌めは、該第１の凸部を該本体凹部に差し込むこと、および該第２の凸部を該飲み口に差し込むことを含む、請求項７３の方法。
【請求項７５】
前記切取られた第１の熱成形加工物の輸送は、前記切取られた熱成形加工物を吸引によりピックアップすることを含む、請求項６９の方法。
【請求項７６】
前記切取られた第１の熱成形加工物が前記対応する第２の熱成形加工物に圧入される際に、該切取られた第１の熱成形加工物および該対応する第２の熱成形加工物に加えられる力を制限することをさらに含む、請求項６９の方法。
【請求項７７】
前記切取るステップは、複数の第１の熱成形加工物を切取ることであって、それにより、複数の切取られた第１の熱成形加工物を形成する、切取りを含み、前記圧入は、該複数の第１の熱成形加工物のそれぞれを対応する第２の熱成形加工物に圧入することであって、それにより複数の複合熱成形物品を形成する、圧入を含む、請求項６９の方法。
【請求項７８】
前記複数の第１の熱成形加工物を切取ることは、総数の第１の熱成形加工物のサブセットを前記プラスチックシートから切取ることを含む、請求項７７の方法。
【請求項７９】
前記サブセットを形成する前記第１の熱成形加工物はすべて、前記プラスチックシートから同時に切取られる、請求項７８の方法。
【請求項８０】
前記サブセットを形成する前記第１の熱成形加工物はすべて、対応する第２の熱成形加工物に同時に圧入される、請求項７９の方法。
【請求項８１】
前記第１および第２の熱成形加工物を前記プラスチックシートに所定単位の繰り返しパターンで熱成形することをさらに含む、請求項６９の方法。
【請求項８２】
前記サブセットは前記所定単位の整数倍である、請求項８１の方法。
【請求項８３】
前記所定単位は行または列の一方である、請求項８２の方法。
【請求項８４】
前記第１および第２の加工物は交互の行または列に配列される、請求項８３の方法。
【請求項８５】
前記第１の熱成形加工物は、前記交互の行または列の一方から切取られ、隣の行または列の前記第２の熱成形加工物に組立てられる、請求項８４の方法。
【請求項８６】
前記複合熱成形物品を前記プラスチックシートから切取ることをさらに含む、請求項８５の方法。
【請求項８７】
前記熱成形は、前記シートを前記プラスチックウェブから形成することを含む、請求項８１の方法。
【請求項８８】
前記シートは、対向する表面および裏面からなり、前記第１の熱成形加工物の切取りは該表面からなされ、前記第１の熱成形加工物の前記第２の熱成形加工物への圧入は該表面上でなされる、請求項６９の自動製造ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の背景］
発明の分野
本発明は、蓋の飲み口を選択的に閉める蓋タブを有する使い捨ての再閉可能な蓋に関する。より詳細には、本発明は、蓋タブを上記蓋に自動的に組立てるための装置および方法に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００２年９月１８日付けで出願された米国仮特許出願第６０／３１９，５６０号および２００２年１０月２９日付けで出願された同第６０／３１９，６５５号の利益を主張するものである。
【０００３】
関連技術の説明
使い捨て蓋は、これまで長い間、飲料容器、特に「持ち帰り用」（例えばファーストフード店からの）に購入される飲料の頂部を閉めるのに用いられている。コーヒー等の加温飲料用の容器とともに用いられる使い捨て蓋は、使用者が蓋の飲み口を選択的に閉めることができる蓋タブを備えている場合が多く、そのため、使用者が所望時に加温飲料を飲むことができるとともに、他の場合では、飲み口を閉めたまま保つことで飲料物の対流冷却が低減され、使用者がカップを動かすのに応じて飲料物が中で飛び跳ねる際にこぼれることが少なくなる。
【０００４】
このような性質の使い捨て蓋は通常、ハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）等、好適なプラスチックを熱成形することによって作られる。熱成形プロセスは、熱成形よりも複雑な形状を作ることができるが概して生産率がより低く工具費用がより高い射出成形等の他の製造技術に比して、高品質、低コストの蓋を大量生産することができるという利点を有する。
【０００５】
たいていの熱成形された再閉可能な蓋の場合、蓋タブは、覆いの一部として一体形成されるため、使用者は、再閉可能な蓋を初めに開ける際に覆いから蓋タブを後方に引きちぎる必要がある。通常、なんらかの引裂ガイドが蓋上に形成されており、使用者が蓋タブを引きちぎりやすくなっている。蓋タブが引裂ガイドに沿って引きちぎられた後では、蓋タブが閉められても、蓋と蓋タブとの間の引裂ガイドには裂け目が残る。使用者により容器が動かされるときに飲料物が中で飛び跳ねるため、その裂け目から飲料物が漏れるおそれがあり、好適ではあるが不完全な封止となっている。
【０００６】
したがって、熱成形プロセスのコストおよび生産上の利益がある、使い捨ての再閉可能な蓋を有することが望まれているとともに、蓋タブと蓋との間に、一体形蓋タブを有する熱成形蓋により目下得ることができるよりも優れた封止を提供することが望まれている。
【０００７】
［発明の概要］
本発明は、蓋タブ等の第１の熱成形加工物を蓋等の第２の熱成形加工物に、いずれかの加工物を一時的に格納する必要性なく、組立てるための方法および装置を提供することにより、従来技術の不都合点に対処する。タブおよび蓋の動作との関連で、蓋タブを蓋に組立てるための装置および方法は自動化され、従来の熱成形蓋製造プロセスに組み込まれることで、熱成形蓋によるコスト利益および生産量が維持される。
【０００８】
一態様では、本発明は、第１および第２の熱成形加工物から、該第１の熱成形加工物を該第２の熱成形加工物に自動的に組立てることにより複合熱成形物品を製造する自動製造ラインに関する。該自動製造ラインは、第１および第２の熱成形加工物をプラスチックシートに熱成形する熱成形作業部と、少なくとも第１の熱成形加工物をプラスチックシートから切取る切取り作業部と、複合物品を形成するように第１の熱成形加工物を第２の熱成形加工物上に組立てる組立て作業部とを備える。
【０００９】
組立て作業部は、圧入、スナップ嵌め、接着、または超音波溶着を含め、多くの方法で、第１の熱成形加工物を第２の熱成形加工物に組立てる。
【００１０】
組立て作業部は、第１の熱成形加工物を取り上げる第１の位置と第１の熱成形加工物を第２の熱成形加工物に組立てる第２の位置の間を可動であるキャリヤを備える。第１の熱成形加工物がシートから切取られる際に第１の熱成形加工物を取り上げ、かつ第１の熱成形加工物が第２の熱成形加工物に運ばれる際に第１の熱成形加工物を保持する吸引装置をキャリヤに付加する。さらに、第１および第２の熱成形加工物が組立てられる際に、それらにキャリヤにより加えられる力の量を制御する力緩和装置をキャリヤに付加する。
【００１１】
キャリヤは、一端に前記吸引装置が取り付けられる往復動アームを備える。力緩和装置を用いて、往復動アームの上記端に吸引装置を取り付ける。往復動アームは、第１の位置に対応する取上げ位置と第２の位置に対応する組立て位置の間を往復移動する。往復移動の方向は、好ましくは、組立て作業部内をプラスチックシートが移動することにより画定される縦方向に平行か直角な方向である。
【００１２】
複数のキャリヤ（往復動アームの形態であるかないかにかかわらない）は、少なくとも２つの組となって配置され、該少なくとも２つの組のうち一方は第１の位置にあり、該少なくとも２つの組のうち他方は第２の位置にあり、先に取上げられた第１の熱成形加工物が第２の熱成形加工物に組立てられている間に同時に第１の熱成形加工物を取上げる。
【００１３】
切取り作業部は、第１の熱成形加工物をプラスチックシートから切取る第１のパンチおよびダイのセットを含み得る。この構成では、ダイは、プラスチックシートがパンチとダイとの間に位置しているときに第１の熱成形加工物をプラスチックシートから切取るようにパンチを受け入れる入口開口と、往復動アームが取上げ位置にあるときに第１の熱成形加工物を取上げるようにその内部に延出する出口開口とを含む。
【００１４】
往復動アームを保持するとともに、該往復動アームがダイの出口内に位置する第１の位置および往復動アームがダイの出口の外に位置する第２の位置間を可動である可動プラットフォームを設ける。
【００１５】
別の態様では、本発明は、複数の第１および第２の加工物を含む共通のプラスチックシートに熱成形された第１および第２の加工物を組立てることにより、自動的に複合物品を形成する装置であって、組立て作業部が、第１の加工物の少なくとも１つをプラスチックシートから切取るトリマと、キャリヤであって、該キャリヤが第１の加工物の１つを取上げる第１の位置および該キャリヤが第１の加工物を前記第２の加工物の１つにプラスチックシートにおいて組立てる第２の位置間を可動であるキャリヤとを備える、装置に関する。
【００１６】
キャリヤは好ましくは、第１および第２の位置間を直接移動し、そのため、第２の加工物の１つに組立てる前に第１の加工物を一時的に格納する必要性がなくなる。キャリヤは好ましくは、第１および第２の熱成形加工物を圧入することにより第１の加工物を第２の加工物の１つに組立てる。
【００１７】
本発明はまた、複数の第１の熱成形加工物および複数の第２の熱成形加工物を含むプラスチックシートから、複合熱成形物品を形成するように第１の熱成形加工物を第２の熱成形加工物に自動的に組立てる方法に関する。該方法は、少なくとも１つの切取られた第１の熱成形加工物を成形するために第１の熱成形加工物の少なくとも１つをプラスチックシートから切取ることと、切取り直後に、切取られた第１の熱成形加工物を対応する第２の熱成形加工物に運ぶこと、および、切取られた第１の熱成形加工物を対応する第２の熱成形加工物に組立てることであって、それにより複合熱成形物品を形成する、組立てを含む。
【００１８】
切取られた第１の熱成形加工物を対応する第２の熱成形加工物に組立てることは、圧入、スナップ嵌め、接着、または超音波溶着のうち１つを含む。
【００１９】
切取られた第１の熱成形加工物の輸送は、切取られた熱成形加工物を吸引により取上げることを含む。切取られた第１の熱成形加工物の保持はさらに、切取られた第１の熱成形加工物の対応する第２の熱成形加工物への組立ての完了時に、吸引停止または圧力により吸引を制止することも含む。当該方法はさらに、切取られた第１の熱成形加工物が対応する第２の熱成形加工物に組立てられる際に、切取られた第１の熱成形加工物および対応する第２の熱成形加工物に加えられる力を制限することを含む。
【００２０】
切取るステップは、複数の第１の熱成形加工物を切取ることであって、それにより、複数のトリミングされた第１の熱成形加工物を成形する、切取ることを含み、組立てるステップは、複数の第１の熱成形加工物のそれぞれを対応する第２の熱成形加工物に組立てることであって、それにより、複数の複合熱成形物品を形成する、組立てることを含む。
【００２１】
ここ
切取りは、複数の第１の熱成形加工物を切取ることによりなされる。複数の第１の熱成形加工物の切取りは、第１の熱成形加工物の総数のサブセットをプラスチックシートから切取ることを含む。サブセットを形成する第１の熱成形加工物は、プラスチックシートから同時に切取られる。同様に、サブセットを形成する第１の熱成形加工物は、対応する第２の熱成形加工物に同時に組立てられる。
【００２２】
当該方法は、第１および第２の熱成形加工物を所定単位の繰り返しパターンで熱成形することをさらに含む。好ましくは、サブセットは所定単位の整数倍である。所定単位は、行または列の一方である。
【００２３】
第１および第２の加工物は、プラスチックシート上の交互の行または列に配列され得る。かかる構成では、好適な組立てシーケンスは、第１の熱成形加工物が、交互の行または列の一方から切取られ、隣の行または列の第２の熱成形加工物に組立てられることを含む。
【００２４】
熱成形はまた、第１の加工物が、可撓性ストラップにより繋がった第１および第２の凸部を有する熱成形蓋タブ蓋タブであり、第２の加工物が、本体凹部および飲み口を有する熱成形蓋であることを含み、ここでは、スナップ嵌めは、本体凹部に第１の凸部を差し込むこと、および飲み口に第２の凸部を差し込むことを含む。
【００２５】
しかしながら、第１の熱成形加工物は第２の熱成形加工物に組立てられるが、追加の一ステップは、プラスチックシートから複合熱成形物品を切取ることを含む。
【００２６】
一変形形態では、複数の第１の熱成形加工物および複数の第２の熱成形加工物を含むプラスチックシートから、複合熱成形物品を形成するように第１の熱成形加工物を第２の熱成形加工物に自動的に組立てる方法であって、少なくとも１つの切取られた第１の熱成形加工物を形成するために第１の熱成形加工物の少なくとも１つをプラスチックシートから切取ること、切取られた第１の熱成形加工物を対応する第２の熱成形加工物に輸送すること、および、複合熱成形物品を形成するために切取られた第１の熱成形加工物を対応する第２の熱成形加工物に圧入すること、を含む。
【００２７】
当該方法はまた、第１および第２の加工物の一方が凸部を有し他方が凹部を有するようにプラスチックシートに第１および第２の熱成形加工物を熱成形することを含み、圧入は、凸部を凹部に差し込むことを含む。この構成では、圧入は、凸部を凹部にスナップ嵌めすることを含む。凸部は、スナップ嵌めを行うように凹部の一部よりも大きなサイズ部分を有する。第１および第２の熱成形加工物は、対応する複数対の凸部および凹部を有する。当該方法は、プラスチックウェブからシートを熱成形することをさらに含む。
【００２８】
［好適な実施の形態の説明］
図１は、本発明による第１の実施形態の自動蓋製造ライン１０を概略的に示す。蓋製造ライン１０は、熱成形作業部１２、開口形成作業部１４、組立て作業部１６、および蓋切取り作業部１８を備え、これら作業部内をプラスチックウェブ２０が通過する。蓋製造ライン１０の全般的な動作の概説は、本発明の詳細を理解するにあたり有用となろう。熱成形作業部１２は、タブおよび蓋をプラスチックウェブ２０に成形する。プラスチックウェブ２０が製造ライン１０の各種作業部内を連続して通過する際に、例えば飲み口および通気口等の開口が、開口形成作業部１４にて蓋タブおよび蓋に穿孔される。タブはプラスチックウェブ２０から抜き取られ、組立て作業部１６にて蓋に組立てられる。タブが組立てられた蓋は次に、組立て作業部１６から蓋切取り作業部１８に移され、蓋切取り作業部１８にて、組立てられた蓋がウェブから切取られて、再閉可能な蓋の製造が完了する。
【００２９】
図２は、熱成形作業部１２内を通過した結果、蓋３０および蓋タブ３２がプラスチックウェブ２０に成形されているとともに交互に配列され５つの蓋および５つの蓋タブからなる行となって整列している、好適なプラスチックウェブ２０の一部の一例を示す。ウェブは、適したプラスチック、例えばＨＩＰＳ、からなることが好ましい。
【００３０】
例示の蓋３０および蓋タブ３２は、図３および図４に詳細に示されている。蓋３０は、カップ取り付けリング３４を含み、該リングから周壁３６が延び、該周壁は上面３８で終端し、該上面には、凹状ウェルの底面に穿孔された穴の形態の飲み口凹部４１が形成されている。周壁３６の上面３８は頂面４０に続き、該頂面は取り付けリング３４にほぼ平行である。Ｄ字形ウェルを形成したリザーバ４２が溝４４とともに頂面４０に形成されている。係止凹部４６が頂面４０から周壁３６にかけて延在し、対向する内側に延びたフィンガ４８で終端している。
【００３１】
蓋タブ３２は、Ｄ字形の取り付けプラグ５０を有する取り付け部４９と、シーリングプラグ５２を有するタブ部５１とを備える。溝５４の形態のヒンジは、取り付けプラグ５０に隣接して形成されており、シーリングプラグ５２が取り付けプラグ５０に対し枢動することを可能にする。取り付けプラグ５０は、好ましくは、蓋３０のリザーバ４２に圧入されるサイズになっている。同様に、シーリングプラグ５２は飲み口凹部４１に圧入されるサイズになっている。
【００３２】
取り付けプラグ５０およびシーリングプラグ５２の固定は、好ましくは、取り付けプラグ５０、シーリングプラグ５２、リザーバ４２、および飲み口凹部４１の各自の側壁に緩やかな勾配またはテーパを付すことによって達成される。リザーバ４２および飲み口凹部４１はそれぞれ、側壁が頂面４０および上面３８の下に後方に延びるように負の勾配を持つことが好ましい。取り付けプラグ５０およびシーリングプラグ５２もまた負の勾配を持つ。取り付けプラグ５０およびシーリングプラグ５２の下部周縁がリザーバ４２および飲み口凹部４１の上縁よりも周縁がわずかに大きく、負の勾配との組み合わせにより、取り付けプラグ５０およびシーリングプラグ５２がリザーバ４２および飲み口４１に圧入されることが可能となり、蓋タブ３２の一部を蓋３０にスナップ嵌めすることにより蓋３０の頂面４０に蓋タブ３２を取り付けることを可能にすることが好ましい。
【００３３】
本出願の目的のため、「圧入」という語は、２つの部品が、その一方の少なくとも一部が他方に嵌まる任意のタイプの接続を指し、その結果、この部品間に得られる相互作用（摩擦結合、機械的結合、または別の結合のタイプであるかにかかわらない）により、結合（恒久的または一時的であるかにかかわらない）が得られることに留意されたい。「スナップ嵌め」という語は、少なくとも機械的結合である圧入の一部を示すのに用いられる。
【００３４】
蓋タブ３２が蓋３０に取り付けられている場合、飲み口凹部４１は、使用者が選択的にタブ部５１を引くまたは押圧することで、シーリングプラグ５２を飲み口開口４１から外す、または飲み口開口４１内にスナップ嵌めすることにより、選択的に開閉される。蓋タブ３２を開位置に固定することが望まれる場合、使用者は単に、タブ部５１の縁が係止フィンガ４８に達するまで、ヒンジ５４を中心として係止凹部４６にタブ部５１を枢動しさえすればよい。蓋タブ３２の固有の弾性により、タブ部５１の側縁が係止フィンガ４８の下に曲がることができるため、使用者が解除するまでタブ部５１を開位置に保持しておける。
【００３５】
本特許出願に示した蓋３０および蓋タブ３２は、本発明により組立てられることができる蓋および蓋タブ構造の任意のタイプのうちの１つにすぎないことに留意することが重要である。したがって、蓋３０および蓋タブ３２は、例示にすぎず、本発明の説明に役立つものであり、決して本発明を限定するものではない。
【００３６】
蓋タブ３２の蓋３０への接続を、蓋タブ３２の一部を蓋３０の一部に圧入するものと説明しているが、蓋３０を単に蓋タブ３２に容易に圧入することができる。便宜および簡潔のため、蓋タブ３２の蓋３０への接続は、本明細書では、蓋タブ３２が蓋３０に圧入されるとして記述されるが、この説明は、蓋３０の蓋タブ３２への圧入にも容易に当てはまることを理解されたい。
【００３７】
例示の蓋３０および蓋タブ３２はスナップ嵌め結合をもたらす形状になっていることにも留意されたい。しかしながら、本発明は、かかるスナップ嵌め結合に限定されない。例えば圧入、摩擦嵌入、超音波溶着、または接着といった、任意の適した結合を本発明とともに用いることができる。
【００３８】
本発明はまた、タブを蓋に組立てることに限定されない。本発明は、他の構成部材の組立てにも同様に適用可能であり、複数の部品の少なくとも１つがウェブから抜き取られ他の部品の１つに組立てられるウェブに成形された複数の部品、からなる物品を組立てるのに最も適している組立て。
【００３９】
図５は、熱成形作業部１２、ならびに蓋３０および蓋タブ３２を成形するウェブ２０をその周囲に形成する、複数の蓋および蓋タブの型６２、６４の上面図を示す。型６２、６４は、図２のウェブ２０と同じ交互の行に配列されている。ウェブ２０に蓋３０および蓋タブ３２を成形するために、ウェブ２０が加熱されて型６２、６４の頂部に置かれる。ウェブ２０の下面を減圧し、型６２、６４にウェブ２０を引き寄せるとともに、次に、ウェブ２０の頂部に加圧空気を与え、ウェブ２０が型６２、６４の形状をとるようにする。続いて、ウェブ２０を型６２、６４から外して持ち上げて前進させる。
【００４０】
熱成形作業部１２の構造および作業は、当該技術分野において概して既知であるため、さらに説明する必要はない。好適な成形作業部の一例は、Irwin Research and Development, Yakima, WAから市販されているＩＲＡＤモデル４４である。
【００４１】
行ごとの型の数は本発明に限定されないことに留意されたい。本説明のため、各行には５個の型が示されている。しかしながら、任意の所望数の型を各行に用いることができる。
【００４２】
次に、図６を参照すると、対応する蓋および蓋タブの型の対６２、６４が詳細に示されている。型６２、６４は、先に説明した蓋３０および蓋タブ３２の形状と一致する。したがって、これらの型は簡潔にしか説明しない。
【００４３】
蓋の型６２は、ウェブ２０が形成される複数面を含む。該複数面は、取り付けリング面７４、周壁面７６、蓋形成上面７８、頂面８０、飲み口面８１、リザーバ面８２、溝面８４、および係止凹面８６を含む。同様に、蓋タブの型６４は、取り付けプラグ面９０、シーリングプラグ面９２、およびヒンジ面９４が形成される隆起上面８８を含む。シーリングプラグ面９２が隆起部９３に形成され、隆起部９３の上面にはタブ部５１が形成されることになる。同様に、蓋タブ３２がウェブ２０から切取られると、隆起上面８８は取り付け部４９を形成することになる。
【００４４】
蓋３０および蓋タブ３２がウェブ２０に成形されると、ウェブ２０は最終的に開口形成作業部１４に前進し、該作業部にて、飲み口および通気口が蓋３０および蓋タブ３２に形成される。開口形成作業部１４は当業者に既知であるため、詳細には説明しない。本発明の目的のため、開口形成作業部１４が飲み口凹部４１における材料を除去して飲み口を貫設するようにすることを理解しさえすればよい。同様に、開口形成作業部１４はまた、リザーバ４２の底面に通気口を、また、取り付けプラグ５０の底面に別の通気口を形成して、蓋タブ３２が蓋３０に取り付けられたときに蓋３０および蓋タブ３２を貫通する通気口を形成するようにする。
【００４５】
適した開口形成作業部１４は、Irwin Research and Development, Yakima, WAから市販されているＩＲＡＤモデル４４であり、パンチおよびダイ構造を使用して開口を形成する。開口が熱成形作業部１２により形成されることも本発明の範囲内にある。
【００４６】
図７〜図１３は、蓋タブ３２がウェブ２０から抜き取られて蓋３０にスナップ嵌めされる組立て作業部１６の詳細を示す。最初に図７から参照すると、組立て作業部１６は、蓋タブ３２をウェブ２０から切取る組立てを含む。切取り組立てはパンチ工具組立て１００の形態であり、この組立てから、ウェブ２０から蓋タブ３２を切り離す一行のタブパンチ組立て１０２、および蓋タブ３２が蓋３０に取り付けられるときに蓋３０を支持する一行の蓋支持アセンブリ１０４が延びている。
【００４７】
図７および図８を参照すると、各タブパンチ組立て１０２は、タブパンチ１０８がその上に取り付けられるベース１０６を含む。タブパンチ１０８は、蓋３０に対向する蓋タブ３２の面に一致かつ対応するパンチ上面１１０を有する。パンチ上面１１０は、取り付け部４９およびタブ部５１をそれぞれ支持する取り付け部面１１２およびタブ部面１１４を有する。取り付けプラグ凹部１１６、シーリングプラグ凹部１１８、およびヒンジ凹部１２０がパンチ上面１１０に形成されており、これらは、パンチ１０８がウェブ２０と接触したときに取り付けプラグ５０、シーリングプラグ５２、およびヒンジ５４が打ち抜きプロセスにより変形しないよう保証するために、それぞれ取り付けプラグ５０、シーリングプラグ５２、およびヒンジ５４を受け入れるサイズになっているとともにそのような位置にある。
【００４８】
蓋支持組立て１０４はベース１２６を含み、該ベース１２６上に、蓋３０の内表面にほぼ一致する外表面１３０を有する支持要素１２８が取り付けられる。外表面１３０は、周壁支持体１３２、上面支持体１３４、頂面支持体１３６、リザーバ支持体１３８、および飲み口支持体１４０を含む。この構造では、蓋３０の周壁３６、上面３８、および頂面４０がリザーバ４２および飲み口４１とともに支持されるとともに、取り付けプラグ５０およびシーリングプラグ５２がそれぞれリザーバ４２および飲み口４１内にスナップ嵌めされる。
【００４９】
図９は、パンチ工具組立て１００と協働して蓋タブ３２をウェブ２０から切取るとともに、続いて、切取られた蓋タブ３２を蓋３０に取り付けることを可能にするダイ組立て１５０を示す。ダイ組立て１５０は、２行のアクセス開口１５４が形成されているダイシュー１５２を含む。各行のアクセス開口１５４の数は、ウェブ２０における蓋３０および蓋タブ３２の数に対応する。タブダイ１５６が、ダイシュー１５２の下行の各開口１５４に取り付けられる。タブダイ１５６はそれぞれ、タブパンチ１０８を受け入れるサイズになっているとともに支持要素１６０により部分的に囲まれているダイ開口１５８を有し、支持要素１６０は、蓋タブ３２が打ち抜かれる領域の周りのウェブ２０の一部を支持するという点で、パンチ工具組立て１００の支持要素１２８と同様に機能する。
【００５０】
本発明の好適な形態を１つの蓋タブ３２の打ち抜きおよび既に打ち抜かれた蓋タブ３２の蓋３０への固定に関して説明しているが、さらなるパンチ工具組立て１００、ダイ組立て１５０、およびタブ組立て機構１９０（以下に詳細に説明する）を追加して、複数の蓋タブ３２の同時の打ち抜きおよび複数の蓋３０への組立てを行うようにすることができる。例えば、さらなるパンチ工具組立て１００、ダイ組立て１５０、およびタブ組立て機構１９０を追加して、単一成形作業で熱成形作業部１２により成形された蓋タブ３２および蓋３０の行の数に対応するウェブ２０の部分に対し蓋タブ３２の同時の打ち抜きおよび組立てを可能にすることができる。かかる構成では、ウェブ２０は、熱成形作業部１２の後に続いて、前進し、割り出される。
【００５１】
図１０を参照すると、アクセス開口１５４およびダイ開口１５８の内形状が示されている。最初に、ダイ開口１５８は、支持要素１６０を貫通する部分では径が小さい。ダイ開口１５８がタブダイ１５６の主要部に達すると、ダイ開口の径がわずかに増加する。ダイ開口１５８は次に、下部アクセス開口１５４に開口し、ダイシュー１５２を貫通する。
【００５２】
パンチ工具組立て１００は、ダイ組立て１５０との相対移動のために取り付けられる。ウェブ２０がパンチ工具組立て１００とダイ組立て１５０との間に配置されると、パンチ１０２および支持要素１０４がそれぞれダイ開口１５８および上行のアクセス開口１５４内に受け入れられるように位置合わせされる。パンチ工具組立て１００がダイ組立て１５０へ移動する際、タブパンチ１０８は、ダイ開口１５８内に受け入れられ、ウェブ２０から蓋タブ３２を切取り、支持要素１２８は、蓋３０に蓋タブ３２を組立てるために蓋３０の背面を支持する。
【００５３】
パンチ工具組立て１００がダイ組立て１５０に相対して移動する特定の方法は、本発明とは関係ないため、詳細には説明しない。当業者は、パンチ工具組立て１００の移動を行うことができる多くの方法があることを理解するであろう。
【００５４】
図１１は、打ち抜かれた蓋タブ３２をピックアップし、かつ蓋３０に該蓋タブ３２を組立てるキャリヤとして機能するタブ組立て機構１９０を示す。タブ組立て機構１９０は、複数のタブ組立て装置１９２を備える。図１１は３つのタブ組立て装置１９２を示しているが、タブ組立て装置１９２は、ウェブ２０における交互の蓋３０および蓋タブ３２の各行に提供される。よって、図示のようにウェブ２０では５つのタブ組立て装置１９２が使用されることになる。
【００５５】
図１１および図１２を参照すると、各タブ組立て装置１９２は、ベース１９８に固設される中央梁１９６を備え、該ベース１９８は平行レール２００に可動に取り付けられて、タブ組立て装置１９２がダイ組立て１５０に相対して往復移動することができるようになっている。一対の受けアーム２０４が共通シャフト２０６に連結され、該共通シャフトはクランクアーム２０８により中央梁１９６に軸支される。クランクアーム２０８の一端はシャフト２０６に固設され、クランクアーム２０８の他端は受けアーム２０４に枢着される。
【００５６】
平歯車２１０は、シャフト２０６の一端に取り付けられ、クランクアーム２０８の代わりに用いられて、受けアーム２０４のうち１つの一端をシャフト２０６に接続する。平歯車２１０は、中央梁１９６の端に軸支された駆動シャフト２１４に取り付けられた駆動歯車２１２とかみ合う。
【００５７】
駆動シャフト２１４の回転により、タブ組立て装置１９２のすべてについて駆動歯車２１２が同時回転し、その結果、平歯車２１０の同時回転が起こり、受けアーム２０４の往復移動が行われる。受けアーム２０４がクランクアーム２０８により中央梁１９６に連結されているため、平歯車２１０の回転により、受けアーム２０４が、ダイ開口１５８と位置合わせされた下部位置および上行のアクセス開口１５４と位置合わせされた上部位置間を有効に往復移動する。サーボモータ２１６（図１１に仮想線で示す）を駆動シャフト２１４に連結して、駆動シャフト２１４を正逆回転させ、下部位置および上部位置間で受けアーム２０４の往復移動が行われるようにすることが好ましい。
【００５８】
具体的に図１３〜図１５を、大まかに図１１および図１２を参照すると、タブ受け部２２０が力緩和装置２６０により受けアーム２０４のまさに先端に取り付けられ、タブ受け部２２０が十分に大きな力により衝撃を受ける場合に、タブ受け部２２０が受けアーム２０４に相対して移動することが可能となる。各タブ受け部２２０は、空気ライン（図１６）が連結される流体ポート２４０が設けられた下面２２４を有する主要本体２２２を含む。本体２２２はまた、蓋タブ３２の上面と一致する上面２２６も有する。上面２２６は、蓋タブ３２のタブ部５１に対応するタブ部２２８、および蓋タブ３２の取り付け部４９に対応する取り付けプラグ部２３０を含む。
【００５９】
タブ吸引入口２３２がタブ部２２８に位置し、蓋タブ３２のシーリングプラグ５２内に受け入れられる形状になっている。同様に、取り付けプラグ吸引入口２３４が取り付け部２３０に位置し、蓋タブ３２の取り付けプラグ５０内に受け入れられる形状になっている。各吸引入口２３２および取り付けプラグ入口２３４はそれぞれ、空気流路２３６、２３８を含み、これら空気流路は、吸引ポート２４０に通っており、それにより、空気ライン２５４を吸引入口２３２、２３４に流体結合し、シーリングプラグ５２および取り付けプラグ５０がタブ受け部２２０に対し蓋タブ３２を保持するようにピックアップされるときに取り付けプラグ５０およびシーリングプラグ５２に対し吸引を行うようになっている。さらに、空気を空気ライン２５４中に注入し、吸引ポート２３２、２３４により排気することができる。
【００６０】
力緩和装置２６０はプラットフォーム２６１を含み、該プラットフォームは、アームを通ってプラットフォーム２６１の側縁に延びるねじ２６２により受けアーム２０４に固定接続される。プラットフォーム２６１は、離間したガイドピン開口２６４を含み、該ガイドピン間には、吸引ポート２４０に取り付けられたときに空気ライン２５４が通る空気ライン流路２６６が設けられる。ガイドピン開口２６４は、円錐台形皿穴部２６８および定径部２７０を含む。
【００６１】
円錐台取り付けピンヘッド２７４および定径シャフト２７６を含む取り付けピン２７２は、ガイドピン開口２６４内に受け入れられるサイズになっており、それにより、ガイド取り付けピンヘッド２７４がガイドピン開口２６４の皿穴部２６８と入れ子になり、取り付けピンシャフト２７６の端部がガイドピン開口２６４の定径部２７０を貫通し、タブ受け部２２０と接触するようになっている。コイルばね２７８が各シャフト２７６の上に取り付けられ、タブ受け部２２０およびプラットフォーム２６１間に延び、ばねの一端がタブ受け部の下面２２４に当接し、他端がプラットフォーム２６１に当接するようになっている。ねじ２８０は、取り付けピン２７２内に受け入れられてタブ受け部２２０に螺合し、取り付けピン２７２をタブ受け部２２０に固定するようになっている。
【００６２】
力緩和装置２６０の機能は、ウェブ２０から蓋タブ３２を打ち抜く際、および打ち抜かれた蓋タブ３２をタブ受け部２２０によりピックアップする際のタブパンチ１０８との接触によりタブ受け部２２０に与えられるいかなる力も緩和することである。タブパンチ１０８およびタブ受け部２２０間で接触が行われる場合、ばね２７８は圧縮され、タブ受け部２２０がプラットフォーム２６１の方に摺動し、よって、ガイドピン開口２６４内でのシャフト２７６の対応する移動が生じることで、力が緩和され、タブ受け部２２０およびタブ組立て機構１９０の他の部品に対する損傷が防止される。シャフト２７６がプラットフォーム２６１に対して摺動するため、取り付けピンヘッド２７４はガイドピン開口２６４の皿穴２６８から脱座する。
【００６３】
タブ受け部２２０とタブパンチ１０８との相対的な離隔時に、ばね２７８がプラットフォーム２６１から離れるようにタブ受け部２２０を付勢し、取り付けピン２７２をそれらの以前の位置に戻す。取り付けピンが戻ると、取り付けピンヘッド２７４は皿穴部２６８内に入れ子となり、該皿穴部は、取り付けピン２７２を中心に配置し、ガイドピン開口２６４に対し取り付けピン２７２を位置合わせするように機能する。さらに、皿穴部２６８は、シャフト２７６が定径部２７０内を摺動するときにつかえる可能性を減らす。
【００６４】
図１６は、蓋製造ライン１０の残りとともに、パンチ工具組立て１００およびタブ組立て機構１９０（図１６には図示せず）の各種動作を制御かつ同期するための考えられる一方法を概略的に示す。２つの制御部、すなわちタブ組立て制御装置２５０およびタブパンチ工具制御装置２５１が、それぞれタブ組立て機構１９０およびパンチ工具組立て１００の動作および同期を動作可能に制御するように設けられることが好ましい。タブ組立て制御装置２５０およびタブパンチ工具制御装置２５１はデータリンク２５３により接続され、この接続により、タイミングデータまたは位置データ等、制御装置２５０、２５１間に必要とされるデータの伝送が可能となる。
【００６５】
タブ組立て制御装置２５０は、空気ライン２５４によりアーム２０４の端部上のタブ受け部２２０のそれぞれの吸引ポート２４０に接続される減圧源２５２に動作可能に接続される。空気ライン２５４は、好ましくは、タブ受け部２２０と接続する取り付け部、および減圧源２５２に取り付け部を接続する可撓性ホース部を含む。タブ組立て制御装置２５０は、空気ライン２５４を、圧縮された空気供給源２５５にも接続する
【００６６】
したがって、タブ組立て制御装置２５０は、タブ受け部２２０への減圧すなわち加圧空気の印加を制御して、蓋タブがウェブ２０から切取られた後で蓋タブ３２を保持するか、またはダイ組立て１５０に残っているいかなる蓋タブ３２も吹き払うようにすることができる。タブ組立て制御装置２５０もまた、タブ組立て機構１９０のベース１９８がダイ組立て１５０のダイシュー１５２に相対して往復移動するようにベースアクチュエータ２５６に動作可能に結合する。タブ組立て制御装置２５０はさらに、駆動シャフト２１４の往復移動を行うようにサーボモータ２１６に接続され、それにより、下部位置および上部位置間で受けアーム２０４を往復移動させるようにする。したがって、タブ組立て制御装置２５０は、タブ組立て機構１９０の各種部品の動作を制御して、打ち抜かれた蓋タブ３２のピックアップを行い、ピックアップされた蓋タブ３２を蓋３０と位置合わせするように移動させ、蓋３０に蓋タブ３２を取り付けるようにする。
【００６７】
タブパンチ工具制御装置２５１は、アクチュエータ２５８に動作可能に結合されて、ダイ組立て１５０のダイシュー１５２に相対してパンチ工具組立て１００を往復移動させるようにする。タブパンチ工具制御装置２５１はまた、ウェブ２０の割り出し、および組立て作業部１６内でのウェブ２０の前進を制御する。よって、タブパンチ工具制御装置２５１は、パンチ工具組立て１００が蓋タブ３２をウェブ２０から打ち抜くために前進する割り出し位置へのウェブ２０の前進を制御し、この割り出し位置にて、蓋タブ３２をタブ組立て機構１９０によりピックアップすることができる。
【００６８】
アクチュエータ２５６、２５８のタイプは、例えば油圧シリンダ、空気圧シリンダ、機械駆動装置、および電気モータ等、任意の適したアクチュエータとすることができる。また、サーボ２１６、アクチュエータ２５６、さらには制御装置２５０を用いる代わりに、タブ組立て機構１９０が機械的に動作することは、本発明の範囲内にある。かかる実施では、適した機械接続部またはリンク機構により、タブ組立て機構１９０をパンチ工具組立て１００に接続することができ、その場合、パンチ工具組立て１００の移動により、タブ組立て機構１９０の所望の同期移動が生じ、この移動には、ベース１９８およびアーム２０４の往復移動が含まれる。減圧源２５２は、タブパンチ工具制御装置２５１により作動されるか、またはリミットスイッチ等の位置センサにより直接作動する。
【００６９】
プラスチックウェブ２０に対し必要に応じて、タブ組立て作業部１０の各種要素の動作およびタイミングを制御して、蓋タブ３２のプラスチックウェブ２０からの打ち抜き、打ち抜かれたタブ３２のピックアップ、および打ち抜かれたタブ３２の蓋３０への組立てを行うようにする単一の制御装置に、複数の制御装置２５０、２５１を換えることができることも、本発明の範囲内にある。
【００７０】
図１６〜図１９を参照し、組立て作業部１６の動作を概説する。本説明のため、動作は、パンチ工具組立て１００がその後退ストローク付近にある場合に開始し、上部受けアームおよび下部受けアームがそれぞれ上部位置および下部位置にあり、下部受けアーム２０４が蓋タブ３２を保持せず、その時点では、上部受けアーム２０４が蓋タブ３２（前のサイクルでピックアップされている）を保持している。この位置から、タブパンチ工具制御装置２５１はパンチ工具組立て１００を続けて定常往復移動させ、プラスチックウェブ２０を前進させて、次行の蓋３０および蓋タブ３２を割り出して、アクセス開口１５４と位置合わせするようにする。次に、タブ組立て制御装置２５０がベースアクチュエータ２５６を起動して、タブ組立て機構１９０をダイ組立て１５０の方に前進させる。タブ組立て機構１９０の前進速度（後退ストローク位置からダイ組立て１５０の方に前進し始めている速度）は、パンチ工具組立て１００のほぼ一定のストローク速度よりも高い。
【００７１】
図１８を参照すると、ベース１９８がレール２００上を移動するにつれてベース１９８の速度が高速になることにより、タブ受け部２２０がダイ開口１５８内に延びて支持要素１６０の下を通ってオーバーストローク位置と呼ばれる位置に入ることになる。サイクルのこの地点にて、タブ組立て制御装置２５０は減圧源２５２をオンにする。オーバーストローク位置の目的は、前のサイクルからダイ開口１５８に残っている蓋タブ３２がないよう保証することである。所望であれば、タブ組立て制御装置２５０は、加圧空気の噴出をタブ吸引入口２３２および取り付けプラグ入口２３４から排気させて、いかなる蓋タブ３２も吹き払うようにすることができる。
【００７２】
次に、タブ組立て制御装置２５０は、タブ組立て機構１９０のベース１９８の移動方向を逆にして、ダイ開口１５８から待機位置にタブ受け部２２０を引き込むようにする。待機位置では、タブ組立て機構１９０のベース１９８は、好ましくは、レール２００上の、タブパンチ組立て１０２により達したもっとも深い挿入深さにタブ受け部２２０がある位置に係止し、タブ受け部２２０とタブパンチ１０８の間の当接により、タブ受け部２２０による蓋タブ３２のピックアップが成功する可能性が高まるようにする。何らかの理由によりタブ受け部２２０がタブパンチ１０８の前進ストローク限界よりもさらに前に位置する場合、力緩和装置２６０により、タブ受け部２２０が、損傷することなく、タブパンチ１０８との接触に応じて移動するとともに、依然としてタブ受け部２２０が蓋タブ３２をピックアップすることを可能にする。
【００７３】
図１９を参照すると、タブ受け部２２０が待機位置にある場合、制御装置２５１は、パンチ工具組立て１００が前進ストローク限界に達するまでパンチ工具組立て１００を続けて定常前進させる。パンチ工具組立て１００が前進ストローク限界に向かって移動している際、蓋支持体１０４が蓋３０内に受け入れられ、その時点までに、蓋支持体１０４は上部アクセス開口１５４に対し位置合わせされる。同様に、タブパンチ組立て１０２はウェブ２０との接触を開始する。パンチ工具組立て１００が前進ストローク限界へ向かって続けて前進することにより、タブパンチ組立て１０２がダイ開口１５８内にまで延び、それにより、蓋タブ３２をウェブ２０から切取るとともに、その時点で打ち抜かれている蓋タブ３２の周りの領域を支持要素１６０により支持する。
【００７４】
パンチ工具組立て１００が前進ストローク限界に達すると、減圧下にあるタブ受け部２２０が、ウェブ２２０から打ち抜かれた蓋タブ３２の到着を待つ。タブパンチ１０８が前進ストローク限界に達すると、蓋タブ３２は、減圧によりタブ受け部２２０に引き寄せられる。蓋タブ３２のピックアップおよび保持に加え、パンチ工具組立て１００が前進ストローク限界に達したときのタブ組立て機構１９０のベース１９８の前進により、上部位置にある受けアーム２０４のタブ受け部２２０が、蓋支持体１０４によりその時点で支持されている蓋３０に対し、その時点で保持している蓋タブ３２を押圧させる。タブ受け部２２０は、取り付けプラグ５０およびシーリングプラグ５２がそれぞれリザーバ４２および飲み口４１と位置合わせされるように、蓋タブ３２を保持しているため、蓋タブ３２の蓋３０に対する押圧により、取り付けプラグ５０およびシーリングプラグ５２がリザーバ４２および飲み口４１内にそれぞれスナップ嵌めされ、蓋タブ３２を蓋３０に取り付け、蓋タブ３２が閉位置にあるようにする。
【００７５】
力緩和装置２６０のさらなる利点は、タブ組立ての押圧力が、ばね２７８のばね力を選択することによって制御可能という点である。換言すれば、蓋に取り付けるために蓋タブ３２を保持するタブ受け部２２０は、蓋３０に蓋タブ３２を押圧する。蓋３０に蓋タブ３２を押圧するのに用いる力は、ばね２７８のばね力を選択することによって制御されることができる。
【００７６】
パンチ工具組立て１００が前進ストローク限界から後退ストローク限界の方に移動すると、タブ組立て機構１９０のベース１９８はその後退ストローク位置に移動する。ベース１９８がバックストローク位置に移動するにつれ、タブ組立て制御装置２５０は、サーボモータ２１６の起動を開始して、受けアーム２０４をその時点の位置から反対位置に移動させる。換言すれば、その時点で下部位置にある受けアーム２０４が上部位置に移動し、その時点で上部位置にある受けアーム２０４が下部位置に移動する。受けアーム２０４とダイ組立て１５０のダイシュー１５２との接触のいかなる可能性も回避するために、サーボモータ２１６の起動は、タブ受け部２２０がダイシュー１５２のアクセス開口１５４から完全に引き抜かれるまで起こらないことが好ましい。
【００７７】
パンチ工具制御装置２５１は、好ましくは、パンチ工具組立て１００の定常往復移動を続けさせ、タブ組立て制御装置２５０は、タブ組立て機構１９０の切分された移動を続けさせる。したがって、下部位置におけるタブ受け部２２０による蓋タブ３２のピックアップ、および上部位置におけるタブ受け部２２０による蓋３０の蓋タブ３２のスナップ嵌めが連続して行われる。この一連のステップは、プラスチックウェブ２０が組立て作業部１６に供給される限り、必要に応じて連続して繰り返される。
【００７８】
蓋タブ３２が蓋３０に組立てられた後、プラスチックタブ２０は蓋切取り作業部１８へ前進する。ここで、その時点で組立てられている蓋３０および蓋タブ３２の組み合わせ体が、既知のようにして、パンチおよびダイによりプラスチックウェブ２０から切取られるが、この切取りは、蓋タブ３２のプラスチックウェブ２０からの切取りと同様である。したがって、蓋切取り作業部１８は詳細には説明しない。適した切取り作業部１８は、Irwin Research and Development, Yakima, WAにより市販されているＩＲＡＤモデル４４であり、パンチおよびダイ構造を用いて、組立てられた蓋３０をウェブ２０から切取る。
【００７９】
概して、組立て作業部１６の作業は、縦方向組立てプロセスとして考えられることができ、ここで、プラスチックウェブ２０が各種作業部１２〜１８に対してウェブ２０を割り出しすることで前進しながら、蓋タブ３２が一行の蓋タブ３２および隣の行の蓋３０からなる一対の行の一方の行から切取られる。切取られた蓋タブ３２は、次の対になった行の蓋タブ３２および蓋３０での蓋３０に取り付けられる。換言すれば、切取られた蓋タブ３２は、最初にすぐ隣の行の蓋３０に取り付けられのではなく、その次に隣接する行の蓋３０に取り付けられる。
【００８０】
このような特定の組立てシーケンスは好適であるが、本発明に限定するものと解釈されるべきではない。他のシーケンスも可能である。例えば、蓋タブ３２を、前進ストローク限界でパンチ工具組立て１００を保持するタブパンチ工具制御装置２５１により蓋３０のすぐ隣の行の蓋３０に取り付けるとともに、蓋タブ３２を蓋３０に取り付けるように受けアーム２０４が下部位置から上部位置に移動することもできる。このような構成では、タブ組立て装置１９２は、受けアーム２０４を１つしか必要としない。このような組立ての不都合点は、好適な実施形態よりも稼働が遅いという点である。
【００８１】
製造ライン１０の個々の作業部１２〜１８の多くは、単一の作業部になるように組み合わされることができる別の変形形態も可能である。例えば、図２０は、開口形成作業部１４、組立て作業部１６、および蓋切取り作業部１８が単一の作業部になるように組み合わされる構成を示す。これらの作業部のうち３つ作業部１４、１６、１８はすべて、通常、パンチおよびダイ構造を用いて、開口形成機能、蓋タブ打ち抜き機能、および蓋切取り機能を果たし、これらの機能を組み合わせることにより、いずれもの克服し難い技術的なハードルがなくなる。
【００８２】
言及するに値するさらなる変形形態は、タブ組立て機構１９０もまた、蓋タブ３２を蓋３０に固定するのに用いられる超音波溶着機を組み入れることができる。このような構成では、タブ受け部２２０はなおも超音波溶着機のために蓋３０に対して蓋タブ３２を保持かつ位置決めするのに用いることができる。実際に、超音波溶着機を、タブ受け部２２０の一部に組み入れることができる。同様に、タブ組立て機構１９０は、蓋３０に蓋タブ３２を接着するのに接着塗布機を組み入れることができる。
【００８３】
蓋タブ３２を、縦方向に対し直角な方向に蓋３０に組立てることも、本発明の範囲内にある。このような構成では、蓋３０および蓋タブ３２は、図２の示した行の代わりに列になって配列されることもできる。タブ組立て装置１９２は、上下位置間の該装置の移動がその時点で左右位置間の移動となるように約９０度回転する必要がある。この構成では或る１つの列からの蓋タブ３２が隣の列の蓋３０に組立てられる。第１の実施形態の蓋タブ３２に比して、このような構成の不都合点は、所与のウェブ２０の幅に対して組立てられることができる蓋３０がより少ないことである。ほとんどの蓋製造ライン１０の場合、ウェブ２０の幅に関して実際的な制限がある。したがって、生産量の観点から、所与のウェブ２０の幅に対しできる限り多くの蓋３０を組立てることはより多くの利益となる。
【００８４】
ストロークシーケンスおよび距離も限定されない。例えば、蓋タブ３２がダイ開口１５８内でつかえることがない場合、タブ受け部２２０は、オーバーストローク位置に移動する必要はない。代わりに、タブ受け部２２０がすぐさま待機位置に移動し得る。
【００８５】
図２１〜図３１は、図２０に示した、組立て作業部１６と最終の切取り作業部１８との組み合わせによる第２の実施形態のタブ組立てラインを示し、そこでは、タブが蓋に側方すなわち水平に組立てられている。第１および第２の実施形態の実質的な違いは組立て作業部に見られるため、新たな組立て作業部のみしか詳細に説明せず、第１の実施形態の他の作業部の説明が第２の実施形態に適用できることを理解されたい。
【００８６】
図２１は、第２の実施形態の場合に用いるのに適したプラスチックウェブ３２０の一部を示す。蓋３３０および蓋タブ３３２がプラスチックウェブ３２０に見られ、交互に配置され、４つのタブの列および４つの蓋の列からなる列に整列している。蓋３３０および蓋タブ３３２が、水平組立てに応じて、９０度回転し行の代わりに列に配列されていること以外は、蓋３３０は蓋３０と同一であり、蓋タブ３３２は蓋タブ３２と同一である。
【００８７】
第１の実施形態の場合でのように、プラスチックウェブ３２０は、適したプラスチック（例えばＨＩＰＳ）からなることが好ましい。蓋３３０および蓋タブ３３２は、第１の実施形態の蓋の型６２および蓋タブの型６４と同一の蓋の型および蓋タブの型を有する熱成形作業部１２において成形されるが、型６２、６４が、図２１に示すプラスチックウェブ３２０を形成するために行および列に構成されることが異なる。
【００８８】
図２２および図２３は、第２の組立て作業部を詳細に示し、ここにて、蓋タブ３３２がプラスチックウェブ３２０から取り外され、蓋３３０に取り付けられる。図２２を参照すると、組立て作業部は、パンチ工具組立て３００の形態の切取り組立てを含み、このパンチ工具組立て３００は、プラスチックウェブ３２０から蓋タブ３３２を切り取る交互のタブパンチ組立て１０２、および蓋タブ３３２が蓋３３０に取り付けられるときに蓋３３０を支持する蓋支持組立て１０４から形成される上部行を含む。パンチ工具組立て３００はさらに、タブ３３２が組立てられている蓋３３０をプラスチックウェブ３２０から切り取る蓋パンチ組立て３０２から形成される下部行を含む。蓋パンチ組立て３０２は、支持組立て１０４のそれぞれの下側に配置される。
【００８９】
パンチ組立て１０２および蓋支持組立て１０４は、第１の実施形態について詳細に説明してある。第１および第２の実施形態におけるパンチ組立て１０２と蓋支持体１０４との違いは、水平組立てを実施するのに好適な、パンチ工具３００に関するそれらの回転の向きおよび構成だけである。
【００９０】
蓋パンチ組立て３０２を用いて、蓋３３０をプラスチックウェブ３２０から切取る。第１の実施形態では、蓋パンチ組立て３０２は、第１の実施形態の切取り作業部１８に配置されている。蓋パンチ組立て３０２は、ほぼ円柱状のベース３０４を含み、このベース３０４の上に円形の蓋パンチ３０６が取り付けられる。蓋パンチ３０６は、環状取り付けリング３０８、環状トリムリング３１２を支持する首部３１０、および該トリムリング３１２から延びるパイロット３１４を含む。
【００９１】
蓋パンチ組立て３０２は、蓋支持体組立て１０４と垂直に整置する。取り付けるリング３０８はベース３０４に当接する。パイロット３１４は、蓋３３０に差し込むための形状になっており、切取りプロセスの際に蓋３３０を整置しかつ支持する。トリムリング３１２を用いて、蓋３３０をプラスチックウェブ３２０から物理的に切取る。
【００９２】
図２４および図２５は、パンチ工具組立て３００と協働して蓋タブ３３２をウェブ３２０から切取り、蓋タブ３３２を蓋３３０に取り付け、組立てられた蓋３３０をプラスチックウェブ３２０から切取るダイ組立て３５０を示す。ダイ組立て３５０は、上行のアクセス開口１５４および下行のアクセス開口１５４が形成されているダイシュー３５２を含む。上行のアクセス開口１５４の数は、少なくとも、各行のウェブ３２０の蓋３３０および蓋タブ３３２の数に対応する。下行のアクセス開口１５４の数は、少なくとも、各行のプラスチックウェブ３２０の組立てられた蓋３３０の数に対応する。
【００９３】
タブダイ１５６は、ダイシュー３５２の上行のアクセス開口１５４に交互に取り付けられる。したがって、上行は、ダイ１５６のないアクセス開口１５４とダイ１５６を有するアクセス開口１５４とが交互になった一行からなる。蓋ダイ３４０はダイシュー３５２の下行（上行のタブダイ１５６と交互になっている）の開口１５４のそれぞれに取り付けられる。各蓋ダイ３４０は、支持要素３４４が延びる主要本体３４６を含み、この支持要素３４４は、組立てられた蓋３３０が打ち抜かれる領域の周りのウェブ３２０の部分を支持する。蓋ダイ３４０は、支持要素３４４および本体３４６の連接部にて第１の直径からより大きい第２の直径に移行するダイ開口３４２を含む。第１の直径がパンチ組立て３０２のトリムリング３１２を受け入れるサイズになっている。より大きい第２の直径により、切取られた蓋３３０を蓋ダイ３４０から取り外しやすくなり、この理由は、切取られた蓋３３０は開口でつかえる可能性が低いからである。
【００９４】
パンチ工具組立て３００は、ダイ組立て３５０に相対移動するために取り付けられる。プラスチックウェブ３２０がパンチ工具組立て３００とダイ組立て３５０との間にあるとき、タブパンチ組立て１０２および蓋支持組立て１０４は、それぞれダイ組立て３５０の上行のダイ開口１５８およびアクセス開口１５４内に受け入れられるように位置合わせされ、蓋パンチ３０６はダイ組立て３５０の下行のダイ開口３４２内に受け入れられるように位置合わせされる。ダイ組立て３５０に向けてのパンチ工具組立て３００の移動時に、タブパンチ１０８はダイ開口１５８内に受け入れられて蓋タブ３３２をプラスチックウェブ３２０から切取り、蓋支持組立て１０４は、蓋タブ３３２の蓋３３０への組立てのために蓋３３０の後側を支持し、蓋パンチ３０６はダイ開口３４２内に受け入れられて、組立てられた蓋３３０をプラスチックウェブ３２０から切取る。
【００９５】
図２６は、別々の蓋タブ３３２をピックアップし、かつそれらを水平に隣接した蓋３３０に組立てるのに用いられる第２の実施形態についてのタブ組立て機構３５４を示す。タブ組立て機構３５４は２つのタブ組立て装置３５６を含み、該タブ組立て装置３５６はそれぞれ、プラスチックウェブ３２０を構成する２対の蓋タブ３３２および蓋３３０の列に対応する。すなわち、各蓋組立て装置３５６は、２つのタブ３３２をピックアップし、かつ一ストロークでタブ３３２のそれぞれを別々の蓋３３０に載置するように設計される。
【００９６】
次に、図２６〜図２８を参照すると、各タブ組立て装置３５６はベースフレーム３７６を含み、ベースフレーム３７６は、組立て作業部１６に固設されたレール２００に摺動可能に取り付けられて、タブ組立て装置３５６がダイ組立て３５０に対して往復移動することができるようにする。ベースフレーム３７６は、サーボモータ３７２が固設される一般的な板状の構造として示されている。
【００９７】
切取り用プーリ３６４、３６５の形態の１対の上部プレート駆動ホイールが軸３７０に取着され、軸３７０は、ベースフレーム３７６に軸支され、好ましくは、ベースフレーム３７６の、サーボモータ３７２と一致した長手方向軸に沿って、ベースフレーム３７６を貫通する。ホイール３７７および駆動歯車３７８の形態の下部プレート駆動ホイールが、ベース３７６の対向側の軸３７０に固設され、図２７に示すような適した締結具（軸係止カラー３８２）により軸３７０に固定される。ホイール３７７は、軸３７０に取り付けられ、軸３７０の上にはタイミングプーリ３６５が取り付けられる。駆動歯車３７８は、軸３７０に取り付けられ、軸３７０にはタイミングプーリ３６４が取り付けられる。そのように組立てられる場合、上部および下部プレート駆動ホイール３６４、３６５、３７７、３７８は、対応する軸３７０と協働して回転する。
【００９８】
歯付駆動歯車３８０は、駆動歯車係止カラー３８１等、適したコネクタによりサーボモータ３７２の出力軸３７３に固設され、サーボモータ３７２の回転により駆動歯車３８０が回転するようになっている。駆動歯車３８０は、サーボモータ出力軸３７３の起動に応じて、下部プレート駆動歯車３７８と係合して下部プレート駆動歯車３７８を回転させるようになっている。下部プレート駆動歯車３７８の回転はまた、上部プレートタイミングプーリ３６４を回転させる。歯付ベルト３６６は上部プレートタイミングプーリ３６４、３６５を接続するため、タイミングプーリ３６４の回転で、タイミングプーリ３６５も回転する。タイミングプーリ３６５がホイール３７７に結合されるため、ホイール３７７がタイミングプーリ３６５とともに回転する。よって、出力シャフト３７３の回転により、上部および下部プレート駆動ホイール３６４、３６５、３７７、３７８のすべてが回転する。
【００９９】
タブ組立て装置３５６には、上部プレートタイミングプーリ３６４、３６５の周りのベルト３６６の適切な張力を維持するように調整可能なベルトテンショナホイール３７４も設けられる。
【０１００】
受けアームフレーム３６２が上部および下部プレート駆動ホイールの各対に取り付けられて、駆動ホイール３６４、３６５、３７７、３７８の回転に応じて、Ｕ字形経路に沿って水平に往復移動する。受けアームフレーム３６２は、ピン３６９の一端を受け入れる一対のベアリング３６８を有するほぼ板状の構造である。上部プレートタイミングプーリ３６４、３６５のそれぞれには、ピン３６９の他端を固定的に受け入れる上部駆動ホイール枢動ピン穴３８４が設けられている。同様に、受けアームフレーム３６２は、ベアリング３６８およびピン３６９で下部プレートホイール３７７および駆動歯車３７８に取り付けられる。受けアームフレーム３６２は、上部プレートタイミングプーリ３６４、３６５、および下部プレートホイール３７７および駆動歯車３７８に直径対向して並置して取り付けられ、上部および下部受けアームフレーム３６２が対向した往復移動を有する。
【０１０１】
受けアームフレーム３６２に取り付けられるのは、タブ受け部２２０が取り付けられている一対の受けアーム３６０、力緩和装置２６０、および第１の実施形態に関するのと同じ構造および構成を有するエアライン２５４（エアラインは明確にするため図２７に示していない）である。受けアーム３６０は、各アーム３６０がダイシュー３５２の上行の開口１５４に整列するように各受けアームフレーム３６２上に離隔される。
【０１０２】
各受けアームフレーム３６２は２つのタブ３３２の同時のピックアップおよび組立てを行うために２つの受けアーム３６０に取り付けられるサイズになっており、各受けアームフレーム３６２が１つの受けアーム３６０にしか取り付けられないこと、または３つ以上の受けアーム３６０に取り付けられることも本発明の範囲内にあることに留意されたい。複数の受けアームフレーム３６２が単一のベースプレート３７６に取り付けられることも本発明の範囲内にある。また、本発明は、１つ、２つ、またはそれより多くのタブ組立て装置３５６を有することができる。受けアーム３６０およびタブ組立て装置３５６の数は、必要であれば、組立てられる製品のタイプおよびサイズに応じて所与の組立て構成について調整することができる。
【０１０３】
タブ組立て機構３５４の第２の実施形態は、プラスチックウェブ３２０が組立て作業部１６内を垂直に移動する際に、蓋タブ３３２がタブパンチ組立て１０２からピックアップされ、蓋支持組立て１０４に水平に移動すること以外、第１の実施形態と同様の方法で動作する。さらに、プラスチックウェブ３２０の下行にある組立てられた蓋３３０がプラスチックウェブ３２０から切取られると同時に、上の行の蓋タブ３３２が蓋３３０に組立てられ、第２の蓋タブ３３２がプラスチックウェブ３２０からピックアップされる。
【０１０４】
図２９〜図３１は、第１の実施形態に開示されている第２の実施形態の動作での同じ重要なステップを示す。図２９〜図３１は、２９〜２９Ａ、３０〜３０Ａ、および３１〜３１Ａの対で配置されている。各対の第１の図面は、断面ライン２５−２５すなわち側面図からの動作を示し、対応するダイを有するタブパンチ１０８および蓋パンチ組立て３０２の動作を示す。各対の第２の図面、すなわち「Ａ」図は、上面からの動作を示し、タブパンチ１０８および蓋支持組立て１０４の動作を示す。
【０１０５】
図２９および図２９Ａでは、図１７に示す第１の実施形態の場合でのように、動作は、パンチ工具組立て３００が後退ストロークの付近にある場合に開始されるものとする。タブパンチ組立て１０２および蓋パンチ組立て３０２は、タブダイ１５６に動作可能に並置され、上行の蓋タブ３３２および下行にある組立てられた蓋３３０を打ち抜く。上部受けフレーム３６２の受けアーム３６０はタブダイ１５６と位置合わせされて、打ち抜かれた蓋タブ３３２をピックアップする。下部受けアームフレーム３６２の受けアーム３６０は先に打ち抜かれた蓋タブ３３２を既に保持しており、開口１５４と位置合わせされて、対応する蓋３３０に蓋タブ３３２を続けて組立てるようになっている。概して、プラスチックウェブ３２０からの蓋タブ３３２の切り取り、減圧をかけることによる蓋タブ３３２のタブ受け部２２０への保持、および蓋タブ３３２の蓋３３０への取り付けは、第１の実施形態により行われるこれらの動作と同一である。
【０１０６】
プラスチックウェブ３２０は、一行の蓋タブ３３２および蓋３３０がそれぞれタブダイ１５６およびダイ組立て３５０の上行を構成するアクセス開口１５４と位置合わせされる割り出し位置に前進する。同時に、蓋タブ３３２が組立てられている一行の蓋３３０がダイ組立て３５０の下行を構成する蓋ダイ３４０と位置合わせされる。
【０１０７】
図３０および図３０Ａを参照すると、タブ組立て機構３５４は次に、ダイ組立て３５０に向かって前進して、タブ受け部２２０をダイ開口１５８にかつその中へ通すようにし、先に動作から残ったままであり得るいかなる蓋タブ３３２もダイ開口１５８から一掃するようにする。タブ組立て機構３５４は、次に、タブ受け部２２０を待機位置に移動させ、パンチ工具組立て３００がダイ組立て３５０に向かって前進する。
【０１０８】
図３１〜３１Ａを参照すると、パンチ工具組立て３００が前進ストローク限界に向かって移動する際、蓋支持組立て１０４は蓋３３０内に受け入れられ、タブパンチ組立て１０２は、蓋タブ３３２を抜き取るために、プラスチックウェブ３２０との接触を開始し、蓋パンチ組立て３０２は、組立てられた蓋３３０を抜き取るために、プラスチックウェブ３２０との接触を開始する。蓋タブ３３２は、プラスチックウェブ３２０から取り外され、上部受けアームフレーム３６２に取着された受けアーム３６０に取り付けられたタブ受け部２２０によりピックアップされる。同じ動作で、下部受けアームフレーム３６２での受けアーム３６０に取り付けられた蓋タブ３３２は、蓋３３０に組立てられる。同じ動作で、組立てられた蓋３３０がプラスチックウェブ３２０から切り取られ、蓋ダイ開口内に押される。
【０１０９】
蓋タブ３３２が上部受けアーム３６０によりピックアップされ、下部受けアーム３６０により保持された蓋タブ３３２が蓋３３０に取り付けられた後、タブ組立て装置３５６は、受けアーム３６０がダイシュー３５２と接触することなく往復移動することができるように十分な距離だけダイシュー３５２から離れるようにレール上を移動し、パンチ組立て３００は、その後退ストローク位置に向かって移動し、プラスチックウェブ３２０が一行分だけ割り出しされる。上部受けアーム３６０により保持された蓋タブ３３２は、受けアームフレーム３６２の往復移動により所定位置に水平に移動して、サーボモータ３７２に応じて蓋３３０に組立てられる。同時に、蓋３３０に蓋タブ３３２が組立てられている下部受けアーム３６０は、所定位置に水平に移動して、新たなセットの蓋タブ３３２がプラスチックウェブ３２０から切り取られるときにそれらの蓋タブ３３２を受け入れる。このプロセスは、プラスチックウェブ３２０が組立て作業部１６に供給される限り連続して繰り返される。
【０１１０】
図３２は、前述した蓋支持組立て１０４のいずれもの代わりに用いることができる代替的な蓋支持組立て４０４を示す。蓋支持組立て４０４は、ベース４２６と外表面４３０を有する支持要素４２８とを有するという点で、前述した蓋支持組立て１０４とほぼ同じ構造を有する。蓋支持組立て４０４の主要な違いは、外表面４３０が蓋の形状と一致していないということである。例えば、外表面４３０は、蓋の内径よりも直径が小さい周壁を含む。外表面４３０は、頂面支持体４３６、リザーバ支持体４３８、および飲み口支持体４４０を含むが、前述した蓋支持組立て１０４に見られる上部支持面１３４は有さない。蓋支持体組立て４０４の構造は、蓋タブが組立ての際に接触する蓋の領域のみを概ね支持するようになっている。このような構造により、蓋と接触する蓋支持組立て４０４の表面積が小さくなり、蓋が蓋支持組立て４０４にくっつく可能性が減り、また、蓋支持体組立て４０４から蓋を外すことが容易になる。
【０１１１】
本発明をいくつかの特定の実施形態とともに具体的に説明してきたが、本発明は、例として、かつ制限されないことを理解すべきであり、添付の特許請求の範囲は、従来技術が許容し得る限り広いものと解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明による、蓋の熱成形および組立てのための製造ラインの第１の実施形態の概略図であり、熱成形作業部、開口形成作業部、組立て作業部、および切取り作業部を備えている。
【図２】第１の実施形態での使用に適した、蓋および対応する蓋タブを含む熱成形材料ウェブの一部の平面図である。
【図３】ウェブから抜き取られた後の、本発明での使用に適した蓋およびタブの上面斜視図である。
【図４】図３の蓋およびタブの底面図である。
【図５】前記第１の実施形態のための、ウェブの蓋および蓋タブを形成するために熱成形作業部で用いられる成形工具の上面図である。
【図６】図５に示すような蓋および蓋タブのための成形工具の部分的な斜視図である。
【図７】第１の実施形態の組立て作業部のための、熱成形ウェブから蓋タブを打ち抜き、かつ蓋タブが組立てられる蓋を支持するのに使用する、パンチ工具組立ての前面図である。
【図８】第１の実施形態で用いられるパンチ工具組立ての部分斜視図であり、熱成形シートから蓋タブを打ち抜くパンチ、およびタブが熱成形シートに組立てられるときに熱成形シート上に蓋を支持する支持要素を示す。
【図９】熱成形シートから蓋タブを打ち抜く図７および図８のパンチ工具組立てと協働する、第１の実施形態の組立て作業部のダイ組立ての前面図であり、一行の支持要素の対応する一行のアクセス開口、および一行のパンチ穴に対応する一行のダイ開口を含んでいる。
【図１０】図９のライン１０−１０に沿った断面図であり、アクセス開口およびダイ開口の横断面を示している。
【図１１】複数のタブ組立て装置を備える、第１の実施形態のタブ組立て機構の部分斜視図であり、該複数のタブ組立て装置はそれぞれ、ウェブから蓋タブを保持して蓋と位置合わせされるように往復動アームを有している。
【図１２】図１１のタブ組立て装置の１つの側面図であり、力緩和装置により各端にタブ受け部組立てを有する、熱成形シートから打ち抜かれた蓋タブを選択し、打ち抜かれたタブを蓋に組立てるための往復動アームを示している。
【図１３】往復動アームの１つの上面斜視図であり、力緩和装置によるタブ受け部組立てのアームへの接続をより詳細に示している。
【図１４】図１３の往復動アームの上部後面斜視図である。
【図１５】図１３および図１４のタブ受け部組立ておよび力緩和装置の部分分解拡大斜視図である。
【図１６】蓋製造ラインの各種構成部品のタイミングおよび割出しを制御する、１つの考えられ得る制御方式を概略的に示す図である。
【図１７】第１の実施形態の組立て作業部の部分斜視図であり、パンチ工具組立てが後退ストローク限界に近い状態であり、下部アームが蓋タブをピックアップするように配備され、上部アームが蓋への組立てのためにタブを保持している。
【図１８】最後のサイクルの際にピックアップされていない可能性がある蓋タブを除去するためにタブ組立て装置がオーバーストローク位置に前進していること以外、図１７と同一の部分選択図である。
【図１９】パンチ工具組立てが、パンチがウェブから蓋タブを切取った前進ストロークの限界位置に示されていること、および、タブ組立て装置が、上部アームが蓋タブを蓋に取り付け、下部アームが切取られた蓋タブをピックアップする組立て位置に示されていること以外、図１７および図１８と同一の部分斜視図である。
【図２０】図１に示した製造ラインの代替的な構成の図であり、開口形成作業部、組立て作業部、および切取り作業部を備え、これらはすべて組み合わされて単一作業部になっている。
【図２１】本発明の第２の実施形態での使用に適した、蓋および対応する蓋タブを含む熱成形材料ウェブの一部の平面図である。
【図２２】熱成形ウェブから蓋タブを打ち抜くのに用いられるタブパンチ、および蓋タブが取り付けられる蓋を支持する蓋支持組立て、および組立てられた蓋およびタブを熱成形シートから打ち抜く蓋パンチ組立てを有する、第２の実施形態のためのパンチ工具組立ての部分前面図である。
【図２３】図２２のパンチ工具組立ての部分斜視図である。
【図２４】図２２および図２３のパンチ工具組立てと協働して熱成形シートから蓋タブおよび組立てられた蓋を打ち抜き、蓋支持装置の行に対応するアクセス開口およびタブパンチの行に対応するダイ開口が交互になった第１の行、および蓋パンチ組立ての行に対応するダイ開口の第２の行を含む、第２の実施形態のためのダイシューの前面図である。
【図２５】図２４のライン２５−２５に沿った断面図であり、ダイ開口の横断面を示している。
【図２６】蓋タブをウェブから側方に支持して蓋と位置合わせされるようにする往復動アームをそれぞれ有する複数のタブ組立て装置を備える、第２の実施形態のためのタブ組立て機構の部分斜視図である。
【図２７】往復動受けアーム、および該アームをタブダイ開口およびアクセス開口間で移動させる駆動装置を示す、図２６のタブ組立て装置の１つの分解図である。
【図２８】往復動アームの相対動作可能な位置を示す、図２６のタブ組立て装置の１つの前面立面図である。
【図２９】パンチ工具組立てが後退ストローク限界に近い状態にあり、タブ組立て体装置は後退ストローク限界にある場合を示した、第２の実施形態の組立て作業部の部分断面図である。
【図２９Ａ】図２９に示した断面を上から見た場合の、パンチ工具組立て、ウェブ、ダイシュー、およびタブ組立て装置の相対位置を示す、部分断面図である。
【図３０】タブ組立て装置が、最後のサイクルの際にピックアップされていない可能性がある蓋タブを除去するためにオーバーストローク位置に前進していること以外、図２９と同一の部分断面図である。
【図３０Ａ】図３０に示したセクションよりも上から見た場合の、パンチ工具組立て、ウェブ、ダイシュー、およびタブ組立て装置の相対位置を示す、部分断面図である。
【図３１】パンチ工具組立てが、蓋タブパンチがウェブから蓋タブを切取った前進ストローク限界位置に示されており、タブ組立て装置が、第１の往復動アームが蓋タブを蓋に取り付けるとともに第２の往復動アームが切取られた蓋タブをピックアップする組立て位置に示されており、蓋パンチが、組立てられた蓋をウェブから切取った、ということ以外、図２９および図３０と同一の部分断面図である。
【図３１Ａ】図３０に示すセクションよりも上から見た場合の、パンチ工具組立て、ウェブ、ダイシュー、およびタブ組立て装置の相対位置を示す部分斜視図である。
【図３２】縮小面積を有することで、蓋タブの組立ての際に依然として蓋を支持しながら蓋の抜き取りを容易にする代替的な蓋支持装置の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図２９Ａ】
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【図３０】
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【図３０Ａ】
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【図３１】
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【図３１Ａ】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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