(57)【要約】【課題】シール処理能力を向上させた蓋シール装置を提供する。【解決手段】容器２を搬送する搬送路１５を有する容器搬送手段５の上方に、蓋３を搬送する環状の搬送路１６を有する蓋押え搬送手段６を、搬送路１６が容器２の上面２ａと接して上方より押さえつけることができるように配置する。高周波シールヘッド４を、容器２の上に被せられた蓋３と非接触となるように、蓋押え搬送手段６の搬送路１６における復路面１６ｂの上方に配置するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器を搬送する容器搬送手段と、この容器の上面に被せる蓋を搬送すると共に蓋と容器とが密着するよう押え付けつける搬送路を有する蓋押え搬送手段と、容器の上に被せられた蓋の上方に非接触に配置された高周波シールヘッドとを備えたことを特徴とする蓋シール装置。
【請求項２】
前記蓋押え搬送手段は、蓋押え用治具を有することを特徴とする請求項１に記載の蓋シール装置。
【請求項３】
前記蓋押さえ用治具は、押え圧調整手段を有することを特徴とする請求項２に記載の蓋シール装置。
【請求項４】
前記蓋押え搬送手段は、蓋保持用手段を有することを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の蓋シール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、容器の上に被せた蓋を加熱してシール（溶着）する蓋シール装置であって、一シールヘッドあたりのシール処理能力を向上させた蓋シール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、容器の上に被せた蓋をシールする手段としては、加熱した金属を直接または緩衝膜を介し溶着物（蓋）に圧接し熱伝導により溶着するヒートシールが一般的に用いられている。また、誘電力率（誘電体損失係数）の大きい材料をシールする場合は、高周波電磁界に基づく発熱を利用して高周波誘導加熱で溶着する手段（以下、「高周波シール」という。）が用いられている（何れも非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
楠田洋、社団法人日本包装技術協会「食品包装便覧」、１９８８年３月１日、ｐ．７４５−７５３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒートシールにより蓋を容器にシール（溶着）する方式は、ヒートシールヘッドを蓋に対して圧接させる接触式であるため、ヒートシールヘッドあるいは容器自体を上下動させる必要がある。そのため、ヒートシールヘッドの上下動の時間が律速となって、一シールヘッドあたりのシール処理能力は２５００個／時が限界であった。
また、高周波シールによる方式でも、容器と蓋との密着を完全にするために、シールヘッドあるいは容器自体を上下動させる必要があり、シール処理能力はヒートシールと大差ない。
本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、一シールヘッドあたりのシール処理能力を向上させた蓋シール装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、個々の容器の高さに誤差があっても、蓋と容器との密着圧力を一定とし、安定したシール強度が保てるようにした蓋シール装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、容器の上に被せた蓋をシールする手段として、非接触でシール（溶着）を行うことが可能な高周波シール方式を採用し、シールの際に連続的に蓋を容器に密着させておくことが可能となるように装置の配置を工夫することで、シールヘッドあるいは容器自体を上下動させる必要がなく、高周波シールが本来持っている能力を発揮し、一シールヘッドあたりのシール処理能力を向上させることが出来るようにしたものである。
【０００６】
すなわち、上述の目的を達成するため、本発明の第一の蓋シール装置は、請求項１に記載のとおり、容器を搬送する容器搬送手段と、この容器の上面に被せる蓋を搬送すると共に蓋と容器とが密着するよう押え付けつける搬送路を有する蓋押え搬送手段と、容器の上に被せられた蓋の上方に非接触に配置された高周波シールヘッドとを備えるようにしたものである。
搬送路は、シリコ−ン樹脂、テフロン（登録商標）、ＮＢＲ（アクリルニトリル−ブタジエンゴム）等のように誘電体損失係数の小さい材質よりなるものが適している。金属やポリ塩化ビニルのように高周波で誘電加熱を起こす材質のものは適当ではない。
【０００７】
容器は、容器本体の表面に熱可塑性樹脂を被覆したものが使用できる。
蓋は、シート状に形成され、金属等のように高周波で誘電加熱を起こす誘電体損失係数の大きい材質から構成することができる。具体的には、アルミニウムがあげられる。この材料としては、アルミニウム箔層を含んだラミネート材を用いることもできる。
【０００８】
本発明では、蓋は、容器搬送手段の上方に配置される蓋押え搬送手段によって搬送されて容器の上に被せられるとともに、引き続き蓋押え搬送手段によって上方より押え付けられ容器と密着状態を維持しながら容器に被せられた状態で移送される。そして、非接触に配置された高周波シールヘッドの下を通ることで、この容器と蓋は確実にシールされることとなる。しかも、容器と蓋とのシールの際に、シールヘッドあるいは容器自体を上下動させる必要がないので、高速運転が可能となって一シールヘッドあたりのシール処理能力を向上させることが出来ることにもなる。
【０００９】
また、本発明の第二の蓋シール装置は、請求項２に記載のとおり、上述の発明の蓋シールに加え、蓋押え搬送手段が、蓋押え用治具を有するようにしたものである。蓋押え用治具とは、高周波シールヘッドの下を移動するものであるため、シリコ−ン樹脂、テフロン（登録商標）、ＮＢＲ（アクリルニトリル−ブタジエンゴム）等のように誘電体損失係数の小さい材質よりなるものが適している。金属やポリ塩化ビニル等のように高周波で誘電加熱を起こす材質のものは適当ではない。
【００１０】
これにより蓋は、蓋押え搬送手段の一部であるに蓋押え用治具よって上方より押え付けられ、容器の上面に対する蓋への押え圧が安定し、密着度を高めた状態を維持してシールされることとなる。
【００１１】
また、本発明の第三の蓋シール装置は、請求項３に記載のとおり、上述の発明の蓋シールに加え、蓋押さえ用治具が、押え圧調整手段を有するようにしたものである。この際、押え圧調整手段としては、空気を供給して内圧を調整することが出来る膨張、収縮する合成樹脂製の袋体が考えられる。そして、この袋体を、押え圧調整手段を有する蓋押さえ用治具として蓋押え搬送手段に取り付け、非接触に配置された高周波シールヘッドの下を通る際にこの袋の内圧を一定に保つようにする。
【００１２】
これにより、個々の容器の高さ寸法に精度がなく、そのままでは容器と蓋との押え圧が不安定となってしまう場合でも、この押え圧調整手段により袋の内圧を一定に保つようにすることでシール圧の調整を行うことが出来、容器と蓋との密着度が一層高められてより安定した状態でシールを行うことが出来る。
【００１３】
さらに、本発明の第四の蓋シール装置は、請求項４に記載のとおり、上述の各発明の蓋シールに加え、蓋押え搬送手段が、蓋保持用手段を有するようにしたものである。ここで、蓋保持用手段とは、蓋押え搬送手段の蓋搬送面に設けた凹状収容部を有する段差や、蓋搬送面に蓋を密着させるバキューム部のことをいう。
【００１４】
このように、蓋押え搬送手段の蓋搬送面に設けた段差による蓋保持用手段の場合は、この段差によって形成された凹状収容部内に蓋が納まって位置ズレすることなく搬送することが出来る。また、蓋押え搬送手段の蓋搬送面に設けたバキューム部による蓋保持用手段の場合は、このバキューム部の吸引力によって蓋を引き付けて位置ズレすることなく搬送することが出来る。したがって、容器の上に被せられるまで確実に蓋は蓋搬送面上に保持され、蓋が容器の上に位置ズレして被せられてしまうことがない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態を、主としてデザート、ヨーグルト、カップ飲料を始めとする各種の食品を内容物として収容する、熱可塑性樹脂を接着剤とするカップ状の食品収納容器（以下、「容器」という。）に、アルミニウム製の蓋（以下、「蓋」という。）を高周波加熱してシール（溶着）する蓋シール装置について、図面に基づきそれぞれ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る蓋シール装置の構成を説明する概略側面図である。なお、以下に述べる本発明の実施の形態では、各実施の形態での理解を容易にするため、同じ構成部分については同じ符合を用いて説明する。
【００１６】
（第一の実施の形態）
図１に示すように、本実施の形態による蓋シール装置１は、容器２を搬送する容器搬送手段５と、蓋３を容器２に被せつつ容器２の上に押え付けながら搬送する蓋押え搬送手段６と、容器２の上に被せられた蓋３と非接触に配置された高周波シールヘッド４とから構成されている。
【００１７】
容器搬送手段５は、チェーンやベルト等のコンベアを配置することにより形成した搬送路１５を有する。この搬送路１５は、駆動モータ（図示せず）により移動して容器２を連続して順次搬送する。
【００１８】
一方、蓋押え搬送手段６は、チェーンやベルト等のコンベアを環状に掛け渡して形成されたエンドレス（無端）となる搬送路１６を有し、同じく駆動モータ（図示せず）により移動して蓋３を連続して順次搬送することが出来る。この搬送路１６は、弾性を有する材質よりなる。
【００１９】
蓋押え搬送手段６における搬送路１６の搬送方向は、往路面１６ａ（上側に位置する部分）が容器搬送手段５の搬送路１５と逆の向きであり、同復路面１６ｂ（下側に位置する部分）の搬送方向は、容器搬送手段５の搬送路１５と同じ向きとなっている。また、容器搬送手段５の駆動モータと蓋押え搬送手段６の駆動モータは、蓋３の容器２上面２ａへの被覆作業と、その後の搬送を上手く行うように同調駆動している。
【００２０】
蓋押え搬送手段６は、下側に位置することとなる搬送路１６の復路面１６ｂが容器搬送手段５により搬送される容器２の上面２ａと接して上方より押さえつけるように、容器２の高さと同じ高さになるように容器搬送手段５の上方に配置される。これにより、蓋押え搬送手段６によって搬送される蓋３は、搬送路１６の弾性を利用して容器２の上面に密着して被せられる。
【００２１】
また、蓋押え搬送手段６の上方には、蓋３を個々に供給する蓋供給部１０が設置されている。この蓋供給部１０より供給された蓋３は、搬送路１６の往路面１６ａの上面で受け取られ、搬送方向が反転して復路面１６ｂとなる際に、容器２の上面２ａに被せられるように搬送される。したがって、蓋押え搬送手段６の往路面１６ａに供給された個々の蓋３は、容器搬送装置５上を搬送される個々の容器２に対してその上部へ丁度被さるように、容器２と共にその間隔が調整される。
【００２２】
高周波シールヘッド４は、内部に高周波誘電加熱電極を有する。そして、上述したように、蓋押え搬送手段６によって搬送されて容器２の上に被せられた蓋３と非接触に、言い換えれば、この蓋３を容器２の上に押さえつけながら搬送する蓋押え搬送手段６における搬送路１６の復路面１６ｂと接触しないように配置されている。
【００２３】
蓋シール装置１は、まず、蓋供給部１０より適宜間隔を有して順次供給される蓋３を蓋押え搬送手段６における搬送路１６の往路面１６ａの上面で受け取り搬送する。次いで、受け取った蓋３を、蓋押え搬送手段６の下に配置すると共に同調駆動する容器搬送手段５の搬送路１５で搬送される容器２の上面２ａに、搬送向きを反転させることに伴って被せる。
【００２４】
そして、容器２の上面２ａに蓋３を被せた後は、蓋押え搬送手段６は復路面１６ｂで被せた蓋３を上方より押えつけ、容器２と蓋３との密着状態を維持しながら、そのまま高周波シールヘッド４の下を通過させる。この際、高周波シールヘッド４の下を通る容器は、高周波電界が与えられることで誘電体損失を生じて内部発熱が起こり、融解して密着状態にある蓋３と確実にシールされる。
【００２５】
これにより、高周波シール装置が本来持っている能力が十分に発揮され、また、容器と蓋とのシールに伴ってシールヘッドあるいは容器自体を上下動させる必要が無く、一シールヘッドあたりのシール処理能力を上げることが出来る。そして、この能力は蓋の大きさにもよるが、２０，０００個／時以上行うことが可能である。
【００２６】
（第二の実施の形態）
次に、本発明の第二の実施の形態を、図２を参照して説明する。図２に示すように、本実施の形態における蓋シール装置は、蓋押え搬送手段２６に蓋押え用治具７を有している点で第一の実施の形態とは相違する。
【００２７】
この蓋押え用治具７は、誘電体損失係数の小さい材質よりなり、蓋３が接することとなる容器２の上面２ａを押えることが出来るように、容器２の上面形状と合わせた環状をしている。そして、この蓋押え用治具７によって容器２の上面２ａに被せた後の蓋３を上方より押えつけ、容器２と蓋３との密着状態を維持しながら、そのまま高周波シールヘッド４の下を通過させる。
【００２８】
これにより、容器２と蓋３との密着圧力が増すので、高周波シールヘッド４によるシール精度を向上させることが出来る。なお、この蓋押え用治具７は、蓋押え搬送手段２６を構成するコンベアを二重構造とし、予めその間に挟み込むように配置しても良い。
【００２９】
（第三の実施の形態）
次に、本発明の第三の実施の形態を、同じく図２を参照して説明する。図２に示すように、本実施の形態における蓋シール装置は、蓋押え搬送手段２６に蓋保持用手段を有する点で上記各実施の形態とは相違する。
【００３０】
この蓋保持用手段には二通りある。まず、第一の蓋保持用手段は、蓋押え搬送手段２６の搬送路３６（３６ａ，３６ｂ）に設けた凹状の収容部８よりなる。これにより、凹状収容部８内に収納された蓋３は、形成された段差８ａにより位置ズレすることなく搬送し得るようになっている。なお、図示しないが、この凹状収容部８の開口段差縁部付近に係合爪等を設け、容器２上面２ａへの蓋３の被覆作業の際に搬送路３６が傾いても蓋３が脱落するのを防ぐようにしても良い。
【００３１】
また、第二の蓋保持用手段は、蓋押え搬送手段２６の搬送路３６（３６ａ，３６ｂ）に設けたバキューム部９よりなる。バキューム部９は、吸引ポンプなどにより陰圧となる孔部であり、蓋２を搬送路３６の下面（蓋搬送面）に吸着させることができるようになっている。
これにより、蓋搬送面に吸着された蓋３は、搬送路３６へ供給された後に位置ズレすることなく搬送し得るとともに、蓋３の容器２上面２ａへの被覆作業の際に搬送路３６が傾いても蓋３が簡単に脱落することがないようになっている。
【００３２】
なお、上記蓋保持用手段は、それぞれ別々に単独で設けるようにしても良いし、図２に示すように、二つの蓋保持用手段を併せて採用するようにしても良い。
【００３３】
（第四の実施の形態）
次に、本発明の第四の実施の形態を、図３及び４を参照して説明する。本実施の形態における蓋シール装置は、蓋押え搬送手段４６に押え圧調整手段を有する蓋押え用治具１７を有している点で上記各実施の形態とは相違する。
【００３４】
この蓋押え用治具１７は、膨張及び収縮する合成樹脂製の環状袋体より構成され、コンプレッサーＣより空気を供給し、自動圧力調整弁２０にて内圧を調整することが出来る。蓋押え用治具１７は、勿論誘電体損失係数の小さい材質よりなる。この蓋押え用治具１７は、蓋押え搬送手段４６を構成する二重構造とされた二つのコンベア５６−１，５６−２よりなる搬送路間５７内に挟み込むように配置される。
【００３５】
この蓋押え用治具１７によって容器２の上面２ａに被せた後の蓋３を上方より押えつけ、容器２と蓋３との密着圧力を調整しながら密着状態を維持して、そのまま高周波シールヘッド４の下を通過させる。これにより、容器と蓋との密着圧力が一定となって、容器高さの個々の誤差にも一応なシール圧が保てることとなり、高周波シールヘッド４によるシール精度を向上かつ安定化させることが出来る。
【００３６】
なお、蓋供給部１０より受け取った蓋３は、金型等を押し付けて予めその周辺部を折り曲げ、所謂スカート部３ａを形成させるようにしても良い。これにより、容器２の上面２ａに蓋３を被せる際に、このスカート部３ａがガイドとなって位置ズレすることなく正確に蓋３を載せることが出来る。
【００３７】
【発明の効果】
以上本発明によれば、蓋押え搬送手段によって連続的に蓋を容器に密着させながら非接触で高周波シールヘッドの下を通すことで、シールヘッドあるいは容器の上下動が不要となり、高速運転での容器と蓋との確実なシールを行うことが出来るので、一シールヘッドあたりのシール処理能力を増大（向上）させることが出来ることとなる。
【００３８】
また本発明によれば、蓋押え用治具を有する蓋押え搬送手段により、容器の上に対する蓋の押え圧が安定し、容器と蓋との密着度を高めて品質を安定させることが出来る。しかも、蓋押さえ用治具を、押え圧調整手段を有するものとすることにより、容器の上に対する蓋の押え圧を一定に保ち、容器と蓋との密着度を一層高めてより品質を安定させることが出来る。
【００３９】
さらに本発明によれば、蓋保持用手段を有する蓋押え搬送手段とすることにより、容器の上に被せられるまで蓋が確実保持され、蓋が容器の上に位置ずれして被せられることを防ぎ、安定して容器と蓋とのシールを行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る蓋シール装置の構成を説明する概略側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る蓋押え用治具及び蓋保持用手段を有する蓋押え搬送手段を説明する概略側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る押え圧調整手段を有する蓋押さえ用治具を説明する概略図である。
【図４】図３に示す押え圧調整手段を有する蓋押さえ用治具を用いてシールする状態を説明する概略側面図である。
【符号の説明】
１・・・蓋シール装置、２・・・容器、２ａ・・・（容器）上面、３・・・蓋、
３ａ・・・スカート部、４・・・高周波シールヘッド、５・・・容器搬送手段、
６，２６，４６・・・蓋押え搬送手段、７，１７・・・蓋押え用治具
８・・・凹状収容部、８ａ・・・段差、９・・・バキューム部、１０・・・蓋供給部、
１５・・・容器搬送路、１６，３６・・・搬送路、１６ａ，３６ａ・・・往路面、
１６ｂ，３６ｂ・・・復路面、２０・・・自動圧力調整弁、
５６−１，５６−２・・・コンベア、５７・・・搬送路間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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