(57)【要約】【課題】  製作コストや運転コストが安価で、かつ汎用性に優れる嵌合容器の蓋締装置を提供する。【解決手段】  搬送手段２で、フランジ部１１、１４同士を重ねて蓋体１ｂを載せた容器本体１ａを搬送する。搬送方向下流側ほど下方に配置した複数のフリーローラ３１ａ〜３１ｈを備える第１ローラ列３をフランジ部１１、１４上に配置し、各フリーローラ３１ａ〜３１ｈで蓋体１ｂの側方のフランジ部１４を押圧する。同時に、第１ローラ列３から付与された押圧力を容器本体１ａのフランジ部１１を介して受け部４２で受け、容器本体１ａのフランジ部１１と蓋体１ｂのフランジ部１４とを両側方で嵌合する。さらに、複数のフリーローラ５１ａ〜５１ｃで蓋体１ｂの上面を押圧する第２ローラ列５を設け、この押圧力で容器１の前端および後端のフランジ部１１、１４同士を嵌合させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器本体および蓋体のそれぞれのフランジ部同士の嵌合により内部を密閉する嵌合容器の蓋締を行う装置であって、
フランジ部同士を重ねて蓋体を載せた容器本体を搬送する搬送手段と、
搬送方向に配列され、かつ搬送方向下流側ほど下方に配置した複数のフリーローラを備え、各フリーローラで蓋体の側方のフランジ部を上から押圧する第１ローラ列と、
搬送方向に延び、第１ローラ列から付与された押圧力を容器本体のフランジ部を介して受ける受け部と
を具備することを特徴とする嵌合容器の蓋締装置。
【請求項２】
さらに、搬送方向に配列された複数のフリーローラを備え、蓋体の上面を押圧する第２ローラ列を具備する請求項１記載の嵌合容器の蓋締装置。
【請求項３】
第１ローラ列の最後尾のローラが、その前段のローラよりも上方に配置されている請求項１または２記載の嵌合容器の蓋締装置。
【請求項４】
第１ローラ列、第２ローラ列、および受け部を一体に昇降可能とした請求項２記載の嵌合容器の蓋締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器本体と蓋体との嵌合により容器を密閉する嵌合容器の蓋締装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から食品類を始めとする各種商品の包装用容器として、蓋体を容器本体の開口部に嵌合して密閉する嵌合容器が使用されている。この嵌合容器は通常は薄肉の樹脂製であり、その弾性を利用して簡単に開口部を閉じることができる一方で、高い密封性が得られることから、広く実用に供されている。
【０００３】
この種の嵌合容器において、容器本体に蓋体を嵌合する蓋締作業は、通常手作業で行われているが、この作業の自動化を目的とした提案として、例えば特開平６−２１９４０３号公報に記載された装置が存在する。この装置では、蓋体およびトレーをそれぞれ蓋保持手段およびトレー保持手段に保持した状態でそれらを対峙させ、蓋保持手段とトレー保持手段の少なくとも一方に、蓋体とトレーの少なくとも一方をその内部空間を圧縮するように弾性変形させる突起部を設けたものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２１９４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記公報に開示された発明では、蓋体およびトレーをそれぞれの形状に対応した蓋保持手段およびトレー保持手段で保持しなければならない。そのため、多種多様の形状・サイズの嵌合容器の蓋締を行う場合には、それぞれに対応した形状の蓋保持手段およびトレー保持手段を準備する必要があり、コストが高騰する。また、これら保持手段を交換する度に煩雑な初期調整が必要となるので、作業能率が大きく低下する。
【０００６】
さらには、この種の嵌合容器の蓋締に際しては、蓋の押し下げに伴う内圧の上昇を防止するため、蓋締と共に容器内部を脱気する必要がある。前記公報記載の発明は、蓋保持手段等に設けた突起によって嵌合蓋を圧縮方向に弾性変形させた状態でトレーと嵌め合せた後、弾性変形を復元させて内部容積を拡張することにより脱気するものであるが、脱気量が突起の大きさによって一定値に定まるため、そのままでは容器の形状変更やサイズ変更に対応することができず、汎用性が低いという欠点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、製作コストや運転コストが安価で、かつ汎用性に優れる嵌合容器の蓋締装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明装置は、容器本体および蓋体のそれぞれのフランジ部同士の嵌合により内部を密閉する嵌合容器の蓋締を行う装置であって、フランジ部同士を重ねて蓋体を載せた容器本体を搬送する搬送手段と、搬送方向に配列され、かつ搬送方向下流側ほど下方に配置した複数のフリーローラを備え、各フリーローラで蓋体の側方のフランジ部を上から押圧する第１ローラ列と、搬送方向に延び、第１ローラ列から付与された押圧力を容器本体のフランジ部を介して受ける受け部とを備えるものである。
【０００９】
この蓋締装置では、蓋体を載せた容器本体が搬送手段に搬送されて第１ローラ列の直下を通過する。蓋体のフランジ部には、第１ローラ列の各フリーローラから押圧力が付与され、かつこの押圧力が容器本体のフランジ部を介して受け部で受けられるため、容器本体のフランジ部と蓋体のフランジ部とが嵌合する。
【００１０】
この際、第１ローラ列には、フリーローラを搬送方向下流側ほど下方に配置した領域が存在するので、この領域では、フランジ部同士の嵌合が容器本体の移動に伴って徐々に進行する。従って、ローラとの干渉による蓋体の容器本体からの脱落を防止し、確実に蓋締を行うことができる。また、この蓋締は容器本体を搬送手段で搬送しながら行うので、蓋体や容器本体を搬送方向の定位置に保持する必要はない。従って、蓋体や容器本体を位置決め保持する治具や金型が不要となり、その結果、異なる形状・サイズの容器の蓋締にも容易に対応することができる。また、搬送手段以外には特にモータやシリンダといった駆動源を必要としないので、構造をシンプルにすることができる。
【００１１】
第１ローラ列によるフランジ部同士の嵌合は、搬送方向の前端から順次行われる。従って、蓋締中は、各ローラからの押圧力により、蓋体が前端を低く後端を高くした前傾姿勢となる。この前傾姿勢から、容器の後方では蓋体のフランジ部と容器本体のフランジ部との間に隙間が形成され、この隙間が空気抜きとして機能するので、フランジ部同士の嵌合の進展（前から後）に伴い、自然に容器内を脱気することが可能となる。
【００１２】
第１ローラ列の押圧力は主として容器の両側方のフランジ部に作用する。従って、容器の幅寸法が大きい場合などには、容器の前端と後端でフランジ部同士の嵌合が不十分となることが予想される。これに対処するため、上記蓋締装置には、さらに、搬送方向に配列された複数のフリーローラを備え、蓋体の上面を押圧する第２ローラ列を具備させるのが望ましい。この第２ローラ列からの押圧力は、蓋体の周壁部を介して容器の前方と後方のフランジ部に伝達されるので、これらの部分でもフランジ部同士を確実に嵌合させることができる。
【００１３】
フランジ部同士の嵌合後、フランジ部の後端が第１ローラ列の最後尾のローラを通過する際には、当該ローラから受ける押圧力で容器全体が後傾状態となる場合がある。この場合、フランジ部が最後尾のローラから完全に離脱したところで、容器が水平姿勢に復帰して搬送面と衝突するが、その時の衝撃が容器内部の収納物に悪影響を及ぼす可能性がある。この場合、第１ローラ列の最後尾のローラをその前段のローラよりも上方に配置すれば、最後尾のローラが容器を上方から拘束するため、その前段のローラからの押圧力による容器の後傾を緩和することができ、上記弊害を回避することが可能となる。
【００１４】
第１ローラ列、第２ローラ列、および受け部を一体に昇降可能とすれば、容器を形状やサイズの異なるものに変更した場合にも蓋締作業を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、安定して蓋締作業を行うことができ、蓋締に伴う脱気作業も特段の専用機構を必要とすることなく確実に行うことができる。また、構造もシンプルであり、低コストに製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１および図２に示すように、本発明にかかる蓋締装置は、嵌合容器１を搬送する搬送手段２と、搬送方向に配列された複数のフリーローラ３１からなる第１ローラ列３と、搬送方向に延びるガイド部４と、搬送方向に配列された複数のフリーローラからなる第２ローラ列５と、第１ローラ列３、ガイド部４、および第２ローラ列５を一体に昇降させる昇降機構６とを主要な構成要素として備えるものである。
【００１８】
図３（ａ）は、蓋締後の嵌合容器１の一例を示す断面図である。図示のように、この容器１は、略有底筒状の容器本体１ａと容器本体１ａの開口部を閉塞する蓋体１ｂとで構成される。容器本体１ａおよび蓋体１ｂは、何れも真空成形や圧空成形等で成形された薄肉の樹脂製である。容器本体１ａの開口部周縁には、その全周にわたって略水平方向に張り出したフランジ部１１が形成され、さらにフランジ部１１には上方に突出する凸部１２がその全周にわたって形成されている。一方、蓋体１ｂは、上方に膨らんだ膨出部１３と、膨出部１３の開口部周縁にその全周にわたって形成されたフランジ部１４とで構成される。このフランジ部１４は略水平方向に張り出しており、その上面全周に凸部１５が形成されている。この凸部１５に対応する裏面の凹部１６に、容器本体１ａの凸部１２が嵌合する。
【００１９】
容器本体１ａの凸部１２の内・外周面には負のテーパ角（アンダーカット）が設けられる。この凸部１２を蓋体１ｂの凹部１６に押し込むことにより、凸部１２と凹部１６とがテーパ嵌合し、容器本体１ａと蓋体１ｂの分離が規制される。図示例では、容器本体１ａの凸部１２の内側および外側の双方で蓋体１ｂと嵌合させる内外嵌合容器１を例示しているが、凸部１２の外側のみで嵌合させる外嵌合容器や凸部１２の内側のみで嵌合させる内嵌合容器も使用することができる。容器１の平面視での形状は任意であるが、本実施形態では対向二辺同士を平行にした略矩形筒状の容器を例示している（図２参照）。
【００２０】
図１および図２に示すように、搬送手段２は、例えば水平な搬送面２１を有するベルトコンベアで構成される。この搬送手段２は、蓋締前の容器１を供給する供給部Ａから蓋締後の容器１を取り出す取り出し部Ｂまで設置され、図面左方から右方に容器１を搬送する。供給部Ａには、図３（ｂ）に示すように、食品等の収納物１７を収容した容器本体１ａの開口部に蓋体１ｂを載せた仮置き状態の容器１が自動的にあるいは作業者の手作業によって供給される。
【００２１】
第１ローラ列３は、搬送方向の複数箇所に配列したローラ３１で構成される。図面では１４個のローラでローラ列を構成した場合を例示し、各ローラには、それぞれ符号３１の後にａ〜ｎの符号を付している。各ローラ３１ａ〜３１ｎは、軸心を搬送方向と直交する方向に向けた回転自在のフリーローラであり、後述するガイド部４の垂直ガイド部材４１に図示しない軸受を介してそれぞれ回転自在に支持されている。この第１ローラ列３は、容器１の両側方に配置され、それぞれ蓋体フランジ部１４の両側方の上面（より詳細には凸部１５の上面）を押圧する。
【００２２】
第１ローラ列３の各ローラ３１ａ〜３１ｎのうち、搬送方向の上流端に位置する複数のローラ、例えば上流端のローラから８番目までのローラ３１ａ〜３１ｈは、図４に拡大して示すように、その位置を下流側ほど徐々に降下させて（例えば定ピッチＰずつ降下させて）配置されている。以下の説明では、このようにローラ位置が徐々に下がったローラ３１ａ〜３１ｈの列を降下ローラ列といい、符号Ｓで表す。降下ローラ列Ｓの先頭のローラ３１ａは、搬送面２１上に供給された蓋締前の容器１の蓋体１ｂの凸部１５上面よりも僅かに下方に位置している。降下ローラ列Ｓの最後尾のローラ３１ｈは、フランジ部１１、１４同時の嵌合後も蓋体フランジ部１４の凸部１５を上から押圧できる高さに設置される。図１に示すように、降下ローラ列Ｓの最後尾のローラ３１ｈよりも後方のローラローラ３１ｉ〜３１ｍは、当該最後尾のローラ３１ｈと同一の高さに配置される。以下の説明では、同一の高さに配置されたローラ３１ｈ〜３１ｍからなるローラ列を定位置ローラ列Ｔと呼ぶ。
【００２３】
第１ローラ列３の最後尾に位置する１４番目のローラ３１ｎは、その前段のローラ３１ｍよりも僅かに上方に配置されている。
【００２４】
図１および図２に示すように、ガイド部４は、容器１の両側方に水平方向に延ばして配置されている。このガイド部４は、フレーム６６に固定した垂直ガイド４１とこの垂直ガイド４１に固定した水平ガイド４２とで構成される。垂直ガイド４１は、搬送手段２に搬送される容器１のフランジ部１１、１４を両側方からガイドし、搬送中の容器１の横ぶれを防止する。一方、水平ガイド４２は、容器本体１ａのフランジ部１１を下から受ける受け部として機能し、上記第１ローラ列３から蓋体１ｂのフランジ部１４、さらには容器本体１ａのフランジ部１１を介して付与された押し込み力を支持する。二つのガイド部４間の幅は、図示しない調整機構により容器１の幅寸法に合わせて変更可能である。供給部Ａにて容器１が搬送面２１上に供給された直後は、水平ガイド４２の上面と容器本体１ａのフランジ部１１の下面とは非接触状態にあり、従って、容器１は特に摩擦抵抗を受けることなく搬送手段２によってスムーズに搬送される。この容器１が第１ローラ列３の直下に進むと、各ローラ３１ａ〜３１ｎからの押圧力で容器本体１ａが変形する結果、容器本体１ａのフランジ部１１の下面が水平ガイド４２の上面に摺接する。
【００２５】
第２ローラ列５は、搬送方向の複数箇所に配列したローラ５１で構成される。図面では３個のローラ５１ａ〜５１ｃを使用した場合を例示している。各ローラ５１ａ〜５１ｃは、軸心を搬送方向と直交する方向に向けた回転自在のフリーローラであり、それぞれ各ローラ５１ａ〜５１ｃの両側に配置された支持部材７６に回転自在に支持されている。第２ローラ列５のローラのうち、２番目と３番目のローラ５１ｂ、５１ｃは同一の高さにあり、かつ先頭のローラ５１ａよりも下方に配置されている。図４に拡大して示すように、先頭のローラ５１ａは、供給部Ａに供給された容器１の蓋体１ｂの上面よりも僅かに上方に配置され、残りのローラ５１ｂ、５１ｃは当該蓋体１ｂの上面よりも僅かに下方に配置されている。
【００２６】
以上に述べた構成要素のうち、第１ローラ列３、第２ローラ列５、およびガイド部４は昇降機構６により一体に昇降駆動される。図１に示す昇降機構６は、フレーム６６に固定したナット６２にボールねじ６１を螺合させ、このボールねじ６１に連結したハンドル６４を作業者が操作することにより、フレーム６６を昇降させる構造である。第２ローラ列５を支持する支持部材７６は、フレーム６６に固定した連結部材７７にボールねじ７１を介して吊り下げ状態で支持されている。連結部材７７にはナット７２が固定され、このナット７２にボールねじ７１が螺合されている。
【００２７】
このようにフレーム６６には、ガイド部４および第１ローラ列３が連結され、さらには連結部材７７、ボールねじ７１、および支持部材７６を介して第２ローラ列５が連結されている。従って、フレーム６６の昇降によりガイド部４、第１および第２ローラ列３、５を一体に昇降させることができる。また、第２ローラ列５は、第１ローラ列３およびガイド部４と一体昇降する他、ボールねじ７１に取り付けたハンドル７４を作業者が操作することにより、第１ローラ列３およびガイド部４とは別に独立して昇降させることもできる。
【００２８】
以上の構成において、供給位置Ａに供給された容器１は、容器本体１ａの開口部に蓋体１ｂを仮置き（図３参照）した状態で搬送手段２によって搬送される。容器１が第１ローラ列３の直下を通過する間に、蓋体１ｂの両側方のフランジ部１４は各ローラ３１ａ〜３１ｎから押圧力を受ける。この押圧力により、容器１全体が変形して容器本体１ａのフランジ部１１が受け部としての水平ガイド４２と摺接し、フランジ部１１が水平ガイド４２によって下方から支持される。このように各ローラ３１ａ〜３１ｈからの押圧力を水平ガイド４２で受けながら前記押圧力で蓋体１ｂのフランジ部１４を下方に押し込むことにより、容器本体１ａの凸部１２が蓋体１ｂの凹部１６に押し込まれ、フランジ部１１、１４同士が嵌合状態になる。
【００２９】
同様に、容器１が第２ローラ列５の直下を通過する間に、蓋体１ｂの搬送方向前後のフランジ部１４にローラ５１ｂ、５１ｃからの押圧力が膨出部１３を介して伝達されるため、容器１の主として前後端のフランジ部１１、１４同士が上記と同様の作用で嵌合状態となる。以上により、容器１の全周でフランジ部１１、１４同士を嵌合させることが可能となる。このようにして第１ローラ列Ｓおよび第２ローラ列５を経た容器１は、その後、取り出し位置Ｂに送られる。
【００３０】
容器１を形状等の異なる別品に変更する場合には、新たな容器１の形状に適合させるための初期調整が必要となる。この初期調整は、ガイド部４の幅調整を行い、さらに昇降機構６によりローラ列３、５およびガイド部４の高さ調整を行うことで完了する。この高さ調整は、以下の手順で行われる。すなわち、先ずガイド部４、第１及び第２ローラ３、５を上昇させた状態で、新たな容器１の容器本体１ａのフランジ部１１を両側の水平ガイド４２で支持する。この時、容器本体１ａの底面は搬送手段２の搬送面２１から浮上させておく。次に搬送手段２を駆動し、その後、ハンドル６４を回してガイド部４、第１及び第２ローラ列３、５を一体に降下させ、容器本体１ａの底面を搬送手段２の搬送面２１に接触させる。そして、搬送面２１との間の摩擦力で容器本体１ａが移動し始めた時点でハンドル６４を停止させれば、高さ調整が完了する。その後、必要に応じてハンドル７４を操作し、第２ローラ列５の高さ調整を行う。このように本発明装置によれば、ハンドル６４、７４を操作する簡単な操作で容器１のサイズ変更に伴う初期調整を行うことができ、サイズ変更に柔軟に対応できるという利点を有する。
【００３１】
上述のように本発明では、降下ローラ列Ｓの各ローラ３１ａ〜３１ｈの位置を搬送方向下流側で徐々に低くしているので、フランジ部１１、１４を嵌合させる際の凸部１２と凹部１６の嵌合は一気に行われず、容器１の搬送に伴って少しずつ段階的に進行する。従って、容器１の両側方のフランジ部１１、１４同士をスムーズにかつ確実に嵌合させることができる。これに対し、降下ローラ列Ｓを省略し、最初から定位置ローラ列Ｔに容器１を供給する構造とした場合、先頭のローラ３１ｈと蓋体１ｂの凸部１５とが突然大きなオーバーラップ量で干渉するため、ローラ３１ｈから大きな抵抗力を受けた蓋体１ｂがローラ３１ｈの直下に潜り込まず、容器本体１ｂから脱落してその場に残り、その一方で容器本体１ａだけが搬送手段２によって搬送されるおそれがあり、安定した蓋締作業が困難となる。
【００３２】
また、本発明装置によれば、フランジ部１１、１４同士の嵌合が前方から順番に行われるため、容器１の降下ローラ列Ｓの通過中は、ローラ３１ａ〜３１ｈからの押圧力で蓋体１ｂが僅かに前傾姿勢となる。そのため容器１後方のフランジ部１１、１４間には隙間が形成され、この隙間が蓋締の進行中にエア抜きとして機能する。従って、蓋締に伴って自然に容器内を脱気することができ、容器１内に閉じ込められた過剰エアによる容器の膨張を回避することができる。
【００３３】
また、本発明装置によれば、蓋体１ｂのフランジ部１４を押圧する手段としてフリーローラを使用しているので、搬送手段２の駆動源以外は、モータやシリンダ等の駆動源は不要である。従って、搬送用の駆動源に加えて、蓋体や容器本体の保持手段を昇降させるためのシリンダも必要とする特開平６−２１９４０３号公報記載の装置に比べ、構造を著しく簡略化することができる。
【００３４】
ところで、図５に示すように、フランジ部１１、１４同士の嵌合後、フランジ部１１、１４の後端が第１ローラ列３の最後尾のローラ（ここでは３１ｍを最後尾と仮定する）を通過する際には、ローラ３１ｍから受ける押圧力で容器１全体が図示のような後傾状態となる場合がある。これに対し、本発明では、上述のように第１ローラ列３の最後尾のローラ３１ｎをその前段のローラ３１ｍよりも上方に配置しているので、最後尾のローラ３１ｎで容器１を上方から拘束することができ、従って、その前段のローラ３１ｍからの押圧力による容器１の後傾を緩和することができる。
【００３５】
なお、以上の説明では、第１ローラ列３と第２ローラ列５の双方を配置する場合を例示しているが、容器の幅寸法（搬送方向と直交する方向の寸法）が小さい場合など、第１ローラ列３のみでも容器１の全周でフランジ部１１、１４同士を嵌合できる場合には、第２ローラ列５を省略することもできる。また、図面では第１ローラ列３が押圧力を付与し始めるタイミングと第２ローラ列５が押圧力を付与し始めるタイミングとが略一致するように両ローラ列３、５の位置関係を調整しているが、両ローラ列による蓋締作業の開始タイミングに多少のずれがあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる蓋締システムの側面図である。
【図２】上記蓋締装置の第１ローラ列およびガイド部の位置関係を示す平面図である。
【図３】嵌合容器の断面図で、（ａ）図は蓋締後の状態を、（ｂ）図は蓋締前の状態を示す。
【図４】第１ローラ列を拡大して示す側面図である。
【図５】第１ローラ列の後端部を拡大して示す側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      容器
１ａ    容器本体
１ｂ    蓋体
２      搬送手段
３    第１ローラ列
４    ガイド部
５    第２ローラ列
６    昇降機構
１１  容器本体のフランジ部
１２  容器本体の凸部
１３  膨出部
１４  蓋体のフランジ部
１５  蓋体の凸部
１６  蓋体の凹部
１７  収容物
２１  搬送面
３１ａ〜３１ｎ  フリーローラ
４１  垂直ガイド
４２  水平ガイド（受け部）
５１ａ〜５１ｃ  フリーローラ
【図１】
2005187054.tif 000003
【図２】
2005187054.tif 000004
【図３】
2005187054.tif 000005
【図４】
2005187054.tif 000006
【図５】
2005187054.tif 000007