JP3696244B2 - 一定の融着圧力シール装置及び方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は一般的には、蓋シール装置に関し、特に、実質的に一定な融着圧力で融着される熱可塑性樹脂の蓋シール装置に関する。
背景技術
食品品目等の缶詰商品は一般的には、変形可能なスチール又はアルミニウム蓋をスチールまたはアルミニウム缶本体に巻締二重シームでシールしたものからなる。これらの蓋は多くのテンションで問題であり且つ不利である。例えば、これらの蓋は、子供が蓋又は缶フランジをなめるときる蓋の露出した縁で切るから、子供にとって重大な健康上の危険を提起する。シールを手で破り、引き続いて金属蓋を缶本体からはぎ取るときに困難性に遭遇する。更に、金属蓋は、缶本体から分離されたとき、再利用されないので、廃棄物として捨てられる。
最近、製缶技術では、スチール又はアルミニウム蓋を、金属本体の缶にヒートシールされる熱可塑性樹脂の蓋で置き換えた著しい進歩がなされてきた。図１及び２に示すように、これらの熱可塑性樹脂の蓋１５は、金属缶本体２１の開放端２０の円周フランジ１８に熱融着される熱可塑性樹脂の融着リング部分１７に予め取付け又は予め形成されたはぎ取り可能な蓋部分１６を有する。図２Ａ及び２Ｂは、融着リング１７が円周フランジ１８を受け入れるように形成された環状溝２２を有する（図２Ａ）。以下にもっと詳細に説明する適当な熱と圧力をくわえることによって、融着リング１７は缶のフランジ１８に融着される。
これらの熱可塑性樹脂の蓋１５が缶本体２１に融着されると、これらの蓋は開けやすいことが判明しており、かつ熱可塑性樹脂の蓋及びフランジの縁を負傷について心配することなくなめてもよい点で、金属蓋よりも子供が使うのにより安全である。加えて、これらの蓋は、処分した金属商品として捨てたとき、環境上の廃棄物を重大とは見ない。これらのヒートシール可能な熱可塑性樹脂の蓋の代表的なものは、フラサー等に対する米国特許第５，２４６，１３４号及びヘイン等に対する米国特許第５，１２５，５２８号に見られる。
コレラの熱可塑性樹脂のはぎ取り可能な蓋は金属のはぎ取り可能な蓋と比較して、形態及び機能が優れているけれども、これらの構造は製造しにくい。蓋１５は変形可能であるから、リング部分１７を缶本体フランジ１８に融着するためには、缶本体２１を、蓋の局部接触溶融に十分な温度まで急速に加熱しなければならない。缶本体の加熱中、融着圧力が缶と熱可塑性樹脂の蓋との間に連続的に加えられて伝導接触により、溶融を引き起こす。融着リング部分が十分に溶融されたら、融着圧力を実質的に高めて２つの融着構成部品間の接着を容易にする。この技術は接着を高めるから、シールの破裂圧力をも実質的に増大させる。
この技術分野で既に知られた蓋締機によって熱可塑性樹脂の蓋を、フランジ１８との取付け係合可能に缶本体の上に自動的に着座させかつ配向させることができる。引き続いて、缶／蓋集合体を、蓋を缶全体に融着させるための蓋シール機械２３に入るように位置決めする。図３及び４に示すように、現在の熱可塑性の蓋シール技術は缶と蓋の集合体を、第１ベルトコンベアアセンブリ２４で移動可能に支持される直立位置に置く。第２ベルトコンベアアセンブリ２５は第１ベルトコンベアアセンブリ２４と向い合せの関係に位置決めされ、第１ベルトコンベアアセンブリ２４は第２ベルトコンベアアセンブリと協働して缶と蓋との間に連続融着圧力を付与し、かつ、缶と蓋の集合体を第１コンベアアセンブリと第２コンベアアセンブリとの間に形成された経路に沿って駆動する。第１コンベアアセンブリ２４及び第２コンベアアセンブリ２５は向い合せの駆動ベルト２６、２７を夫々有し、該駆動ベルトは一定の所定距離離して位置決めされて缶と蓋の集合体が駆動ベルトの中を通るとき、缶と蓋を互に圧迫して、連続融着圧力を引き起こす。
缶本体２１を加熱するために、第２コンベアアセンブリは、上方の駆動ベルト２７のすぐ上の経路に沿って長手方向に延びる誘導加熱コイル２８（図４）を有する。このコイルは、缶本体がコイル２８によって引き起される磁界の中を通るとき缶本体を急速に加熱する。即ち、磁界は缶本体に電流を誘発させ、これにより、缶本体を加熱させ、熱可塑性リングを溶融させる。
一組のシム２９が誘導加熱コイルから下流で第１コンベアアセンブリの下に位置決めされて経路に圧力バンプを引き起こす。向い合せのベルト間に加えられた連続融着圧力よりも実質的に大きい融着圧力のこの増大は、缶の破裂圧力を増大させるシールの一体性を高める。缶フランジがこれと接触している樹脂を加熱してこれを溶融させると、蓋と缶を互に押す融着圧力は減少し始める。これは、向い合せのベルト２６、２７間の距離が一定であり、樹脂の蓋がフランジへ溶融すると、缶／蓋集合体の高さが減少するために起る。プラスチックの融着リングの連続溶融中、蓋は液体樹脂上に浮き始める。下方のベルト２６の下にシム２９を挿入することにより、ベルトがこのシム領域の中に缶を運ぶとき、缶本体２１を蓋に向って押し上げる。実質的に増大した圧力は、缶フランジから樹脂への熱伝達を助け、かつ、溶融樹脂が蒸発してシール領域に気泡を引き起こすのを防止する。引き続いて、冷却したとき、缶は充填及び金属缶底の缶本体へのシール付けの用意ができている。
この熱可塑性樹脂缶シール機械は、機械のあらゆる構成部品が正しく機能しているときは、十分適切であるが、多くの機械的及びシール問題がこれらの第１世代の機械と関連している。缶の高さが０．０３インチ位少しだけ変化するときに重大な問題が起る。向い合せのベルト間の所定距離が、圧力バンプ領域ですら一定であるから、背の高い缶は、缶のフランジを熱可塑性樹脂の蓋の中へあまりにも深く進入させ、蓋は缶本体を変形させ、あるいは、つぶすことがある。これに対して、背の低すぎる缶はフランジを熱可塑性樹脂の融着リングの中へ十分深く進入させず、これはシールの一体性に悪影響を及ぼす。加えて、冷却及び熱可塑性樹脂の蓋の缶本体への固化中圧力バンプ領域を通過した後融着蓋が缶フランジに一定に押しつけられないときに蓋の傾むきが起こることがある。
その上、この先行技術のシール装置２３がコンベア間で複数の缶を同時に搬送し、加熱し、融着させそして硬化させているとき、駆動ベルト２６、２７の一方又は両方がときどき、互にスリップする。これは上方のベルト２６と上方のベルト２７との間の相対速度の差を引き起し、経路に沿って搬送されるとき、僅かな速度差でも、暖かいプラスチックの蓋をクリープさせることがある。このクリープは蓋をその正常な対称形状から変形し、再び潜在的にシールの一体性に悪影響を及ぼす。最後に、蓋締機の故障は駆動ベルトの重大な損傷を生じさせる。缶が誘導加熱コイルのところを通っている間に加熱されると、加熱された缶フランジと薄い樹脂ベルトとの接触はベルトに穴をあけることがあり、これは、結局、ベルトのひんぱんな交換を必要とする。
発明の開示
従って、本発明の目的は、熱可塑性樹脂の蓋と金属缶本体との間のシール一体性を改善する熱可塑性樹脂蓋シール装置及び方法を提供するにある。
本発明の他の目的は、缶本体の高さの差を自動的に補償する熱可塑性樹脂の蓋シール装置及び方法を提供するにある。
本発明の更に他の目的は、向い合せのコンベア間の速度差を実質的に減少させる熱可塑性樹脂の蓋シール装置及び方法を提供するにある。
本発明の更に他の目的はコンベア構成部品の保持及び交換を減少させる熱可塑性樹脂の、蓋シール装置及び方法を提供するにある。
本発明の更なる目的は、丈夫でコンパクトであり、保守が容易であり、最小数の構成部品を有し、製造が経済的である熱可塑性樹脂の蓋シール装置及び方法を提供するにある。
上記の目的によれば、本発明の１つの実施形態は、ヒートシール可能な蓋を融着させるべき開放端およびこれと反対例の端を有する缶に上記蓋をシールするための蓋シール装置を提供する。蓋シール装置はフレームと、該フレームに連結された第１コンベアアセンブリとを有する。第１コンベアアセンブリは、支持のためのセグメント式第１面を構成するように集合的に協働し、缶を経路に沿って移動させる複数の独立の、横方向に取付けた並んだ支持シューを有する。第２コンベアアセンブリがフレームに連結され、第１コンベアアセンブリに沿って延び、そして第１コンベアアセンブリに隣接している。第２コンベアアセンブリは、缶を第１コンベアアセンブリと第２コンベアアセンブリとの間で経路に沿って更に搬送するために、第１面と向い合った移動関数をなした比較的剛い第２面を有する。加熱要素が第１面及び第２面のうちの一方の部分に沿って位置決めされる。この加熱要素は蓋を缶の開放端に熱融着させるように形成される。更に、複数の個々のスプリングサスペンション機構がフレームに作動可能に取付けられ、そして、これは、各支持シューが経路に沿って移動するとき、各支持シューに対する移動支持体をなす。各スプリングサスペンション機構は、缶と蓋がユニットとして走行するとき、缶の開放端と蓋との間に実質的に一定な融着圧力を与えるために、第１コンベアアセンブリの第１面を第２コンベアアセンブリの第２面の方に個々に押す。一定な融着圧力は、蓋を溶融させてこれを缶開放端に熱融着させるために、コンベア速度に対する持続時間が蓋を缶開放端に押しつけるのに十分である。
同期機構が、缶を第１面と向い合せの第２面との間に運んでいる間第１面の通過速度を経路を通る第２面と同期させるために第１コンベアアセンブリと第２コンベアアセンブリとの間に作動可能に連結される。
更に、サスペンション機構によって加えられる一定な融着圧力よりも実質的に大きい、蓋と缶開放端との間に実質的に一定な高い圧力を生じさせるための圧力バンプ装置が第１コンベアアセンブリ及び第２コンベアアセンブリのうちの少くとも一方に作動可能に連結される。この圧力増加は構成部品間の融着を実質的に改善する。このバンプ装置は、缶／蓋集合体が、蓋を溶融させて、これを缶開放端に融着させるのに十分加熱される、経路の部分に沿う位置に置かれる。
本発明は、線形コンベアと回転式コンベアの両方に作動可能に適用することができる。本発明の線形コンベアでは、各支持シューは、各シューが経路を通る間スプリングサスペンション機構の上を走行するとき各シューのころがり支持体を作るために、横方向両端に回転自在に取付られたローラ機構を有する。更に、各スプリングサスペンション機構は、各々、ころがり支持体に係合して、ころがり支持体を、対応するローラ機構に与えるように位置決めされたローラ面を有する一対の個々の間隔をへだてたプレッサシューを有する。
本発明の回転式コンベアの態様では、第１コンベアアセンブリは、円形経路に沿って移動できるように、フレームに軸線を中心に回転可能に取付けられたベースプレートを有する。複数の軸受が前記ベースプレートに軸線を中心に円周方向に取付けられ、ここで、各軸受は１つのスプリングサスペンション機構に対応する。摺動シャフトの一端が対応する支持シューに取付けられ、摺動シャフトの反対側の端は、対応する支持シューの第１面を第２コンベアアセンブリの第２面に向って摺動運動させるためにフレームに移動可能に取付けられる。
本発明の他の観点では、ヒートシール可能な蓋シール装置を使用してヒートシール可能な蓋を缶の開放端に融着させる方法であって、該方法は、缶の開放端に蓋を位置決めする段階と、缶本体と蓋を前記経路に沿って搬送するために第１コンベアの第１面と第２コンベアの第２面との間に置く段階とを有する。次に第１面及び第２面のうちの一方の部分に沿って、缶本体を、蓋を缶開放端に熱融着させるのに十分な温度に加熱する。最後に、ユニット缶と蓋が第１コンベアと第２コンベアとの間の経路に沿って蓋を溶融させてこれを缶開放端に熱融着させる持続時間、缶開放端と蓋との間の、缶の高さの変化に関係なく、実質的に一定な融着圧力で蓋を缶本体の開放端に押しつける。
【図面の簡単な説明】
本発明の組立体は、他の目的及び利点を有しており、それらは発明の最良モードでの実施の以下の説明及び添付の請求の範囲の記載に加え、添付図面を参照することによって容易に明らかになるであろう。
図１Ａは、金属缶本体に熱融着される前の、従来技術の熱可塑性の蓋の分解上方斜視図である。
図１Ｂは、金属缶本体に熱融着される前の、従来技術の熱可塑性の蓋の上方斜視図である。
図２Ａは、図１Ａの線２Ａー２Ａで示す面に沿った、熱可塑性の蓋及び金属缶本体の側部の部分拡大断面図である。
図２Ｂは、図１Ｂの線２Ｂー２Ｂで示す面に沿った、金属缶本体に熱融着した可塑性の蓋の側部の部分拡大断面図である。
図３は、従来技術の誘導コイル蓋シール装置の概略側面図である。
図４は、図３の従来技術の誘導コイル蓋シール装置の概略平面図である。
図５は、本発明により構成され、直線型コンベヤアセンブリに組み入れられた一定融着圧蓋シール装置の部分省略略部分側面図である。
図６は、図５の一定融着圧蓋シール装置の部分省略略平面図である。
図７は、図５の線７ー７に沿った、本発明の第１コンベヤアセンブリの独立サスペンション機構の部分拡大側面図である。
図８は、図７の線８ー８に沿った、本発明の第１コンベヤアセンブリの正面から見た縮小部分断面図である。
図９は、図５の線９ー９に沿った、本発明の機械式同期機構と作動的に結合されたチエーン及び駆動スプロケット機構の拡大部分側面図である。
図１０は、図５の線１０ー１０で示す面に沿った、本発明の圧力緩衝装置の拡大部分正面図である。
図１１は、図１０の線１１ー１１で示す面に沿った、圧力緩衝装置の断面図である。
図１２は、回転型コンベヤアセンブリに組み込まれた本発明の他の実施例の部分的に省略した部分平面図である。
図１３は、図１２の線１３ー１３で示す面に沿った、回転型コンベヤ蓋シール装置の断面図である。
図１４は、図１２の線１４ー１４で示すに沿った、本発明の他の実施例の独立サスペンション機構の拡大部分平面図である。
図１５は、図１４の線１５ー１５で示す面に沿った、カム軌道に係合する独立サスペンション機構の拡大部分断面図である。
図１６は、図１２の線１６ー１６で示す面に沿った、圧力緩衝領域の独立サスペンション機構の部分的に破断した拡大部分断面図である。
発明を実施するための最適な形態
以下、本発明をいくつかの実施態様を引用して説明するが、これらの記載は、本発明の例示であり、本発明を限定するものと解してはならない。当業者であれば、添付の請求の範囲に記載された発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、好ましい実施態様に、本発明の種々の変更を加えることが可能である。より理解しやすくするために、種々の図面を通じて、類似の部品には類似の参照番号が付されている。
第５図および第６図を参照すると、熱可塑性樹脂の蓋１５を融着させるべき開放端２０（図１）と他端３２（図１）を有する缶本体２１にシール可能な蓋１５をシールするための蓋シール装置の線形コンベアの実施態様が図示され、その全体が３０で示されている。蓋シール装置３０は、細長いフレーム３３と、全体が３４で示され、フレームに結合された第１のコンベアアセンブリを備えている。第１のコンベアアセンブリ３４は、独立し、横切るように取付けられ、並んだ複数の支持シューを備え、支持シューは全体として３５で示され、全体で、缶と蓋の集合体を経路に沿って、支持し、動かす仕切りのある第１の表面３６を画定している。全体が３７で示された第２のコンベアアセンブリが、フレーム３３に結合され、第１のコンベアアセンブリ３４に沿って、隣接して延びている。第２のコンベアアセンブリ３７は、第１の表面３６と対向して動く関係にあり、缶と蓋の集合体を経路に沿って、第１および第２のコンベアアセンブリの間をさらに搬送する比較的硬い第２の表面４０を有している。加熱要素４２が、第１の表面３６および第２の表面４０の一方の部分に沿って、長手方向に位置している。この要素は、蓋１５を熱によって、缶開放端２０に融着するように形成されている。さらに、全体として４３で示され、各々が、支持シュー３５の各々と作動的に結合された複数のスプリングサスペンション機構が設けられ、それぞれ、その第１の表面を第２のコンベアアセンブリの第２の表面に向けて、付勢させ、缶開放端２０と蓋１５が一つのユニットととして、動くにしたがって、缶開放端２０と蓋１５との間に、実質的に一定の融着圧を生成している。複数のスプリングサスペンション機構４３は、コンベア速度に対して、蓋を溶融して、缶開放端に融着させる間、蓋を缶開放端に対して保持するのに十分な数を有している。
したがって、対向する第１および第２のコンベアアセンブリ３４および３７の間を缶と蓋の集合体が通過するにつれて、各々の支持シュー３５と協働する各スプリングサスペンション機構は、協働して、熱可塑性樹脂の蓋１５と取付けフランジ１８とをともに、経路を通って通過する間に、一定の融着圧で、押圧する。これらの個々のスプリングサスペンション機構は、往復運動をして、支持シューの第１の表面３６と第２の表面４０との間の距離を居所的に増減させて、缶本体２１の高さのバラツキを吸収する。こうして、一定の融着圧が、缶本体と蓋との間に加えられ、熱可塑性樹脂の蓋の局所的な溶融および硬化プロセスの間に、これらを押圧し、融着する。したがって、この新規な構成によれば、缶本体の高さが高すぎて、缶フランジ１８が、蓋の融着環状部１７に深く入り込みすぎたり、缶本体の高さが低すぎて、フランジが融着環状部に十分に入り込まず、シールの完全性を損なうというような缶の高さのバラツキによる問題が解消される。さらに、溶融した蓋が缶上に浮かぶために生ずる蓋の傾きを、缶本体と熱可塑性樹脂の蓋との間に一定の融着圧を加えることによって防止することが可能になる。
第１のコンベアアセンブリ３４と第２のコンベアアセンブリ３７の間に作動的に結合され、全体として、４１で示される同期機構は、缶と蓋の集合体を第１の表面とこれに対向する第２の表面との間で支持しつつ、第１の表面の経路を通過する速度を第２の表面と、機械的に同期させている。通過速度を同期させることにより、対向する第１および第２のコンベア表面の間の相対的なスリップがなくなり、その間の相対的な速度差が実質的になくなる。したがって、（溶融した蓋の硬化中に、）熱可塑性樹脂の蓋が変形したり、クリープを起こすという従来の蓋シール装置に不可避の問題が実質的に解消される。
図７および図８を参照すると、第１のコンベアアセンブリ３４が細長いフレーム３３に取付けられ、好ましくは、対向する第２のコンベアアセンブリ３７のの下方に向けられている。支持シュー３５により形成された第１の表面３６は上方を向き、一方、同様に、フレーム３３に取付けられた第２のコンベアアセンブリ３７の対向する第２の表面４０は下方を向き、その間に、実質的に線形の経路を形成している。缶と蓋の集合体は、好ましくは、缶の他端３２が、上方を向いた支持シューの第１の表面３６に対して、位置し、支持された状態で、（キャッピング装置（図示せず）を介して、）シール装置３０に入る。したがって、開放端を形成している缶本体フランジ１８は、第２のコンベアの第２の表面４０に向いており、その間に、熱可塑性樹脂の蓋がある。
金属性の缶本体２１は、好ましくは、経路の上流部分に沿って、長手方向に延びている誘導加熱コイル４２により加熱される。コイル４２は、経路の上流部分の近くのどこに位置してもよいが、後述する第２のコンベアアセンブリの整列したフライト・バー４４（図５および図６）のすぐ上に位置しているのが好ましい。既述のように、これらの誘導コイルは、熱可塑性樹脂の蓋１５を直接に加熱することなく、速やかに、缶本体２１を加熱することができるという点で有利である。コイル４２により、経路の上流部分に沿って、電磁場が生成され、缶本体を通る加熱のための電流が誘起される。次いで、融着環状部が、缶本体の加熱されたフランジと直接に導電接触することによって、溶融される。好ましくは、誘導コイル４２には、３０ＫＨｚの電磁場を生成する５０ＫＷのコイルを備えている。このことは、この分野で周知であり、本発明の新規な特徴となるものではない。
本発明にしたがえば、スプリングサスペンション機構４３は、それぞれ、フレーム３３に取付けられ、それぞれ、経路に沿って移動し、各支持シュー３５を移動しつつ支持している。さらに、複数の支持シュー３５は、それぞれ、経路に沿って、並んで延び、協働して、第１の表面３６（図７および図１１）を形成している。各シュー３５は、それに沿って、搬送されている複数の缶本体２１の重さを支持できる程度に、比較的硬い。さらに、これらのシューは、実質的に撓むことも曲がることもなく、缶本体２１を支持し、さらに、缶本体と熱可塑性樹脂の蓋が、支持シューの第１の表面とフライト・バーの第２の表面との間で、押しつぶされる時に、スプリングサスペンション機構４３が、缶本体と熱可塑性樹脂の蓋の間に、一定の融着圧を動かせることができるのに十分な硬さを有している。
サスペンション機構４３によって生成され、第１の表面３６に作用する一定の融着圧はまた、内側部に沿って、支持シューにばね負荷を生じさせて、生成させてもよいし、また、負荷により撓んで、缶と蓋の集合体の間に、適当な一定の融着圧を作用させるような支持シューを用いることにより、生成させてもよい。
好ましい実施態様においては、第１のコンベアアセンブリ３４と同様に、第２のコンベアアセンブリ３７の第２の表面は、並んで、経路を横切るように延びる複数のフライト・バー４４（図７ないし図１０）を協働させることにより、生成させ、設けてもよい。各フライト・バー４４もまた、実質的に撓むことも曲がることもなく、缶と蓋の集合体を支持し、それぞれのスプリングサスペンション機構４３に、缶と蓋の集合体へ一定の融着圧を作用させることを可能にするに十分な硬さを有している。同期機構は、１つのフライト・バーを１つの支持シューと整列させ、対応する第１および第２の表面が、ともに同期して、経路を通過するようにしている（図７）。さらに、タイミングスクリュー（図示せず）により、缶本体が、直接に、１つの支持シューと対応するフライト・バーの間に、その上で完全に支持されるように、中央に位置合わせされる。
各支持シュー３５と各フライト・バー４４は、好ましくは、高強度のエポキシラミネートファイバーグラスのフライトにより与えられる。これは、導電度がないため、悪い影響や作用を受けることなく、誘導加熱コイルにより生成された電磁場を通過するのに、とくに好適である。好ましい態様においては、各支持シュー３５はほぼ以下のサイズを有している。３．０”Ｌ×７．０”Ｗ×．３７５”Ｔ；また、各フライト・バー４４はほぼ以下のサイズを有している。３．０”Ｌ×７．０”Ｗ×．２５”Ｔ。これらのサイズは、本発明の真の精神および性質を逸脱することなく、変えることができるが、上方フライト・バー４４の厚みは、上述の支持を与えるように、十分に厚くなければならない一方で、誘導加熱コイル４２が、缶本体２１上に電流を誘起させることができるように、十分薄くなければならない。
対向する第１および第２のコンベアアセンブリの間に画定された経路は、好ましくは、実質的に線形であるが、缶と蓋の集合体の移送中に、第１のコンベアの第１の表面３６と第２のコンベアの第２の表面４０の速度が実質的に同じである限り、本発明から逸脱することなく、非線形な経路を、対向する第１および第２のコンベアアセンブリの間に、画定してもよい。
図７ないし図１１に最も良く示されているように、各支持シュー３５および各フライト・バーは、それぞれ、一対の離間されたたローラ機構４５、４５’および４６、４６’を含んでいる。これらは、経路を通過している間、対応する支持シュー３５がスプリングサスペンション機構４３上を移動する時（図７および図１１）、その支持シューをローラ支持し、対応するフライト・バーが細長いフレーム３３上を移動する時（図１０）、そのフライト・バーをローラ支持するものである。各ローラ機構は、好ましくは、支持シューおよびフライト・バーのそれぞれの横方向両端部に、図８および図１０に、それぞれ、示されるように、取付けブラケット４７、４７’および５０、５０’により、回転可能に取付けられている。
複数のシュー３５を、１つのユニットとして、経路に沿って進ませる第１の駆動機構５１が、第１のコンベアアセンブリの各支持シューに結合されている。図７、図８および図１１は、第１の駆動機構５１が、第１のローラ機構４５、４５’を一体的に支持する一対の離間されたチエーン・ドライブ５２、５２’により設けられた好ましい例が図示されている。この分野において周知のこれらの「耐力（load-bearing）」ローラ・チエーンは、接触しているスプリングサスペンション機構４３に対して、各支持シューをローラ支持するものである。ローラ・チエーン・ドライブ５２、５２’の各リンクは、そのまわりに、リンク仕掛けがピボット運動する連動軸５４、５４’まわりに回転可能に取付けられた第１のローラ機構４５、４５’のローラ部材５３、５３’を含んでいる。したがって、対応する第１のローラ機構４５、４５’と接触しているサスペンション機構４３が往復運動をすると、ローラ・チエーン・ドライブ５２、５２’は、それぞれの連動軸５４、５４’まわりにピボット運動し（図８）、サスペンション効果のため、対応する支持シュー３５を往復運動させる。
複数のフライト・バー４４を、１つのユニットとして、経路に沿って進ませる（図９および図１０）第２の駆動機構５５が、第２のコンベアアセンブリの各フライト・バー４４に結合されている。第１の駆動機構と同様に、第２の駆動機構５５は、好ましくは、一体的に形成された第２のローラ機構４６、４６’を有する一対の離間された「耐力（load-bearing）」ローラ・チエーン・ドライブ５６、５６’により設けられる。したがって、これらのローラ・チエーンは、各フライト・バー４４に対するローラ支持と、フライト・バーを、１つのユニットとして、経路を通過するように駆動する役割を果たしている。
図９に見られるように、第１および第２のローラ・チエーン・ドライブは、それぞれ、駆動スプロケット５７、５８によって係合されており、対応する支持シュー３５およびフライト・バー４４を経路に沿って進めるように構成されている。このようなチエーンとスプロケットの構成は、複数の缶の全てが搬送され、コンベア間でプレスされている時にも、第１のコンベアの第１の表面３６と第２のコンベアの第２の表面４０とがスリップすることを防止する。さらに、第９図は、同期機構４１が、駆動スプロケット５７および５８の間に結合され、経路を通る第１の表面の通過速度を第の表面に同期させる同期チエーン６０により、機械的に設けられた例を図示している。
本発明にしたがえば、支持シューは、それぞれ、離間された第１のローラ機構４５、４５’によって、それぞれのサスペンション機構４３上に、移動可能に懸架されている。各スプリングサスペンション機構４３は、一対の離間された押圧シュー６１、６１’を含んでおり、各押圧シュー６１、６１’は、対応する第１のローラ機構４５、４５’により通過する時、対応する第１のローラ機構４５、４５’と係合し、ローリング支持を与えるように位置し、上方を向いたローラ表面６２、６２’を有している。したがって、並んだ押圧シューは、協働して、経路に沿って、支持シューをガイドし、支持シューをフライト・バーに向けて付勢して、缶本体と蓋が、１つのユニットとして、経路を通過する際、その間に一定の融着圧を生じさせる。
各押圧シュー６１、６１’は、好ましくは、対応するサスペンション機構の付勢力を、ローラ機構との連続的な接触に起因する過度の損失なしに、十分に伝達可能なデルリン（ＤＥＬＲＩＮ）（線状ポリオキシメチレンアセタール樹脂）などの材料より成っている。さらに、デルリンは、誘導加熱コイルにより悪影響を受けることがない。図７は、押圧シュー６１、６１’の各ローラ表面が、第１のローラ機構４５、４５’があるサスペンション機構４３から別のサスペンション機構４３へと通過する際、ローリング係合を促進するランプ部６３、６３’を形成している。
下方支持シュー３５はサスペンション機構４３で移動自在に懸架されるのに対して、上方フライトバー４４は、バーに対して付勢されるように、缶と蓋の集合体に安定性を与える仕方で、径路を通るのが好ましい。図１０は、上方第２コンベアアセンブリ３７は、複数のフライトバー４４が径路を通るときに、これらのフライトバー４４を案内し、支持するように形成された長手方向に延びたガイドトラックアセンブリ６４、６４’を有する。各ガイドトラックアセンブリ６４、６４’はＣ字形チャンネル６５、６５’をなし、Ｃ字形チャンネル６５、６５’は、下方ガイドトラック６６、６６’と、対向した上方ガイドトラック６７、６７’とを有し、これらのガイドトラックは、第２ローラ機構４６、４６’が径路を通過するときに、第２ローラ機構４６、４６’を受入れるように協働する。第２ローラ機構４６、４６’のローラ部材７０、７０’とＣ字形チャンネル６５、６５’との間の許容差は、缶と蓋の集合体が下方ガイドトラック６６、６６’間で支持されないときに、下方ガイドトラック６６、６６’でのフライトバー４４の揺動支持を可能にしながら、缶と蓋の集合体がサスペンション機構４３によってフライトバーに押し当てるように付勢されたときに、上方ガイドトラック６７、６７’でのフライトバー４４の揺動支持を可能にする（図１０）。それ故、上方ガイドトラック６７、６７’は、サスペンション機構が缶と蓋の集合体を上方ガイドトラック６７、６７’に押しつけるように付勢したときに、フライトバーの垂直方向変位を実質的に阻止する。
上方ガイドトラック６７、６７’及び下方ガイドトラック６６、６６’の両方は、細長いフレームに取付けられ、好ましくは、誘導コイルによって悪影響を受けないエポキシガラス繊維でできているのが良い。上方ガイドトラック６７、６７’は、第２ローラ機構が通るときに、第２ローラ機構に接触するように位置決めされたＤＥＬＲＩＮ（線状ポリオキシメチレンアセタール樹脂）耐磨耗性ストリップ（図示せず）を有する。
しかしながら、第１コンベアアセンブリ及び第２コンベアアセンブリの両方が、本発明の真の精神と特徴から逸脱することなしに、対向した第１の表面と第２の表面との間に望ましい接触融着圧を提供するように協働する対向したサスペンション機構を有することが考えられる。この接触融着圧は、主に、誘導コイル出力及びプラスチック蓋の配合に左右される、ばねサスペンション機構４３によって引き起こされる約２０ポンド乃至５０ポンドの接触融着力によって与えられるのが好ましい。
説明しやすくするため、サスペンション機構４３の対向側面は互いに鏡面対称であるので、一方の側面のみを詳細に説明する。図７及び図８で最も良くわかるように、サスペンション機構４３の各押さえシュー６１は、少なくとも１つの、好ましくは２つのピストンロッド７１によって往復動自在に支持され、ピストンロッド７１は、押さえシュー６１に取付けられた上方端と、細長いフレーム３３に摺動移動可能に取付けられた下方端とを有する。フレーム３３は、水平方向に延びた下方サスペンションフレーム部材７２と、該部材と垂直方向に間隔を隔てた上方サスペンションフレーム部材７３とを有し、各部材７２、７３は、フレーム３３に沿って長手方向に延びる。各サスペンションフレームは、夫々、各ピストンロッド７１を摺動自在に受取り、案内することができるように形成された一組のガイドブッシュ７４、７５を有する。支持シュー３５の各ローラ機構４５、４５’が押さえシュー６１、６１’に接触したときには、対向したコンベア間の缶本体の高さに応じて、押さえシュー６１、６１’は、ピストンロッドの移動の方向に局所的に往復動することになる。従って、缶の高さに関係なく一貫したヒールシートが形成される。
サスペンションスプリング付勢機構７６が、上方フレーム部材７３と下方フレーム部材７２との間に配置され、この機構７６の一方の端は、細長いフレーム３３に接触し、反対側の端は、接触融着圧を提供するため、缶本体及び着座された熱可塑性樹脂の蓋を第２コンベヤの第２の表面４０に当接させるように付勢するための押さえシュー６１に連結される。付勢機構７６は、上方サスペンションフレーム部材と下方サスペンションフレーム部材との間でピストンロッド７１に同軸に配置された圧縮ばね７６によって提供されるのが好ましい。着座ピン８０が、ピストンロッド７１を貫通し、上方サスペンションフレーム部材と下方サスペンションフレーム部材との間のピストンロッド、それ故、押さえシュー６１の往復動を制限する。ピン８０は、更に、押さえシューを第２コンベヤの支持面に向けて付勢する、圧縮ばね７６の上方端の着座支持体として働く。ばねの変位にかかわりなく、この均一な融着圧を提供するため、圧縮ばねは、所定の一定の力を実質的に維持するため圧縮距離（Ｘ）に応じて変化する可変ばね定数（Ｋ）を有する。
この実施形態に関して説明したように、複数の個々のばねサスペンション機構４３は、同期されたコンベヤ速度に比例して、数が、蓋を缶の開放端に溶融させることを可能にしながら、缶本体の高さにかかわりなく、蓋と缶の開放端との間に一定圧力を保持する期間中、蓋を缶の開放端に保持するのに十分でなければならない。この期間は、特に、缶本体の加熱中及び熱可塑性樹脂の融着リングの溶融中に重要なだけでなく、缶本体のフランジ１８へのリングの融着と、その後の蓋の硬化とを含む。従って、缶と蓋の集合体が径路の或る部分（すなわち、加熱、融着又は硬化）を通過するときには、たとえ缶の高さが変わったとしても、径路の特定の部分を通過する缶／蓋全てに関して、缶と蓋との間の圧力は、一定である。例えば、径路の加熱／溶融部分は、全ての缶／蓋に関して４５ポンドの一定の力によって作られた一定の融着圧を維持し、径路の硬化部分は、該硬化部分を通る全ての缶／蓋に関して１０ポンドの一定の融着力によって作られた一定の融着圧を維持する。それ故、最大の一定融着圧が、常時、維持され、全融着工程中、缶と蓋との間に提供されて、隣接した缶本体に関して缶本体の高さが変化した場合でさえ加熱シールの保全性を高める。
この十分な数のサスペンション機構４３はまた、径路の上流部分に沿って長手方向に延びる誘導加熱コイル４２の長さに左右される。コイルの必要な長さは、コイルの出力と、コンベヤ間の通過の相対的な同期された速度との関数である。一般的に、缶の分／出力が小さい、通過の速度が遅ければ遅いほど、コイルの長さは短い。反対に、缶の分／出力が大きい、通過の速度が早ければ早いほど、コイルの長さは、缶本体を加熱するのに十分な時間を与えるため、長くなければならない。更に、コイルの出力が大きければ大きいほど、缶本体の加熱は速い。しかしながら、出力が大きいと、蓋シール装置のその他の取り囲み金属構成要素を不利益に加熱してしまう。更に、融着リング部分を適切に溶融させるのに十分な程度まで缶本体を加熱させた後、径路は、フランジを熱可塑性樹脂の蓋に融着し、硬化させながら、フランジと蓋との間に一定の融着圧力を維持するのに十分なほど長くなければならない。例えば、１０フィートの誘導コイルは、缶本体を一分間に４００個の缶の速度で加熱するのに十分な時間を与える。径路の下流冷却部分、すなわち、硬化部分は加熱部分とほぼ同じ長さである。しかしながら、下方第１コンベヤの第１の表面は、シール装置３０に入る前及びこれを出るときに、缶と蓋の集合体の検査を可能にするため、第２コンベアの第２の表面４０よりも長いのが好ましい（図５及び図６）。
本発明の好ましい実施形態では、図１０及び図１１に示すように、全体的に８１で示される、サスペンション機構によって加えられる一定の融着圧力よりも実質的に高い実質的に一定の高圧力を蓋と缶の開放端との間に生じさせるための高圧ローラバンプ装置８１が、第１コンベアアセンブリ及び第２コンベアアセンブリのうちの少なくとも１つに作動的に連結される。この増大された高圧力は、部品間の融着接着力を向上させる。１以上の連続した圧力バンプ装置を設けて融着接着力を向上させても良いが、１つの装置のみを径路に沿って整合させるのが好ましい（図５及び図６）。この圧力バンプ装置８１は、径路の一部に沿って、缶と蓋の集合体が、蓋を溶融させ、蓋を缶の開放端に融着させるのに十分なほど加熱される位置に配置される。それ故、圧力バンプ装置８１は、誘導加熱コイル４２の端からすぐ下流に位置決めされるのが好ましい。
本発明は、過度のローラチェーン磨耗又は缶の損傷を引き起こすことなしに、缶本体と熱可塑性樹脂の蓋との間に融着圧力を生じさせる融着力を約２５０ポンド乃至３００ポンドと同じほど高くまで増大させることになる改良した圧力バンプ装置８１を提供する。少なくとも５０ポンドからの力、それ故、融着圧力の望ましい最適な増大は、融着リング部分に使用されるプラスティックの種類及び採用された誘導コイルの動力及び種類に左右される。約５０ポンド乃至約３００ポンドを越える高い融着力によって引き起こされる高い融着圧力は、押さえシュー６１、６１’およびローラチェーンを介して缶と蓋の集合体とに伝えられる。しかしながら、チェーンの寿命は実質的に減じられ、ガラス繊維フライトバーは、撓みを避けるため厚くなければならないであろう。厚いフライトバーは大きい力の誘導加熱コイルを必要とし、このコイルはまた、径路を取り囲む金属構成部品すべてに影響を及ぼすであろう。
従って、圧力バンプ（衝突）装置８１は、フレーム３３に対して互いに対向関係に取り付けられた１対の圧力ローラパッド８２、８３を含む。図１０に示すように、静止した上側ローラパッド８２は第２コンベアアセンブリ３７のフライトバー４４のちょうど上方でフレーム３３の横部材８４に取り付けられており、他方、下側ローラパッド８３は第１コンベアアセンブリ３４の支持シュー３５のちょうど下方でフレーム３３に可動に取り付けられている。共に、対向したローラパッドはそれぞれのフライトバーおよび支持シューに接触し、缶と蓋の集合体が経路のその部分を通過するときに缶と蓋の集合体に作用する融着圧をかなり増大させる。
下側ローラパッド８３は、高圧力付勢機構８４に可動に取り付けられており、高圧力付勢機構８４は、該高圧力付勢機構８４から延び、一方の端が下側ローラパッド８３に取り付けられ、他方の端が下側ローラパッド８３を対向した上側ローラパッド８２の方に付勢するために付勢機構８４に取り付けられた中央ダイアフラム型ピストンロッド８５を有する。図１０および図１１は、圧力バンプ装置８１が、中央ピストンロッド８５から半径方向に間隔を隔てて配置され、各々が付勢機構８４に向って下側ローラパッド８３から下向きに延びた４つの案内ロッド８６を含むことを示している。これらの案内ロッドは協働して、缶と蓋の集合体がこれらの案内ロッド上を通過する際、下側ローラパッドに横方向の支持と往復動の案内を提供する。細長いフレーム３３の横断取付けフレーム８７が付勢機構８４に支持を提供し、横断取付けフレーム８７は、案内ロッド８６が上下方向に変位できるように案内ロッド８６を摺動可能に受け入れるブッシング９１を有する支持プレート９０を含む。支持プレート９０は、中央ピストンロッド８５を摺動可能に受け入れるため支持プレート９０を貫通して延びる受け入れ孔９２を提供する。したがって、高圧力バンプ装置８１は、実質的に一定の高い融着圧を得るために缶本体の高さの変化を補償するかなり増大された融着圧領域を提供する。
下側ローラパッド８３と上側ローラパッド８２（図１１には図示せず）はともに、それぞれ、支持シュー３５の背面およびフライトバー４４の背面ところがり接触している複数のオフセットローラホイール９３によって構成されているのが好ましい。これらのローラパッド８２および８３は、増大された高圧力領域を提供し、この増大された高圧力領域は、缶と蓋の集合体が経路のこの高圧力部分を通過するときに、支持シューおよびフライトバーに荷重を均一に分配する。従って、支持シューを撓ませることなく、又、ローラチェーンを過度に磨耗させることなく非常に高い圧力領域が作られる。
好ましい実施例では、付勢機構８４は、ローラパッド８３および８４に、最大３００ｌｂｓまでの一定の高い融着圧を提供することができる調節可能な空気シリンダによって構成されており、この空気シリンダは、缶フランジと融着リングとの接着性を高め、バースト（破裂）圧力をかなり増大させる。付勢機構は、本発明の真の精神および本質から逸脱することなく圧縮ばね等によっても構成することができることが理解されよう。
好ましい形態においては、各フライトバー４４は、第２の表面と缶と蓋の集合体の接触領域で第２の表面４０に取り付けられた熱遮蔽パッド９４（図８および図１０）を含む。遮蔽パッド９４は、略正方形又は矩形に作られており、キャップ付け機械がうまく作動せず、頂部に熱可塑性樹脂の蓋を付け損なった場合に、フライトバー４４が缶本体２１′のフランジ１８と直接接触しないようにするために組み入れられている。従って、このような場合には、缶本体の誘導加熱中、フランジ部分はエポキシファイバグラス製フライトバーを燃やすことはない。遮蔽パッド９４は、アルミナ（酸化アルミニウム）のような工業用セラミックでできているのが好ましい。
支持シュー３５が経路を通過してしまうと、第１のコンベアアセンブリ３４は、経路の支持シュー３５とは反対方向に移動する下側戻り軌道９５、９５′に沿ってシューを戻す（図８）。下側戻り軌道９５、９５′は、細長いフレーム３３に取り付けられ、支持シューが移動するときに第１のローラ機構４５、４５′にころがり支持を提供するように形成された間隔を隔てて配置されたＬ形軌道によって構成されている。各戻り軌道９５、９５′は、ローラ機構にころがり支持を提供するように位置決めされたＤＥＬＲＩＮ（線状ポリエチレンアセタール樹脂）製磨耗ストリップ９６、９６′を含むのが好ましい。
同様に、フライトバー４４が経路を通過した後、第２のコンベアアセンブリ３７は、経路のフライトバーと反対方向に移動する上側戻り軌道（図示していないが第１コンベア下側戻り軌道９５、９５′と同様）に沿って、フライトバーを戻す。これらの戻り軌道は、細長いフレーム３３に取り付けられ、第２のローラ機構４６、４６′にころがり支持を提供するように形成された間隔を隔てて配置されたＬ形軌道によって構成されているのが好ましい。
さらに、横部材８４のような細長いフレーム３３の部分は、高強度ファイバグラスで形成されるのがよい。したがって、細長いフレーム３３のこれらの部分に悪影響を及ぼすことなく誘導加熱コイル電力出力を増大させることができる。
次に、図１２−図１６を参照すると、熱可塑性樹脂の蓋シール装置３０′の回転式コンベアの別の実施例が示されている。簡単には、回転式実施例では、蓋シール装置３０′は、フレーム３３′と、回転軸線１０１′を中心にしてフレーム３３′に回転可能に取り付けられた下側ターレットベースブレート１００′を含む第１の回転式コンベアアセンブリ３４′とを含んでいる。複数の独立した支持シュー３５′が軸線１０１′の方向に往復運動できるように下側プレート１００′に摺動可能に取り付けられている。さらに、支持シュー３５′は、軸線１０１′を中心にして並列関係で円周方向に位置決めされており、支持シュー３５は全体として協働して、円形経路に沿って缶２１′を支持し、移動させるためのセグメントに分かれた円形の第１の表面３６′を構成している。第２の回転式コンベアアセンブリ３７′は、軸線１０１′を中心にしてフレーム３３′回転可能に取り付けられた上側ターレットベースプレート１０２′を含み、第１のコンベアアセンブリ３７′に隣接して位置決めされている。第２のコンベアアセンブリ３７′は、円形経路に沿って、それぞれ、第１のコンベアアセンブリ３４′と第２のコンベアアセンブリ３７′との間で缶２１を、さらに、搬送できるようにセグメントに分かれた第１の表面３６′と対向関係にある比較的剛性の円形の第２の表面４０′を含んでいる。加熱要素４２′が第１の表面３６′と第２の表面４０′のうちの一方の一部に沿って位置決めされており、加熱要素４２′は、蓋１５′を缶の開放端２０′に熱融着させるために缶本体を加熱するように形成されている。複数の独立したスプリングサスペンション機構４３が、缶の開放端２０′と蓋１５′が加熱要素４２の近くを一体となって移動するときに缶の開放端２０′と蓋１５′の間に実質的に一定の融着圧を生じさせるように第２のコンベアアセンブリ３７′の第２の表面４０′に向かって第１のコンベアアセンブリ３４′の第１の表面３６′を独立して付勢するためにそれぞれの支持シュー３５と下側プレート１００′とに作動的に連結されている。かかる一定の融着圧は、蓋１５′を缶の開放端２０′に押しつけて保持し蓋を溶融させて缶の開放端に熱融着させるのに継続時間がコンベア速度と関連して十分でなければならない。
図１２は、缶が好ましくは、アセンブリの周囲にある円形経路を周回移動することを示している。缶は、装置に、および、装置から缶と蓋の集合体をそれぞれ搬送する入口コンベア１０３′および出口コンベア１０４′を通って回転式蓋シール装置３０に出入りする。入口コンベア１０３′では、タイミングスクリュー１０５′が缶を整列させ、かつ、缶に間隔をあけさせて入口スターホイールと係合できるようにし、入口スターホイールは、各々の缶と蓋の集合体に間隔をあけさせ、各々の缶と蓋の集合体を同期させて入口コンベアから回転式蓋シール装置に移送できるようにする。同様に、蓋が缶に融着され、次いで冷えた後、出口スターホイール１０７′が缶と蓋の集合体に間隔をあけさせて缶と蓋の集合体を缶と蓋の集合体を蓋シール装置から出口コンベアに移送する。
上側ベースプレート１０２′と下側ベースプレート１００′は共に、フレーム３３′によって回転可能に支持されている共通のシャフト１１０′に軸線１０１′を中心にして回転可能に取り付けられている。上側ベースプレートと下側ベースプレートとの間には、これらの２つのベースプレートの間に缶と蓋の集合体を保持するのに十分な距離だけこれらの２つのベースプレートを間隔を隔てて配置させるスペーサ１１１′（図１３）が位置決めされている。
図１２および図１４で最もよくわかるように、上側ベースプレート１０２′は軸線１０１′を中心にして円周方向に位置決めされた複数のＵ形ポケット１１３′を提供する。各ポケット１１３′は、経路に沿って移動支持し配向できるように缶本体の中央部分を受け入れるように形成され、形状寸法決めされている。好ましくは、上側ターレットベースプレート１０２′は、直径が約８フィートであり、７０個のポケットを提供し、各ポケットは、缶を蓋シール装置に移送し、缶を蓋シール装置から受け取るために入口スターホイール１０６′と出口スターホイールと同期されている。さらに、各ポケットの上には、第２の表面４０′を提供する環状カバープレート１１２′が位置決めされている。
前述のように、又、図１４および図１５に最もよく示されているように、支持シュー３５′が軸線１０１′を中心にして並列関係で円周方向に位置決めされており、支持シュー３５′は全体として協働して、円形経路に沿って缶２１′を支持し、移動させるためのセグメントに分かれた円形の第１の表面３６′を構成する。各支持シュー３５′は、ポケット１１３′と同様に好ましくはＵ形であり、第１の表面３６′から上向きに延びたＵ形リップ部分１１４′を含む。リップ部分１１４′は、缶が入口スターホイールから支持シューに移動されるときに、缶本体２１′の他端を上にして受け入れ、シュー３５′によって支持された状態で保持するように形成されている。
各支持シュー３５′は、全体的に１１５′で指示された摺動シャフトに取り付けられており、摺動シャフト１１５′は、下側ターレットベースプレート１００′によって摺動可能に支持されている。図１４に示されているように、摺動シャフト１１５′は、シャフト１１５′に沿ってかつ軸線１０１′に沿って長さ方向に摺動支持する軸受け１１６′と協働する。全体として、軸受け１１６′は、円形経路に沿って下側ターレットベースプレート１００′の周囲に円周方向に位置決めされており、各々は対応する摺動シャフト１１５′を摺動的に受け入れることができるように形成されている。
各摺動シャフト１１５’の対向端はカム機構１１７’を有し、このカム機構１１７’は、経路に沿った方向に延びるカム軌道１２０’で転動支持ができるように作られている。カム軌道１２０’は、フレーム３３’（図示せず）に取り付けられている。カム軌道１２０’は、また、缶と蓋の集合体を、カム機構１１７’を介して移動させてカバープレート１１２’の第２の表面４０’と当接した関係にさせるように形成されている。カム機構１１７’は、摺動シャフト１１５’に取り付けられた一対の対向するローラ１２１’、１２２’を有し、このローラ１２１’、１２２’は、カム軌道１２０’の両側に配置されている。したがって、カム軌道１２０’の垂直方向に変位する経路によって（図１５）、ローラ１２１’、１２２’がカム軌道１２０’に接触して転動すると、摺動シャフト１１５’が、その軸線方向に往復動し、これにより、支持シュー３５’および缶と蓋の集合体は、カバープレートの第２の表面４０’との当接のために、この第２の表面４０’に離間接近動する。
未融着の缶と蓋の集合体が、入口スターホイール１０６’から、対応する支持シュー３５’の中に運び込まれると、カム機構１１７’は、カム軌道１２０’の非係合部分１２３’で回転支持状態になる。缶と蓋の集合体が円形経路に沿って誘導加熱コイル４２’の近くに移動すると、カム機構１１７’は、カム軌道１２０’の低圧係合部分１２５’に向けて第１の傾斜部分１２４’を登り、蓋１５’を第２の表面４０’に向けて徐々に移動させて、この第２の表面４０’と接触状態にする。詳しく説明すると、各サスペンション機構４３’は、カム機構１１７’がカム軌道１２０’の低圧係合部分１２５’と係合すると、第１の表面３６’と第２の表面４０’との間に生じる缶２１’と蓋１５’との間の圧力を、缶の高さの変化に係わりなく、所望の一定の融着圧に維持させる。
重要なことは、カム軌道１２０’の低圧係合部分１２５’は、蓋１５’を溶融して缶開放端２０’に熱融着させる間、缶開放端２０’に対して蓋１５’を保持するのに十分な距離（搬送速度に関して）、円形経路に沿って延びていなければならない。この距離は、また、環状カバープレート１１２’の一部のすぐ上に配置された加熱要素４２’の出力の関数でもある。したがって、コンベア速度を速くすればするほど、一定の融着圧および一定の加熱要素４２’の出力の下で、それだけ低圧係合部分１２５’が長くなければならない。逆に、コンベア速度を遅くすればするほど、それだけ低圧係合部分１２５’は短くなければならない。しかしながら、加熱要素４２’及びカム軌道の低圧係合部分１２５’の各々は、円形経路の少なくとも約１／３伸張しているのが好ましい（図１２）。
カム軌道の低圧係合部分１２５’と非係合部分１２３’との間でのカム軌道１２０’の垂直方向上方への変位が所定の距離であるのが好ましいので、各サスペンション機構１２０’は、缶の高さの変化を補償するように、対応するカム機構１１７’に関して支持シュー３５’を動さなければならない。したがって、この調節によって、缶開放端２０’および蓋１５’がカム軌道の係合部分１２５’に沿って移動すると、缶開放端２０’と蓋１５’との間で求められる一定の低い融着圧を維持することができる。図１５は、対応する支持シュー３５’に取り付けられた第１又は筒状のシャフト１２６’と、カム機構１１７’に取り付けられた第２又はカムフォロアシャフト１２７’とによって、摺動シャフト１１５’が構成されていることを示す。筒状シャフト１２６’およびカムフォロアシャフト１２７’は、軸線方向に整合した状態にあり、かつ、筒状シャフト１２６’を伸長位置（図１５の摺動シャフト１１５’）と退避位置（図１５の摺動シャフト１１５”）との間で移動させるために、互に摺動可能に共働するように作られている。
筒状シャフト１２６’は、その中に、カムフォロアシャフト１２７’を軸線方向に摺動自在に受け入れることができるような大きさのボア１３０’を有している。カムフォロアシャフト１２７’の上端は、伸長位置に向けて筒状シャフト１２６’を付勢する一定の引張りスプリング付勢装置１３２’を受け入れるように形成された凹所１３１’を有している。付勢装置１３２’は、好ましくは、低圧の圧縮スプリング１３３’を含み、この圧縮スプリング１３３’は、その一端が凹所１３１’に着座し、他端がボア１３０’の一端に着座している。スプリングの変位に係わり無く、この一定の低い融着圧を作るために、低圧スプリング１３３’は、圧縮距離（ｘ）に応じて変化して、実質的に一定の圧力を維持する可変のバネ係数（ｋ）を有していてもよい。したがって、低圧スプリング１３３’は、蓋１５’がカム軌道１２０’の低圧係合部分１２５’でカバープレート１１２’の第２の表面４０’と当接すると、缶２１’と、これに着座した蓋１５’との間に一定の低い融着圧力を与える。
本発明に従えば、特定の支持シュー３５’及びこれに対応する摺動シャフト１１５’がカム軌道１２０’の非係合部分にあるとき（図１５の摺動シャフト１１５’）、筒状シャフト１２６’は伸長位置にあり、関連するカムフォロアシャフト１２７’及び支持シュー３５’は、下側タレットベースプレート１００’の上に拘束され又は支持される。カム機構１１７’のローラ１２１’、１２２’は、カム軌道１２０’の第１傾斜部分１２４’に接触して転動すると、カムフォロアシャフト１２７’を上方に付勢し、圧縮スプリング１３３’は筒状シャフト１２６’を上方に付勢し、支持シュー３５’をカバープレート１１２’に向けて押圧する。かくして、筒状シャフト１２６’は、蓋１５’が第２の表面４０’に着座するまで、軸受け１１６’に沿って軸線方向に摺動する。カム機構１１７’はカムフォロアシャフト１２７’がカム軌道１２０’の低圧係合部分１２５’に転がり上がると同時に、カムフォロアシャフト１２７’を垂直方向にさらに変位させると、筒状シャフト１２６’は、ボア１３０’の中のカムフォロアシャフト１２７’を摺動自在に受け入れ、退避位置（図１５の摺動シャフト１１５'''）に向けて移動する。かくして、低圧縮スプリング１３３’は、缶本体の高さに比例した量だけ短縮して、缶２１’を蓋１５’に対して一定の融着力で拘束する。重要なことは、上述したように、摺動シャフト１１５’および支持シュー３５’がカム軌道１２０’の低圧係合部分１２５’で加熱要素４２’の下に留まるので、上記の一定の融着力は、蓋１５’を缶開放端２０’に融着させるのにコンベア速度に関して期間として十分である。
誘導加熱コイル４２’の磁場を受ける回転型の蓋シール装置３０’のほとんどの構成部品は、非金属または非磁性材料から作られているということが分かるであろう。たとえば、カバープレート１１２’および上下のタレットベースプレート１０２’、１００’は、夫々、ファイバグラス又はエポキシで積層したファイバグラスで構成される。支持シュー３５’は、DELRIN（線状ポリオキシメチレンアセタール樹脂）又はファイバグラスによって形成され、その一方で、軸受け１１６’は、セラミックスなどの非金属材料で構成される。同様に、摺動シャフト１１６’は、ステンレス鋼のような非磁性材料で構成される。
軸受け１１６’に関して筒状シャフト１２６’の軸線方向の摺動変位を案内するために、軸受１１６’と、対応する摺動シャフト１１５’との間には軸受け案内機構１３４’が設けられている。図１４に最もよく示されるように、軸受け案内機構１３４’は、筒状シャフト１２６’から半径方向に突出する案内キー１３５’と、軸受１１６’に形成されて案内キー１３５’を摺動受け入れできるような大きさに形成されたスロット１３６’とを有する。したがって、軸受け案内機構１３４’によって、筒状シャフト１２６’と軸受け１１６’との間の相対回転動を抑えながら、筒状シャフト１２６’は、軸受け１１６’に関して軸線方向に動くことができる。
同様に、伸長位置と退避位置との間でカムフォロアシャフト１２７’に関して筒状シャフト１２６’の軸線方向の摺動を案内するために、カムフォロアシャフト１２７’を貫通して延びる保持ピン１３８’（図１５）を有し且つ筒状シャフト１２６’に設けられた保持チャンネル１４０’の中に摺動可能に受け入れられたシャフト案内機構１３７’が設けられている。筒状シャフト１２６’とカムフォロアシャフト１２７’が相対的に往復動すると、保持ピン１３８’の両端は、チャンネル１４０’の中での案内された移動のために、チャンネル１４０’に沿って長手方向に摺動する。更に、保持ピン１３８’は、摺動シャフト１１５’がカム軌道１２０’の非係合位置にあるときに、カムフォロアシャフト１２７’から筒状シャフト１２６’が分離するのを防止する。
図１２、図１６を参照して、第１のコンベアアッセンブリ３４’及び第２のコンベアアッセンブリ３７’に作動的に連結された高圧ローラバンプ装置１４１’が設けられている。直線コンベア式の実施例と同様に、バンプ装置１４１’は、蓋１５’と缶開放端２０’との間に実質的に一定の高い融着圧を発生し、この融着圧は、カム軌道１２０’の低圧係合部分１２５’でサスペンション機構４３’により加えられる一定の低い融着圧に比べて相当に大きい。この大きな高圧は、缶と蓋の集合体の融着を実質的に改善する。再び、この圧力バンプ装置１４１’は、円形経路（図１２）の一部に沿った、蓋を溶融させて缶開放端２０’に融着させるのに十分な期間、缶と蓋の集合体が加熱された場所に設置される。したがって、圧力バンプ装置１４１’を誘導加熱コイル４２’の端の直下流に配置するのが好ましい。
各サスペンション機構４３’は高圧の圧縮スプリング１４３’を有し、この高圧の圧縮スプリング１４３’は、短縮して低圧の圧縮スプリング１３３’と一緒になると、蓋１５’と缶開放端２０’との間に実質的に一定の高い融着圧力を与える。図１５、図１６に示すように、低圧のスプリング１３３’は、高圧のスプリング１４３’の内部に好ましくは同軸に配置され、また、高圧のスプリング１４３’の自由高さ（テンションが加えられていないときの高さ：Ｈ₂）よりも大きな自由高さ（Ｈ₁）を有する大きさに作られている。したがって、摺動シャフト１１５’がカム軌道１２０’の低圧係合部分１２５’に沿って位置すると、高圧圧縮スプリング１４３’は、筒状シャフト１２６’とカムフォロアシャフト１２７’との間の係合から解放され、低圧スプリング１３３’によって与えられる一定の低い融着圧は、高圧スプリング１４３’による影響を受けない。
一定の高圧な融着圧を与えるために、高圧スプリング１４３’に係合して押し下げるために、カム軌道１２０’は、第２の傾斜部分１４４’を有し（図１６）、この第２の傾斜部分１４４’は、カム機構１１７’を介して、カムフォロアシャフト１２７’を高圧係合部分１４５’に向けて垂直方向に変位させる。各カム機構１１７’が高圧係合部分１４５’に向けて移動すると、カムフォロアシャフト１２７’は、高圧スプリング１４３’を押し下げるのに十分な量だけ、関連した筒状シャフト１２６’を軸線方向に摺動させ（退避位置）、第１のコンベアの第１の表面３６’と第２コンベアの第２の表面４０’との間に一定の高い融着圧を生成する。勿論、低圧スプリング１３３’と高圧スプリング１４３’の両者は、共働して、蓋１５’と缶２１’との間に一定の高い融着力を与えるということが分かるであろう。
缶と蓋の集合体が一定の高い融着圧で第２面に当接するときに、カバープレート１１２’の第２面４０’の垂直方向の撓みを減少させるために、ローラ緩衝装置１４１’はカバープレート１１２’（図１６）の上面と回転接触するように配置されたローラパッド１４２’を有する。フレーム３３’に取り付けられたローラパッド１４２’はパッドを横切る回転支持体を確実かつ均一に分配し、カバープレート１１２’の垂直上向きの撓みを実質上防ぐ。従って、カム軌道１２０’の高圧力係合部分の長さはローラパッド１４２’の長さにほぼ等しい。続いて、下向き傾斜部分（図示せず）がカム機構１１７’をカム軌道１２０’の低圧力係合部分に戻し、そこで融着工程（図１２）の冷却位相の間、一定の低融着圧が缶と蓋の間にかけられる。続いて、融着された蓋が、回転型蓋シール装置から出口スターホイール１０７’を介して出口コンベヤ１０４’に移送される。
本発明の他の実施例において、熱シール可能な蓋１５を缶本体２１の開口端部に融着する方法が、上述した蓋シール装置３０を使用する。その方法は、蓋を缶の開口端部２０に配置するステップ、次に缶本体２１と蓋１５を第１コンベヤの第１面３６と第２コンベヤの第２面４０の間に配置して経路に沿って移送するステップを包含する。次のステップでは、蓋１５を缶開口端部２０を熱融着するために充分な温度まで第１面及び第２面の一方の一部分に沿って缶本体２１を加熱する。最後のステップでは、缶及び蓋が第１及び第２コンベヤアセンブリの間の経路に沿ってユニットとして走行している時、蓋を溶融して缶の開口に熱融着することを可能にする間、缶の高さの変化に関係なく、缶の開口端部２０と蓋１５の間に実質上一定の融着圧を加えて蓋１５を缶本体２１の開放端部２０に保持する。
上記保持のステップは、缶本体２１及び蓋１５を、第１コンベヤアセンブリ３４の第１面３６を第２コンベヤアセンブリ３７の第２面４０の方向に個々に付勢する複数の独立スプリングサスペンション機構４３を通過させて、一定の融着圧を与えることを含む。各記スプリングサスペンション機構４３は、細長いフレーム３３に作動的に取り付けられ、コンベヤア速度に対する複数のスプリングサスペンション機構の数は一定時間缶開口端部に対し蓋を保持するに充分なものである。
上記方法は、さらに、第１及び第２コンベヤアセンブリの間に作動的に連結された同期機構４１によって第１及びこれに対向する第２面の間に缶本体２１を移送しながら、第１面３６の走行速度を上記経路を介して第２面４０に同期させるステップを包含する。
さらに、上記方法は、熱可塑性樹脂の蓋１５及び缶本体開口端部２０の間に一定の融着圧よりも実質上高い実質上一定の高圧力を与えて、圧力緩衝装置を通る経路の融着力を改善する。高圧緩衝装置は第１コンベヤの第１面３６を第２コンベヤアの第２面４０の方向に付勢する。圧力緩衝装置８１はシール装置３１に沿った位置に配置され、そこで缶本体は熱可塑性樹脂の蓋１５が溶融して缶開口端部に融着するに充分な程度に加熱される。

Claims (4)

1. 熱シール可能な蓋を融着すべき開放端部とこの開放端部の反対側にある反対端部とを有する缶に、熱シール可能な蓋をシールするための蓋シール装置であって、
   フレームと、
   このフレームに結合された第１コンベアアセンブリと、を有し、この第１コンベアアセンブリは、缶を経路に沿って支持し且つ移動させるためのセグメント分けされた第１表面を構成するように集合的に協働し且つ並べて取り付けられている複数の独立な支持シューを有し、
   更に、前記第１コンベアアセンブリに隣接して前記フレームに結合された第２コンベアアセンブリを有し、この第２コンベアアセンブリは、前記経路に沿って前記第１コンベアアセンブリと前記第２コンベアアセンブリとの間で缶を更に移送するために、前記第１表面と対向移動関係をなす比較的剛性の第２表面を有し、
   更に、前記第１表面と前記第２表面のうちの一方の一部分に沿って位置決めされ、蓋を缶の開放端部に熱融着させるように形成された加熱要素と、
   缶の開放端部と蓋とがユニットとして前記加熱要素に近接して移動するときに缶の開放端部と蓋との間に実質的に一定の融着圧を与えるべく、前記第１コンベアアセンブリの第１表面一つ一つを前記第２コンベアアセンブリの第２表面に向かって付勢するために、前記支持シューに一つ一つ作動可能に結合された複数のスプリングサスペンション機構と、を有し、前記一定の融着圧のコンベア速度に対する持続時間は、蓋を缶の開放端部に押し付け保持して溶融及び缶の開放端部への蓋の熱融着を可能にするに十分であることを特徴とする蓋シール装置。
2. 熱シール可能な蓋を融着すべき開放端部とこの開放端部の反対側にある反対端とを有する缶に、熱シール可能な蓋をシールするための蓋シール装置であって、
   細長いフレームと、
   このフレームに連結された第１コンベアアセンブリと、を有し、この第１コンベアアセンブリは、缶を経路に沿って支持し且つ移動させるためのセグメント分けされた第１表面を構成するように集合的に協働し且つ並べて横方向に取り付けられた比較的剛性の複数の独立な支持シューを有し、これら各支持シューは、各支持シューが前記経路に沿って移動するときに各支持シューの転がり支持を行うために、各支持シューの横方向両端に回転可能に取付けられたローラ機構を有し、
   更に、前記フレームに連結され、前記第１コンベアアセンブリに沿って且つそれに隣接して延びる第２コンベアアセンブリを有し、この第２コンベアアセンブリは、前記経路に沿って前記第１コンベアアセンブリと前記第２コンベアアセンブリとの間で缶を更に移送し且つ支持するために、前記第１表面に対して対向移動関係をなす第２表面を構成するように協働し且つ並べて横方向に取り付けられた比較的剛性の複数の独立なフライトバーを有し、これら各フライトバーは、各フライトバーが前記経路を通過中に前記フレームの間隔を隔てた案内ブラケットの上を移動するときに各フライトバーの転がり支持を行うために、各フライトバーの横方向両端に回転可能に取付けられたローラ機構を有し、
   更に、前記第１表面及び前記第２表面のうちの一方の一部分に沿って長手方向に位置決めされ、蓋を缶の開放端部に熱融着するように形成されている加熱要素と、
   一つ一つが前記フレームに作動可能に取付けられた複数のスプリングサスペンション機構と、を有し、これら複数のスプリングサスペンション機構は、それらの上を前記各支持シューのローラ機構が移動するときに前記各支持シューのローラ機構の転がり支持を行い、前記各スプリングサスペンション機構は、缶の開放端部と蓋とがユニットとして前記加熱要素に近接して移動するときに缶の開放端部と蓋との間に実質的に一定な融着圧を与えるべく、前記第１コンベアアセンブリの第１表面一つ一つを前記第２コンベアアセンブリの第２表面に向かって付勢し、前記複数のスプリングサスペンション機構は、溶融及び缶の開放端部への蓋の熱融着を可能にする持続時間、蓋を缶の開放端部に押し付け保持するのに十分な、コンベヤ速度に対する数を有することを特徴とする蓋シール装置。
3. 熱シール可能な蓋を融着すべき開放端部とこの開放端部の反対側にある反対端とを有する缶に、熱シール可能な蓋をシールするための回転式蓋シール装置であって、
   フレームと、
   第１回転式コンベアアセンブリと、を有し、この第１回転式コンベアアセンブリは、軸線を中心に回転可能に前記フレームに取付けられた下部タレットベースプレートと、前記軸線の方向に往復運動するように前記下部タレットベースプレートに摺動可能に取付けられており、缶を円形経路に沿って支持し且つ移動させるためのセグメント分けされた円形第１表面を構成するように集合的に協働し且つ前記軸線を中心に周方向に並べて取り付けられた複数の独立な支持シューと、を有し、
   更に、前記軸線を中心に前記フレームに回転可能に取付けられ、前記第１コンベアアセンブリに隣接して位置決めされた上部タレットベースプレートを有する第２回転式コンベアアセンブリを有し、この第２コンベアアセンブリは、、前記円形経路に沿って前記第１コンベアアセンブリと前記第２コンベアアセンブリとの間で缶を更に移送するために、前記セグメント分けされた円形第１表面に対して対向関係をなす比較的剛性の円形第２表面を有し、
   更に、前記第１表面と前記第２表面のうちの一方の一部分に沿って位置決めされ、蓋と缶の開放端との熱融着のために缶を加熱するように形成された加熱要素と、
   缶の開放端部と蓋とがユニットとして前記加熱要素に近接して移動するときに缶の開放端部と蓋との間に実質的に一定の融着圧を与えるべく、前記第１コンベアアセンブリのセグメント分けされた第１表面一つ一つを前記第２コンベアアセンブリの第２表面に向かって付勢するために、それぞれの支持シューと前記下部タレットベースプレートとの間に一つ一つ作動可能に連結された複数のスプリングサスペンション機構と、を有し、前記一定の融着圧のコンベア速度に対する持続時間は、蓋を缶の開放端部に押し付け保持して溶融及び缶の開放端部への蓋の熱融着を可能にするに十分であることを特徴とする回転式蓋シール装置。
4. フレームと、このフレームに連結され、缶を経路に沿って支持し且つ移動させるための第１表面を有する第１コンベアアセンブリと、前記フレームに連結され、前記第１コンベアアセンブリに隣接し且つそれに沿って延びる第２コンベアアセンブリと、を有し、この第２コンベアアセンブリは、前記経路に沿って前記第１コンベアアセンブリと第２コンベアアセンブリとの間で缶を更に支持するために、前記第１表面に対して移動関係をなして対向する第２表面を有する蓋シール装置を使用して、熱シール可能な蓋を缶の開放端部に融着する方法であって、
   蓋を缶の開放端部に位置決めする段階と、
   缶と蓋を、前記第１コンベアアセンブリの第１表面と前記第２コンベアアセンブリの第２表面との間に置いて、前記経路に沿って搬送する段階と、
   蓋を缶開放端部に熱融着するのに十分な温度まで、缶を前記第１表面と前記第２表面のうちの一方の一部分に沿って加熱する段階と、
   缶及び蓋が前記第１コンベアアセンブリと前記第２コンベアアセンブリとの間の前記経路に沿ってユニットとして移動するとき、溶融及び缶の開放端部への蓋の熱融着を可能にする持続時間の間、缶の高さの変化にかかわらず缶の開放端部と蓋との間を実質的に一定の融着圧で、蓋を缶の開放端部に押し付け保持する段階と、を有することを特徴とする方法。

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