JP4953592B2

JP4953592B2 - 包装装置

Info

Publication number: JP4953592B2
Application number: JP2005163702A
Authority: JP
Inventors: 労信重; 晃治荒木; 光信林
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2025-06-03
Also published as: JP2006335440A

Description

本発明は、包装部に張設したフィルムに向って下方から被包装物を押し上げた後、フィルムで被包装物を包装する包装装置に関するものである。

この種の包装装置では、フィルムロールからフィルムを引き出し、当該フィルムの幅方向の両側縁部を一対の搬送ベルトで挟持して包装部に搬送している。引き出されたフィルムは被包装物の大きさに応じてカッタで切断される（特許文献１）。
特開平９−１２００８号

前記切断時には、フィルム送りを停止し、この停止中に切断を行っている。かかる方法では、フィルム送りが停止されているのに対し、フィルムロールが慣性により回転してフィルムが巻き出されるので、フィルムが弛み、フィルムを直線状に切断できない。そのため、フィルムのストレッチ率（伸張率）を大きくした場合には、フィルムが裂けるおそれが生じる。

したがって、本発明の目的は、切断時のフィルムの弛みを防止して、直線状のカットラインを得ることのできる包装装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の包装装置は、フィルムロールからフィルムを引き出し包装部へ搬送し、該包装部において前記被包装物の上面をフィルムで覆って包装する包装装置であって、前記フィルムロールからフィルムを引き出し、かつ、フィルムを前記包装部に向かって搬送する搬送手段と、前記フィルムロールから引き出されたフィルムを切断するカッタと、前記フィルムを所定の長さだけ前記フィルムロールから引き出す第１期間、前記第１期間後に更にフィルムを引き出しながらフィルムの切断動作を行う第２期間、ならびに、前記切断したフィルムを前記包装部の所定の位置まで搬送する第３期間の間、前記搬送手段およびカッタの動作を制御し、前記第２期間中のフィルムの速度が前記第１期間中のフィルムの速度よりも小さくなるように前記搬送手段の駆動を制御する制御手段と、前記フィルムロールが装填され、モータにより回転駆動される巻出ローラとを備え、前記第１期間の高速搬送から前記切断までの間に前記巻出ローラの回転を一時的に減速させるように前記制御手段が制御することを特徴とする。

本発明によれば、フィルムが切断される第２期間中にフィルムの引き出しを中断することがないため、搬送手段とフィルムロールの間のフィルムにはたるみがなく、フィルムに張力がかかった状態でフィルムのカットを行うため、フィルムのカットラインを直線状にすることができる。しかも、前記第２期間中のフィルムの速度が第１期間中のフィルムの速度よりも小さいので、フィルムにかかる張力を適度な大きさにすることができ、カットラインがきれいになる。

本発明においては、前記制御手段は、前記第３期間のフィルムの速度が前記第２期間のフィルムの速度よりも大きくなるように前記搬送手段の駆動を制御するのが好ましい。
この態様によれば、フィルムの切断後、フィルムを包装部へ逸早く搬送することができるから、包装のサイクルタイムの低下を防止することができる。

本発明においては、前記制御手段は、前記第１期間の終わりに前記搬送手段の駆動を一時的に停止させるのが好ましい。
包装に用いるフィルムの長さ（フィルム長）は切断に至るまでのフィルムの引き出し長さにより決定されるので、第１期間の終わりにフィルムの引き出しを一時停止することで、フィルム長の制御が容易になり、フィルム長さの精度を向上させることができる。

本発明においては、前記フィルムロールが装填され、モータにより回転駆動される巻出ローラを更に備え、前記第１期間の高速搬送から前記切断までの間に前記巻出ローラの回転を一時的に減速させるように制御するのが好ましい。
フィルムロールが慣性で回転すると、フィルムの引き出しを中断してもフィルムロールが回転する。これに対し、巻出ローラの回転を、停止させることなく一時的に減速することにより、フィルムに大きな張力が発生することなく、フィルムロールの慣性による回転を防止できるから、フィルムロールのオーバーランを防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
以下の説明では被包装物の一例として内容物の収容されたトレーＴを例示して説明するが、被包装物としては、トレーＴに載せられていない商品であってもよい。

まず、本包装装置の基本的な構造および動作について説明する。
図１に示すように、本包装装置は、被包装物を正面側２ａから搬入して包装した後、正面側２ａに排出する前方排出型の包装装置であって、正面２ａには、コンベヤなどの供給装置２０が設けてある。

図２において、供給装置２０は、内容物Ｍの載ったトレー（被包装物）Ｔをリフタ２０１上に供給する。リフタ２０１の各ポスト２１０は、包装機構２００の包装ステーション（包装部）Ｓの直下に配置されていると共に、昇降手段２０８により上下昇降自在とされている。このリフタ２０１は、供給装置２０からトレーＴが供給されると、上昇してトレーＴを包装ステーションＳまで持ち上げる。

一方、包装動作に先立ち、前記包装ステーションＳには、張設状態のフィルムＦが一対の搬送ベルト３，３によって供給されている。このフィルムＦは、トレーＴが押し上げられると、トレーＴの上面に密着する。この状態で、フィルム折込み機構２０３は、図３の一対の左右折込板２０４，２０４と、後折込板２０５と、丸棒状の前折込部材２０６と、プッシャー２０７（図２）によって、フィルムＦの前後左右の各側縁部を、トレーＴの底面側に折り込んで包装すると共に、図２の熱溶着コンベヤ１０上に包装済のトレーＴを搬送する。熱溶着コンベヤ１０は、底面に折り込まれたフィルムＦ同士を互いに溶着し、その後、トレーＴが排出台２０９上に排出される。
なお、排出される包装済の商品Ｍには、ラベル貼付機１２（図１）によってラベルが貼付される。

フィルム供給機構：
図４の概略断面図に示すように、本装置の左右方向の両側には、フィルム渡し手段５および切断装置６からなるフィルム供給機構と、フィルムロールＦｒとが、それぞれ一対設けられている。前記左右のフィルム供給機構のうち、いずれか一方のフィルム供給機構が選択されてフィルムＦが、搬送ベルト（供給手段）３，３により包装ステーションＳに供給される。

フィルム渡し手段５は、フィルムロールＦｒから引き出されたフィルムＦを前記搬送ベルト３，３に受け渡す。搬送ベルト３，３は、フィルムＦの搬送方向Ｙに沿った図３の両側縁部Ｆｅを挟持し、該フィルムＦを図４の包装ステーションＳに向って引き出す。
切断装置６は、フィルムＦが搬送ベルト３，３により所定量だけ引き出された後に、フィルム渡し手段５と搬送ベルト３，３との間においてフィルムＦを切断する。
なお、前記フィルム供給機構は概ね左右対称に構成されており、以下の説明では主に右側の部分について説明する。

前記フィルム渡し手段５は、一対のフィルム差込板５１，５２と、フィルム差込板５１に支持される複数のワンウェイローラ５３（図５）とを備えている。
図５はフィルム差込板５１，５２を側面側から描いたものである。図５に示す前記フィルム差込板５１，５２は、搬送ベルト３，３に渡すフィルムＦの先端側を挟み付け、図５の破線で示す進入端位置Ｐ２と実線で示す退避端位置Ｐ１の間を上下に移動する。フィルム差込板５１，５２は、前記進入端位置Ｐ２において、搬送ベルト３，３にフィルムの先端部Ｆ２を差し渡す。

なお、ワンウェイローラ５３は、フィルム差込板５１，５２に挟まれたフィルムＦが下方に抜け落ちないようにフィルムＦの表面に接触していると共に、一方向にのみ回転可能となっていることで、フィルムＦの引き出しを許容する。

図６および図７は、フィルムＦの供給および切断動作を示す概略正面図である。
図６（ａ）に示すように、切断装置６は、カッタ６１とチョッピングベース６２とを備えている。カッタ６１は、押え板６３，６３と、カッタ刃６４とを備えている。図７（ｂ）に示すように、押え板６３，６３が、略「コ」字状のチョッピングベース６２との間にフィルムＦを挟持した後、カッタ刃６４によりフィルムＦが切断される。

図６（ａ）に示すように、前記搬送ベルト３，３は、それぞれ一組の下駆動ベルト３１、上従動ベルト３２および導入ベルト３３を備えている。前記導入ベルト３３は上従動ベルト３２の上流端部に設けられており、破線および実線で示すように開閉駆動する。すなわち、導入ベルト３３は、フィルム渡し手段５によって下方から送られてくるフィルムＦを下駆動ベルト３１の上流端部３４との間で挟持して、このフィルムＦを下駆動ベルト３１と上従動ベルト３２との間へと導く。

巻出装置７：
前記フィルムロールＦｒは、図８に示す巻出装置７によって、以下に説明するように引出可能となっている。巻出装置７は、前記フィルムＦの引出時において該フィルムロールＦｒの回転を助長するための装置であり、左右に一対設けられている。以下の説明では右側の巻出装置７について例示して説明する。

図８に示すように、前記巻出装置７は、フィルムロールＦｒが装填される巻出ローラ７０を巻出方向（図８における反時計まわり）に回転させるものであり、駆動軸７４およびモータ７８を備えている。前記巻出ローラ７０と駆動軸７４との間や、駆動軸７４とモータ７８の出力軸７５との間には、それぞれベルト７２，７７が架け渡されており、前記モータ７８の出力軸７５の回転により駆動軸７４を介して巻出ローラ７０が回転される。

前記モータ７８の回転力によるフィルムロールＦｒの周速度は、搬送ベルト３，３（図４）によるフィルムＦの前記引出速度よりも常に小さな値になるように設定されている。たとえば、前記フィルムロールＦｒの周速度は、フィルムロールＦｒが最大径の場合におけるフィルムＦの引出速度よりも若干小さい値に設定されている。

図９に示すように、前記駆動軸７４にはブレーキ８５およびワンウェイクラッチ８６が設けられている。
前記ワンウェイクラッチ８６は、たとえば、ラチェットを用いたフリーホイールからなり、図８の駆動軸７４の巻出方向のみの回転を巻出ローラ７０に伝える。ワンウェイクラッチ８６は、フィルムＦがフィルムロールＦｒから引き出される方向に巻出ローラ７０が回転するのを許容すると共に、巻出ローラ７０が反対方向に回転するのを防止するように設定されている。

図９の前記ブレーキ８５は、たとえば電磁ブレーキからなり、前記巻出ローラ７０が慣性で回転するのを防止する。
なお、駆動軸７４には該駆動軸７４の回転を検出する回転速度検出器（ロータリーエンコーダ）８０が設けられており、かかる回転速度検出器８０からの回転信号に基づいて、フィルムロールＦｒの周速度が制御される。

前述の各手段および各装置は、たとえば、モータドライバ（駆動回路）やマイクロコンピュータからなる図示しない制御手段によって制御されている。なお、前記制御手段は、周知のサーボモータ等を電圧制御等することにより、後述のような前記搬送ベルト３，３の速度制御を行う。

フィルムＦの供給方法：
つぎに、フィルムＦの供給方法について、図１０および図１１のタイミングチャートを用いて説明する。
図１０（ａ）は、従来のフィルムＦの供給タイミングを示す。
図１０（ａ）に示すように、フィルムＦは第１〜第３期間を経て、包装ステーションＳの所定の位置に搬送される。

図１０（ａ）の第１期間において、フィルムＦは一定のスピードで、所定の長さだけフィルムロールＦｒから引き出された後、一旦、フィルム送りが停止される。
すなわち、第１期間において、図６（ａ）のフィルム渡し手段５が退避端位置Ｐ１から、図６（ｂ）に示す進入端位置Ｐ２まで上昇し、導入ベルト３３と上流端部３４との間にフィルムＦの先端部Ｆ２を差し入れる。

前記差し入れ後、図７（ａ）に示すように、導入ベルト３３が閉じて、下駆動ベルト３１と導入ベルト３３との間にフィルムＦの先端部Ｆ２が挟み付けられる。これにより、フィルムＦが前記各ベルト３１，３２，３３によってフィルムロールＦｒから所定の長さ（フィルム長に近く、該フィルム長よりも若干短い長さ）だけ引き出される。一方、フィルム渡し手段５は、退避端位置Ｐ１まで下降して停止する。

図１０（ａ）に示す第１期間の後、第２期間においてフィルムＦの切断が行われる。
すなわち、図７（ｂ）に示す押え板６３，６３が、チョッピングベース６２の上下の突出部との間にフィルムＦを挟持した後、カッタ刃６４が前進することにより、フィルムＦが切断される。

その後、図１０（ａ）の第３期間において、図４の搬送ベルト３，３によって、切断されたフィルムＦの搬送が行われ、当該切断されたフィルムＦが包装ステーションＳの所定の位置まで搬送される。

このような従来の供給切断方法では、第２期間の前に、フィルム送りを停止している。フィルム送りが急停止されると、フィルムロールＦｒが慣性により回転し、図８の二点鎖線で示すように、フィルムＦが弛む。そのため、図１０（ｂ）に示すように、チョッピングベース６２と押え板６３，６３との間のフィルムＦ、つまり、フィルムＦの被切断部位が弛むので、フィルムＦを直線状に切断できない。

かかる不具合に対処するために、本包装装置では、図１０（ｃ）に示すタイミングで各機器の制御を行っている。
すなわち、第１期間において、フィルムＦは、まず、高速の第１速度Ｖ１で引き出され、ついで、第１速度Ｖ１よりも遅い低速の第２速度Ｖ２まで減速される。第２期間では、前記第２速度Ｖ２でフィルムＦが引き出されている間に切断が行われる。その後、第３期間では、切断されたフィルムＦは、第２期間における第２速度Ｖ２よりも大きな前記第１速度Ｖ１で搬送される。

このように、前記第２期間中にも、搬送ベルト３，３によるフィルムＦの引き出しが行われるので、つまりフィルム送りが停止されないから、フィルムＦが弛むのを防止することができる。したがって、図７のチョッピングベース６２と押え板６３，６３との間のフィルムＦが弛まないので、フィルムＦを直線状に切断することができる。

本実施例の場合、フィルムＦの引き出しに応じてブレーキ８５を作動させ、フィルムロールＦｒの回転を減速させた後停止させている。
たとえば、図１１（ａ）に示すように、第１速度Ｖ１からの減速開始時点で、ブレーキ８５（図９）を作動させてフィルムロールＦｒの回転を完全に停止させた場合には、図１１（ｂ）に示すように、フィルムＦに大きくテンションがかかり、フィルムを引き出す抵抗になる。したがって、フィルムＦが不用意に伸張されるため、フィルムのカット長（フィルム長さ）のバラツキが大きくなるうえ、フィルムＦの供給位置の精度も低下する。

一方、図１１（ｃ）に示すように、第２速度Ｖ２に減速された後、切断と略同時に、ブレーキ８５を用いてフィルムロールＦｒの回転を減速した後停止させた場合には、フィルムロールＦｒの停止が間に合わず、図１１（ｄ）に示すように、フィルムロールＦｒがフィルムＦを巻き込むようにオーバーランする場合がある。かかる場合には、フィルムＦが張力による破断するおそれがある。

そこで、図１１（ｅ）に示すように、フィルム送りの速度を、第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２に減速している最中に合わせて、僅かな時間（たとえば、約５０ｍｍ／ｓｅｃ）だけブレーキ８５をＯＮし、フィルムロールＦｒの回転を実質的に停止させることなく回転速度を一時的に減速させる。その後、ブレーキ８５をＯＦＦにし、フィルムＦのカットを行うと同時に再びブレーキ８５をＯＮさせて、フィルムロールＦｒの回転を停止させる。すなわち、第１期間の高速搬送（第１速度Ｖ１）から切断までの間に、巻出ローラ７０の回転を一時的に減速させている。

このように、ブレーキ８５の作動を２回に分けて行うことにより、フィルムの引き出しの速度の変化に合わせて、フィルムロールＦｒの回転を減速させることができる。したがって、フィルムに負荷をかけることがないから、フィルムの供給位置の精度やカット長の精度を安定させることができる。

図１２は、より好ましい例を示している。
図１２に示す例では、第１期間の終わりにおいて、フィルムＦの引き出しは高速の第１速度Ｖ１から一時的（微小時間）に停止される。一方、ブレーキ８５は、該第１期間の終わりに、フィルムの引き出しが一時的に停止されたタイミングで僅かな時間作動し、フィルムロールＦｒの回転を停止させ、その後、ブレーキ８５はＯＦＦとなる。
その後、第２期間において、フィルムＦは低速の第２速度Ｖ２で引き出されながら、カッタ６１により切断される。一方、ブレーキ８５は、フィルムＦのカットを行う時点で再び作動し、フィルムロールＦｒの回転を停止させる。その後、第３期間において、切断されたフィルムＦが高速の第１速度Ｖ１で搬送される。

このように、第１期間の終わりに、フィルムの引き出しを一時停止させることにより、第１期間におけるフィルムの引き出し長さの制御が容易になると共にフィルム長さの精度を向上させることができる。

ところで、前述のように、図３のように、一対の左右折込板２０４，２０４と、後折込板２０５と、丸棒状の前折込部材２０６と、プッシャー２０７（図２）によって、フィルムＦの前後左右の各側縁部が、トレーＴの底面側に折り込まれて包装される。
かかる包装時には、後折込板２０５が後側のフィルムＦをたぐり寄せることにより、フィルムＦが図２に示すポスト２１０に覆い被さる。そのため、フィルムＦが後端（後折込板２０５側）のポスト２１０に絡んで引っ掛かり破れるおそれがある。

そこで、本包装装置では、図１３に示すようにポスト２１０の後端に、ガイド板９０を取り付けている。ガイド板９０を取り付けることにより、後折込板２０５によってたぐり寄せられるフィルムＦがポスト２１０に絡まらず、該ガイド板９０に沿ってフィルムＦをスムースに折り込むことができる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、包装装置としては、正面側から包装済の商品を排出するタイプの包装装置の他に、包装済の商品を背後に排出するタイプであってもよい。
また、前述の折込式の包装装置の他に、いわゆるトップシール式の包装装置についても同様に適用し得る。
また、フィルムロールの巻き径に応じて巻出ローラの回転数を制御する場合等においては、前記ブレーキを設ける必要はない。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。

本発明は、フィルムロールから引き出したフィルムを用いて被包装物を包装する包装装置に用いることができる。

本発明の一実施例にかかる包装装置の概略斜視図である。包装機構を示す概略側面図である。フィルムの折り込み動作を示す斜視図である。フィルムの供給機構を示す概略断面図である。フィルムの渡し手段を示す正面図である。フィルムの渡し動作を示す正面図である。フィルムの切断動作を示す正面図である。巻出装置を示す正面図である。巻出装置を示す側面図である。（ａ）は従来のフィルムの供給方法を示すタイムチャート、（ｂ）は従来のフィルム切断時の様子を示す要部の正面図、（ｃ）は本包装装置のフィルムの供給方法を示すタイムチャートである。フィルムの供給方法の他の例を示すタイムチャート、ならびに、フィルム供給の様子を示す要部の正面図である。フィルムの供給方法の更に他の例を示すタイムチャートである。フィルムの折り込み時のポスト等を示す部分斜視図である。

符号の説明

３：搬送ベルト（搬送手段）
６１：カッタ
７０：巻出ローラ
７８：モータ
Ｆ：フィルム
Ｆｒ：フィルムロール
Ｓ：包装ステーション（包装部）

Claims

フィルムロールからフィルムを引き出し包装部へ搬送し、該包装部において前記被包装物の上面をフィルムで覆って包装する包装装置であって、
前記フィルムロールからフィルムを引き出し、かつ、フィルムを前記包装部に向かって搬送する搬送手段と、
前記フィルムロールから引き出されたフィルムを切断するカッタと、
前記フィルムを所定の長さだけ前記フィルムロールから引き出す第１期間、前記第１期間後に更にフィルムを引き出しながらフィルムの切断動作を行う第２期間、ならびに、前記切断したフィルムを前記包装部の所定の位置まで搬送する第３期間の間、前記搬送手段およびカッタの動作を制御し、前記第２期間中のフィルムの速度が前記第１期間中のフィルムの速度よりも小さくなるように前記搬送手段の駆動を制御する制御手段と、
前記フィルムロールが装填され、モータにより回転駆動される巻出ローラとを備え、
前記第１期間の高速搬送から前記切断までの間に前記巻出ローラの回転を一時的に減速させるように前記制御手段が制御する包装装置。
請求項１において、前記制御手段は、前記第３期間のフィルムの速度が前記第２期間のフィルムの速度よりも大きくなるように前記搬送手段の駆動を制御する包装装置。
請求項１もしくは２において、前記制御手段は、前記第１期間の終わりに前記搬送手段の駆動を一時的に停止させる包装装置。