JP4132160B2 - スパイラル式ストレッチ包装機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスパイラル式ストレッチ包装機に関し、より詳しくは回転リング型のスパイラル式ストレッチ包装機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
架柱に沿って昇降する昇降フレームに被包装物の平面寸法より充分大きい内径を有するリングを回転自在に支持させ、該リングにフィルム供給装置を取付け、このリングをモーターで駆動回転させてフィルムを被包装物の側面にスパイラル状に巻付ける回転リング型のスパイラル式ストレッチ包装機は、これまでの回転テーブル型のように重い荷物を回転テーブル上に載せて回転させる必要もなく、また回転アーム型のように、重い逆Ｌ字形アームをフレームから吊り下げて回転させることもないので、重いバランスウエイトや堅牢で高価なベアリングを用いる必要もなく、従って、装置全体を軽量化することができ、従来の２倍もの高速でフィルム供給装置を回転させることができるという長所がある。
【０００３】
更に昇降フレームにフィルムの巻終り部分の切断手段、フィルムの一方の切断端部を被包装物上に係止する手段並びに他の切断端部を挟持する手段を取付けることができるので、これらの装置はフィルム供給装置と共に昇降し、両者の関係位置は常に同一に保たれる。従って、フィルム供給装置が上下どの位置にあっても、フィルムの切断と切断端部の係止を行うことができる。例えば、フィルムを被包装物の上端から下端に、そして再び上端まで巻くことも、またその逆も可能である。あるいは上から下に、または下から上に片道だけ巻くこともできる。さらに被包装物の側面周囲に一か所又は複数箇所鉢巻き状にフィルムを巻き付けることもできるという長所もある。
【０００４】
しかしながら、リングに取付けられて回転しているフィルム供給装置に外部から給電することが困難なため、ストレッチ包装に必要な張力をフィルムに付与する方式が限定されるという問題があった。
【０００５】
すなわち、ブレーキローラー方式（実公昭６３−２３２８３号公報第１図符号１４〜１７参照）の場合は永久磁石を用いたマグネットブレーキを有するものに限られるし、プリストレッチ方式の場合は特公昭５９−４０６８２号公報に開示されているローラプリストレッチ方式とするか、あるいは特願平９−１３４５３８号明細書図１０に示すように、フィルム供給装置（１２）に取付けたダイナモ（１５）で発電した電気でモーター（１２ｆ）を回転させて延伸ローラー１２ｃ，１２ｄを強制駆動するパワード・プリストレッチ方式に限定される。
【０００６】
一方、図７及び図８に示すように、四角柱形の被包装物に、パワード・プリストレッチ方式のフィルム供給装置から一定の速度で繰出される延伸フィルムを巻付けるとき、被包装物とフィルム供給装置の間で、フィルムにかかる張力の変動が繰返し発生し（特願平６−０９７３６３号明細書、図６及び図７参照）、包装工程中、フィルムの切れや被包装物の変形の原因となっていた。
また、これを回避する（例えば、前出出願明細書記載の発明）手段を、回動するフィルム供給装置上に設けるためには、別に制御のための安定した電力の供給が前提となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたもので、その課題は、リング上に取付けたフィルム供給装置に給電することなく、前記１対の延伸ローラーを強制駆動させ、かつその回転数を外部からの信号によって都度変え、該フィルム供給装置からのフィルム供給量を（四角柱形の被包装物をストレッチ包装する際、繰返し発生する被包装物からのフィルム繰出し要求量の変化に対応して）変化させることのできる構造の回転リング型スパイラル式ストレッチ包装機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のスパイラル式ストレッチ包装機は、架柱に沿って昇降する昇降フレームにそれぞれ回転自在に支持されている１対のリングの一方（第１リング）に、該リングを回転させる駆動手段を設けるとともに、さらにフィルム巻取支持機構と、下流のローラーが上流のローラーより設定された比率で速く回転するよう連結された１対の延伸ローラーよりなるフィルム供給装置を取付け、また他方のリング（第２リング）には該リングを外部からの入力信号を受けて速度を変えて正転及び／又は逆転させる駆動手段と、該リングの回転（運動）を前記１対の延伸ローラーのいづれか一方の回転軸に伝達する手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明装置は、被包装物を搬出入するコンベアを有し、前記昇降フレームにフィルム切断手段、切断されたフィルムの被包装物寄りの端部を被包装物上に係止する手段並びに該フィルムのフィルム巻取寄りの端部を挟持する手段を設けた自動スパイラル式ストレッチ包装機とすることができる。
【００１０】
前記第１リング及び第２リングを回動させるための駆動手段としては、実施例に示すように、これらリングの外周にかけた駆動エンドレス・ベルト、あるいはリングの内面に複数のガイドローラーによって圧接される駆動エンドレス・ベルトとしてもよいが、これらリングの外周及び／又は内周を摩擦係数の大きい材料で被い、これら外周又は内周に駆動フリクション・ローラーを圧接してもよい。
【００１１】
また、リング自体を外かみ合い歯車、又は内歯車とし、駆動源に連結したピニオンで駆動してもよい。更に前記リング自体を外かみ合い歯車、又は内歯車とする代りに、これらリングの外周又は内周全周にチェーン又はタイミング・ベルトを取付けてもよい。
【００１２】
更に、前記第２リングの回転を一対の延伸ローラーのいづれか一方のローラーの回転軸に伝達する手段としては、（実施例のように）第２リングと、１対の延伸ローラーのいづれか一方に取付けられているプーリーとをエンドレス・ベルトで連結しても、また前記プーリーを直接第２リングの外周又は内周に圧接しても、更に前記したように第２リング自体を外かみ合い歯車、又は内歯車とする場合は前記プーリーの代りにピニオンを取付け、該ピニオンを第２ガイドリングの外周又は内周に設けた歯と噛み合せてもよい。
【００１３】
【作用】
本発明装置では、架柱に沿って昇降する昇降フレームに支持されている第１リングを回転させることにより、該リングに取付けたフィルム供給装置を被包装物の周囲で回動させ、前記フィルム供給装置に組込まれていて、下流のローラーが常に設定された比率で上流のローラーより速く回転するよう連結された１対の延伸ローラーの間でストレッチフィルムを延伸し、張力を付与して被包装物の側壁にスパイラル状に巻付けるという作用が達成される。
【００１４】
更にその際、外部からの入力信号を受け、第２リングを速度を変えて正転及び／又は逆転させ、その回転運動を前記１対の延伸ローラーのいづれか一方の回転軸に伝達することで、これら延伸ローラー群によるフィルムの繰出し速度を単に第１リング（つまりフィルム供給装置）の回転開始直後の増速と、停止直前の減速に合せて増減するだけでなく、四角柱形の被包装物をストレッチ包装する際、繰返し発生する被包装物側からのフィルム繰出し要求速度の変化に対応して変化させるという作用も達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明のスパイラル式ストレッチ包装機の一実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は本発明の一実施例であるスパイラル式ストレッチ包装機の斜視図、図２は図１の装置の要部斜視図、図３は図２のＡ−Ａ′線に沿う断面図、図４は昇降フレーム上に取付けられているフィルムグリッパー及び揺動アームの図２の矢印Ｂの方向から見た立面図、図５は図４のフィルムグリッパー及び揺動アームの作動を説明するための概略平面図で、図面を見易くするため、第２リング及びその付属品の図示を省略した。図６は第２リングの駆動手段の制御方法を説明するための概略系統図で、図面を見易くするため、フィルムグリッパーと揺動アームの図示を省略した。
【００１６】
図中の符号１は昇降フレーム、２は門型フレーム、２ａは架柱、３はコンベア、４はリング組立体、５は第１リング、６は第２リング、７はフィルム供給装置、８はフィルムグリッパー、９は揺動アーム、１０は被包装物、１１は支持ブラケット、１２は受けローラー、１３はガイドローラー、２１はスプロケット、２２はエンドレス・チェーン、２３はシャフト、３１はセンサー、５１はエンドレス・ベルト、５２はモーター、５３はローラー、６１はエンドレス・ベルト、６２は第２リングの駆動手段、６２ａはエンドレス・ベルト、６２ｂはガイドローラー、６２ｃはテンション・ローラー、６２ｄはモーター、７１は巻取支持シャフト、７２は上流延伸ローラー、７３は下流延伸ローラー、７４はプーリー、７５はガイドローラー、７６はブラケット、９１はフィルム押え、９２は熱線ナイフ、９３はエアシリンダー、Ｆはストレッチフィルム又はストレッチフィルムの巻取、Ｐはパルス発生器、Ｑは周波数変換器、Ｒはサーボアンプ、Ｓはシーケンサーである。
【００１７】
図１を参照して、本実施例のストレッチ包装機は門型フレーム２と、該門型フレームの架柱２ａに沿って昇降する昇降フレーム１と、該昇降フレームに支持されているリング組立体４と、同じく昇降フレーム１に取付けられているフィルムグリッパー８及び揺動アーム９と被包装物１０を搬出入する（チェーン）コンベア３から構成されている。
【００１８】
前記門型フレーム２の架柱２ａには昇降フレーム１を昇降するため、それぞれ１対のスプロケット２１と１本のエンドレス・チェーン２２が取付けられていて、両架柱２ａのチェーン２２が連動するように架柱２ａの下方の両スプロケット２１がシャフト２３で連結され、図示されていない可逆（転）モーターで駆動される。
【００１９】
リング組立体４は、第１リング５と第２リング６とからなり、これら両リングは互いに回転自在に連結され、第１リング５にはフィルム供給装置７がブラケット７６で取付けられている。第１及び第２リング５，６は後述するように、それぞれ別の駆動手段で駆動されて回転する。なお、（チェーン）コンベア３の側方には搬入される被包装物をストレッチ包装するために定位置で停止させるセンサー３１が設けられている。
【００２０】
図２及び図３を参照して、本実施例の装置の昇降フレーム１と、それに支持されているリング組立体４及びこれらの構成部分について説明する。
昇降フレーム１にはリング組立体４を支持する支持ブラケット１１が複数個所取付けられている。
図３を参照して、昇降フレーム１とリング組立体４、第１リング５と第２リング６が連結されている状態を説明すると、昇降フレーム１の支持ブラケット１１の下端には受けローラー１２が、そしてそのわずか上方にはガイドローラー１３が回転自在に取付けられている。受けローラー１２は第２リング６を下方から受け止め、ガイドローラー１３は第２リング６の側面に接触して回転する。
また、第２リング６の垂直面にはエンドレス・ベルト６１が掛けられているが、該ベルトは駆動されず、該ベルトで第２リング６を回転させることはない。
【００２１】
第１リング５の垂直面の下方には、ローラー５３が取付けられていて、これによって第１リング５は、第２リング６の水平面上を滑走する。また、第１リング５の上方の垂直面の凹みには、エンドレス・ベルト５１が掛けられていて、変速モーター５２により駆動され、第１リング５は第２リング６の水平面上で一方向に回転する。
【００２２】
第１リング５には、図２に示すように、フィルム供給装置７がブラケット７６で取付けられていて、このフィルム供給装置７はフィルム巻取Ｆを支持する巻取支持シャフト７１と、上流延伸ローラー７２と、下流延伸ローラー７３とより成り、ストレッチフィルムを延伸して該フィルムに張力を付与するため、下流延伸ローラー７３が上流延伸ローラー７２より一定の比率で速く回転するよう、それぞれの回転軸に選択された歯数の歯車が取付けられタイミングベルトで連結されている。
また、下流延伸ローラー７３にはプーリー７４が取付けられている。第２リング６の外周に巻付けられているエンドレス・ベルト６１は、１対のガイドローラー７５の周囲を迂回し、前記プーリー７４の外周にも掛けられている。
【００２３】
符号６２（図２）は第２リング６の駆動手段で、エンドレス・ベルト６２ａは複数のガイドローラー６２ｂによって第２リング６の内面に圧接されている。符号６２ｃはエンドレス・ベルト６２ａの張力を維持するためのテンション・ローラーであり、符号６２ｄは駆動モーターで、例えば、Ａ．Ｃ．サーボモーターのように外部からの指令に敏速に反応し、正逆転及び変速できるモーターが用いられる。
【００２４】
図４に示すように、揺動アーム９にはフィルムを切断する熱線ナイフ９２と切断された片面粘着性ストレッチフィルムの被包装物側の端部をすでに被包装物１０上に巻きつけられているストレッチフィルム上に粘着させて係止させるためのフィルム押え９１が取付けられている。揺動アーム９は、昇降フレーム１上に旋回自在に取付けられ図示されていないエアシリンダーによって旋回する。また、熱線ナイフ９２はエアシリンダー９３によってストレッチフィルムに対して前後動する。
前記昇降フレーム１には、図示されていないエアシリンダーによって開閉するフィルムグリッパー８が設けられている。
【００２５】
なお、昇降フレーム１上でのフィルムグリッパー８、揺動アーム９の取付位置は、第１リング５上に取付けられているフィルム供給装置７が設定された回数だけ回転した後、停止する位置と概ね一致している。
前記フィルムグリッパー８は実用新案登録第２５０９２７０号公報に記載されている「フィルムグリッパー装置」としてもよく、また、非粘着性フィルムを用いる場合、前記実施例における揺動アーム９には例えば実公昭６３−２３２８３号公報に記載されているヒートシーラーを取付けることが好ましい。
【００２６】
更に、本発明装置においては、フィルム切断手段、切断されたフィルムの被包装物寄りの端部を被包装物上に係止する手段並びに該フィルムのフィルム巻取寄りの端部を挟持する手段として特開平６−２１１２００号公報記載の機構の装置を用いることもできる。
【００２７】
次に本実施例の装置の作動の一例について説明するが、本発明の装置は、従来の回転型ストレッチ包装機と同様、制御プログラムを変えるだけで前記した各種の巻き方をすることもできる。コンベア３によって搬入された被包装物１０は前記リング組立体４の直下に達したとき、センサー３１によって自動的に停止する。このとき、フィルム供給装置７の巻取支持シャフト７１に取付けられているストレッチフィルムの巻取から巻出されたストレッチフィルムＦの先端はフィルムグリッパー８によって挟持されている。次いで、昇降フレーム１は下降し、フィルム巻取Ｆの下端が被包装物１０の上端を少し過ぎたとき、モーター５２が低速で始動し、エンドレス・ベルト５１を介して、第１リング５を駆動回転させる。第１リング５の回転は急速に増速し、所定の回転速度に達する。第１リング５に取付けられているフィルム供給装置７も共に被包装物１０の周囲を回動し、ストレッチフィルムＦを上流延伸ローラー７２と、下流延伸ローラー７３の間で延伸し、これにより該フィルムに張力を付与し、被包装物１０の周囲にスパイラル状に巻付ける。（第２延伸ローラーの作動及び１対の延伸ローラーが繰出すフィルムの速度については後述する。）
【００２８】
昇降フレーム１は架柱２ａに沿って下降し、被包装物１０の下端に到達すると上昇に転じ、再び前記第１リング５が回転を開始した高さまで上昇し、ストレッチフィルムＦは被包装物１０の側面にクロス・スパイラル状に巻付けられる。フィルム供給装置７が回動を開始した高さまで達すると、モーター５２は減速して停止し、第１リングも回動を止め、フィルム供給装置も回動開始前の元の位置で停止する。
【００２９】
次いで、図５に示すように、揺動アームが揺動し、フィルム押え９１が、ストレッチフィルムＦの巻終り端部を被包装物１０の側面に押着すると共に、フィルムのコースをフィルムグリッパー８の下を通るよう変更させる。次に、フィルムグリッパー８が閉じてフィルムを挟持すると、揺動アーム９の熱線ナイフ９２に通電され、エアシリンダー９３が作動し、前記ナイフをフィルムＦに押付け、フィルムグリッパー８の被包装物１０寄りでストレッチフィルムＦを切断する。昇降フレーム１は更に上昇して当初の高さで停止すると、コンベアが始動して被包装物１０を排出する。これらの作動は、上述した限りでは、従来の回転リング型スパイラル式ストレッチ包装機と異なるところはない。
【００３０】
以下、本発明の特徴である第２リングの作動とその機能について説明する。
第１リング５がモーター５２により駆動され回転すると、ブラケット７６によって、第１リング５と連結されているフィルム供給装置７も共に回動する。このとき、第２リング６がその駆動手段６２によって駆動されず、静止していると、エンドレス・ベルト６１も静止している。この状態で、回動しているフィルム供給装置７の一部である下流延伸ローラー７３のプーリー７４は静止しているエンドレス・ベルト６１に係合しているので、該ベルト上を滑走し、駆動回転させられる。そして、上流延伸ローラー７２は下流延伸ローラー７３と一定の比率で遅く回転するよう連結されているので、ストレッチフィルムＦは両ローラー間で延伸され、張力を付与されて繰出される。
【００３１】
本実施例においては、第１リング５だけが回転し、第２リング６が静止している状態で、フィルム供給装置７から繰出されるフィルムの速度が被包装物が要求するフィルムの繰出し速度の最大値になるよう設定されていて、フィルム繰出し速度を遅くするためには、第２リング６を第１リング５と同一方向に回転させればよく、また、第２リング６を第１リング５と同方向に、同一角速度で回転させれば、ストレッチフィルムの繰出しは止まる。つまり、第２リング６が第１リング５と同一方向に回転する速度を０から第１リング５と同一角速度に達する範囲で、適当に制御すれば、フィルム供給装置からのフィルム供給量を（被包装物からのフィルム繰出し要求量の変化に対応して）変化させることができるという訳である。
【００３２】
また、上記とは別のケースとして、第１リングだけが回転し、第２リングが静止している状態で、フィルム供給装置７が被包装物の周囲を１回転する間に繰出されるフィルムの長さを、被包装物の周囲の寸法とほぼ同一となるように設定してもよい。つまり、第２リングが静止した状態でフィルム供給装置７が繰出すフィルムの繰出し速度を、被包装物が要求するフィルムの平均繰出し速度に合せて設定しておくと、この（平均）速度より速い速度でフィルムを繰出すには、第２リング６を第１リング５と逆の方向に回転させればよく、遅い速度で繰出すには、第２リング６を第１リング５と同じ方向に、第１リングより遅い角速度で回転させればよく、また、第２リングを第１リングと同じ方向に同じ角速度で回転させれば、本実施例の場合と同様、フィルムの繰出しを止めることができる。
【００３３】
次に図６を参照して、第２リング６の駆動手段６２の駆動モーター６２ｄを被包装物１０からのフィルム繰出し要求量に対応して変速させる制御方法の一例について説明する。
パルス発生器Ｐは第１リング５を駆動するモーター５２によって駆動されて、回転し、第１リング５の１回転当りの所定の数のパルス信号を発信する。このパルス信号は周波数変換器ＱとシーケンサーＳの両方に送られる。シーケンサーＳに送られたパルス信号はシーケンサー内でカウントされ、これによって、フィルム供給装置７と被包装物１０の関係位置が特定される。そして、予め設定された位置に達したとき、その位置を識別する信号が周波数変換器Ｑに発信される。
【００３４】
一方、周波数変換器Ｑには、シーケンサーＳから、ある位置識別信号を受けたとき、パルス発生器Ｐから直接入力されるパルス信号を変換する比率がそれぞれ予め入力されていて、これに基づき、パルス発生器Ｐから直接入力されるパルス信号を変換して、サーボアンプＲに出力し、これによって駆動モーター６２ｄ（サーボモーター）を変速する。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、リングに取付けたフィルム供給装置に給電することなく、前記１対の延伸ローラーを強制駆動させ、かつその回転数を外部からの信号によって都度変え、該フィルム供給装置からのフィルム供給量を（四角柱形の被包装物をストレッチ包装する際繰返し発生する被包装物からのフィルム繰出し要求量の変化に対応して）変化させることのできる構造の回転リング型スパイラル式ストレッチ包装機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるスパイラル式ストレッチ包装機の斜視図である。
【図２】図１の装置の要部斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。
【図４】昇降フレーム上に取付けられているフィルムグリッパー及び揺動フレームの図２の矢印Ｂの方向から見た立面図である。
【図５】図４のフィルムグリッパー及び揺動アームの作動を説明するための概略平面図である。
【図６】第２リングの駆動手段の制御方法を説明するための概略系統図である。
【図７】フィルム供給装置を被包装物に対して相対回転させるタイプのストレッチ包装機において、前記相対回転の各段階において、フィルム供給要求量の変動が生ずる過程を説明するための概略平面図である。
【図８】図７の各過程で発生するフィルム供給要求量の変動をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
１：昇降フレーム、２：門型フレーム、２ａ：架柱、３：コンベア、４：リング組立体、５：第１リング、６：第２リング、７：フィルム供給装置、８：フィルムグリッパー、９：揺動アーム、１０：被包装物、１１：支持ブラケット、１２：受けローラー、１３：ガイドローラー、２１：スプロケット、２２：エンドレス・チェーン、２３：シャフト、３１：センサー、５１：エンドレス・ベルト、５２：モーター、５３：ローラー、６１：エンドレス・ベルト、６２：第２リングの駆動手段、６２ａ：エンドレス・ベルト、６２ｂ：ガイドローラー、６２ｃ：テンション・ローラー、６２ｄ：モーター、７１：巻取支持シャフト、７２：上流延伸ローラー、７３：下流延伸ローラー、７４：プーリー、７５：ガイドローラー、７６：ブラケット、９１：フィルム押え、９２：熱線ナイフ、９３：エアシリンダー、Ｆ：ストレッチフィルム又はストレッチフィルムの巻取、Ｐ：パルス発生器、Ｑ：周波数変換器、Ｒ：サーボアンプ、Ｓ：シーケンサー。

Claims (2)

1. 架柱に沿って昇降する昇降フレームにそれぞれ回転自在に支持されている１対のリングの一方のリングに、該リングを回転させる駆動手段を設けるとともに、フィルム巻取支持機構と、下流のローラーが上流のローラーより設定された比率で速く回転するよう連結された１対の延伸ローラーとよりなるフィルム供給装置を取付け、また前記１対のリングの他方のリングには、該リングを外部からの入力信号を受けて速度を変えて正転及び／又は逆転させる駆動手段と、該リングの回転運動を前記１対の延伸ローラーのいづれか一方の回転軸に伝達する手段とを設けたことを特徴とするスパイラル式ストレッチ包装機。
2. 被包装物を搬出入するコンベアを有し、かつ前記昇降フレームにフィルム切断手段、切断されたフィルムの被包装物寄りの端部を被包装物上に係止する手段並びに該フィルムのフィルム巻取寄りの端部を挟持する手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のスパイラル式ストレッチ包装機。

Images