JP7185362B1

JP7185362B1 - フィルム包装機およびフィルム包装方法

Info

Publication number: JP7185362B1
Application number: JP2022066986A
Authority: JP
Inventors: 邦弘石橋
Original assignee: 山川エンジニアリング株式会社
Priority date: 2022-04-14
Filing date: 2022-04-14
Publication date: 2022-12-07
Anticipated expiration: 2042-04-14
Also published as: JP2023157220A

Abstract

【課題】複数の荷物が上下方向に積層された被包装物積層体を包装する場合であっても、荷崩れを起こすことなく各々の荷物をまとめて包装できるフィルム包装機およびフィルム包装方法を提供する。【解決手段】ステップＳ３において、包装用フィルムＦを被包装物積層体Ｐの側面に供給させながらキャリッジ９を上昇させるとともにターンテーブル５を回転させ、包装用フィルムＦを上向きの螺旋状に被包装物積層体Ｐの側面に巻き付ける。ステップＳ４では被包装物積層体Ｐより高い所定位置Ｈｔまでキャリッジ９を上昇させた状態で包装用フィルムＦを供給し、被包装物積層体Ｐの上面の少なくとも一部を包装用フィルムＦで覆わせる。ステップＳ５では所定位置Ｈｔからキャリッジ９を下降させつつターンテーブル５を回転させることによって、包装用フィルムＦを下向きの螺旋状に被包装物積層体Ｐの側面に巻き付ける。【選択図】図４

Description

特許法第３０条第２項適用・販売日：令和３年７月３０日

本発明は、パレット上に積み置かれた段ボール箱などを例とする被包装物にフィルムを例とする帯状の包装材によって包装するためのフィルム包装機およびフィルム包装方法に関する。

品物を入れたコンテナ、段ボール箱、または袋を例とする荷物をパレット上に多数積んで倉庫に保管する場合、当該荷物の荷崩れまたは汚損を防止するために、帯状の包装用フィルムを各々の荷物に巻き付けて包装するようにしている。

荷物（被包装物）の各々を包装用フィルムで包装する作業を人力で行う場合、包装作業を行う作業者にとって負担が大きい。また、人力で被包装物を包装するには長い時間を要する。そのため、包装用フィルムを荷物に巻き付ける作業を自動化できるフィルム包装機が提案されている。従来のフィルム包装機は、荷物を載置するためのターンテーブルと、上下方向に延びる支柱と、当該支柱に沿って上下方向に移動可能なキャリッジとを備えている。

キャリッジは包装用フィルムを供給するフィルム供給機構であり、帯状の包装用フィルムをロール状に巻いた原反ロールを保持するロール保持部材と、原反ロールから供給される包装用フィルムを荷物の側面に接近させるガイド機構とを備えている。ガイド機構が包装用フィルムを荷物の側面に接近させた状態で当該荷物を載置させるターンテーブルを鉛直軸周りに回転させることで、荷物の側面に包装用フィルムが巻き付けられていくように構成されている。

なお上下方向における荷物の長さ（荷物の高さ）が包装用フィルムの幅よりも長い場合、キャリッジを下から上へ（あるいは上から下へ）と移動させつつ荷物の側面に包装用フィルムを供給することにより、包装用フィルムを螺旋状に荷物の側面へ巻き付けて包装する。下から上へ（あるいは上から下へ）と向かう螺旋の形状に包装用フィルムを巻き付けることにより、上下に長い荷物の側面全体を包装できる（例えば、特許文献１）。

特開２００９－１２６５５７号公報

しかしながら、上記従来方法では次のような問題がある。すなわち、複数の不揃いの荷物が上下方向に積層された被包装物積層体を包装対象とする場合、包装したにも関わらず被包装物積層体において荷崩れが発生しやすいという問題が懸念される。すなわち被包装物積層体のうち、特に最上段に積まれた荷物が包装用フィルムによって精度良く固定することが困難な場合があり、その結果、当該最上段に積まれた荷物が崩れやすくなると考えられる。

被包装物積層体の具体的な例として、比較的大型である第１の荷物の上に、当該第１の荷物に関連する物品が収納されており比較的小型である第２の荷物を搭載させた構成が挙げられる。この場合、第１の荷物に収納されている物品と第２の荷物に収納されている物品は関連性があるため、第１の荷物と第２の荷物とを個別に包装するより、第１の荷物および第２の荷物を纏めて包装することが望ましい。すなわち、第１の荷物の上に第２の荷物を搭載させることによって被包装物積層体を形成させ、当該被包装物積層体を包装用フィルムで包装することが望ましい。しかしながら従来のフィルム包装機では第１の荷物および第２の荷物を纏めて包装する場合、特に上側に積まれている第２の荷物が第１の荷物に比して小型であることから両者間に段差が生じ、第２の荷物を側面より十分に固定することが困難であり、第２の荷物が崩れて落下するという事態が懸念される。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、複数の荷物が上下方向に積層された被包装物積層体を包装する場合であっても、荷崩れを起こすことなく各々の荷物をまとめて包装できるフィルム包装機およびフィルム包装方法を提供することを主たる目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るフィルム包装機は、複数の荷物が上下に積層された被包装物積層体を載置させるターンテーブルと、
前記ターンテーブルから所定距離だけ離れた位置に立設される支柱と、
前記支柱に沿って昇降移動可能に構成され、帯状の包装用フィルムをロール状に巻いた原反ロールを回転自在に保持するロール保持機構、および前記原反ロールから繰り出される前記包装用フィルムを前記ターンテーブルに載置された前記被包装物積層体に接近させるガイド機構を備えるフィルム供給機構と、
前記フィルム供給機構および前記ターンテーブルの動作を統括制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記包装用フィルムを前記被包装物積層体の側面に供給させながら前記フィルム供給機構を上昇させるとともに、前記被包装物積層体が載置された前記ターンテーブルを回転させることによって、前記包装用フィルムを上向きの螺旋状となるように前記被包装物積層体の側面に巻き付ける第１ステップと、
前記被包装物積層体より高い所定位置まで前記フィルム供給機構を上昇させた状態で前記ターンテーブルを回転させることにより、前記被包装物積層体の上面の少なくとも一部を前記包装用フィルムにより覆わせる第２ステップと、
前記包装用フィルムを前記被包装物積層体の側面に供給させながら前記所定位置から前記フィルム供給機構を下降させるとともに、前記被包装物積層体が載置された前記ターンテーブルを回転させることによって、前記包装用フィルムを下向きの螺旋状になるように前記被包装物積層体の側面に巻き付ける第３ステップと、
をその順に実行するように前記フィルム供給機構および前記ターンテーブルの動作を制御し、
前記制御部は、前記第３ステップにおいて、前記被包装物積層体の上面を覆う部分の前記包装用フィルムが前記被包装物積層体の側面へ下向きの螺旋状に巻き付けられる部分の前記包装用フィルムによって下方に引っ張られることにより、前記被包装物積層体の上面を覆う部分の前記包装用フィルムから前記被包装物積層体に対して下向きの力が作用して前記荷物の各々が上下方向に固定されるように、前記フィルム供給機構の動作を制御することを特徴とするものである。

（作用・効果）この構成によれば、被包装物を載置させるターンテーブルと包装用フィルムを被包装物に対して供給するフィルム供給機構とを統括制御する制御部は、第１ステップと第２ステップと第３ステップとをその順に実行するようにフィルム供給機構およびターンテーブルの動作を制御する。

第１ステップでは被包装物が載置された前記ターンテーブルを回転させるとともに、包装用フィルムを被包装物の側面に供給させながらフィルム供給機構を上昇させることで包装用フィルムを上向きの螺旋状となるように被包装物の側面に巻き付ける。ターンテーブルを回転させながらフィルム供給機構を上昇させることにより、被包装物の高さが高い場合であっても被包装物の側面全体を包装用フィルムで包装することができる。上向きの螺旋状に巻き付けられた包装用フィルムから被包装物に対して積層体全体に満遍なく中央に向かう方向に力が作用するので、水平方向における被包装物の荷崩れを好適に防止できる。

第２ステップでは被包装物より高い所定位置までフィルム供給機構を上昇させた状態でターンテーブルを回転させることにより、被包装物の上面の少なくとも一部を前記包装用フィルムが覆う。第１ステップに続いて第２ステップを行うことにより、被包装物の高さが高い場合であっても、上向きの螺旋状となるように被包装物の側面に巻き付けられた包装用フィルムを連続して被包装物の上面へと案内させることができる。フィルム供給機構を上昇させて包装用フィルムを被包装物の上面へと案内させることにより、被包装物の上面を包装用フィルムで包装できる。

第３ステップでは所定位置からフィルム供給機構を下降させることによって、包装用フィルムを下向きの螺旋状になるように被包装物の側面に巻き付ける。第２ステップに続いて第３ステップを行うことにより、被包装物の上面に巻き付けられた包装用フィルムを連続して被包装物の側面に案内させ、下向きの螺旋状になるように被包装物の側面に巻き付けることができる。また第２ステップに続いて第３ステップを行うことにより、被包装物の上面に巻き付けられた包装用フィルムは下降するフィルム供給機構によって下方に引っ張られる。そのため、被包装物の上面に巻き付けられた包装用フィルムから被包装物に対して、下向きの力が作用する。従って、被包装物の高さが高い場合であっても包装用フィルムによって上下方向に固定する力が作用するので、上下方向における被包装物の荷崩れについても確実に防止することができる。すなわち、被包装物における水平方向の荷崩れと上下方向の荷崩れとのいずれについても好適に防止できる。

また、上述した発明において、前記制御部は、前記第２ステップにおいて前記包装用フィルムが前記被包装物積層体のうち最上段に積層された前記荷物の上面を覆うように前記フィルム供給機構および前記ターンテーブルの動作を制御することが好ましい。

（作用・効果）この構成によれば、複数の荷物が上下に積層された被包装物積層体を包装用フィルムによる包装対象としており、第２ステップにおいて包装用フィルムが被包装物積層体のうち最上段に積層された荷物の上面を覆うようにフィルム供給機構およびターンテーブルの動作を制御する。第１ステップ、第２ステップ、および第３ステップを順に実行することによって、被包装物積層体の側面は包装用フィルムによって上向き螺旋状および下向き螺旋状に巻き付けられる。すなわち被包装物積層体を構成する多段に積層された複数の荷物は一体となって水平方向および鉛直方向の各々に固定されるので、複数の荷物が上下に積層されている被包装物積層体において、下段の荷物と上段の荷物との間に水平方向または上下方向のズレが生じて荷崩れが起こることをより確実に防止できる。

また、上述した発明において、前記制御部は、前記第１ステップないし前記第３ステップを２回以上繰り返すように構成され、水平方向における前記被包装物積層体の一端側の上面が１回目の前記第２ステップにおいて前記包装用フィルムに覆われ、水平方向における前記被包装物積層体の他端側の上面が２回目以降の前記第２ステップのいずれかにおいて前記包装用フィルムに覆われるように、前記フィルム供給機構および前記ターンテーブルの動作が制御されることが好ましい。

（作用・効果）この構成によれば、制御部は第１ステップないし第３ステップを２回以上繰り返すようにフィルム供給機構およびターンテーブルの動作を制御する。そして水平方向における被包装物の一端側の上面が１回目の第２ステップにおいて包装用フィルムに覆われ、水平方向における被包装物の他端側の上面が２回目以降の第２ステップのいずれかにおいて包装用フィルムに覆われる。この場合、被包装物の一端側および被包装物の他端側の両方について、被包装物の上面を包装用フィルムで覆わせるとともに下向きの力を作用させることができる。よって、被包装物の一端側のみに下向きの力が作用することに起因する被包装物の荷崩れを防止できる。

また被包装物の上面を覆う過程を複数回に分割することにより、被包装物の上面についてより広い範囲を包装用フィルムで覆いつつ、複数回行われる第２ステップの各々において被包装物の上面を覆う包装用フィルムの長さを短くすることができる。そのため、被包装物の上面全体を１回の第２ステップで覆う場合に比べて、単位面積あたりについて、被包装物の上面に作用する下向きの力の大きさをより大きくすることができる。従って、被包装物の上面を覆う過程を複数回に分割することにより、上下方向に被包装物が荷崩れする事態をより確実に防止できる。

また、上述した発明において、前記ターンテーブルの回転角度を随時検知する回転センサを備え、前記制御部は、前記第１ステップないし前記第３ステップを２回以上繰り返すように構成され、前記制御部は、２回目以降の前記第２ステップにおいて、前記被包装物積層体の上面の角部のうち前記包装用フィルムによって覆われていない角部の少なくとも一つに前記包装用フィルムが接触するように、前記回転センサが検知する前記ターンテーブルの回転角度に応じて前記フィルム供給機構の上昇速度または前記ターンテーブルの回転速度を制御することが好ましい。

（作用・効果）この構成によれば、回転センサが検知するターンテーブルの回転角度に応じて、制御部はフィルム供給機構の上昇速度またはターンテーブルの回転速度を制御する。この場合、第２ステップにおいてフィルム供給機構が被包装物より高い所定位置に上昇するタイミングに合わせて、被包装物における所望の位置に包装用フィルムを接触させることができる。特に２回目の第２ステップを行うにあたり、被包装物の上面のうち未だ包装用フィルムによって包装されていない部分に包装用フィルムが接触するよう、被包装物の向きを調整できる。従って、被包装物の上面における同じ位置に重複して包装用フィルムが包装されることに起因して包装効率が低下することを回避できる。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明は、
支柱に沿って昇降移動可能に構成されたフィルム供給機構から供給された包装用フィルムを用いて、複数の荷物が上下に積層された被包装物積層体を包装するフィルム包装方法であって、
前記包装用フィルムを前記被包装物積層体の側面に供給させながら前記フィルム供給機構を上昇させるとともに、前記被包装物積層体と前記フィルム供給機構とを相対的に回転させることによって、前記包装用フィルムを上向きの螺旋状となるように前記被包装物積層体の側面に巻き付ける第１ステップと、
前記被包装物積層体より高い所定位置まで前記フィルム供給機構を上昇させた状態で前記被包装物積層体と前記フィルム供給機構とを相対的に回転させることにより、前記被包装物積層体の上面の少なくとも一部を前記包装用フィルムが覆わせる第２ステップと、
前記包装用フィルムを前記被包装物積層体の側面に供給させながら前記所定位置から前記フィルム供給機構を下降させるとともに、前記被包装物積層体と前記フィルム供給機構とを相対的に回転させることによって、前記包装用フィルムを下向きの螺旋状になるように前記被包装物積層体の側面に巻き付ける第３ステップと、
を備え、
前記第３ステップでは、前記被包装物積層体の上面を覆う部分の前記包装用フィルムが前記被包装物積層体の側面へ下向きの螺旋状に巻き付けられる部分の前記包装用フィルムによって下方に引っ張られることにより、前記被包装物積層体の上面を覆う部分の前記包装用フィルムから前記被包装物積層体に対して下向きの力が作用して前記荷物の各々が上下方向に固定されるように、前記フィルム供給機構の動作が制御される
ことを特徴とするものである。

（作用・効果）この構成によれば、支柱に沿って昇降移動可能に構成されたフィルム供給機構から供給された包装用フィルムを用いて被包装物積層体を包装する場合について、第１ステップと第２ステップと第３ステップとをその順に実行する。

第１ステップでは被包装物積層体とフィルム供給機構とを相対的に回転させるとともに、包装用フィルムを被包装物積層体の側面に供給させながらフィルム供給機構を上昇させることで包装用フィルムを上向きの螺旋状となるように被包装物積層体の側面に巻き付ける。フィルム供給機構を上昇させることにより、被包装物積層体の高さが高い場合であっても被包装物積層体の側面全体を包装用フィルムで包装することができる。上向きの螺旋状に巻き付けられた包装用フィルムから被包装物積層体に対して中央に向かう方向に力が作用するので、水平方向における荷物の荷崩れを好適に防止できる。

第２ステップでは被包装物積層体より高い所定位置までフィルム供給機構を上昇させた状態で被包装物積層体とフィルム供給機構とを相対的に回転させることにより、被包装物積層体の上面の少なくとも一部を前記包装用フィルムが覆わせる。第１ステップに続いて第２ステップを行うことにより、被包装物積層体の高さが高い場合であっても、上向きの螺旋状となるように被包装物積層体の側面に巻き付けられた包装用フィルムを連続して被包装物積層体の上面へと案内させることができる。フィルム供給機構を上昇させて包装用フィルムを被包装物積層体の上面へと案内させることにより、被包装物積層体の上面を包装用フィルムで包装できる。

第３ステップでは所定位置からフィルム供給機構を下降させることによって、包装用フィルムを下向きの螺旋状になるように被包装物積層体の側面に巻き付ける。第２ステップに続いて第３ステップを行うことにより、被包装物積層体の上面に巻き付けられた包装用フィルムを連続して被包装物積層体の側面に案内させ、下向きの螺旋状になるように被包装物の側面に巻き付けることができる。また第２ステップに続いて第３ステップを行うことにより、被包装物積層体の上面に巻き付けられた包装用フィルムは下降するフィルム供給機構によって下方に引っ張られる。そのため、被包装物積層体の上面に巻き付けられた包装用フィルムから被包装物積層体に対して、下向きの力が作用する。従って、被包装物積層体の高さが高い場合であっても包装用フィルムによって上下方向に固定する力が作用するので、上下方向における荷物の荷崩れについても確実に防止することができる。すなわち、被包装物積層体における水平方向の荷崩れと上下方向の荷崩れとのいずれについても好適に防止できる。

本発明に係るフィルム包装機およびフィルム包装方法によれば、被包装物を載置させるターンテーブルと包装用フィルムを被包装物に対して供給するフィルム供給機構とを統括制御する制御部は、第１ステップと第２ステップと第３ステップとをその順に実行するようにフィルム供給機構およびターンテーブルの動作を制御する。

第１ステップでは被包装物が載置された前記ターンテーブルを回転させるとともに、包装用フィルムを被包装物の側面に供給させながらフィルム供給機構を上昇させることで包装用フィルムを上向きの螺旋状となるように被包装物の側面に巻き付ける。ターンテーブルを回転させながらフィルム供給機構を上昇させることにより、被包装物の高さが高い場合であっても被包装物の側面全体を包装用フィルムで包装することができる。上向きの螺旋状に巻き付けられた包装用フィルムから被包装物に対して中央に向かう方向に力が作用するので、水平方向における被包装物の荷崩れを好適に防止できる。

第２ステップでは被包装物より高い所定位置までフィルム供給機構を上昇させた状態でターンテーブルを回転させることにより、被包装物の上面の少なくとも一部を前記包装用フィルムが覆わせる。第１ステップに続いて第２ステップを行うことにより、被包装物の高さが高い場合であっても、上向きの螺旋状となるように被包装物の側面に巻き付けられた包装用フィルムを連続して被包装物の上面へと案内させることができる。フィルム供給機構を上昇させて包装用フィルムを被包装物の上面へと案内させることにより、被包装物の上面を包装用フィルムで包装できる。

実施例に係るフィルム包装機の概略構成を説明する平面図である。実施例に係るフィルム包装機の概略構成を説明する正面図である。実施例に係る被包装物積層体の斜視図である。実施例に係るフィルム包装機の動作を説明するフローチャートである。実施例に係るステップＳ２およびステップＳ３を説明する平面図である。（ａ）はステップＳ２が完了した後、ステップＳ３を開始する前の状態を示す図であり、（ｂ）はターンテーブルがステップＳ３の開始後に１８０°回転した状態を示す図であり、（ｃ）はターンテーブルがステップＳ３の開始後に３６０°回転した状態を示す図である。実施例に係るステップＳ３を説明する正面図である。実施例に係るステップＳ４について開始直後の状態を説明する正面図である。実施例に係るステップＳ４について開始直後の状態を説明する、背面方向から見た斜視図である。実施例に係るステップＳ４についてターンテーブルを９０°回転させて包装を行った状態を説明する正面図である。実施例に係るステップＳ４についてターンテーブルを９０°回転させて包装を行った状態を説明する、背面方向から見た斜視図である。実施例に係るステップＳ５を説明する正面図である。実施例に係るステップＳ５を説明する、背面方向から見た斜視図である。実施例に係るステップＳ５を説明する正面図である。実施例において、２回目のステップＳ３を実行している状態を説明する正面図である。実施例において、２回目のステップＳ４を実行している状態を説明する、背面方向から見た斜視図である。実施例に係るステップＳ４およびステップＳ５を説明する縦断面図である。（ａ）は図１０におけるＡ－Ａ断面図であり、（ｂ）は図１２におけるＢ－Ｂ断面図であり、（ｃ）は図１５におけるＣ－Ｃ断面図である。従来例に係る問題点を説明する縦断面図である。（ａ）は包装対象物の高さが高い場合に包装される範囲を示す図であり、（ｂ）は上部に搭載される物体が小さい場合に包装される範囲を示す図であり、（ｃ）はキャリッジを一方向に移動させつつフィルムを螺旋状に巻き付けた場合に包装される範囲を示す図である。ステップＳ３ないしステップＳ５において包装用フィルムが巻き付けられる軌跡を示す斜視図である。（ａ）は実施例に係る軌跡を示す図であり、（ｂ）は第２の被包装物の上面の四辺にわたって包装用フィルムを巻き付ける変形例に係る軌跡を示す図であり、（ｃ）は第２の被包装物の角部の一つを横断するように包装用フィルムを巻き付ける変形例に係る軌跡を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は実施例に係るフィルム包装機１の平面図であり、図２は実施例に係るフィルム包装機１の正面図である。なお以下の図において、フィルム包装機１の左右方向をｘ方向とする。さらに、フィルム包装機１の前後方向をｙ方向とし、フィルム包装機１の上下方向（鉛直方向）をｚ方向とする。また各図において、フィルム包装機１の正面視の方向を符号Ｗａで示している。

本発明に係るフィルム包装機１は、ベース部３と、ターンテーブル５と、支柱７と、キャリッジ９とを備えている。ターンテーブル５はベース部３の一端側に配設されており、支柱７はベース部３の他端側に立設されている。すなわち、支柱７はターンテーブル５から所定距離だけ離れた位置に立設されている。またベース部３の他端側には駆動装置２１および操作装置２３が配設されている。

ターンテーブル５は、フィルム包装機１による包装対象である被包装物積層体Ｐを載置させるものであり、ｚ方向の軸周りに回転移動可能に構成されている。本実施例において、ターンテーブル５の回転方向は図１などにおいて符号Ｒ１を用いて示されている。ターンテーブル５には載置台１１と、チャッキング装置１３とが配設されている。

キャリッジ９は包装用フィルムＦを供給するものであり、支柱７に沿って昇降移動可能に構成されている。キャリッジ９は、ロール保持機構１５と、延伸機構１７と、ガイドローラ１９とを備えている。なお図１および図５の各図において、キャリッジ９は横断面図で示されている。キャリッジ９は本発明におけるフィルム供給機構に相当する。

載置台１１はターンテーブル５の上面に配設されており、載置台１１の上に被包装物積層体Ｐが載置される。本実施例では、被包装物積層体Ｐと略同じ大きさの平坦なパレット１４に搭載された被包装物積層体Ｐを一例として図１の符号Ｊで示す方向から搬入し、載置台１１の上面に載置させる。載置台１１は、ターンテーブル５および被包装物積層体Ｐの各々と比べて、平面視で小さくなるように構成されている。そのため、被包装物積層体Ｐとターンテーブル５との間であって載置台１１の側面に相当する部分に間隙部１２が形成される。すなわち、当該間隙部１２にフォークリフトのフォーク部などを挿入することにより、包装用フィルムＦで包装された被包装物積層体Ｐをパレット１４ごと搬出できる。

チャッキング装置１３は、初期状態において載置台１１とキャリッジ９との間に配置されている。チャッキング装置１３は、ターンテーブル５に載置される被包装物積層体Ｐに対して進退移動可能に構成される。包装用フィルムＦを被包装物積層体Ｐの側面に案内させた状態でチャッキング装置１３が被包装物積層体Ｐに近接移動することにより、チャッキング装置１３は包装用フィルムＦを挟んで被包装物積層体Ｐに当接し、包装用フィルムＦの下流側の末端部分は被包装物積層体Ｐの側面に固定される。チャッキング装置１３は本発明におけるフィルム固定機構に相当する。

チャッキング装置１３は、カッタ案内板１８とカッタ２０とを備えている。カッタ案内板１８はｚ方向に延伸するように配設されている。カッタ２０はカッタ案内板１８に沿ってｚ方向に往復移動可能に構成されており、ｚ方向に移動することによって包装用フィルムＦを幅方向に切断する。

ロール保持機構１５は、供給用ボビンを備えている。当該供給用ボビンは、包装用フィルムＦが巻回された原反ロールを装填できるように構成されている。包装用フィルムＦは、ロール保持機構１５に配設されている供給用ボビンから繰り出される。包装用フィルムＦが繰り出される方向は、各図において符号Ｔａを用いて示されている。ロール保持機構１５に設けられている供給用ボビンは、図示しない電磁ブレーキに連動連結されて適度の回転抵抗がかけられている。したがって、供給用ボビンから過剰な包装用フィルムＦの繰り出しが防止されている。

延伸機構１７は包装用フィルムＦを繰り出し方向Ｔａおよび幅方向の各々に延伸させるものであり、一例として隣り合う一対の延伸ローラ１７ａおよび１７ｂを備えている。延伸ローラ１７ａおよび１７ｂの各々は、表面が凹凸面に形成されており各々の軸はｚ方向に延びている。延伸機構１７は、延伸ローラ１７ａおよび１７ｂの凹凸が互いに入り込むように構成されている。包装用フィルムＦは、繰り出し方向Ｔａおよび幅方向の各々に延伸するフィルム状の材料で構成されることが好ましく、包装用フィルムＦの好ましい材料として、ポリエチレンフィルムなどが挙げられる。

包装用フィルムＦの繰り出し方向Ｔａにおける下流側に位置する延伸ローラ１７ｂの上端には図示しない電動モータが連動連結されている。また、延伸ローラ１７ａおよび１７ｂの下端側同士が、図示しないチェーン式減速機構を介して所定の減速比で包装用フィルムＦの供給方向上流側の回転が遅くなるように連動連結されている。このような構成により、ロール保持機構１５から繰り出された包装用フィルムＦが延伸ローラ１７ａおよび１７ｂの間を通されるに伴い、当該包装用フィルムＦは幅方向に延伸されるとともに、延伸ローラ１７ｂによって繰り出し方向Ｔａに引っ張られて延伸するように構成されている。

ガイドローラ１９はキャリッジ９の筐体部９ａの外側に配設されている。また、ガイドローラ１９の軸がｚ方向に延びるように、ガイドローラ１９は配置されている。キャリッジ９の筐体部９ａには開口部Ｋが設けられており、延伸機構１７によって延伸された包装用フィルムＦは開口部Ｋを経由してキャリッジ９の筐体の外部へと案内され、ガイドローラ１９に巻回される。

ガイドローラ１９に巻回された包装用フィルムＦは、ターンテーブル５に載置されている被包装物積層体Ｐへと案内されるように、包装用フィルムＦの繰り出し方向Ｔａが調整される。ガイドローラ１９に巻回されることによって、包装用フィルムＦは繰り出し方向Ｔａにテンションが付与されており、皺が発生しないよう調整されている。ガイドローラ１９は、本発明におけるフィルム案内機構に相当する。

駆動装置２１は、テーブル回転用モータおよびキャリッジ昇降用モータを収納する。テーブル回転用モータの駆動によって、ターンテーブル５はｚ方向の軸周りに回転移動する。またキャリッジ昇降用モータの駆動によって、キャリッジ９は支柱７に沿って昇降移動を行う。また駆動装置２１は、チャッキング装置１３の進退移動を行わせる駆動モータ（図示しない）を備えている。

操作装置２３は、フィルム包装機１の動作に関する操作者の指示内容を入力する操作盤２３ａを備えている。また操作装置２３の内部には、中央処理演算装置（ＣＰＵ：ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などの情報処理手段を備えており、各種の演算処理を実行するプロセッサである制御部が収納されている。制御部は、ターンテーブル５およびキャリッジ９を例とするフィルム包装機１の各種構成を統括制御する。

＜被包装物積層体の構成＞
図３は、本実施例においてフィルム包装機１による包装対象となる被包装物積層体Ｐの構成を示している。被包装物積層体Ｐは複数の被包装物が上下に積層された構成を有している。具体的には、第１の被包装物Ｌａの上面に第２の被包装物Ｌｂが搭載されており、全体として２段の積層体に相当する構成となっている。

第１の被包装物Ｌａは第２の被包装物Ｌｂと比べて大型であり、一例としてコンテナまたは段ボール箱などが挙げられる。本実施例において、第１の被包装物Ｌａはコンテナであるものとする。当該コンテナには、主要かつ大型の物品が収納されている。

第２の被包装物Ｌｂは、第１の被包装物Ｌａと比べて小型であり、一例として段ボール箱または収納袋などが挙げられる。本実施例において、第２の被包装物Ｌｂは図３に示すように、前後左右に配設された４つの段ボール箱であるものとする。第２の被包装物Ｌｂを構成する４つの段ボール箱については、段ボール箱Ｌｂ１～Ｌｂ４として各々を区別する。段ボール箱Ｌｂ１～Ｌｂ４には、第１の被包装物Ｌａには収納しきれなかった小型の物品が収納されている。第１の被包装物Ｌａおよび第２の被包装物Ｌｂの各々は本発明における荷物に相当する。

なお図３は被包装物積層体Ｐの初期状態における位置を示している。すなわち初期状態において、段ボール箱Ｌｂ１は第２の被包装物Ｌｂの左前側に位置しており、段ボール箱Ｌｂ２は第２の被包装物Ｌｂの右前側に位置している。段ボール箱Ｌｂ３は第２の被包装物Ｌｂの左後側に位置しており、段ボール箱Ｌｂ４は第２の被包装物Ｌｂの右後側に位置している。

＜動作の概要＞
ここで、実施例に係るフィルム包装機１の動作を説明する。図４は、フィルム包装機１を用いて包装対象である被包装物積層体Ｐを包装用フィルムＦで包装する一連の過程を説明するフローチャートである。

ステップＳ１（包装対象の搬入）
まず、フォークリフトなどを用いて、パレット１４に搭載された状態の被包装物積層体Ｐをフィルム包装機１に搬入する。フィルム包装機１へ被包装物積層体Ｐを搬入する方向は図１において符号Ｊを用いて示されている。パレット１４を被包装物積層体Ｐとともに載置台１１に載置させることにより、被包装物積層体Ｐがフィルム包装機１に搬入される。包装対象である被包装物積層体Ｐを搬入させるとともに、駆動装置２１においてキャリッジ昇降用モータが作動し、キャリッジ９を初期位置Ｈｓへと移動させる。初期位置Ｈｓに位置しているキャリッジ９は図２において実線で示されており、初期位置Ｈｓは支柱７の下部に相当する。またキャリッジ９の初期位置Ｈｓの高さは、被包装物積層体Ｐのうち最下段に積層されている第１の被包装物Ｌａの下部の高さに相当する。

ステップＳ２（フィルムの案内）
被包装物積層体Ｐがフィルム包装機１に搬入されると、包装対象物である被包装物積層体Ｐへ包装用フィルムＦを案内させる。包装用フィルムＦは、ロール保持機構１５から繰り出された後、延伸機構１７によって幅方向および繰り出し方向の各々に延伸され、キャリッジ９の開口部Ｋを経由してガイドローラ１９に巻回される。

延伸された状態でガイドローラ１９に巻回された包装用フィルムＦは、図５（ａ）に示すように繰り出し方向Ｔａへ繰り出されて被包装物積層体Ｐの側面へ向かって案内される。そして包装用フィルムＦの下流側の端部は、被包装物積層体Ｐの側面とチャッキング機構１３との間に案内される。本実施例では、被包装物積層体Ｐのうち第１の被包装物Ｌａの側面下部へ包装用フィルムＦが案内される。

被包装物積層体Ｐの側面へと包装用フィルムＦが案内されると、図５（ａ）に示すように、チャッキング機構１３は被包装物積層体Ｐに向けて近接移動を開始する。チャッキング機構１３が近接移動することにより、チャッキング機構１３は包装用フィルムＦを挟んで被包装物積層体Ｐの側面に当接する。チャッキング機構１３が当接することにより、包装用フィルムＦはチャッキング機構１３によって被包装物積層体Ｐの側面に固定される。

ステップＳ３（上昇巻回過程）
チャッキング機構１３を用いて包装用フィルムＦを被包装物積層体Ｐの側面に固定させると、ターンテーブル５およびキャリッジ９を作動させ、被包装物積層体Ｐに包装用フィルムＦを巻き付ける操作を開始する。すなわち、キャリッジ９から包装用フィルムＦを新たに繰り出し供給させつつ、ターンテーブル５を回転方向Ｒ１に回転させる。そしてターンテーブル５の回転と同期的にキャリッジ９の上昇移動を開始させる。

図５（ｂ）および図５（ｃ）は、ステップＳ３におけるフィルム包装機１の平面図を示している。被包装物積層体Ｐがターンテーブル５とともに回転方向Ｒ１に回転することにより、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、被包装物積層体Ｐの回転および包装用フィルムＦの繰り出し供給によって、被包装物積層体Ｐの側面に包装用フィルムＦが巻き付けられていく。被包装物積層体Ｐを一定以上回転させた後、図５（ｃ）に示すようにチャッキング機構１３を後退移動させて被包装物積層体Ｐから離間させる。チャッキング機構１３を被包装物積層体Ｐから離間させることにより、チャッキング機構１３による包装用フィルムＦの固定が解除される。

図６はステップＳ３におけるフィルム包装機１の正面図を示している。なお図６以降の図面においては説明の便宜上、チャッキング機構１３の記載を省略している。ステップＳ３においてはターンテーブル５を回転方向Ｒ１に回転させるとともに、キャリッジ９から包装用フィルムＦを繰り出しつつ支柱７に沿ってキャリッジ９を上昇させる。キャリッジ９を上昇させつつ包装用フィルムＦを繰り出させることにより、ガイドロール１９を経由して被包装物積層体Ｐの側面へと案内される包装用フィルムＦは図６に示すように、被包装物積層体Ｐからキャリッジ９に向かって斜め上向きとなる。

そのため、キャリッジ９を初期位置Ｈｓから上昇させつつ、回転している被包装物積層体Ｐの側面へ包装用フィルムＦを繰り出し供給することにより、包装用フィルムＦは上向きの螺旋状となるように被包装物積層体Ｐの側面に巻き付けられていく。具体的には、第１の被包装物Ｌａの側面下部を始点とする上向きの螺旋状となるように、包装用フィルムＦは第１の被包装物Ｌａの側面に巻き付けられていく。なお、包装用フィルムＦが上向き螺旋状に巻き付けられていく方向を符号Ｄ１で示している。ステップＳ３の工程、すなわち被包装物積層体Ｐの側面に対して包装用フィルムＦを上向き螺旋状に巻き付ける工程は、本発明における第１ステップに相当する。

ステップＳ４（上面包装過程）
包装用フィルムＦを上向きの螺旋状となるように被包装物積層体Ｐの側面に巻き付けて包装するステップＳ３の工程に続いて、被包装物積層体Ｐの上面を包装用フィルムＦで包装する工程を行う。すなわちターンテーブル５の回転を続けるとともに、包装用フィルムＦを繰り出しつつキャリッジ９をさらに上昇させ、図７において符号Ｈｔで示されている所定の位置まで移動させる。所定位置Ｈｔは被包装物積層体Ｐの高さより高い位置である。また、キャリッジ９が所定位置Ｈｔへ移動した状態で包装用フィルムＦを繰り出し供給した場合、包装用フィルムＦの少なくとも一部が被包装物積層体Ｐの上面に供給されるように、所定位置Ｈｔの高さが予め定められる。

キャリッジ９が所定位置Ｈｔまで上昇するとキャリッジ９の昇降移動を中断させる。そしてターンテーブル５の回転を続行させつつ、所定位置Ｈｔに位置しているキャリッジ９から包装用フィルムＦを繰り出し供給させる。所定位置Ｈｔから包装用フィルムＦを繰り出し供給を続けることにより、包装用フィルムＦの幅方向における一端側（図７では上端側）が被包装物積層体Ｐの上面を包装する。本実施例の場合は図７および図８に示すように、包装用フィルムＦが第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ１に接触し、角部Ｋｄ１およびその近傍領域を始点として包装用フィルムＦの上端部分が第２の被包装物Ｌｂの上面および側面を覆う。

図７および図８は、第２の被包装物Ｌｂのうち段ボール箱Ｌｂ１およびＬｂ２が被包装物積層体Ｐの前方に位置しているタイミングでキャリッジ９が所定位置Ｈｔへ上昇し、ステップＳ４が開始されている場合を例示している。この場合、被包装物積層体Ｐの右後方に位置している段ボール箱Ｌｂ４の角部に包装用フィルムＦが接触し、段ボール箱Ｌｂ４の上面を始点として、第２の被包装物Ｌｂの上面に対する包装用フィルムＦの包装が開始される。

包装用フィルムＦが第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ１に接触した後、キャリッジ９を所定位置Ｈｔに位置させた状態で、ターンテーブル５を回転させつつキャリッジ９から第２の被包装物Ｌｂへ包装用フィルムＦを供給させる。図９および図１０は、図７および図８に示される状態からターンテーブル５を９０°回転させた状態を示している。ステップＳ４ではキャリッジ９の高さを維持した状態で包装用フィルムＦを繰り出すので、図９および図１０に示すように、第２の被包装物Ｌｂの上面および側面に対して包装用フィルムＦが略水平に巻き付けられていく。ステップＳ４において包装用フィルムＦが巻き付けられていく略水平な方向については、符号Ｄ２を用いて図９などに示されている。

ターンテーブル５を９０°回転させつつ包装用フィルムＦを繰り出し供給することにより、第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ１から当該角部Ｋｄ１に隣接する角部Ｋｄ２にわたって包装用フィルムＦが第２の被包装物Ｌｂの上面および側面に巻き付けられる。本実施例の場合、第２の被包装物Ｌｂのうち段ボール箱Ｌｂ４の角部Ｋｄ１から段ボールＬｂ２の角部Ｋｄ２にわたって、包装用フィルムＦが第２の被包装物Ｌｂの上面および側面に巻き付けられる。言い換えると、水平方向における第２の被包装物Ｌｂの一端側Ｇ１の上面が包装用フィルムＦによって包装される。

図１６（ａ）は、図１０のＡ－Ａ断面を示している。水平方向における第２の被包装物Ｌｂの一端側Ｇ１において、第２の被包装物Ｌｂの上面および側面が包装用フィルムＦの幅方向の一端側によって包装される。なお本実施例におけるステップＳ４では、幅方向における包装用フィルムＦの一端側が第２の被包装物Ｌｂの上面および側面に巻き付けられると同時に、幅方向における包装用フィルムＦの他端側が第１の被包装物Ｌａの側面に巻き付けられている。

第１の被包装物Ｌａおよび第２の被包装物Ｌｂに対して包装用フィルムＦが同時に巻き付けられることにより、第１の被包装物Ｌａおよび第２の被包装物Ｌｂが固定されるので第１の被包装物Ｌａに対して第２の被包装物Ｌｂの位置が水平方向にずれることを防止できる。キャリッジ９が所定位置Ｈｔに上昇した状態で予め定められた回転角度についてターンテーブル５を回転させ、所定の領域について第２の被包装物Ｌｂの上面が包装されることにより、ステップＳ４の工程を終了させる。本実施例ではキャリッジ９が所定位置Ｈｔに上昇させた状態で回転方向Ｒ１に９０°回転させ、角部Ｋｄ１から隣接する角部Ｋｄ２までの一辺にわたって第２の被包装物Ｌｂの上面が包装されることにより、ステップＳ４を終了させてステップＳ５へと移行させる。ステップＳ４の工程、すなわち被包装物積層体Ｐの上面に対して包装用フィルムＦを巻き付ける工程は、本発明における第２ステップに相当する。

ステップＳ５（下降巻回過程）
第２の被包装物Ｌｂの上面のうち所定の領域が包装されると、ステップＳ５を開始する。すなわちターンテーブル５の回転を続行させるとともに、キャリッジ９を所定位置Ｈｔから下降させつつ包装用フィルムＦを繰り出させる。キャリッジ９を下降させつつ包装用フィルムＦを繰り出させることにより、ガイドロール１９を経由して被包装物積層体Ｐの側面へと案内される包装用フィルムＦは図１１に示すように、被包装物積層体Ｐからキャリッジ９に向かって斜め下向きとなる。

そのため、キャリッジ９を所定位置Ｈｔから下降させつつ、回転している被包装物積層体Ｐの側面へ包装用フィルムＦを繰り出し供給することにより、図１１および図１２に示すように、包装用フィルムＦは下向きの螺旋状となるように被包装物積層体Ｐの側面に巻き付けられていく。具体的には、第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ２を始点とする下向きの螺旋状となるように、包装用フィルムＦは第１の被包装物Ｌａの側面に巻き付けられていく。なお、包装用フィルムＦが下向き螺旋状に巻き付けられていく方向を符号Ｄ３で示している。

図１６（ｂ）は、図１２における被包装物積層体ＰのＢ－Ｂ断面を示している。ステップＳ４において第２の被包装物Ｌｂの上面に対して略水平方向である方向Ｄ２に包装用フィルムＦが巻き付けられた後、続いてステップＳ５において包装用フィルムＦが下向き螺旋状の方向Ｄ３に巻き付けられることにより、第２の被包装物Ｌｂの上面を包装する包装用フィルムＦから第２の被包装物Ｌｂに対して下向きの力Ｍｄが作用する。当該下向きの力Ｍｄによって、第２の被包装物Ｌｂは上下方向について固定されるので第２の被包装物Ｌｂが上下方向に荷崩れするという事態を確実に回避できる。

さらにターンテーブル５の回転を続け、被包装物積層体Ｐの側面に対して包装用フィルムＦを下向き螺旋状の方向Ｄ３に巻き付けつつ、キャリッジ９を所定位置Ｈｔから初期位置Ｈｓまで下降させる。キャリッジ９が所定位置Ｈｔから初期位置Ｈｓへ復帰した状態を図１３に示している。回転している被包装物積層体Ｐの側面に向けてキャリッジ９を下降させながら包装用フィルムＦを供給することにより、包装用フィルムＦは下向き螺旋方向Ｄ３に沿って第１の被包装物Ｌａの側面に巻き付けられる。

なお図１３では包装用フィルムＦのうち、ステップＳ３において上向き螺旋方向Ｄ１に巻き付けられている包装用フィルムＦについては符号Ｆ１を付している。また、ステップＳ４において略水平方向Ｄ２に巻き付けられている包装用フィルムＦについては符号Ｆ１を付しており、ステップＳ５において下向き螺旋方向Ｄ３に巻き付けられている包装用フィルムＦについては符号Ｆ３を付して各々を区別している。

すなわちステップＳ５では図１３に示すように、被包装物積層体Ｐの側面を覆う包装用フィルムＦ１をさらに覆うように、包装用フィルムＦ３が巻き付けられる。包装用フィルムＦを下向き螺旋状に被包装物積層体Ｐの側面に巻き付けつつ、キャリッジ９が初期位置Ｈｓへ復帰することによりステップＳ５の工程は完了する。ステップＳ５の工程、すなわち被包装物積層体Ｐの側面に対して包装用フィルムＦを下向き螺旋状に巻き付ける工程は、本発明における第３ステップに相当する。

ステップＳ３からステップＳ５までの工程により、被包装物積層体Ｐに対して包装用フィルムＦが全体として襷状に巻き付けられる。すなわちステップＳ３において被包装物積層体Ｐの側面に包装用フィルムＦが上向き螺旋状に巻き付けられ、続いてステップＳ４において被包装物積層体Ｐの上面の少なくとも一部に包装用フィルムＦが略水平に巻き付けられ、ステップＳ５において被包装物積層体Ｐの側面に包装用フィルムＦが下向き螺旋状に巻き付けられる。

その後、被包装物積層体Ｐに対する包装が完了したか否かによって工程が分岐される。本実施例では、被包装物積層体Ｐの上面における一端側と他端側とが包装用フィルムＦで包装されたことによって、被包装物積層体Ｐに対する包装が完了したと判断する。なおステップＳ４を１回実行した状態では図１６（ａ）に示すように、水平方向における第２の被包装物Ｌｂの一端側Ｇ１において包装用フィルムＦが巻き付けられている一方、水平方向における第２の被包装物Ｌｂの他端側Ｇ２において包装用フィルムＦが巻き付けられていない。そのため、ここでは被包装物積層体Ｐに対する包装が完了していないと判断し、再度ステップＳ３からステップＳ５までの工程を実行する。

２回目のステップＳ３を開始すると、図１４に示すようにキャリッジ９は再び初期位置Ｈｓから所定位置Ｈｔへと上昇しつつ、回転している被包装物積層体Ｐの側面に向けて包装用フィルムＦを繰り出し供給する。キャリッジ９は支柱７に沿って上昇しながら包装用フィルムＦを繰り出すので、繰り出された包装用フィルムＦは１回目のステップＳ５において下向き螺旋状に巻き付けられた包装用フィルムＦ３を覆うように上向き螺旋状に巻き付けられる。２回目のステップＳ３において被包装物積層体Ｐに巻き付けられる包装用フィルムＦについては、図１４において符号Ｆ４を付して示されている。

キャリッジ９が再び所定位置Ｈｔへ上昇すると２回目のステップＳ４を開始する。２回目のステップＳ４を実行している状態は図１５に示されている。本実施例では１回目のステップＳ４において、第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ１から隣接する角部Ｋｄ２にわたって包装用フィルムＦを巻き付けている。そのため本実施例では、２回目のステップＳ４では第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ３から角部Ｋｄ４にわたって包装用フィルムＦを巻き付ける。角部Ｋｄ３は、第２の被包装物Ｌｂの上面の中心を挟んで角部Ｋｄ１に対向する位置にある角部である。角部Ｋｄ４は、第２の被包装物Ｌｂの上面の中心を挟んで角部Ｋｄ２に対向する角部である。

２回目のステップＳ４を行うにあたり、未だ包装フィルムＦによって包装されていない角部Ｋｄ３に包装用フィルムＦが接触するよう、キャリッジ９の上昇速度またはターンテーブル５の回転速度が調整される。一例として、ターンテーブル５の回転角度を随時検知する回転センサをフィルム包装機１に配設し、ターンテーブル５の回転角度に応じてキャリッジ９の上昇速度またはターンテーブル５の回転速度を制御することによって、キャリッジ９が所定位置Ｈｔに再度上昇した際に角部Ｋｄ３に包装用フィルムＦを接触させることができる。

包装用フィルムＦが第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ３に接触した状態で、さらにターンテーブル５の回転を続行させつつ、所定位置Ｈｔにおいて昇降移動を中断しているキャリッジ９から包装用フィルムＦを繰り出し供給させる。ターンテーブル５を９０°回転させつつ、所定位置Ｈｔから包装用フィルムＦを繰り出し供給を続けることにより、角部Ｋｄ３から角部Ｋｄ４までの一辺にわたって第２の被包装物Ｌｂの上面および側面が包装用フィルムＦの幅方向の一端側によって覆われる。言い換えると、水平方向における第２の被包装物Ｌｂの他端側Ｇ２の上面および側面が包装用フィルムＦによって包装される。なおこのとき、包装用フィルムＦの幅方向の他端側が第１の被包装物Ｌａの上部側面を覆っていく。

第２の被包装物Ｌｂの他端側Ｇ２の上面に包装用フィルムＦが巻き付けられると、ステップＳ４からステップＳ５へと移行する。すなわちターンテーブル５の回転を続行させるとともに、キャリッジ９を所定位置Ｈｔから初期位置Ｈｓへ下降させつつ包装用フィルムＦを繰り出させる。下降するキャリッジ９から繰り出される包装用フィルムＦは、角部Ｋｄ４を始点とする下向き螺旋状に被包装物積層体Ｐの側面へと巻き付けられる。キャリッジ９が再び初期位置Ｈｓに復帰することによって、２回目のステップＳ５は完了する。

図１６（ｃ）は、図１５のＣ－Ｃ断面を示している。１回目のステップＳ４において第２の被包装物Ｌｂの一端側Ｇ１が包装用フィルムＦで覆われ、２回目のステップＳ４において第２の被包装物Ｌｂの他端側Ｇ２が包装用フィルムＦで覆われる。ステップＳ５において角部Ｋｄ４を始点として包装用フィルムＦが下向き螺旋状に巻き付けられることにより、第２の被包装物Ｌｂの上面に巻き付けられている部分の包装用フィルムＦは下向き螺旋状に巻き付けられる包装用フィルムＦによって下方向に引っ張られる。特に角部Ｋｄ４の周辺において、比較的強く下向きに引っ張られる

そのため、第２の被包装物Ｌｂの一端側Ｇ１のみならず他端側Ｇ２においても、第２の被包装物Ｌｂの上面を包装する包装用フィルムＦから第２の被包装物Ｌｂに対して下向きの力Ｍｄが作用する。当該下向きの力Ｍｄによって、第２の被包装物Ｌｂは上下方向について固定される。よって、第２の被包装物Ｌｂの他端側Ｇ２においても、第２の被包装物Ｌｂが上下方向に荷崩れするという事態を確実に回避できる。また第２の被包装物Ｌｂの一端側Ｇ１および他端側Ｇ２の両方において下向きの力Ｍｄをバランス良く発生させることにより、第２の被包装物Ｌｂの上面において下向きの力Ｍｄが偏って作用することに起因して第２の被包装物Ｌｂに荷崩れが発生することを回避できる。

また、１回目のステップＳ４において第２の被包装物Ｌｂの一端側Ｇ１の側面および第１の被包装物Ｌａの一端側Ｇ１の側面に包装用フィルムＦが巻き付けられ、一端側Ｇ１から被包装物積層体Ｐの中心に向かう水平方向の力Ｍｋ１が発生する。そして２回目のステップＳ４において第２の被包装物Ｌｂの他端側Ｇ２の側面および第１の被包装物Ｌａの他端側Ｇ２の側面に包装用フィルムＦが巻き付けられ、他端側Ｇ２から被包装物積層体Ｐの中心に向かう水平方向の力Ｍｋ２が発生する。ステップＳ３ないしステップＳ５の工程を２回行って水平方向の力Ｍｋ１およびＭｋ２の両方を発生させることにより、水平方向に
おける被包装物積層体Ｐの位置を固定できる。一例として、水平方向の力Ｍｋ１のみを作用させることに起因して第２の被包装物Ｌｂの位置が他端側Ｇ２の方へずれることを回避できる。

２回目のステップＳ５が完了することにより、水平方向における被包装物積層体Ｐの一端側Ｇ１および他端側Ｇ２について、最上段に積載されている第２の被包装物Ｌｂの上面に包装用フィルムＦが巻き付けられる。そして下向き方向の力Ｍｄと水平方向の力Ｍｋ１およびＭｋ２が被包装物積層体Ｐに作用するので、被包装物積層体Ｐを構成する第１の被包装物Ｌａおよび第２の被包装物Ｌｂは安定に固定される。そのため、被包装物積層体Ｐに対する包装が完了しているものと判断し、ステップＳ５からステップＳ６へと移行する。

ステップＳ６（包装対象の搬出）
ステップＳ３ないしステップＳ５を所定回数繰り返して被包装物積層体Ｐに対する包装が完了すると、包装対象である被包装物積層体Ｐを搬出する工程を開始する。まず、チャッキング装置１３に備えられているカッタ２０はカッタ案内板１８に沿ってｚ方向に移動させ、キャリッジ９から繰り出されている包装用フィルムＦを幅方向に切断する。そしてフォークリフトのフォーク部を間隙部１２に挿入し、パレット１４の下面を支持することにより被包装物積層体Ｐを保持する。そして搬入方向Ｊとは逆向きにフォークリフトを移動させることにより、包装用フィルムＦで包装された被包装物積層体Ｐをパレット１４ごと搬出する。包装用フィルムＦで包装された被包装物積層体Ｐを搬出することにより、一連の工程は完了する。

＜実施例の構成による効果＞
実施例に係るフィルム包装機１では、包装対象である被包装物積層体Ｐを回転させつつキャリッジ９から繰り出される包装用フィルムＦを被包装物積層体Ｐに巻き付ける構成において、包装用フィルムＦを繰り出させつつキャリッジ９を初期位置Ｈｓと所定位置Ｈｔとの間で往復移動させる。すなわちステップＳ３ないしステップＳ５の工程を連続して実行することにより、包装用フィルムＦを全体として襷掛状に巻き付けることで被包装物積層体Ｐを包装する。

初期位置Ｈｓは被包装物積層体Ｐのうち最下段に積層される第１の被包装物Ｌａの側方に相当する位置であり、所定位置Ｈｔは被包装物積層体Ｐのうち最上段に積層される第２の被包装物Ｌｂより高い位置である。ステップＳ３において初期位置Ｈｓから所定位置Ｈｔへとキャリッジ９を上昇させつつ包装用フィルムＦを被包装物積層体Ｐへ供給することにより、最下段に積層される第１の被包装物Ｌａを含めた被包装物積層体Ｐの側面に包装用フィルムＦを上向き螺旋状に巻き付けることができる。すなわち、被包装物積層体Ｐの高さが高い場合であっても被包装物積層体Ｐの下部から上部にわたって側面を包装用フィルムで包装できる。そのため、水平方向について被包装物積層体Ｐを安定に固定できる。

ステップＳ４では被包装物積層体Ｐより高い所定位置Ｈｔまでキャリッジ９を上昇させた状態で、被包装物積層体Ｐを搭載しているターンテーブル５を回転させつつキャリッジ９から被包装物積層体Ｐへ包装用フィルムＦを供給する。ステップＳ３に続いてステップＳ４を行うことにより、上向きの螺旋状となるように被包装物積層体Ｐの側面に巻き付けられた包装用フィルムＦ（包装用フィルムＦ１）を連続して被包装物積層体Ｐの上面へと案内させ、被包装物積層体Ｐの上面を包装用フィルムＦで覆うことができる。

ステップＳ５では所定位置Ｈｔから初期位置Ｈｓへとキャリッジ９を下降させつつ包装用フィルムＦを被包装物積層体Ｐへ供給することにより、被包装物積層体Ｐの側面に包装用フィルムＦを下向き螺旋状に巻き付ける。ステップＳ４に続いてステップＳ５を行うことにより、被包装物積層体Ｐの上面に巻き付けられた包装用フィルムＦ（包装用フィルムＦ２）は、下向き螺旋状に巻き付けられた包装用フィルムＦ（包装用フィルムＦ３）によって下方に引っ張られる。

そのため図１６（ｂ）に示すように、被包装物積層体Ｐの上面を包装する包装用フィルムＦから被包装物積層体Ｐに対して下向きの力Ｍｄが作用する。当該下向きの力Ｍｄによって、被包装物積層体Ｐは上下方向について固定されるので被包装物積層体Ｐが上下方向に荷崩れするという事態を確実に回避できる。すなわち、包装用フィルムＦを供給するキャリッジ９を初期位置Ｈｓから所定位置Ｈｔを経由して再度初期位置Ｈｓへ復帰させるという上下に往復移動をさせることにより、水平方向および上下方向のいずれについても安定して固定できるよう、被包装物積層体Ｐを包装用フィルムＦで包装することができる。

また本実施例ではステップＳ４において、第２の被包装物Ｌｂの上面に加えて第２の被包装物Ｌｂの側面に対しても包装用フィルムＦが略水平に巻き付けられる。そのため図１６（ｂ）に示すように、第２の被包装物Ｌｂの側面を包装する包装用フィルムＦから第２の被包装物Ｌｂに対して、水平方向の力Ｍｓが第２の被包装物Ｌｂの中心部に向けて作用する。当該水平方向における内側向きの力Ｍｓによって、第２の被包装物Ｌｂは水平方向についても固定される。従って、第２の被包装物Ｌｂが水平方向に荷崩れするという事態も確実に回避できる。

またステップＳ４では、包装用フィルムＦの幅方向の一端側が第２の被包装物Ｌｂに巻き付けられると同時に、包装用フィルムＦの幅方向の他端側が第１の被包装物Ｌｂに巻き付けられる。そのため、水平方向の力Ｍｓが第２の被包装物Ｌｂに対して作用するとともに、水平方向の力Ｍｐが第１の被包装物Ｌａの中心部に向けて作用する。すなわち、水平方向の力Ｍｐが作用するので、第１の被包装物Ｌａが水平方向に荷崩れするという事態を回避できる。また、ステップＳ４において１枚の帯状の包装用フィルムＦによって第１の被包装物Ｌａと第２の被包装物Ｌｂとを一体として包装するので、第１の被包装物Ｌａに対して第２の被包装物Ｌｂが水平方向に位置ズレするという事態を確実に回避できる。

従来のフィルム包装機では、フィルムを供給するキャリッジを上方に向かって一方向に移動させることにより、包装対象物の側面に対してフィルムを螺旋状に巻き付けて包装する。しかしこのような従来の構成では、図１７の各図に示すようにフィルムＦｍの包装対象物Ｑが複数の物体Ｑ１およびＱ２を上下に積層させた構成を有する場合、当該包装対象物Ｑを安定に固定することが困難である。

一例として包装対象物Ｑの高さが高い場合、図１７（ａ）に示すように上部に積層されている物体Ｑ２にフィルムＦｍが届かず、物体Ｑ２を安定に固定することができない。また、下部に積層されている物体Ｑ１に比べて上部に積層されている物体Ｑ２が小さい場合、図１７（ｂ）に示すように、包装対象物Ｑが高くなくともフィルムＦｍの上端が物体Ｑ２に届かないという事態が懸念される。

そして物体Ｑ２にフィルムＦｍが届く場合であっても、キャリッジを一方向に移動させてフィルムＦｍを螺旋状に巻き付ける構成では図１７（ｃ）に示すように、物体Ｑ１およびＱ２の側面をフィルムＦｍで包装するに留まる。少なくとも、フィルムＦｍから包装対象物Ｑに対して下向きに力を作用させることができないので、フィルムＦｍは包装対象物Ｑを水平方向に固定することは可能であっても上下方向に固定することができない。よって、包装対象物Ｑにおいて荷崩れが発生することを確実に防止することが困難である。

このような従来構成に対し、本発明に係るフィルム包装機１では初期位置Ｈｓと被包装物積層体Ｐより高い所定位置Ｈｔとの間でキャリッジ９を上下に往復移動させつつ包装用フィルムＦを巻き付けるので、被包装物積層体Ｐの上面に包装用フィルムＦを巻き付けさせ、さらに当該包装用フィルムＦから被包装物積層体Ｐの上面に対して下向きの力を作用させることができる。よって、被包装物積層体Ｐを上下方向についても安定に固定できるので被包装物積層体Ｐにおける荷崩れの発生をより確実に防止できる。

＜他の実施形態＞
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。例として、本発明は下記のように変形実施することができる。

（１）実施例では図１８（ａ）に示すように、ステップＳ３において軌跡Ｎ１に沿って上向き螺旋状に包装用フィルムＦを巻き付けた後にステップＳ４においてターンテーブル５を９０°回転させ、第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ１から隣接する角部Ｋｄ２までの一辺にわたって包装用フィルムＦを巻き付ける（軌跡Ｎ２を参照）。そしてステップＳ５において下向き螺旋状に包装用フィルムＦを巻き付ける（軌跡Ｎ３を参照）。ここで、実施例に係るステップＳ４において包装用フィルムＦを巻き付ける対象範囲は、第２の被包装物Ｌｂの一辺に限られない。

一例として図１８（ｂ）に示すように、ステップＳ３において上向き螺旋状に包装用フィルムＦを巻き付けた後にターンテーブル５を３６０°回転させ、第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ１から角部Ｋｄ２、Ｋｄ３、およびＫｄ４を経由して第２の被包装物Ｌｂの四辺を一周するように包装用フィルムＦを巻き付け（軌跡Ｎ４を参照）、ステップＳ５において角部Ｋｄ１を始点として下向き螺旋状に包装用フィルムＦを巻き付ける構成が挙げられる。この場合、ステップＳ４を１回行うことによって第２の被包装物Ｌｂの上面および側面の全周にわたって包装用フィルムＦを巻き付けることができるので、ステップＳ３ないしステップＳ５の工程を１回行うことで第１の被包装物Ｌａおよび第２の被包装物Ｌｂを安定状態で包装できる。よって、被包装物積層体Ｐの包装に要する時間を短縮できる。

他の例としては図１８（ｃ）に示すように、ステップＳ３において軌跡Ｎ１に沿って上向き螺旋状に包装用フィルムＦを巻き付けた後、第２の被包装物Ｌｂの角部Ｋｄ１を横断するように第２の被包装物Ｌｂの上面に包装用フィルムＦを巻き付け（軌跡Ｎ５を参照）、ステップＳ５において軌跡Ｎ３に沿って下向き螺旋状に包装用フィルムＦを巻き付ける構成が挙げられる。この場合、第２の被包装物Ｌｂの上面のうち角部Ｋｄ１の近傍領域に包装用フィルムＦが巻き付けられる。すなわち、１回のステップＳ４において包装用フィルムＦが巻き付けられる範囲を比較的狭くすることができるので、ステップＳ５において包装用フィルムＦを下向き螺旋状に巻き付けることで、包装用フィルムＦから第２の被包装物Ｌｂの上面の単位面積あたりに対して包装用フィルムＦから作用する下向きの力Ｍｄの大きさを向上できる。そのため、被包装物積層体Ｐを上下方向についてより安定させることができる。

（２）実施例に係るステップＳ４では図１６（ａ）などに示すように、幅方向における包装用フィルムＦの一端側が第２の被包装物Ｌｂの上面および側面に巻き付けられ、幅方向における包装用フィルムＦの他端側が第１の被包装物Ｌａの上部側面に巻き付けられる構成を例示している。しかしステップＳ４は、包装用フィルムＦを第１の被包装物Ｌａの上部側面と第２の被包装物Ｌｂの上面とに同時に巻き付ける構成に限らない。一例としてまず包装用フィルムＦを第１の被包装物Ｌａの上部側面と第２の被包装物Ｌｂの側面とに巻き付けつつターンテーブル５を１周させ、２周目において包装用フィルムＦを第２の被包装物Ｌｂの側面および上面に巻き付けてもよい。

（３）実施例に係るフィルム包装機１はチャッキング機構１３を備える構成に限らない。すなわちチャッキング機構１３を用いて自動的に包装用フィルムＦの末端部を被包装物積層体Ｐの側面に固定させる代わりに、ステップＳ２において操作者が手動で包装用フィルムＦの末端部を被包装物積層体Ｐの側面に固縛させてもよい。

（４）実施例ではステップＳ３ないしステップＳ５の工程を２回繰り返す構成を例示したが、ステップＳ３ないしステップＳ５の工程を行う回数はこれに限ることはなく、１回行う構成でもよく３回以上行う構成でもよい。

（５）実施例ではターンテーブル５を回転させることにより被包装物積層体Ｐを回転させる構成を例示したが、被包装物積層体Ｐとキャリッジ９とを相対的に回転させる構成であればこれに限らない。一例として、被包装物積層体Ｐを中心とする円周軌跡に沿って支柱７をキャリッジ９とともに回転移動させつつ、キャリッジ９を初期位置Ｈｓの高さと所定位置Ｈｔの高さとの間でｚ方向に往復移動させてもよい。

（６）実施例では被包装物積層体Ｐとして第１の被包装物Ｌａと第２の被包装物Ｌｂとが積層された構造体を例示したが、包装用フィルムＦによる包装対象はこのような２段に積層された構造物に限られない。被包装物積層体Ｐは１つの被包装物からなる構造体であってもよいし、３以上の荷物が上下に積層された構造体であってもよい。

１ … フィルム包装機
３ … ベース部
５ … ターンテーブル
７ … 支柱
９ … キャリッジ（フィルム供給機構）
１１ … 載置台
１３ … チャッキング装置（フィルム固定機構）
１５ … ロール保持機構
１７ … 延伸機構
１９ … ガイドローラ（案内機構）
２１ … 駆動装置
２３ … 操作装置
Ｐ … 被包装物積層体
Ｌａ … 第１被包装物（荷物）
Ｌｂ … 第２被包装物（最上段に積層された荷物）
Ｔａ … 繰り出し方向

Claims

複数の荷物が上下に積層された被包装物積層体を載置させるターンテーブルと、
前記ターンテーブルから所定距離だけ離れた位置に立設される支柱と、
前記支柱に沿って昇降移動可能に構成され、帯状の包装用フィルムをロール状に巻いた原反ロールを回転自在に保持するロール保持機構、および前記原反ロールから繰り出される前記包装用フィルムを前記ターンテーブルに載置された前記被包装物積層体に接近させるガイド機構を備えるフィルム供給機構と、
前記フィルム供給機構および前記ターンテーブルの動作を統括制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記包装用フィルムを前記被包装物積層体の側面に供給させながら前記フィルム供給機構を上昇させるとともに、前記被包装物積層体が載置された前記ターンテーブルを回転させることによって、前記包装用フィルムを上向きの螺旋状となるように前記被包装物積層体の側面に巻き付ける第１ステップと、
前記被包装物積層体より高い所定位置まで前記フィルム供給機構を上昇させた状態で前記ターンテーブルを回転させることにより、前記被包装物積層体の上面の少なくとも一部を前記包装用フィルムにより覆わせる第２ステップと、
前記包装用フィルムを前記被包装物積層体の側面に供給させながら前記所定位置から前記フィルム供給機構を下降させるとともに、前記被包装物積層体が載置された前記ターンテーブルを回転させることによって、前記包装用フィルムを下向きの螺旋状になるように前記被包装物積層体の側面に巻き付ける第３ステップと、
をその順に実行するように前記フィルム供給機構および前記ターンテーブルの動作を制御し、
前記制御部は、前記第３ステップにおいて、前記被包装物積層体の上面を覆う部分の前記包装用フィルムが前記被包装物積層体の側面へ下向きの螺旋状に巻き付けられる部分の前記包装用フィルムによって下方に引っ張られることにより、前記被包装物積層体の上面を覆う部分の前記包装用フィルムから前記被包装物積層体に対して下向きの力が作用して前記荷物の各々が上下方向に固定されるように、前記フィルム供給機構の動作を制御する
ことを特徴とするフィルム包装機。
請求項１に記載のフィルム包装機において、
前記制御部は、前記第２ステップにおいて前記包装用フィルムが前記被包装物積層体のうち最上段に積層された前記荷物の上面を覆うように前記フィルム供給機構および前記ターンテーブルの動作を制御する
ことを特徴とするフィルム包装機。
請求項１または請求項２に記載のフィルム包装機において、
前記制御部は、前記第１ステップないし前記第３ステップを２回以上繰り返すように構成され、
水平方向における前記被包装物積層体の一端側の上面が１回目の前記第２ステップにおいて前記包装用フィルムに覆われ、水平方向における前記被包装物積層体の他端側の上面が２回目以降の前記第２ステップのいずれかにおいて前記包装用フィルムに覆われるように、前記フィルム供給機構および前記ターンテーブルの動作が制御される
ことを特徴とするフィルム包装機。
請求項１または請求項２に記載のフィルム包装機において、
前記ターンテーブルの回転角度を随時検知する回転センサを備え、
前記制御部は、前記第１ステップないし前記第３ステップを２回以上繰り返すように構成され、
前記制御部は、２回目以降の前記第２ステップにおいて、前記被包装物積層体の上面の角部のうち前記包装用フィルムによって覆われていない角部の少なくとも一つに前記包装用フィルムが接触するように、前記回転センサが検知する前記ターンテーブルの回転角度に応じて前記フィルム供給機構の上昇速度または前記ターンテーブルの回転速度を制御する
ことを特徴とするフィルム包装機。
支柱に沿って昇降移動可能に構成されたフィルム供給機構から供給された包装用フィルムを用いて、複数の荷物が上下に積層された被包装物積層体を包装するフィルム包装方法であって、
前記包装用フィルムを前記被包装物積層体の側面に供給させながら前記フィルム供給機構を上昇させるとともに、前記被包装物積層体と前記フィルム供給機構とを相対的に回転させることによって、前記包装用フィルムを上向きの螺旋状となるように前記被包装物積層体の側面に巻き付ける第１ステップと、
前記被包装物積層体より高い所定位置まで前記フィルム供給機構を上昇させた状態で前記被包装物積層体と前記フィルム供給機構とを相対的に回転させることにより、前記被包装物積層体の上面の少なくとも一部を前記包装用フィルムが覆わせる第２ステップと、
前記包装用フィルムを前記被包装物積層体の側面に供給させながら前記所定位置から前記フィルム供給機構を下降させるとともに、前記被包装物積層体と前記フィルム供給機構とを相対的に回転させることによって、前記包装用フィルムを下向きの螺旋状になるように前記被包装物積層体の側面に巻き付ける第３ステップと、
を備え、
前記第３ステップでは、前記被包装物積層体の上面を覆う部分の前記包装用フィルムが前記被包装物積層体の側面へ下向きの螺旋状に巻き付けられる部分の前記包装用フィルムによって下方に引っ張られることにより、前記被包装物積層体の上面を覆う部分の前記包装用フィルムから前記被包装物積層体に対して下向きの力が作用して前記荷物の各々が上下方向に固定されるように、前記フィルム供給機構の動作が制御される
ことを特徴とするフィルム包装方法。