JP2000053292A - 包装材供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 包装材Ｆを連続的に予備繰り出しすることに
より、包装材Ｆを適正に供給できるようにするととも
に、供給リール１のブレーキ機構を不要として作業環境
の向上および経済性の向上を図る。 【解決手段】 吸引室３（貯留手段）に貯留された包装
材Ｆの量を、下段センサ１１、中段センサ１２、上段セ
ンサ１３の各センサにより段階的に検出する。これによ
り、適正な包装材Ｆの貯留量に対する過不足を段階的に
認識することが可能となる。その過不足に応じて中央制
御部１５が予備繰り出しモータ４による予備繰り出しの
速度を変速制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、包装装置本体の
繰り出し手段（繰り出しローラ、繰り出しベルト等）に
包装材を供給する包装材供給装置に関し、特に繰り出し
手段が間欠的に包装材を繰り出していく包装装置に適用
される包装材供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は間欠的に包装材を繰り出す包装装
置と同装置に適用された従来の包装材供給装置を示す模
式図である（例えば、特開平４−１８２２５０号公報参
照）。包装材供給装置は、供給リール１、予備繰り出し
ローラ２および吸引室３を備えている。予備繰り出しロ
ーラ２は、予備繰り出しモータ４から回転駆動力を受け
て回転する。供給リール１に巻回された帯状の包装材Ｆ
は予備繰り出しローラ２の回転により引き出され、吸引
室３に送られる。吸引室３は底面に真空口（図示せず）
が設けてあり、それら真空口による吸引作用を受けて下
方に引き込まれる。

【０００３】包装材Ｆの先端は、この吸引室３を経て包
装装置本体１００の繰り出しベルト１０１に供給され、
繰り出しベルト１０１の回転に伴い、包装作業位置へ繰
り出されていく。ここで、繰り出しベルト１０１は、包
装作業のサイクルに合わせて包装材Ｆを間欠的に繰り出
していく。

【０００４】吸引室３の周壁には、包装材Ｆの検出セン
サ５，６が上下２カ所に設置してある。下部の検出セン
サ（下部センサ）５は、予備繰り出しモータ４の制御用
に設けられている。すなわち、繰り出しベルト１０１に
よる包装材Ｆの繰り出し動作に伴い、吸引室３内に貯留
された包装材Ｆが引き出さていくと、該包装材Ｆの下端
が下部センサ５の検出領域を越えて上昇する。このよう
にして下部センサ５の検出信号がＯＦＦに切り替わった
とき、予備繰り出しモータ４が作動し予備繰り出しロー
ラ２による包装材Ｆの予備繰り出しが行われる。

【０００５】予備繰り出しに伴い吸引室３内に包装材Ｆ
が送り込まれると、吸引室３内に貯留された包装材Ｆが
下降して下部センサ５に検出され、同センサ５からの検
出信号がＯＮに切り替わる。このとき、予備繰り出しモ
ータ４が停止して、包装材Ｆの予備繰り出し動作が終了
する。

【０００６】続いて、繰り出しベルト１０１による包装
材Ｆの繰り出し動作が始まり、下部センサ５の検出信号
がＯＦＦに切り替わると、再び予備繰り出しモータ４が
作動し予備繰り出しローラ２による包装材Ｆの予備繰り
出しが行われる。

【０００７】吸引室３の周壁上部に設けたセンサ６は、
異常停止用のセンサであり、該センサ６の検出領域を越
えて吸引室３内の包装材Ｆが上昇したとき、供給可能な
包装材Ｆの不足とみなし、繰り出しベルト１０１の作動
を緊急停止する。なお、センサ６を設けることなく、下
部センサ５が１サイクル時間以上ＯＦＦのときは、供給
可能な包装材Ｆの不足か、予備繰り出しローラ２のセッ
ト不良、あるいは予備繰り出しモータ４の不良とみな
し、包装装置本体１００を停止する場合もある。

【０００８】図６は上述した従来装置の動作タイミング
チャートであり、同図（ａ）は繰り出しベルト１０１の
ＯＮ／ＯＦＦタイミング、同図（ｂ）は繰り出しベルト
１０１による包装材Ｆの繰り出し速度、同図（ｃ）は下
部センサ５のＯＮ／ＯＦＦタイミング、同図（ｄ）は予
備繰り出しモータ４のＯＮ／ＯＦＦタイミング、同図
（ｅ）は予備繰り出しローラ２による包装材Ｆの予備繰
り出し速度を示している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
包装材供給装置は、繰り出しベルト１０１の間欠動作に
合わせて、予備繰り出しローラ２も間欠駆動される。こ
の予備繰り出しローラ２の間欠動作に伴い、供給リール
１から引き出される包装材Ｆには断続的に大きな張力が
作用する。このように断続的に大きな張力が作用する結
果、包装材Ｆに皺が生じたり、横方向への振れが生じた
りすることがあった。

【００１０】また、予備繰り出しローラ２により間欠的
に包装材Ｆが引き出されたとき、供給リール１は慣性に
より回転を持続しようとするため、バックラッシュの生
じるおそれがある。これを防止するために、供給リール
１には、図７に示すようなブレーキ機構７が設けられて
いた。このブレーキ機構は、供給リール１の回転軸１ａ
に装着したドラム７ａにブレーキ部材７ｂを接触させ、
摩擦により供給リール１の慣性を抑制する。

【００１１】この種のブレーキ機構７を備える結果、供
給リール１が回転する毎にドラム７ａとブレーキ部材７
ｂとの間の摩擦に伴う騒音が発生する。この騒音は作業
環境を悪化させる大きな要因となっていた。さらに、ブ
レーキ機構７は摩擦による損耗が激しく、短期間で部品
交換を必要とするため、経済性が悪い。

【００１２】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、包装材を連続的に予備繰り出しすることによ
り、包装材を適正に供給できるようにするとともに、上
述したごときブレーキ機構を不要として作業環境の向上
および経済性の向上を図ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、包装装置本体に包装材を間欠的に繰り
出す繰り出し手段の上流側に設けられ、繰出し手段に包
装材を供給する包装材供給装置において、包装材を供給
源から繰り出す予備繰り出しローラと、この予備繰り出
しローラを回転駆動する予備繰り出しモータと、予備繰
り出しローラにより繰り出された包装材を貯留する貯留
手段と、この貯留手段に貯留された包装材の量を段階的
に検出するセンサ手段と、このセンサ手段で段階的に検
出した包装材の貯留量に基づき予備繰り出しモータによ
る予備繰り出しの速度を変速制御する制御手段と、を備
えたことを特徴とする。

【００１４】貯留手段に貯留された包装材の量をセンサ
手段により段階的に検出することにより、適正な包装材
の貯留量に対する過不足を段階的に認識することが可能
となる。その過不足に応じて制御手段が予備繰り出しモ
ータによる予備繰り出しの速度を変速制御することによ
り、予備繰り出しローラの連続駆動を実現することがで
きる。

【００１５】センサ手段は、貯留手段に貯留された包装
材の量を段階的に検出する構成であるため、例えば複数
個のセンサ素子を用いて簡易かつ安価に制作することが
可能である。

【００１６】さらに、制御手段を、あらかじめ設定され
た複数の予備繰り出し速度で段階的に予備繰り出しモー
タを変速制御する構成とすれば、複雑なアナログ制御と
異なり、従来の包装材供給装置にも一般的に組み込まれ
ている制御コンピュータを利用して、デジタル的に予備
繰り出しモータを変速制御でき、構成の簡素化および設
備コストの低価格化を実現できる。

【００１７】また、あらかじめ設定したサイクルごと
に、センサ手段の検出結果に応じて、あらかじめ設定し
たパターンで予備繰り出しモータによる予備繰り出しの
速度を変速または定速制御するように制御手段を構成す
れば、適正な包装材の貯留量に対する過不足を速やかに
補うことができるとともに、アナログ制御に近似した高
精度な予備繰り出しモータの制御を簡易な構成で実現す
ることができる。

【００１８】さらに、制御手段は、繰り出し手段による
一間欠運転あたりの包装材の平均繰り出し速度を基準に
して、予備繰り出しモータによる予備繰り出しの速度を
変速制御する構成とすることが好ましい。貯留手段に貯
留された包装材は、繰り出し手段による繰り出し動作に
よって減少していく。その減少速度は、繰り出し手段に
よる一間欠運転あたりの包装材の平均繰り出し速度に依
存する。そこで、該平均繰り出し速度を基準に予備繰り
出し速度を変速制御することで、予備繰り出し速度の変
動幅を小さくでき、その結果、予備繰り出しモータにか
かる負担を軽減するとともに、包装材に作用する張力の
変動を抑制することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図１はこの発明の
実施形態に係る包装材供給装置を示す模式図である。包
装材供給装置は、包装材Ｆの供給源である供給リール
１、予備繰り出しローラ２、および包装材Ｆの貯留手段
としての吸引室３を備えている。予備繰り出しローラ２
は、予備繰り出しモータ４から回転駆動力を受けて回転
する。供給リール１に巻回された帯状の包装材Ｆは予備
繰り出しローラ２の回転により引き出され、吸引室３に
送られる。吸引室３は底面に真空口（図示せず）が設け
てあり、それら真空口による吸引作用を受けて下方に引
き込まれる。

【００２０】包装材Ｆの先端は、この吸引室３を経て包
装装置本体１００の繰り出しベルト１０１に供給され、
繰り出しベルト１０１の回転に伴い、包装作業位置へ繰
り出されていく。ここで、繰り出しベルト１０１は、包
装作業のサイクルに合わせて包装材Ｆを間欠的に繰り出
していく。

【００２１】吸引室３の周壁には、所定の高さ位置に三
個の検出センサ（下段センサ１１、中段センサ１２、上
段センサ１３）が設けてある。これらの検出センサ１
１，１２，１３はそれぞれの高さ位置で吸引室３内にあ
る包装材Ｆを検出する。

【００２２】１４は予備繰り出しモータ４による予備繰
り出しの速度を変速制御するための制御手段であり、中
央制御部１５、センサ信号入力インターフェース１６、
指令出力インターフェース１７、およびインバータ１８
を含んでいる。中央制御部１５は、包装装置本体１００
の制御と併せて本実施形態の包装材供給装置を制御す
る。繰り出しベルト１０１の繰り出し速度および間欠運
転の動作プログラムは、あらかじめ中央制御部１５に記
憶してある。それとともに、各検出センサ１１，１２，
１３からの検出信号に基づくインバータ１８への指令プ
ログラムおよびその指令に必要な情報も、あらかじめ中
央制御部１５に記憶してある。

【００２３】センサ信号入力インターフェース１６は、
各検出センサ１１，１２，１３から送られてくる検出信
号を入力し、中央制御部１５に出力する。また、指令出
力インターフェース１７は、中央制御部１５からの指令
信号に基づきインバータ１８の出力周波数を切り替え
る。インバータ１８は、予備繰り出しモータ４に供給す
る電源の周波数を制御して、予備繰り出しモータ４によ
る予備繰り出しの速度を制御する機能を有している。

【００２４】図２は指令出力インターフェース１７から
出力される指令信号を概念的に示す図である。例えば、
指令出力インターフェース１７を、ｂ０，ｂ１，ｂ２と
いう三種類の指令ビットのＯＮ／ＯＦＦにより、インバ
ータ１８の制御周波数を切り替える構成とした場合、図
３に示すように各指令ビットｂ０，ｂ１，ｂ２の組合せ
によって８通りの切替えが可能となる。インバータ１８
には、これら指令ビットｂ０，ｂ１，ｂ２の各組合せに
対応して、例えば、図３に示すような予備繰り出し速度
で予備繰り出しローラ２を回転させるための周波数パタ
ーンが設定してある。

【００２５】さて、この実施形態では、繰り出しベルト
１０１の一間欠運転あたりの平均繰り出し速度を基準
に、予備繰り出しモータ４による予備繰り出し速度を段
階的に変速制御する。例えば、繰り出しベルト１０１
が、一回の間欠運転あたり、６０ｒｐｍで１８０ｍｍの
包装材Ｆを繰り出すよう設定されている場合には、その
平均速度である１８０ｍｍ／ｓを基準に、予備繰り出し
モータ４による予備繰り出しの速度を段階的に変速制御
する。

【００２６】実際には、図３に示した予備繰り出し速度
のうち、基準となる平均速度（１８０ｍｍ／ｓ）に近い
２００ｍｍ／ｓを基準速度として、予備繰り出しモータ
４による予備繰り出しの速度を段階的に変速制御してい
る。この基準速度は、あらかじめ中央制御部１５に記憶
してある。

【００２７】また、中央制御部１５には、各検出センサ
１１，１２，１３から送られてくる検出信号に基づい
て、次のパターンで予備繰り出しモータ４による予備繰
り出しの速度を制御するように、あらかじめプログラム
が組み込んである。

【００２８】（１）下段センサ１１からの検出信号がＯ
ＮからＯＦＦに切り替わった場合、基準速度で予備繰り
出しするように予備繰り出しモータ４を回転させる。 （２）下段センサ１１からの検出信号がＯＦＦからＯＮ
に切り替わった場合、予備繰り出しモータ４の回転を停
止する。 （３）中段センサ１２からの検出信号がＯＮからＯＦＦ
に切り替わった場合、基準速度で予備繰り出しするよう
に予備繰り出しモータ４を回転させる。 （４）中段センサ１２からの検出信号がＯＦＦからＯＮ
に切り替わった場合、予備繰り出しモータ４による予備
繰り出しの速度を一段遅くする。 （５）上段センサ１３からの検出信号がＯＮからＯＦＦ
に切り替わった場合、予備繰り出しモータ４による予備
繰り出しの速度を一段速くする。 （６）上段センサ１３からの検出信号がＯＦＦからＯＮ
に切り替わった場合、基準速度で予備繰り出しするよう
に予備繰り出しモータ４を回転させる。 なお、各検出センサ１１，１２，１３からの検出信号
は、各検出センサが包装材Ｆを検出しているときにＯＮ
を、包装材Ｆを検出しないときにＯＦＦを示す。

【００２９】また、中央制御部１５は、あらかじめ設定
したサイクル（確認サイクル）ごとに、各検出センサ１
１，１２，１３からの検出信号に応じて、あらかじめ設
定した次のパターンで予備繰り出しモータ４による予備
繰り出しの速度を変速または定速制御する。

【００３０】（ａ）中段センサ１２からの検出信号がＯ
ＦＦからＯＮに切り替わった後、同検出信号がＯＮから
ＯＦＦに切り替わるまでは、確認サイクルごとに段階的
に予備繰り出しモータ４による予備繰り出しの速度を遅
くしていく。 （ｂ）上段センサ１３からの検出信号がＯＮからＯＦＦ
に切り替わった後、同検出信号がＯＦＦからＯＮに切り
替わるまでは、確認サイクルごとに段階的に予備繰り出
しモータ４による予備繰り出しの速度を速くしていく。 （ｃ）それ以外は、もとの予備繰り出しの速度を維持す
る。

【００３１】次に、図４を参照して予備繰り出しモータ
４による予備繰り出しの速度制御の具体例を説明する。
初期状態においては、吸引室３内に充分な量の包装材Ｆ
を貯留しておく（状態ａ）。このとき各検出センサ１
１，１２，１３からの検出信号は、ともにＯＮを示す。
初期状態から包装装置本体１００の繰り出しベルト１０
１が繰り出し回転を開始すると、吸引室３内の包装材Ｆ
が繰り出されるため、下段センサ１１からの検出信号が
ＯＦＦに変わる（状態ｂ）。この時点で中央制御部１５
から指令出力インターフェース１７を介してインバータ
１８に運転指令が与えられる。それと同時に、中央制御
部１５は、上記制御パターン（１）にしたがいインバー
タ１８に指令信号を送る。インバータ１８は、この指令
信号に基づき基準速度で予備繰り出しするように予備繰
り出しモータ４を回転させる。

【００３２】予備繰り出し速度が規定の速度に到達する
までにはある程度の時間がかかるため、その間にも繰り
出しベルト１０１による包装材Ｆの繰り出しが進み、吸
引室３内の包装材Ｆが減少していく。そして、中段セン
サ１２からの検出信号がＯＦＦに切り替わることもある
が（状態ｃ）、この場合は上記制御パターン（３）にし
たがい、基準速度で予備繰り出しするように、中央制御
部１５からインバータ１８に指令信号が送られる。

【００３３】予備繰り出しモータ４が基準速度に到達す
るとともに、繰り出しベルト１０１が回転を停止する
と、吸引室３内の包装材Ｆが増加し、中段センサ１２が
ＯＦＦからＯＮに切り替わる（状態ｄ）。このとき、中
央制御部１５は、上記制御パターン（４）にしたがい、
予備繰り出しモータ４による予備繰り出しの速度を一段
階遅くするように、インバータ１８に指令信号を送る。

【００３４】さらに、中央制御部１５は、上記制御パタ
ーン（ａ）にしたがい、予備繰り出しモータ４による予
備繰り出しの速度を確認サイクルごとに段階的に遅くす
るよう、インバータ１８に指令信号を送る（状態ｄ〜
ｅ）。

【００３５】包装装置本体の繰り出しベルト１０１が回
転を始め、吸引室３内の包装材Ｆが減少すると、中段セ
ンサ１２からの検出信号がＯＮからＯＦＦに切り替わり
（状態ｆ）、上記制御パターン（３）にしたがい、基準
速度で予備繰り出しするように、中央制御部１５からイ
ンバータ１８に指令信号が送られる。

【００３６】その後、各検出センサに変化が見られない
場合は（状態ｆ〜ｇ）、中央制御部１５から上記制御パ
ターン（ｃ）にしたがい、予備繰り出しモータ４による
予備繰り出しの速度を維持するように、インバータ１８
に指令信号が出力される。

【００３７】吸引室３内の包装材Ｆの減少が進み、上段
センサ１３がＯＮからＯＦＦに切り替わると（状態
ｈ）、中央制御部１５は、上記制御パターン（５）にし
たがい、予備繰り出しモータ４による予備繰り出しの速
度を一段階速くするように、インバータ１８に指令信号
を送る。

【００３８】さらに、中央制御部１５は、上記制御パタ
ーン（ｂ）にしたがい、予備繰り出しモータ４による予
備繰り出しの速度を確認サイクルごとに段階的に速くす
るよう、インバータ１８に指令信号を送る（状態ｈ）。

【００３９】続いて、吸引室３内の包装材Ｆが増加に転
じ、上段センサ１３がＯＦＦからＯＮに切り替わると
（状態ｉ）、中央制御部１５は、上記制御パターン
（６）にしたがい、予備繰り出しモータ４による予備繰
り出しの速度を基準速度とするように、インバータ１８
に指令信号を送る。

【００４０】その後、各検出センサに変化が見られない
場合は（状態ｉ〜ｊ）、中央制御部１５から上記制御パ
ターン（ｃ）にしたがい、予備繰り出しモータ４による
予備繰り出しの速度を維持するように、インバータ１８
に指令信号が出力される。

【００４１】吸引室３内の包装材Ｆが増加し、中段セン
サ１２がＯＦＦからＯＮに切り替わると（状態ｋ）、中
央制御部１５は、上記制御パターン（４）にしたがい、
予備繰り出しモータ４による予備繰り出しの速度を一段
階遅くするように、インバータ１８に指令信号を送る。

【００４２】さらに、中央制御部１５は、上記制御パタ
ーン（ａ）にしたがい、予備繰り出しモータ４による予
備繰り出しの速度を確認サイクルごとに段階的に遅くす
るよう、インバータ１８に指令信号を送る（状態ｋ〜
ｌ）。

【００４３】吸引室３内の包装材Ｆの増加が進み、下段
センサ１１がＯＦＦからＯＮに切り替わると（状態
ｍ）、中央制御部１５は上記制御パターン（２）にした
がいインバータ１８に運転停止指令を出力し、予備繰り
出しモータ４による予備繰り出しの速度を停止させる。

【００４４】このように予備繰り出しモータ４による予
備繰り出しの速度制御は段階的に行われるが、実際の予
備繰り出し速度は、図４の符号Ｓに示すようにアナログ
的に変化していく。

【００４５】なお、この発明は上述した実施形態に限定
されるものではない。例えば、検出センサの設置数は必
要に応じて任意に設定することができる。検出センサの
数を増やせばより緻密な制御が可能となるが、反面、制
御手段の構成が複雑化するため、設備コストを勘案して
検出センサの設置数を決定することが好ましい。

【００４６】また、予備繰り出しモータによる予備繰り
出しの速度は、８段階に限らず、必要に応じて任意の数
の段階に設定することができる。さらに、包装材の貯留
手段としては、上記実施形態に示した吸引室３以外に
も、テンションローラ、テンションレバーなど、帯状の
包装材を包装装置の上流側で貯留する各種構成のものが
適用できる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の包装材
供給装置によれば、包装材を連続的に予備繰り出しする
ので、包装材に作用する張力の変動が小さく、適正な包
装材の供給が可能となる。また、包装材の供給源にブレ
ーキ機構を設ける必要がなくなるため、設備コストおよ
びメンテナンスコストを削減できるとともに、同機構に
起因する騒音がなくなり、経済性の向上および作業環境
の向上を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態に係る包装材供給装置を示
す模式図である。

【図２】指令出力インターフェースから出力される指令
信号を概念的に示す図である。

【図３】予備繰り出し速度の設定パターン例を示す図で
ある。

【図４】予備繰り出し速度制御の具体例を示すタイミン
グチャートである。

【図５】従来の包装材供給装置を示す模式図である。

【図６】従来装置の動作タイミングチャートである。

【図７】従来の包装材供給装置の設けられていたブレー
キ機構を示す斜視図である。

【符号の説明】

１：供給リール ２：予備繰り出しローラ ３：吸引室 ４：予備繰り出しモータ １１：下段センサ １２：中段センサ １３：上段センサ １４：制御手段 １５：中央制御部 １６：センサ信号入力インターフェース １７：指令出力インターフェース １８：インバータ １０１：繰り出しベルト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 包装装置本体に包装材を間欠的に繰り出
   す繰り出し手段の上流側に設けられ、前記繰出し手段に
   包装材を供給する包装材供給装置において、 前記包装材を供給源から繰り出す予備繰り出しローラ
   と、この予備繰り出しローラを回転駆動する予備繰り出
   しモータと、前記予備繰り出しローラにより繰り出され
   た包装材を貯留する貯留手段と、この貯留手段に貯留さ
   れた包装材の量を段階的に検出するセンサ手段と、この
   センサ手段で段階的に検出した包装材の貯留量に基づき
   前記予備繰り出しモータによる予備繰り出しの速度を変
   速制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする包装
   材供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の包装材供給装置におい
   て、 前記制御手段は、前記予備繰り出しモータをあらかじめ
   設定された複数の予備繰り出し速度で段階的に変速制御
   することを特徴とする包装材供給装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の包装材供給装置
   において、 前記制御手段は、あらかじめ設定したサイクルごとに、
   前記センサ手段の検出結果に応じて、あらかじめ設定し
   たパターンで前記予備繰り出しモータによる予備繰り出
   しの速度を変速または定速制御することを特徴とする包
   装材供給装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか一項に記載し
   た包装材供給装置において、 前記制御手段は、前記繰り出し手段による一間欠運転あ
   たりの包装材の平均繰り出し速度を基準にして、前記予
   備繰り出しモータによる予備繰り出しの速度を変速制御
   することを特徴とする包装材供給装置。