JP2005082155A - 円筒状物品の包装装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 円筒状物品をフィルムで包装する装置では、最初に円柱状物品の一端面部周縁部にフィルムを密着させる必要があるが、従来のものはこのための機構が複雑で、結局、包装装置の製造の複雑化、製造コストの上昇、または、円筒状物品に対するフィルム包装自体のコストの上昇を招いていた。
【解決手段】 円筒状物品の包装装置Aは、円筒状物品Sをその中心軸回りに回転可能に支持する円筒状物品支持部1と、ロール状のフィルム21を繰り出し自在に保持するフィルム保持部2と、フィルム保持部2から引き出されたフィルムを把持する把持部3とを備えている。フィルム保持部2は、円筒状物品支持部1で支持された円筒状物品Sに対して相対的に、円筒状物品Sの中心軸方向に移動可能である。把持部3は、円筒状物品支持部1で支持された円筒状物品Sの中心軸と平行な軸回りに回転可能、かつ、円筒状物品Sの中心軸線に対して直交する方向に移動可能である。
【選択図】 図1


Description

本願発明は、円筒状物品を包装するための包装装置に関し、特に、該円筒状物品をフィルム(特に長尺状のフィルム)で包装するのに適した包装装置に関する。
円筒状物品を包装する装置がある。円筒状物品を自動包装する装置は従来から種々の形態のものが提案されてきた。特に近年は円筒状物品に対する密着性に優れている等の理由により、ロール状に巻かれた樹脂製の長尺のフィルムを使って円筒状物品を包装するの包装装置が主流となりつつある(例えば、特許文献1)。
しかし、上記従来の包装装置は、その構造が複雑である。円柱状物品の一端面から他端面の間に位置する周側面部をフィルム包装するには、まず、一端面部周縁部にフィルムを密着させる必要があるが、このための機構が複雑で、結局、包装装置の製造の複雑化、製造コストの上昇、または、円筒状物品に対するフィルム包装自体のコストの上昇を招いていた。
特開平10−305815号公報(4頁、図1)
本願発明が解決しようとする課題は、円柱状物品の周側面部の包装を開始する際に、円柱状物品の一端面部周縁部にフィルムを簡単に密着させることができ、結果として包装装置の製造を容易化し、製造コストを減少させることができるような、円筒状物品の包装装置を提供することにある。
かかる課題を解決するために、本願発明に係る円筒状物品の包装装置は、円筒状物品をその中心軸回りに回転可能に支持する円筒状物品支持部と、ロール状のフィルムを繰り出し自在に保持するフィルム保持部と、フィルム保持部から引き出されたフィルムを把持する把持部とを備え、該フィルム保持部は、該円筒状物品支持部で支持された該円筒状物品に対して相対的に、該円筒状物品の中心軸方向に移動可能であり、該把持部は、該円筒状物品支持部で支持された該円筒状物品の中心軸と平行な軸回りに回転可能、かつ、該円筒状物品の中心軸線に対して直交する方向に移動可能であるように構成されている。
このように構成されているため、把持部がフィルム保持部から引き出されたフィルムの先端部を把持してから、円筒状物品の一端面の近傍に移動することにより、円筒状物品の一端面の周縁にフィルムを当接させることができる。
そして、該当接の状態を維持したまま円筒状物品と把持部とを略同軸で略同一角度回転させると、円筒状物品の周側面にフィルムを密着させることができる。
そして、その密着の後、把持部によるフィルムの把持を解除して、フィルム保持部を円筒状物品に対して相対的に円筒状物品の中心軸方向に移動させつつ円筒状物品をその中心軸回りに回転させると、円筒状物品の周側面の略全体をフィルムで螺旋状に包装することができる。
本願発明の円筒状物品包装装置によれば、簡単な構成でありながら、フィルム保持部から把持部で引き出された状態のフィルムを、簡単に円筒状物品の一端面周縁部に密着させることができる。そして、その後の周側面部(円筒状物品の周側面部)全体へのフィルムの包装を効率的に行うことができる。
本願の円筒状物品の包装装置において、該円筒状物品支持部を、平行に配された2本の回転駆動可能なローラーで構成してもよい。そして、円筒状物品を該2本のローラーの上に載置して支持し、該ローラーを回転させることによって該円筒状物品を回転させるようにしてもよい。
また、フィルム保持部から引き出されたフィルムの、把持部と円筒状物品との間の部分を切断する切断装置を設けても良い。
また、フィルム保持部から引き出されたフィルムの先端部に空気を噴射して、該先端部を円筒状物品の一端面側からその周側面側に導くような、空気噴射装置を設けてもよい。このような空気噴射装置を設けると、把持部が開放したフィルムの先端部を円筒状物品の周側面に導くことができる。
また、円筒状物品の周側面において、フィルムの重なり部分を熱によって溶着する溶着装置を設けてもよい。このよう溶着装置を設けると、フィルム巻終わりにおけるフィルム終端部を溶着することができ、円筒状物品からフィルムが剥がれ出すことを防止できる。
また、把持部がフィルム保持部から引き出されたフィルムの先端部を把持してから、円筒状物品の一端面の近傍に移動することにより、円筒状物品の一端面の周縁にフィルムを当接させ、該当接の状態を維持したまま円筒状物品と把持部とを略同軸で略同一角度回転させることにより、円筒状物品の周側面にフィルムを密着させ、該密着の後、把持部によるフィルムの把持を解除して、フィルム保持部を円筒状物品に対して相対的に円筒状物品の中心軸方向に移動させつつ円筒状物品をその中心軸回りに回転させて、円筒状物品の周側面の略全体をフィルムで螺旋状に包装するようにしても良い。
図1は、本願発明の一実施例たる円筒状物品の包装装置(以下、単に「包装装置」と言う)Aの正面図(図1(a))および右側面図(図1(b))である。
包装装置Aは、円筒状物品支持部1とフィルム保持部2と把持部3と切断装置4とを備えている。また、図1では省略されているが、包装装置Aは空気噴射装置と溶着装置も備えている。
円筒状物品支持部1は、同一水平面内において平行に配された2本の円筒状の回転駆動可能なローラー1a,1bを有しており、この2本のローラー1a,1bの上に円筒状物品Sを載置することができる。ローラー1a,1bの中心軸と、円筒状物品Sの中心軸は平行となる。円筒状物品Sを載置した状態で2本のローラー1a,1bが同一方向に回転すると、円筒状物品Sがその反対方向に、すなわちローラー1a,1bと反対の方向に回転する。なお、図1(b)において、矢印R1,R2は、ローラー1a,1bの回転方向を示し、矢印R3は円筒状物品Sの回転方向を示す。円筒状物品Sは、その中心軸回りに回転する。
フィルム保持部2は、ロール状の樹脂製のフィルム21(長尺状の樹脂製フィルムがロール状に巻かれたもの)を内部に保持している。そして、フィルム21の先端は、フィルム保持部2の出口2aから引き出されている。フィルム21の先端を引っ張ると、フィルム21が繰り出される。
フィルム保持部2は、ローラー1a,1bと平行に配置されたレール35(図1(b)参照)の上をスライド移動できるように構成されている。つまり、フィルム保持部2は、円筒状物品支持部1上に配置された円筒状物品Sの軸方向に移動可能に構成されている。なお、レール35は図1(a)では省略されている。
把持部3は、フィルム21の先端部近傍を把持することができるように構成されている。
図2は把持部3の斜観図である。
把持部3は基部3eを有しており、その基部3eが支柱31に対して上下方向(鉛直方向)に移動可能に取り付けられており、包装装置Aの制御部(図示せず)からの制御信号によって移動制御される。基部3eが支柱31に対して上下方向移動することにより、把持部3は上下方向(鉛直方向)に移動する。図2中の矢印R4は、把持部3の支柱31に対する移動方向を示す。
把持部3は、アーム3aと、アーム3aの先端に設けられた開閉部3bとを有する。アーム3aはモータ(図示せず)を動力として軸3fを中心に、基部3eに対して回転可能に構成されている。開閉部3bは2本の指部3c,3dが開閉可能となるように構成されている。開閉部3bは、2本の指部3c,3dが遠隔した「開」状態と、2本の指部3c,3dが近接した「閉」状態とを採ることができる。
再度図1を参照すると、支柱31はその上端が、中間レール32に対してスライド可能に取り付けられており、包装装置Aの制御部(図示せず)からの制御信号によってスライド制御される。中間レール32は、円筒状物品Sの中心軸に略直交する方向に、かつ、水平面内において伸延する方向に設けられている。図中の矢印R5は、このときのスライド方向を示す。支柱31が中間レール32をスライドすることにより、把持部3は、円筒状物品Sの中心軸と直交する方向、かつ、フィルム保持部2から円筒状物品Sに近づいたり、円筒状物品Sからフィルム保持部2に近づいたりする方向に移動する。
中間レール32は固定レール33に対してスライド可能に取り付けられており、包装装置Aの制御部(図示せず)からの制御信号によってスライド制御される。図中の矢印R6は、このときのスライド方向を示す。固定レール33は、ローラー1a,1bと平行に伸延する方向に取り付けられている。中間レール32が固定レール33をスライドすることにより、把持部3は、ローラー1a,1bの軸方向に、すなわち円筒状物品Sの中心軸方向に移動する。
切断装置4は、フィルム保持部2と円筒状物品支持部1との間に位置している。切断装置4は、フィルム21を切断するための刃4aを有している。切断装置4は、ローラー1a,1bと平行に配置されたレール36(図1(b)参照)の上をスライド移動できるように構成されている。つまり、切断装置4は、円筒状物品Sの中心軸方向に移動可能に構成されている。なお、レール36は図1(a)では省略されている。
ローラー1a,1bの回転駆動、フィルム保持部2の移動制御(レール35上の移動制御)、把持部3の指部3c,3dの遠近制御による開閉部3bの開閉制御、把持部3のアームaの基部3eに対する回転制御、把持部3の基部aの支柱31に対する移動制御、支柱31の中間レール32に対するスライド制御、中間レール32の固定レール33に対するスライド制御、切断装置4の移動制御(レール36上の移動制御)は、すべて図示しない制御部からの制御信号によって制御される。
この制御部は包装装置Aの全ての可動部を、またはその一部の動作を、プログラムによって自動化することもできるし、手動操作によって制御信号を包装装置Aの各可動部に送出することもできる。
以下、図3〜10を参照しつつ、上記のように構成された包装装置Aが、円筒状物品Sをフィルム21で包装するときの動作を説明する。
図3は、包装装置Aの動作工程における第1状態を示している。図3(a)は包装装置Aの平面図であり、図3(b)はその右側面図である。
図3に示すように、ローラー1a,1bの上には円筒状物品Sが載置されている。このとき、フィルム保持部2は、ローラー1a,1bの軸方向において、その(フィルム保持部2の)一端が円筒状物品Sの一端面Saと略一致するような位置にある。よって、フィルム保持部2の全体が、円筒状物品Sの一端面Saよりも内側に位置している。なお符号Sbは、円筒状物品Sの他端面を示す。
フィルム保持部2からはフィルム21が引き出されており、その(フィルム21の)先端部近傍が把持部3によって把持されている。把持部3は、ローラー1a,1bの軸方向において、円筒状物品Sの一端面Saよりも外側に位置している。把持部3は、水平面内においてローラー1a,1bの軸と直交する方向において、円筒状物品Sとフィルム保持部2との間に位置している。把持部3のアーム3aは、ほぼ鉛直方向下方を向いている。
図4は、包装装置Aの動作工程における第2状態を示している。図4(a)は包装装置Aの平面図であり、図4(b)はその右側面図である。
第2状態は、支柱31が中間レール32に対してスライド移動して、把持部3が円筒状物品S側に移動した状態である。この状態では、把持部3は円筒状物品Sの一端面Saの近傍に位置している。把持部3はフィルム21を把持しまままの状態である。
この状態(第2状態)では、把持部3のアーム3aの回転中心である軸3fと、円筒状物品Sの中心軸とは、略平行であり、かつ、略同軸である。なお、把持部3の支柱31に対する位置と、支柱31の中間レール32に対する位置を調整することにより、把持部3の軸3fと、円筒状物品Sの中心軸とを、略同軸に調整することができる。このような調整は、円筒状物品支持部1に載置される円筒状物品Sの直径等に応じて、適宜なすことができる。
把持部3はフィルム21の先端部近傍を把持したまま移動しているので、この移動によって、フィルム保持部2からフィルム21がさらに引き出され、これによって円筒状物品Sの一端面Saの周縁部にフィルム21が当接した状態となっている。符号Seは、この当接箇所を示す。
図5は、包装装置Aの動作工程における第3状態を示している。図5(a)は包装装置Aの平面図であり、図5(b)はその右側面図である。
第3状態は、第2状態から、円筒状物品Sおよび把持部3のアーム3aがそれぞれ所定角度回転した状態である。図中のR3は、このときのアーム3a及び円筒状物品Sの回転方向を示す。このときの円筒状物品Sの回転角度と把持部3のアーム3aの回転角度とはほぼ等しい。なお、円筒状物品Sの回転はローラー1a,1bを回転駆動することによりなされる。
第2状態では、円筒状物品Sの一端面Saの周縁部にフィルム21が当接していた。この当接箇所Seにおいてフィルム21が円筒状物品Sに密着したままで、円筒状物品Sと把持部3のアーム3aとが回転しているので、該当接の状態は第3状態においても維持されている。第3状態では、この当接箇所Seよりもフィルム保持部2側においては、フィルム21が円筒状物品Sの周側面に密着している。
図6は、包装装置Aの動作工程における第4状態を示している。図6(a)は包装装置Aの平面図であり、図6(b)はその右側面図である。
第4状態は、第3状態からさらに円筒状物品Sおよび把持部3のアーム3aが回転した状態である。図中の矢印R3は、このときの回転方向を示す。このときの円筒状物品Sの回転角度と把持部3のアーム3aの回転角度とはほぼ等しい。フィルム21は円筒状物品Sを略一巻きしている。この状態において、把持部3がフィルム21を開放する。把持部3がフィルム21を放しても、後続して繰り出されたフィルム21が円筒状物品Sの周側面に密着しているので、円筒状物品Sからフィルム21がほどかれることはない。
次に、空気噴射装置5を作動させる。すると、空気噴射装置5から空気が噴射される。図中の矢印R7は、空気噴射装置5からの空気の噴射方向を示す。空気噴射装置5は、把持部3から開放されて自由状態になったフィルム21の先端部に空気を噴射して、該先端部を円筒状物品Sの一端面Sa側から円筒状物品Sの周側面に導く。
さらにローラー1a,1bを回転駆動して円筒状物品Sを回転させると、把持部3から開放されたフィルム21の先端部の上から、後続して繰り出されたフィルム21が巻きつけられる。
その後は、フィルム保持部2をレール35上をスライド移動させつつ、つまり、円筒状物品Sの中心軸方向に移動させつつ、ローラー1a,1bを回転駆動して円筒状物品Sをその中心軸回りに回転させてゆく。すると、円筒状物品Sの周側面にフィルム21が螺旋状に巻き付けられてゆく。
図7は、包装装置Aの動作工程における第5状態を示している。図7(a)は包装装置Aの平面図であり、図7(b)はその右側面図である。
第5状態は、円筒状物品Sの周側面の全体にフィルム21が螺旋状に巻き付けられた状態である。
図7では、フィルム保持部2から繰り出されるフィルム21が、円筒状物品Sの他端面Sbを少し超えるまで、フィルム保持部2が移動している。これは、後述するように、円筒状物品Sの他端面Sbの周縁部に、フィルム21による巻き込み部分を形成するためである。
図7のように、フィルム21が円筒状物品Sの他端面Sbを少し超えるところまで、フィルム保持部2を移動させると、今度は、フィルム保持部2の反転方向へのスライド移動を開始させる。つまり、フィルム保持部2が元の位置に戻るように移動させるのである。このフィルム保持部2の反転方向への移動のときにも、円筒状物品支持部1は駆動されており、よって、円筒状物品Sは回転している。このときも、円筒状物品Sの周側面にフィルム21が螺旋状に巻き付けられてゆく。つまり、円筒状物品Sの周側面にはフィルム21が2重に巻き付けられてゆく。
図8は、包装装置Aの動作工程における第6状態を示している。図8(a)は包装装置Aの平面図であり、図8(b)はその右側面図である。
第6状態では、フィルム保持部2がほぼ元の位置にまで戻されており、円筒状物品Sの周側面の全体にフィルム21が2重に巻き付けられている。この第6状態において、フィルム保持部2と円筒状物品支持部1を停止させる。そして、フィルム21における円筒状物品Sとフィルム保持部2との間の部分を、把持部3で把持する。
そのためにはまず、把持部3を、フィルム保持部2と円筒状物品Sとの間に移動させる。把持部3のかかる移動は、支柱31を中間レール32に対してスライド移動させることによってなすことができる。
次に、把持部3の開閉部3bを「開」状態にする。つまり、指部3c,3dの間にフィルム21が収容される程度に、指部3c,3dの間隔を開く。
次に、把持部3を、ローラー1a,1bの軸方向に移動させる。把持部3のかかる移動は、中間レール32を固定レール33に対してスライド移動させることによってなすことができる。
把持部3をこのように移動させると、フィルム21が皺寄せられつつ、把持部3の開閉部3bの指部3c,3dの間に収められてゆく。フィルム21の全幅が開閉部3bに収められたら、開閉部3bを「閉」状態にする。すると、フィルム21は把持部3に把持された状態となる。なお、図中の矢印R8は、把持部3の移動方向を示す。
次に、切断装置4によってフィルム21の円筒状物品Sと把持部3との間の部分を切断する。フィルム21を切断装置4で切断するには、切断装置4の刃をフィルム21に当てながら、切断装置4をレール36上をスライド移動させる。この移動によって、切断装置4がフィルム21の幅方向に移動し、把持部3と円筒状物品Sとの間において、フィルム21を切断する。図中の矢印R9は、このときの切断装置4の移動方向を示す。
図9は、包装装置Aの動作工程における第7状態を示す図であり、包装装置Aの右側面図である。この第7状態は、切断装置4によってフィルム21を切断した後に、円筒状物品支持部1によって円筒状物品Sを約半回転させた状態である。この状態において、円筒状物品Sに巻き付けられたフィルム21の終端部がローラ1aを若干超えたところに位置している。
前述したとおり、包装装置Aは溶着装置40を備えている。この溶着装置40は、回転支点40bを中心にして回転駆動されるものであり、先端にヒータ40aを有している。
図9に示される第7状態では、フィルム21の終端部がヒータ40aに対応する箇所に位置している。よって、溶着装置40を図中の矢印R10の方向へ回転させると、ヒータ40aの熱により、フィルム21の終端部において、フィルム同士が重なった状態で溶着される。よって、円筒状物品Sからフィルム21がほどかれにくくなる。
以上の工程により、円筒状物品Sをフィルム21で包装する工程が終了する。
図10は、フィルム21による包装が完了した状態の円筒状物品Sを示す図であり、円筒状物品Sの他端面Sb側から見た斜観図である。フィルム保持部2は、そこから繰り出されるフィルム21が円筒状物品Sの他端面Sbを少し超える位置まで移動することを前述した(図7参照)。これにより、円筒状物品Sの他端面Sbの周縁部には、フィルム21による巻き込み部Fが形成されている。巻き込み部Fは他端面Sbにほぼ密着している。この巻き込み部Fによって該周縁部は保護される。
その後、フィルム保持部2と把持部3とは元の位置に戻されて、再度図3に示すような状態となる。そして、フィルム21で包装された円筒状物品Sをローラー1a,1b上から除去し、次に包装すべき円筒状物品をローラー1a,1b上に載置する。
簡単な構成で、フィルムによる円筒状物品の包装を行うことができるので、物品の包装装置の分野に適用できる。
円筒状物品の包装装置の図であり、(a)はその正面図、(b)は右側面図である。 把持部の斜観図である。 円筒状物品包装装置の動作工程における第1状態を示す図である。(a)は包装装置の平面図であり、(b)はその右側面図である。 円筒状物品包装装置の動作工程における第2状態を示す図である。(a)は包装装置の平面図であり、(b)はその右側面図である。 円筒状物品包装装置の動作工程における第3状態を示す図である。(a)は包装装置の平面図であり、(b)はその右側面図である。 円筒状物品包装装置の動作工程における第4状態を示す図である。(a)は包装装置の平面図であり、(b)はその右側面図である。 円筒状物品包装装置の動作工程における第5状態を示す図である。(a)は包装装置の平面図であり、(b)はその右側面図である。 円筒状物品包装装置の動作工程における第6状態を示す図である。(a)は包装装置の平面図であり、(b)はその右側面図である。 円筒状物品包装装置の動作工程における第7状態を示す図であり、包装装置の右側面図である。 フィルムによる包装が完了した状態の円筒状物品を示す図であり、円筒状物品の他端面側から見た斜観図である。
符号の説明
A 円筒状物品の包装装置
F 巻き込み部
S 円筒状物品
Sa 円筒状物品の一端面
Sb 円筒状物品の多端面
1 円筒状物品支持部
1a,1b ローラー
2 フィルム保持部
2a フィルム保持部の出口
3 把持部
3a アーム
3b 開閉部
3c,3d 指部
3e 基部
3f 軸
4 切断装置
5 空気噴射装置
21 フィルム
31 支柱
32 中間レール
33 固定レール
35 レール
36 レール
40 溶着装置
40b 回転支点
40a ヒータ

Claims (6)

  1. 円筒状物品をその中心軸回りに回転可能に支持する円筒状物品支持部と、
    ロール状のフィルムを繰り出し自在に保持するフィルム保持部と、
    フィルム保持部から引き出されたフィルムを把持する把持部とを備え、
    該フィルム保持部は、該円筒状物品支持部で支持された該円筒状物品に対して相対的に、該円筒状物品の中心軸方向に移動可能であり、
    該把持部は、該円筒状物品支持部で支持された該円筒状物品の中心軸と平行な軸回りに回転可能、かつ、該円筒状物品の中心軸線に対して直交する方向に移動可能である、円筒状物品の包装装置。
  2. 該円筒状物品支持部が、平行に配された2本の回転駆動可能なローラーであり、
    該円筒状物品支持部は、該円筒状物品を該2本のローラーの上に載置して支持する、請求項1記載の円筒状物品の包装装置。
  3. 該フィルム保持部から引き出されたフィルムの、該把持部と該円筒状物品との間の部分を切断する切断装置を備えた、請求項1又は2記載の円筒状物品の包装装置。
  4. 該フィルム保持部から引き出されたフィルムの先端部に空気を噴射して、該先端部を該円筒状物品の一端面側から該円筒状物品の周側面側に導く空気噴射装置を備えた、請求項1乃至3のいずれか一の項に記載の円筒状物品の包装装置。
  5. 該円筒状物品の周側面において、該フィルムの重なり部分を熱によって溶着する溶着装置を備えた、請求項1乃至4のいずれか一の項に記載の円筒状物品の包装装置。
  6. 該把持部が、該フィルム保持部から引き出されたフィルムの先端部を把持してから、該円筒状物品の一端面の近傍に移動することにより、該円筒状物品の該一端面の周縁にフィルムを当接させ、
    該当接の状態を維持したまま、該円筒状物品と該把持部とを略同軸で略同一角度回転させることにより、該円筒状物品の周側面にフィルムを密着させ、
    該密着の後、該把持部によるフィルムの把持を解除して、該フィルム保持部を該円筒状物品に対して相対的に該円筒状物品の中心軸方向に移動させつつ、該円筒状物品をその中心軸回りに回転させて、該円筒状物品の周側面の略全体をフィルムで螺旋状に包装する、請求項1乃至5のいずれか一の項に記載の円筒状物品の包装装置。
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