JP2007290792A - 包装機用フィルム供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯状フィルムの引出しが容易に行えるように、比較的小さな力で解除できる弾性部材を配設したテンションローラ装置を用いつつ、制動時には強力なブレーキを作動させることのできる包装機用フィルム供給装置を提供すること
【解決手段】 原反フィルム１０を装着するための装填筒１１と、その装填筒に装着された原反フィルムから引き出された帯状のフィルム４を挟持すると共に搬送力を与えるフィードローラ装置と、帯状のフィルムに所定の張力を与えるテンションローラ装置１２とを備える。装填筒に接触／離反することでブレーキの開閉を行なうブレーキパッド４１と、テンションローラ装置とをトグル機構４２で連係させ、テンションローラ装置を構成する第２ローラ３２が一定量移動すると、トグル機構で増幅された大きなブレーキ力が装填筒に加わるようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、包装機用フィルム供給装置に関するものである。

横ピロー包装機等の製袋充填包装機においては、例えば、ロール状に巻き取られた原反フィルムからフィードローラーにより、連続した帯状フィルムとして引き出して製袋器に供給し、そこで筒状に形成して筒状フィルムにし、その筒状フィルム内に被包装物を所定間隔ごとに供給し、被包装物と共に搬送される筒状フィルムをシールしたりカットしたりすることで被包装物を囲繞した包装体を製造するように構成される。

ところで上述のフィードローラーにより帯状フィルムを挟持して引き出す構成を採った場合、原反フィルムはその帯状フィルムの引き出しに追従して回転するため、一定の慣性力が生じている。係る慣性力は、包装機を停止させる時において、帯状フィルムを余分に送り出すこととなり、その結果、フィルムに弛みが生じ、運転再開時にフィルムの蛇行などを引き起こす原因となり、結果として得られる包装体が不良品となるおそれがある。この問題は、包装機の運転と停止を比較的多く繰り返す時に顕著に現れる。

そこで、係る慣性力を抑える目的として、原反フィルム軸に常時一定のブレーキを作用させる制動装置を用いるようにしているものがある。そのような場合、原反フィルムを直ちに完全に停止させるには非常に強力な制動装置が必要となるが、そのような制動装置を配設すると、逆に運転開始時における原反フィルム引出し時にて、その制動力に打ち勝つ非常に大きな引き出し力が必要となるため、従来の制動装置は、例えば特許文献１にあるように、引出し力をある程度許容するようにしている。

係る制動装置の場合、帯状の所謂バンドブレーキに配設されているバネの力によってブレーキの強さが決定されるが、仮に強力なバネを取り付けても、構造上容易に完全に原反フィルムを停止させることはできない。

一方、特許文献２には、張力伝達レバー、所謂ダンサローラーによって制動装置を作動させるものが開示されている。この場合、帯状フィルムに張力がかかった時にはブレーキが解除され、逆に張力が掛からない時にはブレーキを掛けるというように、帯状フィルムの引出張力の増減に応じてブレーキの制動力が増減するように構成されている。
実開平０２−６９８０１ 実開昭５４−１４７６５１

係る制動装置におけるブレーキ力は、予め配設されたバネの付勢力と、ダンサローラーの自重により決定される。従って、より強力なバネを用いるか、ダンサローラーの重量を大きくすれば、ブレーキ力も大きくなるが、それに伴って、そのブレーキ力に抗する引出力も大きくする必要が出てくるため、装置構成上煩雑となり効率的ではない。

さらに、ダンサローラーによる制動装置においても、ブレーキを掛ける力は予め配設されたバネによって、あるいはそれに加えてダンサローラーにかかる重力によって決定されるのみであり、現実的に帯状フィルムの引出し力以上のバネや、重いダンサローラーを配設することができず、結果として包装機停止時に直ちに原反フィルムが停止するまでの強力なブレーキを作動させることはできなかった。従って、慣性力による余分なフィルムの送り込みを完全に防ぐことはできず、特にこの問題は、慣性力が大きく発生する原反フィルムの直径が大きい場合に顕著に現れていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、帯状フィルムの引出しが容易に行えるように、比較的小さな力で解除できる弾性部材を配設した付勢部材（テンションローラ）であっても、制動時には強力なブレーキを作動させることのできる包装機用フィルム供給装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係る包装機用フィルム供給装置は、原反フィルムを装着するための装填筒と、その装填筒に装着された原反フィルムから引き出された帯状のフィルムを挟持すると共に搬送力を与えるフィルム引き出し手段と、前記原反フィルムから前記フィルムフィルム引き出し手段に至る帯状のフィルムに接触し、その帯状のフィルムに所定の張力を与えるテンションローラ装置と、を備え、前記テンションローラ装置は、バネ等の弾性部材の弾性復元力を利用し、付勢部材（実施の形態では「第２ローラ３２」に対応）が前記帯状のフィルムに対して所定方向に付勢することで前記張力を与えるように構成された包装機本体に対して帯状のフィルムを連続して供給するフィルム供給装置である。そして、前記装填筒に接触／離反することでブレーキの開閉を行なう制動部材（実施の形態では「ブレーキパッド４１」に対応）と、前記付勢手段の移動に追従して前記制動部材を移動させるトグル機構と、を備えて構成した。

前記装填筒は２本平行に配置され、前記トグル機構は、前記２本の装填筒に対して同時に前記制動部材を接触／離反させるように構成するとよい。

本発明では、トグル機構により、付勢部材に連係される弾性部材の弾性復元力が比較的小さくても、その力を増幅させ、強力なブレーキの力を原反フィルムを装着する装填筒に作用させることができる。よって、運転中の包装機を停止させる時に、慣性モーメントにより原反フィルムが回転しようとする力を効果的に抑えることができ、帯状のフィルムの弛みの発生を防止し、運転再開時の帯状フィルムの蛇行の発生を防ぐことができる。

また、ブレーキの解除においては、付勢部材に連係された弾性部材の弾性復元力が比較的小さくすることができるので、容易に付勢部材の付勢力に抗して付勢部材を移動させることができるので、ブレーキ解除も容易に行える。

従って、フィルム引き出し手段に容量の大きなモーターなどを使用する必要がなく、装置構成を簡素にでき、帯状フィルムの引出し動作をスムーズに行うことができる。さらに、付勢部材がトグル機構を介して制動部材と連係されているため、制動部材が原反フィルムの軸（装填筒）に接触している際は、当該装填筒がストッパーとして働き、制動時には、付勢部材の不必要な「ばたつき」が抑制され、結果として帯状のフィルムの蛇行や、弛みを防止することができる。

本発明は、帯状フィルムの引出しが容易に行えるように、比較的小さな力で解除できるバネを配設したダンサローラーであっても、制動時には強力なブレーキを作動させることができる。

図１は、本発明が適用される包装機の一形態である横ピロー包装機の一例を示している。この包装機は、包装機本体１と、包装機本体１に対して被包装物２を供給するフィンガーコンベア装置からなる被包装物供給装置３と、包装機本体１に対して帯状のフィルム４を連続して供給するフィルム供給装置５と、を備えている。

包装機本体１は、上流側から順に製袋器６，センターシール装置７，エンドシール装置８を備える。製袋器６は、フィルム供給装置５から供給される帯状のフィルム４を筒状に形成し、帯状のフィルム４の両側縁４ａ同士を接触させるものである。この製袋器６に対し、被包装物供給装置５から被包装物２が供給される。これにより、筒状に整袋されたフィルム内に被包装物２が挿入配置されることになる。

センターシール装置７は、その接触させられた両側縁４ａを熱シールするものである。エンドシール装置８は、筒状に整袋されるとともに両側縁４ａ同士を熱シールされて形成された筒状フィルム４′の所定位置を、横方向にシールするとともにカットするものである。このシール・カットする部位は、筒状フィルム４′内の前後の被包装物２の間である。

フィルム供給装置５は、帯状のフィルム４をロール状に巻き取った原反フィルム１０を装着する装填筒１１と、その装填筒１１に装着された原反フィルム１０から引き出された帯状のフィルム４に所定の張力を与えるテンションローラ装置１２と、帯状のフィルム４に対して搬送力を与えるフィードローラ装置１３と、帯状のフィルム４を所定の経路で搬送し製袋器６へ導くガイドローラ１４とを備えている。図１では便宜上ガイドローラ１４を１個のみ記載しているが、その設置数は任意である。また、装填筒１１は２個用意されるとともに、それぞれに原反フィルム１０を装着可能とする。そして、一方（図では左側）の原反フィルム１０から帯状のフィルム４が引き出されて各ローラを経由して包装機本体１へ供給され、他方（図では右側）の原反フィルム１０は予備用となり、前記一方の原反フィルム１０からの帯状のフィルム４の引き出し終了後に、当該予備用の原反フィルムからの帯状のフィルムの引き出しを連続して行なうようにする。

図２，図３に示すように、装填筒１１は、円筒の筒本体２０を有し、その筒本体２０の基端側が、機枠２１に対して片持ち状に軸受け支持されている。これにより、筒本体２０は、機枠２１に対しフリー状態で回転可能となる。筒本体２０の基端側（機枠２１側）と、先端側の周面には、それぞれ軸方向に延びるガイド孔２２が形成されている。筒本体２０には、このガイド孔２２に沿って軸方向に移動可能な第１，第２挟持部材２４，２５が配置される。この第１，第２挟持部材２４，２５は、その先端部がガイド孔２２から周面よりも外側に突出するように設定される。これら第１，第２挟持部材２４，２５にて、原反フィルム１０の両サイドを挟み込むことで、装填筒１１に原反フィルム１０を固定し、装填筒１１と原反フィルム１０とが一体に回転・停止するようになる。

さらに、筒本体２０の先端側には、ハンドル２６が設けられ、このハンドル２６を正逆回転することで、第１，第２挟持部材２４，２５がガイド孔２２に沿って同期して前後進移動する。このとき、第１，第２挟持部材２４，２５間の中心位置は同位置を採るように設定される。これにより、フィルム幅が異なる原反フィルム１０（帯状フィルム４）であっても、その原反フィルム１０の幅方向中心位置を筒本体の所定位置（第１，第２挟持部材２４，２５間の中心位置）にセットできる。また、少なくとも第２挟持部材２５の先端（上端）が、筒本体２０の外周面とほぼ面位置か、さらに内部に進入可能となり、筒本体２０の先端側から原反フィルム１０の筒本体２０への着脱ができるように構成される。本実施形態では、第２挟持部材２５をリンク機構により構成し、軸方向の移動に追従して第２挟持部材２５の先端部（上端部）の位置を上下移動（筒本体２０の径方向に移動）させるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、軸方向の移動とは非同期で上下移動するようにしても良い。また、第１挟持部材を上下移動させるようにしてもかまわない。

本実施形態の装填筒１１の機構は、例えば特公平４−３１９８３号公報等に開示されたものを利用できる。もちろん、原反フィルムを装填するための機構は係る公報に開示されたものに限るものではなく、特開２０００−８６０２６号公報に開示された機構、その他各種の構造を採ることができる。

フィードローラ装置１３は、図１に示すように、フィルム引き出し用ローラ２７と、抑えローラ２８とを備える。フィルム引き出し用ローラ２７には、図示省略の駆動モータの出力が連係され、その駆動モータの回転力を受けて回転する。抑えローラ２８は、図示省略のバネなどにより所定の圧力でフィルム引き出し用ローラ２７側に抑えつけられる。よって、両ローラ２７，２８にて帯状のフィルム４を挟み込むとともに、その状態で駆動モータの回転力を受けてフィルム引き出し用ローラ２７が回転すると、帯状のフィルム４に搬送力が伝わり、回転フリー状態の原反フィルム１０から引き出された帯状のフィルム４が包装機本体１へ供給される。

テンションローラ装置１２は、図４に示すように、原反フィルム１０から引き出された帯状のフィルム４に対して張力を与えるもので、上下に配置された第１，第２ローラ３１，３２を備える。第１ローラ３１は、機枠２１に正逆回転可能に片持ち支持された支持軸３４に対し、軸受けを介して同軸上に装着する。これにより、第１ローラ３１は、支持軸３４を回転中心とし回転可能となる。この第１ローラ３１には、原反フィルム１０から引き出された帯状のフィルム４が掛け渡されて進行方向が変更され、左右いずれの原反フィルム１０から引き出された帯状のフィルム４も下方の第２ローラ３２に対して図中反時計方向に進むように設定される。

支持軸３４の左右両側近傍には、一対の支持板３５が連結され、その一対の支持板３５間に第２ローラ３２が回転自在に連係される。これにより、第２ローラ３２は、支持板３５の下方に支持された状態で回転（自転）すると共に、支持板３５と共に支持軸３４を回転中心として正逆回転（公転）する。なお、第１ローラ３１と第２ローラ３２とは、それ自身で回転する機能はなく、フリー状態で回転（自転）するものであり、具体的には、帯状のフィルム４の引き出しに伴い回転する。これにより、係る帯状のフィルム４の所望の経路での移動をスムーズに行なうことができる。

また、支持軸３４には、コイルスプリング等の弾性部材３６により、時計方向に回転する付勢力がかかるようになっている。これにより、原反フィルム１０から引き出された帯状のフィルム４が引っ張られると、第２ローラ３２に対して帯状のフィルム４の移動方向（図１，図３中右方向）に付勢され、その付勢力が支持板３５から支持軸３４に伝わり、上記弾性部材３６の弾性力に抗して支持軸３４を反時計方向に回転させる。よって、支持板３５ひいては第２ローラ３２も、支持軸３４を中心に反時計方向に回転（公転）移動する。このとき、第２ローラ３２は、弾性部材３６の弾性復元力を受けて時計方向に回転（公転）しようとする力が働くため、当該力により帯状のフィルム１０に対して一定の張力がかかる。

一方、フィードローラ装置１３による帯状のフィルム４の引き出し量よりも、原反フィルム１０の慣性力による回転に伴う帯状のフィルム４の繰り出し量か多いと帯状のフィルム４が弛みを生じる。このとき、上記の差が小さい場合には第２ローラ３２が支持軸３４を中心に時計方向に所定角度回転して弛みを解消しつつ、帯状のフィルム４に一定の張力を与えることができる。しかし、その弛みの程度が一定以上となると、上記の第２ローラ３２の回転では弛みを解消できなくなる。

そこで、本実施の形態では、係る解消できないほどの弛みが生じる前に原反フィルム１０の回転を停止させる制動装置を設けた。具体的には、原反フィルム１０の装填筒１１の周面に接触可能なブレーキパッド４１と、そのブレーキパッド４１に連係されたトグル機構４２とを備え、トグル機構４２は、支持軸３４の一端（機枠２１側）に連係され、その支持軸３４の正逆回転に伴いブレーキパッド４１を装填筒１１に接触／離反させる。

トグル機構４２は、リンクを構成する第１アーム４４，第２アーム４５のそれぞれの一端を各ブレーキパッド４１に連係し、両アーム４４，４５の他端同士が連係された節４６にコネクティングアーム４７の一端を連係し、そのコネクティングアーム４７の他端を支持軸３４の一端（機枠側）に連結した回転板４８の偏芯位置に連係するように構成される。ブレーキパッド４１と第１，第２アーム４４，４５との連係は、作動アーム４９を介して行なわれる。この作動アーム４９の一端が第１，第２アーム４４，４５の一端と連係され、作動アーム４９の他端は機枠２１に設けられた固定点５０に連係され、この作動アーム４９は、固定点５０を中心に所定角度範囲内で正逆回転可能となる。そして、作動アーム４９の中間の所定位置にブレーキパッド４１が取り付けられている。なお、弾性部材３６は、回転板４６に取り付けられている。

これにより、原反フィルム１０からの帯状のフィルム４の繰り出し量が増えて弾性部材４６の弾性復元力によって支持軸３４が時計方向に回転すると共に，第２ローラ３２が時計方向に公転すると、図４（ａ）に示すように、支持軸３４に連結された回転板４８も時計方向に回転し、それに伴いコネクティングアーム４７が下方に移動する。このコネクティングアーム４７の下降移動に伴い、リンク機構を構成する第１，第２アーム４４，４５同士を連係する節４６が下降移動し、第１，第２アーム４４，４５はそれぞれ連係された作動アーム４９の下端を離反方向に付勢する。これにより、作動アーム４９が固定点５０を中心に所定方向に回転してブレーキパッド４１を装填筒１１に押し付け、ブレーキをかけ、原反フィルム１０の回転を停止させる。このとき発生するブレーキ力は、弾性部材３６の弾性復元力がトグル機構によるてこの原理によって増大され大きな力となり、確実に原反フィルム１０の回転を停止させることができる。

一方、原反フィルム１０が停止されている状態においてフィードローラ装置１３による帯状のフィルム４の引き出しが開始されると、図４（ｂ）に示すように、弾性部材１７を弾性変形（伸長）させながら第２ローラ３２が図中右側に移動する（反時計方向に公転する）ため、上記とは逆に支持軸３４に連結された回転板４８も時計方向に回転し、それに伴いコネクティングアーム４７が上方に移動する。このコネクティングアーム４７の上昇移動に伴い、リンク機構を構成する第１，第２アーム４４，４５同士を連係する節４６が上昇移動し、第１，第２アーム４４，４５はそれぞれ連係された作動アーム４９の下端を接近方向に付勢する。これにより、作動アーム４９が固定点５０を中心に所定方向（上記と逆方向）に回転してブレーキパッド４１を装填筒１１から離反させ、ブレーキを解除し、原反フィルム１０を回転可能な状態にする。

図４（ａ），（ｂ）を模式的に記載すると、図５（ａ），（ｂ）に示すようになる。また、図６は、原反フィルムを１本設置する（予備の原反フィルムを用意しない）タイプに適用した一例の模式図である。図示するように、この例では、第１アーム４４′と第２アーム４５′同士を連係した節４６′ではなく、第２アーム４５′の他端に支持軸３４の連係している。この例においても、図６（ａ）に示すように、第２ローラ３２が図中左方向に移動するとブレーキパッド４１が装填筒１１に接触してブレーキが掛かり、図６（ｂ）に示すように、帯状のフィルム４の引き出しに伴い第２ローラ３２が図中右方向に移動するとブレーキパッド４１が装填筒１１から離反してブレーキが解除される。

なお、トグル機構の具体的な構成は、上述したものに限ることはなく、各種の構成を用いることができる。

また、トグル機構において、付勢部材たる第２ローラ３２のブレーキ作動ポイントから僅かに第２ローラ３２を移動させるだけでもブレーキの解除が行われるように構成することができ、係る場合、第２ローラ３２の稼動範囲を狭くすることができ、装置構成をさらに簡潔にすることができるとともに、バネ等の弾性部材の可動（伸縮）範囲も狭くなることから、「ばたつき」が抑制されることによる不必要な弾性部材の弾性変形（バネの伸縮運動）の抑制とともに、弾性変形（伸縮運動）による弾性部材（バネ）の耐久性も上昇する。

本発明が適用される包装機の一例を示す図である。 本実施の形態の要部を示す斜視図である。 本実施の形態の要部を示す斜視図である。 作用を説明する図である。 作用を説明する図である。 他の実施の形態作用を説明する図である。

符号の説明

１０ 原反フィルム
１１ 装填筒
１２ テンションローラ装置
１３ フィードローラ装置
３１ 第１ローラ
３２ 第２ローラ
３６ 弾性部材
４１ ブレーキパッド
４２ トグル機構

Claims (2)

1. 原反フィルムを装着するための装填筒と、
   その装填筒に装着された原反フィルムから引き出された帯状のフィルムを挟持すると共に搬送力を与えるフィルム引き出し手段と、
   前記原反フィルムから前記フィルムフィルム引き出し手段に至る帯状のフィルムに接触し、その帯状のフィルムに所定の張力を与えるテンションローラ装置と、
   を備え、
   前記テンションローラ装置は、バネ等の弾性部材の弾性復元力を利用し、付勢部材が前記帯状のフィルムに対して所定方向に付勢することで前記張力を与えるように構成された包装機本体に対して帯状のフィルムを連続して供給するフィルム供給装置であって、
   前記装填筒に接触／離反することでブレーキの開閉を行なう制動部材と、
   前記付勢手段の移動に追従して前記制動部材を移動させるトグル機構と、
   を備えたことを特徴とする包装機用フィルム供給装置。
2. 前記装填筒は２本平行に配置され、
   前記トグル機構は、前記２本の装填筒に対して同時に前記制動部材を接触／離反させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の包装機用フィルム供給装置。
   

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