JP2017001769A - スプライサー及び原反フィルムの交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】包装袋材料（原反フィルム）を装置内に現に供給しているロール体を新しいものと交換する際に新旧包装袋材料をつなぐため、スプライサーが用いられるが、複数のロール体を同一円周上で円運動させるというターレット構造を採用するため、大きな容積が必要となっている。ロール体の動きを鉛直下方向のみとして小さな容積で済むスプライサーを提供する。
【解決手段】フランジを備えていない巻き芯Ｒ３にフィルム原反Ｆが巻かれて成るフィルムロール体を、該フィルム原反を消費し巻き芯のみとなった状態で鉛直下方に排出する方式のスプライサー１であって、旧ロール体Ｒ１の鉛直上方に新ロール体Ｒ２の巻き芯の両端を把持して上下動するボビンリール５が配置されており、旧ロール体のフィルム原反を消費した段階でその巻き芯を排出し、新ロール体を下降させると共に、新ロール体の原反フィルムの初端と装置内に残る原反フィルム終端とを連結するもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品その他の被包装物を充填して自動的に包装する自動包装機（製袋充填機）用スプライサーの構造並びに原反フィルムの交換方法に関するものである。

スプライサーは、元来は紙・フィルム・磁気テープ等の２片をつなぐための機械装置を意味する技術用語であって、様々な分野に存在する。
自動包装業界においては、巻かれてロール体となっている包装袋材料（原反フィルム）を装置内に供給してゆき残量が少なくなった段階で、新しいロール体と交換する際に新旧包装袋材料をつなぐため、このスプライサーが用いられる。

このスプライサーは、包装袋材料を巻いたロール体を、通常は２体内包できる構造である。その中の１体は製袋機本体に供給中のロール体であり、他は待機中のロール体ということになる。供給中のロール体のフィルム材料の残量がゼロになる直前に、待機中のロール体のフィルム材料と連結すれば、連続的に稼動させることができる。以下本明細書中では、フィルム供給中のロール体を「旧ロール体」、待機中のロール体を「新ロール体」と呼ぶこととする。
新旧フィルムの連結は、例えば材料フィルムに印刷が施されており印刷の図柄を精確に揃えなければならない、といった状況であれば、相応の工夫が必要となる。

フィルム連結が完了した時点で旧ロール体にはフィルム材料は存在していない。そこで新ロール体は、それまで旧ロール体があった位置に移動し、旧ロール体は排出位置に移動する。
従来のスプライサーの場合、新ロール体と旧ロール体は同一円周上を移動させる構造、即ちターレットとなっている。装置にセットするロール体の個数が２個の場合にはこれらは１８０度離反した（即ち直径の両端となる）位置に、３個の場合には１２０度ずつ離反した位置に配置されることになる。即ち、供給中のロール体のフィルム材料の残量がゼロになる前後で、ロール体は円運動をするということになる。

例えば図９（ａ）乃至（ｄ）に示す従来スプライサーは、ロール体が二本（旧ロール体Ｒ１、新ロール体Ｒ２）セットするタイプのターレットであり、これらのロール体は回転軸Ｏを中心とする同一円周上に配置されており、軸Ｏを中心として揺動できる。

旧ロール体Ｒ１から繰り出されるフィルム材料は、繰り出しローラーＢ、ダンサーローラーＣ、ストックローラー群Ｄ，を経て製袋機本体（図示せず）に供給される〔同図（ａ）〕。
旧ロール体Ｒ１の反対側に新ロール体Ｒ２をセットする〔同図（ｂ）〕。そして、新ロール体Ｒ２からフィルム初端部を引き出し、所定のマーク位置に粘着テープを貼着した上でこれをフィルムセットテーブルＡに固定する。本例において固定は、このテーブルＡがフィルムをバキューム吸着するという方法で行なう。そしてこの状態で待機する。

一方、ロール体のフィルムの終端近くには、予め終了前検知テープが貼着されており、フィルム残量が少なくなるとやがて、該終了前検知テープが旧ロール体Ｒ１から離脱しフィルムセットテーブルに向かって移動してゆくことになる。そしてこの移動中の該終了前検知テープを終了前検知センサＥが検知したときから、フィルム連結工程に入り、余剰フィルムの切断、及び、旧ロール体Ｒ１のフィルム終端と新ロール体Ｒ２のフィルム初端との接合を行なう〔同図（ｃ）〕。なお、フィルムの位置合わせ・切断・接合作業中は、繰り出しローラーＢでフィルムを挟持してフィルムの繰り出しを規制するが、ストックローラー群Ｄ内に貯留されているフィルムを排出することで製袋機の稼動がストップしないようになっている。

接合完了後は、繰り出しローラーＢを開放し、新ロール体Ｒ２からフィルムを引き出しながらターレットを旋回させる〔同図（ｄ）：１８０度旋回させるものであるが図はその途中図であり、約９０度旋回した状態のものである〕。そしてストックローラー群Ｄを基に位置まで離反させると、同図（ａ）の状態になる。

このような構造であるので、新旧ロール体の交換は、ターレットに新ロール体を置き、フィルムセットテーブルＡ上でフィルム初端のマーク位置に粘着テープを貼付するだけでその人的作業は完了することとなる。

特開２０１１−０６８４６７号公報

このように、複数のロール体を同一円周上で円運動させることで、新旧ロール体の交換ができるということは、連結作業の省力化にとって好適な方策である。
しかし、複数のロール体を同一円周上で円運動させるというターレット構造を採用する限り、その分だけ大きな容積が必要となる。

そこで本発明者は、上記点に鑑み鋭意研究の結果遂に本発明を成したものであり、スプライサーの構造については、フランジを備えていない巻き芯にフィルム原反が巻かれて成るフィルムロール体を、該フィルム原反を消費し巻き芯のみとなった状態で鉛直下方に排出する方式のスプライサーであって、製袋装置に原反フィルムを供給しているフィルムロール体の鉛直上方に新規フィルムロール体の巻き芯の両端を把持して上下動するボビンリールが配置されており、稼動中のフィルムロール体のフィルム原反を消費した段階でその巻き芯を排出し、新規フィルムロール体を下降させると共に、新規フィルムロール体の原反フィルムの初端と装置内に残る原反フィルム終端とを連結するものであることを、また原反フィルムの交換方法については、フランジを備えていない巻き芯にフィルム原反が巻かれて成るフィルムロール体を、該フィルム原反を消費し巻き芯のみとなった状態で鉛直下方に排出する方式での原反フィルムの交換方法であって、製袋装置に原反フィルムを供給しているフィルムロール体の鉛直上方に新規フィルムロール体の巻き芯の両端を把持して上下動するボビンリールが配置されており、稼動中のフィルムロール体のフィルム原反を消費した段階でその巻き芯を排出し、新規フィルムロール体を下降させると共に、新規フィルムロール体の原反フィルムの初端と装置内に残る原反フィルム終端とを連結することを、特徴とするものである。

即ち本発明は、円滑なロール体交換作業を、ターレット構造を採用することなく成し遂げるためのものであると言える。
更に、自動化（無人化）も徹底され、新ロール体を嵌め込むだけでその後は何もしなくても良いというスプライサーの実現も視野に入れた発明となっている。

そのためにまず、新ロール体を旧ロール体の鉛直上方に配置することとした。新旧交換時に新ロール体を鉛直下方に移動させることで、最小の投影面積とすることができる。
その場合、旧ロール体をも鉛直下方に移動（排出）させなければ、新旧ロール体が交錯することになるので本発明においては、ロール体を巻き芯のみの構造（即ちフランジを備えていない構造）とした。これによって旧ロール体の排出は容易となる。

次に、新ロール体の巻き芯の両端を把持して上下動するボビンリールを旧ロール体の鉛直上方に配置した。このボビンリールの上下動のタイミングを制御することで新旧ロール体の交換は円滑になされる。ボビンリール自体の構造の詳細については特に限定するものではないが、鉛直方向にレールを配置し、ボビンリールはこのレールを摺動するという構造が一般的かと思われる。

また、旧ロール体の巻き芯の排出方法については種々の方策があり得るが、次の方法は特に効率が良い。
即ち旧ロール体を、平行に配置された二本の受けローラ上に載置するという構造とし、ロール体に巻かれた原反フィルムの残量がなくなった、若しくは殆んどなくなったことを検知した段階で、この二本のローラの離反距離を巻き芯の外径よりも大きく広げて落下させるという方法である。この方法を用いると、装置に要する人手は、新ロール体のセットだけであり、旧ロール体は自動的に鉛直下方に排出されるのであるから、下方に廃材受け容器を置いておけばここに溜められ、廃棄作業が簡便になる。原反フィルムの残量検知方法、ローラ間距離の制御方法、などについては特に限定しない。

更に、セットされた新ロール体に巻かれた原反フィルムの初端（巻かれた原反フィルムの開放側の端部を「初端」、巻かれた原反フィルムの巻き芯側端部を「終端」と呼ぶ）を検知すること、この初端を連結部分まで旋回させること、旧ロール体の原反フィルムの終端を検知すること、新ロール体の初端と旧ロール体の終端とを設計通りに合わせること、余剰分を切除すること、等々が自動化されれば本発明装置の無人化が図れるが、それらの事項については本願では取り扱わない。

本発明に係るスプライサー及び原反フィルムの交換方法は、スプライサーの構造については、フランジを備えていない巻き芯にフィルム原反が巻かれて成るフィルムロール体を、該フィルム原反を消費し巻き芯のみとなった状態で鉛直下方に排出する方式のスプライサーであって、製袋装置に原反フィルムを供給しているフィルムロール体の鉛直上方に新規フィルムロール体の巻き芯の両端を把持して上下動するボビンリールが配置されており、稼動中のフィルムロール体のフィルム原反を消費した段階でその巻き芯を排出し、新規フィルムロール体を下降させると共に、新規フィルムロール体の原反フィルムの初端と装置内に残る原反フィルム終端とを連結するものであることを、また原反フィルムの交換方法については、フランジを備えていない巻き芯にフィルム原反が巻かれて成るフィルムロール体を、該フィルム原反を消費し巻き芯のみとなった状態で鉛直下方に排出する方式での原反フィルムの交換方法であって、製袋装置に原反フィルムを供給しているフィルムロール体の鉛直上方に新規フィルムロール体の巻き芯の両端を把持して上下動するボビンリールが配置されており、稼動中のフィルムロール体のフィルム原反を消費した段階でその巻き芯を排出し、新規フィルムロール体を下降させると共に、新規フィルムロール体の原反フィルムの初端と装置内に残る原反フィルム終端とを連結することを、特徴とするものであり、以下述べるような効果を有する極めて高度な発明である。

（１） ロール体の動きは、鉛直下方向のみであるのでターレット構造に比して小さな容積で済む。
（２） ロール体の動きは、鉛直下方向のみであって、その移動距離が小さいのでロール体交換時に人的事故を引き起こしにくい。

本発明に係るスプライサーの一例の内部機構の要部を概略的に示す側面図である。 旧ロール体の原反フィルムと新ロール体の原反フィルムとを自動的に連結する工程における一状態を示す側面図である。 旧ロール体の原反フィルムと新ロール体の原反フィルムとを自動的に連結する工程における一状態を示す側面図である。 旧ロール体の原反フィルムと新ロール体の原反フィルムとを自動的に連結する工程における一状態を示す側面図である。 旧ロール体の原反フィルムと新ロール体の原反フィルムとを自動的に連結する工程における一状態を示す側面図である。 旧ロール体の原反フィルムと新ロール体の原反フィルムとを自動的に連結する工程における一状態を示す側面図である。 旧ロール体の原反フィルムと新ロール体の原反フィルムとを自動的に連結する工程における一状態を示す側面図である。 旧ロール体の原反フィルムと新ロール体の原反フィルムとを自動的に連結する工程における一状態を示す側面図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、従来のスプライサーの一例の挙動を、経時的且つ概略的に示すいずれも側面図である。

図１は、製袋装置の要部を示したものであり、その一部が本発明に係るスプライサー１（以下単に「本発明スプライサー１」という）である。図より明らかなように本発明スプライサー１は、製袋機Ｓに原反フィルムＦを供給する装置の一部であって、フィルム供給中の旧ロール体Ｒ１と、その交換のために待機する新ロール体Ｒ２とを備える。
本例の場合、本発明スプライサー１の奥行きｄは５２０ｍｍであり、新ロール体Ｒ１の外径３４０ｍｍの２倍にも満たない容積のものである。なお図示した状態は、旧ロール体Ｒ１は殆んど全量の原反フィルムＦが巻かれている。また、新旧ロール体Ｒ１・Ｒ２はいずれも、巻き芯Ｒ３だけでフランジを持たない芯材に原反フィルムＦを巻いて成るので、フィルムＦが繰り出されてゆくに従って、次第に外径が小さくなってゆく。

図２乃至図８は、図１で示した本発明スプライサー１によって、旧ロール体Ｒ１の原反フィルムと新ロール体Ｒ２の原反フィルムとを自動的に連結する様子を経時的且つ概略的に示すものであり、旧ロール体Ｒ１の稼働中に新ロール体Ｒ２をセットするが図２は、そのセット前の状態を示している。
旧ロール体Ｒ１は、可動ローラ２１と固定ローラ２２とによるロール体載置ローラ２上にあって、旧ロール体Ｒ１から繰り出された原反フィルムＦは、バキュームボックス３、フィルム連結箇所４等を経て、製袋機本体に送出される。

また、旧ロール体Ｒ１の上方には、ボビンリール５が配置されている。このボビンリール５は、鉛直方向に設けられたボビンリールレール５１に上下動可能に支持されており、セットする新ロール体Ｒ２の巻き芯Ｒ３を可回動に把持することができる。

これに新ロール体Ｒ２をセットした状態が図３である。
本例の本発明スプライサー１の場合、新ロール体Ｒ２に巻かれた原反フィルムＦの初端を見つけ保持する作業は人的作業ではなく、検知保持部材にて自動的に行なう。

図３は、新ロール体Ｒ２に巻かれた原反フィルムＦの初端を見つけ保持する作業をしている状態を示すものである。検知保持部材は、吸引部材６と保持回動部材７、その他により構成されており、吸引部材６が原反フィルムＦの初端を吸引する形で保持した後、保持回動部材７がその初端を受け取り、予め設定された適切な位置まで取り込んだ状態で一時待機する。

図４は、新ロール体Ｒ２に巻かれた原反フィルムＦの初端を見つけそれを保持する作業が完了した状態を示す。この間も旧ロール体Ｒ１は、製袋機側に原反フィルムＦを供給し続けているので、その外径は次第に小さくなっている。本例の本発明スプライサー１においては、その外径を検知しており、それが予め設定した価以下となったとき次の工程（図５の状態）に移行する。

図５は、旧ロール体Ｒ１の外径が設定値を下回り、それまで一時待機していた保持回動部材７が、原反フィルムＦを保持したまま新ロール体Ｒ２の周面を回動し、フィルム連結箇所４に到達した状態を示す。この状態では、旧ロール体Ｒ１から送出される原反フィルムＦは、フィルム連結箇所４で待機している新ロール体Ｒ２の原反フィルムＦとほぼ重なるように移動していることとなる。
なお旧ロール体Ｒ１の外径が小さくなるにつれて、可動ローラ２１が固定ローラ２２側に移動して両者間距離は小さくなってゆくので、巻き芯Ｒ３が誤って落下するということはない。

旧ロール体Ｒ１はやがて、巻かれていた原反フィルムＦの全量を繰り出して、巻き芯Ｒ３のみとなる。この状態を図６に示す。
この状態では原反フィルムＦは旧ロール体Ｒ１と離反しているので、フィルム保持能力が低下する。そこで、バキュームボックス３位置で原反フィルムＦを引き付け、作業性・精度を向上させている。
そして、待機させていた新ロール体Ｒ２の原反フィルムＦを作動させ、旧ロール体Ｒ１の原反フィルムＦの連結部分とを貼着連結し、余剰フィルムＦ１を切断除去する（除去された余剰フィルムＦ１は保持回動部材７内に残るので、適当な段階、例えば新たな新ロール体をセットしたとき、に除去する必要がある）。

図７は、フィルムの連結が完了した状態を示すものである。この状態では、ボビンリール５に把持された新ロール体Ｒ２から繰り出された原反フィルムＦが製袋機に送出されることとなる。また、保持回動部材７は元の位置に復帰した状態、可動ローラ２１が固定ローラ２２から離反し旧ロール体Ｒ１の巻き芯Ｒ３が落下排出されている状態も描出されている。

その後ボビンリール５が下降しこれに把持されていた新ロール体Ｒ２が旧ロール体Ｒ１の位置に至るとその把持を解除し、ボビンリール５のみ上昇する。可動ローラ２１と固定ローラ２２との距離は広がっているので、新ロール体Ｒ２を安定的に支持する。
こうして各部材は、図２の状態に戻る。

以上は本発明スプライサーの一つの実施例を示すもので本例ではフィルム交換の省力化をも果たすべく幾つかの部材が設けられているが、それらは本発明にとって不可欠のものではないので省略することも可能である。

１ 本発明に係るスプライサー
２ ロール体載置ローラ
２１ 可動ローラ
２２ 固定ローラ
３ バキュームボックス
４ フィルム連結箇所
５ ボビンリール
５１ ボビンリールレール
６ 吸引部材
７ 保持回動部材
Ｆ 原反フィルム
Ｆ１ 余剰フィルム
Ｒ１ 旧ロール体
Ｒ２ 新ロール体
Ｒ３ 巻き芯
Ａ フィルムセットテーブル
Ｂ 繰り出しローラー
Ｃ ダンサーローラー
Ｄ ストックローラー群
Ｅ 終了前検知センサ
ｄ スプライサーの奥行き

Claims (4)

1. フランジを備えていない巻き芯にフィルム原反が巻かれて成るフィルムロール体を、該フィルム原反を消費し巻き芯のみとなった状態で鉛直下方に排出する方式のスプライサーであって、製袋装置に原反フィルムを供給しているフィルムロール体の鉛直上方に新規フィルムロール体の巻き芯の両端を把持して上下動するボビンリールが配置されており、稼動中のフィルムロール体のフィルム原反を消費した段階でその巻き芯を排出し、新規フィルムロール体を下降させると共に、新規フィルムロール体の原反フィルムの初端と装置内に残る原反フィルム終端とを連結するものであることを特徴とするスプライサー。
2. 製袋装置に原反フィルムを供給しているフィルムロール体を載置する、平行に配置された二本の受けローラを有しており、該ロール体に巻かれた原反フィルムの残量がなくなった、若しくは殆んどなくなったことを検知した段階で、この二本のローラの離反距離を、巻き芯の外径よりも大きく広がるよう可動式としたものである請求項１記載のスプライサー。
3. フランジを備えていない巻き芯にフィルム原反が巻かれて成るフィルムロール体を、該フィルム原反を消費し巻き芯のみとなった状態で鉛直下方に排出する方式での原反フィルムの交換方法であって、製袋装置に原反フィルムを供給しているフィルムロール体の鉛直上方に新規フィルムロール体の巻き芯の両端を把持して上下動するボビンリールが配置されており、稼動中のフィルムロール体のフィルム原反を消費した段階でその巻き芯を排出し、新規フィルムロール体を下降させると共に、新規フィルムロール体の原反フィルムの初端と装置内に残る原反フィルム終端とを連結することを特徴とする原反フィルムの交換方法。
4. 製袋装置に原反フィルムを供給しているフィルムロール体を、平行に配置された二本の受けローラ上に載置するという構造とし、該ロール体に巻かれた原反フィルムの残量がなくなった、若しくは殆んどなくなったことを検知した段階で、この二本のローラの離反距離を、巻き芯の外径よりも大きく広げて落下させる請求項３記載の原反フィルムの交換方法。
   
   
   
   

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