JP2021181316A - 包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】包装品の見栄えを良くすることができる包装機を提供する。【解決手段】包装機１０は、フィルムＦ１を巻いたロールＲ１を下から支えるようにロールＲ１の外周面に接触してロールＲ１に従動回転可能に設けた支持ローラ９ａと、フィルムＦ２を巻いたロールＲ２を下から支えるようにロールＲ２の外周面に接触してロールＲ２に従動回転可能に設けた支持ローラ９ｂと、フィルムＦ１、Ｆ２の間に新聞Ｐを挟んだ積層体Ｔの後端側でフィルムＦ１、Ｆ２を溶着して切断する接着切断部４と、支持ローラ９ａ、９ｂの回転を止めるブレーキ１２ａ、１２ｂと、ロールＲ１、Ｒ２の径が所定値を下回ったときにロールＲ１、Ｒ２を支持ローラ９ａ、９ｂに押し付ける押圧力を発生させる支持機構３０と、有する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、新聞をフィルムで包装する包装機に関する。

新聞をフィルムで包装する包装機は、一般に、２つのロールから引き出したフィルムの間に新聞を挟んで新聞の周りでフィルム同士を熱溶着する。そして、熱溶着した部分でフィルムを切断し、次の新聞の投入を待機する。フィルムのロールは、自由に回転可能に設けられており、フィルムを引き出すことにより回転し、引き出しを止めることにより停止する。

ロールは、フィルムの残りの長さ、すなわちロール径の大きさにより、回転時の慣性モーメントが異なる。ロール径が大きいロールは、ロール径が小さいロールより重く、回転を開始してから回転速度が安定するまでにより多くの時間を必要とし、制動を開始してから停止するまでにより多くの時間を必要とする。

特開平８−１４３００８号公報

上述したタイプの包装機では、少なくとも新聞の厚み分だけ、２つのロールから引き出されるフィルムの長さに差を生じることが知られている。このように、２つのロールから引き出されるフィルムの長さに差を生じると、フィルムの消費量に差を生じ、２つのロールのロール径にも差を生じる。また、このようなロール径の差は、包装する新聞の数が増えるに連れて徐々に大きくなる。この結果、２つのロールの交換時期がずれ、常にロール径が異なる状態で包装機を動作させなければならなくなる。

２つのロールの径が異なると、上述したように、ロールの回転及び停止に要する時間に差を生じ、フィルムの弛みにバラつきを生じる。この結果、フィルムのシール位置（溶着部分）が新聞の端部に対向するセンター位置からずれたり、フィルムに皺が生じたりして、新聞をフィルムで包装した包装品の見栄えが悪くなる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、包装品の見栄えを良くすることができる包装機を提供することを目的とする。

本発明の包装機の一態様は、長尺な第１の包装材を巻いた第１のロールを下から支えるように第１のロールの外周面に接触して第１のロールに従動回転可能に設けた第１の支持ローラと、長尺な第２の包装材を巻いた第２のロールを下から支えるように第２のロールの外周面に接触して第２のロールに従動回転可能に設けた第２の支持ローラと、第１のロールから引き出された第１の包装材と第２のロールから引き出された第２の包装材の間に被包装物を挟んだ積層体の第１及び第２の包装材の引き出し方向の後端側で第１の包装材と第２の包装材を接着して切断する接着切断部と、第１の支持ローラの回転を止める第１の制動部と、第２の支持ローラの回転を止める第２の制動部と、第１のロールの径が所定値を下回ったときに第１のロールを第１の支持ローラに押し付ける押圧力を発生させる第１の押圧機構と、第２のロールの径が所定値を下回ったときに第２のロールを第２の支持ローラに押し付ける押圧力を発生させる第２の押圧機構と、有する。

本発明の包装機の一態様は、長尺な第１の包装材を巻いた第１のロールを下から支えるように第１のロールの外周面に接触して第１のロールに従動回転可能に設けた第１の支持ローラと、長尺な第２の包装材を巻いた第２のロールを下から支えるように第２のロールの外周面に接触して第２のロールに従動回転可能に設けた第２の支持ローラと、第１のロールから引き出しされた第１の包装材と第２のロールから引き出された第２の包装材の間に被包装物を挟んだ積層体の第１及び第２の包装材の引き出し方向の後端側で第１の包装材と第２の包装材を接着して切断する接着切断部と、第１の支持ローラの回転量を検出する第１の検出部と、第２の支持ローラの回転量を検出する第２の検出部と、第１の支持ローラの回転を止める第１の制動部と、第２の支持ローラの回転を止める第２の制動部と、第１及び第２の検出部における検出結果に基づいて第１及び第２の制動部の動作タイミングを制御する制御部と、第１のロールの径が所定値を下回ったときに第１のロールを第１の支持ローラに押し付ける押圧力を発生させる第１の押圧機構と、第２のロールの径が所定値を下回ったときに第２のロールを第２の支持ローラに押し付ける押圧力を発生させる第２の押圧機構と、を有する。

本発明の一態様によれば、包装品の見栄えを良くすることができる包装機を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る包装機を示す概略図である。 図２は、図１の包装機の動作を制御する制御系のブロック図である。 図３は、図１の包装機のロールを支持する支持機構を示す斜視図である。 図４は、図３の支持機構の動きを説明するための図である。 図５は、図３の支持機構の動きを説明するための図である。 図６は、図３の支持機構の動きを説明するための図である。 図７は、図３の支持機構の動きを説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態に係る包装機１０について図面を参照して説明する。
図１は、包装機１０の構造を説明するための概略図である。図２は、包装機１０の動作を制御する制御系のブロック図である。

図１に示すように、包装機１０は、被包装物である新聞Ｐを投入する投入口１ａ、及び新聞ＰをフィルムＦ１、Ｆ２で包装した包装品Ｗ（図示省略）を排出する排出口１ｂを備えた筐体１を有する。筐体１は、略矩形箱状に形成され、重力方向の上方に天壁１ｃを有し、重力方向の下方に底壁１ｄを有する。投入口１ａは図１で紙面と垂直な方向に延びて天壁１ｃに設けられ、排出口１ｂは図１で紙面と垂直な方向に延びて底壁１ｄに設けられている。本実施形態では、被包装物として複数枚の新聞紙を重ねて折り畳んだ新聞Ｐを例に挙げて説明するが、被包装物は新聞Ｐに限らず、冊子や扁平な箱などの他の物品であってもよい。

筐体１内には、長尺な樹脂製のフィルムＦ１（第１の包装材）を円筒状の巻き芯Ｃ１に巻回したロールＲ１（第１のロール）、及び長尺な樹脂製のフィルムＦ２（第２の包装材）を円筒状の巻き芯Ｃ２に巻回したロールＲ２（第２のロール）が収容配置されている。各ロールＲ１、Ｒ２の巻き芯Ｃ１、Ｃ２は、その内部にわずかな遊びを有して軸Ｓ１、Ｓ２を挿通可能な内径を有する。軸Ｓ１、Ｓ２は、その両端において、それぞれ、後述する支持機構３０（図３）によって筐体１に対して上下に移動可能な状態で支持される。

軸Ｓ１、Ｓ２は、図１で紙面と垂直な方向に延設され、ロールＲ１、Ｒ２が互いに干渉しない距離だけ左右に離れた位置で筐体１に取り付けられる。ロールＲ１、Ｒ２は、それぞれ、軸Ｓ１、Ｓ２に対して自由に回転可能となっている。また、ロールＲ１、Ｒ２は、軸Ｓ１、Ｓ２の両端を支持機構３０から取り外すことにより、交換可能となっている。各ロールＲ１、Ｒ２の軸Ｓ１、Ｓ２を支持する支持機構３０については、図３を参照して後で詳細に説明する。

図１で左側のロールＲ１は、フィルムＦ１の引き出しにより時計回り方向に回転する姿勢で筐体１内に取り付けられている。右側のロールＲ２は、フィルムＦ２の引き出しにより反時計回り方向に回転する姿勢で筐体１内に取り付けられている。ロールＲ１、Ｒ２は、フィルムＦ１、Ｆ２を引き出す動作によって軸Ｓ１、Ｓ２を中心に回転し、フィルムＦ１、Ｆ２の引き出しを止めた後もその慣性により暫く回転を継続しようとする。

各ロールＲ１、Ｒ２の重力方向の下方には、それぞれ、ロールＲ１、Ｒ２の外周面に外周面を接触せしめてロールＲ１、Ｒ２を下から支える支持ローラ９ａ、９ｂが設けられている。支持ローラ９ａ、９ｂの回転軸は図１で紙面と垂直な方向に延設されている。支持ローラ９ａ、９ｂの回転軸の両端は、筐体１に対して回転可能に取り付けられている。見方を変えると、各ロールＲ１、Ｒ２は、上述したように、その軸Ｓ１、Ｓ２の両端を筐体１に対して上下に移動可能に支持されているため、対応する支持ローラ９ａ、９ｂに対して自重により押し付けられる。このため、支持ローラ９ａ、９ｂは、ロールＲ１、Ｒ２に対してそれぞれ従動回転可能となっている。支持ローラ９ａは、第１の支持ローラとして機能し、支持ローラ９ｂは、第２の支持ローラとして機能する。

新聞Ｐの投入方向に沿って投入口１ａの下流側には、２つのガイドローラ２ａ、２ｂが設けられている。新聞Ｐの投入方向は、図１で上から下に向かう重力方向であり、以下、この方向を引き出し方向と称する場合もある。ガイドローラ２ａ、２ｂは、各ロールＲ１、Ｒ２から引き出されたフィルムＦ１、Ｆ２をそれぞれ掛け回して図１で下方へ案内する。ガイドローラ２ａ、２ｂは、図１で紙面と直交する方向に延設された軸を有する。ガイドローラ２ａ、２ｂは、新聞Ｐの厚みより大きく投入口１ａの幅よりわずかに広い間隔で互いに左右に離間して投入口１ａの近くに配置されている。ガイドローラ２ａ、２ｂの間を通って案内されたフィルムＦ１、Ｆ２は、重力方向に引き出される。投入口１ａを介して筐体１内に投入された新聞Ｐは、２枚のフィルムＦ１、Ｆ２の間に通される。

フィルムＦ１、Ｆ２の引き出し方向に沿ってガイドローラ２ａ、２ｂの下流側には、引き出し方向と略平行に延設したガイド板３ａ、３ｂが設けられている。図１で左側のガイド板３ａは、フィルムＦ１が新聞Ｐの通路に対向する面と反対の背面側に対向配置され、右側のガイド板３ｂは、フィルムＦ２が新聞Ｐの通路に対向する面と反対の背面側に対向配置されている。ガイド板３ａ、３ｂは、フィルムＦ１、Ｆ２の引き出し方向の先端を接着切断部４のカッタ４ａとヒータ４ｂの間に指向させるとともに、フィルムＦ１、Ｆ２のばたつきを抑えるように機能する。

フィルムＦ１、Ｆ２の引き出し方向に沿ってガイド板３ａ、３ｂのさらに下流側には、２枚のフィルムＦ１、Ｆ２を接着して切断する接着切断部４が設けられている。接着切断部４は、図１で紙面と直交する方向に延びた刃を有するカッタ４ａ、及びカッタ４ａの刃と同じ方向に延びたヒータ４ｂを有する。カッタ４ａは、図示右側のフィルムＦ２の背面側に配置され、ヒータ４ｂは、カッタ４ａに対向する位置で左側のフィルムＦ１の背面側に配置されている。ヒータ４ｂは、カッタ４ａの刃を受け入れる溝を有する。カッタ４ａ及びヒータ４ｂは、少なくともフィルムＦ１、Ｆ２の幅を超える長さを有する。

カッタ４ａを図示の位置からヒータ４ｂに向けて左方向へ移動すると、２枚のフィルムＦ１、Ｆ２がカッタ４ａとヒータ４ｂの間に挟まれて互いに接触し、ヒータ４ｂの熱により２枚のフィルムＦ１、Ｆ２が溶着される。それと同時に、フィルムＦ１、Ｆ２の溶着部分が引き出し方向の略中央位置でカッタ４ａによって切断される。この結果、接着切断部４を通過した２枚のフィルムＦ１、Ｆ２の引き出し方向の後端同士が溶着され、引き出し方向に沿って接着切断部４の上流側の２枚のフィルムＦ１、Ｆ２の引き出し方向の先端同士が溶着された状態となる。

フィルムＦ１、Ｆ２の引き出し方向に沿って接着切断部４の上流側で且つガイド板３ａ、３ｂの下流側には、新聞Ｐの通過を検知するためのセンサ５が設けられている。また、フィルムＦ１、Ｆ２の引き出し方向に沿って接着切断部４の下流側には、新聞Ｐの通過を検知するためのセンサ６が設けられている。センサ５、６は、それぞれ、新聞Ｐの搬送経路を間に挟んだ左右両側に発光素子と受光素子を有する透過型の光電センサである。つまり、センサ５は、接着切断部４の上流側でその光線が新聞Ｐの搬送経路を横切る位置に配置され、センサ６は、接着切断部４の下流側でその光線が新聞Ｐの搬送経路を横切る位置に配置されている。なお、センサ５、６の光線は、フィルムＦ１、Ｆ２を透過するため、フィルムＦ１、Ｆ２の間に挟まれた新聞Ｐの通過を検知することができる。センサ５、６は、新聞Ｐで反射された反射光を検出する反射型の光電センサであってもよい。

フィルムＦ１、Ｆ２の引き出し方向に沿ってセンサ６のさらに下流側には、２枚のフィルムＦ１、Ｆ２の間に新聞Ｐを挟んだ積層体Ｔを挟持拘束して引き出し方向に搬送する搬送機構８が配置されている。搬送機構８は、積層体Ｔの図示左右両側に略同じ構造の搬送ユニット８Ｌ、８Ｒを有する。図示左側の搬送ユニット８Ｌは、重力方向に互いに離間した駆動ローラ８ａと従動ローラ８ｂに無端状の搬送ベルト８ｃを巻回した構造を有する。駆動ローラ８ａと従動ローラ８ｂの回転軸は、紙面と直交する方向に延設されている。搬送ユニット８Ｌは、搬送ベルト８ｃが積層体Ｔの図示左側の表面（フィルムＦ１の背面）に接触して走行する位置に配置されている。

図示右側の搬送ユニット８Ｒは、搬送ユニット８Ｌに対して積層体Ｔの反対側で、搬送ベルト８ｃが積層体Ｔの図示右側の表面（フィルムＦ２の背面）に接触して走行する位置に配置されている。この搬送ユニット８Ｒは、図示しないプーリやタイミングベルトを介して搬送ユニット８Ｌの駆動軸に接続されてもよく、搬送ユニット８Ｌに同期して駆動されるようになっている。搬送ユニット８Ｌの搬送ベルト８ｃの走行方向は図１で時計回り方向であり、搬送ユニット８Ｒの搬送ベルト８ｃの走行方向は反時計回り方向である。搬送機構８を介して搬送されてフィルムＦ１、Ｆ２によって包装された包装品Ｗは、一旦停止した搬送機構８を再び駆動させることにより、筐体１の排出口１ｂを介して包装機１０から排出される。

図２に示すように、包装機１０は、各部の動作を制御する制御部２０を有する。
制御部２０には、２つのロールＲ１、Ｒ２から引き出されるフィルムＦ１、Ｆ２の引き出し量をそれぞれ検出するためのエンコーダ１１ａ、１１ｂが接続されている。一方のフィルムＦ１の引き出し量を検出するためのエンコーダ１１ａは、第１の検出部として機能し、他方のフィルムＦ２の引き出し量を検出するためのエンコーダ１１ｂは第２の検出部として機能する。

エンコーダ１１ａ、１１ｂは、上述した支持ローラ９ａ、９ｂ（図１）の回転軸にそれぞれ取り付けられている。エンコーダ１１ａ、１１ｂは、例えば、支持ローラ９ａ、９ｂの回転軸にそれぞれ固定した図示しないディスクを有する。エンコーダ１１ａ、１１ｂは、各ディスクの全周に設けた複数の切欠きを図示しない光電センサによって検出し、切欠きが光軸を間欠的に遮るパルス信号を出力する。つまり、エンコーダ１１ａ、１１ｂは、ロールＲ１、Ｒ２から引き出されるフィルムＦ１、Ｆ２の引き出し量をパルス数として出力する。

また、制御部２０には、２つのロールＲ１、Ｒ２の回転をそれぞれ止めるブレーキ１２ａ、１２ｂが接続されている。一方のロールＲ１の回転を止めるブレーキ１２ａは、第１の制動部として機能し、他方のロールＲ２の回転を止めるブレーキ１２ｂは、第２の制動部として機能する。ブレーキ１２ａ、１２ｂは、それぞれ、支持ローラ９ａ、９ｂの回転軸に押し付けて摩擦により回転を停止させるブレーキシュー１３ａ、１３ｂ、及びブレーキシュー１３ａ、１３ｂを支持ローラ９ａ、９ｂの回転軸に押し付けるアクチュエータ１４ａ、１４ｂを備える。ブレーキ１２ａ、１２ｂを動作させて支持ローラ９ａ、９ｂの回転を止めると、支持ローラ９ａ、９ｂの外周面に接触したロールＲ１、Ｒ２の回転も止められる。

また、制御部２０には、接着切断部４のカッタ４ａをヒータ４ｂに向けて駆動するアクチュエータ１５が接続されている。また、制御部２０には、接着切断部４のヒータ４ｂに通電するとともにサイドヒータ１６に通電するための電源装置１７に接続されている。サイドヒータ１６は、２枚のフィルムＦ１、Ｆ２の幅方向の両端縁をシールする。また、制御部２０には、搬送機構８の駆動ローラ８ａを回転させるためのモータ１８が接続されている。さらに、制御部２０には、包装機１０の動作プログラムを記憶した記憶部１９が接続されている。記憶部１９は、各エンコーダ１１ａ、１１ｂを介して検出したパルス数を一時的に記憶する。

以下、上述した包装機１０を用いた処理動作について説明する。
（準備作業）
作業員は、まず、包装機１０の図示しないカバーを開けて、筐体１内の所定位置にロールＲ１、Ｒ２を取り付ける。このとき、作業員は、ロールＲ１、Ｒ２の巻き芯Ｃ１、Ｃ２にそれぞれ軸Ｓ１、Ｓ２を挿通し、軸Ｓ１、Ｓ２の両端を支持機構３０に取り付ける。そして、作業員は、各ロールＲ１、Ｒ２から引き出したフィルムＦ１、Ｆ２をガイドローラ２ａ、２ｂの上方で弛ませて互いに重ね合わせる。その後、作業員は、カバーを閉じて包装機１０の電源を入れる。
（前処理）
上述した（準備作業）の後、作業員により投入口１ａを介して前処理用の新聞Ｐが投入されると、ガイドローラ２ａ、２ｂの上方で重ねられたフィルムＦ１、Ｆ２が新聞Ｐの投入方向の先端（以下、単に先端と称する）によって下方へ押し込まれる。このようにして投入された新聞Ｐは、その自重により、フィルムＦ１、Ｆ２を伴って、搬送機構８へ送り込まれる。このとき、包装機１０の制御部２０は、センサ５、６の出力を監視し、新聞Ｐの先端がセンサ５の光線を遮った時点でモータ１８を駆動し、搬送機構８の動作を開始させる。

搬送機構８へ送り込まれた新聞Ｐは、その両面にフィルムＦ１、Ｆ２をそれぞれ重ねた状態（ここでは、この状態のものを積層体Ｔと称する）で、２つの搬送ユニット８Ｌ、８Ｒの間に送り込まれ、走行している一対の搬送ベルト８ｃの間に挟まれて拘束された状態で搬送を開始される。このように、搬送機構８によって積層体Ｔの搬送が開始されると、フィルムＦ１、Ｆ２も新聞Ｐと一緒に搬送機構８によって下方へ引っ張られる。

この後、制御部２０は、新聞Ｐの搬送方向の後端（以下、単に後端と称する）をセンサ６により検知した時点でモータ１８を停止し、搬送機構８による積層体Ｔの搬送を停止させる。また、制御部２０は、搬送機構８による新聞Ｐの搬送中にエンコーダ１１ａ、１１ｂを介して検出したパルス数を記憶部１９に書き込む。積層体Ｔが所定位置で停止された後、ロールＲ１、Ｒ２は、その慣性により回り続け、停止するまでフィルムＦ１、Ｆ２がロールＲ１、Ｒ２から送り出される。

制御部２０は、搬送機構８によって積層体Ｔを搬送して所定位置で停止した後、記憶部１９に記憶したパルス数に基づく所定のタイミングでブレーキ１２ａ、１２ｂを作動させ、ロールＲ１、Ｒ２の回転を停止させる。これにより、搬送機構８の上流側におけるフィルムＦ１、Ｆ２の弛みを均一にすることができる。積層体Ｔを停止させてロールＲ１、Ｒ２を停止させた後、制御部２０は、接着切断部４のカッタ４ａを動作させ、２枚のフィルムＦ１、Ｆ２を溶着して切断する。

さらにこの後、制御部２０は、モータ１８を駆動して搬送機構８による積層体Ｔの搬送を再開し、排出口１ｂを介して排出する。このようにして排出された積層体Ｔは、新聞Ｐの先端側でフィルムＦ１、Ｆ２が溶着されておらず開いている。このため、作業員は、排出した積層体Ｔから新聞Ｐだけを取り出して再処理に供する。

一方、前処理用の積層体Ｔを排出した後、接着切断部４の上流側のフィルムＦ１、Ｆ２は、その引き出し方向の下流側の端部同士が溶着された状態となっている。この状態で、包装機１０は、被包装物としての新聞Ｐの投入を待機する状態となる。
（包装動作）
上述した（前処理）の後、作業員により被包装物としての新聞Ｐが投入口１ａを介して投入されると、新聞Ｐの先端が２枚のフィルムＦ１、Ｆ２の溶着部分を下方へ押し込む。このようにして投入された新聞Ｐは、その自重により、フィルムＦ１、Ｆ２を伴って、搬送機構８へ送り込まれる。このとき、制御部２０は、センサ５、６の出力を監視し、新聞Ｐの先端がセンサ５の光線を遮った時点でモータ１８を駆動し、搬送機構８の動作を開始させる。

搬送機構８へ送り込まれた新聞Ｐは、その両面にフィルムＦ１、Ｆ２をそれぞれ重ねた状態で、２つの搬送ユニット８Ｌ、８Ｒの間に送り込まれ、走行している一対の搬送ベルト８ｃの間に挟まれて拘束された状態で搬送を開始される。このように、搬送機構８によって積層体Ｔの搬送が開始されると、フィルムＦ１、Ｆ２も新聞Ｐと一緒に搬送機構８によって下方へ引っ張られる。そして、積層体Ｔの搬送により、フィルムＦ１、Ｆ２が各ロールＲ１、Ｒ２から引き出され、ロールＲ１、Ｒ２が回転する。

この後、制御部２０は、新聞Ｐの後端をセンサ６により検知した時点でモータ１８を停止し、搬送機構８による積層体Ｔの搬送を停止させる。また、制御部２０は、搬送機構８による新聞Ｐの搬送中にエンコーダ１１ａ、１１ｂを介して検出したパルス数を記憶部１９に書き込む。積層体Ｔが停止された後、ロールＲ１、Ｒ２は、その慣性により回り続け、停止するまでフィルムＦ１、Ｆ２がロールＲ１、Ｒ２から送り出される。

制御部２０は、搬送機構８によって積層体Ｔを搬送して所定位置で停止した後、記憶部１９に記憶したパルス数に基づく所定のタイミングでブレーキ１２ａ、１２ｂを作動させ、ロールＲ１、Ｒ２の回転を停止させる。これにより、搬送機構８の上流側でフィルムＦ１、Ｆ２の弛みを均一にすることができる。積層体Ｔを停止させてロールＲ１、Ｒ２を停止させた後、制御部２０は、接着切断部４のカッタ４ａを動作させ、２枚のフィルムＦ１、Ｆ２を溶着して切断する。さらにこの後、制御部２０は、モータ１８を駆動して搬送機構８による積層体Ｔの搬送を再開し、排出口１ｂを介して包装品Ｗ（図示せず）を排出する。

一方、包装品Ｗを排出した後、接着切断部４の上流側のフィルムＦ１、Ｆ２は、その引き出し方向の下流側の端部同士が溶着された状態となっている。この状態で、包装機１０は、次の新聞Ｐの投入を待機する待機状態となる。包装機１０は、以上の動作を繰り返して、複数部の新聞ＰをフィルムＦ１、Ｆ２によって包装する。

上記のように複数部の新聞Ｐを包装すると、フィルムＦ１、Ｆ２が消費されて、ロールＲ１、Ｒ２の径が徐々に小さくなる。ロール径が小さくなって軽くなると、フィルムＦ１、Ｆ２を引き出した勢いによりロールＲ１、Ｒ２が振動してあばれ易くなる。ロールＲ１、Ｒ２が振動すると、支持ローラ９ａ、９ｂに対する押し付け力が不安定になり、ロールＲ１、Ｒ２が支持ローラ９ａ、９ｂから離れてしまい、支持ローラ９ａ、９ｂがロールＲ１、Ｒ２に従動回転しなくなってしまう。

ロールＲ１、Ｒ２が支持ローラ９ａ、９ｂに接触していない状態でブレーキ１２ａ、１２ｂを作動させた場合、支持ローラ９ａ、９ｂを停止させる制動力をロールＲ１、Ｒ２に正常に伝えることができなくなり、停止制御の信頼性が低下する。また、ロールＲ１、Ｒ２が支持ローラ９ａ、９ｂに接触していない状態でエンコーダ１１ａ、１１ｂを介して検出したパルス数は、ロールＲ１、Ｒ２の回転量と比例しなくなり、ブレーキ１２ａ、１２ｂの制御基準が不確かなものとなってしまう。この結果、搬送機構８の上流側でフィルムＦ１、Ｆ２の弛みを均一に制御することができなくなり、包装品ＷのフィルムＦ１、Ｆ２に皺を生じたり、溶着部分がセンター位置からずれたりして、包装品Ｗの見栄えが悪くなってしまう場合がある。

よって、本実施形態では、ロールＲ１（Ｒ２）の径が所定の大きさより小さくなったとき（軽くなったとき）に、ロールＲ１（Ｒ２）を支持ローラ９ａ（９ｂ）に押し付ける方向の押圧力を新たに発生させて、ロールＲ１、Ｒ２の振動を抑えるようにした。

図３は、ロールＲ１、Ｒ２の軸Ｓ１、Ｓ２の両端を支持する支持機構３０の一例を示す斜視図である。包装機１０は、軸Ｓ１、Ｓ２の両端をそれぞれ支持する４つの支持機構３０を備えている。軸Ｓ１の両端を支持する支持機構３０は第１の押圧機構として機能し、軸Ｓ２の両端を支持する支持機構３０は第２の押圧機構として機能する。４つの支持機構３０は、同じ構造を有するため、ここでは、ロールＲ１の軸Ｓ１の一端を支持する支持機構３０について代表して説明する。

支持機構３０は、筐体１に固定した取付金具３２（支持部材）、ロールＲ１の軸Ｓ１を押圧する押圧金具３４（押圧部材）、及び押圧金具３４を取付金具３２に対して付勢するねじりコイルバネ３６（付勢手段）を有する。押圧金具３４は、取付金具３２に対して回動軸３８を中心に回動可能に取り付けられている。ねじりコイルバネ３６は、回動軸３８に取り付けられており、その一端３６ａを取付金具３２に固定し、他端３６ｂを押圧金具３４に固定している。

取付金具３２は、軸Ｓ１の一端を支持する略矩形板状の支持板部３２ａ、及び筐体１に固定する固定板部３２ｂを一体に有する。固定板部３２ｂは、水平面に沿って延設される。支持板部３２ａは、固定板部３２ｂに対して直交し且つ軸Ｓ１と直交する姿勢で配置される。取付金具３２は、１枚の金属板を形状加工して折り曲げることにより一体に形成することができる。

固定板部３２ｂは、取付金具３２を筐体１に固定するための図示しないネジを挿通するためのスリット３１を有する。スリット３１は、軸Ｓ１と略平行に延設されている。支持板部３２ａは、ロールＲ１の軸Ｓ１（図１）を上下にスライド可能に受け入れる溝３３を有する。溝３３は、重力方向に延設されている。溝３３の図示上端３３ａは開放しており、支持板部３２ａの上端縁３２１は、溝３３の上端３３ａに向けて下方に傾斜している。

支持板部３２ａは、溝３３の図示下端近くに、上述した回動軸３８を有する。回動軸３８は、軸Ｓ１と略平行に延設されている。また、支持板部３２ａは、回動軸３８に取り付けたねじりコイルバネ３６の一端３６ａを引っ掛けて固定するネジ３９を有する。

押圧金具３４は、例えば、１枚の金属板を形状加工して折り曲げることにより一体に形成することができる。押圧金具３４は、取付金具３２の支持板部３２ａの外面３２２に対向して取り付けられている。押圧金具３４は、回動軸３８を介して取付金具３２に対して回動可能に取り付けられている。押圧金具３４の回動の先端には、取付金具３２の支持板部３２ａの縁に係合する係合部３５が設けられている。係合部３５は、押圧金具３４を取付金具３２側に略直角に折り曲げることにより形成することができる。また、押圧金具３４は、ねじりコイルバネ３６の他端３６ｂを引っ掛けて固定するための切欠き３７を有する。

ねじりコイルバネ３６は、金属線材をコイル状に巻いた構造を有し、図３に示すように取付金具３２と押圧金具３４の間で回動軸３８に装着して取り付けられている。上述したように、ねじりコイルバネ３６の一端３６ａはネジ３９に引っ掛けて取付金具３２に固定され、他端３６ｂは押圧金具３４の切欠き３７に引っ掛けて固定されている。ねじりコイルバネ３６は、図示の状態で、回動軸３８を中心に押圧金具３４を時計回り方向に回動させる方向に付勢している。言い換えると、ねじりコイルバネ３６は、このような付勢力が押圧金具３４に作用するようにねじった状態で取り付けられる。押圧金具３４は、係合部３５を支持板部３２ａの縁に係合せしめてそれ以上の回動を止められている。

押圧金具３４は、図３に示す状態で支持板部３２ａの溝３３に重なるカム突起４０を有する。カム突起４０は、挿入側傾斜縁４１と抜取側傾斜縁４２を有する。挿入側傾斜縁４１及び抜取側傾斜縁４２は、押圧金具３４の外周縁の一部であり、両者の間の頂部４３に向けてそれぞれ溝３３の方向に傾斜している。カム突起４０が溝３３に重なる部分の大きさや、挿入側傾斜縁４１及び抜取側傾斜縁４２の傾斜角度や、ねじりコイルバネ３６のバネ定数は、ロールＲ１、Ｒ２の重量や軸Ｓ１、Ｓ２の径などに応じて適宜選択される。

以下、上述した支持機構３０の動きについて、図４乃至図７を参照して説明する。
フィルムＦ１を引き出していない未使用のロールＲ１を包装機１０に取り付けた場合、図４に示すように、ロールＲ１の巻き芯Ｃ１に挿通した軸Ｓ１の端部が押圧金具３４の挿入側傾斜縁４１に接触した状態となる。この状態で、ロールＲ１は、その外周面を支持ローラ９ａの外周面に押し付けた状態となる。言い換えると、支持機構３０は、未使用のロールＲ１を包装機１０に装着して支持ローラ９ａによって支えたときに軸Ｓ１が押圧金具３４の挿入側傾斜縁４１に接触する位置に設けられている。或いは、支持機構３０は、未使用のロールＲ１を装着した状態で、ロールＲ１の外周面が支持ローラ９ａからわずかに上方に離間する位置に設けてもよい。

図４の状態で、押圧金具３４は軸Ｓ１から接触圧を受けていてもよく、或いは接触圧が略ゼロであってもよい。押圧金具３４が軸Ｓ１からわずかでも接触圧を受けている場合、押圧金具３４の係合部３５が取付金具３２の縁に係合しなくなり、少なくとも軸Ｓ１の重量の一部が支持機構３０によって支えられた状態となる。或いは接触圧がゼロである場合、押圧金具３４は、回動することなく、係合部３５が取付金具３２の縁に係合した状態のままとなる。

この後、フィルムＦ１がロールＲ１から引き出されてロールＲ１の径が小さくなるに連れて、図５に示すように、軸Ｓ１が溝３３内を重力方向の下方に徐々に移動する。つまり、筐体１の所定位置に取り付けた支持ローラ９ａによって支えられた状態のロールＲ１は、径が小さくなるに連れて軸Ｓ１と外周面との間の距離が短くなることによって、軸Ｓ１が支持ローラ９ａに近付く方向に変位する。

図４の状態から図５の状態まで軸Ｓ１が移動するとき、軸Ｓ１が押圧金具３４の挿入側傾斜縁４１を押圧し、押圧金具３４がねじりコイルバネ３６の付勢力に抗して図示反時計回り方向に回動される。このとき、軸Ｓ１が挿入側傾斜縁４１を押圧する押圧力は、ロールＲ１の自重によるものである。言い換えると、ねじりコイルバネ３６は、ロールＲ１の自重によって押圧金具３４が回動する程度のバネ定数が選択されている。見方を変えると、このとき、ねじりコイルバネ３６により、軸Ｓ１が押圧金具３４から溝３３に沿って上方に向かう反発力を受け、軸Ｓ１が下から支えられる。押圧金具３４から軸Ｓ１が受ける反発力は、軸Ｓ１が溝３３の下端に近付くに連れて徐々に大きくなる。

この後、フィルムＦ１がさらに消費されて、図６に示すように、軸Ｓ１が押圧金具３４の縁に接触する位置が押圧金具３４の頂部４３に達すると、押圧金具３４が軸Ｓ１を下から支える反発力が無くなり、押圧金具３４の回動が一時的に停止される。この状態で、軸Ｓ１は、押圧金具３４から溝３３に沿って上方及び下方に向かう付勢力を受けない状態となる。

さらに、この後、フィルムＦ１が消費されて軸Ｓ１が溝３３の底に近付くと、軸Ｓ１が押圧金具３４の頂部４３を超えて抜取側傾斜縁４２に接触し、ねじりコイルバネ３６の付勢力によって押圧金具３４が図示時計回り方向に回動される。つまり、軸Ｓ１の接触位置が頂部４３を超えた後、軸Ｓ１を溝３３の底に向けて下方に押える押圧力が発生する。これにより、フィルムＦ１の引き出しによってロールＲ１が振動しようとした際に、軸Ｓ１のバタつきを抑えることができ、ロールＲ１の外周面が支持ローラ９ａから離間する不具合を抑制することができる。

なお、軸Ｓ１の接触位置が頂部４３を超えた後、フィルムＦ１が消費されて軸Ｓ１が下方に移動するとき、押圧金具３４の抜取側傾斜縁４２から軸Ｓ１に作用する押圧力の下方に向かうベクトル成分は、軸Ｓ１が溝３３の底に近付くに連れて徐々に大きくなる。このため、ロールＲ１が軽くなって振動し易くなるのに合わせて押圧力を強くすることができ、ロールＲ１の振動を効果的に抑制することができる。

一方、フィルムＦ１が無くなってロールＲ１を交換する場合、作業員が筐体１のカバーを開けて使用済みのロールＲ１の両端を支持機構３０から取り外す。このとき、図７に示す状態から、溝３３に沿って軸Ｓ１を上方に移動させ、溝３３の上端３３ａから軸Ｓ１を抜き取る。図７の状態から軸Ｓ１を上方に移動させると、押圧金具３４の抜取側傾斜縁４２が軸Ｓ１によって押圧され、ねじりコイルバネ３６の付勢力に抗して押圧金具３４が図示反時計回り方向に回動される。

以上のように、本実施形態によると、フィルムＦ１、Ｆ２が消費されてロールＲ１、Ｒ２の径がある特定のしきい値より小さくなったときに、ロールＲ１、Ｒ２を支持ローラ９ａ、９ｂに押し付ける方向の押圧力を発生させるようにしたため、フィルムＦ１、Ｆ２の引き出しによってロールＲ１、Ｒ２が振動する不具合を抑制することができる。このため、本実施形態によると、エンコーダ１１ａ、１１ｂを介してロールＲ１、Ｒ２の回転量を正確に検出することができ、ブレーキ１２ａ、１２ｂの作動タイミングを高精度に制御することができ、包装品Ｗの見栄えをよくすることができる。

また、本実施形態によると、ロールＲ１、Ｒ２の径が小さくなった場合であっても使用し続けることができるため、フィルムＦ１、Ｆ２を最後まで使い切ることができ、包装機１０のライニングコストを低く抑えることができる。また、このため、フィルムＦ１、Ｆ２の交換作業の回数を減らすことができ、利便性を向上させることができる。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

例えば、上述した実施形態では、取付金具３２の溝３３に沿ってロールＲ１、Ｒ２の軸Ｓ１、Ｓ２を上下方向に移動可能に支持し、且つ支持ローラ９ａ、９ｂによってロールＲ１、Ｒ２を下から支える場合について説明したが、これに限らず、ロールＲ１、Ｒ２を支える支持ローラは、各ロールに複数本ずつ設けてもよい。

１…筐体、 ２ａ、２ｂ…ガイドローラ、 ３ａ、３ｂ…ガイド板、 ４…接着切断部、 ４ａ…カッタ、 ４ｂ…ヒータ、 ５、６…センサ、 ８…搬送機構、 ９ａ、９ｂ…支持ローラ、 １０…包装機、 １１ａ、１１ｂ…エンコーダ、 １２ａ、１２ｂ…ブレーキ、 ２０…制御部、 ３０…支持機構、 ３２…取付金具、 ３３…溝、 ３４…押圧金具、 ３６…ねじりコイルバネ、 ３８…回動軸、 ４１…挿入側傾斜縁、 ４２…抜取側傾斜縁、 Ｆ１、Ｆ２…フィルム、 Ｐ…新聞、 Ｒ１、Ｒ２…ロール、 Ｓ１、Ｓ２…軸、 Ｔ…積層体。

Claims (4)

1. 長尺な第１の包装材を巻いた第１のロールを下から支えるように前記第１のロールの外周面に接触して前記第１のロールに従動回転可能に設けた第１の支持ローラと、
   長尺な第２の包装材を巻いた第２のロールを下から支えるように前記第２のロールの外周面に接触して前記第２のロールに従動回転可能に設けた第２の支持ローラと、
   前記第１のロールから引き出された前記第１の包装材と前記第２のロールから引き出された前記第２の包装材の間に被包装物を挟んだ積層体の前記第１及び第２の包装材の引き出し方向の後端側で前記第１の包装材と前記第２の包装材を接着して切断する接着切断部と、
   前記第１の支持ローラの回転を止める第１の制動部と、
   前記第２の支持ローラの回転を止める第２の制動部と、
   前記第１のロールの径が所定値を下回ったときに前記第１のロールを前記第１の支持ローラに押し付ける押圧力を発生させる第１の押圧機構と、
   前記第２のロールの径が所定値を下回ったときに前記第２のロールを前記第２の支持ローラに押し付ける押圧力を発生させる第２の押圧機構と、
   有する包装機。
2. 前記第１及び第２の押圧機構は、それぞれ、前記第１及び第２のロールの軸を上下に移動可能に支持する溝を有する支持部材と、前記第１及び第２のロールの軸を押圧する押圧部材と、前記第１及び第２のロールの軸が所定のしきい値を超えて前記溝に沿って下方に移動したときに前記第１及び第２のロールを前記第１及び第２の支持ローラに押し付ける方向の押圧力を発生させるように前記押圧部材を付勢する付勢手段と、を有する、
   請求項１の包装機。
3. 長尺な第１の包装材を巻いた第１のロールを下から支えるように前記第１のロールの外周面に接触して前記第１のロールに従動回転可能に設けた第１の支持ローラと、
   長尺な第２の包装材を巻いた第２のロールを下から支えるように前記第２のロールの外周面に接触して前記第２のロールに従動回転可能に設けた第２の支持ローラと、
   前記第１のロールから引き出された前記第１の包装材と前記第２のロールから引き出された前記第２の包装材の間に被包装物を挟んだ積層体の前記第１及び第２の包装材の引き出し方向の後端側で前記第１の包装材と前記第２の包装材を接着して切断する接着切断部と、
   前記第１の支持ローラの回転量を検出する第１の検出部と、
   前記第２の支持ローラの回転量を検出する第２の検出部と、
   前記第１の支持ローラの回転を止める第１の制動部と、
   前記第２の支持ローラの回転を止める第２の制動部と、
   前記第１及び第２の検出部における検出結果に基づいて前記第１及び第２の制動部の動作タイミングを制御する制御部と、
   前記第１のロールの径が所定値を下回ったときに前記第１のロールを前記第１の支持ローラに押し付ける押圧力を発生させる第１の押圧機構と、
   前記第２のロールの径が所定値を下回ったときに前記第２のロールを前記第２の支持ローラに押し付ける押圧力を発生させる第２の押圧機構と、
   を有する包装機。
4. 前記第１及び第２の押圧機構は、それぞれ、前記第１及び第２のロールの軸を上下に移動可能に支持する溝を有する支持部材と、前記第１及び第２のロールの軸を押圧する押圧部材と、前記第１及び第２のロールの軸が所定のしきい値を超えて前記溝に沿って下方に移動したときに前記第１及び第２のロールを前記第１及び第２の支持ローラに押し付ける方向の押圧力を発生させるように前記押圧部材を付勢する付勢手段と、を有する、
   請求項３の包装機。

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