JP4149990B2 - 操作装置及び包装設備 - Google Patents

Description

本発明は、物品を操作する操作装置及び該操作装置を含む包装設備に関する。

焼酎等の飲料が充填された紙パック等の物品は、シュリンクフィルム（熱収縮フィルム）で包装されることがある。シュリンクフィルムは、例えば、ポリプロピレンで構成され、熱によって収縮する性質を有する。シュリンクフィルムを物品に被せた後に加熱することによりシュリンクフィルムが収縮する。

一般的に、シュリンクフィルムで紙パック等の物品を包装する際は、帯状のシュリンクフィルムを物品に対してその上方から被せ、そのシュリンクフィルムの両側部を下方に垂らし、その両側部を静電気等を利用して接合することにより袋状にする。その後、その袋状のシュリンクフィルムを加熱して収縮させることによってシュリンクフィルムを物品に密着させる。

上記のようなシュリンクフィルムの包装工程を経た物品は、包装装置から排出される際は、シュリンクフィルムの接合部分が下方を向いた状態になっている。このような物品をそのまま搬送したのでは、シュリンクフィルムの接合が適正になされているか否かを検査することができない。

なお、本出願人は、このような問題点に関連する先行技術文献を出願の時点において認識していない。

本発明は、上記問題点の認識を基礎としてなされたものであり、例えば、簡単な構成で搬送中の物品を回転させることを目的とする。

本発明の第１の側面は、物品を操作する操作装置に係り、前記操作機構は、第１面上で物品を搬送する第１コンベアと、前記第１面よりも低い第２面上で物品を搬送する第２コンベアと、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品を前記第１コンベアによる搬送方向に略平行な仮想軸の周りで略９０度回転させながら前記第１面上から前記第２面上に落として前記第２コンベアに渡す回転機構とを備え、前記回転機構は、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品が前記第１面上から前記第２面上に転がり落ちるように、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品を側方に押し出す押し出し部と、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品が所定位置に到達するまでは該物品が前記第１面上から前記第２面上に転がり落ちないように該物品をその上方から支持し、前記所定位置を通過したら該物品の支持を解除することにより、該物品が前記仮想軸の周りで回転を開始する前記所定位置を規定する規定機構とを含む。

本発明の好適な実施形態によれば、前記押し出し部は、例えば、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品の側方をガイドするガイド部材を含みうる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記規定機構は、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品の側面を該物品の上方から支持するローラーを含みうる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記回転機構は、前記第１コンベアによる搬送方向の下流側に配置された第３コンベアを含むことができ、この場合、前記回転機構は、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品が前記第３コンベア上から前記第２コンベア上に転がり落ちるように構成される。

本発明の第２の側面は、物品の包装設備に係り、前記包装設備は、物品を包装する包装装置と、前記包装装置から排出される包装された物品を搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送されてくる物品を検査する検査装置とを備え、前記搬送装置は、上記の操作装置を有し、前記検査装置は、前記包装装置から排出され、前記搬送装置が有する前記操作装置により前記仮想軸の周りで略９０度回転させられた物品について、その回転により側方を向いた面を検査する。

本発明によれば、例えば、簡単な構成で搬送中の物品を回転させることができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

図１は、シュリンクフィルムで包装された物品の一例を示す図である。物品１０は、例えば、飲料等が充填された紙パックであり、典型的には、４面からなる胴部３０と、底部６０と、２つの三角天面５０と、トップシール４０と、注ぎ口及びそれに付されたキャップ７０等を含む。

図２は、シュリンクフィルムで物品を包装する包装装置における包装方法を示す図である。まず、（ａ）に示すように、飲料等が充填された紙パック等の物品１０にシュリンクフィルム２０が上方から被せられ、シュリンクフィルムの両側部２０ａ、２０ｂが下方に垂らされる。次いで、（ｂ）に示すように、物品１０の胴部が完全に包まれるようにシュリンクフィルム２０が袋状にされ側部２０ａと側部２０ｂが静電気等により接合されるとともにトップシール側及び底部側が熱線ヒーター等によって切断される。次いで、（ｃ）に示すように、ヒートトンネルにおいて、例えば１５０℃程度に加熱することによってシュリンクフィルム２０を収縮させることにより、シュリンクフィルム２０で包装された物品１０が得られる。

図２に示すような包装方法では、包装が完了した物品１０は、その下側においてシュリンクフィルム２０の両側部２０ａ、２０ｂが接合された状態となる。したがって、包装が完了した物品１０を回転させることなく、シュリンクフィルム２０の接合を検査しようとすると、物品１０を下方から目視又はカメラ等で観察する必要がある。ところが、物品１０は、典型的には、その下方から支持されて搬送されるので、物品１０を下方から検査しようとすると、例えば、搬送用のコンベア等に開口部を設ける必要があるが、これはコンベアの構造からして非常に困難である。

そこで、この実施形態では、包装設備の搬送路に操作装置を配置し、包装された物品１０の検査に先立って、操作装置によって、物品１０の搬送方向に略平行な仮想軸の周りで物品１０を略９０度回転させる。これにより、シュリンクフィルム２０の両側部２０ａ、２０ｂが接合された部分（接合の検査対象部分）１０Ｂが側方に向く。なお、包装された物品１０を上記のように略９０度回転させた後に、更に略９０度、又は、更に略１８０度（略９０度の回転を２回）回転させて、両側部２０ａ、２０ｂの接合部分１０Ｂを上方に向けてもよく、特許請求の範囲に記載された発明は、このような実施形式を排除するものではない。

図３〜図５は、本発明の好適な実施形態の操作装置の概略構成を示す図であり、図３は平面図、図４は側面図、図５は斜視図である。なお、図４では、ガイド部材１２２が省略されている。また、図３〜図５において、部材或いは機構を支持するための支持機構など、実施形態に係る発明の構成を説明する上で不要な構造物は省略されている。図６は、図３〜図５に示された操作装置１００の下流側に配置されうる検査装置の概略構成を示す図である。

操作装置１００は、例えば、物品１０をシュリンクフィルム２０で包装する包装装置２００と検査装置１７０との間の搬送路に配置され、搬送装置の一部として構成されうる。

包装装置２００は、例えば、図２を参照して説明した包装方法に従って物品１０をシュリンクフィルム２０で包装し、シュリンクフィルム２０の側部２０ａ、２０ｂを接合した部分１０Ｂが下方を向いた状態で排出する。

操作装置１００は、第１面Ａ（図４参照）上で物品１０を搬送する第１コンベア１１０と、第１面Ａよりも低い第２面Ｂ（図４参照）上で物品１０を搬送する第２コンベア２０とを備える。第１コンベア１１０は、包装装置２００、又は、包装装置２００に接続されたコンベアから物品１０を受け取って搬送する。第２コンベア２０は、検査装置１７０、又は、検査装置１７０に物品１０を搬送するコンベアに対して、物品１０を搬送する。第１コンベア１１０で搬送される物品１０は、ガイド部材１１２、１１４によって側方がガイドされうる。第２コンベア１２０によって搬送される物品１０は、ガイド部材１２２、１２４によって側方がガイドされうる。

操作装置１００は、更に、物品１０を略９０度回転させる回転機構１３０を備える。回転機構１３０は、第１コンベア１１０によって搬送されてくる物品１０を第１コンベア１１０による搬送方向に略平行な仮想軸ＶＡＸ（図３参照）の周りで略９０度回転させながら第１面Ａ上から第２面Ｂ上に落として第２コンベア１２０に渡す。

回転機構１３０は、例えば、第１コンベア１１０に搬送されてくる物品１０が第１面Ａ上から第２面Ｂ上に略９０度回転しながら転がり落ちるように、第１コンベア１１０によって搬送されてくる第１面上の物品１０を側方に押し出す押し出し部１３４を備える。押し出し部１３４は、例えば、第１コンベア１１０によって搬送されてくる物品１０の側方をガイドするガイド部材を含んで構成されうる。この場合、第１コンベア１１０によって搬送される物品１０は、その移動に伴ってガイド部材によって側方に押し出される。

回転機構１３０は、物品１０が仮想軸ＶＡＸの周りで回転を開始する位置を規定する規定機構を備えることが好ましい。規定機構は、例えば、第１コンベア１１０によって搬送されてくる物品１０の側方（例えば、上方）を支持するローラー１３６と、ローラー１３６を回転駆動するモーター１３８を含んで構成されうる。

ローラー１３６は、物品１０が所定位置に到達するまで、物品１０が第１面Ａ上から第２面Ｂ上に転がり落ちないように物品１０を支持する。この所定位置は、第１面Ａ上で物品１０を支持する部分の幅が物品１０の全体にわたって物品１０の幅よりも十分に狭くなる位置（例えば、物品１０の幅の１／２未満になる位置）であること（後述の第３コンベア１３２を設ける場合には、第３コンベア１３２上）が好ましい。この場合、物品１０には、ローラー１３６による支持が解除された直後に、その先端部分に対しても、その後端部分に対しても、自重による仮想軸ＶＡＸ周りのモーメントが作用し、安定的に回転する。これに対して、ローラー１３６等の規定機構を有しない構成では、物品１０の先端部分に対してのみ先に仮想軸ＶＡＸ周りのモーメントが作用しうるので、回転運動が安定しない場合がある。

回転機構１３０は、図３〜図５に示す例では、第１コンベア１１０の搬送方向の下流側に配置された第３コンベア１３２を含む。第３コンベア１３２は、第１コンベア１１０と同様に、第１面Ａ上で物品１０を搬送する。第３コンベア１３２が物品１０を下方から支持する部分の幅は、第１コンベア１１０が物品１０を下方から支持する部分の幅より狭く、典型的には１／２未満である。ここで、第３コンベア１３２を設ける場合には、押し出し部１３４は必ずしも必要ではないが、押し出し部１３４をガイド部材で構成する場合には、第３コンベア１３２が物品１０を下方から支持する部分の幅は、ガイド部材によって決定されうる。回転機構１３０が第３コンベア１３２を含んで構成される場合には、第１コンベア１１０によって搬送されてくる物品１０は、第３コンベア１３２（第１面Ａ）上から第２コンベア１２０（第２面）上に転がり落ちることにより略９０度回転する。

第１面Ａ上から第２面Ｂ上に転がり落ちることによって仮想軸ＶＡＸ周りで略９０回転した物品１０は、その向きを保ったまま第２コンベア１２０によって搬送される。第２コンベア１２０上の物品１０は、その接合部分１０Ｂが側方を向いている。

検査装置１７０は、例えば、撮像素子を有するカメラ１７２と、カメラ１７２で撮像された画像を解析することにより物品１０の接合部分１０Ｂが正常であるか否かを判定する解析装置１７４とを含みうる。

第２コンベア１２０を通して検査装置１７０に搬送される物品１０は、搬送路の側方に配置されたカメラ１７２によって接合部分１０Ｂが撮像され、接合部分１０Ｂが検査される。物品１０の接合部分１０Ｂは、更に目視によって検査されてもよい。

以上のように、操作装置１００によって物品１０を回転させることにより、搬送装置上において物品１０を容易に検査することができる。しかも、物品１０を第１面Ａ上からそれより低い第２面Ｂ上に落としながら回転させる方式によれば、簡単な構成で物品１０の向きを変更することができる。

シュリンクフィルムで包装された物品の一例を示す図である。 シュリンクフィルムで物品を包装する包装装置における包装方法を示す図である。 本発明の好適な実施形態の操作装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の好適な実施形態の操作装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の好適な実施形態の操作装置の概略構成を示す斜視図である。 操作装置の下流側に配置されうる検査装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１０ 物品
２０ シュリンクフィルム
３０ 胴部
４０ トップシール
５０ 三角天面
６０ 底部
７０ キャップ
１０Ｂ シュリンクフィルムの接合部を有する面
１００ 操作装置
１１０ 第１コンベア
１１２、１１４ ガイド部材
１２０ 第２コンベア
１２２、１２４ ガイド部材
１３０ 回転機構
１３２ 第３コンベア
１３４ 押し出し部
１３６ ローラー
１３８ モーター
１７０ 検査装置
１７２ カメラ
１７４ 解析装置
Ａ 第１面（第１コンベア、第３コンベアの搬送面）
Ｂ 第２面（第２コンベアの搬送面）
ＶＡＸ 仮想軸
２００ 包装装置

Claims (5)

1. 物品を操作する操作装置であって、
   第１面上で物品を搬送する第１コンベアと、
   前記第１面よりも低い第２面上で物品を搬送する第２コンベアと、
   前記第１コンベアによって搬送されてくる物品を前記第１コンベアによる搬送方向に略平行な仮想軸の周りで略９０度回転させながら前記第１面上から前記第２面上に落として前記第２コンベアに渡す回転機構とを備え、
   前記回転機構は、
   前記第１コンベアによって搬送されてくる物品が前記第１面上から前記第２面上に転がり落ちるように、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品を側方に押し出す押し出し部と、
   前記第１コンベアによって搬送されてくる物品が所定位置に到達するまでは該物品が前記第１面上から前記第２面上に転がり落ちないように該物品をその上方から支持し、前記所定位置を通過したら該物品の支持を解除することにより、該物品が前記仮想軸の周りで回転を開始する前記所定位置を規定する規定機構と、
   を含むことを特徴とする操作装置。
2. 前記押し出し部は、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品の側方をガイドするガイド部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
3. 前記規定機構は、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品の側面を該物品の上方から支持するローラーを含むことを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
4. 前記回転機構は、前記第１コンベアによる搬送方向の下流側に配置された第３コンベアを含み、前記回転機構は、前記第１コンベアによって搬送されてくる物品が前記第３コンベア上から前記第２コンベア上に転がり落ちるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の操作装置。
5. 物品の包装設備であって、
   物品を包装する包装装置と、
   前記包装装置から排出される包装された物品を搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置によって搬送されてくる物品を検査する検査装置とを備え、
   前記搬送装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の操作装置を有し、
   前記検査装置は、前記包装装置から排出され、前記搬送装置が有する前記操作装置により前記仮想軸の周りで略９０度回転させられた物品について、その回転により側方を向いた面を検査する、
   ことを特徴とする包装設備。

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