JP5271819B2 - 胴巻き包装機 - Google Patents

Description

本発明は、容器の側面を熱収縮性のフィルムで胴巻き包装する胴巻き包装機に関する。

コンビニエンスストア等で販売される弁当容器等の蓋付き容器においてその側面に生じる容器本体と蓋との合わせ目から異物が混入することを防止する為に、容器の全体をフィルムで包装すると、フィルムの使用量が多くなる。その為、ごみ等の環境問題や包装コストの観点から、フィルムの使用量を少なくする簡易包装が求められる。そこで、特許文献１に開示された胴巻き包装機等を利用した胴巻き包装が行われている。この胴巻き包装では、帯状の熱収縮性フィルムを横方向両側の支持ローラ間で容器搬送路を横断するように支持し、そのフィルムを容器の搬送に伴い容器の側面全体に巻いて横方向両側の両シール部材により加熱シールするとともに切断して胴巻きする。その後、その胴巻きフィルムを容器の上面に折り畳むと共に加熱処理により容器に密着させて包装していた。このような胴巻き包装でもフィルムの使用量が多くなる為、容器の側面で容器本体と蓋との合わせ目にのみ帯状の熱収縮性フィルムを巻いてその合わせ目を封止し、フィルムの使用量を少なくする簡易包装について検討している。

実公平６−９９２４号公報

品種によって容器の形状やサイズ等が異なる為、多品種の容器の形状やサイズ等に対応可能な胴巻き包装機の提供が求められる。
特に、品種によって形状やサイズ等が異なる蓋付き容器においては容器本体と蓋との合わせ目の高さが様々に異なる為、予め幅寸法の大きい帯状フィルムを使用して様々な容器の高さ変化に対応させることは可能であるが、フィルムの使用量が多くなってコスト高を招く。

本発明は、形状やサイズ等が異なる様々な蓋付き容器であっても容器本体と蓋との合わせ目を必要最小限のフィルムで胴巻き包装することが可能な胴巻き包装機を提供することを目的とする。

請求項１の発明にかかる胴巻き包装機は、容器２側面を熱収縮性のフィルム６で胴巻き包装する胴巻き包装機である。この胴巻き包装機は、容器２を搬送する容器搬送路１ａの両側に配設され、容器搬送路１ａを横断するようにフィルム６を張設するとともに、容器搬送路１ａを挟む横方向へ互いに接近離間可能に構成され、フィルム６に当接した容器２に対してフィルム６を容器２に巻き付け案内する一対の支持ローラ２３を備える。また、この一対の支持ローラ２３により案内されるフィルム６の高さ位置が容器２における容器本体４８と蓋４９との合わせ目５０の高さ位置に対応するように、フィルム６と容器搬送路１ａとの間の相対的な高さ位置を所定の高さに調節し得る高さ調節手段を備える。さらにこの胴巻き包装機は、一対の支持ローラ２３より容器搬送方向の下流側の容器搬送路１ａを挟む両側に配設されて、横方向へ互いに接近離間動作する一対のシール部材４７とを備える。
搬送途中の容器２が張設されたフィルム６に当接する前においては、一対の支持ローラ２３が互いに容器を受け入れ可能に離間した待機位置で待機するとともに、一対のシール部材４７も離間した待機位置で待機する。
搬送されている容器２が張設されたフィルム６に当接した後、支持ローラ２３が容器２の側面２ａ（容器本体４８と蓋４９との合わせ目５０の部分）から幅方向に離間した位置で、高さ調節手段により所定の高さに調節されたフィルム６を容器２の側面２ａに案内しながら搬送されている容器２に巻き付ける。搬送されている容器２が、支持ローラ２３より下流の位置まで搬送された場合は、支持ローラ２３が容器２の横幅Ｓより狭い位置まで互いに接近する。搬送されている容器２により引っ張られるフィルム６を、シール部材４７が容器搬送中心に向けて互いに接近して容器２と支持ローラ２３との間で押し挟んで加熱シールし、フィルム６を容器２の所定の高さに胴巻きにする。

請求項１の発明を前提とする請求項２の発明において、支持ローラ２３の高さ調節手段とともに、フィルム案内機構７の高さ位置を変更し得る高さ調整手段をさらに備えた。
請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明において、シール部材４７は、高さ調節手段により支持ローラ２３の高さが変わっても、フィルム６を加熱シールするとともに切断し得るように、上下方向に所定長さを有している。

請求項１〜３の発明のうちいずれか一つを前提とする請求項４の発明において、前記高さ調節手段は、現状の高さ位置の表示部を有している。
請求項１〜４の発明のうちいずれか一つを前提とする請求項５の発明において、前記支持ローラ２３は、フィルム６を支持する外周面の下端部にフィルム６の下方への脱落を規制する突部２３ａを有している。

請求項１の発明では、形状やサイズ等が異なる様々な蓋付き容器であっても、フィルムの高さ位置を容器搬送路上の容器における容器本体と蓋との合わせ目の高さ位置に対応するように高さ調節手段により調節できるので、容器の合わせ目を必要最小限のフィルムで胴巻き包装することが可能になる。

請求項２の発明では、フィルム案内機構の高さ位置を変更し得る高さ調整手段をさらに備えたことで、フィルムの高さ位置を変更することで、フィルム案内機構のフィルムの高さ位置を容器の合わせ目の高さ位置に対応するように調節することができる。フィルム供給源から引き出されて容器搬送路を横断するに至るフィルムがフィルム幅全域にわたって捩じれることなく均一なテンションに調節することが可能になるため、フィルムを容器２の合わせ目のみの全周にわたってきれいに包装することができるという効果がある。
請求項３の発明では、シール部材が上下方向に所定長さを有しているので、高さ調節手段により支持ローラの高さが変わっても、前記フィルムを加熱シールするとともに切断することができる。

請求項４の発明では、フィルムと容器搬送路との間の相対的な高さ位置の調節を現状の高さ位置の表示部によって把握できるので、高さ調節作業を簡単に行うことができる。
請求項５の発明では、支持ローラに支持されたフィルムの下端縁が容器搬送路から上方へ離れた状態で、フィルムのテンションを小さくしても、その下端縁が支持ローラの突部に当たる為、支持ローラからのフィルムの脱落を規制することができる。

胴巻き包装機の一部を概略的に示す平面図である。 胴巻き包装機のフィルム支持機構を概略的に示す正面図である。 胴巻き包装機のフィルム案内機構を概略的に示す側面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は夫々胴巻き包装機のフィルム支持機構及びシール機構の作用を示す平面図であり、（ｄ）は包装された蓋付き容器を示す一部切欠正面図である。

本実施形態の胴巻き包装機は、様々な形状やサイズや重量等を有する多品種の容器に対応可能なものである。
図１に示すように、コンべヤ１は、供給コンべヤ１Ａと排出コンべヤ１Ｂとによって容器搬送路１ａが構成されており、その容器搬送路１ａ上に載置された容器２が容器搬送方向（前後方向）に沿う矢印の向きに搬送される。

供給コンべヤ１Ａと排出コンべヤ１Ｂとの境界付近には、フィルム支持機構３と、そのフィルム支持機構３より容器搬送方向の下流側でフィルム支持機構３に近接するようにシール機構４が配設されていて、フィルム支持機構３より容器搬送方向の上流側で、容器搬送路１ａを搬送される容器２を検知する容器検知センサ５が配設されている。

供給コンべヤ１Ａの容器搬送路１ａの下流端部と排出コンべヤ１Ｂの容器搬送路１ａの上流端部とは、後述するシール機構４のシール部材４７が互いに接近する時に、シール部材４７の接近離間動作に合わせて容器搬送方向に沿って互いに離間するように構成されている。

供給コンべヤ１Ａの容器搬送路１ａを挟む左右方向（前後方向に対し直交する横方向）の両側には、帯状の熱収縮性のフィルム６をフィルム支持機構３に供給するフィルム案内機構７が配設されている。

排出コンべヤ１Ｂの容器搬送方向の下流側には、図示しないシュリンクトンネルが設置され、熱収縮性のフィルム６により胴巻き包装された容器２を通過させて、図４（ｄ）に示すように容器２の側面２ａにおける容器本体４８と蓋４９との合わせ目５０にフィルム６が密着して封止された包装品を得ることができる。

次に、図２に基づきフィルム支持機構３について説明する。
容器搬送路１ａより下方位置で、容器搬送方向に対し交差する横方向に延出するように台８が、図示しない本体枠に支持されている。台８上の横方向両側に立設された支持板９間に一対の案内棒１０が上下平行に横方向へ架設されている。また、両支持板９間には、両案内捧１０と平行に雄螺旋棒１１が回転可能に横方向へ支持されており、その雄螺旋棒１１は、図１に示すサーボモータ１２の回転を受けて回転する。雄螺旋棒１１には、コンべヤ１の容器搬送路１ａを挟む横方向における一側に左螺旋１１ａが形成され、他方に右螺旋１１ｂが形成されている。左螺旋１１ａと右螺旋１１ｂとは夫々、雌螺旋筒１４と螺合している。雌螺旋筒１４は、案内棒１０に嵌挿された案内筒１５と共に、可動板１６に各々取着されている。この為、可動板１６は容器搬送路１ａの左右両側で雄螺旋棒１１及び案内棒１０に支持され、雄螺旋棒１１が回転することで、可動板１６及び後述する支持ローラ２３は容器搬送路１ａの容器搬送中心に対し互いに接近すると共にサーボモータ１２の回転に応じて離間し、動作開始位置としての元の位置に復帰する。

可動板１６の上部に設けられた略コ字形状の台枠１７には、一対の案内棒１８が上下方向へ互いに平行に架設され、両案内棒１８間で雄螺旋棒２０が操作ハンドル２１により回転可能に支持されている。両案内棒１８及び雄螺旋棒２０は昇降台１９に挿嵌され、雄螺旋棒２０は昇降台１９に形成された雌螺旋部２２に螺合している。昇降台１９には上下方向へ延びる支持ローラ２３と両案内ローラ２４，２５とがコンベヤ１の容器搬送路１ａ側から横方向へ順次並べられて支持されている。台枠１７の操作ハンドル２１の付近には例えばコンベヤ１の容器搬送路１ａ上に対する現状の高さ位置を確認することができるインジケータ等の表示部（図示せず）が設けられている。その表示部（図示せず）を確認しながら操作ハンドル２１により雄螺旋棒２０を回転させると、昇降台１９の雌螺旋部２２が雄螺旋棒２０に沿って移動する為、昇降台１９が両案内棒１８により案内されながら、昇降台１９上の支持ローラ２３及び両案内ローラ２４，２５が上下方向へ移動する。昇降台１９に螺合された止めねじ２６により、高さ調節された昇降台１９が台枠１７に対し位置決めされる。従って、容器搬送路１ａに対する支持ローラ２３及び両案内ローラ２４，２５とそれらに案内されたフィルム６の高さ位置を調節することができる。

次に、図１，３に基づきフィルム案内機構７について説明する。
図１に示すように、コンベヤ１の容器搬送路１ａを挟む両側の可動台２７上には、フィルム供給源２８として巻取軸３０にフィルム巻取ロール体３１が夫々回転可能に取り付けられている。フィルム巻取ロール体３１から引き出されたフィルム６は、一対の案内ローラ３２を介して繰出しローラ３３とゴムローラ３４とによって挟持された後に、案内ローラ３２とテンションローラ３５とに交互に掛け渡され、ジグザグ状に案内されて前記フィルム支持機構３の案内ローラ２５に掛け渡されている。ロッド３９ａとその両側に平行に配設された案内棒３６とにはテンション台３７が容器搬送方向に対し交差する横方向へ移動可能に挿嵌されている。各テンションローラ３５はテンション台３７上に支持されている。テンション台３７はロッド３９ａに沿って移動可能な押圧片３８を介して圧縮コイルばね３９により通常はコンベヤ１の容器搬送路１ａ側へ付勢されている。不図示の駆動制御手段により可動台２７上のエアシリンダ４０が作動すると、押圧片３８がエアシリンダ４０で押されることにより押圧片３８が圧縮コイルばね３９を押圧しながら移動し、その押圧により圧縮コイルばね３９が収縮してテンション台３７から離れ、圧縮コイルばね３９によるテンション台３７の付勢が解除されてフィルム６に対するテンションを緩めることができる。また、エアシリンダ４０が通常の状態に復帰すると、押圧片３８に対する押圧解除により圧縮コイルばね３９が伸長してテンション台３７を押圧片３８で付勢し、フィルム６にテンションを付与することができる。巻取軸３０に巻き付けられたフィルム６は、繰出しローラ３３が可動台２７の下側に取着されたサーボモータ（不図示）の駆動を受けて回転することによって、巻取軸３０から引き出される。各巻取軸３０の外周にはブレーキバンド２９が巻かれていて、その一端側がばね（不図示）を介して支持されていることにより、サーボモータ（不図示）の回転が停止すると、ブレーキバンド２９によって巻取軸３０にブレーキが掛けられる。

図３に示すように、固定枠４１によって支持される可動枠４３上に可動台２７が配設されている。固定枠４１は基枠４１ａと案内棒４１ｂと雄螺旋棒４１ｃと操作ハンドル４１ｄとを備え、可動枠４３は脚部４３ａと案内筒４３ｂと梁部４３ｃと雌螺旋部４３ｄとを備えている。可動枠４３の脚部４３ａは、内部が中空であり、その内部には案内筒４３ｂが取着されている。案内筒４３ｂには基枠４１ａから起立する案内棒４１ｂがスライド可能に挿嵌されている。脚部４３ａに連結された梁部４３ｃには雌螺旋部４３ｄが取着されている。雌螺旋部４３ｄには固定枠４１側の雄螺旋棒４１ｃが螺合していて、操作ハンドル４１ｄを回転させると、雄螺旋棒４１ｃが回転して雌螺旋部４３ｄが上下方向へ移動する為、可動枠４３の全体及び可動台２７が上下方向へ移動するように構成されている。なお、操作ハンドル４１ｄの付近にはコンベヤ１の容器搬送路１ａに対するフィルム６の高さ位置を確認することができるインジケータ等の表示部（不図示）が設けられている。その表示部（不図示）を確認しながら操作ハンドル４１ｄにより雄螺旋棒４１ｃを回転させると、可動台２７上の各案内ローラ３２と繰出しローラ３３とゴムローラ３４と各テンションローラ３５とフィルム繰出し用のサーボモータ（不図示）等が上下方向へ移動する。従って、各案内ローラ３２と繰出しローラ３３とゴムローラ３４と各テンションローラ３５の高さ位置を調節することができる。

以上のように、本実施形態では、フィルム支持機構３とフィルム案内機構７の夫々で、フィルム６が支持される高さ位置を上昇または下降させることによって、容器２を載置する容器搬送路１ａに対し、フィルム供給源２８から引き出されて容器搬送路１ａを横断するに至るフィルム６の相対的な高さ位置を調節し得る高さ調節手段が構成される。

なお、支持ローラ２３の外周面の下端部にはフィルム６の下方への脱落を規制する上下両鍔部２３ａ（突部）が形成され、そのほか、両案内ローラ２４，２５や各案内ローラ３２や繰出しローラ３３や各テンションローラ３５の外周面の下端部にもフィルム６の下方への脱落を規制する上下両鍔部（突部）が形成されている。

図１に示すシール機構４には、一対のシール部材４７が両支持ローラ２３より容器搬送方向の下流側で容器搬送路１ａを挟む横方向両側に配設されている。シール部材４７は、容器搬送路１ａの容器搬送中心に対し横方向へ互いに接近離間可能とされていて、フィルム支持機構３及びフィルム案内機構７でフィルム６の高さが変わっても、フィルム６を加熱シールするとともに切断し得るように、上下方向に所定長さを有している。

次に、シール機構４等の動作タイミングについて説明する。
張設されたフィルム６に対し、搬送途中の容器２が容器搬送方向の上流側に位置する時に、容器検知センサ５によって容器２が検知されると、不図示の駆動制御手段が、コンベヤ１の搬送速度に基づき、フィルム６に容器２が当接するタイミングとの関係から、繰出しローラ３３のサーボモータ（不図示）とテンションローラ３５の駆動手段（不図示）の各動作タイミングを求める。

不図示の駆動制御手段には、両支持ローラ２３を接近離間動作させるサーボモータ１２と両シール部材４７を接近離間動作きせるサーボモータ（不図示）の各動作タイミング（動作開始タイミング、動作停止タイミング）や各動作速度や動作開始位置等が予め設定されており、容器検知センサ５による容器２の検知により、それらが各々駆動制御される。これらの設定は、容器搬送速度や容器２のサイズ等に応じて、オペレータにより変更可能である。

搬送途中の容器２がフィルム６に当接する前（図４（ａ）参照）においては、一対の支持ローラ２３が互いに最も離間する待機位置で停止しており、その両支持ローラ２３に対し容器搬送方向の下流側で近接する両シール部材４７が両支持ローラ２３よりも更に離間する待機位置で停止している。

搬送途中の容器２がフィルム６に当接してからフィルム支持機構３より若干容器搬送方向の下流側に位置すると、両支持ローラ２３が容器２の横幅Ｓより狭い位置まで互いに接近して、フィルム６に対して容器２が容器搬送方向の下流側に前進する際に、容器２の側面２ａ（容器本体４８と蓋４９との合わせ目５０の部分）にフィルム６を巻き付け案内する（図４（ｂ）参照）。

この状態で更に容器２が容器搬送方向の下流側に前進すると、両シール部材４７が互いに接近してフィルム６を挟んで加熱シールし、ナイフ（不図示）によりフィルム６を切断して容器２を胴巻きにする（図４（ｃ）参照）。この時、繰出しローラ３３によるフィルム６の引出しが停止される。

その後、両シール部材４７が互い離間してフィルム６を解放した後、両支持ローラ２３と両シール部材４７とは、夫々、待機位置に向けて離間する。この時、テンションローラ３５が元の位置に復帰し、再度、フィルム６が展開状態で張設される。

本実施形態は下記の効果を有する。
＊ 胴巻き包装機で包装する容器２の種類を切り替える際に、容器２における容器本体４８と蓋４９との合わせ目５０の高さ位置に、例えば、フィルム６の上下方向中央部が合うように、フィルム支持機構３の操作ハンドル２１やフィルム案内機構７の操作ハンドル４１ｄをインジケー夕等の表示部を確認しながら回転操作して、フィルム供給源２８と両支持ローラ２３との間で支持されたフィルム６の高さ位置を容器２の合わせ目５０の高さ位置に対応するように調節することができる。従って、形状やサイズ等が異なる様々な蓋付き容器であっても、容器２の合わせ目５０を同じフィルム６を必要最小限使って胴巻き包装することが可能になる。

＊ フィルム供給源２８から引き出されたフィルム６の高さ位置と、フィルム案内機構７から案内されて両支持ローラ２３に支持されたフィルム６の高さ位置が調節可能である為、フィルム供給源２８から引き出されて容器搬送路１ａを横断するに至るフィルム６がフィルム幅全域にわたって捩じれることなく均一なテンションに調節することが可能になる為、フィルム６を容器２の合わせ目５０のみの全周にわたって綺麗に包装することができる。

＊ 容器搬送路１ａからのフィルム６の高さ位置をインジケー夕等の表示部によって把握できるので、高さ調節作業を簡単に行うことができる。
＊ 支持ローラ２３に支持されたフィルム６の下端縁が容器搬送路１ａから上方へ離れた状態でフィルム６のテンションを小さくすると、その下端縁が支持ローラ２３から外れ易くなるが、その下端縁が支持ローラ２３の鍔部２３ａに当たる為、支持ローラ２３からのフィルム６の脱落を規制することができる。

前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・ フィルム供給源２８から引き出されて容器搬送路１ａを横断するに至るフィルム６の高さ位置を変更することにより、該フィルム６と容器搬送路１ａとの相対位置関係を調節し得るようにしたが、逆に、容器搬送路１ａの高さ位置を変更して、フィルム６と容器搬送路１ａとの間の間隔を変更するように高さ調節手段を構成してもよい。また、フィルム６の高さ位置と容器搬送路１ａの高さ位置とを共に変更できるように高さ調節手段を構成してもよい。

・ フィルム支持機構３の操作ハンドル２１及びフィルム案内機構７の操作ハンドル４１ｄに代えて、電動モータにより各ローラ２３，２４，２５，３２，３３，３５の高さ位置を自動的に調整できるようにしてもよい。

・ フィルム案内機構７において可動台２７を上下動させることにより各案内ローラ３２と繰出しローラ３３と各テンションローラ３５と共にフィルム供給源２８を上下動させたが、フィルム供給源については、可動台２７とは異なる場所、例えば、本体枠等に配設してもよい。フィルム供給源の巻取ロール体から引き出すフィルムが案内ローラ３２に対して三次元のいずれかの方向に９０度捩じれる場合には、巻取ロール体から引き出すフィルムの向きを４５度単位で複数回転向させた後に案内ローラに巻き掛けるようにすれば、本実施形態と同様にフィルムの高さ位置を調節し得る。

・ フィルム支持機構３及びフィルム案内機構７の各ローラ２３，２４，２５，３２，３３，３５に形成した鍔部に代えて、例えばそれらの外周面に粘着性を有するベルト等を巻くことにより、フィルム６の脱落を防止してもよい。

・ 加熱シールすると共にナイフにより切断するシール部材４７に代えて、適切な温度に加熱した刃を使用することによりフィルムを溶かしてシールしつつ切断する溶断シールであってもよい。

１…コンベヤ、１ａ…容器搬送路、２…容器、２ａ…容器の側面、６…フィルム、２３…支持ローラ、２３ａ…鍔部（突部）、２８…フィルム供給源、４７…シール部材、４８…容器本体、４９…蓋、５０…合わせ目。

Claims (5)

1. 容器の側面を熱収縮性のフィルムで胴巻き包装する胴巻き包装機であって、
   前記容器を搬送する容器搬送路の両側に配設され、容器搬送路を横断するようにフィルムを張設するとともに、容器搬送路を挟む横方向へ互いに接近離間可能に構成され、
   フィルムに当接した容器に対して該フィルムを容器に巻き付け案内する一対の支持ローラと、
   当該一対の支持ローラにより案内されるフィルムの高さ位置が容器における容器本体と蓋との合わせ目の高さ位置に対応するように、フィルムと容器搬送路との間の相対的な高さ位置を所定の高さに調節し得る高さ調節手段と、
   前記一対の支持ローラより容器搬送方向の下流側の容器搬送路を挟む両側に配設されて、前記横方向へ互いに接近離間動作する一対のシール部材とを備え
   搬送途中の容器が張設されたフィルムに当接する前においては、前記一対の支持ローラが互いに容器を受け入れ可能に離間した待機位置で待機するとともに、前記一対のシール部材も離間した待機位置で待機し、
   前記搬送されている容器が前記張設されたフィルムに当接した後、前記支持ローラが前記容器側面から幅方向に離間した位置で、前記高さ調節手段により前記所定の高さに調節された前記フィルムを前記容器側面に案内しながら搬送されている容器に巻き付け、
   前記搬送されている容器が、前記支持ローラより下流の位置まで搬送された場合は、前記支持ローラは当該容器の横幅より狭い位置まで互いに接近し、
   搬送されている容器により引っ張られる前記フィルムを、前記シール部材が容器搬送中心に向けて互いに接近して容器と支持ローラとの間で押し挟んで加熱シールし、フィルムを容器の所定の高さに胴巻きにする
   ことを特徴とする胴巻き包装機。
2. 前記支持ローラの高さ調節手段とともに、フィルム案内機構の高さ位置を変更し得る高さ調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の胴巻き包装機。
3. 前記シール部材は、前記高さ調節手段により前記支持ローラの高さが変わっても、前記フィルムを加熱シールするとともに切断し得るように、上下方向に所定長さを有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の胴巻き包装機。
4. 前記高さ調節手段は、現状の高さ位置の表示部を有していることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の胴巻き包装機。
5. 前記支持ローラは、フィルムを支持する外周面の下端部にフィルムの下方への脱落を規制する突部を有していることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の胴巻き包装機。

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