JP5317996B2 - 包装機におけるフィルム終端検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、原反ロールから引き出された帯状のフィルムの終端を検出するようにした包装機におけるフィルム終端検出装置に関するものである。

従来、原反ロールから引き出された帯状のフィルムを、複数のガイドローラに巻き掛けて案内する包装機において、フィルムの終端をフィルムの移送経路で検出するフィルム終端検出装置としては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されるような構成が提案されている。

特許文献１に記載の従来構成では、複数のローラに巻き掛けて案内される帯状のフィルムの移送経路において、該ローラから離間した位置に案内板が配設されている。案内板のフィルム移送経路と反対側の面には終端検出スイッチが取着され、該スイッチの検出レバーが案内板の長孔を介してフィルム移送経路に突出されている。そして、検出レバーがフィルムに押圧された状態で、終端検出スイッチによりフィルムの有無が検出されるようになっている。

また、特許文献２に記載の従来構成では、複数のローラに巻き掛けて案内される帯状のフィルムの移送経路において、ローラから離間した位置に光電センサ等からなる非接触型の終端検出センサが配設されている。そして、この終端検出センサによりフィルムの有無が検出されるようになっている。

実公平２−８９２２号公報 特開２００６−２１９１８７号公報

ところが、これらの従来のフィルム終端検出装置には、次のような問題があった。
特許文献１に記載の従来構成では、終端検出スイッチ及び該検出スイッチを支持する案内板がローラに対向するとともに、近接した位置に配設されている為、帯状のフィルムをローラに巻き掛ける際に、案内板とローラとの隙間にフィルムを通さなければならない。この場合、終端検出スイッチの検出レバーや案内板がフィルムを通す作業の妨げになるばかりでなく、フィルムが垂れ下がって、周辺の部材に接触しないように、できる限り両手でフィルムを広げた状態で隙間に通す必要がある為、面倒な作業を強いられ、しかも、隙間を通すために片手をフィルムから放すと、フィルムが重なり合ったり折れたりしてしまう。また、終端検出スイッチの検出レバーがフィルムに押圧接触されている為、フィルムの材質によっては、その表面が傷付けられるおそれがあった。

これに対して、特許文献２に記載の従来構造では、非接触型の終端検出センサとして光電センサが設けられている為、フィルムの表面が傷付けられるおそれはない。しかしながら、光電センサを採用する場合、光電センサをフィルムから遠ざけて配設する程、例えば、外乱光がノイズとして入ったり、検出対象外の物体が光を遮ったり、その他、様々な要因で光電センサの検出信頼性を損ねることから、光電センサをフィルムに近接した位置に配設することが好ましいが、フィルムの近くに光電センサやそのセンサを支持する部材を配設すると、特許文献１と同様にその部材がフィルムを通す作業の妨げになるという問題があった。

本発明は、包装機の原反ロールから引き出された帯状のフィルムをローラに巻き掛ける際の作業性を向上させ、また、フィルムの終端検出の信頼性を損ねることがないフィルム終端検出装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成する為に、本発明では、原反ロールから引き出されて製袋手段に至るまでの帯状のフィルムの搬送経路において、該フィルムを巻き掛け案内する２つの回転体を同一軸線上に隙間を挟んで自由回転可能に配設するとともに、
前記隙間における回転体の外周面より内方となる位置には、透明フィルムをその反射光で直接検出可能な投光部及び受光部を備えた光電センサの検出体を配設し、
前記２つの回転体の前記フィルムが離れないで巻き掛け状態を維持し得る領域に前記検出体の検出光を指向させて、前記回転体の外周面の内方から該回転体に巻き掛けたフィルムへ直接照射した光の反射光によりフィルム終端を検出するようにしたことを特徴としている。

従って、本発明においては、回転体の外側のフィルムが巻き掛けられる領域から外方に対向するように離間させた位置などに光電センサの検出体を支持する為の部材を設ける必要がない。よって、フィルムの巻き掛けに際して、フィルムを帯状に広げた状態で、光電センサの検出体を支持する部材と回転体との隙間に通すという面倒な作業を行う必要がなく、作業性を向上させることができる。また、本発明では、光電センサの検出体が２つの回転体間の隙間に、回転体の外周面より内方の位置に支持されている為、例えば、光電センサが外乱光等のノイズに影響され難く、従って、光電センサの検出信頼性を向上できる。よって、フィルムの終端検出の信頼性を高めることができる。更に、本発明では、光電センサの検出体がフィルムに接触しない為、フィルムが傷付けられるおそれもない。

前記構成において、両回転体の隙間における支持シャフトに支持部材を装着し、該支持部材に形成された支持孔内に前記検出体を設けるとよい。
前記構成において、前記原反ロールとは異なる位置に予備の原反ロールが支持されており、いずれの原反ロールから引き出されるフィルムにおいても、下流側に向けて搬送される際のフィルムが、前記回転体に巻き掛けられる状態を維持し得る領域に対して、前記検出体の検出光が指向されるように、前記光電センサの検出体が配設されていることが好ましい。

前記構成において、支持部材が一対のリングを備え、両リングに形成された挟持用凹部の間に、前記検出体を挟んで支持するとよい。
前記包装機におけるフィルム終端検出装置の構成において、両回転体間の隙間を、該回転体に巻き掛けたフィルムが入り込まない幅に形成するとよい。

以上のように、本発明によれば、フィルムをローラに巻き掛ける際の作業性を向上させることができるとともに、フィルムの終端検出の信頼性を損ねることがない。

横形製袋充填機のフィルム供給部の略示図。 ガイドローラ１５Ａを示す側面図。 図２のＡ−Ａ線における拡大断面図。 支持部材を示す図。

（実施形態）
図１に示すように、フィルム終端検出装置を適用した本実施形態の包装機は、フィルム供給部３０の原反ロール１２Ａ，１２Ｂのうちの一方から引き出されて搬送された帯状フィルムＦを製袋手段１４で筒状に成形し、該筒状のフィルムＦ中にコンベア１３から所定間隔毎に物品Ｍを供給し、該フィルムＦに所定のシールを施し、フィルムＦを切断して包装製品を得る横形製袋充填機である。フィルム供給部３０は、両原反ロール１２Ａ，１２Ｂのうちの他方は予備であって、一方の原反ロール１２Ａ，１２ＢのフィルムＦが消費された際に、引き続いてフィルム供給に供される。フレーム１１の前面に複数のガイドローラ１５Ａ〜１５Ｆを備え、これらのガイドローラ１５Ａ〜１５Ｆのうちで、最上流のガイドローラ１５Ａの位置で、原反ロール１２Ａ，１２Ｂから引き出されるフィルムＦの終端が検出される。

図２及び図３に示すように、ガイドローラ１５Ａは、フレーム１１の前面に円筒状の支持シャフト１７を有し、該支持シャフト１７がブラケット１８を介してフレーム１１に取り付けられている。支持シャフト１７上には、２つの同一外径の円筒状の回転体１９Ａ，１９Ｂが回転中心を一致させるように同一軸線上に隙間２０を挟んだ状態で、各一対のベアリング２１を介して自由回転可能に支持されている。そして、フィルムＦが両回転体１９Ａ，１９Ｂ上に巻き掛けられることにより、フィルムＦの搬送が案内される。この場合、両回転体１９Ａ，１９Ｂ間の隙間２０は、フィルムＦの搬送域の幅方向中間部に配置されるとともに、後述する投光部２６ａ及び受光部２７ａを備えた検出体２８の透光及び受光の障害にならない広さであり、両回転体１９Ａ，１９Ｂ上を巻き掛けられるフィルムＦが入り込まない程度の狭い幅に形成されている。包装に使用されるフィルムの材質や厚さ等の種類は様々であり、フィルムＦが入り込まない幅が一概に決められないが、多くの種類のフィルムでは１０mm以内であるのが好ましい。

支持シャフト１７の両端部には一対のカラー２２が固定されている。両回転体１９Ａ，１９Ｂ間の隙間２０の位置における支持シャフト１７の外周には支持部材２３が外嵌状態で装着されている。そして、各カラー２２及び支持部材２３により両回転体１９Ａ，１９Ｂの軸線方向への移動が規制される。

図３及び図４に示すように、支持部材２３は、一対のリング２３ａ，２３ｂを接合した状態で複数のネジ２４よって固定することにより構成されている。リング２３ａ，２３ｂの接合面には、互いに合致可能な半円形状の挟持用凹部２５が形成されている。両挟持用凹部２５により支持孔が構成される。支持シャフト１７内には、反射型光電センサにおける投光側及び受光側の光ファイバケーブル２６，２７が挿通されている。光ファイバケーブル２６，２７の先端は、投光部２６ａ及び受光部２７ａを備えた検出体２８となっている。また、光ファイバケーブル２６，２７の他端は、フレーム１１に配設された不図示の光電センサの本体に接続されている。本実施形態の光電センサは、製品名ＦＸ−１００（サンクス株式会社製）の光電センサである。この光電センサは、近距離での検出時や、透明体・微小物体の検出時など、受光レベルが飽和する場合、センサの投光量を減光して検出を安定させることができ、また、任意の周期で入光量を確認し、しきい値の再設定を自動で行い、長期的な環境変化（埃など）による投光量の変化に追従させることができる。この為、特に難しいとされる透明のフィルムでも、検出光がフィルムを透過することなく、検出体２８への反射光によってフィルムの終端を検出することができた。

図３に示すように、光ファイバケーブル２６，２７の投光部２６ａ及び受光部２７ａを備えた検出体２８は、支持シャフト１７に形成された透孔２９を通して外側に突出されて、支持部材２３の両リング２３ａ，２３ｂの挟持用凹部２５間に挟持されている。従って、該検出体２８は、挟持用凹部２５よりなる支持孔内に支持されている。この状態で、検出体２８が、両回転体１９Ａ，１９Ｂ間の隙間２０内に、回転体１９Ａ，１９Ｂの外周面より内方の位置に（検出体２８が回転体の外周面より外方に突出しないように）収容されている。この場合、図３に示すように、いずれの原反ロール１２Ａ，１２Ｂにおいても、フィルムＦを下流側に向けて搬送する際に、フィルムの搬送・停止切り替えなどにより、フィルムＦが弛んで回転体１９Ａ，１９Ｂの下方から離れて垂れ下がった場合（フィルムＦの弛んだ部分Ｆａを図１に２点鎖線で示す）でも、検出体２８は、両回転体１９Ａ，１９ＢからフィルムＦが離れない位置に配設されている。

つまり、搬送される際のフィルムＦが両回転体１９Ａ，１９Ｂに巻き掛けられる状態を維持し得る領域に対して、検出体２８の検出光が指向されるように、検出体２８が配設されており、フィルムＦの終端を検出し得るようにされている。

横形製袋充填機の運転に伴い、一方の原反ロール１２Ａ，１２Ｂから引き出された帯状のフィルムＦが自由回転可能に配設された回転体１９Ａ，１９Ｂによって巻き掛け案内されて搬送されることにより、物品Ｍが順次包装される。

このとき、２つの回転体１９Ａ，１９Ｂの隙間内であって、回転体１９Ａ，１９Ｂの外周面より内方の位置に収容された投光部２６ａ及び受光部２７ａを備えた検出体２８の投光部２６ａから、フィルムＦに放った光の反射光を受光部２７ａが受光して、フィルムＦが検出される。

なお、本実施形態の横形製袋充填機では、いずれの原反ロールから引き出されるフィルムＦにおいても、下流側に向けて搬送される際のフィルムＦが回転体１９Ａ，１９Ｂに巻き掛けられる状態を維持し得る領域に対して検出体２８の検出光が指向されるように、検出体２８が支持シャフト１７に装着された支持部材２３の挟持用凹部２５，２５に配設されている。

そして、引き出されていた一方の原反ロール１２Ａ，１２ＢのフィルムＦが消費されて、そのフィルムＦの終端が回転体１９Ａ，１９Ｂの外周面を通過すると、その終端通過を示す信号が包装機の制御部（不図示）に送られ、物品ＭやフィルムＦの供給動作の停止や、表示パネル（不図示）などによる異常報知など種々な対応処理の中から、いずれかの処理が行われる。従って、作業者はそれを知ることができ、包装に供される原反ロール１２Ａ，１２Ｂを切り換えることができる。

そして、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） ２つの回転体１９Ａ，１９Ｂ間の隙間２０内には光電センサの検出体２８が支持されている。この為、回転体１９Ａ，１９Ｂの外側のフィルムＦが巻き掛けられる領域から外方に対向するように離間させた位置などに光電センサの検出体２８を支持する為の部材を設ける必要がない。よって、フィルムＦの巻き掛けに際して、フィルムＦを帯状に広げた状態で、光電センサの検出体２８と回転体１９Ａ，１９Ｂとの間の隙間に通すという面倒な作業を行う必要がなく、作業性を向上させることができる。

（２） 光電センサの検出体２８が２つの回転体１９Ａ，１９Ｂ間の隙間２０内で、回転体１９Ａ，１９Ｂの外周面より内方の位置に支持されている。この為、包装機の機械振動や室内空調等の風力の影響で、フィルムＦなどが揺れても、光電センサの検出体２８とフィルムＦとの間の間隔が変化し難い。よって、フィルムＦの終端検出の信頼性を高めることができる。また、該検出体２８がフィルムＦに接触しない為、フィルムＦを傷付けるおそれもない。

更に、光電センサの検出体２８がフィルムＦに接触することなく、フィルムＦが回転体１９Ａ，１９Ｂによって巻き掛け案内される為、フィルムＦを安定して搬送することができる。

（３） 光電センサの検出体２８をフィルムＦの搬送域の幅方向中央に配設するとともに、該検出体２８の両側に回転体１９Ａ，１９Ｂを配設した為、包装する物品の種類などの変更に伴い、フィルムのサイズが変わっても、フィルムＦの幅の相違に関わらず、各種のフィルムの終端を適切に検出できる。

（４） 支持シャフト１７が２つの回転体１９Ａ，１９Ｂを同一軸線上に所定幅の隙間２０をおいて自由回転可能に支持するとともに、両回転体１９Ａ，１９Ｂ間の隙間２０内で検出体２８を挟持する一対のリング２３ａ，２３ｂからなる支持部材２３を装置していることから、２つの回転体１９Ａ，１９Ｂと支持部材２３を適切な位置に配設することができ、例えば、フレーム１１に支持されたロッドなどの部材に検出体２８を取着し、該ロッドなどの部材及び検出体２８を支持シャフト１７内に挿通させて、検出体２８を隙間２０内に配設する構成などより、構成をコンパクト化できる。

また、両リング２３ａ，２３ｂに形成された挟持用凹部２５，２５の間に検出体２８を挟んで支持しているため、支持部材２３内において検出体２８の位置を調節することにより、検出体２８とフィルムＦとの距離を可変に設定することができる。

また、支持シャフト１７が中空であれば、検出体２８までのファイバを中空を介して邪魔にならないように取り廻すことができる。
（５） いずれの原反ロール１２Ａ，１２Ｂにおいても、フィルムＦを下流側に向けて搬送する際に、フィルムの搬送・停止切り替えなどにより、フィルムＦが弛んで回転体１９Ａ，１９Ｂから離れて垂れ下がった場合でも、両回転体１９Ａ，１９ＢからフィルムＦが離れない位置、即ち搬送される際のフィルムＦが両回転体１９Ａ，１９Ｂに巻き掛けられる状態を維持し得る領域に対して、検出体２８の検出光が指向されるように検出体２８が配設されていることから、該検出体２８とフィルムＦとの間の間隔が変化するおそれがなく、フィルムＦの終端検出の信頼性を損ねることがない。

（６） 両回転体１９Ａ，１９Ｂ間の隙間２０が、検出体２８による投受光の障害のない広さでフィルムＦの入り込まない１０ｍｍ以上幅となるように形成されている。よって、フィルムＦが回転体１９Ａ，１９Ｂ上に巻き掛け案内される際に、フィルムＦが蛇行したり傷付いたりするのを防止することができる。

（７） 原反ロール１２Ａ，１２Ｂから引き出されたフィルムＦを巻き掛け案内する複数のガイドローラ１５Ａ〜１５Ｆのうちで、最上流のガイドローラ１５Ａでフィルムの終端を検出するようにしたことから、フィルムＦの終端をただちに検出でき、時間的余裕を得ることができる。このため、原反ロール１２Ａ，１２Ｂの交換や包装機への物品供給停止の切り替えなど、種々な対応処理において早期対応が可能になる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記実施形態においては、フィルム終端検出装置が複数のガイドローラ１５Ａ〜１５Ｆのうちで、最上流のガイドローラ１５Ａに設けられているが、他のガイドローラ１５Ｂ〜１５Ｆに設けること。

・ 前記実施形態においては、本発明が横形製袋充填機に具体化されているが、縦形製袋充填機やストレッチ包装機、その他の各種のフィルム包装機に具体化すること。
・ 支持シャフト１７に支持孔を設け、その支持孔に投光部２６ａ及び受光部２７ａを支持すること。

・ 支持シャフト１７に配設された支持部材２３によって、光電センサの検出体２８を支持したが、支持部材２３としてはフレーム１１に支持されていても良く、例えばフレーム１１から、支持シャフト１７内に挿通されたロッドあるいはバーの先端に光電センサの検出体２８を支持しても良い。

・ ２つの回転体１９Ａ，１９Ｂの隙間２０を挟んで対向される端部外周縁に円弧部や面取り部を形成すること。このようにすれば、回転体１９Ａ，１９Ｂ上をフィルムＦが搬送される際に、回転体１９Ａ，１９Ｂの端部外周縁によってフィルムＦに傷が付くおそれが防止される。

・ リング２３ａ，２３ｂは、検出体２８と共に回転体１９Ａ，１９Ｂの外周面より内方の位置に収容され得る大きさであれば、円形状や多角形状など種々な形状のリングが採用できる。

・ 各リング２３ａ，２３ｂに挟持用凹部２５を形成して検出体２８を支持したが、例えば一方のリング２３ａ，２３ｂのみに挟持用凹部、あるいは孔を形成して、検出体２８を固定するなど種々な方式で検出体２８を支持することが可能である。

１２Ａ，１２Ｂ…原反ロール、１４…製包器、１５Ａ〜１５Ｆ…ガイドローラ、１７…支持シャフト、１９Ａ，１９Ｂ…回転体、２０…隙間、２３…支持部材、２３ａ，２３ｂ…リング、２５…挟持用凹部、２６，２７…光電センサのケーブル、２６ａ…投光部、２７ａ…受光部、２８…検出体、Ｍ…物品、Ｆ…フィルム。

Claims (5)

1. 原反ロールから引き出されて製袋手段に至るまでの帯状のフィルムの搬送経路において、該フィルムを巻き掛け案内する２つの回転体を同一軸線上に隙間を挟んで自由回転可能に配設するとともに、
   前記隙間における回転体の外周面より内方となる位置には、透明フィルムをその反射光で直接検出可能な投光部及び受光部を備えた光電センサの検出体を配設し、
   前記２つの回転体の前記フィルムが離れないで巻き掛け状態を維持し得る領域に検出体の検出光を指向させて、前記回転体の外周面の内方から該回転体に巻き掛けたフィルムへ直接照射した光の反射光によりフィルム終端を検出するようにしたことを特徴とする包装機におけるフィルム終端検出装置。
2. 両回転体の隙間における支持シャフトに支持部材を装着し、該支持部材に形成された支持孔内に前記検出体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の包装機におけるフィルム終端検出装置。
3. 前記原反ロールとは異なる位置に予備の原反ロールが支持されており、いずれの原反ロールから引き出されるフィルムにおいても、下流側に向けて搬送される際のフィルムが、前記回転体に巻き掛けられる状態を維持し得る領域に対して、前記検出体の検出光が指向されるように、前記光電センサの検出体が配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム終端検出装置。
4. 前記支持部材が一対のリングを備え、両リングに形成された挟持用凹部の間に前記検出体を挟んで支持したことを特徴とする請求項２に記載の包装機におけるフィルム終端検出装置。
5. 前記両回転体間の隙間を、該回転体に巻き掛けたフィルムが入り込まない幅に形成したことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の包装機におけるフィルム終端検出装置。

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