JP5443839B2 - 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ために、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。そのため、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ため、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や重量等が異なるため、多品種の容器の形状やサイズや重量等に対応可能な胴巻き包装機の提供が求められる。
本発明は、胴巻き包装するにあたって多品種の容器の形状やサイズや重量等に対応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、コンベヤ１に載置して搬送する容器３９の側面３９ａにおける容器本体４０と蓋４１との合わせ目部４２に熱収縮性のフィルム４を巻き付けて胴巻き包装する胴巻き包装機であって、前記コンベヤ１における容器搬送路１ａの左右両側に配設され、容器搬送路１ａを左右に横断するように張設されたフィルム４の張設位置より容器搬送方向の下流側で互いに接近離間動作する一対の支持ローラ１６と、この支持ローラ１６より容器搬送方向の下流側で、容器搬送路１ａの左右両側に配設されて前記支持ローラ１６の動作とは別に互いに接近離間動作する一対のシール部材２８とを備え、前記支持ローラ１６の待機位置は任意に設定変更可能であり、前記コンベヤ１に配置された容器の種類に応じて容器３９の横幅より若干大きい位置まで離間した距離に設定されるとともに、前記シール部材２８は当該支持ローラ１６より更に離間して待機し、容器３９の前方が前記フィルムの張設位置を越えて前進す
る際に、フィルム４に接触して前進する容器３９の後方が前記待機位置で待機中の一対の支持ローラ１６を越えた位置まで前進すると、容器３９の後方近傍位置で両支持ローラ１６が互いに近接する位置まで接近して、容器３９の略全周をフィルム４で巻締め、その支持ローラ１６の接近状態を維持して容器３９が前進移動するのに伴い、前記支持ローラ１６間の隙間を案内されて引き出されたフィルム４を、容器３９の後方近傍位置において、一対のシール部材２８で挟んで加熱シールし、切断して前記容器３９の合わせ目部４２をフィルム４で覆うように巻き締める。

請求項１の発明を前提とする請求項２の発明においては、胴巻き包装機は、モータを備えた繰出しローラ２０ｂと駆動手段を備えたテンションローラ２０ｄの各動作によりフィルム４の張りを調節する調節手段５を備えている。調節手段５によりフィルム４の張りは、容器３９がフィルム４に当接してから一対の支持ローラ１６が接近動作するまでの間、容器３９がフィルム４に当接する直前のフィルム展張状態より比較的に弛い状態とする。この状態で一対の支持ローラ１６が容器３９の横幅より狭い位置まで互いに接近する。容器３９が容器搬送方向の下流側に前進したとき、容器３９の側面３９ａにフィルム４を巻き付け案内する。

請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明においては、一対の支持ローラ１６が互いに最も接近した後で、一対のシール部材２８が接近してフィルム４を挟んでシールする。

請求項１の発明では、容器の形状やサイズや重量など容器の種類が異なっても、各種容器に応じて、一対の支持ローラの接近離間動作と一対のシール部材の接近離間動作を別々に行うことによって、各種の容器の側面を熱収縮性のフィルムで適切に胴巻き包装することができる。このため、フィルムの使用量を必要最小限に抑えることできる。また、容器の側面の全域にフィルムを巻く場合であっても、接近離間動作を別々に行うことによって、容器の形状やサイズや重量など容器の種類が異なっても、各種容器にフィルムをだぶつきなく巻き付けることができる。従って、例えば、容器における容器本体と蓋との合わせ目付近の高さ位置だけ部分的に容器の側面にフィルムを巻いても、接近離間動作を別々に行うことによって、容器の種類が異なっても、容器からフィルムが落ちなくなり、胴巻き包装することができる。

特に、一対の支持ローラ１６が互いに接近した後で、一対のシール部材２８が接近してフィルム４を挟んでシールすることから、例えば、特に、軽い容器３９や外周面に丸みを有している容器３９など、搬送路１ａでの位置ずれが生じ易い容器３９、或いは、倒れ易い容器３９であっても、フィルム４が容器３９の側面３９ａに巻き付けられた後にシール部材２８がフィルム４に接触することになるので、容器３９の略全周に巻締め状態となったフィルム４との位置ずれが起こり難く、或いは、容器３９を倒すことなくシールすることができる。

請求項２の発明では、例えば、軽い容器３９等を包装する際に、フィルム４のテンションが弛められているので、フィルム４にバックテンションがかかって容器３９が後方に引き戻される際の反動による容器３９の位置ずれが起こり難く、或いは、底面積が小さな容器３９等の不安定な形状の容器３９が倒れてしまうことを防止できる。

請求項３の発明では、一対の支持ローラが互いに最も接近した後で、一対のシール部材が接近してフィルムを挟んでシールすることから、例えば、特に、軽い容器や外周面に丸みを有している容器など、容器搬送路での位置ずれが生じ易い容器、或いは、倒れ易い容器であっても、フィルムが容器の側面に巻き付けられた後にシール部材がフィルムに接触することになるので、容器の略全周に巻締め状態となったフィルムとの位置ずれが起こり難く、或いは、容器を倒すことなくシールすることができる。

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。 胴巻き包装機のシール機構を概略的に示す正面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は夫々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き正面図である。

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３９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２と、そのフィルム支持機構２より容器搬送方向の下流側でフィルム支持機構２に近接するようにシール機構３が配設されていて、フィルム支持機構２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３９を検知する容器検知センサ３８が配設されている。

供給コンべヤ１Ａの搬送路１ａの下流端と排出コンべヤ１Ｂの搬送路１ａの上流端とは、後述するシール機構３のシール部材２８が互いに接近する時に、シール部材２８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４をフィルム支持機構２に供給するフィルム案内機構５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４により胴巻き包装された容器３９を通過させて、図４（ｄ）に示すように容器３９の側面３９ａにおける容器本体４０と蓋４１との合わせ目４２が密着して封止されるように構成されている。

次に、図２に基づきフィルム支持機構２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６が、図示しない本体枠に支持されている。台６上の横方向両側に立設された支持板７間に一対の案内棒８が上下平行に横方向へ架設されている。また、両支持板７間には両案内捧８と平行に雄螺旋棒９が回転可能に横方向へ支持されており、その雄螺旋棒９は図１に示すサーボモータ１０の回転を受けて回転する。雄螺旋棒９には、コンべヤ１の搬送路１ａを挟む横方向における一側に左螺旋９ａが形成され、他方に右螺旋９ｂが形成されている。左螺旋９ａと右螺旋９ｂとは夫々、雌螺旋筒１２と螺合している。雌螺旋筒１２は、案内棒８に嵌挿された案内筒１３と共に、可動板１４に各々取着されている。このため、可動板１４は、容器搬送路１ａの左右両側で、雄螺旋棒９及び案内棒８に支持され、雄螺旋棒９が回転することで、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１０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１４の一部である台板１４ａには、昇降台１５が上下方向に移動可能に支持され、その昇降台１５には、容器搬送路１ａから横方向に順番に、支持ローラ１６と案内ローラ１７，１８とが上下（鉛直）方向へ延びるように設置されている。昇降台１５を上下方向に移動させることにより、支持ローラ１６及び案内ローラ１７，１８の高さ調節が可能であって、例えば、図４（ｄ）に示す容器３９の容器本体４０と蓋４１とが接合する箇所だけ容器３９の側面３９ａが包装されるように、容器３９に対し支持ローラ１６及び案内ローラ１７，１８の高さ調節が可能とされている。

次に、図１に示すフィルム案内機構５は、フィルム供給源１９と案内ローラ２０ａと繰出しローラ２０ｂとゴムローラ２０ｃとテンションローラ２０ｄとを備えている。繰出しローラ２０ｂは、モータ（不図示）の駆動を受けて回転することによって、フィルム供給源１９からフィルム４を引き出す。そのモータの回転が停止すると、フィルム供給源１９にはブレーキが掛けられるように構成されている。引き出されたフィルム４は、各ローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄによりジグザグ状に巻掛けられた後、フィルム支持機構２の案内ローラ１８に掛け渡されている。

フィルム案内機構５の各ローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ及びフィルム供給源１９は上下方向に移動可能に支持されており、フィルム案内機構５の各ローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ及びフィルム支持機構２の各ローラ１６，１７，１８は、夫々、容器搬送路１ａから上方に所定距離だけ離れた同じ高さ位置でフィルム４を支持するように高さ位置が調節されている。また、フィルム４の脱落を防ぐために各ローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，１６，１７，１８の下端が鍔状に形成されている。テンションローラ２０ｄは、後述する支持ローラ１６が搬送途中の容器３９の側面３９ａにフィルム４を巻き付け案内するタイミングで、不図示の駆動手段によって横方向の案内ローラ２０ａ側に移動して、フィルム４の張りを、容器３９がフィルム４に当接する直前のフィルム展張状態より比較的に弛い状態に調整できるように横方向に往復移動する。

次に、図３に基づきシール機構３について説明する。
台６上の横方向両側には、支持板２１と支柱２３とが上下方向に立設するように配設されており、両支持板２１間に一対の案内棒２２が平行に横方向へ架設され、両支柱２３の間に案内棒２４が各案内棒２２に対し平行に架設されている。案内棒２２，２４には、一対の可動体２６が案内捧２２，２４に沿って横方向にスライド可能に支持されている。可動体２６には、夫々、シール部材２８が対向するように配設されており、その反対側にはリンク３２が揺動可能に支持されている。両可動体２６及び両シール部材２８が容器搬送路１ａの中央を中心に対称に接近離間動作するように、サーボモータ３３の回転が、支柱２３に回動可能に支持されたレバー２９ａ，２９ｂ，３１と、連動リンク３５と、リンク３０と、リンク３２とを介して、各可動体２６に伝達されるように構成されている。

シール部材２８の側面には、図４に示すように、シール部材２８とフィルム４との接触を防ぐために、接触防止板３７が設置されており、一方のシール部材２８内には他方のシール部材２８内に対し進退するナイフ３６が内蔵されている。

次に、容器搬送路１ａを横断するように張設されたフィルム４に容器３９が当接して支持ローラ１６に巻き込み案内される際の各動作タイミングについて説明する。
張設されたフィルム４に対し、搬送途中の容器３９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３８によって容器３９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４に容器３９が当接するタイミングとの関係から、繰出しローラ２０ｂのモータ（不図示）とテンションローラ２０ｄ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１６を接近離間動作させるサーボモータ１０と両シール部材２８を接近離間動作させるサーボモータ３３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３８による容器３９の検知により、サーボモータ１０とサーボモータ３３と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３９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３９がフィルム４に当接する前（図４（ａ）参照）においては、一対の支持ローラ１６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１６に対し容器搬送方向の下流側で近接するシール部材２８が支持ローラ１６よりも更に離間する待機位置で停止している。

一対の支持ローラ１６の待機位置は、両支持ローラ１６が離間する距離が容器３９の横幅Ｓ（容器搬送方向に対し交差する横方向の容器３９の長さ）よりも若干大きくなる位置に設定されている。この待機位置は、サーボモータ１０により設定変更可能であり、また、昇降台１５に対する支持ローラ１６の設置位置の変更でも設定可能である。

搬送途中の容器３９が、フィルム４に当接してから、フィルム支持機構２より若干、容器搬送方向の下流側に位置すると、一対の支持ローラ１６が互いに接近する（図４（ｂ）参照）。

図４（ａ）と図４（ｂ）との間の状態では、一対の支持ローラ１６が互いに接近動作する前に、一対のシール部材２８が互いにゆっくりとした接近動作を開始しているが、図４（ｂ）のごとく、一対の支持ローラ１６が早く互いに最接近するように設定されている。両支持ローラ１６間の最接近距離は常に一定に設定されている。

容器３９がフィルム４に当接してから、一対の支持ローラ１６が接近動作する間、繰出しローラ２０ｂのモータ（不図示）とテンションローラ２０ｄの駆動手段（不図示）の各動作により、フィルム４の張りは、容器３９がフィルム４に当接する直前のフィルム展張状態より比較的に弛い状態になっており、この状態で、一対の支持ローラ１６は、容器３９の横幅Ｓより狭い位置まで互いに接近して、フィルム４に対して容器３９が容器搬送方向の下流側に前進する際に、容器３９の側面３９ａ（容器本体４０と蓋４１との合わせ目４２部分）にフィルム４を巻き付け案内する。

この状態で更に容器３９が容器搬送方向の下流側に前進すると、一対のシール部材２８が互いに接近してフィルム４を挟んで加熱シールし、フィルム４を切断して容器３９を胴巻きにする（図４（ｃ）参照）。この時、繰出しローラ２０ｂによるフィルム４の引出しが停止される。

その後、一対のシール部材２８が互いに離間してフィルム４を解放した後、両支持ローラ１６と両シール部材２８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２０ｄが元の位置に復帰し、再度、フィルム４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。
＊ 一対の支持ローラ１６を接近離間動作させるサーボモータ１０と一対のシール部材２８を接近離間動作させるサーボモータ３３の動作制御について、夫々、接近離間動作させるタイミング（待機位置から動作するタイミング）や各動作速度や待機位置等が予め設定可能であるため、例えば、容器３９における容器本体４０と蓋４１との合わせ目４２付近の高さ位置だけ部分的に容器３９の側面３９ａにフィルム４を巻いても、接近離間動作を別々に行うことによって、容器３９の種類が異なっても、容器３９の側面３９ａに巻き付けられるフィルム４がずれることなく、胴巻き包装することができる。

＊ 一対の支持ローラ１６の待機位置は、容器３９の横幅Ｓ（容器搬送方向に対し交差する横方向の容器３９の長さ）よりも両支持ローラ１６が離間する距離が若干大きくなる位置に設定されていることが好ましい。この待機位置は、サーボモータ１０の動作制御によって設定変更可能であり、また、昇降台１５の接近離間方向に向けた支持ローラ１６の設置位置の変更によっても対応し得る。

＊ 一対の支持ローラ１６が接近動作する前に、一対のシール部材２８が接近動作を開始することによって、両シール部材２８の移動速度を遅くすることができる。このため、例えば、軽い容器３９等を包装する際に、両シール部材２８が互いに接近してフィルム４にゆっくり触れるようにすれば、フィルム４にバックテンションがかかって容器３９が後方に引き戻される際の反動による容器３９の位置ずれが起こり難く、或いは、底面積が小さな容器３９等の不安定な形状の容器３９が倒れてしまうことなく良好にシールすることができる。

＊ 一対の支持ローラ１６が互いに最も接近した後で、一対のシール部材２８が接近してフィルム４を挟んでシールすることから、例えば、特に、軽い容器３９や外周面に丸みを有している容器３９など、搬送路１ａでの位置ずれが生じ易い容器３９、或いは、倒れ易い容器３９であっても、フィルム４が容器３９の側面３９ａに巻き付けられた後にシール部材２８がフィルム４に接触することになるので、容器３９の略全周に巻締め状態となったフィルム４との位置ずれが起こり難く、或いは、容器３９を倒すことなくシールすることができる。

＊ 一対の支持ローラ１６及び一対のシール部材２８を別々のサーボモータ１０，３３で接近離間動作させるので、異なる容器３９の動作設定を簡単に行うことができる。
＊ 一対の支持ローラ１６間の最接近距離を一定にしたので、各種容器３９に対するフィルム４の巻き付けを適切に行ってフィルム４のだぶつきを少なくすることができると共に、各種容器３９に巻き付けるフィルム４に対するシール部材２８の接触を遅らせてフィルム４に熱による悪影響を与え難い。

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。
・ コンベヤ１の搬送路１ａの高さ位置を可変にして容器３９毎の容器本体４０と蓋４１との合わせ目４２の高さに対応してフィルム４の巻付け高さ位置を調節してもよい。

・ 加熱シールすると共にナイフ３６により切断するシール部材２８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。

・ 支持ローラ１６の待機位置の設定変更と同様に、容器３９の種類によってシール部材２８の待機位置を、サーボモータ３３により設定変更してもよい。
・ 一対の支持ローラ１６の接近離間動作と一対のシール部材２８の接近離間動作とは、単一の駆動モータで、両支持ローラ１６及び両シール部材２８を夫々別々に接近離間動作させてもよく、駆動モータとしては、サーボモータ以外にも、速度制御モータや位置制御モータその他の制御モータであればよい。

１…コンベヤ、１ａ…容器搬送路、４…フィルム、１０…サーボモータ、１６…支持ローラ、２８…シール部材、３３…サーボモータ、３９…容器、３９ａ…容器の側面。

Claims (3)

1. コンベヤに載置して搬送する容器の側面における容器本体と蓋との合わせ目部に熱収縮性のフィルムを巻き付けて胴巻き包装する胴巻き包装機であって、
   前記コンベヤにおける容器搬送路の左右両側に配設され、容器搬送路を左右に横断するように張設されたフィルムの張設位置より容器搬送方向の下流側で互いに接近離間動作する一対の支持ローラと、
   この支持ローラより容器搬送方向の下流側で、容器搬送路の左右両側に配設されて前記支持ローラの動作とは別に互いに接近離間動作する一対のシール部材とを備え、
   前記支持ローラの待機位置は任意に設定変更可能であり、前記コンベヤに配置された容器の種類に応じて容器の横幅より若干大きい位置まで離間した距離に設定されるとともに、前記シール部材は当該支持ローラより更に離間して待機し、
   容器の前方が前記フィルムの張設位置を越えて前進する際に、フィルムに接触して前進する容器の後方が前記待機位置で待機中の一対の支持ローラを越えた位置まで前進すると、容器の後方近傍位置で両支持ローラが互いに近接する位置まで接近して、容器の略全周をフィルムで巻締め、その支持ローラの接近状態を維持して容器が前進移動するのに伴い、前記支持ローラ間の隙間を案内されて引き出されたフィルムを、容器の後方近傍位置において、一対のシール部材で挟んで加熱シールし、切断して前記容器の合わせ目部をフィルムで覆うように巻き締めて胴巻きするように構成したことを特徴とする胴巻き包装機。
2. 前記胴巻き包装機は、モータを備えた繰出しローラと駆動手段を備えたテンションローラの各動作によりフィルムの張りを調節する調節手段を備え、
   当該調節手段によりフィルムの張りは、前記容器がフィルムに当接してから一対の支持ローラが接近動作するまでの間、容器がフィルムに当接する直前のフィルム展張状態より比較的に弛い状態とし、この状態で前記一対の支持ローラが前記容器の横幅より狭い位置まで互いに接近し、
   前記容器が容器搬送方向の下流側に前進したとき、当該容器の側面にフィルムを巻き付け案内することを特徴とする請求項１に記載の胴巻き包装機。
3. 前記一対の支持ローラが互いに最も接近した後で、前記一対のシール部材が接近してフィルムを挟んでシールす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。

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