JP5919601B2

JP5919601B2 - ラベル装着装置

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Publication number: JP5919601B2
Application number: JP2012140215A
Authority: JP
Inventors: 善典堀田
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Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2016-05-18
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Also published as: JP2014005004A

Description

本発明は、乾電池等の円筒物品の周囲に例えば感熱接着性のラベルを巻き付けて装着するラベル装着装置に関する。

従来、例えば特許第４００４０７７号公報（以下、特許文献１という。）には、図７に示すようなラベル装着装置７０が開示されている。このラベル装着装置７０は、被装着体である円筒物品としての乾電池Ｃに、感熱接着剤を設けたラベルを巻き付けて装着する装置である。

ラベル装着装置７０は、ラベル基材繰出部７１を備える。ラベル基材繰出部７１には、巻取りリール７１ａ，７１ｂが回転可能に設けられている。各巻取りリール７１ａ，７１ｂには、一方表面に商品名等が印刷され、他方表面に感熱接着剤が設けられた長尺で帯状のラベル基材ＬＭが巻かれている。ラベル基材は、例えば、熱収縮性のポリエステル製フィルム等によって好適に構成される。

巻取りリール７１ａまたは７１ｂから繰り出されたラベル基材ＬＭは、例えば水平方向に沿って矢印Ａ，Ｂ方向に搬送され、その搬送過程に設けられたエアダンサー７２によって適度な張力が付与されるようにしている。

その後、ラベル基材ＬＭは、その搬送方向が鉛直下方に向けられて、切断ユニット７３によって所定のカット長に切断されることによって個々のラベルＬが形成される。

上記のように切断形成されたラベルＬは、貼付ユニット７４に送られる。そこで、各ラベルＬは、貼付ドラム７５の外周面に所定の間隔を置いて吸引保持された状態で、貼付ドラム７５の矢印Ｄ方向への回転により貼付ユニット７４の下部に搬送される。また、貼付ユニット７４には、ラベルＬを保持しない側で貼付ドラム７５に対向してヒータ７６が設けられており、このヒータ７６によって貼付ドラム７５の外周面が加熱されることによって、加熱されたドラム外周面に保持されるラベルＬの外面側の感熱接着剤が活性化されて粘着性を発現することとなる。

一方、乾電池Ｃは、ストッカ７７からスターホイール７８を介して搬入コンベヤ７９上に所定の間隔で載置されて供給される。搬入コンベヤ７９によって搬送される過程において、各乾電池Ｃは、予備加熱装置８０内を通過する際に熱風が吹き付けられることによって予備加熱される。そして、予備加熱装置８０を通過した各乾電池Ｃは、搬入コンベヤ７９の端部においてスターホイール８１に受け渡される。

スターホイール８１の外周部には複数の保持凹部が形成されており、乾電池Ｃは保持凹部内に磁気吸引保持された状態で、スターホイール８１の矢印Ｅ方向の回転によって上方へと搬送される。そして、乾電池Ｃは、受取位置αにおいて、スターホイール８１から乾電池供給ホイール８２に受け渡される。

乾電池搬送ホイール８２には、外周部に複数の保持ローラが回転自在に設けられており、周方向に隣り合う２つの保持ローラ８３（図８参照）間に乾電池Ｃが接した状態で磁気吸引力によって保持できるようになっている。これにより、２つの保持ローラ８３間に保持された乾電池Ｃは、乾電池供給ホイール８２の矢印Ｆ方向への回転によって貼付ドラム７５との対向領域に搬送され、貼付ドラム７５上に保持されたラベルＬが巻き付いて乾電池Ｃの周囲に装着される。

ラベルＬが装着された乾電池Ｃは、回転する乾電池搬送ホイール８２によって引き続き搬送され、受渡位置βにおいてスターホイール８４に受け渡される。スターホイール８４もまた上記スターホイール８１と同様に構成され、乾電池Ｃを磁気吸引保持しながら矢印Ｇ方向に回転することによって搬送し、搬出コンベヤ８５へと受け渡す。

その後、乾電池Ｃは、搬出コンベヤ８５によって搬送される過程で加熱装置８６を通過する。ここで、熱風が吹き付けられて加熱されることで熱収縮性のラベルＬが乾電池Ｃの端部へと曲がり込むように収縮し、これにより完全な装着状態となる。また、加熱装置８６内において押圧プレート８７に押圧されながら搬送されることで、ラベルＬの乾電池Ｃへの貼着がより確実なものとされる。

そして、加熱装置８６を通過した乾電池Ｃは、搬出コンベヤ８５の端部から次の工程（例えば、ラベル装着状態の検査工程等）へと送られる。

図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ラベルＬが乾電池Ｃに巻き付けられるときの様子を拡大して示す。貼付ドラム７５の外周には、例えばゴム等からなる弾性層７５ａが設けられており、乾電池搬送ホイール８２に保持された乾電池Ｃが押し付けられることによって凹み変形可能になっている。

図８（ａ）に示すように、貼付ドラム７５上に吸引保持されたラベルＬの端部が、乾電池搬送ホイールの外周部において２つの保持ローラ８３によって保持された乾電池Ｃに接触すると、加熱により粘着性を発現しているラベルＬの感熱接着剤が乾電池Ｃの外周面に貼り付くことにより、ラベルＬが乾電池Ｃに巻き付き始める。

このとき、貼付ドラム７５の周速度は、乾電池搬送ホイール８２に保持された乾電池Ｃの搬送軌道における最外周部分の周速度よりも大きく設定されている。そのため、それらの周速度の差に応じて乾電池Ｃは、矢印Ｈ方向に自転することとなり、これに伴って乾電池Ｃを支える回動自在な保持ローラ８３は乾電池Ｃと反対方向に自転することとなる。

このようにして乾電池Ｃが自転することによって、図８（ｂ）に示すように乾電池Ｃが貼付ドラム７５の弾性層７５ａに食い込みながらラベルＬが乾電池Ｃの周囲に巻き付いていき、図８（ｃ）に示すように、乾電池Ｃが少なくとも１周り以上回転することによってラベルＬが乾電池Ｃの全周にわたって貼着されるようになっている。

特許第４００４０７７号公報

上記のようにして乾電池ＣにラベルＬを装着する場合、貼付ドラム７５の弾性層７５ａを柔軟な材料（例えばゴム等）によって形成することによって乾電池Ｃが食い込むように変形することが可能となる。これにより、乾電池Ｃと貼付ドラム７５との接触時間を長くすることができ、ラベルＬの巻付け動作を確実に行うことができるようになった。

しかしながら、ラベル装着装置７０では、生産性向上のために高速稼働させる場合、乾電池搬送ホイール８２において周方向に隣り合う２つの保持ローラ８３のすべての対の間に保持された乾電池Ｃによって連続的に叩かれるように凹み変形が生じることになり、その結果、弾性層７５ａのダメージが大きくなって貼付ドラム７５の寿命が短くなるという問題がある。

このような問題に対処すべく貼付ドラム７５に対する乾電池Ｃの押圧力を弱めるようにするために、周方向に隣り合う２つの保持ローラ８３を一組として、各組ごとの保持ローラ８３を同じブラケットで揺動可能に支持した状態で乾電池搬送ホイール８２の内径側へ移動可能に構成することが考えられる。しかし、この場合には、周方向に隣接する保持ローラ組の間に円筒物品を保持させるとラベル保持体との接触前に当該円筒物品の保持位置が変動することとなり、安定したラベル装着動作を行えない可能性がある。これを回避するには保持ローラ組ごとに１つの円筒物品をそれぞれ保持するだけにする必要があり、そうすると、同じ直径および回転速度の乾電池搬送ホイールでは乾電池の搬送量が半減し、ラベル装着装置の生産性が低下することになる。

本発明の目的は、ラベル装着の生産性を維持しながらラベル保持体の長寿命化を図れるラベル装着装置を提供することである。

本発明は、円筒物品の外周面にラベルを巻き付けて装着するラベル装着装置であって、前記ラベルを外周面に保持しながら回転するラベル保持体と、前記ラベル保持体に隣接して設けられ外周部に前記円筒物品を自転可能に保持しながら回転することによって搬送する搬送体であって、前記円筒物品を搬送過程で前記ラベル保持体上のラベルに接触させることにより、前記ラベル保持体の周速度と前記搬送される円筒物品の周速度との差に基づき前記円筒物品が自転し、これにより前記ラベルが円筒物品に巻き付いて装着される、搬送体と、を備え、前記搬送体は、外周部に多数の保持部材が周方向に間隔を空けて自転可能に設けられ、前記円筒物品は前記搬送体の周方向に隣り合う２つの前記保持部材に接した状態で保持されており、前記搬送体の保持部材は、支持部材によって前記搬送体にそれぞれ揺動可能に設けられ、前記円筒物品が前記ラベル保持体と接触する接触領域において前記円筒物品を保持する２つの前記保持部材のうち前記搬送体の回転方向に関して下流側に位置する前記保持部材が前記下流側へ揺動することにより、前記接触領域における前記円筒物品の搬送軌道を前記搬送体の径方向内側へ移動可能に構成したものである。

また、本発明に係るラベル装着装置において、前記保持部材を揺動可能に支持する支持部材には、前記保持部材を前記搬送体の回転方向上流側に付勢する付勢部材が設けられるとともに、前記支持部材を前記付勢部材の付勢力に抗して所定位置に位置決めするストッパが設けられており、前記接触領域において前記円筒物品を保持する２つの保持部材のうち前記搬送体の回転方向上流側に位置する前記保持部材の上流側方向への揺動が前記ストッパによって規制されてもよい。

また、本発明に係るラベル装着装置において、前記保持部材にはカムローラが設けられ、前記ストッパは、前記搬送体と同心状に配置されて内周面に前記カムローラが当接するカムリングによって構成され、前記保持部材によって保持されて前記接触領域へと搬送される前記円筒物品の搬送軌道が前記搬送体の径方向外側へせり出すように前記カムリングの内周面形状が設定されてもよい。

この場合、前記搬送体における円筒物品の受取位置と受渡位置とを前記搬送体の径方向に関して同一径の保持位置とするために、前記ラベル保持体と接触領域を通過したラベル装着後の円筒物品の搬送軌道が前記受渡位置へ向けて搬送される過程で径方向内側へ戻されるように前記カムリングの内周面形状が設定されてもよい。

本発明に係るラベル装着装置によれば、搬送体の保持部材は、支持部材によって搬送体に対してそれぞれ揺動可能に設けられ、円筒物品がラベル保持体と接触する接触領域において円筒物品を保持する２つの保持部材のうち搬送体の回転方向に関して下流側に位置する保持部材が下流側へ揺動することにより、接触領域における円筒物品の搬送軌道を搬送体の径方向内側へ移動させるようにした。このように接触領域において円筒物品が搬送体の径方向内側へ移動させることによって、ラベル保持体に柔軟性がある弾性層を設けずとも円筒物品のラベル保持体への接触時間を十分に確保することができ、その結果、柔軟な弾性層の廃止によりラベル保持体の長寿命化を図ることができる。

また、円筒物品を保持する２つの保持部材をそれぞれ独立して揺動可能に構成したことで、接触領域において上記２つの保持部材のうち搬送体の回転方向下流側に位置する保持部材だけを下流側へ揺動させることが可能になる。これにより、上記２つの保持部材のうち上流側に位置する保持部材がさらに上流側に保持するもう１つ別の円筒物品の保持位置を変動させることがなく、該円筒物品についても安定したラベル装着動作を行える。したがって、周方向に隣り合う２つの保持部材の間のすべてに円筒物品を保持させて安定したラベル装着動作が可能になり、ラベル装着装置の生産性を維持することができる。

ラベル装着装置を含む感熱ラベラー装置を概略的に示す構成図である。乾電池搬送ホイールを示す側面図である。乾電池搬送ホイールの径方向の断面図である。乾電池を保持する２つの保持ローラと該保持ローラを支持する２つの支持アームとを示す部分拡大図である。カムリングの側面図である。（ａ）〜（ｃ）は乾電池の周囲にラベルが巻き付けられるときの様子を段階的に示す図である。従来のラベル装着装置を示す全体構成図である。（ａ）〜（ｃ）は図７のラベル装着装置において乾電池にラベルが装着される様子を段階的に示す図である。

以下に、本発明に係る実施の形態（以下、実施形態という）について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

以下においては、ラベルが装着される円筒物品が乾電池である例について説明するが、これに限定されるものではなく、円筒物品は種々の物を収容する金属製または樹脂製の円筒状容器であってもよい。

図１は、本実施形態のラベル装着装置１０を含む感熱ラベラー装置１を概略的に示す構成図である。感熱ラベラー装置１は、ラベル基材繰出部から繰り出されて搬送されてくる長尺で筒状のラベル基材ＬＭを所定カット長に切断して個々の筒状のラベルＬを形成するラベル形成部２と、ラベル形成部２で形成された個別のラベルＬを受け取ってラベル貼付位置Ｐへと供給するラベル供給部３と、ラベル未装着の乾電池Ｃを順次供給する乾電池供給部４と、乾電池供給部４から供給される乾電池Ｃを受取位置αで受け取ってラベル貼付位置Ｐへと搬送して、乾電池Ｃの周囲にラベルＬを巻き付けて装着した後、乾電池Ｃを引き続き搬送して受渡位置βまで搬送する乾電池搬送ホイール５（搬送体）と、ラベルＬが巻き付け装着された乾電池Ｃを受渡位置βで受け取って搬出する搬出部９とを備える。なお、図１では、ラベル基材繰出部から繰り出された長尺で筒状のラベル基材ＬＭがラベル形成部２まで搬送される過程の図示が省略されているが、この構成は図７を参照して説明した従来装置と同様であってもよいし、あるいは、異なってもよい。

なお、上記ラベル形成部２に含まれる貼付ドラム（ラベル保持体）と、上記乾電池搬送ホイール５とによって本実施形態のラベル装着装置１０が構成されている。

ラベル形成部２は、個々のラベルＬを形成するためにラベル基材ＬＭを所定カット長に順次切断する切断ユニット２０を含む。切断ユニット２０は、矢印方向に回転駆動される可動刃２１と、可動刃２１に対向して配置される固定刃２２とから構成される。可動刃２１が一回転駆動されるごとに所定カット長ずつ下方へ送り出されるラベル基材ＬＭが切断されて、個々のラベルＬが形成されるようになっている。ただし、切断ユニットの構成は上記ものに限定されるものではなく、例えば、固定刃とこの固定刃に対して進退移動可能に駆動される可動刃とからなる切断ユニットが用いられてもよい。

ラベル形成部２はさらに、ラベル搬送ドラム２４を備える。ラベル搬送ドラム２４は、エア吸引等の吸引力によって切断ユニット２０によって形成された個々のラベルＬを外周面上に保持しつつ、矢印Ｊ方向に回転することによってラベルＬを下方へと搬送するものである。

ラベル供給部３は、ラベル形成部２の下側に隣接して設けられており、ラベル搬送ドラム２４に所定の隙間を空けて対向する貼付ドラム３０と、貼付ドラムの外周面を加熱する加熱装置３１とを備える。貼付ドラム３０は、ラベル搬送ドラム２４からラベル受取位置ＫにおいてラベルＬを受け取る。より詳しくは、ラベル受取位置Ｋにおいて、ラベル搬送ドラム２４における吸引力が解除されることによりラベルＬが離脱可能になる一方、貼付ドラム３０側から作用するエア吸引等の吸引力が作用することによって、ラベルＬはラベル搬送ドラム２４から貼付ドラム３０に受け渡される。

このとき、貼付ドラム３０は、矢印Ｎ方向に回転駆動された状態で個別のラベルＬを順次に受け取る。これにより、ラベルＬは、所定の間隔を置いて貼付ドラム３０の外周面上に保持された状態で搬送される。また、このときラベルＬは、感熱接着剤を外側へ向けた状態で貼付ドラム３０に保持されている。

さらに、貼付ドラム３０の外周部には、例えばゴム等の材料からなる衝撃緩和層３２が設けられている。この衝撃緩和層３２は、貼付位置Ｐにおいて接触する乾電池Ｃに対する衝撃を緩和するためのものである。この衝撃緩和層３２は、従来装置の貼付ドラムにおける弾性層と比較するとかなり硬度が高く設定されている。これにより、後述するように乾電池Ｃと接触する接触領域においてもほとんど凹み変形しないようにしている。

加熱装置３１は、ラベルＬを保持していない側（図１中の右側）で貼付ドラム３０の外周面に対向して設けられている。加熱装置３１は、例えば熱風の吹き付け、ヒータランプの光照射等によって貼付ドラム３０の外周面、すなわち衝撃緩和層３２を所定の温度に加熱するようになっている。このときの加熱温度は、その後に衝撃緩和層３２上に保持されるラベルＬを熱収縮させるほど高温ではなく且つ感熱接着剤を活性化して適度な粘着性を発現するのに適した温度に設定される。

このようにして個々のラベルＬは、衝撃緩和層３２上に保持されながら貼付ドラム３０の回転によって貼付位置Ｐへと搬送されてくるようになっている。

一方、乾電池供給部４は、ラベル未装着の乾電池Ｃをストッカ４１に直線状に整列して収容するストッカ４１と、ストッカ４１から乾電池Ｃを保持して乾電池搬送ホイール５へと供給する供給ホイール４２とを有する。供給ホイール４２の周縁部には、多数の凹状保持部４２ａが等ピッチで形成されており、図示しない永久磁石または電磁石等による磁気吸引力によって乾電池Ｃを凹状保持部４２ａ内に保持しつつ、供給ホイール４２の矢印Ｑ方向への回転によって乾電池Ｃを搬送するようになっている。なお、乾電池Ｃを予熱する予備加熱装置を設けてもよいし、あるいは、設けなくてもよい。

乾電池Ｃが乾電池搬送ホイール５に受け渡される受取位置αにおいて、供給ホイール４２側の磁気吸引力が解除されるように構成されている。これにより、乾電池Ｃは、受取位置αにおいて乾電池搬送ホイール５側から作用する磁気吸引力によって引き寄せられ、乾電池搬送ホイール５側へ乾電池Ｃが引き剥がしガイド等を要せずに確実に引き渡されることが可能になる。その結果、上記引き剥がしガイド等に乾電池Ｃの周囲が擦れることによる傷付きを防止することができる。

供給ホイール４２から乾電池搬送ホイール５に受け渡された乾電池Ｃは、乾電池搬送ホイール５の周囲に保持されつつ矢印Ｒ方向に回転することによって貼付位置Ｐに搬送される。そして、乾電池Ｃは、貼付位置ＰにおいてラベルＬが巻き付いて貼着された後、引き続き乾電池搬送ホイール５の回転によって受渡位置βまで搬送される。上記乾電池搬送ホイール５の構成および乾電池ＣへのラベルＬの巻き付け装着については後述する。

ラベルＬが装着された乾電池Ｃは、受渡位置βにおいて、矢印Ｓ方向に回転する第１搬出ホイール９１に受け渡される。それから、乾電池Ｃは、矢印Ｔ方向に回転する第２搬出ホイール９２、および、矢印Ｕ方向に回転する第３搬出ホイール９３を介して、搬出コンベヤ９４へと受け渡され、図示しないラベル熱収縮工程等に搬送される。

ここで、ラベル装着済みの乾電池Ｃが、受渡位置βにおいて乾電池搬送ホイール５から第１搬出ホイール９１に受け渡されるとき、第１搬出ホイール９１から第２搬出ホイール９２に受け渡されるとき、および、第２搬出ホイール９２から第３搬出ホイール９３に受け渡されるとき、上記受取位置αにおける場合と同様の磁気吸引力の解除が生じるように構成されており、引き剥がしガイド等を無くして乾電池Ｃに装着されたラベルＬの傷付きを防止している。

なお、上記においては、ラベルＬが装着された乾電池Ｃを乾電池搬送ホイール５から３つの搬出ホイール９１，９２，９３を介して搬出コンベヤ９４に受け渡すものとして説明したが、これに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の搬出ホイールによって搬出コンベヤ上にラベル装着済み乾電池を載置するように変更されてもよい。

次に、図２〜図４を参照して、本実施形態における乾電池搬送ホイール５について詳細に説明する。図２は乾電池搬送ホイール５の側面図、図３は乾電池搬送ホイール５の径方向断面図、図４は乾電池Ｃを保持する２つの保持ローラと該保持ローラを支持する２つの支持アームとを示す部分拡大図である。また、図５は、乾電池搬送ホイール５の後方側に同心状に配置されるカムリングの側面図である。

図２に示すように、乾電池搬送ホイール５は、外周部に多数の保持ローラ（保持部材）５１を備えている。保持ローラ５１は、乾電池搬送ホイール５の周方向に間隔を空けて等ピッチで設けられている。

各保持ローラ５１は、支持アーム（支持部材）５２によってそれぞれ自転可能に支持されている。支持アーム５２は、乾電池搬送ホイール５の中心部５０の周辺部に回動可能に軸支されている。これにより、保持ローラ５１および支持アーム５２は、揺動可能になっている。また、保持ローラ５１および支持アーム５２は後述するバネ（付勢部材）５３によって乾電池搬送ホイール５の回転方向（矢印Ｒ方向）の上流側に付勢されている。

本実施形態では、それぞれ２４個の保持ローラ５１、支持アーム５２、およびバネ５３が設けられている例を示すが、これに限定されるものではなく、ラベル被装着体である乾電池の大きさや太さ等に応じて適宜に変更され得る。

図３及び図４を参照してより詳細に説明すると、乾電池搬送ホイール５は、図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動される回転軸５４の端部にボルト５５ａ，５５ｂによって固定されたホイールベース５６を備える。ホイールベース５６には、矢印Ｘ方向で示す軸方向に関して前後両側に径方向外側へ突出したフランジ部５７ａ，５７ｂが形成されている。これらのフランジ部５７ａ，５７ｂにベアリングを介してシャフト部材５８の両端部が回転可能に支持されている。したがって、シャフト部材５８は、ホイールベース５６に対して固定位置で自転可能に設けられている。

シャフト部材５８の両端部付近には、支持アーム５２の基端部が貫通固定されている。他方、支持アーム５２の先端部５２ｃには、保持ローラ５１の両端部がベアリング５９を介して自転可能に支持されている。このようにして保持ローラ５１および支持アーム５２は、シャフト部材５８を中心として揺動可能になっている。

本実施形態では、保持ローラ５１において、乾電池Ｃと接して保持する中央部分５１ｃは、ベアリング５９で支持される両端部分よりも太い大径部分として形成されている。ただし、本実施形態におけるように単三乾電池Ｃよりも太い乾電池等を扱う場合には、このような大径部分を設けない保持ローラとしてもよい。

保持ローラ５１の軸方向後方側の後端部（図３中の上側）５１ｄは、支持アーム５２を貫通して延出しており、カムローラ６０が同軸状に固定されている。カムローラ６０は、後述するカムリング６１の内周面６１ａに当接している。

図３及び図４を参照すると、シャフト部材５８の軸方向前方の端部（図３中の下側）には、スタッド６２が固定されており、このスタッド６２の先端部にバネ５３の一端が引っ掛けられている。また、上記スタッド６２の周囲には、揺動レバー６３の径方向外側端部が例えばボルトによる抱き締め等によって固定されている。

ここで、支持アーム５２は乾電池搬送ホイール５の径方向に関して長手方向が下流側に傾いた姿勢で設けられている。また、揺動レバー６３は乾電池搬送ホイール５の径方向に関して長手方向が上流側へ傾いた姿勢で設けられている。さらに、貼付ドラム３０に接触する接触領域γにおいて乾電池Ｃの中心と乾電池搬送ホイール５の回転中心Ｏとを結んだ径方向直線よりも２つの支持アーム５２ａ，５２ｂの揺動中心となる各シャフト部材５８が乾電池搬送ホイール５の回転方向上流側に配置されている。

このように支持アーム５２および揺動レバー６３がシャフト部材５８に対して共に固定されていることで、あたかも乾電池搬送ホイール５の回転方向上流側に凸状の略Ｖ字状をなす一体のアームまたはレバーを構成する。これにより、支持アーム５２および揺動レバー６３はシャフト部材５８を中心に所定の角度範囲、すなわち、隣接する支持アーム等を干渉しない範囲で揺動するようになっている。

揺動レバー６３の内径側端部にはスタッド６４が立設されており、このスタッド６４の先端にバネ５３の他端が引っ掛けられている。ただし、バネ５３の他端が引っ掛けられるスタッド６４は、バネ５３の一端が引っ掛けられるスタッド６２に対応する揺動レバー６３ではなく、乾電池搬送ホイール５の回転方向に関して上流側に１つ隔てて位置する別の揺動レバー６３の径方向内側端部に立設されたスタッド６４に引っ掛けられている。

上記のように構成される保持ローラ５１、支持アーム５２、バネ５３、および、揺動レバー６３では、次のように動作可能である。すなわち、図４に示すように、乾電池搬送ホイール５において周方向に隣り合う２つの保持ローラ５１に接した状態で磁気吸引力により保持された乾電池Ｃが、貼付ドラム３０の衝撃緩和層３２に当接すると、乾電池Ｃには内径方向から少し上流側に傾斜した方向の押圧力Ｖが作用する。そうすると、下流側に位置する保持ローラ５１ｂには上記押圧力Ｖの分力として下流側方向への押圧力が作用し、他方、上流側に位置する保持ローラ５１ａには上記押圧力の分力として上流側方向への押圧力が作用することになる。

この場合、下流側の保持ローラ５１が下流側方向に押圧されることで、それを支持する支持アーム５２ｂはシャフト部材５８を中心に矢印Ｗ方向へ揺動する。また、支持アーム５２ｂの内径側の基端部はシャフト部材５８に固定されているため、この揺動に伴ってシャフト部材５８は矢印Ｙ方向に回転することになる。

シャフト部材５８が矢印Ｙ方向に回転すると、これに外径側端部が固定されている揺動レバー６３ｂもまたシャフト部材５８を中心に揺動する。これにより、揺動レバー６３ｂの内径側端部が上流側方向へ移動することになり、該内径側端部に立設されたスタッド６４に係止されているバネ５３（図示せず）が引き伸ばされる。これにより、引き伸ばされたバネ５３は、乾電池Ｃが貼付ドラム３０との接触領域を通過して上記押圧力Ｖが解除されたときに、保持ローラ５１、支持アーム５２ｂおよび揺動レバー６３ｂを元の位置へ復帰させる復元力を生じさせることになる。

一方、図４に示される２つの保持ローラ５１のうち上流側に位置する保持ローラ５１ａについては、上記押圧力Ｖの分力として上流側方向への押圧力が作用するが、保持ローラ５１の端部に固定されたカムローラ６０がカムリング６１の内周面６１ａに当接しているために下流側方向への揺動が規制されている。したがって、下流側に位置する保持ローラ５１ａおよびこれを支持する支持アーム５２ａは、揺動することなく所定位置のままで移動しない。したがって、カムリング６１は、下流側の保持ローラ５１ａの移動を規制するストッパとして機能する。

なお、上記のように揺動した後に復帰する上流側の保持ローラ５１ｂの復帰位置もまた、カムローラ６０がカムリング６１の内周面に当接することによって規定され、この意味でもカムリング６１はストッパとして機能する。また、バネ５３を交換または初期組付状態を調整することによって、接触領域γにおける貼付ドラム３０に対する乾電池Ｃの接触圧を調整することができる。

このように本実施形態の乾電池搬送ホイール５では、外周部に保持した乾電池Ｃが貼付ドラム３０と接触する接触領域において、下流側に位置する保持ローラ５１ｂだけを下流側方向へ揺動させることにより、乾電池Ｃの搬送軌道を径方向内側へ移動させるようになっている。

図５は、カムリング６１の正面図である。カムリング６１は、乾電池搬送ホイール５の回転中心Ｏと同心状に、且つ、図３に示すように乾電池搬送ホイール５の軸方向後方側に隣接して配置される。

カムリング６１は、周縁部に環状のカム溝６１ｂを有しており、カム溝６１ｂの外径側の側壁がカムローラ当接面である内周面６１ａとなっている。また、カム溝６１ｂには内径側の側壁面６１ｃが形成されている。この側壁面６１ｃは必ずしも設けなくてもよいが、側壁面６１ｃがあることによって万一にバネ５３が破断したときに保持ローラ５１および支持アーム５２が下流側方向へ大きく揺動して隣接する支持レバーに干渉するのを防止することができる利点がある。

また、本実施形態では、カムリング６１の内周面形状が周方向に一様ではなく、乾電池搬送ホイール５の乾電池Ｃの受取位置αから、乾電池搬送ホイール５に保持された乾電池Ｃが貼付ドラム３０に接触する接触領域γにかけて、乾電池Ｃの搬送軌道が径方向外側へせり出すようにしてある。具体的には、カムリング６１において、上記受取位置αに対応する位置での外周側壁部の厚みｔ１としたとき、外周側壁部の厚みが上記接触領域γに向かうに連れて次第に薄くなって厚みｔ２となるようにしている。このようにすることで、内周面６１ａに当接しながらカム溝６１ｂ内を移動するカムローラ６０の中心軌道は、受取位置αにおける半径ｒ１から接触領域γに対応する位置の半径ｒ２（＞ｒ１）へと大きくなっている。

このようにカムリング６１の内周面６１ａを設定したことで、乾電池搬送ホイール５に保持された乾電池Ｃを逸早く貼付ドラム３０に接触させることができ、ラベル貼付直前に乾電池Ｃを十分な予備スピンを与えてラベル装着の準備をすることができ、結果として、乾電池Ｃに対するラベルＬの装着を良好に行うことができる。

また、カムリング６１の内周面６１ａの形状は、図５に示すように、接触領域γから受渡位置βに至るまでに外径側側壁部の厚みをｔ２からｔ１へと次第に厚くすることによって受取位置αと同一半径ｒ１となるように設定されている。このように乾電池搬送ホイール５が乾電池Ｃを受け取る受取位置αと、乾電池Ｃを受け渡す受渡位置βとを同一半径の乾電池Ｃの保持位置とすることで、既設の感熱ラベラー装置の供給ホイール４２および第１搬出ホイール９１との位置関係をそのままに本実施形態の乾電池搬送ホイール５に交換することが可能になる。

なお、上記のようにカムリング６１の内周面形状によって乾電池Ｃの搬送軌道を変えるようにしたが、外径側壁部の厚みｔ１を周方向において一定として、カムリング６１を保持ローラ５１および支持アーム５２のストッパとしてだけに用いてもよい。

続いて、図６を参照して、本実施形態における乾電池ＣへのラベルＬの装着動作について説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は乾電池Ｃの周囲にラベルＬが巻き付けられるときの様子を段階的に示す図である。

図６（ａ）に示すように、貼付ドラム３０の衝撃緩和層３２上に吸引保持されたラベルＬの端部が、乾電池搬送ホイール５の外周部において２つの保持ローラ５１ａ，５１ｂによって保持された乾電池Ｃに接触すると、加熱により粘着性を発現しているラベルＬの感熱接着剤が乾電池Ｃの外周面に貼り付くことにより、ラベルＬが乾電池Ｃに巻き付き始める。

このとき、貼付ドラム３０の周速度は、乾電池搬送ホイール５に保持された乾電池Ｃの搬送軌道における最外周部分の周速度よりも大きく設定されている。そのため、それらの周速度の差に応じて乾電池Ｃは、矢印Ｈ方向に自転することとなり、これに伴って乾電池Ｃを支える回動自在な保持ローラ５１ａ，５１ｂは乾電池Ｃと反対方向に自転することとなる。

このようにして乾電池Ｃが自転することによって、図６（ｂ）に示すようにラベルＬが乾電池Ｃの周囲に巻き付いて貼着されていく。このとき、本実施形態では、上述したように接触領域γにおいて貼付ドラム３０の衝撃緩和層３２に接触した乾電池Ｃは、下流側の保持ローラ５１ｂが矢印６５で示す下流側方向へ揺動することによって、矢印６６で示す径方向内側へ押し込まれるように移動する。また、本実施形態では、比較的硬いゴム等からなる衝撃緩和層３２を設けているため、このように乾電池Ｃが押圧される際に衝撃緩和層３２はほとんど凹み変形しない。さらに、このときの保持ローラ５１ｂの移動量はそれほど大きくないため、保持ローラ５１に支持アーム５２を介して復元弾性力を付与するバネ５３の伸びによる圧力変動は小さく収まる。したがって、ラベル装着時における乾電池Ｃの貼付ドラムへの接触圧力をほぼ一様にすることができ、ラベル装着状態を乾電池Ｃの周方向にわたって均一なものにすることができる。

そして、図６（ｃ）に示すように、乾電池Ｃが少なくとも１周り以上回転することによって、ラベルＬの端部同士が重なった状態で乾電池Ｃの全周にわたって貼着される。このとき、ラベルＬが装着される乾電池Ｃの位置が接触領域γの中盤から後半にかけて、保持ローラ５１ｂおよび支持アーム５２ｂがバネ５３の引っ張り力によって初期位置に復帰する。その後、ラベルＬが装着された乾電池Ｃは、乾電池搬送ホイール５の回転にしたがって受渡位置βへと搬送されて、第１搬出ホイール９１に受け渡される。

上述したように本実施形態のラベル装着装置１０によれば、乾電池搬送ホイール５の保持ローラ５１は、支持アーム５２によって乾電池搬送ホイール５に対してそれぞれ揺動可能に設けられ、乾電池Ｃが貼付ドラム３０と接触する接触領域γにおいて乾電池Ｃを保持する２つの保持ローラ５１ａ，５１ｂのうち乾電池搬送ホイール５の回転方向に関して下流側に位置する保持ローラ５１ｂが下流側へ揺動することにより、接触領域γにおける乾電池Ｃの搬送軌道を乾電池搬送ホイール５の径方向内側へ移動させるようにしている。このように接触領域γにおいて乾電池Ｃを移動させることによって、貼付ドラム３０に柔軟性がある弾性層を設けずとも乾電池Ｃの貼付ドラム３０への接触時間を十分に確保することができ、その結果、柔軟な弾性層の廃止により貼付ドラム３０の長寿命化を図ることができる。

また、乾電池Ｃを保持する２つの保持ローラ５１ａ，５１ｂをそれぞれ独立して揺動可能に構成したことで、接触領域γにおいて上記２つの保持ローラ５１ａ，５１ｂのうち乾電池搬送ホイール５の回転方向下流側に位置する保持ローラ５１ａだけを下流側へ揺動させることが可能になる。これにより、上記２つの保持ローラ５１ａ，５１ｂのうち上流側に位置する保持ローラ５１ａがさらに上流側に保持するもう１つ別の乾電池Ｃの保持位置を変動させることがなく、該乾電池Ｃの貼付ドラム３０に対する接触開始時の位置に影響を与えることがない。したがって、周方向に隣り合う２つの保持ローラ５１の間のすべてに乾電池Ｃを保持させて安定したラベル装着動作が可能になり、ラベル装着装置１０の生産性を維持することができる。

また、本実施形態では、貼付ドラム３０との接触領域γにおいて乾電池Ｃが貼付ドラム３０から遠ざかる方へ退避動作することにより、接触領域γの略全域にわたって貼付ドラム３０の衝撃緩和層３２に対する接触圧または押圧力を略均一にすることができる。これにより、乾電池Ｃの全周に巻かれるラベルＬの装着状態を乾電池Ｃの周方向に関して略一様にすることができる利点がある。

さらに、本実施形態では、各保持ローラ５１のストッパとしてカムリング６１を用いて、乾電池Ｃの受取位置αから接触領域γへ向って搬送される乾電池Ｃの搬送軌道を乾電池搬送ホイール５の径方向外側へせり出すようにしたことで、乾電池搬送ホイール５に保持された乾電池Ｃを逸早く貼付ドラム３０に接触させることができる。これにより、貼付ドラム３０に対する乾電池Ｃの接触時間を長くすることができるとともに、ラベル貼付直前に乾電池Ｃを十分な予備スピンを与えてラベル装着の準備をすることができ、結果として、乾電池Ｃに対するラベルＬの装着を安定かつ良好に行うことができる。

さらにまた、本実施形態ではカムリング６１を用いて、接触領域γから受渡位置βへと搬送される乾電池Ｃの搬送軌道を乾電池搬送ホイール５の径方向内側へ戻すように移動させて、受渡位置βの半径位置が受取位置αと同一半径ｒ１となるように設定されている。これにより、既設の感熱ラベラー装置の供給ホイール４２および第１搬出ホイール９１との位置関係をそのままに本実施形態の乾電池搬送ホイール５に交換することが可能になる。

なお、本発明のラベル装着装置は、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載される事項の範囲内において種々の変更や改良が可能である。

例えば、上記においては、保持ローラ５１を所定位置に位置決めするストッパとしてカムリングを用いたが、これに限定されるものではなく、ホイールベース５６に突出して設けたストッパピン等の凸部を支持アーム５２または揺動レバー６３に当接させて、保持ローラ５１が下流側へ揺動しないように規制してもよい。

また、上記においては、保持ローラ５１を上流側方向へ付勢する付勢部材として、シャフト部材５８に係止されて引っ張り力を作用させるバネ５３で構成したが、これに限定されるものではない。例えば、ゴム等のバネ以外の弾性部材が用いられてもよいし、あるいは、下流側から上流側へ向かって付勢するバネ等の付勢部材が用いられてよい。

１感熱ラベラー装置、２ラベル形成部、３ラベル供給部、４乾電池供給部、５乾電池搬送ホイール（搬送体）、９搬出部、１０ラベル装着装置、２０切断ユニット、２１可動刃、２２固定刃、２４ラベル搬送ドラム、３０貼付ドラム（ラベル保持体）、３１加熱装置、３２衝撃緩和層、４１ストッカ、４２供給ホイール、４２ａ凹状保持部、５０中心部、５１，５１ａ，５１ｂ保持ローラ、５２，５２ａ，５２ｂ支持アーム、５２ｃ先端部、５３バネ（付勢部材）、５４回転軸、５５ａ，５５ｂボルト、５６ホイールベース、５７ａ，５７ｂフランジ部、５８シャフト部材、５９ベアリング、６０カムローラ、６１カムリング、６１ａ内周面、６１ｂカム溝、６１ｃ側壁面、６２，６４スタッド、６３，６３ｂ揺動レバー、Ｃ乾電池、Ｋラベル受取位置、Ｌラベル、ＬＭラベル基材、Ｏ回転中心、Ｐラベル貼付位置、ｒ１，ｒ２半径、Ｖ押圧力、α 受取位置、β 受渡位置、γ 接触領域。

Claims

円筒物品の外周面にラベルを巻き付けて装着するラベル装着装置であって、
前記ラベルを外周面に保持しながら回転するラベル保持体と、
前記ラベル保持体に隣接して設けられ外周部に前記円筒物品を自転可能に保持しながら回転することによって搬送する搬送体であって、前記円筒物品を搬送過程で前記ラベル保持体上のラベルに接触させることにより、前記ラベル保持体の周速度と前記搬送される円筒物品の周速度との差に基づき前記円筒物品が自転し、これにより前記ラベルが円筒物品に巻き付いて装着される、搬送体と、を備え、
前記搬送体は、外周部に多数の保持部材が周方向に間隔を空けて自転可能に設けられ、前記円筒物品は前記搬送体の周方向に隣り合う２つの前記保持部材に接した状態で保持されており、
前記搬送体の保持部材は、支持部材によって前記搬送体にそれぞれ揺動可能に設けられ、前記円筒物品が前記ラベル保持体と接触する接触領域において前記円筒物品を保持する２つの前記保持部材のうち前記搬送体の回転方向に関して下流側に位置する前記保持部材が前記下流側へ揺動することにより、前記接触領域における前記円筒物品の搬送軌道を前記搬送体の径方向内側へ移動可能に構成した、ラベル装着装置。
請求項１に記載のラベル装着装置において、
前記保持部材を揺動可能に支持する支持部材には、前記保持部材を前記搬送体の回転方向上流側に付勢する付勢部材が設けられるとともに、前記支持部材を前記付勢部材の付勢力に抗して所定位置に位置決めするストッパが設けられており、前記接触領域において前記円筒物品を保持する２つの保持部材のうち前記搬送体の回転方向上流側に位置する前記保持部材の上流側方向への揺動が前記ストッパによって規制される、ラベル装着装置。
請求項２に記載のラベル装着装置において、
前記保持部材にはカムローラが設けられ、前記ストッパは、前記搬送体と同心状に配置されて内周面に前記カムローラが当接するカムリングによって構成され、前記保持部材によって保持されて前記接触領域へと搬送される前記円筒物品の搬送軌道が前記搬送体の径方向外側へせり出すように前記カムリングの内周面形状が設定されている、ラベル装着装置。
請求項３に記載のラベル装着装置において、
前記搬送体における円筒物品の受取位置と受渡位置とを前記搬送体の径方向に関して同一径の保持位置とするために、前記ラベル保持体と接触領域を通過したラベル装着後の円筒物品の搬送軌道が前記受渡位置へ向けて搬送される過程で径方向内側へ戻されるように前記カムリングの内周面形状が設定されている、ラベル装着装置。