JP7841391B2 - 包装装置および包装方法 - Google Patents

Description

本発明は、円筒状物を包装用シートで包装する包装装置および包装方法に関する。

従来から、長尺の帯状の機能性フィルムや金属板、紙材等をロール状に巻き取った円筒状物を、保護用の包装用シートで包装することが行われている。ここで、円筒状物を包装するとは、円筒状物の外周部分と、耳部とも呼ばれる円筒状物の端面とを、包装用シートで覆うことである。このとき、包装用シートを円筒状物の外周に巻き付けることにより、円筒状物の外周部分への包装は容易にできるが、円筒状物の端面を覆うために円筒状物の端面からはみ出した包装用シートを、端面に沿うように均等に集約させて包装することは容易ではない。このような作業を人手で行う場合、熟練者とそうでない者とで仕上がり品質に大きな差が出てしまい、外観の差だけではなく、円筒状物の保護効果や品質にも差が出る可能性がある。

一方、このような円筒状物を包装用シートで包装する作業を自動化する装置が検討されており、例えば下記の特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４を挙げることができる。いずれも、円筒状物の端面からはみ出した包装用シートを、端面に沿うように均等に集約させる部分の装置構成に特色を持たせている。特許文献１は、折込ロールを、円筒物の側端面の中心を通る放射線と同円筒物の外周線との交点を中心にして包装材の送り方向へπ／ｎ角度傾斜させて配設し、耳折りの折目を放射状に折るように耳折するものである。特許文献２は、芯管にシート状長尺物を巻取った筒体を包装材料によって被覆し、該包装材料全体を芯管の両側端部で絞り込んで、この絞り込み部分を固定する包装装置である。被覆状態における包装材料の筒状側端部より大径の開口部を有する環状フレームと、該環状フレームに揺動自在に枢支されてなる複数枚のシャッタ羽根を備えている。

また、特許文献３は、梱包用シートで線材コイル外周面を覆い、コイル端面方向のシートはみ出し部をコイル内筒部へ折り込む線材コイル梱包方法が記載される。該コイル端面方向のシートはみ出し部をコイル内筒部へ折り込む際に該線材コイルと該はみ出し部の相対位置を周方向にずらすものである。さらに、特許文献４は、予め設定の余裕部Ｓａを有する包装シート体Ｓを円筒状物品Ａの端面を包み込み、その後、中空芯Ｄの周囲を熱溶着する、円筒状物品の端面の後処理方法を記載するものである。

特開昭５８－１３４８２５号公報 特開平４―８７９１７号公報 特開平５－２７０５１６号公報 特開２００１－５８６１５号公報

このような装置は、いずれも円筒状物の端面からはみ出した包装用シートを端面に沿うように均等に集約させるため、装置構成や動作が複雑であり、条件出しの調整に手間が掛かったり、包装用シートの状態のばらつきの影響を受け、包装品質が不安定となるおそれがあった。

本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、比較的単純な構成で、円筒状物への包装用シートの包装を安定してできる包装装置および包装方法を提供することを課題とする。

本実施の形態による、円筒状物を包装用シートで包装する包装装置の第１の構成は、フレームと、前記フレームに対して第１平面に沿う各々の所定方向に沿って移動可能に固定されたスライド片および前記スライド片に固定され、前記第１平面と交差する方向に延びる集約プレートを有する、少なくとも４箇所に設けられた集約パーツと、いずれかの前記集約パーツを前記所定方向に移動させる駆動部と、前記第１平面と交差する方向に沿って移動可能な押込部と、を備え、前記第１平面の法線方向からの平面視において、各々の前記集約パーツの前記集約プレートは、前記集約パーツの移動方向に対して傾斜して設けられ、前記いずれかの前記集約パーツが移動するとき、他の前記集約パーツは、隣接する前記集約パーツの前記集約プレートから押されることによって、押される方向とは異なる方向に沿って移動し、各々の前記集約プレートに囲まれた空間領域を集約領域とするとき、前記集約プレートは、第１状態と、当該第１状態よりも前記集約領域の容積が小さい第２状態と、に移動でき、包装用シートを被せた円筒状物を、その側面が前記第１平面に沿い、かつ当該側面の孔の少なくとも一部が前記集約領域と重畳する位置に配置したとき、前記駆動部が、前記集約パーツを前記第１状態から前記第２状態に変化するように移動させて前記包装用シートの余剰分を前記集約領域に集約し、かつ前記押込部を前記孔の内部に向けて、集約された前記包装用シートを押し込むように移動させる。

本実施の別の形態による、円筒状物を包装用シートで包装する包装装置の第２の構成は、上記の第１の構成において、前記フレームと、前記フレームに対して少なくとも４箇所に設けられた前記集約パーツと、前記駆動部と、前記押込部と、が前記配置した前記円筒状物の両端面側にそれぞれ一対で設けられてもよい。

本実施の別の形態による、円筒状物を包装用シートで包装する包装装置の第３の構成は、上記の第１の構成または第２の構成において、前記押込部は、その先端に吸引部をさらに備え、前記押込部を前記孔の内部に向けて集約された前記包装用シートを押し込むように移動させる前、移動中、または移動後に、前記吸引部によって前記包装用シートに囲まれた領域の空気を吸引できてもよい。

本実施の別の形態による、円筒状物を包装用シートで包装する包装装置の第４の構成は、上記の第１の構成から第３の構成のいずれかにおいて、前記第１平面の法線方向からの平面視において、各々の前記集約パーツの前記集約プレートは、当該集約パーツの移動方向に対して３０°以上、６０°以下に傾斜して設けられてもよい。

本実施の別の形態による、円筒状物を包装用シートで包装する包装装置の第５の構成は、上記の第１の構成から第４の構成のいずれかにおいて、前記第１平面の法線方向からの平面視において、前記集約領域の輪郭は多角形に沿っていてもよい。

本実施の形態による、上記の第１から第５の構成のいずれかの包装装置を使用した円筒状物の包装方法の第６の構成は、包装用シートを被せた円筒状物を、その側面が前記第１平面に沿い、かつ当該側面の孔が前記集約領域と重畳する位置に配置するステップと、前記集約パーツを前記第１状態から前記第２状態に変化するように移動させて前記包装用シートの余剰分を前記集約領域に集約するステップと、前記押込部を前記孔の内部に向けて集約された前記包装用シートを押し込むように移動させるステップと、を備える。

本実施の形態によれば、比較的単純な構成で、円筒状物への包装用シートの包装を安定してできる包装装置および包装方法を提供することができる。

第１実施形態に係る包装装置の一例を説明する概略斜視図である。 集約領域の容積が大きい状態の包装装置の構成を示す正面図である。 集約領域の容積が小さい状態の第１包装ユニットを示す概略斜視図である。 集約領域の容積が小さい状態の包装装置の構成を示す図２に対応する正面図である。 第１集約パーツを示す概略図である。 集約領域の変化を説明する模式図である。 集約領域付近の第１集約パーツの構成を説明する図である。 図７のＡ部を拡大した図である。 押込部の動作を説明する概略の側面図である。 第３実施形態に係る押込部の動作を説明する概略の側面図である。 第１実施形態に係る包装装置の動作フロー図である。 第２実施形態に係る包装装置の一例を説明する概略斜視図である。 集約領域の容積が小さい状態の第１包装ユニットを示す図３に対応する概略斜視図である。 集約領域付近の第１集約パーツの構成を説明する図である。 第３実施形態の第１の包装方法に係る包装装置の動作フロー図である。 第３実施形態の第３の包装方法に係る包装装置の動作フロー図である。

以下、図面等を参照して、本開示の円筒状物を包装用シートで包装する包装装置および包装方法の一例について説明する。ただし、本開示の包装装置等は、以下に説明する実施形態に係る装置や方法には限定されない。

なお、以下に示す各図は、模式的に示したものである。そのため、各部の大きさ、形状、断面図における各層の厚さ等は理解を容易にするために適宜誇張している。また、各図において部材の断面を示すハッチングを適宜省略する。本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値および材料名は実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく適宜選択して使用することができる。本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば平行や直交、垂直等の用語については、厳密に意味するところに加え、実質的に同じ状態も含むものとする。また、説明の便宜上、紙面に対して上方または下方等という語句を用いて説明することがあるが、上下方向が逆転してもよく、左右方向についても同様とする。

１．第１実施形態
本開示の円筒状物を包装用シートで包装する包装装置の第１実施形態について説明する。ここで、包装装置を説明する便宜上、ＸＹＺ座標系を設ける。包装装置１において、鉛直方向に沿ってＺ軸を設ける。また、Ｚ軸に直交し、円筒状物を所定位置に配置した際の端面に平行な方向に沿ってＸ軸を設け、円筒状物の軸孔の軸方向、すなわち、端面に垂直な方向に沿ってＹ軸を設ける。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに略直交する。また、Ｙ軸に沿った包装装置１の第１包装ユニット１０から第２包装ユニット２０に向かう方向を＋Ｙ方向とし、その逆方向を－Ｙ方向とする。また、第１包装ユニット１０を手前側に見るとき、Ｘ軸に沿った左側から右側に向く方向を＋Ｘ方向とし、その逆方向を－Ｘ方向側とし、鉛直上方を＋Ｚ方向側とし、鉛直下方を－Ｚ方向側とする。

図１等に示すように、包装装置１は、載置台３０に載置された円筒状物４００を、－Ｙ方向側および＋Ｙ方向側の両側から挟むように配置される第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０を備える。さらに包装装置１は、第１包装ユニット１０の外側、すなわち－Ｙ方向側に押込部１５０を備え、第２包装ユニット２０の外側、すなわち＋Ｙ方向側に押込部２５０を備える。

円筒状物４００は、紙管や樹脂管、金属管等に機能性フィルムや樹脂フィルム、金属板、紙材等がロール状に巻かれた、外形が軸孔付きの円筒状となる物品全般を指す。円筒状物４００の大きさについては特に制約はないが、一般的には円筒の直径が２００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下であり、円筒の端面間の幅（円筒を立てたときの高さ）が２００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下であることが多い。

円筒状物４００は、最表面に製品であるフィルムや紙材等が露出していると、搬送時や保管時の外部からの衝撃や異物の付着、温湿度変化等の影響を受けやすい。このため、搬送や保管によって製品が劣化しないよう、樹脂製または紙製の包装用シート４１０で包装する必要がある。典型的には機能性フィルムを包装する包装用シート４１０として、アルミ等の金属が蒸着された、厚さが５．０μｍ以上、５０．０μｍ以下の薄手の樹脂フィルムが用いられる。

包装装置１を構成する第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０は、包装用シート４１０が外周に巻かれた円筒状物４００の端面側、すなわち－Ｙ方向側と＋Ｙ方向側とにはみ出した包装用シート４１０を円筒状物４００の軸孔である孔４０１に向けて集約する機能を有している。本実施形態では、第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０は、互いにＸＺ平面に対して略面対称となるように各構成部材が配置されており、両包装ユニットの下端のフレーム同士が連結されている。

第１包装ユニット１０の構成の詳細は後述するが、図２に示すように、第１包装ユニット１０は、略四角形の外枠であるフレーム１１０と、フレーム１１０の４辺のそれぞれに対してフレームの延伸方向に沿ってスライド可能な４箇所の集約パーツ１２０と、を備えている。集約パーツ１２０は、フレーム１１０の＋Ｚ方向側の端部にＸ軸方向にスライド可能に固定される第１集約パーツ１２０ａと、フレーム１１０の＋Ｘ方向側の端部にＺ軸方向にスライド可能に固定される第２集約パーツ１２０ｂと、を含む。さらに、集約パーツ１２０は、フレーム１１０の－Ｚ方向側の端部にＸ軸方向にスライド可能に固定される第３集約パーツ１２０ｃと、フレーム１１０の－Ｘ方向側の端部にＺ軸方向にスライド可能に固定される第４集約パーツ１２０ｄと、を含む。本実施形態では、各集約パーツ１２０はそれぞれ略同一構成である。

第１包装ユニット１０のフレーム１１０の＋Ｚ方向側の端部には、第１集約パーツ１２０ａをＸ軸に沿う方向に移動させる駆動部１３０が配置される。また、－Ｙ方向側からの平面視において、各々の集約パーツ１２０の円筒状物４００の孔４０１を向く側には図５（ａ）や図５（ｂ）に示すように、平面状の部位を有する集約プレート１２１が配置される。図５（ａ）や図５（ｂ）は第１集約パーツ１２０ａの構成を示すものであるが、他の集約パーツも同様の構成を有する。

図２、図５に示すように、集約プレート１２１は、当該集約プレート１２１を支持する集約パーツ１２０の移動方向に対して傾斜して設けられている。例えば、第１集約パーツ１２０ａを例にとれば、移動方向であるＸ軸に対して集約プレート１２１がＸ軸から反時計回りに４５°だけ傾斜している。他の集約パーツ１２０も同様である。駆動部１３０によって＋Ｘ方向に押された第１集約パーツ１２０ａは＋Ｘ方向側に移動するとともに、集約プレート１２１を介して、隣接する第２集約パーツ１２０ｂを＋Ｘ方向から－Ｚ方向に向けて時計回りに４５°だけ回転した方向に押す。しかし、第２集約パーツ１２０ｂは、Ｚ軸方向に沿ってのみ移動可能であるため、－Ｚ方向側に移動する。

このように、＋Ｘ方向に移動した第１集約パーツ１２０ａが、隣接する第２集約パーツ１２０ｂを－Ｚ方向に向けて移動させることにより、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄの移動が連鎖的に行われる。すなわち、第２集約パーツ１２０ｂは－Ｚ方向側に移動するとともに、集約プレート１２１を介して、隣接する第３集約パーツ１２０ｃを－Ｚ方向から－Ｘ方向に向けて時計回りに４５°だけ回転した方向に押す。しかし、第３集約パーツ１２０ｃは、Ｘ軸方向に沿ってのみ移動可能であるため、－Ｘ方向側に移動する。また、第３集約パーツ１２０ｃは－Ｘ方向側に移動するとともに、集約プレート１２１を介して、隣接する第４集約パーツ１２０ｄを－Ｘ方向から＋Ｚ方向に向けて時計回りに４５°だけ回転した方向に押す。しかし、第４集約パーツ１２０ｄは、Ｚ軸方向に沿ってのみ移動可能であるため、＋Ｚ方向側に移動する。

その結果、各集約パーツ１２０は、図２の状態から図４の状態に遷移する。すなわち、駆動部１３０によって第１集約パーツ１２０ａが＋Ｘ方向に押された場合、連鎖的に第２集約パーツ１２０ｂが－Ｚ方向側に移動し、第３集約パーツ１２０ｃが－Ｘ方向側に移動し、第４集約パーツ１２０ｄが＋Ｚ方向側に移動する。言い換えると、いずれかの集約パーツ１２０が移動するとき、他の集約パーツ１２０は、隣接する集約パーツ１２０の集約プレート１２１から押されることによって、押される方向とは異なる方向に沿って移動する。そして、各々の集約プレート１２１に囲まれた空間領域を集約領域とするとき、図２に示す、駆動部１３０によって第１集約パーツ１２０ａが＋Ｘ方向に押される前の集約領域ＳＰ１は、第１集約パーツ１２０ａが＋Ｘ方向に押された後に、図５に示す集約領域ＳＰ２に変化する。ＳＰ２は、ＳＰ１に対して集約領域の容積が小さくなっている。

ここで、包装用シート４１０を被せた円筒状物４００を、その側面がＸＺ平面に沿い、かつ当該側面の孔４０１の少なくとも一部が集約領域と重畳する位置に配置したとする。このとき、包装装置１は、各集約パーツ１２０を集約領域がＳＰ１である第１状態からＳＰ２である第２状態に変化するように移動させて包装用シート４１０の余剰分を集約領域に集約させることができる。

一方、押込部１５０は、詳細の説明は後述するが、シャフト１５２ｂを収納するシリンダー１５２ａを具備した押込駆動部１５２を備えており、シャフト１５２ｂが、円筒状物４００の孔４０１の外側から内側に向けて移動できる構成となっている。これにより、押込駆動部１５２は、上述する各集約パーツ１２０によって集約された包装用シート４１０を、孔４０１の内部に向けて押し込むように移動できる。その結果、包装装置１は、円筒状物４００を包装用シート４１０で包装できる。

このように、第１実施形態の包装装置１を用いることによって、比較的容易に円筒状物４００の端面からはみ出した包装用シート４１０を、端面に沿うように均等に集約させることができる。また、装置構成や動作が比較的単純であり、条件出しの調整が容易であり、包装用シート４１０の状態のばらつきの影響を受け難く、包装品質が比較的安定する。すなわち、当該包装装置１を用いることによって、比較的単純な構成で、円筒状物４００への包装用シート４１０の包装を安定して行うことができる。以下、包装装置１の構成の詳細について説明する。

［ａ］包装装置の構成
前述したように、包装装置１は載置台３０に載置された円筒状物４００を－Ｙ方向側および＋Ｙ方向側の両側から挟むように配置される第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０を備える。さらに包装装置１は、第１包装ユニット１０の外側、すなわち－Ｙ方向側に押込部１５０を備え、第２包装ユニット２０の外側、すなわち＋Ｙ方向側に押込部２５０を備える。載置台３０は包装装置１に含まれないが、載置台３０自体が包装装置１として一体に構成されてもよく、これとは別個に配置されてもよい。

第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０は、互いにＸＺ平面に対して略面対称となるように各構成部材が配置されてもよく、第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０が略同一構成であり、Ｚ軸に沿う軸回りに１８０°の略回転対称となっていてもよい。後者の構成であれば、第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０の構成が略同一なため、設計や予備部品の確保等が容易になる。

一方、第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０は、両包装ユニットの下端のフレーム同士が連結されているが、連結箇所はこれに限らず、上端や左右端のフレーム同士で連結されてもよく、両包装ユニットが完全に分離配置されてもよい。また、本実施形態では、第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０の両方を備え、２箇所の押込部１５０および２５０を備える構成としているが、いずれか一方の包装ユニットおよび押込部のみを備える構成としてもよい。

この場合、載置台３０に載置された円筒状物４００の一方の端面側について、包装用シート４１０の集約および孔４０１への押し込みによる包装を行った後、載置台３０をＺ軸に沿う軸に対して１８０°回転させる。そして、円筒状物４００の他方の端面側についても同様の包装用シート４１０の集約および孔４０１への押し込みによる包装を行うことで、円筒状物４００の包装を完了できる。包装装置１が単一の包装ユニットおよび押込部を備える構成とすることにより、装置構成が簡略化され、設計の容易化および設備コストの低減が図れる。

［ｉ］フレーム
第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０のそれぞれが、ＸＺ平面に沿う略四角形の枠状であるフレーム１１０および２１０を備えている。第１包装ユニット１０のフレーム１１０を例にとると、フレーム１１０は、断面が円形、楕円形、四角形、多角形、Ｃ字型またはコの字型、Ｈ字型等である金属製または樹脂製の部材から構成される。フレーム１１０の４辺の内側を向く面には、それぞれ図示しないガイドレールが設けられ、当該ガイドレールの延伸方向に沿って集約パーツ１２０のスライド片１４０が、スライド可能に取り付けられている。

具体的には、フレーム１１０の＋Ｚ方向側の端部には、Ｘ軸方向にガイドレールが設けられ、これに第１集約パーツ１２０ａの第１スライド片１４０ａがスライド可能に固定される。フレーム１１０の＋Ｘ方向側の端部には、Ｚ軸方向にガイドレールが設けられ、これに第２集約パーツ１２０ｂの第２スライド片１４０ｂがスライド可能に固定される。また、フレーム１１０の－Ｚ方向側の端部には、Ｘ軸方向にガイドレールが設けられ、これに第３集約パーツ１２０ｃの第３スライド片１４０ｃがスライド可能に固定される。さらに、フレーム１１０の－Ｘ方向側の端部には、Ｚ軸方向にガイドレールが設けられ、これに第４集約パーツ１２０ｄの第４スライド片１４０ｄがスライド可能に固定される。

フレーム１１０の４辺に形成されるガイドレールおよびスライド片１４０は、互いにスライド可能な構成であればよく、例えば、ボールベアリングを介した低摩擦の摺動が可能なリニアガイド等を使用できる。

フレーム１１０の＋Ｚ方向側の端部には、ガイドレールの他に駆動部１３０が配置される。駆動部１３０は、第１集約パーツ１２０ａをＸ軸に沿う方向に移動させる外力を発生させるものであり、例えば、電動シリンダーや単軸ロボット、エアシリンダ等を用いることができる。電動シリンダーや単軸ロボットは、モータの動力をボールねじ等で直線運動に変換し、リニアガイド等に沿ってロッドを所定距離だけ平行移動させるものである。後述するように、集約領域の容積を調整する観点から、駆動部１３０による第１集約パーツ１２０ａの移動距離を容易に調整可能な電動シリンダーや単軸ロボットを駆動部１３０に用いることが好ましい。

なお、第２包装ユニット２０のフレーム２１０も、上述したフレーム１１０と同様の構成である。すなわち、フレーム２１０の＋Ｚ方向側の端部には、ガイドレールの他に駆動部２３０が配置される。フレーム２１０の＋Ｚ方向側の端部には、Ｘ軸方向にガイドレールが設けられ、これに第１集約パーツ２２０ａの第１スライド片２４０ａがスライド可能に固定される。フレーム２１０の＋Ｘ方向側の端部には、Ｚ軸方向にガイドレールが設けられ、これに第２集約パーツ２２０ｂの第２スライド片２４０ｂがスライド可能に固定される。その他、図示しないが、上述した第３集約パーツ１２０ｃの第３スライド片１４０ｃに対応する第３集約パーツ２２０ｃの第３スライド片２４０ｃや、第４集約パーツ１２０ｄ第４スライド片１４０ｄに対応する第４集約パーツ２２０ｄの第４スライド片２４０ｄが同様に設けられる。

［ｉｉ］集約パーツ
集約パーツ１２０は、フレーム１１０の４辺の内側を向く面にそれぞれ、スライド片１４０を介してスライド可能に固定されるものである。集約パーツ１２０は、円筒状物４００の外周に沿って巻くように被せられた包装用シート４１０の、円筒状物４００の端面からフレーム１１０側にはみ出した余剰分を、当該円筒状物４００の孔４０１付近に集約する機能を有する部位である。集約パーツ１２０の構成を、図５（ａ）および図５（ｂ）に示す。図５（ａ）は、第１集約パーツ１２０ａの斜視図であり、図５（ｂ）は平面図である。４箇所の集約パーツ１２０はすべて略同一構成である。第１集約パーツ１２０ａは、第１スライド片１４０ａと、集約プレート１２１および補強フレーム１２２と、集約プレート１２１および補強フレーム１２２を第１スライド片１４０ａに固定する接合プレート１２３と、を有している。Ｘ軸に沿う向きに第１スライド片１４０ａを配置するとき、集約プレート１２１は第１スライド片１４０ａに対して所定の角度だけ反時計回りに傾斜して固定される。

本実施形態では、第１集約パーツ１２０ａにおいて、その移動方向であるＸ軸に対して集約プレート１２１がＸ軸から反時計回りに４５°だけ傾斜しており、他の集約パーツ１２０も同様の傾斜を有している。傾斜の角度は、移動方向に対してなす角度のうち、鋭角となる角度を指す。ただし、各々の集約パーツ１２０の集約プレート１２１は、集約パーツ１２０の移動方向に対して３０°以上、６０°以下に傾斜して設けられることが好ましい。

３０°未満であると、平面視した際の第１集約パーツ１２０ａの＋Ｘ方向の移動距離に対する集約領域の面積の低減率が小さくなり、集約領域を効果的に変化させることが困難となる。また、６０°を超える場合は、第１集約パーツ１２０ａの＋Ｘ方向の移動距離に対する集約領域の面積の低減率が大きくなり、集約領域の変化の微調整が困難となる。これに対して３０°以上、６０°以下であれば、集約領域の変化を効果的に付けることができ、かつ品種違い等による集約領域の変化の微調整も容易となる。

４箇所の集約プレート１２１は、図２に示すように、－Ｙ方向側から平面視した際の第１包装ユニット１０の中央側に空間領域である集約領域ＳＰ１を形成する。集約領域ＳＰ１は、４箇所の集約プレート１２１によって囲まれ、当該平面視において略閉じた平面状となるように形成され、Ｙ軸方向に奥行きを有する空間領域である。各集約プレート１２１は、Ｙ軸に沿った平面状部分にて構成される表面を第１包装ユニット１０の中央側に有している。そしてこれらの各集約プレート１２１の表面と、各集約プレート１２１の＋Ｙ方向側および－Ｙ方向側の端面を通過するＸＺ平面に沿った平面と、で囲まれる略直方体の集約領域ＳＰ１を形成する。ただし、集約領域ＳＰ１の形状はこのような形状に限らず、他の任意の立体形状を形成してもよい。

集約領域ＳＰ１は、円筒状物４００の外周に沿って巻かれた包装用シート４１０の円筒状物４００の端面側にはみ出した余剰分を円筒状物４００の孔４０１付近に向けて集約することを考慮すると、－Ｙ方向側からの平面視でおおむね円筒状物の端面全体を覆う領域であることが好ましい。すなわち、集約領域ＳＰ１は円筒状物４００が形成する外周円を包含するように形成されることが好ましい。集約領域ＳＰ１をこのように設定することにより、各集約パーツ１２０の移動によって集約領域を狭めた際に、効果的に余剰分の包装用シート４１０を集約できる。

集約プレート１２１は、平面視した際の集約領域ＳＰ１を形成する面が平面状である金属製または樹脂製の部材で構成される。集約プレート１２１は、後述するように、集約領域ＳＰ１にはみ出した包装用シート４１０を圧縮して集約する際の包装用シート４１０からの反発荷重に耐え得る耐久性を有する必要がある。

図２は、駆動部１３０が駆動前の状態、すなわち、第１集約パーツ１２０ａが－Ｘ方向側の初期位置にある状態の各集約パーツ１２０の位置を示す平面図である。これに対して、図４は、駆動部１３０が駆動後の状態、すなわち、第１集約パーツ１２０ａが＋Ｘ方向側の終端位置にある状態の各集約パーツ１２０の位置を示す、図２に対応する平面図である。また、図１のうち、第１包装ユニット１０に関する部分の図は、第１集約パーツ１２０ａが－Ｘ方向側の初期位置にある状態の斜視図であり、図３は、第１集約パーツ１２０ａが＋Ｘ方向側の終端位置にある状態の斜視図である。なお、図３は第２包装ユニット２０を省略している。

第１集約パーツ１２０ａが－Ｘ方向側の初期位置にあるとき、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄも、それぞれ＋Ｚ方向側、＋Ｘ方向側および－Ｚ方向側の初期位置に配置される。また、第１集約パーツ１２０ａが＋Ｘ方向側の終端位置にあるとき、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄも、それぞれ－Ｚ方向側、－Ｘ方向側および＋Ｚ方向側の終端位置に配置される。

第１集約パーツ１２０ａが－Ｘ方向側の初期位置から＋Ｘ方向側の終端位置まで移動するとき、図２に示すように、第１集約パーツ１２０ａの集約プレート１２１は、第２集約パーツ１２０ｂとＸ軸に対して反時計回りに傾斜した斜面に沿って当接する。このとき、第１集約パーツ１２０ａは＋Ｘ方向側に移動するため、第１集約パーツ１２０ａの集約プレート１２１が、第２集約パーツ１２０ｂを当該傾斜した斜面に垂直な方向に向けて押すこととなる。すなわち、第２集約パーツ１２０ｂには、＋Ｘ方向から－Ｚ方向に向けて時計回りに４５°だけ回転した方向の外力が作用する。しかしながら、第２集約パーツ１２０ｂの第２スライド片１４０ｂが、フレーム１１０に対してＺ軸の沿った方向にのみ移動可能であるため、第２集約パーツ１２０ｂは、＋Ｚ方向側の初期位置から－Ｚ方向側の終端位置まで移動することとなる。

第１集約パーツ１２０ａおよび第２集約パーツ１２０ｂの相対的な位置関係や外力の伝わり方、移動の仕方は、第２集約パーツ１２０ｂおよび第３集約パーツ１２０ｃ、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄにもあてはまる。その結果、図３や図４に示すように、駆動部１３０が駆動前の状態から駆動後の状態、すなわち、第１集約パーツ１２０ａが－Ｘ方向側の初期位置から＋Ｘ方向側の終端位置に移動したとする。このとき、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄも、それぞれ＋Ｚ方向側、＋Ｘ方向側および－Ｚ方向側の初期位置から－Ｚ方向側、－Ｘ方向側および＋Ｚ方向側の終端位置まで移動する。

各集約パーツ１２０がそれぞれ初期位置にある場合の集約領域をＳＰ１とし、各集約パーツ１２０がそれぞれ終端位置にある場合の集約領域をＳＰ２とするとき、ＳＰ２の容積は、ＳＰ１の容積よりも小さい。言い換えると、－Ｙ方向側から平面視した際の集約領域ＳＰ２の面積はＳＰ１の面積よりも小さい。集約領域ＳＰ２の容積は、各集約パーツ１２０の終端位置を調整することにより、すなわち、駆動部１３０の駆動時のストロークを調整することにより変更できる。例えば、円筒状物４００のサイズや、包装用シート４１０のサイズ、厚さ、こし等を考慮して、品目ごとに集約領域ＳＰ２の容積が異なるように駆動部１３０の駆動時のストロークが設定されてもよい。駆動部１３０の駆動時のストロークは、プログラムによって品種ごとに自動的に調整されてもよく、ゲージやブロック、ネジ等を用いて、人手によって機械的に調整されてもよい。

ここで、各集約パーツ１２０の移動量と集約領域の変化との関係について簡単に説明する。図６は、図２や図４に対応する、集約パーツ１２０の移動量および集約領域の変化を示す模式図である。各集約パーツ１２０の構成は略同一であり、各集約パーツ１２０について、その移動方向に対する集約プレート１２１の鋭角側の傾斜角度がθ（°）であるとする。本実施形態ではθは４５°である。また、第１集約パーツ１２０ａ、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄの初期位置から終端位置までの移動量（移動距離）を、それぞれｄａ、ｄｂ、ｄｃおよびｄｄとする。また、Ｙ軸に沿った平面視における、初期位置の第１集約パーツ１２０ａ、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄが形成する略四角形の集約領域ＳＰ１の１辺の長さを、それぞれｓａ１、ｓｂ１、ｓｃ１およびｓｄ１とする。さらに、終端位置での集約領域ＳＰ２の１辺の長さを、それぞれｓａ２、ｓｂ２、ｓｃ２およびｓｄ２とする。

なお、図６において、第１集約パーツ１２０ａ、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄが初期位置にある場合の各集約プレート１２１の集約領域ＳＰ１の１辺を形成する辺を、それぞれＬａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１およびＬｄ１と表示している。同様に、第１集約パーツ１２０ａ、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄが終端位置にある場合の各集約プレート１２１の集約領域ＳＰ２の１辺を形成する辺を、それぞれＬａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２およびＬｄ２と表示している。

ここで、ＳＰ１の第２集約パーツ１２０ｂの集約プレート１２１に沿う辺の長さｓｂ１は、ＳＰ２の第２集約パーツ１２０ｂの集約プレート１２１に沿う辺の長さｓｂ２に変化したとする。このとき、ｓｂ２は、ｓｂ１よりも第１集約パーツ１２０ａの移動量ｄａの辺Ｌｂ１方向の成分であるｄａ×ＣＯＳ（９０°－４５°）、すなわちｄａ／√２および第３集約パーツ１２０ｃの移動量ｄｃの辺Ｌｂ１方向の成分であるｄｃ×ＣＯＳ（９０°－４５°）、すなわちｄｃ／√２だけ短くなる。ｄａ＝ｄｂ＝ｄｃ＝ｄｄ＝ｄとすると、ｓｂ２＝ｓｂ１－√２×ｄとなる。同様に、ｓｃ２＝ｓｃ１－√２×ｄであり、ｓｄ２＝ｓｄ１－√２×ｄであり、ｓａ２＝ｓａ１－√２×ｄである。

次に、各集約パーツ１２０同士の当接部付近の構成の詳細を説明する。図７（ａ）は、集約領域ＳＰ２付近の構成を説明する拡大した斜視図であり、図７（ｂ）および図７（ｃ）は、集約プレート１２１のＹ軸に沿った方向の幅の大きさについて説明する、集約プレート１２１付近をＹＺ平面に沿った面で切った断面を－Ｘ方向側からみた断面図である。また、図８は、図７（ａ）のＡ部をさらに拡大した図である。図７（ａ）や図８に示すように、例えば第４集約パーツ１２０ｄと第１集約パーツ１２０ａとの境界付近では、双方の集約プレート１２１の＋Ｙ方向および－Ｙ方向の端部に、それぞれ互いに嵌合しながらスライドできる溝１２４および突起１２５が設けられている。

すなわち、第４集約パーツ１２０ｄの集約プレート１２１の＋Ｙ方向および－Ｙ方向の端部には、Ｙ軸と略直交する集約プレート１２１の面方向に延びる溝１２４が設けられている。一方、第１集約パーツ１２０ａの集約プレート１２１の＋Ｙ方向および－Ｙ方向の端部には、第４集約パーツ１２０ｄの集約プレート１２１の溝１２４と嵌合する突起１２５が設けられている。また、この第４集約パーツ１２０ｄおよび第１集約パーツ１２０ａの構成は、第１集約パーツ１２０ａおよび第２集約パーツ１２０ｂ、第２集約パーツ１２０ｂおよび第３集約パーツ１２０ｃ並びに第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄとの間にも同様に設けられている。

このように、互いに向き合う集約パーツ１２０同士が、嵌合かつスライド可能な溝１２４および突起１２５を備えることにより、各集約パーツ１２０の移動に伴う集約プレート１２１のずれや変形、移動に伴う摩擦力等の外力負荷が軽減され、スムーズに集約領域の容積の変更が行える。

また、図７（ｂ）および図７（ｃ）には、集約プレート１２１の奥行方向、すなわちＹ軸方向に沿った幅の大きさによる、包装用シート４１０の集約効果の違いが示されている。すなわち、図７（ｂ）に示すように、集約プレート１２１が、包装用シート４１０の余剰分のはみ出し量に応じた所定のＹ軸方向に沿った幅を有する場合には、向かい合う集約プレート１２１の間に包装用シート４１０の余剰分が収納される。その結果、後述する－Ｙ方向側からの押込部による孔４０１の内部に向けた包装用シート４１０の押し込みがスムーズにできる。一方、図７（ｃ）に示すように、集約プレート１２１のＹ軸方向に沿った幅が著しく狭い場合には、向かい合う集約プレート間に包装用シート４１０の余剰分が収納しきれず、外側にはみ出してしまうことが考えられる。その結果、－Ｙ方向側からの押込部による孔４０１の内部に向けた包装用シート４１０の押し込みが良好にできない可能性がある。

集約プレート１２１の円筒状物４００の軸孔方向、すなわちＹ軸方向に沿った幅は、使用する円筒状物４００のサイズや包装用シート４１０のサイズにもよるが、おおむね１００ｍｍ以上、２００ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲であることにより、多少、包装用シートのサイズが大きい場合であっても、円筒状物４００の端面側のはみ出しに応じて適切に余剰分の集約ができ、かつ効果的に孔４０１への押し込みができる。

なお、上述した第1包装ユニット１０の集約パーツ１２０の構成、すなわち、第１集約パーツ１２０ａ、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃよび第４集約パーツ１２０ｄの構成は、第２包装ユニット２０の集約パーツ２２０の構成と同様である。すなわち、第１集約パーツ２２０ａ、第２集約パーツ２２０ｂ、第３集約パーツ２２０ｃよび第４集約パーツ２２０ｄの構成は、第１集約パーツ１２０ａ、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃよび第４集約パーツ１２０ｄの構成に準じる。

［ｉｉｉ］押込部
押込部１５０は、集約パーツ１２０によって集約された、円筒状物４００の端面側にはみ出した包装用シート４１０の余剰分を、当該円筒状物４００の軸孔である孔４０１の内部に向けて押し込む機能を有する部位である。このように、端面側にはみ出した包装用シート４１０を孔４０１に押し込むことにより、端面側の包装用シート４１０が自然に開梱しないように別途、接着剤等で固定させる必要がなく、容易に包装用シート４１０による円筒状物４００の包装が行える。

押込部は、図１に示すように、第１包装ユニット１０の－Ｙ方向側に配置される押込部１５０と、第２包装ユニット２０の＋Ｙ方向側に配置される押込部２５０と、が一対で設けられる。ただし、前述したように、包装装置１が第２包装ユニット２０を有しない構成のときは、押込部として押込部１５０のみを設けてもよい。図９（ａ）および図９（ｂ）は、押込部１５０の構成および動作を説明する概略の側面図である。なお、押込部２５０も同様の構成である。図９（ａ）および図９（ｂ）では、理解の容易化のため包装用シート４１０を概略の断面図として模式的に示している。

図９（ａ）に示すように、押込部１５０は、筐体１５１によって、シャフト１５２ｂおよびシリンダー１５２ａを有する押込駆動部１５２が支持された構成を備える。初期状態では、筒型のシリンダー１５２ａの中に、シャフト１５２ｂが挿入された状態が保持されている。一方、押し込み状態では、押込駆動部１５２は、図９（ｂ）に示すように、シャフト１５２ｂがシリンダー１５２ａの先端から＋Ｙ方向側に所定長さだけ飛び出す。これにより、あらかじめ集約パーツ１２０によって円筒状物４００の孔４０１付近に集約された包装用シート４１０の余剰分が、飛び出したシャフト１５２ｂの作用によって孔４０１の内部に押し込まれる。

押込駆動部１５２は、例えば、電動シリンダーや単軸ロボット、エアシリンダ等を用いることができる。円筒状物４００や包装用シート４１０のサイズや品種に応じて適正な押し込みストロークを設定できるよう、押込駆動部１５２には、ストロークの調整が容易である電動シリンダーや単軸ロボットを用いることが好ましい。

［ｂ］包装装置による円筒状物の包装方法
次に、上述した包装装置１を使用して円筒状物４００に包装用シート４１０を適切に包装する方法について、図１乃至図９の各図および第１実施形態の包装装置１の動作フロー図である図１１をもとに説明する。

まず、円筒状物４００および包装用シート４１０を準備し、円筒状物４００の外周に包装用シート４１０を巻き付けて被せた状態とする（図１１のステップＳ５０１）。この状態の円筒状物４００を例えば図１のように、載置台３０に載置してもよい。また、載置台３０が、下方に複数の自由回転が可能なローラを備え、載置した円筒状物４００を軸孔回りに回転できる構成としてもよい。載置台３０がこのような構成であれば、載置した円筒状物４００を手で回転させながら包装用シート４１０を外周に巻く作業が容易にできる。

次に、円筒状物４００の両端面側にはみ出した包装用シート４１０の余剰分が第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０の各集約パーツ１２０および２２０の集約プレート１２１および２２１が形成する集約領域ＳＰ１の中に納まることを確認する。その上で各集約パーツ１２０および２２０を初期位置から終端位置まで移動させる。具体的には、第１包装ユニット１０については、駆動部１３０を駆動することにより、第１集約パーツ１２０ａを初期位置から終端位置まで移動させる。これに連動して、第２集約パーツ１２０ｂ、第３集約パーツ１２０ｃおよび第４集約パーツ１２０ｄも、それぞれ、初期位置から終端位置まで移動する。その結果、集約領域ＳＰ１は、これよりも容積が小さい集約領域ＳＰ２に縮小される（ステップＳ５０２）。

また、第２包装ユニット２０も同様であり、駆動部２３０を駆動することにより、各集約パーツ２２０が初期位置から終端位置まで移動する。その結果、集約領域ＳＰ１は、これよりも容積が小さい集約領域ＳＰ２に縮小される。

上記により、第１包装ユニット１０は、円筒状物４００の－Ｙ方向側の端部からはみ出した包装用シート４１０の余剰分を集約パーツ１２０によって集約領域ＳＰ１からＳＰ２まで集約する。一方、第２包装ユニット２０は、円筒状物４００の＋Ｙ方向側の端部からはみ出した包装用シート４１０の余剰分を集約パーツ２２０によって集約領域ＳＰ１からＳＰ２まで集約する。この状態で、第１包装ユニット１０は、押込部１５０のシャフト１５２ｂを＋Ｙ方向側、すなわち円筒状物４００の孔４０１に向けて移動させ、集約された包装用シート４１０を孔４０１の中に押し込む。また略同時に、第２包装ユニット２０は押込部２５０のシャフト２５２ｂを－Ｙ方向側、すなわち円筒状物４００の孔４０１に向けて移動させ、集約された包装用シート４１０を孔４０１の中に押し込む（ステップＳ５０３）。

その結果、円筒状物４００の両端面側からはみ出た包装用シート４１０の余剰分が適正に孔４０１に収納および固定され、自然に包装用シート４１０が開梱される等の不具合を抑制しながら適正に包装される。

［ｃ］第１実施形態の包装装置について
以上のように、第１実施形態の包装装置１は、フレーム１１０と、少なくとも４箇所に設けられた集約パーツ１２０と、を備える。集約パーツ１２０は、フレーム１１０に対してＸＺ平面として例示できる第１平面に沿う各々の所定方向に沿って移動可能に固定されたスライド片１４０およびスライド片１４０に固定され、第１平面と交差する方向に延びる集約プレート１２１を有する。また、包装装置１は、いずれかの集約パーツ１２０を所定方向に移動させる駆動部１３０と、第１平面と交差する方向に沿って移動可能な押込部１５０と、をさらに備える。第１平面の法線方向からの平面視において、各々の集約パーツ１２０の集約プレート１２１は、集約パーツ１２０の移動方向に対して傾斜して設けられる。

また、いずれかの集約パーツ１２０が移動するとき、他の集約パーツ１２０は、隣接する集約パーツ１２０の集約プレート１２１から押されることによって、押される方向とは異なる方向に沿って移動する。また、各々の集約プレート１２１に囲まれた空間領域を集約領域とするとき、集約プレート１２１は、第１状態と、当該第１状態よりも集約領域の容積が小さい第２状態と、に移動できる。第１状態は、各集約パーツ１２０が初期位置にある状態として例示でき、第２状態は、各集約パーツ１２０が終端位置にある状態として例示できる。

包装用シート４１０を被せた円筒状物４００を、その側面が第１平面に沿い、かつ当該側面の孔４０１の少なくとも一部が集約領域と重畳する位置に配置したとする。そのとき、集約パーツ１２０を第１状態から第２状態に変化するように移動させて包装用シート４１０の余剰分を集約領域に集約し、かつ押込部１５０を孔４０１の内部に向けて、集約された包装用シート４１０を押し込むように移動させる。これによって、円筒状物４００を包装用シート４１０で適正に包装できる。

第１実施形態の包装装置１を用いることによって、比較的容易に円筒状物４００の端面からはみ出した包装用シート４１０を端面に沿うように均等に集約させることができる。また、装置構成や動作が比較的単純であり、条件出しの調整が容易であり、包装用シート４１０の状態のばらつきの影響を受け難く、包装品質が比較的安定する。すなわち、当該包装装置１を用いることによって、比較的単純な構成で、円筒状物４００への包装用シート４１０の包装を安定して行うことができる。

２．第２実施形態
次に、本開示の円筒状物を包装用シートで包装する包装装置の第２実施形態について説明する。図１２は、図１の第１包装ユニット１０の部分に対応する、第２実施形態の第1包装ユニット１１の構成を示す概略斜視図である。また、図１３は、図３に対応する、第２実施形態の第1包装ユニット１１の構成を示す概略斜視図である。言い換えると、図１２は、各集約パーツ１２０が初期位置であり、集約領域の容積が比較的大きい集約領域ＳＰ３を形成しているときの図であり、図１３は、各集約パーツ１２０が終端位置であり、集約領域の容積が比較的小さい集約領域ＳＰ４を形成しているときの図である。また、図１４は、図１２において集約領域付近の構成の詳細を説明する拡大図である。

第２実施形態の包装装置が第１実施形態の包装装置１と異なる点は、－Ｙ方向側から平面視した際の、第１包装ユニット１１の各集約パーツ１２０が形成する集約領域の形状が略四角形ではなく、略八角形となる点である。すなわち、第１集約パーツ１２０ｅの集約プレート１２１の第４集約パーツ１２０ｈと当接する端部には、第１集約パーツ１２０ｅおよび第４集約パーツ１２０ｈの集約プレート１２１と交差する表面を有する第１調整具１２６ｅが設けられている。

また、第２集約パーツ１２０ｆの集約プレート１２１の第１集約パーツ１２０ｅと当接する端部には、第２集約パーツ１２０ｆおよび第１集約パーツ１２０ｅの集約プレート１２１の表面と交差する表面を有する第２調整具１２６ｆが設けられる。また、第３集約パーツ１２０ｇの集約プレート１２１の第２集約パーツ１２０ｆと当接する端部には、第３集約パーツ１２０ｇおよび第２集約パーツ１２０ｆの集約プレート１２１の表面と交差する表面を有する第３調整具１２６ｇが設けられる。さらには、第４集約パーツ１２０ｈの集約プレート１２１の第３集約パーツ１２０ｇと当接する端部には、第４集約パーツ１２０ｈよび第３集約パーツ１２０ｇの集約プレート１２１と交差する表面を有する第４調整具１２６ｈが設けられる。これらの調整具１２６は着脱可能に設けられてもよく、着脱不可能に固定されてもよい。また、調整具１２６は金属製、樹脂製等の任意の部材で形成できる。

このような調整具１２６が設けられることにより、－Ｙ方向側から平面視した際の、第１包装ユニット１１の各集約パーツ１２０が形成する集約領域の輪郭形状は略八角形となる。ただし、各集約パーツ１２０が形成する集約領域の輪郭形状は略八角形には限定されず、五角形以上の多角形に沿う形状としてもよく、角が丸みを有する部分的な円弧形状を有するようにしてもよい。なお、押込部１５０が円筒状物４００の端面側にはみ出した包装用シート４１０の余剰分を均等に孔４０１の内部に押し込む観点からは、軸孔方向側から平面視した際の集約領域の輪郭形状は、孔４０１の形状である円形に近似していることが有利と言える。すなわち、集約領域の輪郭形状は正多角形に沿う形状であることが好ましい。

また、本実施形態では、各集約パーツ１２０に対して、第１実施形態の図８について説明したような溝１２４および突起１２５の嵌合構造を設けた場合に、これらの構成が調整具１２６によって隠れた状態となる。すなわち、各集約パーツ１２０の溝１２４および突起１２５が嵌合している部位は、調整具１２６によって覆われた状態となる。このため、各集約パーツ１２０の突起１２５には、溝１２４との摺動性の向上のためにグリスが塗布されていることがあるが、この部分が剥き出しにならないため、グリスが包装用シート４１０に付着する等して円筒状物４００を汚染することが抑制できる。また、調整具１２６のサイズを複数準備しておき、品種ごとに交換可能な構成としておけば、駆動部１３０の移動量を変えずに、集約領域の容積や平面視の際の形状を容易に変更できる。

３．第３実施形態
次に、本開示の円筒状物を包装用シートで包装する包装装置の第３実施形態について説明する。図１０は、図９の第１包装ユニット１０の押込部１５０に対応する、第３実施形態の包装装置の押込部１５５を示す側面図である。

第３実施形態の包装装置が第１実施形態の包装装置１と異なる点は以下のとおりである。すなわち、押込部１５５が、シャフト１５２ｂを軸孔の軸方向、すなわち＋Ｙ方向に向けて移動させて集約された包装用シート４１０の余剰分を孔４０１の内部に押し込むことに加えて、包装用シート４１０内部の空気を吸引できることである。シャフト１５２ｂの先端には、吸引孔１５６が設けられ、シャフト１５２ｂの内部およびシリンダー１５２ａの内部の空洞１５３を通じて、吸引した空気Ｇを外部に排出することができる。図１０では、シャフト１５２ｂの先端に１箇所の吸引孔１５６が設けられているが、これに限定されず、吸引孔１５６はシャフト１５２ｂの先端や側面に１箇所または複数箇所設けてもよい。

円筒状物４００の外周を覆った包装用シート４１０は、円筒状物４００の端面が完全に覆われた場合に、内部に空気が残留して膨らむ可能性がある。この状態で押込部が包装用シート４１０の余剰分を円筒状物４００の孔４０１の中に押し込んだ場合、残留した空気のために包装用シート４１０が円筒状物４００の外面と密着せず、膨らんで大きくなってしまう可能性がある。よって、円筒状物４００を把持して移送したり保管したりすると、包装用シート４１０が変形して破裂したり損傷する可能性がある。

しかし、本実施形態では、シャフト１５２ｂに設けた吸引孔１５６を通じて、円筒状物４００の外周を覆った包装用シート４１０の内部の空気Ｇを適正に吸引し、吸引部１５４を介して外部に排出できる。吸引部１５４は、例えばバキュームモータ等の市販のモータが使用でき、これにエアチューブを接続してシャフト１５２ｂの空洞１５３に引き回すことにより、容易に空気を吸引可能な押込部１５５を形成できる。これにより、押込部１５５が包装用シート４１０の内部の空気Ｇを適正に吸引し、外部に排出できる。よって、包装用シート４１０が円筒状物４００の外面と密着せず膨らんで大きくなったり、円筒状物４００の把持による移送や保管の際に包装用シート４１０が変形して破裂したり損傷することが抑制できる。

なお、押込部１５５のシャフト１５２ｂの移動と、吸引のタイミングについてはいくつかのバリエーションが考えられるため、これらを踏まえて本実施形態における包装装置による円筒状物の包装方法を図１５および図１６の動作フロー図に基づいて説明する。また、押込部１５５以外の装置構成は、第１実施形態または第２実施形態と同様とする。

［ａ］第１の包装方法
まず、第１の包装方法としては、円筒状物４００および包装用シート４１０を準備し、円筒状物４００の外周に包装用シート４１０を巻き付けた状態とする（図１５のステップＳ５２１）。この状態の円筒状物４００を載置台３０に載置してもよい。次に、円筒状物４００の両端面側にはみ出した包装用シート４１０の余剰分が第１包装ユニット１０および第２包装ユニット２０の各集約パーツ１２０および２２０の集約プレート１２１および２２１が形成する集約領域ＳＰ１の中に納まることを確認する。その上で駆動部１３０が、各集約パーツ１２０および２２０を初期位置から終端位置まで移動させる。その結果、集約領域ＳＰ１は、これよりも容積が小さい集約領域ＳＰ２に縮小される（ステップＳ５２２）。

また、第２包装ユニット２０も同様であり、駆動部２３０を駆動することにより、各集約パーツ２２０が初期位置から終端位置まで移動する。その結果、集約領域ＳＰ１は、これよりも容積が小さい集約領域ＳＰ２に縮小される。

上記により、第１包装ユニット１０は、円筒状物４００の－Ｙ方向側の端部からはみ出した包装用シート４１０の余剰分部を集約パーツ１２０によって集約領域ＳＰ１からＳＰ２まで集約する。第２包装ユニット２０も同様とする。この状態で、第１包装ユニット１０は、押込部１５５のシャフト１５２ｂを＋Ｙ方向側、すなわち円筒状物４００の孔４０１に向けて移動させ、集約された包装用シート４１０を孔４０１の中に押し込む。第２包装ユニット２０も同様とする。（ステップＳ５２３）。

ここで、押込部１５５のシャフト１５２ｂが＋Ｙ方向側、すなわち円筒状物４００の孔４０１に向けての移動完了後、シャフト１５２ｂの先端から空気を吸引し、包装用シート４１０内部の空気を、吸引部１５４を介して排出する。（ステップＳ５２４）。

その結果、円筒状物４００の両端面側からはみ出た包装用シート４１０の余剰分が適正に孔４０１に収納され、自然に包装用シート４１０が開梱される等の不具合を抑制しながら適正に包装される。また、包装用シート４１０の内部に残留した空気の一部を外部に排出できるため、包装用シート４１０が円筒状物４００の外面と密着せず、膨らんで大きくなったり、円筒状物４００の把持による移送や保管の際に、包装用シート４１０が変形して破裂したり損傷することが抑制できる。

［ｂ］第２の包装方法
次に、第２の包装方法としては、基本的に第１の方法と同じであるが、ステップＳ５２３の押込部１５５のシャフト１５２ｂを孔４０１に向けて＋Ｙ方向側に移動させる前に、または移動中にステップＳ５２４の吸引動作を行う。このように、吸引動作をシャフト１５２ｂの移動前に、または移動中に開始することで、シャフト１５２ｂの孔４０１への押し込み動作がよりスムーズに行える。シャフト１５２ｂが孔４０１に包装用シート４１０の余剰分を押し込む際に、密閉された内部の空気の空気抵抗によって、シャフト１５２ｂへの反力が発生し、シャフト１５２ｂが孔４０１の内部に移動することが阻害されやすくなる。

これに対して、シャフト１５２ｂを孔４０１に向けて－Ｙ方向側に移動させる前に、または移動中に吸引動作を行うことで、空気抵抗が減少し、シャフト１５２ｂの孔４０１への押し込み動作が容易となる。

［ｃ］第３の包装方法
次に、第３の包装方法を図１６に基づいて説明する。まず、円筒状物４００および包装用シート４１０を準備し、円筒状物４００の外周に包装用シート４１０を巻き付けた状態とする（図１６のステップＳ５４１）。そして各集約パーツ１２０および２２０を初期位置から終端位置まで移動させ、集約領域ＳＰ１が、これよりも容積が小さい集約領域ＳＰ２に縮小される（ステップＳ５４２）。

次に、第１包装ユニット１０は、押込部１５５のシャフト１５２ｂを＋Ｙ方向側、すなわち円筒状物４００の孔４０１に向けて最終位置に至る前の途中位置である第１位置まで移動させ、集約された包装用シート４１０を孔４０１の中に押し込む。第２包装ユニット２０も同様とする。（ステップＳ５４３）。

ここで、押込部１５５のシャフト１５２ｂが第１位置への移動を完了した状態で、シャフト１５２ｂの先端から空気を吸引し、包装用シート４１０内部の空気を吸引部１５４を介して排出する。（ステップＳ５４４）。

次に、第１包装ユニット１０は、押込部１５５のシャフト１５２ｂをさらに円筒状物４００の孔４０１の奥行き方向に向けて最終位置である第２位置まで移動させ、集約された包装用シート４１０をさらに孔４０１の中に押し込む。第２包装ユニット２０も同様とする。（ステップＳ５４５）。

その結果、第１の方法の効果に加え、一部の包装用シート４１０の余剰分が適度に円筒状物４００の孔４０１の内部に押し込まれた状態にしてから、包装用シート４１０の内部に溜まった空気を効果的に吸引することができる。そして、空気抵抗を十分に低減させた状態にしてから、あらためて残りの包装用シート４１０の余剰分をスムーズに円筒状物４００の孔４０１の内部に完全に押し込むことができる。

はじめから吸引開始した状態でシャフト１５２ｂを孔４０１に押し込むことは、包装用シート４１０が密閉されていないために吸引効率が低下し、また包装用シート４１０自体が吸引されて適切に包装用シート４１０を孔４０１に押し込むことが困難となり得る。しかし、本方法では一部の包装用シート４１０を孔４０１の内部に押し込んでから、密閉されて溜まった内部の空気を吸引し、空気抵抗を減らしてから残り分を押し込むことができるので、包装用シート４１０の押し込み効率と包装品質の向上が一層図れることとなる。

なお、押込部１５５のシャフト１５２ｂを円筒状物４００の孔４０１に向けた第１位置まで移動させる際の移動速度を第１の速度ｖ１とする。また、シャフト１５２ｂを円筒状物４００の孔４０１に向けた第１位置よりも奥行き側である最終位置の第２位置まで移動させる際の移動速度を第２の速度ｖ２とする。また、押込部１５５のシャフト１５２ｂの初期位置から第１位置までの移動量（移動距離）をＤｓ１とし、シャフト１５２ｂの第１位置から第２位置までの移動量（移動距離）をＤｓ２とする。

このとき、ｖ２をｖ１よりも大きくすることが好ましい。空気が吸引された後は、安定してシャフト１５２ｂを孔４０１に押し込めるからである。また、Ｄｓ２をＤｓ１よりも大きくすることが好ましい。これも上記と同様の理由による。上記の速度条件および移動量条件をともに満たすようにすることがなお好ましい。空気が吸引された後のシャフト１５２ｂの孔４０１への押し込み効率を最大限に高められるからである。

本開示の各実施形態や変形例の包装装置において、一対の略同一構成の第１包装ユニットおよび第２包装ユニットを備える構成に基づいて説明したが、いずれか片方側だけの構成として適用してもよいことは言うまでもない。この場合は、円筒状物の一方の端面側の包装用シートの集約及び押し込みの作業を行った後で、当該円筒状物を上下方向に沿った軸回りに１８０°反転させ、円筒状物の他方の端面側の包装用シートの集約及び押し込みの作業を行えばよい。

また、本開示の包装装置において、第１包装ユニットおよび第２包装ユニットが、それぞれ４箇所の集約パーツを備える構成に基づいて説明したが、集約パーツの個数は５箇所でもよい。この場合、フレームを略四角形ではなく、略五角形とし、各集約パーツの移動方向が当該集約パーツの移動方向に対して９０°ではなく、７２°に交差する方向に移動するように配置することができる。また、集約パーツの個数は６箇所でもよく、この場合、フレームを略六角形とし、各集約パーツの移動方向が当該集約パーツの移動方向に対して６０°に交差する方向に移動するように配置することができる。すなわち、第１包装ユニットおよび第２包装ユニットがそれぞれ備える集約パーツは４箇所以上とすることができる。

１ 包装装置
１０、１１ 第１包装ユニット
２０ 第２包装ユニット
３０ 載置台
１１０ フレーム
１２０ 集約パーツ
１２０ａ、１２０ｅ 第１集約パーツ
１２０ｂ、１２０ｆ 第２集約パーツ
１２０ｃ、１２０ｇ 第３集約パーツ
１２０ｄ、１２０ｈ 第４集約パーツ
１２１、１２１ａ 集約プレート
１２２ 補強フレーム
１２３ 接合プレート
１２４ 溝
１２５ 突起
１２６ 調整具
１２６ｅ 第１調整具
１２６ｆ 第２調整具
１２６ｇ 第３調整具
１２６ｈ 第４調整具
１３０ 駆動部
１４０ スライド片
１４０ａ 第１スライド片
１４０ｂ 第２スライド片
１４０ｃ 第３スライド片
１４０ｄ 第４スライド片
１５０、１５５ 押込部
１５１ 筐体
１５２ 押込駆動部
１５２ａ シリンダー
１５２ｂ シャフト
１５３ 空洞
１５４ 吸引部
１５６ 吸引孔
２１０ フレーム
２２０ 集約パーツ
２２０ａ 第１集約パーツ
２２０ｂ 第２集約パーツ
２２０ｃ 第３集約パーツ
２２０ｄ 第４集約パーツ
２３０ 駆動部
２４０ スライド片
２４０ａ 第１スライド片
２４０ｂ 第２スライド片
２４０ｃ 第３スライド片
２４０ｄ 第４スライド片
２５０ 押込部
２５１ 筐体
２５２ 押込駆動部
２５２ｂ シャフト
４００ 円筒状物
４０１ 孔
４１０ 包装用シート

Claims (6)

1. フレームと、
   前記フレームに対して第１平面に沿う各々の所定方向に沿って移動可能に固定されたスライド片および前記スライド片に固定され、前記第１平面と交差する方向に延びる集約プレートを有する、少なくとも４箇所に設けられた集約パーツと、
   いずれかの前記集約パーツを前記所定方向に移動させる駆動部と、
   前記第１平面と交差する方向に沿って移動可能な押込部と、を備え、
   前記第１平面の法線方向からの平面視において、各々の前記集約パーツの前記集約プレートは、前記集約パーツの移動方向に対して傾斜して設けられ、
   前記いずれかの前記集約パーツが移動するとき、他の前記集約パーツは、隣接する前記集約パーツの前記集約プレートから押されることによって、押される方向とは異なる方向に沿って移動し、
   各々の前記集約プレートに囲まれた空間領域を集約領域とするとき、前記集約プレートは、第１状態と、当該第１状態よりも前記集約領域の容積が小さい第２状態と、に移動でき、
   包装用シートを被せた円筒状物を、その側面が前記第１平面に沿い、かつ当該側面の孔の少なくとも一部が前記集約領域と重畳する位置に配置したとき、
   前記駆動部が、前記集約パーツを前記第１状態から前記第２状態に変化するように移動させて前記包装用シートの余剰分を前記集約領域に集約し、かつ前記押込部を前記孔の内部に向けて、集約された前記包装用シートを押し込むように移動させることによって、前記円筒状物を前記包装用シートで包装できる、包装装置。
2. 前記フレームと、
   前記フレームに対して少なくとも４箇所に設けられた前記集約パーツと、
   前記駆動部と、
   前記押込部と、が前記配置した前記円筒状物の両端面側にそれぞれ一対で設けられる、請求項１に記載の包装装置。
3. 前記押込部は、その先端に吸引部をさらに備え、
   前記押込部を前記孔の内部に向けて集約された前記包装用シートを押し込むように移動させる前、移動中、または移動後に、前記吸引部によって前記包装用シートに囲まれた領域の空気を吸引できる、請求項１に記載の包装装置。
4. 前記第１平面の法線方向からの平面視において、各々の前記集約パーツの前記集約プレートは、当該集約パーツの移動方向に対して３０°以上、６０°以下に傾斜して設けられる、請求項１に記載の包装装置。
5. 前記第１平面の法線方向からの平面視において、前記集約領域の輪郭は多角形に沿っている、請求項１に記載の包装装置。
6. 包装用シートを被せた円筒状物を、その側面が前記第１平面に沿い、かつ当該側面の孔が前記集約領域と重畳する位置に配置するステップと、
   前記集約パーツを前記第１状態から前記第２状態に変化するように移動させて前記包装用シートの余剰分を前記集約領域に集約するステップと、
   前記押込部を前記孔の内部に向けて集約された前記包装用シートを押し込むように移動させるステップと、を備える、請求項１から請求項５のいずれか一項の包装装置を使用した円筒状物の包装方法。