JP4783877B2

JP4783877B2 - 包装装置

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Publication number: JP4783877B2
Application number: JP2005374160A
Authority: JP
Inventors: 幸英森; 雄治小川; 博大谷
Original assignee: アルトリスト株式会社
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: JP2007176508A

Description

本発明は包装装置に関し、詳しくは、金属やそのほかの材質の線材や、帯状の不織布等を巻き回したリールを包装する包装装置に関する。

従来から、包装対象物にスリーブ状（円筒状）のフィルムを被せ、その後に熱を加えてフィルムを熱収縮させることによって包装対象物にフィルムをほぼ密着させて包装を行うスリーブ収縮包装装置が知られている。

特許文献１に記載の「シュリンク包装装置」では、フィルムを被せた包装対象物をベルトコンベヤに載せて密閉されたトンネル状の加熱炉内に搬送し、加熱炉内で熱を加えてフィルムを熱収縮（シュリンク）させることによって包装を行うようにしている。

また、包装用フィルムとして張力に対して収縮するとともにフィルムどうしが粘着性を有するストレッチフィルムを用いるようにし、包装対象物をベルトコンベヤで搬送する際、そのストレッチフィルムで包装対象物を包んで包装する技術も知られている。

特開２００５−１１２４３４号公報

ところが、従来の包装装置では以下のような問題があった。

すなわち、特許文献１に記載の「シュリンク包装装置」やストレッチフィルムを用いる包装装置のような従来の包装装置では、包装対象物をベルトコンベヤに載せて搬送し、搬送しながら包装に関する各工程を実施するようなものであったが、このような構成では、包装対象物の重量が大きいとベルトコンベヤで包装対象物を搬送するのが困難であるという問題があった。たとえば、円筒状の軸の両側にφ７５０ｍｍの円板状のツバ部を備え、両ツバ部の間の軸に線材等を巻き回して成るリールを包装する場合、このリールの重量は５００ｋｇほどにも達するもので、ベルトコンベヤで搬送できるようなものではなかった。

また、従来は、包装対象物をベルトコンベヤで搬送しながら包装するので、包装に関する各工程の分だけ、搬送経路が長くなってしまい、設置のために広いスペースを必要とするものであった。

本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、重量が大きな包装対象物であっても包装を行うことができ、また、設置場所の省スペース化を実現可能な包装装置を提供することを目的とする。

本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、包装対象のリールを搬送する多関節の搬送ロボットと、前記リールを包装するフィルムを有する包装機とを備え、前記搬送ロボットは、前記リールの中心の貫通孔に前記搬送ロボットの腕の先端の挿入棒を挿入することによって前記リールを保持して搬送して前記包装機に供給するものであり、前記包装機が、前記リールに前記フィルムを被せる被覆手段と、前記フィルムを被せられたリールに対して熱を加えて該フィルムを熱収縮させる加熱手段とを有するスリーブ収縮包装機であり、前記加熱手段が、前記リールに被せたフィルムを重りで上方から押さえた状態で、操作者が内部を見ることができる開放された領域で、該フィルムをその上方に設けたヒータで加熱して熱収縮させるものであり、前記搬送ロボットが、前記加熱手段で前記リールに被せたフィルムを加熱して熱収縮させる際に、該リールを回転させて、前記ヒータが加熱する該フィルムの位置を調節することを特徴とする。

また本発明は、請求項１に記載の発明において、前記搬送ロボットは、所定位置に固定され、該所定位置を軸として回転する回転手段を有し、前記回転手段による回転に伴なって前記挿入棒が移動する円周上に、前記リールの受取位置、前記包装機および包装済みリールの開放位置が設けられていることを特徴とする。

また本発明は、請求項１に記載の発明において、前記搬送ロボットが、前記リールとの間で前記フィルムを押さえるフィルム押さえを有し、前記フィルム押さえによって前記フィルムを押さえた状態で前記リールに前記フィルムを巻きつけて前記リールに前記フィルムを被せることを特徴とする。

本発明によれば、重量が大きな包装対象物であっても包装を行うことができ、また、設置場所の省スペース化を実現可能な包装装置を提供することができる。

すなわち本発明によれば、搬送ロボットによって包装対象物を搬送することによってベルトコンベヤでは困難であった搬送を行うことができる。

また本発明によれば、搬送ロボットを所定位置に固定し、その回転する円周上に、包装対象物の受取位置、包装機および包装済みのものの開放位置を設けたので、スリーブ収縮包装装置全体の設置に要する場所の省スペース化を実現することができる。

また本発明によれば、シュリンク包装の場合、密閉されたトンネル状の加熱炉を用いないで、操作者が内部を見ることができる開放された領域でヒータを用いるので、熱収縮の様子を目視しながら、各部の調整をすることができ、調整作業をスムーズに行うことができる。

また本発明によれば、包装対象物の搬送を多関節のロボットによって行うので、包装機の各部位に向けての、回転、移動方向の調節や、回転、移動速度の調節などを自由に設定することができ、スムーズな調整、包装速度の最適化などを容易に設定することができるし、包装をきれいに行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態によるスリーブ収縮包装装置の構成を示す斜視図である。

図２は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１の平面図である。

図３は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１の側面図である。

本実施の形態のスリーブ収縮包装装置１は搬送ロボット２と包装機３とを有して構成される。

搬送ロボット２は、床上で水平方向に回転自在な回転基台４を備え、先端に挿入棒６を有するとともにこの挿入棒６を水平に保ちながら上下左右に自在に動かすことができ、さらに挿入棒６を回転させることも可能な腕部５を備えて構成される。

挿入棒６は、詳しくは後述するように包装対象のリールの軸の中心の穴に挿入する部分であり、搬送ロボット２は、このリールの中心に挿入棒６を挿入してリールを保持するとともに搬送する。

包装機３は、リールを包装する帯状フィルムが巻かれたロール３１、３２を備え、搬送ロボット２によるリールの搬送に応じて、リールに対してフィルムを被せ、その後フィルムを熱収縮させてリールの包装を行う。このフィルムとしては、熱収縮性を有するものであれば、どのようなものを用いてもよい。たとえばポリエチレンやローデンポリエチレン製のフィルム、ストレッチフィルム、１軸延伸フィルム、強制収縮フィルムなどを用いることができる。ロール３１からはローラー３３等を介してフィルム３１ａが引き出され、またロール３２からはローラー３４等を介してフィルム３２ａが引き出される。

ロール３１から引き出したフィルム３１ａと、ロール３２から引き出したフィルム３２ａとは接着部位３５にて熱融着されて一体化している。接着部位３５の先には、包装対象のリールにフィルム３１ａおよびフィルム３２ａを被せた後に、フィルム３１ａおよびフィルム３２ａを上下から挟んで熱で切断する熱切断具３６および３７が設けられている。

さらに先の上方には、包装対象のリールに被せたフィルムを熱収縮させるためのヒータ３８、３９、４０および４１が設けられている。また、ヒータ３８、３９、４０および４１のほぼ中央には、包装対象のリールに被せたフィルムを上方から押さえる重り４２が設けられている。ヒータ３８、３９、４０および４１としてはハロゲンランプなどを用いてもよい。

図４は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１で包装するリールを示す図であり、（ａ）はリールの斜視図であり、（ｂ）はリールの平面図であり、（ｃ）はリールの側面図である。

本実施の形態のスリーブ収縮包装装置１で包装するリール１０は、円筒状の軸の両側に円板状のツバ部１０ａ、１０ｂを備え、軸に線材１０ｄを巻き回して成る。このリールの重量は５００ｋｇほどにも達する。

円板状のツバ部１０ａ、１０ｂおよび軸の中心には貫通孔１０ｃが設けられており、この貫通孔１０ｃに搬送ロボット２の挿入棒６が挿入され、搬送される。

次に、本実施の形態のスリーブ収縮包装装置１の動作を図面を参照しながら説明する。

図５は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の第１の工程を示す平面図である。

図６は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図５に続く工程を示す平面図である。

図７は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図６に続く工程を示す平面図である。

まず、搬送ロボット２の脇には包装対象のリール１０を用意しておき、図５に示すように、搬送ロボット２の回転基台４を回転させて挿入棒６をリール１０の方向に向け、リール１０の貫通孔１０ｃに挿入棒６を挿入して持ち上げる。すなわちリール１０の受取位置は、回転基台４を回転させて挿入棒６が移動する円周上に設けられている。

その後、図６に示すように、回転基台４を回転させてリール１０を包装機３の方向に向け、図７に示すように、腕５を伸ばしてリール１０を包装機３内に挿入する。

図８は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１の包装機３内の構成を示す図であり、（ａ）は図５の方向ＶＩＩＩから見た側面図であり、（ｂ）は（ａ）の方向Ｂから見た側断面図であり、（ｃ）は（ａ）の方向Ｃから見た側断面図である。

前述のように、ロール３１から引き出したフィルム３１ａと、ロール３２から引き出したフィルム３２ａとは接着部位３５にて熱融着されて一体化しており、この接着部位３５を、図８（ａ）における右側に設けることにより、本実施の形態ではリール挿入スペース４３を確保している。図７に示したようにリール１０を包装機３内に挿入する際には、このリール挿入スペース４３内に挿入する。

図９は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１の包装機３に対してリール１０を挿入した状態を、図７の方向ＩＸから見た側面図である。

搬送ロボット２は、その挿入棒６をリール１０に挿入した状態でリール１０を搬送し、図９に示すように、包装機３のリール挿入スペース４３内へとリール１０を移動させる。すなわち包装機３は、回転基台４を回転させて挿入棒６が移動する円周上に設けられている。

図１０は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図９に続く工程を示す側面図である。

図１１は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１０に続く工程を示す側面図である。

図１２は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１１に続く工程を示す側面図である。

図１３は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１２に続く工程を示す側面図である。また、図１４は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１の包装機３を、図１３の方向ＸＩＶから見た側断面図である。

搬送ロボット２は、図９に示した状態の後、フィルム３１ａとフィルム３２ａとの接着部位３５の方へ挿入棒６が挿入されたリール１０を移動させ、図１０に示すように熱切断具３６および３７を越える位置に到るまでフィルム３１ａおよび３２ａを引き出しながらリール１０の搬送を行う。

その後、包装機３は、図１１に示すように、熱切断具３６を下側に移動させるとともに熱切断具３７を上側に移動させ、その熱によってリール１０に被さったフィルム４５とフィルム３１ａ、３２ａとを切断するとともに、接着部位３５にてフィルム３１ａとフィルム３２ａとを熱融着し、さらにリール１０に被さったフィルム４５の切断部分どうしの熱融着も行う（図１２参照）。

フィルム４５がリール１０を覆った状態になったならば、搬送ロボット２は挿入棒６が挿入されたリール１０を上方へ移動させるとともに矢印で示すように回転させ、一方、包装機３では、ヒータ３８、３９、４０および４１による加熱を行うとともに、重り４２によってリール１０に対してフィルム４５が浮かび上がらないように押さえる（図１３、図１４参照）。

図１３および図１４に示す状態でリール１０を３６０°以上回転させると、リール１０に被せたフィルム４５のうちツバ部１０ａ側およびツバ部１０ｂ側の両側が、それぞれツバ部１０ａ、１０ｂの中央側に向かって折れ曲がるとともに熱収縮し、リール１０をフィルム４５によってしっかり包装することができる。この包装された状態を図１８に示す。図１８に示すようにフィルム４５の両側は貫通孔１０ｃの近辺に到るような状態で収縮し、リール１０に巻かれた線材等をしっかりと包装することができている。

図１５は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１３および図１４に示した工程を示す平面図である。

図１６は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１５に続く工程を示す平面図である。

図１７は、図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１６に続く工程を示す平面図である。

図１３、図１４、図１５に示すようにしてリール１０の包装が完了したならば、搬送ロボット２は、リール１０を図１２に示した位置まで下げ、その後、図１６に示すように包装機３から引き抜き、図１７に示すように、所定の位置まで回転した後にリール１０から挿入棒６を引き抜いて一連の処理を完了する。すなわち包装済みリール１０の開放位置は、回転基台４を回転させて挿入棒６が移動する円周上に設けられている。

次に、図１９ないし図２４を参照しながら、本発明の別の実施の形態について説明する。

図１９は、本発明の図１とは別の実施の形態によるスリーブ収縮包装装置における搬送ロボットの構成を示す平面図である。

本実施の形態においては、搬送ロボット１０２が、図１９の矢印の方向に移動可能なフィルム押さえ５０を有して構成される。この搬送ロボット１０２は、他の構成においては、図１に示した搬送ロボット２と同様であるので詳しい説明は省略する。

図２０は、図１９に示した搬送ロボット１０２とともに用いる包装機の構成を示す側面図である。

図２１は、搬送ロボット１０２および包装機１０３による包装の、図２０に続く工程を示す側面図である。

図２２は、搬送ロボット１０２および包装機１０３による包装の、図２１に続く工程を示す側面図である。

図２３は、搬送ロボット１０２および包装機１０３による包装の、図２２に続く工程を示す側面図である。

図２４は、搬送ロボット１０２および包装機１０３による包装の、図２３に続く工程を示す側面図である。

図２０に示すように本実施の形態の包装機１０３は、図８（ａ）等に示した包装機３とは異なり、リール１０を包装する帯状フィルム５１ａが巻かれたロール５１を備えている。

ローラ５２等を介してロール５１から引き出されたフィルム５１ａは、図２０に示すように垂れ下げられており、この状態の包装機１０３内に、搬送ロボット１０２によってリール１０を入れる。このとき搬送ロボット１０２のフィルム押さえ５０は、リール１０とフィルム押さえ５０とによってフィルム５１ａを挟み込むことができる位置にされる。

包装機１０３内にリール１０を入れたならば、搬送ロボット１０２はフィルム押さえ５０を図２０の矢印方向に移動させて、リール１０とフィルム押さえ５０とでフィルム５１ａを挟み、そのまま、図２１の矢印方向に挿入棒６およびフィルム押さえ５０を回転させる。

図２１の矢印方向に挿入棒６およびフィルム押さえ５０を回転させることによって、ロール５１からフィルム５１ａを引き出しながらリール１０に巻き取って、リール１０上に１周以上フィルム５１ａが巻かれたならば、搬送ロボット１０２は挿入棒６およびフィルム押さえ５０を図２２に示す矢印の方向に移動させる。このとき、包装機１０３では熱切断具５３によってフィルム５１ａを切断するとともに、そのフィルム５１ａの切れ端をヒータ５４によってリール１０上に巻かれたフィルム５５上に熱融着させる（図２３参照）。

ロール５１から垂れ下がるフィルム５１ａは、フィルムが薄い場合など、うまく広がって垂れ下がらない場合がある。このような場合に対応して、フィルム５１ａが広がるように押さえて下側向きのテンションをかける手段、たとえば先端がペンチのようになってフィルムを挟持することができるフィルム押さえ手段を設けるようにし、次回の包装時にはフィルム押さえ手段によって図２０に示した位置までフィルム５１ａを引き出すようにするのが望ましい。

その後、搬送ロボット１０２はフィルム押さえ５０を引っ込めて、リール１０とフィルム５５との間から抜き取り、そのまま図２４に示すように挿入棒６を回転させ、ヒータ５４によってフィルム５５を熱収縮させ、図１８に示した状態の包装を完了する。

ところで、上述の各実施の形態において、リールに被せたフィルムを熱収縮させる際には、熱風を当てて、この熱風で熱収縮させるようにしてもよい。

また、フィルムの切断にあっては熱切断具を用いず、カッターなど刃物によって切断してもかまわない。

なお、上述の実施の形態では、熱収縮するフィルムで包装するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、図１９や図２０に示した構成にて、包装用フィルムとして張力に対して収縮するとともにフィルムどうしが粘着性を有するストレッチフィルムを用いるようにしてもよい。この場合、フィルムを熱収縮させる工程が不要となるので、その分スムーズな包装を行うことができる。

また、搬送ロボット２の挿入棒６およびフィルム押さえ５０を回転させて、フィルム５１ａをリール１０に巻き付ける際、搬送ロボット２の構造上、挿入棒６およびフィルム押さえ５０を回転させられる角度の限界が７２０°であるような場合に、フィルム５１ａをリール１０に２周以上巻き付けたい場合には、フィルム５１ａの切断前に一旦仮置き台などにリール１０を置き、挿入棒６およびフィルム押さえ５０をリール１０から抜いて、挿入棒６およびフィルム押さえ５０の回転を戻してから再度リール１０に挿入して回転させ、これによってフィルム５１ａをリール１０に２周以上巻き付けることができる。

本発明の一実施の形態によるスリーブ収縮包装装置の構成を示す斜視図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１の平面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１の側面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１で包装するリールを示す図であり、（ａ）はリールの斜視図であり、（ｂ）はリールの平面図であり、（ｃ）はリールの側面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の第１の工程を示す平面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図５に続く工程を示す平面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図６に続く工程を示す平面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１の包装機３内の構成を示す図であり、（ａ）は図５の方向ＶＩＩＩから見た側面図であり、（ｂ）は（ａ）の方向Ｂから見た側断面図であり、（ｃ）は（ａ）の方向Ｃから見た側断面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１の包装機３に対してリール１０を挿入した状態を、図７の方向ＩＸから見た側面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図９に続く工程を示す側面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１０に続く工程を示す側面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１１に続く工程を示す側面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１２に続く工程を示す側面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１の包装機３を、図１３の方向ＸＩＶから見た側断面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１３および図１４に示した工程を示す平面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１５に続く工程を示す平面図である。図１に示したスリーブ収縮包装装置１によるリール１０の包装の、図１６に続く工程を示す平面図である。フィルム４５によって包装されたリール１０を示す斜視図である。本発明の図１とは別の実施の形態によるスリーブ収縮包装装置における搬送ロボットの構成を示す平面図である。図１９に示した搬送ロボット１０２とともに用いる包装機の構成を示す側面図である。搬送ロボット１０２および包装機１０３による包装の、図２０に続く工程を示す側面図である。搬送ロボット１０２および包装機１０３による包装の、図２１に続く工程を示す側面図である。搬送ロボット１０２および包装機１０３による包装の、図２２に続く工程を示す側面図である。搬送ロボット１０２および包装機１０３による包装の、図２３に続く工程を示す側面図である。

符号の説明

１スリーブ収縮包装装置
２搬送ロボット
３包装機
４回転基台
５腕部
６挿入棒
１０リール
１０ａ、１０ｂツバ部
１０ｃ貫通孔１０ｃ
１０ｄ線材
３１、３２ロール
３１ａ、３２ａ、４５フィルム
３３、３４ローラ
３５接着部位
３６、３７熱切断具
３８、３９、４０、４１ヒータ

Claims

包装対象のリールを搬送する多関節の搬送ロボットと、前記リールを包装するフィルムを有する包装機とを備え、
前記搬送ロボットは、前記リールの中心の貫通孔に前記搬送ロボットの腕の先端の挿入棒を挿入することによって前記リールを保持して搬送して前記包装機に供給するものであり、
前記包装機が、前記リールに前記フィルムを被せる被覆手段と、前記フィルムを被せられたリールに対して熱を加えて該フィルムを熱収縮させる加熱手段とを有するスリーブ収縮包装機であり、
前記加熱手段が、前記リールに被せたフィルムを重りで上方から押さえた状態で、操作者が内部を見ることができる開放された領域で、該フィルムをその上方に設けたヒータで加熱して熱収縮させるものであり、
前記搬送ロボットが、前記加熱手段で前記リールに被せたフィルムを加熱して熱収縮させる際に、該リールを回転させて、前記ヒータが加熱する該フィルムの位置を調節する
ことを特徴とする包装装置。
前記搬送ロボットは、所定位置に固定され、該所定位置を軸として回転する回転手段を有し、前記回転手段による回転に伴なって前記挿入棒が移動する円周上に、前記リールの受取位置、前記包装機および包装済みリールの開放位置が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の包装装置。
前記搬送ロボットが、前記リールとの間で前記フィルムを押さえるフィルム押さえを有し、前記フィルム押さえによって前記フィルムを押さえた状態で前記リールに前記フィルムを巻きつけて前記リールに前記フィルムを被せることを特徴とする請求項１に記載の包装装置。