JPS6355016A - 中空円筒体の包装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば圧延後の薄板を巻き取った金属コイ
ル等の中空円筒体状の製品を紙で包装する際に、円筒体
の側面部を被覆する紙を中空円筒体の端面に沿って折り
曲げる装置に関する。

〔従来の技術〕

圧延後の薄板はコイル状に巻き取られた後、製品として
出荷するために、コイルの全体を紙で包装することが一
般に行われている。この金属コイルの包装は、その形状
が中空円筒体状であることから、外周面及び両側の端面
の包装を同一の紙で行い、内周面は別の包装紙を用いて
内周包装専用の装置で作業を行う必要がある。

このような金属コイルの包装においては、円筒体の外周
面と端面を同一の紙で梱包するため、端面部分の紙を素
早く適切に襞折りすることが一つの課題であった。この
襞折りを行う装置として、たとえば特開昭５７−６８３
１５号公報及び特公昭５５−３２１２号公報に記載され
たものがある。

前者公報に記載のものは、略三角形状の押さえ板を金属
コイルの円周方向に間隔を置いて複数配列し、この押さ
え仮をコイル端面方向に移動可能とすると共にコイル円
周方向へ回転できるようにした構造である。そして、包
装作業においては、コイルの端面から突き出た襞部分を
押さえ板のコイル方向への移動によって押し曲げ、その
後各型さえ板間の隙間から出た紙を該押さえ板を円周方
向に回転さゼる。この操作によって、紙は金属コイル端
面に沿う方向に折り曲げられ、襞折りを押さえ板の動作
によって行うことができる。

また、後者公報に記載のものは、２本の棒を対とする折
り具を金属コイルの端面に対して同心上で放射状に配置
すると共に、この２本の棒をコイル端面に対して三角形
状に変形可能とした構造を持つものである。そして、包
装作業においては、２本の棒を閉じて直線状とした状態
で紙の端部をコイル端面に押し曲げた後、これらの棒を
開いて三角形状とすることにより複数の襞を作る。そし
て、金属コイルを折り具に対して相対回転させ、襞折り
を行う工程となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、金属コイル等の円筒体の周囲を紙等で包装す
る場合に必要とする襞折りは、最終製品として出荷する
ためにその仕上がり状況を無視できない。この襞折りの
仕上がりを決定する一つの要因としては、襞折り時点で
紙に作用する各方向の張力であることが挙げられる。つ
まり、金属コイルの外周縁部から端面に沿うように折り
曲げるときに作用する金属コイルの中心方向に作用する
半径方向張力及びこの折り曲げ時に発生する紙の円周方
向の弛みを補償する円周方向張力を適切に維持すれば、
最適な仕上がりが得られる結果となる。

しかしながら、従来の装置では、祇の張力維持に対して
必要な構造を備えていないため、充分な作業が不可能で
あった。このため、硬質紙やビニル張り紙等のような紙
質によっては、襞折り後に人手による仕上げを必要とし
、最終製品として適切な外観となるように作業しなけれ
ばならないという問題があった。

そこで、本発明は、襞折り作業時に包装用の祇に与える
べき各方向の張力を維持することによって、包装後の襞
部分の仕上がり状況を良好にし、製品価値の低下を防止
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、以上の目的を達成するために、中空円筒体の
軸線と同方向に移動可能であって咳中空円筒体の外周面
及び端面を被覆する包装紙の幅方向縁部を着設する複数
の把持機構を環状に配列し、該把持機構の包装紙把持点
は前記中空円筒体の幅方向の縁を中心とする一定半径の
円の軌跡を描きながら回動可能とし、更に前記包装紙把
持点は前記軌跡を軸として回転可能としたことを特徴と
する。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。

第】図は本発明に係る包装装置のを示す縦断面図、第２
図は同第１図の１〜Ｔ線矢視による断面図である。

図において、金属コイルＣのパスラインと直交するよう
に紙折り装置Ａ及びその補助装置Ｂを配置している。こ
れらの祇折り装置Ａ及び補助装置Ｂは、パスラインを挟
んで左右に一対配置されるもので、作業床面に敷設した
レールＤ上をそれぞれ走行可能である。

祇折り装置Ａは、レールＤ上を走行する台車１に金属コ
イルＣのパスラインと直交する軸線を持つ円筒状のドラ
ムフレーム２を固定し、中央には襞折り後の祇端部を金
属コイルＣの内孔Ｈに挿入する挿入用フレーム３をリブ
４によってドラムフレーム２に同軸上に固定している。

なお、台車１の駆動源としては、該台車１の下部に設け
た電動ＲＦを用い、車輪を歯車状としレールＤにはラッ
クを刻むようにしてもよい。

これらドラムフレーム２と挿入用フレーム３との間には
、軸線方間の二つの位置に複数（本例では１６本）のガ
イドロッド５を放射状に配列すると共に、ネジ軸６を同
様に放射状に設けている。そして、ネジ軸６は二本のガ
イドロノ１′５が作る平面内に含まれるように位置し、
各放射状に配列した二本のガイドロフト５及びネジ軸６
には昇降ブロック７を取り付けている。

ネジ軸６の上端及び下端はそれぞれ軸受を介してドラム
フレーム１及び挿入用フレームに回動自在に支持され、
外部に設けた電動機２ａによって回転駆動されるゆ昇降
ブロック７は、ガイドロンド５によってネジ軸６を挟む
２点を摺動自在に支持され、Ｋｇ　２ジ軸６に螺合させ
る構造とすることにより、ネジ軸６の回転に伴って自在
に半径方向に移動可能である。

ｒ；′Ａ降ブロック７の先端には、金属コイルＣを包装
する紙を掴む把持機構Ｅが取り付けられ、各昇降ブロッ
ク７を同期させてドラムフレーム１の半径方向位置を変
えることにより、金属コイルＣの外径に応じて紙を掴む
ことができる構成となっている。第３図は把持ｍ構Ｅ及
び挿入用フレーム３の内部を拡大して示す断面図であり
、以下これによって詳述する。

把持機構Ｅは、昇降ブロック７の先端にドラムフレーム
１の軸線と平行な軸を持つように固定された中空アーム
８にスライドシリンダ９及びロークリアクチュエータ１
０を介して把持装置１１を連接したものである。中空ア
ーム８内には電動機８　ａ　。

減速機８ｂ及び傘歯車８Ｃを備え、該傘歯車８Ｃに噛合
する傘歯車９ａを備えた回動アーム１２にスライドシリ
ンダ９を設けている。スライドシリンダ９は、回動アー
ム１２に設けたスライド軸１３に摺動可能とすると共に
ロークリアクチュエータ１０を一体化している。このロ
ークリアクチュエータｌＯは、スライド軸１３と平行な
回転軸を存する型式のものであり、把持装置１１を回転
自在に支持する軸受１４ａ。

１４ｂを有している。

第４図ｔａ＋及び（ｂｌば、把持装置１１の詳細を示す
縦断面図及び平面図である。図において、ロークリアク
チユニーク１０に一体化した軸受１４ａによりヘッドブ
ロック１５がそのスラスト方向の移動を拘束して回転自
在に支持され、該ヘッドブロック１５にネジ係合するシ
リンダチューブ１６が他方の軸受１４ｂに支持されてい
る。シリンダチューブ１６の周面にはロークリアクチュ
エータ【０の回転を伝達するタイミングベルト１０ａが
巻回され、周面に形成した鍔部１６ａと軸受１４ｂとの
間には衝撃吸収用のスプリング１６ｂを配置している。

一方、ヘッドブロック１５には、圧縮空気回路に接続す
るポー目７を形成してシリンダチューブ１６への圧縮空
気の給排を可能とし、この圧縮空気の流入より同図（ａ
ｌにおいて左方向に移動可能なピストン１８をシリンダ
チューブ１６内に配置している。

シリンダチューブ１６の先端には作動ブロック１９を固
定し、該作動ブロック１９とピストン１８との間には圧
縮コイルスプリング２０を介装している。また、ピスト
ン１８にはその移動軸線方間に連接ロフト２１を固定し
、この連接ロッド２１の先端側は作動ブロック１９に摺
動自在に支持され、圧縮空気をシリンダチューブ１６に
供給すると、ピストン１８及び連接ロフト２１は圧縮コ
イルスプリング２０の付勢力に抗して先端方向に移動す
る。

更に、作動ブロック２１の先端には、包装用紙の表面に
当接する固定爪２２を略水平方向に連結し、該固定爪２
２と対をなして包装用紙の裏面を受ける可動爪２３を連
接ロッド２１にリンク２４．２５及び作動ブロック１９
に枢着したアーム２６を介して連接している。固定爪２
２の上面には、第４図（′ｂ）のように紙巻取り用レバ
ー２７を枢着し、固定爪２２に内蔵した圧縮コイルスプ
リング２日及びリンク２９によって図示のように開いた
状態が維持される。なお、固定爪２２と可動爪２３の対
向面には、それぞれ突起３０及び凹孔３１を設け、両爪
２２．２３を重合させたときには突起３０が凹孔３１内
に没する状態となる。

以上の構成を持つ把持機構Ｅの動作は、中空アーム８内
の電動機８ａを駆動することによって傘歯車８ｂ、　８
ｃを介して回動アームが第４図において時計方向に回動
する。また、ロークリアクチュエータ１０を馬区動する
とタイミングへルｔ−１０ａによってシリンダチューブ
１６がその軸線周りに回転する。

更に、ポー目７から圧縮空気を供給すると、ピストン１
８が左方向へ押動され該ピストン１８に一体化した連接
ロフト２１が作動ブロック１９方向に移動する。そして
、この連接ブロック１９の直線運動は、リンク２４．２
５及びアーム２６により咳アーム２６の枢着点を回転中
心とする回転を与え、その結果可動爪２３を第４図［ａ
ｌにおいて時計方向に回転させる。

なお、可動爪２３はスライドシリンダ９を作動させるこ
とにより、軸線方向の位置を任意に変更できる。

次に、挿入用フレーム３の構造について、第３図により
説明する。

挿入用フレーム３内には軸線方向に移動可能な円筒状の
可動スリーブ３５を配置すると共に、該可動スリーブ３
５の先端には金属コイルＣの内孔Ｈに紙端部を嵌め込む
押し込みヘッド３６が一体化されている。挿入用フレー
ム３の内壁には凹溝３ａを軸線方向に設け、可動スリー
ブ３５の周面に突設した突起３７をこの凹’／８３ａに
没する配置とすることにより、可動スリーブ３５の移動
を案内している。

可動スリーブ３５の内部には隔壁３８が設けられ、該隔
壁３８の一面に自在継手３９を介してシリンダ４０のシ
リンダロッド４１が接続される。そして、シリンダ４０
の基端はリブ４に固定したフランジ４２に連結され、該
シリンダ４０を駆動することにより可動スリーブ３５は
その軸線方向に進退する。

また、押し込みヘッド３６は、金属コイルＣの内孔Ｈの
径の変化に対応できるように、複数のピース３６ａに分
割したもので、これらのピース３６ａによる包絡面径を
可変とするシリンダ３６ｂを隔壁３８の他面に固定して
いる。このシリンダ３６ｂとピース３６ａとの間には平
行リンク３９を設け、シリンダロッド３６ｃの縮退によ
りピース３６ａを半径方向に移動させる。

以上の可動スリーブ３５及び押し込みヘッド３６を備え
た挿入用フレーム３では、紙折り作業の後、紙の端部を
内孔Ｈに押し込むための可動スリーブ３５の移動をシリ
ンダ４０の作動により行う。なお、内孔Ｈの径の変化に
対しては、シリンダ３６ｂによリピース３６ａが形成す
る包絡面の径を設定することで容易に対応できる。

更に、補助装置已に付いて、第１図により説明する。

図示のように、紙折り装置Ａのドラムフレーム１と同じ
形状の第１フレーム５１を円筒状に形成して電動機Ｇに
よって走行する台車５０に固定すると共に、中央部には
第２フレーム５２を同軸上となるようにリブ５３によっ
て固定している。第１．第２フレーム５１．５２間には
、軸線方向の二位置にガイドロッド５４を祇折り装置Ａ
の場合と同様に放射状に１６本配列すると共に、ネジ軸
５５をこの二位置のガイドロッド５４が作る平面内に含
まれるように設けている。このネジ軸５５の上下両端は
第１．第２フレーム５１．５２に軸受によって回動自在
に支持され、外部に設けた電動機５６によって回転駆動
される。また、２本のガイドロッド５４に摺動自在に案
内される祇張り用アーム５７をネジ軸５５に螺合し、該
ネジ軸５５の回転によって紙張り用アーム５７の半径方
向の位置を自在に変えることができる。この祇張り用ア
ーム５７の軸線方向の長さは、紙折り装置Ａを軸線方向
に挿通し、金属コイルＣを包装する紙の端部まで達する
ように設定する。なお、この祇張り用アーム５７が祇折
り装置Ａを挿通可能とするために、ガイドロッド５４及
びネジ軸５５の配列位置は、祇折り装置Ａの各ガイドロ
フト５及びネジ軸６の円周方向の隙間に相当するように
しておく。

上記構成の包装装置による金属コイルＣ端面部分の包装
作業を、第５図を加えて説明する。

第５図においては、金属コイルＣの外径をり。

内孔Ｈの径をｄ及び軸線長さをＬとし、この金属コイル
ｃｔ−幅寸法がＭの包装紙Ｐで被覆するものとしている
。なお、包装紙Ｐの端部を折り曲げたときに端部が内孔
Ｈに入り込む代をεとすると、Ｍ＝Ｌ＋　（ｌＡ（Ｄ　
　ｄ）　＋ε）となる。

まず、幅寸法がＭの包装紙Ｐを金属コイルＣの外周面に
巻付けたものを昇降可能な受は台Ｓの上にセットする。

このとき、祇折り装置Ａ及び補助装置Ｂはパスラインか
ら離れた位置に退避させておく。次いで、金属コイルＣ
の芯が、紙折り装置Ａ及び補助装置Ｂのそれぞれのドラ
ムフレーム１及び第１フレーム５１の軸と一致するよう
に、受は台Ｓを上下方向にシフトして芯合わせを行う。

以上の前操作の後、補助装置Ｂの電動機５６を作動する
ことによって、ネジ軸５５を回転駆動し、各紙張り用ア
ーム５７を中心方向へ移動させこれらの祇張り用アーム
５７の先端外周面が描く包絡面の径を最小の状態とする
。この状態で、台車５０をパスライン方向に移動して祇
張り用アーム５７を祇折り装置Ａの軸線方向に通過させ
、包装紙Ｐの端部から１　（＝ｘ　（Ｄ　　ｄ）　＋ε
）よりも内側の位置に祇張り用アーム５７の先端が位置
したときに台車５０の移動を停止する。

次いで、電動機５６によってネジ軸５５を逆回転させ、
各紙張り用アーム５７を第１フレーム５１方向へ次第に
移動させる。この移動によって、各紙張り用アーム５７
が描く包絡面の径が次第に拡大し、最終的に金属コイル
Ｃの端面から突き出ている包装紙Ｐの裏面に係合するよ
うになる。この時点で、電動機５６の駆動を停止すると
、包装紙Ｐは紙張りアーム５７に接触している部分が外
方に膨出するように張力が負荷され、包装紙Ｐを金属コ
イルＣの軸線方向から見ると祇張りアーム５７の本数に
等しい正中六角形となる。

以上の補助装置Ｂによる包装紙Ｐの半径方向への拡開の
後、包装紙Ｐの正中六角形の１辺を把持できるように祇
折り装置Ａの固定爪２２の位置を設定する。この位置設
定は、電動８！２ａを駆動しネジ軸６を回転させること
により、昇降ブロック７を上下移動させて行う。この後
、祇折り装置Ａの台車１をパスライン方向へ移動させ、
把持装置１１の固定爪２２及び可動爪２３との間に包装
紙Ｐの端部を挟める位置で台車１の移動を停止する。

次に、第５図の上半分に示すように、固定爪２２及び可
動爪２３により包装紙Ｐの端部を挾む操作が終わった時
点で、補助装置Ｂをパスラインから離れる方向に退避さ
せる。固定爪２２及び可動爪２３による包装紙Ｐの把持
は、前記したように、ボート１７から圧縮空気を供給す
れば、シリンダチューブ１６内のピストン１８が移動し
、この移動に連動してリンク２４．２５等を介して可動
爪２３を固定爪２２側に回転させることにより可能であ
る。

以上の包装紙Ｐの把持工程の後、これを金属コイルＣの
端面側に折り曲げる作業を、把持装置１１の回転移動及
び台車１の移動との合成運動により行い、且つロークリ
アクチュエータ１０の作動によって包装紙Ｐに捩じりを
与える。すなわち、電動機８ａによる回動アーム１２の
回転及び台車１の電動機Ｆによる水平方向の移動を、把
持装置１１による包装紙Ｐの把持点の軌跡が金属コイル
Ｃの縁Ｘを中心として半径ｌの円を描くように操作する
。なお、包装紙Ｐを完全に折り曲げたとき、内孔Ｈの縁
Ｙより中心側に位置する入り込み代εは、起立した状態
となる。このとき、シリンダチューブ１６に内蔵した圧
縮コイルスプリング２０の付勢力により、包装紙Ｐは金
属コイルＣの半径方向に張力を受けるようになり、折り
曲げ開始から完了迄の間継続して包装紙Ｐに金属コイル
Ｃ半径方向の張力を負荷した状態を維持できる。

この折り曲げ工程と同時に、ロークリアクチュエータ１
０を作動すると、タイミングベルト１０ａによってシリ
ンダチューブ１６にその軸線周りの回転が与えられる。

この回転により、固定爪２２に設けた巻取り用レバー２
７に包装紙Ｐが次第に巻きつくようになる。そして、こ
の巻取り用レバー２７は圧縮コイルスプリング２８及び
リンク２９によりロバ」の字状に開いた状態から、折り
曲げ角が増加するにつれて閉じるように変形する。この
ような巻取り用レバー２７の動作により、襞を作りなが
ら折り曲げが可能となると共に、円周方向へも張力を負
荷しながら包装できる。なお、第５図の下半分に示すも
のは、包装紙Ｐの折り曲げを完了した状態である。

次に、以上の襞を作りながらの折り曲げ工程を完了する
と、入り込み代εを内孔Ｈの内壁に沿うような曲げを押
し込みヘッド３６によって行う、この作業は、把持装置
１１により包装紙Ｐを掴んだままの状態で、可動スリー
ブ３５をシリンダ４０によって内孔Ｈ方向へ移動させ、
押し込みへンド３６のピース３６ａをシリンダ３６ｂに
よって拡開する操作によって行う。すなわち、ピース３
６ａの径を内孔Ｈに挿入可能な程度とした状態で移動さ
せ、所定の位置でシリンダ３６ｂを作動させれば、ピー
ス３６ａが内孔Ｈの壁面方向に拡大し、これによって包
装紙Ｐを折り曲げることができる。なお、包装紙Ｐは、
固定爪２２の突起３０によって、放射状にミシン目のよ
うな裂は傷ができているので、ピース３６ａで押し曲げ
ても他の部分を破ることなく作業できる。

以上により、包装紙Ｐによる金属コイルＣの端面包装が
完了し、可動スリーブ３５を元の位置に戻すと同時に祇
折り装置Ａをパスラインから離れた位置に退避させて、
次の作業に備える。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の中空円筒体の包装装置
においては、包装紙の端部を把持する把持機構の複数の
包装紙把持点が、それぞれ被包装体の端面縁部を中心と
する一定の半径の円を描きながら該被包装体の端面に移
動するようにしている。したがって、把持点に支持され
た包装紙に対して、被包装体の半径方向への張力を常に
与えながら折り曲げることができる。そして、把持機構
の把持点を、その移動と同時に包装紙の円周方向に捩し
りを与えるように自転させるようにしている。この把持
点の自転により、包装紙は把持機構の一部に巻き付くよ
うに変形し、その結果包装紙には円周方向への張力も与
えることができる。

したがって、包装紙には半径方向及び円周方向の張力を
同時に与えながら折り曲げ且つ襞を作ることができ、包
装後の襞部分の仕上がりが良好となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る中空円筒体の包装装置の概略縦断
面図、第２図は同第１図のＩ−■線矢視による断面図、
第３図は把持機構及び挿入用フレーム部分の要部拡大断
面図、第４図（ａｌは把持装置の給断面図、第４図（ｂ
ｌは同平面図、第５図は金属コイル端面への包装紙の折
り曲げを示す概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、中空円筒体の軸線と同方向に移動可能であって該中
   空円筒体の外周面及び端面を被覆する包装紙の幅方向縁
   部を着脱する複数の把持機構を環状に配列し、該把持機
   構の包装紙把持点は前記中空円筒体の幅方向の縁を中心
   とする一定半径の円の軌跡を描きながら回動可能とし、
   更に前記包装紙把持点は前記軌跡を軸として回転可能と
   したことを特徴とする中空円筒体の包装装置。