(57)【要約】【課題】構造が簡単で且つ高効率に包装材を被包装物に包装することが可能な包装装置を提供する。【解決手段】本発明の包装装置は、複数のスプロケットを備えた無限軌道と、前記スプロケットから推力が伝達される従動チェーンを備えたシャトルと、前記シャトルに搭載される包装材供給装置と、被包装物を支持する支持装置を具備する。さらに前記包装材供給装置は、引き出される前記包装材の一部に生ずる張力が一定となるように維持する張力制御機構を備えることが好ましい。また、包装装置は、互いに協働する第１クランプ装置と第２クランプ装置を備えて包装材の端末処理を行うことが好ましい。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部で開閉が可能であって、所定のピッチで各々配置されて回転可能な複数のスプロケットを備えた無限軌道と、
前記スプロケットから推力が伝達される従動チェーンを備え、前記無限軌道上で周回可能なシャトルと、
前記シャトルに搭載されるとともに、前記シャトルの周回に伴って引き出される包装材を保持する包装材供給装置と、
少なくとも一部が前記無限軌道に包囲される被包装物を支持する支持装置と、を具備したことを特徴とする包装装置。
【請求項２】
前記従動チェーンは、第１の線上に配置されて前記スプロケットに連動する第１従動チェーンと、前記第１の線とは異なる第２の線上に配置されて前記スプロケットに連動する第２従動チェーンを含む請求項１に記載の包装装置。
【請求項３】
前記無限軌道は、直線部と曲線部とを有し、
前記複数のスプロケットは、前記直線部に配置されるとともに前記第１従動チェーンに対応した第１スプロケットと、前記曲線部に配置されるとともに前記第２従動チェーンに対応した第２スプロケットと、を含む請求項２に記載の包装装置。
【請求項４】
前記包装材供給装置は、
前記包装材を回転可能に支持する支持部と、
引き出される前記包装材の一部に生ずる張力が一定となるように維持する張力制御機構と、を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の包装装置。
【請求項５】
前記張力制御機構は、
前記支持部に支持された包装材と接触して前記包装材の一部を巻き込むロール部材と、
前記ロール部材を支持し、前記包装材の外径変化に追従して前記ロール部材を前記包装材の半径方向に移動可能な回動部材と、
前記包装材の一部が引き出される方向と逆向きの方向に減速を与える減速機構と、
を含む請求項４に記載の包装装置。
【請求項６】
前記シャトルにはスプリング部材が搭載され、
外部から動力の伝達を受けることなく前記スプリング部材によって前記ロール部材を前記包装材に押し付けつつ、前記回動部材によって前記ロール部材を前記半径方向に移動させる請求項５に記載の包装装置。
【請求項７】
少なくとも一部が無限軌道に包囲される被包装物に対し、当該無限軌道上を周回可能なシャトルに搭載された包装材の一部を引き出して包装を行う包装装置における包装材の張力制御方法であって、
前記シャトルの周回に伴って前記包装材の一部を引き出すことと、
前記引き出された包装材の一部を巻き込むロール部材を前記包装材に押し付けることと、
前記包装材の一部が引き出されることによって生じた前記包装材の外径変化に追従させて前記ロール部材を移動させることで、前記包装材の一部に生ずる張力を一定の値に維持すること、を含むことを特徴とする包装材の張力制御方法。
【請求項８】
包装材を搭載するシャトルが無限軌道上で周回することで被包装物に対して包装を行う包装装置における包装材の端末処理システムであって、
引き出された前記包装材の一部を把持可能な第１クランプ装置と、
前記第１クランプ装置に搭載されて前記包装材の一部を切断するカット機構と、
前記第１クランプ装置とは独立して移動制御されるとともに、前記第１クランプ装置が前記包装材を把持する位置とは異なる位置で当該包装材の一部を把持可能な第２クランプ装置と、
前記第２クランプ装置に搭載されて、前記カット機構で切断された前記包装材の端末を、既に前記被包装物に包装された包装材上に添加する添付機構と、
を備えることを特徴とする包装材の端末処理システム。
【請求項９】
前記第１クランプ装置は、
前記包装材の一部を把持する第１把持ハンドと、
前記第１把持ハンドを前記無限軌道の内側に対して進退移動させるとともに、前記進退移動する方向を軸として前記第１把持ハンドを回転させる駆動部と、
を含む請求項８に記載の包装材の端末処理システム。
【請求項１０】
前記第２クランプ装置は、
前記包装材の一部を把持する第２把持ハンドと、
前記第２把持ハンドを６軸自由度で駆動する駆動アームと、
前記被包装物又は当該被包装物に包装された包装材に対する距離を計測する計測センサーと、
を含む請求項８又は９に記載の包装材の端末処理システム。
【請求項１１】
包装材を搭載するシャトルが無限軌道上で周回することで被包装物に対して包装を行う包装装置における包装材の端末処理方法であって、
第１クランプ装置の第１把持ハンドで、前記包装材の本体と前記被包装物の間に位置する前記包装材の一部を把持する工程と、
前記第１クランプ装置とは独立して移動制御される第２クランプ装置の第２把持ハンドで、前記第１把持ハンドとは異なる位置で当該包装材の他の一部を把持する工程と、
を有することを特徴とする包装材の端末処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、延伸性樹脂フィルム等の包装材で被包装物を包装する包装装置に関し、より具体的には線材コイルやロール状鋼板に包装材をラッピングする包装装置および端末処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
環状の被包装物、例えば、金属線状体や金属帯状体のコイルを包装するための装置として、例えば下記特許文献１〜３に開示された包装装置が知られている。例えば、特許文献１の包装装置では、２本のビームと、これらのビームに対して開閉可能なゲート部とからなるループ体を有し、シャトルがこのループ体の内周面に沿って周回可能に配置されている。シャトルは、電気モータによる自走式であり、内部にロール巻きの包装材を収容している。【０００３】
かかる装置の作動にあたっては、ループ体のゲート部を開いて、包装すべき帯鋼コイルの穴をループ体のビームが貫通するように、帯鋼コイルをループ体にセットし、ゲート部を閉める。次いで、シャトル内部から包装材を引っ張り出し、その先端を帯鋼コイルに留める。その後、帯鋼コイルを回転させながら、シャトルをループ体に沿って移動させることによって、シャトル内部からの包装材を帯鋼コイルに巻き付けることができる。【０００４】
一方でこれら特許文献１〜３の包装装置においても、被包装物に対して包装材を巻く際には包装材の端末への処理が必要となってくる。
すなわち、被包装物に対して包装を開始する際にはシャトルに搭載された包装材をある程度引き出すことが必要になるし、包装を終了する際にはシャトルと被包装物の間に位置する包装材を切断する必要が生じることになる。【０００５】
かような包装材の端末処理については例えば特許文献４が知られている。
この特許文献４に開示された包装材の端末処理装置は、クランプアーム５６に搭載されたアッセンブリ５４を備えている。そしてこのアッセンブリ５４には、クランプ、カッター、およびシーラー（封止手段）が搭載されている。
この特許文献４が開示する包装材の端末処理装置によれば、包装材が被包装物に対してスリップせずにラッピングを行うことができ、更には作業者に過度な負荷が生じることなくラッピング時間も短縮することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９４３１４号公報
【特許文献２】特開平１１−２２７７０７号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０００／０４４６２３号パンフレット
【特許文献４】米国公開公報ＵＳ２０１０／０２５７８１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献に例示される包装装置では、以下に示すごとく未だに解決すべき種々の課題を内包している。
すなわち、例えば特許文献１に開示された包装装置では、限られた空間であるループ体の内部空間を周回しなければならないがその構造・動作が効率的になされているとは言い難い。
また、特許文献２に開示された包装装置では、台車駆動手段としての歯付きベルトを環状軌道の内周面全体に亘って設置しているため、台車を駆動するための駆動機構がどうしても複雑になってしまう。【０００８】
一方で特許文献３に開示された包装装置では、包装材の本体を固定してローラチェーンを駆動装置で駆動することにより鋼板ロールを包装させているので、包装材送り出しの機構がやや複雑になってしまうとともに包装材の無駄や包装時にはシワが発生してしまい効率が良いとは必ずしもいえない。
さらに特許文献１〜３によれば、シャトルあるいは台車に搭載された包装材を引っ張り出して被包装物を包装するのであるが、この包装材を引っ張り出す際の包装材にかかる張力を一定化することに関しては何ら着目がなされていない。【０００９】
また、特許文献４に開示された装置構成では、包装材を把持する部位（クランプ）、包装材を切断する部位（カッター）、および切断した包装材を既包装の包装材に添加する部位（シーラー）が一体となって構成されており動作パターンが制限されてしまうことから、包装材端末の処理に関する信頼性が高いとは言えない。
より具体的に特許文献４では、包装材の切断後における包装材の本体からの余り（余剰材とも称する）の長さが一定ではないことから、次の包装処理で被包装材を巻く際に弛みが生じる可能性もある。さらに特許文献４に開示された構成では、包装材の切断位置と封止位置の間に位置する包装材（残余材とも称する）については特に言及がなく、この部位の包装材が原因となって包装が解けてしまう可能性も否めない。【００１０】
本発明は、上記した課題の少なくとも１つを解決するためになされたもので、構造が簡単で且つ高効率に包装材を被包装物に包装することが可能な包装装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記した課題の少なくとも１つを解決するためになされたもので、構造が簡単で且つ上記した張力を一定にするための機構を実現した包装装置およびその張力制御の方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記した課題の少なくとも１つを解決するためになされたもので、引き出された包装材の姿勢に対して容易に追従が可能であるとともに、包装材を切断した後における一方の側（余剰材）の長さがほぼ一定となり、且つ、他方の側（残余材）も着実に被包装物に添加可能な包装材の端末処理システムおよび包装材の端末処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる包装装置は、（１）少なくとも一部で開閉が可能であって、所定のピッチで各々配置されて回転可能な複数のスプロケットを備えた無限軌道と、前記スプロケットから推力が伝達される従動チェーンを備え、前記無限軌道上で周回可能なシャトルと、前記シャトルに搭載されるとともに、前記シャトルの周回に伴って引き出される包装材を保持する包装材供給装置と、少なくとも一部が前記無限軌道に包囲される被包装物を支持する支持装置と、を具備したことを特徴とする。【００１２】
なお、上記（１）の包装装置においては、（２）前記従動チェーンは、第１の線上に配置されて前記スプロケットに連動する第１従動チェーンと、前記第１の線とは異なる第２の線上に配置されて前記スプロケットに連動する第２従動チェーンを含むことが好ましい。
また、上記（２）の包装装置においては、（３）前記無限軌道は、直線部と曲線部とを有し、前記複数のスプロケットは、前記直線部に配置されるとともに前記第１従動チェーンに対応した第１スプロケットと、前記曲線部に配置されるとともに前記第２従動チェーンに対応した第２スプロケットと、を含むことが好ましい。【００１３】
また、上記（１）〜（３）のいずれかに包装装置においては、（４）前記包装材供給装置は、前記包装材を回転可能に支持する支持部と、引き出される前記包装材の一部に生ずる張力が一定となるように維持する張力制御機構と、を備えることが好ましい。
なお、上記（４）の包装装置においては、（５）前記張力制御機構は、前記支持部に支持された包装材と接触して前記包装材の一部を巻き込むロール部材と、前記ロール部材を支持し、前記包装材の外径変化に追従して前記ロール部材を前記包装材の半径方向に移動可能な回動部材と、前記包装材の一部が引き出される方向と逆向きの方向に減速を与える減速機構と、を含むことが好ましい。【００１４】
また、上記（５）の包装装置においては、（６）前記シャトルにはスプリング部材が搭載され、外部から動力の伝達を受けることなく前記スプリング部材によって前記ロール部材を前記包装材に押し付けつつ、前記回動部材によって前記ロール部材を前記半径方向に移動させることが好ましい。
また、上記（４）又は（５）の包装装置においては、前記ロール部材は回転可能に構成され、前記減速機構は、前記ロール部材の回転を抑制するブレーキ機構を含んでいてもよい。
また、上記（４）〜（６）のいずれかの包装装置においては、前記包装材供給装置は、前記張力制御機構の後段に配置されて、引き出された前記包装材の一部に生じた緩みを解消するルーパー部材をさらに有していてもよい。【００１５】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる包装材の張力制御方法は、（７）少なくとも一部が無限軌道に包囲される被包装物に対し、当該無限軌道上を周回可能なシャトルに搭載された包装材の一部を引き出して包装を行う包装装置における包装材の張力制御方法であって、前記シャトルの周回に伴って前記包装材の一部を引き出すことと、前記引き出された包装材の一部を巻き込むロール部材を前記包装材に押し付けることと、前記包装材の一部が引き出されることによって生じた前記包装材の外径変化に追従させて前記ロール部材を移動させることで、前記包装材の一部に生ずる張力を一定の値に維持すること、を含むことを特徴とする。【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる包装材の端末処理システムは、（８）包装材を搭載するシャトルが無限軌道上で周回することで被包装物に対して包装を行う包装装置における包装材の端末処理システムであって、引き出された前記包装材の一部を把持可能な第１クランプ装置と、前記第１クランプ装置に搭載されて前記包装材の一部を切断するカット機構と、前記第１クランプ装置とは独立して移動制御されるとともに、前記第１クランプ装置が前記包装材を把持する位置とは異なる位置で当該包装材の一部を把持可能な第２クランプ装置と、前記第２クランプ装置に搭載されて、前記カット機構で切断された前記包装材の端末を、既に前記被包装物に包装された包装材上に添加する添付機構と、を備えることを特徴とする。【００１７】
なお、上記（８）の包装材の端末処理システムにおいては、（９）前記第１クランプ装置は、前記包装材の一部を把持する第１把持ハンドと、前記第１把持ハンドを前記無限軌道の内側に対して進退移動させるとともに、前記進退移動する方向を軸として前記第１把持ハンドを回転させる駆動部と、を含むことが好ましい。
さらに、上記（８）又は（９）の包装材の端末処理システムにおいては、（１０）前記第２クランプ装置は、前記包装材の一部を把持する第２把持ハンドと、前記第２把持ハンドを６軸自由度で駆動する駆動アームと、前記被包装物又は当該被包装物に包装された包装材に対する距離を計測する計測センサーと、を含むことが好ましい。【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる包装材の端末処理方法は、（１１）包装材を搭載するシャトルが無限軌道上で周回することで被包装物に対して包装を行う包装装置における包装材の端末処理方法であって、第１クランプ装置の第１把持ハンドで、前記包装材の本体と前記被包装物の間に位置する前記包装材の一部を把持する工程と、前記第１クランプ装置とは独立して移動制御される第２クランプ装置の第２把持ハンドで、前記第１把持ハンドとは異なる位置で当該包装材の他の一部を把持する工程と、を有することを特徴とする。【００１９】
なお、上記（１１）の包装材の端末処理方法では、前記被包装物に対する包装処理を開始するとき前記第２把持ハンドで当該包装材を把持した後で前記包装材を引き出し、引き出された前記包装材に対して前記第１把持ハンドで当該包装材の一部を把持し、前記第１把持ハンドが前記包装材を把持した後に、前記第２把持ハンドは前記包装材の把持を解除し、前記シャトルの周回に応じて前記無限軌道の内側から前記第１把持ハンドが退避し、前記シャトルが周回して前記被包装物を包装する前記包装材の一部が重なったとき以降に、前記第１把持ハンドは前記包装材の把持を解除することが好ましい。
また、上記（１１）の包装材の端末処理方法では、前記被包装物に対する包装処理を完了するとき前記第１把持ハンドと第２把持ハンドで当該包装材を把持した後で、前記第１把持ハンドと第２把持ハンドの間に位置する前記包装材の一部をカット機構で切断し、前記包装材を切断した後で、前記包装材の端末を把持する前記第２把持ハンドを前記被包装物に対して接近させるとともに、前記第２クランプ装置の添付機構で前記包装材の端末を既に前記被包装物に包装された包装材上に添加することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、包装材を搭載して動力源を内蔵しない軽量なシャトルが無限軌道を周回するので、構造が簡単であっても迅速で且つ正確に包装材を被包装物に包装することが可能となる。
又は、本発明によれば、引き出される一部の包装材にかかる張力を一定にすることができるので、無限軌道を周回するシャトルの位置に関わらず包装材の緩みを抑制することができ、過大なテンションによるフィルムの破断を防ぐことができる。これにより、構造を複雑化させることなく引き出される包装材の緩みを有効に抑制することが可能となる。
又は、本発明によれば、包装材の姿勢が一様でないとしても容易に追従が可能であるとともに、切断した包装材の端末のうち余剰材を適切に処置することができる。さらには、切断した包装材の端末のうち残余材についても着実に被包装物に添加することができる。これにより、包装材の端末における処理のバラつきを抑制しつつ信頼性が高い包装を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態にかかる包装装置１を説明する図である。
【図２】実施形態にかかる無限軌道２を説明する図である。
【図３】実施形態にかかる無限軌道２の直線部Ｄと曲線部Ｃを示す図である。
【図４】実施形態にかかるシャトル３の構成図である。
【図５】実施形態にかかる包装材Ｌの張力制御方法を説明する図である。
【図６】実施形態にかかる第１クランプ装置６０の構成図である。
【図７】実施形態にかかる第２クランプ装置７０の構成図である。
【図８】実施形態にかかる包装処理方法の基準フローを示すフローチャートである。
【図９】実施形態にかかる包装処理方法のうち第１開始シーケンスを示すフローチャートである。
【図１０】実施形態にかかる包装処理方法のうち第２開始シーケンスを示すフローチャートである。
【図１１】実施形態にかかる包装処理方法のうち開始時における状態遷移を説明する図である。
【図１２】実施形態にかかる包装処理方法のうち終了シーケンスを示すフローチャートである。
【図１３】実施形態にかかる包装処理方法のうち終了時における状態遷移を説明する図である。
【図１４】変形例１にかかる添付機構７４を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、以下の説明中において適宜Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向をそれぞれ規定したが、本発明の権利範囲を意図的に限定又は減縮するものでない。なお以下で詳細に説明する特徴的な構造以外の構造については、例えば上述した特許文献１乃至４など他の公知の包装装置で用いられる構造を参照してもよい。
【００２３】
≪実施形態≫
＜包装装置１の構成＞
図１は本発明の実施形態にかかる包装装置１を示す模式図である。
同図から明らかなとおり、本実施形態にかかる包装装置１は、少なくとも一部で開閉が可能な無限軌道２と、この無限軌道２上で周回可能なシャトル３と、このシャトル３に搭載されて包装材Ｌ（後述）を保持する包装材供給装置４と、この包装材Ｌにより包装される被包装物Ｓを支持する支持装置５と、を少なくとも具備している。
また、図１（ｂ）に特に示されるように、本実施形態の包装装置１は、包装材Ｌの端末を処理するための第１クランプ装置６０および第２クランプ装置７０を含んで構成されている。なお、図１では説明の便宜上、１つのシャトル３が描かれているが、これに限られず２つ以上の任意の数のシャトル３（及び包装材供給装置４）が無限軌道２上で周回される形態であってもよい。
【００２４】
本実施形態で用いられる被包装物Ｓには特に制限はないが、好適な被包装物Ｓの例として例えば上記したロール状に巻かれた鋼板、金属線の束などの線材コイルが挙げられる。なお本実施形態でいう包装装置は、フィルムや紙材で被包装物Ｓを巻き付けるための装置をいい、被包装物Ｓを結束するための結束装置をも含む概念である。
また、包装材Ｌは、上述した被包装物Ｓを拘束するための材料であれば種々適用が可能であり、例えば公知の延伸性樹脂フィルムや拘束用途の弾性変形可能な紙材などが挙げられる。
【００２５】
無限軌道２は、金属製の構造体であって、閉鎖経路を形成する環状軌道を有する。この無限軌道２は、上記した環状軌道に沿って配置されてシャトル３を駆動させるための種々の部材（後述する所定のピッチで夫々配置されて回転可能な複数のスプロケット２１など）を備えている。換言すれば、本実施形態の無限軌道２は、少なくとも一部で開閉が可能であって、所定のピッチで各々配置されて回転可能な複数のスプロケットを備えている。
シャトル３は、無限軌道２上を周回可能な構造体であって、例えば一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００など）やアルミニウムなどの金属で形成されている。そしてシャトル３は無限軌道２内に設置された駆動部からの推力が伝達される従動チェーン３３などを備えている。
包装材供給装置４は、シャトル３に搭載されるとともに、上述した包装材Ｌを支持してシャトル３の周回に伴って包装材Ｌを引き出すことができる。また、包装材供給装置４は、引き出される包装材Ｌの一部に生ずる張力が一定となるように維持する張力制御機構４１を備えている。換言すれば、本実施形態の包装材供給装置４は、シャトル３に搭載されるとともに、シャトル３の周回に伴って引き出される包装材Ｌを保持する機能を有している。この包装材供給装置４は、後に別途図面を用いて詳述される。
【００２６】
支持装置５は、無限軌道２を支持する第１支持部５１と、上述した被包装物Ｓを回転可能に支持する第２支持部５２を備えた構造体であり、例えば一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００など）や機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃなど）等の金属からなるフレーム構造で構成されている。換言すれば、本実施形態の支持装置５は、少なくとも一部が無限軌道２に包囲される被包装物Ｓを支持する機能を有している。また、支持装置５には、後述する駆動チェーン２２や開閉機構２３、被包装物支持部５２などを駆動するための不図示の制御装置５３が搭載されている。そして作業者は、制御装置５３に備えられたタッチパネル式表示部などを操作することにより、この駆動チェーン２２や開閉機構２３、被包装物支持部５２を駆動制御する。
【００２７】
第１支持部５１は、無限軌道２の下側の二箇所において、ネジなどの公知の締結部材を介して無限軌道２を固定している。また、第２支持部５２は、被包装物Ｓを回転可能に支持する一対のローラーを含んで構成されている。
一方、支持装置５内には電動モータ５４が搭載され、上述した制御装置５３の制御の下で電動モータ５４を介して被包装物支持部５２を回転させることにより、包装処理中に被包装物Ｓが順次回転して適切なラッピングが可能となっている。なお、この電動モータ５４は不図示の商用電源と接続されて電力が適宜供給されるようになっている。
【００２８】
第１クランプ装置６０は、包装材Ｌの少なくとも一部をクランプ可能である。後述のとおり、本実施形態の第１クランプ装置６０は、包装材Ｌの切断位置を基準とした場合に余剰材となる側の包装材Ｌを把持することが可能となっている。この第１クランプ装置６０は、Ｙ方向に関して進退移動が可能であるとともに、Ｙ軸周りに回転可能に構成されている。そして後述する包装処理の際には、第１クランプ装置６０のクランプ部６３は、Ｙ方向に関して無限軌道２内の位置と無限軌道２内から離脱した位置との間で移動が可能となっている。
なお第１クランプ装置６０の詳細な構成は、後に図６を用いて詳述する。
【００２９】
第２クランプ装置７０は、包装材Ｌの少なくとも一部をクランプ可能である。後述のとおり、本実施形態の第２クランプ装置７０は、包装材Ｌの切断位置を基準とした場合に残余材となる側の包装材Ｌを把持することが可能となっている。この第２クランプ装置７０は、典型的には６自由度のロボットハンドの先端に設けられ、無限軌道２内外で任意の位置および姿勢を取ることが可能となっている。そして後述する包装処理の際には、第２クランプ装置７０は、第１クランプ装置６０と協働して包装材Ｌの端末処理を実行することが可能となっている。
なお第２クランプ装置７０の詳細な構成は、後に図７を用いて詳述する。
【００３０】
次に図１および２を用いて、本実施形態に係る無限軌道２の詳細な構造について説明する。
なお、図２（ａ）は無限軌道２のうち直線部Ｄにおける部分斜視図を示し、図２（ｂ）は曲線部Ｃにおける部分斜視図を示し、図２（ｃ）は無限軌道２における直線部Ｄと曲線部Ｃの位置関係を示している。
本実施形態の無限軌道２は、構造躯体としてのフレーム２０、フレーム２０内で回転可能に接地される複数のスプロケット２１、このスプロケット２１を回転させるための駆動チェーン２２、この無限軌道２の一部を開閉させるための開閉機構２３、および駆動チェーン２２を駆動させる電動モータ２４などを含んで構成されている。
【００３１】
フレーム２０は、例えば一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００など）や機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃなど）等の金属で構成され、その内周側には複数のスプロケット２１や駆動チェーン２２などが設置される。
スプロケット２１は、例えば一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００など）や機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃなど）等の金属をプレス加工や切削加工などすることにより製造され、上述したとおり直線部Ｄ内で設置される第１スプロケット２１ａ（図２（ａ））と、曲線部Ｃ内に配置される第２スプロケット２１ｂ（図２（ｂ））とを含んで構成されている。換言すれば、本実施形態の第１スプロケット２１ａは、直線部Ｄに配置されるとともに第１従動チェーン（後述）に対応している。また、第２スプロケット２１ｂは、曲線部Ｃに配置されるとともに第２従動チェーン（後述）に対応している。
【００３２】
駆動チェーン２２は、Ｘ方向に沿って複数設けられ、無限軌道２の上記した閉鎖経路に沿って千鳥状態で（一方の駆動チェーン２２の始端と他方の駆動チェーン２２の終端の一部とがＹ方向に関して互いに重複するように）配置されている。なお、この駆動チェーン２２は、電動モータ２４（図１参照）からの動力を受けてスプロケット２１を回転駆動させることが可能となっている。図２（ａ）や（ｂ）に示されるように、駆動チェーン２２は一対の駆動用スプロケット２５と噛み合っており、この駆動用スプロケット２５と同軸で一体となっているスプロケット２１が駆動チェーン２２の駆動により回転する仕組みとなっている。なお、この電動モータ２４も上述した商用電源と接続されて電力が適宜供給されるようになっている。
開閉機構２３は、被包装物Ｓを無限軌道２に対して着脱する際に、開口端部Ｅ（図１参照）を境にして無限軌道２の一部を不図示のモータを介して開閉させる機構である。このモータも、上記した商用電源と接続されている。なお、開閉機構２３はモータを介さずに上記した無限軌道２の一部を開閉させてもよい。
【００３３】
なお本実施形態では、第１の線Ｒ１（後述）上に配置される第１スプロケット２１ａのＹ方向における位置（以下、「第１配置形態」とも称する）は、第２の線Ｒ２（後述）上に配置される第２スプロケット２１ｂのＹ方向における位置（（以下、「第２配置形態」とも称する））と異なっている。
より詳細には、図３に示されるとおり、曲線部Ｃにおいては、Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面およびＣ−Ｃ断面で示されるように第２スプロケット２１ｂが第２配置形態で配置されている。一方で、直線部Ｄにおいては、Ｄ−Ｄ断面およびＥ−Ｅ断面で示されるように第１スプロケット２１ａが第１配置形態で配置されている。
【００３４】
次に図４及び図５を用いて、本実施形態に係るシャトル３及び包装材供給装置４の詳細な構造について説明する。
まず図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、本実施形態のシャトル３は、基台３１と、基台３１内に配置される従動チェーン３３（３３ａ、３３ｂ）を含んで構成されている。さらにシャトル３は、基台３１上に包装材供給装置４を支持可能となっている。
基台３１は例えば一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００など）やアルミニウムなどの金属で構成され、基台３１の上面には不図示の締結部材を介して包装材供給装置４が固定される。また、基台３１の下面にはチェーンマウンター３２を介して一組の従動チェーン３３が設置される。
【００３５】
従動チェーン３３は、第１の線Ｒ１上に配置されて第１スプロケット２１ａに連動する第１従動チェーン３３ａと、第１の線Ｒ１とは異なる第２の線Ｒ２上に配置されて第２スプロケット２１ｂに連動する第２従動チェーン３３ｂを含んでいる。
本実施形態では、第１スプロケット２１ａは無限軌道２の直線部Ｄ（図１参照）に配置されているので、図４（ｂ）に示すように第１従動チェーン３３ａはその外形が直線状となっている。一方、第２スプロケット２１ｂは無限軌道２の曲線部Ｃ（図１参照）に配置されているので、図４（ｃ）に示すように第２従動チェーン３３ｂは曲線部Ｃに倣うようにその外形形状は曲線状となっている。
【００３６】
なお、図４（ｂ）および（ｃ）に示されるように、本実施形態では、シャトル３の進行方向（Ｘ方向）に関し、第１従動チェーン３３ａのＸ方向における長さは、第２従動チェーン３３ｂのＸ方向における長さよりも短くなっている。これによりシャトル３は直線部Ｄでは安定して直線移動ができるとともに、曲線部Ｃでは直線部Ｄからの切り替えがスムーズにガタ付き無く行うことが可能となる。なお、第１チェーンマウンター３２ａのＸ方向における長さは、第２チェーンマウンター３２ｂのＸ方向における長さと同じにしてもよいし、第２チェーンマウンター３２ｂのＸ方向における長さよりも長くしてもよい。
【００３７】
また、本実施形態のチェーンマウンター３２は、従動チェーン３３に対応した形状を備えている。すなわちチェーンマウンター３２は、第１従動チェーン３３ａを搭載する平板状（表面が平面状）の第１チェーンマウンター３２ａと、第２従動チェーン３３ｂを搭載する蒲鉾状（スプロケット２１に向けて凸状の表面を有し、この表面は上述した所定の曲率半径に対応する曲面である）の第２チェーンマウンター３２ｂとを含んで構成されている。
【００３８】
なお、本実施形態では隣り合う第２スプロケット２１ｂ間の距離Ｐ２（図４（ｃ）参照）は、第２従動チェーン３３ｂの進行方向（Ｘ方向）における長さよりも短くなっている。従って、シャトル３が無限軌道２上を周回する際に推進力が途切れなく第２スプロケット２１ｂを通じて伝達されることになっている。
また、直線部Ｄにおいても、隣り合う第１スプロケット２１ａ間の距離Ｐ１（図４（ｂ）参照）は、第１従動チェーン３３ａの進行方向（Ｘ方向）における長さよりも短くなっている。従って、シャトル３が無限軌道２上を周回する際に、直線部Ｄにおいても推進力が途切れなく第１スプロケット２１ａを通じて伝達されることになる。
【００３９】
また、図４（ｄ）に示すように、本実施形態では、無限軌道２のうち曲線部Ｃにおいては、シャトル３側の第１従動チェーン３３ａはスプロケット２１とは噛み合っておらず、フリーの状態となっている。一方で駆動チェーン２２が駆動することで回転する第２スプロケット２１ｂと第２従動チェーン３３ｂとが噛み合っており、これによりシャトル３は進行方向への推力を得て無限軌道２上を周回可能となっている。
【００４０】
図４（ｅ）、（ｆ）及び図５（ａ）に示されるように、包装材供給装置４は、公知の締結部材などを介してシャトル３の基台３１に搭載（固定）され、シャトル３が無限軌道２上を移動することにより包装材Ｌの一部が引き出されて被包装物Ｓが包装される仕組みとなっている。
より具体的に本実施形態の包装材供給装置４は、包装材Ｌを回転可能に支持する支持部４１を有するとともに、シャトル３の周回に伴って支持部４１に支持された包装材Ｌの一部を引き出す機能を備えている。
【００４１】
支持部４１は、シャトル３の基台３１上に搭載（固定）されてなり、例えば中空又は中実の金属棒がベアリングなどの公知の軸受を介して回転可能に支持された構造となっている。
そして本実施形態の包装材供給装置４は、引き出される包装材Ｌの一部に生ずる張力が一定となるように維持する張力制御機構４２を更に備えていることが特徴の１つとなっている。
【００４２】
張力制御機構４２は、ロール部材４２ａと、回動部材４２ｂと、減速機構４２ｃと、を含んで構成されている。
なお、本実施形態においては、シャトル３には包装材供給装置４のスプリング部材４３が搭載されている。これにより、外部から動力の伝達を受けることなくスプリング部材４３によってロール部材４２ａを包装材Ｌに押し付けることができるとともに、回動部材４２ｂによってロール部材４２ａを半径方向Ｒに移動させることが可能となっている。
【００４３】
ロール部材４２ａは、支持部４１に支持された包装材Ｌと接触して包装材Ｌの一部を巻き込む機能を有している。本実施形態のロール部材４２ａは、例えば金属又は樹脂などの棒状部材が公知の軸受を介して回転可能に回動部材４２ｂに支持されている。そしてロール部材４２ａのうち包装材Ｌと接触する接触面は、機械又は薬品による研磨処理などの表面加工が施されており、この接触面における摩擦係数がμ０となっている。また、図５（ｂ）に示されるように、引き出された包装材Ｌがロール部材４２ａを介して引き出される方向が転換される程度に、支持部４１に支持された包装材Ｌと接触して包装材Ｌの一部を巻き込むように構成されている。
【００４４】
回動部材４２ｂは、例えば基台３１上に回動可能に配置され、上記したとおりロール部材４２ａを支持する機能を備えている。このように回動部材４２ｂはロール部材４２ａを支持しつつ基台３１上で回動可能であり、さらにこのロール部材４２ａはスプリング部材４３により包装材Ｌ側に押し付けられている。これにより回動部材４２ｂは、包装材Ｌの外径変化に追従してロール部材４２ａを包装材Ｌの半径方向Ｒに移動させることが可能となっている。換言すれば、本実施形態の回動部材４２ｂは、ロール部材４２ａを支持し、包装材Ｌの外径変化に追従してロール部材４２ａを包装材Ｌの半径方向に移動させることが可能となっている。
【００４５】
減速機構４２ｃは、例えば回動部材４２ｂに搭載されて、包装材Ｌの一部が引き出される方向と逆向きの方向に減速を与える機能を備えている。なお、この減速機構４２ｃは、回動部材４２ｂに搭載される例に限定されず、例えばロール部材４１ａや基台３１に搭載されていてもよい。
ここで本実施形態の減速機構４２ｃは、図５（ｂ）に示すように、ロール部材４１ａの回転を抑制するブレーキ機構Ｂｒを含んで構成されている。このブレーキ機構Ｂｒとしては、例えば自動車や自転車などにも適用されているディスクブレーキが例示でき、ロール部材４２ａの少なくとも一端面に設置される。そして図５（ｂ）に示すとおり、ロール部材４２ａを所定の圧を以って挟持することで、ブレーキ機構Ｂｒはロール部材４２ａの回転に所定の減速効果を付与することが可能となっている。
【００４６】
なお、包装材供給装置４は、前記張力制御機構の後段に配置されて、引き出された前記包装材の一部に生じた緩みを解消するルーパー部材４４をさらに有していることが好ましい。これにより、無限軌道２をシャトル３で周回する際にどうしても包装材Ｌが撓んでしまうときがある場合であっても、このルーパー部材４４が緩衝作用（バッファ作用）を発揮して上記した緩みによるシワの発生などを抑制することができる。
また、包装材供給装置４は、上記以外にもガイドローラーなど上述した特許文献などにも用いられる公知の構成を含んでいてもよいが、ここではその説明は省略する。
【００４７】
次に図５（ｃ）を用いて、張力制御機構４２によって引き出される包装材Ｌの一部に生ずる張力が一定となる原理について説明する。なお、この張力制御機構４２を用いた包装材Ｌの張力制御方法では、まずシャトル３の周回に伴って包装材Ｌの一部が引き出され、次にこの引き出された包装材の一部を巻き込むロール部材４２ａを包装材Ｌに押し付け、そして包装材Ｌの一部が引き出されることによって生じた包装材Ｌの外径変化に追従させてロール部材４２ａを移動させることで包装材Ｌの一部に生ずる張力を一定の値に維持することが行われる。
すなわち、図５（ｃ）に示すとおり、支持部４１に支持された包装材Ｌの一部が包装材供給装置４により引き出されたことを想定する。
このとき、引き出された包装材Ｌは、ロール部材４２ａの接触面に倣って引き出し方向を変化させながら、後段に設置される部材（上記したルーパー部材４４など）へと引き出されていく。
【００４８】
また、本実施形態では、減速機構４２ｃ（ブレーキ機構Ｂｒ）がロール部材４２ａに対して一定の圧力でブレーキをかけており、ロール部材４２ａの回転に対して逆向きの力（減速する方向の力）がロール部材４２ａに付与されている。
ここで図５（ｃ）に示すように、支持部４１から引き出された包装材Ｌにかかる張力をＴ１とし、引き出された包装材Ｌがロール部材４２ａの接触面と接触する角度をθとする。すると、上述したとおりロール部材４２ａの上記接触面は摩擦係数がμ０であるので、ロール部材４２ａを経て引き出された包装材Ｌにかかる張力Ｔ２は以下に示す式（１）で表現される。
【００４９】
［数１］
Ｔ２＝ｅμ０θ・Ｔ１  ・・・（１）
【００５０】
なお、上記した特許文献２を含む従来の包装材供給装置においては、包装材Ｌを使用するに伴って包装材Ｌの径が変化するので、この包装材Ｌの残量に応じてＴ１の値は変化する。
これに対して本実施形態では、包装材Ｌの使用によってその径が変化したとしても、回動部材４２ｂとスプリング部材４３の作用により、ロール部材４２ａは包装材Ｌの最外周面に常時接近していることができる。
【００５１】
これにより、支持部４１から引き出された際の包装材Ｌにかかる張力Ｔ１の値は実質的に変化せずほぼ一定の値を取ることができるとともに、引き出された包装材Ｌがロール部材４２ａの接触面と接触する長さは変わらないのでθも一定となる。
したがって、式（１）で表現されるＴ２の値も実質的に変化せず、包装材Ｌの径の変化（すなわち使用の状態）に依らず一定の値となる。
【００５２】
なお、本実施形態では包装材Ｌにおける径の変化を監視せずに張力Ｔ２を一定にする機構を実現したが、この態様に限られない。
例えば包装材Ｌにおける径の変化を検出する公知の厚み検出センサー（光学センサーや超音波測定器、厚みゲージなど）を包装材供給装置４に配置し、この厚み検出センサーの検出結果に応じて減速機構４２ｃ（ブレーキ機構Ｂｒ）がロール部材４２ａに付与する圧力を調整してもよい。
【００５３】
これにより、張力Ｔ１が変化したとしても、この変化に応じて減速機構４２ｃ（ブレーキ機構Ｂｒ）によるブレーキ度合を変化させることで張力Ｔ２を一定の値に維持することが可能となる。
また、減速機構４２ｃ（ブレーキ機構Ｂｒ）によるブレーキ度合を変化させる場合には、回動部材４２ｂも省略してもよく、この場合にはロール部材４２ａは半径方向Ｒに移動せず固定して包装材供給装置４に設置される。
【００５４】
次に、図６および図７を用いて本実施形態の第１クランプ装置６０と第２クランプ装置７０の構成について説明する。
まず図６に示すとおり、第１クランプ装置６０は、引き出された包装材Ｌの一部を把持する機能を有し、直動機構６１、回転機構６２、クランプハンド６３、およびカット機構６４を含んで構成されている。この第１クランプ装置６０は、包装材Ｌの端末処理において第２クランプ装置７０と協働する機能を有している。
直動機構６１は、第１クランプ装置６０の「駆動部」に相当し、後述するクランプハンド６３をＹ方向に関して進退移動させる。この直動機構６１としては種々の公知の構成が適用可能であり、例えばモータとベアリングを用いた組み合わせなどが挙げられる。
【００５５】
回転機構６２は、第１クランプ装置６０の「駆動部」に相当し、後述するクランプハンド６３をＹ方向周りに回転させる。この回転機構６２としては種々の公知の構成が適用可能であり、例えばモータとベアリングの組み合わせなどが挙げられる。
このように、本実施形態では、直動機構６１と回転機構６２により駆動部が構成されている。これにより、クランプハンド６３を無限軌道２の内側に対して進退移動させるとともに、進退移動する方向を軸としてクランプハンド６３を回転させることが可能となっている。
【００５６】
クランプハンド６３は、第１クランプ装置６０の「第１把持ハンド」に相当し、包装材Ｌの一部を把持することが可能となっている。なおクランプハンド６３としては種々の公知の挟み機構が適用可能であり、片開きタイプや両開きタイプなど適宜用いることができる。
カット機構６４は、第１クランプ装置６０に搭載され、例えば被包装物Ｓとクランプハンド６３の把持位置の間に位置する包装材の一部を切断する機能を有している。なおカット機構６４としては、例えば物理的に鋭利な刃を用いてもよいし、熱を利用して焼き切るヒートカッティング機構を用いてもよい。
【００５７】
第２クランプ装置７０は、第１クランプ装置６０とは独立して移動制御されるとともに、第１クランプ装置６０が包装材Ｌを把持する位置とは異なる位置で当該包装材Ｌの一部を把持可能である。また、この第２クランプ装置７０は、包装材Ｌの端末処理において第１クランプ装置６０と協働する機能を有している。
具体的に図７に示すとおり、第２クランプ装置７０は、接続端７１、本体７２、クランプハンド７３、添付機構７４、および計測センサー７５を含んで構成されている。
接続端７１は、駆動アームＲＡ（図１参照）と接続される部位であり、例えばボルトなど公知の締結材を介して本体７２側と駆動アームＲＡとが固定される。なお駆動アームＲＡは、クランプハンド７３を６自由度で移動可能であり、例えば６自由度を有するロボットハンドが好適である。また、駆動アームＲＡは、６自由度のロボットハンドでなくともよく他の公知の駆動機構を用いてもよい。
【００５８】
本体７２は、後述するクランプハンド７３や添付機構７４、計測センサー７５などを搭載する。
クランプハンド７３は、第２クランプ装置７０の「第２把持ハンド」に相当し、包装材Ｌの一部を把持することが可能となっている。なおクランプハンド７３としては種々の公知の挟み機構が適用可能であり、片開きタイプや両開きタイプなど適宜用いることができる。
【００５９】
添付機構７４は、第２クランプ装置７０に搭載され、第１クランプ装置６０のカット機構６４で切断された包装材Ｌの端末（残余材）を、既に被包装物Ｓに包装された包装材Ｌ上に添付する機能を有している。より具体的には、本実施形態の添付機構７４はブラシ状であって、端部が本体７２の底面に取り付けられている。この添付機構７４のＹ方向における幅Ｌは、少なくとも包装材Ｌの幅よりも広くなるように設定されている。なお、添付機構７４の具体的な材質は上記したブラシに限られず、例えばヘラ状のプラスチック板や弾性変形可能なゴム板など他の部材を用いてもよい。
計測センサー７５は、被包装物Ｓ又は当該被包装物Ｓに包装された包装材Ｌに対する距離を計測する機能を有している（詳細な動作は後述する）。本実施形態の計測センサー７５は、本体７２に取り付けられて角度調整が可能となっている。この計測センサー７５の機構としては特に制限はなく、例えば光学センサーなど種々の公知のセンサーを適用することができる。
【００６０】
＜包装動作＞
次に、上記した実施形態における包装装置１を用いた包装動作の一例を説明する。
［初期準備］
包装材Ｌを用いて被包装物Ｓをラッピングするに際し、まず作業者は制御装置５３を操作して開閉機構２３を駆動させて無限軌道２の一部を開状態にさせる。
そして開口端部Ｅが開いた状態で、例えば不図示の台車に載置された被包装物Ｓ（上記した線材コイルなど）を被包装物支持部５２上に載置する。このとき、被包装物Ｓの少なくとも一部は、無限軌道２の内側に挿入された状態（図２など参照）となっている。
【００６１】
被包装物Ｓが被包装物支持部５２に載置された後は、開閉機構２３によって開状態である無限軌道２の一部を閉じることで上記した閉鎖経路が形成される。
一方で、シャトル３に固定された包装材供給装置４の包装材支持軸４１には、被包装物Ｓを包装するための包装材Ｌが、その端末が少しだけ引き出された状態で設置される。なお、この包装材Ｌの設置方法としては種々の方法が適用可能であり、例えばフォークリフトやクレーンなどの搬送用機械を用いて設置してもよいし人力によって包装材Ｌを包装材支持軸４１に設置してもよい。
【００６２】
包装材Ｌと被包装物Ｓがそれぞれ設置された後、図８に示す基準フローに則って包装材Ｌを用いた被包装物Ｓへの包装処理がなされる。
［包装処理］
すなわち、まずステップ１として、フィルム（包装材Ｌ）交換後の最初の包装か否かが判断される。後述のとおり、包装材Ｌを使い切るまでに複数個の被包装物Ｓをラッピングすることもある。包装材Ｌを最初に使うときは、二回目以降と動作が異なるため本ステップで最初の包装か否かを判断しているのである。
【００６３】
ステップ１で最初の包装であると判断されたときは、第１開始シーケンスが制御装置５３によって実行される（ステップ２）。
本実施形態の第１開始シーケンスについて、図９及び図１１を用いて具体的に説明する。
最初に、第１把持ハンド（クランプハンド６３）を待機位置（Ｙ方向に直進すれば図１１（ｂ）の位置となる場所）に移動させるとともに、シャトル３を原点位置（例えば無限軌道２のうち下側の直線部Ｄにおける端部。図１１（ａ）参照）へそれぞれ移動させる（ステップ２１）。
次に、図１１（ａ）に示すように、第２把持ハンド（クランプハンド７３）で包装材供給装置４に搭載された包装材Ｌを把持して引き出す処理を行う（ステップ２２）。これにより、包装材Ｌの一部を把持したまま第２把持ハンドは被包装物Ｓの上方へ移動して位置付けられる。
【００６４】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、第２把持ヘッドの位置は固定したままで、第１把持ハンドをクランプ位置へ移動させる（ステップ２３）。このとき、第１把持ハンドは、第２把持ハンドとシャトル３との間に位置付けられている。
続いて、第２把持ハンドが包装材Ｌを把持した状態で第１把持ハンドも包装材Ｌを把持した後に、第１クランプ装置６０のカット機構６４で包装材Ｌの一部を切断する処理を行う（ステップ２４）。
ステップ２４で包装材Ｌを切断した後は、図１１（ｃ）に示すように、第２把持ハンドは包装材Ｌの切れ端を把持したまま無限軌道２内から退避し、これと並行して第１把持ハンドは回転機構６２によって回転するとともにシャトル３が無限軌道２内で周回を開始する（ステップ２５）。なお、第２把持ハンドは、上記退避動作の過程において包装材Ｌの切れ端を不図示の排気ボックスに廃棄する動作を行ってもよい。
また、制御装置５３は、シャトル３が周回する動作を行っている最中には第２支持部５２を適宜駆動させて被包装物ＳをＸθ方向に回転させる制御を行う。なお、この制御は作業者が目視で操作してもよいし、予めプログラミングして制御装置５３により自動で行ってもよい。
【００６５】
次に、図１１（ｄ）に示すように、シャトル３が無限軌道２内で２周目となる前に、第１把持ハンドは包装材Ｌを把持したまま無限軌道２内から外側（例えば−Ｙ方向）へ退避する動作を行う（ステップ２６）。これにより、シャトル３の２周目以降において、シャトル３と第１クランプ装置６０（第１把持ハンドなど）とが衝突することを回避することが可能となる。
続いて、図１１（ｅ）に示すように、シャトル３が２周目に入った後で、第１把持ハンドは包装材Ｌの把持を解放する（ステップ２７）。より具体的には、包装材Ｌが被包装物Ｓに対して二重に重なる部位が出た以降に、第１把持ハンドは包装材Ｌの把持を解放する動作を行う。これにより、二重に重なった包装材Ｌ同士で摩擦力が働いて被包装物Ｓから包装材Ｌが抜けてしまうことが抑制される。
なお、上記把持を解放するタイミングとしては、シャトル３が上記原点位置を基準として二周目に入った後、且つ、シャトル３が無限軌道２のうち下側の直線部（被包装物Ｓの内部を通過する軌道）に入った後となることが好ましい。
そしてステップ２７で第１把持ハンドが包装材Ｌを解放した後は、図１１（ｆ）に示すように、シャトル３が無限軌道上を所定の回数だけ周回する（ステップ２８）。この「所定の回数」は、被包装物Ｓの大きさや包装の厚みなどを考慮して適宜設定される。
【００６６】
なお、シャトル３が無限軌道２内を周回するに際しては、制御装置５３によりモータ２４を駆動させ、その動力を駆動チェーン２２に伝達させる。そして駆動チェーン２２の駆動に伴って、無限軌道２内に配置された複数のスプロケット２１（第１スプロケット２１ａおよび第２スプロケット２１ｂ）がそれぞれ回転運動を開始する。
すると、回転するスプロケット２１と噛み合っている従動チェーン３３を備えたシャトル３は、無限軌道２上で周回移動を開始する。なお、本実施形態では曲線部Ｃにおいては第２従動チェーン３３ｂが曲線部Ｃの曲率半径と同様に曲がっているため、スプロケット２１ｂからの推力が高い効率で第２従動チェーン３３ｂへ伝達される。
このようにしてシャトル３が無限軌道２上における移動を継続して周回することで、包装材供給装置４から供給される包装材Ｌが被包装物Ｓに巻き付き、被包装物Ｓがラッピングされる。
このとき、上記した張力制御機構４２の作用により、ロール部材４２ａを経て引き出された包装材Ｌにかかる張力Ｔ２はほぼ一定の値となっており、これにより被包装物Ｓに包装材Ｌをシワ無くラッピングすることが可能となっている。
【００６７】
図８の基準フローに戻って説明を継続する。
ステップ１で最初の包装でないと判定された場合（すなわち被包装物Ｓは交換したが包装材Ｌは続けて使用する場合）、第２開始シーケンスが制御装置５３で実行される（ステップ３）。
以下、本実施形態の第２開始シーケンスについて、図１０及び図１１を用いて具体的に説明する。
まず第２開始シーケンスの開始前、すなわち被包装物Ｓを交換した直後においては、シャトル３および第１把持ハンドは終了位置（例えば前回の包装処理を終えた際の位置。図１３（ｄ））にそれぞれ位置している。
【００６８】
そして、第２開始シーケンスが開始すると、シャトル３が上記終了位置から無限軌道２上で周回を開始する（ステップ３１）。
続いて、図１１（ｄ）に示すように、シャトル３が無限軌道２内で２周目となる前に、第１把持ハンドは包装材Ｌを把持したまま無限軌道２内から外側（例えば−Ｙ方向）へ退避する動作を行う（ステップ３２）。これにより、シャトル３の２周目以降において、シャトル３と第１クランプ装置６０（第１把持ハンドなど）とが衝突することを回避することが可能となる。
【００６９】
続いて、図１１（ｅ）に示すように、シャトル３が２周目に入った後で、第１把持ハンドは包装材Ｌの把持を解放する（ステップ３３）。より具体的には、包装材Ｌが被包装物Ｓに対して二重に重なる部位が出た以降に、第１把持ハンドは包装材Ｌの把持を解放する動作を行う。これにより、二重に重なった包装材Ｌ同士で摩擦力が働いて被包装物Ｓから包装材Ｌが抜けてしまうことが抑制される。なお、上記把持を解放するタイミングとしては、シャトル３が上記原点位置を基準として二周目に入った後、且つ、シャトル３が無限軌道２のうち下側の直線部（被包装物Ｓの内部を通過する軌道）に入った後となることが好ましい。
そしてステップ３３で第１把持ハンドが包装材Ｌを解放した後は、図１１（ｆ）に示すように、シャトル３が無限軌道上を所定の回数だけ周回する（ステップ３４）。この「所定の回数」は、被包装物Ｓの大きさや包装の厚みなどを考慮して適宜設定される。
【００７０】
再び図８の基準フローに戻って説明を継続する。
ステップ２又はステップ３における開始シーケンスを実行した後は、制御装置５３はシャトル３が所定の回数の周回を終えたか否かを判定する（ステップ４）。そしてステップ４でＮｏの場合には、シャトル３の周回を継続する制御を行う。
一方、ステップ４でＹｅｓの場合、制御装置５３は終了シーケンスを実行する（ステップ５）。
【００７１】
ここで本実施形態の終了シーケンスについて、図１２及び図１３を用いて具体的に説明する。
まず終了シーケンスが開始されると、被包装物Ｓと第２把持ハンドとの距離を計測する（ステップ５１）。より具体的には、図１３（ａ）に示すとおり、シャトル３が無限軌道２を周回している中において、第２クランプ装置７０の計測センサー７５を被包装物Ｓの近傍に近づけて計測を行う。これにより、後述する添付処理が精度よく実行可能となる。
【００７２】
続いて計測センサー７５の計測が完了した後、図１３（ｂ）に示す終了位置までシャトル３を移動させて停止する（ステップ５２）。なお、上記した終了位置としては、無限軌道２の上側軌道であって被包装物Ｓの上方が好ましいが、後述する添付処理が可能な限りにおいて特にこの位置に制限されるものではない。これ以降、シャトル３は終了位置で停止したままとなる。
【００７３】
次いで、図１３（ｂ）に示すとおり、停止しているシャトル３と被包装物Ｓとの間に第１把持ハンドと第２把持ハンドが挿入され、これら第１把持ハンドと第２把持ハンドで包装材Ｌが把持される（ステップ５３）。なお、図１（ａ）からも明らかなとおり、第１把持ハンドは無限軌道２に対して−Ｙ側から挿入される一方で、第２把持ハンドは無限軌道２に対して＋Ｙ側から挿入される。
また、図１３（ｂ）のとおり、第２クランプ装置７０が包装材Ｌを把持するときは、添付機構７４が添付処理を行えるよう当該添付機構７４を下方に向けることが好ましい。
【００７４】
第１把持ハンドと第２把持ハンドで包装材Ｌが把持した後は、第１クランプ装置６０のカット機構６４を用いて包装材Ｌを切断する処理を行う（ステップ５４）。このとき、第１クランプ装置６０の第１把持ハンドは、包装材Ｌの把持を維持している。
カット機構６４による切断処理が完了した後は、図１３（ｃ）のとおり、添付機構７４で包装材Ｌの端末を被包装物Ｓに添付する処理を行う（ステップ５５）。より具体的には第２クランプ装置７０の駆動アームＲＡは、図１３（ｃ）で示した軌跡に基づいて添付機構７４を移動させることで、包装材Ｌの端末が被包装物Ｓ上に既に包装された包装材Ｌに添付される。これにより、包装材Ｌの端末が確実で綺麗に被包装材Ｓに包装されることとなる。
【００７５】
添付機構７５による添付処理が完了した後は、図１３（ｄ）のとおり、第２把持ハンドを無限軌道２内から退避させて待機位置（例えば図１（ａ）で示す位置）まで移動させる（ステップ５６）。
以上の動作によって、包装材供給装置４に支持された包装材Ｌが、シワ無く効率的に被包装物Ｓに対して包装されることが可能となる。
【００７６】
このように本実施形態における包装材Ｌの端末処理方法は、整理すれば以下の特徴を含んでいるとも言える。
・第１クランプ装置６０の第１把持ハンドを用いて包装材Ｌの本体（支持部４１に支持された部位）と被包装物Ｓの間に位置する包装材Ｌの一部を把持すること
・第２クランプ装置７０の第２把持ハンドを用いて第１把持ハンドとは異なる位置で当該包装材Ｌの他の一部を把持すること
【００７７】
また、被包装物Ｓに対する包装処理を開始するときは、以下の態様で包装処理が実行されてもよい。
・第２把持ハンドで当該包装材Ｌを把持した後で包装材Ｌを引き出すこと
・引き出された包装材Ｌに対して第１把持ハンドで当該包装材の一部を把持すること
・第１把持ハンドが包装材Ｌを把持した後に第２把持ハンドは包装材Ｌの把持を解除し、シャトル３の周回に応じて無限軌道２の内側から第１把持ハンドが退避すること
・シャトル３が周回して被包装物Ｓを包装する包装材Ｌの一部が重なったとき以降に、第１把持ハンドは包装材Ｌの把持を解除すること
【００７８】
また、被包装物Ｓに対する包装処理を完了するときは、以下の態様で包装処理が実行されてもよい。
・第１把持ハンドと第２把持ハンドで当該包装材Ｌを把持した後で、第１把持ハンドと第２把持ハンドの間に位置する包装材Ｌの一部をカット機構で切断すること
・包装材Ｌを切断した後で、包装材Ｌの端末を把持する第２把持ハンドを被包装物Ｓに対して接近させるとともに、添付機構７４で包装材Ｌの端末（残余材）を既に被包装物Ｓに包装された包装材Ｌ上に添加すること
【００７９】
本実施形態によれば、包装材Ｌを搭載して動力源を内蔵しない軽量なシャトル３が無限軌道２を周回するので、構造が簡単であっても迅速で且つ正確に包装材Ｌを被包装物Ｓに包装することが可能となる。さらに、引き出される一部の包装材Ｌにかかる張力を一定にすることができるので、無限軌道２を周回するシャトル３の位置に関わらず包装材Ｌの緩みを抑制することができる。さらに、互いに協働する第１クランプ装置６０と第２クランプ装置７０を用いて包装材Ｌの端末における処理を行うので、包装材Ｌの端末のバラつきを抑制しつつ信頼性が高い包装を実現することが可能となる。
【００８０】
なお上記した実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。以下、上述した実施形態に適用が可能な変形例について説明する。なお、以下の変形例においては、既述の構成と同じ機能・作用を奏するものは同じ参照番号を付し、その説明は適宜省略する。
【００８１】
＜変形例１＞
図１４は、本発明の変形例１にかかる張力制御機構を示す模式図である。
上記した実施形態では、図７に示されるとおり、添付機構７４は、クランプハンド７３が包装材Ｌを把持したときに、添付機構７４が当該包装材Ｌとほぼ平行になるように本体７２に設けられていた。
これに対して変形例１では、クランプハンド７３に把持された包装材Ｌと添付機構７４が非平行となっていることに特徴がある。
【００８２】
これにより、図１４に示すとおり、添付処理の際には被包装物Ｓに向けて移動する際に、添付機構７４が移動方向に対してθだけ斜めに傾くことになる。
なお、上記した傾きθは任意の角度を設定することができる。
そして変形例１によれば、添付機構７４が添付処理における移動方向に対して斜めに傾いているため、包装材Ｌの端末をより綺麗に被包装物Ｓに添付することが可能となる。
【００８３】
以上説明した実施形態によれば、引き出される一部の包装材にかかる張力を一定にすることができるので、無限軌道を周回するシャトルの位置に関わらず包装材の緩みを抑制することができる。
なお、上記した実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上説明したように、本発明の包装装置は、構造が簡単でいて且つシワの無い包装が実現可能な包装装置やシステムを構築するのに適している。
【符号の説明】
【００８５】
１  包装装置
２  無限軌道
３  シャトル
４  包装材供給装置
５  支持装置
２０  フレーム
２１  スプロケット
２２  駆動チェーン
２３  開閉機構
２４  電動モータ
２５  駆動用スプロケット
３１  基台
３２  チェーンマウンター
３３  従動チェーン
４１  支持部
４２  張力制御機構
４２ａ  ロール部材
４２ｂ  回動部材
４２ｃ  減速機構
４３  スプリング部材
４４  ルーパー部材
５１  第１支持部
５２  第２支持部
５３  制御装置
５４  電動モータ
６０  第１クランプ装置
６１  直動機構
６２  回転機構
６３  クランプハンド（第１把持ハンド）
６４  カット機構
７０  第２クランプ装置
７１  接続端
７２  本体
７３  クランプハンド（第２把持ハンド）
７４  添付機構
７５  計測センサー
Ｌ    包装材
Ｓ    被包装物
Ｅ    開口端部
Ｂｒ  ブレーキ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月17日(2016.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装材を搭載するシャトルが無限軌道上で周回することで被包装物に対して包装を行う包装装置における包装材の端末処理システムであって、
引き出された前記包装材の一部を把持可能な第１クランプ装置と、
前記第１クランプ装置に搭載されて前記包装材の一部を切断するカット機構と、
前記第１クランプ装置とは独立して移動制御されるとともに、前記第１クランプ装置が前記包装材を把持する位置とは異なる位置で当該包装材の一部を把持可能な第２クランプ装置と、
前記第２クランプ装置に搭載されて、前記カット機構で切断された前記包装材の端末を、既に前記被包装物に包装された包装材上に添加する添付機構と、
を備えることを特徴とする包装材の端末処理システム。
【請求項２】
前記第１クランプ装置は、
前記包装材の一部を把持する第１把持ハンドと、
前記第１把持ハンドを前記無限軌道の内側に対して進退移動させるとともに、前記進退移動する方向を軸として前記第１把持ハンドを回転させる駆動部と、
を含む請求項１に記載の包装材の端末処理システム。
【請求項３】
前記第２クランプ装置は、
前記包装材の一部を把持する第２把持ハンドと、
前記第２把持ハンドを６軸自由度で駆動する駆動アームと、
前記被包装物又は当該被包装物に包装された包装材に対する距離を計測する計測センサーと、
を含む請求項１又は２に記載の包装材の端末処理システム。
【請求項４】
包装材を搭載するシャトルが無限軌道上で周回することで被包装物に対して包装を行う包装装置における包装材の端末処理方法であって、
第１クランプ装置の第１把持ハンドで、前記包装材の本体と前記被包装物の間に位置する前記包装材の一部を把持する工程と、
前記第１クランプ装置とは独立して移動制御される第２クランプ装置の第２把持ハンドで、前記第１把持ハンドとは異なる位置で当該包装材の他の一部を把持する工程と、
を有することを特徴とする包装材の端末処理方法。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月18日(2016.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装材を搭載するシャトルが無限軌道上で周回することで被包装物に対して包装を行う包装装置における包装材の端末処理システムであって、
引き出された前記包装材の一部を把持可能な第１クランプ装置と、
前記第１クランプ装置に搭載されて前記包装材の一部を切断するカット機構と、
前記第１クランプ装置とは独立して移動制御されるとともに、前記第１クランプ装置が前記包装材を把持する位置とは異なる位置で当該包装材の一部を把持可能な第２クランプ装置と、
前記第２クランプ装置に搭載されて、前記カット機構で切断された前記包装材の端末を、既に前記被包装物に包装された包装材上に添加する添付機構と、
を備えることを特徴とする包装材の端末処理システム。
【請求項２】
前記第１クランプ装置は、
前記包装材の一部を把持する第１把持ハンドと、
前記第１把持ハンドを前記無限軌道の内側に対して進退移動させるとともに、前記進退移動する方向を軸として前記第１把持ハンドを回転させる駆動部と、
を含む請求項１に記載の包装材の端末処理システム。
【請求項３】
前記第２クランプ装置は、
前記包装材の一部を把持する第２把持ハンドと、
前記第２把持ハンドを６軸自由度で駆動する駆動アームと、
前記被包装物又は当該被包装物に包装された包装材に対する距離を計測する計測センサーと、
を含む請求項１又は２に記載の包装材の端末処理システム。
【請求項４】
包装材を搭載するシャトルが無限軌道上で周回することで被包装物に対して包装を行う包装装置における包装材の端末処理方法であって、
引き出された前記包装材の一部を把持可能な第１クランプ装置と、前記第１クランプ装置に搭載されて前記包装材の一部を切断するカット機構と、前記第１クランプ装置とは独立して移動制御されるとともに、前記第１クランプ装置が前記包装材を把持する位置とは異なる位置で当該包装材の一部を把持可能な第２クランプ装置と、前記第２クランプ装置に搭載されて、前記カット機構で切断された前記包装材の端末を、既に前記被包装物に包装された包装材上に添加する添付機構と、を備える包装材の端末処理システムを用い、
前記第１クランプ装置の第１把持ハンドで、前記包装材の本体と前記被包装物の間に位置する前記包装材の一部を把持する工程と、
前記第１クランプ装置とは独立して移動制御される第２クランプ装置の第２把持ハンドで、前記第１把持ハンドとは異なる位置で当該包装材の他の一部を把持する工程と、
前記カット機構で、前記第１把持ハンドおよび前記第２把持ハンドでそれぞれ把持された前記包装材の一部を切断する工程と、
前記添付機構で、前記カット機構で切断された前記包装材の端末を、既に前記被包装物に包装された包装材上に添加する工程と、
を有することを特徴とする包装材の端末処理方法。
【国際調査報告】
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