(57)【要約】【課題】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。【解決手段】本発明の包装装置は、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た無限軌道と、前記スプロケットから推力が伝達されて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、包装材を回転可能に支持する支持部を有するとともに前記シャトルの周回に伴って前記支持部に支持された前記包装材の一部を引き出す包装材供給装置と、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、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を一定の値に維持する張力制御機構を更に備えることを特徴とする。【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て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、包装材を回転可能に支持する支持部を有するとともに前記シャトルの周回に伴って前記支持部に支持された前記包装材の一部を引き出す包装材供給装置と、
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、
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更に備えることを特徴とする包装装置。
【請求項２】
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、
前記ロール部材に搭載されて、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１に記載の包装装置。
【請求項３】
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２に記載の包装装置。
【請求項４】
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む請求項２又は３に記載の包装装置。
【請求項５】
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する請求項１〜４のいずれか一項に記載の包装装置。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装材で被包装物を包装するための包装装置とこの包装材の張力制御方法に関し、より具体的には線材コイルやロール状鋼板に延伸性フィルムを巻くための包装装置とこの包装装置における包装材の張力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
環状の包装対象物、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に開示された包装装置が知られている。この包装装置では、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、シャッ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。シャットルは、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、シャッ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、シャットルをループ体に沿って移動させることによって、シャッ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】
また、比較的大形の被包装物を包装できるものでありながら簡単な構成で小形にできる包装装置として下記特許文献２がある。この特許文献２によれば、環状軌道の一部を開閉可能に構成し、この環状軌道に台車を乗せ、この台車に包装材供給手段を搭載して包装材コイルから包装材を供給する構成が開示されている。
かかる装置の作動にあたっては、閉鎖した環状軌道内に被包装物の一部を配置して支持手段で支持し、環状軌道に沿って台車駆動手段を設けて台車に連携させつつ台車駆動手段を駆動することにより台車を環状軌道に沿って周回させている。
【０００５】
さらに、環状案内体に沿って移動する移動体とは別個の固定された包装材供給手段によって包装材を供給する包装装置として下記特許文献３が既知である。この特許文献３によれば、被包装物を環状案内体の内部空間内に配置し、包装材供給手段からの包装材を被包装物につけた状態で、移動体を移動体駆動手段によって環状案内体に沿って移動させる。これにより、移動体が被包装物と包装材供給手段との間に延びる包装材を連行しつつ被包装物の周囲を移動することで被包装物を包装材で包装する。
かかる包装装置によれば、環状案内体の外に配置した包装材供給手段の包装材供給源を大きくする場合であっても、これが原因で環状案内体に沿って移動する移動体が環状案内体の内部空間内に配置される被包装物と干渉することはなくなる。
【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】ＷＯ２０００／０４４６２３
【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、上記に示した従来技術の包装装置では、いずれも解決すべき課題を内包している。
すなわちこれら特許文献１乃至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。
【０００８】
例えば特許文献２では、上記した張力が変動することを前提に張力調整ローラーなどを用いているため、この張力調整のための構造が複雑化してしまう。
本発明は、上記した課題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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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て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、包装材を回転可能に支持する支持部を有するとともに前記シャトルの周回に伴って前記支持部に支持された前記包装材の一部を引き出す包装材供給装置と、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、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更に備えることを特徴とする。
【００１０】
なお、上記（１）の包装装置においては、（２）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、前記ロール部材に搭載されて、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。
【００１１】
また、上記（２）の包装装置においては、（３）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（２）又は（３）の包装装置においては、（４）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むことが好ましい。
また、上記（２）又は（３）の包装装置においては、（５）前記減速機構は、前記ロール部材のうち前記包装材の一部が接触する面に施された粗面処理部を含むことが好ましい。
また、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の包装装置においては、（６）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することが好ましい。
【００１２】
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装置における包装材の張力制御方法は、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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかる包装装置１を示す概略正面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる包装装置１を示す概略側面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるシャトル３の概略図であり、それぞれ（ａ）は上面図、（ｂ）及び（ｃ）は断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる無限軌道２の直線部Ｄにおける詳細構造を示す図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる無限軌道２の曲線部Ｃにおける詳細構造を示す図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる無限軌道２とシャトル３とを下方から見た斜視図である。
【図７】本発明の実施形態にかかるシャトル３であって、包装材Ｌを引き出して被包装物Ｓへ包装を行っている際の外観斜視図である。
【図８】本発明の実施形態にかかる包装材供給装置４を搭載したシャトル３の概略構成図である。
【図９】本発明の実施形態にかかる包装材供給装置４のうち張力制御機構４１の動作を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態にかかる包装材供給装置４が包装材Ｌを引き出した際の当該包装材Ｌにかかる張力を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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３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。
【００１６】
≪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を示す概略正面図であり、図２はこの包装装置１を示す概略側面図である。
図１および図２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、を具備している。
なお、図１では説明の便宜上、合計７つのシャトル３が描かれているが、これに限られず少なくとも１つのシャトル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ればよい。
【００１７】
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、例えば公知のストレッチ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。
【００１８】
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。
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。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。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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、包装動作中に被包装物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。
【００２１】
また、図２に示すとおり、本実施形態の包装装置１は、包装材Ｌの少なくとも一部をクランプ可能なクランプ装置６０をさらに具備していてもよい。このクランプ装置６０は、Ｙ方向に関して進退移動が可能である。そして後述する包装動作の際、クランプ装置６０のうち包装材Ｌをクランプするクランプ部位が、Ｙ方向に関して無限軌道２内に位置する第１のクランプ位置（図２参照）と、第１のクランプ位置よりも−Ｙ方向に位置して当該クランプ部位が無限軌道２内から離脱した第２のクランプ位置との間で移動が可能となっている。
【００２２】
次に図３を用いて、本実施形態に係るシャトル３の詳細な構造について説明する。
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。
【００２３】
そして図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、従動チェーン３３は、第１曲線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曲線Ｒ１とは異なる第２曲線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、後述するとおり第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３（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３（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。
【００２４】
なお、図３（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。
【００２５】
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。
【００２６】
次に図４及び５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４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５は曲線部Ｃにおける部分斜視図を示している。
各図から明らかなとおり、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。
【００２７】
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４）と、曲線部Ｃ内に配置される第２スプロケット２１ｂ（図５）とを含んで構成されている。
【００２８】
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４や図５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の一部を不図示の電動モータを介して開閉させる機構である。この電動モータも、上記した商用電源と接続されている。なお、開閉機構２３は電動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。
【００２９】
次に図６を用いて無限軌道２とシャトル３の接続形態を説明する。
例えば上記した無限軌道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。
【００３０】
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３（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。
【００３１】
次に図７〜図９を用いて包装材供給装置４の詳細構造を説明する。
まず図７に、本実施形態のシャトル３に搭載された包装材供給装置４（一例）の外観斜視図を示す。
上述したとおり、この包装材供給装置４は、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。
【００３２】
すなわち包装材供給装置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。
この支持部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。
【００３３】
この張力制御機構４２は、図８及び図９に示すとおり、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。
【００３４】
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９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。
【００３５】
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。
【００３６】
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９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の両端にそれぞれ設置される。そして図９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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に図１０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。
図１０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。
【００３９】
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１０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。
【００４０】
Ｔ２＝ｅμ０θ・Ｔ１  ・・・（１）
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
＜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。
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を用いて開閉機構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。
【００４６】
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が設置されている。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。
【００４７】
包装材Ｌと被包装物Ｓがそれぞれ設置された後、初期設定として包装材Ｌの一部の引き出し作業が行われるとともに包装材Ｌを用いた被包装物Ｓへのラッピングがなされる。
より具体的には、例えば以下のいずれかの方法で上記引き出し作業が実施される。
すなわち、まず第１包装動作としては次の順に従って作業が実施される。
＜第１包装動作＞
まず機械又は人手により包装材Ｌの一部を引き出し、上記した包装材供給装置４内の不図示のテンション調整機構や包装材切断機構を通過させてロール部材４２ａを経てルーパー部材４４まで到達させる。さらにルーパー部材４４から包装材Ｌの一部を更に引き出して被包装物Ｓに固定させる。なお、この固定方法としては特に限定はなく、例えば被包装物Ｓに対して一回りだけ包装材Ｌを巻き付けて固定してもよいし、ピンなどの公知の仮留め部品を用いて一時的に包装材Ｌの一部を被包装物Ｓに固定させてもよい。
【００４８】
続いて作業者は、制御装置５３により電動モータ２４を駆動させ、その動力を駆動チェーン２２に伝達させる。すると、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。
【００４９】
そしてシャトル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。
制御装置５３は、シャトル３が上記周回する動作を行っている最中に適宜電動モータ５４を介して第２支持部５２を駆動させ、これにより被包装物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。
【００５０】
シャトル３が無限軌道２上を所定の回数だけ周回して被包装物Ｓが充分に包装された後は、上記した包装材切断機構により包装材Ｌを切断する。
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。
【００５１】
＜第２包装動作＞
第２の方法としては、次の順に従って作業が実施される。
まず図２の状態にあるクランプ装置６０により、支持部４１に支持された包装材Ｌの一部（始端など）をクランプさせる。次いで、その状態を維持したまま包装材Ｌが被包装物Ｓに接触するようにシャトル３を無限軌道２上で例えば半周〜１周弱ほど周回させる。次いで、クランプ装置６０を後退（図２における−Ｙ方向に移動）させることで、被包装物Ｓと包装材Ｌとの間でクランプ装置６０が挟まれないようにする。
【００５２】
クランプ装置６０が後退した後、シャトル３をさらに１周以上周回させることで被包装物Ｓの周りに包装材Ｌが巻き付くようにする。そして被包装物Ｓに包装材Ｌが巻き付いた後で、クランプ装置６０により包装材Ｌのクランプを解除する。
その後は、目的とするラッピングの厚みに応じてシャトル３が無限軌道２上を周回するとともに、上述したとおり適宜電動モータ５４を介して第２支持部５２が駆動されて被包装物ＳがＸθ方向に回転される制御が行われる。
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。
このように、第１包装動作と第２包装動作のいずれにおいても、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可能となっている。
【００５３】
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】
【００５４】
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】
【００５５】
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  クランプ機構
Ｌ    包装材
Ｓ    被包装物
Ｅ    開口端部
Ｂｒ  ブレーキ機構
【図１】
2017047919.tif 000003
【図２】
2017047919.tif 000004
【図３】
2017047919.tif 000005
【図４】
2017047919.tif 000006
【図５】
2017047919.tif 000007
【図６】
2017047919.tif 000008
【図７】
2017047919.tif 000009
【図８】
2017047919.tif 000010
【図９】
2017047919.tif 000011
【図１０】
2017047919.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月4日(2016.8.4)
【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】
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、包装材を回転可能に支持する支持部を有するとともに前記シャトルの周回に伴って前記支持部に支持された前記包装材の一部を引き出す包装材供給装置と、
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、
前記従動チェーンは、第１曲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曲線とは異なる第２曲線上に配置されて前記スプロケットに連動する第２従動チェーンを含み、
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更に備えることを特徴とする包装装置。
【請求項２】
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、
前記ロール部材に搭載されて、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１に記載の包装装置。
【請求項３】
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２に記載の包装装置。
【請求項４】
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む請求項２又は３に記載の包装装置。
【請求項５】
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する請求項１〜４のいずれか一項に記載の包装装置。
【請求項６】
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に少なくとも一部が包囲される被包装物に対し、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て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、
前記従動チェーンは、第１曲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曲線とは異なる第２曲線上に配置されて前記スプロケットに連動する第２従動チェーンを含み、
前記従動チェーンによる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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
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、包装材を回転可能に支持する支持部を有するとともに前記シャトルの周回に伴って前記支持部に支持された前記包装材の一部を引き出す包装材供給装置と、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、前記従動チェーンは、第１曲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曲線とは異なる第２曲線上に配置されて前記スプロケットに連動する第２従動チェーンを含み、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更に備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
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装置における包装材の張力制御方法は、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に少なくとも一部が包囲される被包装物に対し、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て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、前記従動チェーンは、第１曲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曲線とは異なる第２曲線上に配置されて前記スプロケットに連動する第２従動チェーンを含み、前記従動チェーンによる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。