特開 2024-155006 フィルム充填装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024155006

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】フィルム充填装置

(51)【国際特許分類】

   B65B 61/22 20060101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

B65B61/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023069330

(22)【出願日】2023-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】393027121

【氏名又は名称】シブヤパッケージングシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156199

【弁理士】

【氏名又は名称】神崎 真

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】沢田 清

(72)【発明者】

【氏名】砂田 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】石井 正章

【テーマコード（参考）】

3E056

【Ｆターム（参考）】

3E056AA20

3E056BA14

3E056CA11

3E056DA03

3E056EA05

3E056FE01

3E056FE12

3E056HA10

(57)【要約】

【課題】フィルムを容器内の所定の位置へ正確に充填することが可能なフィルム充填装置を提供する。
【解決手段】フィルム充填装置１０は、コンベヤ１２上を搬送される容器Ｃに切断されたフィルムＦａを充填する装置であり、外周面に内部と連通可能な開口部が形成された回転体１６がコンベヤ１２の上方に縦方向に回転可能に配置される。開口部の周囲にはフィルムＦａを吸着保持する複数の吸着孔が設けられる。回転体１６の内部には、容器Ｃが回転体１６の下方を移動している間に開口部を通して昇降し吸着孔によって吸着されているフィルムＦａを容器Ｃ内に充填するプッシャ１８を備える。プッシャ１８を駆動する駆動機構２０は、フィルム充填領域Ｓにおいてプッシャ１８を、押圧面１８ａの姿勢を容器と略平行に維持したままコンベヤ１２によって搬送される容器Ｃに追従させながら昇降し、吸着孔で吸着保持されるフィルムＦａを容器Ｃに充填する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部が開放した容器を搬送する容器搬送手段と、
前記容器搬送手段の上方に縦方向に回転可能に配置されるとともに、周面に内部と連通可能な開口部が形成された回転体と、
前記開口部の周囲に設けられた複数の吸着孔と、
前記吸着孔にフィルムを供給するフィルム供給手段と、
前記回転体の内部に昇降可能に設けられるとともに、下端に前記吸着孔によって吸着されているフィルムと当接する押圧面が形成されたプッシャと、
前記プッシャを駆動する駆動機構とを備え、
前記容器が前記回転体の下方を移動している間に前記プッシャを下降させて前記開口部を通過させることにより、前記押圧面を前記フィルムと当接させて当該フィルムを前記吸着孔から引き離して前記容器内に充填するフィルム充填装置であって、
前記駆動機構は、前記吸着孔によって保持されるフィルムが前記回転体の下端の上流側から下流側へと搬送されるフィルム充填領域において、前記プッシャを前記押圧面の姿勢を維持した状態で前記容器搬送手段によって搬送される容器に追従させる
ことを特徴とするフィルム充填装置。

【請求項2】

前記駆動機構は前記プッシャに連結されたリンク機構を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルム充填装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器内に充填された物品に上方からフィルムを装填するフィルム充填装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば納豆の製造工程においては、納豆菌が付着した大豆を容器に充填した後、何日か発酵させてから出荷している。その際、納豆菌を均一に発酵させるとともに、出来上がった納豆の乾燥を防止するために被膜と呼ばれる薄いフィルムを上方から被せている。

【0003】

このような製造工程で用いられるフィルム充填装置としては、回転体１４の内部に薄膜保持体１６を放射状に複数配置し、切断された薄膜Ｆａを薄膜保持体１６によって吸引保持しながら回転移送し、回転体１４の下端位置に到達すると薄膜保持体１６を下降させて回転体１４の下方を搬送されてくる容器Ｃ内に薄膜Ｆａを充填する方法が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１－１８９２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の構成では、移動中の容器Ｃが回転体１４の下端に最接近した際に、回転体１４の回転を継続しながら薄膜保持体１６を回転体１４の外方へ向けて移動させて薄膜Ｆａを充填しているため、薄膜保持体１６の薄膜Ｆａを保持している保持面１６ａは容器Ｃに対して姿勢を変化させながら昇降することになり、下降して薄膜Ｆａを容器Ｃ内へ充填した後上昇する際に薄膜Ｆａを引き出して容器Ｃからはみ出すことがあった。

【0006】

本発明は、フィルムを容器内の所定の位置へ正確に充填することが可能なフィルム充填装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の発明であるフィルム充填装置は、上部が開放した容器を搬送する容器搬送手段と、前記容器搬送手段の上方に縦方向に回転可能に配置されるとともに、周面に内部と連通可能な開口部が形成された回転体と、前記開口部の周囲に設けられた複数の吸着孔と、前記吸着孔にフィルムを供給するフィルム供給手段と、前記回転体の内部に昇降可能に設けられるとともに、下端に前記吸着孔によって吸着されているフィルムと当接する押圧面が形成されたプッシャと、前記プッシャを駆動する駆動機構とを備え、前記容器が前記回転体の下方を移動している間に前記プッシャを下降させて前記開口部を通過させることにより、前記押圧面を前記フィルムと当接させて当該フィルムを前記吸着孔から引き離して前記容器内に充填するフィルム充填装置であって、前記駆動機構は、前記吸着孔によって保持されるフィルムが前記回転体の下端の上流側から下流側へと搬送されるフィルム充填領域において、前記プッシャを前記押圧面の姿勢を維持した状態で前記容器搬送手段によって搬送される容器に追従させることを特徴としている。

【0008】

本発明の第２の発明であるフィルム充填装置は、第１の発明において、前記駆動機構が前記プッシャに連結されたリンク機構を有することを特徴としている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、フィルムを容器内の所定の位置へ正確に充填することが可能なフィルム充填装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態であるフィルム充填装置の構成を示す模式的な側面図である。

【図2】回転体の外周面の模式的な部分展開図である。

【図3】図３（ａ）は駆動機構の側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）において円で囲んだ部分の拡大断面図である。

【図4】フィルムが容器内の納豆の上に投入された状態を示す断面図である。

【図5】リンクが回転軸に対して１２時方向に向けられた状態におけるプッシャの位置を示す側面図である。

【図6】リンクが回転軸に対して略１時方向に向けられた状態におけるプッシャの位置を示す側面図である。

【図7】リンクが回転軸に対して３時方向に向けられた状態におけるプッシャの位置を示す側面図である。

【図8】リンクが回転軸に対して略５時方向に向けられた状態におけるプッシャの位置を示す側面図である。

【図9】リンクが回転軸に対して６時方向に向けられた状態におけるプッシャの位置を示す側面図である。

【図10】リンクが回転軸に対して略７時方向に向けられた状態におけるプッシャの位置を示す側面図である。

【図11】リンクが回転軸に対して９時方向に向けられた状態におけるプッシャの位置を示す側面図である。

【図12】リンクが回転軸に対して略１１時方向に向けられた状態におけるプッシャの位置を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であるフィルム充填装置の構成を示す模式的な側面図である。

【0012】

本実施形態のフィルム充填装置１０は、上部が開放された容器Ｃに充填された物品Ｍの上に切断されたフィルムＦａを被せる装置である。フィルム充填装置１０は、容器Ｃを供給するコンベヤ（容器搬送手段）１２と、ウエブ状のフィルムＦを供給するフィルム供給装置１４と、水平な回転軸Ｒ１周りに回転され、外周面に沿ってフィルムＦが供給されるドラム状の回転体１６と、回転体１６内に配置されるプッシャ１８と、プッシャ１８を駆動する駆動機構２０とを備える。

【0013】

コンベヤ１２は、例えば搬送面を構成する水平レール１２Ａと、水平レール１２Ａの上を幅方向に横切り、搬送方向に沿って所定間隔で配置されるバー１２Ｂと、バー１２Ｂの両端を保持し、水平レール１２Ａに沿って移動する一対のチェーン１２Ｃとを備える。物品Ｍが充填された容器Ｃは各々バー１２Ｂにより後側から押されて水平レール１２Ａに沿って所定速度、所定間隔で搬送される。なお、本実施形態の物品Ｍは発酵して納豆になる前の、蒸し煮されて納豆菌が付着された大豆であり、大豆自体は水分を含んだ湿った状態にある。

【0014】

フィルム供給装置１４は、原反ロールＧに巻かれているフィルムＦを図示しない駆動モータによって回転する一対のフィードローラ１５によって繰り出して回転体１６へ供給する。回転体１６の外周面に供給されたフィルムＦは回転体１６に隣接するカッタ１４Ａにより所定間隔（ピッチ）毎に裁断される。カッタ１４Ａは、回転軸Ｒ１に平行な回転軸Ｒ２周りに回転するドラム状のカッタであり、ドラム母線方向に延在する複数の刃１４Ｂがドラム外周に沿って上記所定間隔（ピッチ）で放射状に設けられている（なお、刃１４Ｂは１つであっても良い）。

【0015】

回転体１６の外周面には、後述するように回転体１６の内側からプッシャ１８を押し出すための開口部１６Ａが複数設けられるとともに、開口部１６Ａの周囲を取り囲むように配置され、フィルムＦを外周面に吸着する複数の吸着孔１６Ｂが設けられる。なお、図２に回転体１６の外周面の模式的な部分展開図を示す。

【0016】

回転体１６の周速はフィードローラ１５によるフィルムＦの繰り出し速度よりも速く設定される。また、カッタ１４Ａの回転速度は切断時のみ回転体１６の周速に同期する。フィードローラ１５によって回転体１６の周速よりも遅い速度で回転体１６に供給されたフィルムＦは、吸着孔１６Ｂによって吸着された状態で回転体１６の外周面上を滑りながらカッタ１４Ａの切断位置Ｐまで搬送され、刃１４Ｂによって切断される。切断されたフィルムＦａは吸着孔１６Ｂに吸引保持され、回転体１６とともに回転体１６の周速で移動される。同構成により、切断されるフィルムＦａの長さを容器Ｃの搬送ピッチよりも短い適正な長さとすることができ、フィルムＦを効率よく使用できる。

【0017】

本実施形態において容器Ｃは、例えば略矩形の平面形状を有する収容部を備える。そのためフィルムＦａを押し出すプッシャ１８の断面形状は容器Ｃの収容部の平面形状および寸法に合わせた略矩形形状を呈し、開口部１６Ａは移動するプッシャ１８が挿通可能な矩形形状を呈する。また、プッシャ１８の下面はフィルムＦａに当接して容器Ｃ内へ移送する押圧面１８ａとされ、容器Ｃ内に充填されている物品Ｍ（納豆）に合わせて中央が凹んだ形状とされる。

【0018】

吸着孔１６Ｂは例えば各開口部１６Ａの４隅の外側にそれぞれ隣接して配置される。隣接する開口部１６Ａ同士は、コンベヤ１２上を搬送される容器Ｃの間隔（ピッチ）に対応した距離（ピッチ）で配置され、両者の間にはカッタ１４Ａの刃１４Ｂを受ける刃受け部１６Ｃが回転体１６のドラム母線方向に沿って設けられる。なお、隣接する刃受け部１６Ｃも開口部１６Ａと同様にコンベヤ１２上を搬送される容器Ｃの間隔（ピッチ）に対応した距離（ピッチ）で配置される。

【0019】

駆動機構２０は、回転体１６内に配置されたプッシャ１８の姿勢を略維持したまま垂直および水平方向に移動可能なリンク機構２２とリンク機構２２を駆動する動力機構２４を備える。動力機構２４は、回転軸Ｒ１周りに回転する駆動ギヤ２４Ａと、その四方に等間隔で係合する４つの従動ギヤ２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅを備える。従動ギヤ２４Ｂ～２４Ｅは全て同じ外径を備え、各々回転軸Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６の周りに同期回転される。回転軸Ｒ３、Ｒ４は駆動ギヤ２４Ａの上方の同じ高さに配置され、回転軸Ｒ５、Ｒ６は駆動ギヤ２４Ａの下方の同じ高さに配置される。また、回転軸Ｒ３、Ｒ５および回転軸Ｒ４、Ｒ６はそれぞれ同じ鉛直軸上に配置される。

【0020】

図３（ａ）は、駆動機構２０の側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）において円で囲んだ部分の拡大断面図である。従動ギヤ２４Ｂ～２４Ｅの回転軸Ｒ３～Ｒ６には、それぞれリンク機構２２のリンク２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅが同じ位相で取り付けられる。リンク２２Ｂとリンク２２Ｃは同じ長さを有し、リンク２２Ｄとリンク２２Ｅは同じ長さを有する。リンク２２Ｂ、２２Ｃの長さはリンク２２Ｄ、２２Ｅの長さよりも若干長い。リンク２２Ｂ、２２Ｄの先端はリンク２２Ｆに回転自在に連結され、リンク２２Ｃ、２２Ｅの先端はリンク２２Ｇに回転自在に連結される。また、リンク２２Ｄはリンク２２Ｆに対して回転自在かつスライド自在に取り付けられ、リンク２２Ｅはリンク２２Ｇに対して回転自在かつスライド自在に取り付けられる。リンク２２Ｆ、２２Ｇは同じ長さであり、その下端部には駆動中略水平に維持されるリンク２２Ｈが回転自在に連結される。リンク２２Ｈの中央（リンク２２Ｆ、２２Ｇの中央）下側には、プッシャ１８が一体的に取り付けられる。

【0021】

次に、図４～図１２を参照して本実施形態におけるフィルム充填処理について説明する。図４には、フィルム充填処理により、物品Ｍが投入された容器Ｃに切断されたフィルムＦａが投入され、物品ＭがフィルムＦａに覆われた状態が示される。図５～図１２は、フィルム充填処理におけるプッシャ１８、駆動機構２０、容器Ｃの動きを、時系列を追って示す模式的な側面図である。

【0022】

回転体１６はコンベヤ１２の搬送速度に対応する所定速度で各図において時計回りに回転され、回転体１６の外周面に巻き付けられたフィルムＦは、回転体１６の右斜め上方でカッタ１４Ａにより所定間隔で切断される（図１参照）。切断されたフィルムＦａは吸着孔１６Ｂにより回転体１６の外周面に設けられた各開口部１６Ａを覆うように吸着保持される（図２参照）。

【0023】

図５において、リンク２２Ｂ～２２Ｅは１２時方向に向けられており、プッシャ１８は上死点に位置する。このとき次にフィルム充填が行われる容器Ｃは回転体１６の下端（６時位置）よりも上流側に位置し、この容器Ｃにフィルム充填を行う開口部１６Ａも回転体１６の下端（６時位置）よりも手前に位置する。

【0024】

図５の状態から回転体１６が時計回り回転されるのに並行して、駆動機構２０によりリンク２２Ｂ～２２Ｅが各図において時計回りに回転される。これにより、図６、図７に示されるように、リンク２２Ｆ、２２Ｇ、２２Ｈは容器搬送方向上流側へと移動されるとともに下降され、これに合わせてプッシャ１８も容器搬送方向に対して後退されながら下降される。

【0025】

その後、リンク２２Ｂ～２２Ｅが３時方向から６時方向に向けて回転されると、リンク２２Ｆ、２２Ｇ、２２Ｈおよびプッシャ１８は、下降を継続しながらも容器搬送方向下流側へと移動を始め、図８に示されるように、容器Ｃおよび開口部１６Ａの中心が回転体１６の下端に到達する手前でプッシャ１８は押圧面１８ａを容器Ｃと略平行となる姿勢に維持したまま切断されたフィルムＦａを押圧して吸着孔Ｂから引きはがすとともに開口部１６から回転体１６の外側へと押し出される（フィルム充填領域Ｓの上流端）。

【0026】

図９に示されるように、容器Ｃおよび回転体１６の開口部１６Ａの中心が回転体１６の下端（６時方向）に達すると、リンク２２Ｂ～２２Ｅも６時方向に達し、プッシャ１８は下死点に達する。更に回転体１６およびリンク２２Ｂ～２２Ｅが時計回りに回転されると、図１０に示されるように、プッシャ１８は押圧面１８ａを容器Ｃと略平行となる姿勢を維持したまま容器Ｃおよび開口部１６Ａの移動に合わせて容器搬送方向下流側へと移動するとともに上昇を開始し、物品Ｍから離接する（フィルム充填領域Ｓの下流端）。

【0027】

図８～図１０の区間（フィルム充填領域Ｓ）において、プッシャ１８は切断されたフィルムＦａを容器Ｃ内の物品Ｍに軽く押し当て、フィルムＦａは物品Ｍを覆うように物品Ｍに付着している水分の粘着力を利用して物品Ｍに貼付される。

【0028】

図１１に示されるように、プッシャ１８およびリンク２２Ｆ、２２Ｇ、２２Ｈは、リンク２２Ｂ～２２Ｅが６時方向から９時方向に達するまで上昇されながら容器搬送方向へと移動される。その後、リンク２２Ｂ～２２Ｅが９時方向から１２時方向へと回転されると、図１２に示されるように、プッシャ１８およびリンク２２Ｆ、２２Ｇ、２２Ｈは上昇を継続しながらも容器搬送方向上流側へと移動され、図５の状態に戻る。

【0029】

以上のように本実施形態のフィルム充填装置によれば、プッシャの押圧面を容器と略平行な姿勢に維持したまま、プッシャを容器に追従して容器搬送方向にも移動しているので、容器搬送速度が増大されてもフィルムを容器内の所定の位置へ正確に充填することができる。

【0030】

なお、本実施形態ではリンク機構を用いてプッシャを駆動したが、これに限定されるものではなく、例えば水平、垂直方向に作動する複数のリニアアクチュエータを用いて駆動してもよい。また、プッシャ１８の押圧面１８ａに回転体１６の吸着孔１６Ｂとは別に吸着孔を設けて回転体１６の吸着孔１６Ｂから引き剥がされたフィルムＦを押圧面１８ａの吸着孔で吸着しながら容器Ｃ内へ充填しても良い。

【符号の説明】

【0031】

１０ フィルム充填装置
１２ コンベヤ（容器搬送手段）
１４ フィルム供給装置
１６ 回転体
１６Ａ 開口部
１６Ｂ 吸着孔
１８ プッシャ
２０ 駆動機構
２２ リンク機構
２４ 動力機構
Ｃ 容器
Ｆ ウエブ状フィルム
Ｆａ 切断されたフィルム
Ｍ 物品
Ｓ フィルム充填領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】