特開 2024-155023 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】P2024155023

(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 2023069372

(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】砂田 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】鴨島 勉

【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】フィルム充填装置は、上部が開放した状態でコンベヤ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の内部には移動可能に設けられ、フィルムＦａを容器Ｃ内に充填するプッシャ１８を備える。コンベヤ１２には容器Ｃを回転体１６の外周面に沿わせるとともに回転体１６の回転速度と追従移動させる追従区間Ｓが設けられる。追従区間Ｓにおいてプッシャ１８が回転体１６の外方に向けて移動されることによりフィルムＦａが容器Ｃ内に充填される。
【選択図】図５

【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た回転体と、
前記回転体の周面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移動可能に設けられ、前記フィルムを前記容器内に充填するプッシャとを備え、
前記容器搬送手段に、前記容器を前記回転体の周面に沿わせるとともに前記回転体の回転速度と追従移動させる追従区間が設けられ、
前記追従区間において前記プッシャが前記回転体の外方に向けて移動されることにより、前記フィルムが前記容器内に充填される
ことを特徴とするフィルム充填装置。

【請求項2】

前記回転体の周面に前記プッシャが通過可能な開口部を形成するとともに、前記開口部の周囲に複数の吸着孔を設け、
前記フィルムを前記吸着孔によって吸着保持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た回転体と、前記回転体の周面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移動可能に設けられ、前記フィルムを前記容器内に充填するプッシャとを備え、前記容器搬送手段に、前記容器を前記回転体の周面に沿わせるとともに前記回転体の回転速度と追従移動させる追従区間が設けられ、前記追従区間において前記プッシャが前記回転体の外方に向けて移動されることにより、前記フィルムが前記容器内に充填され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、前記回転体の周面に前記プッシャが通過可能な開口部を形成するとともに、前記開口部の周囲に複数の吸着孔を設け、前記フィルムを前記吸着孔によって吸着保持する
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】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4】追従区間におけるプッシャおよび容器の動きを、時系列を追って示す第１の側面図である。

【図5】追従区間におけるプッシャおよび容器の動きを、時系列を追って示す第２の側面図である。

【図6】追従区間におけるプッシャおよび容器の動きを、時系列を追って示す第３の側面図である。

【図7】追従区間におけるプッシャおよび容器の動きを、時系列を追って示す第４の側面図である。

【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、回転軸Ｒ１を中心に回転体１６内に放射状に配置される複数のプッシャ１８と、プッシャ１８を駆動するカム２０とを備える。

【0013】

コンベヤ１２は、例えば搬送面を構成するレール１２Ａと、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、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。レール１２Ａは、回転体１６の上流側および下流側において略水平に配置されるが、回転体１６の下端周辺の所定区間（追従区間Ｓ）において、回転体１６の外周面に沿って配置される。また、追従区間Ｓにおいてはチェーン１２Ｃもレール１２Ａに沿って配置されるので、チェーン１２Ｃの軌道を修正するスプロケット１２Ｄが配置される。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】

本実施形態において追従区間Ｓは回転体１６の下端から下流側に掛けての区間であり、レール１２Ａは追従区間Ｓにおいて下流側に向けて上昇されその下流側において水平にされる。なお、追従区間Ｓは本実施形態に限定されるものではなく、回転体１６の上流側から下端に掛けての区間でもよく、回転体１６の下端の上流側から下流側に掛けての区間でもよい。追従区間Ｓが回転体１６の上流側から下端に掛けて設けられる場合、レール１２Ａは追従区間Ｓにおいて下流側に向けて下降されその下流側において水平にされる。また、追従区間Ｓが回転体１６の下端の上流側から下流側に掛けて設けられる場合、レール１２Ａは回転体１６の下端の上流側の追従区間Ｓにおいて下降され、回転体１６の下端の下流側の追従区間Ｓにおいて上昇された後、水平にされる。何れの場合においても、回転体１６の外周面が下端においてコンベヤ１２上の容器Ｃの僅かに上方に位置するようにレール１２Ａは配置される。

【0015】

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）。

【0016】

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ための複数の吸着孔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。

【0017】

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。

【0018】

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に合わせて中央が凹んだ形状とされる。

【0019】

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。

【0020】

各プッシャ１８は、回転体１６の径方向に沿って放射状に配置されるシャフト１８Ａを備え、シャフト１８Ａは径方向に沿って移動可能とされ、不図示の付勢部材（例えばコイルスプリング）により回転軸Ｒ１に向けて付勢される。カム２０は、追従区間Ｓに対応する区間を除いて回転軸Ｒ１を中心とする円弧状の円弧部２０Ａとして構成され、追従区間Ｓでは径方向外側に突出する突出部２０Ｂとして構成される。

【0021】

シャフト１８Ａの先端（回転軸Ｒ１側の端部）にはカムフォロワ１８Ｂが設けられ、カムフォロワ１８Ｂは付勢力によりカム２０のカム面に押し当てられる。プッシャ１８は回転体１６と一体的に回転され、このときカムフォロワ１８Ｂはカム２０のカム面上を走行する。これにより追従区間Ｓ以外の区間においてプッシャ１８は回転体１６内側に保持され、追従区間Ｓにおいて開口部１６Ａを通して外側へと押し出される。吸着孔１６Ｂによって吸着されているフィルムＦａはプッシャ１８が外側へ押し出される際に押圧面１８ａによって押圧されることによって吸着孔１６Ｂから引き剥がされてプッシャ１８とともに容器Ｃ内へ移送される。

【0022】

次に、図３～図７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３は容器Ｃの断面図であり、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、フィルムＦａが物品Ｍに覆われた状態が示される。図４～図７は、フィルム充填処理におけるプッシャ１８および容器Ｃの動きを、時系列を追って示す追従区間Ｓ周りの模式的な側面図である。

【0023】

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）。

【0024】

図４～図７を参照した説明では、プッシャ１８のうち斜線を施したプッシャ１８ｔ、および、これに対応する容器Ｃｔの動きについて説明する。

【0025】

図４において、プッシャ１８ｔのカムフォロワ１８Ｂがカム２０の円弧部２０Ａから突出部２０Ｂに差し掛かった位置にあり、プッシャ１８ｔの中心が追従区間Ｓに侵入した直後の状態（本実施形態では回転体１６の６時方向にある状態）にある。このとき対応する容器Ｃｔは略水平な状態で、その中心がプッシャ１８ｔの真下に位置し、容器Ｃｔはプッシャ１８ｔに正対する。

【0026】

図４の状態から回転体１６が時計回りに回転されプッシャ１８ｔの中心が追従区間Ｓに完全に入ると、それまで回転体１６の外周面の内側に維持されたプッシャ１８ｔは、カムフォロワ１８Ｂの突出部２０Ｂとの係合により対応する開口部１６Ａに向けて押し出される。図５には、プッシャ１８ｔのカムフォロワ１８Ｂが、突出部２０Ｂの前側斜面により回転体１６の径方向外側に押し出されるとともに、回転体１６の回転によりプッシャ１８ｔが６時方向から前進され傾けられた状態が示される。このとき吸着孔１６Ｂによって吸着されていたフィルムＦａはプッシャ１８ｔによって吸着孔から引き剥がされる。また、容器Ｃｔは、回転体１６の外周面に沿ったレール１２Ａの傾斜によりプッシャ１８ｔの回転に合わせて傾けられ容器Ｃｔはプッシャ１８ｔに正対する。

【0027】

図６には、図５の状態から更に回転体１６が時計方向に回転され、プッシャ１８ｔのカムフォロワ１８Ｂが突出部２０Ｂの略頂点に達した状態が示される。このときプッシャ１８ｔは回転体１６から最も押し出される。また、回転体１６の外周に沿って形成されるレール１２Ａ上を移動される容器Ｃｔは、回転体１６と一体的に回転するプッシャ１８ｔの回転移動に追従し、プッシャ１８ｔと正対した状態に維持される。これにより押し出されたプッシャ１８ｔは容器Ｃｔ内の物品Ｍに軽く押し当てられる。この際、プッシャ１８ｔによって容器Ｃ内に充填されたフィルム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】

更に回転体１６が時計方向に回転され、図７に示されるようにプッシャ１８ｔのカムフォロワ１８Ｂが突出部２０Ｂの頂点を乗り越えて後側傾斜面に達すると、プッシャ１８ｔは回転体１６の径方向内側に向けて後退され、レール１２Ａ上を搬送されながら正対する容器Ｃｔから離接する。追従区間Ｓが終了するとプッシャ１８ｔのカムフォロワ１８Ｂは円弧部２０Ａに押し当てられ、プッシャ１８ｔが回転体１６内に完全に収容された元の待機位置に戻される。

【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、容器の搬送経路を回転体の外周に沿って配置することで、回転体から押し出されるプッシャに容器を追従させることが可能である。これにより容器搬送速度が増大し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、本実施形態では回転体内に複数のプッシャを放射状に配置し、カム機構を利用して各プッシャを順次駆動したが、回転体内の下側に１つのプッシャを配置し、リンク機構やアクチュエータを用いて追従区間Ｓにおいて同プッシャを径方向に沿って往復移動させ、各開口部から順次押し出す構成としてもよい。

【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）
１２Ａ レール
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
１８Ｂ カムフォロワ
２０ カム
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 追従区間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】