特許 7630480 物品の包装方法および包装機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-06

(45)【発行日】2025-02-17

(54)【発明の名称】物品の包装方法および包装機

(51)【国際特許分類】

   B65B 11/48 20060101AFI20250207BHJP

   B65B 57/02 20060101ALI20250207BHJP

【ＦＩ】

B65B11/48

B65B57/02 D

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022204784

(22)【出願日】2022-12-21

(65)【公開番号】P2024089430

(43)【公開日】2024-07-03

【審査請求日】2024-06-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】中地 啓輔

(72)【発明者】

【氏名】更谷 一成

【審査官】種子島 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０１８８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－０８１３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－００９６９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｂ １１／４８

Ｂ６５Ｂ ５７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

両端部にフィルム余剰部を有するようにフィルムで胴巻きされた物品を包装する物品の包装方法において、
前記フィルム余剰部の４面のうちの１つの面である第１面を除く複数の面を、折込み機構を用いて折込む第１ステップと、
前記フィルム余剰部の前記第１面を、箱体に収納する際の前記箱体の開口部の縁部との接触を利用して折込む第２ステップと、
を備えることを特徴とする物品の包装方法。

【請求項2】

前記第１ステップでは、
前記フィルム余剰部を挟むように対向配置された圧縮空気吐出部からの圧縮空気によって前記第１面に隣接する前記フィルム余剰部の第２面および第３面を内側に折込む第１折込みステップと、
移動可能な把持ハンドによって前記第１面に対向する前記フィルム余剰部の第４面を内側に折込む第２折込みステップと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の物品の包装方法。

【請求項3】

前記第２折込みステップでは、
前記把持ハンドを前記物品の側面に接近させた第１位置から、前記第４面から前記第１面に向かう方向に移動させて前記フィルム余剰部の前記第４面を内側に折り込みながら前記把持ハンドと前記フィルム余剰部との接触により前記フィルム余剰部の前記第４面と同じ面を構成する前記物品の面を覆う前記フィルムのしわを除去する
ことを特徴とする請求項２に記載の物品の包装方法。

【請求項4】

前記圧縮空気吐出部は複数組設けられ、前記圧縮空気吐出部の各々は、前記圧縮空気を吐出するエアーノズルおよび前記圧縮空気の流量および流速を制御する流量制御弁を有し、
前記第１折込みステップでは、複数の前記流量制御弁を個別に制御して、前記フィルム余剰部の前記第２面および前記第３面を内側に折込む
ことを特徴とする請求項２に記載の物品の包装方法。

【請求項5】

前記第１折込みステップでは、
異なる位置に配置された複数組の圧縮空気吐出部のうちの一部を複数種類の前記物品の寸法に応じて選択して使用する
ことを特徴とする請求項２に記載の物品の包装方法。

【請求項6】

前記第２ステップでは、
前記把持ハンドに設けられたセンサによって、前記箱体の破損を検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の物品の包装方法。

【請求項7】

両端部にフィルム余剰部を有するようにフィルムで胴巻きされた物品を包装する包装機において、
前記フィルム余剰部の４面のうちの１つの面である第１面を除く複数の面を折込む折込み機構と、
把持ハンドによって把持した前記物品を搬送して箱体に収納する把持搬送機構と、を備え、
前記フィルム余剰部の前記第１面を、前記把持搬送機構によって前記箱体に収納する際の前記箱体の開口部の縁部との接触を利用して折込む
ことを特徴とする包装機。

【請求項8】

前記折込み機構は、
前記フィルム余剰部を挟むように対向配置され、圧縮空気によって前記フィルム余剰部のうち前記第１面に隣接する第２面および第３面を内側に折込む圧縮空気吐出部と、
前記把持ハンドによって前記フィルム余剰部の前記第１面に対向する第４面を内側に折込む前記把持搬送機構と、を備える
ことを特徴とする請求項７に記載の包装機。

【請求項9】

前記把持搬送機構は、
前記把持ハンドを前記物品の側面に接近させた第１位置から、前記第４面から前記第１面に向かう方向に移動させて前記フィルム余剰部の前記第４面を内側に折り込みながら前記把持ハンドと前記フィルム余剰部との接触により前記フィルム余剰部の前記第４面と同じ面を構成する前記物品の面を覆う前記フィルムのしわを除去する
ことを特徴とする請求項８に記載の包装機。

【請求項10】

前記圧縮空気吐出部は複数組設けられ、前記圧縮空気吐出部の各々は、前記圧縮空気を吐出するエアーノズルおよび前記圧縮空気の流量および流速を制御する流量制御弁を有し、
複数の前記流量制御弁を個別に制御して、前記フィルム余剰部の前記第２面および前記第３面を内側に折込む
ことを特徴とする請求項８に記載の包装機。

【請求項11】

異なる位置に配置された複数組の前記圧縮空気吐出部を備え、
複数組の前記圧縮空気吐出部のうちの一部を複数種類の前記物品の寸法に応じて選択して使用する
ことを特徴とする請求項８に記載の包装機。

【請求項12】

前記把持搬送機構は、
前記把持ハンドに設けられたセンサによって、前記箱体の破損を検出する
ことを特徴とする請求項７に記載の包装機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、両端部にフィルム余剰部を有するようにフィルムで胴巻きされた物品を包装する物品の包装方法および包装機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の包装機では、自己粘着性および熱収縮性を有するフィルムで胴巻きされた物品に対し、物品の両側から突出するフィルム耳部に向けてエアーを吹付ける第一耳折り動作を行い、折込み板を用いてフィルム耳部を折り曲げる第二耳折り動作を行って、フィルム耳部を物品の底面に沿うようにＬ字に折り畳んでいる。特許文献１では、この後、ヒータにより熱シールし、フィルムを熱収縮させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－１７１１２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、フィルム耳部の全ての面を、エアー吹出構造および折込み板を用いて折込んでいるので、折込みのための機構が複雑になり、これにより製造コスト、保守コストが上昇し、物品の包装コストが高くなる。また、フィルムを熱収縮で封止しているので、熱処理機構が必要となって構成が複雑となり、開封の妨げとなる。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、フィルム折込みのための構成が簡単化され、物品の包装コストが削減され、開封性が向上する物品の包装方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の物品の包装方法は、両端部にフィルム余剰部を有するようにフィルムで胴巻きされた物品を包装する。本開示の物品の包装方法は、フィルム余剰部の４面のうちの１つの面である第１面を除く複数の面を、折込み機構を用いて折込む第１ステップと、フィルム余剰部の第１面を、箱体に収納する際の箱体の開口部の縁部との接触を利用して折込む第２ステップと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示の物品の包装方法によれば、フィルム折込みのための構成が簡単化され、物品の包装コストが削減され、開封性が向上する、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１にかかる包装機の概念的構成を示す斜視図

【図2】実施の形態１にかかる包装機による物品の包装手順を示すフローチャート

【図3】実施の形態１にかかる包装機の折込部による折込み動作を示す斜視図

【図4】実施の形態１にかかる包装機の箱詰部による折込み動作を示す正面図

【図5】実施の形態１にかかる包装機の箱詰部による把持動作を示す斜視図

【図6】実施の形態１にかかる包装機の箱詰部による箱詰動作を示す斜視図

【図7】実施の形態１にかかる包装機による箱詰動作後の外装箱の上部閉塞動作を説明する説明図

【図8】実施の形態２にかかる包装機の折込部の構成を示す斜視図

【図9】実施の形態３にかかる包装機の箱詰部の構成を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、実施の形態にかかる物品の包装方法および包装機を図面に基づいて詳細に説明する。

【0010】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる包装機の概念的構成を示す斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる包装機による物品の包装手順を示すフローチャートである。図３は、実施の形態１にかかる包装機の折込部による折込み動作を示す斜視図である。図４は、実施の形態１にかかる包装機の箱詰部による折込み動作を示す正面図である。図５は、実施の形態１にかかる包装機の箱詰部による把持動作を示す斜視図である。図６は、実施の形態１にかかる包装機の箱詰部による箱詰動作を示す斜視図である。

【0011】

図１，図３～図６において、ＸＹＺ座標系を定義する。Ｚ軸方向は上下方向に対応し、－Ｚ軸方向は外装箱２０の開口面から物品１００を収納する方向に対応する。Ｙ軸方向は、左右方向に対応し、±Ｙ軸方向は物品１００を胴巻きしたフィルム１０のフィルム余剰部１１が張り出す方向に対応する。Ｘ軸方向は、前後方向に対応し、Ｚ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向である。

【0012】

図１に示すように、包装機２００は、折込部４０と、箱詰部５０と、制御部６０と、を備える。折込部４０および箱詰部５０が折込み機構に対応する。折込部４０が圧縮空気吐出部に対応する。箱詰部５０が把持搬送機構に対応する。折込部４０は、複数のエアブローノズル４と、複数の流量調整弁５と、を備える。箱詰部５０は、ロボット１と、把持ハンド２と、を備える。制御部６０は、折込部４０および箱詰部５０を制御する。

【0013】

物品１００はフィルム１０によって緩く胴巻きされている。物品１００は、方形状を呈している。物品１００としては、方形状に限らず、任意の形状を呈していてもよい。物品１００とフィルム１０との間には、フィルム１０を伸長させたり切ったりしなくても物品１００が取り出せる程度に隙間を有する。物品１００の両側（＋Ｙ側と－Ｙ側）には、物品１００の＋Ｙ側の側面と－Ｙ側の側面に沿って折り込めば、物品１００の側面を覆い隠せる程度の長さを持つフィルム余剰部１１が形成されている。フィルム１０が胴巻きされた物品１００は、外装箱２０に収納される。

【0014】

外装箱２０には、緩衝材３０が収納されている。箱体は、外装箱２０のみの状態、緩衝材３０のみの状態、または緩衝材３０が収納されている外装箱２０に対応する。外装箱２０および緩衝材３０は、方形状を呈している。外装箱２０は例えば、段ボールである。４つの天面フラップ２０ａが開口した状態で外装箱２０が設置されている。緩衝材３０は、外装箱２０の天面フラップ２０ａと同じ側の面に開口部３０ａを有する。緩衝材３０には、物品１００よりわずかに大きい寸法の空間３０ｂが設けられている。

【0015】

折込部４０を構成する複数組のエアブローノズル４は、フィルム１０が胴巻きされた物品１００を挟んで対向するよう配置されている。複数の流量調整弁５は、複数のエアブローノズル４の供給口に接続されている。各エアブローノズル４は、長穴または複数の丸穴を有する吐出口４ａを備える。フィルム余剰部１１を前後方向で挟むように各組のエアブローノズル４が対向配置されている。エアブローノズル４は、フィルム余剰部１１からＸ軸方向に適宜離れた位置に配置されている。吐出口４ａがＸ軸方向に平行になってフィルム余剰部１１を向くようにエアブローノズル４が配置される。複数組のエアブローノズル４から噴き出される圧縮空気によって、物品１００の両側のフィルム余剰部１１における前面および後面の２面が折り込まれる。各流量制御弁５は、各エアブローノズル４から吐出される圧縮空気の流量および流速を調整する。流量制御弁５は、例えば、ニードル弁のような手動の調整弁と、流路の開閉のみを行なう電磁弁との組み合わせで構成される。あるいは、制御部６０によって各流量調整弁５の流量を個別に制御するようにしてもよい。各エアブローノズル４から吐出される圧縮空気の流量および流速を各流量制御弁５によって個別に調整して、対向する２つのエアブローノズル４からの吐出空気を打ち消し合い、乱流の発生を最低限とすることでフィルム余剰部１１の折り込みの正確性を高める。

【0016】

箱詰部５０は、ロボット１と、ロボット１のアーム１ａの先端に取り付けられた把持ハンド２と、を有する。ロボット１は、複数のアーム１ａを有し、把持ハンド２を任意の位置に移動する。

【0017】

把持ハンド２は、一対の把持フィンガーとしてのＬ字状の把持部２ａと、各把持部２ａの爪に相当する部分に取り付けられた、一対の折込板２ｂと、を有する。把持部２ａは、フィルム余剰部１１を左右方向に（±Ｙ軸方向に）押圧するための把持押圧部２ａ２を有する。一対の折込板２ｂは、把持部２ａの把持押圧部２ａ２を延長するように把持部２ａに設けられ、把持押圧部２ａ２より厚みが薄い。折込板２ｂの先端部２ｂ１によってフィルム余剰部１１の上面（Ｚ軸に垂直な上側の面）を下方に押圧する。一対の把持部２ａは、開閉動作が可能である。箱詰部５０は、フィルム余剰部１１の上面を下方へ折り込み、フィルム１０で包まれた物品１００を把持搬送し、外装箱２０内の緩衝材３０へ収納するよう機能する。折込部４０によってフィルム余剰部１１の前面および後面がほぼ同時に折り込まれた後、エアブローノズル４からの圧縮空気の吐出を維持した状態で、ロボット１および把持ハンド２を動作させ、把持ハンド２の折込板２ｂの先端部２ｂ１によってフィルム余剰部１１の上面を下方へ折り込む。

【0018】

制御部６０は、折込部４０の流量調整弁５を制御する。制御部６０は、箱詰部５０のロボット１のアーム１ａを駆動制御して、把持ハンド２を移動制御する。制御部６０は、把持ハンド２の一対の把持部２ａを開閉制御する。

【0019】

次に、図２～図６を参照して、包装機２００による物品１００の包装手順を説明する。以下に説明する制御は、制御部６０によって実行される。まず、図３に示すように、各流量調整弁５の供給口５ａから圧縮空気が各エアブローノズル４に送り込まれ、各エアブローノズル４の吐出口４ａから圧縮空気が噴出される。これにより、フィルム余剰部１１のうちＸ軸に垂直な２面が、矢印Ｋ１で示すように、ほぼ同時に内側に折込まれる（ステップＳ１０）。別言すれば、フィルム余剰部１１の４面を構成する前面、後面、上面、下面のうちの前面が後方に折込まれ、後面が前方に折込まれる。

【0020】

つぎに、各エアブローノズル４からの圧縮空気の吐出が維持された状態で、図４に示すように、ロボット１および把持ハンド２が動作され、把持ハンド２を、物品１００の幅より若干広い幅に拡げた状態で、矢印Ｋ２で示すように、上方から下方に（－Ｚ軸方向に）移動させることで、把持ハンド２の折込板２ｂの先端部２ｂ１によってフィルム余剰部１１の＋Ｚ側の１面が内側に折込まれる（ステップＳ２０）。別言すれば、フィルム余剰部１１の４面のうちの上面が下方に折込まれる。

【0021】

このとき、折込み開始前の折込板２ｂの位置である第１位置は、把持ハンド２の動作により物品１００の側面に適宜接近させた位置を起点とし、図４に示すように、－Ｚ軸方向に折込動作を行なうことで、折込板２ｂとフィルム余剰部１１とが接触して摩擦が発生し、フィルム１０の表面のしわを除去する。

【0022】

把持ハンド２および折込板２ｂによる折込みが終了した後、図５に示すように、把持ハンド２の把持部２ａを矢印Ｋ３方向に移動させて閉動作させることで、把持ハンド２によりフィルム余剰部１１のうち＋Ｘ側、－Ｘ側、＋Ｚ側の計３面が折り込まれた状態を維持したまま、フィルム１０が胴巻きされた物品１００が把持される（ステップＳ３０）。把持ハンド２が把持および搬送の機構を兼ねることにより、包装機２００の機構を簡易なものとすることができる。この後、エアブローノズル４からの圧縮空気の吐出が停止される（ステップＳ４０）。なお、ステップＳ３０の把持ハンド２を閉にする処理と、ステップＳ４０の圧縮空気を停止する処理とは、同時並行に行ってもよいし、折込みに支障がなければ逆の順序でもよい。

【0023】

つぎに、ロボット１を動作させ、フィルム１０に包まれた物品１００を、外装箱２０に収納された緩衝材３０へ収納する。この収納の際、フィルム余剰部１１の４面のうち下面（－Ｚ側の面）は緩衝材３０の開口部３０ａの縁に当たって上方に折り込まれる（ステップＳ５０）。

【0024】

フィルム１０に包まれた物品１００の収納が終了したら、把持ハンド２をわずかに開動作させた後、ロボット１を動作させ、緩衝材３０から把持ハンド２を引き抜き、外装箱２０の外へ退避させる（ステップＳ６０）。

【0025】

フィルム余剰部１１は折込まれた状態で緩衝材３０に収納されており、物品１００と緩衝材３０との間には僅かな隙間しか無く、折込まれたフィルム余剰部１１が自然に開いてくることは無い。

【0026】

図７は、実施の形態１にかかる包装機２００による箱詰動作後の外装箱２０の上部閉塞動作を説明する説明図である。フィルム１０に包まれた物品１００は、外装箱２０に収納された緩衝材３０の内部に収納された後、緩衝材３０の上面が蓋３１によって閉塞され、外装箱２０の天面フラップ２０ａがテープ、接着剤、金具等により封止される。

【0027】

このように、実施の形態１によれば、フィルム余剰部１１の下面を、緩衝材３０の開口部３０ａに収納する際の開口部３０ａの縁部との接触を利用して折込むようにしているので、フィルム余剰部１１の全面を折込み機構によって折込む場合と比較して、フィルム折込みのための構成が簡単化され、物品の包装コストが削減される。また、実施の形態１によれば、包装の際に、熱収縮、溶着または接着などによる封止を必要としないため、熱収縮、溶着、接着などに必要な機構のための製造コスト、ランニングコストを削減できる。また、包装物が封止されていないため、開封が容易となり、再梱包が必要になった場合でもフィルムを再利用できる。

【0028】

また、実施の形態１によれば、フィルム１０は物品１００に対し緩く胴巻きされており、包装過程においてタイトなスリーブパック、シュリンク包装などによる張力付加が無いため、それらに必要な機構の製造コスト、ランニングコストを削減できる。また、角部を有するような物品に適用してもフィルム１０の破れを軽減できる。また、表面に操作ボタンを有するような物品に適用しても、フィルムの張力により操作ボタンが押された状態を維持されることがなく、操作ボタンに内蔵されているバネの劣化を抑制できる。

【0029】

さらに、実施の形態１によれば、厚さの薄い折込板２ｂおよび把持部２ａを有する把持ハンド２を用いて、折込板２ｂを物品１００の側面に接近させた位置を起点とし、－Ｚ軸方向に折込動作を行なうようにしているので、フィルム１０の表面のしわが除去され、美観を損ねない。また、しわが除去されるので、カメラまたはコードリーダを用いて物品表面に記載されている品種、製品番号などを識別する際の妨げとなることはない。

【0030】

実施の形態２．
図８は、実施の形態２にかかる包装機２００の折込部４０の構成を示す斜視図である。実施の形態２においては、Ｙ方向の異なる位置に配置されるエアブローノズル４および流量制御弁５を複数組配置して、複数組のエアブローノズル４および流量制御弁５のうちの一部を選択使用することで、複数種類の物品の寸法に対応できるようにしている。

【0031】

実施の形態３．
図９は、実施の形態３にかかる包装機２００の箱詰部５０の構成を示す斜視図である。実施の形態３においては、把持ハンド２の一対の把持部２ａに、センサ６を夫々設けている。センサ６は、箱体である緩衝材３０が破損したことを検出する。センサ６は、光電センサ、レーザセンサ、接触式センサ、真空圧センサ、近接センサを用いてもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。実施の形態３によれば、センサ６によって、物品１００を緩衝材３０に収納することに失敗したことを検出することができる。

【0032】

実施の形態１～３では、フィルム余剰部１１の折込み機構として折込部４０と、箱詰部５０とを用いたが、下面を除く３面の折込みを、折込部４０のみで行ってもよいし、箱詰部５０のみで行ってもよい。

【0033】

また、実施の形態１～３では、外装箱２０の上面が開放され、物品１００を上から下に収納する場合について説明したが、外装箱２０が横に寝かされて外装箱２０の一つの面が水平方向に開放されて、物品１００を水平方向に収納する場合に、実施の形態１～３の手法を適用してもよい。このように、本開示においては、フィルム余剰部１１の４面のうちの１つの面である第１面を除く複数の面を、折込部４０および箱詰部５０によって構成される折込み機構を用いて折込み、フィルム余剰部１１の第１面を、物品１００を箱体に収納する際の箱体の開口部の縁部との接触を利用して折込む。フィルム余剰部１１の第１面は、物品１００を箱体に収納する際の収納方向に対向する面であって、物品１００を収納するための開口部が形成されていない側の面である。フィルム余剰部１１の第１面に隣接する第２面および第３面は、折込部４０によって内側に折込まれ、フィルム余剰部１１の第１面に対向する第４面は、箱詰部５０によって内側に折込まれる。箱詰部５０は、把持ハンド２を物品１００の側面に接近させた第１位置から、第４面から第１面に向かう方向に移動させてフィルム余剰部１１の第４面を内側に折り込みながら把持ハンド２とフィルム余剰部１１との接触によりフィルム余剰部１１の第４面と同じ面を構成する物品１００の面を覆うフィルムのしわを除去する。

【0034】

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0035】

１ ロボット、１ａ アーム、２ 把持ハンド、２ａ 把持部、２ａ２ 把持押圧部、２ｂ 折込板、２ｂ１ 先端部、４ エアブローノズル、４ａ 吐出口、５ 流量調整弁、５ａ 供給口、６ センサ、１０ フィルム、１１ フィルム余剰部、２０ 外装箱、２０ａ 天面フラップ、３０ 緩衝材、３０ａ 開口部、３０ｂ 空間、３１ 蓋、４０ 折込部、５０ 箱詰部、６０ 制御部、１００ 物品、２００ 包装機。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】