ラベル拡開装置
【課題】高伸長性の筒状ラベルを容器に装着するときに、容器のラベル装着位置を安定したものにできるラベル拡開装置する。
【解決手段】筒状伸長性ラベルＬを容器Ｂに装着するために拡開するラベル拡開装置３０は、容器Ｂが通る中心開口部３８を有する基台上に放射状に配置され、ラベルＬを拡径するためにラベルＬを受け取る収縮した縮径位置とラベルＬを引き延ばす拡径した拡径位置との間で径方向に移動可能で軸方向に長く延びる複数の拡径爪５０と、拡径爪５０に対して径方向に進退可能に設けられ、複数の拡径爪５０の外側に受け取られたラベルＬが拡径されて弾性伸長が始まるときにラベルＬを介して拡径爪５０の爪部５４に当接することによりラベルＬの下端部を挟持するクランプ装置６０とを備える。
【解決手段】筒状伸長性ラベルＬを容器Ｂに装着するために拡開するラベル拡開装置３０は、容器Ｂが通る中心開口部３８を有する基台上に放射状に配置され、ラベルＬを拡径するためにラベルＬを受け取る収縮した縮径位置とラベルＬを引き延ばす拡径した拡径位置との間で径方向に移動可能で軸方向に長く延びる複数の拡径爪５０と、拡径爪５０に対して径方向に進退可能に設けられ、複数の拡径爪５０の外側に受け取られたラベルＬが拡径されて弾性伸長が始まるときにラベルＬを介して拡径爪５０の爪部５４に当接することによりラベルＬの下端部を挟持するクランプ装置６０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラベル拡開装置に係り、特に、高伸長性筒状ラベルを容器に装着するために拡開するラベル拡開装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器に筒状のラベルを装着するには、筒状のラベルを容器にかぶせられるように広げ、その後、容器にかぶせられたラベルをそれ自体の伸縮性または弾力性によって装着することが知られている。そして近年、高伸縮性のラベルが用いられるようになってきている。高伸縮性のラベルは、伸長率である弾性変形率が、例えば、４０％から５０％のシート材を用いて作られる。高伸縮性のラベルを容器に装着するには、伸長率の少ない従来のラベルを用いる場合と異なる配慮が必要である。
【０００３】
高伸長率のラベルのための特別な技術ではないが、例えば特許第２６３９６５８号公報（特許文献１）には、筒状ストレッチラベルの装着方法の従来技術として、ラベルを吸盤で拡開し、それを複数の拡径爪にて十分に被嵌し、ラベルクランパと拡径爪との間でラベルを挟持することが記載されている。さらに、その状態で容器を上昇させて拡径爪の中に挿入し、ボトルクランパも上昇させ、ラベルと共に容器を挟持することが記載されている。
【０００４】
また、伸長率の低いラベルを用いるものではあるが、特公平４−３１９３１号公報（特許文献２）には、ストレッチラベルの装着方法において、従来技術として、リング状をなす中空ケースの内周面に設けた開口を経て、中心方向に向かって移動しうる６本のガイド板でストレッチラベルを拡径することが開示されている。そして、この従来技術では、ガイド板によるストレッチラベルの拡径量が大きく、ストレッチラベルが損傷し、印刷インクの割れが生じることを指摘しており、これを解決するためにガイド板として、可撓性舌片を用いることが記載されている。このようにすることで、ストレッチラベルを容器に装着させるために容器が上昇するにつれて、容器の肩部は、可撓性舌片を介してストレッチラベルを広げながら上昇するので、ストレッチラベルの損傷を抑制できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２６３９６５８号公報
【特許文献２】特公平４−３１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高伸長性の筒状ラベルを拡開して装着するには、いくつかの課題がある。例えば特許文献１に記載される複数の拡径爪の拡径動作によって高伸長性の筒状ラベルを引き延ばすとき、ラベルの高弾性変形によってラベルの軸方向幅が収縮することにより、複数の爪の周囲においてラベルの下端部がずり上がった状態で伸長および拡径されることがある。具体的には、図８の上図に示すように、筒状に広げたラベルＬを縮径位置にある各拡径爪８０の爪部８２の周囲に受け取った後、図８の下図に示すように各拡径爪８０が拡径位置へと移動してラベルＬが弾性伸長されると、軸方向幅が縮小することによって爪部８２に対してラベルＬの下端部がずり上がった状態になり、その結果、ボトルに対するラベル装着位置がばらついて不安定になることがある。この場合、ラベル装着が完了した容器の品質にもかかわることになる。
【０００７】
本発明の目的は、高伸長性の筒状ラベルを容器に装着するときに、容器のラベル装着位置を安定したものにできるラベル拡開装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るラベル拡開装置は、筒状伸長性ラベルを容器に装着するために拡開するラベル拡開装置であって、容器が通る中心開口部を有する基台上に放射状に配置され、ラベルを拡径するためにラベルを受け取る収縮した縮径位置とラベルを引き延ばす拡径した拡径位置との間で径方向に移動可能で軸方向に長く延びる複数の拡径爪と、前記拡径爪に対して径方向に進退可能に設けられ、前記複数の拡径爪の外側に受け取られたラベルが拡径されて弾性伸長が始まるときに前記ラベルを介して前記拡径爪に当接することにより前記ラベルの下端部を前記拡径爪の外周面との間に挟持するクランプ手段と、を備えるものである。
【０００９】
本発明に係るラベル拡開装置において、前記クランプ手段は、前記環状円板の径方向に移動可能に設けられて前記拡径爪に向かって移動したときに前記ラベルを介して前記拡径爪に当接するクランプ部材と、前記クランプ部材を前記拡径爪に向けて前進移動させる駆動部と、前記クランプ部材が前記拡径爪に対して非接触となる待機位置に保持する保持部とを含んでもよい。
【００１０】
また、本発明に係るラベル拡開装置において、前記クランプ部材は、前記拡径爪との間でラベルを挟持するクランプ部と、このクランプ部に連結されて径方向にスライド移動可能に支持されるシャフトと、このシャフトに連結される係合部とを有し、前記駆動部は、前記クランプ部材を前記拡径爪に向けて付勢するバネと、前記クランプ部材を前記バネの付勢力に抗して前記待機位置に留めるために前記係合部に係合するピンを係合解除させるピン駆動部材とを含んでもよい。
【００１１】
また、本発明に係るラベル拡開装置において、前記クランプ部材が前記ラベルの下端部を押えた状態で前記拡径爪が拡径動作することによって前記クランプ部材が前記バネの付勢力に抗して前記待機位置へ戻されてきたとき、前記ピンは前記係合部に形成されたガイド面によって案内されて前記係合部の係合凹部内に係合してもよい。
【００１２】
さらに、本発明に係るラベル拡開装置において、前記クランプ部材のクランプ部は、１つのクランプ部材で複数の拡開爪に当接可能なように円弧状に延伸する形状に形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のラベル拡開装置では、複数の拡径爪の外側に受け取られたラベルが拡径されて弾性伸長が始まるときに、ラベルを介して拡径爪に当接することによりラベルの下端部を拡径爪の外周面との間に挟持するクランプ手段が設けられている。これにより、拡径時の弾性変形によってラベルが軸方向に収縮してもラベルの下端部が爪に対してずり上がるのを防止できる。その結果、拡開完了時の拡径爪に対するラベルの軸方向の位置が安定したものになり、環状円板の中心開口部を介してラベル内に挿入される容器に対するラベル装着位置もばらつくことがない。したがって、ラベル装着された容器の品質向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態であるラベル拡開装置を備えたラベル装着システムの構成を説明する図である。
【図２】本実施形態のラベル拡開装置を構成する複数の拡径爪を示す斜視図である。
【図３】本実施形態のラベル拡開装置を構成するクランプ装置を示す図である。
【図４】ラベル拡開装置において、筒状ラベルが複数の拡径爪の周囲に受け取られた状態を示す図である。
【図５】図４に続いて、ラベルが弾性伸長を始めるところまで拡径爪が拡径した状態を示す図である。
【図６】図５に続いて、ラベルが容器に装着されるための最大伸長状態まで拡径爪が拡径した状態を示す図である。
【図７】図６に続いて、拡径爪が最大拡径位置から少し縮径した位置に移動した状態を示す図である。
【図８】クランプ装置がない場合に、高伸長性のラベルが拡径時の弾性変形による軸方向幅の収縮によって拡径爪に対してずり上がった様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、ラベル装着システムとして、ボトル供給装置と、ラベル装着装置と、ラベル生成装置と、ラベル基材供給装置と、ラベル搬送装置と、ラベル受渡装置と、ボトル搬送装置とを備えるものとして説明するが、これは構成の１つの例示であって、これら以外の要素を付け加えてもよく、これらの要素の全部ではないいくつかを組み合わせてラベル装着システムとしてもよい。このラベル装着システムにおいて、後述される本実施形態のラベル拡開装置はラベル装着装置を構成するラベル装着ヘッドに含まれる。
【００１６】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１７】
図１は、ラベル装着システム１の構成図である。このラベル装着システム１は、例えばＰＥＴボトルの表面に、そのボトル内に注入される清涼飲料水等の名称を表す筒状のストレッチラベルＬを装着するためのものである。以下では、ストレッチラベルＬを、特に断らない限り、単にラベルＬと呼ぶことにする。
【００１８】
このラベル装着システム１では、水平面内で多数の容器であるボトルＢを一列に配列して搬送する。また、多数のラベルＬが一定の間隔で印刷された長尺状のラベル基材Ｓを繰り出しながら各ラベルＬに切断する。そして切断されたラベルＬをボトルＢの搬送経路に順次搬送し、その搬送経路上の位置で各ボトルＢに各ラベルＬを装着する。ラベルＬが装着された各ボトルは、再び水平面内に一列に配列して搬出される。
【００１９】
ラベル装着システム１は、図１に示されるように、ボトルＢを供給するためのボトル供給装置２と、ボトル供給装置２によって供給されたボトルＢにラベルＬを装着するためのラベル装着装置３と、長尺状のラベル基材Ｓを繰り出してラベル生成装置４に向けて供給するラベル基材供給装置５と、ラベル基材供給装置５から供給された長尺状のラベル基材Ｓを間欠搬送しながら切断することで個々のラベルＬを生成するラベル生成装置４と、ラベル生成装置４によって生成されたラベルＬを吸着しながら下流側に搬送するラベル搬送装置６と、ラベル搬送装置６からラベルＬを受け取り、ラベル装着装置３に受け渡すラベル受渡装置７と、ラベルＬが装着されたボトルＢを搬出するためのボトル搬送装置８とを含む。
【００２０】
ラベル基材Ｓは、ボトルＢに装着される略筒状のラベルＬが連続的につながったものである。ラベル基材Ｓ、すなわち各ラベルＬは、例えば、高伸長性のポリエチレン樹脂材料で形成される。勿論、同程度の高伸長性のフィルムであれば、これ以外の材料（例えば、オレフィン系樹脂（ＥＶＡ等）、塩化ビニル系樹脂等）で形成してもよい。本実施形態のラベル拡開装置は、ラベルＬの弾性変形率が１０％以上で、例えば１０〜５０％の高伸長性のものに特に有効であり、５０％以上の高伸長性を有するラベルに対しても有効である。また、ラベル基材Ｓは、ラベル基材供給装置５の基材繰出部１８においては略シート状に折り畳んだ状態で、例えば図示されていない基材リールに巻回されている。
【００２１】
ラベル基材Ｓを構成する各ラベルＬには、ボトルＢの名称等が印刷されている。また各ラベルＬには、ラベル生成装置４でラベル基材Ｓが切断されるときの基準位置を示す基準マークが形成される。基準マークとしては、例えば、矩形形状のものを用いることができる。
【００２２】
ラベル基材供給装置５は、基材繰出部１８から繰り出された長尺状のラベル基材Ｓを所定の速度で連続的にラベル生成装置４へと送り出すものである。送り出されるラベル基材Ｓの搬送経路には、支持ローラ、支持バー等の支持部材が設けられている。
【００２３】
ラベル生成装置４は、ラベル基材供給装置５によって供給されたラベル基材Ｓを、基準マークを用いながら、所定長さに切断することで複数のラベルＬを生成するものである。ラベル生成装置４は、切断装置と、ラベル基材Ｓを切断装置へ搬送するための送り装置と、基準マークを検出するマークセンサ等を含んで構成される。
【００２４】
ラベル搬送装置６は、ラベル生成装置４によって生成されたラベルＬを、下流側のラベル受渡装置７に搬送するものである。ラベル搬送装置６は、ラベルを吸引する機構と、ベルト等の搬送機構を含んで構成される。
【００２５】
ラベル受渡装置７は、ラベル搬送装置６によって搬送されたラベルＬを受け取り、ラベル装着装置３に受け渡すためのものである。ラベル受渡装置７は、ラベルＬを吸着保持するテイクアップ部材４６と、それらを回転軸から放射状に支持するアーム４７とを含んで構成される。回転軸の回転速度は、ラベル搬送装置６によってラベルＬが搬送されるタイミングでテイクアップ部材４６がラベルＬを順次受け取ることができるように制御される。
【００２６】
ボトル供給装置２は、複数の中空のボトルＢを搬送してラベル装着装置３に供給するものである。ボトル供給装置２は、コンベア１１、スクリューコンベア１２およびスターホイール１３を含んで構成される。
【００２７】
コンベア１１は、図示されていない搬送モータによって駆動され、スクリューコンベア１２は、ラベル装着装置３の主軸１４に連結されて駆動され、複数のボトルＢを搬送する。具体的には、コンベア１１は、多数のボトルＢを一列に並べて搬送する機能を有し、スクリューコンベア１２は、コンベア１１によって搬送される多数のボトルＢの間隔を所定の搬送間隔に調整する機能を有する。この所定の搬送間隔は、スターホイール１３の周縁に形成されたボトルＢを保持するための複数の凹部１３ａの間隔にほぼ相当する。
【００２８】
スターホイール１３は、ラベル装着装置３の主軸１４と同期して回転し、外周部において複数のボトルＢを等間隔で保持しながらラベル装着装置３に受け渡す。具体的には、スターホイール１３は、コンベア１１およびスクリューコンベア１２によって搬送された各ボトルＢをボトル保持用の各凹部１３ａで保持してラベル装着装置３に搬送する機能を有する。
【００２９】
ラベル装着装置３は、ボトル供給装置２から供給されたボトルＢを保持しながら、それらを周方向に搬送するロータリ式の装置である。ラベル装着装置３は、ボトルＢを周方向に搬送する途中において、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け渡され、受け渡されたラベルＬを筒状に拡径してその中にボトルＢを挿入することでラベルＬをボトルＢに装着する。そして、さらに周方向に搬送して、ラベルＬが装着されたボトルＢをボトル搬送装置８に受け渡す。
【００３０】
ラベル装着装置３は、ボトルＢにラベルＬを装着するためのラベル装着ヘッド２０と、複数のラベル装着ヘッド２０を放射状に一定間隔で取り付けられた主軸１４とを有する。各ラベル装着ヘッド２０の間隔は、スターホイール１３の各凹部１３ａの間隔と略同一である。ラベル装着ヘッド２０は、図示されていない主軸モータによって主軸１４が図１の矢印方向に回転駆動されることで、周方向に回転される。ラベル装着ヘッド２０の回転速度は、ボトルＢの生産量に応じて変更可能である。
【００３１】
ラベル装着ヘッド２０は、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取る機能と、受け取ったラベルＬは筒状を平らにした折り畳み状態であるのでこれを筒状に開く機能と、筒状に開いたラベルＬをボトルＢが挿入できる程度にラベル拡開装置によって拡開する機能と、拡開したラベルＬにボトルＢを上昇させて挿入し、ラベルＬをボトルＢに付着させる装着機能と、ラベルＬが装着されたボトルＢをボトルクランパでラベル拡開装置から引き上げる機能等を有する。図１では、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取る様子と、受け取ったラベルＬを筒状に開く様子が示されている。
【００３２】
ラベル装着装置３は、図１に示されるように、ボトル受渡位置Ｐ１においてボトル供給装置２から供給されたボトルＢを、ラベル装着ヘッド２０に保持しながら周方向に搬送する。ラベル装着装置３は、ラベル受渡装置７からラベル受渡位置Ｐ２においてラベルＬを受け取る。このラベルＬは、ラベル吸着位置Ｐ６において、ラベル搬送装置６から受け取ったものをラベル受渡装置７が吸着し、回転軸の周りに回転してラベル受渡位置Ｐ２に搬送されたものである。ラベル装着装置３は、ラベルＬを受け取って、ラベル装着位置Ｐ３において、主軸１４周りに矢印方向へ移動しながらボトルＢに装着する。そして、ラベル装着装置３は、ボトル受渡位置Ｐ４において、ラベルＬが装着されたボトルＢをボトル搬送装置８に受け渡す。
【００３３】
ボトル搬送装置８は、ラベルＬが装着されたボトルＢをラベル装着装置３から受け取り、さらに検査、梱包等の下流工程に搬出するためのものである。ボトル搬送装置８は、スターホイール１５およびコンベア１６を含んで構成される。
【００３４】
ボトル搬送装置８のスターホイール１５は、ラベル装着装置３の主軸と同期して図１に示す矢印方向に回転し、ラベル装着装置３のラベル装着ヘッド２０から受け渡されたボトルＢを保持してコンベア１６に向けて搬送する。スターホイール１５の周縁に形成されたボトル保持用の凹部１５ａは、ラベル装着装置３のラベル装着ヘッド２０の間隔と等間隔に形成される。コンベア１６は図示されていない搬送モータによって駆動され、スターホイール１５から受け取ったボトルＢを下流工程に向けて搬出する。
【００３５】
図２は、ラベル装着ヘッド２０におけるラベル拡径装置３０を示す斜視図である。ラベル拡径装置３０は、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取り、これを筒状に開いた後に、筒状のラベルＬをボトルＢが挿入できる程度に拡開する装置である。このラベル拡径装置３０の上方に、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取り、これを筒状に開いてラベル拡径装置３０へ供給するための図示されないラベル拡開部が設けられ、ラベル拡径装置３０の下方に、ボトルＢを昇降させるボトル昇降部が設けられる。
【００３６】
ラベル拡径装置３０は、基部３２と、基部３２の上に設けられるカム板３４と、カム板３４の上に設けられる上板３６と、上板３６に配置される拡径爪５０を含んで構成される。基部３２とカム板３４と上板３６は、いずれも中心開口部３８を有する円環状部材である。この中心開口部３８は、その中をラベルＬが装着される対象容器であるボトルＢが昇降するための貫通部である。
【００３７】
基部３２は、ラベル拡開装置３０をラベル装着ヘッド２０に取り付ける部材である。カム板３４は、カム溝４０が設けられる円環部材である。カム板３４は図示されていない駆動モータで正回転および逆回転される。カム板３４に設けられるカム溝４０は、拡径爪５０を上板３６の径方向に移動させるための溝である。カム溝４０は、各拡径爪５０のそれぞれに１つずつ設けられる。
【００３８】
上板３６は、拡径爪５０を予め定めた個数の複数個、周方向に配置する円環状部材である。図２の例では、拡径爪５０は８個が用いられているので、４５度間隔で拡径爪５０が周方向に等間隔で配置される。拡径爪５０の配置には、上板３６に径方向に沿って放射状に設けられるガイド溝４２が用いられる。上板３６はカム板３４と異なり、回転しない。
【００３９】
拡径爪５０は、スライド板５２と、爪部５４と、スライド板５２に設けられるカムピン５６を含んで構成される。
【００４０】
スライド板５２は、上板３６のガイド溝４２に支持されて、上板３６の径方向に移動可能な案内板である。スライド板５２は１枚の板材であってもよく、複数の板材を組み合わせたものであってもよい。爪部５４は、スライド板５２の一方側端部から軸方向に沿って長く延びる軸部材である。ここで軸方向とは、ラベル拡径装置３０の中心開口部３８の中心軸Ｃに平行な方向である。爪部５４は、スライド板５２と一体化される。一体化には、同一部材をＬ字型に加工して、爪部５４とスライド板５２としてもよく、別部材で爪部５４とスライド板５２を作って、これらをねじ留め等により連結して一体化してもよい。
【００４１】
カムピン５６は、スライド板５２の下部に突き出て、カム板３４のカム溝４０にはまりこむカムフォロワである。カムピン５６は、スライド板５２を貫通するピンとすることができる。その場合には、スライド板５２の上部にもカムピン５６の頭部が現れる。図２では、スライド板５２の上部にカムピン５６の頭部が示されている。
【００４２】
したがって、カム板３４が回転すると、カム溝４０に沿ってカムピン５６が駆動される。カム板３４上のカム溝４０は、径方向に対して傾いて且つ湾曲して延伸する溝として形成されている。これに対し、カムピン５６が配置されるスライド板５２は、上板３６の径方向にのみ移動可能にガイド溝４２に案内されるので、カム板３４が回転するとスライド板５２が上板３６の径方向に移動する。爪部５４はスライド板５２と一体であるので、結局、カム板３４が回転すると、爪部５４が上板３６の径方向に移動することになる。
【００４３】
カム板３４が正回転するときに、拡径爪５０が上板３６の径方向外側に移動するとすれば、カム板３４が逆回転のときは、正回転と逆方向に、すなわち上板３６の径方向内側に拡径爪５０が移動する。このように、カム板３４の回転方向を変えることで、拡径爪５０を上板３６の外周側または内周側に移動させることができる。
【００４４】
そこで、ラベルＬを受け取るときは、拡径爪５０を内周側に移動させ、ラベルＬを径方向に引き延ばしてその中にボトルＢを挿入させるときは、拡径爪５０を外周側に移動させる。前者の拡径爪５０の位置を縮径位置、後者の拡径爪５０の位置を拡径位置と呼ぶことにする。拡径爪５０は、筒状に広がったラベルＬを各拡径爪５０の外側に受け取るために収縮した縮径位置と、受け取ったラベルＬを引き延ばすために拡径した拡径位置との間で、上板３６の径方向に移動可能な部材である。
【００４５】
図３は、ラベル拡開装置３０に含まれるクランプ装置６０を示す図である。図３では、径方向に対向する２個の拡径爪５０に対応して設けられた２組のクランプ装置６０のみを示すが、本実施形態で例示する８個の拡径爪５０のそれぞれに対応して設けられている。
【００４６】
クランプ装置６０は、クランプ部材６２と、支持部材６３と、駆動部としてのコイルバネ６４およびラチェット機構６６とを備える。支持部材６３およびラチェット機構６６は、図示されていないブラケット等を介して、ラベル拡開装置３０の上板３６（または、他の回転移動しない固定構造物）に固定配置されている。
【００４７】
クランプ部材６２は、環状円板である上板３６の径方向に移動可能に設けられており、拡径爪５０によってラベルＬが拡径されるときにその先端部と爪部５４の外周面との間でラベルＬの下端部を挟持して押えるものである。クランプ部材６２は、拡径爪５０に向かって移動したときにラベルＬを介して拡径爪５０の爪部５４の下端近傍に当接するようになっている。
【００４８】
クランプ部材６２は、内周側の先端に設けられるクランプ部６２ａと、クランプ部６２ａに連結されて径方向に延伸するシャフト６２ｂと、シャフト６２ｂの後端に連結された係合部６２ｃとを有する。クランプ部６２ａの爪部５４との対向面は、クランプ部材６２が当接したときにラベルＬを傷つけないようにするために、例えば、ゴム、ウレタン、布等の柔らかい材料で形成されるのが好ましいが、これらに限定されない。また、クランプ部６２ａの上記対向面は、爪部５４の外周面に略沿った円弧状の湾曲面としてもよい。このように形成することで、爪部５４とクランプ部６２ａとの間でラベルＬをしっかりと挟持することができる。
【００４９】
シャフト６２ｂは、例えば金属丸棒によって構成することができ、支持部材６３に形成された貫通穴に挿通されて支持されながら径方向にスライド移動可能に構成されている。そして、シャフト６２ｂの周囲であってクランプ部６２ａと支持部材６３との間に、コイルバネ６４が配置されている。コイルバネ６４は、クランプ部材６２が図３に示される待機位置にあるとき圧縮状態にあってクランプ部６２ａすなわちクランプ部材６２を拡径爪５０の爪部５４に向かって付勢している。
【００５０】
シャフト６２ｂの後端に設けられた係合部６２ｃは、例えば矩形ブロック状の部材であり、下面に凹設された係合凹部７０を有する。係合凹部７０内には、ラチェット機構６６により上下移動されるピン７２が嵌り込んでいる。これにより、クランプ部材６２は、図３に示される待機位置に保持されている。なお、上記コイルバネ６４およびラチェット機構６６が本発明におけるクランプ手段の駆動部に相当し、上記係合凹部７０およびラチェット機構６６のピン７２が本発明におけるクランプ手段の保持部に相当する。また、ピン７２は、上昇位置において係合凹部ではなく係合部６２ｃの下方角部に引っ掛かることによってクランプ部材６２を待機位置に保持してもよい。
【００５１】
一方、ラチェット機構６６は、カム板３４の回転動作に連動して駆動されることにより、ピン７２を上昇位置または下降位置へと移動させるものである。これにより、ピン７２が下降位置へ移動すると係合部６２ｃの係合凹部７０から抜け出て係合解除され、その結果、クランプ部材６２がコイルバネ６４の付勢力によって爪部５４に当接する位置まで前進移動することになる。
【００５２】
なお、本実施形態では、コイルバネおよびラチェット機構をクランプ部材６２の駆動部として用いているが、これに限定されるものではない。例えば、コイルバネに代えてねじりバネ、板バネ、ゴム等の他の弾性部材を用いてもよいし、あるいは、エアシリンダ等の他の駆動手段でクランプ部材６２を移動させてもよい。また、ピン７２を上下移動させる動作を、ラチェット機構に代えて、カム板３４の回転動作に連動するカム機構またはリンク機構等で行わせてもよい。さらに、係合部６２ｃの下方角部を面取りされたガイド面６８として形成しておき、このガイド面６８にピン７２の先端が接触して下方へ押し込まれ、ピン７２が係合凹部７０に対応する位置となったときにバネ等の付勢力によって上昇位置へと押し上げられて係合凹部７０内に嵌り込むように構成されてもよい。
【００５３】
続いて、上記構成からなるラベル拡開装置３０の動作について図４〜７を参照して説明する。
【００５４】
まず、図４に示すように、ラベル拡径装置３０は、ラベル受渡装置７から高伸長性のラベルＬを筒状に開いた状態で各拡径爪５０の爪部５４の周囲に上方から受け取る。このとき、ラベルＬは、Ｌ字状に形成された拡径爪５４の基部５３上に載る。また、このとき各拡径爪５０は、カム板３４の逆回転により中心軸Ｃに最も接近した縮径位置にあって、ラベルＬの受け取りを確実に行うことができる。なお、上記縮径位置にある各拡径爪５０の爪部５４の外周面とラベルＬの内周面との間には隙間があいている。
【００５５】
次いで、カム板３４が正回転で駆動されてラベルＬの拡開が開始される。これにより、カム板３４のカム溝４０に案内されてカムピン５６が移動することにより、拡径爪５０が拡径位置へ向かって径方向外側に移動する。このとき、図５に示されるように、拡径爪５０の爪部５４がラベルＬの内周面に接触して、そこからラベルＬの弾性伸長が始まろうとするとき、ラチェット機構６６の駆動によりピン７２が下降位置へ移動する。これにより、クランプ部材６２がコイルバネ６４の付勢力によって待機位置から径方向内側へ前進移動し、クランプ部６２ａがラベルＬを介して爪部５４に当接する。すなわち、爪部５４とクランプ部６２ａとによってラベルＬの下端部が挟持されて押え付けられる。
【００５６】
なお、クランプ部材６２でラベルＬを挟持するタイミングは、ラベルＬの弾性伸長が始まる瞬間のときであることが好ましいが、ラベルＬのずり上がりを防止するという目的を達成できる範囲内で時間的に若干前後することは許容される。
【００５７】
引き続き、カム板３４が正回転で駆動されて各拡径爪５０が径方向外側へ移動し、ラベルＬが爪部５４によって拡径される。その間、ラベルＬの下端部に当接しているクランプ部材６２は、爪部５４に対するラベルＬのずり上がらないように押えながら、コイルバネ６４の付勢力に抗して後退移動、すなわち径方向外側へ移動する。
【００５８】
そして、図６に示すように、拡径爪５０が最大拡径位置に達すると、カム板３４の回転が停止されて、各拡径爪５０が拡径位置で停止する。このとき、ラチェット機構６６の駆動により上昇位置へと移動したピン７２が係合凹部７０内に嵌り込む。これにより、クランプ部材６２が元の待機位置に復帰した状態で保持される。
【００５９】
その後、ラベル拡開装置３０の下方に位置しているボトルＢがカム板３４および上板３６の中心開口部３８を通って上昇し、拡開されたラベルＬの内側に挿入される。このとき、拡開位置にある各拡径爪５０の爪部５４間の内径はボトルＢの最大径よりも大きくなっていることから、上昇するボトルＢが爪部５４およびその外周に拡開されたラベルＬに接触することはない。
【００６０】
ボトルＢが所定の高さ位置まで上昇すると、図７に示すように、カム板３４が少し逆回転することによって各拡径爪５０が縮径し、爪部５４の内面がボトルＢの表面に軽く接触した状態になる。これにより、ラベルＬにおいて各爪部５４間で周方向に伸長されている部分がボトルＢに接触する。この状態で、図示されていないボトルクランパがラベルの無い部分であるボトル上部又は爪部５４間でラベルＬの上からボトルＢを把持しつつ所定距離だけ持ち上げることで、爪部５４間でボトルＢの表面に部分的に接触するラベルＬが爪部５４上を摺動しながらボトルＢと共に持ち上げられる。その結果、ボトルＢとラベルＬの間から各爪部５４が抜き出されて、ラベルＬがボトルＢ上の所定位置に装着された状態になる。なお、上記のように爪部５４が縮径方向に少し移動したことで、クランプ部材６２はラベルＬとの間に隙間が形成された非接触状態になっているため、爪部５４をラベルＬ内側から抜き出す際に両者間の摩擦抵抗を増加させることはない。
【００６１】
このようにしてラベルＬが装着されたボトルＢは、ボトルクランパの動作によって上昇する。そして、ラベル拡開装置３０の上方において、ラベルＬが装着されたボトルＢはラベル装着装置３から、ボトル供給装置２のスターホイール１３よりも高い位置に設置されているボトル搬送装置８のスターホイール１５に受け渡される。
【００６２】
上述したように本実施形態のボトル拡開装置３０によれば、複数の拡径爪５０の外側に受け取られたラベルＬが拡径されて弾性伸長が始まるときに、ラベルＬを介して拡径爪５０の爪部５４に当接することによりラベルＬの下端部を爪部５４の外周面との間に挟持するクランプ装置６０が設けられている。これにより、拡径時の弾性変形によってラベルＬが軸方向に収縮してもラベルＬの下端部が爪部５４に対してずり上がるのを防止できる。その結果、拡開完了時の拡径爪５０の爪部５４に対するラベルの軸方向の位置が安定したものになり、ボトルＢに対するラベル装着位置もばらつくことがない。したがって、ラベル装着されたボトルＢの品質向上を図れる。
【００６３】
なお、本発明に係るラベル拡開装置は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更または改良が可能である。
【００６４】
例えば、上記においては複数の拡開爪５０に対応して同数のクランプ装置を設けたが、１つのクランプ部材６２で周方向に隣接する複数の拡開爪５０の爪部５４に当接可能なようにクランプ部６２ａを円弧状に延伸する形状に形成してもよい。このようにすれば、クランプ装置６０の数を半分または３分の１等に減らすことができ、コストを低減できるとともに組立が容易になるという利点がある。
【符号の説明】
【００６５】
１ ラベル装着システム、２ ボトル供給装置、３ ラベル装着装置、４ ラベル生成装置、５ ラベル基材供給装置、６ ラベル搬送装置、７ ラベル受渡装置、８ ボトル搬送装置、９ 折変装置、１１，１６ コンベア、１２ スクリューコンベア、１３，１５ スターホイール、１３ａ，１５ａ 凹部、１４ 主軸、１８ 基材繰出部、２０ ラベル装着ヘッド、３０ ラベル拡開装置、３２ 基部、３４ カム板、３６ 上板（基台）、３８ 中心開口部、４０ カム溝、４２ ガイド溝、４６ テイクアップ部材、４７ アーム、５０ 拡径爪、５２ スライド板、５４ 爪部、５６ カムピン、６０ クランプ装置（クランプ手段）、６２ クランプ部材、６２ａ クランプ部、６２ｂ シャフト、６２ｃ 係合部、６３ 支持部材、６４ コイルバネ、６６ ラチェット機構、６８ ガイド面、７０ 係合凹部、７２ ピン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラベル拡開装置に係り、特に、高伸長性筒状ラベルを容器に装着するために拡開するラベル拡開装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器に筒状のラベルを装着するには、筒状のラベルを容器にかぶせられるように広げ、その後、容器にかぶせられたラベルをそれ自体の伸縮性または弾力性によって装着することが知られている。そして近年、高伸縮性のラベルが用いられるようになってきている。高伸縮性のラベルは、伸長率である弾性変形率が、例えば、４０％から５０％のシート材を用いて作られる。高伸縮性のラベルを容器に装着するには、伸長率の少ない従来のラベルを用いる場合と異なる配慮が必要である。
【０００３】
高伸長率のラベルのための特別な技術ではないが、例えば特許第２６３９６５８号公報（特許文献１）には、筒状ストレッチラベルの装着方法の従来技術として、ラベルを吸盤で拡開し、それを複数の拡径爪にて十分に被嵌し、ラベルクランパと拡径爪との間でラベルを挟持することが記載されている。さらに、その状態で容器を上昇させて拡径爪の中に挿入し、ボトルクランパも上昇させ、ラベルと共に容器を挟持することが記載されている。
【０００４】
また、伸長率の低いラベルを用いるものではあるが、特公平４−３１９３１号公報（特許文献２）には、ストレッチラベルの装着方法において、従来技術として、リング状をなす中空ケースの内周面に設けた開口を経て、中心方向に向かって移動しうる６本のガイド板でストレッチラベルを拡径することが開示されている。そして、この従来技術では、ガイド板によるストレッチラベルの拡径量が大きく、ストレッチラベルが損傷し、印刷インクの割れが生じることを指摘しており、これを解決するためにガイド板として、可撓性舌片を用いることが記載されている。このようにすることで、ストレッチラベルを容器に装着させるために容器が上昇するにつれて、容器の肩部は、可撓性舌片を介してストレッチラベルを広げながら上昇するので、ストレッチラベルの損傷を抑制できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２６３９６５８号公報
【特許文献２】特公平４−３１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高伸長性の筒状ラベルを拡開して装着するには、いくつかの課題がある。例えば特許文献１に記載される複数の拡径爪の拡径動作によって高伸長性の筒状ラベルを引き延ばすとき、ラベルの高弾性変形によってラベルの軸方向幅が収縮することにより、複数の爪の周囲においてラベルの下端部がずり上がった状態で伸長および拡径されることがある。具体的には、図８の上図に示すように、筒状に広げたラベルＬを縮径位置にある各拡径爪８０の爪部８２の周囲に受け取った後、図８の下図に示すように各拡径爪８０が拡径位置へと移動してラベルＬが弾性伸長されると、軸方向幅が縮小することによって爪部８２に対してラベルＬの下端部がずり上がった状態になり、その結果、ボトルに対するラベル装着位置がばらついて不安定になることがある。この場合、ラベル装着が完了した容器の品質にもかかわることになる。
【０００７】
本発明の目的は、高伸長性の筒状ラベルを容器に装着するときに、容器のラベル装着位置を安定したものにできるラベル拡開装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るラベル拡開装置は、筒状伸長性ラベルを容器に装着するために拡開するラベル拡開装置であって、容器が通る中心開口部を有する基台上に放射状に配置され、ラベルを拡径するためにラベルを受け取る収縮した縮径位置とラベルを引き延ばす拡径した拡径位置との間で径方向に移動可能で軸方向に長く延びる複数の拡径爪と、前記拡径爪に対して径方向に進退可能に設けられ、前記複数の拡径爪の外側に受け取られたラベルが拡径されて弾性伸長が始まるときに前記ラベルを介して前記拡径爪に当接することにより前記ラベルの下端部を前記拡径爪の外周面との間に挟持するクランプ手段と、を備えるものである。
【０００９】
本発明に係るラベル拡開装置において、前記クランプ手段は、前記環状円板の径方向に移動可能に設けられて前記拡径爪に向かって移動したときに前記ラベルを介して前記拡径爪に当接するクランプ部材と、前記クランプ部材を前記拡径爪に向けて前進移動させる駆動部と、前記クランプ部材が前記拡径爪に対して非接触となる待機位置に保持する保持部とを含んでもよい。
【００１０】
また、本発明に係るラベル拡開装置において、前記クランプ部材は、前記拡径爪との間でラベルを挟持するクランプ部と、このクランプ部に連結されて径方向にスライド移動可能に支持されるシャフトと、このシャフトに連結される係合部とを有し、前記駆動部は、前記クランプ部材を前記拡径爪に向けて付勢するバネと、前記クランプ部材を前記バネの付勢力に抗して前記待機位置に留めるために前記係合部に係合するピンを係合解除させるピン駆動部材とを含んでもよい。
【００１１】
また、本発明に係るラベル拡開装置において、前記クランプ部材が前記ラベルの下端部を押えた状態で前記拡径爪が拡径動作することによって前記クランプ部材が前記バネの付勢力に抗して前記待機位置へ戻されてきたとき、前記ピンは前記係合部に形成されたガイド面によって案内されて前記係合部の係合凹部内に係合してもよい。
【００１２】
さらに、本発明に係るラベル拡開装置において、前記クランプ部材のクランプ部は、１つのクランプ部材で複数の拡開爪に当接可能なように円弧状に延伸する形状に形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のラベル拡開装置では、複数の拡径爪の外側に受け取られたラベルが拡径されて弾性伸長が始まるときに、ラベルを介して拡径爪に当接することによりラベルの下端部を拡径爪の外周面との間に挟持するクランプ手段が設けられている。これにより、拡径時の弾性変形によってラベルが軸方向に収縮してもラベルの下端部が爪に対してずり上がるのを防止できる。その結果、拡開完了時の拡径爪に対するラベルの軸方向の位置が安定したものになり、環状円板の中心開口部を介してラベル内に挿入される容器に対するラベル装着位置もばらつくことがない。したがって、ラベル装着された容器の品質向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態であるラベル拡開装置を備えたラベル装着システムの構成を説明する図である。
【図２】本実施形態のラベル拡開装置を構成する複数の拡径爪を示す斜視図である。
【図３】本実施形態のラベル拡開装置を構成するクランプ装置を示す図である。
【図４】ラベル拡開装置において、筒状ラベルが複数の拡径爪の周囲に受け取られた状態を示す図である。
【図５】図４に続いて、ラベルが弾性伸長を始めるところまで拡径爪が拡径した状態を示す図である。
【図６】図５に続いて、ラベルが容器に装着されるための最大伸長状態まで拡径爪が拡径した状態を示す図である。
【図７】図６に続いて、拡径爪が最大拡径位置から少し縮径した位置に移動した状態を示す図である。
【図８】クランプ装置がない場合に、高伸長性のラベルが拡径時の弾性変形による軸方向幅の収縮によって拡径爪に対してずり上がった様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、ラベル装着システムとして、ボトル供給装置と、ラベル装着装置と、ラベル生成装置と、ラベル基材供給装置と、ラベル搬送装置と、ラベル受渡装置と、ボトル搬送装置とを備えるものとして説明するが、これは構成の１つの例示であって、これら以外の要素を付け加えてもよく、これらの要素の全部ではないいくつかを組み合わせてラベル装着システムとしてもよい。このラベル装着システムにおいて、後述される本実施形態のラベル拡開装置はラベル装着装置を構成するラベル装着ヘッドに含まれる。
【００１６】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１７】
図１は、ラベル装着システム１の構成図である。このラベル装着システム１は、例えばＰＥＴボトルの表面に、そのボトル内に注入される清涼飲料水等の名称を表す筒状のストレッチラベルＬを装着するためのものである。以下では、ストレッチラベルＬを、特に断らない限り、単にラベルＬと呼ぶことにする。
【００１８】
このラベル装着システム１では、水平面内で多数の容器であるボトルＢを一列に配列して搬送する。また、多数のラベルＬが一定の間隔で印刷された長尺状のラベル基材Ｓを繰り出しながら各ラベルＬに切断する。そして切断されたラベルＬをボトルＢの搬送経路に順次搬送し、その搬送経路上の位置で各ボトルＢに各ラベルＬを装着する。ラベルＬが装着された各ボトルは、再び水平面内に一列に配列して搬出される。
【００１９】
ラベル装着システム１は、図１に示されるように、ボトルＢを供給するためのボトル供給装置２と、ボトル供給装置２によって供給されたボトルＢにラベルＬを装着するためのラベル装着装置３と、長尺状のラベル基材Ｓを繰り出してラベル生成装置４に向けて供給するラベル基材供給装置５と、ラベル基材供給装置５から供給された長尺状のラベル基材Ｓを間欠搬送しながら切断することで個々のラベルＬを生成するラベル生成装置４と、ラベル生成装置４によって生成されたラベルＬを吸着しながら下流側に搬送するラベル搬送装置６と、ラベル搬送装置６からラベルＬを受け取り、ラベル装着装置３に受け渡すラベル受渡装置７と、ラベルＬが装着されたボトルＢを搬出するためのボトル搬送装置８とを含む。
【００２０】
ラベル基材Ｓは、ボトルＢに装着される略筒状のラベルＬが連続的につながったものである。ラベル基材Ｓ、すなわち各ラベルＬは、例えば、高伸長性のポリエチレン樹脂材料で形成される。勿論、同程度の高伸長性のフィルムであれば、これ以外の材料（例えば、オレフィン系樹脂（ＥＶＡ等）、塩化ビニル系樹脂等）で形成してもよい。本実施形態のラベル拡開装置は、ラベルＬの弾性変形率が１０％以上で、例えば１０〜５０％の高伸長性のものに特に有効であり、５０％以上の高伸長性を有するラベルに対しても有効である。また、ラベル基材Ｓは、ラベル基材供給装置５の基材繰出部１８においては略シート状に折り畳んだ状態で、例えば図示されていない基材リールに巻回されている。
【００２１】
ラベル基材Ｓを構成する各ラベルＬには、ボトルＢの名称等が印刷されている。また各ラベルＬには、ラベル生成装置４でラベル基材Ｓが切断されるときの基準位置を示す基準マークが形成される。基準マークとしては、例えば、矩形形状のものを用いることができる。
【００２２】
ラベル基材供給装置５は、基材繰出部１８から繰り出された長尺状のラベル基材Ｓを所定の速度で連続的にラベル生成装置４へと送り出すものである。送り出されるラベル基材Ｓの搬送経路には、支持ローラ、支持バー等の支持部材が設けられている。
【００２３】
ラベル生成装置４は、ラベル基材供給装置５によって供給されたラベル基材Ｓを、基準マークを用いながら、所定長さに切断することで複数のラベルＬを生成するものである。ラベル生成装置４は、切断装置と、ラベル基材Ｓを切断装置へ搬送するための送り装置と、基準マークを検出するマークセンサ等を含んで構成される。
【００２４】
ラベル搬送装置６は、ラベル生成装置４によって生成されたラベルＬを、下流側のラベル受渡装置７に搬送するものである。ラベル搬送装置６は、ラベルを吸引する機構と、ベルト等の搬送機構を含んで構成される。
【００２５】
ラベル受渡装置７は、ラベル搬送装置６によって搬送されたラベルＬを受け取り、ラベル装着装置３に受け渡すためのものである。ラベル受渡装置７は、ラベルＬを吸着保持するテイクアップ部材４６と、それらを回転軸から放射状に支持するアーム４７とを含んで構成される。回転軸の回転速度は、ラベル搬送装置６によってラベルＬが搬送されるタイミングでテイクアップ部材４６がラベルＬを順次受け取ることができるように制御される。
【００２６】
ボトル供給装置２は、複数の中空のボトルＢを搬送してラベル装着装置３に供給するものである。ボトル供給装置２は、コンベア１１、スクリューコンベア１２およびスターホイール１３を含んで構成される。
【００２７】
コンベア１１は、図示されていない搬送モータによって駆動され、スクリューコンベア１２は、ラベル装着装置３の主軸１４に連結されて駆動され、複数のボトルＢを搬送する。具体的には、コンベア１１は、多数のボトルＢを一列に並べて搬送する機能を有し、スクリューコンベア１２は、コンベア１１によって搬送される多数のボトルＢの間隔を所定の搬送間隔に調整する機能を有する。この所定の搬送間隔は、スターホイール１３の周縁に形成されたボトルＢを保持するための複数の凹部１３ａの間隔にほぼ相当する。
【００２８】
スターホイール１３は、ラベル装着装置３の主軸１４と同期して回転し、外周部において複数のボトルＢを等間隔で保持しながらラベル装着装置３に受け渡す。具体的には、スターホイール１３は、コンベア１１およびスクリューコンベア１２によって搬送された各ボトルＢをボトル保持用の各凹部１３ａで保持してラベル装着装置３に搬送する機能を有する。
【００２９】
ラベル装着装置３は、ボトル供給装置２から供給されたボトルＢを保持しながら、それらを周方向に搬送するロータリ式の装置である。ラベル装着装置３は、ボトルＢを周方向に搬送する途中において、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け渡され、受け渡されたラベルＬを筒状に拡径してその中にボトルＢを挿入することでラベルＬをボトルＢに装着する。そして、さらに周方向に搬送して、ラベルＬが装着されたボトルＢをボトル搬送装置８に受け渡す。
【００３０】
ラベル装着装置３は、ボトルＢにラベルＬを装着するためのラベル装着ヘッド２０と、複数のラベル装着ヘッド２０を放射状に一定間隔で取り付けられた主軸１４とを有する。各ラベル装着ヘッド２０の間隔は、スターホイール１３の各凹部１３ａの間隔と略同一である。ラベル装着ヘッド２０は、図示されていない主軸モータによって主軸１４が図１の矢印方向に回転駆動されることで、周方向に回転される。ラベル装着ヘッド２０の回転速度は、ボトルＢの生産量に応じて変更可能である。
【００３１】
ラベル装着ヘッド２０は、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取る機能と、受け取ったラベルＬは筒状を平らにした折り畳み状態であるのでこれを筒状に開く機能と、筒状に開いたラベルＬをボトルＢが挿入できる程度にラベル拡開装置によって拡開する機能と、拡開したラベルＬにボトルＢを上昇させて挿入し、ラベルＬをボトルＢに付着させる装着機能と、ラベルＬが装着されたボトルＢをボトルクランパでラベル拡開装置から引き上げる機能等を有する。図１では、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取る様子と、受け取ったラベルＬを筒状に開く様子が示されている。
【００３２】
ラベル装着装置３は、図１に示されるように、ボトル受渡位置Ｐ１においてボトル供給装置２から供給されたボトルＢを、ラベル装着ヘッド２０に保持しながら周方向に搬送する。ラベル装着装置３は、ラベル受渡装置７からラベル受渡位置Ｐ２においてラベルＬを受け取る。このラベルＬは、ラベル吸着位置Ｐ６において、ラベル搬送装置６から受け取ったものをラベル受渡装置７が吸着し、回転軸の周りに回転してラベル受渡位置Ｐ２に搬送されたものである。ラベル装着装置３は、ラベルＬを受け取って、ラベル装着位置Ｐ３において、主軸１４周りに矢印方向へ移動しながらボトルＢに装着する。そして、ラベル装着装置３は、ボトル受渡位置Ｐ４において、ラベルＬが装着されたボトルＢをボトル搬送装置８に受け渡す。
【００３３】
ボトル搬送装置８は、ラベルＬが装着されたボトルＢをラベル装着装置３から受け取り、さらに検査、梱包等の下流工程に搬出するためのものである。ボトル搬送装置８は、スターホイール１５およびコンベア１６を含んで構成される。
【００３４】
ボトル搬送装置８のスターホイール１５は、ラベル装着装置３の主軸と同期して図１に示す矢印方向に回転し、ラベル装着装置３のラベル装着ヘッド２０から受け渡されたボトルＢを保持してコンベア１６に向けて搬送する。スターホイール１５の周縁に形成されたボトル保持用の凹部１５ａは、ラベル装着装置３のラベル装着ヘッド２０の間隔と等間隔に形成される。コンベア１６は図示されていない搬送モータによって駆動され、スターホイール１５から受け取ったボトルＢを下流工程に向けて搬出する。
【００３５】
図２は、ラベル装着ヘッド２０におけるラベル拡径装置３０を示す斜視図である。ラベル拡径装置３０は、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取り、これを筒状に開いた後に、筒状のラベルＬをボトルＢが挿入できる程度に拡開する装置である。このラベル拡径装置３０の上方に、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取り、これを筒状に開いてラベル拡径装置３０へ供給するための図示されないラベル拡開部が設けられ、ラベル拡径装置３０の下方に、ボトルＢを昇降させるボトル昇降部が設けられる。
【００３６】
ラベル拡径装置３０は、基部３２と、基部３２の上に設けられるカム板３４と、カム板３４の上に設けられる上板３６と、上板３６に配置される拡径爪５０を含んで構成される。基部３２とカム板３４と上板３６は、いずれも中心開口部３８を有する円環状部材である。この中心開口部３８は、その中をラベルＬが装着される対象容器であるボトルＢが昇降するための貫通部である。
【００３７】
基部３２は、ラベル拡開装置３０をラベル装着ヘッド２０に取り付ける部材である。カム板３４は、カム溝４０が設けられる円環部材である。カム板３４は図示されていない駆動モータで正回転および逆回転される。カム板３４に設けられるカム溝４０は、拡径爪５０を上板３６の径方向に移動させるための溝である。カム溝４０は、各拡径爪５０のそれぞれに１つずつ設けられる。
【００３８】
上板３６は、拡径爪５０を予め定めた個数の複数個、周方向に配置する円環状部材である。図２の例では、拡径爪５０は８個が用いられているので、４５度間隔で拡径爪５０が周方向に等間隔で配置される。拡径爪５０の配置には、上板３６に径方向に沿って放射状に設けられるガイド溝４２が用いられる。上板３６はカム板３４と異なり、回転しない。
【００３９】
拡径爪５０は、スライド板５２と、爪部５４と、スライド板５２に設けられるカムピン５６を含んで構成される。
【００４０】
スライド板５２は、上板３６のガイド溝４２に支持されて、上板３６の径方向に移動可能な案内板である。スライド板５２は１枚の板材であってもよく、複数の板材を組み合わせたものであってもよい。爪部５４は、スライド板５２の一方側端部から軸方向に沿って長く延びる軸部材である。ここで軸方向とは、ラベル拡径装置３０の中心開口部３８の中心軸Ｃに平行な方向である。爪部５４は、スライド板５２と一体化される。一体化には、同一部材をＬ字型に加工して、爪部５４とスライド板５２としてもよく、別部材で爪部５４とスライド板５２を作って、これらをねじ留め等により連結して一体化してもよい。
【００４１】
カムピン５６は、スライド板５２の下部に突き出て、カム板３４のカム溝４０にはまりこむカムフォロワである。カムピン５６は、スライド板５２を貫通するピンとすることができる。その場合には、スライド板５２の上部にもカムピン５６の頭部が現れる。図２では、スライド板５２の上部にカムピン５６の頭部が示されている。
【００４２】
したがって、カム板３４が回転すると、カム溝４０に沿ってカムピン５６が駆動される。カム板３４上のカム溝４０は、径方向に対して傾いて且つ湾曲して延伸する溝として形成されている。これに対し、カムピン５６が配置されるスライド板５２は、上板３６の径方向にのみ移動可能にガイド溝４２に案内されるので、カム板３４が回転するとスライド板５２が上板３６の径方向に移動する。爪部５４はスライド板５２と一体であるので、結局、カム板３４が回転すると、爪部５４が上板３６の径方向に移動することになる。
【００４３】
カム板３４が正回転するときに、拡径爪５０が上板３６の径方向外側に移動するとすれば、カム板３４が逆回転のときは、正回転と逆方向に、すなわち上板３６の径方向内側に拡径爪５０が移動する。このように、カム板３４の回転方向を変えることで、拡径爪５０を上板３６の外周側または内周側に移動させることができる。
【００４４】
そこで、ラベルＬを受け取るときは、拡径爪５０を内周側に移動させ、ラベルＬを径方向に引き延ばしてその中にボトルＢを挿入させるときは、拡径爪５０を外周側に移動させる。前者の拡径爪５０の位置を縮径位置、後者の拡径爪５０の位置を拡径位置と呼ぶことにする。拡径爪５０は、筒状に広がったラベルＬを各拡径爪５０の外側に受け取るために収縮した縮径位置と、受け取ったラベルＬを引き延ばすために拡径した拡径位置との間で、上板３６の径方向に移動可能な部材である。
【００４５】
図３は、ラベル拡開装置３０に含まれるクランプ装置６０を示す図である。図３では、径方向に対向する２個の拡径爪５０に対応して設けられた２組のクランプ装置６０のみを示すが、本実施形態で例示する８個の拡径爪５０のそれぞれに対応して設けられている。
【００４６】
クランプ装置６０は、クランプ部材６２と、支持部材６３と、駆動部としてのコイルバネ６４およびラチェット機構６６とを備える。支持部材６３およびラチェット機構６６は、図示されていないブラケット等を介して、ラベル拡開装置３０の上板３６（または、他の回転移動しない固定構造物）に固定配置されている。
【００４７】
クランプ部材６２は、環状円板である上板３６の径方向に移動可能に設けられており、拡径爪５０によってラベルＬが拡径されるときにその先端部と爪部５４の外周面との間でラベルＬの下端部を挟持して押えるものである。クランプ部材６２は、拡径爪５０に向かって移動したときにラベルＬを介して拡径爪５０の爪部５４の下端近傍に当接するようになっている。
【００４８】
クランプ部材６２は、内周側の先端に設けられるクランプ部６２ａと、クランプ部６２ａに連結されて径方向に延伸するシャフト６２ｂと、シャフト６２ｂの後端に連結された係合部６２ｃとを有する。クランプ部６２ａの爪部５４との対向面は、クランプ部材６２が当接したときにラベルＬを傷つけないようにするために、例えば、ゴム、ウレタン、布等の柔らかい材料で形成されるのが好ましいが、これらに限定されない。また、クランプ部６２ａの上記対向面は、爪部５４の外周面に略沿った円弧状の湾曲面としてもよい。このように形成することで、爪部５４とクランプ部６２ａとの間でラベルＬをしっかりと挟持することができる。
【００４９】
シャフト６２ｂは、例えば金属丸棒によって構成することができ、支持部材６３に形成された貫通穴に挿通されて支持されながら径方向にスライド移動可能に構成されている。そして、シャフト６２ｂの周囲であってクランプ部６２ａと支持部材６３との間に、コイルバネ６４が配置されている。コイルバネ６４は、クランプ部材６２が図３に示される待機位置にあるとき圧縮状態にあってクランプ部６２ａすなわちクランプ部材６２を拡径爪５０の爪部５４に向かって付勢している。
【００５０】
シャフト６２ｂの後端に設けられた係合部６２ｃは、例えば矩形ブロック状の部材であり、下面に凹設された係合凹部７０を有する。係合凹部７０内には、ラチェット機構６６により上下移動されるピン７２が嵌り込んでいる。これにより、クランプ部材６２は、図３に示される待機位置に保持されている。なお、上記コイルバネ６４およびラチェット機構６６が本発明におけるクランプ手段の駆動部に相当し、上記係合凹部７０およびラチェット機構６６のピン７２が本発明におけるクランプ手段の保持部に相当する。また、ピン７２は、上昇位置において係合凹部ではなく係合部６２ｃの下方角部に引っ掛かることによってクランプ部材６２を待機位置に保持してもよい。
【００５１】
一方、ラチェット機構６６は、カム板３４の回転動作に連動して駆動されることにより、ピン７２を上昇位置または下降位置へと移動させるものである。これにより、ピン７２が下降位置へ移動すると係合部６２ｃの係合凹部７０から抜け出て係合解除され、その結果、クランプ部材６２がコイルバネ６４の付勢力によって爪部５４に当接する位置まで前進移動することになる。
【００５２】
なお、本実施形態では、コイルバネおよびラチェット機構をクランプ部材６２の駆動部として用いているが、これに限定されるものではない。例えば、コイルバネに代えてねじりバネ、板バネ、ゴム等の他の弾性部材を用いてもよいし、あるいは、エアシリンダ等の他の駆動手段でクランプ部材６２を移動させてもよい。また、ピン７２を上下移動させる動作を、ラチェット機構に代えて、カム板３４の回転動作に連動するカム機構またはリンク機構等で行わせてもよい。さらに、係合部６２ｃの下方角部を面取りされたガイド面６８として形成しておき、このガイド面６８にピン７２の先端が接触して下方へ押し込まれ、ピン７２が係合凹部７０に対応する位置となったときにバネ等の付勢力によって上昇位置へと押し上げられて係合凹部７０内に嵌り込むように構成されてもよい。
【００５３】
続いて、上記構成からなるラベル拡開装置３０の動作について図４〜７を参照して説明する。
【００５４】
まず、図４に示すように、ラベル拡径装置３０は、ラベル受渡装置７から高伸長性のラベルＬを筒状に開いた状態で各拡径爪５０の爪部５４の周囲に上方から受け取る。このとき、ラベルＬは、Ｌ字状に形成された拡径爪５４の基部５３上に載る。また、このとき各拡径爪５０は、カム板３４の逆回転により中心軸Ｃに最も接近した縮径位置にあって、ラベルＬの受け取りを確実に行うことができる。なお、上記縮径位置にある各拡径爪５０の爪部５４の外周面とラベルＬの内周面との間には隙間があいている。
【００５５】
次いで、カム板３４が正回転で駆動されてラベルＬの拡開が開始される。これにより、カム板３４のカム溝４０に案内されてカムピン５６が移動することにより、拡径爪５０が拡径位置へ向かって径方向外側に移動する。このとき、図５に示されるように、拡径爪５０の爪部５４がラベルＬの内周面に接触して、そこからラベルＬの弾性伸長が始まろうとするとき、ラチェット機構６６の駆動によりピン７２が下降位置へ移動する。これにより、クランプ部材６２がコイルバネ６４の付勢力によって待機位置から径方向内側へ前進移動し、クランプ部６２ａがラベルＬを介して爪部５４に当接する。すなわち、爪部５４とクランプ部６２ａとによってラベルＬの下端部が挟持されて押え付けられる。
【００５６】
なお、クランプ部材６２でラベルＬを挟持するタイミングは、ラベルＬの弾性伸長が始まる瞬間のときであることが好ましいが、ラベルＬのずり上がりを防止するという目的を達成できる範囲内で時間的に若干前後することは許容される。
【００５７】
引き続き、カム板３４が正回転で駆動されて各拡径爪５０が径方向外側へ移動し、ラベルＬが爪部５４によって拡径される。その間、ラベルＬの下端部に当接しているクランプ部材６２は、爪部５４に対するラベルＬのずり上がらないように押えながら、コイルバネ６４の付勢力に抗して後退移動、すなわち径方向外側へ移動する。
【００５８】
そして、図６に示すように、拡径爪５０が最大拡径位置に達すると、カム板３４の回転が停止されて、各拡径爪５０が拡径位置で停止する。このとき、ラチェット機構６６の駆動により上昇位置へと移動したピン７２が係合凹部７０内に嵌り込む。これにより、クランプ部材６２が元の待機位置に復帰した状態で保持される。
【００５９】
その後、ラベル拡開装置３０の下方に位置しているボトルＢがカム板３４および上板３６の中心開口部３８を通って上昇し、拡開されたラベルＬの内側に挿入される。このとき、拡開位置にある各拡径爪５０の爪部５４間の内径はボトルＢの最大径よりも大きくなっていることから、上昇するボトルＢが爪部５４およびその外周に拡開されたラベルＬに接触することはない。
【００６０】
ボトルＢが所定の高さ位置まで上昇すると、図７に示すように、カム板３４が少し逆回転することによって各拡径爪５０が縮径し、爪部５４の内面がボトルＢの表面に軽く接触した状態になる。これにより、ラベルＬにおいて各爪部５４間で周方向に伸長されている部分がボトルＢに接触する。この状態で、図示されていないボトルクランパがラベルの無い部分であるボトル上部又は爪部５４間でラベルＬの上からボトルＢを把持しつつ所定距離だけ持ち上げることで、爪部５４間でボトルＢの表面に部分的に接触するラベルＬが爪部５４上を摺動しながらボトルＢと共に持ち上げられる。その結果、ボトルＢとラベルＬの間から各爪部５４が抜き出されて、ラベルＬがボトルＢ上の所定位置に装着された状態になる。なお、上記のように爪部５４が縮径方向に少し移動したことで、クランプ部材６２はラベルＬとの間に隙間が形成された非接触状態になっているため、爪部５４をラベルＬ内側から抜き出す際に両者間の摩擦抵抗を増加させることはない。
【００６１】
このようにしてラベルＬが装着されたボトルＢは、ボトルクランパの動作によって上昇する。そして、ラベル拡開装置３０の上方において、ラベルＬが装着されたボトルＢはラベル装着装置３から、ボトル供給装置２のスターホイール１３よりも高い位置に設置されているボトル搬送装置８のスターホイール１５に受け渡される。
【００６２】
上述したように本実施形態のボトル拡開装置３０によれば、複数の拡径爪５０の外側に受け取られたラベルＬが拡径されて弾性伸長が始まるときに、ラベルＬを介して拡径爪５０の爪部５４に当接することによりラベルＬの下端部を爪部５４の外周面との間に挟持するクランプ装置６０が設けられている。これにより、拡径時の弾性変形によってラベルＬが軸方向に収縮してもラベルＬの下端部が爪部５４に対してずり上がるのを防止できる。その結果、拡開完了時の拡径爪５０の爪部５４に対するラベルの軸方向の位置が安定したものになり、ボトルＢに対するラベル装着位置もばらつくことがない。したがって、ラベル装着されたボトルＢの品質向上を図れる。
【００６３】
なお、本発明に係るラベル拡開装置は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更または改良が可能である。
【００６４】
例えば、上記においては複数の拡開爪５０に対応して同数のクランプ装置を設けたが、１つのクランプ部材６２で周方向に隣接する複数の拡開爪５０の爪部５４に当接可能なようにクランプ部６２ａを円弧状に延伸する形状に形成してもよい。このようにすれば、クランプ装置６０の数を半分または３分の１等に減らすことができ、コストを低減できるとともに組立が容易になるという利点がある。
【符号の説明】
【００６５】
１ ラベル装着システム、２ ボトル供給装置、３ ラベル装着装置、４ ラベル生成装置、５ ラベル基材供給装置、６ ラベル搬送装置、７ ラベル受渡装置、８ ボトル搬送装置、９ 折変装置、１１，１６ コンベア、１２ スクリューコンベア、１３，１５ スターホイール、１３ａ，１５ａ 凹部、１４ 主軸、１８ 基材繰出部、２０ ラベル装着ヘッド、３０ ラベル拡開装置、３２ 基部、３４ カム板、３６ 上板（基台）、３８ 中心開口部、４０ カム溝、４２ ガイド溝、４６ テイクアップ部材、４７ アーム、５０ 拡径爪、５２ スライド板、５４ 爪部、５６ カムピン、６０ クランプ装置（クランプ手段）、６２ クランプ部材、６２ａ クランプ部、６２ｂ シャフト、６２ｃ 係合部、６３ 支持部材、６４ コイルバネ、６６ ラチェット機構、６８ ガイド面、７０ 係合凹部、７２ ピン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状伸長性ラベルを容器に装着するために拡開するラベル拡開装置であって、
容器が通る中心開口部を有する基台上に放射状に配置され、ラベルを拡径するためにラベルを受け取る収縮した縮径位置とラベルを引き延ばす拡径した拡径位置との間で径方向に移動可能で軸方向に長く延びる複数の拡径爪と、
前記拡径爪に対して径方向に進退可能に設けられ、前記複数の拡径爪の外側に受け取られたラベルが拡径されて弾性伸長が始まるときに前記ラベルを介して前記拡径爪に当接することにより前記ラベルの下端部を前記拡径爪の外周面との間に挟持するクランプ手段と、
を備えることを特徴とするラベル拡開装置。
【請求項２】
請求項１に記載のラベル拡開装置において、
前記クランプ手段は、前記環状円板の径方向に移動可能に設けられて前記拡径爪に向かって移動したときに前記ラベルを介して前記拡径爪に当接するクランプ部材と、前記クランプ部材を前記拡径爪に向けて前進移動させる駆動部と、前記クランプ部材が前記拡径爪に対して非接触となる待機位置に保持する保持部とを含むことを特徴とするラベル拡開装置。
【請求項１】
筒状伸長性ラベルを容器に装着するために拡開するラベル拡開装置であって、
容器が通る中心開口部を有する基台上に放射状に配置され、ラベルを拡径するためにラベルを受け取る収縮した縮径位置とラベルを引き延ばす拡径した拡径位置との間で径方向に移動可能で軸方向に長く延びる複数の拡径爪と、
前記拡径爪に対して径方向に進退可能に設けられ、前記複数の拡径爪の外側に受け取られたラベルが拡径されて弾性伸長が始まるときに前記ラベルを介して前記拡径爪に当接することにより前記ラベルの下端部を前記拡径爪の外周面との間に挟持するクランプ手段と、
を備えることを特徴とするラベル拡開装置。
【請求項２】
請求項１に記載のラベル拡開装置において、
前記クランプ手段は、前記環状円板の径方向に移動可能に設けられて前記拡径爪に向かって移動したときに前記ラベルを介して前記拡径爪に当接するクランプ部材と、前記クランプ部材を前記拡径爪に向けて前進移動させる駆動部と、前記クランプ部材が前記拡径爪に対して非接触となる待機位置に保持する保持部とを含むことを特徴とするラベル拡開装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１６２３０９（Ｐ２０１２−１６２３０９Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０６７（Ｐ２０１１−２５０６７）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００２３８００５）株式会社フジシールインターナショナル (641)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００２３８００５）株式会社フジシールインターナショナル (641)
【Ｆターム（参考）】
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