JP2648895B2 - 熱可塑性帯の結束ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性帯を用いて物
品を回周し、引締めて重合部を溶着し結束する自動結束
機の結束ヘッドの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、熱可塑性帯（以下主として単
に帯という）を用いて物品を結束し、その取扱い、貯
蔵、運搬に便なる形態として利用することは多く実施さ
れ、とりわけ、最も簡単に帯重合部溶着を果たすことの
できる熱板溶着型結束が多く適用されてきた。例えば、
実公昭53−６７１３号公報、特公昭54−３４３９４号公
報、実開平１−１６４１０６号公報等に見られるよう
に、それぞれ改善を進めながら、それなりの効果を挙げ
て来た訳であるが、これらの帯結束機あるいはその帯溶
着装置については、熱板の挿入形式あるいはメインテナ
ンス、さらには作動制御の面で種種問題を孕んでいた。

【０００３】すなわち、実公昭53−６７１３号公報にお
ける加熱板とテープ案内体との合体固定一体化は、加熱
板の帯間挿入を容易にするように見られるが、帯間隙よ
りも厚い加熱板の挿入（挿入後の接触密着化を図る）の
ため、必ずしも円滑な挿入とはいえず、また、熱板の熱
容量の制限や移動ストロークの長大化という問題があっ
た。

【０００４】また、特公昭54−３４３９４号公報、実開
平１−１６４１０６号公報（実公昭53−６７１３号公報
も結局同じである）におけるように、溶着作動を含む各
種作動タイミング制御がカム機構によってなされてお
り、このことは、帯厚み、帯幅等の変動による帯溶融時
間、圧着時間などの変更にカム形状の変更を要し、簡単
に実施できない難点があった。さらに、シャー装置、熱
板、グリップ装置等のメインテナンス（これらの装置類
は比較的保守頻度は高い）において、装置分解ならびに
組立ての複雑さを伴い、併せて、補修等に対する寸法的
変化に対応するカムとのシンクロナイズ調整なども、困
難さを伴うものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のよう
な状況に鑑み、必要にして充分な熱量をもつ熱板を、重
合帯間に円滑確実に挿入すると共に、両面帯の熱板への
適切な密着と、溶融帯の強固な圧着を果たす熱板溶着機
構を備え、かつ、帯溶着を含む結束ヘッド全体の作動ス
ケジュールを任意に変更、選択可能とし、さらに、結束
ヘッド各部、特に熱板やシャー、グリッパー等の簡単容
易なメインテナンスを可能とする結束ヘッドを提供すべ
く、本発明者の鋭意真剣な研究と試行によって、その達
成に至ったものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するために次のような手段を適用して対処した。

【０００７】すなわち、溶着装置の熱板溶着機構に、ス
プリング内蔵エアシリンダ、換言すれば、第１気室と第
２気室を開放して、ピストン加勢のために設けたスプリ
ングにより弱加圧を行って重合帯の上側、下側の熱板接
触面が適切に熱板に密着するごとく構成し、次に第１気
室に圧縮空気を通入して強加圧を行い溶融帯の強力加圧
圧着を果たす加圧シリンダを付設した。

【０００８】さらに、重合帯間への熱板挿入円滑化のた
めの帯分離ガイドの前進後退について、前進のみエア作
動し、後退復帰は従動的（フリー）とする帯ガイドシリ
ンダを付設して帯分離ガイドを前進させ、熱板には前
進、後退可能な熱板挿入シリンダを付設すると共に、熱
板先端と帯分離ガイド先端を接触係合可能な形状とし、
前記両シリンダを連携的作動とし、帯重合の後、熱板を
上下２枚の帯間に挿入するとき、熱板挿入シリンダの前
進によって熱板が前進し帯分離ガイドと接触係合して該
帯分離ガイドを後退せしめながら熱板自体が上下帯間に
円滑容易に挿入を達成しかつ帯分離ガイドを復帰せしめ
るごとく構成した。

【０００９】また、各装置の作動を制御する制御装置と
してシーケンサーおよび電磁弁に基づき作動する各装置
別のエアシリンダを具備せしめて、結束ヘッドの各装
置、機構の作動タイミング変更、選択を極めて容易に実
施できるごとく構成した。

【００１０】さらに加えて、シャー機構の固定カッター
の下面と開閉可能なグリッパーとをもってグリップ機構
とし、かつグリッパー開閉とシャー機構の移動カッター
を共にタイムリーに作動させる２段シリンダを付設し、
これによって、ベースプレートとグリップ機構を別個の
ものとして、グリップ・シャー装置を構成し、その着
脱、保守を容易化せしめた。

【００１１】

【発明の作用】本発明の熱可塑性帯の結束ヘッド（以下
単に本結束ヘッドという）の作用についてその要点を述
べる。

【００１２】熱板を容易に挿入するための帯分離ガイド
によってセパレートされている帯重合部に熱板を挿入す
る際、帯分離ガイドとほぼ同厚の熱板が、同位置、同高
さレベルで前進し、前記帯分離ガイドを押圧して後退せ
しめながら熱板自体が重合帯間に進入する訳で、熱板は
極めて容易に挿入される。なお、このとき帯重合部には
テンションはかかっておらず（物品回周帯のテンション
はグリッパーとクランプとの間で保たれている）ますま
す熱板挿入容易化を助長している。したがって帯分離ガ
イドを引戻して復帰させる動力は不要であり、帯ガイド
シリンダの復帰行程はフリーの状態で従動的としてい
る。

【００１３】帯重合部に熱板が配列されると、加圧シリ
ンダが第１気室および第２気室を開放することによっ
て、スプリングの加勢力を発揮しシリンダのピストンを
軽く押圧するので、これによって加圧子が熱板の上下面
に接する重合帯を軟加圧する。このとき、下面の帯はベ
ースを支えとし、従って熱板は若干の従動的上下振れを
許容される取付けとなっている。帯重合部の互に溶着す
べき面が熱板によって溶融されると、熱板が退去し（熱
板挿入シリンダの後退復帰による）、ここで加圧シリン
ダは第１気室に圧縮空気を通入してピストンを強く押圧
し、加圧子は溶融帯を強く加圧して溶着させる。このよ
うに加圧シリンダのスプリングとエア加圧による強弱使
い分け加圧方式が大きな効果的作用をなすものである。

【００１４】シーケンサーと電磁弁に基づき個別に作動
する各装置エアシリンダをもつ結束ヘッドの全体が、所
謂個別制御のシーケンシャル作動ということで、シーケ
ンサーの組替えによって容易に作動スケジュール、作動
タイミングの変更が可能になってきた。

【００１５】グリップ機構が、従来のようなベースとの
対応でグリップ効果を果たすものでなく、ベースと無関
係にシャー機構の固定カッター下面と可動のグリッパー
との間で帯先端部を把持しグリップするものであって、
このことは、結束ヘッドの点検、保守、特にグリップ・
シャー装置の着脱を容易にするものである。

【００１６】

【実施例】以下本発明の好適な実施例について、図面に
従って詳しく説明する。図１に本結束ヘッド１の正面図
を示し、図２にその側面図を、図３に図２のＢ−Ｂ矢視
による正面部分断面図、図４に図１のＡ−Ａ矢視による
側面部分断面図を、図５にはさらに図４のＣ−Ｃ矢視に
よる横断面図を、それぞれ示したが、本結束ヘッド１
は、送給引締装置60、ベース機構40を含む溶着装置10、
グリップ・シャー装置50、フェースゲート70などをヘッ
ドのフレーム５に付設し、さらに、ここには図示しなか
ったが、制御装置80を具備して、自動結束機（図示せ
ず）に装着している。

【００１７】溶着装置10は、図３、図４および詳細図と
して示した図６における正面部分断図、図７における側
面部分断面図によってよく理解されるように、熱板溶着
機構20、クランプ機構30、ベース機構40を含んで構成し
ている。

【００１８】熱板溶着機構20は、内部にニクロム線を蔵
している熱板21と、この熱板21を重合帯間に挿入し併せ
て帯分離ガイド23を押して後退復帰させると共に、用済
後熱板21自体を後退復帰させる熱板挿入シリンダ22をも
ち、熱板取付部29において両者を結合している。この熱
板取付部29の部分詳細図を図10に示したが、熱板21の上
下面にマイカ板295 を配して断熱し、スプリング292 を
嵌して熱板21の帯重合部加圧時の変位に対応緩衝するご
とく配慮しながら取付ボルト291 で、若干の取付角度の
変位を可能に固着している。

【００１９】一方、帯90の重合部に熱板21を挿入するた
めの帯の隙間を形成付与する帯分離ガイド23を設け、該
帯分離ガイド23を帯ラインに整列させるべく前進させる
帯ガイドシリンダ24をも設けて前記帯分離ガイド23に結
合している。この帯ガイドシリンダ24は、前進作動のみ
とし後退復帰については、前述したとおり熱板21の前進
による押圧力でなされ、帯分離ガイド23と熱板21とは、
このときあたかも一体であるかの如く帯重合部の間を連
れ添って移動し、熱板21は極めて容易に重合帯間に挿入
されるもので、従って帯分離ガイド23独自の後退復帰動
力は不要である。なお、熱板21の先端および帯分離ガイ
ド23の先端は互に接触係合に便なる形状を呈している。

【００２０】また、加圧シリンダ25は、加圧アーム27を
介して先端部に設けた加圧子26によって、重合帯90の熱
板21への軟圧着および熱板21退去後の溶融帯圧着のため
の強加圧を行うものであるが、該加圧シリンダ25につい
ては、図８にその詳細断面図として示したが、ピストン
251 の内腔を含む第１気室253 にスプリング252 を嵌装
して、第１気室253 の通気孔255 および第２気室254 の
通気孔256 を開放してスプリング252 の加勢によってピ
ストン251 を軽く押し下げ、前述の加圧子26を弱加圧す
るべく作動し、また、第２気室254 の通気孔256 を開い
たまま、通気孔255 から第１気室253 に圧縮空気を通入
することによって本来のエアシリンダとしての作用をな
し、ピストン251 は強い加圧力を出力して加圧子26に作
用するごとく構成している。ピストン251 の復帰は、通
気孔256 から圧縮空気を第２気室254 に通入し第１気室
253 の通気孔255 を開いて排気して行う。なお、加圧ア
ーム27は、内部にアクリル系樹脂のジュラコン28を装填
してフレーム５に対するサポート兼ガイドの役を果たし
ている。

【００２１】クランプ機構30は、クランプ31と該クラン
プ31を昇降可能に作動するクランプシリンダ35を配して
構成し、熱板溶着機構20に接しかつグリップ・シャー装
置50の反対側に取付けている。クランプ31の先端は、ベ
ース機構40のベース41の上側に設けたクランプ凹部42と
係合して帯90をクランプするが、このクランプ作動は物
品を回周した帯90を引締めてテンションをかけたとき、
回周緊締帯90の必要でかつ可能な最大限の位置で行うも
ので、帯重合部の溶融に対して該重合部をノーテンショ
ンとして確実な溶融とその後の溶着を図るためのもので
ある。なお、図９に、帯90をベース41と共働してクラン
プ31がクランプした状態を図示した。

【００２２】ベース機構40は、図６および図７ならびに
図９でよく判るように、クランプ凹部42をもつベース41
と、これに付設される帯ガイドシリンダ24およびこの帯
ガイドシリンダ24によって前進させられる帯分離ガイド
23を伴って、帯ラインに整列し退去するための動力とし
てのベースシリンダ45をもって構成している。

【００２３】グリップ・シャー装置50は、その詳細を図
11に正面断面図、図12に側面断面図としてそれぞれ示し
たが、２段作動構成のグリップ・シャーシリンダ55（こ
の部は図２参照）により、リンク58を経て１段目作動で
グリップ機構のグリッパー51を引き上げて固定カッター
56の下面との間で帯90の先端部をグリップするよう構成
し、また、２段目作動で、移動カッター57を押し下げて
固定カッター56と共働して余剰帯を切断するごとく構成
している。このグリップ・シャー装置50は、サイドプレ
ート53、53で囲って内側にアーム59、リンク58を介して
グリッパー51をジョー形式に構成して蔵し、一方、移動
カッター57、固定カッター56を付設して、グリップ・シ
ャーシリンダ55に対しピン52で接続し、リンク58によっ
て90⇒変位した方向への作動を可能としてものである。
なお、ピン52を抜き取ることによって、グリップ・シャ
ー装置50は底面から容易に一体的ブロックとして取りは
ずすことができる。（図12参照）

【００２４】送給引締装置60は、既に広く知られている
鋼帯用結束ヘッドに適用するものとほぼ同形式のもの
で、出力をやや小さくした程度で、公知といってよい。
動力源としてのモーター68は、実施例では電動とした
が、エアモーターを適用することも可能である。トラン
スミッション65によって速度、回転出力をコントロール
するごとく構成している。また、送給引締機構59におい
て、減速ギヤ、ドライブロール等を含んで構成する。

【００２５】フェースゲート70は、既に知られている鋼
帯を用いる結束ヘッドに適用するものとほぼ同様のもの
であり、詳述を避けるが、ハイロータ75によって帯90の
送給時閉じ、引締時に開くものである。

【００２６】制御装置80は、従来のカム制御と基本的に
異なり、図13に示すように、シーケンサー（特に図示し
なかった）と組合わせてある各装置機構用の電磁弁85
と、必要に応じて設けた減圧弁86を配して各エアシリン
ダおよびハイロータ75、トランスミッション65に接続し
てエア回路を構成し各装置機構の制御を司る。これによ
って各装置の作動スケジュール変更は容易にでき、制御
作動も確実なものとなる。この制御装置は、摩擦溶着型
の結束ヘッドにも適用可能である。

【００２７】本結束ヘッドの作動について説明する。ま
ず、本結束ヘッド１を搭載する自動結束機（図示せず）
に載置された被結束物の周囲に、結束機の帯案内枠を経
由して、本結束ヘッド１の送給引締装置60から送り出さ
れる帯90が、環状を形成して回周し、送給引締装置60の
逆転引戻し作動によって、帯90は帯案内枠から脱して物
品を回周密着状態となる。この帯90の送給引戻しに先立
ち、ベース41がベースシリンダ45によって帯ラインに整
列し、帯分離ガイド23が帯ガイドシリンダ24によって帯
ラインに整列している。したがって、帯90が前記帯分離
ガイド23を通って帯案内枠を進み環状を形成し、帯90の
先端が帯分離ガイド23まで進み重合部を形成し、帯先端
部（帯重合部よりやや後方位置）がグリップ・シャー装
置50のグリッパー51と固定カッター56の間に、グリップ
・シャーシリンダ55の第１段作動によってグリップされ
たときには、帯重合部においては、やがて挿入されるべ
き熱板21のための挿入間隙は形成確保されているもので
ある。かくて帯90は送給引締装置60によって強く引締め
られ、クランプシリンダ35の作動によってクランプ31が
押下げられ、ベース41のクランプ凹部42と共働して帯90
をクランプし、ここで、グリップ・シャーシリンダ55の
第２段作動により、移動カッター57が押下げられ、固定
カッター56と共働して余剰帯を切断し、従って回周緊締
帯90の緊締力は、グリッパー51とクランプ31とによって
支えられ、帯重合部はノーテンションの状態となる。

【００２８】かくして、熱板挿入シリンダ22の作動によ
って熱板21が前進し、帯分離ガイド23に接し、あたかも
両者一体化した状態で、この帯分離ガイド23を押圧しな
がら熱板21自体が重合帯90の間に進入し、挿入される。
かくて、熱板21に対して加圧シリンダ25の第１気室253
、第２気室254 共にそれぞれの通気孔255 、256 を開
放し、スプリング252 の加勢力でベース41を支えとした
加圧子26で、重合帯90を熱板21を介して軽く圧着し、既
に予熱されている熱板21が、接触し適切に密着した上下
両帯の密着面を溶融する。熱板21との適当な接触の後、
熱板21は熱板挿入シリンダ22の作動により溶融重合帯間
から退去され復帰する。ここで、前述した重合部におけ
るノーテンションの状態は、重合帯の溶融、圧着に対し
てきわめて好ましい態勢を醸し出すものである。何とな
れば、帯の溶融部の伸張変形を生じさせない適切な配慮
に基づく技術的態様であるからである。かくて、加圧シ
リンダ25は第１気室253 に通気孔255 から圧縮空気が通
入されてピストン251 を強く押下げ、加圧子26によって
溶融した重合帯は強く加圧されて溶着される。しかる後
に加圧シリンダ25の作動により加圧子26の上昇復帰、ク
ランプシリンダ35によるクランプ31の上昇復帰、ベース
シリンダ45によるベース機構40の退去が行われ、帯重合
部溶着結束の１サイクルが終了する。このようにして、
本結束ヘッド１は被結束物から離脱して、被結束物はフ
リーとなり、堅固な結束体として次工程に送られるもの
である。

【００２９】前述した本結束ヘッド１の各装置、機構の
作動は、そのコントロールの根源であるシーケンサー
と、これに連結する電磁弁85に基づき作動する各エアシ
リンダを含む制御装置80の制御に拠ってなされるもので
ある。

【００３０】

【発明の効果】本発明の実施により、次のような効果が
達成され、熱可塑性帯による自動結束機の発展に大きく
寄与するものである。 （１）強弱使い分けシリンダのはたらきにより帯重合部
の溶着が均一に、確実強固に達成され、帯結束の品質保
証が高められる。 （２）充分な熱容量をもつ熱板を、帯の重合部に極めて
円滑迅速確実に挿入し、作動上のトラブルを生じない溶
着が達成される。 （３）結束ヘッドの作動順序および作動タイミングを、
極めて簡単に組み替え、あるいは選択ができるので、あ
らゆる溶着条件に迅速に対応できて、帯による自動結束
機の活用範囲が増大する。 （４）結束ヘッドの点検、保守が、極めて容易に実施で
きて、自動結束機の精度維持向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【総括】図面はすべて本発明の実施例を示すものであ
る。

【図１】本結束ヘッドの正面図である。

【図２】本結束ヘッドの側面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ矢視による本結束ヘッドの正面部
分断面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ矢視による本結束ヘッドの側面部
分断面図である。

【図５】図４のＣ−Ｃ矢視による本結束ヘッドの横断図
である。

【図６】溶着装置の正面部分断面図である。

【図７】溶着装置の側面部分断面図である。

【図８】加圧シリンダの正面断面図である。

【図９】クランプ機構の帯クランプ状況説明図である。

【図10】熱板取付部の部分詳細図である。

【図11】グリップ・シャー装置の正面断面図である。

【図12】グリップ・シャー装置の側面断面図である。

【図13】制御装置の部分回路図である。

【符号の説明】

１ 本結束ヘッド ５ フレーム 10
溶着装置 20 熱板溶着機構 21 熱板 22
熱板挿入シリンダ 23 帯分離ガイド 24 帯ガイドシリンダ 25
加圧シリンダ 26 加圧子 27 加圧アーム 28
ジュラコン 29 熱板取付部 30 クランプ機構 31
クランプ 35 クランプシリンダ 40 ベース機構 41
ベース 42 クランプ凹部 45 ベースシリンダ 50
ク゛リッフ゜・シャー装置 51 グリッパー 52 ピン 53
サイドプレート 54 摺動体 55 ク゛リッフ゜・シャーシリンタ゛ 56
固定カッター 57 移動カッター 58 リンク 59
アーム 60 送給引締装置 65 トランスミッション 68
モーター 69 送給引締機構 70 フェースゲート 75
ハイロータ 80 制御装置 85 電磁弁 86
減圧弁 90 帯 251 ピストン 25
2 スプリング 253 第１気室 254 第２気室 25
5 通気孔 256 通気孔 291 取付ボルト 29
2 スプリング 295 マイカ板。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性帯の送給、引戻し、引締めを行
   う送給引締装置と、帯先端部を把持するグリップ装置
   と、帯重合部を溶着する溶着装置と、余剰帯を切断する
   シヤー装置と、これら各装置の作動を制御する制御装置
   とを具備する熱可塑性帯の結束ヘッドにおいて、溶着装
   置の熱板溶着機構に、スプリング内臓エアシリンダすな
   わちシリンダの第１気室および第２気室を開放して、ピ
   ストン加勢のために設けたスプリングにより弱加圧を行
   い、次に第１気室に圧縮空気を通入して強加熱を行う、
   強弱使い分けの加圧シリンダを付設して、熱板上下両面
   に接する熱可塑性帯をそれぞれ弱加熱で適切に該熱板に
   密着せしめて溶融し、熱板除去後、強加圧によって上下
   両熱可塑性帯を溶着せしめるごとく構成したことを特徴
   とする熱可塑性帯の結束ヘッド。