JP2009269636A - ゴムバンドリングとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い接合強度を有し、ゴムバンドの両端部の接合を含む一連の製造作業を高速化して大量生産する。
【解決手段】原点位置Ａにセットされたゴムバンド２の長手方向の先端部３ａを把持して所定長さ引き出す工程と、引き出したゴムバンド２の基端部３ｂ側を固定する工程と、引き出したゴムバンド２の先端部３ａを原点位置Ａに向けて折り返す工程と、折り返したゴムバンド２の先端部３ａを原点位置Ａの付近にある加工位置Ｃまで戻す工程と、加工位置Ｃにおいて先端部３ａを基端部３ｂに重ね合わせた状態で超音波発振する超音波ホーン１４を押し付けて先端部３ａと基端部３ｂとを超音波溶着する工程と、ゴムバンド２の超音波溶着された部分の端縁をカットする工程とを備えてゴムバンドリング１を製造する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ラッピングに用いたり、書類や書籍などを結束したり、弁当箱などの蓋を留めたりするなど、様々な用途があるゴムバンドリングとその製造方法に関するものである。

従来は、例えばプレゼントなどの包装箱を装飾するためのラッピング用バンドや、書類や書籍などを結束したり弁当箱などの蓋を留めたりするためのバンドとして、全体がゴムで形成されたものが用いられていた。ところが、これでは滑りが悪くて使いにくいため、最近では、横糸に織り込まれる縦糸をゴムなどの弾性繊維としたいわゆるゴムバンドが用いられている。このゴムバンドは、その長手方向に伸縮し、滑りが良くて使いやすいものである。

また、上述したゴムバンドをループにする場合には、例えばバックルを介して連結するなどがあるが、製作コストが高く、単一製品の結束などの使い捨て用途とするには不向きなものであった。通常、このような用途の場合には、所定寸法に裁断した上、予めリング状に永久的に接合されたものが用いられている。

ゴムバンドをリング状に永久接合するための一般的な方法には、ゴムバンドの端部同士を縫合する方法や、端部同士を接着剤によって接着する方法などがある。

しかしながら、上述したような接合方法では、まず、縫合の場合は、作業員の手作業によりなされるため、時間と手間がかかり、大量生産ができないという問題があった。次に、接着の場合は、接着した後、接着剤が乾くまでの時間が必要となり、また、接着箇所のはみ出しなどの見栄えの問題や、接合強度などに問題があった。さらに、二つの接合方法ともに消耗材（糸、又は接着剤）を必要とするため、ランニングコストが高くなるという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点を解消するために、高い接合強度を有し、ゴムバンドの両端部の接合を含む一連の製造作業が高速化されて大量生産が可能となるゴムバンドリングとその製造方法を提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載のゴムバンドリングは、所定長さのゴムバンド２における一方面の両端部３ａ，３ｂが対面して重なり合った状態で超音波溶着されて形成されていることを特徴としている。

請求項２記載のゴムバンドリングの製造方法は、原点位置Ａにセットされたゴムバンド２の長手方向の先端部３ａを把持して所定長さ引き出す工程と、
前記引き出したゴムバンド２の基端部３ｂ側を固定する工程と、
前記引き出したゴムバンド２の前記先端部３ａを前記原点位置Ａに向けて折り返す工程と、
前記折り返した前記ゴムバンド２の前記先端部３ａを前記原点位置Ａの付近にある加工位置Ｃまで戻す工程と、
前記加工位置Ｃにおいて、前記先端部３ａを前記基端部３ｂに重ね合わせた状態で超音波発振する超音波ホーン１４を押し付けて前記先端部３ａと前記基端部３ｂとを超音波溶着する工程と、
前記ゴムバンド２の超音波溶着された部分の端縁をカットする工程と、
を具備することを特徴としている。

請求項３記載のゴムバンドリングの製造方法は、前記加工位置Ｃには前記ゴムバンド２の下面側に受刃２０が設けられており、
前記超音波ホーン１４を前記ゴムバンド２の重なり合った前記先端部３ａと前記基端部３ｂに押し付けることで前記溶着部分の端縁がカットされることを特徴としている。

本発明によるゴムバンドリングによれば、ゴムバンドの両端部が超音波溶着されることによって高い接合強度を有するとともに、接着剤などを用いないことで意匠的にも見栄えが良いものとなる。

また、本発明によるゴムバンドリングの製造方法によれば、ゴムバンドの伸縮性などに関わらず、同一寸法のゴムバンドリングを短時間で多数製造することができる。つまり、ゴムバンドリングの製造作業が高速化されるため、大量生産が可能となる。

さらに、ゴムバンドの両端部を接合する工程と、ゴムバンドからリング状になった部分（ゴムバンドリング）を切り離すためにカットする工程とを略同時に行うことになるため、ゴムバンドリングの製造に要する時間を更に短縮することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１（ａ），（ｂ）は本発明によるゴムバンドリングを示す斜視図である。

図１に示すように、ゴムバンドリング１（１Ａ，１Ｂ）は、所定長さ及び所定幅のゴムバンド２の一方面の両端部３ａ，３ｂが対面して重なり合った状態で接合されて形成されている。また、両端部３ａ，３ｂ（接合部分）は後述する超音波ウェルダーによって超音波溶着される。なお、ここでいうゴムバンドとは、全体がゴムで形成されているものではなく、熱可塑性樹脂の繊維からなる横糸にゴム（弾性繊維）からなる縦糸が織り込まれたものである。

また、図１（ａ）における１Ａは、ゴムバンドリング１の製造直後のものであり、図１（ｂ）の１Ｂは、１Ａを裏返したものである。通常、ゴムバンドリング１は１Ｂの状態で製品として販売及び使用されるが、１Ａの状態でゴムバンドリング１として使用することも可能である。

さらに、ゴムバンドリング１Ａ，１Ｂの超音波溶着による溶着部分は、ゴムバンド２を構成する熱可塑性樹脂の強度と略同等の接合強度を有するようになる。すなわち、高い接合強度となる。

図２はゴムバンドリングの製造装置を示す斜視図、図３（ａ）〜（ｃ）はゴムバンドリングの製造工程の前半を示す説明図、図４（ａ）〜（ｃ）は同工程の後半を示す説明図である。

図２に示すように、この製造装置１０は、二本のゴムバンド２，２がその幅方向に並列に配置される搬送路１１と、搬送路１１の終端部の上部に接離可能に設けられた固定ブロック１２と、搬送路１１の終端部の下部に設けられた受台１３と、受台１３の上方に昇降可能に設けられた超音波ホーン１４と、搬送路１１の一側部にこの搬送路１１と平行に設けられ、一端を搬送路１１の終端部付近に隣接させるとともに、他端を搬送路１１の終端部から大きく前方に位置させ、Ｙ方向に往復移動可能に設けられた第１直動機構１５と、第１直動機構１５上にＸ方向に往復移動可能に設けられた第２直動機構１６と、第２直動機構１６上に設けられた回転シリンダー１７と、上端が受台１３の前方に近接して配置され、前方に向けて傾斜した排出シュート１８と、排出シュート１８の下端部に配置された製品回収箱１９と、を備えている。

なお、二本のゴムバンド２，２は、図示しないが搬送路１１の搬送始端部側ではロール状に巻回されており、繰り出しが可能なものである。各ゴムバンド２，２は、その先端部３ａを搬送路１１の終端部からやや突出させた状態でセットされている。

図２に示すように、受台１３上における超音波ホーン１４との対向位置には、Ｘ方向に伸びた超硬合金などからなる受刃２０が刃を上向きにして設けられている。受台１３上には、この受刃２０よりも後方に第１直動機構における原点位置Ａが設定されている。また、受刃２０上には加工位置Ｃが設定されている。さらに、Ｙ方向に離れたところにはゴムバンドリング１の半周分の長さとなる折返し位置Ｂが設定されている。

回転シリンダー１７は、第２直動機構１６上によってＸ方向に移動可能に設けられ、３６０度に回転可能な回転部２１を有している。なお、回転部２１の回転角度は任意に設定可能であり、この製造装置１０では、回転部２１は１８０度に回転するように設定されている。また、回転シリンダー１７の回転部２１には、Ｘ方向に伸びたチャック部２２が設けられている。チャック部２２は、上下方向（Ｚ方向）に並んだ二本の棒状部材からなり、相対的に接離移動可能に構成されている。

超音波ホーン１４は、前述した超音波ウェルダーにおける超音波発振部であり、そのＸ方向の長さが受台１３の幅と略同等に形成されている。超音波ホーン１４は、一般にチタンクロムメッキアルミニウム合金によって形成されている。さらに、超音波ホーン１４は、超音波ウェルダーの昇降機構によってＺ方向に移動し、下降移動したときに超音波発振されることにより、ゴムバンド２を超音波溶着することができる。

ここから、図３及び４を参照してゴムバンドリングの製造工程を説明する。
第１の工程では、まず、原点位置Ａにおいて、図示しないがチャック部２２は、第２直動機構１６によって回転シリンダー１７ごと図２におけるＸ方向上を前進して二本の棒状部材の間に搬送路１１の終端部にセットされたゴムバンド２の先端部３ａが入り込むようにする。次に、図３（ａ）に示すように、チャック部２２の二本の棒状部材が近接移動することでゴムバンド２の先端部３ａを把持し、同時に、それまでゴムバンド２を固定していた固定ブロック１２が上昇してゴムバンド２の固定が解除される。そして、チャック部２２がゴムバンド２の先端部３ａを把持したまま、図３（ｂ）に示すように、第１直動機構１５によって第２直動機構１６及び回転シリンダー１７ごとＹ方向における折返し位置Ｂまで移動する。これにより、ゴムバンド２は所定長さに引き出される。

第２の工程では、図３（ｃ）に示すように、上昇した固定ブロックが再び下降し、ゴムバンドの基端部３ｂ側を固定する。そして、回転シリンダー１７の回転部２１が１８０度に回転する。これにより、引き出されたゴムバンド２の先端部３ａは、チャック部２２によって原点位置Ａに向けて折り返される。

第３の工程では、図４（ａ）に示すように、回転部が１８０度に回転した回転シリンダー１７が、第１直動機構１５によって加工位置Ｃに向けて移動する（戻る）。なお、加工位置Ｃは、上述したように受刃２０上に設定されているため、ゴムバンド２を把持しているチャック部２２（回転シリンダー１７）は第１直動機構１５によって受刃２０のやや前方で停止するように移動する。このとき、チャック部２２と受刃２０の間が溶着部分となる。

第４の工程では、図４（ｂ）に示すように、加工位置Ｃにおいて、ゴムバンド２の先端部３ａと基端部３ｂとを重ね合わせた状態で超音波ホーン１４が下降し、その下端面（超音波発振部）を押し付けて超音波溶着する。同時に、超音波ホーン１４の下端面を押し付けることでゴムバンド２の溶着部分の端縁が超音波ホーンの１４の下端面と受刃の間に挟まれてカットされる。

最後に、第５の工程では、図４（ｃ）に示すように、超音波ホーン１４が上昇するとともに、これまでゴムバンド２を把持していたチャック部２２の二本の棒状部材が互いに離間移動しながら第２直動機構１６によって図２におけるＸ方向上を後退することで、ゴムバンド２のカットされた部分（ゴムバンドリング１）が自重によって排出シュート１８を滑り落ち、製品回収箱１９（図２参照）に収容される。また、回転シリンダー１７は、第２直動機構１６によってＸ方向上を後退し、同時に、その回転部２１が−１８０度に回転し、さらに、第１直動機構１５によって原点位置Ａに移動して初期状態に戻るようになる。

そして、以後は上述した各部が図３（ａ）から図４（ｃ）までの動作を繰り返すことで次々とゴムバンドリングを製造することになる。なお、各部の駆動手段としては、空気圧、油圧、電動モータなどの各種駆動源を用いることができる。また、各位置Ａ〜Ｃの検出手段にはリミットスイッチなどを用い、この検出を受けてシーケンス制御を行うことで、一定の手順及びタイミングで各動作を繰り返すことができる。

上述した実施の形態によれば、ゴムバンド２の先端部３ａと基端部３ｂとが超音波溶着されることによって高い接合強度を有するとともに、接着剤などを用いないことで意匠的にも見栄えが良いものとなる。

また、ゴムバンド２の伸縮性などに関わらず、同一寸法のゴムバンドリング１を短時間で多数製造することができるようになる。

さらに、ゴムバンド２の先端部３ａと基端部３ｂとを接合する工程と、ゴムバンド２からゴムバンドリング１を切り離すためにカットする工程とを略同時に行うことになるため、ゴムバンドリング１の製造に要する時間を更に短縮することが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、搬送路１１には二本のゴムバンド２，２が幅方向（Ｘ方向）に並列に配置されており、これら二本のゴムバンド２，２を同時に加工しているが、ゴムバンド２の本数はこれに限定せず、ゴムバンド２が複数本（二本以上）配置されていてもよい。二本以上のゴムバンド２を同時に加工することによって更なる大量生産が可能となる。その際には、搬送路１１やチャック部２２、排出シュート１８などの各部を複数のゴムバンド２の全体幅に応じたサイズに形成しなければならない。

本発明によるゴムバンドリングを示す斜視図である。 同ゴムバンドリングの製造装置を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）同ゴムバンドリングの製造工程の前半を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）同ゴムバンドリングの製造工程の後半を示す説明図である。

符号の説明

１…ゴムバンドリング
２…ゴムバンド
３ａ…先端部
３ｂ…基端部
１４…超音波ホーン
２０…受刃
Ａ…原点位置
Ｃ…加工位置

Claims (3)

1. 所定長さのゴムバンドにおける一方面の両端部が対面して重なり合った状態で超音波溶着されて形成されていることを特徴とするゴムバンドリング。
2. 原点位置にセットされたゴムバンドの長手方向の先端部を把持して所定長さ引き出す工程と、
   前記引き出したゴムバンドの基端部側を固定する工程と、
   前記引き出したゴムバンドの前記先端部を前記原点位置に向けて折り返す工程と、
   前記折り返した前記ゴムバンドの前記先端部を前記原点位置の付近にある加工位置まで戻す工程と、
   前記加工位置において、前記先端部を前記基端部に重ね合わせた状態で超音波発振する超音波ホーンを押し付けて前記先端部と前記基端部とを超音波溶着する工程と、
   前記ゴムバンドの超音波溶着された部分の端縁をカットする工程と、
   を具備することを特徴とするゴムバンドリングの製造方法。
3. 前記加工位置には前記ゴムバンドの下面側に受刃が設けられており、
   前記超音波ホーンを前記ゴムバンド重なり合った前記先端部と前記基端部に押し付けることで前記溶着部分の端縁がカットされることを特徴とする請求項２記載のゴムバンドリングの製造方法。

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