JP2018052526A - リボン掛け結び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人手に頼らず、自動的に箱体にリボンを掛け渡し、装飾的な美観を備えた結び目を形成する、リボン掛け結び装置を提供すること。
【解決手段】箱体ＢにリボンＴを掛け渡して結び目Ｋを形成するリボン掛け結び装置１において、リボンを供給するリボン供給部２と、リボンの先端部Ｔａを把持する第１ハンド部３と、第２ハンド部４と、第１ハンドでリボンを一時的に巻き付ける胴体部３１を有し、リボンの先端部を第２ハンド部から持ち替える第３ハンド部５とを備え、第１ハンド部は、リボン先端部を把持し、第３ハンド部の胴体部５１に当該リボンを掛け渡し、第２ハンド部は、リボンが引き出し状態で箱体と第３ハンド部の胴体部に掛け渡された際に形成される輪部に当該リボンの先端部を通過させ、第３ハンド部は、胴体部にリボンが巻き付けられた後、輪部の内側にリボンの先端部を通過させることにより、結び目を形成させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、商品が入った箱や包装容器などの箱体にリボンを掛け渡して結び目をつける、リボン掛け結び装置に関する。

従来から、菓子や玩具などの商品が入った箱には、当該商品を受け取った者の高揚感が増すように、リボンが掛け渡されるとともに、美観を備えた結び目が形成されている。そして、このリボンの掛け渡しと結び目の形成は、手先の器用な人や熟練者により行われている（例えば、特許文献１）。

また、食品加工分野において、干瓢等の紐状体に結び目を作る装置が提案されている（例えば、特許文献２）。

また、被結束物に紐を巻き付けてループ状の結び目を形成する装置が提案されている（例えば、特許文献３）。
また、線状体や帯状体を保持可能なハンドとアームを２組備え、線状体や帯状体に結び目を形成する多関節ロボットが提案されている（例えば、特許文献４）。

実開平６−４２９８３号公報 特開２０１０−２３９９４３号公報 特開平１１−３１４６０９号公報 特開２０１４−０４６４１９号公報

年間を通じて商品の需要が一定でない場合、繁忙期の商品需要に見合う様に作業者を確保したり、各作業者の熟練度を維持させるのは難しく、リボン掛け結び作業の自動化が望まれている。

一方、特許文献２に記載の発明は、円形断面の紐やロープを結ぶのに適しているが、平たいリボンを結ぶと美観が損ねられてしまう。

一方、特許文献３に記載の発明は、結び目の美観性が求められない配達品（雑誌や新聞など）を結束するのに適しているが、商品等を受け取った者の高揚感が維持できる程度の美観とは言い難い。

一方、特許文献４に記載の発明では、単純なループ状の結び目を形成することは可能であるが、扁平断面形状をしたリボンなどを掛け結び、装飾的な美観を損ねずに結び目を形成することが困難であった。

そこで本発明は、人手に頼らず、自動的に箱体にリボンを掛け渡し、装飾的な美観を備えた結び目を形成する、リボン掛け結び装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
箱体にリボンを掛け渡して結び目を形成するリボン掛け結び装置において、
リボンを供給するリボン供給部と、
リボンの先端部を把持する第１ハンド部と、
リボンの先端部を第１ハンド部から持ち替える第２ハンド部と、
第１ハンドでリボンを一時的に巻き付ける胴体部を有し、リボンの先端部を第２ハンド部から持ち替える第３ハンド部とを備え、
第１ハンド部は、
第１初期待機位置に配置され、リボン供給部から引き出されたリボンを引き出し状態でその先端部を把持し、当該第１初期待機位置とは反対側で第３ハンド部の胴体部に当該リボンを掛け渡し、当該リボンの先端部を第２ハンド部に持ち替えさせ、
第２ハンド部は、
第２初期待機位置に配置され、当該第２初期待機位置とは反対側でリボンの先端部を第１ハンド部から持ち替え、リボンが引き出し状態で箱体と第３ハンド部の胴体部に掛け渡された際に形成される輪部に当該リボンの先端部を通過させつつ当該第２初期待機位置側へ移動し、
第３ハンド部は、
第３初期待機位置に配置され、当該第３初期待機位置とは反対側で胴体部にリボンが巻き付けられた後、リボンの先端部を第２ハンド部から持ち替えて、当該第３初期待機位置側に戻ることにより、結び目を形成させる
ことを特徴とする、リボン掛け結び装置である。

人手に頼らず、自動的に箱体にリボンを掛け渡し、装飾的な美観を備えた結び目を形成することができる。

本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示した概略図。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ１における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ２における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ３における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ４における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ５における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ６における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ７における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ８における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ９における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ１０における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ１１における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。 本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ１２における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。各図においては、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。また、Ｙ方向を中心軸として回転する方向をθ方向とする。なお説明の便宜上、箱体Ｂの搬送方向および箱体ＢにリボンＴを掛け渡す方向をＹ方向とし、それと直交する方向をＸ方向とする。また、Ｘ方向は矢印の方向を手前、その逆方向を奥と表現し、Ｙ方向は矢印の方向を上流、その逆方向を下流と表現し、Ｚ方向は矢印の方向を上、その逆方向を下と表現する。
なお、リボンＴは、オモテ面がクロスハッチング、ウラ面が網点で示されている。

図１は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示した概略図である。図１には、本発明に係るリボン掛け結び装置１を下流側手前上方から俯瞰的に見た機器構成の概略が示されている。

本発明に係るリボン掛け結び装置１は、箱体ＢにリボンＴを掛け渡して結び目Ｋを形成するものである。具体的には、リボン掛け結び装置１は、リボン供給部２と、第１ハンド部３と、第２ハンド部４と、第３ハンド部５とを備えている。さらに、リボン掛け結び装置１は、箱体搬送部ＴＲ、箱体保持部ＢＨ、リボンカット機構ＣＴ、制御部ＣＮ（図示せず）等を備えて構成されている。

リボン供給部２は、リボンＴを箱体Ｂ側へ引き出すことで供給するものである。具体的には、リボン供給部２は、リール２１、モータ２２、クラッチ機構２３、テンションロール２５等を備えている。

リール２１は、供給するリボンＴを巻き付けておくものである。具体的には、リール２１は、リール２１からリボンＴが引き出される方向が箱体ＢにリボンＴが掛け渡される方向と概ね一致するように、箱体Ｂの搬送経路の上方に配置されている。また、リボンＴのオモテ面（つまり、箱体Ｂに掛け渡す際に外側となる方向）が外側を向くように、リボンＴがリール２１に巻き付けられている。なお、各図では、
モータ２２は、リール２１をリボンＴが引き出される方向ｒとは逆方向に回転させるものである。

クラッチ機構２３は、モータ２２からリール２１に対して回転トルクを伝達・制御するものであり、リール２１から引き出されるリボンＴに所定の引き戻し張力（つまり、バックテンション）を付与できる構成をしている。

さらに、リボン供給部２には、テンションロール２５と、移動機構２６（図示せず）が備えられている。

テンションロール２５は、リボンＴを箱体Ｂに掛け渡す際に、リボンＴの引き出し状態となる区間を延ばすためのものであり、移動機構２６の可動部に取り付けられている。具体的には、テンションロール２５は、当該ローラの中央部よりも外径が大きい鍔状のガイド部が当該ローラの両端部に備えられ、リボンＴが引き出される際に逸脱しない構成をしている。また、テンションロール２５の回転軸は、箱体ＢにリボンＴが掛け渡される方向と概ね直交する方向（つまり、Ｘ方向）に配置されている。

移動機構２６は、テンションロール２５を初期待機位置から箱体Ｂと離れる方向２６ｖに移動させるものである。具体的には、移動機構２６はエアシリンダや電動アクチュエータなどで構成されている。

そのため、移動機構２６の可動部に取り付けられたテンションロール２５が箱体Ｂと離れる方向２６ｖに移動することにより、リボンＴのオモテ面が上方を向いたまま、リボンＴの引き出し状態となる区間が延長される。

なお、リボンＴは、箱体Ｂに掛け渡される本体部Ｔｃと、それよりも上流側の引き出し状態となる引き出し部Ｔｄ、その逆側の先端部Ｔａとに区別することができる。また、リボンＴの本体部Ｔｃよりも先端部Ｔａ側を前方部Ｔｂと呼ぶ。

さらにリボンＴの先端部Ｔａは、先導部とも言い、リボンＴの掛け渡しや結び目Ｋの形成の際にリボンＴの本体部Ｔｃよりも先んじて移動する部位のことである。具体的には、リボンＴの先端部Ｔａは、第１ハンド部３で把持される先導部Ｔａ１と、第２ハンド部４で把持される先導部Ｔａ２と、第３ハンド部５で把持される先導部Ｔａ３とに区別することができる。より具体的には、リボンＴの先端部Ｔａのうち、第１ハンド部３で把持される先導部Ｔａ１は、リボンＴの最端部から所定の距離だけ本体側に設定された所であり、それより外側（つまり、最端部側）が第２ハンド部４で把持される先導部Ｔａ２であり、それより外側（つまり、最端部付近）が第３ハンド部５で把持される先導部Ｔａ３である。

第１ハンド部３は、リボンＴの先端部Ｔａを把持するものである。さらに、第１ハンド部３は、第１初期待機位置Ｐ１０（図中の破線で示す位置）に配置され、リボン供給部２から引き出されたリボンＴを引き出し状態でその先端部Ｔａ（具体的には、先導部Ｔａ１）を把持し、第１初期待機位置Ｐ１０とは反対側で第３ハンド部５の胴体部（説明の便宜上、第３胴体部５１と呼ぶ）に当該リボンＴを掛け渡し、当該リボンＴの先端部Ｔａを第２ハンド部４に持ち替えさせるものである。

具体的には、第１ハンド部３は、第１把持部３０、第１胴体部３１、第１ハンド移動機構３２等を備えている。

第１把持部３０は、人が親指と人差し指で物をつまむような開閉動作を、リボンＴに対して行い、リボンＴをオモテ面側とウラ面側から挟んで保持（つまり、把持）するものである。具体的には、第１把持部３０は、一対の把持部材と駆動機構（図示せず）を備えて構成されており、第１胴体部３１の一端に取り付けられている。この駆動機構は、一対の把持部材の先端部付近が互いに接触・離間するように駆動させるものであり、空気圧シリンダや電動モータなどで構成されている。

第１胴体部３１は、第１把持部３０を所定の位置及び方向に移動させたり静止させたりするものである。具体的には、第１胴体部３１は、所定の長さを有する中空の円筒状の部材で構成されている。

第１ハンド移動機構３２は、第１胴体部３１を所定の位置へ移動させるものである。具体的には、第１ハンド移動機構３２は、１軸スライダーと２つのエアシリンダを備えて構成されている。

１軸スライダーは、第１胴体部３１をリボンＴが引き出される方向（つまり、Ｙ方向）と交差する方向に移動させ、リボンＴの本体部Ｔｃから最も遠い第１初期待機位置Ｐ１０（後方とも言う）ないしその反対側（つまり、リボンＴの本体部側。前方とも言う）に移動（つまり、後退・前進）させるものである。具体的には、１軸スライダーは、電動アクチュエータで構成されており、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて可動部が所定の位置へ移動し静止する構成をしている。

エアシリンダは、１軸スライダーを上下（つまり、Ｚ方向）に移動させるものである。さらに、２つのエアシリンダは、１軸スライダーの前方側と後方側に取り付けられており、双方のエアシリンダを同時に伸縮させれば１軸スライダーが上下方向に移動し、一方のエアシリンダを伸縮させれば１軸スライダーがθ方向に回動する。具体的には、これらエアシリンダは、各々が切換バルブを介して圧空供給部と接続されており、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて、内部の気室のどちらかに圧空を導入し他方の気室を大気解放状態とすることで伸縮させ、可動部を移動させる構成をしている。

さらに第１ハンド部３は、前方側のエアシリンダが上昇位置にあれば、第１把持部３０がリボンＴの本体部Ｔｃないし引き出し部Ｔｄの上方を通過し、前方側のエアシリンダが下降位置にあれば、第１把持部３０がリボンＴの引き出し部Ｔｄの下方を通過することができるよう、第１胴体部３１、１軸スライダー、各エアシリンダ等が配置されている。

第２ハンド部４は、リボンＴの先端部Ｔａを第１ハンド部３から持ち替えるものである。さらに、第２ハンド部４は、第２初期待機位置Ｐ２０（図中の破線で示す位置）に配置され、第２初期待機位置Ｐ２０とは反対側（つまり、前方）でリボンＴの先端部Ｔａを第１ハンド部３から持ち替え、リボンＴが引き出し状態で箱体Ｂと第３ハンド部５の第３胴体部５１に掛け渡された際に形成される輪部Ｒ１に当該リボンＴの先端部Ｔａを通過させつつ第２初期待機位置Ｐ２側へ移動（つまり、後退）するものである。

具体的には、第２ハンド部４は、第２把持部４０、第２胴体部４１、第２ハンド移動機構４２等を備えている。

第２把持部４０は、リボンＴをオモテ面側とウラ面側から挟んで保持（つまり、把持）するものである。第２把持部４０は、第２胴体部４１の一端に取り付けられているが、その他は第１把持部３０と同様の構成をしているため、詳細な説明は省く。

第２胴体部４１は、第２把持部４０を所定の位置及び方向に移動させたり静止させたりするものである。具体的には、第２胴体部４１は、所定の長さを有する中空の円筒状の部材で構成されている。

第２ハンド移動機構４２は、第２胴体部４１を所定の位置へ移動させるものである。具体的には、第２ハンド移動機構４２は、エアシリンダと１軸スライダーを備えて構成されている。

エアシリンダは、第２胴体部４１を上下（つまり、Ｚ方向）に移動させるものである。具体的には、エアシリンダは、切換バルブを介して圧空供給部と接続されており、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて、内部の気室のどちらかに圧空を導入し他方の気室を大気解放状態とすることで伸縮させ、可動部を移動させる構成をしている。

１軸スライダーは、エアシリンダをリボンＴが引き出される方向（つまり、Ｙ方向）と交差する方向に移動させ、リボンＴの本体部Ｔｃから最も遠い第２初期待機位置Ｐ２０（後方とも言う）ないしその反対側（つまり、リボンＴの本体部側。前方とも言う）に移動（つまり、後退・前進）させるものである。具体的には、１軸スライダーは、電動アクチュエータで構成されており、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて可動部が所定の位置へ移動し静止する構成をしている。また、この１軸スライダーは、ＸＺ方向に斜めに取り付けられており、第２胴体部４１が下方手前ないし上方奥側を往復移動（後退・前進）するよう、配置されている。

さらに第２ハンド部４は、エアシリンダが上昇位置にあれば、第２把持部４０がリボンＴの引き出し部Ｔｄの上方を通過し、エアシリンダが下降位置にあれば、第２把持部４０がリボンＴの引き出し部Ｔｄの下方を通過することができるように、第２胴体部４２、１軸スライダー、エアシリンダ等が配置されている。

第３ハンド部５は、第１ハンド部３でリボンＴを一時的に巻き付ける胴体部（本実施形態では、第３胴体部５１がこれに相当する）を有し、リボンＴの先端部Ｔａを第２ハンド部４から持ち替えるものである。さらに、第３ハンド部５は、第３初期待機位置Ｐ３０（図中の破線で示す位置）に配置され、第３初期待機位置Ｐ３とは反対側で第３胴体部５１にリボンＴが巻き付けられて輪部Ｒ２が形成された後、リボンＴの先端部Ｔａを第２ハンド部４から持ち替えて、第３初期待機位置Ｐ３側に戻ることにより、結び目Ｋを形成させるものである。

具体的には、第３ハンド部５は、第３把持部５０、第３胴体部５１、第３ハンド移動機構５２等を備えている。

第３把持部５０は、リボンＴをオモテ面側とウラ面側から挟んで保持（つまり、把持）するものである。第３把持部５０は、第３胴体部５１の一端に取り付けられているが、その他は第１把持部３０と同様の構成をしているため、詳細な説明は省く。

第３胴体部５１は、第３把持部５０を所定の位置及び方向に移動させたり静止させたりするものである。具体的には、第３胴体部５１は、所定の長さを有する中空の円筒状の部材で構成されている。

第３ハンド移動機構５２は、第３胴体部５１を所定の位置へ移動させるものである。具体的には、第３ハンド移動機構５２は、エアシリンダと１軸スライダーを備えて構成されている。

エアシリンダは、第３胴体部５１を上下（つまり、Ｚ方向）に移動させるものである。具体的には、エアシリンダは、切換バルブを介して圧空供給部と接続されており、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて、内部の気室のどちらかに圧空を導入し他方の気室を大気解放状態とすることで伸縮させ、可動部を移動させる構成をしている。

１軸スライダーは、リボンＴが引き出される方向（つまり、Ｙ方向）にエアシリンダを移動させ、リボンＴの引き出し部Ｔｄから最も遠い第３初期待機位置Ｐ３０（後方とも言う）ないしその反対側（つまり、リボンＴの引き出し部側。前方とも言う）に移動（つまり、後退・前進）させるものである。具体的には、１軸スライダーは、電動アクチュエータで構成されており、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて可動部が所定の位置へ移動し静止する構成をしている。

さらに第３ハンド部５は、エアシリンダが上昇位置にあれば、箱体Ｂの上方で第３胴体部５１を箱体ＢおよびリボンＴの本体部Ｔｃから離間させ、エアシリンダが下降位置にあれば、箱体Ｂに掛け渡したリボンＴの本体部Ｔｃないし引き出し部Ｔｄと接触するか接触しない程度に第３胴体部５１を箱体Ｂ側に近づけことができるよう、第３胴体部５１、１軸スライダー、エアシリンダ等が配置されている。

なお、第１ハンド部３と第３ハンド部５とは、第１把持部３０が第３胴体部５１の下方から順に手前、上方、奥側へと通過させて、リボンＴの前方部Ｔｂを第３胴体部５１に掛け渡すことができるように、各部が配置されている。

また、第１ハンド部３と第２ハンド部４とは、リボンＴの引き出し部Ｔｄの奥側で、第１把持部３０のやや下流側に第２把持部４０を接近させて、リボンＴの先端部Ｔａの持ち替えを行うことができるように、各部が配置されている。

また、第２ハンド部４と第３ハンド部５とは、第２胴体部４１が第３胴体部５１の下方で交差したり、リボンＴの引き出し部Ｔｄの上方で第２把持部４０のやや下流側に第３把持部５０を接近させて、リボンＴの先端部Ｔａの持ち替えを行うことができるように、各部が配置されている。

第１ハンド部３は、上述の様な構成をしているため、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて、リボンＴの引き出し部Ｔｄの周囲（つまり、上・下、手前・奥）で第１把持部３０をＸ方向やＺ方向に移動させたり、θ方向に回動させたり、所定の位置で静止させたり、開閉動作させたりすることができる。そのため、第１初期待機位置Ｐ１０に配置された第１ハンド部３は、第１初期待機位置Ｐ１０から前進させた位置で、リボンＴの先導部Ｔａ１を第１把持部３０で把持したまま箱体ＢにリボンＴの掛け渡しを行い、リボンＴの先導部Ｔａ１を、リボンＴの引き出し部Ｔｄの下方側から手前側を経由させて上方へと移動させ、さらにリボンＴの本体部Ｔｃないし引き出し部Ｔｄの上方に配置された第３ハンド部５の第３胴体部５１の手前から上方へ移動させ、さらにリボンＴの引き出し部Ｔｄの側方奥側（つまり、第１ハンド部３から第２ハンド部４への受渡位置）へ移動させて、第３胴体部５１にリボンＴの前方部Ｔｂを掛け渡し（つまり、第３胴体部５１にリボンＴの前方部Ｔｂを巻き付ける動作の前半に相当する）、リボンＴの先導部Ｔａ２を第２ハンド部４で把持させて第１把持部３０での把持を解除する（つまり、持ち替えさせる）ことができる。

第２ハンド部４は、上述の様な構成をしているため、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて、リボンＴの引き出し部Ｔｄの周囲（つまり、上・下、手前・奥）で第２把持部４０をＸ方向およびＺ方向に移動させたり、所定の位置で静止させたり、開閉動作させたりすることができる。そのため、第２初期待機位置Ｐ２０に配置された第２ハンド部４は、第２初期待機位置Ｐ２０から前進させて、リボンＴの引き出し部Ｔｄの下方で第２把持部４０ないし第２胴体部４１を通過させ、第２把持部４０をリボンＴの引き出し部Ｔｄの奥側（つまり、リボンＴの先端部Ｔａを第１ハンド部３から第２ハンド部４へ持ち替えさせる受渡位置）に配置させ、リボンＴの先端部Ｔａを第１ハンド部３から第２ハンド部４に持ち替えさせ、
再び第２把持部４０を第２初期待機位置Ｐ２０側に移動させ（つまり、第３胴体部５１にリボンＴの前方部Ｔｂを巻き付ける動作の後半に相当する）、さらにリボンＴの引き出し部Ｔｄの上方（つまり、第２ハンド部４から第３ハンド部５への受渡位置）に移動させ、リボンＴの先端部Ｔａ３を第３ハンド部５の第３把持部５０で把持させて第２把持部４０での把持を解除する（つまり、持ち替えさせる）ことができる。

第３ハンド部５は、上述の様な構成をしているため、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて、リボンＴの引き出し部Ｔｄないし本体部Ｔｃの上方で第３把持部５０および第３胴体部５１をＹ方向およびＺ方向に移動させたり、所定の位置で静止させたり、第３把持部５０を開閉動作させたりすることができる。そのため、第３初期待機位置Ｐ３０に配置された第３ハンド部５は、第３初期待機位置Ｐ３０から前進させて、リボンＴと離間しつつリボンＴの引き出し部Ｔｄの上方であって第１ハンド部３と交差する位置まで第３胴体部５１を前進させ、第３胴体部５１を下降させ、第１ハンド部３及び第２ハンド部４で第３胴体部５１の周囲にリボンＴの前方部Ｔｂが巻き付けられた輪部Ｒ２が形成された後、当該輪部Ｒ２が巻き付いたままで第３胴体部５１を第２ハンド部４から第３ハンド部５への受渡位置よりも第３初期待機位置Ｐ３０側に後退させ、第２ハンド部４が当該受渡位置に移動した後、当該受渡位置まで第３把持部５０を前進させ、リボンＴの先端部Ｔａ３を第３ハンド部５の第３把持部５０で把持させて第２把持部４０での把持を解除させ（つまり、持ち替えさせ）、第３把持部５０ないし第３胴体部５１を第３初期待機位置Ｐ３０に向けて移動させることで、第３胴体部５１の周囲に形成されていた輪部Ｒ２の内側をリボンＴの先端部Ｔａが通過し、箱体Ｂに掛け渡したリボンＴの本体部Ｔｃに結び目Ｋが形成される。このとき、予めリボンＴの引き出し部Ｔｄを第１ハンド部３の第１把持部３０で把持しておくことで、第１ハンド部３と第３ハンド部５とを離間させ、箱体Ｂの上面で結び目Ｋを形成・配置させることができる。

箱体搬送部ＴＲは、箱体Ｂを上流側から下流側へ供給・搬送するものである。具体的には、箱体搬送部ＴＲは、上流側載置台ＳＴ１、下流側載置台ＳＴ２、搬送サポート部ＳＰ、送り出し部材、エアシリンダ、１軸スライダー等を備えている。

上流側載置台ＳＴ１は、リボンＴを掛け渡す前の箱体Ｂを載置しておくものである。

下流側載置台ＳＴ２は、リボンＴを掛け渡す際に箱体Ｂを載置しておくものである。

搬送サポート部ＳＰは、箱体Ｂを上流側載置台ＳＴ１から下流側載置台ＳＴ２へ移動させるために橋渡しするものである。具体的には、搬送サポート部ＳＰは、上流側載置台ＳＴ１の下方に収容可能な板状部材と、当該板状部材を下流側にスライドさせるスライド機構を備えて構成されている。搬送サポート部ＳＰの板状部材を上流側にスライドさせれば、上流側載置台ＳＴ１と下流側載置台ＳＴ２との間には所定の空間が確保され、当該板状部材を下流側にスライドさせれば、上流側載置台ＳＴ１と下流側載置台ＳＴ２まで橋渡しされるようになり、箱体Ｂをスムーズに搬送させることができる。

送り出し部材は、箱体Ｂを上流側載置台ＳＴ１から下流側載置台ＳＴ２へ移動させるために、箱体Ｂを上流側から下流側に向けて押すものである。

エアシリンダは、送り出し部材を上下に移動させ、箱体Ｂの上面よりも高い位置に移動（つまり、上昇）させたり、箱体Ｂの側面と並ぶ高さに移動（つまり、下降）させたりするものである。

１軸スライダーは、送り出し部材を、上流側ないし下流側に移動させるものである。具体的には、１軸スライダーは、電動アクチュエータなどで構成されている。

さらに、箱体搬送部ＴＲの上流側および下流側には、コンベアや移載ロボットなどの移
箱体搬送部ＴＲは、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて、送り出し部材を上昇させた状態で送り出し部材を上流側に移動させ、送り出し部材を下降させた状態で送り出し部材を下流側に移動させることで、箱体Ｂを上流側載置台ＳＴ１から下流側載置台ＳＴ２へ供給・搬送させることができる。

また、上流側載置台ＳＴ１の上流側や下流側載置台ＳＴ２の下流側には移載手段（図示せず）が配置されており、上流側載置台ＳＴ１に箱体Ｂを搬送させたり、下流側載置台ＳＴ２から外部に箱体Ｂを搬出させたりすることができる。

箱体保持部ＢＨは、箱体ＢにリボンＴの掛け渡しと結び目Ｋの形成が行われる際に、箱体Ｂが位置ずれしないように一時的に固定状態にしておくものである。具体的には、箱体保持部ＢＨは、下流側載置台ＳＴ２の上方であって、箱体Ｂを隔てて対向する位置に対向配置された箱体押さえ部材を備えて構成されている。

箱体押さえ部材は、箱体Ｂの上方から下方に往復移動する部材で構成されており、リボンＴを隔てた箱体Ｂの両端付近の２箇所に配置されている。これら箱体押さえ部材は、エアシリンダなどの直動機構（図示せず）の可動部側に取付金具（図示せず）などを介して取り付けられている。

箱体保持部ＢＨは、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて箱体押さえ部材を移動（つまり上昇・下降）させることで、下流側載置台ＳＴ２上で箱体Ｂを一時的に固定状態にしたり、解除したりすることができる。なお、ここで言う「固定状態」とは、リボンＴの張力により箱体Ｂが位置ずれない程度に、箱体Ｂを押さえておく状態を意味する。

リボンカット機構ＣＴは、箱体Ｂに掛け渡されたリボンＴの本体部Ｔｃに結び目Ｋが形成された後、リボンＴの余剰部位を所定の位置で切断するものである。具体的には、リボンカット機構ＣＴは、切断機具と、移動機構（図示せず）を備えて構成されている。

切断機具は、リボンＴを切断するものである。具体的には、切断器具は、ハサミのような刃物とその刃物の開閉動作をさせる開閉機構が例示でき、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて開閉動作が行われる。

移動機構は、切断機具を引き出し状態にあるリボンＴと交差する方向（つまり、Ｘ方向ないしＺ方向）に移動させるものである。具体的には、移動機構は、エアシリンダなどの直動機構（図示せず）が例示できる。さらに、この移動機構の可動部側には取付金具などを介して切断機具が取り付けられている。

リボンカット機構ＣＴは、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて移動機構の可動部を移動させることで、切断機具を移動（つまり前進・後退）させることができる。

制御部ＣＮは、作業者の操作や予め登録されたプログラム等に基づいて、リボン供給部２、第１ハンド部３、第２ハンド部４、第３ハンド部５、箱体搬送部ＴＲ、箱体保持部ＢＨ、リボンカット機構ＣＴ等の各部の制御を行うものである。具体的には、制御部ＣＮは、プログラマブルロジックコントローラやシーケンサ、コンピュータなどの制御用装置（ハードウェア）及びその実行プログラム（ソフトウェア）で構成されている。より具体的には、制御部ＣＮは、作業者によるＳＷ操作、予め登録されたデータ、実行プログラム等に基づいて、各部を構成する機器に対して制御信号を出力することで、箱体Ｂの搬送や、リボンＴの引き出しや掛け渡し、結び目Ｋの形成、所定位置での切断といった一連の動作をおこなう。

［動作フロー］
以下に、本発明を具現化するリボン掛け結び装置１において、箱体ＢにリボンＴを掛け渡して結び目Ｋを形成するまでの各部の動作フローを示す。

図２〜図１３は、本発明を具現化する形態の一例のある時刻ｔ１〜ｔ１２における各部の動作中の位置や状態を示す平面図および側面図である。各図とも（ｂ）が側面図で手前から見た様子を示しており、（ａ）がそれに対応する平面図である。なお、各図では、第１ハンド部３，第２ハンド部４，第３ハンド部５の相互関係を理解しやすくするために、移動機構等は省略して、各部が記載されている。また各図の（ａ）平面図では、リボン供給部２を省略してリボンＴの先端部Ｔａないし引き出し部Ｔｄ側に着目して各部が記載されている。

先ず図２（ａ）（ｂ）に示す様に、これからリボンＴが掛け渡されようとする箱体Ｂを、上流側の載置台ＳＴ１に配置させ、リボンＴの先端部Ｔａ（詳しくは、先導部Ｔａ１）を第１ハンド部３の第１把持部３０で把持させたまま、第１ハンド部３の第１胴体部３１を第１初期待機位置Ｐ１０からやや前方にて（つまり、第１把持部３０がリボン供給部２のリール２１の下方に位置するように）静止させておく。このとき、リール２１と第１把持部３０との間にあるリボンＴは、オモテ面が下流側、ウラ面が上流側を向いている。

一方、第２ハンド部４は第２初期待機位置Ｐ２０に、第３ハンド部５は第３初期待機位置Ｐ３０に待機させておく。

なお、上流側の載置台ＳＴ１と下流側の載置台ＳＴ２との間には、箱体Ｂがスムーズに通過できるように、搬送サポート部ＳＰを配置しておく。

次に図３（ａ）（ｂ）に示す様に、箱体搬送部ＢＨにて箱体Ｂを下流側の載置台ＳＴ２に搬送させて、箱体Ｂの上面側、下流側側面ないし下面側にリボンＴを掛け渡し、箱体保持部ＢＨを下降させて箱体Ｂを一時的に固定状態にする。

次に図４（ａ）（ｂ）に示す様に、テンションロール２５を上流側に移動させて、リボンＴの引き出し状態となる区間を延長させつつ、第２ハンド部４の第２ハンド移動機構４２を制御して、第２把持部４０ないし第２胴体部４１を第２初期待機位置Ｐ２０（つまり、手前側）から前方へ移動させ、第２初期待機位置Ｐ２０とは反対側（つまり、奥側）に移動させる。

次に図５（ａ）（ｂ）に示す様に、第３ハンド移動機構５２を制御して、第３ハンド部５の第３胴体部４１を第３初期待機位置Ｐ３０（つまり、下流側）から前方（つまり、上流側）へ移動させた後、第３胴体部５１の下面と箱体Ｂの上面とでリボンＴを挟むように第３胴体部５１を下降させる。

次に図６（ａ）（ｂ）に示す様に、第１ハンド移動機構３２を制御して、第１ハンド部３の第１胴体部３１を第１初期待機位置Ｐ１０側（つまり、手前側）から上方へ移動させつつ、第１胴体部３１を回動させる。
このとき、箱体ＢのＹ方向周りに輪部Ｒ１が形成される。

次に図７（ａ）（ｂ）に示す様に、第１ハンド移動機構３２を制御して、第１ハンド部３の第１胴体部３１を上昇端に移動させた後、第３胴体部５１の上方を通過するように第１胴体部３１を第１初期待機位置Ｐ１０側とは反対側（つまり、奥側）へ移動（つまり、前進）させる。
このとき、リボンＴのウラ面が第３胴体部５１に向いた状態で、リボンＴの前方部Ｔｂが第３胴体部５１の周囲に掛け渡される。

次に図８（ａ）（ｂ）に示す様に、第２ハンド移動機構４２を制御して、第２ハンド部４の第２胴体部４１を第２初期待機位置Ｐ２０とは反対側（つまり、奥側）に移動（つまり、前進）させ、リボンＴの先端部Ｔａ（詳しくは、先導部Ｔａ２）を第２把持部４０で把持させる。そして、リボンＴの先導部Ｔａ１を把持していた第１把持部３０の把持を解除させる。これで、第１ハンド部３から第２ハンド部４にリボンＴの先端部Ｔａが持ち替えられる。

次に図９（ａ）（ｂ）に示す様に、リボンＴの先導部Ｔａ２を第２把持部４０で把持したまま、第１ハンド移動機構３と第２ハンド移動機構４２を制御して、第１把持部３０が第３胴体部５１の上方を通過するように第１胴体部３１を後退させてから第１初期待機位置Ｐ１０に下降させつつ、第２把持部４０が第３胴体部５１の下方を通過するように第２胴体部４１を第２初期待機位置Ｐ２０側に移動（つまり、後退）させる。
このとき、第３胴体部５１の周囲に輪部Ｒ２が形成される。

次に図１０（ａ）（ｂ）に示す様に、第３ハンド移動機構５２を制御して、第３ハンド部５の第３胴体部５１を第３初期待機位置Ｐ３０側に向けて、リボンＴの先端部Ｔａの受渡位置まで移動（つまり、後退）させる。

次に図１１（ａ）（ｂ）に示す様に、第２ハンド移動機構４２を制御して、第２ハンド部４の第２胴体部４１を第２初期待機位置Ｐ２０とは反対側（つまり、奥側）に向けて、リボンＴの先端部Ｔａの受渡位置まで移動（つまり、前進）させる。

次に図１２（ａ）（ｂ）に示す様に、リボンＴの先端部Ｔａ（詳しくは、先導部Ｔａ３）を第３ハンド部５の第３把持部５０で把持させ、リボンＴの先導部Ｔａ２を把持していた第２把持部４０の把持を解除させ、第２ハンド移動機構４２を制御して、第２ハンド部４の第２胴体部４１を第２初期待機位置Ｐ２０に移動（つまり、後退）させる。さらに、第１ハンド移動機構３２を制御して、第１ハンド部３の第１胴体部３１を第１初期待機位置Ｐ１０側とは反対側（つまり、奥側）へ向けて、第１把持部３０でリボンＴの引き出し部Ｔｃを把持する位置まで移動（つまり、前進）させる。

次に図１３（ａ）（ｂ）に示す様に、リボンＴの引き出し部Ｔｃを第１ハンド部３の第１把持部３０で把持させた後、第３ハンド移動機構５２を制御して、第１把持部３０と第３把持部５０とが離間するように、第３ハンド部５の第３胴体部５１を第３初期待機位置Ｐ３０側に向けて移動させる。このとき、リボンＴの先端部Ｔａが輪部Ｒ２の内側を通過することで、結び目Ｋが形成される。さらに輪部Ｒ２は、リボンＴのオモテ面が外側を向くように、リボンＴの前方部Ｔｂが第３ハンド部５の第３胴体部５１の周囲に巻き付けられて形成され、その輪部Ｒ２の内側にリボンＴの先端部Ｔａを通過させて結び目Ｋを形成される。そのため、リボンＴの表裏関係を保たれ、結び目Ｋの外側がリボンＴのオモテ面となり、装飾性を兼ね備えた結び目Ｋが形成できる。

本発明に係るリボン掛け結び装置１は、この様な構成をしているため、人手に頼らず、自動的に箱体にリボンを掛け渡し、装飾的な美観を備えた結び目を形成することができる。

［別の形態］
なお上述では、
リボン供給部２は、バックテンションを付与しつつリボンＴを供給するものであり、
第１ハンド部３は、リボンＴの先端部Ｔａを第２ハンド部４に持ち替えさせた後、当該リボンＴの後方部（つまり、引き出し状態の部分）Ｔｄを把持させつつ、当該リボンＴの先端部Ｔａを把持させた第３ハンド５と離間させることで、当該リボンＴに結び目Ｋを形成する形態を示した。

このような形態であれば、リボンＴの先端部Ｔａや引き出し部Ｔｄを第１把持部３０にて把持させておけるため、順次コンベアなどで搬送されてくる箱体Ｂの周囲にリボンＴの本体部Ｔｂを掛け渡す動作や、結び目Ｋを形成して当該結び目Ｋから所定長さ離れたところで切断した後にフリー状態となったリボンＴの先端部Ｔａを第１把持部３０に把持させる手間や時間が省ける。そのため、箱体Ｂの受入搬送〜リボンの掛け渡し〜結び目の形成〜リボン切断〜箱体の払出搬送といった一連の動作連続して処理できる全自動機を提供できるため好ましい。

しかし、本発明を具現化する上でこの様な形態に限定されず、下記（１）〜（６）の少なくとも１つを具現化する形態であっても良い。
（１）上述したリボン供給部２の各部に加え、リール２１の回転を止めるブレーキ機構やロック機構などを備え、第１ハンド部３でリボンＴを把持させずに、リール２１の回転停止と第５ハンド部６の後退により結び目Ｋを形成する。
（２）リボンカット機構ＣＴを省き、リボンＴの後方部を作業者がカットする。
（３）箱体Ｂの取り出しや供給（つまり、入れ替え）動作を作業者が行う。
（４）箱体Ｂの周囲にリボンＴの本体部Ｔｂを掛け渡す動作を作業者が行う。
（５）上流側載置台ＳＴ１を固定式ではなく、ベルトコンベアで構成しておく。
（６）上流側載置台ＳＴ２を固定式ではなく、ベルトコンベアで構成しておく。

［リボン供給部の変形例］
なお上述では、リール２１とは独立して配置された、テンションロール２５を備え、テンションロール２５がＹ方向上流側に移動することで、リボンＴを引き出し状態にする構成を示した。この様な構成であれば、リボン供給部２の可動対象がテンションロール２５のみとし、リール２１やモータ２２等を定位置に配置しておくことができる。そうすることで、移動機構がコンパクトになり省スペース化に資するため、好ましい。

しかし、スペース的に余裕があれば、テンションロール２５を省き、リール２１やモータ２２等、リボン供給部２を全体的にＹ方向上流側に移動する構成であっても良く、本発明を具現化することができる。

［各ハンド部の変形例］
なお上述では、第１ハンド部３、第２ハンド部４、第５ハンド部６（各ハンド部という）のいずれも、各把持部が上下方向に開閉する姿勢のまま各移動機構で移動する構成を例示した。
しかし、各ハンド部はこの様な形態に限定されず、例えば下記（１）（２）に示す様に、各把持部または各胴体部を捲回するツイスト機構を備えた構成であっても良い。なお、ツイスト機構は、各胴体部が前進・後進する方向を回転軸として、先端に取り付けられた各把持部を回転させるものであり、制御部ＣＮからの制御信号に基づいて、所定のタイミングで回転・静止の制御が行われる。
（１）第３ハンド部５にツイスト機構を備え、第２ハンド部４からリボンＴの先端部Ｔａを持ち替えた後、第３把持部を回転させる。そうすることで、予めリボンＴの先端部Ｔａのねじれを解消させ、オモテ面が上方に向いた状態で、輪部Ｒ２の内側にリボンＴの先端部Ｔａを通過させることができる。
（２）第３ハンド部５にツイスト機構を備え、輪部Ｒ２の内側にリボンＴの先端部Ｔａを通過させる際に第３胴体部５１を後退させながらツイスト（例えば、一方向に回転させたり、往復回転させたり）する。そうすることで、結び目Ｋを形成する際に第３胴体部５１から輪部Ｒ２が外れやすくなる。

１ リボン掛け結び装置
２ リボン供給部
３ 第１ハンド部
４ 第２ハンド部
５ 第３ハンド部
２１ リール
２２ モータ
２３ クラッチ機構
２５ テンションロール
３０ 第１把持部（第１ハンド部の把持部）
３１ 第１胴体部（第１ハンド部の胴体部）
３２ 第１ハンド移動機構
４０ 第２把持部（第２ハンド部の把持部）
４１ 第２胴体部（第２ハンド部の胴体部）
４２ 第２ハンド移動機構
５０ 第３把持部（第３ハンド部の把持部）
５１ 第３胴体部（第３ハンド部の胴体部）
５２ 第３ハンド移動機構
Ｐ１０ 第１初期待機位置
Ｐ２０ 第２初期待機位置
Ｐ３０ 第３初期待機位置
Ｂ 箱体
Ｔ リボン
Ｔａ 先端部
Ｔｂ 前方部
Ｔｃ 本体部
Ｔｄ 引き出し状態の部分（引き出し部、後方部）
Ｔａ１ 先導部（第１ハンドで把持）
Ｔａ２ 先導部（第２ハンドで把持）
Ｔａ３ 先導部（第３ハンドで把持）
Ｒ１ 輪部
Ｒ２ 輪部
ＴＲ 箱体搬送部
ＢＨ 箱体保持部
ＣＮ 制御部
ＣＴ リボンカット機構
ＳＴ１ 上流側載置台
ＳＴ２ 下流側載置台
ＳＰ 搬送サポート部

Claims (2)

1. 箱体にリボンを掛け渡して結び目を形成するリボン掛け結び装置において、
   前記リボンを供給するリボン供給部と、
   前記リボンの先端部を把持する第１ハンド部と、
   前記リボンの先端部を前記第１ハンド部から持ち替える第２ハンド部と、
   前記第１ハンド部で前記リボンを一時的に巻き付ける胴体部を有し、前記リボンの先端部を前記第２ハンド部から持ち替える第３ハンド部とを備え、
   第１ハンド部は、
   第１初期待機位置に配置され、前記リボン供給部から引き出された前記リボンを引き出し状態でその先端部を把持し、当該第１初期待機位置とは反対側で前記第３ハンド部の前記胴体部に当該リボンを掛け渡し、当該リボンの先端部を前記第２ハンド部に持ち替えさせ、
   第２ハンド部は、
   第２初期待機位置に配置され、当該第２初期待機位置とは反対側で前記リボンの先端部を第１ハンド部から持ち替え、前記リボンが前記引き出し状態で前記箱体と前記第３ハンド部の前記胴体部に掛け渡された際に形成される輪部に当該リボンの先端部を通過させつつ当該第２初期待機位置側へ移動し、
   第３ハンド部は、
   第３初期待機位置に配置され、当該第３初期待機位置とは反対側で前記胴体部に前記リボンが巻き付けられた後、前記リボンの先端部を前記第２ハンド部から持ち替えて、当該第３初期待機位置側に戻ることにより、結び目を形成させる
   ことを特徴とする、リボン掛け結び装置。
   
2. 前記リボン供給部は、バックテンションを付与しつつ前記リボンを供給するものであり、
   前記第１ハンド部は、前記リボンの先端部を前記第２ハンド部に持ち替えさせた後、当該リボンの後方部を把持させつつ、当該リボンの先端部を把持させた前記第３ハンド部と離間させることで、当該リボンに結び目を形成する
   ことを特徴とする、請求項１に記載のリボン掛け結び装置。

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