JP2019081550A - 物品の結束装置及び結束方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自着性テープを用いて物品を強固に束ねる結束装置を提供する。【解決手段】物品の結束装置は、自着性テープを所定の長さに切断するテープ切断部１０と、前記所定の長さに切断された自着性テープを結束しようとする物品の周囲に巻き回して前記自着性テープの両端を当該自着性テープの粘着面同士で貼り合わせるテープ貼り合わせ部３０と、前記物品の周囲に巻き回され、貼り合わされた前記自着性テープの両端をねじるテープねじり部４０とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、物品の結束装置及び結束方法に関する。

自着性テープとは、ある種の高分子ポリマーを適宜の樹脂テープ表面にコーティングしてなり、コーティング面同士は粘着するものの、他の材料に対しては粘着しない性質（自着性）を有するテープ材料であって、電気絶縁性に優れ、気密や水密などの点で高いシール性を有することから、ワイヤーハーネスの被覆や気体又は液体が通るパイプの保護など、さまざまな分野において広く産業に利用されている。

また、自着性テープは、種々の物品の結束にも利用される（例えば特許文献１、２参照）。物品の結束に自着性テープを用いた場合、自身のコーティング面は物品の表面に対して粘着力を発揮しないため、結束された物品に異物を残すことなく取り外すことができる。

特開２００３−４０２１０号公報 特開２０１７−１３８１８号公報

一方で、物品の結束に自着性テープを用いた場合、物品に対して自着性テープが粘着力を発揮しないため、物品を巻き締めて強固に保持する機能に乏しい問題があり、上記特許文献１，２ではその点が考慮されていない。

線状材料を結束するには、熱収縮チューブを用いる方法もあるが、熱収縮チューブに結束対象の物品を通す作業が煩雑であり、また物品がループ状に巻かれている場合には事実上熱収縮チューブを通すことができない。また、物品をビニールタイ等の束ねバンドでねじって結束することもできるが、結束を解く場合にはねじりを戻さなければならず作業が煩雑である。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、自着性テープを用いて物品を強固に束ねることができる結束装置及び結束方法を提供することを一の目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、物品の結束装置であって、
自着性テープを所定の長さに切断するテープ切断部と、前記所定の長さに切断された自着性テープを結束しようとする物品の周囲に巻き回して前記自着性テープの両端を当該自着性テープの粘着面同士で貼り合わせるテープ貼り合わせ部と、前記物品の周囲に巻き回され、貼り合わされた前記自着性テープの両端をねじるテープねじり部とを備えている。

上記の物品の結束装置は、前記所定の長さに切断された自着性テープにスリットを入れるスリット加工部をさらに備えてもよい。

また前記スリット加工部は、前記自着性テープの長手方向側縁にかからないように前記スリットを形成するように構成してもよい。

本発明の他の態様は、物品の結束方法であって、自着性テープを所定の長さに切断するステップと、前記所定の長さに切断された自着性テープを結束しようとする物品の周囲に巻き回して前記自着性テープの両端を当該自着性テープの粘着面同士で貼り合わせるステップと、前記物品の周囲に巻き回され、貼り合わされた前記自着性テープの両端をねじるステップとを備えている。

上記の物品の結束方法は、前記所定の長さに切断された自着性テープにスリットを入れるステップをさらに備えてもよい。

また前記スリットを入れるステップにおいて、前記自着性テープの長手方向側縁にかからないように前記スリットを形成するようにしてもよい。

本発明によれば、自着性テープを用いて物品を強固に束ねることができる物品の結束装置及び結束方法を提供することができる。なお、その他の効果については、以下の記載で明らかにする。

図１は、本発明の一実施形態に係る物品の結束装置の全体構成を示す模式図である。 図２は、自着性テープに設けられるスリットの主な態様を示す模式図である。 図３は、自着性テープがテープ貼り合わせ部の結束台にセットされた状態を示す模式図である。 図４は、物品がテープ貼り合わせ部の台座に載置された状態を示す模式図である。 図５は、アームが接近した状態を示す模式図である。 図６は、自着性テープの両端をねじる工程を示す模式図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る物品の結束装置によって結束された物品を示す模式図である。

本発明の一実施形態について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明に用いた図面において、同一又は類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。図面によっては説明に際して不要な符号を省略することもある。

まず、本実施形態の結束装置１の全体構成について説明する。図１に、本実施形態の結束装置１の全体構成例を模式的に示している。

本実施形態に係る結束装置１は、テープ切断部１０、スリット加工部２０、テープ貼り合わせ部３０、及びテープねじり部４０という４つの動作部を備えて構成される。テープ切断部１０は、ロール状に巻かれたテープ３を所定の長さに切断する工程を担う。スリット加工部２０は、切断されたテープ片３ａの長手方向中央近傍にスリット５（切れ目）を施す工程を担う。テープ貼り合わせ部３０は、スリット５が施されたテープ片３ａの両端を貼り合わせ、テープ片３ａの上に載置された物品７を束ねる工程を担う。テープねじり部４０は、貼り合わされたテープ片３ａの両端をねじる工程を担う。結束装置１では、これら４つの動作部による工程を経て、テープ片３ａによって物品７が結束される。

自着性テープであるテープ３は、通常、ロール状に巻かれた状態で流通する。テープ３の両面には、自着性を有する高分子ポリマー材料がコーティングされているコーティング面が形成されている。

本実施形態に係る結束装置１では、まず、テープ切断部１０においてテープ３がロールから引き出され、所定の長さに切断される。なお、以下の説明の便宜のため、所定長さに切り出されたテープそれぞれを、テープ片３ａとよぶものとする。テープ切断部１０は、空気吸引等の手段で引き出したテープ３を固定することができるカット台（図示せず）とテープ切断用カッター１００（以下、単に「カッター１００」とよぶ）とにより構成される。カッター１００は、カット台の直上に設置されている。カッター１００はアクチュエーター（図示せず）により駆動され、上下方向に直線的に動作する。テープ３がロールから引き出されて台上の所定の位置に載置されると、センサ（図示せず）が検知し、例えばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等の制御装置（以下、単に「制御装置」とよぶ）（図示せず）に信号が送信される。制御装置はセンサから信号を受信すると、アクチュエーターに指示を送信する。アクチュエーターは制御装置から指示を受信すると、カッター１００をカット台の上面に対して垂直に下降させる。その結果、テープ３が切断される。切り出されたテープ片３ａは、適宜の搬送手段によってスリット加工部２０に移送される。テープ片３ａが移送されると、テープ切断部１０ではテープ３がふたたびロールから引き出され、台上に載置されて前記工程が反復される。

本実施形態に係る結束装置１では、物品７を結束する際に、テープ片３ａの両端を貼り合わせてねじる（詳細後述）。そのため、切り出されるテープ片３ａの長さは、束ねられた物品７の外周の長さに加えて、両端を貼り合わせてねじるために所要のマージンを有するように決定することができる。

次に、スリット加工部２０について説明する。スリット加工部２０は、テープ片３ａを空気吸引等により固定することができるスリット加工台（図示せず）とスリット加工用カッター２００（以下、単に「カッター２００」とよぶ）とにより構成される。カッター２００は、スリット加工台の直上に設置されている。テープ片３ａに入れられるスリット５の形状は、カッター２００の刃型により決定される。図１では、破線状に二分割された１本のスリット５を入れることができるカッター２００がセットされている構成を例示している。カッター２００はアクチュエータ（図示せず）により駆動され、上下方向に直線的に動作する。切り出されたテープ片３ａが台上の所定の位置に載置されるとセンサ（図示せず）が検知し、制御装置に信号が送信される。制御装置はセンサから信号を受信すると、アクチュエーターに指示を送信する。アクチュエーターは制御装置から指示を受信すると、カッター２００をスリット加工台の上面に対して垂直に下降させる。その結果、切り出されたテープ片３ａの長手方向中央近傍にスリット５が施される。スリット５が施されたテープ片３ａはテープ貼り合わせ部３０に移送される。スリット５が施されたテープ片３ａが移送されると、スリット加工部２０では、次のテープ片３ａがスリット加工台上に載置される。

スリット加工部２０においてテープ片３ａに施されるスリット５の形状や数などは、カッター２００の換装により変更することができる。図３に、結束装置１において施すことができるスリット５の主な態様を例示した。前記のように、スリット５は、テープ片３ａを手で容易に破断することができるように、テープ片３ａの幅方向に設けられる。（ａ）は、テープ片３ａの幅の略１／３の長さの直線状のスリット５が１本施されている。これに対し、（ｂ）は２分割された直線状のスリット５が１本、（ｃ）は３分割された直線状のスリット５が１本施されている。（ｂ）及び（ｃ）のスリット５の幅の合計は、それぞれテープ片３ａの幅の略１／２に相当する。

スリット５の形状が（ａ）のときは物品７を結束するテープ片３ａを手で引きちぎって破断できたものの、やや引きちぎりにくかった。一方、スリット５の形状が（ｂ）及び（ｃ）のときは容易に破断できた。（ｂ）（ｃ）間で破断しやすさ（引きちぎりやすさ）に明確な差異はなかった。以上より、破断しやすさは主にスリット５の幅の合計がテープ片３ａの幅に占める割合で決まると考えられる。しかし、（ａ）ではスリット５が施されていない両サイドの幅が広く、破断する際にテープ片３ａがねじれやすい不具合が生じた。

一方、スリット５がテープ片３ａの長手方向側縁にかかる場合、物品７を結束した状態でテープ片３ａの両端を巻き締めていくと、テープ片３ａがそこから切れてしまう、という問題が生じた。

以上より、好適なスリット５の態様は、（１）２以上に分割されており、（２）長さの合計がテープ片３ａの幅の略５０％以上であり、（３）テープ片３ａの長手方向側縁にかかっていない、という条件を満たすものであるといえる。

なお、スリット５の形状は、テープ片３ａの材質、寸法等に応じて任意に設定可能である。本実施形態におけるスリット５は直線状であるが、例えば（ｄ）及び（ｅ）に示される、いわゆるジップラインとよばれる形状であってもよい。また、複数のスリット５が施されてもよい。

また、スリット５はテープ片３ａの長手方向中央近傍に施されなくてもよい。スリット５が施される位置は、テープ片３ａをスリット加工台に載置する際の位置を変えることで変更可能である。これらのスリット５の態様は、テープ片３ａを外すときに要する力、物品を巻き締めるときにテープ３ａにかかるテンション、及びテープ片３ａの材質、形状寸法等により総合的に決定されればよい。

次いで、スリット５が施されたテープ片３ａは、テープ貼り合わせ部３０に移送される。テープ貼り合わせ部３０は、物品７を載置する台座３１０と、台座３１０の上部に対向配置された一対のアーム３３０とを備えて構成される。

アーム３３０は適宜の駆動源を有するアクチュエーター３２０により駆動され、水平方向に移動可能とされている。アーム３３０に接続されたアクチュエーター３２０が、対向配置されたもう一方のアーム３３０に向かって同時に延伸する結果、アーム３３０同士が接近する。左右のアーム３３０に挟まれたスペースの下部には前記の台座３１０が配置されている。台座３１０は物品７を載置するための、断面略円弧状のくぼみを有する。

図３に、テープ片３ａがテープ貼り合わせ部３０にセットされた状態を例示している。テープ片３ａは左右のアーム３３０の上部に載置される。テープ片３ａは、アーム３３０の上部に設置された吸引孔３４０によってアーム３３０に対して摺動可能に配置される。

図３に例示する状態で、図示しない搬送手段によって、テープ片３ａによる結束対象である物品７がテープ片３ａの上方から下方へ移動される。物品７がテープ片３ａの上側表面に接触してからなおも下方へ移動されると、それに伴ってテープ片３ａは下方へたわんでいき、ついにテープ片３ａを挟んで台座３１０上に配置されることとなる。なお、物品７がテープ片３ａを押し込んでいく過程で、テープ片３ａは物品７の下方から外周上方へ回り込んでいくように変形して物品７をまとめて吊り下げるように作用するので、物品７を載置する台座３１０は用いなくてもよい場合がある。

図４に、物品７が台座３１０に載置された状態を例示している。図４に例示されている物品７は、複数の線状物、例えばケーブルである。なお、物品７としてのケーブルは、線状に束ねられていても、ループ状にまとめられていてもかまわない。ループ状にまとめられている場合であっても、その周上のいずれかの部分にテープ片３ａが巻回されるように、アーム３３０上に載置されたテープ片３ａに対して物品７を配置すればよい。

台座３１０上には、物品７が台座３１０上に配置されたことを検知するためのセンサ（図示せず）が設置されている。台座３１０への物品７の載置をこのセンサが検知すると、制御装置に信号が送信される。制御装置はセンサから信号を受信すると、アクチュエーター３２０に指示を送信する。アクチュエーター３２０は制御装置から指示を受信するとふたたび延伸し、左右のアーム３３０が互いに接近していく。そして、対向するテープ片３ａ同士が徐々に接近していく。図５に、アーム３３０が互いに接近しつつある状態を示している。さらにアクチュエーター３２０が延伸して左右のアーム３３０が互いに当接すると、アーム３３０の表面に沿ったテープ片３ａのコーティング面同士も接触し、テープ片３ａ同士が貼り合わされる。このとき、物品７はテープ片３ａによってゆるやかに結束されるようになる。

左右のアーム３３０同士が当接したことは、リミッタスイッチ等のセンサによって検知される。センサがアーム３３０の当接を検知すると、それに基づいて制御装置はアクチュエーター３２０に指示を送信し、アクチュエーター３２０は左右のアーム３３０を互いに離隔するように後退する。このとき、テープ片３ａの吸引孔３４０の吸引は終了しており、テープ片３ａの両端はほぼ直立した状態となっている。

次に、本実施形態に係る結束装置１のテープねじり部４０について説明する。テープねじり部４０は、テープ貼り合わせ部３０で貼り合わされたテープ片３ａの端部をねじる動作を行う。テープ片３ａの端部をねじると物品７を巻き締めてテープ片３ａと物品７とが密接し、さらに物品７を結束しているテープ片３ａに適度のテンションが加わり、物品７が強固に保持されるようになる。

図６に、テープねじり部４０により、コーティング面同士で貼り合わされたテープ片３ａの端部がねじられる状況を示している。テープねじり部４０には、テープ片３ａの端部を挟んで保持するためのチャック４２０と、チャック４２０と一体に設けられ、チャック４２０と共に水平面内で回転する回転部４１０とが備えられている。回転部４１０はモータ等の適宜の駆動源によりチャック４２０と共に回転駆動可能である。チャック４２０は、空気圧等の駆動源により開閉可能な保持用具であり、テープ片３ａの端部を把持したり開放したりすることが可能な構成を有する。

まず図５に例示するようにアーム３３０同士が当接した状態で、回転部４１０が上方からテープ片３ａに向けて下降する。このとき、チャック４２０の先端部は開放状態であり、その先端部の間隙にテープ片３ａが配置されたときに、前記駆動源によってチャック４２０の先端部が閉じられ、チャック４２０がテープ片３ａの端部を把持する。なお、チャック４２０がテープ片３ａを把持する位置に至ったことは、回転部４１０の下降量があらかじめ定めた長さに達したことをリミットスイッチ等で検出することで実現される。

次いで、回転部４１０は、テープ片３ａの端部をチャック４２０が把持している状態で、チャック４２０と共に水平面内で回転する。この際、テープ片３ａで結束された物品７は台座３１０上に載置されたままである。回転部４１０の回転軸は、テープ片３ａの幅方向のほぼ中央となるように設定されている。この回転部４１０の回転によって、チャック４２０によって把持されている、貼り合わされたテープ片３ａの端部がねじられる。回転部４１０の回転速度、及び回転数（テープ片３ａをねじる回数）は、テープ片３ａの幅、厚さ、物品７から延長している部分の長さ、対象物品７の形状、寸法、材質といった属性等の条件に応じて設定すればよい。回転部４１０は、所定の回数だけ回転した後停止し、チャック４１０は把持していたテープ片３ａを開放する。チャック４２０が開放状態となった後、回転部４１０はチャック４２０と共に上方へ退避される。テープ片３ａによって結束された物品７は、図示しない適宜の搬送手段、あるいは人手で結束装置１から次工程へと移される。

以上のように、物品７の周りに巻回したテープ片３ａの両端を貼り合わせてねじることで、貼り合わせたテープ片３ａのコーティング面同士が強固に接着され、緩まない状態となる。この際、物品７の属性等に応じてテープ片３ａのねじり回数を調整することで、物品７を適度なテンションで巻き締め、テープ片３ａから物品７が脱落しないようにすることができる。一方、テープ片３ａのコーティング面は、物品７の表面とは接着しないので、後に物品７からテープ片３ａを容易に取り外すことができる。

なお、テープ片３ａをねじる回数は、回転部４１０の回転運動に対する抵抗値に応じて決定してもよい。具体的には、例えば回転部４１０にトルクリミッタを設けておき、回転部４１０に加わる抵抗力が所定値に達したときに回転を停止するように設定すればよい。

図７に、結束装置１によってテープ３ａで結束された物品７を例示している。自着性テープであるテープ片３ａがそのコーティング面で互いに接着され、さらに互いにねじられることで、そのねじられた部分が互いに強固に固着される。また物品７に巻回されたテープ片３ａをねじることにより、テープ片３ａに適度のテンションが加えられて物品７を巻き締め、テープ片３ａが物品７を結束した状態を保持するようにしている。

テープ片３ａの物品７の周囲に巻回されている部分にスリット５を設ければ、スリット５に沿ってテープ片３ａを手で引きちぎることによりテープ片３ａを物品７から容易に外すことができる。なお、スリット５を設けなくても本発明の効果を享受することは可能である。スリット５を設ける場合には、スリット５がテープ片３ａの長手方向側縁にかからないようにすることにより、テープ片３ａが不用意に破断するのを防止することができる。

以上説明した本実施形態の結束装置１によれば、結束対象である物品７に巻回された自着性テープ片３ａの両端をコーティング面同士で貼り合わせてねじるので、ねじられたテープ片３ａの両端部は互いに固着して、緩まない強固な接合を形成すると共に、物品７がテープ片３ａによって巻き締められて確実に保持される。このため、物品７を運搬中にテープ片３ａが物品７から外れることが防止される。一方で、テープ片３ａのコーティング面は物品７の表面には接着しないので、テープ片３ａを破断すれば、物品７の表面に残存物を残すことなく物品７からテープ片３ａを取り外すことができる。

また、本実施形態によれば、テープ片３ａの長手方向中央近傍に、幅方向にスリット５を設けることにより、このスリット５が形成されている部分がテープ片３ａにおいて相対的に破断しやすい部分となる。そのため、テープ片３ａをスリット５の部分において手で破断することにより、より容易に物品７から取り外すことができる。

本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

１ 結束装置
３ 自着性テープ
３ａ テープ片
５ スリット
７ 物品
１０ テープ切断部
２０ スリット加工部
３０ テープ貼り合わせ部
４０ テープねじり部
１００ テープ切断用カッター
２００ スリット加工用カッター
３１０ 台座
３２０ アクチュエーター
３３０ アーム
３４０ 吸引孔
４１０ 回転部
４２０ チャック

Claims (6)

1. 物品の結束装置であって、
   自着性テープを所定の長さに切断するテープ切断部と、
   前記所定の長さに切断された自着性テープを結束しようとする物品の周囲に巻き回して前記自着性テープの両端を当該自着性テープの粘着面同士で貼り合わせるテープ貼り合わせ部と、
   前記物品の周囲に巻き回され、貼り合わされた前記自着性テープの両端をねじるテープねじり部と、
   を備えている物品の結束装置。
2. 前記所定の長さに切断された自着性テープにスリットを入れるスリット加工部をさらに備えている、請求項１に記載の物品の結束装置。
3. 前記スリット加工部は、前記自着性テープの長手方向側縁にかからないように前記スリットを形成する、請求項２に記載の物品の結束装置。
4. 物品の結束方法であって、
   自着性テープを所定の長さに切断するステップと、
   前記所定の長さに切断された自着性テープを結束しようとする物品の周囲に巻き回して前記自着性テープの両端を当該自着性テープの粘着面同士で貼り合わせるステップと、
   前記物品の周囲に巻き回され、貼り合わされた前記自着性テープの両端をねじるステップと、
   を備えている物品の結束方法。
5. 前記所定の長さに切断された自着性テープにスリットを入れるステップをさらに備えている、請求項４に記載の物品の結束方法。
6. 前記スリットを入れるステップにおいて、前記自着性テープの長手方向側縁にかからないように前記スリットを形成する、請求項５に記載の物品の結束方法。
   

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