JP2024070683A - 線状物の結束装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】テープを溶着して複数の線状物を結束する際に、テープの固定に不良が生じることを防ぎ、美観よくテープを溶着することが可能な線状物の結束装置を提供する。【解決手段】複数の線状物に巻回されたテープを熱溶着して複数の線状物を結束する装置であり、当該装置は、回動部を含み、当該回動部は、複数の線状物に巻回されたテープに対して接近又は離反する方向に回動し、テープを押さえる押さえ部と、複数の線状物に巻回されたテープに対して接近又は離反する方向に回動し、複数の線状物に巻回されたテープを加熱して、溶着する加熱部とを備える線状物の結束装置である。【選択図】図1

Description

本発明は、線状物の結束装置に関する。
特許文献1には、パスタ、素麺、線香、針金といった複数の線状物を結束する装置が記載されている。当該装置では、複数の線状物を複数のチャックを閉じで掴み、チャックを回転させることで、複数の線状物の外周に結束テープを巻回する。複数の線状物に巻回した結束テープは、ヒーターで熱シールされ、カッター部で切断される。
特開2018-79953号公報
特許文献1に示す装置では、結束テープを溶着する際に、ヒーターを接触させる。所定の時間にわたりヒーターを結束テープに接触させた後、結束テープからヒーターを離隔させて、熱溶着を終了する。係る装置では、結束テープを溶着させる際に、結束テープの位置がずれて、熱溶着部において結束テープの形状が乱れて、結束された製品の美観を損なうことがあった。
本発明は、テープを溶着して複数の線状物を結束する際に、テープの固定に不良が生じることを防ぎ、美観よくテープを溶着することが可能な線状物の結束装置を提供することを目的とする。
複数の線状物に巻回されたテープを熱溶着して複数の線状物を結束する装置であり、当該装置は、回動部を含み、当該回動部は、複数の線状物に巻回されたテープに対して接近又は離反する方向に回動し、テープを押さえる押さえ部と、複数の線状物に巻回されたテープに対して接近又は離反する方向に回動し、複数の線状物に巻回されたテープを加熱して、溶着する加熱部とを備える線状物の結束装置により、上記の課題を解決する。当該装置においては、押さえ部により溶融したテープを押さえておくことで、溶着部やその周辺部における結束テープの形状の乱れを防止し、結束テープの固定不良を防止し、複数の線状物を美感よく結束することができる。
上記装置においては、以下の構成とすることが好ましい。すなわち、前記テープの溶着後において、前記押さえ部は、前記加熱部が前記テープから離れた後、前記加熱部より遅れて、前記テープから離れる方向に回動するように動作する線状物の結束装置である。本構成によれば、加熱部がテープから離れる際に、押さえ部でテープを押さえておくことができるので、より確実に、テープに固定不良が生じることを防ぎ、美観よく結束テープを溶着することが可能になる。
上記装置においては、前記加熱部は、動力を伝達する軸部に固定されており、軸部と一体に回動し、前記押さえ部は、前記軸部に対して回転可能な状態で、軸部に支持された状態であり、前記押さえ部は、前記加熱部が前記複数の線状物に接近する方向に回動する際に、前記加熱部と一体に回動するバネによって前記線状物に接近する方向に付勢される構成にすることができる。この構成によれば、簡易な構成により、加熱部の回動に連動させて、押さえ部を回動させることができる。また、この構成によれば、バネ力を利用して、複数の線状部に巻回されたテープに対して、適切な圧力で押さえ部を接触させることができる。
上記装置において、前記押さえ部は、前記加熱部を通過させる貫通孔を備えており、前記加熱部は、前記押さえ部の貫通孔に囲まれた領域内において、前記テープに対して接触する構成とすることができる。この構成によれば、テープが複数の線状物に対してより密着した部分において溶着を行うことが可能になり、溶着の不良をより効果的に防止することができる。
上記装置において、前記加熱部は、前記複数の線状物に向かって、付勢された構成にすることができる。この構成によれば、複数の線状物に対して、加熱部を適切な圧力で接触させることができる。この構成によれば、加熱部が複数の線状物に対して強く接触し、複数の線状物が破損するのを防止することができる。
本発明によれば、テープを溶着して複数の線状物を結束する際に、テープの固定に不良が生じることを防ぎ、美観よくテープを溶着することが可能な線状物の結束装置を提供することができる。
結束装置を用いてテープを線状物に巻回する様子を示す図である。 結束装置を用いてテープを線状物に巻回する様子を示す図であり、図1の状態から時間が経過した状態を示す図である。 結束装置を用いてテープを線状物に巻回する様子を示す図であり、図2の状態から時間が経過した状態を示す図である。 結束装置を用いてテープを線状物に巻回する様子を示す図であり、図3の状態から時間が経過した状態を示す図である。 回動部の正面図である。 図5におけるAA´部における断面図である。 回動部を斜め後方から示した斜視図である。 線状物に巻回されたテープを溶着する様子を示す図である。(a)は、回動部及び線状物を側面から見た図であり、(b)は線状物及び押さえ部を上から見た図である(図9ないし図13も同様である)。 線状物に巻回されたテープを溶着する様子を示す図であり、図8の状態から時間が経過した状態を示す図である。 線状物に巻回されたテープを溶着する様子を示す図であり、図9の状態から時間が経過した状態を示す図である。 線状物に巻回されたテープを溶着する様子を示す図であり、図10の状態から時間が経過した状態を示す図である。 線状物に巻回されたテープを溶着する様子を示す図であり、図11の状態から時間が経過した状態を示す図である。 線状物に巻回されたテープを溶着する様子を示す図であり、図12の状態から時間が経過した状態を示す図である。 回動部が図15の状態にあるときのカム機構の状態を示す図である。 カム機構が図14の状態にあるときの回動部の状態を示す図である。 回動部が図17の状態にあるときのカム機構の状態を示す図である。 カム機構が図16の状態にあるときの回動部の状態を示す図である。 押さえ部の他の例を示す図である。(a)は、押さえ部を上から見た状態を示す図であり、(b)は、押さえ部を側面から見た状態を示す図である(図19も同様である)。 押さえ部の他の例を示す図である。 加熱部の拡大図である。(a)は、加熱部を平面側から見た状態を示す図であり、(b)は、加熱部を側面から見た状態を示す図であり、(c)は加熱部を正面側から見た図である(図21及び図22においても同様である)。 加熱部の他の例を示す拡大図である。 加熱部の他の例を示す拡大図である。
以下、本発明の線状物の結束装置の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の線状物の結束装置の限られた例に過ぎず、本発明の技術的範囲は例示した実施形態に限定されるものではない。
図1ないし図17に線状物の結束装置1(以下、単に結束装置と称することがある。)の一実施形態を示す。結束装置1は、回動部11と、複数の線状物12の保持部2と、テープ31の繰り出し部3とを備える。
前記回動部11は、複数の線状物に巻回されたテープに対して接近又は離反する方向に回動し、テープ31を押さえる押さえ部112と、複数の線状物12(以下、単に線状物ということがある。)に巻回されたテープ31に対して接近又は離反する方向に回動し、複数の線状物12に巻回されたテープ31を加熱して、溶着する加熱部111とを備える。
複数の線状物は、線状の物体を集積したものである。線状物は、集積した状態ではばらけ易く、取り扱いにくい。複数の線状物12をテープ31で束ねることによって、格段に取り扱いやすくなる。線状物としては、特に限定されないが、素麺、うどん、パスタ、若しくはラーメンなどの乾麺、線香、又は針金などが挙げられる。
保持部は、複数の線状物を保持する部材である。図1ないし図4に示した例では、保持部2は、複数の把持部21から構成される。個々の把持部21は、集積された複数の線状物の外形に沿う内面形状を備えている。複数の把持部21を合一にして、複数の線状物12を保持する。把持部21は、機械要素であるチャックのように機能する。保持部2は、複数の線状物の周方向に回転可能に構成されている。把持部21のうちの一つには、線状物12の長手方向に沿って突出するテープ用の押さえ部としてピン22が設けられる。
保持部は、複数の線状物の長手方向に離隔して、複数個設けてもよい。例えば、線状物の長手方向に離隔した二つの保持部2で線状物を保持することにより、線状物を安定して保持することができる。
テープ31の繰り出し部3は、図示を省略したロールに巻回されたテープを線状物12に供給するための部分である。図1ないし図4の例では、繰り出し部3は、棒状であり、先端部からテープ31を繰り出す。繰り出し部3は、上述の回動部11寄りの第一位置から、線状物12の上方を経て、回動部11の反対側の第二位置へと移動可能に構成されている。なお、テープは、公知の熱溶着テープを使用することができる。熱溶着テープとしては、例えば、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂で構成されたものや、和紙などの機材にポリエチレンなどの熱可塑性樹脂を塗布したものなどが挙げられる。
テープ31を線状物12に対して巻回する工程を説明する。図1及び図2に示したように、把持部21で線状物を保持する。このとき、繰り出し部3から繰り出したテープ31の先端部は、ピン22と線状物12との間に挟まれる。ピン22と線状物12との間にテープ31を挟んだ状態で、図3において矢印で示したように、保持部2を線状物12の周方向に回転させて、テープ31を線状物12に対して巻回する。テープ31を線状物12に巻回する過程で、繰り出し部3は、図4に示したように、上述の第一位置から上述の第二位置へと移動し、回動部11と干渉しないように退避する。
回動部11は、図5ないし図7に示したように、加熱部111と押さえ部112とを備える。
押さえ部112は、複数の線状物12の外形状に沿う円弧状の板状部を備える形状であり、板状部の円弧状部分を貫通する孔を備える。この貫通孔は、加熱部111が通過することができる形状である。この構成によれば、押さえ部112の貫通孔に囲まれた領域内において加熱部111をテープ31に接触させることができるので、テープ31を複数の線状物12に密着させた状態で熱溶着を実施し、溶着時におけるテープ31の溶着不良の発生を防止することができる。
加熱部111は、図6に示したように、棒状であり、先端部に向かって先細りとなるテーパー部を有する形状であり、先端部は円錐台の形状とされている。
図7に示したように、加熱部111は、動力を伝達する軸部113及び第1回動部41と一体に線状物に接近又は離反する方向に回動する構造である。加熱部111は、第1回動部41の先端部に固定される。第1回動部41の基端部は、後述するカム51の動力を伝達する軸部113に対して螺子511により固定される。第1回動部41の基端部には、軸部113を挿通する軸孔が設けられている。当該軸孔に挿入された軸部113の周面に接触するように、軸孔の外側から螺子をねじ込むことにより、軸部113と第1回動部41とを固定する。第1回動部41の軸孔に挿通された軸部113の端部は、第1回動部41の端部から突出する。軸部113が前記基端部から突出する部分は、後述するように、第2回動部42の基端部の軸孔に挿通される。
第1回動部41は、図6及び図7に示したように、加熱部111を支持する支持部117と、支持部117と連結部115とを連結するブラケット125と、ブラケット125と軸部113とを連結する連結部115とを有する。加熱部111の基端部を収納する支持部117は、ブロック状である。支持部117の前面には、刃119が固定されている。支持部117には、穴が設けられており、当該穴にバネ123と加熱部111とが収容される。加熱部111の基端部は、バネ123により付勢され、テープ31が巻回された線状物12に適切な圧力で接するように構成されている。連結部115は、基端部に軸部113を挿通するための軸孔と後述する第2回動部42の掛止部127の受部126と、後述するバネ124の受部128とを有する。上記の加熱部111と、支持部117と、ブラケット125と、連結部115と、軸部113とは、一体に回動する。
掛止部127の形状は、第1回動部41に掛止することができる形状であればよく、図7の例では先端部に段部を有する棒状である。受部の形状は掛止部に掛止することができる形状であればよく、図7の例では凹部である。受部の形状は、バネの端部を受けることができる形状であればよく、図7の例では、受部128は連結部から突出する板状部であり、受部129は連結部116から突出する板状部である。板状部には、バネを保持するための突部が設けられる。
押さえ部112は、図7に示した軸部113を中心として、線状物12に接近又は離反する方向に回動する。押さえ部112は、上記軸部113を中心として回動する。図6及び図7に示したように、押さえ部112は、第2回動部42の先端部に固定される。第2回動部42の基端部は、軸部113に回転可能な状態で支持される。
第2回動部42は、図6及び図7に示したように、押さえ部112を固定するためのブラケット118と、ブラケット118を固定するブロック状の支持部120と、基端部に軸部113を挿通する軸孔を備えており、上端部に第1回動部41に対する掛止部127を備えており、先端部にバネ124の受部129とを備える連結部116とを有する。上記の押さえ部112と、ブラケット118と、支持部120と、連結部116とは、前記軸部113を中心として、一体に回動する。なお、軸部113と連結部116とは、回転可能な状態で挿通され、完全には固定された状態にはされておらず、第2回動部42は軸部113に摺動しながら、軸部113とは独立して回転することができるように構成されている。軸部113の両端部は、中央部に比べて、外径が小さく構成されている。軸部113の外径が小さくなった部分は、連結部115から突出しており、軸部113の突出した部分が連結部116の軸孔に挿通される。軸部113の両端部の小径部分は、例えば、比較的に外径の大きいパイプ材の中に、比較的に外径の小さい別のパイプ材を嵌合することにより構成することができる。また、切削など適宜の手段により、小径部分と大径部分とを一体に構成してもよい。
軸部113を回動させるカム機構について説明する。図14ないし図17に示したように、カム機構は、モーターなどの駆動源により駆動され、軸56を中心に順方向又は逆方向に回転するカム51と、カム51に接触する接触子52を備える第1従動節53と第2従動節54とを備える。
第1従動節53の上端部は位置が固定された軸により支持されており、第1従動節53はカム51に接近又は離隔する方向に揺動可能な状態で支持されている。第1従動節53の下端部は、軸55により、第2従動節54の上端部に固定される。第1従動節53と第2従動節54とは、リンク機構を構成する。第1従動節53の中ほどには、接触子52が設けられる。
図14において矢印で示したように、カム51が回転すると、図示を省略したバネによりカム51に対して接近する方向に付勢されていた接触子52が、図16に示したように、カム51へ接近する方向へ移動する。これにより、第1従動節53の下端部の軸55がカム51の軸56へ寄った位置へと移動すると共に、第2従動節54の上端部もカム51の軸56寄った位置へと移動する。第2従動節54の下端部は、前記軸部113に固定される。第2従動節54の下端部は位置が固定されており、カム51による第2従動節54の揺動運動は、第2従動節54の下端部に接続された軸部113を介して、第1回動部41の回転運動に変換される。
上記のカム51の動作により、回動部11は、図15に示したように複数の線状物12から離隔した状態から、図17に示したように複数の線状物12に対して接近する方向へと回動する。
図16の状態からカム51が図14において矢印で示した時計回り方向にさらに回転すると、図14に示したように、カム51の軸56と接触子52が離隔するように第1従動節53が移動する。第2従動節54の上端部もカム51の軸56から離隔した位置へと移動する。第2従動節54の下端部は、前記軸部113に固定される。カム51による第2従動節54の揺動運動は、第2従動節54の下端部に接続された軸部113を介して、第1回動部41の回転運動に変換される。
上記のカム51の動作により、回動部11は、図17に示したように複数の線状物12から接した状態から、図15に示したように複数の線状物12から離隔した方向へと回動する。
以上のように、カムを一方向に回転させることにより、接触子52の位置が周期的に変化して、回動部の位置も周期的に変化する。カムの回転方向を切り替えることにより、回動部の位置を変更してもよい。上記のように一方向への回転により回動部の姿勢を制御する構成によれば、駆動部の制御が不要である。なお、図14に示したように、カム51には、接触子52に接触して接触子52の移動をガイドするガイド部が設けられる。図16では、ガイド部の一部を破断させた状態で示した。
テープ31を溶着する流れを図4及び図8ないし図13を参照して説明する。図4に示したように、テープ31の繰り出し部3は、線状物12にテープ31を巻回した後、第二位置へと退避する。上記のカム51の動作により、図4の状態から、複数の線状物12に接近する方向へ回動部11が回動する。具体的には、カム51の回動に伴い、軸部113を中心として加熱部111を備える第1回動部41が回動する。押さえ部112を備える第2回動部42は、軸部113に対して回転自在に支持されているが、第1回動部41と第2回動部42との間に設けられたバネ124によって押されて、押さえ部112が線状物12に接するまでは、第1回動部41と共に一体に回転する。
図8に示したように、押さえ部112が線状物12に接触すると第2回動部42及び押さえ部112の回動動作が停止する。第2回動部42はバネ124に押されて第1回動部41と共に回転しているに過ぎず、カム51及び軸部113により、直接駆動されていない。このため、押さえ部112が線状物12に接すると、第2回動部42の回動は停止し、連結部116(図7)と軸部113とが摺動しながら、第1回動部41と加熱部111とが、カム51により駆動されて、図9に示したように、線状物12に接近する方向にさらに回動する。
図9に示したように、加熱部111がテープ31に触れると、テープ31は加熱部111の熱によって溶着される。加熱部111を支持する支持部117には、図6に示すように、カートリッジヒーターの発熱部を挿入する穴が設けられている。発熱部による熱により、支持部117及び加熱部の表面が高温の状態になっている。
第1回動部41及び加熱部111は、カム51によって複数の線状物12に対して接近する方向にさらに回動され、図10に示したように、第1回動部41に設けられた加熱部111が線状物12に巻回されたテープ31に接触し、加熱部111が支持部117に沈み込むように入り込み、支持部117に内蔵されたバネ123を圧縮し、支持部117に固定された刃119がテープ31に接する。刃119により、テープ31は切断される。バネ123が圧縮される間、加熱部111はテープ31に接触した状態が継続し、テープを十分に溶融させる。
第1回動部41と第2回動部42とには、図10等に示したように、バネの受部が設けられており、第1回動部41の受部128と第2回動部42の受部129との間にバネ124が固定されている。押さえ部112が線状物12に接触した後、第1回動部41が線状物12に接近する方向に回動すると、回動を停止しした第2回動部42に対して接近するように、第1回動部41がさらに回動する。このとき、上記のバネ124が圧縮される。線状物12に接近するように回動する第1回動部41と、バネ124のバネ力とにより、押さえ部112はテープ31に密に接触するように押される。これによって、テープ31が線状物12から浮かないように適切に押さえつけられる。
図11に示したように、カム51が図16の状態のように回転すると、最初に、第1回動部41がテープ31から離隔する方向に回動する。バネ124が伸びきるまでは、押さえ部112は、バネ124の付勢力によりテープ31を押さえつけた状態である。第1回動部41の回動により、加熱部111がテープ31から離れる方向に回動する。このとき、押さえ部112を押さえつけていたバネ124は、徐々に伸長する。カム51がさらに回転し、バネが元の長さまで伸長すると、図12に示したように、押さえ部112と第2回動部42とが一体に線状物12から離隔する方向に回動し始める。このとき、第2回動部42の掛止部127が第1回動部41の受部126に掛止して、第1回動部41と第2回動部42とは一体に複数の線状物から離隔する方向に回動する。このように、押さえ部112は、加熱部111より遅れて線状物12から離隔する方向に回動する。このようにすることで、例えば、溶融させたテープの温度が若干でも低下するまで押さえ部112でテープを押さえておくことが可能になる。また、加熱部111が溶融したテープから離れるまで押さえ部でテープ31を押さえておくことが可能になる。これにより、例えば、加熱部111をテープ31から離隔させる際に、加熱部111に溶融したテープ31が付着して引っ張られて、テープ31の溶着部の形状が乱れたり、溶融したテープが固化する前に解けたりすることを防止することができる。
図13に示したように、回動部11が線状物12から十分に離隔すると、保持部2は各把持部21を線状物12から離隔させて、テープ31で結束された線状物12を下方に落下させる。落下せた線状物は、無限軌道などの搬送手段で受けて、次の行程を行う装置等へ搬送される。
従来の結束装置においては、例えば、テープからヒーターを離隔させる際に、溶融したテープがヒーターに付着して引っ張られて、テープに穿孔が生じたり、解けたりすることがあった。また、従来の結束装置では、例えば、テープからヒーターを離隔させる際やヒーターをテープに接触させた際に、テープの位置がずれて、熱溶着部においてテープの接合された形状が崩れることがあった。また、従来の結束装置では、テープがヒーターにより溶融して固化する前にヒーターが離隔するなどして、テープが解けることがあった。上記実施形態の結束装置では、こうした事態が効果的に防止される。
上記の結束装置では、カムにより回動部の回動方向が周期的に変化するものであるが、補助的にストッパーも設けている。図15及び図17に示したように、第2回動部42の端部にはストッパーの受部121が設けられている。図17に示したように、受部121とストッパー122とが接触することにより、第2回動部42の回動が停止する。これにより、第2回動部42が過剰に回転しすぎることにより、線状物12が破壊されることを防止する。なお、図1ないし図13においては、図面の簡略化のため、ストッパーと受部の図示は省略した。ストッパーと受部は、回転規制部として機能するものであればよく、上記の例に限定されない。
押さえ部112の形状は、上記の実施形態のものに限定されず、例えば、図18及び図19に示したようなものであってもよい。図18の押さえ部112bは、線状物12に接触する部分が角部を有する山折れ形状とされており、頂部に加熱部を通過させる貫通孔が設けられる形状である。図19の押さえ部112cは、押さえ部112cの延在方向に対して交差する方向に向かって延びる板状の先端部と、基端側に配され、線状物12に向かって延びる段部とを有する形状である。先端部と段部とで囲まれる板状の部分が線状物12に接する。板状の部分には加熱部111を通過させる貫通孔が設けられる。
加熱部111の形状は、上記の実施形態のものに限定されず、例えば、図21及び図22に示したようなものであってもよい。図21の加熱部111bは、基端部においては断面が円形の棒状であり、先端部においては断面が長円状の棒状である。図22の加熱部111cは、基端部においては断面が円形の棒状であり、先端部においては断面が円形の複数の棒が設けられた形状である。先端部の棒は、基端部の棒に比して、断面積が小さい形状である。
上記の結束装置では、第1回動部は複数の部材で構成した。第1回動部の構成は上記の例に限定されず、単一の部材で構成してもよいし、腕状、棒状など適宜の形状にすることができる。第2回動部の構成も同様に、上記の例に限定されず、単一の部材で構成してもよいし、腕状、棒状など適宜の形状にすることができる。
1 結束装置
31 テープ
11 回動部
112 押さえ部
111 加熱部
113 軸部
12 線状物

Claims (5)

  1. 複数の線状物に巻回されたテープを熱溶着して複数の線状物を結束する装置であり、
    当該装置は、回動部を含み、
    当該回動部は、複数の線状物に巻回されたテープに対して接近又は離反する方向に回動し、テープを押さえる押さえ部と、
    複数の線状物に巻回されたテープに対して接近又は離反する方向に回動し、複数の線状物に巻回されたテープを加熱して、溶着する加熱部とを備える線状物の結束装置。
  2. 前記テープの溶着後において、前記押さえ部は、前記加熱部が前記テープから離れた後、前記加熱部より遅れて、前記テープから離れる方向に回動するように動作する請求項1に記載の線状物の結束装置。
  3. 前記加熱部は、動力を伝達する軸部に固定されており、軸部と一体に回動し、
    前記押さえ部は、前記軸部に対して回転可能な状態で、軸部に支持された状態であり、
    前記押さえ部は、前記加熱部が前記複数の線状物に接近する方向に回動する際に、前記加熱部と一体に回動するバネによって前記線状物に接近する方向に付勢される請求項2に記載の線状物の結束装置。
  4. 前記押さえ部は、前記加熱部を通過させる貫通孔を備えており、
    前記加熱部は、前記押さえ部の貫通孔に囲まれた領域内において、前記テープに対して接触する請求項1又は2に記載の線状物の結束装置。
  5. 前記加熱部は、前記複数の線状物に向かって、付勢された構成である請求項1又は2に記載の線状物の結束装置。
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