JP3548622B2 - 帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、帯状ひもの結束機において帯状ひもを引張る新規な帯状ひも引張り装置及び帯状ひも引張り方法に関する。特に、本発明は、２種類の速度で帯状ひもを引張ることにより、帯状ひもの引張りの際に増大する帯状ひもの抵抗に応じて帯状ひもの引張り速度を低減しうる新規な帯状ひも引張り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の帯状ひも結束機は、輸送、貯蔵及び販売用の包装物を強固に結束するために、鋼製又は高分子製の帯状ひもを、包装物のまわりにループ状に巻き付けて緊張し結束していた。この種の帯状ひも結束機は、包装物を包囲する帯状ひもをループ状に形成するための帯状ひも供給機構を備えている。また、この種の帯状ひも結束機は、帯状ひも引張り機構を備えており、ループ状に形成された帯状ひもの余った部分を引張る。また、この帯状ひも引張り機構は、帯状ひもに張力を加えることもできる。この張力の付加により、帯状ひも結束機は、帯状ひもをつかんだり、結ぶというような機能を果たすことができる。このような帯状ひも結束機として、モータにより一定回転速度で回転駆動される軸によって回転されるとともに互いに反対方向に回転する１対のローラの間に帯状ひもを配置し、この帯状ひもに摩擦力で係合することにより、帯状ひもを引張る形式のものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように常に一定の回転速度で１対のローラを回転させそれらの中間にある帯状ひもを引張るという機構では、帯状ひもに大きな応力が作用し、これにより帯状ひもに損傷を与える、という問題点があった。帯状ひもが損傷されると、包装物の周囲に帯状ひもを装着している際、あるいは包装物の結束後の取扱いの際に、帯状ひもが破断する、という危険性があった。上記の大きな応力は、帯状ひもだけでなく、帯状ひも結束機構にも作用し、帯状ひもを引張る際に帯状ひも結束機構に著大な摩擦力を与える、という問題点もあった。帯状ひもと帯状ひも結束機構に作用する上記の応力は、帯状ひもを引張る際に増加する帯状ひもの張力と複合されてさらに大きなものとなるので、上記の問題点はさらに深刻となる。このため、帯状ひも結束機における帯状ひもの結束方法の改良が望まれていた。
【０００４】
そこで、本発明の第１の目的は、帯状ひも結束機における帯状ひもの引張りのための新規な帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の第２の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度で帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の第３の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度で帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置であって、帯状ひもの引張りの際に増大する帯状ひもの抵抗に応じて帯状ひもの引張りの速度を低減しうる帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の第４の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度での帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置であって、その実施や製造が経済的な帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の第５の目的は、帯状ひもの引張りの際に帯状ひもへの損傷を最小限にすることができる新規な帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第６の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度での帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置であって、帯状ひもの摩滅を防止しうる帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第７の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度での帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置であって、帯状ひものプレシール（帯状ひもが結束前に固着してしまう現象）を防止しうる帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、軸箱内に配置され駆動源により高速回転される高速駆動軸により回転される高速ローラを有する高速ローラ機構と、低速回転される低速駆動軸によって回転される低速ローラを有し、帯状ひもが前記高速ローラ及び前記低速ローラの間に配置されるとともに前記高速ローラ及び前記低速ローラと摩擦により係合される低速ローラ機構と、前記低速駆動軸のまわりに配置される減速歯車を有し、前記高速駆動軸及び前記低速駆動軸を相互に接続し、前記減速歯車により前記高速駆動軸の回転速度が所定の減速率で減速された減速回転速度で前記低速駆動軸を回転させる軸回転減速機構と、前記減速歯車と前記低速駆動軸とを相互に接続し、前記減速歯車の回転速度よりも速い回転速度で前記低速駆動軸が回転することを許容し、前記減速歯車の回転速度よりも遅い回転速度で前記低速駆動軸が回転することを禁止するローラクラッチ機構と、前記高速ローラと前記高速駆動軸とを相互に接続し、前記低速ローラ及び前記高速ローラの間に配置された前記帯状ひもに第１の張力が作用した場合には前記高速ローラと前記高速駆動軸との間の滑りを許容する低張力滑りクラッチ機構と、前記低速ローラと前記低速駆動軸とを相互に接続し、前記高速ローラ及び前記低速ローラの間に配置された前記帯状ひもに前記第１の張力よりも高い第２の張力が作用した場合には低速ローラと低速駆動軸との間の滑りを許容する高張力滑りクラッチ機構と、を備えたことを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置において、前記ローラクラッチ機構は、１方向に回転する場合にはトルクを加えるが反対方向へは空転させる１方向クラッチを有することを特徴とする。
【００１２】
【作用】
上記構成を有する本発明に係る帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置によれば、帯状ひもは、高速ローラ機構の高速ローラと低速ローラ機構の低速ローラとの間に配置され、これらの高速ローラ及び低速ローラによって摩擦係合される。低速ローラは、高速ローラによって回転駆動される。第１の張力が帯状ひもに加えられると、高速ローラは、高速駆動軸に対して滑り、この滑りは、高速ローラと低速ローラの回転速度を低減させる。この高速ローラの滑りにより、最終的には、軸回転減速機構と低速駆動軸を相互に接続するローラクラッチ機構が係合し、高速駆動軸の回転速度に対して減速された回転速度で低速駆動軸を回転させる。高速ローラは、高速駆動軸に対して高速ローラが滑る際に、低速ローラにより回転駆動される。第１の張力よりも大きい第２の張力が帯状ひもへ加えられると、低速ローラは、低速駆動軸に対して滑り、このとき、高速ローラ及び低速ローラの両者は回転を停止する。これにより、帯状ひも結束機は、例えば、帯状ひもをつかんだり、結ぶというような付加的な動作を行うことができる。このように、本発明においては、帯状ひもが引張られ、張力が作用すると、高速ローラ又は低速ローラが滑り、帯状ひもの引出し開始時よりも遅い速度となるように引張り速度が低減される。
【００１３】
【実施例】
以下、添付図面に基づき本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例である帯状ひも引張り装置１０の構成を示す側面図である。この帯状ひも引張り装置１０は、帯状ひも結束機において帯状ひも１２を引っ張るための装置である。図２は、この帯状ひも引張り装置１０の端面図である。図３は、この帯状ひも引張り装置１０の断面図である。図４は、この帯状ひも引張り装置１０の拡大断面図である。図５は、図１の矢線Ｖ−Ｖの方向に見た拡大断面図であり、シェル型ローラクラッチ２２４を示している。
【００１４】
図に示すように、この帯状ひも引張り装置１０は、高速駆動軸２８によって駆動される高速ローラ機構２０と、低速駆動軸４８によって駆動される低速ローラ機構４０と、高速駆動軸２８と低速駆動軸４８とを相互に接続する軸回転減速機構５６と、軸回転減速機構５６と低速駆動軸４８とを相互に接続するローラクラッチ機構２２０と、高速駆動軸２８と駆動源（図示せず）とを相互に接続する入力クラッチ機構２５０を備えて構成されている（図１参照）。上記において、ローラクラッチ機構２２０は、第１制御機構に相当している。
【００１５】
上記の入力クラッチ機構２５０は、図３に示すように、キー突起２５８によって高速駆動軸軸２８に結合され保持リング２６２によって固定される入力クラッチ２５４を有している。また、上記の図示しない駆動源は、ベルト（図示せず）を有している。
【００１６】
帯状ひも１２は、高速ローラ機構２０及び低速ローラ機構４０によって摩擦により係合されており、これにより帯状ひも１２は引張られている（図１参照）。
【００１７】
高速ローラ機構２０は、高速ローラ２２を備えている（図１参照）。この高速ローラ２２は、内側面２４と外側面２６を有している（図４参照）。高速ローラ２２は、軸受３０により、高速駆動軸２８に対し回転可能なように結合されている（図４参照）。
【００１８】
高速駆動軸２８は、前側ジャーナル軸受３６と後側ジャーナル軸受３８により回転可能に支持されている（図１参照）。これらの前側ジャーナル軸受３６及び後側ジャーナル軸受３８は、図示しない軸箱内に配置されている。
【００１９】
この帯状ひも引張り装置１０は、さらに低張力滑りクラッチ機構６０を備えている（図１参照）。低張力滑りクラッチ機構６０は、高速ローラ２２と、高速駆動軸２８とを相互に接続する。低張力滑りクラッチ機構６０は、第２制御機構に相当している。
【００２０】
低張力滑りクラッチ機構６０は、第１内側滑り板である内側滑り板６２と、第１外側滑り板である外側滑り板６８を備えている（図４参照）。内側滑り板６２は、高速ローラ２２の一側部となる高速駆動軸２８のまわりに固設され、高速ローラ２２の内側面２４に接近して配置された滑り面６４を有している。また、外側滑り板６８は、高速ローラ２２の反対側となる高速駆動軸２８のまわりに固設され、高速ローラ２２の外側面２６に接近して配置された外側滑り面７０を有している。
【００２１】
これらの内側滑り板６２及び外側滑り板６８には、帯状ひも引張り装置１０の運転中に、機械内部に蓄積される熱を放散させるため、放射状冷却フィンのような大きな表面積を有する部材を取付けてもよい。高速ローラ２２の内側面２４と内側滑り板６２の滑り面６４との間には、第１滑り円板である内側滑り円板７８が配置される。高速ローラ２２の外側面２６と外側滑り板６８の外側滑り面７０との間には、第２滑り円板である外側滑り円板８８が配置される。
【００２２】
また、外側滑り板６８は、バネ保持面７２を有している。このバネ保持面７２は、１枚又は複数枚のダイバネ１１０を受ける。ダイバネ１１０は、ダイバネ板１１８の内側バネ保持面１２２と、外側滑り板６８のバネ保持面７２との間で圧縮される。これにより、外側滑り板６８は内側滑り板６２に向かって付勢される。また、これにより、高速ローラ２２は、外側滑り板６８及び内側滑り板６２に、摩擦力で係合する。上記において、ダイバネ１１０は第１付勢部に相当している。
【００２３】
ダイバネ板１１８付近には、止め座金１３０と、保持ナット１３６が設けられている。保持ナット１３６は、高速駆動軸２８に固定されている。止め座金１３０と、保持ナット１３６とは、ダイバネ１１０の力に抗してダイバネ板１１８を保持する。このダイバネ１１０の付勢力は、調節可能な構成としてもよい。
【００２４】
前側ジャーナル軸受３６と内側滑り板６２との間には、内側保持リング１００が配置される。
【００２５】
低速ローラ機構４０は、低速ローラ４２を備えている（図１参照）。この低速ローラ４２は、内側面４４とび外側面４６を有している（図４参照）。低速ローラ４２は、軸受５０により、低速駆動軸４８に対し回転可能なように結合されている（図４参照）。
【００２６】
低速駆動軸４８は、前側ジャーナル軸受５２と後側ジャーナル軸受５４により回転可能に支持されている（図１参照）。これらの前側ジャーナル軸受５２及び後側ジャーナル軸受５４は、図示しない軸箱内に配置されている。
【００２７】
この帯状ひも引張り装置１０は、さらに高張力滑りクラッチ機構１４０を備えている（図１参照）。高張力滑りクラッチ機構１４０は、低速ローラ４２と、低速駆動軸４８とを相互に接続する。高張力滑りクラッチ機構１４０は、第３制御機構に相当している。
【００２８】
高張力滑りクラッチ機構１４０は、第２内側滑り板である内側滑り板１４２と、第２外側滑り板である外側滑り板１４８を備えている（図４参照）。内側滑り板１４２は、低速ローラ４２の一側部となる低速駆動軸４８のまわりに固設され、低速ローラ４２の内側面４４に接近して配置された滑り面１４４を有している。また、外側滑り板１４８は、低速ローラ４２の反対側となる低速駆動軸４８のまわりに固設され、低速ローラ４２の外側面４６に接近して配置された外側滑り面１５０を有している。
【００２９】
これらの内側滑り板１４２及び外側滑り板１４８には、帯状ひも引張り装置１０の運転中に、機械内部に蓄積される熱を放散させるため、放射状冷却フィンのような大きな表面積を有する部材を取付けてもよい。低速ローラ４２の内側面４４と内側滑り板１４２の滑り面１４４との間には、第３滑り円板である内側滑り円板１５８が配置される。低速ローラ４２の外側面４６と外側滑り板１４８の外側滑り面１５０との間には、第４滑り円板である外側滑り円板１６８が配置される。
【００３０】
また、外側滑り板１４８は、バネ保持面１５２を有している。このバネ保持面１５２は、１枚又は複数枚のダイバネ１９０を受ける。ダイバネ１９０は、ダイバネ板１９８の内側バネ保持面２０２と、外側滑り板１４８のバネ保持面１５２との間で圧縮される。これにより、外側滑り板１４８は内側滑り板１４２に向かって付勢される。また、これにより、低速ローラ４２は、外側滑り板１４８及び内側滑り板１４２に、摩擦力で係合する。上記において、ダイバネ１９０は第２付勢部に相当している。
【００３１】
ダイバネ板１９８付近には、止め座金２１０と、保持ナット２１６が設けられている。保持ナット２１６は、低速駆動軸４８に固定されている。止め座金２１０と、保持ナット２１６とは、ダイバネ１９０の力に抗してダイバネ板１９８を保持する。このダイバネ１９０の付勢力は、調節可能な構成としてもよい。
【００３２】
軸回転減速機構５６は、高速ローラ機構２０の高速駆動軸２８と、低速ローラ機構４０の低速駆動軸４８とを相互に接続する。軸回転減速機構５６は、駆動歯車５７と減速歯車５９を備えている。駆動歯車５７は、駆動歯車キー突起５８により、高速駆動軸２８のまわりに固定される。また、減速歯車５９は、低速駆動軸４８のまわりに配置される。
【００３３】
上記のローラクラッチ機構２２０は、シェル型ローラクラッチ２２４を有し、減速歯車５９と、低速駆動軸４８とを相互に接続する（図３参照）。シェル型ローラクラッチ２２４は、一方の回転方向に回転される場合には回転トルクを伝達するが、反対方向に回転される場合には空転させるように構成された１方向クラッチである。
【００３４】
高速駆動軸２８及び駆動歯車５７は、同一の回転速度Ｗｈｉｇｈで回転する。駆動歯車５７は、減速歯車５９とかみ合い、回転速度Ｗｌｏｗ で減速歯車５９を回転させる。回転速度Ｗｌｏｗ は、高速駆動軸２８及び駆動歯車５７の回転速度Ｗｈｉｇｈに対して減速された回転速度である。本実施例においては、速い方の回転速度Ｗｈｉｇｈと遅い方の回転速度Ｗｌｏｗ との比は、２：１程度となっている。速度比はこれ以外の数値であってもよい。
【００３５】
この回転速度Ｗｌｏｗ で回転する減速歯車５９のトルクは、シェル型ローラクラッチ２２４によって低速駆動軸４８へ伝達される。シェル型ローラクラッチ２２４は、１方向クラッチなので、減速歯車５９の回転速度Ｗｌｏｗ よりも速い回転速度で低速駆動軸４８が回転することは許容するが、減速歯車５９の回転速度Ｗｌｏｗ よりも遅い回転速度で回転することは禁止する。
【００３６】
上記の減速歯車５９の一側部には、第１シールリング２３６とスラストスぺーサ２３４が配置されている。また、減速歯車５９の反対側の側部には、第２シールリング２４０とスラストスぺーサ２３８が配置されている。
【００３７】
図示しない駆動源からの回転駆動力は、入力クラッチ機構２５０を経て入力され、高速駆動軸２８と、駆動歯車５７と、高速ローラ２２を回転速度Ｗｈｉｇｈで回転駆動する。
【００３８】
帯状ひも１２は、高速ローラ２２と低速ローラ４２との間に配置され、摩擦力によりこれらのローラに係合されて引張られている。高速ローラ２２のローラ面及び低速ローラ４２のローラ面は、比較的滑らかに形成されている。
【００３９】
高速ローラ２２と低速ローラ４２との間に配置されている帯状ひも１２に作用する摩擦力により、高速ローラ２２のトルクが低速ローラ４２へ与えられる。これにより、低速ローラ４２及び低速駆動軸４８は、高速ローラ２２及び高速駆動軸２８の回転速度とほぼ同一な回転速度Ｗｈｉｇｈで回転される。この場合、低速ローラ４２は、高速ローラ２２によってオーバードライブ状態で回転駆動される。
【００４０】
上述のように、シェル型ローラクラッチ２２４は１方向クラッチであるため、低速駆動軸４８が減速歯車５９の回転速度Ｗｌｏｗ よりも速い回転速度で回転するのを許容する。帯状ひも１２の張力が第１の張力Ｔ１ まで増大すると、高速ローラ２２は、低張力滑りクラッチ機構６０の内側滑り板６２及び外側滑り板６８に対して滑り始める。この高速ローラ２２の滑りは、例えば、高速ローラ２２に切欠部（図示せず）を設け、この切欠部を近接センサ（図示せず）によって光学的に監視することにより検出することができる。
【００４１】
上記した高速ローラ２２の滑りにより、高速ローラ２２の回転速度は、当初の回転速度Ｗｈｉｇｈから回転速度Ｗｒ まで減速される。減速された回転速度Ｗｒ は、高速ローラ２２及び高速駆動軸２８の回転速度Ｗｈｉｇｈよりも遅い回転速度であり、その値は一定でなく変化する。
【００４２】
高速ローラ２２の速度を低減する上記の力は、帯状ひも１２から作用する摩擦力によって低速ローラ４２へ伝えられる。これにより、低速ローラ４２の回転速度は、高速ローラ２２の回転速度とほぼ同一の回転速度Ｗｒ にまで減速される。
【００４３】
帯状ひも１２の張力により、高速ローラ２２及び低速ローラ４２の回転速度Ｗｒ は減速し続ける。そして、最終的には、回転速度Ｗｒ は、減速歯車５９の回転速度Ｗｌｏｗ に等しくなる。
【００４４】
回転速度Ｗr が回転速度Ｗlow に等しくなると、シェル型ローラクラッチ２２４は、低速駆動軸４８に係合し、低速駆動軸４８及び低速ローラ４２の回転速度をＷlow に維持する。
【００４５】
次に、低速ローラ４２は、高張力滑りクラッチ機構１４０を介して帯状ひも１２を回転速度Ｗｌｏｗ で回転駆動する。帯状ひも１２の張力がＴ１ よりも大きい第２の張力のレベルＴ２ まで増大すると、低速ローラ４２は、高張力滑りクラッチ機構１４０の内側滑り板１４２及び外側滑り板１４８に対して滑り始める。
【００４６】
この低速ローラ４２の滑りは、例えば、低速ローラ４２に切欠部（図示せず）を設け、この切欠部を近接センサ（図示せず）によって光学的に監視することにより検出することができる。このとき、高速ローラ２２及び低速ローラ４２の両者は、回転を停止し、帯状ひも結束機は、帯状ひも１２をつかんだり、結ぶというような付加的な動作を行うことができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、帯状ひもが引張られ、張力が作用すると、高速ローラ又は低速ローラが滑り、引張り速度が低減されるので、帯状ひもに損傷を与えることがない。
したがって、包装物のまわりに帯状ひもを装着する際、あるいは包装物を帯状ひもで結束後の取扱の際に、帯状ひもが破断することがない、という利点を有している。
また、本発明によれば、帯状ひも引張り装置の製造コスト、ランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す帯状ひも引張り装置の端面図である。
【図３】図１に示す帯状ひも引張り装置の断面図である。
【図４】図３に示す帯状ひも引張り装置の拡大断面図である。
【図５】図１の矢線Ｖ−Ｖの方向に見た拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ 帯状ひも引張り装置
１２ 帯状ひも
２０ 高速ローラ機構
２２ 高速ローラ
２８ 高速駆動軸
４０ 低速ローラ機構
４２ 低速ローラ
４８ 低速駆動軸
５６ 軸回転減速機構
５７ 駆動歯車
５９ 減速歯車
６０ 低張力滑りクラッチ機構
６２ 内側滑り板
６８ 外側滑り板
７８ 内側滑り円板
８８ 外側滑り円板
１１０ ダイバネ
１４０ 高張力滑りクラッチ機構
１４２ 内側滑り板
１４８ 外側滑り板
１５８ 内側滑り円板
１６８ 外側滑り円板
１９０ ダイバネ
２２０ ローラクラッチ機構
２２４ シェル型ローラクラッチ
２５０ 入力クラッチ機構
【産業上の利用分野】
本発明は、帯状ひもの結束機において帯状ひもを引張る新規な帯状ひも引張り装置及び帯状ひも引張り方法に関する。特に、本発明は、２種類の速度で帯状ひもを引張ることにより、帯状ひもの引張りの際に増大する帯状ひもの抵抗に応じて帯状ひもの引張り速度を低減しうる新規な帯状ひも引張り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の帯状ひも結束機は、輸送、貯蔵及び販売用の包装物を強固に結束するために、鋼製又は高分子製の帯状ひもを、包装物のまわりにループ状に巻き付けて緊張し結束していた。この種の帯状ひも結束機は、包装物を包囲する帯状ひもをループ状に形成するための帯状ひも供給機構を備えている。また、この種の帯状ひも結束機は、帯状ひも引張り機構を備えており、ループ状に形成された帯状ひもの余った部分を引張る。また、この帯状ひも引張り機構は、帯状ひもに張力を加えることもできる。この張力の付加により、帯状ひも結束機は、帯状ひもをつかんだり、結ぶというような機能を果たすことができる。このような帯状ひも結束機として、モータにより一定回転速度で回転駆動される軸によって回転されるとともに互いに反対方向に回転する１対のローラの間に帯状ひもを配置し、この帯状ひもに摩擦力で係合することにより、帯状ひもを引張る形式のものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように常に一定の回転速度で１対のローラを回転させそれらの中間にある帯状ひもを引張るという機構では、帯状ひもに大きな応力が作用し、これにより帯状ひもに損傷を与える、という問題点があった。帯状ひもが損傷されると、包装物の周囲に帯状ひもを装着している際、あるいは包装物の結束後の取扱いの際に、帯状ひもが破断する、という危険性があった。上記の大きな応力は、帯状ひもだけでなく、帯状ひも結束機構にも作用し、帯状ひもを引張る際に帯状ひも結束機構に著大な摩擦力を与える、という問題点もあった。帯状ひもと帯状ひも結束機構に作用する上記の応力は、帯状ひもを引張る際に増加する帯状ひもの張力と複合されてさらに大きなものとなるので、上記の問題点はさらに深刻となる。このため、帯状ひも結束機における帯状ひもの結束方法の改良が望まれていた。
【０００４】
そこで、本発明の第１の目的は、帯状ひも結束機における帯状ひもの引張りのための新規な帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の第２の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度で帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の第３の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度で帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置であって、帯状ひもの引張りの際に増大する帯状ひもの抵抗に応じて帯状ひもの引張りの速度を低減しうる帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の第４の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度での帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置であって、その実施や製造が経済的な帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の第５の目的は、帯状ひもの引張りの際に帯状ひもへの損傷を最小限にすることができる新規な帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第６の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度での帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置であって、帯状ひもの摩滅を防止しうる帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第７の目的は、帯状ひも結束機において２種類の速度での帯状ひもを引張るための新規な帯状ひも引張り装置であって、帯状ひものプレシール（帯状ひもが結束前に固着してしまう現象）を防止しうる帯状ひも引張り装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、軸箱内に配置され駆動源により高速回転される高速駆動軸により回転される高速ローラを有する高速ローラ機構と、低速回転される低速駆動軸によって回転される低速ローラを有し、帯状ひもが前記高速ローラ及び前記低速ローラの間に配置されるとともに前記高速ローラ及び前記低速ローラと摩擦により係合される低速ローラ機構と、前記低速駆動軸のまわりに配置される減速歯車を有し、前記高速駆動軸及び前記低速駆動軸を相互に接続し、前記減速歯車により前記高速駆動軸の回転速度が所定の減速率で減速された減速回転速度で前記低速駆動軸を回転させる軸回転減速機構と、前記減速歯車と前記低速駆動軸とを相互に接続し、前記減速歯車の回転速度よりも速い回転速度で前記低速駆動軸が回転することを許容し、前記減速歯車の回転速度よりも遅い回転速度で前記低速駆動軸が回転することを禁止するローラクラッチ機構と、前記高速ローラと前記高速駆動軸とを相互に接続し、前記低速ローラ及び前記高速ローラの間に配置された前記帯状ひもに第１の張力が作用した場合には前記高速ローラと前記高速駆動軸との間の滑りを許容する低張力滑りクラッチ機構と、前記低速ローラと前記低速駆動軸とを相互に接続し、前記高速ローラ及び前記低速ローラの間に配置された前記帯状ひもに前記第１の張力よりも高い第２の張力が作用した場合には低速ローラと低速駆動軸との間の滑りを許容する高張力滑りクラッチ機構と、を備えたことを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置において、前記ローラクラッチ機構は、１方向に回転する場合にはトルクを加えるが反対方向へは空転させる１方向クラッチを有することを特徴とする。
【００１２】
【作用】
上記構成を有する本発明に係る帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置によれば、帯状ひもは、高速ローラ機構の高速ローラと低速ローラ機構の低速ローラとの間に配置され、これらの高速ローラ及び低速ローラによって摩擦係合される。低速ローラは、高速ローラによって回転駆動される。第１の張力が帯状ひもに加えられると、高速ローラは、高速駆動軸に対して滑り、この滑りは、高速ローラと低速ローラの回転速度を低減させる。この高速ローラの滑りにより、最終的には、軸回転減速機構と低速駆動軸を相互に接続するローラクラッチ機構が係合し、高速駆動軸の回転速度に対して減速された回転速度で低速駆動軸を回転させる。高速ローラは、高速駆動軸に対して高速ローラが滑る際に、低速ローラにより回転駆動される。第１の張力よりも大きい第２の張力が帯状ひもへ加えられると、低速ローラは、低速駆動軸に対して滑り、このとき、高速ローラ及び低速ローラの両者は回転を停止する。これにより、帯状ひも結束機は、例えば、帯状ひもをつかんだり、結ぶというような付加的な動作を行うことができる。このように、本発明においては、帯状ひもが引張られ、張力が作用すると、高速ローラ又は低速ローラが滑り、帯状ひもの引出し開始時よりも遅い速度となるように引張り速度が低減される。
【００１３】
【実施例】
以下、添付図面に基づき本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例である帯状ひも引張り装置１０の構成を示す側面図である。この帯状ひも引張り装置１０は、帯状ひも結束機において帯状ひも１２を引っ張るための装置である。図２は、この帯状ひも引張り装置１０の端面図である。図３は、この帯状ひも引張り装置１０の断面図である。図４は、この帯状ひも引張り装置１０の拡大断面図である。図５は、図１の矢線Ｖ−Ｖの方向に見た拡大断面図であり、シェル型ローラクラッチ２２４を示している。
【００１４】
図に示すように、この帯状ひも引張り装置１０は、高速駆動軸２８によって駆動される高速ローラ機構２０と、低速駆動軸４８によって駆動される低速ローラ機構４０と、高速駆動軸２８と低速駆動軸４８とを相互に接続する軸回転減速機構５６と、軸回転減速機構５６と低速駆動軸４８とを相互に接続するローラクラッチ機構２２０と、高速駆動軸２８と駆動源（図示せず）とを相互に接続する入力クラッチ機構２５０を備えて構成されている（図１参照）。上記において、ローラクラッチ機構２２０は、第１制御機構に相当している。
【００１５】
上記の入力クラッチ機構２５０は、図３に示すように、キー突起２５８によって高速駆動軸軸２８に結合され保持リング２６２によって固定される入力クラッチ２５４を有している。また、上記の図示しない駆動源は、ベルト（図示せず）を有している。
【００１６】
帯状ひも１２は、高速ローラ機構２０及び低速ローラ機構４０によって摩擦により係合されており、これにより帯状ひも１２は引張られている（図１参照）。
【００１７】
高速ローラ機構２０は、高速ローラ２２を備えている（図１参照）。この高速ローラ２２は、内側面２４と外側面２６を有している（図４参照）。高速ローラ２２は、軸受３０により、高速駆動軸２８に対し回転可能なように結合されている（図４参照）。
【００１８】
高速駆動軸２８は、前側ジャーナル軸受３６と後側ジャーナル軸受３８により回転可能に支持されている（図１参照）。これらの前側ジャーナル軸受３６及び後側ジャーナル軸受３８は、図示しない軸箱内に配置されている。
【００１９】
この帯状ひも引張り装置１０は、さらに低張力滑りクラッチ機構６０を備えている（図１参照）。低張力滑りクラッチ機構６０は、高速ローラ２２と、高速駆動軸２８とを相互に接続する。低張力滑りクラッチ機構６０は、第２制御機構に相当している。
【００２０】
低張力滑りクラッチ機構６０は、第１内側滑り板である内側滑り板６２と、第１外側滑り板である外側滑り板６８を備えている（図４参照）。内側滑り板６２は、高速ローラ２２の一側部となる高速駆動軸２８のまわりに固設され、高速ローラ２２の内側面２４に接近して配置された滑り面６４を有している。また、外側滑り板６８は、高速ローラ２２の反対側となる高速駆動軸２８のまわりに固設され、高速ローラ２２の外側面２６に接近して配置された外側滑り面７０を有している。
【００２１】
これらの内側滑り板６２及び外側滑り板６８には、帯状ひも引張り装置１０の運転中に、機械内部に蓄積される熱を放散させるため、放射状冷却フィンのような大きな表面積を有する部材を取付けてもよい。高速ローラ２２の内側面２４と内側滑り板６２の滑り面６４との間には、第１滑り円板である内側滑り円板７８が配置される。高速ローラ２２の外側面２６と外側滑り板６８の外側滑り面７０との間には、第２滑り円板である外側滑り円板８８が配置される。
【００２２】
また、外側滑り板６８は、バネ保持面７２を有している。このバネ保持面７２は、１枚又は複数枚のダイバネ１１０を受ける。ダイバネ１１０は、ダイバネ板１１８の内側バネ保持面１２２と、外側滑り板６８のバネ保持面７２との間で圧縮される。これにより、外側滑り板６８は内側滑り板６２に向かって付勢される。また、これにより、高速ローラ２２は、外側滑り板６８及び内側滑り板６２に、摩擦力で係合する。上記において、ダイバネ１１０は第１付勢部に相当している。
【００２３】
ダイバネ板１１８付近には、止め座金１３０と、保持ナット１３６が設けられている。保持ナット１３６は、高速駆動軸２８に固定されている。止め座金１３０と、保持ナット１３６とは、ダイバネ１１０の力に抗してダイバネ板１１８を保持する。このダイバネ１１０の付勢力は、調節可能な構成としてもよい。
【００２４】
前側ジャーナル軸受３６と内側滑り板６２との間には、内側保持リング１００が配置される。
【００２５】
低速ローラ機構４０は、低速ローラ４２を備えている（図１参照）。この低速ローラ４２は、内側面４４とび外側面４６を有している（図４参照）。低速ローラ４２は、軸受５０により、低速駆動軸４８に対し回転可能なように結合されている（図４参照）。
【００２６】
低速駆動軸４８は、前側ジャーナル軸受５２と後側ジャーナル軸受５４により回転可能に支持されている（図１参照）。これらの前側ジャーナル軸受５２及び後側ジャーナル軸受５４は、図示しない軸箱内に配置されている。
【００２７】
この帯状ひも引張り装置１０は、さらに高張力滑りクラッチ機構１４０を備えている（図１参照）。高張力滑りクラッチ機構１４０は、低速ローラ４２と、低速駆動軸４８とを相互に接続する。高張力滑りクラッチ機構１４０は、第３制御機構に相当している。
【００２８】
高張力滑りクラッチ機構１４０は、第２内側滑り板である内側滑り板１４２と、第２外側滑り板である外側滑り板１４８を備えている（図４参照）。内側滑り板１４２は、低速ローラ４２の一側部となる低速駆動軸４８のまわりに固設され、低速ローラ４２の内側面４４に接近して配置された滑り面１４４を有している。また、外側滑り板１４８は、低速ローラ４２の反対側となる低速駆動軸４８のまわりに固設され、低速ローラ４２の外側面４６に接近して配置された外側滑り面１５０を有している。
【００２９】
これらの内側滑り板１４２及び外側滑り板１４８には、帯状ひも引張り装置１０の運転中に、機械内部に蓄積される熱を放散させるため、放射状冷却フィンのような大きな表面積を有する部材を取付けてもよい。低速ローラ４２の内側面４４と内側滑り板１４２の滑り面１４４との間には、第３滑り円板である内側滑り円板１５８が配置される。低速ローラ４２の外側面４６と外側滑り板１４８の外側滑り面１５０との間には、第４滑り円板である外側滑り円板１６８が配置される。
【００３０】
また、外側滑り板１４８は、バネ保持面１５２を有している。このバネ保持面１５２は、１枚又は複数枚のダイバネ１９０を受ける。ダイバネ１９０は、ダイバネ板１９８の内側バネ保持面２０２と、外側滑り板１４８のバネ保持面１５２との間で圧縮される。これにより、外側滑り板１４８は内側滑り板１４２に向かって付勢される。また、これにより、低速ローラ４２は、外側滑り板１４８及び内側滑り板１４２に、摩擦力で係合する。上記において、ダイバネ１９０は第２付勢部に相当している。
【００３１】
ダイバネ板１９８付近には、止め座金２１０と、保持ナット２１６が設けられている。保持ナット２１６は、低速駆動軸４８に固定されている。止め座金２１０と、保持ナット２１６とは、ダイバネ１９０の力に抗してダイバネ板１９８を保持する。このダイバネ１９０の付勢力は、調節可能な構成としてもよい。
【００３２】
軸回転減速機構５６は、高速ローラ機構２０の高速駆動軸２８と、低速ローラ機構４０の低速駆動軸４８とを相互に接続する。軸回転減速機構５６は、駆動歯車５７と減速歯車５９を備えている。駆動歯車５７は、駆動歯車キー突起５８により、高速駆動軸２８のまわりに固定される。また、減速歯車５９は、低速駆動軸４８のまわりに配置される。
【００３３】
上記のローラクラッチ機構２２０は、シェル型ローラクラッチ２２４を有し、減速歯車５９と、低速駆動軸４８とを相互に接続する（図３参照）。シェル型ローラクラッチ２２４は、一方の回転方向に回転される場合には回転トルクを伝達するが、反対方向に回転される場合には空転させるように構成された１方向クラッチである。
【００３４】
高速駆動軸２８及び駆動歯車５７は、同一の回転速度Ｗｈｉｇｈで回転する。駆動歯車５７は、減速歯車５９とかみ合い、回転速度Ｗｌｏｗ で減速歯車５９を回転させる。回転速度Ｗｌｏｗ は、高速駆動軸２８及び駆動歯車５７の回転速度Ｗｈｉｇｈに対して減速された回転速度である。本実施例においては、速い方の回転速度Ｗｈｉｇｈと遅い方の回転速度Ｗｌｏｗ との比は、２：１程度となっている。速度比はこれ以外の数値であってもよい。
【００３５】
この回転速度Ｗｌｏｗ で回転する減速歯車５９のトルクは、シェル型ローラクラッチ２２４によって低速駆動軸４８へ伝達される。シェル型ローラクラッチ２２４は、１方向クラッチなので、減速歯車５９の回転速度Ｗｌｏｗ よりも速い回転速度で低速駆動軸４８が回転することは許容するが、減速歯車５９の回転速度Ｗｌｏｗ よりも遅い回転速度で回転することは禁止する。
【００３６】
上記の減速歯車５９の一側部には、第１シールリング２３６とスラストスぺーサ２３４が配置されている。また、減速歯車５９の反対側の側部には、第２シールリング２４０とスラストスぺーサ２３８が配置されている。
【００３７】
図示しない駆動源からの回転駆動力は、入力クラッチ機構２５０を経て入力され、高速駆動軸２８と、駆動歯車５７と、高速ローラ２２を回転速度Ｗｈｉｇｈで回転駆動する。
【００３８】
帯状ひも１２は、高速ローラ２２と低速ローラ４２との間に配置され、摩擦力によりこれらのローラに係合されて引張られている。高速ローラ２２のローラ面及び低速ローラ４２のローラ面は、比較的滑らかに形成されている。
【００３９】
高速ローラ２２と低速ローラ４２との間に配置されている帯状ひも１２に作用する摩擦力により、高速ローラ２２のトルクが低速ローラ４２へ与えられる。これにより、低速ローラ４２及び低速駆動軸４８は、高速ローラ２２及び高速駆動軸２８の回転速度とほぼ同一な回転速度Ｗｈｉｇｈで回転される。この場合、低速ローラ４２は、高速ローラ２２によってオーバードライブ状態で回転駆動される。
【００４０】
上述のように、シェル型ローラクラッチ２２４は１方向クラッチであるため、低速駆動軸４８が減速歯車５９の回転速度Ｗｌｏｗ よりも速い回転速度で回転するのを許容する。帯状ひも１２の張力が第１の張力Ｔ１ まで増大すると、高速ローラ２２は、低張力滑りクラッチ機構６０の内側滑り板６２及び外側滑り板６８に対して滑り始める。この高速ローラ２２の滑りは、例えば、高速ローラ２２に切欠部（図示せず）を設け、この切欠部を近接センサ（図示せず）によって光学的に監視することにより検出することができる。
【００４１】
上記した高速ローラ２２の滑りにより、高速ローラ２２の回転速度は、当初の回転速度Ｗｈｉｇｈから回転速度Ｗｒ まで減速される。減速された回転速度Ｗｒ は、高速ローラ２２及び高速駆動軸２８の回転速度Ｗｈｉｇｈよりも遅い回転速度であり、その値は一定でなく変化する。
【００４２】
高速ローラ２２の速度を低減する上記の力は、帯状ひも１２から作用する摩擦力によって低速ローラ４２へ伝えられる。これにより、低速ローラ４２の回転速度は、高速ローラ２２の回転速度とほぼ同一の回転速度Ｗｒ にまで減速される。
【００４３】
帯状ひも１２の張力により、高速ローラ２２及び低速ローラ４２の回転速度Ｗｒ は減速し続ける。そして、最終的には、回転速度Ｗｒ は、減速歯車５９の回転速度Ｗｌｏｗ に等しくなる。
【００４４】
回転速度Ｗr が回転速度Ｗlow に等しくなると、シェル型ローラクラッチ２２４は、低速駆動軸４８に係合し、低速駆動軸４８及び低速ローラ４２の回転速度をＷlow に維持する。
【００４５】
次に、低速ローラ４２は、高張力滑りクラッチ機構１４０を介して帯状ひも１２を回転速度Ｗｌｏｗ で回転駆動する。帯状ひも１２の張力がＴ１ よりも大きい第２の張力のレベルＴ２ まで増大すると、低速ローラ４２は、高張力滑りクラッチ機構１４０の内側滑り板１４２及び外側滑り板１４８に対して滑り始める。
【００４６】
この低速ローラ４２の滑りは、例えば、低速ローラ４２に切欠部（図示せず）を設け、この切欠部を近接センサ（図示せず）によって光学的に監視することにより検出することができる。このとき、高速ローラ２２及び低速ローラ４２の両者は、回転を停止し、帯状ひも結束機は、帯状ひも１２をつかんだり、結ぶというような付加的な動作を行うことができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、帯状ひもが引張られ、張力が作用すると、高速ローラ又は低速ローラが滑り、引張り速度が低減されるので、帯状ひもに損傷を与えることがない。
したがって、包装物のまわりに帯状ひもを装着する際、あるいは包装物を帯状ひもで結束後の取扱の際に、帯状ひもが破断することがない、という利点を有している。
また、本発明によれば、帯状ひも引張り装置の製造コスト、ランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す帯状ひも引張り装置の端面図である。
【図３】図１に示す帯状ひも引張り装置の断面図である。
【図４】図３に示す帯状ひも引張り装置の拡大断面図である。
【図５】図１の矢線Ｖ−Ｖの方向に見た拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ 帯状ひも引張り装置
１２ 帯状ひも
２０ 高速ローラ機構
２２ 高速ローラ
２８ 高速駆動軸
４０ 低速ローラ機構
４２ 低速ローラ
４８ 低速駆動軸
５６ 軸回転減速機構
５７ 駆動歯車
５９ 減速歯車
６０ 低張力滑りクラッチ機構
６２ 内側滑り板
６８ 外側滑り板
７８ 内側滑り円板
８８ 外側滑り円板
１１０ ダイバネ
１４０ 高張力滑りクラッチ機構
１４２ 内側滑り板
１４８ 外側滑り板
１５８ 内側滑り円板
１６８ 外側滑り円板
１９０ ダイバネ
２２０ ローラクラッチ機構
２２４ シェル型ローラクラッチ
２５０ 入力クラッチ機構
Claims (7)
- 軸箱内に配置され駆動源により高速回転される高速駆動軸により回転される高速ローラを有する高速ローラ機構と、
低速回転される低速駆動軸によって回転される低速ローラを有し、帯状ひもが前記高速ローラ及び前記低速ローラの間に配置されるとともに前記高速ローラ及び前記低速ローラと摩擦により係合される低速ローラ機構と、
前記低速駆動軸のまわりに配置される減速歯車を有し、前記高速駆動軸及び前記低速駆動軸を相互に接続し、前記減速歯車により前記高速駆動軸の回転速度が所定の減速率で減速された減速回転速度で前記低速駆動軸を回転させる軸回転減速機構と、
前記減速歯車と前記低速駆動軸とを相互に接続し、前記減速歯車の回転速度よりも速い回転速度で前記低速駆動軸が回転することを許容し、前記減速歯車の回転速度よりも遅い回転速度で前記低速駆動軸が回転することを禁止するローラクラッチ機構と、
前記高速ローラと前記高速駆動軸とを相互に接続し、前記低速ローラ及び前記高速ローラの間に配置された前記帯状ひもに第１の張力が作用した場合には前記高速ローラと前記高速駆動軸との間の滑りを許容する低張力滑りクラッチ機構と、
前記低速ローラと前記低速駆動軸とを相互に接続し、前記高速ローラ及び前記低速ローラの間に配置された前記帯状ひもに前記第１の張力よりも高い第２の張力が作用した場合には前記低速ローラと前記低速駆動軸との間の滑りを許容する高張力滑りクラッチ機構と、
を備えたことを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置において、
前記ローラクラッチ機構は、１方向に回転する場合にはトルクを加えるが反対方向へは空転させる１方向クラッチを有することを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置。 - 請求項１記載の帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置において、
前記低張力滑りクラッチ機構は、前記高速ローラの一側部となる前記高速駆動軸のまわりに固設される第１内側滑り板と、前記高速ローラの反対側となる前記高速駆動軸のまわりに固設される第１外側滑り板とを有し、
前記第１内側滑り板及び前記第１外側滑り板は、前記高速ローラに摩擦で係合し、前記第１の張力が前記帯状ひもに加えられるまで前記高速ローラを回転させ、前記第１の張力が加えられると前記高速ローラは前記高速駆動軸に対して滑ることを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置。 - 請求項２記載の帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置において、
前記高張力滑りクラッチ機構は、前記低速ローラの一側部となる前記低速駆動軸のまわりに固設される第２内側滑り板と、前記低速ローラの反対側となる前記低速駆動軸のまわりに固設される第２外側滑り板とを有し、
前記第２内側滑り板及び前記第２外側滑り板は、前記低速ローラに摩擦で係合し、前記第２の張力が前記帯状ひもに加えられるまで前記低速ローラを回転させ、前記第２の張力が加えられると前記低速ローラは前記低速駆動軸に対して滑ることを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置。 - 請求項３記載の帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置において、
前記第１内側滑り板と前記高速ローラとの間に配置される第１滑り円板と、
前記第１外側滑り板と前記高速ローラとの間に配置される第２滑り円板と、
前記第２内側滑り板と前記低速ローラとの間に配置される第３滑り円板と、
前記第２外側滑り板と前記低速ローラとの間に配置される第４滑り円板と、
を備えたことを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置。 - 請求項４記載の帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置において、
前記第１外側滑り板と前記第１内側滑り板との間で前記高速ローラを摩擦係合するように前記第１外側滑り板を前記第１内側滑り板に向って付勢する第１付勢部と、
前記第２外側滑り板と前記第２内側滑り板との間で前記低速ローラを摩擦係合するように前記第２外側滑り板を前記第２内側滑り板に向って付勢する第２付勢部と、
を備えたことを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置。 - 請求項３記載の帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置において、
前記高速ローラ機構又は前記低速ローラ機構に配置される冷却フィンと、
前記高速駆動軸のまわりに固設され、前記低速駆動軸の前記減速歯車に係合する駆動歯車と、
前記高速ローラ又は前記低速ローラに設けられ、近接センサによって光学的に検知される切欠部と、
を備えたことを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置。 - 請求項３記載の帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置において、
前記高速駆動軸と前記駆動源とを相互に接続する入力クラッチ機構を備えたことを特徴とする帯状ひも結束機における帯状ひも引張り装置。
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