JP3730347B2 - 束状製品結束装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は書籍、雑誌等を束ねてなる束状製品を結束するための束状製品結束装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より束状製品結束装置として、書籍、雑誌等の束状製品を搬送する搬送ラインと、この搬送ラインの下流側に設けられ束状製品を結束する結束部とを備えたものが知られている。
【０００３】
この場合、搬送ラインは複数のラインからなり、一方のラインから他方へのラインの連結部分には、束状製品を停止させるストッパ、あるいは一方のラインから他方のラインへ束状製品を移送するプッシャ等が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の束状製品結束装置において、生産する品目が変わり、束状製品の大きさ、即ち天地方向の寸法、小口方向の寸法及び高さが異なる場合はストッパの位置、高さ、プッシャの位置、高さ、突き揃え装置の高さ、移載装置の高さ、ロータリクランプの高さ、ターンクランプの高さを調節して対応させている。
【０００５】
しかしながら、ストッパ、プッシャ等の位置、および高さは、現在手動で調節しているのが実状であり、これらの位置及び高さの調節に時間がかかっている。本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、搬送ラインに設けられたストッパ、プッシャ等の位置及び高さ、突き揃え装置、移載装置、ロータリクランプ、ターンクランプの高さの調節を容易かつ適切に行うことができる束状製品結束装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、束状製品を搬送する第１搬送ラインと第１搬送ラインの下流端に略直交して配置された第２搬送ラインと、第１搬送ラインの下流端に設けられたストッパと、第１搬送ラインの下流端に第２搬送ライン側に突出自在に設けられ、第１搬送ラインの束状製品を第２搬送ラインヘ移送するプッシャと、第２搬送ラインに第２搬送ラインに直行する方向に進退自在に設けられ、プッシャとの間で束状製品を揃える突き揃え装置と、第２搬送ラインの下流端に設けられ、束状製品を結束する結束部と、第２搬送ラインと結束部との間に設けられ、第２搬送ライン上の束状製品を結束部まで移載する移載装置とを備え、結束部は、束状製品を上下から把持して搬送するロータリクランプと、束状製品を上下から把持して束状製品を９０度水平面上で回転させるターンクランプとを有し、ストッパ、プッシャは、各々本体部分と、可動部分と、可動部分の駆動機構とを有し、その位置、および高さを調整できるようになっていることを特徴とする束状製品結束装置である。
【０００７】
本発明によれば、生産する品目が変わり、束状製品の天地方向、小口方向、及び高さが変わった場合、ストッパ、プッシャ、突き揃え装置、及び移載装置の各々において駆動機構により可動部分を本体部分に対して可動させることにより、容易にかつ適切に各々の位置及び高さを調節することができ、更に、ロータリクランプとターンクランプにおいては高さ方向の調節が不要となったため、短時問で新しい品目への対応が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１および図２は本発明による束状製品結束装置の一実施例を示す図である。
【０００９】
図１および図２に示すように、束状製品結束装置は書籍、雑誌等を束ねてなる束状製品１０を搬送する第１搬送ライン１１と、第１搬送ライン１１の下流側に第１搬送ライン１１に対して略直行して配置された第２搬送ライン１２とを備えている。
【００１０】
また第１搬送ライン１１の下流端にストッパ３０が設けられるとともに、第１搬送ライン１１の下流側の第２搬送ライン１２に対抗する位置にプッシャ２０が設けられている。
【００１１】
このプッシャ２０は、第１搬送ライン１１上の束状製品１０を第２搬送ライン１２側へ移送するものである。
【００１２】
また第２搬送ライン１２の両側に、第２搬送ライン１２に直行する方向に進退する一対の突き揃え装置４０が設けられている。この一対の突き揃え装置４０は、プッシャ２０との間で束状製品１０を挟持して束状製品１０の側面を揃えるようになっている。
【００１３】
また第２搬送ライン１２の下流側には、束状製品１０を結束する結束部６０が設けられ、更に第２搬送ライン１２と結束部６０の間には第２搬送ライン１２上の束状製品１０を結束部６０まで移載する移載装置５０が設けられている。さらにまた、結束部６０の下流端には、結束された束状製品１０を排出する排出ライン７５が配置されている。
【００１４】
次に各部の構造について詳述する。まず図１に示すように、プッシャ２０は一対の脚２１ａを有する本体部分２１と、一対の脚２１ａの内側に一対の脚２１ａに対して上下方向に摺動自在に設けられた一対のプッシャ可動部２２とを有している。一対のプッシャ可動部２２にはラック２２ａが形成され、このラック２２ａはプッシャ本体部分２１に設けられた駆動部２４により回転駆動されるピニオン２３に係合している。またプッシャ本体部分２１は、べース２５に対して可動となっており、駆動機構２６によって第２搬送ライン１２方向へ進退するようになっている。即ち、プッシャ本体部分２１は可動体２３ａを有し、可動体２３ａに形成されたラック２６ｅはピニオン２６ｄに係合しており、駆動モータ２６ａの回転がウオームギア２６ｂ、２６ｃを介してピニオン２６ｄに伝えられる。そしてピニオン２６ｄの回転により、ラック２６ｅとともに、プッシャ本体部分２１が第２搬送ライン１２方向に移動するようになっている。そしてこれとは別に、プッシャ２０は駆動シリンダ２７により、ベース２５ごと第２搬送ライン１２方向へ進退するようにもなっている。
【００１５】
またストッパ３０は図２に示すように、ストッパ本体部分３１と、ストッパ本体部分３１の上端縁にヒンジ３７を介して揺動自在に取り付けられたストッパ可動部分３２とを有し、ストッパ可動部分３２はストッパ本体部分３１に設けられた駆動シリンダ３４により進退する駆動ロッド３３により駆動される。またストッパ本体部分３１はベース３５に対して可動となっており、駆動機構３６によって第１搬送ライン１１方向へ進退するようになっている。即ち、ストッパ本体部分３１は可動体３８を有し、可動体３８に形成されたラック３６ｅはピニオン３６ｄに係合しており、駆動モータ３６ａの回転がウォームギア３６ｂ、３６ｃを介しピニオン３６ｄに伝えられる。そしてピニオン３６ｄの回転により、ラック３６ｅとともに、ストッパ本体部分３１が第１搬送ライン１１方向に移動するようになっている。
【００１６】
さらに、各突き揃え装置４０は突き揃え本体部分４１と、突き揃え本体部分４１に対して上下方向に摺動自在に設けられた突き揃え可動部分４２とを有し、突き揃え可動部分４２は、突き揃え部分４２と突き揃え本体部分４１との間に連結された駆動シリンダ４３により上下方向に摺動するようになっている。また突き揃え本体部分４１はベース４５に設けられた駆動シリンダ４６によって第２搬送ライン１２に直行する方向に進退するようになっている。
【００１７】
さらに移載装置５０は第２搬送ライン１２の下流の一側に設けられこの第２搬送ライン１２方向へ移動する本体部分５１と、この本体部分５１に設けられた第１および第２駆動シリンダ５２，５３とを有している。また第２駆動シリンダ５３の下端には上方把持部５５が取り付けられており、さらに上方把持部５５の下方には上方把持部５５との間で束状製品１０を把持する下方把持部５６が、第２搬送ライン１２方向へ移動可能に設けられている。
【００１８】
次に結束部６０について述べる。図１に示すように、結束部６０は複数の上方把持部６７と、各上方把持部６７に対向して設けられた円盤状の下方把持部６８とからなるロータリクランプ７０を有している。またロータリクランプ７０の外周に、第１結束機６１、ターンクランプ６３および第２結束機６２が順次配置されている。このうちロータリクランプ７０の上方把持部６７と下方把持部６８は、束状製品１０を把持するとともに、ロータリクランプ７０の回転に伴って水平面上で回転し、束状製品１０を第１結束機６１、ターンクランプ６３、第２結束機６２および排出ライン７５へ順次移送するものである。またターンクランプ６３は本体部分６４と本体部分６４に設けられた駆動シリンダ６５と、駆動シリンダ６５の下端に設けられた上方把持部６５ａと、上方把持部６５ａの下方に配置され上方把持部６５ａとの間で束状製品１０を把持して束状製品１０を回転させる下方把持部６４とを有している。
【００１９】
次にこのような構成からなる本実施例の作用について説明する。束状製品１０は通常第１搬送ライン１１の進行方向が天地方向に、第２搬送ライン１２の進行方向が小口方向になっている一種類の書籍や雑誌等を積み重ねた状態で搬送される。そして、束状製品１０は生産する品目ごとに、天地寸法、小口寸法および高さが異なっている。図１および図２において束状製品１０は、第１搬送ライン１１によって搬送され、ストッパ３０のストッパ本体３１に当接して停止する。
【００２０】
次に、プッシャ２０がベース２５ごと駆動シリンダ２７に第２搬送ライン１２方向に駆動されることにより、脚２１ａおよびプッシャ可動部２２によって束状製品１０が第２搬送ライン１２へ移送される。この間、各突き揃え装置４０の突き揃え本体部分４１と突き揃え可動部分４２は駆動シリンダ４６によって第２搬送ライン１２の内側へ向かって移動し、一対の突き揃え装置４０は第２搬送ライン１２上に配置される。このように一対の突き揃え装置４０が第２搬送ライン１２上に配置されているので、プッシャ２０のプッシャ本体部分２１とプッシャ可動部分２２とによって第２搬送ライン１２上に移送された束状製品１０は、一対の突き揃え装置４０とプッシャ２０との間でその側面が揃えられる。
【００２１】
その後、一対の突き揃え装置４０が第２搬送ライン１２の外側へ後退し、側面が揃えられた束状製品１０は第２搬送ライン１２によって移載装置５０側へ搬送される。第２搬送ライン１２の下流端で束状製品１０には上部フレーム８１によって搬送された当て紙８０が束状製品１０の上面に、また図示していない下部コンベアによって搬送された当て紙が出口８２から束状製品１０の下面に供給され、束状製品１０を上下の当て紙で挟む形態となる。
【００２２】
移載装置５０へ搬送された束状製品１０は移載装置５０の上方把持部５５と下方把持部５６との間で把持される。次に移載装置５０の本体部分５１および下方把持部５６が結束部６０側へ移動して束状製品１０をロータリクランプ７０の上方把持部６７と下方把持部６８側へ移載する。
【００２３】
ロータリクランプ７０の上方把持部６７と下方把持部６８の間で把持された束状製品１０は、ロータリクランプ７０の回転に伴って第１結束機６１側へ送られ、個々で上方把持部６７と下方把持部６８に把持されたまま第１（天地）方向に沿ってひも（図示せず）により結束される。次に束状製品１０はロータリクランプ７０の回転に伴ってターンクランプ６３側へ送られ、ロータリクランプ７０の上方把持部６７と下方把持部６８との間から、ターンクランプ６３の上方把持部６５ａと下方把持部６６との間に受け渡される。
【００２４】
次に束状製品１０はターンクランプ６３の上方把持部６５ａと下方把持部６６によって水平面上で９０度回転し、その後再びロータリクランプ７０の上方把持部６７と下方把持部６８へと受け渡される。次に束状製品１０はロータリクランプ７０の回転に伴って第２結束機６２側へ送られ、ここで上方把持部６７と下方把持部６８との間で挟持されたまま、第１方向のひもに直行する第２（小口）方向に沿って別のひも（図示せず）により結束される。
【００２５】
その後、束状製品１０はロータリクランプ７０の回転に伴って排出ライン７５側へ送られ、この排出ライン７５から外方へ排出される。
【００２６】
この装置において、束状製品１０の寸法が変わる場合に必要な調節項目は次の通りとなる。まず、当て紙８０を供給する上部フレーム８１の高さは束状製品１０の高さに合わせて調節されなければならない。なぜなら、上部フレーム８１の高さが束状製品１０に比ベ高すぎると、当て紙８０が上手く供給できず、逆に上部フレーム８１の高さが束状製品１０に比べ低すぎると第１搬送ライン１１で搬送中に束状製品１０が上部フレーム８１に当たり、束状製品１０が荷崩れを起こすからである。この上部フレーム８１は通常ラック溝が形成された支柱によって支えられており、このラック溝に接合するようなピニオンギアの軸をハンドルで回転させることにより、高さを調節しているが、このハンドル部分にモータを設けて容易に調節できるようにしても良い。
【００２７】
束状製品１０は第１搬送ライン１１によりストッパ３０に当接するまで搬送される。束状製品１０がストッパ本体３１の高さ（例えぱ２６０ミリメートル）より低い場合、ストッパ可動部分３２はヒンジ３７を介してストッパ本体３１に対して駆動シリンダ３４側（ストッパ３０の裏側）へ揺動させる。このため束状製品１０はストッパ本体３１のみに当接して停止する。もし、束状製品１０がストッパ本体３１の高さ以上の場合は、駆動シリンダ３４を駆動させ、駆動ロッド３３によりストッパ可動部分３２をヒンジ３７を介して揺動させ、ストッパ可動部分３２をストッパ本体３１に対して起こす。このようにしてストッパ本体３１とストッパ可動部分３２を略同一垂直面上に配置することができ（図２の位置）、ストッパ本体３１とストッパ可動部分３２が束状製品１０に当接することができる。このようにストッパ可動部分３２を揺動させるのは、上部フレーム８１の高さが低く調節された場合にストッパ可動部分３２が上部フレーム８１に接触するのを防ぐためである。
【００２８】
また束状製品１０の天地方向（第１搬送ライン１１の進行方向）の中心が、第２搬送ライン１２の第１搬送ライン１１進行方向の中心に合うように、駆動機構３６によってベース３５に対して予め位置を調節しておく。これは、結束部６０の第２結束機６２で結束する際、ひもが常に束状製品１０の中心を通るようにするためである。例えば前の品目より、天地方向が１０ミリメートル長い束状製品１０を結束する場合、ストッパ本体３１およびストッパ可動部分３２がベース３５に対して今までより、５ミリメートルだけ駆動シリンダ３４側（ストッパ３０の裏側）に移動するように駆動機構３６で調節する。駆動機構で用いられるアクチュエータは位置決め制御が比較的簡単にできるサーボモータや、ステッピングモータを用いてもよく、さらにエンコーダと正逆回転のできるレバーシブルモータと、位置決めを行うための、近接スイッチ等を用いた原点スイッチを組み合わせた機構でも良い。
【００２９】
また、束状製品１０が脚２１ａの高さ（例えぱ２６０ミリメートル）より低い場合、プッシャ可動部分２２は駆動部２４が駆動することでピニオン２３を介して脚２１ａと同じ高さにする。このため束状製品１０は同じ高さにある脚２１ａおよびプッシャ可動部分２２に当接して第２搬送ライン１２上に移送され、一対の突き揃え装置４０とプッシャ２０との間でその側面が揃えられる。なおこの場合、各突き揃え装置４０の突き揃え可動部分４２は突き揃え本体部分４１に対して降下しており、突き揃え可動部分４２の上端は突き揃え本体部分４１の上端に略一致している。もし、束状製品１０が脚２１ａの高さ以上の場合は、プッシャ可動部分２２は駆動部２４が駆動することでピニオン２３を介して上へ摺動させる。このため束状製品１０は脚２１ａおよびプッシャ可動部分２２に当接して第２搬送ライン１２上に移送され、一対の突き揃え装置４０とプッシャ２０との間でその側面が揃えられる。なお、この場合、各突き揃え装置４０の突き揃え可動部分４２は突き揃え本体部分４１に対して上昇しており、突き揃え可動部分４２の上端はプッシャ可動部分２２の上端に略一致している。このようにプッシャ可動部分２２および突き揃え可動部分４２を摺動させるのは、上部フレーム８１の高さが低く調節された場合にプッシャ可動部分２２および突き揃え可動部分４２が上部フレーム８１に接触するのを防ぐためである。
【００３０】
また束状製品１０の小口方向（第２搬送ライン１２の進行方向）をプッシャ２０と突き揃え装置４０で挟むため、プッシャ２０がベース２５ごと駆動シリンダ２７により第２搬送ライン１２の方向へ駆動されたとき、プッシャ２０と突き揃え装置４０の間が束状製品１０の小口寸法に略一致するように、駆動機構２６によってベース２５に対して予め位置を調節しておく。例えぱ前の品目より、小口方向が１０ミリメートル長い束状製品１０を結束する場合、プッシャ本体部分２１、プッシャ可動部分２２がベース２５に対して今までより、１０ミリメートルだけ駆動シリンダ２７側（突き揃え装置４０の反対方向）に移動するように駆動機構２６で調節する。駆動機構で用いられるアクチュエータは位置決め制御が比較的簡単にできるサーボモータや、ステッピングモータを用いてもよく、さらにエンコーダと正逆回転のできるレバーシブルモータと、位置決めを行うための、近接スイッチ等を用いた原点スイッチを組み合わせた機構でも良い。このようにして、束状製品１０は小口方向（第２搬送ライン１２の進行方向）に関して、その側面が揃えられる。
【００３１】
移載装置５０は本体部分５１に設けられた第１駆動シリンダ５２と、第１駆動シリンダ５２に設けられた第２駆動シリンダ５３とを有している。もし束状製品１０がある一定の高さ（例えぱ２６０ミリメートル）より低い場合、第１駆動シリンダ５２のロッドが下方に駆動し、それに伴い第２駆動シリンダ５３が下方に移動し、高さの低い束状製品１０を把持することができる。もし、束状製品１０がある一定の高さ以上であれば、第１駆動シリンダ５２のロッドが上方に駆動し、それに伴い第２駆動シリンダ５３が上方に移動し、高さの高い束状製品１０を把持することができる。これも生産する品目が変わる際に予め設定する。
【００３２】
これら、ストッパ３０、プッシャ２０、突き揃え装置４０、移載装置５０の調節は、生産する品目が変わる際に、例えば、束状製品１０の天地寸法、小口寸法、高さをコンピュータに入力し、コンピュータに予め入力されている演算式により、モータであれぱ駆動量、シリンダであれば、押し・引きの演算・判断し、その結果をコンピュータに接続されたドライバに出力し、その結果に基づいて、モータ、およびシリンダを駆動するようなシステムを構築することができる。また、例えぱ高さ方向の調節に関しては、２ポジションのセレクトスイッチを用いて、ある一定の高さ（例えぱ２６０ミリメートル）以上の場合は、高いを選択し、ある一定の高さより低い場合は低いを選択する。高いを選択した場合は、プッシャ２０、ストッパ３０、突き揃え装置４０、移載装置５０の高さが高くなり、低いを選択した場合は、プッシャ２０、ストッパ３０、突き揃え装置４０、移載装置５０の高さが低くなるように調節してもよい。またプッシャ２０とストッパ３０の位置決めについては、代表的な寸法（例えば、Ａ４判、Ｂ５判、ＡＢ判等）を記憶させておいて、セレクトスイッチで選択するとその選択した天地・小口寸法に合うように調節するようにして、機脇に押しボタンスイッチを設け微調整できるようにしても良い。
【００３３】
ロータリクランプ７０は、従来駆動シリンダ７２のストロークが短かったため、把持できる最下限７３を束状製品１０の高さによって調節していたが、駆動シリンダ７２のストロークを長くしたため、調節が不要となった。
【００３４】
ターンクランプ６３も、従来駆動シリンダ６５のストロークが短かったため、アーム６３ａを支柱６３に対して摺動させることで、把持できる最下限を調節していたが、駆動シリンダ６５のストロークを長くしたため、調節が不要となった。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、プッシャ２０、ストッパ３０の位置および高さ、突き揃え装置４０、移載装置５０の高さを容易にかつ適切に調整することができ、ロータリクランプ７０、ターンクランプ６３の高さ調整が不要となることで、天地寸法、小口寸法、高さが異なる束状製品１０に対して適切に搬送および位置決めを行って、結束部において確実に結束することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ストッパ、プッシャおよび突き揃え装置の高さを容易かつ簡単に調整することができる。このため、形状、大きさが異なる束状製品１０に対して適切に搬送を行なって結束部において確実に結束することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による束状製品結束装置の一実施の形態を示す全体図。
【図２】ストッパの詳細を示す斜視図。
【符号の説明】
１０ 束状製品
１１ 第１搬送ライン
１２ 第２搬送ライン
２０ プッシャ
２１ プッシャ本体部分
２２ プッシャ可動部分
２２ａ ラック
２３ ピニオン
２４ 駆動部
３０ ストッパ
３１ ストッパ本体部分
３２ ストッパ可動部分
３４，４３ 駆動シリンダ
４０ 突き揃え装置
４１ 突き揃え本体部分
４２ 突き揃え可動部分
５０ 移載装置
６０ 結束部

Claims (4)

1. 束状製品を搬送する第１搬送ラインと
   第１搬送ラインの下流端に略直交して配置された第２搬送ラインと、
   第１搬送ラインの下流端に設けられたストッパと、
   第１搬送ラインの下流端に第２搬送ライン側に突出自在に設けられ、第１搬送ラインの束状製品を第２搬送ラインヘ移送するプッシャと、
   第２搬送ラインに第２搬送ラインに直行する方向に進退自在に設けられ、プッシャとの間で束状製品を揃える突き揃え装置と、
   第２搬送ラインの下流端に設けられ、束状製品を結束する結束部と、
   第２搬送ラインと結束部との間に設けられ、第２搬送ライン上の束状製品を結束部まで移載する移載装置とを備え、
   結束部は、束状製品を上下から把持して搬送するロータリクランプと、束状製品を上下から把持して束状製品を９０度水平面上で回転させるターンクランプとを有し、
   ストッパ、プッシャは、各々本体部分と、可動部分と、可動部分の駆動機構とを有し、その位置、および高さを調整できるようになっていることを特徴とする束状製品結束装置。
2. 突き揃え装置は、本体部分と、可動部分と、可動部分の駆動機構とを有し、その高さを調整できるようになっていることを特徴とする請求項１の束状製品結束装置。
3. 移載装置は少なくとも２つの駆動用シリンダを有することを特徴とする請求項１、２記載の束状製品結束装置。
4. 結束部のロータリクランプ、およびターンクランプは全ての束状製品の高さに対応できるようなシリンダのストロークを持つことを特徴とした請求項１、２、３記載の束状製品結束装置。

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