JP4834014B2 - 帯状の荷造ひもの張力調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、リールから供給される帯状の荷造ひもを箱状の荷物に巻き付けて縛る一連の動作を行なう結束装置に配設されて荷造ひもの張力を調整する張力調整装置に関するものである。

図６に示すような箱状の荷物10に荷造ひも１を縛り付けて結束作業を自動的に行なう結束装置は、従来から種々検討されている（たとえば特許文献１，２参照）。このような結束装置で使用される荷造ひも１は業務用として製造されたものであり、図７に示すように、芯材11に荷造ひも１を巻き付けて円筒状の成形体２（以下、リールという）として荷造ひも１の製造元から出荷される。

業務用のリール２では、大量の荷造ひも１を小さい体積に巻き付けるために、荷造ひも１を幅方向に広げて幅広の帯状にして巻き付けたものが多い。帯状の荷造ひも１を使用すると、図６に示す状態で荷物10の角部に応力が集中しないので、荷物10の変形や角部の窪みを防止できる。そこで、帯状の荷造ひも１で荷物10の結束を行なう技術が検討されている。

たとえば特許文献３には、幅３〜４cmの荷造ひもをロール巻きにして、その回転軸が荷造ひもの進行方向に直角になるように設定し、ショックアブソーバーを経て結束装置へ供給する技術が開示されている。この技術は、結束装置内の荷物が所定の位置に到達したことを示す結束装置からの信号に応じて、荷造ひものリールが慣性で回転するのを停止させることによって、余分な荷造ひもが結束装置内に溢れるのを防止する。このようにして帯状の荷造ひもを結束装置に供給することができる。

しかしながら特許文献３には、荷造ひもの張力の調整や結び目の形成に関する記載はない。荷造ひもの結び目を形成する部材（以下、結び目形成具という）は、一般にビーク（特許文献２参照）と呼ばれており、
(a) 荷造ひもを把持する、
(b) 荷造ひもを環状に保持して輪を形成する、
(c) 荷造ひもを輪に通す、
(d) 荷造ひもの輪を絞る、
(e) 荷造ひもを切断する
という複雑かつ細かい一連の動作を行なうものである。これらの動作を円滑に行ない、かつ十分な拘束力を持つ結び目を形成するためには、荷造ひもの張力を調整して好適な範囲に維持する必要がある。そこで帯状の荷造ひもの張力を調整する技術が検討されている。

たとえば図８に示すような、板ばねを帯状の荷造ひもに当接させて張力を調整する試みがなされている。図８中の矢印Ａは荷造ひも１の進行方向を示す。この技術では、板ばね17の表面を化学樹脂で被覆し、エアシリンダー（図示せず）で上下方向に移動することによって、荷造ひも１の張力を調整する。ところが、荷造ひも１と板ばね17の摩擦によって静電気が発生し、荷造ひも１に異物（たとえば塵，埃等）が付着するという問題がある。また板ばね17が荷造ひも１に当接することによって、荷造ひも１に亀裂が生じ、荷造ひも１の強度が低下するという問題もある。しかも、単に板ばね17を荷造ひも１に当接させるだけでは、荷造ひも１の厚みの僅かな変化に対応できない。
特開平9-309506号公報 特開平10-194221号公報 特開2003-267304 号公報

本発明は、結束装置を用いて帯状の荷造ひもを箱状の荷物に巻き付けて縛るにあたって、荷造ひもの張力を調整するとともに、異物の付着や亀裂の発生を防止して荷造ひもを円滑に供給できる張力調整装置を提供することを目的とする。

本発明は、帯状の荷造ひもを荷物に巻き付けさらに結び目を形成する結束装置に配設されて、荷造ひもの張力を調整する張力調整装置であって、荷造ひもを挟持して結束装置に供給する無駆動の張力調整上ロールと張力調整下ロールとを荷造ひもの上下両側にそれぞれ配置し、張力調整上ロールをエアシリンダーによって上下方向に移動可能とし、張力調整下ロールの回転軸に減速機を配設し、減速機によって回転する回転体に永久磁石の磁束による負荷を加えてトルクを調整するトルク調整機を取付ける張力調整装置である。

本発明の張力調整装置においては、減速機として、２個以上の歯車を組合せたものを使用することが好ましい。また、張力調整上ロールと張力調整下ロールとを荷造ひもの上下両側に１対または２対配置することが好ましい。その張力調整上ロールと張力調整下ロールは、いずれも摩擦係数の高い物質（たとえばウレタンゴム等）で被覆されることが好ましい。

本発明によれば、結束装置を用いて帯状の荷造ひもを箱状の荷物に巻き付けて縛るにあたって、荷造ひもの張力を調整するとともに、異物の付着や亀裂の発生を防止して荷造ひもを円滑に供給できる。

図１は、本発明の張力調整装置を配設した例を模式的に示す斜視図である。なお図１には、張力調整装置を構成する張力調整上ロール３と張力調整下ロール４を示す。
図１に示すように、帯状の荷造ひも１を巻き付けたリール２を水平支持具５に装着して、リール２の中心軸を水平に保ち、かつ回転可能に保持する。なおリール２の回転は、ピンチロール９が荷造ひも１を引っ張ることによって生じるものであり、水平支持具５に回転用の駆動力源を配設する必要はない。荷造ひも１はピンチロール９の駆動力によって固定ロール６，可動ロール７を経て結束装置（図示せず）へ供給される。図１中の矢印Ａは荷造ひも１の進行方向を示す。

図１に示す２個の固定ロール６と１個の可動ロール７からなる長さ調整装置は、リール２からピンチロール９を介して連続的に供給される荷造ひも１の供給長さと、後述する結束装置にて間欠的に使用される使用長さとのバランスを調整するものである。固定ロール６は、その位置が固定されており、可動ロール７は、２個の固定ロール６の間に垂下される荷造ひも１の長さに応じて上下方向に自在に移動する。なお固定ロール６，可動ロール７は、いずれも荷造ひも１の進行に伴って回転するので、回転用の駆動力源を配設する必要はない。

この長さ調整装置と後述する結束装置との中間に張力調整装置を配設する。図１に、張力調整装置を構成する張力調整上ロール３，張力調整下ロール４を示す。張力調整上ロール３と張力調整下ロール４は、いずれも荷造ひも１の進行に伴って回転するので、回転用の駆動力源を配設する必要はない。また、張力調整上ロール３と張力調整下ロール４の表面を摩擦係数の高い物質（たとえばウレタンゴム，化学樹脂等）で被覆すると、挟持する荷造ひも１のスリップを防止できるので、張力調整の精度が向上する。なお、耐磨耗性に優れているウレタンゴムを使用すれば、張力調整上ロール３と張力調整下ロール４の耐用性が向上する。

張力調整上ロール３は、エアシリンダー（図示せず）によって上下方向に移動する。エアシリンダーを用いて荷造ひも１を押圧することによって、荷造ひも１のスリップを防止するとともに、荷造ひも１の捻れを防止する。その荷造ひも１は、長さ調整装置の可動ロール７の上昇下降に応じて間欠的に進行する。荷造ひも１の進行に合わせて、張力調整上ロール３による押圧と解除を短時間で繰り返し行なう必要があるので、エアシリンダーを用いて張力調整上ロール３を上下方向に移動させる。

張力調整下ロール４は、トルク調整機によって回転速度を調整する。図２は、張力調整下ロール４にトルク調整機12を取り付けた例を模式的に示す平面図である。張力調整上ロール３は図示を省略する。図２中の矢印Ａは荷造ひも１の進行方向を示す。なお図２には、減速機の一例として歯車18，19を２個組合せたものを使用する例を示す。
本発明では減速機は特定の構成に限定せず、歯車，チェーン，べルト等の従来から知られている部材で構成した減速機を使用する。ただし、歯車を２個以上組合せた減速機を使用すると、減速機が小型化され、かつトルクが確実に伝達されるので好ましい。

ここでは図２を参照して、２個の歯車で構成される減速機を使用する例について説明する。
図２に示すように、張力調整下ロール４の回転は、歯車18，19（すなわち減速機）を介してトルク調整機12へ伝達される。トルク調整機12は回転体のトルクを調整する機構を内蔵しており、トルク調整機12に設定されたトルクに応じて張力調整下ロール４の回転に負荷を加える。このようにして張力調整下ロール４の回転速度を調整することによって、張力調整装置と後述する荷造ひも拘束具との間の荷造ひもの張力を調整する。

使用するトルク調整機12は、回転体のトルクを調整する機構を有するものであれば良く、その構成は特に限定しない。ただし、磁石から発生する磁束が回転体の回転に負荷を加えることによってトルクを調整するトルク調整機12を使用すれば、温度の変化に起因するトルクの変動が少ない、回転に負荷を加える部位が非接触であるから耐久性に優れている等の効果が得られる。

なお図１には、荷造ひも１の上下両側に張力調整上ロール３と張力調整下ロール４を１対配設する例を示したが、本発明では配設される張力調整上ロール３と張力調整下ロール４の数は限定しない。ただし張力調整上ロール３と張力調整下ロール４を多数配設すると、張力調整装置の製造コストが上昇するので、１対または２対が好ましい。
次に図３〜５を参照して、帯状の荷造ひも１で荷物10を縛り、かつ結び目13を形成する手順について説明する。

図３に示すように、テーブル15の下方に荷造ひも拘束具14を配設する。この荷造ひも拘束具14は、荷造ひも１の端部を固定して、荷造ひも１が外れるのを防止する。一方、テーブル15の上方には荷造ひも誘導具８を配設する。この荷造ひも誘導具８は、荷造ひも１を荷物10に圧着させるために誘導するものであり、荷造ひも１の厚さより広くかつ幅より長い開口部を有する。したがって、荷造ひも１は帯状の幅方向に伸びた状態を維持したまま荷造ひも誘導具８の開口部を通過する。

荷物10はテーブル15上に載置され、矢印Ｂの方向へ移動する。荷物10の移動は、所定の機器を使用して自動的に行なっても良いし、あるいは作業員が手作業で行なっても良い。その結果、図４に示すように、テーブル15上を移動する荷物10によって荷造ひも１が荷造ひも誘導具８から引き出される。このとき荷造ひも１は帯状の幅方向に伸びた状態を維持したまま荷造ひも誘導具８の開口部を通過するので、荷造ひも１が帯状に広がった状態で荷物10に圧着される。

さらに図５に示すように、荷造ひも誘導具８を捻ることによって、荷造ひも１の幅が収縮して狭くなる部位16（以下、縮狭部という）を設ける。こうして形成された縮狭部16を結び目形成具（図示せず）が把持する。結び目形成具は小型の部材であるが、縮狭部を形成することによって、その縮狭部16を容易に把持でき、荷造ひも１を全幅にわたって確実に把持できる。その結果、十分な拘束力を持つ結び目13を形成できる。

なお本発明の張力調整装置は摩擦による静電気を発生させないので、荷造ひも１に異物が付着するのを防止できる。また張力調整上ロール３が荷造ひも１を押圧しても、張力調整下ロール４が荷造ひも１を支持するので、荷造ひも１の亀裂は発生しない。

図１に示すように本発明の張力調整装置を長さ調整装置と結束装置の中間に配設して、荷造ひもを連続的に、かつ帯状に幅を広げた状態を維持して結束装置へ供給した。張力調整上ロール３は、エアシリンダー（図示せず）によって上下方向に適宜移動させることによって、荷造ひも１を押圧した。張力調整下ロール４には、トルク調整機12としてパーマヒストルクコントローラを取り付けた。これは、永久磁石から発生する磁束が回転体の回転に負荷を加えることによってトルクを調整するものである。

結束装置では、図３〜５に示すように新品のダンボールを板状にして10枚重ねた直方体の荷物10を結束装置で自動的に結束した。
リール１個分の荷造ひもを結束装置へ供給した後、張力調整装置と結束装置を停止し、設備を点検してトラブルの有無を調査するとともに、荷物の結束状態を調査した。その結果、設備のトラブルは皆無であり、結束された荷物の異常は認められなかった。

本発明の張力調整装置を配設した例を模式的に示す斜視図である。 張力調整下ロールにトルク調整機を取り付けた例を模式的に示す平面図である。 結束装置のテーブル上に荷造を載置した例を模式的に示す斜視図である。 図３に示した荷物に荷造ひもを圧着した例を模式的に示す斜視図である。 図４に示した荷造ひもに縮狭部を設けた例を模式的に示す斜視図である。 箱状の荷物に荷造ひもを縛り付けた例を模式的に示す斜視図である。 荷造ひもをリールに巻き取った例を模式的に示す斜視図である。 板ばねを用いて荷造ひもの張力を調整する例を模式的に示す側面図である。

符号の説明

１ 荷造ひも
２ リール
３ 張力調整上ロール
４ 張力調整下ロール
５ 水平支持具
６ 固定ロール
７ 可動ロール
８ 荷造ひも誘導具
９ ピンチロール
10 荷物
・ 芯材
12 トルク調整機
13 結び目
14 荷造ひも拘束具
15 テーブル
16 縮狭部
17 板ばね
18 歯車
19 歯車

Claims (5)

1. 帯状の荷造ひもを荷物に巻き付けさらに結び目を形成する結束装置に配設されて、前記荷造ひもの張力を調整する帯状の荷造ひもの張力調整装置であって、前記荷造ひもを挟持して前記結束装置に供給する無駆動の張力調整上ロールと張力調整下ロールとを前記荷造ひもの上下両側にそれぞれ配置し、前記張力調整上ロールをエアシリンダーによって上下方向に移動可能とし、前記張力調整下ロールの回転軸に減速機を配設し、該減速機によって回転する回転体に永久磁石の磁束による負荷を加えてトルクを調整するトルク調整機を取付けることを特徴とする帯状の荷造ひもの張力調整装置。
2. 前記減速機として、２個以上の歯車を組合せたものを使用することを特徴とする請求項１に記載の帯状の荷造ひもの張力調整装置。
3. 前記張力調整上ロールと前記張力調整下ロールとを前記荷造ひもの上下両側に１対または２対配置することを特徴とする請求項１または２に記載の帯状の荷造ひもの張力調整装置。
4. 前記張力調整上ロールおよび前記張力調整下ロールが、いずれも摩擦係数の高い物質で被覆されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯状の荷造ひもの張力調整装置。
5. 前記摩擦係数の高い物質として、ウレタンゴムを使用することを特徴とする請求項４に記載の帯状の荷造ひもの張力調整装置。

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