JP7843964B2 - 結束機 - Google Patents

Description

本発明は、被結束物を結束する結束機に関する。

結束機は、例えば青果を入れる袋の入り口部分を、ステープルを用いて結束するための装置である。結束機は、ステープルを被結束物に向けて押し出すように動作するドライバと、ドライバと共にステープルを挟み込んで変形させるクリンチャと、を備える。更に、結束機には、例えば下記特許文献１に記載されているように、ステープルが変形する前に被結束物を予め収束させるための収束部材、も設けられる。

実用新案登録第３０８７８５４号公報

上記特許文献に記載の装置では、回転可能な状態で保持された収束部材の一部に、アクチュエータ（液体シリンダ）の駆動部を機械的に接続した構成となっている。上記アクチュエータを、ドライバの動作に合わせた適切なタイミングで動作させることで、収束部材により被結束物を予め収束させておくことができる。

しかしながら、長期間に亘って結束機が使用されると、収束部材と上記駆動部との接続部分が摩耗することに起因して、収束部材の動作範囲等が変化してしまうと考えられる。その結果、被結束物を適切に収束させることができなくなり、続く結束動作においても失敗してしまう可能性が有る。

本発明は、長期間に亘り使用された場合であっても、収束部材を適切に動作させることのできる結束機、を提供することを目的とする。

本発明に係る結束機は、ステープルによって被結束物を結束する結束機であって、ステープルを被結束物に向けて押し出すドライバと、押し出されたステープルをドライバと共に挟み込むことで、ステープルを変形させるクリンチャと、ステープルが変形する前に、被結束物を予め収束させておくように動作する収束部材と、第１位置から第２位置まで移動しながら、収束部材を駆動する駆動部材と、を備える。駆動部材が第２位置に到達したときにおいて、収束部材は、駆動部材に対し相対的に動作し得る状態で保持されており、且つ、付勢部材によって、被結束物に向けて付勢された状態となっている。

上記構成の結束機では、少なくとも駆動部材が第２位置に到達したときにおいて、収束部材と駆動部材との相対的な位置関係が固定されておらず、収束部材は動作し得る状態で保持されている。ただし、収束部材は被結束物に向けて付勢されているので、結束が完了した際における収束部材の位置は変化せず、常に一定となる。このため、結束機が長期間に亘り使用され、駆動部材と収束部材との接触部分等において摩耗が生じた場合でも、収束部材を、概ね当初と同様に適切に動作させることができる。

本発明によれば、長期間に亘り使用された場合であっても、収束部材を適切に動作させることのできる結束機、が提供される。

図１は、第１実施形態に係る結束機の外観を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る結束機の外観を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る結束機の外観を示す図である。 図４は、入り口部分が結束された状態の被結束物、を示す図である。 図５は、ステープルの構成を示す図である。 図６は、複数のステープルが互いに連結された連結体、の構成を示す図である。 図７は、第１実施形態に係る結束機の外観を示す図である。 図８は、第１実施形態に係る結束機のうち、連結体を案内する部分の構成を示す図である。 図９は、第１実施形態に係る結束機の内部構成を示す図である。 図１０は、第１実施形態に係る結束機の内部構成を示す図である。 図１１は、ドライバを動作させるための機構を示す図である。 図１２は、第１実施形態に係る結束機が備えるガイド部材、の構成を示す図である。 図１３は、第１実施形態に係る結束機が備える収束部材、の構成を示す図である。 図１４は、第１実施形態に係る結束機が備える収束部材、の構成を示す図である。 図１５は、駆動部材及び収束部材の動作について説明するための図である。 図１６は、駆動部材及び収束部材の動作について説明するための図である。 図１７は、駆動部材及び収束部材の動作について説明するための図である。 図１８は、駆動部材及び収束部材の動作について説明するための図である。 図１９は、第２実施形態に係る結束機の、制御部によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図２０は、第３実施形態に係る結束機が備えるガイド部材、の構成を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について説明する。本実施形態に係る結束機１０は、青果等を入れる袋の入り口部分を結束するための装置であって、例えばスーパーのバックヤード等において使用されるものである。図１乃至図３には、結束機１０の外観が示されている。

図４には、結束機１０を用いて結束が行われた後の袋ＢＧが示されている。袋ＢＧは、内部に青果等を収容した状態で、その入り口部分がステープル８０によって結束されている。ステープル８０は、例えば樹脂により形成された略棒状の部材である。ステープル８０は、結束機１０によって袋ＢＧの入り口部分に巻き付けられ、当該入り口部分を結束する。尚、結束の対象である被結束物は、本実施形態のように袋ＢＧでもよいが、それ以外の物であってもよい。以下に説明する結束機１０の構成は、例えば、複数の部材を一つに束ねるための結束機等にも適用することができる。

図５には、結束前の当初の状態におけるステープル８０の形状が示されている。同図に示されるように、ステープル８０は、一対の脚部８１を接続部８２で繋いだ形状を有しており、全体が略Ｕ字型となっている。接続部８２の反対側においては、それぞれの脚部８１の間が開放されている。

結束機１０による結束を連続して行い得るように、ステープル８０は、図５における紙面奥行き方向に沿って複数個並んだ状態で、それぞれの間が接続部８３を介して互いに連結されている。換言すれば、複数のステープル８０が、接続部８３を介して互いに連結され一本の紐状となるように、全体が一体に成形されている。連結され紐状となった複数のステープル８０のことを、以下では「連結体８００」とも称する。連結体８００は、図６に示されるようなボビン７００に巻き付けられた状態で、結束機１０の連結体保持部１７０（図１を参照）によって保持される。

図１等を参照しながら、結束機１０の構成について説明する。尚、図１においては、紙面左側から右側へと向かう方向をｘ方向としており、当該方向に沿ってｘ軸を設定してある。また、ｘ方向に対し垂直な方向であって、紙面奥側から手前側に向かう方向をｙ方向としており、当該方向に沿ってｙ軸を設定してある。更に、ｘ方向及びｙ方向のいずれに対しても垂直な方向であって、紙面下方から紙面上方に向かう方向をｚ方向としており、当該方向に沿ってｚ軸を設定してある。他の図においても、図１と対応するようにｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の各軸を設定してある。以下においては、上記の「ｘ方向」、「ｙ方向」、及び「ｚ方向」を適宜用いながら説明を行う。図１は、結束機１０をｙ方向側から見て描いた図であり、図２は、結束機１０を－ｙ方向側から見て描いた図であり、図３は、結束機１０をｘ方向側から見て描いた図である。

先ず、結束機１０のうち外観に表れている部分の構成について説明する。結束機１０は、本体フレーム１００と、連結体保持部１７０と、モーターユニット２０と、蓄電池ユニット６０と、カッターユニット５００と、を備えている。

本体フレーム１００は、結束機１０の本体部分であって、結束機１０の各構成部材を保持している。本体フレーム１００は、図１の紙面に平行な略平板状の部材等を、複数組み合わせることにより構成されている。本体フレーム１００の上端には、結束機１０の使用者によって把持される取手１５０が設けられている。

本体フレーム１００には、その上端から下方側に向かって伸びるように案内溝１１０が形成されている。案内溝１１０の下端部にはスイッチ部材１１１が設けられている。結束機１０の使用者は、袋ＢＧのうち結束したい部分を案内溝１１０に通した状態で、袋ＢＧを案内溝１１０に沿って下降させて行く。袋ＢＧがスイッチ部材１１１に当たり、スイッチ部材１１１を回動させると、内部のドライバ３０（図１においては不図示、図９を参照）等が後に説明するように動作して、袋ＢＧの入り口部分をステープル８０によって結束する。

連結体保持部１７０は、連結体８００が巻き付けられたボビン７００を保持する部分である。連結体保持部１７０は、ｙ方向（つまり、結束機１０の幅方向）に沿って伸びる棒状の軸として形成されており、図１における奥側の端部が本体フレーム１００に接続されている。図６に示されるように、ボビン７００の中央には貫通穴７０１が形成されている。図１に示されるように、ボビン７００は、貫通穴７０１を連結体保持部１７０に通すことによって結束機１０に対し取り付けられる。その結果、連結体８００は、連結体保持部１７０の周りにおいて巻回された状態で保持される。尚、結束機１０の使用時においては、図７に示されるように、ボビン７００から引き出された連結体８００がローラー１６１や案内レール１６２まで伸びているのであるが、図１乃至図３においてはその図示が省略されている。

ローラー１６１及び案内レール１６２は、いずれも、上記のようにボビン７００から引き出された連結体８００を、本体フレーム１００の所定位置まで導くための部材である。図１及び図３に示されるように、ローラー１６１及び案内レール１６２は、本体フレーム１００のｙ方向側となる位置に設けられている。

図８には、図３のうちローラー１６１や案内レール１６２及びその近傍部分の構成が拡大して示されると共に、これらによって案内される連結体８００も併せて示されている。尚、図８においては、連結体８００を視認しやすくするために、図３にある構造物のうち一部の図示が省略されている。

ローラー１６１は、略円柱形状の回転体であって、その回転中心軸をｚ方向に沿わせた状態で配置されている。連結体８００は、ボビン７００から引き出され概ねｘ方向側に引き出された後、ローラー１６１の側面に沿って概ね－ｙ方向側へと向きを変えるように案内される。図８に示されるように、連結体８００は、それぞれのステープル８０の接続部８２を内側に向け、脚部８１の先端を外側に向けた状態で、ローラー１６１によって案内される。

図１に示されるように、案内レール１６２は、ローラー１６１よりも僅かにｘ方向側となる位置に配置されている。図８に示されるように、案内レール１６２は、ローラー１６１の近傍から－ｙ方向側に向かって直線状に伸びている。案内レール１６２は、概ね平板状の部材であって、その法線方向をｚ方向に沿わせた状態で配置されている。

連結体８００は、ステープル８０が有する一対の脚部８１の間に、案内レール１６２をｘ方向側から入り込ませた状態とされる。これにより、連結体８００は、案内レール１６２に沿って－ｙ方向側へとスライド可能な状態で保持される。連結体８００のうち最も先端にあるステープル８０は、本体フレーム１００のうち、後述のドライバ３０が通過する領域（つまり、ドライバ３０の可動範囲内の領域）に配置されており、次の動作時において袋ＢＧの結束に供される。案内レール１６２は、連結体保持部１７０から引き出された連結体８００を、幅方向（ｙ方向）に沿ってドライバ３０の可動範囲内へと案内するもの、ということができる。

図８に示されるように、案内レール１６２の上方側には送り部材２８０が設けられており、案内レール１６２の下方側には逆止部材２９０が設けられている。

送り部材２８０は、その先端に送り爪２８２が形成された板状の部材である。送り部材２８０は、軸２８１を介してリンク部材２７０に取り付けられている。送り部材２８０は、軸２８１の周りにおいて回転可能となっており、不図示のばねによって図８における時計回り方向に付勢されている。

リンク部材２７０は、本体フレーム１００に対し動作可能な状態で取り付けられた部材である。リンク部材２７０のうち送り部材２８０が取り付けられている部分は、不図示のばねにより－ｙ方向側へと付勢されている。送り部材２８０は、送り爪２８２を連結体８００の一部に入り込ませた状態で、上記のように－ｙ方向側へと付勢されている。このため、連結体８００も、送り爪２８２からの力によって－ｙ方向側へと付勢されている。

結束機１０による結束が行われると、連結体８００のうち最も先端側にあったステープル８０が存在しなくなるので、送り爪２８２からの力によって連結体８００は－ｙ方向側へと送り込まれる。その後、不図示の機構によってリンク部材２７０がｙ方向側へと移動する。送り爪２８２は、リンク部材２７０と共にｙ方向側へと移動しながら、連結体８００から一度外れた後、前回よりも一段ｙ方向側となる位置において、連結体８００の一部に再び入り込んだ状態となる。

逆止部材２９０は、その先端に逆止爪２９２が形成された板状の部材である。逆止部材２９０は、軸２９１を介してベース部材１０２に取り付けられている。ベース部材１０２は、本体フレーム１００に対し取り付けられた部材である。逆止部材２９０は、軸２９１の周りにおいて回転可能となっており、不図示のばねによって図８における反時計回り方向に付勢されている。逆止部材２９０は、逆止爪２９２を連結体８００の一部に入り込ませた状態となっている。

結束機１０による結束が行われると、先に述べたように送り爪２８２が動作して、連結体８００が－ｙ方向側へと送り込まれる。逆止部材２９０は、その際において連結体８００が逆方向へと移動してしまうことを、逆止爪２９２によって防止するための部材である。

上記のように、結束のためにドライバ３０が動作すると、これに続いてリンク部材２７０や送り爪２８２等が動作し、連結体８００を本体フレーム１００の内部へと送り込む。送り爪２８２は、ドライバ３０と共に連携動作しながら、連結体８００に含まれるそれぞれのステープル８０を、ドライバ３０の可動範囲内にある所定位置に向けて送りこむための部材、ということができる。

図１に戻って説明を続ける。モーターユニット２０は、その内部に電動モーター５０等を収容するものである。電動モーター５０は、結束機１０を動作させるための駆動源として設けられた回転電機である。電動モーター５０は、蓄電池ユニット６０から電力の供給を受けて動作し、後述のドライバ３０を駆動する。モーターユニット２０の内部には、電動モーター５０の他、結束機１０の動作を制御するための制御基板５２も収容されている。

モーターユニット２０は、本体フレーム１００のうち、ｙ方向側であり且つ下方側の部分に設けられている。モーターユニット２０のうちｙ方向側の側面には、スイッチ２５が設けられている。使用者によってスイッチ２５が操作されると、上記の制御基板が起動し、結束機１０はスタンバイ状態となる。

蓄電池ユニット６０は、結束機１０の動作に必要な電力を蓄えておくための蓄電池（例えばリチウムイオンバッテリー）に、当該蓄電池の充放電を制御するための制御基板６２（図３を参照）等を組み合わせてユニット化したものである。蓄電池ユニット６０は、外部の充電器によって予め充電された後、結束機１０が備える電池取り付け部６００に装着される。電池取り付け部６００を介して蓄電池ユニット６０から供給される電力は、電動モーター５０に供給されるほか、結束機１０の動作を制御するための制御基板５２にも供給される。図３に示されるように、蓄電池ユニット６０の外表面には、表示部６１が設けられている。表示部６１は、蓄電池の残量等の情報を、ＬＥＤの点灯状態により表示するものである。

電池取り付け部６００は、本実施形態ではモーターユニット２０の一部として結束機１０に設けられている。具体的には、モーターユニット２０のうちｘ方向側であり且つ－ｙ方向側の部分が、電池取り付け部６００として構成されている。図３に示されるように、電池取り付け部６００と本体フレーム１００との間には、蓄電池ユニット６０を配置するための空間が形成されている。使用者は、蓄電池ユニット６０を、電池取り付け部６００に対して－ｙ方向側から対向させながら、－ｘ方向側へとスライドさせて行くことで、蓄電池ユニット６０を電池取り付け部６００に取り付けることができる。蓄電池ユニット６０は、その内部の制御基板６２がｙ方向（幅方向）に対し垂直となっている状態で、電池取り付け部６００によって保持される。

カッターユニット５００は、袋ＢＧの結束が完了した後に、袋ＢＧのうちステープル８０から先の余剰部分を切断するためのものである。カッターユニット５００には、直線状の溝５０１が形成されており、溝５０１の内面に沿って刃５１０が設けられている。

袋ＢＧの結束が完了すると、使用者は、案内溝１１０に沿って袋ＢＧを引き上げた後、そのまま袋ＢＧを溝５０１の内側へと移動させ、刃５１０によって袋ＢＧの余剰部分を切断することができる。尚、袋ＢＧの結束が完了した後、不図示の機構によって袋ＢＧの切断まで自動的に行われるような構成であってもよい。

結束機１０の内部構成について、図９を主に参照しながら説明する。同図に示されるように、結束機１０は、減速ギヤ２１０、２２０と、カムギヤ２３０と、クランク２４０と、結合リンク２５０と、ドライバ３０と、クリンチャ４００と、を備えている。これらはいずれも、本体フレーム１００の内側に配置されており、本体フレーム１００によって保持されている。

減速ギヤ２１０、２２０は、互いに噛み合った一対の歯車であって、電動モーター５０の駆動軸５１の回転を、減速しながら後述のカムギヤ２３０へと伝達するものである。駆動軸５１は、その長手方向を幅方向（ｙ方向）に沿わせた状態で設けられており、その一部が本体フレーム１００の内側に入り込んでいる。尚、駆動軸５１のうち本体フレーム１００の内側に入り込んでいる部分には、減速ギヤ２１０に噛み合うギヤが設けられているのであるが、図９においては当該ギヤの図示が省略されている。

カムギヤ２３０は、減速ギヤ２２０から力を受けることにより回転し、クランク２４０を動作させるための部材である。カムギヤ２３０の外周側近傍となる位置には、軸２３１を介して、クランク２４０が回転可能な状態で取り付けられている。カムギヤ２３０が回転すると、クランク２４０はその角度を適宜変化させながら、ｘ軸に沿って往復する。図９に示されるのは、クランク２４０が最も－ｘ方向側にあるときの状態であり、図１０に示されるのは、クランク２４０が最もｘ方向側にあるときの状態である。結束が行われる前の待機状態においては、図９の状態となっている。

結合リンク２５０は、クランク２４０とドライバ３０との間を繋ぐ部材である。結合リンク２５０の一端は、クランク２４０のうち軸２３１とは反対側の端部に対し、軸２５１を介して回転可能な状態で取り付けられている。結合リンク２５０の他端は、ドライバ３０のうち－ｘ方向側の端部に対し、軸２６１を介して回転可能な状態で取り付けられている。クランク２４０からの力は、結合リンク２５０を介してドライバ３０へと伝達される。

ドライバ３０は、ステープル８０を、案内溝１１０に通された袋ＢＧ（被結束物）に向けて押し出すための部材である。本体フレーム１００の内側には、ｚ方向に沿って互いに対向する一対のガイド部材１２０、１３０が設けられており、両者の間にドライバ３０の一部が挟み込まれている。ガイド部材１２０、１３０により、ドライバ３０は、ｘ軸に沿った方向にのみ移動可能な状態で保持されている。つまり、ドライバ３０の移動方向はｘ軸に沿った方向となっている。ガイド部材１２０、１３０が設けられている位置は、図９の状態において、ドライバ３０のうちｘ方向側の先端部分を上下に挟み込む位置であって、先に述べた案内レール１６２に対応する位置となっている。

電動モーター５０の駆動力によってクランク２４０が動作すると、ドライバ３０は、図９の位置から図１０の位置まで移動する。このとき、ドライバ３０のうちｘ方向側の端部は、連結体８００のうち最も先端（つまり、最も－ｙ方向側）にあるステープル８０に当たり、当該ステープル８０をｘ方向側へと押し出す。当該ステープル８０は、接続部８３が切断されることによって他のステープル８０から分離された後、ドライバ３０の先端と共にｘ方向側へと移動する。

クリンチャ４００は、上記のように押し出されたステープル８０をドライバ３０と共に挟み込むことで、ステープル８０を変形させるための部材である。図９に示されるように、クリンチャ４００が設けられている位置は、ドライバ３０の先端に対してｘ方向側から対向する位置であり、且つ、案内溝１１０よりも更にｘ方向側となる位置である。クリンチャ４００のうち－ｘ方向側の面、すなわち、ドライバ３０の先端と対向するクリンチ面には、ステープル８０の脚部８１の変形を案内するための不図示の溝が形成されている。

ステープル８０は、脚部８１の先端をクリンチャ４００側に向けた状態で、ドライバ３０によってｘ方向に押し出される。ドライバ３０が、その可動範囲のうち最もｘ方向側の位置まで到達したときには、脚部８１の先端はクリンチャ４００のクリンチ面に当たり、クリンチ面の溝に案内されながら所定形状となるよう変形する。このとき、脚部８１の間には袋ＢＧの入り口部分が挟み込まれた状態となっている。従って、袋ＢＧの入り口部分は、変形したステープル８０によって結束され、図４に示される状態となる。

本体フレーム１００の内側には、上記のようなドライバ３０やクリンチャ４００等に加えて、収束部材３００と、リンク部材２６０と、が更に設けられている。

収束部材３００は、袋ＢＧ（被結束物）のうち案内溝１１０に通されている部分を、ステープル８０の脚部８１の間に挟み込まれ得る程度の大きさとなるよう、結束前（つまり、ステープル８０が変形する前）において予め収束させておくための部材である。収束部材３００は、ｘ－ｚ平面に平行な略平板状となっている。収束部材３００のうちその長手方向に沿った一端側には、袋ＢＧに当接し押圧する部分である押圧部３２０が設けられている。収束部材３００のうちその長手方向に沿った他端側の部分には回転穴３０１（図１３を参照）が形成されており、回転穴３０１に軸３１１が通されている。軸３１１は、ｙ方向に沿って伸びる円柱形状の軸であり、そのｙ方向側の端部が本体フレーム１００に取り付けられている。収束部材３００は、軸３１１の周りにおいて回転可能な状態で支持されている。軸３１１は、本実施形態における「回転軸」に該当する。

略平板状である収束部材３００には、これをｙ方向に貫く長穴３１２が形成されている。長穴３１２は、軸３１１側から押圧部３２０側に向かって伸びるように形成された細長い穴である。長穴３１２には、後述のリンク部材２６０に設けられた軸２６２が挿通されている。後に説明するように、軸２６２は、ｘ方向に沿って移動しながら収束部材３００に力を加え、収束部材３００を駆動するものである。軸２６２は、本実施形態における「駆動部材」に該当する。

収束部材３００は、軸２６２から受ける力によって、軸３１１の周りにおいて回転する。尚、結束動作が行われる前の待機時（図９）においては、収束部材３００は、ばね３５１からの力によって、可動範囲のうち最も時計周り方向側となる位置において待機している。当該状態においては、収束部材３００の全体は案内溝１１０と重なっておらず、押圧部３２０が案内溝１１０の上方側に配置された状態となっている。

リンク部材２６０は、ドライバ３０の動作に連動して収束部材３００を動作させるための部材である。リンク部材２６０は、ｘ軸に沿った方向にのみ平行移動し得る状態で保持されている。図１１には、リンク部材２６０と、これに接続されたドライバ３０や結合リンク２５０等が斜視図として描かれている。リンク部材２６０は、収束部材３００と同様に、ｘ－ｚ平面に平行な略平板状となっている。駆動部材である軸２６２は、ｙ方向に沿って伸びる円柱形状の軸であって、リンク部材２６０から－ｙ方向側に突出するように設けられている。

図９に示されるように、リンク部材２６０のうちその長手方向に沿った一端側の部分は、収束部材３００の一部に対しｙ方向側から重なっている。当該部分には、上記の軸２６２が設けられており、この軸２６２が長穴３１２に挿通されている。

リンク部材２６０のうちその長手方向に沿った他端側の部分には、円形の穴が形成されており、当該穴には軸２６１が挿通されている。軸２６１は、先に述べたように、結合リンク２５０とドライバ３０のとの間を回転可能な状態で繋いでいる軸である。

以上のような構成において、ドライバ３０がｘ方向側に移動すると、ドライバ３０と共にリンク部材２６０もｘ方向側に移動する。リンク部材２６０の軸２６２は、収束部材３００の長穴３１２に挿通された状態のままｘ方向側に移動する。収束部材３００は、長穴３１２の縁がリンク部材２６０から受ける力によって、ばね３５１の力に抗しながら、図９における反時計回り方向に回転する。これにより、収束部材３００の押圧部３２０は、案内溝１１０に沿って下方側へと移動して行き、図１０の状態となる。

結束機１０が袋ＢＧを結束する際における一連の動作について、改めて説明する。使用者が、袋ＢＧ分を案内溝１１０に通して下降させ、スイッチ部材１１１を回動させると、電動モーター５０が駆動される。電動モーター５０の駆動力により、カムギヤ２３０やクランク２４０が動作することで、ドライバ３０がｘ方向側に移動する。ドライバ３０は、図９に示される待機状態の位置から、図１０に示される結束完了状態の位置まで移動する。

これと並行して、ドライバ３０と共にリンク部材２６０がｘ方向側へと移動することで、収束部材３００が図９の反時計回り方向に回転する。収束部材３００の押圧部３２０は、案内溝１１０に沿って下方側へと移動し、その先端が袋ＢＧに当接する。袋ＢＧのうち案内溝１１０に通されている部分は、押圧部３２０から押圧されることによって変形し、ステープル８０が到達するよりも前の時点において予め収束した状態となる。

ドライバ３０は、上記のようにｘ方向側へと移動しながら、連結体８００の先端にあったステープル８０をｘ方向側へと押し出す。当該ステープル８０は、脚部８１の先端をクリンチャ４００に向けた状態で、ｘ方向側にある袋ＢＧに向かって移動する。

ステープル８０が袋ＢＧの位置に到達する時点においては、袋ＢＧは、上記のように押圧部３２０から押圧されることによって収束しており、脚部８１の間に挟まれ得る程度の大きさとなっている。このため、ステープル８０は、脚部８１の間に袋ＢＧを入り込ませながらクリンチャ４００の位置に到達する。その後、ステープル８０は、ドライバ３０とクリンチャ４００との間で挟み込まれることによって変形し、袋ＢＧを結束した状態となる。

結束が完了した後も、電動モーター５０は引き続き動作を継続する。ドライバ３０は、図１０の位置から－ｘ方向側へと移動する。それに伴い、収束部材３００は時計回り方向に回転する。最終的には、図９に示される待機状態の位置まで各部材が戻り、この時点で電動モーター５０が動作を停止する。結束のために電動モーター５０が動作し始めてから停止するまでの期間においては、カムギヤ２３０は３６０度回転することとなる。

収束部材３００及びその周囲の具体的な構成について説明する。図１２には、ガイド部材１２０の構成が斜視図として示されている。ガイド部材１２０は、先に述べたようにドライバ３０の動作を案内するための部材であって、本体フレーム１００に取り付けられている。ガイド部材１２０は、ドライバ３０よりもｚ方向側であり、且つ、収束部材３００よりも－ｚ方向側となる位置に設けられている。

ガイド部材１２０には、ｚ方向側に向けて突出する突出部１２１が形成されている。図１０に示されるように、袋ＢＧの収束が完了したときにおいては、突出部１２１は、収束部材３００に対し下方側から当接する。これにより、収束部材３００は、それ以上反時計回り方向に回転し得ない状態となる。このような突出部１２１を有するガイド部材１２０は、袋ＢＧの収束完了状態における収束部材３００の位置、を規制するものであり、本実施形態における「規制部材」に該当する。

図１３に示されるように、収束部材３００には可動部材３３０が取り付けられている。可動部材３３０は、ｘ－ｚ平面に平行な略平板状の部材である。可動部材３３０は、軸３３１の周りに回転可能な状態で、収束部材３００に取り付けられている。軸３３１のうち－ｙ方向側の端部は、収束部材３００に接続されている。

図１４には、図１３から螺子３３３を取り外した状態が示されている。可動部材３３０には、概ねｚ方向に沿って伸びる長穴３３２が形成されており、螺子３３３はこの長穴３３２挿通されている。螺子３３３の周囲には円筒状のカラー３３４が設けられている。カラー３３４は、その中心軸をｙ方向に沿わせた状態で、螺子３３３と共に長穴３３２に挿通されている。螺子３３３は、カラー３３４の内側に挿通されており、収束部材３００に対してカラー３３４を締結固定している。カラー３３４の中心軸に沿った寸法（つまり、ｙ方向に沿った寸法）は、同方向に沿った可動部材３３０の厚さよりも大きい。このため、可動部材３３０は、収束部材３００に対しては締結固定されておらず、軸３３１の周りにおいて回転し得る状態となっている。ただし、収束部材３００に対し可動部材３３０が回転し得る範囲は、長穴３３２によって規制されている。

押圧部３２０は、収束部材３００のうち他の部分よりも、ｙ方向側に向けて突出するように設けられている。可動部材３３０のうちｘ方向側の端部近傍の部分と、押圧部３２０とは、図１３のｚ方向に沿って互いに対向しており、両者の間には、弾性体であるばね３４０が挟み込まれている。ばね３４０は、可動部材３３０を、押圧部３２０から遠ざかる方向に付勢している。このため、可動部材３３０は、軸３３１の周りにおいて、図１３の反時計回り方向に回転するよう付勢された状態となっている。

後に説明するように、可動部材３３０は、駆動部材である軸２６２からの力を直接受ける部分となっている。軸２６２から受ける力により、可動部材３３０が図１３の時計回り方向に回転すると、ばね３４０が圧縮される。収束部材３００の押圧部３２０には、ばね３４０からの力が加えられる。当該力により、収束部材３００は、回転穴３０１に挿通された軸３１１の周りにおいて回転する。可動部材３３０は、ばね３４０を介して収束部材３００に取り付けられた部材、ということができる。

ばね３４０は、本実施形態における「付勢部材」に該当する。ばね３４０の個数は、本実施形態のように２つであってもよいが、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。また、ばね以外の弾性体が、ばね３４０の代わりに用いられてもよい。

図１３に示されるように、可動部材３３０は、長穴３１２のうち－ｚ方向側の縁に概ね沿うように形成されている。図１５のように－ｙ方向側から見たときにおいて、可動部材３３０は、その一部が長穴３１２と重なっている。具体的には、長穴３１２の略中央よりもｘ方向側の部分においては、可動部材３３０は、長穴３１２に対し－ｚ方向側から部分的に重なっている。長穴３１２の略中央よりも－ｘ方向側の部分においては、可動部材３３０は、長穴３１２に対し重なっていない。図１５の点ＭＰは、長穴３１２の－ｚ方向側の縁のうち、可動部材３３０が重なっている部分と重なっていない部分との境界位置を示している。

収束部材３００等の具体的な動作について説明する。図１５には、図９と同様の待機状態が示されている。待機状態における収束部材３００は、ばね３５１からの力によって、可動範囲のうち最も時計周り方向側となる位置において待機している。リンク部材２６０は、ドライバ３０と共に、可動範囲のうち最もｘ方向側となる位置にある。このとき、駆動部材である軸２６２は、長穴３１２のうち、－ｘ方向側の端部近傍となる部分に挿通されている。長穴３１２の－ｚ方向側の縁のうち、図１５の待機状態において軸２６２が当接している部分が、図１５においては「点ＳＰ」として示されている。待機状態においては、軸２６２は収束部材３００に対して当接している一方で、可動部材３３０には当接していない。

図１６には、軸２６２が図１５の位置からｘ方向へと移動し始めた後の状態が示されている。このとき、軸２６２は移動し続けているのであるが、点ＭＰの位置までは未だ到達していない。従って、収束部材３００には、軸２６２からの力が直接加えられている。つまり、可動部材３３０やばね３４０を介することなく、長穴３１２の縁に軸２６２が直接当たることで、収束部材３００に力が加えられている。軸２６２からの力により、収束部材３００は、軸３１１の周りにおいて反時計回り方向に回転している。

図１７には、軸２６２が図１６の位置から更にｘ方向へと移動したときの状態が示されている。このとき、軸２６２は依然として移動し続けている。軸２６２は、長穴３１２のうち、点ＭＰよりもｘ方向側となる位置において挿通されている。この状態において、軸２６２は長穴３１２の縁には当接しておらず、可動部材３３０に当接している。このため、収束部材３００には、可動部材３３０やばね３４０を介して軸２６２からの力が加えられている。

本実施形態では、軸２６２が点ＭＰよりもｘ方向側へと移動した直後において、可動部材３３０は突出部１２１に当接しており、それ以上回転し得ない状態となっている。つまり、図１７の時点では袋ＢＧの収束が完了している。ただし、ドライバ３０によって押し出されたステープル８０（不図示）は、袋ＢＧやクリンチャ４００の位置までは到達しておらず、ドライバ３０と共にｘ方向へと移動し続けている。

図１８には、軸２６２が図１７の位置から更にｘ方向へと移動し、その可動範囲の端部まで到達したときの状態、つまり、図１０に示される結束完了状態が示されている。不図示のステープル８０は、この時点でクリンチャ４００に当たり変形し、これにより袋ＢＧの結束が完了している。軸２６２は、長穴３１２のうち、ｘ方向側の端部近傍となる部分に挿通されている。図１７の状態と同様に、軸２６２は、長穴３１２の縁には当接しておらず、可動部材３３０に当接している。可動部材３３０のうち軸２６２が当接している部分が、図１８においては「点ＧＰ」として示されている。

以上のように、駆動部材である軸２６２は、図１５のように点ＳＰに当接する位置（第１位置）から、図１８のように点ＧＰに当接する位置（第２位置）まで、ｘ方向に移動しながら、収束部材３００を駆動する。

長穴３１２のうち、点ＭＰよりもｘ方向側の部分における幅寸法は、軸２６２の直径よりも大きくなっている。このため、軸２６２が図１８の位置（第２位置）に到達した状態において、ばね３４０に抗するような外力を押圧部３２０に加えることで、収束部材３００を軸３１１の周りに回転させることが可能となっている。つまり、図１８の状態において、収束部材３００は、軸２６２に対し相対的に動作し得る状態で保持されている。また、このときの収束部材３００は、収束部材３００と軸２６２との間に（可動部材３３０を介して）配置されたばね３４０によって、袋ＢＧに向けて付勢された状態となっている。

ところで、上記のように収束部材３００を動作させるためには、長穴３１２の幅寸法を、全体において軸２６２の直径と略同一とした上で、可動部材３３０を設けない構成とすることも考えられる。しかしながら、そのような構成においては、長期間に亘り結束機１０が使用され、長穴３１２の縁や軸２６２が摩耗により変形すると、図１８の状態における収束部材３００の位置が変化してしまい、袋ＢＧの収束が適切に行われなくなってしまう可能性が有る。

そこで、本実施形態に係る結束機１０では、軸２６２と収束部材３００との間に可動部材３３０及びばね３４０を介在させることで、上記の問題を解決している。図１８の結束完了状態における収束部材３００は、ばね３４０からの力によって反時計回り方向に付勢されており、且つ、ガイド部材１２０（規制部材）の突出部１２１によってその位置が規制されている。このため、長穴３１２や軸２６２の形状が摩耗により変化したとしても、結束完了状態における収束部材３００の位置が変化してしまうことはない。

本実施形態においては、軸２６２が、点ＳＰに当接する第１位置から、点ＧＰに当接する第２位置よりも手前側の点ＭＰに到達するまでの期間においては、軸２６２は、収束部材３００に当接した状態で収束部材３００を駆動する。当該期間は、収束部材３００によって袋ＢＧの収束が概ね完了するまでの期間であり、収束部材３００を比較的強い力で大きく動かすことが求められる期間となっている。そこで、本実施形態では、上記期間における軸２６２が、可動部材３３０及びばね３４０を介することなく、収束部材３００に直接当たって駆動するように構成されている。これにより、袋ＢＧを強い力で確実に収束させることができる。

軸２６２が点ＭＰに到達した以降は、袋ＢＧを収束させるための大きな力は不要であり、収束部材３００を最終の位置まで確実に移動させることが求められる。そこで、本実施形態では、軸２６２が点ＭＰに到達した以降は、軸２６２が、可動部材３３０に当接した状態で収束部材３００を駆動し、ガイド部材１２０（規制部材）の突出部１２１に可動部材３３０を当接させることとしている。これにより、収束部材３００を最終の位置まで確実に移動させることができる。

尚、押圧部３２０の先端に異物の噛み込みが生じた場合には、ばね３４０の圧縮量が大きくなり、収束部材３００は図１８の位置に到達するよりも前に停止することとなる。これにより、軸２６２からの力によって収束部材３００が破損してしまうこと等を防止する、という副次的な効果も得られる。

本実施形態の軸２６２は、ドライバ３０の動作に連動してｘ方向へと移動し、収束部材３００を駆動する。結束機１０は、ドライバ３０からの力を軸２６２に伝達し上記動作を実現するための機構として、リンク部材２６０や軸２６１等を含むリンク機構（図１１）を備えている。これにより、ドライバ３０と軸２６２を、同一の駆動源である電動モーター５０により駆動することができる。このような態様に換えて、ドライバ３０及び軸２６２のそれぞれが、互いに別の駆動源により駆動されるような態様であってもよい。

ところで、収束部材３００の位置を下方側から規制するガイド部材１２０については、その上面（つまりｚ方向側の面）全体が収束部材３００に当たるような構成とすることも考えられる。しかしながら、そのような構成においては、ステープル８０を押し出す際に生じた異物（例えば接続部８２）が飛来し、ガイド部材１２０の上面と収束部材３００との間に挟み込まれてしまう可能性が有る。その結果、結束完了状態における収束部材３００の位置が変化してしまう可能性が有る。

そこで、本実施形態では図１２に示されるように、ガイド部材１２０のうち狭小な突出部１２１のみを収束部材３００に当接させることとした上で、突出部１２１よりも被結束物側（ｘ方向側）の上面１２３を、水平面に対し傾斜した傾斜面としている。また、突出部１２１よりも－ｘ方向側の上面１２４についても、同様に水平面に対し傾斜した傾斜面としている。このため、ガイド部材１２０の上面に異物が飛来した場合には、当該異物は、傾斜面である上面１２３、上面１２４に沿って下方側に移動し、ガイド部材１２０から落下する。これにより、異物の噛み込みが防止される。尚、上面１２３のみが傾斜面となっており、上面１２４は傾斜面とはなっていないような態様であってもよい。

第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

本実施形態では、結束機１０の動作を制御するための制御基板５２（図１を参照）の動作においてのみ第１実施形態と異なっている。制御基板５２は、電動モーター５０の動作等を制御するものであり、本実施形態における「制御部」に該当する。図１９に示されるフローチャートは、制御基板５２によって実行される処理の流れを示すものである。当該処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御基板５２によって繰り返し実行される。

最初のステップＳ０１では、電動モーター５０の動作負荷が、所定の閾値を超えたか否かが判定される。本実施形態の制御基板５２は、電動モーター５０を流れる電流を常に監視しており、当該電流の値を上記の「動作負荷」として取得している。上記の「閾値」は、電動モーター５０を正常に駆動させ続けることが可能な電流範囲の最大値、として予め設定されたものである。動作負荷が閾値以下であれば、特段の処理を行うことなく、図１９に示される一連の処理を終了する。動作負荷が閾値を超えている場合には、ステップＳ０２に移行する。ステップＳ０２では、電動モーター５０を停止させる処理が行われる。

このように、制御基板５２は、電動モーター５０の動作負荷が所定の閾値を超えると、電動モーター５０を停止させる。これにより、異物の噛み込み等が生じている状態で、長時間に亘り電動モーター５０を動作させ続けてしまうような事態を防止することができる。

第３実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

図２０に示されるように、本実施形態のガイド部材１２０には、突出部１２１の部分に磁石１２２が埋め込まれている。また、図示は省略するが、本実施形態の収束部材３００には、可動部材３３０及びばね３４０のいずれも設けられていない。尚、収束部材３００に形成された長穴３１２の形状は、第1実施形態と同じである。

収束部材３００は、磁性体である金属により形成されている。このため、軸２６２からの力によって収束部材３００が回転し、収束部材３００の下端が突出部１２１に近づくと、収束部材３００は磁石１２２の磁力によって下方側へと引き寄せられる。最終的には、収束部材３００は突出部１２１に当接した状態となる。

このように、本実施形態では、磁石１２２が、第１実施形態のばね３４０と同様の「付勢部材」として機能する。このような態様でも、第１実施形態で説明したものと同様の効果を奏する。また、本実施形態では、袋ＢＧの収束が完了した状態において、軸２６２が長穴３１２の縁に押し付けられないので、異物の噛み込み時等における各部材の負担をより低減できる、という効果も奏する。尚、付勢部材である磁石１２２は、本実施形態のようにガイド部材１２０によって保持されていてもよいが、他の部材によって保持されていてもよい。いずれの場合であっても、磁石１２２は、収束部材３００の近傍に設けられていればよい。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：結束機
３０：ドライバ
５０：電動モーター
５２：制御基板
８０：ステープル
１００：本体フレーム
１２２：磁石
１２３：上面
２６０：リンク部材
２６１：軸
２６２：軸
３００：収束部材
３１１：軸
３３０：可動部材
３４０：ばね
４００：クリンチャ
ＢＧ：袋

Claims (13)

1. ステープルによって被結束物を結束する結束機であって、
   前記ステープルを前記被結束物に向けて押し出すドライバと、
   押し出された前記ステープルを前記ドライバと共に挟み込むことで、前記ステープルを変形させるクリンチャと、
   前記ステープルが変形する前に、前記被結束物に当接し押圧することにより前記被結束物を予め収束させておくように動作する収束部材と、
   前記収束部材と当接する第１位置から第２位置まで前記収束部材に力を加えながら移動することにより、前記収束部材を駆動する駆動部材と、を備え、
   前記駆動部材が前記第２位置に到達したときにおいて、
   前記収束部材は、前記駆動部材に対し相対的に変位可能であって、且つ、
   付勢部材によって、前記被結束物に向けて付勢された状態で、前記被結束物を押圧するように構成されている、結束機。
2. 前記付勢部材は、前記収束部材と前記駆動部材との間に配置された弾性体である、請求項１に記載の結束機。
3. 前記収束部材には、前記付勢部材を介して可動部材が取り付けられており、
   前記駆動部材は、前記可動部材に当接した状態で動作することにより前記収束部材を駆動する、請求項２に記載の結束機。
4. 前記駆動部材が、前記第１位置から、前記第２位置よりも手前側の所定位置に到達するまでの期間においては、前記駆動部材は、前記収束部材に当接した状態で前記収束部材を駆動し、
   前記駆動部材が、前記所定位置から前記第２位置に到達するまでの期間においては、前記駆動部材は、前記可動部材に当接した状態で前記収束部材を駆動する、請求項３に記載の結束機。
5. 前記付勢部材は、前記収束部材の近傍に設けられた磁石である、請求項１に記載の結束機。
6. 前記被結束物の収束完了状態における前記収束部材の位置、を規制する規制部材を更に備える、請求項１に記載の結束機。
7. 前記規制部材は、前記収束部材に対し下方側から当接する、請求項６に記載の結束機。
8. 前記規制部材の上面のうち、前記収束部材に当接する部分よりも前記被結束物側には、水平面に対し傾斜した傾斜面が設けられている、請求項７に記載の結束機。
9. 前記付勢部材は、前記規制部材によって保持された磁石である、請求項７に記載の結束機。
10. 前記駆動部材は、前記ドライバの動作に連動する、請求項１に記載の結束機。
11. 前記ドライバからの力を前記駆動部材に伝達するリンク機構、を更に備える、請求項１０に記載の結束機。
12. 前記クリンチャ及び前記ドライバを保持する本体フレーム、を更に備え、
    前記収束部材は、前記本体フレームに対し回転軸を介して取り付けられており、前記回転軸の周りに回転することで前記被結束物を予め収束させる、請求項１に記載の結束機。
13. 前記駆動部材を動作させる電動モーターと、
    前記電動モーターの動作を制御する制御部と、を更に備え、
    前記制御部は、前記電動モーターの動作負荷が所定の閾値を超えると、前記電動モーターを停止させる、請求項１に記載の結束機。