紐状体に結び目を作る装置
【課題】 構造や動作が簡潔で小型高速化でき、様々な紐状体に自動的に結び目を作る。特に干瓢等の紐状体を結束する食品加工分野に利用する。
【解決手段】紐状体の一端１６を掴むクランプ２４を備えた第１アーム２０と、紐状体の他端１８を掴むクランプ２６を備えた第２アーム２２と、紐状体１２を支持するガイド３０〜３４とを使用する。ガイドが紐状体の両端近傍を保持し、クランプ２４が紐状体の一端１６を掴み、第２アーム２２が軸になるように相対的に公転させて、紐状体の一端１６を第２アーム２２の周囲に巻き付ける。第２アーム２２のクランプ２６が、紐状体の他端１８を掴んで巻き付けられた紐状体の一端１６の輪をくぐり抜ける。第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６とを引き離して紐状体１２に結び目を作る。
【解決手段】紐状体の一端１６を掴むクランプ２４を備えた第１アーム２０と、紐状体の他端１８を掴むクランプ２６を備えた第２アーム２２と、紐状体１２を支持するガイド３０〜３４とを使用する。ガイドが紐状体の両端近傍を保持し、クランプ２４が紐状体の一端１６を掴み、第２アーム２２が軸になるように相対的に公転させて、紐状体の一端１６を第２アーム２２の周囲に巻き付ける。第２アーム２２のクランプ２６が、紐状体の他端１８を掴んで巻き付けられた紐状体の一端１６の輪をくぐり抜ける。第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６とを引き離して紐状体１２に結び目を作る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紐状体で対象物を結束するために、自動的に紐状体に結び目を作る装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば昆布巻きは干瓢で縛られている。干瓢により昆布巻きを縛る作業は専ら手作業で行われる。しかし、こうした作業の熟練者を長期的に確保するのは難しく、干瓢で縛る工程を省略する方法も開発されている（特許文献１参照）。一方、荷物の梱包作業には、紐状体の結束を自動化する装置が利用されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３１２３８号公報
【特許文献２】特開２００４−２９８０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に示されたような装置を利用した干瓢結束作業の自動化も検討されている。しかしながら、昆布巻きを干瓢で縛るといった食品の加工目的に使用するには、作業環境を考慮すると、小型で簡潔な構造であることや清掃し易いこと等が要求される。特許文献２に示されたような梱包用の紐結束装置は構造が複雑であり、こうした要求を満たさない。
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明は次のような紐状体に結び目を作る装置を提供することを目的とする。
（１）構造や動作が簡潔で小型化できる。
（２）様々な紐状体に自動的に結び目を作ることができる。
（３）特に干瓢等の紐状体を結束する食品加工分野に適する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
紐状体の一端を掴むクランプを備えた第１アームと、紐状体の他端を掴むクランプを備えた第２アームと、紐状体を前記第１アームと第２アームの近傍に支持するガイドとを使用して、前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の一端を掴み、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、前記ガイドに保持された前記紐状体の他端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させ、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置の制御方法。
【０００７】
〈構成２〉
構成１に記載の紐状体に結び目を作る装置の制御方法において、前記第１アームのクランプから前記紐状体の一端を取り外し、前記第２アームのクランプから、前記紐状体の他端を取り外して、前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の前記他端を掴み、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の前記他端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、前記ガイドに保持された前記紐状体の前記一端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させてから、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置の制御方法。
【０００８】
〈構成３〉
紐状体の一端を掴むクランプを備えた第１アームと、紐状体の他端を掴むクランプを備えた第２アームと、紐状体を前記第１アームと第２アームの近傍に支持するガイドと、前記クランプの動作を制御するクランプ駆動機構と、前記第１アームと第２アームの動作を制御するアーム駆動機構と、前記ガイドの動作を制御するガイド駆動機構とを備え、前記ガイド駆動機構の制御により、前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、前記クランプ駆動機構の制御により、前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の一端を掴み、前記アーム駆動機構の制御により、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、前記ガイドに保持された前記紐状体の他端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させ、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【０００９】
〈構成４〉
構成３に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記アーム駆動機構は、前記第１アームと第２アームとはいずれもその先端に前記クランプを有し、各クランプの近傍はいずれもほぼ均一の断面形状の棒状体であって、前記第１アームと第２アームとを、前記各クランプを対向させるようにほぼ平行に保持して、前記各クランプが互いに対向する位置から、接近しすれ違い、所定距離だけ離れるまで前記第１アームと第２アームとをその軸方向に相対移動させ、さらにその逆方向に相対移動させる軸方向駆動機構と、前記第１アームと第２アームとをほぼ平行に保持したまま、前記第１アームの前記クランプを前記第２アームが軸になるように相対的に公転させる公転駆動機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１０】
〈構成５〉
構成３または４に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記アームはクランプとクランプ支持部とを備え、前記クランプは、前記クランプ支持部の先端にワイヤーにより形成されたループ状部からなり、前記クランプ支持部には、前記ワイヤーの端部をクランプ支持部の先端から後端まで案内する手段が設けられ、前記クランプ支持部の後端において、前記ワイヤーをクランプ支持部の先端から押し出すように操作して前記ループ状部の面積を拡大し、前記ワイヤーをクランプ支持部の先端から引き抜くように操作して前記ループ状部の面積を縮小するクランプ駆動機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１１】
〈構成６〉
構成３乃至５のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイド駆動機構は、結束動作中に紐状体のほぼ中央付近を支持する複数のガイドを結束するように結び目を設け、複数のガイドの間隔を広げたり縮めたりすることにより、結束輪の大きさを調整することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１２】
〈構成７〉
構成６に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイド駆動機構は、前記複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、前記第１アームと第２アームのクランプに掴まれた前記紐状体の張力とを最適化することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１３】
〈構成８〉
構成６に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイド駆動機構は、前記複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、前記第１アームと第２アームのクランプに掴まれた前記紐状体の結び目の位置を最適化することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１４】
〈構成９〉
構成３乃至８のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイドは、紐状体のほぼ中央を支持する中心ピンと、前記中心ピンの両側にそれぞれ一対ずつ配置されたガイドピンとを備え、前記ガイド駆動機構は、前記各一対のガイドピンが、それぞれ前記中心ピンの近傍において前記紐状体を挟み、その紐状体をその端部に向かって辿りながら移動し、それぞれ紐状体の一端と他端近傍に停止して、前記クランプが前記紐状体の一端と他端を掴むのを待つように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１５】
〈構成１０〉
構成９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイド駆動機構は、前記いずれか一対のガイドピンが前記紐状体の端部を保持し、前記紐状体の他の端部が操作されるとき前記紐状体が長手方向に移動するのを阻止するように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１６】
〈構成１１〉
構成９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記アーム駆動機構は、前記中心ピンで前記紐状体のほぼ中央を支持し、前記ガイドピンと前記第１アームにより前記紐状体に張力を加えながら、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けるとき、前記第１アームと前記第２アームとを同時に、前記中心ピンに相対的に近づけるように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１７】
〈構成１２〉
構成９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記アーム駆動機構は、前記複数のガイドで前記紐状体のほぼ中央を支持し、前記第１アームのクランプと紐状体の一端と結び目と紐状体の他端と第２アームのクランプとがほぼ同一直線上に存在する状態にして、第１アームのクランプと第２アームのクランプを、前記同一直線上で互いに引き離すように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１８】
〈構成１３〉
構成３乃至１２のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記中心ピンを結束するように結び目が形成された紐状体を前記中心ピンの軸方向に押し出す排出機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【発明の効果】
【００１９】
〈構成１の効果〉
第１アームのクランプで紐状体の一端を掴み、紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けて紐状体の輪を作るので、比較的短い紐状体の端部近くに結び目を作ることができる。また、紐状体の他端を掴んだ第２アームのクランプが、第２アームの周囲に巻き付いた紐状体の輪をくぐり抜けるので、全体として小さい移動量で結び目ができる。
〈構成２の効果〉
構成１と同様の結束動作を２回以上繰り返すことにより、緩みのない結び目を自動的に形成できる。
〈構成４の効果〉
第１アームと第２アームとは、クランプの近傍がいずれもほぼ均一の太さの棒状体であって、軸方向駆動と公転駆動のみで動作するので、全体としてコンパクトな動作で紐状体の結び目ができる。
〈構成５の効果〉
ワイヤーをループ状にしてその部分を前記アームの先端から突き出させ、そのループ状部で紐状体を掴むので、紐状体の断面形状にかかわりなく紐状体の端部を確実に掴める。また、ワイヤーを搾るようにして紐状体を掴むので、紐状体の端部が滑らず外れにくい。
〈構成７の効果〉
複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりすると、第１アームと第２アームとで紐状体の端部を掴んで結び目を作るときに、紐状体の中間部分が弛まない。
〈構成８の効果〉
複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、結び目の位置を紐状体の端に近づける等の操作ができる。
〈構成９の効果〉
中心ピンの両側に配置されたガイドピンが、それぞれ紐状体をその端部に向かって辿りながら移動することで、不規則に変形した紐状体の両端を、ガイドピンで確実に定位置に保持することができる。
〈構成１０の効果〉
ガイドピンは、単に紐状体を案内するだけでなく操作中に紐状体が長手方向に移動するのを阻止して、中心ピンが紐状体のほぼ中央を支持する状態を維持できる。
〈構成１１の効果〉
紐状体の中央を保持して紐状体の結束処理をするときに、前記第１アームと前記第２アームとを同時に、前記中心ピンに相対的に近づけるように制御すると、紐状体の張力をほぼ一定に保ち、良好な結び目を作ることができる。
〈構成１２の効果〉
第１アームのクランプと紐状体の一端と結び目と紐状体の他端と第２アームのクランプとがほぼ同一直線上に存在する状態にして結束をするので、紐状体に無理な力が加わらず、良好な結び目を作ることができる。
〈構成１３の効果〉
中心ピンを結束するように紐状体の輪を作り、結び目を形成して、その後、紐状体の輪を中心ピンの軸方向に押し出すようにすれば、これまでと同じ動作を繰り返して、連続的に自動的に結び目を有する紐状態を生産できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】紐状体の一例を示す説明図である。
【図２】紐状体の一端や他端を自動的に掴むアームの例を示す斜視図である。
【図３】アームとガイドとそれらの駆動機構の関係説明図である。
【図４】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図５】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図６】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図７】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図８】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図９】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図１０】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図１１】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図１２】紐状体の結束輪の形状調整動作の説明図である。
【図１３】紐状体の結束輪の形状調整動作の説明図である。
【図１４】紐状体１２の結束輪中に対象物３９を結束した状態を示す横断面図である。
【図１５】ガイドの具体的な動作例を示す説明図である。
【図１６】紐状体に結び目を作る装置全体の実施例斜視図である。
【図１７】実施例５による装置の（ａ）は正面図（ｂ）は左側面図（ｃ）は右側面図である。
【図１８】実施例５による装置の（ａ）は背面図（ｂ）は上面図である。
【図１９】結束中間保持部の（ａ）は斜視図（ｂ）は上面図である。
【図２０】結束中間保持部の（ａ）は正面図（ｂ）は背面図（ｃ）は右側面図（ｄ）は別の状態での右側面図である。
【図２１】公転アームの（ａ）は斜視図（ｂ）は正面図である。
【図２２】公転アームの（ａ）は上面図（ｂ）は右側面図である。
【図２３】センターアームの（ａ）は斜視図（ｂ）は正面図である。
【図２４】センターアームの（ａ）は上面図（ｂ）は左側面図である。
【図２５】結束中間保持部の変形例を示す斜視図である。
【図２６】クランプの動作を説明するための装置主要部側面図である。
【図２７】装置の１回目の結び目を作る動作手順を示すフローチャートある。
【図２８】装置の２回目の結び目を作る動作手順を示すフローチャートある。
【図２９】装置の紐状体排出動作手順を示すフローチャートある。
【図３０】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図３１】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図３２】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図３３】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図３４】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は紐状体の一例を示す説明図である。
図の（ａ）に示す紐状体１２は、例えば干瓢である。紐状体の一端１６と紐状体の他端１８とを以下に説明する装置で掴んで、自動的に（ｂ）に示すような結び目１４を作る。図示しない対象物を結束しながら結び目１４を作ってもよいし、紐状体１２に結び目１４を設けた結束輪１９を予め作っておき、この結束輪１９に後から対象物を挿入するようにしてもよい。
【００２３】
図２は、紐状体の一端や他端を自動的に掴むアームの例を示す斜視図である。
以下の実施例では第１アームと第２アームという２本のアームを使用する。両者はほぼ同様の構造である。この図２では第１アーム２０を例にとって説明する。第１アーム２０はクランプ２４とクランプ支持部５１とを備える。この実施例ではクランプ支持部５１を軸方向に見て断面形状の均一な棒状に構成した。クランプ支持部５１は、例えば、中空パイプ、H字、V字あるいはU字の断面形状の金属やプラスチックで構成すると良い。棒の長さや太さや断面形状や材質は、紐状体１２（図１）の硬さや長さや太さ等の特性に合うものに最適化することができる。
【００２４】
この実施例では、クランプ支持部５１は棒状なので、編み針のように紐状体１２を巻き付けて他端をくぐらせるような操作ができる。また、この実施例では、クランプ支持部５１は中空パイプで、クランプ２４はワイヤーである。中空パイプの内部にワイヤーの両端部を挿入し抜き差し可能にする。クランプ支持部５１の先端から突き出したワイヤーを折り返してループ状部２７を形成する。ワイヤーの一端をクランプ支持部５１の縁に固定して他端だけを中空パイプの内部に挿入しても構わない。クランプ支持部５１の後端からワイヤーの端部２９を引き出しておき、ワイヤーの端部２９を抜き差しすると、ループ状部２７の面積を広げたり狭めたりできる。
【００２５】
ワイヤーをクランプ支持部５１の先端から押し出すように操作するとループ状部２７の面積が拡大する。ワイヤーをクランプ支持部５１の先端から引き抜くように操作をするとループ状部２７の面積が縮小する。このようなワイヤーの抜き差し操作により紐状体１２を掴む。即ち、ループ状部２７の面積が拡大したときに紐状体１２の端部をループ状部２７の中に誘導し、その後ループ状部２７の面積を縮小させ、ワイヤーで紐状体１２の端部を掴む。
【００２６】
クランプ２４をワイヤーにより構成すると、紐状体１２の断面形状にかかわらず紐状体１２をしっかりと掴むことができる。従って、不規則な断面形状の紐状体１２や柔らかくて掴み難い紐状体１２の端部を確実に掴むことができる。また紐状体を掴む部分の構成を非常に簡素化できる。さらにワイヤーの抜き差しという簡単な操作により紐状体を掴むので、制御機構も簡素化できる。
【００２７】
クランプ支持部５１の先端にワイヤーにより形成されるループ状部２７を設け、クランプ支持部５１の後端に、クランプ駆動機構５２を設ける。ワイヤーの抜き差し制御部は例えば、ソレノイド等により構成するとよい。クランプ２４をワイヤーにより構成するために、クランプ支持部５１にはワイヤーの端部２９をその先端から後端まで案内する貫通孔や溝があればよい。ワイヤーにはステンレスを使用して結束動作の繰り返しに耐えうる構造にするとよい。また、中空パイプにはステンレスやチタンのパイプを使用するとよい。紐状体１２の特性に応じて、クランプ２４の構造を変形できる。例えば、クランプ２４の先端をJやU字型のフック状にしてもよい。先端が二股以上に分かれている構造にしてもよい。
【００２８】
図３は、アームとガイドとそれらの駆動機構の概略説明図である。
図のように、第１アーム２０はその端部にクランプ２４を有し、第２アーム２２はその端部にクランプ２６を有する。クランプ２４とクランプ２６とは、クランプ駆動機構５２により制御される。第１アーム２０と第２アーム２２とを、各クランプ２４と２６を対向させるようにほぼ平行に保持される。これらのアームはアーム水平駆動機構４８により制御される。各クランプ２４と２６の近傍で、ガイド３０〜ガイド３６が接近したり離れたりする。ガイド３０〜ガイド３６は、ガイド駆動機構５７により制御される。各アームはいずれも、少なくともクランプの近傍が均一な太さの棒状体である。各クランプ２４と２６とは互いに対向する位置から接近しすれ違い、所定距離だけ離れるまで駆動される。このとき第１アーム２０と第２アーム２２とは、アーム水平駆動機構４８により、その軸２８方向に相対移動させられ、さらにその逆方向に相対移動させられる。
【００２９】
また、第１アーム２０と第２アーム２２とをほぼ平行に保持したまま、第１アーム２０のクランプ２４を、第２アーム２２が軸になるように相対的に公転させる。このとき、第２アーム２２は、第１アーム２０の軸２８上に配置される。軸方向の駆動と小半径で公転する駆動のみで動作するので、全体としてコンパクトな装置になり、紐状体１２の結び目１４も小さくすることができる。ガイド３０〜ガイド３６は、結束動作中に紐状体１２を緩まないように支持し、さらにアームによる持ち替えを可能にする機能を持つ。ガイドは、断面の丸いピンやワイヤー、ローラーなどで構成することが好ましい。ガイドの数や配置は任意であり、紐状体の材質や結束輪の形状や長さに応じて最適化するとよい。後で説明するように、ガイドの機能により、紐状体の結束輪の位置を紐状体の中心近傍にしたり、結束輪の大きさを調整できる。
【００３０】
図４〜図１１は、結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
まず始めに、所定の姿勢で保持された紐状体の一端１６を第１アーム２０のクランプ２４で掴む動作から開始される。そして、図４に示すように、第１アーム２０のクランプ２４の部分を第２アーム２２が軸になるように相対的に公転させる。こうして、紐状体１２の一端近傍を第２アーム２２の周囲に巻き付ける。これと同時に、第２アーム２２をその軸２８の方向に一定距離相対移動させる。即ち、第１アーム２０と第２アーム２２を引き離す。こうすることにより、第２アーム２２の周囲に紐状体１２が螺旋状に巻き付く。
【００３１】
第２アーム２２の周囲に巻き付いた紐状体１２が少なくとも１個の輪を形成した後に、図５に示すように、ガイド３４に保持された紐状体の他端１８を、第２アーム２２のクランプ２６が掴む。第２アーム２２は、その周囲に巻き付けられた紐状体１２の輪をくぐり抜けるように、その軸２８方向に移動される。この状態を図６に示す。こうして、図７に示すように、第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６とを引き離して紐状体１２に結び目１４を作る。
【００３２】
図７の実施例では、紐状体１２がガイド３０とガイド３２とを結束するように結び目１４が形成されている。ガイド３０とガイド３２の間隔を調整すると、紐状体１２の結束輪の大きさを調整できる。また、次に続いて結び目を作るときの、紐状体の一端１６と紐状体の他端１８の長さを調整することもできる。即ち、複数のガイドを結束するように結び目を作ると、複数のガイドの間隔を広げたり縮めたりすることにより、結束輪の大きさを自由に調整することができる。以上のように、第１アーム２０のクランプ２４で紐状体の一端１６を掴み、紐状体の一端１６近傍を第２アーム２２の周囲に巻き付けて紐状体１２の輪を作るので、比較的短い紐状体１２の端部近くに結び目１４を作ることができる。また、紐状体の他端１８を掴んだ第２アーム２２のクランプ２６が、第２アーム２２の周囲に巻き付いた紐状体１２の輪をくぐり抜けるので、小さい移動量で結び目１４ができる。
【実施例２】
【００３３】
続いて、もう一回結び目を作る動作に移る。図７〜図１１が２個目の結び目を作る動作の説明図である。このとき、例えば、図７と図８に示すように、紐状体の他端１８と紐状体の一端１６とを、それぞれガイド３６とガイド３４の部分で下側に折り曲げて第１アーム２０と第２アーム２２とを下降させながらこれらを接近させる。その後、第１アーム２０のクランプ２４から紐状体の一端１６を取り外し、第２アーム２２のクランプ２６から紐状体の他端１８を取り外す。次に図９に示すように、第１アーム２０のクランプ２４がガイド３６に保持された紐状体の他端１８を掴む。
【００３４】
さらに、図４〜図６で説明したのと同様の要領で、図９に示すように、第１アーム２０のクランプ２４の部分を第２アーム２２が軸になるように相対的に公転させる。そして、紐状体の他端１８近傍を第２アーム２２の周囲に巻き付ける。同時に、第２アーム２２をその軸方向に一定距離相対移動させる。
【００３５】
第２アーム２２の周囲に巻き付いた紐状体１２が少なくとも１個の輪を形成した後に、
紐状体の一端１６を掴んだ第２アーム２２のクランプ２６が、第２アーム２２の周囲に巻き付けられた紐状体１２の輪をくぐり抜けるように移動する。これが、図１０の状態である。その後、図１１に示すように、第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６とを引き離して、紐状体１２に２個目の結び目１４を作る。以上のように、同様の結束動作を２回繰り返すことにより、緩みのない結び目１４を自動的に形成できる。なお、いわゆる縦結びにならないようにするためには、図４と図９とを比較してわかるように、第２アーム２２に紐状体の一端１６を巻き付ける方向と第２アーム２２に紐状体の他端１８を巻き付ける方向とを反対にしている。例えば、同じ結束動作をさらに複数回くりかえして、結び目を連続的に作るように制御してもよい。
【実施例３】
【００３６】
図１２〜１３は紐状体の結束輪の形状調整動作の説明図である。図１４は、紐状体１２の結束輪中に対象物３９を結束した状態を示す横断面図である。
図１２に示すように、この実施例では、紐状体１２に結び目１４を作るとき、紐状体のほぼ中央付近を支持する一対のガイド３０と３２をまとめて結束するように結束輪を形成する。その後、ガイド３０と３２とを図の矢印のように互いに離間させるように移動させる。移動方向は丁度第１アーム２０と第２アーム２２の軸方向である。これにより、結束輪の大きさを自由に制御できる。
【００３７】
結束輪の形状を円形に近くなるように整えたいときは、図１３に示すように、複数のガイド３０、３４、３６まとめて結束するように結束輪を形成するとよい。複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、結び目１４を紐状体の一端１６や紐状体の他端１８に近づけて、長さ調整のために最後に切り落とす余長を短くしたり、あるいは、切り落としを不要にしたりすることができる。
【００３８】
なお、ガイドは、丸ピンやワイヤーやローラーなどで構成することができる。ガイドの断面形状は丸でなくても構わない。各ガイドはそれぞれ同一形状でなくても良く、断面形状も本数も任意である。回転をするものであってもいいし、紐状体の滑りだけを利用するものでもよい。
【実施例４】
【００３９】
図１５はガイドの具体的な動作例を示す説明図である。
この図の実施例では、紐状体１２のほぼ中央を支持する中心ピン６８と、この中心ピン６８の両側にそれぞれ一対ずつ配置されたガイドピン７２及び７６と、ガイドピン７４及び７８とを使用している。紐状体１２は、当初図の（ａ）に示すように、丁度中央が中心ピン６８に支えられ、両端がガイドピン７６とガイドピン７８とに跨るようにセットされる。このとき、ガイドピン７６とガイドピン７２及びガイドピン７８とガイドピン７４はいずれも、紐状体の断面外形より大きな間隔を空けて待機しているとよい。次に、ガイドピン７６にガイドピン７２が接近して紐状体１２の左側上部を挟む。さらに、ガイドピン７８にガイドピン７４が接近して紐状体１２の右側上部を挟む。
【００４０】
その後、ガイドピン７６とガイドピン７２及びガイドピン７８とガイドピン７４が、それぞれ、紐状体１２を挟んだまま移動する。そして、紐状体１２をその端部に向かって辿る。ガイドピン７６とガイドピン７２とは紐状体の他端１８の近傍まで進んで停止する。ガイドピン７４とガイドピン７８とは紐状体の一端１６の近傍まで進んで停止する。こうして、既に図４や図５で説明したようにクランプ２６２４が紐状体の一端１６や他端１８を掴むのを待つ。このようなガイド駆動機構を設けると、干瓢のように不規則に変形した紐状体１２の両端を、確実に定位置に保持することができる。
【００４１】
なお、例えば、ガイドピン７８とガイドピン７４は、図４に示した第１アーム２０のクランプ２４が紐状体の一端１６を掴んだ後は、紐状体１２の結束作業の妨げにならないように、退避することが好ましい。また、ガイドピン７６とガイドピン７２とは、紐状体の他端１８の位置を所定の場所に保持するために、紐状体の他端１８を挟んだままの状態を保つとよい。上記のような構成にすると、紐状体１２の結び目を中心に位置決めでき、紐状体１２を左右均等にして操作をするので、紐状体の余長を左右均等に残すことができる。
【実施例５】
【００４２】
図１６は実施例５による紐状体に結び目を作る装置全体の斜視図である。図１７（ａ）はその装置の正面図（ｂ）は左側面図（ｃ）は右側面図である。図１８の（ａ）は背面図、（ｂ）は上面図である。
図１６において、ベースプレート６２上には２本の支柱６４に支持されて本体フレーム６６が直立している。クランプ駆動ステージ４４はこの本体フレーム６６に対して垂直方向に上下動するように可動支持されている。アーム垂直駆動機構５０は、紐状体の結束作業中に、所定のタイミングでクランプ駆動ステージ４４を上下方向に移動させる。クランプ駆動ステージ４４には、左サブステージ５３と右サブステージ５４とが搭載されている。これらのサブステージは、本体フレーム６６に対して水平方向に移動するように可動支持されている。
【００４３】
アーム水平駆動機構４８は、左サブステージ５３と右サブステージ５４とを所定のタイミングでクランプ駆動ステージ４４上で接近させたり遠ざけたりする制御をする。公転アーム４２は左サブステージ５３に搭載されて移動する。センターアーム４０は右サブステージ５４に搭載されて移動する。センターアーム４０と公転アーム４２の軸は、左サブステージ５３や右サブステージ５４の移動方向と平行になるように設定されている。各駆動機構はいずれも、例えば、ステッピングモータを動力とし、リードスクリュー等を用いて駆動力を伝達する。全ての駆動機構は、例えばマイクロコンピュータにより、所定のシーケンスで連動制御される。
【００４４】
ベースプレート６２の中央にはガイドプレート８２が設けられている。このガイドプレート８２は、図１９で説明する結束中間保持部の主要部となる。ガイドプレート８２は、プレート駆動機構６３の動作により、中心ピン６８の軸方向に移動するように可動支持されている。図１６と図１８（ｂ）を参照してわかるように、ガイドプレート８２にはガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８が支持されて、ガイドプレート８２と一体に動く。一方、中心ピン６８は本体フレーム６６に固定されており、図９（ａ）に示したガイドプレート８２の貫通孔７９からその先を突き出している。
【００４５】
紐状体の結束動作中、中心ピン６８は常に紐状体を支持するように、公転アーム４２とセンターアーム４０を結ぶ線上に位置している。また、ガイドプレート８２が最も本体フレーム６６から遠ざかった状態で、ガイドピン７２、７４、７６、７８が紐状体を案内したり保持する状態になる。ガイドプレート８２が最も本体フレーム６６に近付いた状態で、中心ピン６８を残して全てのガイドピンが待避して、紐状体の結束作業を妨げないようにする。以上のように装置を構成することで、各機構を所定のタイミングで同期するように制御して、自動的に紐状体の結び目を作ることができる。また、結束の精度を向上させ、連続的に結び目を持つ紐状体を大量生産できる。上記の動作を以下の図面によりさらに詳細に説明する。
【００４６】
図１９は実施例５による装置の結束中間保持部を示し、（ａ）は斜視図（ｂ）は上面図である。また、図２０の（ａ）はその正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は右側面図である。なお、図２０の（ｄ）は、紐状体を排出する状態の右側面図である。
図１９（ａ）に示すように、結束中間保持部は、ガイドプレート８２と、ガイドプレート８２上を移動する４本のガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８と、これらのガイドピンを移動させるガイド駆動機構５７とを備える。ガイドプレート８２の上部には、排出プレート９０が設けられている。排出プレート９０は、中心ピン６８（図１８（ｂ））を貫通させる貫通孔７９を有する。排出機構５８は、排出プレート９０を、中心ピンの軸方向に進退させるように動作する。排出機構５８は、例えばステッピングモーターとラックアンドピニオンを用いて構成する。
【００４７】
図２０の（ａ）と（ｂ）に示すように、ガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８は、ガイドプレート８２上に設けた案内溝８４、８５、８６、８７と、案内プレート８０上に設けた２つのカム溝に沿って移動する。ガイド駆動機構５７は、案内プレート８０を上下方向に移動させるように動作する。ガイド駆動機構５７は、例えばDCモーターとラックアンドピニオンを用いて構成する。中心ピン６８とガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８は、互いにほぼその軸を平行にして配置される。
【００４８】
図１８の（ｂ）では、ガイドプレート８２を本体フレーム６６にもっとも近い位置に移動させており、ガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８は待避状態にある。図１５で説明したようにガイドピンで紐状体の端部を保持する動作をするときは、プレート駆動機構６３を動作させて、ガイドプレート８２を本体フレーム６６から遠ざかる方向に移動させる。図２０の（ａ）に示した状態は、図１５の（ａ）に示した状態である。ここで、図２０の（ｂ）に示した案内プレート８０がベースプレート６２の方向に下降し始めると、ガイドピン７２とガイドピン７４とがそれぞれ案内溝８４と案内溝８７に沿って下降しながら互いに接近する。即ち、ガイドピン７２はガイドピン７６に近づき、ガイドピン７４はガイドピン７８に近付く。その間、ガイドピン７６とガイドピン７８とは移動しない。
【００４９】
図１５の（ｂ）に示した状態になった後、ガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８は一斉に案内溝８４、８５、８６、８７に沿って下降を始める。そして図１５の（ｃ）に示した状態になる。なお、紐状体に結び目を作り終えたとき、紐状体の輪は貫通孔７９から付きだした中心ピン６８（図１８（ｂ））に支持された状態になっている。図２０（ｃ）に示す状態である。このとき、図１９に示した排出機構５８が排出プレート９０を中心ピン６８の軸方向に進出させる。図２０（ｄ）に示した状態である。これにより、中心ピン６８に支持された紐状体が押し出されて、中心ピン６８の先端から落下する。この直下に図示しない結束輪収納部を設けるとよい。また、こうした排出動作により、中心ピン６８に付着した異物も取り除くことができる。こうして、次の紐状体の処理に進む。この動作により、連続的に自動的に繰り返して新たな紐状体に結び目を作る処理が進められる。
【００５０】
図２１は実施例５による装置の公転アームを示し、（ａ）は斜視図（ｂ）は正面図である。図２２（ａ）はその上面図（ｂ）は右側面図である。
図の公転アーム４２は、アーム本体５５およびアームを回転させる回転軸を備えるアームホルダ６０と、公転駆動機構５９を備える。アーム本体５５からは、結束動作に必要な長さだけワイヤ状のクランプ５６が突出している。図２２に示すように、アーム本体５５の軸はアームホルダ６０の回転軸に対しオフセットしている。従って、図２１に示した公転駆動機構５９によりアームホルダ６０が回転駆動され、アームホルダ６０上で、アーム本体５５がその回転軸を中心に公転する。クランプ５６はクランプ駆動機構５２により駆動される。クランプ駆動機構５２は、ワイヤーを伸縮駆動するための任意の駆動源、例えばソレノイドを搭載している。公転駆動機構５９は、アームホルダ６０を回転運動させうる駆動源、例えばステッピングモーターを搭載しギヤ等の伝達手段を備える。
【００５１】
図２３は実施例５による装置のセンターアームを示し、（ａ）は斜視図（ｂ）は正面図である。図２４（ａ）はその上面図（ｂ）は左側面図である。
センターアーム４０は、図２４に示すように、アームホルダ６０の軸芯にアーム本体５５を取り付けている。アームホルダ６０は回転しない。アーム本体５５の先端には、クランプ５６が設けられている。クランプ５６はクランプ駆動機構５２によりその動作を制御される。クランプ廻りの基本的な構成は公転アームと共通である。
【実施例６】
【００５２】
図２５は、結束中間保持部における中心ピン周辺部の変形例を示す、
この実施例では、中心ピンが突き出す貫通孔７９の両側に、左右一対の補助プレート９３を設けた。各補助プレート９３には、それぞれ一本の補助ピン９４が、中心ピンとその軸を平行にして固定されている。一対の補助ピン９４は、図２５の（ｂ）に示すように、中心ピン６８を間に挟んだ状態で配置されるから、中心ピン６８とともに紐状体に結束される。
【００５３】
紐状体に結び目が形成された状態で、補助ピン駆動機構９５が動作して、補助プレート９３の間隔を広げるようにする。これにより、補助ピン９４が紐状体の輪を横方向に広げる。これが、図２５の（ｃ）に示す状態である。これにより、図７や図１１で説明したようにして、紐状体の張力調整や結び目の位置調整を行うことができる。結び目ができた後、補助ピン駆動機構９５が動作して、補助プレート９３の間隔を狭めて元に戻す。さらに、排出機構５８が動作して、補助プレート９３を中心ピン６８の軸方向に移動させる。この動作で、図２０（ｃ）と（ｄ）で説明した要領で、紐状体の輪が中心ピン６８から落とされる。即ち、この実施例では、補助ピン９４は、排出プレート９０と同等の機能を有する。
【実施例７】
【００５４】
図２６はクランプの動作を説明するためのクランプ部側面図である。
既に図２１で説明をしたように、公転アーム４２のアーム本体５５はアームホルダ６０に固定されている。また、センターアーム４０のアーム本体５５はアームホルダ６０に固定されている。そして、両者のアーム本体５５は互いにその軸を平行にしている。また、両者のアームホルダ６０の対向面は、アーム本体５５の周辺にその軸とほぼ垂直な面を持つ。公転アーム４２とセンターアーム４０とを接近させると、図２６の（ａ）に示すように、両者のクランプ５６の先端が相手方のアームホルダ６０に接近する。
【００５５】
ここで、例えば、公転アーム４２のクランプ５６のワイヤーを進出させると、その先端はセンターアーム４０のアームホルダ６０に突き当たる。これが、図２６（ｂ）の状態である。さらにワイヤーを進出させると、図２６（ｃ）に示すように、ワイヤーが横に広がって、紐状体の端部を受け入れやすい丸い広い面積の輪を形成する。なお、クランプ５６の先端がアームホルダ６０に突き当たっても、ワイヤーが意図しない方向に変形して広がらないことがある、そこで、アームホルダ６０のクランプ５６が突き当たる場所に図２６の（ｂ）や（ｃ）に示すように、凹陥部を設けておく。これにより、クランプ５６の先端が丸い輪を形成し易くなる。
【実施例８】
【００５６】
図２７は装置の１回目の結び目を作るための制御動作手順例を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１１では、干瓢等の紐状体を中心ピン上に供給する。紐状体の中央が中心ピンに接するように紐状体を自動供給するとよい。図１５の（ａ）に示す状態である。ステップＳ１２では、中心ピンの両側に配置された左右一対のガイドピンが紐状体を挟む動作をする。図１５の（ｂ）に示す状態である。ステップＳ１３では、左右のガイドピンが紐状体の両端に移動をする。図１５の（ｃ）に示す状態である。ステップＳ１４では、第１アームのクランプが紐状体の一端を掴む。ステップＳ１５では、第２アームの位置決めをする。ステップＳ１６では、第２アームを軸に第１アームの公転を開始する。ステップＳ１７では、同時に第２アームを軸方向に後退移動をする。これが、図４に示す状態である。なお、図４〜図１３と図１５とは、ガイドの動作が異なる。しかし、主要部は同一のため、図４〜図１３を利用してそのまま説明する。
【００５７】
ステップＳ１８では、紐状体の他端を保持するガイドピンが上昇をする。図１５に示すように、紐状体の他端１８をガイドピン７２と７５で保持しているときには、その状態を維持するために、紐状体が第２アームに巻き付けられた分だけ、紐状体の他端を上昇させる。他の手段で、紐状体の他端を保持する場合には、この処理は不要である。ステップＳ１９では、第１アームの公転停止をする。ステップＳ２０では、第２アームをガイドピン方向に移動をする。ステップＳ２１では、第２アームで紐状体の他端を掴む。これが、図５に示した状態である。ステップＳ２２では、第２アームを軸方向に後退移動をする。これが図６に示した状態である。
【００５８】
図２８は装置の２回目の結び目を作る動作手順を示すフローチャートである。
ステップＳ３１では、左右のガイドピンが紐状体の両端に移動をする。図７の状態である。ステップＳ３２では、第１および第２アームのクランプを開放する。図８の状態である。ステップＳ３３では、第１アームのクランプが紐状体の他端を掴む。ステップＳ３４では、第２アームの位置決めをする。ステップＳ３５では、第２アームを軸に第１アームの公転を開始する。ステップＳ３６では、同時に第２アームを軸方向に後退移動させる。これが図９の状態である。
【００５９】
ステップＳ３７では、紐状体の一端を保持するガイドピンが上昇をする。これは、例えば、図１６に示したように、紐状体の一端１６をガイドピン７２と７５で保持しているときの動作である。ステップＳ１８と同様に、紐状体の巻き付けに追従しながら、紐状体の一端を保持し続ける。ステップＳ３８では、第１アームの公転を停止する。ステップＳ３９では、第２アームをガイドピン方向に移動する。ステップＳ４０では、第２アームで紐状体の一端を掴む。ステップＳ４１では、第２アームを軸方向に後退移動させる。図１０の状態である。
【００６０】
図２９は装置の紐状体排出動作手順を示すフローチャートある。
ここで、紐状体の結び目の位置調整をしてから排出をする。まず、ステップＳ５１で、図１１に示すように、第１アームと第２アームを対向させる。そして、ステップＳ５２で、図１２に示すように、対向するクランプ間隔を規定値に設定する。同時に、ステップＳ５３で、例えば、図２５で説明した一対の補助ピン９４の間隔をゆっくり広げる。補助ピン９４の間隔を広げながら、対向するクランプ間隔を規定値になるように調整してもよい。
【００６１】
ステップＳ５４では、規定間隔になったところで、両補助ピン９４の移動を停止する。図１３では、３本のガイドを使って紐状体の輪の形状を整えた。しかし、単に、補助ピン９４の間隔を広げるだけでも構わない。図２６の（ｃ）に示す状態である。ステップＳ５５では、クランプを動作させて紐状体の両端部を開放する。ステップＳ５６では、両補助ピンの間隔を元に戻す。図２６の（ｂ）に示す状態である。ステップＳ５７では、図２０の（ｃ）と（ｄ）で説明したようにして、排出機構を起動して紐状体を排出する。ステップＳ５８では、排出機構を元に戻す。その後は、再び、図２７のステップＳ１１に戻って、次の紐状体の結び目形成動作に移るとよい。
【実施例９】
【００６２】
図３０〜図３４は結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
図３０では、上記の中心ピンに相当するガイドとして一対の補助ピン９４のみを使用した例を示す。紐状体１２はその中央付近を一対の補助ピン９４に支持されている。すでに説明した要領で、ガイドピン７２とガイドピン７６とが紐状体の他端１８を挟んで保持している。紐状体の一端１６は矢印Ａ１のように移動した第１アーム２０のクランプ２４に掴まれている。第２アーム２２は第１アーム２０とほぼ同じ高さにあり、第１アーム２０とほぼ軸を平行にして第１アーム２０の隣（紙面の手前もしくは後ろ側）に並ぶように矢印Ａ２方向に移動する。
【００６３】
次に図３１において、第１アーム２０のクランプ２４が第２アーム２２の周りを公転する。このとき紐状体の一端１６近傍が第２アーム２２に巻き付けられるから、紐状体１２が補助ピン９４から第２アーム２２の方向に引き寄せられる力が働く。ガイドピン７２とガイドピン７６とが紐状体の他端１８を挟んで保持したまま動かないと、紐状体１２が伸びてしまう。紐状体の他端１８を開放してしまうと、後で、第２アーム２２のクランプ２６で紐状体の他端１８を掴む操作が困難になる。
【００６４】
そこで、第２アーム２２は矢印Ａ３方向に後退するとともに、矢印Ａ４方向に平行移動する。即ち、第１アーム２０と第２アーム２２とが共に補助ピン９４に接近するように移動する。これには、図１６を用いて説明したアーム水平駆動機構４８とアーム垂直駆動機構５０とを同期させて制御するとよい。なお、続いて第２アーム２２のクランプ２６で紐状体の他端１８を掴む操作が行われる。このとき、第２アーム２２を矢印Ａ３と反対方向の移動のみで済ますために、第２アーム２２と紐状体の他端１８の高さを揃える制御をするとよい。即ち、ガイドピン７２とガイドピン７６とを矢印Ａ５方向に移動させる。これらの制御により、一連の動作中、紐状体全体の張力をほぼ一定に保持することができる。
【００６５】
第２アーム２２のクランプ２６で紐状体の他端１８を掴んだ後は、ガイドピン７２とガイドピン７６が退避する。そして、図３２で示すとおり、第２アーム２２は矢印Ａ６方向に移動し第１アーム２０は矢印Ａ７方向に移動する。そして、図３３に示すように第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６とで紐状体１２の両端を掴んで、クランプ２４とクランプ２６を引き離し、紐状体１２に結び目を作る。このとき、紐状体でつくる輪の大きさを調整するために、一対の補助ピン９４の間隔を図のように広げる。
【００６６】
続いて第１アーム２０と第２アーム２２とを補助ピン９４の高さまで引き上げる。即ち、第１アーム２０を矢印Ａ９の方向に上昇させ、第２アーム２２を矢印Ａ８の方向に上昇させる。これで、図３３に示すように、第１アーム２０のクランプ２４と紐状体の一端１６と結び目１４と紐状体の他端１８と第２アーム２２のクランプ２６とがほぼ同一直線上に存在する状態にする。この状態で、第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６を、上記の直線上で互いに引き離すように制御すると、紐状体１２に無理な張力が加わることなく、結び目と紐状体１２の輪を良好に調整できる。その後は再び一対の補助ピン９４の両側にガイドピン７２とガイドピン７６およびガイドピン７８とガイドピン７４を進出させて、紐状体１２の両端を掴み、次の結び目を作る処理に進むとよい。
【００６７】
以上の装置は、全体に遮水性のゴムやプラスチック製のシートを被せて、センターアーム４０と公転アーム４２のクランプ部分とガイドだけを露出させて塵埃や食品屑の付着を防止できる。しかも、露出させるべき機構部分がきわめて簡素であり、清掃や洗浄が容易で、清潔を保つことができるから、食品の取り扱いに適している。もちろん、食品以外にも、比較的短い紐状体で小さい結び目を作る装置として広く利用が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 紐状体に結び目を作る装置
１２ 紐状体
１４ 結び目
１６ 紐状体の一端
１８ 紐状体の他端
１９ 結束輪
２０ 第１アーム
２２ 第２アーム
２４ クランプ
２６ クランプ
２７ ループ状部
２８ 軸
２９ ワイヤーの端部
３０ ガイド
３２ ガイド
３４ ガイド
３６ ガイド
３８ ガイド
３９ 対象物
４０ センターアーム
４２ 公転アーム
４４ クランプ駆動ステージ
４８ アーム水平駆動機構
５０ アーム垂直駆動機構
５１ クランプ支持部
５２ クランプ駆動機構
５３ 左サブステージ
５４ 右サブステージ
５５ アーム本体
５６ クランプ
５７ ガイド駆動機構
５８ 排出機構
５９ 公転駆動機構
６０ アームホルダ
６２ ベースプレート
６３ プレート駆動機構
６４ 支柱
６６ 本体フレーム
６８ 中心ピン
７２ ガイドピン
７４ ガイドピン
７６ ガイドピン
７８ ガイドピン
７９ 貫通孔
８０ 案内プレート
８２ ガイドプレート
８４ 案内溝
８５ 案内溝
８６ 案内溝
８７ 案内溝
９０ 排出プレート
９３ 補助プレート
９４ 補助ピン
９５ 補助ピン駆動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紐状体で対象物を結束するために、自動的に紐状体に結び目を作る装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば昆布巻きは干瓢で縛られている。干瓢により昆布巻きを縛る作業は専ら手作業で行われる。しかし、こうした作業の熟練者を長期的に確保するのは難しく、干瓢で縛る工程を省略する方法も開発されている（特許文献１参照）。一方、荷物の梱包作業には、紐状体の結束を自動化する装置が利用されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３１２３８号公報
【特許文献２】特開２００４−２９８０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に示されたような装置を利用した干瓢結束作業の自動化も検討されている。しかしながら、昆布巻きを干瓢で縛るといった食品の加工目的に使用するには、作業環境を考慮すると、小型で簡潔な構造であることや清掃し易いこと等が要求される。特許文献２に示されたような梱包用の紐結束装置は構造が複雑であり、こうした要求を満たさない。
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明は次のような紐状体に結び目を作る装置を提供することを目的とする。
（１）構造や動作が簡潔で小型化できる。
（２）様々な紐状体に自動的に結び目を作ることができる。
（３）特に干瓢等の紐状体を結束する食品加工分野に適する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
紐状体の一端を掴むクランプを備えた第１アームと、紐状体の他端を掴むクランプを備えた第２アームと、紐状体を前記第１アームと第２アームの近傍に支持するガイドとを使用して、前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の一端を掴み、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、前記ガイドに保持された前記紐状体の他端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させ、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置の制御方法。
【０００７】
〈構成２〉
構成１に記載の紐状体に結び目を作る装置の制御方法において、前記第１アームのクランプから前記紐状体の一端を取り外し、前記第２アームのクランプから、前記紐状体の他端を取り外して、前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の前記他端を掴み、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の前記他端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、前記ガイドに保持された前記紐状体の前記一端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させてから、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置の制御方法。
【０００８】
〈構成３〉
紐状体の一端を掴むクランプを備えた第１アームと、紐状体の他端を掴むクランプを備えた第２アームと、紐状体を前記第１アームと第２アームの近傍に支持するガイドと、前記クランプの動作を制御するクランプ駆動機構と、前記第１アームと第２アームの動作を制御するアーム駆動機構と、前記ガイドの動作を制御するガイド駆動機構とを備え、前記ガイド駆動機構の制御により、前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、前記クランプ駆動機構の制御により、前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の一端を掴み、前記アーム駆動機構の制御により、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、前記ガイドに保持された前記紐状体の他端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させ、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【０００９】
〈構成４〉
構成３に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記アーム駆動機構は、前記第１アームと第２アームとはいずれもその先端に前記クランプを有し、各クランプの近傍はいずれもほぼ均一の断面形状の棒状体であって、前記第１アームと第２アームとを、前記各クランプを対向させるようにほぼ平行に保持して、前記各クランプが互いに対向する位置から、接近しすれ違い、所定距離だけ離れるまで前記第１アームと第２アームとをその軸方向に相対移動させ、さらにその逆方向に相対移動させる軸方向駆動機構と、前記第１アームと第２アームとをほぼ平行に保持したまま、前記第１アームの前記クランプを前記第２アームが軸になるように相対的に公転させる公転駆動機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１０】
〈構成５〉
構成３または４に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記アームはクランプとクランプ支持部とを備え、前記クランプは、前記クランプ支持部の先端にワイヤーにより形成されたループ状部からなり、前記クランプ支持部には、前記ワイヤーの端部をクランプ支持部の先端から後端まで案内する手段が設けられ、前記クランプ支持部の後端において、前記ワイヤーをクランプ支持部の先端から押し出すように操作して前記ループ状部の面積を拡大し、前記ワイヤーをクランプ支持部の先端から引き抜くように操作して前記ループ状部の面積を縮小するクランプ駆動機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１１】
〈構成６〉
構成３乃至５のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイド駆動機構は、結束動作中に紐状体のほぼ中央付近を支持する複数のガイドを結束するように結び目を設け、複数のガイドの間隔を広げたり縮めたりすることにより、結束輪の大きさを調整することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１２】
〈構成７〉
構成６に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイド駆動機構は、前記複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、前記第１アームと第２アームのクランプに掴まれた前記紐状体の張力とを最適化することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１３】
〈構成８〉
構成６に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイド駆動機構は、前記複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、前記第１アームと第２アームのクランプに掴まれた前記紐状体の結び目の位置を最適化することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１４】
〈構成９〉
構成３乃至８のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイドは、紐状体のほぼ中央を支持する中心ピンと、前記中心ピンの両側にそれぞれ一対ずつ配置されたガイドピンとを備え、前記ガイド駆動機構は、前記各一対のガイドピンが、それぞれ前記中心ピンの近傍において前記紐状体を挟み、その紐状体をその端部に向かって辿りながら移動し、それぞれ紐状体の一端と他端近傍に停止して、前記クランプが前記紐状体の一端と他端を掴むのを待つように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１５】
〈構成１０〉
構成９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記ガイド駆動機構は、前記いずれか一対のガイドピンが前記紐状体の端部を保持し、前記紐状体の他の端部が操作されるとき前記紐状体が長手方向に移動するのを阻止するように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１６】
〈構成１１〉
構成９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記アーム駆動機構は、前記中心ピンで前記紐状体のほぼ中央を支持し、前記ガイドピンと前記第１アームにより前記紐状体に張力を加えながら、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けるとき、前記第１アームと前記第２アームとを同時に、前記中心ピンに相対的に近づけるように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１７】
〈構成１２〉
構成９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記アーム駆動機構は、前記複数のガイドで前記紐状体のほぼ中央を支持し、前記第１アームのクランプと紐状体の一端と結び目と紐状体の他端と第２アームのクランプとがほぼ同一直線上に存在する状態にして、第１アームのクランプと第２アームのクランプを、前記同一直線上で互いに引き離すように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【００１８】
〈構成１３〉
構成３乃至１２のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、前記中心ピンを結束するように結び目が形成された紐状体を前記中心ピンの軸方向に押し出す排出機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【発明の効果】
【００１９】
〈構成１の効果〉
第１アームのクランプで紐状体の一端を掴み、紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けて紐状体の輪を作るので、比較的短い紐状体の端部近くに結び目を作ることができる。また、紐状体の他端を掴んだ第２アームのクランプが、第２アームの周囲に巻き付いた紐状体の輪をくぐり抜けるので、全体として小さい移動量で結び目ができる。
〈構成２の効果〉
構成１と同様の結束動作を２回以上繰り返すことにより、緩みのない結び目を自動的に形成できる。
〈構成４の効果〉
第１アームと第２アームとは、クランプの近傍がいずれもほぼ均一の太さの棒状体であって、軸方向駆動と公転駆動のみで動作するので、全体としてコンパクトな動作で紐状体の結び目ができる。
〈構成５の効果〉
ワイヤーをループ状にしてその部分を前記アームの先端から突き出させ、そのループ状部で紐状体を掴むので、紐状体の断面形状にかかわりなく紐状体の端部を確実に掴める。また、ワイヤーを搾るようにして紐状体を掴むので、紐状体の端部が滑らず外れにくい。
〈構成７の効果〉
複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりすると、第１アームと第２アームとで紐状体の端部を掴んで結び目を作るときに、紐状体の中間部分が弛まない。
〈構成８の効果〉
複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、結び目の位置を紐状体の端に近づける等の操作ができる。
〈構成９の効果〉
中心ピンの両側に配置されたガイドピンが、それぞれ紐状体をその端部に向かって辿りながら移動することで、不規則に変形した紐状体の両端を、ガイドピンで確実に定位置に保持することができる。
〈構成１０の効果〉
ガイドピンは、単に紐状体を案内するだけでなく操作中に紐状体が長手方向に移動するのを阻止して、中心ピンが紐状体のほぼ中央を支持する状態を維持できる。
〈構成１１の効果〉
紐状体の中央を保持して紐状体の結束処理をするときに、前記第１アームと前記第２アームとを同時に、前記中心ピンに相対的に近づけるように制御すると、紐状体の張力をほぼ一定に保ち、良好な結び目を作ることができる。
〈構成１２の効果〉
第１アームのクランプと紐状体の一端と結び目と紐状体の他端と第２アームのクランプとがほぼ同一直線上に存在する状態にして結束をするので、紐状体に無理な力が加わらず、良好な結び目を作ることができる。
〈構成１３の効果〉
中心ピンを結束するように紐状体の輪を作り、結び目を形成して、その後、紐状体の輪を中心ピンの軸方向に押し出すようにすれば、これまでと同じ動作を繰り返して、連続的に自動的に結び目を有する紐状態を生産できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】紐状体の一例を示す説明図である。
【図２】紐状体の一端や他端を自動的に掴むアームの例を示す斜視図である。
【図３】アームとガイドとそれらの駆動機構の関係説明図である。
【図４】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図５】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図６】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図７】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図８】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図９】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図１０】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図１１】結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
【図１２】紐状体の結束輪の形状調整動作の説明図である。
【図１３】紐状体の結束輪の形状調整動作の説明図である。
【図１４】紐状体１２の結束輪中に対象物３９を結束した状態を示す横断面図である。
【図１５】ガイドの具体的な動作例を示す説明図である。
【図１６】紐状体に結び目を作る装置全体の実施例斜視図である。
【図１７】実施例５による装置の（ａ）は正面図（ｂ）は左側面図（ｃ）は右側面図である。
【図１８】実施例５による装置の（ａ）は背面図（ｂ）は上面図である。
【図１９】結束中間保持部の（ａ）は斜視図（ｂ）は上面図である。
【図２０】結束中間保持部の（ａ）は正面図（ｂ）は背面図（ｃ）は右側面図（ｄ）は別の状態での右側面図である。
【図２１】公転アームの（ａ）は斜視図（ｂ）は正面図である。
【図２２】公転アームの（ａ）は上面図（ｂ）は右側面図である。
【図２３】センターアームの（ａ）は斜視図（ｂ）は正面図である。
【図２４】センターアームの（ａ）は上面図（ｂ）は左側面図である。
【図２５】結束中間保持部の変形例を示す斜視図である。
【図２６】クランプの動作を説明するための装置主要部側面図である。
【図２７】装置の１回目の結び目を作る動作手順を示すフローチャートある。
【図２８】装置の２回目の結び目を作る動作手順を示すフローチャートある。
【図２９】装置の紐状体排出動作手順を示すフローチャートある。
【図３０】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図３１】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図３２】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図３３】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【図３４】結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は紐状体の一例を示す説明図である。
図の（ａ）に示す紐状体１２は、例えば干瓢である。紐状体の一端１６と紐状体の他端１８とを以下に説明する装置で掴んで、自動的に（ｂ）に示すような結び目１４を作る。図示しない対象物を結束しながら結び目１４を作ってもよいし、紐状体１２に結び目１４を設けた結束輪１９を予め作っておき、この結束輪１９に後から対象物を挿入するようにしてもよい。
【００２３】
図２は、紐状体の一端や他端を自動的に掴むアームの例を示す斜視図である。
以下の実施例では第１アームと第２アームという２本のアームを使用する。両者はほぼ同様の構造である。この図２では第１アーム２０を例にとって説明する。第１アーム２０はクランプ２４とクランプ支持部５１とを備える。この実施例ではクランプ支持部５１を軸方向に見て断面形状の均一な棒状に構成した。クランプ支持部５１は、例えば、中空パイプ、H字、V字あるいはU字の断面形状の金属やプラスチックで構成すると良い。棒の長さや太さや断面形状や材質は、紐状体１２（図１）の硬さや長さや太さ等の特性に合うものに最適化することができる。
【００２４】
この実施例では、クランプ支持部５１は棒状なので、編み針のように紐状体１２を巻き付けて他端をくぐらせるような操作ができる。また、この実施例では、クランプ支持部５１は中空パイプで、クランプ２４はワイヤーである。中空パイプの内部にワイヤーの両端部を挿入し抜き差し可能にする。クランプ支持部５１の先端から突き出したワイヤーを折り返してループ状部２７を形成する。ワイヤーの一端をクランプ支持部５１の縁に固定して他端だけを中空パイプの内部に挿入しても構わない。クランプ支持部５１の後端からワイヤーの端部２９を引き出しておき、ワイヤーの端部２９を抜き差しすると、ループ状部２７の面積を広げたり狭めたりできる。
【００２５】
ワイヤーをクランプ支持部５１の先端から押し出すように操作するとループ状部２７の面積が拡大する。ワイヤーをクランプ支持部５１の先端から引き抜くように操作をするとループ状部２７の面積が縮小する。このようなワイヤーの抜き差し操作により紐状体１２を掴む。即ち、ループ状部２７の面積が拡大したときに紐状体１２の端部をループ状部２７の中に誘導し、その後ループ状部２７の面積を縮小させ、ワイヤーで紐状体１２の端部を掴む。
【００２６】
クランプ２４をワイヤーにより構成すると、紐状体１２の断面形状にかかわらず紐状体１２をしっかりと掴むことができる。従って、不規則な断面形状の紐状体１２や柔らかくて掴み難い紐状体１２の端部を確実に掴むことができる。また紐状体を掴む部分の構成を非常に簡素化できる。さらにワイヤーの抜き差しという簡単な操作により紐状体を掴むので、制御機構も簡素化できる。
【００２７】
クランプ支持部５１の先端にワイヤーにより形成されるループ状部２７を設け、クランプ支持部５１の後端に、クランプ駆動機構５２を設ける。ワイヤーの抜き差し制御部は例えば、ソレノイド等により構成するとよい。クランプ２４をワイヤーにより構成するために、クランプ支持部５１にはワイヤーの端部２９をその先端から後端まで案内する貫通孔や溝があればよい。ワイヤーにはステンレスを使用して結束動作の繰り返しに耐えうる構造にするとよい。また、中空パイプにはステンレスやチタンのパイプを使用するとよい。紐状体１２の特性に応じて、クランプ２４の構造を変形できる。例えば、クランプ２４の先端をJやU字型のフック状にしてもよい。先端が二股以上に分かれている構造にしてもよい。
【００２８】
図３は、アームとガイドとそれらの駆動機構の概略説明図である。
図のように、第１アーム２０はその端部にクランプ２４を有し、第２アーム２２はその端部にクランプ２６を有する。クランプ２４とクランプ２６とは、クランプ駆動機構５２により制御される。第１アーム２０と第２アーム２２とを、各クランプ２４と２６を対向させるようにほぼ平行に保持される。これらのアームはアーム水平駆動機構４８により制御される。各クランプ２４と２６の近傍で、ガイド３０〜ガイド３６が接近したり離れたりする。ガイド３０〜ガイド３６は、ガイド駆動機構５７により制御される。各アームはいずれも、少なくともクランプの近傍が均一な太さの棒状体である。各クランプ２４と２６とは互いに対向する位置から接近しすれ違い、所定距離だけ離れるまで駆動される。このとき第１アーム２０と第２アーム２２とは、アーム水平駆動機構４８により、その軸２８方向に相対移動させられ、さらにその逆方向に相対移動させられる。
【００２９】
また、第１アーム２０と第２アーム２２とをほぼ平行に保持したまま、第１アーム２０のクランプ２４を、第２アーム２２が軸になるように相対的に公転させる。このとき、第２アーム２２は、第１アーム２０の軸２８上に配置される。軸方向の駆動と小半径で公転する駆動のみで動作するので、全体としてコンパクトな装置になり、紐状体１２の結び目１４も小さくすることができる。ガイド３０〜ガイド３６は、結束動作中に紐状体１２を緩まないように支持し、さらにアームによる持ち替えを可能にする機能を持つ。ガイドは、断面の丸いピンやワイヤー、ローラーなどで構成することが好ましい。ガイドの数や配置は任意であり、紐状体の材質や結束輪の形状や長さに応じて最適化するとよい。後で説明するように、ガイドの機能により、紐状体の結束輪の位置を紐状体の中心近傍にしたり、結束輪の大きさを調整できる。
【００３０】
図４〜図１１は、結束動作中の紐状体の状態を示す説明図である。
まず始めに、所定の姿勢で保持された紐状体の一端１６を第１アーム２０のクランプ２４で掴む動作から開始される。そして、図４に示すように、第１アーム２０のクランプ２４の部分を第２アーム２２が軸になるように相対的に公転させる。こうして、紐状体１２の一端近傍を第２アーム２２の周囲に巻き付ける。これと同時に、第２アーム２２をその軸２８の方向に一定距離相対移動させる。即ち、第１アーム２０と第２アーム２２を引き離す。こうすることにより、第２アーム２２の周囲に紐状体１２が螺旋状に巻き付く。
【００３１】
第２アーム２２の周囲に巻き付いた紐状体１２が少なくとも１個の輪を形成した後に、図５に示すように、ガイド３４に保持された紐状体の他端１８を、第２アーム２２のクランプ２６が掴む。第２アーム２２は、その周囲に巻き付けられた紐状体１２の輪をくぐり抜けるように、その軸２８方向に移動される。この状態を図６に示す。こうして、図７に示すように、第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６とを引き離して紐状体１２に結び目１４を作る。
【００３２】
図７の実施例では、紐状体１２がガイド３０とガイド３２とを結束するように結び目１４が形成されている。ガイド３０とガイド３２の間隔を調整すると、紐状体１２の結束輪の大きさを調整できる。また、次に続いて結び目を作るときの、紐状体の一端１６と紐状体の他端１８の長さを調整することもできる。即ち、複数のガイドを結束するように結び目を作ると、複数のガイドの間隔を広げたり縮めたりすることにより、結束輪の大きさを自由に調整することができる。以上のように、第１アーム２０のクランプ２４で紐状体の一端１６を掴み、紐状体の一端１６近傍を第２アーム２２の周囲に巻き付けて紐状体１２の輪を作るので、比較的短い紐状体１２の端部近くに結び目１４を作ることができる。また、紐状体の他端１８を掴んだ第２アーム２２のクランプ２６が、第２アーム２２の周囲に巻き付いた紐状体１２の輪をくぐり抜けるので、小さい移動量で結び目１４ができる。
【実施例２】
【００３３】
続いて、もう一回結び目を作る動作に移る。図７〜図１１が２個目の結び目を作る動作の説明図である。このとき、例えば、図７と図８に示すように、紐状体の他端１８と紐状体の一端１６とを、それぞれガイド３６とガイド３４の部分で下側に折り曲げて第１アーム２０と第２アーム２２とを下降させながらこれらを接近させる。その後、第１アーム２０のクランプ２４から紐状体の一端１６を取り外し、第２アーム２２のクランプ２６から紐状体の他端１８を取り外す。次に図９に示すように、第１アーム２０のクランプ２４がガイド３６に保持された紐状体の他端１８を掴む。
【００３４】
さらに、図４〜図６で説明したのと同様の要領で、図９に示すように、第１アーム２０のクランプ２４の部分を第２アーム２２が軸になるように相対的に公転させる。そして、紐状体の他端１８近傍を第２アーム２２の周囲に巻き付ける。同時に、第２アーム２２をその軸方向に一定距離相対移動させる。
【００３５】
第２アーム２２の周囲に巻き付いた紐状体１２が少なくとも１個の輪を形成した後に、
紐状体の一端１６を掴んだ第２アーム２２のクランプ２６が、第２アーム２２の周囲に巻き付けられた紐状体１２の輪をくぐり抜けるように移動する。これが、図１０の状態である。その後、図１１に示すように、第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６とを引き離して、紐状体１２に２個目の結び目１４を作る。以上のように、同様の結束動作を２回繰り返すことにより、緩みのない結び目１４を自動的に形成できる。なお、いわゆる縦結びにならないようにするためには、図４と図９とを比較してわかるように、第２アーム２２に紐状体の一端１６を巻き付ける方向と第２アーム２２に紐状体の他端１８を巻き付ける方向とを反対にしている。例えば、同じ結束動作をさらに複数回くりかえして、結び目を連続的に作るように制御してもよい。
【実施例３】
【００３６】
図１２〜１３は紐状体の結束輪の形状調整動作の説明図である。図１４は、紐状体１２の結束輪中に対象物３９を結束した状態を示す横断面図である。
図１２に示すように、この実施例では、紐状体１２に結び目１４を作るとき、紐状体のほぼ中央付近を支持する一対のガイド３０と３２をまとめて結束するように結束輪を形成する。その後、ガイド３０と３２とを図の矢印のように互いに離間させるように移動させる。移動方向は丁度第１アーム２０と第２アーム２２の軸方向である。これにより、結束輪の大きさを自由に制御できる。
【００３７】
結束輪の形状を円形に近くなるように整えたいときは、図１３に示すように、複数のガイド３０、３４、３６まとめて結束するように結束輪を形成するとよい。複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、結び目１４を紐状体の一端１６や紐状体の他端１８に近づけて、長さ調整のために最後に切り落とす余長を短くしたり、あるいは、切り落としを不要にしたりすることができる。
【００３８】
なお、ガイドは、丸ピンやワイヤーやローラーなどで構成することができる。ガイドの断面形状は丸でなくても構わない。各ガイドはそれぞれ同一形状でなくても良く、断面形状も本数も任意である。回転をするものであってもいいし、紐状体の滑りだけを利用するものでもよい。
【実施例４】
【００３９】
図１５はガイドの具体的な動作例を示す説明図である。
この図の実施例では、紐状体１２のほぼ中央を支持する中心ピン６８と、この中心ピン６８の両側にそれぞれ一対ずつ配置されたガイドピン７２及び７６と、ガイドピン７４及び７８とを使用している。紐状体１２は、当初図の（ａ）に示すように、丁度中央が中心ピン６８に支えられ、両端がガイドピン７６とガイドピン７８とに跨るようにセットされる。このとき、ガイドピン７６とガイドピン７２及びガイドピン７８とガイドピン７４はいずれも、紐状体の断面外形より大きな間隔を空けて待機しているとよい。次に、ガイドピン７６にガイドピン７２が接近して紐状体１２の左側上部を挟む。さらに、ガイドピン７８にガイドピン７４が接近して紐状体１２の右側上部を挟む。
【００４０】
その後、ガイドピン７６とガイドピン７２及びガイドピン７８とガイドピン７４が、それぞれ、紐状体１２を挟んだまま移動する。そして、紐状体１２をその端部に向かって辿る。ガイドピン７６とガイドピン７２とは紐状体の他端１８の近傍まで進んで停止する。ガイドピン７４とガイドピン７８とは紐状体の一端１６の近傍まで進んで停止する。こうして、既に図４や図５で説明したようにクランプ２６２４が紐状体の一端１６や他端１８を掴むのを待つ。このようなガイド駆動機構を設けると、干瓢のように不規則に変形した紐状体１２の両端を、確実に定位置に保持することができる。
【００４１】
なお、例えば、ガイドピン７８とガイドピン７４は、図４に示した第１アーム２０のクランプ２４が紐状体の一端１６を掴んだ後は、紐状体１２の結束作業の妨げにならないように、退避することが好ましい。また、ガイドピン７６とガイドピン７２とは、紐状体の他端１８の位置を所定の場所に保持するために、紐状体の他端１８を挟んだままの状態を保つとよい。上記のような構成にすると、紐状体１２の結び目を中心に位置決めでき、紐状体１２を左右均等にして操作をするので、紐状体の余長を左右均等に残すことができる。
【実施例５】
【００４２】
図１６は実施例５による紐状体に結び目を作る装置全体の斜視図である。図１７（ａ）はその装置の正面図（ｂ）は左側面図（ｃ）は右側面図である。図１８の（ａ）は背面図、（ｂ）は上面図である。
図１６において、ベースプレート６２上には２本の支柱６４に支持されて本体フレーム６６が直立している。クランプ駆動ステージ４４はこの本体フレーム６６に対して垂直方向に上下動するように可動支持されている。アーム垂直駆動機構５０は、紐状体の結束作業中に、所定のタイミングでクランプ駆動ステージ４４を上下方向に移動させる。クランプ駆動ステージ４４には、左サブステージ５３と右サブステージ５４とが搭載されている。これらのサブステージは、本体フレーム６６に対して水平方向に移動するように可動支持されている。
【００４３】
アーム水平駆動機構４８は、左サブステージ５３と右サブステージ５４とを所定のタイミングでクランプ駆動ステージ４４上で接近させたり遠ざけたりする制御をする。公転アーム４２は左サブステージ５３に搭載されて移動する。センターアーム４０は右サブステージ５４に搭載されて移動する。センターアーム４０と公転アーム４２の軸は、左サブステージ５３や右サブステージ５４の移動方向と平行になるように設定されている。各駆動機構はいずれも、例えば、ステッピングモータを動力とし、リードスクリュー等を用いて駆動力を伝達する。全ての駆動機構は、例えばマイクロコンピュータにより、所定のシーケンスで連動制御される。
【００４４】
ベースプレート６２の中央にはガイドプレート８２が設けられている。このガイドプレート８２は、図１９で説明する結束中間保持部の主要部となる。ガイドプレート８２は、プレート駆動機構６３の動作により、中心ピン６８の軸方向に移動するように可動支持されている。図１６と図１８（ｂ）を参照してわかるように、ガイドプレート８２にはガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８が支持されて、ガイドプレート８２と一体に動く。一方、中心ピン６８は本体フレーム６６に固定されており、図９（ａ）に示したガイドプレート８２の貫通孔７９からその先を突き出している。
【００４５】
紐状体の結束動作中、中心ピン６８は常に紐状体を支持するように、公転アーム４２とセンターアーム４０を結ぶ線上に位置している。また、ガイドプレート８２が最も本体フレーム６６から遠ざかった状態で、ガイドピン７２、７４、７６、７８が紐状体を案内したり保持する状態になる。ガイドプレート８２が最も本体フレーム６６に近付いた状態で、中心ピン６８を残して全てのガイドピンが待避して、紐状体の結束作業を妨げないようにする。以上のように装置を構成することで、各機構を所定のタイミングで同期するように制御して、自動的に紐状体の結び目を作ることができる。また、結束の精度を向上させ、連続的に結び目を持つ紐状体を大量生産できる。上記の動作を以下の図面によりさらに詳細に説明する。
【００４６】
図１９は実施例５による装置の結束中間保持部を示し、（ａ）は斜視図（ｂ）は上面図である。また、図２０の（ａ）はその正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は右側面図である。なお、図２０の（ｄ）は、紐状体を排出する状態の右側面図である。
図１９（ａ）に示すように、結束中間保持部は、ガイドプレート８２と、ガイドプレート８２上を移動する４本のガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８と、これらのガイドピンを移動させるガイド駆動機構５７とを備える。ガイドプレート８２の上部には、排出プレート９０が設けられている。排出プレート９０は、中心ピン６８（図１８（ｂ））を貫通させる貫通孔７９を有する。排出機構５８は、排出プレート９０を、中心ピンの軸方向に進退させるように動作する。排出機構５８は、例えばステッピングモーターとラックアンドピニオンを用いて構成する。
【００４７】
図２０の（ａ）と（ｂ）に示すように、ガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８は、ガイドプレート８２上に設けた案内溝８４、８５、８６、８７と、案内プレート８０上に設けた２つのカム溝に沿って移動する。ガイド駆動機構５７は、案内プレート８０を上下方向に移動させるように動作する。ガイド駆動機構５７は、例えばDCモーターとラックアンドピニオンを用いて構成する。中心ピン６８とガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８は、互いにほぼその軸を平行にして配置される。
【００４８】
図１８の（ｂ）では、ガイドプレート８２を本体フレーム６６にもっとも近い位置に移動させており、ガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８は待避状態にある。図１５で説明したようにガイドピンで紐状体の端部を保持する動作をするときは、プレート駆動機構６３を動作させて、ガイドプレート８２を本体フレーム６６から遠ざかる方向に移動させる。図２０の（ａ）に示した状態は、図１５の（ａ）に示した状態である。ここで、図２０の（ｂ）に示した案内プレート８０がベースプレート６２の方向に下降し始めると、ガイドピン７２とガイドピン７４とがそれぞれ案内溝８４と案内溝８７に沿って下降しながら互いに接近する。即ち、ガイドピン７２はガイドピン７６に近づき、ガイドピン７４はガイドピン７８に近付く。その間、ガイドピン７６とガイドピン７８とは移動しない。
【００４９】
図１５の（ｂ）に示した状態になった後、ガイドピン７２、ガイドピン７４、ガイドピン７６、ガイドピン７８は一斉に案内溝８４、８５、８６、８７に沿って下降を始める。そして図１５の（ｃ）に示した状態になる。なお、紐状体に結び目を作り終えたとき、紐状体の輪は貫通孔７９から付きだした中心ピン６８（図１８（ｂ））に支持された状態になっている。図２０（ｃ）に示す状態である。このとき、図１９に示した排出機構５８が排出プレート９０を中心ピン６８の軸方向に進出させる。図２０（ｄ）に示した状態である。これにより、中心ピン６８に支持された紐状体が押し出されて、中心ピン６８の先端から落下する。この直下に図示しない結束輪収納部を設けるとよい。また、こうした排出動作により、中心ピン６８に付着した異物も取り除くことができる。こうして、次の紐状体の処理に進む。この動作により、連続的に自動的に繰り返して新たな紐状体に結び目を作る処理が進められる。
【００５０】
図２１は実施例５による装置の公転アームを示し、（ａ）は斜視図（ｂ）は正面図である。図２２（ａ）はその上面図（ｂ）は右側面図である。
図の公転アーム４２は、アーム本体５５およびアームを回転させる回転軸を備えるアームホルダ６０と、公転駆動機構５９を備える。アーム本体５５からは、結束動作に必要な長さだけワイヤ状のクランプ５６が突出している。図２２に示すように、アーム本体５５の軸はアームホルダ６０の回転軸に対しオフセットしている。従って、図２１に示した公転駆動機構５９によりアームホルダ６０が回転駆動され、アームホルダ６０上で、アーム本体５５がその回転軸を中心に公転する。クランプ５６はクランプ駆動機構５２により駆動される。クランプ駆動機構５２は、ワイヤーを伸縮駆動するための任意の駆動源、例えばソレノイドを搭載している。公転駆動機構５９は、アームホルダ６０を回転運動させうる駆動源、例えばステッピングモーターを搭載しギヤ等の伝達手段を備える。
【００５１】
図２３は実施例５による装置のセンターアームを示し、（ａ）は斜視図（ｂ）は正面図である。図２４（ａ）はその上面図（ｂ）は左側面図である。
センターアーム４０は、図２４に示すように、アームホルダ６０の軸芯にアーム本体５５を取り付けている。アームホルダ６０は回転しない。アーム本体５５の先端には、クランプ５６が設けられている。クランプ５６はクランプ駆動機構５２によりその動作を制御される。クランプ廻りの基本的な構成は公転アームと共通である。
【実施例６】
【００５２】
図２５は、結束中間保持部における中心ピン周辺部の変形例を示す、
この実施例では、中心ピンが突き出す貫通孔７９の両側に、左右一対の補助プレート９３を設けた。各補助プレート９３には、それぞれ一本の補助ピン９４が、中心ピンとその軸を平行にして固定されている。一対の補助ピン９４は、図２５の（ｂ）に示すように、中心ピン６８を間に挟んだ状態で配置されるから、中心ピン６８とともに紐状体に結束される。
【００５３】
紐状体に結び目が形成された状態で、補助ピン駆動機構９５が動作して、補助プレート９３の間隔を広げるようにする。これにより、補助ピン９４が紐状体の輪を横方向に広げる。これが、図２５の（ｃ）に示す状態である。これにより、図７や図１１で説明したようにして、紐状体の張力調整や結び目の位置調整を行うことができる。結び目ができた後、補助ピン駆動機構９５が動作して、補助プレート９３の間隔を狭めて元に戻す。さらに、排出機構５８が動作して、補助プレート９３を中心ピン６８の軸方向に移動させる。この動作で、図２０（ｃ）と（ｄ）で説明した要領で、紐状体の輪が中心ピン６８から落とされる。即ち、この実施例では、補助ピン９４は、排出プレート９０と同等の機能を有する。
【実施例７】
【００５４】
図２６はクランプの動作を説明するためのクランプ部側面図である。
既に図２１で説明をしたように、公転アーム４２のアーム本体５５はアームホルダ６０に固定されている。また、センターアーム４０のアーム本体５５はアームホルダ６０に固定されている。そして、両者のアーム本体５５は互いにその軸を平行にしている。また、両者のアームホルダ６０の対向面は、アーム本体５５の周辺にその軸とほぼ垂直な面を持つ。公転アーム４２とセンターアーム４０とを接近させると、図２６の（ａ）に示すように、両者のクランプ５６の先端が相手方のアームホルダ６０に接近する。
【００５５】
ここで、例えば、公転アーム４２のクランプ５６のワイヤーを進出させると、その先端はセンターアーム４０のアームホルダ６０に突き当たる。これが、図２６（ｂ）の状態である。さらにワイヤーを進出させると、図２６（ｃ）に示すように、ワイヤーが横に広がって、紐状体の端部を受け入れやすい丸い広い面積の輪を形成する。なお、クランプ５６の先端がアームホルダ６０に突き当たっても、ワイヤーが意図しない方向に変形して広がらないことがある、そこで、アームホルダ６０のクランプ５６が突き当たる場所に図２６の（ｂ）や（ｃ）に示すように、凹陥部を設けておく。これにより、クランプ５６の先端が丸い輪を形成し易くなる。
【実施例８】
【００５６】
図２７は装置の１回目の結び目を作るための制御動作手順例を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１１では、干瓢等の紐状体を中心ピン上に供給する。紐状体の中央が中心ピンに接するように紐状体を自動供給するとよい。図１５の（ａ）に示す状態である。ステップＳ１２では、中心ピンの両側に配置された左右一対のガイドピンが紐状体を挟む動作をする。図１５の（ｂ）に示す状態である。ステップＳ１３では、左右のガイドピンが紐状体の両端に移動をする。図１５の（ｃ）に示す状態である。ステップＳ１４では、第１アームのクランプが紐状体の一端を掴む。ステップＳ１５では、第２アームの位置決めをする。ステップＳ１６では、第２アームを軸に第１アームの公転を開始する。ステップＳ１７では、同時に第２アームを軸方向に後退移動をする。これが、図４に示す状態である。なお、図４〜図１３と図１５とは、ガイドの動作が異なる。しかし、主要部は同一のため、図４〜図１３を利用してそのまま説明する。
【００５７】
ステップＳ１８では、紐状体の他端を保持するガイドピンが上昇をする。図１５に示すように、紐状体の他端１８をガイドピン７２と７５で保持しているときには、その状態を維持するために、紐状体が第２アームに巻き付けられた分だけ、紐状体の他端を上昇させる。他の手段で、紐状体の他端を保持する場合には、この処理は不要である。ステップＳ１９では、第１アームの公転停止をする。ステップＳ２０では、第２アームをガイドピン方向に移動をする。ステップＳ２１では、第２アームで紐状体の他端を掴む。これが、図５に示した状態である。ステップＳ２２では、第２アームを軸方向に後退移動をする。これが図６に示した状態である。
【００５８】
図２８は装置の２回目の結び目を作る動作手順を示すフローチャートである。
ステップＳ３１では、左右のガイドピンが紐状体の両端に移動をする。図７の状態である。ステップＳ３２では、第１および第２アームのクランプを開放する。図８の状態である。ステップＳ３３では、第１アームのクランプが紐状体の他端を掴む。ステップＳ３４では、第２アームの位置決めをする。ステップＳ３５では、第２アームを軸に第１アームの公転を開始する。ステップＳ３６では、同時に第２アームを軸方向に後退移動させる。これが図９の状態である。
【００５９】
ステップＳ３７では、紐状体の一端を保持するガイドピンが上昇をする。これは、例えば、図１６に示したように、紐状体の一端１６をガイドピン７２と７５で保持しているときの動作である。ステップＳ１８と同様に、紐状体の巻き付けに追従しながら、紐状体の一端を保持し続ける。ステップＳ３８では、第１アームの公転を停止する。ステップＳ３９では、第２アームをガイドピン方向に移動する。ステップＳ４０では、第２アームで紐状体の一端を掴む。ステップＳ４１では、第２アームを軸方向に後退移動させる。図１０の状態である。
【００６０】
図２９は装置の紐状体排出動作手順を示すフローチャートある。
ここで、紐状体の結び目の位置調整をしてから排出をする。まず、ステップＳ５１で、図１１に示すように、第１アームと第２アームを対向させる。そして、ステップＳ５２で、図１２に示すように、対向するクランプ間隔を規定値に設定する。同時に、ステップＳ５３で、例えば、図２５で説明した一対の補助ピン９４の間隔をゆっくり広げる。補助ピン９４の間隔を広げながら、対向するクランプ間隔を規定値になるように調整してもよい。
【００６１】
ステップＳ５４では、規定間隔になったところで、両補助ピン９４の移動を停止する。図１３では、３本のガイドを使って紐状体の輪の形状を整えた。しかし、単に、補助ピン９４の間隔を広げるだけでも構わない。図２６の（ｃ）に示す状態である。ステップＳ５５では、クランプを動作させて紐状体の両端部を開放する。ステップＳ５６では、両補助ピンの間隔を元に戻す。図２６の（ｂ）に示す状態である。ステップＳ５７では、図２０の（ｃ）と（ｄ）で説明したようにして、排出機構を起動して紐状体を排出する。ステップＳ５８では、排出機構を元に戻す。その後は、再び、図２７のステップＳ１１に戻って、次の紐状体の結び目形成動作に移るとよい。
【実施例９】
【００６２】
図３０〜図３４は結束処理時のアーム駆動機構の動作を説明する説明図である。
図３０では、上記の中心ピンに相当するガイドとして一対の補助ピン９４のみを使用した例を示す。紐状体１２はその中央付近を一対の補助ピン９４に支持されている。すでに説明した要領で、ガイドピン７２とガイドピン７６とが紐状体の他端１８を挟んで保持している。紐状体の一端１６は矢印Ａ１のように移動した第１アーム２０のクランプ２４に掴まれている。第２アーム２２は第１アーム２０とほぼ同じ高さにあり、第１アーム２０とほぼ軸を平行にして第１アーム２０の隣（紙面の手前もしくは後ろ側）に並ぶように矢印Ａ２方向に移動する。
【００６３】
次に図３１において、第１アーム２０のクランプ２４が第２アーム２２の周りを公転する。このとき紐状体の一端１６近傍が第２アーム２２に巻き付けられるから、紐状体１２が補助ピン９４から第２アーム２２の方向に引き寄せられる力が働く。ガイドピン７２とガイドピン７６とが紐状体の他端１８を挟んで保持したまま動かないと、紐状体１２が伸びてしまう。紐状体の他端１８を開放してしまうと、後で、第２アーム２２のクランプ２６で紐状体の他端１８を掴む操作が困難になる。
【００６４】
そこで、第２アーム２２は矢印Ａ３方向に後退するとともに、矢印Ａ４方向に平行移動する。即ち、第１アーム２０と第２アーム２２とが共に補助ピン９４に接近するように移動する。これには、図１６を用いて説明したアーム水平駆動機構４８とアーム垂直駆動機構５０とを同期させて制御するとよい。なお、続いて第２アーム２２のクランプ２６で紐状体の他端１８を掴む操作が行われる。このとき、第２アーム２２を矢印Ａ３と反対方向の移動のみで済ますために、第２アーム２２と紐状体の他端１８の高さを揃える制御をするとよい。即ち、ガイドピン７２とガイドピン７６とを矢印Ａ５方向に移動させる。これらの制御により、一連の動作中、紐状体全体の張力をほぼ一定に保持することができる。
【００６５】
第２アーム２２のクランプ２６で紐状体の他端１８を掴んだ後は、ガイドピン７２とガイドピン７６が退避する。そして、図３２で示すとおり、第２アーム２２は矢印Ａ６方向に移動し第１アーム２０は矢印Ａ７方向に移動する。そして、図３３に示すように第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６とで紐状体１２の両端を掴んで、クランプ２４とクランプ２６を引き離し、紐状体１２に結び目を作る。このとき、紐状体でつくる輪の大きさを調整するために、一対の補助ピン９４の間隔を図のように広げる。
【００６６】
続いて第１アーム２０と第２アーム２２とを補助ピン９４の高さまで引き上げる。即ち、第１アーム２０を矢印Ａ９の方向に上昇させ、第２アーム２２を矢印Ａ８の方向に上昇させる。これで、図３３に示すように、第１アーム２０のクランプ２４と紐状体の一端１６と結び目１４と紐状体の他端１８と第２アーム２２のクランプ２６とがほぼ同一直線上に存在する状態にする。この状態で、第１アーム２０のクランプ２４と第２アーム２２のクランプ２６を、上記の直線上で互いに引き離すように制御すると、紐状体１２に無理な張力が加わることなく、結び目と紐状体１２の輪を良好に調整できる。その後は再び一対の補助ピン９４の両側にガイドピン７２とガイドピン７６およびガイドピン７８とガイドピン７４を進出させて、紐状体１２の両端を掴み、次の結び目を作る処理に進むとよい。
【００６７】
以上の装置は、全体に遮水性のゴムやプラスチック製のシートを被せて、センターアーム４０と公転アーム４２のクランプ部分とガイドだけを露出させて塵埃や食品屑の付着を防止できる。しかも、露出させるべき機構部分がきわめて簡素であり、清掃や洗浄が容易で、清潔を保つことができるから、食品の取り扱いに適している。もちろん、食品以外にも、比較的短い紐状体で小さい結び目を作る装置として広く利用が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 紐状体に結び目を作る装置
１２ 紐状体
１４ 結び目
１６ 紐状体の一端
１８ 紐状体の他端
１９ 結束輪
２０ 第１アーム
２２ 第２アーム
２４ クランプ
２６ クランプ
２７ ループ状部
２８ 軸
２９ ワイヤーの端部
３０ ガイド
３２ ガイド
３４ ガイド
３６ ガイド
３８ ガイド
３９ 対象物
４０ センターアーム
４２ 公転アーム
４４ クランプ駆動ステージ
４８ アーム水平駆動機構
５０ アーム垂直駆動機構
５１ クランプ支持部
５２ クランプ駆動機構
５３ 左サブステージ
５４ 右サブステージ
５５ アーム本体
５６ クランプ
５７ ガイド駆動機構
５８ 排出機構
５９ 公転駆動機構
６０ アームホルダ
６２ ベースプレート
６３ プレート駆動機構
６４ 支柱
６６ 本体フレーム
６８ 中心ピン
７２ ガイドピン
７４ ガイドピン
７６ ガイドピン
７８ ガイドピン
７９ 貫通孔
８０ 案内プレート
８２ ガイドプレート
８４ 案内溝
８５ 案内溝
８６ 案内溝
８７ 案内溝
９０ 排出プレート
９３ 補助プレート
９４ 補助ピン
９５ 補助ピン駆動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紐状体の一端を掴むクランプを備えた第１アームと、紐状体の他端を掴むクランプを備えた第２アームと、紐状体を前記第１アームと第２アームの近傍に支持するガイドとを使用して、
前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、
前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の一端を掴み、
前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、
前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、
前記ガイドに保持された前記紐状体の他端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させ、
前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の紐状体に結び目を作る装置の制御方法において、
前記第１アームのクランプから前記紐状体の一端を取り外し、前記第２アームのクランプから、前記紐状体の他端を取り外して、
前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、
前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の前記他端を掴み、
前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の前記他端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、
前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、
前記ガイドに保持された前記紐状体の前記一端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させてから、
前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置の制御方法。
【請求項３】
紐状体の一端を掴むクランプを備えた第１アームと、紐状体の他端を掴むクランプを備えた第２アームと、紐状体を前記第１アームと第２アームの近傍に支持するガイドと、
前記クランプの動作を制御するクランプ駆動機構と、
前記第１アームと第２アームの動作を制御するアーム駆動機構と、
前記ガイドの動作を制御するガイド駆動機構とを備え、
前記ガイド駆動機構の制御により、前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、
前記クランプ駆動機構の制御により、前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の一端を掴み、
前記アーム駆動機構の制御により、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、
前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、前記ガイドに保持された前記紐状体の他端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させ、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項４】
請求項３に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記アーム駆動機構は、
前記第１アームと第２アームとはいずれもその先端に前記クランプを有し、各クランプの近傍はいずれもほぼ均一の断面形状の棒状体であって、前記第１アームと第２アームとを、前記各クランプを対向させるようにほぼ平行に保持して、前記各クランプが互いに対向する位置から、接近しすれ違い、所定距離だけ離れるまで前記第１アームと第２アームとをその軸方向に相対移動させ、さらにその逆方向に相対移動させる軸方向駆動機構と、
前記第１アームと第２アームとをほぼ平行に保持したまま、前記第１アームの前記クランプを前記第２アームが軸になるように相対的に公転させる公転駆動機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記アームはクランプとクランプ支持部とを備え、
前記クランプは、前記クランプ支持部の先端にワイヤーにより形成されたループ状部からなり、
前記クランプ支持部には、前記ワイヤーの端部をクランプ支持部の先端から後端まで案内する手段が設けられ、
前記クランプ支持部の後端において、前記ワイヤーをクランプ支持部の先端から押し出すように操作して前記ループ状部の面積を拡大し、前記ワイヤーをクランプ支持部の先端から引き抜くように操作して前記ループ状部の面積を縮小するクランプ駆動機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイド駆動機構は、
結束動作中に紐状体のほぼ中央付近を支持する複数のガイドを結束するように結び目を設け、複数のガイドの間隔を広げたり縮めたりすることにより、結束輪の大きさを調整することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項７】
請求項６に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイド駆動機構は、
前記複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、前記第１アームと第２アームのクランプに掴まれた前記紐状体の張力とを最適化することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項８】
請求項６に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイド駆動機構は、
前記複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、前記第１アームと第２アームのクランプに掴まれた前記紐状体の結び目の位置を最適化することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイドは、紐状体のほぼ中央を支持する中心ピンと、前記中心ピンの両側にそれぞれ一対ずつ配置されたガイドピンとを備え、
前記ガイド駆動機構は、
前記各一対のガイドピンが、それぞれ前記中心ピンの近傍において前記紐状体を挟み、その紐状体をその端部に向かって辿りながら移動し、それぞれ紐状体の一端と他端近傍に停止して、前記クランプが前記紐状体の一端と他端を掴むのを待つように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイド駆動機構は、
前記いずれか一対のガイドピンが前記紐状体の端部を保持し、前記紐状体の他の端部が操作されるとき前記紐状体が長手方向に移動するのを阻止するように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記アーム駆動機構は、前記中心ピンで前記紐状体のほぼ中央を支持し、前記ガイドピンと前記第１アームにより前記紐状体に張力を加えながら、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けるとき、前記第１アームと前記第２アームとを同時に、前記中心ピンに相対的に近づけるように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項１２】
請求項３乃至１０のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記アーム駆動機構は、前記複数のガイドで前記紐状体のほぼ中央を支持し、前記第１アームのクランプと前記紐状体の一端と前記結び目と前記紐状体の他端と前記第２アームのクランプとがほぼ同一直線上に存在する状態にして、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプを、前記同一直線上で互いに引き離すように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項１３】
請求項３乃至１２のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記中心ピンを結束するように結び目が形成された紐状体を前記中心ピンの軸方向に押し出す排出機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項１】
紐状体の一端を掴むクランプを備えた第１アームと、紐状体の他端を掴むクランプを備えた第２アームと、紐状体を前記第１アームと第２アームの近傍に支持するガイドとを使用して、
前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、
前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の一端を掴み、
前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、
前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、
前記ガイドに保持された前記紐状体の他端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させ、
前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の紐状体に結び目を作る装置の制御方法において、
前記第１アームのクランプから前記紐状体の一端を取り外し、前記第２アームのクランプから、前記紐状体の他端を取り外して、
前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、
前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の前記他端を掴み、
前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の前記他端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、
前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、
前記ガイドに保持された前記紐状体の前記一端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させてから、
前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置の制御方法。
【請求項３】
紐状体の一端を掴むクランプを備えた第１アームと、紐状体の他端を掴むクランプを備えた第２アームと、紐状体を前記第１アームと第２アームの近傍に支持するガイドと、
前記クランプの動作を制御するクランプ駆動機構と、
前記第１アームと第２アームの動作を制御するアーム駆動機構と、
前記ガイドの動作を制御するガイド駆動機構とを備え、
前記ガイド駆動機構の制御により、前記ガイドが前記紐状体の両端近傍を保持し、
前記クランプ駆動機構の制御により、前記第１アームのクランプが前記ガイドに保持された前記紐状体の一端を掴み、
前記アーム駆動機構の制御により、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて、前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けると同時に、前記第２アームをその軸方向に一定距離相対移動させ、
前記第２アームの周囲に巻き付いた紐状体が少なくとも１個の輪を形成した後に、前記ガイドに保持された前記紐状体の他端を掴んだ前記第２アームのクランプが、前記第２アームの周囲に巻き付けられた紐状体の輪をくぐり抜けるように、前記第２アームをその軸方向に移動させ、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプとを引き離して前記紐状体に結び目を作ることを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項４】
請求項３に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記アーム駆動機構は、
前記第１アームと第２アームとはいずれもその先端に前記クランプを有し、各クランプの近傍はいずれもほぼ均一の断面形状の棒状体であって、前記第１アームと第２アームとを、前記各クランプを対向させるようにほぼ平行に保持して、前記各クランプが互いに対向する位置から、接近しすれ違い、所定距離だけ離れるまで前記第１アームと第２アームとをその軸方向に相対移動させ、さらにその逆方向に相対移動させる軸方向駆動機構と、
前記第１アームと第２アームとをほぼ平行に保持したまま、前記第１アームの前記クランプを前記第２アームが軸になるように相対的に公転させる公転駆動機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記アームはクランプとクランプ支持部とを備え、
前記クランプは、前記クランプ支持部の先端にワイヤーにより形成されたループ状部からなり、
前記クランプ支持部には、前記ワイヤーの端部をクランプ支持部の先端から後端まで案内する手段が設けられ、
前記クランプ支持部の後端において、前記ワイヤーをクランプ支持部の先端から押し出すように操作して前記ループ状部の面積を拡大し、前記ワイヤーをクランプ支持部の先端から引き抜くように操作して前記ループ状部の面積を縮小するクランプ駆動機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイド駆動機構は、
結束動作中に紐状体のほぼ中央付近を支持する複数のガイドを結束するように結び目を設け、複数のガイドの間隔を広げたり縮めたりすることにより、結束輪の大きさを調整することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項７】
請求項６に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイド駆動機構は、
前記複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、前記第１アームと第２アームのクランプに掴まれた前記紐状体の張力とを最適化することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項８】
請求項６に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイド駆動機構は、
前記複数のガイドの間隔を広げたり狭めたりする動作により、前記第１アームと第２アームのクランプに掴まれた前記紐状体の結び目の位置を最適化することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイドは、紐状体のほぼ中央を支持する中心ピンと、前記中心ピンの両側にそれぞれ一対ずつ配置されたガイドピンとを備え、
前記ガイド駆動機構は、
前記各一対のガイドピンが、それぞれ前記中心ピンの近傍において前記紐状体を挟み、その紐状体をその端部に向かって辿りながら移動し、それぞれ紐状体の一端と他端近傍に停止して、前記クランプが前記紐状体の一端と他端を掴むのを待つように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記ガイド駆動機構は、
前記いずれか一対のガイドピンが前記紐状体の端部を保持し、前記紐状体の他の端部が操作されるとき前記紐状体が長手方向に移動するのを阻止するように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記アーム駆動機構は、前記中心ピンで前記紐状体のほぼ中央を支持し、前記ガイドピンと前記第１アームにより前記紐状体に張力を加えながら、前記第１アームのクランプの部分を前記第２アームが軸になるように相対的に公転させて前記紐状体の一端近傍を前記第２アームの周囲に巻き付けるとき、前記第１アームと前記第２アームとを同時に、前記中心ピンに相対的に近づけるように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項１２】
請求項３乃至１０のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記アーム駆動機構は、前記複数のガイドで前記紐状体のほぼ中央を支持し、前記第１アームのクランプと前記紐状体の一端と前記結び目と前記紐状体の他端と前記第２アームのクランプとがほぼ同一直線上に存在する状態にして、前記第１アームのクランプと前記第２アームのクランプを、前記同一直線上で互いに引き離すように制御することを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【請求項１３】
請求項３乃至１２のいずれかに記載の紐状体に結び目を作る装置において、
前記中心ピンを結束するように結び目が形成された紐状体を前記中心ピンの軸方向に押し出す排出機構を備えたことを特徴とする紐状体に結び目を作る装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２０１０−２３９９４３（Ｐ２０１０−２３９９４３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９５４５０（Ｐ２００９−９５４５０）
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（３０２０４６９２０）株式会社デザインネットワーク (4)
【出願人】（５０４１８１８６７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（３０２０４６９２０）株式会社デザインネットワーク (4)
【出願人】（５０４１８１８６７）
【Ｆターム（参考）】
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