(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状部材（１０４）と、
上方または下方に開口し、垂直往復移動する把持爪を有する第一の把持具と、
第一の把持具と衝突しない水平高さに配置され、第一の把持具と天地反対方向に開口し、垂直往復移動する把持爪を有する第二の把持具と、
柱状部材の左側手前に位置する第一の把持具を斜め右方向に進出および後退移動させる第一の把持具スライド機構と、
柱状部材の右側手前に位置する第二の把持具を斜め左方向に進出および後退移動させる第二の把持具スライド機構と、
一対の張架用把持具（８８，８９）と、
一対の張架用把持具をスライド動作させる一対の張架用スライド機構と、
を備えた紐結び装置であって、
柱状部材には、紐Ｓが少なくとも１周巻回され、紐Ｓが一対の張架用把持具により左右に引っ張られた状態にあり、
第一の把持具スライド機構により第一の把持具を先端部に紐Ｓがかかった状態で斜め右方向に進出移動させ、第二の把持具スライド機構により先端部に紐Ｓがかかった状態で第二の把持具を斜め左方向に進出移動させ、柱状部材の奥側で第一の把持具と第二の把持具とを交差させることにより紐Ｓで交差する二つのループを形成し、
第一の把持具の把持爪により第二の把持具の奥側の側部付近にある紐Ｓを把持し、第二の把持具の把持爪により第一の把持具の奥側の側部付近にある紐Ｓを把持し、
第二の把持具により形成された紐Ｓのループから紐Ｓの端部が抜け出ないように第一の把持具スライド機構により第一の把持具を後退移動させ、第一の把持具により形成された紐Ｓのループから紐Ｓの端部が抜け出ないように第二の把持具スライド機構により第二の把持具を後退移動させることにより蝶固結びを自動形成する紐結び装置。
【請求項２】
前記第一および第二の把持具が、先端部に紐Ｓをガイドする凹部を有し、
前記第一および第二の把持具の奥側に配置された、前記第一および第二の把持具と協働して紐Ｓの水平位置を保持する第一および第二のガイドを備えることを特徴とする請求項１に記載の紐結び装置。
【請求項３】
前記柱状部材が、筒状部材が挿入される穴を有し、
前記柱状部材に巻回された紐Ｓを、前記第一および第二の把持具の間に配置された筒状部材に受け渡すことで、前記蝶固結びを前記筒状部材に自動形成することを特徴とする請求項２に記載の紐結び装置。
【請求項４】
前記第一および第二の把持具の間に配置された、開口側から奥側に向けて幅細となる溝を有し、紐Ｓの水平位置を規定する水平位置規定具と、
水平位置規定具を前記第一および第二の把持具と直交する方向に進出および後退移動させる水平位置規定具用スライド機構と、
前記第一および第二の把持具の間に配置された、筒状部材に当接して位置を固定する当接固定具と、
当接固定具を前記第一および第二の把持具と直交する方向に進出および後退移動させる当接固定具用スライド機構と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の紐結び装置。
【請求項５】
柱状部材（１０３）と、
上方または下方に開口し、垂直往復移動する把持爪を有する第一の把持具と、
第一の把持具と衝突しない水平高さに配置され、第一の把持具と天地反対方向に開口し、垂直往復移動する把持爪を有する第二の把持具と、
柱状部材の左側手前に位置する第一の把持具を斜め右方向に進出および後退移動させる第一の把持具スライド機構と、
柱状部材の右側手前に位置する第二の把持具を斜め左方向に進出および後退移動させる第二の把持具スライド機構と、
一対の張架用把持具（３６，３７）と、
一対の張架用把持具をスライド動作させる一対の張架用スライド機構と、
を備えた紐結び装置であって、
柱状部材には、紐Ｓが少なくとも１周巻回され、紐Ｓが一対の張架用把持具により左右に引っ張られた状態にあり、
第一の把持具スライド機構により第一の把持具を先端部に紐Ｓがかかった状態で斜め右方向に進出移動させ、第二の把持具スライド機構により先端部に紐Ｓがかかった状態で第二の把持具を斜め左方向に進出移動させ、柱状部材の奥側で第一の把持具と第二の把持具とを交差させることにより紐Ｓで交差する二つのループを形成し、
第一の把持具の把持爪により第二の把持具の奥側の側部付近にある紐Ｓを把持し、第二の把持具の把持爪により第一の把持具の奥側の側部付近にある紐Ｓを把持し、
第二の把持具により形成された紐Ｓのループから紐Ｓの端部が抜け出るまで第一の把持具スライド機構により第一の把持具を後退移動させ、第一の把持具により形成された紐Ｓのループから紐Ｓの端部が抜け出るまで第二の把持具スライド機構により第二の把持具を後退移動させることにより固結びを自動形成する紐結び装置。
【請求項６】
前記第一および第二の把持具が、板状の本体と、本体の奥側側面から先端部にかけて設けられた支持部材とを備えて構成され、
支持部材が、側面に設けられた紐Ｓをガイドする凹部と、把持爪と同じ側に開口する紐Ｓをガイドする溝と、把持爪が配置される穴と、把持爪を回動する回動装置を備えることを特徴とする請求項５に記載の紐結び装置。
【請求項７】
前記第一および第二の把持具の奥側に配置され、前記第一および第二の把持具と協働して紐Ｓの水平位置を保持する第一および第二のガイドを備えることを特徴とする請求項６に記載の紐結び装置。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれかに記載の紐結び装置からなる蝶固結び装置と、
請求項５ないし７のいずれかに記載の紐結び装置からなる固結び装置と、を備えた蝶結び装置であって、
固結び装置により固結びを自動形成し、蝶固結び装置により蝶固結びを自動形成する蝶結び装置。
【請求項９】
垂直往復移動する一対のローラ（２２，２３）と、
一対のローラ（２２，２３）の間に配置され、垂直往復移動および回動が可能な柱状部材（１０１）と、
一対の張架用把持具（２４，２５）と、
一対の張架用把持具（２４，２５）をスライド動作させる一対の張架用スライド機構と、
を備えてなる巻回装置を備え、
巻回装置により柱状部材（１０１）に紐Ｓを１周巻回することを特徴とする請求項８に記載の蝶結び装置。
【請求項１０】
請求項１ないし４のいずれかに記載の紐結び装置を用いて蝶固結びを自動形成する紐結び方法。
【請求項１１】
請求項５ないし７のいずれかに記載の紐結び装置を用いて固結びを自動形成する紐結び方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紐結び装置および方法に関し、例えば、蝶結びを自動で行う紐結び装置および方法に関する。以下で使用する「蝶固結び」の用語は、左右のループを崩さずに固結びを行うこと（固結びを含まない蝶結びのこと）を言い、「蝶結び」の用語は「固結び」と「蝶固結び」の組み合わせをいうものと定義する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高級な酒類では、高級感を演出するために、瓶の上部に和紙等の上質な紙や布等を被せ、飾り紐を蝶結びすることが行われている。この飾り紐による蝶結びは、人手により行われていたが、酒類が充填された重量のある瓶の移動は重労働であり、自動化が望まれている。
また、紐の締結作業を繰り返し行うことにより、作業者の手が擦りきれるなどの問題が存在する。かかる問題は、紐が伸縮性を有するものである場合には顕著なものとなる。
【０００３】
そこで、特許文献１では、蝶結びを自動化し、生産ラインに組み込むことを可能にするべく、物品を搬送する搬送手段と、搬送される物品に仮折りされた紙片を供給する紙片供給手段と、供給された紙片の上から物品に紐を掛ける紐掛け手段と、物品に掛けられた紐を蝶結びする紐結び手段とを備えたことを特徴とする紐結び装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０８２０９号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酒類が充填された瓶に蝶結びの装飾を自動で施す蝶結びを施す紐結び装置が求められている。かかる紐結び装置を実現するにあたっては、機械の動作をシンプルなものとし、高速で蝶結びを形成できるようにすることが望ましい。
【０００６】
そこで、本発明は、シンプルな動作により高速で蝶結びを自動形成することができる紐結び装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、以下の技術手段により実現される。
［１］柱状部材（１０４）と、上方または下方に開口し、垂直往復移動する把持爪を有する第一の把持具と、第一の把持具と衝突しない水平高さに配置され、第一の把持具と天地反対方向に開口し、垂直往復移動する把持爪を有する第二の把持具と、柱状部材の左側手前に位置する第一の把持具を斜め右方向に進出および後退移動させる第一の把持具スライド機構と、柱状部材の右側手前に位置する第二の把持具を斜め左方向に進出および後退移動させる第二の把持具スライド機構と、一対の張架用把持具（８８，８９）と、一対の張架用把持具をスライド動作させる一対の張架用スライド機構と、を備えた紐結び装置であって、柱状部材には、紐Ｓが少なくとも１周巻回され、紐Ｓが一対の張架用把持具により左右に引っ張られた状態にあり、第一の把持具スライド機構により第一の把持具を先端部に紐Ｓがかかった状態で斜め右方向に進出移動させ、第二の把持具スライド機構により先端部に紐Ｓがかかった状態で第二の把持具を斜め左方向に進出移動させ、柱状部材の奥側で第一の把持具と第二の把持具とを交差させることにより紐Ｓで交差する二つのループを形成し、第一の把持具の把持爪により第二の把持具の奥側の側部付近にある紐Ｓを把持し、第二の把持具の把持爪により第一の把持具の奥側の側部付近にある紐Ｓを把持し、第二の把持具により形成された紐Ｓのループから紐Ｓの端部が抜け出ないように第一の把持具スライド機構により第一の把持具を後退移動させ、第一の把持具により形成された紐Ｓのループから紐Ｓの端部が抜け出ないように第二の把持具スライド機構により第二の把持具を後退移動させることにより蝶固結びを自動形成する紐結び装置。
［２］前記第一および第二の把持具が、先端部に紐Ｓをガイドする凹部を有し、前記第一および第二の把持具の奥側に配置された、前記第一および第二の把持具と協働して紐Ｓの水平位置を保持する第一および第二のガイドを備えることを特徴とする［１］に記載の紐結び装置。
［３］前記柱状部材が、筒状部材が挿入される穴を有し、前記柱状部材に巻回された紐Ｓを、前記第一および第二の把持具の間に配置された筒状部材に受け渡すことで、前記蝶固結びを前記筒状部材に自動形成することを特徴とする［２］に記載の紐結び装置。
［４］前記第一および第二の把持具の間に配置された、開口側から奥側に向けて幅細となる溝を有し、紐Ｓの水平位置を規定する水平位置規定具と、水平位置規定具を前記第一および第二の把持具と直交する方向に進出および後退移動させる水平位置規定具用スライド機構と、前記第一および第二の把持具の間に配置された、筒状部材に当接して位置を固定する当接固定具と、当接固定具を前記第一および第二の把持具と直交する方向に進出および後退移動させる当接固定具用スライド機構と、を備えることを特徴とする［３］に記載の紐結び装置。
［５］柱状部材（１０３）と、上方または下方に開口し、垂直往復移動する把持爪を有する第一の把持具と、第一の把持具と衝突しない水平高さに配置され、第一の把持具と天地反対方向に開口し、垂直往復移動する把持爪を有する第二の把持具と、柱状部材の左側手前に位置する第一の把持具を斜め右方向に進出および後退移動させる第一の把持具スライド機構と、柱状部材の右側手前に位置する第二の把持具を斜め左方向に進出および後退移動させる第二の把持具スライド機構と、一対の張架用把持具（３６，３７）と、一対の張架用把持具をスライド動作させる一対の張架用スライド機構と、を備えた紐結び装置であって、柱状部材には、紐Ｓが少なくとも１周巻回され、紐Ｓが一対の張架用把持具により左右に引っ張られた状態にあり、第一の把持具スライド機構により第一の把持具を先端部に紐Ｓがかかった状態で斜め右方向に進出移動させ、第二の把持具スライド機構により先端部に紐Ｓがかかった状態で第二の把持具を斜め左方向に進出移動させ、柱状部材の奥側で第一の把持具と第二の把持具とを交差させることにより紐Ｓで交差する二つのループを形成し、第一の把持具の把持爪により第二の把持具の奥側の側部付近にある紐Ｓを把持し、第二の把持具の把持爪により第一の把持具の奥側の側部付近にある紐Ｓを把持し、第二の把持具により形成された紐Ｓのループから紐Ｓの端部が抜け出るまで第一の把持具スライド機構により第一の把持具を後退移動させ、第一の把持具により形成された紐Ｓのループから紐Ｓの端部が抜け出るまで第二の把持具スライド機構により第二の把持具を後退移動させることにより固結びを自動形成する紐結び装置。
［６］前記第一および第二の把持具が、板状の本体と、本体の奥側側面から先端部にかけて設けられた支持部材とを備えて構成され、支持部材が、側面に設けられた紐Ｓをガイドする凹部と、把持爪と同じ側に開口する紐Ｓをガイドする溝と、把持爪が配置される穴と、把持爪を回動する回動装置を備えることを特徴とする［５］に記載の紐結び装置。
［７］前記第一および第二の把持具の奥側に配置され、前記第一および第二の把持具と協働して紐Ｓの水平位置を保持する第一および第二のガイドを備えることを特徴とする［６］に記載の紐結び装置。
【０００８】
［８］［１］ないし［４］のいずれかに記載の紐結び装置からなる蝶固結び装置と、［５］ないし［７］のいずれかに記載の紐結び装置からなる固結び装置と、を備えた蝶結び装置であって、固結び装置により固結びを自動形成し、蝶固結び装置により蝶固結びを自動形成する蝶結び装置。
［９］垂直往復移動する一対のローラ（２２，２３）と、一対のローラ（２２，２３）の間に配置され、垂直往復移動および回動が可能な柱状部材（１０１）と、一対の張架用把持具（２４，２５）と、一対の張架用把持具（２４，２５）をスライド動作させる一対の張架用スライド機構と、を備えてなる巻回装置を備え、巻回装置により柱状部材（１０１）に紐Ｓを１周巻回することを特徴とする［８］に記載の蝶結び装置。
［１０］［１］ないし［４］のいずれかに記載の紐結び装置を用いて蝶固結びを自動形成する紐結び方法。
［１１］［５］ないし［７］のいずれかに記載の紐結び装置を用いて固結びを自動形成する紐結び方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シンプルな動作により高速で固結びおよび／または蝶固結びを自動形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】蝶結び装置の概略図である。
【図２】巻回ユニットの正面図である。
【図３】巻回ユニットの側面図である。
【図４】固結びユニットの平面図である。
【図５】固結びユニットの正面図である。
【図６】固結びユニットの斜視図である。
【図７】蝶固結びユニットの平面図である。
【図８】蝶固結びユニットの正面図である。
【図９】蝶固結びユニットの斜視図である。
【図１０】ハート類似形を形成した紐を示す図である。
【図１１】受渡用筒に紐が１周巻回された状態を表すイメージ図であり、（ａ）平面図、（ｂ）斜視図である。
【図１２】受渡用筒に紐が固結びされた状態を表すイメージ図であり、（ａ）平面図、（ｂ）斜視図である。
【図１３】固結びユニットの動作を示す図であり、（ａ）初期状態、（ｂ）ハート類似形を形成した状態、（ｃ）固結びが完成した状態を示す図である。
【図１４】蝶固結びユニットの動作を示す図であり、（ａ）初期状態、（ｂ）小把持具が回転した状態、（ｃ）ハート類似形を形成した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の紐結び装置は、筒状部材に紐を１周巻回し、固結びおよび蝶固結びを自動形成することが可能である。ここにいう「筒状部材」には、同径の筒や柱のみならずテーパーや肩部が形成されたものも含まれ、例えば、日本酒、焼酎、ウィスキーなどの酒類、飲料、および、調味料の容器（一升瓶、ガラス製瓶、樹脂製容器等）も含まれる。
以下では、一升瓶の上方先細り部に蝶結びを自動で行う蝶結び装置の実施形態例を説明する。
【００１２】
［蝶結び装置］
図１に示すように、実施形態例に係る蝶結び装置１は、搬入ユニット１０と、巻回ユニット２０と、固結びユニット３０と、蝶固結びユニット４０と、搬出ユニット５０とを備えている。実施形態例で用いる紐Ｓは、断面が略円形であり、伸縮性のある紐である。
【００１３】
搬入ユニット１０には、紐Ｓと瓶Ｊとが投入される。投入された紐Ｓは巻回ユニット２０の把持チャック２４，２５に受け渡される。投入された瓶Ｊは、コンベア等の搬送手段により蝶固結びユニット４０へ搬送され、蝶固結びユニット４０で蝶固結びが施され、搬出ユニット５０により搬出される。
【００１４】
巻回ユニット２０では、巻回用柱１０１に紐Ｓが１周巻回される。巻回用柱１０１に形成された紐Ｓの１周巻回部は、受渡用柱１０２に受け渡される。受渡用柱１０２に受け渡された紐Ｓの１周巻回部は、固結びユニット３０の固結用柱１０３に受け渡され、紐Ｓの両端部は把持チャック２４，２５から把持チャック３６，３７に受け渡される。
固結びユニット３０では、固結用柱１０３に受け渡された紐Ｓの１周巻回部に固結びが施され、紐Ｓの両端部は把持チャック３６，３７から把持チャック３１３，３２３に受け渡される。固結用柱１０３に形成された紐Ｓの固結び部は、蝶固結びユニット４０の受渡用柱１０４に受け渡され、紐Ｓの両端部は把持チャック３１３，３２３から把持チャック８８，８９に受け渡される。
【００１５】
蝶固結びユニット４０では、中空の受渡用柱１０４に瓶Ｊの先端が挿入され、固結び部が瓶Ｊの上方テーパー部に受け渡され、瓶Ｊの上方テーパー部で蝶固結びが施されることにより、蝶結びの装飾が完成する。
以上の作業は、プロセッサと制御プログラムが記憶された記憶装置を備える制御装置（図示せず）により自動制御される。
【００１６】
＜固結び・蝶固結び方法＞
固結び・蝶固結びを行うための手法について説明する。上記で定義したとおり、「蝶固結び」の用語は、固結びを含まない蝶結びのことを言うものとする。
実施形態例では、図１０に示すハート類似の形状（以下、「ハート類似形」という。）を作成し、点線で囲んだＡの箇所を掴んで下方に引っ張ると共に、点線で囲んだＢの箇所を掴んで上方に引っ張る動作を、端部９４，９５がループ９１，９２から抜けるまで行うことで固結びを行う。
蝶固結びを行う場合もハート類似形を作成し、点線で囲んだＡの箇所を掴んで下方に引っ張ると共に、点線で囲んだＢの箇所を掴んで上方に引っ張る動作を行うが、端部９４，９５がループ９１，９２から抜けないようにすることで蝶固結びを行う。
【００１７】
以下では、巻回ユニット２０、固結びユニット３０および蝶固結びユニット４０について詳細に説明する。搬入ユニット１０および搬出ユニット５０については、通常の技術者であれば公知のコンベア等の搬送手段と公知のプッシャー等の移送手段を組み合わせることで容易に実現することが可能であるので、説明を割愛する。なお、巻回ユニット２０は、実施形態例とは異なる方法で筒状部材に紐を巻回する機構を備えたユニットに置き換え可能である。
【００１８】
［Ａ］巻回ユニット
＜構成＞
巻回ユニット２０では、巻回用柱１０１に紐Ｓを１周巻回し、１周巻回した紐Ｓを受渡用柱１０２へ受け渡す。
図２に示すように、巻回ユニット２０は、ヘッド部２１と、支持ローラ２２，２３と、把持チャック２４，２５とを備えている。
ヘッド部２１は、紐Ｓが１周巻回される巻回用柱１０１を備えている。巻回用柱１０１は中空の筒状部材であってもよい。ヘッド部２１は、図３に示すように、シャフト２１１の一端と接続されており、シャフト２１１の他端と接続されているモータ２２０によりＺ方向（垂直方向）に往復移動される。シャフト２１１には、ギア２１２が取り付けられており、回転アクチュエータ２３０と接合されたギア２３１を介して、シャフト２１１およびヘッド部２１をＺ軸を中心軸として旋回させることが可能である。
巻回用柱１０１は、側周面にＵ字形環状溝１０１ａが形成されており、ヘッド部２１と共に上昇移動し巻回用柱１０１の上端部が紐Ｓに当接すると環状溝１０１ａに沿って紐Ｓが引っかかるようになっている。
【００１９】
支持ローラ２２，２３は、巻回用柱１０１が水平に張られた紐Ｓをすくい上げる際に、巻回用柱１０１の両側に位置する部分の紐Ｓの上昇を阻止するよう作用する。支持ローラ２２，２３の側週面にもＵ字形環状溝２２ａ，２３ａが形成されている。支持ローラ２２，２３は、アクチュエータ２６，２７とそれぞれ接続されており、Ｚ方向に往復移動される。支持ローラ２２，２３の直下には、後述する水平方向（Ｙ方向）に張架された紐Ｓが位置しており、支持ローラ２２，２３の最下方位置（Ｚ方向が図２と同じ位置）では、支持ローラの溝２２ａ，２３ａが紐Ｓに当接した状態となる。
【００２０】
把持チャック２４，２５は、搬入ユニット１０から紐Ｓを受け取り、紐Ｓの両端部を把持して水平方向（Ｙ方向）に真っ直ぐな状態で張架する。把持チャック２４，２５は、図示しないスライド機構と接続されており、Ｘ方向に往復移動することが可能である。
【００２１】
ベース２８には、スライドベース２２１がＺ方向に敷設されている。スライドベース２２１上に配設されたスライダー２２２は、モータ２２０によりＺ方向に位置決めされる。モータ２２０は、例えばリニアモータ、スライドベース２２１は、例えばリニアモータ用マグネットおよび直動ガイドにより構成される。但し、スライドベースとスライダーとの組み合わせは、この構成に限定されず、例えば、スライドベースにモータとモータに連動して回転するボールねじを備え、スライダーにボールねじの回転に連動して直進移動するナットを備える構成としてもよい。ベース２８と連結された支持板２８１には、回転アクチュエータ２３０が配設される。
ベース２８は、図示しないスライド機構によりＸ方向に往復移動され、進出位置（図２の紙面手前側）において、張架された紐Ｓの直下に巻回用筒の溝１０１ａが位置する。図示しないスライド機構は、アクチュエータと、スライダー２２２と同様のスライダーと、スライドベース２２１と同様のスライドベースにより構成される。以下で現れる図示しないスライド機構も同様である。
【００２２】
＜動作＞
巻回ユニット２０による巻回用柱１０１への紐Ｓの一周巻回は次のように行われる。以下では説明の便宜上、Ｘ負方向を正面、Ｘ正方向を背面という場合がある。
（Ａ１）支持ローラ２２，２３の直下で、把持チャック２４，２５により水平方向（Ｙ方向）に紐Ｓが張架される。このとき、ヘッド部２１は、巻回用柱１０１の下端が支持ローラ２２，２３の上端よりも上方に位置する最上方位置にあり、かつ、巻回用筒の溝１０１ａが支持ローラの溝２２ａ，２３ａよりも背面側に位置する最後退位置（Ｘ方向が図３と同じ位置）にある。ヘッド部２１は巻回用柱１０１の背面側に位置している（図２および図３参照）。支持ローラ２２，２３も最上方位置に位置している。
【００２３】
（Ａ２）アクチュエータ２６，２７を駆動して、支持ローラ２２，２３を最下方位置（Ｚ方向が図２と同じ位置）に移動する。この最下方位置では、支持ローラの溝２２ａ，２３ａが紐Ｓに当接した状態となる。また、モータ２２０を駆動して、ヘッド部２１を、巻回用柱１０１の上端が支持ローラ２２，２３の下端よりも下方に位置する最下方位置（Ｚ方向が図２と同じ位置）に移動する。続いて、巻回用筒の溝１０１ａが紐Ｓの直下に位置するまで、ヘッド部２１が正面側に移動する。
【００２４】
（Ａ３）モータ２２０を駆動して、ヘッド部２１を、巻回用柱１０１の下端が支持ローラ２２，２３の上端よりも上方に位置する最上方位置に移動する。この移動により、巻回用筒の溝１０１ａの上半部に紐Ｓが巻き付いた状態となる。把持チャック２４，２５は、図示しないスライド機構により、紐Ｓが巻回用柱１０１により引っ張られる分だけ、巻回用柱１０１に近く付く方向に移動することで、適切なテンションで紐Ｓを張架し続ける。
（Ａ４）回転アクチュエータ２３０を駆動して、ヘッド部２１を、シャフト２１１を回転軸として１８０°回転する。これにより、ヘッド部２１は巻回用柱１０１の正面側に位置するようになり、ヘッド部２１の直下では紐Ｓが交差した状態となる。
【００２５】
（Ａ５）モータ２２０を駆動して、ヘッド部２１を、巻回用柱１０１の下端が張架された紐Ｓと同じ高さに位置するまで移動する。把持チャック２４，２５は、図示しないスライド機構により、紐Ｓが巻回用柱１０１の下降により緩まる分だけ、巻回用柱１０１から遠ざかる方向に移動することで、適切なテンションで紐Ｓを張架し続ける。
以上の動作により、巻回用柱１０１への１周巻回が完成する。図１１に巻回用柱１０１へ１周巻回をした状態を示す（ａ）平面図および（ｂ）斜視図を示す。
【００２６】
（Ａ６）巻回用柱１０１と同径の受渡用柱１０２が、スライド機構（図示せず）により正面側に移動され、巻回用柱１０１と当接する（巻回用柱１０１と受渡用柱１０２が、あたかも一本の円柱を構成した状態となる。）。巻回用柱１０１の正面側には、巻回用柱１０１より一回り大きい環状の押出爪を有した押出装置（図示せず）が配置されており、その押出爪が背面側に進出移動することにより、巻回用柱１０１に巻回された紐Ｓが受渡用柱１０２に受け渡される。紐Ｓが巻回された受渡用柱１０２は、スライド機構（図示せず）により背面側に移動され、固結びユニット３０の固結用柱１０３に紐Ｓが受け渡される。
【００２７】
［Ｂ］固結びユニット
＜構成＞
固結びユニット３０は、受渡用柱１０２から１周巻回された紐Ｓを固結用柱１０３に受け取り、固結びを１回施す。図４に示すように、固結びユニット３０は、第一および第二の大把持具３１，３２と、爪駆動装置３３，３４と、固結用柱１０３とを備えている。
第一および第二の大把持具３１，３２は、図示しないスライド機構によって往復移動し、進出位置においてＸ字形に交差することで固結びをするために必要な二つループを紐Ｓに形成する。
図５に示すように、第一および第二の大把持具３１，３２は、天地対称に配置されており、第一の大把持具３１が上、第二の大把持具３２が下となる位置関係にある。このような位置関係にあるため、第一および第二の大把持具３１，３２は、それらの進出移動時に衝突することなく、Ｘ字形に交差する（図１３（ｂ）参照）。
【００２８】
第一の大把持具の本体３１１および第二の大把持具の本体３２１の側面には、紐ＳをガイドするＵ字形溝が設けられた支持部材３１２，３２２が設けられている。支持部材３１２，３２２は、側面に字形溝が設けられた第一のガイド３８および第二のガイド３９と協働して紐Ｓが水平位置を保持するように作用する（詳細は図１３（ｂ）を参照しながら後述する）。
図６に示すように、支持部材３１２，３２２は、本体３１１，３２１のＸ負方向側側面から先端部にまで設けられている。図４に示すように、支持部材３２２は上方に突出する円弧状部を有しており、この円弧状部には紐Ｓを誘導するための溝３２４が設けられている。支持部材３１２も下方に突出する円弧状部を有しており、この円弧状部には紐Ｓを誘導するための溝３１４（図示せず）が設けられている。
【００２９】
第一および第二の大把持具３１，３２は、本体３１１，３２１の先端部に設けられた貫通孔に挿入された第一および第二の大把持爪３１３，３２３を備えている。第一および第二の大把持爪３１３，３２３は、図示しないアクチュエータにより、本体３１１，３２１の先端部に設けられた貫通孔内で往復移動をして紐Ｓを把持し、図示しない回動装置（例えば、モータ）により回動する。第二の大把持爪３２３は、２つの爪３２３ａ，３２３ｂを備えており（図４参照）、第一の大把持爪３１３も同様に２つの爪３１３ａ，３１３ｂを備えている。第一の大把持爪３１３は爪駆動装置３３により開閉され、第二の大把持爪３２３は爪駆動装置３４により開閉される。
【００３０】
第一および第二の大把持具３１，３２の間には、固結用柱１０３と、環状部材３５１と、挿通孔３５２とを有するベース３５が配置されている。固結用柱１０３は中空の筒状部材であってもよい。環状部材３５１には、８個の挿通孔３５２が設けられている。固結用柱１０３から固結びされた紐Ｓを受渡用柱１０４に受け渡す際には、挿通孔３５２から上方に向かって押出棒が突出され、受け渡しが行われる。
【００３１】
＜動作＞
固結びユニット３０による固結用柱１０３への紐Ｓの固結びは次のように行われる。
（Ｂ１）固結用柱１０３には、紐Ｓが一周巻回され（図１１参照）、把持チャック３６，３７により水平方向（Ｙ方向）に紐Ｓが張架された状態にある。
図１３（ａ）に示すように、第一および第二の大把持具３１，３２は、本体３１１，３２１の先端のＸ方向位置が紐Ｓと同一となる最後退位置にある。
【００３２】
（Ｂ２）図１３（ｂ）に示すように、第一の大把持具３１を進出移動させて左ループ９１を作成し、第二の大把持具３２を進出移動させて右ループ９２を作成する。ここで、第一の大把持具３１と第二の大把持具３２の移動は、二つのスライド機構（図示せず）により相互に交差するように斜め方向（３１９，３２９）に（すなわち、第一の大把持具３１をＸ・Ｙ負方向に、第二の大把持具３２をＸ負方向・Ｙ正方向に）進出移動させることで行われる。
把持チャック３６，３７（図１３（ｂ）（ｃ）では図示省略）は、図示しないスライド機構により、紐Ｓが大把持具３１，３２により引っ張られる分だけ、固結用柱１０３に近づく方向に移動することで、適切なテンションで紐Ｓを張架し続ける。また、紐Ｓは、第一のガイド３７の側面に設けられたＵ字形溝、支持部材３１２の側面に設けられたＵ字形溝、第二のガイド３８の側面に設けられたＵ字形溝および支持部材３２２の側面に設けられたＵ字形溝により水平位置を保持される。
以上の動作により、ハート類似形が形成される。
【００３３】
（Ｂ３）ハート類似形が形成されると、第二の大把持爪３２３が上昇して紐ＳのＡの箇所を掴み、第一の大把持爪３１３が下降して紐ＳのＢの箇所を掴む。
（Ｂ４）図１３（ｃ）に示すように、第一の大把持具３１と第二の大把持具３２を、スライド機構（図示せず）により斜め方向（３１９，３２９）に後退移動させる。大把持具３１，３２の後退移動は、溝３１４，３２４および紐Ｓが固結用柱１０３のＸ負方向側端部に揃う位置となるまで行われる。この位置関係とすることで、紐Ｓの端部９４，９５が左右のループ９１，９２から抜け、第一および第二の大把持爪３１３，３２３に掴まれた紐Ｓにテンションがかかる。
以上の動作により、固結用柱１０３への固結びが完成する。図１２に固結用柱１０３へ固結びをした状態を示す（ａ）平面図および（ｂ）斜視図を示す。
固結用柱１０３に固結びされた紐Ｓは、挿通孔３５２から上方に向かって押出棒が突出することで、蝶固結びユニット４０の受渡用柱１０４に受け渡される。
【００３４】
［Ｃ］蝶固結びユニット
＜構成＞
蝶固結びユニット４０では、受渡用柱１０４から、１周巻回および固結びが施された紐Ｓを瓶Ｊに受け取り、蝶固結びを１回施す。図７に示すように、蝶固結びユニット４０は、第一および第二の小把持具５１，５２と、第一および第二の押具７１，７２と、第一および第二の水平位置規定具８１，８２とを備えている。
【００３５】
第一および第二の小把持具５１，５２は、図示しないスライド機構によって往復移動し、進出位置でＸ字形に交差することで蝶固結びをするために必要な二つのループ９１，９２を紐Ｓに形成する。第一および第二の小把持具５１，５２は、進出移動時には、第一および第二のアクチュエータ５３，５４に接続されたローラ５３１，５４１によってＸ負方向に押され一定角度回動した状態にある。
【００３６】
図８に示すように、第一および第二の小把持具５１，５２は、天地対称に配置されており、第一の小把持具５１が下、第二の大把持具５２が上となる位置関係にある。このような位置関係にあるため、第一および第二の大把持具５１，５２は、それらの進出移動時に衝突することなく、Ｘ字形に交差する（図１４（ｃ）参照）。
【００３７】
第一の小把持具５１はベース５５に連結されたアーム５１０を、第二の小把持具５２はベース５６に連結されたアーム５２０を有している。アーム５１０はベース５５に連結された第一のアクチュエータ５３に接続されたローラ５３１によりＸ負方向に押されて回動し、アーム５２０はベース５６に連結された第二のアクチュエータ５４に接続されたローラ５４１によりＸ負方向に押されて回動する。第一および第二の小把持具５１，５２の進出移動時には、第一および第二のアクチュエータ５３，５４を駆動して一定角度回動した状態とする。
アーム５１０の上面には、Ｙ方向に可動する把持爪５１２と先端付近に固定された把持爪５１３が設けられており、アーム５２０の下面には、Ｙ方向に可動する把持爪５２２と先端付近に固定された把持爪５２３が設けられている。把持爪５１２はアクチュエータ５１４により、把持爪５１３はアクチュエータ５２４より往復移動され、把持溝５１１，５２１に位置する紐Ｓを把持したり開放したりすることができる。把持爪５１２，５２２の先端はＸ方向に対して角度を持って形成されており、押具７１，７２による押し込み時に押具爪７１ａ，７２ａと把持爪５１２，５２２の先端とが略平行になるように構成されている。
【００３８】
把持爪５１３，５２３は、円錐台形状をしており、直径の狭い方の円形面がアーム５１０，５２０に固設されている。把持爪５１３，５２３は、把持爪として機能するだけでなく、紐Ｓのループ９１，９２を形成する際の支持部材としても機能する。すなわち、第一および第二の小把持具５１，５２の進出移動時には、把持爪５１３，５２３の先端側の周面とアーム５１０，５２０とで構成する凹部は紐Ｓを支持する作用（紐Ｓをガイドする溝としての作用）を奏する。
ベース５５，５６には、連結具６３，６４を介してガイド６１，６２が連結されている。ガイド６１，６２はＵ字形の溝が側周面に形成されたローラであり、アクチュエータ６５，６６によりＸ方向に往復移動する。ガイド６１，６２は把持爪５１２，５２２と協働して紐Ｓが水平位置を保持するように作用する（詳細は図１４（ｂ）を参照しながら後述する）。
【００３９】
第一および第二の押具７１，７２は、第一および第二の小把持具５１，５２のＸ負方向側に位置し、かつ、Ｙ方向位置は第一および第二の小把持具５１，５２の間に位置する。第一および第二の押具７１，７２は、アクチュエータ７３，７４が接続され、Ｚ方向に往復移動する（図８参照）。第一および第二の小把持具５１，５２が最進出位置でＸ字形に交差すると、図１０に示す紐ＳのＡ部分が溝５１１の真上に位置する状態となるので第一の押具７１が下方に移動して押具爪７１ａでＡの部分を溝５１１に押し込み、紐ＳのＢ部分が溝５２１の真下に位置する状態となるので第一の押具７２が上方に移動して押具爪７２ａでＢの部分を溝５２１に押し込む。
【００４０】
第一および第二の水平位置規定具８１，８２は、小把持具５１，５２の間に対向して配置された一対の板状部材である。図９に示すように、第一および第二の水平位置規定具８１，８２は、開口側（Ｘ正方向側）が広く奥側に行く程狭くなる切欠き溝８１ａ，８２ａが設けられている。切欠き溝の最奥部８１ｂ，８２ｂは紐Ｓより僅かに広い幅となっており、紐ＳのＺ方向（高さ方向）の位置決めをするよう作用する。第一および第二の水平位置規定具８１，８２は、アクチュエータ８７によってＸ方向に往復移動することができ、Ｘ負方向に進出することで、Ｙ方向に張架された紐Ｓを切欠き溝最奥部８１ｂ，８２ｂに誘導する。切欠き溝最奥部８１ｂ，８２ｂに誘導された紐Ｓは、Ｚ方向への移動が制限される。
【００４１】
第一および第二の水平位置規定具８１，８２の間には、当接固定具８３，８４が配置されている。当接固定具８３，８４は、固定板８５を介してアクチュエータ８６と連結された一つのゴム製ローラからなり、Ｘ方向に往復移動される。当接固定具８３，８４は、瓶Ｊの上方テーパー部に当接可能な高さに配置しており、Ｘ負方向に進出移動した際に、瓶Ｊが動かないように固定する。
把持チャック８８，８９は、固結びユニット３０の把持チャック３１３，３２３から紐Ｓの把持部を受け取り、紐Ｓを把持してＹ方向に張架する（図１４（ｂ）参照）。
【００４２】
＜動作＞
蝶固結びユニット４０による瓶Ｊへの紐Ｓの蝶結びは次のように行われる。
（Ｃ１）瓶Ｊには、紐Ｓが一周巻回され、さらに固結びが一回された状態にあり（図１２参照）、把持チャック８８，８９により水平方向（Ｙ方向）に紐Ｓが張架された状態にある。
図１４（ａ）に示すように、第一および第二の小把持具５１，５２は、紐Ｓに対し平行であり、アーム５１０，５２０のＸ方向位置が第一および第二の水平位置規定具８１，８２の端部と同一となる最後退位置にある。
【００４３】
（Ｃ２）図１４（ｂ）に示すように、アクチュエータ５３，５４を駆動することで第一および第二の小把持具５１，５２をＸ負方向に所定の角度回動させて、紐Ｓを把持爪５１３，５２３に当接させ、紐Ｓが上面視Ｍ字形となるようにする。この際、紐Ｓは、左側で第一のガイド６１と把持爪５１２に支持され、右側で第二のガイド６２と把持爪５２２に支持されているので、水平方向の位置が保持される。
把持チャック８８，８９（図１４（ｂ）（ｃ）では図示省略）は、図示しないスライド機構により、紐Ｓが第一および第二の小把持具５１，５２により引っ張られる分だけ、瓶Ｊに近づく方向に移動することで、適切なテンションで紐Ｓを張架し続ける。
【００４４】
（Ｃ３）図１４（ｃ）に示すように、第一の小把持具５１と第二の小把持具５２とを相互に交差するようにＹ方向に（すなわち、第一の小把持具５１をＹ正方向に、第二の小把持具５２をＹ負方向に）進出移動させる。
以上の動作により、左ループ９１および右ループ９２を、固結びを行う場合よりも小さく（小径と）したハート類似形が形成される。
【００４５】
（Ｃ４）ハート類似形が形成されると、第一の押具７１が下降して第一の小把持具の把持溝５１１に紐ＳのＡの箇所を押し込み、第二の押具７２が上昇して第二の小把持具の把持溝５２１に紐ＳのＢの箇所を押し込む。続いて、第一の小把持具の把持爪５１２が把持爪５１３側に向かって進出移動し、把持溝５１１に押し込まれた紐ＳのＡの箇所を掴み、第二の小把持具の把持爪５２２が把持爪５２３側に向かって進出移動し、把持溝５２１に押し込まれた紐ＳのＢの箇所を掴む。
【００４６】
（Ｃ５）把持チャック８８，８９が把持していた紐Ｓを放す。続いて、アクチュエータ６５，６６を駆動して第一および第二のガイド６１，６２をＸ負方向に後退させ、紐Ｓの水平保持を解除する。続いて、第一の押具７１が上昇し、第二の押具７２が下降して、紐Ｓの押し込みを解除する。
（Ｃ６）図示しないスライド機構を駆動して、第一の小把持具５１はＹ負方向に、第二の小把持具５２はＹ正方向に後退移動する。この際、第一および第二のアクチュエータ５３，５４を縮退動作させてローラ５３１，５４１による押圧を解除し、第一および第二の把持具５１，５２を逆方向に回動させる。この第一および第二の把持具５１，５２の複合動作により、ループ９１，９２が保持されたままＡおよびＢの箇所を掴まれた紐Ｓにテンションがかかり、蝶結びができる。
【００４７】
（Ｃ７）さらに第一の小把持具５１がＹ負方向に、第二の小把持具５２がＹ正方向に後退移動を続け、左右ループ９１，９２の大きさを調整する。
以上の動作により、瓶Ｊへの蝶結びの装飾が完成する。
【００４８】
以上に説明した本実施形態例の蝶結び装置１によれば、Ｘ、ＹまたはＺ方向の往復動作の組み合わせからなるシンプルな動作により高速で蝶結びを自動形成することができる。換言すれば、本実施形態例の蝶結び装置１は、人の指の動作を機械に模倣させるのではなく、機械の得意とする直線的な組み合わせにより蝶結びを自動形成する新たな蝶結び方法を提供するものである。
【００４９】
以上、本開示にて実施形態を単に例示として詳細に説明したが、本発明の新規な教示及び有利な効果から実質的に逸脱せずに、その実施の形態には多くの改変例が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１  蝶結び装置
１０  搬入ユニット
２０  巻回ユニット
２１  ヘッド部
２２，２３  支持ローラ
２４，２５  把持チャック（張架用把持具）
２６，２７  アクチュエータ（支持ローラ用）
２８  ベース
３０  固結びユニット
３１  第一の大把持具
３２  第二の大把持具
３３，３４  爪駆動装置
３５  ベース
３６，３７  把持チャック（張架用把持具）
３８  第一のガイド
３９  第二のガイド
４０  蝶固結びユニット
５０  搬出ユニット
５１  第一の小把持具
５２  第二の小把持具
５３  第一のアクチュエータ
５４  第二のアクチュエータ
５５  第一の把持具ベース
５６  第二の把持具ベース
６１  第一のガイド
６２  第二のガイド
６３，６４  連結具
６５，６６  アクチュエータ（ガイド用）
７１  第一の押具
７２  第二の押具
７３，７４  アクチュエータ
８１  第一の水平位置規定具
８２  第二の水平位置規定具
８３，８４  当接固定具
８５  固定板
８６，８７  アクチュエータ
８８，８９  把持チャック（張架用把持具）
９１  左ループ
９２  右ループ
９３  回転ループ
９４  右端部
９５  左端部
１０１  巻回用筒
１０２  受渡用筒
１０３  固結用筒
１０４  受渡用筒
Ｓ  紐
Ｊ  瓶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0006587427.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006587427.tif 000014
【図１４】
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