(57)【要約】【課題】被結束物の太さや硬さによって締め付け度合いを自動的に調整することができる結束機を提供する。【解決手段】モータ２０と、前記モータ２０によって駆動して結束動作を行う駆動機構２２と、前記モータ２０の回転を制御する制御部２１と、を備え、前記制御部２１は、前記モータ２０へ供給する出力電流値が所定の制限値に達した状態が所定時間継続したときに、結束が完了したと判断して前記モータ２０の回転を停止する。【選択図】図６
2018184214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塑性変形可能な結束具によって被結束物を結束する結束機であって、
モータと、
前記モータによって駆動して結束動作を行う駆動機構と、
前記モータの回転を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記モータへ供給する出力電流値が所定の制限値に達した状態が所定時間継続したときに、結束が完了したと判断して前記モータの回転を停止することを特徴とする、結束機。
【請求項２】
前記駆動機構の作動範囲を２以上の区間に分け、前記駆動機構の駆動中に前記区間が変わったことを検知する区間制御部と、
前記区間が変わったことを前記区間制御部が検知したときに、前記制限値を切り替える制御を行う制限値切替部と、
を備えることを特徴とする、請求項１記載の結束機。
【請求項３】
前記制限値を変更するための入力を受け付ける制限値入力部を備えることを特徴とする、請求項１または２記載の結束機。
【請求項４】
前記制御部は、結束が完了したと判断して前記モータの回転を停止した後に、荷重を加えた状態で一定時間停止することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の結束機。
【請求項５】
前記一定時間は、ユーザ設定によって変更可能であることを特徴とする、請求項４記載の結束機。
【請求項６】
塑性変形可能な結束具によって被結束物を結束する結束機であって、
モータと、
前記モータによって駆動して結束動作を行う駆動機構と、
前記モータの回転を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記モータの負荷を推定する負荷推定部と、
前記負荷推定部の推定結果に応じて、結束の完了位置を決定する作動範囲決定部と、
を備えることを特徴とする、結束機。
【請求項７】
塑性変形可能な結束具によって被結束物を結束する結束機であって、
モータと、
前記モータによって駆動して結束動作を行う駆動機構と、
前記モータの回転を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記モータの負荷を推定する負荷推定部と、
前記負荷推定部の推定結果に応じて、前記結束の完了位置で前記駆動機構を停止させる時間を決定する保持時間決定部と、
を備えることを特徴とする、結束機。
【請求項８】
前記負荷推定部は、前記モータへ供給する出力電流値の波形を基に前記モータの負荷を推定することを特徴とする、請求項７記載の結束機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハーネスの結束や、袋口の結束、畑の番線や誘引紐の結束などに使用可能な結束機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の結束機として、例えば特許文献１には、Ｃリングによる締結作業を行なうことができるハンディタイプの結束機が開示されている。この特許文献１記載の結束機は、トリガを引くと、Ｃリングがジョーによって変形され、変形したＣリングによって被結束物が結束されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記したような従来の結束機では、常に一定の位置までジョーが作動してＣリングを締め付けるため、被結束物の太さや硬さによって締め付け度合いが変化してしまうという問題があった。例えば、被結束物が太い場合や硬い場合には、締め付け過ぎで被結束物を破損させるおそれがあった。逆に、被結束物が細い場合や柔らかい場合には、結束が弱くてＣリングがずれるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、被結束物の太さや硬さによって締め付け度合いを自動的に調整することができる結束機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、塑性変形可能な結束具によって被結束物を結束する結束機であって、モータと、前記モータによって駆動して結束動作を行う駆動機構と、前記モータの回転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータへ供給する出力電流値が所定の制限値に達した状態が所定時間継続したときに、結束が完了したと判断して前記モータの回転を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は上記の通りであり、制御部は、モータへ供給する出力電流値が所定の制限値に達した状態が所定時間継続したときに、結束が完了したと判断してモータの回転を停止する。
【０００８】
このような構成によれば、トルクが上昇することで出力電流値が上昇したとしても、出力電流値は制限値以上にはならないので、過度に締め付けることがない。よって、締め過ぎによる被結束物の破損を防止することができる。また、あらかじめ結束が弱くなるように設定しておく必要がないので、結束の完了位置について十分に余裕を持って設定することができる。よって、被結束物が細い場合や柔らかい場合であっても十分な結束を行うことができ、締め付けが弱過ぎて結束が安定しないという問題を回避することができる。このように、トルクに応じて駆動機構の停止位置が変化するので、被結束物の太さや硬さによって締め付け度合いを自動的に調整することができる。
【０００９】
また、駆動機構の作動範囲を２以上の区間に分け、駆動機構の駆動中に区間が変わったことを検知する区間制御部と、区間が変わったことを区間制御部が検知したときに、制限値を切り替える制御を行う制限値切替部と、を備えるようにすれば、例えば、結束動作の初期や終期で制御値を切り替えることができ、締め付け具合を細かく調整することができる。
【００１０】
また、通常はトルクが上昇しないはずの結束動作の初期において制限値を低く設定するようにすれば、異常が発生したときにモータを停止させることができる。すなわち、エラー検知の機能を持たせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】結束具をセットした結束機の外観図である。
【図２】結束機の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】（ａ）結束具の正面図、（ｂ）連結結束具の側面図である。
【図４】（ａ）被結束物を結束した結束具の外観図、（ｂ）被結束物を結束した結束具の正面図である。
【図５】結束機の内部構造を示す斜視図である。
【図６】結束機の結束動作を示すフロー図である。
【図７】（ａ）結束具をセットする前の結束機の平面図、（ｂ）（ａ）における結束機の先端付近の一部拡大断面図である。
【図８】（ａ）結束具をセットした後の結束機の平面図、（ｂ）（ａ）における結束機の先端付近の一部拡大断面図である。
【図９】待機状態の結束機の内部を示す図であって、（ａ）ガイド部材を省略していない図、（ｂ）ガイド部材の一部を省略した図である。
【図１０】結束途中の結束機の内部を示す図であって、（ａ）ガイド部材を省略していない図、（ｂ）ガイド部材の一部を省略した図である。
【図１１】結束完了状態の結束機の内部を示す図であって、（ａ）ガイド部材を省略していない図、（ｂ）ガイド部材の一部を省略した図である。
【図１２】制限値切替部が保持する制限値のリストである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。なお、以下においては、「前」は結束具４１が打ち出される方向を意味し、「後」は結束具４１が打ち出される方向の反対方向を意味するものとして説明する。
【００１３】
本実施形態に係る結束機１０は、塑性変形可能な結束具４１によって被結束物５０を結束する手持ち式の結束機１０である。具体的には、この結束機１０は、図３（ａ）に示すような開口部４１ｃを備えた結束具４１を使用可能となっており、結束具４１の開口部４１ｃを閉じることによって被結束物５０を結束するものである。この結束機１０は、例えば、ハーネスの結束や、袋口の結束、畑の番線や誘引紐の結束などに使用される。
【００１４】
この結束機１０は、図１に示すように、ハウジング１１によって覆われており、モータ収容部１２と、グリップ部１３と、出力部１５と、を備えている。本実施形態に係る結束機１０では、これらの部位が結束具４１の打ち出し方向に沿って前後に連続して設けられている。
【００１５】
モータ収容部１２は、結束機１０の後部に設けられており、後端部には外部電源を接続するための電源接続部１２ａが設けられている。この電源接続部１２ａから電圧供給を受けることで、結束機１０は結束具４１の打ち出しなどの各種動作を実行できるようになっている。
【００１６】
このモータ収容部１２には、図５に示すように、モータ２０や制御部２１が内蔵されている。モータ２０は、後述する駆動機構２２を駆動するための動力源である。また、制御部２１は、モータ２０の回転などを制御する制御装置であり、本実施形態においてはＣＰＵやメモリを実装した制御基板である。
【００１７】
グリップ部１３は、結束機１０の使用時に使用者が把持する部位である。このグリップ部１３は、ハウジング１１の中間部に設けられており、使用者が把持しやすいように、くびれた形状で形成されている。このグリップ部１３の斜め前方には、グリップ部１３を把持したときに人差し指で操作可能な位置に操作部１４が設けられている。操作部１４は、結束動作を実行するために手動操作可能となっており、本実施形態においてはトリガ形状の揺動部材である。この操作部１４を使用者が引き操作すると、操作部１４に隣接して配置されたスイッチ１４ａ（図５参照）がオンになり、スイッチ１４ａから制御部２１へと操作信号が出力されるようになっている。操作信号を受信した制御部２１は、モータ２０を回転させて結束具４１を打ち出す動作を実行するようになっている。詳しくは、操作部１４がトリガ操作されたときに、結束位置までのドライバ２５の前進と、結束位置でのドライバ２５の保持と、待機位置までのドライバ２５の後退と、で構成される一連のサイクルが連続して実行されるようになっている。このように、結束の開始から完了までの動作が連続して行われるので、結束動作の途中で停止したり、結束力が不十分になることがない。
【００１８】
このグリップ部１３には、図５に示すように、駆動機構２２が内蔵されている。駆動機構２２は、操作部１４が操作されたときにモータ２０によって作動する機構であり、後述するドライバ２５を前後に往復動させることで結束動作を行うものである。
【００１９】
この駆動機構２２は、減速機構２３と、ボールねじ２４と、を備えている。減速機構２３は、モータ２０の回転軸に接続されており、モータ２０の回転を減速させて大きなトルクを得られるようにするための機構である。また、ボールねじ２４は、減速機構２３の出力軸に接続されており、モータ２０の回転力によってねじ軸２４ａを回転させ、ねじ軸２４ａを回転させることでナット２４ｂを前後に直進運動させるためのものである。具体的には、モータ２０が正回転したときには、ナット２４ｂが前方へと移動して結束動作が実行されるように構成されている。また、結束動作の完了後にモータ２０が逆回転したときには、ナット２４ｂが後方へと移動して待機状態へと戻るように構成されている。
【００２０】
出力部１５は、結束機１０の先端付近に設けられている。この出力部１５の先端には、突出形成部１７が略Ｌ字形に突出しており、この突出形成部１７の内側に被結束物５０を挿入するための挿入口１６が開口している。また、この出力部１５には、図５に示すように、ドライバ２５と、ガイド部材３０と、連動機構２６と、が内蔵されている。また、この出力部１５の側部には、図７及び図８に示すように、マガジン部３５が設けられている。
【００２１】
突出形成部１７は、ハウジング１１の一部として形成されるか、または、ハウジング１１に対して一体的に固定されている。この突出形成部１７の内側の面には、後述するドライバ２５の先端を受ける位置に、クリンチャ１８が設けられている。クリンチャ１８とドライバ２５とは、結束具４１を打ち出す前の状態では、互いに離れた位置において待機しており、両者の間には挿入口１６が設けられている。本実施形態に係る結束機１０は、この挿入口１６に向けて結束具４１を打ち出して結束を行う。
【００２２】
クリンチャ１８は、ドライバ２５によって打ち出された結束具４１の脚部４１ａをクリンチして、結束を完了させるためのものである。具体的には、このクリンチャ１８は、ドライバ２５によって打ち出された結束具４１が押しつけられるプレートである。クリンチャ１８の表面には、結束具４１の脚部４１ａを誘導するための溝が形成されており、クリンチャ１８に押し付けられた結束具４１の脚部４１ａが、この溝に沿って内側に曲げられる（クリンチされる）ようになっている。
【００２３】
ドライバ２５は、結束具４１を挿入口１６に向けて打ち出すために駆動機構２２によって直進運動を行う細長のプレートである。このドライバ２５は、ハウジング１１の内部において摺動案内されており、結束具４１の打ち出し方向に往復動可能となっている。本実施形態に係るドライバ２５は、ボールねじ２４のナット２４ｂに固定されており、ナット２４ｂの前方に突出している。このため、ナット２４ｂが前進したときに結束具４１を打ち出すようになっている。このドライバ２５は、打ち出した結束具４１をクリンチャ１８に押し付けることで、結束具４１の脚部４１ａを曲げ、これにより開口部４１ｃを閉じて結束を完了するようになっている。
【００２４】
ガイド部材３０は、挿入口１６に挿入された被結束物５０の位置を安定させるためのものであり、ドライバ２５によって結束具４１が打ち出されて結束具４１の開口部４１ｃが閉じる直前に、挿入口１６の開口を閉じるように構成されている。このガイド部材３０は、図５に示すように、揺動軸３０ａを軸として、ハウジング１１に対して前後に揺動可能に取り付けられている。このガイド部材３０は、自然状態においては、図示しない付勢手段によって挿入口１６を開放する方向に付勢されている。
【００２５】
また、このガイド部材３０は、後述するスライド部材２７に係合する作動ピン３０ｂを備えている。この作動ピン３０ｂはスライド部材２７に対して摺動可能に係合しており、作動ピン３０ｂがスライド部材２７によって押されたときに、ガイド部材３０が付勢手段による付勢力に抗して挿入口１６を閉じる方向に揺動するように構成されている。
【００２６】
連動機構２６は、ガイド部材３０を結束具４１の打ち出し動作と連動して作動させるための機構である。この連動機構２６を介してガイド部材３０を作動させることで、ガイド部材３０が結束具４１の打ち出し動作と同期して作動するように構成されている。この連動機構２６は、図５に示すように、スライド部材２７と、接続部材２８と、を備える。スライド部材２７は、接続部材２８によってボールねじ２４のナット２４ｂに固定されており、ナット２４ｂと一体的に前後動するように構成されている。
【００２７】
このスライド部材２７は、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示すように、ガイド部材３０の作動ピン３０ｂと係合するように構成されている。具体的には、フック２７ａ、傾斜部２７ｂ、水平部２７ｃによって連続する係合面が形成されており、この係合面において作動ピン３０ｂと係合するようになっている。
【００２８】
なお、フック２７ａは、略Ｕ字形の溝を形成しており、待機状態（結束具４１の打ち出し前の状態）において作動ピン３０ｂに係合する箇所である。
【００２９】
また、傾斜部２７ｂは、結束具４１の打ち出し方向に対して傾斜した面である。この傾斜部２７ｂ上を作動ピン３０ｂが摺動しているときにガイド部材３０が揺動するようになっている。
【００３０】
また、水平部２７ｃは、結束具４１の打ち出し方向に対して平行な面であり、この水平部２７ｃ上を作動ピン３０ｂが摺動しているときは、ガイド部材３０が挿入口１６の開口を閉じた状態を維持するようになっている。
【００３１】
マガジン部３５は、複数の結束具４１を装着するためのものである。本実施形態に係る結束機１０は、図３に示すような連結結束具４０を使用するものであり、マガジン部３５には、このような連結結束具４０が装着可能となっている。
【００３２】
なお、連結結束具４０は、複数の結束具４１を互いに連結して構成されている。各結束具４１は、プラスチックなどの樹脂製の部材であり、一対の脚部４１ａと、一対の脚部４１ａを接続する接続部４１ｂと、を備え、略Ｕ字形に形成されている。一対の脚部４１ａの間には、被結束物５０を抱え込むための開口部４１ｃが形成されている。結束具４１は、ドライバ２５によって打ち出されてクリンチされると、図４に示すように脚部４１ａが塑性変形して被結束物５０を抱え込んで結束できるように構成されている。
【００３３】
マガジン部３５は、図７（ｂ）に示すように、上記した結束具４１の脚部４１ａの間（すなわち開口部４１ｃ）に入り込むリブ３５ａを備えている。また、このリブ３５ａの先端に臨むように、結束具４１の接続部４１ｂが案内される溝部３５ｂが形成されている。
【００３４】
このマガジン部３５には、マガジン部３５の長手方向に沿って摺動可能なプッシャ３６が設けられている。プッシャ３６は、マガジン部３５に装着した連結結束具４０を前方に付勢するためのものであり、図示しないバネによって常に前方（結束具４１を後述する待機部３７へ送り込む方向）へと付勢されている。
【００３５】
このマガジン部３５は、出力部１５の側方に接続されており、出力部１５の内部に連結結束具４０を誘導するように構成されている。マガジン部３５に連続する出力部１５の内部には、結束具４１を打ち出し可能な状態で待機させるための待機部３７が設けられている。待機部３７は、ドライバ２５と挿入口１６との間に設けられており、待機部３７に待機している結束具４１がドライバ２５によって挿入口１６の方向に打ち出されるようになっている。
【００３６】
本実施形態に係る結束機１０を使用して結束を行うときには、まず、挿入口１６に被結束物５０を挿入する。この状態で操作部１４を操作すると、モータ２０が回転して駆動機構２２が作動する。このとき、駆動機構２２によって、まずガイド部材３０が作動させられる。すなわち、操作部１４が操作される前の待機状態においては、図９に示すように、作動ピン３０ｂがスライド部材２７のフック２７ａに係合しており、ガイド部材３０が挿入口１６の開口を開いた状態となっている。この状態から駆動機構２２が作動し始めると、図１０に示すように、スライド部材２７が前進することにより、作動ピン３０ｂがスライド部材２７の傾斜部２７ｂに沿って移動し、これにより、ガイド部材３０が揺動して挿入口１６の開口を塞いでいく。そして、作動ピン３０ｂがスライド部材２７の水平部２７ｃにまで到達すると、ガイド部材３０が完全に挿入口１６の開口を塞いだ状態となる。
【００３７】
その後、更にモータ２０が回転して駆動機構２２が作動すると、図１１に示すように、ドライバ２５が待機部３７に供給された結束具４１を打ち出す。このとき、打ち出された結束具４１は、連結結束具４０から切り離される。そして、更にドライバ２５が前進することで、打ち出された結束具４１の脚部４１ａがクリンチャ１８に接触する。そして、ドライバ２５が最も奥まで前進すると、クリンチャ１８に押し付けられた脚部４１ａが内側に折り曲げられて変形する（クリンチされる）。これにより結束が完了する（図１１参照）。本実施形態に係るドライバ２５は、このように結束が完了した状態で一定時間停止するように制御される（後述の保持時間決定部１６０参照）。
【００３８】
図１１に示すように結束完了状態となったら、モータ２０が逆回転して図９に示すような待機状態へと戻る。このとき、ドライバ２５が待機部３７から退避することで待機部３７が空くので、プッシャ３６によってマガジン部３５内の連結結束具４０が押動され、次の結束具４１が自動的に待機部３７へと送られる。また、スライド部材２７が後退することで、ガイド部材３０も開方向に揺動する。ガイド部材３０は、作動ピン３０ｂがスライド部材２７のフック２７ａに係合する位置まで揺動し、挿入口１６の開口を開いた状態に戻る。
【００３９】
上記したような結束動作は制御部２１によって制御される。詳しくは、本実施形態に係る制御部２１は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み込むことで、図２に示すように、各種の入力装置及び出力装置を制御するように構成されている。
【００４０】
制御部２１に対する入力装置としては、図２に示すように、上述したスイッチ１４ａと、電流値測定部６０と、制限値入力部７０と、が設けられている。また、制御部２１の出力装置としては、図２に示すように、上述したモータ２０が設けられている。なお、入力装置及び出力装置としては、これらのものに限定されず、他の入力装置や出力装置を備えていてもよい。
【００４１】
電流値測定部６０は、モータ２０へ供給する出力電流値を測定するためのものである。この電流値測定部６０は、モータ２０が作動中に、モータ２０へ供給する出力電流値を常時測定し、その結果を制御部２１へと通知できるようになっている。
【００４２】
制限値入力部７０は、後述する制限値を変更するための入力を受け付けるものである。なお、本実施形態に係る制限値入力部７０は、結束機１０に取り付けられたスイッチ等を介してユーザの操作入力を受け付けるようにしているが、これに代えて、結束機１０の外部（制御用コントローラなど）から送信される制御信号を受け付けるようにしてもよい。このように受け付けられた入力情報は、制限値入力部７０によって制限値切替部１２０へと通知される。
【００４３】
なお、制限値入力部７０は、特に図示しないが、例えばユーザが操作可能なツマミなどを備えていてもよい。すなわち、ユーザが結束機１０に取り付けられたツマミを操作することで、任意の制限値を選択できるようにしてもよい。また、制限値入力部７０は、ユーザに被結束物５０のサイズや材質を選択させる態様としてもよい。例えば、ユーザが被結束物５０のサイズや材質を選択すると、制限値入力部７０がその設定を制限値切替部１２０（後述）に通知し、制限値切替部１２０が被結束物５０のサイズや材質に適した制限値をセットするようにしてもよい。
【００４４】
また、制御部２１は、上記した入力装置や出力装置を制御するために、図２に示すように、区間制御部１１０、制限値切替部１２０、電流値制限部１３０、負荷推定部１４０、作動範囲決定部１５０、保持時間決定部１６０、駆動制御部１７０としての機能を実現する。
【００４５】
区間制御部１１０は、駆動機構２２の作動範囲を２以上の区間に分け、駆動機構２２の駆動中に区間が変わったことを検知する。本実施形態に係る区間制御部１１０は、駆動機構２２の作動範囲（図９に示す待機状態から図１１に示す結束完了状態まで）を２つの区間に分けて管理している。
【００４６】
この区間制御部１１０による区間の検出は、例えばモータ２０の回転数を使用して実行される。具体的には、駆動機構２２が待機位置から作動し始めたときに、モータ２０の回転数のカウントを開始し、モータ２０の回転数が一定数となったときに区間が変わったと判断してもよい。なお、区間制御部１１０が区間を検出する方法としては、モータ２０の回転数を使用する対応に限らない。例えば、モータ２０の作動時間を使用してもよいし、駆動機構２２やドライバ２５の位置情報を使用してもよい。
【００４７】
制限値切替部１２０は、モータ２０へ供給する出力電流値の制限値を切り替える制御を行うものである。この制限値切替部１２０は、複数の制限値をあらかじめ保持しており、これら複数の制限値を、制限値入力部７０の入力や区間制御部１１０の規定する区間に応じて、切り替えて使用する。例えば、図１２に示すように、制限値入力部７０の入力と、区間制御部１１０の規定する区間との組み合わせで制限値が決定されるようになっている。本実施形態においては、ユーザが制限値入力部７０を使用して「設定１」「設定２」「設定３」のいずれかを選択可能となっており、それぞれの設定ごとに制限値が変わるようになっている。また、区間制御部１１０は、各区間に対応した制限値を保持しており、本実施形態においては「区間１」と「区間２」のそれぞれに対応した制限値を保持している。
【００４８】
なお、各区間に対応した制限値は、後で実行される区間の制限値の方が大きくなるように設定されている。すなわち、「区間２」の制限値の方が「区間１」の制限値よりも大きくなるように設定されている。
【００４９】
なお、制限値は必ずしもすべての区間に対応して設けられている必要はなく、少なくとも一部の区間に対応した制限値が設定されていればよい。言い換えると、一部の区間については制限値を設けないようにしてもよい。本実施形態で言えば、「区間１」には制限値を設けず、「区間２」のみに制限値を設けてもよい。
【００５０】
この制限値切替部１２０は、モータ２０が回転を開始するタイミングや、区間制御部１１０が区間が変わったことを検知したタイミングで、図１２に示すリストを参照し、制限値を設定する。
【００５１】
電流値制限部１３０は、モータ２０へ供給する出力電流値が制限値を超えないように制限するものである。具体的には、この電流値制限部１３０は、電流値測定部６０が測定した電流値が、制限値切替部１２０が設定した制限値を超えないように制御する。このため、例えば結束のためのトルクが増大して電流値が制限値に達すると、それ以上はモータ２０へ供給される電流値が上がらないので、それ以上はドライバ２５が打ち出し方向へ移動しないようになっている。
【００５２】
負荷推定部１４０は、モータ２０の負荷を推定するためのものである。本実施形態に係る負荷推定部１４０は、電流値測定部６０が測定した出力電流値の波形を基にモータ２０の負荷を推定する。例えば、出力電流値の傾きが一定以上となったときに、モータ２０の負荷が閾値を超えたと推定する。
【００５３】
作動範囲決定部１５０は、負荷推定部１４０の推定結果に応じて、結束の完了位置を決定するものである。例えば、負荷推定部１４０による推定の結果、モータ２０の負荷が閾値を超えたと判断されると、作動範囲決定部１５０は、結束の完了位置が通常よりも早くなるように設定する。このように結束の完了位置が通常よりも早くなるように設定されると、ドライバ２５が通常よりも早いタイミングで停止するため、結束具４１のクリンチが通常よりも弱くなる。このように構成することで、被結束物５０が太かったり固かったりする場合には、結束具４１のクリンチを通常よりも弱くして、締め過ぎを防止することができる。
【００５４】
保持時間決定部１６０は、負荷推定部１４０の推定結果に応じて、結束の完了位置で駆動機構２２を停止させる時間を決定するものである。例えば、負荷推定部１４０による推定の結果、モータ２０の負荷が閾値を超えたと判断されると、保持時間決定部１６０は、結束の完了位置で駆動機構２２を停止させる時間が通常よりも短くなるように設定する。このように停止時間が通常よりも短くなるように設定されると、ドライバ２５で結束具４１をクリンチャ１８に押し付ける時間が通常よりも短くなるため、結束具４１のクリンチが通常よりも弱くなる。このように構成することで、被結束物５０が太かったり固かったりする場合には、結束具４１のクリンチを通常よりも弱くして、締め過ぎを防止することができる。
【００５５】
なお、この保持時間決定部１６０によって決定される駆動機構２２の停止時間は、制限値入力部７０が取得した入力情報に応じて変化するものであってもよい。
【００５６】
例えば、制限値入力部７０が取得した入力情報に応じて閾値を設定するようにしてもよい。そして、モータ２０の負荷がこの閾値を超えたときに、保持時間決定部１６０は、結束の完了位置で駆動機構２２を停止させる時間が通常よりも短くなるようにしてもよい。具体的には、制限値入力部７０の設定が「弱」の場合（結束がゆるくなるようにユーザが設定した場合）、内部的に閾値を低くする制御を実行してもよい。この場合、閾値に到達しやすくなるので、すなわち、駆動機構２２の停止時間が短くなりやすい。このように構成すれば、保持時間決定部１６０が決定する駆動機構２２の停止時間を、ユーザ設定によって変更可能とすることができる。
【００５７】
その他、制限値入力部７０が取得した入力情報に応じて、直接的に駆動機構２２の停止時間を決定してもよい。例えば、制限値入力部７０の設定が「弱」の場合（結束がゆるくなるようにユーザが設定した場合）、保持時間決定部１６０が決定する駆動機構２２の停止時間を短くしてもよい。このように構成した場合でも、保持時間決定部１６０が決定する駆動機構２２の停止時間を、ユーザ設定によって変更可能とすることができる。
【００５８】
駆動制御部１７０は、駆動機構２２が所定の待機位置から結束の完了位置までの作動範囲で作動するように制御するものである。この駆動制御部１７０は、例えばモータ２０の回転数を検出することで、ドライバ２５の位置を認識し、駆動機構２２の作動範囲を制御する。
【００５９】
次に、上記した制御部２１による結束動作の制御フローについて、図６を参照しつつ説明する。
【００６０】
まず、図６に示すステップＳ１００において、スイッチ１４ａの操作が検出され、結束動作が開始される。そして、ステップＳ１０５に進む。
【００６１】
ステップＳ１０５では、制限値、結束の完了位置、保持時間について、それぞれの初期値が設定される。なお、本実施形態においては、制限値の初期値は制限値入力部７０の設定によって異なる。例えば、制限値入力部７０の設定が「設定１」である場合、図１２に示すように、「設定１」かつ「区間１」の「制限値Ａ」が制限値の初期値となる。そして、ステップＳ１１０に進む。
【００６２】
ステップＳ１１０では、モータ２０が正回転を開始する。このとき、モータ２０の回転数の計測が開始される。そして、ステップＳ１１５に進む。
【００６３】
ステップＳ１１５では、区間制御部１１０によって、区間が変わったか否かがチェックされる。具体的には、「区間１」の状態で、モータ２０の回転数が予め定められた回転数以上である場合には、「区間２」に移行したと判断する。このように、区間が変わったことを検知した場合には、ステップＳ１２０へ進む。一方、区間が変わったことを検知していない場合には、ステップＳ１２５に進む。
【００６４】
ステップＳ１２０では、制限値切替部１２０が、制限値を切り替える制御を行う。具体的には、「区間１」から「区間２」に移行した場合には、図１２に示すように、制限値を「制限値Ａ」から「制限値Ｄ」に変更する。そして、ステップＳ１２５に進む。
【００６５】
ステップＳ１２５では、負荷推定部１４０によって、モータ２０の負荷が閾値を超えたか否かがチェックされる。モータ２０の負荷が閾値を超えている場合には、ステップＳ１３０へ進む。一方、モータ２０の負荷が閾値を超えていない場合には、ステップＳ１３５に進む。
【００６６】
ステップＳ１３０では、作動範囲決定部１５０が、結束の完了位置が通常よりも早くなるように設定する。また、保持時間決定部１６０が、結束の完了位置で駆動機構２２を停止させる時間が通常よりも短くなるように設定する。そして、ステップＳ１３５に進む。
【００６７】
ステップＳ１３５では、電流値制限部１３０によって、モータ２０へ供給する出力電流値が制限値に達しているかがチェックされる。すなわち、「設定１」の場合であれば、「区間１」においては出力電流値が「制限値Ａ」に達しているかがチェックされ、「区間２」においては出力電流値が「制限値Ｄ」に達しているかがチェックされる。出力電流値が制限値に達している状態が所定時間（予め設定された時間）継続した場合には、結束が完了したと判断してステップＳ１４５へ進む。一方、出力電流値が制限値に達した状態が所定時間継続していない場合には、ステップＳ１４０に進む。
【００６８】
ステップＳ１４０では、結束の完了位置に到達したかがチェックされる。本実施形態においては、モータ２０の回転数を参照して、結束の完了位置に到達したかがチェックされる。このとき、ステップＳ１３０において、結束の完了位置が通常よりも早くなるように設定されている場合には、通常の結束の完了位置（初期値）ではなく、ステップＳ１３０において設定された結束の完了位置を使用する。結束の完了位置に到達している場合には、ステップＳ１４５へ進む。一方、結束の完了位置に到達していない場合には、ステップＳ１１５に戻る。
【００６９】
ステップＳ１４５では、駆動制御部１７０がモータ２０を停止させる。そして、ステップＳ１５０に進む。
【００７０】
ステップＳ１５０では、所定の保持時間が経過するまで待機する。このとき、ステップＳ１３０において、保持時間が通常よりも短くなるように設定されている場合には、通常の保持時間（初期値）ではなく、ステップＳ１３０において設定された保持時間だけ待機する。これにより、結束具４１に荷重を加えた状態で一定時間停止するので、塑性変形した結束具４１の変形が戻りにくくなる。そして、ステップＳ１５５に進む。
【００７１】
ステップＳ１５５では、駆動制御部１７０がモータ２０を逆回転させ、待機状態へと戻る。これにより一連の結束動作が完了する。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、制御部２１は、モータ２０へ供給する出力電流値が所定の制限値に達した状態が所定時間継続したときに、結束が完了したと判断してモータ２０の回転を停止する。
【００７３】
このような構成によれば、トルクが上昇することで出力電流値が上昇したとしても、出力電流値は制限値以上にはならないので、過度に締め付けることがない。よって、締め過ぎによる被結束物５０の破損を防止することができる。また、あらかじめ結束が弱くなるように設定しておく必要がないので、結束の完了位置について十分に余裕を持って設定することができる。よって、被結束物５０が細い場合や柔らかい場合であっても十分な結束を行うことができ、締め付けが弱過ぎて結束が安定しないという問題を回避することができる。このように、トルクに応じて駆動機構２２の停止位置が変化するので、被結束物の太さや硬さによって締め付け度合いを自動的に調整することができる。
【００７４】
なお、従来の構成においては、ジョーなどの結束機構が所定の位置まで移動したときに結束が完了したと判断していたため、締め付け量の調整が困難であった。この点、本実施形態は、ドライバ２５の停止位置ではなく、出力電流値によって、結束の完了を判断するという発想の転換をすることで、締め付け量の調整を行うことができる。
【００７５】
また、制限値を区間ごとに異なるようにすれば、結束動作の初期や終期で制御値を切り替えることができ、締め付け具合を細かく調整することができる。
【００７６】
また、通常はトルクが上昇しないはずの結束動作の初期において制限値を低く設定するようにすれば、異常が発生したときにモータ２０を停止させることができる。すなわち、エラー検知の機能を持たせることも可能である。
【００７７】
また、モータ２０の負荷を推定する負荷推定部１４０と、負荷推定部１４０の推定結果に応じて、結束の完了位置を決定する作動範囲決定部１５０と、を備える。このような構成によれば、固かったり太かったりする被結束物５０を結束して大きな負荷が検出されたときに、結束の完了位置を早めることができ、すなわち、通常よりも弱く結束することができるので、過度に強く結束されることを防止できる。
【００７８】
また、負荷推定部１４０の推定結果に応じて、結束の完了位置で駆動機構２２を停止させる時間を決定する保持時間決定部１６０を備える。このような構成によれば、固かったり太かったりする被結束物５０を結束して大きな負荷が検出されたときに、クリンチ状態での停止時間を短くすることができ、すなわち、通常よりも弱く結束することができるので、過度に強く結束されることを防止できる。
【００７９】
すなわち、結束が完了した後で、すぐにドライバ２５をリターンさせると、塑性変形した結束具４１の変形が戻るおそれがある。このような戻りを少なくするには、強い荷重を与える方法があるが、強い荷重を与えすぎると被結束物５０の破損につながる。このため、本実施形態においては、結束が完了したと判断してモータ２０の回転を停止した後に、荷重を加えた状態で一定時間停止するようにしている。このように結束具４１に一定時間荷重を加え続けることで、塑性変形した結束具４１の変形が戻りにくくなる。
【００８０】
このとき、荷重を加える時間が長すぎると、結束のインターバルが長くなって作業性が低下するため、荷重を加える時間を適切に保つ必要がある。本実施形態においては、出力電流値から結束荷重を推定し、荷重に応じた保持時間を判断するようにしている。すなわち、結束途中の電流（出力）変動から、停止位置における荷重を予測して、荷重に応じた保持時間を決定することで、適切な保持時間が自動的に選択されるようになっている。
【００８１】
なお、荷重を加える時間の調整方法としては、動的に荷重を推定する方法に限らず、静的に設定した締め付け荷重に応じて保持時間を変更するようにしてもよい。例えば、制限値入力部７０の入力によって保持時間を変更できるようにするなど、保持時間を外部からの入力操作によって設定できるようにしてもよい。
【００８２】
また、負荷推定部１４０は、出力電流値の波形を基にモータ２０の負荷を推定するので、シンプルかつ確実にモータ２０の負荷を検出することができる。
【００８３】
また、制限値を変更するための入力を受け付ける制限値入力部７０を備える。このような構成によれば、被結束物５０の種類によってユーザが締め付け度合いを調整することができる。よって、自動的に締め付け度合いを調整できるだけではなく、ユーザが締め付け度合いの強弱を調整することができる。
【００８４】
なお、上記した実施形態においては、負荷推定部１４０が出力電流値の波形を基にモータ２０の負荷を推定するようにしたが、これに限らない。例えば、出力電圧値の波形を基にモータ２０の負荷を推定するようにしてもよい。また、ロードセル等でボールねじ２４の出力を測定し、モータ２０の負荷を推定するようにしてもよい。または、ドライバ２５の移動速度（またはモータ２０の回転速度）を基にモータ２０の負荷を推定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０  結束機
１１  ハウジング
１２  モータ収容部
１２ａ  電源接続部
１３  グリップ部
１４  操作部
１４ａ  スイッチ
１５  出力部
１６  挿入口
１７  突出形成部
１８  クリンチャ
２０  モータ
２１  制御部
２２  駆動機構
２３  減速機構
２４  ボールねじ
２４ａ  ねじ軸
２４ｂ  ナット
２５  ドライバ
２６  連動機構
２７  スライド部材
２７ａ  フック
２７ｂ  傾斜部
２７ｃ  水平部
２８  接続部材
３０  ガイド部材
３０ａ  揺動軸
３０ｂ  作動ピン
３５  マガジン部
３５ａ  リブ
３５ｂ  溝部
３６  プッシャ
３７  待機部
４０  連結結束具
４１  結束具
４１ａ  脚部
４１ｂ  接続部
４１ｃ  開口部
５０  被結束物
６０  電流値測定部
７０  制限値入力部
１１０  区間制御部
１２０  制限値切替部
１３０  電流値制限部
１４０  負荷推定部
１５０  作動範囲決定部
１６０  保持時間決定部
１７０  駆動制御部
【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】
2018184214.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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