(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結束線をループ状に送り出して鉄筋に巻回する結束線送り機構と、鉄筋に巻回された結束線をフック等の把持手段により把持し、把持手段を捩りモータで回転駆動することにより結束線を捩じって鉄筋を結束する結束線捩り機構とを備えた電動式の鉄筋結束機であり、
前記把持手段の軸に対して前後スライド自在に前記把持手段を伸縮させるスライド駆動機構を設けるとともに、捩り工程におけるスライド駆動機構を制御して鉄筋に巻回された結束線にテンションを与える制御手段を設けた鉄筋結束機において、
上記把持手段の伸縮位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段に応じて把持手段の伸縮方向を制御する制御手段とを備え、結束線捩り機構による捩り工程の開始時に捩じりの進行に伴って把持手段を前進させる制御を行うことを特徴とする鉄筋結束機。
【請求項２】
結束線をループ状に送り出して鉄筋に巻回する結束線送り機構と、鉄筋に巻回された結束線をフック等の把持手段により把持し、把持手段を捩りモータで回転駆動することにより結束線を捩じって鉄筋を結束する結束線捩り機構とを備えた電動式の鉄筋結束機であり、
前記把持手段の軸をスライドモータの前後スライド駆動力によりスライド自在に形成し、把持手段を伸縮させるスライド駆動機構を設けるとともに、捩り工程におけるスライド駆動機構を制御して鉄筋に巻回された結束線にテンションを与える制御手段を設けた鉄筋結束機において、
上記把持手段をスライドモータによって前後スライド駆動するとともに、スライドモータ並びに把持手段を回転駆動する捩りモータの駆動負荷を検出する手段と、駆動負荷検出値に応じてスライドモータの回転方向を制御する制御手段とを備え、結束線捩り機構による捩り工程の開始時に捩り負荷またはスライド駆動負荷が上限値に達したときにスライドモータの回転方向を逆転して把持手段を前進させる制御を行うことを特徴とする鉄筋結束機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄筋結束機に関するものであり、特に、結束強度の向上を図った鉄筋結束機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
鉄筋結束機は、リールに巻かれたワイヤ等の結束線を送り出して鉄筋に巻き回す結束線送り機構と、鉄筋に巻かれた結束線を捩って結束する結束線捩り機構とを備えており、トリガ操作により結束線送り機構と結束線捩り機構とが順に動作して１サイクルの結束動作を行う。
【０００３】
鉄筋結束機の円弧形ノーズを鉄筋に掛けてトリガレバーを引くと、結束線送り機構により結束線がノーズの内周面に沿って送り出されて鉄筋に巻かれ、結束線カッタにより切断されるとともに、結束線捩り機構の一対のフックが閉じて結束線を掴んだ後に回転し、結束線を捩って鉄筋を結束する。
【０００４】
しかし、鉄筋に緩く巻かれた結束線を結束線捩り機構のフックが掴んで捩ることと、フックが一定位置で回転するか、或いは前進しつつ回転する構造であることから、結束線にテンションがかからない状態で捩ることになる場合があり、このような場合は結束後の結束線ループが鉄筋に密着せず堅固に結束できないことがある。そこで、鉄筋の結束強度を安定化するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、結束線をループ状に送り出して鉄筋に巻回する結束線送り機構と、鉄筋に巻回された結束線をフック等の把持手段により把持し、把持手段を捩りモータで回転駆動することにより結束線を捩じって鉄筋を結束する結束線捩り機構とを備えた電動式の鉄筋結束機であり、
前記把持手段の軸に対して前後スライド自在に前記把持手段を伸縮させるスライド駆動機構を設けるとともに、捩り工程におけるスライド駆動機構を制御して鉄筋に巻回された結束線にテンションを与える制御手段を設けた鉄筋結束機において、
上記把持手段の伸縮位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段に応じて把持手段の伸縮方向を制御する制御手段とを備え、結束線捩り機構による捩り工程の開始時に捩じりの進行に伴って把持手段を前進させる制御を行うことを特徴とする鉄筋結束機を提供するものである。
【０００７】
また、結束線をループ状に送り出して鉄筋に巻回する結束線送り機構と、鉄筋に巻回された結束線をフック等の把持手段により把持し、把持手段を捩りモータで回転駆動することにより結束線を捩じって鉄筋を結束する結束線捩り機構とを備えた電動式の鉄筋結束機であり、
前記把持手段の軸をスライドモータの前後スライド駆動力によりスライド自在に形成し、把持手段を伸縮させるスライド駆動機構を設けるとともに、捩り工程におけるスライド駆動機構を制御して鉄筋に巻回された結束線にテンションを与える制御手段を設けた鉄筋結束機において、
上記把持手段をスライドモータによって前後スライド駆動するとともに、スライドモータ並びに把持手段を回転駆動する捩りモータの駆動負荷を検出する手段と、駆動負荷検出値に応じてスライドモータの回転方向を制御する制御手段とを備え、結束線捩り機構による捩り工程の開始時に捩り負荷またはスライド駆動負荷が上限値に達したときにスライドモータの回転方向を逆転して把持手段を前進させる制御を行う鉄筋結束機を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図に従って詳述する。図1乃至図3は鉄筋結束機の結束線送り機構1と結束線捩り機構2を示し、釘打ち機等の手持ち工具と同様にグリップを備えたケーシング（図示せず）に内蔵される。ワイヤリール（図示せず）に巻かれたワイヤは結束線送り機構1によりノーズ部3に設けたカッターブロック4の結束線ガイド孔5を通じて円弧形ノーズ6へ供給される。
【０００９】
図4は結束線送り機構1を示し、ベースプレート7上にワイヤWの進行方向に沿って前後にＶ溝付駆動歯車8, 9を配置し、前後二個のＶ溝付駆動歯車8, 9にそれぞれＶ溝付従動歯車10, 11が噛合っている。二個のＶ溝付駆動歯車8, 9は中間歯車12に噛合っており、送りモータ13から減速歯車14及び中間歯車12を介して動力を伝達され、二個のＶ溝付駆動歯車8, 9は同期して回転する。
【００１０】
前後二個のＶ溝付従動歯車10, 11は、ベルクランク形の歯車ホルダ15に取付けられている。歯車ホルダ15の中間部には、ワイヤの送り方向に直交する方向の長孔16が形成されており、ベースプレート7に設けたピン17を長孔16へ係合させて歯車ホルダ15を前後左右揺動自在に保持している。ベースプレート7にはレバー18が取付けられており、レバー18の先端部と歯車ホルダ15の後端部（図において右端部）をピン結合している。レバー18の後端部とベースプレート7上に設けたバネ受け座19とに圧縮コイルバネ20が介装されていて、圧縮コイルバネ20のバネ力によりレバー18の先端部及び歯車ホルダ15は、対向するＶ溝付駆動歯車8, 9の方向へ付勢され、二個のＶ溝付従動歯車10, 11はそれぞれＶ溝付駆動歯車8, 9へ弾接している。
【００１１】
鉄筋結束機を使用するに際しては、レバー18の後端部を指で押してレバー18を回動させれば、歯車ホルダ15が後退して二個のＶ溝付従動歯車10, 11がＶ溝付駆動歯車8, 9から離れ、ワイヤリールから引き出したワイヤWの先端部をＶ溝付駆動歯車8, 9とＶ溝付従動歯車10, 11との間に通してレバー18の押圧を解除すると、Ｖ溝付駆動歯車8, 9とＶ溝付従動歯車10, 11のＶ溝間にワイヤWが挟まれるとともにＶ溝付駆動歯車8, 9とＶ溝付従動歯車10, 11が噛合って使用準備が整う。
【００１２】
ワイヤの直線度が悪い場合は、上流側（図において下）のＶ溝付駆動歯車8とＶ溝付従動歯車10とがワイヤを引き込む際に、Ｖ溝付従動歯車10が横方向へ押されてＶ溝付駆動歯車8から離れることがあるが、このとき歯車ホルダ15はピン17を支点として揺動して下流側のＶ溝付従動歯車11はＶ溝付駆動歯車9へ噛合ったままであり、ワイヤWの送りが継続される。また、上流側のＶ溝付駆動歯車8とＶ溝付従動歯車10とを通過したワイヤの局所的な凹凸によって下流側のＶ溝付駆動歯車9とＶ溝付従動歯車11との噛合いが外れた場合であっても、上流側のＶ溝付従動歯車8とＶ溝付駆動歯車10とが噛合っていてワイヤの送りが停止することはない。
【００１３】
次に、結束線捩り機構2について説明する。図1及び図2に示すように、結束線捩り機構2は捩りモータ21とスライドモータ22の二つのモータを有し、捩りモータ21は減速歯車列を介して最終歯車23を駆動する。最終歯車23の中心穴にはボールネジ軸24がスプライン嵌合している。ボールネジ軸24は先端部にオネジが形成されており、その先端に結束線クランプ装置25の一部である中央クランププレート26の軸部が回転自在に結合されている。結束線クランプ装置25は、中央クランププレート26と、中央クランププレート26の左右に配置したクランププレート27, 28 と、三枚のクランププレート26, 27, 28を覆うスリーブ29及びスリーブ29の後端に嵌合させたボール押さえリング30とからなり、スリーブ29の穴に嵌め込んだボール（図示せず）がボールネジ軸24のオネジに噛合っている。
【００１４】
捩りモータ21が正方向に回転すると、ボールネジ軸24の回転によりスリーブ29が後退する。ボール押さえリング30の外周には回転止めフィン31が放射状に配列されていて、初期位置である最前位置においてはケーシングに設けた回転止めの爪(図示せず)にボール押さえリング30の回転止めフィン31が係合して結束線クランプ装置25は回転不能な状態にある。
【００１５】
ボールネジ軸24の中間部には、ボールネジ軸24に対して回転自在なシフターディスク32が取付けられている。シフターディスク32は、スライドモータ22のボールネジ軸33にねじ込まれたボール押さえリング34に連結されており、スライドモータ22の回転方向に応じて結束線捩り機構2のボールネジ軸24及び結束線クランプ装置25が前後に移動する。
【００１６】
左右のクランププレート27, 28  は、中央クランププレート26に設けたガイドピン35に沿って左右へ平行にスライドすることができ、クランププレート27, 28に設けたガイドピン36, 37 は、スリーブ29の内周面に形成した溝カム38に係合している。溝カム38は、スリーブ29が後退すると左右のクランププレート27, 28が相互に接近するカム形状となっており、最終的には左右のクランププレート27, 28 が中央クランププレート26を挟みつける。
【００１７】
次に、鉄筋結束機の動作を説明する。図1乃至図3は初期状態を示し、この状態からトリガを引くと、捩りモータ21が正方向へ所定回数回転し、図5に示すようにスリーブ29が後退して左右のクランププレート27, 28 が軽く閉じる。作業者から見て右側（図5(a)において上）のクランププレート27にはワイヤの送り出し通路となる結束線ガイド溝39が形成されている。左側のクランププレート28は、内側面の上部から下端に達するチャネル形のリセス40が形成されていて、次のワイヤ送り工程においてワイヤが下方からクランププレート28のリセス40へ導入される。
【００１８】
続いて、図6に示すように送りモータ13が起動し、前後二対のＶ溝付駆動歯車8, 9とＶ溝付従動歯車10, 11の回転により、右側のクランププレート27のガイド溝39を通じて円弧形ノーズ6へ繰り出されたワイヤWは、円弧形ノーズ6の内周の案内溝形状に沿ってループ状に曲がり、先端が左側のクランププレート28の下面開口からリセス40内へ進入し、リセス40の天井部に当たって停止する。ワイヤWの送り量は制御装置（図示せず）によって制御される。尚、Sは鉄筋である。
【００１９】
送りモータ13が停止した後に捩りモータ21が起動し、図7に示すようにスリーブ29がさらに後退し、左側のクランププレート28が中央クランププレート26に圧接してワイヤWの先端部を挟む。続いて、図8に示すように送りモータ13を逆転駆動してワイヤWを引き戻し、鉄筋SにワイヤWを巻回した後に、図9に示すように送りモータ13を正転駆動してワイヤWを規定の長さだけ送り出す。これは結束すべき鉄筋の束の太さにかかわらずワイヤWの捩りしろを一定の長さとして結び目部分の突出量を均一にするためである。
【００２０】
そして、図10に示すようにスリーブ29がさらに後退し、左右のクランププレート27, 28 と中央クランププレート26とによってワイヤWを堅固に挟み、図11に示すようにスライドモータ22を正転駆動してボールネジ軸24及び結束線クランプ装置25を後退させる。カッターブロック4の結束線ガイド穴5に対して結束線クランプ装置25が平行移動することにより、左クランププレート27のガイド溝39と結束線ガイド穴5の摺動面の位置でワイヤWが剪断される。
【００２１】
そして、図12に示すように、さらに結束線クランプ装置25が後退してワイヤWにテンションを与え、スライドモータ22の駆動負荷の増大により駆動電流が規定の上限値に達したときにスライドモータ22を停止する。尚、この緊張工程においては、先に結束線クランプ装置25を半回転させて把持しているワイヤWを交差させてから後退するようにしてもよい。
【００２２】
次に、捩りモータ21が正転駆動され、初期位置から後退したボール押さえリング30の回転止めフィン31はケーシングの回転止め爪から外れているので、図13に示すように結束線クランプ装置25が回転するとともに、スライドモータ22を逆転駆動してボールネジ軸24及び結束線クランプ装置25を前進させ、結束線クランプ装置25が鉄筋Sに近づきながらワイヤWを捩る。
【００２３】
そして、図14に示すように規定の距離を前進したとき、または捩り完了時における捩りモータ21の駆動負荷の増大により駆動電流が規定の上限値に達したときに捩りモータ21とスライドモータ22の駆動を停止する。続いて、図15に示すように捩りモータ21を逆回転し、スリーブ29を前進させて左右のクランププレート27, 28 を開き、結束したワイヤWを開放した後に、捩りモータ21とスライドモータ22を制御して結束線クランプ装置25を初期位置に戻して１サイクルの結束動作を完了する。
【００２４】
尚、結束線クランプ装置25の前後移動量は、スライドモータ22の回転数によって検出され、結束線クランプ装置25が前方初期位置に達したときにスライドモータ22を停止する。また、スライドモータ22と捩りモータ21の駆動電流を検出し、結束線クランプ装置25の移動量が設定値に達する以前に駆動電流が上限値に達したときは停止或いは逆転して次の工程に入るように制御することにより、ワイヤに過大なテンションがかかって破断することを防止している。
【００２５】
また、駆動電流検出値に基づいてワイヤWに一定のテンションが掛かるように捩りモータ21とスライドモータ22の駆動電流並びにスライドモータ22の回転方向をフィードバック制御してもよく、この場合は、図9における緊張工程の開始と同時に結束線クランプ装置25の回転を開始して捩りの初期に結束線クランプ装置25を後退させ、その後にテンションに応じて結束線クランプ装置25を前進させて捩り完了位置に戻るように制御でき、1サイクルの動作速度を高速化することができる。
【００２６】
図16は他の実施形態を示し、シフターディスク32に連結したボール押さえリング34にスリット板41を取付け、スリット板41とフレーム（図示せず）に配置したフォトインタラプタ42とにより光学式位置センサを構成し、スリット板41を介して結束線クランプ装置25の前後位置を検出してスライドモータ22の駆動制御を行う。図16は初期状態を示し、前述した実施例と同様にワイヤ把持後にスライドモータ22を正転駆動し、図17に示すように規定位置までボールネジ軸24及び結束線クランプ装置25を後退し、テンション付与及びワイヤ切断を行う。捩じり行程においてはスライドモータ22を逆転駆動して結束線クランプ装置25を前進させ、結束線クランプ装置25が初期位置に戻ったときにスライドモータ22を停止する。
【００２７】
尚、スリーブ29の溝カム38の形状変更により、図7のクランプ工程において左右のクランププレート27, 28が同時にワイヤWをクランプするように構成して、図10に示したワイヤ後端部のクランプ工程を省略してもよい。また、上記の実施形態においては、左右のクランププレート27, 28に溝カム38を形成し、スリーブ29にガイドピン36, 37を設けているが、これとは逆に、スリーブ29に溝カムを形成し、左右のクランププレート27, 28にガイドピンを設けた構成であってもよい。
【００２８】
また、ワイヤWの捩りしろを一定の長さとして捩り部分の突出量を均一に管理する必要がなければ、図8のワイヤ引き戻し工程、図9のワイヤ再送り出し工程、図12の緊張工程を省略して1サイクルの動作速度を高速化することもでき、通常動作モードと上記の高速動作モードを必要に応じて切換えられるようにしてもよい。
【００２９】
尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、結束線としてワイヤを例にとって説明したが、金属ワイヤ以外の線材であってもよい。また、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄筋結束機は、結束線送り機構により鉄筋に巻き回された結束線を結束線捩り機構の把持手段により把持した後に
把持手段を取付けた捩り軸を縮小し、結束線にテンションを与えた状態で捩じるので、結束線ループの鉄筋結束強度が安定化して、結束不良の発生を防止できる。
【００３１】
また、捩り工程の開始時に、上記捩り軸を縮小して結束線にテンションを与え、捩りの進行に伴って捩り軸を伸長することにより、結束線が断線することがなく安定した結束が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鉄筋結束機の機構部を示す側面断面図である。
【図２】本発明の鉄筋結束機の機構部を示す平面断面図である。
【図３】本発明の鉄筋結束機の機構部を示す正面図である。
【図４】鉄筋結束機の結束線送り機構を示し、(a)は正面図、(b)は側面断面図である。
【図５】鉄筋結束機の結束線通路形成工程を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図６】結束線送り工程を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図７】結束線把持工程を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図８】結束線捩り機構の結束線引き戻し工程を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図９】結束線再送り工程を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図１０】結束線把持工程を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図１１】結束線切断工程を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図１２】結束線緊張工程を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図１３】捩り工程を示し、(a)は正面図、(b)は側面断面図である。
【図１４】捩り完了状態を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図１５】結束線開放工程を示し、(a)は平面断面図、(b)は正面図、(c)は側面断面図である。
【図１６】他の実施形態を示し、鉄筋結束機の機構部の初期状態を示す側面断面図。
【図１７】図16の鉄筋結束機の結束線緊張工程を示す側面断面図。
【符号の説明】
1      結束線送り機構
2      結束線捩り機構
6      円弧形ノーズ
13     送りモータ
21     捩りモータ
22     スライドモータ
23     最終歯車
24     ボールネジ軸
25     結束線クランプ装置
26     中央クランププレート
27     右クランププレート
28     左クランププレート
29     スリーブ
30     ボール押さえリング
31     回転止めフィン
32     シフターディスク
33     ボールネジ軸
34     ボール押さえリング
35     ガイドピン（中央クランププレート）
36     ガイドピン（スリーブ）
37    ガイドピン（スリーブ）
38     溝カム（左右クランププレート）
39     ガイド溝（右クランププレート）
40     リセス（左クランププレート）
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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