JP2009270413A - 鉄筋結束線材とその電動結束機 - Google Patents

Abstract

【課題】 長年、鉄筋の結束は結束線をハッカーで捩る手作業が主であるが、機械化が進まなかった。近年、電動の結束機が商品化されている。ハッカーで捩る手作業を基本に機械化したものであり、その繊細な造りは、天候不順の中での屋外作業では制約がある。又、値段も高価で使用範囲も限られている。
【解決手段】 本発明はトップ部と主捩れ部、鉄筋に掛かるフック部の三つの部位に分かれ、強度、太さの違う一本の鉄筋結束線材を電動結束機の側面にバネの力で押し出し、電動結束機の垂直運動で鉄筋結束部に繰り出し、回転運動で鉄筋結束線材を捩る。回転運動と垂直運動を組み合わせた簡単な構造。 安価で悪天候にも強く、スラブ、壁、柱、梁等、使用範囲も広い。
【選択図】図３

Description

本発明は、建設業に於いて鉄筋を迅速に結束する為の線材とその電動結束機である。

現在、鉄筋の結束は結束線を用いる手作業が主である。 交差、或いは重ね合わせた鉄筋に単線、もしくは複数の結束線を周回させ、手元でハッカーなる手具を使って捩る、固定させるものである。

又、手作業に依る結束の手順を基に機械化した（特願２００４−１８１７９２）や（特願平９−７８８４４）等が有り、リールに巻いた細い結束ワイヤを、交差した鉄筋の交点部を数回、瞬時に周回させ結束するものがある。

或いは、コの字型の金属線の両端に外向きのフックを設け、交差した鉄筋の交点を跨いで、下筋にフックを掛け、コの字型の懐部を鉄筋結束装置で捩ることで、結束状態と成す（特開平５−１６３７９７）やその関連の（特開平７−１５０６８９）がある。

前記、ハッカー使用の手作業に依る結束を電動機具化した（特願２００４−１８１７９２）は画期的とも思われるが、建設工事現場で使用される電動工具のなかでは構造が繊細複雑であり、高価で使用上の約定が多い。 屋外が主の鉄筋結束作業は天候不順であっても行われる事が常であり、制約がある。

前記、フック方式の（特開平５−１６３７９７）は説明道理の作用をしても、ハッカーを使用した手作業よりも時間がかかるし、ハッカーより重量のある結束装置の使用は合理的とは思えない。さらに、図１の鉄筋結束部材全体は、等径で捩り易いように軟鋼線を使用しているが、鉄筋にフックを掛けた状態で脚部を捩るとフック部が負けて伸びきってしまう。

又。フック部が外側に向いている為、図５の状態を回転させて、図６のようにフックが掛かるという説明には無理がある。

又、その関連（特開平７−１５０６８９）の鉄筋結束部材に於いても回転させることで先端にある双方のフック部は開いてしまうので係合はあり得ない。

課題を解決する為の手段

ハッカー使用の手作業に依る鉄筋結束の機械化に於いては、屋外作業であり、天候不順の中での作業も視野に入れ、電動機に依る駆動はドリルの様な回転と、結束線材を押し出す簡素な機構を組み合わせることで、トラブルの少ない安価な機具となる。

前記、（特開平５−１６３７９７）の鉄筋結束部材はフック部を外側に曲げている為に回転させた時に鉄筋に掛かる事はあり得ないが、当方の鉄筋結束線材はフックを内側に曲げ、重なり合ったフック部を両側に開いて重なりを解き、鉄筋の交差部に差し込み、電動機具の伸縮シャフト先端のツメで、鉄筋結束線材の肩部を双方から押すことで鉄筋の下部でフック部が重なり合い、その状態で鉄筋結束線材のトップ部を回転させると、双方のフック部が鉄筋下部に掛かる

コの字型で、双方の先端に鉄筋に掛かるような形状のフックを内向きに配した鉄筋結束線材は、トップ部、対の主捩り部、対のフック部で成り、その２ｍｍ程の径の線材である対の主捩り部は細く加工し、対のフック部は曲げ加工後、熱処理等で硬化処理することで主捩り部は捩り易く、主捩り部を捩ることでフック部が伸びきってしまうことが無い。

発明の効果

本発明は建設業の鉄筋結束に於いて、結束作業を迅速簡便に行うもので、その効果を説明する。

鉄筋結束線材とそれを装填したカートリッジから押し出して捩る電動結束機からなる。

鉄筋結束線材は径２ｍｍ程の線材をコの字型で、両側の先端に鉄筋に掛かるような形状のフックを向かい合うように内向きに配したもので、トップ部、対の主捩り部、対のフック部で成る。

対の主捩り部のみ細く加工し、対のフック部は曲げ加工後、熱処理等で硬化処理したもので、電動結束機のボックス部にトップ部を収納した鉄筋結束線材の対フックの中間を交差した鉄筋の交点を挟み込むように押し込み、ボックス部を回転さるとトップ部が連動し、捩り易い主捩り部が捩り、主捩り部を捩ることで鉄筋に掛けたフック部が下筋と上筋を密着させ、回転負荷が増すと主捩り部より太いトッブ部が捩れ、ボックス内で空回りして結束終了する。

電動結束機を片手で操作し、スイッチを一回押すだけで一連のサイクルを終える事ができる。

カートリッジは鉄筋結束線材を５０セット程のものと１００セット程のものを使い分ける事で、カートリッジ交換の手間を省く事が出来る。

カートリッジの交換は素早く出来る。

発明を実施するための最良の形態を図で示し、説明する。

図１、は鉄筋結束線材１で、一本の丸線材を曲げ加工したものであり、線材の強度及び太さを部位により差を付けたものである。

フック部１ｃは丸線材を曲げ加工した後、熱処理等で硬化させ、変形し難くしたものであり、主捩り部１ｂは曲げ加工する前にフック部１ｃより径を細く加工したものである。トップ部１ａは、フック部１ｃより径を若干細く加工したものである。

図２は鉄筋結束線材１を活用する為の電動結束機の側面図、図３は正面図であり、同じく図４は平面図である。

作業に至る手順を説明する。 前段階として、図５は角形の筒である内カートリッジ４の底部には可動式で内カートリッジ４に封入されたプラスチック板４ｃがあり、上部の鉄筋結束線材ストッパー４ａａを指で開き（図１４参照）糊で連結された鉄筋結束線材１を投入し鉄筋結束線材ストッパー４ａａを指で閉じ、内カートリッジ４への鉄筋結束線材１の装填を終える。

図６は内カートリッジ４の底部である。

鉄筋結束線材１を装填した内カートリッジ４は作業量に合わせ複数用意する。

図３では、電動結束機の側方から外カートリッジ３のレール３ｈをカートリッジ取り付け体２ｂのカートリッジ支持溝２ｂａにあてがいスライドさせ固定ネジ２ｂｂを締めて固定したものである。（図１１参照）

更に図３では、外カートリッジ３の引き出し軸３ｃを引き出して（図７参照）、鉄筋結束線材１を装填した内カートリッジ４を外カートリッジ３に落とし込み、電動結束機内にスライドし、引き出し軸３ｃをカートリッジ最深部に押し込み、カバー３ｄを電動結束機側にスライドさせて閉め、図４となる。

図１３は、内カートリッジ４を外カートリッジ３に落とし込んだ状態で、図１４は、内カートリッジ４をスライドさせて押し込んだものである。 外カートリッジ３の突起３ｅが内カートリッジ４のスリット４ｂに入り込み、鉄筋結束線材ストッパー４ａａの一端を押して開き、鉄筋結束線材１を開放し、送りバネ３ｃｅに押された鉄筋結束線材１はガイド２ｅの鉄筋結束線材受け２ｅａに押し付けられる。

次に鉄筋結束線材１の送り出し状態を詳しく説明する。 図７は、鉄筋結束線材１を装填した内カートリッジ４を外カートリッジ３に落とし込み電動結束機内にスライドさせた状態を示し、外カートリッジ３の底部に設けた高さ２ｍｍ程の段帯３ｆは、内カートリッジ４の逆戻りを防ぐもので、引き出し軸３ｃの縦向きの引き出しノブ３ｃａを横向きに回すと左右の懸かり３ｃｄが縦向きになって外れ、（図８参照）押し出しバネ３ｃｅにより送り板３ｃｃは隔壁３ｇを通り抜け、プラスチック板４ｃを押し、図９となる。

図９に於いて、引き出し軸３ｃの懸り３ｃｄはプラスチック板４ｃに対してフリーなので、鉄筋結束作業の邪魔になる引き出し軸３ｃを最深部まで押し込んで置く。

図１０は引き出し軸３ｃを最深部まで押し込んだ状態で、鉄筋結束線材１はガイド２ｅの鉄筋結束線材受け２ｅａに押し付けたられた状態である。

次に、カートリッジから押し出されてくる鉄筋結束線材を下方に押し下げる仕組みを説明する。図２の回転軸２ｃとケーシング２ｄは電力により可動するものである。

図２において、ガイド２ｅ先端のアーチ部２ｅｂを鉄筋の交差した鉄筋結束位置に約４５度の角度で合わせ、電源のスイッチ５ｄを押すことで、定位置からケーシング２ｄと共に回転軸２ｃは伸長下降する。

図１８は、回転軸２ｃの先端部の回転ボックス２ｃａが鉄筋結束線材のトップ部１ａを捕足したもの、図１９はその側面図で糊付け部１ｄはその時点で剥がれる。

回転ボックス２ｃａが鉄筋結束線材のトップ部１ａを補足すると、送りバネ３ｃａにより鉄筋結束線材受け２ｅａに押し付けられている鉄筋結束線材はさらに強く押し付けられることになり、トップ部１ａを回転ボックス２ｃａに取り込む際に窮屈な状態で補足することが出来、軽く引っ張っても抜けない程の保持力を有する。

鉄筋結束線材を、回転ボックス２ｃａが捕足し、さらに伸長降下して、図２０に至る。回転ボックス２ｃａが鉄筋結束線材１を押し下げると鉄筋結束線材１と鉄筋結束線材受け２ｅａ接点に隙間が生じ、その隙間にすかさず回転ボックス２ｃａに追随するケーシング２ｄと一体化かした鉄筋結束線材の押さえ２ｄａが割り込む。

前記よりさらに押し下げて、鉄筋結束線材１が鉄筋交差に当たると形状により鉄筋結束線材１の先端であるフック部１ｃが開く。さらに回転ボックス２ｃａは降下し、ガイドを基準とした位置である鉄筋より少し手前で停止し、図２５となる。

鉄筋を跨いでいったん開脚した鉄筋結束線材１は上下の通り過ぎると図２５のように再び元の形に戻ろうとするが完全に元の形には戻れず少し開いた形になる。しかし、下記の作用に影響はない。

回転ボックス２ｃａの降下が停止してもケーシング２ｄはさらに降下し、ケーシング２ｄから両側に突き出た鉄筋結束線材の押さえ２ｄａの先端にある爪の溝が捕らえた鉄筋結束線材１の脇を押さえ、フック部１ｃを鉄筋の下部に押し込み図２６となる。

対称形の押さえ２ｄａの先端にある爪の溝（図２４参照）は、捕らえた鉄筋結束線材１の脇を押さえた時に、相対するフック部１ｃの正面衝突を避けるため非対称形である。

図２６以下は、回転ボックス２ｃａが回転すると、まず変形しやすい主捩り部１ｂが捩れ、結束が完成すると負荷が増大し、トップ部１ａが捩れて回転ボックス２ｃａの回転がフリーとなる。

回転ボックス２ｃａが回転するのは一瞬で、後にブレーキが掛かって回転始動時位置で止まり、回転ボックス２ｃａとケーシング２ｄ共に降下時と逆の行程を経て、定位置に戻り、自動的に電源のスイッチが切れ、次の作業に備える。

次の作業に使用する控えの鉄筋結束線材１のトップ部、及びフック部は、回転ボックス２ｃａの降下後は、ケーシング２ｄと鉄筋結束線材の押さえ２ｄａが受けていて、回転ボックス２ｃａが上昇して定位置に戻ると、鉄筋結束線材１はガイド２ｅの鉄筋結束線材の受け２ｅａが受ける形になる。

電源のスイッチを入れてから、自動的に電源のスイッチが切れるまでの一連の工程はプログラム化されたものである。

結束作業工程は、電源のスイッチを入れてから、回転ボックス２ｃａが回転した時点で結束は完成するので、回転を確認すると次の作業位置に移動することが出来、その間に回転ボックス２ｃａとケーシング２ｄ共に定位置に戻り、電源のスイッチが切れて次の作業の準備が出来ていることになる。

図２７は鉄筋結束線材１とは異なる主筋・帯筋用結束線材７で、主筋・帯筋用結束線材用の内カートリッジ８に収めたもので、外カートリッジ３と組み合わせて使うことが出来る。

図２８は主筋・帯筋用結束線材７を捩る直前の状態で、ここに至る行程は、鉄筋結束線材１の時と同じである。

図２８では、鉄筋交差部対して４５度の角度で、鉄筋結束線材を使用する為に鉄筋結束線材に対する鉄筋の断面は楕円形となる。回転ボックス２ｃａの回転方向は左右に切り替えられるので、 回転ボックス２ｃａを回転させる時に、鉄筋結束線材が下筋の主筋１１に当たらない方向に回転させると、鉄筋結束線材のフック部の主筋への掛かり角度は４５度よりも深くなり都合が良い。又、図２６に於いても同様である。

この電動結束機は本体の側面にカートリッジを取り付ける為に作業に於いて障害となる事もあり、柄をカートリッジの無い方向に１８０度回転させ、カートリッジの取り付け向きの左右を切り替えることができる。（図３・４参照）

電動結束機のカートリッジは機動性を持たせる為に５０〜６０個の結束線材を格納しているが、平坦等で作業し易い所ではロングサイズの外カートリッジと対応する複数の内カートリッジを使用する事により、カートリッジ交換の手間を省く事が出来る。

鉄筋結束線材である。 鉄筋結束線材を活用する為の電動結束機の側面図である。 電動結束機の正面図である。 電動結束機の平面図である。 内カートリッジに鉄筋結束線材を装填した状態の図である。 内カートリッジの底部を示す図である。 引き出し軸の引き出し図 バネ室の隔壁図 プラスチック板 鉄筋結束線材押し出し図 外カートリッジ取り付け図 内カートリッジと鉄筋結束線材 鉄筋結束線材ストッパー閉図 鉄筋結束線材ストッパー開図 カバー開図 カバー閉図 カバー側面図 鉄筋結束線材補足平面図 鉄筋結束線材補足前面図 鉄筋結束線材とケーシング 回転軸とケーシング Ａ−Ａ´断面図 Ｂ−Ｂ´断面図 Ｃ−Ｃ´断面図 鉄筋補足図 鉄筋結束線材の押さえ図 主筋・帯筋用結束線材の内カートリッジと主筋・帯筋用結束線材 主筋・帯筋用結束線材の押さえ図

符号の説明

１ 鉄筋結束線材
１ａ トップ部
１ｂ 主捩り部
１ｃ フック部
１ｄ 糊付け部
２ 電動結束機
２ａ カートリッジ取り付け体支持具
２ｂ カートリッジ取り付け体
２ｂａ カートリッジ支持溝
２ｂｂ 固定ネジ
２ｃ 回転軸
２ｃａ 回転ボックス
２ｄ ケーシング
２ｄａ 鉄筋結束線材の押さえ
２ｅ ガイド
２ｅａ 鉄筋結束線材受け
２ｅｂ アーチ部
３ 外カートリッジ
３ａ バネ室
３ｂ 内カートリッジ室
３ｃ 引き出し軸
３ｃａ 引き出しノブ
３ｃｂ バネ受け
３ｃｃ 送り板
３ｃｄ 懸り
３ｃｅ 送りバネ
３ｄ カバー
３ｄａ ストッパー
３ｅ 突起
３ｆ 段帯
３ｇ 隔壁
３ｈ レール
３ｉ 開口
４ 内カートリッジ
４ａ 襞
４ａａ 鉄筋結束線材ストッパー
４ｂ スリット
４ｃ プラスチック板
４ｄ 開口
５ 柄
５ａ 回転バンド
５ｂ 柄の回転ロック
５ｂ 回転軸の方向切り替え
６ バッテリー
７ 主筋・帯筋用結束線材
８ 主筋・帯筋用結束線材の内カートリッジ
８ａ 襞
９ 鉄筋
１０ 帯筋
１１ 主筋

Claims (3)

1. 鉄筋結束を迅速に行う方法として、金属線材ヘアピンのように二つ折りにしたトップ部（１ａ）その両先端は向かい合った状態で鈎状に曲がり、先端部が重ならないように適度に広げたフック部（１ｃ）は金属線材を鈎状に曲げ加工した後に硬化処理し、トップ部（１ａ）とフック部（１ｃ）の間の主捩れ部（１ｂ）はフック部（１ｃ）よりも線材を細く加工して捩れ易くしたもので、フック部（１ｃ）の両鈎を交差した鉄筋の交点を跨ぎ挟み込むように押し込み、交差した下側の鉄筋に両端のフック部を掛け、結束金具のトップ部（１ａ）を捩ることで主捩れ部（１ｂ）がフック部（１ｃ）に向かって捩れ、交差した鉄筋が密着すると捩れ負荷が上がり、主捩れ部（１ｂ）より線材が太い為に、捩れ難いトップ部（１ａ）に捩れが移行して結束状態となる鉄筋結束線材（１）。
2. 鉄筋結束線材を活用する手持ち式の電動結束機（２）であり、回転軸（２ｃ）の先端の回転ボックス（２ｃａ）は回転軸（２ｃ）と直角に接するカートリッジからバネの力で連続して押し出される鉄筋結束線材のトップ部（１ａ）を収納し、鉄筋交差部直前まで繰り出し、鉄筋結束線材（１）の先端のフック部（１ｃ）を交差した下側の鉄筋に掛け瞬時の回転で結束状態とする［請求項１］に関わる電動結束機。
3. 回転軸（２ｃ）を補うケーシング（２ｄ）で、回転軸（２ｃ）に同調して繰り出し、鉄筋交差部直前で回転軸（２ｃ）は停止するがケーシング（２ｄ）両脇から突き出た鉄筋結束線材の押さえ（２ｄａ）は、さらに交差鉄筋の上筋の下部まで繰り出し、先端の対のツメ部が鉄筋結束線材（１）の主捩れ部（１ｂ）の側部を押し込むことにより、鉄筋結束線材（１）の対のフック部（１ｃ）を鉄筋に掛かり得る位置に移動させる［請求項１、２］に関わるケーシング（２ｄ）とその鉄筋結束線材の押さえ（２ｄａ）。

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