JP2010112107A - 鉄筋結束機 - Google Patents

Abstract

【課題】 結束線を節約して適切な結束線の消費で鉄筋結束が確実にでき、かつ結束時間を短縮することができる鉄筋結束機を提供する。
【解決手段】ループガイド機構１０により、鉄筋の周囲に結束線１を複数回周回するループガイド１１を形成する。結束線送り機構２０により結束線１をループガイド１１の溝内に送り出し、結束線１の先端付近をクランプ機構３０により一時固定する。次に、結束線送り機構２０を逆回転させて結束線１を引き戻しつつループガイドの内周の開口から結束線を引き抜く際に、一対の結束線支え棒４０により結束線１が鉄筋２の方向に行かないように一時係止し、結束線１で鉄筋２を締め上げつつ、捩りマージンを確保する。捩り機構５０の捩りピン５１により、捩りマージンを捩って行き、結束線１で鉄筋２を適切に締め上げ、切断機構６０により結束線を切断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建築工事現場において縦横に配置された鉄筋の交差部をワイヤで結束する可搬式の鉄筋結束機に関するものである。

鉄筋コンクリート製の建築物の建設工事現場では多数の鉄筋結束作業が発生する。従来技術において、建設工事現場における鉄筋結束作業を改善するものとして、特許第２９２３２４２号において同公報の図２に示すような鉄筋結束機が提案されている。特許第２９２３２４２号に開示された鉄筋結束機は、本体と、この本体の先端部に開閉可能に設けた一対の溝付き湾曲部材を備えたループ形成部とからなり、上記本体にはワイヤ供給部と駆動機構が設けられている。

ここで、ワイヤ供給部は、鉄筋の交差部を包囲するように閉じさせた状態にしたループ形成部の湾曲部材の溝部にワイヤを送ってワイヤのループを形成させるものである。なお、駆動部は、ループ形成部における湾曲部材の開閉駆動やループ形成後に溝部に送り出されるワイヤを切断するためのカッターの進退駆動や形成されたループを捩ってワイヤにより鉄筋を結束させる一対の間隔をおいて並設した捩りピン部材の進退駆動や、回転を順次行わせる回転駆動などを行う構成となっている。

上記特許第２９２３２４２号に開示された鉄筋結束機の場合、鉄筋の交差部を包囲するように閉じさせた状態にした一対の湾曲部材の溝部にワイヤを送った状態で、即ち、ループ形成部の溝にワイヤが有る状態で、捩りピンを回転して、ワイヤを捩るため、異なった鉄筋の太さに対応しようとするとき、結束の強度に無関係な余分なワイヤ長が消費されると共に、捩る回数が不定のため、捩る制御が難しく結束成功率が低く、かつ結束までの捩り回数が多大になり、過大な結束時間を要するという欠点があった。

また、ループガイドの溝は、１本しかないために、結束線をループガイドに送って複数回周回させる際、１周目に送られた結束線と２周目に送られた結束線、または２周目に送られた結束線と３周目に送られた結束線が互いに干渉して、ループガイドの外に飛び出すおそれがあった。

そこで、従来技術において、ワイヤ供給部によりループ形成部の湾曲部材の溝部にワイヤを送った後、結束線を引き戻す工夫をしたものとして特開２００３−２６７３０７号公報が知られている。
特開２００３−２６７３０７号公報に開示されているものは、結束線送り機構により結束線を送り出して鉄筋の周囲にループを形成し、クランプ機構により結束線の先端をクランプし、結束線送り機構を逆転駆動して結束線を引戻して鉄筋に巻回し、クランプ機構を回転駆動して結束線を捩じることにより鉄筋を結束する鉄筋結束機において、結束線送り機溝の送りモータの駆動電流検出回路を設け、結束線引き戻し工程において単位時間毎に逐次送りモータの駆動電流を計測し、最新の計測値が計測値中の最低値よりも所定量増加したときに送りモータを停止する制御手段を設けた鉄筋結束機である。

ここで、結束線の引戻し量を把握するため、結束線の引戻し量を検出する手段を設け、結束線引戻し工程において引戻し量が基準値に達したときに送りモータを停止する制御手段を設けている。具体的には、捩りのマージンを確保することなく、送りモータを逆転駆動して結束線を引戻せるだけ引き戻し、鉄筋径近くまで引き戻して大きなテンションがかかってモータの駆動電流検出値が所定値以上となるとモータを停止させると開示されている。
なお、その状態では結束線を捩るためのマージンがなく結束線を捩ることができないため、再びモータを正転駆動してマージン相当分を送り出し、結束線を鉄筋から緩めるという制御が必要となっている。

特許第２９２３２４２号公報 特開２００３−２６７３０７号公報

上記特開２００３−２６７３０７号公報に開示の技術によれば、結束線送り機構を逆転駆動して結束線を引戻して結束線の消費量を低減する工夫は盛り込まれており、送りモータを逆転駆動してワイヤＷを引戻し、鉄筋径に合わせてループ長を調節するとされているが、その状態では結束線を捩るためのマージンがなく結束線を捩ることができないため、その後再びモータを正転駆動してマージン相当分を送り出し、結束線を鉄筋から緩めるという制御が必要となっている。つまり、送りモータの回転制御は、“正転駆動”、“逆転駆動”、“正転駆動”の３つの切り替え制御が必要となり、制御が複雑となる上、時間がかかってしまうという問題が発生する。

また、上記特開２００３−２６７３０７号公報に開示の技術によれば、送りモータを“正転駆動”後の“逆転駆動”で結束線で鉄筋を所定のテンションとなるまで締め上げ、その後、捩りマージンとなる所定量を送り出す“正転駆動”を行うため、同公報の図９から図１０に示すように、単に鉄筋に対して結束線が緩められる状態となる。そのため、緩んだ瞬間に結束線が鉄筋に対して斜めに掛った状態となるおそれがあり、その後捩り工程において捩ると結束線が鉄筋に対して斜めに締め上げてしまうおそれがあった。

また、上記特開２００３−２６７３０７号公報に開示の技術によれば、上記したように、最初の“正転運転”および引き戻しの“逆転運転”の後、捩りマージンとなる所定量を送り出す“正転駆動”を行うため、単に鉄筋に対して結束線が緩められる状態となっているため、捩るために捩り機構のヘッドに３つのクランプを設け、３か所で結束線を挟持しつつ回転運動を行わねばならない。また３つそれぞれのクランプの挟持・解放の制御が必要となるため、捩り機構のヘッドが大きく複雑で高価になるという問題が生じてしまう。

また、上記特開２００３−２６７３０７号公報に開示の技術によれば、捩り機構による捩り制御については特に工夫はされておらず、２度目の正転駆動で送りだしたマージン分の長さに相当する回数分を捩ることしか開示していない。しかし、実際には捩り工程は捩切れないテンションでしっかりと確実に捩って締め上げるためにはしっかりと捩る必要があるが、勢いよく捩って行くと捩切ってしまうおそれがあり、ゆっくり捩って行くと時間がかかってしまうという問題がある。

上記問題点に鑑み、本発明は、従来技術では無駄に消費されていた結束線を節約して適切な結束線の消費で鉄筋結束が確実にでき、かつ結束時間を短縮することができる鉄筋結束機を提供することを目的とする。また、結束線送り機構の正転運転、逆転運転の切り替え数が少なく、確実な捩りマージンを確保でき、運転制御が簡単な鉄筋結束機を提供することを目的とする。さらに、捩り機構のヘッド構造が簡単で確実に結束線を捩ることができる鉄筋結束機を提供することを目的とする。
さらに、上記問題点に鑑み、本発明は、結節線の捩りを適切に制御することにより、結束線を捩切ることなく素早く確実な鉄筋結束が可能であり、かつ結束時間を短縮することができる鉄筋結束機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の鉄筋結束機は、
交差した鉄筋の交差部分の周囲に結束線を複数回周回させるための螺旋状の溝を備えたループガイドを形成するループガイド機構と、
前記鉄筋の結束線を前記ループガイドの溝内に送り出す結束線送り機構と、
前記鉄筋の交差部分に周回させた前記結束線の先端付近を一時捕捉するクランプ機構と、
前記結束線送り機構を逆回転させて前記結束線を引き戻しつつ前記結束線を前記ループガイドから前記鉄筋に向けて締める際に、少なくとも２か所において前記結束線が前記鉄筋方向に行かないように一時係止する一対の結束線支え棒と、
前記結束線の適切な引き戻しの後に前記結束線を切断する切断機構と、
一対の前記結束線支え棒の間に張られた前記結束線を挟んだ位置に配置され、回転により前記結束線を捩り締めるための一対の捩りピンを備えた捩り機構とを備え、
前記捩りピンによって捩る前には前記結束線支え棒により前記結束線を捩るための捩りマージンを確保するとともに、前記捩りピンが回転し始めると前記結束線が前記結束線支え棒から外れて前記一時係止が解放されるとともに、前記クランプ機構による前記結束線の一時捕捉も解放され、前記鉄筋の交差部分の周囲にわたって締め上げることができることを特徴とする。

本発明の鉄筋結束機の引き戻し制御としては、前記結束線送り機構を逆回転させる前記結束線の引き戻しにおいて、前記回転機構の電流値を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段において、前記結束線送り機構の引き戻し開始時点の電流値に比べて急激に電流値が増加したことを検知すれば、前記結束線送り機構の引き戻し回転を停止させるものであることが好ましい。

上記構成により、本発明の鉄筋結束機は、結束線送り機構の逆転運転により従来技術では無駄に消費されていた結束線を節約して適切なワイヤ長の消費で鉄筋結束が確実にできる。また、結束線を一時係止する一対の結束線支え棒により、結束線を鉄筋から緩めることなく締め上げたままで捩りピンの前で鉄筋の太さに余り影響されることなく捩りマージンを確保することができ、そのまま捩り工程に移ることができ、結束時間を短縮することができる。また、捩り機構でクランプする必要はなく、捩り機構のヘッド構造は、一対のピンのみという簡単な構造で確実に結束線を捩ることができる。

なお、本発明では、一時係止する一対の結束線支え棒、及び前記ループガイド機構と前記クランプ棒との間に前記結束線を送り込む際には前記結束線に対する摩擦力が小さく、前記結束線を引き戻す際には前記結束線に対する摩擦力が大きくなるような、結束線先端のクランプ機構があるため、結束線送り機構の逆転運転時は、結束線送り機構の引き戻し開始時点の電流値に比べて急激に電流値が増加したことを検知すれば引き戻し回転を停止させるという簡単な制御でも確実に結束線を鉄筋から緩めることなく締め上げたままで捩りピンの前で捩りマージンを確保することができる。

ここで、結束線の先端を押さえるクランプ機構として、前記ループガイドの溝の前記内周開口から前記結束線の先端付近を押さえるクランプ棒を備え、
前記結束線送り機構により前記結束線を前記ループガイドの溝の下方と前記クランプ棒との間に送り込む際には前記クランプ棒による前記結束線に対する摩擦力が小さく、前記結束線を引き戻す際には前記クランプ棒による前記結束線に対する摩擦力が大きくなるように前記クランプ棒を制御することが好ましい。
例えば、結束線の先端を押さえるクランプ機構に、前記ループガイドの溝の前記内周開口から前記結束線の先端付近を押さえるクランプ棒と、前記クランプ棒を支える回転軸と、前記回転軸を受ける軸受け孔と、前記クランプ棒の先端付近を前記結束線の先端付近に押し付ける押さえバネを備え、前記クランプ棒が、前記結束線送り機構により前記結束線を前記ループガイドの溝に送り込む際には前記結束線に対する摩擦力が小さく、前記結束線を引き戻す際には前記結束線に対する摩擦力が大きくなるように、前記クランプ棒の回転軸の軸受け孔を長孔とし、当該長孔の前記結束線の進行方向側の端において前記ループガイド溝と回転軸との距離が小さく、当該長孔の他端において前記ループガイド溝と回転軸との距離が大きいものとする。
上記構成によれば、前記結束線の送り込み時には前記クランプ棒の前記ループガイドに対する角度が小さくなって、前記結束線と前記クランプ棒との摩擦力が小さくなり、前記結束線の引き戻し時には前記クランプ棒の前記ループガイドに対する角度が大きくなって、前記結束線と前記クランプ棒との摩擦力が大きくなる。

クランプ機構の構造をこのような構造とすれば、特に駆動機構を必要とせず、バネとクランプ棒という簡単な構造で送りこまれた結束線の先端を確実に押さえることができる。なお、クランプ機構による結束線を押さえる摩擦力は、結束線送り機構の逆回転時に結束線にかかる張力よりも大きく、捩り機構で捩りが加えられた際に結束線にかかる張力よりも小さいものとすれば、結束線送り機構の逆回転時には結束線が抜けず、捩り機構で捩りが加えられる時には結束線が抜ける。

次に、本発明の鉄筋結束機の捩り機構の制御において、前記捩りピンによる前記結束線の捩りとして、所定の捩り回数の所定の捩り角度である第１の角度までは通常トルクで捩る第１の捩りと、前記第１の角度からさらに所定の捩り角度である第２の角度までは前記通常トルクよりも小さく前記結束線が捩り切れることのない小トルクで捩る第２の捩りと、さらに前記結束線が伸びて捩じ切れない僅かな捩りを加える第３の捩りを備え、前記結束線の捩切れがなく、かつ、緩みがない前記結束線の捩りを可能とすることが好ましい。
上記構成により、結節線の捩りを適切に制御することにより、結束線を捩切ることなく素早く確実な鉄筋結束が可能であり、かつ結束時間を短縮することができる。

次に、本発明の鉄筋結束機において、前記結束線を前記結束線送り機構に供給する結束線リールを備えた構成も好ましい。
結束線リールを用いる場合、前記結束線送り機構を順回転させて前記結束線を送り出す際、前記結束線リールを順回転させ、前記結束線送り機構を逆回転させて前記結束線を引き戻す際、前記結束線リールを逆回転させるリール回転機構とを備え、前記結束線送り機構により繰り出されまたは引き戻される前記結束線の移動速度と、前記結束線リールにおける前記結束線の消費量に応じて変化する径とに応じて前記リール回転機構における前記結束線リールの回転速度を変化させる制御を行うことが好ましい。

また、前記リール回転機構における前記結束線リールの前記順回転時は、前記結束線送り機構の引っ張りに従動させ、前記リール回転機構における前記結束線リールの前記逆回転時は、前記リール回転機構における前記結束線リールの前記順回転の速度に応じて前記リール回転機構における前記結束線リールの前記逆回転の速度を決定することも好ましい。
上記構成により、結束線リールを備えた構成において、結束線送り機構の正転運転、逆転運転によっても結束線のたわみを生じることなく、良好な結束線の送り出し制御を行うことができる。

本発明にかかる鉄筋結束機によれば、本発明の鉄筋結束機は、結束線送り機構の逆転運転により従来技術では無駄に消費されていた結束線を節約して適切なワイヤ長の消費で鉄筋結束が確実にできる。また、結束線を一時係止する一対の結束線支え棒により、結束線を鉄筋から緩めることなく締め上げたままで捩りピンの前で捩りマージンを確保することができ、そのまま捩り工程に移ることができ、結束時間を短縮することができる。また、捩り機構自体でクランプしつつ回転する必要はなく、捩り機構のヘッド構造は、一対のピンのみという簡単な構造で確実に結束線を捩ることができる。

また、ループガイド機構には螺旋状に周回する溝が形成されるので結束線を送り出しても結束線同士が衝突することなく螺旋状に複数回周回させることができる。

なお、本発明では、一時係止する一対の押さえ棒、及び前記クランプ棒との間に送り込む際には前記結束線に対する摩擦力が小さく、前記結束線を引き戻す際には前記結束線に対する摩擦力が大きくなるような、結束線先端のクランプ機構があるため、結束線送り機構の逆転運転時は、結束線送り機構の引き戻し開始時点の電流値に比べて急激に電流値が増加したことを検知すれば引き戻し回転を停止させるという簡単な制御でも確実に結束線を鉄筋から緩めることなく締め上げたままで捩りピンの前で捩りマージンを確保することができる。

また、本発明の鉄筋結束機によれば、結束線の捩りを適切に制御することにより、結束線を捩切ることなく素早く確実な鉄筋結束が可能であり、かつ結束時間を短縮することができる。

以下、本発明の鉄筋結束機を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

以下、図面を参照しながら本発明に係る鉄筋結束機１００の構成例を説明する。
鉄筋結束機１００は、ループガイド機構１０と、結束線送り機構２０と、クランプ機構３０と、一対の結束線支え棒４０と、一対の捩りピンを備えた捩り機構５０と、切断機構６０と、結束線リール７０、筐体８０を備えている。

図１は、本発明の実施例１に係る鉄筋結束機１００の一構成例の全体の外観概略を示した図である。
図２は、本発明の実施例１に係る鉄筋結束機１００の主要部分の外観概略を示した図である。
図３は、本発明の実施例１に係る鉄筋結束機１００の主要部分の内部構造の概略を示した水平断面図である。
図４は、図１に記載した筐体に比べて、ハンドル８１部分に工夫を加えた場合の全体の外観概略を示した図である。

ループガイド機構１０は、結束箇所である鉄筋２の交差部分を囲むようにその周囲に複数回周回する螺旋状で少なくともその内周方向は開口している溝を備えたループガイドを形成するものである。ループガイド機構１０は、開閉型で開放時には左右に分かれ、閉鎖時に閉じた輪状になるループガイドが形成される。図示した構成例では左右２つのループガイド１１ａと１１ｂが開閉する仕組みとなっている。
なお、ループガイドブロック８２はループガイド機構１０を外部から保護するものである。

結束線送り機構２０（図示せず）は、モータなどの駆動系と結束線をグリップして送る結束線送りギヤ（図示せず）を備え、結束線１をループガイド機構１０が形成した左右のループガイド１１ａ、１１ｂの溝内に送り出すものである。この構成例では後述するように結束線１を蓄えている結束線リール７０と連動している。
結束線送り機構２０は駆動系の正転運転、逆転運転のいずれも制御できるようになっており、結束線１を送り出す正転運転、結束線１を引き戻す逆転運転のいずれも行うことができる。

正転運転は前述したように結束線１をループガイド機構１０が左右のループガイド１１ａ、１１ｂを閉鎖して形成した周回状の溝内に送り出す際に行う制御である。送り出した結束線１がループガイド機構１０内で所定回数分回るだけの長さを繰り出し、その先端が後述するクランプ機構３０によりクランプされるまで送り出す駆動を行う。

一方逆転運転はループガイド機構１０内で所定回数鉄筋２の周囲を回っている結束線１を引き戻して結束線１により鉄筋２を引き締める際に行う制御である。ここで、結束線１の引き戻し長さは締め上げる鉄筋２の太さや本数に依存するため、引き戻す長さは固定長ではない。そこで、本発明では電流検知手段２１（図示せず）を備えた構造となっている。

電流検知手段２１は、結束線送り機構２０を逆回転させる結束線１の引き戻しにおいて、逆転運転時のモータにより発生する電流値を検知するものである。なお、後述するように、結束線送り機構２０を逆回転させる結束線１の引き戻し始めは、結束線１が鉄筋２に接するように縮まってゆく過程であり強い摩擦力は発生しないが、結束線１が鉄筋２に接するようになると結束線１の先端がクランプ機構３０によりクランプされているので結束線１がそれ以上引き戻されず、強い摩擦力で移動が制限される。そこで、結束線送り機構２０は、逆転運転時において、電流検知手段２１が、結束線送り機構２０の引き戻し開始時点の電流値に比べて急激に電流値が増加したことを検知すれば、結束線送り機構２０の逆転運転である引き戻し回転を停止させる制御を行う。この制御により、締め上げる鉄筋２の太さや本数によらず適切に結束線１が鉄筋２に対して接した状態を得ることができる。ただし、図６を参照して後述するように結束線１が鉄筋２の周囲全部を締め上げて接しているわけではなく、捩りマージンが確保された状態を得るものとなっている。

なお、本実施例の筐体８０には、結束線送り機構２０を逆回転させたときに結束線が筐体の外側に飛び出さないように、結束線飛び出し防止板兼結束線送りギヤ解放板８３が設けられている。図４では結束線飛び出し防止板兼結束線送りギヤ解放板８３を開けた状態を示している。結束線飛び出し防止板兼結束線送りギヤ解放板８３は、結束線送りギヤ（図示せず）の結束線の挟持を解放する機構（図示せず）と連動しており、この結束線飛び出し防止板兼結束線送りギヤ解放板８３を開けることにより、結束線送りギヤ（図示せず）の結束線の挟持が解放される仕組みとなっている。

クランプ機構３０は、鉄筋２に周回させた結束線１の先端付近を一時捕捉する部分であり、本発明では、結束線をクランプする部分は結束線１の先端付近のみで良く、従来技術のように捩り機構５０に複数のクランプ機構を備えている必要はない。

ここで、クランプ機構３０は結束線１の先端付近を一時捕捉する構造であれば良いが、この構成例では、クランプ機構３０が、ループガイド機構１０の溝の内周開口から結束線１の先端付近を押さえるクランプ棒３１と、クランプ棒３１を支える回転軸３２と、クランプ棒３１の先端付近を結束線１の先端付近に押し付ける押さえバネ３３、押さえバネ受け３４を備えた構造となっている。

図５は、本構成例のクランプ機構３０の働きが分かりやすいように取り出して拡大した図である。図５に示すように、クランプ棒３１が、結束線送り機構２０により結束線１をループガイド機構１０の溝に送り込む際には結束線１に対する摩擦力が小さく、結束線１を引き戻す際には結束線１に対する摩擦力が大きくなるように、結束線送り機構２０により結束線１を送り出す順方向に先端が位置するように角度が付けられ、クランプ棒３１の回転軸３２部分が、クランプ棒３１が回転とループガイド機構１０の周回方向への移動ができるような長孔の軸受け孔を備えた構造となっている。

図５（ａ）に示すように、結束線送り機構２０により結束線１を送り出した場合、結束線１の移動方向はクランプ棒３１に対して先端が引っ掛からず滑り込めるいわゆる“順方向”に位置し、摩擦力が小さいものとなっていることが分かる。一方、図５（ｂ）に示すように、結束線送り機構２０により結束線１を引き戻した場合、結束線１の移動方向はクランプ棒３１の先端に対して対向して引っ掛かって滑りにくいいわゆる“逆方向”に位置し、摩擦力が大きいものとなっていることが分かる。また、この構成例では、クランプ棒３１における回転軸３２を受ける孔が長孔となっているため結束線送り機構２０により結束線１を引き戻した場合、結束線１の移動方向はクランプ棒３１の先端に対して対向して引っ掛かってクランプ棒３１が押し戻されて長孔の左側に回転軸が移動するため、ますますクランプ棒３１の角度が大きくなり結束線１に対向する角度となり一層摩擦力が大きくなるように工夫されている。

なお、クランプ機構３０による結束線１を押さえる摩擦力は、結束線送り機構２０の逆回転時に結束線１にかかる張力よりも大きく、捩り機構５０で捩りが加えられた際に結束線１にかかる張力よりも小さいものとすれば、結束線送り機構２０の逆回転時には結束線１が抜けず、捩り機構５０で捩りが加えられる時には結束線１が抜けるように調整することができる。

次に、一対の結束線支え棒４０は、結束線送り機構２０を逆回転させて結束線１を引き戻しつつループガイド２０の溝の内周の開口から結束線１を引き抜く際に、少なくとも２か所において結束線１が鉄筋２方向に行かないように一時係止する棒状の引っ掛け構造物である。本構成例ではループガイド２０の溝の内周の開口の上方付近に設けられ、それぞれの結束線支え棒４０ａと４０ｂは少し離れて位置している。結束線支え棒４０ａと４０ｂ間の間隔について以下考察する。まず、捩りピン５１ａ，５１ｂの間隔は、複数回周回している結束線１をまとめて捩るため、複数本並んでいる結束線の束の一番上の結束線１と一番下の結束線１とを併せて挟み込む幅が必要である。そこで、結束線支え棒４０ａと４０ｂの間隔は捩り機構５０の捩りピン５１ａ，５１ｂの外周回転径と結束線の束の幅を併せた長さより大きい必要がある。

図６は左右の結束線支え棒４０ａ、４０ｂを分かりやすく取り出して示した図である。なお、図３では左右の結束線支え棒４０ａ、４０ｂの大きさや形状が異なるように表されているが、両者は後述するように回転対称の鍵型形状となっており、断面をとった水平面内では非対称の形状であるからである。図６（ａ）は、結束線支え棒４０ａ、４０ｂを正面から見た様子を模式的に示す図、図６（ｂ）は右結束線支え棒４０ａを側面から見た様子を模式的に示す図、図６（ｃ）は左結束線支え棒４０ｂを側面から見た様子を模式的に示す図である。同様に図７（ａ）は、鉄筋２と、鉄筋の周囲に周回している結束線１と、結束線支え棒４０の３者のみを取り出してそれらの関係を平面から見た様子を模式的に示す図である。なお、図７に示された鉄筋２は楕円となっているが、結束線１は鉄筋２の交差部分に対して斜めに掛けられるため結束線１を水平に描くと交差している鉄筋２は両方とも斜め断面として示されるために楕円として描かれている。

図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図７（ａ）に示すように、結束線送り機構２０により結束線１を送り出した状態では、結束線１は鉄筋２を周回しているものの、ループガイド１１の中に収まった状態となっている。

次に、図６（ｄ）、図６（ｅ）、図７（ｂ）は結束線送り機構２０を逆回転させて結束線１を引き戻すことにより、結束線１の径が縮まって鉄筋２を直接締めつつも、結束線１の一部が一対の結束線支え棒４０ａおよび４０ｂによりループガイド１１近くに係止される様子を模式的に示す図である。また、図７（ｂ）に見るように、結束線１は結束線支え棒４０ａおよび４０ｂの２点において係止され、ループガイド１１における捩りピン５１が存在する付近で隙間が確保され、捩りマージンが確保されている様子が分かる。

なお、結束線支え棒４０ａおよび４０ｂの引っ掛け形状には工夫が施されており、図６に示すように、結束線支え棒４０ａおよび４０ｂはそれぞれフック形状となっており、互いに回転対称に配置されている。

切断機構６０は、カッターを備え、結束線１を切断することができる。切断個所は、ループガイド機構２０における結束線１の送り出しの根元付近である。つまり、結束線１の捩った部分を残して結束線１をカットし、リール７０から繰り出される結束線１から切り離す。

捩り機構５０は、一対の捩りピン５１を備え、図１〜図３に示すように、一対の結束線支え棒４０ａと４０ｂの間の中央付近に位置しており、また、一対の結束線支え棒４０ａと４０ｂの間に張られた結束線１を挟むように配置されている。図８（ａ）から（ｃ）に示すように、捩り機構５０が回転することにより結束線１を捩り締めることができる。

図８は、捩りピン５１ａ、５１ｂが結束線１を挟みながら回転すれば結束線支え棒４０ａおよび４０ｂから結束線１が外れ、捩られてゆく様子を模式的に示した図である。図８（ａ）の状態から捩りピン５１ａ、５１ｂが紙面に向かって反時計回りに回転すると、図８（ｂ）の状態のように結束線１を捩り始め、右結束線支え棒４０ａではフック先端の下側が開放されており、左結束線支え棒４０ｂではフック先端の上側が開放されており、結束線１が結束線支え棒４０ａおよび４０ｂの先端から外れる仕組みとなっている。
なお、クランプ機構３０によるクランプもこの捩りピン５１の捩りが始まると結束線１が順方向に移動するので解放される仕組みとなっている。
捩りピン５１は高速で回転を続けるので、結束線１は、図７（ｂ）の状態から図８（ｃ）の状態へとしっかりと捩じられ、２つの鉄筋２は結束線１によって全周にわたってしっかりと締め上げられることとなる。

このように、捩り機構５０の捩りピン５１が回転する前には結束線支え棒４０ａおよび４０ｂによってしっかりと係止して捩りマージンが確保され、捩り機構５０の捩りピン５１が回転し始めると自動的に係止が解放されるとともに、前記クランプ機構３０による前記結束線の一時捕捉も解放され、捩りピン５１の回転により捩りマージンが捩じられて結束線１により鉄筋２を締め上げることができるようになる。

ここで、この構成例では、捩り機構５０が捩りピン５１に与えるトルクとして、少なくとも３つの異なるトルクを与えることができるものとなっている。例えば、基準となる通常のトルク、通常のトルクよりも小さく結束線が捩り切れることのない小トルク、結束線１で鉄筋２を締め上げる際の最後の捩りを加える調整トルクである。また、捩り機構５０は回転角度も調整できるものとなっている。

このように捩り機構５０がトルクと回転角度を細かく調整できることにより、結束線１の捩り制御として以下のような細かい捩りが実現できる。例えば、捩りとして、所定の捩り回数の所定の捩り角度である第１の角度までは通常トルクで捩る第１の捩りと、第１の角度からさらに所定の捩り角度である第２の角度までは通常トルクよりも小さく結束線が捩り切れることのない小トルクで捩る第２の捩りと、さらに、結束線１が伸びる範囲かつ捩じ切れない範囲での僅かな捩りを調整トルクにて加える第３の捩りという３工程の捩りを使い分けることができるものとすることが好ましい。
上記のように捩り機構５０が細かい捩り制御を実行できることにより、結束線１の捩切れがなく、かつ、緩みがない結束線１の捩りが可能となる。

結束線リール７０は、回転軸７１に結束線１を巻きつけて結束線１を蓄えておくものであり、結束線１を結束線送り機構２０に供給するものである。回転軸７１を中心に回転することにより結束線１を送り出したり巻き取ったりすることができる。

結束線リール７０はリール回転機構７２を備え（図示せず）、結束線リール７０の回転を自在に制御することができる。リール回転機構７２は結束線送り機構２０と連動しており、結束線送り機構２０を順回転させて結束線１を送り出す際には結束線リール７０を順回転させ、結束線送り機構２０を逆回転させて結束線を引き戻す際には結束線リール７０を逆回転させる制御を行う。結束線１を引き戻す工程において結束線リール７０を逆回転させることにより結束線１が結束線送り機構２０と結束線リール７０との間でたわむことなく適度に張ることができ、結束線１が絡まったり過度な引っ張りテンションがかかったりすることがなくなる。

ここで、繰り出される結束線１の巻き付け位置が結束線１の残量が少なく回転軸７１に近いときと結束線１の残量が多く回転軸７１から遠いときでは同じ分量の結束線１を繰り出す際に結束線リールの回転角速度が異なるため、結束線リール７０の回転速度は毎回微妙に異なる。本発明では結束線リール７０の結束線消費量に応じてリール回転機構７２により結束線リール７０の回転角を制御する。

リール回転機構７２による結束線リール７０の回転角の制御として次の２通りのいずれかの制御がある。

第１の制御は、リール回転機構７２における結束線リール７０の順回転速度および逆回転速度を、結束線送り機構２０の結束線１の移動速度と、結束線リール７０における結束線１の径の２つの条件に応じて変化させる制御である。この第１の制御は理想的であるが、結束線送り機構２０の結束線１の移動速度の検知と、結束線リール７０における結束線１の径の検知が必要となる。

図９は、結束線送り機構２０とリール回転機構７２とを連動させる第１の制御を模式的に説明する図である。図９（ａ）に示すように、例えば、結束線送り機構２０の結束線１の送り出し速度“Ａ”は結束線送り機構２０の送り出し速度“Ａ”データを検出し、結束線送り機構２０から取得する（図示しないデータ伝送経路による）。また、結束線リール７０における結束線１の径“Ｈ”はセンサ（図示せず）を内蔵し、最外周の結束線１の結束線リール７０の軸中心からの高さ“Ｈ”を検知してデータを得れば良い。リール回転機構７２において結束線送り機構２０の送り出し速度“Ａ”と最外周の結束線１の結束線リール７０内での高さデータ“Ｈ”から結束線リール７０の送り出し時の回転角速度Ｂは、Ｂ＝Ａ／Ｈで決定することができる。リール回転機構７２は回転角速度が“Ｂ”となるように回転制御する。

引き戻し時も同様であり、図９（ｂ）に示すように、結束線送り機構２０の引き戻し速度“Ａ”と最外周の結束線１の結束線リール７０内での高さデータ“Ｈ”から結束線リール７０の引き戻し時の回転角速度Ｂは、Ｂ＝Ａ／Ｈで決定することができ、リール回転機構７２は巻き戻しの回転角速度が“Ｂ”となるように回転制御する。

第２の制御は、簡易な方法として、リール回転機構７２における結束線リール７０の順回転時は結束線送り機構２０の引っ張りに従動させる方法とし、結束線リール７０の逆回転時は、リール回転機構７２における結束線リール７０の順回転の速度に応じてリール回転機構７２における結束線リールの逆回転の速度を決定する方法を採用する。

つまり、結束線送り機構２０の送り出し時は、図１０（ａ）に示すように、結束線リール７０を従動して回転させる。この従動回転でも結束線送り機構２０と結束線リール７０との間の結束線１の余りは原理的には発生しない。
しかし、結束線送り機構２０の引き戻し時にも従動回転のままとすると、図１０（ｂ）のように結束線リール７０は不回転となり、結束線送り機構２０と結束線リール７０との間の結束線１の余りが生じてしまう。結束線送り機構２０の引き戻しは高速に行われるので、遠心力により鉄筋結束機１００の筐体８０の外側に飛び出るおそれもある。

そこで、図１０（ｃ）に示すように、結束線リール７０の制御として、送り出し時は従動回転とし、引き戻し時は能動回転として余りが生じないように制御する。結束線送り機構２０の引き戻し時に結束線リール７０を能動回転とすることにより結束線１の余りが発生しないので鉄筋結束機１００の筐体８０の外側に飛び出るおそれがなくなる。なお、結束線リール７０を能動回転することにより結束線１の飛び出しはなくなるが、万一の不具合により結束線１の余りが発生した場合に備えて、本実施例の構成では、結束線送り機構２０の結束線１の通り道に結束線飛び出し防止板兼結束線送りギヤ解放板８３を設けて不具合時でも鉄筋結束機１００の筐体８０の外側に飛び出すことがないように配慮している。

ここで、結束線リール７０の順回転時も逆回転時も結束線リール７０における結束線１の最外周の径はほぼ同じであることから、引き戻し時の能動回転における回転角速度Ｂは、結束線送り機構２０の送り出し時の回転角速度と同様とすれば良い。
そこで、結束線送り機構２０の送り出し時に従動回転した結束線リール７０の回転角速度“Ｂ”を計測・記憶しておき、引き戻し時の結束線リール７０の回転角速度を“Ｂ”として決定することが可能となる。

なお、ハンドルの工夫について述べる。筐体８０の端部にはハンドル８１が形成されているが、図１に示すように一つだけハンドルが設けられているものが基本であるが、図４に示すように、ハンドルの取り付け位置を変えて複数のハンドル８１ａおよび８１ｂを設けても良い。鉄筋結束機１００の使用は床面の鉄筋２への作業もあれば、壁面の鉄筋への作業もある。床面の鉄筋２への作業であれば結束位置が足元にあり、ループガイドを床面近くまで下げなくてはならない。

ハンドルの位置が低い場合、作業者はハンドルを握ったまま腰をかがめて低い姿勢で作業しなければならない。この場合、ハンドルの取り付け位置が高い方が作業者の作業姿勢が楽になる。
一方、壁面など肩近くの高さの作業の場合、腰をかがめることなく直立姿勢で作業を行うことができ、ハンドルとループガイドの距離が短い方が作業が楽になる。このように結束作業を行う鉄筋の存在場所により、作業に適したハンドルの取り付け位置が異なる。そこで、図４に示したものでは、ハンドルとして複数のハンドル８１ａおよび８１ｂを設けた構成としている。作業に応じて適した高さにあるハンドル８１ａおよび８１ｂを選択して握って作業を行うことにより、多様な作業箇所に対応することができる。
以上の各構成要素により鉄筋結束機１００が構成され、鉄筋２の結束作業が行われる。

以下、結束作業の流れの概略を図１１のフローチャート、図１２、図１３を参照しつつ整理してまとめて示す。図１４は、交差する鉄筋２の交差点を結束する様子を結束線１のみを模式的に示す図である。

（１）ループガイド機構１０によるループガイドの形成（ステップＳ１）
ループガイド機構１０を開き、結束したい鉄筋２の交差部分を内側に入れた状態でループガイド機構１０を閉じ、鉄筋２の交差部分の周囲にループガイド１１を形成する（図１２（ａ）から図１２（ｂ））。

（２）結束線送り機構２０による結束線１の送り出し（ステップＳ２）
結束線送り機構２０を正転運転し、結束線１をループガイド１１の溝内に送り出し、鉄筋２の交差部分の周囲に周回させる（図１２（ｂ）から図１２（ｃ））。

（３）クランプ機構３０による結束線１の先端付近のクランプ（ステップＳ３）
クランプ機構３０により、鉄筋２に周回された結束線１の先端付近を一時固定する。

（４）結束線送り機構２０による結束線１の引き戻し（ステップＳ４）
結束線送り機構２０を逆転運転させて鉄筋２の周囲に周回されている結束線１を引き戻す。ループガイド１１の溝は内周が開口しているので結束線１が鉄筋２の方向に移動し、結束線１により鉄筋２を直接締め付ける（図１３（ａ））。

（５）一対の結束線支え棒４０ａおよび４０ｂによる結束線１の係止・捩りマージンの確保（ステップＳ５）
結束線送り機構２０を逆転運転させて鉄筋２の周囲に周回されている結束線１を引き戻す際に、一対の結束線支え棒４０ａおよび４０ｂの存在により、結束線１が２か所においてループガイド機構２０近くで係止され、ループガイド機構２０における結束線１の送り出しの根元付近である捩り機構５０の付近において、捩りマージンが設けられる（図１３（ａ））。

（６）切断機構６０による結束線１の切断（ステップＳ６）
結束線１により鉄筋２を締め上げた後、結束線１を捩り切断機構６０により、ループガイド機構２０における結束線１の送り出しの根元付近、つまり、結束線の捩り部分を残して結束線１をカットする（図１３（ａ））。

（７）捩り機構５０の捩りピンの回転による結束線１の捩り（ステップＳ７）
捩り機構５０の捩りピンの回転により、捩りマージン部分を捩って行き、結束線１により鉄筋２を確実に締め上げる（図１３（ｂ））。
ここでは、捩りとして、所定の捩り回数の所定の捩り角度である第１の角度までは通常トルクで捩る第１の捩り、第１の角度からさらに所定の捩り角度である第２の角度までは結束線１が捩り切れることのない小トルクで捩る第２の捩り、結束線１が伸びる範囲かつ捩じ切れない範囲での僅かな捩りを調整トルクにて加える第３の捩りという３工程の捩りを行う。

（８）ループガイド機構１０を開き、ループガイドを開放し、切断機構６０や捩りピン５１を収納する（図１３（ｃ））。

以上、ステップＳ１からステップＳ８までの８つのステップで一回の鉄筋２の結束作業が終了する。この８つのステップを繰り返して次々と鉄筋２の結束すべき個所を結束線１で結束してゆく。

図１４は、交差する鉄筋２の交差点を結束する様子を模式的に示す図である。鉄筋２と結束線１のみを示している。まず、ループガイド１０を開閉させて鉄筋２の交差部分に対して斜めにループガイドを形成し、ステップＳ１からステップＳ８までの８つのステップにて、図１４（ａ）から図１４（ｂ）に示すように交差する鉄筋２の交差点において斜めに結束を行う。

以上、本発明にかかる鉄筋結束機１００によれば、結束線送り機構２０の逆転運転により従来技術では無駄に消費されていた結束線１を節約して適切なワイヤ長の消費で鉄筋２の結束が確実にできる。また、結束線を一時係止する一対の結束線支え棒４０ａ、４０ｂにより、結束線１を鉄筋から緩めることなく締め上げたままで捩りピンの前で捩りマージンを確保することができ、そのまま捩り工程に移ることができ、結束時間を短縮することができる。
また、本発明の鉄筋結束機１００によれば、捩り機構５０のきめ細かく、速やかな捩り制御により、結束線１を捩切ることなく素早く確実な鉄筋結束が可能であり、かつ結束時間を短縮することができる。

以上、本発明の鉄筋結束機の構成例における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。

本発明の鉄筋結束機は、建築工事現場において縦横に配置された鉄筋の交差部分をワイヤで結束する可搬式の鉄筋結束機に広く適用することができる。

本発明の鉄筋結束機１００の一構成例の全体の外観概略を示した図 本発明の鉄筋結束機１００の主要部分の外観概略を示した図 本発明の鉄筋結束機１００の主要部分の内部構造の概略を水平断面において示した図 ハンドルの部分に工夫を施した本発明の鉄筋結束機１００の一構成例の全体の外観概略を示した図 本構成例のクランプ機構３０の働きが分かりやすいように取り出して拡大した図 左右の結束線支え棒４０ａ、４０ｂを分かりやすく取り出して示した図 鉄筋２と結束線１と結束線支え棒４０の３者の結束線１の送り出し時と引き戻し時における状態を平面から見た様子を模式的に示す図 捩りピン５１ａ、５１ｂが結束線１を挟みながら回転し、結束線１が結束線支え棒４０ａおよび４０ｂから外れる様子を模式的に示した図 結束線送り機構２０とリール回転機構７２とを連動させる第１の制御を模式的に説明する図 結束線送り機構２０とリール回転機構７２とを連動させる第２の制御を模式的に説明する図 結束作業の流れの概略を示すフローチャート 結束作業の流れの概略を示す図（その１） 結束作業の流れの概略を示す図（その２） 交差する鉄筋２の交差点を結束する様子を結束線１のみを模式的に示す図

符号の説明

１ 結束線
２ 鉄筋
１０ ループガイド機構
１１ ループガイド
２０ 結束線送り機構
２１ 電流検知手段
３０ クランプ機構
３１ クランプ棒
３２ 回転軸
３３ 押さえバネ
４０ａ，４０ｂ 結束線支え棒
５０ 捩り機構
５１ 捩りピン
６０ 切断機構
７０ 結束線リール
７１ 回転軸
７２ リール回転機構
８０ 筐体
８１ ハンドル
８２ ループガイドブロック
８３ 結束線飛び出し防止板兼結束線送りギヤ解放板
１００ 鉄筋結束機

Claims (6)

1. 交差した鉄筋の交差部分の周囲に結束線を複数回周回させるための螺旋状の溝を備えたループガイドを形成するループガイド機構と、
   前記鉄筋の結束線を前記ループガイドの溝内に送り出す結束線送り機構と、
   前記鉄筋の交差部分に周回させた前記結束線の先端付近を一時捕捉するクランプ機構と、
   前記結束線送り機構を逆回転させて前記結束線を引き戻しつつ前記結束線を前記ループガイドから前記鉄筋に向けて締める際に、少なくとも２か所において前記結束線が前記鉄筋方向に行かないように一時係止する一対の結束線支え棒と、
   前記結束線を切断する切断機構と、
   一対の前記結束線支え棒の間に張られた前記結束線を挟んだ位置に配置され、回転により前記結束線を捩り締めるための一対の捩りピンを備えた捩り機構とを備え、
   前記捩りピンによって捩る前には前記結束線支え棒により前記結束線を捩るための捩りマージンを確保するとともに、前記捩りピンが回転し始めると前記結束線が前記結束線支え棒から外れて前記一時係止が解放されるとともに、前記クランプ機構による前記結束線の一時捕捉も解放され、前記鉄筋の交差部分の周囲にわたって緩みなく締め上げることができることを特徴とする鉄筋結束機。
2. 前記クランプ機構が、前記ループガイドの溝の前記内周開口から前記結束線の先端付近を押さえるクランプ棒を備え、
   前記結束線送り機構により前記結束線を前記ループガイドの溝の下方と前記クランプ棒との間に送り込む際には前記クランプ棒による前記結束線に対する摩擦力が小さく、前記結束線を引き戻す際には前記クランプ棒による前記結束線に対する摩擦力が大きくなるように前記クランプ棒を制御することを特徴とする請求項１に記載の鉄筋結束機。
3. 前記結束線送り機構を逆回転させる前記結束線の引き戻しにおいて、前記回転機構の電流値を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段において、前記結束線送り機構の引き戻し開始時点の電流値に比べて急激に電流値が増加したことを検知すれば、前記結束線送り機構の引き戻し回転を停止させることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋結束機。
4. 前記捩り機構が、前記捩りピンによる前記結束線の捩りとして、所定の捩り回数の所定の捩り角度である第１の角度までは通常トルクで捩る第１の捩りと、前記第１の角度からさらに所定の捩り角度である第２の角度までは前記通常トルクよりも小さく前記結束線が捩り切れることのない小トルクで捩る第２の捩りと、さらに前記結束線が伸びて捩じ切れない僅かな捩りを加える第３の捩りを備え、前記結束線の捩切れがなく、かつ、緩みがない前記結束線の捩りを可能としたことを特徴とする特許請求項１から３のいずれか１項に記載の鉄筋結束機。
5. 前記結束線を前記結束線送り機構に供給する結束線リールと、
   前記結束線送り機構を順回転させて前記結束線を送り出す際、前記結束線リールを順回転させ、前記結束線送り機構を逆回転させて前記結束線を引き戻す際、前記結束線リールを逆回転させるリール回転機構とを備え、
   前記結束線送り機構により繰り出されまたは引き戻される前記結束線の移動速度と、前記結束線リールにおける前記結束線の消費量に応じて変化する径とに応じて前記リール回転機構における前記結束線リールの回転速度を変化させる制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の鉄筋結束機。
6. 前記リール回転機構における前記結束線リールの前記順回転時は、前記結束線送り機構の引っ張りに従動させ、
   前記リール回転機構における前記結束線リールの前記逆回転時は、前記リール回転機構における前記結束線リールの前記順回転の速度に応じて前記リール回転機構における前記結束線リールの前記逆回転の速度を決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の鉄筋結束機。

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