JP2012526934A - 鉄筋結束機械 - Google Patents

Abstract

コンクリートの鉄筋２のような１以上の対象物に巻きつけてワイヤ４６を結束する装置である。この装置は、鉄筋の周りにループ状にワイヤ４６をめぐらす手段と、このループの端部をより合わせるための回転可能なヘッド４とを具備する。ヘッド４は、ワイヤを締め付けるための少なくとも１つの締め付け部材３２を有する。締め付け部材は、ワイヤの張力が増大したとき高い締め付け力を加えるような曲面を具備する。
【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は有線結着を用いてコンクリートの鉄筋を結束する機械に関する。

このような機械についてはＷＯ２００４／０８３５５９に記載されている。

出願人は既知の機械の問題を掌握している。既知の機械ではより線に適切な張力を加えることについて、ワイヤの曲げ強さと、ワイヤと機械のグリップ部との間に生じる摩擦とに頼っている。しかし、ワイヤの表面又は機械のなかの内側グリップ面が油又はグリースで汚染されている場合、又は、機械が湿気の多い状況で使われている場合であっても、実際に生じる摩擦の程度は、所定の値より少なくなることがあり、これによりより線の張力を低下させ、従って結束を弱くする。

本願発明は、この問題を軽減することを目的とし、鉄筋の周りにループ状にワイヤをめぐらす手段と、該ループの端部をより合わせるツイスティングヘッド（ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｈｅａｄ）とを具備し、該ツイスティングヘッドは、締め付け面でワイヤを締め付ける少なくとも１つの回動可能な締め付け部材を具備し、該締め付け部材は、ワイヤの張力が増加するにつれて増加する締め付け力をワイヤに加えるような曲面を具備することを特徴とする１対の鉄筋をワイヤで結束する機械を提供するものである。

従って、本発明の機械によれば、ワイヤをより合わせることによりワイヤの張力が増大するにつれてワイヤの端部に加えた締め付け力を増大させる。これは、抑制できない外部的な要因の影響を締め付け力が受ける先行技術の装置を用いるときに生じる問題を解決するための一助となる。前記締め付け面は、前記ツイスティングヘッドの一部とすること又はツイスティングヘッドに固着させることが好ましい。

前記ツイスティングヘッドは、前記ワイヤの各端部に１つづつの、２つの締め付け部材を具備することが好ましい。

前記締め付け部材は、ワイヤの垂線に対して５度から２０度の範囲の初期角度となっていることが好ましい。実施の形態によっては、この角度は、６度から８度の間である。これにより、鉄筋を結束するために一般に用いられるワイヤの一般的な破断応力である、３５０から４００ニュートンのワイヤ張力以下で、ワイヤの滑りを防止するには十分な締め付け力をもたらす。他の実施の形態において、この角度は１２度から１５度の間である。これにより、ワイヤの３５０から４００ニュートン未満の張力に対応する最大締め付け力をもたらし、結束の過程においてワイヤの滑りを許容する。

滑りを起こさない締め付け力を締め付け部材が与えるところでは、ツイスティングヘッドは、より合わせるときに弾力のあるバイアス力に抗して鉄筋に引きずられるように、弾力性を持たせて設置することが好ましい。これにより、過剰な張力がかかり破断しないようにワイヤの張力を制限する効果が得られる。前記弾力性を持たせる設置は、対象物とつながる、バネつきのハウジング、スタンド、又はフレームにより行うものであることが好ましい。あるいは、機械の圧縮性のある部分を他に、例えば、フレーム又はハウジングとツイスティングヘッドを取り付ける機械の部品との間に、用意することもできる。

より合わせを行っているあいだ、締め付け部材は回動軸の周りに０．２５度と２度の間で動くことが好ましく、初期角を減らす方向に動くことが好ましい。垂線に対する角度が６度から８度の間である場合、締め付け部材は１度と２度の間で回動するよう構成することが好ましい。垂線に対する角度が１２度から１５度の間である場合、締め付け部材は０．５度と１度との間で回動するよう構成することが好ましい。

最大締め付け力は２０００ニュートンと６０００ニュートンとの間が好ましい。実施の形態によっては、２５００ニュートン以上となる。他の実施の形態では、５０００ニュートン以上となる。

実施の形態によっては、この機械は締め付け部材からワイヤの端部が引き出されたことを検出するようになっている。この機械は、締め付け部材からワイヤの端部が引き出されたとき、ツイスティングヘッドを回転させるモータを停止させるようにすることが好ましい。

他の実施の形態では、この機械はより合わせが完了したとき締め付け部材を解除するようにしてあることが好ましい。これはより合わせのトータル時間を計測すること、又は許容最大より合わせトルクを検出することにより行う。

本発明の好ましい実施の形態を、以下の添付図を参照して、実施例として説明する。

より合わせ操作を始める前の１対の鉄筋の上に置いた、本発明を具体化した装置の斜視図である。 メイン取り付けブラケットを取り除いたときの図１Ａと同様の図である。 図１に示した装置の断面図である。 下方から見た装置の図である。 より合わせ操作の途中での装置を示す、図２と同様の断面図である。 ねじる前の張力をかけたワイヤを示す断面図である。 図５Ａの円内を拡大した図面である。

まず、図１Ａ、図１Ｂ及び図２を参照すると、ハウジング、ハンドル、バッテリー、制御機器、下部シュラウドような部品とともに、分かりやすくするためにワイヤスプールを除いた、本発明に係る装置の一部の斜視図と断面図が示されている。この装置は、直角に交わった２つのスチール鉄筋２の接合部上に示されている。スチール鉄筋２は、直角の格子状に構成され、コンクリート構造物を強化するためにその中に埋め込まれる。

上の鉄筋２に乗っているのは装置４の回転ヘッドである。回転ヘッドは、水平の円形ベースプレート６を含み、そこから垂直にほぼ半円状、直角方向にほぼ一定幅のチャンネル８が伸びている。ベースプレート６の底部を図３に示す。この図からベースプレート６の底部から、半円状のチャンネルの一方の端部に相当する位置に狭いスロット１０があり、チャンネルの他方の端部に相当する位置にプレート６のもう一方の側がじょうご領域１２になっているのがわかる。

図１ａ、図１ｂ、及び図２に戻って、半円状のチャンネル８にフランジ部１６ｂ（図１ｂには省略）でハウジング（不図示）に取り付けたブラケット部材の円筒部１６ａ内に回転可能にヘッド１４の円筒上部が取り付けられている。ヘッド部の上部は２つのロータリーベアリング１８により支えられている。モーターによりウォームギアを介して駆動するためにヘッドの上部に歯車２０が設けられている。

歯車２０を通り抜けてヘッド４の上端に、コイルとコイル２６に対して垂直に修道することのできるインナープランジャー２８とを収納した円筒形のアウターチューブ２６を具備するソレノイドアセンブリーがある。プランジャー２８の底部には作動ディスク３０があるが、その目的については後述する。

ここで、ヘッド４の内部構造について説明する。図２から分かるように左側には、回動可能に取り付けた角度のある締め付け部材３２がある。この部材は、長い上部アームと短い下部アームとを具備する。下部アームをワイヤと接触させておくような方向である反時計方向に部材にバイアスを掛けるように、上部アームに対して１対の圧縮バネ３６が作用する。当然のことながら、バネの数量は任意であり、バネを省略することもできる。

締め付け部材３２は概要として示しただけであり、角度を図から推定することは許されない。しかし、締め付け部材３２の下部アームの中心軸とワイヤの垂線（すなわち、ワイヤの長さ方向に対して垂直な方向）との間の角の一例では、１２度と１５度の間である。

締め付け部材３２の右側には、以下に説明するような一連のローラーホイール３８ａ，３８ｂ，３８ｃがある。ヘッドの周り約１８０度離れた位置に第２の締め付け部材が設置されている。従って、これは断面図には現れてこない。

上部ヘッド部１４の左に、主フランジ部１６ｂに結合した、スプール（不図示）から巻き戻されたワイヤの自由端を受け入れる供給入り口ガイド４０がある。

次に装置の動作について説明する。直角に交わった１対のスチール鉄筋２の真上に、まず、装置を置く。次いで、操作者は結束操作を開始する。操作の最初のパートは、プランジャー部材２８を押し下げるソレノイドコイル２６に電圧を加えることである。これにより、プランジャーの端部にある作動部材３０が締め付け部材３２の上部アームの上に圧力を加え上部アームを圧縮バネ３６に抗して押し下げ、それにより短い下部アームを上昇させる。これが図２に示す位置である。

モーター（不図示）は、ワイヤ４６をスプールからワイヤ入り口ガイド４０に供給し、上部ヘッド部１４中の位置合わせしたチャンネルに送る役割を果たすワイヤフィードローラー（不図示）を駆動する。ワイヤは、第１の締め付け部材３２の長いアームに作用する作動ディスク３０によりワイヤを保持する第１の締め付け部材３２の端部３２ａを水平に通される。ワイヤは、第１のパッシブローラー３８ａに接触する。第１のローラー３８ａは、第２第３のローラー３８ｂ，３８ｃの間を通り抜けるられるようにワイヤを少し下方に曲げる。３つのパッシブローラー３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、ワイヤ４６がブローラーから現れてきたとき、弓形になるよう配置される。ワイヤ４６がワイヤフィードローラーにより動かされ続けている間、半円状チャンネル８の内側面に接触しガイドされる。

ワイヤ４６がチャンネル８から出てくるとき、弓形に曲がっているのでほぼ円弧を描き続け空間の２つの鉄筋の周りの自由空間で拘束されない状態となる。このことが図４に示されている。ワイヤ４６は伸張し続けるので、その自由端は、そのうちにベースプレート６の底にあるじょうご領域１２の口に突き当たる。しかし、出てきた所とは直径方向に正確に正反対の所に正確には誘導されないで、すこし横方向にずれる。このため、第１の締め付け部材３２の隣に、第２の締め付け部材（不図示）をおくことができ、装置を相対的にコンパクトにすることを可能にする。

ワイヤの自由端が半円状のチャンネル８に再度入って行くとき、第２の締め付け部材の真下を通り、締め付け部材の長いアームに作用する作動ディスク３０によりワイヤが保持される。

一旦ワイヤ４６の自由端が適切な検出器により検出されると、モーターによるワイヤの供給が停止し、ワイヤは、それ以上前に進まない。このときに、ソレノイドコイル２６への課電を停止し、プランジャー２８をバネ（不図示）で後退させ、それぞれの圧縮バネ３６がそれぞれの部材３２の端部をワイヤループの２つの端部と接触させ、ワイヤ４６を所定の位置に保持する役割を果たすように、２つの締め付け部材３２を解放する。

ワイヤフィードモーターは、ワイヤループに張力をかけワイヤを鉄筋２の周りに引き回すように、逆方向に回転させる。これは図５ａからわかる。図５ｂはワイヤ４６の端部を把持する、供給側の締め付け部材３２の詳細を示す。上述と同様の構成要素により、ワイヤの他端が把持される。ワイヤの張力が増大するにつれて、締め付け部材３２ａの端部が少しづつ締め付けられる。締め付け部材３２ａの端部の湾曲により、ワイヤの張力が増すにつれて締め付け力を増大させ端部をきつく締め付ける。ワイヤ４６に十分張力を加えたときの状態が図５ａにしめされ、ループの２つの端部が元の円形形状がほぼ垂直に引き伸ばされている。

より合わせ操作を始めるときにヘッド４が回転しようとするので、モーター２２により供給されるトルクは、入り口ガイド４０から上部ヘッド部１４に進むところでワイヤを断ち切るのに十分なものであり、ワイヤを切断しなくてもよくなる。このようにしてワイヤを破断させ、ヘッド４は鉄筋２の上でループの両辺のより合わせを開始する。

より合わせを進めてゆくにつれて、ワイヤの張力４６は増大し続ける。締め付け部材の丸みを帯びた端部３２ａの形状により、ワイヤの端部に締め付け部材を移し、ワイヤに強くかみこみ、ワイヤの締め付け力を増大させて、非常に強くより合わせることができるようにする。例えば、締め付け部材は、張力が増えるにつれて０．５度と１度の間で回動することができる。加えられる最大締め付け力は、例えば２０００ニュートンと３０００ニュートンとの間である。ワイヤの張力が最大値、例えば、２５０〜３５０ニュートンの範囲に達したとき、締め付け部材により加えられる最大締め付け力では、ワイヤの端部を保持することができず、ワイヤは、締め付け部材３２を通り過ぎ、解放される。ワイヤの端部がヘッドから完全に引き出されるので、ヘッド４をねじり続けることにより、ワイヤは低い張力できれいに巻きつけられる。これにより、かぎ裂きの危険を生じさせる、突き出た鋭い端部が生じる危険性を減少させる。

この機械は、ツイスティングヘッドを駆動しているモーターのトルクの突然の減少により、ワイヤの端部が現れるときを検出することができる。これは、モーターに流れる電流がそれに応じて減少することにより、検出することができる。モーターは、これを検出したとき又は検出の直後に、現れてくるワイヤの端部に最終的なより合わせを行うために停止させることができる。

他の実施の形態において、締め付け部材の下部アームとワイヤの垂線との初期角度が６度と８度の間となる。この場合締め付け部材は、張力が増大するにつれて１度と２度の間で回動する。これにより最大締め付け力を先の実施の形態に比べて約２倍、すなわち約４０００ニュートンと６０００ニュートンとの間に上げることができる。これは、一般に３５０ニュートンと４００ニュートンとの間であるワイヤの破壊張力より大きい、ワイヤの最大張力に相当する。したがって、ワイヤの破断を避けるために、ソレノイド２６を作動させ、作動ディスク３０に押し付け、締め付け部材をワイヤ４６から解放させることにより、自動的に締め付け部材が解除され、先の実施の形態と同様にヘッドから完全に引き出すことができる。

また、ワイヤの破断を避けるために、ツイスティングヘッドは、相対的に鉄筋に対して弾力性を持たせて取り付けているので、より合わせを行うときにその方向に引きずられる。

Claims (15)

1. 鉄筋の周りにループ状にワイヤをめぐらす手段と、
   前記ループの端部をより合わせるツイスティングヘッド（ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｈｅａｄ）とを具備し、
   前記ツイスティングヘッドは、締め付け面でワイヤを締め付ける少なくとも１つの回動可能な締め付け部材を具備し、
   前記締め付け部材は、ワイヤの張力が増加するにつれて増加する締め付け力をワイヤに加えるような曲面を具備することを特徴とする、
   １対の鉄筋をワイヤで結束する機械。
2. 前記ツイスティングヘッドは、前記ワイヤの端部毎に、２つの締め付け部材を具備することを特徴とする請求項１に記載の機械。
3. 前記締め付け部材は、前記ワイヤの垂線に対する初期角度が５度から２０度の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の機械。
4. 前記初期角度が６度から８度の範囲であることを特徴とする請求項３に記載の機械。
5. 前記初期角度が１２度から１５度の範囲であることを特徴とする請求項３に記載の機械。
6. 前記締め付け部材は、より合わせを行っているあいだ、回動軸の周りに０．２５度と２度の間で動くことができることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の機械。
7. 前記締め付け部材は、より合わせを行っているあいだ、回動軸の周りに１度と２度の間で動くことができることを特徴とする請求項４に記載の機械。
8. 前記締め付け部材は、より合わせを行っているあいだ、回動軸の周りに０．５度と１度の間で動くことができることを特徴とする請求項５に記載の機械。
9. 前記締め付け部材は、前記ワイヤの滑りを起こさない締め付け力を与え、前記ツイスティングヘッドは、より合わせるときに鉄筋に引きずられるように、弾力性を持たせて設置することを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の機械。
10. 前記弾力性を持たせる設置は、前記鉄筋とつながる、バネつきのハウジング、スタンド、又はフレームにより、又は機械の圧縮可能な部分により行うものであることを特徴とする請求項９に記載の機械。
11. 前記締め付け部材により加えられる最大締め付け力は、２０００ニュートンと６０００ニュートンとの間であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０に記載の機械。
12. 前記締め付け部材は、ワイヤの張力が２５０ニュートンと３５０ニュートンとの間になるまで締め付け力を加えることができることを特徴とする請求項１乃至請求項１１に記載の機械。
13. 前記締め付け部材から前記ワイヤの端部が引き出されたことを検出するように作られていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２に記載の機械。
14. 前記締め付け部材から前記ワイヤの端部が引き出されたときツイスティングヘッドを回転させるモーターを停止させるように作られていることを特徴とする請求項１３に記載の機械。
15. 前記締め付け面は、前記ツイスティングヘッドの一部とすること又はツイスティングヘッドに固着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１４に記載の機械。

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