JP2022164437A - 結束機 - Google Patents
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Abstract
【課題】結束物である鉄筋に巻き付けられたワイヤを切断したときに、ワイヤが緩むことを抑制できるようにした結束機を提供する。
【解決手段】鉄筋結束機1Aは、鉄筋Sに巻き付けられたワイヤWを切断する切断部6Aと、鉄筋Sに巻き付けられ、切断部6Aで切断されたワイヤWを捩じる結束部7Aを備え、結束部7Aは、回転軸72の軸方向に移動すると共に、回転軸72と共に回転するスリーブ71に設けられる第1のワイヤ保持部71c2a及び第2のワイヤ保持部71c2bと、第1のサイドフック70Lに設けられる抜け防止部70Laを備え、第1のワイヤ保持部71c2a及び第2のワイヤ保持部71c2bと、抜け防止部70Laが相対的に近づく方向に移動することでワイヤWが保持され、ワイヤWが保持された後、切断部6Aでワイヤが切断される。
【選択図】図1
【解決手段】鉄筋結束機1Aは、鉄筋Sに巻き付けられたワイヤWを切断する切断部6Aと、鉄筋Sに巻き付けられ、切断部6Aで切断されたワイヤWを捩じる結束部7Aを備え、結束部7Aは、回転軸72の軸方向に移動すると共に、回転軸72と共に回転するスリーブ71に設けられる第1のワイヤ保持部71c2a及び第2のワイヤ保持部71c2bと、第1のサイドフック70Lに設けられる抜け防止部70Laを備え、第1のワイヤ保持部71c2a及び第2のワイヤ保持部71c2bと、抜け防止部70Laが相対的に近づく方向に移動することでワイヤWが保持され、ワイヤWが保持された後、切断部6Aでワイヤが切断される。
【選択図】図1
Description
鉄筋等の結束物をワイヤで結束する結束機に関する。
コンクリート建造物には強度を向上させるために鉄筋が使用されており、コンクリート打設時に鉄筋が所定の位置からずれないように、ワイヤで結束している。
従来から、2本以上の鉄筋にワイヤを巻き、鉄筋に巻いたワイヤを捩じって当該2本以上の鉄筋をワイヤで結束する鉄筋結束機と称す結束機が提案されている。
鉄筋をワイヤで結束する場合、結束が緩いと、鉄筋同士がずれてしまうため、鉄筋同士を強固に保持することが求められている。そこで、鉄筋に巻いたワイヤを捩じる捩じり手段を鉄筋に接近または離間可能に設け、捩じり手段をコイルバネで鉄筋から離れる方向である後方向に付勢し、ワイヤに張力をかけながらねじることで、結束力を向上させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、1本または複数本のワイヤを送ってワイヤを捩じる結束機において、ワイヤの余剰分を引き戻すことで、ワイヤを鉄筋に巻き付けた後、鉄筋に巻き付けたワイヤを捩じる構成では、ワイヤの切断後、ワイヤを捩じる前に、鉄筋に巻き付けたワイヤが緩むと、ワイヤを鉄筋に密着させるようにすることができない。
本発明は、このような課題を解決するためなされたもので、結束物である鉄筋に巻き付けられたワイヤを切断したときに、ワイヤが緩むことを抑制できるようにした結束機を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明は、ワイヤを送るワイヤ送り部と、ワイヤ送り部で一の方向に送られるワイヤを結束物の周囲に巻き回す経路を構成するカール形成部と、ワイヤ送り部で一の方向と反対向きの他の方向に送られて結束物に巻き付けられたワイヤを切断する切断部と、結束物に巻き付けられ、切断部で切断されたワイヤを捩じる結束部とを備え、結束部は、ワイヤが係止されるワイヤ係止体と、ワイヤ係止体を作動させる回転軸と、相対的に近づく方向と離れる方向に移動する第1の部材と第2の部材を有し、ワイヤ送り部で他の方向に送られて結束物に巻き付けられたワイヤを、第1の部材と第2の部材が相対的に近づく動作で、回転軸の軸方向に沿って曲げて保持するワイヤ保持部を備え、切断部は、ワイヤ送り部とワイヤ保持部との間のワイヤの送り経路に設けられ、ワイヤ保持部でワイヤが保持された後、ワイヤを切断する結束機である。
本発明では、ワイヤが係止され、結束物に巻き付けられたワイヤがワイヤ保持部で保持された後、切断部で切断され、切断部で切断されたワイヤが結束部で捩じられる。
本発明によれば、結束物に巻き付けられ、切断されたワイヤが、捩じる前に緩むことが抑制される。これにより、ワイヤを捩じる動作で、ワイヤを結束物に密着させることができる。
以下、図面を参照して、本発明の結束機の実施の形態としての鉄筋結束機の一例について説明する。
<本実施の形態の鉄筋結束機の構成例>
図1は、本実施の形態の鉄筋結束機の全体構成の一例を示す側面から見た内部構成図である。鉄筋結束機1Aは、作業者が手に持って使用する形態であり、本体部10Aとハンドル部11Aを備える。
図1は、本実施の形態の鉄筋結束機の全体構成の一例を示す側面から見た内部構成図である。鉄筋結束機1Aは、作業者が手に持って使用する形態であり、本体部10Aとハンドル部11Aを備える。
また、鉄筋結束機1Aは、ワイヤWを矢印Fで示す正方向に送り、結束物である鉄筋Sの周囲に巻き回し、鉄筋Sの周囲に巻き回されたワイヤWを、矢印Rで示す逆方向に送って鉄筋Sに巻き付けて切断した後、ワイヤWを捩じり、鉄筋SをワイヤWで結束する。
鉄筋結束機1Aは、上述した機能を実現するため、ワイヤWが収容されるマガジン2Aと、ワイヤWを送るワイヤ送り部3Aと、ワイヤ送り部3Aに送られるワイヤWをガイドするワイヤガイド4Aを備える。また、鉄筋結束機1Aは、ワイヤ送り部3Aで送られるワイヤWを鉄筋Sの周囲に巻き回す経路を構成するカール形成部5Aと、鉄筋Sに巻き付けられたワイヤWを切断する切断部6Aを備える。更に、鉄筋結束機1Aは、鉄筋Sに巻き付けられたワイヤWを捩じる結束部7Aと、結束部7Aを駆動する駆動部8Aを備える。
マガジン2Aは収容部の一例で、長尺状のワイヤWが繰り出し可能に巻かれたリール20が回転、着脱可能に収納される。ワイヤWは、塑性変形し得る金属線で構成されたワイヤ、金属線が樹脂で被覆されたワイヤ、あるいは撚り線のワイヤが使用される。リール20は、1本または複数本のワイヤWが図示しないハブ部に巻かれ、リール20から1本または同時に複数本のワイヤWを引き出せるようになっている。
ワイヤ送り部3Aは、1本または並列された複数本のワイヤWを挟持して送る一対の送りギア30を備える。ワイヤ送り部3Aは、図示しない送りモータの回転動作が伝達されて送りギア30が回転する。これにより、ワイヤ送り部3Aは、一対の送りギア30の間に挟持したワイヤWを、ワイヤWの延在方向に沿って送る。複数本、例えば2本のワイヤWを送る構成では、2本のワイヤWが並列された状態で送られる。
ワイヤ送り部3Aは、図示しない送りモータの回転方向の正逆を切り替えることで、送りギア30の回転方向が切り替えられ、ワイヤWの送り方向が、一の方向である正方向と、一の方向と反対向きの他の方向である逆方向に切り替えられる。
ワイヤガイド4Aは、ワイヤWを正方向に送る送り方向に対して、ワイヤ送り部3Aの上流側の所定の位置に設けられる。ワイヤガイド4Aは、2本のワイヤWを送る構成では、2本のワイヤWの径方向の向きを規制し、進入してきた2本のワイヤWを並列にして、一対の送りギア30の間にガイドする。
ワイヤガイド4Aは、正方向に送られるワイヤWの送り方向に対して下流側の開口が、ワイヤWの径方向の向きを規制するような形状を有する。これに対し、正方向に送られるワイヤWの送り方向に対して上流側の開口が、下流側の開口に比べて開口面積が大きくなっている。
カール形成部5Aは、ワイヤ送り部3Aで送られるワイヤWに巻き癖をつけるカールガイド50と、カールガイド50で巻き癖を付けられたワイヤWを結束部7Aに誘導する誘導ガイド51を備える。鉄筋結束機1Aでは、ワイヤ送り部3Aで送られるワイヤWの経路がカール形成部5Aで規制されることで、ワイヤWの軌跡が図1に二点鎖線で示すようなループRuとなり、ワイヤWが鉄筋Sの周囲に巻き回される。
切断部6Aは、固定刃部60と、固定刃部60との協働でワイヤWを切断する可動刃部61と、結束部7Aの動作を可動刃部61に伝達する伝達機構62を備える。切断部6Aは、固定刃部60を支点軸とした可動刃部61の回転動作でワイヤWを切断する。複数本、例えば2本のワイヤWを切断する構成では、1本目のワイヤWの切断を開始した後、2本目のワイヤWの切断が開始されるように、固定刃部60及び可動刃部61は、2本のワイヤWのうちの一方のワイヤWを切断する刃部と、他方のワイヤWを切断する刃部が、固定刃部60を支点軸とした可動刃部61の回転動作による相対的な移動方向に沿って凹凸を有した形状に構成される。これにより、ワイヤWの切断開始時の負荷が、2本のワイヤWの切断が同時に開始される場合と比較して軽減される。
結束部7Aは、ワイヤWが係止されるワイヤ係止体70を備える。結束部7Aの詳細な構成は後述する。駆動部8Aは、モータ80と、減速及びトルクの増幅を行う減速機81を備える。
鉄筋結束機1Aは、上述したカール形成部5Aのカールガイド50と誘導ガイド51が、本体部10Aの前側の端部に設けられる。また、鉄筋結束機1Aは、カール形成部5Aで誘導され、ワイヤ係止体70で係止されるワイヤWの送り経路に、ワイヤWの先端が突き当てられる送り規制部90を備える。更に、鉄筋結束機1Aは、鉄筋Sが突き当てられる突き当て部91が、本体部10Aの前側の端部で、カールガイド50と誘導ガイド51との間に設けられる。
鉄筋結束機1Aは、ハンドル部11Aが本体部10Aから下方向に延在する。また、ハンドル部11Aの下部にバッテリ15Aが着脱可能に取り付けられる。更に、鉄筋結束機1Aは、マガジン2Aがハンドル部11Aの前方に設けられる。鉄筋結束機1Aは、上述したワイヤ送り部3A、切断部6A、結束部7A,結束部7Aを駆動する駆動部8A等が本体部10Aに収納される。
鉄筋結束機1Aは、ハンドル部11Aの前側にトリガ12Aが設けられ、ハンドル部11Aの内部にスイッチ13Aが設けられる。鉄筋結束機1Aは、トリガ12Aの操作で押されるスイッチ13Aの状態に応じて、制御部14Aがモータ80及び図示しない送りモータを制御する。
図2Aは、本実施の形態の鉄筋結束機の要部構成を示す側面図、図2Bは、本実施の形態の鉄筋結束機の要部構成を示す上面図、図2Cは、本実施の形態の鉄筋結束機の要部構成を示す上面断面図である。また、図3Aは、本実施の形態の鉄筋結束機の作動時の要部構成を示す側面図、図3B、図3Cは、本実施の形態の鉄筋結束機の作動時の要部構成を示す下面図、図3D、図3Eは、本実施の形態の鉄筋結束機の作動時の要部構成を示す斜視図である。次に、各図を参照して、結束部7Aの詳細、及び、結束部7Aと駆動部8Aの連結構造と、切断部6Aで切断される前にワイヤWを結束部7Aで保持する構成について説明する。
結束部7Aは、ワイヤWが係止されるワイヤ係止体70と、ワイヤ係止体70を作動させる回転軸72を備える。結束部7Aと駆動部8Aは、回転軸72とモータ80が減速機81を介して連結され、回転軸72が、減速機81を介してモータ80に駆動される。
ワイヤ係止体70は、回転軸72と連結されるセンターフック70Cと、センターフック70Cに対して開閉する第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rと、回転軸72の回転動作と連動して、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rを作動させるスリーブ71とを備える。
結束部7Aにおいて、センターフック70C及び第1のサイドフック70L、第2のサイドフック70Rが設けられた側を前側、回転軸72が減速機81と連結される側を後側とする。
センターフック70C及び第1のサイドフック70L、第2のサイドフック70Rは係止部材の一例である。また、センターフック70Cは、固定係止部材の一例でもあり、第1のサイドフック70Lは第1の開閉係止部材の一例、第2のサイドフック70Rは第2の開閉係止部材の一例でもある。
センターフック70Cは、回転軸72の一方の端部である前端に、回転軸72に対して回転可能、かつ、回転軸72と一体的に軸方向への移動が可能な構成を介して連結される。
第1のサイドフック70Lは、回転軸72の軸方向に沿った一方の端部である先端側が、センターフック70Cに対して一方の側部に位置する。また、第1のサイドフック70Lは、回転軸72の軸方向に沿った他方の端部である後端側が、センターフック70Cに軸71bで回転可能に支持される。
第2のサイドフック70Rは、回転軸72の軸方向に沿った一方の端部である先端側が、センターフック70Cに対して他方の側部に位置する。また、第2のサイドフック70Rは、回転軸72の軸方向に沿った他方の端部である後端側が、センターフック70Cに軸71bで回転可能に支持される。
これにより、ワイヤ係止体70は、軸71bを支点とした回転動作で、第1のサイドフック70Lの先端側がセンターフック70Cに対して離接する方向に開閉する。また、第2のサイドフック70Rの先端側がセンターフック70Cに対して離接する方向に開閉する。
回転軸72は、減速機81と一体的に回転可能、かつ、減速機81に対して軸方向に移動可能とする構成を有した連結部72bを介して、他方の端部である後端が減速機81に連結される。連結部72bは、回転軸72を減速機81に近づく方向である後方へ付勢し、軸方向に沿った回転軸72の位置を規制するバネ72cを備える。これにより、回転軸72は、バネ72cにより後方へ押される力を受けながら、減速機81から離れる方向である前方へ移動可能に構成される。よって、回転軸72は、軸方向に沿ってワイヤ係止体70を前方に移動させる力が加わると、バネ72cにより後方へ押される力を受けながら前方へ移動可能である。
スリーブ71は直動回転部材の一例で、矢印A1で示す前方向の端部から、回転軸72の軸方向に沿った所定の長さの範囲が、径方向に2分割された形状で、第1のサイドフック70L、第2のサイドフック70Rが開閉可能に入る形状である。また、スリーブ71は、回転軸72の周囲を覆う筒状で、回転軸72が挿入される筒状の空間の内周面に突出する図示しない凸部を有し、この凸部が、回転軸72の外周に軸方向に沿って形成された送りネジ72aの溝部に入る。スリーブ71は、回転軸72が回転すると、図示しない凸部と回転軸72の送りネジ72aの作用により、回転軸72の軸方向に沿った方向である前後方向へ、回転軸72の回転方向に応じて移動する。また、スリーブ71は、回転軸72と一体的に回転する。
スリーブ71は、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rを開閉する開閉ピン71aを備える。
開閉ピン71aは、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rに設けられた開閉ガイド孔73に挿入される。開閉ガイド孔73は、スリーブ71の移動方向に沿って延在し、スリーブ71と連動して移動する開閉ピン71aの直線方向の動きを、軸71bを支点とした第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rの回転による開閉動作に変換する形状を有する。
ワイヤ係止体70は、スリーブ71が矢印A2で示す後方向に移動することで、開閉ピン71aの軌跡と開閉ガイド孔73の形状により、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rが、軸71bを支点とした回転動作でセンターフック70Cから離れる方向に移動する。
これにより、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rが、センターフック70Cに対して開き、第1のサイドフック70Lとセンターフック70Cとの間、第2のサイドフック70Rとセンターフック70Cとの間に、ワイヤWが通る送り経路が形成される。
第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rが、センターフック70Cに対して開いた状態では、ワイヤ送り部3Aで送られるワイヤWは、センターフック70Cと第1のサイドフック70Lの間を通る。センターフック70Cと第1のサイドフック70Lとの間を通ったワイヤWは、カール形成部5Aに誘導される。そして、カール形成部5Aで巻き癖が付けられ、結束部7Aに誘導されたワイヤWは、センターフック70Cと第2のサイドフック70Rの間を通る。
ワイヤ係止体70は、スリーブ71が矢印A1で示す前方向に移動することで、開閉ピン71aの軌跡と開閉ガイド孔73の形状により、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rが、軸71bを支点とした回転動作でセンターフック70Cに近づく方向に移動する。これにより、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rが、センターフック70Cに対して閉じる。
第1のサイドフック70Lがセンターフック70Cに対して閉じると、第1のサイドフック70Lとセンターフック70Cとの間に挟まれたワイヤWが、第1のサイドフック70Lとセンターフック70Cとの間を移動することが可能な形態で係止される。また、第2のサイドフック70Rがセンターフック70Cに対して閉じると、第2のサイドフック70Rとセンターフック70Cとの間に挟まれたワイヤWが、第2のサイドフック70Rとセンターフック70Cとの間から抜けない形態で係止される。
ワイヤ係止体70は、第2のサイドフック70Rがセンターフック70Cに近づく方向に移動を開始して、ワイヤWを係止するのと同時に、第1のサイドフック70Lがセンターフック70Cに近づく方向に移動を開始して、ワイヤWを係止する。なお、第2のサイドフック70Rがセンターフック70Cに近づく方向に移動を開始してから、第2のサイドフック70Rとセンターフック70Cとの間にワイヤWを係止するまでの間に、第1のサイドフック70Lがセンターフック70Cに近づく方向に移動を開始するようにしても良い。
ワイヤ係止体70は、ワイヤWの一方の端部である先端側を所定の方向に押して曲げることで、ワイヤWを所定の形状に成形する曲げ部71c1を備える。また、ワイヤ係止体70は、切断部6Aで切断される前のワイヤWを保持すると共に、切断部6Aで切断されたワイヤWの他方の端部である終端側を所定の方向に押して曲げることで、ワイヤWを所定の形状に成形する曲げ部71c2を備える。
スリーブ71は、矢印A1で示す前方向の端部が、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rと、センターフック70Cを挟んで2分割された形状で、回転しない領域において上側に位置する前方向の端部に曲げ部71c1が形成され、下側に位置する前方向の端部に曲げ部71c2が形成される。
スリーブ71は、矢印A1、A2で示す回転軸72の軸方向に沿った一の方向である前後方向に移動することで、ワイヤ保持部の第1の部材を構成する曲げ部71c2と、第1のサイドフック70Lの先端から第2のサイドフックR方向に突出し、ワイヤ保持部の第2の部材を構成する抜け防止部70Laが、相対的に近づく方向及び離れる方向に移動する。
これにより、スリーブ71は、矢印A1で示す前方向に移動することで、センターフック70Cと第1のサイドフック70Lの間を通るワイヤWを曲げ部71c2で押す。曲げ部71c2は、第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laとの間にワイヤWを保持する。
曲げ部71c2は、第1のサイドフック70Lの抜け防止部70LaにワイヤWを押し付けて曲げることで、ワイヤWを保持する構成である。このため、2本のワイヤWで鉄筋Sを結束する構成では、2本のワイヤWの折り曲げが同じタイミングで開始されると、折り曲げ動作の開始時の負荷が大きくなる。
そこで、2本のワイヤを用いて鉄筋Sを結束する構成では、2本のワイヤWの折り曲げが開始されるタイミングをずらすため、曲げ部71c2は、一方のワイヤWの折り曲げを先に開始する第1のワイヤ保持部71c2aと、第1のワイヤ保持部71c2aで一方のワイヤWの折り曲げを開始してから、他方のワイヤWの折り曲げを開始する第2のワイヤ保持部71c2bを備える。
曲げ部71c2は、第1のワイヤ保持部71c2aと第2のワイヤ保持部71c2bが、2本のワイヤWが並列する方向に沿って並び、第1のワイヤ保持部71c2aが第2のワイヤ保持部71c2bに対して、矢印A1で示す前方向に突出する。
これにより、スリーブ71が矢印A1で示す前方向に移動することで、第1のワイヤ保持部71c2aが先に一方のワイヤWと接する。そして、第1のワイヤ保持部71c2aと第2のワイヤ保持部71c2bとの間の距離に応じて遅延したタイミングで、第2のワイヤ保持部71c2bが他方のワイヤWと接する。
第1のワイヤ保持部71c2aと第2のワイヤ保持部71c2bは、スリーブ71が回転しない領域においては、第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laに対し、矢印A2で示す回転軸72の軸方向に沿った後方向で、回転軸72の軸方向に直交する下方向に設けられる。これにより、第1のワイヤ保持部71c2aと第2のワイヤ保持部71c2bは、第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laと切断部6Aの間、すなわち、第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laの下側でワイヤWと接する。
また、スリーブ71は、切断部6AでワイヤWが切断された後、更に矢印A1で示す前方向に移動することで、センターフック70Cと第2のサイドフック70Rで係止されたワイヤWの先端側を曲げ部71c1で押して、鉄筋S側へ曲げる。更に、スリーブ71は、矢印A1で示す前方向に移動することで、センターフック70Cと第1のサイドフック70Lで係止され、切断部6Aで切断されたワイヤWの終端側を曲げ部71c2で押して、鉄筋S側へ曲げる。
結束部7Aは、回転軸72の回転動作と連動したワイヤ係止体70及びスリーブ71の回転を規制する回転規制部74を備える。回転規制部74は、スリーブ71に回転規制羽根74aが設けられ、本体部10Aに回転規制爪74bが設けられる。
回転規制羽根74aは、スリーブ71の外周から径方向に突出する複数の凸部を、スリーブ71の周方向に所定の間隔で設けて構成される。回転規制羽根74aは、スリーブ71に固定され、スリーブ71と一体的に移動、回転する。
回転規制部74は、ワイヤ係止体70でワイヤWを係止し、ワイヤWを鉄筋Sに巻き付けた後、スリーブ71の曲げ部71c2でワイヤWを保持した状態で切断部6Aにより切断し、更に、スリーブ71の曲げ部71c1、71c2でワイヤWを折り曲げて成形する動作域では、回転規制羽根74aが回転規制爪74bに係止される。回転規制羽根74aが回転規制爪74bに係止されると、回転軸72の回転に連動したスリーブ71の回転が規制され、回転軸72の回転動作でスリーブ71が前後方向へ移動する。
また、回転規制部74は、ワイヤ係止体70で係止したワイヤWを捩じる動作域では、回転規制羽根74aの回転規制爪74bとの係止が解除される。回転規制羽根74aの回転規制爪74bとの係止が解除されると、回転軸72の回転に連動してスリーブ71が回転する。ワイヤ係止体70は、スリーブ71の回転と連動して、ワイヤWを係止したセンターフック70C、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rが回転する。回転軸72の軸方向に沿ったスリーブ71及びワイヤ係止体70の動作域において、ワイヤ係止体70でワイヤWを係止する動作域を第1の動作域と称す。また、第1の動作域においてワイヤ係止体70で係止されたワイヤWを捩じる動作域を第2の動作域と称す。
結束部7Aは、移動部材83がスリーブ71と連動して移動可能に設けられる。移動部材83は、スリーブ71に対して回転可能に取り付けられ、スリーブ71の回転には非連動で、スリーブ71と連動して前後方向に移動する。
移動部材83は、伝達機構62と係合する係合部83aを備える。結束部7Aは、移動部材83がスリーブ71と連動して前後方向に移動すると、伝達機構62が移動部材83の動きを可動刃部61に伝達し、可動刃部61を回転させる。これにより、スリーブ71が前方向に移動する動作で可動刃部61が所定の方向に回転し、ワイヤWが切断される。
結束部7Aは、ワイヤWに張力を与えた状態で結束を行えるようにする張力付与バネ92を備える。張力付与バネ92は、スリーブ71の外側に設けられ、スリーブ71及びワイヤ係止体70を、回転軸72の軸方向に沿って突き当て部91から離れる方向に付勢する。張力付与バネ92は、例えば、軸方向に伸縮するコイルバネで構成され、回転規制羽根74aと、スリーブ71を回転及び軸方向に摺動可能に支持する支持枠76dとの間で、スリーブ71の外周に嵌められる。張力付与バネ92がコイルバネで構成される場合、スリーブ71の外径より内径が大きく構成される。なお、張力付与バネ92は、軸方向に伸縮するコイルバネに限らず、スリーブ71を回転軸72の軸方向に沿って付勢する構成とした板バネ、捩じりコイルバネ、1枚または複数枚の皿バネ等でも良い。
張力付与バネ92は、回転軸72の軸方向に沿ったスリーブ71の位置に応じて、支持枠76dと回転規制羽根74aとの間で圧縮され、スリーブ71を回転軸72の軸方向に沿って突き当て部91から離れる方向である後方へ付勢する。これにより、張力付与バネ92は、ワイヤWを逆方向に送り、鉄筋Sに巻き付ける動作でワイヤWに掛かる張力を維持する方向に、スリーブ71を備えたワイヤ係止体70を付勢する。
これにより、張力付与バネ92は、スリーブ71が前方向に移動して圧縮されると、鉄筋Sに巻き付けられた後、切断部6Aで切断されるワイヤWに、鉄筋Sに巻き付けられる当該ワイヤWが緩む方向に掛かる力より大きな力で張力を付与する。よって、切断後のワイヤWに張力を与えた状態で結束を行えるようになる。
また、ワイヤ係止体70は、スリーブ71が張力付与バネ92により後方へ押される力を受けると共に、回転軸72がバネ72cにより後方へ押される力を受けながら、前方へ移動可能に構成される。
<本実施の形態の鉄筋結束機の動作例>
図4A、図4Bは、本実施の形態の鉄筋結束機の要部側面図、図4Cは、本実施の形態の鉄筋結束機の要部斜視図であり、ワイヤ保持、切断時の動作を示す。
図4A、図4Bは、本実施の形態の鉄筋結束機の要部側面図、図4Cは、本実施の形態の鉄筋結束機の要部斜視図であり、ワイヤ保持、切断時の動作を示す。
次に、各図を参照して、本実施の形態の鉄筋結束機1Aにより鉄筋SをワイヤWで結束する動作について説明する。
鉄筋結束機1Aは、ワイヤWが一対の送りギア30の間に挟持され、このワイヤWの先端が、送りギア30の挟持位置と、切断部6Aの固定刃部60との間に位置した状態が待機状態となる。また、鉄筋結束機1Aは、待機状態では、ワイヤ係止体70が矢印A2で示す後方向に移動し、図2B等に示すように、第1のサイドフック70Lがセンターフック70Cに対して開き、第2のサイドフック70Rがセンターフック70Cに対して開いた状態である。更に、鉄筋結束機1Aは、待機状態では、回転規制羽根74aが張力付与バネ92から離れており、スリーブ71及びワイヤ係止体70が、張力付与バネ92で後方に付勢されていない。
鉄筋Sがカール形成部5Aのカールガイド50と誘導ガイド51との間に入れられ、トリガ12Aが操作されると、図示しない送りモータが正回転方向に駆動され、ワイヤ送り部3AでワイヤWが矢印Fで示す正方向に送られる。
複数本、例えば2本のワイヤWで鉄筋Sを結束する構成の場合、ワイヤガイド4Aにより、2本のワイヤWが当該ワイヤWにより形成されるループRuの軸方向に沿って並列された状態で送られる。
正方向に送られるワイヤWは、センターフック70Cと第1のサイドフック70Lの間を通り、カール形成部5Aのカールガイド50に送られる。ワイヤWは、カールガイド50を通ることで、鉄筋Sの周囲に巻き回される巻き癖が付けられる。
カールガイド50で巻き癖が付けられたワイヤWは、誘導ガイド51に誘導され、更にワイヤ送り部3Aで正方向に送られることで、誘導ガイド51によりセンターフック70Cと第2のサイドフック70Rの間に誘導される。そして、ワイヤWは、先端が送り規制部90に突き当てられるまで送られる。ワイヤWの先端が送り規制部90に突き当てられる位置まで送られると、図示しない送りモータの駆動が停止される。
ワイヤWの正方向への送りを停止した後、モータ80が正回転方向に駆動される。スリーブ71は、ワイヤ係止体70でワイヤWを係止する第1の動作域では、回転規制羽根74aが回転規制爪74bに係止されることで、回転軸72の回転に連動したスリーブ71の回転が規制される。これにより、スリーブ71は、モータ80の回転が直線移動に変換され、前方向である矢印A1方向に移動する。
スリーブ71が前方向に移動すると、開閉ピン71aが開閉ガイド孔73を通過する。これにより、第1のサイドフック70Lは、軸71bを支点とした回転動作で、センターフック70Cに近づく方向に移動する。第1のサイドフック70Lがセンターフック70Cに対して閉じると、第1のサイドフック70Lとセンターフック70Cとの間に挟まれたワイヤWが、第1のサイドフック70Lとセンターフック70Cとの間を移動することが可能な形態で係止される。
また、第2のサイドフック70Rは、軸71bを支点とした回転動作で、センターフック70Cに近づく方向に移動する。第2のサイドフック70Rがセンターフック70Cに対して閉じると、第2のサイドフック70Rとセンターフック70Cとの間に挟まれたワイヤWが、第2のサイドフック70Rとセンターフック70Cとの間から抜けない形態で係止される。鉄筋結束機1Aは、ワイヤ係止体70でワイヤWを係止する第1の動作域では、スリーブ71及びワイヤ係止体70が、張力付与バネ92で後方に付勢されておらず、スリーブ71及びワイヤ係止体70が前方向である矢印A1方向に移動する動作で、張力付与バネ92による負荷が掛からない。
第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rが閉じる動作でワイヤWを係止する位置までスリーブ71を前進させた後、モータ80の回転を一時停止し、図示しない送りモータを逆回転方向に駆動する。
これにより、一対の送りギア30が逆転し、一対の送りギア30の間に挟持されたワイヤWが、矢印Rで示す逆方向に送られる。ワイヤWの先端側が、第2のサイドフック70Rとセンターフック70Cとの間から抜けない形態で係止されているので、ワイヤWを逆方向に送る動作で、ワイヤWは鉄筋Sに巻き付けられる。
ワイヤWを鉄筋Sに巻き付けて、図示しない送りモータの逆回転方向の駆動を停止した後、モータ80を正回転方向に駆動することで、スリーブ71を更に矢印A1で示す前方向に移動させる。
2本のワイヤWで鉄筋Sを結束する構成の場合、スリーブ71は、矢印A1で示す前方向に移動することで、センターフック70Cと第1のサイドフック70Lの間を通る2本のワイヤWのうち、まず一方のワイヤW1に第1のワイヤ保持部71c2aが接する。スリーブ71が更に前方向に移動すると、第1のワイヤ保持部71c2aで第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laに一方のワイヤW1が押し付けられることで、図4Aに示すように、一方のワイヤW1が、抜け防止部70Laと切断部6Aとの間で、抜け防止部70Laに沿うように、矢印A1で示す回転軸72の軸方向に沿った前方向へ曲がる。
これにより、一方のワイヤW1は、第1のワイヤ保持部71c2aと抜け防止部70Laとの間で、矢印A1、A2で示す回転軸72の軸方向に沿った一の方向である前後方向及び回転軸72の軸方向に直交する他の方向である上下方向から挟持される形態で保持される。
スリーブ71が前方向に移動する動作が伝達機構62で切断部6Aに伝達されることで可動刃部61が回転する。可動刃部61が回転すると、固定刃部60と可動刃部61の形状により、第1のワイヤ保持部71c2aと抜け防止部70Laとの間に保持された一方のワイヤW1の切断が、他方のワイヤW2の切断より先のタイミングで開始される。
スリーブ71が前方向に移動することで、第1のワイヤ保持部71c2aにより一方のワイヤW1の折り曲げが開始され、一方のワイヤW1の切断が終了するタイミングと略同時に、他方のワイヤW2に第2のワイヤ保持部71c2bが接する。スリーブ71が更に前方向に移動すると、第2のワイヤ保持部71c2bで第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laに他方のワイヤW2が押し付けられることで、図4Bに示すように、他方のワイヤW2が、抜け防止部70Laと切断部6Aとの間で、抜け防止部70Laに沿うように、矢印A1で示す回転軸72の軸方向に沿った前方向へ曲がる。
これにより、他方のワイヤW2は、第2のワイヤ保持部71c2bと抜け防止部70Laとの間で、矢印A1、A2で示す回転軸72の軸方向に沿った一の方向である前後方向及び回転軸72の軸方向に直交する他の方向である上下方向から挟持される形態で保持される。また、第2のワイヤ保持部71c2bが他方のワイヤW2の保持を開始するタイミングまでに、切断部6Aで一方のワイヤW1の切断が開始される。
第2のワイヤ保持部71c2bと抜け防止部70Laとの間に他方のワイヤW2が保持され、スリーブ71が更に前方向に移動すると、第2のワイヤ保持部71c2bと抜け防止部70Laとの間に保持された他方のワイヤW2が、固定刃部60と可動刃部61の動作で切断される。
以上のように、鉄筋SにワイヤWを巻き付けた後、センターフック70Cと第1のサイドフック70Lの間を通る切断前の2本のワイヤWの一方のワイヤW1が、スリーブ71の曲げ部71c2を構成する第1のワイヤ保持部71c2aと、第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laとの間に保持されることで、鉄筋Sに巻き付けられた切断前のワイヤW1が緩むことが抑制される。また、他方のワイヤW2が、スリーブ71の曲げ部71c2を構成する第2のワイヤ保持部71c2bと、第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laとの間に保持されることで、鉄筋Sに巻き付けられた切断前のワイヤW2が緩むことが抑制される。
センターフック70Cと第1のサイドフック70Lの間を通る部位と、一対の送りギア30で挟持される部位との間でワイヤWが切断される構成では、当該位置でワイヤWが切断されると、一対の送りギア30で挟持されることでワイヤWに掛かっていた張力が開放され、鉄筋Sに巻き付けられたワイヤWが、捩じる前に緩む。
これに対し、本実施の形態では、鉄筋SにワイヤWを巻き付けた後、センターフック70Cと第1のサイドフック70Lの間を通る切断前のワイヤWが、スリーブ71の曲げ部71c2を構成する第1のワイヤ保持部71c2a及び第2のワイヤ保持部71c2bと、第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laとの間に保持される。これにより、鉄筋Sに巻き付けられたワイヤWが、捩じる前に緩むことが抑制される。また、一方のワイヤW1の保持、切断と、他方のワイヤW2の保持、切断のタイミングをずらすことで、ワイヤWの保持開始時の負荷が、2本のワイヤWの保持が同時に開始される場合と比較して軽減されると共に、ワイヤWの切断開始時の負荷が、2本のワイヤWの切断が同時に開始される場合と比較して軽減される。
更に、ワイヤWが切断されると、ワイヤWに掛かる張力が開放され、スリーブ71が前方向に移動しようとする。スリーブ71が前方向に移動すると、ワイヤ係止体70で係止されたワイヤWを後方に引っ張る力が低下し、鉄筋Sに巻き付けられたワイヤWが、捩じる前に緩む。
これに対し、本実施の形態では、鉄筋結束機1Aは、スリーブ71及びワイヤ係止体70を前方向に移動させて、ワイヤWを切断する動作域では、回転規制羽根74aが張力付与バネ92に接し、張力付与バネ92が支持枠76dと回転規制羽根74aとの間で圧縮されて、スリーブ71及びワイヤ係止体70が張力付与バネ92で後方へ付勢される。
これにより、スリーブ71の前方向への移動が抑制されることで、ワイヤ係止体70で係止されたワイヤWを後方に引っ張る力が低下することが抑制され、鉄筋Sに巻き付けられたワイヤWが、捩じる前に緩むことが抑制される。
なお、ワイヤ係止体70でワイヤWを係止する第1の動作域の全域で、スリーブ71及びワイヤ係止体70が張力付与バネ92で後方へ付勢されると、モータ80に掛かる負荷が増加する。
そこで、鉄筋結束機1Aは、上述したように、待機状態では、回転規制羽根74aが張力付与バネ92から離れており、ワイヤ係止体70でワイヤWを係止する第1の動作域において、第1のサイドフック70L及び第2のサイドフック70Rが閉じる初期の動作域では、スリーブ71及びワイヤ係止体70が、張力付与バネ92で後方に付勢されていない。これにより、ワイヤ係止体70でワイヤWを係止する第1の動作域の初期の動作域では、スリーブ71及びワイヤ係止体70が前方向である矢印A1方向に移動する動作で、張力付与バネ92がスリーブ71及びワイヤ係止体70を後方向へ付勢する荷重による負荷が掛からない。よって、張力付与バネ92による荷重が不要な領域でのモータ80に掛かる負荷の増加を抑制できる。
一方、回転軸72は、減速機81と一体的に回転可能、かつ、減速機81に対して軸方向に移動可能とする構成を有した連結部72bを介して減速機81に連結される。待機位置からワイヤ係止体70でワイヤWを係止する第1の動作域の初期の動作域で、スリーブ71及びワイヤ係止体70が、張力付与バネ92で後方に付勢されていないことで、第1の動作域の初期の動作域では、張力付与バネ92で回転軸72の軸方向の位置を規制できない。そこで、連結部72bは、回転軸72を減速機81に近づく方向である後方へ付勢するバネ72cを備える。これにより、回転軸72は、バネ72cによる付勢力を超えて、前方向に移動させる力が加わらなければ、バネ72cにより後方へ押される力を受けて位置が規制される。
従って、張力付与バネ92の付勢による荷重が不要な領域でのモータ80に掛かる負荷の増加を抑制することで、結束1サイクル全体でモータ80等に掛かる負荷が増加することを抑制でき、部品の耐久性の低下を抑制できる。更に、バネ72cを設けることで、張力付与バネ92による付勢力が掛からない領域で、回転軸72が不用意に移動することを抑制できる。
モータ80を正回転方向に駆動することで、スリーブ71を矢印A1で示す前方向に移動させてワイヤWを切断するとほぼ同時に、曲げ部71c1が鉄筋Sに接近する方向へ移動する。これにより、センターフック70Cと第2のサイドフック70Rで係止されたワイヤWの先端側を、曲げ部71c1で鉄筋S側へ押圧して、係止位置を支点として鉄筋S側へ曲げる。スリーブ71が更に前方向に移動することで、第2のサイドフック70Rとセンターフック70Cとの間で係止されたワイヤWが、曲げ部71c1で挟まれた状態で保持される。
また、スリーブ71の曲げ部71c2を構成する第1のワイヤ保持部71c2a及び第2のワイヤ保持部71c2bと、第1のサイドフック70Lの抜け防止部70Laとの間に保持され、切断部6Aで切断されたワイヤWの終端側を、曲げ部71c2で更に鉄筋S側へ押圧して、係止位置を支点として鉄筋S側へ曲げる。スリーブ71が更に前方向に移動することで、第1のサイドフック70Lとセンターフックとの間で係止されたワイヤWが、曲げ部71c2で挟まれた状態で保持される。
ワイヤWの先端側及び終端側を鉄筋S側に折り曲げた後、モータ80が更に正回転方向に駆動されることで、スリーブ71が更に前方向に移動する。スリーブ71が所定の位置まで移動することで、ワイヤ係止体70で係止したワイヤWを捩じる動作域に到達すると、回転規制羽根74aの回転規制爪74bとの係止が解除される。
これにより、モータ80が更に正回転方向に駆動されることで、回転軸72と連動してスリーブ71が回転し、ワイヤ係止体70で係止したワイヤWが捩じられる。
結束部7Aは、スリーブ71が回転してワイヤWを捩じる第2の動作域では、ワイヤ係止体70で係止されたワイヤWが捩じられることで、ワイヤ係止体70が回転軸72の軸方向に沿って前方に引っ張られる力が加わる。一方、スリーブ71が回転可能となる位置まで前方向に移動することにより、張力付与バネ92が更に圧縮され、スリーブ71が張力付与バネ92により後方へ押される力を受ける。
これにより、ワイヤ係止体70及び回転軸72は、軸方向に沿って前方に移動させる力がワイヤ係止体70に加わると、スリーブ71が張力付与バネ92により後方へ押される力を受けると共に、回転軸72がバネ72cにより後方へ押される力を受けながら前方へ移動し、前方へ移動しながらワイヤWを捩じる。
よって、ワイヤWは、ワイヤ係止体70で係止された部位が後方に引っ張られ、鉄筋Sの接線方向に張力が加わり、鉄筋Sに密着するように引っ張られる。結束部7Aは、スリーブ71が回転してワイヤWを捩じる第2の動作域で、回転軸72と連動してワイヤ係止体70が更に回転すると、ワイヤWの捩じられた部位と鉄筋Sとの隙間が小さくなる方向である前方向にワイヤ係止体70及び回転軸72が移動しながら、ワイヤWを更に捩じる。
従って、ワイヤWは、ワイヤ係止体70及び回転軸72が、張力付与バネ92及びバネ72cにより後方へ押される力を受けた状態で前方へ移動しながら捩じられることで、ワイヤWの捩じられた部位と鉄筋Sとの隙間が小さくなり、鉄筋Sに沿うような形態で鉄筋Sに密着する。これにより、ワイヤWを捩じる前の弛みを除去し、ワイヤWを鉄筋Sに密着させた状態で結束することができる。
ワイヤWを捩じることで、モータ80に掛かる負荷が最大となったことが検知されると、モータ80の正転が停止される。次に、モータ80が逆回転方向に駆動されることで、回転軸72が逆回転し、回転軸72の逆回転に追従してスリーブ71が逆回転すると、回転規制羽根74aが回転規制爪74bに係止されることで、回転軸72の回転に連動したスリーブ71の回転が規制される。これにより、スリーブ71は、後方向である矢印A2方向に移動する。
スリーブ71が後方向に移動すると、曲げ部71c1、71c2がワイヤWから離れ、曲げ部71c1、71c2によるワイヤWの保持が解消される。また、スリーブ71が後方向に移動すると、開閉ピン71aが開閉ガイド孔73を通過する。これにより、第1のサイドフック70Lは、軸71bを支点とした回転動作で、センターフック70Cから離れる方向に移動する。また、第2のサイドフック70Rは、軸71bを支点とした回転動作で、センターフック70Cから離れる方向に移動する。これにより、ワイヤ係止体70からワイヤWが抜ける。
1A・・・鉄筋結束機、10A・・・本体部、2A・・・マガジン、20・・・リール、3A・・・ワイヤ送り部、30・・・送りギア、5A・・・カール形成部、50・・・カールガイド、51・・・誘導ガイド、6A・・・切断部、60・・・固定刃部、61・・・可動刃部、62・・・伝達機構、7A・・・結束部、70・・・ワイヤ係止体、70L・・・第1のサイドフック、70La・・・抜け防止部(ワイヤ保持部、第2の部材)、70R・・・第2のサイドフック、70C・・・センターフック、71・・・スリーブ、71c1・・・曲げ部、71c2・・・曲げ部(ワイヤ保持部、第1の部材)、71c2a・・・第1のワイヤ保持部、71c2b・・・第2のワイヤ保持部、72・・・回転軸、8A・・・駆動部、80・・・モータ、W・・・ワイヤ
Claims (9)
- ワイヤを送るワイヤ送り部と、
前記ワイヤ送り部で一の方向に送られるワイヤを結束物の周囲に巻き回す経路を構成するカール形成部と、
前記ワイヤ送り部で一の方向と反対向きの他の方向に送られて結束物に巻き付けられたワイヤを切断する切断部と、
結束物に巻き付けられ、前記切断部で切断されたワイヤを捩じる結束部とを備え、
前記結束部は、
ワイヤが係止されるワイヤ係止体と、
前記ワイヤ係止体を作動させる回転軸と、
相対的に近づく方向と離れる方向に移動する第1の部材と第2の部材を有し、前記ワイヤ送り部で他の方向に送られて結束物に巻き付けられたワイヤを、前記第1の部材と前記第2の部材が相対的に近づく動作で、前記回転軸の軸方向に沿って曲げて保持するワイヤ保持部を備え、
前記切断部は、前記ワイヤ送り部と前記ワイヤ保持部との間のワイヤの送り経路に設けられ、前記ワイヤ保持部でワイヤが保持された後、ワイヤを切断する
結束機。 - 前記ワイヤ保持部は、前記回転軸の軸方向に沿った一の方向から、前記第1の部材及び第2の部材でワイヤを挟持する
請求項1に記載の結束機。 - 前記ワイヤ保持部は、前記回転軸の軸方向に直交する他の方向から、前記第1の部材及び第2の部材でワイヤを挟持する
請求項2に記載の結束機。 - 前記ワイヤ係止体は、
前記回転軸の軸方向に移動すると共に、前記回転軸と共に回転する直動回転部材と、
前記直動回転部材が前記回転軸の軸方向に移動する動作で、相対的に近づく方向及び離れる方向に移動する少なくとも一対の係止部材とを備え、
前記ワイヤ保持部は、前記第1の部材が前記係止部材に設けられ、前記第2の部材が前記直動回転部材に設けられる
請求項1~請求項3の何れか1項に記載の結束機。 - 前記ワイヤ係止体は、
固定係止部材と、
前記固定係止部材に対して近づく方向及び離れる方向に移動する第1の開閉係止部材と、
前記固定係止部材に対して近づく方向及び離れる方向に移動する第2の開閉係止部材とを備え、
前記第1の開閉係止部材と前記固定係止部材との間を前記ワイヤ送り部で送られるワイヤが通り、前記第2の開閉係止部材と前記固定係止部材との間を前記カール形成部で巻き癖が付けられたワイヤが通り、
第2の開閉係止部材が前記固定係止部材に近づく方向に移動を開始と同時または第2の開閉係止部材が前記固定係止部材に近づく方向に移動を開始してから、前記第2の開閉係止部材と前記固定係止部材との間にワイヤを係止するまでの間に、前記第1の開閉係止部材が前記固定係止部材に近づく方向に移動を開始する
請求項1~請求項3の何れか1項に記載の結束機。 - 前記ワイヤ送り部は、2本のワイヤを並列して送り、2本のワイヤで結束物が結束される
請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の結束機。 - 前記ワイヤ保持部は、2本のワイヤの一方のワイヤを保持する第1のワイヤ保持部と、他方のワイヤを保持する第2のワイヤ保持部を備え、
前記第1のワイヤ保持部が一方のワイヤの保持を開始するタイミングと、前記第2のワイヤ保持部が他方のワイヤの保持を開始するタイミングを異ならせる
請求項6に記載の結束機。 - 前記切断部は、一方のワイヤの切断を開始するタイミングと、他方のワイヤの切断を開始するタイミングを異ならせる
請求項6または請求項7に記載の結束機。 - 前記ワイヤ保持部は、前記第1のワイヤ保持部が一方のワイヤの保持を開始するタイミングが、前記第2のワイヤ保持部が他方のワイヤの保持を開始するタイミングより先であり、
前記切断部は、一方のワイヤの切断を開始するタイミングが、他方のワイヤの切断を開始するタイミングより先であり、
かつ、前記第2のワイヤ保持部が他方のワイヤの保持を開始するタイミングまでに、前記切断部は、一方のワイヤの切断を開始する
請求項7に記載の結束機。
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