JP2024035502A - 結束機 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤの状態に応じてワイヤの送り速度を設定できるようにした鉄筋結束機を提供する。【解決手段】鉄筋結束機１Ａは、ワイヤをマガジンから引き出す正方向及びマガジンに戻す逆方向に送るワイヤ送り部を駆動する送りモータ３１と、送りモータ３１を制御する制御部１００とを備え、制御部１００は、マガジン内のワイヤの状態に基づき送りモータ３１の回転速度を制御して、ワイヤを送る速度を変える。マガジンは、ワイヤが巻かれたリールが収容され、制御部１００は、リールに巻かれたワイヤの弛みに基づき送りモータ３１の回転速度を制御して、ワイヤを送る速度を変える。【選択図】図２

Description

鉄筋等の結束物をワイヤで結束する結束機に関する。

従来から、２本以上の鉄筋にワイヤを巻き回し、巻き回したワイヤを捩じって当該２本以上の鉄筋を結束する鉄筋結束機と称す結束機が提案されている。

従来の鉄筋結束機は、ワイヤ送り部でワイヤを送って鉄筋の周囲に巻き回した後、ワイヤを捩じって結束する構成である。このような鉄筋結束機に対し、ワイヤを正方向に送って鉄筋の周囲に巻き回した後、ワイヤを逆方向に送り、鉄筋に巻き付けて切断し、ワイヤの一方の端部側と他方の端部側が交差する箇所を捩じって鉄筋を結束する鉄筋結束機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２０－１３３１２９号公報

ワイヤを送る送りモータの回転速度を上げることで、ワイヤを送る速度が速くなり、鉄筋の１回の結束動作に掛かる時間の短縮が期待できる。一方、マガジンに収容されたワイヤの状態によっては、ワイヤに掛かる負荷が高くなる。ワイヤに掛かる負荷が高い状態で、送りモータの回転速度を上げると、送りモータで駆動される送りギアとワイヤとの間で滑りが発生し、鉄筋の結束に必要な所定量のワイヤを送れない可能性がある。

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、ワイヤの状態に応じてワイヤの送り速度を設定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、ワイヤが収容されるマガジンと、ワイヤをマガジンから引き出す正方向及びマガジンに戻す逆方向に送るワイヤ送り部と、ワイヤ送り部を駆動する第１の駆動部と、ワイヤ送り部で正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、ワイヤ送り部で逆方向に送られて結束物に巻き付けられたワイヤを捩じる結束部と、第１の駆動部を制御する制御部とを備え、制御部は、マガジン内のワイヤの状態に基づき第１の駆動部の回転速度を制御して、ワイヤ送り部でワイヤを送る速度を変える結束機である。

本発明では、マガジン内のワイヤの状態が、ワイヤ送り部でワイヤを送る速度を上げても、ワイヤを正常に送ることができるような状態では、第１の駆動部の回転速度を上げる。

本発明によれば、マガジン内のワイヤの状態に基づき第１の駆動部の回転速度が制御されることで、ワイヤ送り部で正常にワイヤが送られるように、ワイヤを送る速度を変えることができる。

第１の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。 本実施の形態の鉄筋結束機の制御機能の一例を示すブロック図である。 結束部の一例を示す断面平面図である。 結束部の一例を示す断面平面図である。 ワイヤを正方向に送る動作の一例を示すフローチャートである。 ワイヤを逆方向に送る動作の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の変形例の鉄筋結束機の制御機能の一例を示すブロック図である。 本実施の形態の変形例の鉄筋結束機の制御機能の一例を示すブロック図である。 本実施の形態の変形例の鉄筋結束機の制御機能の一例を示すブロック図である。

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、図２は、本実施の形態の鉄筋結束機の制御機能の一例を示すブロック図である。

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２と、ワイヤＷを送るワイヤ送り部３を備える。また、鉄筋結束機１Ａは、ワイヤ送り部３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５と、鉄筋Ｓに巻き付けられたワイヤＷを切断する切断部６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７と、結束部７を駆動する駆動部８を備える。

また、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１０とハンドル部１１を備える。

マガジン２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。

１本のワイヤＷで鉄筋Ｓを結束する構成では、１本のワイヤＷがリール２０の図示しないハブ部に巻かれ、リール２０が回転しながら１本のワイヤＷを引き出せるようになっている。また、複数本のワイヤＷで鉄筋Ｓを結束する構成では、複数本のワイヤＷがハブ部に巻かれ、リール２０が回転しながら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。例えば、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がハブ部に巻かれ、リール２０が回転しながら同時に２本のワイヤＷを引き出せるようになっている。なお、リール２０に巻かれたワイヤＷに弛みが生じている場合、弛みが解消するまでは、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出される。

ワイヤ送り部３は、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３は、図２に示す第１の駆動部としての送りモータ３１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３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を送り、鉄筋Ｓを結束する構成では、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３は、送りモータ３１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、矢印Ｆで示す正方向にワイヤＷを送るか、矢印Ｒで示す逆方向にワイヤＷを送るか、ワイヤＷの送り方向の正逆が切り替えられる。

カール形成部５は、ワイヤ送り部３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７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３で送られるワイヤＷの経路がカール形成部５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６は、可動刃部６１と、結束部７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６は、図示しない固定刃部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。伝達機構６２は、カムとリンクなどで構成される。

結束部７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７の詳細な実施形態は後述する。駆動部８は、第２の駆動部としてのモータ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、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。また、鉄筋結束機１Ａは、上述したカール形成部５のカールガイド５０と誘導ガイド５１が、本体部１０の前側の端部に設けられる。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１０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。

また、鉄筋結束機１Ａは、ハンドル部１１が本体部１０から下方向に延在する。更に、ハンドル部１１の下部にバッテリ１５が着脱可能に取り付けられる。また、鉄筋結束機１Ａは、マガジン２がハンドル部１１の前方に設けられる。

鉄筋結束機１Ａは、ハンドル部１１の前側にトリガ１２が設けられ、ハンドル部１１の内部にスイッチ１３が設けられる。鉄筋結束機１Ａは、トリガ１２の操作で押されるスイッチ１３の状態に応じて、制御部１００が送りモータ３１及びモータ８０を制御する。

図３Ａ及び図３Ｂは、結束部の一例を示す断面平面図であり、次に、各図を参照して、結束部の構成について説明する。

結束部７は、ワイヤ係止体７０とスリーブ７１を作動させる回転軸７２を備える。結束部７と駆動部８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７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌを備える。

センターフック７０Ｃは、回転軸７２の軸方向に沿った一方の端部である回転軸７２の先端に、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。

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。また、第２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。

スリーブ７１は、回転軸７２が挿入される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７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌ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７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌ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７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌ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７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌ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７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌが、センターフック７０Ｃに対して開き、第１のサイドフック７０Ｒとセンターフック７０Ｃとの間、第２のサイドフック７０Ｌ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７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌ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３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７０Ｒの間を通る。センターフック７０Ｃと第１のサイドフック７０Ｒとの間を通るワイヤＷは、カール形成部５に誘導される。そして、カール形成部５で巻き癖が付けられ、結束部７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７０Ｌの間を通る。

ワイヤ係止体７０は、スリーブ７１が矢印Ａ１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７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌ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７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌ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７０Ｒ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７０Ｒ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７０Ｒ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７０Ｌ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７０Ｌ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７０Ｌ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。

スリーブ７１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と、切断部６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７０Ｌ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。また、スリーブ７１は、矢印Ａ１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７０Ｒで係止され、切断部６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７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。結束部７は、回転軸７２の軸方向に位置に沿ったスリーブ７１の位置に応じて、回転規制部７４が、回転軸７２の回転に連動したスリーブ７１の回転を規制し、回転軸７２の回転動作でスリーブ７１が矢印Ａ１方向及び矢印Ａ２方向に移動する。

これにより、スリーブ７１が回転せずに矢印Ａ１方向に移動することで、第１のサイドフック７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌが、センターフック７０Ｃに対して閉じ、ワイヤＷが係止される。また、スリーブ７１が回転せずに矢印Ａ２方向に移動することで、第１のサイドフック７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌが、センターフック７０Ｃに対して開き、ワイヤＷの係止が解除される。

結束部７は、回転規制部７４によるスリーブ７１の回転の規制が解除されると、回転軸７２の回転に連動してスリーブ７１が回転する。

これにより、ワイヤＷを係止した第１のサイドフック７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌとセンターフック７０Ｃが回転し、係止されたワイヤＷが捩じられる

＜本実施の形態の鉄筋結束機の動作例＞
図４は、ワイヤを正方向に送る動作の一例を示すフローチャート、図５は、ワイヤを逆方向に送る動作の一例を示すフローチャートであり、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６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、図３Ａ等の示すように、第１のサイドフック７０Ｒがセンターフック７０Ｃに対して開き、第２のサイドフック７０Ｌがセンターフック７０Ｃに対して開いた状態である。

鉄筋Sがカール形成部５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１２が操作されることでスイッチ１３が押されると、制御部１００は、図４のステップＳＡ１で、結束動作が電源ＯＮ後の１回目の結束か、または、マガジン２へのワイヤＷの装填後の１回目の結束か否か判断する。

結束動作が電源ＯＮ後の１回目の結束ではなく、また、マガジン２へのワイヤＷの装填後の１回目の結束ではない場合、前回の結束動作で鉄筋ＳにワイヤＷを巻き付けるためにワイヤＷを引き戻した際、リール２０に巻かれたワイヤＷに弛みが生じている。このような場合、次にワイヤＷを正方向に送ると、ワイヤＷの弛みが解消するまでは、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出される。これにより、ワイヤＷを正方向に送る負荷が、リール２０を回転させる場合と比較して低くなる。

そこで、結束動作が電源ＯＮ後の１回目の結束ではなく、また、マガジン２へのワイヤＷの装填後の１回目の結束ではなく、リール２０に巻かれたワイヤＷに、ワイヤＷを正方向に送る動作で、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出されるのに十分な弛みが生じている場合、図４のステップＳＡ２で、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を第１の回転速度に設定する。

これに対し、結束動作が電源ＯＮ後の１回目の結束である場合、または、マガジン２へのワイヤＷの装填後の１回目の結束である場合、リール２０に巻かれているワイヤＷに、ワイヤＷの弾性などで若干のほぐれが生じている可能性がある。但し、リール２０に巻かれたワイヤＷに、ワイヤＷを正方向に送る動作で、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出されるのに十分な弛みが生じていない場合がある。このような場合、ワイヤＷを正方向に送ると、ワイヤＷの送りに追従してリール２０が回転する場合がある。この場合、ワイヤＷを正方向に送る負荷が、リール２０が回転しない場合と比較して高くなる。

そこで、結束動作が電源ＯＮ後の１回目の結束である場合、または、マガジン２へのワイヤＷの装填後の１回目の結束である場合、図４のステップＳＡ３で、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を第１の回転速度より低速な第２の回転速度に設定する。

制御部１００は、トリガ１２が操作されることでスイッチ１３が押され、送りモータ３１の目標回転速度が設定されると、図４のステップＳＡ４で、設定された目標回転速度で送りモータ３１を正回転方向に駆動し、ワイヤ送り部３でワイヤＷを矢印Ｆで示す正方向に送る。

複数本、例えば２本のワイヤＷを送る構成の場合、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。

制御部１００は、図４のステップＳＡ５で、送りモータ３１の正回転方向の駆動を開始してから、送りモータ３１の回転数が、前回のワイヤＷの引き戻し動作で送りモータ３１を逆回転させた際の引き戻し相当回転数に到達したか判断する。送りモータ３１の回転数が、前回の引き戻し相当回転数に到達すると、リール２０に巻かれたワイヤＷの弛みが無くなる。このため、さらにワイヤＷを正方向に送ると、ワイヤＷの送りに追従してリール２０が回転する。

そこで、制御部１００は、送りモータ３１の回転速度を制御する情報である前回の結束動作でワイヤＷを逆方向に送った引き戻し情報として、送りモータ３１の回転数が、前回の引き戻し相当回転数に到達すると、図４のステップＳＡ６で、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を第２の回転速度に設定し、送りモータ３１の正回転方向の駆動を継続する。

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７０Ｒの間を通り、カール形成部５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３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７０Ｌ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。

制御部１００は、図４のステップＳＡ７で、送りモータ３１の正方向の回転数が、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正方向回転終了回転数に到達したと判断すると、ステップＳＡ８で送りモータ３１の回転を停止させる制動制御を行う。制御部１００は、図４のステップＳＡ９で、送りモータ３１が停止したと判断すると、送りモータ３１の制動制御を終了する。

ワイヤＷの正方向への送りを停止した後、制御部１００は、モータ８０を正回転方向に駆動する。スリーブ７１は、ワイヤ係止体７０でワイヤＷを係止する動作域では、回転規制部７４により回転軸７２の回転に連動した回転が規制される。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１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１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１のサイドフック７０Ｒ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２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２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２のサイドフック７０Ｌ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。

図３Ｂに示すように、第１のサイドフック７０Ｒ及び第２のサイドフック７０Ｌ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、制御部１００は、モータ８０の回転を一時停止し、図５のステップＳＢ１で、送りモータ３１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７０Ｌ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。

制御部１００は、図５のステップＳＢ２で、ワイヤＷが鉄筋Ｓに巻き付けられることにより、ワイヤＷが逆方向に送られなくなることによる負荷の増加で、送りモータ３１に流れる電流が所定時間内に連続して閾値を超えると、ステップＳＢ３で送りモータ３１の回転を停止させる制動制御を行う。制御部１００は、図５のステップＳＢ４で、送りモータ３１が停止したと判断すると、ステップＳＢ５で、送りモータ３１の制動制御を終了する。そして、制御部１００は、送りモータ３１の逆方向の回転数を計数し、図５のステップＳＢ６で、ワイヤＷの引き戻し動作で送りモータ３１を逆回転させた際の引き戻し相当回転数として記憶する。

制御部１００は、送りモータ３１の逆回転方向の駆動を停止すると、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。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６に伝達されることで可動刃部６１が作動し、第１のサイドフック７０Ｒとセンターフック７０Ｃで係止されたワイヤＷが切断される。

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、７１ｃ２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７０Ｌ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７０Ｌ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、センターフック７０Ｃと第１のサイドフック７０Ｒで係止され、切断部６で切断されたワイヤＷの終端側を、曲げ部７１ｃ２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１のサイドフック７０Ｒ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と、回転規制部７４によるスリーブ７１の回転の規制が解除される。

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。

制御部１００は、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を検知すると、モータ８０の正回転方向の駆動を停止し、次に、モータ８０を逆回転方向に駆動する。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、回転規制部７４により回転軸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。また、第２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。これにより、ワイヤ係止体７０からワイヤＷが抜ける。

＜本実施の形態の鉄筋結束機の作用効果例＞
送りモータ３１の回転速度を上げることで、ワイヤＷを送る速度が速くなり、鉄筋Ｓの１回の結束動作に掛かる時間の短縮が期待できる。一方、ワイヤＷを正方向に送る動作で、ワイヤＷの送りに追従してリール２０が回転する状態では、ワイヤＷに掛かる負荷が高くなる。ワイヤＷに掛かる負荷が高い状態で、送りモータ３１の回転速度を上げると、送りギア３０とワイヤＷとの間で滑りが発生し、鉄筋Ｓの結束に必要な所定量のワイヤＷを送れない可能性がある。

そこで、マガジン２内のワイヤＷの状態に応じて、送りモータ３１の回転速度を切り替える。制御部１００は、電源のＯＦＦ、ＯＮ、リール２０の交換を経ていない前回の結束動作の有無に基づき、マガジン２内のワイヤＷの状態を判断する。

上述したように、前回の結束動作が実行されている場合、前回の結束動作でワイヤＷを引き戻す動作によりマガジン２内のワイヤＷに弛みが生じている。このため、次にワイヤＷを正方向に送ると、ワイヤＷの弛みが解消するまでは、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出される。これにより、ワイヤＷを正方向に送る負荷が、リール２０を回転させる場合と比較して低くなる。

そこで、今回の結束動作が電源ＯＮ後の１回目の結束ではなく、また、マガジン２へのワイヤＷの装填後の１回目の結束ではない場合、すなわち、前回の結束動作が実行されている場合は、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度より高い第１の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第１の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

マガジン２内のワイヤＷの状態が、ワイヤＷに掛かる負荷が低い状態では、送りモータ３１の回転速度を上げても、送りギア３０とワイヤＷとの間で滑りが発生することが抑制され、ワイヤＷの送り速度を上げた状態で、所定量のワイヤＷを送ることができる。

但し、リール２０に巻かれたワイヤＷの弛みが無くなるまで、ワイヤＷが正方向に送られると、さらにワイヤＷを正方向に送ることにより、ワイヤＷの送りに追従してリール２０が回転する。リール２０に巻かれたワイヤＷの弛みが無くなるまでの送りモータ３１の回転数は、前回の結束動作でワイヤＷを引き戻す際の送りモータ３１の回転数に依存する。

そこで、制御部１００は、送りモータ３１の正回転方向の駆動を開始してから、送りモータ３１の回転数が、前回のワイヤＷの引き戻し動作で送りモータ３１を逆回転させた際の引き戻し相当回転数に到達したか判断する。そして、制御部１００は、送りモータ３１の回転数が、前回の引き戻し相当回転数に到達すると、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を第２の回転速度に設定し、送りモータ３１の正回転方向の駆動を継続して、ワイヤＷを正方向に送る。

なお、送りモータ３１の正方向の目標回転速度が第１の回転速度から第２の回転速度に切り替えられる際、送りモータ３１の回転速度はタイムラグなく切り替わらない。これにより、送りモータ３１の回転数が、前回の引き戻し相当回転数に到達して、送りモータ３１の正方向の目標回転速度が第１の回転速度から第２の回転速度に切り替えられても、送りモータ３１の回転速度が第１の回転速度から第２の回転速度に、すぐには低下しない。そこで、次にワイヤＷを正方向に送る動作で、送りモータ３１の回転数が、前回の引き戻し相当回転数に到達したタイミングで、送りモータ３１の正方向の目標回転速度が第１の回転速度から第２の回転速度に低下しているように、前回の引き戻し相当回転数に基づき目標回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度に切り替えても良い。

これに対し、鉄筋結束機１Ａのように、リール２０の回転を停止させる制動機構が備えられていない場合、ワイヤＷを正方向に送り、鉄筋Ｓの周囲に巻き回した後、送りモータ３１の制動動作で送りギア３０の回転を停止させても、リール２０が慣性で回転し、ワイヤＷに弛みが生じる。このため、次にワイヤＷを逆方向に送ると、このワイヤWが逆方向に送られた分の長さと、その前に、リール２０が慣性で回転することにより送り出された分の長さの合算のワイヤWが弛んだ状態となっている。

これにより、次にワイヤＷを正方向に送る動作で、送りモータ３１の回転数が、前回の引き戻し相当回転数に到達した際、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出される余剰分の弛みが残っている。したがって、送りモータ３１の回転速度が第１の回転速度から第２の回転速度に、すぐには低下せずとも、リール２０が回転せずにワイヤWが送られ、送りギア３０などに掛かる負荷が急激に増加することが抑制される。

一方、リール２０の回転を停止させる制動機構が備えられている場合、ワイヤＷを正方向に送り、鉄筋Ｓの周囲に巻き回した後、リール２０の制動動作でリール２０の回転を停止させることにより、リール２０が慣性で回転せず、ワイヤＷに弛みが生じない。このため、次にワイヤＷを逆方向に送ると、このワイヤWが逆方向に送られた分の長さのワイヤWが弛んだ状態となっている。

これにより、次にワイヤＷを正方向に送る動作で、送りモータ３１の回転数が、前回の引き戻し相当回転数に到達した際、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出される余剰分の弛みが残っていない。

そこで、リール２０の回転を停止させる制動機構が備えられている場合、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出される余剰分の弛みを考慮して、前回の引き戻し相当回転数に基づき送りモータ３１の正方向の目標回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度に切り替えても良い。また、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度に切り替える際、回転速度の切り替えで生じるタイムラグが短くなるような制御を行っても良い。

マガジン２内のワイヤＷの状態が、ワイヤＷに掛かる負荷が低い状態から高い状態になると、送りモータ３１の回転速度を下げることで、送りギア３０とワイヤＷとの間で滑りが発生することが抑制され、所定量のワイヤＷを送ることができる。

これに対し、電源のＯＦＦ、ＯＮ、リール２０の交換を経ていない前回の結束動作が実行されていない場合、ワイヤＷを引き戻す動作が行われていないため、マガジン２内のワイヤＷに、ワイヤＷを正方向に送る動作で、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出されるのに十分な弛みが生じていない。このため、ワイヤＷを正方向に送ると、ワイヤＷの送りに追従してリール２０が回転する。これにより、ワイヤＷを正方向に送る負荷が、リール２０が回転しない場合と比較して高くなる。

そこで、結束動作が電源ＯＮ後の１回目の結束である場合、または、マガジン２へのワイヤＷの装填後の１回目の結束である場合、すなわち、前回の結束動作が実行されていない場合は、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第１の回転速度より低い第２の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第２の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

マガジン２内のワイヤＷの状態が、ワイヤＷに掛かる負荷が高い状態では、送りモータ３１の回転速度を下げることで、送りギア３０とワイヤＷとの間で滑りが発生することが抑制され、所定量のワイヤＷを送ることができる。

したがって、マガジン２内のワイヤＷの状態に適した送りモータ３１の回転速度を設定可能となり、マガジン２内のワイヤＷの状態が、ワイヤＷに掛かる負荷が低い状態では、送りモータ３１の回転速度を第１の回転速度に上げることで、鉄筋Ｓの１回の結束動作に掛かる時間を短縮できる。また、マガジン２内のワイヤＷの状態が、ワイヤＷに掛かる負荷が高い状態では、送りモータ３１の回転速度を第２の回転速度に下げることで、送りギア３０とワイヤＷとの間で滑りが発生することが抑制され、所定量のワイヤＷを送ることができる。

＜本実施の形態の鉄筋結束機の変形例＞
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、本実施の形態の変形例の鉄筋結束機の制御機能の一例を示すブロック図である。図６Ａに示す鉄筋結束機１Ｂは、送りモータ３１に掛かる負荷を検知する負荷検知部１０１を備える。負荷検知部１０１は、送りギア３０に流れる電流などに基づき送りモータ３１に掛かる負荷変動を検知する。なお、負荷検知部１０１は、送りモータ３１の負荷を検知することで、送りギア３０に掛かる負荷を検知している。

制御部１００は、送りモータ３１の正方向の回転を開始すると、送りモータ３１に掛かる負荷を負荷検知部１０１で検知する。負荷検知部１０１で検知された送りモータ３１に掛かる負荷が所定の閾値以下であると、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度より高い第１の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第１の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

また、制御部１００は、送りモータ３１を第１の回転速度で回転させている状態で、負荷検知部１０１で検知された送りモータ３１に掛かる負荷が所定の閾値を超えると、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第２の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

これに対し、制御部１００は、送りモータ３１の正方向の回転を開始すると、送りモータ３１に掛かる負荷を負荷検知部１０１で検知し、送りモータ３１に掛かる負荷が所定の閾値を超えると、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第２の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

上述したように、マガジン２内のワイヤＷに弛みが生じている状態でワイヤＷを正方向に送ると、ワイヤＷの弛みが解消するまでは、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出されるので、送りモータ３１に掛かる負荷が低くなる。これにより、送りモータ３１に掛かる負荷の変動に基づいて、送りモータ３１の回転速度を変えることで、マガジン２内のワイヤＷの状態に適した送りモータ３１の回転速度を設定可能となる。

図６Ｂに示す鉄筋結束機１Ｃは、マガジン２内のワイヤＷの状態を監視する監視部１０２を備える。監視部１０２は、光学センサ、カメラなどで構成され、マガジン２内のワイヤＷの弛みの有無、弛み量などを検知する。

制御部１００は、送りモータ３１の正方向の回転を開始する段階で、マガジン２内のワイヤＷの弛みの有無、弛み量などを監視部１０２で検知する。監視部１０２で検知されたワイヤＷの弛み量が所定の閾値を超えていると、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度より高い第１の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第１の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

また、制御部１００は、送りモータ３１を第１の回転速度で回転させている状態で、監視部１０２で検知されたワイヤＷの弛み量が所定の閾値以下になると、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第２の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

これに対し、制御部１００は、送りモータ３１の正方向の回転を開始する段階で、マガジン２内のワイヤＷの弛みの有無、弛み量などを監視部１０２で検知し、ワイヤＷの弛み量が所定の閾値以下であると、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第２の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

上述したように、マガジン２内のワイヤＷに弛みが生じている状態でワイヤＷを正方向に送ると、ワイヤＷの弛みが解消するまでは、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出されるので、送りモータ３１に掛かる負荷が低くなる。これにより、マガジン２内のワイヤＷの弛みの有無、弛み量に基づいて、送りモータ３１の回転速度を変えることで、マガジン２内のワイヤＷの状態に適した送りモータ３１の回転速度を設定可能となる。

図６Ｃに示す鉄筋結束機１Ｄは、マガジン２内のリール２０の回転の挙動を検知する回転検知部１０３を備える。回転検知部１０３は、光学センサ、磁気センサなどで構成され、マガジン２内のリール２０の挙動からリール２０が回転を開始する直前であるか、リール２０の回転の有無などを検知する。

制御部１００は、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度より高い第１の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第１の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。制御部１００は、送りモータ３１の正方向の回転を開始すると、マガジン２内のリール２０の挙動からリール２０が回転を開始する直前であるか、リール２０の回転の有無などを回転検知部１０３で検知する。

制御部１００は、回転検知部１０３で検知されたリール２０の挙動から、リール２０が回転を開始する直前であることを検知すると、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第２の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

上述したように、マガジン２内のワイヤＷに弛みが生じている状態でワイヤＷを正方向に送ると、ワイヤＷの弛みが解消するまでは、リール２０が回転せずにワイヤＷが引き出されるので、送りモータ３１に掛かる負荷が低くなる。これにより、マガジン２内のリール２０の回転の挙動に基づいて、送りモータ３１の回転速度を変えることで、マガジン２内のワイヤＷの状態に適した送りモータ３１の回転速度を設定可能となる。

なお、ワイヤＷを正方向に送る動作では、リール２０が回転を開始する直前に掛かる負荷が大きくなり、リール２０が回転を開始すると、負荷が小さくなる。そこで、回転検知部１０３でリール２０の回転を検知すると、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第１の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第１の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送っても良い。

また、マガジン２内のワイヤＷに弛みが生じている状態でワイヤＷを正方向に送り、ワイヤＷの弛みが解消すると、回転を停止しているリール２０に対してワイヤＷを引っ張る力が掛かることから、リール２０に巻かれたワイヤＷに、ワイヤ送り部３で引き出そうとするワイヤＷが食い込む可能性がある。

そこで、制御部１００は、回転検知部１０３で検知されたリール２０の挙動から、リール２０が回転を開始する直前であることを検知すると、送りモータ３１を正方向に回転させる駆動を一時停止する。これにより、回転を停止しているリール２０に対してワイヤＷを引っ張る力が掛かることが抑制され、リール２０に巻かれたワイヤＷに、ワイヤ送り部３で引き出そうとするワイヤＷが食い込むことが抑制される。制御部１００は、送りモータ３１を正方向に回転させる駆動を一時停止した後、送りモータ３１の正方向の目標回転速度を、第２の回転速度に設定する。そして、送りモータ３１を第２の回転速度で回転させてワイヤＷを正方向に送る。

なお、送りモータ３１の回転速度を切り替えるタイミングの精度を向上させるため、負荷検知部１０１、監視部１０２、回転検知部１０３を用いた制御を組み合わせても良い。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ・・・鉄筋結束機、１０・・・本体部、２・・・マガジン、２０・・・リール、３・・・ワイヤ送り部、３０・・・送りギア、３１・・・送りモータ（第１の駆動部）、５・・・カール形成部、５０・・・カールガイド、５１・・・誘導ガイド、６・・・切断部、７・・・結束部、７０・・・ワイヤ係止体、８・・・駆動部、８０・・・モータ（第２の駆動部）、８１・・・減速機、１００・・・制御部、１０１・・・負荷検知部、１０２・・・監視部、１０３・・・回転検知部、Ｗ・・・ワイヤ

Claims (9)

1. ワイヤが収容されるマガジンと、
   ワイヤを前記マガジンから引き出す正方向及び前記マガジンに戻す逆方向に送るワイヤ送り部と、
   前記ワイヤ送り部を駆動する第１の駆動部と、
   前記ワイヤ送り部で正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逆方向に送られて結束物に巻き付けられたワイヤを捩じる結束部と、
   前記第１の駆動部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記マガジン内のワイヤの状態に基づき前記第１の駆動部の回転速度を制御して、前記ワイヤ送り部でワイヤを送る速度を変える
   結束機。
2. 前記マガジンは、ワイヤが巻かれたリールが収容され、
   前記制御部は、前記リールに巻かれたワイヤの弛みに基づき前記第１の駆動部の回転速度を制御する
   請求項１に記載の結束機。
3. 前記制御部は、電源のオフ、オン、前記リールの交換を経ていない前回の結束動作の有無に基づき前記第１の駆動部の回転速度を制御する
   請求項２に記載の結束機。
4. 前記制御部は、前回の結束動作でワイヤを逆方向に送った引き戻し情報に基づき前記第１の駆動部の回転速度を制御する
   請求項２または請求項３に記載の結束機。
5. 前記引き戻し情報は、前回の結束動作でワイヤを引き戻した前記第１の駆動部の引き戻し相当回転数に基づく
   請求項４に記載の結束機。
6. 前記第１の駆動部に掛かる負荷を検知する負荷検知部を備え、
   前記制御部は、前記負荷検知部で検知された前記第１の駆動部に掛かる負荷に基づき前記第１の駆動部の回転速度を制御する
   請求項１に記載の結束機。
7. 前記マガジン内のワイヤの状態を監視する監視部を備え、
   前記制御部は、前記監視部で検知された前記マガジン内のワイヤの弛みに基づき前記第１の駆動部の回転速度を制御する
   請求項２に記載の結束機。
8. 前記マガジン内の前記リールの回転の挙動を検知する回転検知部を備え、
   前記制御部は、前記回転検知部で検知された前記マガジン内の前記リールの回転の挙動に基づき前記第１の駆動部の回転速度を制御する
   請求項２に記載の結束機。
9. 前記制御部は、前記回転検知部で検知された前記マガジン内の前記リールの回転の挙動に基づき、前記リールが回転直前であることを検知すると、前記第１の駆動部の駆動を一時停止する
   請求項８に記載の結束機。
   
   
   

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