JP5312572B2 - 張力保持型金属結束ツール - Google Patents

Description

本発明は、金属結束ツール、より具体的には電気張力制御システムを有する張力保持型金属結束ツールに関する。

当業者に周知のように、ケーブル結束具またはストラップは、電気ワイヤ及びケーブルのような物品のグループを束ねるまたは固定するために使用される。従来の構成からなるケーブル結束具は、ケーブル結束頭部とこの頭部から延在する細長い尾部とを有する。尾部は、物品の束の周囲に巻き付けられ、その後、頭部にある経路に挿通される。ケーブル結束具の頭部は、主として、ロック素子を支持しており、このロック素子は、頭部経路を通って延在し、尾部の本体部と係合して尾部を頭部に固定する。

実際には、設置者は、結束具を束ねられる物品回りに手で配置し、尾部を頭部経路に挿通する。この点において、ケーブル結束設置ツールは、所定の張力まで結束具に張力をかけるために使用される。従来のツールは、張力をかけてその後にケーブル結束具の余分な部分を切断することが可能であるが、主として、それと共にいくつかの欠点を有する。その結果、改良した電気張力制御システムを有する金属結束ツールを提供することが望ましい。また、改良したボールセット・切断機構を有する金属結束ツールを提供することが望ましい。

金属結束具を取り付けるツールを開示する。ツールは、束の周囲に巻き付けられた金属結束具に張力をかける張力機構と、かけた結束具の張力を測定する張力制御システムと、を有する。張力制御システムは、ロードセルと、ロードセルにかけられた張力を弱めるウォームクッションと、を有する。張力機構は、かけた張力をロードセルと金属結束具に張力をかける回転把持ギアとに分配するウォームギア及びウォームを有するギア列を有する。いったんロードセルが所望のかけた結束具の張力を測定すると、張力機構は、通電解除され、ボールセット・切断機構は、作動され、ボールを金属結束具にセットしかつ張力がかけられた金属結束具の所定部分を剪断する。

本発明における張力保持型金属結束ツールを示す右側面斜視図である。 図１の金属保有型張力結束ツールを示す左側面斜視図である。 カバーを除去した図１の金属保有型張力結束ツールを示す右側面斜視図である。 図１の金属保有型張力結束ツールにおける把持ギアを示す部分斜視図である。 図４の金属保有型張力結束ツールを示す部分斜視図である。 図５の金属保有型張力結束ツールを示す側面図である。 回転ギアが噛合した図５の金属保有型張力結束ツールを示す側面図である。 カバーを除去した図５の金属保有型張力結束ツールを示す側面図である。 ビアボックスカバーを除去した図２の金属保有型張力結束ツールを示す部分側面図である。 ウォームクッションを除去した図２の金属保有型張力結束ツールにおける張力制御システムを示す部分斜視図である。 図１０の張力制御システムを示す部分斜視図である。 図１０の張力制御システムを示す断面図である。 図１の金属保有型張力結束ツールにおけるボールセット・剪断機構を示す部分側面図である。 図１の金属保有型張力結束ツールにおけるボールセット・剪断機構を示す部分斜視図である。 ボールセットが結束具頭部にある図１４の金属保有型張力結束ツールにおけるボールセット・剪断機構を示す部分斜視図である。 結束具尾部が剪断された図１４の金属保有型張力結束ツールのボールセット・剪断機構を示す部分斜視図である。

図１及び図２は、それぞれ、本発明における金属保有型張力結束ツール５０の右及び左側面図を示す。金属保有型張力結束ツール５０は、金属結束具２００に張力をかけるための回転把持ギア７０（図３から図７参照）と、電気張力制御システム１００（図８から図１２参照）と、ボールセット・結束具剪断機構１５０（図３、図４及び図１３から図１６参照）と、を有する。金属保有型張力結束ツール５０は、結束具入口５４と、剪断された結束具尾部２０２を開放するための結束具尾部出口５６と、を有する。

図３から図７は、金属結束具２００に張力をかける回転把持ギア７０を示している。回転把持ギア７０は、パンケーキシリンダ７２と、把持ギアトグルリンク７４と、ギア列７６と、大型把持ギア９０と、空転ギア９２と、を有する。張力モータ５８（図８参照）は、ギアの回転運動を発生させる。回転運動は、速度を低減して結束具２００を引っ張るために必要なトルクを達成するギア列７６によって制御されている。後述するように、ギアトグルリンク７４が係合しかつギアが回転すると、大型把持ギア９０及び空転把持ギア９２は、互いに噛合して結束具尾部２０２に引張力を形成する。

ギア列７６は、図３から図７に示す中間ギア７８と、図９、図１０及び図１２に示すウォームギア１３０と、ウォーム１３２と、を備えている。

図５から図７は、金属結束具２００に張力をかける回転把持ギア７０を示している。操作者は、束２１０の周囲に金属結束具２００を手で配置し、そして、開いている把持ギア９０、９２を通って結束具尾部２０２をアンビル１８２内にスライドさせる。いったんトリガ５２を押してツールを開始すると、張力モータ５８は、作動される。同様に、トリガ５２は、中間ギア７８を駆動し、この中間ギアは、大型把持ギア９０を駆動する。また、張力モータ５８は、シリンダ７２が延長することを可能とするパンケーキシリンダ７２を作動させ、このパンケーキシリンダは、把持トグルリンク７４をトグル留めする。図７に示すように、把持トグルリンク７４は、前方に移動し、空転把持ギア９２を大型把持ギア９０と係合させる。把持ギア９０、９２が噛合して回転すると、これらは、結束具尾部２０２に引張力を形成し、この引張力は、結束具２００を束２１０の回りで張力をかけさせる。大型把持ギア９０及び空転把持ギア９２は、正弦波外形を有する。その結果、結束具尾部２０２は、結束具尾部が噛合した把持ギア９０、９２を通過するように変形し始める。

電気張力制御システム１００は、束２１０の周囲にある結束具２００の張力を制御し、いったん所望の張力を達成するとシステムに信号を送って張力をかけることを中止する。後述のように、いったん所望の張力に達すると、張力モータ５８は、通電解除される。

図８から図１２は、本発明における電気張力制御システム１００を示す。図８は、ロードセルカバー１０４（図２）を除去したツールを示す側面図である。張力制御システム１００は、ドーナツ状ロードセル１１０と、ロードセルプレート１１２と、ウォームクッション１１４と、張力モータ継手１１８と、を有する。ドーナツ状ロードセル１１０は、結束具尾部２０２にかかる張力を測定する。また、張力制御システム１００は、結束具尾部２０２からロードセル１１０に力を分配するギア列７６を有する。噛合した把持ギアが結束具尾部２０２を引っ張るにしたがって、それぞれのギア歯部にかかる力は、中間ギア７８と、シャフトであってギアが周りを回転するシャフトと、に伝達される。力は、ギアボックス１０２と内側に収容されるウォームギア１３０及びウォーム１３２（図９参照）とに達する。ロードセル１１０は、ウォーム１３２及びウォームシャフト１３４の位置を保持する。

図１０から図１２に示すように、固定された張力モータ５８は、張力モータ継手１１８によってウォームシャフト１３４を駆動する。ウォームシャフト１３４は、張力モータ継手１１８が張力モータ５８の出力シャフト１２０と共にキーとして機能するように、その軸に垂直に移動自在となる。出力軸１２０は、張力モータ５８に関して軸方向にスライドする。ロードセル１１０は、ウォームシャフト１３４の法線運動を抑制する。その結果、ウォーム１３２及びウォームギア１３０からウォームシャフト１３４にかけられた力は、ロードセル１１０に向かう。

ウォーム１３２及びウォームギア１３０の負荷が増大するにしたがって、結果として生じる力は、ウォームクッション１１４を介してロードセルプレート１１２へ、ロードセル１１０内に分配される。ウォームクッション１１４は、例えばウレタンのような弾性部材または弾性特性を有する任意の材料から形成されている。ウォームシャフト１３４が回転するにしたがって、ウォーム１３２及びウォームギア１３０において結果として生じる力は、ウォームシャフト１３４に下方の力を形成する。張力モータ継手１１８がウォームシャフト１３４に固定されているので、ウォームシャフト１３４は、下方に移動し、同様に張力モータ継手１１８を進める。張力モータ継手１１８が下方に移動するにしたがって、力は、ウォームクッション１１４を圧縮し、この力は、ロードセルプレート１１２にそしてロードセル１１０内へ力を伝達する。

ウォームクッション１１４は、ギア列７６の停止速度を減少させ、ギアの衝撃を低減する。ウォームクッション１１４は、張力モータ５８が通電解除されるように張力を弱め、これにより、ツールへの応力または衝撃を低減する。また、ウォームクッション１１４は、所望の張力に達した後にウォーム１３２をそのホームポジションに復帰することによってバネとして機能する。

電気制御部は、ロードセル１１０の出力を観察する。いったん所望の結束張力を達成すると、張力モータ５８は、通電解除される。本発明におけるウォームクッション１１４は、張力制御システム１００がかかった結束張力を正確に測定することを可能とし、これにより、ツールが結束具に張力をかけすぎることを防止する。

また、電気張力制御システム１００は、データ収集のために、結束具尾部への力を例えばコンピュータなどの記録デバイスに出力することを可能とする。電気張力制御システム１００は、主として機械的戻止めシステムが時間と共に摩耗してツールの補正を変更する傾向を有するので、従来の機械的戻止めシステムに対して改善される。

所望の張力に達して張力モータ５８が通電解除された後、制御部は、セット／剪断モータ１５２を通電する。噛合したギア９０、９２は、結束具尾部２０２を所定位置に維持する一方、ボールセット・剪断機構１５０は、作動される。図３、図４及び図１３から図１６は、本発明におけるボールセット・剪断機構１５０を示す。

図３に示すように、ボールセット・剪断機構１５０のためのモータ１５２は、セット／剪断モータ１５２の出力シャフト１５３（図３参照）に取り付けられたネジ山ロッド１５４を有する。結合ナット１５６は、出力シャフト１５３（図３参照）の回転方向に基づいて、ネジ山ロッド１５４を上下する。ナット１５６は、切断ラム１５８に取り付けられている。切断ラム１５８は、ネジ山ロッド１５４の回転の結果、アンビル１８２に向けて移動する。図１３及び図１４に示すように、切断ラム１５８は、サイドプレート１６０に合わせられ（keyed）、トグルリンク機構１６２によってボールセットブロック１７０に接続される。トグルリンク機構１６２は、ボールセットブロック１７０を結束具頭部２０４に向けて押し進める。図１５に示すように、トグルリンク機構１６２が中央を通過すると、ボールセットブロック１７０は、セットブロック指部１７２がボールを所望の深さにセットするために、結束具頭部内に適切な距離だけ移動する。切断ラム１５８がアンビル１８２に向けて進み続けるにしたがって、トグルリンク機構１６２は、ボールセットブロック１７０を結束具頭部２０４から離間するように押し進める。

そして、切断ラム１５８は、剪断ブロック１８０と接触し、剪断ブロック１８０をアンビル１８２に向けて押す。図１６に示すように、剪断ブロック１８０は、結束具頭部２０４と接触し、アンビル１８２を通過するように結束具頭部２０４を下方に押す。結束具尾部２０２がアンビル１８２の上方に保持されているので、アンビル１８２を通過するように押し付ける結束具頭部２０４の力は、結束具頭部２０４において勢いのいい切断を形成しながら、結束具尾部２０２を束２１０から剪断する。結束具尾部２０２の残りの部分は、把持ギア９０、９２によってツールから外に出される。

２つの電気光学センサ１９０、１９２は、切断ラム１５８の移動を観測する。いったん切断ラム１５８がホーム光学センサ１９０から移動すると、電気的制御部は、センサ１９０、１９２を観測し始める。離れている光学センサ１９２が切断ラム１５８を検出すると、制御部は、セット／剪断モータ１５２を逆転させ、切断ラム１５８をホームセンサの位置に戻す。バネ付勢された剪断ブロック１８０は、切断ラム１５８と共にツール内を上方に移動し、トグルリンク機構１６２は、ボールセットブロック１７０を逆転させ、開始位置までこのブロックを戻す。いったんホーム光学センサ１９０が復帰した切断ラム１５８を検出すると、セット／剪断モータ１５２は、通電解除され、張力モータ５８は、例示されてツールを別の金属結束具に備えさせる。

さらに、本発明における具体的な好ましい実施形態を示しかつ説明したが、当業者には、変更及び改良が本発明の示唆から逸脱することなくなされてもよいことが明らかである。上記説明及び添付の図面で説明された事柄は、例として示されるのみであり限定的でない。本発明の実際の範囲は、従来技術に基づいたこれら適切な観点から考えて、以下の特許請求の範囲に規定されることを意図している。

５０ 金属保有型張力結束ツール（ツール）、７０ 回転把持ギア、７６ ギア列、１００ 電気張力制御システム，張力制御システム、１１０ ドーナツ状ロードセル，ロードセル、１１４ ウォームクッション、１３０ ウォームギア、１３２ ウォーム、１５０ ボールセット・結束具剪断機構，ボールセット・剪断機構、１５８ 切断ラム（ラム）、１７０ ボールセットブロック（セットブロック）、１７２ セットブロック指部（指部）、１８０ 剪断ブロック、１８２ アンビル、２００ 金属結束具，結束具、２０２ 結束具尾部、２０４ 結束具頭部、２１０ 束

Claims (9)

1. 金属結束具を取り付けるツールであって、
   束の周囲に巻き付けられた前記金属結束具に張力をかける張力機構と、
   かけた張力を測定する張力制御システムであって、当該張力制御システムがロードセルを有する、張力制御システムと、
   を備え、
   前記張力制御システムが、ウォームギア、ウォームシャフト及び前記ウォームシャフトの周囲に位置付けられたウォームを有するギア列を有し、前記ロードセルが、前記ウォームシャフトの周囲に位置付けられ、
   前記ウォーム及び前記ウォームシャフトの回転運動が、かけられた張力を前記ロードセルに線形に分配することを特徴とするツール。
2. 前記張力制御システムが、前記ロードセルにかけられた張力を弱めるウォームクッションを有することを特徴とする請求項１に記載のツール。
3. 前記張力機構が、前記金属結束具に張力をかける回転把持ギアを有することを特徴とする請求項１に記載のツール。
4. 前記回転把持ギアが、張力がかけられた前記金属結束具を変形することを特徴とする請求項３に記載のツール。
5. 前記金属結束具の金属結束具頭部にボールをセットしかつ張力がかけられた前記金属結束具の所定部分を剪断するボールセット・切断機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のツール。
6. 前記ボールセット・切断機構が、前記金属結束具頭部に前記ボールをセットするセットブロックと、前記金属結束具頭部から結束具尾部を剪断する剪断ブロックと、を有することを特徴とする請求項５に記載のツール。
7. 前記セットブロックが、前記ボールを前記金属結束具頭部に係合する指部を有することを特徴とする請求項６に記載のツール。
8. 前記剪断ブロックと係合するラムをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のツール。
9. いったん前記ロードセルが所望のかけた張力を測定すると、前記張力機構が、作動解除されることを特徴とする請求項１に記載のツール。

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