JPH11156749A - 鉄筋結束機におけるワイヤのねじ切れ防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鉄筋径の大小や電圧の高低に関係なく、ワイヤ
のねじ切れを確実に防止することができる鉄筋結束機に
おけるワイヤのねじ切れ防止方法。 【解決手段】結束用ワイヤを結束機本体の前方に送り出
して交差した鉄筋の周囲に巻き付けた後、捩り用モータ
１で駆動された捩り用フックで捩って結束する鉄筋結束
機において、上記モータ１の電圧について捩り始めから
ピーク電圧よりも低い一定の電圧に達するまでの時間を
算出し、その後に単位時間毎に電圧を計測してピーク電
圧を監視するに当たり、上記の算出時間が基準時間より
も短いときに電圧を計測する単位時間を基準時間よりも
長いときの単位時間よりも短くしてピーク電圧を監視
し、ピーク電圧を検出したときにはモータ１の電流をオ
フし、単位時間が短いときはさらにモータ１にブレーキ
をかける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄筋に巻きかけられ
たワイヤを捩る際にねじ切れてしまうのを防止する鉄筋
結束機におけるワイヤのねじ切れ防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、建築物や構造物に鉄筋コンクリ
ートを施工する場合は、縦横に交差した鉄筋を結束した
後にコンクリートを打設するが、最近は鉄筋の結束は鉄
筋結束機によって行われるようになっている。この鉄筋
結束機は図８に示すように、メインスイッチ１０を入れ
ておき、結束時にトリガレバー１１を引き操作すること
によりワイヤ１２が送り出され、ガイドアーム１３から
ループ状に送り出して鉄筋１４の交差部に巻き掛けた
後、ワイヤループ１５の一部を捩り用モータ１６で駆動
された捩り用フック１７で掴んで捩り回転することによ
って結束するものである。そして、捩り時にワイヤがね
じ切れるのを防止するため、特願平８ー２２０５２０号
に係る発明では、モータのトルク（駆動電流）を捩りの
作動開始から監視し、トルクのピークを検出した時点で
上記捩り用モータを停止して捩り締めを終了させるよう
にした。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トルク
のピークで捩り用モータを停止する方法によっても、ワ
イヤのねじ切れを確実に防止することはできなかった。
なぜならば、トルクのピークは実際には４ms間隔で電圧
変化を監視して計測していたので、計測直後にピークが
きたときは、さらに４ms経過後の次の計測でピークが確
認され、その時点で捩り用モータをオフしても、モータ
にはイナーシャが作用するから、すぐに停止することは
できない。このイナーシャによる回転分は捩りが継続す
るので、ワイヤがねじ切れてしまうことがあるからであ
る。特に、ワイヤの長さは鉄筋径に関係しないから、鉄
筋径が大きい場合（後述の図２(a) の場合）、ワイヤの
捩り部分は小さくならざるを得ず、捩り過ぎによる力を
吸収することができないため、ねじ切れてしまいやす
い。

【０００４】捩り用モータの駆動電圧が高い場合も、捩
り用モータの回転速度が大きいので、イナーシャも大き
く、ワイヤのねじ切れが発生しやすい。

【０００５】このように、鉄筋が太いときと細いときだ
けでなく、電圧が高いときと低いときとでワイヤのねじ
切れの発生率が異なり、捩り用モータの制御を固定する
ことができなかった。

【０００６】本発明は上記問題点を解消し、鉄筋径の大
小や電圧の高低に関係なく、ワイヤのねじ切れを確実に
防止することができる鉄筋結束機におけるワイヤのねじ
切れ防止方法を提供することをその課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係る鉄筋結束機におけるワイヤのねじ切れ
防止方法は、結束用ワイヤを結束機本体の前方に送り出
して交差した鉄筋の周囲に巻き付けた後、捩り用モータ
で駆動された捩り用フックで捩って結束する鉄筋結束機
において、上記捩り用モータの電圧について捩り始めか
らピーク電圧よりも低い一定の電圧に達するまでの時間
を算出し、その後に単位時間毎に電圧を計測してピーク
電圧を監視するに当たり、上記の算出時間が基準時間よ
りも短いときに電圧を計測する単位時間を上記基準時間
よりも長いときの単位時間よりも短くしてピーク電圧を
監視し、ピーク電圧を検出したときには捩り用モータの
電流をオフするとともに、上記単位時間が短いときはさ
らに捩り用モータにブレーキをかけることを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明法について説明する
と、まず鉄筋結束機によりワイヤのねじ切れの原因につ
いて実験を繰り返した結果、鉄筋の径が大きいときの方
が小さいときよりもねじ切れの発生率が高く、また電圧
が高いときの方が低いときよりもねじ切れの発生率が高
いことが判明した。

【０００９】このことをさらに細かく分析したところ、
ワイヤがねじ切れるのは、捩りトルクのピーク電圧の値
を検出して捩り用モータを停止しても、回転のイナーシ
ャにより捩り用フックが回転し続けるためであることが
分かった。すなわち、ワイヤの送り長さは一定であるた
め、図１(a) のように鉄筋ａの径が大きいときは、同図
(b) のように鉄筋ａの径が小さいときに比べてワイヤｂ
の捩りの分の長さが短い。このため、鉄筋ａの径が小さ
いときは、ワイヤｂの捩り分も長いので、イナーシャに
よる捩り用モータの余分な回転を吸収することができる
が、これに対し、鉄筋ａの径が大きいときは、ワイヤｂ
の捩り分は短くなるので、モータの余分な回転を吸収す
ることができない。同様に、電圧が高いときは低いとき
に比べて捩り用モータの回転が速く、イナーシャも大き
い。このように、捩り用モータのイナーシャによる回転
がねじ切れの原因であった。

【００１０】したがって、捩り用モータが停止する前に
鉄筋ａの径が大きいか小さいかを分別し、それにしたが
って鉄筋径が大きい場合に捩り用モータの停止を特別に
制御すればよいということになる。

【００１１】そこで、同じ電圧（定電圧１０Ｖ）で鉄筋
径が異なる場合についてワイヤの捩りによる収束時間を
計測した。なお、鉄筋径は図２(a) のように交差した鉄
筋ａ１、ａ２の径が各１０mmの場合、同図(b) のように
一方ａ１の径が１３mmで他方ａ２の径が１６mmの場合、
また同図(c) のように一方ａ１の径が１０mmで他方ａ２
の径が１３mm３本の場合である。計測の結果は図３のよ
うになった。上記図３において、０．８Ｖの線が０．１
８秒〜０．１９秒で折れ線に交わる点Ｐは捩り用フック
でワイヤのループを掴み始めたところであり、上記の点
Ｐを起点として検出値が１．７Ｖに達するまでの時間 t
1、 t2、 t3 を計測することにより、鉄筋径の大小を判別
することができる。これによれば、ワイヤの収束時間は
鉄筋径が大きい場合よりも小さい場合の方がより長くか
かることが明らかである。なお、１．７Ｖという値はピ
ーク電圧に達する前の１つの検出値であり、鉄筋径が判
別できるものであれば必ずしもこの値に限定する必要は
なく、その前後であってもよい。なお、同様の実験を電
圧が定電圧８Ｖの場合と１２Ｖの場合についても計測し
た。

【００１２】次に、同じ鉄筋径（交差した鉄筋径が各１
０mm）で電圧が異なる場合（定電圧８Ｖ、１０Ｖ及び１
２Ｖ）についてワイヤの捩りによる収束時間を計測した
ところ、図４のようになった。これによれば、ワイヤの
収束時間は電圧が高い場合よりも低い場合の方がより長
くかかることがわかるが、さらに０．８Ｖの基準点から
１．７Ｖに達するまでの時間t4、 t5、 t6を計測すること
により、電圧の高低を判別することができる。なお、同
様の実験を交差した鉄筋ａの径が一方が１３mmで他方が
１６mmの場合及び一方が１０mmで他方が１３mm３本等の
各場合についても計測した。

【００１３】そして、図３及び図４に基づいて各電圧値
のときに各鉄筋径が０．８Ｖから１．７Ｖに達するまで
の時間をプロットすると図５のようになった。さらに、
電源電圧でなく鉄筋結束機に用いられるバッテリ電圧の
８．９Ｖ、９．４Ｖ及び１０Ｖで計測したところ、点線
に示された結果が得られた。

【００１４】上記図５を詳しく検討すると、バッテリ電
圧使用時の計測によれば、最も低い電圧８．９Ｖのとき
に、鉄筋径が最小のものの次に大きい鉄筋で０．８Ｖか
ら１．７Ｖに達するまでの時間が最も遅かったものは
０．１７８２秒であった。これに少しの余裕を持たせ、
０．１９秒を基準とすれば、バッテリによる通常の使用
電圧においては、それよりも時間が長いものは鉄筋径が
小さく、それよりも時間が短いものは鉄筋径が大きいと
判別することができる。

【００１５】鉄筋結束機によって鉄筋径を判別するため
には、図６に示されるように、上記鉄筋結束機に捩り用
モータ１の駆動電流に基づいて電圧を計測する計測手段
２と、計測手段２の計測結果から結束終了のタイミング
を判断し、モータ１を停止して結束を終了させる制御手
段３とを設ければよい。なお、電池パック４から供給さ
れる電圧はＤＣーＤＣコンバータによって上記制御手段
３を作動させる電圧に変換するようにする。

【００１６】計測手段２は捩り用モータ１に直列に接続
され、モータ１の駆動電流を計測し、これに基づいて監
視するもので、抵抗素子で構成され、この抵抗素子の端
子電圧から回路を流れる駆動電流を求め、これを電圧に
置き換えて監視するようにすればよい。計測手段２で計
測した計測結果は逐一制御手段３に入力される。

【００１７】制御手段３はマイクロプロセッサで構成
し、内蔵したメモリに常駐している制御プログラムに基
づいて計測手段２から入力された捩り用モータ１の電圧
を監視する。

【００１８】上記構成によってワイヤのねじ切れを防止
するため、図７に示すように、捩り始めの０．８Ｖの信
号が入力されたときにタイマをスタートさせ、ピーク電
圧よりも低い一定の電圧（１．７Ｖ）に達したときの入
力信号を読み取って０．８Ｖから１．７Ｖに達するまで
の時間を算出し、その時間を基準の時間と比較して鉄筋
の径の大小を判別することができる。その後、単位時間
毎に電圧を計測してピーク電圧を監視するに当たり、上
記の算出時間が基準時間（０．１９秒）よりも長いか短
いかによって処理を分ける。

【００１９】すなわち、０．８Ｖから１．７Ｖに達する
までの算出時間が基準時間（０．１９秒）よりも長いと
き、つまり鉄筋径が小さいと判断したときは、前掲の特
願平８ー２２０５２０号に係る発明と同様に、上記制御
手段３によって捩り用モータ１の電圧を従来と同じく比
較的長い４msという単位時間ごとに計測してピーク電圧
を監視し、その変化率がマイナスに切り換わった時点で
電圧がピークになり鉄筋の結束力が最大になったと判断
して結束終了信号を出力し、捩り用モータ１の電気回路
に直列接続されているスイッチをオフして電気回路を遮
断し、上記モータ１を停止する。

【００２０】これに対し、０．８Ｖから１．７Ｖに達す
るまでの算出時間が基準時間（０．１９秒）よりも短い
とき、つまり鉄筋径が大きいと判断したときは、上記制
御手段３によって電圧を鉄筋径が小さいときよりも短い
２．４msという単位時間毎に計測し、電圧がピークにな
ったことを検出した時点で上記モータ１の電流をオフ
し、かつ捩り用モータ１に急ブレーキをかけるように制
御する。急ブレーキはモータ１の逆起電力を利用するな
ど、適宜の手段によればよい。

【００２１】なお、電圧を監視する単位時間４ms及び
２．４msは１つの例であって、これに限定されるもので
はない。

【００２２】ところで、図５によれば、バッテリ電圧が
１０Ｖ近傍にあるとき、あるいは８Ｖ程度に下がったと
きには０．１９秒を鉄筋径の大小を分ける完全な基準値
とすることはできない。すなわち、バッテリ電圧が１０
Ｖ付近のときは鉄筋径の小さいものの一部が大きいもの
と判断される可能性がある。しかし、この場合はねじ切
れやすい鉄筋径の大きいものとして処理されるので、ね
じ切れはなお良好に防止される。また、バッテリ電圧が
８Ｖ以下のときは、鉄筋径の大きいものの一部が小さい
ものと判断される可能性があり、この場合は鉄筋径の小
さいものとして処理される。しかし、前述のように電圧
が低いときはイナーシャが小さいので、ねじ切れは防止
できる。したがって特に問題はない。

【００２３】上述のように、上記ワイヤのねじ切れ防止
方法は、捩り用モータの電圧について捩り始めからピー
ク電圧よりも低い一定の電圧に達するまでの時間を算出
してその基準時間よりも長いものと短いものとに分け、
それぞれに応じて捩り用モータの計測時間とブレーキに
よる処理を変えることにしたものであり、鉄筋径の大小
や電圧の高低に関係なくワイヤのねじ切れを確実に防止
することができる。

【００２４】なお、上述の例は大きく鉄筋径の小さいも
のと大きいものの２種類に分別しているが、これを３種
類以上に分別してそれぞれに適するように制御する構成
であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) (b) は異なる鉄筋径の収束態様を示す説明
図

【図２】(a) (b) (c) は鉄筋径の態様を示す説明図

【図３】鉄筋径によるモータの電圧の変化を示す特性図

【図４】電源電圧によるモータの電圧の変化を示す特性
図

【図５】捩り開始から検出値に達するまでの時間を示す
特性図

【図６】本発明法を鉄筋結束機に適用した場合の概要説
明図

【図７】捩り用モータの制御の流れを示すフロー図

【図８】従来の鉄筋結束機の使用状態を示す斜視図

【符号の説明】

ａ 鉄筋 ｂ ワイヤ １ 捩り用モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結束用ワイヤを結束機本体の前方に送り
   出して交差した鉄筋の周囲に巻き付けた後、捩り用モー
   タで駆動された捩り用フックで捩って結束する鉄筋結束
   機において、 上記捩り用モータの電圧について捩り始めからピーク電
   圧よりも低い一定の電圧に達するまでの時間を算出し、
   その後に単位時間毎に電圧を計測してピーク電圧を監視
   するに当たり、上記の算出時間が基準時間よりも短いと
   きに電圧を計測する単位時間を上記基準時間よりも長い
   ときの単位時間よりも短くしてピーク電圧を監視し、 ピーク電圧を検出したときには捩り用モータの電流をオ
   フするとともに、上記単位時間が短いときはさらに捩り
   用モータにブレーキをかけることを特徴とする鉄筋結束
   用ワイヤのねじ切れ防止方法。