KR20200002801A - 결속기 - Google Patents

Abstract

모터(20)와, 상기 모터(20)에 의해 구동하여 결속 동작을 하는 구동 기구(22)와, 상기 모터(20)의 회전을 제어하는 제어부(21)를 구비하고, 상기 제어부(21)는, 상기 모터(20)에 공급하는 출력 전류값이 소정의 제한값에 도달한 상태가 소정 시간 계속되었을 때, 결속이 완료된 것으로 판단하여 상기 모터(20)의 회전을 정지한다.

Description

결속기

이 발명은, 하네스의 결속이나, 봉지 개구의 결속, 밭의 번선이나 유인끈의 결속 등에 사용 가능한 결속기에 관한 것이다.

이런 류의 결속기로서, 예를 들면 특허문헌 1에는, C링에 의한 체결 작업을 할 수 있는 핸디 타입의 결속기가 개시되어 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 결속기는, 트리거를 당기면, C링이 조(jaw)에 의해 변형되고, 변형한 C링에 의해 피결속물이 결속되도록 되어 있다.

일본 특허공개공보 2000-33526호 공보

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 결속기에서는, 항상 일정한 위치까지 조(jaw)가 작동하여 C링을 죄기 때문에, 피결속물의 굵기나 강도에 따라 조임 정도가 변해버리는 문제가 있었다. 예를 들면, 피결속물이 굵은 경우나 단단한 경우에는, 과도하게 죄어 피결속물을 파손시킬 우려가 있었다. 반대로, 피결속물이 가는 경우나 무른 경우에는, 결속이 약해 C링이 어긋날 우려가 있었다.

여기서, 본 발명은, 피결속물의 굵기나 강도에 따라 조임 정도를 자동적으로 조정할 수 있는 결속기를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소성 변형 가능한 결속구에 의해 피결속물을 결속하는 결속기이고, 모터와, 상기 모터에 의해 구동하여 결속 동작을 하는 구동 기구와, 상기 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 모터에 공급하는 출력 전류값이 소정의 제한값에 도달한 상태가 소정 시간 계속되었을 때, 결속이 완료된 것으로 판단하여 상기 모터의 회전을 정지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기한 대로이고, 제어부는, 모터에 공급하는 출력 전류값이 소정의 제한값에 도달한 상태가 소정 시간 계속되었을 때, 결속이 완료된 것으로 판단하여 모터의 회전을 정지한다.

이와 같은 구성에 의하면, 토크가 상승하는 것에 의해 출력 전류값이 상승해도, 출력 전류값은 제한값 이상은 되지 않기 때문에, 과도하게 죄지 않는다. 따라서, 과도한 죄기에 의한 피결속물의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 미리 결속이 약해지도록 설정해 놓을 필요가 없기 때문에, 결속 완료 위치에 대해 충분히 여유를 가지고 설정할 수 있다. 따라서, 피결속물이 가는 경우나 무른 경우에도 충분한 결속을 할 수 있고, 조임이 너무 약해 결속이 불안정한 문제를 회피할 수 있다. 이와 같이, 토크에 따라 구동 기구의 정지 위치가 변화하기 때문에, 피결속물의 굵기나 강도에 따라 조임 정도를 자동적으로 조정할 수 있다.

또한, 구동 기구의 작동 범위를 2 이상의 구간으로 나누고, 구동 기구의 구동 중에 구간이 변한 것을 검지하는 구간 제어부와, 구간이 변한 것을 구간 제어부가 검지했을 때, 제한값을 전환하는 제어를 하는 제한값 전환부를 구비하도록 하면, 예를 들면, 결속 동작의 초기나 끝나는 시기에 제어값을 전환할 수 있고, 조임 정도를 세밀하게 조정할 수 있다.

또한, 통상은 토크가 상승하지 않는 결속 동작의 초기에 있어서 제한값을 낮게 설정하도록 하면, 이상이 발생했을 때 모터를 정지시킬 수 있다. 즉, 에러 검지 기능을 갖도록 할 수도 있다.

도 1은 결속구를 세팅한 결속기의 외관도이다.
도 2는 결속기의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3에 있어서, (a)는 결속구의 정면도이고, (b)는 연결 결속구의 측면도이다.
도 4에 있어서, (a)는 피결속물을 결속한 결속구의 외관도이고, (b)는 피결속물을 결속한 결속구의 정면도이다.
도 5는 결속기의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 결속기의 결속 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7에 있어서, (a)는 결속구를 세팅하기 전의 결속기의 평면도이고, (b)는 (a)에 있어서의 결속기의 선단 부근의 일부 확대 단면도이다.
도 8에 있어서, (a)는 결속구를 세팅한 후의 결속기의 평면도이고, (b)는 (a)에 있어서의 결속기의 선단 부근의 일부 확대 단면도이다.
도 9는 대기 상태의 결속기의 내부를 나타내는 도면으로서, (a)는 가이드 부재를 생략하지 않은 도면이고, (b)는 가이드 부재의 일부를 생략한 도면이다.
도 10은 결속 도중의 결속기의 내부를 나타내는 도면으로서, (a)는 가이드 부재를 생략하지 않은 도면이고, (b)는 가이드 부재의 일부를 생략한 도면이다.
도 11은 결속 완료 상태의 결속기의 내부를 나타내는 도면으로서, (a)는 가이드 부재를 생략하지 않은 도면이고, (b)는 가이드 부재의 일부를 생략한 도면이다.
도 12는 제한값 전환부가 유지하는 제한값의 리스트이다.

본 발명의 실시예에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 이하에 있어서는, "앞"은 결속구(41)가 타출되는 방향을 의미하고, "후"는 결속구(41)가 타출되는 방향의 반대 방향을 의미하는 것으로서 설명한다.

본 실시예에 따른 결속기(10)는, 소성 변형 가능한 결속구(41)에 의해 피결속물(50)을 결속하는 휴대형 결속기(10)이다. 구체적으로는, 이 결속기(10)는, 도 3(a)에 나타내는 바와 같은 개구부(41c)를 구비한 결속구(41)를 사용 가능하도록 되어 있고, 결속구(41)의 개구부(41c)를 닫는 것에 의해 피결속물(50)을 결속하는 것이다. 이 결속기(10)는, 예를 들면, 하네스의 결속이나, 봉지 개구의 결속, 밭의 번선이나 유인끈의 결속 등에 사용된다.

이 결속기(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 하우징(11)에 의해 덮여 있고, 모터 수용부(12)와, 그립부(13)와, 출력부(15)를 구비하고 있다. 본 실시예에 따른 결속기(10)에서는, 이들의 부위가 결속구(41)의 타출 방향을 따라 전후로 연속하여 마련되어 있다.

모터 수용부(12)는, 결속기(10)의 후부에 마련되어 있고, 후단부에는 외부 전원을 접속하기 위한 전원 접속부(12a)가 마련되어 있다. 이 전원 접속부(12a)로부터 전압 공급을 받는 것에 의해, 결속기(10)는 결속구(41)의 타출 등의 각종 동작을 실행할 수 있도록 되어 있다.

이 모터 수용부(12)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 모터(20)나 제어부(21)가 내장되어 있다. 모터(20)는, 후술하는 구동 기구(22)를 구동하기 위한 동력원이다. 또한, 제어부(21)는, 모터(20)의 회전 등을 제어하는 제어 장치이고, 본 실시예에 있어서는 CPU나 메모리를 실장한 제어 기판이다.

그립부(13)는, 결속기(10)의 사용시에 사용자가 파지하는 부위이다. 이 그립부(13)는, 하우징(11)의 중간부에 마련되어 있고, 사용자가 파지하기 쉽도록, 잘록한 형상으로 형성되어 있다. 이 그립부(13)의 대각선 방향 전방에는, 그립부(13)를 파지했을 때 집게손가락으로 조작 가능한 위치에 조작부(14)가 마련되어 있다. 조작부(14)는, 결속 동작을 실행하기 위해 수동 조작 가능하도록 되어 있고, 본 실시예에 있어서는 트리거 형상의 요동 부재이다. 이 조작부(14)를 사용자가 당김 조작하면, 조작부(14)에 인접하여 배치된 스위치(14a)(도 5 참조)가 온이 되고, 스위치(14a)로부터 제어부(21)로 조작 신호가 출력되도록 되어 있다. 조작 신호를 수신한 제어부(21)는, 모터(20)를 회전시켜 결속구(41)를 타출하는 동작을 실행하도록 되어 있다. 상세하게는, 조작부(14)가 트리거 조작되었을 때, 결속 위치까지의 드라이버(25)의 전진과, 결속 위치에서의 드라이버(25)의 유지와, 대기 위치까지의 드라이버(25)의 후퇴로 구성되는 일련의 사이클이 연속하여 실행되도록 되어 있다. 이와 같이, 결속의 시작에서부터 완료까지의 동작이 연속하여 이루어지기 때문에, 결속 동작의 도중에 정지하거나, 결속력이 불충분해지지 않는다.

이 그립부(13)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 구동 기구(22)가 내장되어 있다. 구동 기구(22)는, 조작부(14)가 조작되었을 때 모터(20)에 의해 작동하는 기구이고, 후술하는 드라이버(25)를 전후로 왕복동시키는 것에 의해 결속 동작을 하는 것이다.

이 구동 기구(22)는, 감속 기구(23)와, 볼나사(24)를 구비하고 있다. 감속 기구(23)는, 모터(20)의 회전축에 접속되어 있고, 모터(20)의 회전을 감속시켜 큰 토크를 얻을 수 있도록 하기 위한 기구이다. 또한, 볼나사(24)는, 감속 기구(23)의 출력축에 접속되어 있고, 모터(20)의 회전력에 의해 나사축(24a)을 회전시켜, 나사축(24a)을 회전시키는 것에 의해 너트(24b)를 전후로 직진 운동시키기 위한 것이다. 구체적으로는, 모터(20)가 정회전했을 때는, 너트(24b)가 전방으로 이동하여 결속 동작이 실행되도록 구성되어 있다. 또한, 결속 동작의 완료 후에 모터(20)가 역회전했을 때는, 너트(24b)가 후방으로 이동하여 대기 상태로 복귀하도록 구성되어 있다.

출력부(15)는, 결속기(10)의 선단 부근에 마련되어 있다. 이 출력부(15)의 선단에는, 돌출 형성부(17)가 대략 L자형으로 돌출되어 있고, 이 돌출 형성부(17)의 내측에 피결속물(50)을 삽입하기 위한 삽입구(16)가 개구되어 있다. 또한, 이 출력부(15)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 드라이버(25)와, 가이드 부재(30)와, 연동 기구(26)가 내장되어 있다. 또한, 이 출력부(15)의 측부에는, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 매거진부(35)가 마련되어 있다.

돌출 형성부(17)는, 하우징(11)의 일부로서 형성되거나, 또는, 하우징(11)에 대해 일체적으로 고정되어 있다. 이 돌출 형성부(17)의 내측의 면에는, 후술하는 드라이버(25)의 선단을 받는 위치에, 클린처(18)가 마련되어 있다. 클린처(18)와 드라이버(25)는, 결속구(41)를 타출하기 전의 상태에서는, 서로 떨어진 위치에서 대기하고 있고, 양자 사이에는 삽입구(16)가 마련되어 있다. 본 실시예에 따른 결속기(10)는, 이 삽입구(16)를 향해 결속구(41)를 타출하여 결속을 진행한다.

클린처(18)는, 드라이버(25)에 의해 타출된 결속구(41)의 다리부(41a)를 클린치하여, 결속을 완료시키기 위한 것이다. 구체적으로는, 이 클린처(18)는, 드라이버(25)에 의해 타출된 결속구(41)를 가압하는 플레이트이다. 클린처(18)의 표면에는, 결속구(41)의 다리부(41a)를 유도하기 위한 홈이 형성되어 있고, 클린처(18)에 가압된 결속구(41)의 다리부(41a)가, 이 홈을 따라 내측으로 구부려지도록(클린치되도록) 되어 있다.

드라이버(25)는, 결속구(41)를 삽입구(16)를 향해 타출하기 위해 구동 기구(22)에 의해 직진 운동을 하는 가늘고 긴 플레이트이다. 이 드라이버(25)는, 하우징(11)의 내부에 있어서 슬라이딩 안내되고 있고, 결속구(41)의 타출 방향으로 왕복 움직임 가능하게 되어 있다. 본 실시예에 따른 드라이버(25)는, 볼나사(24)의 너트(24b)에 고정되어 있고, 너트(24b)의 전방으로 돌출되어 있다. 이 때문에, 너트(24b)가 전진했을 때 결속구(41)를 타출하도록 되어 있다. 이 드라이버(25)는, 타출한 결속구(41)를 클린처(18)에 가압하는 것에 의해, 결속구(41)의 다리부(41a)를 구부리고, 이에 의해 개구부(41c)를 닫아 결속을 완료하도록 되어 있다.

가이드 부재(30)는, 삽입구(16)에 삽입된 피결속물(50)의 위치를 안정시키기 위한 것이고, 드라이버(25)에 의해 결속구(41)가 타출되어 결속구(41)의 개구부(41c)가 닫히기 직전에, 삽입구(16)의 개구를 닫도록 구성되어 있다. 이 가이드 부재(30)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 요동축(30a)을 축으로 하여, 하우징(11)에 대해 전후로 요동 가능하게 장착되어 있다. 이 가이드 부재(30)는, 자연 상태에 있어서는, 도시하지 않는 바이어싱 수단에 의해 삽입구(16)를 개방하는 방향으로 바이어싱되어 있다.

또한, 이 가이드 부재(30)는, 후술하는 슬라이드 부재(27)에 체결되는 작동핀(30b)을 구비하고 있다. 이 작동핀(30b)은 슬라이드 부재(27)에 대해 슬라이딩 가능하게 체결되어 있고, 작동핀(30b)이 슬라이드 부재(27)에 의해 가압되었을 때, 가이드 부재(30)가 바이어싱 수단에 의한 바이어싱력에 저항하여 삽입구(16)를 닫는 방향으로 요동하도록 구성되어 있다.

연동 기구(26)는, 가이드 부재(30)를 결속구(41)의 타출 동작과 연동하여 작동시키기 위한 기구이다. 이 연동 기구(26)를 통해 가이드 부재(30)를 작동시키는 것에 의해, 가이드 부재(30)가 결속구(41)의 타출 동작과 동기하여 작동하도록 구성되어 있다. 이 연동 기구(26)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 슬라이드 부재(27)와, 접속 부재(28)를 구비한다. 슬라이드 부재(27)는, 접속 부재(28)에 의해 볼나사(24)의 너트(24b)에 고정되어 있고, 너트(24b)와 일체적으로 전후로 움직이도록 구성되어 있다.

이 슬라이드 부재(27)는, 도 9(b), 도 10(b), 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(30)의 작동핀(30b)과 체결되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 훅(27a), 경사부(27b), 수평부(27c)에 의해 연속되는 체결면이 형성되어 있고, 이 체결면에서 작동핀(30b)과 체결되도록 되어 있다.

한편, 훅(27a)은, 대략 U자형의 홈을 형성하고 있고, 대기 상태(결속구(41)의 타출 전의 상태)에 있어서 작동핀(30b)에 체결되는 개소이다.

또한, 경사부(27b)는, 결속구(41)의 타출 방향에 대해 경사진 면이다. 이 경사부(27b) 위를 작동핀(30b)이 슬라이딩하고 있을 때 가이드 부재(30)가 요동하도록 되어 있다.

또한, 수평부(27c)는, 결속구(41)의 타출 방향에 대해 평행한 면이고, 이 수평부(27c) 위를 작동핀(30b)이 슬라이딩하고 있을 때는, 가이드 부재(30)가 삽입구(16)의 개구를 닫은 상태를 유지하도록 되어 있다.

매거진부(35)는, 복수의 결속구(41)를 장착하기 위한 것이다. 본 실시예에 따른 결속기(10)는, 도 3에 나타내는 바와 같은 연결 결속구(40)를 사용하는 것이고, 매거진부(35)에는, 이와 같은 연결 결속구(40)가 장착 가능하게 되어 있다.

한편, 연결 결속구(40)는, 복수의 결속구(41)를 서로 연결하여 구성되어 있다. 각 결속구(41)는, 플라스틱 등의 수지제의 부재이고, 한쌍의 다리부(41a)와, 한쌍의 다리부(41a)를 접속하는 접속부(41b)를 구비하고, 대략 U자형으로 형성되어 있다. 한쌍의 다리부(41a)의 사이에는, 피결속물(50)을 껴안기 위한 개구부(41c)가 형성되어 있다. 결속구(41)는, 드라이버(25)에 의해 타출되어 클린치되면, 도 4에 나타내는 바와 같이 다리부(41a)가 소성 변형하여 피결속물(50)을 껴안고 결속할 수 있도록 구성되어 있다.

매거진부(35)는, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 상기한 결속구(41)의 다리부(41a)의 사이(즉, 개구부(41c))에 들어가는 리브(35a)를 구비하고 있다. 또한, 이 리브(35a)의 선단을 향하도록, 결속구(41)의 접속부(41b)가 안내되는 홈부(35b)가 형성되어 있다.

이 매거진부(35)에는, 매거진부(35)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능한 푸셔(36)가 마련되어 있다. 푸셔(36)는, 매거진부(35)에 장착한 연결 결속구(40)를 전방으로 바이어싱하기 위한 것이고, 도시하지 않는 스프링에 의해 항상 전방(결속구(41)를 후술하는 대기부(37)로 보내는 방향)으로 바이어싱되어 있다.

이 매거진부(35)는, 출력부(15)의 측방에 접속되어 있고, 출력부(15)의 내부에 연결 결속구(40)를 유도하도록 구성되어 있다. 매거진부(35)에 연속하는 출력부(15)의 내부에는, 결속구(41)를 타출 가능한 상태로 대기시키기 위한 대기부(37)가 마련되어 있다. 대기부(37)는, 드라이버(25)와 삽입구(16) 사이에 마련되어 있고, 대기부(37)에 대기하고 있는 결속구(41)가 드라이버(25)에 의해 삽입구(16)의 방향으로 타출되도록 되어 있다.

본 실시예에 따른 결속기(10)를 사용하여 결속을 할 때는, 먼저, 삽입구(16)에 피결속물(50)을 삽입한다. 이 상태로 조작부(14)를 조작하면, 모터(20)가 회전하여 구동 기구(22)가 작동한다. 이때, 구동 기구(22)에 의해, 먼저 가이드 부재(30)가 작동된다. 즉, 조작부(14)가 조작되기 전의 대기 상태에 있어서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 작동핀(30b)이 슬라이드 부재(27)의 훅(27a)에 체결되어 있고, 가이드 부재(30)가 삽입구(16)의 개구를 개방한 상태로 되어 있다. 이 상태에서 구동 기구(22)가 작동하기 시작하면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 슬라이드 부재(27)가 전진하는 것에 의해, 작동핀(30b)이 슬라이드 부재(27)의 경사부(27b)를 따라 이동하고, 이에 의해, 가이드 부재(30)가 요동하여 삽입구(16)의 개구를 막는다. 그리고, 작동핀(30b)이 슬라이드 부재(27)의 수평부(27c)에까지 도달하면, 가이드 부재(30)가 완전히 삽입구(16)의 개구를 막은 상태가 된다.

그 후, 더욱 모터(20)가 회전하여 구동 기구(22)가 작동하면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 드라이버(25)가 대기부(37)에 공급된 결속구(41)를 타출한다. 이때, 타출된 결속구(41)는, 연결 결속구(40)로부터 분리된다. 그리고, 더욱 드라이버(25)가 전진하는 것에 의해, 타출된 결속구(41)의 다리부(41a)가 클린처(18)에 접촉한다. 그리고, 드라이버(25)가 가장 안쪽까지 전진하면, 클린처(18)에 가압된 다리부(41a)가 내측으로 절곡되어 변형한다(클린치된다). 이에 의해 결속이 완료된다(도 11 참조). 본 실시예에 따른 드라이버(25)는, 이와 같이 결속이 완료된 상태에서 일정 시간 정지하도록 제어된다(후술되는 유지 시간 결정부(160) 참조).

도 11에 나타내는 바와 같이 결속 완료 상태가 되면, 모터(20)가 역회전하여 도 9에 나타내는 바와 같은 대기 상태로 되돌아온다. 이때, 드라이버(25)가 대기부(37)로부터 퇴피하는 것에 의해 대기부(37)가 비기 때문에, 푸셔(36)에 의해 매거진부(35) 내의 연결 결속구(40)가 가압되어, 다음의 결속구(41)가 자동적으로 대기부(37)에 이송된다. 또한, 슬라이드 부재(27)가 후퇴하는 것에 의해, 가이드 부재(30)도 개방 방향으로 요동한다. 가이드 부재(30)는, 작동핀(30b)이 슬라이드 부재(27)의 훅(27a)에 체결되는 위치까지 요동하고, 삽입구(16)의 개구를 개방한 상태로 되돌아간다.

상기한 바와 같은 결속 동작은 제어부(21)에 의해 제어된다. 상세하게는, 본 실시예에 따른 제어부(21)는, CPU가 ROM에 기억된 프로그램을 판독하는 것에 의해, 도 2에 나타내는 바와 같이, 각종의 입력 장치 및 출력 장치를 제어하도록 구성되어 있다.

제어부(21)에 대한 입력 장치로서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상술한 스위치(14a)와, 전류값 측정부(60)와, 제한값 입력부(70)가 마련되어 있다. 또한, 제어부(21)의 출력 장치로서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상술한 모터(20)가 마련되어 있다. 한편, 입력 장치 및 출력 장치로서는, 이들에 한정되지 않고, 다른 입력 장치나 출력 장치를 구비하고 있을 수 있다.

전류값 측정부(60)는, 모터(20)에 공급하는 출력 전류값을 측정하기 위한 것이다. 이 전류값 측정부(60)는, 모터(20)가 작동 중에, 모터(20)에 공급하는 출력 전류값을 상시 측정하고, 그 결과를 제어부(21)에 통지할 수 있도록 되어 있다.

제한값 입력부(70)는, 후술하는 제한값을 변경하기 위한 입력을 접수하는 것이다. 한편, 본 실시예에 따른 제한값 입력부(70)는, 결속기(10)에 장착된 스위치 등을 통해 사용자의 조작 입력을 접수하도록 하고 있지만, 이 대신에, 결속기(10)의 외부(제어용 컨트롤러 등)로부터 송신되는 제어 신호를 접수하도록 할 수 있다. 이와 같이 접수된 입력 정보는, 제한값 입력부(70)에 의해 제한값 전환부(120)에 통지된다.

한편, 제한값 입력부(70)는, 특히 도시하지 않지만, 예를 들면 사용자가 조작 가능한 손잡이 등을 구비할 수 있다. 즉, 사용자가 결속기(10)에 장착된 손잡이를 조작하는 것에 의해, 임의의 제한값을 선택할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 제한값 입력부(70)는, 사용자에게 피결속물(50)의 사이즈나 재질을 선택시키는 형태로 할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 피결속물(50)의 사이즈나 재질을 선택하면, 제한값 입력부(70)가 그 설정을 제한값 전환부(120)(후술)에 통지하고, 제한값 전환부(120)가 피결속물(50)의 사이즈나 재질에 적합한 제한값을 세팅하도록 할 수 있다.

또한, 제어부(21)는, 상기한 입력 장치나 출력 장치를 제어하기 위해, 도 2에 나타내는 바와 같이, 구간 제어부(110), 제한값 전환부(120), 전류값 제한부(130), 부하 추정부(140), 작동 범위 결정부(150), 유지 시간 결정부(160), 구동 제어부(170)로서의 기능을 실현한다.

구간 제어부(110)는, 구동 기구(22)의 작동 범위를 2 이상의 구간으로 나누고, 구동 기구(22)의 구동 중에 구간이 변한 것을 검지한다. 본 실시예에 따른 구간 제어부(110)는, 구동 기구(22)의 작동 범위(도 9에 나타내는 대기 상태에서 도 11에 나타내는 결속 완료 상태까지)를 2개의 구간으로 나누어 관리하고 있다.

이 구간 제어부(110)에 의한 구간의 검출은, 예를 들면 모터(20)의 회전수를 사용하여 실행된다. 구체적으로는, 구동 기구(22)가 대기 위치에서 작동하기 시작했을 때, 모터(20)의 회전수의 카운트를 시작하고, 모터(20)의 회전수가 일정수가 되었을 때 구간이 변한 것으로 판단할 수 있다. 한편, 구간 제어부(110)가 구간을 검출하는 방법으로서는, 모터(20)의 회전수를 사용하는 대응에 한정되지 않는다. 예를 들면, 모터(20)의 작동 시간을 사용할 수 있고, 구동 기구(22)나 드라이버(25)의 위치 정보를 사용할 수 있다.

제한값 전환부(120)는, 모터(20)에 공급하는 출력 전류값의 제한값을 전환하는 제어를 하는 것이다. 이 제한값 전환부(120)는, 복수의 제한값을 미리 유지하고 있고, 이들 복수의 제한값을, 제한값 입력부(70)의 입력이나 구간 제어부(110)가 규정하는 구간에 따라, 전환하여 사용한다. 예를 들면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제한값 입력부(70)의 입력과, 구간 제어부(110)가 규정하는 구간의 조합으로 제한값이 결정되도록 되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 사용자가 제한값 입력부(70)를 사용하여 "설정1" "설정2" "설정3" 중의 어느 하나를 선택 가능하도록 되어 있고, 각각의 설정마다 제한값이 변하도록 되어 있다. 또한, 구간 제어부(110)는, 각 구간에 대응한 제한값을 유지하고 있고, 본 실시예에 있어서는 "구간1"과 "구간2"의 각각 대응한 제한값을 유지하고 있다.

한편, 각 구간에 대응한 제한값은, 후에 실행되는 구간의 제한값이 커지도록 설정되어 있다. 즉, "구간2"의 제한값이 "구간1"의 제한값보다 커지도록 설정되어 있다.

한편, 제한값은 반드시 모든 구간에 대응하여 마련되어 있을 필요는 없고, 적어도 일부의 구간에 대응한 제한값이 설정되어 있으면 된다. 즉, 일부의 구간에 대해서는 제한값을 마련하지 않을 수 있다. 본 실시예에서 말하자면, "구간1"에는 제한값을 마련하지 않고, "구간2"에만 제한값을 마련할 수 있다.

이 제한값 전환부(120)는, 모터(20)가 회전을 시작하는 타이밍이나, 구간 제어부(110)가 구간이 변한 것을 검지한 타이밍으로, 도 12에 나타내는 리스트를 참조하여, 제한값을 설정한다.

전류값 제한부(130)는, 모터(20)에 공급하는 출력 전류값이 제한값을 넘지 않도록 제한하는 것이다. 구체적으로는, 이 전류값 제한부(130)는, 전류값 측정부(60)가 측정한 전류값이, 제한값 전환부(120)가 설정한 제한값을 넘지 않도록 제어한다. 이 때문에, 예를 들면 결속을 위한 토크가 증대하여 전류값이 제한값에 도달하면, 그 이상은 모터(20)로 공급되는 전류값이 상승하지 않기 때문에, 그 이상은 드라이버(25)가 타출 방향으로 이동하지 않도록 되어 있다.

부하 추정부(140)는, 모터(20)의 부하를 추정하기 위한 것이다. 본 실시예에 따른 부하 추정부(140)는, 전류값 측정부(60)가 측정한 출력 전류값의 파형을 기초로 하여 모터(20)의 부하를 추정한다. 예를 들면, 출력 전류값의 기울기가 일정 이상이 되었을 때, 모터(20)의 부하가 한계값을 넘은 것으로 추정한다.

작동 범위 결정부(150)는, 부하 추정부(140)의 추정 결과에 따라, 결속 완료 위치를 결정하는 것이다. 예를 들면, 부하 추정부(140)에 의한 추정의 결과, 모터(20)의 부하가 한계값을 넘은 것으로 판단되면, 작동 범위 결정부(150)는, 결속 완료 위치가 통상보다 빨라지도록 설정한다. 이와 같이 결속 완료 위치가 통상보다 빨라지도록 설정되면, 드라이버(25)가 통상보다 빠른 타이밍으로 정지하기 때문에, 결속구(41)의 클린치가 통상보다 약해진다. 이와 같이 구성하는 것에 의해, 피결속물(50)이 굵거나 단단하거나 한 경우에는, 결속구(41)의 클린치를 통상보다 약하게 하여, 과도한 조임을 방지할 수 있다.

유지 시간 결정부(160)는, 부하 추정부(140)의 추정 결과에 따라, 결속 완료 위치에서 구동 기구(22)를 정지시키는 시간을 결정하는 것이다. 예를 들면, 부하 추정부(140)에 의한 추정의 결과, 모터(20)의 부하가 한계값을 넘은 것으로 판단되면, 유지 시간 결정부(160)는, 결속 완료 위치에서 구동 기구(22)를 정지시키는 시간이 통상보다 짧아지도록 설정한다. 이와 같이 정지 시간이 통상보다 짧아지도록 설정되면, 드라이버(25)로 결속구(41)를 클린처(18)에 가압하는 시간이 통상보다 짧아지기 때문에, 결속구(41)의 클린치가 통상보다 약해진다. 이와 같이 구성하는 것에 의해, 피결속물(50)이 굵거나 단단하거나 한 경우에는, 결속구(41)의 클린치를 통상보다 약하게 하여, 과도한 조임을 방지할 수 있다.

한편, 이 유지 시간 결정부(160)에 의해 결정되는 구동 기구(22)의 정지 시간은, 제한값 입력부(70)가 취득한 입력 정보에 따라 변화되는 것일 수 있다.

예를 들면, 제한값 입력부(70)가 취득한 입력 정보에 따라 한계값을 설정하도록 할 수 있다. 그리고, 모터(20)의 부하가 이 한계값을 넘었을 때, 유지 시간 결정부(160)는, 결속 완료 위치에서 구동 기구(22)를 정지시키는 시간이 통상보다 짧아지도록 할 수 있다. 구체적으로는, 제한값 입력부(70)의 설정이 "약"인 경우(결속이 헐렁하도록 사용자가 설정한 경우), 내부적으로 한계값을 낮게 하는 제어를 실행할 수 있다. 이 경우, 한계값에 도달하기 쉬워지기 때문에, 즉, 구동 기구(22)의 정지 시간이 짧아지기 쉽다. 이와 같이 구성하면, 유지 시간 결정부(160)가 결정하는 구동 기구(22)의 정지 시간을, 사용자 설정에 의해 변경할 수 있도록 할 수 있다.

기타, 제한값 입력부(70)가 취득한 입력 정보에 따라, 직접적으로 구동 기구(22)의 정지 시간을 결정할 수 있다. 예를 들면, 제한값 입력부(70)의 설정이 "약"인 경우(결속이 헐렁하도록 사용자가 설정한 경우), 유지 시간 결정부(160)가 결정하는 구동 기구(22)의 정지 시간을 짧게 할 수 있다. 이와 같이 구성한 경우에도, 유지 시간 결정부(160)가 결정하는 구동 기구(22)의 정지 시간을, 사용자 설정에 의해 변경할 수 있도록 할 수 있다.

구동 제어부(170)는, 구동 기구(22)가 소정의 대기 위치에서 결속 완료 위치까지의 작동 범위에서 작동하도록 제어하는 것이다. 이 구동 제어부(170)는, 예를 들면 모터(20)의 회전수를 검출하는 것에 의해, 드라이버(25)의 위치를 인식하고, 구동 기구(22)의 작동 범위를 제어한다.

다음으로, 상기한 제어부(21)에 의한 결속 동작의 제어 플로우에 대해, 도 6을 참조하면서 설명한다.

먼저, 도 6에 나타내는 스텝 S100에 있어서, 스위치(14a)의 조작이 검출되고, 결속 동작이 개시된다. 그리고, 스텝 S105로 진행한다.

스텝 S105에서는, 제한값, 결속 완료 위치, 유지 시간에 대해, 각각의 초기값이 설정된다. 한편, 본 실시예에 있어서는, 제한값의 초기값은 제한값 입력부(70)의 설정에 따라 다르다. 예를 들면, 제한값 입력부(70)의 설정이 "설정1"인 경우, 도 12에 나타내는 바와 같이, "설정1"이면서 "구간1"의 "제한값A"가 제한값의 초기값이 된다. 그리고, 스텝 S110으로 진행한다.

스텝 S110에서는, 모터(20)가 정회전을 시작한다. 이때, 모터(20)의 회전수의 계측이 개시된다. 그리고, 스텝 S115로 진행한다.

스텝 S115에서는, 구간 제어부(110)에 의해, 구간이 변하였는지 여부가 체크된다. 구체적으로는, "구간1"의 상태에서, 모터(20)의 회전수가 미리 정해진 회전수 이상인 경우에는, 드라이버(25)가 "구간2"로 이행한 것으로 판단한다. 이와 같이, 구간이 변한 것을 검지한 경우에는, 스텝 S120으로 진행한다. 한편, 구간이 변한 것을 검지하지 않은 경우에는, 스텝 S125로 진행한다.

스텝 S120에서는, 제한값 전환부(120)가, 제한값을 전환하는 제어를 한다. 구체적으로는, 드라이버(25)가 "구간1"에서 "구간2"로 이행한 경우에는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제한값을 "제한값A"에서 "제한값D"로 변경한다. 그리고, 스텝 S125로 진행한다.

스텝 S125에서는, 부하 추정부(140)에 의해, 모터(20)의 부하가 한계값을 넘었는지 여부가 체크된다. 모터(20)의 부하가 한계값을 넘은 경우에는, 스텝 S130으로 진행한다. 한편, 모터(20)의 부하가 한계값을 넘지 않은 경우에는, 스텝 S135로 진행한다.

스텝 S130에서는, 작동 범위 결정부(150)가, 결속 완료 위치가 통상보다 빨라지도록 설정한다. 또한, 유지 시간 결정부(160)가, 결속 완료 위치에서 구동 기구(22)를 정지시키는 시간이 통상보다 짧아지도록 설정한다. 그리고, 스텝 S135로 진행한다.

스텝 S135에서는, 전류값 제한부(130)에 의해, 모터(20)에 공급하는 출력 전류값이 제한값에 도달하였는지 여부가 체크된다. 즉, "설정1"의 경우이면, "구간1"에 있어서는 출력 전류값이 "제한값A"에 도달하였는지 여부가 체크되고, "구간2"에 있어서는 출력 전류값이 "제한값D"에 도달하였는지 여부가 체크된다. 출력 전류값이 제한값에 도달한 상태가 소정 시간(미리 설정된 시간) 계속한 경우에는, 결속이 완료된 것으로 판단하여 스텝 S145로 진행한다. 한편, 출력 전류값이 제한값에 도달한 상태가 소정 시간 계속하지 않은 경우에는, 스텝 S140으로 진행한다.

스텝 S140에서는, 결속 완료 위치에 도달했는지가 체크된다. 본 실시예에 있어서는, 모터(20)의 회전수를 참조하여, 결속 완료 위치에 도달했는지가 체크된다. 이때, 스텝 S130에 있어서, 결속 완료 위치가 통상보다 빨라지도록 설정되어 있는 경우에는, 통상의 결속 완료 위치(초기값)가 아니고, 스텝 S130에 있어서 설정된 결속 완료 위치를 사용한다. 결속 완료 위치에 도달한 경우에는, 스텝 S145로 진행한다. 한편, 결속 완료 위치에 도달하지 않은 경우에는, 스텝 S115로 돌아간다.

스텝 S145에서는, 구동 제어부(170)가 모터(20)를 정지시킨다. 그리고, 스텝 S150으로 진행한다.

스텝 S150에서는, 소정의 유지 시간이 경과할 때까지 대기한다. 이때, 스텝 S130에 있어서, 유지 시간이 통상보다 짧아지도록 설정되어 있는 경우에는, 통상의 유지 시간(초기값)이 아니고, 스텝 S130에 있어서 설정된 유지 시간만큼 대기한다. 이에 의해, 결속구(41)에 하중을 가한 상태에서 모터(20)를 일정 시간 정지하기 때문에, 소성 변형한 결속구(41)의 변형이 복원되기 어려워진다. 그리고, 스텝 S155로 진행한다.

스텝 S155에서는, 구동 제어부(170)가 모터(20)를 역회전시켜, 대기 상태로 돌아간다. 이에 의해 일련의 결속 동작이 완료된다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 제어부(21)는, 모터(20)에 공급하는 출력 전류값이 소정의 제한값에 도달한 상태가 소정 시간 계속되었을 때, 결속이 완료된 것으로 판단하여 모터(20)의 회전을 정지한다.

이와 같은 구성에 의하면, 토크가 상승하는 것에 의해 출력 전류값이 상승해도, 출력 전류값은 제한값 이상은 되지 않기 때문에, 과도하게 죄지 않는다. 따라서, 과도한 죄기에 의한 피결속물(50)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 미리 결속이 약해지도록 설정해 놓을 필요가 없기 때문에, 결속 완료 위치에 대해 충분히 여유를 가지고 설정할 수 있다. 따라서, 피결속물(50)이 가는 경우나 무른 경우에도 충분한 결속을 할 수 있고, 조임이 너무 약해 결속이 불안정한 문제를 회피할 수 있다. 이와 같이, 토크에 따라 구동 기구(22)의 정지 위치가 변화하기 때문에, 피결속물의 굵기나 강도에 따라 조임 정도를 자동적으로 조정할 수 있다.

한편, 종래의 구성에 있어서는, 조(jaw) 등의 결속 기구가 소정의 위치까지 이동했을 때 결속이 완료된 것으로 판단하고 있었기 때문에, 조임량의 조정이 곤란했다. 이 점, 본 실시예는, 드라이버(25)의 정지 위치가 아니고, 출력 전류값에 의해, 결속의 완료를 판단하는 발상의 전환을 하는 것에 의해, 조임량의 조정을 할 수 있다.

또한, 제한값을 구간마다 다르게 하면, 결속 동작의 초기나 끝나는 시기에 제어값을 전환할 수 있고, 조임 정도를 세밀하게 조정할 수 있다.

또한, 통상은 토크가 상승하지 않는 결속 동작의 초기에 있어서 제한값을 낮게 설정하도록 하면, 이상이 발생했을 때 모터(20)를 정지시킬 수 있다. 즉, 에러 검지 기능을 갖도록 할 수도 있다.

또한, 모터(20)의 부하를 추정하는 부하 추정부(140)와, 부하 추정부(140)의 추정 결과에 따라, 결속 완료 위치를 결정하는 작동 범위 결정부(150)를 구비한다. 이와 같은 구성에 의하면, 단단하거나 굵거나 하는 피결속물(50)을 결속하여 큰 부하가 검출되었을 때, 결속 완료 위치를 빠르게 할 수 있고, 즉, 통상보다 약하게 결속할 수 있기 때문에, 과도하게 강하게 결속되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 부하 추정부(140)의 추정 결과에 따라, 결속 완료 위치에서 구동 기구(22)를 정지시키는 시간을 결정하는 유지 시간 결정부(160)를 구비한다. 이와 같은 구성에 의하면, 단단하거나 굵거나 하는 피결속물(50)을 결속하여 큰 부하가 검출되었을 때, 클린치 상태에서의 정지 시간을 짧게 할 수 있고, 즉, 통상보다 약하게 결속할 수 있기 때문에, 과도하게 강하게 결속되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 결속이 완료된 후에, 바로 드라이버(25)를 리턴시키면, 소성 변형한 결속구(41)의 변형이 복원될 우려가 있다. 이와 같은 복원을 적게 하기 위해서는, 강한 하중을 부여하는 방법이 있지만, 강한 하중을 과도하게 부여하면 피결속물(50)의 파손으로 연결된다. 이 때문에, 본 실시예에 있어서는, 결속이 완료된 것으로 판단하여 모터(20)의 회전을 정지한 후에, 결속구(41)에 하중을 가한 상태에서 모터(20)를 일정 시간 정지하도록 하고 있다. 이와 같이 결속구(41)에 일정 시간 하중을 계속하여 가하는 것에 의해, 소성 변형한 결속구(41)의 변형이 복원되기 어려워진다.

이때, 결속구(41)에 하중을 가하는 시간이 너무 길면, 결속의 인터벌이 길어져 작업성이 저하되기 때문에, 결속구(41)에 하중을 가하는 시간을 적절히 유지할 필요가 있다. 본 실시예에 있어서는, 출력 전류값으로부터 결속 하중을 추정하고, 하중에 따른 유지 시간을 판단하도록 하고 있다. 즉, 결속 도중의 전류(출력) 변동으로부터, 정지 위치에 있어서의 하중을 예측하고, 하중에 따른 유지 시간을 결정하는 것에 의해, 적절한 유지 시간이 자동적으로 선택되도록 되어 있다.

한편, 결속구(41)에 하중을 가하는 시간의 조정 방법으로서는, 동적으로 하중을 추정하는 방법에 한정되지 않고, 정적으로 설정한 조임 하중에 따라 유지 시간을 변경하도록 할 수 있다. 예를 들면, 제한값 입력부(70)의 입력에 의해 유지 시간을 변경할 수 있도록 하는 등, 유지 시간을 외부로부터의 입력 조작에 의해 설정할 수 있다.

또한, 부하 추정부(140)는, 출력 전류값의 파형을 기초로 하여 모터(20)의 부하를 추정하기 때문에, 심플하면서 확실하게 모터(20)의 부하를 검출할 수 있다.

또한, 제한값을 변경하기 위한 입력을 접수하는 제한값 입력부(70)를 구비한다. 이와 같은 구성에 의하면, 피결속물(50)의 종류에 따라 사용자가 조임 정도를 조정할 수 있다. 따라서, 자동적으로 조임 정도를 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 조임 정도의 강약을 조정할 수 있다.

한편, 상기한 실시예에 있어서는, 부하 추정부(140)가 출력 전류값의 파형을 기초로 하여 모터(20)의 부하를 추정하도록 했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 출력 전압값의 파형을 기초로 하여 모터(20)의 부하를 추정하도록 할 수 있다. 또한, 로드셀 등으로 볼나사(24)의 출력을 측정하고, 모터(20)의 부하를 추정하도록 할 수 있다. 또는, 드라이버(25)의 이동 속도(또는 모터(20)의 회전 속도)를 기초로 하여 모터(20)의 부하를 추정하도록 할 수 있다.

본 출원은, 2017년 4월 27일에 출원된 일본 특허출원 특원2017-088486 및 2018년 2월 9일에 출원된 일본 특허출원 특원 2018-022388을 기초로 하는 것이고, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 원용된다.

10: 결속기
11: 하우징
12: 모터 수용부
12a: 전원 접속부
13: 그립부
14: 조작부
14a: 스위치
15: 출력부
16: 삽입구
17: 돌출 형성부
18: 클린처
20: 모터
21: 제어부
22: 구동 기구
23: 감속 기구
24: 볼나사
24a: 나사축
24b: 너트
25: 드라이버
26: 연동 기구
27: 슬라이드 부재
27a: 훅
27b: 경사부
27c: 수평부
28: 접속 부재
30: 가이드 부재
30a: 요동축
30b: 작동핀
35: 매거진부
35a: 리브
35b: 홈부
36: 푸셔
37: 대기부
40: 연결 결속구
41: 결속구
41a: 다리부
41b: 접속부
41c: 개구부
50: 피결속물
60: 전류값 측정부
70: 제한값 입력부
110: 구간 제어부
120: 제한값 전환부
130: 전류값 제한부
140: 부하 추정부
150: 작동 범위 결정부
160: 유지 시간 결정부
170: 구동 제어부

Claims (11)

1. 소성 변형 가능한 결속구에 의해 피결속물을 결속하는 결속기이고,
   모터;
   상기 모터에 의해 구동하여 결속 동작을 하는 구동 기구; 및
   상기 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고,
   상기 제어부는, 상기 모터에 공급하는 출력 전류값이 소정의 제한값에 도달한 상태가 소정 시간 계속되었을 때, 결속이 완료된 것으로 판단하여 상기 모터의 회전을 정지하는 것을 특징으로 하는 결속기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 구동 기구의 작동 범위를 2 이상의 구간으로 나누고, 상기 구동 기구의 구동 중에 상기 구간이 변한 것을 검지하는 구간 제어부; 및
   상기 구간이 변한 것을 상기 구간 제어부가 검지했을 때, 상기 제한값을 전환하는 제어를 하는 제한값 전환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 결속기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 구간 제어부는, 상기 모터의 회전수에 기초하여, 상기 구간이 변한 것을 검지하는 것을 특징으로 하는 결속기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제한값을 변경하기 위한 입력을 접수하는 제한값 입력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 결속기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제한값 입력부는, 상기 피결속물의 사이즈 또는 재질의 선택을 접수하고,
   상기 제한값 전환부는, 상기 피결속물의 사이즈 또는 재질에 적합한 제한값을 세팅하는 것을 특징으로 하는 결속기.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는, 결속이 완료된 것으로 판단하여 상기 모터의 회전을 정지한 후에, 상기 결속구에 하중을 가한 상태에서 상기 모터를 일정 시간 정지하는 것을 특징으로 하는 결속기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 일정 시간은, 사용자 설정에 의해 변경 가능한 것을 특징으로 하는 결속기.
8. 소성 변형 가능한 결속구에 의해 피결속물을 결속하는 결속기이고,
   모터;
   상기 모터에 의해 구동하여 결속 동작을 하는 구동 기구; 및
   상기 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고,
   상기 제어부는,
   상기 모터의 부하를 추정하는 부하 추정부; 및
   상기 부하 추정부의 추정 결과에 따라, 결속 완료 위치를 결정하는 작동 범위 결정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 결속기.
9. 소성 변형 가능한 결속구에 의해 피결속물을 결속하는 결속기이고,
   모터;
   상기 모터에 의해 구동하여 결속 동작을 하는 구동 기구; 및
   상기 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고,
   상기 제어부는,
   상기 모터의 부하를 추정하는 부하 추정부; 및
   상기 부하 추정부의 추정 결과에 따라, 상기 결속 완료 위치에서 상기 구동 기구를 정지시키는 시간을 결정하는 유지 시간 결정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 결속기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 부하 추정부는, 상기 모터에 공급하는 출력 전류값의 파형을 기초로 하여 상기 모터의 부하를 추정하는 것을 특징으로 하는 결속기.
11. 제9항에 있어서,
    입력 정보를 접수하는 제한값 입력부를 더 구비하고,
    상기 유지 시간 결정부에 의해 결정되는 상기 시간은, 상기 제한값 입력부가 접수한 상기 입력 정보에 따라 변화하는 것을 특징으로 하는 결속기.

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