WO2009142212A1 - 鉄筋結束機 - Google Patents

Abstract

　鉄筋結束機は、先端にフック１０が枢着されているメインスリーブ１１と、上記メインスリーブ１１の内部に嵌合された先端軸１２と、上記先端軸１２に形成された螺旋状のネジ溝１４と、上記メインスリーブ１１の外部から内部へと貫通する嵌合開口１３と、上記嵌合開口１３に嵌合し、上記ネジ溝１４に係合するキー１５と、上記メインスリーブ１１の外周に設けられ上記キー１５を覆うショートスリーブ１６と、上記ショートスリーブ１６に形成され、上記メインスリーブ１１の回転を制御する係合手段３３，３４と、を備える。

Description

鉄筋結束機

　この発明は、配筋された鉄筋の回りにループ状に巻き回されたワイヤを捩って結束する結束装置を備えた鉄筋結束機に関するものである。

　鉄筋コンクリート建築工事の鉄筋配設工程において、鉄筋の交差箇所等で鉄筋を結束するための工具として鉄筋結束機が知られている。この鉄筋結束機には鉄筋を結束するための結束装置が設けられている。これは、日本国特許第３４９６４６３号公報に示されるように、結束機本体の内部に設けられて先端に鉄筋結束用のフックを回動自在に枢着したスリーブと、スリーブの内部に嵌合されてスリーブの前後進および回転の荷重を発生させる先端軸と、結束機本体に設けられた回転止めと協働して上記スリーブの回転を制御する係合手段（フィン）とを有し、モータによって上記先端軸を回転させることによってスリーブを前進させ、これによりフックを閉じ作動させて鉄筋結束用のワイヤを把持させ、さらにスリーブとともにフックを回転させてワイヤを捩って結束させるものである。

　上記結束機構においては、スリーブは外スリーブ内スリーブの二重構造になっており、外側スリーブの前部はフックを回動自在に保持するとともに、後部は先端軸のネジ溝に係合したキーを外れないようにするものであり、内側スリーブの前部はフックを開閉させるガイドピンを保持する軸を取り付け、後部は上記キーを嵌合保持するものである。ところで、外側スリーブと内側スリーブとは一体として作動するから、両スリーブを一体化するため、図１１に示されるように、外側スリーブ５１から内側スリーブ５２にイモネジ５３をねじ込んでいた。

　しかしながら、上記構成によれば、先端軸から実際にワイヤをつかんでねじるフックの間には、先端軸５４、キー５５、内側スリーブ５２、イモネジ５３、外側スリーブ５１及びフック５６の４部品が介在し、構造が複雑になっていた。

　また、内側スリーブから外側スリーブにイモネジ５３を介して荷重が伝達するが、小型化が優先されるため大型の止め具が使えず、繰り返し使用しているうちにイモネジ５３が緩みやすくなるという問題があった。

　外側スリーブ５１は前端に１対のフック５６（一方省略）が取り付けられ、後部でキー５５を覆って外周方向に抜けるのを防いでいたため、内側スリーブ５２の外側に前後に長く形成せざるを得ず、二重構造を避けることができなかったので、直径が大きく、重量も重くならざるを得なかった。

　さらに、初期状態でフック５６が所定の開き位置になるように内側スリーブ５２と先端軸５４との間に圧縮バネ５７を入れ、その部品間にある程度の抵抗を発生させ、内側スリーブ５２と先端軸５４が一緒に回りやすくしているが、圧縮バネ５７は内側スリーブの内部に配置した構造なので、バネ荷重を高くすることができなかった。

　また、上記ワイヤ捩り機構においては、スリーブの内部に先端軸が嵌合され、先端軸の回転をスリーブの前後進と回転とに変換させるように構成されているが、特にスリーブが捩り作動終了後に待機位置に後退移動するとき、２つのフックは所定の角度、つまりスリーブの前進端でワイヤの両側に位置していなければならない。このため、スリーブの後退移動の後半でスリーブの一方のフィンと結束機本体の回転止め戸の係合を解除してスリーブが回転しながら後退し、他方のフィンが回転止めに係合してフックが所定の角度になったときに待機状態となるようにしている。係合解除後の回転は、先端軸の基部に設けた張出し部とスリーブとの間にバネカラーと圧縮バネを設け、スリーブの後退移動に伴う圧縮バネの圧縮荷重によりバネカラーをスリーブに押圧し、その摩擦力で先端軸とスリーブとが共回りするように構成されている。

　しかしながら、スリーブは鉄筋結束機本体に設けられた支持部材に回転自在に支持されたり、他の部材と係合したりしている。通常は、スリーブとこれらの部材との間にはグリースが塗布されているので、摩擦力は小さく保持されるが、グリースが不足してしまうことがある。また、鉄筋結束機の作業環境には微細なゴミや砂埃が浮遊しているため、グリースがゴミや砂埃を吸うことがある。これらの場合、潤滑機能が低下してスリーブと上記部材との摩擦力が大きくなり、スリーブは先端軸と共回りすることができず、フックが待機位置に戻りきれない現象が生じやすい。フックが待機位置に戻れないと、フックの向きが正しくないために捩り作動時にワイヤを把持することができず、捩り不良が生じる可能性がある。このような現象の発生を防止するためには、バネ荷重の大きい太い圧縮バネを使用したり、部品を追加してスリーブと先端軸との摩擦力を上げたりすることが必要となり、大型になったり複雑になったりしてコストがアップするという問題があった。

　本発明の一以上の実施例は、構造を単純にして小型化、軽量化を図るとともに、高荷重にも十分に耐えることができる結束装置を備えた鉄筋結束機を提供する。

　さらに、本発明の一以上の実施例は、簡単な構造により、ワイヤ捩り後にスリーブと先端軸とを確実に共回りさせることにより、スリーブのフックを所定の待機位置に正しく戻すことができる鉄筋結束機を提供する。

　本発明の一以上の実施例によれば、鉄筋結束機は、先端にフック１０が枢着されているメインスリーブ１１と、上記メインスリーブ１１の内部に嵌合された先端軸１２と、上記先端軸１２に形成された螺旋状のネジ溝１４と、上記メインスリーブ１１の外部から内部へと貫通する嵌合開口１３と、上記嵌合開口１３に嵌合し、上記ネジ溝１４に係合するキー１５と、上記メインスリーブ１１の外周に設けられ上記キー１５を覆うショートスリーブ１６と、上記ショートスリーブ１６に形成され、上記メインスリーブ１１の回転を制御する係合手段３３，３４と、を備える。

　上記の構成によれば、先端軸を嵌合したメインスリーブの前端にフックを枢着し、後部のキーの抜け止めはショートスリーブが行うようにしたので、従来のように外側スリーブを長く形成する必要がなく、長いのは単一のメインスリーブだけで済むようになった。このため、構造が単純になり、スリムになるから、小型化、軽量化を図ることができる。

　また、先端軸からフックまでの荷重の伝達を、先端軸→キー→メインスリーブ→フックのように行うことができるから、２部品の介在で済む。しかも、メインスリーブとショートスリーブとは一体的に係合させればよく、従来のように止め具で固定する必要がないので、従来のように内外側の２つのスリーブ間に介在していた止め具が不要になり、単純な構造で高い荷重が伝達できるようになる。

　さらに、バンパはメインスリーブの後方に設けられ、またメインスリーブとはバネカラーを介して接触するので、メインスリーブが後退するときにバンパとバネカラーとの接触面積を大きく確保することができるので、衝撃を良好に吸収することができる。

　上記ショートスリーブ１６は、ショートスリーブ本体１６ｍと抜け止めスリーブ４５とを備え、上記キー１５の外側は抜け止めスリーブ４５で覆われてもよい。

　上記の構成によれば、キーの外側を専用の抜け止めスリーブで覆う構成であるから、スリーブは単なる環状体でよい。

　上記抜け止めスリーブ４５の前後端は、それぞれ上記メインスリーブの外周に形成されたリブ４８と上記ショートスリーブ本体１６ｍに係合してもよい。

　上記の構成によれば、上記抜け止めスリーブの前後端は、それぞれ上記メインスリーブの外周に形成されたリブと上記ショートスリーブに係合しているから、メインスリーブの回転は抜け止めスリーブを介して間接的にショートスリーブに伝達することができる。

　上記メインスリーブ１１とショートスリーブ１６とは、キー結合により係合されてもよい。

　上記の構成によれば、上記メインスリーブとショートスリーブとをキー結合により係合させたので、メインスリーブの回転は直接にショートスリーブに伝達することができる。

　上記メインスリーブ１１の外周に嵌合され、ワイヤのカッターを作動させるカッタリング３２を、さらに備えてもよく、上記カッタリング３２は、上記ショートスリーブ１１とメインスリーブ１１に取り付けた止め輪２９とによって挟持固定されてもよい。

　上記の構成によれば、上記先端軸の外周に上記ワイヤのカッターを作動させるカッタリングを嵌合させ、該カッタリングを上記ショートスリーブと先端軸に取り付けた止め輪とによって挟持固定したので、カッタリングを簡単に取り付けることができる。

　上記鉄筋結束機は、更に、上記先端軸１２に嵌合したバネカラー４０，４１と、上記先端軸１２の後端と結合して駆動モータの減速機構１８を構成するプラネットギアを回転自在に支持するプラネットケージ２７と上記メインスリーブ１１の後端との間に設けられ、上記バネカラー４０，４１の外側に配置された、圧縮バネ３７と、を備えてもよい。

　上記の構成よれば、上記先端軸の後端と結合して駆動モータの減速機構を構成するプラネットギアを回転自在に支持するプラネットケージと上記メインスリーブの後端との間には圧縮バネを配置し、該圧縮バネを上記先端軸に嵌合したバネカラーの外側に係合させたから、圧縮バネの太さを自由に変えて最適なバネ力にすることができる。

　上記プラネットケージ２７と先端軸１２とは平行ピン２８で結合されてもよく、上記平行ピン２８は、上記プラネットケージ２７の軸受３０によって抜け止めされてもよい。

　上記の構成によれば、上記プラネットケージと先端軸とを平行ピンで結合し、該平行ピンを上記プラネットケージの軸受によって抜け止めさせたので、簡単かつ確実に先端軸を固定することができる。

　バンパ４２が上記プラネットケージ２７と後部バネカラー４１との間に設けられてもよい。

　上記の構成によれば、上記プラネットケージと後部バネカラーとの間にはバンパを設けたので、メインスリーブが後退移動したときの衝撃を効率的に吸収することができる。

　また、本発明の一以上の実施例によれば、鉄筋結束機は、先端にフック１０が枢着されているスリーブ１１，１６と、上記スリーブ１１，１６にスリーブ１１，１６の周方向に間隔をおいて設けられ、スリーブ１１，１６の軸方向に長い長いフィン３３及び軸方向に短い短いフィン３４と、上記スリーブ１１、１６の内部に勘合された先端軸１２と、上記先端軸１２に形成された螺旋状のネジ溝１４と、上記スリーブ１１、１６の外部から内部へと貫通する嵌合開口１３と、上記嵌合開口１３に嵌合し、上記ネジ溝１４に係合するキー１５と、結束機本体１に設けられて上記長短のフィン３３，３４に係合可能な回転止め３５と、上記先端軸１２の基部に設けた張出し部２７と上記スリーブ１１，１６の端面との間に設けられたバンパ４２と、を備える。上記長いフィン３３が上記回転止め３５に係合したとき、上記先端軸１２の回転によって、スリーブ１１，１６が先端軸１２に対して前進して、フック１０によりワイヤＷを把持する。先端軸１２の逆転によってスリーブ１１，１６が待機位置に後退して上記短いフィン３４と上記回転止め３５との係合が解除されたとき、先端軸１２とスリーブ１１，１６とが供回りして長いフィン３３が回転止め３５に係合して上記フック１０を所定の向きとする、上記スリーブ１１，１６の後退移動時に、上記スリーブ１１，１６が上記バンパ４２に衝突して上記ネジ溝１４と上記キー１５との間に生じた摩擦力によって、上記先端軸１２とスリーブ１１，１６とが共回りする。

　上記の構成によれば、スリーブの後退移動時に、先端軸の基部に設けた張出し部とスリーブの端面との間に設けられたバンパに衝突させて圧縮させることで先端軸の螺旋状キー溝とスリーブのキーとの間には大きな摩擦力が発生する。スリーブと鉄筋結束機本体側の部材との間のグリースが切れたり、ゴミや砂埃を吸ったりすることにより潤滑機能が低下してこれらの部材間の作動が円滑を欠く状態になって、スリーブとこれらの部材との間の摩擦力が大きくなったとしても、この摩擦力よりもバンパを圧縮させることにより得られる摩擦力の方がはるかに大きいので、簡単な構造ではあるがスリーブと先端軸とを確実に共回りさせてフックを待機位置に戻し、フックを所定の向きにして待機角度を出すことができる。

　また、摩擦力を上げるための圧縮バネを取り外すことも可能となるので、部品点数が削減でき、そのスペース分だけ全長が短くなり、小型化が可能となる。

　上記スリーブ１１，１６の後退移動時に上記短いフィン３４と上記回転止め３５との係合が解除した後、制御された一定回転数で上記スリーブ１１，１６が上記バンパ４２に衝突してもよく、衝突時に上記バンパ４２を圧縮させたときの電流又は回転数の変化に基づいて駆動モータ１７を停止させてもよい。

　上記の構成によれば、上記スリーブが前端位置から待機位置に後退時に上記短いフィンと上記回転止めとの係合が解除した後、制御された一定回転数で上記スリーブを上記バンパに衝突させ、衝突時に上記バンパを圧縮させたときの電流又は回転数の変化に基づいて上記駆動モータを停止させるようにしたから、作業の迅速性を損なわず、しかも衝撃をなるべく少なくして部品の耐久性を向上させることができる。

　上記スリーブ１１，１６の後退移動時に上記短いフィン３４と上記回転止め３５との係合が解除した後、上記スリーブ１１，１６が上記バンパ４２に衝突する直前に、駆動モータ１７が低回転になるように制御されてもよく、衝突時に上記バンパ４２を圧縮させたときの電流又は回転数の変化に基づいて上記駆動モータ１７を停止させてもよい。

　上記の構成によれば、上記スリーブの後退移動時に上記短いフィンと上記回転止めとの係合が解除した後、上記スリーブが上記バンパに衝突させる直前に上記先端軸の駆動モータを低回転になるように制御し、その制御回転数による低速で上記スリーブを上記バンパに衝突させる構成であるから、バンパに衝突する直前までは駆動モータを高速で回転させ、バンパに当たる直前で狙いの回転数まで下げることにより、バンパ等を破損しない最短時間で捩り作業を行うことができ、一連の結束作業時間を短くすることができる。

　上記スリーブ１１，１６が上記バンパに衝突したとき、上記バンパ４２を圧縮させたときの電流又は回転数の変化がモニタリングされてもよく、上記駆動モータ１７は一定の回転数で回転された後に停止されてもよい。

　上記の構成によれば、上記スリーブが上記バンパに衝突したとき、上記バンパを圧縮させたときの電流又は回転数の変化をモニタリングすることで検出できるから、磁気センサ等を使用した位置検出センサが不要になり、機構の簡素化、小型化が実現できる。

　その他の特徴および効果は、実施例の記載および添付のクレームより明白である。

本発明の典型的実施例に係る鉄筋結束機本体の内部状態を示す斜視図 ワイヤ捩り装置の一部を断面で示した斜視図 図３（ａ）は上記捩り装置縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ－Ｘ線上の断面図 ショートスリーブと回転止め５の正面図 フックがワイヤを把持した状態の断面図 ワイヤの捩り後にメインスリーブが後退した状態の断面図 フックの待機角度ずれの対応制御を示す駆動モータの回転制御図 キーの抜け止めの他の実施形態の断面図 図９（ａ）はキーの抜け止めのさらに他の実施形態の断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＹ－Ｙ線上の断面図 メインスリーブとショートスリーブとのキー結合状態の断面図 従来の捩り装置を示す断面図

　図面を参照して本発明の典型的実施例を説明する。

　図１は鉄筋結束機本体の内部状態を示す斜視図で、この鉄筋結束機本体１はハウジング２に鉄筋結束用ワイヤ送り装置３とワイヤ結束装置４を内蔵し、ハウジング２の後部側面には、ワイヤリール（図示せず）が回転自在に枢着されている。

　ワイヤ送り装置３は、図示しない送りローラによってワイヤリールに巻き回されたワイヤｗをガイドチューブ５からワイヤガイド６に送り、ここで巻き癖を付けて下部ガイド７との間で鉄筋（図示せず）の回りにループ状に巻き回すものであり、ワイヤ結束装置５はループ状のワイヤｗの一部を把持して捩り結束するもので、上記ワイヤｗのループの終端部は結束装置４が作動する途中で切断される。

　ワイヤ送り装置３とワイヤ結束装置４は、制御回路（図示せず）によってシーケンス制御され、ハウジング２のグリップ部２ａに配置したトリガ１９を引くことにより、ワイヤ送り工程と捩り工程とからなる１サイクルの動作を実行する。

　ところで、ワイヤ結束装置４は、図２及び図３（ａ）（ｂ）に示されるように、結束機本体１の内部に設けられて先端に鉄筋結束用のフック１０を回動自在に枢着したメインスリーブ１１と、メインスリーブ１１の内部に嵌合されてメインスリーブ１１の前後進および回転の荷重を発生させる先端軸１２と、メインスリーブ１１に貫通形成した嵌合口１３に嵌合して上記先端軸１２のキー溝１４に係合するキー１５と、結束機本体１と協働して上記メインスリーブ１１の回転を制御するショートスリーブ１６とを備え、上記先端軸１２を図１のように駆動モータ１７（ブラシレスモータ）の出力軸の回転を減速させる減速装置１８と連結させたものである。

　すなわち、メインスリーブ１１の前部のすり割り１１ａの先端部近傍には、一対のフック１０が軸体２１を挟んで両側に枢着されて対向配置されている。そして、メインスリーブ１１の中間よりやや後部には２個のキー１５の嵌合口１３が嵌合している。キー１５にはメインスリーブ１１の内側に突出して次に示す先端軸１２のキー溝１４に係合するキー部１５ａと、メインスリーブ１１の外側に突出する凸部１５ｂとが形成されている。

　先端軸１２には螺旋状のキー溝１４が形成されている。先端軸１２の前方には軸体２１が設けられている。軸体２１の前部にはガイドピン２２が固定され、後部には筒部２３が一体に形成され、筒部２３の内側には先端軸１２の前端に形成された張出し部２４が嵌合している。張出し部２４は抜け止めピン２５によって抜け出さないようになっている。また、上記ガイドピン２２は上記フック１０のガイド溝２６に係合している。

　先端軸１２の基部はプラネットケージ２７（張出し部）の中心に嵌合し、平行ピン２８によってプラネットケージ２７と一体に結合している。平行ピン２８はプラネットケージ２７の軸受３０によって抜け止めされている。プラネットケージ２７は減速装置１８を構成するもので、図示しないがプラネットギアを回転自在に支持し、プラネットギアはサンギアと噛合し、サンギアは駆動モータ１７の出力軸と連結している。２０はプラネットギアと噛合するインターナルギアである。

　次に、ショートスリーブ１６は、キー１５の外側を覆う位置で、上記メインスリーブ１１の外周に嵌合し、内周面には上記キー１５の凸部１５ｂに係合する係合溝３１が形成されている。これにより、キー１５はショートスリーブ１６によって覆われ、メインスリーブ１１からの抜けが防止される。なお、係合溝３１の溝端は凸部１５ｂに当接し、これによりショートスリーブ１６は前方に移動することができない。

　また、ショートスリーブ１６の後部にはカッタリング３２が嵌合され、カッタリング３２の後部にはＣ形止め輪２９がメインスリーブ１１に取り付けられている。これにより、カッタリング３２はメインスリーブ１１の後端から嵌合してスライドさせ、Ｃ形止め輪２９で止めればよいので、簡単に取り付けることができる。ショートスリーブ１６の後部はカッタリング３２に当接してそれよりも後方には移動できないようになっている。カッタリング３２もショートスリーブ１６とＣ形止め輪２９との間に挟まれて前後移動できない。

　ところで、ショートスリーブ１６の外周には長短２種類のフィン３３、３４（係合手段３３，３４）が周方向に間隔をおいて形成されている。長いフィン３３はショートスリーブ１６の互いに正反対の位置に設けられている。これに対し、図４に示されるように、結束機本体１には、上記フィン３３、３４に対応する位置に１対の回転止め３５、３５が上下に対向配置されている。各回転止め３５、３５は軸３６を中心に回動可能に構成されている。これにより、ショートスリーブ１６が回転してフィン３３、３４が一方の回転止めに当たると、その回転止めはフィン３３、３４に干渉しないように回動するが、フィン３３、３４がさらに回転すると、他方の回転止めに当たる。この回転止めは回動できないので、ショートスリーブ１６の回転は強制的に停止させられる。なお、回転止め３５、３５はメインスリーブ１１とともに一体となって移動するショートスリーブ１６の移動範囲の前半部に設けられている。したがって、待機位置では長いフィン３３が回転止め３５、３５の間に挟みこまれてショートスリーブ１６は回転することができず、２つのフック１０が水平状態になるように保持されている。

　次に、メインスリーブ１１とプラネットケージ２７との間には圧縮バネ３７が配置されている。すなわち、プラネットケージ２７の前部には凹部３８が形成され、メインスリーブ１１と凹部３８との間には前後２個のバネカラー４０、４１がメインスリーブ１１に嵌合された状態で配置されている。そして、これらのバネカラー４０、４１の外側には圧縮バネ３７が配置されている。

　また、後部バネカラー４１と先端軸１２の基部のプラネットケージ２７の凹部３８との間には、リング状のバンパ４２が先端軸１２の周囲に嵌合状態で配置されている。バンパ４２はゴム等の弾性材によって構成されている。バンパ４２の断面は円形でも方形でもよい。３９はメインスリーブ１１を摺動自在に保持するガイドスリーブで、結束機本体１側に固定されている。

　次に、上記構成のワイヤ結束装置の作動態様について説明する。まず、トリガ１９を引くと、上述のようにワイヤ送り装置３によりワイヤｗの種類に応じて所定量だけ送り出される。送り出されたワイヤｗは、ワイヤガイド６と下部ガイド７によりループ状に巻き回される。その後、ワイヤ結束装置４の駆動モータ１７が回転し、その回転は減速装置１８を介してプラネットケージ２７から先端軸１２に伝達される。先端軸１２は回転するが、メインスリーブ１１と一体的に結合しているショートスリーブ１６は、上述のように待機位置にあるとき１５は長いフィン３３が回転止め３５に係合しており、回転することができない。このため、図５に示されるように、メインスリーブ１１のキー１５は回転する先端軸１２のキー溝１４によって前方に送られるから、メインスリーブ１１は前進移動する。メインスリーブ１１のみが前進すると、フック１０はワイヤ部分の両側まで移動していくが、これに対し、軸体２１は、メインスリーブ１１に対して相対的に後方に移動する。そのため、軸体２１のガイドピン２２がフック１０を閉じ作動させ、フック１０のガイド溝２６に沿って移動し、ワイヤループの一部ｗを把持する。

　なお、メインスリーブ１１が前進する途中で、カッタリング３２はカッタレバー４３を押し回すので、カッタ（図示せず）が作動してワイヤを切断する。この段階まで前進移動すると、ショートスリーブ１６の長いフィン３３は図４の回転止め３５から外れ、またキー１５もキー溝１４の端部に達するので、先端軸１２とメインスリーブ１１とは一体になって所定の回転数だけ回転し、把持したワイヤを捩るように作動する。

　捩りが終了すると、駆動モータ１７を逆転させ、先端軸１２は逆方向に回転する。これにより、メインスリーブ１１も後方に移動しながら回転するが、ショートスリーブ１６の短いフィン３４が回転止め３５に係合するので、メインスリーブ１１はそれ以上回転できずに後退移動し、図６に示されるように、フック１０が開いてワイヤを離す。このタイミングで図のように短いフィン３４が回転止め３５から外れ、メインスリーブ１１は長いフィン３３が回転止め３５に当るまで回転できるようになる。しかし、メインスリーブ１１と鉄筋結束機本体１側の部材との間のグリースが切れたり、ゴミや砂埃を吸ったりすることにより潤滑機能が低下してこれらの部材間の作動が円滑を欠く状態になって、メインスリーブ１１とこれらの部材との間の摩擦力が大きくなる。この回転を抑止する摩擦力があるため、そのまま後退していくと、メインスリーブ１１はバネカラー４０とぶつかり、バネカラー４０はバネカラー４１と最終的にはぶつかり合って一体になり、さらにバネカラー４１はバンパ４２に衝突し、バンパ４２を圧縮させる。バンパ４２は圧縮されて先端軸１２の螺旋状キー溝１４とメインスリーブ１１のキー１５とを圧接させる。バンパ４２は従来の圧縮バネよりも剛性が高いので、バンパ４２の圧縮荷重はバネに比べてはるかに高く、先端軸１２の螺旋状キー溝１４とメインスリーブ１１のキー１５との間に大きな摩擦力を発生させることができる。先端軸１２の回転がキー及びバンパ４２とバネカラー４０、４１を介してメインスリーブ１１に伝達されるが、この摩擦力によって先端軸１２とメインスリーブ１１とは確実に共回りし、メインスリーブ１１の長いフィン３３が回転止め３５に係合してフック１０の向きを正しい待機角度にすることができる。また、カッタリング３２も初期状態となる。

　ところで、バンパ４２にはメインスリーブ１１がある程度の速度で衝突し減速する。衝突させるときの速度は速い方が作業性はよいが、その速度が速すぎると、キー溝１４、キー１５、プラネットケージ２７等の部品に衝撃力が加わり、破損する可能性がある。そこで、次に示すように、バンパ４２に衝突する寸前で駆動モータの回転数を制御することによってバンパ４２に衝突させる速度をある程度抑制するように制御する。

　すなわち、先端軸１２が逆転し、メインスリーブ１１がショートスリーブ１６とともに後退移動して待機位置に戻る時間をできるだけ短くするため、メインスリーブ１１が後退移動して短いフィン３４が回転止め３５、３５との係合が解除された後、先端軸１２の駆動モータ１７を低回転になるようにブレーキ制御し、その制御回転数による低速でメインスリーブ１１をバンパ４２に衝突させるようにする。

　具体的には、図７に示されるように、駆動モータ１７の逆転を開始してからショートスリーブ１６の短いフィン３４が回転止め３５、３５に係合してフック１０が回転せずにフック１０を開いてワイヤを離す範囲、つまり短いフィン３４が回転止め３５、３５に係合してフック１０が絶対に回転しない第１の移動範囲Ａと、短いフィン３４が回転止め３５、３５から外れてフック１０が回転して待機状態の向きに戻るまでの第２の移動範囲Ｂとに分け、各範囲Ａ、Ｂにおいて駆動モータ１７の回転を同図に示すように制御する。

　図の縦軸は駆動モータ１７の回転数を、横軸は駆動モータ１７の回転量でスリーブ（メインスリーブ１１とショートスリーブ１６）の移動量を示している。第１の移動範囲は、先端軸１２が前端位置から駆動モータ１７の逆転開始直後までで、回転量がモータ５回転までは駆動モータ１７の出力（通電の割合）を１００％で回転するように制御する。残りのモータ２２回転までは出力３０％程度で、つまりイナーシャで回転するように制御する。

　第２の移動範囲Ｂは、スリーブ（１１、１６）がバンパ４２に当たる可能性のあるモータ３１回転までの範囲ｂ１と、それ以後スリーブがバンパ４２に当ってストール（失速）するモータ３７回転までの範囲ｂ２とに分けて制御する。

　モータ３１回転までは、駆動モータ１７の回転数が８０００ｒｐｍ程度に低下するまでチョッパーブレーキで５０％程度で制動し、さらに、回転数が２０００ｒｐｍ程度に下がるまで回転制御する。電流をチョッパー制御する理由は、発熱を抑えるためである。ワイヤの捩り作業は多数回繰り返されるので、その度にフルブレーキをかけるとかなり発熱してしまうからである。

　その後、後退移動していたスリーブがバンパ４２に衝突すると、上記移動範囲ｂ２に示すように、駆動モータ１７は一定回転数（２０００ｒｐｍ）に保たれるように制御された後ストールする。駆動モータ１７がストールしたときの負荷は、電流又は回転数をモニタリングしておき、その変化で検出すればよい。バンパ４２が圧縮して先端軸１２とスリーブとの間の摩擦抵抗が大きくなると、スリーブは先端軸１２と伴回りし、長いフィン３３が回転止め３５、３５に係合してフック１０の向きを正しい角度で止めることができる。

　上述のように、先端軸１２の螺旋状のキー溝１４にメインスリーブ１１のキー１５を係合させた構造であり、先端軸１２を回転させる駆動モータ１７が回転センサを内蔵するブラシレスモータであるから、その回転数に基づく回転量によりスリーブの位置を知ることができる。スリーブが最前部から後退移動してバンパ４２に当たるまでの駆動モータ１７の回転量は一定である。したがって、第１の移動範囲Ａ、第２の移動範囲Ｂ、スリーブがバンパ４２に当たる可能性のある範囲等は全て駆動モータ１７の回転量から算出することができる。そこで、メインスリーブ１１の位置に応じて、バンパ４２に当たるぎりぎりまで駆動モータ１７を高速で回転させ、バンパ４２に当たる直前で狙いの回転数まで下げるように制御することにより、作業の迅速性を損なわず、しかも衝撃をなるべく少なくして部品の耐久性を向上させることができる。なお、実験例では、２０００ｒｐｍの低速回転でメインスリーブ１１をバンパ４２に衝突させた場合の作業時間は１ｓｅｃであるのに対し、上記制御による作業時間は０．２～０．３ｍｓｅｃであった。

　また、駆動モータがブラシモータでも回転センサを設けることにより、同じ制御をすることができる。また、ストールを検出してモータを停止させるのではなく、バンパを圧縮させることによって増加していくモータのトルクを電流または回転数をモニタリングすることにより検出してストールする前にモータの回転を止めてもよい。

　上述のように、上記捩り装置によれば、先端軸１２を嵌合したスリーブは単一のメインスリーブ１１だけで済むので、構造が単純になり、スリムになるので、小型化、軽量化を図ることができる。

　また、先端軸１２からフック１０までの荷重の伝達を、先端軸１２→キー１５→メインスリーブ１１→フック１０のように行うことができるから、２部品の介在で済む。しかも、メインスリーブ１１とショートスリーブ１６とは一体的に係合させればよく、従来のように止め具で固定する必要がないので、従来のように内外側の２つのスリーブ間に介在していた止め具が不要になり、単純な構造で高い荷重が伝達できるようになる。

　さらに、バンパ４２はメインスリーブ１１の外周に設けられ、またメインスリーブ１１とはバネカラー４０、４１を介して接触するので、メインスリーブ１１が後退するときにバンパ４２とバネカラー４０、４１との接触面積を大きく確保することができるので、衝撃を良好に吸収することができる。

　加えて、圧縮バネ３７を先端軸１２に嵌合したバネカラー４０、４１の外側に係合させる構成であるから、圧縮バネ３７の太さを自由に変えて最適なバネ力にすることができる。

　また、図３のような構造であれば前後進および回転するメインスリーブの軸受けとなるスリーブガイド３９がメインスリーブの後方から挿入できるためリング状のものにでき、単純化できる。また、後方から挿入できるため、強度が必要なフック取り付け部をスリーブガイド内径より大きくすることができ、強度を確保しつつスリム化できる。

　上述の構成によれば、スリーブと鉄筋結束機本体側の部材との間のグリースが切れたり、ゴミや砂埃を吸ったりすることにより潤滑機能が低下してこれらの部材間の作動が円滑を欠くようになっても、簡単な構造によって、スリーブと先端軸１２とを確実に共回りさせてフック１０を待機位置に戻し、フック１０を所定の向きにして待機角度を出すことができる。

　また、従来のように摩擦力を上げるための圧縮バネは不要になるため、部品点数が削減でき、そのスペース分だけ全長が短くなり、小型化が可能となる。

　さらに、スリーブ及び先端軸が所定の位置に戻ったことを図７の移動範囲ｂ２の中で電流または回転数の変化をモニタリングすることで検出することができるので、磁気センサ等を使用した位置検出センサが不要になり、機構の簡素化、小型化が実現できる。

　なお、圧縮バネ３７とバネカラー４０、４１を設けず、メインスリーブ１１とバンパを直接当ててもよく、そのときは、摩擦力はバンパを介してメインスリーブ１１とプラネットケージ２７との間にも発生するから、この摩擦力も先端軸１２とメインスリーブ１１とを共回りさせる機能を有する。

　また、先端軸１２においてバンパ４２を受けるのはプラネットケージ２７に限定されない。先端軸１２の基部にプラネットケージ２７とは別の環状の張出し部（図示せず）を一体的に形成し、この張出し部にバンパ４２を受けさせてもよい。

　スリーブの後退移動時にバンパ４２に衝突させる部材はスリーブ自体であることに限定されない。バンパ４２の圧縮により最終的に先端軸１２のキー溝１４とキー１５との摩擦力を大きくすることができるものであれば、他のスリーブであってもよい。

　なお、図８に示されるように、ショートスリーブ１６をショートスリーブ本体１６ｍと抜け止めスリーブ４５とで構成し、キー１５の外側を抜け止めスリーブ４５で覆ってもよい。

　また、この場合、抜け止めスリーブ４５の両端に突部４７を形成し、これらの突部４７をそれぞれメインスリーブ１１の外周に形成したリブ４８とショートスリーブ本体１６ｍの受け溝４６とに係合させることにより、メインスリーブ１１とショートスリーブ１６とが一体に回転するようにするのが好ましい。

　さらに、上記メインスリーブ１１とショートスリーブ１６とを一体的に係合させる構成は直接的でなくてもよい。上述のように抜け止めスリーブ４５を介して係合させる構成であってもよい。

　また、この場合、抜け止めスリーブ４５の両端に突部４７を形成し、これらの突部４７をそれぞれメインスリーブ１１の外周に形成したリブ４８とショートスリーブ本体１６ｍの受け溝４６とに係合させることにより、メインスリーブ１１とショートスリーブ１６とが一体に回転するようにしてもよい。

　同様に、図９（ａ）（ｂ）に示されるように、メインスリーブ１１とショートスリーブ１６とを一体的に係合させる構成として、キー１５の凸部１５ｂをショートスリーブ１６の受け溝４６に係合させる構成としてもよい。なお、ショートスリーブ１６の受け溝４６に対応する部分１６ａは肉厚として、強度を確保するのが好ましい。

　さらに、図１０に示されるように、上記メインスリーブ１１の外周面にキー５０を突出形成し、該キー５０をショートスリーブ１６の内面に形成したキー溝４９に係合させることにより、メインスリーブ１１とショートスリーブ１６とを一体的に係合させて回転させるようにしてもよい。

　また、図８、図９（ａ）（ｂ）、図１０の場合は、スリーブガイド３９は半円のものを組み合わせればメインスリーブをスリムにしたままガイドできる。

　なお、このとキー５０、ショートスリーブ１６はメインスリーブ１１の外周に形成されたリブとカッタリング３２との間に挟まれ、前後動しないように保持されている。

　また、圧縮バネ３７は図１０のようにメインスリーブ１１の後端の座金４０ａと後部バネカラー４１との間に支持してもよい。

　本発明を特定の典型的実施例を参照して説明したが、本発明を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。このため、本発明の精神と範囲の範疇におけるこのような全ての変更や修正が請求項によってカバーされることが意図される。

　本発明は、鉄筋結束機のワイヤ捩じり機構に利用可能である。

　１０　フック
　１１　メインスリーブ
　１２　先端軸
　１４　キー溝
　１５　キー
　１６　ショートスリーブ
　２７　プラネットケージ（張出し部）
　３３　長いフィン
　３４　短いフィン

Claims (12)

1. 　先端にフック（１０）が枢着されているメインスリーブ（１１）と、
   　上記メインスリーブ（１１）の内部に嵌合された先端軸（１２）と、
   　上記先端軸（１２）に形成された螺旋状のネジ溝（１４）と、
   　上記メインスリーブ（１１）の外部から内部へと貫通する嵌合開口（１３）と、
   　上記嵌合開口（１３）に嵌合し、上記ネジ溝（１４）に係合するキー（１５）と、
   　上記メインスリーブ（１１）の外周に設けられ上記キー（１５）を覆うショートスリーブ（１６）と、
   　上記ショートスリーブ（１６）に形成され、上記メインスリーブ（１１）の回転を制御する係合手段（３３，３４）と、
   　を具備する、
   　鉄筋結束機。
2. 　上記ショートスリーブ（１６）は、ショートスリーブ本体（１６ｍ）と抜け止めスリーブ（４５）とを備え、上記キー（１５）の外側は抜け止めスリーブ（４５）で覆われる、請求項１に記載の鉄筋結束機。
3. 　上記抜け止めスリーブ（４５）の前後端は、それぞれ上記メインスリーブの外周に形成されたリブ（４８）と上記ショートスリーブ本体（１６ｍ）に係合している、請求項２に記載の鉄筋結束機。
4. 　上記メインスリーブ（１１）とショートスリーブ（１６）とは、キー結合により係合される、請求項１～３のいずれかに記載の鉄筋結束機。
5. 　更に、上記メインスリーブ（１１）の外周に嵌合され、ワイヤのカッターを作動させるカッタリング（３２）、を具備し、
   　上記カッタリング（３２）は、上記ショートスリーブ（１６）とメインスリーブ（１１）に取り付けた止め輪（２９）とによって挟持固定される、請求項１～４のいずれかに記載の鉄筋結束機。
6. 　更に、
   　上記先端軸（１２）に嵌合したバネカラー（４０，４１）と、
   　上記先端軸（１２）の後端と結合して駆動モータの減速機構（１８）を構成するプラネットギアを回転自在に支持するプラネットケージ（２７）と上記メインスリーブ（１１）の後端との間に設けられ、上記バネカラー（４０，４１）の外側に配置された、圧縮バネ（３７）と、
   　を具備する、
   　請求項１～５のいずれかに記載の鉄筋結束機。
7. 　上記プラネットケージ（２７）と先端軸（１２）とは平行ピン（２８）で結合され、
   　上記平行ピン（２８）は、上記プラネットケージ（２７）の軸受（３０）によって抜け止めされる、
   　請求項６に記載の鉄筋結束機。
8. 　更に、上記プラネットケージ（２７）と後部バネカラー（４１）との間に設けられたバンパ（４２）、を具備する、請求項６又は７に記載の鉄筋結束機。
9. 　先端にフック（１０）が枢着されているスリーブ（１１，１６）と、
   　上記スリーブ（１１，１６）にスリーブ（１１，１６）の周方向に間隔をおいて設けられ、スリーブ（１１，１６）の軸方向に長い長いフィン（３３）及び軸方向に短い短いフィン（３４）と、
   　上記スリーブ（１１、１６）の内部に勘合された先端軸（１２）と、
   　上記先端軸（１２）に形成された螺旋状のネジ溝（１４）と、
   　上記スリーブ（１１、１６）の外部から内部へと貫通する嵌合開口（１３）と、
   　上記嵌合開口（１３）に嵌合し、上記ネジ溝（１４）に係合するキー（１５）と、
   　結束機本体（１）に設けられて上記長短のフィン（３３，３４）に係合可能な回転止め（３５）と、
   　上記先端軸（１２）の基部に設けた張出し部（２７）と上記スリーブ（１１，１６）の端面との間に設けられたバンパ（４２）と、
   　を具備し、
   　上記長いフィン（３３）が上記回転止め（３５）に係合したとき、上記先端軸（１２）の回転によって、スリーブ（１１，１６）が先端軸（１２）に対して前進して、フック（１０）によりワイヤ（Ｗ）を把持し、
   　先端軸（１２）の逆転によってスリーブ（１１，１６）が待機位置に後退して上記短いフィン（３４）と上記回転止め（３５）との係合が解除されたとき、先端軸（１２）とスリーブ（１１，１６）とが供回りして長いフィン（３３）が回転止め（３５）に係合して上記フック（１０）を所定の向きとし、
   　上記スリーブ（１１，１６）の後退移動時に、上記スリーブ（１１，１６）が上記バンパ（４２）に衝突して上記ネジ溝（１４）と上記キー（１５）との間に生じた摩擦力によって、上記先端軸（１２）とスリーブ（１１，１６）とが共回りする、
   　鉄筋結束機。
10. 　上記スリーブ（１１，１６）の後退移動時に上記短いフィン（３４）と上記回転止め（３５）との係合が解除した後、制御された一定回転数で上記スリーブ（１１，１６）は上記バンパ（４２）に衝突し、衝突時に上記バンパ（４２）を圧縮させたときの電流又は回転数の変化に基づいて駆動モータ（１７）を停止させる、
    　請求項９に記載の鉄筋結束機。
11. 　上記スリーブ（１１，１６）の後退移動時に上記短いフィン（３４）と上記回転止め（３５）との係合が解除した後、上記スリーブ（１１，１６）が上記バンパ（４２）に衝突する直前に、駆動モータ（１７）は低回転になるように制御され、
    　衝突時に上記バンパ（４２）を圧縮させたときの電流又は回転数の変化に基づいて上記駆動モータ（１７）を停止させる、
    　請求項９に記載の鉄筋結束機におけるワイヤ捩り機構。
12. 　上記スリーブ（１１，１６）が上記バンパに衝突したとき、上記バンパ（４２）を圧縮させたときの電流又は回転数の変化がモニタリングされ、上記駆動モータ（１７）は一定の回転数で回転された後に停止される、
    　請求項９に記載の鉄筋結束機におけるワイヤ捩り機構。

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