JP7469971B2 - 鉄筋結束機 - Google Patents
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Description
図1に示すように、鉄筋結束機2は、複数の鉄筋RをワイヤWで結束する鉄筋結束機である。例えば、鉄筋結束機2は、直径が16mm以下の細径の鉄筋Rや、直径が16mmよりも大きい(例えば直径が25mmまたは32mmの)太径の鉄筋RをワイヤWで結束する。ワイヤWの直径は、例えば、0.5mmから2.0mmの間の値である。
図4に示すように、ワイヤ送り機構38は、送りモータ50と、減速部52と、送り部54を備えている。送りモータ50は、図示省略の配線によって制御回路基板36に接続されている。送りモータ50は、バッテリパックBから供給される電力によって駆動する。送りモータ50は、制御回路基板36によって駆動を制御される。減速部52は、例えば遊星歯車機構を備えており、送りモータ50の回転を減速して送り部54に伝達する。
図6に示すように、ワイヤ案内機構40は、ガイド部材82と、上側カールガイド84と、可動ガイドピン88と、可動ガイドプレート90と、固定ガイドピン92と、下側カールガイド94と、を備えている。
図10、図11に示すように、鉄筋当接機構42は、コンタクトアーム118と、アームホルダ120と、圧縮バネ122と、磁石ホルダ124と、センサ基板126を備えている。コンタクトアーム118は、上側ベース部材98よりも右側で前後方向に延びる右側アーム部118aと、上側ガイドカバー100よりも左側で前後方向に延びる左側アーム部118bと、上側ベース部材98、上側カールガイド84および上側ガイドカバー100よりも上側で左右方向に延びており、右側アーム部118aの後端と左側アーム部118bの後端を連結する連結部118cを備えている。右側アーム部118aと左側アーム部118bは、右ハウジング18および左ハウジング20の前端よりも前方に向けて突出している。右側アーム部118aの前方下面には、上側ベース部材98の下面よりも下方に配置された右側当接部118dが形成されている。左側アーム部118bの前方下面には、上側ガイドカバー100の下面よりも下方に配置された左側当接部118eが形成されている。コンタクトアーム118は、左右方向に延びる揺動軸120aを介して、アームホルダ120に揺動可能に支持されている。アームホルダ120は、右ハウジング18と左ハウジング20に固定されている。圧縮バネ122は、コンタクトアーム118の連結部118cとアームホルダ120の間に配置されている。圧縮バネ122は、コンタクトアーム118をアームホルダ120に対して、右側当接部118dと左側当接部118eが下方へ向かう方向に付勢する。磁石ホルダ124は、コンタクトアーム118の右側アーム部118aの後端近傍に固定されている。磁石ホルダ124は、永久磁石124aを備えている。センサ基板126は、右ハウジング18に固定されている。センサ基板126は、永久磁石124aからの磁気を検出する磁気センサ126aを備えている。センサ基板126は、図示省略の配線によって制御回路基板36に接続されている。永久磁石124aと磁気センサ126aによって、当接検出センサ125(図29参照)が構成されている。
図12に示すように、ワイヤ切断機構44は、固定カッタ部材128と、可動カッタ部材130と、第1レバー部材132と、第2レバー部材134と、リンク部材136と、捩りバネ138を備えている。図6に示すように、固定カッタ部材128と可動カッタ部材130は、ワイヤ案内機構40においてガイド部材82から上側カールガイド84に向けてワイヤWが送られる経路上に配置されている。固定カッタ部材128は、下側ベース部材96に固定されている。固定カッタ部材128には、ワイヤWが通過する孔128aが形成されている。可動カッタ部材130は、固定カッタ部材128の周りを摺動して回動可能に、固定カッタ部材128に支持されている。可動カッタ部材130は、ワイヤWが通過可能な開口130aを備えている。図6に示すように、可動カッタ部材130の開口130aと固定カッタ部材128の孔128aが連通している状態(以下では、連通状態ともいう)では、ガイド部材82から延びるワイヤWは、固定カッタ部材128の孔128aと可動カッタ部材130の開口130aを通過することができる。この状態から、可動カッタ部材130が固定カッタ部材128に対して図6に示す方向D3に回動した状態(以下では、切断状態ともいう)となると、固定カッタ部材128と可動カッタ部材130によってワイヤWが切断される。
図14に示すように、ワイヤ捩り機構46は、捩りモータ140と、減速部142と、保持部144と、回転制限部145を備えている。捩りモータ140は、図示省略の配線によって制御回路基板36に接続されている。捩りモータ140は、バッテリパックBから供給される電力によって駆動する。捩りモータ140は、制御回路基板36によって駆動を制御される。減速部142は、例えば遊星歯車機構によって、捩りモータ140の回転を減速して保持部144に伝達する。捩りモータ140と減速部142は、右ハウジング18および左ハウジング20に固定されている。
図23に示すように、鉄筋押圧機構48は、コンタクトプレート208,210と、ベース部材212,214と、ロッドガイド216,218と、前側プッシュロッド220,222(図24参照)と、後側プッシュロッド224,226と、ガイドプレート228,230と、ロッドホルダ232,234を備えている。
次に、鉄筋結束機2の動作について説明する。鉄筋結束機2は、動作モードとして単発モードが選択されている場合、トリガスイッチ14がオフからオンに切り替わると、ユーザから鉄筋Rの結束を指示されたと判断して、結束動作を実行する。また、鉄筋結束機2は、動作モードとして連発モードが選択されている場合、トリガスイッチ14がオンとなっており、かつ当接検出センサ125がオフからオンに切り替わると、ユーザから鉄筋Rの結束を指示されたと判断して、結束動作を実行する。
初期状態から、送りモータ50が正回転すると、ワイヤ送り機構38は、リール33に巻回されているワイヤWを所定長さだけ送り出す。ワイヤWの先端部は、固定カッタ部材128、可動カッタ部材130、左側ワイヤ通路196、上側ワイヤ通路102、下側ワイヤ通路112、右側ワイヤ通路194を順に通過する。これにより、ワイヤWが鉄筋Rの周りに円環状に巻回される。ワイヤWの送り出しが完了すると、送りモータ50が停止する。
送り出し工程の終了後、捩りモータ140が正回転すると、スクリューシャフト164が左ねじの方向に回転する。この際に、アウタスリーブ168は、回転制限部145によって左ねじの方向の回転が禁止されている。このため、アウタスリーブ168が、インナスリーブ166とともに、クランプシャフト172に対して前進し、右側クランプ174が全閉状態となり、左側クランプ176が半開状態となる。これにより、ワイヤWの先端が右側クランプ174とクランプシャフト172によって保持される。ワイヤWの先端を保持したことが検知されると、捩りモータ140が停止する。
先端保持工程の終了後、送りモータ50が逆回転すると、ワイヤ送り機構38は、鉄筋Rの周りに巻回されたワイヤWを引き戻す。ワイヤWの先端は、右側クランプ174とクランプシャフト172に保持されているので、鉄筋Rの周りのワイヤWが縮径する。ワイヤWの引き戻しが完了すると、送りモータ50は停止する。
引き戻し工程の終了後、捩りモータ140が正回転すると、スクリューシャフト164が左ねじの方向に回転する。この際に、アウタスリーブ168は、回転制限部145によって左ねじの方向の回転が禁止されている。このため、アウタスリーブ168が、インナスリーブ166とともに、クランプシャフト172に対して前進し、左側クランプ176が全閉状態となる。これにより、ワイヤWの終端が左側クランプ176とクランプシャフト172によって保持される。
終端保持工程の終了後、捩りモータ140がさらに正回転すると、スクリューシャフト164が左ねじの方向に回転する。この際に、アウタスリーブ168は、回転制限部145によって左ねじの方向の回転が禁止されている。このため、アウタスリーブ168が、インナスリーブ166とともに、クランプシャフト172に対してさらに前進し、プッシュプレート170が第2レバー部材134の上端を前方に向けて押し倒す。これにより、固定カッタ部材128と可動カッタ部材130によってワイヤWが切断される。ワイヤWの切断が完了すると、捩りモータ140は停止する。
切断工程の終了後、捩りモータ140がさらに正回転すると、スクリューシャフト164が左ねじの方向に回転する。この際に、アウタスリーブ168は、回転制限部145によって左ねじの方向の回転が許容されており、アウタスリーブ168、インナスリーブ166、クランプシャフト172、右側クランプ174、左側クランプ176が、一体となって左ねじの方向に回転する。これにより、鉄筋Rの周りに巻回されたワイヤWが捩られる。ワイヤWの捩りが完了すると、捩りモータ140は停止する。
切断工程の終了後、あるいは捩り工程の終了後に、捩りモータ140が逆回転すると、スクリューシャフト164が右ねじの方向に回転する。この際に、アウタスリーブ168は、回転制限部145によって右ねじの方向の回転が禁止されている。このため、アウタスリーブ168が、インナスリーブ166とともに、クランプシャフト172に対して後退する。左側クランプ176が半開状態を経て全開状態となり、かつ右側クランプ174が全開状態となる。また、可動カッタ部材130が連通状態となる。その後、回転制限部145によって右ねじの方向の回転が許容されると、アウタスリーブ168、インナスリーブ166、クランプシャフト172、右側クランプ174、左側クランプ176が、一体となって右ねじの方向に回転する。ロングフィン198bが下側ストッパ204に当接すると、アウタスリーブ168の回転が再び禁止されて、アウタスリーブ168が、インナスリーブ166とともに、クランプシャフト172に対して再び後退する。ワイヤ捩り機構46が初期状態に復帰したことが検知されると、捩りモータ140が停止する。
1回巻回方式の結束動作を行う場合、鉄筋結束機2は、送り出し工程、先端保持工程、引き戻し工程、終端保持工程、切断工程、捩り工程、初期状態復帰工程を順に実行する。この場合、図25に示すように、ワイヤ送り機構38によってワイヤWが送り出され、図26に示すように、ワイヤ捩り機構46によってワイヤWの先端が保持され、ワイヤ送り機構38によってワイヤWが引き戻され、ワイヤ捩り機構46によってワイヤWの終端も保持され、ワイヤ切断機構44によってワイヤWが切断される。この状態から、ワイヤ捩り機構46によってワイヤWが捩られる。
2回巻回方式の結束動作を行う場合、鉄筋結束機2は、送り出し工程、先端保持工程、引き戻し工程、終端保持工程、切断工程を順に実行した後、初期状態復帰工程を行う。この場合、図25に示すように、ワイヤ送り機構38によって1周目のワイヤWが送り出され、図26に示すように、ワイヤ捩り機構46によって1周目のワイヤWの先端が保持され、ワイヤ送り機構38によって1周目のワイヤWが引き戻され、ワイヤ捩り機構46によって1周目のワイヤWの終端も保持され、ワイヤ切断機構44によって1周目のワイヤWが切断される。この状態から、ワイヤ捩り機構46は、1周目のワイヤWの先端の保持と後端の保持を解除する。その後、鉄筋結束機2は、送り出し工程、先端保持工程、引き戻し工程、終端保持工程、切断工程、捩り工程、初期状態復帰工程を順に実行する。この場合、図27に示すように、ワイヤ送り機構38によって2周目のワイヤWが送り出され、図28に示すように、ワイヤ捩り機構46によって1周目のワイヤWの先端と2周目のワイヤWの先端が保持され、ワイヤ送り機構38によって2周目のワイヤWが引き戻され、ワイヤ捩り機構46によって1周目のワイヤWの終端と2周目のワイヤWの終端が保持され、ワイヤ切断機構44によって2周目のワイヤWが切断される。この状態から、ワイヤ捩り機構46によって1周目のワイヤWと2周目のワイヤWが捩られる。
図29に示すように、制御回路基板36には、制御電源回路300、MCU(Micro Control Unit)302、モータ制御信号出力先切換回路304、モータ回転信号入力元切換回路306、ゲートドライブ回路308、310、インバータ回路312、314、電流検出回路316、ブレーキ回路318、320等が設けられている。
MCU302は、主電源がオンになると、図30-図32の処理を実行する。
鉄筋結束機2において、ユーザが、ワイヤWの結束力だけでなく、ワイヤWの巻回数も設定可能であってもよい。例えば、図1に示す第2操作表示部34が、結束力増加スイッチ34cと、結束力低減スイッチ34dの代わりに、結束力設定スイッチ(図示せず)と、巻回数設定スイッチ(図示せず)を備えていてもよい。この場合、設定表示LED34bは、通常時は消灯しており、巻回数設定スイッチが操作されると、点灯してワイヤWの巻回数の現在の設定に応じたワイヤWの結束力の推奨設定値を表示する。この状態から、巻回数設定スイッチが操作されると、ワイヤWの巻回数の設定値が1と2の間で切り替わり、それに応じて設定表示LED34bに表示されるワイヤWの結束力の推奨設定値も切り替わる。ワイヤWの巻回数が1に設定されている場合は、ワイヤWの結束力の推奨設定値は1となる。この状態から、結束力設定スイッチが操作されると、ワイヤWの結束力の現在の設定が推奨設定値とされた上で、設定表示LED34bにワイヤWの結束力の現在の設定が表示される。その後、結束力設定スイッチが操作されるごとに、ワイヤWの結束力の設定は1段階ずつ上がっていき、ワイヤWの結束力の設定値が6の状態から、結束力設定スイッチが操作されると、ワイヤWの結束力の設定値は1に戻る。ワイヤWの巻回数が2に設定されている場合は、ワイヤWの結束力の推奨設定値は6となる。この状態から、結束力設定スイッチが操作されると、ワイヤWの結束力の現在の設定が推奨設定値とされた上で、設定表示LED34bにワイヤWの結束力の現在の設定が表示される。その後、結束力設定スイッチが操作されるごとに、ワイヤWの結束力の設定は1段階ずつ下がっていき、ワイヤWの結束力の設定値が1の状態から、結束力設定スイッチが操作されると、ワイヤWの結束力の設定値は6に戻る。設定表示LED34bがワイヤWの結束力の現在の設定を表示した状態で、結束力設定スイッチや巻回数設定スイッチが操作されないまま所定時間が経過すると、設定表示LED34bは再び消灯する。なお、ユーザが、ワイヤWの巻回数も設定可能である場合、図30に示す処理のS8において、MCU302が、第2操作表示部34で設定されているワイヤWの巻回数をワイヤWの巻回数Nに設定することで、鉄筋結束機2は、設定されたワイヤWの巻回数に応じた結束動作を実行することができる。
4 :本体
6 :グリップ
8 :バッテリ取付部
10 :リールホルダ
12 :トリガ
14 :トリガスイッチ
16 :ハウジング
16a :窓
18 :右ハウジング
20 :左ハウジング
22 :モータカバー
24 :第1操作表示部
24a :主電源スイッチ
24b :主電源LED
24c :モード切換スイッチ
24d :モード表示LED
26 :ホルダハウジング
26a :回動軸
26b :収容空間
26c :孔
28 :カバー部材
30 :捩りバネ
32 :ロックレバー
33 :リール
34 :第2操作表示部
34a :設定切換スイッチ
34b :設定表示LED
34c :結束力増加スイッチ
34d :結束力低減スイッチ
36 :制御回路基板
38 :ワイヤ送り機構
40 :ワイヤ案内機構
42 :鉄筋当接機構
44 :ワイヤ切断機構
46 :ワイヤ捩り機構
48 :鉄筋押圧機構
50 :送りモータ
52 :減速部
54 :送り部
56 :コイル
58 :ティース
60 :ステータ
62 :ロータ
64 :センサ基板
66 :ホールセンサ
66a :第1ホール素子
66b :第2ホール素子
66c :第3ホール素子
68 :ベース部材
70 :ガイド部材
70a :ガイド孔
72 :駆動ギヤ
74 :第1送りギヤ
74a :溝
76 :第2送りギヤ
76a :溝
78 :リリースレバー
78a :揺動軸
80 :圧縮バネ
82 :ガイド部材
82a :孔
84 :上側カールガイド
88 :可動ガイドピン
90 :可動ガイドプレート
92 :固定ガイドピン
94 :下側カールガイド
94a :揺動軸
94b :当接片
96 :下側ベース部材
96a :揺動軸
98 :上側ベース部材
100 :上側ガイドカバー
102 :上側ワイヤ通路
104 :スイングプレート
104a :後端
106 :補助ベース部材
106a :揺動軸
108 :圧縮バネ
110 :スライドプレート
110a :長孔
112 :下側ワイヤ通路
114 :捩りバネ
116 :開閉検出器
116a :ケース
116b :レバー
117 :開閉検出センサ
118 :コンタクトアーム
118a :右側アーム部
118b :左側アーム部
118c :連結部
118d :右側当接部
118e :左側当接部
120 :アームホルダ
120a :揺動軸
122 :圧縮バネ
124 :磁石ホルダ
124a :永久磁石
125 :当接検出センサ
126 :センサ基板
126a :磁気センサ
128 :固定カッタ部材
128a :孔
130 :可動カッタ部材
130a :開口
132 :第1レバー部材
134 :第2レバー部材
136 :リンク部材
138 :捩りバネ
140 :捩りモータ
142 :減速部
144 :保持部
145 :回転制限部
146 :コイル
148 :ティース
150 :ステータ
152 :ロータ
154 :センサ基板
156 :ホールセンサ
156a :第1ホール素子
156b :第2ホール素子
156c :第3ホール素子
158 :ベアリングボックス
160 :キャリアスリーブ
160a :クラッチ溝
160b :第1壁部
160c :第2壁部
162 :クラッチプレート
162a :クラッチ片
164 :スクリューシャフト
164a :後部
164b :前部
164c :フランジ
164d :ボール溝
164e :係合部
166 :インナスリーブ
166a :ボール孔
166b :フランジ
168 :アウタスリーブ
168a :スリット
170 :プッシュプレート
170a :永久磁石
170b :ロッド溝
170c :ロッド溝
172 :クランプシャフト
172a :平板部
172b :開口
172c :フランジ
172d :孔
174 :右側クランプ
174a :ベース部
174b :下側突出部
174c :上側突出部
174d :当接部
174e :上側ガード部
174f :前側ガード部
174g :カム孔
174h :カム孔
176 :左側クランプ
176a :ベース部
176b :ピン保持部
176c :下側突出部
176d :当接部
176e :後側ガード部
176f :前側ガード部
176g :カム孔
176h :カム孔
178 :ベアリング
180 :圧縮バネ
181 :圧縮バネ
182 :ピン
184 :カムスリーブ
185 :ボール
186 :カムスリーブ
188 :支持ピン
190 :支持ピン
192 :クッション
194 :右側ワイヤ通路
196 :左側ワイヤ通路
198 :フィン
198a :ショートフィン
198b :ロングフィン
200 :ベース部材
200a :揺動軸
200b :揺動軸
201 :捩りバネ
202 :上側ストッパ
202a :規制片
203 :捩りバネ
204 :下側ストッパ
204a :規制片
205 :初期状態検出センサ
206 :センサ基板
206a :磁気センサ
206b :磁気センサ
207 :先端保持検出センサ
208 :コンタクトプレート
208a :揺動軸
210 :コンタクトプレート
210a :揺動軸
212 :ベース部材
214 :ベース部材
216 :ロッドガイド
218 :ロッドガイド
220 :前側プッシュロッド
222 :前側プッシュロッド
224 :後側プッシュロッド
226 :後側プッシュロッド
228 :ガイドプレート
230 :ガイドプレート
232 :ロッドホルダ
234 :ロッドホルダ
236 :捩りバネ
238 :捩りバネ
240 :第1圧縮バネ
242 :第1圧縮バネ
244 :第2圧縮バネ
246 :第2圧縮バネ
300 :制御電源回路
302a :モータ制御信号出力ポート
302b :モータ回転信号入力ポート
302c :汎用入出力ポート
304 :モータ制御信号出力先切換回路
306 :モータ回転信号入力元切換回路
308 :ゲートドライブ回路
310 :ゲートドライブ回路
312 :インバータ回路
314 :インバータ回路
316 :電流検出回路
318 :ブレーキ回路
320 :ブレーキ回路
Claims (7)
- 鉄筋結束機であって、
鉄筋の周りにワイヤを送り出し、前記ワイヤの先端近傍を把持し、前記ワイヤを引き戻し、前記ワイヤを切断する巻回工程と、
前記ワイヤを捩る捩り工程を実行可能であって、
ユーザから前記鉄筋の結束を指示された時に、前記巻回工程を複数回行った後に、前記捩り工程を行う、複数回巻回方式の結束動作を実行可能であり、
前記複数回巻回方式の前記結束動作では、複数の前記巻回工程の間には、前記捩り工程が実行されない、鉄筋結束機。 - 前記ユーザから前記鉄筋の結束を指示された時に、前記巻回工程を1回行った後に、前記捩り工程を行う、1回巻回方式の結束動作も実行可能である、請求項1の鉄筋結束機。
- 前記巻回工程を1回行うと、前記鉄筋の周りに前記ワイヤが1周巻回される、請求項1または2の鉄筋結束機。
- 前記ユーザが、前記捩り工程における前記ワイヤの結束力を設定可能であり、
前記巻回工程を行う回数が、設定された前記結束力に応じて決定される、請求項1から3の何れか一項の鉄筋結束機。 - 前記ユーザが、前記巻回工程における前記ワイヤの巻回数を設定可能であり、
前記巻回工程を行う回数が、設定された前記巻回数に応じて決定される、請求項1から3の何れか一項の鉄筋結束機。 - 前記ワイヤを切断する切断機構と、
前記切断機構を駆動するモータを備えており、
前記巻回工程において、前記モータの負荷に基づいて、前記ワイヤが切断されたか否かを判断する、請求項1から5の何れか一項の鉄筋結束機。 - 前記巻回工程において、前記モータの回転速度または前記モータを流れる電流が所定の条件を満たす場合に、前記ワイヤが切断されたと判断する、請求項6の鉄筋結束機。
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