JPH0592105U - 結束用ワイヤの捩りトルク検出機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】減速機構の内歯歯車３８をハウジング４０内に
所定角度内で回転可能に設置し、内歯歯車３８を所定回
転方向に駆動する際にトルクが作用する方向に外部から
調整操作可能なバネ４２で付勢させ、上記内歯歯車３８
の外周面とハウジング４０間に内歯歯車３８がバネ付勢
力に抗して回転された状態を検出する捩りセンサ４４を
設け、該捩りセンサ４４の出力信号により駆動用モータ
の回転を停止させる。 【効果】被結束材８の周囲に巻回させたワイヤ５を被結
束材８の太さに関わりなく常に所定の捩りトルクまで捩
り軸１４を回転させることができるので、被結束材８の
径に関係なく同じ結束強度を確保できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、鉄筋等の被結束材をワイヤで結束する場合等において被結束材に巻 き回したワイヤの一部を捩る際に、ワイヤを捩る捩り駆動軸に加えられる捩りト ルクを検出するトルク検出機構に関するものである。

【０００２】

【従来技術】

この種のトルク検出機構としては、特公昭５９−３９０２７号公報に示される ように、モータのシャフトに結合された減速機構の出力軸と捩り軸との間にバネ 力により噛み合う凹凸部を形成したクラッチ機構を形成したものが一般に知られ ている。この機構は捩り時の負荷トルクが所定値に達するとバネ力に抗して凹凸 部の噛み合いが離れて出力軸と捩り駆動軸間で滑りを生じさせて所定トルク以上 のトルクが捩り駆動軸に掛らないようにしている。

【０００３】 しかしながら、このようなクラッチ機構は減速された出力軸と捩り軸間に配置 されるため、大きなトルクが作用するので凹凸部を噛み合わせるバネのバネ力は 大きなものが必要になり、組み付けや調整操作が煩わしくなるという問題がある 。

【０００４】 また、出力軸と捩り駆動軸間に軸方向に作動する可動のクラッチ部材を配置す る必要があり、またこれを押圧させるバネや更にバネ力を調整するための機構が 関連配置されるため、機構が大きくなりかつ重量が増大するという問題がある。

【０００５】 さらに、充電バッテリーを登載して駆動させる工具では、大きな電力消費のモ ータを所定トルクに達した後も回転させることは１充電当りの結束回数を減らし 、作業効率を低下させるという問題がある。

【０００６】

【考案の目的】 本考案は前記問題点を解消し、減速機構の出力軸と駆動用モータとの間に配置 され、結束用ワイヤの捩りトルク値の設定操作が容易にできるとともに、所定ト ルクを検出した後モータの回転を停止させることにより、モータの出力軸と捩り 駆動軸との間の滑りをなくして電力消費を節約することができる結束用ワイヤの 捩りトルク検出機構を提供することをその目的とする。

【０００７】

【目的を達成するための手段】

前記目的を達成するため、本考案に係る結束用ワイヤの捩りトルク検出機構は 、駆動用モータの出力軸に固定された太陽歯車と、この太陽歯車の外周に噛み合 う複数の遊星歯車と、遊星歯車の周囲に配置された内歯歯車とを有し、駆動用モ ータの出力軸の回転出力を減速して結束用ワイヤを捩る捩り駆動軸に伝達する減 速機構において、 内歯歯車をハウジング内に所定角度内で回転可能に設置するとともに、上記内 歯歯車を所定回転方向に駆動する際にトルクが作用する方向に外部から調整操作 可能なバネで付勢させ、上記内歯歯車の外周面とハウジング間に内歯歯車がバネ 付勢力に抗して回転された状態を検出する捩りセンサを設け、該捩りセンサの出 力信号により駆動用モータの回転を停止させる制御装置を備えたことを特徴とす る。

【０００８】

【作用】

前記構成の捩りトルク検出機構によれば、捩り機構の捩り駆動軸に加わる捩り トルクが所定値に達しないときは、内歯歯車は回転しないか回転しても回転量は 小さいから捩りセンサは作動しない。これに対し、捩り駆動軸に所定値以上の捩 りトルクが加わると、駆動用モータからの回転力を伝える太陽歯車が回転し、遊 星歯車が回転しても、捩り駆動軸には所定の捩りトルクが加わっているので、遊 星歯車の回転力の一部は内歯歯車に伝達され、内歯歯車がバネに抗して回転する 。内歯歯車が回転してその回転量が大きくなると、捩りセンサが内歯歯車が回転 したことを検出し、検出信号を出力する。この検出信号に基づいて制御装置が駆 動用モータを停止させる。

【０００９】 なお、捩りトルク値を調整するときは、外部から内歯歯車の回転抵抗となるバ ネの撓み度を調整してバネ力を必要なトルク値に合うように設定する。

【００１０】

【実施例】

図１は結束機を示すもので、該結束機は、レバーＬを引いて起動スイッチ１を オン操作することによりワイヤ送り用モータ２を作動させて送りローラ３を回転 させ、ボビン４上に巻装されたワイヤ５を直線状ガイド部６を介して弯曲状ガイ ド部７に連続供給し、弯曲状ガイド部７から繰り出されたワイヤ５を線材等の被 結束材８上に巻き回し、所定量が供給されたときにワイヤ送り用モータ２を停止 させた後、ワイヤ捩り機構ａに連動させて上記ワイヤ５を切断するとともに、ワ イヤ捩り機構ａにより駆動用モータ９を正方向に回転駆動してフック１０を前進 移動させてワイヤ５の環状部を把持させた後に捻回し、さらにワイヤ捻回時に捩 りトルクが所定のトルク値に至ると、捩りトルク検出機構ｂが作動して駆動用モ ータ９を逆方向回転に切り換え、ワイヤ捩り機ａを復帰作動させるものである。

【００１１】 以下、上記ワイヤ捩り機構ａと捩りトルク検出機構ｂについて順次詳しく説明 する。

【００１２】 ワイヤ捩り機構ａは、駆動用モータ９によってワイヤ５を把持するフック１０ を所定の把持位置と待機位置とに移動させるとともに、把持位置において上記駆 動用モータ９によって正方向に回転駆動されたときに被結束材８の周囲に巻回さ れた環状のワイヤ５の一部を把持して捻回し、逆方向に回転駆動されたときにワ イヤ５を解放するもので、図３のように駆動用モータに減速機構３３、３４を介 して連結された捩り駆動軸１３と、捩り駆動軸１３の前方の捩り軸１４とを同軸 上に配置し、捩り軸１４にフック１０を開閉自在に枢支するとともに、上記捩り 駆動軸１３と捩り軸１４の外周にはスリーブ１５を配置し、さらに上記スリーブ １５の外周面近傍に正回転ストッパ１６と逆回転ストッパ１７（図１参照）とを 配置することによって構成されている。

【００１３】 捩り駆動軸１３の外周面には螺旋溝１８が形成され、捩り駆動軸１３と捩り軸 １４とは同軸の回りを独立に回転するように連結されている。捩り軸１４にはフ ック１０の基端部が枢支されているとともに、フック１０の中央部には長孔１９ が貫通形成されている。

【００１４】 スリーブ１５は外側スリーブ１５ａと内側スリーブ１５ｂとを一体にピン結合 したもので、捩り駆動軸１３に対して回転自在で捩り駆動軸１３と捩り軸１４に 対しては軸方向に摺動自在に設けられている。

【００１５】 上記スリーブ１５の内面には上記螺旋溝１８に一部が嵌合されるボール２０の 収容部２１を形成し、スリーブ１５の先端側には上記フック１０の長孔１９内に 遊嵌されたピン２２が設けられ、その上下の対向壁にはフック１０の回動を許容 する切欠部２３が形成されている。また、上記スリーブ１５の外周面にはその周 方向に複数の突起２４が形成されている。該突起２４はスリーブ１５の長手方向 に長い突起２４ａと短い突起２４ｂとが形成されている。

【００１６】 正回転ストッパ１６と逆回転ストッパ１７とは、それぞれスリーブ１５の正方 向回転と逆方向回転を阻止するもので、上記スリーブ１５の外周面近傍の支持台 ２５上にスリーブ１５の軸方向と平行に配置されている。図４(b) に示されるよ うに、各ストッパ１６、１７は一方向にのみ回転するように枢支され、バネ２６ により逆方向に付勢されている。

【００１７】 上記正・逆回転ストッパ１６、１７とスリーブ１５の突起２４とは、捩り駆動 軸１３が正方向回転したときには上記突起２４が正回転ストッパ１６と係合して 初期位置のスリーブ１５の正方向回転を阻止するとともに捩り駆動軸１３の螺旋 溝１８に沿ってボール２０とともにスリーブ１５を前方に摺動させてフック１０ を閉じ方向に回動させ、スリーブ１５の摺動端位置において正回転ストッパ１６ と突起２４との係合が解離してスリーブ１５と捩り駆動軸１３とを一体で正方向 回転させる一方、捩り駆動軸１３が逆方向回転したときには常時突起２４と逆回 転ストッパ１７とが係合してスリーブ１５を初期位置に摺動させるように形成さ れている。

【００１８】 また、図１に示すように、上記スリーブ１５の基端部には径方向に張出す張出 板２７が固定され、該張出板２７の後面にマグネット２８ａが固定されている。 一方、減速機構２９のカバー体３０の前面にはホール素子２８ｂが配置され、上 記マグネット２８ａとホール素子２８ｂとによりワイヤ捩り機構ａが所定の戻り 位置にあることを検出する戻り位置検出センサ２８が構成されている。

【００１９】 上記ワイヤ捩り機構ａによれば、ワイヤ５がワイヤ送り用モータ２により所定 量送り込まれ、被結束材８の周囲に巻回されて環状部が形成された後、駆動用モ ータ９が正方向回転に起動すると、捩り駆動軸１３が正方向に回転駆動される。 これによって捩り駆動軸１３の外周面に形成した螺旋溝１８とスリーブ１５の収 容部２１に遊嵌されているボール２０を介してスリーブ１５に回転力が伝達され るが、スリーブ１５の突起２４と正回転ストッパ１６との当接によりスリーブ１ ５の回転が阻止されるため、スリーブ１５は螺旋溝１８内のボール２０を介して 軸方向に摺動する（図４(a) (b) 参照）。スリーブ１５の摺動とともにピン２２ も移動するから捩り軸１４に枢支されているフック１０が閉じ方向に回転され、 スリーブ１５の先端部との間で環状に巻回されているワイヤ５の一部を把持する 。なお、スリーブ１５が摺動する際に張出板２７も摺動するから、その摺動途中 で図１に示す切断機構ｃの作動片３０を押圧作動させる。これによってロッド３ １が作動し、さらに剪断用カッター３２がワイヤガイド４５に対して回転駆動さ れてワイヤ５は弯曲状ガイド部７の手前で切断される。

【００２０】 螺旋溝１８内のボール２０が溝１８の端部に到達するとスリーブ１５は摺動端 に至るから、図５(a) (b) のように、この位置で正回転ストッパ１６と突起２４ との係合関係が解離してスリーブ１５は駆動軸と一体に回転される。スリーブ１ ５はフック１０と回転方向に一体であるのでワイヤ５を把持したフック１０も回 転駆動されてワイヤ５の捻回が行なわれる。この間逆回転ストッパ１７は突起２ ４と係合するが逃げ方向に回転される。

【００２１】 次に、後述の捩りトルク検出機構ｂにより所定の負荷トルクが検出されて駆動 用モータ９が逆方向に回転することにより、捩り駆動軸１３及び捩り軸１４とと もにスリーブ１５も逆方向に回転駆動されるが、スリーブ１５の突起２４が逆回 転ストッパ１７に当接して逆方向回転が阻止される（図６(a) (b) 参照）。この 場合、スリーブ１５外周面の突起２４は円周方向に複数個形成され、スリーブ１ ５の逆方向回転の回転量が小さくてすむように形成されている。回転量が多いと ワイヤ５の捩りが戻されてしまうからである。スリーブ１５の逆転阻止によりス リーブ１５は螺旋溝１８とボール２０の作用によって戻り方向に摺動する（図７ 、図８の各(a) (b) 参照）。このときピン２２も同方向に移動するからフック１ ０が開動作してワイヤ５の把持部を解放する。

【００２２】 スリーブ１５が図９(a) (b) に示す待機位置に戻ると、戻り位置検出センサ２ ８がこれを検出して検出信号を出力し、制御装置により駆動用モータ９が停止さ れ、結束動作が完了する。

【００２３】 なお、スリーブ１５の外周に形成した複数の突起２４のうち１つが長く形成さ れており、スリーブ１５の戻り方向スライドの途中で短い突起２４と逆回転スト ッパ１７との係合が解離してフック１０が再び回転されて長い突起２４と係合し て回転停止される。この長い突起２４と逆回転ストッパ１７の係合位置がフック １０の正規の待機位置（初期位置）となる。

【００２４】 次に、捩りトルク検出機構ｂは上記ワイヤ捩り機構ａの作動時にその所定捩り トルクにより作動するもので、駆動用モータ９とワイヤ捩り機構ａとの間に配置 された２段の減速機構３３、３４（図１参照）のうち１段目の減速機構３３に設 けられている。すなわち、減速機構３３は、図２に示されるように、駆動用モー タ９の出力軸３５に固定された太陽歯車３６と、この太陽歯車３６の外周に噛み 合う複数の遊星歯車３７及び遊星歯車３７の周囲に配置された内歯歯車３８とか ら構成されている。上記遊星歯車３７は２段目の減速機構３４の太陽歯車３６の 軸（図示せず）の端面に軸着され、さらに該軸は２段目の減速機構３４により減 速されて上記ワイヤ捩り機構ａの捩り駆動軸１３に連結されている。これにより 、上記出力軸３５は減速されて捩り駆動軸１３に伝達されるのである。

【００２５】 １段目の減速機構３３において、内歯歯車３８はハウジング４０内に所定角度 内で回転可能に設置されているとともに、外周面には径方向に突出する突部３９ が形成され、該突部３９とハウジング４０の側壁に螺入したバネ受けネジ軸４１ との間にはバネ４２が取り付けられ、該バネ４２により上記内歯歯車３８は所定 回転方向に駆動する際にトルクが作用する方向に付勢されている。上記バネ受け ネジ軸４１の頭部４３はハウジング４０の外部に突出している。

【００２６】 また、上記内歯歯車３８の外周面とハウジング４０間に内歯歯車３８がバネ付 勢力に抗して回転された状態を検出する捩りセンサ４４が設けられている。該捩 りセンサ４４はマグネット４４ａとホール素子４４ｂとからなり、マグネット４ ４ａは上記突部３９の先端に固定され、またホール素子４４ｂは内歯歯車３８が 上記バネ４２に抗して回転して上記突部３９が所定の距離だけ移動した位置に対 向する位置に配置されている。

【００２７】 さらに、ハウジング４０には捩りセンサ４４の出力信号により駆動用モータ９ の同方向回転を停止させる制御装置が設けられている。該制御装置は図示しない マイコンチップ上に構成されている。

【００２８】 前記構成の捩りトルク検出機構ｂによれば、ワイヤ捩り機構ａの捩り駆動軸１ ３に加わる捩りトルクが所定値に達しないときは、内歯歯車３８は回転しないか 回転しても回転量は小さいから捩りセンサ４４は作動しない。ところが、捩り駆 動軸１３に所定値以上の捩りトルクが加わると、捩り用駆動用モータ９からの回 転力を伝える太陽歯車３６が回転し、遊星歯車３７が回転しても、捩り駆動軸１ ３には所定の捩りトルクが加わっているので、遊星歯車３７の回転力の一部は内 歯歯車３８に伝達され、内歯歯車３８がバネ４２に抗して回転する。内歯歯車３ ８が回転してその回転量が大きくなると、突部３９の先端のマグネット４４ａが ホール素子４４ｂに近接し（図２の点線参照）、捩りセンサ４４が内歯歯車３８ が回転したこと、つまり捩りトルク検出機構ｂが作動したことを検出し、検出信 号を出力する。この検出信号に基づいて制御装置が駆動用モータ９を停止させる 。したがって、被結束材８の周囲に巻回させたワイヤ５を被結束材８の太さに関 わりなく常に所定の捩りトルクまで捩り軸１４を回転させることができるので、 被結束材８の径に関係なく同じ結束強度を確保でできる。

【００２９】 なお、捩りトルク値を調整するときは、バネ受けネジ軸４１の頭部４３をドラ イバ等で回し操作してバネ受けネジ軸４１のハウジング４０内への進入度を調整 することにより、バネ４２の撓み度を変えてバネ力を必要なトルク値に合うよう に設定することができる。

【００３０】

【効果】

本考案によれば、外部から減速機構の内歯歯車の回転に抵抗を付与するバネの 調整操作ができるから、結束用ワイヤの捩り時の捩りトルク値の設定操作を容易 に行なうことができる。また、捩りトルク検出機構により、被結束材の周囲に巻 回させたワイヤを被結束材の太さに関わりなく常に所定の捩りトルクまで捩り軸 を回転させることができるので、被結束材の径に関係なく同じ結束強度を確保で きる。さらに、所定トルクを検出した後モータの回転を停止させることにより、 モータの出力軸と捩り駆動軸との間の滑りをなくすることができるので、電力消 費を節約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る結束機の中央縦断面図である。

【図２】図１のＸーＸ線上の断面図である。

【図３】(a) (b) は上記結束機のワイヤ捩り機構の要部
の縦断面図及び横断面図である。

【図４】(a) (b) はそれぞれ上記捩り機構の作動開始時
の正面図及び側面図である。

【図５】(a) (b) はそれぞれ上記捩り機構の正転時の正
面図及び側面図である。

【図６】(a) (b) はそれぞれ上記捩り機構の逆転開始時
の正面図及び側面図である。

【図７】(a) (b) はそれぞれ上記捩り機構におけるフッ
ク開き時の正面図及び側面図である。

【図８】(a) (b) はそれぞれ上記捩り機構の戻り作動時
の正面図及び側面図である。

【図９】(a) (b) はそれぞれ上記捩り機構の初期位置の
正面図及び側面図である。

【符号の説明】

ａ ワイヤ捩り機構 ｂ 捩りトルク検出機構 ５ ワイヤ ９ 駆動用モータ １３ 捩り駆動軸 ３５ 出力軸 ３６ 太陽歯車 ３７ 遊星歯車 ４２ バネ ３８ 内歯歯車 ４４ 捩りセンサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動用モータの出力軸に固定された太陽
   歯車と、この太陽歯車の外周に噛み合う複数の遊星歯車
   と、遊星歯車の周囲に配置された内歯歯車とを有し、駆
   動用モータの出力軸の回転出力を減速して結束用ワイヤ
   を捩る捩り駆動軸に伝達する減速機構において、 内歯歯車をハウジング内に所定角度内で回転可能に設置
   するとともに、上記内歯歯車を所定回転方向に駆動する
   際にトルクが作用する方向に外部から調整操作可能なバ
   ネで付勢させ、上記内歯歯車の外周面とハウジング間に
   内歯歯車がバネ付勢力に抗して回転された状態を検出す
   る捩りセンサを設け、該捩りセンサの出力信号により駆
   動用モータの回転を停止させる制御装置を備えたことを
   特徴とする結束用ワイヤの捩りトルク検出機構。