説明

人為駆動型結束工具

【課題】結束工具を人力駆動構造のものとして、内蔵電動モータを持つ従来の電動型結束工具に比べて廉価に構成し、少量生産する小規模な工場や、個人商店、或いは開発途上国等においても用いることが可能となる廉価型の結束工具を実現し、提供する。
【解決手段】結束バンド1を送出して結束対象Wに巻付けて引き締めて結束する一連の結束動作を行う工具本体Hと、人力操作によって工具本体Hに一連の結束動作を行うに必要な動力を供給すべく構成される人為動力部Kと、人為動力部Kにて生じた動力を工具本体Hの動力入力部nに伝動する伝動機構Dとを有するとともに、人為動力部Kの操作量が、工具本体Hにおける結束動作のワンサイクルを遂行するに必要な動力量を発生する規定のレベルに達した場合にのみ、次の結束動作の開始が可能となるように機能する不完全結束防止手段Fを装備した人為駆動型結束工具Aを構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、それ自身には駆動源を持たない構造の結束工具を、人力を用いて駆動させるようにした人為駆動型結束工具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
結束工具は、結束対象を専用の結束バンド(「結束タイ」又は単に「タイ」とも呼ばれる)で巻き付けて結束するものであり、結束対象としては、電線群、パイプ群、各種長尺商品等、種々のものがあるが、代表的なものとしては、自動車、建機、作業機等の車両に多用されるワイヤハーネスがある。従来、この種の結束工具としては、特許文献1や特許文献2において開示されたように、工具本体と、その下方に付設される握り用のハンドルと、工具本体の先端部に装備される一対の嘴部材とを有したハンディ型のものが知られている。郵送
【0003】
これら特許文献1,2において開示される結束工具は、その一連の動作が電動モータで駆動される電動型のものであり、結束するに必要な機械装置類の他に、駆動用の電動モータ、電気回路、表示ランプ類、各種センサ類、電気スイッチ類等の多くの電気関連部品や装置類が必要であり、結束工具トータルとしては比較的高価なものになっていた。
【0004】
従って、少量生産する小規模な工場や、個人商店、或いは開発途上国等において用いるには高価であることが難点となり、結束作業の機械化が困難であるのが実情であった。しかしながら、結束操作を人為作業で賄うには労力が掛かり過ぎるとともに作業効率も芳しくないので、廉価型の結束工具への要求が高まって来ている。
【特許文献1】特開平10−180646号公報
【特許文献2】特開平10−250707号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、結束バンドを用いて機械的に結束できる便利な結束工具を、その駆動源を工具に内蔵される電動モータではなく、人力によって駆動させる構造のものとして、内蔵電動モータを持つ従来の電動型結束工具に比べて廉価に構成し、少量生産する小規模な工場や、個人商店、或いは開発途上国等においても用いることが可能となる廉価型の結束工具を実現し、提供できるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1に係る発明は、人為駆動型結束工具において、結束バンド1を送出して結束対象Wに巻付けるとともに引き締めて結束する一連の結束動作を行うための工具本体Hと、人力操作によって前記工具本体Hに前記一連の結束動作を行うに必要な動力を供給すべく前記工具本体Hとは別体のものとして構成される人為動力部Kと、前記人為動力部Kにて生じた動力を前記工具本体Hの動力入力部nに伝動する伝動機構Dとを有するとともに、前記人為動力部Kの操作量が、前記工具本体Hにおける結束動作のワンサイクルを遂行するに必要な動力量を発生する規定のレベルに達した場合にのみ、次の結束動作の開始が可能となるように機能する不完全結束防止手段Fが装備されることを特徴とするものである。
【0007】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の人為駆動型結束工具において、前記人為動力部Kは、足踏みによる強制下降移動並びに足踏み解除による上昇復帰移動が自在な人為操作ペダル4を有する人力ペダル装置に構成され、
前記伝動機構Dは、前記人為操作ペダル4による押し引き動力を前記動力入力部nに伝動するボーデンワイヤ5を有して構成され、
前記動力入力部nは、前記ボーデンワイヤ5による押し引きのいずれか一方の動きで入力軸34を所定の方向に強制回転させ、かつ、押し引きのいずれか他方の動きによっては前記入力軸34が回転しないように機能する一方向クラッチCr付の動力変換機構Eを有して構成され、
前記不完全結束防止手段Fは、前記一方向クラッチCrにおけるラチェット43とこれに噛合い可能なクラッチ爪42aとが、前記人為操作ペダル4の限界迄への踏み込み後における上昇復帰移動に伴って互いに異なる組み合わせに変更されるように前記一方向クラッチCrを設定することで構成されていることを特徴とするものである。
【0008】
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の人為駆動型結束工具において、前記動力変換機構E、前記ボーデンワイヤ5のインナーケーブル5Aに連結されるラックギヤ30と、前記入力軸34に嵌装されるピニオンギヤ31とを咬合する状態に相対配置して成るラック&ピニオン32に構成され、前記一方向クラッチCrは、前記ピニオンギヤ31側に一体回転状態に枢支されるラチェット43と、前記入力軸34側に一体回転状態に設けられる複数のクラッチ爪42aとで構成されており、
前記不完全結束防止手段Fは、前記人為操作ペダル4の最踏み込みによる前記ラチェット43の回動移動量が、隣合う前記クラッチ爪42aどうしの周方向間隔よりも僅かに上回る状態に設定することで構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、駆動源を人力に求める構造の結束工具としたので、電動モータやそれに伴う電源回路、表示ランプ等の比較的高価な電気関係部品や装置一式が工具本体には一切不要となり大幅なコストダウンが行えるものとなる。但し、人為動力部としての駆動機構は必要にはなるが、それは一般的なもの(揺動ペダル、操作ハンドル等)で良いことから、従来の電動型結束工具のような専用の電気設備に比べて遥かに廉価なもので賄えるので、トータルとしては明確なコストダウンが可能になる。その結果、結束バンドを用いて機械的に結束できる便利な結束工具を、その駆動源を工具に内蔵される電動モータではなく、人力によって駆動させる構造のものとして、内蔵電動モータを持つ従来の電動型結束工具に比べて廉価に構成し、少量生産する小規模な工場や、個人商店、或いは開発途上国等においても用いることが可能となる廉価型の結束工具を実現し、提供することができる。
【0010】
加えて、詳しくは実施形態の項において説明するが、不完全結束防止手段を設けたことにより、人為動力部の操作を途中で止め、そこから一旦操作初期位置に戻った状態の人為動力部を再び操作した場合でも、人為動力部をその操作範囲の最後まで操作すれば結束動作のワンサイクルが所期通りに行われて良好に結束できるようになる。これにより、何らかの不都合や故障が生じて人為動力部の操作を途中で中断してから再操作しても、次回からの結束動作が不能となることなく良好に結束させることができる利点がある。
【0011】
不完全結束防止手段としては、請求項2のように、人為操作ペダルの踏込み力をボーデンワイヤを介して結束工具の動力入力部に伝える構造とし、動力入力部に装備される一方向クラッチにおけるラチェットとクラッチ爪との咬合状態が、人為操作ペダルが限界まで操作されない限りは変更されないように設定するという、比較的廉価な構成を採るものとすることができる。加えて、請求項3のように、人為操作ペダルによるボーデンワイヤの押引き操作を入力軸の回転に変える動力変換機構として、一般的な装置であるラック&ピニオンを採択するとともに、人為操作ペダルの踏込みによるラチェットの回転移動量を、周方向で隣り合うクラッチ爪の周方向間隔より僅かに大として、廉価な構成で確実に作動する構成を採れば一層好都合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下に、本発明による人為駆動型結束工具並びにこれを用いた人力駆動式定置型結束装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は人力駆動式定置型結束装置として用いる使い方の一例を示す全体図、図2〜図6は工具本体に関する各図、図7〜図11は動力供給部としての人力ペダル装置に関する各図、図12〜図19は工具本体における結束の各工程の概略の動作状況を示す作用図、図20は従来の電動モータ内臓の結束工具を示す一部切欠きの平面図、図21〜図24は不完全結束防止手段の構造を示す各図である。
【0013】
〔実施例1〕
本発明による人為駆動型結束工具Aは、図1に示すように、結束バンド1を送出して結束対象Wに巻付けるとともに引き締めて結束する一連の結束動作を行うための工具本体Hと、工具本体Hに一連の結束動作を行うに必要な駆動力を供給可能な工具本体Hとは別体の人為動力部Kと、人為動力部Kに生じた動力を工具本体Hの動力入力部nに伝動するための伝動機構Dとを有して構成されている。
【0014】
図1に示す状態は、前記人為駆動型結束工具Aを用いて人力駆動式定置型結束装置Gとされたものであり、工具本体Hは、支持部3に取付装備されて作業台(作業机)2に載置されるとともに、人為動力部Kは、足踏み操作される人為操作ペダル4を有する人力ペダル装置に構成されている。そして、伝動機構Dは、人力ペダル装置Kと動力入力部nとを連動連結するボーデンワイヤ5を設けて構成されている。つまり、作業椅子6に腰掛けている作業者Mは、工具本体Hにおける上下一対の嘴部材7,8で挟まれる結束用空間Sに、ワイヤーハーネス等の結束対象Wを両手等を使ってセットした状態で人為操作ペダル4を踏み下ろすことにより、結束バンド1(後述)を用いて所定の結束圧で結束対象Wを結束することができる。尚、9は工具本体Hに連続的に結束バンド1を供給すべく、工具本体Hに支持される回転リールである。
【0015】
工具本体Hは、駆動源(動力源)としての電動モータ47が内蔵された公知の電気式自動結束工具(図20参照)Bを利用したものであり、結束作動に必要な各種機構類はそのままにして、電動モータ及びこれの駆動回路やセンサ類、スイッチ類、配線等の電気駆動部の関係部品)だけを一切省き、その代わりに外部からの動力を受け入れるため動力入力部nが装備されて成る外部動力型の結束工具として構成されている。このように、電気駆動型を人力駆動型に変更することにより、結束工具Aとして必要となるコストを約半分にまで減らせることが可能なシステムが実現されている。次に、人為駆動型結束工具Aを構成する各部の構造について詳しく説明する。
【0016】
工具本体Hは、図2〜図6に示すように、手指で握って支持するためのグリップ部11を下側に有する本体ボディ10に、回転リール9(図1参照)、送出し機構a、嘴開閉機構b、引締め機構c、切断機構dを装備するとともに、本体ボディ10の左側面に構成される動力入力部nを有して構成されている。尚、動力入力部n以外の箇所については公知に付き、概略説明に止めるものとする。本体ボディ10内には、動力入力部nからの回転動力を増速して入力するカウンタ軸12と、このカウンタ軸12に咬合して減速駆動回転されるカム軸13と、カム軸13によって駆動される送出し軸14、カム軸13の左端に取付けられるカム15等が装備されている。後述する結束動作のワンサイクルは、カウンタ軸13が丁度1回転する間に為されるように構成されている。
【0017】
さて、回転リール9は、前後のステー10sによって本体ボディ10の上方位置において前後軸心(図示省略)周りに回転自在に枢支されており、図示は省略するが、多数の結束バンド1が並列に接続されて成る結束バンド帯が巻回装備される。つまり、回転リール9を巻き解し回転させることにより、巻回されている結束バンド帯から検束バンド1を本体ボディ10の上端部に順次供給することができるように構成されている。
【0018】
送出し機構aは、図13,図14に示すように、バンド部1Vとこのバンド部1Vを逆戻り規制状態で挿通自在なヘッド部1Hとを有して成る結束バンド1を、ワイヤーハーネス(結束対象の一例)Wに巻付けるべく供給位置s(図14参照)から送出し完了位置k(図14参照)まで押出し移動させるものであり、湾曲変位自在な柔軟性を有した材料から成る長尺状のスパイラル16と、このスパイラル16の歯部16aに咬合する歯部17aを有するギヤ状輪体17、ギヤ状輪体17に咬合連動される入力ギヤ18、入力ギヤ18に咬合する短ラック19、カム軸13に装着される駆動アーム20の先端部と短ラック19とに亘って架設される連動リンク21等を有して構成されている。
【0019】
嘴開閉機構bは、図12等に示すように、第1支点P1(図17参照)を中心として揺動可能に本体ボディ10の先端上部に配備される上嘴部材7と、第2支点P2(図15参照)を中心として揺動可能に本体ボディ10の先端下部に配備される下嘴部材8とを有して構成されている。これら上下に対向配備される結束バンド案内用の一対の嘴部材7,8を、これら両者7,8の上下間に形成される結束用空間Sに結束対象Wを取り込むべく互いに離れる方向に移動した開き姿勢(図12参照)と、これら両者7,8が互いに近接する第1閉じ姿勢(図13参照)及び第2閉じ姿勢(図16参照)とに切換自在である。
【0020】
第1閉じ姿勢は、図13に示すように、上嘴部材7のみが下降揺動して各嘴部材7,8の先端部どうしが密着近接する状態の姿勢(下嘴部材8は依然として待機位置にある)であり、送出し機構aで送り出されてくる結束バンド1を結束用空間Sに取り込まれている結束対象Wに巻付けるに適した状態を形成している。第2閉じ姿勢は、図15に示すように、第1閉じ姿勢において下嘴部材8が所定範囲で上昇揺動した状態の姿勢であり、この第1閉じ姿勢から第2閉じ姿勢への動作により、先端がヘッド部1Hの間際まで近接されているバンド部1Vを、ヘッド部1Hに挿通させること(バンド挿通工程)ができるようになっている。
【0021】
引締め機構cは、図14〜図16に示すように、結束対象Wに巻回されているバンド部1Vを引き締めるべく、バンド部1Vにおけるヘッド部1Hを挿通しているバンド先端部1vを強制的に引張り自在なものであり、中間ギヤ22を介してカム軸13で駆動回転される引締めドラム23と、この引締めドラム23の上方において近接配備される前後一対の回転自在な挟持ドラム24,25とを設けて構成されている。つまり、嘴開閉機構bが第2姿勢になることで送られてくるバンド先端部1vが、常時駆動回転されている引締めドラム23と第1挟持ドラム24との間に達するので、そのバンド先端部1vが引締め機構cに引き込まれると共に引締めドラム23と第2挟持ドラム25との間から斜め下方に送出されることにより、バンド部1Vを引張っての引締め動作を一瞬のうちに行うことが可能に構成されている。
【0022】
切断機構dは、図17に示すように、下嘴部材8の根元部の直上において本体ボディ10の先端部内に装備される上下向きのカッター(切断刃)26と、このカッター26の上部両脇において係合する状態で第1支点P1を中心として揺動自在な駆動レバー27とを有して構成されている。つまり、カム軸13に取付けられているカッターカム28が駆動レバー27を蹴って上昇揺動させることでカッター26が上昇移動し、引締めが完了した後のバンド部1Vをヘッド部1Hの間際位置において切断するように構成されている。切断された余剰バンド部1yは、グリップ部11の前方に形成されている回収部29に落下して蓄えられる。
【0023】
動力入力部nは、図2〜図5に示すように、人力ペダル装置Kに生じた動力をボーデンワイヤ5を介してカウンタ軸12に伝動するためのものであり、ボーデンワイヤにおけるインナケーブル5Aの先端部が連結自在なラックギヤ30と、このラックギヤ30に咬合するピニオンギヤ31とを備えて、インナケーブル5Aのアウタケーブル5B内への引き込まれ移動をピニオンギヤ31の回転運動に変換するラック&ピニオン32を有するとともに、インナケーブル5Aをアウタケーブル5Bから抜出す方向に復帰付勢する圧縮コイルバネ33が装備されている。ピニオンギヤ31を有する入力軸34には、カウンタ軸12の小径ギヤ35に咬合する大ギヤ36が取付けられており、ラックギヤ30のスライド移動量を増幅してカウンタ軸12を回転駆動するように構成されている。
【0024】
本体ボディ10の左側面には、側面視で横長のコ字状を呈する板材から成るレールブラケット37が固定されており、その上面及び下面の中央部には前後に延びるレール溝38,38が形成されている。レールブラケット37の先端側には、上下のレール溝38,38にレール突起39a,39aが嵌合する状態で先端バネ座39が前後スライド自在に装備されており、この先端バネ座39と根元側の固定バネ座40との間に圧縮コイルバネ33が装備されている。先端バネ座39前側の支持部39bには、ラックギヤ30の根元側端部がボルト連結されており、インナケーブル5Aを引張れば、圧縮コイルバネ33をその弾性力に抗して圧縮させてラックギヤ30を引き込み方向にスライド移動させることができ、インナケーブル5Aの引張りを解除すれば、圧縮コイルバネ33の弾性力によってラックギヤ30をスライド移動させて始端位置に自己復帰させることができる。
【0025】
つまり動力入力部nは、図4〜図6,図21に示すように、ボーデンワイヤ5による押し引きのいずれか一方の動きで入力軸34を所定の方向に強制回転させ、かつ、押し引きのいずれか他方の動きによっては入力軸34が回転しないように機能する一方向クラッチCr付の動力変換機構Eを有して構成されている。これにより、ピニオンギヤ31は、矢印イ方向(図4参照)には大ギヤ36と(入力軸34と)一体回転し、矢印ロ方向(図4参照)にはピニオンギヤ31のみが回転する。一方向クラッチCrは、図6に示すように、ピニオンギヤ31にボルト止めされるハウジング41と、入力軸34と一体回転する状態でピニオンギヤ31及びハウジング41に内嵌されるクラッチ回転体42と、ハウジング41内に枢支されるラチェット43と、ラチェット43をクラッチ回転体42外周のクラッチ爪42aに咬合する方向に弾性付勢する捩りバネ44とを有して構成されている。
【0026】
参考として、図20に、電動モータ47で駆動する従来型の結束工具Bの概略の内部構造を示す平面図が示されている。その電動型結束工具Bにおいては、カウンター軸12とモータ軸47aとはベベルギヤ機構61を介して連動連結されており、カウンター軸12が外部には突出しない構成となっている。これに対して本発明による外部駆動型結束工具Aでは、図5に示すように、カウンター軸12を延長して工具本体Hから左側方に突出させ、その突出端の小径ギヤ35に咬合する大ギヤ36を有する入力軸34、及びボーデンワイヤ5で入力軸34を回転させるためのラック&ピニオン32等を工具本体Hとカバーフレーム62との間に配置して成る動力入力部nを新たに構成し、電動モータ47を省略した構造のものである。
【0027】
次に、動力供給部である人力ペダル装置Kについて説明する。図7〜図11に示すように、人力ペダル装置Kは、足踏みによる強制下降揺動並びに足踏み解除による上昇復帰揺動が自在にベース部材48に枢支される揺動ペダル(被操作具の一例)4と、ベース部材48に立設された縦フレーム49に上下スライド移動自在に支持される可動部材45と、同様に縦フレーム49に上下スライド移動自在に支持される連動機構46とを有して構成されている。
【0028】
ベース部材48は、左右端が上方に折り曲げられて補強される鋼板製のものであり、その根元側に揺動ペダル4を枢支するための左右一対の挿通孔48a,48aが形成されている。揺動ペダル4は、横断面形状が下向きコ字状であり、かつ、ベース部材48の挿通孔48a,48aに両端が支承される支軸4aが根元側端に固着される鋼板プレス製のものであり、先端側の左右中央部には矩形で凹入したような形状の逃がし切欠き4Aが形成されている。
【0029】
縦フレーム49は、ベース部材48の先端側部分に固定される底板49A、右縦壁部材49B、左縦壁部材49C、前壁部材49Dを有して構成されており、右縦壁部材49Bの内側に形成される右縦溝49b、及び左縦壁部材49Cと前壁部材49Dとの前後方向隙間で形成される左縦溝49cとにより、縦フレーム49内に収容される状態の可動部材45を上下スライド移動自在に支持している。可動部材45は、ボーデンワイヤ5のインナケーブル5A先端の太鼓部5aを枢支するための引掛け穴45aと、トルクリミッタTr(後述)を形成すべく側面に形成された凹部45bと、右及び左の縦溝49b,49cに嵌り込んで摺動するための左右一対の軸突起45c、45cとを有する角ブロックで形成されている。つまり、縦フレーム49には、アウタケーブル5Bを受止める支持部Siが形成され、可動部材45には、インナケーブル5Aを連結するための連結部Reが形成されている。
【0030】
連動機構46は、軸材から成る左右一対の当接部材50a,50a、底部材50b、バネ収容用の角筒空間部50c、及びスライド用の左右一対で上下に長尺状の縦レール突起50d,50dを有する中間体50と、圧縮型のコイルバネ51と、コイルバネ51の先端側に装備されるクラッチ部材52等を有するとともに、可動部材45に所定以上の駆動方向への負荷が作用するに伴って、揺動ペダル4と可動部材45との連動を断つトルクリミッタTrが装備されている。
【0031】
中間体50は、その左右の縦レール突起50d,50dが縦フレーム49の内面側に形成された左右のスライド溝49d、49dに嵌合することによって所定範囲内で上下スライド移動自在に縦フレーム49に支持されており、揺動ペダル4が踏込まれると、左右に四箇所並列形成されているペダル短壁4bが左右の当接部材50a,50aを押すことにより、強制的に下方にスライド移動されるように構成されている。コイルバネによって前方突出付勢されるクラッチ部材52は、縦フレーム49の内部に位置しており、クラッチ部材52の先端部に枢支されて回転自在なローラ52aが、可動部材45の凹部45bに押圧されながら嵌り込むように設定されている。
【0032】
凹部45bは、ローラ52aの外郭形状に沿うように、側面視において略半円形の形状を呈しており、かつ、その下端部は斜め下方に削られたような傾斜面45dに形成されている。つまり、図10に示すように、通常は可動部材45と中間体52とは一体上下スライド移動する状態にあり、揺動ペダル4が踏込まれるに従って中間体52及び可動部材45が一体で下降移動し、それによってインナケーブル5Aが強制的に引張り操作される。インナケーブル5Aが引張られると、動力入力部nのラック&ピニオン32が作動して入力軸34が矢印イ方向に回転駆動される(図4参照))。
【0033】
但し、上下の嘴部材7,8間に想定外の大きさの異物が挟まれる等、何らかの原因によって工具本体Hに駆動部分やボーデンワイヤ5に、即ち可動部材45の押下げ力に過大な負荷が作用する場合には、図11に示すように、ローラ52aと傾斜面45dとの当接によるクラッチ部材52を中間体50側に(図11の矢印ハ方向に)押し戻す分力が、コイルバネ51の押圧付勢力を上回り、その結果ローラ52aが凹部45cから抜け出て中間体50のみが下方にスライド移動する状態、所謂「空踏み状態」になる。故に、トラブルに気付かずに揺動ペダル4を大なる操作力で踏み込むようなことがあると、トルクリミッタTrが自動的に作動して所定以上の押下げ力が可動部材45には伝わらないようになり、それによって工具本体の駆動が中断されて故障を未然に防止できるようになっている。
【0034】
つまり、トルクリミッタTrは、可動部材45と、これの移動方向に沿っての移動が自在であり、かつ、揺動ペダル4によって強制下降移動操作される中間体50とのうちの可動部材(いずれか一方の一例)45の側壁に形成された凹部45bと、この凹部45bに嵌り込むようにコイルバネ(弾性機構の一例)51によって突出付勢される状態で中間体50と可動部材45とのうちの中間体(いずれか他方の一例)50に支持されるクラッチ部材52とから成り、可動部材45に作用する駆動方向(図11の矢印ニの方向)の負荷が所定値以下のときは、クラッチ部材52が凹部45bに嵌り込んでいて中間体50と可動部材45とが一体的に移動し、可動部材45に作用する駆動方向の負荷が所定値を越えるときは、凹部45bに設けられた傾斜面45dによる分力によってクラッチ部材52を中間体50に押し戻す力がコイルバネ51による突出付勢力を上回ることでクラッチ部材52が凹部45bから抜け出す状態に設定されている。
【0035】
トルクリミッタTrが作動して空踏み状態になったときは、まず、一対の嘴部材7,8間に挟まっている異物を取り除く等のトラブルを解消する操作を行う。このとき圧縮コイルバネ33の復帰力によりラックギヤ30を待機位置に戻すようになり、それによってインナケーブル5Aが引張られて可動部材45を最上昇した待機位置に戻すように作用する。空踏みされて下降している揺動ぺダル4は中間体50を手指で持ち上げ操作する等によって上昇移動させ、ローラ52aが(クラッチ部材52が)凹部45cに嵌り込む通常の状態に戻し操作し、その後に揺動ぺダル4の踏込み操作を再開するようになる。
【0036】
次に、動力入力部nに装備されている不完全結束防止手段Fについて説明する。不完全結束防止手段Fは、例えば、揺動ペダル4の踏み操作を途中で止め、そこから上限に揺動復帰した待機位置T0(図21参照)に戻った揺動ペダル4を再び踏み込み操作した場合でも、下限まで揺動ペダル4を踏み込めば結束動作のワンサイクルが所期通りに行われて良好に結束できるようにするためのものであり、人為動力部Kにて生じた動力を工具本体Hの動力入力部nに伝動する伝動機構Dとを有するとともに、人為動力部Kの操作量が、工具本体Hにおける結束動作のワンサイクルを遂行するに必要な動力量を発生する規定のレベルに達した場合にのみ、次の結束動作の開始が可能となるように機能するものに構成されている。
【0037】
より具体的に説明すると、不完全結束防止手段Fは、図21,及び図22〜図24に示すように、実質的には一方向クラッチCrで構成されている。一方向クラッチCrは、揺動ペダル4の踏み込みによる下降揺動によって入力軸34を矢印ト方向に強制的に回転させて工具本体Hを駆動させ、足踏み解除に伴う揺動ペダル4の上昇揺動によっては入力軸34がいずれの方向にも回転せず停止したままとなるようにピニオンギヤ31を空回りさせる機能を発揮するものであり、クラッチ爪42aは、クラッチ回転体42の外周において互いに180度離れた位置に計二箇所形成されている。
【0038】
つまり動力変換機構Eは、実施例1の人為駆動型結束工具Aにおいては、一方向クラッチCr付のラック&ピニオン32で構成されている。ラック&ピニオン32は、ボーデンワイヤ5のインナーケーブル5Aに連結されるラックギヤ30と、入力軸34に嵌装されるピニオンギヤ31とを咬合する状態に相対配置して構成されており、一方向クラッチCrは、ピニオンギヤ31側に一体回転状態に枢支されるラチェット43と、入力軸34側に一体回転状態に設けられる2個(複数の一例)のクラッチ爪42aとで構成されている。そして、不完全結束防止手段Fは、揺動ペダル4の最踏み込みによるラチェット43の回動移動量が、隣合うクラッチ爪42a,42aどうしの周方向間隔よりも僅かに上回る状態に設定することで構成されている。つまり、一方向クラッチCrにおけるラチェット43とこれに噛合い可能なクラッチ爪42aとが、揺動ペダル4の限界迄への踏み込み後における上昇復帰移動に伴って互いに異なる組合せに変更されるように一方向クラッチCrを設定することで構成されている。
【0039】
動力変換機構Eによる作用を説明する。揺動ペダル4が踏み込まれておらず待機位置T0にある状態では、図22(b)に示すように、ラックギヤ30も待機位置t0にあってラチェット43とクラッチ爪42aとはクラッチ回転体42の周方向で互いに若干離れる位置関係(図21において入力軸34の上に仮想線で描かれたラチェット43を参照)になっている。そして、図21に示すように、揺動ペダル4の待機位置T0から開始位置T1への僅かな踏み込みによるラックギヤ30の矢印ホ方向への僅かな移動により、ラチェット43が矢印リ方向に移動して上側のクラッチ爪42aに当接する開始状態(図21に示す状態であって図19におけるスタート地点t1に相当)がもたらされる。尚、図21〜図24に示すmは、ラックギヤ30の基準位置を示す図面上の三角マークである。
【0040】
さらに揺動ペダル4が踏み込まれてラックギヤ30が矢印ホ方向に移動されるに従い、ピニオンギヤ31が矢印ト方向に、かつ、ラチェット43が矢印リ方向に回転してクラッチ爪42aを押し駆動させ、クラッチ回転体42を、即ち入力軸34を矢印ト方向に回転させて工具本体Hを駆動する。そして、揺動ペダル4の下端位置T2への踏み込みに伴うラックギヤ30の限界まで、即ちフィニッシュ地点t2への引き込まれ移動により、図22(a)に示すように、クラッチ回転体42及び入力軸34が開始状態から180度回転し、結束動作のワンサイクルが行われる。
【0041】
図22(b)に示すように、踏み込みが解除されて揺動ペダル4が最上昇した待機位置T0に戻るに伴い、フィニッシュ地点t2にあるラックギヤ30が矢印ヌ方向に移動してスタート地点t1を若干通り越した待機位置t0に戻ると、ピニオンギヤ31及びラチェット43が図22(a)に示す位置から矢印ル方向に180度強戻り回転移動し、もう一方のクラッチ爪42aを乗り越えて若干行き過ぎた箇所において止まる待機状態に戻るのである。このスタート地点t1と待機位置t0との間隔が若干の遊び代となり、次に揺動ペダル4が踏み込まれるときに、ラチェット43が確実にクラッチ爪42aを矢印リ方向(図21参照)に押し駆動できるようになっている。つまり、ラックギヤ30の2回の引き込まれ移動で入力軸が丁度1回転し、それによって結束動作のツーサイクルが行われるように、クラッチ爪42aがクラッチ回転体42に周方向で2箇所形成されている。
【0042】
次に、何らかの都合によって揺動ペダル4の踏み込みが途中で中断されて踏み込みが解除され、再び踏み込まれる操作が為された場合について説明する。図23(a)に示すように、図21に示す開始状態から、例えば入力軸34が矢印ト方向に約1/4回転する中途位置T3にて揺動ペダル4の踏み込みが中断又は解除されると、クラッチ回転体42はその位置(途中位置t3にあるラックギヤ30に対応した位置)で回転停止する。これに対して途中位置t3にあるラックギヤ30は、中途位置T3にある揺動ペダル4の踏み込み解除に伴い、図23(b)に示すように、圧縮コイルバネ33の付勢力によって待機位置t0に戻るようになる。この状態では、クラッチ回転体42はラックギヤ30の途中位置t3に対応した回転位置にあり、ラチェット43は待機位置t0に対応した初期位置〔図22(b)参照〕に戻っている。
【0043】
そして、最上昇位置に戻っている揺動ペダル4を再び踏み込み操作して、待機位置t0にあるラックギヤ30〔図23(b)参照〕を矢印ホ方向に移動させると、ラチェット43がクラッチ爪42aに当接するまでは、図24(a)に示すように、クラッチ回転体42は引き続き停止したままでピニオンギヤ31のみが回転する空回り状態になる。ラチェット43がクラッチ爪42aに当接してからは、ラチェット43がクラッチ爪42aを押し駆動する状態に戻り、クラッチ回転体42と一体でピニオンギヤ31が回転移動する。尚、図24(a)は、待機位置T0から再踏込みされた揺動ペダル4が中途位置T3に戻る直前の状態として描いてある。
【0044】
そして、揺動ペダル4が再び下端位置T2まで踏み込み操作された状態では、図24(b)に示すように、クラッチ爪42aは、正規に揺動ペダル4が下限まで踏み込み操作された場合と同じ位置まで回転移動されることになり、途中で踏み込み操作が中断されて再踏み込みされても、結果として結束工具Hは結束動作の正規のワンサイクルが行われるようになる。これは、要するに、結束動作のワンサイクルを行うに必要なクラッチ回転体42の半回転の間には、即ちクラッチ回転体42の外周の半分の区間にはクラッチ爪42aを1箇所のみ設けることにより(クラッチ爪42aは、クラッチ回転体42には計2箇所形成される)、踏み込み途中で揺動ペダル4を戻してピニオンギヤ31を逆回転させても、一方のクラッチ爪42aから逆方向に離れ移動するラチェット43が他方のクラッチ爪42aを乗り越えることが生じない状態に構成されていることによる効果である。
【0045】
例えば、クラッチ爪42aがクラッチ回転体42に周方向で均等角度毎に5箇所形成されているような場合には、図23(a)に示すようにピニオンギヤ31が1/4回転(90度)されてから元に戻されると、周方向で72度離れている手前のクラッチ爪42aを逆方向に乗り越してしまい、次に揺動ペダル4を正規に踏み込むと、ピニオンギヤ31が、即ち入力軸34が1/2回転以上回転することになり、結束動作がワンサイクル以上行われた状態が次からの動作起点になってしまい、実質上結束不能になる、という不都合が生じる。これに対して、結束動作のワンサイクルが為されるに必要となるクラッチ回転体42の回転角度に対してクラッチ爪42aを1箇所のみ設ける本発明の構成では、そのような不都合が生ぜず、揺動ペダル4を踏み込み途中で中断する操作を何回繰り返しても、下端位置T2まで踏み込むことによって必ず正規の結束動作のワンサイクルを行うに丁度必要なだけの入力軸34の回転移動が為されるように工夫されており、良好に結束作業を続行することができるものとなっている。
【0046】
次に、揺動ペダル4の踏込みによる結束動作のワンサイクルについて概略説明する。外部駆動型結束工具Aにおいては、揺動ペダル4の1回の踏込み操作によって1サイクルの結束動作が行える公知のものであって、その動作工程としては、大別して結束バンド供給工程、結束用空間閉塞工程、結束バンド送出し工程、ヘッド部挿通工程、バンド引締め工程、余剰バンド切断工程から成っている。尚、結束の1サイクルは、カム15(カム軸13)が丁度1回転する間に全て行われるように設定されている。
【0047】
結束バンド供給工程は、回転リール9等から供給されて来る結束バンド1を、工具本体H上部のバンド装填部56に供給する工程である。即ち、図12(a)に示すように、揺動ペダル4の踏込みに従ってラックギヤ30が引張られ、矢印ホ方向に動いて入力軸34が矢印イ方向に所定角度回転し、カウンタ軸34が矢印ヘ方向に回転してカム軸13及びカム15が待機位置〔図12(a)に示す位置〕から矢印ト方向に回転し始める。すると、図12(b)に示すように、カム15が矢印ト方向に回ると中間リンク53が矢印チ方向に回動して縦ラック部材54を下降スライド移動させて、そのラックギヤ部54aに咬合する受動ギヤ部55aを有するバンド巻回用のドラム55が回動し、工具本体Hの上方に装備されている回転リール9から巻き解されてドラム55に巻付けられている結束バンド帯(図示省略)から1個の結束バンド1が、工具本体Hのバンド装填部56に供給される。尚、仮想線で描かれている結束バンド1は、次の結束1サイクルで使用予定のものである。
【0048】
結束用空間閉塞工程は、上嘴部材7を下降揺動させて結束用空間Sを閉空間とする工程である。即ち、図13に示すように、カム軸13及びカム15が更に所定角度矢印ト方向に回転することにより、上嘴部材7の図示しない工具本体内部側部分と、カム軸13と一体回転する図示しない上ガイドカムとによる連動機構(図示省略)により、上嘴部材7が工具本体Hの円弧状レール部57に沿って下降揺動移動し、その先端部が位置固定されている下嘴部材8の先端部と接触して結束用空間Sを閉塞する。これにより、結束用空間S内に取り込まれている結束対象Wの結束用空間Sからの抜け出しが阻止され、結束バンド1の巻付け準備が整った状態がもたらされる。この場合、常時駆動されている送出し機構aにより、結束バンド1を後押しする部材であるスパイラル16が待機位置から移動され始めており、図13に示すように、バンド装填部56の結束バンド1は若干前方に押し出された位置にある。
【0049】
結束バンド送出し工程は、スパイラル16を押出駆動して結束バンド1を、供給位置sから送出し完了位置kまで送出す工程である。図14に示すように、スパイラル16はその内側の全面に歯部16aが形成されて柔軟な合成樹脂材料(可撓性を有する材料)等から成るベルト状のものであり、その歯部16aが咬合する歯部17aを有するギヤ状輪体17を、連動リンク21及び駆動アーム20を介してカム軸13で回転駆動することにより、収納筒58(図18,19参照)に収納されているスパイラル16を強制駆動移動させることができるように構成されている。
【0050】
つまり、カム15(カム軸13)がさらに矢印ト方向に回転することにより、その回転角度域においては常時駆動されている送出し機構aによるギヤ状輪体17の回転速度が増速されることになり、スパイラル16が急速に押出移動されて結束バンド1を素早く送出し完了位置kまで押出移動させることができる。送出し完了位置kまで送出された状態では、図14に示すように、バンド部1Vは上下の嘴部材7,8の内面側に形成されている各々のガイド溝(符記せず)で案内されて結束対象Wを囲繞するように巻付け移動されており、バンド部1Vの先端部はヘッド部1Hの直ぐ横に位置する設定とされている。
【0051】
ヘッド部挿通工程は、先端部がヘッド部1Hの直ぐ横に位置しているバンド部1Vを、ヘッド部1Hに挿通させる工程である。即ち、図15に示すように、カム15(カム軸13)がさらに所定角回転し、それによって図示しない構造によって連動連係されている作動フォーク59が、支点P2で回動自在な下嘴部材8をその根元側端部に作用して上昇揺動させる。このとき上嘴部材7は位置固定されているので、閉塞空間である結束用空間Sとしての周長が狭められたバンド部1Vは、その先端部からヘッド部1Hの挿通孔1hを挿通し、引締めドラム23と第1挟持ドラム24との間に刺さり込む状態となるまで押し出されるのである。このとき、送出し機構aが戻り作動し始め、スパイラル16は送出し完了位置から若干戻り移動した状態になっている。
【0052】
バンド引締め工程は、バンド部1Vにおけるヘッド部1Hを挿通した先端部分を引張って結束対象Wに弛み無く強く巻付ける工程である。即ち、図16に示すように、第1及び第2挟持ドラム24,25は弾性機構60によって常時回転する引締めドラム23に押圧付勢されているので、ヘッド部挿通工程によって先端が第1挟持ドラム24と引締めドラム23間に達したバンド部1Vは、引締め機構cによって瞬間的に引張られるとともに、第2挟持ドラム25と引締めドラム23との間で挟持されることによって引張られ方向が横向きから斜め下方向きに変更された状態で送出される。この引締め工程は、高速回転する引締めドラム23を用いることで瞬時に行われるので、カム15(カム軸13)は図15に示す位置から極僅かしか回転せず、従って、図15と図16とでは結束バンド1以外については便宜上同じとして描いてある。
【0053】
余剰バンド切断工程は、バンド部1Vにおけるヘッド部1Hを通ってその先に出ている余剰バンド部分を切り落とす工程である。即ち、図17に示すように、下嘴部材8の支点P2付近における工具本体Hには、縦向き姿勢で昇降移動自在なカッター26を有する前述の切断機構dが配備されており、バンド引締め工程の終了とほぼ同時にカッターカム28が駆動レバー27を押上げることでカッター26が上昇移動し、ヘッド部1Hの近傍においてバンド部1Vを切断する。切断後の余剰バンド部1yは落下移動して回収部29に回収される。またこのときには、上嘴部材7は上昇揺動して、かつ、下嘴部材8は下降揺動して、それぞれの待機位置に戻る動作も行われるようになっている。
【0054】
余剰バンド切断工程の終了状態(図17の状態)からカム15(カム軸13)が所定角回転して、図18に示すように待機位置から弱1回転する間に、結束バンド1で結束された結束対象Wが結束用空間Sから外部へ移動されるとともに、送出し機構aが戻り作動してスパイラル16は、その大部分が収容筒58に挿入される状態で工具本体Hの内部に収容された待機位置に戻り移動する。そして、紙12Aに蹴られることで縦ラック部材54が元の待機位置に向って上昇移動して受動ギヤ部55aを逆回転駆動するが、受動魏藪55a部分に装備されている一方向クラッチ(図示省略)の機能により、ドラム55(図12参照)は回動が停止したままとなっている。また、カッター26は下降移動される。
【0055】
そして、カム15(カム軸13)が丁度1回転すると、図19に示すように、次の結束作動に備えるべく各部が図12(a)に示す待機状態に戻るのである。この結束の1サイクルに要するラックギヤ30の移動ストロークLは、図12(a)と図19とのそれぞれのラックギヤ30における入力軸34の軸心直上に位置するスタート地点t1とフィニッシュ地点t2との間隔として定義される。そして、そのインナケーブル5Aの移動ストロークLを生じさせるように、操作人力ペダル装置Kにおける可動部材45の昇降移動ストロークが設定されている。
【0056】
以上述べたように、本発明による外部駆動型結束工具並びにこれを用いた人力駆動式定置型結束装置においては、従来の電動モータやその駆動回路等の電気部品、電気関係機構類を一切排除して、揺動ペダル4を用いた人力、詳しくは脚力によって工具本体を駆動させる構造としたので、一対の嘴部材7,8間の結束用空間にて結束対象Wを結束バンド1で結束する一連の結束動作を機械的に便利に行えるものとしながら、大幅なコストダウンが行えて廉価なものとすることができている。その結果、人為作業で賄うには労力が掛かり過ぎるとともに作業効率も芳しくない結束作業を機械化する結束工具を廉価に構成することができ、少量生産する小規模な工場や、個人商店、或いは開発途上国等においても難無く導入することができ、結束作業の効率化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0057】
【図1】結束工具を人力駆動式の定置型結束装置として使用する例を示す全体図
【図2】工具本体の動力入力部の構造を示す分解斜視図その1
【図3】工具本体の動力入力部の構造を示す分解斜視図その2
【図4】工具本体の側面図
【図5】工具本体の一部切欠きの平面図
【図6】ワンウェイクラッチの構造を示す分解斜視図
【図7】踏込みペダル装置の全体斜視図
【図8】踏込みペダル装置の構造を示す分解斜視図
【図9】踏込みペダル装置の一部透視の側面図
【図10】通常時の作動状況を示す踏込み操作途中の側面図
【図11】過負荷時の作動状況を示す踏込み操作途中の側面図
【図12】結束バンド供給工程を示す作用図
【図13】上嘴下降による結束用空間の閉塞工程を示す作用図
【図14】結束バンドの送出し工程を示す作用図
【図15】下嘴上昇によるバンド部のヘッド部挿通工程を示す作用図
【図16】結束バンドの引締め工程を示す作用図
【図17】余剰バンド部の切断工程を示す作用図
【図18】スパイラルの復帰工程を示す作用図
【図19】工具本体が待機状態に戻った状態を示す側面図
【図20】従来の電動モータ内蔵型結束工具の概略構造を示す一部切欠きの平面図
【図21】不完全結束防止手段の構造を示す要部の一部切欠き側面図
【図22】(a)は揺動ペダル最大踏込み時の動力入力部を示す作用図、(b)は揺動ペダルが上昇復帰した状態での動力入力部を示す作用図
【図23】(a)は途中位置で揺動ペダル踏込み停止時の動力入力部を示す作用図、(b)は踏込み途中にある揺動ペダルの踏込み解除後の動力入力部の状況を示す作用図
【図24】(a)は揺動ペダルの再踏込み途中時の動力入力部を示す作用図、(b)は再踏込みされた揺動ペダルの踏込み完了時の動力入力部を示す作用図
【符号の説明】
【0058】
1 結束バンド
4 人為操作ペダル
5 ボーデンワイヤ
5A インナーケーブル
30 ラックギヤ
31 ピニオンギヤ
32 ラック&ピニオン
34 入力軸
42a クラッチ爪
43 ラチェット
n 動力入力部
Cr 一方向クラッチ
D 伝動機構
E 動力変換機構
F 不完全結束防止手段
H 工具本体
K 人為動力部
W 結束対象

【特許請求の範囲】
【請求項1】
結束バンドを送出して結束対象に巻付けるとともに引き締めて結束する一連の結束動作を行うための工具本体と、人力操作によって前記工具本体に前記一連の結束動作を行うに必要な動力を供給すべく前記工具本体とは別体のものとして構成される人為動力部と、前記人為動力部にて生じた動力を前記工具本体の動力入力部に伝動する伝動機構とを有するとともに、前記人為動力部の操作量が、前記工具本体における結束動作のワンサイクルを遂行するに必要な動力量を発生する規定のレベルに達した場合にのみ、次の結束動作の開始が可能となるように機能する不完全結束防止手段が装備される人為駆動型結束工具。
【請求項2】
前記人為動力部は、足踏みによる強制下降移動並びに足踏み解除による上昇復帰移動が自在な人為操作ペダルを有する人力ペダル装置に構成され、
前記伝動機構は、前記人為操作ペダルによる押し引き動力を前記動力入力部に伝動するボーデンワイヤを有して構成され、
前記動力入力部は、前記ボーデンワイヤによる押し引きのいずれか一方の動きで入力軸を所定の方向に強制回転させ、かつ、押し引きのいずれか他方の動きによっては前記入力軸が回転しないように機能する一方向クラッチ付の動力変換機構を有して構成され、
前記不完全結束防止手段は、前記一方向クラッチにおけるラチェットとこれに噛合い可能なクラッチ爪とが、前記人為操作ペダルの限界迄への踏み込み後における上昇復帰移動に伴って互いに異なる組み合わせに変更されるように前記一方向クラッチを設定することで構成されている請求項1に記載の人為駆動型結束工具。
【請求項3】
前記動力変換機構は、前記ボーデンワイヤのインナーケーブルに連結されるラックギヤと、前記入力軸に嵌装されるピニオンギヤとを咬合する状態に相対配置して成るラック&ピニオンに構成され、前記一方向クラッチは、前記ピニオンギヤ側に一体回転状態に枢支されるラチェットと、前記入力軸側に一体回転状態に設けられる複数のクラッチ爪とで構成されており、
前記不完全結束防止手段は、前記人為操作ペダルの最踏み込みによる前記ラチェットの回動移動量が、隣合う前記クラッチ爪どうしの周方向間隔よりも僅かに上回る状態に設定することで構成されている請求項2に記載の人為駆動型結束工具。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【公開番号】特開2007−238102(P2007−238102A)
【公開日】平成19年9月20日(2007.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−59045(P2006−59045)
【出願日】平成18年3月6日(2006.3.6)
【出願人】(000108524)ヘラマンタイトン株式会社 (57)
【Fターム(参考)】