钢丝卷筒、钢筋捆扎机及钢筋捆扎机的操作方法

专利名称：钢丝卷筒、钢筋捆扎机及钢筋捆扎机的操作方法
技术领域：
本发明涉及输送钢丝卷筒的钢丝并绕钢筋环状地卷绕之后进行扭转捆扎的钢筋 捆扎机、对钢筋捆扎机主体拆装并具有钢丝卷筒种类等信息显示装置的钢丝卷筒、钢筋捆 扎机的操作方法。
背景技术：
现有钢筋捆扎机为在后部保持卷绕有钢丝的钢丝卷筒，当打开开关且操作板机 时，由钢丝进给装置的进给齿轮将钢丝从钢丝卷筒拉出并输送到前方，从导向臂的前端弯 曲部将钢丝环状地抽出并卷绕在钢筋上之后，根据扭转用钩钩住环的局部进行扭转旋转来 捆扎钢筋。作为自动调节该钢筋捆扎机的钢丝转矩的装置，存在如下装置在钢丝卷筒的侧 面设置显示钢丝种类的显示装置，由设于钢筋捆扎机的检测单元检测显示装置，基于检测 单元检测的结果，识别钢丝的种类，自动地调节转矩(例如，日本特开2005-194847)。这样，通过在钢丝卷筒的局部设置凸形状，由设于捆扎机主体的接触式传感器检 测该凸形状，进行钢丝卷筒的绝对旋转的检测。除此之外，在形成于钢丝卷筒侧面的黑色凹 部的局部设置白色突起，也进行设于捆扎机主体的反射式光电传感器的旋转检测。通过两 个传感器检测的信号间隔采用90°来检测钢丝卷筒平均每一转的白色突起的数量，且加以 适于消耗品的线径/线种的进给/扭转控制。但是，在反射式光电传感器的检测中存在如下问题。1)钢丝卷筒的黑色凹部的底面不是平面。形成有几个台阶部。因此，在利用反射 式的光电传感器检测白色突起时，在光电传感器的特性上，不仅检测了白色突起，而且还检 测了凹部内的所有的台阶。因此，如图观中线70所示，由于光电传感器的输出信号变化， 电压不能恢复，因此产生误检测，还因砂子及尘埃的附着也易发生误检测。2)光电传感器的灵敏度存在偏差，对此加以考虑之后，为了可靠地切换传感器的 开关，必须加大白色突起的面积。因此，对钢丝卷筒形状也加以较大的限制，提高分辨率较 困难。另外，由于白色突起的数量也受限制，因此不能提供太多各种各样的信息。3)现有传感器中，如图28中线71所示，由于信号间隔为90°，因此在钢丝卷筒的 旋转刚开始之后和即将停止之前不能进行旋转检测的范围分别存在90°。因此，发生平均 每一捆扎最大180°的旋转检测的误差。该误差在能够检测正确的钢丝进给量的钢丝卷筒 旋转末期也为约50mm进给量的检测误差。然而，当比规定的进给量缩短40mm时，捆扎时易 发生拧断。因此，在利用钢丝卷筒的旋转量进行进给量的修正的情况下，需要只检测至少 40mm进给量的降低的分辨率。因此，既存的传感器中，不能进行钢丝进给时钢丝卷筒的精密 的旋转量检测，不能检测进给齿轮磨损而造成的钢丝进给量降低。

发明内容
本发明其第一课题在于，提供一种能够用钢丝卷筒检测钢丝的种类及钢丝的进给 量的钢筋捆扎机。另外，本发明其第二课题在于，提供一种钢筋捆扎机用钢丝卷筒，其可以不发生基 于台阶等的误检测，并且即使光的透射量小，也能够由受光元件接受充分的光量，能够提高 传感器的分辨率。还有，本发明其第三课题在于，提供一种检测钢丝卷筒的旋转量及钢丝的类别等 旋转信息的方法。为了解决上述第一课题，根据本发明的一个以上的实施例，钢筋捆扎机具备捆扎 机主体2、设于上述捆扎机主体2的收纳室3、装填在上述收纳室3的钢丝卷筒4、具备设于 上述收纳室3的两侧壁23、24中的一侧壁的发光元件27和设于上述两侧壁23、24中的另 一侧壁的受光元件28的透射式光电传感器沈、形成于上述钢丝卷筒4且透射从上述发光元 件27发出的光的多个透光部64、6^、64b、64d、6^、上述钢丝卷筒4旋转时通过由上述光电 传感器沈检测到的透光部64、6^、64b、64d、6^的数量来判断钢丝卷筒的旋转信息的控制 电路100。根据上述的构成，构成为在钢筋捆扎机的收纳室的两侧壁一侧壁上设有发光元 件，在另一侧壁上设有具备受光元件的透射式光电传感器，在上述钢丝卷筒上形成透射从 上述发光元件发出的光的多个透光部，且设有在钢丝卷筒旋转时通过由上述光电传感器检 测的透光部的数量来判断钢丝卷筒的旋转信息的控制电路，因此，由于用受光元件检测由 发光元件发生且透过设于钢丝卷筒的透光部的光，因此不受钢丝卷筒表面的凹凸影响，且 可以检测，旋转信息的检测精度提高。另外，由于用受光元件直接检测由发光元件发生的光，因此和反射式光电传感器 比较，即使检测部分小，也可以由受光元件接受的充分的光量，能够提高传感器的分辨率。另外，通过提高传感器的分辨率，则根据钢丝卷筒的旋转量换算的钢丝的进给量 检测的精度也可以提高，可以检测钢丝进给量的降低。在上述的钢筋捆扎机中，上述钢丝卷筒4也可以具有由上述透射式光电传感器沈 检测的多个信息检测域S1、S2，形成于某信息检测域S1、S2的上述透光部64、6^、64b、64d、 64e的数量和形成于其他信息检测域Si、S2的上述透光部64、6^、64b、64d、6^的数量不 同。根据上述的构成，在上述钢丝卷筒上设置由上述透射式光电传感器检测的信息检 测域，并且将该信息检测域分割为两个以上的信息检测域，在这两个以上的信息检测域彼 此不同数量地形成上述透光部，因此，仅以钢丝卷筒旋转就可以通过透光部的数量来检测 两个以上的旋转信息。在上述的钢筋捆扎机中，上述发光元件27和受光元件观中的一方与上述钢丝卷 筒4的轴心P之间的距离也可以比上述发光元件27和受光元件28中的另一方与上述钢丝 卷筒4的轴心P之间的距离近。根据上述的构成，由于将上述发光元件和受光元件的一方配置为相对于上述钢丝 卷筒的轴心比另一方近，因此未必需要将来自发光元件的光轴与钢丝卷筒的轴心平行地设 置，因此设计的自由度增大。
为了解决上述第二课题，根据本发明的一个以上的实施例，钢丝卷筒4具备卷绕 钢丝的圆筒状的轮毂部43、从上述轮毂部43的轴方向两端的径方向外周端向外方伸出形 成的一对平行的凸缘44、45、设于上述轮毂部43的径方向内侧且和上述轴方向交叉的侧壁 60、设于上述侧壁60的多个透光部64、6^、64b、64d、6^。根据上述的构成，钢丝卷筒拆装自如地设在捆扎钢筋的捆扎机主体的收纳室，钢 丝卷筒具备卷绕钢丝的圆筒状的轮毂部、从轮毂部的两侧外周端向外方伸出形成的一对平 行的凸缘，以轮毂部的内侧的侧壁为信息检测域，在该信息检测域形成有来自设于捆扎机 主体的透射式光电传感器的光透射的多个透光部，因此可以提供作为通过透光部的排列来 检测钢丝卷筒的旋转量的测量的信息、用于识别钢丝卷筒类别的信息等具有不同意义的旋 转fn息。在上述钢丝卷筒中，上述各透光部64、6^、64b、64d、6^也可以具有上述轴方向 的一侧比另一侧狭的与上述轴方向平行的截面。另外，上述各透光部64、6^、64b、64d、6^ 也可以具有上述轴方向的一侧的开口和另一侧的开口，且上述轴方向一侧的开口的面积比 另一侧的开口的面积狭。根据上述的构成，将上述透光部的截面形成为上述透射式光电传感器的发光元件 侧狭，受光元件侧宽，因此，来自发光元件的光难以在透光部的内表面反射，透射透光部的 光不太发散地达到受光元件，因此难以产生误检测。在上述钢丝卷筒中，从上述侧壁60到上述轮毂部43的轴方向的所述一侧的端部 的距离也可以比从上述侧壁60到上述轮毂部43的轴方向的所述另一侧的端部的距离长。在上述钢丝卷筒中，上述各透光部64、6^、64b、64d、6^也可以由在上述径方向 上长的狭缝状的长孔构成。根据上述的构成，由于将上述各透光部作成在上述钢丝卷筒的径方向上长的狭缝 状的长孔，因此，即使受光元件和发光元件的轴因动作时的振动等而抖动且不完全一致，也 可以进行检测。尤其是，能够高效地应对从发光元件射向受光元件的光轴的径方向的偏移。另外，发光元件和受光元件受安装上的制约，有时不得不配置在光轴相对于钢丝 卷筒的轴心偏移而变得不平行的位置。另外，在钢丝卷筒旋转时，从发光元件发出的光的光 轴也有可能在钢丝卷筒的旋转方向或径方向上偏移。但是，由于透射从发光元件发出的光 的透光部形成为在钢丝卷筒的径方向上长的狭缝状，因此能够对应于从发光元件射向受光 元件的光轴的径方向的偏移。在上述钢丝卷筒中，上述各透光部64也可以形成为由透光材料73堵塞形成于上 述钢丝卷筒的开口部72。根据上述的构成，上述透光部由透光材料73堵塞形成于上述钢丝卷筒的开口部 而成，因此可以保护钢丝卷筒的内部，并且不太损害整体强度。上述钢丝卷筒也可以具备在上述轮毂部的径方向内侧和上述轮毂部同轴地形成 的内筒40，上述侧壁60也可以形成在轮毂部43和内筒40之间。上述钢丝卷筒也可以装填在钢筋捆扎机1的捆扎机主体2的收纳室3内。在将上 述钢丝卷筒4装填在上述收纳室3内时，上述各透光部64、6^、64b、64d、6^也可以使设 于捆扎机主体2的透射式光电传感器沈的发光元件27的光透射。上述各透光部64、64a、 64b,64d,64e也可以具有上述光电传感器沈的发光元件27侧比受光元件28侧狭的、与轴方向平行的截面。在上述各透光部64、6^、64b、64d、6^和内筒40的外表面之间也可以 设置来自上述发光元件27的光不会在上述内筒40的外表面反射而透射上述各透光部64、 64a、64b、64d、64e的程度的间隔。根据上述的构成，在上述轮毂部的内侧同轴地形成内筒，将上述侧壁形成在轮毂 部和内筒之间，并且在上述透光部和内筒的外表面之间设置来自上述发光元件的光不会在 上述内筒的外表面反射而透射透光部的程度的间隔。因此，即使来自发光元件的光在内筒 的外表面反射，也难以进入透光部内，可以有效地防止误检测。在上述钢丝卷筒中，上述各透光部64b也可以自光从上述发光元件27向受光元件 28透射的透射部位71向上述钢丝卷筒的外周缘延伸形成。根据上述的构成，上述各透光部自光从上述发光元件向受光元件透射的透射部位 向上述钢丝卷筒的外周缘延伸形成，因此，也可以不将透光部作为孔来形成。另外，也可以 笔直状形成透光部。在上述的钢丝卷筒中，上述各透光部Mc也可以自光从上述发光元件27向受光元 件28透射的透射部位71向上述钢丝卷筒的轴心延伸形成。根据上述的构成，上述透光部从上述透射部位向上述钢丝卷筒的轴心延伸形成， 因此，也可以不将透光部作为孔来形成。在上述的钢丝卷筒中，上述透光部Me也可以在除了光从上述发光元件27向受光 元件28透射的透射部位71之外的部分连续。根据上述的构成，上述透光部在除上述透射部位之外的部分连续，因此，外观上可 以作为一个透光部构成。另外，为了解决上述第三课题，根据本发明的一个以上的实施例，钢筋捆扎机的旋 转信息通过以下的方法来检测。在能够装填于钢筋捆扎机1的捆扎机主体2的钢丝卷筒4 上设有配置于捆扎机主体2的光电传感器沈检测的两个信息检测域S1、S2，在一信息检测 域S1、S2形成和另一信息检测域S1、S2不同的数量的透光部64、6^、64b、64d、6^，在捆扎 机主体2上设置可检测上述两个信息检测域S1、S2的端部的检测单元32，将由上述检测单 元32检测到的信号作为钢丝卷筒旋转的定时信号，根据在两个定时信号之间所检测到的 透光部64、6^、64b、64d、6^的数量来判断位于哪个信息检测域S1、S2，判断为转速信息检 测域Sl时，在钢丝卷筒旋转开始时根据上述检测单元32检测上述定时信号之后上述光电 传感器沈检测到哪个透光部来判断钢丝卷筒的旋转的开始位置，在钢丝卷筒的旋转停止 时，根据上述检测单元32检测到最后的定时信号之后上述光电传感器沈检测到哪个透光 部来判断钢丝卷筒的旋转停止位置，在钢丝卷筒接近旋转末期时，基于旋转开始位置和旋 转停止位置之间的钢丝卷筒的旋转量换算钢丝的进给量。根据上述的构成，在拆装自如地设于捆扎钢筋的捆扎机主体的钢丝卷筒上设有配 置于捆扎机主体的光电传感器检测的信息检测域，将该信息检测域分割为钢丝卷筒的类别 信息检测域和转速信息检测域两个信息检测域，在安装有在这两个信息检测域形成彼此不 同数量的透光部的钢丝卷筒的钢筋捆扎机主体上，设置可检测上述两个信息检测域的端部 的检测单元，并且将由上述检测单元检测到的信号作为钢丝卷筒旋转的定时信号，根据在 两个定时信号之间所检测到的透光部的数量来判断位于哪个信息检测域，判断为转速信息 检测域时，在钢丝卷筒旋转开始时通过上述检测单元检测上述定时信号之后上述光电传感器检测到第几个透光部来判断钢丝卷筒的旋转的开始位置，在钢丝卷筒的旋转停止时，通 过上述检测单元检测到最后的定时信号之后上述光电传感器检测到第几个透光部来判断 钢丝卷筒的旋转停止位置，在钢丝卷筒接近旋转末期时，基于旋转开始位置和旋转停止位 置之间的钢丝卷筒的旋转量换算钢丝的进给量，因此，将由钢丝的进给装置检测到的钢丝 的进给量和由钢丝卷筒的旋转量换算的钢丝的进给量进行比较，由进给齿轮的旋转量算出 的钢丝的进给量比由钢丝卷筒的旋转量算出的钢丝的进给量小时，只额外地进给其差分， 由此，在钢丝的进给装置中进给精度低下来时，通过检测此降低量，可以进行修正进给量的 控制。另外，根据本发明的一个以上的实施例，钢筋捆扎机的旋转信息通过以下的方法 来检测。在能够装填于钢筋捆扎机1的捆扎机主体2的钢丝卷筒4上设有配置于捆扎机主 体2的光电传感器沈检测的两个信息检测域S1、S2，在一信息检测域S1、S2形成和另一信 息检测域S1、S2不同的数量的透光部64、6^、64b、64d、6^，在钢筋捆扎机主体2上设置可 检测上述两个信息检测域S1、S2的端部的检测单元32，将由上述检测单元32检测到的信号 作为钢丝卷筒旋转的定时信号，根据在两个定时信号之间所检测到的透光部64、6^、64b、 64d、6^的数量来判断位于哪个信息检测域S1、S2，判断为钢丝卷筒类别信息检测域S2时， 通过位于该钢丝卷筒类别信息检测域S2的透光部的数量来识别钢丝卷筒的类别。根据上述的构成，在拆装自如地设于捆扎钢筋的捆扎机主体的钢丝卷筒上设有配 置于捆扎机主体的光电传感器检测的信息检测域，将该信息检测域分割为钢丝卷筒的类别 信息检测域和转速信息检测域两个信息检测域，在安装有在这两个信息检测域形成彼此不 同数量的透光部的钢丝卷筒的钢筋捆扎机主体上，设置可检测上述两个信息检测域的端部 的检测单元，并且将由上述检测单元检测到的信号作为钢丝卷筒旋转的定时信号，根据在 两个定时信号之间所检测到的透光部的数量来判断位于哪个信息检测域，判断为钢丝卷筒 类别信息检测域时，通过位于该钢丝卷筒类别信息检测域的透光部的数量来识别钢丝卷筒 的类别，因此，可以根据其种类瞬时地设定钢丝进给装置实现的钢丝的进给量及电动机的 供给电力实现的转矩等。其他的特征及效果通过实施例的记载及附带的权利要求书可明了。


图1是将一侧的罩卸下表示本申请发明的典型实施例的钢筋捆扎机的概要的立 体图；图2是从后方看上述钢筋捆扎机的立体图；图3是将上述钢筋捆扎机的壁部件卸下后的侧面图；图4是图3的a-a线上的剖面图；图5是图3的b_b线上的剖面图；图6是将图2的钢丝卷筒卸下后的钢筋捆扎机的立体图；图7是打开壁部件表示收容室的内部的立体图；图8是将图3的钢丝卷筒卸下后的钢筋捆扎机的上面图；图9是表示传感器的配置状态的主要部位的剖面图；图10是表示接触传感器和钢丝卷筒的位置关系的平面图11是控制电路的流程图；图12是钢丝卷筒的侧面图；图13是钢丝卷筒的图10的相反侧的侧面图；图14是图13的c-c线上的剖面图；图15是图13的d-d线上的剖面图；图16是图13的e-e线上的剖面图；图17是表示非优选的方式的剖面图；图18是钢丝卷筒的正面图；图19是图18的f_f线上的剖面图；图20是表示钢丝卷筒的信息检测域的详细的侧面图；图21是表示钢丝卷筒旋转时的输出波形的表图；图22是表示钢丝卷筒的旋转量检测的流程图；图23是表示可检测旋转的开始和终止的范围的表图；图M是另一钢丝卷筒的方式的侧面图；图25是图M的g_g线上的剖面图；图沈是在不同的信息检测域设有相同数量的透光部的钢丝卷筒的侧面图；图27(a)及图27(b)是表示含圆形透光部时的方式的钢丝卷筒的侧面图；图观是表示现有传感器的输出波形的表图；图四仏)、图四…)、图^Kc)分别是表示钢丝卷筒的透光部的其他方式的侧面图、 其放大图及h_h线上的剖面图；图30 (a)、图30 (b)、图30 (c)分别是表示钢丝卷筒的透光部的另一方式的侧面图、 其放大图及i_i线上的剖面图；图31 (a)、图31 (b)、图31 (c)分别是表示钢丝卷筒的透光部的再另一方式的侧面 图、其放大图及j_j线上的剖面图；图32是钢丝卷筒的透光部的又另一方式的放大图。符号说明1 钢筋捆扎机2 捆扎机主体3 收纳室4 钢丝卷筒26 透射式光电传感器27 发光元件28 受光元件43 轮毂部44、45 凸缘64、64a、64b、64d、64e 透光部
具体实施例方式参照附图对本发明的典型实施例进行说明。
图1 图4中，符号1表示钢筋捆扎机。钢筋捆扎机1为将卷绕有钢筋捆扎用的 钢丝5的钢丝卷筒4安装在设于捆扎机主体2的收纳室3内，边使上述钢丝卷筒4旋转边 输送钢丝5，将该钢丝5缠绕在钢筋6的周围之后扭转，对上述钢筋6进行捆扎。在捆扎机主体2上设有使从钢丝卷筒4拉出的钢丝5穿过的导向管7。导向管7 的一端7a在收纳室3开口，另一端位于后述的导向部11的近前。导向管7的中途部配设 有一对进给齿轮8作为钢丝5的进给装置。成为和进给齿轮8一体形成的进给辊夹着钢丝 5的状态，利用电动机(未图示)将钢丝5送向前方。当利用板机10将开关置为ON时，电动机旋转，钢丝进给齿轮8旋转。而且，通过 钢丝进给齿轮8的旋转，使卷绕在收纳于收纳室3内的钢丝卷筒4上的钢丝5穿过导向管 7被送到捆扎机主体2的前方。在导向管7的前端形成有进行打卷的导向部11，以使送入捆扎机主体2的钢丝5 卷曲状地输出。导向部11的前端弯曲成圆弧状，在此进行打卷，在和下部导向件12之间， 钢丝5绕钢筋6环状地缠绕。另外，在导向部11上配设有钢丝切断装置(未图示)。钢丝切断装置构成为当 钢丝5的进给量达到规定量时，切断钢丝5。在捆扎机主体2的面向钢筋6的前端部的下部形成油一对与钢筋6抵接的挡板部 13，在一对挡板部13之间配设有在前端部设有扭转用钩14的钢丝扭转装置17。钢丝扭转装置17通过由电动机16a使开闭自如地枢装钩14的套筒15前进移动 而使钩14闭合动作，由此把持住绕与挡板部13卡合的钢筋6环状卷绕后的钢丝，之后，使 钩14和套筒15 —同旋转并扭转钢丝5，捆扎钢筋6，其后，使钩14反转，同时使套筒15后 退移动离开钢丝5并回到初始位置。另外，当钢丝扭转装置17动作时，前进的套筒15在其 移动过程中驱动钢丝切断装置切割钢丝，其后，进行钢丝5的扭转。另外，上述进给齿轮8旋转进行钢丝进给的进给装置由电动机16a(参照图1)驱 动，扭转装置17由电动机16b(参照图4)驱动。如图11所示，钢丝的进给装置、扭转装置 17的动作等由控制电路进行程序控制。另外，构成为在电动机16a上设有旋转检测传感 器，其检测进给齿轮8的旋转量，将其信号反馈到控制电路。接着，在捆扎机主体2的后部形成有后述的钢丝卷筒4的收纳室3。如图2、图3、 图5、图6等所示，收纳室3由设于捆扎机主体2和设于捆扎机主体的壁部件18之间的前壁 21、底壁22、侧壁23J4构成。一侧壁23形成在捆扎机主体2侧，另一侧壁M形成在壁部 件18上。在捆扎机主体2侧的侧壁23的中央部形成有圆形凸部25。与此相对，在壁部件 18上，在对应于圆形凸部25的位置，钢丝卷筒安装轴20出没自如地设在收纳室3侧。钢丝 卷筒安装轴20和圆形凸部25配置在同轴上，旋转自如地支承钢丝卷筒4。另外，如图6所 示，壁部件18可开闭，但通常用螺钉固定在捆扎机主体2上。对应于此，出没自如地设置钢 丝卷筒安装轴20，以能够安装钢丝卷筒4，且在其突出于收纳室3的状态下可锁止。但是，如图5 图8所示，在上述两侧壁23J4上配置有透射式光电传感器26。光 电传感器沈由发光元件27和受光元件观构成，发光元件27设在壁部件18的钢丝卷筒安 装轴20的附近位置，另外，受光元件观设在捆扎机主体2侧的圆形凸部25处。由于圆形 凸部25嵌合在钢丝卷筒的环状凹部47 (参照图幻，因此可防止干扰光射入受光元件观。另外，如图4、图6 图9所示，在收纳室3中的一侧壁23上，在圆形凸部25的上方的开口部39(参照图7)设有接触传感器32。如图4所示，接触传感器32为机械式开关， 并由摆动自如地设在支轴33的摆动部件34、设在摆动部件34的前端的接触片35、对接触 片35向钢丝卷筒4侧施力的弹性部件(未图示)、设在摆动部件34的另一端的磁铁部37、 磁铁部37通过弹性部件来接触的霍尔IC38构成。接触传感器32设在捆扎机主体2内，且从贯通形成于侧壁23的开口突出于收纳 室3内，并由可动接触片35、设于可动接触片35的室内侧的磁铁部37、霍尔IC38构成。在 可动接触片35上可接触地设有设于钢丝卷筒4的突起41、42(参照图9、图10)。由此，接 触传感器32当可动接触片35与突起41、42接触时，摆动部件34抵抗弹性部件的弹性而摆 动，磁铁部37离开霍尔IC38，从而检测突起41、42。另外，如图8所示，接触传感器32的可动接触片35位于圆形凸部25的正上方，透 射式光电传感器26的受光元件观配置在大致正下方。但是，上述光电传感器沈的输出信号向图11所示的控制电路发送。接触传感器 32也与上述控制电路连接，霍尔IC38的电压变化实现的输出信号也向控制电路发送。另外，在收纳室3的前壁21上设有可与上述钢丝卷筒4卡合的弹性片M。弹性片 54在钢丝进给终止时利用电动机与钢丝卷筒4卡合并使其停止旋转。接着，基于图12 图19对钢丝卷筒4进行详述。钢丝卷筒4由对磨损及弯曲耐性 优异的ABS树脂、聚乙烯、聚丙烯等塑料形成，通过黑色塑料构成以防止无干扰光射入。钢 丝卷筒4可拆装地设在设于捆扎机主体2的收纳室3内(参照图2)，由卷绕钢丝5的轮毂 部43、设于轮毂部43的两侧的圆板状的凸缘44、45构成。轮毂部43形成为圆筒形，和一对 凸缘44、45 —体成形。在一凸缘44的外周形成有可与上述收纳室3的制动用弹性片M卡 合的卡合爪46。在凸缘45上形成有可与钢筋捆扎机1的圆形凸部25嵌合的环状凹部47，围绕环 状凹部47形成有环状的凸台部48。凸台部48在外周缘形成有圆锥面50。环状凹部47的 底部延伸到下述的内筒40的端面附近。另外，在凸台部48的外周缘50，一对梯形的突起 41、42夹着内筒40在彼此相反侧形成。在突起41、42的两侧形成有倾斜缘55 (参照图10)。在轮毂部43的中央部形成有和轮毂部43大致同一轴心的内筒40，在内筒40的 内侧形成有可与钢筋捆扎机1的壁部件18的钢丝卷筒安装轴20嵌合的安装孔56 (参照图 5)。如图15所示，内筒40和轮毂部43由侧壁60连结。内筒40的壁厚不均一。如图15所示，凸缘44侧比中间厚，凸缘45侧壁薄地形成。 这是由于在向钢丝卷筒4卷绕钢丝时，将卷绕装置(未图示)的旋转轴与形成于内筒40的 凸缘44侧的端部的齿57啮合而强制地卷绕钢丝卷筒4，因此为了确保强度才加厚齿57侧 部分58的壁厚。侧壁60形成在壁厚部58和壁薄部59的边界。因此，侧壁60位于中间稍 靠凸缘45侧，由内筒40和轮毂部43的内侧面形成圆形的凹部47。另外，在凸缘44、45的 外周缘部形成有加强筋61。另外，如图18及图19所示，在凸缘44上形成有从外周缘向轮毂部43侧延伸的钢 丝插通开口部62。将钢丝5的卷绕终止端卡止保持在钢丝插通开口部62。在轮毂部43和 内筒40上形成有钢丝插通孔63。将钢丝5的卷绕开始端插入保持在钢丝插通孔63内。在 卷绕钢丝5时，将钢丝5的卷绕开始端部插入钢丝插通孔63，在内筒40内卷绕以使卷绕开 始端部不从钢丝插通孔63脱出，在该状态下，在轮毂部43的圆周面开始卷绕。另外，即使卷绕方向的力较强地作用于钢丝5，也可以利用钢丝插通孔63的缘部承接其张力。另外，如图12 图14所示，在侧壁60上形成有透射孔64作为用于检测钢丝卷筒 4的旋转位置及钢丝类别的透光部。这些透射孔64由于透射来自设于捆扎机主体2的透射 式光电传感器26 (参照图5)的发光元件27的光，因此形成在以钢丝卷筒4的轴心、即内筒 40的轴心为中心的圆周上。但是，如图9及图15所示，发光元件27和受光元件28受安装上的制约而配置为， 发光元件27相对于上述钢丝卷筒4的轴心P远，受光元件28距上述轴心P近，光轴65相 对于钢丝卷筒4的轴心P偏移。另外，在钢丝卷筒4旋转时，从发光元件27发出的光的光 轴65也有可能在钢丝卷筒4的旋转方向或径方向上偏移。因此，为了与光轴65偏移和旋转时发生的偏移对应，上述透射孔64作为从钢丝卷 筒4的轴心P在径方向上长的狭缝状的长孔而形成。透射孔64的宽度为了获得高的分辨 率并且与旋转方向的偏移对应，需要宽度1. 5mm 2. 5mm程度。如图15所示，通过在径方 向上较长地形成透射孔64，可以对应于从发光元件27向受光元件观发出的在光轴65的径 方向的偏移。另外，也可以吸收因钢丝卷筒4和收纳室3之间存在游隙而产生的光轴65的 偏移。另外，即使是圆形的透射孔，也可以通过缩小直径来保持分辨率，但如上所述，光 轴会偏移，因此，只要在与光轴对应的位置、即靠钢丝卷筒4的轴心侧形成透射孔即可。另外，如图17中点划线所示，由于透过透射孔64的光发散，因此当透射孔64距内 筒40的内壁66过近时，从发光元件27发出并发散的光有时在到达透射孔64之前触到内壁 66而反射，反射后的光到达受光元件观，成为误检测的原因。另外，如同图中虚线所示，当 透射孔64笔直地形成时，来自发光元件27的光的一部分有可能触到其内表面67而反射。 在这种情况下，当反射后的光到达受光元件观时，也成为误检测的原因。为了防止这些反射，如图16所示，优选透射孔64远离内筒40的内壁66以使其不 接受其前边的面的反射光，同时尽量减小透射孔64的开口端以使反射光难以射入。另外， 最好将内表面67倒角使其成为与从透射孔64的开口端射入的入射光的角度大致相同的角 度，旋转方向的截面形成为圆锥状，以使其不在透射孔64的内表面67反射。另外，形成透 射孔64的侧壁60的位置形成在发光元件27和受光元件观之间的中间稍近于受光元件观 侧的位置。由此，透过透射孔64的光不太发散地到达受光元件28，因此难以产生误检测。在上述捆扎机主体2的收纳室3内收纳装填钢丝卷筒4时，只要使图5所示的壁 部件18的钢丝卷筒安装轴20从收纳室退避并将钢丝卷筒4装入收纳室3，且将钢丝卷筒4 的环状凹部47与形成于收纳室3的侧壁23的圆形凸部25嵌合，再将上述卷筒安装轴20 插入钢丝卷筒4的安装孔56进行锁止即可。根据上述的构成，构成为在钢筋捆扎机的收纳室的两侧壁中的一侧壁上设有发 光元件，在另一侧壁上设有具备受光元件的透射式光电传感器，在上述钢丝卷筒上设有透 射从上述发光元件发出的光并且在钢丝卷筒上形成多个透射孔，且设有控制电路，在钢丝 卷筒旋转时通过由上述光电传感器检测的透射孔的数量来判断钢丝卷筒的旋转信息，因 此，由于用受光元件检测由发光元件发生且透过设于钢丝卷筒的透射孔的光，因此可以不 受钢丝卷筒表面的凹凸影响而进行检测，旋转信息的检测精度提高。另外，由于由受光元件直接检测由发光元件发生的光，因此，和反射式光电传感器
11相比，即使检测部分小，也可以由受光元件接受足够的光量，可以提高传感器的分辨率。另外，通过提高传感器的分辨率，则由钢丝卷筒的旋转量换算成的钢丝的进给量 检测的精度也提高，可以检测钢丝进给量的降低。由于将上述透射孔作成在上述钢丝卷筒的径方向上长的狭缝状的长孔，因此，即 使受光元件和发光元件的轴因动作时的振动等而抖动而不完全一致，也可以检测。另外，发光元件和受光元件受安装上的制约，有时不得不配置在光轴相对于钢丝 卷筒的轴心偏移而变得不平行的位置。另外，在钢丝卷筒旋转时，从发光元件发出的光的光 轴有可能在钢丝卷筒的旋转方向或径方向上偏移。但是，由于透射从上述发光元件发出的 光的透射孔形成为在钢丝卷筒的径方向上长的狭缝状，因此可以与光轴的径方向的偏移对 应。换言之，可以将上述发光元件和受光元件的一方配置成相对于上述钢丝卷筒的轴心比 另一方近，未必需要将来自发光元件的光轴与钢丝卷筒的轴心平行地设置，因此设计的自 由度增大。可是，如图20所示，在钢丝卷筒4上形成有利用透射式光电传感器检测的两个信 息检测域。在一信息检测域(第一信息检测域Si)中形成有三个透射孔64，在另一信息检 测域(第二信息检测域S2)中形成有一个透射孔64。信息检测域Si、S2为可以在由接触 传感器32检测两个突起41、42并在输出的两个信号间检测透射孔64的区域，第一信息检 测域Sl的三个透射孔64形成在和第一信息检测域Sl和第二信息检测域S2的边界线Q之 间彼此成40°的线上。与此相反，第二信息检测域S2的透射孔64形成在靠图的右侧。因此，为了确认检测的精度，在由接触传感器32和透射式光电传感器沈检测钢丝 卷筒的突起41和透射孔64之后，得到图21所示的检测波形。据此，由于只检测透过透射 孔64的光，因此不会受钢丝卷筒4的表面的凹凸的影响，检测的精度提高。S卩，在反射式光 电传感器中，被检测部的直径必须为8mm程度，但在透射式光电传感器沈中，连宽度2mm程 度的透射孔64也可检测。因此，传感器的分辨率提高到约40°。因此，上述的实施方式中， 在第一信息检测域Sl每隔40°的转角设有三个透射孔64，但即使设有四个透射孔64也可 以发挥充分高的分辨率。接着，当以由检测突起41、42得到的检测信号为基准时，由于在第一信息检测域 Sl和第二信息检测域S2设有彼此不同数量的透射孔64，因此可以在两个信息检测域Si、 Sl检测具有不同的意义的信息。例如，如后述，钢丝卷筒4的第一信息检测域Sl固定透射 孔64的数量，进行旋转量的检测，使第二信息检测域S2的透射孔64的数量根据钢丝卷筒4 的类别而变化，由此可以进行钢丝卷筒4的类别的检测。因此，通过提高光电传感器沈的 分辨率，可以增加钢丝卷筒4的信息量，可以提供作为通过透射孔64的排列方法检测钢丝 卷筒4的旋转量的测量的信息、用于识别钢丝卷筒4的类别的信息等不同的信息。因此，对基于上述两种传感器和与其对应的突起和透射孔64的排列检测钢丝卷 筒4的旋转量的方法进行说明。为了检测钢丝卷筒4的旋转量，需要利用两种传感器检测旋转开始位置和旋转停 止位置。可是，如图20所示，将上半部的第一信息检测域Sl和下半部的第二信息检测域S2 每各旋转半周输出一次由接触传感器32检测的突起41、42的检测信号。该检测信号为基 准的定时信号，如图21所示，从基准信号Rl到输出下一基准信号R2之间、即钢丝卷筒4每旋转半周根据由光电传感器26检测的透过孔64的数量输出一次位于信息检测域Sl的三 个检测信号sl、s2、s3或位于信息检测域S2的一个检测信号s4。因此，钢丝卷筒4的旋转 开始位置和停止位置可以如下进行检测。下面，参照图22的流程图进行说明。首先，当将钢丝卷筒4安装在捆扎机主体上并使其旋转时，接触传感器32或光电 传感器沈的任一个先检测被检测部即突起41、42或发光元件27的透射光(步骤101)。艮口， 当钢丝卷筒4旋转且钢丝卷筒4的突起41或42与接触传感器32的可动接触片35接触时， 可动接触片35摆动，磁铁部37离开霍尔IC38，将电压变化引起的脉冲信号发送到图11的 控制电路。另外，当从发光元件27照射来的光透过透射孔64由受光元件观检测到时，将 检测信号发送到控制电路。控制电路检测由上述检测信号发生的来自传感器32或沈的输 出电压的波动，计算突起41、42或透射孔64的数量。因此，首先，使光电传感器沈比接触传感器32先检测到时，如图22的左侧的流程 那样行进。首先，钢丝卷筒4位于图20的A、B、C或E区域。位于D位置时，接触传感器32 先检测突起41或42 (步骤102)，因此不属于该情况。因此，控制电路观察到检测下一突起42或41为止几次检测到透射光(步骤103)。 为1次时，检测开始位置为C区域或E区域。假使为E区域时，从其一端到另一端的旋转角 度为180°，因而在检测旋转量时误差较大。由于不能判断是C区域还是E区域，因此，在这 种情况下，不检测旋转(步骤104)。与之相对，检测到2次或3次时，检测开始位置为A区域或B区域。该情况下，存 储光电传感器26的2次或3次这种检测次数、即检测开始位置是A区域还是B区域(步骤 105)。下一步骤106中，继续捆扎作业直到钢丝卷筒4停止(步骤106)。而且，到旋转为接触传感器32的检测次数累计12次以上为止，即到钢丝卷筒4旋 转6转以上为止，不进行旋转的检测(步骤107、108)。其理由是，在旋转的初期、中期阶段， 钢丝卷筒4的旋转量和钢丝5的进给量的关系不稳定。即原因是，在旋转的初期及中期阶 段，钢丝5保持松驰地卷绕在钢丝卷筒4的可能性高，在这种情况下，与钢丝5的进给量相 比，钢丝卷筒4的旋转量肯定小。与此相反，旋转末期的阶段中，钢丝5密实地卷绕在钢丝 卷筒4上，因此可以基于钢丝卷筒4的旋转量正确地计算钢丝的进给量。当旋转为接触传感器32的检测次数累计12次以上时，待到钢丝卷筒4停止旋转， 观察接触传感器32最后检测突起之后光电传感器沈几次检测到透射光(步骤109)。如果 是3次，则钢丝卷筒4在D区域停止。该情况下，确认A的状态(步骤110)而检测钢丝卷 筒4的旋转(步骤111)。检测次数为2次时，在C区域停止。在这些情况下，确认A的状态 (步骤112)而检测钢丝卷筒4的旋转(步骤113)。与之相对，检测次数为1次时，钢丝卷筒4的停止位置为C区域或E区域。另外，0 次时，钢丝卷筒4的停止位置为A区域或E区域。由于都包含E区域，因此，由上述的理由 可知，不进行旋转的检测(步骤114)。接着，让接触传感器32比光电传感器沈先检测到时，如图22的右侧的流程那样 进行。首先，先检测到突起41、或42时，检测开始位置为位于D区域或E区域时(步骤115)。另外，观察直到检测到下一突起42或41为止几次检测到透射光(步骤116)。如果检测到3次，则检测开始位置为位于E区域时，因此，这种情况不检测旋转(步骤117)。检测到0次或1次时，检测开始位置为D区域，因此，这种情况下，继续捆扎作业直 到钢丝卷筒4停止(步骤118)。然后，待到旋转为接触传感器32的检测次数累计12次以上(步骤119)，即直到钢 丝卷筒4旋转6转以上为止不进行旋转的检测(步骤120)。当旋转为接触传感器32的检测次数累计12次以上时，待到钢丝卷筒4停止旋转， 观察接触传感器32最后检测突起41或42之后光电传感器沈几次检测到透射光(步骤 121)。如果其为0次或1次，则钢丝卷筒4停止在E区域、A区域或B区域的任一区域。由 于这种情况包含E区域，因此，由上述的理由不进行旋转的检测(步骤122)。与之相对，2次或3次时，停止在C区域或D区域。这些情况下，检测钢丝卷筒4的 旋转(步骤123)。将以上归纳总结，如图23所示，可旋转检测的范围在光电传感器沈比接触传感器 32先检测到时为2模式，具有4种旋转检测方式，在接触传感器32比光电传感器沈先检测 到时为1模式，得到2种旋转检测方式。这样，并不是不能检测安装于捆扎机主体的全部的钢丝卷筒的旋转量，在读取到 图23所示的旋转开始和旋转停止的位置时，可以检测钢丝卷筒4的转速。而且，如果可以 检测旋转末期的钢丝卷筒4的转速，就可以由该旋转量换算钢丝的进给量。而且，根据上述透射式传感器沈，能够以40°间隔检测钢丝卷筒4的旋转量。由 于信号间隔为40°，因此在钢丝卷筒4的旋转刚开始之后和即将停止之前不能进行旋转检 测的范围分别存在40°。因此，平均每一次捆束发生最大80°的旋转检测的误差。该误差 在钢丝卷筒4的旋转末期钢丝进给量的检测误差大约为24mm。与之相对，钢丝的进给量不 足而产生捆扎不良的是不足40mm以上的情况。因此，只要有该程度的分辨率，就可以检测 进给降低量40mm，可以充分地进行进给量的修正。S卩，钢丝的进给量通过进给电动机16a的旋转来测定，但由于进给齿轮8在重复使 用中进行磨损，因此不一定能够确保持续规定的进给。因此，如图11所示，控制电路在将由 构成钢丝的进给装置的进给电动机16a的旋转得到的钢丝5的进给量和由钢丝卷筒4的旋 转量换算的钢丝5的进给量比较，且判断为进给齿轮8实现的进给量不足时，将进给电动机 16a的转速增加以补充进给不足量。根据这样的处理，可以双重检查钢丝的进给，能够持续 地维持良好的捆扎状态。接着，判断钢丝的类别时，设置在第二信息检测域S2如图示方式那样形成有一个 透射孔64的钢丝卷筒4、和不形成透射孔64的钢丝卷筒4，通过检测到或没有检测到透射 孔64，可以判断两种钢丝。另外，是否为第二信息检测域S2可以通过在由两个突起输出的 信号间透射孔64的信号是否为两个以上来辨别。识别钢丝的种类时，控制电路根据其种类 瞬时地设定基于钢丝进给齿轮8的转速(转角)的钢丝5的进给量及基于电动机16b的供 给电力的扭矩。如上所述，以钢丝卷筒4的轮毂部的内侧的侧壁为信息检测域，在该信息检测域 形成有透射来自设于捆扎机主体的透射式光电传感器的光的多个透射孔，因此仅通过钢丝 卷筒4的旋转就可以提供通过透射孔的排列来检测钢丝卷筒的旋转量的测量的信息、用于 识别卷筒的类别的信息等具有不同意义的旋转信息。
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另外，发送检测钢丝卷筒4的旋转量的基准信号的传感器不限于上述那种机械传 感器。例如，如图24、图25所示，也可以在侧壁60的凸缘45侧的侧面68上按照和上述图 10所示的突起41、42对应的方式设置一对白色的标志51、51，用设于捆扎机主体2侧的圆 形凸部25的反射式光电传感器沈进行检测。另外，第一信息检测域Sl的透射孔64的数量不限于上述的方式。如果增加一个 透射孔，就可以进一步加大旋转的始终位置的读取频度，也可以判断三种以上类别的钢丝。另外，信息检测域也不限于分割为半周的方式。例如，也可以将检测钢丝卷筒4的 转速的转速信息检测域设定为120°，将识别钢丝种类的类别信息检测域设定为60°。只 要根据旋转信息的数量和分辨率适当决定即可。另外，不需要在各信息检测域形成彼此不同的数量的透射孔。如图沈所示，也可 以只将旋转量检测用的信息检测域Sl的透射孔64和钢丝卷筒类别判定用的信息检测域S2 的透射孔64同数地形成。在这种情况下，只要确定了旋转量检测的数量，其他的数量就为 类别信息。同样，信息检测域也不限于分割为两个。只要根据必要的信息的种类设置即可，因 此，也可以分割为三个以上的信息检测域。另外，透射孔不限于狭缝状。例如图27(a)所示，也可以为圆形的透射孔64a，或 者，也可以为正方形的透射孔。在钢丝的类别只有2、3种的情况下，对于判断它们而言，不 一定需要高的分辨率。在这种情况下，也可以为圆形或方形的透射孔。另外，如同图(b)所 示，也可以将圆形的透射孔6 和狭缝状的透射孔64组合。另外，在上述的方式中，透光部采用使光透射的透射孔进行了说明，但透光部不限 于孔。另外，透光部不需要限定形成在从发光元件27向受光元件观透射光的部位。例如， 如图^(a) (b) (c)所示，也可以将透光部64b自光从发光元件向受光元件透射的透射部位 71向钢丝卷筒4的外周缘延伸形成。在该情况下，如同图，也可以形成为透光部64b的端 部向钢丝卷筒4的一凸缘的外周缘70开口。另外，透光部也可以不笔直地形成。也可以弯 曲ο同样，如图30(a) (b) (c)所示，也可以将透光部Mc向着钢丝卷筒4的中心延伸形 成。该情况也同样，如同图，也可以形成为透光部6 的端部向钢丝卷筒4的内筒40开口， 也可以弯曲。另外，如图31所示，上述各透光部64d也可以为用透光材料73堵塞形成于上述钢 丝卷筒4的开口部72的构成。另外，透光部的数量为从发光元件向受光元件透射光的部位的数量，如图32所 示，即使三个透光部Me在除了光从上述发光元件向上述受光元件透射的部位71之外的部 分经由连结部74连续，外观上看起来似乎是一个，但透光部也不是一个，而是三个。参照特定的典型实施例对本发明进行了说明，但可以不脱离本发明地附加种种变 更及修正的事项对从业者来说很清楚。因此，意图由权利要求书概括本发明的精神和范围 的范畴的这种全部的变更及修正。工业上的可利用性本发明可利用于钢丝卷筒、钢筋捆扎机、及旋转信息的检测方法。
权利要求
1.一种钢丝卷筒(4)，其具备 卷绕钢丝的圆筒状的轮毂部G3)、从所述轮毂部^幻的轴方向两端的径方向外周端向外方伸出形成的一对平行的凸缘 (44,45),设于所述轮毂部^幻的径方向内侧且和所述轴方向交叉的侧壁(60)、和设于所述侧壁(60)，在轴方向上贯通所述侧壁(60)的孔(64、64a、64b、64d、64e、72)。
2.如权利要求1所述的钢丝卷筒，其中， 所述孔(7 由透光材料(7 堵塞。
3.一种钢筋捆扎机，其具备 捆扎机主体(2)、设于所述捆扎机主体O)的收纳室(3)、 装填在所述收纳室(3)的钢丝卷筒(4)、设于所述收纳室(3)的两侧壁0344)中的一方的发光元件(ZT)、 设于所述两侧壁03J4)中的另一方的受光元件( )、和 形成于所述钢丝卷筒的透光部，从所述发光元件、2 )发出的光通过所述透光部(64、6^、64b、64d、6^)，由所述受光 元件0 接受。
4.一种钢筋捆扎机的操作方法，在设于捆扎机主体O)的收纳室(3)装填钢丝卷筒(4)， 从设于所述收纳室(3)的两侧壁0344)的一方的发光元件(XT)发出光， 通过设在所述两侧壁03J4)的另一方的受光元件(观)，接受透过了设于所述钢丝卷 筒(4)的透光部(64、64a、64b、64d、64e)的光，通过受光元件0 接受到的光，识别钢丝卷筒信息。
全文摘要
本发明提供一种钢丝卷筒、钢筋捆扎机及钢筋捆扎机的操作方法，钢丝卷筒(4)拆装自如地设置在捆扎钢筋(6)的捆扎机主体(2)的收纳室(3)内。钢丝卷筒(4)具备卷绕钢丝(5)的圆筒状的轮毂部(43)、从上述轮毂部(43)的两侧外周端向外方伸出形成的一对平行的凸缘(44、45)。在轮毂部(43)的内侧的侧壁上形成使来自设于捆扎机主体(2)的透射式光电传感器(26)的光透射的透光部(64)。
文档编号B65B13/28GK102133933SQ20111003760
公开日2011年7月27日 申请日期2009年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者中川康, 加藤浩二, 小林刚, 山本裕 申请人:美克司株式会社