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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023007613
(43)【公開日】2023-01-19
(54)【発明の名称】ワイヤー結束機
(51)【国際特許分類】
B65B 13/28 20060101AFI20230112BHJP
B65B 13/04 20060101ALI20230112BHJP
【ＦＩ】
B65B13/28
B65B13/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021110577
(22)【出願日】2021-07-02
(71)【出願人】
【識別番号】391029624
【氏名又は名称】滝川工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三木 伸一
(72)【発明者】
【氏名】野村 一雄
(72)【発明者】
【氏名】吉井 將博
(72)【発明者】
【氏名】加納 弥
【テーマコード（参考）】
3E052
【Ｆターム（参考）】
3E052AA42
3E052BA18
3E052CA01
3E052CB03
3E052CB05
3E052CB07
3E052DB05
3E052FA09
3E052GA15
3E052HA09
3E052JA02
3E052LA03
(57)【要約】
【課題】Ｍ形状のねじり目を形成することが可能なワイヤー結束機を、よりコンパクトにすることが可能な新規な構造を提供する。
【解決手段】結束機１０は、ループ状にあるワイヤー７の両端部をねじってＭ形状のねじり目８を形成するための結束ユニット１２を備える。結束ユニット１２は、中心線Ｃ０回りに回転するように構成されているヘッド軸１４と、ヘッド軸１４の外周側に設けられる内筒１５ａと、内筒１５ａの外周側に設けられる外筒１５ｂと、を含む筒体１５と、ヘッド軸１４の中心線Ｃ０回りの外筒１５ｂの回転変位を中心線Ｃ０の方向への内筒１５ａの変位に変換するカム機構４０と、外筒１５ｂをヘッド軸１４の中心線Ｃ０回りに回転させることで内筒１５ａを、長尺材５側の方向である前方に、第一ストロークＳ１について前進させると共に、第二ストロークＳ２について更に前進させる駆動機構１６と、を有する。
【選択図】図２Ａ
【解決手段】結束機１０は、ループ状にあるワイヤー７の両端部をねじってＭ形状のねじり目８を形成するための結束ユニット１２を備える。結束ユニット１２は、中心線Ｃ０回りに回転するように構成されているヘッド軸１４と、ヘッド軸１４の外周側に設けられる内筒１５ａと、内筒１５ａの外周側に設けられる外筒１５ｂと、を含む筒体１５と、ヘッド軸１４の中心線Ｃ０回りの外筒１５ｂの回転変位を中心線Ｃ０の方向への内筒１５ａの変位に変換するカム機構４０と、外筒１５ｂをヘッド軸１４の中心線Ｃ０回りに回転させることで内筒１５ａを、長尺材５側の方向である前方に、第一ストロークＳ１について前進させると共に、第二ストロークＳ２について更に前進させる駆動機構１６と、を有する。
【選択図】図２Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤーの送り出し及び引き戻しを行う供給器と、
複数本の長尺材の周囲に前記ワイヤーを導きループ状とするためのガイドトラックと、
ループ状にある前記ワイヤーの両端部をねじってねじり目を形成するための結束ユニットと、
を備え、
前記結束ユニットは、
前記供給器により送り出された前記ワイヤーを通過させる第一通路、及び当該第一通路を通過し前記ガイドトラックを経由した当該ワイヤーの第一の先端部を通過させる第二通路が設けられ、中心線回りに回転するように構成されているヘッド軸と、
前記ヘッド軸の外周側に設けられる内筒と、前記内筒の外周側に設けられる外筒と、を含む筒体と、
前記ヘッド軸の中心線回りの前記外筒の回転変位を前記中心線の方向への前記内筒の変位に変換するカム機構と、
前記外筒を前記ヘッド軸の中心線回りに回転させることで前記内筒を、前記長尺材側の方向である前方に、第一ストロークについて前進させると共に、第二ストロークについて更に前進させる駆動機構と、
を有し、
前記第一ストロークの前進により、前記内筒の第一接触部が、前記第二通路を通過した前記ワイヤーの前記第一の先端部を前方に押して前方に向かって曲げ、
前記第二ストロークの前進により、前記内筒の第二接触部が、前記第一通路側で切断された前記ワイヤーの第二の先端部を前方に押して前方に向かって曲げる、ワイヤー結束機。
複数本の長尺材の周囲に前記ワイヤーを導きループ状とするためのガイドトラックと、
ループ状にある前記ワイヤーの両端部をねじってねじり目を形成するための結束ユニットと、
を備え、
前記結束ユニットは、
前記供給器により送り出された前記ワイヤーを通過させる第一通路、及び当該第一通路を通過し前記ガイドトラックを経由した当該ワイヤーの第一の先端部を通過させる第二通路が設けられ、中心線回りに回転するように構成されているヘッド軸と、
前記ヘッド軸の外周側に設けられる内筒と、前記内筒の外周側に設けられる外筒と、を含む筒体と、
前記ヘッド軸の中心線回りの前記外筒の回転変位を前記中心線の方向への前記内筒の変位に変換するカム機構と、
前記外筒を前記ヘッド軸の中心線回りに回転させることで前記内筒を、前記長尺材側の方向である前方に、第一ストロークについて前進させると共に、第二ストロークについて更に前進させる駆動機構と、
を有し、
前記第一ストロークの前進により、前記内筒の第一接触部が、前記第二通路を通過した前記ワイヤーの前記第一の先端部を前方に押して前方に向かって曲げ、
前記第二ストロークの前進により、前記内筒の第二接触部が、前記第一通路側で切断された前記ワイヤーの第二の先端部を前方に押して前方に向かって曲げる、ワイヤー結束機。
【請求項2】
前記ヘッド軸及び前記内筒が、前記中心線回りに一体回転すると共に、前記中心線の方向へ相対変位可能に連結されていて、
前記ヘッド軸の前記中心線回りの回転を規制する規制機構をさらに備え、
前記規制機構によって前記ヘッド軸を規制した状態で、前記駆動機構によって前記内筒を前記中心線の方向に変位させることが可能であり、
前記規制機構による前記ヘッド軸の規制を解除した状態で、前記駆動機構によって前記ヘッド軸を前記中心線回りに回転させることが可能である、請求項１に記載のワイヤー結束機。
前記ヘッド軸の前記中心線回りの回転を規制する規制機構をさらに備え、
前記規制機構によって前記ヘッド軸を規制した状態で、前記駆動機構によって前記内筒を前記中心線の方向に変位させることが可能であり、
前記規制機構による前記ヘッド軸の規制を解除した状態で、前記駆動機構によって前記ヘッド軸を前記中心線回りに回転させることが可能である、請求項１に記載のワイヤー結束機。
【請求項3】
前記内筒が前記第一ストローク及び前記第二ストロークで前進している状態で、前記内筒を前進させる側へ前記外筒が前記中心線回りに回転し、前記カム機構が前記外筒の回転を前記内筒に伝達することで、前記内筒及び前記ヘッド軸が前記中心線回りに回転する、請求項２に記載のワイヤー結束機。
【請求項4】
前記ヘッド軸及び前記内筒が、前記中心線回りに相対回転可能に構成されていて、
前記ヘッド軸を前記中心線回りに回転させる回転機構をさらに備える、請求項１に記載のワイヤー結束機。
前記ヘッド軸を前記中心線回りに回転させる回転機構をさらに備える、請求項１に記載のワイヤー結束機。
【請求項5】
前記第一接触部と前記第二接触部とは、前記中心線を中心として１８０°離れて設けられていて、当該第一接触部は当該第二接触部よりも前方に位置している、請求項１～４の何れか一項に記載のワイヤー結束機。
【請求項6】
前記結束ユニットは、前記ワイヤーの一部を切断するため、前記内筒の近傍に設けられているカッターブロックを、更に有し、
前記第二ストロークの前進により、前記ワイヤーの内の前記第一通路を通る直前の部分を、前記内筒と前記カッターブロックとで切断すると共に、切断されることで得られた前記第二の先端部を、前記内筒の前記第二接触部が前方に押して前方に向かって曲げる、請求項１～５の何れか一項に記載のワイヤー結束機。
前記第二ストロークの前進により、前記ワイヤーの内の前記第一通路を通る直前の部分を、前記内筒と前記カッターブロックとで切断すると共に、切断されることで得られた前記第二の先端部を、前記内筒の前記第二接触部が前方に押して前方に向かって曲げる、請求項１～５の何れか一項に記載のワイヤー結束機。
【請求項7】
前記第一通路と前記第二通路とは、当該第一通路及び当該第二通路が共に繋がるスリットを経て、前記ヘッド軸の前面において開口していて、
前記スリット及び前記開口は、前記ねじり目を形成する際の前記第一通路及び前記第二通路における前記ワイヤーの位置よりも、当該ねじり目を形成するために前記ヘッド軸が回転する方向の前方側に形成されている、請求項１～６の何れか一項に記載のワイヤー結束機。
前記スリット及び前記開口は、前記ねじり目を形成する際の前記第一通路及び前記第二通路における前記ワイヤーの位置よりも、当該ねじり目を形成するために前記ヘッド軸が回転する方向の前方側に形成されている、請求項１～６の何れか一項に記載のワイヤー結束機。
【請求項8】
前記内筒の内周側には、前記ワイヤーの前記第一の先端部を位置させる第一溝、及び、前記第二の先端部を位置させる第二溝が形成され、
前記第一溝は、前記ヘッド軸の外周面との間で前記第一の先端部を挟んだ状態としてクランプ可能とする溝断面形状を有し、
前記第二溝は、前記ヘッド軸の外周面との間で前記第二の先端部を挟んだ状態としてクランプ可能とする溝断面形状を有する、請求項１～７の何れか一項に記載のワイヤー結束機。
前記第一溝は、前記ヘッド軸の外周面との間で前記第一の先端部を挟んだ状態としてクランプ可能とする溝断面形状を有し、
前記第二溝は、前記ヘッド軸の外周面との間で前記第二の先端部を挟んだ状態としてクランプ可能とする溝断面形状を有する、請求項１～７の何れか一項に記載のワイヤー結束機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数本の長尺材をワイヤーで結束するワイヤー結束機に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、製鉄圧延工場では、棒鋼、鋼管、形鋼等の長尺材（条材ともいう）は、所定本数に束ねられて出荷される。このために、所定本数の長尺材はワイヤーによって結束される。この結束は、ワイヤー結束機によって行われる。ワイヤー結束機は、複数の長尺材の周囲にワイヤーを導きループ状とするためのガイドトラックと、ループ状にあるワイヤーの両端部をねじってねじり目を形成するための結束ユニットとを備える。特許文献１には、ワイヤーの先端が別の長尺材束に擦れ、それに含まれる長尺材が損傷するのを防ぐことが可能なＭ形状のねじり目を形成するワイヤー結束機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１１１３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、Ｍ形状のねじり目を形成することが可能なワイヤー結束機を、よりコンパクトにすることが可能な新規な構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示のワイヤー結束機は、ワイヤーの送り出し及び引き戻しを行う供給器と、複数本の長尺材の周囲に前記ワイヤーを導きループ状とするためのガイドトラックと、ループ状にある前記ワイヤーの両端部をねじってねじり目を形成するための結束ユニットと、を備え、前記結束ユニットは、前記供給器により送り出された前記ワイヤーを通過させる第一通路、及び当該第一通路を通過し前記ガイドトラックを経由した当該ワイヤーの第一の先端部を通過させる第二通路が設けられ、中心線回りに回転するように構成されているヘッド軸と、前記ヘッド軸の外周側に設けられる内筒と、前記内筒の外周側に設けられる外筒と、を含む筒体と、前記ヘッド軸の中心線回りの前記外筒の回転変位を前記中心線の方向への前記内筒の変位に変換するカム機構と、前記外筒を当該ヘッド軸の中心線回りに回転させることで前記内筒を、前記長尺材側の方向である前方に、第一ストロークについて前進させると共に、第二ストロークについて更に前進させる駆動機構と、を有し、前記第一ストロークの前進により、前記内筒の第一接触部が、前記第二通路を通過した前記ワイヤーの前記第一の先端部を前方に押して前方に向かって曲げ、前記第二ストロークの前進により、前記内筒の第二接触部が、前記第一通路側で切断された前記ワイヤーの第二の先端部を前方に押して前方に向かって曲げる。
【0006】
このワイヤー結束機によれば、駆動機構によって外筒が回転することで、内筒が第一及び第二ストロークで前進し、ワイヤーのねじり目が内側向きのＭ形状に形成される。このため、駆動機構の回転を筒体の軸方向変位に変換するためのリンク機構が不要となり、Ｍ形状のねじり目が形成可能なワイヤー結束機をコンパクトに構成することが可能となる。
【0007】
また、好ましくは、前記ヘッド軸及び前記内筒が、前記中心線回りに一体回転すると共に、前記中心線の方向へ相対変位可能に連結されていて、前記ヘッド軸の前記中心線回りの回転を規制する規制機構をさらに備え、前記規制機構によって前記ヘッド軸を規制した状態で、前記駆動機構によって前記内筒を前記中心線の方向に変位させることが可能であり、前記規制機構による前記ヘッド軸の規制を解除した状態で、前記駆動機構によって前記ヘッド軸を前記中心線回りに回転させることが可能である。
この構成により、駆動機構によって内筒を軸方向へ変位させる動作と、駆動機構によってヘッド軸を中心線回りに回転させる動作とを、規制機構によって切り換えることが可能となる。これにより、駆動機構が有する一つのモータの駆動によって、Ｍ形状のねじり目を形成することができ、ワイヤー結束機をよりコンパクトにすることができる。
この構成により、駆動機構によって内筒を軸方向へ変位させる動作と、駆動機構によってヘッド軸を中心線回りに回転させる動作とを、規制機構によって切り換えることが可能となる。これにより、駆動機構が有する一つのモータの駆動によって、Ｍ形状のねじり目を形成することができ、ワイヤー結束機をよりコンパクトにすることができる。
【0008】
また、好ましくは、前記内筒が前記第一ストローク及び前記第二ストロークで前進している状態で、前記内筒を前進させる側へ前記外筒が前記中心線回りに回転し、前記カム機構が前記外筒の回転を前記内筒に伝達することで、前記内筒及び前記ヘッド軸が前記中心線回りに回転する。
この構成により、駆動機構によってヘッド軸を中心線回りに回転させることができる。これにより、駆動機構が有する一つのモータの駆動によって、Ｍ形状のねじり目を形成することができ、ワイヤー結束機をよりコンパクトにすることができる。
この構成により、駆動機構によってヘッド軸を中心線回りに回転させることができる。これにより、駆動機構が有する一つのモータの駆動によって、Ｍ形状のねじり目を形成することができ、ワイヤー結束機をよりコンパクトにすることができる。
【0009】
また、好ましくは、前記ヘッド軸及び前記内筒が、前記中心線回りに相対回転可能に構成されていて、前記ヘッド軸を前記中心線回りに回転させる回転機構をさらに備える。
この構成により、駆動機構によって外筒を中心線回りに回転させて内筒を軸方向へ変位させるとともに、回転機構によってヘッド軸を中心線回りに回転させることが可能となる。これにより、Ｍ形状のねじり目を形成することが可能なワイヤー結束機について、駆動機構及び回転機構がそれぞれモータを有する構成とした場合にリンク機構が不要となり、ワイヤー結束機をよりコンパクトにすることができる。
この構成により、駆動機構によって外筒を中心線回りに回転させて内筒を軸方向へ変位させるとともに、回転機構によってヘッド軸を中心線回りに回転させることが可能となる。これにより、Ｍ形状のねじり目を形成することが可能なワイヤー結束機について、駆動機構及び回転機構がそれぞれモータを有する構成とした場合にリンク機構が不要となり、ワイヤー結束機をよりコンパクトにすることができる。
【0010】
また、好ましくは、前記第一接触部と前記第二接触部とは、前記中心線を中心として１８０°離れて設けられていて、当該第一接触部は当該第二接触部よりも前方に位置している。
この構成により、ワイヤーの第一の先端部が先に前方に向かって曲げられてから、第二の先端部が前方に向かって曲げられる。
この構成により、ワイヤーの第一の先端部が先に前方に向かって曲げられてから、第二の先端部が前方に向かって曲げられる。
【0011】
また、好ましくは、前記結束ユニットは、前記ワイヤーの一部を切断するため、前記内筒の近傍に設けられているカッターブロックを、更に有し、前記第二ストロークの前進により、前記ワイヤーの内の前記第一通路を通る直前の部分を、前記内筒と前記カッターブロックとで切断すると共に、切断されることで得られた前記第二の先端部を、前記内筒の前記第二接触部が前方に押して前方に向かって曲げる。
この構成によれば、内筒が第二ストロークについて前進する間に、ワイヤーの切断と、第二の先端部の曲げとが行われる。
この構成によれば、内筒が第二ストロークについて前進する間に、ワイヤーの切断と、第二の先端部の曲げとが行われる。
【0012】
また、好ましくは、前記第一通路と前記第二通路とは、当該第一通路及び当該第二通路が共に繋がるスリットを経て、前記ヘッド軸の前面において開口していて、前記スリット及び前記開口は、前記ねじり目を形成する際の前記第一通路及び前記第二通路における前記ワイヤーの位置よりも、当該ねじり目を形成するために前記ヘッド軸が回転する方向の前方側に形成されている。
この構成によれば、ねじり目が形成されると、ヘッド軸に対して内筒を後退させ、ヘッド軸を、ねじり目を形成するための回転方向とは反対に小回転させることで、ねじり目を、スリットを経てヘッド軸の前面の開口から離脱させることが容易となる。
この構成によれば、ねじり目が形成されると、ヘッド軸に対して内筒を後退させ、ヘッド軸を、ねじり目を形成するための回転方向とは反対に小回転させることで、ねじり目を、スリットを経てヘッド軸の前面の開口から離脱させることが容易となる。
【0013】
また、好ましくは、前記内筒の内周側には、前記ワイヤーの前記第一の先端部を位置させる第一溝、及び、前記第二の先端部を位置させる第二溝が形成され、前記第一溝は、前記ヘッド軸の外周面との間で前記第一の先端部を挟んだ状態としてクランプ可能とする溝断面形状を有し、前記第二溝は、前記ヘッド軸の外周面との間で前記第二の先端部を挟んだ状態としてクランプ可能とする溝断面形状を有する。
この構成によれば、前記第一ストロークの前進により、内筒の第一接触部が、ワイヤーの第一の先端部を前方に押して前方に向かって曲げると共に、内筒とヘッド軸との間で挟んだ状態として、第一の先端部がクランプされる。前記第二ストロークの前進により、内筒の第二接触部が、ワイヤーの第二の先端部を前方に押して前方に向かって曲げると共に、内筒とヘッド軸との間で挟んだ状態として、第二の先端部がクランプされる。第一及び第二の先端部が前方に向かって曲げられたワイヤーが、前記のようにクランプされた状態で、ヘッド軸及び筒体が回転機構によって回転することで、前記ねじり目が形成される。
この構成によれば、前記第一ストロークの前進により、内筒の第一接触部が、ワイヤーの第一の先端部を前方に押して前方に向かって曲げると共に、内筒とヘッド軸との間で挟んだ状態として、第一の先端部がクランプされる。前記第二ストロークの前進により、内筒の第二接触部が、ワイヤーの第二の先端部を前方に押して前方に向かって曲げると共に、内筒とヘッド軸との間で挟んだ状態として、第二の先端部がクランプされる。第一及び第二の先端部が前方に向かって曲げられたワイヤーが、前記のようにクランプされた状態で、ヘッド軸及び筒体が回転機構によって回転することで、前記ねじり目が形成される。
【発明の効果】
【0014】
本開示のワイヤー結束機によれば、Ｍ形状のねじり目を形成することが可能なワイヤー結束機について、よりコンパクトとなる新規な構造を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】ワイヤー結束機の一例を示す側面図である。
【図2A】第一の実施形態に係る結束ユニットを側面から見た場合の構成図である。
【図2B】第一の実施形態に係る結束ユニットを後部から見た場合の規制機構の構成図である。
【図3】結束ユニットの一部を長尺材の束側から見た場合の構成図である。
【図4】結束ユニットの一部の断面図である。
【図5】ヘッド軸及び筒体の前側部分を示す断面図である。
【図6】筒体が第一ストロークについて前進した状態の図である。
【図7】筒体が第二ストロークについて前進した状態の図である。
【図8】結束動作（１）の説明図である。
【図9】結束動作（２）の説明図である。
【図10】結束動作（３）の説明図である。
【図11】結束動作（４）の説明図である。
【図12】結束動作（５）の説明図である。
【図13】結束動作（６）の説明図である。
【図14】結束動作（７）の説明図である。
【図15】結束動作（８）の説明図である。
【図16】結束動作（１）～（５）におけるカム機構及び規制機構の状態の説明図である。
【図17】結束動作（６）～（８）におけるカム機構及び規制機構の状態の説明図である。
【図18】Ｍ形状ねじり目の説明図である。
【図19】第二の実施形態に係る結束ユニットを側面から見た場合の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
〔ワイヤー結束機の全体構成について〕
図１はワイヤー結束機の一例を示す側面図である。ワイヤー結束機１０（以下、結束機１０と称する）は、例えば製鉄圧延工場に設置され、棒鋼、鋼管、形鋼等の長尺材（条材ともいう）を所定本数に束ねるための設備である。結束機１０は、床上に設置される装置フレーム２５、ベース２９、ガイドトラック１１、結束ユニット１２、及び、供給器１３を備える。装置フレーム２５にベース２９が取り付けられている。ベース２９に、ガイドトラック１１、結束ユニット１２、及び供給器１３が搭載されている。ベース２９は、装置フレーム２５の上部に揺動可能に支持されている。装置フレーム２５とベース２９との間にアクチュエータ２６が介在する。アクチュエータ２６の動作によって、結束ユニット１２は揺動する。結束ユニット１２が第一の揺動位置にある状態で、ワイヤー７による長尺材５の束の結束が行われる。結束が終わると、結束ユニット１２が第二の揺動位置へ移動し、結束された長尺材５の束が、図外の搬送コンベア上に載り、搬出される。
図１はワイヤー結束機の一例を示す側面図である。ワイヤー結束機１０（以下、結束機１０と称する）は、例えば製鉄圧延工場に設置され、棒鋼、鋼管、形鋼等の長尺材（条材ともいう）を所定本数に束ねるための設備である。結束機１０は、床上に設置される装置フレーム２５、ベース２９、ガイドトラック１１、結束ユニット１２、及び、供給器１３を備える。装置フレーム２５にベース２９が取り付けられている。ベース２９に、ガイドトラック１１、結束ユニット１２、及び供給器１３が搭載されている。ベース２９は、装置フレーム２５の上部に揺動可能に支持されている。装置フレーム２５とベース２９との間にアクチュエータ２６が介在する。アクチュエータ２６の動作によって、結束ユニット１２は揺動する。結束ユニット１２が第一の揺動位置にある状態で、ワイヤー７による長尺材５の束の結束が行われる。結束が終わると、結束ユニット１２が第二の揺動位置へ移動し、結束された長尺材５の束が、図外の搬送コンベア上に載り、搬出される。
【0017】
ガイドトラック１１は、ワイヤー７を誘導する環状のガイド２８を有する。ガイド２８の中心側に所定数の長尺材５が位置する。ガイド２８は、ワイヤー誘導用の通路を有し、この通路は断面凹形状を有する。この凹形状は、ガイド２８の中心側に向かって開口している。供給器１３によってワイヤー７が送り出されることで、ワイヤー７は、結束ユニット１２を経由して、ガイド２８に沿って移動し（図１では反時計回りに移動し）、ループ状となる。ループ状となったワイヤー７の先端部が保持された状態で、供給器１３がワイヤー７を引き戻すことで、ワイヤー７はガイド２８から抜け出て、長尺材５の束に巻き付く。このように、ガイドトラック１１は、束状にある複数本の長尺材５の周囲にワイヤー７を導きループ状とする。
【0018】
供給器１３は、図外のモータによって回転するホイール１３ａを有する。ホイール１３ａは正回転及び逆回転する。ホイール１３ａが正回転（図１では反時計回りに回転）することで、ワイヤー７が結束ユニット１２側へ送り出される。ホイール１３ａが逆回転することで、ワイヤー７は結束ユニット１２側から引き戻される。このように、供給器１３は、結束ユニット１２に対して、ワイヤー７の送り出し及び引き戻しを行う。
【0019】
結束ユニット１２は、ループ状にあり長尺材５の束に巻き付いたワイヤー７の両端部をねじって、ねじり目８（図１８参照）を形成する。
【0020】
〔結束ユニットについて〕
以下では、結束ユニット１２の詳細な構成について説明する。ここでは、第一の実施形態に係る結束ユニット１２である第一結束ユニット１２Ａの構成について説明する。なお、以下の説明において、単に「結束ユニット１２」と称する場合は、第一結束ユニット１２Ａ、及び後で説明する第二結束ユニット１２Ｂ（図１９参照）で共通する構成について説明している。
以下では、結束ユニット１２の詳細な構成について説明する。ここでは、第一の実施形態に係る結束ユニット１２である第一結束ユニット１２Ａの構成について説明する。なお、以下の説明において、単に「結束ユニット１２」と称する場合は、第一結束ユニット１２Ａ、及び後で説明する第二結束ユニット１２Ｂ（図１９参照）で共通する構成について説明している。
【0021】
図２Ａは、第一結束ユニット１２Ａを側面から見た場合の構成図である。図２Ｂは、第一結束ユニット１２Ａを後側から見た場合の規制機構の構成図である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第一結束ユニット１２Ａは、ヘッド軸１４、筒体１５、駆動機構１６、規制機構１７、カッターブロック１８、及び、ストッパ２７を有する。なお、図２Ａでは、説明を容易にするため、中心線Ｃ０回りの駆動機構１６の位相を、図１に示す実際の位相から供給機１３側へ９０度回転させて図示している（後で説明する図４、図８～図１５、及び図１９においても同様としている）。
【0022】
〔ヘッド軸及び筒体〕
図３は、結束ユニット１２の一部を長尺材５の束側から見た場合の構成図である。図４は、第一結束ユニット１２Ａの一部の断面図である。図５は、ヘッド軸１４及び筒体１５の前側部分を示す断面図である。結束ユニット１２において、「軸方向」とは、ヘッド軸１４の中心線Ｃ０に沿った方向である。中心線Ｃ０に直交する方向が「径方向」となり、中心線Ｃ０を中心とする回転方向が「周方向」となる。長尺材５の束側を「前」と定義し、束側と反対側を「後」と定義する。なお、図４では、説明を容易にするため、中心線Ｃ０回りの規制機構１７の位相を、図１及び図２Ａに示す実際の位相から供給機１３側へ９０度回転させて図示している（後で説明する図８～図１５においても同様としている）。
図３は、結束ユニット１２の一部を長尺材５の束側から見た場合の構成図である。図４は、第一結束ユニット１２Ａの一部の断面図である。図５は、ヘッド軸１４及び筒体１５の前側部分を示す断面図である。結束ユニット１２において、「軸方向」とは、ヘッド軸１４の中心線Ｃ０に沿った方向である。中心線Ｃ０に直交する方向が「径方向」となり、中心線Ｃ０を中心とする回転方向が「周方向」となる。長尺材５の束側を「前」と定義し、束側と反対側を「後」と定義する。なお、図４では、説明を容易にするため、中心線Ｃ０回りの規制機構１７の位相を、図１及び図２Ａに示す実際の位相から供給機１３側へ９０度回転させて図示している（後で説明する図８～図１５においても同様としている）。
【0023】
図４に示すように、ヘッド軸１４は、直線状の部材である。ヘッド軸１４は、後側の端部において、円筒状の被係止部１４ｃを有する。被係止部１４ｃの外周部には、径方向に凹んだ凹部１４ｄが形成されている。筒体１５は、ヘッド軸１４の外周側に設けられている筒状の部材である。筒体１５は、外周部に設けた一対のベアリング３３，３３を介して、ベース２９によって回転可能に支持されている。ヘッド軸１４は、外周部に設けたベアリング３５を介して、ベース２９によって回転可能に支持されるとともに、筒体１５に挿入されることで、当該筒体１５によって支持されている。
【0024】
図４に示すように、筒体１５は、径方向内側に位置する内筒１５ａと、径方向外側に位置する外筒１５ｂと、で構成されている。内筒１５ａは、ヘッド軸１４を挿入する第一貫通孔１５ｅを有し、外筒１５ｂは、内筒１５ａを挿入する第二貫通孔１５ｆを有する。外筒１５ｂの径方向外側には、円環状のかさ歯車１５ｃが固定されている。かさ歯車１５ｃは、後で説明する駆動機構１６のかさ歯車３４ｂと噛み合っている。
【0025】
結束ユニット１２では、内筒１５ａを、外筒１５ｂの第二貫通孔１５ｆに挿入し、ヘッド軸１４を、内筒１５ａの第一貫通孔１５ｅに挿入する。内筒１５ａは、第二貫通孔１５ｆに挿入された状態で、ヘッド軸１４の軸方向（中心線Ｃ０の方向）に変位可能に構成される。外筒１５ｂは、軸方向（中心線Ｃ０の方向）に変位不能であり、第二貫通孔１５ｆに内筒１５ａが挿入された状態で、中心線Ｃ０回りに回転可能に構成される。
【0026】
内筒１５ａは、前側に、ワイヤー７の一部及び他部と接触可能である第一接触部３１及び第二接触部３２を有する。第一接触部３１は第二接触部３２よりも前方に位置している。第一接触部３１と第二接触部３２とは、中心線Ｃ０を中心として１８０°離れて設けられている（図３参照）。第一接触部３１は、内筒１５ａの前端の一部により成る。この一部に対して１８０°離れた内筒１５ａの前部にワイヤー７の径よりも幅の大きい切り欠きが設けられている。この切り欠きの後部（底部）が第二接触部３２と成る。
【0027】
内筒１５ａの内周側には、第一溝１９及び第二溝２０が形成されている。第一溝１９及び第二溝２０の溝長手方向は、中心線Ｃ０に平行である。第一溝１９は、ワイヤー７の（曲げられた）第一の先端部７１を位置させる（図７参照）。第二溝２０は、ワイヤー７の（曲げられた）第二の先端部７２を位置させる。なお、ワイヤー７の先端部７１，７２の曲げについては後に説明する。
【0028】
ヘッド軸１４及び内筒１５ａは、ヘッド軸１４の外周面に形成された外歯と、第一貫通孔１５ｅの内周面に形成された内歯と、によって連結部３０を構成している。連結部３０は、ヘッド軸１４の前記外歯と、第一貫通孔１５ｅの前記内歯とがスプライン嵌合している部位であり、連結部３０によって、ヘッド軸１４と内筒１５ａとが連結されている。このため、第一結束ユニット１２Ａにおいて、内筒１５ａは、ヘッド軸１４に対して、軸方向（ヘッド軸１４の中心線Ｃ０方向）に相対変位可能であるとともに、中心線Ｃ０回りに相対回転不能である。
【0029】
図５において、ヘッド軸１４には、ワイヤー７を通過させる第一通路２１及び第二通路２２が設けられている。第一通路２１及び第二通路２２それぞれは、ヘッド軸１４の前部に形成されている穴により構成されている。第一通路２１及び第二通路２２は（図３参照）、中心線Ｃ０を挟んで径方向の一方側及び他方側に平行となって設けられている。第一通路２１及び第二通路２２それぞれは、ヘッド軸１４を貫通している。図５において、第一通路２１は、供給器１３（図２参照）のホイール１３ａが正回転することにより送り出されたワイヤー７を通過させる。第二通路２２は、第一通路２１を通過し前記ガイドトラック１１を経由したワイヤー７の第一の先端部７１を通過させる。
【0030】
第一通路２１を構成する前側の壁面２１ａは、第一通路２１を通過しているワイヤー７の一部に接触可能であり、当該一部の前方への移動を規制する。第二通路２２を構成する前側の壁面２２ａは、第二通路２２を通過しているワイヤー７の一部に接触可能であり、当該一部の前方への移動を規制する。図３及び図５に示すように、第一通路２１及び第二通路２２は、共通するスリット２３を経てヘッド軸１４の前面１４ａにおいて開口している。つまり、穴により構成されている第一通路２１及び第二通路２２は、その穴の長手方向以外でも開口している。前面１４ａにおける前記開口の符号は「２４」である。後に説明するが（図１４参照）、ワイヤー７の両先端部７１，７２がねじられることで、ねじり目８が形成される。ねじり目８は、スリット２３及び開口２４を通じて、ヘッド軸１４から離脱することができる。
【0031】
〔駆動機構〕
図２Ａに示すように、駆動機構１６は、モータ（減速機付きモータ）３４を有する。モータ３４は、その出力軸３４ａにかさ歯車３４ｂが形成されている。モータ３４は図外の制御装置によって制御される。かさ歯車３４ｂは、外筒１５ｂに固定されたかさ歯車１５ｃと噛み合っている。出力軸３４ａが中心線Ｃ１回りに一方向（後で説明する第一方向Ｖ１）へ回転することで、かさ歯車１５ｃが正方向（後で説明する第一方向Ｒ１）に回転する。出力軸３４ａが中心線Ｃ１回りに他方向（後で説明する第二方向Ｖ２）へ回転することで、かさ歯車１５ｃが負方向（後で説明する第二方向Ｒ２）に回転する。駆動機構１６は、かさ歯車１５ｃ及び外筒１５ｂを中心線Ｃ０回りに正逆回転させるとともに、内筒１５ａを軸方向に往復変位させる。なお、本実施形態では、モータ３４の軸芯（中心線Ｃ１）を、外筒１５ｂの軸芯（中心線Ｃ０）に対して直交させて配置し、駆動機構１６の駆動力を、かさ歯車３４ｂ，１５ｃによって外筒１５ｂに伝達する構成としているが、駆動機構１６の構成はこれに限定されず、例えば、モータの軸芯及び外筒の軸芯が平行となるように駆動機構を配置してもよい。
図２Ａに示すように、駆動機構１６は、モータ（減速機付きモータ）３４を有する。モータ３４は、その出力軸３４ａにかさ歯車３４ｂが形成されている。モータ３４は図外の制御装置によって制御される。かさ歯車３４ｂは、外筒１５ｂに固定されたかさ歯車１５ｃと噛み合っている。出力軸３４ａが中心線Ｃ１回りに一方向（後で説明する第一方向Ｖ１）へ回転することで、かさ歯車１５ｃが正方向（後で説明する第一方向Ｒ１）に回転する。出力軸３４ａが中心線Ｃ１回りに他方向（後で説明する第二方向Ｖ２）へ回転することで、かさ歯車１５ｃが負方向（後で説明する第二方向Ｒ２）に回転する。駆動機構１６は、かさ歯車１５ｃ及び外筒１５ｂを中心線Ｃ０回りに正逆回転させるとともに、内筒１５ａを軸方向に往復変位させる。なお、本実施形態では、モータ３４の軸芯（中心線Ｃ１）を、外筒１５ｂの軸芯（中心線Ｃ０）に対して直交させて配置し、駆動機構１６の駆動力を、かさ歯車３４ｂ，１５ｃによって外筒１５ｂに伝達する構成としているが、駆動機構１６の構成はこれに限定されず、例えば、モータの軸芯及び外筒の軸芯が平行となるように駆動機構を配置してもよい。
【0032】
〔規制機構〕
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、規制機構１７は、アクチュエータ３６と、アーム体３７と、回転軸３８とを有する。規制機構１７には、凹部１４ｄが形成されたヘッド軸１４の被係止部１４ｃが含まれる。アーム体３７は、回転軸３８によって、揺動可能に支持されている。回転軸３８の軸芯は、ヘッド軸１４の軸芯（中心線Ｃ０）に対して平行である。これによりアーム体３７は、中心線Ｃ０に対して垂直な平面に沿って揺動する。回転軸３８側とは反対のアーム体３７の端部には、係止部３９が形成されている。
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、規制機構１７は、アクチュエータ３６と、アーム体３７と、回転軸３８とを有する。規制機構１７には、凹部１４ｄが形成されたヘッド軸１４の被係止部１４ｃが含まれる。アーム体３７は、回転軸３８によって、揺動可能に支持されている。回転軸３８の軸芯は、ヘッド軸１４の軸芯（中心線Ｃ０）に対して平行である。これによりアーム体３７は、中心線Ｃ０に対して垂直な平面に沿って揺動する。回転軸３８側とは反対のアーム体３７の端部には、係止部３９が形成されている。
【0033】
図２Ｂに示すように、アーム体３７は、係止部３９が凹部１４ｄに入り込む第一位置Ｑ１と、係止部３９が凹部１４ｄから抜け出る第二位置Ｑ２と、の間で揺動可能に構成されている。ヘッド軸１４は、凹部１４ｄに係止部３９が入り込んでいる状態において、中心線Ｃ０回りの回転が規制される。ヘッド軸１４は、凹部１４ｄから係止部３９が抜け出た状態において、規制機構１７による規制が解除されて、中心線Ｃ０回りに回転可能となる。このように、第一結束ユニット１２Ａでは、規制機構１７によって、ヘッド軸１４が中心線Ｃ０回りに回転可能な状態と回転不能な状態とを切り換えることができる。
【0034】
〔カム機構〕
図２Ａに示すように、結束ユニット１２は、さらにカム機構４０を有する。結束ユニット１２の筒体１５は、内筒１５ａ及び外筒１５ｂが、カム機構４０を介して連結されている。カム機構４０は、内筒１５ａに設けられたピン４１及びベアリング４２と、カム溝４３が形成された外筒１５ｂとを含む円筒カムである。カム機構４０は、原動節である外筒１５ｂの中心線Ｃ０回りの回転を、従動節である内筒１５ａの中心線Ｃ０の方向（軸方向）への変位に変換する。
図２Ａに示すように、結束ユニット１２は、さらにカム機構４０を有する。結束ユニット１２の筒体１５は、内筒１５ａ及び外筒１５ｂが、カム機構４０を介して連結されている。カム機構４０は、内筒１５ａに設けられたピン４１及びベアリング４２と、カム溝４３が形成された外筒１５ｂとを含む円筒カムである。カム機構４０は、原動節である外筒１５ｂの中心線Ｃ０回りの回転を、従動節である内筒１５ａの中心線Ｃ０の方向（軸方向）への変位に変換する。
【0035】
ピン４１は内筒１５ａの外周面から径方向外側に突出して設けられた軸状の部位である。ベアリング４２は、ピン４１の径方向外側に嵌められている。カム溝４３は、外筒１５ｂの外周面に形成されたらせん状の溝部であり、ピン４１及びベアリング４２が挿入される。ピン４１は、ベアリング４２を介してカム溝４３の内壁に接触する。なお、本開示の結束ユニットにおけるカム機構の構成はこれに限定されず、例えば、内筒側にカム溝を設け、外筒側にピンを設けても良い。
【0036】
カム機構４０は、カム溝４３の前端よりも後方でかつ後端よりも前方にピン４１が位置している場合、外筒１５ｂの中心線Ｃ０回りの回転変位を、内筒１５ａの軸方向への変位に変換する。結束ユニット１２では、外筒１５ｂが第一方向Ｒ１（図３参照）へ変位すると、内筒１５ａが前方へ変位し、外筒１５ｂが第二方向Ｒ２（図３参照）へ回転すると、内筒１５ａが後方へ変位する。
【0037】
カム機構４０は、ピン４１が前方へ変位する側へ外筒１５ｂが中心線Ｃ０回りに回転し続けると、ピン４１は、やがてカム溝４３の前端に到達する。内筒１５ａは、ピン４１がカム溝４３の前端に到達するまでは前方に変位可能であるが、それより更に前方へ変位することはできない。カム機構４０は、カム溝４３によって、ピン４１の前後方向の位置を規制する。
【0038】
カム機構４０は、ピン４１がカム溝４３の前端に位置している状態から、ピン４１を前方へ変位させる側へ外筒１５ｂがさらに回転すると、カム溝４３の内壁がピン４１をその回転方向へ押圧し、その結果内筒１５ａ及び外筒１５ｂが一体となって中心線Ｃ０回りに回転する。具体的には、第一結束ユニット１２Ａでは、ピン４１がカム溝４３の前端に位置しているときに、外筒１５ｂが第一方向Ｒ１へ回転すると、内筒１５ａが、外筒１５ｂと共に第一方向Ｒ１へ回転する（図１７の（Ａ）図参照）。言い換えると、カム機構４０は、ピン４１がカム溝４３の前後方向における中途部に位置しているときは、外筒１５ｂの回転変位を内筒１５ａの軸方向変位に変換する役割を果たし、ピン４１がカム溝４３の前端に位置しているときは、外筒１５ｂの回転をそのまま内筒１５ａに伝達する役割を果たす。
【0039】
結束ユニット１２では、ピン４１がカム溝４３の後端に位置するときの内筒１５ａの位置を待機位置Ｐ０と称し、ピン４１がカム溝４３の前端に位置するときの内筒１５ａの位置を第二位置Ｐ２と称する（図１６参照）。また、結束ユニット１２では、待機位置Ｐ０と第二位置Ｐ２との間に、さらに第一位置Ｐ１を設定している（図１６参照）。なお、本説明では、ピン４１の位置によって内筒１５ａの位置を表している。
【0040】
結束ユニット１２では、前後方向における待機位置Ｐ０から第一位置Ｐ１までの距離を第一ストロークＳ１とし、前後方向における第一位置Ｐ１から第二位置Ｐ２までの距離を第二ストロークＳ２としている。言い換えると、結束ユニット１２では、前後方向におけるカム溝４３の長さが、第一ストロークＳ１及び第二ストロークＳ２を加算した距離と一致している。内筒１５ａは、待機位置Ｐ０から第二位置Ｐ２まで変位すると、第一ストロークＳ１及び第二ストロークＳ２を加算した距離（Ｓ１＋Ｓ２）だけ前進する。
【0041】
結束ユニット１２では、外筒１５ｂが第一方向Ｒ１へ回転すると、内筒１５ａは、待機位置Ｐ０から第二位置Ｐ２に到達するまでの間は前進し、第二位置Ｐ２に到達した後は外筒１５ｂと共に第一方向Ｒ１に回転する。なお、結束ユニット１２では、外筒１５ｂが第二方向Ｒ２へ回転すると、内筒１５ａは、第二位置Ｐ２から待機位置Ｐ０に到達するまでの間は後方に変位する。
【0042】
〔結束ユニットの動作について〕
図２Ａの状態から、モータ３４の出力軸３４ａ（かさ歯車３４ｂ）が、出力軸３４ａの中心線Ｃ１回りに所定回転すると、内筒１５ａは前方へ移動する。図２Ａの状態から、ピン４１が第一位置Ｐ１に位置した状態でモータ３４は一旦停止する。このとき、内筒１５ａは、ヘッド軸１４を残して、第一ストロークＳ１（図５から図６参照）について前方へ移動する。出力軸３４ａ（かさ歯車３４ｂ）が、出力軸３４ａの中心線Ｃ１回りにさらに所定回転すると、モータ３４は再び一旦停止する。このとき、内筒１５ａは、ヘッド軸１４を残して、第二ストロークＳ２（図６から図７参照）について前方へ移動する。以上のように、駆動機構１６は、内筒１５ａを、長尺材５側の方向である前方に、第一ストロークＳ１について前進させると共に、第二ストロークＳ２について更に前進させる。
図２Ａの状態から、モータ３４の出力軸３４ａ（かさ歯車３４ｂ）が、出力軸３４ａの中心線Ｃ１回りに所定回転すると、内筒１５ａは前方へ移動する。図２Ａの状態から、ピン４１が第一位置Ｐ１に位置した状態でモータ３４は一旦停止する。このとき、内筒１５ａは、ヘッド軸１４を残して、第一ストロークＳ１（図５から図６参照）について前方へ移動する。出力軸３４ａ（かさ歯車３４ｂ）が、出力軸３４ａの中心線Ｃ１回りにさらに所定回転すると、モータ３４は再び一旦停止する。このとき、内筒１５ａは、ヘッド軸１４を残して、第二ストロークＳ２（図６から図７参照）について前方へ移動する。以上のように、駆動機構１６は、内筒１５ａを、長尺材５側の方向である前方に、第一ストロークＳ１について前進させると共に、第二ストロークＳ２について更に前進させる。
【0043】
モータ３４の出力軸３４ａ（かさ歯車３４ｂ）が、中心線Ｃ１回りに所定回転すると、内筒１５ａは後方へ、第一ストロークＳ１と第二ストロークＳ２との合計のストロークについて、移動する。なお、駆動機構１６は、以上のように説明した形態以外であってもよい。図５に示すように、内筒１５ａが前方へ移動する前の状態（待機状態）では、第一通路２１及び第二通路２２は、その長手方向両側において、内筒１５ａによって覆われておらず、開口している。
【0044】
〔ストッパ及びカッターブロック〕
図２Ａにおいて、ストッパ２７とカッターブロック１８とは、中心線Ｃ０を中心として１８０°離れて設けられている。ストッパ２７は、内筒１５ａの近傍（径方向外側）において、ベース２９に取り付けられている（固定されている）。供給器１３から結束ユニット１２に送り出されたワイヤー７は、先ず、ヘッド軸１４の第一通路２１を通過し、ガイドトラック１１によってループ状とされ、その後、ワイヤー７の第一の先端部７１が第二通路２２を通過し、先端７１ａがストッパ２７に接触する。
図２Ａにおいて、ストッパ２７とカッターブロック１８とは、中心線Ｃ０を中心として１８０°離れて設けられている。ストッパ２７は、内筒１５ａの近傍（径方向外側）において、ベース２９に取り付けられている（固定されている）。供給器１３から結束ユニット１２に送り出されたワイヤー７は、先ず、ヘッド軸１４の第一通路２１を通過し、ガイドトラック１１によってループ状とされ、その後、ワイヤー７の第一の先端部７１が第二通路２２を通過し、先端７１ａがストッパ２７に接触する。
【0045】
前記のとおり（図５及び図６参照）、第二通路２２を通過したワイヤー７の一部の前方への移動は、前側の壁面２２ａによって規制されている。このため、図６及び図７に示すように、前進する内筒１５ａによってワイヤー７の第一の先端部７１は前方へ押され前方へ曲げられる。
【0046】
図２Ａにおいて、カッターブロック１８は、供給器１３から送り出されたワイヤー７が通過する位置に、ベース２９に取り付けられている（固定されている）。図６から図７に示すように、カッターブロック１８は、ワイヤー７の一部（第二の先端部７２側となる部分）を切断する。このために、カッターブロック１８は、内筒１５ａの近傍（径方向外側）に設けられている。ワイヤー７の切断については後に説明するが、前記のとおり、第一通路２１を通過しているワイヤー７の一部の前方への移動は、前側の壁面２１ａによって規制されている。このため、内筒１５ａが前進すると、内筒１５ａの先端の一部１５ｄ（先端の外周面の一部１５ｄ）とカッターブロック１８との間でワイヤー７が切断（せん断）される。
【0047】
前記のとおり、内筒１５ａの内周側には、第一溝１９及び第二溝２０が設けられている。第一通路２１と周方向について同じ位置に、第二溝２０が設けられている。第二通路２２と周方向について同じ位置に、第一溝１９が設けられている。内筒１５ａが、第一及び第二ストロークＳ１，Ｓ２について前進した状態で（図７参照）、第一溝１９と、ヘッド軸１４の外周面１４ｂ（外周面１４ｂの内の第一溝１９と径方向に対向する部分）との間で、ワイヤー７の第一の先端部７１は挟まれた状態となる。これにより、第一の先端部７１は、内筒１５ａ及びヘッド軸１４によってクランプされた状態となる。同様に、内筒１５ａが、第一及び第二ストロークＳ１，Ｓ２について前進した状態で、内筒１５ａの第二溝２０と、ヘッド軸１４の外周面１４ｂ（外周面１４ｂの内の第二溝２０と径方向に対向する部分）との間で、第二の先端部７２は挟まれた状態となる。これにより、第二の先端部７２は、内筒１５ａ及びヘッド軸１４によってクランプされた状態となる。
【0048】
前記のようにワイヤー７の先端部７１，７２がクランプされるために、第一溝１９及び第二溝２０の溝深さ（溝の径方向の寸法）及び溝幅（溝の周方向の寸法）は、ワイヤー７の径と同一よりもわずかに大きい（最大でワイヤー７の径の２０％大きい）程度である。以上のように、第一溝１９は、ヘッド軸１４の外周面１４ｂとの間で第一の先端部７１を挟んだ状態としてクランプ可能とする溝断面形状を有する。第二溝２０は、ヘッド軸１４の外周面１４ｂとの間で第二の先端部７２を挟んだ状態としてクランプ可能とする溝断面形状を有する。
【0049】
〔結束動作について〕
前記構成を備える結束機１０が、ワイヤー７を用いて長尺材５の束を結束する動作について説明する。図８から図１５は、結束動作を順に説明するための図である。図１６及び図１７は、結束動作の各タイミングにおけるカム機構４０及び規制機構１７の状態の説明図である。図８に示す状態から図１５に示す状態まで結束動作が順に実行される。
前記構成を備える結束機１０が、ワイヤー７を用いて長尺材５の束を結束する動作について説明する。図８から図１５は、結束動作を順に説明するための図である。図１６及び図１７は、結束動作の各タイミングにおけるカム機構４０及び規制機構１７の状態の説明図である。図８に示す状態から図１５に示す状態まで結束動作が順に実行される。
【0050】
供給器１３（図２参照）のホイール１３ａの正回転によってワイヤー７が結束ユニット１２に送り出される。ワイヤー７は、ヘッド軸１４の第一通路２１を経て（図８参照）、ガイドトラック１１に沿ってループ状となり、先端部（第一の先端部７１）が第二通路２２を通過する。第一の先端部７１の先端７１ａがストッパ２７に接触する。このとき、図８及び図１６の（Ａ）図に示すように、カム機構４０のピン４１（内筒１５ａ）は、待機位置Ｐ０に位置している。またこのとき、規制機構１７は、アーム体３７が第一位置Ｑ１に位置しており、係止部３９が凹部１４ｄに入り込んで、ヘッド軸１４及び内筒１５ａの回転を規制している。なお、ピン４１が待機位置Ｐ０に位置している状態（図１６の（Ａ）図参照）では、外筒１５ｂを中心線Ｃ０回りに第二方向Ｒ２へ回転させようとしても、外筒１５ｂ（カム溝４３）がピン４１によって係止されるため、外筒１５ｂは第二方向Ｒ２へは回転不能である。
【0051】
次に、図９に示すように、かさ歯車３４ｂが第一方向Ｖ１へ所定回数だけ回転し、外筒１５ｂが第一方向Ｒ１へ回転されると共に、内筒１５ａ（ピン４１）が第一ストロークＳ１について前進し、ピン４１が第一位置Ｐ１に位置する（図１６の（Ｂ）図参照）。この際に、内筒１５ａの第一接触部３１が第一の先端部７１を前方に押して前方に向かって曲げる。第一の先端部７１は、第一接触部３１とヘッド軸１４との間で挟まれて保持された状態となる。
【0052】
次に、図１０に示すように、ピン４１が第一位置Ｐ１に位置している状態で、ホイール１３ａの逆回転によってワイヤー７が結束ユニット１２から引き戻される。これにより、長尺材５の束はワイヤー７によって締め付けられる。
【0053】
次に、図１１及び図１２に示すように、かさ歯車３４ｂが第一方向Ｖ１へ更に所定回数だけ回転し、第一ストロークＳ１について既に前進していた内筒１５ａ（ピン４１）が前進し、最終的に第二ストロークＳ２について前進する（図１６の（Ｃ）図参照）。これにより、内筒１５ａの第一接触部３１が第一の先端部７１を更に前方に押して前方に向かって更に曲げる。図１１に示すように、内筒１５ａが、第二ストロークＳ２について前進する間に、内筒１５ａの先端の一部とカッターブロック１８との間でワイヤー７が切断（せん断）される。ワイヤー７は切断されることで第二の先端部７２が得られる。図１２に示すように、前記切断の後、内筒１５ａの第二ストロークＳ２についての前進の間に、内筒１５ａの第二接触部３２が第二の先端部７２を前方に押して前方に向かって曲げる。内筒１５ａが第二ストロークＳ２について前進すると、ワイヤー７の第一及び第二の先端部７１，７２は、内筒１５ａとヘッド軸１４との間に挟まれてクランプされた状態となる。
【0054】
次に、図１３に示すように、係止部３９が第二位置Ｑ２に位置すると共に、かさ歯車３４ｂが第一方向Ｖ１へさらに所定回数だけ回転し、外筒１５ｂが第一方向Ｒ１へさらに回転する。このとき、図１７の（Ａ）図に示すように、規制機構１７は、アーム体３７を第二位置Ｑ２に回動させて、係止部３９を凹部１４ｄから抜け出た状態とし、ヘッド軸１４の回転規制を解除する。またこのとき、カム機構４０のピン４１（内筒１５ａ）は、第二位置Ｐ２に位置している。このため、図１３に示す状態では、外筒１５ｂが第一方向Ｒ１へ回転することによって、ヘッド軸１４が、内筒１５ａと共に中心線Ｃ０回りに第一方向Ｒ１へ回転する。このときのヘッド軸１４の回転数は、１．５～２回転である。これにより、ワイヤー７にはねじり目８が形成される。図１８に示すように、ねじり目８は、前後方向に沿って形成され、先端部７１，７２は、先端７１ａ，７２ａが前側を向くようにＵターンされたＭ字形状を有する。つまり、Ｍ形状のねじり目８が形成される。ねじり目８はスリット２３及び開口２４から前方に延びている。
【0055】
次に、かさ歯車３４ｂが第二方向Ｖ２に所定回数だけ小回転し、図１７の（Ｂ）図に示すように、外筒１５ｂ（カム溝４３）が第二方向Ｒ２へ小回転する。この小回転の方向は、ねじり目８を形成する場合の回転方向（第一方向Ｒ１）とは反対となる、第二方向Ｒ２である。このとき、規制機構１７は、アーム体３７を第二位置Ｑ２に回動させたままとし、ヘッド軸１４の回転規制を解除している。このため、ヘッド軸１４は、かさ歯車３４ｂが第二方向Ｖ２へ小回転することによって、同様に小回転する。この小回転に併せて、前記アクチュエータ２６（図１参照）によって結束ユニット１２を揺動させる。これら小回転の動作及び揺動は、次に説明するように（図１５参照）、ねじり目８をヘッド軸１４から離脱させるためである。すなわち、前記のとおり（図３及び図１８参照）、ヘッド軸１４の第一通路２１と第二通路２２とは、これら第一通路２１及び第二通路２２が共に繋がるスリット２３を経て、ヘッド軸１４の前面１４ａにおいて開口している。スリット２３及び開口２４は、ねじり目８を形成する際の第一通路２１及び第二通路２２におけるワイヤー７の位置（図３参照）よりも、ねじり目８を形成するためにヘッド軸１４が回転する方向（図３の矢印Ｒ１方向）の前方側に形成されている。そこで、ヘッド軸１４を反対方向（図３の矢印Ｒ２方向）に小回転させる。そして、ヘッド軸１４が長尺材５の束から離れる方向に結束ユニット１２を揺動させる。これにより、図１４から図１５に示すように、ねじり目８をヘッド軸１４から離脱させる。
【0056】
その後、図１４に示すように、かさ歯車３４ｂが第二方向Ｖ２に所定回数だけさらに回転し、図１５に示すように、内筒１５ａが後退する。このとき、図１７の（Ｃ）図に示すように、規制機構１７は、アーム体３７を第一位置Ｑ１に回動させて、係止部３９が凹部１４ｄに入り込んだ状態とし、ヘッド軸１４の回転を規制する。このときの後退のストロークは、第一ストロークＳ１と第二ストロークＳ２との合計の値であり、ピン４１（内筒１５ａ）は待機位置Ｐ０に位置して前記待機状態となる。
【0057】
以上のようにして、所定本数の長尺材５がワイヤー７によって結束された状態となる。結束された長尺材５の束が、搬出コンベアによって搬出される。
【0058】
（結束ユニットの第二実施形態について）
図１９は、第二の実施形態に係る結束ユニットを側面から見た場合の構成図である。本開示のワイヤー結束機１０は、前述した第一結束ユニット１２Ａ（図２参照）に代えて、図１９に示す第二結束ユニット１２Ｂを用いてもよい。第二結束ユニット１２Ｂは、結束ユニット１２の第二の実施形態である。
図１９は、第二の実施形態に係る結束ユニットを側面から見た場合の構成図である。本開示のワイヤー結束機１０は、前述した第一結束ユニット１２Ａ（図２参照）に代えて、図１９に示す第二結束ユニット１２Ｂを用いてもよい。第二結束ユニット１２Ｂは、結束ユニット１２の第二の実施形態である。
【0059】
図１９に示すように、第二結束ユニット１２Ｂは、規制機構１７に代えて回転機構５０を備えている点、及び内筒１５ａとヘッド軸１４とを連結する連結部３０（図２参照）を備えていない点で、第一結束ユニット１２Ａと異なっている。このため、第二結束ユニット１２Ｂにおいて、内筒１５ａ及びヘッド軸１４は、軸方向（ヘッド軸１４の中心線Ｃ０方向）に相対変位可能であるとともに、中心線Ｃ０回りに相対回転可能である。
【0060】
第二結束ユニット１２Ｂは、駆動機構１６を有している。第二結束ユニット１２Ｂにおける駆動機構１６は、かさ歯車１５ｃ及び外筒１５ｂを中心線Ｃ０回りに正逆回転させ、内筒１５ａを軸方向に往復変位させる。しかしながら、第二結束ユニット１２Ｂにおける駆動機構１６は、ヘッド軸１４を中心線Ｃ０回りに正逆回転させることができない。この点において、第二結束ユニット１２Ｂにおける駆動機構１６は、第一結束ユニット１２Ａにおける駆動機構１６と異なっている。
【0061】
回転機構５０は、モータ（減速機付きモータ）５１を有する。モータ５１の出力軸５２にヘッド軸１４が同軸で固定されている。モータ５１は図外の制御装置によって制御される。出力軸５２が第一方向Ｒ１に回転することで、ヘッド軸１４が第一方向Ｒ１に回転し、出力軸５２が第二方向Ｒ２に回転することで、ヘッド軸１４が第二方向Ｒ２に回転する。回転機構５０は、ヘッド軸１４を中心線Ｃ０回りに正逆回転させる。
【0062】
第二結束ユニット１２Ｂは、回転機構５０によって、ヘッド軸１４を中心線Ｃ０回りに回転することができる。第二結束ユニット１２Ｂにおいて、内筒１５ａ及びヘッド軸１４は連結されていないため、内筒１５ａを、回転機構５０によって駆動することはできない。
【0063】
第二結束ユニット１２Ｂでは、駆動機構１６によって、内筒１５ａを第一ストロークＳ１及び第二ストロークＳ２で前進させて、ワイヤー７の切断及び曲げを行うと共に、回転機構５０によって、ヘッド軸１４を回転させて、ねじり目８を形成する。
【0064】
このような第二結束ユニット１２Ｂは、従来の結束ユニットのようなリンク機構を備えていなくても、駆動機構１６によって、ワイヤー７の切断及び曲げを行うと共に、回転機構５０によってねじり目８の形成を行うことができる。このため、第二結束ユニット１２Ｂを備えた結束機１０は、従来の結束ユニットを備えた結束機に比べてコンパクトに構成することができる。
【0065】
〔本開示の結束機１０に関して〕
本開示の結束機１０が備える結束ユニット１２は、ヘッド軸１４と、筒体１５と、駆動機構１６と、を有する。ヘッド軸１４には、供給器１３により送り出されたワイヤー７を通過させる第一通路２１、及び、第一通路２１を通過しガイドトラック１１を経由したワイヤー７の第一の先端部７１を通過させる第二通路２２が設けられ、中心線Ｃ０回りに回転するように構成されている。ヘッド軸１４の外周側に設けられる内筒１５ａと、内筒１５ａの外周側に設けられる外筒１５ｂと、を含む筒体１５と、ヘッド軸１４の中心線Ｃ０回りの外筒１５ｂの回転変位を中心線Ｃ０の方向への内筒１５ａの変位に変換するカム機構４０と、外筒１５ｂをヘッド軸１４の中心線Ｃ０回りに回転させることで内筒１５ａを、長尺材５側の方向である前方に、第一ストロークＳ１について前進させると共に、第二ストロークＳ２について更に前進させる駆動機構１６と、を有する。
本開示の結束機１０が備える結束ユニット１２は、ヘッド軸１４と、筒体１５と、駆動機構１６と、を有する。ヘッド軸１４には、供給器１３により送り出されたワイヤー７を通過させる第一通路２１、及び、第一通路２１を通過しガイドトラック１１を経由したワイヤー７の第一の先端部７１を通過させる第二通路２２が設けられ、中心線Ｃ０回りに回転するように構成されている。ヘッド軸１４の外周側に設けられる内筒１５ａと、内筒１５ａの外周側に設けられる外筒１５ｂと、を含む筒体１５と、ヘッド軸１４の中心線Ｃ０回りの外筒１５ｂの回転変位を中心線Ｃ０の方向への内筒１５ａの変位に変換するカム機構４０と、外筒１５ｂをヘッド軸１４の中心線Ｃ０回りに回転させることで内筒１５ａを、長尺材５側の方向である前方に、第一ストロークＳ１について前進させると共に、第二ストロークＳ２について更に前進させる駆動機構１６と、を有する。
【0066】
内筒１５ａが第一ストロークＳ１について前進することにより、内筒１５ａの第一接触部３１が、第二通路２２を通過したワイヤー７の第一の先端部７１を前方に押して前方に向かって曲げる。内筒１５ａが、更に、第二ストロークＳ２について前進することにより、内筒１５ａの第二接触部３２が、第一通路２１側で切断されたワイヤー７の第二の先端部７２を前方に押して前方に向かって曲げる。これと共に、内筒１５ａとヘッド軸１４との間で第一及び第二の先端部７１，７２が挟まれた状態となり、クランプされる。このように、両先端部７１，７２が前方に向かって曲げられたワイヤー７がクランプされた状態で、駆動機構１６が、ヘッド軸１４及び筒体１５を回転させることで、ワイヤー７にねじり目８が形成される。
【0067】
この結束機１０によれば、駆動機構１６によって外筒１５ｂが回転することで、内筒１５ａが第一ストロークＳ１及び第二ストロークＳ２で前進するとともに、内筒１５ａ及びヘッド軸１４が回転し、ワイヤー７のねじり目８が内側向きのＭ形状に形成される。このため、駆動機構１６の回転を筒体１５の軸方向変位に変換するためのリンク機構が不要となり、Ｍ形状のねじり目が形成可能な結束機１０をコンパクトに構成することが可能となる。
【0068】
また、本開示の第一結束ユニット１２Ａは、ヘッド軸１４及び内筒１５ａが、中心線Ｃ０回りに一体回転すると共に、中心線Ｃ０の方向へ相対変位可能に連結部３０で連結されていて、ヘッド軸１４の中心線Ｃ０回りの回転を規制する規制機構１７をさらに備えている。第一結束ユニット１２Ａは、規制機構１７によってヘッド軸１４を規制した状態で、駆動機構１６によって内筒１５ａを中心線Ｃ０の方向に変位させることが可能であり、規制機構１７によるヘッド軸１４の規制を解除した状態で、駆動機構１６によってヘッド軸１４を中心線Ｃ０回りに回転させることが可能である。
【0069】
第一結束ユニット１２Ａを備えた結束機１０は、駆動機構１６によって外筒１５ｂを中心線Ｃ０回りに回転させて内筒１５ａを軸方向へ変位させる動作と、駆動機構１６によって外筒１５ｂを中心線Ｃ０回りに回転させてヘッド軸１４を中心線Ｃ０回りに回転させる動作とを、規制機構１７によって切り換えることが可能となる。これにより、一つのモータを有する駆動機構１６によって、Ｍ形状のねじり目が形成することが可能となり、結束機１０をよりコンパクトに構成することが可能となる。
【0070】
また、本開示の第一結束ユニット１２Ａは、内筒１５ａが第一ストロークＳ１及び第二ストロークＳ２で前進している状態（第二位置Ｐ２に位置する状態）で、内筒１５ａを前進させる側（第一方向Ｒ１）へ外筒１５ｂが中心線Ｃ０回りに回転し、カム機構４０が外筒１５ｂの回転を内筒１５ａに伝達することで、内筒１５ａ及びヘッド軸１４が中心線Ｃ０回りに回転する。
この構成により、駆動機構１６によってヘッド軸１４を中心線回りに回転させることができる。これにより、駆動機構１６が有する一つのモータ３４の駆動によって、Ｍ形状のねじり目を形成することができ、結束機１０をよりコンパクトにすることができる。
この構成により、駆動機構１６によってヘッド軸１４を中心線回りに回転させることができる。これにより、駆動機構１６が有する一つのモータ３４の駆動によって、Ｍ形状のねじり目を形成することができ、結束機１０をよりコンパクトにすることができる。
【0071】
また、本開示の第二結束ユニット１２Ｂは、ヘッド軸１４及び内筒１５ａが、中心線Ｃ０回りに相対回転可能に構成されていて、ヘッド軸１４を中心線Ｃ０回りに回転させる回転機構５０をさらに備えている。
【0072】
第二結束ユニット１２Ｂを備えた結束機１０は、駆動機構１６によって外筒１５ｂを中心線Ｃ０回りに回転させて内筒１５ａを軸方向へ変位させるとともに、回転機構５０によってヘッド軸１４を中心線Ｃ０回りに回転させることが可能となる。これにより、Ｍ形状のねじり目が形成することが可能なワイヤー結束機１０において、駆動機構１６及び回転機構５０がそれぞれモータを有する構成であっても、リンク機構を使用する必要がなく、結束機１０をよりコンパクトに構成することが可能となる。
【0073】
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0074】
５：長尺材 ７：ワイヤー ８：ねじり目
１０：ワイヤー結束機 １１：ガイドトラック １２：結束ユニット
１２Ａ：第一結束ユニット １２Ｂ：第二結束ユニット １３：供給器
１４：ヘッド軸 １５：筒体 １５ａ：内筒
１５ｂ：外筒 １５ｅ：第一貫通孔 １５ｆ：第二貫通孔
１６：駆動機構 １７：規制機構 １８：カッターブロック
１９：第一溝 ２０：第二溝 ２１：第一通路
２２：第二通路 ２３：スリット ２４：開口
３１：第一接触部 ３２：第二接触部 ４０：カム機構
５０：回転機構 ７１：第一の先端部 ７２：第二の先端部
Ｃ０：中心線 Ｓ１：第一ストローク Ｓ２：第二ストローク
１０：ワイヤー結束機 １１：ガイドトラック １２：結束ユニット
１２Ａ：第一結束ユニット １２Ｂ：第二結束ユニット １３：供給器
１４：ヘッド軸 １５：筒体 １５ａ：内筒
１５ｂ：外筒 １５ｅ：第一貫通孔 １５ｆ：第二貫通孔
１６：駆動機構 １７：規制機構 １８：カッターブロック
１９：第一溝 ２０：第二溝 ２１：第一通路
２２：第二通路 ２３：スリット ２４：開口
３１：第一接触部 ３２：第二接触部 ４０：カム機構
５０：回転機構 ７１：第一の先端部 ７２：第二の先端部
Ｃ０：中心線 Ｓ１：第一ストローク Ｓ２：第二ストローク
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】