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発明の名称 スリーブ交換装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−24325
公開日 平成10年(1998)1月27日
出願番号 特願平8−179143
出願日 平成8年(1996)7月9日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小林 英一
発明者 谷口 茂樹 / 笠井 聡 / 景山 誠之
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 鋼帯コイル製造・処理ラインの巻取機・巻戻し機に装着されるスリーブを自動交換するスリーブ交換装置であって、巻取機・巻戻し機とコイルスキッドとの間を往復走行し鋼帯コイルおよびスリーブを巻取機・巻戻し機に対し挿入・抜き出しするコイルカーの走行路脇でかつコイルカーの前記動作に干渉しない位置に設けられたスリーブ取出し装置とスリーブ転載装置とからなり、スリーブ取出し装置が、コイルサドル上のスリーブに近接離隔できるアームと、アーム先端に装着されスリーブを把持できるチャックとを備え、スリーブ転載装置が、前記チャックから下ろされたスリーブを上面で支持しかつコイルカーに近接離隔できるスリーブサドルと、スリーブサドル上面のスリーブをセンタリングし得るセンタリング装置と、スリーブサドルを傾動させその上面のスリーブをコイルサドルに転載可能な傾動装置とを備えたことを特徴とするスリーブ交換装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スリーブ交換装置に関し、詳しくは、鉄鋼のプロセスラインにおいて、鋼帯の巻取機あるいは巻戻し機に装着して用いるゴム、合成樹脂、紙、鉄等を素材とした円筒形のスリーブを交換するスリーブ交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼プロセスラインにおいては、コイル状に巻かれた状態の鋼帯を巻戻し機(ペイオフリール)で巻き戻し、ライン内で圧延、焼鈍あるいは表面処理等の処理を行った後、出側の巻取機(テンションリール)で再びコイル状に巻き取って、次工程あるいはユーザに送ることが常時行われる。
【0003】このときコイル内径部の傷つき防止のため、ペイオフリール、テンションリールのリールマンドレル部にスリーブを装着することが一般に行われる。また、次工程あるいはユーザの種々異なるリール径に応じるために、例えば、テンションリールでは20インチ用、24インチ用など数種類のスリーブを保有し、必要に応じてこれらのスリーブを交換して鋼帯を巻き取っている。
【0004】図7は従来のスリーブ交換状況を示す平面図、図8は図7のCC断面図である。図7、図8において、1は例えば20インチのゴム製のスリーブAが装着されている巻取機(テンションリール)、1Aはリールマンドレル部、2はコイルカー、3はコイルスキッド、4は鋼帯、5は例えば油圧シリンダ等のシリンダ、6はコイルサドル、7はコイルカーの走行路、Bはオフラインに置かれた例えば24インチのゴム製のスリーブである。
【0005】図7、図8は、鋼帯4がコイル状に必要長さ巻き取られ、コイルカー2によって、ライン外のコイルスキッド3上に運ばれ、図示しない天井クレーンによって次工程へ搬送された後、スリーブ交換作業が開始される直前の状態を示している。ここからまず、コイルカー2をテンションリール1の下部まで移動させ、次にシリンダ5を作動させてコイルサドル6の上面をスリーブA外面に接するまで上昇させる。そして、リールマンドレル部1Aを縮径してスリーブA内面の拘束を解き、スリーブAをコイルサドル6に支持させた後、コイルカー2をそのままオフライン側に移動させる。
【0006】オフラインにコイルカー2が移動すると、コイルサドル6上のスリーブAを天井クレーンまたは人手により次使用のスリーブBと交換する。そして、スリーブBの中心とテンションリール1の高さを一致させ、コイルカー2をライン側に移動させ、テンションリール1にスリーブBを挿入する。挿入後コイルサドル6を下降させ、コイルカー2をオフラインに退避させて、スリーブの交換作業が終了する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述のスリーブ交換作業を人手で行う場合、重筋(例えばゴム製のスリーブ重量:数100kg )作業でかつ危険も伴うため安全上問題があった。一方、天井クレーンを使用して交換する場合、時間がかかり、ラインの生産能率を阻害する問題があった。
【0008】この問題を解決するため、最近の新設ラインでは、例えば図9に断面図で示すような自動スリーブ交換装置が備えられている(例えば実開平4−54507 号公報参照)。図9に示すようにこの(従来の)自動スリーブ交換装置は、コイルカー2と、コイルカー2にライン側(巻取機1の側)で連結されてコイルカー2と共に走行しスリーブを自動交換するスリーブカー10とからなる。なお、図8と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。この自動スリーブ交換装置は、スリーブカー10の上部にスリーブA、Bを格納する2つのポケットを備え、この2つのポケットを交互にリール心(リールマンドレル部1Aの軸心)に一致させてスリーブA、Bを自動交換できるようになっている。
【0009】しかしながらこの装置にあっては、コイルカー2の前方のスリーブカー10をテンションリール1の本体下部にもぐり込ませるため、そこには大きなトンネルが必要で、そのようなトンネルをもたない従来型リールに適用するには既設基礎の大改造を要するので費用がかかりすぎるという難点がある。また、この装置は常設されるので、鋼帯コイルから落下する防錆油で油まみれになり、鋼帯先端の巻き付け開始時、鋼帯とスリーブ間でスリップが発生して円滑な巻取作業ができなくなるため、頻繁に清掃する必要があるなどの問題がある。
【0010】こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、コンパクトな構造で既設の従来型リールに安価に適用でき、かつ油汚れの清掃も不要なスリーブ交換装置を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼帯コイル製造・処理ラインの巻取機・巻戻し機に装着されるスリーブを自動交換するスリーブ交換装置であって、巻取機・巻戻し機とコイルスキッドとの間を往復走行し鋼帯コイルおよびスリーブを巻取機・巻戻し機に対し挿入・抜き出しするコイルカーの走行路脇でかつコイルカーの前記動作に干渉しない位置に設けられたスリーブ取出し装置とスリーブ転載装置とからなり、スリーブ取出し装置が、コイルサドル上のスリーブに近接離隔できるアームと、アーム先端に装着されスリーブを把持できるチャックとを備え、スリーブ転載装置が、前記チャックから下ろされたスリーブを上面で支持しかつコイルカーに近接離隔できるスリーブサドルと、スリーブサドル上面のスリーブをセンタリングし得るセンタリング装置と、スリーブサドルを傾動させその上面のスリーブをコイルサドルに転載可能な傾動装置とを備えたことを特徴とするスリーブ交換装置である。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のスリーブ交換装置を巻取機に適用した例を示す平面図である。図1において、11はスリーブ取り出し装置、12はスリーブ転載装置であり、前掲図7と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。なお、巻戻し機に適用した場合も同様であるので、巻取機に適用した場合で代表して説明する。
【0013】図1に示すように、本発明のスリーブ交換装置(以下「本発明装置」という)は、巻取機1とコイルスキッド3との間を往復走行し鋼帯コイル(図示せず)およびスリーブA、Bを巻取機1のリールマンドレル部1Aに対し挿入・抜き出しするコイルカー2の走行路7脇でかつコイルカー2の前記動作に干渉しない位置に設けられたスリーブ取り出し装置11とスリーブ転載装置12とからなる。
【0014】スリーブ取り出し装置11の正面図を図2に、図2のXX矢視平面図を図3に、スリーブ転載装置12の正面図を図4に、その側面図を図5に夫々示す。図2、図3において、20はチャック、21はシリンダ、22、28は軸、23はアーム、23aはチャックフレーム、24は横ガイド、25は昇降フレーム、25a、25bは車輪、26は昇降案内フレーム、27、31はモータ、29はスプロケット、30はチェーン、32はギヤ、33はラック、34はカウンタウエイトであり、図1と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。
【0015】また、図4、図5において、40はスリーブサドル、41、44、49はシリンダ、42は軸、43はスリーブ台車、45はベース、46はセンタリング装置、47はセンタリングブロック、48はガイドであり、図1と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。スリーブ取り出し装置11は、図2、図3に示すように、コイルサドル6上のスリーブAに近接離隔できるアーム23と、アーム23先端のチャックフレーム23aに装着されスリーブAを把持できるチャック20とを備える。
【0016】チャック20はチャックフレーム23aの両端部に一組づつ設けられた一対の指からなり、チャックフレーム23a搭載のチャック開閉用のシリンダ21を作動により軸22を支点に旋回可能であり、この旋回により軸22を支点に前記一対の指が開閉してスリーブAを把持できる。アーム23は両側端にラック33をもち、かつ両側端が昇降フレーム25の横ガイド24でこの横ガイド方向に摺動可能に支持されながら、昇降フレーム25に付設のモータ31で回されるギヤ32と噛み合うように構成されているので、コイルサドル6に対し横方向に近接離隔できる。
【0017】また、昇降フレーム25は、昇降案内フレーム26に転動可能に当接する車輪25a、25bを有し、かつ、昇降案内フレーム26の上部に設けた昇降駆動用のモータ27の軸28に固定されたスプロケット29に巻き回され他端にカウンタウエイト34を吊り下げたチェーン30の一端に連結されているので、昇降フレーム25に支持されるアーム23は、コイルサドル6に対し縦方向にも近接離隔できる。
【0018】スリーブ転載装置12は、図4、図5に示すように、前記チャックから下ろされたスリーブBを上面で支持しかつコイルカーのコイルサドル6に近接離隔できるスリーブサドル40と、スリーブサドル40上面のスリーブBをセンタリングし得るセンタリング装置と、スリーブサドルを傾動させその上面のスリーブBをコイルサドルに転載可能な傾動装置とを備える。
【0019】スリーブサドル40は、シリンダ44で付勢されベース45に案内されて移動できるスリーブ台車43に搭載されているので、コイルサドル6に近接離隔できる。センタリング装置46は、ベース45上でスリーブBの長手両端を挟める位置に二式設けられ、各一式がセンタリングブロック47、ガイド48、シリンダ49からなり、センタリングブロック47がシリンダ49で押されてガイド48に沿って移動できるように構成されている。よって、センタリングブロック47の一方を基準にして他方でスリーブBを押すことで、スリーブBをセンタリングできる。
【0020】傾動装置は、スリーブサドル40のコイルサドル6に臨む一端を支持する軸42、他端を支持するシリンダ41とからなる。よって、スリーブサドル40は、シリンダ41の作動により軸42回りに傾動可能であり、その上面のスリーブBをコイルサドル6に転載可能である。本発明装置は、上記構成からわかるようにコンパクトであるから、リール下部の大がかりな基礎工事を要さず従来型プロセスラインの既存設備を小改造するだけで備えつけることができる。
【0021】
【実施例】本発明装置の使用方法を実施例である図1に基づいて以下に説明する。なお、図6は、本発明装置の動作順序の説明図であり、同図中〔1〕、〔2〕・・は動作順序を表し、図1と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。この図6は、前掲の図1〜図5とともに本実施例の説明の中で適宜参照される。
【0022】図1に示す本実施例は、巻取機(テンションリール)1に適用したもので、スリーブA、Bは特に限定されないが例えば夫々20インチ径、24インチ径のゴムスリーブとする。スリーブ交換作業の初期には、ゴムスリーブAが巻取機1のリールマンドレル部1Aに挿入されている。このゴムスリーブAの周囲に鋼帯をコイル状に巻取り、コイルカー2で鋼帯コイルを抜き取った後、次処理コイルの内径が異なるため、ゴムスリーブBを挿入する場合について説明する。
【0023】始めに、コイルカー2がリールマンドレル部1Aの下部へ走行する。次に、コイルサドル6が上昇してゴムスリーブAを支持した後、リールマンドレル部1Aが縮径する。なお、リールマンドレル部1Aは、鋼帯コイルの抜出し、ゴムスリーブの抜出し・挿入を容易にするためその軸径を拡大、縮小可能に構成されている。
【0024】次に、コイルカー2がその高さのまま後退し、スリーブ取り出し装置11の真横に停止する。この位置をゴムスリーブ交換位置として、ゴムスリーブAからゴムスリーブBへの交換作業が開始される。まず、スリーブ取り出し装置11の昇降フレーム25に付設したモータ31が駆動し、チャック20をその待機位置からコイルカー2を見下ろす位置へ前進させる(図6〔1〕)。
【0025】次に、昇降駆動用のモータ27が駆動してチャック20を、それがゴムスリーブAを把持できる高さ位置まで下降させその位置で停止させる(図6〔2〕)。次に、チャック開閉用のシリンダ21が上昇し、チャック20は、その一対の指が軸22回りに互いに近づく向きに旋回して閉じる動作を行い、ゴムスリーブAを把持する(図6〔3〕)。なお、ゴムスリーブの長さがコイルサドル6より充分長い場合は、チャック20を開閉させるだけでよいが、ゴムスリーブAの長さがコイルサドル6の長さより短い場合は、コイルサドル6上部にチャック20の指の先端部が進入できる溝を設けておくとよい。
【0026】次に、昇降駆動用のモータ27が逆方向に駆動してゴムスリーブAを把持したチャック20を少し上昇させる(図6〔4〕)。次に、モータ31が逆方向に駆動してチャック20をスリーブ転載装置12の直上まで後退させそこで待機させる(図6〔5〕)。これと同時に、載置されていたゴムスリーブAをチャック20で把持され取り上げられて空荷となったコイルサドル6が、スリーブ転載装置12の所定高さ位置(ゴムスリーブB受取り位置)に下降する(図6〔6〕)。
【0027】次に、スリーブ転載装置12のシリンダ44が作動し、上面にゴムスリーブBを載せたスリーブサドル40を搭載するスリーブ台車43を前進させてコイルサドル6に接近させる(図6〔7〕)。次に、シリンダ41が作動し、ゴムスリーブBが転がってコイルサドル6上に載り換わるまでスリーブサドル40を傾動させる(図6〔8〕)。なお、ゴムスリーブBの転載時、慣性によるコイルサドル6からの飛び出しが懸念される場合は、図示しないストッパ、バンパ等を、コイルサドル6の側面あるいはコイルサドル6を搭載するコイルカー2における該コイルサドル6固定基礎部から、コイルサドル6の上面に突き出すように設けるのが好ましい。
【0028】こうしてゴムスリーブBの転載が完了すると、シリンダ41、44が順次作動して、スリーブ転載装置12を元の位置へ退避させる(図6〔9〕、〔10〕)。スリーブ台車43の退避後、コイルカー2の方は巻取機1の位置に走行移動し、上面のスリーブBの軸心がリールマンドレル部1Aのリール心に一致する高さ位置までコイルサドル6が上昇し、その位置でリールマンドレル部1AにゴムスリーブBが挿入される。一方、スリーブ取り出し装置11の方は、昇降駆動用のモータ27が駆動して、チャック20に把持されているゴムスリーブAをスリーブサドル40上に載置し得る位置までチャック20を下降させて停止させる(図6〔11〕)。
【0029】次に、シリンダ21が作動してチャック20を開き、ゴムスリーブAを開放してスリーブサドル40に預ける(図6〔12〕)。最後に、昇降駆動用のモータ27が駆動してチャック20を元の位置まで上昇させる(図6〔13〕)。以上で一連のスリーブ交換作業が完了する。
【0030】なお、ゴムスリーブのセンタリングは、スリーブ台車43の前進動作前または巻取機1から取出されたゴムスリーブがスリーブサドル40上に載置された後に、シリンダ49を作動させて行う。本実施例の使用手順から明らかなように、本発明装置を用いることにより、人手又は天井クレーン等を介さずにスリーブを自動交換でき、作業負荷軽減、不安全な作業からの解放、交換時間短縮による生産性向上が実現できる。
【0031】ところで、本実施例のスリーブ取り出し装置11は、チャック20を移動させる機構として昇降機構、水平移動機構の二機構を備えた構成としたが、リンク機構による構成でもって同一の機能を具備せしめることも可能である。なお、本実施例では、本発明装置を巻取機に適用した場合について説明したが、巻戻し機に適用した場合も本発明装置は同様の要領で使用でき、また、スリーブがゴム製の場合について説明したが、ポパロン(クラトレ化工製)などの合成樹脂、紙、鉄等を素材としたスリーブにも本発明が適用できることはいうまでもない。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、従来、人手又は天井クレーン等を介して行っていたスリーブ交換作業を、リール下部の大がかりな基礎工事を要さず従来型プロセスラインの既存設備を小改造するだけで自動化できることになり、作業負荷軽減、不安全な作業からの解放、交換時間短縮による生産性向上等々の優れた効果を奏する。




 

 


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