JP4091683B2 - 長尺材の整形結束装置及び整形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管、棒鋼等の長尺製品を取り扱う際、輸送や保管を容易にするため、あるいはロット管理を確実にするために行う整形結束装置及び整形方法に関する。特に、端部のねじ部、溶接開先部を保護するためキャップやソケットを取り付け、この保護材により端部の外径が長尺材の外径より大きくなるため、長尺材が相互に密着することができない保護材付き鋼管の整形結束に対し有効な装置及び方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から長尺品の整形結束装置としては、図５に示す特開平３−５１２２０号公報（鋼管積み受け装置）にあるように、傾斜テーブル４１と六角形のうち４辺の整形形状を成した受枠４２と他の一辺を成すガイドフレーム４３から構成され、傾斜テーブル上を長尺材（鋼管）を転回させ、受枠４２およびガイドフレーム４３により構成される整形枠内に投入する積み受け装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の装置では、長尺材の転回速度が長手方向でかならずしも一定でなく、斜行状態で受枠内に長尺材が投入された場合、特に細物長尺材においては、長尺材同士が枠内で交差し良好な整形形状が得られない可能性が高い。さらに、受枠の寸法については詳述されていないが、単なる幾何学的な寸法により受枠寸法を定めるのであれば、端部に保護材を装填した保護材付き長尺材では受枠内での密着ができず、安定な整形結束ができない。
【０００４】
本発明の目的は、整形枠内に搬送された長尺材列を簡単な方法で相互の交差なく、しかも、長尺材同士が相互に密着できない保護材付き長尺材でも、段積み時に生じる両側部の隙間を埋めることで安定して整形できる整形結束装置とそれを使用した整形方法を提供するものである。
【０００５】
本発明の整形結束装置は、上記目的を達成するため、水平方向に向かい合って対をなす入側固定枠及び出側固定枠を有し、該入側固定枠及び出側固定枠の向かい合う垂直面が整列された円形の断面を有する長尺材を支持する固定枠、受取りテーブルから長尺材の列を順次機械的な把持又は電磁力による吸着により保持して前記固定枠まで移載する移載装置、並びに前記入側固定枠及び出側固定枠のそれぞれに開閉枠が水平方向に進退自在に取り付けられており、該開閉枠の先端部に複数の凹凸が垂直方向に沿って形成されており、該凹凸の前記入側固定枠及び出側固定枠の前記垂直面からの突出代が長尺材径の１／２長さであり、該凹凸の周期が垂直方向の段積み間隔の２倍であり、該凹凸により長尺材に形成される下段の列の山の上に上段の列の谷が位置するように長尺材を積層する整列積載機構を備えたことを特徴とする。
本発明の他の整形結束装置は、水平方向に向かい合って対をなす入側固定枠及び出側固定枠を有し、該入側固定枠及び出側固定枠の向かい合う垂直面が整列された円形の断面を有する長尺材を支持する固定枠、受取りテーブルから長尺材の列を順次機械的な把持又は電磁力による吸着により保持して前記固定枠まで移載する移載装置、並びに前記入側固定枠及び出側固定枠のそれぞれに、該入側固定枠及び出側固定枠の前記垂直面に隣接し且つ垂直方向に沿って、水平な回転軸回りに回転自在に取り付けられた複数の矩形状のセグメントを有し、該セグメントは前記回転軸を中心として対向する角部の一方にウェイトを他方に突起を有し、該突起の前記入側固定枠及び出側固定枠の前記垂直面からの突出代が長尺材径の１／２の長さであり、該突起の垂直方向の設置間隔が段積み間隔の２倍であり、該突起により長尺材に形成される下段の列の山の上に上段の列の谷が位置するように長尺材を積層する整列積載機構を備えたことを特徴としている。
【０００６】
また、本発明に係る長尺材の整形方法は、請求項１記載の整形結束装置を使用して長尺材の整形を行うに際し、前記移載装置により長尺材列を前記固定枠内に挿入する際、各段毎に長尺材の下段の列の山の上に上段の列の谷が位置するように長尺材径の１／２に相当する位相をずらして長尺材列を前記入側固定枠及び出側固定枠間に挿入し、各段毎に一方の開閉枠を前進させるとともに、他方の開閉枠を後退させ、次段で前記開閉枠の進退を逆にし、これら動作を繰り返して前記固定枠の先端面と長尺材との間に生じる隙間を埋め、荷崩れしないように積層することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の具体的実施例として、端部に保護材を装填した保護材付き長尺鋼管の整形結束装置を例に、添付の図面に基づき説明する。
図１は本発明の整形結束装置の全体構成を示す斜視図、図２は固定枠と開閉枠の詳細と移載装置の構成および枠内に段積みされた長尺材の状態を示す断面図、図３は開閉枠の別方式として移載される長尺材が下降する際の押下げ力を利用し起上がるセグメントを用いた整形装置の構成と動作を示す。
【０００８】
以下に図１および図２を基に整列積載機構が開閉枠の場合について、本発明の装置構成を示す。
本発明の長尺材移載作業は、下記装置構成により行われる。すなわち、整形形状の１段分に相当する本数の長尺材３を並べる受取りテーブル２と、該受取りテーブル２から長尺材３を一括して取上げ、整形枠内へ移載する手段として昇降・水平走行可能な移載装置４とから成る。長尺材３は、移載装置４を構成する台車４３にラックピニオン機構４５を介し昇降自在に取り付けられた昇降ロッド４２で懸架される電磁石４１を用いて吸着される。台車４３はチェーン駆動４４により走行レール４６上を水平走行するが、長尺材の径や移載位置に合せた位置決め制御機能を備えて昇降、走行移動できる。
【０００９】
次に、移載装置４により移載された長尺材３は、整形枠内で整形されるが、本図の例では、整形された長尺材をさらに積載することが容易なように八角形断面にて整形される。整形枠は、整形形状の底辺１３、斜辺１４、側辺１５を成す３列の入側固定枠１１および出側固定枠１２と、これら３列の固定枠のうち中央に位置する入側固定枠１１と出側固定枠１２にそれぞれＬ字型ブラケット１６により連結され、エアシリンダ１７の駆動により進退可能に、即ち固定枠から突出可能に取り付けられた入側開閉枠５１および出側開閉枠５２とから構成されている。開閉枠５１、５２の先端面には、長尺材を積み上げた際に生じる長尺材径の１／２に相当する固定枠の先端面との隙間を埋めるべく、縦方向に連続した複数の凹凸を形成している。
【００１０】
ここで本実施例では、受取りテーブル２および固定枠１１、１２は２本ないし３本のアームで部分的に長尺材を支持する構造となっているが、これに限らず図には示していない周辺機器の障害を回避した上で、長尺材のたわみを生じないよう受け面積を大きくするほうが望ましい。さらに、各種長尺材３の長さにも対応できるよう、分割したアーム状の受取りテーブル２および固定枠１１、１２は、長尺材長手方向に移動可能として良い。また、移載装置４としては対象を鋼管としていることから電磁石４１による吸着方式としているが、非磁性体を対象とする場合は、機械的なクランプ機構を用いた保持移載装置が考えられる。
【００１１】
なお、前述の固定枠１１、１２と開閉枠５１、５２の配置について、図２に詳細を示す。本図の例の１４段積み整形において、黒丸で示す入側固定枠１１、出側固定枠１２にそれぞれ接する側辺の１０本の長尺材を厳密に固定するため、入側開閉枠５１、出側開閉枠５２はそれぞれ５個の凹凸を有する。これら凹凸は、シリンダ１７により一体で進退するが、開閉枠が前進した状態を図２に示す。突出代Ａは固定枠の先端面と凹凸の山との差であり、閉状態では、ほぼＡ＝１／２×Ｄとなるよう固定枠の先端面から突出し、後退状態ではＡ＜０、つまり固定枠の先端面からから突出しないよう収納される。すなわち、シリンダ１７は１／２×Ｄ以上の進退ストロークを有する。ここで、Ｄは長尺材の外径寸法を示す。また、開閉枠の凹凸は、図では加工上容易な台形形状としたが、長尺材と同一径を有する半円状でも良い。
【００１２】
整列積載機構が固定枠につけられたセグメントの場合について、図３の例を示す。この例は、固定枠１２に回転中心３５にて回転自在に取り付けられた、矩形状のセグメント３１が、整形段数に応じた個数分、縦方向に配列した構成となる。セグメント３１は隅部３２にウェイトを有し、外力を受けない状態では、ウェイト３２が下端になり、固定枠１２より角部３３が突出する図３（ａ）の配置状態となる。長尺材が順次移載され、黒丸で示す第３段目が移載されると、最下段のセグメント３１は角部３３が長尺材３により押下げられ、ウェイト３２と対向する位置に設けた台形状突起３４が固定枠１２から突出した状態で固定される。この突出代Ａはセグメントの突起先端と突起底部との高さの差であり、図２と同様にＡ＝１／２×Ｄである。続いて第４段目の長尺材が移載されると、突起３４により下段の長尺材から強制的に１／２×Ｄ分ずれた位置に正確に移載される。
【００１３】
なお、図２の開閉枠５１、５２と固定枠の各辺１３、１４、１５および図３のセグメント３１は、それぞれ製品となる長尺材に接するか、もしくは擦る個所であり、その材質としては製品の疵防止を目的とした耐摩耗性樹脂材料の使用が望ましい。
【００１４】
次に、本発明の図１および図２に示す装置における整形動作を図４の動作フローを基に説明する。
端部に保護材６を取り付けた長尺材３の整形結束は、一般に保護材６同士が重ならないよう各段毎に長尺材３長手方向に保護材長さ以上にずらして段積みされる（図４（ｄ））。このため水平方向では長尺材間の中心間距離は保護材径ＳＤとなり、垂直方向は同じくＸで示す寸法となる。
Ｘ＝（ＰＤ／２）×√（１＋２ＳＤ／ＰＤ） ・・・・（１）
ΔＨ＝ＳＤ−ＰＤ ・・・・（２）
ΔＶ＝Ｘ−ＰＤ ・・・・（３）
ただし ＳＤ：保護材外径
ＰＤ：長尺材外径
【００１５】
従って、鋼管部の断面では水平方向でΔＨ、垂直方向でΔＶの隙間が必然的に生じる。一般に、該長尺材３の整形時にはこの隙間に上段の長尺材３が落ち込む等不良な整形を防ぐため中央部の固定枠１１、１２の幅を両端部の固定枠幅より狭く設定し、強制的に隙間を無くし鼓型の整形方法（図４（ｆ））が採られる。しかし、この方法では長尺材３が弓なりに弾性変形されるため、その反発力を押えなければ良好な整形形状を得ることができない。つまり、従来方式では鼓型の整形は困難であると言える。
【００１６】
そこで、本例の整形では、３段目までの整形では開閉枠５１、５２共に後退状態で段積み（図４（ａ））し、側辺での凹凸が始まる４段目の移載時に入側開閉枠５１を前進状態、出側開閉枠５２を後退状態とし（図４（ｂ））、４段目の長尺材３を正確に移載する。さらに、５段目の移載時に４段目とは逆に出側開閉枠５２を前進状態、入側開閉枠５１を後退状態とし（図４（ｃ））、５段目の長尺材３を正確に移載する。なお、移載装置４は位置決め制御により受取りテーブル２から受け取った長尺材を、各段毎に山と谷が合致するよう順次１／２×ＳＤずらして移載する。以下同様に、繰り返し、正確な移載により荷崩れのない段積みを行うことができる。
【００１７】
ここで、５段目の長尺材を移載する際、４段目で閉状態であった開閉枠を移載の障害とならないよう一旦開状態とする（図４（ｃ））が、一度正確な位置、すなわち下段の長尺材の谷に納まった上段の長尺材は安定し、荷崩れを起こし難く、万一長尺材の弾性力で崩れが生じても６段目移載時に再度閉状態（図４（ｂ））となるので、元の位置に押し込まれ整形形状を乱すことはない。
【００１８】
以上の作業を繰り返し、図４（ｆ）に示す概略形状に整形完了した長尺材は、公知の結束手段により整形形状を保持したまま結束され、別途装備する払出し装置等により枠から排出される。
【００１９】
なお、本発明の実施例では、保護材付き長尺材の中央部の隙間を押える例を示したが、本発明はこの例に限らず保護材のない鋼管にも当然有効な整形装置を提供するものである。
【００２０】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、長尺材のうち特に端部に保護材を装填した保護材付き長尺鋼管に対し、従来装置では鋼管中央部の隙間を無くすことができず、これが荷崩れの原因となり、自動整形困難で人手作業に頼っていたが、コンパクトな機構により高速で自動かつ安定して整形結束が可能な装置を提供することができ、作業の省力化に大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施例に係る整形結束装置全体構成を示す斜視図。
【図２】 本発明における固定枠・開閉枠・移載装置の詳細構成および段積みされた長尺材の状態を示す断面図。
【図３】 本発明における開閉枠の別方式を示す図。
【図４】 本発明の装置による整形フロー図（ａ）（ｂ）（ｃ）、保護材を装着した長尺材の端部整形状態（ｄ）（ｅ）、および整形形状全体外形（ｆ）を示す。
【図５】 従来技術の例を示す図。
【符号の説明】
２ 受取りテーブル
３ 長尺材
４ 移載装置
６ 保護材
１１ 入側固定枠
１２ 出側固定枠
３１ セグメント
３２ ウェイト
３３ 角部
３４ 突起
３５ 軸
５１ 入側開閉枠
５２ 出側開閉枠

Claims (3)

1. 水平方向に向かい合って対をなす入側固定枠及び出側固定枠を有し、該入側固定枠及び出側固定枠の向かい合う垂直面が整列された円形の断面を有する長尺材を支持する固定枠、受取りテーブルから長尺材の列を順次機械的な把持又は電磁力による吸着により保持して前記固定枠まで移載する移載装置、並びに前記入側固定枠及び出側固定枠のそれぞれに開閉枠が水平方向に進退自在に取り付けられており、該開閉枠の先端部に複数の凹凸が垂直方向に沿って形成されており、該凹凸の前記入側固定枠及び出側固定枠の前記垂直面からの突出代が長尺材径の１／２長さであり、該凹凸の周期が垂直方向の段積み間隔の２倍であり、該凹凸により長尺材に形成される下段の列の山の上に上段の列の谷が位置するように長尺材を積層する整列積載機構を備えたことを特徴とする長尺材の整形結束装置。
2. 水平方向に向かい合って対をなす入側固定枠及び出側固定枠を有し、該入側固定枠及び出側固定枠の向かい合う垂直面が整列された円形の断面を有する長尺材を支持する固定枠、受取りテーブルから長尺材の列を順次機械的な把持又は電磁力による吸着により保持して前記固定枠まで移載する移載装置、並びに前記入側固定枠及び出側固定枠のそれぞれに、該入側固定枠及び出側固定枠の前記垂直面に隣接し且つ垂直方向に沿って、水平な回転軸回りに回転自在に取り付けられた複数の矩形状のセグメントを有し、該セグメントは前記回転軸を中心として対向する角部の一方にウェイトを他方に突起を有し、該突起の前記入側固定枠及び出側固定枠の前記垂直面からの突出代が長尺材径の１／２の長さであり、該突起の垂直方向の設置間隔が段積み間隔の２倍であり、該突起により長尺材に形成される下段の列の山の上に上段の列の谷が位置するように長尺材を積層する整列積載機構を備えたことを特徴とする長尺材の整形結束装置。
3. 請求項１記載の整形結束装置を使用して長尺材の整形を行うに際し、前記移載装置により長尺材列を前記固定枠内に挿入する際、各段毎に長尺材の下段の列の山の上に上段の列の谷が位置するように長尺材径の１／２に相当する位相をずらして長尺材列を前記入側固定枠及び出側固定枠間に挿入し、各段毎に一方の開閉枠を前進させるとともに、他方の開閉枠を後退させ、次段で前記開閉枠の進退を逆にし、これら動作を繰り返して前記固定枠の先端面と長尺材との間に生じる隙間を埋め、荷崩れしないように積層することを特徴とする長尺材の整形方法。

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