JP4912240B2

JP4912240B2 - アタッチメント交換装置

Info

Publication number: JP4912240B2
Application number: JP2007180985A
Authority: JP
Inventors: 真吾郡; 篤下田
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: JP2009018881A

Description

本発明は、リール径変更用のアタッチメントの交換をコイル搬送手段を利用して行なうアタッチメント交換装置に関する。ここで、コイル搬送手段は、リールから取外したコイルを搬送したり、リールにコイルを供給する際に使用するものである。

従来、鋼帯をリールに巻取ってコイルを形成する場合、コイルの内径は需要家の要望に合わせて調整する。このため、拡大したときの最大径が一定となるリールの外側に、断面視して円弧状のセグメントが複数円筒状に連結したリール径変更用のアタッチメントを装着して、リールの外径を調整することが行なわれている。そして、アタッチメントの取付け、取外し時には、作業者がリールを拡縮した後、サーベル状のストッパーをセグメント間の溝へ挿入する作業、溝から抜き取る作業を行なっている。そこで、アタッチメントの取付け及び取外しの作業を効率的に実施するために、コイルカーを利用したアタッチメントの交換装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３６８６５６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、アタッチメントの外周方向及び長手方向にそれぞれ配置され、セグメントを環状に保持するストッパーがアタッチメントの半径方向外側から挿入され、半径方向外側に抜取られる方式となっているため、以下の問題がある。
（１）ストッパーを半径方向に移動する機構を設ける必要があり、構造が複雑になる。また、装置の動作が複雑になることから、装置の信頼性が低下する。
（２）ストッパーがアタッチメントの外周面を摺動するため、アタッチメントの外周面に疵がつき製品への疵転写を招くと共に、ストッパー自身も摩耗する。なお、ストッパーをアクチュエータで作動するようにするとアタッチメントの外周面に発生する疵を回避できるが、構造が複雑になって装置の信頼性が低下すると共に、製作コストが上昇する。
（３）ストッパーの構造上、ストッパーを退避させた際にアタッチメントの軸心位置が下降するためアタッチメント受台が必要となる。
（４）ストッパー配置上、ストッパー脱着の目視確認も困難になるため、装置の信頼性低下につながる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、アタッチメント外周面と非接触でリールの軸方向への移動のみで着脱が可能で、しかも構造が簡素で信頼性の高いアタッチメント交換装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係るアタッチメント交換装置は、断面視して円弧状で、基側周方向両側及び先側周方向両側にそれぞれ第１、第２のピン保持部材が設けられ、該第１、第２のピン保持部材に挿通するバネを備えたガイドピンにより円筒状に連結される複数のセグメントを備え、半径方向に拡縮するリールに外装され該リールの拡縮に追従して拡縮してリール径を変更するアタッチメントを交換するアタッチメント交換装置において、
前記リールに外装された前記アタッチメントの先側から外装されるケーシングと、
前記ケーシングの基側周囲及び先側周囲にそれぞれ設けられ該ケーシングの軸と平行に設ける第１、第２のストッパーピンと、
前記セグメントの基側で隣り合う該セグメントの対向する側部に形成され、前記アタッチメントの拡径時に拡大して前記第１のストッパーピンの挿通が可能となる第１のピン挿通部と、
前記セグメントの先側で隣り合う該セグメントの対向する側部に形成され、前記アタッチメントの拡径時に拡大して前記第２のストッパーピンの挿通が可能になる第２のピン挿通部とを有する。

本発明に係るアタッチメント交換装置において、前記第１、第２のストッパーピンは前記ケーシングの軸方向にそれぞれ移動可能に設けられていることが好ましい。
本発明に係るアタッチメント交換装置において、前記セグメントの基側には半径方向外側に突出する第１のフランジが設けられ、前記第１のピン保持部材は該第１のフランジの基側の面に取付けられ、前記第１のピン挿通部は隣り合う該第１のフランジの対向する側部に形成されていることが好ましい。

本発明に係るアタッチメント交換装置において、前記セグメントの先側には半径方向内側に突出する第２のフランジが設けられ、前記第２のピン保持部材は該第２のフランジの先側の面に取付けられ、前記第２のピン挿通部は隣り合う該第２のピン保持部材の対向する側部に形成されていることが好ましい。

請求項１〜４記載のアタッチメント交換装置においては、リールを拡径してアタッチメントを拡径しリールに外装されたアタッチメントにケーシングを外装することで第１、第２のピン挿通部にそれぞれ第１、第２のストッパーピンを挿通させてアタッチメントをケーシングに連結することができる。そして、リールを縮径することで、アタッチメントをケーシングに連結した状態でアタッチメントからリールを離脱することができ、アタッチメントをリールから取外すことができる。また、アタッチメントを固定したケーシングをリールの先側から外装し、リールの拡径によりアタッチメントを拡径させて第１、第２のピン挿通部を拡大し、第１、第２のストッパーピンの周囲に隙間を形成することで第１、第２のストッパーピンを引き抜くことができる。これにより、アタッチメントとケーシングの連結を解除でき、アタッチメントをリールに取付けることができる。
以上のように、アタッチメント交換装置を用いると、アタッチメント外周面に接触することなくアタッチメントをリールの軸方向に移動させる操作だけで、アタッチメントをリールに着脱することが可能になる。また、アタッチメント交換装置では、その構造が簡素なので、作動の信頼性を高めることができる。

特に、請求項２記載のアタッチメント交換装置においては、第１、第２のストッパーピンはケーシングの軸方向にそれぞれ移動可能に設けられているので、ケーシングとリールの芯合わせ不良時に設備が破損する程度を小さくできる。
請求項３、４記載のアタッチメント交換装置においては、第１、第２のピン挿通部をケーシングの移動の妨げにならない位置に設けるので、アタッチメントの交換を容易に行なうことが可能になる。そして、請求項４記載のアタッチメント交換装置においては、第２のピン挿通部を第２のピン保持部材の対向する側部に形成するので、アタッチメント交換装置の構造を更に簡素にできる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係るアタッチメント交換装置の一部切欠き側面図、図２は図１のＰ−Ｐ矢視断面図、図３（Ａ）は図１のＱ−Ｑ矢視断面図、（Ｂ）は図１のＲ−Ｒ矢視断面図、図４（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の一実施の形態に係るアタッチメント交換装置の使用方法の説明図である。

図１、図２、図３に示すように、本発明の一実施の形態に係るアタッチメント交換装置１０は、断面視して円弧状で基側周方向両側及び先側周方向両側にそれぞれ設けられた第１、第２のピン保持部材１１、１２にバネ１３を備えたガイドピン１４を挿通し緩み止め機構を備えたナット１４ａを締め込むことにより円筒状に連結された複数（本実施の形態では４）のセグメント１５、１６、１７、１８を備え、半径方向に拡縮するリール１９に外装されリール１９の拡縮に追従して拡縮してリール径を変更するアタッチメント２０を交換するものである。以下詳細に説明する。ここで、リール１９は水平に保持され、回転駆動部２１で発生させた回転駆動力がリール１９に伝達される側を基側としている。また、円筒状に連結されたセグメント１５〜１８においては、断面視した際のセグメント１５〜１８同士の境界が所定の周方向角度位置（例えば、周方向を４分割する位置）に来るようにしている。

アタッチメント交換装置１０は、リール１９に外装されたアタッチメント２０の先側から外装される（すなわち、リール１９の外側に装着されたアタッチメント２０をその先側から内装させてアタッチメント２０の外側に装着させる）ケーシング２２を有している。ここで、ケーシング２２は、円筒状の収納部２３と、収納部２３の先部に取付けられた端板部材２４を備えている。また、アタッチメント交換装置１０は、収納部２３の基側外周部に設けられたケーシングフランジ２５上で所定の周方向角度位置（例えば、周方向を４分割する位置）に取付けられた駆動手段の一例である第１のエアシリンダ２６のピストン先端に設けられた第１のストッパーピン２７と、端板部材２４上で所定の周方向角度位置（例えば、周方向を４分割する位置）に取付けられた駆動手段の一例である第２のエアシリンダ２８のピストン先端に設けられた第２のストッパーピン２９を有している。なお、第１、第２のエアシリンダ２６、２８は、そのピストン駆動方向が収納部２３の軸と平行になるように取付けられている。

また、アタッチメント２０は、セグメント１５〜１８の基側で隣り合うセグメント１５〜１８の対向する側部に形成され、アタッチメント２０の拡径時に拡大して第１のストッパーピン２７の挿通が可能となる第１のピン挿通部３１を有している。そして、セグメント１５〜１８は、その基側に半径方向外側に突出する第１のフランジ３０を有し、第１のピン保持部材１１は第１のフランジ３０の基側の面に取付けられ、第１のピン挿通部３１は隣り合う第１のフランジ３０の対向する側部に形成されている。
更に、アタッチメント２０は、セグメント１５〜１８の先側で隣り合うセグメント１５〜１８の対向する側部に形成され、アタッチメント２０の拡径時に拡大して第２のストッパーピン２９の挿通が可能になる第２のピン挿通部３３を有している。そして、セグメント１５〜１８は、その先側に半径方向内側に突出する第２のフランジ３２を有し、第２のピン保持部材１２は第２のフランジ３２の先側の面に取付けられ、第２のピン挿通部３３は隣り合う第２のピン保持部材１２の対向する側部の先側に形成されている。これによって、ガイドピン１４が第２のピン保持部材１２の基側を挿通するようにすると、第２のピン挿通部３３に第２のストッパーピン２９を挿通させても、ガイドピン１４と第２のストッパーピン２９とは干渉しない。

このような構成とすることにより、セグメント１５〜１８の基側で隣り合うセグメント１５〜１８の対向する側部に形成した第１のピン挿通部３１では、アタッチメント２０を拡径すると第１のピン挿通部３１の寸法を拡大することができ、第１のエアシリンダ２６を操作することで第１のストッパーピン２７を第１のピン挿通部３１に装入することができる。また、第１のストッパーピン２７が第１のピン挿通部３１に装入されている場合は、アタッチメント２０を拡径して第１のピン挿通部３１の寸法を拡大して第１のストッパーピン２７の周囲に隙間を形成することができ、第１のエアシリンダ２６を操作して第１のストッパーピン２７を第１のピン挿通部３１から抜き出すことができる。同様に、セグメント１５〜１８の先側で隣り合うセグメント１５〜１８の対向する側部に形成した第２のピン挿通部３３においても、アタッチメント２０を拡径して第２のピン挿通部３３の寸法を拡大することで、第２のエアシリンダ２８を用いて第２のストッパーピン２９を第２のピン挿通部３３に装入したり、第２のピン挿通部３３から抜き出すことができる。

別途設けられ、アタッチメント交換装置１０のケーシング２２に着脱可能なハンドリング手段３４は、ケーシング２２の収納部２３の長手方向両側部にそれぞれ当接して収納部２３を水平状態で軸心の回りに回転可能に支持する車輪３５を備えた支持機構３６と、収納部２３の長手方向中間位置の外周部下側（例えば、外周部の下側半周領域）に取付けられた駆動用フランジ３７に両側から当接して水平面内で回転する駆動輪３８を備えた回転駆動機構３９とを有している。更に、ハンドリング手段３４は、支持機構３６及び回転駆動機構３９を載置する取付け台４０と、取付け台４０の下部両側に設けられコイル搬送手段の一例であるコイルカー４１に載せた取付け台４０を掛止する掛止部材４２とを有している。

以上の構成とすることによって、コイルカー４１に掛止部材４２を介して取付け台４０を固定することでハンドリング手段３４をコイルカー４１に載置することができる。そして、収納部２３の長手方向中間位置の頂部に設けたフック部材４３を用いて吊り下げたアタッチメント交換装置１０を並んで配置された支持機構３６の上方から下降させ、駆動用フランジ３７が両側から駆動輪３８で挟まれるように位置決めしてケーシング２２を支持機構３６で支持されるようにすると、アタッチメント交換装置１０とハンドリング手段３４が連結し、コイルカー４１上でアタッチメント交換装置１０を水平に保持することができる。なお、回転駆動機構３９を操作することで、アタッチメント交換装置１０をコイルカー４１で水平に保持した状態で周方向位置の調整を行なうことができる。

続いて、本発明の一実施の形態に係るアタッチメント交換装置１０を使用して、アタッチメント２０をリール１９に装着する方法について説明する。
図４（Ａ）に示すように、コイルカー４１に掛止部材４２で取付け台４０を固定することでハンドリング手段３４をコイルカー４１に載置する。次いで、収納部２３内にアタッチメント２０を収容しているアタッチメント交換装置１０をフック部材４３を用いて図示しないクレーンで吊り下げてハンドリング手段３４の上方から下降させ、駆動用フランジ３７が両側から駆動回転機構３９の駆動輪３８で挟まれるように位置決めしてケーシング２２を支持機構３６で水平に支持する。そして、搬送路４４に沿ってコイルカー４１をリール１９に向けて移動する。

ここで、アタッチメント２０は、円筒状に連結した各セグメント１５〜１８の基側に設けられた第１のフランジ３０同士の側部に形成された第１のピン挿通部３１にケーシング２２の基側のケーシングフランジ２５に設けられた第１のエアシリンダ２６に取付けた第１のストッパーピン２７を挿通させ、各セグメント１５〜１８の先側の第２のフランジ３２に設けた第２のピン保持部材１２同士の側部に形成された第２のピン挿通部３３にケーシング２２の先側の端板部材２４に設けられた第２のエアシリンダ２８に取付けた第２のストッパーピン２９を挿通させることで、収納部２３にアタッチメント２０の軸心位置とケーシング２２（収納部２３）の軸心位置を実質的に合わせた状態で固定されている。

コイルカー４１がリール１９の前方の所定位置に到達すると、図４（Ｂ）に示すように、コイルカー４１の載置台４５を昇降させて、リール１９の軸心の高さ位置とアタッチメント２０の軸心の高さ位置を実質的に一致させる。そして、リール１９を縮径し、回転駆動部２１を操作してリール１９を回転させて、アタッチメント２０の周方向位置とリール１９の周方向位置をアタッチメント２０交換時の周方向位置に合わせ、セグメント１５〜１８の基側に形成された突出部材５６がリール１９側に形成された凹部５７内に嵌入できるようにする。次いで、コイルカー４１をリール１９に向けて移動させ、図４（Ｃ）に示すように、アタッチメント交換装置１０の基側からリール１９の先側を装入して、セグメント１５〜１８の突出部材５６をリール１９側に形成した凹部５７内に嵌入する。これによって、リール１９へのアタッチメント２０の外装が終了する。

ここで、リール１９は、例えば、ほぼ４分の１の円弧状で環状に配置されたリールセグメント４６、４７、４８、４９と、各セグメント４６〜４９の内面側中央部に軸方向（長手方向）に形成された楔部５０に噛み合う楔部材５１、５２、５３、５４と、楔部材５１〜５４を図示しない連結機構を介して軸方向に移動させる駆動軸５５を有している。このような構成とすることにより、駆動軸５５を移動させると楔部材５１〜５４が同期して移動し、楔部材５１〜５４の楔部が楔部５０に当接して移動するため、各リールセグメント４６〜４９が半径方向に拡縮する。

リール１９へのアタッチメント２０の外装が終了すると、図４（Ｄ）に示すように、リール１９を拡径する。これにより、リール１９を構成しているリールセグメント４６〜４９がアタッチメント２０のセグメント１５〜１８にそれぞれ当接し、各セグメント１５〜１６は所定の真円径まで拡径する。これによって、第１、第２のピン挿通部３１、３３の寸法が拡大し、第１、第２のストッパーピン２７、２９の周囲に隙間が形成されて、第１、第２のエアシリンダ２６、２８を操作して第１、第２のストッパーピン２７、２９を第１、第２のピン挿通部３１、３３から抜き出すことができる。その結果、各セグメント１５〜１６と、すなわちアタッチメント２０とケーシング２２の連結が解除される。

アタッチメント２０とケーシング２２の連結が解除されると、図４（Ｅ）に示すように、コイルカー４１を移動させて、アタッチメント交換装置１０をリール１９から離脱する。これにより、リール１９へのアタッチメント２０の装着が完了する。次いで、コイルカー４１の載置台４５を下降させ、アタッチメント交換装置１０をフック部材４３を用いてクレーンで吊り上げ待機場所まで移動する。もちろん、アタッチメント交換装置１０は、アタッチメント交換装置保管場所を、コイル保管場所と同様の方法で設け、一体のまま保管することができる。

また、リール１９に取付けられたアタッチメント２０を取外す場合は、リール１９及びコイルカー４１に載置された空のアタッチメント交換装置１０の周方向位置決めを行なって、リール１９を拡径して各セグメント１５〜１６を所定の真円径まで拡径し、アタッチメント交換装置１０の基側からアタッチメント２０が装着されたリール１９の先側を装入し、ケーシング２２をリール１９の外側に装着されたアタッチメント２０に外装する。

次いで、第１、第２のピン挿通部３１、３３の寸法は拡大しているので、第１、第２のエアシリンダ２６、２８を操作して第１、第２のストッパーピン２７、２９を第１、第２のピン挿通部３１、３３に装入できる。これにより、アタッチメント２０（セグメント１５〜１８）がケーシング２２に連結され、リール１９を縮径するとリール１９はアタッチメント２０の内面から離脱し、ケーシング２２に連結されたアタッチメント２０とリール１９の間に隙間が形成されることでアタッチメント２０とケーシング２２の連結が解除される。そして、コイルカー４１を移動させて、アタッチメント交換装置１０をリール１９から離脱することで、リール１９からのアタッチメント２０の取外しが完了する。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、アタッチメント交換装置とリール間の周方向位置決めは、リールを固定し、アタッチメント交換装置を支持しているハンドリング手段に設けられた回転駆動機構を操作し、アタッチメント交換装置を軸の回りで回転させることにより行なうこともできる。

本発明の一実施の形態に係るアタッチメント交換装置の一部切欠き側面図である。図１のＰ−Ｐ矢視断面図である。（Ａ）は図１のＱ−Ｑ矢視断面図、（Ｂ）図１のＲ−Ｒ矢視断面図である。（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の一実施の形態に係るアタッチメント交換装置の使用方法の説明図である。

符号の説明

１０：アタッチメント交換装置、１１：第１のピン保持部材、１２：第２のピン保持部材、１３：バネ、１４：ガイドピン、１４ａ：ナット、１５〜１８：セグメント、１９：リール、２０：アタッチメント、２１：回転駆動部、２２：ケーシング、２３：収納部、２４：端板部材、２５：ケーシングフランジ、２６：第１のエアシリンダ、２７：第１のストッパーピン、２８：第２のエアシリンダ、２９：第２のストッパーピン、３０：第１のフランジ、３１：第１のピン挿通部、３２：第２のフランジ、３３：第２のピン挿通部、３４：ハンドリング手段、３５：車輪、３６：支持機構、３７：駆動用フランジ、３８：駆動輪、３９：回転駆動機構、４０：取付け台、４１：コイルカー、４２：掛止部材、４３：フック部材、４４：搬送路、４５：載置台、４６〜４９：リールセグメント、５０：楔部、５１〜５４：楔部材、５５：駆動軸、５６：突出部材、５７：凹部

Claims

断面視して円弧状で、基側周方向両側及び先側周方向両側にそれぞれ第１、第２のピン保持部材が設けられ、該第１、第２のピン保持部材に挿通するバネを備えたガイドピンにより円筒状に連結される複数のセグメントを備え、半径方向に拡縮するリールに外装され該リールの拡縮に追従して拡縮してリール径を変更するアタッチメントを交換するアタッチメント交換装置において、
前記リールに外装された前記アタッチメントの先側から外装されるケーシングと、
前記ケーシングの基側周囲及び先側周囲にそれぞれ設けられ該ケーシングの軸と平行に設ける第１、第２のストッパーピンと、
前記セグメントの基側で隣り合う該セグメントの対向する側部に形成され、前記アタッチメントの拡径時に拡大して前記第１のストッパーピンの挿通が可能となる第１のピン挿通部と、
前記セグメントの先側で隣り合う該セグメントの対向する側部に形成され、前記アタッチメントの拡径時に拡大して前記第２のストッパーピンの挿通が可能になる第２のピン挿通部とを有することを特徴とするアタッチメント交換装置。
請求項１記載のアタッチメント交換装置において、前記第１、第２のストッパーピンは前記ケーシングの軸方向にそれぞれ移動可能に設けられていることを特徴とするアタッチメント交換装置。
請求項１又は２記載のアタッチメント交換装置において、前記セグメントの基側には半径方向外側に突出する第１のフランジが設けられ、前記第１のピン保持部材は該第１のフランジの基側の面に取付けられ、前記第１のピン挿通部は隣り合う該第１のフランジの対向する側部に形成されていることを特徴とするアタッチメント交換装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアタッチメント交換装置において、前記セグメントの先側には半径方向内側に突出する第２のフランジが設けられ、前記第２のピン保持部材は該第２のフランジの先側の面に取付けられ、前記第２のピン挿通部は隣り合う該第２のピン保持部材の対向する側部に形成されていることを特徴とするアタッチメント交換装置。