JP5740966B2 - 搬送ラインのストッパ - Google Patents

Description

本発明は、搬送ラインの一時ストッパに関し、特に、円形鋼管のような外周円形状長尺鋼材をその横方向（すなわち円の直径方向）に搬送する搬送ラインの終点で受け止めて一時停止させるための、搬送ラインのストッパに関する。

従来、円形鋼管をその横方向に搬送する搬送ラインにおいては、例えば図３に示すように、傾斜面１を用い、円形鋼管１０を傾斜面１の下り方向に転がして搬送する。前記搬送ラインの終点になる傾斜面１の下り終端部が次工程への受け渡し位置であり、そこには、円形鋼管１０を受け止めて一時停止させるためのストッパ（例えば特許文献１に記載の堰止めストッパ２４）が設置されている。尚、堰止めストッパ２４で受け止められた円形鋼管１０は、次工程への移送許可が下り次第、キッカ（図示せず）或いはウォーキングアーム（図示せず）により、次工程へ移送される。尚、傾斜面１に代えてチェーンコンベア（図示せず）を用いる場合もあるが、チェーンコンベアの終点近くは傾斜面１と同様、下り傾斜となっている。

特開２００６−６８７５８号公報

前記搬送ラインにおける従来のストッパは、堰止めストッパ２４のように、搬送方向に対して屹立した障壁を形成している。そのため、被搬送材である円形鋼管１０のような外周円形状長尺鋼材を受け止める際に、被搬送材の外周面が前記障壁と正面衝突して、騒音発生、ストッパ過負荷（固定ボルト損傷等の機械的損傷）、円形鋼管の疵発生を招く問題があり、未解決の課題となっていた。特に熱間ラインにおいては、熱間鋼管表面は負荷をかけると変形し易いため、ストッパと衝突させると鋼管表面に疵をつけてしまうリスクが高くなる。

本発明は上記課題を解決し、騒音を発生せず、損傷し難く、被搬送材に疵を発生させない、搬送ラインのストッパを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、次のとおりである。
（１）外周円形状長尺鋼材をその円の直径方向に搬送する搬送ラインの終点で受け止めて一時停止させる搬送ラインのストッパであって、
前記終点に到着した被搬送材を搬送方向に凹曲がりをもつ凹曲面で受ける受座と、
該受座の被搬送材入側端部に、昇降可能であって下降状態では被搬送材の受け入れを許容し、上昇状態では受け入れた被搬送材の逆送を阻止するように構成された逆送ストッパとを有すること、
および、前記受座の直前の被搬送材通過を検出する通過センサと、前記受座上の被搬送材停留を検出する停留センサとを設け、これらセンサの検出信号を用いて前記逆送ストッパを昇降させるようにしたことを特徴とする、搬送ラインのストッパ。

本発明によれば、騒音を発生せず、損傷し難く、しかも被搬送材に疵を発生させることもない、搬送ラインの一時ストッパが実現する。

本発明の実施形態の１例を示す概略図（逆送ストッパ下降） 本発明の実施形態の１例を示す概略図（逆送ストッパ上昇） 従来のストッパを示す概略図 臨界高さＨｃの推定方法を示す概略図

図１及び図２は本発明の実施形態の１例を示す概略図である。この例では、被搬送材である円形鋼管１０をその円の直径方向に搬送する搬送ラインが傾斜面１である場合を示したが、傾斜面１に代えてチェーンコンベア（図示せず）としてもよい。又、円形鋼管に代えて他の外周円形状長尺鋼材例えば円形棒鋼等としてもよい。傾斜面１の下り終端部（搬送ラインの終点）には、ストッパが設けてある。このストッパは、傾斜面１の下り終端部に到着した円形鋼管１０を、搬送方向に凹曲がりをもつ凹曲面３で受ける受座２を有し、且つ、受座２の円形鋼管１０入側端部（以下、単に、入側端部という）に逆送ストッパ４を有する。逆送ストッパ４は上昇７及び下降８が可能とされ、下降８した状態では円形鋼管１０の受け入れを許容し（図１）、上昇７した状態では円形鋼管１０の逆送を阻止するように構成されている（図２）。凹曲面３の底部の位置は次工程への受け渡し位置（Ｂ位置とする）にとってある。Ｂ位置から次工程への円形鋼管１０の移送には従来同様キッカ或いはウォーキングアームを用いる。

円形鋼管１０を凹曲面３で受けるようにしたことで、円形鋼管１０と受座２との正面衝突は起こらないから、本発明に係るストッパは、騒音を発生せず、損傷し難く、しかも被搬送材に疵を発生させることもない。
ストッパに入った円形鋼管１０は重力及び摩擦力の作用で、凹曲面３と上昇状態の逆送ストッパ４上面との連結凹曲面内を搬送方向に対し順逆交互の向きに転がって速度減衰しつつＢ位置の両側を何回か往復し、最終的にＢ位置に停止する（図２）。凹曲面３の底から上端までの高さＨは、円形鋼管１０が前記連結凹曲面内で転がっている間に当該連結凹曲面の外に飛び出さない臨界高さ（Ｈｃとする）以上にとる必要がある。

臨界高さＨｃは工場実験により直接測定することができるが、他に、図４に示す推定方法によって簡易に推定することも可能である。すなわち、Ｈｃは図４に示した下記式（４）で算出される。
Ｈｃ＝（ω^２/（４ｇ））×（３Ｒ_２ ^２＋Ｒ_１ ^２）＋Ｒ_２ ‥‥（４）
尚、ω：中心回転運動の角速度、ｇ：重力加速度、Ｒ_１：内半径、Ｒ_２：外半径、である。丸棒鋼のような外周円形状中実鋼材の場合は式（４）においてＲ_１＝０とする。

上記推定では、摩擦抵抗によるエネルギーロスを無視しているので、そのロスを有する実際よりはＨｃを大きめに推定しており、それゆえ、より安全側の推定値が得られることになる。以下、いくつか計算した例を示す。計算では、ｇ＝９．８ｍ/ｓ^２、π＝３．１４とした。
（計算例１）
外径Ｄ＝６６０ｍｍ＝０．６６ｍ、肉厚ｔ＝２２ｍｍ＝０．０２２ｍ、回転数Ｎ＝０．５/ｓである場合、Ｒ_２＝Ｄ/２＝０．３３ｍ、Ｒ_１＝Ｒ_２−ｔ＝０．３０８ｍ、ω＝２πＮ＝３．１４/ｓ、なので、式（４）での計算によるＨｃは、Ｈｃ＝０．４３６ｍである。
（計算例２）
外径Ｄ＝３３０ｍｍ＝０．３３ｍ、肉厚ｔ＝１１ｍｍ＝０．０１１ｍ、回転数Ｎ＝１/ｓである場合、Ｒ_２＝Ｄ/２＝０．１６５ｍ、Ｒ_１＝Ｒ_２−ｔ＝０．１５４ｍ、ω＝２πＮ＝６．２８/ｓ、なので、式（４）での計算によるＨｃは、Ｈｃ＝０．２７１ｍである。
（計算例３）
外径Ｄ＝６６０ｍｍ＝０．６６ｍ、内径なし、回転数Ｎ＝０．５/ｓである場合、Ｒ_２＝Ｄ/２＝０．３３ｍ、Ｒ_１＝０、ω＝２πＮ＝３．１４/ｓ、なので、式（４）での計算によるＨｃは、Ｈｃ＝０．４１２ｍである。

逆送ストッパ４は、凹曲面３内で逆方向に転がってきた円形鋼管１０を傾斜面１内に逆戻りさせないために不可欠である。上昇７した逆送ストッパ４の上端の高さ（Ｈの場合と同様、凹曲面３の底部を基準とする）も、円形鋼管１０を傾斜面１側へ飛び出させない高さとする必要があるが、その高さは向い側の凹曲面上端の高さＨよりも、逆戻り時の速度減衰に見合った分だけ小さくとることができる。

又、凹曲面３の搬送方向沿いの凹曲がり曲線の曲率半径（Ｒとする）は、凹曲がり曲線内の全域にわたって、円形鋼管１０の外径（Ｄとする）の２倍程度以上とするのが、より滑らかに転がらせて騒音をより低減させる観点から好ましいが、Ｄの５倍程度を超えるまでＲを大きくすると他設備との干渉が生じる可能性が高くなるので、ＲはＤの２倍〜５倍程度にとるのが好ましい。尚、前記連結凹曲面のＲについても同様である。

又、本発明では、ストッパの作業効率と信頼性を高める観点から、好ましい形態として、受座２の直前（Ａ位置）での円形鋼管１０通過を検出する通過センサ５と、受座２上の円形鋼管１０停留を検出する停留センサ６とを設け、これらセンサの検出信号を用いて逆送ストッパ４を昇降させるようにした。これらセンサとしては光学的非接触式センサが好ましく用いうる。これにより、円形鋼管１０をより適切なタイミングで誤りなく受け入れることができる。この好適形態における具体的な動作フローの例を以下に示す。
（動作１）通過センサ５が円形鋼管１０のＡ位置通過を検出し、通過検出信号がＯＦＦからＯＮに切り替わる。このとき円形鋼管１０はストッパ内に入る（受座２上に載る）。
（動作２）前記通過検出信号のＯＮへの切り替わりに応じて逆送ストッパ４が上昇７し、円形鋼管１０の逆戻りを阻止する。円形鋼管１０は前記連結凹曲面内で速度減衰しながらＢ位置の両側を往復し、最終的にＢ位置で安定する。
（動作３）停留センサ６が円形鋼管１０の、Ｂ位置における存在を検出してＯＦＦからＯＮに切り替わる。このＯＮ状態が所定の秒数の時間（例えば３秒間程度）持続したら、次工程への移送手段（図示しないキッカあるいはウォーキングアーム）は、受座２上の円形鋼管１０が安定したものと認識し、次工程側から送信される移送許可信号を待ちながら、動作開始の準備態勢に入る。
（動作４）次工程側からの移送許可信号を受信し次第、前記移送手段が円形鋼管１０を次工程へ移送する。円形鋼管１０がＢ位置から去るので、前記停留検出信号がＯＦＦに切り替わる。
（動作５）前記停留検出信号のＯＦＦへの切り替わりに応じて、逆送ストッパ４が下降８し、ストッパは後続材を受け入れ可能な態勢に入る。

以下、動作１へ戻り、動作１〜動作５をこの順に繰り返す。

１ 傾斜面
２ 受座
３ 凹曲面
４ 逆送ストッパ
５ 通過センサ
６ 停留センサ
７ 上昇
８ 下降
１０ 円形鋼管（外周円形状長尺鋼材）
２４ 堰止めストッパ（従来のストッパ）

Claims (1)

1. 外周円形状長尺鋼材をその円の直径方向に搬送する搬送ラインの終点で受け止めて一時停止させる搬送ラインのストッパであって、
   前記終点に到着した被搬送材を搬送方向に凹曲がりをもつ凹曲面で受ける受座と、
   該受座の被搬送材入側端部に、昇降可能であって下降状態では被搬送材の受け入れを許容し、上昇状態では受け入れた被搬送材の逆送を阻止するように構成された逆送ストッパとを有すること、
   および、前記受座の直前の被搬送材通過を検出する通過センサと、前記受座上の被搬送材停留を検出する停留センサとを設け、これらセンサの検出信号を用いて前記逆送ストッパを昇降させるようにしたことを特徴とする、搬送ラインのストッパ。

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