JP5751133B2 - 鋼管用搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管をチェーンによる駆動で案内レール上を転がしながら径方向に搬送するチェーン方式の搬送装置に関する。

鋼管を径方向に送ることが可能な搬送装置としては、例えばウォーキングビーム方式や、案内レール上をトップローラ（ドック）付きチェーンで搬送するチェーン方式の搬送装置を例示することができる。
ウォーキングビーム方式は、固定スキッドと移動ビームとを有し、移動ビームの駆動機構がビーム下面に設置される。この駆動機構には、油圧シリンダとリンク機構および電動偏心カムなどが用いられ、移動ビームの昇降および移動によって材料を固定スキッド上に移動（回転）させるようになっている。そのため、ウォーキングビーム方式は、装置が大がかりで設備費が高く、また、材料として鋼管を回転冷却する場合には、固定スキッドによる移載時の傷の発生が懸念される。

これに対し、トップローラ付きチェーンで案内レール上を搬送するチェーン方式は、図３に一例を示す搬送装置１２０のように、鋼管Ｋの搬送方向に沿って且つ正搬送方向に対し上り勾配に傾斜して設けられる案内レール８を有する。案内レール８は、同図紙面方向に複数例設けられており、隣接する案内レール８間に搬送方向に沿って搬送用チェーン１１が配置される。搬送用チェーン１１には、案内レール８の上面よりも上部に位置して案内レール８上の鋼管を支持するトップローラ１２が所定間隔で付設される。

搬送用チェーン１１は、その両端が、搬送用チェーン１１を周回可能なように、駆動スプロケット４および従動スプロケット５に巻回されている。駆動スプロケット４は案内レール８の高い側に配置され、駆動スプロケット４の駆動軸２には、駆動モータ１の出力軸が連結されており、駆動モータ１を正転方向に駆動することにより、搬送用チェーン１１を正搬送方向に走行させ、案内レール８上の鋼管Ｋを搬送可能になっている。チェーン方式はこのような構成であるため、上記ウォーキングビーム方式よりも搬送機構が簡素なので安価であり、また、冷却条件に応じてファンなどで材料を容易に強制空冷または自然放冷できるという利点がある。

特開２００９−４５６６４号公報

ところで、ウォーキングビーム方式での鋼管搬送においては、移動距離を変化させることにより、鋼管を回転させながら待機（アイドリング）可能なので、次工程のトラブル時には有利である。
一方、上述した従来のチェーン方式の搬送装置１２０は、駆動スプロケット４および従動スプロケット５よりも下方において、搬送用チェーン１１が単に自重により垂下された状態（カテナリ１１ａ）とされ、駆動スプロケット４が案内レール８の高い側に配置されているため、駆動モータ１を逆転駆動すると、駆動スプロケット４および従動スプロケット５間の搬送用チェーン１１の張力が失われるとともに、鋼管Ｋが案内レール８の傾斜面を転がり落ちようとする力も手伝ってトップローラ１２が下方に下がってしまう。

そのため、上述した従来のチェーン方式の搬送装置１２０は、逆搬送方向については鋼管Ｋを保持不能となる。つまり、このような構成では、正搬送方向への一方向のみに搬送可能であり、アイドリング機能を有しないため、次工程でのトラブル時はチェーン搬送の停止が必要となる。そのため、停止状態の鋼管Ｋは、案内レール８の同一箇所に載置された状態となり、鋼管Ｋの円周方向の冷却条件に差異が生じるという問題があった。また、このような構成では、自然放冷材に対して、均一冷却を達成しようとすると長い冷却床が必要となる。つまり、鋼管Ｋの回転数と周長の積に相当する長さが必要になり、設備の設置面積が増大するという問題がある。
このような問題点に対し、例えば特許文献１に記載の技術では、案内レール側もチェーン構造とし、搬送用チェーンを停止した場合であっても、搬送用チェーンの搬送方向と逆方向に案内レール側のチェーンを駆動することでアイドリング機能を付与し、これにより、鋼管Ｋの円周方向の冷却条件を一定とし得る技術が提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、搬送用チェーンと案内レール側チェーンそれぞれに駆動機構が必要であるから、搬送機構が複雑となるため高価であり、また、同文献記載の技術を、上述したチェーン搬送方式の搬送装置１２０に適用しようとしても、大幅な設備の変更を伴うものとなる。
そこで、本発明は、上述のような問題点に着目してなされたものであって、搬送傷の発生がなく、アイドリング時にも鋼管を均一に回転冷却できるとともに、搬送機構が簡素で安価な鋼管用搬送装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る鋼管用搬送装置は、鋼管を径方向に転がしながら搬送するチェーン方式の搬送装置であって、鋼管の搬送方向に沿って且つ正搬送方向に対し上り勾配に傾斜して設けられる複数の案内レールと、隣接する案内レール間に前記搬送方向に沿って設けられるとともに前記案内レール上面よりも上部に位置して前記案内レール上の鋼管を支持するトップローラが所定間隔で付設される搬送用チェーンと、該搬送用チェーンが周回可能に巻回される駆動スプロケットおよび従動スプロケットと、前記駆動スプロケットおよび従動スプロケットの間の位置且つ前記トップローラが前記鋼管を支持しない側の位置で前記搬送用チェーンに張力を与えるように巻回されるテンションスプロケットと、前記駆動スプロケットを正転および逆転させる駆動モータとを備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る鋼管用搬送装置によれば、駆動スプロケットおよび従動スプロケットの他に、搬送用チェーンに張力を与えるテンションスプロケットを設けたので、搬送用チェーンを逆方向に回転した場合であっても、駆動スプロケットおよび従動スプロケット間の搬送用チェーンの張力を維持することができる。そのため、搬送用チェーンの弛みが防止されるのでトップローラの位置も所期の位置に保たれ、トップローラで鋼管を確実に支持しつつ下り勾配方向に鋼管を移動することができる。よって、駆動モータにより正逆転搬送を繰り返すことによって鋼管をレール上で常時転動することが可能となるので、アイドリング機能を発揮させるという、いわば「オシレーション」制御を行うことができる。したがって、仮に次工程でのトラブル時においても、アイドリング機能の発揮によって案内レールの同一箇所に鋼管が載置された状態を防止できる。したがって、鋼管の円周方向の冷却条件を均一にすることができる。そして、このアイドリング機能を発揮させる構成は、搬送用チェーンに張力を与えるように巻回されるテンションスプロケットを設けることで達成できるため、例えば上記特許文献１記載の技術を採用する場合と比べ、搬送装置を大幅に簡素化することができ、安価なものとすることができる。

このように、本発明の一態様に係る鋼管用搬送装置によれば、ウォーキングビーム方式に比べて搬送傷の発生がなく、アイドリング時にも鋼管を均一に回転冷却できるとともに、搬送機構が簡素で安価である。
ここで、本発明の一態様に係る鋼管用搬送装置において、前記テンションスプロケットには、押圧用シリンダが付設されており、当該押圧用シリンダの押圧動作によって、前記テンションスプロケットが前記搬送用チェーンに張力を与える側に移動されるようになっていることは好ましい。つまり、搬送用チェーンは使用により徐々に伸びてしまうものであるが、このような構成であれば、搬送用チェーンの長さ調節を頻繁に行わなくとも所期の張力を安定して搬送用チェーンに付与することができる。

また、本発明の一態様に係る鋼管用搬送装置において、前記押圧用シリンダを駆動させるための制御部を備え、当該制御部は、正搬送時には押圧動作を解放し、鋼管の搬送方向が逆搬送方向とされたときに、前記押圧用シリンダを駆動して、前記押圧動作を行うことは好ましい。このような構成であれば、正搬送時には押圧動作を解放しているので、不要な押圧用シリンダの駆動を避けることができるため、経済的である。

上述のように、本発明によれば、搬送傷の発生がなく、アイドリング時にも鋼管を均一に回転冷却できるとともに、搬送機構が簡素で安価である。

本発明の一態様に係る鋼管用搬送装置の一実施形態を説明する模式図（平面図）である。 図１の正面図である。 従来の鋼管用搬送装置の一例を説明する模式図（正面図）である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
本実施形態の搬送装置は、熱処理後の鋼管を冷却しつつ搬送する冷却床として用いた例であって、図１に示すように、この搬送装置２０は、鋼管Ｋの搬送方向に沿って複数（この例では４本）の案内レール８が不図示の架台上に設けられている。隣接する案内レール８間には、前記搬送方向に沿って複数（この例では３本）の搬送用チェーン１１が配置されている。搬送用チェーン１１は、複数のリンク相互が回動自在に環状に連結されたものであり、トップローラ（ドック）１２が所定間隔のリンクに全周に亘って付設されている。

そして、搬送用チェーン１１は、搬送方向の両端が駆動スプロケット４および従動スプロケット５にそれぞれ巻回されて、駆動スプロケット４と従動スプロケット５との間を周回可能となっている。駆動スプロケット４は駆動軸２に固定され、駆動軸２の両端は、軸受部材９によってそれぞれ枢支されるとともに、一方の軸受部材９の端部に駆動モータ１が付設されている。また、従動スプロケット５は従動軸３に固定され、従動軸３の両端は、軸受部材９によってそれぞれ枢支されている。

そして、図２に示すように、上記複数の案内レール８は、正搬送方向に対し上り勾配に傾斜して設けられている。なお、駆動スプロケット４は、案内レール８の高い側に設けられ、従動スプロケット５は案内レール８の低い側に設けられている。そして、複数の搬送用チェーン１１の各トップローラ１２は、案内レール８の上面よりも上部に位置して鋼管Ｋを勾配下方から支持し、駆動モータ１を正転方向に駆動することにより、搬送用チェーン１１を正搬送方向に走行させ、案内レール８上の鋼管Ｋを搬送するようになっている。

ここで、この搬送装置２０は、駆動スプロケット４および従動スプロケット５の間の位置且つトップローラ１２が案内レール８上の鋼管Ｋを支持しない側の位置に、搬送用チェーン１１に張力を与えるチェーンテンショナーとして、テンションスプロケット６が更に巻回されている。本実施形態の例では、テンションスプロケット６には押圧用シリンダ１０が付設されている。この押圧用シリンダ１０としてはエアシリンダが使用されており、押圧用シリンダ１０の電磁弁１４に制御部１６が接続され、この制御部１６からの作動信号に応じて、シリンダ１０のロッドが往動または復動されるようになっている。

そして、このテンションスプロケット６の軸受部材９は、テンションスプロケット６と一体の支軸であるテンショナー支軸７の軸受部７ａが、搬送用チェーン１１に張力を付与可能な方向に沿った長溝となっており、押圧用シリンダ１０の押圧動作（押圧力Ｆ）によって、テンションスプロケット６がテンショナー支軸７ととともに長溝の軸受部７ａに沿ってスライド移動されることで、テンションスプロケット６が搬送用チェーン１１に張力を与える側に移動される。本実施形態の例では、制御部１６は、鋼管Ｋの正搬送時には押圧動作を解放し、鋼管Ｋの搬送方向が逆搬送方向とされたときに、電磁弁１４により押圧用シリンダ１０を駆動して、前記押圧動作を行うようになっている。なお、この制御部１６は、駆動モータ１の正転・逆転の駆動制御も可能になっている。このような構成であれば、正搬送時には押圧動作を解放しているので、不要な押圧用シリンダ１０の駆動を避けることができるため経済的である。

次に、この搬送装置２０の作用・効果について説明する。
この搬送装置２０は、上述のように、鋼管Ｋの正搬送方向に対して上り勾配の傾斜をもつ複数の案内レール８を並設し、これら案内レール８同士の間にトップローラ式の搬送用チェーン１１が駆動スプロケット４および従動スプロケット５に巻回して設置されたチェーン方式を採用しているので、ウォーキングビーム方式に比べて搬送傷の発生の懸念がない。
そして、この搬送装置２０によれば、搬送用チェーン１１は、搬送用チェーン１１を張設するテンションを付加させるチェーンテンショナーとしてテンションスプロケット６を設けたので、搬送用チェーン１１を鋼管Ｋの正搬送方向とは逆の方向に回転させることができる。

つまり、テンションスプロケット６を設けることで、搬送用チェーン１１を逆方向に周回回転した場合であっても、駆動スプロケット４および従動スプロケット５間の搬送用チェーン１１の張力を維持することができるため、搬送用チェーン１１の弛みが防止される。そのため、トップローラ１２の位置も所期の位置に保たれ、トップローラ１２が鋼管Ｋを確実に支持しつつ下り勾配方向に鋼管を移動することができる。よって、駆動モータ１による正逆転搬送を繰り返すことによって鋼管Ｋを案内レール８上で常時転動することが可能となるので、アイドリング機能を発揮させることができる。したがって、仮に次工程でのトラブル時においても、アイドリング機能を発揮させる制御によって案内レール８の同一箇所に鋼管Ｋが載置された状態を防止できる。したがって、鋼管Ｋの円周方向の偏熱を抑制して冷却条件を均一にすることができる。そして、このアイドリング機能を発揮させる構成は、搬送用チェーン１１に張力を与えるように巻回されるテンションスプロケット６を設けることで達成できるため、例えば上記特許文献１記載の技術を採用する場合と比べ、搬送装置を大幅に簡素化することができ、安価なものとすることができる。
なお、本発明に係る鋼管用搬送装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

例えば上記実施形態では、鋼管Ｋの搬送方向に沿って４本の案内レール８が設けられ、隣接する案内レール８間に、３本の搬送用チェーン１１が配置された例で説明したが、これに限らず、複数の案内レールの数や搬送用チェーンの数を適宜設定可能であり、例えば、複数の案内レールを９本とし、レール間の搬送用チェーンを８本に設定してよいし、駆動モータ１についても、一つに限らず、駆動軸の両端それぞれに駆動モータを設け、これら駆動モータを同期制御してもよい。

また、例えば上記実施形態では、強制冷却の手段等については特に言及しなかったが、上述のアイドリング機能を発揮させることにより、搬送装置２０の後部にて、鋼管Ｋをターニングローラ上で強制冷却する構成とすることにより、鋼管温度を常温にまですることが可能である。強制冷却する構成としては、例えば、搬送装置出側に鋼管Ｋを回転させつつ強制的に冷却するシャワー装置を設ければ、搬送ラインのコンパクト化が可能となる。

また、例えば上記実施形態では、トップローラ１２の間隔（図１でのピッチＰ）について特に言及しなかったが、トップローラ１２のピッチＰは、搬送される鋼管Ｋの仕様の最大のものの周長程度に設定してあれば、鋼管Ｋの全周に亘って案内レール８上で転動させることができるため、アイドリング機能を発揮させたときに、鋼管Ｋの円周方向の偏熱を抑制して冷却条件を均一にする上で好適である。また、制御部での正逆転制御の送り量は、現在処理している鋼管の周長に応じた長さとすれば、冷却床（搬送装置２０の全長）を短くしつつも、鋼管Ｋの全周に亘って案内レール８上で転動させる上で好適である。

１ 駆動モータ
２ 駆動軸
３ 従動軸
４ 駆動スプロケット
５ 従動スプロケット
６ テンションスプロケット
７ テンショナー支軸
８ 案内レール
９ 軸受部材
１０ 押圧用シリンダ
１１ 搬送用チェーン
１２ トップローラ
１４ 電磁弁
１６ 制御部
２０ 搬送装置
Ｋ 鋼管
Ｐ ピッチ

Claims (3)

1. 鋼管を径方向に転がしながら搬送するチェーン方式の搬送装置であって、
   鋼管の搬送方向に沿って且つ正搬送方向に対し上り勾配に傾斜して設けられる複数の案内レールと、隣接する案内レール間に前記搬送方向に沿って設けられるとともに前記案内レール上面よりも上部に位置して前記案内レール上の鋼管を支持するトップローラが所定間隔で付設される搬送用チェーンと、該搬送用チェーンが周回可能に巻回される駆動スプロケットおよび従動スプロケットと、前記駆動スプロケットおよび従動スプロケットの間の位置且つ前記トップローラが前記鋼管を支持しない側の位置で前記搬送用チェーンに張力を与えるように巻回されるテンションスプロケットと、前記駆動スプロケットを正転および逆転させる駆動モータとを備えることを特徴とする鋼管用搬送装置。
2. 前記テンションスプロケットには、押圧用シリンダが付設されており、当該押圧用シリンダの押圧動作によって、前記テンションスプロケットが前記搬送用チェーンに張力を与える側に移動されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管用搬送装置。
3. 前記押圧用シリンダを駆動させるための制御部を備え、当該制御部は、正搬送時には押圧動作を解放し、鋼管の搬送方向が逆搬送方向とされたときに、前記押圧用シリンダを駆動して、前記押圧動作を行うことを特徴とする請求項２に記載の鋼管用搬送装置。

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