JP6288004B2 - くさび挿入装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハンマー等による殴打作業を必要とすることなく安全に、鋼板コイルの最外巻部と内巻部との間にくさびを挿入することのできるくさび挿入装置に関する。

各種プロセスを経て製造された鋼板は、コイル状に巻き取られて鋼板コイルとされる。
各種機械試験等に供するため、鋼板コイルの先端部（巻終り端部）を、適当な長さでガスカットし、板状のサンプル片を切り出すことがある。この際に、鋼板コイルの最外巻部（以下、単に「最外巻部」と称することがある。）とその１つ内側の巻部（以下、「内巻部」と称することがある。）とが密着して巻きつけられていると、最外巻部をガスカットする際に、内側に位置する内巻部に火炎が接触し、内巻部の表面に、傷が発生してしまうことがある。内巻部における傷の発生を防止するためには、最外巻部における巻終り端部を内巻部から少し浮かすようにして、最外巻部の内側表面と、内巻部の外側表面との間に、隙間を設けることが好ましい。

最外巻部と内巻部との間に隙間を設けるために用いられる部材として、くさびが挙げられる。例えば、図１で示されるように、鋭利な先端部（「鋭端部」と称することがある。）を有する２つのくさび４を、最外巻部３１と内巻部３２との間に、鋼板コイル２１の軸線方向の両端から挿入することが広く行われている。従来は、くさび４の鋭端部を最外巻部３１と内巻部３２との間にセットし、くさび４の頭部を作業者がハンマー等で殴打することによって、くさび４を最外巻部と内巻部との間に挿入し、鋼板間に隙間を設けることが行われている。

しかし、ハンマーを用いたくさびの殴打作業は、安全上の観点から問題が多い。例えば、ハンマーを打ち付ける際に、誤ってくさびを支える作業者の手を殴打してしまうと、重大な労働災害につながってしまう。また、重量の大きいハンマーを振り下ろす際に、誤って空振りをしてしまうと、作業者自身が転倒するという労働災害が起こりうる。特に、鋼板コイルが、ＡＰＩ Ｘ−６０グレード以上の強度の高い材質からなる場合には、くさびを挿入するために大きな打ち込み力が必要であり、作業時の危険性が増すという問題点がある。

また、くさびを打ち込む高さは、鋼板コイルの大きさ、所望されるサンプル片の大きさ、鋼板コイルの巻終り端部の高さ等によって変わりうる。作業者の目線よりも高い位置でくさびの打ち込みを行わなければならない場合には、作業者が足場に乗ってハンマーの打ち込み作業を行うことがあり、作業効率が低下することに加えて作業の危険性も高まってしまうという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みて完成されたものであり、ハンマー等による殴打作業を必要とすることなく安全に、鋼板コイルの最外巻部と内巻部との間にくさびを挿入することのできるくさび挿入装置を提供することを課題とする。

本発明の手段は、次の通りである。
（１）鋼板コイルにくさびを挿入することにより鋼板間に隙間を設けることのできるくさび挿入装置であって、鋼板コイルの軸線方向に延在する駆動軸と、前記駆動軸の軸線方向両側に設けられ、かつ鋭端部同士を対向させた状態でくさびを保持可能な一対のスライドアームと、前記スライドアームを前記駆動軸に沿って変位させることのできるハンドル部材と、を備えることを特徴とするくさび挿入装置。
（２）前記駆動軸は、その外周面に雄ネジを有し、前記スライドアームは、内表面に雌ネジを形成した貫通孔を有し、前記雄ネジと前記雌ネジとが螺合してなり、前記ハンドル部材は、前記駆動軸を回転させることにより、前記スライドアームを変位させることを特徴とする前記（１）に記載のくさび挿入装置。
（３）前記駆動軸の高さを変えるジャッキ部材を備えることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のくさび挿入装置。
（４）移動用の車輪を備えることを特徴とする前記（１）から（３）までのいずれか一つに記載のくさび挿入装置。

本発明のくさび挿入装置では、ハンドル部材を操作して、スライドアームをガイド軸に沿って変位させることにより、くさびを鋼板コイルの鋼板間に挿入することができる。よって、従来のようにハンマー等を用いてくさびを殴打する必要がなく、安全にくさび挿入作業を行うことができる。

また、本発明の他の態様では、ジャッキ部材を操作することにより、駆動軸の高さを自在に調節することができる。よって、多数の鋼板コイルにくさびを挿入する必要があり、鋼板コイル毎にくさびを挿入すべき高さが様々に変わるような場合においても、ジャッキ部材を操作することのみによって、くさびの挿入位置を簡単に調節することができる。

さらに、本発明の他の態様では、車輪が設けられることにより、装置を押したり引いたりする操作のみによって、くさび挿入装置を移動させられるようになる。よって、コイルヤード等で多数の鋼板コイルに対してくさび挿入を行う必要があるような場合でも、容易にくさび挿入装置を移動させられるので、迅速にくさび挿入作業を行うことができる。

図１は、くさびが打ち込まれる鋼板コイルの斜視図である。 図２は、鋼板コイル及び本発明のくさび挿入装置の一例を示す、概略側面図である。 図３は、図２で示されるくさび挿入装置の概略平面図である。 図４は、図２で示されるくさび挿入装置を作業者側から見た概略背面図である。

以下、図１〜図４を用いて本発明について具体的に説明する。

図１のように、鋼板コイル２１の高さ方向をＺ（「Ｚ方向」とも称する。）とし、鋼板コイル２１の軸線方向をＹ（「Ｙ方向」とも称する。）とし、Ｙ方向及びＺ方向と垂直な方向を前後方向Ｘ（「Ｘ方向」とも称する。）とする。また、図２のように、Ｘ方向のうち、くさび挿入装置１を基準として、作業者２２が位置する側を後方Ｘ２、コイル２１が位置する側を前方Ｘ１とする。

本発明のくさび挿入装置１は、くさびを挿入する機能を有する部分、くさびの高さを調節する機能を有する部分、及び容易な移動を可能にする部分からなる。前記くさびを挿入する機能を有する部分として、図３に示される駆動軸２ａ、スライドアーム３、くさび４、及びハンドル部材５等が挙げられる。まず、くさび挿入装置１におけるくさびを挿入する機能を有する部分について説明する。

駆動軸２ａは、棒状の部材によって形成され、鋼板コイル２１の軸線方向（通常は水平方向）に設けられる。駆動軸２ａに沿ってスライドアーム３が移動することにより、スライドアーム３に取り付けられたくさび４も、駆動軸２ａに沿って移動することになる。

図３のように、くさび挿入装置１は、ガイド軸２ｂを備える。ガイド軸２ｂは、駆動軸２ａよりも前方Ｘ１に、駆動軸２ａと平行に設けられる。ガイド軸２ｂは、スライドアーム３が駆動軸２ａに沿って変位している際に、スライドアーム３が傾いたり、回転したりしてしまうことを防止することができる。ガイド軸２ｂの本数は１本に限らず複数本設けられていてもよい。また、駆動軸２ａ及びガイド軸２ｂの軸線方向長さは、くさびの挿入対象となる鋼板コイルの幅に応じて適宜調節することができる。

図３のように、スライドアーム３は、駆動軸２ａの軸線方向の両側に１つずつ設けられる。２つのスライドアーム３は、それぞれ駆動軸２ａの軸線方向中心からの距離が等間隔となるように設けられることが好ましい。軸線方向中心から左右のスライドアーム３までの距離が等間隔であると、くさび４を鋼板コイル２１に挿入する際に、鋼板コイル２１のＹ方向の左右から均等に力を加えることができるようになる。尚、本発明のくさび挿入装置１は、駆動軸２ａの軸線方向とＹ方向とが平行となるように用いられる。

スライドアーム３は、駆動軸２ａに沿った変位が可能となるように、駆動軸２ａに取り付けられる。スライドアーム３は、板状体によって形成される。スライドアーム３の長手方向と駆動軸２ａの軸線方向とが垂直になることが好ましい。

図３のように、くさび４は、スライドアーム３の前方Ｘ１の端部に取り付けられる。また、くさび４は、それぞれ鋭端部同士を対向するように配置される。２つのくさび４は、両方とも駆動軸２ａと平行になるように、スライドアーム３に取り付けられることが好ましい。尚、くさび４は、スライドアーム３から脱着可能となるように取り付けられていることが好ましい。この場合、くさび４を鋼板コイル２１に挿入した後に、くさび４を鋼板コイル２１に残した状態で、スライドアーム３からくさび４を取り外し、くさび４が取り外された状態のくさび挿入装置１のみを移動させることができる。

くさび４は、コイル状に巻きつけられた鋼板間に挿入可能な程度に、鋭利に形成された鋭端部を有する。くさび４の形状、大きさ等は、最外巻部と内巻部との間に十分な隙間が生じさせられるように、適宜調節することができる。くさび４の形状の典型例として、スライドアーム３に接続される頭側の基部が円柱形状によって形成され、尾側の鋭端部が円錐形状によって形成される例が挙げられる。また、くさびの大きさの具体例として、基部が外径５０ｍｍ、高さが５０ｍｍの円柱形状によって形成され、鋭端部は底面の外径が５０ｍｍ、高さが５０ｍｍの円錐形状によって形成される例が挙げられる。このようなくさび４を用いると、２つのくさび４を鋼板コイル２１の幅方向端部からそれぞれ、例えば５０ｍｍずつ挿入することにより、最外巻部３１と内巻部３２との間に十分な隙間を生じさせることができる。

ハンドル部材５は、スライドアーム３を駆動軸２ａに沿って変位させることのできる機能を有する。例えば、図２では、ハンドル部材５は側面視において円形に形成され、ハンドル部材５の中心部に駆動軸２ａが設けられる。駆動軸２ａの外周面には、雄ネジが形成される。ハンドル部材５を回転させることによって、駆動軸２ａは周方向に回転するようになる。

左右のスライドアーム３は、駆動軸２ａが挿入される貫通孔と、ガイド軸２ｂが挿入される貫通孔とを有する。特に、駆動軸２ａが挿入される貫通孔の内表面には、駆動軸２ａの外周面に形成された雄ネジと螺合するように、雌ネジが形成される。駆動軸２ａの雄ネジと貫通孔内表面の雌ネジとが螺合することにより、ハンドル部材５によって駆動軸２ａへと加えられた回転力がスライドアーム３に伝えられる。

また、ガイド軸２ｂが挿入されるスライドアーム３の貫通孔は、ガイド軸の外径よりもわずかに大きい内径を備え、スライドアーム３が駆動軸２ａの周方向に回転してしまうことを防止することができる。これにより、スライドアーム３はＹ方向へ変位することはできるが、それ以外の方向へ変位することができなくなる。よって、ハンドル部材５を操作して駆動軸２ａを回転させると、スライドアーム３は回転、旋回等せずに、駆動軸２ａに沿った往復動のみを行うことになる。

駆動軸２ａは、軸線方向中央部から見て両端（図３における左右）において、一方が右ネジであり、他方が左ネジとなるように、それぞれ逆巻きの雄ネジを備える。これにより、１つのハンドル部材５を回転させることで、図３の左右に配置された２つのスライドアーム３を、近づけたり遠ざけたりするように、変位させることができる。

尚、ハンドル部材５の個数、及び設けられる位置等は特に制限されない。一例を挙げると、ハンドル部材は駆動軸の軸線方向両側（左右）に１つずつ設けられ、駆動軸は軸線方向の中心近傍で左右の２つに分けられており、左右いずれか一方のハンドル部材を操作することによって一方の駆動軸を回転させることができ、他方のハンドル部材を操作することによって他方の駆動軸を回転させることができることで、左右のスライドアームをそれぞれ独立して変位させることのできる態様としてもよい。また、他の例を挙げると、駆動軸を平行に２本設けて、一方のスライドアームは一方の駆動軸と螺合し、他方のスライドアームは他方の駆動軸と螺合させることにより、左右のスライドアームをそれぞれ独立して変位可能な態様としてもよい。

次に、くさび挿入装置１における、くさびの高さを調節する機能を有する部分、及び容易な移動を可能にする部分について説明する。図３及び図４で示されるように、くさびの高さを調節する機能を有する部分として、柱状部材７、旋回アーム９、アーム連結部材１５、及びジャッキ部材６等が挙げられる。また、図２及び図４で示されるように、くさび挿入装置１の容易な移動を可能にする部分として、脚部１０、脚部連結部材１１、及び車輪１２等が挙げられる。

図２のように、柱状部材７は、Ｚ方向に立設した部材であり、上側の端部において旋回アーム９が設けられ、下側の端部において脚部連結部材１１が設けられる。また、図４で示されるように、柱状部材７は左右に１本ずつ設けられる。

旋回アーム９は、前記スライドアーム３と同様に板状部材によって形成され、柱状部材７と駆動軸２ａとを接続する機能を有する。図３のように、旋回アーム９は、後方Ｘ２の端部において柱状部材７と接続され、前方Ｘ１の端部において駆動軸２ａ及びガイド軸２ｂと接続される。旋回アーム９も、前記柱状部材７と同様、左右に一つずつ設けられる。

図３のように、旋回軸８は、柱状部材７よりも後方Ｘ２側に位置し、２つの旋回アーム９に設けられた貫通孔を挿通する。旋回軸８は、旋回アーム９の一端を柱状部材７に据え付ける機能を備える。図２の例では、旋回軸８により旋回アーム９の後方Ｘ２の端部は、Ｚ方向への変位不可となるように固定されるとともに、旋回アーム９は旋回軸８を支軸として、くさび４を備えた前方Ｘ１の端部の角度を変えられるようになっている。

図２のように、柱状部材７の下部には、脚部１０が設けられる。脚部１０は、側面視においてＸ方向に傾斜して立設される部分（単に、「立設部」とも称する。）と、前記立設部の上方において水平方向に延在する部分（単に、「水平部」とも称する。）とを備える。水平部は、図４の脚部１０として表される部分であり、左右２つの柱状部材７の間に設けられる。図２のように、立設部は側面視において、Ｘ方向の前後に１つずつ設けられる。脚部１０の水平部に、ジャッキ部材６が設けられる。ジャッキ部材６の上面は、旋回アーム９の下部に設けられたアーム連結部材１５の下面に当接する。アーム連結部材１５は、図３のように、左右の旋回アーム９の底部に渡設される板状の部材である。図２のように、ジャッキ部材６を押し上げてジャッキアップを行うと、旋回アーム９に上方向の力が加えられることにより、旋回軸８を支軸として、旋回アーム９の前方Ｘ１の端部は上方向へと角度を変える。これにより、旋回アーム９の前方Ｘ１の端部に保持された駆動軸２ａの高さが変位する。くさび４の打ち込み高さとしては、地面から１３００ｍｍ〜１６００ｍｍの高さが典型例として挙げられる。

尚、ジャッキ部材６は、旋回アーム９の角度を変えることによって駆動軸２ａの高さを変えるのではなく、旋回アーム９をＺ方向に平行移動させることによって駆動軸２ａの高さを変える態様であってもよい。例えば、図２における旋回軸８を、上下にスライド可能な構造とし、ジャッキ部材６の上下動によって旋回アーム９が上下に移動する態様とすることもできる。

脚部連結部材１１は、柱状部材７及び脚部１０の立設部の下部に設けられ、装置全体を下支えする機能を有する。脚部連結部材１１は、十分な強度を有する限りにおいて、材質・大きさ等を適宜調節することができる。図２〜４に示される脚部連結部材１１は、平面視矩形のフレーム形状を形成する。尚、図３はジャッキ部材６の上面よりも上側にある部材のみを描いた簡略図であるので、図３において脚部連結部材１１は省略されている。また、柱状部材７よりも前方Ｘ１に設けられたジャッキ部材６及び旋回アーム９等の荷重によって、装置が前方Ｘ１へと転倒することを防ぐために、脚部連結部材１１の柱状部材７よりも後方Ｘ２側にカウンターウェイト１３が設けられていてもよい。

本発明のくさび挿入装置１は、移動用の車輪１２を備えることが好ましい。図２に示されるように、車輪１２は、前記脚部１０又は脚部連結部材１１等の下部に設けることができる。これにより、くさび挿入装置１は車輪１２の回転によって簡単に移動させられるようになる。設けられる車輪１２の大きさ、数等は、くさび挿入装置１が転倒しないように適宜設計変更することができる。例えば、平面視矩形状である脚部連結部材１１の４隅に１つずつ、合計４つの車輪１２が設けることができる。

また、図２のように、くさび挿入装置１には、柱状部材７の作業者側（後方Ｘ２）に、把手１４が設けられる。図４のように、把手１４は、左右の柱状部材７にそれぞれ１つずつ設けられる。作業者は、把手１４を握って装置を押したり引いたりすることによって、簡単にくさび挿入装置１を移動させることができる。

本発明のくさび挿入装置によってくさびを挿入される鋼板コイルの典型例として、板厚が１５ｍｍ以上２６ｍｍ以下の鋼板が巻きつけられ、コイルの軸線方向長さが５００ｍｍ以上２３００ｍｍ以下であり、コイル径が１０００ｍｍ以上２０５０ｍｍ以下の鋼板コイルが挙げられる。また、鋼板コイルを形成する鋼板の種類の典型例として、ＡＰＩ Ｘ−６０〜Ｘ−８０程度の引っ張り強度を有する鋼板が挙げられる。

次に、本発明のくさび挿入装置の使用方法について説明する。

まず、鋼板コイル２１が多数並べられたコイルヤード等の設備において、本発明のくさび挿入装置１を対象となる鋼板コイル２１の近傍まで移動させる。作業者が把手１４を持って押したり引いたりすることによって、車輪１２を回転させ、くさび挿入装置１を所望の位置まで簡単に移動させることができる。尚、くさび挿入装置１を移動させる前には、予めスライドアーム３を駆動軸２ａの軸線方向の両端近傍に位置させておくことが好ましい。また、鋼板コイル２１の最外巻部３１と内巻部３２との接触面が、一方のくさび４の鋭端部と他方のくさび４の鋭端部との間に配されるように、くさび挿入装置１の位置を微調整する。

次に、くさび４の高さを調整する。ジャッキ部材６を操作することによって、くさび４の高さを調整することができる。くさび４の高さは、最外巻部３１の巻き終わり端部の位置、鋼板コイルの大きさ、所望されるサンプル片の大きさ、及び鋼板の種類等によって適宜決定される。尚、くさび４の高さの調整は、くさび挿入装置１を移動させる前に予め行っておいてもよい。

くさび挿入装置１の移動、及びくさび４の高さ調整が終わった後で、ハンドル部材５を操作し、駆動軸２ａの両端部に位置していたスライドアーム３同士を近づけていく。やがて、くさび４の鋭端部が、鋼板コイル２１のＹ方向の端部に接触する。くさび４は、鋼板コイル２１の端部と接触することによって抵抗力を受けるが、この抵抗力に抗ってさらにハンドル部材５を回転させていくと、くさび４の鋭端部が最外巻部３１と内巻部３２との間に挿入されていく。このように、ハンドル部材５の回転力によってくさび４を鋼板コイル２１に挿入させることができるので、くさび４をハンマー等で殴打する必要がなく、安全にくさび挿入作業を行うことができる。

最外巻部３１と内巻部３２との間に十分な隙間が生じた時点で、ハンドル部材５の操作を停止する。次に、スライドアーム３からくさび４を取り外すことにより、くさび４がＹ方向の端部に打ち込まれた鋼板コイル２１が得られる。この状態で最外巻部３１にガスカットを行うと、内側に存在する内巻部３２の表面を傷つけずに、鋼板のサンプル片を得ることができる。

１ くさび挿入装置
２ａ 駆動軸
２ｂ ガイド軸
３ スライドアーム
４ くさび
５ ハンドル部材
６ ジャッキ部材
７ 柱状部材
８ 旋回軸
９ 旋回アーム
１０ 脚部
１１ 脚部連結部材
１２ 車輪
１３ カウンターウェイト
１４ 把手
１５ アーム連結部材
２１ 鋼板コイル
２２ 作業者
３１ 最外巻部
３２ 内巻部
Ｘ 前後方向
Ｘ１ 前方
Ｘ２ 後方
Ｙ コイルの軸線方向
Ｚ 高さ方向

Claims (4)

1. 鋼板コイルにくさびを挿入することにより鋼板間に隙間を設けることのできるくさび挿入装置であって、
   鋼板コイルの軸線方向に延在する駆動軸と、
   前記駆動軸の軸線方向両側に設けられ、かつ鋭端部同士を対向させた状態でくさびを保持可能な一対のスライドアームと、
   前記スライドアームを前記駆動軸に沿って変位させることのできるハンドル部材と、を備えることを特徴とするくさび挿入装置。
2. 前記駆動軸は、その外周面に雄ネジを有し、
   前記スライドアームは、内表面に雌ネジを形成した貫通孔を有し、
   前記雄ネジと前記雌ネジとが螺合してなり、
   前記ハンドル部材は、前記駆動軸を回転させることにより、前記スライドアームを変位させることを特徴とする請求項１に記載のくさび挿入装置。
3. 前記駆動軸の高さを変えるジャッキ部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のくさび挿入装置。
4. 移動用の車輪を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載のくさび挿入装置。

Images