JP6347058B2 - スペーサ投入装置 - Google Patents

Description

本発明は、スリット加工された複数条の鋼板を巻き取るマンドレルの前面に配置され、マンドレルに巻き取られる鋼板の間にスペーサを投入するスペーサ投入装置に関するものである。

スリットコイルは、幅広の鋼板をスリッタと呼ばれる回転刃により幅方向に複数条にスリット加工したうえ、共通のマンドレルに巻き取って製造される。一般に圧延された鋼板の厚さは幅方向に均一ではなく、ごく僅かながら中央部が厚く両端部が薄くなっている。このためマンドレルに巻き取られる各スリットコイルの外径は巻取りが進むに連れて徐々に不均一となり、マンドレルの回転数は同一であるから、中央部に比べ、両端部では、マンドレルへの巻き付け力が弱くなり、コイル内部が緩む（俗に「タケノコ」状態）ことになり、正常なスリットコイルが製造出来なくなる。

そこで従来から、段ボール紙などを細長く裁断したスペーサをマンドレルに巻き取られる鋼板の間に投入し、各スリットコイルの外径を均一化することが行われている。この作業は回転するマンドレルの近傍で行う必要があるため、人手で行うには危険を伴う。そこで特許文献１に示すようなスペーサの自動投入装置が開発されている。

この特許文献１のスペーサ投入装置は、予めスペーサ発射位置をインプットしておき、その位置からスペーサを発射する構造である。このため、スペーサの投入位置を巻取りの進行に応じて変化するコイル外径に追従させにくく、正確にスペーサを投入できない場合があった。また鋼板の厚みやスリット加工の条数も様々であるから、その都度、スペーサ発射位置をインプットし直さねばならないという問題があった。このため実ラインにおいてはあまり用いられていなかった。

実開昭６２−５０８１７号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、巻取りの進行に応じて変化するコイル外径に追従させて常に最適の位置からスペーサを鋼板の間に投入することができるスペーサ投入装置を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、スリット加工された複数条の鋼板を巻き取るマンドレルの前方に配置され、マンドレルに巻き取られる鋼板の間にスペーサを投入するスペーサ投入装置であって、マンドレルの軸線方向に走行可能な走行台車と、この走行台車上に傾動可能に設けられた本体と、本体に搭載されたスペーサ収納部及びスペーサ送り出し部と、本体の先端に伸縮可能に設けられた投入ヘッドと、制御装置と操作盤からなり、この制御装置は、本体の傾斜角度及び投入ヘッドの伸縮量を、マンドレルに巻き取られたコイルの外径に応じて変更する機能を有し、投入ヘッドに、複数条の鋼板のスリット位置を検出する非接触センサを搭載し、かつ投入ヘッドの先端に、投入ヘッドがコイルに接近し過ぎたときにコイル表面と接触するフリーローラを設けたことを特徴とするものである。

なお請求項２のように、マンドレルに巻き取られたコイルの外径を、マンドレル上で各条の鋼板の間隔を維持するセパレータのアーム角度によって検出するコイル外径検出手段を備えることが好ましい。

本発明のスペーサ投入装置は、本体の傾斜角度及び投入ヘッドの伸縮量をマンドレルに巻き取られたコイルの外径に応じて変更する機能を持つ制御装置を備えているため、巻取りの進行に応じて変化するコイル外径に追従させて常に最適の位置からスペーサを鋼板の間に確実に投入することができる。しかも本発明のスペーサ投入装置は、投入ヘッドの先端に、投入ヘッドがコイルに接近し過ぎたときにコイル表面と接触するフリーローラを設けたので、投入ヘッドがコイルに直接接触することを防止することができる。

また請求項２の発明によれば、コイルの外径をマンドレル上で各条の鋼板の間隔を維持するセパレータのアーム角度によって検出するコイル外径検出手段を備えているため、常に正確にコイルの外径を検出することができる。

また本発明によれば、投入ヘッドに複数条の鋼板のスリット位置を検出する非接触センサを搭載したので、予めスペーサ投入装置をマンドレルの軸線方向に移動させながら計測を行うことにより、各スリットコイルに対するスペーサの投入位置を自動的に演算することができ、スリットコイルの幅方向の中心位置に正確にスペーサを投入することができる。

本発明の実施形態を説明する全体図である。 走行台車の走行を説明する正面図である。 本体の正面図である。 本体の側面図である。 コイル径が小さい場合を示す作動説明図である。 コイル径が大きい場合を示す作動説明図である。 スペーサ収納部を示す拡大図である。 スペーサ送り出し部を示す拡大図である。 スペーサ送り出し部の作動説明図である。 スペーサ送り出し部の作動説明図である。 投入ヘッドの拡大側面図である。 投入ヘッドの拡大正面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態を示す全体図であり、１は図示されないスリッタによって幅方向に複数条にスリット加工された鋼板、２はスリット加工された鋼板１を巻き取る共通のマンドレル、３は鋼板１をガイドするデフレクターロールである。４はマンドレル上で各条の鋼板の間隔を維持するセパレータであり、水平軸５を中心として傾動できるセパレータアーム６の先端に設けられている。７はマンドレル２に巻き取られたコイル（スリットコイル）であり、そのコイル径は刻々と変化するが、セパレータ４は常にコイル７の上端に接触している。８は基台に取付られたロータリーエンコーダであり、セパレータアーム６の傾きに応じて引き出されるワイヤ９の引出し量からセパレータアーム６の傾きを検出し、その値からコイル７の外径を演算している。これらのロータリーエンコーダ８及びワイヤ９は、コイル外径検出手段として機能するものである。

本発明のスペーサ投入装置は、マンドレル２の前方に配置され、マンドレル２に巻き取られる鋼板１の間に、オペレータの指示に応じてスペーサＳを投入する装置である。この装置は、図１、図２に示すようにマンドレル２の軸線方向に敷設されたレール１０上を走行可能な走行台車１１を備えている。スペーサ投入装置は図２に示す待機位置からマンドレル２の軸線方向に走行し、指定されたコイル７へスペーサＳを投入する。なお走行機構は任意であるが、本実施形態では走行用モータ１２によって駆動される走行用ベルト１３によって、任意の位置に移動することができる構造となっている。

図３にスペーサ投入装置の正面図、図４に側面図を示す。これらの図に示すように、走行台車１１には本体１４が、下部の軸１５を中心として傾動可能に設けられている。本体１４は縦長のフレームを備え、スペーサ収納部１６とスペーサ送り出し部１７が搭載されている。これらの細部については後述する。

本体１４の傾きは、図４、図５に示すワイヤ１８と、シリンダ１９とによって制御される。ワイヤ１８は先端が本体１４に固定され、走行台車１１の上端に設けられたプーリー２０を経由して、その下端はスプロケット２１に巻かれている。このためモータ２２によりスプロケット２１を回転させ、ワイヤ１８を巻き取ると本体１４は図１、図４のように直立し、スプロケット２１を逆方向に回転させ、ワイヤ１８を緩めると、本体１４は図５のように傾く。なお本体１４はシリンダ１９によって常に倒れる方向に押圧されているので、傾斜角度は安定する。シリンダ１９は図５に示されるように走行台車１１の上端に軸支されており、シリンダロッドの先端が本体１４に取付けられている。

スペーサ収納部１６は本体１４の背面側（マンドレル２から遠い側）に形成され、多数枚のスペーサＳを積層状態で収納することができる。スペーサ収納部１６は図７に示すように平行レバー２３によって支持された押さえ板２４を備え、押さえシリンダ２５によって平行レバー２３を駆動することによって、常に押さえ板２４がスペーサＳを押さえている。スペーサＳは段ボール紙を縦長の短冊状に切断したもので、そのサイズは例えば、幅３ｃｍ、長さ６０ｃｍである。

スペーサ送り出し部１７はスペーサ収納部１６に収納されたスペーサＳを、最下層から１枚ずつ送り出す機構である。その詳細は図８、図９、図１０に示すとおりであり、シリンダ２６によってほぼスペーサ１枚分の厚さの押出板２７を図９のように前進させ、スペーサＳを本体１４の中央のコンベヤ２８上に送り出す。押出板２７を後退させると、図１０のようにスペーサＳは１枚分下降する。コンベヤ２８については後述する。

図３に示すように、本体１４は下段ユニット１４ａと上段ユニット１４ｂから構成され、上段ユニット１４ｂは下段ユニット１４ａに対してスライド自在に支持されている。上段ユニット１４ｂには縦長の昇降用シリンダ（図示せず）が設けられており、上段ユニット１４ｂを昇降させることができる。この上段ユニット１４ｂの中央部に、スペーサＳを本体の先端に向けて移動させるコンベヤ２８が設けられている。コンベヤ２８はベルトを上下のローラ間に張設したものであり、上段ユニット１４ｂとともに昇降する。コンベヤ２８にはスペーサＳの押さえローラが適宜間隔で設けられている。

この実施形態では、上段ユニット１４ｂのさらに先端部に、図１１、図１２に示す投入ヘッド３０が角度調節可能に設けられている。投入ヘッド３０は軸３１を中心としてボルト３２と長溝とによって固定されており、ボルト３２を緩めることにより手動で角度調整を行うことができる。コンベヤ２８により運ばれてきたスペーサＳは先端の投入ローラ３３から高速で放出され、図５、図６に示すようにマンドレル２に巻き取られる鋼板１の間に投入される。なお、図１１，１２に示されるフリーローラ３４，３５は、投入ヘッド３０がコイル７に接近し過ぎた場合にコイル表面と接触し、投入ヘッド３０の破損を避けるためのものである。

このように、投入ヘッド３０は本体１４の上段ユニット１４ｂに支持されているから、コンベヤ２８とともに下段ユニット１４ａに対して伸縮可能である。また前記したように、本体１４は下部の軸１５を中心として傾動可能である。従って投入ヘッド３０は自由に位置を変えることができる。この動きは、制御装置と操作盤（図示せず）によって制御されている。以下にその制御内容を説明する。

最初に図２に示す待機位置からレール１０に沿って走行台車１１を走行させ、投入ヘッド３０に搭載した非接触センサ（例えばレーザセンサ）によって、複数条の鋼板のスリット位置を全て検出する。これによって複数条の鋼板の中心位置を演算しておく。鋼板１の巻取り開始後、どのスリットコイルの外径が他のスリットコイルの外径よりも小さくなってきたかをオペレータが判断して投入指示を行うと、走行台車は指定のスリットコイルの位置まで走行する。

前記したように巻取りの進行に連れてコイル径は刻々と変化するが、セパレータ４は常にコイル７の上端に接触しているため、ロータリーエンコーダ８はセパレータアーム６の傾きに応じて引き出されるワイヤ９の引出し量からセパレータアーム６の傾きを検出し、その値からコイル７の外径を演算する。図５に示すように、コイル７の外径が小さいときには本体１４を大きく傾斜させるとともに投入ヘッド３０を伸ばし、投入ヘッド３０をコイル７と鋼板１の接点（鋼板１が巻き取られる位置）から一定距離に移動させる。また図６に示すように、コイル７の外径が大きくなってきたときには本体１４の傾斜角度を小さくするととともに投入ヘッド３０を縮め、投入ヘッド３０をコイル７と鋼板１の接点から一定距離に移動させる。このように本発明においては、巻取りの進行に応じて変化するコイル外径に追従させて常に最適の位置に投入ヘッド３０を移動させることができる。

次にスペーサ送り出し部１７が、スペーサ収納部１６に収納されたスペーサＳを最下層から１枚ずつコンベヤ２８上に押し出し、押し出されたスペーサＳはコンベヤ２８によって投入ヘッド３０まで運ばれ、投入ヘッド３０からコイル７と鋼板１との間に投入される。上記したように投入ヘッド３０はコイル径に応じて常に最適位置に制御されているから、常に確実な投入が可能である。必要枚数のスペーサＳを投入したら走行台車１１が投入装置を元の待機位置に復帰させるが、連続して他のコイルへのスペーサ投入を行なうことも可能である。

以上に説明したように、本発明のスペーサ投入装置によれば、常に最適の位置からスペーサＳを鋼板１とコイル７との間に確実に投入することができる。

１ 鋼板
２ マンドレル
３ デフレクターロール
４ セパレータ
５ 水平軸
６ セパレータアーム
７ コイル（スリットコイル）
８ ロータリーエンコーダ
９ ワイヤ
１０ レール
１１ 走行台車
１２ 走行用モータ
１３ 走行用ベルト
１４ 本体
１４ａ 下段ユニット
１４ｂ 上段ユニット
１５ 軸
１６ スペーサ収納部
１７ スペーサ送り出し部
１８ ワイヤ
１９ シリンダ
２０ プーリー
２１ スプロケット
２２ モータ
２３ 平行レバー
２４ 押さえ板
２５ 押さえシリンダ
２６ シリンダ
２７ 押出板
２８ コンベヤ
３０ 投入ヘッド
３１ 軸
３２ ボルト
３３ 投入ローラ
３４ フリーローラ
３５ フリーローラ
Ｓ スペーサ

Claims (2)

1. スリット加工された複数条の鋼板を巻き取るマンドレルの前面に配置され、マンドレルに巻き取られる鋼板の間にスペーサを投入するスペーサ投入装置であって、
   マンドレルの軸線方向に走行可能な走行台車と、この走行台車上に傾動可能に設けられた本体と、本体に搭載されたスペーサ収納部及びスペーサ送り出し部と、本体の先端に伸縮可能に設けられた投入ヘッドと、制御装置と操作盤とからなり、
   この制御装置は、本体の傾斜角度及び投入ヘッドの伸縮量を、マンドレルに巻き取られたコイルの外径に応じて変更する機能を有し、
   投入ヘッドに、複数条の鋼板のスリット位置を検出する非接触センサを搭載し、
   かつ投入ヘッドの先端に、投入ヘッドがコイルに接近し過ぎたときにコイル表面と接触するフリーローラを設けたことを特徴とするスペーサ投入装置。
2. マンドレルに巻き取られたコイルの外径を、マンドレル上で各条の鋼板の間隔を維持するセパレータのアーム角度によって検出するコイル外径検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のスペーサ投入装置。

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