(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切欠き部を設けて弾性的に縮径可能とされ、金属帯コイルのコイル内径部に嵌入されるリング円筒部と、このリング円筒部の縁周部から立ち上がり金属帯コイルの端面に当接するフランジ部とを有する内径リングを自動的に金属帯コイルに装着する装置であって、
複数の内径リングを収容し、且つ所定の内径リングを搬送することが可能なリング搬送装置と、
このリング搬送装置から一個毎の内径リングを受け取り、前記コイル内径部の前方のリング挿入位置まで移送するリング移送装置と、
このリング移送装置から受け取った内径リングを縮径状態で保持して前進動作によってコイル内径部に装着するリング装着装置と、
前記リング搬送装置、前記リング移送装置及び前記リング装着装置に対して前記内径リングの選択動作から前記コイル内径部への装着動作の指令信号を供給する制御装置とを備え、
前記リング装着装置は、前記コイル内径部に向けて進退移動する移動台車に搭載されて保持した前記内径リングを軸回りに回転可能とするリング縮径装置と、前記コイル内径部と前記内径リングの芯合わせを行う芯合わせ機構とを備えてなることを特徴とする内径リングの自動装着装置。
【請求項２】
前記芯合わせ機構は、前記リング装着装置全体の重量と同一重量に設定されたバランスウエィトと釣り合って昇降自在とされている移動台車と、同一円周上で拡径若しくは縮径可能とされ、前記コイル内径部における拡径動作により前記コイル内径部の内周面から受ける反力を、前記移動台車に対して上下方向の作用力として伝達するセンタリング拡縮機構とを備えていることを特徴とする請求項１記載の内径リングの自動装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、切欠き部を設けて弾性的に縮径可能とされ、金属帯コイルのコイル内径部に嵌入される内径リングを自動的に金属帯コイルに装着する内径リングの自動装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼帯等の金属帯コイルは、搬送中における変形、損傷防止、防錆、防湿等の観点から、製造後の梱包工程において、その外周面、内周面、両端面を隙間なく梱包しなければならない。この梱包作業は、コイル状に巻かれて中空円筒状に形成された金属帯コイルの外周面及び両端面を包装紙等で覆った後、金属帯コイルの中空角部（以下、コイル内径角部と略称する。）に内径リングを装着してコイル内径角部を補強した後に、金属帯コイル全体を鋼板バンドによりフープ掛けすることにより完了する。
【０００３】
前記内径リング１は、図９及び図１０に示すように、円周方向の一部を切り欠いて切欠き部２が設けられた所定の外径Ｄ１  を有する筒状のリング円筒部３と、このリング円筒部３の縁周部から立ち上がるフランジ部４とにより構成されている。そして、リング円筒部３の外径Ｄ１  は、装着する金属帯コイルの内径部と略同一径となるように設定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この内径リング１をコイル内径角部に装着する作業は、作業員の手作業によって行われており、リング円筒部３を外側から押し縮めて螺旋状に捩じることによりその外径を縮径し、金属帯コイルのコイル内径角部に挿入してフランジ部４を金属帯コイルの端面に当接し、リング円筒部３が元の外形Ｄ１  となるように形状を復元させることによりコイル内径角部に装着される。
【０００５】
この作業は、多大な労力と時間が費やされ、また、連続的に搬送されてくる金属帯コイルに作業員が近づいて作業を行わなければならないので、作業安全性の面で問題がある。
そこで、従来より、内径リングの装着を機械的に行うことが種々検討されていたが、内径リング１を螺旋状に捩じって縮径する動作と、縮径状態とされた内径リング１をリング内径部に挿入する動作を同時に機械的に行うためには、複雑な機構を必要とし、しかも大型の装置構造となってしまうので、現時点では縮径状態で装着される内径リングの自動装着装置は開発されていない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リングの円周方向の一部に切欠きを有し、リングの円筒部を外周側から押し付ける時、リングを２０〜４０ｍｍ縮小させることができる点を利用することにより、装置の小型化を図りながら金属帯コイルのコイル内径角部に内径リングを自動的に装着することが可能な内径リングの自動装着装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の内径リングの自動装着装置は、切欠き部を設けて弾性的に縮径可能とされ、金属帯コイルのコイル内径部に嵌入されるリング円筒部と、このリング円筒部の縁周部から立ち上がり金属帯コイルの端面に当接するフランジ部とを有する内径リングを自動的に金属帯コイルに装着する装置であって、複数の内径リングを収容し、且つ所定の内径リングを搬送することが可能なリング搬送装置と、このリング搬送装置から一個毎の内径リングを受け取り、前記コイル内径部の前方のリング挿入位置まで移送するリング移送装置と、このリング移送装置から受け取った内径リングを縮径状態で保持して前進動作によってコイル内径部に装着するリング装着装置と、前記リング搬送装置、前記リング移送装置及び前記リング装着装置に対して前記内径リングの選択動作から前記コイル内径部への装着動作の指令信号を供給する制御装置とを備え、前記リング装着装置は、前記コイル内径部に向けて進退移動する移動台車に搭載されて保持した前記内径リングを軸回りに回転可能とするリング縮径装置と、前記コイル内径部と前記内径リングの芯合わせを行う芯合わせ機構とを備えていることを特徴とする装置である。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の内径リングの自動装着装置において、前記芯合わせ機構が、前記リング装着装置全体の重量と同一重量に設定されたバランスウエィトと釣り合って昇降自在とされている移動台車と、同一円周上で拡径若しくは縮径可能とされ、前記コイル内径部における拡径動作により前記コイル内径部の内周面から受ける反力を、前記移動台車に対して上下方向の作用力として伝達するセンタリング拡縮機構とを備えていることを特徴とする装置である。
【００１０】
【作用】
請求項１記載の内径リングの自動装着装置によれば、制御装置は、以下の動作が自動的に行われるように、リング搬送装置、リング移送装置及びリング装着装置に対して指令信号を供給する。すなわち、リング搬送装置は、収容されている所定の内径リングを選択して搬送する。そして、このリング搬送装置から搬送されてきた内径リングを、リング移送装置が受け取ってコイル内径部の前方のリング挿入位置まで移送する。そして、リング移送装置により移送されてきた内径リングは、リング装着装置のリング縮径装置に保持されて縮径状態とされ、芯合わせ機構により金属体コイルのコイル内径部と内径リングの芯合わせが行われた後、リング縮径装置の前進動作によってコイル内径部に挿入される。さらに、リング縮径装置による内径リングの縮径状態を解除することによってコイル内径部に内径リングが装着される。このように、リング搬送装置、リング移送装置及びリング装着装置の一連の動作により内径リングの自動装着が行われるので、省力化が図られるとともに、作業安全性が高められる。
【００１１】
また、請求項２記載の内径リングの自動装着装置によれば、請求項１記載の作用に加えて、コイル内径部と内径リングの芯合わせを、センタリング機構の拡径動作により移動台車が上下方向に微小に昇降することで容易に行うことができるので、迅速且つ高精度に芯合わせ作業が行われる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の内径リングの自動装着装置の一実施例を図を参照して説明する。なお、本実施例の装置は、金属帯コイルの両端面側にそれぞれ同一の装置構成で配設されているが、図３から図５においては、金属帯コイルの一方の端面側にのみ配設した状態を示している。
【００１３】
図１は、外周面及び両端面が包装紙５で覆われている金属帯コイル６を示すものであり、包装紙５の縁部５ａはコイル内径部７の近くまで延びており、この縁部５ａを内部に折り曲げた状態でコイル内径部７に内径リング１が装着されるようになっている。また、図２は、本装置により内径リング１が自動的に装着された金属帯コイル５を示すものである。この場合には、金属帯コイル５の左右位置に示すように、内径リング１を外側から押し縮めて外径がＤ２  （Ｄ２  ＜ｄ、ｄはコイル内径）となるように縮径してコイル内径部７に装着するという作業が、本装置により行われるようになっている。
【００１４】
図３及び図４は、本装置の主な構成装置を示すものであり、複数の内径リング１を収容し、且つ所定の内径リング１を搬送する２組のリング搬送装置１２と、これらリング搬送装置１２のいずれか一方から一個の内径リング１を受け取り、コイル内径部７の前方のリング挿入位置１４まで移送するリング移送装置１６と、このリング移送装置１６から受け取った内径リング１を縮径状態で保持し、内径リング１とコイル内径部７との芯合わせを行った後に前進動作によってコイル内径部に装着するリング装着装置１８と、リング搬送装置１２、リング移送装置１６及びリング装着装置１８の自動制御を行う制御装置２０とで概略構成されている。
【００１５】
２組のリング搬送装置１２は、図４に示すように、制御装置２０の制御によって矢印方向に回転する無端状の搬送部２２と、この搬送部２２に所定間隔をあけて配設された複数のストッカー２４とで構成されている。そして、各ストッカー２４には内径リング１が収容されている。ここで、２組のリング搬送装置１２には、それぞれ外径Ｄ１  の異なる、又は同径の内径リング１が収容されており、金属帯コイル６のコイル内径部７に対応する内径リング１が収容されている所定のリング搬送装置１２の搬送口１２ａから、リング移送装置１６が自動的に受け取る。
【００１６】
このリング移送装置１６は、２組のリング搬送装置１２の間を矢印方向に移動可能とされて、それぞれの搬送口１２ａに搬送されてきた内径リング１を受け取る構造とされている。そして、リング移送装置１６が受け取った内径リング１は、リング装着装置１８が保持する。このリング装着装置１８は、昇降移動及びコイル内径部７に向けて進退移動する移動台車２６に搭載され、保持した内径リング１を縮径して軸回りに回転可能とするリング縮径装置２８と、移動台車２６を昇降移動させてコイル内径部７と内径リング１の芯合わせを行う芯合わせ機構３０とで構成されている。
【００１７】
金属帯コイル６に向けて敷設されたレール１８ａには、金属帯コイル６に対して進退移動可能に装置本体１８ｂが配設され、この装置本体１８ｂにボールスクリュ３４が鉛直方向に配設されている。
そして、前記移動台車２６は、ボールスクリュ３４に係合して昇降可能な昇降台３６と、金属帯コイル６に対して進退移動可能なるように昇降台３６に水平移動自在に載置された水平移動台３８とで構成されている。昇降台３６は、ボールスクリュ３４が所定方向に回転することによって昇降するようになっている。また、水平移動台３８は、昇降台３６の上部に配設された流体圧シンリダ４０が伸縮動作を行うことにより金属帯コイル６に向けて前進若しくは後退するようになっている。
【００１８】
また、水平移動台３８上には、軸受け部材４２ａに支持されている回転軸４２と、この回転軸４２を軸回りに回転させる回転モータ４４が配設されており、回転軸４２の開放端に連結された回転円盤４６に、前記リング縮径装置２８が配設されている。リング縮径装置２８は、図６に示すように、回転円盤４６に３組配設されており、内径リング１のリング円筒部３を保持するチャック機構５０と、チャック機構５０を径方向に移動させて内径リング１を縮径させる縮径機構５２とを備えている。ここで、回転円盤４６には、チャック機構５０に保持された内径リング１の切欠き部２を検出する切欠き部検出センサ３２が配設されている。
【００１９】
チャック機構５０は、図７に示すように径方向に移動する移動板５４に、内径リング１のリング円筒部３の内周面に当接する当接板５６が一体に固定されているとともに、流体圧シリンダ５８の伸縮動作によりリンク部材を介して爪部材６０が、リング円筒部３の外周面を保持する構造とされている。そして、縮径機構５２は、図８に示すように、移動板５４に配設された摺動部材６２が、回転円盤４６に固定されたスライド部材６４に径方向に移動自在に支持されているとともに、回転円盤４６にピニオンラック６６ａを径方向に移動させる縮径用モータ６６が一体に固定され、さらに、ピニオンラック６６ａの端部が前記摺動部材６２に連結した構造とされている。そして、縮径用モータ６６の駆動によりピニオンラック６６ａを径方向内方に移動させることにより、移動板５４が径方向内方に移動して内径リング１が縮径されるようになっている。
【００２０】
一方、コイル内径部７と内径リング１の芯合わせを行う芯合わせ機構３０は、図５に示すように、回転円盤４６の軸心位置に配設された流体圧シリンダ７０とリンク部材を介して連結され、径方向に同一半径で拡縮自在とされた複数のセンタリング部材７２と、移動台車２６をフローテイング状態とするバランスウエィト７４と、摩擦クラッチ機構７６を介してボールスクリュー３４を回転させることが可能なスクリュー回転モータ７８とで構成されている。
【００２１】
すなわち、センタリング部材７２は、基端部がチャック機構５０の移動板５４に直径方向に回動自在に連結され、先端部にセンタリング爪７２ａが設けられている。そして、流体圧シリンダの伸長動作により拡径してセンタリング爪７２ａがコイル内径部７の内周面に当接するようになっている。
また、ボールスクリュー３４に係合して昇降自在な移動台車２６は、滑車７４ａ、７４ｂ、７４ｃ及びケーブル７４ｄを介して移動台車２６と同一重量のバランスウエィト７４と連結されている。そして、摩擦クラッチ機構７６が、ボールスクリュー３４の下端部とスクリュー回転モータ７８とを切り離している状態では、移動台車２６はバランスウエィト７４に釣り合わせ支持されてフローテイング状態とされる。
【００２２】
そして、摩擦クラッチ機構７６が、ボールスクリュー３４の下端部とスクリュー回転モータ７８とを接続している状態では、スクリュー回転モータ７８の駆動によりボールスクリュー３４が回転し、移動台車２６は昇降移動するようになっている。
そして、２組のリング搬送装置１２、リング移送装置１６及びリング装着装置１８は、制御装置２０によってシーケンス制御が行われる。
【００２３】
制御装置２０は、予め包装される金属帯コイル６の直径寸法、幅寸法やコイル内径部７の直径等のコイル情報や本実施例の装置の基準位置を記憶している上位計算機９０から、それらの数値に基づいた演算信号が送られてきている。
そして、制御装置２０は、図４で示すＶ型サドル付きコイルスキッド９２に対して作動指令を供給して金属帯コイル６を所定高さまで上昇させ、金属帯コイル６のコイル内径部７に対応する内径リング１が収容されている２組のリング搬送装置１２の何れか一方に作動指令を供給して搬送部２２を移動させ、リング移送装置１６に作動指令を供給してリング搬送装置１２から一個の内径リング１を受け取ってリング装着装置１８まで移送する。
【００２４】
次に、リング装着装置１８の動作を、主に図５から図８を参照して説明する。先ず、リング移送装置１６によりリング挿入位置１４まで移送されてきた内径リング１は、３組のリング縮径装置２８により保持される。すなわち、図７に示すチャック機構５０の当接板５６にリング円筒部３が当接して受け渡される。そして、流体圧シリンダ５８の伸長動作によって爪部材６０が２点鎖線位置から実線位置まで回動することにより移動板５４との間でフランジ部４を保持する。
【００２５】
次いで、コイル内径部７と、リング装着装置１８に保持された内径リング１の芯合わせ粗調整が行われる。この調整は、摩擦クラッチ機構７６の接続動作によりボールスクリュー３４の下端部とスクリュー回転モータ７８とが接続され、スクリュー回転モータ７８の駆動によってボールスクリュー３４が回転することにより、内径リング１の軸線がコイル内径部７の軸線Ｐの近傍に位置するまで移動台車２６を昇降させる。
【００２６】
次いで、コイル内径部７と内径リング１との自動芯合わせ調整が行われる。この調整は、先ず、摩擦クラッチ機構７６の切り離し動作によりボールスクリュー３４の下端部とスクリュー回転モータ７８とを切り離して移動台車２６をフローテイング状態とする。そして、流体圧シリンダの伸長動作により各センタリング部材７２を拡径させて、センタリング爪７２ａをコイル内径部７の内周面に当接させる。この際、コイル内径部７と内径リング１との軸が合っていない場合には、コイツ内径部７の内周面に当接したセンタリング爪７２ａの反力が、流体圧シリンダ７０、回転軸４２、軸受け部材４２ａ、水平移動台３８を介して昇降台３８に上下方向の作用力として加わるので、フローテイング状態とされている移動台車２６は作用方向に移動して芯合わせが自動的に行われる。
【００２７】
次いで、チャック機構５０の縮径用モータ６６の駆動によりピニオンラック６６ａを径方向内方に移動させ、爪部材６０がリング内筒部３を径方向内方に移動することにより、内径リング１は外側から押し縮められて縮径状態とされる。この場合、縮径された内径リング１の外径Ｄ２  は、コイル内径部７の内径ｄより２０〜３０ｍｍ程度小さくなるように設定される。ここで、回転円盤４６に配設された切欠き部検出センサ３２は、チャック機構５０に保持されている内径リング１の切欠き部２を検出し、制御装置２０に検出信号を送信する。そして、制御装置２０は、上位計算機９０から得られるコイル内径部７の端部の形状（例えば端部が凸形状となっている）情報や金属帯コイル６の径方向のバンド位置情報により、回転モータ４４を所定角度だけ回転させて、切欠き部２が最適位置となるように内径リング１を回転させる。
【００２８】
次いで、昇降台３６の上部に配設された流体圧シリンダ４０の伸長動作により、水平移動台３８が金属帯コイル６に向けて前進する。この動作により、縮径された内径リング１はコイル内径部７の内部に挿入される。
そして、チャック機構５０の縮径用モータ６６の駆動によりピニオンラック６６ａを径方向外方に移動させ、爪部材６０が径方向外方に移動することにより、内径リング１を元の形状に復元させる。これにより、図２に示したようにコイル内径部７に内径リング１が装着される。
【００２９】
以上のように、本実施例の装置は、複数の内径リング１を収容して所定の内径リング１を搬送する２組のリング搬送装置１２と、これらリング搬送装置１２のいずれか一方から一個の内径リング１を受け取り、コイル内径部７の前方のリング挿入位置１４まで移送するリング移送装置１６と、このリング移送装置１６から受け取った内径リング１を縮径状態で保持し、内径リング１とコイル内径部７との芯合わせを行った後に前進動作によってコイル内径部に装着するリング装着装置１８と、リング搬送装置１２、リング移送装置１６及びリング装着装置１８の自動制御を行う制御装置２０とで構成されおり、連続的に搬送されてくる金属帯コイル６に対して自動的に内径リング１を装着することができるので、省力化が図られ、且つ作業安全性を高めた装置構造となる。
【００３０】
また、リング装着装置１８は、昇降移動及びコイル内径部７に向けて進退移動する移動台車２６に搭載されて保持した内径リング１を縮径して軸回りに回転可能とするリング縮径装置２８と、移動台車２６を昇降移動させてコイル内径部７と内径リング１の芯合わせを行う芯合わせ機構３０とを備えた簡便な構造なので、小型の装置を得ることができる。
【００３１】
また、バランスウエィト７４と釣り合わされてフローテイング状態とされている移動台車２６は、コイル内径部７におけるセンタリング部材７２の拡径動作により、コイル内径部７の内周面と当接するセンタリング爪７２ａの反力を利用して上下方向に移動して自動芯合わせが行われるので、迅速且つ高精度に芯合わせ作業を行うことができる。
【００３２】
なお、本実施例においては、金属帯コイル６がＶ型サドル付きのコイルスキッド９２に載置されていることで、コイル直径方向の芯合わせ調整を不要としているが、金属帯コイル６の搬送装置が所定位置に停止せず、リング装着装置１８の芯合わせが必要な場合には、リング装着装置１８全体が揺動自在となるような台車方式を採用したり、スプリング固定方式を採用することに対処することが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の内径リングの自動装着装置は、制御装置から供給される指令信号により、リング搬送装置が収容されている所定の内径リングを選択して搬送し、リング移送装置が搬送されてきた内径リングを受け取ってコイル内径部の前方のリング挿入位置まで移送し、リング装着装置のリング縮径装置が内径リングを保持して縮径状態とし、リング装着装置の芯合わせ機構が金属体コイルのコイル内径部と内径リングの芯合わせを行うとともに、リング縮径装置の前進動作によって内径リングをコイル内径部に挿入し、リング縮径装置による内径リングの縮径状態を解除することによってコイル内径部に内径リングを装着するという一連の動作で内径リングの自動装着が行われるので、省力化を図ることができ、また作業の安全性を高めることができる。
【００３４】
また、請求項２記載の内径リングの自動装着装置は、請求項１記載の効果に加えて、コイル内径部と内径リングの芯合わせを、センタリング機構の拡径動作により移動台車が上下方向に微小に昇降することで容易に行うことができるので、迅速且つ高精度に芯合わせ作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内径リングが装着される金属帯コイルを示す断面図である。
【図２】内径リングが装着された金属帯コイルを示す断面図である。
【図３】本発明の装置全体を示す平面図である。
【図４】本発明の装置全体を示す正面図である。
【図５】本発明に係るリング装着装置を示す図である。
【図６】本発明に係るリング縮径装置を示す図である。
【図７】図６におけるＶＩＩ  ー  ＶＩＩ線矢視断面図である。
【図８】図６におけるＶＩＩＩーＶＩＩＩ線矢視断面図である。
【図９】切欠きが設けられた内径リングを示す正面図である。
【図１０】図９におけるＸ  ーＸ  線矢視断面図である。
【符号の説明】
１    内径リング
２    切欠き部
３    リング円筒部
４    フランジ部
５    金属体コイル
１２  リング搬送装置
１４  リング挿入装置
１６  リング移送装置
１８  リング装着装置
２０  制御装置
２６  移動台車
２８  リング縮径装置
３０  芯合わせ機構
７２  センタリング拡縮機構
７４  バランスウエィト
【図１】
0003555192.tif 000002
【図２】
0003555192.tif 000003
【図３】
0003555192.tif 000004
【図４】
0003555192.tif 000005
【図５】
0003555192.tif 000006
【図６】
0003555192.tif 000007
【図７】
0003555192.tif 000008
【図８】
0003555192.tif 000009
【図９】
0003555192.tif 000010
【図１０】
0003555192.tif 000011