(57)【要約】【課題】金属板コイル内筒部内に挿入された内周金属板を金属板コイル内周面に密着するように拡げ、内周リングを自動的に装着することができる内周リング装着装置及び方法を提供する。【解決手段】内周金属板の尾端部位置を検出し、尾端部を境界とした２箇所を把持して、金属板コイルの円周方向に、内周金属板の径が拡がるように互いに逆方向の力を加えることにより、内周金属板を内周に密着させ、内筒部に対して芯出しをして内周リングを嵌め込む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板コイル内筒部内に円筒形に丸めて挿入された梱包用内周金属板を内周面に密着させてから内周リングを嵌め込んで装着させる内周リング装着装置であって、前記梱包用内周金属板の内周面の尾端部をまたいだ円周方向２箇所を把持する２つの把持手段と、前記２つの把持手段を金属板コイル内筒部内に挿入して、前記内周金属板尾端部をまたぐ位置に前記２つの把持手段を移動させる挿入位置決め手段と、内周金属板尾端部をまたいで金属板コイルの円周方向に前記２つの把持手段に互いに逆方向の力を加える負荷手段と、前記内筒部に対して芯出しをして内周リングを嵌め込む内周リング嵌挿手段を有することを特徴とする金属板コイル梱包用の内周リング装着装置。
【請求項２】
前記２つの把持手段が、軸心方向から支えられた金属板コイル内周面への押しつけ手段を有する回転駆動可能な２つのローラーであることを特徴とする請求項１に記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着装置。
【請求項３】
前記２つのローラーの押しつけ手段が、旋回軸を挟んだ位置にある一対の拡縮アームと前記２つのローラーとは別の第３のローラーとを有し、一方の拡縮アームの外周側が前記２つのローラーと接続し、他方の拡縮アームの外周側が前記第３のローラーと接続していることを特徴とする請求項２に記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着装置。
【請求項４】
内周金属板尾端部を検出する検出手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着装置。
【請求項５】
金属板コイル内筒部内に円筒形に丸めて挿入された梱包用内周金属板を内周面に密着させてから内周リングを嵌め込んで装着させる方法において、内周金属板の尾端部位置を検出し、当該尾端部をまたいだ円周方向２箇所を把持して、当該把持部に金属板コイル円周方向の互いに逆方向の力を加え、前記内周金属板の径を拡げ、前記内筒部に対して芯出しをして内周リングを嵌め込むことを特徴とする金属板コイル梱包用の内周リング装着方法。
【請求項６】
内周金属板尾端部を境界とした前記２箇所を把持する際に、２つの把持手段として２つのローラーを用い、前記２つのローラーを押しつけながら回転駆動させて互いに逆方向の力を加え、内周金属板の径を拡げることを特徴とする請求項５に記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着方法。
【請求項７】
前記２つのローラーを押しつける際に、前記２つのローラーと金属板コイル中心軸を挟んだ逆の位置に第３のローラーを設け、当該第３のローラーと前記２つのローラーとを金属板コイル内周面へ反発する方向に押しつけることを特徴とする請求項６に記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の内周リング装着装置を２台用いて、両側面から同時に内周リングを装着することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載された金属板コイル梱包用の内周リング装着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙梱包済み金属板コイル１の自動金属梱包装置に関し、内周リングを装着する前に、金属板コイルの内周に挿入された内周金属板３を矯正することにより金属板コイルの内周面に密着させ、内周リングを自動的に装着する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯鋼などの帯板が円筒状に巻かれたコイル製品（以下これを金属板コイルという）は、製品搬送中の損傷防止や防錆のため、製品の梱包工程で、その外周、内周及び側面を防水紙、又は防錆紙で隙間なく包み込む紙梱包が施される。さらに輸出向け製品は、搬送中の梱包紙の破損や疵の防止、雨水侵入の軽減のため、紙梱包した金属板コイルをさらに金属板で梱包する金属梱包が施される。
【０００３】
紙梱包は、まず金属板コイルの内周面に内周紙を装着し、次いで外周面に当該金属板コイルより大きく幅広の外周紙を巻きつけ、外周端から側面、内周端縁部に亘って当該外周紙の両側部を耳折りし、外周紙端部を内周に折り込んで内周紙と接着されるという工程で施される。さらに内周端縁部及び外周端縁部に厚紙製梱包資材を装着して、端縁部を保護する場合もある。
【０００４】
図９は金属梱包の概略を示している。以下、金属梱包の工程を順に説明する。まず紙梱包された金属板コイル１に側面を覆うドーナツ形状の側面金属板２１を装着し、外周当金２２を外周端縁部に装着する。外周当金は外周端縁部を保護すると同時に側面板を固定する。次に外周金属板２０を金属板コイル外周面に外周当金の上から巻き付け、端部をテープで止める。そして内周金属板３を金属板コイル内筒部内に丸めて挿入し、弾性回復により拡がった内周金属板を内周面へ密着させた状態で両端から内周金属板の内側に内周リング４を嵌め込んで装着する。最後にスチールストラップで数箇所結束される。
【０００５】
金属板コイルは、金属板コイル内筒に両側からクレーンのリフタの爪を挿入して引っかけて搬送されるため、特に爪が当たる内周端縁部分の金属板が損傷しやすい。したがって当該内周端縁部を保護するために、内周リングが装着される。内周リングは、内周金属板の内側に嵌め込まれる円筒部分と金属板コイル側面に当接するフランジ部からなる。
【０００６】
従来の内周リング自動装着装置が、特許文献１に開示されている。図７、図８は前記文献の装置の側面図であり、図７（A）、（B）、（C）は内周リングの嵌め合い動作を順番に示している。従来装置は、図に示すように金属板コイル中心から半径方向に拡縮可能な放射状に延びる複数本の拡縮アーム２を有し、これらが放射状に広がり、押圧部材６が内周金属板３を押し拡げることにより矯正し、この状態でプッシャー５が内周リング４を金属板コイル円筒軸方向に嵌め込む装置である。
【特許文献１】特開平７−２６６１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
金属梱包における内周リング４の装着は、紙梱包済み金属板コイル１の内筒部内に挿入された内周金属板３の内側に、内周リングの円筒部を嵌め込むことにより行われる。したがって嵌め込む際に、内周金属板の内径を内周リングの円筒部外径よりも拡げる必要があるが、金属梱包の前工程の紙梱包において装着される内周紙７の厚さが製品ごとに異なり、また金属板コイル内周面に折り込まれた外周紙の膨らみや、端縁部に装着された保護部材によって、内周金属板の内径誤差が大きくなるため、内周金属板を拡げた時の径と内周リング径との隙間が極めて小さい場合が生じ、内周金属板と内周リングが衝突して自動装着が失敗する原因となっていた。したがって、内周リングとの嵌め合いが可能なように内周金属板の径を拡大させる必要がある。
【０００８】
ここで従来の内周リング自動装着装置の問題点を図６に示す。図６は金属板コイルを円筒軸方向に見た正面図である。従来の方法では、複数本の拡縮アーム２が放射状に拡がって、押圧部材６を内周金属板に押しつけることにより矯正するため、図６に示すように拡縮アームを押しつけている点９の間において内周金属板が弦が張ったようになる部分１０が生じ、金属板コイル内周に密着させることができない。特に押圧部材６を尾端部付近の内周金属板が重なった部分に押し付けてしまうと、径が拡がるのを妨げるため、弦張り部１０が顕著に生じる。そのため内周リングと金属板コイルの中心を一致させ、押圧部材押しつけ部９において内周リング径以上に内周金属板を拡大していたとしても、内周リングを嵌め込む際に内周金属板の弦張り部１０と内周リング円筒部が衝突して内周リングの自動装着が失敗してしまうという問題点がある。
【０００９】
そこで本発明は、上記従来の課題を克服するためになされたものであり、内周金属板の矯正後に内周金属板の弦張り部１０が生じるのを防いで、内周金属板を金属板コイル内周面に密着させるように拡げ、内周リングの自動装着を容易に行う装置及び方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明要旨は以下のとおりである。
（１）金属板コイル内筒部内に円筒形に丸めて挿入された梱包用内周金属板を内周面に密着させてから内周リングを嵌め込んで装着させる内周リング装着装置であって、前記梱包用内周金属板の内周面の尾端部をまたいだ円周方向２箇所を把持する２つの把持手段と、前記２つの把持手段を金属板コイル内筒部内に挿入して、前記内周金属板尾端部をまたぐ位置に前記２つの把持手段を移動させる挿入位置決め手段と、内周金属板尾端部をまたいで金属板コイルの円周方向に前記２つの把持手段に互いに逆方向の力を加える負荷手段と、前記内筒部に対して芯出しをして内周リングを嵌め込む内周リング嵌挿手段を有することを特徴とする金属板コイル梱包用の内周リング装着装置。
（２）前記２つの把持手段が、軸心方向から支えられた金属板コイル内周面への押しつけ手段を有する回転駆動可能な２つのローラーであることを特徴とする前記（１）に記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着装置。
（３）前記２つのローラーの押しつけ手段が、旋回軸を挟んだ位置にある一対の拡縮アームと前記２つのローラーとは別の第３のローラーとを有し、一方の拡縮アームの外周側が前記２つのローラーと接続し、他方の拡縮アームの外周側が前記第３のローラーと接続していることを特徴とする前記（２）に記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着装置。
（４）内周金属板尾端部を検出する検出手段を有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着装置。
（５）金属板コイル内筒部内に円筒形に丸めて挿入された梱包用内周金属板を内周面に密着させてから内周リングを嵌め込んで装着させる方法において、内周金属板の尾端部位置を検出し、当該尾端部をまたいだ円周方向２箇所を把持して、当該把持部に金属板コイル円周方向の互いに逆方向の力を加え、前記内周金属板の径を拡げ、前記内筒部に対して芯出しをして内周リングを嵌め込むことを特徴とする金属板コイル梱包用の内周リング装着方法。
（６）内周金属板尾端部を境界とした前記２箇所を把持する際に、２つの把持手段として２つのローラーを用い、前記２つのローラーを押しつけながら回転駆動させて互いに逆方向の力を加え、内周金属板の径を拡げることを特徴とする前記（５）に記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着方法。
（７）前記２つのローラーを押しつける際に、前記２つのローラーと金属板コイル中心軸を挟んだ逆の位置に第３のローラーを設け、当該第３のローラーと前記２つのローラーとを金属板コイル内周面へ反発する方向に押しつけることを特徴とする前記（６）に記載の金属板コイル梱包用の内周リング装着方法。
（８）（１）〜（４）のいずれかに記載の内周リング装着装置を２台用いて、両側面から同時に内周リングを装着することを特徴とする前記（５）〜（７）のいずれかに記載された金属板コイル梱包用の内周リング装着方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内周金属板の尾端部において２つの把持手段により、内周金属板全周にわたり一様の円周方向に拡径する力が作用するため、内周金属板の弦張り部が発生せず、内周金属板を金属板コイル内周面に密着させることが可能になる。また、これにより内周金属板が密着した状態で内周リングを内周金属板と衝突することなく容易に装着することができ、内周金属板の内径誤差が大きな金属板コイルの内周リング装着作業にも対応可能な自動化装置が実現できる。さらに、放射状に拡縮アームを伸張する従来装置に比べ、アームの数が少ないため装置を簡略化でき、内周径が異なる規格の金属板コイルに対しても、同様の内周金属板の矯正効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最も望ましい実施形態について図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の内周リング装着装置２６の側面図である。また図２は内周金属板矯正装置２３を金属板コイルに挿入した状況を円筒軸方向に見た正面図である。ここで、内周金属板矯正装置２３は、内周金属板の内周面の尾端部をまたいだ円周方向２箇所を把持する回転駆動可能な駆動ローラー１２、内周金属板の尾端部を検出する尾端部検出手段２４、駆動ローラー１２を内周金属板尾端部８に位置決めするための旋回軸１１、内周金属板矯正装置２３を任意の場所に位置決めするための水平方向移動手段２７及び垂直方向移動手段２８、ローラー１２を半径方向に移動させ押しつけ力を得るための拡縮アーム２、安定して押しつけ力を得るための反力発生用ローラー１３及びその拡縮アーム２、並びに、駆動ローラー１２を互いに逆方向に回転させる駆動装置２９からなる、内周金属板を金属板コイルの内周に密着させる装置である。
【００１３】
内周リング装着装置２６は、自動梱包ラインの内周金属板挿入の次工程に配置され、側面金属板、外周当金、外周金属板、及び内周金属板が装着された金属板コイルに対して内周金属板が内周に密着するようにその内周形状を矯正し、内周リングを装着する作業を行うものである。内周リング装着装置２６は、内周金属板矯正装置２３と、内周リング嵌挿手段３０から構成され、この内周リング嵌挿手段３０は内周金属板矯正装置２３とは独立に金属板コイル軸方向に駆動可能な内周リング移動手段２５、及び内周リングを嵌め込むためのプッシャー５を備えている。内周金属板矯正装置の水平方向移動手段２７及び垂直方向移動手段２８は、内周リングの位置決め手段の一部としても機能している。
【００１４】
駆動ローラー１２は、内周金属板尾端部をまたいだ円周方向２箇所に２つのローラーがそれぞれ来るように旋回軸１１を回転させることによって位置決めされる。内周金属板矯正装置を金属板コイル内に挿入後、駆動ローラー及び反力発生ローラーの拡縮アーム２を伸張して各ローラーを内周金属板に押しつけることにより、図２に示す方向１５、１６に押しつけ力が作用し、反力発生ローラーがあることによってこれらの押しつけ力は互いに打ち消し合い、安定して駆動ローラーを押しつけることができる。駆動ローラーは内周金属板に押しつけられた状態で、内周金属板の径が拡がるように図５で示す方向１４へ互いに逆方向に回転する。
【００１５】
駆動ローラー１２は回転駆動力を摩擦によって内周金属板３に伝達するため、内周金属板との間に十分な摩擦係数を有する必要がある。また駆動ローラー間の間隔は、より小さい方が内周金属板尾端部を内周面に密着できるが、ローラー１２を駆動することにより内周金属板尾端部８が両駆動ローラー押しつけ部の間から外れることがない間隔を有するか、またはそのように制御される。
【００１６】
反力発生用ローラーは駆動ローラー１２とは反対側の拡縮アームの先に接続され、２つの拡縮アームを伸張することで安定して駆動ローラーを内周金属板に押しつけることができる。反力発生用ローラー１３は回転自由であり、内周金属板が拡がる際の動きを妨げない。また反力発生ローラーは、２個以上の反力発生用の拡縮アーム及びローラーを用いて、駆動ローラーの押しつけ力を打ち消すように対称に配置してもよい。
【００１７】
図３は金属板コイル円筒方向の断面図であり、（Ａ）内周金属板矯正装置２３の挿入、から（Ｂ）内周リング３の嵌挿までの動作を示している。まず、内周金属板矯正装置２３を挿入する前に、予め尾端部検出手段２４を用いて内周金属板尾端部位置を検出し、得られた位置情報をもとに駆動ローラー１２を内周金属板尾端部位置８に合わせて旋回軸１１を回転させ、拡縮機構を縮小した状態で金属板コイル１の内筒両端から内周金属板矯正装置２３を挿入する。次に、拡縮機構を伸張させて駆動ローラーを内周金属板３に押しつけ、駆動ローラーを内周金属板の径が拡がるように互いに逆回転させて内周金属板を内周面に密着させた状態で維持する。そして、内周リング嵌挿手段３０の内周リング移動手段２５で内周リング４の芯だしを行い、５で内周リング４を押し込むことにより嵌め込んだ後、拡縮アーム２を縮小して内筒部内から内周金属板矯正装置２３を後退させる。ただし、本実施形態においては内周金属板矯正装置２３と内周リング嵌挿手段３０が一体化されているので、内周金属板を金属板コイルの内周に密着させる工程と同時に、内周リング４の芯だしを行うことが可能である。
【００１８】
内周金属板の尾端部８の位置検出は、例えば画像処理により、内周金属板３が挿入された状態の金属板コイル内周形状を撮影し、内周金属板尾端部８の形状が円弧と異なることを利用してパターンマッチングを行う方法、または金属板コイル内周面にラインレーザー光を照射し、投影された光線が内周金属板尾端部で変化する特徴点を検出する方法が考えられる。
【実施例】
【００１９】
本発明の内周リング装着装置の実施例のうち、異なる形態の１つ目を図４に示す。図４は金属板コイル１の内筒部内に内筒面に沿うように内周金属板３を挿入し、さらに本発明の内周金属板矯正装置２３を挿入した状況を円筒軸方向に見た正面図である。ただし、ここでの内周金属板矯正装置２３は、発明を実施するための最良の形態で例示した実施形態とは、以下の説明の通り異なるものであるが、前記実施形態と同様に内周金属板を金属板コイルの内周に密着させる装置であることでは一致する。２つの把持手段１７は真空又は磁力などによる吸着力若しくは摩擦力を利用したものであり、これらの把持力により内周金属板を把持する。拡縮アーム２及び旋回軸１１により２つの把持手段を位置決めし、アーム駆動手段１９によって、金属板コイルの円周方向に、内周金属板の径が拡がるように互いに逆方向の力を加える。以上の部分で前記の最良の実施形態と異なるが、このあと、内周リングを嵌め込む等の工程は同様である。前記の最良の実施形態の駆動ローラーによる把持は、内周金属板と駆動ローラー間で滑りが発生することが考えられるが、この方法では、吸着力などを用いて把持するため、より確実な把持が可能になるといえる。一方、２つの把持手段を円周方向に移動して互いの距離を拡げるため、新たにアーム駆動装置１９を必要とする。この方法で把持手段に摩擦力を用いずに吸着力を用いる場合は、押しつけ手段は不要であり、拡縮アームは把持手段の位置決めのために用いられる。
【００２０】
本発明の内周リング装着装置の実施例のうち、異なる形態の２つ目を図５に示す。図５は金属板コイル１の内筒部内に内筒面に沿うように内周金属板３を挿入し、さらに本発明の内周金属板矯正装置２３を挿入した状況を円筒軸方向に見た正面図である。ただし、ここでの内周金属板矯正装置２３は、前記実施例と同様に、前記実施形態及び前記実施例と異なるが、内周金属板を金属板コイルの内周に密着させる装置である。２つの把持手段は駆動ローラー１２であるが、図２のように反力発生用ローラー１３を用いて駆動ローラー１２を内周面に押しつけるのではなく、矯正装置を挿入後、旋回軸１１を固定して拡縮アーム２を伸張し、金属板コイルの自重を利用することによりローラー１２を内周面に押しつけている。以上の部分で前記の最良の実施形態及び前記の異なる形態の１つ目と異なるが、このあと、内周リング４を嵌め込む等の工程は同様である。この方法では、反力発生用ローラー及びその拡縮アームを必要としないため、装置を簡略化できる。一方、尾端部位置によっては拡縮アームが金属板コイルに横方向の力を及ぼすことが考えられる。したがって内周金属板を金属板コイル内筒部内に挿入する際に、尾端部位置が金属板コイル内周の上部または下部になるように設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の最良の実施形態である内周リング装着装置の側面図である。
【図２】本発明の最良の実施形態である内周金属板矯正装置の正面図である。
【図３】（A）（B）は本発明の実施例である装置の動作を示す側面図である。
【図４】本発明の実施例を示す正面図である。
【図５】本発明の実施例を示す正面図である。
【図６】従来の技術の課題を示す正面図である。
【図７】従来の技術を示し、（A）（B）（C）は、内周リングの嵌挿動作を順番に示す金属板コイルの内周部の断面図である。
【図８】従来の技術を示す装置の側面図である。
【図９】金属板コイルの金属梱包の方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
1    金属板コイル
2    拡縮アーム（拡縮部材）
3    内周金属板
4    内周リング
5    プッシャー
6    押圧部材
7    内周紙（内周面に折り込まれた外周紙を含む）
8    内周金属板尾端部
9    押圧部材押しつけ部
10    内周金属板弦張り部
11    旋回軸
12    駆動ローラー
13    反力発生用ローラー
14    ローラー回転方向
15    駆動ローラー押しつけ力の作用方向
16    反力発生用ローラーの押しつけ力の作用方向
17    把持手段
18    把持手段により内周金属板に加わる力の作用方向
19    アーム駆動装置
20    外周金属板
21    側面金属板
22    外周当金
23    内周金属板矯正装置
24    内周金属板尾端部検出手段
25    内周リング移動手段
26    内周リング装着装置
27    水平方向移動手段
28    垂直方向移動手段
29    ローラー駆動装置
30    内周リング嵌挿手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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