(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターニングロールに水平に載せた鋼管の管端にテープを貼り付けるマスキング装置であり、鋼管に向って移動可能な架台と、この架台に設けた第１・第２巻きテープ保持軸と、これらのテープ保持軸にセットした第１・第２巻きテープから引出したテープを真空吸着することで案内する第１・第２バキュームロールと、これらのバキュームロールを鋼管の径方向並びに円周に沿って移動する第１・第２スイング機構と、前記バキュームロールの出側においてテープをカットする第１・第２テープカッタと、テープを鋼管の内面又は外面に押圧する第１・第２テープ貼付けロールとからなり、第１巻きテープ、第１バキュームロール、第１スイング機構、第１テープカッタ及び第１貼付けロールにて鋼管管端の内面マスキングを実施し、第２巻きテープ、第２バキュームロール、第２スイング機構、第２テープカッタ及び第２貼付けロールにて鋼管管端の外面マスキングを実施する鋼管管端のマスキング装置において、
前記第１又は第２テープ貼付けロールの出側近傍に、管端からはみ出したテープ部分を径外又は径内方向へ折り曲げるブラシロールを設けたことを特徴とする鋼管管端のマスキング装置。
【請求項２】
前記第１テープカッタの出側に、カット後のテープの後端を折返してテープの糊面同士を接着させるテープエッジ折返し機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の鋼管管端のマスキング装置。
【請求項３】
前記架台は、鋼管の端面に接触する接触部材と、この接触部材を常に端面へ押出して架台の位置を鋼管端面に追従させる架台移動シリンダとからなる管端追従機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の鋼管管端のマスキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋼管に樹脂被覆又は塗装を施す前に、鋼管管端にテープを貼り付ける装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス、油、水を輸送するための鋼管は、腐食や錆の発生を防止するために、外面若しくは内面又は内・外面を樹脂被覆又は塗装する。これらの被覆又は塗装は簡単には剥離しない丈夫なものである。
一方、輸送管路は被覆鋼管又は塗装鋼管を突合せ溶接法にて接続することで敷設する。
そのために、被覆鋼管又は塗装鋼管は、管端に一定長さの未被覆（未塗装）部を設けた状態で工場から出荷するようにしている。
【０００３】
未被覆（未塗装）部を設けるには、予め鋼管管端にマスキングテープと称するテープを貼り付け、次に樹脂被覆又は塗装を施すという作業手順が必要となる。従来はテープを人手で貼り付けていた。しかし、近年、扱う鋼管の径が例えば６０インチ（１５００ｍｍ）に達して大径となり、作業時間が延び、作業そのものも困難になってきた。
【０００４】
そこで、例えば特開平７−８８５５号公報「鋼管管端部の自動マスキング装置」が提案されている。
この自動装置は、同公報の図１に示されるとおり、鋼管２をターニングロール７，７に載せ、先端を鋼管サイドシフト４に当てて位置決めした状態でピンチロール３で押え、水平回転させながら管端部に図示せぬマスキングテープを巻付けるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記自動装置は、外面マスキングには適しているものの、内面及び管の端面にはテープを貼り付けることはできない。
例えば地下埋設管では、外面は地下水で腐食し、内面はガスや油で腐食する虞れがあるから、内・外面被覆（又は塗装）が必要となるが、上記自動装置ではこれに対応できないことは明らかである。
【０００６】
テープは輸送中及び鋼管敷設現場での保管中に、管端の疵付き、発錆を防止する保護材を兼ねるため、厚みと接着強度が確保されている。その結果、テープは簡単に剥がれるものではない。
とすれば、上記自動装置で処理した鋼管を敷設現場で溶接する際に、テープがなかなか剥がれなく、テープ剥離作業に時間を費やすことになる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、内・外面及び管端面に一括してテープを貼り付けることのできる装置であって、且つテープ剥離作業を考慮したテープの貼り付けができる装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１は、ターニングロールに水平に載せた鋼管の管端にテープを貼り付けるマスキング装置であり、鋼管に向って移動可能な架台と、この架台に設けた第１・第２巻きテープ保持軸と、これらのテープ保持軸にセットした第１・第２巻きテープから引出したテープを真空吸着することで案内する第１・第２バキュームロールと、これらのバキュームロールを鋼管の径方向並びに円周に沿って移動する第１・第２スイング機構と、前記バキュームロールの出側においてテープをカットする第１・第２テープカッタと、テープを鋼管の内面又は外面に押圧する第１・第２テープ貼付けロールとで構成するとともに、第１又は第２テープ貼付けロールの出側近傍に、管端からはみ出したテープ部分を径外又は径内方向へ折り曲げるブラシロールを設けたことを特徴とする。
【０００９】
第１巻きテープ、第１バキュームロール、第１スイング機構、第１テープカッタ及び第１貼付けロールにて鋼管管端の「内面」マスキングを実施し、第２巻きテープ、第２バキュームロール、第２スイング機構、第２テープカッタ及び第２貼付けロールにて鋼管管端の「外面」マスキングを実施する。すなわち、内・外面を同時にマスキングすることができるので、作業効率及び生産性が向上する。
そして、第１又は第２テープ貼付けロールの出側近傍に、管端からはみ出したテープ部分を径外又は径内方向へ折り曲げるブラシロールを設けたので、ブラシロールでテープのはみ出し部分を折り曲げて管端面をマスキングすることができる。
【００１０】
請求項２は、第１テープカッタの出側に、カット後のテープの後端を折返してテープの糊面同士を接着させるテープエッジ折返し機構を設けたことを特徴とする。
この折返し部は鋼管に接着していない。折返し部を手がかりとしてテープを簡単に剥がすことができる。
【００１２】
請求項３は、架台に、鋼管の端面に接触する接触部材と、この接触部材を常に端面へ押出して架台の位置を鋼管端面に追従させる架台移動シリンダとからなる管端追従機構を備えたことを特徴とする。
鋼管の管端に追従させることで、管端に正確にテープを張付けることができ、仕上り精度が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。また、以下の説明中、鋼管の「端面」は鋼管の長さを決めるための切断面、鋼管の「管端」は端面の近傍部分をいう。
図１は本発明に係る鋼管管端のマスキング装置の斜視図であり、鋼管管端のマスキング装置１は、ターニングロール２・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）に水平に載せ且つ回転させた鋼管３の管端４にテープを貼り付ける装置であり、基礎又はベース６に敷設したレール７，７と、これらのレール７，７に沿って移動する台車８と、台車駆動モータ９と、台車８の上に敷設したレール１１，１１（奥の符号１１は不図示）と、これらのレール１１，１１に乗った架台１２と、この架台１２を鋼管３に向って押し引きする架台移動シリンダ１３と、架台１２に昇降可能に取付けた内面テープ貼り機構３０と、架台１２の下部に取付けた外面テープ貼り機構７０及びブラシロール１５と、前記内面テープ貼り機構３０を昇降する昇降シリンダユニット１６と、架台１２に取付けた管端追従機構２０とからなる。
【００１４】
この管端追従機構２０は、鋼管３の端面に接触する接触部材２１（例えば縦長のロール）と、この接触部材２１を待機位置から通常位置までの間を移動させるシリンダ２２と、通常位置における接触部材２１を常に端面へ押出して架台１２の位置を鋼管端面に追従させる前記架台移動シリンダ１３とからなる。
【００１５】
図２は本発明に係る内面テープ貼り機構の拡大斜視図であり、内面テープ貼り機構３０は、昇降フレーム３１と、この昇降フレーム３１に取付けた第１巻きテープ保持軸３２と、テープ３３（又は内面テープ３３と記す。）を吸着しつつ案内する第１バキュームロール３４と、このロール３４を２次元的に移動するための第１スイング機構４０（詳細は後述）と、矢印丸数字１のごとく旋回してテープ３３を切断する第１テープカッタ３６と、矢印丸数字２のごとく出没して切断作業を補助するカッタ補助バー３７と、カット後のテープエッジを折返すテープエッジ折返し機構６０（詳細後述）と、テープ３３を鋼管の内面へ押し付ける第１テープ貼付けロール３８とからなる。３９はロータリエンコーダである。
【００１６】
第１スイング機構４０は昇降フレーム３１から延ばした支軸４１にリンク４２，４２を取付け、これらのリンク４２，４２の先端に中継バー４３を渡すとともに、別のリンク４４，４４を取付け、これらのリンク４４，４４の先端に前記第１バキュームロール３４を取付け、リンク４４，４４の途中に掛け渡したバー４５をＡシリンダ４６で押し引きすることで、リンク４２に対するリンク４４の角度が変り、支軸４１に対して第１バキュームロール３４を接離させることができ、更に前記Ａシリンダ４６を支える長い軸４７の他端にアーム４８を旋回可能に取付け、このアーム４８の先端にレール５１及びスライダ５２を介して第１バキュームロール３４をガイドするようにしたもので、昇降フレーム３１に取付けたＢシリンダ５３で前記アーム４８を軸４７廻りに回転すれば、第１バキュームロール３４を軸４７廻りに旋回させることができる。
この様に、第１スイング機構４０はＡシリンダ４６とＢシリンダ５３との相互作用により第１バキュームロール３４を鋼管の径方向及び円周に沿った方向へ２次元的に移動する機構である。
【００１７】
なお、リンク４２とリンク４４とを中継バー４３を中心に「く」字状に屈曲させる構造にしたので、屈曲角を変更しても支軸４１から中継バー４３を経由した第１バキュームロール３４までの長さが変化しない。この結果、テープ３３が弛んだり引き千切れたりする心配が無く、常に一定のテンションをテープ３３に作用させることができる。
また、詳しくは説明しなかったが、前記支軸４１及び中継バー４３にはスリーブを被せ、これらのスリーブが自由に空転する構造とした。これは、テープ３３に擦り傷を付けないようにするためである。
【００１８】
テープエッジ折返し機構６０は、複数の吸着孔６１・・・を下面に備えたバキュームボックス６２と、偏心板６３に取付けた１／４円柱６４と、この１／４円柱６４を点Ｐを中心に１８０゜回転する回転器６５とからなる。
【００１９】
図３は本発明に係る外面テープ貼り機構の拡大斜視図であり、外面テープ貼り機構７０は、フレーム７１と、このフレーム７１に取付けた第２巻きテープ保持軸７２と、テープ７３（外面テープ７３とも記す）を吸着しつつ案内する第２バキュームロール７４と、このロール７４を２次元的に移動するための第２スイング機構８０（詳細は後述）と、矢印▲３▼のごとく旋回してテープ７３を切断する第２テープカッタ７６と、テープ７３を鋼管の外面へ押し付ける第２テープ貼付けロール７７と、このロール７７を昇降させるシリンダユニット７８からなる。
７９はブラシロール１５を昇降させるシリンダユニットである。
【００２０】
第２スイング機構８０はフレーム７１から延ばした支軸８１にリンク８２，８２を取付け、これらのリンク８２，８２の先端に中継バー８３を渡すとともに、別のリンク８４，８４を取付け、これらのリンク８４，８４の先端に第２バキュームロール７４を取付け、リンク８４，８４の途中に掛け渡したバー８５をＣシリンダ８６で押し引きすることで、リンク８２に対するリンク８４の角度が変り、支軸８１に対して第２バキュームロール７４を接離させることができ、更に前記Ｃシリンダ８６を支える軸８７の他端にアーム８８を旋回可能に取付け、このアーム８８の先端にレール９１及びスライダ９２を介して第２バキュームロール７４をガイドするようにしたもので、フレーム７１に取付けたＤシリンダ９３で前記アーム８８を軸８７廻りに回転すれば、第２バキュームロール７４を軸８７廻りに旋回させることができる。この様に、第２スイング機構８０はＣシリンダ８６とＤシリンダ９３との相互作用により第２バキュームロール７４を鋼管の径方向及び円周に沿った方向へ２次元的に移動する機構である。
【００２１】
なお、リンク８２とリンク８４とを中継バー８３を中心に「く」字状に屈曲させる構造にしたので、屈曲角を変更しても支軸８１から中継バー８３を経由した第２バキュームロール７４までの長さが変化しない。この結果、テープ７３が弛んだり引き千切れたりする心配が無く、常に一定のテンションをテープ７３に作用させることができる。
【００２２】
以上に述べた鋼管管端のマスキング装置の作用を次に説明する。
図１において、鋼管３の管端４が前後に２ヶ所（手前の１ヶ所は不図示）あるため、原則としてマスキング装置１を前後に２基設ける。しかし、説明の都合で図１では１基のマスキング装置１のみを示した。
図１において、ターニングローラ２・・・に鋼管３を載せる。台車８を走らせて架台１２を鋼管３の管端４の近傍まで近づける。
次に、架台１２を架台移動シリンダ１３で押出し、接触部材２１を鋼管３の端面に接触させる。鋼管３を回転させると端面が前後に微妙に移動するが、接触部材２１と架台移動シリンダ１３とからなる管端追従機構２０の作動により、架台１２を常に鋼管３の端面に追従させることができる。
【００２３】
図４（ａ），（ｂ）は内面テープ貼り機構の第１作用説明図である。
（ａ）は待機状態を示す。
内面テープ３３は厚さ０．１〜０．４ｍｍ、幅５０〜１００ｍｍ、片面に糊の付いた粘着テープである。
第１巻きテープ９５から引出されたテープ３３が支軸４１、中継バー４３を介して第１バキュームロール３４に達していることを示す。なお、図は前回の切断の関係で先端が第１バキュームロール３４からはみ出し垂れ下がっていることを示す。
第１バキュームロール３４はコア軸３４ａに、小孔３４ｂ・・・の開いたバレル３４ｃを嵌めたものであり、コア軸３４ａの中心を負圧にすると切欠き通路３４ｄを通じて吸気し、バレル３４ｃの外面にテープ３３を吸着することができる。
【００２４】
（ｂ）において、Ａシリンダ４６を延ばしてテープ３３を鋼管３の内面に押し当て（矢印▲４▼）、この状態でＢシリンダ５３を作動してバキュームロール３４を矢印▲５▼へ移動する。これで、テープ３３のはみ出し部分をたるませること無く、鋼管の内面に引き延ばされるごとくに貼り付けることができる。そして、  Ａシリンダ４６及びＢシリンダ５３を元に戻す。
【００２５】
図５（ａ），（ｂ）は内面テープ貼り機構の第２作用説明図である。
（ａ）において、鋼管３を図時計方向へ回転すると、テープ３３の先端は第１貼付けロール３８に達する。このときから、ロータリエンコーダ３９で第１貼付けロール３８の回転（数）をカウントする。
（ｂ）は鋼管３の一周弱（３３０゜程度）にテープ３３を貼り付けたことを示す。この状態で内面テープのカットを行ない、鋼管３の回転を止める。
【００２６】
図６（ａ）〜（ｃ）は内面テープ貼り機構の第３作用説明図である。
（ａ）において、切断するタイミングとなったら、バキュームボックス６２内を負圧にして、テープ３３を矢印▲６▼のごとく吸着し、一方、カッタ補助バー３７を延ばし、この条件下でテープカッタ３６を下ろす。テープカット後、鋼管３の回転を止める。カッタ補助バー３７の作用でテープ３３が逃げる心配が無くなり切断が容易となる。
（ｂ）において、１／４円柱６４を想像線の位置から実線の位置まで１８０゜回転する。この１／４円柱６４がテープ３３の後端を折り曲げ、糊面同士を一定長さ貼り合わせる作用をなす。この間、バキュームボックス６２でテープ３３を固定しているので、折返し作業は確実に実施できる。
（ｃ）において、鋼管３を再度、時計方向へ廻し、折返し部３３ａが第１貼付けロール３８を通過したら内面テープ貼り作業を終了する。
【００２７】
図７（ａ），（ｂ）は外面テープ貼り機構の第１作用説明図である。
外面テープ７３は厚さ０．１〜０．４ｍｍ、幅１００〜１２５ｍｍ、片面に糊の付いた粘着テープである。
（ａ）は待機状態を示し、第２巻きテープ９７から引出されたテープ７３が支軸８１、中継バー８３を介して第２バキュームロール７４に達していることを示す。なお、図は前回の切断の関係で先端が第２バキュームロール７４からはみ出し垂れ下がっている。
第２バキュームロール７４は前記第１バキュームロール３４と同一構造のものである。
【００２８】
（ｂ）において、Ｃシリンダ８６を延ばしてテープ７３を鋼管３の外面に押し当て、この状態でＤシリンダ９３を作動してバキュームロール７４を矢印▲７▼へ移動する。これで、テープ７３のはみ出し部分をたるませること無く、鋼管の外面に引き延ばされるごとくに貼り付けることができる。そして、Ｃシリンダ８６及びＤシリンダ９３を元に戻す。
【００２９】
図８（ａ），（ｂ）は外面テープ貼り機構の第２作用説明図である。
（ａ）において、鋼管３を時計方向に廻し、テープ７３の先端が第２貼付けロール７７を通過した時点で、想像線の位置のロール７７を実線の位置へ押出す。（ｂ）において、テープ７３が鋼管３をほぼ一廻りしたタイミングで鋼管の回転を止め、第２テープカッタ７６でテープ７３を切断する。そして再び一定角度だけ鋼管３を廻し、外面テープ貼付け作業を終了する。
【００３０】
図９は内・外面マスキングにおけるブラシロールの作用図であり、溶接のための開先を取った管端４の内面・外面ともに内面テープ３３及び外面テープ７３を貼り付たときには、ブラシロール１５で外面のテープ７３を図下から上へ（鋼管の外面から中心に向けて）折り曲げる。この結果、内面テープ３３に外面テープ７３が貼り付いて、鋼管の端面を封じたことになる。
【００３１】
図１０は内面のみのマスキングにおけるブラシロールの作用図であり、要求に基づいて内面のみにテープ３３を貼り付けたときには、例えばブラシロール１５で内面テープ３３を管内から管外へ折り曲げ、鋼管の内面とともに端面をカバーさせるとよい。
【００３２】
本発明に係るマスキング装置１は、内面テープ貼り機構３０と外面テープ貼り機構７０とを備えているので、内・外面同時にテープを貼ることができるとともに、機構３０，７０の一方を休止させることにより、内面のみ又は外面のみにテープを貼ることもできるから、使用法は任意である。
又、上記作業法は一例を説明したに過ぎず、必要に応じて作業手順を変更する、又は作業内容を変えることは差支えない。
【００３３】
尚、請求項１における架台１２は、実施例では台車８に載せたが、例えばロボットアームの先端に取付ける、又はフォークリフト型運搬車に取付けことができるので、架台１２の支持形態は任意である。
請求項２におけるテープエッジ折返し機構６０では、１／４円柱６４を別形状の爪に代えてもよく、要はテープエッジを１８０゜折返せるものであれば良い。請求項３のブラシロール１５は、鋼管３の外のみならず、内側に設けてもよいことは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、ターニングロールに水平に載せた鋼管の管端にテープを貼り付けるマスキング装置において、このマスキング装置は、鋼管に向って移動可能な架台と、この架台に設けた第１・第２巻きテープ保持軸と、これらのテープ保持軸にセットした第１・第２巻きテープから引出したテープを真空吸着することで案内する第１・第２バキュームロールと、これらのバキュームロールを鋼管の径方向並びに円周に沿って移動する第１・第２スイング機構と、前記バキュームロールの出側においてテープをカットする第１・第２テープカッタと、テープを鋼管の内面又は外面に押圧する第１・第２テープ貼付けロールとで構成するとともに、第１又は第２テープ貼付けロールの出側近傍に、管端からはみ出したテープ部分を径外又は径内方向へ折り曲げるブラシロールを設けたことを特徴とする。
内・外面を同時にマスキングすることができるので、作業効率及び生産性が向上する。
そして、第１又は第２テープ貼付けロールの出側近傍に、管端からはみ出したテープ部分を径外又は径内方向へ折り曲げるブラシロールを設けたので、ブラシロールでテープのはみ出し部分を折り曲げて管端面をマスキングすることができる。
【００３５】
請求項２は、第１テープカッタの出側に、カット後のテープの後端を折返してテープの糊面同士を接着させるテープエッジ折返し機構を設けたことを特徴とする。
この折返し部は鋼管に接着していない。折返し部を手がかりとしてテープを簡単に剥がすことができる。
【００３７】
請求項３は、架台に、鋼管の端面に接触する接触部材と、この接触部材を常に端面へ押出して架台の位置を鋼管端面に追従させる架台移動シリンダとからなる管端追従機構を備えたことを特徴とする。
鋼管の管端に追従させることで、管端に正確にテープを張付けることができ、仕上り精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼管管端のマスキング装置の斜視図
【図２】本発明に係る内面テープ貼り機構の拡大斜視図
【図３】本発明に係る外面テープ貼り機構の拡大斜視図
【図４】内面テープ貼り機構の第１作用説明図
【図５】内面テープ貼り機構の第２作用説明図
【図６】内面テープ貼り機構の第３作用説明図
【図７】外面テープ貼り機構の第１作用説明図
【図８】外面テープ貼り機構の第２作用説明図
【図９】内・外面マスキングにおけるブラシロールの作用図
【図１０】内面のみのマスキングにおけるブラシロールの作用図
【符号の説明】
１…鋼管管端のマスキング装置、２…ターニングロール、３…鋼管、４…管端、８…台車、１２…架台、１３…架台移動シリンダ、１５…ブラシロール、２０…管端追従機構、２１…接触部材、３０…内面テープ貼り機構、３２…第１巻きテープ保持軸、３３…テープ（内面テープ）、３３ａ…折返し部、３４…第１バキュームロール、３６…第１テープカッタ、３８…第１テープ貼付けロール、４０…第１スイング機構、６０…テープエッジ折返し機構、６２…バキュームボックス、６４…１／４円柱、７０…外面テープ貼り機構、７２…第２巻きテープ保持軸、７３…テープ（外面テープ）、７４…第２バキュームロール、７６…第２テープカッタ、７７…第２テープ貼付けロール、８０…第２スイング機構、９５…第１巻きテープ、９７…第２巻きテープ。
【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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【図１０】
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