JP5164766B2 - 長尺ワークの反転ローラ - Google Patents

Description

この発明は長尺ワークの反転ローラに関し、特に形鋼などの長尺ワークを任意の角度だけ反転するのに適した軽量かつ安価なローラに関する。

長尺ワーク、例えば形鋼を製造し加工する場合、コンベアやローラによって移送している際に、あるいは加工工程中において形鋼を反転させる必要が生じることがある。

従来、受け面が形成された受け部材を回転自在又は傾動自在に設け、受け面に形鋼を受け入れると、受け部材を回転又は傾動させ、形鋼を受け面ごと回転又は傾動させて形鋼を反転させるようにした長尺ワークの反転装置が知られている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５）。

また、本件発明者らは、反転ローラの外周面にカム溝を円周方向に延びて形成し、カム溝の第１回転位置の部分は反転すべき初期姿勢の長尺ワークを受け得る形状に形成し、第２回転位置の部分は長尺ワークを初期姿勢から所定の角度だけ反転させた反転姿勢に保持し得る形状に形成し、カム溝の第１回転位置から第２回転位置までの間の部分は長尺ワークを初期姿勢から反転姿勢に向けて次第に回転させるように変化する形状に形成し、複数の反転ローラを各々のカム溝の第１回転位置の部分及び第２回転位置の部分が長尺ワークに対して同一のタイミングで接するように駆動させるようにした長尺ワークの反転装置を提案している（特許文献６）。

特開平１１−３１０３２０号公報 特開平０１−１２７５１８号公報 特開昭５５−２２４１４号公報 特開昭５１−８８６５２８号公報 実開昭６４−７１２０号公報 特開２００８−１２７１４２号公報

特許文献６記載の反転装置は特許文献１〜５記載の装置に比して簡単な機構で形鋼などの長尺ワークを任意の角度だけ反転でき、しかも設備のコスト高を招来せず、さらにはメンテナンスも容易に行えるという利点を有する。

しかし、断面積の大きなワークを反転させる場合にはカム溝を深くかつ大きく形成する必要があるが、反転ローラは金属材料などを用いた中実軸を素材として製作されているので、カム溝の深さ及び大きさの分だけ反転ローラを大径広幅に製作する必要があって非常に重く、その結果として大型の軸受機構と大きな駆動力を必要とし、製造の複雑さ及び材料費と相まってコスト高になるという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑み、形鋼などの長尺ワークを任意の角度だけ反転するのに適した軽量かつ安価な長尺ワークの反転ローラを提供することを課題とする。

本発明に係る長尺ワークの反転ローラは、２つの間に掛け渡された長尺ワークを、その長手方向の軸線廻りに所定の角度だけ反転させる長尺ワークの反転ローラにおいて、相互に間隔をあけて回転軸に固定された一対の側板と、該一対の側板の間に上記回転軸を中心として放射状に固定された第１ないし第ｎの複数のカム板とから構成され、上記第１のカム板の外端縁には反転すべき初期姿勢の長尺ワークを受け得る形状のカム溝が形成され、上記第ｎのカム板の外端縁には初期姿勢から長手方向の軸線廻りに所定の角度だけ反転させた反転姿勢の長尺ワークを保持し得る形状のカム溝が形成され、上記第１のカム板と第ｎのカム板の間の複数の各カム板の外端縁には長尺ワークを初期姿勢から反転姿勢に向けて次第に回転させるように変化する形状のカム溝が形成されていることを特徴とする。

本発明の特徴の１つは一対の側板の間に複数のカム板を回転軸回りに放射状に固定して反転ローラを構成するようにした点にある。これにより、反転ローラは非常に軽量に製作できるので、大きな断面積の長尺ワークを反転させる場合にも軸受機構が小さくて済み、又大きな駆動力を必要とせず、しかも必要な材料も少なくて済み、安価に製造できる。

また、複数のカム板にカム溝を加工すればよいので、製造が簡単であり、又カム溝が磨耗や破損した場合にも簡単に交換し補修できる。

反転ローラを搬送ライン中に設ける場合、長尺ワークを搬送ローラから浮かせる必要がある。そこで、少なくとも２つの反転ローラを昇降機構によって昇降させ、長尺ワークを搬送ローラから持ち上げた状態で反転した後、搬送ローラに降ろすように構成することができるが、昇降機構を用いるのではなく、反転ローラの溝の深さを工夫することによって長尺ワークを持上げ持下げることができると、設備をより一層簡単に構築できる。

即ち、第１のカム板の回転方向遅れ側のカム板のカム溝の溝底の回転軸からの距離が第１のカム板のカム溝の溝底の回転軸からの距離よりも大きく、第ｎのカム板の回転方向進み側のカム板のカム溝の溝底の回転軸からの距離が第ｎのカム板のカム溝の溝底の回転軸からの距離よりも大きく形成されており、長尺ワークが第１のカム板のカム溝で受けられ、回転に伴って持ち上げられた後、第ｎのカム板に向けて持ち下げられるように構成することができる。

側板及びカム板の材質は特に限定されず、合成樹脂材料を用いることができるが、耐磨耗性や剛性を考慮すると、金属材料が好ましい。カム溝の形状は反転させるべき長尺ワークの断面形状に応じて適宜選択される。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図６は本発明に係る長尺ワークの反転ローラの好ましい実施形態を示す。図において、ベース１１上には複数の搬送ローラ１２が間隔をあけて配置されて搬送ライン１０が構成され、長尺ワーク、例えば四角棒５０を搬送するようになっている。

搬送ライン１０には長尺ワークの反転装置２０が設けられている。この長尺ワークの反転装置２０には複数の反転ローラ２１が設けられ、反転ローラ２１の回転軸２１Ａは軸受２１Ｂに回転自在に支持され、軸受２１Ｂは昇降機２２の昇降プレート２２Ａ上に固定され、又昇降プレート２２Ａ上には駆動源、例えばギヤードモータ２３が搭載され、ギヤードモータ２３の駆動軸２３Ａは軸継手２４によって反転ローラ２１の回転軸２１Ａに連結されている。なお、ギヤードモータに代え、パルス制御モータ、エアー駆動アクチュエータ、油圧駆動アクチュエータなどの他の駆動源を用いることもできる。

反転ローラ２１は２枚の側板２５の間に複数のカム板２６Ａ〜２６Ｌを回転軸２１Ａに対して３０°間隔で放射状に溶接などによって固定して構成され、第１のカム板２６Ａの外端縁には搬送されてきた長尺ワーク５０を受ける形状でかつ長尺ワーク５０を初期姿勢から長手方向の軸線廻りに所定の角度だけ反転させた反転姿勢に保持し得る形状のカム溝２７Ａが形成され、第１のカム板２６Ａに隣接する複数の各カム板２６Ｂ〜２６Ｌの外端縁には長尺ワーク５０を初期姿勢から反転姿勢に向けて次第に回転させるように変化する形状のカム溝２７Ｂ〜２７Ｌが形成されている。

例えば、カム溝２７Ａは反転ローラ２１の角度０°で反転すべき初期姿勢の長尺ワーク５０を受け、かつ１回転した３６０°で長尺ワーク５０を９０°回転させた姿勢に保持し得る形状のカム溝２７Ａが形成され、第１のカム板２６Ａ以外のカム板２６Ｂ〜２６Ｌは角度３０°で長尺ワーク５０を７．５°回転させ、角度６０°で１５°回転させ、角度９０°で２２．５°回転し、角度１２０°で３０°回転させ、角度１５０°で３７．５°回転し、角度１８０°で４５°回転させ、角度２１０°で５２．５°回転させ、角度２４０°で６０°回転させ、角度２７０°で６７．５°回転させ、角度３００°で７５°回転させ、３３０°で８２．５°回転させ、３６０°で９０°回転させるような形状にカム溝２７Ｂ〜２７Ｌが形成されている。

上述の反転ローラ２１、昇降機２２及びギヤードモータ２３の組合せは搬送ローラ１２の間に長尺ワーク５０が掛け渡せる間隔をあけて配置されている。

四角棒５０が搬送ライン１０上を搬送され、２つの反転ローラ２１に掛け渡される位置まで来ると、昇降機２２が昇降プレート２２Ａを上昇させる。すると、第１のカム板２６Ａのカム溝２７Ａが上方を指向する回転位置に制御された２つの反転ローラ２１が上昇し、カム溝２７Ａには初期姿勢にある四角棒５０（図６の(a) 参照）が嵌まり込んで受けられる。

次に、ギヤードモータ２３が駆動され、反転ローラ２１が同一方向に同期回転される。すると、反転ローラ２１の回転に伴って図６の(b)ないし(h)に示されるようにカム板２６Ｂ〜２６Ｌのカム溝２７Ｂ〜２７Ｌが四角棒５０を受けるので、四角棒５０は反転ローラ２１の回転に伴い、７．５°、１５°、２２．５°、３０°、３７．５°、４５°、５２．５°、６０°、６７．５°、７５°、８２．５°と回転され、角度３６０°まで来ると、つまり最初の回転位置まで来ると、四角棒５０は９０°だけ反転された状態となる。

本例では２つの反転ローラ２１を同一方向に同期回転させているので、反転ローラ２１の回転に伴い、四角棒５０は距離Ｌだけ前方に送られるが、２つの反転ローラ２１の反転カム溝２７Ａ〜２７Ｋが相互に逆の回転方向になるようにセットし、逆方向に同期回転させるようにすると、四角棒５０は理論的には停止した状態に保たれる。

こうして四角棒５０が９０°だけ反転されると、ギヤードモータ２３を停止し、昇降機２２が昇降プレート２２Ａを降下させ、反転された四角棒５０は搬送ローラ１２上に載せられ、搬送ローラ１２によって搬送される。

図７ないし図９は第２の実施形態を示す。図において図１ないし図６と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では反転ローラ２１の外周面には角度０°のカム板２８Ａが最も溝が深くかつ角度０°を越えて角度９０°未満までの間のカム板２８Ｂ〜２８Ｄで次第に溝が浅くなったカム溝２９Ａ〜２９Ｄが形成されるとともに、角度２７０°を越えて角度３３０°までの間で次第に溝が浅くなりかつ角度３６０°（０°）で溝が最も深くなったカム溝２１Ｅが形成され、持上げカム溝２１Ｄと持下げカム溝２１Ｅとの間に反転カム溝２９Ｊ〜２９Ｌが形成されている。

角度１２０°〜２４０°の間のカム板２８Ｅ〜２８Ｉは長尺ワーク５０を９０°回転させるような形状のカム溝２９Ｅ〜２９Ｉが形成されている。

本例では四角棒５０は第１のカム板２８Ａで受け入れられる状態で搬送ライン上を搬送されている。今、駆動源２３が駆動され、反転ローラ２１が同一方向（又は逆方向）に同期回転されると、反転ローラ２１の第１のカム板２８Ａが上方を指向する回転位置から回転され始める。すると、四角棒５０は反転ローラ２１の回転に伴い、図９の(a)ないし(d)に示されるように、次第に溝が浅くなるカム溝２９Ａ〜２９Ｄによって持ち上げられ、図９の(e)ないし(j)に示されるように、カム溝２９Ｅ〜２９Ｊによって例えば９０°だけ反転された後、図９の(j)ないし(l)に示されるように、次第に溝が深くなるカム溝２９Ｋ、２９Ｌによって持ち下げられ、反転ローラ２１の角度３６０°の位置まで回転されると、９０°反転された四角棒５０は搬送ライン１０に戻されて搬送される。

本発明は六角棒、楕円棒、山形鋼、軽量山形鋼、みぞ形鋼、不等辺山形鋼、角パイプ、レール、四角棒、平鋼棒、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、Ｔ形鋼などの長尺ワークの反転に適用でき、カム板にはその断面形状の変化に応じた形状のカム溝を形成すればよい。

また、本発明は六角棒の６０°反転、楕円棒の９０°反転、山形鋼や軽量山形鋼の１３５°反転、みぞ形鋼・不等辺山形鋼・角パイプの９０°反転や１８０°反転、レールの１８０°反転、四角棒の４５°反転や９０°反転、平鋼棒の９０°反転や１８０°反転、Ｈ形鋼やＩ形鋼の９０°反転、Ｔ形鋼や不等辺山形鋼の９０°反転や１８０°反転、シートパイル（矢板）の９０°反転や１８０°反転などに適用できる。

さらに、上記の例では第１のカム板２６Ａ、２８Ａに、第ｎのカム板を兼用させるようにしたが、第ｎのカム板は第１のカム板とは別のカム板としてもよい。

本発明に係る長尺ワークの反転ローラの好ましい実施形態を備えた搬送ラインを示す側面図である。 上記搬送ラインを示す平面図である。 上記搬送ラインを示す要部正面図である。 上記実施形態における反転ローラを示す断面図である。 上記実施形態における反転ローラを示す側面図である。 上記実施形態における反転ローラの動作を説明するための図である。 第２の実施形態における反転ローラを示す断面図である。 上記実施形態における反転ローラを示す側面図である。 上記実施形態における反転ローラの動作を説明するための図である。

符号の説明

２１ 反転ローラ
２１Ａ 回転軸
２５ 側板
２６Ａ〜２６Ｌ カム板
２７Ａ〜２７Ｌ カム溝
２８Ａ〜２８Ｌ カム板
２９Ａ〜２９Ｌ カム溝
５０ 長尺ワーク

Claims (2)

1. ２つの間に掛け渡された長尺ワークを、その長手方向の軸線廻りに所定の角度だけ反転させる長尺ワークの反転ローラにおいて、
   相互に間隔をあけて回転軸(21A)に固定された一対の側板(25)と、該一対の側板(25)の間に上記回転軸(21A)を中心として放射状に固定された第１ないし第ｎの複数のカム板(26A〜26L,28A 〜28L)とから構成され、第１のカム板(26A,28A)の外端縁には反転すべき初期姿勢の長尺ワーク(50)を受け得る形状のカム溝(27A,29A)が形成され、
   上記第ｎのカム板の外端縁には初期姿勢から長手方向の軸線廻りに所定の角度だけ反転させた反転姿勢の長尺ワーク(50)を保持し得る形状のカム溝が形成され、
   上記第１のカム板(26A,28A)と第ｎのカム板の間の複数の各カム板(26B〜26L,28B 〜28L)の外端縁には長尺ワーク(50)を初期姿勢から反転姿勢に向けて次第に回転させるように変化する形状のカム溝(27B〜27L,29B 〜29L)が形成されていることを特徴とする長尺ワークの反転ローラ。
2. 上記第１のカム板(28A)の回転方向遅れ側のカム板(28B)のカム溝(29B)の溝底の回転軸(21A)からの距離が上記第１のカム板(28A)のカム溝(29A)の溝底の回転軸(21A)からの距離よりも大きく、上記第ｎのカム板の回転方向進み側のカム板のカム溝の溝底の回転軸(21A)からの距離が上記第ｎのカム板のカム溝の溝底の回転軸(21A)からの距離よりも大きく形成されており、
   長尺ワーク(50)が上記第１のカム板(28A)のカム溝(29A)で受けられた後、回転に伴って持ち上げられた後、上記第ｎのカム板に向けて持ち下げられるようになっている請求項１記載の長尺ワークの反転ローラ。

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