JP3664775B2 - 円筒体の積載装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えばプラスチックスシート、ゴムシート、紙等一定幅のシートを、鋼管、紙管、プラスチックス管等の心体に一定長さを巻き取った円筒状製品や材料として使用される円筒状体（以下、円筒体という）を保管、運搬するためにパレット上に積載する装置であって、円筒体の端部を揃えて積載する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばゴムシートを紙管に巻き取り、パレットに積み込む場合、円筒体が軽量な時は手作業により、また円筒体が重いときは専用のフックを用いて手動ホイスト等により作業者が一本ごとに積み込み作業を行なっている。なお、パレットへの積載形態は、パレットが平板状のときは図８（ｂ）に示すようにいわゆる俵積みとし、また、崩れ防止用の支柱または支持板（側板３０）を設けたパレット１０に一段ごとに交互に本数を変えて積載する方法（図８（ａ））とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような円筒体の積載装置または積載方法では、全ての作業において作業者による手作業が必要となる。また、パレットに積み込んだ円筒体の位置が揃い難く円筒体の端部が積載パレットの外に飛び出したり引っ込んだりすることがある。このとき外観が悪いのみならず、保管場所、搬送通路を広く取る必要を生じ、更に、移送するとき突出している円筒体に、通路周辺の固定物が当たり、その円筒体に傷がつき不良品となる原因となり、平板状のパレットの場合は荷崩れをおこすこともある。また通路周辺の他の物品を破損することがある。側板を有するパレットでは、作業者が手作業で積み込み作業するとき側板を超えて積み込みする必要があり、作業者の負担が大きくなり、手動ホイストを使用するときは作業時間が長くなる。
【０００４】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、円筒体を端部を揃えて自動的にパレットに積載でき、作業者の労力負担を軽減できる円筒体の積載装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明の円筒体の積載装置は、a)円筒体をパレット上に端部を揃えて積載するための装置であって、b)ローラコンベヤ等の円筒体受入れ装置の上方から、前記パレットの搬入位置の上方までの間に架設した走行レールと、c)この走行レールに載架され、走行手段を備え、中央部に駆動手段を介して昇降される昇降シャフトを鉛直方向に昇降自在に取り付けた走行フレームと、d)前記昇降シャフトの下端部に、連結管を連結ピン等の連結手段により摺動可能に連結し、その連結管の下端部に接続された積載アームと、e)この積載アームと前記昇降シャフトとを連結し、無負荷時に前記積載アームを前記昇降シャフトに当接させる方向に付勢する引きバネと、f)前記昇降シャフトに対する前記積載アームの位置を検知して前記積載アームに前記円筒体を保持しているか否かを検出する負荷検知スイッチとを備えている。
【０００６】
請求項２記載のように、a)円筒体をパレット上に端部を揃えて積載するための装置であって、b)ローラコンベヤ等の円筒体受入れ装置の上方から、前記パレットの搬入位置の上方までの間に架設した走行レールと、c'）この走行レールに載架され、走行手段を備え、中央部に駆動手段を介して昇降される昇降シャフトを鉛直方向に昇降自在に取り付けた走行フレームと、d)前記昇降シャフトの下端部に連結管を接続し、その連結管に連結シャフトを連結ピン等の連結手段により摺動可能に嵌合し、その連結シャフトの下端部に接続された積載アームと、e)この積載アームと前記昇降シャフトとを連結し、無負荷時に前記積載アームを前記昇降シャフトに当接させる方向に付勢する引きバネと、f)前記昇降シャフトに対する前記積載アームの位置を検知して前記積載アームに前記円筒体を保持しているか否かを検出する負荷検知スイッチとを備えることもできる。
【０００７】
請求項３記載のように、g)前記積載アームの両端にクランプを設け、そのクランプのクランプアームの上端部を積載アームの上面に取り付けた伸縮駆動手段と連結し、そのクランプアームの下端部側面内側に突起部を有し、その中間を積載アームの端部に旋回可能に取り付けことが好ましい。
【０００８】
請求項４に記載のように，h)円筒体受入れ装置は、走行レールに直交する方向に走行するローラコンベヤを備えていることが好ましい。
【０００９】
請求項５に記載のように、i)前記走行手段として使用する走行用モータにロータリーエンコーダを装備するとともに、前記走行レールの支柱に下限用リミットを、前記走行レールに上限用スイッチと原点検出スイッチをそれぞれ設けるとよい。
【００１０】
【作用】
上記の構成を有する本発明の円筒体積載装置によれば、円筒体を機械的に、かつ端部の不揃いを生じることなくパレット上に積載できる。即ち、走行レールを、円筒体受入れ装置の上方よりパレット搬入位置の上方までの間に架設しているので、この走行レールに載架した後述する走行フレームを、円筒体受入れ装置とパレット搬入位置の間を走行させることができる。
【００１１】
走行レールに載架され走行手段を備える走行フレームは、その中央部に駆動手段を備えた昇降シャフトを鉛直に取り付けている。その走行フレームは、走行手段を備えているので、走行レール上の自由な位置に走行・停止できる。走行手段としては、例えば走行フレームの両端部に鍔付きコロを取り付け、その走行フレームの一部に走行用モータにより駆動されるスクリューシャフトを通して走行させる。その中央部には駆動手段を備えた昇降シャフトを備えているので、そのシャフトの下部に連結する積載アームを上下方向に昇降する。なお、昇降シャフトを２本使用することにより左右に振れること無く安定して積載アームを昇降できるが、ガイドシャフトを使用することにより、１本の昇降シャフトにより昇降できる。駆動手段は、例えば昇降モータにより、走行フレームに回転可能に取り付けた雌ネジを回転させ、それに外嵌された昇降シャフトを昇降させる。
【００１２】
昇降シャフトの下端部に、連結管を連結ピン等の連結手段により摺動可能に連結し、その連結管の下端部に接続した積載アームを接続しているが、連結手段としては、例えば昇降シャフトの下部に上下方向に長い長穴を設け、下部に積載アームを連結した連結管をその昇降シャフトの下部に嵌合し、その連結管と前記長穴とを連結ピンにより摺動可能に連結する方法ある。これにより連結管に連結した積載アームは、昇降シャフトとの位置関係において、長穴の長さだけ上下に昇降可能になる。なお、この積載アームは、両端に円筒体を保持する手段を備えている。
【００１３】
積載アームと昇降シャフトとを引きバネにより連結し、無負荷時に積載アームが連結管の摺動可能な上限に当接するように付勢したことにより、積載アームが円筒体を保持している場合（負荷時）は、積載アームは下方に引き下げられ、保持していない場合（無負荷時）には積載アームの位置は上方に引き上げられる。即ち、積載アームに円筒体を保持していない場合、または、円筒体を保持していても円筒体の重さが例えばパレットで支持されている状態（円筒体をパレット上に下ろしたとき）では、積載アームは引きバネにより上限に位置している。
【００１４】
負荷検知スイッチは、積載アームに近接させて昇降シャフトに取り付けられ、積載アームと昇降シャフトとの距離の変動を検知することにより、積載アームが負荷状態または無負荷状態であることを検知する。これにより昇降シャフトの上昇、下降を指示し、また、後述のクランプの開閉を指示する。特に、円筒体の数により変化するパレット上の所定の位置（円筒体を解放すべき位置）を自動的に検出することに有効である。
【００１５】
請求項２に記載の装置は、上記の請求項１の円筒体の積載装置における昇降シャフトと積載アームを摺動可能に連結する手段を変更した他の態様であり、上記の装置と同様な作用を有する。
【００１６】
請求項３記載の装置の積載アームでは、その両端にクランプを備えることにより、積載アームに円筒体を把持し、また把持していた円筒体を解放する操作が容易となり、後述するローラコンベヤ上で円筒体の位置を修正することができる。
【００１７】
クランプはクランプアームを有し、その上端部を積載アームの上面に取り付けた伸縮駆動手段（エアシリンダ、オイルシリンダ、ソレノイド等）と連結し、その中間上部を積載アームの端部に旋回可能に取り付けられているので、負荷検知スイッチ等による指示に従ってそのクランプアームの下部を大きく開閉する。そのクランプアームの下端部側面内側に突起部を有し、そのクランプの下端部側面内側に突起部を有するので、円筒体の中心部に紙管等の空間（凹部）に挿入して、吊り上げたとき円筒体が外れることがない。
【００１８】
請求項４記載の装置は、請求項１〜３記載の円筒体の積載装置の円筒体受入れ装置として、走行レールに直交する方向に走行するローラコンベヤを備える。そのローラコンベヤに受け入れられた円筒体は、このローラコンベヤの走行方向にむけて置かれるので、走行レールに直交する積載アームを降下したとき両者は平行となり、円筒体の両端部をクランプアームにより挟持できる位置となる。そのクランプアームを閉じてその円筒体を保持するとき、その円筒体の位置に多少のずれがあっても、クランプアームの力で容易に円筒体の位置を移動、修正して積載アームの中心に保持することができる。
【００１９】
請求項５記載の装置では、走行手段として使用する走行用モータのロータリーエンコーダにて走行フレームの走行距離を測定することにより、走行フレームを円筒体受入れ位置とパレット搬入位置（積載位置）との間を正確に移動・停止させ、パレット上の所定の位置に円筒体を積載することができる。また、下限用リミット、上限用リミット、原点検出リミット等により走行フレーム、積載アームの位置を検出し、作業手順にしたがって、その走行フレームを走行させ、前記昇降シャフトを昇降させ、クランプを開閉することにより、積載作業全体を制御する。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明にかかる円筒体の積載装置の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の概要を示す側面図、図２は本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の概要を示す正面図、図３は本発明の実施例にかかる伸縮駆動手段を有するクランプの側面を示す部分拡大図である。図４は本発明の実施例にかかる連結部を示す部分拡大図である。図５、図６および図７は、それぞれ本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の作業の手順を示す概念図である。図８は本発明の円筒体の積載装置により円筒体１５をパレット１０に積載した状態を示す（本実施例は、図８(a)に示す側板３０を有するパレットを使用する）。
【００２１】
本実施例の円筒体の積載装置は、上部に架け渡した走行レール２と、その走行レール２に走行自在に載置された走行フレーム８（図２参照）と、その走行フレーム８に昇降モータ１１により昇降可能な昇降シャフト３と、その昇降シャフト３の下部に取り付けた積載アーム１とを有する。
【００２２】
図１、図２に示すよう 走行レール２は、円筒体受入れ装置（ローラコンベヤ２７等）の上方よりパレット１０の搬入位置の上方までの間に、支柱３０、３０'の上端間にまたがって架設されて、片持ち支持で取り付けられる（図１）。これによりこの走行レール２に載架した後述の走行フレーム８を上記の位置間を走行させる。また、搬入位置に置かれたパレット１０は３方が解放されるので、フォークリフト等によりこのパレット１０を容易に出し入れできる。また、走行レール２は、通常所定の間隔をおいた一対の鋼材（Ｃ形鋼またはＩ形鋼）を用い（図２）、片持ち支持により生じ易い端部の歪を減少し、走行フレーム８をスムーズに走行させる。
【００２３】
本実施例の対象とする円筒体１５は、前工程において長尺のゴムシートを所定の長さに紙管等に巻き取った円筒体であり、図示しないシュートまたはコンベヤによりローラコンベヤ２７の上に搬送されてくる。ローラコンベヤ２７は、走行レール２に直交する方向に備えられ（図１）、また、図示しないガイドローラまたはローラの凹部を設けている（鼓状とする）。これにより、円筒体１５は、ローラコンベヤ２７の幅方向（図１の左右の方向）には正確な位置に置かれる。しかし、ローラコンベヤ２７の走行方向（図１の垂直方向）には多少のバラツキを生じる。後述の昇降シャフト３を下降し積載アーム１をＡ点（図１、想像線で示す）に移動し、クランプアーム１２で円筒体１５の両端部を挟持するときに、クランプアーム１２に押されて円筒体１５は積載アーム１の中央の位置に移動されて保持される。ローラコンベヤ２７では、走行方向には軽く移動できるからである。
【００２４】
走行フレーム８は、両端に鍔付きコロ４を取り付け、走行モータ５で駆動されて、走行レール２に載架されている。その中央部に昇降モータ１１により駆動される昇降シャフト３を鉛直方向に昇降自在に取り付けている。走行フレーム８は本例では、走行レール２と同様にＣ形鋼またはＩ形鋼を使用する。その両端に取り付ける鍔付きコロは、一定の間隔を空けて２個づつセットとして走行レール２を挟んで取り付けている。従って、片側のみで４個、全体で８個の鍔付きコロ４を使用している。これによって鉛直方向に長い不安定な昇降シャフト３を安定に支持できる。駆動手段としては、この鍔付きコロに直接走行モータを取り付けることもできるが、スクリューシャフトを介して、または、歯付きベルトを介して（図示せず）、走行レール２の一端に取り付けた走行モータ５により走行させている。
【００２５】
昇降シャフト３を昇降する手段として、走行フレーム８の中央部（多少片寄りは許される）に上記の昇降モータ１１を備え（図２）、その両側にカップリング２２を介して走行フレーム８に回転自在に取り付けた雌ネジ２３を回転させる。この動力伝達手段には、傘歯車等（図示せず、図４参照）を使用しているが、昇降シャフト３のネジ方向を設計することにより直接、平歯車で伝動することもできる。また、昇降シャフト３は、ガイドシャフト等を取り付けることにより積載アーム１の揺れ、旋回等を防止し、１本とすることもできる。
積載アーム１は、その中央部を昇降シャフト３に負荷検知スイッチ２０（図４参照）を有する連結部９を介して支持され、その両端部には伸縮駆動手段（エアシリンダ１３等）を有するクランプアーム１２を備えている（図２）。
【００２６】
図３に示すようにクランプアーム１２は、その上端部を積載アーム１の上面に取り付けたエアシリンダー１３と連結し、そのクランプアーム１２の下端部側面内側に突起部１４を有し、その中間であって上端近傍を積載アーム１の端部のクランプ支点１６に旋回可能に取り付けられている。クランプアーム１２は、エアシリンダ１３を伸縮してクランプ支点１６を支点として旋回し、常態（無負荷時）では想像線の位置に、負荷時（円筒体を保持するとき）は実線の位置に移動される。突起１４は、円筒体を吊り上げるときその円筒体の中心部の凹部に挿入され、円筒体を確実に保持し落下させない。
【００２７】
図４は連結部９と負荷検知スイッチ２０との関係を示す。昇降シャフト３の下部に上下方向に長い長穴１９を設け、その昇降シャフト３の下部に積載アーム１に連結した連結管１７を摺動可能に勘合して、長穴１９に連結ピン１８を挿入して両者を連結する。積載アーム１と昇降シャフト３とは引きバネ２６により繋がれ、無負荷時に連結ピン１８が長穴１９の上端に当接するように積載アーム１を上方に引き上げている。積載アーム１に円筒体を吊り下げたとき（負荷時）は、引きバネ２６は下方に伸ばされて、連結ピン１８が長穴１９の下端に当接する（積載アーム１と昇降シャフト３との間隔が大きくなる）。なお、図４は負荷時の状態を示している。
【００２８】
負荷検知スイッチ２０は、昇降シャフト３と積載アーム１との間隔を検知して、積載アーム１に円筒体１５を保持しているか否かを検出する。負荷検知スイッチ２０の下端と積載アーム１との間に、長穴１９の連結ピン１８の移動可能長さより僅かに大きい間隙を有する。無負荷時に積載アーム１は引きバネ２６により上方に引き上げられて、負荷検知スイッチ２０は積載アーム１に近接し、負荷時にはそれらが離間される。即ち、この負荷検知スイッチ２０により、円筒体１５が積載アーム１に確実に保持されたが否かを検出するとともに、円筒体１５をパレット１０上に下ろすとき、パレット１０により円筒体１５を支持されたこと（無負荷となったこと）を検知する。これによりパレット上の所定の位置でクランプアーム１２を解放できる。
【００２９】
なお、この長穴１９を連結管１７に設け、連結ピン１８を昇降シャフト３の下端部に設けることもできる。このときは負荷検知スイッチ２０の作動は前記と逆になる。さらに、図示しないが、昇降シャフト３の下端に連結管を接続し、その連結管内に、下端部に積載アームを連結した連結シャフトを摺動可能に嵌合、連結することもできる。本実施例と構成は相違する点があるが同様な効果を得ることができる。
【００３０】
図５〜７に示すように、支柱３０、走行レール２には本例の円筒体の積載装置（本装置という）を有効に作動させるために、ロータリーエンコーダ６、下限用リミット２４、上限用スイッチ２１、原点検出スイッチ２８等を備えている。これらを所定の順序で作動させて行う積載作業を行う。
【００３１】
図５(ａ)は、本装置の作業開始前の状態（原点）を示し、円筒体１５はローラコンベヤ２７に載置されている。昇降シャフト３は、原点検出スイッチ２８に近接した位置（原点位置という）にあり、昇降シャフト３を上昇して積載アーム１は上限に位置している。なお、○印はＯＦＦ状態のスイッチを示し、●印はＯＮ状態のスイッチを示す。負荷検知スイッチ２０が●となっているのは、積載アーム１に負荷が掛かっていない状態を示し、○のときはクランプアーム１２（図２参照）が閉じて負荷が掛かっている状態を示す（図５（ａ）では無負荷の状態を示す）。
【００３２】
図５(ｂ)は、昇降シャフトを下降させて積載アーム１を下限スイッチ２４がＯＮとなる位置で停止する。このとき円筒体１５は積載アーム１のクランプアーム１２（図３参照）の間に挟まれている。この状態で積載アーム１に取り付けたエアシリンダー１３を作動させて、クランプアーム１２を閉じて円筒体１５を保持する。
【００３３】
図６(ｃ)は、積載アーム１に円筒体１５を保持して昇降シャフト３を上昇し上限スイッチ２１をＯＮした状態で停止する。引きバネ２６は伸びた状態（図４の状態）となって、負荷検出スイッチ２０はＯＦＦとなり、積載アーム１に円筒体１５が保持されていることが確認できる。また、下限スイッチ２４は、ＯＦＦの状態を示している。
【００３４】
図６(ｄ)は、走行フレーム８をパレット１０の上方に移動した状態を示す。この移動は、走行フレーム８に連結した歯付きベルト、スクリューシャフトを、走行レール２の一端に取り付けた走行モータ５（図１参照）により駆動し、それに取り付けたロータリーエンコーダ６により走行距離を規制して、走行フレーム８を所定の位置に停止する。この所定の位置は、前述の図８に示すパレット１０の形式または積載順序（番号）により定められる。
【００３５】
図７(ｅ)は、昇降シャフト３を下降して円筒体１５がパレット１０に載置された状態を示し、円筒体１５がパレット１０により支持されて積載アーム１は無負荷状態となり、負荷検知スイッチ２０はＯＮとなる。この状態で前記積載アーム１上のエアシリンダー１３を作動させて、クランプアーム１２を解放し（図３想像線参照）、円筒体１５をパレット１０上に解放する。
【００３６】
図７(ｆ)は、円筒体１５を積載パレット１０上に解放したあと昇降シャフト３を上昇した状態を示し、昇降シャフト３は、上限スイッチ２１をＯＮする位置で停止する。この後、走行フレーム８を移動させて原点位置に戻すと、図５(ａ)の作業開始前の状態となり、次の円筒体を積載する作業に入る。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の円筒体積載装置には、次のような優れた効果がある。
【００３８】
(1) 請求項１又は２に記載本発明の円筒体の積載装置では、逐次送られてくる円筒体を、端部の位置を揃えて積載パレットに積載できる。特に、ロータリーエンコーダーにより走行フレームの位置を定め、積載アームの無負荷状態を検知することによりパレット上で無負荷となる位置を検出することにより、積載位置が１本ごとに変化するにも関わらず正確に積み込むことができる。
【００３９】
(2) 請求項３記載の伸縮駆動手段を有するクランプを備えることにより、請求項４記載のローラコンベヤの効果も一緒になって、円筒体の受入れ位置のバラツキにも関わらず所定の位置に保持し、かつその円筒体を容易、確実に挟持し解放することができる。
【００４０】
(3) 請求項５記載のようにロータリーエンコーダ等積載装置の各部分に自動制御できる部品を組み込むことにより、全体として自動化して、作業者の手作業を大きく低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の概要を示す正面図である。
【図３】本発明の実施例にかかる開閉手段を有するクランプの側面を示す部分拡大図である。
【図４】本発明の実施例にかかる連結部を示す部分拡大図である。
【図５】図６・図７を含む図面はそれぞれ本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の積載作業の手順を示す概念図で、図５(ａ)は作業開始時（原点位置）の積載アーム１の位置関係を示し、図５(ｂ)は原点位置において積載アーム１を下降した状態を示す。
【図６】図６(ｃ)は円筒体１５を保持した積載アーム１を上昇した状態を示し、図６(ｄ)は積載アーム１を積載パレット１０の上方に移動した状態を示す。
【図７】図７(ｅ)は積載アーム１を下降した状態を示し、図７(ｆ)は円筒体１５を解放して積載アーム１を上昇させた状態を示す。
【図８】本発明の円筒体の積載装置により円筒体１５をパレット１０に積載した状態を示すもので、図８(ａ)は側板を有するパレットに積載した状態を示し、図８(ｂ)は平板状のパレット１０に積載した状態を示す。
【符号の説明】
１：積載アーム
２：走行レール
３：昇降シャフト
４：鍔付きコロ
５：走行用モータ
６：ロータリーエンコーダ
８：走行フレーム
９：連結部
１０：積載パレット
１１：昇降モータ
１２：クランプアーム
１３：エアシリンダー
１４：突起
１５：円筒体
１７：連結管
１８：連結ピン
１９：長穴
２０：負荷検知スイッチ
２６：引きバネ
【産業上の利用分野】
この発明は、例えばプラスチックスシート、ゴムシート、紙等一定幅のシートを、鋼管、紙管、プラスチックス管等の心体に一定長さを巻き取った円筒状製品や材料として使用される円筒状体（以下、円筒体という）を保管、運搬するためにパレット上に積載する装置であって、円筒体の端部を揃えて積載する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばゴムシートを紙管に巻き取り、パレットに積み込む場合、円筒体が軽量な時は手作業により、また円筒体が重いときは専用のフックを用いて手動ホイスト等により作業者が一本ごとに積み込み作業を行なっている。なお、パレットへの積載形態は、パレットが平板状のときは図８（ｂ）に示すようにいわゆる俵積みとし、また、崩れ防止用の支柱または支持板（側板３０）を設けたパレット１０に一段ごとに交互に本数を変えて積載する方法（図８（ａ））とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような円筒体の積載装置または積載方法では、全ての作業において作業者による手作業が必要となる。また、パレットに積み込んだ円筒体の位置が揃い難く円筒体の端部が積載パレットの外に飛び出したり引っ込んだりすることがある。このとき外観が悪いのみならず、保管場所、搬送通路を広く取る必要を生じ、更に、移送するとき突出している円筒体に、通路周辺の固定物が当たり、その円筒体に傷がつき不良品となる原因となり、平板状のパレットの場合は荷崩れをおこすこともある。また通路周辺の他の物品を破損することがある。側板を有するパレットでは、作業者が手作業で積み込み作業するとき側板を超えて積み込みする必要があり、作業者の負担が大きくなり、手動ホイストを使用するときは作業時間が長くなる。
【０００４】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、円筒体を端部を揃えて自動的にパレットに積載でき、作業者の労力負担を軽減できる円筒体の積載装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明の円筒体の積載装置は、a)円筒体をパレット上に端部を揃えて積載するための装置であって、b)ローラコンベヤ等の円筒体受入れ装置の上方から、前記パレットの搬入位置の上方までの間に架設した走行レールと、c)この走行レールに載架され、走行手段を備え、中央部に駆動手段を介して昇降される昇降シャフトを鉛直方向に昇降自在に取り付けた走行フレームと、d)前記昇降シャフトの下端部に、連結管を連結ピン等の連結手段により摺動可能に連結し、その連結管の下端部に接続された積載アームと、e)この積載アームと前記昇降シャフトとを連結し、無負荷時に前記積載アームを前記昇降シャフトに当接させる方向に付勢する引きバネと、f)前記昇降シャフトに対する前記積載アームの位置を検知して前記積載アームに前記円筒体を保持しているか否かを検出する負荷検知スイッチとを備えている。
【０００６】
請求項２記載のように、a)円筒体をパレット上に端部を揃えて積載するための装置であって、b)ローラコンベヤ等の円筒体受入れ装置の上方から、前記パレットの搬入位置の上方までの間に架設した走行レールと、c'）この走行レールに載架され、走行手段を備え、中央部に駆動手段を介して昇降される昇降シャフトを鉛直方向に昇降自在に取り付けた走行フレームと、d)前記昇降シャフトの下端部に連結管を接続し、その連結管に連結シャフトを連結ピン等の連結手段により摺動可能に嵌合し、その連結シャフトの下端部に接続された積載アームと、e)この積載アームと前記昇降シャフトとを連結し、無負荷時に前記積載アームを前記昇降シャフトに当接させる方向に付勢する引きバネと、f)前記昇降シャフトに対する前記積載アームの位置を検知して前記積載アームに前記円筒体を保持しているか否かを検出する負荷検知スイッチとを備えることもできる。
【０００７】
請求項３記載のように、g)前記積載アームの両端にクランプを設け、そのクランプのクランプアームの上端部を積載アームの上面に取り付けた伸縮駆動手段と連結し、そのクランプアームの下端部側面内側に突起部を有し、その中間を積載アームの端部に旋回可能に取り付けことが好ましい。
【０００８】
請求項４に記載のように，h)円筒体受入れ装置は、走行レールに直交する方向に走行するローラコンベヤを備えていることが好ましい。
【０００９】
請求項５に記載のように、i)前記走行手段として使用する走行用モータにロータリーエンコーダを装備するとともに、前記走行レールの支柱に下限用リミットを、前記走行レールに上限用スイッチと原点検出スイッチをそれぞれ設けるとよい。
【００１０】
【作用】
上記の構成を有する本発明の円筒体積載装置によれば、円筒体を機械的に、かつ端部の不揃いを生じることなくパレット上に積載できる。即ち、走行レールを、円筒体受入れ装置の上方よりパレット搬入位置の上方までの間に架設しているので、この走行レールに載架した後述する走行フレームを、円筒体受入れ装置とパレット搬入位置の間を走行させることができる。
【００１１】
走行レールに載架され走行手段を備える走行フレームは、その中央部に駆動手段を備えた昇降シャフトを鉛直に取り付けている。その走行フレームは、走行手段を備えているので、走行レール上の自由な位置に走行・停止できる。走行手段としては、例えば走行フレームの両端部に鍔付きコロを取り付け、その走行フレームの一部に走行用モータにより駆動されるスクリューシャフトを通して走行させる。その中央部には駆動手段を備えた昇降シャフトを備えているので、そのシャフトの下部に連結する積載アームを上下方向に昇降する。なお、昇降シャフトを２本使用することにより左右に振れること無く安定して積載アームを昇降できるが、ガイドシャフトを使用することにより、１本の昇降シャフトにより昇降できる。駆動手段は、例えば昇降モータにより、走行フレームに回転可能に取り付けた雌ネジを回転させ、それに外嵌された昇降シャフトを昇降させる。
【００１２】
昇降シャフトの下端部に、連結管を連結ピン等の連結手段により摺動可能に連結し、その連結管の下端部に接続した積載アームを接続しているが、連結手段としては、例えば昇降シャフトの下部に上下方向に長い長穴を設け、下部に積載アームを連結した連結管をその昇降シャフトの下部に嵌合し、その連結管と前記長穴とを連結ピンにより摺動可能に連結する方法ある。これにより連結管に連結した積載アームは、昇降シャフトとの位置関係において、長穴の長さだけ上下に昇降可能になる。なお、この積載アームは、両端に円筒体を保持する手段を備えている。
【００１３】
積載アームと昇降シャフトとを引きバネにより連結し、無負荷時に積載アームが連結管の摺動可能な上限に当接するように付勢したことにより、積載アームが円筒体を保持している場合（負荷時）は、積載アームは下方に引き下げられ、保持していない場合（無負荷時）には積載アームの位置は上方に引き上げられる。即ち、積載アームに円筒体を保持していない場合、または、円筒体を保持していても円筒体の重さが例えばパレットで支持されている状態（円筒体をパレット上に下ろしたとき）では、積載アームは引きバネにより上限に位置している。
【００１４】
負荷検知スイッチは、積載アームに近接させて昇降シャフトに取り付けられ、積載アームと昇降シャフトとの距離の変動を検知することにより、積載アームが負荷状態または無負荷状態であることを検知する。これにより昇降シャフトの上昇、下降を指示し、また、後述のクランプの開閉を指示する。特に、円筒体の数により変化するパレット上の所定の位置（円筒体を解放すべき位置）を自動的に検出することに有効である。
【００１５】
請求項２に記載の装置は、上記の請求項１の円筒体の積載装置における昇降シャフトと積載アームを摺動可能に連結する手段を変更した他の態様であり、上記の装置と同様な作用を有する。
【００１６】
請求項３記載の装置の積載アームでは、その両端にクランプを備えることにより、積載アームに円筒体を把持し、また把持していた円筒体を解放する操作が容易となり、後述するローラコンベヤ上で円筒体の位置を修正することができる。
【００１７】
クランプはクランプアームを有し、その上端部を積載アームの上面に取り付けた伸縮駆動手段（エアシリンダ、オイルシリンダ、ソレノイド等）と連結し、その中間上部を積載アームの端部に旋回可能に取り付けられているので、負荷検知スイッチ等による指示に従ってそのクランプアームの下部を大きく開閉する。そのクランプアームの下端部側面内側に突起部を有し、そのクランプの下端部側面内側に突起部を有するので、円筒体の中心部に紙管等の空間（凹部）に挿入して、吊り上げたとき円筒体が外れることがない。
【００１８】
請求項４記載の装置は、請求項１〜３記載の円筒体の積載装置の円筒体受入れ装置として、走行レールに直交する方向に走行するローラコンベヤを備える。そのローラコンベヤに受け入れられた円筒体は、このローラコンベヤの走行方向にむけて置かれるので、走行レールに直交する積載アームを降下したとき両者は平行となり、円筒体の両端部をクランプアームにより挟持できる位置となる。そのクランプアームを閉じてその円筒体を保持するとき、その円筒体の位置に多少のずれがあっても、クランプアームの力で容易に円筒体の位置を移動、修正して積載アームの中心に保持することができる。
【００１９】
請求項５記載の装置では、走行手段として使用する走行用モータのロータリーエンコーダにて走行フレームの走行距離を測定することにより、走行フレームを円筒体受入れ位置とパレット搬入位置（積載位置）との間を正確に移動・停止させ、パレット上の所定の位置に円筒体を積載することができる。また、下限用リミット、上限用リミット、原点検出リミット等により走行フレーム、積載アームの位置を検出し、作業手順にしたがって、その走行フレームを走行させ、前記昇降シャフトを昇降させ、クランプを開閉することにより、積載作業全体を制御する。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明にかかる円筒体の積載装置の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の概要を示す側面図、図２は本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の概要を示す正面図、図３は本発明の実施例にかかる伸縮駆動手段を有するクランプの側面を示す部分拡大図である。図４は本発明の実施例にかかる連結部を示す部分拡大図である。図５、図６および図７は、それぞれ本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の作業の手順を示す概念図である。図８は本発明の円筒体の積載装置により円筒体１５をパレット１０に積載した状態を示す（本実施例は、図８(a)に示す側板３０を有するパレットを使用する）。
【００２１】
本実施例の円筒体の積載装置は、上部に架け渡した走行レール２と、その走行レール２に走行自在に載置された走行フレーム８（図２参照）と、その走行フレーム８に昇降モータ１１により昇降可能な昇降シャフト３と、その昇降シャフト３の下部に取り付けた積載アーム１とを有する。
【００２２】
図１、図２に示すよう 走行レール２は、円筒体受入れ装置（ローラコンベヤ２７等）の上方よりパレット１０の搬入位置の上方までの間に、支柱３０、３０'の上端間にまたがって架設されて、片持ち支持で取り付けられる（図１）。これによりこの走行レール２に載架した後述の走行フレーム８を上記の位置間を走行させる。また、搬入位置に置かれたパレット１０は３方が解放されるので、フォークリフト等によりこのパレット１０を容易に出し入れできる。また、走行レール２は、通常所定の間隔をおいた一対の鋼材（Ｃ形鋼またはＩ形鋼）を用い（図２）、片持ち支持により生じ易い端部の歪を減少し、走行フレーム８をスムーズに走行させる。
【００２３】
本実施例の対象とする円筒体１５は、前工程において長尺のゴムシートを所定の長さに紙管等に巻き取った円筒体であり、図示しないシュートまたはコンベヤによりローラコンベヤ２７の上に搬送されてくる。ローラコンベヤ２７は、走行レール２に直交する方向に備えられ（図１）、また、図示しないガイドローラまたはローラの凹部を設けている（鼓状とする）。これにより、円筒体１５は、ローラコンベヤ２７の幅方向（図１の左右の方向）には正確な位置に置かれる。しかし、ローラコンベヤ２７の走行方向（図１の垂直方向）には多少のバラツキを生じる。後述の昇降シャフト３を下降し積載アーム１をＡ点（図１、想像線で示す）に移動し、クランプアーム１２で円筒体１５の両端部を挟持するときに、クランプアーム１２に押されて円筒体１５は積載アーム１の中央の位置に移動されて保持される。ローラコンベヤ２７では、走行方向には軽く移動できるからである。
【００２４】
走行フレーム８は、両端に鍔付きコロ４を取り付け、走行モータ５で駆動されて、走行レール２に載架されている。その中央部に昇降モータ１１により駆動される昇降シャフト３を鉛直方向に昇降自在に取り付けている。走行フレーム８は本例では、走行レール２と同様にＣ形鋼またはＩ形鋼を使用する。その両端に取り付ける鍔付きコロは、一定の間隔を空けて２個づつセットとして走行レール２を挟んで取り付けている。従って、片側のみで４個、全体で８個の鍔付きコロ４を使用している。これによって鉛直方向に長い不安定な昇降シャフト３を安定に支持できる。駆動手段としては、この鍔付きコロに直接走行モータを取り付けることもできるが、スクリューシャフトを介して、または、歯付きベルトを介して（図示せず）、走行レール２の一端に取り付けた走行モータ５により走行させている。
【００２５】
昇降シャフト３を昇降する手段として、走行フレーム８の中央部（多少片寄りは許される）に上記の昇降モータ１１を備え（図２）、その両側にカップリング２２を介して走行フレーム８に回転自在に取り付けた雌ネジ２３を回転させる。この動力伝達手段には、傘歯車等（図示せず、図４参照）を使用しているが、昇降シャフト３のネジ方向を設計することにより直接、平歯車で伝動することもできる。また、昇降シャフト３は、ガイドシャフト等を取り付けることにより積載アーム１の揺れ、旋回等を防止し、１本とすることもできる。
積載アーム１は、その中央部を昇降シャフト３に負荷検知スイッチ２０（図４参照）を有する連結部９を介して支持され、その両端部には伸縮駆動手段（エアシリンダ１３等）を有するクランプアーム１２を備えている（図２）。
【００２６】
図３に示すようにクランプアーム１２は、その上端部を積載アーム１の上面に取り付けたエアシリンダー１３と連結し、そのクランプアーム１２の下端部側面内側に突起部１４を有し、その中間であって上端近傍を積載アーム１の端部のクランプ支点１６に旋回可能に取り付けられている。クランプアーム１２は、エアシリンダ１３を伸縮してクランプ支点１６を支点として旋回し、常態（無負荷時）では想像線の位置に、負荷時（円筒体を保持するとき）は実線の位置に移動される。突起１４は、円筒体を吊り上げるときその円筒体の中心部の凹部に挿入され、円筒体を確実に保持し落下させない。
【００２７】
図４は連結部９と負荷検知スイッチ２０との関係を示す。昇降シャフト３の下部に上下方向に長い長穴１９を設け、その昇降シャフト３の下部に積載アーム１に連結した連結管１７を摺動可能に勘合して、長穴１９に連結ピン１８を挿入して両者を連結する。積載アーム１と昇降シャフト３とは引きバネ２６により繋がれ、無負荷時に連結ピン１８が長穴１９の上端に当接するように積載アーム１を上方に引き上げている。積載アーム１に円筒体を吊り下げたとき（負荷時）は、引きバネ２６は下方に伸ばされて、連結ピン１８が長穴１９の下端に当接する（積載アーム１と昇降シャフト３との間隔が大きくなる）。なお、図４は負荷時の状態を示している。
【００２８】
負荷検知スイッチ２０は、昇降シャフト３と積載アーム１との間隔を検知して、積載アーム１に円筒体１５を保持しているか否かを検出する。負荷検知スイッチ２０の下端と積載アーム１との間に、長穴１９の連結ピン１８の移動可能長さより僅かに大きい間隙を有する。無負荷時に積載アーム１は引きバネ２６により上方に引き上げられて、負荷検知スイッチ２０は積載アーム１に近接し、負荷時にはそれらが離間される。即ち、この負荷検知スイッチ２０により、円筒体１５が積載アーム１に確実に保持されたが否かを検出するとともに、円筒体１５をパレット１０上に下ろすとき、パレット１０により円筒体１５を支持されたこと（無負荷となったこと）を検知する。これによりパレット上の所定の位置でクランプアーム１２を解放できる。
【００２９】
なお、この長穴１９を連結管１７に設け、連結ピン１８を昇降シャフト３の下端部に設けることもできる。このときは負荷検知スイッチ２０の作動は前記と逆になる。さらに、図示しないが、昇降シャフト３の下端に連結管を接続し、その連結管内に、下端部に積載アームを連結した連結シャフトを摺動可能に嵌合、連結することもできる。本実施例と構成は相違する点があるが同様な効果を得ることができる。
【００３０】
図５〜７に示すように、支柱３０、走行レール２には本例の円筒体の積載装置（本装置という）を有効に作動させるために、ロータリーエンコーダ６、下限用リミット２４、上限用スイッチ２１、原点検出スイッチ２８等を備えている。これらを所定の順序で作動させて行う積載作業を行う。
【００３１】
図５(ａ)は、本装置の作業開始前の状態（原点）を示し、円筒体１５はローラコンベヤ２７に載置されている。昇降シャフト３は、原点検出スイッチ２８に近接した位置（原点位置という）にあり、昇降シャフト３を上昇して積載アーム１は上限に位置している。なお、○印はＯＦＦ状態のスイッチを示し、●印はＯＮ状態のスイッチを示す。負荷検知スイッチ２０が●となっているのは、積載アーム１に負荷が掛かっていない状態を示し、○のときはクランプアーム１２（図２参照）が閉じて負荷が掛かっている状態を示す（図５（ａ）では無負荷の状態を示す）。
【００３２】
図５(ｂ)は、昇降シャフトを下降させて積載アーム１を下限スイッチ２４がＯＮとなる位置で停止する。このとき円筒体１５は積載アーム１のクランプアーム１２（図３参照）の間に挟まれている。この状態で積載アーム１に取り付けたエアシリンダー１３を作動させて、クランプアーム１２を閉じて円筒体１５を保持する。
【００３３】
図６(ｃ)は、積載アーム１に円筒体１５を保持して昇降シャフト３を上昇し上限スイッチ２１をＯＮした状態で停止する。引きバネ２６は伸びた状態（図４の状態）となって、負荷検出スイッチ２０はＯＦＦとなり、積載アーム１に円筒体１５が保持されていることが確認できる。また、下限スイッチ２４は、ＯＦＦの状態を示している。
【００３４】
図６(ｄ)は、走行フレーム８をパレット１０の上方に移動した状態を示す。この移動は、走行フレーム８に連結した歯付きベルト、スクリューシャフトを、走行レール２の一端に取り付けた走行モータ５（図１参照）により駆動し、それに取り付けたロータリーエンコーダ６により走行距離を規制して、走行フレーム８を所定の位置に停止する。この所定の位置は、前述の図８に示すパレット１０の形式または積載順序（番号）により定められる。
【００３５】
図７(ｅ)は、昇降シャフト３を下降して円筒体１５がパレット１０に載置された状態を示し、円筒体１５がパレット１０により支持されて積載アーム１は無負荷状態となり、負荷検知スイッチ２０はＯＮとなる。この状態で前記積載アーム１上のエアシリンダー１３を作動させて、クランプアーム１２を解放し（図３想像線参照）、円筒体１５をパレット１０上に解放する。
【００３６】
図７(ｆ)は、円筒体１５を積載パレット１０上に解放したあと昇降シャフト３を上昇した状態を示し、昇降シャフト３は、上限スイッチ２１をＯＮする位置で停止する。この後、走行フレーム８を移動させて原点位置に戻すと、図５(ａ)の作業開始前の状態となり、次の円筒体を積載する作業に入る。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の円筒体積載装置には、次のような優れた効果がある。
【００３８】
(1) 請求項１又は２に記載本発明の円筒体の積載装置では、逐次送られてくる円筒体を、端部の位置を揃えて積載パレットに積載できる。特に、ロータリーエンコーダーにより走行フレームの位置を定め、積載アームの無負荷状態を検知することによりパレット上で無負荷となる位置を検出することにより、積載位置が１本ごとに変化するにも関わらず正確に積み込むことができる。
【００３９】
(2) 請求項３記載の伸縮駆動手段を有するクランプを備えることにより、請求項４記載のローラコンベヤの効果も一緒になって、円筒体の受入れ位置のバラツキにも関わらず所定の位置に保持し、かつその円筒体を容易、確実に挟持し解放することができる。
【００４０】
(3) 請求項５記載のようにロータリーエンコーダ等積載装置の各部分に自動制御できる部品を組み込むことにより、全体として自動化して、作業者の手作業を大きく低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の概要を示す正面図である。
【図３】本発明の実施例にかかる開閉手段を有するクランプの側面を示す部分拡大図である。
【図４】本発明の実施例にかかる連結部を示す部分拡大図である。
【図５】図６・図７を含む図面はそれぞれ本発明の実施例にかかる円筒体の積載装置の積載作業の手順を示す概念図で、図５(ａ)は作業開始時（原点位置）の積載アーム１の位置関係を示し、図５(ｂ)は原点位置において積載アーム１を下降した状態を示す。
【図６】図６(ｃ)は円筒体１５を保持した積載アーム１を上昇した状態を示し、図６(ｄ)は積載アーム１を積載パレット１０の上方に移動した状態を示す。
【図７】図７(ｅ)は積載アーム１を下降した状態を示し、図７(ｆ)は円筒体１５を解放して積載アーム１を上昇させた状態を示す。
【図８】本発明の円筒体の積載装置により円筒体１５をパレット１０に積載した状態を示すもので、図８(ａ)は側板を有するパレットに積載した状態を示し、図８(ｂ)は平板状のパレット１０に積載した状態を示す。
【符号の説明】
１：積載アーム
２：走行レール
３：昇降シャフト
４：鍔付きコロ
５：走行用モータ
６：ロータリーエンコーダ
８：走行フレーム
９：連結部
１０：積載パレット
１１：昇降モータ
１２：クランプアーム
１３：エアシリンダー
１４：突起
１５：円筒体
１７：連結管
１８：連結ピン
１９：長穴
２０：負荷検知スイッチ
２６：引きバネ
Claims (5)
- 円筒体をパレット上に端部を揃えて積載するための装置であって、ローラ
コンベヤ等の円筒体受入れ装置の上方から、前記パレットの搬入位置の上方までの間に架設した走行レールと、この走行レールに載架され、走行手段を備え、中央部に駆動手段を介して昇降される昇降シャフトを鉛直方向に昇降自在に取り付けた走行フレームと、前記昇降シャフトの下端部に、連結管を連結ピン等の連結手段により摺動可能に連結し、その連結管の下端部に接続された積載アームと、この積載アームと前記昇降シャフトとを連結し、無負荷時に前記積載アームを前記昇降シャフトに当接させる方向に付勢する引きバネと、前記昇降シャフトに対する前記積載アームの位置を検知して前記積載アームに前記円筒体を保持しているか否かを検出する負荷検知スイッチとを備えたことを特徴とする円筒体の積載装置。 - 円筒体をパレット上に端部を揃えて積載するための装置であって、ローラ
コンベヤ等の円筒体受入れ装置の上方から、前記パレットの搬入位置の上方までの間に架設した走行レールと、この走行レールに載架され、走行手段を備え、中央部に駆動手段を介して昇降される昇降シャフトを鉛直方向に昇降自在に取り付けた走行フレームと、前記昇降シャフトの下端部に連結管を接続し、その連結管に連結シャフトを連結ピン等の連結手段により摺動可能に嵌合し、その連結シャフトの下端部に接続された積載アームと、この積載アームと前記昇降シャフトとを連結し、無負荷時に前記積載アームを前記昇降シャフトに当接させる方向に付勢する引きバネと、前記昇降シャフトに対する前記積載アームの位置を検知して前記積載アームに前記円筒体を保持しているか否かを検出する負荷検知スイッチとを備えたことを特徴とする円筒体の積載装置。 - 前記積載アームの両端にクランプを設け、そのクランプのクランプアーム
の上端部を積載アームの上面に取り付けた伸縮駆動手段と連結し、そのクランプアームの下端部側面内側に突起部を有し、その中間を積載アームの端部に旋回可能に取り付けた請求項１又は２記載の円筒体の積載装置。 - 前記円筒体受入れ装置が、前記走行レールに直交する方向に走行するロー
ラコンベヤである請求項１〜３のいずれかに記載の円筒体の積載装置。 - 前記走行手段として使用する走行用モータにロータリーエンコーダを装備
するとともに、前記走行レールの支柱に下限用リミットを、前記走行レールに上限用スイッチと原点検出スイッチをそれぞれ設けた請求項１〜４のいずれかに記載の円筒体の積載装置。
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