JP4428241B2 - レベラのロール清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイル状に巻かれた金属板材の巻き癖を除去するためのローラ式レベラの、該ローラに付着した異物を除去するロール清掃装置に関し、特に、ローラの払拭を作業者の手の感触に近づけた清掃部材により自動的に行うことを可能にしたロール清掃装置に関する。

自動車の車体を構成する薄板鋼板材料は、鋼板メーカーから所定の幅で長尺に延伸されてコイル状に巻かれた所謂「コイル」という形で搬入される。車体の製造工程では、このコイルを巻き戻して所定長さに切断し平板状にしてプレス工程に供給するが、単に巻き戻ししただけでは、平板に巻きぐせ（歪み）が残留していて反ったり湾曲したりして取り扱いにくく、また、プレス成形後にも反って成形精度が低下するという問題があり、この歪みを除去するために、巻き戻して切断する前に、上下に多数のローラ（レベリングローラ）を設けたレベラに薄板鋼板を通して、このレベリングローラにより波形に押圧される間に歪みを除去して平板状にすることが行われる。

ところが、幅の広いコイルや幅の狭いコイルを共通のレベラに通すため、幅の狭いコイルの板端に付着しているゴミや該コイルを包装している包装紙の破れかす等の異物がレベリングローラの表面に付着し、この状態で幅の広いコイルを通すと薄板鋼板に異物が転写されて細かい凹凸が生じ、板材が不良品となるという問題が発生する。
これを防止するために、レベリングローラを定期的に清掃する必要があるが、その清掃装置として、特開昭６１−１９２４６４号公報（以下、「特許文献１」という。）や特開平１１−１０２３０号公報（以下、「特許文献２」という。）に記載された技術がある。

特許文献１に記載の「レベラのロール清掃装置」は、レベラの通板方向と交差する方向に移動可能なスライダに取り付けられ、レベラの通板方向に沿って挿通され、表面が柔軟性を有し全体として可撓性を有する清掃ベルトを具備するものである。
また、特許文献２に記載の「レベラのロール清掃装置」は、特許文献１に記載のロール清掃装置と類似の装置に、清掃ベルトをロールの軸方向に移動させる手段に加えてロールの軸方向に対して直角方向（通板方向）に移動させる手段を設けたものである。
特開昭６１−１９２４６４号公報 特開平１１−１０２３０号公報

ところが、前記特許文献１及び２に記載の清掃装置に用いられる清掃ベルト２４は、布、フランネルを巻いた皮革等からなり、清掃ベルト２４の表面に柔軟性を持たせるとともに、清掃ベルト２４の全体として可撓性および横送り可能な剛性を持たせたものであるが、特に、「横送り可能な剛性を持たせ」る具体的な構成が開示されていないという問題がある。
また、特許文献１に記載の清掃装置では、材料３をレベラに通板する度に清掃ベルト２４をスライダ２０から取り外す構成のため、清掃作業をするときは清掃ベルト２４をスライダ２０に取り付けるため清掃の準備作業に時間が掛かり、レベラの稼働率が下がるという問題がある。
さらに、特許文献２に記載の清掃装置でも、特許文献１と同様に、清掃作業をするときはスライダ７にハンドル１２でガイド９に取り付けられたベルト１１等の清掃装置を取り付ける必要があり、清掃の準備作業に時間が掛かり、レベラの稼働率が下がるという問題がある。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、ローラに接触させるパッドを、人の手に類似した柔軟性と横送り可能な剛性とを両立させて持たせたローラ清掃装置とすることを目的とする。また、レベラの稼働中にはローラ外に待機し、清掃作業開始時に自動的にローラ内に挿入されてローラを清掃するローラ清掃装置を提供することを目的とする。

本発明に係る請求項１に記載のレベラのロール清掃装置は、コイル状に巻かれた金属板材の巻き癖を除去するためのローラ式レベラの上下のローラの間に挿入され、ローラの軸方向に移動可能な清掃部材により、該ローラに付着した異物を除去するレベラのロール清掃装置であって、前記清掃部材が、圧縮空気により上下方向に膨張させることが可能な柔軟材で袋状に形成されていることを特徴とする。
よって、ローラ式レベラの上下に複数並べられたローラにより形成される凹凸面に沿って、柔軟材で袋状に形成された清掃部材が圧縮空気により膨張し押圧されるため、ローラへの接触を人の手に類似した柔軟さで行うことができるとともに、圧縮空気により袋部が剛性を持つため、ローラと接触しながら横移動をすることができるレベラのロール清掃装置を提供することができる。

また、本発明に係る請求項２に記載のレベラのロール清掃装置は、請求項１に記載のレベラのロール清掃装置において、前記袋状の清掃部材の内部に、硬質材により中空板状に形成された芯材が挿入され、該芯材を介して圧縮空気が前記清掃部材の内部に供給されるようにしたことを特徴とする。
よって、圧縮空気で膨張する袋状の清掃部材の内部に、硬質材により中空板状に形成された芯材を挿入して、該芯材から圧縮空気を供給するようにしたので、清掃部材にローラと接触しながらローラの押圧力に抗して横送り可能な剛性を持たせることができる。

また、本発明に係る請求項３に記載のレベラのロール清掃装置は、請求項２に記載のレベラのロール清掃装置において、前記清掃部材を前記上下のローラ間へ挿入する挿入手段として、前記ローラの外部で、前記清掃部材を起伏させる起伏手段と、起伏した何れの状態でも前記清掃部材を、前記ローラの軸方向及び軸と直角方向に回動させる回動手段と、前記起伏手段と回動手段とを、前記ローラの軸方向と平行に移動させる移動手段と、を備えることを特徴とする。
よって、起伏手段と回動手段と移動手段とにより、レベラの稼働中にはローラ外に待機させ、清掃作業開始時に自動的にローラ内に挿入する等、清掃部材を適宜のタイミングで自動的に挿入・移動させることができるので、レベラの稼動と清掃作業を連続して行うことが可能となり、レベラ全体の稼働率を向上させることができる。

本発明のレベラのロール清掃装置によれば、圧縮空気により袋状の柔軟な清掃部材に剛性を持たせることができ、清掃部材が柔軟でありながら剛性を有することにより、ローラと接触してローラの押圧力を受けながら横移動をさせることができるとともに、レベラの稼動と清掃作業を連続して行うことが可能となり、レベラ全体の稼働率を向上させることができる。

次に、本発明に係るレベラのロール清掃装置の一の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態のレベラのロール清掃装置は、自動車の車体製造工場のプレス工程に設けられたものである。
ここで、図１は、レベラにロール清掃装置を取り付けた状態の側面図、図２は、その平面図、図３は、その正面図であり、いずれの図も清掃部材２０が後述する吸着材２５を交換する位置にある状態を示す。

レベラのロール清掃装置の構成について説明する。先ず、レベラ８０の基本構成は、図１に概要を示すように、回転しながら金属板材（図略）を上下から挟み付ける多数のレベリングローラ８１と、そのレベリングローラ８１を前記金属板材に圧縮力を付与するように押圧するバックアップローラ８５とを備えている。
レベリングローラ８１は、その直径より若干大きなピッチで金属板材の搬送方向（図中矢印Ｆ）と直角方向の軸に支持され、搬送方向と平行に複数配置されている。この実施の形態では、上部のレベリングローラ８１は５本、下部のレベリングローラ８１は６本に設定され、該上下のレベリングローラ８１、８１はそのピッチの２分の１の位相差を設けて配置されている。また、レベリングローラ８１の幅方向の長さは、挿入する金属板材の最大幅より大きな長さを有する。

バックアップローラ８５は、レベリングローラ８１、８１のピッチの２分の１の位置に軸心を有し、相隣るレベリングローラ８１の上部に当接するように配置されている。
そして、これらのレベリングローラ８１やバックアップローラ８５は、レベリングローラ８１やバックアップローラ８５を回転駆動させる図略の駆動装置、および上下方向に移動させて開放あるいは前記金属板材に押圧させる押圧装置に支持されている。

次に、ロール清掃装置１０は、図１乃至図３に示すように、レベラ８０の矢印Ｆの前方で金属板材の出口側に取り付けられたフレーム１１と、該フレーム１１に前記レベリングローラ８１の軸方向と平行に、上下方向で所要間隔離間して配設されたレール１３と、該レール１３に前記レベリングローラ８１の軸方向と平行に移動可能に支持されたベース１５と、該ベース１５に支持され、後述する清掃部材２０を回動・起伏可能に支持する部材支持機構１７とを備えている。部材支持機構１７は、清掃部材２０を起伏可能に支持する部材起伏機構１９を備える。
したがって、請求項に記載した起伏手段は前記部材起伏機構１９に相当し、回動手段は前記部材支持機構１７に相当し、移動手段がベース１５に相当し、挿入手段がフレーム１１とレール１３とベース１５と部材支持機構１７および部材起伏機構１９に相当する。

フレーム１１は、前記レベラ８０の枠組み上に左右方向に所要間隔で離間して取り付けられ、レベラ８０の前端側に垂直な取付面を有するブラケット１１１と、該ブラケット１１１を連結するように取付面に取り付けられ、後述のレール１３を上下方向の所要間隔で支持し、レール１３の左右方向の長さと略同一の長さの２本の角パイプからなる受け骨１１３とを備えている。
受け骨１１３の一端（図３では右端）は前記レベリングローラ８１の長さより大きく突出し、他端（図３では左端）はレベリングローラ８１の左端より突出する位置に配置されており、この左右両端には、上下の受け骨１１３を連結して互いに対向する方向に突出して、後述するベース１５の移動を停止させるストッパ１１５とベース１５が当接したことを検知するリミットスイッチとが設けられている。
なお、フレーム１１の上部には、ベース１５に搭載された後述する部材支持機構１７や部材起伏機構１９等に圧縮空気や電流を供給するためのケーブル１１９が設置されている。

レール１３は、前記受け骨１１３の、前記ブラケット１１１を連結する取付面と反対側の垂直面に取り付けられ、後述するベース１５に設けられたＬＭガイドからなるガイド１５３を滑動可能に支持する凸字状断面のものである。
ベース１５は、ベース板１５１と、該ベース板１５１の後面に上下左右に所要間隔で４個取り付けられた前記ガイド１５３と、該ベース板１５１の上端に取り付けたアクチュエータとしてのモータ１５７と、該モータ１５７に駆動されるギヤ１５９と、該ギヤ１５９に巻廻されたチェーン１５５とからなり、前記ベース板１５１の下端に後述する部材支持機構１７を支持して前記レール１３上を移動するものである。

部材支持機構１７は、図４乃至図６に示すように、前記ベース１５のベース板１５１に取り付けられた前記ガイド１５３と同一面に連結ブロック１７１を介して取り付けられる支持板１７３と、該支持板１７３に取り付けられた回動機構１７５の下端に回動可能に支持された部材起伏機構１９と、該部材起伏機構１９に起伏可能に支持される清掃部材２０とを備えている。

支持板１７３は、上部に脚部材１７１３により連結ブロック１７１から所定の厚さで前記ベース板１５１から離間する連結部１７３１と、該連結部１７３１の下部で前記回動機構１７５の回動軸１７５３を回動させるように水平方向に配置される水平シリンダ１７５１を支持する支持部１７３３と、該支持部１７３３の下部に突出し、脚部材１７５５１により所定の厚さで前記支持板１７３から前記ベース板１５１側に突出するように取り付けられた回動機構１７５の軸受板１７５５を支持する保持部１７３５とから、略横Ｔ字状に形成されたものである。

回動機構１７５は、一端を支持板１７３の支持部１７３３に首振り自在に支持された水平シリンダ１７５１と、前記軸受板１７５５に上下に離間して取り付けられた軸受１７５７と、該軸受１７５７に垂直方向に回動自在に支持された回動軸１７５３と、一端が該回動軸１７５３の上端に固定され、他端が前記水平シリンダ１７５１のピストンロッドの先端に首振り自在に連結されたアーム１７５９と、回動軸１７５３の下端で該回動軸１７５３と直角方向に固定され、後述する部材起伏機構１９を連結する連結板１７５８とを備えている。

支持板１７３の、前記回動機構１７５が取り付けられている裏面には、図６に示すように、ロック機構１７７が取り付けられている。このロック機構１７７は、垂直シリンダ１７７１と、該垂直シリンダ１７７１の下向きのピストンロッドに連結されたロックピン１７７３とを備えている。

部材起伏機構１９は、連結板１７５８に連結され、前記水平シリンダ１７５１により水平方向に回動されるベース板１９１と、該ベース板１９１の上面に立設されたブラケット１９３と、該ブラケット１９３の上端に設けられた支持部に一端を固定され、他端のピストンロッドの先端で後述する保持アーム１９７に接続される傾斜シリンダ１９５と、ベース板１９１の下面に設けられた軸受１９１１に軸１９７１により回動可能に支持され、先端に清掃部材２０が取り付けられた保持アーム１９７とを備えている。
傾斜シリンダ１９５は、そのピストンロッドが伸張したときは保持アーム１９７を、軸受１９１１に支持された軸１９７１を回動中心として水平方向に倒伏させ、縮小したときは保持アーム１９７を、軸１９７１を回動中心として垂直方向に起立させるように機能する。

なお、ベース板１９１の、二つの前記軸受１９１１が取り付けられた間には、前記保持アーム１９７が起立可能なように切欠き１９１３が設けられている。この切欠き１９１３の、前記回動軸１７５３側で、該回動軸１７５３からはブラケット１９３の反対側のベース板１９１の位置には、部材起伏機構１９が回動してロック機構１７７が作動したときに前記ロックピン１７７３が嵌合するロック孔１９１５が設けられている。
保持アーム１９７は、一端に前記軸受１９１１に支持される軸１９７１と、他端側で傾斜シリンダ１９５のピストンロッド先端に接続されるブラケット１９７３とを備え、他端側先端には清掃部材２０が交換可能にネジ止めされて取り付けられている。

つぎに、清掃部材２０は、図８乃至図１０に示すように、硬質材により中空板状に形成された芯材２１と、該芯材２１を密閉して覆うように柔軟材で袋状に形成されたクッション２３とを備え、使用時にはさらにクッション２３の外側に不織布等からなる吸着材２５を取り付けて使用するように構成されている。
芯材２１は、薄鋼板を断面が扁平な中空の楕円状に形成して、その根本部２１１に内部に圧縮空気を供給するためのエア供給口２１３を設け、両端を密閉し、エア供給口２１３側の端部を前記保持アーム１９７に取り付けるための取付部となし、他端部までの間に内部に供給された圧縮空気を吐出するための多数の小孔が設けられたものである。
芯材２１の長さは、図１で明らかなように、レベラ８０を通る金属板材の搬送方向で、複数のローラ８１が配置された長さに到達するように設定されている。

芯材２１の外部には、図１０に示すように、消防用ホースのように円筒状に無端で連続して編成され、内径が前記芯材２１の幅より若干大きく設定されて、芯材２１から圧縮空気が供給されたときに図１０（Ａ）に示すように楕円形を呈するクッション２３が装着されている。
クッション２３は、芯材２１の前記エア供給口２１３の手前で金属製のバンド２３１により気密的に芯材２１に固着されている。そして、その反対側の先端部は、密閉状に縫製されている。
さらに、図１０（Ｂ）に示すように、使用時にはクッション２３の外側上下面に不織布等からなる吸着材２５を添着して、この吸着材２５がローラ８１に接触するように構成される。

以上のように構成された本実施の形態のロール清掃装置１０の作用について説明する。ロール清掃開始前の初期状態として、ロール清掃装置１０のベース１５や部材支持機構１７は、その作動を表す図７の実線で示すスタート位置に待機している。このスタート位置では、部材支持機構１７の水平シリンダ１７５１が伸張して部材起伏機構１９をベース１５と平行な向き（図５の状態）に保持し、該部材起伏機構１９の傾斜シリンダ１９５が縮小して清掃部材２０を起立させた初期状態（図７の（Ａ）で示す状態）にある。
まず、この清掃部材２０を起立させた状態で図７の（Ａ）の位置からレベラ８０の軸方向と平行に図７の（Ｂ）の位置に移動させた後、レベラ８０の図略の操作盤を操作して上部のレベリングローラ８１およびバックアップローラ８５を所定位置（本実施の形態では５５０ｍｍ）まで上昇させて、上下のレベリングローラ８１およびバックアップローラ８５の間に間隔を設ける。

次に、部材起伏機構１９の縮小していた傾斜シリンダ１９５を伸張させて、軸１９７１を中心に保持アーム１９７を回動させ、該保持アーム１９７に保持された清掃部材２０を略水平位置に倒伏させる（図７の（Ｃ）の状態）。
次に、部材支持機構１７の伸張していた水平シリンダ１７５１を縮小させて、アーム１７５９、回動軸１７５３を介して部材起伏機構１９を平面視で時計回りに９０゜回動させる。部材起伏機構１９が９０゜回動すると、清掃部材２０が上下のレベリングローラ８１およびバックアップローラ８５の間の間隔内に浸入可能な状態に待機する（図７の（Ｄ）、図２の（ロ）の位置）。
そして、ロック機構１７７の垂直シリンダ１７７１を伸張させてロックピン１７７３をベース板１９１に設けたロック孔１９１５に嵌入させて、部材起伏機構１９が回転しないようにロックする。

次に、レベラ８０の上部のローラ８１、８５を下降させて上下の間隙が３０ｍｍ程度になるように保持し、上下のローラ８１、８５を金属板材を送る方向Ｆに回転（正回転）させる。その後、清掃部材２０の芯材２１からクッション２３の内部に圧縮空気を供給して、クッション２３を膨張させ、モータ１５７を回転させてギヤ１５９を介してチェーン１５５によりベース１５ひいてはこのベース１５に連結された部材支持機構１７、部材起伏機構１９ならびに清掃部材２０を、前記上下のローラ８１、８５の間隙に向かって図２の（ロ）から（ハ）に向かうローラ８１の軸方向に進行させる。

そうすると、図１に示すように、清掃部材２０に被せた吸着材２５が上下のローラ８１に、該ローラ８１が膨張したクッション２３を押圧する力の反力で接触しながら図２の（ハ）に向かって進行する。ローラ８１が正回転し、清掃部材２０が進行するので、ローラ８１の表面に異物等が付着していると、吸着材２５により拭き取られ、ローラ８１が清掃される。
そして、清掃部材２０が図２の（ハ）の位置に到達するとリミットスイッチが働いてモータ１５７が停止するため、ベース１５に連結された部材支持機構１７、部材起伏機構１９ならびに清掃部材２０の進行が停止し、自動的に図２の（ロ）（図７の（Ｄ）の位置）に向かって逆送する。そして、図２の（ロ）の位置で停止する。

この図７の（Ｄ）の位置で、圧縮空気の供給を停止してクッション２３の膨張を止め、ロック機構１７７の垂直シリンダ１７７１を縮小させてロックピン１７７３をベース板１９１のロック孔１９１５から抜いてロックを解除する。
次に、レベラ８０の上下のローラ８１、８５の回転を停止させ、上部のローラ８１、８５を初期位置に上昇させる。
その後、水平シリンダ１７５１を伸張させてアーム１７５９、回動軸１７５３を介して部材起伏機構１９を平面視で反時計周りに回動させ、図７の（Ｃ）の位置に戻す。
そして、傾斜シリンダ１９５を縮小させて清掃部材２０をほぼ垂直に起立させ（図７の（Ｂ）の位置）、モータ１５７を逆回転させて、ベース１５に連結された部材支持機構１７、部材起伏機構１９ならびに清掃部材２０を初期位置（図７の実線で示す（Ａ）の位置）に待機させる。
その後、初期位置から水平シリンダ１７５１を縮小させて清掃部材２０が起立したまま部材起伏機構１９を９０°回転させ、さらに傾斜シリンダ１９５を伸張させて清掃部材２０を水平状態にする（図２の（イ）の状態）。この図２の（イ）の位置はライン外であり、この位置で清掃部材２０の吸着材２５を安全に交換する。

吸着材２５の交換が終了したら、図２の（イ）の位置で吸着材２５が交換された清掃部材２０を、傾斜シリンダ１９５を縮小させて起立させ、水平シリンダ１７５１を伸張させて清掃部材２０が起立したまま部材起伏機構１９を反時計回りに９０°回転させて初期位置（図７の（Ａ）の位置）に復帰させ待機させる。
その後、レベラ８０を通常運転して金属板材を通過させてその残留応力を除去する。
そして、レベラ８０の所定の運転時間が経過した後、ローラ８１、８５の清掃を行うために、ローラ８１、８５を上昇させ、モータ１５７を駆動させてベース１５を介して部材支持機構１７および部材起伏機構１９ならびに清掃部材２０を図７の（Ｂ）の位置に移動させて、以下、前述と同様に作動させて、上下ローラ８１の清掃を行う。

なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

本発明は、コイル状に巻かれた金属板材の巻き癖を除去するためのローラ式レベラの上下のローラの間に挿入され、ローラの軸方向に移動可能な清掃部材により、該ローラに付着した異物を除去するレベラのロール清掃装置であって、前記清掃部材が、圧縮空気により上下方向に膨張させることが可能な柔軟材で袋状に形成したので、ローラに接触させる清掃部材を、人の手に類似した柔軟性と横送り可能な剛性とを両立させることが可能となった。

本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置の側面図である。 本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置の平面図である。 本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置の正面図である。 本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置に設けられた部材倒立機構の正面図である。 本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置に設けられた部材倒立機構の回動機構および部材倒立機構の斜視図である。 本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置に設けられた部材倒立機構の回動機構および部材倒立機構の正面図である。 本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置に設けられた部材倒立機構の作動順序を示す概略図である。 本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置に用いられる清掃部材の平面図である。 本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置に用いられる清掃部材の側面図である。 本発明の一の実施の形態に係るロール清掃装置に用いられる清掃部材の断面図で、（A）はクッションが膨張した状態を示し、（Ｂ）はこれに吸着材を装着した状態を示す。

符号の説明

１０ ロール清掃装置
１１ フレーム
１３ レール
１５ ベース
１７ 部材支持機構
１７３ 支持板
１７５ 回動機構
１７５１ 水平シリンダ
１７７ ロック機構
１９ 部材起伏機構
１９１ ベース板
１９５ 傾斜シリンダ
１９７ 保持アーム
２０ 清掃部材
２１ 芯材
２３ クッション
２５ 吸着材
４０ 挿入手段
５０ 起伏手段
６０ 回動手段
７０ 移動手段
８０ レベラ
８１ レベリングローラ
８５ バックアップローラ

Claims (3)

1. コイル状に巻かれた金属板材の巻き癖を除去するためのローラ式レベラの上下のローラの間に挿入され、ローラの軸方向に移動可能な清掃部材により、該ローラに付着した異物を除去するレベラのロール清掃装置であって、
   前記清掃部材が、圧縮空気により上下方向に膨張させることが可能な柔軟材で袋状に形成されていることを特徴とするレベラのロール清掃装置。
2. 請求項１に記載のレベラのロール清掃装置において、
   前記袋状の清掃部材の内部に、硬質材により中空板状に形成された芯材が挿入され、該芯材を介して圧縮空気が前記清掃部材の内部に供給されるようにしたことを特徴とするレベラのロール清掃装置。
3. 請求項２に記載のレベラのロール清掃装置において、
   前記清掃部材を前記上下のローラ間へ挿入する挿入手段として、
   前記ローラの外部で、前記清掃部材を起伏させる起伏手段と、
   起伏した何れの状態でも前記清掃部材を、前記ローラの軸方向及び軸と直角方向に回動させる回動手段と、
   前記起伏手段と回動手段とを、前記ローラの軸方向と平行に移動させる移動手段と、
   を備えることを特徴とするレベラのロール清掃装置。

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