(57)【要約】【課題】誘導炉等の円柱状の凹状部分の底部を、短時間の内に効率的に、かつ、手間を掛けることなく容易にスタンプ施工することが可能なスタンプ施工用振動工具を提供する。【解決手段】スタンプ施工用振動工具１は、振動モータ３の主軸２２の下端に平板状押圧体５を略水平に設けてなる４個の振動押圧手段２，２・・と、それらの振動押圧手段２，２・・を支持するガイドフレーム９とによって構成されている。ガイドフレーム９は、２本の上側水平シャフト１４，１５を水平面内で互いに直交するように固着させてなる上側十字状支持手段１６を備えており、４個の振動押圧手段２，２・・が、その上側十字状支持手段１６の上側水平シャフト１４あるいは上側水平シャフト１５に移動可能に垂下状に保持された状態になっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状部分の底部をスタンプ施工するための振動工具であって、
振動モータの主軸の下端に平板状体を略水平に設けてなる１つ以上の振動押圧手段と、
その振動押圧手段を水平面内で移動可能に支持するガイドフレームとを有しており、
そのガイドフレームを把持して吊り下げた状態で回転可能であることを特徴とするスタンプ施工用振動工具。
【請求項２】
前記ガイドフレームが、炉内を案内するための車輪を外側に付設したものであることを特徴とする請求項１に記載の炉底のスタンプ施工用振動工具。
【請求項３】
前記ガイドフレームが、２本以上のシャフトを水平面内で互いに結合するように固着させてなる支持手段を備えたものであり、その支持手段の各シャフトに、前記１つ以上の振動押圧手段が垂下状に保持されていることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のスタンプ施工用振動工具。
【請求項４】
吊り下げた状態のフックに係合させるための係合部材が、前記支持手段に固着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスタンプ施工用振動工具。
【請求項５】
前記車輪が、支持体を介してガイドフレームの外側に付設されているとともに、その支持体が、車輪を外向きに付勢するための付勢機構を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスタンプ施工用振動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導炉等の凹状部分の底部をスタンプ（押し固め）施工するための振動工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気炉の一種として、電磁誘導による渦電流の発熱を利用する誘導炉が知られている。そのような誘導炉を形成する場合には、特許文献１の如く、円柱状等の凹部あるいは金属容器にラミング材等のバックライニング材を投入して、炉底が適度な厚さになるようにスタンプ施工し、しかる後、バックライニング材の表層を間仕切り板や布で覆ってから、ラミング材等のトップライニング材を投入して、再度、炉底が適度な厚さになるようにスタンプ施工する必要がある。本方法における炉底のスタンプ方法については特に記載がないが、炉底のスタンプ施工が不均一だと、使用時に局所損耗や亀裂が発生し溶湯漏れの虞れがある。そのため、炉底の均一充填が不可欠である。
【０００３】
そして、そのようなスタンプ施工を容易なものとすべく、特許文献２の如く、金属容器を回転させながら、往復動可能なランマーによってスタンプ施工する方法や、特許文献３の如く、振動機を取り付けた複数の加圧板を天秤棒で吊して順次移動させながらスタンプ施工する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１２９１８８号公報
【特許文献２】特開昭５１−２６６３４号公報
【特許文献３】特開平７−２９４１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２の如き往復動可能なランマーを用いるスタンプ施工方法は、金属容器等の炉本体を回転させなければならないため、電気配線や水冷配管を具備し、出湯のために傾動可能な架台に固定されている大きな誘導炉の炉底を施工する場合には利用できない一方、上記特許文献３の如き振動機を搭載した加圧板を天秤棒で吊して移動させるスタンプ施工方法は、天秤のため２個の振動機と加圧板は炉中心からの距離が同じである必要があり、また振動により動くので壁部と接触して壁部を壊す可能性があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の炉底のスタンプ施工方法が有する問題点を解消すべく、誘導炉等の円柱状の凹状部分の底部を、短時間の内に効率的に、かつ、手間を掛けることなく容易にかつ均一にスタンプ施工することが可能なスタンプ施工用振動工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内、請求項１に記載された発明は、凹状部分（円柱状、逆円錐台等の凹状部分）の底部（炉底等）をスタンプ施工するための振動工具であって、振動モータの主軸の下端に平板状体を略水平に設けてなる１つ以上の振動押圧手段と、その振動押圧手段を水平面内で移動可能に支持するガイドフレームとを有しており、そのガイドフレームを把持して吊り下げた状態で回転可能であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記ガイドフレームが、炉内を案内するための車輪を外側に付設したものであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された発明において、前記ガイドフレームが、２本以上のシャフトを水平面内で互いに結合するように固着させてなる支持手段を備えたものであり、その支持手段の各シャフトに、前記１つ以上の振動押圧手段が垂下状に保持されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、吊り下げたフック（鉤状部材）に係合させるための係合部材が、前記支持手段に固着されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された発明において、前記車輪が、支持体を介してガイドフレームの外側に付設されているとともに、その支持体が、車輪を外向きに付勢するための付勢機構を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載のスタンプ施工用振動工具は、１つ以上の振動押圧手段が水平面内で移動可能に設けられているとともに、ガイドフレームを把持して吊り下げた状態で回転可能であるため、凹状部分の底部（炉底等）の状態（未充填の部分の分布状態等）に合わせて効率的にかつ均一にスタンプ施工を実施することができる。
【００１３】
請求項２に記載のスタンプ施工用振動工具は、ガイドフレームの外側に付設された車輪によって、円柱状の凹状部分の内部の所望する位置に正確に案内する（セットする）ことができる。また、車輪が炉壁に沿って動くことで、スムーズに回転移動しながら施工することができる。加えて、請求項２に記載のスタンプ施工用振動工具によれば、施工時に振動押圧手段による炉壁方向への衝撃を車輪が吸収するため、炉壁の破壊を効果的に防止することができる。
【００１４】
請求項３に記載のスタンプ施工用振動工具は、凹状部分の底部（炉底等）の状態に合わせて複数の振動押圧手段を詳細に位置調整することができるので、非常に効率的にスタンプ施工を実施することができる。
【００１５】
請求項４に記載のスタンプ施工用振動工具は、吊り下げた状態のフック（鉤状部材）に係合させるための係合部材が設けられているので、ホイストクレーン等を利用して、容易に持ち上げて位置調整したり別の場所に移動させたりすることができる。
【００１６】
請求項５に記載のスタンプ施工用振動工具は、車輪をガイドフレームの外側に付設するための支持体が、車輪を外向きに付勢するための付勢機構を備えたものであるので、内径が異なる場合（小径である場合）でも、車輪を炉壁に押し付けた状態でスムーズに炉内に案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】スタンプ施工用振動工具を示す正面図である。
【図２】スタンプ施工用振動工具を示す平面図である。
【図３】スタンプ施工用振動工具の下側の部分を示す説明図（図１におけるＡ−Ａ線断面図）である。
【図４】車輪および支持体の設置部分を示す説明図（部分断面面図）である。
【図５】スタンプ施工用振動工具の使用状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るスタンプ施工用振動工具の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
＜スタンプ施工用振動工具の構造＞
図１〜３は、本発明に係るスタンプ施工用振動工具の一例を示したものであり、スタンプ施工用振動工具１は、金属製のガイドフレーム９、および、そのガイドフレーム９に対して移動可能に設けられた４個の振動押圧手段２，２・・によって構成されており、幅（左右幅）×奥行き（前後の奥行き）×高さ＝８００ｍｍ×８００ｍｍ×６００ｍｍの大きさを有している。
【００２０】
ガイドフレーム９は、直径３５ｍｍの２本の鉛直シャフト１０ａ，１０ｂ、直径３５ｍｍの２つの上側水平シャフト１４，１５を直交状に溶接してなる上側十字状支持手段１６、および、直径３５ｍｍの２つの下側水平シャフト１１，１２を直交状に溶接してなる下側十字状支持手段１３等を溶接することによって組み付けられている。すなわち、ガイドフレーム９においては、２本の鉛直シャフト１０ａ，１０ｂが所定の距離（約６００ｍｍ）を隔てて平行に配置されており、それらの鉛直シャフト１０ａ，１０ｂの略上端位置および下端際に、それぞれ、上側十字状支持手段１６と下側十字状支持手段１３とが固着（溶接）されている（すなわち、２本の鉛直シャフト１０ａ，１０ｂの略上端位置および下端際に、それぞれ、上側十字状支持手段１６の上側水平シャフト１４の左右の端縁、および、下側十字状支持手段１３の下側水平シャフト１１の左右の端縁が固着（溶接）されている）。そして、それらの上側十字状支持手段１６と下側十字状支持手段１３とが、所定の距離（約６００ｍｍ）を隔てて水平面内で同位相に配置された状態になっている。さらに、２本の鉛直シャフト１０ａ，１０ｂの上端に、それぞれ、直径１５ｍｍで長さ６００ｍｍのハンドル７，７が、ネジによって接続されている。
【００２１】
また、２本の上側水平シャフト１４，１５の外側には、バネ機能を有した車輪支持体１９ａ〜１９ｄが固着（溶接）されており、それらの車輪支持体１９ａ〜１９ｄに、それぞれ、直径４０ｍｍの自在キャスターのガイド車輪（金属製の車輪本体の外周をゴムで覆ったもの）２０ａ〜２０ｄが枢着されており、上側水平シャフト１４、１５の先端で上下左右に自在に回転可能になっている。
【００２２】
図４は、車輪支持体１９ｂの設置部分を一部切り欠いて示したものであり、上側水平シャフト１４の先端際には、円柱状の係止ピン２３が、上側水平シャフト１４の上下を貫通するように設けられている。そして、その係止ピン２３より先端側に、上側水平シャフト１４の内径よりも僅かに小径の円板状の支承体２４、コイルバネ２５、上側水平シャフト１４の内径よりも僅かに小径で有底筒状の内パイプ２６が内蔵されている。また、上側水平シャフト１４の外側の端縁には、ドーナッツ状の堰き止め体２７が溶接されており、その堰き止め体２７によって、コイルバネ２５が僅かに押し縮められた状態で、内パイプ２６が上側水平シャフト１４の外側に突出しないように堰き止められている。また、内パイプ２６の先端側の蓋部材２８には、ネジ溝を螺刻したナット２９が溶接されている。一方、ガイド車輪２０ｂを枢着した二股状の支持部材３０は、ネジ溝を螺刻した突起３１が基端側に設けられており、その突起３１を利用して、内パイプ２６の先端側のナット２９に螺着されている。
【００２３】
そのため、車輪支持体１９ｂは、ガイド車輪２０ｂに上側水平シャフト１４の基端側へ向かう力が加わると、コイルバネ２５が押し縮められることによって、ガイド車輪２０ｂがコイルバネ２５に付勢された状態で内側へスライドするようになっている。逆に、二股状の支持部材３０と内パイプ２６のナット２９との螺着度合いを低くする（螺合している部分の長さを短くする）ことによって、ガイド車輪２０ｂを前方へ（外側へ）移動させることができるようになっている。なお、車輪支持体１９ａ，１９ｃ，１９ｄも、車輪支持体１９ｂと同様な構造を有している。
【００２４】
さらに、図１、図２のように、上側十字状支持手段１６の上側水平シャフト１４の中央部分の上側には、スタンプ施工用振動工具１をホイスト式クレーン等で持ち上げるための略三角形の平板状の係合部材１７が、上向きに突出するように設けられており、当該係合部材１７の上部際には、ホイスト式クレーンのフック等に係合させるための直径１００ｍｍの係合孔１８が穿設されている。
【００２５】
一方、４個の振動押圧手段２，２・・は、振動モータ３、および、作動部２１によって構成されている。作動部２１は、直径３０ｍｍで長さが８００ｍｍの金属製の連結シャフト４の下端に、厚さ１０ｍｍで直径２００ｍｍの円形の金属板である平板状押圧体５を固着（溶接）したものであり、平板状押圧体５の上面の中心から、連結シャフト４が上方に直立した状態になっている。そして、各振動押圧手段２，２・・においては、振動モータ３の下端から下向きに突出した主軸２２に、作動部２１が垂下するように連結された状態になっている。
【００２６】
上記した各振動押圧手段２，２・・は、 ガイドフレーム９の上側十字状支持手段１６の各上側水平シャフト１４，１５に移動可能に装着された金属製の上側取付部材６，６および下側十字状支持手段１３の各下側水平シャフト１１，１２に移動可能に装着された金属製の下側取付部材８，８によってガイドフレーム９に装着されている。
【００２７】
各上側取付部材６，６は、厚さ１０ｍｍで略長方形の平板状の基板６ａの上に、各上側水平シャフト１４，１５を挿通可能な直径４０ｍｍの筒状体６ｂが固着（溶接）されているとともに、厚さ１０ｍｍで略三角形状の２つの鉛直補強板６ｃ，６ｃによって、筒状体６ｂの長手方向の中間部分（左右二箇所）と基板６ａとが固着（溶接）されている。一方、各下側取付部材８，８は、各下側水平シャフト１１，１２を挿通可能な直径４０ｍｍの筒状体８ａと、振動押圧手段２の連結シャフト４を挿通可能な直径４０ｍｍの筒状体８ｂとが互いに直交するように固着（溶接）されている。
【００２８】
各振動押圧手段２，２・・は、振動モータ３の上面を上側取付部材６の基板６ａに螺着し、その上側取付部材６の筒状体６ｂを上側水平シャフト１４（あるいは上側水平シャフト１５）に挿通させるとともに、連結シャフト４を下側取付部材８の筒状体８ｂに挿通させることによって、連結シャフト４を鉛直下方に垂下させた状態で、ガイドフレーム９に装着されている。そして、各振動押圧手段２，２・・は、上側水平シャフト１４（あるいは上側水平シャフト１５）に沿って移動可能（すなわち、位置調整可能）になっている。なお、上側水平シャフト１４（あるいは上側水平シャフト１５）に沿って各振動押圧手段２，２・・を移動させる際には、下側水平シャフト１１（あるいは下側水平シャフト１２）に沿って下側取付部材８を移動させて、連結シャフト４が鉛直下方に垂下した状態になるように調整する。
【００２９】
＜スタンプ施工用振動工具の使用方法＞
図５は、上記の如く構成されたスタンプ施工用振動工具１の使用方法の一例を示したものである。作業者がスタンプ施工用振動工具１を用いて誘導炉の底部のスタンプ施工を行う際には、ホイストクレーンＨのワイヤＷの先端のフックＦをスタンプ施工用振動工具１の係合部材１７の係合孔１８に係合させ、その状態で、スタンプ施工用振動工具１をホイストクレーンＨで吊り上げる。しかる後、そのように吊り上げたスタンプ施工用振動工具１を、誘導炉Ｉの上方に位置させる。そして、ホイストクレーンＨを降下させることによって、スタンプ施工用振動工具１を誘導炉Ｉ内に案内する。その際には、ガイドフレーム９の外側に設けられたガイド車輪２０ａ〜２０ｄによって、スタンプ施工用振動工具１がスムーズに誘導炉Ｉ内に案内される。
【００３０】
そして、スタンプ施工用振動工具１の各振動押圧手段２，２・・の平板状押圧体５が炉底に到達したら、図示しないリード線を介して振動モータ３に外部電源を供給することによって、スタンプ施工を開始する（すなわち、振動モータ３によって平板状押圧体５を上下に振動させる）。そして、一定の時間だけスタンプ施工を継続させた後には、ホイストクレーンＨを用いて、スタンプ施工用振動工具１を誘導炉Ｉの外部まで吊り上げる。さらに、炉底の状況を確認して、ハンドル７，７を利用してガイドフレーム９を回転させ、吊り上げたスタンプ施工用振動工具１の位相（水平面内における回転角度）を変更したり、各振動押圧手段２，２・・を上側水平シャフト１４（あるいは上側水平シャフト１５）に沿って移動させたりすることによって、炉底に対する各平板状押圧体５，５・・の位置（すなわち、炉の中心からの位置）を調整する。なお、吊り上げたスタンプ施工用振動工具１の位相（水平面内における回転角度）を変更する場合には、炉外に飛び出しているハンドル７，７を把持して回転させることによって、きわめて容易に位相を微調整することができる。そして、そのように調整した後に、再度、ホイストクレーンＨを降下させることによって、スタンプ施工用振動工具１を誘導炉Ｉ内に案内して、スタンプ施工を続行する。そのように、各振動押圧手段２，２・・の平板状押圧体５によるスタンプ施工位置を微調整することによって、短時間の内にスタンプ施工を完了することが可能となる。加えて、各平板状押圧体５・５・・の中心からの位置を異ならせた状態でスタンプ施工用振動工具１を回転させることによって、炉底全体を満遍なくスタンプすることができる。
【００３１】
＜スタンプ施工用振動工具の効果＞
スタンプ施工用振動工具１は、上記の如く、振動モータ３の主軸２２の下端に平板状体である平板状押圧体５を略水平に設けてなる複数の振動押圧手段２，２・・と、それらの振動押圧手段２，２・・を水平面内で移動可能に支持するガイドフレーム９とを有しており、そのガイドフレーム９を把持して吊り下げた状態で回転可能になっているため、凹状部分の底部（誘導炉の炉底等）の状態（未充填の部分の分布状態等）に合わせて効率的にかつ均一にスタンプ施工を実施することができる。
【００３２】
また、スタンプ施工用振動工具１は、ガイドフレーム９が炉内を案内するためのガイド車輪２０ａ〜２０ｄを外側に付設したものであるため、円柱状の凹状部分の内部の所望する位置に正確に案内する（セットする）ことができる。また、車輪が炉壁に沿って動くことで、スムーズに回転移動しながら施工することができる。加えて、スタンプ施工用振動工具１によれば、施工時に振動押圧手段２，２・・による炉壁方向への衝撃を車輪が吸収するため、炉壁の破壊を効果的に防止することができる。
【００３３】
さらに、スタンプ施工用振動工具１は、ガイドフレーム９が２本の上側水平シャフト１４，１５を水平面内で互いに直交するように固着させてなる上側十字状支持手段１６を備えたものであり、その上側十字状支持手段１６の各上側水平シャフト１４，１５に、４個の振動押圧手段２，２・・が（各上側水平シャフト１４，１５に沿って）移動可能に垂下状に保持されているため、凹状部分の底部（炉底等）の状態に合わせて複数の振動押圧手段２，２・・を詳細に位置調整することができるので、非常に効率的にスタンプ施工を実施することができる。また、振動押圧手段２，２・・が、上側十字状支持手段１６と下側十字状支持手段１３とによって保持されており、上下方向以外の動きが制限されるので、炉壁を不用意に破損させることがない。
【００３４】
加えて、スタンプ施工用振動工具１は、吊り下げた状態のフックＦに係合させるための係合部材１７が、上側十字状支持手段１６に固着されているため、ホイストクレーンＨ等を利用して、容易に持ち上げて位置調整したり別の場所に移動させたりすることができる。
【００３５】
また、スタンプ施工用振動工具１は、ガイド車輪２０ａ〜２０ｄをガイドフレーム９の外側に付設するための車輪支持体１９ａ〜１９ｄが、ガイド車輪２０ａ〜２０ｄを外向きに付勢するためのコイルバネ２５による付勢機構を備えたものであるので、内径が異なる場合（小径である場合）でも、ガイド車輪２０ａ〜２０ｄを炉壁に押し付けた状態でスムーズに炉内に案内することができる。
【００３６】
さらに、スタンプ施工用振動工具１は、ガイド車輪２０ａ〜２０ｄを枢着した二股状の支持部材３０が、突起３１を利用して内パイプ２６の先端側のナット２９に螺着された構造であるため、支持部材３０とナット２９との螺着度合いを低くする（螺合している部分の長さを短くする）ことにより、ガイド車輪２０ａ〜２０ｄを前方へ（外側へ）移動させることによって、内径が若干大きい場合でも、ガイド車輪２０ａ〜２０ｄを炉壁に押し付けた状態でスムーズに炉内に案内することができる。
【００３７】
＜スタンプ施工用振動工具の変更例＞
本発明に係るスタンプ施工用振動工具は、上記した実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、ガイドフレーム、振動押圧手段等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
【００３８】
たとえば、本発明に係るスタンプ施工用振動工具は、上記実施形態の如く、振動押圧手段を移動可能に支持するための上側水平シャフトおよび下側水平シャフトを２本ずつガイドフレームに固着したものに限定されず、単一の上側水平シャフトおよび単一の下側水平シャフトをガイドフレームに固着したもの等に変更することも可能である。また、本発明に係るスタンプ施工用振動工具は、上記実施形態の如く、振動押圧手段を移動可能に固着させる上下の支持手段が十字状であるものに限定されず、上下の支持手段がＹ字状であるもの等に変更することも可能である。また、本発明に係るスタンプ施工用振動工具は、上記実施形態の如く、ガイドフレームに４個の振動押圧手段が設置されたもの（すなわち、各上側水平シャフトおよび各下側水平シャフトに振動押圧手段が２個ずつ設置されたもの）に限定されず、３個以下、あるいは５個以上の振動押圧手段がガイドフレームに設置されたものでも良い。
【００３９】
また、本発明に係るスタンプ施工用振動工具は、上記実施形態の如く、振動押圧手段が円形の平板状押圧体を有しているものに限定されず、振動押圧手段が楕円形や矩形等の円形以外の平板状押圧体を有しているものに変更することも可能である。加えて、本発明に係るスタンプ施工用振動工具は、上記実施形態の如く、すべての振動押圧手段が同一の大きさの平板状押圧体（底面の面積が同一の平板状押圧体）を有しているものに限定されず、一部の振動押圧手段が他の振動押圧手段とは異なる大きさの平板状押圧体を有しているものに変更することも可能である。一方、本発明に係るスタンプ施工用振動工具は、上記実施形態の如く、振動押圧手段の振動モータが外部電源を利用するものに限定されず、振動モータがガイドフレームに登載したバッテリーから電源の供給を受けるもの等に変更することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るスタンプ施工用振動工具は、上記の如く優れた効果を奏するものであるので、誘導炉の炉底等の各種の形状の凹状部分の底面のスタンプ施工を行う工具として好適に用いることができる。また、取鍋等の非固定式の容器の底の施工にも利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１・・スタンプ施工用振動工具
２・・振動押圧手段
９・・ガイドフレーム
１４，１５・・上側水平シャフト
１６・・上側十字状支持手段
１９ａ〜１９ｄ・・車輪支持体
２０ａ〜２０ｄ・・ガイド車輪
Ｈ・・ホイストクレーン
Ｉ・・誘導炉
【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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