(57)【要約】【課題】上ノズルを所定の位置に正確且つ容易に装着することができる上ノズル装着装置を提供する。【解決手段】上ノズル装着装置１０は、スライディングノズル装置３５を構成する固定金枠３０に第一の回動軸２６、２７を介して着脱可能に軸支され、スライディングノズル装置３５のスライド方向Ｓと直交する直交面内で回動するフレーム２５と、第一の回動軸２６、２７と直交する第二の回動軸２９を介してフレーム２５に軸支され、スライド方向Ｓと平行且つ上ノズル１５が装着される内孔１６ａの中心軸を含む平面内で回動可能なガイド部２０と、ガイド部２０に摺動自在に保持されるロッド１２の一方の端部に、上ノズル１５がセットされるベースプレート１３が設けられた上ノズルセット治具１１とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属の流量制御を行うスライディングノズル装置を構成する固定金枠に第一の回動軸を介して着脱可能に軸支され、該スライディングノズル装置のスライド方向と直交する直交面内で回動するフレームと、
前記第一の回動軸と直交する第二の回動軸を介して前記フレームに軸支され、前記スライド方向と平行且つ上ノズルが装着される内孔の中心軸を含む平面内で回動可能なガイド部と、
前記ガイド部に摺動自在に保持されるロッドの一方の端部に、前記上ノズルがセットされるベースプレートが設けられた上ノズルセット治具とを備えることを特徴とする上ノズル装着装置。
【請求項２】
請求項１記載の上ノズル装着装置において、前記フレームの最大回動角度を規制するストッパーを備える上ノズル装着装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の上ノズル装着装置において、前記ガイド部の回動方向の自由度を拘束するロックピンを備える上ノズル装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上ノズルを溶融金属容器の底部に装着する際に使用される上ノズル装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上ノズルを溶融金属容器の底部に装着する場合、図８に示すような上ノズルセット治具５０が従来より使用されている。上ノズルセット治具５０は、上ノズルがセットされる円盤状のベースプレート５２と、ベースプレート５２の中心を貫通する円筒状のロッド５１とから構成されている。上ノズルセット治具５０を用いて上ノズルを溶融金属容器の底部に装着する手順は以下の通りである。先ず、スタンド５３で支持された上ノズルセット治具５０のベースプレート５２上に上ノズルをセットし、上ノズルの外周面にモルタルを塗布する。次いで、上ノズルセット治具５０をスタンド５３から取り外した後、人力によりロッド５１を操作して、溶融金属容器の底部に設けられた孔に上ノズルを挿入して所定の位置に装着する。そして、上ノズル外周面のモルタルが固化した後、ロッド５１を引き抜くことにより、上ノズルの装着が完了する。
【０００３】
しかし、スライディングノズル装置のサイズにもよるが、上ノズルは大きいもので重量が約２５ｋｇ有り、モルタルを塗布すると３０ｋｇ程度となる。このため、上ノズルがセットされた上ノズルセット治具５０を人力で操作して溶融金属容器の底部に上ノズルを装着する作業は重労働となる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、成形モルタルハンドリング機と装着機とからなる溶融金属容器用上ノズル装着装置の発明が提案されている。当該装置における成形モルタルハンドリング機は、台車上に設けられた旋回、昇降駆動される本体と、この本体に設けられた回転、進退駆動されるアームと、このアームの端部に設けられた水平、垂直に９０°回動されるサクションヘッド部とから構成され、装着機は、台車上に設けられた旋回、昇降駆動される本体と、この本体に設けられた回転、進退駆動されるアームと、このアームの端部に設けられた水平、垂直に９０°回動される上ノズル把持部とから構成されている。
【０００５】
また、特許文献２には、上ノズル取付構造を有するノズル交換装置の発明が提案されている。ノズル交換装置の一側部を溶融金属容器の底部に旋回支持手段により下方へ向け旋回動可能に取付け、ノズル交換装置を下方へ旋回させた状態でこれに上ノズル把持手段により上ノズルを取付けて、ノズル交換装置の他側部を溶融金属容器の底部へ向けて旋回させることにより、上ノズルをノズル受け煉瓦内に挿入したのちノズル交換装置を溶融金属容器の底部に固着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−４７５２７号公報
【特許文献２】特開平１１−３２００８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された溶融金属容器用上ノズル装着装置の場合、装置が大掛かりであり、製造コストが上昇する。一方、特許文献２に記載されたノズル交換装置では、ノズル交換装置を旋回させるための軸受け部を溶融金属容器の底面に固着しておかなければならないことに加えて、スライディングノズル装置も当該ノズル交換装置に対応したものに変更する必要がある。このため、既存のスライディングノズル装置が使用できないという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、上ノズルを所定の位置に正確且つ容易に装着することができる上ノズル装着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る上ノズル装着装置は、溶融金属の流量制御を行うスライディングノズル装置を構成する固定金枠に第一の回動軸を介して着脱可能に軸支され、該スライディングノズル装置のスライド方向と直交する直交面内で回動するフレームと、前記第一の回動軸と直交する第二の回動軸を介して前記フレームに軸支され、前記スライド方向と平行且つ上ノズルが装着される内孔の中心軸を含む平面内で回動可能なガイド部と、前記ガイド部に摺動自在に保持されるロッドの一方の端部に、前記上ノズルがセットされるベースプレートが設けられた上ノズルセット治具とを備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明では、固定金枠に第一の回動軸を介して軸支されたフレームがスライディングノズル装置のスライド方向と直交する直交面内で回動すると共に、上ノズルセット治具のロッドを保持するガイド部がスライド方向と平行且つ上ノズルが装着される内孔の中心軸を含む平面内で回動可能とされ、さらに上ノズルセット治具がガイド部にガイドされてロッドの材軸方向に移動可能とされているので、上ノズル装着装置によって支持された上ノズルを三次元空間上で移動させることができる。これにより、上ノズル装着作業が軽減され、上ノズルを所定の位置に正確且つ容易に装着することが可能となる。加えて、本上ノズル装着装置は、フレームの回動軸を挿入する軸受部が固定金枠等に存在すれば、専用設計のスライディングノズル装置に限られることなく適用可能であり、構成もシンプルなのでコストも低く抑えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る上ノズル装着装置では、前記フレームの最大回動角度を規制するストッパーを備えることを好適とする。
当該構成では、溶融金属容器の底部に設けられた孔に上ノズルを挿入する際に、ストッパーによってフレームの最大回動角度が所定の角度に保持される。このため、フレームが所定の位置から回動しないように、作業員が上ノズルセット治具を保持しておく必要がないだけでなく、上ノズルの装着精度が確保される。
【００１２】
また、本発明に係る上ノズル装着装置では、前記ガイド部の回動方向の自由度を拘束するロックピンを備えていてもよい。
当該構成では、ロックピンによってガイド部の回動方向の自由度を拘束することができるので、上ノズルの外周面にモルタルを塗布する際に作業員が上ノズルセット治具を保持しておく必要がない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る上ノズル装着装置は、固定金枠に第一の回動軸を介して軸支されたフレームがスライディングノズル装置のスライド方向と直交する直交面内で回動すると共に、上ノズルセット治具のロッドを保持するガイド部がスライド方向と平行且つ上ノズルが装着される内孔の中心軸を含む平面内で回動可能とされ、さらに上ノズルセット治具がガイド部にガイドされてロッドの材軸方向に移動可能とされているので、上ノズルを所定の位置に正確且つ容易に装着することができる。加えて、本上ノズル装着装置は、既存のスライディングノズル装置に取り付けることができるだけでなく、上ノズル装着装置の構成もシンプルなのでコストも低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る上ノズル装着装置が取り付けられた固定金枠を側面から見た当該上ノズル装着装置の側面図である。
【図２】同上ノズル装着装置が取り付けられた固定金枠を正面から見た当該上ノズル装着装置の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一実施の形態に係る上ノズル装着装置を構成するフレームを固定金枠に取り付ける方法を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る上ノズル装着装置を用いた上ノズルの装着方法を示す説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る上ノズル装着装置を用いた上ノズルの装着方法を示す説明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、ガイド部の詳細図である。
【図８】従来の上ノズル装着方法に使用される上ノズルセット治具の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明では、溶融金属容器を９０°回転させ、スライディングノズル装置のスライド方向が鉛直方向と一致する状態を前提として説明する。
【００１６】
本発明の一実施の形態に係る上ノズル装着装置１０を図１〜図３に示す。
取鍋などの溶融金属容器の底部３６には、溶融金属を排出するための排出孔３７が設けられている。そして、溶融金属容器内には、排出孔３７を取り囲むようにノズル受け煉瓦１６が設置され、ノズル受け煉瓦１６に形成された内孔１６ａに、円錐台状とされた上ノズル１５が溶融金属容器の底面側から装着される。また、溶融金属容器の底面には、上ノズル１５のノズル孔１５ａから排出される溶融金属の流量制御を行うスライディングノズル装置３５が設置されている。
【００１７】
スライディングノズル装置３５は、溶融金属容器の底部３６に固定される固定金枠３０や、固定金枠３０に設けられた軸受部３１、３２、３３ａ、３３ｂに軸支されて開閉する開閉金枠３４、さらには開閉金枠３４内に収納されてスライド方向Ｓにスライドするスライド金枠（図示省略）などから構成されている。スライド方向Ｓと平行な、固定金枠３０の一方の側部には軸受部３１、３２が、他方の側部には軸受部３３ａ、３３ｂが設けられており、開閉金枠３４は、軸受部３１、３２と軸受部３３ａ、３３ｂのいずれにも取り付け可能とされている。本実施の形態では、開閉金枠３４は軸受部３３ａ、３３ｂに取り付けられている。
【００１８】
上ノズル装着装置１０は、固定金枠３０に第一の回動軸２６、２７を介して着脱可能に軸支され、スライディングノズル装置３５のスライド方向Ｓと直交する直交面内で回動するフレーム２５と、第一の回動軸２６、２７と直交する第二の回動軸２９を介してフレーム２５に軸支され、スライド方向Ｓと平行且つ上ノズル１５が装着される内孔１６ａの中心軸を含む平面内で回動可能なガイド部２０と、ガイド部２０に摺動自在に保持される上ノズルセット治具１１とを備えている。
【００１９】
フレーム２５は、固定金枠３０に着脱可能に軸支されるベース部２５ａと、ベース部２５ａに基端部が固定された側面視Ｌ字形のアーム部２５ｂ（図３参照）とから概略構成されている。
ベース部２５ａは帯板状とされ、長手方向の両端部には、固定金枠３０の軸受部３１、３２に挿入される一対の第一の回動軸２６、２７が設けられている。第一の回動軸２６、２７は同じ向きに突出する突起とされ、さらに第一の回動軸２７は、軸受部３２に挿入しやすいように、第一の回動軸２６に比べて短くなっている。一方、アーム部２５ｂの先端部には、第一の回動軸２６、２７と直交する第二の回動軸２９を介してガイド部２０が取り付けられている。
【００２０】
また、フレーム２５のアーム部２５ｂには、フレーム２５の最大回動角度を９０°程度に規制するストッパー２８が設けられている。ストッパー２８は棒状材からなり、棒状材の基端部はアーム部２５ｂに固着され、先端部は、フレーム２５を固定金枠３０に向けて回動した際に固定金枠３０に当接するようになっている。これにより、フレーム２５の最大回動角度が所定の角度に保持される。即ち、アーム部２５ｂの先端部がノズル受け煉瓦１６の内孔１６ａの前面に位置する状態が保持される。
【００２１】
第一の回動軸２７が設けられているベース部２５ａの端面からアーム部２５ｂの中心までのスライド方向距離Ｌ１（図１参照）、及びベース部２５ａの回動中心からガイド部２０の中心軸までのスライド直交方向距離Ｌ２（図３参照）は、フレーム２５がストッパー２８で支持された状態で上ノズルセット治具１１を回動させた際に、上ノズル１５が正規の位置（上ノズル１５の中心軸と内孔１６ａの中心軸が一致する位置）に配置されるように設定される。
【００２２】
上ノズルセット治具１１は、上ノズル１５がセットされる円盤状のベースプレート１３と、ベースプレート１３の裏面中心部に一方の端部が固着されたロッド１２とから構成されている。ベースプレート１３の表面には、上ノズル１５の底面１５ｂに設けられた凹部に嵌合する嵌合部１３ａが形成され、さらにベースプレート１３の表面中心部には、上ノズル１５のノズル孔１５ａに挿入される筒状の挿入部１４が設けられている。また、ベースプレート１３の周縁部には、固定金枠３０に当接する当接部１３ｂが放射状に形成されている。
【００２３】
ここで、ガイド部２０の構成を図７に示す。なお、図７(Ａ)は、後述する係合部２２側から、図７(Ｂ)は、第二の回動軸２９側から、図７(Ｃ)は、ロッド１２側から見た図である。同図に示すように、ガイド部２０は筒状とされ、内孔はロッド１２が挿通する挿通孔２０ａとされている。そして、ガイド部２０の側面部は、第二の回動軸２９によってフレーム２５のアーム部２５ｂに連結され、第二の回動軸２９回りに回動自在とされている（図１〜図３参照）。
また、ガイド部２０の他の側面部には、ガイド部２０の回動方向の自由度を拘束するロックピン２１が挿入されるピン孔２２ａが形成された係合部２２が設けられている。一方、アーム部２５ｂの先端部にも、ロックピン２１が挿入されるピン孔２３ａが形成された係合部２３が設けられている。係合部２２のピン孔２２ａと係合部２３のピン孔２３ａとを合致させてロックピン２１を挿入すると、上ノズルセット治具１１は鉛直方向に配置された状態でロックされる(図５参照)。このため、ベースプレート１３上にセットされた上ノズル１５の外周面に、容易にモルタルを塗布することができる。
【００２４】
さらに、ガイド部２０には、ガイド部２０の最大回動角度（９０°程度）を調節する角度調節ネジ２４ａが、ガイド部２０から側方に突出する係合部２４に設けられている。角度調節ネジ２４ａは、ガイド部２０を回動させた際にアーム部２５ｂに設けられた係合部２３に先端部が当接する。角度調節ネジ２４ａを回すことにより角度調節ネジ２４ａの突出量が調節され、ガイド部２０の最大回動角度が調節される。
【００２５】
次に上記構成を有する上ノズル装着装置１０の使用方法について図４〜図６を用いて説明する。
（１）ガイド部２０に上ノズルセット治具１１が装着されていない状態で、上ノズル装着装置１０を固定金枠３０の軸受部３１、３２に取り付ける。上ノズル装着装置１０の着脱を容易にするため、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、フレーム２５に設けられた突起状の第一の回動軸２６、２７は、第一の回動軸２７が第一の回動軸２６に比べて短くなっている。上ノズル装着装置１０を固定金枠３０の軸受部３１、３２に取り付ける際は、固定金枠３０の軸受部３１に第一の回動軸２６を上方から挿入した後（図４（Ｂ）参照）、第一の回動軸２７を軸受部３２に挿入すればよい（図４（Ｃ）参照）。なお、上ノズル１５を装着する際、固定金枠３０は起立状態となるので、フレーム２５が軸受部３１、３２から抜け落ちることはない。
一方、上ノズル装着装置１０を固定金枠３０の軸受部３１、３２から取り外す際は、固定金枠３０の軸受部３２から第一の回動軸２７を上方に引き抜いた後（図４（Ｂ）参照）、第一の回動軸２６を軸受部３１から引き抜けばよい。
【００２６】
（２）上ノズルセット治具１１が鉛直方向に配置された際に上ノズルセット治具１１のベースプレート１３が上側に位置するように、ガイド部２０の挿通孔２０ａに上ノズルセット治具１１のロッド１２を挿入する。そして、ベースプレート１３上に上ノズル１５をセットする（図５（Ａ）参照）。
（３）係合部２２、２３のピン孔２２ａ、２３ａにロックピン２１を挿入して、ガイド部２０が回動しないようにロックする（図５（Ｂ）参照）。
（４）フレーム２５を固定金枠３０に向けて回動させてストッパー２８の先端部を固定金枠３０に当接させる。
（５）上ノズル１５の外周面にモルタルを塗布する。
なお、上ノズル１５の外周面にモルタルを塗布した後、フレーム２５を固定金枠３０に向けて回動させてストッパー２８の先端部を固定金枠３０に当接させてもよい。
【００２７】
（６）ピン孔２２ａ、２３ａからロックピン２１を外した後、上ノズル１５の頂部がノズル受け煉瓦１６の内孔１６ａに面する位置まで上ノズルセット治具１１を回動させる（図６（Ａ）参照）。なお、ロッド１２の中心軸と内孔１６ａの中心軸とがずれている場合は、角度調節ネジ２４ａを回してロッド１２の中心軸と内孔１６ａの中心軸とを一致させる。
（７）上ノズルセット治具１１を押し込んで、上ノズルセット治具１１の当接部１３ｂが固定金枠３０に当接するまで上ノズル１５を内孔１６ａ内に挿入する（図６（Ｂ）参照）。この際、上ノズル１５の底面１５ｂが固定金枠３０の表面より奥に入り込むようにする。上ノズル１５の底面１５ｂと固定金枠３０の表面との段差は１ｍｍ以下が好ましい。
【００２８】
（８）上ノズル１５外周面のモルタルが固化するまで上ノズルセット治具１１を保持し、モルタル固化後、上ノズル１５のノズル孔１５ａから上ノズルセット治具１１を引き抜く。
（９）上ノズル装着装置１０を固定金枠３０の軸受部３１、３２から取り外して、上ノズル１５装着作業が完了する。
【００２９】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、固定金枠の両側部にそれぞれ開閉金枠用の軸受部が設けられているが、固定金枠の一方の側部にのみ開閉金枠用の軸受部が設けられている場合は、軸受部から一旦、開閉金枠を取り外して上ノズル装着装置を取り付け、上ノズル装着後に上ノズル装着装置を取り外して再び開閉金枠を取り付ければよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０：上ノズル装着装置、１１：上ノズルセット治具、１２：ロッド、１３：ベースプレート、１３ａ：嵌合部、１３ｂ：当接部、１４：挿入部、１５：上ノズル、１５ａ：ノズル孔、１５ｂ：底面、１６：ノズル受け煉瓦、１６ａ：内孔、２０：ガイド部、２０ａ：挿通孔、２１：ロックピン、２２、２３、２４：係合部、２２ａ、２３ａ：ピン孔、２４ａ：角度調節ネジ、２５：フレーム、２５ａ：ベース部、２５ｂ：アーム部、２６、２７：第一の回動軸、２８：ストッパー、２９：第二の回動軸、３０：固定金枠、３１、３２、３３ａ、３３ｂ：軸受部、３４：開閉金枠、３５：スライディングノズル装置、３６：底部、３７：排出孔、５０：上ノズルセット治具、５１：ロッド、５２：ベースプレート、５３：スタンド
【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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