(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランスの下端に設けたホルダを前記ランスの下降によってプローブの結合孔に挿入して連結させる自動装着装置であって、
前記ホルダを差し込むスリーブ状のガイドヘッドに２個のセグメントが開閉可能に対向して設けられ、閉じた２個のセグメントの上端部にすり鉢状のコーンガイドが形成されるとともに、前記コーンガイドの下側にホルダの挿入部が形成され、更に前記挿入部の下方に内周径を前記挿入部の内周径より大きくしたプローブの差し込み部が形成され、
前記ホルダの挿入部に、前記セグメントを貫通してホルダの外周面に向けて進退動作してホルダを摺動可能に挟むことによってホルダを前記ガイドヘッドと同軸上に調心させ且つホルダの軸線方向の移動を可能とするロッドがガイドヘッドの軸線と直交する向きに対向して配置され、
前記プローブの差し込み部に、セグメントを貫通して前記プローブの外周面に向けて進退動作してプローブの外周面を拘束してプローブを前記ガイドヘッドに同軸上に設定拘束するロッドがガイドヘッドの軸線と直交する向きに対向して配置され、
更に前記ガイドヘッドの下方に前記プローブの外周面を拘束してプローブをガイドヘッドに対して同軸上に保持する開閉可能の一対のクランパが配置されてなるプローブの自動装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転炉，電気炉，平炉，タンディッシュ及びその他の取鍋容器内の溶融金属に浸漬してサンプリングしたり温度測定するためのプローブの装着装置に係り、特にプローブの外径が様々であっても一つの装置で対応できるようにした自動装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転炉等の溶融金属容器の中の溶鋼の温度や分析及びサンプリングのために従来からプローブが多用されている。このプローブは専用のホルダによって保持されて溶鋼の中に浸漬されるもので、溶鋼中に浸漬することによるプローブ自身の溶損が激しいので頻繁にホルダに対して交換する必要があり、この交換のために自動装着装置が利用されている。
【０００３】
このプローブのホルダに対する自動装着装置としては、たとえば特公昭４９−４９５２０号公報に記載されているものがある。これは、一つのホルダに対して数種類のプローブを装着できるようにしたものである。
【０００４】
プローブはその溶損が避けられないことから消耗型として供給され、使用後には全て廃棄されるのが通常であり、このためプローブは安価なものとすることが要求される。このことから、プローブは溶鋼中に浸漬して温度測定やサンプリング等の所期の目的を達成できる程度を基準としてその外径や肉厚を最小にして単価を引き下げたりしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近来では鋼の品質向上を図るため、溶鋼の処理中の水素分析も重要な測定項目とされ、プローブによって直接測定することが要求されるようになった。
【０００６】
この水素分析の場合では、サンプリング法とガス吸引直接測定法とが一般的であるが、直接測定法であることからプローブの浸漬時間が比較的長くなる。また、窒素ガスの循環流路や分析ガスの吸引流路等を必要とするためにプローブ自体が大きくなり、これを保持するホルダもガス循環用のパイプを内蔵するために同様に大型化する。したがって、温度測定やサンプリング等のホルダを兼用してこれらの直接測定用のプローブを保持することができないことになる。
【０００７】
このように、用途に応じてプローブの外径は様々に変わるので、これに応じてホルダとの装着装置を準備する必要があり、設備面での負担が大きくなるほか、保守点検も煩わしいという問題がある。
【０００８】
本発明において解決すべき課題は、多種類のプローブに対しても一つの装着装置を兼用してホルダへの装着を可能として設備面の改善を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ランスの下端に設けたホルダを前記ランスの下降によってプローブの結合孔に挿入して連結させる自動装着装置であって、前記ホルダを差し込むスリーブ状のガイドヘッドに２個のセグメントが開閉可能に対向して設けられ、閉じた２個のセグメントの上端部にすり鉢状のコーンガイドが形成されるとともに、前記コーンガイドの下側にホルダの挿入部が形成され、更に前記挿入部の下方に内周径を前記挿入部の内周径より大きくしたプローブの差し込み部が形成され、前記ホルダの挿入部に、前記セグメントを貫通してホルダの外周面に向けて進退動作してホルダを摺動可能に挟むことによってホルダを前記ガイドヘッドと同軸上に調心させ且つホルダの軸線方向の移動を可能とするロッドがガイドヘッドの軸線と直交する向きに対向して配置され、前記プローブの差し込み部に、セグメントを貫通して前記プローブの外周面に向けて進退動作してプローブの外周面を拘束してプローブを前記ガイドヘッドに同軸上に設定拘束するロッドがガイドヘッドの軸線と直交する向きに対向して配置され、更に前記ガイドヘッドの下方に前記プローブの外周面を拘束してプローブをガイドヘッドに対して同軸上に保持する開閉可能の一対のクランパが配置されてなることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
ホルダ及びプローブはそれぞれのガイド手段及び拘束手段によってその位置を設定されてガイドヘッドに対して同軸上に調心して配列されるので、プローブの結合孔へのホルダの差し込みが確実に行われる。
【００１１】
また、ガイド手段及び拘束手段のそれぞれはホルダ及びプローブの外周面に対して進退動作するので、ホルダ及びプローブの大きさに従って進出量を設定することにより、ホルダ及びプローブの仕様に関係なくガイドヘッド内で調心させてこれらを結合することができる。
【００１２】
【実施例】
図１はプローブの装着装置の配置例を示す概略図である。
【００１３】
図において、転炉や取鍋等の溶融金属容器５０の上方にランス５１がその昇降駆動装置５２に連接されて昇降可能に配置され、このランス５１の下端にはホルダ１を連結している。ランス５１の昇降位置の近傍にはホルダ１に対するプローブ２の装着装置３が設置されている。
【００１４】
図２は装着装置３の概要を示す一部切欠図である。
【００１５】
装着装置３は、従来技術の項で挙げた特公昭４９−４９５２０号公報にも記載されているように、多数のプローブ２を配列してストックした収納部（図示せず）を備え、この収納部から所定のプローブ２を選択してホルダ１への連結のために切り出す機構を備えたものである。
【００１６】
図２において、装着装置３に設けたフレーム３ａに鉛直姿勢の軸線を持つガイドロッド３ｂを上下に移動可能に軸受３ｃによって保持し、ガイドロッド３ｂの側方には１個またはこのガイドロッド３ｂを挟んで２個のブロック４を連結している。そして、下端側の軸受３ｃの少し上にはフレーム３ａに固定した係合ブロック３ｄを設けてこの中にガイドロッド３ｂを貫通させると共に、係合ブロック３ｄとブロック４との間には圧縮のコイルスプリング３ｅを組み込んでいる。
【００１７】
なお、図示の例では、ガイドロッド３ｂを挟んで図面と直交する方向に２ヵ所にブロック４を配置するものとし、２本のプローブ２について装着可能としている。
【００１８】
ブロック４には、ホルダ１をガイドすると共にプローブ２との間でのセンタリングによって調心させるためのガイドヘッド５及びプローブ２を保持するためのクランプヘッド６をそれぞれ連結する。
【００１９】
図３はガイドヘッド５の平面図、図４はホルダ１とプローブ２とを差し込んだときの要部の縦断面図、図５は図４のＡ−Ａ線矢視による概略横断面図、図６は図４のＢ−Ｂ線矢視による概略横断面図である。
【００２０】
ガイドヘッド５はブロック４に連結したシリンダ５ａにリンク５ｂによって連接した２個のセグメント５ｃを備えたものである。これらのセグメント５ｃの上端部にはすり鉢状の形状としたコーンガイド５ｄとして形成すると共にその下側をホルダ１の挿入部とし、更にその下方には内周径を大きくしたプローブ２の差し込み部としている。
【００２１】
ホルダ１の挿入部に対応するそれぞのセグメント５ｃにはホルダ１をガイドしてセンタリングするためのホルダ用シリンダ７を設ける。これらのホルダ用シリンダ７は、セグメント５ｃを外から内側に貫通するロッド７ａをガイドヘッド５の軸線と直交する向きに配置したもので、図４に示すようにロッド７ａを進出させることによってホルダ１を挟んでこれをガイドヘッド５と同軸位置に設定する操作が可能である。
【００２２】
また、プローブ２の差し込み部には、図４及び図６に示すように、上下に３段配置であって各セグメント５ｃのそれぞれに２列配置したプローブ用シリンダ８を設ける。このプローブ用シリンダ８もそのロッド８ａをセグメント５ｃに貫通させて配置したものであり、図６に示すようにそれぞれのロッド８ａの軸線のなす角度を９０度として配列されている。そして、上下３段のプローブ用シリンダ８のそれぞれ同じ高さに位置しているものどうしを同期して制御することによって、プローブ２の周面を４ヵ所で拘束してホルダ１に対して調心させる操作を可能とする。
【００２３】
図７はクランプヘッド６の平面図であり、このクランプヘッド６はブロック４に連結したシリンダ６ａにリンク６ｂによって連接した一対のクランパ６ｃを設けたものである。クランパ６ｃはシリンダ６ａの作動によって同図に示す開いた状態から一点鎖線で示す位置まで回動し、この位置でプローブ２の外周面を拘束してこれをガイドヘッド５と同軸上に設定することができる。
【００２４】
以上の構成において、プローブ２をホルダ１に連結する作業は、ガイドヘッド５の２個のセグメント５ｃを図５に示す閉じた位置関係となるようにシリンダ５ａによって設定し、収納箱から所定のプローブ２を取り出してハンドリング装置によってこのプローブ２を図２に示すようにガイドヘッド５の中に差し込む。このとき、プローブ２はクランプヘッド６によって保持されると共にガイドヘッド５と同軸配置となるように姿勢が設定される。
【００２５】
ガイドヘッド５の中に差し込まれプローブ２は、図４に示すように最も上段に位置している４個のプローブ用シリンダ８のロッド８ａの先端によって拘束され、これによってプローブ２の上端は正確にガイドヘッド５に対して同軸位置に設定されて保持される。
【００２６】
このようなプローブ２のガイドヘッド５への差し込み保持の後には、図２に示すようにランス５１をその昇降駆動装置５２によって下降させ、図４に示すようにホルダ１をガイドヘッド５に差し込んでいく。このホルダ１の差し込みに際しては、コーンガイド５ｄによってホルダ１の下端が挿入部側に案内され、図４に示すようにホルダ１はホルダ用シリンダ７のロッド７ａの間に差し込まれる。このとき、ロッド７ａはホルダ１の外周面を狭持せずに僅かな隙間ができる程度とし、ホルダ１がガイドヘッド５に対して同軸上で進めるようにホルダ１の周面が摺動できるような位置関係として設定する。
【００２７】
次いで、昇降装置５２によって図４の状態から更にホルダ１を下降させると、その下方でガイドヘッド５と同軸上で待機しているプローブ２側に移動する。そして、ホルダ１はその下端からプローブ２の上端から軸線方向に開口している結合孔２ａに差し込まれていき、ホルダ１とプローブ２とが連結される。そして、ホルダ１の下端が結合孔２ａの下端の底部に突き当たるようになると、クランプヘッド６を介してプローブ２がブロック４側に一体に連接されているので、ガイドロッド３ｂに沿ってこのブロック４がガイドヘッド５及びクランプヘッド６と一体となってコイルスプリング３ｅを圧縮しながら下に移動する。そして、この移動をフレーム３ａの下端部に設けたリミットスイッチ３ｆによって検知することにより、昇降駆動装置５２による下降を停止させると、ホルダ１とプローブ２との結合が完了する。
【００２８】
この結合完了の後には、クランプヘッド６によるプローブ２の拘束を解除すると同時にガイドヘッド５のセグメント５ｃを図８に示すように開いてランス５１を自由とすることによって、溶融金属容器５０側への下降を可能とする。
【００２９】
図９はホルダ１及びプローブ２の外径が大きいときのガイドヘッド５及びクランプヘッド６に対する装着を示す要部の縦断面図である。
【００３０】
この例では、ホルダ１及びプローブ２のそれぞれがガイドヘッド５に差し込まれる部分の内径にほぼ等しいので、ホルダ用及びプローブ用シリンダ７，８を作動させなくても、これらのホルダ２及びプローブ２を同軸に設定してホルダ２の下端の結合孔２ａへの差し込みを支障なく行うことができる。
【００３１】
また、ホルダ１とプローブ２の外径が図９のものより少し小さい場合では、先の例と同様にホルダ用及びプローブ用のシリンダ７，８を作動させることによって、ホルダ１とプローブ２とを調心させた位置に設定すればよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、ホルダ及びプローブの外径が様々に変わっても、ガイドヘッドによってこれらのホルダとプローブとを調心させた位置に設定してその結合を行わせることができるので、ホルダやプローブの大きさに応じた複数の装着装置を備える必要がなくなり、設備の簡略化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプローブの自動装着装置を備える設備の概略図である。
【図２】装着装置の要部を切欠して示す図である。
【図３】ガイドヘッドの平面図である。
【図４】ホルダ及びプローブをガイドヘッドの中に差し込んだ状態を示す要部の縦断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視による横断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線矢視による横断面図である。
【図７】クランプヘッドの平面図である。
【図８】ホルダとプローブとの結合後にガイドヘッドのセグメントを開いたときの概略縦断面図である。
【図９】外径が大きなホルダとプローブへの対応を示すガイドヘッドの要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  ：ホルダ
２  ：プローブ
２ａ：結合孔
３  ：装着装置
４  ：ブロック
５  ：ガイドヘッド
５ａ：シリンダ
５ｂ：リンク
５ｃ：セグメント
５ｄ：コーンガイド
６  ：クランプヘッド
６ａ：シリンダ
６ｂ：リンク
６ｃ：クランパ
７  ：ホルダ用シリンダ
７ａ：ロッド
８  ：プローブ用シリンダ
８ａ：ロッド
５０  ：溶融金属容器
５１  ：ランス
５１  ：昇降駆動装置
【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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【図９】
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