(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極支持アームの先端部に電極ホルダー及び該電極ホルダーを作動せしめるアクチュエータユニットを設け、上記電極支持アーム及び電極ホルダーの各内部に冷却水通路を設けてなる電極支持装置において、上記電極ホルダーをクランプ部材と導電部材により、また上記アクチュエータユニットを油圧シリンダ等のアクチュエータと板バネ等の弾性部材によりそれぞれ構成し、上記クランプ部材の円弧部を電極の外側に配置すると共に、上記導電部材の凹曲面を上記円弧部に対向させ、該導電部材を上記電極支持アームの先端に固定し、上記クランプ部材の円弧部両端の取付基部を上記電極支持アームに貫通させた連結部材により該支持アームの長さ方向の一定範囲でスライド自在に取付け、上記導電部材に固定したアクチュエータユニット支持部材を上記電極支持アーム内に挿入し、上記アクチュエータユニット支持部材に固定したアクチュエータを上記連結部材の後面に当てると共に、上記弾性部材を該連結部材の前面に当て、該弾性部材により上記クランプ部材を常時電極側に引寄せ、該電極を上記クランプ部材と導電部材との間でクランプすることを特徴とする電極支持装置。
【請求項２】
上記電極支持アームをアルミニウム等の軽金属材料により、また電極ホルダーを前記電極支持アームとは別の導電体によりそれぞれ構成し、上記電極支持アームの冷却水通路と電極ホルダーの冷却水通路とをそれぞれ独立に設けたことを特徴とする請求項１に記載の電極支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電気炉等において用いられる電極支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気炉等の電極支持装置は、一般に水平に設置される電極支持アームと、その先端に設けられる電極ホルダー及び該電極ホルダー作動用のアクチュエータユニットとにより構成される。上記の電極支持アーム及び電極ホルダーには内部に冷却水通路が設けられ、これにより大電流の通過に伴う発熱及び電気炉からの幅射熱による影響を避けるようにしている（特表平３−５００１０７号公報、特開平５−２５８８５８号公報参照）。
【０００３】
また、前記のアクチュエータユニットは油圧シリンダと板バネとの組合せにより構成され、通常の状態では板バネの力により電極をクランプし、そのクランプを解除する際に油圧シリンダを作動させるようにしている。このような作動をさせるために、上記油圧シリンダのピストンロッドの先端にクランプ部材を取付け、前記板バネをそのクランプ部材のまわりに嵌め、そのバネ力をピストンロッドに作用させてクランプ部材を引寄せて電極を外側からクランプしたり（特表平３−５００１０７号公報）、或いはクランプ部材を押し付けて電極を内側からクランプするようにしている（特開平５−２５８８５８号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごとき電極支持装置において、電極支持アームの軽量化を図るため、これをアルミニウム等の軽金属で構成することが行われるようになった。
【０００５】
しかし、この電極支持アームの先端に取付けられるクランプ部材を含む電極ホルダー等電極の外周面に接触する部材の全部又は一部は、導電性の良好な銅材が用いられる。
【０００６】
一方、電極支持アームや電極ホルダーに設けられた冷却水通路は、従来は一系統の共通した冷却水路であったので、電極支持アームと電極ホルダーが前述のようにイオン化傾向の差の大きい異種金属であることに起因して、冷却水を媒体とした電蝕が生じ易い問題があった。
【０００８】
また、前述のように、従来の電極支持装置は、油圧シリンダのピストンロッドの先端にクランプ部材を取付け、そのピストンロッドのまわりに板バネを嵌めていたので、ピストンロッドが長くなる欠点があった。
【０００９】
そこで、この出願に係る発明は、板バネをピストンロッドから分離することにより、ピストンロッドを短くし、これにより油圧シリンダ等のアクチュエータの小形化を図ることを主たる課題とし、また電蝕の発生を防止することをその他の課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１に係る発明においては、電極支持アームの先端部に電極ホルダー及び該電極ホルダーを作動せしめるアクチュエータユニットを設け、上記電極支持アーム及び電極ホルダーの各内部に冷却水通路を設けてなる電極支持装置において、上記電極ホルダーをクランプ部材と導電部材により、また上記アクチュエータユニットを油圧シリンダ等のアクチュエータと板バネ等の弾性部材によりそれぞれ構成し、上記クランプ部材の円弧部を電極の外側に配置すると共に、上記導電部材の凹曲面を上記円弧部に対向させ、該導電部材を上記電極支持アームの先端に固定し、上記クランプ部材の円弧部両端の取付基部を上記電極支持アームに貫通させた連結部材により該支持アームの長さ方向の一定範囲でスライド自在に取付け、上記導電部材に固定したアクチュエータユニット支持部材を上記電極支持アーム内に挿入し、上記アクチュエータユニット支持部材に固定したアクチュエータを上記連結部材の後面に当てると共に、上記弾性部材を該連結部材の前面に当て、該弾性部材により上記クランプ部材を常時電極側に引寄せ、該電極を上記クランプ部材と導電部材との間でクランプする構成としたものである。
【００１１】
前記の課題を解決するために、請求項２に係る発明においては、前記の構成に加え、上記電極支持アームをアルミニウム等の軽金属材料により、また電極ホルダーを前記電極支持アームとは別の導電体によりそれぞれ構成し、上記電極支持アームの冷却水通路と電極ホルダーの冷却水通路とをそれぞれ独立に設けた構成を採用した。
【００１２】
【作用】
請求項１に係る発明の電極支持装置は、通常の状態ではアクチュエータは非作動状態にあり、弾性部材の力により連結部材が後方に押され、これによりクランプ部材が電極側に引寄せられ、導電部材との間で電極をクランプする。この状態で電極に通電される。
【００１３】
また、請求項２にかかる発明の場合は、電極支持アームはその内部に設けた冷却水通路を通る水により、また、電極ホルダーはその内部に設けた冷却水通路を通る水によりそれぞれ冷却される。両方の冷却水通路は独立しているので、冷却水を媒体とする異種金属間の電蝕が防止される。
【００１４】
上記のクランプを解除する際は、アクチュエータを作動させ、連結部材を前方に押して弾性部材を収縮させ、クランプ部材を自由にする。
【００１５】
【実施例】
添付の図面に示した実施例の電極支持装置は、図１に示すように電極支持アーム１と、電極ホルダー２及び該電極ホルダー２の作動用のアクチュエータユニット３を有する。
【００１６】
上記の電極支持アーム１は、図示省略の昇降装置に電気炉上で水平状態に支持され、上下動される。この電極支持アーム１はアルミニウム製の四角筒で構成され、後端の閉塞壁４の後方に電力ケーブル（図示省略）の接続部５が設けられている。また前端には外向きフランジ６と内向きフランジ７（図３参照）が設けられる。
【００１７】
上記接続部５は、電力ケーブルの導体との接触による電蝕を防止するため、従来は銅板を爆着法等で貼り付けていたが、コスト高となるので、この発明においては、銅メッキを２００μｍ以上の厚さで施すことにより、コストの低減を図っている。
【００１８】
上記内向きフランジ７の内側縁には電極支持アーム１内に延びるアクチュエータユニット収納室８が設けられ、そのアクチュエータユニット収納室８の後端に油圧ホース用ダクト９を連結し、そのダクト９を該電極支持アーム１の上面の開口１１に連結している。
【００１９】
上記の電極支持アーム１の内部には、図２に示すように、冷却水の流入通路１２と流出通路１３とに隔離する隔離壁１４が設けられる。この隔離壁１４の後端部は閉塞壁４に接合され、前端部は前記の油圧ホース用ダクト９及びアクチュエータユニット収納室８の外側をそれぞれ冷却水の流入通路１２側、流出通路１３側に属せしめるよう二分する。
【００２０】
上記の隔離壁１４は、アクチュエータユニット収納室８の上面と下面において、内向きフランジ７と所要の間隔をもって相い対し、両者の間に連通口１５、１５を形成する（図３参照）。この連通口１５、１５により流入通路１２と流出通路１３が連通される。
【００２１】
また、電極支持アーム１の後端部の上面には流入通路１２と連通した入口１６及び下面には流出通路１３と連通した出口１７が設けられる。
【００２２】
上記の流入通路１２及び流出通路１３にそれぞれアルミニウムよりイオン化傾向の高い金属（例えばマグネシュウム）で形成された犠牲腐蝕材１８を挿入固定し、アルミニウムが冷却水により腐敗されるのを防止している。
【００２３】
電極ホルダー２は、クランプ部材１９と導電部材２１とにより構成される。クランプ部材１９はステンレススチール製であり、図３乃至図５に示すように、上下方向に一定の幅を持ち、平面形状がＵ字形をなしたものであり、電極２２の外側の外周面に沿った円弧部２３と、その両端に平行に延びた取付基部２４、２４、とから成る。
【００２４】
上記の円弧部２３の内部に、その上下方向の幅いっぱいの冷却水通路２５が設けられる。
【００２５】
上記の取付基部２４、２４には、前後方向に長い取付穴２６が設けられ（図４参照）、前記電極支持アーム１にはその取付穴２６と同じ位置に同じ形状の案内穴２７が設けられる。また該案内穴２７のまわりは、アクチュエータユニット収納室８との間に介在したパッキン２８により閉塞される。
【００２６】
前記の導電部材２１は銅製であり、電極２２の内側の外周面に沿い、前記円弧部２３と対向した円弧面２９を有すると共に、電極支持アーム１の前端面を閉塞し、また、該支持アーム１の外向きフランジ６と相い対向する外向きフランジ３１を有し、両方の外向きフランジ６、３１をボルト３０により相互に連結している（図５参照）。これらの各外向きフランジ６、３１の両側縁には、前記クランプ部材１９の取付基部２４、２４が嵌合する切欠き３２、３２がそれぞれ設けられる。
【００２７】
なお、電極支持アーム（アルミニウム製）１の外向きフランジ６の面に銅メッキを施すことにより、導電部材（銅製）２１の外向きフランジ３１との接触部分における電蝕を防止するようにしている。
【００２８】
上記導電部材２１の内部にも冷却水通路３３が設けられており（図４参照）、その一端において前記のクランプ部材１９の冷却水通路２５とパイプ３４により連通される。これらの冷却水通路２５、３３の他端にそれぞれ入口３５と出口３６が設けられる。
【００２９】
前記のアクチュエータユニット３は油圧シリンダ３７と板バネ３８及びシリンダ支持部材３９とにより構成される。シリンダ支持部材３９は、前記の導電部材２１の支持アーム１側の面に絶縁板４１を介在して固定された角筒状のものであり、前記のアクチュエータユニット収納室８の内部に挿入され、その後端部近くまで達している。
【００３０】
該シリンダ支持部材３９の後端部に油圧シリンダ３７の基部４２が固定され、該油圧シリンダ３７の油圧供給ホース４３は前述の油圧ホース用ダクト９から外部に引出され、該ダクト９の開口１１は上記ホース４３を挿通した蓋４０により閉塞される（図３参照）。
【００３１】
前記のシリンダ支持部材３９及びアクチュエータユニット収納室８には、前記の取付穴２６及び案内穴２７と対向した位置において、上下方向に長い案内穴４４、４５がそれぞれ設けられる（図６参照）。
【００３２】
図４に示すように、前記のクランプ部材１９の取付基部２４の取付穴２６、電極支持アーム１、アクチュエータユニット収納室８、シリンダ支持部材３９の各案内穴２７、４４、４５には連結ピン４６が貫通される。該連結ピン４６の両端にはフランジ付きの抜止め部材４７が嵌着される。
【００３３】
また、アクチュエータユニット収納室８の内部（その内部に存在するシリンダ支持部材３９の内部も含めて）において、前記連結ピン４６のまわりに押圧ブロック４８が嵌着され、その押圧ブロック４８を前記のシリンダ支持部材３９の案内穴４５及びアクチュエータユニット収納室８の案内穴４４の部分に、前記連結ピン４６と共に前後方向に移動可能に挿入している。上記の連結ピン４６、抜止め部材４７、押圧ブロック４８が連結部材４９を構成する。
【００３４】
前記の油圧シリンダ３７のピストンロッド５１は、上記押圧ブロック４８の後面に押し当てられる。また、該押圧ブロック４８の前面と、シリンダ支持部材３９の前端面との間に、保持パイプ５２のまわりに保持された複数枚の板バネ３８が介在される。
【００３５】
実施例の電極支持装置の構成に以上のごときものであり、次にその作用について説明する。
【００３６】
通常の状態では油圧シリンダ３７は非作動の状態にあり、板バネ３８のバネ力により連結部材４９を後向きに押し、クランプ部材１９を後退せしめ、導電部材２１との間で電極２２をクランプする。
【００３７】
電力ケーブルから接続部５を経て供給された電流は、電極支持アーム１、導電部材２１又はクランプ部材１９を経て電極２２に供給され、電気炉との間でアーク放電を生ぜしめる。
【００３８】
また、電極支持アーム１の冷却水の入口１６に供給された冷却水は内部の流入通路１２からその前端において連通口１５を経て流出通路１３に至り、出口１７から排出される。この冷却水の流れにより、通電による発熱、電気炉からの熱により加熱された電極支持アーム１を冷却する。
【００３９】
更に、電極ホルダー２の冷却水の入口３５に供給された冷却水は、クランプ部材１９の冷却水通路２５からパイプ３４を経て導電部材２１の冷却水通路３３に至り、出口３６から排出される。これにより、電極ホルダー２が冷却される。
【００４０】
冷却水の通路は上記のように電極支持アーム１側と電極ホルダー２側とは独立しているので、イオン化傾向の差の大きい異種金属間で生じる電蝕を防ぐことができる。また電極支持アーム１の内部には、犠牲腐蝕材１８が挿入されているので、アルミニウムが冷却水により腐蝕されることを防止する。
【００４１】
電極２２を取外す際は、油圧供給ホース４３を経て油圧シリンダ３７に油圧を供給すると、連結部材４９が前方に押戻されて板バネ３８が収縮され、クランプ部材１９によるクランプが解除される。
【００４２】
更に、電極ホルダー２を点検等のために取外す際は、クランプ部材１９と導電部材２１と共に、該導電部材２１と一体のシリンダ支持部材３９、該シリンダ支持部材３９に支持されたアクチュエータユニット３が一体に電極支持アーム１から取外される。
【００４３】
このとき、油圧シリンダ３７に接続された油圧供給ホース４３は、ダクト９に沿って前方に引き出される。従来はこの油圧供給ホース４３が支持アーム１の後端部から挿入されていたので、電極ホルダー２の取外しの際の作業性が悪かったが、この発明においては、ダクト９をアクチュエータユニット収納室８の後端から外向きに屈曲し、支持アーム１の前端に近い部分から油圧供給ホース４３を出し入れできるようにしたので、前記の作業性が改善される。
【００４４】
【発明の効果】
この出願の請求項１に係る発明は、アクチュエータユニットを構成する油圧シリンダ等のアクチュエータと板バネ等の弾性部材とを連結部材の前後に分けて設けたので、アクチュエータの作動子（油圧シリンダではピストンロッド）が短くなり、アクチュエータ全体がコンパクト化される利点がある。
【００４５】
また、請求項２に係る発明は、電極支持アームの冷却水の通路と、電極ホルダーの冷却水の通路とが独立しているため、イオン化傾向の差の大きい金属材料を使用していても、電蝕を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の縦断正面図
【図２】同上の横断平面図
【図３】同上の一部拡大縦断正面図
【図４】同上の一部拡大横断平面図
【図５】同上の一部斜視図
【図６】図４のＶ−Ｖ線の断面図
【符号の説明】
１  電極支持アーム
２  電極ホルダー
３  アクチュエータユニット
４  閉塞壁
５  接続部
６  外向きフランジ
７  内向きフランジ
８  アクチュエータユニット収納室
９  油圧ホース用ダクト
１１  開口
１２  流入通路
１３  流出通路
１４  隔離壁
１５  連通口
１６  入口
１７  出口
１８  犠牲腐蝕材
１９  クランプ部材
２１  導電部材
２２  電極
２３  円弧部
２４  取付基部
２５  冷却水通路
２６  取付穴
２７  案内穴
２８  パッキン
２９  円弧面
３０  ボルト
３１  外向きフランジ
３２  切欠き
３３  冷却水通路
３４  パイプ
３５  入口
３６  出口
３７  油圧シリンダ
３８  板バネ
３９  シリンダ支持部材
４０  蓋
４１  絶縁板
４２  基部
４３  油圧供給ホース
４４、４５  案内穴
４６  連結ピン
４７  抜止め部材
４８  押圧ブロック
４９  連結部材
５１  ピストンロッド
５２  保持パイプ
【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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