(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気炉内へ連通する作動ガスの通気孔を有する電極に、前記作動ガスの配管を接続するコネクタであって、
前記配管の接続口と前記電極の基端部を連通する連通孔を有し、電極の基端部の覆うキャップ部と、
気体の供給により前記キャップ部と前記電極の基端部側面間をシールするチューブと、
から構成されることを特徴とする電気炉の作動ガスコネクタ。
【請求項２】
請求項１記載の電気炉の作動ガスコネクタの脱着装置であって、
前記コネクタのキャップ部の外面に接続され、コネクタを昇降する昇降手段と、この昇降手段を水平方向へ回転する回転手段と、前記チューブに気体を供給する気体供給手段と、前記昇降手段と回転手段と気体供給手段を駆動して電極の基端部への前記コネクタの脱着を行う制御手段とを備えたことを特徴とする電気炉の作動ガスコネクタの脱着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ式電気炉など消耗する電極を使用し、またこの電極を介して作動ガスを注入する電気炉において、前記作動ガスの配管を前記電極に接続する作動ガスコネクタと、このコネクタの電極への脱着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電極間や電極とベースメタルとの間にプラズマを発生させて処理物を加熱および溶融させる電気炉では、経済的、かつ熱ロスの少ない炭素電極が多く使用されている。この電気炉では、前記電極の中心に、電極の基端部から先端部へ連通する通気孔を設けている。この通気孔に連結される作動ガスコネクタを介して、作業ガス配管より窒素ガスなどの作動ガスを炉内に注入している。また、炭素電極は放電により消耗するため、定期的に継ぎ足しする必要がある。
【０００３】
従来の上記作動ガスコネクタ１は、ニップル式のコネクタであり、図５に示すように、上部の配管ガス２の接続キャップ３と、電極４の基端部４Ａに形成さられたねじ穴５にねじ込まれる下部のニップル６から構成され、ニップル６の中心には、配管ガス２の接続部３と電極４の通気孔４Ｂ間を連通する連通孔７が設けられている。
【０００４】
そして、電極４が短くなると、作動ガスコネクタ１を取り外して、新たな電極を継ぎ足し（なお、電極の継ぎ足しはねじ穴５を使用して行われる）、その後、新たな電極４の基端部に作動ガスコネクタ１を取り付けて操業される。この作動ガスコネクタ１の脱着はロボットにより行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、作動ガスコネクタ１を脱着する場合、回転して脱着させる必要があり、ロボットに要求される機構が複雑になるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、電極への脱着が容易な作動ガスコネクタとその脱着装置を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の作動ガスコネクタは、電気炉内へ連通する作動ガスの通気孔を有する電極に、前記作動ガスの配管を接続するコネクタであって、前記配管の接続口と前記電極の基端部を連通する連通孔を有し、電極の基端部の覆うキャップ部と、気体の供給により前記キャップ部と前記電極の基端部側面間をシールするチューブとから構成されることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成によれば、キャップ部を電極の基端部に被せ、チューブに気体を供給して、キャップ部と前記電極の基端部側面間をシールすることによりコネクタが電極の基端部に取り付けられ、作動ガスがコネクタの連通孔、電極の通気孔を介して電気炉内に供給される。またチューブから気体を抜いて、キャップ部を電極の基端部から外すことによりコネクタが電極の基端部より取り外される。
【０００９】
また請求項２記載の電気炉の作動ガスコネクタの脱着装置は、請求項１記載の作動ガスコネクタの脱着装置であって、前記コネクタのキャップ部の外面に接続され、コネクタを昇降する昇降手段と、この昇降手段を水平方向へ回転する回転手段と、前記チューブに気体を供給する気体供給手段と、前記昇降手段と回転手段と気体供給手段を駆動して電極の基端部への前記コネクタの脱着を行う制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成によれば、回転手段によりコネクタを電極の上方位置へ移動させ、昇降手段によりコネクタを下降させてキャップ部を電極の基端部に被せ、気体供給手段によりコネクタのチューブに気体を供給して、キャップ部と前記電極の基端部側面間をシールすることによりコネクタが電極の基端部に取り付けられる。また気体供給手段によりコネクタのシール部から気体を抜いて、昇降手段によりコネクタを上昇させ、回転手段によりコネクタを電極の基端部の上方から水平移動させることによりコネクタが電極の基端部より取り外される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態における電気炉の作動ガスコネクタとその脱着装置の側面図、図２は同平面図である。
【００１２】
図１において、21はエアチューブ式の電気炉の作動ガスコネクタ、22はこの電気炉の作動ガスコネクタ21の脱着装置である。
作動ガスコネクタ21は、作動ガスの配管23の接続口24と、この接続口24と電極25の基端部25Ａを連通する連通孔26とを有し、電極の基端部25Ａの覆うキャップ部27と、キャップ部27の内側面27Ａに貼りつけられ、エアの供給によりキャップ部27と電極の基端部25Ａ側面間をシールするエアチューブ28とから構成されている。エアチューブ28は、自動車などのタイヤに使用される耐熱（８０℃程度）仕様のゴムを使用している。
【００１３】
電気炉の作動ガスコネクタ21の脱着装置22は、コネクタのキャップ部27の外面に接続され、コネクタ21を昇降する昇降手段31と、この昇降手段31を水平方向へ回転する回転手段32と、図３に示すようにコネクタのエアチューブ28、昇降手段31、および回転手段32へエアを供給するエア供給手段33と、昇降手段31と回転手段32とエア供給手段33を駆動して電極の基端部25Ａへのコネクタ21の脱着を行うコントローラ（制御手段）34から構成されている。
【００１４】
上記昇降手段31は、回転基板36に垂直に固定された筒体37と、コネクタのキャップ部27の外面に接続されコネクタ21を水平に支持しながら前記筒体37に沿って昇降されるアーム38と、前記回転基板37に垂直に固定され、ロッドがアーム38に取り付けられアーム38を昇降するた第１エアシリンダ39から構成されている。なお、回転基板36は、電気炉上に配置された電極25の把持装置40上に固定された第１基台41に回転自在に支持されている。またアーム38には、コネクタのエアチューブ28に接続されるエア配管（図示せず）が内蔵されている。
【００１５】
上記回転手段32は、把持装置40に固定された第２基台42に水平に固定され、ロッドが筒体37の側面に固定され、図２に示すように、回転基板36、すなわちアーム38を電極25の上面から水平に９０度に渡って回動する第２エアシリンダ43から構成されている。
【００１６】
上記エア供給手段33は、図３に示すように、エアチューブ28用の３ポート３位置電磁切換弁45と、第１エアシリンダ39用の４ポート３位置電磁切換弁46と、第２エアシリンダ43用の４ポート３位置電磁切換弁47と、コンプレッサ48から構成され、各切換弁45，46，47の電磁コイル45Ａ，45Ｂ，46Ａ，46Ｂ，47Ａ，47Ｂは、上記コントローラ34により励磁される。コントローラ34はコンピュータなどにより形成される。
【００１７】
コントローラ34の動作を図４のフローチャートにしたがって説明する。同時に装置の作用を説明する。
＜コネクタ取り外し＞
コントローラ34はコネクタ取り外し指令信号を入力すると（ステップ−１）、エアチューブ28用の３ポート３位置電磁切換弁45の一方の電磁コイル45Ａを所定時間、励磁してエアチューブ28内に蓄積された圧力空気を大気に放出させ（ステップ−２）、続いて第１エアシリンダ39用の４ポート３位置電磁切換弁46の一方の電磁コイル46Ａを所定時間、励磁してロッドを伸長させ（ステップ−３）、次に第２エアシリンダ43用の４ポート３位置電磁切換弁47の一方の電磁コイル47Ａを所定時間、励磁してロッドを収縮させる（ステップ−４）。
【００１８】
上記ステップにより、コネクタ21のエアチューブ28から圧力空気が放出され、コネクタ21はルーズな状態となり、続いて第１エアシリンダ39のロッドが伸びてアーム38が上昇してコネクタ21が上昇し、コネクタ21は電極25から抜けた状態となる。次に、第２エアシリンダ43のロッドが縮んで、図２に２点鎖線で示すように、アーム38が９０度回転してコネクタ21は電極25位置から退避する。
【００１９】
この状態で、電極25の継ぎ足しが行われる。継ぎ足された電極25は、継ぎ足し動作前の電極25のセット高さ位置と同じ高さ位置にセットされ、把持装置40により支持される。
＜コネクタ取り付け＞
電極25の継ぎ足しが終了し、コントローラ34はコネクタ取り付け指令信号を入力すると（ステップ−５）、第２エアシリンダ43用の４ポート３位置電磁切換弁47の他方の電磁コイル47Ｂを所定時間、励磁してロッドを伸長させ（ステップ−６）、続いて第１エアシリンダ39用の４ポート３位置電磁切換弁46の他方の電磁コイル46Ｂを所定時間、励磁してロッドを収縮させ（ステップ−７）、次にエアチューブ28用の３ポート３位置電磁切換弁45の他方の電磁コイル45Ｂを所定時間、励磁してエアチューブ28内に圧力空気を蓄積させてエアチューブ28を膨らませる（ステップ−８）。
【００２０】
上記ステップにより、第２エアシリンダ43のロッドが伸びて、アーム38が９０度回転してコネクタ21は電極25上方位置へ移動し、続いて第１エアシリンダ39のロッドが縮んでアーム38が下降してコネクタ21が下降し、コネクタ21は電極25に被さる状態となる。次に、コネクタ21のエアチューブ28に空気が注入されて、コネクタ21はタイトな状態となり、シールされる。
【００２１】
この状態で、作動ガスの配管23、コネクタ21の連通孔26、および電極25の通気孔25Ｂを介して電気炉内へ作動ガスが供給される。
このように、コネクタ21をエアチューブ式とすることにより、従来のようにニップルを回転させる必要がなくなることから、簡単な機構でコネクタ21の脱着を行うことができ、コンパクトで把持装置40上にスペースを取ることなく、コストを低減したコネクタ21および脱着装置22を提供することができる。
【００２２】
なお、チューブ28には、空気を注入／放出しているが、気体であればよく、不活性ガスであればなお望ましい。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、チューブの気体の注入／放出により簡単に電極の基端部に脱着できるコネクタを提供することができる。
【００２４】
また請求項２記載の発明によれば、コネクタの昇降、コネクタの回転、およびチューブの気体の注入／放出を行うことにより、簡単な機構で電極の基端部に脱着でき、コンパクトでコストを低減した脱着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電気炉の作動ガスコネクタとその脱着装置の側面図である。
【図２】同電気炉の作動ガスコネクタとその脱着装置の平面図である。
【図３】同脱着装置の空気系統図である。
【図４】同脱着装置のコントローラの動作を説明するフローチャートである。
【図５】従来のニップル式作動ガスコネクタの断面図である。
【符号の説明】
21    作動ガスコネクタ
22    脱着装置
23    作動ガスの配管
24    接続口
25    電極
25Ａ  電極の基端部
25Ｂ  通気孔
26    連通孔
27    キャップ部
28    エアチューブ
31    昇降手段
32    回転手段
33    エア供給手段
34    コントローラ（制御手段）
36    回転基板
37    筒体
38    アーム
39    第１エアシリンダ
40    把持装置
41，42  基台
43    第２エアシリンダ
45，46，47    切換弁
45Ａ，45Ｂ，46Ａ，46Ｂ，47Ａ，47Ｂ    切換弁の電磁コイル
48    コンプレッサ
【図１】
0003544814.tif 000002
【図２】
0003544814.tif 000003
【図３】
0003544814.tif 000004
【図４】
0003544814.tif 000005
【図５】
0003544814.tif 000006