(57)【要約】【課題】電極をスムーズで簡単に挿入することが可能な電極ホルダを提供する。【解決手段】ガラス溶融用の棒状の電極１１を挿通保持する電極ホルダ１２であって、電極１１を保持する保持具１９は、球体状で電極ホルダ１２本体に対して回転可能に組み付けられ、電極ホルダ１２への電極１１の挿入時に電極１１が衝突や摺接すると回転する。【選択図】図１
2018008857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融用の棒状の電極を挿通して保持する電極ホルダであって、
筒状をなす電極ホルダ本体の内側面から一部が突出し、前記電極ホルダ本体の内側を挿通する前記電極を保持すべく前記電極の外側面と当接する保持具を備え、
前記保持具は、球体状をなし、前記電極ホルダ本体に対して回転可能に組み付けられていることを特徴とする電極ホルダ。
【請求項２】
前記保持具は、絶縁材にて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電極ホルダ。
【請求項３】
前記保持具は、前記電極の周方向所定間隔に複数配列され、前記電極の軸方向の離間した位置に少なくとも２列以上配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極ホルダ。
【請求項４】
前記電極ホルダ本体には、前記保持具を収容するための収容孔が径方向に貫通形成されるとともに前記収容孔の径方向内側開口から前記保持具の抜け出しが不能となるような開口形状に形成され、前記収容孔に収容状態の前記保持具に当接するような嵌め入れ部材の嵌入にて前記保持具が組み付けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電極ホルダ。
【請求項５】
前記電極ホルダが溶融炉に組み付けられている状態において、
前記保持具は、前記電極ホルダの前記溶融炉側の端部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電極ホルダ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電極ホルダに前記電極が挿通されて保持されていることを特徴とする電極ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極ホルダ及び電極ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラスの溶融方式の１つとして、溶融炉内に直接挿入された棒状の電極に通電し、そのジュール熱により溶融炉内のガラスを溶融する直接通電加熱方式が知られている。この方式に用いられる電極は、例えば特許文献１にて開示の筒状の電極ホルダの内側部分に挿入した状態で保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２９１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電極ホルダは、保持する電極と電気的に絶縁させる必要がある。そのため、電極ホルダ本体の内周面から突出するように保持具（特許文献１ではスペーサ部材）が複数設置され、各保持具が協働して電極を保持することで、電極と電極ホルダ本体との絶縁が図られている。
【０００５】
一方で、電極を電極ホルダに挿入する際に電極が保持具と接触し、保持具が破損するおそれがある。そのため、保持具を含む電極の保持態様に工夫がないと、電極ホルダへの電極の挿入作業を極めて慎重に行う必要があり、煩雑な作業となってしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電極をスムーズで簡単に挿入することが可能な電極ホルダ、及びその電極ホルダを用いる電極ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する電極ホルダは、ガラス溶融用の棒状の電極を挿通して保持する電極ホルダであって、筒状をなす電極ホルダ本体の内側面から一部が突出し、前記電極ホルダ本体の内側を挿通する前記電極を保持すべく前記電極の外側面と当接する保持具を備え、前記保持具は、球体状をなし、前記電極ホルダ本体に対して回転可能に組み付けられている。
【０００８】
この構成によれば、電極ホルダの保持具は、球体状で電極ホルダ本体に対して回転可能に組み付けられるため、電極ホルダへの電極の挿入時に電極に対する衝撃や摩擦等を自身で回転することで軽減する。これにより、電極をスムーズで簡単に電極ホルダに対して挿入することができる。
【０００９】
上記電極ホルダにおいて、前記保持具は、絶縁材にて構成されている。
この構成によれば、電極に直接接触する保持具自身が絶縁体にて構成されるため、保持具周りを特段絶縁構造としなくても、電極と電極ホルダとの間の電気的な絶縁を図ることができる。
【００１０】
上記電極ホルダにおいて、前記保持具は、前記電極の周方向所定間隔に複数配列され、前記電極の軸方向の離間した位置に少なくとも２列以上配置されている。
この構成によれば、電極の周方向所定間隔に複数配列される保持具は、電極の軸方向の離間した位置に少なくとも２列以上配置されているため、１列状に配置するよりも電極の傾斜抑制に寄与することができる。また後述するが、保持具を収容孔に収容する態様と組み合わせた場合、保持具の配置を２列以上とすれば収容孔も２列以上となるため、収容孔の形成による電極ホルダの剛性低下を抑制することもできる。
【００１１】
上記電極ホルダにおいて、前記電極ホルダ本体には、前記保持具を収容するための収容孔が径方向に貫通形成されるとともに前記収容孔の径方向内側開口から前記保持具の抜け出しが不能となるような開口形状に形成され、前記収容孔に収容状態の前記保持具に当接するような嵌め入れ部材の嵌入にて前記保持具が組み付けられている。
【００１２】
この構成によれば、保持具は電極ホルダ本体の収容孔に収容され嵌め入れ部材の嵌入にて組み付けられるため、収容孔と嵌め入れ部材とを用いる簡易な構造にて保持具を組み付けることができる。
【００１３】
上記電極ホルダにおいて、前記電極ホルダが溶融炉に組み付けられている状態において、前記保持具は、前記電極ホルダの前記溶融炉側の端部に設けられている。
この構成によれば、保持具は電極ホルダの溶融炉側の端部に設けられる、すなわち電極の挿入奥側となる溶融炉側の端部に設けられるため、電極の挿入作業を容易とすることができる。
【００１４】
上記課題を解決する電極ユニットは、上記電極ホルダに前記電極が挿通されて保持されている。
この構成によれば、電極をスムーズで簡単に挿入可能な電極ホルダを有する電極ユニットとして提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電極ホルダ及び電極ユニットによれば、電極をスムーズで簡単に電極ホルダに対して挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の電極ユニット（電極ホルダ）の全体を示す断面図。
【図２】同形態の電極ユニット（電極ホルダ）の一部を拡大した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、電極ユニット（電極ホルダ）の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の電極ユニット１０は、電極１１と、電極１１を保持する電極ホルダ１２とを備えて構成されている。電極ユニット１０は、溶融炉３０の壁部の例えば底壁３１を貫通する貫通孔３１ａに電極ホルダ１２の先端部が挿入されて支持されている。
【００１８】
電極１１は、モリブデン（導電金属）製で円棒状をなしている。電極１１は、先端部が溶融炉３０内に所定長さ露出するように電極ホルダ１２にて保持されている。電極１１の基端部は、外部電源（図示略）と接続され、自身の加熱のための電源供給を受けている。そして、電極１１は、給電による自身（先端部）の加熱により、溶融炉３０内のガラスＧの直接的な加熱を行う。
【００１９】
電極ホルダ１２は、金属製で円筒状をなしている。電極ホルダ１２の先端部分は、先端挿入部１２ａとして溶融炉３０の底壁３１の貫通孔３１ａに挿入され、先端挿入部１２ａの先端端面が底壁３１の内側面と略面一となるように電極ホルダ１２が設置されている。この場合、電極ホルダ１２は、自身の基端寄りの外周面に設けたフランジ部１３が、溶融炉３０の底壁３１に設けた取付部３２に対して取付ボルト（図示略）等により取り付けられることで、溶融炉３０に対して固定されている。
【００２０】
電極ホルダ１２の先端挿入部１２ａは、溶融炉３０に近い約１／４部分が充実部分１４であり、溶融炉３０より遠い残りの約３／４部分が中空部分１５となっている。
先端挿入部１２ａの中空部分１５には、円筒状の電極ホルダ１２を構成する周壁１２ｂ内を周方向に沿って環状をなす環状流路１５ａが設けられている。中空部分１５の反挿入側部は、環状流路１５ａが閉塞されており、対をなす入水管１６ａと出水管１６ｂとがそれぞれ接続されている。入水管１６ａ及び出水管１６ｂは、溶融炉３０から離間する方向に周壁１２ｂから延出している外壁１２ｃにて覆われるようにして配置され、一端は環状流路１５ａと連通し、他端は電極ホルダ１２の外部まで延びている。そして、外部の冷却装置（図示略）から冷却水が入水管１６ａを通って環状流路１５ａに導入され、電極ホルダ１２の内側に配置される電極１１を取り囲むようにして冷却する。環状流路１５ａ内に導入された冷却水は、出水管１６ｂを通って外部に吐出される。
【００２１】
図２に示すように、先端挿入部１２ａの充実部分１４には、電極１１の先端寄り部位を保持する保持構造１７が構成されている。本実施形態の保持構造１７は、軸方向に所定間隔を有して２列の第１及び第２保持部１７ａ，１７ｂを有している。第１及び第２保持部１７ａ，１７ｂは、それぞれ周方向等間隔に例えば３又は４箇所、合計６又は８箇所程度設けられるとともに、周方向において互い違いになるように配置、すなわち隣接の第１保持部１７ａ間に第２保持部１７ｂが位置するように配置されている。各保持部１７ａ，１７ｂは、同一構成をなしそれぞれ先端挿入部１２ａの充実部分１４に径方向に貫通形成される収容孔１８内に保持具１９を収容し、保持具１９を収容孔１８内で位置決めする支持ねじ２０（嵌め入れ部材）が収容孔１８に螺入されてなる。
【００２２】
保持具１９は、再結晶アルミナからなる球体状をなし、電極１１の外周面に当接する。これに対し、電極ホルダ１２本体側に設けた収容孔１８は、保持具１９を収容可能であり、径方向内側開口１８ａが保持具１９よりも小さい、すなわち保持具１９の一部が電極ホルダ１２（電極ホルダ１２本体）の内周面１２ｄから突出可能でありながら、径方向内側に抜け出し不能に形成されている。また、収容孔１８の内周面は、ねじ山が形成されている。そして、収容孔１８には、保持具１９が収容された状態で、径方向外側から支持ねじ２０が螺入される。このとき、支持ねじ２０は、保持具１９の一部が電極ホルダ１２の内周面１２ｄから突出するまで螺入され、しかも保持具１９が収容孔１８内で回転できるような位置まで螺入されている。
【００２３】
このような保持構造１７（第１及び第２保持部１７ａ，１７ｂ）において、複数の保持具１９が電極１１の先端寄りの部位に当接し、複数の保持具１９で協働して電極１１を保持している。このように保持具１９によって電極１１を保持することで、電極１１と電極ホルダ１２との間に数ｍｍ程度の空隙が形成されるようになっているため、電極１１と電極ホルダ１２との絶縁が図られている。また、保持具１９自身が絶縁材であることから、電極１１の外周面と当接状態でも互いの絶縁が図られている。
【００２４】
なお、電極ホルダ１２の基端側には、絶縁性を有する材料からなる円筒状の基端側保持部材２１が組み付けられている。基端側保持部材２１は、電極１１の基端側部位を保持するとともに、入水管１６ａ及び出水管１６ｂを挿通保持している。
【００２５】
このような構成の電極ユニット１０においては、初期設置時や操業途中に消耗した電極１１を継ぎ足す際等、溶融炉３０に固定された電極ホルダ１２に電極１１を基端側（反溶融炉３０側）から挿入することが行われる。電極１１は、電極ホルダ１２の基端側（反溶融炉３０側）から挿入される。その際、電極ホルダ１２の先端側では内周面１２ｄから保持具１９が突出しているものの、球体状をなす保持具１９は、電極１１が衝突や摺接すると回転し衝撃や摩擦等を自身で軽減し、電極１１を電極ホルダ１２にスムーズで簡単に挿入することに寄与する。
【００２６】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）電極ホルダ１２の保持具１９は、球体状で電極ホルダ１２本体（先端挿入部１２ａの充実部分１４）に対して回転可能に組み付けられるため、電極ホルダ１２への電極１１の挿入時に電極１１に対する衝撃や摩擦等を自身で回転することで軽減する。これにより、電極１１をスムーズで簡単に電極ホルダ１２に対して挿入することができる。また、保持具１９自身の破損も発生しづらくなる。
【００２７】
（２）電極１１に直接接触する保持具１９自身が絶縁体である再結晶アルミナにて構成されるため、保持具１９周りを特段絶縁構造としなくても、電極１１と電極ホルダ１２との間の電気的な絶縁を図ることができる。
【００２８】
（３）電極１１の周方向等間隔に複数配列される本実施形態の保持具１９は、電極１１の軸方向の離間した位置に２列で配置されるため、１列状に配置するよりも電極１１の傾斜抑制に寄与することができる。また、保持具１９を収容孔１８に収容する本実施形態のような場合、収容孔１８の形成による電極ホルダ１２本体（先端挿入部１２ａの充実部分１４）の剛性の低下を抑制することができる。
【００２９】
（４）保持具１９は電極ホルダ１２本体の収容孔１８に収容され支持ねじ２０の螺入にて組み付けられるため、収容孔１８と支持ねじ２０とを用いる簡易な構造にて保持具１９を組み付けることができる。なお、保持具１９の支持構造は上記に限らず、支持ねじ２０に代えて、穴埋めキャップ等の部材を収容孔１８に嵌入して保持具１９を組み付けてもよい。
【００３０】
（５）保持具１９は電極ホルダ１２の先端挿入部１２ａの充実部分１４に設けられる、すなわち電極１１の挿入奥側となる溶融炉３０側の端部に設けられるため、電極１１の挿入作業を容易とすることができる。
【００３１】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、電極１１はモリブデン製であったが、電極１１の材料はこれに限定されない。
【００３２】
・上記実施形態では、保持具１９は絶縁材である再結晶アルミナ製であったが、他の絶縁材料を用いてもよい。また、保持具１９に導電性を有する材料を用いてもよく、この場合、保持具１９周りを絶縁構造とすればよい。
【００３３】
・上記実施形態では、保持部１７ａ，１７ｂ（保持具１９）は周方向等間隔に６又は８箇所設け、軸方向に２列配置であったが、数の増減、偶数又は奇数、不等間隔、１列又は３列以上の配置等、適宜変更可能である。
【００３４】
・上記実施形態では、電極ユニット１０は溶融炉３０の底壁３１に配置されていたが、溶融炉３０の側壁や上壁に配置するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０…電極ユニット、１１…電極、１２…電極ホルダ、１４…充実部分（端部）、１２ｄ…内周面（内側面）、１８…収容孔、１８ａ…径方向内側開口、１９…保持具、２０…支持ねじ（嵌め入れ部材）、３０…溶融炉。
【図１】
2018008857.tif 000003
【図２】
2018008857.tif 000004