(57)【要約】【課題】ロッドへのプローブの確実な装着を、安定的に且つ簡易な構造で実現できるプローブ装着装置を提供すること。【解決手段】プローブ装着装置１００は、連続鋳造設備において溶鋼に浸漬されるプローブ１０を、ロボットアーム６に取り付けられたロッド７の先端側に装着するための装置である。プローブ装着装置１００は、保持部材４０及びガイド部材５０を備える。保持部材４０は、長手方向をＸ方向にした状態でプローブ１０を保持する。ガイド部材５０は、保持部材４０で保持されたプローブ１０の挿入口に対向して設けられプローブ１０に対するロッドの挿入をガイドする。ガイド部材５０は、本体部５２及びバネ蝶番５３を含む。本体部５２は、その上部から観音開き構造で開閉可能とされる。バネ蝶番５３のバネ５３ｘは、本体部５２に対して当該本体部５２が閉じるように弾性力を付勢する。【選択図】図１２
2018004452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄設備において溶鋼に浸漬されるプローブを、アームに取り付けられたロッドの先端側に装着するためのプローブ装着装置であって、
前記プローブの長手方向を水平方向にした状態で前記プローブを保持する保持部材と、
前記保持部材で保持された前記プローブの挿入口に対向して設けられ、前記プローブに対する前記ロッドの挿入をガイドするガイド部材と、を備え、
前記ガイド部材は、
前記ロッドが挿通され、鉛直方向における上部から観音開き構造で開閉可能な筒状の本体部と、
前記本体部に対して当該本体部が閉じるように弾性力を付勢する弾性力付勢部と、を含む、プローブ装着装置。
【請求項２】
前記保持部材は、複数の前記プローブを保持し、
前記ガイド部材は、複数の前記プローブに対応して複数設けられている、請求項１に記載のプローブ装着装置。
【請求項３】
前記ロッドに装着された前記プローブを引っ掛けて当該ロッドから抜去するプローブ抜去部材を更に備える、請求項１又は２に記載のプローブ装着装置。
【請求項４】
前記プローブ抜去部材には、前記プローブの外径よりも小さく、且つ、前記ロッドの外径よりも大きい幅を有する切欠きが形成されている、請求項３に記載のプローブ装着装置。
【請求項５】
前記保持部材で保持された前記プローブの先端面に当接するように設けられ、前記プローブの長手方向に弾性的に変位可能な弾性機構を更に備える、請求項１〜４の何れか一項に記載のプローブ装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プローブ装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造設備等の製鉄設備においては、溶鋼の測温やサンプル採取等の作業が行われる。このような作業では、測温プローブやサンプラー等のプローブがロッドの先端側に装着されて溶鋼に浸漬される。プローブとロッドとの装着は、人手によって行われる場合が多く、当該装着の省力化が望まれている。また、作業する環境下がいわゆる３Ｋ（「きつい」、「汚い」及び「危険」）の場合には、そこでの作業を無くす必要がある。よって、従来、プローブをロッドに装着するための装置として、プローブ装着装置が開発されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、プローブをロッド（棒体）に自動的に着脱するプローブの自動着脱装置が記載されている。特許文献１に記載された自動着脱装置は、複数のプローブを収容するプローブ収容箱と、プローブ収容箱から供給されたプローブを支持するプローブ支持フレームと、プローブ支持フレームを旋回起立させる動力手段と、を備える。プローブ支持フレームには、ロッドを把持する把持体と、ロッドをプローブに挿入するためのガイドの役目をもつガイドコーンと、が取り付けられている。把持体及びガイドコーンは、２分割型式とされ、プローブをロッドに装着する際にシリンダによって開閉される。ガイドコーンでプローブ内へのロッドの挿入をガイドすることにより、棒体が熱影響等によって曲がった場合でも、プローブに対するロッドの位置ずれを抑制し、プローブをロッドに確実に装着することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭４９−４９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記プローブ装着装置では、プローブ収容箱からプローブが下方へ転動するように供給されるが、その際、プローブが引っ掛かる等の問題が生じ、安定的にプローブを供給できないおそれがある。そこで、プローブ収容箱からのプローブの供給を行わず、プローブ支持フレームにプローブ設置箇所を複数設け、そこに予め複数のプローブを設置しておくことで、安定的にプローブを供給することはできる。また、一つのプローブ装着装置にて問題が生じても、他のプローブ装着装置でプローブの供給を行うことができる。しかしこの場合、把持体及びガイドコーンを開閉させる開閉機構（シリンダ等）が複数の装置分必要となるため、構造が複雑になり、その成立は困難である。
【０００６】
本発明は、ロッドへのプローブの確実な装着を、安定的に且つ簡易な構造で実現できるプローブ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】
【０００７】
本発明は、一側面において、製鉄設備において溶鋼に浸漬されるプローブを、アームに取り付けられたロッドの先端側に装着するためのプローブ装着装置であって、プローブの長手方向を水平方向にした状態でプローブを保持する保持部材と、保持部材で保持されたプローブの挿入口に対向して設けられ、プローブに対するロッドの挿入をガイドするガイド部材と、を備え、ガイド部材は、ロッドが挿通され、鉛直方向における上部から観音開き構造で開閉可能な筒状の本体部と、本体部に対して当該本体部が閉じるように弾性力を付勢する弾性力付勢部と、を含む、プローブ装着装置を提供する。
【０００８】
このプローブ装着装置では、プローブのロッドへの装着の際、保持部材で保持されたプローブにガイド部材を介してロッドが挿入される。ガイド部材によりロッドの挿入がガイドされることから、プローブに対するロッドの位置ずれ（芯ずれ）を抑制できる。また、上記プローブ装着装置では、保持されたプローブは長手方向を水平方向として保持されており、ガイド部材の本体部は上部から観音開き構造で開閉可能である。これにより、プローブの装着後には、ガイド部材の本体部に挿入されているロッドを上方に移動させることで、本体部を開状態として当該本体部からロッドを抜き出すことができる。そして、ロッドを抜き出した後には、弾性力付勢部による弾性力と自重とを利用して、本体部を自動的に閉状態に戻すことができる。その結果、ガイド部材の開閉にシリンダ等を駆動源とした開閉駆動機構が不要となる。プローブを転動して供給する必要がなく、プローブが引っ掛かる等の問題を抑制できる。したがって、上記プローブ装着装置によれば、ロッドへのプローブの確実な装着を、安定的に且つ簡易な構造で実現することが可能となる。
【０００９】
上記プローブ装着装置において、保持部材は、複数のプローブを保持し、ガイド部材は、複数のプローブに対応して複数設けられていてもよい。これにより、ロッドへのプローブの装着を繰り返し行う場合に、その装着の都度、プローブをプローブ装着装置に設置する必要がなく、当該装着を容易に実現できる。
【００１０】
上記プローブ装着装置は、ロッドに装着されたプローブを引っ掛けて当該ロッドから抜去するプローブ抜去部材を更に備えていてもよい。この場合、ロッドに装着されたプローブをプローブ抜去部材に引っ掛けて、プローブからロッドを引き抜くことができる。また、複数のプローブを連続して着脱する場合、プローブの抜去から新たなプローブの装着までのロッドの移動時間を短くすることが可能となる。複数のプローブを連続して着脱する際のタイムサイクルを短縮化できる。
【００１１】
上記プローブ装着装置において、プローブ抜去部材には、プローブの外径よりも小さく、且つ、ロッドの外径よりも大きい幅を有する切欠きが形成されていてもよい。この場合、ロッドに装着されたプローブをプローブ抜去部材の切欠きの辺縁に引っ掛けて、プローブからロッドを引き抜くことができる。プローブ抜去部材でプローブを引っ掛け易くなり、ロッドからプローブを容易に抜去できる。
【００１２】
上記プローブ装着装置は、保持部材で保持されたプローブの先端面に当接するように設けられ、プローブの長手方向に弾性的に変位可能な弾性機構を更に備えていてもよい。例えばプローブが測温プローブである場合には、プローブをロッドに装着する際、プローブとロッドのコネクタ等との電気的な接続が要されることから、ロッドをプローブ内の先端側まで（最後まで）しっかりと押し込む必要がある。その際において、当該弾性機構によれば、プローブに過大な荷重が加わるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロッドへのプローブの確実な装着を、安定的に且つ簡易な構造で実現できるプローブ装着装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係るプローブ装着装置が適用された連続鋳造設備を示す概略平面図である。
【図２】図１の連続鋳造設備においてプローブ装着装置を正面側から見た図である。
【図３】図１のプローブ装着装置を示す正面図である。
【図４】図１のプローブ装着装置を示す平面図である。
【図５】図１のプローブ装着装置の一部を示す右側面図である。
【図６】図１のプローブ装着装置の一部を示す左側面図である。
【図７】（ａ）は図４のVII（ａ）−VII（ａ）に沿う断面図である。（ｂ）は図４のVII（ｂ）−VII（ｂ）に沿う断面図である。
【図８】（ａ）は閉状態のガイド部材を示す正面図である。（ｂ）は開状態のガイド部材を示す正面図である。
【図９】（ａ）は閉状態のガイド部材を示す側面図である。（ｂ）は図８（ａ）のIX−IX線に沿う断面図である。
【図１０】弾性機構を示す縦断面図である。
【図１１】（ａ）は図１のプローブ装着装置を利用して測温プローブを装着する装着作業を示す概略縦断面図である。（ｂ）は図１１（ａ）の続きを示す概略縦断面図である。
【図１２】（ａ）は図１１（ｂ）の続きを示す概略縦断面図である。（ｂ）は図１２（ａ）の続きを示す概略縦断面図である。
【図１３】測温プローブが装着されたロッドの先端側を拡大して示す縦断面図である。
【図１４】（ａ）は図１のプローブ装着装置のプローブ抜去部材を利用して測温プローブを抜去する抜去作業を示す概略平断面図である。（ｂ）は図１４（ａ）の続きを示す概略平断面図である。（ｃ）は図１４（ｂ）の続きを示す概略平断面図である。
【図１５】第２実施形態に係るプローブ装着装置を示す正面図である。
【図１６】図１５のプローブ装着装置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るプローブ装着装置１００が適用された連続鋳造設備１を示す概略平面図である。図２は、図１の連続鋳造設備１においてプローブ装着装置１００を正面側から見た図である。図１に示される連続鋳造設備１は、溶融金属である溶鋼を取鍋からタンディッシュＴを介して鋳型へ注入することで、連続的に鋳造片を製造する製鉄設備である。連続鋳造設備１には、プローブ１０を装着するためのプローブ装着装置１００が備え付けられている。図示する一例では、プローブ装着装置１００は、操業床のデッキ２上に備え付けられている。
【００１７】
タンディッシュＴは、取鍋からの溶鋼を受けて鋳型へ供給する容器である。タンディッシュＴでは、鋳型への溶鋼の供給速度の調節、溶鋼の貯蔵、及び、スラグや非金属介在物の分離等が行われる。連続鋳造設備１の操業床においては、タンディッシュＴ内の溶鋼の測温、サンプル採取、及び、溶鋼へのパウダーの散布等の操業床作業が行われる。プローブ装着装置１００は、このような操業床作業をロボット３等を用いて自動化するための操業床作業自動化装置としての機能（役割）を有する。
【００１８】
図１及び図２に示されるように、ロボット３は、操業床作業を自動実行するための多機能ロボットである。ロボット３は、操業床のデッキ２上に設けられている。例えばロボット３としては、産業用ロボットである多軸の垂直多関節ロボットが用いられる。ロボット３は、その動作が制御部５により制御され、各種作業を自動的に実行する。ロボット３は、ロボットアーム（アーム）６を含んでいる。
【００１９】
ロボットアーム６の先端側には、ロッド７が着脱可能に取り付けられている。ロッド７は、長尺円筒状の専用治具である。ロッド７は、棒又はホルダとも称される。例えばロッド７は、長さ１５００ｍｍ、外径２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円筒状とされている。ロッド７は、複数の円筒が溶接等で接合されて構成されていてもよい。
【００２０】
ロッド７の先端部には、コネクタ７ｘ（図１３参照）が設けられている。ロッド７内には、コネクタ７ｘと電気的に接続された配線が通されている。コネクタ７ｘは、当該配線を介して、制御部５に電気的に接続されている。ロッド７の外周面には、径方向外側へ突出する凸部であるノッチ８が設けられている。後述するように、ロッド７は、プローブ１０に同軸に挿入されて、その嵌合い及びノッチ８により当該プローブ１０と連結される。
【００２１】
図３及び図４は、図１のプローブ装着装置１００を示す正面図及び平面図である。図５及び図６は、図１のプローブ装着装置１００の一部を示す右側面図及び左側面図である。図３〜図６に示されるプローブ装着装置１００は、ロボットアーム６（図２参照）に取り付けられたロッド７（図２参照）の先端側にプローブ１０を装着するための装置である。
【００２２】
プローブ装着装置１００には、複数のプローブ１０が予め設置されている。プローブ装着装置１００は、長尺状の複数のプローブ１０を、互いに平行な状態で水平方向及び鉛直方向に並ぶように配列して格納する。つまり、プローブ装着装置１００は、複数のプローブ１０を格納する格納棚としての機能を有する。
【００２３】
なお、以下において、設置されたプローブ１０の長手方向に沿う水平方向が「Ｘ方向」に対応し、鉛直方向が「Ｚ方向」に対応し、Ｘ方向及びＺ方向に直交する水平方向が「Ｙ方向」に対応する。「上下」の語は、鉛直方向の上下方向に対応する。「左右」の語は、Ｙ方向に対応する。「前」及び「後」の語は、プローブ装着装置１００の正面側及び背面側にそれぞれ対応する。
【００２４】
プローブ１０は、タンディッシュＴ内の溶鋼に浸漬される先端治具（先端アタッチメント）である。プローブ１０は、先端側が閉じられた有底円筒状とされている。プローブ１０の先端側と反対側の端面には、プローブ１０内にロッド７を挿入させる挿入口が形成されている。プローブ１０の挿入口は、プローブ１０の筒孔の開口端である。プローブ１０は、紙で形成された紙管である。プローブ１０は、溶鋼の温度を測定する測温プローブ１０Ａと、鋼中含有成分の測定等のためのサンプルを採取するサンプラー１０Ｂと、を含む。
【００２５】
測温プローブ１０Ａの先端面には、ロッド７のコネクタ７ｘと電気的に接続されるものとして、消耗型の熱電対ｔｈが突出するように設けられている（図１３参照）。サンプラー１０Ｂは、測温プローブ１０Ａに対して、重く且つ最大外径が大きい。なお、プローブ１０は特に限定されず、例えば湯面を測定する湯面測定プローブ等の種々のプローブであってもよい。サンプラー１０Ｂは、サンプリングプローブ１０Ｂとも称される。形状の一例として、測温プローブ１０Ａにおける先端側の最大外径が３０ｍｍとされ、サンプラー１０Ｂにおける先端側の最大外径が６０ｍｍとされている。
【００２６】
プローブ装着装置１００は、台座２０、フレーム３０、保持部材４０、ガイド部材５０、弾性機構６０及びプローブ抜去部材７０を備えている。
【００２７】
台座２０は、デッキ２に設置されている。台座２０の台座面２１には、フレーム３０が固定されている。フレーム３０は、プローブ装着装置１００の骨格を構成する。フレーム３０は、各部材を固定して支持する。フレーム３０は、Ｙ方向を厚さ方向としてＸ方向に延びる一対の横板３１Ａ，３１Ｂと、Ｘ方向を厚さ方向としてＹ方向に延びる後板３２と、を有する。一対の横板３１Ａ，３１Ｂは、Ｙ方向に互いに一定距離離れて台座面２１に立設されている。後板３２は、一対の横板３１Ａ，３１Ｂの後端を連結するように台座面２１に立設されている。
【００２８】
図７（ａ）は、図４のVII（ａ）−VII（ａ）に沿う断面図である。図７（ｂ）は、図４のVII（ｂ）−VII（ｂ）に沿う断面図である。図４及び図７に示されるように、保持部材４０は、プローブ１０の長手方向をＸ方向にした状態でプローブ１０を保持する。具体的には、保持部材４０は、プローブ１０の先端が後側を向く横向きにして、プローブ１０をＹ方向及び下方に移動しないように保持する。保持部材４０は、複数の第１保持板４１と、複数の第２保持板４５と、を有している。
【００２９】
第１保持板４１は、複数の測温プローブ１０Ａを保持する。第１保持板４１は、Ｙ方向一方側（図中の右側）の横板３１Ａの外側において、取付金具を介して固定されて片持ち支持されている。第１保持板４１は、Ｘ方向を厚さ方向として、台座面２１よりも外側に突出するようにＹ方向に延びる。第１保持板４１は、横板３１Ａに対してＺ方向に所定間隔で並設されている。複数の第１保持板４１は、Ｙ方向及びＺ方向に並ぶように、複数の測温プローブ１０Ａを同じ横向き姿勢で保持する。第１保持板４１は、測温プローブ１０Ａの後側の大径部を保持する第１後方保持板４２と、測温プローブ１０Ａの前側の小径部を保持する第１前方保持板４３と、を含む。
【００３０】
図４及び図７（ａ）に示されるように、第１後方保持板４２は、横板３１Ａに設けられている。第１後方保持板４２の上面には、測温プローブ１０Ａの大径部に対応する形状で窪む保持溝４２ｘが複数形成されている。保持溝４２ｘは、Ｙ方向に一定間隔で並設されている。保持溝４２ｘの底面は、測温プローブ１０Ａの大径部の径に対応する曲率の曲面とされている。保持溝４２ｘは、その内部に測温プローブ１０Ａの大径部を配置して保持する。
【００３１】
図４及び図７（ｂ）に示されるように、第１前方保持板４３は、横板３１Ａにおける第１後方保持板４２よりも前側の前端部に、第１後方保持板４２と対向するように設けられている。第１前方保持板４３の上面には、測温プローブ１０Ａの小径部に対応する形状で窪む保持溝４３ｘが複数形成されている。保持溝４３ｘは、第１後方保持板４２の複数の保持溝４２ｘに対応する位置に並設されている。保持溝４３ｘの底面は、測温プローブ１０Ａの小径部の径に対応する曲率の曲面とされている。Ｙ方向及びＺ方向において、保持溝４３ｘの底面の曲率中心位置は、対応する保持溝４２ｘの底面の曲率中心位置と一致している。保持溝４３ｘは、その内部に測温プローブ１０Ａの小径部を配置して保持する。
【００３２】
図４及び図７に示されるように、第２保持板４５は、複数のサンプラー１０Ｂを保持する。第２保持板４５は、Ｙ方向他方側（図中の左側）の横板３１Ｂの外側において、取付金具を介して固定されて片持ち支持されている。第２保持板４５は、Ｘ方向を厚さ方向として、台座面２１よりも外側に突出するようにＹ方向に延びる。第２保持板４５は、横板３１Ｂに対してＺ方向に所定間隔で並設されている。複数の第２保持板４５は、Ｙ方向及びＺ方向に並ぶように、複数のサンプラー１０Ｂを同じ横向き姿勢で保持する。第２保持板４５は、サンプラー１０Ｂの後側の大径部を保持する第２後方保持板４６と、サンプラー１０Ｂの前側の小径部を保持する第２前方保持板４７と、を含む。
【００３３】
図４及び図７（ａ）に示されるように、第２後方保持板４６は、横板３１Ｂに設けられている。第２後方保持板４６の上面には、サンプラー１０Ｂの大径部に対応する形状で窪む保持溝４６ｘが複数形成されている。保持溝４６ｘは、Ｙ方向に一定間隔で並設されている。保持溝４６ｘの底面は、サンプラー１０Ｂの大径部の径に対応する曲率の曲面とされている。保持溝４６ｘは、その内部にサンプラー１０Ｂの大径部を配置して保持する。
【００３４】
図４及び図７（ｂ）に示されるように、第２前方保持板４７は、横板３１Ｂにおける第２後方保持板４６よりも前側の前端部に、第２後方保持板４６と対向するように設けられている。第２前方保持板４７の上面には、サンプラー１０Ｂの小径部に対応する形状で窪む保持溝４７ｘが複数形成されている。保持溝４７ｘは、第２後方保持板４６の複数の保持溝４６ｘに対応する位置に並設されている。保持溝４７ｘの底面は、サンプラー１０Ｂの小径部の径に対応する曲率の曲面とされている。Ｙ方向及びＺ方向において、保持溝４７ｘの底面の曲率中心位置は、対応する保持溝４６ｘの底面の曲率中心位置と一致している。保持溝４７ｘは、その内部にサンプラー１０Ｂの小径部を配置して保持する。
【００３５】
以上の保持部材４０によれば、測温プローブ１０Ａは、プローブ装着装置１００のＹ方向一方側において、Ｙ方向及びＺ方向に配列されている。サンプラー１０Ｂは、プローブ装着装置１００のＹ方向他方側において、Ｙ方向及びＺ方向に配列されている。ここでは、プローブ装着装置１００のＹ方向一方側において、Ｙ方向に３つ並ぶ一群の測温プローブ１０Ａが、Ｚ方向に７段配置されている。プローブ装着装置１００のＹ方向他方側において、Ｙ方向に３つ並ぶ一群のサンプラー１０Ｂが、Ｚ方向に７段配置されている。
【００３６】
図４〜図６に示されるように、ガイド部材５０は、プローブ１０に対するロッド７の挿入をガイドする。ガイド部材５０は、Ｘ方向を軸方向とする筒状を呈する。ガイド部材５０は、その筒孔内にロッド７が挿通可能とされている。ガイド部材５０は、複数のプローブ１０に対応して複数設けられている。複数のガイド部材５０は、保持部材４０で保持された各プローブ１０の挿入口のそれぞれに対向するように、ガイド支持板５１を介して横板３１Ａ，３１Ｂに取り付けられている。
【００３７】
ガイド支持板５１は、Ｘ方向を厚さ方向として、台座面２１よりも外側に突出するようにＹ方向に延びる。ガイド支持板５１は、横板３１Ａ，３１Ｂにおける前端の外側に、取付金具を介して固定されて片持ち支持されている。横板３１Ａに固定されたガイド支持板５１は、第１前方保持板４３よりも前側の位置に、当該第１前方保持板４３と対向するように設けられている。横板３１Ｂに固定されたガイド支持板５１は、第２前方保持板４７よりも前側の位置に、当該第２前方保持板４７と対向するように設けられている。
【００３８】
ガイド支持板５１は、複数のプローブ１０のＺ方向における各位置にて、横板３１Ａ，３１Ｂに固定されている。そして、ガイド支持板５１には、複数のプローブ１０のＹ方向における各位置にて、ガイド部材５０が固定されて支持されている。これにより、複数のガイド部材５０は、保持部材４０で保持された各プローブ１０の挿入口のそれぞれに対して、前側に所定距離離れて対向する。
【００３９】
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、ガイド部材５０を示す正面図である。図９（ａ）は、ガイド部材５０を示す側面図である。図９（ｂ）は、図８（ａ）のIX−IX線に沿う断面図である。図８（ａ）及び図９は、ガイド部材５０の閉状態を示す。図８（ｂ）は、ガイド部材５０の開状態を示す。図８（ａ）及び図９に示されるように、ガイド部材５０は、本体部５２と、バネ蝶番５３と、を含む。
【００４０】
本体部５２は、Ｘ方向を軸方向とする筒状の円筒体である。本体部５２は、外周面、内周面、両端面及び骨材が板材で構成された板構造の円筒体である。本体部５２の内周面は、プローブ１０に対するロッド７の挿入をガイドするガイド面５４である。ガイド面５４は、前側に行くに連れて拡径するように軸方向に対して傾斜するテーパ面とされている。
【００４１】
図５及び図６に示されるように、本体部５２は、その軸方向の一端部である後端部が基端板５５を介してガイド支持板５１に固定されている。これにより、本体部５２は、その後端部でガイド支持板５１に片持ち支持される。本体部５２は、保持部材４０で保持されたプローブ１０と同軸となる位置に配置されている。基端板５５は、Ｘ方向を厚さ方向とする矩形板状を呈する。
【００４２】
図８及び図９に示されるように、本体部５２は、上下に２分割され、その上側部分がさらに周方向に２分割されている。すなわち、本体部５２は、その下側部分の半円筒体である固定部５６と、上側部分の四分円筒体である一対の可動部５７と、を含んでいる。固定部５６は、基端板５５に固定されている。可動部５７は、固定部５６に対してバネ蝶番５３により連結されている。一対の可動部５７における互いに当接する各上端部には、上方に延びるフランジ５７ｘが設けられている。
【００４３】
バネ蝶番５３は、本体部５２の外周面における両側方に設けられている。具体的には、バネ蝶番５３は、固定部５６の外周面と一方の可動部５７の外周面との間に、これらを架け渡すように設けられている。バネ蝶番５３は、固定部５６の外周面と他方の可動部５７の外周面との間に、これらを架け渡すように設けられている。バネ蝶番５３は、最上部（Ｚ方向の上部）のフランジ５７ｘから外側に開くように且つ内側に閉じるように、一対の可動部５７を開閉可能とする。バネ蝶番５３は、バネ５３ｘを弾性力付勢部として含み、当該バネ５３ｘの弾性力により、一対の可動部５７を内側に閉じるように押さえ付ける。
【００４４】
このようなバネ蝶番５３により、本体部５２の上部は、最上部のフランジ５７ｘから観音開き構造で開閉可能とされると共に、開状態（図８（ａ）参照）から閉状態（図８（ｂ）参照）となるように弾性力が付勢される。なお、一対の可動部５７の最大開き角度（開状態におけるフランジ５７ｘ，５７ｘ間の角度）は、例えば４５°とされている。
【００４５】
本体部５２の外周面の下方側には、Ｘ方向に延びる複数のリブ５８が立設されている。リブ５８は、本体部５２の外周面の後端部から前端部に亘って延びる板状を呈する。リブ５８は、固定部５６の外周面に周方向に沿って並ぶように複数設けられている。
【００４６】
図４〜図６に示されるように、弾性機構６０は、Ｘ方向に弾性的に変位可能な機構である。弾性機構６０は、複数のプローブ１０に対応して複数設けられている。複数の弾性機構６０は、保持部材４０で保持された各プローブ１０の先端面のそれぞれに当接するように、弾性機構支持板６１を介して横板３１Ａ，３１Ｂに取り付けられている。
【００４７】
弾性機構支持板６１は、Ｘ方向を厚さ方向として、台座面２１よりも外側に突出するようにＹ方向に延びる。弾性機構支持板６１は、横板３１Ａにおける後端の外側に、取付金具を介して固定されて片持ち支持されている。また、弾性機構支持板６１は、横板３１ＢにおけるＸ方向の中央後方寄りの位置の外側に、取付金具を介して固定されて片持ち支持されている。横板３１Ａに固定された弾性機構支持板６１は、第１後方保持板４２よりも後側の位置に、当該第１後方保持板４２と対向するように設けられている。横板３１Ｂに固定された弾性機構支持板６１は、第２後方保持板４６よりも後側の位置に、当該第２後方保持板４６と対向するように設けられている。弾性機構支持板６１は、複数のプローブ１０のＺ方向における各位置にて、横板３１Ａ，３１Ｂに固定されている。弾性機構支持板６１には、複数のプローブ１０のＹ方向における各位置にて、弾性機構支持板６１が固定されて支持されている。
【００４８】
図１０は、弾性機構６０を示す縦断面図である。図１０に示されるように、弾性機構６０は、当接部６２、固定板６３、軸体６４、及びバネ６５を有している。
【００４９】
当接部６２は、直方体状のブロック体である。当接部６２は、その前面６２ａでプローブ１０の先端面と当接する。当接部６２の前面６２ａには、上方及び前方に開口する矩形開口部６６が形成されている。当接部６２は、測温プローブ１０Ａに対しては、測温プローブ１０Ａの熱電対ｔｈを矩形開口部６６内に収容しつつ、前面６２ａで測温プローブ１０Ａの先端面と当接する（図１３参照）。当接部６２は、サンプラー１０Ｂに対しては、前面６２ａでサンプラー１０Ｂの先端面と当接する。
【００５０】
固定板６３は、Ｘ方向を厚さ方向とする矩形板状を呈する。固定板６３は、弾性機構支持板６１の前面に固定される。軸体６４は、Ｘ方向を軸方向として延びる。軸体６４の前端部は、当接部６２の後側に固定されている。軸体６４の後端部は、固定板６３にＸ方向に擦動可能に挿入されている。なお、軸体６４の前端部が当接部６２にＸ方向に擦動可能に挿入され、軸体６４の後端部が固定板６３に固定されていてもよい。バネ６５は、例えばコイルばねであって、軸体６４の周囲に巻回されている。
【００５１】
図１０に示されるように、弾性機構６０では、当接部６２が後側へ押圧されると、当接部６２が後側へ変位しながらバネ６５が縮小する。そして、当該押圧が解除されると、バネ６５の縮小に伴う弾性力で当接部６２が前側へ付勢されていることから、当接部６２が元の位置へ復帰するように前側へ変位する。
【００５２】
図３及び図４に示されるように、プローブ抜去部材７０は、ロッド７に装着されたプローブ１０を引っ掛けて当該ロッド７から抜去する。プローブ抜去部材７０は、Ｘ方向を厚さ方向とする板状を呈する。プローブ抜去部材７０は、台座面２１に立設されている。図示する例では、プローブ抜去部材７０の下部は、横板３１Ａから横板３１Ｂに至る幅の幅広部とされている。プローブ抜去部材７０の中央部及び上部は、当該幅広部に対してＹ方向両側から幅が狭まって成る幅狭部とされている。
【００５３】
プローブ抜去部材７０は、横板３１Ａ，３１Ｂの間において、横板３１Ａ，３１Ｂの前端の内側に固定されている。つまり、プローブ抜去部材７０は、Ｙ方向に並ぶ一対のガイド部材５０に設けられている。具体的には、プローブ抜去部材７０は、測温プローブ１０Ａに対応するガイド部材５０とサンプラー１０Ｂに対応するガイド部材５０との間に設けられている。
【００５４】
プローブ抜去部材７０の上部には、Ｘ方向に貫通し且つＹ方向一方側に開口するＵ字状の切欠き７１と、Ｘ方向に貫通し且つＹ方向他方側に開口するＵ字状の切欠き７２と、が設けられている。切欠き７１，７２は、プローブ１０の外径よりも小さく、且つ、ロッド７の外径よりも大きい幅を有する溝である。複数種のプローブ１０を抜去対象とする場合、切欠き７１，７２の幅は、最小外径のプローブ１０（ここでは、測温プローブ１０Ａ）の外径よりも小さくされる。
【００５５】
次に、プローブ装着装置１００において実施されるプローブ１０の装着作業ついて説明する。以下の説明では、一例として、測温プローブ１０Ａをロッド７に装着する場合を詳説する。
【００５６】
まず、事前実施する前工程として、作業者の操作によりロボット３を動作させ、以下の装着作業を実行する。その際、制御部５からロボット３へ出力された各種の制御指令に係る装着用制御パターンを、制御部５に記憶する。その後、本工程として、制御部５により、記憶した装着用制御パターンでロボット３の動作を制御し、以下の装着作業を自動的に実行する。
【００５７】
図１１及び図１２は、装着作業を説明する概略縦断面図である。図１３は、測温プローブ１０Ａが装着されたロッド７の先端側を拡大して示す縦断面図である。図１１（ａ）に示されるように、プローブ装着装置１００において、測温プローブ１０Ａは、Ｘ方向に沿った横置きで保持部材４０で保持されている。測温プローブ１０Ａの前側に近接するガイド部材５０の本体部５２は、図８（ａ）に示される閉状態とされている。このような状態において、ロボットアーム６を可動し、ガイド部材５０の軸中心位置の前側からＸ方向に沿って、ロッド７を測温プローブ１０Ａ側である奥側へと移動させる。これにより、ロッド７は、ガイド部材５０内にＸ方向に沿って挿入され、テーパ形状のガイド面５４によってガイドされて、熱伸び等で発生するＹ方向及びＺ方向の位置ずれが吸収されながら、測温プローブ１０Ａ内にＸ方向に沿って挿入口１１から挿入される。
【００５８】
図１１（ｂ）に示されるように、引き続きロボットアーム６を可動し、ロッド７をＸ方向に沿って奥側へと移動させる。これにより、ロッド７の先端が測温プローブ１０Ａ内の先端側へ至り、弾性機構６０が例えば５ｍｍ縮小するまで押し込まれる。その結果、図１３に示されるように、ロッド７の先端部のコネクタ７ｘが測温プローブ１０Ａの熱電対ｔｈと電気的に接続され、熱電対ｔｈの導通が制御部５（図１参照）で確認される。以上により、ロッド７は、測温プローブ１０Ａに対して嵌合い及びノッチ８により連結されて固定される。すなわち、測温プローブ１０Ａがロッド７の先端側に装着される。
【００５９】
続いて、図１２（ａ）に示されるように、ロボットアーム６を可動し、ガイド部材５０に挿入された状態のロッド７を上方へ移動させる。上方へ移動するロッド７は、ガイド部材５０のガイド面５４の上側の領域と当たり、ガイド面５４を上方へ押し上げる（つまり、本体部５２の内部から当該本体部５２を押し上げる）。これにより、本体部５２の一対の可動部５７が上部から外側へ開くように可動し、本体部５２が図８（ｂ）に示される開状態となる。その結果、測温プローブ１０Ａが装着されたロッド７は、本体部５２外へと抜き出される。
【００６０】
ここで、バネ蝶番５３のバネ５３ｘの弾性力により、本体部５２の一対の可動部５７は、内側に閉じるように押さえ付けられている。さらに、当該開状態は、上部から開く観音開き構造とされている。そのため、測温プローブ１０Ａが装着されたロッド７が本体部５２外へと抜き出された後には、図１２（ｂ）に示されるように、バネ５３ｘの弾性力及び自重によって本体部５２の一対の可動部５７が自動で内側に閉じ、開状態の本体部５２は自動で元の閉状態となる。
【００６１】
次に、プローブ装着装置１００において実施されるプローブ１０の抜去作業について説明する。以下の説明では、一例として、測温プローブ１０Ａをプローブ抜去部材７０の切欠き７１を利用してロッド７から抜去する場合を詳説する。
【００６２】
まず、事前実施する前工程として、作業者の操作によりロボット３を動作させ、以下の抜去作業を実行する。その際、制御部５からロボット３へ出力された各種の制御指令に係る抜去用制御パターンを、制御部５に記憶する。その後、本工程として、制御部５により、記憶した抜去用制御パターンでロボット３の動作を制御し、以下の抜去作業を自動的に実行する。
【００６３】
図１４は、抜去作業を説明する概略平断面図である。まず、ロボットアーム６を可動し、測温プローブ１０Ａが装着されたロッド７を横板３１Ａ，３１Ｂ間（プローブ抜去部材７０が設けられた一対のガイド部材５０，５０間）に正面側からＸ方向に沿って進入させる。これにより、図１４（ａ）に示されるように、プローブ抜去部材７０の周辺位置において、ロッド７に装着された測温プローブ１０Ａをプローブ抜去部材７０よりも後側に位置させる。
【００６４】
続いて、図１４（ｂ）に示されるように、ロボットアーム６を可動し、測温プローブ１０Ａが装着されたロッド７を、プローブ抜去部材７０の切欠き７１内にＹ方向に沿って進入させる。図１４（ｃ）に示されるように、ロボットアーム６を可動し、測温プローブ１０Ａが装着されたロッド７をＸ方向の手前側（挿入方向とは反対方向側）へ移動させ、測温プローブ１０Ａの端面を切欠き７１の周縁に当てて引っ掛ける。そして引き続き、当該ロッドをＸ方向の手前側へ移動させ、測温プローブ１０Ａからロッド７を抜去させる。抜去した測温プローブ１０Ａは、落下されて台座２０上に集積される。
【００６５】
なお、その後に測温プローブ１０Ａを再装着する場合には、上記抜去作業の自動実行に次いで、制御部５により装着用制御パターンでロボット３の動作を制御することで、ロッド７の移動時間を極小化して上記装着作業へ移行できる。
【００６６】
以上、本実施形態のプローブ装着装置１００では、プローブ１０のロッド７への装着の際、保持部材４０で保持されたプローブ１０にガイド部材５０を介してロッド７が挿入される。ガイド部材５０によりロッド７の挿入がガイドされることから、プローブ１０に対するロッド７のＹ方向及びＺ方向の位置ずれ（芯ずれ）を抑制できる。また、プローブ装着装置１００では、プローブ１０は横置きで保持され、ガイド部材５０の本体部５２は上部から観音開き構造で開閉可能である。これにより、プローブ１０の装着後には、本体部５２に挿入されているロッド７を上方に移動させることで、本体部５２を開状態として当該本体部５２からロッド７を抜き出すことができる。そして、ロッド７を抜き出した後には、バネ蝶番５３のバネ５３ｘによる弾性力と自重とを利用して、本体部５２を自動的に閉状態に戻すことができる。
【００６７】
したがって、プローブ装着装置１００によれば、本体部５２の開閉にシリンダ等を駆動源とした開閉駆動機構が不要となる。プローブ１０を転動して供給する必要がなく、プローブ１０が引っ掛かるといった、プローブ１０の転動に起因する問題を抑制できる。よって、ロッド７へのプローブ１０の確実な装着を、安定的に且つ簡易な構造で実現することが可能となる。導入費用をかけずにコンパクトな構造で、プローブ１０の装着時の位置ずれの影響を排除可能となる。ロボットアーム６の動作を制御するために画像処理装置を設ける必要性を低減できる。低コスト化が可能となり、メンテナンス性も良好なものとなる。
【００６８】
プローブ装着装置１００において、保持部材４０は、複数のプローブ１０を保持する。ガイド部材５０は、複数のプローブ１０に対応して複数設けられている。これにより、ロッド７へのプローブ１０の装着を繰り返し行う場合に、その装着の都度、プローブ１０をプローブ装着装置１００に設置する必要がなく、当該装着を容易に実現できる。
【００６９】
プローブ装着装置１００は、プローブ抜去部材７０を備えている。これにより、ロッド７に装着されたプローブ１０の挿入口側の端面をプローブ抜去部材７０に引っ掛け、当該ロッド７を手前側へ移動させることで、プローブ１０からロッド７を引き抜くことができる。また、複数のプローブ１０を連続して着脱する場合、プローブ１０の抜去から新たなプローブ１０の装着までのロッド７の移動時間を短くすることが可能となる。複数のプローブ１０を連続して着脱する際のタイムサイクルを短縮化できる。
【００７０】
プローブ装着装置１００のプローブ抜去部材７０には、プローブ１０の外径よりも小さく、且つ、ロッド７の外径よりも大きい幅を有する切欠き７１，７２が形成されている。これにより、プローブ１０を抜去する際、プローブ１０を切欠きの辺縁に引っ掛けて、プローブ１０からロッド７を引き抜くことができる。プローブ抜去部材７０でプローブ１０を引っ掛け易くなり、ロッド７からプローブ１０を容易に抜去できる。
【００７１】
切欠き７１，７２の幅が小さすぎると、ロッド７を引き抜く際にロッド７に引っ掛かる可能性がある。一方、切欠き７１，７２の幅が大きすぎると、プローブ１０が引っ掛からない可能性がある。この点、プローブ装着装置１００では、切欠き７１，７２の幅がプローブ１０の外径よりも小さく、且つ、ロッド７の外径よりも大きいものとされていることから、最適な幅の切欠き７１，７２でプローブ１０を抜去できる。
【００７２】
プローブ装着装置１００は、弾性機構６０を備えている。これにより、プローブ１０に挿入されたロッド７の位置がプローブ１０の先端側にずれて、プローブ１０がＸ方向に押し込まれた場合でも、当該Ｘ方向のずれの影響を弾性機構６０が変位することで吸収できる。プローブ１０ひいてはプローブ装着装置１００に過大な荷重が加わるのを抑制することが可能となる。特に、測温プローブ１０Ａをロッド７に装着する場合、測温プローブ１０Ａとロッド７のコネクタ７ｘとの電気的な接続が要されることから、ロッド７を測温プローブ１０Ａ内の先端側まで（最後まで）しっかりと押し込む必要がある。その際において、弾性機構６０によれば、プローブ１０ひいてはプローブ装着装置１００に過大な荷重が加わるのを抑制することができる。
【００７３】
プローブ装着装置１００において、ガイド部材５０の本体部５２は、片持ち支持されている。この本体部５２の外面の下方側には、Ｘ方向に延びる複数のリブ５８が立設されている。これにより、ガイド部材５０を簡易且つ十分な剛性で構成することが可能となる。
【００７４】
なお、ガイド部材５０におけるバネ蝶番５３のバネ５３ｘの弾性力としては、特に限定されないが、例えば、次の弾性力を採用してもよい。すなわち、バネ５３ｘの弾性力は、ロッド７の挿入をガイドする際にロッド７がガイド面５４と干渉した程度では本体部５２は閉状態を維持し、且つ、ロッド７を本体部５２から上方に抜き出す際、ロッド７がガイド面５４を上方へ押し上げた場合に確実に開状態となる力であってもよい。一例として、一対のバネ蝶番５３の各バネ５３ｘは、押付力３〜５ｋｇｆのバネであってもよい。
【００７５】
図４に示されるように、ガイド部材５０の基端板５５においてロッド７が挿通される開口５５ｘは、上方へ開口するＵ字状とされている。また、ガイド支持板５１においてロッド７が挿通される開口５１ｘも、同様に上方へ開口するＵ字状とされている。このような上方へ開口する構造により、プローブ１０の装着後にロッド７を上方に抜き出す上記装着作業に対応させることができる。
【００７６】
プローブ装着装置１００では、プローブ抜去部材７０の切欠き７１，７２の高さ位置と台座面２１との間に他の部材が介在されていない。そのため、切欠き７１，７２を利用して抜去したプローブ１０を、他の部材に遮られることなくそのまま台座面２１に落とし、台座面２１上に集積することが可能となる。
【００７７】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点について説明する。
【００７８】
図１５は、第２実施形態に係るプローブ装着装置２００を示す正面図である。図１６は、図１５のプローブ装着装置２００を示す平面図である。図１６では、上段の測温プローブ１０Ａ及び測温プローブ１０Ａに係る構成の一部を省略して示している。
【００７９】
図１５及び図１６に示されるように、プローブ装着装置２００では、上記プローブ装着装置１００（図３及び図４参照）に対して、保持部材４０で保持された測温プローブ１０Ａ及びサンプラー１０Ｂの配置が異なっている。具体的には、プローブ装着装置２００のＹ方向一方側において、Ｙ方向に２つ並ぶ一群の測温プローブ１０Ａが、Ｚ方向に２段配置されている。プローブ装着装置１００のＹ方向他方側において、下段にサンプラー１０Ｂが１つ配置され、上段に測温プローブ１０Ａが１つ配置されている。
【００８０】
プローブ装着装置２００は、台座２０（図３参照）に代えて、台座８０を備えている。プローブ装着装置２００は、プローブ抜去部材７０（図３及び図４参照）に代えて、プローブ抜去部材９０を備えている。台座８０は、平板状を呈し、その台座面８１にフレーム３０が固定されている。プローブ抜去部材９０の下部は、横板３１Ａから横板３１Ｂに至る幅の幅広部とされている。プローブ抜去部材９０の中央部及び上部は、当該幅広部に対してＹ方向片側から幅が狭まって成る幅狭部とされている。プローブ抜去部材９０の中央部から上部には、Ｘ方向に貫通し且つＹ方向一方側に開口するＵ字状の切欠き７１が、上下に並ぶように複数設けられている。
【００８１】
以上、本実施形態のプローブ装着装置２００においても、上記プローブ装着装置１００と同様の効果を奏する。特にプローブ装着装置２００では、サンプラー１０Ｂが測温プローブ１０Ａよりも下方に配置されている。これにより、測温プローブ１０Ａよりも重いサンプラー１０Ｂを下方に配置できるため、安定して複数のプローブ１０を保持部材４０で保持できる。また、重いサンプラー１０Ｂを持ち上げる作業を抑制でき、保持部材４０に複数のプローブ１０を設置し易くできる。
【００８２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述の各実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、複数のプローブ１０の配置は特に限定されない。Ｙ方向にプローブ１０を１又は複数配置してもよいし、Ｚ方向にプローブ１０を１又は複数配置してもよい。
【００８３】
上記実施形態では、ガイド部材５０の本体部５２における両側方のそれぞれにバネ蝶番５３を１つ（つまり片側１つ）設けたが、本体部５２の両側方のそれぞれにバネ蝶番５３を２つ以上（つまり片側２つ以上）設けてもよい。上記実施形態では、バネ蝶番５３に代えて、バネ機能の無い蝶番と本体部５２に弾性力を付勢する公知の弾性部材とを備えていてもよい。
【００８４】
上記実施形態では、プローブ装着装置１００，２００を連続鋳造設備１に適用したが、種々の製鉄設備に適用してもよい。タンディッシュＴ内の溶鋼に浸漬されるプローブ１０を対象としたが、これに限定されない。プローブ１０は、取鍋内の溶鋼に浸漬さるものであってもよく、要は、製鉄設備において溶鋼に浸漬されるものであればよい。上記実施形態では、ロボットアーム６にロッド７を取り付けたが、その他の種々のアーム（例えば、特開２００９−１７３９８７号公報等に記載された挿入装置を参照）にロッド７を取り付けてもよい。
【００８５】
上記実施形態では、一対のガイド部材５０の間にプローブ抜去部材７０，９０を設けたが、プローブ装着装置１００，２００において一対のガイド部材５０の間以外の箇所にプローブ抜去部材７０，９０を設けてもよく、例えばプローブ装着装置１００，２００の端にプローブ抜去部材７０，９０を設けてもよい。
【００８６】
上記における「一致」は、完全一致だけでなく略一致を含み、設計上又は製造上等の誤差を含む。上記における「当接」は、直接的に接触する場合は勿論、他の部材を介して間接的に接触する場合を含む。上記における「固定」は、種々の公知手法で実現されていればよく、例えば、ねじやボルト等の締結具による固定、及び、溶接等による固定を含む。
【００８７】
上記実施形態は、プローブ１０をロッド７に装着するためのプローブ装着方法として捉えることもできる。上記実施形態は、プローブ１０をロッド７に対して着脱するためのプローブ着脱装置及びプローブ着脱方法として捉えることもできる。上記実施形態は、プローブ１０をロッド７に装着するプローブ自動装着システム、プローブ１０をロッド７に対して着脱するプローブ自動着脱システム、及び、操業床作業を自動化するための操業床作業自動化装置として捉えることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明によれば、ロッドへのプローブの確実な装着を簡易な構造で実現できるプローブ装着装置が提供される。
【符号の説明】
【００８９】
１…連続鋳造設備（製鉄設備）、２…デッキ、３…ロボット、５…制御部、６…ロボットアーム（アーム）、７…ロッド、７ｘ…コネクタ、８…ノッチ、１０…プローブ、１０Ａ…測温プローブ、１０Ｂ…サンプラー、１１…挿入口、２０…台座、２１…台座面、３０…フレーム、３１Ａ…横板、３１Ｂ…横板、３２…後板、４０…保持部材、４１…第１保持板、４２…第１後方保持板、４２ｘ…保持溝、４３…第１前方保持板、４３ｘ…保持溝、４５…第２保持板、４６…第２後方保持板、４６ｘ…保持溝、４７…第２前方保持板、４７ｘ…保持溝、５０…ガイド部材、５１…ガイド支持板、５１ｘ…開口、５２…本体部、５３…バネ蝶番、５３ｘ…バネ（弾性力付勢部）、５４…ガイド面、５５…基端板、５５ｘ…開口、５６…固定部、５７…可動部、５７ｘ…フランジ、５８…リブ、６０…弾性機構、６１…弾性機構支持板、６２…当接部、６２ａ…前面、６３…固定板、６４…軸体、６５…バネ、６６…矩形開口部、７０…プローブ抜去部材、８０…台座、８１…台座面、９０…プローブ抜去部材、１００，２００…プローブ装着装置、Ｔ…タンディッシュ、ｔｈ…熱電対。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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