(57)【要約】      （修正有）【課題】金属溶湯の測温時に生じる損傷が抑えられた測温プローブを提供する。【解決手段】先端を金属溶湯に浸漬して金属溶湯の温度を測定する測温プローブ１であって、測温プローブの先端で温度を測定する測温手段と、測温プローブの外周面の少なくとも一部を形成し、測温手段を内部に収容したセラミックスよりなる外部保護管４と、外部保護管と当接し、外部保護管を位置決めするフランジ５と、を有し、外部保護管４は、その先端部が、軸方向，径方向，周方向の少なくとも一つの方向への変位が許容された状態で、フランジ５に支持されている【選択図】図１
2018096750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を金属溶湯に浸漬して該金属溶湯の温度を測定する測温プローブであって、
該測温プローブの先端で温度を測定する測温手段と、
該測温プローブの外周面の少なくとも一部を形成し、該測温手段を内部に収容したセラミックスよりなる外部保護管と、
該外部保護管と当接し、該外部保護管を位置決めするフランジと、
を有し、
該外部保護管は、その先端部が、軸方向，径方向，周方向の少なくとも一つの方向への変位が許容された状態で、該フランジに支持されていることを特徴とする測温プローブ。
【請求項２】
前記外部保護管は、外径の少なくとも一部が拡径してなる拡径部を有し、
前記フランジは、その内径が該拡径部の基端側の外径より小さく、その内部を基端側から先端側に向かって前記外部保護管が挿入される貫通孔を区画する筒状部を有する請求項１記載の測温プローブ。
【請求項３】
前記拡径部の外周面及び前記筒状部の内周面は、基端側から先端側に進むにつれて徐々にその径が縮径する請求項２記載の測温プローブ。
【請求項４】
前記測温手段は、先端が閉塞した内部保護管に収容されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の測温プローブ。
【請求項５】
前記内部保護管は、前記フランジに対する位置が固定されている請求項４記載の測温プローブ。
【請求項６】
前記内部保護管は、揺動可能な状態で前記フランジに支持されている請求項４記載の測温プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属溶湯の温度を測定する測温プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼工場では、精錬の最終工程として連続鋳造機で溶融状態の鋼(溶鋼)を鋼板や棒鋼に加工する。連続鋳造法では、取鍋の溶鋼をタンディシュに溜め、連続鋳造機に流し込む。このため、タンディシュでの溶鋼温度は製品の品質ばかりでなく、鋳造機の操業条件にも影響を及ぼす。つまり、操業条件の決定を行うために、溶鋼の温度の測定が行われている。溶鋼温度の測定には、例えば、特許文献１に記載の測温プローブが用いられる。
【０００３】
特許文献１に記載の測温プローブは、熱電対，熱電対を収容する耐熱管（内部保護管），耐熱管を収容するスリーブ（外部保護管）を有している。また、スリーブは、取付金具によりフランジ及び支持部材に固定されている。この測温プローブは、先端を金属溶湯に浸漬することで温度を測定する。
【０００４】
従来の測温プローブは、金属溶湯を貯留する容器（取鍋やタンディッシュ）の開口した孔に挿入して先端を金属溶湯に浸漬される。このとき、スリーブを固定する取付金具は、容器内で露出した状態となる。容器内で露出した金属製の取付金具は、金属溶湯からの高熱に曝され、酸化・溶融が生じるおそれがあった。取付金具に酸化・溶融が生じると、劣化により取付金具自身の形状を保てなくなり、スリーブを保持する能力が低下するようになる。取付金具がスリーブを保持できなくなると、金属溶湯への落下が生じるという問題があった。
【０００５】
さらに、測温プローブを温度の測定のために先端を金属溶湯に浸漬すると、金属溶湯自身の流速に起因する力が測温プローブの先端部に加わる。この先端部に加わる力は、スリーブが曲がる方向に加わる。力が加わったスリーブは、力の加わる方向にそって変形しようとするが、基端側の端部が取付金具で固定されている。この結果、スリーブに加わった力は、スリーブが取付金具に固定される部分（スリーブの取付金具との接点）に集中する。取付金具を形成する金属と、スリーブを形成するセラミックスとでは強度に大きな差があり、部分的に集中した力は、スリーブ側により多く集中する。この力が、スリーブの折損等の測温プローブの破損を生じさせるという問題があった。
【０００６】
図１０にその構成を示した従来の測温プローブ１では、その先端部に力が加わると、外部保護管４の取付金具８との接点，及び内部保護管３の取付金具８との接点にも同様に力が集中し、損傷の起点となるという問題があった。なお、図１０は、特に言及しない構成（参照符号）については、後述の実施例と同様である。また、図１０中の符号８０で示される部材は、フランジ５の熱損傷を抑えるためのセラミックス等の断熱材よりなる耐熱板である。
【０００７】
また、金属溶湯の流れに起因する力が外部保護管４に加わると、内部保護管３が外部保護管４に固定される固定部にも負荷が集中し、内部保護管３（及び外部保護管４）がフランジ５から脱落するという問題があった。
【０００８】
すなわち、従来の測温プローブは、金属溶湯の測温時に、金属溶湯の流れに起因する負荷の集中による破損や、取付金具の劣化を生じやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３０４９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、損傷が抑えられた測温プローブを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、測温プローブの構造について検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。
【００１２】
本発明の測温プローブは、先端を金属溶湯に浸漬して金属溶湯の温度を測定する測温プローブであって、測温プローブの先端で温度を測定する測温手段と、測温プローブの外周面の少なくとも一部を形成し、測温手段を内部に収容したセラミックスよりなる外部保護管と、外部保護管と当接し、外部保護管を位置決めするフランジと、を有し、外部保護管は、その先端部が、軸方向，径方向，周方向の少なくとも一つの方向への変位が許容された状態で、フランジに支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の測温プローブは、外部保護管が、変位を許容する構成となっている。このため、外部保護管が変位（湾曲）を生じようとしても外部保護管が変位することで、外部保護管に応力が集中しなくなっている。この結果、外部保護管が折損することが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態例の測温プローブの構成を示した図である。
【図２】第一実施形態例の測温プローブの構成を示した図である。
【図３】第一実施形態例の測温プローブの外部保護管の係止構造を示した図である。
【図４】第一実施形態の変形形態の測温プローブの外部保護管の係止構造を示した図である。
【図５】第二実施形態例の測温プローブの外部保護管の係止構造を示した図である。
【図６】第三実施形態例の測温プローブの構成を示した図である。
【図７】第三実施形態例の測温プローブの内部保護管の係止構造を示した図である。
【図８】第三実施形態例の測温プローブの内部保護管の係止構造を示した図である。
【図９】第三実施形態例の変形形態の測温プローブの外部保護管及び内部保護管の係止構造を示した図である。
【図１０】従来の測温プローブの外部保護管の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の測温プローブは、先端を金属溶湯に浸漬して金属溶湯の温度を測定する。本発明の測温プローブは、金属溶湯の温度を測定するものであり、測定される金属溶湯の種類については、何ら限定されるものではない。本発明の測温プローブは、タンディッシュに溶鋼を溜め、この溶鋼をタンディッシュから鋳型へ注湯することで連続鋳造を行うに際し、タンディッシュ内の溶鋼に先端を浸漬させて溶鋼の温度を測定するためのものとすることができる。
【００１６】
測温手段は、測温プローブの先端で温度を測定する手段である。測温手段は、温度を測定することができるものであればよく、具体的な構成が限定されるものではない。測温手段は、熱電対とすることができる。
【００１７】
熱電対は、実際に温度を測定する部材であり、本発明では金属溶湯の温度域での温度の測定に用いることができる熱電対を適宜選択する。熱電対としては、白金ロジウム型，タングステンレニウム型，イリジウムロジウム型，アルメルクロメル型，ニッケルモリブデン型，ナイクロシル型等の熱電対をあげることができる。
【００１８】
本発明の測温プローブにおいて、溶鋼の温度の測定には、白金ロジウム型の熱電対を用いることが好ましい。白金ロジウム型の熱電対とは、熱電対の＋側が白金ロジウム合金であり、−側が白金ロジウム合金又は白金である熱電対を示す。白金ロジウム型の熱電対の具体的な組成は、従来公知の組成とすることができる。
【００１９】
外部保護管は、測温プローブの外周面の少なくとも一部を形成し、測温手段を内部に収容したセラミックスよりなる部材である。外部保護管は、測温プローブの先端が金属溶湯に浸漬したときに、金属溶湯が当接する部材である。そして、その内部に収容される測温手段等の損耗等を抑えて保護する。
【００２０】
外部保護管は、測温手段を内部に収容する。測温手段を内部に収容することで、測温手段が露出することを抑えることができ、測温手段の損耗等を押さえることができる。
【００２１】
外部保護管は、その形状が限定されるものではなく、測温手段を内部に配した状態で先端側の端部が閉じた形状等の形状で形成することができる。また、測温手段が内部保護管に収容されている場合には、内部保護管を内部に配する（囲包する）筒状としてもよい。すなわち、測温手段は、先端が閉塞した内部保護管に収容されていることが好ましい。測温手段が内部保護管に収容されることで、測温手段の損耗をより抑えることができる。
【００２２】
外部保護管は、セラミックスよりなる。外部保護管を形成するセラミックスの具体的な種類は限定されるものではなく、従来の測温プローブに用いられる耐熱性セラミックスを用いることができる。このセラミックスとしては、アルミナ系、アルミナ−カーボン系、マグネシア系、マグネシア−カーボン系、シリカ系、ジルコニア系、ジルコニア−カーボン系、炭化珪素系、炭化珪素−カーボン系などの少なくとも１種をあげることができる。
【００２３】
フランジは、外部保護管と当接し、外部保護管を位置決めする部材である。フランジは、測温プローブで金属溶湯の温度を測定するときに、タンディッシュ等に組み付けるための部材である。すなわち、フランジを介して外部保護管が所定の位置に固定される。
【００２４】
フランジは、その材質は限定されるものではなく、従来公知の材質とすることができる。この材質としては、外部保護管を位置決めでき、かつ金属溶湯の温度を測定する時に周囲の高熱による影響を受けにくい材質であればよく、耐熱性金属をあげることができる。この耐熱性金属としては、ステンレス鋼をあげることができる。
【００２５】
そして、本発明の測温プローブは、外部保護管が、その先端部が、軸方向，径方向，周方向の少なくとも一つの方向への変位が許容された状態で、フランジに支持されている。
ここで、変位を許容した状態での支持とは、外部保護管が、フランジからの支持が外れることなく、各方向へ変位することができる状態であることを示す。また、各方向への変位の許容は、軸方向，径方向，周方向の各方向へ先端部が変位するだけでなく、これらの各方向を組み合わせた方向への変位であることも含む。
【００２６】
本発明の測温プローブは、測温プローブに金属溶湯等からの力が加わっても、外部保護管が変位することで、測温プローブに加わった力（負荷）が外部保護管の基端部に集中しなくなっている。このため、本発明の測温プローブは、外部保護管の損傷に起因する折損が抑えられる。
【００２７】
本発明の測温プローブは、外部保護管が、外径の少なくとも一部が拡径してなる拡径部を有し、フランジは、拡径部の外形よりも内径が短く、その内部を基端側から先端側に向かって外部保護管が挿入される貫通孔を有することが好ましい。
本発明の測温プローブは、外部保護管が、外径の少なくとも一部が拡径してなる拡径部を有し、フランジは、その内径が拡径部の基端側の外径より小さく、その内部を基端側から先端側に向かって外部保護管が挿入される貫通孔を区画する筒状部を有することがより好ましい。
【００２８】
外部保護管が拡径部を有し、かつフランジが貫通孔を有することで、この貫通孔に外部保護管を挿入したときに、貫通孔の短い径により、外部保護管の拡径部が引っかかる。つまり、外部保護管がフランジに支持されるようになる。このとき、外部保護管は、フランジに支持されるのみであり、貫通孔を支点とした変位が規制されない。つまり、外部保護管が、変位を許容した状態でフランジに支持される。
【００２９】
本発明において、拡径部の形状については、外径の少なくとも一部が拡径してなる形状であれば、限定されるものではない。また、拡径部の拡径量についても限定されるものではなく、外部保護管の周方向，軸方向で一定の拡径量であっても、周方向，軸方向で異なる拡径量を有していても良い。
【００３０】
本発明において、拡径部は、その先端側と基端側の軸方向での端部の間に、最も径の大きな部分を一つ有し、その最も径の大きな部分から先端側及び基端側にかけて徐々に径が縮径する形状であることが好ましい。この構成となることで、軸方向で、二つの径の大きな部分の間に径の小さな部分が形成されなくなり、外部保護管に応力が集中しなくなる。仮に、軸方向で、二つの径の大きな部分の間に径の小さな部分が形成されると、この径の小さな部分に、負荷が集中し、破壊の起点となる。
【００３１】
本発明において、拡径部は、先端側の表面が軸方向に垂直な平面を形成する形態や、先端側の表面の外径が軸方向の基端から先端に進むにつれて徐々に縮径する形態、であることが好ましい。
【００３２】
拡径部が、その先端側の表面の外径が軸方向の基端から先端に進むにつれて徐々に縮径する形態は、先端側の表面が軸方向に垂直な方向だけでなく軸方向にも広がっているため、先端側の表面が軸方向に垂直な平面の場合に比べて、表面積をより広くすることができる。このため、より広い面積で外部保護管とフランジを当接させることができ、部分的な力（負荷）の集中が生じなくなり、測温プローブ及び外部保護管の損傷が抑えられる。
【００３３】
ここで、この形態において、先端側の表面の外径が軸方向の基端から先端に進むにつれて徐々に縮径する拡径部の形状とは、軸方向の位置が異なる二点において、基端側に位置する点での外径が、先端側に位置する点での外径よりも大きくなっている形状を示す。すなわち、軸方向で先端側から基端側に進んだときの拡径の度合い（形状）については限定されるものではなく、径の変化が階段状をなす変化であっても、なめらかな傾斜をなす変化であっても、これらを組み合わせた変化であっても、いずれでもよい。
【００３４】
この形態では、拡径部の先端側の端部が先細の形状となる。この先細の形状によると、外部保護管とフランジとを組み付けるときに、この形状がガイドの役割も発揮する。つまり、簡単に組み付けを行うことができる。
【００３５】
この形態では、拡径部の先端側の表面の径の変化は、なめらかな変化であることがより好ましい。すなわち、拡径部の先端側は、円錐台形状をなすことが好ましい。この形状となると、外径の変化が滑らかとなり、当接面に角部が存在しなくなる。このため、部分的な力（負荷）の集中をより抑えることができるようになる。
【００３６】
この形態では、フランジの拡径部と当接する被当接面は、拡径部の基端側の表面と略一致する形状であることが好ましい。被当接面を、拡径部の基端側の表面と略一致する形状とすることで、当接面積をより広くすることができる。
【００３７】
先端側の表面が軸方向に垂直な平面を形成する形態は、先端側の表面が軸方向に垂直な方向に広がっている。本形態では、外部保護管の当接面及びフランジの被当接面のいずれの表面も、平面とすることができ、両部材をその全面で密着させることができる。すなわち、より広い面積で両部材を当接させることで、部分的な力（負荷）の集中が生じなくなり、測温プローブ及び外部保護管の損傷が抑えられる。
【００３８】
なお、この形態においても、フランジの拡径部と当接する被当接面は、拡径部の基端側の表面と略一致する形状であることが好ましい。被当接面を、拡径部の基端側の表面と略一致する形状とすることで、当接面積をより広くすることができる。
【００３９】
本形態の測温プローブは、先端の測温部を金属溶湯に浸漬して使用するものであり、その先端が基端よりも下方に位置した状態で使用される。この状態では、外部保護管に下方（先端）方向に向かう重力が働く。この重力により、外部保護管の拡径部の先端側の表面がフランジと当接することができる。すなわち、拡径部の先端側の表面がフランジと、離反可能に配されていても、両者が当接状態となる。
【００４０】
この形態において、外部保護管の拡径部とフランジとが、互いに密着して接合されると、確実に広い当接面積を確保することができ、部分的な力（負荷）の集中が生じなくなり、測温プローブ及び外部保護管の損傷が抑えられる。
【００４１】
また、この形態において、外部保護管の拡径部とフランジとが、離反可能に配されると、外部保護管（あるいは測温プローブ）に、測温プローブの軸方向で基端側に向かう方向の力がかかったときに、離反することでこの軸方向の力が蓄積することが抑えられ、外部保護管が損傷を生じることが抑えられる。このため、本形態では、外部保護管の拡径部の先端側の表面とフランジとが、離反可能に配されていることがより好ましい。
【００４２】
本形態において、外部保護管は、フランジに開口した貫通孔に挿入され、かつ拡径部が貫通孔に係止されていることが好ましい。外部保護管は、フランジの貫通孔に貫通する。この構成では、外部保護管の外周の全周に亘ってフランジが位置することとなる。すなわち、外部保護管を、全周に亘って当接した状態で支持できる。この構成では、拡径部とフランジとの当接が周方向の全周で行うことで当接時にかかる負荷の集中が生じなくなる。
【００４３】
そして、フランジに開口した貫通孔に挿入された外部保護管には、大径の拡径部が形成されており、この拡径部が貫通孔の内周面や開口部に引っかかって係止する。この係止により、外部保護管がフランジに支持される。
【００４４】
フランジは、軸方向にのびる筒状の支持部（筒状部）を有し、支持部の内周面が貫通孔を区画することが好ましい。この構成では、筒状の支持部（筒状部）の内周面もフランジの被当接面とすることができる。すなわち、拡径部とフランジが当接する当接面積をより広くすることができる。
【００４５】
筒状の支持部（筒状部）は、拡径部の当接面の外周形状と一致する内周形状を有することが好ましい。この構成とすることで、拡径部とフランジが当接する当接面積をより広くすることができる。
【００４６】
筒状の支持部は、拡径部の表面に対して小間隔を隔てた位置に内周面が位置する内周形状を有することが好ましい。この構成とすることで、拡径部とフランジとの間にすき間が形成され、外部保護管の微小な変位をフランジが規制しなくなる。つまり、外部保護管（あるいは測温プローブ）に、測温プローブの軸方向で基端側に向かう方向の力がかかったときに、離反することでこの軸方向の力が蓄積することが抑えられ、外部保護管が損傷を生じることが抑えられる。
【００４７】
筒状の支持部は、先端側及び基端側の端部が、内周面が更に拡径して形成されていることが好ましい。筒状の支持部の端部が更に拡径して形成されることで、筒状の支持部に区画される貫通孔に外部保護管（測温プローブ）を挿入するときに、外部保護管がガイドされ、容易に挿入可能となる。
【００４８】
外部保護管とフランジの当接面は、外部保護管の軸方向に対して交差する方向に広がる傾斜面部を有することが好ましい。この構成となると、上記の構成となる。当接面が傾斜面部を有することで、傾斜面部を有していない場合に比べて、負荷の集中をより抑えることができるようになる。
【００４９】
当接面は、基端側から先端側に進むにつれて徐々に拡径部の径が縮径して形成されていることが好ましい。この構成となると、上記に該当する構成となる。この形状は、拡径部が先端側の端部が先細の形状である。この先細の形状によると、外部保護管とフランジとを組み付けるときに、この形状がガイドの役割も発揮する。つまり、簡単に組み付けを行うことができる。
【００５０】
筒状部は、先端部の端部が拡径して形成されていることが好ましい。筒状部の先端部が拡径して形成されている（略鼓状に形成されている）ことで、外部保護管の先端部が周方向に沿って旋回する変位を生じても、筒状部が外部保護管の変位の障害とならなくなる。つまり、変位した外部保護管の損傷が抑えられる。
【００５１】
本発明の測温プローブは、内部保護管を有する場合に、内部保護管の固定については特に限定されるものではない。つまり、内部保護管がフランジに対する位置が固定されていても、内部保護管がフランジに対する位置が変位可能な状態で支持されていてもいずれでも良い。
【００５２】
内部保護管は、フランジに対する位置が固定されていることが好ましい。内部保護管の位置が固定されることで、内部保護管の変位も抑えられ、測温プローブの変形（湾曲）がより抑えられる。また、内部保護管が外部保護管を損傷させることが抑えられる。
【００５３】
内部保護管は、揺動可能な状態でフランジに支持されていることが好ましい。内部保護管が揺動可能な状態で支持されることで、測温プローブが変形（湾曲）しようとしたときに、内部保護管が揺動することで加わった力を逃がすことができ、内部保護管の損傷が抑えられる。
【００５４】
なお、内部保護管の揺動とは、内部保護管の先端部が、軸方向，径方向，周方向の少なくとも一つの方向への変位をする動作を示す。また、フランジに支持とは、内部保護管の揺動中心の位置が、フランジに対する位置で決定できる状態を示すものであり、フランジに直接支持されている状態だけでなく、直接支持されていない状態（別部材を介した状態）であってもよい。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各形態は、本発明を実施するための具体的な例であり、本発明が以下の各形態のみに限定されるものではない。
【００５６】
［第一実施形態］
本形態は、図１〜３にその構成を示した測温プローブである。図１は、本形態の測温プローブの構成を示した部分断面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ断面を示した断面図である。図３は、外部保護管４とフランジ５の係止構造を示した図である。なお、図１では、下方が先端になるように示した（他も同様）。
【００５７】
本形態の測温プローブ１は、先端部に測温部を有する白金ロジウム型の熱電対２（測温手段に相当）と、熱電対２を収容するために先端部３ａ（先端側）が閉塞された筒形状の金属−セラミックス複合体（サーメット）よりなる内部保護管３と、内部保護管３を囲包するセラミックスよりなる外部保護管４と、外部保護管４を支持するステンレス鋼よりなるフランジ５と、を備えている。
【００５８】
熱電対２は、白金ロジウム型の熱電対であり、その測温部が内部保護管３の先端部３ａの内面に近接又は当接して組み付けられている。熱電対２の基端部は、プローブ頭部（ターミナルヘッド）２５を介して指示計（図示せず）に接続されている。熱電対２は、図２に示したように、互いに独立して並走する一対の通孔２２，２２を有する絶縁管２１の通孔２２，２２に挿入され、先端の測温部が絶縁管２１の端面から突出した状態で組み付けられている。
【００５９】
内部保護管３は、先端が閉じた円筒状の部材である。そして、本形態では、先端部３ａが滑らかな湾曲形状をなしている断面円形の有底筒状の部材である。内部保護管３は、内部に熱電対２を収容したときに、内面に熱電対２が先端部以外が近接した状態でもうけられている。また、内部保護管３は、熱電対２が絶縁管２１を貫通した状態で収容した状態で、その内部に収容する。
熱電対２及び内部保護管３は、基端部が図示されない手段により固定されている。すなわち、熱電対２及び内部保護管３は、その変移（あるいは、揺動）が規制されている。
【００６０】
外部保護管４は、両端が開口した断面円形の筒状の部材（すなわち、円筒状の部材）である。外部保護管４は、内部（軸芯の中空部）に内部保護管３を収容したときに、その内周面と内部保護管３の外周面との間に小間隔を隔てるように設けられている。すなわち、本形態では、外部保護管４の内周面と内部保護管３の外周面との間にすき間が形成されている。
外部保護管４は、基端側に、その外径が拡径した拡径部４０を備えている。拡径部４０は、その先端側の表面（すなわち、表面４０ａ）が、先端４ａ側から基端４ｂ側に進むにつれて徐々に径が拡径して形成されている。また、基端側の表面（すなわち、裏面４０ｂ）は、軸方向に垂直な平面に沿って広がるように形成されている。すなわち、拡径部４０は、略円錐台形状の外形を有している。
【００６１】
フランジ５は、軸方向に垂直な方向に広がる略円盤状の本体部５０と、略円盤状の本体部５０の基端側の表面（すなわち、裏面５０ｂ）に立設した略円筒状の立設部５２を有する。フランジ５は、本体部５０と立設部５２が一体をなすように接合（固定）されている。
また、フランジ５は、耐熱板５５を、本体部５０の表面５０ａ側に有する。耐熱板５５を備えることで、フランジ５（及び本体部５０）の耐熱性を確保する。
【００６２】
フランジ５の本体部５０は、その径方向内方側の端部に、略円盤状の本体部５０の表面５０ａから先端方向に立設した筒状の筒状支持部５１を有する。
フランジ５の筒状支持部５１は、本体部５０の先端側の表面に立設してもうけられた略円筒状を有する。筒状支持部５１は、拡径部４０の傾斜した表面４０ａと略一致する略円錐形状の内周面を有している。筒状支持部５１の内周面の拡径部４０の外形と略一致するとは、筒状支持部５１に拡径部４０が挿入された状態で、筒状支持部５１の内周面に拡径部４０の裏面４０ａが、拡径部４０の相対的な位置のズレを許容できる程度の隙間を有する状態で密着できる形状を示す。
【００６３】
筒状支持部５１は、略円筒状の軸心部に内部保護管３及び外部保護管４が挿入される。このとき、内部保護管３は、立設部５２を介してその位置が固定される。また、外部保護管４は、その先端が、筒状支持部５１の軸心に、基端側から先端側に向かって挿入される。挿入された外部保護管４は、拡径部４０の外周面と筒状支持部５１の内周面とが当接した状態で係止（あるいは、揺動可能な状態で支持）される。
【００６４】
フランジ５の立設部５２は、本体部５０の基端側の表面（すなわち、裏面５０ｂ）に立設してもうけられた略円筒状を有する。立設部５２は、本体部５０の裏面５０ｂに沿って広がる板状の立設基部５３と、立設基部５３から基端側方向に突出した略円筒状の立設筒部５４とを有する。本例では、立設部５２は、立設基部５３が本体部５０にねじ止めで接合されることで、立設部５２が本体部５０に接合（固定）している。立設部５２の本体部５０への接合は、溶接等の他の接合方法でも良い。
【００６５】
立設基部５３は、本体部５０の裏面５０ｂに沿って広がる（すなわち、軸方向に垂直な方向に沿って広がる）板状を有する。立設基部５３は、本体部５０の裏面５０ｂに立設部５２を配置したときに、すき間無く密着可能となるように形成されている。立設基部５３は、略円筒状の立設筒部５４の径方向外方に広がる。
略円筒状の立設筒部５４は、その軸心部に内部保護管３が挿入され、内部保護管３を接合・固定する。略円筒状の立設筒部５４は、その内周面が内部保護管３の外周面に対応した形状をなすように形成されている。略円筒状の立設筒部５４の軸心部は、本体部５０の筒状支持部５１と連通する。
【００６６】
本形態では、外部保護管４は、フランジ５に対して拡径部４０が筒状支持部５１に引っかかることで係止され、支持される。また、外部保護管４がフランジ５の筒状支持部５１に挿入された状態で、拡径部４０の基端側には、断熱部材６が配され、断熱性が確保されている。この断熱部材６も、拡径部４０に従動して変位可能に配置されている。断熱部材６は、外部保護管４に一体に配されても、別体で配されてもいずれでもよい。
【００６７】
本形態例の測温プローブ１は、取付金具を用いることなく外部保護管４をフランジ５に係止している。すなわち、従来のように取付金具を用いていないため、取付金具が測温プローブ１の損傷の起点となることが抑えられている。
【００６８】
また、本形態例の測温プローブ１は、金属溶湯の温度を測定するときに金属溶湯の流れに基づく力が測温プローブ１（及び外部保護管４）に加わって変形を生じても、従来のように取付金具が測温プローブ１（及び外部保護管４）の変形を規制することが起こらないため、測温プローブ１自身が変形により折損することが抑えられている。
【００６９】
さらに、本形態例の測温プローブ１では、外部保護管４がフランジ５に揺動可能に係止されたのみであり、外部保護管４がフランジ５に対して相対的な位置のズレを許容する構造となっている。この結果、金属溶湯の温度を測定するときに金属溶湯の流れに基づく力が測温プローブ１（具体的には、外部保護管４）に加わっても、外部保護管４が揺動して位置のズレを生じることで、外部保護管４に力が集中しなくなり、外部保護管４が破損することが抑えられる。
【００７０】
さらに、本形態例の測温プローブ１では、外部保護管４が内部保護管３に小間隔を隔てた状態で形成されており、外部保護管４が位置のズレを生じても、内部保護管３による規制が生じ無いため、外部保護管４が破損することが抑えられる。
【００７１】
（第一実施形態の変形形態）
上記の第一実施形態は、外部保護管４の拡径部４０及びフランジ５の筒状支持部５１が略円錐台形状をなすように形成されているが、筒状支持部５１が拡径部４０を揺動可能に支持する形態は限定されるものではなく、以下の形態を更に例示することができる。以下に示す本変形形態の測温プローブ１は、特に言及しない構成については第一実施形態と同様な構成である。
【００７２】
本形態は、フランジ５の筒状支持部５１の先端部５１０が、僅かに拡径していること以外は、第一実施形態と同様な構成である。本形態の筒状支持部５１の近傍の構成を、上記の図３と同様な部分拡大断面図で図４に示した。
フランジ５の筒状支持部５１の先端部５１０は、図に示したように、滑らかに径が変化する湾曲形状（Ｒ形状）をなすように形成されている。すなわち、筒状支持部５１の先端部５１０は、角部がない形状を備えている。
【００７３】
本形態の測温プローブ１においても、外部保護管４がフランジ５に対して相対的な位置のズレを許容する構造となっている。つまり、第一実施形態と同様の効果を発揮する。
【００７４】
さらに、本形態においては、筒状支持部５１の先端部５１０が僅かに拡径していることで、外部保護管４がズレを生じたとき（特に、先端が周方向に沿って変位したとき）に、外部保護管４が筒状支持部５１の先端部５１０の開口部により削られて損傷することが抑えられる。
【００７５】
［第二実施形態］
本形態は、図５にその構成を部分拡大断面図で示した測温プローブである。
本形態の測温プローブ１は、外部保護管４とフランジ５での支持構造が異なること以外は第一実施形態と同様の構成の測温プローブである。
【００７６】
外部保護管４は、基端側に、その外径が拡径した拡径部４０を備えている。拡径部４０は、図に示したように、径方向外方に突出した断面方形状をなすように形成されている。詳しくは、拡径部４０の表面４０ａと裏面４０ｂとが互いに平行で、軸方向に垂直な平面に沿って広がるように形成されている。拡径部４０の径方向長さ（拡径部４０が形成されていない外部保護管４の外周面からの径方向での突出長さ）は限定されるものではなく、揺動可能に支持できる長さであればよい。
【００７７】
フランジ５は、本体部５０を備え、立設部５２を備えていない。すなわち、フランジ５は、略円盤状の本体部５０よりなる。フランジ５の本体部５０の軸心部には、径が一定の円筒状の筒状支持部５１が設けられている。筒状支持部５１は、軸心部に外部保護管４が挿入する通孔が形成されている。筒状支持部５１の内径は、外部保護管４の拡径部４０が形成されていない部分の外径よりも大きく、拡径部４０の外径よりも小さい。
【００７８】
フランジ５の筒状支持部５１は、外部保護管４の先端が挿入される。外部保護管４は、拡径部４０が通孔を通過できず、これによりフランジ５に揺動可能に支持される。
本形態の測温プローブ１においても、外部保護管４がフランジ５に対して相対的な位置のズレを許容する構造となっている。つまり、第一実施形態と同様の効果を発揮する。
【００７９】
［第三実施形態］
本形態は、図６〜図８にその構成を示した測温プローブである。本形態の測温プローブ１は、内部保護管３の係止構造が異なること以外は第一実施形態と同様の構成の測温プローブである。図６は、本形態の測温プローブ１の構成を示した図である。図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線での断面を示した図であり、軸方向に垂直な断面での内部保護管３の係止構造を示した図である。図７では、軸心部に配されている熱電対２は図示を省略した。図８は、内部保護管３を支持ピン７が支持した構造を模式的に示した図であり、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線での構成を示した図である。なお、本形態の測温プローブ１において、それぞれの構成要素の特に言及しない構成については、上記の第一実施形態と同様である。
【００８０】
内部保護管３は、基端３ｂ側の端部の近傍に周方向の全周にわたって断面凹字状の溝条３０が形成されている。溝条３０の断面形状は、溝条３０ののびる方向に垂直な断面での形状を示す。
外部保護管４は、断面円形の筒状の部材（略円筒状の部材）である。外部保護管４は、内部（あるいは、軸心部）に内部保護管３を収容（あるいは挿入）したときに、その内周面と内部保護管３の外周面との間に小間隔を隔てるように設けられている。すなわち、外部保護管４は、その内径が内部保護管３の外径よりも大きな略円筒状をなしている。
【００８１】
フランジ５は、軸方向に垂直な方向に広がる略円盤状の本体部５０と、略円盤状の本体部５０の裏面５０ｂに立設した略円筒状の立設部５２と、を有する。
【００８２】
立設部５２は、本体部５０の裏面５０ｂに沿って広がる板状の立設基部５３と、立設基部５３から基端側方向に突出した略円筒状の立設筒部５４とを有する。
立設筒部５４は、その軸心部に内部保護管３が挿入され、内部保護管３を揺動可能な状態で支持する。略円筒状の立設筒部５４は、その内周面が内部保護管３の外周面との間にすき間を有する円筒形状に形成されている。
【００８３】
立設部５２（立設筒部５４）における内部保護管３の支持は、筒状の立設部５２（立設筒部５４）を貫通した支持ピン７の先端を内部保護管３の溝条３０に挿入することで行われる。
【００８４】
具体的には、図７に示したように、立設部５２（立設筒部５４）は、その軸心部に内部保護管３が挿通した状態で、径方向内方に向かって３本の支持ピン７が貫通した状態で固定される。立設部５２（立設筒部５４）を貫通した支持ピン７の先端は、内部保護管３の溝条３０の内部に挿入され、溝条３０の基端３ｂ側の側壁面３ｄと当接し、先端３ａ側の側壁面３ｃとの間にはすき間が存在する。すなわち、溝条３０の開口の幅（一対の側壁面３ｃ，３ｄ間の距離）が支持ピン７の太さよりも広く形成されている。
【００８５】
溝条３０の内部に挿入された支持ピン７の先端は、溝条３０の底面３ｅと当接する。本形態においては、支持ピン７はボルトよりなり、その先端が溝条３０の底面３ｅに圧接して径方向内方に付勢力を付与する。本形態においては、支持ピン７を溝条３０に挿入した状態で、支持ピン７と溝条３０の側壁面３ｄとが当接しない状態（小間隔で隔てられた状態）であり、内部保護管３の揺動を許容する構成となっている。
なお、本形態では、支持ピン７がボルトにより形成されているが、立設部５２（立設筒部５４）を貫通した状態で先端の溝条３０への挿入量を調節できる構成であれば、ボルト以外の部材であっても良い。
【００８６】
本形態の測温プローブ１は、取付金具を用いることなく外部保護管４及び内部保護管３をフランジ５に揺動可能な状態で係止（支持）している。すなわち、従来のように取付金具を用いていないため、取付金具が測温プローブ１の損傷の起点となることが抑えられている。
本形態の測温プローブ１は、外部保護管４がフランジ５に揺動可能な状態で係止（支持）されており、第一実施形態の時と同様の効果を発揮する。
【００８７】
また、本形態の測温プローブ１は、金属溶湯の温度を測定するときに金属溶湯の流れに基づく力が測温プローブ１（及び内部保護管３）に加わって変形を生じても、従来のように取付金具が測温プローブ１（及び内部保護管３）の変形を規制することが起こらないため、測温プローブ１自身が変形により折損することが抑えられている。
【００８８】
本形態の測温プローブ１では、内部保護管３がフランジ５に対して揺動可能な状態で支持されている。この構成では、内部保護管３がフランジ５に対する相対的な位置のズレを生じることが許容された構造となっている。この結果、金属溶湯の温度を測定するときに金属溶湯の流れに基づく力が測温プローブ１（の内部保護管３）に加わっても、内部保護管３が揺動することで内部保護管３に力が集中しなくなり、内部保護管３が破損することが抑えられる。
【００８９】
さらに、本形態の測温プローブ１では、外部保護管４と内部保護管３のそれぞれが、独立して揺動可能な状態で指示されている。このため、金属溶湯の流れに基づく力が測温プローブ１に加わって、外部保護管４が湾曲（弾性変形）しても、内部保護管３がその湾曲を規制しない。逆に、内部保護管３が揺動しても、外部保護管４がその揺動を規制しない。すなわち、内部保護管３による外部保護管４の損傷が抑えられ、測温プローブ１が折損することが抑えられている。
【００９０】
（第三実施形態の変形形態）
上記の第二実施形態は、外部保護管４及び内部保護管３が当接しない状態で形成されている（それぞれが独立して揺動可能な状態で形成されている）が、外部保護管４及び内部保護管３が一体をなしていてもよい。
【００９１】
本形態は、図９に示したように、外部保護管４が、両端が開口した断面円形の筒状の部材であり、内部に内部保護管３を収容したときに、その内面が内部保護管３の外周面と当接（外周面の全面が当接）するように一体に設けられている。なお、図９は、部分拡大断面図である。
【００９２】
本形態では、外部保護管４と内部保護管３とが、揺動可能な状態で一体に形成されている。すなわち、第二実施形態と同様に、測温プローブ１が折損することが抑えられる効果を発揮する。
【００９３】
さらに、本形態では、外部保護管４と内部保護管３とが一体に形成されていることから、内部保護管３の露出面積が少なくなっている。つまり、内部保護管３が金属溶湯と接触する面積が少なくなっており、金属溶湯と接触することによる内部保護管３の損耗が抑えられている。
【符号の説明】
【００９４】
１：測温プローブ
２：熱電対
３：内部保護管
４：外部保護管
５：フランジ
６：断熱部材
７：支持ピン
８：取付金具
【図１】
2018096750.tif 000003
【図２】
2018096750.tif 000004
【図３】
2018096750.tif 000005
【図４】
2018096750.tif 000006
【図５】
2018096750.tif 000007
【図６】
2018096750.tif 000008
【図７】
2018096750.tif 000009
【図８】
2018096750.tif 000010
【図９】
2018096750.tif 000011
【図１０】
2018096750.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月4日(2017.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を金属溶湯に浸漬して該金属溶湯の温度を測定する測温プローブであって、
該測温プローブの先端で温度を測定する測温手段と、
該測温プローブの外周面の少なくとも一部を形成し、該測温手段を内部に収容したセラミックスよりなる外部保護管と、
該外部保護管と当接し、該外部保護管を位置決めするフランジと、
を有し、
該外部保護管は、外径の少なくとも一部が拡径してなる拡径部を有し、
該フランジは、その内径が該拡径部の基端側の外径より小さく、その内部を基端側から先端側に向かって該外部保護管が挿入される貫通孔を区画する筒状部を有し、
該外部保護管は、その先端部が、軸方向，径方向，周方向の少なくとも一つの方向への変位が許容された状態で、該フランジに支持されていることを特徴とする測温プローブ。
【請求項２】
前記拡径部の外周面及び前記筒状部の内周面は、基端側から先端側に進むにつれて徐々にその径が縮径する請求項１記載の測温プローブ。
【請求項３】
前記測温手段は、先端が閉塞した内部保護管に収容されている請求項１〜２のいずれか１項に記載の測温プローブ。
【請求項４】
前記内部保護管は、前記フランジに対する位置が固定されている請求項３記載の測温プローブ。
【請求項５】
前記内部保護管は、揺動可能な状態で前記フランジに支持されている請求項３記載の測温プローブ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の測温プローブは、先端を金属溶湯に浸漬して金属溶湯の温度を測定する測温プローブであって、測温プローブの先端で温度を測定する測温手段と、測温プローブの外周面の少なくとも一部を形成し、測温手段を内部に収容したセラミックスよりなる外部保護管と、外部保護管と当接し、外部保護管を位置決めするフランジと、を有し、外部保護管は、外径の少なくとも一部が拡径してなる拡径部を有し、フランジは、その内径が拡径部の基端側の外径より小さく、その内部を基端側から先端側に向かって外部保護管が挿入される貫通孔を区画する筒状部を有し、外部保護管は、その先端部が、軸方向，径方向，周方向の少なくとも一つの方向への変位が許容された状態で、フランジに支持されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【図１】第一実施形態例の測温プローブの構成を示した図である。
【図２】第一実施形態例の測温プローブの構成を示した図である。
【図３】第一実施形態例の測温プローブの外部保護管の係止構造を示した図である。
【図４】第一実施形態の変形形態の測温プローブの外部保護管の係止構造を示した図である。
【図５】参考形態例の測温プローブの外部保護管の係止構造を示した図である。
【図６】第二実施形態例の測温プローブの構成を示した図である。
【図７】第二実施形態例の測温プローブの内部保護管の係止構造を示した図である。
【図８】第二実施形態例の測温プローブの内部保護管の係止構造を示した図である。
【図９】第二実施形態例の変形形態の測温プローブの外部保護管及び内部保護管の係止構造を示した図である。
【図１０】従来の測温プローブの外部保護管の構成を示した図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の測温プローブは、外部保護管が、外径の少なくとも一部が拡径してなる拡径部を有し、フランジは、拡径部の外形よりも内径が短く、その内部を基端側から先端側に向かって外部保護管が挿入される貫通孔を有する。
さらに、本発明の測温プローブは、外部保護管が、外径の少なくとも一部が拡径してなる拡径部を有し、フランジは、その内径が拡径部の基端側の外径より小さく、その内部を基端側から先端側に向かって外部保護管が挿入される貫通孔を区画する筒状部を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
［参考形態］
本形態は、図５にその構成を部分拡大断面図で示した測温プローブである。
本形態の測温プローブ１は、外部保護管４とフランジ５での支持構造が異なること以外は第一実施形態と同様の構成の測温プローブである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
［第二実施形態］
本形態は、図６〜図８にその構成を示した測温プローブである。本形態の測温プローブ１は、内部保護管３の係止構造が異なること以外は第一実施形態と同様の構成の測温プローブである。図６は、本形態の測温プローブ１の構成を示した図である。図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線での断面を示した図であり、軸方向に垂直な断面での内部保護管３の係止構造を示した図である。図７では、軸心部に配されている熱電対２は図示を省略した。図８は、内部保護管３を支持ピン７が支持した構造を模式的に示した図であり、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線での構成を示した図である。なお、本形態の測温プローブ１において、それぞれの構成要素の特に言及しない構成については、上記の第一実施形態と同様である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
（第二実施形態の変形形態）
上記の第二実施形態は、外部保護管４及び内部保護管３が当接しない状態で形成されている（それぞれが独立して揺動可能な状態で形成されている）が、外部保護管４及び内部保護管３が一体をなしていてもよい。