(57)【要約】【課題】  雌ブロック及び雄ブロックを有する機力式管着脱装置において、雌ブロックと雄ブロックとの接触抵抗が増大して、機力による自動での引き抜きが困難となった場合に、更に機力を増加させて、自動での引き抜きを可能とする。【解決手段】  本発明に係る機力式管着脱装置は、雄ブロック３と、雌ブロック２と、該雌ブロックを移動させるエアーシリンダー５または油圧シリンダーとを有し、前記エアーシリンダーまたは油圧シリンダーの作動により、前記雌ブロックを前記雄ブロックに嵌合させるまたは雄ブロックから引き抜く機力式管着脱装置１であって、更に電動シリンダー７を有し、該電動シリンダーの作動によって、前記雌ブロックに、前記雄ブロックから引き抜かれる方向の力が掛かるように構成されている。【選択図】            図１
2019183852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ブロックと、雌ブロックと、該雌ブロックを移動させるエアーシリンダーまたは油圧シリンダーとを有し、前記エアーシリンダーまたは油圧シリンダーの作動により、前記雌ブロックを前記雄ブロックに嵌合させるまたは雄ブロックから引き抜く機力式管着脱装置であって、
更に電動シリンダーを有し、該電動シリンダーの作動によって、前記雌ブロックに、前記雄ブロックから引き抜かれる方向の力が掛かるように構成されていることを特徴とする機力式管着脱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアーシリンダーや油圧シリンダーなどの作動によって、雄ブロックと雌ブロックとが自動で着脱する機力式管着脱装置（オートジョイント装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所の製鋼工程では、転炉での脱炭精錬によって溶製した溶鋼を取鍋に出湯し、取鍋内の溶鋼をガス攪拌しながら、更に脱硫処理などの精錬を施し、不純物の少ない高清浄性の溶鋼を溶製することが行われている。このガス攪拌装置を有する精錬設備は取鍋精錬設備と呼ばれており、取鍋精錬設備の溶鋼の攪拌方法とし、図３に示すように、取鍋２０の底部に設置した底吹きプラグ２３から、希ガスなどの不活性ガスを攪拌用ガスとして吹き込む方法が行われている。
【０００３】
取鍋２０への攪拌用ガスの供給方法は、作業床２８に設置された雌ブロック２を、エアーシリンダー６の動力で水平方向に移動させ、取鍋２０に取り付けられた雄ブロック３に、雌ブロック２を押し付けて嵌合し、雌ブロック２に取り付けられたガス供給配管（図示せず）から供給される攪拌用ガスを、雌ブロック２から雄ブロック３へ導入する方式が用いられている。このように、雌ブロック２、雄ブロック３及びエアーシリンダー６を有する方式で配管を着脱する装置は、機力式管着脱装置と呼ばれている。
【０００４】
機力式管着脱装置では、エアーシリンダー６による力の方向を逆向きにすることで、雌ブロック２が雄ブロック３から自動的に引き抜かれるように構成されている。これは、製鋼工場内において、取鍋２０を自在に移動させる必要があるので、配管を自動で着脱する機力式管着脱装置が必要になる。
【０００５】
尚、従来の機力式管着脱装置１Ａを用いて取鍋２０に攪拌用ガスを供給し、供給した攪拌用ガスで取鍋内の溶鋼２６を攪拌している状況を示す概略図である。また、図３において、符号７はエアーシリンダーのシリンダーロッド、２１は取鍋の鉄皮、２２は内張り耐火物、２４はガス配管、２５は３相アーク加熱用の電極、２６は溶鋼、２７はスラグである。エアーシリンダー６の代わりに油圧シリンダーを用いることができる。
【０００６】
この機力式管着脱装置１Ａは、雌ブロック２及び雄ブロック３の嵌合において、両者の偏心に対する許容があるが、許容ぎりぎりで強引に嵌合した場合には、精錬中の振動などによる微小な位置ずれで、嵌合部の抵抗が増加し、雌ブロック２の雄ブロック３からの引き抜きが困難になることがある。その場合には、従来、ワイヤーを雌ブロック２に掛けて、ウインチまたはチェーンブロックで雌ブロック２を雄ブロック３とは反対側に引っ張り、雌ブロック２を雄ブロック３から強制的に引き抜くなどの人手による方法で強制引き抜きを行っていた。
【０００７】
しかしながら、ワイヤーで引っ張る従来の方法では、強制引き抜きが発生するたびに、条件設定、作業者の配置、ワイヤーなどの準備、及び、人力による引っ張り作業が必要となっていた。また、安全上からも、機側での作業であるので、機力式管着脱装置が突然に動き始めた時のワイヤーの暴れ、テンションの掛け過ぎによるワイヤーの外れ及び切断などによる作業性の危険、並びに、取鍋からの漏鋼による被災などの危険リスクの問題点があった。
【０００８】
配管を自動的に着脱する装置として、特許文献１や特許文献２が提案されているが、雌ブロックと雄ブロックとの接触抵抗が増大して、機力による自動での引き抜きが困難となった場合に、更に機力を増加させて、自動での引き抜きを可能とする装置は、従来開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−４７６００号公報
【特許文献２】特開２００８−１７４８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、雌ブロックと雄ブロックとの接触抵抗が増大して、機力による自動での引き抜きが困難となった場合に、更に機力を増加させて、自動での引き抜きを可能とする機力式管着脱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］雄ブロックと、雌ブロックと、該雌ブロックを移動させるエアーシリンダーまたは油圧シリンダーとを有し、前記エアーシリンダーまたは油圧シリンダーの作動により、前記雌ブロックを前記雄ブロックに嵌合させるまたは雄ブロックから引き抜く機力式管着脱装置であって、
更に電動シリンダーを有し、該電動シリンダーの作動によって、前記雌ブロックに、前記雄ブロックから引き抜かれる方向の力が掛かるように構成されていることを特徴とする機力式管着脱装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電動シリンダーの力が雌ブロックに掛かるように構成されているので、エアーシリンダーまたは油圧シリンダーの作動では雌ブロックの雄ブロックからの引き抜きが困難になったときは、雌ブロックに電動シリンダーの力を加えることで、雌ブロックを雄ブロックから引き抜くことができる。これにより、人手による強制引き抜き作業が不要になり、また、遠隔からの操作が可能であることから、機側に近づくことなく、迅速且つ安全な強制引き抜きが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る機力式管着脱装置の概略図である。
【図２】本発明に係る機力式管着脱装置の配管回路図である。
【図３】従来の機力式管着脱装置を用いて取鍋に攪拌用ガスを供給し、供給した攪拌用ガスで取鍋内の溶鋼を攪拌している状況を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る機力式管着脱装置が、製鋼工場の取鍋精錬設備において、取鍋内の溶鋼をガス攪拌するために取鍋の底部に設置される底吹きプラグに、攪拌用ガスである不活性ガスを供給する機力式管着脱装置である場合を例として、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る機力式管着脱装置の概略図、図２は、本発明に係る機力式管着脱装置の配管回路図である。尚、本発明に係る機力式管着脱装置１は、前述した図３に示す機力式管着脱装置１Ａを改良した装置であるので、取鍋と作業床との位置関係は図３と同一であるので、図３も参照して説明する。
【００１６】
本発明に係る機力式管着脱装置１は、雌ブロック２と雄ブロック３とを備えている。雌ブロック２は、図３に示す機力式管着脱装置１Ａと同様に、作業床２８に設置されており、一方、雄ブロック３は、図３に示す機力式管着脱装置１Ａと同様に、製鋼工場内を移動して使用される取鍋２０に設置されている。取鍋２０は、転炉から出湯される溶鋼２６を受鋼し、受鋼した溶鋼２６を取鍋精錬設備や連続鋳造設備などに搬送する容器であり、取鍋２０の底部に設置した底吹きプラグ２３に攪拌用ガスを供給するためには、雌ブロック２と雄ブロック３とを自動で着脱する機力式管着脱装置１が必要になる。雌ブロック２に取り付けられたガス供給配管（図示せず）から供給されるアルゴンガスなどの不活性ガスを、雌ブロック２から雄ブロック３に供給し、供給された不活性ガスが底吹きプラグ２３に至り、底吹きプラグ２３から溶鋼中に攪拌用ガスとして吹き込まれる。
【００１７】
雌ブロック２には、複数のスライド軸２ａが取り付けられており、それぞれのスライド軸２ａは、雌ブロック支持部５と摺動可能に、それぞれの雌ブロック支持部５に支持されている。また、雌ブロック支持部５は、作業床２８に取り付けられた基台４に固定して取り付けられている。つまり、雌ブロック２は、雌ブロック支持部５で支持されながら作業床２８に対して、取鍋２０の設置位置に向かって水平方向に移動可能に構成されている。
【００１８】
機力式管着脱装置１は、基台４に固定して取り付けられたエアーシリンダー６を有しており、エアーシリンダー６のシリンダーロッド７が雌ブロック２と連結している。エアーシリンダー６には、図２に示すように、圧縮空気の配管回路が接続されており、圧縮空気導入口１７から導入される圧縮空気を、電磁弁１６の切り替えによって、シリンダーロッド７が伸長する方向またはシリンダーロッド７が収縮する方向にエアーシリンダー６へ供給することで、シリンダーロッド７の水平方向左右の移動に伴って、雌ブロック２が、雌ブロック支持部５で支持されながら水平方向左右に移動するように構成されている。
【００１９】
また、雌ブロック２には、ドッグフレーム１４ｂが固定して取り付けられている。このドッグフレーム１４ｂには、雌ブロック２のスライド軸２ａと平行な方向に向いた、換言すれば、雌ブロック２の水平方向の移動方向を向いたドッグフレーム１４ａが取り付けられている。つまり、ドッグフレーム１４ａ及びドッグフレーム１４ｂで構成されるドッグフレーム１４は、雌ブロック２と一体構造になっており、雌ブロック２が移動すれば、ドッグフレーム１４も雌ブロック２の移動方向に移動するように構成されている。
【００２０】
本発明に係る機力式管着脱装置１は、更に、電動シリンダー８を有している。電動シリンダー８は、電動シリンダー架台１０に取り付けられた支持軸１０ａによって、電動シリンダー架台１０に取り付けられており、電動シリンダー８のシリンダーロッド９の伸長に応じて、電動シリンダー８自体が支持軸１０ａを回転軸として上下に傾動するように構成されている。電動シリンダー８自体が支持軸１０ａを回転軸として上下に傾動する理由は、後述するように、シリンダーロッド９の先端には、回転可能であるが回転軸の位置が固定されたアーム１１が取り付けられており、シリンダーロッド９の伸縮に伴うアーム１１の旋回を円滑にするためである。
【００２１】
電動シリンダー架台１０は、支持架台（図示せず）によって基台４に固定して取り付けられている。但し、電動シリンダー架台１０は基台４に取り付ける必要はなく、電動シリンダー架台１０が作業床２８に対して移動しなければよく、したがって、作業床２８に直接取り付けるなどしてもよい。
【００２２】
電動シリンダー８のシリンダーロッド９の先端には、アーム１１が、シリンダーロッド９に対して回転可能に取り付けられている。また、電動シリンダー架台１０には支持架台１０ｂが取り付けられており、この支持架台１０ｂには、前記アーム１１を回転可能に支持するアーム支持軸１２が設置されている。アーム１１のシリンダーロッド９との連結位置とは反対側の先端１１ａは、ドッグフレーム１４ａの溝部１５に収納されるようになっている。
【００２３】
この場合、アーム１１の先端１１ａは、溝部１５の図１の紙面の右側では溝部１５から抜け出すことができるが、溝部１５の図１の紙面の左側では、溝部１５の壁１５ａに当たり、溝部１５から抜け出せないようになっている。電動シリンダー架台１０には、ドッグフレーム１４ａをガイドするドッグフレームガイド１３が取り付けられている。ドッグフレームガイド１３は、アーム１１の先端１１ａが溝部１５の壁１５ａに当たった状態で、電動シリンダー８の作動により、アーム１１でドッグフレーム１４ａを紙面の左側に押すとき、ドッグフレーム１４ａが上下方向に移動しないようにするための部材である。
【００２４】
このような構成とすることで、電動シリンダー８のシリンダーロッド９を伸長すると、アーム１１がアーム支持軸１２を回転軸として回転し、アーム１１のシリンダーロッド９との連結位置とは反対側の先端１１ａが溝部１５の壁１５ａに当たり、雌ブロック２に対して、雄ブロック３から引き抜かれる方向の力が作用する。つまり、電動シリンダー８のシリンダーロッド９を伸長することで、雌ブロック２に、雄ブロック３から引き抜かれる方向の力が作用するように構成されている。
【００２５】
このようにして構成される本発明に係る機力式管着脱装置１を用いて、以下のようにして、雌ブロック２及び雄ブロック３の着脱を実施する。
【００２６】
溶鋼２６を収容した取鍋２０を取鍋精錬設備の所定位置に搬入する。取鍋２０が所定位置に設置されたなら、エアーシリンダー６への圧縮空気の供給経路を、シリンダーロッド７が伸長するように電磁弁１６によって切り替え、シリンダーロッド７を伸長させて、雌ブロック２を取鍋２０に設置された雄ブロック３に嵌合させる。この場合、電動シリンダー８は、シリンダーロッド９が最も収縮した状態とし、アーム１１がドッグフレーム１４と干渉しないようにする。
【００２７】
雌ブロック２と雄ブロック３とが嵌合したなら、雌ブロック２から雄ブロック３への不活性ガスの供給が自動的に開始され、取鍋内の溶鋼２６はガス攪拌される。取鍋内の溶鋼２６の精錬中は、雌ブロック２を雄ブロック３に嵌合させた状態を維持し、不活性ガスを雌ブロック２から雄ブロック３へ供給し続ける。精錬中、エアーシリンダー６への圧縮空気の供給を継続してもよく、また、圧縮空気の供給を停止してもよい。
【００２８】
取鍋内の溶鋼２６の精錬が終了したなら、シリンダーロッド７が収縮するように、エアーシリンダー６への圧縮空気の供給経路を、電磁弁１６によって切り替える。通常は、この電磁弁１６の切り替えによってシリンダーロッド７が収縮し、雌ブロック２が雄ブロック３から引き抜かれる。
【００２９】
エアーシリンダー６を作動させても、何らかの理由で、雌ブロック２が雄ブロック３から引き抜かれないときに、電動シリンダー８を作動させる。電動シリンダー８を作動させることで、シリンダーロッド９が伸長して、アーム１１がアーム支持軸１２を中心として旋回する。
【００３０】
アーム１１が旋回することで、アーム１１の先端部１１ａがドッグフレーム１４ａの溝部１５に進入し、その後、溝部１５に進入したアーム１１の先端部１１ａが溝部１５の壁１５ａに当たる。先端部１１ａが溝部１５の壁１５ａに当たった後も、電動シリンダー８の作動を継続する。これにより、電動シリンダー８の動力が、雌ブロック２に対して、雄ブロック３から引き抜かれる方向の力として掛かる。
【００３１】
この電動シリンダー８の動力が付加されることで、雌ブロック２と雄ブロック３とが離れる。一旦、雌ブロック２が雄ブロック３から離れると、エアーシリンダー６の方が電動シリンダー８よりも動作速度が速いので、エアーシリンダー６だけの力で雌ブロック２は雄ブロック３から引き抜かれる。雌ブロック２が雄ブロック３から引き抜かれたなら、電動シリンダー８を停止させ、その後、シリンダーロッド９を収縮させ、シリンダーロッド９が最も収縮した状態で待機する。
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、電動シリンダー８の力が雌ブロック２に掛かるように構成されているので、エアーシリンダー６の作動では雌ブロック２の雄ブロック３からの引き抜きが困難になったときは、雌ブロック２に電動シリンダー８の力を加えることで、雌ブロック２を雄ブロック３から引き抜くことができる。これにより、人手による強制引き抜き作業が不要になり、また、遠隔からの操作が可能であることから、機側に近づくことなく、迅速且つ安全な強制引き抜きが実現される。
【００３３】
尚、上記説明の機力式管着脱装置１では、雌ブロック２をエアーシリンダー６の動力で移動させているが、エアーシリンダー６の代わりに油圧シリンダーを用いても、上記に沿って本発明に係る機力式管着脱装置１を構成することができる。また、上記説明は、取鍋精錬設備における取鍋２０への不活性ガス供給用の機力式管着脱装置１に本発明を適用した場合を例としているが、離れた２点間で流体を供給する機力式管着脱装置であれば、本発明を適用することができ、機力式管着脱装置の用途により、本発明の制限を受けることはない。
【符号の説明】
【００３４】
１  機力式管着脱装置
１Ａ  機力式管着脱装置
２  雌ブロック
３  雄ブロック
４  基台
５  雌ブロック支持部
６  エアーシリンダー
７  シリンダーロッド
８  電動シリンダー
９  シリンダーロッド
１０  電動シリンダー架台
１１  アーム
１２  アーム支持軸
１３  ドッグフレームガイド
１４  ドッグフレーム
１５  溝部
１６  電磁弁
１７  圧縮空気導入口
２０  取鍋
２１  鉄皮
２２  内張り耐火物
２３  底吹きプラグ
２４  ガス配管
２５  電極
２６  溶鋼
２７  スラグ
２８  作業床
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019183852.tif 000005