(57)【要約】【課題】機械の全長を短くかつ全幅を狭くして、狭隘な現場での走行移動や駐機を容易化し、さらに作業効率の低下をきたさないこと。【解決手段】除滓作業機１は、下部走行体２上に上部旋回体３を旋回自在に搭載し、その上部旋回体３に、湯面に浮遊する滓を掻き出す除滓作業用アタッチメントが取り付けられてなり、この除滓作業用アタッチメントは、平面視で一部が上記上部旋回体３にオーバーラップする状態で上部旋回体３のキャビン４の上方に配置される伸縮自在なテレスコアーム７を備えている。【選択図】　　　　図１
2004069081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走式のベースマシンの上部フレームに、湯面に浮遊する滓を掻き出す除滓作業用アタッチメントが取り付けられてなり、この除滓作業用アタッチメントは、平面視で一部が上記上部フレームにオーバーラップする状態で上部フレームの上方に配置される伸縮自在なアームを備えたことを特徴とする除滓作業機。
【請求項２】
アームは、平面視で一部が上部フレームにオーバーラップする状態で格納され、この格納位置よりも前方の位置に張り出されるように移動可能に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の除滓作業機。
【請求項３】
上部フレームは運転室を有し、アームが格納位置でこの運転室の上方に位置するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の除滓作業機。
【請求項４】
上部フレームの上面に高低段差が設けられ、この段差における低位部分にアームが配置されたことを特徴とする請求項１記載の除滓作業機。
【請求項５】
上部フレームは、運転室とこの運転室の側方に並設された機械室とを有し、この機械室が運転室よりも低く形成されることによって段差が形成され、低位部分である機械室の上方にアームが配置されたことを特徴とする請求項４記載の除滓作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶解炉の湯面に浮遊する滓を取り除く除滓作業機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、取鍋、タンディッシュ等の溶解炉においては湯面に浮遊する滓を掻き出して不純物を取り除くいわゆる除滓作業が行なわれる。この除滓作業は大規模な製鉄所では機械化されており、図４に示すように、生産レイアウトに合わせて溶銑処理ラインに固定式の除滓作業機が設置されている。
【０００３】
この種の固定式除滓作業機は専用機であり、作業アタッチメント２７０は旋回モータ２７１で旋回させることができ、その作業アタッチメント２７０のブーム２７０ａおよびアーム２７０ｂを複合操作することにより、アーム２７０ｂ先端に取り付けられた除滓テレスコアーム２７２の先端を溶解炉の開口部に移動させるようになっている。そして、その除滓テレスコアーム２７２に設けられた駆動モータ２７３で除滓テレスコアーム２７２の可動アームを溶解炉内に進入させ、可動アーム先端に取り付けた除滓ブレード２７４を矢印Ａ方向に往復動作させて滓の掻き出しを行なうようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、製鉄所以外で溶解炉を持つ例えば小規模のアルミ精錬所では、溶解炉の正面でいまだに手作業で除滓作業を行なっているところがあり、かかる手作業を回避する上で専用機ならずとも機械化が必要とされている。
【０００５】
そこで、自走式ベースマシンの上部フレームの前部又は側方に、除滓部材を備えたアームを取り付け、除滓作業位置まで自走できるようにした除滓作業機が考えられる。
【０００６】
ところが、上部フレームの前部にアームを取り付けた場合には、そのアームの突出量が大きいため、機械の全長が長くなって、狭隘な現場内での移動が困難となることがあり、駐機のための大きなスペースが必要になる。
【０００７】
一方、上部フレームの側方にアームを取り付けた場合には、機械の全長は短くなるが、全幅が広くなるため根本的な解決とはならない。しかも、この場合には、アームのオフセット量が大きくなって作業効率を低下させてしまう。
【０００８】
本発明は以上のような従来の除滓作業機における課題を考慮してなされたものであり、機械の全長を短くかつ全幅を狭くして、狭隘な現場での走行移動や駐機を容易化し、さらに作業効率の低下をきたすことのない除滓作業機を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の除滓作業機は、自走式のベースマシンの上部フレームに、湯面に浮遊する滓を掻き出す除滓作業用アタッチメントが取り付けられてなり、この除滓作業用アタッチメントは、平面視で一部が上記上部フレームにオーバーラップする状態で上部フレームの上方に配置される伸縮自在なアームを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
この構成によれば、除滓作業用アタッチメントとして、平面視で一部が上部フレームにオーバーラップする状態で上部フレームの上方に配置される伸縮自在なアームが備えられているので、上部フレームの前部又は側方にアームを取り付けただけの場合と異なり、その格納状態ではアームの突出量が小さくなるため、機械の全長が短くかつ全幅が狭くなって、狭隘な現場内での移動走行が容易になり、その駐機スペースも少なくて済むようになる。したがって、この構成は、狭隘な現場での移動や駐機を余儀なくされる、製鉄所以外で溶解炉を持つ例えば小規模のアルミ精錬所等に特に好適である。
【００１１】
請求項２記載の発明のように、請求項１記載の除滓作業機において、アームは、平面視で一部が上部フレームにオーバーラップする状態で格納され、この格納位置よりも前方の位置に張り出されるように移動可能に取り付けられたこととすれば、アームを張り出した作業姿勢からそのアームを引き込んで格納姿勢に移動させると、機械の全長が大きく短縮される。
【００１２】
請求項３記載の発明のように、請求項２記載の除滓作業機において、上部フレームは運転室を有し、アームが格納位置でこの運転室の上方に位置するように構成されたこととすれば、アームが運転者の視点から左右に大きくずれない位置に格納されるため、その移動が容易となる。
【００１３】
請求項４記載の発明のように、請求項１記載の除滓作業機において、上部フレームの上面に高低段差が設けられ、この段差における低位部分にアームが配置されたこととすれば、上部フレームの側方にアームを取り付けただけの場合と異なり、上部フレームの幅及び高さ内でアームをコンパクトに格納できるようになる。
【００１４】
請求項５記載の発明のように、請求項４記載の除滓作業機において、上部フレームは、運転室とこの運転室の側方に並設された機械室とを有し、この機械室が運転室よりも低く形成されることによって段差が形成され、低位部分である機械室の上方にアームが配置されたこととすれば、アームの高さを溶解炉の開口高さにまで低くした状態で、そのアームを運転席に極力近づけることができるので、除滓作業時に溶解炉から運転席までの距離が短くなり炉内の状況が確認し易くなる結果、作業効率の向上が図られる。また、この場合には、機械の重心位置が低くなって安定した移動走行が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る除滓作業機の全体構成を示したものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【００１６】
同図において、除滓作業機１は、油圧ショベルのベースマシンとしての、左右にクローラ２ａを装着した下部走行体２上に上部旋回体（上部フレームに相当する。）３を旋回自在に搭載している。
【００１７】
この上部旋回体３の左側にはオペレータｍが搭乗するキャビン（運転室に相当する。）４が設けられ、右側にはエンジンユニット、油圧機器、燃料タンク等を収納したエンジンケース（機械室に相当する。）５が配置されている。
【００１８】
また、上部旋回体３の前部には昇降機構６を介し、その格納時に平面視で一部が上部旋回体３にオーバーラップする状態でキャビン４の上方に配置される伸縮自在なアームとしてのテレスコアーム７が設けられている。この昇降機構６およびテレスコアーム７は除滓作業用アタッチメントとして機能するものである。
【００１９】
テレスコアーム７は、固定アーム７ａ内に可動アーム７ｂを入れ子式に収納しており、可動アーム７ｂに内蔵された油圧シリンダ７ｃを伸縮させることにより、固定アーム７ａをガイドとして可動アーム７ｂを進退させることができるようになっている。
【００２０】
可動アーム７ｂの先端には、溶解炉８内に貯留されている溶融物の湯面に浮遊する滓を掻き出す除滓部材としての除滓ブレード７ｄが取り付けられている。この除滓ブレード７ｄは、図２の正面図に示すように板状に形成されている。また、左右の肩部７ｄ´は、軽量化およびその軽量化による除滓ブレード７ｄの安定動作を目的として斜めに切り欠かれており全体としてスカート状に広がって形成されている。
【００２１】
図１に戻って説明を続ける。本実施形態１に示す溶解炉８はアルミ精錬用に使用される小型の溶解炉であり、内径Ｄ１が１，８００ｍｍ、開口部の径Ｄ２が６００ｍｍ、奥行き方向の全長Ｌが３，０００ｍｍに形成されているものである。
【００２２】
このテレスコアーム７の固定アーム７ａ底面には支持部材９が垂下されており、一方、上部旋回体３の前部には垂直軸まわりに回動し得るスイングブラケット１０が取り付けられている。そして、上記支持部材９とスイングブラケット１０との間に平行運動を行なう昇降機構６が介設されている。
【００２３】
詳しくは、昇降機構６は等長からなる平行リンク６ａおよび６ｂと、これらの平行リンク６ａおよび６ｂの各前端を連結する連結リンク６ｃとを有し、この連結リンク６ｃは上記支持部材９の上下に配置された上側ブラケット９ａおよび下側ブラケット９ｂにそれぞれ連結されている。また、平行リンク６ａ，６ｂの各後端はスイングブラケット１０の上側連結部１０ａおよび下側連結部１０ｂにそれぞれ連結されている。
【００２４】
また、上側ブラケット９ａと連結リンク６ｃとの間にはテレスコアーム７を先下がりに傾斜させるための傾斜用シリンダ１１が架設されている。
【００２５】
平行リンク６ａとスイングブラケット１０の下側連結部１０ｂとの間には、平行リンク６ａ，６ｂを上下方向に揺動させることによりテレスコアーム７を昇降させる昇降シリンダ１２が架設されている。
【００２６】
なお、スイングブラケット１０は上部旋回体３の旋回プレートに配置されているスイングシリンダ１３を伸縮させることにより、上部旋回体３の前方に対して左右にスイングさせることができるようになっている（図１（ａ）は左側にスイングさせた状態を示すものである）。
【００２７】
引き続き、上記構成を有する除滓作業機１の動作について説明する。
【００２８】
最初は、テレスコアーム７は、平面視で一部が上部旋回体３のキャビン４にオーバーラップする状態で格納されている。このとき、溶解炉８はその開口８ａを斜め上向きに向けるべくθ°傾斜させた状態で除滓位置に待機しているものとする（図１（ｂ）中二点鎖線で示すテレスコアーム７、溶解炉８を参照）。
【００２９】
除滓作業を行なうにあたり、オペレータは除滓作業機１の上部旋回体３を略９０°左に旋回させ、溶解炉８の中心線Ｃに対して直交する方向から除滓作業機１を接近させる。
【００３０】
次に、昇降機構６を操作してテレスコアーム７を上記格納位置から大きく降下させることにより溶解炉８の開口高さに合わせ、溶解炉８の傾斜角θ°に合わせてテレスコアーム７を先下がりにθ°傾斜させる（図１（ｂ）参照）。
【００３１】
次にテレスコアーム７の可動アーム７ｂを伸長させて除滓ブレード７ｄを溶解炉８奥部に進入させる（図１（ｂ）の溶解炉８中に二点鎖線で示す）。このとき、除滓ブレード７ｄを、滓層を抜け湯面に若干浸漬する程度に進入させる。
【００３２】
次に、テレスコアーム７の可動アーム７ｂを縮小させる。それにより、除滓ブレード７ｄが滓を掻き取り始める。そして可動アーム７ｂが縮小するのにつれてテレスコアーム７を徐々に降下させる操作を行なうことにより、除滓ブレード７ｄが常に滓層に接触するようにする。
【００３３】
このようにして掻き出された滓は、溶解炉８の開口８ａから排出される。上述したテレスコアーム７の伸長操作と、テレスコアーム７を縮小させつつ降下させる操作とを繰り返し実行することにより、湯面から滓を除去していく。
【００３４】
そして、テレスコアーム７の可動アーム７ｂを張り出した作業姿勢からそのテレスコアーム７の可動アーム７ｂを引き込み、昇降機構６を操作して格納姿勢に移動させる。この際、テレスコアーム７はその格納位置でキャビン４の上方に位置するようになるので、テレスコアーム７がオペレータｍの視点から左右に大きくずれない位置に格納される（図１（ｃ）参照）。したがって、オペレータｍにとってテレスコアーム７の移動が容易である。この格納姿勢を保った状態で、移動走行・駐機を行う。
【００３５】
この実施形態１の除滓作業機１によれば、除滓作業用アタッチメントとして、平面視で一部が上部旋回体３にオーバーラップする状態でキャビン４の上方に配置される伸縮自在なテレスコアーム７が備えられているので、上部旋回体３の前部にアームを取り付けただけの場合と異なり、その格納状態ではテレスコアーム７の突出量が小さくなるため、機械の全長が短くなって、狭隘な現場内での移動走行が容易になり、その駐機スペースも少なくて済むようになる。したがって、この構成は、狭隘な現場での移動や駐機を余儀なくされる、製鉄所以外で溶解炉を持つ例えば小規模のアルミ精錬所等に特に好適である。
【００３６】
（実施形態２）
図３は本発明の実施形態２に係る除滓作業機の全体構成を示したものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【００３７】
同図において、除滓作業機１０１は、油圧ショベルのベースマシンとしての、左右にクローラ１０２ａを装着した下部走行体１０２上に上部旋回体（上部フレームに相当する。）１０３を旋回自在に搭載している。
【００３８】
この上部旋回体１０３の左側にはオペレータｍが搭乗するキャビン（運転室に相当する。）１０４が設けられ、右側にはエンジンユニット、油圧機器、燃料タンク等を収納したエンジンケース（機械室に相当する。）１０５が配置されている。ここでは、エンジンケース１０５がキャビン１０４よりも低く形成されることによって、上部旋回体１０３の上面に高低段差が設けられている。
【００３９】
また、上部旋回体１０３の前部には昇降機構１０６を介し、その格納時に平面視で上部旋回体１０３のエンジンケース１０５にオーバーラップする状態で配置される伸縮自在なアームとしてのテレスコアーム１０７が設けられている。この昇降機構１０６およびテレスコアーム１０７は除滓作業用アタッチメントとして機能するものである。
【００４０】
テレスコアーム１０７は、固定アーム１０７ａ内に可動アーム１０７ｂを入れ子式に収納しており、可動アーム１０７ｂに内蔵された油圧シリンダ１０７ｃを伸縮させることにより、固定アーム１０７ａをガイドとして可動アーム１０７ｂを進退させることができるようになっている。
【００４１】
可動アーム１０７ｂの先端には、溶解炉８内に貯留されている溶融物の湯面に浮遊する滓を掻き出す除滓部材としての除滓ブレード１０７ｄが取り付けられている。
【００４２】
このテレスコアーム１０７の固定アーム１０７ａ左側面には支持部材１０９が設けられており、一方、上部旋回体１０３の前部には垂直軸まわりに回動し得るスイングブラケット１１０が取り付けられている。そして、上記支持部材１０９とスイングブラケット１１０との間に昇降機構１０６が介設されている。
【００４３】
詳しくは、昇降機構１０６は上下に延びる案内部材１０６ａを有し、この案内部材１０６ａはその下端と前側中間位置でスイングブラケット１１０の上側ブラケット１１０ａと下側プラケット１１０ｂにそれぞれ連結されている。また案内部材１０６ａは上記支持部材１０９を上下にスライド自在に保持している。
【００４４】
また、案内部材１０６ａの前側中間位置とスイングプラケット１１０の下側ブラケット１１０ｂとの間にはテレスコアーム１０７を先下がりに傾斜させるための傾斜用シリンダ１１１が架設されている。
【００４５】
上記支持部材１０９の後側と案内部材１０６ａの下側連結部１０６ｃとの間には、上記支持部材１０９を案内部材１０６ａに沿って上下にスライドさせることによりテレスコアーム７を昇降させる昇降シリンダ１１２が架設されている。
【００４６】
なお、スイングブラケット１１０は上部旋回体１０３の旋回プレートに配置されているスイングシリンダ１１３を伸縮させることにより、上部旋回体１０３の左右にスイングさせることができるようになっている。
【００４７】
次に上記構成を有する除滓作業機１０１の動作について説明する。
【００４８】
最初は、テレスコアーム１０７は、平面視で上部旋回体１０３のエンジンケース１０５にオーバーラップする状態で格納されている。このとき、溶解炉は上記実施形態１の場合と同様に除滓位置に待機しているものとする。
【００４９】
除滓作業を行なうにあたり、オペレータは除滓作業機１０１の上部旋回体１０３を略９０°左に旋回させ、上記溶解炉の中心線に対して直交する方向から除滓作業機１０１を接近させる。
【００５０】
次に、昇降機構１０６を操作してテレスコアーム１０７を溶解炉の開口高さに合わせ、溶解炉の傾斜角に合わせてテレスコアーム１０７を先下がりに傾斜させる。
【００５１】
次に、テレスコアーム１０７の可動アーム１０７ｂを伸長させて除滓ブレード１０７ｄを溶解炉奥部に進入させる。このとき、除滓ブレード１０７ｄを、滓層を抜け湯面に若干浸漬する程度に進入させる。
【００５２】
次に、テレスコアーム１０７の伸長操作と、テレスコアーム１０７を縮小させつつ降下させる操作とを繰り返し実行することにより、湯面から滓を除去していく。
【００５３】
この際、テレスコアーム１０７の高さを溶解炉の開口高さにまで低くした状態で、そのテレスコアーム１０７をキャビン１０４に極力近づけることができるので、除滓作業時に溶解炉からキャビン１０４までの距離が短くなり炉内の状況が確認し易くなる結果、作業効率の向上が図られる。
【００５４】
上記除滓作業が終了すると、テレスコアーム１０７の可動アーム１０７ｂを最大限度まで縮小させる。そして、昇降機構１０６を操作してエンジンケース５の幅及び高さ内でテレスコアーム１０７をコンパクトに格納する。この格納姿勢を保った状態で、移動走行・駐機を行う。また、この場合には、機械の重心位置が低くなって安定した移動走行が可能となる。
【００５５】
この実施形態２の除滓作業機１０１によれば、除滓作業用アタッチメントとして、平面視で一部が上部旋回体１０３にオーバーラップする状態で上部旋回体１０３のエンジンケース１０５の上方に配置される伸縮自在なテレスコアーム１０７が備えられているので、上部旋回体１０３の側方にアームを取り付けただけの場合と異なり、その格納状態ではテレスコアーム１０７の突出量が小さくなるため、機械の全長が短くかつ全幅が狭くなって、狭隘な現場内での移動走行が容易になり、その駐機スペースも少なくて済むようになる。したがって、この構成も、狭隘な現場での移動や駐機を余儀なくされる、製鉄所以外で溶解炉を持つ例えば小規模のアルミ精錬所等に特に好適である。
【００５６】
なお、上記実施形態１，２では、自走式のベースマシンはクローラ式の下部走行体２，１０２上に上部旋回体３，１０３が旋回自在に搭載されているものについて説明したが、その上部旋回体は固定式の上部フレームであってもよいし、下部走行体はホイールタイプであってもよい。
【００５７】
また、上記実施形態１，２では、除滓部材はプレート状の除滓ブレード７ｄ，１０７ｄで構成したが、滓の掻き出し機能を有するものであれば、例えば櫛歯状等のように任意の形状に構成することができる。
【００５８】
また、上記実施形態１，２では、アームは２段のテレスコアーム７，１０７で構成したが、作業環境または溶解炉の規模に応じ、それ以上の段数からなるテレスコアームで構成することもできる。
【００５９】
また、上記実施形態１，２では、除滓作業機１，１０１の作業対象としてアルミ精錬工程の溶解炉８を例にとり説明したが、専用の除滓作業機を備えていない製鉄所の溶解炉に対して除滓作業を行なう場合にも適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、上部フレームの前部又は側方にアームを取り付けただけの場合と異なり、その格納状態ではアームの突出量を小さくすることができるため、機械の全長を短くかつ全幅を狭して、狭隘な現場内での移動走行を容易化し、その駐機スペースをも少なくて済む。したがって、この構成は、狭隘な現場での移動や駐機を余儀なくされる、製鉄所以外で溶解炉を持つ例えば小規模のアルミ精錬所等に特に好適である。
【００６１】
請求項２記載の発明によれば、アームを張り出した作業姿勢からそのアームを引き込んで格納姿勢に移動させると、機械の全長を大きく短縮することができる。
【００６２】
請求項３記載の発明によれば、アームが運転者の視点から左右に大きくずれない位置に格納できるため、その移動を容易化することができる。
【００６３】
請求項４記載の発明によれば、上部フレームの側方にアームを取り付けただけの場合と異なり、上部フレームの幅及び高さ内でアームをコンパクトに格納できるようになる。
【００６４】
請求項５記載の発明によれば、アームの高さを溶解炉の開口高さにまで低くした状態で、そのアームを運転席に極力近づけることができるので、除滓作業時に溶解炉から運転席までの距離が短くなり炉内の状況が確認し易くなる結果、作業効率の向上を図ることができる。また、この場合には、機械の重心位置が低くなって安定した移動走行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る除滓作業機の全体構成を示したものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図２】図１に示す除滓ブレードの正面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る除滓作業機の全体構成を示したものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図４】従来の除滓作業機の構成の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１，１０１　除滓作業機
２，１０２　下部走行体（自走式ベースマシンに相当する。）
３，１０３　上部旋回体（自走式ベースマシンの上部フレームに相当する。）
４，１０４　キャビン（運転室に相当する。）
５，１０５　エンジンケース（機械室に相当する。）
６，１０６　昇降機構（除滓作業用アタッチメントに相当する。）
７，１０７　テレスコアーム（除滓作業用アタッチメント、アームに相当する。）
７，１０７ａ　固定アーム
７，１０７ｂ　可動アーム
７ｃ，１０７ｃ　油圧シリンダ
７ｄ，１０７ｄ　除滓ブレード
８　溶解炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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