JP2003172734A - 溶融金属用プローブおよびその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサ類を単一のコンテナ内に鋳込んで一体
的に成形して部品点数、組立工数を低減し、安価でかつ
分析作業が容易で測定精度の高いプローブの提供を目的
とするものである。 【解決手段】 リード線付きセンサ２、試料採取容器３
を有する溶融金属用プローブ１であって、該リード線付
きセンサ２、試料採取容器３が単一のコンテナ４−１内
に鋳込んで一体的に形成され、かつ 前記リード線付き
センサ２のリード線２−２が該コンテナを４−１貫通し
て外表面へ引出されていることを特徴とする溶融金属用
プローブ 。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属の温度測
定あるいは酸素濃度等の成分濃度測定と、成分分析用の
試料採取を行なう溶融金属用プローブに関し、特にセン
サ類を金型内にインサートして一体鋳造成形するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、製鋼工程等において溶鋼の温
度測定あるいは酸素等の成分濃度測定と成分濃度の定性
定量分析を行なうには、それぞれ専用のプローブを用い
たり、作業時間の短縮あるいは省力化のため、温度ある
は成分濃度測定と試料採取とを同時に行なう場合が多
く、複合プローブが用いられている。

【０００３】従来例の１として、実開平３−３０８６０
に溶融金属の温度測定あるいは酸素濃度等の成分濃度測
定と、成分分析用の試料採取を同時に行う複合プローブ
が示されている。

【０００４】図７はその複合プローブの断面図である。
図７において、プローブ本体５４は温度あるいは成分濃
度測定用センサ５２と試料採取用容器５３とを鋳砂等の
耐火物で構成されたコンテナ本体５４−１に取付けたも
のであり、このプローブ本体５４の内筒部５４−７に仕
切り板付きコネクタ５６を挿入固定したものを紙管５５
の一端から挿入固定して複合プローブ（溶融金属用プロ
ーブ）５１が構成されている。

【０００５】図８は上記従来例のプローブ本体の構成部
品の斜視図、図９は同じく従来例のプローブ本体の斜視
図である。

【０００６】図８、９においてプローブ本体５４の構成
をさらに詳しく説明する。

【０００７】第１コンテナ５４−３と第２コンテナ５４
−４を別々の金型を使用して夫々成形し、その後、耐火
接着剤５４−５を使用して第１コンテナ５４−３にセン
サ５２を嵌合接着し、試料採取容器５３の片面を第１コ
ンテナ５４−３に収納接着し、さらに試料採取容器５３
の別の片面と第１コンテナ５４−３の第２コンテナ５４
−４との合わせ面に耐火接着剤５４−５を塗布して第２
コンテナ５４−４を貼り合わせてプローブ本体５４が構
成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の溶融金属用複合プローブは、プローブ本体を構成する
コンテナ本体が第１コンテナと第２コンテナの２部品に
分割されているため部品点数が増加し、接着作業が必要
となる。さらに耐火接着剤は完全に乾燥するまでに相当
の時間を要し、その間次の工程作業に入ることができな
い。

【０００９】また、分割したコンテナは鋳砂等の耐火物
で製作されているため、寸法精度の確保が難しく試料採
取容器５３と第１コンテナ５４−３、第２コンテナ５４
−４との間に隙間ができ易くなる。

【００１０】そのため、試料採取容器５３の押さえが甘
くなり、半割状の試料採取容器に隙間ができ、この隙間
から採取した溶湯が流出して、鋳バリが発生し、分析試
料が第１コンテナ５４−３または第２コンテナ５４−４
から外れ難くなり、また分析する際、鋳バリのため分析
装置にかからない等の問題があった。

【００１１】また、センサのリード線５２−２は交差、
引張り、曲げが加わると測定値に影響を及ぼすため製作
作業においてその処理に困難性があった。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、センサ５２類を単一のコンテナ本体内に鋳込ん
で一体的に成形して部品点数、組立工数を低減し、安価
でかつ分析作業が容易で測定精度も高いプローブの提供
を目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第１の発明の構成は、リード線付きセンサおよび/
または試料採取容器を有する溶融金属用プローブであっ
て、該リード線付きセンサおよび/または試料採取容器
が単一のコンテナ本体内に鋳込んで一体的に成形し、か
つ 前記リード線付きセンサのリード線が該コンテナ本
体を貫通して外表面へ引出されていることを特徴として
いる。

【００１４】そのため、コンテナ本体の部品点数が減少
し、接着作業が不要となり、製品コストが低減し、試料
採取容器の押さえが確実となり、採取した溶湯が流出し
て鋳バリが発生することがなくなり、かつ分析試料が試
料採取容器から容易に取出しできる。

【００１５】また、前記リード線付きセンサのリード線
がコンテナ本体の内側から外表面へ引出されているの
で、リード線が確実に固定され、センサの特性に影響を
及ぼすことなく、測定精度を高めることができる。

【００１６】リード線付きセンサと試料採取容器とは何
れか一方のみを備えたものでもよいし、センサは温度セ
ンサ、成分センサあるいは成分濃度センサ等測定目的に
応じたものを使用することができる。

【００１７】第２の発明は、第１金型と該第１金型と対
をなす第２金型と該第２金型の型閉じ方向と交差するス
ライドコアとを使用したインサート成形による溶融金属
用プローブの製造方法であって、前記第１金型にリード
線付きセンサおよび/または試料採取容器をインサート
し、同時に該金型に嵌入固定されたマグネットにより保
持する第１工程と、前記第１金型と第２金型を型閉じす
る第２工程と、前記スライドコアを可動させる第３工程
と、前記第１または第２金型に設けられた吹込口から樹
脂のコーテッドサンドを加圧注入する第４工程とを有
し、前記第１金型が前記センサのリード線の配索経路を
規制する溝とその周囲に嵌入固定されてたマグネットを
有し、前記第１工程において第１金型にインサートされ
た前記リード線付きセンサのリード線をルーズピースと
前記溝の周囲に嵌入固定されたマグネットによって、前
記第１金型の溝に固定することを特徴とするものであ
る。

【００１８】そのため、簡単な金型構造でリード線付き
センサ、試料採取容器をインサートモールドした一体成
形の溶融金属用プローブが得られる。

【００１９】モールド材料はフェノール系の樹脂を使用
したコーテッドサンドが適切である。

【００２０】スライドコアは油圧または空気圧で可動す
る円筒形のシリンダを使用すると金型構造が簡素化され
る。

【００２１】また、リード線付きセンサ、試料採取容器
の第１金型への保持はマグネットのみならずエアシリン
ダによって補助することが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図に基いて本発明の実施の
形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係るプロ
ーブの断面図であり、図２は本発明の実施の形態に係る
一体成形されたプローブ本体である。図１、２におい
て、２はリード線付きセンサであり、センサ本体２−１
とリード線２−２から構成されている。センサは目的に
応じて熱電対等の温度センサや成分センサあるいは成分
濃度センサが使用される。

【００２３】３は試料採取容器であり、スチール製の左
右２分割の容器であり、先端部には試料の溶融金属を採
取するための湯道４−６が設けられている。

【００２４】４−１はセンサ２、試料採取容器３を金型
にインサートした後、コーテッドサンド（フェノール系
の樹脂をコートしたサンド）を加圧鋳造して成形したコ
ンテナ本体であり、センサ２、試料採取容器３、コンテ
ナ本体４−１が一体となって、段付きの円筒状をなすプ
ローブ本体４が構成されている。センサ２のリード線２
−２はコンテナ本体４−１を貫通して内側から小径円筒
部４−２の外表面へ引出されている。

【００２５】そして、コンテナ本体４−１に一体的に鋳
込んだプローブ本体４の後端内筒部４−７に紙管５−３
の一端を嵌入し、嵌入した紙管５−３の他端を他の紙管
５−２の一端の内部に嵌入し、その紙管５−２の他端の
内部に、紙管５−１で外部を保護されたコネクタ組立体
６を嵌入固定し、さらにその外側から紙管５を被服して
溶融金属用プローブ１が構成されている（図１）。

【００２６】図３は本発明の実施の形態に係る第１金型
の構成およびプローブ本体の構成部品の金型へのインサ
ートの説明図である。図３において、７−１は軟鋼製の
第１金型の金型本体であり、リード線付きセンサ２、試
料採取容器３をインサートするための凹形状、プローブ
本体４を成形するための凹形状とが彫り込まれ、またセ
ンサのリード線２−２の経路を規制する溝７−２が形成
されている。

【００２７】さらに、金型本体７−１にインサートした
リード線付きセンサ２、試料採取容器３、リード線２−
２を前記溝７−２に固定するルーズピース８を保持する
ための円板状の複数個のマグネット９が嵌入固定されて
いる。

【００２８】また、金型本体７−１にはコンテナ本体４
−１の中空円筒形の内部形状を形成するためのスライド
型を構成するシリンダ１０が備えられて、成形型の一方
をなす第１金型７が構成されている。７−３はコーテッ
ドサンドを加圧注入するための第１金型７と対をなす第
２金型（不図示）との合わせ面に設けられた複数の吹込
口である。

【００２９】図４は本発明の実施の形態に係る第１金型
７へセンサー等をインサートした後の斜視図であり、図
５は本発明の実施の形態に係る金型にコーテッドサンド
を注入した後のプローブ本体部の斜視図である。図４、
図５においてプローブ本体４−１の製作工程について説
明する。

【００３０】リード線付きセンサ２、試料採取容器３を
第１金型７−１にインサートし、センサ２のリード線２
−２を溝７−２に嵌めてルーズピース８でリード線２−
２を固定する。その後エアシリンダ１０に加圧装置（不
図示）から空気圧を加えてシリンダをコンテナ本体４−
１の中空円筒形の内部に相当する位置まで伸長させ、同
時に試料採取容器の底面も保持する（図４）。その後、
第１金型７と略勝手違い形状である第２金型（不図示）
を閉じて、フェノール系のコーテッドサンドを複数の吹
込口７−３から加圧注入し、プローブ本体４が成形され
る（図５）。

【００３１】図６は本発明の実施の形態に係る第１、第
２金型から脱型した後のプローブ本体４の斜視図であ
り、プローブ本体４は第１金型７からルーズピース８も
一体のまま脱型される、ルーズピース８を取外すと図２
に示すプローブ本体４が得られる。

【００３２】このプローブ本体４の小径円筒部４−２か
ら引出されたリード線２−２はサポートピンと呼ばれる
補償導線を接続した後、小径円筒部４−２の表面の凹溝
（不図示）に沿わせて配索し、紙管５−２のスリット
（不図示）を通ってコネクタ６−１に接続される。

【００３３】小径円筒部４−２の表面には凹溝（不図
示）に対応して紙管５の内表面にも凹溝が設けられ、小
径円筒部４−２の外表面と紙管５の内面との間でリード
線２−２が挟み込まれることはない。

【００３４】なお、コネクタ６−１から測定機器への接
続はキャブタイヤケーブルが使用される。

【００３５】上記の説明の通り、センサ２、試料採取容
器３がインサート成形により、単一のコンテナ本体４−
１内に一体的に鋳込まれて製作されているために、部品
点数が減少し、接着作業が不要となり、耐火接着剤の乾
燥を待たず次ぎの工程へ進むことができ、製作費が低減
される。

【００３６】また分割された試料採取容器の隙間からの
溶湯の流出という問題がなく、鋳バリの発生により、分
析試料が外れなくなったり、分析する際バリのため分析
装置にかからない等の問題がないという効果が得られ
る。

【００３７】また、センサ２のリード線２−２のコンテ
ナ本体４−１の内部から小径円筒部４−２を貫通してそ
の外表面へ引出されているためリード線、特にリード線
とセンサとの接続部に無理な変形や無理な力が加わるこ
となく、精度の高い測定が可能となる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１に係る発明は、リード線付きセ
ンサ、試料採取容器を有する溶融金属用プローブであっ
て、該リード線付きセンサ、試料採取容器が単一のコン
テナ本体内に鋳込んで一体的に形成され、かつ 前記リ
ード線付きセンサのリード線が該コンテナ本体を貫通し
て外表面へ引出されていることを特徴とするものである
から、コンテナ本体の部品点数が減少し、接着作業が不
要となり、製作費が低減し、、採取した溶湯が流出して
鋳バリが発生するという問題がなくなり、分析試料が試
料採取容器から容易に取出しできる。さらにセンサや試
料採取容器とコンテナの間に地金が差さなくなり、測定
不良や試料採取不良がなくなる等の効果が得られる。

【００３９】また、前記リード線付きセンサのリード線
がコンテナ本体の内側から外表面へ引出されているの
で、リード線が確実に固定され、センサの特性に影響を
及ぼすことなく、測定精度を高めることができるという
効果が得られる。

【００４０】請求項２に係る発明によれば、第１金型と
該第１金型と対をなす第２金型とスライドコアとを使用
し、前記第１金型にリード線付きセンサ、試料採取容器
をインサートした後、前記リード線をルーズピースによ
って、前記第１金型に設けた溝に固定し、樹脂のコーテ
ッドサンドを加圧注入することを特徴とする製作方法で
あって、リード線付きセンサ、試料採取容器が単一のコ
ンテナ本体内に鋳込まれ一体的に成形されるものであか
ら、簡単な金型構造で、接着作業が不要となり、安価
で、しかもリード線が前記コンテナ本体の内部から外表
面へ引出されて、リード線が確実に固定され、センサの
特性に影響を及ぼすことなく、測定精度の高い溶融金属
用プローブが製作できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る溶融金属プローブの
断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る一体成形されたプロ
ーブ本体の斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る第１金型の構成およ
びプローブ本体の構成部品の金型へのインサートの説明
図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る第１金型へセンサー
等をインサートした後の斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る金型にコーテッドサ
ンドを注入した後のプローブ本体の斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る金型から離型した後
のプローブ本体の斜視図である。

【図７】従来例に係る溶融金属プローブの断面図であ
る。

【図８】従来例のプローブ本体の構成部品の斜視図であ
る。

【図９】従来例のプローブ本体の斜視図である。

【符号の説明】

１、５１ ・・・溶融金属用プローブ ２、５２ ・・・センサ（リード線付き） ２−１、５２−１ ・・・センサ本体 ２−２、５２
−２ ・・・リード線 ３、５３ ・・・試料採取容器 ４、５４ ・・・プローブ本体 ４−１、５４−１ ・・・コンテナ本体 ４−２、５４
−２ ・・・小径円筒部 ５４−３ ・・・第１コンテナ ５４−４ ・・・
第２コンテナ ５４−５ ・・・耐火接着剤 ４−６、５４−６ ・・・湯道 ４−７、５４
−７ ・・・内筒部 ５、５５ ・・・紙管 ５−１〜５−３ ・・・紙管 ６、５６ ・・・・コネクタ組立体 ６−１ ・・・コネクタ ５６−２ ・・・
嵌合段部 ７ ・・・第１金型 ７−１ ・・・金型本体 ７−２ ・・・溝 ７−３ ・・
・吹込口 ８ ・・・ルーズピース ９ ・・・マグネット １０ ・・・エアシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 園 清見 東京都足立区中川２丁目14番18号 (72)発明者 芳澤 毅 大阪府大阪市淀川区４丁目１番14号 住友 生命新大阪北ビル 大阪酸素工業株式会社 内 (72)発明者 吉川 隆宏 大阪府大阪市淀川区４丁目１番14号 住友 生命新大阪北ビル 大阪酸素工業株式会社 内 Ｆターム(参考） 2G052 AA12 AB02 AC24 AD06 BA13 EB05 GA23 HA17 JA04 JA09 JA15 2G055 AA03 BA01 BA15 DA04 DA24 DA31

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リード線付きセンサおよび/または試料
   採取容器を有する溶融金属用プローブであって、該リー
   ド線付きセンサおよび/または試料採取容器が単一のコ
   ンテナ本体内に鋳込んで一体的に形成され、かつ 前記
   リード線付きセンサのリード線が該コンテナ本体を貫通
   して外表面へ引出されていることを特徴とする溶融金属
   用プローブ 。
2. 【請求項２】 第１金型と該第１金型と対をなす第２金
   型と該第２金型の型閉じ方向と交差するスライドコアと
   を使用したインサート成形による溶融金属用プローブの
   製作方法であって、前記第１金型にリード線付きセンサ
   および/または試料採取容器をインサートし、該金型に
   嵌入・固定されたマグネットにより該第１金型に保持す
   る第１工程と、前記第１金型と第２金型を型閉じする第
   ２工程と、前記ライドコアを可動させる第３工程と、前
   記第１または第２金型に設けられた吹込口から樹脂のコ
   ーテッドサンドを加圧注入する第４工程とを有し、前記
   第１金型が前記センサのリード線の配索経路を規制する
   溝とその周囲に嵌入固定されてたマグネットを有し、前
   記第１工程において第１金型にインサートされた前記リ
   ード線付きセンサのリード線をルーズピースと前記溝の
   周囲に嵌入固定されたマグネットによって、前記第１金
   型の溝に固定することを特徴とする溶融金属用プローブ
   の製作方法。