JP2011214924A - 押圧力測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の部材に対して第２の部材を摺動させることによって第１及び第２の部材間に押圧力を発生させる押圧機構において、第１及び第２の部材間に発生する押圧力を測定可能な押圧力測定装置を提供すること。
【解決手段】第１の部材を保持する第１の保持体２と第２の部材を保持する第２の保持体４との間に調整板１０を配置し、調整板１０に対して、第２の部材の摺動方向には相対的に移動不可能であって押圧力の発生方向には相対的に移動可能に摺動板１１を配置し、調整板１０と摺動板１１との間にロードセル９を配置し、押圧機構によって調整板１０と摺動板１１との間に押圧力を発生させるときに、摺動板１１が第２の部材の摺動方向に相対的に摺動するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、部材間に押圧力を発生させる押圧機構の押圧力を測定する押圧力測定装置に関する。

部材間に押圧力を発生させる押圧機構を備えた装置の一例として、スライディングノズル装置（以下「ＳＮ装置」という。）がある。

ＳＮ装置は、溶融金属の流量制御を正確に行うことができるという利点を有することから、溶鋼鍋やタンディッシュなどの溶融金属容器で広く利用されている。このＳＮ装置は、２枚又は３枚のプレートを備え、これらのプレート間に面圧（押圧力）を負荷して使用される。

図８に２枚のプレートを備えたＳＮ装置の一般的な構成を示す。同図（ａ）は正面から見た断面図、（ｂ）は側面から見た断面図である。

図８に示すＳＮ装置は、溶融金属容器の一例であるタンディッシュから排出される溶鋼の流量制御に使用されるもので、タンディッシュ１の底部に固定された固定金枠２と、固定金枠２に開閉可能に連結された開閉金枠３と、開閉金枠３に摺動可能に配置された摺動金枠４とを備え、固定金枠２に上プレート５が、摺動金枠４に下プレート６が、それぞれ配置されている。そして、開閉金枠３に装着されたコイルスプリング７の弾発力によって、開閉金枠３及び摺動金枠４を介して下プレート６を上方に押圧し、プレート間に面圧を負荷する。

このようなＳＮ装置におけるプレート間の面圧は、ロードセルによって測定することができる。具体的には、図９に示すように、固定金枠２と摺動金枠４との間に２枚の調整鉄板８ａ，８ｂを配置し、これらの調整鉄板８ａ，８ｂの間にロードセル９を配置する。このとき、調整鉄板８ａ，８ｂ及びロードセル９の総厚みが、図８に示した上プレート５及び下プレート６の総厚みと等しくなるように調整鉄板８ａ，８ｂの厚みを調整する。そして、図９の状態で面圧を負荷することによりプレート間に発生する面圧を測定する。

ところで、ＳＮ装置においては上述のようにコイルスプリング７の弾発力によってプレート間に面圧を負荷するが、その弾発力はコイルスプリング７を圧縮することで得られる。したがって、ＳＮ装置にはコイルスプリング７を圧縮させる面圧負荷機構が必要である。この面圧負荷機構には、手動によるものと自動によるものとがある。手動による面圧負荷機構では、プレートを静止させた状態で面圧を負荷することができるが、自動による面圧負荷機構（以下「自動面圧負荷機構」という。）では、ほとんどの場合、摺動金枠４を摺動させることで面圧を負荷するようになっている（例えば特許文献１参照）。

しかし、上述のように摺動金枠を摺動させることで面圧を負荷する自動面圧負荷機構を採用したＳＮ装置において、上述の図９の方法でプレート間に発生する面圧を測定しようとすると、面圧を負荷するときに摺動金枠４が摺動し、これに伴いロードセル９に横方向の力が作用するから、面圧の測定が不可能になり、無理に測定しようとするとロードセル９が故障あるいは破損するおそれがある。

ＷＯ２００２／０９００１７号公報

本発明が解決しようとする課題は、ＳＮ装置における自動面圧負荷機構のように、第１の部材に対して第２の部材を摺動させることによって第１及び第２の部材間に押圧力を発生させる押圧機構において、第１及び第２の部材間に発生する押圧力を測定可能な押圧力測定装置を提供することにある。

本発明の押圧力測定装置は、第１の部材に対して第２の部材を摺動させることによって第１及び第２の部材間に押圧力を発生させる押圧機構において、第１及び第２の部材間に発生する押圧力を測定する押圧力測定装置であって、第１の部材又は第１の部材を保持する第１の保持体と第２の部材を保持する第２の保持体との間に配置された調整板と、調整板に対して、前記第２の部材の摺動方向には相対的に移動不可能であって押圧力の発生方向には相対的に移動可能に配置された摺動板と、調整板と摺動板との間に配置されたロードセルとを備え、前記押圧機構によって調整板と摺動板との間に押圧力を発生させるときに、摺動板が前記第２の部材の摺動方向に相対的に摺動することを特徴とするものである。

本発明では、上述のような関係で調整板、摺動板及びロードセルを配置したので、摺動板が第２の部材の摺動方向に相対的に摺動する際、調整板、摺動板及びロードセルは一体的に摺動するから、ロードセルには横方向の力が作用しない。したがって、第１の部材に対して第２の部材を摺動させることによって第１及び第２の部材間に押圧力を発生させる押圧機構においても、第１及び第２の部材間に発生する押圧力を測定可能である。

本発明の押圧力測定装置をＳＮ装置のプレート間の面圧測定に適用した本発明の第１実施例を示す。 図１のＳＮ装置において面圧を負荷した状態を示す。 図１の押圧力測定装置における調整板及び固定板の配置の変更例を示す。 図１の押圧力測定装置における調整板及び摺動板の他の構成例を示す。 図４の構成例における調整板及び固定板の配置の変更例を示す。 本発明の押圧力測定装置を下部ノズルと浸漬ノズルとの間の押圧力測定に適用した本発明の第２実施例を示す。 下部ノズルと浸漬ノズルの接合構造を示す。 ２枚のプレートを備えたＳＮ装置の一般的な構成を示す。 ＳＮ装置のプレート間の面圧を測定する従来の面圧測定装置を示す。

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施例の形態を説明する。

図１は本発明の第１実施例を示す。本実施例は、本発明の押圧力測定装置をＳＮ装置のプレート間の面圧測定に適用したもので、図１の（ａ）は正面から見た断面図、（ｂ）は側面から見た断面図である。なお、ＳＮ装置の構成は、図８のものと同一であるので、図１において図８の構成と同一の構成には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１に示す押圧力測定装置は、調整板１０と、摺動板１１と、ロードセル９と、固定板１２とからなり、ＳＮ装置の固定金枠２と摺動金枠４との間に配置される。

調整板１０は、固定金枠２と摺動金枠４との間に配置される。この調整板１０は、摺動金枠４に対して、その摺動方向には相対的に移動不可能に配置される。その一態様として、調整板１０は摺動金枠４に固定してもよい。

摺動板１１は、調整板１０に配置される。摺動板１１は、調整板１０に対して、摺動金枠４の摺動方向には相対的に移動不可能であって、面圧の負荷方向（押圧力の発生方向）には相対的に移動可能に配置される。具体的には、摺動板１１は、調整板１０から垂直に立ち上げた一対のガイド部１０ａ，１０ｂ間に配置される。この一対のガイド部１０ａ，１０ｂは、摺動金枠４の摺動方向に間隔を開けて設けられ、その間隔を摺動板１１の摺動方向長さとほぼ同一として、摺動板１１を一対のガイド部１０ａ，１０ｂ間に嵌め込む。これによって、摺動板１１は、調整板１０に対して、摺動金枠４の摺動方向には相対的に移動不可能であって、面圧の負荷方向には相対的に移動可能となる。

ロードセル９は、調整板１０と摺動板１１との間に配置される。また、固定板１２は、固定金枠２に固定される。そして、調整板１０、摺動板１１、ロードセル９及び固定板１２の総厚みが、図８に示した上プレート５及び下プレート６の総厚みと等しくなるように調整板１０、摺動板１１あるいは固定板１２の厚みを調整する。

図１に示すＳＮ装置は、自動面圧負荷機構を備える。すなわち、摺動金枠４を摺動させることで固定金枠２と摺動金枠４との間に面圧を負荷する。したがって、図１に示すように、面圧が負荷されていない状態で、固定金枠２と摺動金枠４との間に押圧力測定装置を配置した後、面圧を負荷すると、図２に示すように摺動金枠４が摺動した状態となる。このとき、本実施例では上述のような関係で調整板１０、摺動板１１及びロードセル９を配置したので、摺動金枠４の摺動により摺動板１１が摺動する際、調整板１０、摺動板１１及びロードセル９は一体的に摺動するから、ロードセル９には横方向の力が作用しない。よって、ＳＮ装置のプレート間に負荷される面圧を問題なく測定できる。

なお、以上の実施例では、調整板１０を摺動金枠４に配置し、固定板１２を固定金枠２に配置したが、これとは逆に、図３に示すとおり、調整板１０を固定金枠２に配置し、固定板１２を摺動金枠４に配置してもよい。

図４は、調整板１０及び摺動板１１の他の構成例を示す。図４の例では摺動板１１に一対のガイド部１１ａ，１１ｂを設け、その先端部分を調整板１０に進退可能に嵌め込んでいる。この構成によっても、摺動板１１は、調整板１０に対して、摺動金枠４の摺動方向には相対的に移動不可能であって、面圧の負荷方向には相対的に移動可能となる。なお、図４の例では、調整板１０を摺動金枠４に配置し、固定板１２を固定金枠２に配置したが、これとは逆に、図５に示すとおり、調整板１０を固定金枠２に配置し、固定板１２を摺動金枠４に配置してもよい。

以上の図３〜５の例においても、図１の例と同様に、摺動金枠４の摺動により摺動板１１が相対的に摺動する際、調整板１０、摺動板１１及びロードセル９は一体的に摺動するから、ロードセル９には横方向の力が作用しない。よって、ＳＮ装置のプレート間に負荷される面圧を問題なく測定できる。

なお、以上の例において、固定板１２は必ずしも必要ではなく、摺動板１１を直接、固定金枠２又は摺動金枠４に対して摺動させるようにすれば、固定板１２は省略できる。ただし、摺動板１１の摺動を円滑にするには固定板１２を使用することが好ましい。

図６は本発明の第２実施例を示す。本実施例は、本発明の押圧力測定装置を下部ノズルと浸漬ノズルとの間の押圧力測定に適用したもので、図６の（ａ）は正面から見た断面図、（ｂ）は側面から見た断面図である。

まず、図７を参照して、下部ノズルと浸漬ノズルの接合構造を説明する。下部ノズル１３は、ノズル保持具１４に保持され、ＳＮ装置の下プレート６の下部に接合される。そして、下部ノズル１３の下部に浸漬ノズル１５が接合される。なお、図７に示すＳＮ装置は、上プレート５と下プレート６の間に摺動プレート１６を備えた３枚プレート式のＳＮ装置である。

浸漬ノズル１５の首部は、メタルケース１５ａで覆われ、その首部をクランパー１７によって上方に押圧することによって、浸漬ノズル１５が下部ノズル１３に押圧されて保持される。クランパー１７は、浸漬ノズル１５の両側部にそれぞれ複数配置され、コイルスプリング１８の弾発力によって上方への押圧力を発生させる。

浸漬ノズル１５の下部ノズル１３への接合は、ガイドレール１９を使用して行われる。すなわち、浸漬ノズル１５をガイドレール１９に沿って、図７（ａ）の矢印方向に移動させ、浸漬ノズル１５の首部を下部ノズル１３とクランパー１７との間に挿入し、そのまま浸漬ノズル１５を下部ノズル１３に対して摺動させる。この浸漬ノズル１４の摺動によってクランパー１６による押圧力が負荷され、浸漬ノズル１４が下部ノズル１３に押圧されて保持される。

このような押圧機構による押圧力を測定する本発明の押圧力測定装置は、図６に示すように、調整板１０と、摺動板１１と、ロードセル９とからなる。

調整板１０は、下部ノズル１３とクランパー１７との間に配置される。この調整板１０は、図７に示した浸漬ノズル１５と同様にガイドレール１９に沿って移動可能である。

摺動板１１は、調整板１０に配置される。摺動板１１は、調整板１０に対して、上述の浸漬ノズル１５の摺動方向には相対的に移動不可能であって、クランパー１７による押圧力の発生方向には相対的に移動可能に配置される。具体的には、摺動板１１は、調整板１０から垂直に立ち上げた一対のガイド部１０ａ，１０ｂ間に配置される。この一対のガイド部１０ａ，１０ｂは、摺動方向に間隔を開けて設けられ、その間隔を摺動板１１の摺動方向長さとほぼ同一として、摺動板１１を一対のガイド部１０ａ，１０ｂ間に嵌め込む。これによって、摺動板１１は、調整板１０に対して、浸漬ノズル１５の摺動方向には相対的に移動不可能であって、クランパー１７による押圧力の発生方向には相対的に移動可能となる。

ロードセル９は、調整板１０と摺動板１１との間に配置される。そして、調整板１０、摺動板１１、ロードセル９の総厚みが、図７に示した浸漬ノズル１５の首部の総厚みと等しくなるように調整板１０あるいは摺動板１１の厚みを調整する。

上述のようにクランパー１７は、浸漬ノズル１５を下部ノズル１３に対して摺動させることによって押圧力を発生させる。この押圧力を測定するには、調整板１０と摺動板１１とロードセル９とからなる本実施例の押圧力測定装置を浸漬ノズル１５と同様に摺動させる。このとき、調整板１０、摺動板１１及びロードセル９は一体的に摺動するから、ロードセル９には横方向の力が作用しない。よってクランパー１７による押圧力を問題なく測定できる。

１ タンディッシュ
２ 固定金枠（第１の保持体）
３ 開閉金枠
４ 摺動金枠（第２の保持体）
５ 上プレート（第１の部材）
６ 下プレート（第２の部材）
７ コイルスプリング
８ａ，８ｂ 調整鉄板
９ ロードセル
１０ 調整板
１０ａ，１０ｂ ガイド部
１１ 摺動板
１１ａ，１１ｂ ガイド部
１２ 固定板
１３ 下部ノズル（第１の部材）
１４ ノズル保持具（第１の保持体）
１５ 浸漬ノズル（第２の部材）
１５ａ メタルケース
１６ 摺動プレート
１７ クランパー（第２の保持体）
１８ コイルスプリング
１９ ガイドレール

Claims (2)

1. 第１の部材に対して第２の部材を摺動させることによって第１及び第２の部材間に押圧力を発生させる押圧機構において、第１及び第２の部材間に発生する押圧力を測定する押圧力測定装置であって、
   第１の部材又は第１の部材を保持する第１の保持体と第２の部材を保持する第２の保持体との間に配置された調整板と、
   調整板に対して、前記第２の部材の摺動方向には相対的に移動不可能であって押圧力の発生方向には相対的に移動可能に配置された摺動板と、
   調整板と摺動板との間に配置されたロードセルとを備え、
   前記押圧機構によって調整板と摺動板との間に押圧力を発生させるときに、摺動板が前記第２の部材の摺動方向に相対的に摺動する押圧力測定装置。
2. 摺動板が、前記第１の保持体又は第２の保持体に固定された固定板の表面上を相対的に摺動する請求項１に記載の押圧力測定装置。

Images