JPH05164477A - プローブからの溶融金属サンプル採取室取出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 下端部に溶融金属炉から抽出した溶融金属サ
ンプルの採取室を有するプローブを所定の位置で切断し
て該サンプル採取室からサンプルを自動的に取り出す。 【構成】 垂直下方に供給されるプローブＰの下端面を
所定位置で開閉シャッタ５により受止させたのち、該開
閉シャッタ５を開放することによりこの開閉シャッタ５
の上方に配設している位置決めクランプ１によって吊支
してそのサンプル採取室部分を切断位置に位置させ、そ
の位置で挟持クランプ２によりサンプル採取室部分を掴
持させ、切断機構のディスクカッタ８を前進させること
によりサンプル採取室部分の上端部を切断させるように
構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属サンプル採取
室を有するプローブを用いて溶融金属炉内からサンプル
を採取した際に、その採取室部分をプローブから切断し
てサンプルの取り出しを自動的に行い得るようにした溶
融金属サンプル採取室の取出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、溶融金属炉内の溶融金属の成
分等を分析検査する場合、下端部にサンプル採取室を有
する筒状のプローブを使用してこのプローブを溶融金属
炉の溶融金属内に没入させることによりサンプル採取室
に溶融金属サンプルを採取し、次いで、溶融金属炉から
取り出したプローブの溶融金属サンプル採取室部分を作
業員がプローブから切断して採取室から溶融金属サンプ
ルを取り出したのち、空輸パイプを利用して成分等の分
析室に送っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶融金
属炉からのサンプルの採取は、１日に数十回以上も行わ
れており、サンプルを採取したプローブから高温のサン
プル採取室の切断作業を人手により行うことは、多大な
労力と時間を要して作業能率が低下するばかりでなく極
めて危険であり、さらに、その切断も精度よく行うこと
ができなくてサンプル採取室から取り出したサンプル塊
にバリ等が生じた状態となり、空輸パイプによる分析室
への円滑な空気輸送が困難となる等の問題点があった。

【０００４】本発明はこのような問題点を解消して正確
且つ能率よくプローブから溶融金属サンプル採取室部分
を分断してサンプルの取り出しを可能にし得るプローブ
からの溶融金属サンプル取出装置の提供を目的とするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の溶融金属サンプル採取室取出装置は、下端
部に溶融金属サンプル採取室を有するプローブから該溶
融金属サンプル採取室部分を取り出す装置であって、送
給されるプローブの下端面を受止して該プローブを一
旦、停止させる開閉シャッタと、該開閉シャッタの開放
によりプローブの上端大径部の下端面に係脱自在に係止
して該プロープを所定位置に吊支する開閉自在な位置決
めクランプと、プローブの溶融金属サンプル採取室部分
を切断位置で挟持する開閉自在なクランプと、このクラ
ンプに接離自在に対向してプローブの溶融金属サンプル
採取室上端部分を切断するカッタを有する切断機構とか
ら構成している。

【０００６】このような装置において、請求項２に記載
しているように、上記開閉シャッタの上方に、該開閉シ
ャッタによってプローブの下端が受止される前にプロー
ブの下端を衝撃的に受止する中間開閉シャッタを配設す
ると共に、請求項３に記載しているように、上記挟持ク
ランプの上方にプローブの上端部を挟持する開閉自在な
上部クランプを配設しておくことが好ましい。

【０００７】

【作用】溶融金属炉から取り出されたプローブがシュー
ト等を通じて垂直下方に搬出されると、開放している位
置決めクランプを通過しながらその下端面が閉止してい
る開閉シャッタによって受止され、プローブはその上端
部を位置決めクランプから上方に突出させた状態で一旦
停止する。この場合、該開閉シャッタの上方に中間開閉
シャッタを配設しておけば、プローブを段階的に受止す
ることができる。次いで、位置決めクランプを閉止させ
たのち、開閉シャッタを開放させると、プローブがその
位置から下方に移動して該プローブの上端大径部の下端
面が位置決めクランプ上に係止し、位置決めクランプに
よって垂直状態に吊支される。

【０００８】しかるのち、挟持クランプを作動させる
と、プローブが切断位置においてその溶融金属サンプル
採取室部分が挟持クランプにより挟持される。この状態
にして切断機構をクランプ機構側に移動させると、該挟
持クランプにより挟着されたプローブの溶融金属サンプ
ル採取室部分の上端部がプローブ断面方向に切断され、
プローブから分離する。この分断した溶融金属サンプル
採取室内の溶融金属サンプルは、挟持クランプの反転等
の適宜な手段によりその切断面側から取り出されて空輸
パイプ側に自動送給される。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、図１及び図２は装置全体の概略図であって、円筒
状シュート４から供給されるプローブＰの位置決めクラ
ンプ１は架台Ｆの上方に配設されてあり、プローブＰの
溶融金属サンプル採取室部分を挟持する挟持クランプ２
は、該位置決めクランプ１の垂直下方における架台Ｆ内
に配設され、切断機構３はこの挟持クランプ２の側方に
対向して進退自在に配設されている。さらに、シュート
４から供給されるプローブＰが前記位置決めクランプ１
によって吊支させる前に、該プローブＰの下端面を衝撃
的に受止する開閉シャッタ５は前記挟持クランプ２の垂
直下方に近接した位置に配設されている。

【００１０】位置決めクランプ１は、溶融金属炉から溶
融金属サンプルを採取したプローブＰを垂直状態に送給
する前記シュート４の開口下端に近接して配設されてあ
り、図３、図４に示すように、互いに開閉自在に対向し
た左右一対のクランプ片1a、1aよりなり、これらのクラ
ンプ片1a、1aのアーム部1b、1bを一体的に固着させてい
る回動軸11、11を架台Ｆに立設した支持枠12に回動自在
に軸支させてある。この支持枠12はその下面に固着した
支持脚12a を架台Ｆ上に固定した螺子孔部材13に螺通さ
せて高さ調整が可能に支持されている。

【００１１】又、この位置決めクランプ１の開閉機構
は、前記回動軸11、11に互いに噛合した歯車14、14を介
してレバー15、15の一端部を固着し、これらのレバー1
5、15の他端部間をシリンダ16によって連結してなるも
ので、このシリンダ16のロッドを伸縮させることにより
歯車14、14を介してクランプ片1a、1aを同時に同一角
度、開閉させるようにしているものである。

【００１２】これらのクランプ片1a、1aの先端部対向面
には、図５、図６に示すように、後述するプローブＰの
小径紙管部38を両側からルーズに掴むようにしてプロー
ブＰの係止端面41に係合する半円形の受止爪部1c、1cを
凹設してある。さらに、これらの受止爪部1c、1cの下面
側に重合状態にしてこれらの受止爪部1cよりも大きく凹
弧状に湾曲した芯出し爪部1d、1dを一体的に取付けてあ
る。

【００１３】プローブＰの挟持クランプ２は、図１、図
２に示すように、架台Ｆ内に配設された水平旋回台17上
に水平軸18を回動自在に軸支すると共に、図７及び図８
からも明らかなように、この水平軸18の先端に反転移動
台19を一体に固着し、該反転移動台19の先端部に、該ク
ランプ２を構成する左右一対のクランプ片2a、2aを開閉
自在に配設してなるものである。

【００１４】これらのクランプ片2a、2aは、反転移動台
19の先端部両側に回動自在に軸支持された回動軸20、20
にその基端部を固着してあり、この回動軸20、20に夫々
固着した噛合歯車21、21と一体のレバー22、22間を、上
記位置決めクランプ１と同様にシリンダ23によって連結
して、該シリンダ23の作動により開閉させられるもので
ある。

【００１５】さらに、前記旋回台17は架台Ｆに軸支され
た旋回軸24にその一端部を固着、支持させていると共
に、架台Ｆの適所と該旋回台17間をエアシリンダ25によ
って連結して、該エアシリンダ25の作動により水平方向
に旋回移動可能となっている。又、前記水平軸18は旋回
台17上に設置したモータ26によって適宜な駆動伝達機構
を介し反転回動させられるものである。

【００１６】この挟持クランプ２の上方において、前記
位置決めクランプ１の下方に、この位置決めクランプ１
と同軸的にプローブＰの小径紙管部挟持用上部クランプ
７が配設されている。この上部クランプ７は上記下部挟
持クランプ２と同一構造を有し、該クランプ７を構成す
る左右一対のクランプ片7a、7aを支持枠12に軸支されて
いる回動軸27、27に夫々固着した噛合歯車28、28と一体
のレバー29、29間を、上記位置決めクランプ１と同様に
シリンダ30によって連結して、該シリンダ30の作動によ
り開閉させられるものである。

【００１７】これらの上下クランプ２、７を構成する左
右一対のクランプ片2a、7aは、図９及び図10に示すよう
に、それらの先端対向面はプローブＰの小径紙管部38の
径と同一径の円弧状に凹設した挟持面31、31に形成され
ている。そして、クランプ片2a、7aの裏側には前記挟持
面31、31の円弧よりも大きな円弧状の凹部を形成したク
ランプ爪部32、32を一体に固着してあり、これらのクラ
ンプ爪が上下に重なり合うようにして後述するプローブ
Ｐを案内するように構成していると共に、前記対向する
クランプ爪部32、32の円弧状端面をプローブＰの径より
も大きな曲率半径でもって拡開させ、送給経路から外れ
たプローブＰを求心的に引き寄せて、挟持面31、31に案
内し、挟持面31、31の所定の中心線上で挟持するように
構成している。

【００１８】切断機構３は、架台Ｆ内において下部クラ
ンプ２と対向して配設されてあり、ディスクカッタ８
と、該カッタ８の回転駆動用モータ９と、カッタ８の進
退機構10とから構成されている。この進退機構10は図２
に示すように、スコットラッセル式直線運動機構からな
る。

【００１９】即ち、架台Ｆに回転自在に軸支された送り
螺子33に螺合している移動ナット34にリンク35の一端を
枢着すると共に該リンク35の他端に前記ディスクカッタ
８を回転自在に支持させ、このリンク35に回転駆動用モ
ータ９を配設すると共に該リンク35の中央にこのリンク
35の半分の長さを有するリンク36の一端を枢着し、他端
を架台Ｆの適所に回動自在に枢支持させてなるものであ
り、送りモータ37によって送り螺子33を回転させること
により、ディスクカッタ８を一直線上で進退移動させて
プローブＰの溶融金属サンプル採取室部の上端部を切断
するように構成しているものである。

【００２０】一方、溶融金属炉内からサンプルを採取す
るプローブＰは、図11、図12に示すように、長尺の小径
紙管部38の上下端に適宜長さの大径紙管部39、40を一体
に設けて全長が前記シュート４の開口端と下部挟持クラ
ンプ２間の距離よりもやゝ長い本体を有し、その上側大
径紙管部39の下端部内にセラミック製の溶融金属受入筒
42と開口上端に向かって徐々に大径に形成された截頭円
錐形状の鉄製のサンプル採取室43とを互いに連通させた
状態でシール44を介して上下に分離可能に収納している
と共に一側周面に溶融金属受入筒42に連通する取入口45
を開設してなるものであり、さらに、該紙管部40の下面
に温度センサー46を装着してある。41は上側の大径紙管
部39の下端と小径紙管部38の上端との連設部で形成した
係止端面である。

【００２１】６は水平板状体からなる中間開閉シャッタ
で、架台Ｆの上面に配設したシリンダ48のロッド端に固
着されて該シリンダ48の作動により水平方向に進退し、
上記上部クランプ７とこの上部シャッタ47との間に配設
された中間シュート49内を通じて落下するプローブＰの
下端を該中間シュート49の開口下端に臨ませて受止する
ものである。

【００２２】５は下部挟持クランプ２の下方に近接して
配設した下部開閉シャッタで、下部シュート51の上端に
その一端部を上下回動自在に枢着されていると共に該下
部シュート51に一体に取付けている垂直シリンダ52のロ
ッド端に連結してこのシリンダ52の作動により、下部シ
ュート51の上端開口部を開閉するように構成している。
下部シュート51は旋回アーム53を介して垂直旋回軸54に
取付けられてあり、この旋回アーム53を架台Ｆに配設し
たシリンダ55の作動によって旋回させ、挟持クランプ２
の下方におけるプローブ送給経路を遮断するように構成
している。

【００２３】挟持クランプ２を配設している上記反転移
動台19の移動経路上における架台適所には溶融金属サン
プル塊のシュート47が配設されてあり、このシュート47
の下端は空輸パイプ50に連結、連通してある。さらに、
該シュート47の上方に近接して、シリンダ等の適宜な機
構により上下動する打撃装置56が配設されている。

【００２４】このように構成した実施例における装置の
作用を述べると、まず、プローブＰを適宜な掴持部材
（図示せず）の先端で掴持させ、該掴持部材を溶融金属
炉内に挿入してプローブＰに設けた取入口45を通じ、サ
ンプル採取室43にサンプルを採取したのち、掴持部材を
引き上げて上側のシュート４に該プローブＰを、そのサ
ンプル採取室部分を下方に向けた状態で送り込む。な
お、このような掴持部材による溶融金属炉内からのサン
プルの採取は、人手によって行ってもよいが、適宜な自
動サンプリング装置（図示せず）を使用して行われる。

【００２５】サンプルを採取したプローブＰを送給シュ
ート４に供給する時には、図13に示すように、位置決め
クランプ１は開、シャッタ５、６は閉、上下部挟持クラ
ンプ２、７は開の状態にあり、送給シュート４から中間
シュート49の開口下端まで該プローブＰの下端部が通過
した時に中間シャッタ６によってプローブＰの下端面が
受止され、プローブＰを一旦垂直状態で停止させる。そ
の時の中間シャッタ６に作用する衝撃力を適宜な検出手
段によっ検出して、プローブＰの受止を検知させる。

【００２６】その検知によって該中間シャッタ６のシリ
ンダ48が作動し、中間シャッタ６を後退させてプローブ
Ｐの受止を開放する。その開放によってプローブＰが中
間シュート49によって垂直状態にガイドされながら降下
してその下端が下部開閉シャッタ５に達し、図14に示す
ように、該シャッタ５上に受止されて停止する。この状
態においては、プローブＰの上側大径紙管部40の下端係
止端面41は位置決めクランプ１の上方近接位置まで達し
ている。

【００２７】下部開閉シャッタ５にプローブＰが当接、
受止されると、その時の該シャッタ５に作用する衝撃力
は上記同様に適宜な検出手段によって検出され、プロー
ブＰの受止の検知と同時に、その検知信号を位置決めク
ランプ１に伝達して該位置決めクランプ１のクランプ片
1a、1aの作動用シリンダ16が動作し、クランプ片1a、1a
の半円形受止爪部1c、1cがプローブＰの小径紙管部38の
上端部周囲を囲むように閉止する。この際、該クランプ
片1a、1aの下部側に一体に設けている芯出し爪部1d、1d
の凹弧状端面によってプローブＰが垂直中心線上に引き
寄せられる。

【００２８】この閉止と連動して開閉シャッタ５のシリ
ンダ52が作動し、該シャッタ５が下部シュート51内の垂
直状に倒れてプローブＰの受止を開放すると共に、旋回
用シリンダ55が作動して下部シュート51をシャッタ５と
一体にプローブＰの送給経路下から側方に後退させ、爾
後におけるプローブ切断工程が支障なく行えるようにす
る。なお、プローブＰの切断の邪魔にならないように、
開閉シャッタ５を下部シュート51と共にプローブＰの落
下線上の定位置に固定させた構造としておいてもよいこ
とは勿論である。

【００２９】開閉シャッタ５の後退によってプローブＰ
の支持が解かれると、プローブＰは落下するが、僅かに
落下した時点で大径紙管部40の下端係止端面41が位置決
めクランプ１の円形状に閉止した受止爪部1c、1c上に受
止され、図15に示すように、この位置決めクランプ１に
より吊支持された状態となって、その切断すべき溶融金
属サンプル採取室43の上端部を切断機構３の移動経路上
に位置させる。

【００３０】さらに、上記下部開閉シャッタ５の後退と
連動して上部のクランプ７のクランプ片7a、7aが閉止
し、これらのクランプ爪部32、32の対向挟持面31、31に
よってプローブＰの小径紙管部29の上端部を垂直中心線
上に引き寄せながら挟持させると共に下部挟持クランプ
２のクランプ片2a、2aも同時に閉止してこれらのクラン
プ片2a、2aの挟持面31、31によりプローブＰの溶融金属
サンプル採取室43部分の上端部を挟持させる。この挟持
工程に連動して上記位置決めクランプ１は開放し、次の
プローブの供給に待機する（図16）。

【００３１】プローブＰが上下部クランプ２、７によっ
て挟持されると、それに連動して切断機構３の送りモー
タ37及びカッター回転駆動用モータ９が作動し、ディス
クカッタ８は回転しながらプローブＰ側に向かってリン
クモーションにより所定の送り速度で一直線上を前進し
てプローブＰの溶融金属サンプル採取室43の上端部のセ
ラミック製溶融金属受入筒42の開口底部を切断ＸーＸす
る。この切断時に該溶融金属受入筒42の開口底部がカッ
タ８によって粉砕されてシール44から除去され、逆截頭
円錐形状のサンプル採取室43からのサンプル塊Ｄの離脱
を容易にする。

【００３２】こうしてプローブＰの下端部から溶融金属
サンプル採取室43が切り取られると、ディスクカッタ８
が送りモータ37の逆回転によって後退して回転を停止し
た状態で次の切断に待機する一方、該後退と連動してシ
リンダ16が作動し、溶融金属サンプル採取室43を掴持し
た下部挟持クランプ２を配設している旋回台17が空輸パ
イプ50側のシュート47に向かって旋回移動する。なお、
プローブＰの切断時に下部開閉シャッタ５を後退させる
ように構成している場合には、その切断後、該シャッタ
５を開放させた状態で切断されたプローブＰの垂直下方
に復帰させるように構成している。

【００３３】挟持クランプ２によって掴持された溶融金
属サンプル採取室43がシュート47上に達すると、モータ
26が作動して水平軸18と一体の反転移動台19が180 度反
転し、溶融金属サンプル採取室43を逆転させることによ
って該採取室43の大径開口端を下向きにする。その下向
き動作が完了するのと連動して打撃装置56が作動し、該
採取室43の上向き外底面あるは挟持クランプ２の適所を
叩打して採取室43内からサンプル塊Ｄを離脱させ、シュ
ート47内に落下させる。落下したサンプル塊Ｄは空輸パ
イプ50によって分析室に空気輸送される。

【００３４】一方、下部挟持クランプ２がシュート47側
に移動を開始した際に、その移動と連動して上部クラン
プ７のクランプ片7a、7aが開口し、採取室43部分を切断
されたプローブＰの掴持を解いて、開放している下部開
閉シャッタ５から下部シュート51を通じて架台Ｆの下方
に落下させ、適宜の収納箱等に収納して捨て去る。

【００３５】こうして、第１クランプ１が開口して採取
室43の切除されたプローブＰが落下処理されると、中間
シャッタ６が閉じて次のプローブＰの受止に待機すると
共にサンプル塊Ｄの無くなった空の採取室43を掴持して
いる挟持クランプ２が、旋回台17の復動によって元位置
まで旋回復帰し、その位置で該クランプ２のクランプ片
2a、2aを開放させて空の採取室43を下部シュート51を通
じて下方に落下させ、しかるのち、下部開閉シャッタ５
を閉止させて次のプローブＰの切断処理工程の準備が完
了するものである。なお、下部シュート51は必ずしも配
設しておく必要はない。

【００３６】以上の各機構の動作が適宜な検出手段を介
して電気的に或いは機械的に連動して順次、所定のタイ
ムスケジュールにより作動するように構成され、送給シ
ュート４に供給されるプローブＰを、順次切断処理して
採取室43からサンプル塊Ｄを取り出して空輸パイプ50に
送り込むものであるが、本発明においては、中間シャッ
タ６や上部クランプ７を必ずしも設けておく必要はな
く、下部開閉シャッタ５によりプローブＰを受止させた
のち、下部挟持クランプ２によって挟着させるように構
成しておけばよい。。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、溶融金属
炉からサンプルを採取したプローブを、まず、開閉シャ
ッタによって受止させて、切断位置決めが容易に行い得
る状態に定置させることができ、次いで、該開閉シャッ
タを開放させることにより、プローブを僅かに降下させ
て位置決めクランプにより切断位置に安定的に吊支する
ことができるものであり、従って、プローブの切断位置
設定が迅速且つ精度良く行い得るものである。

【００３８】さらに、この状態から切断機構に対向して
いるクランプによって該プローブのサンプル採取室部分
を正確な切断位置で強固に挟着させることができ、切断
機構のカッタによってバリ等のの発生を生じさせること
なく円滑且つ安全にサンプル室部分の上端部を切断し、
サンプル採取室からのサンプル塊の取り出しを可能にし
得るものである。

【００３９】従って、溶融金属炉からのサンプル抽出工
程から切断によって採取したサンプル塊の成分分析室へ
の送給工程の連続自動化を図ることができ、数多く行わ
れるサンプル取り出し作業の作業能率を著しく向上させ
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクランプ機構と切断装置を備えた全体
の簡略側面図、

【図２】その要部の一部切欠平面図、

【図３】位置決めクランプ配設部分の側面図、

【図４】その一部切欠平面図、

【図５】位置決めクランプの平面図、

【図６】その縦断正面図、

【図７】挟持クランプを配設した反転移動台の簡略斜視
図、

【図８】その旋回反転状態を示す斜視図、

【図９】挟持クランプの一部縦断正面図、

【図１０】その裏側平面図、

【図１１】プローブの一部を切断した正面図、

【図１２】その要部の拡大縦断正面図、

【図１３】プローブを上部シャッタにより受止した状態
の簡略斜視図、

【図１４】プローブを下部シャッタにより受止した状態
の簡略斜視図、

【図１５】プローブを位置決めクランプにより吊支した
状態の簡略斜視図、

【図１６】プローブ挟持した状態の簡略斜視図、

【図１７】プローブの切断工程を示す簡略斜視図、

【図１８】サンプル塊の斜視図。

【符号の説明】

１ 位置決めクランプ ２ 挟持クランプ ３ 切断機構 ５ 開閉シャッタ ６ 中間シャッタ ７ 上部クランプ ８ ディスクカッタ 41 係止端面 43 サンプル採取室 Ｐ プローブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 慎二 大分市大字西ノ洲１番地 新日本製鐵株式 会社大分製鐵所内 (72)発明者 木村 善春 大阪市西淀川区姫島３丁目５番26号 奥村 機械製作株式会社内 (72)発明者 高井 正雄 大阪市西淀川区姫島３丁目５番26号 奥村 機械製作株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下端部に溶融金属サンプル採取室を有す
   るプローブから該溶融金属サンプル採取室部分を取り出
   す装置であって、送給されるプローブの下端面を受止し
   て該プローブを一旦、停止させる開閉シャッタと、該開
   閉シャッタの開放によりプローブの上端大径部の下端面
   に係脱自在に係止して該プロープを所定位置に吊支する
   開閉自在な位置決めクランプと、プローブの溶融金属サ
   ンプル採取室部分を切断位置で挟持する開閉自在なクラ
   ンプと、このクランプに接離自在に対向してプローブの
   溶融金属サンプル採取室上端部分を切断するカッタを有
   する切断機構とから構成していることを特徴とするプロ
   ーブからの溶融金属サンプル採取室取出装置。
2. 【請求項２】 上記開閉シャッタの上方に、該開閉シャ
   ッタによってプローブの下端が受止される前にプローブ
   の下端を衝撃的に受止する中間開閉シャッタを配設して
   いることを特徴とする請求項１記載のプローブからの溶
   融金属サンプル採取室取出装置。
3. 【請求項３】 上記挟持クランプの上方にプローブの上
   端部を挟持する開閉自在な上部クランプを配設している
   こと特徴とする請求項１記載のプローブからの溶融金属
   サンプル採取室取出装置。