JPH09166530A - 分析試料調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なった種類の分析に用いられる複数の分析
試料を、同時に作成することができるとともに、テーパ
状サンプルも容易かつ確実に把持してサンプルの搬送を
確実に行なうことができる分析試料調整装置を提供す
る。 【解決手段】 気送管１０を通して又は手動でサンプル
Ｓを受け入れるサンプル受入装置１１と、サンプル受入
装置１１からハンドリング装置１２を介してサンプルＳ
を受け取り、サンプルＳを切断・研磨して発光分析試料
Ｓ２を作成すると共に、ガス分析試料用サンプル片Ｓ３
を作成する発光分析試料作成装置１３と、ハンドリング
装置１２を介して発光分析試料作成装置１３からガス分
析試料用サンプル片Ｓ３を受け取り、加熱・打抜加工す
ることによってガス分析試料Ｓ４を作成するガス分析試
料作成装置１４とを具備し、発光分析試料作成装置１３
とガス分析試料作成装置１４とを同時に作動可能に構成
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は製鋼等の金属内元素
を分析するため、製鋼現場から採取したサンプルを、分
析装置に装着できるように加工・調整する分析試料調整
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、分析に用いられる試料は、製鋼現
場から気送管等により搬送されてきたサンプルを人手に
より気送管等から取り出され、砥石切断機により切断さ
れる。その後、切断された発光分析試料用サンプル片
は、砥石研磨機により分析面を研磨仕上げされ、またガ
ス分析試料用サンプル片は、砥石切断機によりコイン状
にスライス切断された後、さらに、プレスにより打抜加
工され、約１ｇの小片として取り出されている。しか
し、かかる人手による分析試料の作成は非能率的であ
り、かつ、人手による発光分析試料用サンプル片の切断
は切断精度を出しにくく、いわゆる斜め切りが発生し、
そのため、偏研磨等の不具合を生じていた。そこで、本
出願人らは、先に、実開平３−１１５８４１号公報にお
いて、サンプル受入装置、砥石切断装置、砥石研磨装
置、試料冷却装置、搬送装置等を個別に平面的に配置
し、これらを搬送コンベア等のハンドリング装置で有機
的に結合した分析試料加工装置を提示した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した分析
試料加工装置は、専ら、単一の分析試料、例えば、発光
分析試料のみを作成することを目的として開発されたも
のであり、異なった種類の分析に用いる複数の分析試
料、例えば、発光分析試料とガス分析試料を同時に作成
することが不可能であった。また、通常、分析試料はテ
ーパ状形状をなしたサンプル部分の大径部側を切断して
使用するため、小径部を確実に把持する必要があるが、
上記した分析試料加工装置は何らかかる配慮はなされて
おらず、従って、サンプルを不安定な状態で搬送されて
おり、搬送を不確実なものとしていた。本発明は、この
ような事情に鑑みなされたものであって、異なった種類
の分析に用いられる複数の分析試料を、同時に作成する
ことができると共に、テーパ状サンプルも容易かつ確実
に把持してサンプルの搬送を確実に行なうことができる
分析試料調整装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の分析試料調整装置は、気送管を通して又は手動で
サンプルを受け入れるサンプル受入装置と、該サンプル
受入装置からハンドリング装置を介して該サンプルを受
け取り、該サンプルを切断・研磨して発光分析試料を作
成すると共に、ガス分析試料用サンプル片を作成する発
光分析試料作成装置と、前記ハンドリング装置を介して
前記発光分析試料作成装置から前記ガス分析試料用サン
プル片を受け取り、加熱・打抜加工することによってガ
ス分析試料を作成するガス分析試料作成装置とを具備
し、前記発光分析試料作成装置と前記ガス分析試料作成
装置とを同時に作動可能に構成している。請求項２記載
の分析試料調整装置は、請求項１記載の分析試料調整装
置において、前記サンプル受入装置は、内部に円形断面
の水平軸孔を設けると共に、その上下部壁に、該水平軸
孔に直交状態で連通する上側サンプル供給孔と下側サン
プル排出孔とを設けた筒状ケーシングと、該筒状ケーシ
ングの水平軸孔内に回転自在に配設すると共に、前記上
側サンプル供給孔と下側サンプル排出孔を設けた位置に
おいて、外周面から中心に向けて伸延するサンプル収納
空間を形成した回転軸と、該回転軸を１８０度回転可能
とし、回転に連動して、前記サンプル収納空間を前記上
側サンプル供給孔と下側サンプル排出孔とに選択的に連
絡可能とする回転軸駆動装置とを具備し、前記上側サン
プル供給孔を通して前記サンプル収納空間内に供給され
たテーパ状のサンプルを、逆テーパ状にして前記下側サ
ンプル排出孔より前記ハンドリング装置に排出可能とし
ている。請求項３記載の分析試料調整装置は、請求項２
記載の分析試料調整装置において、前記筒状ケーシング
の側壁に、さらに、前記水平軸孔に直交状態で連通する
サンプル手差し供給孔を設け、かつ、前記回転軸駆動装
置によって、前記回転軸に設けた前記サンプル収納空間
を前記サンプル手差し供給孔とも連絡可能としている。
請求項４記載の分析試料調整装置は、請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の分析試料調整装置において、前記発
光分析試料作成装置に、切断された発光分析試料用サン
プル片を冷却するサンプル片冷却装置を付加している。

【０００５】

【作用】請求項１〜４記載の分析試料調整装置において
は、気送管を通して又は手動でサンプル受入装置内に供
給する。供給されたサンプルはハンドリング装置によっ
て発光分析試料作成装置に移送され、発光分析試料作成
装置によって、切断・研磨されて発光分析試料が作成さ
れることになる。また、発光分析試料作成装置は、上記
したサンプルの切断によって発光分析試料を作成すると
共に、ガス分析試料用サンプル片を作成する。そして、
このガス分析試料用サンプル片は、ハンドリング装置を
介して、発光分析試料作成装置からガス分析試料作成装
置に移送される。そして、ガス分析試料作成装置は、上
記した発光分析試料作成装置による発光分析試料の作成
と同時に、移送されてきたガス分析試料用サンプル片を
受け取り、加熱・打抜加工することによってガス分析試
料を作成する。特に、請求項２記載の分析試料調整装置
においては、まず、回転軸駆動装置を作動して、サンプ
ル受入装置の回転軸に設けたサンプル収納空間を上側サ
ンプル供給孔と連絡し、気送管からのテーパ状のサンプ
ルを、上側サンプル供給孔を通してサンプル収納空間内
に収納する。次に、回転軸駆動装置を作動して、サンプ
ル受入装置の回転軸に設けたサンプル収納空間を下側サ
ンプル排出孔と連絡すると、サンプルは、逆テーパ状に
なって下側サンプル排出孔よりハンドリング装置に排出
されることになる。請求項３記載の分析試料調整装置に
おいては、回転軸駆動装置によって、サンプル収納空間
をサンプル手差し供給孔と連絡することによって、手差
しでテーパ状のサンプルをサンプル収納空間内に収納す
る。次に、回転軸駆動装置を作動して、サンプル受入装
置の回転軸に設けたサンプル収納空間を下側サンプル排
出孔と連絡すると、サンプルは、逆テーパ状になって下
側サンプル排出孔よりハンドリング装置に排出されるこ
とになる。請求項４記載の分析試料調整装置において
は、発光分析試料作成装置において切断された発光分析
試料用サンプル片を、サンプル片冷却装置を用いて効果
的に冷却することができる。

【０００６】

【発明の効果】請求項１〜４記載の分析試料調整装置に
おいては、発光分析試料作成装置によって発光分析試料
を作成すると同時に、ガス分析試料作成装置によってガ
ス分析試料を作成することができ、複数種類の分析試料
の作成及び分析を短時間で行なうことができ、高品質の
鋼を製造することができる。特に、請求項２記載の分析
試料調整装置においては、サンプルは、逆テーパ状にな
って下側サンプル排出孔よりハンドリング装置に排出さ
れることになるので、ハンドリング装置は確実にサンプ
ルを把持することができ、傾斜掴みによる研磨不具合を
なくし、均一な発光分析試料を作成することができ、正
確な発光分析が可能となり、この面からも高品質の鋼を
製造することができる。請求項３記載の分析試料調整装
置においては、手差しでテーパ状のサンプルをサンプル
収納空間内に収納することができるので、分析試料調整
装置の使い勝手を向上することができる。請求項４記載
の分析試料調整装置においては、発光分析試料作成装置
において切断された発光分析試料用サンプル片を、サン
プル片冷却装置を用いて効果的に冷却することができる
ので、分析試料の作成時間を短縮でき、製鋼操業時間の
短縮を図ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した一実施の形態につき説明し、本
発明の理解に供する。なお、添付図中、図１は本発明の
一実施の形態に係る分析試料調整装置の正面図、図２は
同平面図、図３は図１のＩ−Ｉ矢視図、図４は図１の左
側面図、図５は同サンプル受入装置及びハンドリング装
置の拡大正面図、図６は同サンプル受入装置の左側面
図、図７は同サンプル受入装置及びハンドリング装置の
拡大平面図、図８は同サンプル受入装置の正断面図、図
９は同サンプル受入装置の平断面図、図１０は同サンプ
ル受入装置の背面図、図１１は同発光分析試料作成装置
の正面図、図１２は図１１のII−II矢視図、図１３は本
発明の一実施の形態に係る分析試料調整装置の発光分析
試料調整装置の拡大平面図、図１４は同チャック機構の
裏面図、図１５は同発光分析試料作成装置の側面図、図
１６は同サンプル切断装置及びサンプル片研磨装置の正
断面図、図１７は図１６のIII −III 矢視図、図１８は
本発明の一実施の形態に係る分析試料調整装置のサンプ
ル冷却装置とサンプル片ベルト研磨装置の正面図、図１
９は同サンプル冷却装置とサンプル片ベルト研磨装置の
平面図、図２０は図１８のIV−IVの矢視図、図２１は図
１８のＶ−Ｖの矢視図、図２２は図１８のVI−VIの矢視
図、図２３は本発明の一実施の形態に係る分析試料調整
装置のガス分析試料作成装置の側面図、図２４は同ガス
分析試料作成装置の平面図、図２５は同ガス分析試料作
成装置のサンプル片移載機構の正面図、図２６は同ガス
分析試料作成装置のショットブラスト装置の正面図、図
２７は同ガス分析試料作成装置の高周波加熱装置の正面
図、図２８は同ガス分析試料作成装置の打抜装置の正面
図、図２９は発光分析試料とガス分析試料の作成工程の
説明図である。

【０００８】まず、図１〜図４を参照して、本発明の一
実施の形態に係る分析試料調整装置Ａの全体構成につい
て説明する。図示するように、分析試料調整装置Ａは、
実質的に、気送管１０を通して又は手動でサンプルＳを
受け入れるサンプル受入装置１１と、サンプル受入装置
１１からハンドリング装置１２を介してサンプルＳ（図
８参照）を受け取り、このサンプルＳを切断・研磨して
発光分析試料Ｓ２（図２９（ｅ）参照）を作成すると共
に、ガス分析試料用サンプル片Ｓ３（図２９（ｆ）参
照）を作成する発光分析試料作成装置１３と、ハンドリ
ング装置１２を介して発光分析試料作成装置１３からガ
ス分析試料用サンプル片Ｓ３（図２９（ｇ）参照）を受
け取り、加熱・打抜加工することによってガス分析試料
Ｓ４（図２９（ｇ）参照）を作成するガス分析試料作成
装置１４とを具備し、発光分析試料作成装置１３とガス
分析試料作成装置１４とは同時に作動可能に構成されて
いる。また、図１〜図３に示すように、本実施の形態で
は、発光分析試料作成装置１３は、発光分析試料作成装
置１３において切断された発光分析試料用サンプル片Ｓ
１を効果的に冷却することができるサンプル片冷却装置
７２を具備している。

【０００９】次に、図１〜図４のみならず、図５〜図２
９を参照して、上記した構成を有する分析試料調整装置
Ａの各装置１１〜１４の構成について詳細に説明する。 （サンプル受入装置１１）まず、サンプル受入装置１１
の構成について説明する。図１及び図２に示すように、
サンプル受入装置１１は、分析試料調整装置Ａの一側側
壁１６の外面に突設されている。サンプル受入装置１１
の詳細な構成が図５〜図１０に示されている。図８及び
図９から明らかなように、サンプル受入装置１１は、内
部に円形断面の水平軸孔１７を設けると共に、その上下
部壁に、水平軸孔１７に直交状態で連通する上側サンプ
ル供給孔１８と下側サンプル排出孔１９とを設けた筒状
ケーシング２０と、この筒状ケーシング２０の水平軸孔
１７内に回転自在に配設すると共に、上側サンプル供給
孔１８と下側サンプル排出孔１９を設けた位置におい
て、外周面から中心に向けて伸延するサンプル収納空間
２１を形成した回転軸２２と、この回転軸２２を１８０
度回転可能とし、この回転に連動して、サンプル収納空
間２１を上側サンプル供給孔１８と下側サンプル排出孔
１９とに選択的に連絡可能とする回転軸駆動装置２３と
を具備する。図７及び図８に示すように、筒状ケーシン
グ２０の側壁には、さらに、水平軸孔１７に直交状態で
連通するサンプル手差し供給孔２４を設け、かつ、回転
軸駆動装置２３によって、回転軸２２に設けたサンプル
収納空間２１をサンプル手差し供給孔２４と連絡可能と
している。

【００１０】サンプル受入装置１１のその他の構成につ
いて説明すると、図７及び図８に示すように、筒状ケー
シング２０の上部には上側サンプル供給孔１８と連絡す
るサンプル供給案内筒２５の下端が取付けられており、
このサンプル供給案内筒２５の上端には、フランジ継手
によって気送管１０の終端が連通連結される。一方、図
８に示すように、筒状ケーシング２０の下部には下側サ
ンプル排出孔１９と連絡するサンプル排出案内筒２６の
上端が取付けられており、その直下に、図８において二
点鎖線で示すように、後述するハンドリング装置１２の
サンプル搬入アーム４５の先端に設けたサンプル受載ポ
ット部４６が位置している。図７及び図９に示すよう
に、回転軸２２は、その両端に設けた縮径部を軸受２
７、２８によって回転自在に支持されており、また、そ
の全長にわたって、その中心部には貫通孔２９が設けら
れている。そして、貫通孔２９の両端開口にはそれぞれ
光電センサを構成する発光素子３０と受光素子３１とが
設けられている。このような構成によって、サンプル収
納空間２１内にサンプルＳが存在するか否かを光電セン
サで確認することができる。図８に示すように、筒状ケ
ーシング２０の上部外壁には、サンプル手差し供給孔２
４と連通するサンプル手差し案内筒３２が取付けられて
いる。

【００１１】（ハンドリング装置１２）図５及び図７に
示すように、ハンドリング装置１２は、取付機枠４０の
前面にサーボモータ４１によって駆動されるリニアアク
チュエータ４２を固着し、このリニアアクチュエータ４
２に水平方向に移動自在に移動台４３を取付け、この移
動台４３の上面に、ロータリアクチュエータ４４を介し
て、サンプル搬入アーム４５の基端を回動自在に取付け
ている。このサンプル搬入アーム４５の先端には、図
５、図７及び図８に示すように、サンプル受載ポット部
４６が取付けられている。このような構成によって、サ
ーボモータ４１を駆動してリニアアクチュエータ４２を
作動し、図５、図７及び図８に示すように、ロータリア
クチュエータ４４を、一点鎖線で示すサンプル受載位置
Ｐ１と実線で示すサンプル把持位置Ｐ２と、一点鎖線で
示すガス分析試料用サンプル片移載位置Ｐ３に移動する
ことができる。そして、図７に示すサンプル受載位置Ｐ
１において、ロータリアクチュエータ４４を駆動してサ
ンプル搬入アーム４５を回転させることによって、その
先端に設けたサンプル受載ポット部４６をサンプル受入
装置１１のサンプル排出案内筒２６の直下に位置させる
ことができる。また、図７に示すサンプル把持位置Ｐ２
において、ロータリアクチュエータ４４を駆動してサン
プル搬入アーム４５を回転させることによって、その先
端に設けたサンプル受載ポット部４６を、発光分析試料
作成装置１３の一部を構成するチャック機構６３の直下
に位置させることができる（図５参照）。さらに、図７
に示すように、ガス分析試料用サンプル片移載位置Ｐ３
において、ロータリアクチュエータ４４を駆動してサン
プル搬入アーム４５を回転させることによって、その先
端に設けたサンプル受載ポット部４６を、ガス分析試料
作成装置１４の一部を構成するサンプル片移載機構１０
５の直下に位置させることができる。

【００１２】（発光分析試料作成装置１３）図１１〜図
１５に示すように、発光分析試料作成装置１３の後部構
成部材を形成する長尺の横フレーム５０の前面には、上
面リニアガイド５１と前面リニアガイド５２、５３とを
介して移動フレーム５４が取付・支持されている。ま
た、横フレーム５０の両端間には、サーボモータ５５に
よって回転される水平ボールネジ５６の両端が回転自在
に支持されており、この水平ボールネジ５６に移動フレ
ーム５４の裏面に設けたブラケット５７のネジ孔５８が
螺合している。この移動フレーム５４の前面には、サー
ボモータ５９によって回転される垂直ボールネジ６０の
上下端が回転自在に支持されており、この垂直ボールネ
ジ６０には昇降フレーム６１が昇降自在に取付けられて
いる。昇降フレーム６１の前面には回転モータ６２が取
付けられており、回転モータ６２の下部には、回転モー
タ６２と一体的に回転するチャック機構６３が取付けら
れている。このチャック機構６３は、図１４に示すよう
に、３個の放射状に配列したチャック爪６４と、このチ
ャック爪６４を半径方向に拡縮してサンプルＳ及び後述
する発光分析試料用サンプル片Ｓ１を把持したり、離脱
するカム機構６５とからなる。また、回転モータ６２の
中央部を貫通してチャック作動軸６６が配設されてお
り、チャック作動軸６６の上端はロータリアクチュエー
タ６７の上端に連結されると共に、その下端はカム機構
６５と連動連結されている。このような構成によって、
ロータリアクチュエータ６７を駆動することによって、
チャック爪６４でサンプルＳの小径部を把持することが
できる。また、このサンプルＳの把持動作において、サ
ンプルＳがいびつな形状を有している場合であっても、
回転モータ６２を駆動してチャック爪６４をわずかな角
度回転させることによって、把持位置を変えて確実にサ
ンプルＳを把持することができる。また、本実施の形態
では、昇降フレーム６１の昇降動作に要する動力を低減
するために、移動フレーム５４の上部にバランスシリン
ダ６８が取付けられており、このバランスシリンダ６８
の下端は昇降フレーム６１に連結されている。

【００１３】また、本実施の形態では、発光分析試料作
成装置１３は、図１及び図２に示すように、上記した長
尺の横フレーム５０の前方かつ下方をなす位置に、サン
プル受入装置１１から順次間隔をあけて離隔しながら、
サンプル切断装置７０と、サンプル片砥石研磨装置７１
と、サンプル片冷却装置７２と、サンプル片ベルト研磨
装置７３とを配置している。ここに、サンプル切断装置
７０は、サンプル受入装置１１から発光分析試料作成装
置１３に移送され、かつ、小径部をチャック機構６３に
よって把持されているサンプルＳの大径部を切断するも
のであり、以下の構成を有する。即ち、図１〜図３、図
７、図１６及び図１７に示すように、サンプル切断装置
７０は、サンプル把持位置Ｐ２においてサンプル搬入ア
ーム４５のサンプル受載ポット部４６が位置する箇所の
近傍に回転中心を有する回転軸７４と、この回転軸７４
を回転自在に支持する垂直支持筒７５と、回転軸７４の
上端に一体的に取付け、その周縁切断部をサンプル把持
位置Ｐ２におけるチャック機構６３の直下に位置させる
サンプル回転切断刃７６と、回転軸７４の下端に固着し
たプーリ７７と、垂直支持筒７５に並設し、その下端に
設けた出力軸にプーリ７８を固着した回転モータ７９
と、プーリ７７とプーリ７８とに巻回した無端ベルト８
０とからなる。このような構成によって、回転モータ７
９を駆動すると、回転軸７４及びこの回転軸７４と一体
をなすサンプル回転切断刃７６とが一体的に回転して、
チャック機構６３によって小径部を把持されているサン
プルＳの大径部を小径部から切り落とすことができると
共に、残った小径部を更に切断して、ガス分析試料用サ
ンプル片Ｓ３を作成すると共に、残った部分を発光分析
試料用サンプル片Ｓ１として用いることができる（図２
９（ｃ）参照）。

【００１４】サンプル片砥石研磨装置７１は、図１、図
２及び図１６に示すように、上記したサンプル切断装置
７０に並んで配置されており、サンプル回転切断刃７６
と略同一高さ位置に粗研磨面を有する回転砥石板８１
と、上端を回転砥石板８１に連結すると共に下端を回転
モータ８２の出力軸に連結した回転軸８３と、回転軸８
３を回転自在に支持する回転軸支持筒８４とからなる。
回転砥石板８１の粗研磨面は、例えば、２００メッシュ
とすることができる。このような構成によって、回転モ
ータ８２を駆動すると、回転砥石板８１が回転して、サ
ンプルＳをサンプル回転切断刃７６により切断すること
によって作成した発光分析試料用サンプル片Ｓ１の下面
を粗研磨することができる（図２９（ｄ）参照）。な
お、図１６及び図１７に示すように、サンプル切断装置
７０とサンプル片砥石研磨装置７１とは共に、上面を開
口した保護ケース８５内に囲繞されており、一方、保護
ケース８５は、その底部に切断した大径部を捕集するた
めのダクト８６と、集塵ダクト８７とを具備する。

【００１５】サンプル片冷却装置７２は、図１、図２及
び図１８〜図２２に示されているように、上記したサン
プル片砥石研磨装置７１に並んで配置されている。図示
するように、サンプル片冷却装置７２は、底部を冷却水
排水配管８８に開閉バルブ８９を介して連通連結した水
タンク９０と、水タンク９０の天井板９１にそれぞれ間
隔をあけて設けた急冷用開口９２、徐冷用開口９３及び
点検用開口９４と、急冷用開口９２の直下に昇降自在に
設けたサンプル片支持台９５と、水タンク９０の底部に
取付け、その伸縮ロッド９６の上端にサンプル片支持台
９５を連結した支持台昇降シリンダ９７と、徐冷用開口
９３の直下に配置すると共に上下端を開口した冷却空気
噴射ノズル９８と、徐冷用開口９３の直上をなす天井板
９１の表面に取付けた十字格子状のサンプル片受枠９９
と、水タンク９０内に温水をつくるための加熱ヒータ１
００と、水タンク９０内の水位を測定するための水位セ
ンサ１０１と、水タンク９０内に水を供給する冷却水供
給管１０１ａとを具備する。このような構成によって、
サンプル切断装置７０によって切断され、その後、サン
プル片砥石研磨装置７１によって粗研磨された発光分析
試料用サンプル片Ｓ１を急冷用開口９２を通してサンプ
ル片支持台９５上に載置することによって効果的に短時
間で急冷することができる。また、発光分析試料用サン
プル片Ｓ１をサンプル片受枠９９上に載置し、下方から
冷却空気噴射ノズル９８を通して水分を適度に混入した
冷却空気を、発光分析試料用サンプル片Ｓ１に向けて吹
付けることによって、効果的に短時間で徐冷することが
できる。

【００１６】サンプル片ベルト研磨装置７３は、図１、
図２、図１８及び図１９に示すように、サンプル片冷却
装置７２に並んで配置されている。図示するように、サ
ンプル片ベルト研磨装置７３は、前後方向に配設した一
対のプーリ１０２、１０３と、両プーリ１０２、１０３
間に巻回し、かつ、その移動面を仕上げ研磨面とした無
端研磨ベルト１０４と、出力軸をプーリ１０３と連動連
結した回転モータ１０４ａとからなる。このような構成
によって、回転モータ１０４ａを駆動して無端研磨ベル
ト１０４を回動し、その表面に、サンプル片冷却装置７
２によって冷却した発光分析試料用サンプル片Ｓ１の表
面を当接することによって効果的に仕上げ研磨すること
ができ、発光分析試料Ｓ２を作成することができる（図
２９（ｅ）参照）。

【００１７】（ガス分析試料作成装置１４）ガス分析試
料作成装置１４は、図１及び図２に示すように、前記し
た発光分析試料作成装置１３の一側から、この発光分析
試料作成装置１３と略直交する方向に配置されている。
ガス分析試料作成装置１４は、図１、図２、図４及び図
２３〜図２９に示すように、ガス分析試料用サンプル片
移載位置Ｐ３に配置したサンプル片移載機構１０５と、
分析試料調整装置Ａの一側側壁１６の内面に沿って水平
前後方向に取付けかつサーボモータ１０６によって駆動
されるリニアアクチュエータ１０７と、このリニアアク
チュエータ１０７に沿って間隔をあけて配設した高周波
加熱装置１０８、ショットブラスト装置１０９及びガス
分析試料用サンプル片Ｓ３からガス分析試料Ｓ４を作成
する打抜装置１１０と、リニアアクチュエータ１０７に
前後方向に移動自在に取付け、ガス分析試料用サンプル
片Ｓ３をサンプル片移載機構１０５から高周波加熱装置
１０８、ショットブラスト装置１０９及び打抜装置１１
０に移送するサンプルクランプハンド１１１とからな
る。

【００１８】図２５に示すように、サンプル片移載機構
１０５は、分析試料調整装置Ａの一側側壁１６の内面に
固着する板状のフレーム１１２と、フレーム１１２の上
部に設け、中央部にサンプル片取り出し開口１１３を設
けた上突出ブラケット１１４と、フレーム１１２の下部
に取付け、サンプル搬入アーム４５により移送されてき
たガス分析試料用サンプル片Ｓ３を、サンプル受載ポッ
ト部４６に設けた開口４６ａに通して上方に突出するた
めのサンプル片昇降シリンダ１１５とを具備している。
図２３、図２４及び図２６に示すように、ショットブラ
スト装置１０９は、ガス分析試料用サンプル片Ｓ３に研
磨粉を打ちつけるブラストガン１１６と、研磨粉を回収
ホッパー１１７を介して回収すると共に回収した研磨粉
をさらにブラストガン１１６に供給する研磨粉貯蔵タン
ク１１８とを具備する。図２３、図２４及び図２７に示
すように、高周波加熱装置１０８は、昇降シリンダ１１
９によって昇降する先端受棒１２０と、先端受棒１２０
上に載置されるガス分析試料用サンプル片Ｓ３を誘導電
流により加熱する加熱コイル１２１と、ヒーティングプ
ッシャ１２２とからなる。図２３、図２４及び図２８に
示すように、打抜装置１１０はガス分析試料用サンプル
片Ｓ３を一度に数個打ち抜くことができるパンチャー１
２３を具備する。また、図２４及び図２６〜図２８に示
すように、サンプルクランプハンド１１１は、ガス分析
試料用サンプル片Ｓ３を把持するハンドチャック１２４
と、ハンドチャック１２４を昇降する昇降シリンダ１２
５とからなる。

【００１９】次に、上記した構成を有する分析試料調整
装置Ａによる発光分析試料Ｓ２とガス分析試料Ｓ４の作
成方法について、特に、図２９を参照して説明する。図
示しないるつぼから取り出したサンプルＳを気送管１０
を通してサンプル受入装置１１に移送する。サンプルＳ
はサンプル受入装置１１に移送された時点で、約１００
０℃の温度を有する。気送管１０内での引っ掛かりを防
止するため、テーパ状円柱体からなるサンプルＳは、図
８に示すように、小径部を送り込み方向にして、サンプ
ル受入装置１１のサンプル収納空間２１内に送られてく
る。しかし、発光分析はサンプルＳの小径部を必要とす
るので、後述するチャック機構６３によって小径部を掴
み、切断する必要がある（図２９（ａ）参照）。そこ
で、サンプル受入装置１１では、回転軸２２を１８０度
回転し、この回転に伴い、サンプル収納空間２１内のサ
ンプルＳも１８０度回転させ、小径部を上向きにする。
また、必要に応じて、図８に示すように、サンプル手差
し供給孔２４を通してサンプルＳを手でサンプル収納空
間２１内に送り込むことができる。この際、ただ単にサ
ンプル供給案内筒２５内にサンプルＳを投入すればよい
ので、充分な安全性を確保できる。

【００２０】サンプル受入装置１１における回転軸２２
を１８０度回転させると、図８に示すように、サンプル
収納空間２１は下方に向けて開口するので、サンプル収
納空間２１内のサンプルＳは、重力によって、既にサン
プル受載位置Ｐ１で、サンプル排出案内筒２６の直下に
待機しているサンプル搬入アーム４５のサンプル受載ポ
ット部４６内に収容されることになる。次に、図５に示
すように、リニアアクチュエータ４２を駆動して移動台
４３を、サンプル受載位置Ｐ１からサンプル把持位置Ｐ
２まで移送し、このサンプル把持位置Ｐ２でロータリア
クチュエータ４４を駆動してサンプル搬入アーム４５を
旋回し、その先端に設けたサンプル受載ポット部４６を
チャック機構６３の直下に移送する。次にサーボモータ
５９を駆動してチャック機構６３を下降すると共に、ロ
ータリアクチュエータ６７を駆動してチャック機構６３
のチャック爪６４によって逆テーパ状円柱体からなるサ
ンプルＳの小径部を把持する（図２９（ａ）参照）。こ
の際、サンプルＳの把持がうまくいかない場合は、回転
モータ６２を駆動してチャック爪６４の把持位置を変え
た後、サンプルＳの小径部を確実かつ強固に把持する。
サンプル把持作業後、サーボモータ５９を駆動してチャ
ック機構６３と一体的にサンプルＳを上昇する。ロータ
リアクチュエータ４４を駆動してサンプル搬入アーム４
５を旋回し、その先端に設けたサンプル受載ポット部４
６をチャック機構６３の直下位置から離隔した位置にも
たらす。

【００２１】次に、サンプル切断装置７０のサンプル回
転切断刃７６を回転モータ７９によって回転すると共
に、サーボモータ５５を駆動して、移動フレーム５４
を、図１及び図２において左方向に移動してサンプルＳ
から大径部を切断し（図２９（ａ）参照）、大径部はダ
クト８６を通して回収する。この切断によって、サンプ
ルＳの温度は、例えば、１０００℃から８００℃に降下
する。その後、移動フレーム５４を、図１及び図２にお
いて右方向に後退すると共に、ロータリアクチュエータ
４４を駆動して、サンプル搬入アーム４５を旋回し、そ
の先端に設けたサンプル受載ポット部４６をチャック機
構６３の直下に移送する。次に、サンプル切断装置７０
のサンプル回転切断刃７６を回転モータ７９によって回
転すると共に、移動フレーム５４を、図１及び図２にお
いて左方向に移動してサンプルＳの小径部からガス分析
試料用サンプル片Ｓ３を切断すると共に、切断されたガ
ス分析試料用サンプル片Ｓ３をサンプル搬入アーム４５
のサンプル受載ポット部４６に収納する（図２９
（ｂ）、（ｃ））。一方、ガス分析試料用サンプル片Ｓ
３の切断後においてもチャック機構６３に把持されてい
る小径部は、発光分析試料用サンプル片Ｓ１として用い
られることになる（図２９（ｃ）、（ｄ））。

【００２２】次に、サーボモータ５５を駆動して、移動
フレーム５４を、図１及び図２において右方向に移動し
てサンプル片冷却装置７２を構成する水タンク９０に設
けた急冷用開口９２の直上にもたらし、かつ、サーボモ
ータ５９を駆動してチャック機構６３と一体的に発光分
析試料用サンプル片Ｓ１を下降して、水タンク９０内の
冷却水中に完全に浸漬すると共に、サンプル片支持台９
５上に載置する。ロータリアクチュエータ６７を駆動し
てチャック機構６３のチャック爪６４を発光分析試料用
サンプル片Ｓ１から解除すると共に、サーボモータ５９
を駆動してチャック機構６３と一体的に発光分析試料用
サンプル片Ｓ１を上昇して、水タンク９０から離脱す
る。所定時間発光分析試料用サンプル片Ｓ１を冷却後、
サーボモータ５９を駆動してチャック機構６３によって
再度発光分析試料用サンプル片Ｓ１を把持した後、サー
ボモータ５９を駆動してチャック機構６３と一体的に発
光分析試料用サンプル片Ｓ１を水タンク９０から外部に
取り出す。このようなサンプル片冷却装置７２による急
冷却によって、例えば、発光分析試料用サンプル片Ｓ１
の温度は８００℃から４００℃に降下する。次に、サー
ボモータ５５を駆動して、移動フレーム５４を、図１及
び図２において左方向に移動してサンプル片砥石研磨装
置７１の上方にもたらし、回転モータ８２を駆動して回
転砥石板８１を回転すると共に、サーボモータ５９を駆
動してチャック機構６３と一体的に発光分析試料用サン
プル片Ｓ１を下降して、発光分析試料用サンプル片Ｓ１
の表面を回転砥石板８１の砥面に当接して粗研磨する
（図２９（ｄ））。このようなサンプル砥石研磨装置７
１による粗研磨によって、例えば、発光分析試料用サン
プル片Ｓ１の温度は４００℃から３００℃に降下する。

【００２３】次に、サーボモータ５５を駆動して、移動
フレーム５４を、図１及び図２において右方向に移動し
てサンプル片冷却装置７２を構成する水タンク９０に設
けた急冷用開口９２の直上にもたらし、かつ、サーボモ
ータ５９を駆動してチャック機構６３と一体的に発光分
析試料用サンプル片Ｓ１を下降して、水タンク９０内の
冷却水中に完全に浸漬すると共に、サンプル片支持台９
５上に載置する。ロータリアクチュエータ６７を駆動し
てチャック機構６３のチャック爪６４を発光分析試料用
サンプル片Ｓ１から解除すると共に、サーボモータ５９
を駆動してチャック機構６３と一体的に発光分析試料用
サンプル片Ｓ１を上昇して、水タンク９０から離脱す
る。所定時間発光分析試料用サンプル片Ｓ１を冷却後、
サーボモータ５９を駆動してチャック機構６３によって
再度発光分析試料用サンプル片Ｓ１を把持した後、サー
ボモータ５９を駆動してチャック機構６３と一体的に発
光分析試料用サンプル片Ｓ１を水タンク９０から外部に
取り出す。このようなサンプル片冷却装置７２による急
冷却によって、例えば、発光分析試料用サンプル片Ｓ１
の温度は３００℃から３０℃に降下する。なお、サンプ
ルＳの鋼質によっては、サンプル片冷却装置７２では、
徐冷用開口９３に設けたサンプル片受枠９９上に発光分
析試料用サンプル片Ｓ１を載置し、冷却空気噴射ノズル
９８より水を混入した空気を吹き付けることによって徐
冷を行なった後（３００℃から２００℃）、急冷する
（２００℃から３０℃）するようにしてもよい。次に、
サーボモータ５５を駆動して、移動フレーム５４を、図
１及び図２において右方向に移動してサンプル片ベルト
研磨装置７３の上方にもたらし、無端研磨ベルト１０４
を図示しないベルト駆動機構を用いて回動すると共に、
サーボモータ５９を駆動してチャック機構６３と一体的
に発光分析試料用サンプル片Ｓ１を下降して、発光分析
試料用サンプル片Ｓ１の表面を無端研磨ベルト１０４の
砥面に当接して仕上げ研磨し、発光分析試料Ｓ２を作成
する（図２９（ｅ））。この仕上げ研磨によって、発光
分析試料Ｓ２の温度は３０℃から試料適温である５０℃
に上昇する。

【００２４】一方、上記した発光分析試料Ｓ２の作成に
同期して、ガス分析試料Ｓ４が作成されることになる。
即ち、前述したように、図１及び図２において左方向に
移動してサンプルＳの小径部から切断したガス分析試料
用サンプル片Ｓ３がサンプル搬入アーム４５のサンプル
受載ポット部４６に収納された後（図２９（ｃ））、リ
ニアアクチュエータ４２を駆動して移動台４３をガス分
析試料用サンプル片移載位置Ｐ３に移送すると共に、ロ
ータリアクチュエータ４４を駆動してサンプル搬入アー
ム４５を旋回して、その先端に設けたサンプル受載ポッ
ト部４６をガス分析試料作成装置１４のサンプル片移載
機構１０５まで移送する（図２９（ｆ））。次に、ガス
分析試料用サンプル片Ｓ３をサンプルクランプハンド１
１１によって把持すると共に、リニアアクチュエータ１
０７を駆動して、高周波加熱装置１０８の円筒状の加熱
コイル１２１の上部位置へ搬送される。加熱コイル１２
１内を貫通して昇降シリンダ１１９の先端受棒１２０が
ガス分析試料用サンプル片Ｓ３の下まで上昇すると、ハ
ンドチャック１２４は開き、ガス分析試料用サンプル片
Ｓ３は先端受棒１２０の上に載せられ、その後、昇降シ
リンダ１１９は下降し、ガス分析試料用サンプル片Ｓ３
は加熱コイル１２１内の誘導電流により加熱される。加
熱後、ガス分析試料用サンプル片Ｓ３は、昇降シリンダ
１１９により上昇され、再び、チャック機構６３により
把持されたまま、打抜装置１１０まで移送され、ガス分
析試料用サンプル片Ｓ３からパンチャー１２３により、
直径６ｍｍのガス分析試料Ｓ４を、４個、同時に作成す
る（図２９（ｇ））。

【００２５】このように、本実施の形態では、サンプル
受入装置１１内に受け入れられたテーパ状円柱体からな
るサンプルＳは、小径部を上方にして、チャック機構６
３によって強固に把持され、上下・左右方向へ移動可能
とする一方で、サンプル切断装置７０、サンプル片砥石
研磨装置７１、サンプル片冷却装置７２及びサンプル片
ベルト研磨装置７３を一列上に固定配置している。従っ
て、チャック機構６３によってサンプルＳを把持すれ
ば、サンプルＳ又は発光分析試料用サンプル片Ｓ１を放
すことなく、切断、研磨が行なえるので、掴み損ね、傾
斜掴みによる研磨不具合が解消され、均一な発光分析試
料Ｓ２が作成できる。また、サンプル切断装置７０によ
りサンプルＳを二度切断することにより、薄いコイン形
のガス分析試料用サンプル片Ｓ３を切り出し、サンプル
搬入アーム４５によりガス分析試料作成工程に送れば、
ハンドリング操作により、高周波加熱装置１０８及び打
抜装置１１０に送られ、ガス分析試料Ｓ４を作成するこ
とができる。即ち、サンプル搬入アーム４５とチャック
機構６３によって、二つの異なる分析試料を各々搬送す
るので、同一機械内で２つの分析試料を同時進行的に短
時間で作成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る分析試料調整装置
の正面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】図１のＩ−Ｉ矢視図である。

【図４】図１の左側面図である。

【図５】本発明の一実施の形態に係る分析試料調整装置
のサンプル受入装置及びハンドリング装置の拡大正面図
である。

【図６】同サンプル受入装置の左側面図である。

【図７】同サンプル受入装置及びハンドリング装置の拡
大平面図である。

【図８】同サンプル受入装置の正断面図である。

【図９】同サンプル受入装置の平断面図である。

【図１０】同サンプル受入装置の背面図である。

【図１１】同発光分析試料作成装置の正面図である。

【図１２】図１１のII−II矢視図である。

【図１３】本発明の一実施の形態に係る分析試料調整装
置の発光分析試料作成装置の拡大平面図である。

【図１４】同チャック機構の背面図である。

【図１５】同発光分析試料作成装置の側面図である。

【図１６】同サンプル切断装置及びサンプル片研磨装置
の正断面図である。

【図１７】図１６のIII −III 矢視図である。

【図１８】本発明の一実施の形態に係る分析試料調整装
置のサンプル冷却装置とサンプル片ベルト研磨装置の正
面図である。

【図１９】図９は同サンプル冷却装置とサンプル片ベル
ト研磨装置の平面図である。

【図２０】図１８のIV−IVの矢視図である。

【図２１】図１８のＶ−Ｖの矢視図である。

【図２２】図１８のVI−VIの矢視図である。

【図２３】本発明の一実施の形態に係る分析試料調整装
置のガス分析試料作成装置の側面図である。

【図２４】同ガス分析試料作成装置の平面図である。

【図２５】同ガス分析試料作成装置のサンプル片移載機
構の正面図である。

【図２６】同ガス分析試料作成装置のショットブラスト
装置の正面図である。

【図２７】同ガス分析試料作成装置の高周波加熱装置の
正面図である。

【図２８】同ガス分析試料作成装置の打抜装置の正面図
である。

【図２９】発光分析試料とガス分析試料の作成工程の説
明図である。

【符号の説明】

Ａ 分析試料調整装置 Ｐ１ サンプル受載位置 Ｐ２ サンプル
把持位置 Ｐ３ ガス分析試料用サンプル片移載位置 Ｓ サンプル Ｓ１ 発光分析試料用サンプル片 Ｓ２ 発光分析
試料 Ｓ３ ガス分析試料用サンプル片 Ｓ４ ガス分析
試料 １０ 気送管 １１ サンプル
受入装置 １２ ハンドリング装置 １３ 発光分析
試料作成装置 １４ ガス分析試料作成装置 １６ 一側側壁 １７ 水平軸孔 １８ 上側サン
プル供給孔 １９ 下側サンプル排出孔 ２０ 筒状ケー
シング ２１ サンプル収納空間 ２２ 回転軸 ２３ 回転軸駆動装置 ２４ サンプル
手差し供給孔 ２５ サンプル供給案内筒 ２６ サンプル
排出案内筒 ２７ 軸受 ２８ 軸受 ２９ 貫通孔 ３０ 発光素子 ３１ 受光素子 ３２ サンプル
手差し案内筒 ４０ 取付機枠 ４１ サーボモ
ータ ４２ リニアアクチュエータ ４３ 移動台 ４４ ロータリアクチュエータ ４５ サンプル
搬入アーム ４６ サンプル受載ポット部 ４６ａ 開口 ５０ 横フレーム ５１ 上面リニ
アガイド ５２ 前面リニアガイド ５３ 前面リニ
アガイド ５４ 移動フレーム ５５ サーボモ
ータ ５６ 水平ボールネジ ５７ ブラケッ
ト ５８ ネジ孔 ５９ サーボモ
ータ ６０ 垂直ボールネジ ６１ 昇降フレ
ーム ６２ 回転モータ ６３ チャック
機構 ６４ チャック爪 ６５ カム機構 ６６ チャック作動軸 ６７ ロータリ
アクチュエータ ６８ バランスシリンダ ７０ サンプル
切断装置 ７１ サンプル片砥石研磨装置 ７２ サンプル
片冷却装置 ７３ サンプル片ベルト研磨装置 ７４ 回転軸 ７５ 垂直支持筒 ７６ サンプル
回転切断刃 ７７ プーリ ７８ プーリ ７９ 回転モータ ８０ 無端ベル
ト ８１ 回転砥石板 ８２ 回転モー
タ ８３ 回転軸 ８４ 回転軸支
持筒 ８５ 保護ケース ８６ ダクト ８７ 集塵ダクト ８８ 冷却水排
水配管 ８９ 開閉バルブ ９０ 水タンク ９１ 天井板 ９２ 急冷用開
口 ９３ 徐冷用開口 ９４ 点検用開
口 ９５ サンプル片支持台 ９６ 伸縮ロッ
ド ９７ 支持台昇降シリンダ ９８ 冷却空気
噴射ノズル ９９ サンプル片受枠 １００ 加熱ヒ
ータ １０１ 水位センサ １０１ａ 冷却
水供給管 １０２ プーリ １０３ プーリ １０４ 無端研磨ベルト １０４ａ 回転
モータ １０５ サンプル片移載機構 １０６ サーボ
モータ １０７ リニアアクチュエータ １０８ 高周波
加熱装置 １０９ ショットブラスト装置 １１０ 打抜装
置 １１１ サンプルクランプハンド １１２ フレー
ム １１３ サンプル片取り出し開口 １１４ 上突出
ブラケット １１５ サンプル片昇降シリンダ １１６ ブラス
トガン １１７ 回収ホッパー １１８ 研磨粉
貯蔵タンク １１９ 昇降シリンダ １２０ 先端受
棒 １２１ 加熱コイル １２２ ヒーテ
ィングプッシャ １２３ パンチャー １２４ ハンド
チャック １２５ 昇降シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 輝喜 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 峰 隆昭 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 永島 正嗣 島根県松江市竹矢町1756−３ エステック 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気送管を通して又は手動でサンプルを受
   け入れるサンプル受入装置と、該サンプル受入装置から
   ハンドリング装置を介して該サンプルを受け取り、該サ
   ンプルを切断・研磨して発光分析試料を作成すると共
   に、ガス分析試料用サンプル片を作成する発光分析試料
   作成装置と、前記ハンドリング装置を介して前記発光分
   析試料作成装置から前記ガス分析試料用サンプル片を受
   け取り、加熱・打抜加工することによってガス分析試料
   を作成するガス分析試料作成装置とを具備し、前記発光
   分析試料作成装置と前記ガス分析試料作成装置とを同時
   に作動可能に構成したことを特徴とする分析試料調整装
   置。
2. 【請求項２】 前記サンプル受入装置は、内部に円形断
   面の水平軸孔を設けると共に、その上下部壁に、該水平
   軸孔に直交状態で連通する上側サンプル供給孔と下側サ
   ンプル排出孔とを設けた筒状ケーシングと、該筒状ケー
   シングの水平軸孔内に回転自在に配設すると共に、前記
   上側サンプル供給孔と下側サンプル排出孔を設けた位置
   において、外周面から中心に向けて伸延するサンプル収
   納空間を形成した回転軸と、該回転軸を１８０度回転可
   能とし、回転に連動して、前記サンプル収納空間を前記
   上側サンプル供給孔と下側サンプル排出孔とに選択的に
   連絡可能とする回転軸駆動装置とを具備し、前記上側サ
   ンプル供給孔を通して前記サンプル収納空間内に供給さ
   れたテーパ状のサンプルを、逆テーパ状にして前記下側
   サンプル排出孔より前記ハンドリング装置に排出可能と
   したことを特徴とする請求項１記載の分析試料調整装
   置。
3. 【請求項３】 前記筒状ケーシングの側壁に、さらに、
   前記水平軸孔に直交状態で連通するサンプル手差し供給
   孔を設け、かつ、前記回転軸駆動装置によって、前記回
   転軸に設けた前記サンプル収納空間を前記サンプル手差
   し供給孔とも連絡可能としたことを特徴とする請求項２
   記載の分析試料調整装置。
4. 【請求項４】 前記発光分析試料作成装置に、切断され
   た発光分析試料用サンプル片を冷却するサンプル片冷却
   装置を付加したことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か１項に記載の分析試料調整装置。