JPH1058124A - バイオネット装置及びその締め付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内筒の締め付けが十分に行え、更には、仮に
下部ノズルと下部のプレート煉瓦との間に隙間が発生し
ようとしても常時下部ノズルを押し上げて、その隙間を
無くすようにするバイオネット装置及びその締め付け方
法を提供する。 【解決手段】 中間位置に顎部３４を備えた下部ノズル
１３を、顎部３４を介して下方から保持する内筒２８
を、固定状態の外筒２７に螺旋係合する下部ノズル用の
バイオネット装置において、下部ノズル１３の顎部と内
筒２８との上端との間に内筒２８を上方に付勢する弾性
リング３５を配置し、内筒２８の下部外周に第１ギア２
９を設けると共に、第１ギア２９と噛合する第２ギア３
０を外筒２８の外側に回転自由に配置し、更に、第２ギ
ア３０に回転動力を伝達する駆動部３２を備えたバイオ
ネット装置及びこの締め付け方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンディッシュ又
は取鍋等の溶融金属容器用のスライディングノズルに取
付ける下部ノズルのバイオネット装置及びその締め付け
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スライディングノズル装置は各種の溶融
金属容器に備えられ、溶融金属容器内の溶鋼等を切り出
す流路を正確に制御できるので広く使用されている。図
５、図６に示すように、このスライディングノズル装置
１０は、一般的に２〜３枚のプレート煉瓦１１、１２
（この例では２枚）を備え、下部のスライドするプレー
ト煉瓦１２の下部には流下する溶融金属を導く下部ノズ
ル１３がバイオネット装置１４を介して取付けられてい
る。この下部ノズル１３とプレート煉瓦１２との間の接
合面にはモルタルやシート状耐火物等の目地材１５が充
填され、隙間からのエアー吸い込みや溶融金属の漏れを
防止している。この下部ノズル１３をプレート煉瓦１２
に固定するバイオネット装置１４は、下部のプレート煉
瓦１２を収納する下部金枠１６の下部に取付けられ、内
側には３条の螺旋溝１７が形成された外筒１８と、螺旋
溝１７に螺合する３個の突起１９を備えた内筒２０から
なる。下部ノズル１３を装着する場合には、外筒１８内
に下部ノズル１３を挿入した状態で、内筒２０の３個の
突起１９を外筒１８の３条の螺旋溝１７に嵌入させて所
定方向に回転させて内筒２０を外筒１８に螺着する。こ
こで、プレート煉瓦１２と下部ノズル１３との間に隙間
が生じないように、下部ノズル１３とプレート煉瓦１２
との隙間部分には前記目地材１５を充填した後、更に
は、内筒２０の下部に設けられている取っ手２１の部分
をハンマーで強く叩いて内筒２０を外筒１１８に締め付
け、下部ノズル１３とプレート煉瓦１２との十分なシー
ルを図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たバイオネット装置１４及びその締め付け方法において
は、以下に記載するような問題があった。 内筒２０の取っ手２１を人がハンマーで叩いて固定す
るので、人によってバイオネット装置１４の締め付け力
が異なり、締め付け力が足りない場合には、プレート煉
瓦１２と下部ノズル１３との間に充填された目地材１５
の圧着が不十分で、隙間からエアーを吸い込んで製品の
品位が低下したり、あるいは使用中に溶損して溶融金属
が漏れることがある。 スライディングノズル装置１０を繰り返し使用する
と、プレート煉瓦１２と下部ノズル１３との間に充填さ
れた目地材１５が収縮したり、あるいは周囲の耐火物の
膨張収縮により、プレート煉瓦１２と下部ノズル１３と
の間に隙間が発生し、前記したエアー侵入や、溶融金属
の漏れが発生することがある。 更に、プレート煉瓦１２と下部ノズル１３との間に隙
間が発生すると、バイオネット装置１４における外筒１
８と内筒２０との間の接触部の拘束力が無くなるので、
内筒２０が緩んで下部ノズル１３と共に落下することが
ある。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、内
筒の締め付けが十分に行え、更には、仮に下部ノズルと
下部のプレート煉瓦との間に隙間が発生しようとしても
常時下部ノズルを押し上げて、その隙間を無くすように
するバイオネット装置及びその締め付け方法を提供する
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
記載のバイオネット装置は、中間位置に顎部を備えた下
部ノズルを、該顎部を介して下方から保持する内筒を、
固定状態の外筒に螺旋係合する下部ノズル用のバイオネ
ット装置において、前記下部ノズルの顎部と前記内筒の
上端との間に該内筒を上方に付勢する弾性リングを配置
し、前記内筒の下部外周に第１ギアを設けると共に、第
１ギアと噛合する第２ギアを前記外筒の外側に回転自由
に配置し、更に、前記第２ギアに回転動力を伝達する駆
動部を備えている。また、請求項２記載のバイオネット
装置の締め付け方法は、請求項１記載のバイオネット装
置の前記内筒の締め付け方法であって、前記駆動部にモ
ータを連結し、前記第２ギアを該モータによって回転さ
せて、前記内筒を締め付けている。請求項３記載のバイ
オネット装置の締め付け方法は、請求項２記載のバイオ
ネット装置の締め付け方法において、前記モータのトル
クによって前記内筒を回転させて前記弾性リングに一定
の付勢力を与え、該付勢力によって前記下部ノズルを常
時保持している。そして、請求項４記載のバイオネット
装置の締め付け方法は、中間位置に顎部を備えた下部ノ
ズルを、該顎部を介して下方から保持する内筒を、固定
状態の外筒に螺旋係合する下部ノズル用のバイオネット
装置の前記内筒の締め付け方法において、前記内筒の下
部外周に第１ギアを設けると共に、第１ギアと噛合する
第２ギアを前記外筒の外側に回転自由に配置し、前記第
２ギアに連結されて回転動力を伝達する駆動部に巻きバ
ネ式のモータを連結し、前記第２ギアを該巻きバネ式の
モータによって回転付勢し、該巻きバネ式のモータによ
って前記内筒に一定方向の回転トルクを常時付与してい
る。

【０００５】請求項１記載のバイオネット装置、及び請
求項２〜４記載のバイオネット装置の締め付け方法にお
いては、下部ノズルの顎部と内筒の上端との間に内筒を
上方に付勢する弾性リングを配置し、内筒の下部外周に
第１ギアを設け、この第１ギアと噛合する第２ギアを外
筒の外側に配置しているので、駆動部を介して第２ギア
を所定方向に回転させると、第１ギアが回転しこれによ
って内筒が外筒に締め付けられる。この時、内筒の上端
と下部ノズルの顎部との間には、弾性リングが装着され
ているので、弾性リングが押圧されてその反発力によっ
て下部ノズルが上方に付勢され、これによって、下部ノ
ズルとプレート煉瓦との間に充填された目地が加圧され
る。従って、前記第２ギアの回転トルクを一定に制御す
ると、内筒が一定の加圧力で弾性リングを押圧し、その
押圧力によって下部ノズルを上方に付勢する。ここで、
第２ギアの回転トルクを解除した場合であっても、内筒
と外筒とは螺旋係合し、更に弾性リングによって内筒は
下方に付勢されているので、相互の摩擦によって保持さ
れ、しかも、弾性リングの付勢力によって下部ノズルを
上部に押圧状態で保持する。

【０００６】また、請求項２、３記載のバイオネット装
置の締め付け方法においては、第２ギアの駆動部にモー
タを連結して回転駆動しているので、モータトルクを制
御することによって、内筒の締め付け力を制御できる。
特に、請求項３記載のバイオネット装置の締め付け方法
においては、モータのトルクによって内筒を回転させて
弾性リングに付勢力を与え、その力によって下部ノズル
を保持しているので、モータのトルクを所定の値にする
ことによって、下部ノズルによって押圧される目地材に
所定の圧縮力を与えることができる。そして、請求項４
記載のバイオネット装置の締め付け方法においては、駆
動部に巻きバネ式のモータを連結しているので、常時第
２ギアにトルクを与えておくことができ、これによっ
て、第１ギアを介して内筒に回転トクルが伝わり、常時
下部ノズルを上方に付勢することができる。

【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実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るバイオネット装置を使用したスライディングノ
ズル装置の断面図、図２は前記バイオネット装置の分解
斜視図、図３は同バイオネット装置の底面図、図４
（Ａ）、（Ｂ）は弾性リングの断面図である。なお、図
５、図６に示す従来例と同一の構成要素については同一
の番号を付してその詳しい説明を省略する。

【０００８】図１〜図３に示すように、本発明の一実施
の形態に係るバイオネット装置２５は、スライディング
ノズル装置２６の下部金枠１６に固着された外筒２７
と、外筒２７内に挿入された下部ノズル１３を支持する
内筒２８と、内筒２８の下部周辺に形成された第１ギア
２９に噛合する第２ギア３０と、第２ギア３０のシャフ
ト３１に取付けられた駆動部３２とを有している。以
下、これらについて詳しく説明する。

【０００９】前記外筒２７は下部金枠１６と一体となっ
て、その内部には３条の螺旋溝１７が形成され、更に下
部一側には前記シャフト３１を回転自由に支持する軸受
部３３が設けられている。前記３条の螺旋溝１７は図２
に示すように、入口部は略垂直状態となっているが、中
に入ると十分な角度、例えば、垂直軸に対して７０〜８
０度で傾斜し、嵌入した内筒２８の中間部外周に設けら
れた３個の突起１９が円滑に嵌入し、しかも装着された
内筒２８が容易に落下しないようになっている。

【００１０】前記内筒２８は、外筒２７に下方から遊嵌
する大きさとなって、前記した３個の突起１９を備え
て、外筒２７に螺旋係合し、その上端で内側に装着され
た下部ノズル１３の顎部３４を弾性リング３５を介して
押し上げて保持するようになっている。前記弾性リング
３５は、図４（Ａ）に示すようにスプリング材を断面Ｖ
字状に折り曲げたリングからなって、上下には弾性リン
グ３５の力が下部ノズル１３の顎部３４及び内筒２８の
上端に均等に加わるようにワッシャ３６、３７が設けら
れている。この弾性リング３５の代わりに、図４（Ｂ）
に示すように、リング状の皿バネ３５ａを複数枚組み合
わせて使用することもでき、これによって比較的安価に
弾性リングを構成できる。この他、弾性リング３５とし
ては、板バネ、スプリングワッシャあるいはコイルバネ
等も使用可能である。

【００１１】また、内筒２８の下部外周には大径の第１
ギア２９が設けられ、前記軸受部３３に軸着されたシャ
フト３１に固着された小径の第２ギア３０が噛合し、シ
ャフト３１の下端に設けられた駆動部３２を回転させる
ことによって、内筒２８が回転する構造となっている。
前記駆動部３２はこの実施の形態ではボルトの頭部と同
様形状の六角形の厚板からなって、例えば、エアモータ
等の回転駆動源３８の出力軸に設けたボックス３９が容
易に接続できるようになっているが、手動でシャフト３
１を回転させるハンドルであってもよい。また、シャフ
ト３１に回転動力を伝達できるものであれば、他の形状
であってよく、場合によって、シャフト３１の端部にエ
アモータや、巻きバネ式のモータを直接取付ける構造の
ものであってもよい。ここで、巻きバネ式のモータと
は、手動又は他の駆動モータによって内蔵された巻きバ
ネに回転付勢力を与え、回転トルクをシャフト３１に常
時与えるものである。なお、図１において、４０は回転
駆動源３８の支持部材を示し、必要に応じて回転駆動源
３８を手動又は自動で駆動部３２に連結し、シャフト３
１を所定方向に回転させることができるようになってい
る。

【００１２】前記内筒２８によって支持される下部ノズ
ル１３は、下部のプレート煉瓦１２の凸部４１に係合す
る凹部４２を有し、凸部４１と凹部４２は目地材１５を
介して接合されている。なお、この目地材１５は下部ノ
ズル１３の顎部３４と内筒２８の上端に装着された弾性
リング３５によって加圧されている。目地材１５として
は、従来から使用されているシート状耐火物やモルタル
等が適用できる。

【００１３】続いて、前記バイオネット装置２５の使用
方法、即ち、下部ノズル１３の締め付け方法について説
明するが、一般にスライディングノズル装置２６関係の
耐火物を交換する場合には、図１におけるスライディン
グノズルの溶融金属通過孔４３の中心軸を水平にした状
態で行うので、以下の説明はこの状態で作業を行うもの
とする。下部のプレート煉瓦１２に接合する下部ノズル
１３の接合面である凹部４２及びその周囲に目地材１５
を置いて、外筒２７の中に挿入する。この後図２に示す
ように、ワッシャ３６、弾性リング３５、ワッシャ３７
を下部ノズル１３に装着し、内筒２８の突起１９を外筒
２７の螺旋溝１７に徐々に入れ込んで内筒２８を外筒２
７に装着し、最後は内筒２８を手で軽く締め付けて、内
筒２８の下部に設けられている第１ギア２９と予め外筒
２７に取付けられている第２ギア３０を噛合させる。

【００１４】この状態で、駆動部３２に所定の空気圧を
与えたエアモータ等の回転駆動源３８のボックス３９を
装着して、回転駆動源３８によって所定方向にシャフト
３１を回転し、噛合する第２ギア３０及び第１ギア２９
を回転させて、内筒２８を外筒２７に締め付ける。ここ
で、前記駆動部３２にトルクレンチを装着して手動でシ
ャフト３１を回転させてもよい。このようにして、シャ
フト３１に予め管理された所定の回転トルクを与える
と、内筒２８の先端が弾性リング３５を一定の加圧力で
押圧し、その反発力によって下部ノズル１３がプレート
煉瓦１２方向に押し付けられ、一定の加圧力が目地材１
５に加わることになる。目地材１５への加圧力は使用す
るシート状耐火物やモルタルの特性によって異なるの
で、予めテストを行って、締め付け後の目地材１５の厚
みと回転駆動源の発生トルクとの関係を把握すること
で、最適トルクを知ることができる。

【００１５】更に、この実施の形態においては、下部ノ
ズル１３は弾性リング３５によって常時プレート煉瓦１
２方向に押圧されているので、スライディングノズル装
置２６を一度使用した後も、目地材１５及び周囲の耐火
物や金属の膨張収縮によって発生する面間の隙間を防止
するようにしている。ここで、下部ノズル１３を押圧す
ることによって目地材１５にかかる圧力は、強すぎると
目地材１５が破損してバラバラになってしまい、圧力が
弱い場合には発生する隙間を補充することができない。
例えば、この圧力を目地材１５の強度を基準として設定
する場合には、目地材１５の強度の約８０％の圧力が弾
性リング３５及び下部ノズル１３を介して目地材１５に
かかるように駆動部３２の回転トルクを調整する。この
場合、弾性リング３５は弾性範囲内でその全長が伸縮で
きるように、目地材１５の強度の最大約１．５倍程度の
荷重をかけ得るものを使用する。また、使用中に前記駆
動部３２に適当にトルクレンチ等を装着して、その締め
付けトルクを測定し、不足している場合には更に増し締
めするなどすれば、目地材１５が更に長期の寿命を有す
ることになる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１記載のバイオネット装置、及び
請求項２〜４記載のバイオネット装置及びその締め付け
方法においては、下部ノズルを弾性リングを介して締め
付けているので、下部のプレート煉瓦と下部ノズルとの
間に充填される目地材に使用中にも一定の圧力を加えて
おくことができ、これによってモルタルやシート状耐火
物からなる目地材が収縮しても隙間が生じることがな
い。これによって、流下する溶融金属にエアーが混入し
たり、あるいは溶融金属が漏れたりすることが著しく減
少した。また、内筒を駆動する第２ギアの駆動部を、一
定のトルクで締め付けることができるため、下部のプレ
ート煉瓦と下部ノズルとの間に充填される目地材の厚み
が一定となって安定する。特に、請求項２記載のバイオ
ネット装置の締め付け方法においては、駆動部にモータ
を連結し、モータによって駆動するので、作業負荷が軽
減すると共に、常時一定のトルクで締め付けることがで
きる。請求項３記載のバイオネット装置の締め付け方法
においては、弾性リングを介して内筒をモータで締め付
けることによって、弾性リングに付勢力を与え、この付
勢力によって下部ノズルを下部のプレート煉瓦方向に押
圧しているので、下部のプレート煉瓦と下部ノズルとの
間に充填される目地材の加圧力を組み立て初期時のみで
なく使用中も制御して目地材に適切な圧力をかけること
ができ、目地材の破損や圧力不足による隙間の発生を防
止できる。また、請求項４記載のバイオネット装置の締
め付け方法においては、駆動部を巻きバネ式のモータに
よって駆動しているので、常時内筒に一定の回転トルク
を与えておくことができ、使用中でもより適切に下部の
プレート煉瓦と下部ノズルとの間に充填される目地材の
加圧力を制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るバイオネット装置
を使用したスライディングノズル装置の断面図である。

【図２】前記バイオネット装置の分解斜視図である。

【図３】同バイオネット装置の底面図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は弾性リングの断面図である。

【図５】従来例に係るバイオネット装置を用いたスライ
ディングノズル装置の断面図である。

【図６】同バイオネット装置の分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ スライディングノズル装置 １１ プレート
煉瓦 １２ プレート煉瓦 １３ 下部ノズ
ル １４ バイオネット装置 １５ 目地材 １６ 下部金枠 １７ 螺旋溝 １８ 外筒 １９ 突起 ２０ 内筒 ２１ 取っ手 ２５ バイオネット装置 ２６ スライデ
ィングノズル装置 ２７ 外筒 ２８ 内筒 ２９ 第１ギア ３０ 第２ギア ３１ シャフト ３２ 駆動部 ３３ 軸受部 ３４ 顎部 ３５ 弾性リング ３５ａ 皿バネ ３６ ワッシャ ３７ ワッシャ ３８ 回転駆動源（モータ） ３９ ボックス ４０ 支持部材 ４１ 凸部 ４２ 凹部 ４３ 溶融金属
流通孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中間位置に顎部を備えた下部ノズルを、
   該顎部を介して下方から保持する内筒を、固定状態の外
   筒に螺旋係合する下部ノズル用のバイオネット装置にお
   いて、 前記下部ノズルの顎部と前記内筒の上端との間に該内筒
   を上方に付勢する弾性リングを配置し、 前記内筒の下部外周に第１ギアを設けると共に、第１ギ
   アと噛合する第２ギアを前記外筒の外側に回転自由に配
   置し、 更に、前記第２ギアに回転動力を伝達する駆動部を備え
   たことを特徴とするバイオネット装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のバイオネット装置の前記
   内筒の締め付け方法であって、 前記駆動部にモータを連結し、前記第２ギアを該モータ
   によって回転させて、前記内筒を締め付けるバイオネッ
   ト装置の締め付け方法。
3. 【請求項３】 前記モータのトルクによって前記内筒を
   回転させて前記弾性リングに一定の付勢力を与え、該付
   勢力によって前記下部ノズルを常時保持する請求項２記
   載のバイオネット装置の締め付け方法。
4. 【請求項４】 中間位置に顎部を備えた下部ノズルを、
   該顎部を介して下方から保持する内筒を、固定状態の外
   筒に螺旋係合する下部ノズル用のバイオネット装置の前
   記内筒の締め付け方法において、 前記内筒の下部外周に第１ギアを設けると共に、第１ギ
   アと噛合する第２ギアを前記外筒の外側に回転自由に配
   置し、前記第２ギアに連結されて回転動力を伝達する駆
   動部に巻きバネ式のモータを連結し、前記第２ギアを該
   巻きバネ式のモータによって回転付勢し、該巻きバネ式
   のモータによって前記内筒に一定方向の回転トルクを常
   時付与するバイオネット装置の締め付け方法。