WO2016080378A1 - スライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造 - Google Patents

Abstract

本発明は連結切り替えの作業能率を向上することができ、しかも構造の単純化、小型化、及び低コスト化を実現可能な連結切り替え構造を提供する。本発明では、スライド金枠側連結部８及び駆動装置側連結部９のうち一方の連結部９に、その先端側から順に、溝状凹部９４と貫通孔９５とを設けるとともに、スライド金枠側連結部８及び駆動装置側連結部９のうち他方の連結部８に貫通孔８１を設けた。鋳造時には、一方の連結部９の貫通孔９５と他方の連結部８の貫通孔８１に連結用ピンを挿入して連結し、面圧負荷解除時には、一方の連結部９の溝状凹部９４と他方の連結部８の貫通孔８１に連結用ピンを挿入して連結する。

Description

スライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造

　本発明は、溶融金属の流量制御を行うスライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造に関する。

　スライディングノズル装置は、２枚又は３枚のノズル孔を有する耐火物製のプレートを高圧で挟んだ状態（面圧を負荷した状態）で、これらのうち１枚のプレートをスライド（摺動）することにより、ノズル孔の開度を変えて溶融金属の流量を制御する。このスライドするプレートはスライド金枠に保持されており、スライド金枠は、プレートを交換するため開閉可能に取り付けられている。

　プレートは数回の使用で寿命となるため、プレートの交換時あるいは損傷状態をチェックする場合にはスライド金枠を開く必要がある。この際、スライド金枠を開く前には面圧を解除し、スライド金枠を閉じた後には面圧を負荷しなければならない。

　スライディングノズル装置において面圧を負荷解除する方式の一つとして、スライド金枠のスライド（摺動）によって面圧を負荷解除する方式が知られている。すなわち、スライド金枠がスライドするときの駆動力を使ってバネを撓ませる方式である。この方式では、面圧を負荷解除するときのスライド金枠のスライド範囲（移動範囲）を、鋳造時のスライド範囲外で行うようになっている。このため、鋳造時と面圧負荷解除作業時とでストロークの異なる駆動装置（典型的にはシリンダー装置）を使用する場合があるが、この場合、２台目の駆動装置及びこの装置を保持する手段や場所が必要になる問題やコストアップの問題がある。

　一方、１台の駆動装置を使用して、この駆動装置とスライド金枠との連結位置を切り替えることも提案されている。

　例えば特許文献１には、駆動装置とスライドケース（スライド金枠）とをガイドピースを介して連結し、駆動装置とガイドピースとの連結位置を、ガイドピースに設けた開口部内にて連結ピンで切り替える連結切り替え構造が開示されている。そしてこのガイドピースは、基枠に設けられたガイドレール及び当該ガイドレールを摺動して延伸するように配設された延伸ガイドにより直線移動するように構成されている。

　より具体的には、図９及び図１０に示されるように、ガイドピース２４に２個の第１、第２連結用穴４０,４１が設けられ、いずれかの連結用穴４０,４１を選択して連結ピン４２を挿入し、連結部材であるロッド７Ａに形成された連結穴７７Ａａを有する張出し部７７ｅとガイドピース２４とを選択的に連結することにより、鋳造時と面圧負荷解除時の連結位置を切り替えることができるように構成されている。

　また、ガイドピース２４には張出し部７７ｅの位置決め用として、面圧負荷解除時用に第１位置決め面ａが、鋳造時用に第２位置決め面ｂが設けられている。第１位置決め面ａと第２位置決め面ｂは、各連結位置の第１、第２連結穴４０,４１と張出し部７７ｅの連結穴７７Ａａの芯が合うように設けられ、各連結位置で容易に連結ピン４２を抜き挿しできるように構成されている。

　しかし、特許文献１の連結切り替え構造では、連結位置を切り替える度に連結ピン４２を抜き挿しする作業が必要であり、作業能率が低下する問題がある。

　また、特許文献１の連結切り替え構造は、連結ピン４２を容易に抜き挿しできるようにするために、上述のとおりガイドピース２４の開口部内の２ヶ所に位置決め面ａ，ｂを設ける構造となっている。また、このガイドピース２４は、両側に設けた延伸ガイドが基枠に設けた２つのガイドレールに摺動する構造になっているため、連結切り替え構造が複雑になる問題がある。

　さらに、ガイドピース２４にはスライドケース４との着脱部が設けられるため、ガイドピース２４が大型になる問題がある。すなわち、ガイドピース２４は摺動時に高温下で大きな応力を受けるので、スライドケース４との着脱部は大きくして強固にしなければならない。同様の理由から、ガイドピース２４の開口部や摺動部も大きくして強固にしなければならず、結果として連結切り替え構造が大型で高コストになってしまう問題がある。

特許５２８３７７２号公報

　本発明が解決しようとする課題は、連結切り替えの作業能率を向上することができ、しかも構造の単純化、小型化、及び低コスト化を実現可能な連結切り替え構造を提供することにある。

　本発明の一観点によれば、次の連結切り替え構造が提供される。
「駆動装置の進退動作によりスライド金枠を固定金枠に対してスライドさせることで面圧を負荷解除するスライディングノズル装置において、スライド金枠側連結部と駆動装置側連結部との連結位置を切り替える、スライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造であって、
　スライド金枠側連結部及び駆動装置側連結部のうち一方の連結部に溝状凹部と貫通孔とを設けるとともに、スライド金枠側連結部及び駆動装置側連結部のうち他方の連結部に貫通孔を設け、
　鋳造時には、一方の連結部の貫通孔と他方の連結部の貫通孔に連結用ピンを挿入して連結し、
　面圧負荷解除時には、一方の連結部の溝状凹部と他方の連結部の貫通孔に連結用ピンを挿入して連結する、スライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造。」

　本発明によれば、面圧負荷解除時には、一方の連結部の溝状凹部と他方の連結部の貫通孔に連結用ピンを挿入して連結する。すなわち、一方の連結部の「溝状凹部」を利用して連結しているので、面圧解除後、面圧負荷解除時用ピンを抜き挿しすることなくスライド金枠を開閉することができ、作業能率を向上することができる。しかも、面圧負荷解除時には「溝状凹部」と「貫通孔」との高い整合精度は必要なく、例えば貫通孔の内径よりも溝状凹部の幅をより大きくすることができるので、「溝状凹部」と「貫通孔」との位置合わせが楽になる。この点からも作業能率を向上することができる。

　さらに、本発明によれば、特許文献１で用いていた「ガイドピース」が不要であるので、構造の単純化、小型化、及び低コスト化を実現できる。

本発明の一実施例に係る連結切り替え構造を適用したスライディングノズル装置を示す斜視図であって、同連結切り替え構造において、面圧解除後にスライド金枠を開いた状態を示す斜視図である。 図１の連結切り替え構造において、駆動装置側連結部の貫通孔とスライド金枠側連結部の貫通孔に鋳造時用ピンを挿入して連結した状態を示す斜視図である。 図１の連結切り替え構造において、駆動装置側連結部の溝状凹部とスライド金枠側連結部の貫通孔とを整合させた状態を示す斜視図である。 図１の連結切り替え構造において、駆動装置側連結部の溝状凹部とスライド金枠側連結部の貫通孔に面圧負荷解除時用ピンを挿入して連結し、面圧を解除した状態を示す斜視図である。 図４の面圧解除状態から、駆動装置を後退限にして面圧を負荷した状態を示す斜視図である。 図１の連結切り替え構造において、駆動装置側連結部の貫通孔とスライド金枠側連結部の貫通孔とを整合させた状態を示す斜視図である。 図１の連結切り替え構造において、駆動装置側連結部の貫通孔とスライド金枠側連結部の貫通孔に鋳造時用ピンを挿入して連結した状態を示す斜視図である。 本発明の他の実施例に係る連結切り替え構造であって面圧負荷解除時の状態を示す斜視図である。 従来（特許文献１）の連結切り替え構造を示す正面図である。 従来（特許文献１）の連結切り替え構造を示す平面図である。

　図１は、本発明の一実施例に係る連結切り替え構造を適用したスライディングノズル装置を示す斜視図であって、同連結切り替え構造において、面圧解除後にスライド金枠を開いた状態を示す斜視図である。

　図１に示すスライディングノズル装置１は、取鍋等の溶融金属容器の底に取り付けられる固定金枠２と、固定金枠２に対してスライド可能かつ開閉可能に設けたスライド金枠４と、固定金枠２に対して開閉可能に取り付けられた２つの開閉金枠６とを備える。開閉金枠には面圧を負荷するためのバネが設けられている。また、固定金枠２には上プレート３が、スライド金枠４には下プレート５が保持固定されている。さらに、固定金枠２にはスライド金枠４を固定金枠２に対して直線的にスライドさせるための駆動装置としての油圧シリンダー７が取り付けられている。

　なお、先に説明したプレートのチェックや交換、及び面圧の負荷解除は、スライディングノズル装置１を鉛直状態に立てた状態で行うので、図１でもスライディングノズル装置１を鉛直状態に立てた状態で示している。そして、面圧負荷解除時において、油圧シリンダー７はスライディングノズル装置１の上に位置し、油圧シリンダー７の駆動ロッド７１の中心軸は、スライド金枠４の長手方向中心軸と同一直線上に位置する。

　図１に示すスライディングノズル装置のスライド金枠４と油圧シリンダー７との連結切り替え構造は、スライド金枠４側に設けたスライド金枠側連結部８と、油圧シリンダー７の駆動ロッド７１の先端部に設けた駆動装置側連結部９と、連結用ピンとしての鋳造時用ピン１０（図２参照）及び面圧負荷解除時用ピン１１とで構成される。

　駆動装置側連結部９は、図３に表れているように、基端フレーム９１と、この基端フレーム９１からスライド金枠４のスライド方向に伸びる２つの対向する平行フレーム９２とからなり、２つの対向する平行フレームの間には、スライド金枠側連結部８が嵌入する空間９３を有している。また、２つの平行フレーム９２は、その先端側に固定金枠とは反対側が開口する溝状凹部９４を、基端側（油圧シリンダー７側）に貫通孔９５を、それぞれ有している。そして、２つの平行フレーム９２のそれぞれの溝状凹部９４どうし、及び貫通孔９５どうしは、スライド方向に対して直角方向の中心軸が共通している。

　一方、スライド金枠側連結部８は、スライド金枠の長手方向中心軸に沿って中央部から延び、その先端側に貫通孔８１を有する。また、スライド金枠側連結部８は、その先端が駆動装置側連結部９の基端フレーム９１に当接可能で、しかも当接したときにそれぞれの貫通孔９５、８１が合致（整合）するようになっている。

　なお、上述した駆動装置側連結部９の溝状凹部９４のスライド方向の幅は、スライド金枠側連結部８の貫通孔８１の内径よりも大きく設定されている。

　次に面圧負荷解除の操作手順を説明する。

　まず、面圧を解除する手順について説明する。
（１）鋳造時の連結状態である図２において、駆動装置側連結部９の貫通孔９５とスライド金枠側連結部８の貫通孔８１とを貫通しているＬ字状の鋳造時用ピン１０を抜く。
（２）油圧シリンダー７を後退動作して、図３のように駆動装置側連結部９の溝状凹部９４とスライド金枠側連結部８の貫通孔８１とを整合させる。
（３）図４のように、駆動装置側連結部９の溝状凹部９４とスライド金枠側連結部８の貫通孔８１にＵ字状の面圧負荷解除時用ピン１１を挿入して連結したうえで、油圧シリンダー７を前進限にする。これにより面圧が解除される。
（５）面圧を解除した後は、図１のように面圧負荷解除時用ピン１１を抜かずにスライド金枠４を開く。

　次に、面圧を負荷する手順について説明する。
（６）プレート（上プレート３及び下プレート５）のチェック又は交換が終わった後は、スライド金枠４を閉じて図４の状態となる。
（７）油圧シリンダー７を後退限にすることで面圧を負荷する（図５）。
（８）面圧負荷解除時用ピン１１を抜いた後、油圧シリンダー７を前進限にして、駆動装置側連結部の基端フレーム９１がスライド金枠側連結部８の先端部に当接するようにする（図６）。
（９）この状態では、駆動装置側連結部の貫通孔９５とスライド金枠側連結部の貫通孔８１とが整合しているので、鋳造時用ピン１０を挿入する（図７）。

　このように本実施例では、駆動装置側連結部９の先端側に固定金枠とは反対側が開口する溝状凹部９４を設け、面圧負荷解除時には、この溝状凹部９４とスライド金枠側連結部の貫通孔８１に面圧負荷解除時用ピン１１を挿入して連結するようにしたことで、面圧解除後、面圧負荷解除時用ピン１１を抜き挿しすることなくスライド金枠を開閉することができ、作業能率を向上することができる。また、面圧負荷解除時には溝状凹部９４と貫通孔８１との高い整合精度は必要なく、貫通孔８１の内径よりも溝状凹部９４の幅をより大きくすることができるので、溝状凹部９４と貫通孔８１との位置合わせが楽になる。しかも作業者は、油圧シリンダー７を操作しながら溝状凹部９４と貫通孔８１との位置関係を目視で確認することができ、油圧シリンダーの操作を最小限に留めることができる。すなわち、作業能率を向上することができる。

　また、本実施例では、駆動装置側連結部９を基端フレーム９１と基端フレーム９１からスライド方向に伸びる２つの対向する平行フレーム９２とから構成し、この２つの対向する平行フレーム９２の間にスライド金枠側連結部９が嵌入する構造としたことで、コンパクト（小型）でかつ駆動力に十分耐える構造体とすることができる。また、この本実施例の構造体では、油圧シリンダー７の駆動ロッド７１の中心軸とスライド金枠４の長手方向中心軸とが一致しているので、油圧シリンダー７の駆動力をスライド金枠４に対してスムーズに伝えることができる。

　先に図１で説明したとおり、本実施例の連結切り替え構造では、面圧負荷解除時に駆動装置がスライディングノズル装置の上に位置する。そして、駆動装置側連結部９の先端側に設けた溝状凹部９４とスライド金枠側連結部８の貫通孔８１とを面圧負荷解除時用ピン１１で連結する構造とすることで、鋳造時のスライド範囲（ストローク範囲）よりさらに駆動装置とは反対側にスライド金枠をスライドすることができる。より具体的には、駆動装置側連結部９の溝状凹部９４と貫通孔９５との間隔分、さらに下方にスライド金枠をスライドすることができる。つまり、スライド金枠がそのスライド範囲の中で最も下に位置するときに面圧が解除された状態とすることができる。その結果、スライド金枠を開いて駆動装置とスライド金枠との連結が外れても、スライド金枠は固定金枠とのとヒンジ部で保持されるため重力によってスライド金枠が下方へ移動することがなく安全な構造となる。

　ここで、本発明の連結切り替え構造は、面圧負荷解除時に駆動装置がスライディングノズル装置の下に位置する場合にも適用することは可能である。この場合、開閉時のスライド金枠の下方へのずれを防止する点から、駆動装置を後退限にしたときに面圧が解除される構成にする。ただし、このような構成において、本発明の連結切り替え構造を適用しようとすると、駆動装置側連結部の先端側に貫通孔、駆動装置側（基端側）に溝状凹部を有する構造となる。その結果、鋳造時には先端側の貫通孔で連結する構造となり、基端側の溝状凹部の影響により、駆動装置側連結部が歪みないし変形しやすくなる問題が生じうる。この問題は駆動装置側連結部の剛性を高くすることで解消しうるが、溝状凹部の影響による駆動装置側連結部の歪みないし変形を確実に防止する点から、本発明の連結切り替え構造では、面圧負荷解除時に駆動装置がスライディングノズル装置の上に位置することが好ましい。

　なお、本実施例では、面圧負荷解除後にスライド金枠４を開くときに、その遠心力で勢い余って面圧負荷解除時用ピン１１が抜けてしまわないように、面圧負荷解除時用ピン１１はＵ字型として鋳造時用ピン１０と使い分けるようにしたが、鋳造時用ピン１０と面圧負荷解除時用ピン１１は、例えばＬ字状の１個の連結用ピンとして共通化することができる。

　図８は、本発明の他の実施例に係る連結切り替え構造であって面圧負荷解除時の状態を示す斜視図である。

　先の実施例では、駆動装置側連結部９に溝状凹部９４と貫通孔９５とを設け、スライド金枠側連結部８に貫通孔８１を設けたが、これとは逆に本実施例では、スライド金枠側連結部８５に溝状凹部８２と貫通孔８３とを設け、駆動装置側連結部９に貫通孔９６を設けている。また、先の実施例では、連結用ピンとして鋳造時用ピン１０と面圧負荷解除時用ピン１１とを使い分けたが、本実施例ではこれらをＬ字状の連結用ピン１２として共通化している。

　なお、先の実施例において溝状凹部９４は固定金枠とは反対側が開口するように設けたが、本実施例において溝状凹部８２は固定金枠側が開口するように設けている。要するに、本発明において一方の連結部に設ける溝状凹部は、当該溝状凹部に連結用ピンを挿入したままの状態でスライド金枠が開閉可能となるように開口を有していればよい。

　本実施例も先の実施例と同様の作用効果を奏することは、当業者に自明である。

　１　スライディングノズル装置
　２　固定金枠
　３　上プレート
　４　スライド金枠
　５　下プレート
　６　開閉金枠
　７　油圧シリンダー（駆動装置）
　７１　駆動ロッド
　８　スライド金枠側連結部
　８１　貫通孔
　８２　溝状凹部
　８３　貫通孔
　９　駆動装置側連結部
　９１　基端フレーム
　９２　平行フレーム
　９３　空間
　９４　溝状凹部
　９５、９６　貫通孔
　１０　鋳造時用ピン（連結用ピン）
　１１　面圧負荷解除時用ピン（連結用ピン）
　１２　連結用ピン

Claims (7)

1. 　駆動装置の進退動作によりスライド金枠を固定金枠に対してスライドさせることで面圧を負荷解除するスライディングノズル装置において、スライド金枠側連結部と駆動装置側連結部との連結位置を切り替える、スライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造であって、
   　スライド金枠側連結部及び駆動装置側連結部のうち一方の連結部に溝状凹部と貫通孔とを設けるとともに、スライド金枠側連結部及び駆動装置側連結部のうち他方の連結部に貫通孔を設け、
   　鋳造時には、一方の連結部の貫通孔と他方の連結部の貫通孔に連結用ピンを挿入して連結し、
   　面圧負荷解除時には、一方の連結部の溝状凹部と他方の連結部の貫通孔に連結用ピンを挿入して連結する、スライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造。
2. 　面圧負荷解除時に駆動装置が上に位置し、しかもスライド金枠側連結部及び駆動装置側連結部のうち一方の連結部にその先端側から順に溝状凹部と貫通孔とを設けた、請求項１に記載のスライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造。
3. 　駆動装置が前進限のときに面圧が解除されてスライド金枠が開閉可能となる、請求項１又は請求項２に記載のスライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造。
4. 　一方の連結部は、基端フレームと、この基端フレームからスライド金枠のスライド方向に伸びる２つの平行フレームとからなり、この２つの平行フレームの間に他方の連結部が嵌入する空間を有している、請求項１から請求項３のいずれかに記載のスライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造。
5. 　一方の連結部の溝状凹部の幅は、他方の連結部の貫通孔の内径よりも大きい、請求項１から請求項４のいずれかに記載のスライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造。
6. 　面圧負荷解除時において、駆動装置の駆動ロッドの中心軸と、スライド金枠の長手方向中心軸とが同一直線上に位置する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のスライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造。
7. 　面圧負荷解除時用ピンはＵ字型をしている、請求項１から請求項５のいずれかに記載のスライディングノズル装置のスライド金枠と駆動装置との連結切り替え構造。

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