JP5274217B2

JP5274217B2 - 弱点ピン用折損検出装置

Info

Publication number: JP5274217B2
Application number: JP2008302895A
Authority: JP
Inventors: 義明伊達
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: JP2010127183A

Description

本発明は、機器を回転駆動する駆動部分に備えた弱点ピンに係り、特にこの弱点ピンが折損したことを検出する弱点ピン用折損検出装置に関する。

弱点ピンは、機器、装置の回転駆動する駆動部分にかかる負荷が突発的に急増するような場合に、これが折損し、駆動部分の減速装置やモータへの過負荷を制限し、その破損を防ぐ機能を有する。例えば、火力発電所における復水器に塵芥が取り込まれることを防ぐために、海水や河川水を取水する取水路に、水中の塵芥を除去する除塵機を設けている。このような除塵機は、複数のバケットを取り付けたチェーンをモータで回転駆動する。このモータには、せん断ピン式の安全装置である弱点ピンが備えられている。発電所の取水口にはクラゲが大量に襲来したときに、取水口に装置されている除塵機が過負荷で停止することがある。この弱点ピンは、除塵機、即ちモータにかかる負荷が突発的に急増するような場合に、この弱点ピンが折損し、その駆動機への過負荷を制限し、機械の破損を防ぐことができる。

弱点ピンの折損を検出する技術としては、例えば特許文献１の特開平１−２３７３５９号公報「弱点ピン折損警報装置」のように、弱点ピンの中心軸方向に設けた長孔の下端部内に感知部を上向きにして近接スイッチを固定し、この近接スイッチの感知部に芯捧の下瑞が予定間隔をもって対向し上端を固定支持する筒体を弱点ピンの長孔に又は接近挿入して固定し、さらにその芯棒の先喘に近接スイッチの感知部に接触したときこれを動作させる検出物を取り付けた弱点ピン折損警報装置が提案されている。
特開平１−２３７３５９号公報

更に、弱点ピンの折損については、近接スイッチの他にリミットスイッチによる手段も提案されている。

上述した除塵機のように弱点ピンが備えられている駆動装置は、水がかかるような環境の悪い場所に設置されていることが多い。しかし、特許文献１の「弱点ピン折損警報装置」では、弱点ピンに水がかかると制御電源の直流地絡などが発生し、誤作動しやすいという問題を有していた。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、弱点ピンの破断について光の反射光の状態変化を検知することで、水がかかりやすい悪い条件の場所でも安全かつ正確に弱点ピンの折損を検出することができる弱点ピン用折損検出装置を提供することにある。

本発明は、水がかかるような環境の悪い場所に設置されている機器、装置を回転駆動する駆動部分に備えた、軸方向の途中に折損させる薄肉状の弱点部（４）を形成し、内部に軸方向の長孔（５）を有する弱点ピン（３）について、該長孔（５）内に挿入して該弱点ピン（３）が折損したことを検出する弱点ピン用折損検出装置（１）であって、前記弱点ピン（３）の長孔（５）に挿抜自在に挿入する、該弱点ピン（３）の破断に追従する程度の脆弱な素材から成る筒体（６）と、前記筒体（６）内に水や埃が侵入することを阻止できる程度に気密性が出るように、該筒体（６）の両端に取り外し自在に封止する上部材（７）及び下部材（８）と、前記上部材（７）に設けた、光ファイバー（１０）からの光を出射し、かつその反射光を受ける発受光部（２）と、前記下部材（８）に設けた、前記発受光部（２）からの出射光を反射させる反射部（９）と、を備え、前記弱点ピン（３）と共に、前記筒体（６）が破断し、前記発受光部（２）が反射光を受光しないときに、センサ（１３）が検知するように構成した、ことを特徴とする。

または、水がかかるような環境の悪い場所に設置されている機器、装置を回転駆動する駆動部分に備えた、軸方向の途中に折損させる薄肉状の弱点部（４）を形成し、内部に軸方向の長孔（５）を有する弱点ピン（３）について、該長孔（５）内に挿入して該弱点ピン（３）が折損したことを検出する弱点ピン用折損検出装置（２１）であって、前記弱点ピン（３）の長孔（５）に挿抜自在に挿入する、該弱点ピン（３）の破断に追従する程度の脆弱な素材から成る筒体（６）と、前記筒体（６）内に水や埃が侵入することを阻止できる程度に気密性が出るように、該筒体（６）の両端に取り外し自在に封止する上部材（７）及び下部材（８）と、前記上部材（７）に設けた、光ファイバー（１０）からの光を出射する発光部（２２）と、反射光を受ける受光部（２３）と、前記下部材（８）に設けた、前記発光部（２２）からの出射光を反射させる反射部（２４）と、を備え、前記弱点ピン（３）と共に、前記筒体（６）が破断し、前記受光部（２３）が反射光を受光しないときに、センサ（１３）が検知するように構成した、ことを特徴とする。
前記反射部（２４）は、前記発光部（２２）からの出射方向に対して４５度の傾斜を有する反射面を対向配置したものである。例えば、前記反射部（２４）は、その反射面が前記発光部（２２）からの出射方向に対して４５度の傾斜面を有する円錐形状又は切頭円錐形状のプリズム、反射鏡である。

前記発光部（２２）と受光部（２３）を共に前記筒体（６）の中心線方向に向けて傾斜させ、前記発光部（２２）からの出射光を、平面状の反射部（９）で前記受光部（２２）に反射させるように構成した。

本発明の構成では、弱点ピン（３）が弱点部（４）から折損すると、同時に折損検出装置（１，２１）の脆弱な素材から成る筒体（６）も容易に破断する。このとき、発受光部（２）又は発光部（２２）からの出射光が、反射部（９，２４）に届かなくなり、発受光部（２）又は受光部（２３）は反射光を受光しなくなる。このことをセンサ（１３）が検知して警報を発する。特に、本発明の折損検出装置（１，２１）は、筒体（６）の破断の有無を、出射光が反射するか否かで判断する構成である。即ち、従来の近接スイッチ又はリミットスイッチのように電源を引かないので直流地絡が発生しない。水がかかりやすい悪い条件の場所に設置されている機器、装置を回転駆動する駆動部分でも安全かつ正確に弱点ピン（３）の折損を検出することができる。

また、折損検出装置（２１）筒体（６）の上部材（７）に光ファイバー（１０）からの光を出射する発光部（２２）と、反射光を受ける受光部（２３）とを設けた、いわゆる二芯型の折損検出装置（２１）では、複数本の折損検出装置（２１）の受光部（２３）と発光部（２２）とを直列に接続することができる。１か所の折損検出装置（２１）が弱点ピン（３）と共に折損すれば、１か所のセンサ（１３）でその折損を検知することができる。

本発明の弱点ピン用折損検出装置は、軸方向の途中に折損させる薄肉状の弱点部を形成し、内部に軸方向の長孔を有する弱点ピンについて、長孔内に挿入して弱点ピンが折損した状態を検出する検出装置である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は実施例１の弱点ピン用折損検出装置を示す正断面図である。図２は実施例１の折損検出装置を弱点ピンに挿入し、その動作状態を示す正断面図であり、（ａ）は折損前の状態、（ｂ）は折損後の状態である。図３は実施例１の全体構成図である。図４は電気回路図である。
実施例１の弱点ピン用折損検出装置１は、１個の装置内に１本の発受光部２を設けたいわゆる１芯型の検出装置である。弱点ピン３は、金属製の素材から成り、軸方向の途中に折損させる薄肉状の弱点部４を形成し、その内部に軸方向の長孔５を有する部材である。この弱点ピン３の内部に形成した長孔５内に、折損検出装置１を挿入して使用する。

実施例１の折損検出装置１は、発受光部２を筒体６一側に封止した上部材７に設け、この筒体６他側に封止した下部材８に反射部９を備えた装置である。この筒体６は、弱点ピン３の長孔５に挿抜自在に挿入し得る筒形状を有する。この筒体６は、例えばアクリル樹脂のようなプラスチック製の筒体である。この筒体６は弱点ピン３の破断に追従する程度の脆弱な素材が適している。

また、筒体６一側に封止した上部材７は発受光部２を保持できると共に、筒体６内に水や埃が侵入することを阻止できる程度の気密性が必要である。但し、筒体６が破断したときに容易に取り外しできる構造であることが望ましい。同様に下部材８も反射部９を強固に保持できると共に、ある程度の気密性が必要である。なお、この筒体６の両端に封止した上部材７又は上部材８は便宜上の部材名称で、物理的な上下位置を示すものではない。

筒体６の上部材７に、光を出射し、その反射光を受ける発受光部２を設け、この発受光部２に光ファイバー１０を接続した。図３の全体構成図に示すように、光ファイバー１０の他端は、透過型反射鏡１１を通して主発光部１２に接続した。主発光部１２を点灯し、その光を光ファイバー１０に通して発受光部２から出射する。透過型反射鏡１１の一方にセンサ１３を設けた。透過型反射鏡１１の他方にモニタ１４を設けた。

この折損検出装置１は、図２（ａ）の状態から弱点ピン３が弱点部４から破断すると、図２（ｂ）のように、同時に折損検出装置筒体６の筒体６も破断する。このとき、発受光部２からの出射光が、反射部９に届かなくなり、発受光部２は反射光を受光しない。図４の電気回路図に示すように、この状態をセンサ１３が検知する。また、モニタ１４は主発光部１２と、折損検出装置１の発受光部２との反射光の状態を確認する。このように、本発明の折損検出装置１では、弱点ピン３まで電源を引かない構造であるため直流地絡が発生しない。そこで、折損検出装置１に水がかかりやすい悪い条件の場所でも安全かつ正確に弱点ピン３の折損を検出できる。

このセンサ１３が弱点ピン３の破断を検知したときに警報を発する。例えばブザー、サイレンを鳴動させ、又は回転灯を回転させる。勿論、モニタ１４をオペレータが監視していたときはそのまま回転機器を停止することができる。

図５は実施例２の弱点ピン用折損検出装置を示す正断面図である。図６は実施例２の反射部を示す拡大斜視図であり、（ａ）は切頭円錐形状のプリズム、（ｂ）は円錐形状のプリズム、（ｃ）は切頭円錐形状の反射鏡である。図７は実施例２の反射部の変形例を備えた弱点ピン用折損検出装置を示す分解正面図である。図８は実施例２の反射部の変形例を示し、（ａ）は三角柱形状のプリズムの拡大斜視図、（ｂ）は四角柱形状のプリズムの拡大斜視図、（ｃ）は２枚の反射板を対向配置した反射部の拡大正面図である。図９は実施例２の全体構成図である。
実施例２の弱点ピン用折損検出装置２１は、１個の装置内に発光部２２と受光部２３を設けた、いわゆる２芯型の検出装置である。実施例２の折損検出装置２１は、筒体６の上部材７に、光を出射する発光部２２と、その反射光を受ける受光部２３とをそれぞれ設けた。発光部２２と受光部２３にはそれぞれ光ファイバー１０を接続した。筒体６の下部材８に、発光部２２からの出射光を反射させる反射部２４を設けた。

実施例２の折損検出装置２１は、図５に示すように、受光部２３の光ファイバー１０を、隣接する他の折損検出装置２１の発光部２２の光ファイバー１０と接続した。同様に複数の折損検出装置２１を光ファイバー１０で直列接続した。

実施例２の反射部２４は、図６に示すように、発光部２２からの出射方向に対して４５度の傾斜を有する反射面を対向配置したものである。例えば、発光部２２からの出射方向に対して４５度の傾斜面を有する切頭円錐形状のプリズム（図６（ａ））、円錐形状のプリズム（図６（ｂ））、切頭円錐形状の反射鏡がある（図６（ｃ））。

実施例２の折損検出装置２１は、図７の分解正面図に示すように、筒体６の上下端縁の一部を切り欠いた位置決め部２６をそれぞれに形成し、この位置決め部２６に係合する位置決め突起２７を、上部材７と下部材８にそれぞれ形成した。このように構成すれば、上部材７の発光部２２からの出射方向と、下部材８の反射部２８との配置方向が常に一定に保たれる。そこで、この折損検出装置２１では、反射部２８は発光部２２からの出射方向に対して４５度の傾斜を有する反射面を対向配置したもので十分である。例えば、４５度の傾斜反射面を有する三角柱形状のプリズム（図８（ａ））又は四角柱形状のプリズム（図８（ｂ））、２枚の反射鏡を対向配置したものでもよい（図８（ｃ））。これ以外の形状のプリズム、反射鏡も用いることができる。

実施例２の折損検出装置２１は、図９の全体構成図に示すように、発光部２２に接続した光ファイバー１０の他端を、透過型反射鏡１１を通して主発光部１２に接続した。主発光部１２を点灯し、その光を光ファイバー１０に通して発光部２２から出射する。過型反射鏡１１の一方にセンサ１３を設けた。また、折損検出装置２１の受光部２３に接続した光ファイバー１０の他端を、センサ１３に接続した。

実施例２の折損検出装置２１では、折損検出装置２１の受光部２３の光ファイバー１０と、隣接する他の折損検出装置２１の発光部２２の光ファイバー１０を直列に接続したので、１か所の折損検出装置２１が弱点ピン３と共に折損すれば、１か所のセンサ１３でその折損を検知することができる。

図１０は実施例２の弱点ピン用折損検出装置の更に他の変形例を示す正断面図である。
発光部２２と受光部２３を共に筒体６の中心線方向に向けて傾斜させ、発光部２２からの出射光を、平面状の反射部９で受光部２３に反射させるように構成することができる。このような構造にすれば、２芯型の検出装置であっても、平面状の反射板を用いることができ、プリズム形状等の反射部２４が必要なくなる。

なお、本発明は上述した発明の実施の形態に限定されず、弱点ピン３の破断について光の反射光の状態変化を検知することで、水がかかりやすい悪い条件の場所でも安全かつ正確に弱点ピン３の折損を検出できる構成であれば、図示したような構成に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。

本発明の弱点ピン用折損検出装置は、回転する駆動部分にかかる負荷が突発的に急増するような機器、装置において利用することができる。

実施例１の弱点ピン用折損検出装置を示す正断面図である。実施例１の折損検出装置を弱点ピンに挿入し、その動作状態を示す正断面図であり、（ａ）は折損前の状態、（ｂ）は折損後の状態である。実施例１の全体構成図である。電気回路図である。実施例２の弱点ピン用折損検出装置を示す正断面図である。実施例２の反射部を示す拡大斜視図であり、（ａ）は切頭円錐形状のプリズム、（ｂ）は円錐形状のプリズム、（ｃ）は切頭円錐形状の反射鏡である。実施例２の反射部を示す斜視図である。実施例２の反射部の変形例を備えた弱点ピン用折損検出装置を示す分解正面図である。実施例２の反射部の変形例を示し、（ａ）は三角柱形状のプリズムの拡大斜視図、（ｂ）は四角柱形状のプリズムの拡大斜視図、（ｃ）は２枚の反射板を対向配置した反射部の拡大正面図である。実施例２の全体構成図である。実施例２の弱点ピン用折損検出装置の更に他の変形例を示す正断面図である。

１弱点ピン用折損検出装置（実施例１）
２発受光部
３弱点ピン
４弱点部
５長孔
６筒体
７上部材
８下部部材
９反射部
１０光ファイバー
１３センサ
２１弱点ピン用折損検出装置（実施例２）
２２発光部
２３受光部
２４反射部

Claims

水がかかるような環境の悪い場所に設置されている機器、装置を回転駆動する駆動部分に備えた、軸方向の途中に折損させる薄肉状の弱点部（４）を形成し、内部に軸方向の長孔（５）を有する弱点ピン（３）について、該長孔（５）内に挿入して該弱点ピン（３）が折損したことを検出する弱点ピン用折損検出装置（１）であって、
前記弱点ピン（３）の長孔（５）に挿抜自在に挿入する、該弱点ピン（３）の破断に追従する程度の脆弱な素材から成る筒体（６）と、
前記筒体（６）内に水や埃が侵入することを阻止できる程度に気密性が出るように、該筒体（６）の両端に取り外し自在に封止する上部材（７）及び下部材（８）と、
前記上部材（７）に設けた、光ファイバー（１０）からの光を出射し、かつその反射光を受ける発受光部（２）と、
前記下部材（８）に設けた、前記発受光部（２）からの出射光を反射させる反射部（９）と、を備え、
前記弱点ピン（３）と共に、前記筒体（６）が破断し、前記発受光部（２）が反射光を受光しないときに、センサ（１３）が検知するように構成した、ことを特徴とする弱点ピン用折損検出装置。
水がかかるような環境の悪い場所に設置されている機器、装置を回転駆動する駆動部分に備えた、軸方向の途中に折損させる薄肉状の弱点部（４）を形成し、内部に軸方向の長孔（５）を有する弱点ピン（３）について、該長孔（５）内に挿入して該弱点ピン（３）が折損したことを検出する弱点ピン用折損検出装置（２１）であって、
前記弱点ピン（３）の長孔（５）に挿抜自在に挿入する、該弱点ピン（３）の破断に追従する程度の脆弱な素材から成る筒体（６）と、
前記筒体（６）内に水や埃が侵入することを阻止できる程度に気密性が出るように、該筒体（６）の両端に取り外し自在に封止する上部材（７）及び下部材（８）と、
前記上部材（７）に設けた、光ファイバー（１０）からの光を出射する発光部（２２）と、反射光を受ける受光部（２３）と、
前記下部材（８）に設けた、前記発光部（２２）からの出射光を反射させる反射部（２４）と、を備え、
前記弱点ピン（３）と共に、前記筒体（６）が破断し、前記受光部（２３）が反射光を受光しないときに、センサ（１３）が検知するように構成した、ことを特徴とする弱点ピン用折損検出装置。
前記反射部（２４）は、前記発光部（２２）からの出射方向に対して４５度の傾斜を有する反射面を対向配置したものである、ことを特徴とする請求項２の弱点ピン用折損検出装置。
前記反射部（２４）は、その反射面が前記発光部（２２）からの出射方向に対して４５度の傾斜面を有する円錐形状又は切頭円錐形状のプリズム、反射鏡である、ことを特徴とする請求項３の弱点ピン用折損検出装置。
前記発光部（２２）と受光部（２３）を共に前記筒体（６）の中心線方向に向けて傾斜させ、前記発光部（２２）からの出射光を、平面状の反射部（９）で前記受光部（２２）に反射させるように構成した、ことを特徴とする請求項２の弱点ピン用折損検出装置。