(57)【要約】【課題】従来と同等の性能を持つ欠損検出素子を安価に提供する。【解決手段】弱点ピン３０の欠損を検出する欠損検出素子５０であって、炭素棒５３と、前記炭素棒５３を収容する軟質性の収容管５５と、前記炭素棒５３の軸端に接続されるリード線５７Ａ、５７Ｂとを備える。このものによれば、弱点ピン３０が欠損すると、それに伴って炭素棒５３が割れ、導通が絶たれる。これにより、弱点ピン３０の欠損を検出することができる。また、外部からの衝撃を収容管５５が吸収するため、弱点ピン３０の欠損時を除けば、炭素棒５３に衝撃が加わることがほとんどなく、炭素棒５３を意図せず破損させる恐れもほぼない。そして、高価な部品を使用せず作れるので、コストメリットが高い。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弱点ピンの欠損を検出する欠損検出素子であって、
炭素棒と、
前記炭素棒を収容する軟質性の収容管と、
前記炭素棒の軸端に接続されるリード線と、を備えたことを特徴とする欠損検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載の欠損検出素子であって、
前記収容管の外側に硬質性の外管を設けたことを特徴とする欠損検出素子。
【請求項３】
請求項２に記載の欠損検出素子であって、
前記外管の内部に、液状シール剤を充填したことを特徴とする欠損検出素子。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の欠損検出素子であって、
前記炭素棒は、シャープペンシルに使用される芯材であり、
前記収容管は、ボールペンに使用されるインクチューブであることを特徴とする欠損検出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弱点ピンの欠損を検出する欠損検出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
水車のガイドべーンを開閉する開閉機構Ｍは、例えば、図９に示すように、ガイドベーン１に固定連結されたガイドベーンアーム２と、該アーム２に枢動連結された中継リンク３と、該中継リンク３の他端を枢支する回転リンク４と、サーボモータ５と、を備えており、サーボモータ５によって回転リンク４の回転位置を制御することによりガイドベーン１の角度を制御する構成となっている。
【０００３】
この種の開閉機構Ｍでは、隣接するガイドベーン間に異物７が挟まると、それ以後の角度制御に際して、ガイドベーン１やガイドベーンアーム２、中継リンク３などの機構部品に過度な力が加わって、これを破損させる恐れがある。そのため、アーム２と中継リンク３とを連結する連結部９に、弱点部を有する弱点ピン１０を使用して、無理な力が加わったときには、図１０にて示すように、弱点ピン１０を欠損させることで、上述した機構部品が破損しないような構造となっている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
この種の弱点ピン１０は通常、欠損検出素子を備えている。欠損検出素子は、例えば、下記特許文献２にその一例が開示されている。この文献によると、欠損検出素子は脆性基板表面に導電性皮膜を塗布或いは蒸着して形成され、弱点ピンの欠損時には、脆性基板表面が壊れて、導電性皮膜による導通が断たれることで、欠損検出を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】昭和５４−１５９５５６号公報
【０００６】
【特許文献２】昭和５７−６９１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の欠損検出素子は高価であり、それらと同等の性能を持つ欠損検出素子を安価に提供することが求められていた。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、従来と同等の性能を持つ欠損検出素子を安価に提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、弱点ピンの欠損を検出する欠損検出素子であって、炭素棒と、前記炭素棒を収容する軟質性の収容管と、前記炭素棒の軸端に接続されるリード線と、を備える。このものによれば、弱点ピンが欠損すると、それに伴って炭素棒が割れ、導通が絶たれる。これにより、弱点ピンの欠損を検出することができる。また、外部からの衝撃を収容管が吸収するため、弱点ピンの欠損時を除けば、炭素棒に衝撃が加わることがほとんどなく、炭素棒を意図せず破損させる恐れもほぼない。そして、高価な部品を使用せず作れるので、安価に製作できる。
【０００９】
この発明の実施態様として、次のようにすることが好ましい。
・収容管の外側に硬質性の外管を設けるようにする。このようにすれば、炭素棒を収容管と外管によって二重に覆う構成となるから、欠損時以外の時に、炭素棒が一層、破損し難くなる。
【００１０】
・外管に液状シール剤を充填する。このようにすれば、外管に対する収容管のがたつきを抑えることが可能となる。
【００１１】
・炭素棒にはシャープペンシルに使用される芯材を用い、収容管にはボールペンに使用されるインクチューブを用いるようにする。このようにすれば、汎用のパーツだけで、欠損検出素子を製作することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来と同等の性能を持つ欠損検出素子を、安価に提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に適用された欠損検出素子の断面図
【図２】検出体の構造を示す断面図
【図３】図２中のＡ部を拡大した図
【図４】外管に検出体を収容させた状態を示す断面図
【図５】外管に液状シール剤を充填した状態を示す図
【図６】欠損検出素子の製造に使用されるボールペンの断面図
【図７】弱点ピンに対する欠損検出素子の取り付け構造を示す断面図
【図８】炭素棒が割れた状態を示す断面図
【図９】水車のガイドべーンを開閉操作する開閉機構を示す図
【図１０】弱点ピンの構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態を図１ないし図９によって説明する。
弱点ピン３０は、例えば、図９に示す水車のガイドベーン１を開閉する開閉機構Ｍの連結部に使用（具体的には、アーム２と中継リンク３とを連結する軸ピンに使用）されるものである。
【００１５】
図１に示すように、弱点ピン３０は金属製であって小径部３１と大径部３５を設けた段付きの筒型をしている。この弱点ピン３０には、小径部３１と大径部３５の境に位置して弱点部３７が設けられている。弱点部３７はピン外周面に環状の窪みを付けたものである。また、弱点ピン３０には軸線に沿って軸孔４１が貫通形成されており、そこに、欠損検出素子５０が装着されるようになっている。
【００１６】
欠損検出素子５０は、検出体５１と、これを収容する外管６１とを主体に構成されている。検出体５１は、図２にて示すように、炭素棒５３を収容管５５に収容してリード線５７Ａ、５７Ｂを接続したものである。
【００１７】
炭素棒５３は、長さが数ｃｍ程度の細い棒状であればよく、例えば、シャープペンシルの芯材を使用することが出来、この実施例では、太さ０．８ｍｍの芯材を使用することとしている。
【００１８】
収容管５５は炭素棒５３を収容するものであって、材質は絶縁性軟質プラスチックなど軟質性のものが使用される。具体的には、ボールペンＳに使用されるインクチューブ５５’が使用可能であり、これを数ｃｍ程度の長さにカットして使用するとよい（図６参照）。尚、収容管５５の長さは、炭素棒５３の全体を収容できるように炭素棒５３より長くしておくとよい。
【００１９】
リード線５７Ａ、５７Ｂは、収容管５５に対して、露出した芯線５８を炭素棒５３に重なる深さまで差し込むようにして装着されている。そして、収容管５５の軸端、すなわち炭素棒５３とリード線５７Ａ、５７Ｂの接触箇所を、圧着金具５９にて締めて固定することで、リード線５７Ａ、５７Ｂは収容管５５に対して抜け止めされ、かつ炭素棒５３に対してリード線５７Ａ、５７Ｂが電気的に接続される構成となっている。
【００２０】
尚、図３にて示すように、炭素棒５３の先端部を予め斜めに削っておくと、リード線５７Ａ、５７Ｂの芯線５８を、収容管５５に通し易く、又炭素棒５３に対しても重なり易くなり組み付けが行い易い。
【００２１】
次に、外管６１は上記した検出体５１を収容するものであり、材質は硬質のプラスチック材（硬質プラスチック管）が使用される。具体的には、ボールペンＳに使用される本体ケース（インクチューブ５１’を収容する筒型のケース）６１’が使用可能であり、これを、数ｃｍ程度の長さにカットして使用するとよい。この外管６１は上記した検出体５１の収容時、内部に液状シール剤６５が充填される構成となっている。
【００２２】
液状シール剤（いわゆる液状ガスケット）６５は、例えばシリコーン系シール材であり、充填後一定時間経過すると、ゴム状に硬化する。液状シール剤６５は外管６１に検出体５１をがたつきなく固定する機能、検出体５１をシールする機能を果たすものである。
【００２３】
また、外管６１の両軸端部には、加熱処理によって収縮する熱収縮チューブ６６、６７が装着されるようになっている。この熱収縮チューブ６６、６７は外管６１の軸端を防水する機能を果たすものである。
【００２４】
上記の欠損検出素子５０は、図７にて示すように弱点ピン３０に形成された軸孔４１に対して組み付けられ、接着剤などにより軸孔４１の内壁に対して接着固定される構成となっている。尚、欠損検出素子５０は、弱点ピン３０に対して組み付けたときに、先端部、すなわちリード線５７Ａ、５７Ｂの引き出し端が、弱点ピン３０の外部に露出されるようになっている。
【００２５】
そして、組み付け後、欠損検出素子５０のリード線５７Ａ、５７Ｂは、不図示の検出回路（欠損検出素子５０の導通／非導通を電気的に検出する検出回路）に結線される。
【００２６】
続いて、欠損検出素子５０の作用、効果を説明する。図８にて示すように、せん断方向に一定以上の外力Ｆが加わると、弱点部３７が破断して弱点ピン３０は欠損する。このとき、欠損検出素子５０を構成する外管６１が破断する結果、収容管５５は折れ曲がった状態に変形する。
【００２７】
以上のことから、収容管５５に収められた炭素棒５３は、図８中のＢ部にて示されるように、弱点部３７に対応する箇所が割れ砕ける。これにより、欠損検出素子５０の導通が絶たれ、弱点ピン３０の欠損を検出することができる。
【００２８】
特に、炭素棒５３は脆く弱い性質を持つので、弱点ピン３０の欠損時には、ほぼ確実に割れる。従って、弱点ピン３０の欠損を確実に検出出来る。また、炭素棒５３は脆く弱い性質であるが故に、欠損時以外の時であっても、わずかな衝撃が加わると、ひび割れなどを起こして破損する恐れがある。
【００２９】
この点に関し、本実施形態では、炭素棒５３を軟質性の収容管５５に収容する構造（衝撃吸収構造）をとっている。しかも、収容管５５の外側に外管６１を設け、炭素棒５３を収容管５５と外管６１によって二重に覆う構成としている。このようにしておけば、外管６１が破断する弱点ピン３０の欠損時を除けば、外部からの衝撃を、外管６１と収容管５５にてほぼ吸収できる。そのため、懸念される炭素棒５３の破損の問題もほぼ解消できる。
【００３０】
また、外管６１と収容管５５との間に液状シール剤６５を充填するようにしてあるから、外管６１に対して収容管５５をがたつきなく固定することが可能であり、この点も炭素棒５３の破損の問題もほぼ解消するにあたり、効果的である。
【００３１】
また、欠損検出素子５０は、汎用のパーツだけで製作できる。具体的には、炭素棒５３はシャープペンシルの芯材を使用すればよく、また、収容管５５、外管６１は、それぞれボールペンＳのインクチューブ５５’、本体ケース６１’を使用すればよい。以上のことから、本欠損検出素子５０は極めて安価に作ることが可能であり、コストメリットが高い。
【００３２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３３】
（１）上記実施形態では、炭素棒５３とリード線５７Ａ、５７Ｂを圧着金具５９を用いて接続するものを例示したが、これ以外にも、例えば、導電性接着剤を用いて両部材５３、５７を電気的に接続させることも可能である。
【００３４】
（２）上記実施形態では、収容管５５の外側に外管６１を設けた二重管構造の欠損検出素子を例示したが、外管６１を廃止することが可能であり、この場合、弱点ピン３０の軸孔４１に収容管５５を直接挿入し、その後、軸孔４１に液状シール剤５７を充填して、軸孔４１と収容管５５との隙間を埋めてやればよい。
【００３５】
（３）上記実施形態では、弱点ピン３０の一例として、軸線に沿って軸孔４１を貫通形成し、かつ外周面に小径部と大径部とを形成した段付き形状のものを例示した。弱点ピン３０は、弱点部３７を備えたものであればよく、実施例の形状に限定されるものではない。すなわち、軸孔４１を非貫通タイプにてもよく、また外周に段を付けないような外形にしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
３０・・・弱点ピン
５０・・・欠損検出素子
５３・・・炭素棒
５５・・・収容管
５７Ａ、５７Ｂ・・・リード線
６１・・・外管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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