(57)【要約】【課題】  弱点ピンの折損をより確実に知得可能にする。【解決手段】  弱点ピン１０１の上端部から軸心に沿って形成された収容穴１０１ｂに、装着される筒状の装着筒２と、棒状で装着筒２内に配設され、弱点ピン１０１の折損に伴って折損する検出棒３と、検出棒３を装着筒２の上端部側に押圧し、検出棒３が折損した際に検出棒３を装着筒２の上端部から突出させるコイルスプリング４と、装着筒２内に配設され、検出棒３が装着筒２の上端部から突出することで弱点ピン１０１外に吐出される塗料５と、を備える。【選択図】  図１
2015021431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水車に流入する水量を調整するガイドベーン機構における弱点ピンの折損を検出する弱点ピン折損検出装置であって、
前記弱点ピンの上端部から軸心に沿って形成された収容穴に、装着される筒状の装着筒と、
棒状で前記装着筒内に配設され、前記弱点ピンの折損に伴って折損する検出棒と、
前記検出棒を前記装着筒の上端部側に押圧し、前記検出棒が折損した際に前記検出棒を前記装着筒の上端部から突出させる押圧手段と、
前記装着筒内に配設され、前記検出棒が前記装着筒の上端部から突出することで前記弱点ピン外に吐出される塗料と、
を備えることを特徴とする弱点ピン折損検出装置。
【請求項２】
水車に流入する水量を調整するガイドベーン機構における、折損検出機能付き弱点ピンであって、
ピン状で、折損を容易にするために形成されたノッチと、上端部から軸心に沿って形成された収容穴と、を有するピン本体と、
前記ピン本体の収容穴の上部を塞ぐ上蓋と、
棒状で前記収容穴内に配設され、前記ピン本体の折損に伴って折損する検出棒と、
前記検出棒を前記上蓋側に押圧し、前記検出棒が折損した際に前記検出棒を前記上蓋から突出させる押圧手段と、
前記収容穴内に配設され、前記検出棒が前記上蓋から突出することで前記ピン本体外に吐出される塗料と、
を備えることを特徴とする折損検出機能付き弱点ピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水車に流入する水量を調整するガイドベーン機構における弱点ピンに関し、特に、弱点ピンの折損を検出可能な弱点ピン折損検出装置および折損検出機能付き弱点ピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
水車には、水車に流入する水量を調整するためのガイドベーン機構が設けられている。このガイドベーン機構は、ガイドリング（内輪）と支持リング（外輪）とが同心に配設され、支持リングに配設されたガイドベーンのガイドベーン軸が、リンク機構を介してガイドリングと連結されている。そして、ガイドリングが回動することで、リンク機構を介してガイドベーンが回動・開閉するものである。また、ガイドベーンが開状態から閉方向に回動する際に、流木などの異物がガイドベーンに挟み込まれて、ガイドベーンやリンク機構などに局部的な過負荷がかかるのを防止するために、リンク機構の連結部には、弱点ピンが配置されている。
【０００３】
この弱点ピンは、円周方向に沿ってノッチが形成され、所定の外力がかかると、この弱点ピンが最初に折損することで、ガイドベーン機構全体を保護するものである。また、弱点ピンが折損した場合には、そのことを迅速に知得して、折損した弱点ピンなどを改修等する必要がある。このため、弱点ピンが折損したことを検知可能な弱点ピン折損警報装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この弱点ピン折損警報装置は、弱点ピン内に芯棒が吊り下げられ、弱点ピンの折損に伴って芯棒が落下すると、近接スイッチが作動し、リード線を介して表示灯やブザーが作動するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０１−２３７３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、弱点ピンが折損すると、そのリンク機構がフリー（バラバラ）になり、他の健全なリンク機構の外観・角度と異なるため、目視で折損したリンク機構を発見できる場合が多い。しかしながら、弱点ピンが完全には折損しない場合や、健全なリンク機構と外観上区別ができない状態の場合などには、折損したリンク機構を目視で発見することが困難である。
【０００６】
一方、特許文献１の弱点ピン折損警報装置では、弱点ピンの折損を電気的に検出するもので電気回路を備えるが、装置が水際に配設されるため、電気的に絶縁不良を起こすおそれがある。また、リード線を敷設する必要があるため、このリード線が水車などの回転・駆動の支障になったり、点検時などに作業者が足を引っ掛けたりするおそれなどがある。しかも、この装置を配設する場合には、電気的に絶縁したり、リード線を敷設したりする必要があり、作業が煩雑で多大な時間と労力とを要する。
【０００７】
そこでこの発明は、弱点ピンの折損をより確実に知得することが可能で、しかも、電気的要素（電気回路）を必要とない、弱点ピン折損検出装置および折損検出機能付き弱点ピンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、水車に流入する水量を調整するガイドベーン機構における弱点ピンの折損を検出する弱点ピン折損検出装置であって、前記弱点ピンの上端部から軸心に沿って形成された収容穴に、装着される筒状の装着筒と、棒状で前記装着筒内に配設され、前記弱点ピンの折損に伴って折損する検出棒と、前記検出棒を前記装着筒の上端部側に押圧し、前記検出棒が折損した際に前記検出棒を前記装着筒の上端部から突出させる押圧手段と、前記装着筒内に配設され、前記検出棒が前記装着筒の上端部から突出することで前記弱点ピン外に吐出される塗料と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、弱点ピンが折損して検出棒が折損すると、検出棒が押圧手段で押圧されて装着筒の上端部から突出するとともに、塗料が弱点ピン外に吐出する。
【００１０】
請求項２の発明は、水車に流入する水量を調整するガイドベーン機構における、折損検出機能付き弱点ピンであって、ピン状で、折損を容易にするために形成されたノッチと、上端部から軸心に沿って形成された収容穴と、を有するピン本体と、前記ピン本体の収容穴の上部を塞ぐ上蓋と、棒状で前記収容穴内に配設され、前記ピン本体の折損に伴って折損する検出棒と、前記検出棒を前記上蓋側に押圧し、前記検出棒が折損した際に前記検出棒を前記上蓋から突出させる押圧手段と、前記収容穴内に配設され、前記検出棒が前記上蓋から突出することで前記ピン本体外に吐出される塗料と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ピン本体が折損して検出棒が折損すると、検出棒が押圧手段で押圧されて上蓋から突出するとともに、塗料がピン本体外に吐出する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１および２の発明によれば、弱点ピン（ピン本体）が折損すると塗料が吐出されるため、塗料の吐出の有無によって、弱点ピンが折損したか否か、さらには、どの弱点ピンが折損したかを目視でより確実かつ迅速、容易に知得することが可能となる。しかも、塗料の吐出によって弱点ピンの折損を知得させるため、電気的要素を必要としない。このため、電気絶縁処理やリード線の敷設などが不要で、リード線によって水車などの回転・駆動に支障を与えたりすることがなく、取り扱いが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る弱点ピン折損検出装置および、この弱点ピン折損検出装置を弱点ピンに装着した状態を示す断面図である。
【図２】図１の弱点ピン折損検出装置における検出棒が折損した状態を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る折損検出機能付き弱点ピンを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１５】
(実施の形態１)
図１は、この実施の形態に係る弱点ピン折損検出装置１および、この弱点ピン折損検出装置１を弱点ピン１０１に装着した状態を示す断面図である。この弱点ピン折損検出装置１は、水車に流入する水量を調整するガイドベーン機構における弱点ピン１０１の折損を検出する装置であり、主として、装着筒２と、検出棒３と、コイルスプリング（押圧手段）４と、塗料５と、キャップ６とを備えている。
【００１６】
ここで、弱点ピン１０１は、ピン状・円柱状で、外周には、円周方向に延びる切込状のノッチ（弱点）１０１ａが形成され、このノッチ１０１ａから容易・優先的に弱点ピン１０１が折損するようになっている。また、上端部・上面から軸心に沿って、有底の収容穴１０１ｂが同軸に形成されている。このような弱点ピン１０１をピン本体とし、後述するようにして弱点ピン折損検出装置１を弱点ピン１０１に装着することで、折損検出機能付き弱点ピン１００が構成されるものである。
【００１７】
装着筒２は、有底の円筒状で、弱点ピン１０１の収容穴１０１ｂに装着されるものである。具体的には、略下半部の外径が収容穴１０１ｂの内径よりもやや大きく設定され、圧入することで収容穴１０１ｂに装着されるようになっている。これに対して、装着筒２の外周面に雄ネジを形成し、収容穴１０１ｂの内周面に雌ネジを形成して、ネジの螺合によって収容穴１０１ｂに装着するようにしてもよい。
【００１８】
この装着筒２は、略上半部の外周面に雄ネジ２ａが形成され、収容穴１０１ｂに装着された状態で、雄ネジ２ａが弱点ピン１０１の上面１０１ｃから突出するようになっている。また、装着筒２の底部には、検出棒３を通すための挿入孔２ｂが形成されている。このような装着筒２は、外力による弱点ピン１０１の折損に伴って折損・変形し、さらに、外力が検出棒３に伝わるように、その材質・強度や厚みが設定されている。
【００１９】
検出棒３は、装着筒２内に配設され、弱点ピン１０１の折損に伴って折損する棒体である。具体的には、丸棒状の主体３１の略中央部に、円板状のピストン板３２が設けられ、このピストン板３２の外径は、装着筒２の内径と同径に設定されている。また、主体３１の下端部に調整ネジ３１ａが形成され、この下端部が装着筒２の挿入孔２ｂに挿入された状態で、調整ネジ３１ａに調整ナット３３が螺合されている。
【００２０】
一方、主体３１の上端である尖端部３１ｂは、円錐状に形成され、後述する封止蓋６１を破れるようになっている。さらに、主体３１の上端部には、軸方向に延びるスリット・溝（図示せず）が形成され、図２に示すように、主体３１の上端部が装着筒２の上端部（キャップ６の上板６ｃ）から突出した際に、スリットから塗料５が吐出・噴射するようになっている。
【００２１】
このような検出棒３は、弱点ピン１０１の折損に伴って折損するように、その材質・強度や径が設定されている。つまり、弱点ピン１０１が折れたり、クラックが生じたりするような外力が弱点ピン１０１にかかった場合に、検出棒３が折れるようになっている。また、検出棒３は、ピストン板３２よりも下側にノッチ１０１ａが位置し、つまり、ピストン板３２よりも下側が折損し、かつ、尖端部３１ｂが後述するキャップ６の噴出孔６ｄに臨むように、装着筒２内に配設されている。
【００２２】
コイルスプリング４は、検出棒３を装着筒２の上端部（キャップ６の上板６ｃ）側に押圧し、検出棒３が折損した際に検出棒３を装着筒２の上端部から突出させる圧縮コイルスプリングである。すなわち、検出棒３の主体３１の下端部側がコイルスプリング４内に挿入された状態で、装着筒２の底部と検出棒３のピストン板３２との間に配設され、ピストン板３２さらには検出棒３全体を装着筒２の上端部側に押圧する。そして、検出棒３が折損すると、図２に示すように、折損箇所から上側の検出棒３を押し上げ、検出棒３の尖端部３１ｂを装着筒２の上端部（封止蓋６１）から突出させるとともに、ピストン板３２を上昇させるものである。
【００２３】
塗料５は、装着筒２内に配設され、検出棒３が装着筒２の上端部から突出することで弱点ピン１０１外に吐出される塗料である。すなわち、検出棒３のピストン板３２から装着筒２の上端部までを埋めるように装着筒２内に充填され、図２に示すように、検出棒３が折損してその上端部が装着筒２の上端部（キャップ６の上板６ｃ）から突出する際に、ピストン板３２で上方に押されて、検出棒３のスリットおよび検出棒３と噴出孔６ｄとの隙間から、塗料５が吐出・噴射し、弱点ピン１０１外に飛散するようになっている。また、塗料５は、速乾性を有し、その色は、吐出が目立ち、容易に目視確認ができる色、例えば、黄色や赤色などに設定されている。
【００２４】
キャップ６は、装着筒２の上部開口を塞ぐ上蓋で、装着筒２の上端部を構成している。具体的には、円筒状の胴部６ａの内周面に雌ネジ６ｂが形成され、装着筒２の雄ネジ２ａに螺合することで、装着筒２に対して着脱自在となっている。この雄ネジ２ａと雌ネジ６ｂには、テーパネジやシーリングなどが施され、装着筒内２の塗料５が漏出しないようになっている。
【００２５】
また、胴部６ａの上部開口を塞ぐ上板６ｃの中心部には、検出棒３と同心上に噴出孔６ｄが形成されている。この噴出孔６ｄは、丸孔で、その内径は、検出棒３の主体３１の外径よりもやや大きく設定され、噴出孔６ｄの上部開口には、噴出孔６ｄを塞ぐ封止蓋６１が配設されている。この封止蓋６１は、検出棒３が折損して上昇した際に、検出棒３の尖端部３１ｂで破れるように、その材質・強度や厚みが設定されている。
【００２６】
このような各構成部品２〜６は、次のようにして組み付けられて、弱点ピン折損検出装置１が構成される。まず、検出棒３の主体３１の調整ネジ３１ａ側にコイルスプリング４を装着した状態で、調整ネジ３１ａ側から検出棒３を装着筒２内に挿入して、調整ネジ３１ａを挿入孔２ｂから突出させる。次に、調整ネジ３１ａに調整ナット３３が螺合して、尖端部３１ｂがキャップ６の噴出孔６ｄに臨むように（装着筒２の上端に位置するように）、検出棒３の配設位置を調整する。続いて、検出棒３のピストン板３２から装着筒２の上端部までを埋めるように、塗料５を装着筒２内に充填し、キャップ６の雌ネジ６ｂと装着筒２の雄ネジ２ａとを螺合して、キャップ６を装着筒２に取り付けるものである。
【００２７】
そして、弱点ピン折損検出装置１を弱点ピン１０１に取り付けて折損検出機能付き弱点ピン１００を構成するには、装着筒２の略下半部を弱点ピン１０１の収容穴１０１ｂに圧入して装着すればよい。
【００２８】
次に、このような構成の弱点ピン折損検出装置１および折損検出機能付き弱点ピン１００の作業などについて説明する。
【００２９】
ガイドベーンが開状態から閉方向に回動する際に、流木などの異物がガイドベーンに挟み込まれて外力・負荷がかかると、弱点ピン１０１がノッチ１０１ａから折損する。この折損に伴って装着筒２および検出棒３の主体３１が折損すると、図２に示すように、折損箇所から上側の検出棒３がコイルスプリング４によって押し上げられ、検出棒３の尖端部３１ｂが封止蓋６１を破ってからキャップ６の上板６ｃから突出する。これと同時に、ピストン板３２がキャップ６の上板６ｃ側に上昇し、装着筒２内の塗料５がピストン板３２で上方に押されて、上記のようにして、検出棒３のスリットなどから塗料５が弱点ピン１０１外に吐出、飛散されるものである。ここで、図２には、見やすくするために、弱点ピン１０１と装着筒２の折損状態を図示していない。
【００３０】
以上のように、この弱点ピン折損検出装置１および折損検出機能付き弱点ピン１００によれば、弱点ピン１０１が折損すると、黄色や赤色などの塗料５が弱点ピン１００外（周囲）に吐出、飛散し、さらには、キャップ６の上板６ｃなどに付着する。このため、塗料５の吐出、付着の有無によって、弱点ピン１０１が折損したか否か、さらには、どの弱点ピン１０１が折損したかを目視でより確実かつ迅速、容易に知得することが可能となる。
【００３１】
しかも、塗料５の吐出によって弱点ピン１０１の折損を知得させるため、電気的要素を必要としない。このため、電気絶縁処理やリード線の敷設などが不要で、リード線によって水車などの回転・駆動に支障を与えたり、点検時などに作業者が足を引っ掛けたりすることがなく、取り扱いが容易となる。また、電気的動作ではなく、機械的に動作するため、誤動作のおそれが低く、安定性・信頼性が高まる。
【００３２】
さらに、弱点ピン折損検出装置１が弱点ピン１０１とは別体であるため、既存・既製の弱点ピン１０１を利用して弱点ピン折損検出装置１を取り付けることで、既存・既製の弱点ピン１０１の折損をより確実かつ迅速、容易に知得することが可能となる。しかも、弱点ピン１０１に収容穴１０１ｂを設けて弱点ピン折損検出装置１を装着するだけでよいため、容易に弱点ピン折損検出装置１を取り付けることができる。
【００３３】
(実施の形態２)
図３は、この実施の形態に係る折損検出機能付き弱点ピン２００を示す断面図である。この実施の形態では、弱点ピン折損検出機構がピン本体（弱点ピン）１０１に一体的に組み込まれている点で、実施の形態１と構成が異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。
【００３４】
ピン本体１０１の収容穴１０ｂの底部には、同心上にネジ孔１０１ｄが形成され、このネジ孔１０１ｄに調整ネジ３１ａが螺合されることで、検出棒３が収容穴１０１ｂ内に配設されている。また、ピン本体１０１の上端部外周には、雄ネジ１０１ｅが形成されている。
【００３５】
上蓋７は、ピン本体１０１の収容穴１０１ｂの上部開口を塞ぐキャップで、円筒部７ａの内周面に雌ネジ７ｂが形成され、ピン本体１０１の雄ネジ１０１ｅに螺合することで、ピン本体１０１に対して着脱自在となっている。また、上板７ｃの中心部には噴出孔７ｄが形成され、この噴出孔７ｄの上部開口には、噴出孔７ｄを塞ぐ封止蓋７１が配設されている。
【００３６】
一方、コイルスプリング４は、収容穴１０ｂの底部と検出棒３のピストン板３２との間に配設され、検出棒３を上蓋７側に押圧し、検出棒３が折損した際に、検出棒３の上端部を上蓋７の噴出孔７ｄから突出させるようになっている。また、塗料５は、検出棒３のピストン板３２から収容穴１０１ｂの上端部までを埋めるように収容穴１０１ｂ内に充填され、検出棒３の上端部が噴出孔７ｄから突出することでピン本体１０１外に吐出するようになっている。
【００３７】
そして、ピン本体１０１が折損して検出棒３が折損すると、折損箇所から上側の検出棒３がコイルスプリング４によって押し上げられ、検出棒３の尖端部３１ｂが封止蓋７１を破って、検出棒３の上端部がキャップ７の上板７ｃから突出する。これと同時に、ピストン板３２が上昇し、ピン本体１０１内の塗料５がピストン板３２で上方に押されて、噴出孔７ｄから塗料５がピン本体１０１外に吐出、飛散するものである。
【００３８】
このように、この実施の形態によれば、弱点ピン折損検出機構が一体的にピン本体１０１に組み込まれているため、弱点ピン折損検出装置を取り付ける（後付けする）必要がなく、取り扱いが容易で、しかも、安定性・信頼性が高まる。さらに、弱点ピン折損検出機構が一体的に組み込まれて装着筒２が不要なため、構成が簡易で、折損検出機能付き弱点ピン２００を小型化することが可能となる。
【００３９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態１では、装着筒２とは別体であるキャップ６が、装着筒２の上端部を構成しているが、装着筒２に上蓋（上端部）を一体的に設けてもよい。また、検出棒３のピストン板３２よりも下側にコイルスプリング４を配設しているが、ピストン板３２よりも上側にコイル状の引張バネ（押圧手段）を配設してもよい。
【００４０】
また、塗料５を袋に充填し、検出棒３が折損して上昇する際に、検出棒３の尖端部３１ｂで袋を破って塗料５を吐出させるようにしてもよい。これにより、塗料５を装着筒２内や収容穴１０１ｂ内に配設しやすくなり、また、塗料５の漏出をより確実に防止することが可能となる。さらに、塗料５を蛍光塗料にしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１        弱点ピン折損検出装置
２        装着筒
３        検出棒
３１      主体
３２      ピストン板
３３      調整ナット
４        コイルスプリング（押圧手段）
５        塗料
６        キャップ（装着筒の上端部、上蓋）
６１      封止蓋
６ｄ      噴出孔
７        上蓋
１００    折損検出機能付き弱点ピン
１０１    弱点ピン（ピン本体）
１０１ａ  ノッチ
１０１ｂ  収容穴
２００    折損検出機能付き弱点ピン
【図１】
2015021431.tif 000003
【図２】
2015021431.tif 000004
【図３】
2015021431.tif 000005