(57)【要約】【課題】非接触の状態となる恐れなく回転体と静止体との間で電力または電気信号の伝達を行うとともに、安価で難しい調整作業が不要な電気伝達機構およびこれを利用した残留塩素計を実現する。【解決手段】回転体と静止体との間で電力または電気信号の伝達を行う電気伝達機構において、回転軸を中心として回転可能に支持された回転体と、この回転体の回転軸方向の端部に形成され、導電性のある金属球を内部に収納した収納部と、前記収納部の金属球と接触するように前記収納部に挿入された接触子とを有し、前記収納部の金属球を介して前記回転体と前記接触子との間で電力または電気信号の伝達を行うようにしたことを特徴とする電気伝達機構。【選択図】図１
2008164408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と静止体との間で電力または電気信号の伝達を行う電気伝達機構において、
回転軸を中心として回転可能に支持された回転体と、
この回転体の回転軸方向の端部に形成され、導電性のある金属球を内部に収納した収納部と、
前記収納部の金属球と接触するように前記収納部に挿入された接触子とを有し、
前記収納部の金属球を介して前記回転体と前記接触子との間で電力または電気信号の伝達を行うようにしたことを特徴とする電気伝達機構。
【請求項２】
前記収納部の金属球は導電性のある潤滑剤が塗布されたことを特徴とする請求項１に記載の電気伝達機構。
【請求項３】
前記金属球および前記回転体、前記接触子の少なくともいずれか１つは、チタン、プラチナ、金、銀、ステンレスなど腐食しにくい金属で形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気伝達機構。
【請求項４】
指示極と比較極とをサンプル水中に浸漬するとともにこの指示極をサンプル水中で回転させ、これらの電極間に電圧を印加し、電極間に流れる電流に基づきサンプル水中の塩素濃度を測定する残留塩素計において、
前記指示極の回転軸方向の端部に形成され、導電性のある金属球を内部に収納した収納部と、
前記収納部の金属球と接触するように前記収納部に挿入された接触子とを有し、
前記指示極と前記比較極間に流れる電流を前記収納部の金属球を介して前記指示極から前記接触子へ伝達するようにしたことを特徴とする残留塩素計。
【請求項５】
前記収納部の金属球は導電性のある潤滑剤が塗布されたことを特徴とする請求項４に記載の残留塩素計。
【請求項６】
前記金属球および前記回転電極、前記接触子の少なくともいずれか１つは、チタン、プラチナ、金、銀、ステンレスなど腐食しにくい金属で形成されたことを特徴とする請求項４または５に記載の残留塩素計。
【請求項７】
前記接触子は複数の電極棒で構成されたことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の残留塩素計。
【請求項８】
指示極と比較極とをサンプル水中に浸漬するとともにこの指示極をサンプル水中で回転させ、これらの電極間に電圧を印加し、電極間に流れる電流に基づきサンプル水中の塩素濃度を測定する残留塩素計において、
導電性のある材質で形成され、内輪は回転する前記指示極を保持し、固定された外輪との間に金属球が入れられた転がり軸受けを有し、
前記指示極と前記比較極間に流れる電流を前記転がり軸受けの内輪および金属球を介して前記外輪から検出するようにしたことを特徴とする残留塩素計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体と静止体との間で電力または電気信号の伝達を行う電気伝達機構およびこれを利用して回転する指示極から電流を取り出すようにした残留塩素の測定を行う残留塩素計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来の残留塩素計の一例を示す図であり、ポーラログラフ方式を利用して水中の残留塩素を測定するものである。サンプル水５中に指示極１と比較極２を入れ、これらの電極間に直流電圧を加えると、指示極１表面において被電解質（塩素）の電解還元反応が生じ、指示極１と比較極２間に電流が流れる。
【０００３】
電極間に電圧が印加されると、指示極１の近傍には濃度分極を生じた一定の拡散層が形成される。この状態では電解還元電流は拡散速度に比例する。拡散速度はサンプル水５中の残留塩素濃度に比例する。したがって、このときの電流（拡散電流Ｉｄ）を測定することでサンプル水５中の残留塩素を測定することができる。
【０００４】
このような塩素濃度測定においては、塩素濃度と拡散電流の比例性を安定的に得るために拡散層の厚さを一定に保つことが重要である。そのため、拡散層の厚さを一定に保つために、指示極１をモータ３によって一定速度で常時回転させる。
指示極１は常時回転しているため、拡散電流Ｉｄを検出するためには回転体から電流を取り出すことができる電気伝達機構４が必要となる。
【０００５】
図７は従来の電気伝達機構４の一例を示す図である。４１は指示極１と電気的に導通しこの指示極１とともに回転する円形のスリップリングである。スリップリング４１の近傍には、スリップリング４１の外周面に接触するブラシ４２およびこのブラシ４２を支持する支持部４３が非回転状態で設置されている。ブラシ４２をスリップリング４１に接触させることにより電気的に導通常体となり、回転しているスリップリング４１と静止しているブラシ４２の間で電流を伝達することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−４０６０４号公報
【特許文献２】特開２００４−０５３５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、残留塩素計は製品の性質上連続運転がなされることが多く、電気伝達機構４として上記のような構造を採用すると、スリップリング４１とブラシ４２が磨耗したり、ブラシ４２に曲がりが発生したりする場合がある。このような異常が認められた場合には、スリップリング４１やブラシ４２を交換する必要がある。
【０００８】
しかし、スリップリング４１とブラシ４２の位置調整は難しく、スリップリング４１とブラシ４２の当たり方が強いと磨耗が発生しやすくなってしまう。一方、スリップリング４１とブラシ４２の当たり方が弱いと、ブラシ４２とスリップリング４１が非接触となる場合があり、問題である。そのため、製品組み立て時や部品の交換時において、スリップリング４１とブラシ４２の位置調整に時間がかかってしまう。
【０００９】
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、非接触の状態となる恐れなく回転体と静止体との間で電力または電気信号の伝達を行うとともに、安価で難しい調整作業が不要な電気伝達機構およびこれを利用した残留塩素計を実現することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、回転体と静止体との間で電力または電気信号の伝達を行う電気伝達機構において、
回転軸を中心として回転可能に支持された回転体と、
この回転体の回転軸方向の端部に形成され、導電性のある金属球を内部に収納した収納部と、
前記収納部の金属球と接触するように前記収納部に挿入された接触子とを有し、
前記収納部の金属球を介して前記回転体と前記接触子との間で電力または電気信号の伝達を行うようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２では、請求項１に記載の電気伝達機構において、前記収納部の金属球は導電性のある潤滑剤が塗布されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３では、請求項１または２に記載の電気伝達機構において、前記金属球および前記回転体、前記接触子の少なくともいずれか１つは、チタン、プラチナ、金、銀、ステンレスなど腐食しにくい金属で形成されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４では、指示極と比較極とをサンプル水中に浸漬するとともにこの指示極をサンプル水中で回転させ、これらの電極間に電圧を印加し、電極間に流れる電流に基づきサンプル水中の塩素濃度を測定する残留塩素計において、
前記指示極の回転軸方向の端部に形成され、導電性のある金属球を内部に収納した収納部と、
前記収納部の金属球と接触するように前記収納部に挿入された接触子とを有し、
前記指示極と前記比較極間に流れる電流を前記収納部の金属球を介して前記指示極から前記接触子へ伝達するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５では、請求項４に記載の残留塩素計において、前記収納部の金属球は導電性のある潤滑剤が塗布されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項６では、請求項４または５に記載の残留塩素計において、前記金属球および前記回転電極、前記接触子の少なくともいずれか１つは、チタン、プラチナ、金、銀、ステンレスなど腐食しにくい金属で形成されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項７では、請求項４乃至６のいずれかに記載の残留塩素計において、前記接触子は複数の電極棒で構成されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８では、指示極と比較極とをサンプル水中に浸漬するとともにこの指示極をサンプル水中で回転させ、これらの電極間に電圧を印加し、電極間に流れる電流に基づきサンプル水中の塩素濃度を測定する残留塩素計において、
導電性のある材質で形成され、内輪は回転する前記指示極を保持し、固定された外輪との間に金属球が入れられた転がり軸受けを有し、
前記指示極と前記比較極間に流れる電流を前記転がり軸受けの内輪および金属球を介して前記外輪から検出するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
このように、収納部の金属球を介して回転体と静止状態の接触子との間で電力または電気信号の伝達を行うようにしたことにより、非接触の状態となる恐れなく回転体と静止体との間で電力または電気信号の伝達を行うとともに、安価で難しい調整作業が不要な電気伝達機構を実現することができる。
金属球を使用して電流を伝達する構造は、スリップリングとブラシの微妙な位置調整のような難しい調整作業が必要ない。収納部の中に電流を取り出す接触子を挿入するだけでよいため、簡単に取り付けることができる。
また、金属球が回転して金属球自身および回転体、接触子を研磨するため、酸化皮膜が除去されて導電性能が劣化しにくくなる。
【００１９】
請求項２では、金属球は導電性のある潤滑剤が塗布されているため、金属球の潤滑と酸化皮膜の防止に効果的である。
【００２０】
請求項３では、金属球および回転体、接触子の素材としてチタン、プラチナ、金、銀、ステンレスなど腐食しにくい金属が用いられるため、導電性能が劣化しにくい。
【００２１】
請求項４では、指示極と比較極間に流れる電流を収納部の金属球を介して指示極から接触子へ伝達するようにしたことにより、非接触の状態となる恐れなく、回転している指示極と静止している接触子との間で電流の伝達を行うとともに、安価で難しい調整作業が不要な残留塩素計を実現することができる。
金属球を使用して電流を伝達する構造は、スリップリングとブラシの微妙な位置調整のような難しい調整作業が必要ない。収納部の中に電流を取り出す接触子を挿入するだけでよいため、簡単に取り付けることができる。
また、金属球が回転して金属球自身および回転体、接触子を研磨するため、酸化皮膜が除去されて導電性能が劣化しにくくなる。
【００２２】
請求項５では、金属球は導電性のある潤滑剤が塗布されているため、金属球の潤滑と酸化皮膜の防止に効果的である。
【００２３】
請求項６では、金属球および指示極、接触子の素材としてチタン、プラチナ、金、銀、ステンレスなど腐食しにくい金属が用いられるため、導電性能が劣化しにくい。
【００２４】
請求項７では、接触子が複数の電極棒で構成されているため、接触子自体の表面積が大きくなり、接触抵抗を小さくすることができる。また、金属球が撹拌されやすくなり、金属球による研磨効果が高くなる。
【００２５】
請求項８では、回転する指示極の保持に導電性のある転がり軸受けを用い、指示極と比較極間に流れる電流を転がり軸受けの内輪および金属球を介して外輪から検出するようにしたことにより、非接触の状態となる恐れなく、回転している指示極から電流の伝達を行うとともに、安価で難しい調整作業が不要な残留塩素計を実現することができる。
このような構造とすることにより、回転する指示極の保持と電流伝達という２つの機能を同時に有することができる。また、スリップリングなどの部品が不要となり、コストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を用いて本発明の電気伝達機構および残留塩素計を説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は本発明の電気伝達機構およびこれを利用した残留塩素計の一実施例を示す図である。電気伝達機構６以外の構成は図６に示す従来の残留塩素計と同様である。
【００２８】
図２は電気伝達機構６と指示極１の拡大図である。指示極１はサンプル水５中の拡散層を一定にするために常時回転している（回転体）。６１はこの指示極１の回転軸方向の端部に指示極１の一部として形成された収納部であり、内部に導電性のある金属球６１ａが複数収納されている。必要に応じて、金属球６１ａの回転をスムーズにするために金属球６１ａに導電性グリースなどの潤滑剤６１ｂを塗布してもよい。６２は非回転状態に固定された接触子であり、金属球６１ａと接触するように収納部６１に挿入される。収納部６１は、金属球６１ａが外部に飛び出さないように、必要に応じて蓋体６３を設けてケーシングされる。
【００２９】
金属球６１ａは、チタンまたはチタン合金、プラチナまたはプラチナ合金、金または金合金、銀または銀合金、ステンレス鋼など腐食しにくい金属で形成されることが望ましい。また、指示極１および接触子６２も、全体あるいは金属球６１ａとの接触面が同様の材質で形成されることが望ましい。
【００３０】
収納部６１の内側壁面は金属球６１ａと接触し、また金属球６１ａ同士も接触する。さらに金属球６１ａと接触子６２も互いに接触する。したがって、指示極１と接触子６２は、金属球６１ａを介して電気的に導通状態となる。
【００３１】
指示極１と比較極２に電圧を印加すると、これらの電極間にサンプル水５中の塩素濃度に応じた拡散電流Ｉｄが流れる。指示極１に流れる拡散電流Ｉｄは、指示極１から金属球６１ａを介して接触子６２に伝達される。接触子６２から取り出された拡散電流Ｉｄは測定回路（図示せず）に入力され、拡散電流Ｉｄの大きさに応じてサンプル水５中の残留塩素濃度が算出される。このように、金属球６１ａを用いることによって、回転している指示極１から静止している接触子６２に容易に電流を取り出すことができる。
【００３２】
スリップリングを用いた従来の電気伝達機構では、スリップリング等の部品の取り付けや交換の際に、スリップリングとブラシの位置調整や接触抵抗の確認など難しい調整作業が必要となる。一方、本発明では収納部６１に接触子６２を挿入するだけでよい。そのため、難しい調整作業をすることなく接触子６２を取り付けることができ、簡単に回転体から電流を取り出すことができる。
【００３３】
なお、指示極１が回転しているため、収納部６１内部で金属球６１ａも回転する。金属球６１ａが収納部６１内で回転することによって、金属球６１ａ自身や収納部６１内壁、接触子６２表面が研磨される。このため、金属表面に形成される酸化皮膜が除去されて導電性能が劣化しにくくなる。金属球６１ａは拡散電流Ｉｄの伝達と金属表面の酸化皮膜の除去、酸化皮膜の形成を妨げる機能を有する。また、接触子６２には複数の金属球６１ａが入れ替わり接触することになるため、接触子６２と金属球６１ａとは長期的に一定の条件に保たれ、接触抵抗も変化しにくくなる。
【００３４】
また、接触子６２は、図３に示すように複数の電極棒で構成してもよい。接触子６２をこのような形状とすれば、接触子自体の表面積が大きくなり、接触抵抗を小さくすることができる。また、金属球６１ａが収納部６１内で撹拌されやすくなり、金属球６１ａによる研磨効果の向上が期待できる。
【００３５】
さらに、本実施例では、収納部６１は指示極１の一部として形成されているが、指示極１と電気的に導通していれば別個の部品として形成するようにしてもよい。また、本実施例の残留塩素計においては電気伝達機構６を電流の伝達に用いたが、電力供給や電気信号の伝達にも利用することができる。
【実施例２】
【００３６】
前記実施例１では、回転する指示極を保持する軸受けとは別に電流を伝達するための電気伝達機構を設けたが、本実施例では指示極の軸受け自体で電気伝達機構の機能を兼ねる。
【００３７】
図４は本発明の残留塩素計の他の実施例を示す図である。転がり軸受け７によって、回転する指示極１の保持と指示極１に流れる拡散電流の取り出しを兼ねる。これ以外の構成は図６に示す従来の残留塩素計と同様である。
【００３８】
図５は転がり軸受け７の拡大図であり、（ａ）は転がり軸受け７と指示極１の関係、（ｂ）は転がり軸受け７内部の構造を示している。転がり軸受け７は、指示極１とともに回転する内輪７１、非回転状態に固定された外輪７２、軸受け７の内部で内輪７１と外輪７２の間に収納された金属球７３から構成される。金属球７３が転がり軸受け７内部で回転することにより、内輪７１が滑らかに回転する。金属球７３の回転を円滑に行えるように、導電性の潤滑剤７４が転がり軸受け７内部に充填されている。転がり軸受け７は導電性のある素材で形成される。
【００３９】
指示極１は内輪７１と接触して電気的に導通状態となる。また、内輪７１と外輪７２は、潤滑剤７４と金属球７３を介して電気的に導通状態となる。このため、指示極１から外輪７２までは導通状態となる。したがって、指示極１に流れる拡散電流Ｉｄは転がり軸受け７を介して外輪７２に伝達される。このような導電性のある転がり軸受け７を利用することにより、回転する指示極１に流れる電流を静止状態の外輪７２から容易に取り出すことができる。
【００４０】
このような導電性軸受を使用して電流を伝達する構造は、スリップリングのように回転部とブラシの微妙な位置調整を必要としないで済み、指示極１の保持と電流伝達という２つの機能を同時に満たすことができる。また、スリップリングなど別個の部品が不要となるため、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は本発明の電気伝達機構およびこれを利用した残留塩素計の一実施例を示す図。
【図２】図２は電気伝達機構６と指示極１の拡大図。
【図３】図３は接触子６２の他の例を示す図。
【図４】図４は本発明の残留塩素計の他の実施例を示す図。
【図５】図５は転がり軸受け７の拡大図。
【図６】図６は従来の残留塩素計の一例を示す図。
【図７】図７は従来の電気伝達機構４の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１        指示極
２        比較極
３        モータ
５        サンプル水
６        電気伝達機構
６１      収納部
６１ａ    金属球
６１ｂ    潤滑剤
６２      接触子
６３      蓋体
７        転がり軸受け
７１      内輪
７２      外輪
７３      金属球
７４      潤滑剤
【図１】
2008164408.tif 000003
【図２】
2008164408.tif 000004
【図３】
2008164408.tif 000005
【図４】
2008164408.tif 000006
【図５】
2008164408.tif 000007
【図６】
2008164408.tif 000008
【図７】
2008164408.tif 000009