(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転装置の主軸を支持する樹脂軸受に取り付けられる樹脂軸受保護装置であって、
前記樹脂軸受の摺動面を構成する樹脂層に埋設される第１の導電体と、
この第１の導電体に一端が接続され，他端が電源に接続される継電器と、
前記樹脂層に埋設され，前記電源に接続される第２の導電体と、
前記継電器が発する検知信号を受けて前記回転装置の動作を停止する制御部と、
を備え、
前記第１の導電体及び前記第２の導電体は、櫛歯及び櫛背から成る櫛状構造を形成して前記樹脂層内において前記摺動面から等距離に埋設され、前記櫛状構造のうちそれぞれ前記櫛歯に相当する部分が前記主軸の回転方向に対していずれも平行に配置されるとともに、少なくとも一部が、前記主軸の下方の前記樹脂層内に配置され、
前記継電器は，前記第１の導電体及び前記第２の導電体の，前記主軸を介した短絡により前記検知信号を発することを特徴とする樹脂軸受保護装置。
【請求項２】
回転装置の主軸を支持する第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受に取り付けられる樹脂軸受保護装置であって、
第１の樹脂軸受の摺動面を構成する第１の樹脂層及び第２の樹脂軸受の摺動面を構成する第２の樹脂層に埋設される第１の導電体と、前記第１の導電体に一端が接続され，他端は電源を介して第１のアースに接地される継電器と、
前記継電器が発する検知信号を受けて前記回転装置の動作を停止する制御部と、
を備え、
前記主軸は、第２のアースに接地され、
前記第１の導電体は、櫛歯及び櫛背から成る櫛状構造を形成して前記第１の樹脂層内及び前記第２の樹脂層内においてそれぞれの前記摺動面から等距離に埋設され、前記櫛状構造のうちそれぞれ前記櫛歯に相当する部分が前記主軸の回転方向に対していずれも平行に配置されるとともに、少なくとも一部が、前記主軸の下方の前記第１の樹脂層及び前記第２の樹脂層内に配置され、
前記継電器は、前記第１の樹脂層に埋設される前記第１の導電体と，前記主軸との短絡又は前記第２の樹脂層に埋設される前記第１の導電体と，前記主軸との短絡の少なくともいずれかの短絡により前記検知信号を発することを特徴とする樹脂軸受保護装置。
【請求項３】
第１の樹脂軸受の摺動面を構成する第１の樹脂層及び第２の樹脂軸受の摺動面を構成する第２の樹脂層に埋設される第２の導電体を備え、前記主軸に代えて、前記第２の導電体が前記第２のアースに接地され、
前記第２の導電体は、櫛歯及び櫛背から成る櫛状構造を形成して前記第１の樹脂層内及び前記第２の樹脂層内においてそれぞれの前記摺動面から等距離に埋設され、前記櫛状構造のうちそれぞれ前記櫛歯に相当する部分が前記主軸の回転方向に対していずれも平行に配置されるとともに、少なくとも一部が、前記主軸の下方の前記第１の樹脂層及び前記第２の樹脂層内に配置され、
前記継電器は、前記第１の樹脂層に埋設される前記第１の導電体及び前記第２の導電体の，前記主軸を介した短絡又は前記第２の樹脂層に埋設される前記第１の導電体及び前記第２の導電体の，前記主軸を介した短絡の少なくともいずれかの短絡により前記検知信号を発することを特徴とする請求項２記載の樹脂軸受保護装置。
【請求項４】
前記継電器が発する前記検知信号を受けて光や音を発する警報部を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の樹脂軸受保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転装置の主軸を支持する樹脂軸受の摺動面を構成する樹脂層に複数の導電材を埋設するとともに導電材にリレー回路を接続し、樹脂層表面の摩耗により導電材が露出した場合に主軸及び導電材が短絡してリレー回路が作動し、主軸の回転停止等を可能とする樹脂軸受保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂軸受は耐摩耗性、耐熱性、安定性に優れた軸受として広く使用されている。
しかし、樹脂軸受は耐熱性や自己潤滑性能を有するが故に、かえって温度上昇や異常振動といった現象が表面化しにくい。よって、これらの現象を発見した時点では既に軸受及び主軸が大きく損傷し、設備に大きな損害が生じているという事態に陥り易いという課題があった。
このような事態を回避する目的で、樹脂軸受の保護装置においても金属製軸受と同様の保護装置が用いられている。金属製軸受の保護装置においては、回転子を摺動するブラシの摩耗限度や温度上昇を検出して軸受の損傷を発見する技術が開発されており、それに関して既にいくつかの発明が開示されている。
【０００３】
特許文献１には、「キャンドモータ」という名称で、キャンドモータにおける軸受の摩耗検出装置に関する考案が開示されている。
特許文献１に開示された考案は、ロータ軸の軸受に摩耗検出軸受を予め許容摩擦量だけ離間して嵌装し、ロータ軸の軸受が許容摩耗量以上に摩耗したときロータ軸の軸受と摩耗検出軸受とが接触して通電するという特徴を有する。
このような特徴の考案においては、ロータ軸の軸受と摩耗検出軸受とが通電すると警報装置が作動し、同時に電動機の通電が断たれるため、ロータ軸の軸受の摩耗及び電動機内部の故障を未然に検出することができる。
【０００４】
次に、特許文献２には、「回転電機における回転子の対固定子への接触検出装置」という名称で、回転子と固定子との異常接触を接触部に流れる電流によって検出する接触検出装置に関する考案が開示されている。
特許文献２に開示された考案は、回転子に常時接触しているブラシと、一端がこのブラシに接続し他端がアースに接続するとともにブラシとアースとの間に電気的直列に配置された電源及び電流検出装置と、から構成される。
このような構成の考案においては、回転子と固定子の異常接触点を介して電源、ブラシ、回転子、固定子、アース、電流検出装置の経路で電流が流れるので、極めて高精度に回転子と固定子との異常接触を検出できる。
【０００５】
特許文献３には、「回転電機の保護装置」という名称で、整流子を摺接するブラシの摩耗が摩耗限度に達したとき、またはブラシの温度が上限温度を超えたとき、これらを検出を可能とする回転電機の保護装置に関する発明が開示されている。
特許文献３に開示された発明は、互いに絶縁された２本の電線と、これら２本の電線に接続され、電線同士が短絡されたときに作動する警報手段と、からなる異常検出手段を備える。さらに摩耗限度に達した時に整流子上に開口する検出孔が設けられ、この検出孔に上記２本の電線が挿入されているブラシを備えている。
このような構成の保護装置においては、ブラシが摩耗限度に達したときまたは上限温度を超えたとき、２本の電線の芯線が露出して芯線同士が短絡し警報手段が作動するため、これらの異常を確実に検出できる。よって、ブラシの摩耗等による整流子とブラシの接触不良を検出でき、この接触不良に起因する整流子の回転停止を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭４８−１０６号公報
【特許文献２】実開昭５９−３４４７５号公報
【特許文献３】特開２００２−２３３１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された考案においては、ロータ軸の軸受の摩耗及び電動機内部の故障を未然に検出することができる。
しかし、ロータ軸の軸受に摩耗検出軸受を予め許容摩擦量だけ離間して嵌装している構造においては、許容摩擦量の設定によって摩耗の検出感度が決定される。許容摩擦量はその軸受に対し最適な設定をするものと思われるが、特許文献１には設定値の根拠についての記載が見当たらず、許容摩擦量の設定が元々不適当な場合やメンテナンス毎の設定のバラツキにより摩耗の検出感度が不安定となって、その電動機の故障を再現性良く未然に検出できない可能性がある。
【０００８】
次に、特許文献２に開示された考案においては、極めて高精度に回転子と固定子との異常接触を検出できる。
しかしながら、電流検出装置に電流が流れるためには回転子と固定子とが異常接触するほかに、ブラシが回転子に常時接触している必要がある。振動やブラシの摩耗でこの状態が維持できない場合も考えられ、このとき回転子と固定子とが異常接触していても電流検出装置に電流が流れない事態となる。よって、ブラシと回転子との接触状態も監視する必要があり、この考案の構成では回転電機の保守管理が不十分となる場合も考えられる。
【０００９】
特許文献３に開示された発明においては、整流子とブラシの摩耗による接触不良に起因する整流子の回転停止を防止できる。
しかし、電線の芯線同士の短絡は芯線が互いに隣接している場合のみが記載されており、露出した芯線の先端が整流子に接触している面積はごくわずかである。したがって、例えば整流子の回転軸が傾いてブラシ中の元々電線が埋設されていない部分のみが局所的に摩耗して変形しても、芯線は露出していないので芯線同士が短絡せず、警報手段が作動しない。
このように、特許文献３に開示された発明においては、摩耗検出可能な面積がごく限られているため、整流子とブラシの摩耗による接触不良を発見することが困難である場合が考えられる。よってこのとき、整流子の回転停止を防止できない可能性がある。
本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、樹脂軸受及び主軸の摩耗を早期に発見し、設備に大損害が発生することを未然に防止できる樹脂軸受保護装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、回転装置の主軸を支持する樹脂軸受に取り付けられる樹脂軸受保護装置であって、樹脂軸受の摺動面を構成する樹脂層に埋設される第１の導電体と、この第１の導電体に一端が接続され，他端が電源に接続される継電器と、樹脂層に埋設され，電源に接続される第２の導電体と、継電器が発する検知信号を受けて回転装置の動作を停止する制御部と、
を備え、第１の導電体及び第２の導電体は、櫛歯及び櫛背から成る櫛状構造を形成して樹脂層内において摺動面から等距離に埋設され、櫛状構造のうちそれぞれ櫛歯に相当する部分が主軸の回転方向に対していずれも平行に配置されるとともに、少なくとも一部が、主軸の下方の樹脂層内に配置され、継電器は，第１の導電体及び第２の導電体の，主軸を介した短絡により検知信号を発することを特徴とする。
上記構成の樹脂軸受保護装置においては、第１の導電体は、線状の導電体を並列して一方の端部同士を連結され、反対端は開放された先端となる櫛状構造を形成する。すなわち、並列した導電体が櫛歯に相当し、連結された部分が櫛背に相当している。第１の導電体は、この櫛背に相当する部分を介して他の電気要素と接続される。第２の導電体も同様の櫛状構造を形成し、その櫛背に相当する部分を介して他の電気要素と接続される。なお、櫛歯に相当する導電体の本数は、第１の導電体と第２の導電体のそれぞれが同一でなくてもよく、また１本ずつであってもよい。
一般的に回転装置では、主軸が回転しながら軸受の摺動面に接触し続けるため、軸受の摺動面が次第に摩耗してくる。摩耗が進行すると第１の導電体及び第２の導電体が露出すると同時に、主軸の荷重により主軸が全体的に下方へ沈下してくる。
したがって上記構成の樹脂軸受保護装置においては、回転装置の主軸を樹脂軸受が支持し、第１の導電体及び第２の導電体がこの樹脂軸受の摺動面を構成する樹脂層に埋設されているため、主軸の回転により樹脂層が摩耗すると主軸が導電体に接触する。
このとき、第１の導電体及び第２の導電体は、摺動面から等距離に配置されるため、主軸の回転により請求項１における樹脂層が摩耗すると、同時期に第１の導電体及び第２の導電体と接触する。請求項２及び請求項３における第１の樹脂層及び第２の樹脂層においても同様である。
なお、第１の導電体及び第２の導電体が摺動面から等距離に配置されるとは、すべての導電体が完全に等距離に配置されることに限られず、各導電体が摺動面から等距離とは概ね等距離、すなわちわずかに異なる距離に配置される場合も含む概念である。
そして、第１の導電体及び第２の導電体は少なくとも一部が、主軸の下方の樹脂層内に配置されることから、主軸がこれらの導電体と接触する位置は必ず主軸の下方を含む。例えば、第１の導電体及び第２の導電体が主軸を全周に亘って取り囲むように樹脂層に埋設されている場合には、主軸の下方のみならず主軸の全周すべてがこれらの導電体と接触することが考えられる。逆に、主軸の下方のうち、最下縁付近に対向する樹脂層のみに第１の導電体及び第２の導電体が埋設されている場合は、主軸はこれら導電体の埋設部分全体と接触することが考えられる。
また、これらの導電体は主軸の下方の樹脂層内に配置されるため、上記のいずれの場合であっても第１の導電体及び第２の導電体は、一方の導電体のみが主軸と接触するのではなく両方の導電体が主軸と接触しうる位置に埋設されている。
このように、主軸が第１の導電体及び第２の導電体に接触したとき、これらの導電体は主軸を介して短絡した状態になる。より詳細には、第１の導電体が櫛状構造を形成するので、櫛歯に相当する導電体のうち少なくとも１本に、又は櫛背に相当する部分に主軸が接触すると第１の導電体と主軸が短絡する。第２の導電体においても同様である。
また、第１の導電体に一端が接続され，他端が電源に接続される継電器と、電源に接続される第２の導電体と、を備えることから、第１の導電体と第２の導電体とは継電器及び電源を介して接続されている。樹脂層が摩耗していないとき、すなわち、これらの導電体が主軸を介して短絡していないときは、第１の導電体と、主軸と、第２の導電体と、電源と、継電器とは、閉回路を形成しない。
一方、樹脂層が摩耗して第１の導電体及び第２の導電体が主軸を介して短絡したとき、第１の導電体と、主軸と、第２の導電体と、電源と、継電器とは、閉回路を形成する。すると、継電器に電源電圧の一部が印加され電流が流れることで継電器が作動する。継電器の作動によって継電器から制御部へと電流が流れ、制御部がこの電流を受信すると主軸の回転を停止する。前述の「継電器は，第１の導電体及び第２の導電体の，主軸を介した短絡により検知信号を発する」とは、短絡発生によって、継電器に電源電圧の一部が印加されて動作することで短絡を検出することになり、その際に継電器に発生する電流によって制御部を作動させることから、この継電器で発生した電流が、制御部を作動させるための信号として利用されることを意味する。
【００１１】
次に、請求項２記載の発明は、回転装置の主軸を支持する第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受に取り付けられる樹脂軸受保護装置であって、第１の樹脂軸受の摺動面を構成する第１の樹脂層及び第２の樹脂軸受の摺動面を構成する第２の樹脂層に埋設される第１の導電体と、第１の導電体に一端が接続され，他端は電源を介して第１のアースに接地される継電器と、継電器が発する検知信号を受けて回転装置の動作を停止する制御部と、を備え、主軸は、第２のアースに接地され、第１の導電体は、櫛歯及び櫛背から成る櫛状構造を形成して第１の樹脂層内及び第２の樹脂層内においてそれぞれの摺動面から等距離に埋設され、櫛状構造のうちそれぞれ櫛歯に相当する部分が主軸の回転方向に対していずれも平行に配置されるとともに、少なくとも一部が、主軸の下方の第１の樹脂層及び第２の樹脂層内に配置され、継電器は、第１の樹脂層に埋設される第１の導電体と，主軸との短絡又は第２の樹脂層に埋設される第１の導電体と，主軸との短絡の少なくともいずれかの短絡により検知信号を発することを特徴とする。
上記構成の樹脂軸受保護装置においては、回転装置の主軸を第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受が支持する。第１の樹脂軸受の摺動面を構成する第１の樹脂層及び第２の樹脂軸受の摺動面を構成する第２の樹脂層に第１の導電体が埋設されることから、第１の樹脂層及び第２の樹脂層がそれぞれ摩耗すると、主軸がこれら第１の導電体に接触する。なお、第１の導電体の櫛状構造、及び第１の導電体が第１の樹脂層及び第２の樹脂層内においてそれぞれの摺動面から等距離に埋設される構成や櫛状構造のうちそれぞれ櫛歯に相当する部分が主軸の回転方向に対していずれも平行に配置される構成は、請求項１に係る第１の導電体の場合と同様であるため、その説明を省略する。
そして、第１の導電体は少なくとも一部が、主軸の下方の第１の樹脂層及び第２の樹脂層内に配置されるので、請求項１と同様に主軸がこれら第１の導電体と主軸の下方を含む位置においてそれぞれ接触し、主軸と第１の樹脂層に埋設された第１の導電体及び主軸と第２の樹脂層に埋設された第１の導電体はそれぞれ独立して短絡する。より詳細には、第１の導電体の櫛歯に相当する導電体のうち少なくとも１本に、又は櫛背に相当する部分に主軸が接触すると第１の導電体と主軸が短絡する。
さらに、第１の導電体に一端が接続され，他端は電源を介して第１のアースに接地される継電器と、を備えることから、第１の樹脂層及び第２の樹脂層に埋設される第１の導電体は、継電器及び電源を介して第１のアースに接地される。
したがって、第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受のいずれにおいても短絡が発生していないときは、これら第１の導電体と、主軸とは絶縁されており、これら第１の導電体と、継電器と、電源と、第１のアースとは１つの独立した回路要素である。また、主軸と、第２のアースももう１つの独立した回路要素である。したがって、これら双方の第１の導電体と、主軸と、第２のアースと、第１のアースと、電源と、継電器とは、閉回路を形成しない。
これに対し、第１の樹脂軸受のみにおいて短絡するとき、第１の樹脂層に埋設される第１の導電体と、主軸と、第２のアースと、第１のアースと、電源と、継電器とは、閉回路を形成する。
次に、第２の樹脂軸受のみにおいて短絡するとき、第２の樹脂層に埋設される第１の導電体と、主軸と、第２のアースと、第１のアースと、電源と、継電器とは、上記とは短絡場所が異なった閉回路を形成する。
なお、第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受のいずれにおいても短絡するときは、双方の第１の導電体と、主軸と、第２のアースと、第１のアースと、電源と、継電器とは閉回路を形成する。
以上のようにいずれの閉回路においても電源からの電流が流れ、請求項１と同様に継電器が作動する。すなわち、第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受の双方同時に閉回路が形成される場合でも、またいずれか一方の閉回路が形成される場合であっても、継電器が作動する。
【００１２】
さらに、請求項３記載の発明は、請求項２に記載の樹脂軸受保護装置において、  第１の樹脂軸受の摺動面を構成する第１の樹脂層及び第２の樹脂軸受の摺動面を構成する第２の樹脂層に埋設される第２の導電体を備え、主軸に代えて、第２の導電体が第２のアースに接地され、第２の導電体は、櫛歯及び櫛背から成る櫛状構造を形成して第１の樹脂層内及び第２の樹脂層内においてそれぞれの摺動面から等距離に埋設され、櫛状構造のうちそれぞれ櫛歯に相当する部分が主軸の回転方向に対していずれも平行に配置されるとともに、少なくとも一部が、主軸の下方の第１の樹脂層及び第２の樹脂層内に配置され、継電器は、第１の樹脂層に埋設される第１の導電体及び第２の導電体の，主軸を介した短絡又は第２の樹脂層に埋設される第１の導電体及び第２の導電体の，主軸を介した短絡の少なくともいずれかの短絡により検知信号を発することを特徴とする。
上記構成の樹脂軸受保護装置においては、請求項２の発明と同様に、第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受が主軸を支持する。しかし、第１の樹脂軸受の摺動面を構成する第１の樹脂層及び第２の樹脂軸受の摺動面を構成する第２の樹脂層に埋設される第２の導電体を備えることから、請求項２記載の発明と異なり第１の樹脂軸受には第１の導電体及び第２の導電体がその樹脂層に埋設されるため、第１の樹脂軸受単独でこれら導電体が主軸を介して短絡する。第２の樹脂軸受にもこれら両方の導電体がその樹脂層に埋設されることから、第２の樹脂軸受も単独で同様の短絡が発生する。この他、第２の導電体の櫛状構造、及び第２の導電体が第１の樹脂層及び第２の樹脂層内においてそれぞれの摺動面から等距離に埋設される構成や櫛状構造のうちそれぞれ櫛歯に相当する部分が主軸の回転方向に対していずれも平行に配置される構成は、請求項１に係る第２の導電体の場合と同様であるため、その説明を省略する。
さらに、主軸に代えて、第２の導電体が第２のアースに接地されるが、第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受のいずれにおいても上記短絡が発生していないときは、第１の樹脂層及び第２の樹脂層に埋設される第１の導電体と、第１の樹脂層及び第２の樹脂層に埋設される第２の導電体とは絶縁されており、これら第１の導電体と、継電器と、電源と、第１のアースと、は１つの独立した回路要素である。また、第２の導電体と、第２のアースももう１つの独立した回路要素である。したがって、第１の導電体と、主軸と、第２の導電体と、第２のアースと、第１のアースと、電源と、継電器とは、閉回路を形成しない。
これに対し、第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受のいずれにおいても短絡するときは、上記の第１の導電体と、主軸と、第２の導電体と、第２のアースと、第１のアースと、電源と、継電器とは閉回路を形成する。
一方、第１の樹脂軸受のみにおいて短絡するとき、第１の導電体と、主軸と、第２の導電体と、第２のアースと、第１のアースと、電源と、継電器とは、閉回路を形成する。
次に、第２の樹脂軸受のみにおいて短絡するとき、第１の導電体と、主軸と、第２の導電体と、第２のアースと、第１のアースと、電源と、継電器とは、上記とは短絡場所が異なった閉回路を形成する。
以上のようにいずれの閉回路においても電源からの電流が流れ、請求項１と同様に継電器が作動する。すなわち、第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受の双方同時に閉回路が形成される場合でも、またいずれか一方の閉回路が形成される場合であっても、継電器が作動する。
この他、請求項２に記載の樹脂軸受保護装置と同様の作用を有する。
【００１５】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の樹脂軸受保護装置において、継電器が発する検知信号を受けて光や音を発する警報部を備えたことを特徴とする。
上記構成の樹脂軸受保護装置においては、継電器が発する検知信号を受けて光や音を発する警報部を備えるため、主軸が第１の導電体及び第２の導電体に接触したことが認知される。警報部は、光又は音のどちらか、または光及び音の両方の警報を発する。
この他、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の樹脂軸受保護装置と同様の作用を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１記載の樹脂軸受保護装置においては、主軸がこれら両方の導電体と接触する位置は必ず主軸の下方を含んでいることから、樹脂層が摩耗して主軸が下方へ沈下すると主軸がこれら両方の導電体と必ず短絡状態となるので、確実に樹脂層の摩耗を検出することができる。すなわち、樹脂層が摩耗すると、同時期に主軸が第１の導電体及び第２の導電体と接触する。したがって、摩耗しているにも関わらず主軸とこれら導電体のうちどちらか一方との短絡しか起こらず、継電器に電流が流れないという事態を回避することができる。
より詳細には、第１の導電体及び第２の導電体は櫛状構造であり、櫛歯に相当する導電体のうち少なくとも１本に、又は櫛背に相当する部分に主軸が接触すると第１の導電体と主軸が短絡する。第２の導電体においても同様である。したがって、導電体が櫛状構造を有しない場合に比べて樹脂層の短絡可能な面積が広く、摩耗の検出感度が高いといえる。
このように短絡したとき、第１の導電体と、主軸と、第２の導電体と、電源と、継電器とは、閉回路を形成して継電器が作動し、継電器から制御部へと電流が流れる。すなわち継電器が検知信号を発生させる。一方、短絡していないときは閉回路を形成せず検知信号を発生しないことから、継電器が検知信号を発生するときは樹脂層が摩耗している場合に限られるので、この信号は十分信頼性を有するものとなる。
そして、制御部がこの検知信号を受信すると主軸の回転を停止させるので、素早い主軸の回転停止が可能であり、樹脂軸受や主軸の異常を早期に発見し大規模な損害を未然に防止できる。
【００１７】
本発明の請求項２記載の樹脂軸受保護装置においては、主軸が第１の樹脂層及び第２の樹脂層に埋設された第１の導電体と接触し、しかも双方の第１の導電体は同時に主軸と接触しうる位置である。よって、短絡検出の範囲が請求項１よりも広範囲であり、高感度である。より詳細には、第１の導電体は櫛状構造であり、櫛歯に相当する導電体のうち少なくとも１本に、又は櫛背に相当する部分に主軸が接触すると第１の導電体と主軸が短絡する。したがって、導電体が櫛状構造を有しない場合に比べて樹脂層の短絡可能な面積が広く、摩耗の検出感度が高いといえる。
また、主軸の下方以外の樹脂層内にも第１の導電体が埋設された場合には、例えば主軸が振動し下方以外の樹脂層に接触するとこれらの導電体は主軸を介して短絡するので、樹脂層の摩耗と同時に発生している他の異常を検出することができる。
本発明の請求項２記載の樹脂軸受保護装置においては、第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受の双方同時に閉回路が形成される場合でも、またいずれか一方の閉回路が形成される場合であっても、継電器が作動する。これに対し、請求項１記載の樹脂軸受保護装置においては、主軸が第１の樹脂軸受のみにおいて第１の導電体及び第２の導電体と同時に接触したときに閉回路を形成し継電器が作動することから、請求項１記載の樹脂軸受保護装置よりも摩耗箇所を感度良く検出でき、早期に摩耗を検出できる。
この他、主軸が第２のアースに接地されることから、主軸が接地される構造である水力発電の発電機に適用することができる。
この他、請求項１記載の樹脂軸受保護装置と同様の有利な効果を有する。
【００１８】
本発明の請求項３記載の樹脂軸受保護装置においては、樹脂層が摩耗すると、同時期に主軸が第１の導電体及び第２の導電体と接触する。したがって、摩耗しているにも関わらず主軸とこれら導電体のうちどちらか一方との短絡しか起こらず、継電器に電流が流れないという事態を回避することができる。すなわち、第１の樹脂軸受及び第２の樹脂軸受の双方に、またいずれか一方の閉回路が形成されると継電器が作動するため、請求項２記載の樹脂軸受保護装置と同様に摩耗箇所をより感度良く検出でき、早期に摩耗を検出できる。主軸が絶縁されている構造の発電機では、主軸を接地できないため、請求項２記載の樹脂軸受保護装置のように構成することができず、請求項３に記載の本発明のように構成することで、請求項２と同様の効果を発揮することができる。
さらに、第１の導電体及び第２の導電体は櫛状構造であるため、導電体が櫛状構造を有しない場合に比べて樹脂層の短絡可能な面積が広く、摩耗の検出感度が高いといえる。
この他、請求項２記載の樹脂軸受保護装置と同様の有利な効果を有する。
【００２１】
本発明の請求項４記載の樹脂軸受保護装置においては、警報により主軸が第１の導電体及び第２の導電体に接触したことが認知される。また警報部は、光又は音のどちらか、または光及び音の両方の警報を発することから、多くの作業者が警報が発せられたことを明確に認知できる。したがって、樹脂軸受の摩耗を見逃すことがなく、保守作業に速やかに着手することができる。
この他、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の樹脂軸受保護装置と同様の有利な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１に係る樹脂軸受保護装置の回路図である。
【図２】図１におけるＡ―Ａ線矢視断面図である。
【図３】図２におけるＣ―Ｃ線矢視断面図である。
【図４】実施例２に係る樹脂軸受保護装置の回路図である。
【図５】実施例３に係る樹脂軸受保護装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２３】
本発明に係る実施例１の樹脂軸受保護装置について、図１乃至図３を用いて詳細に説明する。
図１は、実施例１に係る樹脂軸受保護装置の回路図であり、図２はそのＡ―Ａ線矢視断面図である。また、図３は図２におけるＣ―Ｃ線矢視断面図である。
図１は、樹脂軸受保護装置１を上方視した場合であり、樹脂軸受２の摺動面を構成する樹脂層１５（図２参照）中に複数の第１の導電体３及び複数の第２の導電体４が埋設される。
第１の導電体３及び第２の導電体４の形状について述べると、第１の導電体３及び第２の導電体４は、いずれも細い線状である。その本数はそれぞれ４本であり同数である。しかし、この本数はそれぞれ４本以外の複数でもよく、１本ずつであってもよい。また、それぞれが必ずしも同数でなくてもよい。
そして、４本の第１の導電体３を並列させるとともに同一端部は１本の直線状の導電体を用いてすべて連結されている。連結に用いられた導電体は基端部５であって、第１の導電体３及び基端部５は櫛状導電体７を形成する。第２の導電体４の場合も同様に、４本の第２の導電体４及び基端部６が櫛状導電体８を形成する。４本ずつの第１の導電体３及び第２の導電体４がそれぞれ櫛歯に相当し、基端部５及び基端部６がそれぞれ櫛背に相当している。
さらに櫛状導電体７及び櫛状導電体８は、それぞれの基端部５，６とは反対端同士を対向させるものの、互いにずらして一定の距離をおき櫛状導電体７及び櫛状導電体８同士が全く接触しない形状に組み合わせられる。すなわち、対向櫛状導電体９を形成する。この対向櫛状導電体９が樹脂層１５に埋設される。
次に、第１の導電体３の樹脂層１５上における方向について述べると、第１の導電体３の長手方向は、樹脂軸受２の周方向に平行であり、主軸１４（図２参照）が回転する方向Ｂに対し平行に設置される。また、完全に平行でなくとも、略平行である場合も含まれる。第２の導電体４の長手方向についても同様である。
そして、対向櫛状導電体９と他の電気要素との接続について述べると、基端部５を介して継電器１１に接続されるとともに、基端部６を介して電源１０に接続される。一方で継電器１１と電源１０同士も接続される。
この継電器１１は、複数の接点を内蔵し（図示せず）、このうちの１個の接点は、基端部５と接続される。また、他の接点を介して主軸１４の回転を停止する制御部１２に接続される。これらの接点は同時に導通状態となることはなく、主軸１４と第１の導電体３及び第２の導電体４とが接触していない場合は、前者の接点が基端部５と導通状態となっている。主軸１４と第１の導電体３及び第２の導電体４とが接触すると接点が切り替わり、導通状態となるのは後者の接点である。
次いで、制御部１２は警報部１３に接続される。警報部１３は、光や音といった警報を発生させる。この警報は、光または音の一方でもよいし、光及び音が同時に発せられてもよい。また警報部１３の設置場所は、樹脂軸受保護装置１内のいずれであってもよいし、この他制御モニター上等の任意の場所にすることができる。
【００２４】
次に、図２について説明する。図２は、図１のＡ―Ａ線矢視断面図であり、主軸１４を支持する樹脂軸受２を側方視した場合の断面図である。
樹脂軸受２は、主軸１４との摺動面を構成する樹脂層１５と、その外周の台金１６と、からなる。台金１６の外周のうち床面方向にはさらに軸受台１７が設けられ、軸受台１７は主軸１４及び樹脂軸受２を支持する。樹脂軸受２は主軸１４の両端に１個ずつ設けられるが、対向櫛状導電体９（図１参照）が設けられるのはいずれか一方の樹脂軸受２である。
樹脂層１５の全周のうち、主軸１４の下方において対向櫛状導電体９が埋設される。対向櫛状導電体９の一部を形成する第１の導電体３及び第２の導電体４は、主軸１４との摺動面から台金１６方向に向かって等距離の深さに埋設される。図２では、樹脂層厚のほぼ半分の深さに埋設されているが、所望の深さに埋設することができる。なお、第１の導電体３及び第２の導電体４がすべて完全な等距離でない場合であっても、主軸１４表面と、第１の導電体３及び第２の導電体４とが接触可能な限りにおいてほぼ等距離であることが望ましい。
【００２５】
さらに、図３について説明する。図３は、図２におけるＣ―Ｃ線矢視断面図であり、樹脂軸受２の横断面を示したものである。軸受台１７は主軸１４、台金１６及び樹脂層１５を支持する。
図３に示すように、対向櫛状導電体９（図１参照）の一部をなす第１の導電体３及び第２の導電体４は主軸１４の下方の樹脂層１５に埋設されている。以下、主軸１４の下方とは、主軸１４を軸受台１７方向へ垂直に投影させたとき主軸１４の直径内に含まれる範囲をいう。
第１の導電体３及び第２の導電体４を側方視したときの形状は円弧状であり、主軸１４の外周の一部に形状がほぼ一致する。なお、これら導電体は少なくとも主軸１４の下方に埋設されている部分があれば、樹脂層１５面のどの範囲に埋設されていてもよい。例えば、主軸１４の外周を取り巻いていてもよく、また主軸１４の下方の最底部のみにわずかに埋設されていてもよい。
【００２６】
次に、実施例１に係る樹脂軸受保護装置１の作用について説明する。
樹脂軸受保護装置１では、第１の導電体３及び第２の導電体４の本数はそれぞれ４本であるため、１本ずつの場合よりも主軸１４が接触可能な面積が増大する。
さらに、４本の第１の導電体３及び１本の基端部５は櫛状導電体７を形成し、４本の第２の導電体４及び１本の基端部６は櫛状導電体８を形成することから、樹脂層１５面のより広い範囲内に導電体が埋設され、主軸１４が接触可能な面積がさらに増大する。
そして、櫛状導電体７及び櫛状導電体８は対向櫛状導電体９を形成し、互いにずらして一定の距離をおき櫛状導電体７及び櫛状導電体８同士が全く接触しない形状に組み合わせられるので、主軸１４が対向櫛状導電体９に接触したときに限って主軸１４と第１の導電体３及び第２の導電体４とが短絡状態となる。
これに加え、対向櫛状導電体９を側方視したときの形状は円弧状であり、主軸１４の外周の一部にほぼ一致することから、主軸１４表面と密着し、密着した場合でも主軸１４表面を傷つけにくい。
【００２７】
また、樹脂軸受保護装置１では、主軸１４の回転により樹脂軸受２の摺動面を構成する樹脂層１５が摩耗すると、主軸１４自身の荷重によって主軸１４は下方へと沈下してくる。
樹脂層１５中には、対向櫛状導電体９が主軸１４の下方において埋設されるため、樹脂層１５が摩耗すると対向櫛状導電体９は樹脂層１５の表面に露出し、同時に主軸１４が下方へと沈下してくるので対向櫛状導電体９に接触する。
また、対向櫛状導電体９は、少なくとも主軸１４の下方に埋設されている部分があればよいため、主軸１４が対向櫛状導電体９と接触する位置は必ず主軸１４の下方を含むこととなる。この例として対向櫛状導電体９が主軸１４の外周を取り巻いている場合には主軸１４の振動などにより、主軸１４の下方以外においても対向櫛状導電体９と接触する場合もある。
さらに、埋設された深さについては、樹脂層厚のほぼ半分の深さであり、この深さまで樹脂層１５の摩耗が進行すると主軸１４が対向櫛状導電体９に接触する。つまり、第１の導電体３及び第２の導電体４は、主軸１４との摺動面から台金１６方向に向かってほぼ等距離の深さに埋設されるので、これらの両方に対し同時に接触する。
なお、第１の導電体３及び第２の導電体４は、樹脂層１５を上方視した場合いずれも細い線状であり、長手方向が主軸１４が回転する方向Ｂに対し平行に設置されることから、これら導電体が主軸１４と接触した場合でも主軸１４の回転を妨げる可能性はわずかである。
【００２８】
次に、櫛状導電体７の基端部５は継電器１１に接続され、櫛状導電体８の基端部６は電源１０に接続され、一方で継電器１１と電源１０同士も接続されることから、櫛状導電体７と櫛状導電体８とは継電器１１及び電源１０を介して接続される。したがって、櫛状導電体７及び櫛状導電体８とが主軸１４を介して短絡していないときは、第１の導電体３と、主軸１４と、第２の導電体４と、電源１０と、継電器１１とは、閉回路を形成しない。
一方、櫛状導電体７及び櫛状導電体８とが主軸１４を介して短絡したとき、第１の導電体３と、主軸１４と、第２の導電体４と、電源１０と、継電器１１とは、閉回路を形成し、これによって継電器１１に電源１０の電圧が一部印加される。
この継電器１１は、複数の接点を内蔵し、電圧が印加されることによって、第１の導電体３の基端部５に接続された接点から制御部１２に接続される接点へと切り替わるので、継電器１１と制御部１２とが導通状態となる。よって継電器１１から制御部１２へと電流が流れる。
制御部１２は電流が流れると直ちに主軸１４の回転を停止する。制御部１２は警報部１３に接続されているため警報部１３にもこの電流が流れ、光や音といった警報を発生させる。なお、警報部１３を制御部１２を介さず継電器１１に直接接続させて、制御部１２と警報部１３とに並列して継電器１１からの電流が流入するようにしてもよい。
また、この警報は光または音の一方でもよいし、光及び音が同時に発せられてもよく、警報部１３は認知されやすい任意の場所に設置することができるため、主軸１４が回転停止したことが明確となる。
【００２９】
次に、実施例１に係る樹脂軸受保護装置１の効果について説明する。
樹脂軸受保護装置１では、樹脂層１５面のより広い範囲内に櫛状導電体７及び櫛状導電体８が埋設され、主軸１４が接触可能な面積がさらに増大することから、主軸１４とこれら導電体の短絡を感度良く検出することができる。
そして、櫛状導電体７及び櫛状導電体８は対向櫛状導電体９を形成し、主軸１４が対向櫛状導電体９に接触したときに限って主軸１４と第１の導電体３及び第２の導電体４とが短絡状態となるので、検出精度がよい。
これに加え対向櫛状導電体９が主軸１４表面と密着することからも、感度良く短絡を検出することができる。さらに密着した場合でも主軸１４表面を傷つけにくいことから、設備の破損防止という目的に適ったものである。
また、主軸１４が対向櫛状導電体９と接触する位置は必ず主軸１４の下方を含んでいるので、樹脂層１５の摩耗に伴い主軸１４が下方へ沈下してくると、主軸１４が対向櫛状導電体９と短絡状態となる。よって、確実に樹脂層１５の摩耗を検出することができる。この他、対向櫛状導電体９が主軸１４の外周を取り巻いている場合には主軸１４の下方以外においても対向櫛状導電体９と接触する場合もあるので、より広い範囲での摩耗を検出できる。
さらに、第１の導電体３及び第２の導電体４は、主軸１４との摺動面から台金１６方向に向かってほぼ等距離の深さに埋設されるので、主軸１４がこれらの両方に対し同時に接触する。よって、樹脂層１５が摩耗しているにも関わらず第１の導電体３及び第２の導電体４のうちどちらか一方との短絡しか起こらず、摩耗を検出できないという不都合が起こらない。
次に、櫛状導電体７及び櫛状導電体８とが主軸１４を介して短絡したときに限って、第１の導電体３と、主軸１４と、第２の導電体４と、電源１０と、継電器１１とは、閉回路を形成し、これによって継電器１１から制御部１２へと電流が流れることから、この回路の動作は正確であり、信頼性が高い。また、継電器１１は、電圧が印加されることによって接点が切り替わるため、素早い応答が可能である。
そして、制御部１２は電流が流れると直ちに主軸１４の回転を停止するので、樹脂軸受や主軸の異常を早期に発見し大規模な損害を未然に防止できる。
また、警報部１３にもこの電流が流れて光または音の一方、或いは光及び音が同時に発せられ、また警報部１３は認知されやすい任意の場所に設置することができるため、多くの作業者が主軸１４が回転停止したことを明確に認知できる。
さらに、制御部１２と警報部１３とに並列して継電器１１からの電流が流入するようにしてもよいことから、主軸１４が直ちに回転停止した後制御部１２に流れる電流が不要となり遮断させたとしても、警報は持続させることができるので十分に主軸１４の回転停止が起こったことを認知する時間が確保される。
【実施例２】
【００３０】
本発明に係る実施例２の樹脂軸受保護装置について、図４を用いて詳細に説明する。なお、図１乃至図３で示した構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図４は実施例２に係る樹脂軸受保護装置の回路図であり、これを上方視した場合である。
実施例２に係る樹脂軸受保護装置１８は、主軸１４を第１の樹脂軸受１９及び第２の樹脂軸受２０が支持する。図４に示すように、第１の樹脂軸受１９の摺動面を構成する第１の樹脂層２１に櫛状導電体７が埋設され、第２の樹脂軸受２０の摺動面を構成する第２の樹脂層２２にも櫛状導電体７が埋設される。
実施例１では、第１の導電体３及び第２の導電体４がそれぞれ基端部５及び基端部６と連結されて櫛状導電体７及び櫛状導電体８を形成し、更に対向櫛状導電体９を形成するが、実施例２では櫛状導電体７を形成するにとどまり、対向櫛状導電体９を形成しない点が異なっている。
【００３１】
ここで、図４に示されてはいないが、第１の樹脂層２１と第２の樹脂層２２の樹脂層厚は、全く同じであり、櫛状導電体７が埋設される深さは各樹脂層とも等しい。なお、この深さはすべて完全な等距離でない場合であっても、主軸１４表面と櫛状導電体７とが同時に接触可能な限りにおいてほぼ等距離が望ましい。
さらに、櫛状導電体７を側方視したときの形状は円弧状であり、主軸１４の外周の一部に形状がほぼ一致する。
そして、櫛状導電体７は、主軸１４の下方の第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２に埋設される。なお、櫛状導電体７は少なくとも主軸１４の下方に埋設されている部分があれば、第１の樹脂層２１面又は第２の樹脂層２２面のどの範囲に埋設されていてもよい。
【００３２】
再び図４に戻ると、櫛状導電体７を形成する第１の導電体３の長手方向は、第１の樹脂軸受１９の周方向に平行であり、主軸１４が回転する方向Ｂに対し平行に設置される。また、完全に平行でなくとも、略平行である場合も含まれるのは実施例１と同様である。
そして、第１の樹脂層２１に埋設された櫛状導電体７と他の電気要素との接続について述べると、この櫛状導電体７は第１の連結部２７を介して継電器１１に接続される。継電器１１は電源１０に接続され、電源１０は第１のアース２３に接地される。
一方、第２の樹脂層２２に埋設された櫛状導電体７も第１の連結部２７を介して第１のアース２３に接地される。
また、主軸１４は、第２のアース２４に接地される。
すなわち、第１の樹脂層２１に埋設された櫛状導電体７と、継電器１１と、電源１０と、第１のアース２３とは、１つの独立した回路要素である。また、第２の樹脂層２２に埋設された櫛状導電体７と、継電器１１と、電源１０と、第１のアース２３とも、１つの独立した回路要素である。さらに、主軸１４と、第２のアース２４とも、もう１つの独立した回路要素である。
また、継電器１１及び制御部１２の構成は実施例１と同様である。
【００３３】
次に、実施例２に係る樹脂軸受保護装置１８の作用について説明する。
樹脂軸受保護装置１８では、主軸１４の回転により第１の樹脂軸受１９の摺動面を構成する第１の樹脂層２１が摩耗すると、主軸１４自身の荷重によって主軸１４は下方へと沈下してくる。他方の第２の樹脂軸受２０の摺動面を構成する第２の樹脂層２２が摩耗すると、第２の樹脂軸受２０側とは独立に主軸１４は下方へと沈下してくる。
櫛状導電体７は、主軸１４の下方の第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２に埋設されるため、第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２が摩耗すると櫛状導電体７はそれぞれの樹脂層２１，２２の表面に露出し、主軸１４と接触する。
さらに、櫛状導電体７が埋設される深さは各樹脂層で等しいことから、第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２の摩耗が同程度である場合は、これらの両方に対し主軸１４が同時に接触する。
また、櫛状導電体７は、少なくとも主軸１４の下方に埋設されている部分があればよいため、主軸１４がこれらと接触する位置は必ず主軸１４の下方を含むこととなる。
このように、主軸１４と第１の樹脂層２１に埋設された櫛状導電体７、主軸１４と第２の樹脂層２２に埋設された櫛状導電体７とが同時に接触するときに、主軸１４とこれら櫛状導電体７はそれぞれ短絡状態になる。また、実施例１の樹脂軸受保護装置１と異なり、主軸１４とこれら櫛状導電体７のいずれか一方が接触した場合にも、独立に短絡状態になる。
【００３４】
上記のように、第１の樹脂層２１に埋設された櫛状導電体７〜第１のアース２３と、第２の樹脂層２２に埋設された櫛状導電体７〜第１のアース２３と、主軸１４〜第２のアース２４とは、別個独立の回路であるので、第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２に埋設された櫛状導電体７とが主軸１４と短絡しないとき閉回路を形成しない。
これに対し、主軸１４が第１の樹脂層２１に埋設された櫛状導電体７に接触したとき、この櫛状導電体７と、主軸１４と、第２のアース２４と、第１のアース２３と、電源１０と、継電器１１とは、閉回路を形成しこれによって継電器１１に電流が流れる。
また、主軸１４が第２の樹脂層２２に埋設された櫛状導電体７に接触したとき、この櫛状導電体７と、主軸１４と、第２のアース２４と、第１のアース２３と、電源１０と、継電器１１とは、閉回路を形成しこれによって継電器１１に電流が流れる。
さらに、主軸１４が双方の櫛状導電体７に同時に接触したとき、上記の２種類の閉回路が同時に形成され、継電器１１に電源１０の電圧の一部が印加される。
この継電器１１は、電流が流れることによって、第１の連結部２７に接続された接点から制御部１２に接続される接点へと切り替わるので、制御部１２に電流が流れる。
この他、実施例１に係る樹脂軸受保護装置１と同様の作用を有する。
【００３５】
次に、実施例２に係る樹脂軸受保護装置１８の効果について説明する。
樹脂軸受保護装置１８では、第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２に櫛状導電体７が埋設されるため、実施例１で対向櫛状導電体９が埋設されているのは樹脂軸受２の一ヶ所のみであったのに対し、本実施例では第１の樹脂軸受１９及び第２の樹脂軸受２０の２ヶ所であるから、より広範囲に主軸１４の摩耗を検出できる。
また、第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２に埋設される櫛状導電体７に主軸１４が同時に接触するときの他、一方のみに接触する場合であっても確実に第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２の摩耗を検出することができ、精度がよい。
さらに、一方のみに接触する場合であっても確実に第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２の摩耗を検出することができるので、第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２の摩耗が同程度でない場合にも摩耗を検出できる。よって、例えば主軸１４がその長軸方向に傾斜を起こしている場合であって、第１の樹脂層２１のみが激しく摩耗しているが、第２の樹脂層２２は摩耗していないといった場合でも検出可能で、実施例１に比べて検出感度が高く、より早期に異常を検出することができる。したがって、摩耗に伴う摩耗以外の異常をも検出することができる。  加えて、本実施例に係る樹脂軸受保護装置１８は、後述の実施例３に係る樹脂軸受保護装置２５のように対向櫛状導電体９，２６（図５参照）を備えないため、この装置と比較してより簡単な構造でありながら、上記の有利な効果を有する点が優れている。ただし、本実施例に係る樹脂軸受保護装置１８は主軸１４が第２のアース２４に接地されることから、主軸が接地される構造であることが必要であり、例として水力発電の発電機に適用することができる。
この他、実施例１に係る樹脂軸受保護装置１と同様の有利な効果を有する。
【実施例３】
【００３６】
本発明に係る実施例３の樹脂軸受保護装置について、図５を用いて詳細に説明する。なお、図１乃至図４で示した構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図５は実施例３に係る樹脂軸受保護装置の回路図であり、これを上方視した場合である。
実施例３に係る樹脂軸受保護装置２５は、主軸１４（図２参照）を第１の樹脂軸受１９及び第２の樹脂軸受２０が支持する。図５に示すように、第１の樹脂軸受１９の摺動面を構成する第１の樹脂層２１に対向櫛状導電体９が埋設され、第２の樹脂軸受２０の摺動面を構成する第２の樹脂層２２には対向櫛状導電体２６が埋設される。
実施例２では、第１の樹脂層２１に櫛状導電体７及び第２の樹脂層２２に櫛状導電体８が埋設されていたが、実施例３では第１の樹脂層２１に対向櫛状導電体９、及び第２の樹脂層２２に対向櫛状導電体２６が埋設されている点が異なっている。
対向櫛状導電体２６は、櫛状導電体７及び櫛状導電体８が接触しない構造に形成したものであり、対向櫛状導電体９と同一な構造である。
ここで、図５に示されてはいないが、対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６が埋設される深さはそれぞれ第１の樹脂層２１と第２の樹脂層２２において等しい深さに埋設される。さらに、対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６を側方視したときの形状は円弧状であり、主軸１４の外周の一部に形状がほぼ一致する。
そして、対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６は、それぞれ主軸１４の下方の第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２に埋設される。なお、対向櫛状導電体９は少なくとも主軸１４の下方に埋設されている部分があれば、第１の樹脂層２１面のどの範囲に埋設されていてもよい。対向櫛状導電体２６においても少なくとも主軸１４の下方に埋設されている部分があれば、第２の樹脂層２２面のどの範囲に埋設されていてもよい。
【００３７】
再び図５に戻ると、対向櫛状導電体９を形成する第１の導電体３及び第２の導電体４の長手方向は、第１の樹脂軸受１９の周方向に平行であり、主軸１４が回転する方向Ｂに対し平行に設置される。また、完全に平行でなくとも、略平行である場合も含まれるのは実施例１と同様である。対向櫛状導電体２６についても同様である。
そして、対向櫛状導電体９と他の電気要素との接続について述べると、対向櫛状導電体９の基端部５は、対向櫛状導電体２６の基端部５と第１の連結部２７で連結されたのち継電器１１に接続される。継電器１１は電源１０に接続され、電源１０は第１のアース２３に接地される。
一方、対向櫛状導電体９の基端部６は、対向櫛状導電体２６の基端部６と第２の連結部２８で連結されたのち第２のアース２４に接地される。すなわち、第１の樹脂軸受１９及び第２の樹脂軸受２０における櫛状導電体７と、継電器１１と、電源１０と、第１のアース２３と、は１つの独立した回路要素である。第１の樹脂軸受１９及び第２の樹脂軸受２０における櫛状導電体８と、第２のアース２４と、もう１つの独立した回路要素である。
また、継電器１１は、複数の接点を内蔵し（図示せず）、このうちの１個の接点は、第１の連結部２７と接続され、他の接点を介して制御部１２に接続される。これらの接点は同時に導通状態となることはなく、主軸１４と対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６とが接触していない場合は、前者の接点が基端部５と導通状態となっている。主軸１４と対向櫛状導電体９または主軸１４と対向櫛状導電体２６とが接触すると、接点が切り替わり導通状態となるのは後者の接点である。さらに、主軸１４と対向櫛状導電体９、主軸１４と対向櫛状導電体２６との接触が同時に起きても接点が切り替わる。
この他の構成は実施例２と同様である。
【００３８】
次に、実施例３に係る樹脂軸受保護装置２５の作用について説明する。
樹脂軸受保護装置２５では、実施例２の樹脂軸受保護装置１８と同様に、主軸１４の回転により第１の樹脂層２１及び第２の樹脂軸受２０が摩耗すると、それぞれ独立に主軸１４は下方へと沈下してくる。
対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６は、それぞれ主軸１４の下方の第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２に埋設されるため、第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２が摩耗すると対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６は主軸１４と接触する。
さらに、対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６が埋設される深さは等しいことから、第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２の摩耗が同程度である場合は、これらの両方に対し主軸１４が同時に接触する。
また、対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６は、少なくとも主軸１４の下方に埋設されている部分があればよいため、主軸１４がこれらと接触する位置は必ず主軸１４の下方を含むこととなる。
このように、主軸１４と対向櫛状導電体９、主軸１４と対向櫛状導電体２６とが同時に接触するときに、主軸１４と対向櫛状導電体９及び主軸１４と対向櫛状導電体２６とは短絡状態になる。また、実施例２の樹脂軸受保護装置１８と異なり、主軸１４と対向櫛状導電体９または主軸１４と対向櫛状導電体２６のいずれか一方が接触した場合にも、これらは独立に短絡状態になる。
【００３９】
次に、主軸１４が対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６のいずれにも接触していないときは、第１の樹脂軸受１９及び第２の樹脂軸受２０における櫛状導電体７〜第１のアース２３とが１つの回路である。さらに、他にも第１の樹脂軸受１９及び第２の樹脂軸受２０における櫛状導電体８〜第２のアース２４とが１つの回路となる。これら２つの回路は互いに独立しており閉回路を形成しない。
これに対し、主軸１４が対向櫛状導電体９に接触したとき、第１の樹脂軸受１９における櫛状導電体７と、主軸１４と、第１の樹脂軸受１９における櫛状導電体８と、第２のアース２４と、第１のアース２３と、電源１０と、継電器１１とは、閉回路を形成しこれによって継電器１１に電流が流れる。
また、主軸１４が対向櫛状導電体２６に接触したとき、第２の樹脂軸受２０における櫛状導電体７と、主軸１４と、第２の樹脂軸受２０における櫛状導電体８と、第２のアース２４と、第１のアース２３と、電源１０と、継電器１１とは、閉回路を形成しこれによって継電器１１に電流が流れる。
さらに、主軸１４が対向櫛状導電体９及び対向櫛状導電体２６に同時に接触したとき、上記の２種類の閉回路が同時に形成され、継電器１１に電源１０の電圧の一部が印加される。
この継電器１１は、電流が流れることによって、第１の連結部２７に接続された接点から制御部１２に接続される接点へと切り替わるので、制御部１２に電流が流れる。
この他、実施例２に係る樹脂軸受保護装置１８と同様の作用を有する。
【００４０】
さらに、実施例３に係る樹脂軸受保護装置２１の効果について説明する。
樹脂軸受保護装置２５では、第１の樹脂軸受１９の摺動面を構成する第１の樹脂層２１に対向櫛状導電体９が埋設され、第２の樹脂軸受２０の摺動面を構成する第２の樹脂層２２には対向櫛状導電体２６が埋設されている。このため、実施例２と同様に、主軸１４と対向櫛状導電体９、主軸１４と対向櫛状導電体２６とが同時に接触するときの他、一方のみに接触する場合であっても確実に第１の樹脂層２１及び第２の樹脂層２２の摩耗を検出することができ、精度がよい。
なお、本実施例に係る樹脂軸受保護装置２５は、対向櫛状導電体９，２６を備えて実施例２に係る樹脂軸受保護装置１８よりも複雑な構造であるが、主軸１４が絶縁されていて接地できない場合に、適用することができる。
この他、実施例２に係る樹脂軸受保護装置２と同様の有利な効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
請求項１乃至請求項６に記載された発明は、樹脂軸受及び主軸の摩耗を早期に高感度で検出できるので水車や発電機等の回転装置における樹脂軸受保護装置として適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１，１８，２５…樹脂軸受保護装置  ２…樹脂軸受  ３…第１の導電体  ４…第２の導電体  ５，６…基端部  ７，８…櫛状導電体  ９，２６…対向櫛状導電体  １０…電源  １１…継電器  １２…制御部  １３…警報部  １４…主軸  １５…樹脂層  １６…台金  １７…軸受台  １９…第１の樹脂軸受  ２０…第２の樹脂軸受  ２１…第１の樹脂層  ２２…第２の樹脂層  ２３…第１のアース  ２４…第２のアース  ２７…第１の連結部  ２８…第２の連結部
【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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