(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直姿勢と水平姿勢との間を揺動できる駆動部本体に固定されたモータの出力軸に、軸方向に離れた複数位置に測定部位を有するパイロット碍子の主軸をスプライン結合させるとともに、この主軸に設けたねじ部にナットを螺合させ、このナットを駆動部本体の支承部に重力により支承させたことを特徴とする碍子汚損検出器。
【請求項２】
ナットと支承部との間の摩擦係数μと、ねじ部のリードＬと、そのねじ効率ηと、ナット座面の半径ｒとの間に、μ≧Ｌ/２πηｒの関係を持たせたことを特徴とする請求項１に記載の碍子汚損検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸方向に離れた複数位置に測定部位を有するパイロット碍子を備えた碍子汚損検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
碍子が設置された汚損環境中にパイロット碍子を垂直に立てて暴露しておき、測定時にはこのパイロット碍子を水平に転倒してパイロット碍子の測定部位を洗浄槽内の洗浄水に浸漬したうえ軸を中心として回転させ、測定部位の表面に付着した汚損物質を洗浄水に溶解させて、洗浄水の導電率の変化から汚損物質の量を測定するようにした碍子汚損検出器は、従来から知られている。
【０００３】
こうした碍子汚損検出器の中には、軸方向に離れた複数位置に測定部位を有するパイロット碍子を用い、各測定部位を別個の周期で測定できるようにしたものがある。この場合には、パイロット碍子を軸方向に移動できるようにしておき、水平に倒したときに洗浄槽に浸漬される測定部位を変えることができるようにしておくことが好ましい。
【０００４】
従来、パイロット碍子を軸方向に移動させる機構としては、例えば専用のモータで駆動されるラックピニオン機構が設けられており、また、パイロット碍子を回転させるためには別のモータと駆動機構が設けられていた。このように、従来はパイロット碍子の軸方向の移動と回転のために、それぞれ専用のモータを備えた駆動機構が設けていた。このように伸縮と回転のための機構が独立に設けられていたため、両者を同軸上に組み合わせた設計を行なうことはきわめて困難であり、装置が大型化するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決し、１個のモータと共通の機構によってパイロット碍子の軸方向の移動と軸を中心とした回転ができるようにした碍子汚損検出器を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の碍子汚損検出器は、垂直姿勢と水平姿勢との間を揺動できる駆動部本体の下部に固定されたモータの出力軸に、軸方向に離れた複数位置に測定部位を有するパイロット碍子の主軸をスプライン結合させるとともに、この主軸に設けたねじ部にナットを螺合させ、このナットを駆動部本体の支承部に重力により支承させたことを特徴とするものである。なお、ナットと支承部との間の摩擦係数μと、ねじ部のリードＬと、そのねじ効率ηと、ナット座面の半径ｒとの間に、μ≧Ｌ/２πηｒの関係を持たせることが好ましい。
【０００７】
本発明の碍子汚損検出器は、駆動部本体を垂直姿勢としてモータを回転させれば、パイロット碍子の主軸に作用する重力がナットを支障部に押し付けるため、パイロット碍子の主軸はねじ部によって軸方向に移動する。また駆動部本体を水平姿勢としてモータを回転させれば、ナットには重量が作用しないのでパイロット碍子の主軸はナットとともに回転する。このため１個のモータでパイロット碍子の主軸の伸縮と回転とを行わせることができ、装置の小型化が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の碍子汚損検出器の実施の形態について、図を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の碍子汚損検出器の全体を示すもので、装置１の上端部の水平軸１Ａに、パイロット碍子２を支持する駆動部本体３が枢着してある。この駆動部本体３は、図示しない揺動機構により実線で示す垂直姿勢と、一点鎖線で示す水平の姿勢との何れかの姿勢をとるように揺動される。パイロット碍子２には軸方向に離れた複数位置に測定部位２Ａ，２Ｂが設けてあり、パイロット碍子２が水平な姿勢となったとき、装置１の上面に設けられた洗浄槽４にいずれかの測定部位２Ａ，２Ｂが浸漬されるようになっている。
【０００９】
図２はパイロット碍子２と駆動部本体３の詳細を示すものであり、パイロット碍子２は軸受け８に支持された主軸５の先端に固定されている。主軸５の下端部は駆動部本体３の下端部に固定されたモータ９の出力軸９Ａに結合されたスプライン溝付きのスリーブ１１に嵌合させてある。スリーブ１１は軸受８により支持されている。このため、モータ９を回転させるとスリーブ１１が回転し、主軸５にはその回転が伝達されるが、スリーブ１１に対して主軸５は軸方向の移動は自由である。なお、主軸５にはスリーブ１１のスプライン溝１０に嵌合して摺動するキー１２が取り付けてある。
【００１０】
主軸５の中間部にはねじ部６が形成され、該ねじ部６にはナット７が螺合させてある。ナット７には円盤状のフランジ１３が設けてあり、該フランジ１３は駆動部本体３を垂直な姿勢としたときに駆動部本体３に設けた支承部１４に重力によって支持されるようにしてある。
【００１１】
ナット７と支承部１４との間の摩擦係数μと、ねじ部のリードＬと、そのねじ効率ηと、ナット座面の半径ｒとの間には、μ≧Ｌ/２πηｒの関係を持たせておくものとする。その理由は後述する。なお、必要な摩擦係数μを確保するため、支承部１４のフランジ１３に当たる面に摩擦係数μを増すためのライニングを貼り付けてもよい。
【００１２】
主軸５には円盤状のドグ板１５が取り付けてあり、主軸５が前進端あるいは後進端にあるとき、それぞれ近接センサー１６あるいは１７によって検知される。近接センサー１６、１７は図示しない制御装置に接続してあり、ドグ板１５が近接センサー１６あるいは１７によって検知されると、主軸５が前進端あるいは後進端より更に前進あるいは後進しないようにモータ９を停止させる。なおこのストロークは、パイロット碍子２の測定部位２Ａ，２Ｂ間の距離と一致させておく。
【００１３】
本発明の碍子汚損検出器は、パイロット碍子２を垂直な姿勢として汚損環境に暴露する。一定の暴露期間が終わり、パイロット碍子２の先端側の測定部位２Ａを洗浄槽４に浸漬させようとする場合には、図４に示すようにそのまま駆動部本体３を水平な姿勢とすると、計測面２Ａは洗浄槽４に浸漬される。この状態でモータ９を回転させれば、モータ９の回転はスリーブ１１からスプライン溝１０、キー１２を介して主軸５に伝わり、主軸５はパイロット碍子２と共に回転することになる。このとき、ナット７は回転を拘束されていないため、主軸５とともに回転する。このようにして洗浄槽４に浸漬されたパイロット碍子２の計測面２Ａは洗浄槽４の中で回転し洗浄されることになる。
【００１４】
また、パイロット碍子２の後端側の測定部位２Ｂを洗浄槽４に浸漬させようとする場合には、駆動部本体３を垂直な姿勢としたままでモータ９を回転させる。この状態では、パイロット碍子２や主軸５の重量はねじ部６からナット７に伝えられ、ナット７のフランジ部１３はフランジ支承部１４に重力により押し付けられる。そしてナット７と支承部１４との間の摩擦係数μにより、ナット７の回転は拘束される。この結果、モータ９の回転により主軸５を回転させると、ねじ部６がナット７に螺合していることから図３に示すように主軸５は軸方向に移動し、ドグ板１５が近接センサー１６により検知されると停止する。その後、主軸５を水平姿勢とすれば、前記したようにパイロット碍子２はその測定部位２Ｂを洗浄槽４に浸漬させた状態で回転し、洗浄されることになる。
【００１５】
このように、本発明ではナット７の回転を重力により拘束することにより、垂直姿勢では主軸５が伸縮できるようにする。このためには前記したように、ナット７と支承部１４との間の摩擦係数μと、ねじ部のリードＬと、そのねじ効率ηと、ナット座面の半径ｒとの間に、μ≧Ｌ/２πηｒの関係を持たせておくものとする。その理由は下記の通りである。
【００１６】
まずねじによりねじ軸方向の負荷Ｆを駆動するためのトルクＴは、Ｔ＝ＦＬ/２πηの式により求められる。ここでＦは軸方向荷重であり、Ｌはねじのリード、ηはねじ効率である。一方、垂直姿勢でＦの軸方向荷重を駆動するためには、トルクＴをナット７が回転することなく保持できねばならない。この条件を満たすために、ナット７と支承部１４との間の摩擦係数μは、μ≧Ｔ/Ｆｒの式により求められる。ここでｒはナット座面の半径である。これらの両式から、この機構によって垂直荷重を駆動するためには、μ≧Ｌ/２πηｒの関係が必要となることが導かれる。
【００１７】
なお、上記の実施形態ではモータ９を駆動部本体３の下部に固定したが、スリーブ１１の横にモーターを配置し、モーター出力軸９Ａとスリーブ１１とをギア、またはベルトなどで結合させて駆動することできる。このようにモータ９の取付け位置を含み具体的な構造は、必ずしも実施形態の構造に限定されるものではない。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば１個のモータと共通の機構によってパイロット碍子の軸方向の移動と回転とができるものであって、小形、低コストの碍子汚損検出器を提供できる。また軸どうしを接続する必要もないため、偏芯が生ずるおそれもない。よって複数位置に測定部位を有するパイロット碍子を利用した碍子汚損検出器として、業界に寄与するところは大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の碍子汚損検出器の全体図である。
【図２】垂直姿勢とした状態の断面図である。
【図３】垂直姿勢で主軸を伸ばした状態の断面図である。
【図４】水平姿勢とした状態の断面図である。
【符号の説明】
１  装置、１Ａ  水平軸，２  パイロット碍子，２Ａ  測定部位，２Ｂ  測定部位、３  駆動部本体、４  洗浄槽、５  主軸、６  ねじ部、７  ナット、８  軸受け、９  モータ、９Ａ  出力軸、１０  スプライン溝、１１  スリーブ、１２  キー、１３  フランジ、１４  支承部、１５  ドグ板、１６  近接センサー１７  近接センサー、１８  軸受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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