JPS6032061B2 - weak point pin - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は動力伝達機構に使用される弱点ピンに関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a weak point pin used in a power transmission mechanism.

弱点ピンは過大負荷が生じた時に破断して、他の機構構
成部材の破損を未然に防止するものであることは良く知
られている通りである。例えば第１図に示す如くケーシ
ング１、ランナー２、ステータ−べーン３およびガイド
ベーン４を有する水車装置においては、出力制御等のた
めに第２図に示す如きガイドベーン４の角度制御機構が
備えられている。この機構は、ガイドベーン４に固定連
結されたガイドべ−ンレバー５、該レバー５に枢動連結
されたガイドリンク６、該ガイドリンク６の池端を枢支
するガイドリング７、該ガイドリング７の回転駆動用の
サーボモーター８を含み、ガイドリング７の回転位置に
応じてガイドベーン４の角度が制御されるようになって
いる。このような機構においてはガイドベーン４間に異
物９が挟まると、それ以後の角度制御に際してガイドベ
ーンやガイドベーンレバー、ガイドリンク等の重要部村
に破損を生じ得るので、通常はガイドリンク６とガイド
リング７との連結部の弱点ピン１０を使用している。こ
のような従来の弱点ピン１０‘ま、ピン本体に弱点部を
形成して過大負荷の作用時に積極的に破断されることを
主眼とするものであった。It is well known that the weak point pin breaks when an overload occurs to prevent damage to other mechanical components. For example, in a water turbine device having a casing 1, a runner 2, a stator vane 3, and a guide vane 4 as shown in FIG. 1, an angle control mechanism for the guide vane 4 as shown in FIG. 2 is used for output control etc. It is equipped. This mechanism includes a guide vane lever 5 that is fixedly connected to a guide vane 4, a guide link 6 that is pivotally connected to the lever 5, a guide ring 7 that pivotally supports the end of the guide link 6, and a guide ring 7 that pivotally supports the end of the guide link 6. It includes a servo motor 8 for rotational driving, and the angle of the guide vane 4 is controlled according to the rotational position of the guide ring 7. In such a mechanism, if a foreign object 9 gets caught between the guide vanes 4, it may cause damage to important parts such as the guide vanes, guide vane levers, and guide links during subsequent angle control. A weak point pin 10 at the connection part with the guide ring 7 is used. The main purpose of such a conventional weak point pin 10' is to form a weak point in the pin body so that it can be actively broken when an excessive load is applied.

またこの改良として弱点ピンに電気的検出素子を埋設し
、弱点ピンの破断された際に検出素子の導通が断たれる
ことを利用して弱点ピンの破断を検出可能とするものも
あった。しかしながら従来の弱点ピンは何れも破断され
て始めて異常を検出できるものであるため、被断を即時
に検出できても運転停止に到る迄の間に装置に与える悪
影響を防止できなかった。例えば第１図に示した水車装
置にあっては、ガイドベーン４の角度制御は重要な要素
であり、水流による作用力も非常に大きいため、たとえ
１枚のガイドベーン４の角度制御不能やガイドベーンレ
バー５、ガイドリンク６の揺動が当該都材および水車装
置に与える悪影響は非常に大きい。本発明はこのような
点に鑑み、弱点ピンの破断による悪影響を未然に防止で
きる弱点ピンの提供を目的とする。In addition, as an improvement on this, there has been a method in which an electrical detection element is embedded in the weak point pin, and the breakage of the weak point pin can be detected by utilizing the fact that the conduction of the detection element is cut off when the weak point pin is broken. However, with conventional weak point pins, an abnormality can only be detected after they are broken, so even if breakage can be detected immediately, it is not possible to prevent adverse effects on the device until the operation is stopped. For example, in the water turbine shown in Fig. 1, controlling the angle of the guide vanes 4 is an important element, and the force exerted by the water flow is also very large. Swinging of the lever 5 and the guide link 6 has a very large adverse effect on the material and the water turbine. In view of these points, it is an object of the present invention to provide a weak point pin that can prevent the adverse effects caused by breakage of the weak point pin.

このために本発明は、弱点ピンが破断に到る迄に少なか
らず塑性変形している事実に着目し、この変形の段階に
て異常を検出できるようにするため、灘断万向の変形に
よって容易に破断される脆性の電気的検出素子を弱点ピ
ンに埋設したことを特徴とする。以下に第３図〜第７図
を参照して説明すれば、第３図は本発明の一実施例を示
し、この弱点ピン１０‘まピン本体１１に弱点部すなわ
ち円周溝１２を形成されるとともに、その鞠線に沿って
穴１３が形成され、この穴１３内に本発明の特徴とする
電気的検出素子１４が円周溝１２に対応する位置に挿入
固定されて構成されている。For this reason, the present invention focuses on the fact that the weak point pin undergoes considerable plastic deformation before it breaks, and in order to detect abnormalities at this stage of deformation, it is possible to detect abnormalities at this stage of deformation. A feature is that a brittle electrical detection element that is easily broken is embedded in the weak point pin. The following description will be made with reference to FIGS. 3 to 7. FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, in which a weak point, that is, a circumferential groove 12 is formed in the weak point pin 10' and the pin body 11. At the same time, a hole 13 is formed along the marking line, and an electrical detection element 14, which is a feature of the present invention, is inserted and fixed into the hole 13 at a position corresponding to the circumferential groove 12.

検出素子１４の両端にはリード線１５，１６が接続され
、外部からリード線１５，１６を介して検出素子１４に
おける電気的導通および遮断の状態が検出できるように
なされる。この検出素子１４を穴１３内に固定保持する
ために硬質のプラスチック樹脂等の充填材１７を充填し
て、検出素子１４およびリード線１５，１６がピン本体
１ １と電気的絶縁を維持されるようになすことが好ま
しい。しかしながら検出素子１４およびリード線１５，
１６を脆性で非導電性の同様な樹脂材で固めたものを穴
１３内にぴったりと挿入固定することも可能である。重
要なことは、後述する如くピン本体１１が円周溝１２位
置で鱒断方向へ予め定めた程度以上の変形を生じた際に
検出素子１４自体が破断されるように固定保持するとい
うことである。このような弱点ピン１０は例えば第１図
の水車装置に使用する場合、第４図に示すようにガイド
リンク６とガイドリング７との間に介菱される。第４図
において１８はブッシュを示し、弱点部すなわち円周溝
１２がガイドリンク６とガイドリング７との隣接面位置
に位置するように配置されることは周知の通りである。
検出素子１４は第５図に示す如く脆性の非導電性材料か
ら作られた基体１９の表面に導電性物質の薄い被覆２０
をコーティングして形成されている。Lead wires 15 and 16 are connected to both ends of the detection element 14, so that the state of electrical conduction and interruption in the detection element 14 can be detected from the outside via the lead wires 15 and 16. In order to securely hold this detection element 14 in the hole 13, a filler 17 such as a hard plastic resin is filled, and the detection element 14 and lead wires 15, 16 are maintained electrically insulated from the pin body 11. It is preferable to do so. However, the detection element 14 and the lead wire 15,
It is also possible to tightly insert and fix 16 into the hole 13 by hardening it with a similar brittle and non-conductive resin material. What is important is that the detection element 14 itself is fixed and held so that when the pin body 11 is deformed to a predetermined degree or more in the trout cutting direction at the position of the circumferential groove 12, the detection element 14 itself is broken, as will be described later. be. When such a weak point pin 10 is used, for example, in the water turbine device shown in FIG. 1, it is inserted between the guide link 6 and the guide ring 7 as shown in FIG. 4. In FIG. 4, reference numeral 18 denotes a bush, and it is well known that the bush is arranged so that the weak point, that is, the circumferential groove 12 is located on the adjacent surface between the guide link 6 and the guide ring 7.
As shown in FIG. 5, the detection element 14 includes a thin coating 20 of a conductive material on the surface of a base body 19 made of a brittle non-conductive material.
It is formed by coating.

基体１９の材料としては例えばガラス材料あるいはセラ
ミック等が好ましい。また被覆２０は通常の方法で塗布
したり、あるいは葵着させる等により形成されることが
できる。このような弱点ピン１０は使用時に過大負荷が
作用すると第６図に示す状態から第７図に示す状態へ塑
性変形し、最終的に破断することが見し、出されている
。The material of the base 19 is preferably a glass material, ceramic, or the like. Further, the coating 20 can be formed by applying or gluing using a conventional method. This kind of weak point pin 10 has been proposed because it has been found that when an excessive load is applied during use, it plastically deforms from the state shown in FIG. 6 to the state shown in FIG. 7, and eventually breaks.

すなわち破断に到るまでにある程度の塑性変形期間があ
り、その期間は過大負荷の程度およびそのかかり方によ
って相違するものの、第７図に示す如き状態を経ること
が見出されている。従って、本発明の特徴とする検出素
子１４はある程度の変形が生じると第７図に示す如く破
壊され、この結果検出素子１４における電気的導適状態
が遮断される。この遮断はリード線１５，１６を介して
外部の制御装置（図示せず）にて検出され、装置運転が
停止される。これにより、多くの場合弱点ピン１０が破
断される以前に装置が停止でき、不測の事故を未然に防
止できることになる。勿論のことながら、弱点ピン１０
が瞬時に破断されるような事故等に際して弱点ピン１０
の破断は当然ながら検出素子１４を破壊するので、この
ような場合にも確実に検出できる。この場合は従来の検
出素子と同じ機能をはたす。ここで、検出素子１４によ
る検知性能はその基体の脆性強度、寸法等の選定により
、また弱点ピン自体の変形特性の選定によって任意に設
定できる。That is, it has been found that there is a certain period of plastic deformation before breakage occurs, and although this period varies depending on the degree of overload and how it is applied, it has been found that the state as shown in FIG. 7 occurs. Therefore, when the detection element 14, which is a feature of the present invention, is deformed to a certain extent, it is destroyed as shown in FIG. 7, and as a result, the electrical conductivity in the detection element 14 is cut off. This interruption is detected by an external control device (not shown) via lead wires 15 and 16, and the device operation is stopped. As a result, in many cases, the device can be stopped before the weak point pin 10 is broken, and unexpected accidents can be prevented. Of course, weak point pin 10
In the event of an accident where the pin 10 is instantly broken,
Naturally, the breakage of the detection element 14 destroys the detection element 14, so even in such a case, reliable detection is possible. In this case, it performs the same function as a conventional detection element. Here, the detection performance of the detection element 14 can be arbitrarily set by selecting the brittle strength, dimensions, etc. of its base, and by selecting the deformation characteristics of the weak point pin itself.

例えば弱点ピン本体１０の塑性変形程度を大きくするよ
うに円周溝１２の深さ、幅を選定すれば検出性能は敏感
となる。このようにして使用する装置に応じて、弱点ピ
ン１０の破断する前に充分な余裕をもって検出素子１４
が破壊されるようになすことが望ましい。尚、特に説明
はしないが適当な手段により検出素子１４が破壊された
弱点ピンを指定できるようになすことによって、交換工
事の容易化を達成できる。For example, if the depth and width of the circumferential groove 12 are selected so as to increase the degree of plastic deformation of the weak point pin body 10, the detection performance becomes sensitive. In this way, depending on the device used, the detection element 14 may be inserted with sufficient margin before the weak point pin 10 breaks.
It is desirable to do so so that it is destroyed. Incidentally, although not specifically explained, replacement work can be facilitated by making it possible to specify the weak point pin where the detection element 14 is destroyed by an appropriate means.

このような手段は周知の電気的回路によって容易に得ら
れる。第８図〜第１０図は本考案の弱点ピンの他の実施
例を示す。Such means are easily obtained by means of well-known electrical circuits. 8 to 10 show other embodiments of the weak point pin of the present invention.

この弱点ピン３０は弱点部３０Ａ，３０Ｂを有して３つ
の部材（図示せず）を同軸に連結するものである。これ
らの実施例に示す如く、弱点部の数は任意にでき、また
図示したように何れかの弱点部（ここでは弱点部３０Ａ
）に対して検出素子１４を軸芯に沿ってあるし、は偏心
位置に備えることができる。また各弱点部に対して検出
素子を備えることもできる。検出素子１４のリード線１
５，１６は同一側に配置し、あるいは各側に配置するこ
とができる。またこのために穴１３を所定位置まで延在
させたり、貫通形成することが任意にできる。第１１〜
第１３図は検出素子１４の他の形態を示す。This weak point pin 30 has weak points 30A and 30B and coaxially connects three members (not shown). As shown in these embodiments, the number of weak points can be arbitrary, and as shown in the figures, any weak point (here, weak point 30A)
), the detection element 14 is along the axis, and can be provided at an eccentric position. Furthermore, a detection element can be provided for each weak point. Lead wire 1 of detection element 14
5 and 16 can be placed on the same side or on each side. Further, for this purpose, the hole 13 can be extended to a predetermined position or formed through the hole 13 as desired. 11th~
FIG. 13 shows another form of the detection element 14.

このように検出素子自体を板状、棒状あるいは管状に形
成することも任意にできる。これらの検出素子は何れも
脆性基体表面に導電性皮膜を塗布あるし、は蒸着して構
成されたものとされる。以上説明したように本発明の弱
点ピンによれば脆性基体の表面に導電性物質をコーティ
ングして常時閉絹せる電気的な導通路を形成することで
検出素子を構成しているので、使用に際して検出素子の
配向が制約されず、何れの方向に力が作用する場合にも
同等に使用できそれが破断される前に異常を検出できる
ので、装置の各部に関する保護がより完全に達成される
ことになり、極めて大きな効果を得られる。In this way, the detection element itself can be arbitrarily formed into a plate shape, a rod shape, or a tube shape. All of these detection elements are constructed by coating or vapor depositing a conductive film on the surface of a brittle substrate. As explained above, according to the weak point pin of the present invention, the detection element is constructed by coating the surface of the brittle substrate with a conductive substance to form an electrical conduction path that is always closed. Since the orientation of the detection element is not restricted, it can be used equally well when force is applied in any direction, and an abnormality can be detected before it is broken, thereby achieving more complete protection for each part of the device. , and a very large effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図および第２図は弱点ピンを使用した装置の例とし
て水車装置を示す概略図。 第３図は本発明による弱点ピンの断面図。第４図は第３
図の弱点ピンの使用状態を示す断面図。第５図は検出素
子の断面図。第６図および第７図は弱点ピンの変形を示
す比較のための断面図。第８図〜第１０図は弱点ピンの
他の実施例を示す断面図。第１１図〜第１３図は検出素
子の他の実施例を示す斜視図。１０・・・・・・弱点ピ
ン、１１・・・・・・ピン本体、１２・・・・・・弱点
部すなわち円周溝、１３・・・・・・穴、１４・・・・
・・検出素子、１５，１６・・・・・・リード線、１７
・・・・・・充填剤、１９…・・・基体、２０・・・・
・・導電性物質の被覆、３０……弱点ピン、３０Ａ，３
０Ｂ……弱点部。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第了図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図FIG. 1 and FIG. 2 are schematic diagrams showing a water turbine device as an example of a device using weak point pins. FIG. 3 is a sectional view of a weak point pin according to the present invention. Figure 4 is the third
FIG. 3 is a sectional view showing how the weak point pin shown in the figure is used. FIG. 5 is a cross-sectional view of the detection element. FIG. 6 and FIG. 7 are cross-sectional views for comparison showing deformation of the weak point pin. FIGS. 8 to 10 are cross-sectional views showing other embodiments of the weak point pin. FIGS. 11 to 13 are perspective views showing other embodiments of the detection element. 10... Weak point pin, 11... Pin body, 12... Weak point, i.e. circumferential groove, 13... Hole, 14...
...Detection element, 15, 16...Lead wire, 17
... Filler, 19 ... Substrate, 20 ...
...Coating with conductive material, 30... Weak point pin, 30A, 3
0B...Weak point. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 表面に導電性物質をコーテイングすることにより該
コーテイングが常時閉結せる電気的な導通路を形成して
いる脆性基体からなる検出素子を、弱点ピンの変形もし
くは破壊によつて容易に前記脆性基体が破壊されるよう
に弱点ピンに設け、この脆性基体の破壊の結果として前
記コーテイングによる電気的な導通路が破壊されて遮断
されるように構成したことを特徴とする弱点ピン。 ２ 前記脆性基体がガラス材料で作られていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の弱点ピン。 ３ 前記脆性基体がセラミツクスで作られていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弱点ピン。 ４ 弱点ピン本体にその弱点部付近に至る穴を形成して
前記検出素子を該穴内に挿入し、該穴内で前記検出素子
を固定するために硬質の充填材料を充填したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項〜第３項の何れか１項に記
載の弱点ピン。 ５ 前記充填材料が樹脂材であることを特徴とする特許
請求の範囲第４項記載の弱点ピン。 ６ 前記導電性物質が前記脆性基体の表面に蒸着された
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弱点ピン
。[Scope of Claims] 1. A detection element consisting of a brittle substrate whose surface is coated with a conductive substance to form an electrically conductive path that can be closed at all times by the deformation or destruction of a weak point pin. A weak point is provided on a weak point pin so that the brittle base can be easily destroyed by breaking the brittle base, and as a result of the destruction of the brittle base, the electrical conduction path through the coating is destroyed and cut off. pin. 2. The weak point pin according to claim 1, wherein the brittle base is made of a glass material. 3. The weak point pin according to claim 1, wherein the brittle base is made of ceramics. 4. A patent characterized in that a hole is formed in the weak point pin body leading to the vicinity of the weak point, the detecting element is inserted into the hole, and a hard filling material is filled in the hole to fix the detecting element. The weak point pin according to any one of claims 1 to 3. 5. The weak point pin according to claim 4, wherein the filling material is a resin material. 6. The weak point pin according to claim 1, wherein the conductive material is deposited on the surface of the brittle base.