專利名稱：固體培養裝置具備的修理機或排出螺桿的支承螺母磨損檢測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及將固體培養裝置具備的修理機或排出螺桿的支承螺母磨損的情況對 外部報告的支承螺母磨損檢測方法、和該支承螺母磨損檢測裝置。
背景技術：
固體培養裝置例如在旋轉的培養床上具備升降的修理機或排出螺母。修理機或排 出螺母使設在修理機或排出螺母的各主體上的支承螺母擰合到設在旋轉的培養床的半徑 方向內側及外側上的旋轉螺紋軸上，使旋轉螺紋軸旋轉而升降，基本上待避在上方，但修理 機在進行修理時、排出螺桿在培養原料的填入時或排出時下降。因此，修理機或排出螺桿反 復升降，無論如何旋轉螺紋軸及支承螺母都會隨著時間經過而磨損。結果，搞亂旋轉螺紋軸 和支承螺母的正常的擰合位置關系，使修理機或排出螺桿傾斜、或使支承螺母從旋轉螺紋 軸脫落，使修理機或排出螺桿損壞。
對于旋轉螺紋軸及支承螺母的隨時間經過的磨損，首先采取了通過有耐磨損性的 原材料構成旋轉螺紋軸及支承螺母的對策。具體而言，使旋轉螺紋軸為不銹鋼(SUS)、使支 承螺母為炮銅(BC)或鋁青銅(ALBC)，構成為，使支承螺母比旋轉螺紋軸磨損。此外，考慮到 強度，支承螺母被覆蓋不銹鋼制的螺母殼體。接著，采取通過定期的維護防止作為磨損的原 因的鐵粉等附著在旋轉螺紋軸上、抑制支承螺母磨損的對策。具體而言，如果對旋轉螺紋軸 以3個月1次的頻率加注潤滑脂而抑制鐵粉等塵埃的附著，則支承螺母的更換以10年1次 的程度就足夠。但是，僅通過這些對策是不夠的，所以為了避免修理機或排出螺桿的損壞， 進行了檢測修理機或排出螺桿的異常的各種嘗試。
例如，專利文獻1公開了由附設在擰合著半徑方向內側及外側各自的架臺(支承 部)的各旋轉螺紋軸上的旋轉量檢測部、和將該旋轉量檢測部取得的各旋轉量的差作為修 理機或者排出螺桿的傾斜對外部報告或停止旋轉驅動源的升降控制部構成的控制系統。此 外，專利文獻1公開了用應變儀監視修理機或排出螺桿與架臺的正交關系而檢測傾斜的方 法、以及將聯動于修理機或排出螺桿的姿勢的載置在槽等中的鋼球或水銀的位置變位作為 修理機或排出螺桿的傾斜檢測的方法。進而，專利文獻1公開了在半徑方向內側及外側各 自的架臺上安裝測量距離培養床的高度的距離傳感器、將各支承螺母的高度的差作為修理 機或排出螺桿的傾斜檢測的方法(以上，為專利文獻1 [權利要求3]，此外W012])。
專利文獻1特開平10-276761號公報
專利文獻1公開的由旋轉量檢測部和升降控制部構成的控制系統根據擰合半徑 方向內側及外側各自的架臺的各旋轉螺紋軸的旋轉量的差來檢測修理機或排出螺桿的傾 斜，但由于支承螺母的磨損與旋轉螺紋軸的旋轉量不相關，所以即使半徑方向內側及外側 的支承螺母隨時間經過而磨損，在旋轉螺紋軸的旋轉量中也看不到變化。因此，盡管支承螺 母磨損了，但是也檢測不到修理機或排出螺母的傾斜，支承螺母會突然從旋轉螺紋軸脫落， 修理機或排出螺母損壞。這在專利文獻1公開的通過應變計檢測修理機或排出螺母與架臺的正交關系的偏差的方法、以及根據鋼球或水銀的位置變位檢測修理機或排出螺母的傾斜 的方法中也是同樣的。
此外，檢測由距離傳感器測量的半徑方向內側及外側各自的架臺的高度的差作為 修理機或排出螺母的傾斜的方法具有不能正確地測量架臺的高度的問題。距離傳感器使用 光傳感器或超聲波傳感器等非接觸傳感器，以使異物不會接觸到培養原料。但是，由于培養 室內飛舞著培養原料及細菌，所以例如飛舞在光傳感器的發光部與受光部之間的培養原料 及細菌阻礙正常的測量。此外，作為距離傳感器的測量對象的架臺的高度隨著修理機或排 出螺母的升降而較大地變化，所以根據各高度而產生測量誤差。由此，專利文獻1公開的通 過距離傳感器檢測半徑方向內側及外側各自的架臺的高度的差作為修理機或排出螺母的 傾斜的方法并不是實用的。發明內容
這樣的問題起因于將修理機或排出螺母的傾斜作為監視對象、到底是將上述傾斜 判斷為修理機或排出螺母的異常。但是，修理機或排出螺母的損壞的原因是支承螺母的磨 損造成的支承螺母的脫落，所以必須使監視對象為支承螺母的磨損本身。由此，既能夠適當 地避免以支承螺母的磨損為原因的修理機或排出螺母的損壞，還能夠適當地掌握支承螺母 的更換時期。所以，為了開發固體培養裝置具備的修理機或排出螺母各自的支承螺母磨損 檢測方法及裝置而進行了研究。
研究的結果開發出的，是一種固體培養裝置具備的修理機或排出螺桿的支承螺母 磨損檢測方法，在具備使擰合著支承螺母的旋轉螺紋軸旋轉而升降的修理機或排出螺桿的 固體培養裝置中，檢測與修理機或排出螺桿聯動而升降的基準部位與設在上述修理機或排 出螺桿上的檢測部位的位置關系變化的情況，作為支承螺母的磨損。基準部位是沒有作用 修理機或排出螺桿的載荷、與上述修理機或排出螺桿聯動而升降(在支承螺母沒有磨損的 最初，等于修理機或排出螺桿的升降量及升降方向而升降)的部位。基準部位與檢測部位 的位置關系的變化可以作為基準部位與檢測部位的距離的變化掌握。支承螺母的磨損程度 通過基準部位與檢測部位的距離的變化的大小掌握。
基準部位可以例示出擰合在支承螺母上方或下方的旋轉螺紋軸上的假螺母，檢測 部位可以例示出位于上述假螺母的垂直方向的支承螺母、螺母殼體或架臺。假螺母接近于 支承螺母，但是隔開間隔，擰合在上述支承螺母上方或下方的旋轉螺紋軸上，是在水平面內 位置固定以使其不隨著旋轉螺紋軸的旋轉而旋轉的基準。該假螺母由于沒有作用修理機或 排出螺桿的載荷而擰合在旋轉螺紋軸上，所以不會發生上述旋轉螺紋軸帶來的磨損。
支承螺母例如配置在架臺上，通過覆蓋保護用的螺母殼體并固定在架臺上，支承 螺母、螺母殼體及架臺一體地升降。因此，如果選擇支承螺母、螺母殼體或架臺的任一個作 為檢測部位，測量與假螺母的距離，則能夠測量基準部位與檢測部位的距離的變化。例如， 在基準部位是假螺母、檢測部位是支承螺母的情況下，假螺母與支承螺母的距離的變化例 如為從后述的距離傳感器初次測量的測量值的變化。假螺母與支承螺母的距離測量哪里的 位置關系都可以，但通常優選的是測量對置于垂直方向的面間的距離、即垂直方向的距離。 支承螺母的磨損的程度根據上述測量值的大小掌握。假螺母為炮銅等金屬制或樹脂制。
本發明的支承螺母磨損檢測方法考慮到檢測部位相對于設定在旋轉螺紋軸上的基準部位的位置關系的變化與支承螺母的隨著時間經過的磨損相關，檢測檢測部位相對于 基準部位的位置關系的變化、例如假螺母與支承螺母的距離的變化作為支承螺母的磨損。 該支承螺母的磨損對于半徑方向內側及外側的支承螺母能夠分別單獨地檢測，所以即使各 支承螺母以相同程度磨損、修理機或排出螺桿不傾斜，也能夠預先檢測支承螺母從旋轉螺 紋軸脫落、使修理機或排出螺桿損壞的危險性。進而，由于是檢測支承螺母的隨著時間經過 的磨損本身，所以能夠掌握對應于支承螺母的磨損的更換時期。
支承螺母由于作用有修理機或排出螺桿的載荷，所以因為隨著時間經過的磨損而 逐漸從正常的擰合位置向下方偏移。相對于此，假螺母只是擰合在旋轉螺紋軸上，沒有作用 有任何的外部負荷，所以幾乎不磨損，不隨著旋轉螺紋軸而旋轉，所以不會從最初設定的位 置偏移。因此，隨著時間經過而磨損的支承螺母相對于擰合在支承螺母上方的旋轉螺紋軸 上的假螺母遠離，如果之后測量的距離從初次測量的兩者的距離超過容許范圍而上升，則 例如可以判斷到了更換時期。此外，由于隨著時間經過而磨損的支承螺母相對于擰合在支 承螺母下方的旋轉螺紋軸上的假螺母接近，所以如果之后測量的距離從初次測量的兩者的 距離超過容許范圍而降低，則例如可以判斷到了更換時期。
基于本發明的支承螺母磨損檢測裝置，在具備使擰合著支承螺母的旋轉螺紋軸旋 轉而升降的修理機或排出螺桿的固體培養裝置中，由以下部分構成假螺母，擰合在支承螺 母上方或下方的旋轉螺紋軸上；距離傳感器，設在支承螺母或假螺母的任意一個或兩者上； 控制部，根據由距離傳感器測量的支承螺母與假螺母的距離判斷支承螺母的磨損的有無。 這里所謂的支承螺母中，當然包括支承螺母本身，除了覆蓋在支承螺母上的螺母殼體及一 體地安裝著支承螺母的架臺外，還包括與支承螺母一體升降的部位。
假螺母采用牽連旋轉防止機構，以使其不隨著旋轉螺紋軸而旋轉。距離傳感器 優選的是光傳感器或超聲波傳感器等非接觸式傳感器，但由于與專利文獻1不同，只是測 量很接近的支承螺母與假螺母的距離，所以使用接觸式傳感器也能夠抑制或防止環境的影 響。非接觸式傳感器有成對使用傳感器部和被檢測部的結構、和傳感器部分為發送部(光 傳感器的情況下是發光部)及接收部(光傳感器的情況下是受光部)的結構。在前者的情 況下，例如將傳感器部分配給支承螺母或假螺母的一個，將被檢測部分配給剩下的一個。此 外，在后者的情況下，將發送部分配給支承螺母或假螺母的一個，將接收部分配給剩下的一 個。
控制部將從距離傳感器發送來的測量值記錄，例如將初次的測量值或從當前起一 定期間前的測量值與當前取得的測量值比較，計算支承螺母的磨損的大小作為測量值的變 化量。在此情況下，也可以預先也記錄變化量，計算定期的測量的變化量的變化，如果上述 變化量的變化較大則判斷為支承螺母已磨損。此外，也可以將測量值絕對地處理，將預先設 定的閾值與測量值比較，在測量值高于上述閾值的情況下(例如將假螺母配設在支承螺母 上方的情況下)或低于上述閾值的情況下(例如將假螺母配設在支承螺母下方的情況下)， 判斷為支承螺母磨損、更換時期到來。由于需要進行這樣的測量值的記錄及計算，所以控制 部可以使用計算機或可編程邏輯控制器(可編程控制器)。
本發明帶來了根據接近配設的支承螺母與基準部位的位置關系的變化、例如支承 螺母與假螺母的距離的變化正確地檢測支承螺母的磨損的效果。由此，即使各支承螺母以 相同程度磨損、修理機或排出螺桿不傾斜，也能夠預先檢測到支承螺母從旋轉螺紋軸脫落、使修理機或排出螺桿損壞的危險性。這意味著與以往相比能夠更正確地檢測到使修理機或 排出螺桿損壞的危險性。此外，由于檢測支承螺母的隨著時間經過的磨損本身，所以能夠掌 握對應于支承螺母的磨損的更換時期。這意味著能夠不取決于檢查員的個人的判斷而適當 地掌握適當的更換時期。
圖1是表示應用了本發明的旋轉圓盤固體培養裝置的修理機的側視圖。
圖2是表示在支承螺母上方配設有假螺母的支承螺母磨損檢測裝置的通常時的 圖1中A向視部的剖視圖。
圖3是表示本例的支承螺母磨損檢測裝置的通常時的圖1中的向視部的俯視圖。
圖4是表示在支承螺母下方配設有假螺母的支承螺母磨損檢測裝置的通常時的 對應于圖2的剖視圖。
圖5是表示本例的支承螺母磨損檢測裝置的磨損時的對應于圖2的剖視圖。
附圖標記說明
1修理機
11支承螺母
111被檢測板
12旋轉螺紋軸
13假螺母
131距離傳感器
14架臺
2控制部
L測量值
Ll初次測量值
LX第X次的測量值
Lth閾值
B間隙具體實施方式
以下，參照附圖對用來實施本發明的形態進行說明。本發明與固體培養裝置的種 類無關，能夠應用在使支承螺母擰合在旋轉螺紋軸上而升降的修理機或排出螺母中。此外， 在將本發明應用到修理機中的情況、和應用到排出螺桿中的情況中，以距離傳感器為中心 的支承螺母磨損檢測裝置的結構沒有較大地不同。在這以后，以下在旋轉圓盤固體培養裝 置中只是以在支承螺母上方配設有假螺母的修理機(圖1 圖3及圖幻為本例進行說明、 作為另一例而說明在支承螺母下方配設有假螺母的修理機(圖4)，關于旋轉圓盤固體培養 裝置中的排出螺桿、以及除此以外的旋轉圓盤固體培養裝置以外的修理機及排出螺桿省略 說明及圖示。
本發明的支承螺母磨損檢測裝置由圖1 圖3可見，在旋轉圓盤固體培養裝置中， 對于使擰合了炮銅制的支承螺母11的旋轉螺紋軸12旋轉而升降的修理機1，將樹脂制的假螺母13擰合在上述支承螺母11上方的旋轉螺紋軸12上作為基準部位，將朝向從覆蓋在支 承螺母11上的不銹鋼制的螺母殼體112水平突出的被檢測板111的距離傳感器131安裝 在上述假螺母13上而構成。雖然圖示省略了，但也可以做成使被檢測板111從假螺母13 水平地突出、將朝向上述被檢測板111的距離傳感器131安裝在螺母殼體112上的相反的 結構。支承螺母11經由通過固定螺栓113固接在架臺上面板142上的螺母殼體112固定 在上述架臺上面板142的表面側，與水平地軸支承著彎折機15的架臺14 一體地升降。被 檢測板111是不銹鋼板。假螺母13通過從架臺上面板142垂直地突出的導引棒141沿水 平方向卡合在俯視U字狀的牽連旋轉防止塊132的狹縫中，在容許與支承螺母11的距離變 化的同時防止隨著旋轉螺紋軸12而旋轉。
距離傳感器131通過非接觸測量到被檢測板111的距離。非接觸式傳感器也有光 傳感器或超聲波傳感器，但是因為能夠不受飛舞著培養原料及細菌、高濕度的培養室的惡 劣的環境的影響而穩定地測量，所以利用電磁的檢測作用的接近傳感器(近接力 )是 優選的。接近傳感器與其他非接觸式傳感器(光傳感器或超聲波傳感器)相比，由于不需要 使光源或超聲波放射源露出，所以具有特別在高濕度下的穩定的動作方面良好的優點。此 外，感應型接近傳感器通過在成對的非檢測部中使用由便宜的金屬板構成的非檢測板111， 能夠使支承螺母磨損檢測裝置的制造成本變得廉價。
支承螺母磨損檢測裝置由圖4可見，也可以將假螺母13擰合在處于支承螺母11 下方的修理機1的架臺14內的旋轉螺紋軸12上作為基準部位、將朝向架臺上面板142的 背面的距離傳感器131安裝在上述假螺母13上而構成。雖然圖示省略，但與上述同樣，也 可以做成使被檢測板111從假螺母13水平地突出、將朝向上述被檢測板111的距離傳感器 131安裝在架臺上面板142的背面上的相反的結構。支承螺母11是炮銅制，假螺母13是 樹脂制。支承螺母11與上述同樣，經由通過固定螺栓113固接在架臺上面板142上的螺母 殼體112固定在上述架臺上面板142的表面側，與水平地軸支承彎折機15的架臺14 一體 升降。假螺母13通過從架臺上面板142向下方突出的導引棒141沿水平方向卡合在俯視 U字狀的牽連旋轉防止塊132的狹縫中、在容許與支承螺母11的距離變化的同時防止相對 于旋轉螺紋軸12牽連旋轉這一點也與上述同樣。
距離傳感器131測量的距離作為電信號總是被發送給控制部2，例如定期地作為 測量值L記錄到外部存儲裝置等中。本發明根據支承螺母11與假螺母13的距離的變化量 判斷支承螺母11的磨損。在本例中，對于測量值L的變化量設定閾值Lth，在控制部2中計 算例如第X次取得的測量值LX與初次測量值Ll的差分，通過與上述閾值Lth比較，判斷支 承螺母11的磨損的有無。圖2圖示了初次測量值Ll及第X次取得的測量值LX相等(圖 2中表述為測量值LX = Li)、差分沒有超過閾值Lth的情況。
如果支承螺母11磨損而形成間隙B，則由圖5可見，對于旋轉螺紋軸12的擰合位 置相對地下降，支承螺母11從假螺母13遠離(參照圖5中中空箭頭)，距離傳感器131測 量的測量值L也變大。例如，在初次測量值Ll與第X次取得的測量值LX的差分超過了閾 值Lth的情況下，可以判斷支承螺母11的磨損達到了危險的程度。除此以外，如果知道了 能夠判斷支承螺母11已磨損的測量值L的絕對量，則相對于上述絕對量按照需要注意、升 降停止這些階段設定閾值，向外部報告危險信號、或使修理機、進而旋轉圓盤固體培養裝置 整體停止。
支承螺母磨損檢測裝置由于對每個支承螺母11構成，所以分別設在將修理機1在 半徑方向內外支承在旋轉螺紋軸12上的架臺14上。在此情況下，也可以將半徑方向內外 各自的支承螺母磨損檢測裝置的控制部2分開設置，但例如也可以設置兩者共通的控制部 2，分別判斷各支承螺母磨損裝置分別監視的支承螺母11的磨損。通常，只要監視支承螺母 11各自的磨損，就能夠將修理機1的脫落等的危險防止于未然。這樣，本發明還具有監視修 理機1的異常的有無的作用。
權利要求
1.一種固體培養裝置具備的修理機或排出螺桿的支承螺母磨損檢測方法，在具備使擰合著支承螺母的旋轉螺紋軸旋轉而升降的修理機或排出螺桿的固體培養 裝置中，其特征在于，檢測與修理機或排出螺桿聯動而升降的基準部位與設在上述修理機或排出螺桿上的 檢測部位的位置關系變化的情況，作為支承螺母的磨損。
2.如權利要求1所述的固體培養裝置具備的修理機或排出螺桿的支承螺母磨損檢測 方法，其特征在于，檢測基準部位與檢測部位的距離變化的情況，作為支承螺母的磨損。
3.—種固體培養裝置具備的支承螺母磨損檢測裝置，在具備使擰合著支承螺母的旋轉螺紋軸旋轉而升降的修理機或排出螺桿的固體培養 裝置中，其特征在于，由以下部分構成 假螺母，擰合在支承螺母上方或下方的旋轉螺紋軸上； 距離傳感器，設在支承螺母或假螺母的任意一個或兩者上；控制部，根據由距離傳感器測量的支承螺母與假螺母的距離判斷支承螺母的磨損的有
全文摘要
提出一種檢測固體培養裝置具備的修理機或排出螺桿的支承螺母的磨損的支承螺母磨損檢測方法。一種固體培養裝置具備的修理機(1)的支承螺母磨損檢測方法，在具備使擰合著支承螺母(11)的旋轉螺紋軸(12)旋轉而升降的修理機(1)的固體培養裝置中，檢測支承螺母(11)相對于與修理機(1)聯動而升降的假螺母(13)的位置關系變化的情況，作為支承螺母(11)的磨損。
文檔編號G01B17/00GK102032859SQ20101015900
公開日2011年4月27日 申請日期2010年3月31日 優先權日2009年9月28日
發明者平田利雄, 松浦正明, 櫻田尚之, 狩山昌弘 申請人:藤原釀造機械株式會社