特許 6151042 回転軸のアース装置およびこれを備えたタービン装置ならびに回転軸のアース方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6151042

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】回転軸のアース装置およびこれを備えたタービン装置ならびに回転軸のアース方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 4/64 20060101AFI20170612BHJP

   H01R 39/00 20060101ALI20170612BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20170612BHJP

【ＦＩ】

   H01R4/64 F

   H01R39/00 F

   F01D25/00 Q

   F01D25/00 F

   F01D25/00 Z

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-30286(P2013-30286)

(22)【出願日】2013年2月19日

(65)【公開番号】特開2014-160566(P2014-160566A)

(43)【公開日】2014年9月4日

【審査請求日】2016年1月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(72)【発明者】

【氏名】荒川 新

(72)【発明者】

【氏名】冨田 実

【審査官】 山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５７−１３５６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２８５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／００５４６７２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｒ ４／６４

Ｈ０１Ｒ ３９／００

Ｆ０１Ｄ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸が軸支されている構造体側に基端が固定され、その中間部から自由端までの間に前記回転軸の軸外周面に接触する接点を有し、前記基端から前記回転軸の回転方向に対して前記回転軸の回転によって引き出される方向に延びるリボン状で導電性のブラシと、
その基端が前記構造体側に固定され、自由端付近が前記ブラシの前記接点に重なり、該接点を前記軸外周面から離れないように押し付け、且つ、前記回転軸の軸方向視で、前記ブラシを押圧している時の姿勢が前記軸外周面の略接線方向に沿う略直線状となるように固定された板バネと、
を具備してなり、
前記ブラシの前記基端と、前記板バネの前記基端との間にスペーサを介在させ、前記ブラシの、前記接点における前記軸外周面との接触範囲を周方向に拡大する接触範囲角度を付与したことを特徴とする回転軸のアース装置。

【請求項2】

請求項１に記載の回転軸のアース装置を前記回転軸の周方向に沿って複数設けたことを特徴とする回転軸のアース装置。

【請求項3】

前記軸外周面と、前記板バネの前記自由端との間の面間隔が所定値以下になると前記ブラシを前記回転軸の回転によって引き出される方向に繰り出し、前記面間隔が前記ブラシの未使用部分の厚みとほぼ同じになると前記ブラシを繰り出すことを停止するブラシ繰り出し装置をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸のアース装置。

【請求項4】

回転軸が軸支されている構造体側に基端が固定され、その中間部から自由端までの間に前記回転軸の軸外周面に接触する接点を有し、前記基端から前記回転軸の回転方向に対して前記回転軸の回転によって引き出される方向に延びるリボン状で導電性のブラシと、
その基端が前記構造体側に固定され、自由端付近が前記ブラシの前記接点に重なり、該接点を前記軸外周面から離れないように押し付け、且つ、前記回転軸の軸方向視で、前記ブラシを押圧している時の姿勢が前記軸外周面の略接線方向に沿う略直線状となるように固定された板バネと、
を具備してなり、
前記軸外周面と、前記板バネの前記自由端との間の面間隔が所定値以下になると前記ブラシを前記回転軸の回転によって引き出される方向に繰り出し、前記面間隔が前記ブラシの未使用部分の厚みとほぼ同じになると前記ブラシを繰り出すことを停止するブラシ繰り出し装置をさらに有することを特徴とする回転軸のアース装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載の回転軸のアース装置を備え、前記回転軸がタービン軸であることを特徴とするタービン装置。

【請求項6】

回転軸が軸支されている構造体側に、リボン状で導電性のブラシの基端を固定し、
前記ブラシを、前記基端から前記回転軸の回転方向に対して前記回転軸の回転によって引き出される方向、且つ前記回転軸の軸外周面の略接線方向に延ばして、その中間部から自由端までの間で前記軸外周面に接触させるとともに、
板バネの基端を前記構造体側に固定し、該板バネの自由端付近を、前記ブラシと前記軸外周面との接点に重ねて該板バネにより前記接点が前記軸外周面から離れないように押し付け、
且つ、前記回転軸の軸方向視で、前記ブラシを押圧している時の姿勢が前記軸外周面の略接線方向に沿う略直線状となるように前記板バネを固定し、
前記ブラシの、前記接点における前記軸外周面との接触範囲を周方向に拡大する接触範囲角度を付与するように、前記ブラシの前記基端と、前記板バネの前記基端との間にスペーサを介在させることを特徴とする回転軸のアース方法。

【請求項7】

回転軸が軸支されている構造体側に、リボン状で導電性のブラシの基端を固定し、
前記ブラシを、前記基端から前記回転軸の回転方向に対して前記回転軸の回転によって引き出される方向、且つ前記回転軸の軸外周面の略接線方向に延ばして、その中間部から自由端までの間で前記軸外周面に接触させるとともに、
板バネの基端を前記構造体側に固定し、該板バネの自由端付近を、前記ブラシと前記軸外周面との接点に重ねて該板バネにより前記接点が前記軸外周面から離れないように押し付け、
且つ、前記回転軸の軸方向視で、前記ブラシを押圧している時の姿勢が前記軸外周面の略接線方向に沿う略直線状となるように前記板バネを固定し、
ブラシ繰り出し装置が、前記軸外周面と、前記板バネの前記自由端との間の面間隔が所定値以下になると前記ブラシを前記回転軸の回転によって引き出される方向に繰り出し、前記面間隔が前記ブラシの未使用部分の厚みとほぼ同じになると前記ブラシを繰り出すことを停止することを特徴とする回転軸のアース方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タービン軸等の回転軸に帯電した静電荷を逃がすための、回転軸のアース装置およびこれを備えたタービン装置ならびに回転軸のアース方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

蒸気タービン等の回転軸は、蒸気気中に含まれる不純物等の微粒子との摩擦などにより、高速回転中に静電荷が帯電する傾向がある。回転軸は軸受との間に油膜を介して軸支されており、基準電位点（アース）に対して絶縁状態にあるため、回転軸に静電荷が一定量蓄積された時点で、静電荷が油膜を貫通して軸受側に放電され、軸受の支持面に梨地状の電蝕を発生させる等、機器類の損傷を引き起こす懸念がある。

【0003】

そこで、特許文献１に開示されているように、タービンの車室あるいは軸受台等に設けた設置ターミナルを介して設置母線と繋がるブラシホルダーと、このブラシホルダーに基端部が止着され先端部が回転軸に接触する平編銅線からなるブラシと、このブラシの先端部を回転軸に圧接せしめるスプリングとを備えた接地装置が提案されている。この接地装置において、スプリングは橇状に湾曲した板バネ状でブラシを回転軸側に押圧している。

【0004】

また、特許文献２に開示されているように、ホルダの内部にロッドを進退可能に配設するとともに、ロッドの先端部に導電体部であるカーボンブラシを設け、ロッドを介してカーボンブラシをアース対象物である回転軸に摺接させることにより回転軸をアースするようにしたアース装置が提案されている。

【0005】

特許文献１に開示されている接地装置は、平編銅線からなるブラシが回転軸の軸外周面の接線方向に摺接される構造であるため、特許文献２に開示されているアース装置よりも接地面積を大きくし、且つ回転軸に対するブラシの接触面圧を低くしてブラシの摩滅を防止し、安定したアース性能を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭５９−５９０４５号公報

【特許文献2】特開２００３−２５７５７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に開示されている接地装置は、平編銅線からなるブラシを回転軸に圧接させるスプリングが湾曲した板バネ状であるため、スプリングとブラシとの接触部が点状や線状となっていて接触面積が狭いため、回転軸に対するブラシの接触面積にばらつきが生じやすく、ブラシが部分的に摩耗して接触不良になる虞があり、最適な押圧力を得るには安定性に欠けるという課題があった。

【0008】

しかも、スプリングが湾曲した板バネ状であるため、タービン装置のように入熱負荷が大きい機器類においては、温度上昇によりスプリングが熱膨張（熱変形）を起こしてその形状が変化し易く、そのためにブラシの押圧力が安定しないという問題があった。

【0009】

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構造により、温度変化の影響を受けることなく、ブラシを回転軸の軸外周面に安定的に接触させて良好なアース作用を得ることができ、併せてメンテナンス性を向上させることのできる回転軸のアース装置およびこれを備えたタービン装置ならびに回転軸のアース方法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】

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係る回転軸のアース装置は、回転軸が軸支されている構造体側に基端が固定され、その中間部から自由端までの間に前記回転軸の軸外周面に接触する接点を有し、前記基端から前記回転軸の回転方向に対して前記回転軸の回転によって引き出される方向に延びるリボン状で導電性のブラシと、その基端が前記構造体側に固定され、自由端付近が前記ブラシの前記接点に重なり、該接点を前記軸外周面から離れないように押し付け、且つ、前記回転軸の軸方向視で、前記ブラシを押圧している時の姿勢が前記軸外周面の略接線方向に沿う略直線状となるように固定された板バネと、を具備してなることを特徴とする。

【0011】

上記構成の回転軸のアース装置によれば、回転軸の回転方向に対して、回転軸の回転により引き出される方向に延びるリボン状で導電性のブラシが、板バネによって回転軸の軸外周面に押圧され、この押圧された部分が回転軸との接点となる。板バネは、回転軸の軸方向視で、ブラシを押圧している時の姿勢が軸外周面の略接線方向に沿う略直線状となるように固定される。

【0012】

このように、ブラシを回転軸側に押圧している時の板バネの姿勢が直線状になるため、タービン装置のように熱負荷が大きい機器類において、温度上昇により板バネが熱膨張を起こしても、板バネのブラシを押圧する形状が変化しにくく、常に安定的にブラシを回転軸側に押圧することができる。したがって、簡素な構造により良好なアース作用を得ることができる。

【0013】

上記構成においては、前記ブラシの前記基端と、前記板バネの前記基端との間にスペーサを介在させ、前記ブラシの、前記接点における前記軸外周面との接触範囲を周方向に拡大する接触範囲角度を付与することが好ましい。

【0014】

上記構成の回転軸のアース装置によれば、ブラシの基端と板バネの基端との間にスペーサを介在させることにより、ブラシと軸外周面との接点にブラシの接触範囲を拡大する接触範囲角度が付与され、これによって回転軸に対するブラシの有効接触面積が周方向に増大する。このため、回転軸とブラシとの接触性を高めて良好なアース作用を得ることができる。

【0015】

上記構成において、アース装置を前記回転軸の周方向に沿って複数設けてもよい。これにより、複数のブラシが、それぞれ複数の板バネによって回転軸に押し付けられるため、アース作用をより高めることができる。また、１つのブラシに不具合が生じても、他のブラシが回転軸に接触しているためにアース性能が損なわれない。このため信頼性が向上する。

【0016】

上記構成において、前記軸外周面と、前記板バネの前記自由端との間の面間隔が所定値以下になると前記ブラシを前記回転軸の回転によって引き出される方向に繰り出し、前記面間隔が前記ブラシの未使用部分の厚みとほぼ同じになると前記ブラシを繰り出すことを停止するブラシ繰り出し装置をさらに設けてもよい。

【0017】

上記構成の回転軸のアース装置によれば、ブラシが摩滅した場合には、回転軸の軸外周面と板バネの自由端との間の面間隔が所定値より小さくなるため、ブラシ繰り出し装置によってブラシが回転軸の回転により引き出される方向に繰り出される。これにより、回転軸の軸外周面と板バネの自由端との間の面間隔がブラシの未使用部分の厚みとほぼ同じになり、その後、ブラシの繰り出しが停止される。このように、ブラシが摩滅しても自動的にブラシが繰り出されるため、ブラシの交換サイクルを長くすることができ、数年に１回の定期開放点検時に併せてブラシを交換すればよくなり、メンテナンス性を向上させることができる。

【0018】

また、本発明に係るタービン装置は、上記いずれかの態様の回転軸のアース装置を備え、前記回転軸がタービン軸であることを特徴とする。

【0019】

上記構成のタービン装置によれば、タービン軸の回転方向に対してタービン軸の回転により引き出される方向に延びる銅編組線からなるブラシが、板バネによってタービン軸の軸外周面に押圧され、この押圧された部分がタービン軸との接点となる。板バネは、タービン軸の軸方向視で、ブラシを押圧している時の姿勢が軸外周面の略接線方向に沿う略直線状になるため、回転機械の中でも特に熱負荷が大きいタービン装置において、温度上昇で板バネが熱膨張を起こしても、板バネのブラシを押圧する形状が変化しにくく、常に安定的にブラシをタービン軸側に押圧することができる。したがって、簡素な構造により良好なアース作用を得ることができる。

【0020】

また、本発明に係る回転軸のアース方法は、回転軸が軸支されている構造体側に、リボン状で導電性のブラシの基端を固定し、前記ブラシを、前記基端から前記回転軸の回転方向に対して前記回転軸の回転によって引き出される方向、且つ前記軸外周面の略接線方向に延ばして、その中間部から自由端までの間で前記回転軸の軸外周面に接触させるとともに、板バネの基端を前記構造体側に固定し、該板バネの自由端付近を、前記ブラシと前記回転軸の軸外周面との接点に重ねて該板バネにより前記接点が前記軸外周面から離れないように押し付け、且つ、前記回転軸の軸方向視で、前記ブラシを押圧している時の姿勢が前記軸外周面の略接線方向に沿う略直線状となるように前記板バネを固定することを特徴とする。

【0021】

この回転軸のアース方法によれば、ブラシを回転軸側に押圧している時の板バネの姿勢が直線状になるため、タービン装置のように熱負荷が大きい機器類において、温度上昇により板バネが熱膨張を起こしても、板バネのブラシを押圧する形状が変化しにくく、常に安定的にブラシを回転軸側に押圧することができる。したがって、良好なアース作用を得ることができる。

【発明の効果】

【0022】

以上のように、本発明に係る回転軸のアース装置およびこれを備えたタービン装置ならびに回転軸のアース方法によれば、簡素な構造により、熱負荷による温度上昇の影響を受けることなく、ブラシを回転軸の軸外周面に安定的に接触させて良好なアース作用を得ることができ、併せてメンテナンス性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１実施形態に係るアース装置の斜視図である。

【図2】図１のII矢視により、本発明の第１実施形態を示す正面図である。

【図3】（ａ）はブラシと板バネとの間にスペーサを介在させたことによる作用・効果を示す図であり、（ｂ）はスペーサを設けない参考例を示す図である。

【図4】本発明の第２実施形態を示す正面図である。

【図5】本発明の第３実施形態を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0025】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るアース装置の斜視図であり、図２は図１のII矢視による正面図である。
このアース装置１は、例えば蒸気タービンのタービン軸２（回転軸）を基準電位点（アース）に電気的に接地させるものであるが、蒸気タービンに限らず、他の種の回転機械の回転軸アース装置としても適用することができる。

【0026】

タービン軸２は、図示しない車室の内部に収容され、この車室に設けられた軸受に軸支されて高速回転する。アース装置１は、図３（ａ）にも示すように、固定ブラケット３と、ブラシ４と、板バネ５と、スペーサ６等を備えて構成されている。なお、図３（ｂ）はスペーサ６を設けない参考例が示されている。

【0027】

固定ブラケット３は、タービン装置の車室を構成する、例えばタービン軸２の軸方向に対して直交する車室壁７（構造体）に、２本のボルト８で締結固定されており、車室壁７に沿う固定面３ａと、この固定面３ａに対して直角に屈曲したブラシ取付面３ｂとを備えている。ブラシ取付面３ｂは、正面視（図２参照）でタービン軸２の軸外周面２ａの頂点に接する接線（水平線）にほぼ沿っている。固定面３ａに穿設されているボルト穴３ｃ（図２参照）は固定面３ａの面方向に対して直角な方向（ここでは鉛直方向）に延びる長穴状であるため、タービン軸２に対する固定ブラケット３の固定位置を上下方向に調整して適切な位置で固定することができる。

【0028】

ブラシ４は、良好な導電性がある銅編組線からなる平坦なリボン状である。また、板バネ５はブラシ４の上に重なる長方形の板であり、所定のバネ定数を有している。例えば板バネ５は厚さが０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度のステンレス系弾性鋼を使用することができる。さらに、スペーサ６は矩形の平板状であり、所定の厚みＴ（図３（ａ）参照）を有している。ブラシ４は、その基端４ａが固定ブラケット３を介して車室壁７に固定され、その自由端４ｂ付近が板バネ５によってタービン軸２の軸外周面２ａに押し付けられている。

【0029】

具体的には、ブラシ４の基端４ａが固定ブラケット３のブラシ取付面３ｂの上面に重ねられ、その上にスペーサ６を介して板バネ５の基端５ａが重ねられ、さらにその上に押え板１０が置かれ、押え板１０と、板バネ５と、スペーサ６と、ブラシ４と、ブラシ取付面３ｂとを貫通するボルト１１と、ナット１２とによって各部材１０，５，６，４，３ｂが一体的に締結されている。

【0030】

ブラシ４は、その基端４ａからタービン軸２の回転方向Ｒに対して、タービン軸２の回転によって引き出される方向（図２に向かって左側）に延びており、その中間部から自由端４ｂまでの間に、タービン軸２の軸外周面２ａに接触する接点４ｃを有している。本実施形態では、接点４ｃが軸外周面２ａの頂点付近に位置している。そして、この接点４ｃの部分が、板バネ５の自由端５ｂ付近により、軸外周面２ａとの電気的接触を維持し、軸外周面２ａから離れない程度の軽い力で押圧されるようになっている。

【0031】

板バネ５は、タービン軸２の軸方向視（図２参照）で、ブラシ４を押圧している時の姿勢が軸外周面２ａの略接線方向に沿う略直線状となるように固定位置を調整されている。即ち、板バネ５の自由形状は、図２中に想像線５ｃで示すように、タービン軸２側に緩く湾曲する形状であり、この板バネ５がブラシ４を押圧している時に、板バネ５の形状が略直線状となるように、固定ブラケット３の固定位置が設定される。この位置調整は、固定ブラケット３を、その固定面３ａに形成されたボルト穴３ｃの長穴形状に沿って動かし、板バネ５の自由端５ｂ付近と軸外周面２ａとが最適な位置でボルト８を締結することによって行われる。

【0032】

図３（ａ）に示すように、ブラシ４の基端４ａと、板バネ５の基端５ａとの間にスペーサ６を介在させたことにより、ブラシ４の接点４ｃに、タービン軸２の軸外周面２ａとの接触範囲を周方向に拡大する接触範囲角度θが付与されている。つまり、板バネ５が軸外周面２ａの略接線方向に沿う略直線状であるのに対し、ブラシ４は基端４ａから自由端４ｂまでの間で略Ｓ字状に湾曲しており、これによってブラシ４の接点４ｃが軸外周面２ａに接触する有効接触面積が周方向に増大している。接点４ｃの有効接触面積は、スペーサ６の厚みＴが厚くなる程大きくなる。

【0033】

図３（ｂ）に示すように、ブラシ４の基端４ａと板バネ５の基端５ａとの間にスペーサ６を介在させなかった場合は、板バネ５がブラシ４に全面的に重なり、ブラシ４が軸外周面２ａの略接線方向に沿う略直線状となって接触するため、接点４ｃに接触範囲角度が付与されず、接点４ｃが軸外周面２ａに接触する有効接触面積が小さくなってしまう。

【0034】

固定ブラケット３、板バネ５と、スペーサ６、ボルト８，１１、ナット１２等は、全て導電性材料で形成されていることが望ましく、車室壁７は基準電位点（アース）に電気的に接地されていることが望ましい。例えば固定ブラケット３が絶縁材料で形成されていたり、固定ブラケット３付近と車室壁７の接触電気的抵抗が大きい場合や、車室壁７が基準電位点に電気的に接地されていない場合は、ブラシ４の基端４ａから導電線１３を延ばし、これを基準電位点に接続することで対応が可能である。
なお、スペーサ６の厚みＴは、タービン軸２の軸径と、ブラシ４が接点４ｃにおいて軸外周面２ａに接触する有効接触面積により適宜に最適化することが好ましい。スペーサ６の厚みは、本実施形態では、例えばｔ５ｍｍ〜ｔ１０ｍｍを選定している。

【0035】

以上のように構成されたアース装置１において、回転するタービン軸２に帯電する静電荷は、軸外周面２ａに接触しているブラシ４の接点４ｃから基準電位点に逃がされる。ブラシ４は、その基端４ａからタービン軸２の回転方向Ｒに対してタービン軸２の回転によって引き出される方向に延びており、板バネ５の付勢力によって接点４ｃがタービン軸２の軸外周面２ａから離れないように軽く押圧されているため、タービン軸２に帯電する静電荷を有効に除去することができる。
したがって、タービン軸２に静電荷が一定量蓄積された時点で、タービン軸２を支持する軸受の油膜を貫通して静電荷が軸受側に放電され、軸受の支持面に梨地状の電蝕を発生させる等、機器類の損傷を引き起こすことを防止できる。

【0036】

ブラシ４をタービン軸２側に押圧している時の板バネ５は、その姿勢が正面視（図２参照）で直線状であるため、タービン装置のように熱負荷が大きい機器類において、温度が上昇することで板バネ５が熱膨張を起こしても、ブラシ４を押圧する板バネ５の形状が変化しにくい。このため、常に安定的にブラシ４をタービン軸２側に押圧することができる。したがって、簡素な構造によりコストダウンが可能となり、さらに信頼性の高い良好なアース作用を得ることができる。

【0037】

また、ブラシ４の基端４ａと、板バネ５の基端５ａとの間にスペーサ６を介在させることにより、ブラシ４の接点４ｃに接触範囲角度θを付与したため、タービン軸２に対するブラシ４（接点４ｃ）の有効接触面積が周方向に増大している。このため、タービン軸２とブラシ４との電気的な接触性を高めて、一段と良好なアース作用を得ることができる。

【0038】

なお、ブラシ４がタービン軸２の上に載置されるように配置されているため、ブラシ４の自重によってタービン軸２との電気的な接触性を高めることができ、その分、板バネ５の付勢力を弱めて、さらに熱変形に対する安定化を図ることができる。

【0039】

［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係るアース装置の斜視図である。
このアース装置２１は、第１実施形態のアース装置１をタービン軸２の回転方向Ｒに沿って２基設けたものであり、各々のアース装置１の構成は第１実施形態で説明した内容と同一であるため、各部に同一記号を付して説明を省略する。このため、ブラシ４と、板バネ５とが、それぞれタービン軸２の周方向に沿って２組設けられている。

【0040】

２組のアース装置１は、その各々のブラシ４の接点４ｃの周方向間隔角度αが３０°から６０°程度となるように、比較的近接して設置するのが好ましい。なお、アース装置１の設置数は２組に限らず、より多く設置してもよい。

【0041】

上記構成の回転軸のアース装置２１によれば、複数のブラシ４が、それぞれ複数の板バネ５によってタービン軸２（軸外周面２ａ）に押し付けられるため、アース作用の信頼性をより高めることができる。また、１つのブラシ４に不具合が生じても、他のブラシ４が回転軸に接触しているため、アース性能が損なわれない。

【0042】

さらに、複数設けられたアース装置１同士が近接しているため、各ブラシ４における軸外周面２ａとの接点４ｃの間隔が近くなり、これによって各アース装置１間の微小な電位差の発生を抑制できる。したがって、各アース装置１を構成する部品間、および各アース装置１とタービン軸２との間の異種金属間の電食発生を防止し、耐久性と信頼性を高めることができる。

【0043】

［第３実施形態］
図５は、本発明の第３実施形態に係るアース装置の斜視図である。
このアース装置３１は、第１実施形態のアース装置１にブラシ繰り出し装置３２が追加装備されたものである。

【0044】

固定ブラケット３の構造は第１実施形態と同様であり、その固定面３ａが２本のボルト８ａ，８ｂで車室壁（非図示）に締結固定され、ブラシ取付面３ｂの上面にブラシ４の基端４ａが重ねられ、その上にスペーサ６を介して板バネ５の基端５ａと押え板１０が重ねられ、ボルト１１と、ナット１２とによって各部材１０，５，６，３ｂが一体的に締結される。なお、ブラシ４はブラシ取付面３ｂとスペーサ６との間で摺動可能に保持されている。

【0045】

ブラシ繰り出し装置３２はリール３３を備えており、このリール３３にブラシ４が所定の長さに亘って巻かれている。つまり、ブラシ４は、その基端４ａよりも後方に長く延長されて未使用部分４ｄとなっており、この未使用部分４ｄがリール３３に巻き取られている。リール３３の設置位置は、ブラシ４の軸外周面２ａとの接点４ｃに対し、タービン軸２の回転方向Ｒの上流側とされている。そして、リール３３に設けられたゼンマイ等の付勢部材３４の付勢力により、リール３３が、ブラシ４の未使用部分４ｄをタービン軸２側に繰り出す回転方向（図５中では時計回り）に付勢されている。さらに、リール３３の側面にはラチェット３５が設けられている。

【0046】

一方、固定ブラケット３を車室壁に固定している２本のボルト８ａ，８ｂのうちの一方８ａは支点軸となっており、この支点軸８ａにリンクレバー３６の中間部が軸支されている。リンクレバー３６の一端３６ａは板バネ５の自由端５ｂに固定されており、リンクレバー３６の他端３６ｂは鍵爪状になっていてリール３３のラチェット３５に係合し、付勢部材３４の付勢力によってリール３３が回転することを規制している。

【0047】

このように構成されたアース装置３１において、回転するタービン軸２に帯電する静電荷は、第１、第２実施形態の場合と同様に、ブラシ４を経て基準電位点に逃がされる。

【0048】

タービン軸２の軸外周面２ａと摺接し続けるブラシ４が長期間の使用によって摩滅した場合は、軸外周面２ａと板バネ５の自由端５ｂとの間の面間隔Ｄが所定値以下になる。上記の所定値とは、例えばブラシ４の厚さの約半分程度を例示できる。面間隔Ｄがこの所定値以下になると、板バネ５の自由端５ｂがタービン軸２の軸外周面２ａに近付き、ブラシ繰り出し装置３２のリンクレバー３６の一端３６ａも軸外周面２ａに近付く。

【0049】

このため、リンクレバー３６が支点軸であるボルト８ａを中心に回動し、その他端３６ｂの鍵爪がラチェット３５から離れてリール３３の回転規制が解除され、付勢部材３４の付勢力によってリール３３がブラシ４をタービン軸２の回転によって引き出される方向に繰り出す方向（図５では時計回り）に回動し、未使用部分４ｄが軸外周面２ａと板バネ５の自由端５ｂとの間に供給される。これにより、軸外周面２ａと板バネ５の自由端５ｂとの間の面間隔Ｄが、ブラシ４の未使用部分４ｄの厚みとほぼ同じになるため、板バネ５の自由端５ｂとリンクレバー３６の一端３６ａが持ち上がり、逆にリンクレバー３６の他端３６ｂが下がってラチェット３５に再び係合し、リール３３の回動が規制されてブラシ４の繰り出しが停止される。

【0050】

このアース装置３１によれば、ブラシ４が摩滅しても自動的にブラシ４が繰り出されるため、ブラシ４の交換サイクルを長くすることができ、数年に１回の定期開放点検時に併せてブラシを交換すればよくなり、メンテナンス性を向上させることができる。

【0051】

以上のように、本実施形態に係る回転軸のアース装置１，２１，３１およびこれを備えたタービン装置、ならびに回転軸のアース方法によれば、簡素な構造によりコストダウンが可能で、熱負荷による温度上昇の影響を受けることなく、ブラシ４をタービン軸２の軸外周面２ａに安定的に接触させて信頼性の高い良好なアース作用を得ることができ、併せてメンテナンス性を向上させることができる。

【0052】

なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。

【0053】

例えば、上記各実施形態において、アース装置１，２１，３１は蒸気タービンのタービン軸２に適用されているが、蒸気タービンに限らず、他の回転機械にも適用することができる。
また、上記各実施形態において、ブラシ４は平坦なリボン状であるが、例えば円形断面のものとしてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１，２１，３１ アース装置
２ タービン軸（回転軸）
２ａ 軸外周面
３ 固定ブラケット
４ ブラシ
４ａ ブラシの基端
４ｂ ブラシの自由端
４ｃ ブラシの接点
４ｄ ブラシの未使用部分
５ 板バネ
５ａ 板バネの基端
５ｂ 板バネの自由端
６ スペーサ
７ 車室壁（構造体）
１０ 押え板
１３ 導電線
３２ ブラシ繰り出し装置
Ｄ 面間隔
Ｒ タービン軸の回転方向
θ 接触範囲角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】