破片検出センサ
【課題】 流体中に混入する破片の有無または大きさまたは蓄積量を、混入する破片の量に左右されずに安定良く検出できる破片検出センサを提供する。
【解決手段】 この破片検出センサは、流体中に混入する破片を検出する破片検出センサであって、２つの対面する平板と、これら２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込む平板移動機構と、測定・判定手段１７とを備える。測定・判定手段１７は、前記２つの平板間のギャップを測定することで、前記破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出する手段である。前記２つの平板５，７のうちの固定側の平板５はフィルタ材料で構成して、前記流体を流す流路中に配置する。
【解決手段】 この破片検出センサは、流体中に混入する破片を検出する破片検出センサであって、２つの対面する平板と、これら２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込む平板移動機構と、測定・判定手段１７とを備える。測定・判定手段１７は、前記２つの平板間のギャップを測定することで、前記破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出する手段である。前記２つの平板５，７のうちの固定側の平板５はフィルタ材料で構成して、前記流体を流す流路中に配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潤滑油などの流体中に混入した破片を検出する破片検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や航空機、ヘリコプタ等の潤滑油中に、エンジンやトランスミッション、軸受等の摩耗や破損によって生じた金属破片あるいは金属粉が混入していることを検出する装置として、メタルチェックセンサあるいはオイルチェックセンサあるいはデブリスセンサなどと呼ばれる金属片検出装置が提案されている（特許文献１〜５）。
このような金属片検出装置は、エンジンやギアボックス、軸受等の各種装置の健全性を検査する手段として使用され、検査対象の装置の各部位における劣化の情報をこれらの部位に破壊的な故障が生じる前に得ることができる。
【特許文献１】特開昭５５−０５２９４３号公報
【特許文献２】特開昭６１−２５３４５５号公報
【特許文献３】特開２０００−３２１２４８号公報
【特許文献４】特許２７０３５０２号公報
【特許文献５】特許２８６５８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、特に航空機用ジェットエンジンにおいて、その小型化と高速化が求められている。従来より、航空機用ジェットエンジンの主軸用軸受では、その転動体に金属材料が用いられてきたが、現状の転動体材料では更なる高速化が困難な状況にある。高速化に耐えうるためには、軸受の転動体を窒化珪素（Si3N4 ）等を原材料とするセラミック玉やセラミックころとする必要がある。また、ジェットエンジン用軸受にセラミック玉やセラミックころを適用した場合、大きく性能が向上し、ひいてはジェットエンジンの効率が向上し、環境負荷を軽減できる可能性がある。
一方、従来の金属片検出装置では、金属材料あるいは磁性材料あるいは導電性材料の破片のみ検出が可能であり、非金属、非磁性、非導電性を特徴とするセラミック材の検出は不可能であった。したがって、例えばセラミック製の転動体を使用した軸受の場合には、破壊的な故障が生じる前に、金属片検出装置を用いて劣化や損傷に関する情報を得ることができない。そのため、現状ではこの様な構成の軸受は、用途が限定された航空機にしか使用されていない。
【０００４】
そこで、このような課題を解決する破片検出センサとして、２つの対面する平板を設け、これら２つの平板のうち少なくとも１つの平板を平板移動機構で対面方向に動かすことで流体中に混入する破片を前記２つの平板間に挟み込むようにし、この状態での２つの平板間のギャップ変動を静電容量の変化やインダクタンス変化などとして検出するギャップセンサを設け、そのギャップセンサの測定値から前記破片の有無や大きさ、あるいは蓄積量を検出する構成のものが考えられる。
【０００５】
しかし、この構成では、検査対象の潤滑油などの流体を前記２つの平板間に流して流体中の破片を２つの平板で挟む場合に、流体中に検出対象の破片がごく僅かしか存在しないと、破片が挟み込まれる確率が低くなってしまい、検出されるまでに時間がかかるか、検出されない場合がある。
【０００６】
この発明の目的は、流体中に混入する破片の有無または大きさまたは蓄積量を、混入する破片の量に左右されずに安定良く検出できる破片検出センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の破片検出センサは、流体中に混入する破片を検出する破片検出センサであって、２つの対面する平板と、これら２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込む平板移動機構と、前記２つの平板間のギャップを測定することで、前記破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出する測定・判定手段を有し、前記２つの平板のうちの固定側の平板をフィルタ材料で構成して前記流体を流す流路中に配置したものである。
この構成によると、２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして２つの平板間に破片を挟み込み、これら２つの平板間のギャップを測定・判定手段で測定することで、破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出するものとし、かつ２つの平板のうちの固定側の平板をフィルタ材料で構成して検査対象である流体を流す流路中に配置したため、破片が固定側の平板を通過できない大きさのものであれば、２つの平板間に確実に挟み込むとことができ、流体中に混入する破片の有無または大きさまたは蓄積量を、混入する破片の量に左右されずに安定良く検出できる。固定側の平板を通過できないような大きな破片が存在するということは、例えば検査対象の流体が潤滑油である場合に、潤滑系統内で何か大きな異常が発生している可能性が高く、できるだけ早い時期に検出できることが望まれるが、この破片検出センサを用いた場合には、特に検出が望まれる大きな破片について、確実に検出して警告を発する機能を持たせることが可能となる。
また、上記破片検出センサを自動車，航空機，ヘリコプタ等に組み込んだ場合、潤滑油中に混入した破片の状態をモニターすることができるため、故障の前兆あるいは故障の診断を行い、運転の停止や部品交換が必要なことを知らせることができ、安全性が向上する。また、機械部品の寿命や経年変化を予測できるため、部品の無駄な交換や遅れた交換がなくなり、経済性が向上する。
【０００８】
この発明において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、多数の孔を設けた金属板で構成されたものであっても良い。多数の孔を設けた金属板であれば、孔の大きさを適宜設計することによって、透過の有無を選択する粒径を変えることが容易であり、また平板をギャップ測定のための電極として利用することができる。
【０００９】
この発明において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、多孔質セラミック材料の表面に導電性コーティングが施されたものであっても良い。多孔質セラミック材料を用いると、透過する破片を比較的に小さなものとすることが容易であり、また表面に導電性コーティングが施されることによって、平板をギャップ測定のための電極として利用することができる。
【００１０】
この発明において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、焼結金属材料で構成されたものであっても良い。焼結金属材料でなる場合も、透過する破片を比較的に小さなものとすることが容易であり、また平板をギャップ測定のための電極として利用することができる。
【００１１】
この発明において、前記測定・判定手段に設けられて２つの平板間ギャップの測定を行う手段が、変位センサと、両平板を電極として使用し両電極間の静電容量を測定してギャップの大きさを推定する手段とを併用するものであっても良い。この構成の場合、２つのセンサから求められるギャップ値の比較により、検出した破片が金属材料等の導電性材料であるか、樹脂・セラミック材料のような非導電性材料であるかを識別しつつ、その大きさも検出できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の破片検出センサは、流体中に混入する破片を検出する破片検出センサであって、２つの対面する平板と、これら２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込む平板移動機構と、前記２つの平板間のギャップを測定することで、前記破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出する測定・判定手段を有し、前記２つの平板のうちの固定側の平板をフィルタ材料で構成して前記流体を流す流路中に配置したため、流体中に混入する破片の有無または大きさまたは蓄積量を、混入する破片の量に左右されずに安定良く検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１は、この実施形態の破片検出センサの概略構成図を示す。この破片検出センサは、検査対象である流体中に混入する破片を検出するセンサであって、互いに対面する２つの平板５，７と、これら２つの平板５，７のうちの少なくとも１つの平板を対面方向に動かして２つの平板５，７間に破片１３（図３）を挟み込む平板移動機構９と、前記２つの平板５，７間のギャップを測定することで、前記破片１３の有無、大きさ、または蓄積量を検出する測定・判定手段１７とを備える。この破片検出センサの場合、潤滑油が検査対象の流体とされる。
【００１４】
前記２つの平板５，７と平板移動機構９はセンサユニット１に組み込まれる。このセンサユニット１は、検査対象である潤滑油を流す油路４ａが貫通して設けられたベース部材４を有し、油路４ａの一端には給油配管２が接続され、油路４ａの他端には排油配管３が接続されている。この場合、潤滑油は、給油配管２の油路２ａからベース部材４の油路４ａを経由し、排油配管３の油路３ａに流れる。例えば、給油配管２はエンジンやギアボックス、軸受等で使用された潤滑油が収集される配管に接続され、排油配管３はオイルタンクへの配管に接続される。前記ベース部材４の油路４ａは、給油配管２の油路２ａから直進方向に延びる油路部分４ａａと、この油路部分４ａａから略直角に折れ曲がって排油配管３の油路３ａに向けて直進方向に延びる油路部分４ａｂとでなるＬ字状とされている。
【００１５】
２つの平板５，７のうちの一つの平板５は導電性材料からなる固定平板であって、ベース部材４のＬ字状油路４ａの角部における排油配管３の油路３ａに向かう油路部分４ａｂの始端位置において、その油路部分４ａｂを遮断するように配置されて、絶縁材料からなる平板固定部材６を介してベース部材４に電気的に絶縁された状態で固定されている。
【００１６】
平板移動機構９はプッシュプルソレノイド等からなる直動アクチュエータであって、その可動軸９ａが前記ベース部材４の油路４ａの角部において前記固定平板５の表面と対向する方向つまり油路部分４ａｂの延びる方向に進退自在となるように、アクチュエータ固定部材１０を介してベース部材４に固定されている。平板移動機構９の可動軸９ａの先端部には、絶縁材料からなる平板固定部材８を介して、前記２つの平板５，７のうちの他の一つの平板７が電気的に絶縁された状態で固定されている。この平板７は、平板移動機構９の可動軸９ａと一体に進退自在とされた可動平板であって、固定平板５と同様に導電性材料からなり、ベース部材４を貫通して油路４ａ内の角部に臨み固定平板５に対面する。ここでは平板移動機構９としてプッシュプルソレノイドからなる直動アクチュエータを使用した例を示しているが、直線動作を行うものであれば、その種類は問わない。例えば、電動モータとボールネジを組み合わせたものでも良いし、空圧や油圧を使用したものでも良い。直動アクチュエータを用いた場合は、回転駆動源を用いる場合と異なり、回転を直線運動に変換する機構が不要で、破片検出センサを簡素でコンパクトな構成とできる。
平板移動機構９を動作させると、その可動軸９ａに平板固定部材８を介して設置された可動平板７が進退して、固定平板５に近づいたり、離れたりする。
【００１７】
平板移動機構９の可動軸９ａは、その後端部に固定されたばね受け部材１１とアクチュエータ固定部材１０との間に介在させた圧縮ばね１２により、進出方向に付勢される。
図１は、平板移動機構９に電源を投入した状態を示し、このとき可動軸９ａは圧縮ばね１２を圧縮させて後退しており、可動平板７は固定平板５から離れた位置にある。一方、平板移動機構９に電源を投入していない状態では、図２のように、電源投入時に圧縮された圧縮ばね１２が復元する力によって、可動平板７が固定平板５に接触する位置まで進出する。可動平板７と固定平板５とが接触した状態で、可動平板７には圧縮ばね１２による予圧が与えられているので、可動平板７と固定平板５とは一定の圧力で接触した状態となる。
【００１８】
測定・判定手段１７は、静電容量測定手段１４と変位センサ１６と判定手段１５とでなる。静電容量測定手段１４は、可動平板７と固定平板との間の静電容量を測定する手段であり、静電容量測定手段１４の入力端子である電極１４ａ，１４ｂがそれぞれ可動平板７と固定平板５に接続される。変位センサ１６は、可動平板７と固定平板５との間のギャップを測定するギャップセンサであり、図４に平面図で示すように、固定平板５の中央部に埋め込んだ状態で設けられる。
固定平板５は、変位センサ１６の設置部の周辺領域に多数の小孔５ａを分散形成したフィルタ材料とされる。ここでは、固定平板５を導電性材料で、かつ多数の微細孔５ａを有するフィルタ材料としたが、このほかフィルタ機能を有する多孔質のセラミック材料の表面に電極１４ｂとなる金属メッキを施したものや、フィルタ機能を持つ導電性材料である焼結金属材料などを用いても良い。このように、固定平板５はフィルタ材料からなるので、ベース部材４の油路４ａを遮断するように配置されても、検査対象の流体である潤滑油は固定平板５に遮られることなく油路４ａ中を流れることができるが、潤滑油中に混入する破片１３（図３）がフィルタ材料を通過できない大きさの場合には、固定平板５の上に残留して蓄積されることになる。
【００１９】
ここでは、変位センサ１６として例えば渦電流式のものが用いられるが、磁気式，光学式等の他の方式のものを用いても良い。判定手段１５は、静電容量測定手段１４の測定値と変位センサ１６の測定値とから潤滑油中の破片１３の有無、破片１３の材質、大きさ、または蓄積量を推定する手段であり、例えば測定値と判定結果の関係を定めたテーブルまたは演算式の判定規則を有し、その判定規則と測定値とを比較して判定結果を出力する。判定手段１５は、その機能の一部として導電性材料が検出されたことを判断する導電性材料検出手段１８を有する。
【００２０】
次に、この破片検出センサを用いて、エンジン，ギアボックス，軸受等の装置の摩耗や破損によって生じた各種材料からなる破片が混入している潤滑油から、その破片を検出する動作を説明する。
上記したように、平板移動機構９に電源を投入すると、図１のように可動軸９ａが後退して、その可動軸９ａに平板固定部材８を介して設置された可動平板７が固定平板５から離れる。このとき、可動軸９ａに固定されたばね受け部材１１とアクチュエータ固定部材１０のと間に設置された圧縮ばね１２は、圧縮される。
【００２１】
次に、検査対象の流体として、エンジン，ギアボックス，軸受等に使用されている潤滑油を給油配管２の油路２ａからベース部材４の油路４ａ内を経由して排油配管３の油路３ａに流す。固定平板５はフィルタ材料からなるので、前記油路４ａを遮断するように固定平板５が配置されていても潤滑油の通過を妨げない。このとき、ベース部材４の油路４ａを流れる潤滑油中に、図３に示すように、エンジンやギアボックス、軸受等の摩耗や破損によって生じた破片１３が混入していると、固定平板５を通過できないような大きな破片１３については、その個数が少ない場合でも確実に固定平板５でせき止められて固定平板５の上に残される。そこで、この状態のもとに、平板移動機構９への電源の投入を停止すると、圧縮ばね１２の復元力により、可動軸９ａと一体に可動平板７が固定平板５に接近する方向に進出して、固定平板５の上に蓄積された破片１３が可動平板１７との間に挟み込まれる。これにより、可動平板７と固定平板５との間には、破片１３の厚み分だけギャップｄが生じる。このギャップｄを変位センサ１６が測定する。同時に、このギャップｄにより、２つの平板５，７間には静電容量Ｃが形成される。
【００２２】
ところで、一般的に、平行平板間の静電容量Ｃは
Ｃ＝εｏεｒＳ／ｄ ……（１）
となることが知られている。すなわち、静電容量Ｃ［Ｆ］は、真空中の誘電率εｏ（8.854 ×10-12 ［Ｆ／ｍ］）と潤滑油の誘電率εr と平行平板の面積Ｓ［ｍ2 ］とを掛け合わせたものを、平行平板間のギャップｄ［ｍ］で割った値となる。この実施形態の場合、潤滑油の誘電率εr と平行平板の面積Ｓは一定となるため、静電容量Ｃの値は平行平板間つまり可動平板７と固定平板５の間のギャップｄに依存する。
そこで、２つの平板５，７間の静電容量Ｃを前記静電容量測定手段１４で測定することにより、変位センサ１６による測定とは別の方法で平板５，７間のギャップｄの値を検出でき、その値によっても破片１３の大きさや蓄積量を推定することができる。
【００２３】
ここで、挟み込まれた破片１３が導電性材料であると２つの電極１４ａ，１４ｂ間は短絡状態となるので、静電容量Ｃの測定から求められるギャップｄ２は、ゼロもしくは非常に小さな値となる。これに対して、変位センサ１６によって得られるギャップｄ１は、静電容量測定手段１４の測定値から推定されるギャップｄ２とは異なった値となる。このように、2 つの測定結果の違いを検出して、検出された破片１３が導電性であるか非導電性であるかを判断することが可能となる。すなわち、判定手段１５の導電性材料検出手段１８は導電性材料の破片１３が検出されたことを判断する機能を有し、
ｄ１≫ｄ２ ……（２）
となる場合には、検出された破片１３が導電性のものであると判断する。また、2 つの値ｄ１，ｄ２が互いに近い値であって、かつゼロギャップでない場合、つまり
ｄ１≒ｄ２（≠０） ……（３）
となる場合には、検出された破片１３が非導電性のものであると判断する。また、判定手段１５は、破片１３の大きさを、変位センサ１６の検出値ｄ１で代表して出力する。
【００２４】
一方、２つの平板５，７間に破片１３がない場合にも、２つの電極１４ａ，１４ｂ間は短絡状態となるので、静電容量Ｃの測定から求められるギャップｄ２は、ゼロもしくは非常に小さな値となる。この場合、変位センサ１６によって得られるギャップｄ１もゼロギャップとなるので、これらの結果から判定手段１５は破片１３が無いと判断する。
【００２５】
図５は、図１の破片検出センサにおける測定・判定手段１７の構成要素である静電容量測定手段１４の一構成例を示す。この静電容量測定手段１４は、直列接続した発振器２０と電流測定手段２１とでなり、発振器２０から可動平板７と固定平板５に交流電流を流し、平板５、７間の静電容量Ｃをインピーダンスに換算して電流測定手段２１で測定する。この場合、測定したインピーダンスから静電容量Ｃを求めることもできる。その他の構成は図１の場合と同様である。
【００２６】
図６は、図１の破片検出センサにおける測定・判定手段１７の構成要素である静電容量測定手段１４の他の構成例を示す。この静電容量測定手段１４は、ＯＰアンプ３２で構成した発振器３０と、この発振器３０の発振周波数から静電容量を推定する周波数対応容量推定手段３１とでなり、測定した発振器３０の周波数から平板５，７間の静電容量Ｃを推定する。この場合の発振器３０はリラクセーションオシレータ（relaxation oscillator ）と呼ばれ、ＯＰアンプ３２に抵抗３３Ｒa ，３３Ｒb ，３３Ｒt 、およびコンデンサ３３Ｃt を接続して構成される。抵抗３３Ｒa ，３３Ｒb ，３３Ｒt の抵抗値をＲa ，Ｒb ，Ｒt 、コンデンサ３３Ｃt の静電容量をＣt とすると、発振周波数ｆは、およそ、
ｆ＝１／（２Ｒt Ｃt ） ……（４）
となることが知られている。ここでは、前記発振器３０のコンデンサ３３Ｃt が平板５，７間の静電容量Ｃに置き換えられることで、その静電容量Ｃが推定される。
【００２７】
図７は、図１の破片検出センサにおける測定・判定手段１７の構成要素である静電容量測定手段１４のさらに他の構成例を示す。この静電容量測定手段１４は、充放電手段４０と、その充電および放電の繰り返しにおける過度現象によって生じる充放電時間より静電容量を推定する充放電時間対応静電容量推定手段４１とでなる。充放電手段４０は、充電抵抗４２と充電スイッチ４３の直列回路部を被測定静電容量Ｃt に直列接続すると共に、放電スイッチ４４と放電抵抗４５の直列回路部を被測定静電容量Ｃt に並列接続した回路である。充放電時間対応静電容量推定手段４１は、充放電手段４０での充放電電圧を監視する電圧測定手段４６と、この電圧測定手段４６が監視する電圧が規定電圧になるまでの時間を測定することにより、被測定静電容量Ｃt を推定する判断手段４７とでなる。
【００２８】
この場合、例えば、充電スイッチ４３をオンにして充電を開始し、被測定静電容量Ｃt の充電電圧を電圧測定手段４６で監視して、その充電電圧が規定電圧になるまでの充電時間を判断手段４７で測定することにより、被測定静電容量Ｃt を推定できる。または、予め所定電圧まで充電させた被測定静電容量Ｃt に対して、放電スイッチ４４をオンにして放電を開始し、被測定静電容量Ｃt の放電電圧を電圧測定手段４６で監視して、その放電電圧が規定電圧になるまでの放電時間を判断手段４７で測定することにより、被測定静電容量Ｃt を推定できる。ここでは、前記被測定静電容量Ｃt が平板５，７間の静電容量Ｃに置き換えられることで、その静電容量Ｃが推定される。
【００２９】
このように、この実施形態の破片検出センサでは、可動平板７を動作させて固定平板５との間に破片１３を挟み込み、これら２つの平板５，７の間のギャップを測定・判定手段１７で測定することで、破片１３の有無または大きさまたは蓄積量を検出するものとし、かつ固定平板５をフィルタ材料で構成して検査対象の流体である潤滑油を流す流路中に配置したため、破片１３が固定平板５を通過できない大きさのものであれば、２つの平板５，７間に確実に挟み込むとことができ、潤滑油中に混入する破片の有無または大きさまたは蓄積量を、混入する破片１３の量に左右されずに安定良く検出できる。固定平板５を通過できないような大きな破片１３が存在するということは、潤滑系統内で何か大きな異常が発生している可能性が高く、できるだけ早い時期に検出できることが望まれるが、この破片検出センサを用いた場合には、特に検出が望まれる大きな破片１３について、確実に検出して警告を発する機能を持たせることが可能となる。
また、上記破片検出センサを自動車，航空機，ヘリコプタ等に組み込んだ場合、潤滑油中に混入した破片の状態をモニターすることができるため、故障の前兆あるいは故障の診断を行い、運転の停止や部品交換が必要なことを知らせることができ、安全性が向上する。また、機械部品の寿命や経年変化を予測できるため、部品の無駄な交換や遅れた交換がなくなり、経済性が向上する。
【００３０】
また、この実施形態では、可動平板７と固定平板５を電極としてこれらの間の静電容量を静電容量測定手段１４で検出すると共に、これら２つの平板５，７の間のギャップを変位センサ１６で測定し、これら二種類のセンサ１４，１６の出力から破片１３の有無だけでなく破片１３の材質と大きさを判定手段１５で推定するようにしているので、潤滑油中に混入した各種材料からなる破片１３を検出でき、かつ検出した破片１３が金属材料等の導電性材料であるか、樹脂・セラミック材料のような非導電性材料であるかを識別しつつ、その大きさも検出できる。
【００３１】
なお、前記２つの平板５，７の間のギャップを測定する手段としては、前記実施形態のように、静電容量測定手段１４と変位センサ１６を併用する場合に限らず、静電容量測定手段１４だけを用いても良いし、変位センサ１６だけを用いても良い。
【００３２】
図８および図９は、この発明の破片検出センサの他の実施形態を示す。この実施形態では、図１に示す実施形態における変位センサ１６を、アクチュエータ固定部材１０における可動軸９ａの後端と対向する位置に設けたものである。この場合、固定平板５には変位センサ５が設けられないので、図９のように固定平板５の微細孔５ａは中央部にも形成される。
【００３３】
この実施形態の場合、変位センサ１６は、可動軸９ａの変位量を測定することになるが、可動平板７は平板固定部材８を介して可動軸９ａに固定されているため、可動軸９ａの変位量から固定平板５と可動平板７の間のギャップｄを検出することができる。
【００３４】
図１０は、この発明の破片検出センサのさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、図１に示す実施形態において、判定手段１５の次段に記録手段５０を追加して、潤滑油中に混入した破片１３の状態をリアルタイムでモニターできるようにしたものである。記録された数値の変化履歴により潤滑油の状態を推測し、ゴミや破片の増加傾向などの情報を出力することができる。静電容量測定手段１４は、図５〜図７に示したいずれの構成のものを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる破片検出センサの電源投入時の概略構成図である。
【図２】同破片検出センサの電源投入停止時の概略構成図である。
【図３】同破片検出センサの検出動作の説明図である。
【図４】同破片検出センサにおける固定平板の平面図である。
【図５】同破片検出センサにおける静電容量測定手段として一構成例を用いた場合の検出動作の説明図である。
【図６】同破片検出センサにおける静電容量測定手段の他の構成例を示す回路図である。
【図７】同破片検出センサにおける静電容量測定手段のさらに他の構成例を示す回路図である。
【図８】この発明の他の実施形態にかかる破片検出センサの検出動作の説明図である。
【図９】同破片検出センサにおける固定平板の平面図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態にかかる破片検出センサの検出動作の説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
５…固定平板
５ａ…微細孔
７…可動平板
９…平板移動機構
１３…破片
１４…静電容量測定手段（電極利用測定手段）
１４ａ，１４ｂ…電極
１５…判定手段
１６…変位センサ（ギャップセンサ）
１７…測定・判定手段
１８…導電性材料検出手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潤滑油などの流体中に混入した破片を検出する破片検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や航空機、ヘリコプタ等の潤滑油中に、エンジンやトランスミッション、軸受等の摩耗や破損によって生じた金属破片あるいは金属粉が混入していることを検出する装置として、メタルチェックセンサあるいはオイルチェックセンサあるいはデブリスセンサなどと呼ばれる金属片検出装置が提案されている（特許文献１〜５）。
このような金属片検出装置は、エンジンやギアボックス、軸受等の各種装置の健全性を検査する手段として使用され、検査対象の装置の各部位における劣化の情報をこれらの部位に破壊的な故障が生じる前に得ることができる。
【特許文献１】特開昭５５−０５２９４３号公報
【特許文献２】特開昭６１−２５３４５５号公報
【特許文献３】特開２０００−３２１２４８号公報
【特許文献４】特許２７０３５０２号公報
【特許文献５】特許２８６５８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、特に航空機用ジェットエンジンにおいて、その小型化と高速化が求められている。従来より、航空機用ジェットエンジンの主軸用軸受では、その転動体に金属材料が用いられてきたが、現状の転動体材料では更なる高速化が困難な状況にある。高速化に耐えうるためには、軸受の転動体を窒化珪素（Si3N4 ）等を原材料とするセラミック玉やセラミックころとする必要がある。また、ジェットエンジン用軸受にセラミック玉やセラミックころを適用した場合、大きく性能が向上し、ひいてはジェットエンジンの効率が向上し、環境負荷を軽減できる可能性がある。
一方、従来の金属片検出装置では、金属材料あるいは磁性材料あるいは導電性材料の破片のみ検出が可能であり、非金属、非磁性、非導電性を特徴とするセラミック材の検出は不可能であった。したがって、例えばセラミック製の転動体を使用した軸受の場合には、破壊的な故障が生じる前に、金属片検出装置を用いて劣化や損傷に関する情報を得ることができない。そのため、現状ではこの様な構成の軸受は、用途が限定された航空機にしか使用されていない。
【０００４】
そこで、このような課題を解決する破片検出センサとして、２つの対面する平板を設け、これら２つの平板のうち少なくとも１つの平板を平板移動機構で対面方向に動かすことで流体中に混入する破片を前記２つの平板間に挟み込むようにし、この状態での２つの平板間のギャップ変動を静電容量の変化やインダクタンス変化などとして検出するギャップセンサを設け、そのギャップセンサの測定値から前記破片の有無や大きさ、あるいは蓄積量を検出する構成のものが考えられる。
【０００５】
しかし、この構成では、検査対象の潤滑油などの流体を前記２つの平板間に流して流体中の破片を２つの平板で挟む場合に、流体中に検出対象の破片がごく僅かしか存在しないと、破片が挟み込まれる確率が低くなってしまい、検出されるまでに時間がかかるか、検出されない場合がある。
【０００６】
この発明の目的は、流体中に混入する破片の有無または大きさまたは蓄積量を、混入する破片の量に左右されずに安定良く検出できる破片検出センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の破片検出センサは、流体中に混入する破片を検出する破片検出センサであって、２つの対面する平板と、これら２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込む平板移動機構と、前記２つの平板間のギャップを測定することで、前記破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出する測定・判定手段を有し、前記２つの平板のうちの固定側の平板をフィルタ材料で構成して前記流体を流す流路中に配置したものである。
この構成によると、２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして２つの平板間に破片を挟み込み、これら２つの平板間のギャップを測定・判定手段で測定することで、破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出するものとし、かつ２つの平板のうちの固定側の平板をフィルタ材料で構成して検査対象である流体を流す流路中に配置したため、破片が固定側の平板を通過できない大きさのものであれば、２つの平板間に確実に挟み込むとことができ、流体中に混入する破片の有無または大きさまたは蓄積量を、混入する破片の量に左右されずに安定良く検出できる。固定側の平板を通過できないような大きな破片が存在するということは、例えば検査対象の流体が潤滑油である場合に、潤滑系統内で何か大きな異常が発生している可能性が高く、できるだけ早い時期に検出できることが望まれるが、この破片検出センサを用いた場合には、特に検出が望まれる大きな破片について、確実に検出して警告を発する機能を持たせることが可能となる。
また、上記破片検出センサを自動車，航空機，ヘリコプタ等に組み込んだ場合、潤滑油中に混入した破片の状態をモニターすることができるため、故障の前兆あるいは故障の診断を行い、運転の停止や部品交換が必要なことを知らせることができ、安全性が向上する。また、機械部品の寿命や経年変化を予測できるため、部品の無駄な交換や遅れた交換がなくなり、経済性が向上する。
【０００８】
この発明において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、多数の孔を設けた金属板で構成されたものであっても良い。多数の孔を設けた金属板であれば、孔の大きさを適宜設計することによって、透過の有無を選択する粒径を変えることが容易であり、また平板をギャップ測定のための電極として利用することができる。
【０００９】
この発明において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、多孔質セラミック材料の表面に導電性コーティングが施されたものであっても良い。多孔質セラミック材料を用いると、透過する破片を比較的に小さなものとすることが容易であり、また表面に導電性コーティングが施されることによって、平板をギャップ測定のための電極として利用することができる。
【００１０】
この発明において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、焼結金属材料で構成されたものであっても良い。焼結金属材料でなる場合も、透過する破片を比較的に小さなものとすることが容易であり、また平板をギャップ測定のための電極として利用することができる。
【００１１】
この発明において、前記測定・判定手段に設けられて２つの平板間ギャップの測定を行う手段が、変位センサと、両平板を電極として使用し両電極間の静電容量を測定してギャップの大きさを推定する手段とを併用するものであっても良い。この構成の場合、２つのセンサから求められるギャップ値の比較により、検出した破片が金属材料等の導電性材料であるか、樹脂・セラミック材料のような非導電性材料であるかを識別しつつ、その大きさも検出できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の破片検出センサは、流体中に混入する破片を検出する破片検出センサであって、２つの対面する平板と、これら２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込む平板移動機構と、前記２つの平板間のギャップを測定することで、前記破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出する測定・判定手段を有し、前記２つの平板のうちの固定側の平板をフィルタ材料で構成して前記流体を流す流路中に配置したため、流体中に混入する破片の有無または大きさまたは蓄積量を、混入する破片の量に左右されずに安定良く検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１は、この実施形態の破片検出センサの概略構成図を示す。この破片検出センサは、検査対象である流体中に混入する破片を検出するセンサであって、互いに対面する２つの平板５，７と、これら２つの平板５，７のうちの少なくとも１つの平板を対面方向に動かして２つの平板５，７間に破片１３（図３）を挟み込む平板移動機構９と、前記２つの平板５，７間のギャップを測定することで、前記破片１３の有無、大きさ、または蓄積量を検出する測定・判定手段１７とを備える。この破片検出センサの場合、潤滑油が検査対象の流体とされる。
【００１４】
前記２つの平板５，７と平板移動機構９はセンサユニット１に組み込まれる。このセンサユニット１は、検査対象である潤滑油を流す油路４ａが貫通して設けられたベース部材４を有し、油路４ａの一端には給油配管２が接続され、油路４ａの他端には排油配管３が接続されている。この場合、潤滑油は、給油配管２の油路２ａからベース部材４の油路４ａを経由し、排油配管３の油路３ａに流れる。例えば、給油配管２はエンジンやギアボックス、軸受等で使用された潤滑油が収集される配管に接続され、排油配管３はオイルタンクへの配管に接続される。前記ベース部材４の油路４ａは、給油配管２の油路２ａから直進方向に延びる油路部分４ａａと、この油路部分４ａａから略直角に折れ曲がって排油配管３の油路３ａに向けて直進方向に延びる油路部分４ａｂとでなるＬ字状とされている。
【００１５】
２つの平板５，７のうちの一つの平板５は導電性材料からなる固定平板であって、ベース部材４のＬ字状油路４ａの角部における排油配管３の油路３ａに向かう油路部分４ａｂの始端位置において、その油路部分４ａｂを遮断するように配置されて、絶縁材料からなる平板固定部材６を介してベース部材４に電気的に絶縁された状態で固定されている。
【００１６】
平板移動機構９はプッシュプルソレノイド等からなる直動アクチュエータであって、その可動軸９ａが前記ベース部材４の油路４ａの角部において前記固定平板５の表面と対向する方向つまり油路部分４ａｂの延びる方向に進退自在となるように、アクチュエータ固定部材１０を介してベース部材４に固定されている。平板移動機構９の可動軸９ａの先端部には、絶縁材料からなる平板固定部材８を介して、前記２つの平板５，７のうちの他の一つの平板７が電気的に絶縁された状態で固定されている。この平板７は、平板移動機構９の可動軸９ａと一体に進退自在とされた可動平板であって、固定平板５と同様に導電性材料からなり、ベース部材４を貫通して油路４ａ内の角部に臨み固定平板５に対面する。ここでは平板移動機構９としてプッシュプルソレノイドからなる直動アクチュエータを使用した例を示しているが、直線動作を行うものであれば、その種類は問わない。例えば、電動モータとボールネジを組み合わせたものでも良いし、空圧や油圧を使用したものでも良い。直動アクチュエータを用いた場合は、回転駆動源を用いる場合と異なり、回転を直線運動に変換する機構が不要で、破片検出センサを簡素でコンパクトな構成とできる。
平板移動機構９を動作させると、その可動軸９ａに平板固定部材８を介して設置された可動平板７が進退して、固定平板５に近づいたり、離れたりする。
【００１７】
平板移動機構９の可動軸９ａは、その後端部に固定されたばね受け部材１１とアクチュエータ固定部材１０との間に介在させた圧縮ばね１２により、進出方向に付勢される。
図１は、平板移動機構９に電源を投入した状態を示し、このとき可動軸９ａは圧縮ばね１２を圧縮させて後退しており、可動平板７は固定平板５から離れた位置にある。一方、平板移動機構９に電源を投入していない状態では、図２のように、電源投入時に圧縮された圧縮ばね１２が復元する力によって、可動平板７が固定平板５に接触する位置まで進出する。可動平板７と固定平板５とが接触した状態で、可動平板７には圧縮ばね１２による予圧が与えられているので、可動平板７と固定平板５とは一定の圧力で接触した状態となる。
【００１８】
測定・判定手段１７は、静電容量測定手段１４と変位センサ１６と判定手段１５とでなる。静電容量測定手段１４は、可動平板７と固定平板との間の静電容量を測定する手段であり、静電容量測定手段１４の入力端子である電極１４ａ，１４ｂがそれぞれ可動平板７と固定平板５に接続される。変位センサ１６は、可動平板７と固定平板５との間のギャップを測定するギャップセンサであり、図４に平面図で示すように、固定平板５の中央部に埋め込んだ状態で設けられる。
固定平板５は、変位センサ１６の設置部の周辺領域に多数の小孔５ａを分散形成したフィルタ材料とされる。ここでは、固定平板５を導電性材料で、かつ多数の微細孔５ａを有するフィルタ材料としたが、このほかフィルタ機能を有する多孔質のセラミック材料の表面に電極１４ｂとなる金属メッキを施したものや、フィルタ機能を持つ導電性材料である焼結金属材料などを用いても良い。このように、固定平板５はフィルタ材料からなるので、ベース部材４の油路４ａを遮断するように配置されても、検査対象の流体である潤滑油は固定平板５に遮られることなく油路４ａ中を流れることができるが、潤滑油中に混入する破片１３（図３）がフィルタ材料を通過できない大きさの場合には、固定平板５の上に残留して蓄積されることになる。
【００１９】
ここでは、変位センサ１６として例えば渦電流式のものが用いられるが、磁気式，光学式等の他の方式のものを用いても良い。判定手段１５は、静電容量測定手段１４の測定値と変位センサ１６の測定値とから潤滑油中の破片１３の有無、破片１３の材質、大きさ、または蓄積量を推定する手段であり、例えば測定値と判定結果の関係を定めたテーブルまたは演算式の判定規則を有し、その判定規則と測定値とを比較して判定結果を出力する。判定手段１５は、その機能の一部として導電性材料が検出されたことを判断する導電性材料検出手段１８を有する。
【００２０】
次に、この破片検出センサを用いて、エンジン，ギアボックス，軸受等の装置の摩耗や破損によって生じた各種材料からなる破片が混入している潤滑油から、その破片を検出する動作を説明する。
上記したように、平板移動機構９に電源を投入すると、図１のように可動軸９ａが後退して、その可動軸９ａに平板固定部材８を介して設置された可動平板７が固定平板５から離れる。このとき、可動軸９ａに固定されたばね受け部材１１とアクチュエータ固定部材１０のと間に設置された圧縮ばね１２は、圧縮される。
【００２１】
次に、検査対象の流体として、エンジン，ギアボックス，軸受等に使用されている潤滑油を給油配管２の油路２ａからベース部材４の油路４ａ内を経由して排油配管３の油路３ａに流す。固定平板５はフィルタ材料からなるので、前記油路４ａを遮断するように固定平板５が配置されていても潤滑油の通過を妨げない。このとき、ベース部材４の油路４ａを流れる潤滑油中に、図３に示すように、エンジンやギアボックス、軸受等の摩耗や破損によって生じた破片１３が混入していると、固定平板５を通過できないような大きな破片１３については、その個数が少ない場合でも確実に固定平板５でせき止められて固定平板５の上に残される。そこで、この状態のもとに、平板移動機構９への電源の投入を停止すると、圧縮ばね１２の復元力により、可動軸９ａと一体に可動平板７が固定平板５に接近する方向に進出して、固定平板５の上に蓄積された破片１３が可動平板１７との間に挟み込まれる。これにより、可動平板７と固定平板５との間には、破片１３の厚み分だけギャップｄが生じる。このギャップｄを変位センサ１６が測定する。同時に、このギャップｄにより、２つの平板５，７間には静電容量Ｃが形成される。
【００２２】
ところで、一般的に、平行平板間の静電容量Ｃは
Ｃ＝εｏεｒＳ／ｄ ……（１）
となることが知られている。すなわち、静電容量Ｃ［Ｆ］は、真空中の誘電率εｏ（8.854 ×10-12 ［Ｆ／ｍ］）と潤滑油の誘電率εr と平行平板の面積Ｓ［ｍ2 ］とを掛け合わせたものを、平行平板間のギャップｄ［ｍ］で割った値となる。この実施形態の場合、潤滑油の誘電率εr と平行平板の面積Ｓは一定となるため、静電容量Ｃの値は平行平板間つまり可動平板７と固定平板５の間のギャップｄに依存する。
そこで、２つの平板５，７間の静電容量Ｃを前記静電容量測定手段１４で測定することにより、変位センサ１６による測定とは別の方法で平板５，７間のギャップｄの値を検出でき、その値によっても破片１３の大きさや蓄積量を推定することができる。
【００２３】
ここで、挟み込まれた破片１３が導電性材料であると２つの電極１４ａ，１４ｂ間は短絡状態となるので、静電容量Ｃの測定から求められるギャップｄ２は、ゼロもしくは非常に小さな値となる。これに対して、変位センサ１６によって得られるギャップｄ１は、静電容量測定手段１４の測定値から推定されるギャップｄ２とは異なった値となる。このように、2 つの測定結果の違いを検出して、検出された破片１３が導電性であるか非導電性であるかを判断することが可能となる。すなわち、判定手段１５の導電性材料検出手段１８は導電性材料の破片１３が検出されたことを判断する機能を有し、
ｄ１≫ｄ２ ……（２）
となる場合には、検出された破片１３が導電性のものであると判断する。また、2 つの値ｄ１，ｄ２が互いに近い値であって、かつゼロギャップでない場合、つまり
ｄ１≒ｄ２（≠０） ……（３）
となる場合には、検出された破片１３が非導電性のものであると判断する。また、判定手段１５は、破片１３の大きさを、変位センサ１６の検出値ｄ１で代表して出力する。
【００２４】
一方、２つの平板５，７間に破片１３がない場合にも、２つの電極１４ａ，１４ｂ間は短絡状態となるので、静電容量Ｃの測定から求められるギャップｄ２は、ゼロもしくは非常に小さな値となる。この場合、変位センサ１６によって得られるギャップｄ１もゼロギャップとなるので、これらの結果から判定手段１５は破片１３が無いと判断する。
【００２５】
図５は、図１の破片検出センサにおける測定・判定手段１７の構成要素である静電容量測定手段１４の一構成例を示す。この静電容量測定手段１４は、直列接続した発振器２０と電流測定手段２１とでなり、発振器２０から可動平板７と固定平板５に交流電流を流し、平板５、７間の静電容量Ｃをインピーダンスに換算して電流測定手段２１で測定する。この場合、測定したインピーダンスから静電容量Ｃを求めることもできる。その他の構成は図１の場合と同様である。
【００２６】
図６は、図１の破片検出センサにおける測定・判定手段１７の構成要素である静電容量測定手段１４の他の構成例を示す。この静電容量測定手段１４は、ＯＰアンプ３２で構成した発振器３０と、この発振器３０の発振周波数から静電容量を推定する周波数対応容量推定手段３１とでなり、測定した発振器３０の周波数から平板５，７間の静電容量Ｃを推定する。この場合の発振器３０はリラクセーションオシレータ（relaxation oscillator ）と呼ばれ、ＯＰアンプ３２に抵抗３３Ｒa ，３３Ｒb ，３３Ｒt 、およびコンデンサ３３Ｃt を接続して構成される。抵抗３３Ｒa ，３３Ｒb ，３３Ｒt の抵抗値をＲa ，Ｒb ，Ｒt 、コンデンサ３３Ｃt の静電容量をＣt とすると、発振周波数ｆは、およそ、
ｆ＝１／（２Ｒt Ｃt ） ……（４）
となることが知られている。ここでは、前記発振器３０のコンデンサ３３Ｃt が平板５，７間の静電容量Ｃに置き換えられることで、その静電容量Ｃが推定される。
【００２７】
図７は、図１の破片検出センサにおける測定・判定手段１７の構成要素である静電容量測定手段１４のさらに他の構成例を示す。この静電容量測定手段１４は、充放電手段４０と、その充電および放電の繰り返しにおける過度現象によって生じる充放電時間より静電容量を推定する充放電時間対応静電容量推定手段４１とでなる。充放電手段４０は、充電抵抗４２と充電スイッチ４３の直列回路部を被測定静電容量Ｃt に直列接続すると共に、放電スイッチ４４と放電抵抗４５の直列回路部を被測定静電容量Ｃt に並列接続した回路である。充放電時間対応静電容量推定手段４１は、充放電手段４０での充放電電圧を監視する電圧測定手段４６と、この電圧測定手段４６が監視する電圧が規定電圧になるまでの時間を測定することにより、被測定静電容量Ｃt を推定する判断手段４７とでなる。
【００２８】
この場合、例えば、充電スイッチ４３をオンにして充電を開始し、被測定静電容量Ｃt の充電電圧を電圧測定手段４６で監視して、その充電電圧が規定電圧になるまでの充電時間を判断手段４７で測定することにより、被測定静電容量Ｃt を推定できる。または、予め所定電圧まで充電させた被測定静電容量Ｃt に対して、放電スイッチ４４をオンにして放電を開始し、被測定静電容量Ｃt の放電電圧を電圧測定手段４６で監視して、その放電電圧が規定電圧になるまでの放電時間を判断手段４７で測定することにより、被測定静電容量Ｃt を推定できる。ここでは、前記被測定静電容量Ｃt が平板５，７間の静電容量Ｃに置き換えられることで、その静電容量Ｃが推定される。
【００２９】
このように、この実施形態の破片検出センサでは、可動平板７を動作させて固定平板５との間に破片１３を挟み込み、これら２つの平板５，７の間のギャップを測定・判定手段１７で測定することで、破片１３の有無または大きさまたは蓄積量を検出するものとし、かつ固定平板５をフィルタ材料で構成して検査対象の流体である潤滑油を流す流路中に配置したため、破片１３が固定平板５を通過できない大きさのものであれば、２つの平板５，７間に確実に挟み込むとことができ、潤滑油中に混入する破片の有無または大きさまたは蓄積量を、混入する破片１３の量に左右されずに安定良く検出できる。固定平板５を通過できないような大きな破片１３が存在するということは、潤滑系統内で何か大きな異常が発生している可能性が高く、できるだけ早い時期に検出できることが望まれるが、この破片検出センサを用いた場合には、特に検出が望まれる大きな破片１３について、確実に検出して警告を発する機能を持たせることが可能となる。
また、上記破片検出センサを自動車，航空機，ヘリコプタ等に組み込んだ場合、潤滑油中に混入した破片の状態をモニターすることができるため、故障の前兆あるいは故障の診断を行い、運転の停止や部品交換が必要なことを知らせることができ、安全性が向上する。また、機械部品の寿命や経年変化を予測できるため、部品の無駄な交換や遅れた交換がなくなり、経済性が向上する。
【００３０】
また、この実施形態では、可動平板７と固定平板５を電極としてこれらの間の静電容量を静電容量測定手段１４で検出すると共に、これら２つの平板５，７の間のギャップを変位センサ１６で測定し、これら二種類のセンサ１４，１６の出力から破片１３の有無だけでなく破片１３の材質と大きさを判定手段１５で推定するようにしているので、潤滑油中に混入した各種材料からなる破片１３を検出でき、かつ検出した破片１３が金属材料等の導電性材料であるか、樹脂・セラミック材料のような非導電性材料であるかを識別しつつ、その大きさも検出できる。
【００３１】
なお、前記２つの平板５，７の間のギャップを測定する手段としては、前記実施形態のように、静電容量測定手段１４と変位センサ１６を併用する場合に限らず、静電容量測定手段１４だけを用いても良いし、変位センサ１６だけを用いても良い。
【００３２】
図８および図９は、この発明の破片検出センサの他の実施形態を示す。この実施形態では、図１に示す実施形態における変位センサ１６を、アクチュエータ固定部材１０における可動軸９ａの後端と対向する位置に設けたものである。この場合、固定平板５には変位センサ５が設けられないので、図９のように固定平板５の微細孔５ａは中央部にも形成される。
【００３３】
この実施形態の場合、変位センサ１６は、可動軸９ａの変位量を測定することになるが、可動平板７は平板固定部材８を介して可動軸９ａに固定されているため、可動軸９ａの変位量から固定平板５と可動平板７の間のギャップｄを検出することができる。
【００３４】
図１０は、この発明の破片検出センサのさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、図１に示す実施形態において、判定手段１５の次段に記録手段５０を追加して、潤滑油中に混入した破片１３の状態をリアルタイムでモニターできるようにしたものである。記録された数値の変化履歴により潤滑油の状態を推測し、ゴミや破片の増加傾向などの情報を出力することができる。静電容量測定手段１４は、図５〜図７に示したいずれの構成のものを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる破片検出センサの電源投入時の概略構成図である。
【図２】同破片検出センサの電源投入停止時の概略構成図である。
【図３】同破片検出センサの検出動作の説明図である。
【図４】同破片検出センサにおける固定平板の平面図である。
【図５】同破片検出センサにおける静電容量測定手段として一構成例を用いた場合の検出動作の説明図である。
【図６】同破片検出センサにおける静電容量測定手段の他の構成例を示す回路図である。
【図７】同破片検出センサにおける静電容量測定手段のさらに他の構成例を示す回路図である。
【図８】この発明の他の実施形態にかかる破片検出センサの検出動作の説明図である。
【図９】同破片検出センサにおける固定平板の平面図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態にかかる破片検出センサの検出動作の説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
５…固定平板
５ａ…微細孔
７…可動平板
９…平板移動機構
１３…破片
１４…静電容量測定手段（電極利用測定手段）
１４ａ，１４ｂ…電極
１５…判定手段
１６…変位センサ（ギャップセンサ）
１７…測定・判定手段
１８…導電性材料検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体中に混入する破片を検出する破片検出センサであって、２つの対面する平板と、これら２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込む平板移動機構と、前記２つの平板間のギャップを測定することで、前記破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出する測定・判定手段を有し、
前記２つの平板のうちの固定側の平板をフィルタ材料で構成して前記液体を流す流路中に配置した破片検出センサ。
【請求項２】
請求項１において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、多数の孔を設けた金属板で構成されたものである破片検出センサ。
【請求項３】
請求項１において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、多孔質セラミック材料の表面に導電性コーティングが施されたものである破片検出センサ。
【請求項４】
請求項１において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、焼結金属材料で構成されたものである破片検出センサ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記測定・判定手段に設けられて２つの平板間ギャップの測定を行う手段が、変位センサと、両平板を電極として使用し両電極間の静電容量を測定してギャップの大きさを推定する手段とを併用するものである破片検出センサ。
【請求項１】
流体中に混入する破片を検出する破片検出センサであって、２つの対面する平板と、これら２つの平板のうちいずれか１つの平板を動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込む平板移動機構と、前記２つの平板間のギャップを測定することで、前記破片の有無または大きさまたは蓄積量を検出する測定・判定手段を有し、
前記２つの平板のうちの固定側の平板をフィルタ材料で構成して前記液体を流す流路中に配置した破片検出センサ。
【請求項２】
請求項１において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、多数の孔を設けた金属板で構成されたものである破片検出センサ。
【請求項３】
請求項１において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、多孔質セラミック材料の表面に導電性コーティングが施されたものである破片検出センサ。
【請求項４】
請求項１において、フィルタ材料で構成した固定側の平板が、焼結金属材料で構成されたものである破片検出センサ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記測定・判定手段に設けられて２つの平板間ギャップの測定を行う手段が、変位センサと、両平板を電極として使用し両電極間の静電容量を測定してギャップの大きさを推定する手段とを併用するものである破片検出センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１０７１４９（Ｐ２００８−１０７１４９Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８８７５５（Ｐ２００６−２８８７５５）
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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