破片検出センサ
【課題】 低コストでコンパクトに構成でき、長期安定性・信頼性の確保が可能な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センサであって、２つの対面する平板５，７と、これら２つの平板５，７のうち少なくとも１つの平板を対面方向に動かして前記２つの平板５，７間に前記破片を挟み込ませる平板移動機構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、前記破片の有無、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出する測定・判定手段１７とを備える。前記２つの平板５，７のうちの可動の平板７、またはこの可動の平板７を保持する保持部材が磁性材料で構成される。前記平板移動機構９は、前記流体が流れる流路４ａに対する外部に設けた電磁石により前記平板７を吸引して前記平板７を動かすものである。
【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センサであって、２つの対面する平板５，７と、これら２つの平板５，７のうち少なくとも１つの平板を対面方向に動かして前記２つの平板５，７間に前記破片を挟み込ませる平板移動機構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、前記破片の有無、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出する測定・判定手段１７とを備える。前記２つの平板５，７のうちの可動の平板７、またはこの可動の平板７を保持する保持部材が磁性材料で構成される。前記平板移動機構９は、前記流体が流れる流路４ａに対する外部に設けた電磁石により前記平板７を吸引して前記平板７を動かすものである。
【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うので、できるだけ検出領域を大きくして検出確率を高める必要がある。
【０００６】
この発明の目的は、低コストでコンパクトに構成でき、長期安定性・信頼性の確保が可能な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つの平板のうち少なくとも１つの平板を対面方向に動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込ませる平板移動機構と、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、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出する測定・判定手段を有し、前記２つの平板のうちの可動の平板、またはこの可動の平板を保持する保持部材が磁性材料で構成され、前記平板移動機構は、前記流体が流れる流路に対する外部に設けた電磁石により前記平板を吸引して前記平板を動かすものであることを特徴とする。
この構成によると、平板移動機構となる電磁石の構成部品が流体の流路に直接晒されることがなく、構成部品として可動部材も不要となる。その結果、低コストでコンパクトに破片検出センサを構成でき、流体漏れの心配がない上に、部品の耐薬品性や可動部材の摩耗の問題がなく、長期安定性・信頼性の確保が可能となる。
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、前記可動側平板が、前記平板移動機構が設置された固定側部材にバネによって固定されていても良い。この構成の場合、可動側平板は固定側平板に対して傾斜姿勢となる自由度を持つことになり、固定側平板とで破片を挟むとき、挟み込まれた破片の大きさや分布に応じて可動側平板の姿勢を自在に変えることができる。すなわち、挟み込まれる破片の大きさは様々であり、挟み込まれる個数も変化するが、可動側平板が柔軟性を持つバネで支持されていることにより、大きさの異なる破片の複数個が２つの平板間に挟まれた状態でも、最も安定な姿勢となるまで一定の圧力によって押さえ込むことができ、常に安定した測定データを得ることができる。
【０００９】
この発明において、前記２つの平板が電極であり、前記測定・判定手段は、前記２つの平板間の静電容量を測定する静電容量測定手段と、この静電容量測定手段の測定値からギャップの大きさを推定する判定手段とでなるものであっても良い。
【００１０】
この発明において、前記測定・判定手段が、前記２つの平板間のギャップを変位センサで測定するものであっても良い。
【００１１】
この発明において、前記測定・判定手段が、前記２つの平板間の静電容量を測定する静電容量測定手段と、前記２つの平板間のギャップを測定する変位センサと、これら静電容量測定手段の測定値および前記変位センサの測定値から前記２つの平板間のギャップの大きさを推定する判定手段とを有し、この判定手段は、前記静電容量測定手段の測定値から換算される２つの平板間のギャップ値が、変位センサの出力から得られるギャップ値よりも設定割合または設定量小さい場合に、前記破片が導電性材料であると判定する導電性材料検出部とを有するものとしても良い。この構成の場合、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することができる。
【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つの平板のうち少なくとも１つの平板を対面方向に動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込ませる平板移動機構と、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、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出する測定・判定手段を有し、前記２つの平板のうちの可動の平板、またはこの可動の平板を保持する保持部材が磁性材料で構成され、前記平板移動機構は、前記流体が流れる流路に対する外部に設けた電磁石により前記平板を吸引して前記平板を動かすものとしたため、低コストでコンパクトに構成でき、長期安定性・信頼性の確保が可能となる。
【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）を挟み込ませる平板移動機構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、または蓄積量のいずれかを検出する測定・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はベース部材４を有し、そのベース部材４に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ている。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。
【００１５】
２つの平板５，７のうち一つの平板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の油路４ａの途中において、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の下側に電気的に絶縁された状態で固定されている。固定平板５は、その表面が油路４ａ内に臨む向きとなるように配置される。
【００１６】
前記固定平板５と対面するもう一つの平板７は、ベース部材４の上側に支持固定されたバネ１２により固定平板５に向けて進退自在に支持された可動平板である。この可動平板７には、例えば鉄などのように導電性でかつ磁性を有する材料が用いられる。このほか、可動平板７として導電性材料を用い、前記バネ１２で支持される可動平板７の裏面側に磁性材料からなる保持部材を接合する構成としても良い。前記バネ１２は、非磁性でかつ絶縁性を有する材料からなるバネ支持部材８を介してベース部材４の上側に支持固定される。バネ１２には、例えば、コイルバネ、板バネ、線バネ等が用いられる。バネ１２は、複数個で一つの可動平板７を支持するものとしても良く、また１個で支持するものとしても良い。
【００１７】
平板移動機構９は、ベース部材４におけるバネ支持部材８の上側に設けられた電磁石からなる。この電磁石からなる平板移動機構９は、コイル９ａと鉄心９ｂとでなり、コイル９ａへの通電により可動平板７を吸引して図１のように固定平板５から離れるように後退させる。また、通電解除では、バネ１２の復元力により、図２のように可動平板７が固定平板５に押し付けられる位置まで進出する。なお、ベース部材４において、少なくとも前記平板移動機構９となる電磁石とバネ支持部材８とで挟まれる隔壁部分は非磁性材料あるいは薄い磁性材料として、平板移動機構９の電磁石の吸引力が確実に可動平板７に及ぶようにされている。
【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、固定平板５と可動平板７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１４ａ，１４ｂがそれぞれ可動平板７と固定平板５に接続される。すなわち、２つの平板５，７は、これら両平板間の静電容量を測定する電極板に兼用される。
変位センサ１６は、固定平板５と可動平板７の間のギャップを測定するギャップセンサであり、固定平板５に埋め込んだ状態で設けられる。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検出された破片１３が導電性材料であると判定する導電性材料検出部１８を有する。
【００１９】
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のコイル９ａを通電すると、平板移動機構９である電磁石の吸引力により可動平板７がバネ１２の復元力に抗して図２のように固定平板５から離れた位置に後退する。
【００２０】
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。このとき、ベース部材４の油路４ａを流れる潤滑油中に、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、その破片１３は固定平板５と可動平板７の間を流れる。
この状態のもとに、平板移動機構９のコイル９ａへの通電を停止すると可動平板７への吸引力が解除され、可動平板７はバネ１２の復元力により固定平板５に向けて進出し、図３のように固定平板５と可動平板７の間に破片１３が挟み込まれる。これにより、固定平板５と可動平板７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つの電極５，７間には静電容量Ｃが形成される。
【００２１】
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。潤滑油の誘電率εr は一定であり、平行平板の面積Ｓが一定であると、静電容量Ｃの値は平行平板間のギャップ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。
【００２２】
ここで、挟み込まれた破片１３が導電性材料であると２つの平板５，７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別することが可能となる。すなわち、判定手段１５の導電性材料検出部１８は検出された破片１３が導電性材料か非導電性材料か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。
【００２３】
一方、２つの平板５，７間に破片１３がない場合にも、２つの平板５，７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。
【００２４】
図４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から固定平板５と可動平板７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。
【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 が前記平板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。
【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。
【００２７】
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。
【００２８】
このように、この実施形態の破片検出センサでは、２つの対面する平板５，７のうち少なくとも１つの平板（可動電極）７を、平板移動機構９となる電磁石で対面方向に動かすことによって、２つの平板５，７間に破片１３を挟み込み、挟み込んだ２つの平板５，７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、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出するものとし、かつ前記可動平板７、またはこの可動平板７を保持する保持部材を磁性材料で構成し、前記平板移動機構９として、検査対象の流体（潤滑油）が流れる流路（油路）４ａに対する外部に電磁石を設け、この電磁石により前記可動平板７を吸引して動かすようにしているので、平板移動機構９となる電磁石の構成部品が流体（潤滑油）の流路（油路）４ａに直接晒されることがなく、構成部品として可動部材も不要となる。その結果、低コストでコンパクトに破片検出センサを構成でき、流体（潤滑油）漏れの心配がない上に、部品の耐薬品性や可動部材の摩耗の問題がなく、長期安定性・信頼性の確保が可能となる。
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。
【００２９】
また、この実施形態では、平板移動機構９である電磁石が設置された固定側部材（ベース部材）４に、バネ１２を介して可動平板７が支持されているので、可動平板７は固定平板５に対して傾斜姿勢となる自由度を持つことになり、固定平板５とで破片１３を挟むとき、挟み込まれた破片１３の大きさや分布に応じて可動平板７の姿勢を自在に変えることができる。すなわち、挟み込まれる破片１３の大きさは様々であり、挟み込まれる個数も変化するが、可動平板７が柔軟性を持つバネ１２で支持されていることにより、大きさの異なる破片１３の複数個が２つの平板５，７間に挟まれた状態でも、最も安定な姿勢となるまで一定の圧力によって押さえ込むことができ、常に安定した測定データを得ることができる。
この場合、静電容量測定手段１４で測定される２つの平板５，７間の静電容量値は、完全な平行平板間の容量値とは異なるため、静電容量から推定されるギャップの値は実際のギャップ１３の大きさと一致しないことになる。しかし、大きな破片１３が挟み込まれた場合には２つの平板５，７間のギャップは大きくなり、このときの静電容量測定値は小さくなり、変位センサ１６によるギャップの測定値も大きくなるという全体の傾向は確実に把握されることになるので、破片１３の状態を検出するという目的からは大きな影響はない。
【００３０】
さらに、この実施形態では、固定電極５と可動電極７の間の静電容量を静電容量測定手段１４で測定すると共に、これら２つの平板５，７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の出力から判定手段１５で２つの平板５，７間のギャップの大きさを推定し、さらに判定手段１５は、静電容量測定手段１４の測定値から換算される２つの平板５，７間のギャップ値が、変位センサ１６の出力から得られるギャップ値よも設定割合または設定量が小さい場合に、挟まれる破片１３が導電性材料であると判定する導電性材料検出部１８を有するものとしているので、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することができる。
【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。また、静電容量測定手段１４だけを用いる場合、各２つの平板における少なくともいずれか一方の平板対向面に絶縁材料のコーティング層を設けるものとすれば、２つの平板間に挟み込まれる破片１３が導電性材料からなる場合であっても２つの平板間が短絡しないので、破片１３が導電性材料であるか非導電性材料であるかを問わず２つの平板間の静電容量を正しく測定でき、破片１３の有無、大きさ、蓄積量を正確に検出できる。
【００３２】
図７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４〜図６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】
【００３３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る破片検出センサの通電時の状態を示す概略構成図である。
【図２】同破片検出センサの通電停止時の状態を示す概略構成図である。
【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５】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６】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７】この発明の他の実施形態に係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】
【００３４】
４ａ…油路
５…固定平板
７…可動平板
９…平板移動機構
１２…バネ
１３…破片
１４…静電容量測定手段
１５…判定手段
１６…変位センサ
１７…測定・判定手段
１８…導電性材料検出部
【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うので、できるだけ検出領域を大きくして検出確率を高める必要がある。
【０００６】
この発明の目的は、低コストでコンパクトに構成でき、長期安定性・信頼性の確保が可能な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つの平板のうち少なくとも１つの平板を対面方向に動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込ませる平板移動機構と、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、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出する測定・判定手段を有し、前記２つの平板のうちの可動の平板、またはこの可動の平板を保持する保持部材が磁性材料で構成され、前記平板移動機構は、前記流体が流れる流路に対する外部に設けた電磁石により前記平板を吸引して前記平板を動かすものであることを特徴とする。
この構成によると、平板移動機構となる電磁石の構成部品が流体の流路に直接晒されることがなく、構成部品として可動部材も不要となる。その結果、低コストでコンパクトに破片検出センサを構成でき、流体漏れの心配がない上に、部品の耐薬品性や可動部材の摩耗の問題がなく、長期安定性・信頼性の確保が可能となる。
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、前記可動側平板が、前記平板移動機構が設置された固定側部材にバネによって固定されていても良い。この構成の場合、可動側平板は固定側平板に対して傾斜姿勢となる自由度を持つことになり、固定側平板とで破片を挟むとき、挟み込まれた破片の大きさや分布に応じて可動側平板の姿勢を自在に変えることができる。すなわち、挟み込まれる破片の大きさは様々であり、挟み込まれる個数も変化するが、可動側平板が柔軟性を持つバネで支持されていることにより、大きさの異なる破片の複数個が２つの平板間に挟まれた状態でも、最も安定な姿勢となるまで一定の圧力によって押さえ込むことができ、常に安定した測定データを得ることができる。
【０００９】
この発明において、前記２つの平板が電極であり、前記測定・判定手段は、前記２つの平板間の静電容量を測定する静電容量測定手段と、この静電容量測定手段の測定値からギャップの大きさを推定する判定手段とでなるものであっても良い。
【００１０】
この発明において、前記測定・判定手段が、前記２つの平板間のギャップを変位センサで測定するものであっても良い。
【００１１】
この発明において、前記測定・判定手段が、前記２つの平板間の静電容量を測定する静電容量測定手段と、前記２つの平板間のギャップを測定する変位センサと、これら静電容量測定手段の測定値および前記変位センサの測定値から前記２つの平板間のギャップの大きさを推定する判定手段とを有し、この判定手段は、前記静電容量測定手段の測定値から換算される２つの平板間のギャップ値が、変位センサの出力から得られるギャップ値よりも設定割合または設定量小さい場合に、前記破片が導電性材料であると判定する導電性材料検出部とを有するものとしても良い。この構成の場合、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することができる。
【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つの平板のうち少なくとも１つの平板を対面方向に動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込ませる平板移動機構と、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、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出する測定・判定手段を有し、前記２つの平板のうちの可動の平板、またはこの可動の平板を保持する保持部材が磁性材料で構成され、前記平板移動機構は、前記流体が流れる流路に対する外部に設けた電磁石により前記平板を吸引して前記平板を動かすものとしたため、低コストでコンパクトに構成でき、長期安定性・信頼性の確保が可能となる。
【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）を挟み込ませる平板移動機構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、または蓄積量のいずれかを検出する測定・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はベース部材４を有し、そのベース部材４に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ている。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。
【００１５】
２つの平板５，７のうち一つの平板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の油路４ａの途中において、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の下側に電気的に絶縁された状態で固定されている。固定平板５は、その表面が油路４ａ内に臨む向きとなるように配置される。
【００１６】
前記固定平板５と対面するもう一つの平板７は、ベース部材４の上側に支持固定されたバネ１２により固定平板５に向けて進退自在に支持された可動平板である。この可動平板７には、例えば鉄などのように導電性でかつ磁性を有する材料が用いられる。このほか、可動平板７として導電性材料を用い、前記バネ１２で支持される可動平板７の裏面側に磁性材料からなる保持部材を接合する構成としても良い。前記バネ１２は、非磁性でかつ絶縁性を有する材料からなるバネ支持部材８を介してベース部材４の上側に支持固定される。バネ１２には、例えば、コイルバネ、板バネ、線バネ等が用いられる。バネ１２は、複数個で一つの可動平板７を支持するものとしても良く、また１個で支持するものとしても良い。
【００１７】
平板移動機構９は、ベース部材４におけるバネ支持部材８の上側に設けられた電磁石からなる。この電磁石からなる平板移動機構９は、コイル９ａと鉄心９ｂとでなり、コイル９ａへの通電により可動平板７を吸引して図１のように固定平板５から離れるように後退させる。また、通電解除では、バネ１２の復元力により、図２のように可動平板７が固定平板５に押し付けられる位置まで進出する。なお、ベース部材４において、少なくとも前記平板移動機構９となる電磁石とバネ支持部材８とで挟まれる隔壁部分は非磁性材料あるいは薄い磁性材料として、平板移動機構９の電磁石の吸引力が確実に可動平板７に及ぶようにされている。
【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、固定平板５と可動平板７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１４ａ，１４ｂがそれぞれ可動平板７と固定平板５に接続される。すなわち、２つの平板５，７は、これら両平板間の静電容量を測定する電極板に兼用される。
変位センサ１６は、固定平板５と可動平板７の間のギャップを測定するギャップセンサであり、固定平板５に埋め込んだ状態で設けられる。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検出された破片１３が導電性材料であると判定する導電性材料検出部１８を有する。
【００１９】
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のコイル９ａを通電すると、平板移動機構９である電磁石の吸引力により可動平板７がバネ１２の復元力に抗して図２のように固定平板５から離れた位置に後退する。
【００２０】
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。このとき、ベース部材４の油路４ａを流れる潤滑油中に、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、その破片１３は固定平板５と可動平板７の間を流れる。
この状態のもとに、平板移動機構９のコイル９ａへの通電を停止すると可動平板７への吸引力が解除され、可動平板７はバネ１２の復元力により固定平板５に向けて進出し、図３のように固定平板５と可動平板７の間に破片１３が挟み込まれる。これにより、固定平板５と可動平板７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つの電極５，７間には静電容量Ｃが形成される。
【００２１】
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。潤滑油の誘電率εr は一定であり、平行平板の面積Ｓが一定であると、静電容量Ｃの値は平行平板間のギャップ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。
【００２２】
ここで、挟み込まれた破片１３が導電性材料であると２つの平板５，７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別することが可能となる。すなわち、判定手段１５の導電性材料検出部１８は検出された破片１３が導電性材料か非導電性材料か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。
【００２３】
一方、２つの平板５，７間に破片１３がない場合にも、２つの平板５，７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。
【００２４】
図４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から固定平板５と可動平板７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。
【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 が前記平板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。
【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。
【００２７】
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。
【００２８】
このように、この実施形態の破片検出センサでは、２つの対面する平板５，７のうち少なくとも１つの平板（可動電極）７を、平板移動機構９となる電磁石で対面方向に動かすことによって、２つの平板５，７間に破片１３を挟み込み、挟み込んだ２つの平板５，７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、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出するものとし、かつ前記可動平板７、またはこの可動平板７を保持する保持部材を磁性材料で構成し、前記平板移動機構９として、検査対象の流体（潤滑油）が流れる流路（油路）４ａに対する外部に電磁石を設け、この電磁石により前記可動平板７を吸引して動かすようにしているので、平板移動機構９となる電磁石の構成部品が流体（潤滑油）の流路（油路）４ａに直接晒されることがなく、構成部品として可動部材も不要となる。その結果、低コストでコンパクトに破片検出センサを構成でき、流体（潤滑油）漏れの心配がない上に、部品の耐薬品性や可動部材の摩耗の問題がなく、長期安定性・信頼性の確保が可能となる。
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。
【００２９】
また、この実施形態では、平板移動機構９である電磁石が設置された固定側部材（ベース部材）４に、バネ１２を介して可動平板７が支持されているので、可動平板７は固定平板５に対して傾斜姿勢となる自由度を持つことになり、固定平板５とで破片１３を挟むとき、挟み込まれた破片１３の大きさや分布に応じて可動平板７の姿勢を自在に変えることができる。すなわち、挟み込まれる破片１３の大きさは様々であり、挟み込まれる個数も変化するが、可動平板７が柔軟性を持つバネ１２で支持されていることにより、大きさの異なる破片１３の複数個が２つの平板５，７間に挟まれた状態でも、最も安定な姿勢となるまで一定の圧力によって押さえ込むことができ、常に安定した測定データを得ることができる。
この場合、静電容量測定手段１４で測定される２つの平板５，７間の静電容量値は、完全な平行平板間の容量値とは異なるため、静電容量から推定されるギャップの値は実際のギャップ１３の大きさと一致しないことになる。しかし、大きな破片１３が挟み込まれた場合には２つの平板５，７間のギャップは大きくなり、このときの静電容量測定値は小さくなり、変位センサ１６によるギャップの測定値も大きくなるという全体の傾向は確実に把握されることになるので、破片１３の状態を検出するという目的からは大きな影響はない。
【００３０】
さらに、この実施形態では、固定電極５と可動電極７の間の静電容量を静電容量測定手段１４で測定すると共に、これら２つの平板５，７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の出力から判定手段１５で２つの平板５，７間のギャップの大きさを推定し、さらに判定手段１５は、静電容量測定手段１４の測定値から換算される２つの平板５，７間のギャップ値が、変位センサ１６の出力から得られるギャップ値よも設定割合または設定量が小さい場合に、挟まれる破片１３が導電性材料であると判定する導電性材料検出部１８を有するものとしているので、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することができる。
【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。また、静電容量測定手段１４だけを用いる場合、各２つの平板における少なくともいずれか一方の平板対向面に絶縁材料のコーティング層を設けるものとすれば、２つの平板間に挟み込まれる破片１３が導電性材料からなる場合であっても２つの平板間が短絡しないので、破片１３が導電性材料であるか非導電性材料であるかを問わず２つの平板間の静電容量を正しく測定でき、破片１３の有無、大きさ、蓄積量を正確に検出できる。
【００３２】
図７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４〜図６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】
【００３３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る破片検出センサの通電時の状態を示す概略構成図である。
【図２】同破片検出センサの通電停止時の状態を示す概略構成図である。
【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５】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６】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７】この発明の他の実施形態に係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】
【００３４】
４ａ…油路
５…固定平板
７…可動平板
９…平板移動機構
１２…バネ
１３…破片
１４…静電容量測定手段
１５…判定手段
１６…変位センサ
１７…測定・判定手段
１８…導電性材料検出部
【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つの平板のうち少なくとも１つの平板を対面方向に動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込ませる平板移動機構と、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、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出する測定・判定手段を有し、
前記２つの平板のうちの可動の平板、またはこの可動の平板を保持する保持部材が磁性材料で構成され、前記平板移動機構は、前記流体が流れる流路に対する外部に設けた電磁石により前記平板を吸引して前記平板を動かすものであることを特徴とする破片検出センサ。
【請求項２】
請求項１において、前記可動側平板が、前記平板移動機構が設置された固定側部材にバネによって固定されている破片検出センサ。
【請求項３】
請求項１において、前記２つの平板が電極であり、前記測定・判定手段は、前記２つの平板間の静電容量を測定する静電容量測定手段と、この静電容量測定手段の測定値からギャップの大きさを推定する判定手段とでなる破片検出センサ。
【請求項４】
請求項１において、前記測定・判定手段が、前記２つの平板間のギャップを変位センサで測定するものである破片検出センサ。
【請求項５】
請求項１において、前記測定・判定手段が、前記２つの平板間の静電容量を測定する静電容量測定手段と、前記２つの平板間のギャップを測定する変位センサと、これら静電容量測定手段の測定値および前記変位センサの測定値から前記２つの平板間のギャップの大きさを推定する判定手段とを有し、この判定手段は、前記静電容量測定手段の測定値から換算される２つの平板間のギャップ値が、変位センサの出力から得られるギャップ値よりも設定割合または設定量小さい場合に、前記破片が導電性材料であると判定する導電性材料検出部とを有する破片検出センサ。
【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つの平板のうち少なくとも１つの平板を対面方向に動かして前記２つの平板間に前記破片を挟み込ませる平板移動機構と、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、大きさ、および蓄積量のいずれかを検出する測定・判定手段を有し、
前記２つの平板のうちの可動の平板、またはこの可動の平板を保持する保持部材が磁性材料で構成され、前記平板移動機構は、前記流体が流れる流路に対する外部に設けた電磁石により前記平板を吸引して前記平板を動かすものであることを特徴とする破片検出センサ。
【請求項２】
請求項１において、前記可動側平板が、前記平板移動機構が設置された固定側部材にバネによって固定されている破片検出センサ。
【請求項３】
請求項１において、前記２つの平板が電極であり、前記測定・判定手段は、前記２つの平板間の静電容量を測定する静電容量測定手段と、この静電容量測定手段の測定値からギャップの大きさを推定する判定手段とでなる破片検出センサ。
【請求項４】
請求項１において、前記測定・判定手段が、前記２つの平板間のギャップを変位センサで測定するものである破片検出センサ。
【請求項５】
請求項１において、前記測定・判定手段が、前記２つの平板間の静電容量を測定する静電容量測定手段と、前記２つの平板間のギャップを測定する変位センサと、これら静電容量測定手段の測定値および前記変位センサの測定値から前記２つの平板間のギャップの大きさを推定する判定手段とを有し、この判定手段は、前記静電容量測定手段の測定値から換算される２つの平板間のギャップ値が、変位センサの出力から得られるギャップ値よりも設定割合または設定量小さい場合に、前記破片が導電性材料であると判定する導電性材料検出部とを有する破片検出センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１０７１５２（Ｐ２００８−１０７１５２Ａ）
【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２００６−２８８７５８（Ｐ２００６−２８８７５８）
【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）】
[ Back to top ]