JP2002310967A - 導電体検出装置 - Google Patents
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Abstract
(図1の場合4つの磁石)に2つ以上の導電体M1、M
2、M3(図1の場合3つの導電体)が吸着すると、導電
体M1、M2、M3が各磁石間に電気的に接続し、直列回
路3が導通し電流Isが流れる。これにより導電体M1、
M2、M3を検出したことを示す電気信号(電圧)Vs
(=V)が出力される。
Description
する。より詳細には簡易な構成で誤作動を低減すること
ができる導電体検出装置に関する。
滑油が満たされている。ギヤが駆動されると、ギヤの歯
合面が互いに擦れ合うことによって摩耗粉や欠損片が金
属粉や金属片として発生し、潤滑油内に混入する。
も、潤滑油が満たされている。シャフトが駆動される
と、ベアリングとシャフトの摺動面から摩耗粉や欠損片
が金属粉や金属片として発生し、潤滑油内に混入する。
ヤに噛み込まれたり、ギヤボックス内の潤滑油通路を塞
いだりして、悪影響を及ぼす。またベアリングの摩耗や
損傷が進行するとシャフトの駆動に悪影響を及ぼす。
を検出することによって、ギヤ、ベアリングの摩耗や損
傷の程度が一定量を超えたか否かを判定することができ
る。
ある。そこでギヤボックス内や軸受箱内には、金属粉や
金属片などの導電体を検出する金属検出装置が設けられ
ている。
金属検出装置72の構成を示す図である。
けられている。検出部71は金属粉、金属片Mを吸着す
る2つの磁石70a、70bを離間させて電気的に絶縁
するように配置されている。検出部71は2つの磁石7
0a、70bに吸着した金属粉、金属片Mによって、磁
石間が電気的に接続することにより金属粉、金属片Mが
検出されたことを示す電流Ixが回路に流れる。電流Ix
は直接警報信号に変換されて出力されるか、あるいは図
示せぬコントローラ内で蓄積データ、出力警報信号など
として処理される。警報信号が出力されることによっ
て、ギヤの摩耗や損傷の程度が一定量を超えたことを判
断することができる。
る。この切粉はギヤの表面を洗浄してもギヤの表面に付
着している場合がある。ギヤの表面に付着した切粉は潤
滑油内に混入される。
が金属粉や金属片として発生する。この切削屑はギヤボ
ックスの内面を洗浄してもギヤボックスの内面に付着し
ている場合がある。従ってギヤボックスの内面に付着し
た切削屑も潤滑油内に混入される。
ギヤボックス内の潤滑油にギヤの摩耗粉や欠損片とは異
なる金属製の異物が混入する場合もある。
石70a、70bに吸着して磁石間が電気的に接続され
ることによって、電流Ixが流れ、警報信号が出力され
る。
部71が一つしかないので、切粉、切削屑、金属製異物
が磁石70a、70bに吸着して磁石間が電気的に接続
された場合でも、電流Ixが流れ、警報信号が出力され
る。
摩耗粉や欠損片と同様に混入した切粉、切削屑、金属製
異物が磁石70a、70bに吸着して磁石間を電気的に
接続しても、電流Ixが流れ、警報信号が出力されると
いう誤作動を起こしていた。
が、例えば実公昭61−3466号公報に開示されてい
る。
されている金属検出装置を示す図である。
異物)を吸着する2つの磁石80a、80bを離間させ
るように配置した検出部(磁石装置)81を複数設ける
ことによって並列回路82を構成している。この金属検
出装置83によれば、複数の検出部81、81…のいず
れか一つの検出部に金属に吸着されると、並列回路82
が導通し、金属が検出されたことを示す電流が回路に流
れる。
3では、検出部81を複数設けることによって、金属検
出の確実性を高めるようにしている。したがってこの従
来の金属検出装置83によれば、ギヤの摩耗粉や欠損片
と同様に混入した切粉、切削屑、金属製異物について
も、確実に検出されてしまい、誤作動を起こすという問
題は依然として解決されない。
ば、複数の検出部81、81…の出力信号をコントロー
ラに入力し、複数の検出部81、81…のうち一つの検
出部81で金属が検出された場合には、金属を検出して
いないものとみなす判断をし、二つ以上の検出部81、
81…で金属が検出された場合に、はじめて金属を検出
したものとみなす判断をするように、論理回路を組んだ
り判断処理をしてやれば、誤作動をなくすようにするこ
とができる。
ローラを追加することは、構成が複雑になり高コストを
招くという問題が発生する。
のであり、簡易な構成で誤作動を低減することを解決課
題とする。
では、上記解決課題を達成するために、複数の磁石に導
電体が吸着することによって前記導電体を検出する導電
体検出装置において、3つ以上の磁石を離間して配置す
ることによって直列回路を構成し、3つ以上の磁石に導
電体が吸着され、各磁石間に導電体が電気的に接続され
ることによって前記直列回路を導通させ、前記導電体を
検出したことを示す電気信号を出力することを特徴とし
ている。
1b、1c、1d(図1の場合4つの磁石)に2つ以上
の導電体M1、M2、M3(図1の場合3つの導電体)が
吸着すると、導電体M1、M2、M3が各磁石間に電気的
に接続し、直列回路3が導通し電流Isが流れる。これ
により導電体M1、M2、M3を検出したことを示す電気
信号(電圧)Vs(=V)が出力される。
つ以上の導電体が吸着した場合に、はじめて直列回路3
が導通し、電気信号Vs(=V)が出力する。このため
混入した切粉、切削屑、金属製異物が1つだけ磁石間に
吸着しただけでは電気信号Vs(=V)は出力せず、2
以上の金属が3以上の磁石間で吸着した場合のみに電気
信号Isが出力するので、1つの異物等が吸着すること
による誤作動は生じない。
dを離間して配置した直列回路3を構成するだけで、誤
作動を防止することができるようになり、従来技術のよ
うに、金属センサに、コントローラを付加する必要がな
くなるので、構成を簡易にでき、コストを低く抑えるこ
とができる。
前記3つ以上の磁石を、棒状部材の外周に沿って環状に
形成したことを特徴とする。
1b、1c、1dが、棒状部材20の外周に沿って環状
に形成されている。
前記3つ以上の磁石を、同心円状に形成したことを特徴
とする。
説明する。
a、40b、40cが、同心円状に形成されている。
前記3つ以上の磁石を、周方向に沿って配置したことを
特徴とする。
a、50b、50c、50dが、周方向に沿って配置さ
れている。
前記3つ以上の磁石を、平行に配置したことを特徴とす
る。
a、60b、60cが、平行に配置されている。
る導電体検出装置の実施の形態について説明する。な
お、本実施形態では導電体検出装置として、金属製のギ
ヤが摩耗することにより潤滑油内に混入した金属を検出
する金属検出装置を想定している。
気回路図である。
は4つの磁石1a、1b、1c、1dと、電源4と、出
力抵抗5と、電気信号線2a、2bと、直列回路3とか
ら構成されている。
1dと、電源4と、出力抵抗5とを直列に接続すること
によって構成されている。
置され、導電体である金属M1、M2、M3を検出する。
本実施形態ではM1を、本来のギヤの摩耗粉、欠損片で
はない切粉(あるいは切削屑、金属製異物)であると
し、M2、M3を、ギヤの摩耗粉、欠損片であるとする。
間隔、磁石1c、1dの間隔はそれぞれ、ギヤの摩耗や
損傷の程度が一定のしきい値を超えたと判断できる間隔
に設定されているものとする。
信号線2aを介して接続されている。また磁石1dには
電源4のマイナス側端子が電気信号線2b、出力抵抗5
を介して接続されている。
1dを離間して配置することによって直列回路3が構成
されている。電源4の電圧をVとし、全磁石間の抵抗
(これを検出部抵抗という)をRsとし、出力抵抗5を
Rとし、出力抵抗5の両端の電圧(これを監視電圧とい
う)を電圧Vsとする。
石1c、1d間がそれぞれ、金属M1、M2、M3によっ
て電気的に接続すると、直列回路3が導通し、直列回路
3に、金属M1、M2、M3を検出したことを示す電流Is
が流れる。これにより出力抵抗5の両端の監視電圧Vs
は、後述するように、電流Isに対応する電圧Vs(=
V)となる。監視電圧Vsが、電流Isに対応する電圧V
s(=V)になると、警報信号が外部に出力される。
置態様を示す。
1dは、円筒形の棒状部材20の外周に沿って環状に形
成されている。磁石1a、1b、1c、1dは、棒状部
材20の長手方向に沿って配置されている。電気信号線
2a、2bは棒状部材20の中空部分に配置されてい
る。
て、図1、図2、図3を参照して説明する。図3はギヤ
が駆動されてから経過した時間に応じて監視電圧Vsが
変化する様子を示す図である。
が突発的に潤滑油内に混入した場合を想定する。この切
粉M1は時刻T0〜T1の期間内に、磁石1a、1bに吸
着し、磁石1a、1b間が切粉M1によって電気的に接
続する。しかし磁石1b、1c間、磁石1c、1d間は
電気的に接続されていない。このため直列回路3が導通
されず、電流Isが流れない。このときの監視電圧Vsに
ついて検討する。
れぞれ電気的に接続されていない状態では、検出部抵抗
のRsは、 Rs=∞ … (1) となる。
石1b、1c間、磁石1c、1d間がそれぞれ電気的に
接続されていないときの監視電圧Vsは、 Vs≒0 … (3) となる。
外部に出力されない。すなわち駆動開始時点T0〜導通
時点T1の期間内に、切粉M1が潤滑油内に混入した場合
には、警報信号が出力されるという誤検出を防止でき
る。
摩耗粉M2、M3が発生して潤滑油内に混入した場合を想
定する。この摩耗粉M2、M3は時刻T1で磁石1b、1
c間、磁石1c、1dに吸着し、磁石1b、1c間、磁
石1c、1d間がそれぞれ摩耗粉M2、M3によって電気
的に接続する。また磁石1a、1b間は、切粉M1によ
って既に電気的に接続されている。
1c間、磁石1c、1d間のすべての磁石間が電気的に
接続すると、直列回路3が導通し、電流Isが流れる。
このときの監視電圧Vsについて検討する。
石1c、1d間がそれぞれ電気的に接続されている状態
では、検出部抵抗のRsは、 Rs≒0 … (4) となる。
/R+Rs)・V )によって求められる。
石1a、1b間、磁石1b、1c間、磁石1c、1d間
がそれぞれ電気的に接続されたときの監視電圧Vsは、 Vs≒V … (5) となる。
外部に出力される。すなわちギヤが摩耗しその摩耗の度
合いが一定限度を越えた場合には、警報信号が出力され
る。
磁石1b、1c間、磁石1c、1d間に吸着した場合に
も、警報信号が出力されることになる。
磁石間(磁石1a、1b間、磁石1b、1c間、磁石1
c、1d間)で3つの金属M1、M2、M3が吸着した場
合に、はじめて直列回路3が導通し、監視電圧Vsが電
源電圧Vとなり、警報信号が出力される。このため混入
した切粉、切削屑、金属製異物M1が1つだけ磁石1
a、1b間に吸着しただけでは警報信号は出力せず、更
に2つの金属M2、M3が磁石1b、1c間、磁石1c、
1d間で吸着した場合のみに警報信号が出力するので、
1つの異物等が吸着することによる誤作動を防止でき
る。
a、1b、1c、1dを離間して配置した直列回路3を
構成するだけで、誤作動を防止することができるように
なり、従来技術のように、金属センサに、コントローラ
を付加する必要がなくなるので、構成を簡易にでき、コ
ストを低く抑えることができる。
b、1c、1dを設けて3つの金属M1、M2、M3を吸
着する場合を想定している。
け、2以上の金属M1、M2を吸着できればよい。
けた場合には、2つの磁石間(磁石1a、1b間、磁石
1b、1c間)で2つの金属M1、M2が吸着した場合
に、はじめて直列回路3が導通し、監視電圧Vsが電源
電圧Vとなり、警報信号が出力される。このため混入し
た切粉、切削屑、金属製異物M1が1つだけ磁石1a、
1b間に吸着しただけでは警報信号は出力せず、更にも
う1つの金属M2が磁石1b、1c間で吸着した場合の
みに警報信号が出力するので、1つの異物等が吸着する
ことによる誤作動を防止できる。
に磁石1a、1b、1c、1dを円筒形の棒状部材20
の外周に沿って環状に形成しているが、配置態様は任意
である。たとえば図4に示すように磁石40a、40
b、40cを同心円状に形成してもよい。
を同心円状に形成した配置態様を示すセンサ外観の斜視
図であり、図4(b)は図4(a)のA−A断面図であ
る。
b、40cは円板部材41の平面部41aに同心円状に
配置されている。円板部材41の平面部41aは潤滑油
に浸されている。同心円の中心の磁石40aには電気信
号線42aが接続され、同心円の最も外側の磁石40c
には電気信号線42bが接続されている。磁石40a、
40b、40cは図1の磁石1a、1b、1c、1dに
対応し、電気信号線42a、42bは図1の電気信号線
2a、2bに相当する。したがって磁石40a、40b
間、磁石40b、40c間にそれぞれ金属M1、M2が吸
着すると、電流Isが電気信号線42a、42bに流
れ、監視電圧Vsが電源電圧Vとなり、警報信号が外部
に出力される。
b、50c、50dを周方向に沿って配置してもよい。
b、50c、50dは、円板部材51の平面部51aに
周方向に配置されている。円板部材51の平面部51a
は潤滑油に浸されている。磁石50aには電気信号線5
2aが接続され、磁石50cには電気信号線52bが各
々設けられている。
1の磁石1a、1b、1c、1dに対応し、電気信号線
52a、52bは図1の電気信号線2a、2bに相当す
る。したがって磁石50a、50b間、磁石50b、5
0c間にそれぞれ金属M1、M2が吸着すると、電流Is
が電気信号線52a、52bに流れ、監視電圧Vsが電
源電圧Vとなり、警報信号が外部に出力される。また磁
石50a、50d間、磁石50d、50c間にそれぞれ
金属M1、M2が吸着すると、電流Isが電気信号線52
a、52bに流れ、監視電圧Vsが電源電圧Vとなり、
警報信号が外部に出力される。
b、60cを平行に配置してもよい。
b、60cは、円板部材61の平面部61aに平行に配
置されている。円板部材61の平面部61aは潤滑油に
浸されている。磁石60aには電気信号線62aが接続
され、磁石60cには電気信号線62bが各々設けられ
ている。
1a、1b、1c、1dに対応し、電気信号線62a、
62bは図1の電気信号線2a、2bに相当する。した
がって磁石60a、60b間、磁石60b、60c間に
それぞれ金属M1、M2が吸着すると、電流Isが電気信
号線62a、62bに流れ、監視電圧Vsが電源電圧V
となり、警報信号が外部に出力される。
摩耗を検出する場合を想定して説明したが、本発明は金
属製のベアリングの摩耗を検出する場合にも適用するこ
とができる。
する場合を想定して説明したが、本発明は油圧機器の作
動油内の金属を検出する場合に適用してもよい。さらに
は本発明は、油に限らず、エンジンを冷却する冷却液
(クーラント)内に混入した金属を検出する場合に適用
してもよい。また本発明は金属に限らず導電体一般を検
出する場合に適用することができる。
ある。
である。
応じて監視電圧が変化する様子を示す図である。
置態様を示す図である。
である。
である。
る。
0a、50b、50c、50d、60a、60b、60
c…磁石 3…直列回路
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の磁石に導電体が吸着することに
よって前記導電体を検出する導電体検出装置において、 3つ以上の磁石を離間して配置することによって直列回
路を構成し、 3つ以上の磁石に導電体が吸着され、各磁石間に導電体
が電気的に接続されることによって前記直列回路を導通
させ、前記導電体を検出したことを示す電気信号を出力
することを特徴とする導電体検出装置。 - 【請求項2】 前記3つ以上の磁石を、 棒状部材の外周に沿って環状に形成したことを特徴とす
る請求項1記載の導電体検出装置。 - 【請求項3】 前記3つ以上の磁石を、 同心円状に形成したことを特徴とする請求項1記載の導
電体検出装置。 - 【請求項4】 前記3つ以上の磁石を、 周方向に沿って配置したことを特徴とする請求項1記載
の導電体検出装置。 - 【請求項5】 前記3つ以上の磁石を、 平行に配置したことを特徴とする請求項1記載の導電体
検出装置。
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