JP2007212226A - アコースティックエミッションセンサおよび動力伝達装置の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チェーンで動力の伝達を行う動力伝達装置であっても、動力伝達装置の破壊の予知を確実に行うことができるＡＥセンサおよび動力伝達装置の異常検出装置を提供することにある。
【解決手段】検出できる波の周波数帯域が互いに異なる三つの圧電素子７２,７３,７４を一つのケース７０内に配置すると共に、三つの圧電素子７２,７３,７４の夫々の出力端子と、ＡＥセンサ４０の出力端子８６とを、配線で電気接続して、ＡＥセンサ４０を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、アコースティックエミッションセンサおよび動力伝達装置の異常検出装置に関する。

自動車のＶ型プーリ式無段変速機（ＣＶＴ）では、駆動プーリと従動プーリとの間に無端伝達部材（金属ベルトやチェーン）が掛け渡されており、この無端伝達部材の、各プーリへの巻き付け径を変化させることによって変速制御が行われる。無端伝達部材として金属ベルトを用いた場合には、これが摩耗すると、滑りを生じて変速制御が不能になることもある。そこで、各プーリの回転数を検出して、そこから変速比を求め、変速比が異常値となった回数が所定値に達すると警報を発する装置が提案されている（例えば、特許文献１。）。

また、無端伝達部材として金属Ｖベルトを使用し、これを構成する金属ブロックに歪みゲージを貼り込んで、チェーンに作用する力を検知しようとする装置も提案されている（例えば、特許文献２。）。

一方、無端伝達部材として、多数のリンクをピンで相互に連結してなるチェーンを用いた場合、リンクやピンの損耗による破断は直ちにチェーンの破断となるため、リンク等の破断予知が重要となる。しかしながら、チェーンの場合には、上述した滑りや、これに作用する力を監視していても、チェーン内部の疲労による劣化を的確に検知することができず、上述の方法では破断の予知ができないという問題がある。
特開昭６２−２０５９号公報 特許第３１２６８１１号公報

そこで、本発明の課題は、チェーンで動力の伝達を行う動力伝達装置であっても、動力伝達装置の破壊の予知を確実に行うことができるアコースティックエミッションセンサおよび動力伝達装置の異常検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のアコースティックエミッションセンサは、
一つのケースと、
そのケース内に配置された複数の圧電素子と、
上記ケースに設けられた一つの出力端子と
を備え、
上記一つの出力端子と、上記複数の圧電素子の夫々の出力端子とが、配線で接続されていることを特徴としている。

上記「ケースに設けられた」という文言は、ケース内に設けられた場合と、ケースの外面に設けられた場合とを含むものとする。

本発明のアコースティックエミッションセンサ（以下、ＡＥセンサという）を、被破壊検出部材または被破壊検出部材に近接する部材に設置する。そして、本発明のＡＥセンサで、上記被破壊検出部材または上記被破壊検出部材に近接する部材からの波（アコースティックエミッション）を検出することによって、被破壊検出部材の破壊の有無を判定する。例えば、チェーン式Ｖ型プーリ無段変速機の動力伝達用チェーンの異常の有無を判定したい場合には、本発明のＡＥセンサを、動力伝達用チェーンが掛け渡されているプーリに設置する。このようにして、本発明のＡＥセンサで、動力伝達用チェーンで発生した波を、プーリを介して検出して、動力伝達用チェーンの破壊の有無を判定する。本発明のＡＥセンサを用いれば、歪みゲージや、上記変速比を利用できない、チェーン式Ｖ型プーリ無段変速機の動力伝達用チェーンの破壊の有無の判定であっても、破壊の予知を確実に行うことができる。

また、本発明のＡＥセンサは、上記一つの出力端子と、上記複数の圧電素子の夫々の出力端子とが、配線で接続されている構造を有しているので、このＡＥセンサは、上記各圧電素子で検出できる波の周波数帯域を足した周波数帯域の波を検出できる。したがって、圧電素子を一つしか含まない従来のＡＥセンサと比して、ＡＥセンサが検出できる波の周波数帯域を大きくできる。

また、各圧電素子は、各圧電素子と検出波が共振する共振周波数帯域の波を、感度良く検出できる。したがって、本発明のＡＥセンサは、各圧電素子の共振周波数帯域を足した周波数帯域の波を感度良く検出できるので、広範囲な周波数帯域を有する一つの圧電素子のみを有する従来のＡＥセンサと比較して、感度を格段に向上させることができて、微弱なＡＥ信号でも確実に検出できる。

また、本発明のＡＥセンサを一つ使用する場合と、圧電素子を一つしか含まない従来のＡＥセンサを複数使用する場合とを比較した場合、本発明のＡＥセンサを使用した場合の方が、ＡＥセンサのケース等の部品点数を低減できると共に、ＡＥセンサの設定の労力を低減でき、かつ、設置スペースも格段に小さくなる。

また、一実施形態のアコースティックエミッションセンサは、上記複数の圧電素子のうちのいずれの２つの圧電素子も、検出できる波の周波数帯域が重ならない。

上記実施形態によれば、上記複数の圧電素子のうちのいずれの２つの圧電素子も、検出できる波の周波数帯域が重ならないので、検出できる波の周波数帯域を大きくすることができ、かつ、発する波の周波数帯域が互いに異なる被破壊検出部材の破壊の種類（例えば、亀裂、摩耗、クリープ等）を正確に検出できる。

また、本発明の動力伝達装置の異常検出装置は、
動力伝達装置に設置されると共に、動力伝達装置で発生したアコースティックエミッションを検出する本発明のアコースティックエミッションセンサと、
上記アコースティックエミッションセンサからの信号を受けて、上記動力伝達装置の異常の有無を判定する異常判定部と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、本発明のＡＥセンサを有するので、如何なる構造を有する動力伝達装置であっても、破壊の予知を確実かつ正確に行うことができる。

また、一実施形態の動力伝達装置の異常検出装置は、上記動力伝達装置が、回転軸と、上記回転軸と同期回転する回転部材と、静止している静止部材とを有し、上記アコースティックエミッションセンサは、上記回転軸と上記回転部材のうちの一方に設置され、上記アコースティックエミッションセンサが設置された上記回転軸と上記回転部材のうちの一方と、上記静止部材との間で、上記アコースティックエミッションセンサからの信号を無線伝送する無線伝送部を備えている。

上記実施形態によれば、ＡＥセンサを、回転軸または回転部材のうちの一方に設置して、回転軸または回転部材のうちの一方からのＡＥ信号を検出するようにしているので、回転軸または回転部材のうちの一方からのＡＥ信号を、静止部材に設置されたＡＥセンサで検出する場合と比較して、回転軸または回転部材の破壊の前兆を確実かつ正確に検出できる。

また、一実施形態の動力伝達装置の異常検出装置は、上記動力伝達装置が、入力軸および上記入力軸と略平行に配置された出力軸と、上記入力軸に固定された第１固定部と、上記入力軸上を軸方向に移動可能な第１可動部とを有し、上記第１固定部と上記第１可動部との間にＶ型溝が形成されている第１Ｖ型プーリと、上記出力軸に固定された第２固定部と、上記出力軸上を軸方向に移動可能な第２可動部とを有し、上記第２固定部と上記第２可動部との間にＶ型溝が形成されている第２Ｖ型プーリと、上記第１Ｖ型プーリの上記Ｖ型溝と上記第２Ｖ型プーリの上記Ｖ型溝に掛け渡されて上記第１Ｖ型プーリと上記第２Ｖ型プーリとの間でトルクを伝達すると共に、上記第１Ｖ型プーリおよび上記第２Ｖ型プーリの半径方向に摺動可能な無端伝達部材と、上記入力軸を回動自在に支持する第１転がり軸受および上記出力軸を回動自在に支持する第２転がり軸受とを備え、上記アコースティックエミッションセンサは、上記第１Ｖ型プーリ、上記第２Ｖ型プーリ、上記第１転がり軸受、および、上記第２転がり軸受のいずれか一つに設置され、上記異常判定部は、上記第１Ｖ型プーリ、上記第２Ｖ型プーリ、上記無端伝達部材、上記第１転がり軸受、および、上記第２転がり軸受のうちの少なくとも一つの異常の有無を判定する。

尚、上記「入力軸に固定された第１固定部」という文言は、第１固定部が入力軸と一体である場合を含むものとし、上記「出力軸に固定された第２固定部」という文言は、第２固定部が出力軸と一体である場合を含むものとする。

上記実施形態によれば、上記第１Ｖ型プーリ、上記第２Ｖ型プーリ、上記無端伝達部材、上記第１転がり軸受、および、上記第２転がり軸受のうちの少なくとも一つの異常の有無を確実かつ正確に判定できる。

また、一実施形態の動力伝達装置の異常検出装置は、上記無端伝達部材が、動力伝達用チェーンである。

上述のように、動力伝達用チェーンの破壊の前兆を予知することは、非常に難しいことが知られている。本発明によれば、上記無端伝達部材が、動力伝達用チェーンである場合においても、動力伝達用チェーンの破断の予知を、簡単安価、かつ、確実、かつ、正確に行うことができる。

本発明のＡＥセンサによれば、如何なる構造を有する動力伝達装置であっても、破壊の予知を確実かつ正確に行うことができる。

また、本発明のＡＥセンサによれば、上記一つの出力端子と、上記複数の圧電素子の夫々の出力端子とが、配線で接続されている構造を有しているので、上記各圧電素子で検出できる波の周波数帯域を足した周波数帯域の波を検出できて、検出できる波の周波数帯域を大きくできる。

また、本発明のＡＥセンサによれば、それが有する各圧電素子の共振周波数帯域を足した周波数帯域の波を感度良く検出できて、広範囲な周波数帯域を有する一つの圧電素子のみを有する従来のＡＥセンサと比較して、感度を格段に向上させることができて、微弱なＡＥ信号でも確実に検出できる。

また、本発明のＡＥセンサを一つ使用する場合と、圧電素子を一つしか含まない従来のＡＥセンサを複数使用する場合とを比較した場合、本発明のＡＥセンサを使用した場合の方が、ＡＥセンサのケース等の部品点数を低減できると共に、ＡＥセンサの設定の労力を低減でき、かつ、設置スペースを格段に小さくすることができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の動力伝達装置の異常検出装置の一実施形態であるチェーン式Ｖ型プーリ無段変速機の異常検出装置を示す断面図である。

この異常検出装置は、チェーン式Ｖ型プーリ無段変速機に設置されている。上記チェーン式Ｖ型プーリ無段変速機は、動力を伝達する入力軸１と、入力軸１と略平行に配置されると共に、動力が伝達される出力軸２と、第１Ｖ型プーリ３と、第２Ｖ型プーリ４と、無端伝達部材の一例としての動力伝達用チェーン５と、入力軸１を回動自在に支持する第１転がり軸受の一例としての第１玉軸受７,８と、出力軸２を回転自在に支持する第２転がり軸受の一例としての第２玉軸受９とを備える。

上記第１Ｖ型プーリ３は、入力軸１に固定された（正確には入力軸１と一体である）第１固定部１０と、入力軸１上を軸方向に移動可能な第１可動部１１とを有し、第１固定部１０と第１可動部１１との間にＶ型溝１３を有している。第１固定部１０は、車体側の支持部１５,１６により回転自在に支持されている。一方、第１可動部１１は、第１固定部１０に支持され、かつ、これに対して軸方向へ移動可能に支持されている。第１可動部１１の背面側には、シリンダカバー１８との間に油室１９が形成されており、この油室１９に対する油圧制御により第１可動部１１が軸方向に移動するようになっている。

上記第２Ｖ型プーリ４は、出力軸２に固定された（正確には出力軸２と一体である）第２固定部２０と、出力軸２上を軸方向に移動可能な第２可動部２１とを有し、第２固定部２０と第２可動部２１との間にＶ型溝２３を有している。第２固定部２０は、車体側の支持部１５,１６により回転自在に支持されている。第２可動部２１は、第２固定部２０に支持され、かつ、これに対して軸方向に移動可能に支持されている。第２可動部２１の背面側には、シリンダカバー２８との間に油室２９が形成されており、この油室２９に対する油圧制御により第２可動部２１が軸方向に移動するようになっている。

上記動力伝達用チェーン５は、第１Ｖ型プーリ３のＶ型溝１３と第２Ｖ型プーリ４のＶ型溝２３に掛け渡されて第１Ｖ型プーリ３と第２Ｖ型プーリ４との間でトルクを伝達している。上記動力伝達用チェーン５は、第１Ｖ型プーリ３および第２Ｖ型プーリ４の半径方向に摺動可能になっている。詳しくは、動力伝達用チェーン５は、複数のリングプレート３０を、ロードピン３１を介して無端状かつ屈曲自在に連結してなっている。上記ロードピン３１の両端面は、各プーリ３,４の円錐面に接触し、この接触による摩擦力によって、動力伝達を行っている。上記油室１９,２９に対する油圧制御により、Ｖ型溝の幅を変えて、各Ｖ型プーリ３,４に対する動力伝達用チェーン５の巻き付け径を無段階に変化させ、変速比を無段階に変化させるようにしている。

上記第１玉軸受７は、その内輪が、入力軸１の外周に外嵌されている一方、その外輪は、車体側の支持部１６の内周面に内嵌されている。また、第１玉軸受８は、その内輪が、入力軸１の外周に外嵌されている一方、その外輪は、車体側の支持部１５の内周面に内嵌されている。上記第１玉軸受７および８は、入力軸１を回動自在に支持している。一方、上記第２玉軸受９は、その内輪が、出力軸２に外嵌固定されている一方、その外輪は、車体側の支持部１６の内周面に内嵌されている。上記第２玉軸受９は、出力軸２を回動自在に支持している。

上記第１Ｖ型プーリ３の第１固定部１０の軸方向のＶ型溝１３側とは反対側の端面には、第１ＡＥセンサ４０が埋め込み固定されていると共に、第２Ｖ型プーリ４の第２固定部２０の軸方向のＶ型溝２３側とは反対側の端面には、第２ＡＥセンサ５０が埋め込み固定されている。

上記第１ＡＥセンサ４０の出力端子は、第１固定部１０に固定されている第１送信部４２に配線で接続されており、第２ＡＥセンサ５０の出力端子は、第２固定部２０に固定されている第２送信部５２に配線で接続されている。

上記第１送信部は、第１ＡＥセンサ４０から受けた信号を、電磁誘導によって、無線で車体側の支持部１５に固定されている第１受信部４３に送信するようになっている。上記第１受信部には、第１増幅器、第１判別器、警報器、車載ＣＰＵが、この順に電気接続されている。上記第１送信部と、上記第１受信部とは、第１無線伝送部を構成しており、第１増幅器と、第１判別器とは、第１異常判定部を構成している。

また、第２送信部は、第２ＡＥセンサ５０から受けた信号を、電磁誘導によって、無線で車体側の支持部１６に固定されている第２受信部５３に送信するようになっている。上記第２受信部には、第２増幅器、第２判別器、警報器、車載ＣＰＵが、この順に電気接続されている。上記第２送信部と、上記第２受信部とは、第２無線伝送部を構成しており、第２増幅器と、第２判別器とは、第２異常判定部を構成している。

上記第１無線伝送部と、第２無線伝送部とは、無線伝送部を構成し、第１異常判定部と、第２異常判定部とは、異常判定部を構成している。上記第１ＡＥセンサ４０、第２ＡＥセンサ５０、無線伝送部、および、異常判定部は、本発明の一実施形態の動力伝達装置の異常検出装置を構成している。

図２は、上記動力伝達装置の異常検出装置の構成、警報器、および、車載ＣＰＵの配置関係を示すブロック図である。尚、図２において、４１は、第1無線伝送部を示し、５１は、第２無線伝送部を示している。また、４７は、第１異常判定部を示し、５７は、第２異常判定部を示している。

上述のように、第１ＡＥセンサ４０および第１送信部４２は、車体側の支持部１５,１６に対して回動する第１固定部１０に固定され、第２ＡＥセンサ５０および第２送信部５２は、車体側の支持部１５,１６に対して回動する第２固定部２０に固定されている。一方、動力伝達装置の異常検出装置のそれ以外の部分、警報器、および、車載ＣＰＵは、車体側の支持部１５,１６に対して静止している位置に固定されている。

上記第１判別器４５は、マイクロコンピュータを有している。上記第１判別器４５は、第１増幅器４４から受けた信号に基づいて、第１Ｖ型プーリ３と動力伝達用チェーン５のうちの少なくとも一方に破壊の前兆があるか否かを判別するようになっている。また、上記第２判別器５５は、マイクロコンピュータを有している。上記第２判別器５５は、第２増幅器５４から受けた信号に基づいて、第２Ｖ型プーリ４と動力伝達用チェーン５のうちの少なくとも一方に破壊の前兆があるか否かを判別するようになっている。

上記警報器６０は、第１判別器４５からの信号と、第２判別器５５からの信号とを受けるようになっている。上記警報器６０は、第１判別器４５が、第１Ｖ型プーリ３と動力伝達用チェーン５のうちの少なくとも一方に破壊の前兆があると判別した場合に警報を発するようになっており、また、第２判別器５５が、第２Ｖ型プーリ４と動力伝達用チェーン５のうちの少なくとも一方に破壊の前兆があると判別した場合に警報を発するようになっている。また、上記車載ＣＰＵ１５は、警報器６０の信号を取り込むようになっている。

この実施形態では、第１および第２ＡＥセンサ４０,５０を、被破壊検出部材である第１および第２Ｖ型プーリ３,４、および、動力伝達用チェーン５から離れた車体側の支持部１５,１６、または、車体側の支持部１５,１６に対して静止している部分に固定するのではなくて、車体側の支持部１５,１６に対して回動している被破壊検出部材である第１および第２Ｖ型プーリ３,４に直接固定しているので、第１および第２Ｖ型プーリ３,４、および、動力伝達用チェーン５の破壊の前兆を正確に検出できる。

図３は、上記第１無線伝送部４１の構造を示す軸方向の模式断面図である。尚、第２無線伝送部５１は、第１無線伝送部４１と同一の構造を有している。第２無線伝送部５１の構造については説明を省略する。図３において、４２は、第１送信部であり、４３は、第１受信部である。

図３に示すように、上記第１送信部４２は、中空の環状部材である鉄製の本体部８１を有し、本体部８１は、軸方向の半断面図において、断面略コ字状の形状をしている。上記本体部８１は、その中心軸８４が、図１に１０で示す第１固定部（図３には図示せず）の中心軸と略一致するように、第１固定部１０の軸方向の端面に固定されている。

上記第１受信部４３は、中空の環状部材であると共に、本体部８１と略同一である鉄製の本体部９２を有している。上記本体部９２は、軸方向の半断面図において、断面略コ字状の形状をしている。上記本体部９２は、その中心軸９４が、中心軸８４と略一致するように、車体側の支持部１５の軸方向の端面に固定されている。上記本体部８１および本体部９２は、夫々の上記コ字形状の部分の開口が図３に矢印Ａで示す軸方向に対向するように、軸方向に僅かな隙間ｄを介して軸方向に対向配置されている。

上記本体部８１のコ字形状の凹部には、コイル８２が収容されている。上記コイル８２の中心軸は、本体部８１の中心軸８４と略一致している。また、上記本体部９１のコ字形状の凹部には、コイル９２が収容されている。上記コイル９２の中心軸は、本体部９１の中心軸９４と略一致している。

第１ＡＥセンサ４０が、第１Ｖ型プーリ３の破壊の前兆または動力伝達用チェーン５の破壊の前兆を検出して約１００マイクロ秒位の幅を有する略パルス状の電流信号を出力すると、第１送信部４２のコイル８２に電流が流れて、コイル８２を流れる電流の変化によって、本体部８１の内部に断面コ字状の磁力線（磁場）が発生するようになっている。すると、上記第１受信部４３の本体部９１の内部に、断面コ字状の磁力線が発生して、本体部９１の内部の磁力線の大きさの変化によって、コイル９２に電流が流れるようになっている。このように電磁誘導の法則によって、第１送信部４２から第１受信部４３に信号を伝達するようになっている。尚、第１ＡＥセンサ４０と、第１無線送信部４１との間に、電子回路部を接続して、この電子回路部で、第１ＡＥセンサ４０からの信号に含まれる低周波の機械ノイズをカットしたり、第１ＡＥセンサ４０からの信号を、波形成形したりしても良い。

図４は、第１ＡＥセンサ４０の断面図であり、図５は、第１ＡＥセンサ４０を上からみたときの平面図である。以下に、図４および図５を用いて、第１ＡＥセンサ４０の詳細な説明を行う。尚、上記第２ＡＥセンサ５０は、第１センサ４０と同一の構造を有している。第２センサ５０については、説明を省略する。

図４および図５に示すように、上記第１ＡＥセンサ４０は、一つのケース７０と、そのケース７０内に配置された第１圧電素子７２、第２圧電素子７３および第３圧電素子７４と、ケース７０に設けられた一つの出力端子８６とを備える。

上記第１圧電素子７２、第２圧電素子７３および第３圧電素子７４は、略円筒状のケース７０の略円形状の底面７７に配置されている。尚、この実施形態では、上記底面７７の直径は、３ｍｍであるが、底面の直径が３ｍｍ以外の寸法であっても良く、三つの圧電素子７２,７３,７４を収容しているケース７０は、本実施形態のように円筒形状でなくて、例えば、立方体形状や直方体形状等、円筒形状以外の形状であっても良い。

上記第１圧電素子７２は、周波数が１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲の波を検出し、この波の領域内に共振特性を有している。上記第１圧電素子７２は、第１Ｖ型プーリ３または動力伝達用チェーン５の振動に起因する波を検出するようになっている。また、上記第２圧電素子７３は、周波数が２００ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの範囲の波を検出し、この波の領域内に共振特性を有している。上記第２圧電素子７３は、第１Ｖ型プーリ３または動力伝達用チェーン５の亀裂に起因する波を検出するようになっている。また、上記第３圧電素子７４は、周波数が５００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚの範囲の波を検出し、この波の範囲内に共振特性を有している。上記第３圧電素子は、第１Ｖ型プーリ３または動力伝達用チェーン５の摩耗に起因する波を検出するようになっている。このように、上記三つの圧電素子７２,７３,７４のうちのいずれの２つの圧電素子も、検出できる波の周波数帯域が重ならないようになっている。

上記第１圧電素子７２の出力端子は、第１ＡＥセンサ４０の出力端子８６に配線で電気接続され、第２圧電素子７３の出力端子は、出力端子８６に配線で電気接続され、第３圧電素子７４の出力端子は、出力端子８６に配線で電気接続されている。このように、第１ＡＥセンサ４０の出力端子８６と、３つの圧電素子７２,７３,７４の夫々の出力端子とが、配線で接続されている。尚、図４において、７８、７９および８０は、アースのための配線である。

上記構成において、圧電素子７２,７３,７４のうちの少なくとも一つが、第１Ｖ型プーリ３および動力伝達用チェーン５のうちの少なくとも一方から、周期を有する力学的な力を受けて変形して、信号（電流信号）を出力すると、その電流信号が、第１無線伝送部４１を介して、車体側（静止側）に伝送されて、第１増幅器４４で増幅されて、第１判別器４５に入力されるようになっている。上記第１判別器４５は、第１増幅器４４からの信号を周波数分解して、その周波数分解の結果に基づいて、第１Ｖ型プーリ３および動力伝達用チェーン５のうちの少なくとも一方が、振動しているか、亀裂をおこしているか、または、摩耗しているかを判断するようになっている。また、上記警報機６０は、第１判別器４５が、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つを、判断すると、警報を発するようになっている。また、上記警報機６０は、図示しない表示部を有しており、その表示部には、第１判別器４５が判断した破壊の種類、すなわち、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つが表示されるようになっている。これは、例えば、上記表示部が、第１判別器−振動と示されたランプ、第１判別器−亀裂と示されたランプ、および、第１判別器−摩耗と示されたランプを有し、各ランプが点灯することによって、破壊の種類を示すようになっている。

また、同様に、上記第２ＡＥセンサ５０が有する三つの圧電素子のうちの少なくとも一方が、第２Ｖ型プーリ４および動力伝達用チェーン５のうちの少なくとも一方から、周期を有する力学的な力を受けて変形して、信号（電流信号）を出力すると、その電流信号が、第２無線伝送部５１を介して、車体側（静止側）に伝送されて、第２増幅器５４で増幅されて、第２判別器５５に入力されるようになっている。上記第２判別器５５は、第２増幅器５４からの信号を周波数分解して、その周波数分解の結果に基づいて、第２Ｖ型プーリ４および動力伝達用チェーン５のうちの少なくとも一方が、振動しているか、亀裂をおこしているか、または、摩耗しているかを判断するようになっている。また、上記警報機６０は、第２判別器５５が、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つを、判断すると、警報を発するようになっている。また、上記警報機６０の上記表示部には、第２判別器５５が判断した破壊の種類、すなわち、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つが表示されるようになっている。これは、例えば、上記表示部が、第２判別器−振動と示されたランプ、第２判別器−亀裂と示されたランプ、および、第２判別器−摩耗と示されたランプを有し、各ランプが点灯することによって、破壊の種類を示すようになっている。尚、第１判別器４５が、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つが起こっていることを判定し、第２判別器５５が、振動、亀裂および摩耗のいずれも起こっていないと判定した場合、第１Ｖ型プーリ３が、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つを起こしていると判断でき、また、第１判別器４５が、振動、亀裂および摩耗のいずれも起こっていないと判定し、第２判別器５５が、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つが起こっていることを判定した場合、第２Ｖ型プーリ４が、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つを起こしていると判断できる。また、第１判別器４５および第２判別器５５のいずれも、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つが起こっていることを判定した場合、動力伝達用チェーン５が、振動、亀裂および摩耗の少なくとも一つを起こしていると判断できる。

上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０（第１ＡＥセンサ４０、第２ＡＥセンサ５０）によれば、三つの圧電素子７２,７３,７４と、一つの出力端子８６とを有し、一つの出力端子８６と、三つの圧電素子７２,７３,７４の夫々の出力端子とが、配線で接続されている構造を有しているので、このＡＥセンサ４０,５０は、各圧電素子７２,７３,７４で検出できる波の周波数帯域を足した周波数帯域の波を検出できる。したがって、上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０は、圧電素子を一つしか含まない従来のＡＥセンサと比して、検出できる波の周波数帯域を大きくできる。

また、各圧電素子７２,７３,７４は、各圧電素子７２,７３,７４と、検出波とが共振する共振周波数帯域の波を、感度良く検出できる。したがって、上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０は、各圧電素子７２,７３,７４の共振周波数帯域を足した周波数帯域の波を感度良く検出できるので、広範囲な周波数帯域を有する一つの圧電素子のみを有する従来のＡＥセンサと比較して、感度を格段に向上させることができて、微弱な信号（ＡＥ信号）でも確実に検出できる。

また、上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０を一つ使用する場合と、圧電素子を一つしか含まない従来のＡＥセンサを複数使用する場合とを比較した場合、上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０を使用した場合の方が、ＡＥセンサ４０,５０のケース７０等の部品点数を低減できると共に、ＡＥセンサ４０,５０の設定の労力を低減でき、かつ、設置スペースも格段に小さくなる。

また、上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０によれば、三つの圧電素子７２,７３,７４のうちのいずれの２つの圧電素子も、検出できる波の周波数帯域が重ならないので、検出できる波の周波数帯域を大きくすることができ、かつ、被破壊検出部材の破壊の種類（例えば、亀裂、摩耗、振動（クリープ等））を正確に検出できる。

また、上記実施形態の動力伝達装置の異常検出装置によれば、上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０を有するので、上記実施形態のように、無端伝達部材として、多数のリングプレート３０をロードピン３１で相互に連結してなる動力伝達用チェーン５が採用されている場合等、如何なる構造を有する動力伝達装置であっても、破壊の予知を確実かつ正確に行うことができる。

また、上記実施形態の動力伝達装置の異常検出装置によれば、上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０を、回転体であるＶ型プーリ３,４に設置しているので、ＡＥセンサを、静止部材（上記実施形態では、車体側の支持部１５,１６等）に設定している場合と比較して、Ｖ型プーリ３,４と、Ｖ型プーリ３,４と協働する動力伝達用チェーン５とのうちの少なくとも一方が発する破壊の前兆を表す信号（ＡＥ信号）を、確実かつ正確に検出できる。このことから、無端伝達部材が、破壊の前兆を予知することは、非常に難しい動力伝達用チェーンであっても、動力伝達用チェーンの破断の予知を、簡単安価、かつ、確実、かつ、正確に行うことができる。

また、上記実施形態の動力伝達装置の異常検出装置によれば、第１Ｖ型プーリ３、第２Ｖ型プーリ４、および、動力伝達用チェーン５の異常の有無を確実かつ正確に判定できる。

尚、上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０では、三つの圧電素子７２,７３,７４を一つのケース７０内に配置すると共に、三つの圧電素子７２,７３,７４の夫々の出力端子を、互いに配線で接続していたが、この発明では、ＡＥセンサが、二つの圧電素子を有し、その二つの圧電素子を、一つのケース内に配置すると共に、二つの圧電素子の夫々の出力端子を、互いに配線で接続しても良い。また、ＡＥセンサが、四つ以上の圧電素子を有し、その四つ以上の圧電素子を、一つのケース内に配置すると共に、四つ以上の圧電素子の夫々の出力端子を、互いに配線で接続しても良い。

また、上記実施形態のＡＥセンサ４０,５０では、三つの圧電素子７２,７３,７４のうちのいずれの２つの圧電素子も、検出できる波の周波数帯域が重ならないようになっていたが、この発明では、複数の圧電素子のうちのいずれか２つの圧電素子の検出できる波の周波数帯域が一部重なっていても良い。

また、上記実施形態では、本発明のＡＥセンサ４０,５０を、無段変速機のＶ型プーリ３,４に固定したが、本発明のＡＥセンサを、例えば、軸受の回転輪やプーリや発電機のタービンや回転軸等の回転体に固定して、これら回転体の破壊の予知を行うようにしても良い。

また、上記実施形態の動力伝達装置の異常検出装置では、ＡＥセンサ４０,５０を、回転体に設置したが、この発明では、ＡＥセンサを、静止体（例えば、上記実施形態では、車体側の支持部１５,１６等）に設置して、ＡＥセンサからの信号を無線伝送でなくて有線伝送しても良い。

また、上記実施形態の動力伝達装置の異常検出装置では、回転体（Ｖ型プーリ３,４から静止体（車体側の支持部１５,１６）へ信号の伝送を、電磁誘導の法則を使用して無線で行ったが、この発明では、回転体から静止体への信号の送受信を、アンテナを使用して無線で行っても良い。

また、上記実施形態の動力伝達装置の異常検出装置は、本発明のＡＥセンサ４０,５０を、２つ有していたが、この発明では、本発明のＡＥセンサを、一つまたは３つ以上有していても良い。

また、上記実施形態の動力伝達装置の異常検出装置では、ＡＥセンサ４０,５０を、Ｖ型プーリ３,４に設置して、Ｖ型プーリ３,４および動力伝達用チェーン５の破壊の予知を行うようにしたが、この発明では、本発明のＡＥセンサを、無段変速機の入力軸または出力軸を回動自在に支持している軸受に設置して、軸受の破壊の予知を行うようにしても良い。

また、上記実施形態では、異常を検出される動力伝達装置が、無段変速機であったが、異常を検出される動力伝達装置は、例えば、回転軸の一端部に形成された歯車等によって歯車に噛合する部材に動力を伝達する動力伝達装置等であっても良い。

また、上記実施形態では、無段変速機の無端伝達部材が、動力伝達用チェーン５であったが、無段変速機の無端伝達部材は、金属ベルトや、ゴム製のベルト等チェーン以外の無端伝達部材であっても良い。

本発明の動力伝達装置の異常検出装置の一実施形態であるチェーン式Ｖ型プーリ無段変速機の異常検出装置を示す断面図である。 図１に示した動力伝達装置の異常検出装置の構成、警報器、および、車載ＣＰＵの接続関係を示すブロック図である。 図１に示した動力伝達装置の異常検出装置が有する第１無線伝送部の構造を示す軸方向の模式断面図である。 本発明の一実施形態のＡＥセンサの断面図である。 図４に示したＡＥセンサを上からみたときの平面図である。

符号の説明

１ 入力軸
２ 出力軸
３ 第１Ｖ型プーリ
４ 第２Ｖ型プーリ
５ 動力伝達チェーン
７,８ 第１玉軸受
９ 第２玉軸受
１３,２３ Ｖ型溝
４０ 第１ＡＥセンサ
４１ 第１無線伝送部
４７ 第１異常判定部
５０ 第２ＡＥセンサ
５１ 第２無線伝送部
５７ 第２異常判定部
７２ 第１圧電素子
７３ 第２圧電素子
７４ 第３圧電素子
８６ 第１ＡＥセンサの出力端子

Claims (6)

1. 一つのケースと、
   そのケース内に配置された複数の圧電素子と、
   上記ケースに設けられた一つの出力端子と
   を備え、
   上記一つの出力端子と、上記複数の圧電素子の夫々の出力端子とが、配線で接続されていることを特徴とするアコースティックエミッションセンサ。
2. 請求項１に記載のアコースティックエミッションセンサにおいて、
   上記複数の圧電素子のうちのいずれの２つの圧電素子も、検出できる波の周波数帯域が重ならないことを特徴とするアコースティックエミッションセンサ。
3. 動力伝達装置に設置されると共に、動力伝達装置で発生したアコースティックエミッションを検出する請求項１または２に記載のアコースティックエミッションセンサと、
   上記アコースティックエミッションセンサからの信号を受けて、上記動力伝達装置の異常の有無を判定する異常判定部と
   を備えることを特徴とする動力伝達装置の異常検出装置。
4. 請求項３に記載の動力伝達装置の異常検出装置において、
   上記動力伝達装置は、回転軸と、上記回転軸と同期回転する回転部材と、静止している静止部材とを有し、
   上記アコースティックエミッションセンサは、上記回転軸と上記回転部材のうちの一方に設置され、
   上記アコースティックエミッションセンサが設置された上記回転軸と上記回転部材のうちの一方と、上記静止部材との間で、上記アコースティックエミッションセンサからの信号を無線伝送する無線伝送部を備えることを特徴とする動力伝達装置の異常検出装置。
5. 請求項３または４に記載の動力伝達装置の異常検出装置において、
   上記動力伝達装置は、
   入力軸および上記入力軸と略平行に配置された出力軸と、
   上記入力軸に固定された第１固定部と、上記入力軸上を軸方向に移動可能な第１可動部とを有し、上記第１固定部と上記第１可動部との間にＶ型溝が形成されている第１Ｖ型プーリと、
   上記出力軸に固定された第２固定部と、上記出力軸上を軸方向に移動可能な第２可動部とを有し、上記第２固定部と上記第２可動部との間にＶ型溝が形成されている第２Ｖ型プーリと、
   上記第１Ｖ型プーリの上記Ｖ型溝と上記第２Ｖ型プーリの上記Ｖ型溝に掛け渡されて上記第１Ｖ型プーリと上記第２Ｖ型プーリとの間でトルクを伝達すると共に、上記第１Ｖ型プーリおよび上記第２Ｖ型プーリの半径方向に摺動可能な無端伝達部材と、
   上記入力軸を回動自在に支持する第１転がり軸受および上記出力軸を回動自在に支持する第２転がり軸受と
   を備え、
   上記アコースティックエミッションセンサは、上記第１Ｖ型プーリ、上記第２Ｖ型プーリ、上記第１転がり軸受、および、上記第２転がり軸受のいずれか一つに設置され、
   上記異常判定部は、上記第１Ｖ型プーリ、上記第２Ｖ型プーリ、上記無端伝達部材、上記第１転がり軸受、および、上記第２転がり軸受のうちの少なくとも一つの異常の有無を判定することを特徴とする動力伝達装置の異常検出装置。
6. 請求項５に記載の動力伝達装置の異常検出装置において、
   上記無端伝達部材は、動力伝達用チェーンであることを特徴とする動力伝達装置の異常検出装置。

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