JP5830521B2 - 磁気プラグに捕捉された磁性粒子を回収するための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品（例えば、機器または航空機のエンジンのケーシングに配置された回転部品など）の摩耗から生じて液体に混入した磁性粒子を磁石によって保持するための磁気プラグについて、そのような磁気プラグに捕捉された磁性粒子を回収するための装置および方法に関する。

歯車または軸受などの可動部品を収容しているケーシングの内部において、これらの部品を浸す液体（典型的には、油、冷却液、または燃料）の移動の回路に、磁気プラグを配置することが知られている。

一般に、液体の回路の機能は、可動部品（典型的には、回転部品）を潤滑および／または冷却することである。したがって、例えば２つの歯車または軸受の間の接触から生じる摩擦に起因し、またはケーシングを伝播する激しい異常振動ゆえの回転部品間の激しい摩擦または衝撃に起因して、可動部品が、それらの使用期間において摩耗を被ることが生じる。原因にかかわらず、部品の摩耗によって粒子が形成され、それらの粒子が部品から離れ、液体回路の液体に混入する。回転部品が通常は金属製であるため、部品の摩耗から生じる粒子は導電性であり、通常は削りくずの形態である。さらに、部品は、通常は鉄などの強磁性の金属から製造されており、すなわち磁石などの磁気要素によって引き付けることが可能である。磁気プラグが、典型的には、プラグの下流に配置されて非磁性の粒子を取り除く従来からのフィルタを補足するものとして使用される。フィルタおよびプラグは、保守が容易であるように配置される。

公知のやり方においては、図１に図式的に示されているように、磁気プラグ１が、一端に位置する頭部または支持部２と、液体回路に浸される棒磁石３によって形成された永久磁石とを備えており、前記棒３が、液体が循環するときに金属粒子２０を引き付ける。

したがって、地上での保守作業の際に、現場の作業者は、これらの磁気プラグへの粒子の存在を定期的に点検し、棒磁石に捕捉された粒子を取り除き、それらを例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）およびエネルギ分散分光（ＥＤＳ）といった種類の分析を使用して分析しなければならない。それらの分析から、取り除いた粒子の性質および形状を特定することが可能である。したがって、回路におけるプラグの位置に応じて、摩耗に侵された１つ以上の構成要素を突き止め、機械の完全性および飛行中の安全性を保証するための方策をとることができる。作業者が磁気プラグに捕捉された粒子を取り除くために使用することができるさまざまな技法が知られている。

第１の技法は、接着テープを使用することからなり、作業者が接着テープをプラグの棒磁石に接触させる。そのような技術的解決策は、粒子が接着剤に付着したままになり、分析のために取り外す（接着テープを溶かすことによって）ことが困難であるため、完全には満足できない。そのため、分析に使用することができない残余の粒子が残り、情報の損失につながる。さらに、接着剤が粒子の表面を汚染し、材料分析の結果を誤らせる可能性がある。

第２の技法は、棒磁石上の粒子を取り除くために布を使用することからなる。そのような技術的解決策も、特定の問題を引き起こす。布を溶媒に浸すことによって清浄にし、得られた生成物を、粒子を回収するために、フィルタ処理する必要がある。さらに、布の使用は、粒子のすべてを回収することを困難にし、結果としてすべての粒子を分析に利用できるわけではなく、残余の粒子が棒磁石に残り、この残留物が、後の検査における汚染の特定を誤らせる可能性がある。最後に、布の使用は、布の汚染の可能性を潜在的に有するため、外部から汚染を持ち込む恐れがある。

第３の技法は、棒磁石の磁石よりも強力な磁石を使用し、棒上の粒子を直接的に取り除くことからなることができる。しかしながら、そのような技術的解決策は、残留磁界を変化させることによって磁気プラグを変質させる恐れがあるため、実現が困難である。

したがって、本発明の特定の目的は、上述の欠点を克服することにある。この文脈において、本発明は、磁気プラグに捕捉された磁性粒子の簡単（例えば航空機の翼などのその場での回収の文脈を含む）、迅速、確実、かつ完全な回収に使用することができる装置を提供することを目的とする。

上記の目的のため、本発明は、液体に浸され、前記液体に混入した磁性粒子を保持するための棒磁石を備えている磁気プラグに関し、前記磁気プラグに捕捉された磁性粒子を回収するための装置であって、
非磁性の管を備えており、前記管が
前記管への棒磁石の導入を可能にする開口が設けられた近位端と、
閉じた遠位端とを備えており、棒磁石が前記管へと導入されたときに前記管によって棒磁石を覆うことができるキャップと、
棒磁石が前記管へと導入されたときに前記キャップと棒磁石との間の保持を保証するための手段と、
前記管の導入を可能にするための開口を備えており、前記管が導入されたときに前記管を覆い、密閉された抽出チャンバを形成することができ、棒磁石が前記管から引き抜かれるときに前記管に捕捉された粒子を受け取ることができる抽出手段と、
前記管が前記抽出手段へと導入されたときに前記抽出手段と前記管との間の保持を保証するための手段とを備えており、粒子の分析を実行すべく送付するために適していることを特徴とする装置に関する。

本発明によれば、作業者が、磁性粒子を、前記磁性粒子を少しも失うことなく磁気プラグから引き離すことができる。さらに、本発明によれば、粒子を最小限の取り扱いにて分析の場所まで安全に運ぶことができるため、粒子の変質または汚染の恐れが最小化される。

先の段落において述べた基本的な特徴に加えて、本発明の装置は、以下の追加の特徴のうちの１つ以上を、個別に考えられるか、あるいは任意の技術的に可能な組み合わせで考えられるかにかかわらず、呈することができる：
前記管が前記チャンバへと導入されたときに前記抽出手段と前記管との間の保持を保証するための前記手段が、可逆な接続手段である。
前記可逆な接続手段が、前記管の前記近位端に配置されたねじ−ナット系によって形成される。
前記キャップが、前記管の近位端へと接続されたカラーを備えており、前記カラーの外径にねじ山が設けられている。
前記管が、棒磁石を囲むことができる弾性鞘である。
前記管が、前記管の遠位端に配置される強磁性要素を備える。
棒磁石が前記管へと導入されたときに前記キャップと棒磁石との間の保持を保証するための前記手段が、管と棒磁石との間への金属粒子の進入を防止することができるシール手段を備える。
棒磁石が前記管へと導入されたときに前記キャップと棒磁石との間の保持を保証するための前記手段が、前記キャップに挿入されて弾性によって棒磁石を固定するＯリングを備える。
棒磁石が前記管へと導入されたときに前記キャップと棒磁石との間の保持を保証するための前記手段が、キャップに挿入されて弾性によって棒磁石を固定する可撓な舌を備える。
棒磁石が前記管へと導入されたときに前記キャップと棒磁石との間の保持を保証するための前記手段が、キャップに挿入されて弾性によって棒磁石を固定する可撓なタブを備える。
前記磁気プラグが、支持端を備えており、前記近位端が、棒磁石が前記管へと導入されたときに支持端に接触することができる。

さらに本発明は、本発明による装置を使用して、磁気プラグに捕捉された磁性粒子を回収するための方法であって、
棒磁石を管へと導入することによってキャップを磁気プラグの棒磁石上に配置するステップと、
キャップが備えられた磁気プラグを所定の位置に配置し、エンジンを動作させるステップと、
磁気プラグをエンジンから抜き取るステップと、
抽出手段をキャップに取り付けるステップと、
棒磁石を管から引き出すことによって装置を取り出すステップとを含む方法を提供する。

本発明の他の特徴および利点が、添付の図面を参照しつつあくまでも本発明を限定するものではない目安として行なわれる以下の説明から、明らかになるであろう。

磁気プラグの概略図である。 キャップの概略図である。 液体の回路に配置された磁気プラグおよびそのキャップの概略図である。 抽出具の概略図である。 磁気プラグに取り付けられた装置の概略図である。 磁気プラグからの装置の取り外しの概略図である。 キャップの他の実施の形態の概略図である。 キャップの他の実施の形態の概略図である。

分かり易くする目的のために、本発明の理解に役立つ要素だけが図示されており、それらは一定の縮尺で描かれてはおらず、図式的なやり方で図示されている。さらに、類似の要素は、別々の図にあっても、同一の参照符号を有している。

図１は、先行技術を参照してすでに説明済みである。

図２は、装置１００の構成要素の１つであるキャップ４の概略図である。

本発明のキャップ４は、開いた近位端１５と閉じた遠位端１４とを備える管６を備えている。キャップ４と図１に示したとおりの棒磁石３との間の保持を保証するために、管６は、棒磁石３が管６へと導入されたときのキャップ４と棒磁石３との間の接続装置１０を備えている。さらに、接続装置１０は、キャップ４と棒磁石３との間のシールとしても機能する。

管６の形状および寸法は、管６が可能なかぎりぴったりと棒磁石３を覆うことができるよう、棒磁石３の形状および寸法に一致している。管６を、可撓なプラスチック材料または剛性のあるプラスチック材料から形成することができ、または金属から形成することができる。棒磁石３の磁界を乱すことがないよう、管６は非磁性でなければならない。管６を、棒磁石３を囲むことができかつキャップ４を確実に保持することができる可撓な弾性鞘によって形成することができる。弾性鞘は、磁気プラグが浸される環境に対して耐性を有していなければならない。キャップ４と棒磁石３との間の接続およびシールをもたらす装置１０は、この場合には可撓な舌１０によって形成されているが、この装置は、管６の近位端１５において管６へと挿入される図８に示されているようなＯリング１０’または図７に示されているようなゴムから形成されたタブ１０’’であってもよい（図７および図８の残りの構成要素は、図２の構成要素と同一である）。

さらにキャップ４は、管６の近位端１５へと接続され、管から外へと広がっており、環状の形状を有しているカラー７と、後述される図４に示されるとおりの抽出具５との可逆な接続のための支持手段１２とを備えている。

管６を棒３に接続するための装置は、管６の遠位端１４に配置される強磁性要素１３であってよく、この強磁性要素１３が、ひとたび管６が棒磁石３に接触すると前記棒磁石３によって引き付けられ、管６と棒磁石３との間に保持をもたらすことができる。この強磁性要素１３は、上述のとおりの管６と棒磁石３との間の接続のための装置１０を補うことができ、または置き換えることができるが、管６と棒磁石３との間のシールをもたらすことはできない。

図４に示されている抽出具５は、図５に示されるように密封された抽出室１６を形成すべく管６およびカラー７を覆う近位端と閉じた遠位端とを備える管である。抽出具５は、プラスチック材料または金属から形成可能であるが、非磁性でなければならない。有用には、抽出具５は、識別を容易にするためのラベル領域を備えることができる。

抽出具５とキャップ４との間の可逆な接続のための手段１２は、例えば、ねじ−ナットの系を形成するように協働するカラー７の外径に位置するねじ山１２および抽出具５に位置するねじ山１１によって形成される。押し込み、はめ込み、タブ、などといった他の接続装置（図示されていない）も、使用することができる。抽出具５とキャップ４との間の接続は、装置１００を棒磁石３から取り外すことができ、かつ密封された抽出室１６に含まれる粒子が逃げ出すことがないように保証するために、充分な堅さを有していなければならない。

図６が、磁気プラグ１からの装置１００の取り外しおよび単独の装置１００を示している。

次に、図１〜図６を参照し、図６に示したとおりの本発明による回収装置１００を使用して図１に示したとおりの磁気プラグ１に捕捉された強磁性粒子を回収するための方法の例を説明する。この回収装置１００は、キャップ４および抽出具５を一体化させている。この方法は、好ましくは、機械の検査の作業の際に作業者によって現場で実行される。

図１および図２に示されている第１のステップにおいて、磁気プラグが、作業者によってエンジンから取り外された後で、キャップ４によって覆われ、図３に示される組立体が生じる。より詳しくは、キャップ４が、管６の近位端１５が磁気プラグ１の頭部２に接触するまで棒磁石３へと配置される。

図３に示されている第２のステップにおいて、プラグ１およびキャップ４がエンジンへと挿入され、エンジンが始動される。液体中に浮遊した強磁性粒子２０が、棒磁石３によって引き付けられ、管６の壁に付着する。

次のステップにおいて、磁気プラグが、作業者によってエンジンから引き出される。

図４および図５に示されている次のステップは、粒子２０を抽出チャンバ１６内に捕捉するため、抽出具５をねじ込み（ねじ山１１および１２による）によってキャップ４へと取り付けることからなる。

図６に示されている最後のステップにおいて、作業者は、粒子を含む装置１００を磁気プラグ１から取り除き、結果として粒子２０が、もはや棒磁石３によって保持されることがないため、抽出具５の底に落下する。次いで、装置１００を、粒子の分析のために送り出すことができる。

本発明は、粒子に手を触れることを避けることができることを意味し、したがって粒子の喪失または汚染が防止される。さらに、装置１００を、ひとたび粒子が分析されると再使用することができる。

当然ながら、本発明は、上述したとおりの実施の形態には限られない。

上述した本発明の装置は、摩耗を検出できることが重要であるあらゆる機械において使用され、特にはタービン航空エンジンにおいて使用される磁気プラグにおいて使用されるとき、特に有用な用途である。後者において、複数の磁気プラグを異なる油回路に使用することが、摩耗の始まった部品を速やかに突き止めることができることを意味する。

Claims (12)

1. 液体に浸され、前記液体に混入した磁性粒子（２０）を保持するための棒磁石（３）を備えている磁気プラグ（１）に関し、前記磁気プラグ（１）に捕捉された磁性粒子（２０）を回収するための装置（１００）であって、
   非磁性の管（６）を備えるキャップ（４）であって、前記管（６）は、
   前記管（６）への棒磁石（３）の導入を可能にする開口が設けられた近位端（１５）と、
   閉じた遠位端（１４）とを備えており、
   棒磁石（３）が前記管へと導入されたときに前記管（６）によって棒磁石（３）を覆うことができる、
   キャップ（４）と、
   前記管（６）の近位端（１５）に設けられ、棒磁石（３）が前記管（６）へと導入されたときに前記キャップ（４）と棒磁石（３）との間の保持を保証するための手段と、
   前記管（６）の導入を可能にするための開口を備えており、前記管（６）が導入されたときに前記管（６）を覆い、密閉された抽出チャンバ（１６）を形成することができ、棒磁石（３）が前記管（６）から引き抜かれるときに前記管（６）に捕捉された粒子（２０）を受け取ることができる抽出手段（５）と、
   前記管（６）が前記抽出手段（５）へと導入されたときに前記抽出手段（５）と前記管（６）との間の保持を保証するための手段と、
   を備えており、
   粒子の分析を実行するために送付するのに適していることを特徴とする、装置（１００）。
2. 前記管（６）が前記抽出手段（５）へと導入されたときに前記抽出手段（５）と前記管（６）との間の保持を保証するための前記手段が、可逆な接続手段であることを特徴とする、請求項１に記載の装置（１００）。
3. 可逆な接続手段が、前記管（６）の前記近位端（１５）に配置されたねじ−ナット系によって形成されることを特徴とする、請求項２に記載の装置（１００）。
4. 前記キャップ（４）が、前記管の近位端（１５）へと接続されたカラー（７）を備えており、前記カラー（７）の外径にねじ山が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１００）。
5. 前記管（６）が、棒磁石（３）を囲むことができる弾性鞘であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１００）。
6. 前記管（６）が、前記管（６）の遠位端（１４）に配置された強磁性要素（１３）を備えていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１００）。
7. 棒磁石（３）が前記管（６）へと導入されたときに前記キャップ（４）と棒磁石（３）との間の保持を保証するための前記手段が、管（６）と棒磁石（３）との間への金属粒子の進入を防止することができるシール手段を備えていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置（１００）。
8. 棒磁石が前記管（６）へと導入されたときに前記キャップ（４）と棒磁石（３）との間の保持を保証するための前記手段が、前記キャップ（４）に挿入されて弾性によって棒磁石（３）を固定するＯリングを備えていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１００）。
9. 棒磁石（３）が前記管（６）へと導入されたときに前記キャップ（４）と棒磁石（３）との間の保持を保証するための前記手段が、キャップに挿入されて弾性によって棒磁石（３）を固定する可撓な舌（１０）を備えていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１００）。
10. 棒磁石（３）が前記管（６）へと導入されたときに前記キャップ（４）と棒磁石（３）との間の保持を保証するための前記手段が、キャップに挿入されて弾性によって棒磁石（３）を固定する可撓なタブを備えていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１００）。
11. 前記磁気プラグ（１）が、支持端（２）を備えており、前記近位端（１５）が、棒磁石（３）が前記管（６）へと導入されたときに支持端（２）と接触することができることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置（１００）。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置を使用して、磁気プラグに捕捉された磁性粒子を回収するための方法であって、
    棒磁石（３）を管（６）へと導入することによってキャップ（４）を磁気プラグ（１）の棒磁石（３）上に配置するステップと、
    キャップ（４）が備えられた磁気プラグ（１）を所定の位置に配置し、エンジンを動作させるステップと、
    磁気プラグ（１）をエンジンから抜き取るステップと、
    抽出手段（５）をキャップ（４）に取り付けるステップと、
    棒磁石（３）を管（６）から引き出すことによって装置（１００）を取り出すステップとを含んでいる、方法。

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