KR20210054446A

KR20210054446A - 센서

Info

Publication number: KR20210054446A
Application number: KR1020200124588A
Authority: KR
Inventors: 마사키 하라다; 가즈히코 사쿠라이; 다카시 와다
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2021-05-13
Also published as: EP3819635A1; US11346871B2; TW202122792A; JP2021076386A; US20210132126A1; CN112782237A; EP3819635B1

Abstract

본 발명의 센서(5, 30, 60)는, 제1 전극(6, 61)과, 제2 전극(8, 62)과, 상기 제1 전극(6, 61)과 상기 제2 전극(8, 62)의 사이에 배치되고, 검출 영역 내의 도체 마모분을 흡착하는 제1 흡착부(10, 63)와, 상기 도체 마모분에 의한 상기 제1 전극(6, 61)과 상기 제2 전극(8, 62) 사이의 전기 저항의 변화를 검지하는 검지부(50)와, 상기 검출 영역 내에 배치되고, 상기 검출 영역 내의 도체 마모분을 흡착하는 제2 흡착부(64B)를 구비한다.

Description

센서{SENSOR}

본 발명은 센서에 관한 것이다.

감속기 등의 기계 장치는, 기어 등의 기계 부품의 손상을 억제하기 위해서, 윤활유가 모여진 하우징 내에 수용된다. 이와 같은 기계 장치의 운전 시에 기계 부품이 마모되면, 마모분(예를 들어, 철분 등의 도체 물질)이 윤활유 내에 혼입된다. 이 마모분은, 예를 들어 철분 등의 도체 물질이다. 기계 부품의 마모가 진행되어 고장율 곡선(배스터브 곡선)에 있어서의 마모 고장기에 들어가면, 윤활유 내에 혼입된 마모분의 양이 증가한다. 이 때문에, 윤활유 내의 마모분의 양을 검지하는 센서에 의해, 기계 부품의 예방 보전을 적확하게 행할 수 있다.

이와 같은 센서로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 자동차의 트랜스미션 등에 장착되고, 오일 용기 내의 오일의 열화나, 오일로 윤활되는 기계 부품의 마모 정도 등을 체크하는 오일 체크 센서가 개시되어 있다. 이 센서는, 한 쌍의 전극과, 오일 중에 포함되는 철분 등(도체 물질)을 흡착하는 자석을 구비하고 있으며, 흡착된 도체 물질에 따라 변화하는 한 쌍의 전극 간의 저항값에 기초하여, 오일 중의 도체 물질의 양을 검지한다.

일본 특허 공개 제2002-286697호 공보 일본 특허 공개 제2005-331324호 공보

그러나, 감속기 등에 있어서 검출하는 마모분은, 초기 마모에 의해 증가하고, 그 후, 거의 일정한 통상 운전을 거친 후, 고장 발생 전에 급격하게 증가한다. 이 고장 전의 마모 분량의 증대를 검지하는 센서가 종래부터 알려져 있다. 그러나, 종래의 센서에서는, 감속기의 사이즈가 큰 경우 등, 초기 마모에 의해 발생하는 마모 분량이 많은 경우, 센서가 오동작하여, 원래 검지해야 할 고장 전의 마모 분량의 증대를 검지할 수 없는 경우가 있다.

또한, 센서의 오동작을 방지하여, 고장 전에 있어서의 검지에 의해, 감속기 등을 확실하게 정지·교환하고 싶다는 요구가 있다.

또한, 감속기 등의 기계 장치의 제조 시에는, 절삭 가공 등에 의해 발생한 대입자경의 이물(예를 들어, 절분 등)이 당해 기계 장치의 구성 부재에 부착되어, 윤활유 내에 혼입될 가능성이 있다. 이와 같은 대입자경의 이물이 센서에 부착되면, 마모분이 거의 발생하지 않더라도 한 쌍의 전극 간이 단락한다. 이와 같이, 마모분의 양을 검지하는 센서에 있어서는, 마모분의 양이 적어도, 예기치 못하게 센서가 작동하는 경우가 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 이물의 혼입이나, 마모분의 발생량과 동작 설정량의 차이에 의한 예기치 못한 작동을 억제하는 것이 가능한 센서를 제공한다고 하는 목적을 달성하려고 하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따른 센서는, 제1 전극과, 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 배치되고, 검출 영역 내의 도체 마모분을 흡착하는 제1 흡착부와, 상기 도체 마모분에 의한 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기 저항의 변화를 검지하는 검지부와, 상기 검출 영역 내에 배치되고, 상기 검출 영역 내의 도체 마모분을 흡착하는 제2 흡착부를 구비한다.

이 센서는, 제1 전극과 제2 전극의 사이에 흡착된 도체 마모분에 의해, 제1 전극과 제2 전극이 단락하거나, 또는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전기 저항이 변화하거나 한다. 이에 의해, 검지부가, 검출 영역의 도체 마모분의 양을 검지 가능하게 한다. 또한, 제2 흡착부는, 검출 영역의 도체 마모분을 흡착한다. 이에 의해, 검출 영역 내에 있어서의 도체 마모분의 양에 대한 제1 전극과 제2 전극의 단락 또는 전기 저항 변화가 조정되므로, 예기치 못한 센서의 작동을 억제하는 것이 가능하다.

본 발명의 일 양태에 따른 센서는, 상기 제2 흡착부가, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 및 상기 제1 흡착부와는 이격된 위치에 배치되어도 된다.

본 발명의 일 양태에 따른 센서는, 상기 도체 마모분의 흡착 상태를 조정하여 검지 감도를 변경하는 감도 조정부를 갖고, 상기 감도 조정부가, 상기 도체 마모분을 흡착하는 흡착능이 상이한 복수의 상기 제2 흡착부여도 된다.

본 발명의 일 양태에 따른 센서는, 바닥이 있는 통형상의 외부 전극과, 상기 외부 전극에 바닥이 있는 내부 통으로서 배치되는 절연체와, 상기 절연체의 내부에 배치되는 제1 자석과, 상기 절연체의 내부에 배치됨과 함께 상기 제1 자석보다도 축방향에서 상기 외부 전극의 개구측에 위치하는 내부 전극과, 상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이의 저항값을 변화시키는 도체 마모분의 흡착을 검지하는 검지부와, 상기 외부 전극의 외부에 배치되고, 도체 마모분을 흡착하는 제2 자석을 갖는다.

본 발명의 일 양태에 따른 센서에 의하면, 감도 조정부인 다른 자석에 의해 도체 마모분의 흡착 상태를 조정한다. 이에 의해, 마모분의 흡착량이 많은 경우에도, 도체 마모분의 흡착에 따라서 센서의 검지 감도를 조정하여, 확실한 검지를 행하는 것이 가능해진다. 특히, 센서의 설치되는 감속기 등의 사이즈가 크고, 초기 마모분의 발생량이 많은 경우에, 초기 마모분의 흡착을 제한하거나, 또는 흡착량이 많은 경우의 검출 상태를 변화하도록 설정하여, 확실한 검지를 행하는 것이 가능해진다.

이에 의해, 상정되는 도체 마모분의 발생량이 많은 경우에 대응하여, 흡착능이 높은 제2 흡착부를 선택하고, 전극 간에서 마모분이 흡착되는 양을 감소시켜, 센서의 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다. 또한, 상정되는 도체 마모분의 발생량이 적은 경우에 대응하여, 흡착능이 낮은 제2 흡착부를 선택하고, 전극 간에서 마모분이 흡착되는 양을 증대시켜, 센서의 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 양태에 따른 센서는, 제1 전극과, 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 자석은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 자속선을 형성해도 된다.

또한, 상기 감도 조정부가, 상기 외부 전극의 외부에 마련된 다른 자석(다른 흡착부, 제2 자석)을 가질 수 있다.

이 경우에도, 복수의 흡착량을 갖는 다른 자석의 군에서 선택하는 것, 또는 다른 자석을 마련하지 않을 수 있다. 또한, 복수의 흡착능을 갖는 다른 흡착부로부터 선택하고, 상정되는 도체 마모분의 발생량에 대응하여, 센서의 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다.

이에 의해, 상정되는 도체 마모분의 발생량에 대응하여, 다른 자석에 의해 마모분을 흡착함으로써, 전극 간에서 마모분이 흡착되는 양을 저감시키고, 센서의 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다.

구체적으로는, 상정되는 도체 마모분의 발생량이 많은 경우에 대응하여, 강자력 또는 큰 다른 자석을 선택하고, 전극 간에서 흡착되는 마모분의 양을 삭감하여, 센서의 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다. 또한, 상정되는 도체 마모분의 발생량이 적은 경우에 대응하여, 자력이 약하거나 또는 작은 다른 자석을 선택하거나, 다른 자석을 마련하지 않음으로써, 전극 간에서 흡착되는 마모분이 소정량이 되도록 설정하고, 센서의 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 양태에 따른 센서에서는, 상기 다른 자석이 검출 영역 내에서 이격하여 배치되어도 된다.

본 발명에 따르면, 예기치 못한 작동을 억제하여, 동작 확실성을 향상 가능한 센서를 제공할 수 있다는 효과를 발휘하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 센서를 구비하는 기계 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 센서의 상면도이다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 센서의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 센서를 구비하는 기계 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 센서를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 센서의 제1 실시 형태를, 도면에 기초하여 설명한다.

복수의 도면에 있어서 공통되는 구성 요소에는 당해 복수의 도면을 통하여 동일한 참조 부호가 부여되어 있다. 각 도면은, 설명의 편의상, 반드시 정확한 축척으로 기재되어 있다고는 할 수 없는 점에 유의하길 바란다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 센서(5)를 구비하는 기구(1)의 일례를 나타내는 단면도이다. 기구(1)는, 예를 들어 로봇 암 등의 가동부 등이며, 감속기(2)와, 입력측에 마련된 플랜지(3)와, 서보 모터(4)와, 출력측의 장치(A1)를 구비하고 있다.

감속기(2)는, 플랜지(3)에 설치된 케이스(21)와, 서보 모터(4)의 출력축(22)에 접속된 입력축(23)과, 출력측의 장치(A1)에 접속된 출력축(24)을 구비하고 있다. 입력축(23) 및 출력축(24)은, 케이스(21)에 대해서 축 AX를 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 서보 모터(4)의 출력은, 입력축(23)을 통해 감속기(2)에 입력되고, 감속기(2)에 의해 감속된 후, 출력축(24)을 통해 출력측의 장치(A1)에 전달된다. 이에 의해, 출력측의 장치(A1)와 플랜지(3)는 상대 회전 가능하게 되어 있다.

플랜지(3)는 통형상의 부재이며, 감속기(2)의 적어도 일부를 수용한다. 또한, 플랜지(3)에는, 서보 모터(4)가 설치된다. 축 AX를 따른 방향에 있어서의 플랜지(3)의 일단의 개구부는 감속기(2)에 의해 막히고, 타단부의 개구부는 서보 모터(4)에 의해 막혀 있다. 이에 의해, 플랜지(3)에는, 밀폐된 중공부(공간 S)가 형성되어 있다. 공간 S 내에는 윤활유가 수용되어 있으며, 플랜지(3)는 오일 배스로서도 기능한다.

감속기(2)의 케이스(21) 내에는, 예를 들어 기어 기구가 수용되어 있다. 케이스(21) 내의 공간은, 플랜지(3) 내의 공간 S와 연속하고 있다. 감속기(2)가 작동하면, 케이스(21) 내의 기어 기구의 회전에 수반하여, 케이스(21) 내의 공간과 플랜지(3) 내의 공간 S의 사이에서 윤활유의 순환이 발생한다. 이 윤활유의 순환에 의해, 감속기(2)의 내부에서 발생한 마모분(도체 마모분) 등의 도체 물질이 플랜지(3) 내의 공간 S로 배출된다.

공간 S 내에는, 윤활유 내에 포함되는 도체 물질의 양을 검지하기 위한 센서(5)가 설치되어 있다. 센서(5)는, 예를 들어 지지 부재(25)를 통해 플랜지(3)에 고정된다. 센서(5)는, 자석에 의해 윤활유 내에 포함되는 도체 물질을 한 쌍의 전극 간에 집적시켜, 한 쌍의 전극 간의 전기 저항의 변화에 기초하여 윤활유 내의 도체 물질의 양을 검지한다. 센서(5)가 배치되는 위치는, 예를 들어 케이스(21) 내여도 되며, 윤활유가 수용된 공간 내이면 기구(1) 내의 임의의 장소에 배치할 수 있다. 윤활유의 순환하는 범위가 센서(5)의 검출 영역으로 된다.

다음으로, 도 2a 내지 도 2b를 참조하여, 센서(5)의 구조에 대하여 상세히 설명한다. 도 2a 내지 도 2b는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 센서의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2a 및 도 2b는, 각각 센서(5)의 상면도, 및 당해 상면도의 A-A선을 따른 단면을 나타내고 있다.

도 2a 내지 도 2b에 도시한 바와 같이, 센서(5)는 대략 원주형상의 외형을 갖고 있으며, 제1 전극(6)과, 자석(7)과, 제2 전극(8)과, 체결 부재(9)와, 흡착부(10)(제1 흡착부)와, 다른 자석(제2 흡착부, 다른 흡착부)(64B)을 구비하고 있다. 도 2a 내지 도 2b에 도시한 바와 같이, 센서(5)의 상면에서 볼 때 제1 전극(6)은 원형상이며, 센서(5)의 중심부에 배치되어 있다. 제2 전극(8)은 바닥이 있는 원통형상의 부재이며, 제1 전극(6)과 대략 평행하게 연장되는 저부(8a)와, 저부(8a)에 연속하고, 당해 저부(8a)에 대해서 대략 수직으로 연장되는 벽부(통부)(8b)를 포함한다.

자석(7)은, 대략 원주형상을 나타내고 있으며, 제1 전극(6)과 제2 전극(8)의 저부(8a)의 사이에 배치되어 있다. 제1 전극(6), 자석(7), 및 제2 전극(8)의 저부(8a)의 각각에는, 체결 부재(9)(도시한 실시 형태에서는 볼트)가 삽입 관통되는 관통 구멍이 각각 마련되어 있다. 이 관통 구멍에 체결 부재(9)가 삽입 관통됨으로써, 제1 전극(6), 자석(7), 및 제2 전극(8)은 서로 고정되어 있다. 제1 전극(6)과 제2 전극(8)은 서로 이격한 상태에서 고정된다. 제1 전극(6) 및 제2 전극(8)은, 예를 들어 철이나 페라이트 코어, 규소 강 등의 도전성을 갖는 자성 재료에 의해 구성된다. 자석(7)은, 예를 들어 영구 자석이지만, 영구 자석을 사용하지 않고, 제1 전극(6)이 자석과 전극을 겸하는 구성으로 해도 된다.

흡착부(10)는, 제1 전극(6)과 제2 전극(8) 사이의 공간을 매립하도록 마련되어 있으며, 제1 전극(6)과 제2 전극(8)의 사이에 개재되어 있다. 제1 전극(6)과 제2 전극(8)의 벽부(8b) 사이의 간격 X1은, 윤활유 내에 포함되는 도체 물질의 치수보다도 크게 되어 있다. 일례로서, 도체 물질의 치수는 1.0㎛ 내지 100㎛ 정도이고, 간격 X1은 초기 마모 철분으로 단락하지 않을 정도의 거리로 하는 것이 바람직하다. 도시한 실시 형태에서는, 자석(7)은 제1 전극(6)에 접촉하고, 흡착부(10)에 의해 둘러싸여 있다. 흡착부(10)는, 예를 들어 수지 등의 절연성을 갖는 비자성 재료에 의해 구성되어 있다. 자석(7)에 의해, 제1 전극(6)과 제2 전극(8)의 사이에는 자속선이 형성된다. 이에 의해, 윤활유 내에 포함되는 도체 물질은 흡착부(10)의 주변에 집적된다.

센서(5)는, 제2 전극(8)에 대해서 별체인 다른 자석(64B)(도 1 참조)을 갖는다.

센서(5)가 배치되는 위치는, 예를 들어 케이스(21) 내여도 되고, 윤활유가 수용된 공간 내이면 기구(1) 내의 임의의 장소에 배치할 수 있다.

다른 자석(64B)은, 공간 S 내에 있어서의 센서(5)로부터 가장 이격한 위치에 배치된다. 따라서, 다른 자석(64B)이 배치되는 위치는, 센서(5)의 배치에 대응하고, 예를 들어 케이스(21) 내여도 되며, 윤활유가 수용된 공간 내이면 기구(1) 내의 임의의 장소에 배치할 수 있다.

다른 자석(64B)은, 공간 S(도 1 참조) 내에 자속선을 형성한다. 이에 의해, 윤활유 내에 포함되는 도체 마모분은 다른 자석(64B)에 흡착된다.

다른 자석(64B)은, 공간 S 내에 노출되어 있기 때문에, 윤활유 내에 포함되는 도체 마모분은 다른 자석(64B)과, 자석(7)에 의해 흡착부(절연체)(10)와, 각각에 흡착된다. 즉, 다른 자석(64B)이 없는 경우에 비하여, 흡착부(10)에 흡착되는 도체 마모분의 양은 감소한다.

다른 자석(64B)은, 감속기(2)의 운전 등에 의한 윤활유의 흐름에 거슬러서, 한번 흡착한 도체 마모분을 재방출하지 않을 정도의 흡착력을 갖는다. 또한, 다른 자석(64B)은, 자석(7)에 의해 흡착부(10)가 흡착되는 도체 마모분의 양을 소정량 감소시키도록, 자력 강도, 또는 그 표면적이 설정된다.

다른 자석(64B)은, 도체 마모분의 흡착능을 갖고 있으면, 자석이 아닌 구성으로 하는 것도 가능하다.

도 2a 내지 도 2b에 도시한 실시 형태에 있어서, 흡착부(10)에는, 볼록부(10a)가 마련되고, 흡착부(10)와 일체로 구성되어 있다. 즉, 볼록부(10a)와 흡착부(10)는 원피스 구조를 갖고 있다. 이 때문에, 볼록부(10a)는, 흡착부(10)와 마찬가지로, 예를 들어 수지 등의 절연성을 갖는 비자성 재료에 의해 구성된다. 흡착부(10)와 볼록부(10a)는 별체여도 된다. 도 2b의 단면도에 있어서, 볼록부(10a)의 폭은, 제1 전극(6)과 제2 전극(8)의 벽부(8b) 사이의 간격 X1과 대략 동일하다. 센서(5)의 상면에서 볼 때, 볼록부(10a)는 환상을 나타내고 있으며, 제1 전극(6)의 전체 주위를 둘러싸도록 형성되어 있다.

제1 전극(6) 및 제2 전극(8)에는, 각각 출력 라인(도시생략)이 접속되어 있으며, 당해 출력 라인을 통해 제1 전극(6) 및 제2 전극(8)은 검지부(50)(도 1 참조)와 전기적으로 접속되어 있다.

검지부(50)는, 제1 전극(6)과 제2 전극(8) 사이의 전기 저항의 변화를 검지한다. 검지부(50)는, 예를 들어 흡착부(10)의 주변에 대한 도체 물질의 집적에 의한 전기 저항의 변화에 기초하여, 기구(1)의 부품의 고장 예지를 행하는 센서 구동 회로를 포함한다. 검출 영역의 윤활유 내에 포함되는 도체 물질이 흡착부(10)의 주변에 집적되면, 전압이 인가된 제1 전극(6)과 제2 전극(8) 사이의 전기 저항이 저하(또는 단락)하고, 출력 라인의 출력 레벨이 변화된다. 검지부(50)는, 이 전기 저항의 변화를 검출함으로써, 기구(1)의 부품의 고장 예지를 행한다.

전기 저항의 저하에는, 비통전과 통전에 의한 온, 오프 신호도 포함되고, 비통전과 통전의 2개의 상태를 검지(이하, 「디지털 검지」라고 함)해도 된다. 검지부(50)는, 유선 또는 무선에 의해, 매니퓰레이터 등의 상위 제어 장치(도시생략)에 접속되어 있어도 된다. 상위 제어 장치는, 검지부(50)로부터의 신호를 수신하면, 소정의 통지부(예를 들어, 표시 장치나 음성 출력 장치 등)에 의해, 감속기(2) 등의 메인터넌스를 재촉하는 경고를 발하도록 구성할 수 있다.

본 실시 형태의 센서(5)는, 다른 자석(64B)의 자력을 강하게 하거나, 또는 다른 자석(64B)의 표면적을 증가시킴으로써, 다른 자석(64B)의 도체 마모분의 흡착 가능량을 증가시킨다. 다른 자석(64B)의 도체 마모분의 흡착 가능량을 증가시킨 경우, 센서(5)에 있어서, 제1 전극(6)과 제2 전극(8) 사이에서의 연면 거리를 길게 하여, 흡착부(10)에 의해 흡착되는 도체 마모분의 양을 적게 한 경우와 동일한 효과를 발휘한다.

즉, 다른 자석(64B)의 자력을 강하게 하거나, 또는 다른 자석(64B)의 표면적을 증가시킴으로써, 흡착부(10)에 있어서, 제1 전극(6)과 제2 전극(8) 사이의 저항값이 임계값까지 저감하거나 단락하는 상태까지 흡착하는 도체 마모분의 양이 커진다.

또한, 다른 자석(64B)의 자력을 약하게 하거나, 또는 다른 자석(64B)의 표면적을 저감시킴으로써, 다른 자석(64B)의 도체 마모분의 흡착 가능량을 저감시킨 경우, 제1 전극(6)과 제2 전극(8) 사이의 연면 거리를 짧게 하여, 흡착부(10)에 의해 흡착되는 도체 마모분의 양을 많게 한 경우와 동일한 효과를 발휘한다.

이 경우, 다른 자석의 자력을 약하게 할 때의 흡착능의 선택으로서, 다른 자석(64B)을 마련하지 않을 수도 있다.

즉, 다른 자석(64B)의 자력을 약하게 하거나, 또는 다른 자석(64B)의 표면적을 저감시킴으로써, 흡착부(10)에 있어서, 제1 전극(6)과 제2 전극(8) 사이의 저항값이 임계값까지 저감하거나 단락하는 상태까지 흡착하는 도체 마모분의 양이 작아진다.

따라서, 본 실시 형태에 따른 센서(5)에 의하면, 감속기(2)의 사이즈가 보다 더 큰 경우에도, 감속기(2)에 있어서의 초기 마모 분량의 증대에 영향을 받지 않고, 감속기(2)의 고장 검지를 확실하게 행할 수 있다.

이와 같이, 자력 또는 형상이 상이한 다른 자석(64B)의 군에서 적절히 선택함으로써, 센서(5)를 변경하지 않거나, 또한 다른 구성 부품에 영향을 미치지 않고, 다른 감도의 센서(5)로서, 감속기(2)의 고장 검지를 확실하게 행할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 상정되는 도체 마모분의 발생량에 대응하여, 검출 영역에서 흡착부(10)에 대해서 이격 위치에 있는 다른 자석(64B)에 의해 마모분을 흡착한다. 다른 자석(64B)이 마모분을 흡착함으로써, 제1 전극(6)과 제2 전극(8)의 사이에서 마모분이 흡착되는 양을 줄여, 센서(5)의 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다.

본 실시 형태에 있어서, 다른 자석(64B)은, 도체 마모분의 흡착부(10)에 대한 흡착 상태를 조정하여 센서(5)의 검지 감도를 변경하는 감도 조정부로 된다.

본 실시 형태의 감도 조정부는, 제1 전극(6)과 제2 전극(8)의 사이에 있어서, 흡착부(10)에 의해 흡착되는 도체 마모분의 양을 조절하는 것이 가능하다.

구체적으로는, 다른 자석(64B)이, 도체 마모분의 흡착능을 조절한다. 즉, (1-ⅰ) 다른 자석(64B)에 있어서의 자력의 강약을 조정하거나, 또는 (1-ⅱ) 다른 자석(64B)의 표면적을 증감하거나, (2) 다른 자석(64B)의 표면에 적층하는 비자성체층의 두께를 더 증감함으로써, 다른 자석(64B)의 도체 마모분의 흡착 가능량을 조절한다.

또한, 감도 조정부는, 도체 마모분의 흡착능이 상이한 복수의 다른 자석(64B)을 갖는다.

본 실시 형태의 센서(5)는, 이와 같은 상이한 흡착능의 값으로 설정된 복수의 다른 자석(64B)의 군을 갖고, 이 중에서 선택된 다른 자석을 공간 S 내에 배치할 수 있다.

즉, 흡착능이 상이한 복수의 다른 자석(64B)은, 감도 조정부를 구성한다.

본 실시 형태에 있어서는, 다른 자석(64B)을 초기 마모 철분 수집용으로서 마련함으로써, 불필요한 초기 마모 철분을 수집할 수 있다. 이에 의해, 센서(5)의 흡착부(10)에 부착되는 초기 마모 철분이 감소하기 때문에, 초기 마모 철분에 의한 오동작을 방지할 수 있다. 따라서, 센서(5)에 있어서의 제1 전극(6)과 제2 전극(8)의 갭 길이를 확장할 필요가 없다.

한편, 감속기(2)의 고장 시에 발생하는 마모분은 초기 마모 철분과는 비교가 되지 않는 대량으로 발생하기 때문에, 센서(5)에 있어서의 고장 예지 성능에는 영향이 없다. 이 때문에, 확실한 고장 예지를 행하는 것이 가능해진다.

이하, 본 발명에 따른 센서의 제2 실시 형태를, 도면에 기초하여 설명한다.

도 3은, 본 실시 형태에 있어서의 센서를 설명하는 도면이다.

본 실시 형태에 따른 센서(30)는, 상술한 제1 실시 형태에 있어서의 센서(5)와 마찬가지로, 윤활유 내에 포함되는 도체 물질의 양을 검지하기 위한 센서이다.

센서(30)는 대략 원주형상의 외형을 갖고 있으며, 복수의 검지 유닛과, 당해 검지 유닛에 있어서 전기 저항이 변화한 경우에 신호를 출력하는 검지부(50)를 구비하고 있다.

보다 구체적으로, 센서(30)는, 중심 전극(31)과, 복수의 외측 전극(32)과, 중심 전극(31)과 외측 전극(32)의 사이에 배치된 흡착부(33)와, 자석(34)과, 다른 자석(64B)(도 1 참조)을 갖고 있다. 복수의 외측 전극(32)은, 서로 절연되어 있어으며, 중심 전극(31) 및 하나의 외측 전극(32)으로 이루어지는 한 쌍의 전극과, 당해 한 쌍의 전극의 사이에 배치된 흡착부(33)에 의해 하나의 검지 유닛이 구성되어 있다.

도시된 실시 형태에서는, 센서(30)는 4개의 외측 전극(32A, 32B, 32C, 32D)을 갖고 있으며, 4개의 검지 유닛이 구성되어 있다. 외측 전극(32)의 수, 및 검지 유닛의 수는 특별히 한정되지 않는다. 센서(30)의 자석(34)은, 한 쌍의 전극 사이에 자속선을 형성하므로, 윤활유 내에 포함되는 도체 물질은 흡착부(33)에 흡착된다. 이와 같이, 흡착부(33)의 부근에 도체 물질이 집적되면, 검지 유닛에 있어서의 전기 저항이 변화된다. 도체 입자가 흡착되어 있지 않은 상태에 있어서, 복수의 검지 유닛의 각각에 있어서의 전기 저항은 동일하다.

중심 전극(31) 및 복수의 외측 전극(32)의 각각에는 출력 라인이 접속되어 있으며, 당해 출력 라인을 통해 복수의 검지 유닛 각각은 검지부(50)와 전기적으로 접속되어 있다.

본 실시 형태에서는, 복수의 검지 유닛은 서로 병렬로 접속되어 있으며, 중심 전극(31)과 각 외측 전극(32)의 사이에는, 동일한 전압원으로부터의 전압이 인가되어 있다. 검지부(50)는, 설정된 임의의 수의 검지 유닛에 있어서 전기 저항이 변화된 경우에 신호를 출력한다. 예를 들어, 검지부(50)는, 2개 이상의 검지 유닛에 있어서 전기 저항이 저하된 경우에 매니퓰레이터 등의 상위 제어 장치에 신호를 출력하도록 설정되어도 되고, 모든 검지 유닛에 있어서 전기 저항이 저하된 경우에 신호를 출력하도록 설정되어도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 센서(30)는 복수의 검지 유닛을 구비하고 있으며, 검지부(50)는, 설정된 임의의 수의 검지 유닛에 있어서 전기 저항이 저하된 경우에 신호를 출력한다. 이에 의해, 예를 들어 대경 도체편에 의해 하나의 검지 유닛에 있어서 전기 저항이 변화되어도 신호를 출력하지 않도록 검지부(50)를 설정할 수 있다. 따라서, 대경 도체편에 의한 예기치 못한 센서의 작동을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 센서(30)에 의하면, 검지부(50)가 신호를 출력하는 조건을 설정할 수 있으므로, 하나의 센서(30)에 있어서 신호가 출력되는 타이밍을, 유저마다 원하는 바가 다른 최적의 고장 예지의 타이밍에 맞출 수 있다.

또한, 도체 입자가 흡착되지 않은 상태에 있어서, 복수의 검지 유닛의 각각에 있어서의 전기 저항은 동일하다. 이에 의해, 센서(30)에 인가하는 전압을 낮게 할 수 있다.

또한, 복수의 검지 유닛은, 서로 병렬로 접속되어 있다. 이에 의해, 각각의 검지 유닛의 한 쌍의 전극 간에 인가하는 전압을 낮게 할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 다른 자석(64B)을 초기 마모 철분 수집용으로서 마련함으로써, 불필요한 초기 마모 철분을 수집할 수 있다. 이에 의해, 센서(30)의 흡착부(33)에 부착되는 초기 마모 철분이 감소하기 때문에, 초기 마모 철분에 의한 오동작을 방지할 수 있다. 따라서, 센서(30)에 있어서의 제1 전극(내부 전극)(31)과 제2 전극(외부 전극)(32)의 갭 길이를 확장할 필요가 없다.

한편, 감속기(2)의 고장 시에 발생하는 마모분은 초기 마모 철분과는 비교되지 않는 대량으로 발생하기 때문에, 센서(30)에 있어서의 고장 예지 성능에는 영향이 없다. 이 때문에, 확실한 고장 예지를 행하는 것이 가능해진다.

이하, 본 발명에 따른 센서의 제3 실시 형태를, 도면에 기초하여 설명한다.

도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 센서(5)를 구비하는 기구(1)의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 5는, 본 실시 형태에 있어서의 센서를 설명하는 도면이다.

본 실시 형태에 있어서의 센서(60)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 대략 원주형상의 외형을 갖고 있으며, 제1 전극(청구항의 내부 전극의 일례)(61)과, 자석(64)(청구항의 제1 자석의 일례)과, 제2 전극(청구항의 외부 전극의 일례)(62)과, 체결 부재(체결부)(69)와, 흡착부(제1 흡착부, 청구항의 절연체의 일례)(63)와, 케이스(65)를 구비하고 있다.

센서(60)의 상면에서 볼 때 제1 전극(61)은 원형상이며, 센서(60)의 중심부에 배치되어 있다. 제2 전극(62)은 바닥이 있는 원통형의 부재이며, 제1 전극(61)과 대략 평행하게 연장되는 저부(62a)와, 저부(62a)에 연속하여, 당해 저부(62a)에 대해서 대략 수직으로 연장되는 벽부(통부)(62b)를 갖는다. 제1 전극(61)은, 제2 전극(62)의 개구에 위치한다.

자석(64)은, 대략 원주형상(대략 원반형상)을 나타내고 있으며, 제1 전극(61)과 제2 전극(62)의 저부(62a)의 사이에 배치되어 있다. 제1 전극(61), 자석(64) 및 제2 전극(62)의 저부(62a)의 각각에는, 체결 부재(69)(도시한 실시 형태에서는 볼트)가 삽입 관통되는 관통 구멍이 각각 마련되어 있다. 이 관통 구멍에 체결 부재(69)가 삽입 관통됨으로써, 제1 전극(61), 자석(64), 및 제2 전극(62)이 서로 고정되어 있다.

자석(64)의 외경은, 제2 전극(62)의 외경보다도 작게 형성되어 있다.

제1 전극(61)과 제2 전극(62)은 서로 이격한 상태에서 고정된다. 제1 전극(61) 및 제2 전극(62)은, 예를 들어 철이나 페라이트 코어, 규소 강 등의 도전성을 갖는 자성 재료에 의해 구성된다. 자석(64)은, 예를 들어 영구 자석이지만, 영구 자석을 사용하지 않고, 제1 전극(61)이 자석과 전극을 겸하는 구성으로 해도 된다.

흡착부(63)는, 제1 전극(61)과 제2 전극(62) 사이의 공간을 매립하도록 마련되어 있으며, 제1 전극(61)과 제2 전극(62)의 사이에 개재되어 있다.

흡착부(63)는, 제2 전극(62)의 저부(62a)를 따른 저부(63a)와, 제2 전극(62)의 벽부(62b)를 따른 통부(63b)를 갖는다. 저부(63a)와 통부(63b)는 별체로 된다. 저부(63a)는, 시트형상으로 된다.

흡착부(63)의 저부(63a)는, 예를 들어 절연지로서, 그 두께를 0.05 내지 1㎜ 로 할 수 있다. 흡착부(63)의 저부(63a)는, 통부(63b)의 내경과 대략 동일한 외경인 원형지로 할 수 있다.

또한, 저부(63a)는, 통부(63b)의 내경보다도 큰 외경인 원형지로 할 수 있다. 이때, 저부(63a)는, 통부(63b)의 외경보다도 작은 외경인 원형지로 할 수 있다. 또한, 저부(63a)는, 통부(63b)의 외경과 동등한 외경인 원형지로 할 수 있다.

흡착부(63)의 통부(63b)에는, 그 내면에, 단차(63c)가 형성된다. 흡착부(63)의 통부(63b)는, 단차(63c)보다도 제1 전극(61)측은, 제1 전극(61)의 외경과 동등한 내경 치수를 갖는다. 흡착부(63)의 통부(63b)는, 단차(63c)보다도 자석(64)측은, 자석(64)의 외경과 동등한 내경 치수를 갖는다.

흡착부(63)의 통부(63b)에 있어서의 단부의 두께, 즉, 제1 전극(61)과 제2 전극(62)의 벽부(62b)의 사이에는, 윤활유 내에 포함되는 도체 물질의 치수보다도 크게 되어 있다. 일례로서, 도체 물질의 치수는 1.0㎛ 내지 100㎛ 정도이고, 흡착부(63)의 통부(63b)에 있어서의 단부의 두께는 초기 마모 철분으로 단락하지 않을 정도의 거리로 하는 것이 바람직하다. 도시한 실시 형태에서는, 자석(64)은 제1 전극(61)에 접촉하고, 흡착부(63)에 의해 둘러싸여 있다.

흡착부(63)는, 예를 들어 수지 등의 절연성을 갖는 비자성 재료에 의해 구성되어 있다. 자석(64)에 의해, 제1 전극(61)과 제2 전극(62)의 사이에는 자속선이 형성된다. 이에 의해, 윤활유 내에 포함되는 도체 물질은 흡착부(63)의 주변에 집적된다.

본 실시 형태의 센서(60)는, 제1 전극(61)과 제2 전극(62)의 단부를 연결하는 평면이, 검지면(60a)으로 된다. 즉, 검지면(60a)에 있어서, 제1 전극(61)과 제2 전극(62)의 사이에, 자속선에 대응하여 도체 마모분이 흡착되어, 제1 전극(61)과 제2 전극(62)의 사이를 전기적으로 접속함으로써, 제1 전극(61)과 제2 전극(62) 사이의 저항값이 변화하는 것을 검지하기 위해서이다.

제1 전극(61)과 제2 전극(62) 사이의 연면 거리가 길어짐으로써, 제1 전극(61)과 제2 전극(62) 사이의 저항값이 임계값까지 저감되거나 단락하는 상태까지 흡착하는 도체 마모분의 양이 커진다.

또한, 제1 전극(61)과 제2 전극(62) 사이의 연면 거리가 짧아짐으로써, 제1 전극(61)과 제2 전극(62) 사이의 저항값이 임계값까지 저감되거나 단락하는 상태까지 흡착되는 도체 마모분의 양이 작아진다.

본 실시 형태의 센서(60)는, 도체 마모분의 흡착 상태를 조정하여 검지 감도를 변경하는 감도 조정부를 갖는다.

본 실시 형태에 있어서, 감도 조정부는, 다른 흡착부(제2 흡착부, 다른 자석)(64B)(도 4 참조)로 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 감도 조정부는, 상이한 흡착능을 갖는 복수의 다른 흡착부(다른 자석)(64B)의 군에서 선택 가능해진다.

본 실시 형태의 다른 흡착부(다른 자석)(64B)는, 흡착능을 선택함으로써, 제1 전극(61)과 제2 전극(62)의 사이에서 흡착하는 도체 마모분의 양을 조절하는 것이 가능하다.

이에 의해, 감도 조정부로서 다른 흡착부(다른 자석)(64B)를 선택함으로써, 제1 전극(61)과 제2 전극(62)의 사이에 흡착하는 도체 마모분의 양을 복수의 값으로부터 선택할 수 있다.

여기서, 도 4에 도시한 기구(1)는, 도 1에 도시한 제1 실시 형태와 동등한 구성으로 된다.

도 4에 있어서, 검출 영역 내에서 센서(60)가 배치되는 위치는, 예를 들어 케이스(21) 내여도 되며, 윤활유가 수용된 공간 내이면 기구(1) 내의 임의의 장소에 배치할 수 있다.

다른 자석(64B)이 배치되는 위치는, 공간 S 내에 있어서의 센서(60)로부터 이격된 위치로 되어 있으면 된다. 본 실시 형태에 있어서, 다른 자석(64B)이 배치되는 위치는, 센서(60)에 대하여, 도 1의 기구(1)에 비해 다소 근접하는 위치로 되어 있다.

본 실시 형태에 있어서의 센서(60)의 조립은, 다음과 같이 행할 수 있다.

우선, 케이스(65)의 내부에 외측 전극(외부 전극)(62)을 세트한다. 이어서, 외측 전극(62)의 저부(62a)에 흡착부(63)의 저부(63a)를 배치한다. 이어서, 외측 전극(62)에, 선택한 높이 치수를 갖는 흡착부(63)의 통부(63b)를 삽입한다. 이어서, 통부(63b)에, 자석(64)을 삽입하고, 중심 전극(내부 전극)(61)을 더 삽입한다. 이 상태에서, 체결 부재(69)를 관통하여 체결·고정함으로써, 센서(60)를 조립한다.

본 실시 형태에 있어서의 센서(60)는, 감도 조정부를 가짐으로써, 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다.

구체적으로는, 상정되는 도체 마모분의 발생량이 많은 경우에 대응하여, 감도 조정부를 선택하여, 전극(61, 62) 사이에서 마모분이 흡착되는 연면 거리를 증대하고, 센서(60)의 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다. 또한, 상정되는 도체 마모분의 발생량이 적은 경우에 대응하여, 감도 조정부를 선택하고, 전극(61, 62) 사이에서 마모분이 흡착되는 길이를 저감시켜, 센서(60)의 검지 감도를 소정의 상태로 설정하는 것이 가능해진다.

이에 의해, 감속기(2)에 있어서의 초기 마모 분량의 증대에 영향을 받지 않고, 감속기(2)의 고장 검지를 확실하게 행할 수 있다.

감속기의 형식(크기)의 차이에 따라, 초기 마모에서 발생하는 철분(마모분)량에는 차가 있고, 대형 감속기의 경우에는 초기 마모 철분의 양이 많아，초기 마모 철분에 의해, 전극(61, 62) 사이의 센서 전기 갭이 메워져서 반응되어버려, 오동작할 가능성이 있다. 그 때문에, 감속기 형식에 따른 센서의 전기 갭 설계를 행할 필요가 있지만, 센서의 직경 방향의 대형화를 초래한다는 문제가 있다.

이에 반하여, 본 실시 형태에 있어서의 센서(60)는, 흡착능이 상이한 다른 흡착부(다른 자석)(64B)로 이루어지는 감도 조정부를 가짐으로써, 센서(60)가 대형화하는 일이 없다. 다른 흡착부(64B)는, 자석 이외에 필터 등이어도 된다.

본 발명에 있어서는, 상기 각 실시 형태에 있어서의 개개의 구성을 적절히 조합하여 대응하는 것도 가능하다.

2: 감속기
5, 30, 60: 센서
6, 61: 제1 전극(내부 전극)
8, 62: 제2 전극(외부 전극)
9, 69: 체결 부재(체결부)
10, 63: 흡착부(절연체)
7, 34, 64: 자석
10a: 볼록부
31: 중심 전극
32(32A, 32B, 32C): 외측 전극
50: 검지부
60a: 검지면
64B: 다른 자석(다른 흡착부)

Claims

제1 전극과,
제2 전극과,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 배치되고, 검출 영역 내의 도체 마모분을 흡착하는 제1 흡착부와,
상기 도체 마모분에 의한 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전기 저항의 변화를 검지하는 검지부와,
상기 검출 영역 내에 배치되고, 상기 검출 영역 내의 도체 마모분을 흡착하는 제2 흡착부를
구비하는, 센서.
제1항에 있어서,
상기 제2 흡착부가, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 및 상기 제1 흡착부와는 이격된 위치에 배치되는, 센서.
제1항에 있어서,
상기 도체 마모분의 흡착 상태를 조정하여 검지 감도를 변경하는 감도 조정부를 갖고,
상기 감도 조정부가, 상기 도체 마모분을 흡착하는 흡착능이 상이한 복수의 상기 제2 흡착부인, 센서.
제2항에 있어서,
상기 도체 마모분의 흡착 상태를 조정하여 검지 감도를 변경하는 감도 조정부를 갖고,
상기 감도 조정부가, 상기 도체 마모분을 흡착하는 흡착능이 상이한 복수의 상기 제2 흡착부인, 센서.
바닥이 있는 통형상의 외부 전극과,
상기 외부 전극에 바닥이 있는 내부 통으로서 배치되는 절연체와,
상기 절연체의 내부에 배치되는 제1 자석과,
상기 절연체의 내부에 배치됨과 함께 상기 제1 자석보다도 축방향에서 상기 외부 전극의 개구측에 위치하는 내부 전극과,
상기 외부 전극과 상기 내부 전극 사이의 저항값을 변화시키는 도체 마모분의 흡착을 검지하는 검지부와,
상기 외부 전극의 외부에 배치되고, 도체 마모분을 흡착하는 제2 자석을
갖는, 센서.
제5항에 있어서,
제1 전극과,
제2 전극을
구비하고,
상기 제1 자석은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 자속선을 형성하는, 센서.