(57)【要約】【課題】偏摩耗および片当たりを検出し、これらを解消する摺動部材およびその動作方法を提供する。【解決手段】本発明の摺動部材は、パッド部と、先端がパッド部内に設けられ、パッド部の温度を測定するための複数の熱電対と、複数の熱電対の各々に対応して設けられた複数の圧電素子と、複数の圧電素子の各々に対応して設けられた複数の圧力検知部と、温度および圧力に基づき、複数の圧電素子を制御する制御回路と、を備えている。【選択図】図１
2018185031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッド部と、
先端が前記パッド部内に設けられ、前記パッド部の温度を測定するための複数の熱電対と、
前記複数の熱電対の各々に対応して設けられた複数の圧電素子と、
前記複数の圧電素子の各々に対応して設けられた複数の圧力検知部と、
温度および圧力に基づき、前記複数の圧電素子を制御する制御回路と、
を備えている摺動部材。
【請求項２】
請求項１に記載の摺動部材を動作する方法であって、
複数の熱電対の各々により温度を測定し（Ｓ０）、
隣接する熱電対の温度差を計算し（Ｓ３）、
温度差が規定温度値以上の場合（Ｓ４）、温度差が生じているパッド部に対応して設けられた圧力検知部により、圧力を測定し（Ｓ５）、
測定した圧力と規定圧力値とを比較し（Ｓ６）、
前記比較に基づき、圧電素子への印加電圧を制御する（Ｓ８、Ｓ１０）、
方法。
【請求項３】
前記測定した圧力が規定圧力値未満の場合（Ｓ６）、圧電素子への印加電圧を増加し（Ｓ８）、
前記測定した圧力が規定圧力値超の場合（Ｓ６）、圧電素子への印加電圧を減少する（Ｓ１０）、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記測定した圧力が規定圧力値未満の場合（Ｓ６）、かつ、圧電素子への印加電圧が最大電圧未満の場合（Ｓ７）、圧電素子への印加電圧を増加し（Ｓ８）、
前記測定した圧力が規定圧力値未満の場合（Ｓ６）、かつ、圧電素子への印加電圧が最大電圧以上の場合（Ｓ７）、警報を送信する（Ｓ９）、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの熱電対からの温度測定信号を受信しない場合（Ｓ１）、警報を送信する（Ｓ２）、
請求項２から４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏摩耗および片当たりを検出し、これらを解消する摺動部材、特に、航空機のフラップに用いられるスライドパッドに関するものである。さらに、本発明は、摺動部材の動作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、オーバーレイ層の中に抵抗温度検知素子からなる抵抗器を埋め込み、監視モジュールによって測定した電気抵抗や電気容量などの値によって、滑り軸受（摺動部材）の滑り面の摩耗の度合いを検知する技術が提案されている。また、この滑り軸受では、摩耗の度合いに応じて警報を出し、この滑り軸受が格納されているエンジンの動作を停止させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３３２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の摺動部材では、抵抗器の一部が摩耗し、電気回路の導通性が失われたことを検知するか、厚い抵抗器の場合は、電気抵抗の変化を検知している。それゆえ、この摺動部材では、滑り面の摩耗の度合いを検知することはできるが、摩耗（偏摩耗）を解消することはできない。
そこで、本発明では、偏摩耗および片当たりを検出し、これらを解消する摺動部材およびその動作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の摺動部材は、
パッド部と、
先端が前記パッド部内に設けられ、前記パッド部の温度を測定するための複数の熱電対と、
前記複数の熱電対の各々に対応して設けられた複数の圧電素子と、
前記複数の圧電素子の各々に対応して設けられた複数の圧力検知部と、
温度および圧力に基づき、前記複数の圧電素子を制御する制御回路と、
を備えている。
【０００６】
本発明の摺動部材を動作する方法は、
複数の熱電対の各々により温度を測定し（Ｓ０）、
隣接する熱電対の温度差を計算し（Ｓ３）、
温度差が規定温度値以上の場合（Ｓ４）、温度差が生じているパッド部に対応して設けられた圧力検知部により、圧力を測定し（Ｓ５）、
測定した圧力と規定圧力値とを比較し（Ｓ６）、
前記比較に基づき、圧電素子への印加電圧を制御する（Ｓ８、Ｓ１０）、
ものである。
【０００７】
前記測定した圧力が規定圧力値未満の場合（Ｓ６）、圧電素子への印加電圧を増加し（Ｓ８）、
前記測定した圧力が規定圧力値超の場合（Ｓ６）、圧電素子への印加電圧を減少する（Ｓ１０）、
ことが好ましい。
【０００８】
前記測定した圧力が規定圧力値未満の場合（Ｓ６）、かつ、圧電素子への印加電圧が最大電圧未満の場合（Ｓ７）、圧電素子への印加電圧を増加し（Ｓ８）、
前記測定した圧力が規定圧力値未満の場合（Ｓ６）、かつ、圧電素子への印加電圧が最大電圧以上の場合（Ｓ７）、警報を送信する（Ｓ９）、
ことが好ましい。
【０００９】
少なくとも１つの熱電対からの温度測定信号を受信しない場合（Ｓ１）、警報を送信する（Ｓ２）、
ことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の摺動部材の概略図である。
【図２】本発明の摺動部材の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の摺動部材の概略図である。
本発明の摺動部材１００（例えば、スライドパッド）は、対象物Ｆ（例えば、航空機のフラップ等の鋼材）に接触する（押し当てられる）パッド部１０と、先端がパッド部１０内に設けられ、パッド部１０の温度を測定するための複数の熱電対２０と、複数の熱電対２０の各々に対応して設けられた複数の圧電素子３０と、複数の圧電素子３０の各々に対応して設けられた複数の圧力検知部４０と、各熱電対２０、各圧電素子３０および各圧力検知部４０に接続された制御回路５０と、を備えている。
なお、説明の簡略化のため、個々の熱電対を特定しない場合は熱電対２０と表すが、熱電対２０ａ、２０ｂ、２０ｃのことを意味する。圧電素子３０および圧力検知部４０についても同様である。
パッド部１０の下側に、パッド部１０に隣接して圧電素子３０が設けられ、圧電素子３０の下側に、圧電素子３０に隣接して圧力検知部４０が設けられている。
制御回路５０は、熱電対２０からの温度および圧力検知部４０からの圧力に基づき、圧電素子３０を制御する。具体的には、制御回路５０は、熱電対２０および圧力検知部４０からの測定信号等を受信するとともに、圧電素子３０に制御信号等を送信する送受信部５１と、測定信号を計算し、制御信号および警報信号を生成する制御部５３と、摺動部材１００の外部に信号を送信する送信部５５と、を備えている。
なお、圧力検知部４０からの圧力は、温度によって変化するため、制御部５３は、熱電対２０からの温度に基づき、圧力検知部４０の出力値を補正することもできる。
また、熱電対２０ａが設けられたパッド部１０を領域Ａ、熱電対２０ｂが設けられたパッド部１０を領域Ｂ、熱電対２０ｃが設けられたパッド部１０を領域Ｃとする。
パッド部１０、熱電対２０、圧電素子３０および圧力検知部４０は、一般的なものを用いることができる。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、領域Ａにおいて、パッド部１０が偏摩耗する場合や、パッド部１０が対象物に対して片当たりする場合がある。この場合、図１（ｃ）に示すように、領域Ａの内側に設けられた圧電素子３０ａが膨張し、領域Ａ、ＢおよびＣの全体において、パッド部１０が対象物Ｆに対して均一に等しい圧力で押し付けられるようになる。
なお、理解を容易にするために、偏摩耗または片当たりが発生した領域Ａでは、パッド部１０と対象物Ｆとの間に間隙が生じるものとして図示したが、実際には、このような間隙は生じておらず、領域Ａの圧力が他の領域Ｂ、Ｃに比べて低いだけである。
【００１３】
図２は、本発明の摺動部材の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ０において、複数の熱電対２０の各々により温度を測定する。
ステップＳ１において、制御部５３が、熱電対２０の各々からの測定信号を、送受信部５１を介して受信するか否かを判定する。例えば、制御部５３が、熱電対２０ｃから測定信号を受信しない場合（ステップＳ１においてＮＯ）、ステップＳ２において、熱電対２０ｃが故障または断線しているものとして、制御部５３は、送信部５５を介して警報信号を送信する。この警報信号は、例えば摺動部材１００の交換を促すものであり、有線または無線で任意の受信装置（コンピュータ等）に送信される。あるいは、制御部５３が警報音等を生成してもよい。
これにより、熱電対２０ｃが故障している場合、または、領域Ｃのパッド部１０の摩耗が激しく、熱電対２０ｃがパッド部１０から露出して断線した場合等を検出することができる。
【００１４】
制御部５３が、熱電対２０の各々からの測定信号を受信した場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、ステップＳ３において、制御部５３は、隣接する熱電対２０の温度差を計算する。具体的には、制御部５３は、熱電対２０ａ、２０ｂの温度差Ｄおよび熱電対２０ｂ、２０ｃの温度差Ｄを計算する。
ステップＳ４において、制御部５３は、温度差Ｄが規定温度値Ｄｓ以上か否かを判定する。具体的には、制御部５３は、熱電対２０ａ、２０ｂの温度差Ｄおよび熱電対２０ｂ、２０ｃの温度差Ｄが、それぞれ規定温度値Ｄｓ以上か否かを判定する。
パッド部１０が対象物Ｆに対して均一に等しい圧力で押し付けられている場合、隣接する熱電対２０の温度差Ｄは、ゼロもしくは非常に小さい。それゆえ、温度差Ｄが規定温度値Ｄｓ以上の場合、温度差Ｄが生じているパッド部１０に偏摩耗または片当たりが発生していると推定できる。
温度差Ｄが規定温度値Ｄｓ未満の場合（ステップＳ４においてＮＯ）、偏摩耗または片当たりは発生していないと判定し、ステップＳ０に戻る。
一方、ステップＳ４においてＹＥＳの場合、例えば、熱電対２０ａ、２０ｂの温度差Ｄが規定温度値Ｄｓ以上の場合、ステップＳ５において、制御部５３の命令によって、熱電対２０ａ、２０ｂに対応する圧力検知部４０ａ、４０ｂが圧力を測定する。なお、この場合、熱電対２０ａ、２０ｂのうち、温度が高い方または低い方に対応する圧力検知部４０ａ、４０ｂのみにより圧力を測定してもよい。
なお、図示を省略するが、ステップＳ５の後、制御部５３は、ステップＳ０において測定した温度に基づき、圧力検知部４０の出力値を補正することもできる。
【００１５】
ステップＳ６において、制御部５３は、測定した圧力Ｐと規定圧力値Ｐｓとを比較する。圧力Ｐが規定圧力値Ｐｓと等しい場合、偏摩耗または片当たりは発生していないと判定する。すなわち、隣接する熱電対の温度差Ｄは規定温度値Ｄｓ以上であるものの、この温度差は、偏摩耗または片当たり以外の要因（例えば、対象物Ｆに温度斑が発生している、特定の熱電対の付近に熱源が存在する等）により発生しているものと判定し、ステップＳ０に戻る。
【００１６】
一方、例えば圧電素子３０ａの圧力Ｐが規定圧力値Ｐｓ未満の場合、圧電素子３０ａに対応する領域Ａのパッド部１０に偏摩耗または片当たりは発生していると判定する。
ステップＳ７において、制御部５３は、圧電素子３０ａへの印加電圧Ｖが最大電圧Ｖｍａｘ未満か否かを判定する。
圧電素子３０ａへの印加電圧Ｖが最大電圧Ｖｍａｘ未満の場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ステップＳ８において、制御部５３は、圧電素子３０ａへの印加電圧Ｖを増加する。圧力Ｐが規定圧力値ＰｓになるまでステップＳ５〜Ｓ８を繰り返す。
圧電素子３０ａの圧力Ｐが規定圧力値Ｐｓに一致すると、圧電素子３０ａの変形（膨張）によって、圧電素子３０ａに対応する領域Ａの偏摩耗または片当たりが解消されたと判定し、ステップＳ０に戻る。
なお、次に、ステップＳ０〜Ｓ４に進むことにより、温度差Ｄがなくなったことを確認できる。このように、温度差Ｄがなくなるようにフィードバックを行い、パッド部１０の押し付け圧力を圧電素子３０ａによって制御することができる。
【００１７】
ステップＳ６において、圧電素子３０ａの圧力Ｐが規定圧力値Ｐｓ未満（Ｐ＜Ｐｓ）であり、かつ、圧電素子３０ａへの印加電圧Ｖが最大電圧Ｖｍａｘ以上の場合（ステップＳ７においてＮＯ）、ステップＳ９において、制御部５３は、送信部５５を介して警報信号を送信する。これは、偏摩耗または片当たりがあまりに大きく、圧電素子３０ａに最大電圧Ｖｍａｘを印加しても、圧電素子３０ａの圧力Ｐが規定圧力値Ｐｓに到達しないことを意味する。この警報信号もまた、例えば摺動部材１００の交換を促すものであり、有線または無線で任意の受信装置（コンピュータ等）に送信される。あるいは、制御部５３が警報音等を生成してもよい。
【００１８】
ステップＳ６において、圧電素子３０ａの圧力Ｐが規定圧力値Ｐｓ超（Ｐ＞Ｐｓ）の場合、ステップＳ１０において、制御部５３は、圧電素子３０ａへの印加電圧Ｖを減少し、ステップＳ５に戻る。
【００１９】
このようにして、本発明の摺動部材１００は、パッド部１０の温度および圧力の両方を検出するので、偏摩耗および片当たりを確実に検出することができ、さらに、偏摩耗および片当たりを解消することができる。この結果、摺動部材１００のパッド部１０が、対象物Ｆに対して均一に等しい圧力で押し付けられるので、パッド部１０の摩耗量を低減するとともに、パッド部１０の摺動性を均一化することができる。
また、例えば、対象物Ｆに温度斑が発生している場合でも、圧力を測定することにより、誤って偏摩耗または片当たりが発生していると判定することがなくなる。
また、圧力検知部４０の出力値により、パッド部１０の摩耗量の経過および状態等を計測することもできる。
【００２０】
本発明の摺動部材は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、パッド部１０は、領域Ａ〜Ｃにまたがった一体の構成であったが、領域ごとに分割された構成でもよいし、圧電素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、互いに接触していなくてもよい。また、対象物Ｆに温度センサを設け、この温度センサの測定信号を、偏摩耗または片当たりの検出に利用してもよい。
なお、上述した例では、領域Ａに偏摩耗または片当たりが発生したため、領域Ａに対応する圧電素子３０ａを膨張させたが、領域Ｂ、Ｃに対応する圧電素子３０ｂ、３０ｃを圧縮させてもよい。
また、本発明の摺動部材は、航空機のフラップに用いられるスライドパッドの他、軸受、ブレーキパッド等任意の用途に用いることができる。
【符号の説明】
【００２１】
１０    パッド部
２０    熱電対
３０    圧電素子
４０    圧力検知部
５０    制御回路
５１    送受信部
５３    制御部
５５    送信部
１００  摺動部材
Ｆ      対象物
【図１】
2018185031.tif 000003
【図２】
2018185031.tif 000004