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技術 クラック検出構造及びクラック検出構造の製造方法

出願人 株式会社IHI
発明者 位田太皆川伸也
出願日 2003年8月15日 (16年1ヶ月経過) 出願番号 2003-293820
公開日 2005年3月10日 (14年6ヶ月経過) 公開番号 2005-062038
状態 特許登録済
技術分野 電気的手段による材料の調査、分析 タービンの細部・装置 ガスタービン、高圧・高速燃焼室
主要キーワード 感知部分 耐久試験装置 熱CVD 検出態様 光CVD 回転部品 導電体パターン プラズマCVD
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年3月10日)のものです。
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図面 (5)

課題

少数の第1導電体17及び少数の第2導電体23によってエンジン回転部品3の穴5周辺部の全域に亘ってクラックが生じたことを適切に検出する。

解決手段

エンジン回転部品3に第1絶縁薄膜15が穴5周辺部を覆うように直接形成され、第1絶縁薄膜15の表面に塗布した第1レジスト19にフォトリソグラフィ法により転写された第1導電体パターンに基づいて、第1絶縁薄膜15の表面に第1導電体17が蒸着法により直接形成され、第1絶縁薄膜15の表面に第2絶縁薄膜21が第1導電体17の一部又は全部を覆うように直接形成され、第2絶縁薄膜21の表面に塗布した第2レジスト25にフォトリソグラフィ法により転写された第2導電体パターンに基づいて、第2絶縁薄膜21の表面に第2導電体23が蒸着法により直接形成されたこと。

概要

背景

ガスタービンエンジンの分野にあっては、前記ガスタービンエンジンにおけるロータディスク等のエンジン回転部品(エンジン回転部品を模擬した模擬エンジン回転部品を含む)長期間回転さて前記エンジン回転部品の耐久性を調べる耐久試験がよく行われる。また、前記エンジン回転部品の耐久試験の途中に、前記エンジン回転部品の穴周辺部(例えばボア周辺部、ボルト穴周辺部)には、クラックが生じることが多い。そのため、図4(a)(b)に示すように、複数のクラックセンサ1を用い、エンジン回転部品3の耐久試験を行う前に、複数のクラックセンサ1をエンジン回転部品3の穴5周辺部にエポキシ系7の接着剤によって接着している。ここで、各クラックセンサ1は、それぞれ、シート状のセンサ本体9と、このセンサ本体9の表面に並列に設けられた複数の導電体11とを具備している。

従って、エンジン回転部品3の耐久試験の途中に、エンジン回転部品3の穴5周辺部に生じたクラックがいずれかのクラックセンサ1における導電体11の裏側にまで進行すると、いずれかのクラックセンサ1における導電体11(少なくとも1つ導電体11)が切断され、いずれかのクラックセンサ1における複数の導電体11の抵抗値が変化する。そのため、エンジン回転部品3の耐久試験の途中に、いずれかのクラックセンサ1における複数の導電体11の抵抗値の変化を電気的に検出することにより、エンジン回転部品3の穴5周辺部にクラックが生じたことを検出することができるものである。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1に示すものがある。
特開平7−63736号公報

概要

少数の第1導電体17及び少数の第2導電体23によってエンジン回転部品3の穴5周辺部の全域に亘ってクラックが生じたことを適切に検出する。エンジン回転部品3に第1絶縁薄膜15が穴5周辺部を覆うように直接形成され、第1絶縁薄膜15の表面に塗布した第1レジスト19にフォトリソグラフィ法により転写された第1導電体パターンに基づいて、第1絶縁薄膜15の表面に第1導電体17が蒸着法により直接形成され、第1絶縁薄膜15の表面に第2絶縁薄膜21が第1導電体17の一部又は全部を覆うように直接形成され、第2絶縁薄膜21の表面に塗布した第2レジスト25にフォトリソグラフィ法により転写された第2導電体パターンに基づいて、第2絶縁薄膜21の表面に第2導電体23が蒸着法により直接形成されたこと。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

機械部品の被検出部にクラックが生じたことを検出するクラック検出構造であって、前記機械部品に前記被検出部を覆うように直接形成された絶縁薄膜と、前記絶縁薄膜の表面に塗布したレジストフォトリソグラフィ法により転写された導電体パターンに基づいて、前記絶縁薄膜の表面に蒸着法により直接形成された導電体と、を具備してなることを特徴とするクラック検出構造。

請求項2

前記絶縁薄膜は、セラミック系絶縁材料により構成されていることを特徴とする請求項1に記載のクラック検出構造。

請求項3

機械部品の被検出部にクラックが生じたことを検出するクラック検出構造であって、前記機械部品に前記被検出部を覆うように直接形成された第1絶縁薄膜と、前記第1絶縁薄膜の表面に塗布した第1レジストにフォトリソグラフィ法により転写された第1導電体パターンに基づいて、前記第1絶縁薄膜の表面に蒸着法により直接形成された第1導電体と、前記第1絶縁薄膜の表面に前記第1導電体の一部又は全部を覆うように直接形成された第2絶縁薄膜と、前記第2絶縁薄膜の表面に塗布した第2レジストにフォトリソグラフィ法により転写された第2導電体パターンに基づいて、前記第2絶縁薄膜の表面に蒸着法により直接形成された第2導電体と、を具備してなることを特徴とするクラック検出構造。

請求項4

前記第1絶縁薄膜及び前記第2絶縁薄膜は、セラミック系の絶縁材料によりそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項3に記載のクラック検出構造。

請求項5

請求項1に記載のクラック検出構造の製造方法であって、前記機械部品に前記被検出部を覆うように絶縁薄膜を直接形成する絶縁薄膜形成工程と、前記絶縁薄膜形成工程が終了した後に、前記絶縁薄膜の表面にレジストを塗布し、導電体パターンを有したマスクを用いて、前記マスクからの露光によって前記レジストに前記導電体パターンを転写するパターン転写工程と、前記パターン転写工程が終了した後に、前記絶縁薄膜の表面に蒸着法により導電体を前記導電体パターンに基づいて直接形成する導電体形成工程と、前記導電体形成工程が終了した後に、前記機械部品の前記被検出部から前記レジストを除去するレジスト除去工程と、を具備してなることを特徴とするクラック検出構造の製造方法。

請求項6

前記絶縁薄膜形成工程は、セラミック系の絶縁材料により構成された絶縁薄膜を、前記機械部品に蒸着法により前記被検出部を覆うように直接形成する工程であることを特徴とする請求項5に記載のクラック検出構造の製造方法。

請求項7

請求項3に記載のクラック検出構造の製造方法であって、前記機械部品に前記被検出部を覆うように第1絶縁薄膜を直接形成する第1絶縁薄膜形成工程と、前記第1絶縁薄膜形成工程が終了した後に、前記第1絶縁薄膜の表面に第1レジストを塗布し、第1導電体パターンを有した第1マスクを用いて、前記第1マスクからの露光によって前記第1レジストに前記第1導電体パターンを転写する第1パターン転写工程と、前記第1パターン転写工程が終了した後に、前記第1絶縁薄膜の表面に蒸着法により第1導電体を前記第1導電体パターンに基づいて直接形成する第1導電体形成工程と、前記第1導電体形成工程が終了した後に、前記機械部品の前記被検出部から前記第1レジストを除去する第1レジスト除去工程と、前記第1レジスト除去工程が終了した後に、前記第1絶縁薄膜の表面に前記第1導電体の一部又は全部を覆うように第2絶縁薄膜を直接形成する第2絶縁薄膜形成工程と、前記第2絶縁薄膜形成工程が終了した後に、前記第2絶縁薄膜の表面に第2レジストを塗布し、第2導電体パターンを有した第2マスクを用いて、前記第2マスクからの露光によって前記第2レジストに前記第2導電体パターンを転写する第2パターン転写工程と、前記第2パターン転写工程が終了した後に、前記第2絶縁薄膜の表面に蒸着法により第2導電体を前記第2導電体パターンに基づいて直接形成する第2導電体形成工程と、前記第2導電体を形成工程が終了した後に、前記第1絶縁薄膜から前記第2レジストを除去する第2レジスト除去工程と、を具備してなることを特徴とするクラック検出構造の製造方法。

請求項8

前記第1絶縁薄膜形成工程は、セラミック系の絶縁材料により構成された第1絶縁薄膜を、前記機械部品に蒸着法により前記被検出部を覆うように直接形成する工程であって、前記第2絶縁薄膜形成工程は、セラミック系の絶縁材料により構成された第2絶縁薄膜を、前記第1絶縁薄膜の表面に蒸着法により前記第1導電体の一部又は全部を覆うように直接形成する工程であることを特徴とする請求項7に記載のクラック検出構造の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、機械部品の被検出部(例えばエンジン回転部品の穴周辺部等)にクラックが生じたことを検出するクラック検出構造、及びこのクラック検出構造の製造方法に関する。

背景技術

0002

ガスタービンエンジンの分野にあっては、前記ガスタービンエンジンにおけるロータディスク等のエンジン回転部品(エンジン回転部品を模擬した模擬エンジン回転部品を含む)長期間回転さて前記エンジン回転部品の耐久性を調べる耐久試験がよく行われる。また、前記エンジン回転部品の耐久試験の途中に、前記エンジン回転部品の穴周辺部(例えばボア周辺部、ボルト穴周辺部)には、クラックが生じることが多い。そのため、図4(a)(b)に示すように、複数のクラックセンサ1を用い、エンジン回転部品3の耐久試験を行う前に、複数のクラックセンサ1をエンジン回転部品3の穴5周辺部にエポキシ系7の接着剤によって接着している。ここで、各クラックセンサ1は、それぞれ、シート状のセンサ本体9と、このセンサ本体9の表面に並列に設けられた複数の導電体11とを具備している。

0003

従って、エンジン回転部品3の耐久試験の途中に、エンジン回転部品3の穴5周辺部に生じたクラックがいずれかのクラックセンサ1における導電体11の裏側にまで進行すると、いずれかのクラックセンサ1における導電体11(少なくとも1つ導電体11)が切断され、いずれかのクラックセンサ1における複数の導電体11の抵抗値が変化する。そのため、エンジン回転部品3の耐久試験の途中に、いずれかのクラックセンサ1における複数の導電体11の抵抗値の変化を電気的に検出することにより、エンジン回転部品3の穴5周辺部にクラックが生じたことを検出することができるものである。

0004

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1に示すものがある。
特開平7−63736号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、エンジン回転部品3の穴5周辺部(機械部品の被検出部の一例)の全域に亘ってクラックが生じたことを適切に検出するためにクラックセンサ1の個数を増やす必要がある一方、クラックセンサ1の個数を増やすと、検出コストが高くなるという問題がある。特に、エンジン回転部品3等のような回転体(回転する機械部品)にクラックセンサ1が接着された場合には、クラックセンサ1の個数の増加に伴い、トランスミッタの個数も増えて、前記検出コストはより高くなるという問題がある。

0006

また、クラックセンサ1自身の製品としての機能を確保するためにセンサ本体9はある程度の厚みを有してあって、クラックセンサ1の検出感度は十分に高いものではない。そのため、クラックの開口部が極めて小さいような場合には、クラックがいずれかのクラックセンサ1における導電体11の裏側にまで進行しても、いずれのクラックセンサ1における複数の導電体11の抵抗値が変化することがなく、クラックが生じたことを検出することができないという問題がある。

課題を解決するための手段

0007

請求項1に記載の発明にあっては、機械部品の被検出部にクラックが生じたことを検出するクラック検出構造であって、
前記機械部品に前記被検出部を覆うように直接形成された絶縁薄膜と、
前記絶縁薄膜の表面に塗布したレジストフォトリソグラフィ法により転写された導電体パターンに基づいて、前記絶縁薄膜の表面に蒸着法により直接形成された導電体と、
を具備してなることを特徴とする。

0008

ここで、前記機械部品には、ガスタービンエンジンにおけるエンジン回転部品等の回転する機械部品の他に、回転しない機械部品も含まれる。

0009

また、蒸着法には、スパッタリング法真空蒸着法等の物理蒸着法、及びプラズマCVD光CVD熱CVD等の化学蒸着法が含まれる。

0010

請求項1に記載の発明特定事項によると、前記機械部品の前記被検出部に生じたクラックが前記導電体の裏側にまで進行すると、前記導電体が切断されて、前記導電体の抵抗値が変化する。そのため、前記導電体の抵抗値の変化を電気的に検出することにより、前記機械部品の前記被検出部にクラックが生じたことを検出することができるものである。

0011

前述の作用の他に、前記絶縁薄膜の表面に塗布したレジストにフォトリソグラフィ法により転写された導電体パターンに基づいて、前記絶縁薄膜の表面に前記導電体が蒸着法により直接形成されるため、前記導電体の形状・大きさを前記機械部品の被検出部の形状・大きさに応じて設定することができる。

0012

また、前記機械部品に前記絶縁薄膜が前記被検出部を覆うように直接形成されてあって、前記絶縁薄膜の表面に前記導電体が蒸着法により直接形成されてあるため、前記クラック検出構造からセンサ本体9(図4(b)参照)に相当する構成要素を省略して、前記クラック検出構造の検出感度を十分に高めることができる。

0013

請求項2に記載の発明にあっては、請求項1に記載の発明特定事項の他に、前記絶縁薄膜は、セラミック系絶縁材料により構成されていることを特徴とする。

0014

請求項2に記載の発明特定事項によると、請求項1に記載の発明特定事項による作用の他に、前記絶縁薄膜はセラミック系の絶縁材料により構成されたているため、前記絶縁薄膜の耐熱性を向上させることができる。

0015

請求項3に記載の発明にあっては、機械部品の被検出部にクラックが生じたことを検出するクラック検出構造であって、
前記機械部品に前記被検出部を覆うように直接形成された第1絶縁薄膜と、
前記第1絶縁薄膜の表面に塗布した第1レジストにフォトリソグラフィ法により転写された第1導電体パターンに基づいて、前記第1絶縁薄膜の表面に蒸着法により直接形成された第1導電体と、
前記第1絶縁薄膜の表面に前記第1導電体の一部又は全部を覆うように直接形成された第2絶縁薄膜と、
前記第2絶縁薄膜の表面に塗布した第2レジストにフォトリソグラフィ法により転写された第2導電体パターンに基づいて、前記第2絶縁薄膜の表面に蒸着法により直接形成された第2導電体と、
を具備してなることを特徴とする。

0016

ここで、前記機械部品には、ガスタービンエンジンにおけるエンジン回転部品等の回転する機械部品の他に、回転しない機械部品も含まれる。また、蒸着法には、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理蒸着法、及びプラズマCVD,光CVD,熱CVD等の化学蒸着法が含まれる。

0017

請求項3に記載の発明特定事項によると、前記機械部品の前記被検出部に生じたクラックが前記第1導電体(又は前記第2導電体)の裏側にまで進行すると、前記第1導電体(又は前記第2導電体)が切断されて、前記第1導電体の抵抗値(又は前記第2導電体の抵抗値)が変化する。そのため、前記第1導電体の抵抗値の変化(又は前記第2導電体の抵抗値の変化)を電気的に検出することにより、前記機械部品の前記被検出部にクラックが生じたことを検出することができるものである。

0018

前述の作用の他に、前記第1絶縁薄膜の表面に塗布した第1レジストにフォトリソグラフィ法により転写された第1導電体パターンに基づいて、前記第1絶縁薄膜の表面に前記第1導電体が蒸着法により直接形成されると共に、前記第2絶縁薄膜の表面に塗布した第2レジストにフォトリソグラフィ法により転写された第2導電体パターンに基づいて、前記第2絶縁薄膜の表面に前記第2導電体が蒸着法により直接形成されるため、前記第1導電体の形状・大きさ及び第2導電体の形状・大きさを前記機械部品の被検出部の形状・大きさに応じて設定することができる。

0019

また、前記機械部品に前記第1絶縁薄膜が前記被検出部を覆うように直接形成されてあって、前記第1絶縁薄膜の表面に前記第1導電体が蒸着法により直接形成されてあるため、前記クラック検出構造からセンサ本体9(図4(b)参照)に相当する構成要素を省略して、前記クラック検出構造の検出感度を十分に高めることができる。

0020

更に、前記第1絶縁薄膜の表面に前記第2絶縁薄膜が前記第1導電体の一部又は全部を覆うように直接形成されてあって、前記第2絶縁薄膜の表面に前記第2導電体が蒸着法により直接形成されているため、前記クラック検出構造の表側からみると前記第1導電体と前記2導電体に重なり合うようにすることができる。

0021

請求項4に記載の発明にあっては、請求項3に記載の発明特定事項の他に、前記第1絶縁薄膜及び前記第2絶縁薄膜は、セラミック系の絶縁材料によりそれぞれ構成されていることを特徴とする。

0022

請求項4に記載の発明特定事項によると、請求項3に記載の発明特定事項による作用の他に、前記第1絶縁薄膜及び前記第2絶縁薄膜はセラミック系の絶縁材料によりそれぞれ構成されているため、前記第1絶縁薄膜の耐熱性及び前記第2絶縁薄膜の耐熱性をそれぞれ向上させることができる。

0023

請求項5に記載の発明にあっては、請求項1に記載のクラック検出構造の製造方法であって、
前記機械部品に絶縁薄膜を前記被検出部を覆うように直接形成する絶縁薄膜形成工程と、
前記絶縁薄膜形成工程が終了した後に、前記絶縁薄膜の表面にレジストを塗布し、導電体パターンを有したマスクを用いて、前記マスクからの露光によって前記レジストに前記導電体パターンを転写するパターン転写工程と、
前記パターン転写工程が終了した後に、前記絶縁薄膜の表面に蒸着法により導電体を前記導電体パターンに基づいて直接形成する導電体形成工程と、
前記導電体形成工程が終了した後に、前記機械部品の前記被検出部から前記レジストを除去するレジスト除去工程と、
を具備してなることを特徴とする。

0024

請求項5に記載の発明特定事項によると、請求項1に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。

0025

請求項6に記載の発明にあっては、請求項5に記載の発明特定事項の他に、前記絶縁薄膜形成工程は、セラミック系の絶縁材料により構成された絶縁薄膜を、前記機械部品に蒸着法により前記被検出部を覆うように直接形成する工程であることを特徴とする。

0026

請求項6に記載の発明特定事項によると、請求項5に記載の発明特定事項による作用の他に、前記絶縁薄膜はセラミック系の絶縁材料により構成されたているため、前記絶縁薄膜の耐熱性を向上させることができる。

0027

請求項7に記載の発明にあっては、請求項3に記載のクラック検出構造の製造方法であって、
前記機械部品に第1絶縁薄膜を前記被検出部を覆うように直接形成する第1絶縁薄膜形成工程と、
前記第1絶縁薄膜形成工程が終了した後に、前記第1絶縁薄膜の表面に第1レジストを塗布し、第1導電体パターンを有した第1マスクを用いて、前記第1マスクからの露光によって前記第1レジストに前記第1導電体パターンを転写する第1パターン転写工程と、
前記第1パターン転写工程が終了した後に、前記第1絶縁薄膜の表面に蒸着法により第1導電体を前記第1導電体パターンに基づいて直接形成する第1導電体形成工程と、
前記第1導電体形成工程が終了した後に、前記機械部品の前記被検出部から前記第1レジストを除去する第1レジスト除去工程と、
前記第1レジスト除去工程が終了した後に、前記第1絶縁薄膜の表面に第2絶縁薄膜を前記第1導電体の一部又は全部を覆うように直接形成する第2絶縁薄膜形成工程と、
前記第2絶縁薄膜形成工程が終了した後に、前記第2絶縁薄膜の表面に第2レジストを塗布し、第2導電体パターンを有した第2マスクを用いて、前記第2マスクからの露光によって前記第2レジストに前記第2導電体パターンを転写する第2パターン転写工程と、
前記第2パターン転写工程が終了した後に、前記第2絶縁薄膜の表面に蒸着法により第2導電体を前記第2導電体パターンに基づいて直接形成する第2導電体形成工程と、
前記第2導電体を形成工程が終了した後に、前記第1絶縁薄膜から前記第2レジストを除去する第2レジスト除去工程と、
を具備してなることを特徴とする。

0028

請求項7に記載の発明特定事項によると、請求項3に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。

0029

請求項8に記載の発明にあっては、請求項7に記載の発明特定事項の他に、前記第1絶縁薄膜形成工程は、セラミック系の絶縁材料により構成された第1絶縁薄膜を、前記機械部品に蒸着法により前記被検出部を覆うように直接形成する工程であって、
前記第2絶縁薄膜形成工程は、セラミック系の絶縁材料により構成された第2絶縁薄膜を、前記第1絶縁薄膜の表面に蒸着法により前記第1導電体の一部又は全部を覆うように直接形成する工程であることを特徴とする。

0030

請求項8に記載の発明特定事項によると、請求項7に記載の発明特定事項による作用の他に、前記第1絶縁薄膜及び前記第2絶縁薄膜はセラミック系の絶縁材料によりそれぞれ構成されているため、前記第1絶縁薄膜の耐熱性及び前記第2絶縁薄膜の耐熱性をそれぞれ向上させることができる。

発明の効果

0031

請求項1、請求項2、請求項5、請求項6のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記導電体の形状・大きさを前記機械部品の被検出部の形状・大きさに応じて設定することができるため、少数の前記導電体(少数の前記クラック検出構造)によって前記機械部品の前記被検出部の全域に亘ってクラックが生じたことを適切に検出することができ、検出コストの大幅な低下を図ることができる。

0032

また、前記クラック検出構造からセンサ本体に相当する構成要素を省略して、前記クラック検出構造の検出感度を十分に高めることができるため、クラックの開口部が極めて小さい場合であっても、前記機械部品の前記被検出部に生じたクラックが前記導電体の裏側にまで進行すると、前記導電体の抵抗値が変化して、クラックが生じたことを確実に検出することができる。

0033

請求項2又は請求項4に記載の発明によれば、前述の効果を奏する他に、前記絶縁薄膜の耐熱性を向上させることができるため、前記クラック検出構造を高温環境下において使用することができ、前記クラック検出構造を種々の分野で有効利用することができる。

0034

請求項3、請求項4、請求項7、請求項8のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記第1導電体の形状・大きさ及び第2導電体の形状・大きさを前記機械部品の被検出部の形状・大きさに応じて設定することができるため、少数の前記第1導電体及び少数の前記第2導電体(少数の前記クラック検出構造)によって前記機械部品の前記被検出部の全域に亘ってクラックが生じたことを適切に検出することができ、検出コストの大幅な低下を図ることができる。

0035

また、前記クラック検出構造からセンサ本体に相当する構成要素を省略して、前記クラック検出構造の検出感度を十分に高めることができるため、クラックの開口部が極めて小さい場合であっても、前記機械部品の前記被検出部に生じたクラックが前記第1導電体の裏側又は前記第2導電体の裏側にまで進行すると、前記第1導電体の抵抗値又は前記第2導電体の抵抗値が変化して、クラックが生じたことを確実に検出することができる。

0036

更に、前記クラック検出構造の表側からみると前記第1導電体と前記2導電体に重なり合うようにすることができるため、例えば、前記第1導電体と前記第2導電体を合わせた導電体、換言すれば前記クラック検出構造の感知部分ループ状にすることができ、前記クラック検出構造の検出範囲を拡大することができる。

0037

請求項4又は請求項8に記載の発明によれば、前述の効果を奏する他に、前記第1絶縁薄膜の耐熱性及び前記第2絶縁薄膜の耐熱性をそれぞれ向上させることができるため、前記クラック検出構造を高温環境下において使用することができ、前記クラック検出構造を種々の分野で有効利用することができる。

発明を実施するための最良の形態

0038

本発明の最良の形態について図1から図3を参照して説明する。

0039

図1(a)は、本発明の最良の形態に係わるクラック検出構造を示す図であって、図1(b)は、図1(a)におけるI−I線に沿った図であって、図2及び図3は、本発明の最良の形態に係わるクラック検出構造の製造方法を説明する図である。

0040

図1に示すように、本発明の最良の形態に係わるクラック検出構造13は、ガスタービンエンジンにおけるエンジン回転部品3(エンジン回転部品3を模擬した模擬エンジン回転部品を含む)を長期間回転させてエンジン回転部品3の耐久性を調べる耐久試験に用いられるものであって、エンジン回転部品3の耐久試験の途中に、エンジン回転部品3の穴5周辺部(ボア周辺部、ボルト穴周辺部等)にクラックが生じたことを検出するものである。そして、このクラック検出構造13の具体的な構成は次のようになる。

0041

即ち、エンジン回転部品3には、第1絶縁薄膜15が穴5周辺部を覆うように直接形成されており、この第1絶縁薄膜15は、ポリイミドから構成されている。そして、第1絶縁薄膜15の表面には、C字形状の第1導電体17がスパッタリング法により第1導電パターンに基づいて直接形成されており、この第1導電体パターンは、第1絶縁薄膜15の表面に塗布した第1レジスト19(図2(b)(c)参照)にフォトリソグラフィ法により転写されたパターンである。なお、第1導電体17の両端部は、耐久試験装置における回転軸(図示省略)に装着したトランスミッタ(図示省略)に電気的に接続されている。

0042

また、第1絶縁薄膜15の表面には、第2絶縁薄膜21が第1導電体17の全部(一部でもよい)を覆うように直接形成されており、この第2絶縁薄膜21は、ポリイミドから構成されている。そして、第2絶縁薄膜21の表面には、逆C字形状の第2導電体23がスパッタリング法により第2導電体パターンに基づいて直接形成されており、この第2導電体パターンは、第2絶縁薄膜21の表面に塗布した第2レジスト25(図3(b)(c)参照)にフォトリソグラフィ法により転写されたパターンである。なお、第2導電体23の両端部は、前記トランスミッタに電気的に接続されている。

0043

ここで、第1絶縁薄膜15及び第2絶縁薄膜21がポリイミドによりそれぞれ構成される代わりに、セラミックス系の絶縁材料により構成されるようにしても差し支えない。

0044

次に、本発明の最良の形態に係わるクラック検出構造の製造方法について図2及び図3を参照して説明する。

0045

エンジン回転部品3に穴5周辺部を覆うように第1絶縁薄膜15を直接形成する(図2(a)参照、(第1薄膜形成工程))。具体的には、エンジン回転部品3に穴5周辺部を覆うようにポリイミドを刷毛塗りして、ポリイミドを硬化させる。なお、第1絶縁薄膜15がセラミックス系の絶縁材料により構成される場合にあっては、エンジン回転部品3にスパッタリング法により穴5周辺部を覆うように直接形成する。

0046

前記第1絶縁薄膜形成工程が終了した後に、第1絶縁薄膜15の表面に第1レジスト19を塗布し(図2(b)参照)、第1導電体パターンを有した第1マスク27を用いて、第1マスク27からの露光によって第1レジスト19に前記第1導電体パターンを転写する(図2(c)参照、(第1パターン転写工程))。そして、第1絶縁薄膜15の表面にスパッタリング法により第1導電体17を前記第1導電体パターンに基づいて直接形成する(図2(d)参照、(第1導電体形成工程))。更に、エンジン回転部品3の穴5周辺部から第1レジスト23を除去する(図2(e)参照、(第1レジスト除去工程))。

0047

前記第1レジスト除去工程が終了した後に、第1絶縁薄膜15の表面に第2絶縁薄膜21を第1導電体17の全部を覆うように直接形成する(図3(a)参照、(第2絶縁薄膜形成工程))。具体的には、第1絶縁薄膜15に第1導電体17の全部を覆うようにポリイミドを刷毛塗りして、ポリイミドを硬化させる。なお、第2絶縁薄膜21がセラミックス系の絶縁材料により構成される場合にあっては、第1絶縁薄膜15の表面にスパッタリング法により第2絶縁薄膜21を第1導電体17の全部を覆うように直接形成する。

0048

前記第2絶縁薄膜形成工程が終了した後に、第2絶縁薄膜21の表面に第2レジスト25を塗布し(図3(b)参照)、第2導電体パターンを有した第2マスク29を用いて、第2マスク29からの露光によって第2レジスト25に前記第2導電体パターンを転写する(図3(c)参照、(第2パターン転写工程))。そして、第2絶縁薄膜21の表面にスパッタリング法により第2導電体23を前記第2導電体パターンに基づいて直接形成する(図3(d)参照、(第2導電体形成工程))。更に、第1絶縁薄膜15から第2レジスト25を除去する(図3(c)参照、(第2レジスト除去工程))。

0049

次に、本発明の最良の形態の作用について説明する。

0050

エンジン回転部品3の耐久試験の途中に、エンジン回転部品3の穴5周辺部に生じたクラックが第1導電体17(又は第2導電体23)の裏側にまで進行すると、第1導電体17(又は第2導電体23)が切断されて、第1導電体17の抵抗値(又は第2導電体23の抵抗値)が変化する。そのため、第1導電体17の抵抗値の変化(又は第2導電体23の抵抗値の変化)を電気的に検出することにより、エンジン回転部品3の穴5周辺部にクラックが生じたことを検出することができるものである。

0051

前述の作用の他に、第1絶縁薄膜15の表面に塗布した第1レジスト19にフォトリソグラフィ法により転写された前記第1導電体パターンに基づいて、第1絶縁薄膜15の表面に第1導電体17がスパッタリング法により直接形成されると共に、第2絶縁薄膜21の表面に塗布した第2レジスト25にフォトリソグラフィ法により転写された前記第2導電体パターンに基づいて、第2絶縁薄膜21の表面に第2導電体23がスパッタリング法により直接形成されるため、第1導電体17の形状・大きさ及び第2導電体23の形状・大きさをエンジン回転部品3の穴5周辺部の形状・大きさに応じて設定することができる。

0052

また、エンジン回転部品3に第1絶縁薄膜15が穴5周辺部を覆うように直接形成されてあって、第1絶縁薄膜15の表面に第1導電体17がスパッタリング法により直接形成されてあるため、クラック検出構造13からセンサ本体9(図4(b)参照)に相当する構成要素を省略して、クラック検出構造13の検出感度を十分に高めることができる。

0053

更に、第1絶縁薄膜15の表面に第2絶縁薄膜21が第1導電体17の全部を覆うように直接形成されてあって、第2絶縁薄膜21の表面に第2導電体23がスパッタリング法により直接形成されているため、クラック検出構造13の表側からみると第1導電体17と第2導電体23に重なり合うようにすることができる。

0054

また、第1絶縁薄膜15及び第2絶縁薄膜21はセラミック系の絶縁材料によりそれぞれ構成された場合にあっては、第1絶縁薄膜15の耐熱性及び第2絶縁薄膜21の耐熱性をそれぞれ向上させることができる。

0055

以上の如き、本発明の最良の形態によれば、第1導電体17の形状・大きさ及び第2導電体23の形状・大きさをエンジン回転部品3の穴5周辺部の形状・大きさに応じて設定することができるため、少数の第1導電体17及び少数の第2導電体23(少数のクラック検出構造13)によってエンジン回転部品3の穴5周辺部の全域に亘ってクラックが生じたことを適切に検出することができ、検出コストの大幅な低下を図ることができる。

0056

また、クラック検出構造13からセンサ本体9に相当する構成要素を省略して、クラック検出構造13の検出感度を十分に高めることができるため、クラックの開口部が極めて小さい場合であっても、エンジン回転部品3の穴5周辺部に生じたクラックが第1導電体17の裏側又は第2導電体23の裏側にまで進行すると、第1導電体17の抵抗値又は第2導電体23の抵抗値が変化して、クラックが生じたことを確実に検出することができる。

0057

更に、クラック検出構造13の表側からみると第1導電体17と第2導電体23に重なり合うようにすることができるため、例えば、第1導電体17と第2導電体23を合わせた導電体、換言すればクラック検出構造13の感知部分をループ状にすることができ、クラック検出構造13の検出範囲を拡大することができる。

0058

また、第1絶縁薄膜15及び第2絶縁薄膜21はセラミック系の絶縁材料によりそれぞれ構成された場合にあっては、第1絶縁薄膜15の耐熱性及び第2絶縁薄膜21の耐熱性をそれぞれ向上させるため、クラック検出構造13を高温環境下において使用することができ、クラック検出構造13を種々の分野で有効利用することができる。

0059

なお、本発明は、前述の発明の最良の形態の説明に限るものではなく、例えば、スパッタリング法の代えて他の蒸着法(真空蒸着法等の他の物理蒸着法、及びプラズマCVD,光CVD,熱CVD等の化学蒸着法)により第1導電体17及び第2導電体23を直接形成する等、適宜の変更を行うことにより、その他種々の態様で実施可能である。

図面の簡単な説明

0060

図1(a)は、本発明の最良の形態に係わるクラック検出構造を示す図であって、図1(b)は、図1(a)におけるI−I線に沿った図である。
本発明の最良の形態に係わるクラック検出構造の製造方法を説明する図である。
本発明の最良の形態に係わるクラック検出構造の製造方法を説明する図である。
図4(a)は、一般的なクラックセンサよる検出態様を説明する図であって、図4(b)は、図4(a)におけるII−II線に沿った図である。

符号の説明

0061

3エンジン回転部品
5 穴
13クラック検出構造
15 第1絶縁薄膜
17 第1導電体
19 第1レジスト
21 第2絶縁薄膜
23 第2導電体
25 第2レジスト
27 第1マスク
29 第2マスク

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