(57)【要約】【課題】取り付け作業の作業性を向上できる液体センサを提供する。【解決手段】本開示の液体センサ（３０）は、光を受ける受光部（３３）を備える。受光部（３３）は、液体が導入され透光性を有する収容部（２０）の外部に取り付け可能である。収容部（２０）内の液体を通過した光又は液体により反射された光を受光部（３３）が受光して、液体の物理量に関する信号を出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受ける受光部（３３）を備え、
上記受光部（３３）は、液体が導入され透光性を有する収容部（２０，１２０）の外部に取り付け可能であり、
上記収容部（２０，１２０）内の上記液体を通過した光又は上記液体により反射された光を上記受光部（３３）が受光して、上記液体の物理量に関する信号を出力することを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項２】
請求項１に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記液体の物理量に関する信号は、上記液体の劣化度に関する信号を含むことを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項３】
請求項２に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記液体の物理量に関する信号は、上記液体を通過して上記受光部（３３）が受光した光又は上記液体により反射されて上記受光部（３３）が受光した光の色相に関する信号を含み、
上記液体の上記劣化度は、上記色相から決定されることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記液体の物理量に関する信号は、上記収容部（２０，１２０）内の上記液体の有無に関する信号を含むことを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項５】
請求項４に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記収容部（１２０）は、上記収容部（１２０）の内部に配置されたフロート（１２３）を有することを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記受光部（３３）に電力を供給する充電可能な電源部（３８）と、
上記電源部（３８）を充電するための電力を生成する熱電変換素子（３４）と
を備えることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項７】
請求項６に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記電源部（３８）から電力が供給され、上記受光部（３３）の上記液体の物理量に関する信号を外部に送信する無線送信部（３５）を備えることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
光を出射する発光部（３２）を備え、
上記発光部（３２）は、上記収容部（２０，１２０）の外部に取り付け可能であり、
上記受光部（３３）は、上記発光部（３２）が出射して上記収容部（２０，１２０）内の上記液体を通過した光、又は上記発光部（３２）が出射して上記収容部（２０，１２０）内の上記液体により反射された光を受光することを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項９】
請求項８に記載の液体センサ（３０，２３０）であって、
上記発光部（３２）と上記受光部（３３）とは、上記収容部（２０，１２０）を挟んで対向するように配置されることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０）。
【請求項１０】
請求項８に記載の液体センサ（３３０）であって、
上記発光部（３２）と上記受光部（３３）とは、上記収容部（２０）に対して同じ側に配置されることを特徴とする、液体センサ（３３０）。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記収容部（２０，１２０）の外部に取り付け可能なケーシング（３１）を備え、
上記発光部（３２）と上記受光部（３３）とは、上記ケーシング（３１）に一体に設けられていることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記発光部（３２）は、上記受光部（３３）の上記液体の物理量に関する信号に応じて、発光形態が決定されることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記収容部（２０，１２０）は、液面計（２０，１２０）であることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記発光部（３２）は、上記液体の物理量に関する信号に応じて、消灯から点滅又は点滅から消灯に変化することを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１５】
請求項１２から１４のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記発光部（３２）は、上記液体の物理量に関する信号に応じて、発光色が変化することを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）を有する油圧ユニット（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液体センサ及び油圧ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液体センサとしては、機械に設置されて機械の潤滑油の劣化を検出するものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２３２５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の液体センサは、機械にネジ接続により設置されるので、液体センサと機械との間にシール構造が必要であり、取り付け作業の作業性が低いという問題がある。
【０００５】
本開示は、取り付け作業の作業性を向上できる液体センサ及び油圧ユニットを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の液体センサは、
光を受ける受光部を備え、
上記受光部は、液体が導入され透光性を有する収容部の外部に取り付け可能であり、
上記収容部内の上記液体を通過した光又は上記液体により反射された光を上記受光部が受光して、上記液体の物理量に関する信号を出力することを特徴とする。
【０００７】
本開示の液体センサによれば、受光部が測定対象である液体が導入された収容部の外部に取り付け可能であるため、液体センサと収容部との間に収容部の内部に導入された作動油の外部への漏れを防止するためのシール構造を必要とせず、液体センサの収容部への取り付け作業の作業性を向上できる。
【０００８】
本開示に係る透光性とは、液体を通過する光に対する透光性である。
【０００９】
一実施形態では、上記液体の物理量に関する信号は、上記液体の劣化度に関する信号を含む。
【００１０】
一実施形態では、
上記液体の物理量に関する信号は、上記液体を通過して上記受光部が受光した光又は上記液体により反射されて上記受光部が受光した光の色相に関する信号を含み、
上記液体の上記劣化度は、上記色相から決定される。
【００１１】
一実施形態では、
上記液体の物理量に関する信号は、上記収容部内の上記液体の有無に関する信号を含む。
【００１２】
一実施形態では、上記収容部は、上記収容部の内部に配置されたフロートを有する。
【００１３】
上記実施形態では、フロートが、受光部が取り付けられた位置にある場合、フロートが光を遮断することで、受光部が受光する光の強度が顕著に変化するので、液体の有無の検出確度を向上できる。
【００１４】
一実施形態の液体センサは、
上記受光部に電力を供給する充電可能な電源部と、
上記電源部を充電するための電力を生成する熱電変換素子と
を備える。
【００１５】
上記実施形態では、液体センサが、受光部に電力を供給する充電可能な電源部と、電源部を充電するための電力を生成する熱電変換素子とを備えるため、液体センサに外部から電力を供給するための配線が必要なく、配線構造を簡素化できる。
【００１６】
一実施形態の液体センサは、上記電源部から電力が供給され、上記受光部の上記液体の物理量に関する信号を外部に送信する無線送信部を備える。
【００１７】
上記実施形態によれば、受光部が出力する信号を外部に出力するための配線が必要ないため、配線構造を簡素化できる。
【００１８】
一実施形態の液体センサは、光を出射する発光部を備え、
上記発光部は、上記収容部の外部に取り付け可能であり、
上記受光部は、上記発光部が出射して、上記収容部内の上記液体を通過した光、又は上記発光部が出射して上記収容部内の上記液体により反射された光を受光する。
【００１９】
一実施形態では、上記発光部と上記受光部とは、上記収容部を挟んで対向するように配置される。
【００２０】
一般的に、透過型のセンサは、他の形式の光電センサと比較して、収容部表面が検出精度に与える影響が少ない。上記実施形態では、液体センサは、発光部と受光部とが収容部を挟んで対向するように配置された透過型のセンサであるため、液体センサとして他の形式のセンサを使用する場合と比較して信頼性の良い検出ができる。
【００２１】
一実施形態では、上記発光部と上記受光部とは、上記収容部に対して同じ側に配置される。
【００２２】
一般的に、反射型のセンサは、発光部と受光部とが収容部に対して同じ側に配置に配置されるので、他の形式の光電センサと比較して、小型である。上記実施形態では、液体センサは、発光部と受光部とが収容部に対して同じ側に配置された反射型のセンサであるため、液体センサとして他の形式のセンサを使用する場合と比較して、液体センサを小型にできる。
【００２３】
一実施形態の液体センサは、上記収容部の外部に取り付け可能なケーシングを備え、
上記発光部と上記受光部とは、上記ケーシングに一体に設けられている。
【００２４】
上記実施形態では、発光部の光軸と受光部の光軸とを一致させた状態で発光部と受光部とをケーシングに一体に設けられることで、液体センサを取り付ける際の発光部と受光部の光軸調整が必要ないため、液体センサの収容部への取り付け作業の作業性を向上できる。
【００２５】
一実施形態では、上記発光部は、上記受光部の上記液体の物理量に関する信号に応じて、発光形態が決定される。
【００２６】
上記実施形態では、液体センサは、発光部の発光形態によって液体の物理量に関する情報をユーザに報知する。例えば、液体センサの検出結果が異常を示す場合には、液体センサの発光部が、その異常に対応する発光形態で発光することで、液体センサは、ユーザに液体センサが異常を検出したことを報知する。これにより、ユーザは、液体センサの発光形態を目視することで、測定対象である液体の物理量に関する情報（例えば、異常）を容易に認識できる。
【００２７】
また、液体センサの発光部が、光電センサの投光器としての機能と、液体の物理量に関する信号に応じてユーザに報知する機能とを兼ね備えるため、それらの機能を別個に備える場合と比較して、液体センサの構造を簡素化できる。
【００２８】
一実施形態では、上記収容部は、液面計である。
【００２９】
一般的に、液面計は、ユーザが目視し易い場所に設置される。このため、上記実施形態によれば、液体センサが液面計に取り付けられることで、ユーザは、液体センサの発光部を目視し易いので、測定対象である液体の物理量に関する情報（例えば、異常）を容易に認識できる。
【００３０】
一実施形態では、上記発光部は、上記液体の物理量に関する信号に応じて、消灯から点滅又は点滅から消灯に変化する。
【００３１】
一実施形態では、上記発光部は、上記液体の物理量に関する信号に応じて、発光色が変化する。
【００３２】
一実施形態の油圧ユニットは、上述した液体センサを備える。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本開示の第１実施形態に係る油圧ユニットの斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る液体センサの正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】第１実施形態に係る液体センサのブロック図である。
【図６】第１実施形態に係る液体センサが検出する色相に関するグラフである。
【図７】本開示の第２実施形態に係る図３と同様の断面図である。
【図８】本開示の第３実施形態に係る図３と同様の断面図である。
【図９】本開示の第５実施形態に係る油圧ユニットの模式的な斜視図である。
【図１０】本開示の第６実施形態に係る油圧ユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して、本開示の実施形態に係る液体センサ及び油圧ユニットを説明する。
【００３５】
［第１実施形態］
図１は、本開示の第１実施形態に係る油圧ユニット１の斜視図である。本実施形態の油圧ユニット１は、工作機械などの外部機器に作動油を供給する。
【００３６】
図１を参照すると、油圧ユニット１は、作動油を収容する作動油タンク１０と、作動油タンク１０の上部に取り付けられた架台１１とを備える。油圧ユニット１は、油圧ポンプ（図示せず）と、油圧ポンプを駆動するモータ（図示せず）と、油圧ポンプから吐出された作動油を冷却するオイルクーラ１２と、モータを制御するコントローラ１３とを備える。油圧ポンプと、モータと、オイルクーラ１２と、コントローラ１３とは、架台１１に載置されており、作動油タンク１０は、架台１１の下方に配置されている。また、油圧ユニット１は、モータとオイルクーラ１２とに冷却空気を供給する冷却ファン１４を備える。本実施形態に係る油圧ユニット１の構造は一例であり、これに限定されない。
【００３７】
作動油タンク１０の金属製の側面１０ａには、作動油タンク１０内に収容された作動油の量を外部から確認するための液面計２０が取り付けられている。液面計２０が作動油タンク１０の側面１０ａに取り付けられているので、ユーザは作動油タンク１０内に収容された作動油の量を目視によって確認しやすい。また、液面計２０の外部には、液体（本実施形態では作動油）の物理量（本実施形態では色相）を測定する液体センサ３０が取り付けられている。
【００３８】
図２は、本実施形態に係る液面計２０及び液体センサ３０を示す模式的な正面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った模式的な断面図である。図３において、液体センサ３０の内部の詳細な構造の図示は省略している。図２及び図３において、図１と同一の構成要素には、図１と同一の参照符号を付している。
【００３９】
図２及び図３を参照すると、本実施形態の液面計２０は、作動油タンク１０内に収容された作動油の油面を確認するための油面計である。本実施形態の液面計２０は、透明なアクリル樹脂からなる液面計本体２１と、液面計本体２１を作動油タンク１０に固定するための２本のボルト２２Ａ，２２Ｂとを備える。本実施形態に係る液面計２０は、本開示に係る液体（本実施形態では、作動油）が導入され透光性を有する収容部の一例である。
【００４０】
本実施形態の液面計本体２１は、略直方体状であり、長手方向が上下方向に沿って延びるように、作動油タンク１０に取り付けられている。液面計本体２１は、中空である。具体的には、液面計本体２１は、液面計本体２１の内部に長手方向に延びるように形成された空間である中空部２１ａを有する。液面計本体２１の中空部２１ａには、作動油タンク１０内に収容された作動油の量に応じて、作動油が導入される。ユーザは、液面計本体２１の中空部２１ａに導入された作動油の油面を目視することで、作動油タンク１０内に収容された作動油の量を確認できる。液面計本体２１には、作動油の油面の許容範囲の上限を示す上限ラインＨＬと、作動油の油面の許容範囲の下限を示す下限ラインＬＬとが設けられている。
【００４１】
本実施形態のボルト２２Ａ，２２Ｂは、金属からなる。図３に示すように、ボルト２２Ａ，２２Ｂは、先端部２２ａから頭部２２ｂに向かって軸方向に延びる導通部２２ｃをそれぞれ備える。導通部２２ｃは、軸方向のボルト２２Ａ，２２Ｂの頭部２２ｂ側の端部において、径方向に開口している。言い換えれば、ボルト２２Ａ，２２Ｂは、所謂穴あきボルトである。ボルト２２Ａ，２２Ｂの導通部２２ｃは、ボルト２２Ａ，２２Ｂが液面計本体２１を作動油タンク１０に固定した状態で、作動油タンク１０の内部空間と、液面計本体２１の中空部２１ａとを流体的に接続している。言い換えれば、作動油タンク１０の内部空間と、液面計本体２１の中空部２１ａと、ボルト２２Ａ，２２Ｂの導通部２２ｃとは、連通している。
【００４２】
図３に示す状態では、ボルト２２Ｂの導通部２２ｃは、先端部２２ａにおいて、作動油タンク１０内に溜まった作動油の領域に開口している。このとき、作動油は、作動油タンク１０から、ボルト２２Ｂの導通部２２ｃを介して、液面計本体２１の中空部２１ａに導入されている。また、ボルト２２Ｂの導通部２２ｃは、作動油によって満たされている。
【００４３】
図３に示すように、液面計本体２１に導入された作動油の油面の高さと、作動油タンク１０に収容された作動油の油面の高さとは、一致している。これにより、ユーザは、液面計本体２１の中空部２１ａに導入された作動油の油面を目視することで、作動油タンク１０内に収容された作動油の量を確認できる。
【００４４】
本実施形態の液体センサ３０は、作動油タンク１０内に収容された作動油の劣化度、及び作動油の有無を検出するための光電センサである。より具体的には、液体センサ３０は、透過型のカラーセンサである。図２に示すように、本実施形態の液体センサ３０は、Ｕ字形のケーシング３１と、光を出射する発光部３２と、発光部３２から出射された光を受光する受光部３３とを備える。発光部３２と受光部３３とは、互いに対向するように、ケーシング３１と一体に設けられている。具体的には、発光部３２と受光部３３とは、発光部３２の光軸と受光部３３の光軸とが一致するように、ケーシング３１と一体に設けられている。
【００４５】
液体センサ３０は、発光部３２と受光部３３とが液面計本体２１を挟んで対向するように、液面計本体２１に取り付けられる。また、液体センサ３０は、発光部３２と受光部３３の高さ位置と、液面計本体２１の下限ラインＬＬの高さ位置とが重なるように、液面計２０に取り付けられている。液体センサ３０は、液面計本体２１の下限ラインＬＬよりも下方での作動油の有無を検出する。
【００４６】
また、本実施形態の液体センサ３０のケーシング３１と、液面計本体２１との間には、パッキン（図示せず）が設けられている。このパッキンにより、ケーシング３１と液面計本体２１とは、防水性及び防塵性を有するとともに液面計本体２１への外部光の入光を防止し、ケーシング３１が液面計本体２１に保持されるように密着する。
【００４７】
本実施形態の発光部３２は、光を出射するための発光素子と、発光素子を駆動する駆動回路とを備える。本実施形態の発光素子は、白色発光ダイオードである。言い換えれば、本実施形態の発光部３２は、白色光を出射する。
【００４８】
本実施形態の受光部３３は、光の強度を電気信号に変換する受光素子と、受光素子が出力した電気信号を増幅する増幅回路と、増幅回路によって増幅されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を備える。本実施形態の受光素子は、ＲＧＢカラーセンサであり、受光した可視光から変換された電気信号を赤、緑、及び青のそれぞれの色毎に分けて検出できる。
【００４９】
図３に示すように、本実施形態の液体センサ３０は、熱を電力に変換する熱電変換素子３４を更に備える。本実施形態の熱電変換素子３４は、作動油タンク１０の側面１０ａに接触するように設けられている。作動油タンク１０の側面１０ａは、作動油タンク１０内に収容された作動油が、工作機械の摺動部分からの発熱などにより高温になっているため、高温になり易い。熱電変換素子３４は、作動油タンク１０の側面１０ａの温度と、液体センサ３０の周囲にある空気の温度との間の温度差を利用して発電する。
【００５０】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った模式的な断面図である。図４において、液体センサ３０の内部の詳細な構造の図示は省略している。図４において、図１から図３と同一の構成要素には、図１から図３と同一の参照符号を付している。
【００５１】
図４を参照すると、液面計本体２１の中空部２１ａは、図４に示す断面において、円形の断面形状を有している。
【００５２】
図４に示すように、発光部３２の光軸Ｘ１と受光部３３の光軸Ｘ２とは、一致している。また、発光部３２の光軸Ｘ１と受光部３３の光軸Ｘ２とは、液面計本体２１の中空部２１ａの中心Ｃを通過するように延びている。ここで、発光部３２の光軸Ｘ１と受光部３３の光軸Ｘ２とは、必ずしも中空部２１ａの中心Ｃを通過する必要はない。つまり、発光部３２の光軸Ｘ１及び受光部３３の光軸Ｘ２から中空部２１ａの中心Ｃまでの最短距離が５ｍｍ以下であれば好ましい。
【００５３】
図５は、本実施形態の液体センサ３０のブロック図である。図５において、図１から図３と同一の構成要素には、図１から図３と同一の参照符号を付して示す。
【００５４】
図５を参照すると、本実施形態の液体センサ３０は、外部の機器に信号を送信する無線送信部３５と、外部の機器から信号を受信する無線受信部３６と、制御装置３７とを備える。
【００５５】
無線送信部３５は、油圧ユニット１のコントローラ１３（図１に示す）と通信可能であり、受光部３３が出力した電気信号を油圧ユニット１のコントローラ１３に送信する。また、無線受信部３６は、油圧ユニット１のコントローラ１３と通信可能であり、油圧ユニット１のコントローラ１３から、制御信号などの電気信号を受信する。制御装置３７は、発光部３２、受光部３３、無線送信部３５、及び無線受信部３６を制御する。
【００５６】
液体センサ３０は、発光部３２、受光部３３、無線送信部３５、無線受信部３６、及び制御装置３７のそれぞれに電力を供給（図５中の二点鎖線参照）するための電源部３８を更に備える。本実施形態の電源部３８は、充電可能な充電池を含む。また、電源部３８は、熱電変換素子３４に電気的に接続されている。熱電変換素子３４は、作動油タンク１０（図１に示す）と液体センサ３０の周囲にある空気との間の温度差を利用して、電源部３８を充電するための電力を生成する。
【００５７】
（液体センサを用いた測定）
本実施形態に係る液体センサ３０の発光部３２は、電源部３８から供給された電力によって、発光素子から白色の光を出射する。液体センサ３０の受光部３３は、発光部３２から出射され、透光性を有する液面計本体２１及び液面計本体２１内の作動油を通過した光を受光する。液体センサ３０は、受光部３３の受光素子が受光した光の赤、緑、及び青の各色の光の強度を、電気信号として、無線送信部３５を介して、油圧ユニット１のコントローラ１３（図１に示す）に送信する。液体センサ３０は、発光部３２から出射された光のうち、液面計２０内の作動油によって吸収されなかった波長の光に対して、赤、緑、及び青の各色の光の強度を出力するので、液面計２０内の作動油の色相を検出できる。言い換えれば、本実施形態に係る液体センサ３０の受光部３３は、作動油の物理量の一例である色相を、電気信号に変換して出力する。更に言い換えれば、本開示に係る液体センサ３０は、液体（本実施形態では作動油）の物理量（本実施形態では色相）に関する信号を出力する。ここで、本開示に係る液面計２０の透光性とは、発光部３２が出射する光（本実施形態では白色光）に対する透光性である。
【００５８】
本実施形態の油圧ユニット１のコントローラ１３（図１に示す）は、液体センサ３０から出力された作動油の色相に関する信号に基づいて、作動油の劣化度や、作動油の有無を判定する。言い換えれば、本実施形態の液体センサ３０は、作動油の劣化度に関する信号と、作動油の有無に関する信号とを出力する。更に言い換えれば、作動油の劣化度と、作動油の有無とは、本開示に係る液体（本実施形態では作動油）の物理量の一例である。
【００５９】
図６は、本実施形態において、作動油の劣化度及び作動油の有無を判定するために使用する色相に関する校正曲線の一例である。図６は、空気、水、及び色相の異なる作動油についての赤、緑、及び青の色毎の光の強度［任意目盛］を示す。本実施形態では、作動油の色相は、ＡＳＴＭ  Ｄ１５００に準拠して測定されるＡＳＴＭ色を用いて表される。ＡＳＴＭ色では、作動油の色相は、淡い色の０．５から濃い色の８．０まで０．５刻みに数値化されて示される。ＡＳＴＭ色は、作動油の劣化度の指標であり、ＡＳＴＭ色の値が大きくなるほど、作動油が劣化していることを示す。本実施形態では、図６に示すような校正曲線（又は校正表）は、油圧ユニット１のコントローラ１３（図１に示す）に記憶されている。
【００６０】
本実施形態では、油圧ユニット１のコントローラ１３（図１に示す）は、液体センサ３０から出力された赤、緑、及び青の色毎の電気信号と、図６に示す校正曲線とを用いて、作動油の劣化度及び作動油の有無を判定する。具体的には、油圧ユニット１のコントローラ１３は、液体センサ３０の受光部３３の出力電圧から算出された測定対象となる作動油についての赤、緑、及び青の色毎の光の強度（以下、液体センサ３０の測定結果という）と、図６に示す校正曲線とを比較する。作動油の劣化度は、液体センサ３０の測定結果から、図６のＡＳＴＭ色についての校正曲線を使用して算出される。また、作動油の有無は、液体センサ３０の測定結果と、図６の校正曲線とを比較して、液体センサ３０の測定結果が空気を示すか否かによって判定される。油圧ユニット１のコントローラ１３は、液体センサ３０の測定結果が、空気を示すと判定した場合、液体センサ３０の検出位置（本実施形態では、下限ラインＬＬよりも下方）において、作動油が無いと判断する。
【００６１】
油圧ユニット１が設置された工場内の温度が低いとき、中空部２１ａを画定する液面計本体２１の内面に結露が発生し、この結露に起因した乱反射又は作動油への水分混入により、液体センサ３０が誤判定をする恐れがある。よって、上述した液体センサ３０を用いた測定は、油圧ユニット１の起動後の運転時間又は油温上昇を参照することにより、油圧ユニット１が安定した運転状態であることを判定した上で、実行されることが好ましい。
【００６２】
（液体センサによる報知）
液体センサ３０は、発光部３２の発光形態によって液体の物理量に関する情報（例えば、異常）をユーザに報知する。具体的には、液体センサ３０は、発光部３２の発光形態によって作動油の劣化度及び作動油の有無に関する異常をユーザに報知する。
【００６３】
本実施形態では、油圧ユニット１のコントローラ１３（図１に示す）が、作動油が所定の劣化度よりも劣化したと判定した場合、又は検出位置において作動油が無いと判定した場合、油圧ユニット１のコントローラ１３は、発光部３２を制御するための制御信号を液体センサ３０に送信する。油圧ユニット１のコントローラ１３からの制御信号を液体センサ３０の無線受信部３６が受信すると、制御装置３７は、報知する内容に応じて発光部３２の発光形態が変化するように発光部３２を制御する。これにより、液体センサ３０は、異常（作動油劣化又は作動油量低下）をユーザに報知する。所定の劣化度とは、例えば、ＡＳＴＭ色が２．５以上に濃くなったときの劣化度である。
【００６４】
発光部３２の発光形態は、報知する内容（本実施形態では、作動油劣化及び作動油量低下）に応じて決定される。言い換えれば、本実施形態の発光部３２は、作動油の物理量に関する信号に応じて、発光形態が決定される。作動油劣化を報知する場合、本実施形態の発光部３２は、点滅する。言い換えれば、作動油劣化を報知する場合、発光部３２の発光形態は、消灯から点滅に変化する。また、作動油量低下を報知する場合、本実施形態の発光部３２は、点灯する。言い換えれば、作動油量低下を報知する場合、発光部３２の発光形態は、消灯から点灯に変化する。例えば、発光部３２の発光形態は、報知する内容に応じて、点滅間隔や点滅速度などの点滅パターンを変化させてもよい。
【００６５】
油圧ユニット１のコントローラ１３（図１を示す）は、コントローラ１３に設けられた表示部１３ａ、又は油圧ユニット１が作動油を供給する外部機器に設けられた表示部（図示せず）などに、作動油の劣化度の段階に合わせて、数値（例えば、ＡＳＴＭ色の値）又は色を表示してもよい。これにより、作動油の交換が必要になる前に、ユーザに対して作動油の交換をするように注意喚起できる。
【００６６】
また、油圧ユニット１のコントローラ１３（図１に示す）は、作動油の交換が必要になる前に、作動油の劣化をユーザに報知してもよい。例えば、油圧ユニット１のコントローラ１３は、例えば、ＡＳＴＭ色が２．５以上に濃くなる前においても、発光部３２を発光させることで、ユーザに作動油の劣化を報知してもよい。この場合において、作動油の劣化が進行するにしたがって、発光部３２の発光の頻度が高くなるようにしてもよい。
【００６７】
本開示の液体センサ３０によれば、発光部３２及び受光部３３が測定対象である作動油が導入された液面計２０の外部に取り付け可能であるため、液体センサ３０と液面計２０との間に液面計２０の内部に導入された作動油の外部への漏れを防止するためのシール構造を必要とせず、液体センサ３０の液面計２０への取り付け作業の作業性を向上できる。
【００６８】
一般的に、透過型のセンサは、他の形式の光電センサと比較して、液面計２０の表面が検出精度に与える影響が少ない。上記実施形態では、液体センサ３０は、透過型のセンサであるため、液体センサ３０として他の形式のセンサを使用する場合と比較して信頼性の良い検出ができる。
【００６９】
上記実施形態では、発光部３２の光軸と受光部３３の光軸とを一致させた状態で発光部３２と受光部３３とをケーシング３１に一体に設けられることで、液体センサ３０を取り付ける際の光軸調整が必要ないため、液体センサ３０の液面計２０への取り付け作業の作業性を向上できる。
【００７０】
本開示の液体センサ３０によれば、液体センサ３０が、発光部３２及び受光部３３に電力を供給する充電可能な電源部３８と、電源部３８を充電するための電力を生成する熱電変換素子３４とを備えるため、液体センサ３０に外部から電力を供給するための配線が必要なく、配線構造を簡素化できる。
【００７１】
上記実施形態によれば、液体センサ３０の検出結果が無線送信部３５を介して油圧ユニット１のコントローラ１３に送信されるので、受光部３３が出力する信号を外部に出力するための配線が必要なく、配線構造を簡素化できる。
【００７２】
上記実施形態では、液体センサ３０は、発光部３２の発光形態によって作動油の物理量に関する情報をユーザに報知する。例えば、液体センサ３０の検出結果が異常を示す場合には、液体センサ３０の発光部３２が、その異常に対応する発光形態で発光することで、液体センサ３０は、ユーザに液体センサ３０が異常を検出したことを報知する。これにより、ユーザは、液体センサ３０の発光形態を目視することで、測定対象である作動油の物理量に関する情報（例えば、異常）を容易に認識できる。
【００７３】
また、液体センサ３０の発光部３２が、光電センサの投光器としての機能と、作動油の物理量に関する信号に応じてユーザに報知する機能とを兼ね備えるため、それらの機能を別個に備える場合と比較して、液体センサ３０の構造を簡素化できる。
【００７４】
一般的に、液面計は、ユーザが目視し易い場所に設置される。このため、上記実施形態によれば、液体センサ３０が液面計に取り付けられることで、ユーザは、液体センサ３０の発光部３２を目視し易いので、測定対象である液体の物理量に関する情報（例えば、異常）を容易に認識できる。
【００７５】
本実施形態では、油圧ユニット１のコントローラ１３が作動油の劣化度や、作動油の有無を判定していたが、液体センサ３０の制御装置３７が作動油の劣化度や、作動油の有無を判定してもよい。この場合、液体センサ３０は、無線送信部３５及び無線受信部３６を備えなくてもよい。
【００７６】
［第２実施形態］
第２実施形態の、液面計１２０は、フロート１２３を有する点を除いて、第１実施形態の液面計２０と同様の構成を有しており、図１及び図５を援用する。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成要素には、同一の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
図７は、第３実施形態の液面計１２０及び液体センサ３０の図３と同様の模式的な断面図である。
【００７８】
図７を参照すると、第２実施形態の液面計１２０は、液面計本体２１の中空部２１ａに配置されたフロート１２３を備える。フロート１２３は、作動油に浮くように構成されている。これにより、フロート１２３は、作動油の油面の位置を示す。フロート１２３は、発光部３２から出射された光を遮断するように、発光部３２から出射された光に対する透過率が低い材質からなる。
【００７９】
第２実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００８０】
また、第２実施形態によれば、フロート１２３が発光部３２及び受光部３３が取り付けられた位置にある場合、フロート１２３が発光部３２から出射された光を遮断することで、受光部３３が受光する光の強度が顕著に変化するので、作動油の有無の検出確度を向上できる。
【００８１】
［第３実施形態］
第３実施形態の液体センサ２３０は、熱電変換素子２３４の構成を除いて、第１実施形態の液体センサ３０と同様の構成を有しており、図１及び図５を援用する。第３実施形態において、第１実施形態と同様の構成要素には、同一の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。
【００８２】
図８は、第３実施形態の液面計２０及び液体センサ２３０の図３と同様の模式的な断面図である。
【００８３】
図８を参照すると、本実施形態の熱電変換素子２３４は、ボルト２２Ｂの頭部２２ｂに接触するように設けられている。
【００８４】
第３実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００８５】
また、ボルト２２Ｂの導通部２２ｃには、作動油が満たされているため、金属からなるボルト２２Ｂの頭部２２ｂは、作動油の熱によって高温になりやすい。第３実施形態によれば、熱電変換素子２３４が、金属製のボルト２２Ｂの頭部２２ｂに接触するように設けられているので、熱電変換素子２３４は、効果的に電力を生成できる。
【００８６】
［第４実施形態］
第４実施形態の液体センサ３０は、発光部３２と受光部３３との構成を除いて、第１実施形態の液体センサ３０と同様の構成を有しており、図１から図５を援用する。第４実施形態において、第１実施形態と同様の構成要素には、同一の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。
【００８７】
本実施形態の発光部３２は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオードを有する。本実施形態の発光部３２は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオードのそれぞれの発光量を調整することで、発光色を変化できる。
【００８８】
発光部３２の発光形態は、報知する内容（本実施形態では、作動油劣化及び作動油量低下）に応じて決定される。本実施形態の発光部３２は、作動油の物理量に関する信号に応じて、発光色が変化する。作動油劣化を報知する場合、本実施形態の発光部３２は、発光色が、例えば、緑と赤とに交互に変化する。また、作動油量低下を報知する場合、本実施形態の発光部３２は、発光色が、例えば、青と赤とに交互に変化する。
【００８９】
第４実施形態では第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００９０】
［第５実施形態］
第５実施形態の液体センサ３０は、発光部３２を有していない点を除いて、第１実施形態の液体センサ３０と同様の構成を有しており、その詳細な説明を省略する。図９は、本実施形態に係る油圧ユニット１が工場内に配置された状態を示す模式図である。
【００９１】
図９を参照すると、本実施形態の受光部３３は、例えば、油圧ユニット１が設置された工場内の蛍光灯Ｆの光Ｌ１が液面計２０の内部に導入された作動油を通過したものを受光してもよい。または、本実施形態の受光部３３は、例えば、油圧ユニット１が設置された工場が有する窓Ｗから工場内に差し込む光Ｌ２が液面計２０の内部に導入された作動油を通過したものを受光してもよい。この場合、液体センサ３０は、ケーシング３１が透光性を有するように構成されるか、受光部３３と対向する部分を除いてＬ字状に構成することが好ましい。
【００９２】
第５実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００９３】
また、第５実施形態によれば、発光部を設ける必要がないので、液体センサ３０の構成を簡素にできる。
【００９４】
［第６実施形態］
第６実施形態の液体センサ３３０は、反射型のセンサである点を除いて、第１実施形態の液体センサ３０と同様の構成を有しており、同様の構成については、その詳細な説明を省略する。図１０は、本実施形態に係る液面計２０及び液体センサ３３０を示す模式的な正面図である。
【００９５】
本実施形態の液体センサ３３０は、反射型のカラーセンサである。図１０に示すように、本実施形態の液体センサ３３０は、ケーシング３３１と、光を出射する発光部３２と、発光部３２から出射され、透光性を有する液面計本体２１を通過し、液面計本体２１内の作動油によって反射された光を受光する受光部３３とを備える。本実施形態では、発光部３２と受光部３３とは、液面計本体２１に対して同じ側に配置されている。
【００９６】
第６実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００９７】
液体センサ３３０によれば、発光部３２と受光部３３とが、液面計本体２１に対して同じ側に配置されているので、発光部と受光部とを液面計本体２１を挟んで配置する場合と比較して、液体センサ３３０を小型にできる。
【００９８】
また、液体センサ３３０が反射型のセンサであるため、発光部３２の光軸と、受光部３３の光軸とを調整する必要がなく、液体センサ３３０の液面計２０への取り付けを容易にできる。
【００９９】
以上、実施形態を説明したが、特許請求の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【０１００】
例えば、上記第１〜第６実施形態では、液体センサ３０は、油圧ユニット１の作動油を測定対象としていたが、これに限定されず、切削液又はクーラント液のような他の液体を測定対象としてもよい。言い換えれば、上記第１〜第６実施形態では、本開示に係る液体は、作動油であったが、これに限定されず、切削液、クーラント液、又は水のような他の液体であってもよい。
【０１０１】
上記第１〜第６実施形態では、液体センサ３０は、油圧ユニット１に取り付けられていたが、これに限定されず、他の機械や機器に取り付けられてもよい。
【０１０２】
上記第１〜第６実施形態では、液体センサ３０，２３０は、液面計２０に取り付けられていたが、これに限定されず、液体センサ３０，２３０は、液体が導入され透光性を有するものに取り付けられていればよい。
【０１０３】
上記第１〜第６実施形態では、発光部３２と受光部３３とは、ケーシング３１に一体に設けられていたが、これに限定されず、発光部３２と受光部３３とは別体に設けられてもよい。
【０１０４】
液体センサ３０の発光素子は、赤色、緑色、青色、又は他の色の単色の光源であってもよい。
【０１０５】
上記第１〜第６実施形態では、液体センサから出力された赤、緑、及び青の色毎の光の強度に基づいて液体（実施形態では作動油）の劣化を判断していたがこれに限定されない。例えば、液体センサから出力された赤、緑、及び青の色毎の電気信号をシアン、イエロー、及びマゼンタに変換して液体の劣化の判断に用いてもよい。
【０１０６】
また、上記第１〜第６実施形態では、本発明の収容部の一例である液面計２０は、略直方体形状の液面計本体２１を有していたが、これに限定されない。例えば、本発明の収容部の一例である液面計２０、２３０は、長手方向に直交する断面における断面形状が、半円形状である液面計本体を有していてもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１…油圧ユニット
１０…作動油タンク
１０ａ…側面
１１…架台
１２…オイルクーラ
１３…コントローラ
１４…冷却ファン
２０…液面計（収容部）
２１…液面計本体
２１ａ…中空部
２２Ａ，２２Ｂ…ボルト
２２ａ…先端部
２２ｂ…頭部
２２ｃ…導通部
３０…液体センサ
３１…ケーシング
３２…発光部
３３…受光部
３４…熱電変換素子
３５…無線送信部
３６…無線受信部
３７…制御装置
３８…電源部
１２０…液面計（収容部）
１２３…フロート
２３０…液体センサ
２３４…熱電変換素子
ＨＬ…上限ライン
ＬＬ…下限ライン
【図１】
2020190554.tif 000003
【図２】
2020190554.tif 000004
【図３】
2020190554.tif 000005
【図４】
2020190554.tif 000006
【図５】
2020190554.tif 000007
【図６】
2020190554.tif 000008
【図７】
2020190554.tif 000009
【図８】
2020190554.tif 000010
【図９】
2020190554.tif 000011
【図１０】
2020190554.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年10月2日(2020.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が収容された機器の外部に取り付け可能な液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
光を受ける受光部（３３）と、
上記受光部（３３）を収容するケーシング（３１）と
を備え、
上記ケーシング（３１）は、上記機器からの液体が導入され透光性を有する収容部（２０，１２０）の外部に取り付け可能であり、
上記収容部（２０，１２０）内の上記液体を通過した光又は上記液体により反射された光を上記受光部（３３）が受光して、上記液体の物理量に関する信号を出力し、
上記液体の物理量に関する信号は、上記液体の劣化度に関する信号を含む、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項２】
請求項１に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記液体の物理量に関する信号は、上記液体を通過して上記受光部（３３）が受光した光又は上記液体により反射されて上記受光部（３３）が受光した光の色相に関する信号を含み、
上記液体の上記劣化度は、上記色相から決定されることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記液体の物理量に関する信号は、上記収容部（２０，１２０）内の上記液体の有無に関する信号を含むことを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項４】
請求項３に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記収容部（１２０）は、上記収容部（１２０）の内部に配置されたフロート（１２３）を有することを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記受光部（３３）に電力を供給する充電可能な電源部（３８）と、
上記電源部（３８）を充電するための電力を生成する熱電変換素子（３４）と
を備えることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項６】
請求項５に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記電源部（３８）から電力が供給され、上記受光部（３３）の上記液体の物理量に関する信号を外部に送信する無線送信部（３５）を備えることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
光を出射する発光部（３２）を備え、
上記発光部（３２）は、上記収容部（２０，１２０）の外部に取り付け可能であり、
上記受光部（３３）は、上記発光部（３２）が出射して上記収容部（２０，１２０）内の上記液体を通過した光、又は上記発光部（３２）が出射して上記収容部（２０，１２０）内の上記液体により反射された光を受光することを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項８】
請求項７に記載の液体センサ（３０，２３０）であって、
上記発光部（３２）と上記受光部（３３）とは、上記収容部（２０，１２０）を挟んで対向するように配置されることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０）。
【請求項９】
請求項７に記載の液体センサ（３３０）であって、
上記発光部（３２）と上記受光部（３３）とは、上記収容部（２０）に対して同じ側に配置されることを特徴とする、液体センサ（３３０）。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記発光部（３２）と上記受光部（３３）とは、上記ケーシング（３１）に一体に設けられていることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記発光部（３２）は、上記液体の物理量に関する信号に応じて、上記液体の物理量に関する情報を報知するための発光形態が決定されることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記収容部（２０，１２０）は、液面計（２０，１２０）であることを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記発光部（３２）は、上記液体の物理量に関する信号に応じて、消灯から点滅又は点滅から消灯に変化することを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）であって、
上記発光部（３２）は、上記液体の物理量に関する信号に応じて、発光色が変化することを特徴とする、液体センサ（３０，２３０，３３０）。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の液体センサ（３０，２３０，３３０）を有する油圧ユニット（１）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本開示の液体センサは、
液体が収容された機器の外部に取り付け可能な液体センサであって、
光を受ける受光部と、
上記受光部を収容するケーシングと
を備え、
上記ケーシングは、上記機器からの液体が導入され透光性を有する収容部の外部に取り付け可能であり、
上記収容部内の上記液体を通過した光又は上記液体により反射された光を上記受光部が受光して、上記液体の物理量に関する信号を出力し、
上記液体の物理量に関する信号は、上記液体の劣化度に関する信号を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
一実施形態の液体センサでは、上記発光部と上記受光部とは、上記ケーシングに一体に設けられている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
一実施形態では、上記発光部は、上記液体の物理量に関する信号に応じて、上記液体の物理量に関する情報を報知するための発光形態が決定される。