(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a) 液圧回路の液圧情報を検出する第１液圧検出器と、(b) 液圧回路に取着される取着部と、液圧検知部と、取着部から液圧検知部までの間に設けられて取着部から導入された液圧回路からの液圧の大小に応じて容積を変化可能とされた液圧導入部とを有し、さらに、取着部と液体導入部との間に絞りを有し、この絞りがコンタミによる目詰まり部位であり、液圧検知部により液圧導入部の液圧情報を検出する第２液圧検出器と、(c) 第１、第２液圧検出器から夫々の液圧情報を受け、夫々の液圧情報の差を演算し、この差を液圧回路中のコンタミ情報とする信号を外部へ出力する演算器とを有することを特徴とするコンタミチェッカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタミチェッカ及びこれに好適使用できる液圧検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潤滑油や作動油を用いる機械では油中にコンタミが漸増し、これを放置すると、機械が損耗し、損傷する。そこでこれら損耗や損傷を未然に防止するため、コンタミ量を監視するコンタミチェッカが各種知られる。例えば電磁気式、分光式、照射光減衰式等が有る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来のコンタミチェッカでは次のような問題点がある。
（ａ）電磁気式はインラインで使用でき、簡便かつ安価であるが、鉄やニッケル等の強磁性体のコンタミしか検出できない。即ち他の銅等の金属、ジーゼルエンジンでのカーボン、混入燃料の硫黄分、外部から進入した土砂等の無機質や有機質等を検出することができないという問題がある。
（ｂ）一方、分光式や照射光減衰式等は、総てのコンタミを成分ごとに精密検査できる。ところがこれらは分析室用の大掛かりなコンタミチェッカであり、場積を要し、検査に熟練を要し、高価であり、またインラインで使用できないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、油中のコンタミを材質に係わらずインラインで検出できるコンタミチェッカを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び効果】
上記目的を達成するために本発明に係わるコンタミチェッカは、例えば図１を参照して説明すれば、第１に、(a) 液圧回路３の液圧情報を検出する第１液圧検出器４ａと、(b) 液圧回路３に取着される取着部４３と、液圧検知部４２と、取着部４３から液圧検知部４２までの間に設けられて取着部４３から導入された液圧回路３からの液圧Ｐ2の大小に応じて容積を変化可能とされた液圧導入部４５とを有し、さらに、取着部と液体導入部との間に絞りを有し、この絞りがコンタミによる目詰まり部位であり、液圧検知部４２により液圧導入部４５の液圧情報を検出する第２液圧検出器４ｂと、(c) 第１、第２液圧検出器４ａ、４ｂから夫々の液圧情報を受け、夫々の液圧情報の差を演算し、この差を液圧回路３中のコンタミ情報とする信号を外部へ出力する演算器５とを有することを特徴としている。
【０００６】
上記のコンタミチェッカによれば、次のような効果を奏する。同じく図 1を参照して説明する。第２液圧検出器４ｂは液圧回路３からの液圧Ｐo の大小に応じて容積を変化可能とされた液圧導入部４５を有している。このため、第２液圧検出器４ｂは液圧Ｐoが変化する都度、液圧回路３の液が取着部４３を経て液圧導入部４５に出入する。従って油中にコンタミが発生していると、液の出入に伴い、コンタミが主に貫通孔４３ａに堆積する。一方、第１液圧検出器４ａは液圧回路３の液圧情報をそのまま検出する。従って第１、第２液圧検出器４ａ、４ｂが検出する液圧情報は、時刻的な差や液圧の大小的な差を生ずるようになる。本発明は、演算器５がこれら差を演算し、この差を液圧回路３中のコンタミ情報とする信号を外部へ出力する。即ち、上記のコンタミチェッカによれば、在来の第１液圧検出器４ａと、液圧Ｐ2の大小に応じて容積を変化可能とされた液圧導入部４５を有する第２液圧検出器４ｂと、演算器５とでなる簡便な構成だけで、液中のコンタミ量を材質に係わらず外部へ出力できる。尚、液圧回路３を有する例えば各種車両は、マイコン等の演算器を搭載しているのが普通であるが、このような演算器を多少バージョンアップするだけで上記演算器５を構成できる。
【００１４】
また、取着部４３と液体導入部４５との間に絞り４６を有することにより、目詰まりを促進することができる。つまり上記のコンタミチェッカにおいて、液中にコンタミが発生したときは、これを早期に、顕著に、かつ正確に検出できるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態及び実施例】
本発明の第１実施例を図１〜図５を参照し説明する。図１はコンタミチェッカの模式回路図である。同図１に示すように、油圧源１から油圧式アクチュエータ２までの油圧回路３には第１油圧検出器４ａと、第２油圧検出器４ｂとが装着されている。第１、第２油圧検出器４ａ、４ｂは例えばマイコン等でなる演算器５に電気的に接続され、演算器５はこの演算器５からの入力情報を外部へ報知可能な例えば警報機、ＣＲＴ等の表示器等、点灯ランプ等の出力器６に電気的に接続されている。
【００１８】
第２油圧検出器４ｂは、図２に示す通り、ブリッジ回路４１（尚、図２は側面図であるから、ブリッジ回路４１自体は図示されない）を表面にパターニングした油圧検知部なるダイヤフラム４２を有し、このダイヤフラム４２が油圧回路３からの油圧Ｐo を受けてこの油圧Ｐo の大小に応じて歪むときのブリッジ回路４１の出力値を検出値とする歪ゲージ式油圧検出器である。但し、詳しくは次の通り。
【００１９】
第２油圧検出器４ｂは前記ダイヤフラム４２なる油圧検知部４２と、油圧回路３の管路に設けた雌ねじに螺合されるべく外周に雄ねじを形成されて内部に油圧回路３の管路から前記油圧検知部４２へ向けて形成された貫通孔４３ａを有する取着部４３と、弾性部材４４を収蔵して油圧検知部４２と取着部４３との間に設けられた油圧導入部４５とから構成される。弾性部材４４はその内部に油が浸入しないものが選択使用される。
【００２０】
一方、第１油圧検出器４ａは、上記第２油圧検出器４ｂの構成から弾性部材４４を除いた油圧検出器である。つまり第１油圧検出器４ａは在来の油圧検出器でとなっている。
【００２１】
上記構成の第１、第２油圧検出器４ａ、４ｂの作用上の相違点を図３を参照し説明する。油圧回路３の油圧Ｐo は油圧式アクチュエータ２の負荷変動に応じて常時変化している。このため第２油圧検出器４ｂの弾性部材４４の体積は前記油圧Ｐo の変化を受けて常時変化している。この結果、油圧回路３の油圧Ｐo が変化する都度、油圧導入部４５の容積（詳しくは、油圧導入部４５自体の容積と、弾性部材４４の体積との差）が常時変化する。従って油圧回路３の油圧Ｐo が変化する都度、油圧回路３の油が取着部４３の貫通孔４３ａを経て油圧導入部４５に出入するようになる。そして油中にコンタミが発生していると、前記油の出入に伴い、前記コンタミが主に貫通孔４３ａに堆積するようになる。つまり油中にコンタミが発生すると、貫通孔４３ａが漸次目詰まりするようになる。一方、第１油圧検出器４ａは、油圧回路３の油圧Ｐo が変化しても油圧導入部４５内の容積が変化しない。このため貫通孔４３ａに油の流れが無く、従って油中にコンタミが発生していても、貫通孔４３ａにコンタミが目詰まりするようなことがない。つまり第１油圧検出器４ａでの油圧導入部４５内の油圧Ｐ1 は静的にも動的にも常時、油圧回路３の油圧Ｐo に一致していると見做せる。第１油圧検出器４ａは、この油圧Ｐ1 （＝Ｐo ）を検出している。一方、第２油圧検出器４ｂは上記の通りコンタミが貫通孔４３ａに目詰まりするため、油圧回路３の油圧Ｐo が変化する都度、貫通孔４３ａを流れる単位時間当たりの油量が目詰まり量に応じて変化するようになる。つまり第２油圧検出器４ｂでは、油圧回路３の油圧Ｐo が変化すると（特に急激に変化すると）、油圧導入部４５内の油圧Ｐ2 が油圧回路３の液圧Ｐo と同圧（Ｐ2 ＝Ｐo ）となるまでに、目詰まり量に応じた時間遅れΔｔが生ずる。第２油圧検出器４ｂは、このような油圧Ｐ2 （≦Ｐo ）を検出している。貫通孔４３ａが完全に目詰まりすれば、第２油圧検出器４ｂで検出される油圧Ｐ2 は極めて低い値又は検出不能となる（Ｐ2 ＜Ｐo ）。
【００２２】
尚、上記構成の第１、第２油圧検出器４ｂでは、さらに次のような作用上の相違点を生ずる場合も有る。図４を参照して説明する。油圧回路３は高圧による油器損傷を防止するため、油圧回路３全体の最高油圧（リリーフ圧Ｐo.max ）を規制するためのリリーフ弁（図１での油圧源１に含まれるため図示せず）を備えている。従って油圧式アクチュエータ２が過負荷となると、油圧回路３の油圧Ｐo がリリーフ圧Ｐo.max となる。このときリリーフ弁にもよるが、通常のものは、同図４に示すように、油圧回路３にリリーフ圧Ｐo.max を越える立上がりピーク圧Ｐopが生ずる（Ｐop＞Ｐo.max ）。このピーク圧Ｐopは、第１油圧検出器４ａではそのまま検出されるが（Ｐ1 ＝Ｐ1p＝Ｐop）、第２油圧検出器４ｂでは弾性部材４４の体積変化によって幾分かが吸収されて低くなって検出される（Ｐ2 ＝Ｐ2p＜Ｐop、Ｐ2p＜Ｐ1p、従ってＰ1 ＞Ｐ2 ）。
【００２３】
尚、ピーク圧Ｐopを生じない高精度のリリーフ弁も有り、またピーク圧Ｐopを完全に吸収する弾性部材４４も各種準備できるが、説明を容易にするため第１実施例及び詳細を後述する他の実施例では、ピーク圧Ｐopを発生するリリーフ弁を備える油圧回路３とし、かつピーク圧Ｐ2p（＜Ｐ1p）を完全に吸収しない弾性部材４４を備える第２油圧検出器４ｂであるものする。
【００２４】
そこで演算器５は次に述べる処理（これを詳細を後述する他の処理と区分するため第１処理とする）を行う。演算器５は、予め基準油圧Ｐs と基準時間Δｔs とを記憶している。そこで演算器５は、図５に示すように、第１油圧検出器４ａで検出した油圧Ｐ1 が前記基準油圧Ｐs になったとき（Ｐ1 ＝Ｐs ）から油圧回路３の油圧Ｐo が昇降して第２油圧検出器４ｂで検出した油圧Ｐ2 が前記基準油圧Ｐs になるとき（Ｐ2 ＝Ｐs ）までの時間Δｔ1 を演算する。上記第１、第２油圧検出器４ａ、４ｂの作用上の相違点の説明から明らかなように、この時間Δｔ1 が大きい程、取着部４３の貫通孔４３ａに堆積したコンタミ量（即ち、油圧回路３内のコンタミ量）は多くなる。そこでこの時間Δｔ1 を基準時間Δｔs と比較し、「Δｔ1 ＞Δｔs 」であるとき、「油圧回路３中のコンタミ量が危険量となっている」との意味付け信号を出力器６に入力する。
【００２５】
尚、一回限りの演算や出力器６への入力であるならば、例えば立上がり又は立下がり初めの油圧Ｐo が基準油圧Ｐs にほぼ等しいときは、仮に「Δｔ1 ＞Δｔs 」に相当する目詰まりが生じていても時間Δｔ1 が短いために目詰まりを検出できない。但し、本第１実施例での演算器５は図１に示した通り油圧回路３にインラインで備えられ、上記第１処理を連続処理するため、「Δｔ1 ＞Δｔs 」に相当する目詰まりが生じてさえおれば、演算の複数回目において、必ず「Δｔ1 ＞Δｔs 」の事象は現れる。具体的には油圧式アクチュエータ２の負荷変動による油圧回路３の油圧Ｐo の変化は極めて頻発するから、「Δｔ1 ＞Δｔs 」に相当する目詰まりが生じてさえおれば、数秒〜数分で目詰まりを探知できる。
【００２６】
尚、上記比較において、演算器５が「Δｔ1 ＞Δｔs 」に相当した時間Δｔ1 よって目詰まり量自体（即ち、油圧回路３のコンタミ量自体）を演算して出力器６に入力することもできる。この場合、演算器５に予め時間Δｔ1 とコンタミ量との相関テーブルや相関関数（コンタミ量＝ｆ（Δｔ1 ））等を記憶させておき、演算器５はこれらテーブルや相関関数に前記時間Δｔ1 を当て嵌め又は代入することによって油圧回路３中のコンタミ量自体を示す信号を出力器６に入力し、出力器６は具体的なコンタミ量を出力することができる。尚、この第１処理において、演算器５が「Δｔ1 ＞Δｔs 」に相当した時間Δｔ1 のみ複数ｎ記憶し、これらの平均値Δｔ1aを求め（Δｔ1a＝（ΣΔｔ1 ）／ｎ）、この平均値Δｔ1aを用いれば、より正確な目詰まり量を出力器６に入力可能となる。
【００２７】
尚、演算器５は例えば次の第２処理、第３処理のように処理を行っても良い。図６、図７を参照し説明する。
【００２８】
第２処理は次の通り。演算器５は、予め基準油圧差ΔＰs1を記憶している。そこで演算器５は、図６に示すように、同時刻ｔo における第１油圧検出器４ａで検出した油圧Ｐ1 と、第２油圧検出器４ｂで検出した油圧Ｐ2 との油圧差ΔＰ（＝｜Ｐ1 −Ｐ2 ｜）を演算する。上記第１、第２油圧検出器４ａ、４ｂの作用上の相違点の説明から明らかなように、この油圧差ΔＰが大きい程、取着部４３の貫通孔４３ａに堆積したコンタミ量（即ち、油圧回路３内のコンタミ量）は多くなる。そこでこの油圧差ΔＰを前記基準油圧差ΔＰs1と比較し、「ΔＰ＞ΔＰs1」であるとき、「油圧回路３中のコンタミ量が危険量となっている」との意味付け信号を出力器６に入力する。
【００２９】
尚、一回限りの演算ならば、「ΔＰ＞ΔＰs1」に相当する目詰まりが生じていても、時刻ｔo によっては目詰まりを検出できないこともある。ところが、本第１実施例の演算器５は図１に示した通り油圧回路３にインラインで備えられ上記第２処理を連続処理するため、同時刻ｔo に「ΔＰ＞ΔＰs1」に相当する目詰まりが生じてさえおれば、演算の複数回数目において、必ず「ΔＰ＞ΔＰs1」の事象が現れる。具体的には油圧式アクチュエータ２の負荷変動による油圧回路３の油圧Ｐo の変化は極めて頻発するから、同時刻ｔo に「ΔＰ＞ΔＰs1」に相当する目詰まりが生じてさえおれば、数秒〜数分で目詰まりを探知できる。
【００３０】
尚、上記比較において、演算器５が「ΔＰ＞ΔＰs1」に相当した油圧差ΔＰよって目詰まり量自体（即ち、油圧回路３のコンタミ量自体）を演算して出力器６に入力することもできる。この場合、演算器５に予め油圧差ΔＰとコンタミ量との相関テーブルや相関関数（コンタミ量＝ｆ（ΔＰ））等を記憶させておき、演算器５は、これらテーブルや相関関数に前記油圧差ΔＰを当て嵌め又は代入することによって油圧回路３中のコンタミ量自体を示す信号を出力器６に入力し、出力器６は具体的なコンタミ量を出力できる。尚、この第２処理において、演算器５が「ΔＰ＞ΔＰs1」に相当した油圧差ΔＰのみ複数ｎ記憶し、これらの平均値ΔＰa を求め（ΔＰa ＝（ΣΔＰ）／ｎ）、この平均値ΔＰa を用いれば、より正確な目詰まり量を出力器６に入力可能となる。
【００３１】
第３処理は次の通り。演算器５は予め基準油圧差ΔＰs2を記憶している。そこで演算器５は、図７に示すように、時刻に係わらず、ともかく第１、第２油圧検出器４ａ、４ｂから最大油圧Ｐ1 、Ｐ2 （即ち、ピーク圧Ｐ1 （＝Ｐ1p）、ピーク圧Ｐ2 （＝Ｐ2p））を受けてこれらの油圧差ΔＰ（＝｜Ｐ1 −Ｐ2 ｜）を演算する。上記第１、第２油圧検出器４ａ、４ｂの作用上の相違点の説明から明らかなように、この油圧差ΔＰが大きい程、取着部４３の貫通孔４３ａに堆積したコンタミ量（即ち、油圧回路３内のコンタミ量）は多くなる。そこでこの油圧差ΔＰを前記基準油圧差ΔＰs1と比較し、「ΔＰ＞ΔＰs2」であるとき、「油圧回路３中のコンタミ量が危険量となっている」との意味付け信号を出力器６に入力する。
【００３２】
本第３処理では、一回の演算でも、基本的には「ΔＰ＞ΔＰs2」に相当する目詰まりを検出できる。但し、本第１実施例の演算器５は前記の通り油圧回路３にインラインで備えられ、本第３処理を連続処理するため、「ΔＰ＞ΔＰs2」に相当する油圧差ΔＰのみ複数ｎ記憶し、これらを平均ΔＰa （＝（ΣΔＰ）／ｎ）し、この平均値ΔＰa を用いれば、より正確な目詰まり量を出力器６に入力できる。
【００３３】
以下、他の実施例（ａ）〜（ｇ）を項目列記する。
【００３４】
（ａ）演算器５は上記第１〜第３処理例を夫々単独で行う必要はなく、これらの幾つか又は総てを例えば順次演算した後、夫々の平均値や中央値を算出し、その演算結果を出力器６に入力してもよい。このようにすると、検出精度がさらに向上する。また演算器５に対し、切換え信号をマニュアル的に入力し、夫々の演算結果なる各信号を出力器６へ個別入力し、出力器６から外部へこれらを適宜形式で個別出力させる等してもよい。
【００３５】
（ｂ）上記第１実施例では、第１、第２油圧検出器４ａ、４ｂは夫々１個ずつ備えたが、複数備えてもよい。このようにすると、検出精度が向上する。特に第２油圧検出器４ａは複数備えることが望ましい。また第２油圧検出器４ｂを油圧回路３の各所に夫々設置し、これにより設置箇所ごとのコンタミ量を把握できるようになる。また第１、第２油圧検出器４ａ、４ｂは上記第１実施例のように、同一形式とする必要もない。
【００３６】
（ｃ）第２油圧検出器４ｂは、図８に示すように、取着部４３と油圧導入部４５との間に絞り４６を有することが望ましい。このようにすると、コンタミによる目詰まりを促進でき、早期にコンタミ量を検出できる。絞り４６の形状は、一旦、目詰まりしたコンタミが容易に目詰まり部位から離脱しないように、例えば油圧導入部４５側に向けて開口面積が漸増するようなテーパ形状に整形するのがよく、また絞り４６の内壁に凹凸等の引っかけ部位を設ける等するのが望ましい。尚、互いに内径が異なる絞り４６を有する第２油圧検出器４ｂを油圧回路３に複数設けることにより、演算器５はコンタミのサイズ毎の検出も行えるようになり、検出をより広範囲かつ高精度に行えるようになる。
【００３７】
（ｄ）第２油圧検出器４ｂは、上記第１実施例の図２では、弾性部材４４を油圧導入部４５に浮遊させたものとしたが、例えば図９に示すように、油圧導入部４５の内周に挿嵌したリング状の弾性部材４４でもよい（例えば、ゴム製Ｏリング）。また第２油圧検出器４ｂを例えば図１０に示すようなアキュームレータと同構成としてもよい。即ち、同図１０に示すように、油圧導入部４５を伸縮可能な弾性部材４４によって取着部４３側と油圧検知部４２側との２室に仕切ると共に、油圧検知部４２側の室を空気等のガスで封入し密閉する。このようにすると、油圧回路３の油圧Ｐo が変化したとき、弾性部材４４が前記油圧変化に応じて密閉側である油圧検知部４２側の室に油圧Ｐo を伝えて油圧検知部４２は油圧Ｐ2 を検出する。一方、貫通孔４３ａには油の流れが生じてコンタミ量に則した目詰まりが生ずるからである。
【００３８】
（ｅ）第２油圧検出器４ｂは、上記第１実施例の図２では、油圧導入部４５内に弾性部材４４を遊嵌したが、図１１に示すように、油圧導入部４５の側面に貫通孔を設け、この孔内に外周を封止したダンパプレート４７を嵌装してもよい。このようにすると、油圧回路３の油圧Ｐo が変化する都度、ダンパプレート４７が内外方向に振動して油圧回路３の油が油圧導入部４５に出入りする。即ち、ダンパプレート４７は上記弾性部材４４と同じ効果をもたらす。
【００３９】
（ｆ）第２油圧検出器４ｂは、上記各実施例では弾性部材４４を収蔵したが、弾性部材４４を収蔵することなく、油圧検知部なるダイヤフラム４２の剛性を第１油圧検出器４ａのダイヤフラム４２の剛性よりも大幅に弱くし、油圧Ｐo を受けたとき大きく歪むものとしてもよい。
【００４０】
（ｇ）第２油圧検出器４ｂは、上記各実施例では歪ゲージ式液圧検出器としたが、検出油圧情報を電気的に演算器５に入力可能とされたブルドン管式油圧検出器でもよい。これはブルドン管が油圧回路３の油圧Ｐo の大小に応じて撓み、この撓み量を油圧に変換する油圧検出器だからである。つまりブルドン管式油圧検出器は、油圧回路３の油圧Ｐo が変化する都度、ブルドン管に油圧回路３の油が出入りする。つまりブルドン管が上記弾性部材４４と同じ容積変化の作用をもたらすからである。尚、ブルドン管式油圧検出器では、ブルドン管の油圧回路３への取付け部等に前記絞り６４を設け、コンタミによる目詰まりを促進させることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例なるコンタミチェッカの模式回路図である。
【図２】第２油圧検出器の一部断面の側面図である。
【図３】第１、第２油圧検出器による検出油圧の差を示すグラフである。
【図４】第１、第２油圧検出器による検出ピーク油圧の差を示すグラフである。
【図５】第１制御例を説明するグラフである。
【図６】第２制御例を説明するグラフである。
【図７】第３制御例を説明するグラフである。
【図８】他の第２油圧検出器の一部断面の側面図である。
【図９】他の第２油圧検出器の一部断面の側面図である。
【図１０】他の第２油圧検出器の一部断面の側面図である。
【図１１】他の第２油圧検出器の一部断面の側面図である。
【符号の説明】
３  液圧回路
４ａ  第１液圧検出器
４ｂ  第２液圧検出器
４２  液圧検知部
４３  取着部
４５  液圧導入部
４６  絞り
５  演算器
Ｐ1 、Ｐ2   液圧
Ｐ1p、Ｐ2p  ピーク液圧
ΔＰ  液圧差
Ｐs   基準液圧
ｔo   時刻
Δｔ1   時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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