(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
適宜一定間隔を有して二重の筒状に形成されたノズル兼用の静電容量式の液面センサーと、
リザーブタンク内の廃オイルを抜取り収容しておくための廃オイルタンクと、前記リザーブタンク内に注入する新オイルを収容しておくための新オイルタンクと、
一方を前記液面センサーに接続し、他方をモーターで駆動されるポンプ手段及び管路切換手段を介して前記廃オイルタンク及び新オイルタンクに連接した抜取及び注入管路と、
注入する全新オイル量を設定する設定手段と、
前記液面センサーからの検出値に基づき、前記ポンプ手段の発停及び管路切換手段の切換を制御する制御手段とで構成され、
前記液面センサーを前記リザーブタンク内に挿入した時に、前記リザーブタンク内に入っている廃オイルの液面レベルを検出し、初期液面レベルとして記憶する工程と、
前記抜取管路を開いて、前記液面センサーが予め記憶された所定液面を検出するまで、前記リザーブタンク内の廃オイルを前記廃オイルタンク内に抜き取る抜取工程と、
前記注入管路を開いて、前記液面センサーが前記初期液面レベルを検出するまで前記新オイルタンク内の新オイルを前記リザーブタンク内に注入する注入工程と、
前記設定手段で設定された注入する全新オイル量を前記ポンプ手段の単位時間当たりの定格吐出量及び前記注入工程に要した時間で除し、その値をオイル交換回数として演算する演算工程と、
前記演算結果に基づき、１回毎のオイル交換を所定時間間隔をおいて複数回繰り返す工程と
を有することを特徴とするパワステオイル交換装置。
【請求項２】
前記注入工程の最終回の注入工程以外は前記液面センサーが前記初期液面レベルより所定量だけ高い液面を検出するまで新オイルを注入する注入工程とした請求項１記載のパワステオイル交換機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主として給油所や整備工場などに設置され、自動車のパワーステアリングオイルなどの交換を行うオイル交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来では、例えばパワーステアリングオイル用リザーブタンク内のオイルを交換する方法として、流量計やロードセルなどの計量装置を備えた既存のトルコンオイル交換機などを流用し、ノズルをリザーブタンク内に挿入し、エンジンをアイドリングしながら抜取と注入を複数回繰り返してパワーステアリングのリザーブタンクを含む油圧系統内のオイルを交換する方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トルコンオイル交換機で複数回の交換を行うと、一回毎の抜取終了のタイミングは、流量計やロードセルを使用している関係から、抜取量が変化しなくなった時、つまりノズルから空気を吸い込んだ時となり、一回交換する毎にリザーブタンク内のオイルは空となってパワーステアリングの油圧系統内に空気が入り込むことになってしまい、交換後のパワーステアリングの油圧動作が保証できないものであった。
【０００４】
また、一回の抜取量を多くしてなるべく交換回数を減らすために、トルコンオイル交換機では、一回目の注入量を一回目の抜取量と同量ではなくて所定量多く注入するようにしているが、トルコンオイル交換機で使用されているポンプは交換オイル量の関係からその能力を大きくしているものであり、さらに、パワーステアリングのリザーブタンクはトルコンのオイルパンのように容量の大きいものではなく、径の細いものなので、そのままこの方法を応用してしまうと、リザーブタンクからオイルが溢れ出てしまう危険性があった。
【０００５】
本発明は前記のような問題点を解消できるパワステオイル交換装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、適宜一定間隔を有して二重の筒状に形成されたノズル兼用の静電容量式の液面センサーと、リザーブタンク内の廃オイルを抜取り収容しておくための廃オイルタンクと、前記リザーブタンク内に注入する新オイルを収容しておくための新オイルタンクと、一方を前記液面センサーに接続し、他方をモーターで駆動されるポンプ手段及び管路切換手段を介して前記廃オイルタンク及び新オイルタンクに連接した抜取及び注入管路と、注入する全新オイル量を設定する設定手段と、前記液面センサーからの検出値に基づき、前記ポンプ手段の発停及び管路切換手段の切換を制御する制御手段とで構成され、前記液面センサーを前記リザーブタンク内に挿入した時に、前記リザーブタンク内に入っている廃オイルの液面レベルを検出し、初期液面レベルとして記憶する工程と、前記抜取管路を開いて、前記液面センサーが予め記憶された所定液面を検出するまで、前記リザーブタンク内の廃オイルを前記廃オイルタンク内に抜き取る抜取工程と、前記注入管路を開いて、前記液面センサーが前記初期液面レベルを検出するまで前記新オイルタンク内の新オイルを前記リザーブタンク内に注入する注入工程と、前記設定手段で設定された注入する全新オイル量を前記ポンプ手段の単位時間当たりの定格吐出量及び前記注入工程に要した時間で除し、その値をオイル交換回数として演算する演算工程と、前記演算結果に基づき、１回毎のオイル交換を所定時間間隔をおいて複数回繰り返す工程とを有するパワステオイル交換装置を提供することを要旨とするものである。
【０００７】
また、前記注入工程の最終回の注入工程以外は前記液面センサーが前記初期液面レベルより所定量だけ高い液面を検出するまで新オイルを注入する注入工程とした前記パワステオイル交換装置を提供することを要旨とするものである。
【０００８】
【作用】
車両のエンジンをアイドリング状態とし、交換装置にて注入する全新オイル量を設定し、液面センサーを兼ねたノズルをリザーブタンク内に挿入し、初期液面レベルを前記液面センサーにて検出して記憶させ、リザーブタンク内の廃オイルをパワーステアリング油圧系統に空気が混入しない程度の液面を前記液面センサーにて検出するまで抜き取り、前記初期液面レベルを検出するまで新オイルを注入し、前記全新オイル量をポンプの定格注入量及び今回の注入に要した時間で除し、その値をオイル交換回数（小数点以下は適宜丸める）として演算記憶させ、その値に基づいて以降の交換を所定時間間隔をおいて自動的に繰り返し実行させる。このため径の細いリザーブタンクを持つパワーステアリングの油圧系統内の全オイルを正確かつ安全に、また効率良く交換できる。
【０００９】
また、新オイルを注入するときに注入終了のタイミングを初期液面レベルよりも上回る液面を検出した時とすれば（リザーブタンクから溢れない程度）、前記演算により求めた交換回数より少なくなる場合があり、交換時間の短縮を図ることが可能となる。
【００１０】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施例であるオイル交換装置の全体構成図であり、本体１内には抜き取った廃オイルを収納する廃オイルタンク２と、注入する新オイルを収納する新オイルタンク３とがそれぞれ配設されており、それぞれのタンク２、３には抜取り管路４及び注入管路５が連接されている。
【００１２】
本体１上部外面には、操作部６が設けられており、エンジンをアイドリングした状態で複数回オイル交換を行い、パワーステアリング油圧系統内の全オイルを自動的に交換するための全自動選択スイッチ２９と、エンジンを止めた状態で１回だけパワーステアリングのリザーブタンク２０内のオイルを自動的に交換するための自動選択スイッチ７と、抜取及び注入をそれぞれ手動とするための抜取選択スイッチ８及び注入選択スイッチ９と、全自動、自動、抜取、注入の各選択スイッチが選択された後、各工程を実行及び中止させるためのスタートスイッチ１０及びストップスイッチ１１とが配設されている。
【００１３】
また、前記両管路４、５には管路切換手段たる電磁弁１３、１４、１５、１６及び正転逆転可能なモーター駆動の可逆ポンプ１７が介装されており、操作部６からの各スイッチ入力を受ける従来周知のマイクロコンピュータからなる制御手段１８に制御され、管路４、５を切り換えたり、可逆ポンプ１７の回転方向を変えたりできるようになっている。
【００１４】
本体１外の両管路４、５は、柔軟性のある可撓性ホースとなっており、その先端は、適宜一定間隔を有して二重の筒状に形成されたノズル兼用の静電容量式の液面センサー１９に接続されていて、オイル交換時には図示したようにパワーステアリングオイル用リザーブタンク２０内に挿入されるものであるが、液面センサー１９外筒周面軸方向には略全長にわたり長孔が穿設されており、粘性のあるオイルでも容易に液面センサー１９内にオイルが出入りできるようになっている。
【００１５】
図２は液面センサー１９の要部断面図で、ノズル部を兼ねる部分は金属製の内筒２１であり、この内筒２１根本部には前記可撓性ホースの先端が接続されており、オイルの抜取・注入がこの内筒２１で行えるようになっている。
【００１６】
また、その外周に適宜一定間隔を有してやはり金属製の外筒２２がそれぞれ絶縁性のガイド２３、２４に固定されており、これら内筒２１と外筒２２とで所謂コンデンサーを形成していて、オイルが外筒２２に穿設された前記長孔から内筒２１との間に速やかに入り込み、液面レベルの変化に追従して前記コンデンサーによる静電容量がやはり速やかに変化しうるものとなっている。
【００１７】
さらに、内筒２１及び外筒２２の先端部は絶縁性の円筒形支持具２５にて支持されており、内筒２１と外筒２２が金属製のリザーブタンクに触れてショートしないようにしているものであると同時に、支持具２５には底面と底部周面に複数の孔が設けられていて、この孔がオイル通路となるようにしてある。
【００１８】
ガイド２４の内部には、内筒２１と外筒２２に配線した充放電を繰り返し行うための発振回路２６が設けられており（液面レベルの変化に伴い変化する内筒２１と外筒２２の静電容量変化を充放電の時間間隔の変化としてとらえ、その変化をパルス信号の変化として出力する回路である。）、さらに制御手段１８からは発振回路２６に電源線２７が、逆に発振回路２６からは充放電の繰り返しをパルス数に変換して制御手段１８に送るための信号線２８が配線されている。
【００１９】
次に実施例の使用法及び動作について、図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００２０】
ところで、オイルの交換方法としては、複数回の交換を自動的に行う全自動交換、１回の交換を自動的に行う自動交換、抜取と注入をそれぞれ手動で行う手動交換があるが、ここでは、本発明の主旨であるところの全自動でオイル交換を行う場合について説明する。
【００２１】
まず、作業者が、車両のエンジンをアイドリングしたままの状態で、ノズル兼用の液面センサー１９をパワーステアリングオイル用リザーブタンク２０内に挿入し、全自動選択スイッチ２９を押した後（ステップ１）、スタートスイッチ１０を押すと（ステップ２）、その時のリザーブタンク２０内の廃オイルの液面レベルに対応したパルス信号が、液面センサー１９内の発振回路２６から信号線２８を通じて制御手段１８に送られてくるので（装置の電源が投入されている時は常時液面センサー１９には電源線２７を通じて電圧がかけられていて、発振回路２６からパルス信号が送られてきているが、スタートスイッチ１０が押されるまでは、制御手段１８ではその信号を無視するようになっている。）、制御手段１８はそのパルス数を初期液面レベルＡとして記憶し（ステップ３）、電磁弁１３、１４を開いて可逆ポンプ１７を抜取方向に回転駆動させる（ステップ４）。
【００２２】
すると、リザーブタンク２０内の廃オイルが内筒２１及び抜取管路４を通って廃オイルタンク２内に抜き取られてきて抜取工程の開始となる。
【００２３】
やがて、リザーブタンク２０内の廃オイルが少なくなり、液面センサー１９が予め記憶されていた所定液面Ｂ（リザーブタンク２０内のオイルがなくなり、油圧系統内に空気が入り込まない位置であり、車種により異なる様々なリザーブタンクへの油圧配管を考慮した位置である。）を検出すると（ステップ５）、制御手段１８では、抜取終了と判断して、電磁弁１３、１４を閉じ、代わりに電磁弁１５、１６を開くと共に、可逆ポンプ１７を注入方向に反転駆動させる（ステップ６）。
【００２４】
すると、新オイルタンク３内の新オイルが注入管路５及び内筒２１を通って、リザーブタンク２０内に注入され注入工程の開始となる。
【００２５】
そして、やがて液面センサー１９が初めに記憶していた初期液面レベルＡを検出すると（ステップ７）、その信号を受けた制御手段１８は、電磁弁１５、１６を閉じると共に可逆ポンプ１７を停止させ（ステップ８）、注入工程終了となり、初めに入っていた廃オイルの液面レベルと同じ液面レベルＡまで新オイルを注入できるのである。
【００２６】
今回の交換は１回目であり（ステップ９）、この時全交換回数を決定するために、制御手段１８では、全自動で注入する全新オイル量（この量は交換開始前に前記各スイッチの特別な操作により設定することが可能であるが詳細は省略する。）を可逆ポンプ１７の単位時間当たりの吐出量及び今回注入に要した時間で除し、小数点以下を適宜丸め（交換を必ず２回以上行うことを前提とすると、小数点以下がどのような数値であろうと全て切り上げとすればよく、その他四捨五入、切り捨て等を行い、必ず整数値にできるのであれば、どのような丸め方でもよい。）、全交換回数Ｎを得（ステップ１０）、今回の交換がＮ回目であるか判断し（ステップ１１）、Ｎ回に達していなければ、リザーブタンク２０内に注入された新オイルと油圧系統内の一部廃オイルとが車両側のポンプにより入れ替わるのを待つため、そのまま本装置は停止状態に保持され、制御手段１８に抱かれているタイマーで所定時間Ｔがカウントされた後（ステップ１２）、再び前述の交換動作に移る。
【００２７】
このようにして交換動作が複数回繰り返し行われ、全交換回数がＮ回に達した時点で全行程を終了するようになっている。
【００２８】
尚、上記実施例では各回毎の抜き取る廃オイル量と注入する新オイル量を同量としているが、注入する全新オイル量は変えずに、１回毎に注入する新オイル量を多くする請求項２の装置を採用すれば、交換回数をなるべく少なくすることも可能であり、その実施例を図４に基づき以下に説明する。
【００２９】
装置自体の構成は先の実施例と同様であるので、異なる制御方法について説明すると、まず、作業者が、車両のエンジンをアイドリングしたままの状態で、ノズル兼用の液面センサー１９をパワーステアリングオイル用リザーブタンク２０内に挿入し、全自動選択スイッチ２９を押した後（ステップ１）、スタートスイッチ１０を押すと（ステップ２）、その時のリザーブタンク２０内の廃オイルの液面レベルに対応したパルス信号が、液面センサー１９内の発振回路２６から信号線２８を通じて制御手段１８に送られてくるので、制御手段１８はそのパルス数を初期液面レベルＡとして記憶し（ステップ３）、電磁弁１３、１４を開いて可逆ポンプ１７を抜取方向に回転駆動させる（ステップ４）。
【００３０】
すると、リザーブタンク２０内の廃オイルが内筒２１及び抜取管路４を通って廃オイルタンク２内に抜き取られてきて抜取工程の開始となる。
【００３１】
やがて、リザーブタンク２０内の廃オイルが少なくなり、液面センサー１９が予め記憶されていた所定液面Ｂを検出すると（ステップ５）、制御手段１８では、抜取終了と判断して、電磁弁１３、１４を閉じ、代わりに電磁弁１５、１６を開くと共に、可逆ポンプ１７を注入方向に反転駆動させる（ステップ６）。
【００３２】
すると、新オイルタンク３内の新オイルが注入管路５及び内筒２１を通って、リザーブタンク２０内に注入され注入工程の開始となる。
【００３３】
そして、先の実施例では、液面センサー１９が初めに記憶していた初期液面レベルＡを検出した時点で注入行程の中止となるようにしていたが、今回はなるべく注入量を多くするため、初期液面レベルＡプラス予め記憶されていた液面レベルａ（リザーブタンク２０から新オイルが溢れない程度）を検出したとき（ステップ７）、その信号を受けた制御手段１８は、電磁弁１５、１６を閉じると共に可逆ポンプ１７を停止させ（ステップ８）、注入工程終了となり、１回目の交換が完了する（ステップ９）。
【００３４】
ここで、全交換回数を決定するために、制御手段１８では、全自動で注入する設定済みの全新オイル量を可逆ポンプ１７の単位時間当たりの吐出量及び今回注入に要した時間で除し、小数点以下を適宜丸め、全交換回数Ｎを得（ステップ１０）、リザーブタンク２０内に注入された新オイルと油圧系統内の一部廃オイルとが車両側のポンプにより入れ替わるのを待つため、そのまま本装置は停止状態に保持され、制御手段１８に抱かれているタイマーで所定時間Ｔがカウントされた後（ステップ１１）、今回の交換がＮ−１回目（最終交換回の１回前）であるか判断し（ステップ１２）、Ｎ−１回に達していなければ、再び前述の交換動作に移り、交換動作を複数回繰り返す。
【００３５】
やがて、交換回数がＮ−１回に達すると、次は最終回の交換となり、交換終了後の液面を規定の液面レベル、つまり初期液面レベルにしなければならないので、抜取行程は前述と同様に行われるが（ステップ１３、１４）、注入行程開始後（ステップ１５）、液面センサー１９が初期液面レベルＡを検出した時点で（ステップ１６）注入を終了するようにしてある（ステップ１７）。
【００３６】
ところで、ここでは可逆ポンプ１７を使用すると共に、抜取管路４と注入管路５を一部共通としているが、廃オイルと新オイルとのオイル交換中の混ざりを厳密に防止するため、高価にはなるが、抜取管路と注入管路を別々に配管しそれぞれに専用のポンプを設けた構造としてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、パワーステアリング用リザーブタンクのオイルを交換する場合には、従来の方法に比較して、溢れさせたりする危険がなく、作業者の手をほとんど煩わすことなく、短時間且つ正確にオイル交換を行なえる。
また、ノズルと液面センサーとを兼用した構造としているので、従来のロードセル等の重量計を用いるものに比較し安価に製作できる。
また、オイル交換を自動的に複数回繰り返し行うので、リザーブタンク内の廃オイルだけでなく、パワステの油圧系統内の廃オイルをも交換することができ、１回交換の場合と比較して、顧客に十分満足してもらえるものであり、使用者にとっても作業の軽減になる。
また、廃オイルの１回毎の抜き取りを、リザーブタンク内の全廃オイルの抜き取りではなく、パワステの油圧系統内に空気が入り込まない程度としているので、オイル交換中に油圧系統内に空気が入り込むことがなく、パワステ機構に何ら悪影響を及ぼすことがない。
また、請求項２のものでは、オイル交換の最終回以外の新オイルの注入は初期液面レベルよりも高い位置までとしているので、交換回数を減らすことができ、作業の効率アップにつながるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるオイル交換装置の全体構成図である。
【図２】同装置の液面センサーの要部断面図である。
【図３】同装置の請求項１の作動を説明するフローチャートである。
【図４】同装置の請求項２の作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２  廃オイルタンク
３  新オイルタンク
４  抜取管路
５  注入管路
１３、１４、１５、１６  切換手段
１７  可逆ポンプ
１８  制御手段
１９  液面センサー
２０  リザーブタンク
２１  内筒
２２  外筒
２９  全自動選択スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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