(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、
被オイル交換体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、
前記被オイル交換体内に注入する新オイルを収納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、他方を可逆ポンプ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、
新オイル注入時、前記可逆ポンプを停止し、前記管路切換手段を閉止した後も前記液面センサーより排出される新オイルの行き過ぎ量を記憶した記憶手段と、
前記可逆ポンプのオン・オフ及び管路切換手段の開閉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被オイル交換体に挿入した時に、前記被オイル交換体内入っている廃オイルの初期液面レベルを検出し記憶する工程と、
前記可逆ポンプを抜取方向に駆動すると共に前記管路切換手段を切り換え、前記抜取管路のみが開となるようにし、前記被オイル交換体内の廃オイルを前記廃オイルタンク内に抜き取る工程と、
前記抜取工程初期の所定時間内の液面変化を前記液面センサーにて初期液面変化率として検出する工程と、
前記初期液面変化率に基づき、前記被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状を読み込む工程と、
廃オイル抜取中に前記液面センサーで検出される液面に変化がなくなると、前記可逆ポンプを注入方向に切換駆動すると共に前記管路切換手段を切り換え、前記注入管路のみが開となるようにし、前記新オイルタンク内の新オイルを前記被オイル交換体内に注入する工程と、
前記読み込んだ被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状と記憶手段に記憶されている行き過ぎ量とに基づき、最終的に新オイルの注入液面レベルが前記初期液面レベルと略一致するよう、初期液面レベルより適宜下回る液面レベルにて前記可逆ポンプを停止させると共に前記管路切換手段を閉止する工程と、
を有することを特徴とするオイル交換装置。
【請求項２】
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、
被オイル交換体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、
前記被オイル交換体内に注入する新オイルを収納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、他方を可逆ポンプ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、
新オイル注入時、前記可逆ポンプを停止し、前記管路切換手段を閉止した後も前記液面センサーより排出される新オイルの行き過ぎ量を記憶した記憶手段と、
前記可逆ポンプのオン・オフ及び管路切換手段の開閉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被オイル交換体に挿入した時に、前記被オイル交換体内入っている廃オイルの初期液面レベルを検出し記憶する工程と、
前記可逆ポンプを抜取方向に駆動すると共に前記管路切換手段を切り換え、前記抜取管路のみが開となるようにし、前記被オイル交換体内の廃オイルを前記廃オイルタンク内に抜き取る工程と、
前記抜取工程初期の所定時間内の液面変化を前記液面センサーにて初期液面変化率として検出する工程と、
前記初期液面変化率に基づき、前記被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状を読み込む工程と、
廃オイル抜取中に前記液面センサーで検出される液面に変化がなくなると、前記可逆ポンプを注入方向に切換駆動すると共に前記管路切換手段を切り換え、前記注入管路のみが開となるようにし、前記新オイルタンク内の新オイルを前記被オイル交換体内に注入する工程と、
新オイル注入中に、前記被オイル交換体よりオーバーフローすることがないよう、前記液面センサーで検出される液面レベルが前記初期液面レベルに近付くにつれ、前記可逆ポンプの回転速度を徐々に減速し、前記読み込んだ被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状と記憶手段に記憶されている行き過ぎ量とに基づき、最終的に新オイルの注入液面レベルが前記初期液面レベルと略一致するよう、初期液面レベルより適宜下回る液面レベルにて前記可逆ポンプを停止させると共に前記管路切換手段を閉止する工程と、
を有することを特徴とするオイル交換装置。
【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に使用されているオイルの交換を行な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、既存のエンジンオイル交換機などを流用して、ポンプで抜き取った後、新オイルを目視にて液面位置を確認しながらポンプで徐々に注入していくか、抜き取ったオイルを別途設けたロードセル等の重量計で計量して同量の新オイルを自動的に注入する方法、または、抜き取りのみの機能を備えた専用機にて、リザーブタンク内の廃オイルをポンプで抜き取った後、目視にて液面位置を確認しながら新オイルをオイルジョッキなどで徐々に注入していく方法、さらに、比較的小さい能力のポンプとノズルに光センサーを備えた専用機にて、廃オイルを抜き取った後、新オイル注入時センサー部まで液面が上昇してきたら注入を停止する方法などがとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、既存のエンジンオイル交換機では、交換するオイル量がかなり多いため、交換機が備えているポンプ能力が比較的大きいものである。しかしながらパワーステアリングオイル用リザーブタンクの容量は小さいものであるため、いくらロードセルを使用して抜取量と注入量を同量としようとしても、注入量が行き過ぎてしまい、新オイルを注入する場合にオーバーフローを起こしてしまう危険性があった。
【０００４】
また、パワーステアリングオイルはその性質上エンジンオイルのように頻繁に交換を要するオイルではないため、たとえ、ポンプ能力を下げ、ロードセルを備えたエンジンオイル交換機を改良してパワーステアリングオイルを交換する装置にしたとしても、そのコストは高価となってしまうため、装置の償却を考えると、わりにあわないものとなってしまう。
【０００５】
さらに、抜き取りのみを行なう専用機では、注入時には液面を目視にて確認しながらの面倒な作業となるばかりか、リザーブタンクはタンク側面から液面が見える樹脂製のものもあるが、鉄製で中が目視できない構造のものもあり、さらに樹脂製のものが液面を確認できるといっても、タンク周面に汚れが付着していたり、薄暗い場所では液面を確認するのは非常に困難となるため、正確な注入を行なうのはほとんど無理なことであり、ときには前述の場合と同様、オーバーフローを起こしてしまい、周辺機器にオイルがかかってしまうことがあった。
【０００６】
さらにまた、比較的小さい能力のポンプとノズルに光センサーを備えた専用機を使用すると、新オイル注入時には確かに光センサーまで新オイルの液面が上昇した時に注入を停止させることはできるが、液面を検出する光センサーとノズルとの位置関係が常に一定であり、ノズルの挿入深さ、つまり光センサーの位置によって新オイル注入終了時の液面位置も決まってしまうので、ノズルの挿入深さによっては、新オイルの注入液面を正規の高さにできない場合があり、この場合には廃オイル抜き取り前のノズル挿入時に光センサーの挿入位置を事前に目視にて液面に合わせておく必要が生じてしまう。
【０００７】
本発明は前記の様な問題点を解消できる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。
【０００８】
【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、被オイル交換体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、前記被オイル交換体内に注入する新オイルを収納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、他方を可逆ポンプ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、新オイル注入時、前記可逆ポンプを停止し、前記管路切換手段を閉止した後も前記液面センサーより排出される新オイルの行き過ぎ量を記憶した記憶手段と、前記可逆ポンプのオン・オフ及び管路切換手段の開閉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被オイル交換体に挿入した時に、前記被オイル交換体内入っている廃オイルの初期液面レベルを検出し記憶する工程と、前記可逆ポンプを抜取方向に駆動すると共に前記管路切換手段を切り換え、前記抜取管路のみが開となるようにし、前記被オイル交換体内の廃オイルを前記廃オイルタンク内に抜き取る工程と、前記抜取工程初期の所定時間内の液面変化を前記液面センサーにて初期液面変化率として検出する工程と、前記初期液面変化率に基づき、前記被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状を読み込む工程と、廃オイル抜取中に前記液面センサーで検出される液面に変化がなくなると、前記可逆ポンプを注入方向に切換駆動すると共に前記管路切換手段を切り換え、前記注入管路のみが開となるようにし、前記新オイルタンク内の新オイルを前記被オイル交換体内に注入する工程と、前記読み込んだ被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状と記憶手段に記憶されている行き過ぎ量とに基づき、最終的に新オイルの注入液面レベルが前記初期液面レベルと略一致するよう、初期液面レベルより適宜下回る液面レベルにて前記可逆ポンプを停止させると共に前記管路切換手段を閉止する工程と、を有する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。
【０００９】
また、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、被オイル交換体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、前記被オイル交換体内に注入する新オイルを収納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、他方を可逆ポンプ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、新オイル注入時、前記可逆ポンプを停止し、前記管路切換手段を閉止した後も前記液面センサーより排出される新オイルの行き過ぎ量を記憶した記憶手段と、前記可逆ポンプのオン・オフ及び管路切換手段の開閉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被オイル交換体に挿入した時に、前記被オイル交換体内入っている廃オイルの初期液面レベルを検出し記憶する工程と、前記可逆ポンプを抜取方向に駆動すると共に前記管路切換手段を切り換え、前記抜取管路のみが開となるようにし、前記被オイル交換体内の廃オイルを前記廃オイルタンク内に抜き取る工程と、前記抜取工程初期の所定時間内の液面変化を前記液面センサーにて初期液面変化率として検出する工程と、前記初期液面変化率に基づき、前記被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状を読み込む工程と、廃オイル抜取中に前記液面センサーで検出される液面に変化がなくなると、前記可逆ポンプを注入方向に切換駆動すると共に前記管路切換手段を切り換え、前記注入管路のみが開となるようにし、前記新オイルタンク内の新オイルを前記被オイル交換体内に注入する工程と、新オイル注入中に、前記被オイル交換体よりオーバーフローすることがないよう、前記液面センサーで検出される液面レベルが前記初期液面レベルに近付くにつれ、前記可逆ポンプの回転速度を徐々に減速し、前記読み込んだ被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状と記憶手段に記憶されている行き過ぎ量とに基づき、最終的に新オイルの注入液面レベルが前記初期液面レベルと略一致するよう、初期液面レベルより適宜下回る液面レベルにて前記可逆ポンプを停止させると共に前記管路切換手段を閉止する工程と、を有する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。
【００１０】
【作用】
まずオイル交換前に被オイル交換体内の廃オイルの初期液面レベルをノズルを兼ねた筒状の静電容量式液面センサーにて検出し確認する。オイル交換作業中はポンプの回転数を常に一定に保持し廃オイル抜取り初期の所定時間内の液面変化を検出して被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状を読み取っておく。抜取りから注入に移り、前記被オイル交換体の初期液面レベル付近の形状と事前に記憶しておいた注入行き過ぎ量とに基づき、最終的に新オイルの注入液面レベルが初期液面レベルと略一致するよう、初期液面レベルより適宜下回る液面レベルにてポンプを停止させると共に管路切換手段を閉止する。以上によりリザーブタンクの種類、容量、形状などにかかわらず、正確に正規の液面レベルまで新オイルを注入できる。
【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ると共に、ここでは、パワーステアリングオイルを交換する時の説明図となっている。
【００１２】
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には抜取管路４及び注入管路５が連接されている。
【００１３】
また、前記両管路４、５には管路切換手段たる電磁弁６、７、８、９及び正転逆転可能な可逆ポンプ１０が介装されており、それらの各電源線が制御手段１１に接続されている。
【００１４】
さらに、本体外の両管路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１２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１３内に挿入される。ところで、液面センサー１２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センサー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１２の要部断面図で、ノズル部を兼ねる部分は金属性の内筒１４であり、この内筒１４根本部には前記の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１４で行な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１５がそれぞれ絶縁性のガイド１６、１７に固定されており、これら内筒１４と外筒１５とで所謂コンデンサーを形成していて、オイルが外筒１５に穿設された前記長孔から内筒１４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１４及び外筒１５の先端部は絶縁性の円筒形支持具１８にて支持されており、内筒１４と外筒１５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１８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１７の内部には、内筒１４と外筒１５に配線した充放電を繰返し行なうための発振回路１９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と外筒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１１からは発振回路１９に電源線２０が、逆に発振回路１９からは充放電の繰返しをパルス数に変換して制御手段１１に送るための信号線２１が配線されている。
【００１９】
ところで、制御手段１１は基本的には前記したような電気的接続により、液面センサー１２からの信号に基づき、電磁弁６、７、８、９及び可逆ポンプ１０の制御を行なうものであるが、他に可逆ポンプ１０にかかる電圧を検出する電圧検出手段、該電圧検出手段の検出値に基づき、可逆ポンプ１０にかかる電圧を一定にして、可逆ポンプ１０の回転数を一定に保持する電圧昇降手段、前記定電圧状態での新オイル注入時、可逆ポンプ１０を停止し、各電磁弁６、７、８、９を閉止した後も液面センサー１２より排出される新オイルの行き過ぎ量を記憶した記憶手段、を含む従来周知のマイクロコンピュータ等からなるものである。
【００２０】
次に実施例の使用法及び動作について説明する。
【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１２をパワーステアリングオイル用リザーブタンク１３内に挿入し、スタートスイッチ（図示せず）を押すと、その時のリザーブタンク１３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１２内の発振回路１９から信号線２１を通じて制御手段１１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１２には電源線２０を通じて電圧がかけられていて、発振回路１９からパルス信号が送られてきているが、スタートスイッチが押されるまでは、制御手段１１ではその信号を無視するようになっている。）、制御手段１１ではそのパルス数を初期液面レベルとして記憶すると共に、制御手段１１は電磁弁６、７を開いて可逆ポンプ１０を抜取方向に回転駆動させる。
【００２２】
すると、リザーブタンク１３内の廃オイルが内筒１４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】
この時、車両のエンジンは前述したようにアイドリング状態であるので、リザーブタンク１３にはパワーステアリングの油圧系統から送り出されてくる廃オイルが入ってきているので、油圧系統を循環していた廃オイルもこの抜取工程で抜き取られるのである。
【００２４】
また、この抜取り開始から所定時間内の液面変化が液面センサー１２にて検出され、制御手段１１に導入される。この時、制御手段１１内の電圧検出手段及び電圧昇降手段により可逆ポンプ１０は一定回転を保持されているため、制御手段１１では、この時間内の液面変化率により、リザーブタンク１３の口元付近の形状が正確に読み込まれ、一旦記憶される。
【００２５】
これは図３に示すようなリザーブタンクＸ、Ｙ、Ｚの場合を例にして説明すると、次のようになる。
【００２６】
Ｘのリザーブタンクの場合では口元付近の形状は内径が一定で細くなっているので、液面変化率は大きく変化率は一定、Ｙの場合では内径は一定であるがＸのものより太くなっているので、液面変化率は小さく変化率は一定、Ｚの場合は内径が上部では細く下部では太くなっているので、液面変化率は初めは大きく途中から小さくなり変化率は２段階に変化する。よって抜取り開始から所定時間後の液面レベルはそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとなり、このような液面変化率の違いによりリザーブタンク１３の口元付近の形状が読み込まれるのである。
【００２７】
やがて、リザーブタンク１３内の廃オイルが少なくなり、液面が液面センサー１２先端の支持具１８周面に開けられた丸孔より下がると（ここで支持具１８に開けられた孔が底面だけであると、油圧系統内のほとんどのオイルが吸われてしまうことになり、油圧系統になんらかの悪影響が出てしまうので、液面が下がりきらない位置である支持具１８周面に孔を開けてある。）、内筒１４からは空気が吸われることとなり、発振回路１９から制御手段１１に送られてくるパルス数が変化しなくなる。
【００２８】
制御手段１１では、このパルス数が所定以上変化しなくなった時点から内蔵のタイマーにて計時を開始して、所定時間が経過すると、抜取終了と判断して、電磁弁６、７を閉じ、代わりに電磁弁８、９を開くと共に、可逆ポンプ１０を注入方向に反転駆動させる。
【００２９】
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１４を通って、リザーブタンク１３内に注入され注入工程の開始となる。
【００３０】
注入工程が開始されると、リザーブタンク１３内の液面は次第に上昇してくるが、リザーブタンク１３の内径がかなり細いものなので、液面上昇速度はかなり速いものとなり、可逆ポンプ１０の回転速度を段階的に落していかないと、オーバーフローしてしまう危険性がある。
【００３１】
よって、本実施例では、液面センサー１２をリザーブタンク１３に挿入する前のパルス数（制御手段１１に予め登録されている。）と、挿入時記憶した初期液面レベルに対応するパルス数のと差を１００％とし、注入途中その差が６０％になった時を第１液面レベルとし、ポンプ回転速度を初期注入回転速度の５０％にまで落し、差が８０％になった時を第２液面レベルとし、以降１００％に到達するまではポンプ回転速度を初期注入回転速度の３０％として段階的に液面上昇速度を抑えながら注入していくようになっている。
【００３２】
しかしながら、可逆ポンプ１０を停止して、電磁弁８、９を閉じたとしても慣性エネルギーの関係で新オイルはしばらく排出され続けるので、このまま注入を続け、液面センサー１２で検出される液面が制御手段１１に記憶されている初期液面レベルと一致した時に可逆ポンプ１０を止め、電磁弁８、９を閉じたとしたら、初期液面レベルよりもオーバーしてしまい、最悪リザーブタンク１３から溢れてしまうおそれがある。
【００３３】
よって、制御手段１１に記憶されていた、可逆ポンプ１０を停止し電磁弁８、９を閉じた後も排出される新オイルの行き過ぎ量（図３のＸ、Ｙ、Ｚの斜線部）と、先に読み取っておいたリザーブタンク１３の口元形状に基づき、例えばＸの形状のものであれば液面がａになった時、Ｙの形状のものであれば液面がｂになった時、Ｚの形状のものであれば液面がｃになった時に、それぞれ可逆ポンプ１０を停止し、電磁弁８、９を閉じるようにして、最終的に新オイルの注入レベルが初期液面レベルと略一致するように制御している。
【００３４】
尚、本実施例では、抜取と注入を自動的に継続して行なう自動コースの説明を行なったが、液面センサーからのパルス数を無視して行なう手動による抜取及び注入の単独コースを併設できるのはいうまでもない。
【００３５】
また、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。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、パワーステアリングオイルなどのように管路漏れがない限りほとんどオイル量が変化しないオイルを交換する場合には、新オイルの注入の際に目視による確認も不要であり、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、可逆ポンプの回転を常に一定に保持すると共に、廃オイル抜取初期に液面センサーにより時間の経過に伴って液面がどのように変化していくのかを検出して、リザーブタンクの口元形状を正確に読み込み、新オイルの注入時にはポンプの回転速度を段階的に落していった後、注入時における新オイルの行き過ぎ量及び前記読み取った口元形状に基づき初期液面レベルよりも適宜位置下がった液面レベルにて注入を終了させているので、新オイルを交換前の液面と略一致した液面まで正確に注入でき、オーバーフローの心配がない。
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。
【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】種々のリザーブタンクの口元付近の形状を示す説明図である。
【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
６、７、８、９  切換手段
１０  可逆ポンプ
１１  制御手段
１２  液面センサー
１３  リザーブタンク
１４  内筒
１５  外筒
【図１】
0003665689.tif 000002
【図２】
0003665689.tif 000003
【図３】
0003665689.tif 000004