(57)【要約】      （修正有）【課題】検知速度が速く、異物の確認のために装置を停止・分解することなく、流体中の異物を検出できる磁性異物検出装置を提供する。【解決手段】電磁コイル１４を備えた磁性材料のフィルタ１５に、一定値以上のフィルタ差圧で開口すると同時に電磁コイル１４への通電を遮断するバイパス弁１６を並列に設けた構成を１セットとし、２セット以上をろ過粒子サイズが小さくなる順に直列に接続する。バイパス弁１６が開口し、一定時間後再度閉口することで磁性異物の存在を推測できる。さらに、開口したセットの粒子サイズから磁性異物が機器の破損によるものか摩耗によるものか推測できる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
液圧装置の液圧回路または流体タンクに接続し、液圧装置の流体取込み機構と、流体に含まれる異物の検出機構を備えた異物検出装置において、前記検出機構を、電磁コイルを備えた磁性材料で形成されたフィルタと、前記フィルタの差圧が一定値以上になると開口すると同時に警告信号の発信と前記電磁コイルへの通電を遮断する機構を備えたバイパス弁を前記フィルタに並列に設けるよう構成したことを特徴とする磁性異物検出装置。
【請求項２】
前記検出機構の前記バイパス弁の上流または下流にバイパスフィルタを直列に接続したことを特徴とする請求項１記載の磁性異物検出装置。
【請求項３】
前記検出機構の前記フィルタと前記バイパス弁の下流側合流点より下流に前記フィルタのろ過粒子サイズと同等の第２フィルタを直列に接続したことを特徴とする請求項１または２記載の磁性異物検出装置。
【請求項４】
前記検出機構の前記第２フィルタを、電磁コイルを備えた磁性材料で形成したことを特徴とする請求項３記載の磁性異物検出装置。
【請求項５】
前記検出機構の前記フィルタと前記バイパス弁の組を１セットとし、フィルタのろ過粒子サイズを順次小さくしたフィルタを用いたセットを２セット以上、ろ過粒子サイズが小さくなる順に直列に接続したことを特徴とする請求項１記載の磁性異物検出装置。
【請求項６】
前記検出機構の前記フィルタと前記バイパス弁と前記バイパスフィルタの組を１セットとし、フィルタのろ過粒子サイズを順次小さくしたフィルタを用いたセットを２セット以上、ろ過粒子サイズが小さくなる順に直列に接続したことを特徴とする請求項２記載の磁性異物検出装置。
【請求項７】
前記検出機構の前記フィルタと前記バイパス弁と前記第２フィルタの組を１セットとし、フィルタのろ過粒子サイズを順次小さくしたフィルタを用いたセットを２セット以上、ろ過粒子サイズが小さくなる順に直列に接続したことを特徴とする請求項３または４記載の磁性異物検出装置。
【請求項８】
前記検出機構の前記フィルタと前記バイパス弁と前記電磁コイルを備えた磁性材料で形成したフィルタの組を１セットとし、フィルタのろ過粒子サイズを順次小さくしたフィルタを用いたセットを２セット以上、ろ過粒子サイズが小さくなる順に直列に接続したことを特徴とする請求項３または４記載の磁性異物検出装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、流体中の異物検出に係わり、特に磁性異物の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機、車両、産業用機械等に用いられる液圧装置は、装置内を流れる流体により駆動される液圧モータ、液圧シリンダ等の液圧アクチュエータや液圧ポンプ、制御弁などの液圧機器を含んだ液圧回路から構成されている。この液圧回路を流れる流体には固形微粒子（以下、異物と称す）、水分、エアなど液圧装置に悪影響を与える異物が混入している。異物として作動液の劣化生成物や金属加工粉、液圧機器の摺動部から生じる金属磨耗粉、損傷による破片などの金属異物があり、中でも液圧機器の摺動部隙間の寸法とほぼ同じ大きさの粒子（５〜５０μｍ）の異物は、摺動部を異常磨耗や固着させ液圧装置の動作不良を招く。さらに、大きな異物の場合は機器の破損による場合があり、航空機、車両等では重大事故を招く。
【０００３】
従って、前記流体中の異物による液圧装置の動作不良が生じる前に、流体の清浄化や交換および機器の保守を行う時期を見極めるために流体中の異物検知作業が行われてきた。
【０００４】
異物検知には、古くは専門家による流体のサンプリング、分析機関における分析、アフターサービスセンターへのフィードバックなど一連の手続きで膨大な費用と期間を要したが、近年ではセンサー技術の発展に伴いオンラインで異物を検知する方式が一般的である。
【０００５】
図９に、磁性異物の検知センサーとして一般に用いられるチップ・ディテクタ１００を、配管１１０中を矢印Ａの方向に流れる流体１１１中に装着した状態が示されている。磁性材料の六角柱部材の一方の端面中心部より軸方向に円筒穴１０４を穿孔したケース１０１と、一方の先端を円錐状に形成し、周囲を絶縁材１０３で囲みケース１０１と電気的に絶縁された磁性材料のロッド１０２と、ケース１０１の円筒穴１０４と絶縁材１０３の間に嵌合された環状磁石１０５と、ケース側電気端子１０６とロッド側電気端子１０７から構成されている。ケース１０１の磁石取り付け側外周には、配管用ねじ１０８が形成され、ねじの根元にはシール部材１０９が装着されている。
【０００６】
以上のとおり構成されたチップ・ディテクタ１００は、通常液体ポンプの出口や歯車減速機ケースの底部、液圧装置の配管途中や液体タンクの底部に装着される。流体がチップ・ディテクタ１００を通過するとき流体中の磁性異物１１２は内部の環状磁石１０５により吸着され堆積する。堆積物によってロッド１０２とケース１０１が連通すると、ケース１０１とロッド１０２に設けられた電気端子１０６、１０７間が導通し、電気端子に接続された警報灯（図省略）が点灯することで異常を検出する。
【０００７】
また、複数の環状永久磁石と環状ヨークを、交互に配列し且つ隣接する永久磁石の同極同士を向い合せて棒状マグネットの外筒内に収容し、各永久磁石の外周部にコイルを巻き付けて磁場を形成し、磁性体金属異物や非磁性体金属異物の吸着、離脱、近傍通過による磁場の変化から検出する方式が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−８０１０７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に使用されているチップ・ディテクタは液体ポンプの出口や歯車減速機ケースの底部、液圧装置の配管途中や液体タンクの底部に装着されるため、磁性異物が通過することが多く、吸着、堆積して検知するのが遅れる。また、異常検出時にチップ・ディテクタを取り外して磁性異物の種類や状況を判定する必要があるため手間がかかる。さらに磁場の変化を分析して検知する方式は分析装置が必要でありコストかかかる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するため本考案は、液圧装置の液圧回路または流体タンクに接続し、液圧装置の流体取込み機構と、流体に含まれる異物の検出機構を備えた異物検出装置において、前記検出機構を、電磁コイルを備えた磁性材料で形成されたフィルタと、前記フィルタの差圧が一定値以上になると開口すると同時に警告信号の発信と前記電磁コイルへの通電を遮断する機構を備えたバイパス弁を前記フィルタに並列に設けたものである。
【００１１】
また、前記検出機構を１セットとし、フィルタのろ過粒子サイズを順次小さくしたフィルタを用いたセットを２セット以上、ろ過粒子サイズが小さくなる順に直列に接続した構成としてもよい。
【００１２】
以上の構成により、磁化されたフィルタを通過する流体中の磁性異物はフィルタのろ過粒子サイズに関係なく磁化されたフィルタに捕獲される。目詰まりによりフィルタ差圧が一定値以上になるとバイパス弁が開口し、警告信号の発信と同時に電磁コイルへの通電が遮断されるのでフィルタの磁性がなくなる。磁性異物はフィルタから解放され、フィルタのろ過粒子サイズより小さいサイズの磁性異物はフィルタを通過する。従ってフィルタの差圧が下がりバイパス弁が再び閉じることで流体中に磁性異物が存在していることを推測することができる。
【００１３】
また、フィルタのろ過粒子サイズを順次小さくしたフィルタを用いたセットを２セット以上、ろ過粒子サイズが小さくなる順に直列に接続することにより、バイパス弁が一度開口し再び閉じたセットのろ過粒子サイズから磁性異物の大きさを推測し、磁性異物が機器の破損によるものか、摩耗によるものかを推測することができる。
【考案の効果】
【００１４】
本考案は、全量の被検査流体を通すので検出が速く、また装置を停止・分解することなく磁性異物の存在と破損によるものか摩耗によるものかの推測が可能である。さらに高価で複雑な磁場の分析装置を使用することなく磁性異物や非磁性異物の検出・除去が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の実施の形態の構成図で、磁性異物検出装置の系統図とシステム構成を示すブロック図を併記した図である。
【図２】本考案の変形例を示す系統図とシステム構成を示すブロック図を併記した図である。
【図３】本考案の検出機構の変形例を示すブロック図である。
【図４】本考案の検出機構の変形例を示すブロック図である。
【図５】本考案の検出機構の変形例を示すブロック図である。
【図６】本考案の検出機構の変形例を示すブロック図である。
【図７】本考案の検出機構の変形例を示すブロック図である。
【図８】本考案の検出機構の変形例を示すブロック図である。
【図９】従来品の構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本考案の実施の形態について説明する。図１は本考案の実施の形態の構成図で、検査対象の液圧装置を含む磁性異物検出装置の系統図とシステム構成を示すブロック図を併記した図である。
【００１７】
磁性異物検出装置１は、図１に示すとおり液圧装置３０の流体取込み機構２と、被検査流体に含まれる異物の検出機構３と、検出機構３からの信号を制御する制御器４と、制御器４の出力を表示する表示器５から構成されている。
【００１８】
液圧装置３０は、装置内を流れる流体により駆動される液圧モータ、液圧シリンダ等の液圧アクチュエータや液圧ポンプ、制御弁などの液圧機器を含んだ流体を循環させる動力源を備えた液圧回路部３１（詳細図略）と流体を滞留させておく流体タンク部３２から構成されており、流体の送り出しポート３３と流体の戻りポート３４が備えられている。
【００１９】
被検査流体の流体取込み機構２は、検出機構３の入口と出口を連通するバイパス流路６と、被検査流体を検出機構３側の流路７のいずれに導くかを選択する方向切換弁８と、方向切換弁８を作動する操作スイッチ９と、流体取込み機構２の入口ポート１０と、出口ポート１１と、入口配管１２と、出口配管１３とから構成されている。
【００２０】
検出機構３は、複数の検出セットから構成される。本実施例では２個の検出セットから構成されている。すなわち第１検出セット１７は、電磁コイル１４を備えた磁性材料で形成されたフィルタ１５と、フィルタ１５の差圧が一定値以上になると開口すると同時に電気信号Ｓ１を発信する機構（図示せず）を備えたバイパス弁１６をフィルタ１５に並列に接続されており、第２検出セットは、電磁コイル１８を備え、フィルタ１５のろ過粒子サイズより小さいろ過粒子サイズの磁性材料で形成されたフィルタ１９と、フィルタ１９の差圧が一定値以上になると開口すると同時に電気信号Ｓ２を発信する機構（図示せず）を備えたバイパス弁２０をフィルタ１９に並列に接続されている。そして第２検出セット２１を第１検出セット１７の下流に直列に設けて構成されている。
【００２１】
以上のとおり構成された磁性異物検出装置１の動作を図１により説明する。流体取込み機構２の入口ポート１０および出口ポート１１と液圧回路部３１の送り出しポート３３および戻りポート３４をそれぞれ入口配管１２と出口配管１３で接続する。磁性異物検出装置１が停止中は取込まれた被検査流体はバイパス流路６を通って液圧回路部３１との間を循環している。
【００２２】
操作スイッチ９をオンにすると、方向切換弁８が被検査流体を検出機構３側の流路７に切換え、同時に第１検出セット１７と第２検出セット２１の電磁コイル１４と１８が通電され、フィルタ１５と１９が磁化される。
【００２３】
第１検出セット１７に流入した被検査流体は、磁化されたフィルタ１５によりろ過粒子サイズに関係なく磁性異物を捕獲し、さらにろ過粒子サイズより大きいサイズの非磁性異物を捕獲する。第２検出セット２１にはフィルタ１５のろ過粒子サイズより小さい非磁性異物が通過する。
【００２４】
第１検出セット１７のフィルタ１５の差圧が目詰まりによりバイパス弁１６の設定圧より高くなるとバイパス弁１６が開口し、被検査流体は全量第２検出セット２１に流入する。同時にバイパス弁１６から電気信号Ｓ１が制御器４に送られ、電磁コイル１４は通電が遮断されてフィルタ１５の磁性は無くなる。
【００２５】
フィルタ１５の磁性が無くなることによりそれまで捕獲していた磁性異物の内、フィルタ１５のろ過粒子サイズより小さな磁性異物は第２検出セット２１に流出する。第２検出セット２１のフィルタ１９はろ過粒子サイズに関係なく磁性異物を捕獲し、同時にフィルタ１９のろ過粒子サイズより大きいサイズの非磁性異物を捕獲する。
【００２６】
フィルタ１５の磁性が無くなっている間、捕獲されていたフィルタ１５のろ過粒子サイズより小さい磁性異物はフィルタ１５を通過し、一定時間後にはフィルタ１５の差圧が低下してバイパス弁１６が再び閉じる場合は、フィルタ１５のろ過粒子サイズより小さいサイズの磁性異物が存在したことが推測される。閉じない場合は、ろ過粒子サイズより大きな磁性異物または非磁性異物またはその混在が推測される。
【００２７】
第２検出セット２１のバイパス弁２０が第１検出セット１７のバイパス弁１６より早く開口した場合は、フィルタ１５のろ過粒子サイズより小さいサイズの非磁性異物の存在が推測される。第２検出セット２１のバイパス弁２０が開口後再び閉じる場合は、第１検出セットで捕獲しきれなかったフィルタ１５のろ過粒子サイズより小さい磁性異物の存在が推測される。
【００２８】
すなわち、本考案の磁性異物検出装置１は、バイパス弁が一度開口し、一定時間後再度閉じた場合、磁性異物の存在を推測することができ、さらに、フィルタのろ過粒子サイズを順次小さくしたセットを複数段直列に接続することにより、磁性異物の粒子サイズの推測から液圧装置３０内の機器の破損による磁性異物か摩耗による磁性異物かを推測するものである。
【００２９】
本考案が提供する磁性異物検出装置の特徴は以上のとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されるのもではない。例えば、図２に示すとおり流体取込み機構２の方向切換弁８に代えてモータ付ポンプ２２を検出機構３側の流路７に設け、バイパス流路６を省略することも可能である。モータ付ポンプ２２は操作スイッチ９をオンすることにより流体タンク部３２から被検査流体を取込むことが可能である。
【００３０】
また、図３に第１検出セット１７の例で示すとおり、バイパス弁１６の上流または下流（図３では下流）にバイパスフィルタ２４を直列に接続することも可能である。このことによりバイパス弁１６が開口してもバイパスフィルタ２４により、磁性・非磁性に限らずろ過粒子サイズより大きい異物を捕獲できる。
【００３１】
さらに、図４に第１検出セット１７の例で示すとおり、フィルタ１５とバイパス弁１６との合流点より下流にフィルタ１５と同等のろ過粒子サイズの第２フィルタ２５を設けることも可能である。このことによりバイパス弁１６が開口しても第２フィルタ２５により、磁性・非磁性に限らずろ過粒子サイズより大きい異物を捕獲できる。
【００３２】
さらに、図５に第１検出セット１７の例で示すとおり、第２フィルタ２５を、図示されていない制御器により制御される電磁コイル２６を備えた磁性材料で形成することもできる。このことにより、バイパス弁１６が開口しても磁化された第２フィルタ２５により全ての粒子サイズの磁性異物とろ過粒子サイズより大きい非磁性異物を捕獲することができる。
【００３３】
さらに、図６に示すとおり図３の構成を第１検出セット１７とし、フィルタ１５のろ過粒子サイズより小さいろ過粒子サイズのフィルタ１９を用いた第２検出セット２１を第１検出セット１７の下流に直列に接続することも可能である。このことにより、バイパス弁の開口した検出セットのろ過粒子サイズから破損によるものか摩耗によるものかの推測ができるとともに、バイパス弁１６、２０から流出した異物を再度バイパスフィルタ２４、２８で捕獲できる。
【００３４】
さらに、図７に示すとおり図４の構成を第１検出セット１７とし、フィルタ１５のろ過粒子サイズより小さいろ過粒子サイズのフィルタ１９を用いた第２検出セット２１を第１検出セット１７の下流に直列に接続することも可能である。このことにより、バイパス弁の開口した検出セットのろ過粒子サイズから破損によるものか摩耗によるものかの推測できるとともに、バイパス弁１６、２０から流出した異物を再度第２フィルタ２５、２７で捕獲できる。
【００３５】
さらに、図８に示すとおり図５の構成を第１検出セット１７とし、フィルタ１５のろ過粒子サイズより小さいろ過粒子サイズのフィルタ１９を用いた第２検出セット２１を第１検出セット１７の下流に直列に接続することも可能である。このことにより、バイパス弁の開口した検出セットのろ過粒子サイズから破損によるものか摩耗によるものかの推測できるとともに、バイパス弁１６、２０から流出した磁性異物を再度第２フィルタ２５、２７で捕獲できる。
【符号の説明】
【００３６】
１  磁性異物検出装置
２  流体取込み機構
３  検出機構
４  制御器
５  表示器
６  バイパス流路
７  流路
８  方向切換弁
９  操作スイッチ
１０  入口ポート
１１  出口ポート
１２  入口配管
１３  出口配管
１４  電磁コイル
１５  フィルタ
１６  バイパス弁
１７  第１検出セット
１８  電磁コイル
１９  フィルタ
２０  バイパス弁
２１  第２検出セット
２２  モータ付ポンプ
２４  バイパスフィルタ
２５  第２フィルタ
２６  電磁コイル
２７  第２フィルタ
２８  バイパスフィルタ
２９  電磁コイル
３０  液圧装置
３１  液圧回路部
３２  流体タンク部
３３  送り出しポート
３４  戻りポート
Ｓ１  電気信号
Ｓ２  電気信号
【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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