(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性で断面円を形成する内壁面を有したパイプに、オイルをエアによって該パイプの内壁面に沿わせて流すシステムにおける当該パイプを流れるオイルを検出するパイプを流れるオイルの検出方法であって、
上記パイプの外側であって１つの断面円の中心を中心とする円周上に該パイプ内に光を照射する発光部と該発光部から照射され該パイプを通過した光を受光する受光部とを設け、該受光部の光の受光に基づいて該パイプを流れるオイルを検出するパイプを流れるオイルの検出方法において、
上記パイプの上記発光部及び受光部の位置する部分を弧状に曲げ、上記オイルを該曲げられた該パイプの最も曲率半径の小さい内側の内壁面の軌道上に沿って主に流れるようにして検出することを特徴とするパイプを流れるオイルの検出方法。
【請求項２】
上記発光部の発光面に対して垂直関係にありかつ上記断面円の中心を通る発光面垂線と、上記受光部の受光面に対して垂直関係にありかつ上記断面円の中心を通る受光面垂線とのなす角度θが６０°〜１１０°の内角範囲になるようにするとともに、上記発光面垂線と上記受光面垂線との上記内角範囲の間に、上記断面円上の上記軌道の軌道点を位置させて、上記発光部及び上記受光部を配置したことを特徴とする請求項１記載のパイプを流れるオイルの検出方法。
【請求項３】
上記発光面垂線と上記受光面垂線とのなす角度θを９０°に設定し、
上記断面円の中心と該断面円上の上記軌道の軌道点とを結ぶ線を基準線として、該基準線と上記発光面垂線とのなす角度αを２０°〜８０°に設定したことを特徴とする請求項２記載のパイプを流れるオイルの検出方法。
【請求項４】
上記発光部の発光面をパイプの直径よりも小さい幅を有して構成したことを特徴とする請求項２または３記載のパイプを流れるオイルの検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性のパイプにオイルをエアによって流すシステムにおいて、パイプを流れるオイルを検出するパイプを流れるオイルの検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、透光性のパイプにオイルをエアによって流すシステムとして、例えば、エア源から供給されるエアを利用しオイルをパイプに供給するオイル供給部と、エア源から供給されるエアをパイプに供給するエア供給部とを備え、オイル供給部から供給されたオイルをエア供給部から供給されたエアでパイプ中を流してパイプ先端に設けたノズルからエアが混合したオイルを吐出させるようにした潤滑システムが知られている。
このようなシステムにおいて、パイプを流れるオイルを検出することを行なうことがある。この検出方法としては、従来、例えば、図６に示すように、パイプＰの外側にパイプＰ内に発光面４から光を照射する発光部２と発光部２の発光面４から照射されパイプＰを通過した光を受光面５で受光する受光部３とを設け、受光部３が受光した受光量の変化に基づいてパイプＰを流れるオイルＬを検出する方法が知られている。
このパイプを流れるオイルの検出方法においては、光は発光面４から常時照射されているので、パイプＰを流れるオイルＬが存在しない場合、受光面５は発光面４から照射された光に応じた所定の光量を受光する一方、パイプＰを流れるオイルＬが存在する場合には、発光面４から照射された光がオイルＬを通過し、その際、光の進路が屈折したり光が吸収等されたりするため、受光面５は所定の光量を受光できなくなることから、受光面５が受光する光量の変化を感知することによりパイプＰを流れるオイルＬの検出の判断を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来のパイプを流れるオイルの検出方法にあっては、図７に示すように、パイプＰを流れるオイルＬは、パイプＰの内壁面をエアの吹きつけ圧に応じて、粒状またはさざなみ状になって流れ、そのオイルＬの軌跡が不定となることから、オイルＬに対する光の反射や吸収等がばらついてしまい、あるいは、オイルＬが内壁面全面に亘ってさざなみ状になって流れる場合には、所望の光量の変化を受光面５に与えることができないことがあり、そのため、オイルＬが流れているにもかかわらずこの流れを検知できないときがあり、検知の確実性に劣り検知精度が悪くなっているという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、パイプ内を微小量のオイルがエアとともに流れる際、オイルをその検知量が多くなるようにしかも一定の軌道上を流れるようにして光の反射や吸収を一定化できるようにし、パイプを流れるオイルの検出を確実に行なうことができるようにして検知精度の向上を図ったパイプを流れるオイルの検出方法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】
このような課題を解決するための本発明の技術的手段は、透光性で断面円を形成する内壁面を有したパイプに、オイルをエアによって該パイプの内壁面に沿わせて流すシステムにおける当該パイプを流れるオイルを検出するパイプを流れるオイルの検出方法であって、上記パイプの外側であって１つの断面円の中心を中心とする円周上に該パイプ内に光を照射する発光部と該発光部から照射され該パイプを通過した光を受光する受光部とを設け、該受光部の光の受光に基づいて該パイプを流れるオイルを検出するパイプを流れるオイルの検出方法において、上記パイプの上記発光部及び受光部の位置する部分を弧状に曲げ、上記オイルを該曲げられた該パイプの最も曲率半径の小さい内側の内壁面の軌道上に沿って主に流れるようにして検出する構成とした。
この構成によれば、パイプにおいては、発光部及び受光部の位置する部分を弧状に曲げているので、オイルは、曲げられたパイプの最も曲率半径の小さい内側の内壁面の軌道上に沿って主に流れるようになる。
この流れるオイルがパイプの最も曲率半径の小さい内側の内壁面の軌道上に沿って主に流れる理由は、エアがパイプを弧状に曲げた箇所を通るとき、エアの風圧が内壁面の曲げの外側に強く作用するため、曲げの外側にオイルが付着できず、オイルが風圧の小さい曲げの内側に集中すること等に起因するものと考えられる。
このことから、発光部と受光部が設けられた箇所のパイプにおいてはオイルの軌道が特定され、そのため、オイルの粒どうしが結合しオイル粒の体積が大きくなり、発光面から照射された光がオイル粒を通過する度合いが高くなり、オイル粒による光の屈折，反射，吸収作用等の影響が一定になる。この結果、オイルが流れているときに受光面が受ける光量の変化が略一定になり、パイプを流れるオイルの検出が確実に行なわれ、検知精度の向上が図られる。
また、オイルを感知するためのしきい値を大きくすることができるので、しきい値が大きくなると受光量の変化を感知することが容易になる。
【０００６】
また、必要に応じ、上記発光部の発光面に対して垂直関係にありかつ上記断面円の中心を通る発光面垂線と、上記受光部の受光面に対して垂直関係にありかつ上記断面円の中心を通る受光面垂線とのなす角度θが６０°〜１１０°の内角範囲になるようにするとともに、上記発光面垂線と上記受光面垂線との上記内角範囲の間に、上記断面円上の上記軌道の軌道点を位置させて、上記発光部及び上記受光部を配置した構成とした。
このように発光部と受光部とを配置すると、受光面が受ける光量の変化を確実に大きくすることができ、より一層しきい値を大きくすることができる。換言すれば、受光量の変化を感知するためのしきい値が大きくなるので、受光量の変化を感知することが容易になる。
【０００７】
更に、必要に応じ、上記発光面垂線と上記受光面垂線とのなす角度θを９０°に設定し、上記断面円の中心と該断面円上の上記軌道の軌道点とを結ぶ線を基準線として、該基準線と上記発光面垂線とのなす角度αを２０°〜８０°に設定した構成とした。
角度θを９０°にすれば、オイルを通過する光の受光面に到達する割合が略半分になり、パイプを流れるオイルの有無により受光面の受光量の変化が大きくなる。角度θを９０°より小さくすれば、受光量は多くなるがオイルを通過する光の受光面に到達する割合が多くなりすぎてオイルの有無による受光面の受光量の変化は小さくなる。また、角度θを９０°より大きくすれば、受光量が少なくなるとともに、オイルを通過する光の受光面に到達する割合が小さくなるのでオイルの有無による受光面の受光量の変化も小さくなる。
即ち、適度の受光量が得られ、オイルの有無による受光面の受光量の変化を大きくすることができる角度θが９０°の場合には、受光部は受光量の変化を感知し易くなりオイルの検出精度が向上する。このとき、角度αを２０°〜８０°に設定すれば、オイルの有無による受光面の受光量の変化をより大きくすることができ、受光量の変化を感知するためのしきい値が大きくなるので、受光量の変化を感知することが容易になる。
更にまた、必要に応じ、上記発光部の発光面をパイプの直径よりも小さい幅を有した構成とした。
発光面の幅が小さくなった分、発光面から照射される光がオイルを通過する度合いが増大し、受光面の受光量の変化がオイルの有無に大きく依存するようになり受光量の変化が大きくなり、受光量の変化を感知するためのしきい値が大きくなるので、受光量の変化を感知することが容易になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係るパイプを流れるオイルの検出方法を説明する。尚、上記と同様のものには同一の符号を付して説明する。
図１に示す本発明の実施の形態に係るパイプを流れるオイルの検出方法は、例えば、図２に示すように、微小量のオイルＬをエアを用いて供給部１７へ供給させる給油システムＳにおいて、検出装置１を用いて実現される。
給油システムＳは、エア源１０からレギュレータ１１を介して通路管１２に供給されるエアによって駆動されオイルＬを定量吐出するプランジャポンプ１３ａを備えたオイル供給部１３と、オイル供給部１３に至るエア管路から分岐して設けられエア源１０から別のレギュレータ１１を介してエアを供給するエア供給管路１４と、オイル供給部１３のプランジャポンプ１３ａから吐出されるオイルのオイル管路１５とエア供給管路１４とが接続されオイルとエアとを混合して送給可能にする３方向継ぎ手状のミキシングブロック１６と、該ミキシングブロック１６からオイル供給部１７に至りエアが混合したオイルが流されるパイプＰと、パイプＰの先端に接続され供給部１７へオイルＬを噴出するノズル１８とを備えて構成されている。
この給油システムＳにおいては、プランジャポンプ１３ａの一回の供給油量は、例えば、０．０１〜０．０５ｃｃで１分〜１０分の休止時間を有して間欠運転される。
また、エア圧は、例えば、０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａに設定される。
更に、パイプＰは、図１，図３乃至図５にも示すように、透光性で断面円Ｑを形成する内壁面６を有した例えば内径が２．５ｍｍ（外径が４ｍｍ）のナイロンチューブ等の樹脂パイプで構成される。
【０００９】
そして、検出装置１は、給油システムＳのパイプＰの所定の位置に設けられている。この検出装置１は、図３乃至図５にも示すように、パイプＰの外側であって１つの断面円Ｑの中心Ｏを中心とする円周上にパイプＰ内に光を照射する発光部２と、発光部２から照射されパイプＰを通過した光を受光する受光部３とを備え、受光部３での光の受光に基づいてパイプＰを流れるオイルＬを検出するものである。
図１に示すように、発光部２は、図示しない発光ダイオード等からなる光源を内部に備え、給油システムＳが稼動中に、発光面４を介して光をパイプＰ内に照射し続けている。受光部３は、内部に感光素子を備え受光面５を介して光を感知する。受光部３では、パイプＰ内にオイルＬが流れていないときに受光する光量を基準値（例えば１００）とし、この基準値に対してしきい値（例えば１００±３０）が設定されている。このしきい値の設定によって、受光部３は、受光する受光量が１３０以上あるいは７０未満のときオイルＬを検知できるように構成されている。
また、発光部２の発光面４は、パイプＰの直径よりも小さい幅を有して構成されている。
尚、図３乃至図５においては、説明の都合上、発光部２の発光面４は、パイプＰの直径よりも大きく記載してある。
【００１０】
次に、この検出装置１を用いて実現される本発明の実施の形態に係るパイプを流れるオイルの検出方法について、詳しく説明する。
実施の形態に係る検出方法は、パイプＰを流れるオイルＬを検出するオイルの検出方法であり、この検出方法においては、図１に示すように、パイプＰの発光部２及び受光部３の位置する部分を弧状に曲げ、オイルＬを曲げられたパイプＰの最も曲率半径の小さい内側の内壁面６の軌道Ａ上に沿って主に流れるようにしている。この場合、曲率半径は適宜に定めて良く、また、重力方向にとらわれず、曲げ方向は上下左右どの方向でも良い。
この流れるオイルＬがパイプＰの最も曲率半径の小さい内側の内壁面６の軌道Ａ上に沿って主に流れる理由は、エアがパイプＰを弧状に曲げた箇所を通るとき、エアの風圧が内壁面６の曲げの外側に強く作用するため、曲げの外側にオイルＬが付着できず、オイルＬが風圧の小さい曲げの内側に集中すること等に起因するものと考えられる。
【００１１】
また、本発明の実施の形態に係る検出方法において、発光部２と受光部３の位置関係は以下のように定められている。
図３乃至図５に示すように、発光部２と受光部３とは、発光部２の発光面４に対して垂直関係にありかつ内壁面６の断面円Ｑの中心Ｏを通る発光面垂線Ｎと、受光部３の受光面５に対して垂直関係にありかつ内壁面６の断面円Ｑの中心Ｏを通る受光面垂線Ｍとのなす角度θが６０°〜１１０°の内角範囲になるようにするとともに、発光面垂線Ｎと受光面垂線Ｍとの内角θ範囲の間に、断面円Ｑ上の軌道Ａの軌道点ａを位置させるように配置されている。図３は、角度θが６０°の場合を示し、図４は角度θが１１０°の場合を示す。図５は角度θが９０°の場合を示す。
【００１２】
図５に示すように、発光面垂線Ｎと受光面垂線Ｍとのなす角度θを９０°に設定した場合においては、断面円Ｑの中心Ｏと断面円上の軌道Ａの軌道点ａとを結ぶ線を基準線Ｘとして、基準線Ｘと発光面垂線Ｎとのなす角度αを２０°〜８０°に設定するのがより好ましい。
また、図３乃至図５に示すように、特に、発光部２と受光部３の位置関係は、発光面４及び受光面５がパイプＰに当接するようにしている。
【００１３】
従って、この給油システムＳによれば、エア源１０からエアが供給されオイル供給部１３のプランジャポンプ１３ａからオイルが吐出されると、ミキシングブロック１６でオイルとエアとが混合され、このエアが混合したオイルがパイプＰを通ってオイル供給部１７に至りノズル１８から噴出される。
この状態においては、常時、検出装置１において、パイプＰを流れるオイルＬが検出されており、この検出によりシステムの異常が認知できるようになる。
この検出装置１を用いたオイルの検出方法によれば、図１に示すように、パイプＰにおいて、発光部２及び受光部３の位置する部分を弧状に曲げているので、オイルＬは、曲げられたパイプＰの最も曲率半径の小さい内側の内壁面６の軌道Ａ上に沿って主に流れるようになることから、オイルＬの軌道Ａが特定され、しかも、この軌道Ａが特定されることにより、オイルＬの粒どうしが結合しオイルＬ粒の体積が大きくなり、発光面４から照射された光がオイルＬ粒を通過する度合いが高くなり、オイルＬ粒による光の屈折，反射，吸収作用等の影響を一定化できるようになり、そのため、パイプＰを流れるオイルＬの検出を確実に行なうことができるようになり、検出精度の向上が図られる。
【００１４】
即ち、発光部２と受光部３との位置関係を、角度θが６０°〜１１０°の内角範囲になるようにするとともに、発光面垂線Ｎと受光面垂線Ｍとの内角θ範囲の間に、断面円Ｑ上の軌道Ａの軌道点ａを位置させることにより、発光面４から照射された光のオイルＬを通過する度合いが増大し、オイルＬが流れていないときの受光量と、オイルＬが流れているときの受光量との間に大きな差（受光量の変化）が生じる。この受光量の変化が大きくなることにより、受光量の変化を感知するためのしきい値を大きくし、オイルＬの検出を容易にすることができる。換言すれば、しきい値が大きくなるので、感度の低い受光素子を用いて受光量の変化を感知させることができる。
【００１５】
また、この場合、発光部２の発光面４は、パイプＰの直径よりも小さい幅を有して構成されているので、発光面４から照射される光が軌道Ａ上のオイルＬを通過するように発光面４を位置させた。発光面４が小さくなった分、発光面４から照射される光がオイルＬを通過する度合いが増大し、オイルＬの有無に受光面５の光量の変化が大きく依存するため、オイルＬの有無により受光量の変化が大きくなるので受光部３はその変化を感知し易くなり、オイルＬの検出精度を向上することができる。また、発光面４の面積が小さくなれば同じ照度比において消費熱量を減少させるので経済性にも優れる。
更に、図３乃至図５に示すように、発光部２の発光面４をパイプＰに当接するようにし、受光部３の受光面５もパイプＰに当接するようにしているので、発光面４から照射される光がオイルＬを通過する度合がより増大し、受光面５の受光量の変化がより大きくなるので、オイルＬの検出精度を向上することができる。
【００１６】
また、図５に示すように、発光面垂線Ｎと受光面垂線Ｍとのなす角度θを９０°に設定した場合において、断面円Ｑの中心Ｏと断面円上の軌道Ａの軌道点ａとを結ぶ線を基準線Ｘとして、基準線Ｘと発光面垂線Ｎとのなす角度αを２０°〜８０°に設定した場合には、角度θが９０°の位置関係なので、パイプＰを流れるオイルＬの有無による受光量の変化を大きくできることがわかった。角度θを９０°より小さくすれば、受光量は多くなるがオイルＬを通過する光の受光面５に到達する割合も大きくなりすぎてオイルＬの有無による受光量の変化は小さくなる。また、角度θを９０°より大きくすれば、受光量が少なくなるとともに、オイルＬを通過する光の受光面５に到達する割合が小さくなるのでオイルＬの有無による受光量の変化も小さくなる。このように、受光面５における受光量の変化を最大にすることができるのは、角度θが９０°のときである。
更に、角度θが９０°のとき、角度αを２０°〜８０°にすることにより、オイルＬを通過した発光面４から照射された光の受光面５で受光する光量の変化がより大きくなる。
このような配置条件にすれば、オイルＬが流れているときといないときとで受光面５が受光する光量に大きな差を生じさせることができるので、感知のためのしきい値を大きくすることができ、高感度の高価な感光素子を用いることなく、通常の感光素子を用いてオイルＬを確実に検出させることができる。
【００１７】
尚、上記実施の形態に係るパイプを流れるオイルの検出方法において、オイルＬがパイプＰを流れたときに受光部３で受光する光量を変化させてオイルＬを検出させたが、発光部２と受光部３との位置関係を調整してオイルＬがパイプＰを流れたときに受光部３で受光する光量を増加するように、あるいは減少させるようにして、光量の増加から、あるいは減少からオイルＬを検出させることもできる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のパイプを流れるオイルの検出方法によれば、パイプの発光部及び受光部の位置する部分を弧状に曲げ、曲げられたパイプの最も曲率半径の小さい内側の内壁面の軌道上に沿って微小量のオイルが主に流れるようにし、オイルが流れる内壁面の軌道に対して光を照射してオイルを通過した光の作用により、受光部の受光量に一定の変化を与えるので、その変化を感知してパイプを流れるオイルを確実に検出することができる。
また、発光部の発光面に対して垂直関係にありかつ内壁面の断面円の中心を通る発光面垂線と、受光部の受光面に対して垂直関係にありかつ内壁面の断面円の中心を通る受光面垂線とのなす角度θが６０°〜１１０°の内角範囲になるようにするとともに、発光面垂線と受光面垂線との内角側の間に、断面円上の軌道の軌道点を位置させて、発光部及び受光部を配置した場合には、受光面が受ける光量の変化を確実に大きくすることができ、より一層しきい値を大きくすることができるので、受光量の変化を感知することが容易になることから、オイルの検出精度を向上することができる。
【００１９】
更に、発光面垂線と受光面垂線とのなす角度θを９０°に設定し、断面円の中心と断面円上の軌道の軌道点とを結ぶ線を基準線として、基準線と発光面垂線とのなす角度αを２０°〜８０°に設定した場合には、オイルの有無による受光面の受光量の変化をより大きくすることができる適度の受光量が得られ、受光部がその変化を感知し易くなるので、オイルの検出精度を向上させることができる。
更にまた、発光部の発光面をパイプの直径よりも小さい幅にした場合には、発光面から照射される光がオイルを通過する度合いが増大するため、受光面の光量の変化はオイルの有無に大きく依存することになり、受光部はその変化を感知し易くなるので、オイルの検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るパイプを流れるオイルの検出方法を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るパイプを流れるオイルの検出方法が利用される給油システムの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るパイプを流れるオイルの検出方法を示す断面図であり、θが６０°の場合を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係るパイプを流れるオイルの検出方法を示す断面図であり、θが１１０°の場合を示す。
【図５】本発明の実施の形態に係るパイプを流れるオイルの検出方法を示す断面図である。
【図６】従来のパイプを流れるオイルの検出方法の一例を示す断面図である。
【図７】直線状のパイプを流れるオイルの状態を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｐ    パイプ
Ｌ    オイル
Ｎ    発光面垂線
Ｍ    受光面垂線
Ｑ    断面円
Ｏ    中心
α    角度
θ    角度
Ｘ    基準線
Ａ    軌道
ａ    軌道点
１    検出装置
２    発光部
３    受光部
４    発光面
５    受光面
６    内壁面
【図１】
0004537524.tif 000002
【図２】
0004537524.tif 000003
【図３】
0004537524.tif 000004
【図４】
0004537524.tif 000005
【図５】
0004537524.tif 000006
【図６】
0004537524.tif 000007
【図７】
0004537524.tif 000008