(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射する白色光源と、オイル等の試料を保持する試料保持部と、光源から照射される光の赤・青・緑成分をそれぞれ電気信号として検出するＲＧＢ受光素子とを備え、試料を透過した光源からの光をＲＧＢ受光素子で検出して表色系に数値化し、その数値からオイル等が劣化状態にあるか否かを判定する装置の試料収容セルにおいて、
所定面積の第１平滑面を備えると共に、この第１平滑面に凹設した溝を備える第１の透明部材と、
該第１の透明部材の第１平滑面に対向する第２平滑面を備えると共に、この第２平滑面に一対の帯状の薄い膜を印刷または貼付してなる第２の透明部材とを備え、
前記第１の透明部材と前記第２の透明部材とを開閉可能に連結し、２つの透明部材を閉じた時に、前記第１平滑面に凹設する溝を前記第２平滑面に設ける一対の薄い膜で挟む間に位置させると共に、前記一対の薄い膜を挟持しながら第１平滑面と第２平滑面とで形成する均一な隙間空間に試料を保持することを特徴とするオイル等劣化判定装置の試料収容セル。
【請求項２】
請求項１記載のオイル等劣化判定装置の試料収容セルにおいて、前記第１の透明部材と前記第２の透明部材とを閉じた時に前記第１平滑面と第２平滑面とで形成する均一な隙間空間は、前記第１平滑面に凹設する前記溝を備えない側部を周囲空間に開放したことを特徴とするオイル等劣化判定装置の試料収容セル。
【請求項３】
請求項１記載のオイル等劣化判定装置の試料収容セルにおいて、前記第２平滑面を形成する板部材を前記第２の透明部材に備え、この板部材が弾性材を介して前記第２の透明部材に支持されることを特徴とするオイル等劣化判定装置の試料収容セル。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載のオイル等劣化判定装置の試料収容セルを使用してオイル等が劣化状態にあるか否かを判定することを特徴とするオイル等劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車等に使用するオイル・ＬＬＣ等の試料に白色光源から光を照射し、透過した光の色を数値化して、その数値を予め設定した閾値と比較することでオイル・ＬＬＣ等が劣化しているかどうかを判定する装置に使用する試料収容セルおよびそれを使用したオイル等劣化判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車用オイルの劣化状態を判断するのに従来より種々の方法が採られている。一般的な例としては、オイルレベルゲージに付着したオイルの色を目視で確認し、指で粘度を確かめるといった最も簡単なものから、オイルに所定波長の光を照射しその光透過量をもとに判断するもの、オイル中の電極間電位差から判断するもの等がある。しかしながらこれらの方法は人間の勘に頼るものであったり、オイル劣化指標の一部である「オイル成分の酸化による全酸価の増加」および「腐食防止添加剤の消耗による全塩基価の減少」を確認するにとどまり、オイル全体としての性能が劣化しているかどうかを判定することはできない。その上、オイルに含まれている各種添加剤の量は、メーカーやオイル種類の違いによって差があるので、多数含まれている添加剤の内の一部のデータをもってオイル全体が劣化状態にあるのか否かを一概に判定することはできないのである。つまり、より正しくオイルの劣化を把握するには、定期的にデータを確認して変化の推移を記録したり、化学的な方法でオイル劣化指標の全項目について分析評価するのが最良なのであるが、多くの手間と設備が必要であり、一般の自動車オーナーあるいはカーショップ等では現実的な方法ではない。
【０００３】
したがって、上記のようにオイルによって含まれている添加剤の量が異なるという点を考慮すれば、一般の自動車オーナー・カーショップ等にとっては、オイルの色に着目する方法がオイルに対するすす・劣化物・異物等の混入状態や、全体的な劣化度合を判断するのに有効である。そこで、例えば特開平５−２２３７２９号のように試料セルに入れたオイルに光源から光を投射し、そのオイルを透過した透過光を光電変換素子で電気信号に変換して色を測定し、その色を基にしてオイルの劣化・汚損状態を判定する装置が提案されている。しかし、このような従来の装置では、光源と光電変換素子で構成する光路に対応する試料セルの幅、すなわち試料セルの光路長がオイルの種類に関係なく一定であった。そのため、ディーゼルエンジンオイルのようにカーボンを含んで激しく黒色化したオイルを入れると、光源の光が十分に透過せず、透過光を検出できないおそれがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、自動車から抜き取ったオイル等に光源の光を照射してその透過光をＲＧＢ受光素子で電気信号として検出し、検出した信号を色彩表色系に変換、数値化してその値からオイル等が劣化状態にあるか否かを判定する装置の試料収容セルおよびそれを使用した装置において、激しく黒色化したオイルでも確実に色検出が行え、しかもオイルを充填し易く、繰り返し使用できる試料収容セルが提供できないかという点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記のような問題を解決するために本発明では、光を照射する白色光源と、オイル等の試料を保持する試料保持部と、光源から照射される光の赤・青・緑成分をそれぞれ電気信号として検出するＲＧＢ受光素子とを備え、試料を透過した光源からの光をＲＧＢ受光素子で検出して表色系に数値化し、その数値からオイル等が劣化状態にあるか否かを判定する装置の試料収容セルにおいて、所定面積の第１平滑面を備えると共に、この第１平滑面に凹設した溝を備える第１の透明部材と、該第１の透明部材の第１平滑面に対向する第２平滑面を備えると共に、この第２平滑面に一対の帯状の薄い膜を印刷または貼付してなる第２の透明部材とを備え、前記第１の透明部材と前記第２の透明部材とを開閉可能に連結し、２つの透明部材を閉じた時に、前記第１平滑面に凹設する溝を前記第２平滑面に設ける一対の薄い膜で挟む間に位置させると共に、前記一対の薄い膜を挟持しながら第１平滑面と第２平滑面とで形成する均一な隙間空間に試料を保持することを特徴とするオイル等劣化判定装置の試料収容セルを提供する。
【０００６】
（２）また、上記提案のオイル等劣化判定装置の試料収容セルにおいて、前記第１の透明部材と前記第２の透明部材とを閉じた時に前記第１平滑面と第２平滑面とで形成する均一な隙間空間は、前記第１平滑面に凹設する前記溝を備えない側部を周囲空間に開放したことを特徴とするオイル等劣化判定装置の試料収容セルを提案する。
【０００７】
（３）また、上記提案のオイル等劣化判定装置の試料収容セルにおいて、前記第２平滑面を形成する板部材を前記第２の透明部材に備え、この板部材が弾性材を介して前記第２の透明部材に支持されることを特徴とするオイル等劣化判定装置の試料収容セルを提案する。
【０００８】
（４）また、上記提案のオイル等劣化判定装置の試料収容セルを使用してオイル等が劣化状態にあるか否かを判定することを特徴とするオイル等劣化判定装置を提案する。
【００１０】
【作用】
平滑面を備える２つの透明部材のうちの一方の平滑面に、所定の厚さの薄い膜を印刷あるいは貼付し、２つの透明部材を蝶番構造で開閉可能に連結するので、その連結された透明部材を閉じれば、それぞれの平滑面が薄い膜を挟んで対向し、隙間を形成する。つまり薄い膜の厚さ分の隙間空間が形成されるので、自動車から抜き取ったオイルをその隙間空間に滴下すれば均一な薄い膜状のオイル膜を得ることができる。また、平滑面を形成する板部材は弾性材で支持されているので、連結された透明部材を閉じたときに薄い膜の厚さに応じて弾性材が変形し、その結果平滑面が平行に対向して均一な隙間が形成される。したがって、均一なオイル膜を得ることができる。また、薄い膜を挟んだ平滑面で形成される隙間空間は、周囲が密閉されていない開放状態、あるいは平滑面の周囲に溝・段差等を設けて隙間空間より広い空間とされるので、隙間空間に滴下されたオイルは等しい早さで周囲へ向かって隙間空間を満たし、気泡を含まない均一な薄い膜状のオイル膜を得ることができる。
【００１１】
また、気泡を含まない均一な厚さのオイルの薄い膜が得られるので、光源の光が確実にオイル膜を透過し、色測定すなわちオイルが劣化状態にあるか否かを判定することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、図面を基に、本発明の実施例について説明する。図１は本発明実施例に関わるオイル等劣化判定装置を示すブロック図である。１は白色光源で、標準白色光に近いスペクトル分布を備えるパルスキセノン管等を使用する。２は白色光源１の光をオイル等の測定対象に照射し、その透過光を後述する受光素子で検出する測定光路、３は白色光源１の光を直接検出する参照光路である。４はガラス・プラスチック等の透明材料で液体の収容空間を形成した試料収容セルで、測定対象であるエンジンオイル・ＬＬＣ（ロングライフクーラント）等の試料を収容する。この試料収容セルは試料の種類に応じて用意されるもので、本実施例では一例としてガソリンエンジンオイル用は隙間（光路長）０．３ｍｍの収容空間、ディーゼルエンジンオイルは隙間（光路長）０．０５ｍｍの収容空間、ＬＬＣは隙間（光路長）６ｍｍの収容空間を備えたセルを用いている。５は試料セルホルダーで、測定光路の途中に試料収容セルを着脱可能に固定する。この試料セルホルダーに試料収容セルを挿入することで、セルに収容した試料を薄い膜状態で光源に正対させることができる。６は白色光源１の光を測定光路に採り込む投光孔、７ａは光拡散板で、表面に細かな凹凸を備え、板投光孔６から採り込んだ光を光路内にまんべんなく拡散する。８は試料収容セル４と試料を透過した光を検出するＲＧＢ検出素子である。このＲＧＢ検出素子８は、入光する光の赤色周波数帯域・緑色周波数帯域、青色周波数帯域をそれぞれ検出して電気信号に変換するもので、赤色成分はＶｒ、緑色成分はＶｇ、青色成分はＶｂの電圧を出力する。９は測定光路２と参照光路３とを光学的に遮る光遮蔽板、１０は白色光源１の光を参照光路に採り込む投光孔、７ｂは投光孔１０から採り込んだ光を光路内にまんべんなく拡散する光拡散板、１１は参照光路内に拡散された光を検出するＲＧＢ検出素子である。このＲＧＢ検出素子１１も、入光する光の赤色周波数帯域・緑色周波数帯域、青色周波数帯域をそれぞれ検出して電気信号に変換するもので、赤色成分はＶｒｒ、Ｇ成分はＶｇｇ、Ｂ成分はＶｂｂの電圧を出力する。１２は前記白色光源１を駆動するストロボ回路で、パルスキセノン管を瞬間的に高輝度で発光させる。１３は操作部で、上記試料の劣化を判定するにあたり、「校正モード」すなわち、上記試料を収容しない状態の試料収容セルを試料収容セルホルダーに挿入し、測定光路・参照光路共にスルー状態で白色光源１を発光させ、両光路のＲＧＢ受光素子で検出する光が等しい状態となるよう校正するモードと、「測定モード」すなわち、校正後に試料を収容した試料収容セルを試料収容セルホルダーに挿入し、測定光路２において試料収容セル４を介した白色光源１からの透過光をみて試料の劣化を判定するモードとのどちらを行うかを選択する。１４は補正係数設定部で、操作部１３において校正モードを選択した際に、ＲＧＢ受光素子８、１１で検出したＶｒ〜ＶｂおよびＶｒｒ〜Ｖｂｂをもとに、２つのＲＧＢ受光素子の光検出レベルを等しい状態にする補正係数を設定する。１５は表色系変換部で、操作部１４において測定モードを選択した際に、ＲＧＢ受光素子８、１１で検出したＶｒ〜ＶｂおよびＶｒｒ〜ＶｂｂをＡ／Ｄ変換し、補正係数設定部１４で設定した補正係数をＶｒ〜Ｖｂに乗算することで三刺激値Ｘ・Ｙ・Ｚに置き換え、次に変換式を用いてＣＩＥ（国際照明委員会）表色系に変換する。１６は測定モードでオイル等の試料を劣化判定した結果を印字するプリンター、１７は同じくその劣化判定結果をＬＥＤあるいはＬＣＤ 等で表示する表示部である。１８はマイクロコンピュータで、ＣＰＵ１９、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ２１を備え、ＲＯＭ２０で与えるプログラムに応じて制御を行う。２２はインターフェースである。
【００１３】
次に図２および図３を基に試料収容セル４について更に詳しく説明する。図２はディーゼルエンジンオイルなど色の濃い試料に用いる試料収容セルの斜視図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面を示す説明図である。４ａはプラスチック等の透明材料からなる第１の透明部材で、同じく透明材料からなる第２の透明部材４ｂと蝶番構造で連結されている。２５は第１の透明部材４ａに一段突出して設けられる第１平滑面、２６は第１の透明部材４ａを貫通して第１平滑面２５に開口する試料注入口である。この試料注入口２６は、第１の透明部材４ａを貫通した第１平滑面２５とは反対の面においてテーパー形状で開口しており、このような形状により後述する隙間空間へのオイル注入動作を容易にしている。２７は第１平滑面に設けられる溝である。２８は第２の透明部材４ｂ側に設けられる第２平滑面であり、第２の透明部材４ｂに形成した凹状部に弾性材２９を介して透明な板部材を収容し、この板部材の前記第１平滑面２５に対向する側の表面に第２平滑面２８が形成される。３０は第２平滑面２８上に印刷あるいは貼付される薄い膜であり、その膜厚は０．０５ｍｍとされている。従って、透明部材４ａおよび４ｂを折りたたんだ際に第１平滑面２５と第２平滑面２８とで薄い膜３０を挟持し、０．０５ｍｍの隙間を形成する。また、その際に弾性材２９が圧縮される方向に変形するので、第１平滑面２５と薄い膜３０とが均一に面で接触し、片浮きのない０．０５ｍｍの隙間空間が形成されるものである。３１はネジであり、透明部材４ａおよび４ｂを折りたたんだ際、すなわち試料収容セル４を閉じた際にネジ穴３２と螺合して上記隙間空間を固定する。なお、ネジ３１を緩めて固定を解いた状態では、透明部材４ａおよび４ｂで形成する角度が少なくとも９０度から最大１８０度をなすように開くことが可能で、これにより劣化判定後の平滑面拭き取り作業が容易になる。
【００１４】
次に図４を基に試料収容セル４を閉じた際に形成される隙間空間について説明する。上記のように試料収容セル４を閉じてネジ３１で固定すると、弾性材２９の変形を伴って第１平滑面２５と薄い膜３０とが均一に面接触し、第１平滑面２５と第２平滑面２８との間に膜厚分すなわち０．０５ｍｍの隙間空間３３が形成される。このとき、第１平滑面２５は溝２７によって大気と連通し、かつ、図２に示すように第１の透明部材４ａ上に一段高く突出した形状であるため、隙間空間３３は周囲四方が全て大気と連通した状態となっている。このようにして形成される隙間空間３３に対し、試料注入口２６よりオイルレベルゲージを差し込みオイルを滴下することで、試料であるオイルが図５に示すように均一に広がって隙間空間３３を満たし、気泡を含まない０．０５ｍｍのオイル膜を形成するのである。ところが、もし隙間空間３３が試料注入口２６のみで大気と連通し、周囲が隔壁等で仕切られて、隙間寸法０．０５ｍｍの完全な平行面で構成されたとしたら、滴下したオイルは図６に示すように周囲の隔壁を先に伝わり、結果として隙間空間の中心に気泡を包み込んでしまい、均一なオイル膜を得ることができないのである。つまり隙間寸法がどこも等しい完全な平行面に隔壁を設けてしまうと、滴下されたオイルは隔壁に触れた部分と触れていない部分とで広がる早さに差が生じ、その広がる早さの違いが気泡を含む原因となってしまうのである。従って、本実施例では隙間空間の周囲を大気と連通するようにしたが、隔壁で周囲を完全に囲んだ場合でも、隔壁で囲んだ内側周縁に一段深い溝状の、つまり隙間寸法の大きい部分を形成すれば、本実施例と同様の作用がもたらされるのである。
【００１５】
本発明は以上のように構成されるものであるが、隙間寸法すなわち光路長は薄い膜３０の膜厚を変えることにより任意の光路長を得ることができる。例えば、ディーゼルエンジンオイルの場合、光路長が０．０４〜０．０８ｍｍの範囲であれば劣化判定が可能であることを確認した。またガソリンエンジンオイルの場合は、０．３〜２ｍｍの光路長であれば劣化判定が可能であり、試験研究を重ねた結果、０．３〜０．５ｍｍの範囲がより好ましいということを確認した。なおＬＬＣについては、試料そのものの色がディーゼル・ガソリンエンジンオイルに比べて薄いことから、劣化判定を行うにあたり色測定のために６〜１０ｍｍの光路長を必要とするので、従来よりある開閉構造を持たない一体ケース型の試料収容セルを用いることで劣化判定が可能であることを確認した。また、本実施例では２つの透明部材を蝶番構造で連結した例を示したが、開閉可能な連結構造であれば良く、回転軸を用いる蝶番構造に限定されるものではない。例えば、柔軟性を備えたフィルム、折り曲げ可能に一部を薄肉化した樹脂等を用いて連結しても良い。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、オイル等の試料収容セルを、弾性材で支持された平滑面を備える２つの透明部材のうちの一方の平滑面に、所定の厚さの薄い膜を印刷あるいは貼付し、２つの透明部材を開閉可能に連結して構成する。そして、連結した透明部材を閉じてそれぞれの平滑面が薄い膜を挟持して形成した隙間空間に試料を滴下して保持するので、平滑面に印刷あるいは貼付する薄い膜の厚さを変えることにより、試料に応じた最適な光路長を容易に得ることができる。また、劣化判定を行った後は、閉じていた透明部材を開くことで平滑面に付着している試料を容易に拭い取ることができる。
【００１７】
また、２つの透明部材を閉じた時に形成される均一な隙間空間は、周囲に隔壁を持たずに大気に開放、あるいは隔壁があっても隔壁内側の周縁に隙間寸法より深い溝等を形成し、隙間空間より広い空間を設けているので、隙間空間に滴下された試料は隙間空間を等しい早さで均一に満たし、気泡を含まない均一なオイル薄い膜が得られる。
【００１８】
また、透明部材に設けられる平滑面が弾性材で支持されているので、２つの透明部材を閉じた時に、一方の平滑面上に印刷あるいは貼付される薄い膜ともう一方の平滑面とが面で接触するよう弾性材が変形する。従って、２つの平滑面が薄い膜を挟んで常に平行に対向し、等しい光路長の隙間空間を形成することができる。
【００１９】
また、自動車のオイルゲージに付着したオイルを滴下するだけで気泡を含まない均一な厚さのオイル薄い膜を得ることができるので、本発明に関わるオイル等劣化判定装置の測定光路中に挿入すれば、激しく黒色化したディーゼルエンジンオイルでも光源の光が確実にオイル膜を透過してＲＧＢ検出素子に到達する。従って、従来では判定できなかった様な色の濃いオイルでも確実にその劣化状態を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例に関わるオイル等劣化判定装置のブロック図である。
【図２】本発明実施例に関わるディーゼルエンジンオイル用試料収容セルを示す説明図である。
【図３】図２の断面説明図である。
【図４】本発明実施例の要部を示す説明図である。
【図５】試料収容セルに試料を滴下した際に試料が均一に広がる様子を示す説明図である。
【図６】試料収容セルに試料を滴下した際に試料が気泡を含みながら不均一に広がる様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１  白色光源
４  試料収容セル
４ａ  第１の透明部材
４ｂ 第２の透明部材
５  試料セルホルダー
８  ＲＧＢ受光素子
２５  平滑面
２６  試料注入口
２７  溝
２８  平滑面
２９  弾性材
３０  薄い膜
３３  隙間空間
【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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