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1. (WO2019049429) FLUID PROPERTY DETECTION DEVICE
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明 細 書

発明の名称 流体性状検出装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

発明の概要

0003   0004   0005   0006  

図面の簡単な説明

0007  

発明を実施するための形態

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

図面

1   2   3   4  

明 細 書

発明の名称 : 流体性状検出装置

技術分野

[0001]
 本発明は、流体性状検出装置に関する。

背景技術

[0002]
 JP2009-25185Aには、管状の外側電極と棒状の内側電極とを備え、液体の電気伝導度を計測する電気伝導度計測器が開示されている。この電気伝導度計測器では、導電性金属で形成された外側電極が、導電性金属で形成された電極座にねじ結合され、電極座が測定対象となる液体を収容する容器にねじ結合される。

発明の概要

[0003]
 JP2009-25185Aに記載の計測器では、液体を収容する容器と外側電極とが電極座を介して電気的に接続されるので、容器に外来ノイズが乗っている場合、ノイズの影響により計測器による計測の精度が低下してしまうおそれがある。
[0004]
 例えば、電動機により油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出される作動油をアクチュエータに供給することにより、所定の加工を行う加工装置において、JP2009-25185Aに記載の計測器により作動油の電気伝導度を計測する。計測器は、加工装置において作動油を収容する容器の所定部位にねじ結合され、計測器の外側電極及び内側電極が作動油内に露出する。計測器は、電極間に流れる電流に相関する電圧値を検出し、その検出結果に基づいて電気伝導度を演算する。ここで、計測器で検出する電圧値は、加工装置の電動機に電力を供給する商用電源の電圧値に比べて非常に小さい。このため、商用電源のノイズが加工装置を経由して計測器に侵入すると、計測器により検出する電圧値がノイズの影響を大きく受けることになる。
[0005]
 本発明は、流体性状検出装置の検出精度を向上させることを目的とする。
[0006]
 本発明のある態様によれば、外部装置に収容される検出対象流体の性状を検出する流体性状検出装置であって、筒状の外側電極と、外側電極の内側に設けられる棒状の内側電極と、外側電極と内側電極との間の電気的特性に基づいて検出対象流体の性状値を演算する演算部と、外部装置に取り付けられ、外側電極及び内側電極を保持する筐体と、筐体と外側電極との間に設けられ筐体と外側電極とを絶縁するとともに筐体に対する外側電極の位置を規定する外側絶縁部材と、外側電極と内側電極との間に設けられ外側電極と内側電極とを絶縁し、かつ、筐体と内側電極とを絶縁するとともに筐体に対する内側電極の位置を規定する内側絶縁部材と、を備え、外側電極及び内側電極は、先端部が筐体から突出し、外部装置に収容される検出対象流体に露出する。

図面の簡単な説明

[0007]
[図1] 図1は、本発明の実施形態に係るオイル性状検出装置の外観斜視図である。
[図2] 図2は、オイル性状検出装置の断面模式図である。
[図3] 図3は、検出ユニットの断面模式図である。
[図4] 図4は、オイル性状検出装置の構成を示す概略図である。

発明を実施するための形態

[0008]
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る流体性状検出装置について説明する。
[0009]
 流体性状検出装置は、例えば、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを備える外部加工装置(外部装置)に収容される作動流体としての作動油の性状を検出するものである。油圧アクチュエータは、電動機により駆動される油圧ポンプから供給される作動油により、駆動される。油圧アクチュエータが駆動することにより、プレス、切削等の所定の加工が行われる。流体性状検出装置は、外部加工装置で用いる作動油を収容する容器、すなわち配管、タンク等の所定部位に取り付けられる。なお、流体性状検出装置の検出対象は、作動油に限定されず、潤滑油や切削油、燃料、溶媒、化学薬品といった種々の液体や気体であってもよい。以下では、流体性状検出装置が検出対象流体として配管1内の作動油の性状を検出するオイル性状検出装置100である場合について説明する。
[0010]
 図1及び図2に示すように、オイル性状検出装置100は、検出ユニット101と、検出ユニット101に取り付けられる基板ユニット102と、検出ユニット101に取り付けられ基板ユニット102を覆う円筒状の円筒カバー103と、円筒カバー103の開口を塞ぐ端部カバー104と、を有する。
[0011]
 図2に示すように、検出ユニット101は、筒状の外側電極20と、外側電極20に対向するように外側電極20の内側に設けられる棒状の内側電極30と、外部加工装置の配管1に取り付けられ、外側電極20及び内側電極30を保持する筐体10と、筐体10にねじ等により固定される取付部材としての取付板107と、筐体10と外側電極20との間に設けられ筐体10と外側電極20とを絶縁するとともに筐体10に対する外側電極20の位置を規定する外側絶縁部材としての外側スペーサ40と、外側電極20と内側電極30との間に設けられ外側電極20と内側電極30とを絶縁し、かつ、筐体10と内側電極30とを絶縁するとともに筐体10に対する内側電極30の位置を規定する内側絶縁部材としての内側スペーサ50と、筐体10に取り付けられ、外側電極20及び内側電極30の先端部を覆う電極カバー60と、を備える。
[0012]
 以下では、外側電極20の中心軸CLに平行な方向をオイル性状検出装置100の軸方向と称し、この軸方向に直交する方向をオイル性状検出装置100の径方向と称する。また、端部カバー104が配置される側をオイル性状検出装置100の基端側と称し、軸方向の反対側をオイル性状検出装置100の先端側と称する。
[0013]
 オイル性状検出装置100は、作動油が内部を流れる配管1にねじ結合により取り付けられ、配管1の内側に配置される検出部23によって作動油の電気的特性を検出する。検出部23は、外側電極20及び内側電極30の先端部により構成される。検出部23は、筐体10から突出し、外部加工装置の配管1に収容される作動油に露出する。
[0014]
 基板ユニット102は、回路基板181と、回路基板181を保持する基板保持部材182と、を備える。基板保持部材182は、検出ユニット101の取付板107にねじ等により固定される。
[0015]
 筐体10は、導電性を有する金属材料から形成され、先端側から基端側に向かって順に、取付部111、載置部112、ナット部113、カバー受け部114、挿入部115を有している。取付部111は、円筒状であり、外周に雄ねじが形成され、配管1の取付孔1aの内周に形成された雌ねじに螺合する。取付部111が取付孔1aに挿入、螺着されることにより、オイル性状検出装置100が配管1に取り付けられる。
[0016]
 載置部112は、取付部111よりも外径が大きい円板状の部分であり、先端側の面が配管1の取付孔1aの開口周縁部に載置される。なお、載置部112は、直接、配管1に取り付ける場合に限らず、当て板を介して配管1に取り付けてもよい。
[0017]
 ナット部113は、六角柱形状に形成される。このため、ナット部113をスパナ等の工具により回転させることで、取付部111を取付孔1aに容易に取り付けることができる。
[0018]
 挿入部115は、円筒状であり、円筒カバー103の内側に挿入される部分である。カバー受け部114は、ナット部113の基端から径方向外方に突出する鍔部であり、円筒カバー103の先端面が当接される。
[0019]
 挿入部115が円筒カバー103に挿入され、円筒カバー103の先端面がカバー受け部114に当接した状態で、ねじ等により円筒カバー103が挿入部115に固定される。
[0020]
 端部カバー104は、円筒カバー103の基端側の開口を塞いだ状態で、円筒カバー103にねじ等により固定される。基板ユニット102は、端部カバー104、円筒カバー103及び検出ユニット101により画成される収容空間に収容される。
[0021]
 筐体10の内側には、取付板107を収容する空間として取付板収容部199が設けられる。また、筐体10の内側における取付板収容部199よりも先端側には、電極や絶縁部材を収容する空間として、基端側から先端側に向かって順に、大径収容部191、小径収容部192、中径収容部193が形成される。
[0022]
 大径収容部191、小径収容部192及び中径収容部193は、その断面形状が円形状であり、同軸上に設けられる。すなわち、大径収容部191、小径収容部192及び中径収容部193は、それぞれの中心軸が一致するように設けられる。大径収容部191の内径R1、小径収容部192の内径R2、中径収容部193の内径R3の大小関係は、R1>R3>R2である。
[0023]
 大径収容部191の内径R1が小径収容部192の内径R2よりも大きく形成されるため、大径収容部191の内周面と小径収容部192の内周面との間には、段部(第1段部)195が形成される。中径収容部193の内径R3が小径収容部192の内径R2よりも大きく形成されるため、中径収容部193の内周面と小径収容部192の内周面との間には、段部(第2段部)196が形成される。
[0024]
 取付板収容部199の内径は、大径収容部191の内径R1よりも大きく形成されるため、取付板収容部199の内周面と大径収容部191の内周面との間には、段部198が形成される。取付板107は、ねじ等により段部198に固定される。
[0025]
 図3に示すように、外側電極20は、内側電極30の外周を覆うようにして内側電極30と同軸上に配置される。検出部23を構成する内側電極30の先端部と外側電極20の先端部との間には、作動油が浸入可能な隙間が形成される。外側電極20及び内側電極30のそれぞれは、配線(不図示)を介して、回路基板181に実装される検出回路185(図4参照)に電気的に接続される。
[0026]
 図4に示すように、検出回路185は、内側電極30と外側電極20との間に印加された電圧値、及び内側電極30と外側電極20との間を流れる電流値に相関する電圧値を検出する。検出回路185で検出された電圧値は、作動油の電気的特性として、回路基板181に実装される制御部183へ出力される。
[0027]
 制御部183は、マイクロコンピュータであり、検出部23を構成する外側電極20の先端部と内側電極30の先端部との間の電気的特性である電圧値に基づいて、作動油の性状値である導電率及び比誘電率を演算する演算部183aと、演算部183aで演算された導電率及び比誘電率並びに検出部23で検出された電圧値を記憶可能な記憶部183bと、演算部183aで用いられるプログラム等を記憶するROMやRAM等の補助記憶部183cと、入出力インタフェース(不図示)と、を有する。演算部183aは、いわゆる中央演算処理装置(CPU)であり、記憶部183bは、書き換え可能なEEPROM等の不揮発性メモリである。制御部183は、演算部183aによる演算結果をオイル性状検出装置100の外部に配置される外部制御装置(不図示)に出力する。
[0028]
 演算部183aは、検出回路185での検出結果に基づいて、内側電極30と外側電極20との間の静電容量を演算し、演算した静電容量に基づいて作動油の比誘電率を演算する。また、演算部183aは、検出回路185での検出結果に基づいて、内側電極30と外側電極20との間の抵抗値を演算し、演算した抵抗値に基づいて作動油の導電率を演算する。このように、オイル性状検出装置100では、内側電極30と外側電極20との間の隙間に介在する作動油の性状が検出される。
[0029]
 図3に示すように、外側電極20は、導電性を有する金属材料から形成され、円筒状の外側電極筒部121と、外側電極筒部121の基端部から径方向外方に突出する外側電極フランジ122と、を有する。外側スペーサ40は、絶縁性を有する樹脂材料から形成され、円筒状の外側絶縁筒部141と、外側絶縁筒部141の基端部から径方向外方に突出する外側絶縁フランジ142と、を有する。
[0030]
 内側電極30は、導電性を有する金属材料から形成され、先端に設けられる円柱状の大径部131と、大径部131からオイル性状検出装置100の基端側に向かって延在する円柱状の小径部132と、を有する。大径部131の外径は、小径部132の外径よりも大きい。内側スペーサ50は、絶縁性を有する樹脂材料から形成され、円筒状の内側絶縁筒部151と、内側絶縁筒部151の基端部から径方向外方に突出する内側絶縁フランジ152と、を有する。
[0031]
 筐体10におけるフランジ収容開口部としての大径収容部191には、先端側から基端側に向かって順に、外側絶縁フランジ142、外側電極フランジ122、及び内側絶縁フランジ152が積層配置された状態で収容される。外側絶縁フランジ142は、その先端側の面が段部195に接触するように重ねられ、外側電極フランジ122は、外側絶縁フランジ142の基端側の面(基端面)に接触するように重ねられる。内側絶縁フランジ152は、外側電極フランジ122の基端側の面(基端面)に接触するように重ねられ、取付板107は、内側絶縁フランジ152の基端側の面(基端面)に接触するように重ねられる。
[0032]
 内側絶縁フランジ152、外側電極フランジ122及び外側絶縁フランジ142は、筐体10の段部195と取付板107との間で挟まれる。したがって、外側絶縁フランジ142及び内側絶縁フランジ152により、外側電極20の軸方向の位置が規定される。
[0033]
 内側絶縁フランジ152の外周面及び外側絶縁フランジ142の外周面が大径収容部191の内周面に接触している。したがって、筐体10の大径収容部191により、外側スペーサ40及び内側スペーサ50の径方向の位置が規定される。
[0034]
 内側電極30は、基端部が取付板107に固着され、取付板107から大径収容部191、小径収容部192、中径収容部193を通って、取付部111から突出する。
[0035]
 内側絶縁筒部151は、内側絶縁フランジ152から取付部111の先端面まで軸方向に延在する。内側絶縁筒部151の先端面は、取付部111の先端面と面一とされる。つまり、内側絶縁筒部151の先端は、取付部111に形成された中径収容部193の開口面から突出していない。
[0036]
 外側電極筒部121は、外側電極フランジ122から大径収容部191、小径収容部192、中径収容部193を通って、取付部111から突出する。
[0037]
 外側絶縁筒部141は、外側絶縁フランジ142から段部196まで軸方向に延在する。外側絶縁筒部141の先端面は、段部196と面一とされる。つまり、外側絶縁筒部141の先端は、段部196に形成された小径収容部192の開口面から突出していない。
[0038]
 このため、電極カバー60を中径収容部193に挿着する際、電極カバー60の端部と段部196との間に外側絶縁筒部141の先端が噛み込まれてしまうことにより、外側スペーサ40が損傷することを防止できる。外側絶縁筒部141の噛み込みが防止されるので、電極カバー60を容易に中径収容部193に挿着することができる。
[0039]
 筐体10における筒部収容開口部としての小径収容部192には、中心軸側から径方向外方に向かって順に、内側電極30、内側絶縁筒部151、外側電極筒部121、外側絶縁筒部141が積層配置された状態で収容される。内側絶縁筒部151は、内側電極30の外周面に接触するように重ねられ、外側電極筒部121は、内側絶縁筒部151の外周面に接触するように重ねられ、外側絶縁筒部141は外側電極筒部121の外周面に接触するように重ねられる。外側絶縁筒部141の外周面は小径収容部192の内周面に接触した状態で配置される。
[0040]
 このように、筐体10の小径収容部192の内周面と外側電極筒部121の外周面との間に外側絶縁筒部141が配置され、外側電極筒部121の内周面と内側電極30の外周面との間に内側絶縁筒部151が配置される。したがって、外側絶縁筒部141及び内側絶縁筒部151により、外側電極20及び内側電極30の径方向の位置が規定される。
[0041]
 内側絶縁筒部151は、内側電極30を収容する空間として、先端側に内側電極30の大径部131を収容する先端側収容部157と、基端側に内側電極30の小径部132を収容する基端側収容部158と、を有する。先端側収容部157の内径は、基端側収容部158の内径よりも大きいため、先端側収容部157の内周面と基端側収容部158の内周面との間には、段部159が形成される。この段部159に、大径部131の外周面と小径部132の外周面との間の段部が当接する。したがって、内側スペーサ50により、内側電極30の軸方向の位置が規定される。
[0042]
 外側スペーサ40、外側電極20、内側スペーサ50及び内側電極30は、同軸上に配置され、それらの中心軸が、筐体10の中心軸と一致するように位置決めされる。上述したように、外側電極20及び内側電極30の径方向及び軸方向の位置が、外側スペーサ40及び内側スペーサ50によって規定される。これにより、内側電極30及び外側電極20を筐体10にねじ等で固定する固定作業を容易に行うことができる。また、内側電極30と外側電極20との距離を一定に保ち、オイル性状検出装置100の検出精度を維持することができる。
[0043]
 外側電極フランジ122の外径は、大径収容部191の内径よりも小さい寸法に設定され、外側電極フランジ122が大径収容部191に接触することが防止される。
[0044]
 仮に、配管1と外側電極20とが電気的に接続されてしまうと、配管1に外来ノイズが乗っている場合、ノイズの影響により検出精度が低下するという問題が生じる。
[0045]
 オイル性状検出装置100で検出する電圧値は、外部加工装置の電動機に電力を供給する商用電源の電圧値に比べて非常に小さい。このため、商用電源のノイズが外部加工装置を経由してオイル性状検出装置100に侵入すると、オイル性状検出装置100により検出する電圧値がノイズの影響を大きく受けることになる。
[0046]
 そこで、本実施形態では、上述したように、外部加工装置の配管1に取り付けられる筐体10と、外側電極20及び内側電極30と、を外側スペーサ40及び内側スペーサ50により絶縁するようにした。これにより、外部加工装置に外来ノイズ(商用電源のノイズ等)が乗っている場合に、その外来ノイズが、外側電極20と内側電極30との間で検出される電気的特性に与える影響を抑制することができる。その結果、オイル性状検出装置100の検出精度を向上することができる。
[0047]
 段部195と外側絶縁フランジ142との間には、筐体10と外側スペーサ40との間をシールする環状のOリングである外側第1シール部材(第1シール部材)171が設けられる。図では、段部195に設けられた環状溝に外側第1シール部材171を配置する例について示しているが、外側絶縁フランジ142に外側第1シール部材171を配置する環状溝を設けてもよい。
[0048]
 外側絶縁フランジ142と外側電極フランジ122との間には、外側スペーサ40と外側電極20との間をシールする環状のOリングである外側第2シール部材(第2シール部材)172が設けられる。図では、外側絶縁フランジ142に設けられた環状溝に外側第2シール部材172を配置する例について示しているが、外側電極フランジ122に外側第2シール部材172を配置する環状溝を設けてもよい。
[0049]
 このように、本実施形態では、段部195と外側絶縁フランジ142との間に外側第1シール部材171を設け、外側絶縁フランジ142と外側電極フランジ122との間に外側第2シール部材172を設けた。これにより、外側電極筒部121及び外側絶縁筒部141に、シール部材を配置するためのスペースを設ける必要がない。したがって、外側電極筒部121及び外側絶縁筒部141の厚みを小さくでき、オイル性状検出装置100の小型化を図ることができる。
[0050]
 内側電極30の大径部131と内側絶縁筒部151との間には、内側電極30と内側スペーサ50との間をシールする環状のOリングである内側第1シール部材174が設けられる。内側絶縁筒部151と外側電極筒部121との間には、内側スペーサ50と外側電極20との間をシールする環状のOリングである内側第2シール部材173が設けられる。
[0051]
 取付部111に設けられたカバー挿着開口部としての中径収容部193には、電極カバー60が圧入により挿着される。なお、固定方法は圧入に限らず、かしめ加工や溶接等、種々の固定方法を採用できる。電極カバー60は、有底円筒状部材であり、円板状の底部161と、底部161の外周縁から立ち上がる側部162と、を有する。
[0052]
 電極カバー60が挿着されると、外側電極20及び内側電極30の先端部が電極カバー60により覆われる。このため、オイル性状検出装置100の配管1への取付作業の際、外側電極20及び内側電極30の先端部(検出部23)が、配管1の外周面や冶具等に直接接触することを回避できるので、電極の先端部(検出部23)の損傷を防止することができる。電極カバー60により電極の先端部(検出部23)を保護することができるので、信頼性の高いオイル性状検出装置100を提供できる。
[0053]
 底部161には、電極カバー60の内側と外側とを連通する円形状の底部貫通孔161hが1つ設けられる。側部162には、電極カバー60の内側と外側とを連通する円形状のカバー貫通孔としての側部貫通孔162hが複数設けられる。本実施形態では、電極カバー60の周方向に90度間隔で4つの側部貫通孔162hが設けられる。側部貫通孔162hの直径D3は、底部貫通孔161hの直径D1よりも小さい(D3<D1)。
[0054]
 外側電極筒部121の先端部には、外側電極筒部121の内側と外側とを連通する円形状の電極貫通孔121hが複数設けられる。本実施形態では、外側電極筒部121の周方向に90度間隔で4つの電極貫通孔121hが設けられる。外側電極筒部121の先端には、円形状の先端開口部121tが形成される。
[0055]
 このように、電極カバー60及び外側電極20には、内部に作動油を導くための開口部が複数形成される。ここで、作動油とともに電極カバー60内に気泡が混入し、外側電極20と内側電極30との間に気泡が侵入すると、検出部23が気泡(空気)の特性を検出してしまい、検出誤差の原因となる。このため、本実施形態では、外側電極20の内側に気泡(空気)が侵入した場合であっても、速やかに気泡を電極カバー60の外部に排出できるように、電極カバー60の開口部(161h,162h)と外側電極20の開口部(121h,121t)との位置が設定される。
[0056]
 外側電極筒部121の先端開口部121tと電極カバー60の底部貫通孔161hとは互いに対向して配置され、外側電極20の中心軸CL上に位置している。これにより、オイル性状検出装置100が、その先端側を上方に向けて配管1に取り付けられた場合に、外側電極20の内側に侵入した気泡を先端開口部121t及び底部貫通孔161hを通じて電極カバー60の外側に速やかに排出することができる。
[0057]
 外側電極筒部121の電極貫通孔121hと電極カバー60の側部貫通孔162hとは互いに対向して配置され、外側電極20の中心軸CLと直交する一直線上に位置している。換言すれば、側部貫通孔162hの中心軸に直交する平面に、側部貫通孔162h、及び電極貫通孔121hのそれぞれを正投影したときに、側部貫通孔162hの投影面と電極貫通孔121hの投影面とが重なる。
[0058]
 これにより、オイル性状検出装置100が、その中心軸が水平方向に平行となるように配管1に取り付けられる場合、あるいは、オイル性状検出装置100の径方向に作動油の流れがある場合に、電極貫通孔121h及び側部貫通孔162hを通じて、外側電極20の内側に侵入した気泡を速やかに電極カバー60の外側に排出することができる。
[0059]
 さらに、本実施形態では、電極カバー60の一の側部貫通孔162hの開口面積が、その側部貫通孔162hに対向配置される一の電極貫通孔121hの開口面積以上の大きさに設定される。つまり、側部貫通孔162hの直径D2は、電極貫通孔121hの直径D3以上の大きさである(D2≧D3)。
[0060]
 これにより、側部貫通孔162h及び電極貫通孔121hを通じて外側電極20の内側へ気泡が侵入することを阻害することができる。また、外側電極20の内側に気泡が侵入してしまった場合に、電極貫通孔121h及び側部貫通孔162hを通じて電極カバー60の外側へ気泡を排出する効果をさらに向上できる。
[0061]
 電極貫通孔121hの中心軸と側部貫通孔162hの中心軸は、それぞれ外側電極20の中心軸CLに直交し、オイル性状検出装置100の軸方向にずれて配置される。本実施形態では、側部貫通孔162hの中心軸は、電極貫通孔121hの中心軸より、(D2-D3)/2だけ先端側にずれて配置される。つまり、電極貫通孔121hの基端側の開口縁と、側部貫通孔162hの基端側の開口縁とが、外側電極20の中心軸CLに直交する一直線上に位置している。
[0062]
 このため、オイル性状検出装置100が、その先端側を上方に向けて配管1に取り付けられる場合であって、オイル性状検出装置100の径方向に流れが生じているときに、外側電極20の内側に侵入した気泡を電極貫通孔121h、及び側部貫通孔162hを通じて電極カバー60の外側に速やかに排出することができる。
[0063]
 本実施形態では、複数の側部貫通孔162hの位置と複数の電極貫通孔121hの位置とが周方向に一致するように、各貫通孔が配置される。具体的には、互いに対向して配置される側部貫通孔162hと電極貫通孔121hのそれぞれの中心軸が、外側電極20の中心軸CLを含む一平面内に配置される。このため、側部貫通孔162hの中心軸に直交する平面に、側部貫通孔162h、及び電極貫通孔121hのそれぞれを正投影したときに、側部貫通孔162hの投影面内に電極貫通孔121hの投影面の全てが含まれる。なお、側部貫通孔162hの投影面内に電極貫通孔121hの投影面の全てが含まれることが好ましいが、側部貫通孔162hの投影面と電極貫通孔121hの投影面の少なくとも一部が重なるように配置できればよい。
[0064]
 オイル性状検出装置100が、その先端側を下方に向けて配管1に取り付けられる場合、電極貫通孔121hよりも基端側において、外側電極20と内側電極30との間に隙間が形成されると、気泡が抜けにくくなるおそれがある。本実施形態では、内側絶縁筒部151が電極貫通孔121hまで延在し、電極貫通孔121hよりも基端側において、外側電極20と内側電極30との間に隙間が形成されない。このため、オイル性状検出装置100が、その先端側を下方に向けて配管1に取り付けられる場合であっても、外側電極20の内側に侵入した気泡を速やかに電極カバー60の外側に排出することができる。
[0065]
 電極カバー60は、電磁波を遮蔽可能な鉄系合金等の導電性材料により形成され、外部の電磁波が検出部23に影響を及ぼすことを抑制する電磁シールドとしての機能を有する。これにより、外部からの電磁波が、外側電極20及び内側電極30の検出部23に影響を及ぼすことを抑制できる。その結果、オイル性状検出装置100の検出精度を向上できる。
[0066]
 内側電極30の先端面から外側電極20の先端面までの軸方向距離X1は、内側電極30と外側電極20との間の最短距離、すなわち内側電極30の外周面から外側電極20の内周面までの径方向距離Y1よりも大きい(X1>Y1)。これにより、内側電極30と外側電極20との間の電気力線を効果的に増加させることができるので、オイル性状検出装置100の検出精度を向上できる。
[0067]
 内側電極30の先端面と、内側電極30の先端面に対向する電極カバー60の対向面(底部161の内側面)との間の最短距離である軸方向距離X2は、電極の先端面間の軸方向距離X1よりも小さい(X2<X1)。軸方向距離X2は、内側電極30と外側電極20との間の最短距離である径方向距離Y1よりも大きい(X2>Y1)。
[0068]
 電極-カバー間の軸方向距離X2を電極間の径方向距離Y1よりも大きく設定することにより、金属製の電極カバー60がオイル性状検出装置100の検出精度に与える影響を抑制することができる。
[0069]
 上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。
[0070]
 オイル性状検出装置100は、外部加工装置の配管1に取り付けられ、外側電極20及び内側電極30を保持する筐体10と、筐体10と外側電極20との間に設けられ筐体10と外側電極20とを絶縁する外側スペーサ40と、外側電極20と内側電極30との間に設けられ外側電極20と内側電極30とを絶縁し、かつ、筐体10と内側電極30とを絶縁する内側スペーサ50と、を備える。外部加工装置の配管1に取り付けられる筐体10と、外側電極20及び内側電極30と、が外側スペーサ40及び内側スペーサ50により絶縁されるので、外部加工装置に外来ノイズ(商用電源のノイズ等)が乗っている場合に、その外来ノイズが、外側電極20と内側電極30との間で検出される電気的特性に与える影響を抑制することができる。その結果、オイル性状検出装置100の検出精度を向上することができる。
[0071]
 本実施形態に係るオイル性状検出装置100は、外部加工装置の配管1に対する取付角度にかかわらず、外側電極20の内側に気泡が侵入した場合に、その気泡を速やかに電極カバー60の外側に排出することができる。取付角度にかかわらず、外側電極20と内側電極30との間に気泡が噛み込むことを防止して、オイル性状検出装置100により安定した検出結果を得ることができるので、取付角度の自由度が高いオイル性状検出装置100を提供できる。
[0072]
 次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。
[0073]
 (変形例1)
 上記実施形態では、外側第1シール部材171が段部196と外側絶縁フランジ142との間に設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。小径収容部192と外側電極筒部121との間に外側第1シール部材171を設けてもよい。
[0074]
 (変形例2)
 上記実施形態では、外側第2シール部材172が外側絶縁フランジ142と外側電極フランジ122との間に設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。外側絶縁筒部141と外側電極筒部121との間に外側第2シール部材172を設けてもよい。
[0075]
 (変形例3)
 上記実施形態では、電極貫通孔121hとカバー貫通孔である側部貫通孔162hとが、外側電極20の中心軸CLと直交する一直線上に位置している例について説明したが、本発明はこれに限定されない。電極貫通孔121hと側部貫通孔162hとは、周方向にずれて配置されていてもよい。
[0076]
 (変形例4)
 電極カバー60の底部貫通孔161h及び側部貫通孔162hのうちの一方を省略してもよい。また、外側電極20の先端が開口されているので、電極貫通孔121hを省略してもよい。少なくとも電極カバー60の内側と外側とを連通するための開口、及び、外側電極20の内側と外側とを連通するための開口が設けられていればよい。
[0077]
 (変形例5)
 上記実施形態では、電極カバー60を備えるオイル性状検出装置100について説明したが、本発明はこれに限定されない。電極カバー60を備えないオイル性状検出装置100に本発明を適用することができる。
[0078]
 (変形例6)
 上記実施形態では、電極カバー60が、導電性部材により形成され、電磁波を遮蔽可能な電磁シールドとして機能する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。樹脂材により電極カバー60を形成してもよい。
[0079]
 (変形例7)
 上記実施形態では、内側電極30の先端面と、内側電極30の先端面に対向する電極カバー60の対向面との間の最短距離である軸方向距離X2が、内側電極30と外側電極20との間の最短距離である径方向距離Y1よりも大きい例について説明したが、本発明はこれに限定されない。電極カバー60を樹脂材で形成する場合、軸方向距離X2は、径方向距離Y1よりも小さくてもよい。外側電極20の先端を電極カバー60の底部161に当接させ、軸方向距離X2が0となるようにしてもよい。
[0080]
 (変形例8)
 上記実施形態では、内側電極30の先端面から外側電極20の先端面までの軸方向距離X1が、内側電極30の外周面から外側電極20の内周面までの径方向距離Y1よりも大きい例について説明したが、本発明はこれに限定されない。内側電極30の先端面と外側電極20の先端面とが面一となるように、外側電極20及び内側電極30を配置してもよい。
[0081]
 (変形例9)
 外側電極20、内側電極30、外側スペーサ40及び内側スペーサ50の形状は、上記実施形態の形状に限定されず、種々の形状を採用することができる。例えば、内側電極30が円柱形状の大径部131と小径部132とを備える例について説明したが、内側電極30は円筒形状の大径部131と小径部132とを備える構成にしてもよい。
[0082]
 以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
[0083]
 オイル性状検出装置100は、外部装置に収容される作動油(検出対象流体)の性状を検出する流体性状検出装置であって、筒状の外側電極20と、外側電極20の内側に設けられる棒状の内側電極30と、外側電極20と内側電極30との間の電気的特性に基づいて作動油の性状値を演算する演算部183aと、外部装置に取り付けられ、外側電極20及び内側電極30を保持する筐体10と、筐体10と外側電極20との間に設けられ筐体10と外側電極20とを絶縁するとともに筐体10に対する外側電極20の位置を規定する外側スペーサ(外側絶縁部材)40と、外側電極20と内側電極30との間に設けられ外側電極20と内側電極30とを絶縁し、かつ、筐体10と内側電極30とを絶縁するとともに筐体10に対する内側電極30の位置を規定する内側スペーサ(内側絶縁部材)50と、を備え、外側電極20及び内側電極30は、先端部が筐体10から突出し、外部装置に収容される作動油に露出する。
[0084]
 この構成では、外部装置に取り付けられる筐体10と、外側電極20及び内側電極30と、が外側スペーサ40及び内側スペーサ50により絶縁される。これにより、外部装置に外来ノイズ(商用電源のノイズ等)が乗っている場合に、その外来ノイズが、外側電極20と内側電極30との間で検出される電気的特性に与える影響を抑制することができる。その結果、オイル性状検出装置100の検出精度を向上することができる。
[0085]
 オイル性状検出装置100は、筐体10に取り付けられ、外側電極20及び内側電極30の先端部を覆う電極カバー60をさらに備える。
[0086]
 この構成では、電極カバー60により、外側電極20及び内側電極30の先端部を保護することができるので、信頼性の高いオイル性状検出装置100を提供できる。
[0087]
 オイル性状検出装置100は、外側電極20には、外側電極20の内側と外側とを連通する電極貫通孔121hが設けられ、電極カバー60には、電極カバー60の内側と外側とを連通するカバー貫通孔である側部貫通孔162hが設けられ、電極貫通孔121hと側部貫通孔162hが、外側電極20の中心軸CLと直交する一直線上に位置している。
[0088]
 オイル性状検出装置100は、側部貫通孔162hの開口面積が、電極貫通孔121hの開口面積以上の大きさに設定される。
[0089]
 これらの構成では、電極貫通孔121h及び側部貫通孔162hを通じて、外側電極20と内側電極30との間の気泡を速やかに電極カバー60の外側に排出することができる。
[0090]
 オイル性状検出装置100は、電極カバー60は、電磁波を遮蔽可能な電磁シールドであり、内側電極30の先端面と、内側電極30の先端面に対向する電極カバー60の対向面との間の最短距離が、内側電極30と外側電極20との間の最短距離よりも大きい。
[0091]
 この構成では、電極カバー60により外部からの電磁波が外側電極20及び内側電極30に影響を及ぼすことを抑制でき、さらに電極カバー60がオイル性状検出装置100の検出精度に与える影響を抑制することができる。
[0092]
 オイル性状検出装置100は、内側電極30の先端面から外側電極20の先端面までの軸方向距離X2が、内側電極30の外周面から外側電極20の内周面までの径方向距離Y1よりも大きい。
[0093]
 この構成では、内側電極30と外側電極20との間に形成される電気力線を増加させることができる。
[0094]
 オイル性状検出装置100は、外側電極20が、円筒状の外側電極筒部121と、外側電極筒部121の基端部から径方向外方に突出する外側電極フランジ122と、を有し、外側スペーサ40が、円筒状の外側絶縁筒部141と、外側絶縁筒部141の基端部から径方向外方に突出する外側絶縁フランジ142と、を有し、内側スペーサ50が、円筒状の内側絶縁筒部151と、内側絶縁筒部151の基端部から径方向外方に突出する内側絶縁フランジ152と、を有し、筐体10が、内側電極30の外周面に接触する内側絶縁筒部151、内側絶縁筒部151の外周面に接触する外側電極筒部121、及び外側電極筒部121の外周面に接触する外側絶縁筒部141を収容し、外側絶縁筒部141の外周面に接触する小径収容部(筒部収容開口部)192と、外側絶縁フランジ142、外側絶縁フランジ142の基端面に接触する外側電極フランジ122、及び外側電極フランジ122の基端面に接触する内側絶縁フランジ152を収容する大径収容部(フランジ収容開口部)191と、小径収容部192と大径収容部191との間に設けられ、外側絶縁フランジ142の先端面に接触する段部(第1段部)195と、を有し、内側絶縁フランジ152の基端面に接触する取付板(取付部材)107をさらに備える。
[0095]
 この構成では、外側絶縁筒部141と内側絶縁筒部151とにより、筐体10に対する内側電極30及び外側電極20の径方向の位置決めがなされ、外側絶縁フランジ142と内側絶縁フランジ152とにより、筐体10に対する外側電極20の軸方向の位置決めがなされる。
[0096]
 オイル性状検出装置100は、段部195と外側絶縁フランジ142との間に設けられ、筐体10と外側スペーサ40との間をシールする外側第1シール部材(第1シール部材)171と、外側絶縁フランジ142と外側電極フランジ122との間に設けられ、外側スペーサ40と外側電極20との間をシールする外側第2シール部材(第2シール部材)172と、をさらに備える。
[0097]
 この構成では、外側電極筒部121及び外側絶縁筒部141に、シール部材を配置するためのスペースを設ける必要がないので、外側電極筒部121及び外側絶縁筒部141の厚みを小さくでき、オイル性状検出装置100の小型化を図ることができる。
[0098]
 オイル性状検出装置100は、筐体10が、外部装置の取付孔1aに挿入される取付部111を有し、取付部111には、小径収容部192の同軸上に小径収容部192よりも内径が大きい中径収容部(カバー挿着開口部)193が設けられ、電極カバー60が、中径収容部193に挿着され、外側絶縁筒部141の先端が、中径収容部193と小径収容部192との間の段部(第2段部)196に形成された小径収容部192の開口面から突出していない。
[0099]
 この構成では、外側スペーサ40を損傷させることなく、電極カバー60を筐体10の中径収容部193に挿着することができる。
[0100]
 以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
[0101]
 本願は2017年9月11日に日本国特許庁に出願された特願2017-174361に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

請求の範囲

[請求項1]
 外部装置に収容される検出対象流体の性状を検出する流体性状検出装置であって、
 筒状の外側電極と、
 前記外側電極の内側に設けられる棒状の内側電極と、
 前記外側電極と前記内側電極との間の電気的特性に基づいて前記検出対象流体の性状値を演算する演算部と、
 前記外部装置に取り付けられ、前記外側電極及び前記内側電極を保持する筐体と、
 前記筐体と前記外側電極との間に設けられ前記筐体と前記外側電極とを絶縁するとともに前記筐体に対する前記外側電極の位置を規定する外側絶縁部材と、
 前記外側電極と前記内側電極との間に設けられ前記外側電極と前記内側電極とを絶縁し、かつ、前記筐体と前記内側電極とを絶縁するとともに前記筐体に対する前記内側電極の位置を規定する内側絶縁部材と、を備え、
 前記外側電極及び前記内側電極は、先端部が前記筐体から突出し、前記外部装置に収容される前記検出対象流体に露出する流体性状検出装置。
[請求項2]
 請求項1に記載の流体性状検出装置において、
 前記筐体に取り付けられ、前記外側電極及び前記内側電極の前記先端部を覆う電極カバーをさらに備える流体性状検出装置。
[請求項3]
 請求項2に記載の流体性状検出装置において、
 前記外側電極には、前記外側電極の内側と外側とを連通する電極貫通孔が設けられ、
 前記電極カバーには、前記電極カバーの内側と外側とを連通するカバー貫通孔が設けられ、
 前記電極貫通孔と前記カバー貫通孔は、前記外側電極の中心軸と直交する一直線上に位置している流体性状検出装置。
[請求項4]
 請求項3に記載の流体性状検出装置において、
 前記カバー貫通孔の開口面積は、前記電極貫通孔の開口面積以上の大きさに設定される流体性状検出装置。
[請求項5]
 請求項2に記載の流体性状検出装置において、
 前記電極カバーは、電磁波を遮蔽可能な電磁シールドであり、
 前記内側電極の先端面と、前記内側電極の先端面に対向する前記電極カバーの対向面との間の最短距離が、前記内側電極と前記外側電極との間の最短距離よりも大きい流体性状検出装置。
[請求項6]
 請求項2に記載の流体性状検出装置において、
 前記内側電極の先端面から前記外側電極の先端面までの軸方向距離が、前記内側電極の外周面から前記外側電極の内周面までの径方向距離よりも大きい流体性状検出装置。
[請求項7]
 請求項2に記載の流体性状検出装置において、
 前記外側電極は、
 円筒状の外側電極筒部と、
 前記外側電極筒部の基端部から径方向外方に突出する外側電極フランジと、を有し、
 前記外側絶縁部材は、
 円筒状の外側絶縁筒部と、
 前記外側絶縁筒部の基端部から径方向外方に突出する外側絶縁フランジと、を有し、
 前記内側絶縁部材は、
 円筒状の内側絶縁筒部と、
 前記内側絶縁筒部の基端部から径方向外方に突出する内側絶縁フランジと、を有し、
 前記筐体は、
 前記内側電極の外周面に接触する前記内側絶縁筒部、前記内側絶縁筒部の外周面に接触する前記外側電極筒部、及び前記外側電極筒部の外周面に接触する前記外側絶縁筒部を収容し、前記外側絶縁筒部の外周面に接触する筒部収容開口部と、
 前記外側絶縁フランジ、前記外側絶縁フランジの基端面に接触する前記外側電極フランジ、及び前記外側電極フランジの基端面に接触する前記内側絶縁フランジを収容するフランジ収容開口部と、
 前記筒部収容開口部と前記フランジ収容開口部との間に設けられ、前記外側絶縁フランジの先端面に接触する第1段部と、を有し、
 前記内側絶縁フランジの基端面に接触する取付部材をさらに備える流体性状検出装置。
[請求項8]
 請求項7に記載の流体性状検出装置において、
 前記第1段部と前記外側絶縁フランジとの間に設けられ、前記筐体と前記外側絶縁部材との間をシールする第1シール部材と、
 前記外側絶縁フランジと前記外側電極フランジとの間に設けられ、前記外側絶縁部材と前記外側電極との間をシールする第2シール部材と、をさらに備える流体性状検出装置。
[請求項9]
 請求項7に記載の流体性状検出装置において、
 前記筐体は、前記外部装置の取付孔に挿入される取付部を有し、
 前記取付部には、前記筒部収容開口部の同軸上に前記筒部収容開口部よりも内径が大きいカバー挿着開口部が設けられ、
 前記電極カバーは、前記カバー挿着開口部に挿着され、
 前記外側絶縁筒部の先端は、前記カバー挿着開口部と前記筒部収容開口部との間の第2段部に形成された前記筒部収容開口部の開口面から突出していない流体性状検出装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]