WO2016199636A1 - 測定装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a measuring apparatus.
- Patent Document 1 a light emitting diode that irradiates light to a pipe for flowing oil (hydraulic oil) or the like and a light emitting diode that is spaced apart along a fluid flow path direction and transmits light transmitted through the flow path by light irradiation. It has two light receiving elements to detect and a detection unit for detecting the amount of impurity particles flowing in the flow path from the differential output of each light receiving element, and measures impurity particles such as oil dust contained in hydraulic oil An impurity particle measuring apparatus is disclosed.
- a light transmissive material for example, a glass tube made of glass is used for piping.
- the pressure of the hydraulic fluid flowing in the pipe becomes high, for example, even if the glass tube is formed of high-strength sapphire glass, the glass tube may be cracked and the measurement error may increase. .
- the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a measuring apparatus that can be used under high pressure and can measure impurity particles contained in hydraulic oil with high accuracy.
- a measuring apparatus is, for example, a housing having two opposing surfaces, and opens to the two opposing surfaces, and the first side surface and the first opposing surface.
- a channel hole having two side surfaces, a first hole having one end opened to the first side surface, and a second hole facing the first hole across the central axis of the channel hole
- a casing formed with a second hole having one end opened to the second side surface, and a first cell provided in the first hole, the first cell being formed of a transparent material.
- a first cell having a substantially cylindrical shape whose both end surfaces are flat, and a second cell provided inside the second hole, each of which is formed of a transparent material, and whose both end surfaces are flat.
- the first cell passes through the inside of the flow path hole.
- the centers of the first hole and the second hole substantially coincide with the optical axis that is the center of the light irradiated from the light irradiation unit.
- the flow path hole having the first side surface and the second side surface facing each other is formed in the casing, with the central axis orthogonal to the two facing surfaces.
- the light from a light irradiation part is provided in the 1st hole opened in a 1st side surface from the direction substantially orthogonal to the central axis of a flow-path hole.
- the working oil that flows through the cell through the inside of the flow path hole is irradiated and is opposed to the light irradiation unit across the second cell provided in the first cell, the flow path hole, and the second hole that opens in the second side surface.
- the light is received by a light receiving unit provided to do so. Thereby, the impurity particles contained in the hydraulic oil can be measured with high accuracy.
- both ends of the flow path hole are round holes, and the flow path hole has a shape on a surface substantially orthogonal to the central axis, and two sides substantially orthogonal to the optical axis are formed from the round hole. You may have the taper shape changed to the long hole which has. Thereby, the flow of the hydraulic fluid flowing through the measurement hole can be stabilized and the measurement accuracy can be increased.
- the first side surface and the second side surface are flat surfaces, and the first cell has an end surface of the first cell in the state provided in the first hole.
- the second cell is substantially flush with the side surface, and the second cell is provided in the second hole, and the end surface of the second cell is substantially flush with the second side surface. Good. Thereby, generation
- the tapered shape may be formed such that an angle formed by two lines facing each other across the central axis is approximately 60 degrees. Thereby, a vortex does not generate
- a distance between the first side surface and the second side surface may be smaller than a length of the first side surface and the second side surface in a direction substantially orthogonal to the central axis.
- the cell includes a substantially cylindrical main body part, and a substantially thick disk-shaped flange part having a larger diameter than the main body part formed at an end of the main body part, and the hole, A seal member is provided between the main body portion, a pressing member that presses the cell is provided in the casing, and the main body of the flange portion is provided when the pressing member is provided in the casing.
- the end surface on the part side may be pressed against the housing.
- the impurity particles that can be used under high pressure and contained in the hydraulic oil can be measured with high accuracy.
- FIG. 2 is a perspective view of a housing 10.
- FIG. It is sectional drawing of the housing
- FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
- FIG. It is a figure which shows typically the flow of hydraulic fluid in case the angle (theta) has the connection part 11C of about 60 degree
- FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an outline of a housing 10-1. It is a figure explaining the shape of guidance part 11D. It is D arrow view of FIG.
- the pollution degree measuring apparatus 1 is provided in an apparatus 100 that performs a desired operation using hydraulic oil, such as a construction machine or a hydraulic device.
- FIG. 1 is a diagram showing an outline of the apparatus 100.
- the apparatus 100 includes a housing 103 in which a main flow path 101 and a bypass flow path 102, which are flow paths through which hydraulic oil to be measured flows, are formed.
- the contamination degree measuring apparatus 1 is provided at a desired position in the apparatus 100 so as to include the bypass channel 102.
- the hydraulic oil indicates the flow of hydraulic oil in the apparatus 100.
- the hydraulic oil flows in the main channel 101 from the ⁇ x direction to the + x direction.
- a part of the hydraulic oil flowing in the main flow path 101 flows into the bypass flow path 102 and is supplied to the contamination degree measuring apparatus 1.
- the hydraulic oil that has flowed out of the contamination degree measuring apparatus 1 returns to the main flow path 101 through the bypass flow path 102.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing an outline of the contamination degree measuring apparatus 1.
- the contamination degree measuring apparatus 1 mainly includes a housing 10, a glass cell 21, an O-ring 22, a plug 23, a packing 24, a light emitting unit substrate 25, a plug 26, a light receiving unit substrate 27, and a block 28. And having. In FIG. 3, some of the hatching indicating the cross section is omitted.
- the housing 10 is a substantially rectangular member formed of, for example, metal (for example, iron, aluminum, etc. ).
- the body 10A (see FIGS. 3 to 6) of the housing 10 mainly serves as a measurement channel 11 for flowing hydraulic oil to be measured and a window for introducing and extracting light into the measurement channel 11. Holes 12 and 13, a hole 14 for attaching the plug 23, and a hole 15 for attaching the plug 26 are formed.
- the measurement channel 11 has openings on the side surface on the ⁇ x side and the side surface on the + x side of the body 10A.
- the central axis P of the measurement channel 11 is orthogonal to the ⁇ x side surface and the + x side surface.
- the measurement channel 11 has a side surface Ba and a side surface Bb which are planes along the central axis P.
- the holes 12 and 13 are formed so as to face each other with the central axis P interposed therebetween. One end of each of the holes 12 and 13 opens into the measurement channel 11.
- the hole 12 and the hole 14 are connected, and the hole 13 and the hole 15 are connected.
- the centers of the holes 12 and 13 and the holes 14 and 15 are substantially orthogonal to the central axis P.
- the shape of the housing 10 is not limited to a substantially rectangular shape.
- the shape of the housing 10 may be any shape as long as the measurement channel 11 has two opposing surfaces that open. The housing 10 will be described in detail later.
- the glass cell 21 is a substantially cylindrical member formed of a light transmissive material (for example, glass).
- the glass cell 21 has a substantially cylindrical main body portion 21A and a substantially thick disk-shaped flange portion 21B having a larger diameter than the main body portion 21A.
- the glass cell 21 is provided in the holes 12 and 13. Since the holes 12 and 13 are opened toward the measurement channel 11, the end surface 21 a of the glass cell 21 provided in the holes 12 and 13 directly touches the working oil flowing in the measurement channel 11. Further, the end surface 21 a of the glass cell 21 provided in the holes 12 and 13 is substantially on the same plane as the side surfaces 11Ba and 11Bb of the measurement channel 11.
- the O-ring 22 is, for example, an annular packing having a substantially circular cross section.
- the O-ring 22 is provided between the holes 12 and 13 and the glass cell 21 when the glass cell 21 is provided in the holes 12 and 13.
- the O-ring 22 functions as a seal member that prevents hydraulic fluid from leaking between the holes 12 and 13 and the glass cell 21 by elastically deforming between the holes 12 and 13 and the glass cell 21.
- the plug 23 is a substantially cylindrical member formed of metal (for example, aluminum).
- a screw 23 ⁇ / b> A is formed on the outer periphery of the plug 23.
- the screw 23 ⁇ / b> A is screwed with the screw 14 ⁇ / b> A formed on the inner periphery of the hole 14, the plug 23 is attached to the housing 10.
- the plug 23 has a recess 23B having a diameter substantially the same as the diameter of the flange portion 21B.
- the flange portion 21B is fitted in the recess portion 23B.
- the packing 24 is a substantially hollow disk-shaped member made of metal (for example, brass).
- the packing 24 is provided between the recess 23B and the flange portion 21B.
- the plug 23 presses the end surface 21b of the flange portion 21B via the packing 24.
- the end surface 21c on the main body 21A side of the flange 21B is pressed against the body 10A.
- the contact surface between the end surface 21c and the body 10A has a substantially disc shape, and the glass cell 21 is supported by the surface. Thereby, the glass cell 21 can be firmly fixed to the hole 12.
- the packing 24 is not essential, and the plug 23 may directly press the flange portion 21B.
- the light emitting unit substrate 25 is provided with a light emitting unit (for example, LED) 25A for irradiating light.
- a light emitting unit for example, LED
- the light emitted from the light emitting unit 25 ⁇ / b> A passes through the glass cell 21 provided in the hole 12 and is applied to the hydraulic oil flowing in the measurement channel 11.
- the light emitting unit substrate 25 is attached to the plug 23 using screws.
- the light emitting unit 25A is inserted into the hole 23C formed in the plug 23 so that the optical axis O which is the center of the light emitted from the light emitting unit 25A substantially coincides with the central axis of the holes 12 and 13. Positioned. Further, the light emitting part 25A is provided adjacent to the flange part 21B.
- the light emitted from the light emitting unit 25A enters the glass cell 21 from a direction perpendicular to the end surface 21a of the glass cell 21 which is a plane. Therefore, the light irradiated from the light emitting unit 25A does not diffuse at the end face 21a, and the light passes through the glass cell 21 along the central axis (substantially coincident with the optical axis O) of the glass cell 21. Moreover, since the end surface 21b of the glass cell 21 is also a plane, the light that has passed through the glass cell 21 is emitted in a direction orthogonal to the end surface 21b. Therefore, the irradiated light from the light emitting unit 25A is irradiated to the working oil in the measurement channel 11 without being diffused.
- the plug 26 is a substantially cylindrical member made of metal (for example, aluminum) like the plug 23.
- a screw 26 ⁇ / b> A is formed on the outer periphery of the plug 26.
- the screw 26 ⁇ / b> A is screwed with the screw 15 ⁇ / b> A formed on the inner periphery of the hole 15, the plug 26 is attached to the housing 10.
- the plug 26 is formed with a recess 26B having a diameter substantially the same as the diameter of the flange portion 21B.
- the flange portion 21B is fitted in the recess 26B.
- the plug 26 When the plug 26 is attached to the housing 10 by screwing the screw 26 ⁇ / b> A with the screw 15 ⁇ / b> A, the plug 26 presses the flange portion 21 ⁇ / b> B via the packing 24. As a result, the end surface 21c of the flange portion 21B is pressed against the body 10A. Thereby, the glass cell 21 can be fixed to the hole 13.
- the positional relationship between the hole 13 and the glass cell 21 and the method for attaching the glass cell 21 to the hole 13 are the same as the positional relationship between the hole 12 and the glass cell 21 and the method for attaching the glass cell 21 to the hole 12. .
- the light receiving unit substrate 27 is provided with a light receiving element 27A for detecting transmitted light by light irradiation.
- the light receiving element 27A is, for example, a photodiode (PD), and is provided to face the light emitting unit 25A with the measurement flow channel 11 and the glass cell 21 interposed therebetween.
- the light receiving element 27A is provided on the optical axis O.
- the light irradiated from the light emitting unit 25A and not reflected by the impurity particles contained in the hydraulic oil in the measurement flow path 11 is incident on the glass cell 21 from a direction orthogonal to the end face 21b. Moreover, the light that has passed through the glass cell 21 is also emitted in a direction orthogonal to the end face 21a. Therefore, most of the light irradiated from the light emitting unit 25A and not reflected by the impurity particles contained in the hydraulic oil in the measurement channel 11 (light that has passed through the hydraulic oil) is received by the light receiving element 27A.
- the light receiving portion substrate 27 is attached to the block 28 using screws.
- the block 28 is fixed to the housing 103 by screws or the like.
- the mounting of the light receiving unit substrate 27 is not limited to this, and may be screwed to the plug 26, for example.
- FIG. 3 is a perspective view of the housing 10.
- a measurement channel 11 is formed in the body 10A so as to penetrate the body 10A from the ⁇ x side surface toward the + x side surface. Further, a hole 14 is formed on the + y side surface of the body 10A, and a hole 15 is formed on the ⁇ y side surface of the body 10A.
- the measurement channel 11 will be described in detail.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the housing 10 on the surface A shown in FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the housing 10 taken along the plane B shown in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
- the measurement flow path 11 includes a substantially cylindrical screw portion 11A formed at both ends, a long hole portion 11B having a long hole shape when cut along a plane substantially parallel to the yz plane, and the screw portion 11A and the long hole.
- a connecting portion 11C that gently connects the portion 11B.
- the threaded portion 11A is connected to another part, for example, a joint having a channel having a substantially circular cross section.
- the screw portion 11A provided on the ⁇ x side is an inflow portion where the hydraulic oil flows into the measurement flow path 11, and the screw portion 11A provided on the + x side is an outflow portion where the hydraulic oil flows out from the measurement flow path 11. .
- the long hole portion 11B has side surfaces 11Ba and 11Bb.
- the side surfaces 11Ba and 11Bb are planes whose longitudinal direction is substantially along the x direction (see FIG. 4), and face each other across the central axis P (see FIGS. 5 and 6).
- One end of a hole 12 is opened on the side surface 11Ba, and one end of a hole 13 (the hole 13 is not shown in FIG. 4) is opened on the side surface 11Bb.
- the long hole portion 11 ⁇ / b> B has a long hole in a cross-sectional shape (hereinafter referred to as a cross-sectional shape) on a surface substantially orthogonal to the central axis P of the measurement flow channel 11.
- the long hole portion 11B is a curve connecting two straight sides 11a and 11b and a side 11a and 11b along a direction (z direction) substantially perpendicular to the optical axis O on a plane substantially perpendicular to the central axis P.
- a side 11c The side 11a is a part of the side surface 11Ba, and the side 11b is a part of the side surface 11Bb.
- the length 11 of the sides 11a and 11b is approximately 11 mm
- the width l2 of the slot 11B is approximately 14 mm
- t is approximately 3 mm.
- the value of the thickness t of the long hole portion 11B is the value of the length of the sides 11a and 11b (the length in the direction substantially orthogonal to the central axis P of the side surfaces 11Ba and 11Bb) or the length of the long hole portion 11B. It is sufficiently smaller than the value of the width l2.
- the connecting portion 11C has a tapered shape, and gradually changes the cross-sectional shape of the flow path from the round hole that is the cross-sectional shape of the screw portion 11A to the long hole that is the cross-sectional shape of the long hole portion 11B.
- the connecting portion 11C has a substantially conical shape. As shown in FIG. 4, the shape of the hole A connecting the connecting portion 11 ⁇ / b> C and the elongated hole portion 11 ⁇ / b> B is a substantially triangular shape that protrudes toward the center of the housing 10.
- the width l2 of the long hole portion 11B is substantially the same as the diameter of the screw portion 11A.
- the diameter of the screw portion 11A may be equal to or larger than the width l2 of the elongated hole portion 11B, and is not limited to the case where the diameter is substantially the same as the width l2 of the elongated hole portion 11B.
- the connecting portion 11C is formed such that an angle ⁇ formed by two lines facing each other across the central axis P is approximately 60 degrees on the surface A and the surface B, which are surfaces including the central axis P.
- the angle ⁇ will be described in detail later.
- the hydraulic oil flows into the contamination degree measuring device 1 from an inflow portion which is a screw portion 11A formed on the ⁇ x side of the housing 10.
- the hydraulic oil flowing in from the inflow portion flows into the long hole portion 11B through the connecting portion 11C.
- the hydraulic oil flowing into the long hole portion 11B flows downstream (in the direction from ⁇ x to + x) in the long hole portion 11B, and from the outflow portion that is the screw portion 11A formed on the + x side of the housing 10. It flows out of the pollution measuring device 1.
- the working oil that flows downstream in the long hole portion 11B is irradiated with light from the light emitting portion 25A.
- the light emitted from the light emitting unit 25A enters the glass cell 21 from the end face 21b, passes through the glass cell 21, and enters the working oil in the measurement channel 11 from the end face 21a.
- the light that has passed through the measurement channel 11 enters the glass cell 21 from the end face 21a, passes through the glass cell 21, and exits from the end face 21b.
- the light receiving element 27A receives light emitted from the end face 21b.
- light is continuously emitted from the light emitting unit 25A.
- the light receiving element 27A continuously receives light.
- the output signal of the light receiving element 27A is amplified by an amplifier, and the amount of impurity particles contained in the hydraulic oil flowing in the measurement channel 11 is measured based on the amplified signal. Since various techniques for measuring the amount of impurity particles are already known, description thereof will be omitted.
- the processing of the output signal of the light receiving element 27 ⁇ / b> A may be performed using an electric circuit or a microcomputer (not shown) provided in the contamination degree measuring apparatus 1, or may be performed by an apparatus other than the contamination degree measuring apparatus 1.
- the light receiving element 27A continuously receives light, if the flow of hydraulic oil flowing through the measurement flow path 11 is disturbed, the measurement accuracy decreases.
- the connecting portion 11C having an angle ⁇ of about 60 degrees as in the present embodiment, the flow of hydraulic fluid can be stabilized and the measurement accuracy can be increased.
- FIG. 7 is a diagram schematically showing the flow of hydraulic oil when the connecting portion 11C has an angle ⁇ of approximately 60 degrees (this embodiment).
- FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the flow of hydraulic oil when the connecting portion 11C ′ having an angle ⁇ of approximately 120 degrees is included (comparative example).
- FIG. 9 is a diagram schematically showing the flow of hydraulic oil when there is no connecting portion (comparative example). The difference between FIGS. 7 to 9 is only the connecting portion.
- the lines shown in FIGS. 7 to 9 indicate the trajectory lines when the hydraulic oil flow is simulated.
- a pipe thinner than the screw portion 11A is provided on the left side of the measurement channel 11 via the screw portion 11A, but the diameter of this pipe is not limited to this.
- the connecting portions 11C and 11C ′ having a tapered shape for gradually changing the cross-sectional shape of the flow path between the screw portion 11A and the elongated hole portion 11B.
- the taper-shaped angle ⁇ is preferably about 60 degrees.
- the contamination degree measuring apparatus 1 can be used under high pressure.
- the measurement flow path 11 is formed directly in the housing 10
- the contamination degree measuring apparatus 1 can be used under high pressure.
- a glass tube is used for the measurement flow path, there is a possibility that cracking or the like may occur in the measurement flow path when the pressure of hydraulic oil or the like flowing through the piping is increased.
- the contamination measuring device 1 can be used under high pressure. It can.
- the pressure resistance is low because the glass tube has a curved surface.
- the glass cell 21 has a flat end surface and is thick and strong. Therefore, it is possible to prevent the glass cell 21 from being cracked even under high pressure.
- the present embodiment since there is no curved surface on the optical path from the light emitting unit 25A to the light receiving element 27A, it is possible to measure the impurity particles contained in the hydraulic oil with high accuracy.
- the glass tube is curved, so that light is refracted in various directions on the surface of the glass tube.
- the light emitted from the light emitting unit 25A is incident or emitted along a direction orthogonal to the end surface of the glass cell 21 which is a plane, so that the light emitted from the light emitting unit 25A does not diffuse and is measured as it is.
- the working oil in the flow path 11 is irradiated. Therefore, measurement accuracy can be increased.
- the optical path that is, the distance between the light emitting portion 25A and the light receiving element 27A is shortened, and the measurement accuracy can be increased.
- the connecting portion 11C having a tapered shape that changes the cross-sectional shape of the measurement channel 11 from a round hole to an elongated hole, the flow of hydraulic oil is stabilized, and the measurement accuracy is improved. Can be high.
- the end surface 21 a of the glass cell 21 is substantially flush with the side surfaces 11Ba and 11Bb of the measurement channel 11 so that the operation flows through the measurement channel 11 around the glass cell 21. It is possible to prevent the vortex from occurring in the oil and improve the measurement accuracy. For example, when the glass cell 21 protrudes into the measurement flow path 11, the working oil flowing in the measurement flow path 11 hits the glass cell 21 and a vortex is generated. On the other hand, when the end surface 21a is substantially flush with the side surfaces 11Ba and 11Bb, the flow of hydraulic oil is not hindered by the glass cell 21, and vortices are generated around the glass cell 21, that is, near the optical axis O. do not do. Therefore, measurement accuracy can be increased.
- the vibration resistance can be improved by bringing the end face 21c of the flange portion 21B into contact with the housing 10 when the glass cell 21 is attached to the housing 10.
- the glass tube may vibrate more intensely than the contamination degree measuring device 1 when the contamination degree measuring device 1 vibrates in order to fix the periphery of the glass tube.
- the glass cell 21 and the housing 10 are in contact with each other on the surface, the glass cell 21 can be pressed against the housing 10 with a strong force. Therefore, even if the contamination degree measuring apparatus 1 vibrates, the glass cell 21 hardly vibrates with respect to the contamination degree measuring apparatus 1 (improvement in vibration resistance).
- connect in a surface, even if a flow volume fluctuation
- the thickness t (approximately 3 mm) of the long hole portion 11B is set to the length l1 (approximately 11 mm) of the sides 11a and 11b on the surface substantially orthogonal to the central axis P of the measurement channel 11.
- the cross-sectional shape of the long hole portion 11B is not limited to this.
- the thickness t of the long hole portion 11B may be thicker than about 3 mm.
- the cross-sectional shape of the long hole portion 11B is a long hole having two straight sides 11a and 11b along a direction (z direction) substantially orthogonal to the optical axis O.
- the cross-sectional shape of the long hole portion 11B is not limited to this.
- the cross-sectional shape of the long hole portion may be a substantially rectangular shape.
- it is desirable that the length of the long hole portion in the y direction (the direction along the optical axis O) is shorter than the length of the long hole portion in the z direction.
- the cross-sectional shape of the long hole portion may be a substantially elliptical shape.
- the substantially elliptical minor axis is substantially parallel to the y direction
- the major axis is substantially parallel to the z direction
- the + y side portion and the ⁇ y side portion are respectively defined as the side surfaces of the elongated hole portion. That's fine.
- the side surface of the long hole portion is curved, a part of the glass cell 21 protrudes from the side surface of the long hole portion.
- the protruding amount of the glass cell 21 is small, so that even if a vortex is generated, the measurement accuracy cannot be affected.
- the measurement channel 11 has the screw portion 11A, the elongated hole portion 11B, and the connecting portion 11C.
- the shape of the measurement channel 11 is not limited to this.
- the cross-sectional shape of the bypass flow path 102 is a long hole, the measurement flow path may be only the long hole portion 11B.
- the cross-sectional shape of the bypass channel 102 is a round hole, it is desirable to form the connecting portions 11C at both ends of the long hole portion 11B.
- the measurement channel 11 has a screw portion 11A, an elongated hole portion 11B, and a connecting portion 11C, and the diameter of the round hole in the screw portion 11A (both ends of the measurement channel 11) is the same. Although it is substantially the same as the width
- the diameter of the round holes at both ends of the measurement channel 11 is smaller than the width of the long hole portion 11B.
- the contamination degree measuring apparatus 2 according to the second embodiment will be described.
- symbol is attached
- the contamination degree measuring apparatus 2 mainly includes a housing 10-1, a glass cell 21, an O-ring 22, a plug 23, a packing 24, a light emitting unit substrate 25, a plug 26, a light receiving unit substrate 27, And block 28.
- FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the housing 10-1.
- the casing 10-1 is a substantially rectangular member formed of metal (for example, aluminum).
- the body 10A-1 of the housing 10 is mainly formed with a measurement channel 11-1, holes 12, 13, a hole 14, and a hole 15.
- the measurement channel 11-1 mainly has a long hole portion 11B and a guide portion 11D provided at both ends of the long hole portion 11B.
- the guide portion 11D has one end connected to the elongated hole portion 11B and the other end opened to the end surface of the housing 10-1.
- the shape of the opening that opens to the end surface of the housing 10-1 is substantially circular.
- derivation parts have the taper shape which changes gradually the cross-sectional shape of a flow path from the round hole to the long hole which is the cross-sectional shape of the long hole part 11B.
- the guide portion 11D provided on the ⁇ x side is an inflow portion through which hydraulic oil flows into the measurement flow channel 11-1, and the guide portion 11D provided at the + x side outputs hydraulic fluid from the measurement flow channel 11-1. The outflow part.
- FIG. 11 and 12 are diagrams for explaining the shape of the guiding portion 11D.
- 11 is a cross-sectional view
- FIG. 12 is a view taken in the direction of arrow D in FIG. In FIG. 12, the body 10A-1 is not shown.
- the opening part 11d opened on the end surface of the housing 10-1 is a round hole, and the diameter thereof is smaller than the width l2 of the long hole part 11B and larger than the thickness t of the long hole part 11B.
- An angle ⁇ formed by two lines facing each other across the central axis P of the guide portion 11D is approximately 60 degrees, as in the first embodiment.
- the circular pipe is gradually made into a long hole, no vortex is generated in the hydraulic oil flowing through the measurement flow channel 11-1, and the flow can be stabilized.
- the impurity particles contained in the hydraulic oil can be measured with high accuracy.
- the cross-sectional area of the measurement channel 11 is reduced, a vortex is generated in the vicinity of the connecting portion 11C.
- the cross-sectional shape is gradually changed from a circular shape to a long hole without changing the cross-sectional area of the measurement flow channel 11-1, so that the flow of hydraulic oil is further stabilized and the generation of vortices occurs. Can be prevented.
- substantially is a concept that includes not only a case where they are exactly the same but also errors and deformations that do not lose the identity.
- substantially orthogonal is not limited to being strictly orthogonal, and is a concept including an error of, for example, several degrees.
- orthogonal, parallel, coincidence, etc. not only strictly orthogonal, parallel, coincidence, etc. but also cases of substantially parallel, substantially orthogonal, substantially coincidence, etc. are included.
- neighboring means including an area in a certain range (which can be arbitrarily determined) near the reference position.
- a certain range which can be arbitrarily determined
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Abstract
高圧下で使用でき、かつ高い精度で作動油に含まれる不純物粒子を測定することができる。 筐体10の対向する2つの面に開口する流路孔11は、平面である側面11Ba、11Bbを有する。穴12は側面11Baに開口し、穴13は側面11Bbに開口する。光照射部25Aからの光は、中心軸Pと略直交する方向から、穴12に設けられるセル21を通して、流路孔11の内部を流れる作動油に照射される。そして、作動油を通過した光は、側面11Bbに開口する穴13に設けられるセル21を通して、受光部27Aで受光される。
Description
本発明は、測定装置に関する。
特許文献1には、オイル(作動油)等を流すための配管に対して光を照射する発光ダイオードと、流体の流路方向に沿って離間配置され、光の照射による流路の透過光を検出する2つの受光素子と、各受光素子の差動出力から流路に流れる不純物粒子の量を検出する検出部と、を具備し、作動油等に含まれるオイルダスト等の不純物粒子を測定する不純物粒子測定装置が開示されている。
特許文献1に記載の発明では、配管に、光透過性の材料、例えばガラスで形成されたガラス管を用いている。しかしながら、配管内を流れる作動油等の圧力が高くなった場合には、例えばガラス管を高強度のサファイアガラスで形成したとしても、ガラス管にひび割れ等が生じ、測定誤差が大きくなるおそれがある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、高圧下で使用でき、かつ高い精度で作動油に含まれる不純物粒子を測定することができる測定装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る測定装置は、例えば、対向する2つの面を有する筐体であって、前記対向する2つの面に開口するとともに、対向する第1の側面と第2の側面とを有する流路孔と、一端が前記第1の側面に開口する第1の穴と、前記流路孔の中心軸を挟んで前記第1の穴と対向する第2の穴であって、一端が前記第2の側面に開口する第2の穴と、が形成された筐体と、前記第1の穴の内部に設けられる第1のセルであって、透明な材料で形成され、両端面が平面である略円筒形状の第1のセルと、前記第2の穴の内部に設けられる第2のセルであって、透明な材料で形成され、両端面が平面である略円筒形状の第2のセルと、前記中心軸と略直交する方向から、前記第1のセルを通して、前記流路孔の内部を流れる作動油に光を照射する光照射部と、前記第1のセル、前記流路孔及び前記第2のセルを挟んで前記光照射部と対向して設けられた受光部と、を備え、前記第1の穴及び前記第2の穴の中心は、前記光照射部から照射される光の中心である光軸と略一致することを特徴とする。
本発明に係る測定装置によれば、対向する2つの面に中心軸が直交し、対向する第1の側面と第2の側面とを有する流路孔が、筐体に形成される。これにより、測定装置を高圧下で使用できる。
また、本発明に係る測定装置によれば、光照射部からの光は、流路孔の中心軸と略直交する方向から、第1の側面に開口する第1の穴に設けられる第1のセルを通して流路孔の内部を流れる作動油に照射され、第1のセル、流路孔及び第2の側面に開口する第2の穴に設けられる第2のセルを挟んで光照射部と対向するように設けられた受光部で受光される。これにより、高い精度で作動油に含まれる不純物粒子を測定することができる。
ここで、前記流路孔は、両端が丸穴であり、前記流路孔は、前記中心軸に略直交する面における形状を、丸穴から、前記光軸と略直交する2本の辺を有する長穴へと変化させるテーパ形状を有してもよい。これにより、測定孔を流れる作動油の流れを安定させ、測定精度を上げることができる。
ここで、前記第1の側面及び前記第2の側面は平面であり、前記第1のセルは、前記第1の穴に設けられた状態において、前記第1のセルの端面が前記第1の側面と略同一平面上にあり、前記第2のセルは、前記第2の穴に設けられた状態において、前記第2のセルの端面が前記第2の側面と略同一平面上にあってもよい。これにより、渦の発生を減らすことができる。
ここで、前記テーパ形状は、前記中心軸を挟んで対向する2本の線のなす角度が略60度となるように形成されてもよい。これにより、測定孔を流れる作動油に渦が発生せず、流れを安定させることができる。
ここで、前記第1の側面と前記第2の側面との距離は、前記第1の側面及び前記第2の側面の前記中心軸と略直交する方向の長さより小さくてもよい。これにより、光照射部と受光部との距離を短くし、測定精度を上げることができる。
ここで、前記セルは、略円筒形状の本体部と、前記本体部の端に形成された前記本体部より直径の大きい略厚肉円板形状のフランジ部と、を有し、前記穴と、前記本体部との間には、シール部材が設けられ、前記筐体には、前記セルを押圧する押さえ部材が設けられ、前記押さえ部材が前記筐体に設けられると、前記フランジ部の前記本体部側の端面が前記筐体に押圧されてもよい。これにより、振動、流量変動、圧力変動等が発生した場合にも測定精度を向上させることができる。
本発明によれば、高圧下で使用でき、かつ高い精度で作動油に含まれる不純物粒子を測定することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。汚染度測定装置1は、建設機械、油圧機器等の、作動油を用いて所望の動作を行う装置100に設けられる。
図1は、装置100の概略を示す図である。装置100は、測定対象である作動油が流れる流路であるメイン流路101及びバイパス流路102が形成された筐体103を有する。汚染度測定装置1は、バイパス流路102を含むように、装置100内の所望の位置に設けられる。
図1の太矢印は、装置100内の作動油の流れを示す。作動油は、メイン流路101内を-x方向から+x方向に向けて流れている。メイン流路101内を流れている作動油のうちの一部は、バイパス流路102に流れ込み、汚染度測定装置1に供給される。汚染度測定装置1から流出した作動油は、バイパス流路102を通ってメイン流路101に戻る。
図2は、汚染度測定装置1の概略を示す断面図である。汚染度測定装置1は、主として、筐体10と、ガラスセル21と、Oリング22と、プラグ23と、パッキン24と、発光部基板25と、プラグ26と、受光部基板27と、ブロック28と、を有する。なお、図3においては、断面を示すハッチングを一部省略している。
筐体10は、例えば、金属(例えば、鉄、アルミニウム等)で形成された略矩形形状の部材である。筐体10のボディ10A(図3~6参照)には、主として、測定対象である作動油を流すための測定流路11と、測定流路11に光を導入及び導出するための窓となる孔12、13と、プラグ23を取り付ける穴14と、プラグ26を取り付ける穴15と、が形成される。
測定流路11は、ボディ10Aの-x側の側面と+x側の側面とに開口部を有する。測定流路11の中心軸Pは、-x側の側面と+x側の側面とに直交する。測定流路11は、中心軸Pに沿った平面である側面Baと側面Bbとを有する。
孔12、13は、それぞれ、中心軸Pを挟んで対向するように形成される。孔12、13の一端は、測定流路11に開口する。孔12と穴14とは連結しており、孔13と穴15とは連結している。孔12、13及び穴14、15の中心は、中心軸Pと略直交する。
なお、筐体10の形状は、略矩形形状に限られない。測定流路11が開口する対向する2つの面を有していれば、筐体10の形状はどのような形状でもよい。筐体10については、後に詳述する。
ガラスセル21は、光透過性の材料(例えば、ガラス)で形成された略円筒形状の部材である。ガラスセル21は、略円筒形状の本体部21Aと、本体部21Aより大きい直径を有する略厚肉円板形状のフランジ部21Bと、を有する。ガラスセル21は、孔12、13に設けられる。孔12、13は測定流路11に向けて開口しているため、孔12、13に設けられたガラスセル21の端面21aは、測定流路11内を流れる作動油に直接触れる。また、孔12、13に設けられたガラスセル21の端面21aは、測定流路11の側面11Ba、11Bbと略同一平面上である。
ガラスセル21の端面21aが、側面11Ba、11Bbと略同一平面にあることで、ガラスセル21の周囲で、測定流路11を流れる作動油に渦が発生することを防止することができる。
Oリング22は、例えば断面が略円形の環状パッキンである。Oリング22は、ガラスセル21を孔12、13に設けるときに、孔12、13とガラスセル21との間に設けられる。Oリング22は、孔12、13とガラスセル21との間で弾性変形することで、孔12、13とガラスセル21との間から作動油が漏れないようにするシール部材として機能する。
プラグ23は、金属(例えば、アルミニウム)で形成された略円筒形状の部材である。プラグ23の外周には、ネジ23Aが形成される。ネジ23Aを、穴14の内周に形成されたネジ14Aと螺合させると、プラグ23が筐体10に取り付けられる。
プラグ23には、フランジ部21Bの直径と略同一の直径を有する凹部23Bが形成される。凹部23Bには、フランジ部21Bが嵌合する。
パッキン24は、金属(例えば、黄銅)で形成された略中空円板形状の部材である。パッキン24は、凹部23Bとフランジ部21Bとの間に設けられる。ネジ23Aをネジ14Aと螺合させてプラグ23を筐体10に取り付けると、プラグ23が、パッキン24を介してフランジ部21Bの端面21bを押圧する。その結果、フランジ部21Bの本体部21A側の端面21cがボディ10Aに押圧される。端面21cとボディ10Aとの当接面は略円板形状であり、ガラスセル21は面で支えられる。これにより、ガラスセル21を孔12にしっかりと固定することができる。
なお、パッキン24は必須ではなく、プラグ23が直接フランジ部21Bを押圧してもよい。
発光部基板25には、光を照射する発光部(例えば、LED)25Aが設けられる。発光部25Aから照射された光は、孔12に設けられたガラスセル21を通過して、測定流路11内を流れる作動油に照射される。
発光部基板25は、ネジを用いてプラグ23に取り付けられる。発光部25Aは、プラグ23に形成された孔23Cに挿入されることで、発光部25Aから照射される光の中心である光軸Oが、孔12、13の中心軸と略一致するように位置決めされる。また、発光部25Aは、フランジ部21Bに隣接して設けられる。
発光部25Aから照射された光は、平面であるガラスセル21の端面21aと直交する方向からガラスセル21へ入射する。そのため、発光部25Aから照射された光が端面21aで拡散せず、ガラスセル21の中心軸(光軸Oと略一致)に沿ってガラスセル21内を光が通過する。また、ガラスセル21の端面21bも平面であるため、ガラスセル21内を通過した光も、端面21bと直交する方向に出射する。したがって、発光部25Aからの照射された光は、拡散せずに測定流路11内の作動油に照射される。
プラグ26は、プラグ23と同様に、金属(例えば、アルミニウム)で形成された略円筒形状の部材である。プラグ26の外周には、ネジ26Aが形成される。ネジ26Aを、穴15の内周に形成されたネジ15Aと螺合させると、プラグ26が筐体10に取り付けられる。
プラグ26には、フランジ部21Bの直径と略同一の直径を有する凹部26Bが形成される。凹部26Bには、フランジ部21Bが嵌合する。
ネジ26Aをネジ15Aと螺合させてプラグ26を筐体10に取り付けると、プラグ26が、パッキン24を介してフランジ部21Bを押圧する。その結果、フランジ部21Bの端面21cがボディ10Aに押圧される。これにより、ガラスセル21を孔13に固定することができる。なお、孔13とガラスセル21との位置関係及びガラスセル21の孔13への取り付け方法は、孔12とガラスセル21との位置関係及びガラスセル21の孔12への取り付け方法と同一である。
受光部基板27には、光の照射による透過光を検出するための受光素子27Aが設けられる。受光素子27Aは、例えばフォトダイオード(PD)であり、測定流路11及びガラスセル21を挟んで発光部25Aと対向して設けられる。また、受光素子27Aは、光軸O上に設けられる。
発光部25Aから照射され、測定流路11内の作動油に含まれる不純物粒子で反射されなかった光は、端面21bと直交する方向からガラスセル21に入射する。また、ガラスセル21内を通過した光も、端面21aと直交する方向に出射する。したがって、発光部25Aから照射され、測定流路11内の作動油に含まれる不純物粒子で反射されなかった光(作動油を通過した光)は、大部分が受光素子27Aで受光される。
受光部基板27は、ネジを用いてブロック28に取り付けられる。ブロック28は、筐体103にネジ止め等により固定される。なお、受光部基板27の取り付けはこれに限定されず、例えばプラグ26にネジ止めしてもよい。
次に、筐体10について詳細に説明する。図3は、筐体10の斜視図である。ボディ10Aには、ボディ10Aを-x側の面から+x側の面に向けて貫通するように、測定流路11が形成される。また、ボディ10Aの+y側の面には、穴14が形成され、ボディ10Aの-y側の面には、穴15が形成される。以下、測定流路11について詳細に説明する。
図4は、図3に示す面Aにおける筐体10の断面図である。図5は、図3に示す面Bにおける筐体10の断面図である。図6は、図5のC-C断面図である。
測定流路11は、両端に形成された略円筒形状のネジ部11Aと、yz平面と略平行な面で切断したときの形状が長穴である長穴部11Bと、ネジ部11Aと長穴部11Bとをなだらかに連結する連結部11Cと、を有する。
ネジ部11Aは、他の部品、例えば断面が略円形の流路を持つ継ぎ手が連結される。-x側に設けられるネジ部11Aは、作動油が測定流路11に流入する流入部であり、+x側に設けられるネジ部11Aは、作動油が測定流路11から流出する流出部である。
長穴部11Bは、側面11Ba、11Bbを有する。側面11Ba、11Bbは、長手方向がx方向に略沿った平面であり(図4参照)、中心軸Pを挟んで対向する(図5、6参照)。側面11Baには孔12の一端が開口しており、側面11Bbには孔13(孔13は図4で図示せず)の一端が開口している。
長穴部11Bは、図6に示すように、測定流路11の中心軸Pに略直交する面における断面形状(以下、断面形状という。)が長穴である。長穴部11Bは、中心軸Pに略直交する面において、光軸Oに略直交する方向(z方向)に沿った2本の直線状の辺11a、11bと、辺11a、11bを結ぶ曲線状の辺11cと、を有する。辺11aは、側面11Baの一部であり、辺11bは側面11Bbの一部である。
本実施の形態では、辺11a、11bの長さl1は略11mmであり、長穴部11Bの幅l2は略14mmであり、長穴部11Bの厚さ(辺11aと辺11bとの距離)tは略3mmである。このように、長穴部11Bの厚さtの値は、辺11a、11bの長さ(側面11Ba、11Bbの中心軸Pと略直交する方向の長さ)l1の値や長穴部11Bの幅l2の値に比べて、十分に小さい。
連結部11Cは、テーパ形状を有し、ネジ部11Aの断面形状である丸穴から、長穴部11Bの断面形状である長穴へと、流路の断面形状を徐々に変化させる。
連結部11Cは、略円錐形状である。図4に示すように、連結部11Cと長穴部11Bとを連結する孔の面Aにおける形状は、筐体10の中心に向けて凸となる略三角形である。
長穴部11Bの幅l2は、ネジ部11Aの直径と略同一である。なお、ネジ部11Aの直径が長穴部11Bの幅l2以上であればよく、長穴部11Bの幅l2と略同一の場合には限定されない。
連結部11Cは、中心軸Pを含む面である面A及び面Bにおいて、中心軸Pを挟んで対向する2本の線のなす角度θが略60度となるように形成される。角度θについては、後に詳述する。
このように形成された汚染度測定装置1の作用について、図2を用いて説明する。図2において、黒塗りの矢印は作動油の流れを示し、白抜きの矢印は光の経路を示す。
作動油は、筐体10の-x側に形成されたネジ部11Aである流入部から汚染度測定装置1内に流入する。流入部から流入した作動油は、連結部11Cを通って長穴部11Bに流入する。
長穴部11Bに流入した作動油は、長穴部11B内を下流へ(-xから+xへ向かう方向へ)流れ、筐体10の+x側に形成されたネジ部11Aである流出部から、汚染度測定装置1の外へ流出する。
長穴部11B内を下流へ流れる作動油には、発光部25Aから光が照射される。発光部25Aから照射された光は、端面21bからガラスセル21内に入射し、ガラスセル21内を通って、端面21aから測定流路11内の作動油へ入射する。測定流路11を通った光は、端面21aからガラスセル21内に入射し、ガラスセル21内を通って、端面21bから出射する。受光素子27Aは、端面21bから出射した光を受光する。
本実施の形態では、発光部25Aから連続して光が照射される。そして、受光素子27Aは、連続して光を受光する。受光素子27Aの出力信号はアンプにより増幅され、増幅された信号に基づいて測定流路11内を流れる作動油に含まれる不純物粒子の量を測定する。不純物粒子の量を測定する方法は、すでに様々な技術が公知であるため、説明を省略する。受光素子27Aの出力信号の処理は、汚染度測定装置1に設けられた図示しない電気回路またはマイコンを用いて行ってもよいし、汚染度測定装置1以外の装置で行ってもよい。
受光素子27Aは、連続して光を受光するため、測定流路11を流れる作動油の流れが乱れると測定精度が下がってしまう。本実施の形態のように、角度θが略60度の連結部11Cを用いることで、作動油の流れを安定させ、測定精度を高くすることができる。以下、この点について詳細に説明する。
図7は、角度θが略60度の連結部11Cを有する(本実施の形態)場合の、作動油の流れを模式的に示す図である。図8は、角度θが略120度の連結部11C’を有する場合(比較例)の、作動油の流れを模式的に示す図である。図9は、連結部が無い場合(比較例)の、作動油の流れを模式的に示す図である。図7~9の差異は、連結部のみである。図7~9に示す線は、作動油の流れをシミュレーションしたときの流跡線を示す。
なお、図7~9においては、ネジ部11Aを介して、測定流路11の左側にネジ部11Aより細い配管が設けられているが、この配管の直径はこれに限られない。
図7に示すように、角度θが略60度の場合には、連結部11Cの周囲に渦が発生するが、光軸Oの近傍では渦が発生していない。それに対し、図8に示すように、角度θが略120度の場合には、連結部11Cの周囲から下流に向けて、長穴部11Bの両端近傍に連続して渦が発生している。さらに、図9に示す場合には、長穴部11Bの中央部(中心軸Pの近傍)にも渦が発生してしまう。
渦が発生すると、作動油に含まれる不純物粒子の動きも乱れるため、同一の不純物粒子が複数回測定される可能性がある。したがって、測定精度を上げるためには、渦ができるだけ発生しないようにすることが望ましい。
図8に示す場合は、渦の発生が長穴部11Bの両端近傍のみであるため、流路を更に長くすることで、測定誤差が無視できる程度にまで渦が小さくなる。しかしながら、図9に示すように、連結部が無い場合には、たとえ流路を長くしたとしても渦の発生は無くならず、不純物粒子を測定することができない。
以上より、ネジ部11Aと長穴部11Bとの間に、流路の断面形状を徐々に変化させるためのテーパ形状を有する連結部11C、11C’を設ける必要がある。そして、連結部以外の位置で渦が発生しないようにするためには、そのテーパ形状の角度θは、略60度とすることが望ましい。
本実施の形態によれば、筐体10に直接測定流路11を形成するため、汚染度測定装置1を高圧下で使用することができる。例えば、測定流路にガラス管を用いる場合には、配管内を流れる作動油等の圧力が高くなった場合に、測定流路にひび割れ等が生じるおそれがある。それに対し、筐体10に測定流路11となる孔を形成することで、高圧下でも測定流路11にひび割れ等が生じないようにすることができる。
また、本実施の形態では、測定流路11へ光を導入及び導出するための窓として、略円筒形状のガラスセル21を用いているため、汚染度測定装置1を高圧下で使用することができる。例えば、測定流路にガラス管を用いる場合には、ガラス管は曲面を有するため、耐圧性が低い。それに対し、ガラスセル21は、端面が平面である上、厚みがあって丈夫である。したがって、高圧下でもガラスセル21にひび割れ等が生じないようにすることができる。
また、本実施の形態では、発光部25Aから受光素子27Aに向かう光路上に曲面が無いため、高い精度で作動油に含まれる不純物粒子を測定することができる。例えば、測定流路にガラス管を用いる場合には、ガラス管が曲面であるため、ガラス管の表面で光が様々な方向に屈折してしまう。それに対し、発光部25Aから照射された光は、平面であるガラスセル21の端面と直交する方向に沿って入射又は出射するので、発光部25Aからの照射された光が拡散せず、そのまま測定流路11内の作動油に照射される。そのため、測定精度を高くすることができる。
また、本実施の形態では、長穴部11Bの厚さが狭いため、光路、すなわち発光部25Aと受光素子27Aとの距離が短くなり、測定精度を高くすることができる。
また、本実施の形態によれば、測定流路11の断面形状を丸穴から長穴へと変化させるテーパ形状を有する連結部11Cを設けることで、作動油の流れを安定させ、測定精度を高くすることができる。
また、本実施の形態によれば、ガラスセル21の端面21aが、測定流路11の側面11Ba、11Bbと略同一平面にあることで、ガラスセル21の周囲で、測定流路11を流れる作動油に渦が発生することを防止し、測定精度を向上させることができる。例えば、ガラスセル21が測定流路11内に突出している場合には、測定流路11内を流れる作動油がガラスセル21に当たって、渦が発生する。それに対し、端面21aが側面11Ba、11Bbと略同一平面上にある場合には、作動油の流れがガラスセル21で妨げられず、ガラスセル21の周囲、すなわち光軸Oの近傍で渦が発生しない。そのため、測定精度を高くすることができる。
また、本実施の形態によれば、ガラスセル21を筐体10に取り付けるときにフランジ部21Bの端面21cを筐体10に当接させることで、対振動性を向上させることができる。例えば、測定流路にガラス管を用いる場合には、ガラス管の周囲を固定するため、汚染度測定装置1が振動すると、ガラス管が汚染度測定装置1よりも激しく振動してしまうおそれがある。それに対し、ガラスセル21と筐体10とが面で接する場合には、ガラスセル21を強い力で筐体10に押圧することができる。そのため、汚染度測定装置1が振動したとしても、ガラスセル21が汚染度測定装置1に対して振動しにくい(対振動性の向上)。また、ガラスセル21と筐体10とが面で接するため、測定流路11を流れる作動油に流量変動や圧力変動が生じたとしても、ガラスセル21が振動しにくい。その結果、測定精度を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、測定流路11の中心軸Pに略直交する面において、長穴部11Bの厚さt(略3mm)が、辺11a、11bの長さl1(略11mm)や長穴部11Bの幅l2(略14mm)に比べて十分に小さいが、長穴部11Bの断面形状はこれに限定されない。例えば、長穴部11Bの厚さtは、略3mmより厚くてもよい。ただし、測定精度を高くするためには、光路が短くなるように、長穴部11Bの厚さtをできるだけ小さくすることが望ましい。
また、本実施の形態では、長穴部11Bの断面形状が、光軸Oに略直交する方向(z方向)に沿った2本の直線状の辺11a、11bを有する長穴であるが、長穴部11Bの断面形状はこれに限られない。例えば、長穴部の断面形状は略矩形形状でもよい。ただし、光路を短くするためには、長穴部のy方向(光軸Oに沿った方向)の長さが、長穴部のz方向の長さより短くすることが望ましい。
また、例えば、長穴部の断面形状は、略楕円形状でもよい。この場合には、略楕円形状の短軸をy方向と略平行とし、長軸をz方向と略平行とし、+y側の部分と、-y側の部分とをそれぞれ長穴部の側面とすればよい。ただし、長穴部の側面は湾曲しているため、ガラスセル21の一部が長穴部の側面から突出する。しかしながら、楕円の形状によっては、ガラスセル21の突出量が小さいため、渦が発生したとしても測定精度に影響が無い程度とすることができる。ただし、渦の発生を無くすためには、長穴部の断面形状を長穴とすることが望ましい。
また、本実施の形態では、測定流路11がネジ部11Aと長穴部11Bと連結部11Cとを有したが、測定流路11の形状はこれに限られない。例えば、バイパス流路102の断面形状を長穴とするのであれば、測定流路を長穴部11Bのみとしてもよい。しかしながら、バイパス流路102の断面形状が丸孔の場合には、長穴部11Bの両端に連結部11Cを形成することが望ましい。
<第2の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態では、測定流路11がネジ部11Aと長穴部11Bと連結部11Cとを有し、ネジ部11A(測定流路11の両端)の丸穴の直径が長穴部11Bの幅と略同一であるが、測定流路11の形状はこれに限られない。
本発明の第1の実施の形態では、測定流路11がネジ部11Aと長穴部11Bと連結部11Cとを有し、ネジ部11A(測定流路11の両端)の丸穴の直径が長穴部11Bの幅と略同一であるが、測定流路11の形状はこれに限られない。
本発明の第1の実施の形態は、測定流路11の両端の丸穴の直径が、長穴部11Bの幅より小さい形態である。以下、第2の実施の形態にかかる汚染度測定装置2について説明する。なお、第1の実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
汚染度測定装置2は、主として、筐体10-1と、ガラスセル21と、Oリング22と、プラグ23と、パッキン24と、発光部基板25と、プラグ26と、受光部基板27と、ブロック28と、を有する。
図10は、筐体10-1の概略を示す断面図である。筐体10-1は、金属(例えば、アルミニウム)で形成された略矩形形状の部材である。筐体10のボディ10A-1には、主として、測定流路11-1と、孔12、13と、穴14と、穴15と、が形成される。
測定流路11-1は、主として、長穴部11Bと、長穴部11Bの両端に設けられた誘導部11Dと、を有する。
誘導部11Dは、一端が長穴部11Bと連結され、他端が筐体10-1の端面に開口している。筐体10-1の端面に開口している開口部の形状は、略円形である。誘導部11Dは、流路の断面形状を、丸穴から、長穴部11Bの断面形状である長穴へと徐々に変化させるテーパ形状を有する。-x側に設けられる誘導部11Dは、作動油が測定流路11-1に流入する流入部であり、+x側に設けられる誘導部11Dは、作動油が測定流路11-1から流出する流出部である。
図11、12は、誘導部11Dの形状を説明する図である。図11は断面図であり、図12は図11のD矢視である。図12では、ボディ10A-1の図示を省略している。
筐体10-1の端面に開口している開口部11dは、丸穴であり、その直径は長穴部11Bの幅l2より小さく、長穴部11Bの厚さtより大きい。誘導部11Dの中心軸Pを挟んで対向する2本の線のなす角度θは、第1の実施の形態と同様に、略60度である。
本実施の形態によれば、円管を徐々に長穴にするため、測定流路11-1を流れる作動油に渦が発生せず、流れを安定させることができる。その結果、高い精度で作動油に含まれる不純物粒子を測定することができる。例えば、第1の実施の形態では、測定流路11の断面積を小さくしていくため、連結部11Cの近傍で渦が発生してしまう。それに対し、本実施の形態では、測定流路11-1の断面積をあまり変化させずに、断面形状を円形から長穴に徐々に変えるため、作動油の流れをより安定させ、渦の発生を防止することができる。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成の追加、削除、置換等をすることが可能である。
また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、「略直交」とは、厳密に直交の場合には限られず、例えば数度程度の誤差を含む概念である。また、例えば、単に直交、平行、一致等と表現する場合において、厳密に直交、平行、一致等の場合のみでなく、略平行、略直交、略一致等の場合を含むものとする。
また、本発明において「近傍」とは、基準となる位置の近くのある範囲(任意に定めることができる)の領域を含むことを意味する。例えば、端近傍という場合に、端の近くのある範囲の領域であって、端を含んでもいても含んでいなくてもよいことを示す概念である。
1、2 :汚染度測定装置
10、10-1 :筐体
10A、10A-1:ボディ
11、11-1 :測定流路
11A :ネジ部
11B :長穴部
11Ba、11Bb:側面
11C :連結部
11C’ :連結部
11D :誘導部
11a、11b :辺
11c :辺
11d :開口部
12、13 :孔
14 :穴
14A :ネジ
15 :穴
15A :ネジ
21 :ガラスセル
21A :本体部
21B :フランジ部
21a、21b :端面
22 :Oリング
23 :プラグ
23A :ネジ
23B :凹部
23C :孔
24 :パッキン
25 :発光部基板
25A :発光部
26 :プラグ
26A :ネジ
26B :凹部
27 :受光部基板
27A :受光素子
28 :ブロック
100 :装置
101 :メイン流路
102 :バイパス流路
103 :筐体
10、10-1 :筐体
10A、10A-1:ボディ
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11Ba、11Bb:側面
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11c :辺
11d :開口部
12、13 :孔
14 :穴
14A :ネジ
15 :穴
15A :ネジ
21 :ガラスセル
21A :本体部
21B :フランジ部
21a、21b :端面
22 :Oリング
23 :プラグ
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23C :孔
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25A :発光部
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27A :受光素子
28 :ブロック
100 :装置
101 :メイン流路
102 :バイパス流路
103 :筐体
Claims (6)
- 対向する2つの面を有する筐体であって、前記2つの面に開口するとともに、対向する第1の側面と第2の側面とを有する流路孔と、一端が前記第1の側面に開口する第1の穴と、前記流路孔の中心軸を挟んで前記第1の穴と対向する第2の穴であって、一端が前記第2の側面に開口する第2の穴と、が形成された筐体と、
前記第1の穴の内部に設けられる第1のセルであって、透明な材料で形成され、両端面が平面である略円筒形状の第1のセルと、
前記第2の穴の内部に設けられる第2のセルであって、透明な材料で形成され、両端面が平面である略円筒形状の第2のセルと、
前記中心軸と略直交する方向から、前記第1のセルを通して、前記流路孔の内部を流れる作動油に光を照射する光照射部と、
前記第1のセル、前記流路孔及び前記第2のセルを挟んで前記光照射部と対向して設けられた受光部と、
を備え、
前記第1の穴及び前記第2の穴の中心は、前記光照射部から照射される光の中心である光軸と略一致する
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項1に記載の測定装置であって、
前記流路孔は、両端が丸穴であり、
前記流路孔は、前記中心軸に略直交する面における形状を、丸穴から、前記光軸と略直交する2本の辺を有する長穴へと変化させるテーパ形状を有する
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項1又は2に記載の測定装置であって、
前記第1の側面及び前記第2の側面は平面であり、
前記第1のセルは、前記第1の穴に設けられた状態において、前記第1のセルの端面が前記第1の側面と略同一平面上にあり、
前記第2のセルは、前記第2の穴に設けられた状態において、前記第2のセルの端面が前記第2の側面と略同一平面上にある
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項2に記載の測定装置であって、
前記テーパ形状は、前記中心軸を含む面において、前記中心軸を挟んで対向する2本の線のなす角度が略60度となるように形成される
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の測定装置であって、
前記第1の側面と前記第2の側面との距離は、前記第1の側面及び前記第2の側面の前記中心軸と略直交する方向の長さより小さい
ことを特徴とする測定装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の測定装置であって、
前記セルは、略円筒形状の本体部と、前記本体部の端に形成された前記本体部より直径の大きい略厚肉円板形状のフランジ部と、を有し、
前記穴と、前記本体部との間には、シール部材が設けられ、
前記筐体には、前記セルを押圧する押さえ部材が設けられ、
前記押さえ部材が前記筐体に設けられると、前記フランジ部の前記本体部側の端面が前記筐体に押圧される
ことを特徴とする測定装置。
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16807343 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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