CN108350971A - 漏液检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的漏液检测装置具备滑动接触构件(S)和检测部(D)而构成，该滑动接触构件(S)具有弹性部(10)且滑动接触于能够相对于充填有液体的缸体(1)沿轴向移动而在所述缸体(1)出入的杆(2)的外周，该检测部(D)检测所述滑动接触构件(S)的所述弹性部(10)的变形。

Description

漏液检测装置
技术领域
本发明涉及一种漏液检测装置的改良。
背景技术
在具备缸体和相对于缸体出入的杆的油压缸体等中，利用主密封件密封杆的外周来防止来自缸体内的液压油的泄漏。当长期使用油压缸体等时，有时主密封件的密封性能下降或杆的外周损伤，使得液压油从缸体内微量地泄漏。
作为自动地检测这样的液压油的泄漏的检测装置，例如JPH06207608(A)中公开的那样，有如下一种装置：在缸体端的下方设置漏斗状的接受部，在有底筒状的测量部内贮存从杆外周泄漏的液压油，测量每单位时间的泄漏量。而且，当每单位时间的泄漏量超过容许值时，该漏液检测装置判断为发生了漏液，进行通知。
发明内容
漏液对液压设备的工作产生影响，因此想要尽可能地在漏液初期检测漏液。然而，在以往的漏液检测装置中，测量部中必须贮存泄漏量的测量所需的最低限度的量的液压油，使得漏液检测花费时间而无法在早期发现。
另外，在以往的漏液检测装置中，测量实际的液压油的泄漏量来事后判断漏液，无法识别杆外周、主密封件的状态，因此无法预知漏液。
因此，本发明是为了改善上述不良情况而完成的，其目的是提供一种不仅能够在早期发现漏液还能够预知漏液的漏液检测装置。
因此，在本发明的漏液检测装置中具备：滑动接触构件，其具有弹性部且与杆的外周滑动接触；以及检测部，其检测滑动接触构件的弹性部的变形。
附图说明
图1是应用了第一实施方式中的漏液检测装置的缓冲器的概略剖视图。
图2是第一实施方式中的漏液检测装置的放大剖视图。
图3是第一实施方式的一个变形例中的漏液检测装置的放大剖视图。
图4是第一实施方式的其它变形例中的漏液检测装置的放大剖视图。
图5是说明第一实施方式中的漏液检测装置的动作的图。
图6是第二实施方式中的漏液检测装置的放大剖视图。
图7是第二实施方式的漏液检测装置中的滑动接触构件的俯视图。
图8是说明第二实施方式中的漏液检测装置的动作的图。
具体实施方式
下面，基于附图所示的实施方式来说明本发明。本发明的漏液检测装置应用于缓冲器SA。如图1所示，缓冲器SA的构成包括：筒状缸体1；能够相对于缸体1沿轴向移动而在缸体1内出入的杆2；自由滑动地插入到缸体1内并且连结于杆2的活塞3。另外，在本例的情况下，缓冲器SA在缸体1内充填有液压油来作为液体。
详细地说，缓冲器SA中的缸体1内通过自由滑动地插入到该缸体1内并且连结于杆2的活塞3被分隔为充填有液压油的两个压力室R1、R2。另外，在活塞3设置有将两个压力室R1、R2连通的衰减阻尼流路4，该衰减阻尼流路4对通过的液压油的流动施加阻力。因而，缓冲器SA在杆2相对于缸体1进行相对移动的伸缩时，缓冲器SA对借助经由衰减阻尼流路4对在压力室R1、R2内往复的液压油的流动施加阻力来使在压力室R1、R2间产生压差，从而产生衰减阻尼力。此外，该缓冲器SA为了进行在缸体1内出入的杆2的体积补偿，该缓冲器SA利用自由滑动地插入到缸体1内的自由活塞F在压力室R2的下方设置气室G。虽然未图示,杆2的体积补偿也可以在缸体1的外方设置贮存箱来进行。
<第一实施方式>
第一实施方式中的漏液检测装置如图2所示的那样具备滑动接触构件S和检测部D而构成，该滑动接触构件S设置于环状的内模6的内周，该内模6层叠于固定于缓冲器SA的缸体1的环状的杆导向部5。
杆导向部5对杆2相对于缸体1的轴向的移动进行导向，因此该杆导向部5设置于缸体1的管端，内模6层叠于杆导向部5的图2中上方，与杆导向部5一起固定于缸体1。
滑动接触构件S具备环状的弹性部10和环状的前端部11，该弹性部10固定地装设于内模6的内周侧，该前端部11从弹性部10的内周延伸且滑动接触于杆2的外周，在该情况下，弹性部10和前端部11这两者均由具备弹性的压敏导电性橡胶形成。压敏导电性橡胶通过在橡胶材料中混入碳、金属等导电材料的粒子而使它们在橡胶中分散而成形，并对为绝缘体的橡胶附加压敏导电性而成，因此会由于变形而使得电阻发生变化。
在本例中，从弹性部10的杆相反侧到前端部11的前端为止的纵剖面呈朝向杆侧而前端变细的形状，从而滑动接触构件S根据杆2与前端部11的前端之间的接触阻力的变化而整体容易变形。也就是说，滑动接触构件S的前端部11侧呈朝向杆2侧而前端变细的形状。此外，滑动接触构件S与杆2之间的接触阻力除了两者间的摩擦力以外还包括因滑动接触构件S与杆2这两者的滑动接触面中的凹凸而引起得妨碍两者的轴向的相对移动的阻力。
此外，在内模6的图2中的内周侧上方设置有防尘密封件8，该防尘密封件8滑动接触于杆2的外周且比滑动接触构件S的滑动接触面靠缸体外侧的位置，来防止刮落附着于杆2的外周的泥、灰尘、废物等使得异物侵入到缸体1内。防尘密封件8由与滑动接触构件S不同的材料形成，但也可以由与滑动接触构件S相同的压敏导电性橡胶作为材料来与滑动接触构件S一体成型而设置于内模6。在将防尘密封件8和滑动接触构件S一体成型的情况下，加工变得容易。
检测部D具备:装设于滑动接触构件S的弹性部10的缸体侧面和缸体相反侧面这两面上的环状电极12、13；具备对环状电极12、13施加电压的电源E的电路14；探测电路14中的电流的电流传感器15；处理电流传感器15输出的信号的处理部16。
滑动接触构件S的前端部11抵接于杆2的外周面而对弹性部10施加初始挠曲。弹性部10从该状态发生变形，当弹性部10的挠曲量变化时，夹持于环状电极12、13间的弹性部10的电阻发生变化。当弹性部10的电阻变化时，由电流传感器15检测的电流值发生变化。
处理部16基于由于弹性部10的变形而由电流传感器15检测出的电流值的变化来判断漏液的有无。例如，如图3所示的那样，在杆2侵入缸体1内时，附着于杆2的外周面的异物C越过防尘密封件8，并且还通过滑动接触构件S。于是，异物C与杆2一起向缸体1内侧移动，当前端部11与异物4C接触时，前端部11被异物C推开，如图3所示的那样，被推向右上方，弹性部10也发生弹性变形。如果没有这样的异物C的通过，则即使杆2相对于缸体1向轴向移动，前端部11只抵接于杆2的外周面，因此弹性部10的挠曲量相比于初始挠曲量大致没有变化。因而，如果异物C没通过滑动接触构件S，则电流传感器15检测出没有大的变动而稳定的某个值的电流，但当异物C通过滑动接触构件S时，电流值发生变动。而且，如果预先将在由于异物C的通过而弹性部10具有变形时电流传感器15检测出的电流值设定为阈值，则能够检测附着于杆2的外周的异物C通过作为主密封件的滑动接触构件S。而且，异物C通过作为主密封件的滑动接触构件S而伤害杆2相对于滑动接触构件S的抵接面，因此密封性下降。像这样，检测部D能够检测该异物C的通过，从而能够检测出密封性的下降，因此能够在早期发现漏液。另外，在该漏液检测装置中，由于能够检测密封性的下降，在未达到漏液的情况下就能够在早期发现具有漏液的可能性，从而预知漏液。
此外，检测部D的弹性部10的变形的探测原理除了利用前述的压敏导电性橡胶的电阻的变化以外，例如还可以使用弹性部10的变形压电元件、利用静电容量变化的传感器。此外，只要检测部D能够探测弹性部10相比于从缓冲器SA完全没有漏液担忧的正常状态下的姿势发生了变形即可，因此除了探测变形量本身以外，只要获取能够识别出相比于正常时发生了变形的信息即可。
如图4所示的那样，在使用压电元件20的情况下，例如可以在滑动接触构件S的弹性部10装设压电元件20，将弹性部10的弹性变形传递到压电元件20，探测由于压电元件20的压电效果引起的电荷变动，来探测弹性部10的变形。另外，如图5所示的那样，可以将以由于变形而引起静电容量的变化作为传感器原理的静电容量型的压敏传感器21装设于滑动接触构件S的弹性部10压敏传感器21，将弹性部10的弹性变形传递到压敏传感器21，根据压敏传感器21输出的信号的变化来探测弹性部10的变形。压敏传感器21具备绝缘板21a、贴付于绝缘板21a上的电极21b、夹持装设于弹性部10与绝缘板21a之间而在与电极21b之间设置间隙的环状的垫圈21c。当由于弹性部10的变形而电极21b与导电性的弹性部10之间的距离发生变化时，静电容量发生变化，因此只要测量电极21b的电荷就能够探测静电容量的变化。换元的话，如果静电容量发生变化则弹性部10发生变形，因此能够利用该压敏传感器21检测弹性部10的变形。此外，压电元件20不论滑动接触构件S的形成材料为何均能够探测弹性部10的变形，因此滑动接触构件S能够由压敏导电性橡胶以外的材料形成。在使用压敏传感器21且弹性部10不使用导电性的橡胶的情况下，如果在弹性部10的与电极21b相对的部位贴付薄的金属板等导电体，则能够检测不是导电体的弹性部10的变形。另外，在弹性部10不为导电体的情况下，也可以事先在弹性部10以如上述的环状电极12、13那样夹持弹性部10的方式设置一对电极，探测由于由弹性部10的变形引起的电极间的距离的变化产生的静电容量的变化，来探测弹性部10的变形。另外，压电元件20、压敏传感器21可以构成为与滑动接触构件S的弹性部10一体不可分。此外，可以不利用压电元件而利用应变计来探测弹性部10的变形，压电元件20、压敏传感器21和应变计可以相对于弹性部10设置于缸体侧和缸体相反侧中的任意一侧。
像这样，在本发明的漏液检测装置中具备滑动接触构件S和检测部D，该滑动接触构件S具有弹性部10且滑动接触于杆2的外周，该检测部D检测滑动接触构件S的弹性部10的变形。像这样构成漏液检测装置，因此能够探测附着于杆2的外周的异物C通过了滑动接触构件S，从而能够检测出主密封件的密封性的下降。因而，根据本发明的漏液检测装置，能够检测出密封杆2的外周的主密封件的密封性的下降，因此能够在早期发现漏液，从而在未达到漏液的状况下就能够在早期发现具有漏液的可能性，从而预知漏液。
另外，在本例的漏液检测装置中，弹性部10为压敏导电性橡胶，检测部D探测弹性部10的电阻变化来检测弹性部10的变形，基于该变形检测漏液。也就是说，关于本例的漏液检测装置，检测部D根据弹性部10的电阻变化来检测弹性部10的变形，基于该变形来检测漏液。像这样，当构成漏液检测装置时，能够高精度低探测弹性部10的变形，从而能够高精度地检测漏液。
并且，检测部D既可以利用压电元件20检测弹性部10的变形，也可以利用静电容量的变化来进行检测。即使这样，也能够探测滑动接触构件S的弹性部10的变形，从而检测漏液。
而且，在本例的漏液检测装置中，滑动接触构件S在弹性部10的杆2侧具有滑动接触于杆2的前端部11，前端部11侧呈朝向杆2侧前端变细的形状。当像这样构成漏液检测装置时，包括弹性部10的滑动接触构件S的整体容易根据杆2与前端部11的前端之间的接触阻力的变化而变形，因此能够高精度地检测漏液。
另外，在本例的漏液检测装置中，滑动接触构件S由弹性体形成来密封杆2的外周，因此滑动接触构件S作为主密封件发挥功能，不用另外设置只用于漏液检测的滑动接触构件即可，因此能够降低应用了漏液检测装置的设备的成本。此外，滑动接触构件S既可以设为密封杆2的外周的防尘密封件，在该情况下，可以将防尘密封件8作为滑动接触构件来由压敏导电性橡胶形成并设置弹性部和前端部，利用检测部D探测防尘密封件8的变形从而检测漏液。防尘密封件8的变形的探测可以利用压电元件20、压敏传感器21、应变计是自不必说的。
<第二实施方式>
第二实施方式的漏液检测装置如图6所示的那样具备滑动接触构件S1和检测部D而构成，该滑动接触构件S1设置于固定于缓冲器SA的缸体1的环状的杆导向部5的内周。
如图7所示，滑动接触构件S1具备环状的弹性部31、和从弹性部31的内周朝向杆2侧延伸的梳齿状的前端部32。前端部32具备被从前端到基端设置的切口沿周向分割而成的多个细齿32a，这些齿32a的基端与弹性部31相连。
检测部D具备：装设于滑动接触构件S1的弹性部31的缸体侧面和缸体相反侧面这两面的环状电极12、13；具备对环状电极12、13施加电压的电源E的电路14；探测电路14中的电流的电流传感器15；以及处理电流传感器15输出的信号的处理部16。
此外，在本实施方式中，滑动接触构件S1不作为主密封件发挥功能，在比滑动接触构件S1在轴向上靠缸体1侧的位置设置有抵接于杆2的外周来防止来自缸体1内的液压油的泄漏的主密封件33。另外，在滑动接触构件S1的轴向的缸体相反侧设置有滑动接触于杆2的外周来防止异物侵入缸体1内的防尘密封件34。在该情况下，滑动接触构件S1、主密封件33和防尘密封件34装设于设置于杆导向部5的内周的环状槽而滑动接触于杆2的外周。
在这样构成的漏液检测装置中，如图8所示，滑动接触构件S1的前端部32为梳齿状，因此当杆2的外周面损伤等而形成凹部35时，齿32a能够侵入凹部35内。当齿32a侵入凹部35内时，弹性部31变形，因此能够利用检测部D探测该变形。当凹部35形成于杆2的外周时，该凹部35与主密封件33的前端相对时，液压油经由凹部35从缸体1内泄漏。像这样，当在杆2的外周形成凹部35时能够由检测部D利用弹性部31的变形来进行探测，因此能够检测漏液。另外，当齿32a与附着于杆2的外周的异物C接触时，弹性部31发生变形，因此还能够探测出由于异物C引起的主密封件33的密封性的下降。
因而，即使是第二实施方式的漏液检测装置，也能够检测密封杆2的外周的主密封件的密封性的下降，因此能够在早期发现漏液，从而在未达到漏液的状况下就能够在早期发现具有漏液的可能性，从而能够预知漏液。另外，在第二实施方式的漏液检测装置中，前端部32设为梳齿状，还能够探测形成于杆2的外周的凹部35，因此还能够检测由于杆2的损伤而引起的密封性的下降，从而能够进一步在早期发现漏液，使得能够更有效地预知漏液。另外，滑动接触构件S1配置在主密封件33与防尘密封件34之间，因此不仅能够被保护免受缸体1内的高压的影响，还能够被保护免受缸体1外的环境的影响。此外，可以每当探测弹性部31的变形就利用压电元件20、压敏传感器21或应变计等进行探测。
前述的第一实施方式和第二实施方式的漏液检测装置应用于缓冲器SA，但也可以设置于利用液压进行驱动的直线运动型的驱动器等液压设备的杆外周。而且，该漏液检测装置不论液体的种类为何均能够检测漏液，因此除了油压设备以外也能够应用于杆相对于缸体出入的液压设备。
另外，只要前端部11、32不损伤杆2的外周则也可以设为硬质的树脂等。并且，第一实施方式和第二实施方式的漏液检测装置配置于缸体1的端部，因此在缓冲器SA设置冲程传感器等的情况下，能够将配线与冲程传感器的配线缠绕在一起，因此配线的卷绕也方便。此外，检测部D的处理部16可以利用无线通信获取来自电流传感器15、压电元件20或压敏传感器21的信号。
以上对本发明的优选的实施方式详细地进行了说明，但只要不超出权利要求书的范围就能够进行改造、变形和变更。
本申请主张2015年11月4日向日本专利局申请的特愿2015-216298的优先权，该申请的所有内容以参照的方式被引入到本说明书中。

Claims (8)

1.一种漏液检测装置，具备：
滑动接触构件，其具有弹性部且滑动接触于能够相对于充填有液体的缸体沿轴向移动而在所述缸体中出入的杆的外周；以及
检测部，其检测所述滑动接触构件的所述弹性部的变形。
2.根据权利要求1所述的漏液检测装置，
所述弹性部为压敏导电性橡胶，
所述检测部根据所述弹性部的电阻变化来检测所述弹性部的变形，从而基于所述变形来检测漏液。
3.根据权利要求1所述的漏液检测装置，
所述检测部具有检测所述弹性部的变形的压电元件，基于所述变形来检测漏液。
4.根据权利要求1所述的漏液检测装置，
所述检测部具有根据静电容量的变化来检测所述弹性部的变形的压敏传感器，基于所述变形来检测漏液。
5.根据权利要求1所述的漏液检测装置，
所述滑动接触构件在所述弹性部的所述杆侧具有滑动接触于所述杆的前端部，所述前端部为梳齿状。
6.根据权利要求1所述的漏液检测装置，
所述滑动接触构件在所述弹性部的所述杆侧具有滑动接触于所述杆的前端部，所述前端部侧呈朝向杆侧前端变细的形状。
7.根据权利要求1所述的漏液检测装置，
所述滑动接触构件由弹性体形成，密封所述杆的外周。
8.根据权利要求7所述的漏液检测装置，
所述滑动接触构件设置在主密封件与防尘密封件之间，所述主密封件滑动接触于所述杆的外周来防止来自所述缸体的漏液，所述防尘密封件滑动接触于所述杆的外周来防止异物侵入所述缸体内。
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