JP2013156170A - 油中水分量検出方法および油中水分量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 潤滑油中の水分量を従来より簡便に検出することができる油中水分量検出方法を提供する。
【解決手段】 機械の潤滑油１０９中の水分量を検出する油中水分量検出方法は、白色発光素子１０１によって発せられる白色の光を潤滑油１０９に透過させ、潤滑油１０１を透過させた光をカラー受光素子１０２に受けさせ、カラー受光素子１０２が受けた光の色をカラー受光素子１０２に検出させ、カラー受光素子１０２によって検出された色の明度に基づいて水分量を判定することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、機械の潤滑油中の水分量を検出する油中水分量検出方法および油中水分量検出装置に関する。

機械の潤滑油に水分が混入すると、例えば、機械の要素の間の油膜形成が不十分になって機械の要素の間に働く摩擦の軽減が不十分になり、摩擦によって機械の動きが低下する場合や、摩擦によって機械の要素に摩耗などの焼き付きが発生する場合がある。また、機械の潤滑油に水分が混入すると、水分によって機械の要素に錆が発生したり、水分によって潤滑油自体の寿命が短くなったりする場合もある。したがって、機械の潤滑油中の水分量を検出することは重要である。

従来、機械の潤滑油中の水分量を検出する油中水分量検出方法として、水分の混入による機械の潤滑油の劣化の判断のために、コンデンサによって潤滑油の誘電率を検出することにより潤滑油中の水分量を検出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−３３７０９６号公報

しかしながら、潤滑油の誘電率は、潤滑油中の水分量の変化だけではなく、潤滑油の温度の変化に伴う潤滑油の比重の変化によっても変化する。また、潤滑油中の水分量の変化に対する潤滑油の誘電率の変化は、潤滑油の種類によって異なる。同様に、潤滑油の温度の変化に対する潤滑油の誘電率の変化も、潤滑油の種類によって異なる。したがって、従来の油中水分量検出方法において、潤滑油の種類と、潤滑油の温度の変化に対する潤滑油の誘電率の変化との影響を自動的に補正して潤滑油中の水分量を検出するためには、潤滑油中の水分量の変化に対する潤滑油の誘電率の変化と、潤滑油の温度の変化に対する潤滑油の誘電率の変化とを潤滑油の種類毎に事前に取得しておく必要があり、非常に煩雑である。

そこで、本発明は、潤滑油中の水分量を従来より簡便に検出することができる油中水分量検出方法および油中水分量検出装置を提供することを目的とする。

本発明の油中水分量検出方法は、機械の潤滑油中の水分量を検出する油中水分量検出方法であって、白色発光素子によって発せられる白色の光を前記潤滑油に透過させ、前記潤滑油を透過させた前記光をカラー受光素子に受けさせ、前記カラー受光素子が受けた前記光の色を前記カラー受光素子に検出させ、前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度に基づいて前記水分量を判定することを特徴とする。

この構成により、本発明の油中水分量検出方法は、水分の混入による潤滑油の白濁の度合い、すなわち、カラー受光素子によって検出された色の明度に基づいて、潤滑油中の水分量を判定するので、潤滑油中の水分量を従来より簡便に検出することができる。

また、本発明の油中水分量検出方法は、前記水分量を判定するとき、前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度の変化量に基づいて前記水分量を判定し、前記変化量は、基準となる潤滑油に対して前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度が基準であっても良い。

この構成により、本発明の油中水分量検出方法は、基準となる潤滑油、すなわち、水分の混入による劣化が未だ生じていない潤滑油に対してカラー受光素子によって検出された色の明度を基準とした明度の変化量に基づいて水分量を判定するので、様々な種類の潤滑油に対応することができる。

本発明の油中水分量検出装置は、機械の潤滑油中の水分量を検出する油中水分量検出装置であって、白色の光を発する白色発光素子と、受けた光の色を検出するカラー受光素子と、前記潤滑油が侵入するための隙間である油用隙間が形成された隙間形成部材と、前記白色発光素子、前記カラー受光素子および前記隙間形成部材を支持する支持部材と、前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度に基づいて前記水分量を判定する水分量判定手段とを備えており、前記隙間形成部材は、前記白色発光素子によって発せられる光を透過させ、前記油用隙間は、前記白色発光素子から前記カラー受光素子までの光路上に配置されていることを特徴とする。

この構成により、本発明の油中水分量検出装置は、水分の混入による潤滑油の白濁の度合い、すなわち、カラー受光素子によって検出された色の明度に基づいて、潤滑油中の水分量を判定するので、潤滑油中の水分量を従来より簡便に検出することができる。

また、本発明の油中水分量検出装置の前記水分量判定手段は、前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度の変化量に基づいて前記水分量を判定し、前記変化量は、基準となる潤滑油に対して前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度が基準であっても良い。

この構成により、本発明の油中水分量検出装置は、基準となる潤滑油、すなわち、水分の混入による劣化が未だ生じていない潤滑油に対してカラー受光素子によって検出された色の明度を基準とした明度の変化量に基づいて水分量を判定するので、様々な種類の潤滑油に対応することができる。

本発明の油中水分量検出方法および油中水分量検出装置は、潤滑油中の水分量を従来より簡便に検出することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る油中水分量検出方法を実現するための構成のブロック図である。 白色の光が図１に示す潤滑油を透過した後のこの光の色の範囲を示す図である。 図１に示すカラー受光素子によって検出された色の明度の変化量と、潤滑油中の水分量との対応関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る油中水分量検出装置のブロック図である。 図４に示す油中水分量センサの正面図である。 図５に示す油中水分量センサの正面断面図である。 （ａ）は、図５に示す支持部材の正面図である。（ｂ）は、図５に示す支持部材の正面断面図である。 （ａ）は、図５に示す支持部材の側面図である。（ｂ）は、図５に示す支持部材の側面断面図である。 （ａ）は、図５に示す支持部材の平面図である。（ｂ）は、図５に示す支持部材の底面図である。 （ａ）は、図５に示すホルダの正面図である。（ｂ）は、図５に示すホルダの正面断面図である。 （ａ）は、図５に示すホルダの側面図である。（ｂ）は、図５に示すホルダの側面断面図である。 （ａ）は、図５に示すホルダの平面図である。（ｂ）は、図５に示すホルダの底面図である。 図６に示す白色ＬＥＤからＲＧＢセンサまでの光路を示す図である。 （ａ）は、図５に示すカバーの正面断面図である。（ｂ）は、図５に示すカバーの側面断面図である。 （ａ）は、図５に示すカバーの平面図である。（ｂ）は、図５に示すカバーの底面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
まず、本実施の形態に係る油中水分量検出方法を実現するための構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係る油中水分量検出方法を実現するための構成のブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る油中水分量検出方法は、白色の光１０１ａを発する白色発光素子１０１と、受けた光の色をＲＧＢで検出するカラー受光素子１０２と、白色発光素子１０１およびカラー受光素子１０２の間に配置されて間に機械の潤滑油１０９を侵入させる透過素子１０３、１０４と、カラー受光素子１０２によって検出された色の明度に基づいて潤滑油１０９中の水分量を判定する演算処理部１０５と、演算処理部１０５による判定結果を表示する表示装置１０６とによって実現される。例えば、演算処理部１０５は、コンピュータの本体によって構成されることができる。また、表示装置１０６は、このコンピュータのディスプレイによって構成されることができる。

なお、潤滑油１０９は、水分の混入により乳化で白濁化する油である。

図２は、白色の光が潤滑油１０９を透過した後のこの光の色の範囲を示す図である。

図２に示すように、白色の光が潤滑油１０９を透過した後のこの光の色は、３次元の色分布図において白色と黒色との間に広がっている範囲１１０内に含まれる。白色の光が潤滑油１０９を透過した後のこの光の色は、潤滑油１０９が水分の混入により乳化で白濁化するほど、範囲１１０内で黒色に近づくことになる。

次に、本実施の形態に係る油中水分量検出方法について説明する。

まず、白色発光素子１０１によって発せられる白色の光１０１ａを透過素子１０３を介して潤滑油１０９に透過させることによって、潤滑油１０９を透過した光が透過素子１０４を介してカラー受光素子１０２に到達する。

次いで、潤滑油１０９を透過させた光をカラー受光素子１０２に受けさせて、カラー受光素子１０２が受けた光の色をカラー受光素子１０２に検出させる。

次いで、カラー受光素子１０２によって検出された色の明度に基づいて演算処理部１０５によって潤滑油１０９中の水分量を判定する。

最後に、演算処理部１０５による判定結果を表示装置１０６に表示させる。

次に、演算処理部１０５による潤滑油１０９中の水分量の判定について説明する。

演算処理部１０５は、潤滑油１０９中の水分量を判定するとき、カラー受光素子１０２によって検出された色の明度の変化量として、判定対象の潤滑油１０９に対してカラー受光素子１０２によって検出された色の明度（以下「対象油明度」と言う。）と、基準となる潤滑油、すなわち、判定対象の潤滑油１０９と同種類の新油に対してカラー受光素子１０２によって検出された色の明度（以下「基油明度」と言う。）との比に基づいて、潤滑油１０９中の水分量を判定する。なお、新油は、水分の混入による劣化が未だ生じていない油ではあるが、油自体にそもそも水分が含まれているので、水分量が厳密に０ではない。

ここで、演算処理部１０５は、基油明度を予め記憶している。基準となる潤滑油に対してカラー受光素子１０２によって検出された赤色の光量、緑色の光量、青色の光量をそれぞれＲ_０、Ｇ_０、Ｂ_０とすると、基油明度は、（Ｒ_０ ^２＋Ｇ_０ ^２＋Ｂ_０ ^２）^１／２である。

また、判定対象の潤滑油１０９に対してカラー受光素子１０２によって検出された赤色の光量、緑色の光量、青色の光量をそれぞれＲ_１、Ｇ_１、Ｂ_１とすると、対象油明度は、（Ｒ_１ ^２＋Ｇ_１ ^２＋Ｂ_１ ^２）^１／２である。

したがって、演算処理部１０５は、対象油明度と基油明度との比を「（Ｒ_１ ^２＋Ｇ_１ ^２＋Ｂ_１ ^２）^１／２／（Ｒ_０ ^２＋Ｇ_０ ^２＋Ｂ_０ ^２）^１／２」と算出することができる。

ここで、演算処理部１０５は、対象油明度と基油明度との比と、潤滑油１０９中の水分量との図３に示すような対応関係を予め記憶している。なお、この対応関係は、図１に示す構成における実測値に基づいて作成されている。

したがって、演算処理部１０５は、算出した対象油明度と基油明度との比と、予め記憶している対応関係とに基づいて、潤滑油１０９中の水分量を判定することができる。

以上に説明したように、本実施の形態に係る油中水分量検出方法は、水分の混入による潤滑油１０９の白濁の度合い、すなわち、カラー受光素子１０２によって検出された色の明度に基づいて、潤滑油１０９中の水分量を判定するので、潤滑油１０９中の水分量を従来より簡便に検出することができる。

また、本実施の形態に係る油中水分量検出方法は、カラー受光素子１０２によって検出した色の明度に基づいて潤滑油１０９中の水分量を演算処理部１０５によって即時に判定することができる。

また、本実施の形態に係る油中水分量検出方法は、潤滑油１０９を透過させた光の明度に基づいて潤滑油１０９中の水分量を判定するので、潤滑油１０９の表面で反射された光の明度に基づいて潤滑油１０９中の水分量を判定する構成と比較して、検出対象となる潤滑油１０９の量を多くすることができる。本実施の形態に係る油中水分量検出方法は、検出対象となる潤滑油１０９の量を多くすることができる場合、潤滑油１０９中の水分以外の異物の影響による水分量の検出誤差を低減することができる。

また、本実施の形態に係る油中水分量検出方法は、対象油明度と基油明度との比、すなわち、基油明度を基準とした明度の変化量に基づいて水分量を判定するので、様々な種類の潤滑油１０９に対応することができる。なお、潤滑油１０９の種類が特定されていれば、カラー受光素子１０２によって検出された色の明度と、潤滑油１０９中の水分量との対応関係は特定される。したがって、本実施の形態に係る油中水分量検出方法は、潤滑油１０９の種類が特定されていれば、カラー受光素子１０２によって検出された色の明度の変化量ではなく、カラー受光素子１０２によって検出された色の明度自体に基づいて、潤滑油１０９中の水分量を検出することができる。

（第２の実施の形態）
まず、本実施の形態に係る油中水分量検出装置の構成について説明する。なお、本実施の形態に係る油中水分量検出装置は、第１の実施の形態に係る油中水分量検出方法を実現するための構成を更に具体化したものである。

図４は、本実施の形態に係る油中水分量検出装置１のブロック図である。

図４に示すように、油中水分量検出装置１は、油中水分量センサ１０と、油中水分量センサ１０に電気的に接続されたコンピュータ８０とを備えている。コンピュータ８０は、第１の実施の形態に係る演算処理部１０５（図１参照。）および表示装置１０６（図１参照。）に相当するものであって、本発明の水分量判定手段を構成している。

図５は、油中水分量センサ１０の正面図である。図６は、機械９０に取り付けられた状態での油中水分量センサ１０の正面断面図である。

図５および図６に示すように、油中水分量センサ１０は、産業機器や輸送機器などの機械９０に設置されて機械９０の潤滑油９１の劣化を検出するための装置である。なお、潤滑油９１は、第１の実施の形態に係る潤滑油１０９（図１参照。）に相当するものであって、水分の混入により乳化で白濁化する油である。

油中水分量センサ１０は、油中水分量センサ１０の各部品を支持するアルミニウム合金製の支持部材２０と、支持部材２０にネジ１１によって固定されたアルミニウム合金製のホルダ３０と、ホルダ３０に保持された隙間形成部材４０と、支持部材２０にネジ１２によって固定された回路基板５１を備えている電子部品群５０と、支持部材２０にネジ１３によって固定されたアルミニウム合金製のカバー６０とを備えている。

隙間形成部材４０は、２つのガラス製の直角プリズム４１、４２によって構成されており、潤滑油９１が侵入するための隙間である油用隙間４０ａが２つの直角プリズム４１、４２の間に形成されている。直角プリズム４１、４２は、それぞれ第１の実施の形態に係る透過素子１０３、１０４（図１参照。）に相当するものである。

電子部品群５０は、回路基板５１に実装された白色ＬＥＤ５２と、回路基板５１に実装されたＲＧＢセンサ５３と、回路基板５１に対して白色ＬＥＤ５２およびＲＧＢセンサ５３側とは反対側に配置された回路基板５４と、回路基板５１および回路基板５４を固定する複数本の柱５５と、回路基板５４に対して回路基板５１側とは反対側に配置された回路基板５６と、回路基板５４および回路基板５６を固定する複数本の柱５７と、回路基板５４側とは反対側に回路基板５６に実装されたコネクタ５８とを備えている。白色ＬＥＤ５２は、第１の実施の形態に係る白色発光素子１０１（図１参照。）に相当するものである。ＲＧＢセンサ５３は、第１の実施の形態に係るカラー受光素子１０２（図１参照。）に相当するものである。回路基板５１、回路基板５４および回路基板５６は、複数の電子部品が実装されている。また、回路基板５１、回路基板５４および回路基板５６は、互いに電気的に接続されている。

油中水分量センサ１０は、支持部材２０および機械９０の間からの潤滑油９１の漏れを防止するＯリング１４と、支持部材２０およびホルダ３０の間からの潤滑油９１の漏れを防止するＯリング１５とを備えている。

図７（ａ）は、支持部材２０の正面図である。図７（ｂ）は、支持部材２０の正面断面図である。図８（ａ）は、支持部材２０の側面図である。図８（ｂ）は、支持部材２０の側面断面図である。図９（ａ）は、支持部材２０の平面図である。図９（ｂ）は、支持部材２０の底面図である。

図５〜図９に示すように、支持部材２０は、機械９０のネジ穴９０ａに固定されるためのネジ部２１と、機械９０のネジ穴９０ａに対してネジ部２１が回転させられるときに工具によって掴まれるための八角形状の工具接触部２２と、ホルダ３０が収納されるホルダ収納部２３とを備えている。また、支持部材２０は、白色ＬＥＤ５２が挿入される穴２４と、ＲＧＢセンサ５３が挿入される穴２５と、ネジ１１が挿入されるための２つの穴２６と、ネジ１２がねじ込まれるための２つのネジ穴２７と、ネジ１３がねじ込まれるための２つのネジ穴２８とが形成されている。

なお、支持部材２０は、回路基板５１を介して白色ＬＥＤ５２およびＲＧＢセンサ５３を支持している。また、支持部材２０は、ホルダ３０を介して隙間形成部材４０を支持している。

図１０（ａ）は、ホルダ３０の正面図である。図１０（ｂ）は、ホルダ３０の正面断面図である。図１１（ａ）は、ホルダ３０の側面図である。図１１（ｂ）は、ホルダ３０の側面断面図である。図１２（ａ）は、ホルダ３０の平面図である。図１２（ｂ）は、ホルダ３０の底面図である。図１３は、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａを示す図である。

図５、図６および図１０〜図１３に示すように、ホルダ３０は、直角プリズム４１が収納されるプリズム収納部３１と、直角プリズム４２が収納されるプリズム収納部３２と、白色ＬＥＤ５２が収納されるＬＥＤ収納部３３とを備えている。また、ホルダ３０は、ＲＧＢセンサ５３用の穴３４と、プリズム収納部３１およびＬＥＤ収納部３３を連通する穴３５と、プリズム収納部３２および穴３４を連通する穴３６と、ネジ１１がねじ込まれるための２つのネジ穴３７と、Ｏリング１５が嵌る溝３８と、プリズム収納部３１に直角プリズム４１を固定する接着剤が穴３５に浸入することを防止するための環状の溝３９ａと、プリズム収納部３２に直角プリズム４２を固定する接着剤が穴３６に浸入することを防止するための環状の溝３９ｂとが形成されている。

プリズム収納部３１は、直角プリズム４１を挟み込む２つの壁３１ａを備えており、壁３１ａにおいて接着剤によって直角プリズム４１を固定している。プリズム収納部３２は、直角プリズム４２を挟み込む２つの壁３２ａを備えており、壁３２ａにおいて接着剤によって直角プリズム４２を固定している。

ホルダ３０は、ＬＥＤ収納部３３、穴３５、プリズム収納部３１、プリズム収納部３２、穴３６および穴３４によって、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａの少なくとも一部を囲んでいる。

ホルダ３０は、例えば艶消しの黒アルマイト処理のように、光の反射を防止する処理が表面に施されている。

図１３に示すように、隙間形成部材４０の油用隙間４０ａは、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａ上に配置されている。

直角プリズム４１、４２は、白色ＬＥＤ５２によって発せられる光を透過させる。直角プリズム４１は、白色ＬＥＤ５２によって発せられる光が入射する入射面４１ａと、入射面４１ａから入射した光を反射して光の進行方向を９０度曲げる反射面４１ｂと、反射面４１ｂで反射した光が出射する出射面４１ｃとが形成されている。直角プリズム４２は、直角プリズム４１の出射面４１ｃから出射した光が入射する入射面４２ａと、入射面４２ａから入射した光を反射して光の進行方向を９０度曲げる反射面４２ｂと、反射面４２ｂで反射した光が出射する出射面４２ｃとが形成されている。

直角プリズム４１の入射面４１ａ、反射面４１ｂおよび出射面４１ｃと、直角プリズム４２の入射面４２ａ、反射面４２ｂおよび出射面４２ｃとは、光学研磨されている。また、直角プリズム４１の反射面４１ｂと、直角プリズム４２の反射面４２ｂとは、アルミ蒸着膜が施されている。そして、硬度や密着力が弱いアルミ蒸着膜を保護するために、ＳｉＯ_２膜がアルミ蒸着膜上に更に施されている。

光路１０ａは、直角プリズム４１の反射面４１ｂで９０度曲げられていて、直角プリズム４２の反射面４２ｂでも９０度曲げられている。すなわち、光路１０ａは、隙間形成部材４０によって１８０度曲げられている。

直角プリズム４１の出射面４１ｃと、直角プリズム４２の入射面４２ａとの距離、すなわち、油用隙間４０ａの長さは、例えば１ｍｍである。油用隙間４０ａの長さが短過ぎる場合、潤滑油９１中の水分が油用隙間４０ａを適切に流通し難いので、潤滑油９１中の水分量の検出精度が落ちる。一方、油用隙間４０ａの長さが長過ぎる場合、白色ＬＥＤ５２から発せられた光が油用隙間４０ａ内の潤滑油９１中の水分によって吸収され過ぎてＲＧＢセンサ５３まで届き難いので、やはり潤滑油９１中の水分量の検出精度が落ちる。したがって、油用隙間４０ａの長さは、潤滑油９１中の水分量の検出精度が高くなるように、適切に設定されることが好ましい。

白色ＬＥＤ５２は、白色の光を発する電子部品であり、本発明の白色発光素子を構成している。白色ＬＥＤ５２として、例えば、日亜化学工業株式会社製のNSPW500GS-K1が使用されても良い。

ＲＧＢセンサ５３は、受けた光の色を検出する電子部品であり、本発明のカラー受光素子を構成している。ＲＧＢセンサ５３として、例えば、浜松ホトニクス株式会社製のS9032-02が使用されても良い。

図６に示すように、コネクタ５８は、コンピュータ８０（図４参照。）のコネクタ８１が接続されて、コンピュータ８０からコネクタ８１を介して電力が供給されるとともに、油中水分量センサ１０の検出結果を電気信号としてコネクタ８１を介してコンピュータ８０に出力するようになっている。

図１４（ａ）は、カバー６０の正面断面図である。図１４（ｂ）は、カバー６０の側面断面図である。図１５（ａ）は、カバー６０の平面図である。図１５（ｂ）は、カバー６０の底面図である。

図５、図６、図１４および図１５に示すように、カバー６０は、コネクタ５８が挿入される穴６１と、ネジ１３が挿入されるための２つの穴６２とが形成されている。

カバー６０は、例えば艶消しの黒アルマイト処理のように、光の反射を防止する処理が表面に施されている。

次に、油中水分量センサ１０の組立方法について説明する。

まず、ホルダ３０のプリズム収納部３１うち直角プリズム４１の入射面４１ａと接触する面であって溝３９ａの外周側の面と、直角プリズム４１の面のうちプリズム収納部３１の２つの壁３１ａとそれぞれ接触する２つの面とに接着剤が塗られ、その接着剤によってプリズム収納部３１に直角プリズム４１が固定される。また、ホルダ３０のプリズム収納部３２うち直角プリズム４２の出射面４２ｃと接触する面であって溝３９ｂの外周側の面と、直角プリズム４２の面のうちプリズム収納部３２の２つの壁３２ａとそれぞれ接触する２つの面とに接着剤が塗られ、その接着剤によってプリズム収納部３２に直角プリズム４２が固定される。また、ホルダ３０のＬＥＤ収納部３３に白色ＬＥＤ５２が接着剤によって固定される。

次いで、Ｏリング１５が取り付けられたホルダ３０が、Ｏリング１４が取り付けられた支持部材２０のホルダ収納部２３にネジ１１によって固定される。

次いで、回路基板５１、ＲＧＢセンサ５３、コネクタ５８など、白色ＬＥＤ５２を除く各種の電子部品が予め組み上げられた電子部品群５０が支持部材２０にネジ１２によって固定され、白色ＬＥＤ５２が回路基板５１にハンダによって固定される。

最後に、カバー６０が支持部材２０にネジ１３によって固定される。

次に、機械９０への油中水分量センサ１０の設置方法について説明する。

まず、支持部材２０の工具接触部２２が工具によって掴まれて、機械９０のネジ穴９０ａに支持部材２０のネジ部２１がねじ込まれることによって、機械９０に油中水分量センサ１０が固定される。

そして、コンピュータ８０のコネクタ８１がコネクタ５８に接続される。

次に、油中水分量検出装置１の動作について説明する。

油中水分量センサ１０は、コネクタ５８を介してコンピュータ８０から供給される電力によって白色ＬＥＤ５２から白色の光を発する。したがって、白色ＬＥＤ５２によって発せられる白色の光は、潤滑油９１を透過して、ＲＧＢセンサ５３によって受けられる。

そして、油中水分量センサ１０は、ＲＧＢセンサ５３によって受けた光のＲＧＢの各色の光量を電気信号としてコネクタ５８を介してコンピュータ８０に出力する。

次いで、コンピュータ８０は、ＲＧＢセンサ５３によって検出された色の明度の変化量として、判定対象の潤滑油９１に対してＲＧＢセンサ５３によって検出された色の明度（以下「対象油明度」と言う。）と、基準となる潤滑油、すなわち、判定対象の潤滑油９１と同種類の新油に対してＲＧＢセンサ５３によって検出された色の明度（以下「基油明度」と言う。）との比に基づいて、潤滑油９１中の水分量を判定する。なお、新油は、水分の混入による劣化が未だ生じていない油ではあるが、油自体にそもそも水分が含まれているので、水分量が厳密に０ではない。

ここで、コンピュータ８０は、利用者からの指示に応じて、基油明度を予め記憶している。つまり、利用者は、機械９０に対して潤滑油９１が交換されたときなど、機械９０に導入された潤滑油９１が新油、すなわち、基準となる潤滑油であるときに、ＲＧＢセンサ５３によって検出された色の明度を基油明度として記憶するように、コンピュータ８０に指示する。基準となる潤滑油に対してＲＧＢセンサ５３によって検出された赤色の光量、緑色の光量、青色の光量をそれぞれＲ_０、Ｇ_０、Ｂ_０とすると、基油明度は、（Ｒ_０ ^２＋Ｇ_０ ^２＋Ｂ_０ ^２）^１／２である。

また、判定対象の潤滑油９１に対してＲＧＢセンサ５３によって検出された赤色の光量、緑色の光量、青色の光量をそれぞれＲ_１、Ｇ_１、Ｂ_１とすると、対象油明度は、（Ｒ_１ ^２＋Ｇ_１ ^２＋Ｂ_１ ^２）^１／２である。

したがって、コンピュータ８０は、対象油明度と基油明度との比を「（Ｒ_１ ^２＋Ｇ_１ ^２＋Ｂ_１ ^２）^１／２／（Ｒ_０ ^２＋Ｇ_０ ^２＋Ｂ_０ ^２）^１／２」と算出することができる。

ここで、コンピュータ８０は、対象油明度と基油明度との比と、潤滑油９１中の水分量との図３に示すような対応関係を予め記憶している。なお、この対応関係は、図６に示す構成における実測値に基づいて作成されている。

したがって、コンピュータ８０は、算出した対象油明度と基油明度との比と、予め記憶している対応関係とに基づいて、潤滑油９１中の水分量を判定することができる。

なお、油中水分量センサ１０は、ＲＧＢセンサ５３以外のセンサを別途搭載していても良い。例えば、油中水分量センサ１０は、潤滑油９１の温度を検出する温度センサが電子部品群５０に含まれている場合には、温度センサによって検出された温度も電気信号としてコネクタ５８を介してコンピュータ８０に出力することができる。温度センサによって検出された温度は、例えば白色ＬＥＤ５２の光量の変化の補正に使用されることができる。温度センサによって検出された温度が白色ＬＥＤ５２の光量の変化の補正に使用される場合、油中水分量検出装置１は、潤滑油９１中の水分量の検出の精度を向上することができる。

以上に説明したように、油中水分量検出装置１は、水分の混入による潤滑油９１の白濁の度合い、すなわち、ＲＧＢセンサ５３によって検出された色の明度に基づいて、潤滑油９１中の水分量を判定するので、潤滑油９１中の水分量を従来より簡便に検出することができる。

また、油中水分量検出装置１は、ＲＧＢセンサ５３によって検出した色の明度に基づいて機械９０の潤滑油９１中の水分量をコンピュータ８０によって即時に判定することができる。

また、油中水分量検出装置１は、潤滑油９１を透過させた光の明度に基づいて潤滑油９１中の水分量を判定するので、潤滑油９１の表面で反射された光の明度に基づいて潤滑油９１中の水分量を判定する構成と比較して、検出対象となる潤滑油９１の量を多くすることができる。油中水分量検出装置１は、検出対象となる潤滑油９１の量を多くすることができる場合、潤滑油９１中の水分以外の異物の影響による水分量の検出誤差を低減することができる。

また、油中水分量検出装置１は、対象油明度と基油明度との比、すなわち、基油明度を基準とした明度の変化量に基づいて水分量を判定するので、様々な種類の潤滑油９１に対応することができる。なお、潤滑油９１の種類が特定されていれば、ＲＧＢセンサ５３によって検出された色の明度と、潤滑油９１中の水分量との対応関係は特定される。したがって、油中水分量検出装置１は、潤滑油９１の種類が特定されていれば、ＲＧＢセンサ５３によって検出された色の明度の変化量ではなく、ＲＧＢセンサ５３によって検出された色の明度自体に基づいて、潤滑油９１中の水分量を検出することができる。

また、油中水分量センサ１０は、隙間形成部材４０に光路１０ａを曲げる反射面４１ｂ、４２ｂが形成されているので、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａが一直線である構成と比較して、白色ＬＥＤ５２およびＲＧＢセンサ５３を近くに配置して全体を小型化することができる。また、油中水分量センサ１０は、隙間形成部材４０が油用隙間４０ａを形成する役割だけでなく、光路１０ａを曲げる役割も備えているので、隙間形成部材４０の代わりに光路１０ａを曲げる部材を別途備える構成と比較して、部品点数を減らすことができる。

特に、油中水分量センサ１０は、光路１０ａを９０度曲げる反射面４１ｂ、４２ｂがそれぞれ形成されている２つの直角プリズム４１、４２によって隙間形成部材４０が構成されており、２つの直角プリズム４１、４２の反射面４１ｂ、４２ｂによって光路１０ａを１８０度曲げ、２つの直角プリズム４１、４２の間に油用隙間４０ａが形成されている構成であるので、部品点数の少ない簡単な構成で小型化することができる。

また、油中水分量センサ１０は、光路１０ａの少なくとも一部を囲むホルダ３０を備えており、光の反射を防止する処理がホルダ３０の表面に施されている構成であるので、不要な反射光をＲＧＢセンサ５３が受けることを防止することができる。したがって、油中水分量センサ１０は、不要な反射光をＲＧＢセンサ５３が受ける構成と比較して、潤滑油９１の色の検出精度を向上することができる。

また、油中水分量センサ１０は、隙間形成部材４０のうち油用隙間４０ａを形成する面、すなわち、直角プリズム４１の出射面４１ｃおよび直角プリズム４２の入射面４２ａに撥油処理が施されていても良い。油中水分量センサ１０は、直角プリズム４１の出射面４１ｃおよび直角プリズム４２の入射面４２ａに撥油処理が施されている場合、潤滑油９１に油用隙間４０ａを容易に流通させるので、潤滑油９１が油用隙間４０ａに滞り易い構成と比較して、潤滑油９１の色の検出精度を向上することができる。また、油中水分量センサ１０は、直角プリズム４１の出射面４１ｃおよび直角プリズム４２の入射面４２ａに撥油処理が施されている場合、直角プリズム４１の出射面４１ｃおよび直角プリズム４２の入射面４２ａに汚れが付着し難いので、潤滑油９１の色の検出精度が汚れの付着によって低下することを抑えることができる。

なお、油中水分量検出装置１は、本発明の水分量判定手段としてのコンピュータ８０を油中水分量センサ１０の外部に備えているが、ＲＧＢセンサ５３によって検出された色の明度の変化量に基づいて潤滑油９１中の水分量を判定する本発明の水分量判定手段としての電子部品が電子部品群５０に含まれていても良い。

また、油中水分量センサ１０は、白色ＬＥＤ５２およびＲＧＢセンサ５３の配置が本実施の形態において説明した配置以外の配置であっても良い。例えば、油中水分量センサ１０は、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａが一直線であっても良い。

また、油中水分量センサ１０は、直角プリズム以外の構成によって、光路１０ａを曲げるようになっていても良い。

１ 油中水分量検出装置
１０ａ 光路
２０ 支持部材
４０ 隙間形成部材
４０ａ 油用隙間
５２ 白色ＬＥＤ（白色発光素子）
５３ ＲＧＢセンサ（カラー受光素子）
８０ コンピュータ（水分量判定手段）
９０ 機械
９１ 潤滑油
１０１ 白色発光素子
１０１ａ 光
１０２ カラー受光素子
１０９ 潤滑油

Claims (4)

1. 機械の潤滑油中の水分量を検出する油中水分量検出方法であって、
   白色発光素子によって発せられる白色の光を前記潤滑油に透過させ、前記潤滑油を透過させた前記光をカラー受光素子に受けさせ、前記カラー受光素子が受けた前記光の色を前記カラー受光素子に検出させ、前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度に基づいて前記水分量を判定することを特徴とする油中水分量検出方法。
2. 前記水分量を判定するとき、前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度の変化量に基づいて前記水分量を判定し、
   前記変化量は、基準となる潤滑油に対して前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度が基準であることを特徴とする請求項１に記載の油中水分量検出方法。
3. 機械の潤滑油中の水分量を検出する油中水分量検出装置であって、
   白色の光を発する白色発光素子と、受けた光の色を検出するカラー受光素子と、前記潤滑油が侵入するための隙間である油用隙間が形成された隙間形成部材と、前記白色発光素子、前記カラー受光素子および前記隙間形成部材を支持する支持部材と、前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度に基づいて前記水分量を判定する水分量判定手段とを備えており、
   前記隙間形成部材は、前記白色発光素子によって発せられる光を透過させ、
   前記油用隙間は、前記白色発光素子から前記カラー受光素子までの光路上に配置されていることを特徴とする油中水分量検出装置。
4. 前記水分量判定手段は、前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度の変化量に基づいて前記水分量を判定し、
   前記変化量は、基準となる潤滑油に対して前記カラー受光素子によって検出された前記色の明度が基準であることを特徴とする請求項３に記載の油中水分量検出装置。

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