JP2014126463A - Lubrication oil filter, metal component detector for lubrication oil, and abnormality diagnosis device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機器に供給される潤滑油に含まれる金属イオンを捕捉するための潤滑油用フィルター、この潤滑油用フィルターを用いて潤滑油に含まれる金属イオンの量を測定する金属成分検出装置、及び前記機器の異常診断装置に関する。 The present invention relates to a filter for lubricating oil for capturing metal ions contained in lubricating oil supplied to equipment, and a metal component detection device for measuring the amount of metal ions contained in lubricating oil using the filter for lubricating oil And an apparatus for diagnosing abnormality of the device.
ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関、減速機、工作機械などの各種機器は、軸受やピストン、ギヤなどのように金属部品同士が摺動する摺動部分を多く有している。この摺動部分の摩耗を抑制するために、機器の内部に形成された潤滑流路に潤滑油を供給して、摺動摩擦を低減させ、摺動部分を低温度に維持している。しかしながら、潤滑油を前記摺動部分に供給しても、摺動部分の摩耗を完全に防止することはできず、摩擦によって生じた金属粉が潤滑油に混入する。このように潤滑油に混入した金属粉を検出する手段として、特許文献１に記載の金属粒子検出装置が公知である。この金属粒子検出装置は、吸着手段によって吸着された金属粒子によって２つの電極間が短絡したことを電気的に検出することにより、吸着された所定量の金属粒子を検出する。また、金属粉が混入した潤滑油の劣化状態を検出する手段として、特許文献２に記載の劣化検出装置が公知である。この劣化検出装置は、オイル流路を挟んで互いに対向配置された電極間に磁場を形成して、その電極間のオイル流路内における金属粉濃度を増加させることにより、潤滑油の導電率及び誘電率の測定感度を向上させている。 Various devices such as internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines, speed reducers, machine tools, and the like have many sliding portions where metal parts slide such as bearings, pistons, and gears. In order to suppress wear of the sliding portion, lubricating oil is supplied to a lubricating flow path formed inside the device to reduce sliding friction and maintain the sliding portion at a low temperature. However, even if lubricating oil is supplied to the sliding portion, wear of the sliding portion cannot be completely prevented, and metal powder generated by friction is mixed into the lubricating oil. As a means for detecting the metal powder mixed in the lubricating oil as described above, a metal particle detection device described in Patent Document 1 is known. This metal particle detector detects a predetermined amount of adsorbed metal particles by electrically detecting that the two electrodes are short-circuited by the metal particles adsorbed by the adsorbing means. Further, as a means for detecting the deterioration state of lubricating oil mixed with metal powder, a deterioration detecting device described in Patent Document 2 is known. This deterioration detection device forms a magnetic field between electrodes arranged opposite to each other across an oil flow path, and increases the metal powder concentration in the oil flow path between the electrodes, thereby increasing the conductivity of the lubricating oil and The measurement sensitivity of dielectric constant is improved.
ところで、前掲の特許文献１の装置は潤滑油に含まれる金属粒子を検出するものであり、また、特許文献２の装置は潤滑油に含まれる金属粉などの異物の濃度によって潤滑油の劣化を判定するものである。一般に、前記内燃機関などの機器においては、前記摺動部分の摩擦によってその摺動部分から金属粉が生じた段階で、当該摺動部分に異常が見込まれる。このため、前掲の各特許文献に記載の方法により潤滑油に含まれる金属粉の量を測定し、その測定結果に基づいて、前記機器の状態が正常か異常かを診断することが可能である。しかしながら、前記摺動部分に異常が生じて金属粉が発生するよりも前に、当該摺動部分を構成する金属がイオン化して潤滑油に溶解することによって、潤滑油における金属イオンの溶解量が増加することが知られている。したがって、潤滑油中の金属粉を測定するよりも、潤滑油中の金属イオンの成分量を測定することができれば、前記機器の異常を早期に診断することができる。 By the way, the device of Patent Document 1 described above detects metal particles contained in the lubricating oil, and the device of Patent Document 2 detects deterioration of the lubricating oil due to the concentration of foreign matters such as metal powder contained in the lubricating oil. Judgment. Generally, in the apparatus such as the internal combustion engine, when the metal powder is generated from the sliding portion due to the friction of the sliding portion, an abnormality is expected in the sliding portion. For this reason, it is possible to measure the amount of metal powder contained in the lubricating oil by the method described in each of the above-mentioned patent documents, and to diagnose whether the state of the device is normal or abnormal based on the measurement result. . However, the metal constituting the sliding portion is ionized and dissolved in the lubricating oil before the sliding portion becomes abnormal and metal powder is generated, so that the amount of metal ions dissolved in the lubricating oil is reduced. It is known to increase. Therefore, if the amount of the metal ion component in the lubricating oil can be measured rather than measuring the metal powder in the lubricating oil, the abnormality of the device can be diagnosed earlier.
そこで、本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑油に含まれる金属イオンを捕捉することが可能な潤滑油用フィルターを提供することであり、他の目的は、潤滑油に含まれる金属イオンの量を正確に検出することが可能な金属成分検出装置、及び機器における異常を早期に診断することが可能な異常診断装置を提供することにある。 Then, this invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the filter for lubricating oil which can capture | acquire the metal ion contained in lubricating oil, The other objective is An object of the present invention is to provide a metal component detection device capable of accurately detecting the amount of metal ions contained in lubricating oil, and an abnormality diagnosis device capable of diagnosing an abnormality in the device at an early stage.
(1) 本発明は、潤滑油に含まれる金属イオンとの間でイオン交換を行うリン酸カルシウム系化合物が多孔質構造を有する基材に保持されてなる潤滑油用フィルターである。
このように構成された潤滑油用フィルターを潤滑油の循環経路に介装させると、潤滑油は基材の孔を通って潤滑油用フィルターを通過するが、金属イオンは、リン酸カルシウム系化合物との間でイオン交換が行われることにより、リン酸カルシウム系化合物に吸着される。詳細には、前記金属イオンが前記リン酸カルシウム系化合物のカルシウムイオンと置換される。
これにより、潤滑油に溶けこんでいるアルミニウムイオンなどの金属イオンを確実に捕捉することができる。
(1) The present invention is a filter for lubricating oil in which a calcium phosphate compound that exchanges ions with metal ions contained in the lubricating oil is held on a substrate having a porous structure.
When the thus configured lubricating oil filter is inserted in the lubricating oil circulation path, the lubricating oil passes through the lubricating oil filter through the hole in the base material, but the metal ions are in contact with the calcium phosphate compound. By ion exchange between them, it is adsorbed by the calcium phosphate compound. Specifically, the metal ions are replaced with calcium ions of the calcium phosphate compound.
As a result, metal ions such as aluminum ions dissolved in the lubricating oil can be reliably captured.
(2) 前記基材における潤滑油通過領域の中央に前記リン酸カルシウム系化合物が保持されており、前記基材の外周に磁場発生手段が設けられている。
このように構成されているため、鉄イオンなどの磁性を有する磁性金属イオンが磁場発生手段によって前記基材の外周面側へ集まり、一方、アルミニウムイオンなどの磁性を有しない非磁性金属イオンが前記基材の中央に捕捉される。このため、本発明の潤滑油用フィルター磁性によれば、磁性金属イオンと非磁性金属イオンとを別々の領域に集めることができる。
(2) The calcium phosphate compound is held at the center of the lubricating oil passage region of the base material, and a magnetic field generating means is provided on the outer periphery of the base material.
Because of this configuration, magnetic metal ions having magnetism such as iron ions gather on the outer peripheral surface side of the base material by the magnetic field generating means, while nonmagnetic metal ions such as aluminum ions are not magnetized. Captured in the center of the substrate. For this reason, according to the filter magnetism for lubricating oil of the present invention, magnetic metal ions and nonmagnetic metal ions can be collected in different regions.
(3) 前記リン酸カルシウム系化合物が前記基材に蒸着されている。前記基材としては、織布、不織布、網状体または多孔質体などの多孔質構造のものが考えられる。 (3) The calcium phosphate compound is deposited on the substrate. Examples of the base material include those having a porous structure such as a woven fabric, a nonwoven fabric, a net-like body, or a porous body.
(4) また、本発明は、潤滑油用フィルターと、成分量測定手段と、を具備する金属成分検出装置である。前記潤滑油用フィルターは、機器に供給される潤滑油の循環経路に介装されている。この潤滑油用フィルターは、前記潤滑油に含まれる金属イオンとの間でイオン交換を行うリン酸カルシウム系化合物が多孔質構造を有する基材に保持された構成となっている。前記成分量測定手段は、前記潤滑油用フィルターによって捕捉された金属イオンの成分量を測定するものである。
このように構成されているため、潤滑油に金属粉が混入するよりも前に潤滑油に溶解した金属イオンを検出して、その成分量を測定することができる。
(4) Further, the present invention is a metal component detection device comprising a lubricating oil filter and a component amount measuring means. The lubricating oil filter is interposed in a circulation path for lubricating oil supplied to the equipment. This lubricating oil filter has a configuration in which a calcium phosphate compound that performs ion exchange with metal ions contained in the lubricating oil is held by a base material having a porous structure. The component amount measuring means measures a component amount of metal ions captured by the lubricating oil filter.
Since it is comprised in this way, the metal ion melt | dissolved in lubricating oil can be detected before metal powder mixes in lubricating oil, and the component amount can be measured.
(5) 本発明の金属成分検出装置は、前記基材の外周面に向けて磁場を発生させる磁場発生手段を更に備えている。この場合、前記潤滑油用フィルターは、前記基材における潤滑油通過領域の中央に前記リン酸カルシウム系化合物が保持されたものである。また、前記成分量測定手段は、前記磁場発生手段による磁場によって前記基材の外周面に引き寄せられた磁性金属イオンの成分量、及び前記基材の中央で前記リン酸カルシウム系化合物によって捕捉された非磁性金属イオンの成分量それぞれを個別に測定する。
これにより、一つの金属成分検出装置で２種類の金属イオンの成分量を測定することができる。
(5) The metal component detection device of the present invention further includes magnetic field generation means for generating a magnetic field toward the outer peripheral surface of the substrate. In this case, the said filter for lubricating oil is what the said calcium-phosphate type compound was hold | maintained in the center of the lubricating oil passage area | region in the said base material. Further, the component amount measuring means includes a component amount of magnetic metal ions attracted to the outer peripheral surface of the base material by a magnetic field generated by the magnetic field generating means, and a non-magnetic material captured by the calcium phosphate compound at the center of the base material. Each component amount of metal ions is measured individually.
Thereby, the component amount of two types of metal ions can be measured with one metal component detection device.
(6) 前記成分量測定手段は、前記潤滑油用フィルターに向けて供給された電磁波又は磁場の変化量に基づいて前記金属イオンの成分量を測定する。前記電磁波は、例えば、電波や赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線などが該当する。前記磁場は、例えば、永久磁石や電磁石によって供給される。前記電磁波が供給された状態で、前記潤滑油用フィルターにおける前記金属イオンの成分量が変化すると前記電磁波が減衰する。前記成分量測定手段は、その減衰量に基づいて前記金属イオンの成分量を測定する。また、前記磁場が供給された状態で、前記潤滑油用フィルターにおける前記金属イオンの成分量が変化すると、磁場の強さが変化する。前記成分量測定手段は、その変化量に基づいて前記金属イオンの成分量を測定する。 (6) The component amount measuring means measures the component amount of the metal ion based on the amount of change in the electromagnetic wave or magnetic field supplied toward the lubricating oil filter. Examples of the electromagnetic waves include radio waves, infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays, and gamma rays. The magnetic field is supplied by, for example, a permanent magnet or an electromagnet. When the amount of the metal ion component in the lubricating oil filter changes in a state where the electromagnetic wave is supplied, the electromagnetic wave is attenuated. The component amount measuring means measures the component amount of the metal ion based on the attenuation amount. Further, when the amount of the metal ion component in the lubricating oil filter changes in a state where the magnetic field is supplied, the strength of the magnetic field changes. The component amount measuring means measures the component amount of the metal ion based on the change amount.
(7) また、本発明は、上述の金属成分検出装置と、この金属成分検出装置の前記成分量測定手段によって測定された成分量に基づいて前記機器の状態が異常かどうかを判定する状態判定手段と、を具備する異常診断装置として構成されている。
これにより、潤滑油に溶解した金属イオンの成分量に基づいて、機器の異常を早期に診断することができる。
(7) Further, the present invention provides a state determination for determining whether or not the state of the device is abnormal based on the above-described metal component detection device and the component amount measured by the component amount measurement unit of the metal component detection device. And an abnormality diagnosis device.
Thereby, the abnormality of an apparatus can be diagnosed early based on the component amount of the metal ion melt | dissolved in lubricating oil.
本発明によれば、潤滑油に含まれる金属イオンを捕捉することが可能である。また、潤滑油に含まれる金属イオンの成分量を高精度に検出することが可能である。また、機器の異常を早期に診断することが可能である。 According to the present invention, it is possible to capture metal ions contained in the lubricating oil. Moreover, it is possible to detect the amount of metal ion components contained in the lubricating oil with high accuracy. In addition, it is possible to diagnose an abnormality of the device at an early stage.
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るオイルフィルター１０の構成について説明する。なお、以下に説明される実施形態は、本発明を具体化した単なる一例であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Hereinafter, the configuration of the oil filter 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The embodiments described below are merely examples embodying the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention.
図１は、オイルフィルター１０の構成を示す図であり、図１（Ａ）はオイルフィルター１０の正面図、図１（Ｂ）はオイルフィルター１０の中央断面構成を示す切断線ＩＢ−ＩＢの断面図である。オイルフィルター１０は、本発明の潤滑油用フィルターの一例であって、船舶が備えるディーゼルエンジンなどの内燃機関に用いられるものであり、具体的には、内燃機関に循環される潤滑油のオイル配管３１（図２参照）に介装されて用いられる。なお、以下の説明では、内燃機関の潤滑油用のオイルフィルター１０を例示するが、潤滑油の循環が必要とされる減速機や工作機械などの各種機器にも、本発明のオイルフィルター１０は適用可能である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an oil filter 10, FIG. 1A is a front view of the oil filter 10, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a cutting line IB-IB illustrating a central sectional configuration of the oil filter 10. FIG. The oil filter 10 is an example of a lubricating oil filter according to the present invention, and is used in an internal combustion engine such as a diesel engine provided in a ship. Specifically, the oil filter 10 is an oil pipe for lubricating oil circulated to the internal combustion engine. 31 (see FIG. 2). In the following description, the oil filter 10 for lubricating oil of an internal combustion engine is illustrated, but the oil filter 10 of the present invention is also applied to various devices such as a reduction gear and a machine tool that require circulation of the lubricating oil. Applicable.
オイルフィルター１０は、主に、オイル配管３１を流れる潤滑油に含まれる金属イオンを捕捉するものである。一般に、内燃機関のシリンダやクランク軸、コネクティングロッドなどの構成要素は、炭素鋼や合金鋼などのように鉄を主成分とする鉄系合金（鋼）で構成されている。また、ピストンリングやメインメタル（エンジンフレームとクランク軸との間に装着されるメタル）、クランクピンメタル、ピストンピンメタルなどの摺動部分は、ジュラルミンなどのようにアルミニウムを主成分とするアルミ系合金（アルミニウム合金）によって構成されている。前記摺動部分において金属部材同士が摺動すると、摺動部分を構成する鉄系合金から微量の鉄イオンが潤滑油に溶解し、また、アルミ系合金から微量のアルミニウムイオンが潤滑油に溶解する。例えば、ピストンに設けられたピストンリングは、ピストンがシリンダ内でストローク運動される度にシリンダライナーに対して摺動される。このような摺動部分に潤滑油が循環されることによって、アルミ系合金のピストンリングからアルミニウムイオンが潤滑油に溶解し、鉄系合金のシリンダライナーからは鉄イオンが潤滑油に溶解する。特に、前記摺動部分に異常が生じている場合は、摩耗によって金属粉が発生し始めるよりも前に、鉄イオンやアルミニウムイオンなどの金属イオンが潤滑油に溶け出す量が増加する傾向にある。このように潤滑油に溶解した金属イオンがオイルフィルター１０によって捕捉される。 The oil filter 10 mainly captures metal ions contained in the lubricating oil flowing through the oil pipe 31. In general, components such as a cylinder, a crankshaft, and a connecting rod of an internal combustion engine are made of an iron-based alloy (steel) containing iron as a main component, such as carbon steel or alloy steel. Also, sliding parts such as piston rings, main metal (metal mounted between the engine frame and the crankshaft), crankpin metal, and piston pin metal are aluminum-based such as duralumin. It is made of an alloy (aluminum alloy). When the metal members slide in the sliding portion, a small amount of iron ions are dissolved in the lubricating oil from the iron-based alloy constituting the sliding portion, and a small amount of aluminum ions are dissolved in the lubricating oil from the aluminum-based alloy. . For example, a piston ring provided on the piston is slid relative to the cylinder liner each time the piston is stroked within the cylinder. When the lubricating oil is circulated in such a sliding portion, aluminum ions are dissolved in the lubricating oil from the aluminum alloy piston ring, and iron ions are dissolved in the lubricating oil from the iron alloy cylinder liner. In particular, when there is an abnormality in the sliding portion, the amount of metal ions such as iron ions and aluminum ions that dissolve into the lubricating oil tends to increase before metal powder begins to be generated due to wear. . Thus, metal ions dissolved in the lubricating oil are captured by the oil filter 10.
図１に示されるように、オイルフィルター１０は、短尺な円柱形状に形成されており、フィルタ部１１と、永久磁石１２（本発明の磁場発生手段の一例）とにより構成されている。フィルタ部１１は、オイル配管３１の内部に配置されて、オイル配管３１を流れる潤滑油を供給方向の上流側から下流側へ通過させる部分である。フィルタ部１１は、潤滑油を通過可能なように、多孔質構造を有する基材の一例であるフィルタエレメントにより構成されている。このフィルタエレメントとしては、例えば、織布、不織布、網状体または多孔質体などの多孔質構造のものであればどのような材質のものでも適用可能である。図１（Ａ）に示されるように、フィルタ部１１は、中心部分に形成された内側フィルタ１４と、その外周部分に形成された外側フィルタ１５とを有する。 As shown in FIG. 1, the oil filter 10 is formed in a short cylindrical shape, and includes a filter portion 11 and a permanent magnet 12 (an example of the magnetic field generating means of the present invention). The filter part 11 is a part which is arrange | positioned inside the oil piping 31, and passes the lubricating oil which flows through the oil piping 31 from the upstream of a supply direction to a downstream. The filter part 11 is comprised by the filter element which is an example of the base material which has a porous structure so that lubricating oil can pass. As this filter element, any material can be applied as long as it has a porous structure such as a woven fabric, a nonwoven fabric, a net-like body, or a porous body. As shown in FIG. 1 (A), the filter unit 11 includes an inner filter 14 formed in the central portion and an outer filter 15 formed in the outer peripheral portion thereof.
内側フィルタ１４は、潤滑油に含まれているアルミニウムイオンを捕捉する部分である。具体的には、内側フィルタ１４は、潤滑油に含まれるアルミニウムイオンとの間でイオン交換を行うハイドロキシアパタイト（水酸燐灰石：Ca5(PO4)3(OH)）が前記フィルタエレメントに保持された構成を有する。ここで、ハイドロキシアパタイトは、本発明のリン酸カルシウム系化合物の一例である。本実施形態では、前記フィルタエレメントにハイドロキシアパタイトの粉末を蒸着させることによって、ハイドロキシアパタイトを前記フィルタエレメントに保持させている。なお、内側フィルタ１４として、ハイドロキシアパタイトの粉末を焼結させて多孔質構造の焼結体を採用することも可能である。 The inner filter 14 is a part that captures aluminum ions contained in the lubricating oil. Specifically, the inner filter 14 is configured such that hydroxyapatite (hydroxyapatite: Ca5 (PO4) 3 (OH)) that exchanges ions with aluminum ions contained in the lubricating oil is held by the filter element. Have Here, hydroxyapatite is an example of the calcium phosphate compound of the present invention. In the present embodiment, the hydroxyapatite is held on the filter element by vapor-depositing hydroxyapatite powder on the filter element. As the inner filter 14, it is also possible to employ a sintered body having a porous structure by sintering hydroxyapatite powder.
一般に、ハイドロキシアパタイトなどのリン酸カルシウム系化合物は、イオン交換により多様な異種イオンを結晶内部に取り込むことができる性質を有することで知られている。特に、アルミニウムイオンＡｌ３＋（半径０．０５１ｎｍ）は他の金属イオンよりも小さく、且つ、カルシウムイオンＣａ２＋（半径０．１００ｎｍ）よりも十分に小さいことから、アルミニウムイオンＡｌ３＋は、リン酸カルシウム系化合物の結晶構造中に入り込み易い。そのため、リン酸カルシウム系化合物は、アルミニウムイオンＡｌ３＋とイオン交換し易い性質を有している。とりわけ、ハイドロキシアパタイトは、他のリン酸カルシウム系化合物と比べて、アルミニウムイオンＡｌ３＋とカルシウムイオンＣａ２＋との間で高いイオン交換性を有している。つまり、ハイドロキシアパタイトは、潤滑油に含まれるアルミニウムイオンに対して高い吸着能力（イオン交換能力）を有する。なお、内燃機関の潤滑油中に含まれる主たる金属イオンは、アルミ系合金から溶解したアルミニウムイオンと、鉄系合金から溶解した鉄イオンの２つである。しかし、鉄イオンＦｅ３＋の半径は０．０６４ｎｍであり、鉄イオンＦｅ２＋の半径は０．０７６ｎｍであり、いずれもアルミニウムイオンの半径よりも大きいため、潤滑油中にアルミニウムイオンと鉄イオンとが共存していても、鉄イオンがイオン交換されることはないため、ハイドロキシアパタイトに鉄イオンが吸着されることはなく、仮に吸着されたとしても微量である。 In general, calcium phosphate compounds such as hydroxyapatite are known to have the property of incorporating various different ions into the crystal by ion exchange. In particular, since aluminum ion Al 3+ (radius 0.051 nm) is smaller than other metal ions and sufficiently smaller than calcium ion Ca 2+ (radius 0.100 nm), aluminum ion Al 3+ is a calcium phosphate compound. It is easy to get into the crystal structure. Therefore, the calcium phosphate compound has a property of easily exchanging ions with aluminum ions Al 3+ . In particular, hydroxyapatite has higher ion exchange properties between aluminum ions Al 3+ and calcium ions Ca 2+ than other calcium phosphate compounds. That is, hydroxyapatite has a high adsorption capacity (ion exchange capacity) for aluminum ions contained in the lubricating oil. The main metal ions contained in the lubricating oil of the internal combustion engine are two, aluminum ions dissolved from an aluminum alloy and iron ions dissolved from an iron alloy. However, since the radius of the iron ion Fe 3+ is 0.064 nm and the radius of the iron ion Fe 2+ is 0.076 nm, both of which are larger than the radius of the aluminum ion, aluminum ions and iron ions are contained in the lubricating oil. Even if they coexist, iron ions are not ion-exchanged, so iron ions are not adsorbed to hydroxyapatite, and even if adsorbed, the amount is very small.
外側フィルタ１５は、前記フィルタエレメントそのものである。したがって、外側フィルタ１５にアルミニウムイオンが吸着されるされることはなく、この部分に流入した潤滑油は、そのまま下流側へ通り抜ける。ただし、オイルフィルター１０には永久磁石１２が設けられているため、後述するように、鉄イオンが磁力によって外側フィルタ１５に引き寄せられる。このため、アルミニウムイオンは相対的に内側フィルタ１４へ集められて、内側フィルタ１４で捕捉される。なお、磁場発生手段の一例として、永久磁石１２に代えて、電磁石を適用することも可能である。 The outer filter 15 is the filter element itself. Therefore, aluminum ions are not adsorbed by the outer filter 15, and the lubricating oil that has flowed into this portion passes through to the downstream side as it is. However, since the permanent magnet 12 is provided in the oil filter 10, as will be described later, iron ions are attracted to the outer filter 15 by a magnetic force. For this reason, aluminum ions are relatively collected by the inner filter 14 and captured by the inner filter 14. As an example of the magnetic field generating means, an electromagnet can be applied instead of the permanent magnet 12.
本実施形態では、フィルタ部１１は、潤滑油が通過する際の流量抵抗が均一となるように構成されている。具体的には、ハイドロキシアパタイトが蒸着された内側フィルタ１４に対して、外側フィルタ１５のフィルタエレメントが密に構成されている。これにより、フィルタ部１１のどの部分でも潤滑油は概ね同じ流速で流れる。もちろん、必要に応じて、フィルタ部１１全域の流量抵抗を不均一にしてもよい。例えば、潤滑油が内側フィルタ１４を通り易いようにしてもよく、逆に、外側フィルタ１５を通り易いようにしてもよい。 In this embodiment, the filter part 11 is comprised so that the flow resistance at the time of lubricating oil may become uniform. Specifically, the filter elements of the outer filter 15 are densely configured with respect to the inner filter 14 on which hydroxyapatite is deposited. As a result, the lubricating oil flows at almost the same flow rate in any part of the filter unit 11. Of course, if necessary, the flow resistance across the entire filter unit 11 may be made non-uniform. For example, the lubricating oil may easily pass through the inner filter 14, and conversely, the lubricating oil may easily pass through the outer filter 15.
永久磁石１２は、フィルタ部１１の内部に磁場を形成するものであり、フィルタ部１１の外周面に沿うように配列されている。本実施形態では、８つの永久磁石１２がフィルタ部１１の外周面に等間隔で配列されている。８つ永久磁石１２それぞれは、同じ磁極がフィルタ部１１側に向くように設けられている。これらの永久磁石１２は、フィルタ部１１の外周面を覆う図示しない枠体にネジなどの締結具によって固定されている。本実施形態では、フィルタ部１１がオイル配管３１の内部に配置されるのに対して、図１（Ｂ）に示されるように、永久磁石１２は、オイル配管３１の外側に配置される。なお、オイルフィルター１０をオイル配管３１に取り付ける手法は、例えば、オイル配管３１の継ぎ目にあるフランジの間に固定する手法など、周知の取り付け機構を採用することができる。 The permanent magnets 12 form a magnetic field inside the filter unit 11 and are arranged along the outer peripheral surface of the filter unit 11. In the present embodiment, eight permanent magnets 12 are arranged on the outer peripheral surface of the filter unit 11 at equal intervals. Each of the eight permanent magnets 12 is provided such that the same magnetic pole faces the filter unit 11 side. These permanent magnets 12 are fixed to a frame body (not shown) that covers the outer peripheral surface of the filter unit 11 with fasteners such as screws. In the present embodiment, the filter unit 11 is disposed inside the oil pipe 31, whereas the permanent magnet 12 is disposed outside the oil pipe 31 as shown in FIG. As a method for attaching the oil filter 10 to the oil pipe 31, for example, a well-known attachment mechanism such as a technique for fixing the oil filter 10 between flanges at the joint of the oil pipe 31 can be adopted.
このように永久磁石１２が設けられているため、潤滑油中に含まれる鉄イオン（磁性金属イオン）が永久磁石１２による磁場によってフィルタ部１１の外側へ引き寄せられる。これにより、外側フィルタ１５における鉄イオン（磁性金属イオン）の濃度が上がる。なお、電磁石などによってフィルタ部１１の内部に強力な磁場を形成するようにすれば、外側フィルタ１５に鉄イオンを引き寄せるだけでなく、強い磁力によって、外側フィルタ１５に鉄イオンを留まらせることも可能である。 Since the permanent magnet 12 is thus provided, iron ions (magnetic metal ions) contained in the lubricating oil are attracted to the outside of the filter unit 11 by the magnetic field generated by the permanent magnet 12. This increases the concentration of iron ions (magnetic metal ions) in the outer filter 15. If a strong magnetic field is formed inside the filter unit 11 by an electromagnet or the like, it is possible not only to attract iron ions to the outer filter 15 but also to retain iron ions in the outer filter 15 by a strong magnetic force. It is.
このように本実施形態に係るオイルフィルター１０が構成されているため、潤滑油に溶けこんでいるアルミニウムイオンを内側フィルタ１４で確実に捕捉することができる。また、内側フィルタ１４と外側フィルタ１５とが設けられているため、磁性を有する鉄イオンが永久磁石１２によってフィルタ部１１の外周面側へ集まる。一方、磁性を有しないアルミニウムイオンは、相対的にフィルタ部１１の内側フィルタ１４へ集められて、フィルタ部１１の中央で捕捉される。その結果、オイルフィルター１０によれば、磁性を有する鉄イオンと磁性を有しないアルミニウムイオンとを別々の領域に集めることができる。 Thus, since the oil filter 10 according to the present embodiment is configured, aluminum ions dissolved in the lubricating oil can be reliably captured by the inner filter 14. In addition, since the inner filter 14 and the outer filter 15 are provided, magnetic iron ions gather on the outer peripheral surface side of the filter portion 11 by the permanent magnet 12. On the other hand, aluminum ions having no magnetism are relatively collected on the inner filter 14 of the filter unit 11 and captured at the center of the filter unit 11. As a result, according to the oil filter 10, iron ions having magnetism and aluminum ions having no magnetism can be collected in different regions.
なお、潤滑油に含まれるカーボンや微小ゴミなどの異物がオイルフィルター１０に捉えられると、アルミニウムイオンの捕捉量が低下し、又は鉄イオンの集まりが悪くなり、また、後述する金属イオンの成分量の測定精度が低下するため、上記異物を除去するためのフィルターがオイルフィルター１０よりも上流側に設けられていることが好ましい。 In addition, when foreign matters such as carbon and fine dust contained in the lubricating oil are caught by the oil filter 10, the amount of captured aluminum ions is reduced or the collection of iron ions is deteriorated. Therefore, it is preferable that a filter for removing the foreign matter is provided on the upstream side of the oil filter 10.
次に、図２を参照して、本発明の実施形態に係る異常診断装置２０（本発明の異常診断装置の一例）の構成について説明する。 Next, with reference to FIG. 2, the structure of the abnormality diagnosis apparatus 20 (an example of the abnormality diagnosis apparatus of the present invention) according to the embodiment of the present invention will be described.
異常診断装置２０は、内燃機関の状態が異常であるかどうかを診断する装置であって、上述したオイルフィルター１０と、制御部５０と、第１センサー６１と、第２センサー６２とを備えている。 The abnormality diagnosis device 20 is a device that diagnoses whether or not the state of the internal combustion engine is abnormal, and includes the above-described oil filter 10, the control unit 50, the first sensor 61, and the second sensor 62. Yes.
第１センサー６１は、電磁波光線を出射する光源６１Ａと、光源６１Ａから出射された電磁波光線を受光する受光器６１Ｂとにより構成されている。光源６１Ａは、電波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線などの光線を出射するものであり、図２に示されるように、オイルフィルター１０よりも上流側のオイル配管３１に取り付けられている。本実施形態では、光源６１Ａは、オイルフィルター１０の中央にある内側フィルタ１４に対して電磁波光線が垂直に入射する位置に取り付けられている。受光器６１Ｂは、オイルフィルター１０よりも下流側のオイル配管３１に取り付けられている。受光器６１Ｂは、光源６１Ａから出射されて内側フィルタ１４を通り抜けた電磁波光線を受けて、受光した電磁波光線の強度に応じた信号を制御部５０に出力する。内側フィルタ１４に捕捉されたアルミニウムイオンの量に応じて電磁波光線の強度が減衰されると、その減衰後の強度に応じた信号が受光器６１Ｂから制御部５０に出力される。制御部５０は、受光器６１Ｂからの信号に基づいて、前回算定した強度からの減衰量を算定し、その減衰量から内側フィルタ１４で捕捉されたアルミニウムイオンの量を算定する。具体的には、実験などによって、前記減衰量とアルミニウムイオンの増加量との対応関係を示すテーブルデータを予め作成しておき、そのテールブルデータから前記減衰量に対応する前記増加量が抽出される。 The first sensor 61 includes a light source 61A that emits an electromagnetic wave and a light receiver 61B that receives the electromagnetic wave emitted from the light source 61A. The light source 61A emits light such as radio waves, infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays, and gamma rays, and is attached to the oil pipe 31 upstream of the oil filter 10 as shown in FIG. Yes. In the present embodiment, the light source 61 </ b> A is attached at a position where the electromagnetic wave ray is vertically incident on the inner filter 14 at the center of the oil filter 10. The light receiver 61 </ b> B is attached to the oil pipe 31 on the downstream side of the oil filter 10. The light receiver 61B receives the electromagnetic wave emitted from the light source 61A and passed through the inner filter 14, and outputs a signal according to the intensity of the received electromagnetic wave to the control unit 50. When the intensity of the electromagnetic wave is attenuated according to the amount of aluminum ions captured by the inner filter 14, a signal corresponding to the intensity after the attenuation is output from the light receiver 61B to the control unit 50. The controller 50 calculates the amount of attenuation from the previously calculated intensity based on the signal from the light receiver 61B, and calculates the amount of aluminum ions captured by the inner filter 14 from the amount of attenuation. Specifically, table data indicating a correspondence relationship between the attenuation amount and the increase amount of aluminum ions is created in advance by experiments or the like, and the increase amount corresponding to the attenuation amount is extracted from the tailable data. The
第２センサー６２は、第１センサ６１と同様に構成されており、電磁波光線を出射する光源６２Ａと、光源６２Ａから出射された電磁波光線を受光する受光器６２Ｂとにより構成されている。光源６２Ａは、図２に示されるように、オイルフィルター１０よりも上流側のオイル配管３１に取り付けられている。本実施形態では、光源６２Ａは、オイルフィルター１０の外周側にある外側フィルタ１５に対して電磁波光線が垂直に入射する位置に取り付けられている。受光器６２Ｂは、オイルフィルター１０よりも下流側のオイル配管３１に取り付けられている。受光器６２Ｂは、光源６２Ａから出射されて外側フィルタ１５を通り抜けた電磁波光線を受けて、受光した電磁波光線の強度に応じた信号を制御部５０に出力する。外側フィルタ１５における鉄イオンの成分量に応じて電磁波光線の強度が減衰されると、その減衰後の強度に応じた信号が受光器６２Ｂから制御部５０に出力される。制御部５０は、受光器６２Ｂからの信号に基づいて、潤滑油が正常時の基準強度からの減衰量を算定し、その減衰量から外側フィルタ１５に存在する鉄イオンの成分量を算定する。具体的には、実験などによって、前記減衰量と鉄イオンの成分量との対応関係を示すテーブルデータを予め作成しておき、そのテールブルデータから前記減衰量に対応する成分量が抽出される。 The second sensor 62 is configured similarly to the first sensor 61, and includes a light source 62A that emits an electromagnetic wave and a light receiver 62B that receives the electromagnetic wave emitted from the light source 62A. As shown in FIG. 2, the light source 62 </ b> A is attached to the oil pipe 31 on the upstream side of the oil filter 10. In the present embodiment, the light source 62 </ b> A is attached at a position where electromagnetic wave rays are perpendicularly incident on the outer filter 15 on the outer peripheral side of the oil filter 10. The light receiver 62 </ b> B is attached to the oil pipe 31 on the downstream side of the oil filter 10. The light receiver 62B receives the electromagnetic wave emitted from the light source 62A and passed through the outer filter 15, and outputs a signal corresponding to the intensity of the received electromagnetic wave to the control unit 50. When the intensity of the electromagnetic wave is attenuated according to the amount of iron ion components in the outer filter 15, a signal corresponding to the intensity after the attenuation is output from the light receiver 62B to the control unit 50. Based on the signal from the light receiver 62B, the control unit 50 calculates the amount of attenuation from the reference strength when the lubricating oil is normal, and calculates the amount of iron ion components present in the outer filter 15 from the amount of attenuation. Specifically, table data indicating a correspondence relationship between the attenuation amount and the iron ion component amount is prepared in advance by an experiment or the like, and the component amount corresponding to the attenuation amount is extracted from the tailable data. .
制御部５０は、異常診断装置２０を統括的に制御するものであり、ＣＰＵやメモリ、Ａ／Ｄ変換器などの電子デバイスを有しており、これらが内部バスなどによって信号の送受信可能なように接続されて構成されている。また、制御部５０には、第１センサー６１、第２センサー６２、及び液晶パネルなどの表示器６３が接続されており、これらが制御部５０によって制御される。制御部５０は、オイルフィルター１０によって捕捉された金属イオンの成分量やオイルフィルター１０を通過する金属イオンの成分量を測定する金属成分測定処理を実行するものであり、本発明の成分量測定手段の一例である。また、制御部５０は、前記金属成分測定処理によって測定された金属成分の測定値に基づいて内燃機関の状態が正常であるか異常であるかを判定する状態判定処理を実行するものであり、状態判定手段の一例である。 The control unit 50 controls the abnormality diagnosis apparatus 20 in an integrated manner, and includes electronic devices such as a CPU, a memory, and an A / D converter, so that these can transmit and receive signals via an internal bus or the like. Connected to and configured. The controller 50 is connected to a first sensor 61, a second sensor 62, and a display 63 such as a liquid crystal panel, and these are controlled by the controller 50. The control unit 50 executes a metal component measurement process for measuring the component amount of the metal ions captured by the oil filter 10 and the component amount of the metal ions passing through the oil filter 10, and the component amount measuring means of the present invention. It is an example. Further, the control unit 50 executes a state determination process for determining whether the state of the internal combustion engine is normal or abnormal based on the measurement value of the metal component measured by the metal component measurement process. It is an example of a state determination means.
前記メモリに、前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理を実現するためのプログラムが格納されている。制御部５０では、前記メモリに格納されたプログラムが前記ＣＰＵによって読み出されて実行されることにより、前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理が行われる。前記金属成分測定処理が制御部５０によって実行されることによって、本発明の金属成分測定手段が実現される。また、前記状態判定処理が制御部５０によって実行されることによって、本発明の状態判定手段が実現される。前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理の詳細については後述する。 A program for realizing the metal component measurement process and the state determination process is stored in the memory. In the control unit 50, the program stored in the memory is read and executed by the CPU, whereby the metal component measurement process and the state determination process are performed. The metal component measurement process of the present invention is realized by executing the metal component measurement process by the control unit 50. Moreover, the state determination process of this invention is implement | achieved by the said state determination process being performed by the control part 50. FIG. Details of the metal component measurement process and the state determination process will be described later.
また、前記メモリに、前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理における判定に用いられる基準値（閾値）や、テーブルデータなどの各種データが格納されている。具体的には、各センサー６１，６２からの信号に基づき得られた前記減衰量を算定するための基準値や、前記減衰量と金属イオンの成分量との対応関係を示す上述のテーブルデータが前記メモリに格納されている。 The memory stores various data such as a reference value (threshold value) used for determination in the metal component measurement process and the state determination process, and table data. Specifically, the reference value for calculating the attenuation amount obtained based on the signals from the sensors 61 and 62 and the table data indicating the correspondence between the attenuation amount and the component amount of metal ions are provided. Stored in the memory.
次に、図３のフローチャートを参照して、制御部５０によって実行される前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理の手順の一例について説明する。図中のＳ１１、Ｓ１２、…は処理手順（ステップ）の番号を表している。各ステップにおける処理は、制御部５０によって、より詳細には制御部５０の前記ＣＰＵが前記メモリ内のプログラムを実行することによって行われる。 Next, an example of the procedure of the metal component measurement process and the state determination process executed by the control unit 50 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the figure, S11, S12,... Represent processing procedure (step) numbers. Processing in each step is performed by the control unit 50, more specifically, by the CPU of the control unit 50 executing a program in the memory.
まず、制御部５０は、ステップＳ１１において、前回の減衰量算定時から所定時間Ｔが経過したかどうかを判定する。この所定時間Ｔは、内側フィルタ１４におけるアルミニウムイオンの捕捉量の測定精度を向上させるために予め設定された時間である。前記所定時間Ｔが経過したと判定されると、制御部５０は、前記所定時間Ｔが経過する前に第１センサー６１の受光器６１Ｂから得られた電磁波光線の強度と、前記所定時間Ｔが経過したときに受光器６１Ｂから得られた電磁波光線の強度との差を求めて、電磁波光線の減衰量（以下「第１減衰量」という。）を算定する（Ｓ１２）。そして、制御部５０は、次のステップＳ１３において、前記第１減衰量に基づいて、内側フィルタ１４で捕捉されたアルミニウムイオンの増加量を測定する。具体的には、前記第１減衰量と前記増加量との対応関係を示す前記メモリ内のテーブルデータを参照して、ステップＳ１２で算定された前記第１減衰量に対応する増加量を抽出する。 First, in step S11, the control unit 50 determines whether or not a predetermined time T has elapsed since the previous attenuation amount calculation. The predetermined time T is a time set in advance in order to improve the measurement accuracy of the trapped amount of aluminum ions in the inner filter 14. When it is determined that the predetermined time T has elapsed, the control unit 50 determines whether the intensity of the electromagnetic wave obtained from the light receiver 61B of the first sensor 61 before the predetermined time T elapses and the predetermined time T. A difference from the intensity of the electromagnetic wave obtained from the light receiver 61B when it has elapsed is obtained, and the attenuation of the electromagnetic wave (hereinafter referred to as “first attenuation”) is calculated (S12). Then, in the next step S <b> 13, the control unit 50 measures the increase amount of aluminum ions captured by the inner filter 14 based on the first attenuation amount. Specifically, the increase amount corresponding to the first attenuation amount calculated in step S12 is extracted with reference to the table data in the memory indicating the correspondence between the first attenuation amount and the increase amount. .
次に、制御部５０は、ステップＳ１４において、前記増加量が予め定められた基準値Ｋ１以上であるかどうかを判定する。ここで、基準値Ｋ１は、ステップＳ１４の判定処理に用いられる閾値であって、前記メモリに格納されている情報である。この基準値Ｋ１は、前記増加量が異常であるかどうかを決定するための閾値である。本実施形態では、ステップＳ１４において前記増加量が前記基準値Ｋ１以上であると判定された場合に、制御部５０は、潤滑油中におけるアルミニウムイオンの濃度が異常であると認定する。一方、ステップＳ１４において前記増加量が前記基準値Ｋ１未満であると判定された場合に、制御部５０は、潤滑油におけるアルミニウムイオンの濃度が正常であると認定する。したがって、前記増加量が前記基準値Ｋ１以上であると判定された場合は、制御部５０は、次のステップＳ１５において、表示器６３に異常メッセージを出力し、また、図示しない警報灯を点灯させる。具体的には、制御部５０は、前記異常メッセージとして、アルミニウムイオンの濃度が異常レベルまで増加したことを示す警報メッセージ、及び、アルミニウム系合金からなるピストンリングやメインメタルなどが異常状態であることを示す警報メッセージを表示器６３に出力する。ステップＳ１４において前記増加量が前記基準値Ｋ１未満であると判定された場合は、次のステップＳ１６に進む。 Next, in step S14, the control unit 50 determines whether or not the increase amount is equal to or greater than a predetermined reference value K1. Here, the reference value K1 is a threshold value used in the determination process in step S14, and is information stored in the memory. This reference value K1 is a threshold value for determining whether or not the increase amount is abnormal. In this embodiment, when it determines with the increase amount being more than the said reference value K1 in step S14, the control part 50 recognizes that the density | concentration of the aluminum ion in lubricating oil is abnormal. On the other hand, when it is determined in step S14 that the increase amount is less than the reference value K1, the control unit 50 determines that the aluminum ion concentration in the lubricating oil is normal. Therefore, when it is determined that the increase amount is equal to or greater than the reference value K1, the control unit 50 outputs an abnormal message to the display unit 63 and turns on an alarm lamp (not shown) in the next step S15. . Specifically, the control unit 50 has, as the abnormal message, an alarm message indicating that the concentration of aluminum ions has increased to an abnormal level, and an abnormal state of a piston ring or a main metal made of an aluminum-based alloy. Is output to the display 63. If it is determined in step S14 that the increase amount is less than the reference value K1, the process proceeds to the next step S16.
次のステップＳ１６では、制御部５０は、第２センサー６２の受光器６２Ｂから得られた電磁波光線の強度と、潤滑油が正常である状態のときに受光器６２Ｂから得られた基準強度との差、つまり電磁波光線の減衰量（以下「第２減衰量」という。）を算定する。そして、制御部５０は、次のステップＳ１７において、前記第２減衰量に基づいて、外側フィルタ１５における鉄イオンの成分量を測定する。具体的には、前記第２減衰量と前記鉄イオンの成分量との対応関係を示す前記メモリ内のテーブルデータを参照して、ステップＳ１６で算定された前記第２減衰量に対応する鉄イオンの成分量を抽出する。 In the next step S16, the controller 50 calculates the intensity of the electromagnetic wave obtained from the light receiver 62B of the second sensor 62 and the reference intensity obtained from the light receiver 62B when the lubricating oil is normal. The difference, that is, the attenuation amount of the electromagnetic wave (hereinafter referred to as “second attenuation amount”) is calculated. Then, in the next step S <b> 17, the control unit 50 measures the iron ion component amount in the outer filter 15 based on the second attenuation amount. Specifically, with reference to the table data in the memory showing the correspondence between the second attenuation amount and the iron ion component amount, the iron ion corresponding to the second attenuation amount calculated in step S16. Extract the amount of ingredients.
次に、制御部５０は、ステップＳ１８において、前記鉄イオンの成分量が予め定められた基準値Ｋ２以上であるかどうかを判定する。ここで、基準値Ｋ２は、ステップＳ１８の判定処理に用いられる閾値であって、前記メモリに格納されている情報である。この基準値Ｋ２は、鉄イオンの成分量が異常であるかどうかを決定するための閾値である。本実施形態では、ステップＳ１８において鉄イオンの成分量が前記基準値Ｋ２以上であると判定された場合に、制御部５０は、潤滑油中における鉄イオンの濃度が異常であると認定する。一方、ステップＳ１８において前記鉄イオンの成分量が前記基準値Ｋ２未満であると判定された場合に、制御部５０は、潤滑油中における鉄イオンの濃度が正常であると認定する。したがって、前記鉄イオンの成分量が前記基準値Ｋ２以上であると判定された場合は、制御部５０は、次のステップＳ１９において、表示器６３に異常メッセージを出力し、また、図示しない警報灯を点灯させる。具体的には、制御部５０は、前記異常メッセージとして、鉄イオンの濃度が異常レベルまで増加したことを示す警報メッセージ、及び、鉄系合金からなるクランク軸やシリンダライナーなどが異常状態であることを示す警報メッセージを表示器６３に出力する。その後、一連の処理が終了する。一方、ステップＳ１８において前記鉄イオンの成分量が前記基準値Ｋ２未満であると判定された場合は、再びステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１以降の処理を繰り返し実行する。 Next, in step S18, the control unit 50 determines whether or not the iron ion component amount is equal to or greater than a predetermined reference value K2. Here, the reference value K2 is a threshold value used in the determination process in step S18, and is information stored in the memory. This reference value K2 is a threshold value for determining whether or not the amount of iron ion components is abnormal. In this embodiment, when it is determined in step S18 that the amount of iron ions is equal to or greater than the reference value K2, the controller 50 determines that the concentration of iron ions in the lubricating oil is abnormal. On the other hand, when it is determined in step S18 that the iron ion component amount is less than the reference value K2, the control unit 50 determines that the iron ion concentration in the lubricating oil is normal. Therefore, when it is determined that the component amount of the iron ions is equal to or greater than the reference value K2, the control unit 50 outputs an abnormal message to the display 63 in the next step S19, and an alarm lamp (not shown) Lights up. Specifically, the control unit 50 indicates that the abnormal message includes an alarm message indicating that the iron ion concentration has increased to an abnormal level, and a crankshaft or cylinder liner made of an iron-based alloy is in an abnormal state. Is output to the display 63. Thereafter, a series of processing ends. On the other hand, when it is determined in step S18 that the iron ion component amount is less than the reference value K2, the process returns to step S11 again, and the processes after step S11 are repeatedly executed.
上述したように本実施形態に係る異常診断装置２０が構成されているため、異常診断装置２０は、鉄粉やアルミ粉などの金属粉を検出するのではなく潤滑油に溶けこんでいる金属イオン（アルミニウムイオンや鉄イオン）を検出することが可能であり、また、潤滑油中におけるアルミニウムイオン及び鉄イオンの成分量を高精度に検出することができる。また、一つの異常診断装置２０によって、外側フィルタ１５に集められた鉄イオンの成分量の測定と、内側フィルタ１４で捕捉されたアルミニウムイオンの成分量の測定とを実現することができる。また、測定された２種類の金属イオンの成分量によって内燃機関の構成要素が異常であるかどうかを早期に診断することも可能となる。 Since the abnormality diagnosis device 20 according to the present embodiment is configured as described above, the abnormality diagnosis device 20 does not detect metal powder such as iron powder or aluminum powder, but dissolves metal ions in the lubricating oil. (Aluminum ions and iron ions) can be detected, and the amount of aluminum ions and iron ions in the lubricating oil can be detected with high accuracy. Moreover, the measurement of the component amount of the iron ions collected by the outer filter 15 and the measurement of the component amount of the aluminum ions captured by the inner filter 14 can be realized by one abnormality diagnosis device 20. It is also possible to diagnose at an early stage whether or not the constituent elements of the internal combustion engine are abnormal based on the measured component amounts of the two types of metal ions.
なお、上述の実施形態では、内側フィルタ１４と外側フィルタ１５とを有するオイルフィルター１０を例示したが、外側フィルタ１５を設けずに、フィルタ全域にハイドロキシアパタイトを保持させたオイルフィルターとしてもかまわない。また、異常診断装置２０がアルミニウムイオンの成分量だけを測定するものであってもよい。もちろん、鉄イオンやアルミニウムイオン以外の金属イオンを検出する用途にも本発明は適用可能である。 In the above-described embodiment, the oil filter 10 having the inner filter 14 and the outer filter 15 is illustrated. However, the outer filter 15 may not be provided, and an oil filter in which hydroxyapatite is held in the entire filter may be used. Further, the abnormality diagnosis device 20 may measure only the component amount of aluminum ions. Of course, the present invention can also be applied to uses for detecting metal ions other than iron ions and aluminum ions.
また、上述の実施形態では、オイルフィルター１０を透過した電磁波光線の減衰量に基づいて成分量を検出する例について説明したが、オイルフィルター１０に照射されて、その照射面で反射した電磁波光線の減衰量に基づいて金属イオンの成分量を検出するようにしてもよい。また、第１センサー６１や第２センサー６２による検出方法に代えて、オイルフィルター１０に向けて供給された磁場の変化量に基づいて金属イオンの成分量を検出する方法を採用することも可能である。具体的には、中央に配置された検知コイルと、その両側に配置された磁気コイルとによって構成された従来周知の磁気バランス式電磁誘導法による検出方法が採用可能である。 Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which detects a component amount based on the attenuation amount of the electromagnetic wave light which permeate | transmitted the oil filter 10, the electromagnetic wave light irradiated to the oil filter 10 and reflected by the irradiation surface is demonstrated. The component amount of the metal ion may be detected based on the attenuation amount. Further, instead of the detection method using the first sensor 61 or the second sensor 62, a method of detecting the amount of metal ion components based on the amount of change in the magnetic field supplied toward the oil filter 10 may be employed. is there. Specifically, a detection method using a conventionally known magnetic balance type electromagnetic induction method constituted by a detection coil arranged in the center and magnetic coils arranged on both sides thereof can be employed.
また、上述の実施形態では、前記金属成分測定処理及び前記状態判定処理を行う内燃機関の異常診断装置２０を例示したが、前記金属成分測定処理だけを行う金属成分検出装置として本発明が実現されてもよい。 In the above-described embodiment, the abnormality diagnosis device 20 for the internal combustion engine that performs the metal component measurement processing and the state determination processing is exemplified. However, the present invention is realized as a metal component detection device that performs only the metal component measurement processing. May be.
１０：オイルフィルター
１１：フィルタ部
１２：永久磁石
１４：内側フィルタ
１５：外側フィルタ
２０：異常診断装置
５０：制御部
10: Oil filter 11: Filter unit 12: Permanent magnet 14: Inner filter 15: Outer filter 20: Abnormality diagnosis device 50: Control unit
Claims (7)
前記潤滑油用フィルターによって捕捉された金属イオンの成分量を測定する成分量測定手段と、を具備する金属成分検出装置。 For lubricating oil, which is interposed in a circulation path of lubricating oil supplied to the equipment, and a calcium phosphate compound that exchanges ions with metal ions contained in the lubricating oil is held by a base material having a porous structure A filter,
And a component amount measuring means for measuring a component amount of the metal ions captured by the lubricating oil filter.
前記潤滑油用フィルターは、前記基材における潤滑油通過領域の中央に前記リン酸カルシウム系化合物が保持されたものであり、
前記成分量測定手段は、前記磁場発生手段による磁場によって前記基材の外周面に引き寄せられた磁性金属イオンの成分量、及び前記基材の中央で前記リン酸カルシウム系化合物によって捕捉された非磁性金属イオンの成分量それぞれを個別に測定する請求項４に記載の金属成分検出装置。 A magnetic field generating means for generating a magnetic field toward the outer peripheral surface of the substrate;
The filter for lubricating oil is one in which the calcium phosphate compound is held in the center of the lubricating oil passage region in the base material,
The component amount measuring means includes a component amount of magnetic metal ions attracted to the outer peripheral surface of the base material by the magnetic field generated by the magnetic field generating means, and nonmagnetic metal ions captured by the calcium phosphate compound at the center of the base material. The metal component detection device according to claim 4, wherein each of the component amounts is measured individually.
前記金属成分検出装置の前記成分量測定手段によって測定された成分量に基づいて前記機器の状態が異常かどうかを判定する状態判定手段と、を具備する異常診断装置。 A metal component detection device according to any one of claims 4 to 6,
An abnormality diagnosis device comprising: state determination means for determining whether or not the state of the device is abnormal based on the component amount measured by the component amount measurement means of the metal component detection device.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017538106A (en) * | 2014-10-20 | 2017-12-21 | フィルター・センシング・テクノロジーズ・インコーポレイテッドＦｉｌｔｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ． | Analysis and diagnosis of filter residue |
| US10493626B2 (en) | 2017-08-01 | 2019-12-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Robot arm, method of estimating amount of iron powder contained in lubricant of connecting part of robot arm, and abnormality sign determination system |
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