JP3010827B2

JP3010827B2 - 油中水分量検出装置

Info

Publication number: JP3010827B2
Application number: JP3244006A
Authority: JP
Inventors: 良治有田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 2000-02-21
Anticipated expiration: 2015-02-21
Also published as: JPH0580015A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はギヤーボックス内に封入
された潤滑油等の油の中に水分が混入しているか否かを
検出する油中水分量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯車等が内蔵されたギヤボックスを有す
る機械加工装置にあっては、ギヤボックス内における種
々の部品の潤滑を行なうために、ギヤボックス内に潤滑
油が封入されている。一方、切削加工を行なう機械加工
装置では、切削水の使用が不可避であることから、ギヤ
ボックス内に切削水が混入することがある。このよう
に、潤滑油の中に水分が混入すると、ギヤボックス内の
部品に対する潤滑が充分に達成されなくなる。機械加工
装置以外でも、変圧機やコンデンサ等の電気機器におい
ては、絶縁油内が充満されたケース内に収容されること
があり、絶縁油内に水分が混入されると、絶縁劣化を起
すことになる。更には、油圧回路を有する装置等におい
ては、油圧回路内を循環する作動油何に水分が混入する
と、所望の作動が達成されなくなる。したがって、油内
に水分が混入されているか否かを検出する必要がある。

【０００３】油中の水分量を検出する装置としては、従
来、特開昭６３−１６７２４７号公報に開示されるよう
なものがある。この装置は、油を冷却した後に、油内に
光を透過させ、光透過量から油中の水分の量を検出する
ようにしている。この場合には、油中の水分を白濁化さ
せるために油を冷却する必要があり、冷凍機を設けるこ
とが不可避であることから、装置が大型となるのみなら
ず、光透過量を検出するためのセンサー部が汚れて、誤
検知が発生するという問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】また、油中の水分量を
測定するための装置としては、カールフィシャー水分測
定装置が知られているが、この測定装置では油をサンプ
リングして測定する必要があり、水分量の検出に時間が
かかるという問題点がある。更に、石油精製プラント等
では、大量の油の中の水分量を測定するために、大型の
デュアルセルが使用されているが、この装置を、機械加
工装置や電気機器等の小型の装置に対して設置すること
は実用上不可能である。

【０００５】本発明は種々の部材の中に注入された油内
に水分が混入したか否かを、高い精度で常時検出し得る
ようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、潤滑油あるいは作動油等の油の中に水分が
混入したことを静電容量の変化により検出する油中水分
量検出装置において、前記油が注入された油注入部内の
油循環路内に配置された２つの電極と、両電極間の静電
容量に応じた周波数で発振する発振器と、当該発振器か
らの発振周波数により前記油内の水分を検出する検出手
段と、両電極の間に位置され油の流出入方向に摺動自在
に装着されたスプールと、両電極のうちの油流出側の電
極と前記スプールとの間に装着され当該スプールを油流
入側に付勢するばねとを有し、油循環路内に油が流通し
ていない場合には、前記ばねによって前記スプールを油
流入側に付勢して一方の電極に接触させることにより両
電極間を電気的に接続させ、油循環路内に油が流通する
と、前記スプールが前記ばねの付勢力に抗して油流出側
に移動して前記一方の電極から離間するようにしたこと
を特徴とする油中水分量検出装置である。

【０００７】

【作用】電極間に注入されている油によって両電極はコ
ンデンサーを構成し、発振器は両電極間の静電容量に対
応した周波数の交流電圧を出力する。この発振周波数か
ら、油の中に水分が混入しているか否が検出される。し
たがって、小型の装置で、常時油の中に水分が混入され
ているか否かを監視することができる。一方、循環路内
に油が流通していない場合には、ばねによってスプール
が油流入側に付勢されて一方の電極に接触し、両電極間
は電気的に接続させられる。このため、発振器の発振は
停止される。

【０００８】

【実施例】以下、図示する本発明の実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る
油中水分量検出装置の概略構造を示す図であり、油１０
が収容された容器１１には、ポンプ１２を有する油循環
路１３が設けられている。この油循環路１３の一部に
は、絶縁性の材料からなるチューブを有するセンサー１
４が取付けられており、このセンサー１４内にはポンプ
１２により供給された油が流入され流出するようになっ
ている。このセンサー１４には、油流通路の内部に露呈
させて２つの電極１５、１６が取付けられている。これ
らの電極１５、１６は、これらの間の液体を媒体とした
コンデンサーを構成し、油中水分量が増加すると静電容
量Ｃが増加する。これらの電極１５、１６は発振器１７
に接続されている。

【０００９】この発振器１７は電極１５、１６の間の導
電率の変化から静電容量に応じた周波数の交流電圧を出
力し、この出力は、交流電圧の周波数に対応した直流電
圧に変換するためのＦ／Ｖコンバータ１８に送られる。
このコンバータ１８からの出力電圧は、油中水分が存在
しない場合に比較して、油中に水分が含まれると、出力
電圧が低下する。コンバータ１８の出力電圧は、コンパ
レータ１９に出力される。油中水分が存在することによ
って、油中水分が存在しない基準電圧よりも低くなれ
ば、リレー２０が作動されて、表示器２１を作動した
り、警報器２２を作動させることになる。

【００１０】センサー１４の詳細を示すと、図２の通り
である。図示するように、絶縁性材料からなり、油流入
部を形成するチューブ２５内には、それぞれ油通路が中
心部に形成された電極１５、１６が相互に所定の間隔を
隔てて組込まれている。チューブ２５の両端部内には絶
縁性材料からなるスペーサ２６、２７が取付けられ、そ
れぞれのスペーサ２６、２７に嵌合させて、チューブ２
５の両端にはブラケット２８、２９が取付けられてい
る。一方のブラケット２８は油流入側となり、他方のブ
ラケット２９は油の流出側となっている。チューブ２５
内には、更に両電極１５、１６の間に位置させて、スプ
ール３１が軸方向に摺動自在に装着されている。このス
プール３１には、これと油流出側の電極１６との間に装
着された圧縮コイルばね３２によって、油流入側に向か
う弾発力が付勢されている。スプール３１内には、これ
に形成された流通口３３を開閉させる鋼球３４が設けら
れ、この鋼球３４に対して、流通口３３を閉じる方向の
弾発力を付勢するための圧縮コイルばね３５がスプール
３１内に収容されている。チューブ２５内に油が流通し
ていない場合には、ばね３２の弾発力によって、スプー
ル３１が電極１５に接触することから、スプール３１、
鋼球３４、及びばね３２を介して両電極１５、１６は電
気的に接続された状態となる。チューブ２５内に油が供
給されると、スプール３１、鋼球３４が後退して、両電
極１５、１６の電気的接触が解除される。両電極１５、
１６は接続端子３６、３７の部分で図１に示された発振
器１７に接続されている。図示するセンサー１４の場合
には、容器１１内に油１０が減少してスプール３１が作
動しなくなった場合には、発振器１７の発振が停止され
るので、油不足も検出することができると共に、油１０
内に金属粉末が混入した場合にも、両電極が導通状態と
なって、油の異常を検出することができる。

【００１１】発振器１７の詳細を示すと、図３の通りで
あり、両電極１５、１６が接続されたオペアンプ４１
と、これのマイナス端子に接続されたオペアンプ４２を
有している。この発振器１７は、両電極１５、１７の間
の導電率に対応した静電容量をＣとすると、１／（２π
ＣＲ）で定まる発振周波数ｆ0 を出力する。図２に示さ
れたセンサー１４内に油が流れていない場合には、両電
極１５、１６が電気的に接続されることになるので、Ｃ
Ｒ＝０となり、発振しない。一方、油の流れが存在すれ
ば、両電極１５、１６は離れた状態となり、ＣＲ＞０と
なるので、発振する。

【００１２】Ｆ／Ｖコンバータ１８は、図３に示される
ように、２つのオペアンプ４３、４４を有し、発振器１
７から出力された交流電圧が直流の電圧に変換される。
発振器からの出力と、コンバータ１８により変換された
直流電圧との関係を示すと、図４の通りである。図示さ
れるように、水分量が増加すると、周波数が低下して電
圧値も低下することになる。したがって、使用される油
に応じて異常電圧値を予め設定しておけば、設定された
電圧値と、検出された電圧値とをコンパレータ１９によ
り比較することによって、油内に設定された量の水分が
混入したことを検出することができる。コンパレータ１
９からの出力によりリレー２０が作動して、表示器２１
に水分の混入が点灯表示される。

【００１３】図５は機械加工装置のギヤボックス５１を
示す図であり、内部には歯車や軸受等が組込まれてお
り、スピンドル５２が駆動される。ギヤボックス５１の
外側に設けられた油流通路１３には、図２に示されたセ
ンサー１４とポンプ１２が設けられている。従来では、
ギヤボックス５１の近傍で使用される切削水がギヤボッ
クス５１内に混入して、歯車や軸受の錆により回転不良
を起すことがあったが、この水分量検出装置によって水
分の混入が常時監視されることになり、このような不具
合の発生は防止された。水分が検出されたならば、油水
分離装置によって水分を分離したり、油の交換が行なわ
れる。

【００１４】本発明は図示する実施例に限られず、油内
に水分が混入する可能性がある場合には、適用すること
が可能である。また、図示実施例のように水分量が一定
値を越えた場合に表示器２１に表示する方式以外に、混
入した水分量を％をメーター等に常時表示するようにし
ても良い。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機械加
工装置等の種々の装置における油内に混入した水分量の
平均的な値を、小型の装置で常時監視することが可能と
なり、水分の混入を迅速に検出することができる。ま
た、油注入部内の油が減少して、油循環路内に油が流通
していない場合には、両電極間は電気的に接続させられ
て発振器の発振が停止されるので、油不足をも検出する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の油中水分量検出装置の基本構造を示
す概略図、

【図２】は図１に示されたセンサーの詳細を示す断面
図、

【図３】は図１に示された油中水分検出装置の回路図、

【図４】は混入水分量に対する周波数と電圧の変化を示
すグラフ、

【図５】は油中水分量検出装置が設けられたギヤボック
スを示す斜視図である。

【符号の説明】

１４…センサー、１５、１６…電極、１７…発振器、１
８…Ｆ／Ｖコンバータ、１９…コンパレータ、２１…表
示器。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】潤滑油あるいは作動油等の油の中に水分
が混入したことを静電容量の変化により検出する油中水
分量検出装置において、前記油が注入された油注入部内の油循環路内に配置され
た２つの電極と、両電極間の静電容量に応じた周波数で発振する発振器
と、当該発振器からの発振周波数により前記油内の水分を検
出する検出手段と、両電極の間に位置され油の流出入方向に摺動自在に装着
されたスプールと、両電極のうちの油流出側の電極と前記スプールとの間に
装着され当該スプールを油流入側に付勢するばねとを有
し、油循環路内に油が流通していない場合には、前記ばねに
よって前記スプールを油流入側に付勢して一方の電極に
接触させることにより両電極間を電気的に接続させ、油
循環路内に油が流通すると、前記スプールが前記ばねの
付勢力に抗して油流出側に移動して前記一方の電極から
離間するようにしたことを特徴とする油中水分量検出装
置。