JP3347013B2 - オイルミストセンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミスト状あるいは
フォグ状の潤滑油（オイルミストと総称する）の有無を
検出するのに使用して好適なオイルミストセンサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、機械装置の回転部や摺動部などへ
の潤滑油をいわゆる液体状態として供給するのではな
く、霧状（ミクロンフォグ）などの略気体状態（オイル
ミスト）として供給することが行われ始めている。これ
により、潤滑油の使用量を削減したり、まんべんなく供
給できるというメリットが生じている。

【０００３】このようにしてオイルミストを供給する場
合、オイルミストが供給されているか否かは目視によっ
て判断していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
はオイルミストの有無を目視によって判断しているた
め、次のような課題があった。本来のオイルミストの適
正量が少な目であるとオイルミストの有無が分かりにく
く、はっきり見える程度に設定してしまいがちであり、
必要以上のオイルミストを使用してしまう。これは、使
用量の面でも、工場内に不要に浮遊するオイルミストの
面でも好ましくなかった。

【０００５】また、適正量のオイルミストを供給してい
ると、オイルミストが何らかの原因によって供給されな
くなったとしても、気づきにくかった。本発明は、上記
課題にかんがみてなされたもので、適正量のオイルミス
トを安心して使用することが可能なオイルミストセンサ
の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、噴霧状のオイルミストの
搬送路となる管体と、この管体内部に照光する発光素子
と照射光を受光する受光素子とを備えるとともに受光量
の変化からオイルミストの有無を検出する光検出手段
と、上記管体と上記光検出手段とを収容する本体ケース
とを具備し、上記管体は、透光性外部チューブで構成さ
れるとともに、上記本体ケースは、同透光性外部チュー
ブを上記光検出手段の検出部位へ導いて支持する溝部を
有し、上記溝部に上記透光性外部チューブを支持した状
態で開口側から同透光性外部チューブを押圧せしめる弾
性パッドを有する構成としてある。

【０００７】上記のように構成した請求項１にかかる発
明においては、本体ケース内に上記管体と上記光検出手
段とを収容しており、同管体を通過させて噴霧状のオイ
ルミストを搬送している。ここにおいて、光検出手段は
この管体内部に照光する発光素子と同照射光を受光する
受光素子とを備えており、オイルミストの有無に基づい
て変化する受光量に基づいて同オイルミストの有無を検
出する。

【０００８】また、本体ケース内に外部の管体を支持す
るべく、上記管体は、透光性外部チューブで構成される
とともに、上記本体ケースは、同透光性外部チューブを
上記光検出手段の検出部位へ導いて支持する溝部を有し
ている。すなわち、透光性外部チューブをオイルミスト
が通過しており、上記本体ケースに形成した溝部がこの
透光性外部チューブを支持している。さらに、同溝部は
同透光性外部チューブを光検出手段の検出部位へ導いて
おり、発光素子の照射光が透光性外部チューブの外部よ
り内部に照射され、その照射光を受光素子が受光してオ
イルミストの有無を判断する。

【０００９】そして、透光性外部チューブを支持するべ
く、上記溝部に上記透光性外部チューブを支持した状態
で開口側から同透光性外部チューブを押圧せしめる弾性
パッドを有している。すなわち、外部のチューブはそれ
自身に他の機械からの振動などが伝わっていることもあ
り、溝部内で透光性外部チューブが振動していると受光
素子の受光量が変化しかねない。しかしながら、透光性
外部チューブは溝部によって所定部位に支持されつつそ
の開口側から弾性パッドで押圧されて、支持されてい
る。従って、透光性外部チューブが溝部内で振動するこ
とにより、受光素子の受光量が変化してしまうことはな
い。

【００１０】上記管体は、噴霧状のオイルミストを搬送
できる筒体であれば良く、当該オイルミストセンサが搬
送経路の一部を構成しても良いし、外部の管体を支持す
るようにしてもよい。

【００１１】また、請求項２にかかる発明は、請求項１
に記載のオイルミストセンサにおいて、上記本体ケース
は、外部遮光性部材に略密着して支持される取付面を有
するとともに、同取付面に上記溝部を開口状態で形成し
た構成としてある。上記のように構成した請求項２にか
かる発明においては、本体ケースの取付面に開口状態で
溝部を形成してあるため、当該本体ケースをその取付面
によって外部遮光性部材に略密着して支持せしめると、
同溝部に支持されている透光性外部チューブは全周を囲
まれて保持されるし、全周を遮光環境で囲まれて検出手
段の検出部位に遮光環境を形成することになる。

【００１２】一方、検出手段は、このような管体内部に
照光しつつ受光量の変化からオイルミストの有無を検出
するが、受光量の変化を検出する手法としては各種のも
のを採用可能である。その一例とし、請求項３にかかる
発明は、請求項１〜請求項２のいずれかに記載のオイル
ミストセンサにおいて、上記光検出手段は、上記発光素
子の照光経路に対して交差する測光経路を形成するよう
に上記受光素子を配置し、オイルミストによる散乱光を
利用して受光量の変化を検出する構成としてある。

【００１３】上記のように構成した請求項３にかかる発
明においては、光検出手段における発光素子の照光経路
に対して受光素子の測光経路が交差している。従って、
発光素子が照光したとしてもその照射光が直に受光素子
に照射されることはない。照光経路に何も存在しなけれ
ばこのように受光素子には照光されないものの、オイル
ミストが存在すると、当該オイルミストに照光されるこ
とになり、散乱される。散乱光には方向性が無く概ね一
様に散乱され、その一部が受光素子を照射することにな
るため、オイルミストの有無が散乱光の有無と一致する
ことになり、受光量の変化でオイルミストの有無が検出
される。むろん、このような散乱光を受光する意味で測
光経路が交差していれば良く、厳密に光軸が交差してい
る必要はない。

【００１４】また、別の手法の一例として、請求項４に
かかる発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
オイルミストセンサにおいて、上記光検出手段は、上記
発光素子と上記受光素子とを対面しつつ、その照光経路
と上記管体とが交差するように配置しており、オイルミ
ストの遮光性による受光量の変化を検出する構成として
ある。上記のように構成した請求項４にかかる発明にお
いては、発光素子と受光素子とが対面して配置されてお
り、その照光経路と管体とが交差しているため、オイル
ミストがなければ照光経路を邪魔しないが、オイルミス
トがあると照光経路を遮ることになり、当該オイルミス
トの遮光性によって受光量が変化するため、オイルミス
トが検出される。

【００１５】このような光検出手段は個体差もあるし、
使用状況によっては搬送されるオイルミストの量にも幅
がある。このような場合に好適な一例とし、請求項５に
かかる発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
オイルミストセンサにおいて、上記光検出手段は、上記
発光素子の発光強度を調整する調整手段と、上記受光素
子による受光状態を表示する受光モニターとを有する構
成としてある。上記のように構成した請求項５にかかる
発明においては、受光モニターによって受光素子による
受光状態を表示しているので、この表示を参考にしなが
ら調整手段によって発光素子の発光強度を調整すれば、
広範囲な使用環境に対応可能となる。この場合の受光モ
ニターは、オン・オフの変化を表すものであったり、受
光量を数量的に表すものであっても良い。

【００１６】また、さらなる手法の一例として、請求項
６にかかる発明は、噴霧状のオイルミストの搬送路とな
る管体と、この管体内部に照光する発光素子と照射光を
受光する受光素子とを備えるとともに受光量の変化から
オイルミストの有無を検出する光検出手段と、上記管体
と上記光検出手段とを収容する本体ケースとを具備し、
上記光検出手段は、上記発光素子と上記受光素子との対
面角度を調整する調整機構を有し、上記オイルミストの
有無による屈折率の変化に基づく光路の変化を検出する
構成としてある。

【００１７】オイルミストが存在するときの光路に受光
素子が配置されて照射光を受光する場合には、光路と受
光素子との位置関係が重要になる。上記のように構成し
た請求項６にかかる発明においては、被計測物の屈折率
が変化すると光路も変化することになるが、調整機構に
よって発光素子と受光素子との対面角度を調整すること
により、光路の変化に対応可能となる。なお、請求項７
にかかる構成については、請求項２の場合と同様の作用
をなし、請求項８にかかる発明は、請求項５の場合と同
様の作用をなす。

【００１８】一方、光検出手段は受光量の変化からオイ
ルミストの有無を検出するが、ここにいう受光量の変化
とは必ずしも受光素子の検出出力の有無だけを指すもの
ではなく、広義に解釈されるべきである。その一例とし
て、請求項１〜請求項８のいずれかに記載のオイルミス
トセンサにおいて、上記光検出手段を、上記受光素子に
よる受光検出量を一定にするように上記発光素子による
発光強度を帰還制御する照光制御手段と、同発光素子の
発光強度の変化率から上記受光量を検出する変化率検出
手段とを有する構成としてもよい。

【００１９】このように構成した発明においては、照光
制御手段が受光素子による受光検出量を一定にするよう
に発光素子による発光強度を帰還制御している。従っ
て、オイルミストによって遮光されて照射光が受光素子
に到達しにくくなれば発光強度を上げるし、逆にオイル
ミストが無くなって遮光物が無くなれば照射光が受光素
子に到達しやすくなるので発光強度を下げる。また、変
化率検出手段はこのようにして制御される発光素子の発
光強度の変化率を検出しているので、この変化率からオ
イルミストの有無を検出できる。例えば、変化率を積分
することによってオイルミストにおける単位時間あたり
の通過量を検出できる。また、オイルミストが脈流状に
搬送されることを前提とすれば変化の有るときにオイル
ミストが有ると判断できるし、変化が無くなったときに
オイルミストが無いと判断できる。すなわち、受光量を
一定に保つようにしたため、管体の透光率や、素子の経
年変化の影響を受けにくくすることができる。

【００２０】さらに、現実の使用環境によってはオイル
ミストが一時的に無くなったとしても必ずしもオイルミ
ストが恒久的に無くなることを意味するわけではないこ
ともある。このような場合の好適な一例として、請求項
１〜請求項８のいずれかに記載のオイルミストセンサに
おいて、上記光検出手段を、上記発光素子と上記受光素
子の作動状況に基づいて所定期間以上にわたってオイル
ミストの無し状態が継続したときにオイルミストが無い
と判断する判断安定化手段を有する構成としてもよい。
このように構成した発明においては、光検出手段の判断
安定化手段が発光素子と受光素子の作動状況を判断して
おり、この作動状況に基づいて所定期間以上にわたって
オイルミストの無し状態が継続したときにオイルミスト
が無いと判断する。従って、ミクロンフォグ発生器など
が脈流状にオイルミストを発生する場合には、オイルミ
ストが有る区間と無い区間とが繰り返すことになり、繰
り返し生じるオイルミストの無い区間によって誤判断を
起こすことが無くなる。

【００２１】すなわち、一時的にオイルミストが無くな
るような場合にでも利用可能となり、誤判断をしにくく
なる。さらに、請求項９にかかる発明は、オイルミスト
の通過通路に対して光を照射する発光手段と、この発光
手段から照射され前記通過通路中のオイルミストによっ
て乱反射する光を所定の位置で受光する第１の受光手段
と、前記発光手段から照射され前記通過通路中のオイル
ミスト内を直進してくる光を所定の位置で受光する第２
の受光手段と、前記第１の受光手段での前記乱反射光の
受光状況に基づいて前記通過通路中のオイルミストの有
無を検出するオイルミスト検出手段と、前記第２の受光
手段での前記直進光の受光状況に基づいて前記発光手段
からの照射光の強度を調整する調整手段とを備えた構成
としてある。

【００２２】この発明によれば、オイルミストの通過通
路に対して光が照射され、この光が通過通路中のオイル
ミストによって乱反射し、この乱反射光が所定の位置で
受光され、この乱反射光の受光状況に基づいて通過通路
中のオイルミストの有無が検出される一方、オイルミス
ト内を直進してくる光が所定の位置で受光され、この直
進光の受光状況に基づいてオイルミストの通過通路に対
する照射光の強度が調整される。

【００２３】さらに、請求項１０にかかる発明は、オイ
ルミストの通過通路に対して光を照射する発光手段と、
この発光手段から照射され前記通過通路中のオイルミス
トによって乱反射する光を所定の位置で受光する受光手
段と、この受光手段での前記乱反射光の受光状況に基づ
いて前記通過通路中のオイルミストの有無を検出するオ
イルミスト検出手段と、このオイルミスト検出手段での
検出結果について「オイルミスト無し」については直ち
に出力し「オイルミスト有り」については所定時間遅延
させて出力するデレー手段とを備えた構成としてある。

【００２４】この発明によれば、オイルミストの通過通
路に対して光が照射され、この光が通過通路中のオイル
ミストによって乱反射し、この乱反射光が所定の位置で
受光され、この乱反射光の受光状況に基づいて通過通路
中のオイルミストの有無が検出される。この場合、その
検出結果について「オイルミスト無し」については直ち
に出力され、「オイルミスト有り」については所定時間
遅延して出力される。さらに、請求項１１にかかる発明
は、オイルミストの通過通路に対して光を照射する発光
手段と、この発光手段から照射され前記通過通路中のオ
イルミストによって乱反射する光を所定の位置で受光す
る第１の受光手段と、前記発光手段から照射され前記通
過通路中のオイルミスト内を直進してくる光を所定の位
置で受光する第２の受光手段と、前記第１の受光手段で
の前記乱反射光の受光状況に基づいて前記通過通路中の
オイルミストの量を検出するオイルミスト量検出手段
と、前記第２の受光手段での前記直進光の受光状況に基
づいて前記発光手段からの照射光の強度を調整する調整
手段とを備えた構成としてある。この発明によれば、オ
イルミストの通過通路に対して光が照射され、この光が
通過通路中のオイルミストによって乱反射し、この乱反
射光が所定の位置で受光される点で請求項１０の発明と
同様であるが、この乱反射光の受光状況に基づいて通過
通路中のオイルミストの量を検出する。すなわち、オイ
ルミストの通過量は増加するし、オイルミストの通過量
が少なければ乱反射する光の量は少なくなるから、第一
の受光手段で受光する受光量は減少する。かかる関係に
基づいてオイルミストの有無を判別するなら請求項１０
の発明となるし、この受光量からオイルミストの量を検
出することも有意義であるので、請求項１１にかかる発
明は、同オイルミストの量を検出する。なお、乱反射光
の受光量がオイルミストの量を直接または間接に表す以
上、その前提として照射される光が一定であることが望
ましいから、オイルミストの通過通路を直進してくる光
を第二の受光手段で受光し、受光状況に基づいて調整手
段が発光手段における照射光の強度を調整する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、搬送媒体
となる空気とは異なる潤滑油を含んだオイルミストを光
を使用して検出するようにしたため、安心して使用する
ことが可能であるとともに、オイルミストを搬送する透
光性外部チューブをそのまま利用できるため、途中で介
在させるためにつなぎ変えたりする必要が無くなって利
便性が向上し、さらに、弾性パッドを使用して振動を遮
断することができて誤判断を防止することが可能なオイ
ルミストセンサを提供することができる。

【００２６】また、請求項２と請求項７にかかる発明に
よれば、透光性外部チューブに覆い被せて装着するだけ
であり、作業性が良くなる。

【００２７】さらに、請求項３にかかる発明によれば、
オイルミストによる散乱光を検出するため、オイルミス
トの無い状態と有る状態の変化が大きく、有無を判断し
やすくなる。

【００２８】さらに、請求項４にかかる発明によれば、
発光素子と受光素子とが対面するため、光軸合わせが容
易となる。

【００２９】さらに、請求項５と請求項８にかかる発明
によれば、オイルミストの量に応じた調整が可能とな
り、使い勝手が良くなる。

【００３０】さらに、請求項６にかかる発明によれば、
オイルミストの屈折率を利用するため、光路の変化とな
って表れて判断しやすくなるし、幅広い屈折率に対応可
能となって、オイルミストに限らず、他の媒体でも検出
できる。さらに、請求項９にかかる発明によれば、オイ
ルミストの通過通路に対して光が照射され、この光が通
過通路中のオイルミストによって乱反射し、この乱反射
光が所定の位置で受光され、この乱反射光の受光状況に
基づいて通過通路中のオイルミストの有無が検出される
ものとなり、この検出結果に基づいて回転部や摺動部な
どの焼き付等を未然に防止することが可能となる。ま
た、オイルミスト内を直進してくる光が所定の位置で受
光され、この直進光の受光状況に基づいてオイルミスト
の通過通路に対する照射光の強度が調整されるものとな
り、通過通路をガラス管などとした場合、そのガラス管
の透過性の変動による影響を最小限に押さえ、オイルミ
スト検出精度を向上させることが可能となる。

【００３１】さらに、請求項１０にかかる発明によれ
ば、オイルミストの通過通路に対して光が照射され、こ
の光が通過通路中のオイルミストによって乱反射し、こ
の乱反射光が所定の位置で受光され、この乱反射光の受
光状況に基づいて通過通路中のオイルミストの有無が検
出されるものとなり、この検出結果に基づいて回転部や
摺動部などの焼き付等を未然に防止することが可能とな
る。また、その検出結果について「オイルミスト無し」
については直ちに出力され、「オイルミスト有り」につ
いては所定時間遅延して出力されるものとなり、オイル
ミストの濃淡変化による誤判断を防止することが可能と
なる。さらに、請求項１１にかかる発明によれば、乱反
射光の受光状況に基づいて通過通路中のオイルミストの
量が検出されるため、適正量であるか否かを数値的に判
断することができ、この検出結果に基づいて回転部や摺
動部などの焼き付等を未然に防止することが可能とな
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にか
かるオイルミストセンサを採用したオイルミスト循環シ
ステムを概略図により示している。図において、フォグ
発生装置１０は潤滑油を霧状油（フォグ）とするもので
あり、管路Ｌ１を介して図示しないコンプレッサから供
給される加圧空気と混合し、オイルミストとして管路Ｌ
２へと供給する。管路Ｌ２は等圧状態で分岐された管路
Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ…となり、それぞれの工作機械の軸受け
部２１ａ，２１ｂにオイルミストを供給している。オイ
ルミストセンサ３０はこの管路Ｌ２ａ，Ｌ２ｂの先端部
に設置されており、各管路Ｌ２ａ，Ｌ２ｂの末端にオイ
ルミストが供給されているか否かを検知するようになっ
ている。

【００３３】図２はオイルミストセンサ３０を外観斜視
図により示すとともに、図３は同オイルミストセンサ３
０の概略構成をブロック図により示している。オイルミ
ストセンサ３０は、下部ケーシング３１ａと上部ケーシ
ング３１ｂとからなる本体ケース３１を備えており、上
記下部ケーシング３１ａ内には管路Ｌ２などに介在され
る管体３２とともに発光素子としてのＬＥＤ３３や受光
素子としてのフォトトランジスタ３４ａ，３４ｂが支持
され、上部ケーシング３１ｂ内には主回路３５が支持さ
れている。なお、上部ケーシング３１ｂ上面にはモニタ
用のＬＥＤ３６ａ，３６ｂが配置されるとともに、側面
には調整用ボリューム３７が配置されている。

【００３４】下部ケーシング３１ａ内においては、図４
に示すようにガラス性の管体３２が支持されており、両
端を除いて全体的に樹脂モールドされている。この樹脂
モールドでは当該管体３２を挟んでＬＥＤ３３とフォト
トランジスタ３４ａが対面して保持されるとともに、こ
の対面経路と管体３２の中心との交点に対面するように
フォトトランジスタ３４ｂが保持されている。むろん、
各ＬＥＤ３３とフォトトランジスタ３４ａ，３４ｂから
ガラス性の管体３２表面へと至る経路は空洞として形成
されており、通常、ＬＥＤ３３の照射光は同空洞を介し
て直にフォトトランジスタ３４ａに照射され、同照射光
が管体３２内で散乱されるときには散乱光がフォトトラ
ンジスタ３４ｂに照射されるようになっている。

【００３５】この実施形態においては、ＬＥＤ３３で管
体３２外部から管体３２内部に照光するとともに、同じ
く管体３２外部に保持された二つのフォトトランジスタ
３４ａ，３４ｂで照射光を受光している。このため、か
かる照射光が減衰されることなくフォトトランジスタ３
４ａ，３４ｂに到達しやすくなるように透光率の高いガ
ラス管を利用している。しかしながら、必要とする受光
量に応じた透光性を有しているものであればよい。ま
た、管体自身は透光性を有しないものであったとしても
それぞれのＬＥＤ３３やフォトトランジスタ３４ａ，３
４ｂが直接管体内に設置できればよい。さらに、本実施
形態においては上記樹脂モールドによって遮光環境を形
成している。

【００３６】図５は互いに対面するＬＥＤ３３とフォト
トランジスタ３４ａとを利用して管体３２内への照射光
の強度を所定量に保つための主回路３５内の駆動回路を
示している。ＬＥＤ３３は、トランジスタ３５ａ１のコ
レクタ−エミッタと抵抗３５ａ２と直列に電源ラインと
グランド間に接続されており、同トランジスタ３５ａ１
のベース電流に応じてコレクタ電流が制御されることに
より、同コレクタ電流に応じた強度で発光する。このベ
ース電流を供給するのはオペアンプ３５ａ３であり、同
オペアンプにおける一方の入力端には上記調整用ボリュ
ーム３７が接続され、この調整用ボリューム３７によっ
て電源ラインから所定電圧を供給可能となっている。ま
た、フォトトランジスタ３４ａは抵抗３５ａ４とともに
電源ラインとグランド間で直列に接続されるとともに、
両者間の電圧を抵抗３５ａ５を介してオペアンプ３５ａ
３における他方の入力端に供給している。

【００３７】かかる構成によれば、ＬＥＤ３３が発光し
たときにフォトトランジスタ３４ａでの受光量に応じて
抵抗３５ａ４に電流が流れ、同電流値に応じた電圧が抵
抗３５ａ５を介してオペアンプ３５ａ３に入力される。
このオペアンプ３５ａ３は調整用ボリューム３７で設定
された電圧と抵抗３５ａ５を介して入力される電圧とを
比較し、抵抗３５ａ５を介して入力される電圧が低けれ
ば出力を大きくするし、逆に、抵抗３５ａ５を介して入
力される電圧が高ければ出力を小さくする。オペアンプ
３５ａ３の出力はベース電流となってトランジスタ３５
ａ１に入力されているから出力が大きくなればトランジ
スタ３５ａ１のコレクタ電流が大きくなり、この結果、
ＬＥＤ３３の発光強度が強くなるし、逆に、オペアンプ
３５ａ３の出力が小さくなればトランジスタ３５ａ１の
コレクタ電流が小さくなってＬＥＤ３３の発光強度は弱
くなる。すなわち、フォトトランジスタ３４ａの受光量
が少ないとＬＥＤ３３の発光強度を強くし、フォトトラ
ンジスタ３４ａの受光量が多いとＬＥＤ３３の発光強度
を弱くするというように、受光量を一定にするためのフ
ィードバック制御がなされることになる。

【００３８】従って、かかるフィードバック制御系が照
光制御手段を構成するし、上記調整用ボリューム３７は
ＬＥＤ３３の発光強度を調整する調整手段を構成する。
むろんこれらは一実施例に過ぎず、同様の機能を種々の
他の構成で実現可能である。例えば、発光側だけで強度
を調整するだけであれば、図６に示すように調整用ボリ
ューム３７でベース電流を調整可能なトランジスタ３５
ｂ１を備えて、そのコレクタ−エミッタ電流をＬＥＤ３
３と抵抗３５ｂ２に供給するようにしても良い。

【００３９】上述したように、一定強度の照射光が管体
３２に照射されているときにオイルミストが管体３２を
通過すると、オイルミストは散乱、遮光、屈折という三
つの作用で照射光の進路に影響を与える。光検出手段は
これらのそれぞれに注目してオイルミストの有無を検出
するものであり、以下、それぞれに対応する実施形態の
構成を説明する。オイルミストが照射光を散乱させると
いう性質は、具体的にはオイルミストが発光する現象と
して表れる。フォトトランジスタ３４ｂはＬＥＤ３３と
対面しておらず、フォトトランジスタ３４ｂの測光経路
がＬＥＤ３３の照光経路と交差しているに過ぎない。従
って、管体３２内に光散乱物質がない限りはＬＥＤ３３
が発光してもフォトトランジスタ３４ｂでは受光されな
い。しかしながら、オイルミストが運ばれてくると照射
光を散乱させることになるため、一部がフォトトランジ
スタ３４ｂに入射される。

【００４０】図７はこのようにしてオイルミストが存在
する場合に受光されるフォトトランジスタ３４ｂの駆動
回路を示している。フォトトランジスタ３４ｂと抵抗３
５ｃ１は電源ラインとグランド間に直列に接続され、こ
れらのフォトトランジスタ３４ｂと抵抗３５ｃ１との接
続を抵抗３５ｃ２を介して出力用のスイッチングトラン
ジスタ３５ｃ３のベースに接続している。このスイッチ
ングトランジスタ３５ｃ３はモニター用ＬＥＤ３６ｂを
介して出力検出用の電源ラインとグランド間に接続され
ている。

【００４１】かかる構成とすることにより、散乱光がな
いとフォトトランジスタ３４ｂには入光されないため、
同フォトトランジスタ３４ｂにはコレクタ電流が流れ
ず、抵抗３５ｃ２を介してスイッチングトランジスタ３
５ｃ３にベース電流が供給されない。従って、スイッチ
ングトランジスタ３５ｃ３はオフとなっている。しかし
ながら、オイルミストが有ると散乱光がフォトトランジ
スタ３４ｂに入光するため、コレクタ電流が流れるとと
もに、抵抗３５ｃ２を介してスイッチングトランジスタ
３５ｃ３にベース電流が供給される。すると、同スイッ
チングトランジスタ３５ｃ３が導通し、コレクタ電流が
流れてモニター用ＬＥＤ３６ｂが点灯するし、このコレ
クタ電流を利用して外部でオイルミストの有無を検知可
能となる。なお、散乱光の強度はオイルミストの量の影
響を受けるため、適正量のオイルミストによってスイッ
チングトランジスタ３５ｃ３がオンとなるように調整用
ボリューム３７でＬＥＤ３３の発光強度を調整する。ま
た、この例ではモニター用ＬＥＤ３６ｂの点灯の有無で
受光状態を表示しているが、アナログメータやデジタル
メータで数値的に表示するようにしても良い。このよう
に、モニター用ＬＥＤ３６ｂの代わりにアナログメータ
やデジタルメータを使用してオイルミストの量を数値的
に表示できるのは、もとより散乱光がフォトトランジス
タ３４ｂに入光したときに流れるコレクタ電流が追従し
て変化するためであり、この時点においてオイルミスト
の量は検知されているといえる。そして、検知されたオ
イルミストの量がこれらのアナログメータやデジタルメ
ータで表示される。なお、検知されたオイルミストの量
をアナログメータやデジタルメータ以外の用途に利用す
ることも当然に可能であるし、単位時間あたりのオイル
ミストの量を積分して消費量を表示するようにしてもよ
い。また、フォトトランジスタに代えてフォトダイオー
ドとすることも可能であるし、照射用のＬＥＤについて
は可視光の他、赤外光などを利用することも可能であ
る。

【００４２】散乱光は基本的に周囲に向かってまんべん
なく放射されるため、フォトトランジスタ３４ｂの配置
位置はＬＥＤ３３からの照射光が直に入光されないよう
な位置であればよく、適宜変更可能である。一方、オイ
ルミストがない限りはフォトトランジスタ３４ｂに余分
な光が入光されないようにするべく上述した樹脂モール
ドで遮光環境を構成している。しかしながら、管体３２
の両端には入り口と出口とがあり、この部分から入光し
ては意味が無くなる。このため、管体３２に接続する管
体Ｌ２ａ，Ｌ２ｂなどは遮光性のチューブを採用するこ
とが望ましい。

【００４３】また、オイルミストの遮光性に基づいてそ
の有無を検出する場合は、互いに対面するＬＥＤ３３と
フォトトランジスタ３４ａだけによって光検出手段を構
成可能である。この場合、最も簡易な構成としては図６
に示すように発光側で強度を調整しておき、受光側のフ
ォトトランジスタ３４ｂに流れるコレクタ電流だけでオ
ン・オフを決定するものとなる。この場合も、フォトト
ランジスタ３４ｂのエミッタを抵抗３５ｂ５を介してス
イッチングトランジスタ３５ｃ３に接続しておけばよ
い。この構成ではオイルミストの有無がフォトトランジ
スタ３４ｂのオンオフとして具体的に対応する点で構成
が簡易となるというメリットがある。

【００４４】さらに、図８に示すようにパルス発生器３
５ｄ１でＬＥＤ３３の駆動電流を供給しつつ、フォトト
ランジスタ３４ａの検出結果とともにアンド回路３５ｄ
２に供給するようにしてもよい。この場合、フォトトラ
ンジスタ３４ａの検出結果にノイズがのりやすい場合で
も、アンド回路３５ｄ２を介してマスクをかけることに
より、ノイズなどの外乱に起因する誤検出が少なくな
る。一方、図５に示すフィードバック制御系の場合で
も、トランジスタ３５ａ１のエミッタと抵抗３５ａ２の
接続点や、フォトトランジスタ３４ａと抵抗３５ａ４と
の接続点の電圧値を観測すると、オイルミストの量が一
定となる平衡状態では同電圧値が一定であるものの、オ
イルミストの量が変動しているときには電圧値が追従し
て変動することになる。従って、一般的なフォグ発生装
置１０が発生させるオイルミストのように脈流状になっ
ていることを前提とすればかかる電圧値が変動している
場合にオイルミストが有ると判断でき、電圧値が一定で
あるとオイルミストがないと判断できる。この実施形態
においては、変動する電圧値が発光素子の発光強度の変
化率を表すものとして変化率検出手段を構成するように
しているが、この変動の有無を検出してその検出結果を
出力するように構成することもできる。むろん、電圧値
を積分して現在のオイルミストの流量を測定することも
可能である。

【００４５】次に、オイルミストの屈折率に基づいてそ
の有無を検出する例について説明するが、本体ケースに
ついての変形例と合わせて説明する。図９は本体ケース
１３１の変形例を示している。この変形例では、下部ケ
ーシング１３１ａに断面略Ｕ字形であって下方に開口す
る溝部１３１ａ１を形成してあり、この溝部１３１ａ１
にはオイルミストを搬送する透光性外部チューブ１３２
を装着可能としてある。透光性外部チューブ１３２は、
例えば、ナイロン製の半透明チューブなどが好適であ
り、溝部１３１ａ１における内周面に略密着するような
径を選択する。溝部１３１ａ１の断面形状がＵ字形であ
るため、透光性外部チューブ１３２を装着するだけでは
隙間が生じてしまう。従って、この隙間を塞ぐようにス
ポンジ状の弾性パッド１４１ａ〜１４１ｃを開口側から
被せ、さらに、遮光性部材からなる取付プレート１４２
で当該下部ケーシング１３１ａの下面を塞ぐようにして
いる。なお、図１０は取付状態を側面図により示してい
る。

【００４６】溝部１３１ａ１の壁面は光透過性を有して
おらず、また、その中程には光検出手段としてのＬＥＤ
１３３とフォトトランジスタ１３４ａ，１３４ｂが図１
１に示すような位置関係で配置されている。すなわち、
ＬＥＤ１３３とフォトトランジスタ１３４ａは対面し、
フォトトランジスタ１３４ｂはＬＥＤ１３３の照射光の
光軸に対してやや傾斜して配置されている。この傾斜度
合いは図１２および図１３に示すように屈折率に対応し
ている。すなわち、オイルミストなどが透光性外部チュ
ーブ１３２内に無い場合はＬＥＤ１３３の照射光は図１
２に示すように透光性外部チューブ１３２を通過する際
に屈折するだけで、基本的には直進する。これに対し、
オイルミストなどが透光性外部チューブ１３２内に有る
と屈折率の違いで進行方向が変化する。この進行方向が
変化した照射光を受光できるような位置にフォトトラン
ジスタ１３４ｂを配置している。この意味でＬＥＤ１３
３とフォトトランジスタ１３４ａの光軸は透光性外部チ
ューブ１３２の軸芯に対してオフセットして配置されて
いる。

【００４７】駆動回路としては図５および図４に示すの
と同等の回路構成で実現すればよい。この場合、オイル
ミストが無い状態ではフォトトランジスタ１３４ａが受
光し、オイルミストが有るとフォトトランジスタ１３４
ｂが受光することになる。屈折率の変化という意味で
は、同じ構成で液状のものも検出可能である。このよう
に使用する場合には屈折率が変化して照射光の進路が変
わったときにフォトトランジスタ１３４ｂが受光できな
ければならず、微妙な位置調整が可能であると好まし
い。図１４〜図１６はこのような調整機構を示すもので
ある。

【００４８】第一ケーシング２３１ａと第二ケーシング
２３１ｂは透光性を有する管体２３２を中心として互い
に微少角度範囲で回転可能となっており、第一ケーシン
グ２３１ａの側にはＬＥＤ２３３が備えられて中心の管
体２３２に対して軸芯を外して照光しているとともに、
第二ケーシング２３１ｂの側には二つのフォトトランジ
スタ２３４ａ，２３４ｂが備えられており、一方は直進
光を受光し、他方は屈折光を受光するようにしている。
ここで直進光を受光する側については空洞部分２３１ｂ
１を広くしておき、屈折光を受光する側についてはほぼ
照射光に対応した程度の空洞部分２３１ｂ２となってい
る。従って、屈折光を受光する側について実際の屈折率
に応じた角度位置に調整した場合でも、直進光は広い空
洞部分２３１ｂ１を通過してフォトトランジスタ２３４
ａに到達することができる。図１５は屈折率の違いによ
る進路方向の変化が比較的小さい場合を示しており、図
１６は進路方向の変化が比較的大きい場合を示してい
る。

【００４９】なお、かかる構成においては、屈折率が変
化しない場合であったとしても光散乱性を有する場合に
は、有無によって散乱光が発生したり発生しなくなった
りするためフォトトランジスタ２３４ａの受光量によっ
て検出可能である。ところで、図９に示すように弾性パ
ッド１４１ａ〜１４１ｃはその位置によって厚みが異な
っているが、溝部１３１ａ１の両端側では遮光性を考慮
して柔らかめの厚い弾性パッド１４１ａ，１４１ｃを使
用して隙間を無くしており、中程の弾性パッド１４１ｂ
については透光性外部チューブ１３２をしっかりと溝部
１３１ａ１の奥に押しつけられるような固めの素材とし
てある。

【００５０】透光性外部チューブ１３２は配管経路にお
いて振動を拾ってしまうことがあり、振動しているとＬ
ＥＤ１３３の照射光経路に影響を与えかねない。しかし
ながら、弾性パッド１４１ａ〜１４１ｃによって透光性
外部チューブ１３２を溝部１３１ａ１に押しつけておく
ことにより、振動を押さえて良好な検出が可能となる。
特に、押しつける部位に応じて適切な固さとすることに
より、遮光性、保持性の面で良好となる。

【００５１】なお、この実施形態においては専用の取付
プレート１４２で下部ケーシング１３１ａの下面を塞い
でいるが、例えば、取付位置が遮光性を有する部材の壁
面であるならば透光性外部チューブ１３２をこの壁面上
に保持し、その上から下部ケーシング１３１ａを被せて
固定してしまうことも可能である。光検出手段としての
出力は、図３や図７に示すものではスイッチングトラン
ジスタ３５ｃ３のオン・オフとして表れ、図８に示すも
のではアンド回路３５ｄ２の論理積出力として表れてい
る。この場合、オイルミストが１分間に１０回というよ
うに時間間隔をおいて発生されると、正常な運転であっ
てもオイルミストが無い期間で警告を発しかねない。こ
れに対して、図１７に示すように時定数回路３０１でパ
ルスの持続期間を設定可能な単安定マルチバイブレータ
３０２などを使用することにより、正常な運転状態では
オフ出力を発生しないような構成とすることもできる。
ここで、時定数回路はオイルミストの無い期間よりも少
しだけ長めの期間を設定しておく。このように構成して
おくと、最初にオイルミストを検出したときに単安定マ
ルチバイブレータはオン出力となり、本来であれば時定
数回路で定められた期間が経過した時点でオフ出力とな
る。しかしながら、オフ出力となる前に次のオイルミス
トを検出して新たに計時し始めることになるため、オン
出力が持続する。そして、本来の間隔以上の時間にわた
ってオイルミストが無くなるとオフ出力となる。従っ
て、検出側では始動直後の期間を除いてオフ出力が検出
されたときにオイルミストが無くなったと判断すればよ
い。

【００５２】また、同様の判断は、図１８に示すような
シーケンサ側でソフトウェア的に実現することもでき
る。ステップＳ１００では時定数回路３０１と同様の期
間を設定し、ステップＳ１１０でカウントダウンする。
次のステップＳ１２０ではスイッチングトランジスタ３
５ｃ３からのオン出力があるか判断し、無ければステッ
プＳ１３０でタイムアウトか判断する。タイムアウトと
なるまでステップＳ１１０〜Ｓ１２０を繰り返すが、途
中でオン出力があるとステップＳ１００にてタイマ設定
をし直すことにより、新たに計時を開始し始めるので、
正常運転中はタイムアウトすることはない。しかし、何
らかの異常によってオン出力が出力されないとタイムア
ウトとなり、ステップＳ１４０にてアラームを発生す
る。

【００５３】むろん、これらの図１７に示す時定数回路
３０１と単安定マルチバイブレータ３０２とのハードウ
ェアによる組み合わせや、図１８に示すソフトウェアな
どによって判断安定化手段を構成しているが、これら以
外にも同様の構成を実現可能であることはいうまでもな
い。このように、透光性を有する管体３２を樹脂モール
ドして遮光環境を構成するとともに同管体３２を挟んで
ＬＥＤ３３とフォトトランジスタ３４ａを対面して保持
しつつフォトトランジスタ３４ｂについては傾斜して測
光可能に配置し、主回路３５によってフォトトランジス
タ３４ａでの受光強度を一定にするようにＬＥＤ３３の
発光強度を制御しておくと、オイルミストの散乱光によ
ってフォトトランジスタ３４ｂの受光量が変化して同オ
イルミストの有無を検出できるし、これ以外にもオイル
ミストの遮光性や屈折率を利用して管体３２内のオイル
ミストの有無を良好に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるオイルミストセン
サを採用したオイルミスト循環システムの概略図であ
る。

【図２】オイルミストセンサの外観斜視図である。

【図３】オイルミストセンサの主要回路図である。

【図４】オイルミストセンサの部分断面図である。

【図５】オイルミストセンサにおける駆動回路の要部回
路図である。

【図６】オイルミストセンサにおける駆動回路の変形例
を示す要部回路図である。

【図７】オイルミストセンサにおける受光側の駆動回路
の要部回路図である。

【図８】パルス発生器を利用したオイルミストセンサに
おける駆動回路の要部回路図である。

【図９】オイルミストセンサにおける変形例にかかる分
解斜視図である。

【図１０】同オイルミストセンサの側面図である。

【図１１】オイルミストセンサの部分断面図である。

【図１２】オイルミストセンサの照射光の進行経路を示
す説明図である。

【図１３】屈折率が変化した場合の照射光の進行経路を
示す説明図である。

【図１４】屈折率に応じた調整機構を示す分解斜視図で
ある。

【図１５】同調整機構において進行経路の変化が小さい
場合の側面図である。

【図１６】同調整機構において進行経路の変化が大きい
場合の側面図である。

【図１７】ハードウェアによる判断安定化手段の構成を
示すブロック図である。

【図１８】ソフトウェアによる判断安定化手段の構成を
示すフローチャート図である。

【符号の説明】

３１…本体ケース ３１ａ…下部ケーシング ３１ｂ…上部ケーシング ３２…管体 ３３…ＬＥＤ ３４ａ，３４ｂ…フォトトランジスタ ３５…主回路 ３６ａ，３６ｂ…ＬＥＤ ３７…調整用ボリューム １３１…本体ケース １３１ａ…下部ケーシング １３１ａ１…溝部 １３２…透光性外部チューブ １３３…ＬＥＤ １３４ａ，１３４ｂ…フォトトランジスタ １４１ａ〜１４１ｃ…弾性パッド １４２…取付プレート ２３１ａ…第一ケーシング ２３１ｂ…第二ケーシング ２３２…管体 ２３３…ＬＥＤ ２３４ａ，２３４ｂ…フォトトランジスタ ３０１…時定数回路 ３０２…単安定マルチバイブレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−257905（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−249038（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264443（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−8852（ＪＰ，Ａ) 実公 昭63−7756（ＪＰ，Ｙ２) 特表2000−503120（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16N 7/32 F16N 29/00 F16N 29/04

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 噴霧状のオイルミストの搬送路となる管
   体と、 この管体内部に照光する発光素子と照射光を受光する受
   光素子とを備えるとともに受光量の変化からオイルミス
   トの有無を検出する光検出手段と、 上記管体と上記光検出手段とを収容する本体ケースとを
   具備し、 上記管体は、透光性外部チューブで構成されるととも
   に、 上記本体ケースは、同透光性外部チューブを上記光検出
   手段の検出部位へ導いて支持する溝部を有し、 上記溝部に上記透光性外部チューブを支持した状態で開
   口側から同透光性外部チューブを押圧せしめる弾性パッ
   ドを有することを特徴とするオイルミストセンサ。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載のオイルミストセン
   サにおいて、上記本体ケースは、外部遮光性部材に略密
   着して支持される取付面を有するとともに、同取付面に
   上記溝部を開口状態で形成していることを特徴とするオ
   イルミストセンサ。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２のいずれか
   に記載のオイルミストセンサにおいて、上記光検出手段
   は、上記発光素子の照光経路に対して交差する測光経路
   を形成するように上記受光素子を配置し、オイルミスト
   による散乱光を利用して受光量の変化を検出することを
   特徴とするオイルミストセンサ。
4. 【請求項４】 上記請求項１〜請求項３のいずれかに記
   載のオイルミストセンサにおいて、上記光検出手段は、
   上記発光素子と上記受光素子とを対面しつつ、その照光
   経路と上記管体とが交差するように配置しており、オイ
   ルミストの遮光性による受光量の変化を検出することを
   特徴とするオイルミストセンサ。
5. 【請求項５】 上記請求項１〜請求項４のいずれかに記
   載のオイルミストセンサにおいて、上記光検出手段は、
   上記発光素子の発光強度を調整する調整手段と、上記受
   光素子による受光状態を表示する受光モニターとを有す
   ることを特徴とするオイルミストセンサ。
6. 【請求項６】 噴霧状のオイルミストの搬送路となる管
   体と、 この管体内部に照光する発光素子と照射光を受光する受
   光素子とを備えるとともに受光量の変化からオイルミス
   トの有無を検出する光検出手段と、 上記管体と上記光検出手段とを収容する本体ケースとを
   具備し、 上記光検出手段は、上記発光素子と上記受光素子との対
   面角度を調整する調整機構を有し、上記オイルミストの
   有無による屈折率の変化に基づく光路の変化を検出する
   ことを特徴とするオイルミストセンサ。
7. 【請求項７】 上記請求項６に記載のオイルミストセン
   サにおいて、上記本体ケースは、外部遮光性部材に略密
   着して支持される取付面を有するとともに、同取付面に
   上記溝部を開口状態で形成していることを特徴とするオ
   イルミストセンサ。
8. 【請求項８】 上記請求項６または請求項７のいずれか
   に記載のオイルミストセンサにおいて、上記光検出手段
   は、上記発光素子の発光強度を調整する調整手段と、上
   記受光素子による受光状態を表示する受光モニターとを
   有することを特徴とするオイルミストセンサ。
9. 【請求項９】 オイルミストの通過通路に対して光を照
   射する発光手段と、 この発光手段から照射され前記通過通路中のオイルミス
   トによって乱反射する光を所定の位置で受光する第１の
   受光手段と、 前記発光手段から照射され前記通過通路中のオイルミス
   ト内を直進してくる光を所定の位置で受光する第２の受
   光手段と、 前記第１の受光手段での前記乱反射光の受光状況に基づ
   いて前記通過通路中のオイルミストの有無を検出するオ
   イルミスト検出手段と、 前記第２の受光手段での前記直進光の受光状況に基づい
   て前記発光手段からの照射光の強度を調整する調整手段
   とを備えたことを特徴とするオイルミストセンサ。
10. 【請求項１０】 オイルミストの通過通路に対して光を
    照射する発光手段と、 この発光手段から照射され前記通過通路中のオイルミス
    トによって乱反射する光を所定の位置で受光する受光手
    段と、 この受光手段での前記乱反射光の受光状況に基づいて前
    記通過通路中のオイルミストの有無を検出するオイルミ
    スト検出手段と、 このオイルミスト検出手段での検出結果について「オイ
    ルミスト無し」については直ちに出力し「オイルミスト
    有り」については所定時間遅延させて出力するデレー手
    段とを備えたことを特徴とするオイルミストセンサ。
11. 【請求項１１】 オイルミストの通過通路に対して光を
    照射する発光手段と、 この発光手段から照射され前記通過通路中のオイルミス
    トによって乱反射する光を所定の位置で受光する第１の
    受光手段と、 前記発光手段から照射され前記通過通路中のオイルミス
    ト内を直進してくる光を所定の位置で受光する第２の受
    光手段と、 前記第１の受光手段での前記乱反射光の受光状況に基づ
    いて前記通過通路中のオイルミストの量を検出するオイ
    ルミスト量検出手段と、 前記第２の受光手段での前記直進光の受光状況に基づい
    て前記発光手段からの照射光の強度を調整する調整手段
    とを備えたことを特徴とするオイルミストセンサ。