JPH01197623A - 流体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、脈動的に液体が流れる流通路の、液体の流れ
状況を検出する装置、特に潤滑用オイル分離給油式の２
サイクルエンジン、潤滑用オイルをポンプにて供給する
汎用エンジンをはじめとした産業機械用エンジンなどの
潤滑用オイルの流れ状況を検出する装置に関するもので
ある。

（従来技術） 従来の流体検出装置として、発光・受光素子を使用し、
発光素子から受光素子に到達する光の量により流体を検
出する装置がある。以下その実施例を説明するが、第５
図は潤滑用オイル分離給油式の２サイクルエンジンに流
体検出装置を装着しオイルタンク（１）内の潤滑用オイ
ルを供給するオイルポンプ（３）と、インテークマニホ
ールド（８）内の脈動圧を遮断するチエツクパルプ（６
）との間に、発光素子■と受光素子ｔ３９を対向させて
設けた流体検出装置Ｃ！Ａ）が装着されている。該発光
素子■と受光素子（３１との間には透明なパイプ（至）
が位置し、発光素子■から発した光は受光素子Ｃ３９＋
へ到達するものである。

オイルポンプ（３）とチエツクパルプ（６）との間（流
通路Ｇ７））に潤滑用オイルが有る場合、発光素子儲か
ら発した光はパイプ（至）内の潤滑用オイルに遮断され
て受光素子Ｃ３’Ｊまで到達しないだめ（あるいは光の
量が少ないだめ）、表示ランプ等は正常の状態に表示さ
れる。

一方オイルポンプ（３）とチエツクパルプ（６）との間
（流通路０７））に潤滑用オイルが無い場合、発光素子
（至）から発した光はパイプ（至）を透過して受光素子
田まで到達するため、警報装置が警報を発して操作者に
潤滑用オイル切れを知らせるものである。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の構成である従来の流体検出装置は、発光素子から
発した光を遮断する程度の色を有した流体にしか使用で
きず、また流体の有無しか検出できないため、従来技術
の実施例では以下の様な問題が発生する。

（−）　　オイルポンプ（３）が故障して停止した場合
、インテークマニホールド（８）マで潤滑用オイルは供
給されなくなるが、パイプ（至）内（流通路０η）に潤
滑用オイルが残るために受光素子−に光が到達せず、表
示ランプ等は正常の状態に表示される。

（ｂ）　　チエツクパルプ（６）が詰った場合、インテ
ークマニホールド（８）まで潤滑用オイルは供給されな
くなるが、パイプ（３６）内（流通路（３７）　）には
オイルポンプ（３）から潤滑用オイルが供給され続ける
ために受光素子Ｃ３’ｌに光が到達せず、表示ランプ等
は正常の状態に表示される。

（Ｃ）流体検出装置−）とチエツクパルプ（６）との間
のパイプ（５）が破損した（！だは抜けだ）場合、イン
テークマニホールド（８）マで潤滑用オイルは供給され
なくなるが、パイプ（ト）内（流通路ｃ３η）にはオイ
ルポンプ（３）から潤滑用オイルが供給され続けるため
に受光素子の９に光が到達せず、表示ランプ等は正常の
状態に表示される。

（ｄ）　　オイルタンク（１）内の潤滑用オイルが減少
し、パイプ（ト）内（流通路Ｃ３７）　）にエアーが混
入した場合、インテークマニホールド（８）には潤滑用
オイルが少ししか供給されないが、パイプ（至）の内壁
に潤滑用オイルが付着していると受光素子−に到達する
光の景は少なく、表示ランプは正常の状態に表示される
。

以上の様に、オイルポンプ（３）・チエツクパルプ（６
）・パイプ（５）等に不具合（異常）が発生した場合で
も警報装置から警報は発されず、表示ランプ等は正常の
状態に表示され、その操作者は不具合（異常）に気付か
ずに運転を続けるため、エンジンに致命的故障が発生し
、またその操作者も危険な状態に陥ることがある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は以上の問題点を解決するために案出されたもの
であり、その手段は、 脈動的に液体が流れる流通路の、液体の流れ状況を検出
する装置において、 流通路に接する状態に圧電素子を設けたことを特徴とす
るものである。

（作用） 以上の構成である本発明は、流通路内の脈動圧（圧力変
動）が圧電素子に作用し、該圧電素子の圧電効果を利用
して得られる電荷を電圧に変換し、該電圧のピークをあ
らかじめ設定した基準電圧と比較して液体の流れ状況を
検出するものである。

以下想定される状況での本発明の流体検出装置の作用を
説明する。

（ａ）　　液体が流通路内を脈動的に通常流れている場
合は、液体の脈動圧（圧力変動）は直接圧電素子に作用
するため、圧電素子の圧電効果を利用して得られる電圧
は大きくなる。

（ｂ）　　流通路内の液体の流れが停止した場合（流体
検出装置よりも上流側のポンプ等が停止した場合）は、
流通路内の液体の脈動圧（圧力変動）は当然５０′とな
るだめ、圧電素子の圧電効果を利用して得られる電圧も
１０′となる。

（当然ポンプ等と流体検出装置との間のパイプが抜けた
場合も同様である。） （Ｃ）流体検出装置よりも下流側の通路が詰った場合は
、流通路内に液体が供給され続け、流通路内の圧力が急
激に上昇して圧電素子が高張力状態でたわむだめ、その
たわんだ状態からの圧電素子の伸縮量は小さくなシ、ま
た流通路内の液体の圧力変動が小さくなるため、圧電素
子の圧電効果を利用して得られる電圧も小さくなる。さ
らに流通路内の圧力上昇が進んだ場合、圧電素子が破損
（あるいはパイプ等が破裂）して流通路内の圧力変動は
小さくなり、同様に圧電素子の圧電効果を利用して得ら
れる電圧も小さくなる。

（ｄ）　　流体検出装置よりも下流側の通路が開放とな
った場合（パイプ等が抜けた場合）は、流通路内の液体
の脈動圧（圧力変動）は小さくなり、圧電素子に作用す
る脈動圧（圧力変動）も小さくなるため、圧電素子の圧
電効果を利用して得られる電圧も小さくなる。

（ｅ）　　流通路内に気体が混入した場合は、圧電素子
に作用する流通路内の脈動圧（圧力変動）は気体に吸収
されて小さくなるため、圧電素子の圧電効果を利用して
得られる電圧も小さくなる。

以上の圧電素子の圧電効果を利用して得られる電圧のピ
ークをあらかじめ設定した基準電圧と比較することによ
り、液体が流通路内を脈動的に通常流れている場合（ａ
）の電圧のピークは基準電圧よりも大きいが、（ｂ）〜
（Ｃ）の場合の電圧のピークは基準電圧よりも小さいた
め、基準電圧よりも小さい電圧の場合を異常とすること
により上記（ｂ）〜（ｅ）の場合は異常と判断され、警
報装置より警報が発せられるわけである。

（実施例） 以下本発明の流体検出装置を、潤滑用オイル分離給油式
の２サイクルエンジンに使用した場合の一実施例を図面
に従って説明する。

オイルタンク（１）内の潤滑用オイルを供給するオイル
ポンプ“（３）と、インテークマニホールド責８）内の
脈動圧を遮断するチエツクパルプ（６）との間に流体検
出装置（９）を装着する。該流体検出装置（９）の本体
００）には潤滑用オイルの流通路（１３を形成するとと
もに、該流通路０３を本体ａＯに形成された入口側ホー
スエンドαυによりパイプ（４）を介してオイルポンプ
（３）へ、出口側ホースエンド０ｚによりパイプ（５）
を介してチエツクパルプ（６）に連通させる。

前記流通路αＪは本体００の端面ａ９に開口しており、
該端面０勺に開口した流通路αＪの外側には０リング溝
０４）が形成されている。該Ｏリング溝αａにＯリング
α力を装着するとともに、本体α〔の流通路ａ３に対向
して圧電振動体０腸の受圧板（１９を０リングαη上に
、圧電素子■を流通路α東上に位置させ、カバー（２）
によって本体α０との間に挾持し、取付ネジｃ２荀にて
固定する。また圧電素子（イ）より取り出された端子（
２１）は第３図に示す電子回路に接続される。

以上の構成である本発明の一実施例の作用を説明する。

オイルポンプ（３）の作動により流通路Ｑ３内の潤滑用
オイルは脈動的にチエツクパルプ（６）を経てインテー
クマニホールド（８）に供給されるが、このオイルポン
プ（３）による潤滑用オイルの脈動圧（圧力変動）は流
通路０３に対向した圧電素子翰に作用するため、圧電素
子（２０の圧電効果により電荷が発生する。この電荷は
電荷・電圧変換回路■により電圧に変換され、あらかじ
め設定した基準電圧（ＶＲ）を入力された比較回路Ｃ樟
により該電圧のピークは基準電圧（ＶＲ）と比較される
。そこで基準電圧（ＶＲ）よりも高い電圧の場合は正常
と判断されるが、基準電圧（ＶＲ）よりも低い電圧の場
合は異常と判断され、警報ランプ・ブザー等の警報装置
（３のにより警報が発せられるわけである。

それでは、以下想定される状況に対する作用を具体的に
説明する。

（ａ）　　オイルポンプ（３）が正常に作動し、潤滑用
オイルも正常に流れている場合、オイルポンプ（３）に
よる潤滑用オイルの脈動圧（圧力変動）は直接圧電素子
（イ）に作用するため、圧電素子（イ）の圧電効果を利
用して得られる電圧は大きくなる。（第４図（イ）の波
形） （ｂ）　　オイルポンプ（３）が故障して停止した場合
、流通路０３内の潤滑用オイルの流れも止まり、圧電素
子／２■に脈動圧（圧力変動）が全く作用しなくなるた
め、圧電素子■の圧電効果は発生せず電圧も１０′にな
る。（第４図（ロ）の波形）（Ｃ）　　オイルポンプ（
３）と流体検出装置（９）との間のパイプ（４）が破損
したくまたは抜けた）場合、圧電素子（２０に作用する
脈動圧（圧力変動）は小さくなる（または′″０′であ
る）ため、圧電素子（イ）の圧電効果を利用して得られ
る電圧は小さくなる（または５０′である）。（第４図
０９または（ロ）の波形） （ｄ）　　流体検出装置（９）とチエツクパルプ（６）
との間のパイプ（５）が破損した（または抜けた）場合
、圧電素子（２０１に作用するオイルポンプ（３）によ
る潤滑用オイルの脈動圧（圧力変動）は小さくなるため
、圧電素子■の圧電効果を利用して得られる電圧は小さ
くなる。（第４図（ハ）の波形） （ｅ）　　チエツクパルプ（６）が詰った場合、オイル
ポンプ（３）の作動により流通路（１３）及びパイプ（
４）（５）内に潤滑用オイルが供給され続け、流通路ａ
ｙ内の圧力は急激に上昇して圧電素子（イ）がカバー（
２つ側に高張力状態でたわむため、そのたわんだ状態か
らの圧電素子■の伸縮量は小さくなり、また流通路α９
内の潤滑用オイルの脈動圧（圧力変動）も小さくなるた
め、圧電素子（２０）の圧電効果を利用して得られる電
圧は小さくなる。（第４図（ハ）の波形） （ｆ）　　（Ｃ）の状態が進み、さらに流通路α３内の
圧力が上昇して圧電素子（イ）が破損した場合、流通路
ａ″５内の潤滑用オイルの脈動圧（圧力変動）が大きく
なったとしても、圧電素子（イ）が破損したために圧電
素子■の圧電効果が小さくなり、圧電素子（２０１の圧
電効果を利用して得られる電圧は小さくなる。（第４図
（ハ）の波形）（ｇ）　　（ｅ）の状態が進み、さらに
流通路ａＪ内の圧力が上昇してオイルポンプ（３）と流
体検出装置（９）との間のパイプ（４）が破損した（ま
たは抜けた）場合、前記（Ｃ）と同様の状態になる。（
第４図ｅうまたは（ロ）の波形） （ｈ）　　（ｅ）の状態が進み、さらに流通路０り内の
圧力が上昇して流体検出装置（９）とチエツクパルプ（
６）との間のパイプ（５）が破損した（または抜けた）
場合、（ｄ）と同様の状態になる。（第４図（ハ）の波
形） （ｉ）　　オイルタンク（１）内の潤滑用オイルが減少
し、流通路（１３内にエアーが混入した場合、オイルポ
ンプ（３）によシ圧電素子頓に作用する流通路０３）内
の脈動圧（圧力変動）はエアーに吸収されて小さくなる
ため、圧電素子（イ）の圧電効果を利用して得られる電
圧は小さくなる。（第４図に）の波形） 以上の（ａ）〜（ｉ）の圧電素子■の圧電効果を利用し
て得られる電圧（ｖ１拳ｖ２・■３）のピークをあらか
じめ設定した基準電圧（ＶＲ）と比較すると、（ａ）の
場合の電圧（Ｖｌ）のピークは基準電圧（ＶＲ）よりも
大きいが、（ｂ）〜（ｉ）の場合の電圧（Ｖ２・Ｖ３）
のピークは基準電圧（ＶＲ）よりも小さいため、基準電
圧（ＶＲ）よりも小さい電圧の場合を異常とすることに
より（ｂ）〜（ｉ）は異常と判断されて警報装置０２よ
り警報が発せられる。

（発明の効果） 以上の様に本発明は、脈動的に流れる液体の種類に制限
はなく、また流通路の不具合（異常）も検出することが
できるため、その不具合（異常）の発生を即操作者に知
らせることができ、タンク／の致命的故障を免れるとと
もに、操作者が危険な状態に陥ることもない。

すなわち本発明は、使用範囲が極めて広く、すぐれた性
能を有する有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の一実施例であり、第１図は
断面図、第２図は分解斜視図、第３図は電子回路のブロ
ック図、第４図は第３図における各構成部での出力状態
を示す波形図、第５図は潤滑用オイル分離給油式の２サ
イクルエンジンに流体検出装置を装着した糸路説明ブロ
ック図、第６図は従来技術の断面図である。 （９）・・・流体検出装置　　Ｑｆ）・・・本体αｙ・
・・流通路　　　　　（イ）・・；圧電素子（イ）・・
・カバー 特許出願人　　大洋技研工業株式会社 第２図 ９Ａ 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）脈動的に液体が流れる流通路の、液体の流れ状況
   を検出する装置において、 流通路に接する状態に圧電素子を設けたこ とを特徴とする流体検出装置。
2. （２）前記流通路が、潤滑用オイルの流通路であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流体検出装置
   。
3. （３）前記流通路を有する本体と、カバーにより前記圧
   電素子を挾持したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の流体検出装置。