JPH0527631U

JPH0527631U - 油タンク用油面監視装置

Info

Publication number: JPH0527631U
Application number: JP2241991U
Authority: JP
Inventors: 俊男月岡
Original assignee: Yuken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Yuken Kogyo Co Ltd
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1993-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】タンク油面変動を示す電気信号を取出して外
部での発光表示と遠方監視ちに利用できるメンテナンス
フリーの油タンク用油面監視装置を提供する。【構成】投受光素子(104,105) を透明樹脂材料製の半
球状頭部(106) 内に封止して該頭部が油中にあるか否か
による内部反射光の強度変化を受光素子(104) の光電流
の大きさに基づいて検出する複数の液体検知素子(11,1
2,13,14) を前記頭部(106) の軸心が横を向くように間
隔を開けて縦に配列してなる油面センサユニット(1)
と、各液体検知素子(11,12,13,14) と一対一に対応して
検知結果を表示する複数の発光表示素子(21,22,23,24)
を前記液体検知素子(11,12,13,14) の配列に対応して縦
に配列してなる油面表示装置(2) とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、油タンク用油面監視装置に関するものであり、特に油圧システムの油圧源として用いられる油圧ユニット等のタンク内の油面を光電式センサによって監視して発光表示素子により表示するようにした油タンク用油面監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

油圧システムの油圧源として用いられる油圧ユニットでは、負荷の油圧シリンダ等への圧油の供給により油面レベルが変動する。一般的な油圧ユニットでは、タンクの壁面に連通管式の油面ゲージが設けられているが、これは単なる油面の位置を確認するためだけのものであり、油面レベルの上下変動が正常範囲内のものか否か、あるいは上下限を越したのか否かを監視する機能はない。特にポンプとその駆動電動機をタンク内の油中に浸漬した油浸型の油圧ユニットでは、タンク内の油を電動機の冷却媒体に利用しているので、油面レベルが低下して電動機が油面上に露出すると電動機の焼損を起こし、従って負荷への圧油供給で変動する油面の上下変動を常時監視する必要性は他のタイプのタンクに比べて高い。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、タンク油面の変動を電気信号で取出して外部で発光表示できるようにし、油面検出信号を遠方監視にも利用できるメンテナンスフリーの油タンク用油面監視装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

請求項１による考案に係る油タンク用油面監視装置では、一対の投受光素子を透明な樹脂材料からなる半球ドーム状の頭部内に封止して前記頭部が油中にあるか否かによる内部反射光の強度変化を前記受光素子の光電流の大きさに基づいて検出する液体検知素子を前記頭部の軸心が横を向くように複数個縦に間隔を開けて配列してなる油面センサユニットと、各液体検知素子と一対一に対応して検知結果を表示する複数の発光表示素子を前記液体検知素子の配列に対応して縦に配列してなる油面表示装置とを備えている。

【０００５】請求項２による考案に係る油タンク用油面監視装置では、前記発光表示素子が矩形の発光表示面を有し、各発光表示素子を縦に配列することによりそれらの発光表示面が連なった矩形の表示面を構成している。

【０００６】請求項３による油タンク用油面監視装置では、前記液体検知素子のうちの最上位の素子が油中にあることを検知したときに発報する上限警報表示器を更に備えている。

【０００７】請求項４による油タンク用油面監視装置では、前記液体検知素子のうち最下位の素子が油面の外にあることを検知したときに発報する下限警報表示器を更に備えている。

【０００８】

【作用】

請求項１による考案に係る油タンク用油面監視装置において、油面センサユニットは前記液体検知素子を前記頭部の軸心が横を向くように複数個縦に間隔を開けて配列してなるものであり、各液体検知素子は、一対の投受光素子を透明な樹脂材料からなる半球ドーム状の頭部内に封止して前記頭部が油中にあるか否かによる内部反射光の強度変化を前記受光素子の光電流の大きさに基づいて検出するものである。

【０００９】ここで、液体検知素子を前記頭部の軸心が横を向くように配置したのは、油中にあった液体検知素子が油面の低下によって空気中に露出したときに素子頭部に残留付着した油が素子下面側にしずくとなって溜るが、このしずくの溜る位置が素子頭部の軸方向先端部であると素子は依然として油中にあるかのように検出信号を出す恐れがあるからであり、この残留付着した油のしずくを素子頭部の軸方向と直交する部分に重力で位置せしめることにより、前述の誤検出をなくすためである。

【００１０】液体検知素子を複数個縦に間隔を開けて配列してなる油面センサユニットは、タンク内の正常油面レベルを挟んで縦に固定され、通常、最上部の液体検知素子が正常油面レベルより上方に位置され、上から二番目の液体検知素子が正常範囲の油面変動で油面上に出たり油面下に没したりするように位置され、更に下方の別の液体検知素子が正常範囲の油面変動では油面下に没したままとなるように位置される。

【００１１】最上位の液体検知素子が検知出力を生じるのはそれが油面下に没したときであり、これは油面レベルが所定の上限位置よりも高くなったことを意味する。また前記上から二番目の液体検知素子が点滅している場合は該素子の位置レベルを油面が上下していることを意味し、これは例えば油圧負荷の圧油の正常な給排動作の確認を与える。最上位の液体検知素子が消灯したままで二番目の液体検知素子も消灯したままの状態は負荷への給油が行われていないことの確認を与え、同様に最上位の液体検知素子が消灯したままで二番目の液体検知素子が点灯したままの状態は負荷からの戻り油がないことの確認を与える。さらに最下位の液体検知素子が点灯したときは油面が所定の下限レベル以下に下がったこと、すなわち油漏れなどによりタンク内の油量が少なくなったことの確認を与える。

【００１２】油面表示装置は複数の発光表示素子を前記液体検知素子の配列に対応して縦に配列してなるものであり、各発光表示素子は各液体検知素子と一対一に対応してその検知結果を表示する。

【００１３】請求項２による考案に係る油タンク用油面監視装置では、前記発光表示素子が矩形の発光表示面を有し、各発光表示素子を縦に配列することによりそれらの発光表示面が連なった矩形の表示面を構成している。これは、表示部を目視したときに全体でタンク内の油面ゲージをイメージできるようにするためであり、油面下にある液体検知素子のレベルまでは表示面も点灯したバーグラフ状の表示を与え、負荷への油の給排で油面が上下している場合はこのバーグラフ状の点灯部の上端部が点滅して、あたかもバーグラフの長さが変動に応じて変化するかのような視覚効果を与える。

【００１４】請求項３による油タンク用油面監視装置では、前記液体検知素子のうちの最上位の素子が油中にあることを検知したときに発報する上限警報表示器を更に備えている。これは、油面がひとたび最上位の液体検知素子以上になると発報し、好ましくはこの発報にラッチをかけてタンク内の油量過剰の危険を警報するようにする。

【００１５】請求項４による油タンク用油面監視装置では、前記液体検知素子のうち最下位の素子が油面の外にあることを検知したときに発報する下限警報表示器を更に備えている。これも油面がひとたび最下位の液体検知素子以下になると発報し、好ましくはこの発報にラッチをかけてタンク内の油量不足の危険を警報するようにする。

【００１６】本考案は、特に油浸形のポンプ・モータを備えた油タンクに適用して好適であり、この場合、前記油量不足の警報信号をモータの非常停止に利用してモータの焼損を防止するようにしてもよい。

【００１７】

【実施例】

図１に本考案の一実施例に係る油タンク用油面監視装置の構成を示す。図示するように、この装置は、油面センサユニット１と油面表示装置２とからなっている。油面センサユニット１は、図２に示すように４つの液体検知素子１１〜１４を横向きに縦に間隔をあけて配列したものであり、このユニット１は油タンク３の内壁に油面Ｓを間にして縦に取付けられ、タンク３内には図示しない外部油圧システムの負荷（アクチュエータ）へ圧油を供給するためのポンプ４とその駆動モータ５とが油中に浸漬配置されている。

【００１８】油面表示装置２は、後述する図４の回路構成を含むものであり、正面パネル上には矩形発光表示面をもつ４つの発光表示灯（ＬＥＤ）２１〜２４を縦に連ねた縦長の矩形表示部と、１つの警報表示灯２５と、警報リセット用の押釦スイッチ２６とが配置されている。

【００１９】図３の（Ａ）〜（Ｆ）に液体検知素子１１〜１４の構成と機能等を示す。図３の（Ａ）において、この液体検知素子は、一対の投受光素子を構成する発光エレメント１０４と受光エレメント１０５とをステム１０７上に有し、これら各エレメント１０４，１０５を透明樹脂材料からなる半球ドーム状の頭部１０６内に封止して、ステム背面から各エレメントに接続されたコモン電源リード１０１，発光信号リード１０２，受光信号リード１０３を取り出してなるもので、前記頭部１０６が空気中にある場合は（Ａ）に示すように発光エレメント１０４からの光が内部で全反射して受光エレメント１０５に入射し、従ってリード１０１と１０３から光電流を出力し、一方、前記頭部１０６が油等の液体中にある場合には前記全反射が消失して光が外部へ透過し、従って受光エレメント１０５に光が入射しなくなることで前記光電流が消失する。この液体検知素子を電気回路シンボルで示すと（Ｂ）の通りであり、また光電流Ｉｃによる検知出力電圧Ｖｅと液体の有無との関係を図示すれば（Ｆ）の通りである。

【００２０】今、液体検知素子１１を、図３（Ｃ）のように、その頭部の軸を縦に向けて配置すると、油面Ｓの下にあった液体検知素子１１が油面Ｓの低下によって空気中に出てきた場合、図３（Ｄ）のように残留油滴Ｄが頭部１０６の検知領域の主要部を覆ってしまい、前記全反射が油滴の存在によって阻害されてあたかも未だ油面下にあるかのような誤検出を行ってしまう。そこで本考案では図３の（Ｅ）に示すように液体検知素子１１〜１４をその頭部１０６の軸線が横をむくように取付けるものである。このような向きに取付けると、図３（Ｅ）に示すように頭部１０６の特に先端面付近の検知領域主要部での油切れがよく、前述したような誤検出が効果的に防止される。

【００２１】図４に、センサユニット１の各液体検知素子１１〜１４を含めて前記油面表示装置２の回路構成の例を示す。図４において、図１と同一符号は相当部分を示しており、Ｒ１〜Ｒ４は電流制限抵抗、３１〜３４は電流電圧変換回路、４１〜４４はヒステリシス回路、５１〜５４はコンパレータ回路、６１〜６４は波形成形回路、７１〜７４はスイッチング素子、８１と８２はラッチ回路、８３は図１に示した押釦スイッチ２６によって操作されるリセットスイッチ、８４は信号反転回路、８５と８６は別のスイッチング素子、８７と８８はダイオード、９１はリレー、９２はリレー接点、９３と９４は外部警報出力端子である。

【００２２】図４において、代表として液体検知素子１１の回路について説明すると、液体検知素子１１の光電流による検知出力は電流電圧変換回路３１で電圧信号に変換され、これは図３（Ｆ）に示す通り素子１１が油中にある場合と空気中に出ている場合とで電圧レベルの異なる信号である。この信号はヒステリシス回路４１を通ってコンパレータ５１において基準電圧と比較され、素子１１が油中に有るか否かが検出される。素子１１が油中にある場合に基準電圧レベルを超えてコンパレータ５１がオンするように設定しておき、この出力を波形成形回路６１を介してスイッチング素子７１に伝える。スイッチング素子７１は素子１１が油中にある場合にオン状態となって発光素子２１を点灯させる。他の液体検知素子１２〜１４についても同様である。

【００２３】最上位の液体素子１１に接続されたスイッチング素子７１の出力はまたラッチ回路８１のセット入力端子にも接続されている。すなわち、スイッチング素子７１がオン状態になるとラッチ回路８１がセットされ、その出力に接続された別のスイッチング素子８５がオン状態にされる。スイッチング素子８５がオンになると、ダイオード８７を介して警報表示灯２５とリレー９１とに電流が流れ、警報表示灯２５が点灯すると共にリレー９１が励磁されてその接点９２が閉じられ、端子９３と９４間に閉成信号が送り出されて外部の図示しない警報機またはモータ非常停止回路が作動される。この動作はラッチ回路８１がリセットスイッチ８３の閉成によってリセットされるまで継続する。

【００２４】最下位の液体検知素子１４に接続されたスイッチング素子７４の出力も反転回路８４を介して別のラッチ回路８２のセット入力端子に接続されている。このラッチ回路８２は前記リセットスイッチ８３からリセット信号を受けるようになされ、また別のスイッチング素子８６を駆動する。スイッチング素子８６はダイオード８８を介して同様に警報表示灯２５とリレー９１に接続されている。したがって、この最下位の液体検出素子１４が空気中にでるとスイッチング素子７４がオフになるのに伴なって反転回路８４がラッチ回路８２をセット状態にし、これによって前述と同様に警報表示灯２５が点灯し、リレー９１がその接点９２を閉じることになる。

【００２５】図５は油面センサユニット１の取付例を示している。この例では、タンク３の定常油面レベルＳＳに対して液面検出素子１１が空気中に、その他の液面検出素子１２〜１４が油中に没するようにユニット１が取付けられている。すなわち、タンク３内に浸漬されたモータ５よりも上のレベル範囲を４つの液体検出素子１１〜１４で３つの監視領域Ａ〜Ｃに分け、実際の油面が領域Ａにある場合は素子１２を点灯させ、領域Ｂにある場合は素子１３を点灯させ、領域Ｃにある場合は素子１４に点灯させるようになっている。この場合、素子１１とＬＥＤ２１が対応関係にあって警報表示灯２５の点灯による上限レベルオーバーの警報表示も行わせ、素子１２とＬＥＤ２２および素子１３とＬＥＤ２３がそれぞれ対応関係にあって正常油面の表示と油漏れ減少油面の表示を行い、素子１４とＬＥＤ２４とが対応関係にあって警報表示灯２５による下限レベルオーバーの点灯表示も行わせるようになっている。またこの場合、ポンプ４に接続された油圧負荷が正常の範囲内で油を給排する場合の油面の上下変動は前記素子１１と１２との中間レベルから素子１２と１３との中間レベルの範囲内に設定されており、したがって油圧負荷の正常動作の範囲内ではＬＥＤ２２が点滅することになる。

【００２６】各液体検出素子１１〜１４においては油が素子頭部に付着すると対応するＬＥＤ２１〜２４が点灯し、油が頭部から離れると消灯する。したがて４つのＬＥＤ２１〜２４のうちの一つずつの点灯状態で油面レベルが判断でき、その点灯・消灯で正常油面状態や油漏れ状態の判断ができ、また上限オーバーや下限オーバーの表示と共に警報灯の点灯と外部警報機またはモータの非常停止装置を作動させたりすることが可能である。例えば図５の例では、ＬＥＤ２１が消灯したまま、ＬＥＤ２２が点滅し、他のＬＥＤ２３〜２４が点灯したままであれば油圧負荷が動作していて油面が正常範囲にあることがわかる。またこのときＬＥＤ２２が点灯したままであれば油圧負荷が油を排出した状態で停止していることがわかる。一方、油圧負荷が運転状態でＬＥＤ２１と２２が消灯したままとなり、ＬＥＤ２３が点滅している場合はどこかで油漏れ等が生じて油量が減少していることがわかる。

【００２７】油面が上限オーバーの状態になると全てのＬＥＤ２１〜２４が点灯し、また警報表示灯２５も点灯しつづけることになる。逆に油面が下限オーバーの場合は全てのＬＥＤ２１〜２４が消灯し、警報表示灯２５のみが点灯しつづけることになる。勿論これらの場合はリレー９１が作動して端子９３〜９４に閉成信号を消磁すから、これにより外部の警報機などを作動させることができる。

【００２８】

【考案の効果】

以上に述べたように、本考案によれば、油タンク内の油面を外部で発光表示できるので油面のレベル状態を種々の状況毎に表示して監視することができ、遠方へ油面検知信号を送って監視表示をする場合にも、検出レベル表示を油面ゲージのイメージで行えるから確認が行い易いという利点があり、上下限オーバーの場合に警報を得ることも、また必要な機器を非常停止させることにも対応できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る油面監視装置の構成を
示す説明図である。

【図２】油面センサユニットの構成例を示す側面図であ
る。

【図３】Ａは液体検知素子の構成を示す説明図、Ｂは電
気回路シンボルで表わした構成図、Ｃは油中に頭部を漬
けた状態の説明図、Ｄは油面上に引き上げた状態の説明
図、Ｅは本考案における液体検知素子の配置姿勢を示す
説明図、Ｆは素子の動作を説明する説明図である。

【図４】油面表示装置の回路構成の例を示す回路図であ
る。

【図５】センサユニットのレベル設定の例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１油面センサユニット２油面表示装置３タンク４ポンプ５モータ１１〜１４液体検知素子２１〜２４発光表示素子（ＬＥＤ）２５警報表示灯２６押釦スイッチ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一対の投受光素子を透明な樹脂材料から
なる半球ドーム状の頭部内に封止して前記頭部が油中に
あるか否かによる内部反射光の強度変化を前記受光素子
の光電流の大きさに基づいて検出する液体検知素子を前
記頭部の軸心が横を向くように複数個縦に間隔を開けて
配列してなる油面センサユニットと、各液体検知素子と
一対一に対応して検知結果を表示する複数の発光表示素
子を前記液体検知素子の配列に対応して縦に配列してな
る油面表示装置とを備えたことを特徴とする油タンク用
油面監視装置。
【請求項２】前記発光表示素子が矩形の発光表示面を
有し、各発光表示素子を縦に配列することによりそれら
の発光表示面が連なった矩形の表示面を構成しているこ
とを特徴とする請求項１に記載の油タンク用油面監視装
置。
【請求項３】前記液体検知素子のうちの最上位の素子
が油中にあることを検知したときに発報する上限警報表
示器を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の油
タンク用油面監視装置。
【請求項４】前記液体検知素子のうち最下位の素子が
油面の外にあることを検知したときに発報する下限警報
表示器を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の
油タンク用油面監視装置。