JPH10226323A - オイル交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 径の細いリザーブタンクと油圧系統からなる
パワーステアリング機構のオイル交換を安全かつ正確に
行えるようにする。 【構成】 ノズル兼用の二重の筒体で静電容量式の液面
センサー１９を備えたオイル交換装置であって、廃オイ
ル抜取開始と同時に初期液面レベル記憶しすると共に、
新オイル注入時に一時停止することにより、リザーブタ
ンク２０の内径を特定し、初期液面レベルと特定された
リザーブタンク２０の内径とに基づき、ポンプ手段１７
を所定時間作動させ、略初期液面レベルまで新オイルを
注入するオイル交換装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として給油所や整備
工場などに設置され、自動車のパワーステアリングなど
に使用されているオイルを交換するオイル交換装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来では、例えばパワーステアリングオ
イル用リザーブタンク内の廃オイルを交換する方法とし
て、既存のエンジンオイル交換機などを流用して、ポン
プで抜き取った後、新オイルを目視にて液面位置を確認
しながらポンプで徐々に注入していくか、抜き取った廃
オイルを別途設けたロードセル等の重量計で計量して同
量の新オイルを自動的に注入する方法、または、抜き取
りのみの機能を備えた専用機にて、リザーブタンク内の
廃オイルをポンプで抜き取った後、目視にて液面位置を
確認しながら新オイルをオイルジョッキなどで徐々に注
入していく方法、さらに、比較的小さい能力のポンプと
ノズルに光センサーを備えた専用機にて、廃オイルを抜
き取った後、新オイル注入時センサー部まで液面が上昇
してきたら注入を停止する方法などがとられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既存の
エンジンオイル交換機では、交換するオイル量がかなり
多いため、交換機が備えているポンプ能力が比較的大き
いものとなっている。よってパワーステアリングオイル
用リザーブタンクのような容量の小さいものでは、いく
らロードセルを使用して抜取量と注入量を同量としよう
としても、注入量が行き過ぎてしまい、新オイルを注入
する場合にオーバーフローを起こしてしまう危険性があ
った。

【０００４】また、パワーステアリングオイルはその性
質上エンジンオイルのように頻繁に交換を要するオイル
ではないため、たとえ、ポンプ能力を下げ、ロードセル
を備えたエンジンオイル交換機を改良してパワーステア
リングオイルを交換する装置にしたとしても、そのコス
トは高価となってしまうため、装置の償却を考えると、
わりにあわないものとなってしまう。

【０００５】さらに、抜き取りのみを行なう専用機で
は、注入時には液面を目視にて確認しながらの面倒な作
業となるばかりか、リザーブタンクはタンク側面から液
面が見える樹脂製のものもあるが、鉄製で中が目視でき
ない構造のものもあり、さらに樹脂製のものが液面を確
認できるといっても、タンク周面に汚れが付着していた
り、薄暗い場所では液面を確認するのは非常に困難とな
るため、正確な注入を行なうのはほとんど無理なことで
あり、ときには前述の場合と同様、オーバーフローを起
こしてしまい、周辺機器にオイルがかかってしまうこと
があった。

【０００６】さらにまた、比較的小さい能力のポンプと
ノズルに光センサーを備えた専用機を使用すると、新オ
イル注入時には確かに光センサーまで新オイルの液面が
上昇した時に注入を停止させることはできるが、液面を
検出する光センサーとノズルとの位置関係が常に一定で
あり、ノズルの挿入深さ、つまり光センサーの位置によ
って新オイル注入終了時の液面位置も決まってしまうの
で、ノズルの挿入深さによっては、新オイルの注入液面
を正規の高さにできない場合があり、この場合には廃オ
イル抜き取り前のノズル挿入時に光センサーの挿入位置
を事前に目視にて液面に合わせておく必要が生じてしま
う。

【０００７】本発明は前記の様な問題点を解消できるオ
イル交換装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、適宜一定間隔を有して二重の筒状に形成され
たノズル兼用の静電容量式の液面センサーと、リザーブ
タンク内の廃オイルを抜取り収容しておくための廃オイ
ルタンクと、前記リザーブタンク内に注入する新オイル
を収容しておくための新オイルタンクと、一方を前記液
面センサーに接続し、他方をモーターで駆動されるポン
プ手段及び管路切換手段を介して前記廃オイルタンク及
び新オイルタンクに連接した抜取及び注入管路と、前記
液面センサーからの検出値に基づき、前記ポンプ手段の
発停及び管路切換手段の切換を制御する制御手段とで構
成され、前記液面センサーを前記リザーブタンク内に挿
入した時に、前記リザーブタンク内に入っている廃オイ
ルの液面レベルを検出し、初期液面レベルとして記憶す
る工程と、前記リザーブタンク内の廃オイルを前記廃オ
イルタンク内に抜き取る抜取工程と、前記新オイルタン
ク内の新オイルを前記リザーブタンク内に注入する注入
工程と、注入行程時、前記初期液面レベルよりも所定量
だけ低い一時停止液面レベルを検出すると注入を一時停
止する行程と、一時停止後も暫くの間吐出され続ける新
オイルの液面が変化しなくなった時の液面レベルを、行
き過ぎ液面レベルとして検出して記憶する行程と、前記
行き過ぎ液面レベルから前記一時停止液面レベルを差し
引いた値が所定値以上であるか否かを判断し、前記リザ
ーブタンクの内径を特定する行程と、前記特定されたリ
ザーブタンクの内径と、前記初期液面レベルと前記行き
過ぎ液面レベルとの液面差と、前記ポンプ手段の単位時
間当たりの定格吐出量と、前記特定されたリザーブタン
クの内径であるときの行き過ぎ量とに基づき、前記初期
液面レベルまで新オイルを注入するのに必要な注入時間
を演算する行程と、前記注入時間だけ新オイルを再注入
する行程と、再注入後の液面レベルが略前記初期液面レ
ベルであるか否かを判定する行程と、該判定結果に基づ
き、前記再注入を繰り返し行うか又は注入を終了する行
程とを有するオイル交換装置を提供することを要旨とす
るものである。

【０００９】

【作用】注入行程時一時停止してその時の行き過ぎ量に
基づき、リザーブタンクの内径を推測し、ポンプ手段を
あとどれぐらい駆動すれば、初期液面レベルまで注入で
きるかを決めるという行程を複数回繰り返し行いなが
ら、インチング注入していくので、どのような形状のリ
ザーブタンクにも正確に注入が行える。

【実施例】以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細
に説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例であるオイル交換
装置の全体構成図であり、本体１内には抜き取った廃オ
イルを収納する廃オイルタンク２と、注入する新オイル
を収納する新オイルタンク３とがそれぞれ配設されてお
り、それぞれのタンク２、３には抜取管路４及び注入管
路５が連接されている。

【００１１】本体１上部外面には、操作部６が設けられ
ており、エンジンをアイドリングした状態で複数回オイ
ル交換を行い、パワーステアリング油圧系統内の全オイ
ルを自動的に交換するための全自動選択スイッチ２９
と、エンジンを止めた状態で１回だけパワーステアリン
グのリザーブタンク２０内のオイルを自動的に交換する
ための自動選択スイッチ７と、抜取及び注入をそれぞれ
手動とするための抜取選択スイッチ８及び注入選択スイ
ッチ９と、全自動、自動、抜取、注入の各選択スイッチ
が選択された後、各工程を実行及び中止させるためのス
タートスイッチ１０及びストップスイッチ１１とが配設
されている。

【００１２】また、前記両管路４、５には管路切換手段
たる電磁弁１３、１４、１５、１６及び正転逆転可能な
モーター駆動の可逆ポンプ１７が介装されており、操作
部６からの各スイッチ入力を受ける従来周知のマイクロ
コンピュータからなる制御手段１８に制御され、管路
４、５を切り換えたり、可逆ポンプ１７の回転方向を変
えたりできるようになっている。

【００１３】本体１外の両管路４、５は、柔軟性のある
可撓性ホースとなっており、その先端は、適宜一定間隔
を有して二重の筒状に形成されたノズル兼用の静電容量
式の液面センサー１９に接続されていて、オイル交換時
には図示したようにパワーステアリングオイル用リザー
ブタンク２０内に挿入されるものであるが、液面センサ
ー１９外筒周面軸方向には略全長にわたり長孔が穿設さ
れており、粘性のあるオイルでも容易に液面センサー１
９内にオイルが出入りできるようになっている。

【００１４】図２は液面センサー１９の要部断面図で、
ノズル部を兼ねる部分は金属製の内筒２１であり、この
内筒２１根本部には前記可撓性ホースの先端が接続され
ており、オイルの抜取・注入がこの内筒２１で行えるよ
うになっている。

【００１５】また、その外周に適宜一定間隔を有してや
はり金属製の外筒２２がそれぞれ絶縁性のガイド２３、
２４に固定されており、これら内筒２１と外筒２２とで
所謂コンデンサーを形成していて、オイルが外筒２２に
穿設された前記長孔から内筒２１との間に速やかに入り
込み、液面レベルの変化に追従して前記コンデンサーに
よる静電容量がやはり速やかに変化しうるものとなって
いる。

【００１６】さらに、内筒２１及び外筒２２の先端部は
絶縁性の円筒形支持具２５にて支持されており、内筒２
１と外筒２２が金属製のリザーブタンクに触れてショー
トしないようにしているものであると同時に、支持具２
５には底面と底部周面に複数の孔が設けられていて、こ
の孔がオイル通路となるようにしてある。

【００１７】ガイド２４の内部には、内筒２１と外筒２
２に配線した充放電を繰り返し行うための発振回路２６
が設けられており（液面レベルの変化に伴い変化する内
筒２１と外筒２２の静電容量変化を充放電の時間間隔の
変化としてとらえ、その変化をパルス信号の変化として
出力する回路である。）、さらに制御手段１８からは発
振回路２６に電源線２７が、逆に発振回路２６からは充
放電の繰り返しをパルス数に変換して制御手段１８に送
るための信号線２８が配線されている。

【００１８】次に実施例の使用法及び動作について、図
３乃至図５のフローチャートに基づいて説明する。

【００１９】ところで、本発明のオイル交換装置は、エ
ンジンをアイドリングしながら複数回の抜取及び注入を
行い、パワステのリザーブタンクのみならず、油圧機構
内のオイルをも交換してしまう全自動交換と、エンジン
を止めた状態で１回だけ抜取と注入を行い、リザーブタ
ンク内のオイルのみを交換する自動交換と、抜取と注入
を手動で行う手動交換とが行えるようになっているが、
本発明の主旨をわかりやすくするため、ここでは自動交
換の場合について説明を行う。

【００２０】まず、作業者が、ノズル兼用の液面センサ
ー１９をパワーステアリングオイル用リザーブタンク２
０内に挿入し、自動選択スイッチ７を押した後（ステッ
プ１）、スタートスイッチ１０を押すと（ステップ
２）、その時のリザーブタンク２０内の廃オイルの液面
レベルに対応したパルス信号が、液面センサー１９内の
発振回路２６から信号線２８を通じて制御手段１８に送
られてくるので（装置の電源が投入されている時は常時
液面センサー１９には電源線２７を通じて電圧がかけら
れていて、発振回路２６からパルス信号が送られてきて
いるが、スタートスイッチ１０が押されるまでは、制御
手段１８ではその信号を無視するようになってい
る。）、制御手段１８ではそのパルス数を初期液面レベ
ルＡとして記憶する（ステップ３）と共に、制御手段１
８は電磁弁１３、１４を開いて可逆ポンプ１７を抜取方
向に回転駆動させる（ステップ４）。

【００２１】すると、リザーブタンク２０内の廃オイル
が内筒２１及び抜取管路４を通って廃オイルタンク２内
に抜き取られてきて抜取工程の開始となる。

【００２２】やがて、リザーブタンク２０内の廃オイル
が少なくなり、液面が液面センサー１９先端の支持具２
５周面に開けられた丸孔より下がると、内筒２１からは
空気が吸われることとなり、発振回路２６から制御手段
１８に送られてくるパルス数が変化しなくなり（ステッ
プ５）、制御手段１８では、これを受けて抜取終了と判
断し、電磁弁１３、１４を閉じ、代わりに電磁弁１５、
１６を開くと共に、可逆ポンプ１７を注入方向に反転駆
動させる（ステップ６）。

【００２３】すると、新オイルタンク３内の新オイルが
注入管路５及び内筒２１を通って、リザーブタンク２０
内に注入され注入工程の開始となる。

【００２４】注入工程が開始されると、リザーブタンク
２０内の液面は次第に上昇してくるが、リザーブタンク
２０の内径がかなり細いものなので、液面上昇速度はか
なり速いものとなり、このまま一気に初期液面レベルＡ
まで注入してしまうと、オーバーフローしてしまう危険
性がある。

【００２５】そこで、制御手段１８では一旦初期液面レ
ベルＡよりも所定量だけ低い液面レベルＢを検出したと
きに（ステップ７）、可逆ポンプ１７を停止し、電磁弁
１５、１６を閉じて（ステップ８）注入を一時停止する
が、すぐには液面上昇が停止するわけではなく、流体慣
性により若干行き過ぎるので、その行き過ぎが収まる程
度の時間ｔが経過するまで、制御手段１８にだかれてい
るタイマーが、カウントを開始する。

【００２６】その後時間ｔが経過して液面レベルが落ち
着いた時点で（ステップ９）、制御手段１８では、行き
過ぎ液面レベルから一時停止液面レベルＢを引き、その
値が予め記憶されている基準値、例えばリザーブタンク
２０の内径が６５mmのときの液面レベル差よりも大きい
か否かで今回交換を行っているリザーブタンク２０の内
径を特定する。

【００２７】ここでは、基準値よりも大きければ今回の
リザーブタンク２０の内径は６５mmであり、以下であれ
ば４５mm（これより細い内径のリザーブタンクは存在し
ないとする。）であると仮に特定し、制御手段１８がも
つ６５mm或いは４５mmのときのインチング注入テーブル
に基づき、以後のインチング注入を行うようになってい
る（ステップ１０）。

【００２８】つまり、基準値よりも大きい場合には、リ
ザーブタンク２０の内径は６５mmであると仮定し、次に
初期液面レベルＡから今回の行き過ぎ液面レベルと次回
インチング注入時の行き過ぎ量（予め制御手段１８にだ
かれているテーブルに基づき、リザーブタンク２０の内
径が６５mmのときの行き過ぎ量を使用する。）とを引い
た値に内径６５mmの円の面積を掛け、さらに可逆ポンプ
１７の単位時間当たりの吐出量で除し、初期液面レベル
に達するまでにあとどのぐらいの時間可逆ポンプ１７を
駆動させればよいかを算出し、基準値よりも小さい場合
には、リザーブタンク２０の内径は４５mmであると仮定
し、次に初期液面レベルＡから今回の行き過ぎ液面レベ
ルと次回インチング注入時の行き過ぎ量（予め制御手段
１８にだかれているテーブルに基づき、リザーブタンク
２０の内径が４５mmのときの行き過ぎ量を使用する。）
とを引いた値に内径４５mmの円の面積を掛け、さらに可
逆ポンプ１７の単位時間当たりの吐出量で除し、初期液
面レベルに達するまでにあとどのぐらいの時間可逆ポン
プ１７を駆動させればよいかを算出するのである（ステ
ップ１１、１７）。

【００２９】ところで、以上のようにして算出された可
逆ポンプ１７の駆動時間Ｔｘ、Ｔｙは、いずれも実際の
内径より小さい内径として算出された時間であるため、
初期液面レベルＡに近づきこそすれ、決して初期液面レ
ベルＡを越える時間ではない。

【００３０】このようにして判断した後、制御手段１８
では、可逆ポンプ１７を注入方向に駆動させると共に、
電磁弁１５、１６を開け（ステップ１２、１８）、注入
を再開し、可逆ポンプ１７の駆動時間がＴｘまたはＴｙ
に達すると（ステップ１３、１９）、可逆ポンプ１７を
停止させると共に、電磁弁１５、１６を閉じ（ステップ
１４、２０）、注入を停止し、行き過ぎがおさまり液面
が落ち着く時間ｔが経過した後（ステップ１５、２
１）、液面センサー１９にて液面を検出して、初期液面
レベルＡに達しているかどうかを確認し（実際には若干
のマイナス誤差をもたせその範囲内に達しているかを確
認する。）（ステップ１６、２２）、達していれば交換
動作を終了し、達していなければ特定されたリザーブタ
ンク２０の内径等に基づき、前述のようにして注入駆動
時間ＴｘまたはＴｙを再び算出し、インチング注入動作
を繰り返す。

【００３１】以上のようにして迅速確実に初期液面レベ
ルまでのインチング注入を行うのであるが、複数回の交
換を連続して行う全自動交換の場合でもこのようなイン
チング注入を実施できるのはいうまでもない。

【００３２】ところで、ここでは可逆ポンプ１７を使用
すると共に、抜取管路４と注入管路５を一部共通として
いるが、廃オイルと新オイルとのオイル交換中の混ざり
を厳密に防止するため、高価にはなるが、抜取管路と注
入管路を別々に配管しそれぞれに専用のポンプを設けた
構造としてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明は、パワーステアリ
ングオイルなどのように管路漏れがない限りほとんどオ
イル量が変化しないオイルを交換する場合には、作業者
の手をほとんど煩わすことなく、短時間且つ正確にオイ
ル交換を行なえる。また、新オイルの注入時には決して
オーバーフローさせることなく正確に規定量のインチン
グ注入が行える。また、ノズルと液面センサーとを兼用
した構造としているので、従来のロードセル等の重量計
を用いるものに比較し安価に製作できる。また、車両の
駆動状態によってはオイル温度のばらつきが大きい廃オ
イルではなく、比較的温度の安定している新オイルを用
いてリザーブタンクの内径を特定してインチング注入を
行うようにしてあるので、誤差が少なく、安定したオイ
ル交換が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるオイル交換装置の全体
構成図である。

【図２】同装置の液面センサーの要部断面図である。

【図３】乃至

【図５】同装置の動作状態を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

２ 廃オイルタンク ３ 新オイルタンク ４ 抜取管路 ５ 注入管路 １３、１４、１５、１６ 切換手段 １７ 可逆ポンプ １８ 制御手段 １９ 液面センサー ２０ リザーブタンク ２１ 内筒 ２２ 外筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適宜一定間隔を有して二重の筒状に形成
   されたノズル兼用の静電容量式の液面センサーと、 リザーブタンク内の廃オイルを抜取り収容しておくため
   の廃オイルタンクと、 前記リザーブタンク内に注入する新オイルを収容してお
   くための新オイルタンクと、 一方を前記液面センサーに接続し、他方をモーターで駆
   動されるポンプ手段及び管路切換手段を介して前記廃オ
   イルタンク及び新オイルタンクに連接した抜取及び注入
   管路と、 前記液面センサーからの検出値に基づき、前記ポンプ手
   段の発停及び管路切換手段の切換を制御する制御手段と
   で構成され、 前記液面センサーを前記リザーブタンク内に挿入した時
   に、前記リザーブタンク内に入っている廃オイルの液面
   レベルを検出し、初期液面レベルとして記憶する工程
   と、 前記リザーブタンク内の廃オイルを前記廃オイルタンク
   内に抜き取る抜取工程と、 前記新オイルタンク内の新オイルを前記リザーブタンク
   内に注入する注入工程と、 注入行程時、前記初期液面レベルよりも所定量だけ低い
   一時停止液面レベルを検出すると注入を一時停止する行
   程と、 一時停止後も暫くの間吐出され続ける新オイルの液面が
   変化しなくなった時の液面レベルを、行き過ぎ液面レベ
   ルとして検出して記憶する行程と、 前記行き過ぎ液面レベルから前記一時停止液面レベルを
   差し引いた値が所定値以上であるか否かを判断し、前記
   リザーブタンクの内径を特定する行程と、 前記特定されたリザーブタンクの内径と、前記初期液面
   レベルと前記行き過ぎ液面レベルとの液面差と、前記ポ
   ンプ手段の単位時間当たりの定格吐出量と、前記特定さ
   れたリザーブタンクの内径であるときの行き過ぎ量とに
   基づき、前記初期液面レベルまで新オイルを注入するの
   に必要な注入時間を演算する行程と、 前記注入時間だけ新オイルを再注入する行程と、 再注入後の液面レベルが略前記初期液面レベルであるか
   否かを判定する行程と、 該判定結果に基づき、前記再注入を繰り返し行うか又は
   注入を終了する行程とを有することを特徴とするオイル
   交換装置。