JPS63262547A - ク−ラント量検出装置 - 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、例えば各種工作機械、油圧機器および自動車
エンジン等の機械的摺動部や回転部に使用されている潤
滑油中のクーランｊ−量を検出する、クーラント量検出
装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、例えば、各種工作機械、油圧機器および自動車
エンジン等の機械的摺動部や回転部には、その摩擦抵抗
を低減させるために使用条件に適合した各種の潤滑油が
使用されている。しかし、使用時間の経過とともに、潤
滑油中に汚損物質が混入したり、潤滑油自身の劣化など
により、その潤滑油機能が低下してくる。このために、
工作機械等を常に正常な稼動状態に維持していく上で、
これに使用されている潤滑油の性状を常時把握すること
が重要な課題となる。

この課題を解決するために、潤滑油の劣化度を測定する
方法がいくつか提案されている。それによると、潤滑油
の劣化要因となる水分の混入、摩耗金属粉の混入および
潤滑油自体の酸化などを検知して、潤滑油の劣化度を測
定するようになっている。

例えば、実開昭５９−３３６０号公報には、多重積層さ
れた平板状電極を潤滑油中に配設し、この平板状電極間
の潤滑油の電気特性（例えば誘電率または導電率）を測
定することにより潤滑油の劣化を検出する方法が開示さ
れている。

また、例えば、特開昭６１−２０８４８号公報には、一
対の平板電極または一対の円筒電極を潤滑油中に配設し
、これらの電極に交番電圧を印加する。このときにその
平板電極または円筒電極間の潤滑油に流れる電流を測定
し、この電流の変化から潤滑油の劣化度を検出する方法
が開示されている。

さらに、例えば、特開昭５９−１６２４４号公報には、
一対の平板電極または一対の円筒電極を潤滑油中に配設
し、平板電極間または円筒電極間にパルス電圧を印加し
たときに、平板電極間または円筒電極間に流れる過渡応
答電流を測定し、この過渡応答電流の変化から潤滑油の
劣化度を検出する方法が開示されている。

上記の諸方法は、いずれも電極からなるセンサを潤滑油
タンクの特定位置に配設し、この電極間の潤滑油の電気
的特性を測定して、潤滑油の劣化度を検出しようとする
ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

通常、工作機械において、ワーク（被加工物）を切削や
研摩等の工具とによって加工する際に、工具とワークと
の接触部にクーラント（電解質の溶液を水で７０〜１０
０倍に希釈した水溶液）をかけながら加工に際し発生す
る熱をおさえている。

第６図は工作機械における加工作業状態を示す図である
。この図において、工作機械２６の回転軸２５と軸受部
２４との間は、潤滑性を保つために、工作機械２６内部
より一定の圧力で潤滑油４を圧送して、軸受部２４に給
油している。通常、クーラント２１は工具２３とワーク
２２との箇所のみに注がれてはいるが、工作機械２６の
回転軸２５を伝って、軸受部２４を経由して、潤滑油４
中にクーラント２１が混入してくる場合がある。この混
入が変電なると、潤滑油４中のクーラント量が増加し、
潤滑特性が低下する。このために、回転軸２５と軸受部
２４との間の潤滑性が低下して、焼付きなどのトラブル
が発生する恐れがある。

そこで、図示していないが、別途設けられたオイルタン
クと工作機械２６との間に水濾過器を設け、オイルタン
クと工作機械２６との間を潤滑油４を循環圧送させて、
その中のクーラント２１を取り除くということが行われ
ている。しかし、水濾過器の性能低下などによって、潤
滑油４中のり一ラント２１が完全に取り除くことができ
ないために、オイルタンク内に徐々にクーラント２１が
蓄積されてくる。したがって、上記のトラブルを防ぐた
めに、潤滑油４中のクーラント２１を水濾過器によって
取り除く方法は有効な方法となっていない。

そこで、潤滑油のクーラント量を検出して上記のトラブ
ルを未然に防ぐために、既述した潤滑油の劣化検出方法
を適用したとすると、以下の問題点が生じ実用的ではな
い。第一に、クーラントは潤滑油中では分離し、水滴の
形態となっているので、電極間隔の狭い平板電極および
円筒電極では水滴が電極間にとじ込められ、そのために
電極ショートを生じて測定不能となるという問題がある
。

第二に、従来の技術における電極構造では、電極間の潤
滑油が流動しにり＜、潤滑油自体の入換えが悪いために
、オイルタンク内の潤滑油中のクーラント量を検知し難
いという問題がある。

本発明は、上記の諸問題点に鑑みなされたものであり、
センサを構成する電極間の潤滑油の流動性および入換え
性を改善したクーラント量検出装置を提供することを目
的とするものである。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 第１図は本発明に基づ（原理構成を示す図である。本図
において、１はセンサであり、一対のメッシュ状の電極
からなり、オイルタンク５に入れられている潤滑油４の
深さ方向に複数個並列接続して取り付けられる。２はパ
ルス電圧源であり、センサ１に規定のパルス電圧を印加
する。３は電流検出部であり、パルス電圧によって複数
個のセンサ１に流れる過渡応答電流を加算して検出する
。

〔作　用〕　・ 上記の構成において、センサ１はメッシュ状をなしオイ
ルタンク５内の潤滑油４はセンサ１内に自由に出入でき
る。すなわちメッシュ状電極間に潤滑油４がとじ込めら
れるようなことはない。この状態において、パルス電圧
源２より規定のパルス電圧を複数個のセンサ１のメッシ
ュ状の電極に印加すると、各電極間に過渡応答電流が流
れる。

この過渡応答電流を電流検出部において加算して検出す
れば、検出電流−クーラント量（主に水分含有率）特性
に基づき潤滑油４中のクーラント量が判明する。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示す図である。本図におい
て、４は潤滑油、５はオイルタンク、ｌａ、ｌｂおよび
ＩＣはセンサであり、これらのセンサはそれぞれニッケ
ル材からなるメッシュ状の一対の電極を有し、オイルタ
ンク５内の潤滑油４の油面から深さ方向に沿って上層部
、中層部および下層部の位置にそれぞれ配設される。こ
の場合各センサの電極を並列接続する。これらの電極に
はパルス電圧源２よりパルス電圧が印加される。

３ａおよび３ｂはそれぞれ増幅器および抵抗であって、
電流検出部３を構成し、測定部６に接続する。ここでは
検出部３より送出される信号をサンプリングして電流値
を測定する。また測定部６には測定時期設定器６ａが内
蔵され、パルス電圧の印加時期と電流値測定のサンプリ
ング時期を任意に設定できる。７は表示装置であり、測
定部６で測定された電流値をアナログ量で表示するパネ
ルメータ等である。測定部６は警報出力判定部８も有し
、クーラント量に対応した電流を予め設定したしきい値
と比較し、クーラント量の劣化度合を判定する。１０は
警報表示装置であり、警報出力判定部８の判定に基づき
、クーラント量に対応した電流がしきい値以上であれば
、ランプやブザー等によって警報を発し、工作機械等の
稼動を停止させる。９は記録計入力回路であり、測定部
６より出力されるクーラント量に対応した電流値をまた
はこの電流値をクーラント量に変換した値を記録計１１
に入力する。

上記の構成において、オイルタンク５中の潤滑油４はセ
ンサｌａ、ｌｂおよび１ｃの各メツシュ状の電極を介し
て各センサ内に自由に出入可能となり、センサＩａ、ｌ
ｂおよび１ｃの内外では潤滑油４の組成に差がなくなる
。この状態において、測定時期設定器６ａを介してパル
ス電圧源２からセンサｌａ、ｌｂおよびＩＣへ所定時間
幅および所定振幅のパルス電圧を印加すると、各センサ
の電極間に過渡応答電流が流れる。これらの過渡応答電
流を電流検出部２に入力することによって加算された過
渡応答電流が検出される。測定時期設定器６ａより設定
されるサンプリング時期に基づいて、この過渡応答電流
を測定部６に入力し、過渡応答電流の値を測定する。測
定部６からの過渡応答電流の値を示す信号は３方向に出
力される。

一つは、表示装置７に入力され、潤滑油４中のクーラン
ト量に対応した電流がパネルメータ等によフてアナログ
量で表示される。

もう一つは、警報出力判定部５に入力され、潤滑油４中
のクーラント量に対応した電流値と予め設定したしきい
値と比較され、クーラント量による劣化度合を判定する
。電流値がしきい値以上であると判断されると、警報出
力判定部５の判定信号によって、警報表示装置１０が駆
動され、ランプやブザーなどによって潤滑油４中のクー
ラント量の劣化度合が大きくなったことを警告すると共
に、リレー接点を介して工作機械等の電源回路をしゃ断
し、工作機械の稼動を停止させる。

最後の一つは、記録計入力回路９に入力され、クーラン
ト量に対応した電流値またはこの電流値をクーラント量
に変換した値（第３図の検出電流−水分含有率特性に基
づく）を既述の設定時期に従って記録計１１に入力する
。記録計１１では、この電流値またはクーラント量値を
プリンタ等によって記録する。

ここでセンサｌａ、ｌｂおよびＩＣを潤滑油４の油面か
ら深さ方向に沿って上層部、中層部および下層部にそれ
ぞれ設けたねらいは、潤滑油４中のクーラント量がオイ
ルタンクの深さ方向に対して不均一であったとしてもい
ずれかのセンサで検知できるようにとするためである。

特にクーラントがオイルタンク５の下層部に分離し、残
留した場合には、センサｌｃによって必ず検知できる。

また、第３図に示す検出電流−水分含有率特性は、潤滑
油中のクーラント量の代表値として、水分合を率をカー
ルフィシャー法によって定量分析した値を横軸とし、上
記の実施例に基づいて検出した検出電流値を縦軸として
、これらの相関関係を示した図である。この図から水分
含有率の増加に伴い、電流値が急激に増加することが理
解される。

上記の実施例のセンサｌａ、Ｉｂおよびｌｃに温度セン
サを併設することにより、潤滑油の温度を計測し、記録
計１１に記録し、これによって温度依存性の大きい潤滑
油の過渡応答電流を容易に温度補正することができる。

これにより高精度に電流測定が行え、クーラント量の正
確な判定が可能となる。

次に、上記の実施例に基づいた具体例を第４図および第
５図によって説明する。第４図は３つのセンサｌａ、ｌ
ｂおよび１ｃとコネクタ２０とからなるセンサ部Ｉの側
面図（＾）および底面図（Ｂｌを示している。第４図は
第５図のごとく組み込まれる。

第５図において、■はセンサ部であり、オイルタンクＶ
内にセットされる。■はコントローラーであって、パル
ス電圧源２、電流検出部３、測定部６（測定時期設定器
６ａを内蔵）、表示装置７、警報出力判定部８および記
録計入力回路９からなり、センサ部■のコネクタ２０と
ケーブルで結ばれ、予め警報を出力する電流しきい値お
よび測定時期をセ・ツトしておくことにより、スタート
スイッチをオンした後所定のタイミング（例えば２４時
間毎）で測定を続行する。■はプリンタであり、コント
ローラー■からの測定値をプリントアウトし、測定値を
記録する。■は警報ランプであり、もし測定値がしきい
値以上となったときコントローラー■からの警報信号に
より点灯する。

ここで、一般に、クーラントを使用する場合、ある種の
潤滑油では油中のクーラント量（水分）が１ｗｔ％を越
すと軸受部などが焼付くということが知られている。ま
た、正常な潤滑油では、クーラント量は０．１ｗｔ％以
下であることも知られている。したがって、これらの事
実から、コントローラー■内の警報出力判定部８におけ
るしきい値を第３図に基づき、検出電流値０．１μＡ以
下のものをｒＯＫＪ　、０．２μ４〜旬μハの範囲をｒ
ｃ）ＩＥＣＸＪ、１０μＡ以上をｒＮＧＪ　　（Ｎｏ　
Ｇｏｏｄ　）とするような表示器を警報ランプの代りに
設置することにより、クーラント量（水分）の混入度合
を未然に検知し、トラブルの発生を防止できる。これに
よって工作機械等を安全に稼動することが可能となる。

なお、上記潤滑油の代りに他の液状媒体を使用すること
も可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、センサがメッシュ
状の電極からなるためにセンサ内の潤滑油の流動性およ
び入換え性が改善され、これによって潤滑油中のクーラ
ン）Ｉを正確に検出することが可能となる。また、オイ
ルタンクの深さ方向にセンサを複数個取り付けることに
より、潤滑油の劣化度合が深さ方向に不均一であっても
確実に検出可能となり、センサを上下に移動するなどの
不便を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく原理構成を示す図、第２図は本
発明の一実施例を示す図、 第３図は本発明に基づき実測された潤滑油中のクーラン
ト量を示す検出電流−水分含有率特性図、第４図は本発
明に基づくセンサ部■の具体例を示す側面図および底面
図、 第５図は本発明の一実施例の具体例を示す図、第６図は
工作機械における加工作業状態を示す図である。 ｌ・・・センサ、　　　　　２・・・パルス電圧源、３
・・・電流検出部、　　　４・・・潤滑油、５・・・オ
イルタンク、　　　６・・・測定部、６ａ・・・測定時
期設定器、　８・・・警報出力判定部。 本発明に基づく原理構成を示す図 第１図 １・・・センサ ４・・・潤滑油 ５゛°゛オイルタンク 特開口ＵＧ３−２Ｇ２５４７（６） ２０・・・コネクタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一対の電極からなり、潤滑油中に置かれ
   るセンサと、該センサに規定のパルス電圧を印加するパ
   ルス電圧源と、該パルス電圧により該センサに流れる過
   渡応答電流を検出する電流検出部とからなり潤滑油の劣
   化状態を検出する装置において、 前記センサがメッシュ状の電極からなると共に、該潤滑
   油の深さ方向に複数個取り付けられ、それぞれを並列接
   続してなり、各センサに流れる過渡応答電流を加算して
   検出することを特徴とするクーラント量検出装置。 ２、前記パルス電圧源からのパルス電圧の印加時期と前
   記電流検出部における検出時期とをそれぞれ任意に設定
   する測定時期設定器を有する特許請求の範囲第１項に記
   載のクーラント量検出装置。 特許請求の範囲第１項に記載のクーラント量検出３、前
   記電流検出部からの検出電流が予め設定した基準値以上
   になった場合に警報を出力する警報出力判定部を有する
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のクーラント量
   検出装置。