WO2012074109A1 - 潤滑油劣化センサ - Google Patents

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WO2012074109A1
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卓也 白田
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ナブテスコ株式会社
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    • G01N2201/062—LED's

Definitions

  • the present invention relates to a lubricant deterioration sensor for detecting deterioration of lubricant in a machine.
  • an oil intrusion gap is formed on the optical path from the infrared LED (Light Emitting Diode) to the photodiode to allow the oil to enter the oil.
  • the oil deterioration level sensors described in Patent Documents 1 and 2 can measure the concentration of insoluble matter in the lubricating oil as the deterioration degree of the lubricating oil, but specify the type of contaminant in the lubricating oil. There is a problem that you can not.
  • the technology for identifying the type of pollutants in lubricating oil is to irradiate the membrane filter after filtering the lubricating oil with an LED, and the reflected light from the pollutants on the membrane filter is converted to RGB digital values by the light receiving element. And a technique for identifying the type of contaminant in the lubricating oil based on the converted RGB digital values is known (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).
  • Non-Patent Documents 1 and 2 have a problem that it is necessary to extract the lubricating oil from the machine and filter it with a membrane filter, which lacks immediacy.
  • an object of the present invention is to provide a lubricant deterioration sensor that can immediately identify the type of contaminant in the lubricant oil of a machine.
  • the lubricant deterioration sensor of the present invention is a lubricant deterioration sensor that is installed in a machine and detects deterioration of the lubricant of the machine, and includes a white light emitting element that emits white light, and a color of the received light.
  • the gap forming member transmits light emitted by the white light emitting element, and the oil gap is disposed on an optical path from the white light emitting element to the color light receiving element.
  • the lubricant deterioration sensor of the present invention is a color light receiving element for light of a wavelength that is not absorbed by contaminants in the lubricant in the oil gap among the white light emitted by the white light emitting element.
  • the color of the contaminant in the lubricating oil of the machine can be detected immediately. That is, the lubricant deterioration sensor of the present invention can immediately identify the type of contaminant in the lubricant oil of the machine based on the color detected by the color light receiving element.
  • the gap forming member of the lubricant deterioration sensor of the present invention may have a reflecting surface that bends the optical path.
  • the lubricant deterioration sensor according to the present invention is smaller in size by arranging the white light emitting element and the color light receiving element closer than the structure in which the optical path from the white light emitting element to the color light receiving element is in a straight line. can do.
  • the lubricant deterioration sensor of the present invention has not only the role of forming the gap for oil as well as the role of bending the optical path, but also a separate member for bending the optical path instead of the gap forming member. Compared with, the number of parts can be reduced.
  • the gap forming member of the lubricant deterioration sensor of the present invention includes two right-angle prisms each having the reflection surface that bends the optical path by 90 degrees, and the reflection surfaces of the two right-angle prisms The optical path may be bent 180 degrees, and the oil gap may be formed between the two right-angle prisms.
  • the lubricant deterioration sensor of the present invention can be downsized with a simple configuration having a small number of parts.
  • the lubricant deterioration sensor of the present invention may include an optical path enclosing member that surrounds at least a part of the optical path, and the optical path enclosing member may be subjected to a treatment for preventing light reflection.
  • the lubricant deterioration sensor of the present invention prevents unnecessary reflected light from being received by the color light receiving element. Therefore, compared with the configuration in which unnecessary reflected light is received by the color light receiving element, contamination in the lubricating oil is prevented. The detection accuracy of the color of the substance can be improved.
  • the surface of the gap forming member of the lubricant deterioration sensor of the present invention, on which the oil gap is formed, is coated with a coating such that sludge or other dirt in the lubricating oil is difficult to adhere, or the gap forming member.
  • a coating such that sludge or other dirt in the lubricating oil is difficult to adhere, or the gap forming member.
  • it may be made of a material that hardly adheres to dirt in the lubricating oil such as sludge.
  • the surface of the gap forming member that forms the oil gap may be subjected to an oil repellent treatment.
  • the lubricant deterioration sensor of the present invention can improve the detection accuracy of the color of the contaminant in the lubricant.
  • the surface of the gap forming member on which the oil gap is formed is coated such that sludge or other dirt in the lubricating oil is difficult to adhere, or the gap forming member.
  • it is made of a material that does not easily adhere to the dirt in the lubricating oil such as sludge, it is difficult for the dirt to adhere to the surface that forms the oil gap. It can suppress that it falls by adhesion.
  • the lubricating oil deterioration sensor of the present invention can immediately identify the type of contaminant in the lubricating oil of the machine.
  • FIG. (A) is a front view of the support member shown in FIG. (B) is front sectional drawing of the supporting member shown in FIG. (A) is a side view of the supporting member shown in FIG. (B) is side surface sectional drawing of the supporting member shown in FIG. (A) is a top view of the supporting member shown in FIG. (B) is a bottom view of the support member shown in FIG. (A) is a front view of the holder shown in FIG. (B) is front sectional drawing of the holder shown in FIG.
  • FIG. (A) is a side view of the holder shown in FIG. (B) is side surface sectional drawing of the holder shown in FIG. (A) is a top view of the holder shown in FIG. (B) is a bottom view of the holder shown in FIG. It is a figure which shows the optical path from white LED shown in FIG. 2 to RGB sensor.
  • (A) is front sectional drawing of the cover shown in FIG. (B) is side surface sectional drawing of the cover shown in FIG. (A) is a top view of the cover shown in FIG. (B) is a bottom view of the cover shown in FIG.
  • FIG. 1 is a front view of a lubricant deterioration sensor 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the lubricant deterioration sensor 10 attached to the machine 90.
  • the lubricant deterioration sensor 10 is a device that is installed in the machine 90 and detects deterioration of the lubricant 91 of the machine 90.
  • the lubricant deterioration sensor 10 is supported by an aluminum alloy support member 20 that supports each component of the lubricant deterioration sensor 10, an aluminum alloy holder 30 that is fixed to the support member 20 with screws 11, and the holder 30.
  • the gap forming member 40 is constituted by two glass right-angle prisms 41 and 42, and an oil gap 40 a that is a gap for the lubricating oil 91 to enter is formed between the two right-angle prisms 41 and 42. ing.
  • the electronic component group 50 is disposed on the side opposite to the white LED 52 and the RGB sensor 53 side with respect to the circuit board 51, the white LED 52 mounted on the circuit board 51, the RGB sensor 53 mounted on the circuit board 51, and the circuit board 51.
  • a plurality of pillars 57 for fixing the board 56 and a connector 58 mounted on the circuit board 56 on the side opposite to the circuit board 54 side are provided.
  • a plurality of electronic components are mounted on the circuit board 51, the circuit board 54, and the circuit board 56.
  • the circuit board 51, the circuit board 54, and the circuit board 56 are electrically connected to each other.
  • the lubricant deterioration sensor 10 includes an O-ring 14 that prevents leakage of the lubricant 91 from between the support member 20 and the machine 90, and an O-ring that prevents leakage of the lubricant 91 from between the support member 20 and the holder 30. 15.
  • FIG. 3A is a front view of the support member 20.
  • FIG. 3B is a front sectional view of the support member 20.
  • FIG. 4A is a side view of the support member 20.
  • FIG. 4B is a side sectional view of the support member 20.
  • FIG. 5A is a plan view of the support member 20.
  • FIG. 5B is a bottom view of the support member 20.
  • the support member 20 includes a screw portion 21 for fixing to the screw hole 90 a of the machine 90, and when the screw portion 21 is rotated with respect to the screw hole 90 a of the machine 90.
  • An octagonal tool contact portion 22 to be gripped by a tool and a holder storage portion 23 in which the holder 30 is stored are provided.
  • the support member 20 includes a hole 24 into which the white LED 52 is inserted, a hole 25 into which the RGB sensor 53 is inserted, two holes 26 into which the screw 11 is inserted, and 2 through which the screw 12 is screwed.
  • Two screw holes 27 and two screw holes 28 into which the screws 13 are screwed are formed.
  • the support member 20 supports the white LED 52 and the RGB sensor 53 via the circuit board 51.
  • the support member 20 supports the gap forming member 40 via the holder 30.
  • FIG. 6A is a front view of the holder 30.
  • FIG. 6B is a front sectional view of the holder 30.
  • FIG. 7A is a side view of the holder 30.
  • FIG. 7B is a side cross-sectional view of the holder 30.
  • FIG. 8A is a plan view of the holder 30.
  • FIG. 8B is a bottom view of the holder 30.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an optical path 10 a from the white LED 52 to the RGB sensor 53.
  • the holder 30 includes a prism storage unit 31 that stores a right-angle prism 41, a prism storage unit 32 that stores a right-angle prism 42, and a white LED 52.
  • LED storage portion 33 is provided.
  • the holder 30 is screwed with a screw 34 for the RGB sensor 53, a hole 35 for communicating the prism accommodating portion 31 and the LED accommodating portion 33, a hole 36 for communicating the prism accommodating portion 32 and the hole 34, and the screw 11.
  • An annular groove 39 b is formed to prevent the adhesive that fixes the right-angle prism 42 from entering the hole 36 in the storage portion 32.
  • the prism storage unit 31 includes two walls 31a that sandwich the right-angle prism 41, and the right-angle prism 41 is fixed to the wall 31a with an adhesive.
  • the prism storage unit 32 includes two walls 32a that sandwich the right-angle prism 42, and the right-angle prism 42 is fixed to the wall 32a with an adhesive.
  • the holder 30 surrounds at least a part of the optical path 10a from the white LED 52 to the RGB sensor 53 by the LED storage portion 33, the hole 35, the prism storage portion 31, the prism storage portion 32, the hole 36, and the hole 34.
  • the optical path enclosing member is configured.
  • the holder 30 is subjected to a treatment for preventing reflection of light, for example, a matte black alumite treatment.
  • the oil gap 40 a of the gap forming member 40 is disposed on the optical path 10 a from the white LED 52 to the RGB sensor 53.
  • the right-angle prisms 41 and 42 transmit light emitted by the white LED 52.
  • the right-angle prism 41 includes an incident surface 41a on which light emitted by the white LED 52 is incident, a reflecting surface 41b that reflects the light incident from the incident surface 41a and bends the traveling direction of the light by 90 degrees, and light reflected by the reflecting surface 41b. Is formed.
  • the right-angle prism 42 includes an incident surface 42a on which light emitted from the emission surface 41c of the right-angle prism 41 is incident, a reflection surface 42b that reflects the light incident from the incident surface 42a and bends the traveling direction of the light by 90 degrees, and a reflection surface An emission surface 42c from which the light reflected by 42b is emitted is formed.
  • the incident surface 41a, the reflecting surface 41b and the emitting surface 41c of the right-angle prism 41 and the incident surface 42a, the reflecting surface 42b and the emitting surface 42c of the right-angle prism 42 are optically polished.
  • the reflective surface 41b of the right-angle prism 41 and the reflective surface 42b of the right-angle prism 42 are provided with an aluminum vapor deposition film. Then, the hardness and adhesion strength to protect the weak aluminum deposition film, SiO 2 film is further applied over the aluminum deposition film.
  • the optical path 10a is bent 90 degrees at the reflection surface 41b of the right-angle prism 41, and is also bent 90 degrees at the reflection surface 42b of the right-angle prism 42. That is, the optical path 10 a is bent 180 degrees by the gap forming member 40.
  • the distance between the exit surface 41c of the right-angle prism 41 and the incident surface 42a of the right-angle prism 42 that is, the length of the oil gap 40a is, for example, 1 mm. If the length of the oil gap 40a is too short, it is difficult for the contaminants in the lubricating oil 91 to properly flow through the oil gap 40a, so that the color detection accuracy of the contaminants in the lubricating oil 91 is reduced. On the other hand, if the oil gap 40a is too long, the light emitted from the white LED 52 is too absorbed by the contaminants in the lubricating oil 91 in the oil gap 40a to reach the RGB sensor 53. The detection accuracy of the color of the contaminant in the oil 91 is lowered. Therefore, the length of the oil gap 40a is preferably set appropriately so that the detection accuracy of the color of the contaminant in the lubricating oil 91 is increased.
  • the white LED 52 is an electronic component that emits white light, and constitutes the white light emitting element of the present invention.
  • NSPW500GS-K1 manufactured by Nichia Corporation may be used as the white LED 52.
  • the RGB sensor 53 is an electronic component that detects the color of received light, and constitutes the color light receiving element of the present invention.
  • As the RGB sensor 53 for example, S9032-02 manufactured by Hamamatsu Photonics Corporation may be used.
  • the connector 58 is connected to a connector 95 of a device external to the lubricant deterioration sensor 10, and power is supplied from the external device via the connector 95.
  • the detection result is output as an electrical signal to an external device via the connector 95.
  • FIG. 10A is a front sectional view of the cover 60.
  • FIG. 10B is a side sectional view of the cover 60.
  • FIG. 11A is a plan view of the cover 60.
  • FIG. 11B is a bottom view of the cover 60.
  • the cover 60 is formed with a hole 61 into which the connector 58 is inserted and two holes 62 into which the screw 13 is inserted.
  • the cover 60 is subjected to a treatment for preventing reflection of light, such as a matte black alumite treatment.
  • the surface of the prism housing 31 of the holder 30 that is in contact with the incident surface 41a of the right-angle prism 41 and the outer surface of the groove 39a, and the two walls 31a of the prism housing 31 among the surfaces of the right-angle prism 41 Adhesive is applied to the two surfaces that come into contact with each other, and the right-angle prism 41 is fixed to the prism housing 31 by the adhesive.
  • Adhesive is applied to the two surfaces in contact with each other, and the right-angle prism 42 is fixed to the prism storage portion 32 by the adhesive.
  • the white LED 52 is fixed to the LED storage portion 33 of the holder 30 with an adhesive.
  • the holder 30 to which the O-ring 15 is attached is fixed to the holder housing portion 23 of the support member 20 to which the O-ring 14 is attached by the screw 11.
  • an electronic component group 50 in which various electronic components other than the white LED 52 such as the circuit board 51, the RGB sensor 53, and the connector 58 are assembled in advance is fixed to the support member 20 with the screws 12, and the white LED 52 is soldered to the circuit board 51. Fixed by.
  • the tool contact portion 22 of the support member 20 is gripped by a tool, and the screw portion 21 of the support member 20 is screwed into the screw hole 90a of the machine 90, whereby the lubricant deterioration sensor 10 is fixed to the machine 90.
  • the connector 95 of the device outside the lubricant deterioration sensor 10 is connected to the connector 58.
  • Lubricating oil deterioration sensor 10 emits white light from white LED 52 by electric power supplied from an external device via connector 58.
  • the lubricant deterioration sensor 10 outputs the RGB light amounts of the light received by the RGB sensor 53 to an external device via the connector 58 as electrical signals.
  • the lubricant deterioration sensor 10 may be equipped with a sensor other than the RGB sensor 53 separately.
  • the temperature sensor for detecting the temperature of the lubricating oil 91 is included in the electronic component group 50, the temperature of the lubricating oil deterioration sensor 10 is also externally supplied via the connector 58 as an electrical signal. Can be output to other devices.
  • the lubricant deterioration sensor 10 detects RGB light with a wavelength that is not absorbed by the contaminant in the lubricant 91 in the oil gap 40a among the white light emitted by the white LED 52. Since the color is detected by the sensor 53, the color of the contaminant in the lubricating oil 91 of the machine 90 can be detected immediately. That is, the lubricant deterioration sensor 10 can immediately specify the type of contaminant in the lubricant 91 of the machine 90 based on the color detected by the RGB sensor 53 by an external device such as a computer.
  • the electronic component group 50 may include an electronic component that identifies the type of contaminant in the lubricating oil 91 of the machine 90 based on the color detected by the RGB sensor 53.
  • the lubricant deterioration sensor 10 is formed with the reflection surfaces 41b and 42b that bend the optical path 10a in the gap forming member 40, compared to the configuration in which the optical path 10a from the white LED 52 to the RGB sensor 53 is a straight line, The white LED 52 and the RGB sensor 53 can be arranged close to each other to reduce the overall size. Further, the lubricant deterioration sensor 10 has not only the role of the gap forming member 40 forming the oil gap 40a but also the role of bending the optical path 10a. Therefore, a member that bends the optical path 10a instead of the gap forming member 40 is provided. Compared to a separately provided configuration, the number of parts can be reduced.
  • the gap forming member 40 is configured by two right-angle prisms 41 and 42 formed with reflection surfaces 41 b and 42 b that bend the optical path 10 a by 90 degrees, respectively.
  • the optical path 10a is bent 180 degrees by the reflecting surfaces 41b and 42b of 42, and the oil gap 40a is formed between the two right-angle prisms 41 and 42. Therefore, the size can be reduced with a simple configuration with a small number of parts. be able to.
  • the lubricant deterioration sensor 10 includes a holder 30 that surrounds at least a part of the optical path 10a, and the surface of the holder 30 is subjected to a process for preventing light reflection. Can be prevented from being received by the RGB sensor 53. Therefore, the lubricant deterioration sensor 10 can improve the detection accuracy of the color of the contaminant in the lubricant 91 as compared with the configuration in which the RGB sensor 53 receives unnecessary reflected light.
  • the lubricant deterioration sensor 10 has an oil-repellent treatment applied to the surface of the gap forming member 40 that forms the oil gap 40a, that is, the exit surface 41c of the right-angle prism 41 and the incident surface 42a of the right-angle prism 42. Also good.
  • the lubricant deterioration sensor 10 can improve the detection accuracy of the color of the contaminant in the lubricant 91 when the exit surface 41c of the right-angle prism 41 and the incident surface 42a of the right-angle prism 42 are subjected to oil repellency treatment. it can.
  • the exit surface 41c of the right-angle prism 41 and the entrance surface 42a of the right-angle prism 42 when the oil repellent treatment is applied to the exit surface 41c of the right-angle prism 41 and the entrance surface 42a of the right-angle prism 42, the exit surface 41c of the right-angle prism 41 and the entrance surface 42a of the right-angle prism 42. Therefore, it is possible to prevent the detection accuracy of the color of the contaminant in the lubricating oil 91 from being deteriorated due to the adhesion of dirt.
  • the arrangement of the white LED 52 and the RGB sensor 53 may be an arrangement other than the arrangement described in the present embodiment.
  • the optical path 10a from the white LED 52 to the RGB sensor 53 may be in a straight line.
  • the lubricant deterioration sensor 10 may be configured to bend the optical path 10a by a configuration other than a right angle prism.
  • examples of coatings and materials that are difficult to adhere dirt (sludge) in lubricating oil include fluorine coating and transparent silicone resin.
  • the lubricating oil deterioration sensor of the present invention can immediately identify the type of contaminant in the lubricating oil of the machine.
  • Lubricating oil deterioration sensor 10a Optical path 20 Support member 30 Holder (optical path surrounding member) 40 Gap forming member 40a Oil gap 41 Right angle prism 41b Reflecting surface 41c Output surface (surface forming oil gap) 42 Right angle prism 42a Incident surface (surface that forms a gap for oil) 42b Reflecting surface 52 White LED (white light emitting element) 53 RGB sensor (color light receiving element) 90 Machine 91 Lubricating oil

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Abstract

　機械の潤滑油中の汚染物質の種類を即時に特定可能にすることができる潤滑油劣化センサを提供する。　潤滑油劣化センサ１０は、機械９０に設置されて機械９０の潤滑油９１の劣化を検出するためのセンサであって、白色の光を発する白色ＬＥＤ５２と、受けた光の色を検出するＲＧＢセンサ５３と、潤滑油９１が侵入するための隙間である油用隙間４０ａが形成された隙間形成部材４０と、白色ＬＥＤ５２、ＲＧＢセンサ５３および隙間形成部材４０を支持する支持部材２０とを備えており、隙間形成部材４０は、白色ＬＥＤ５２によって発せられる光を透過させ、油用隙間４０ａは、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路上に配置されていることを特徴とする。

Description

潤滑油劣化センサ
　本発明は、機械の潤滑油の劣化を検出するための潤滑油劣化センサに関する。
　従来、潤滑油劣化センサとして、潤滑油が侵入するためのオイル侵入用空隙部を赤外ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）からフォトダイオードまでの光路上に形成し、赤外ＬＥＤの出射光に対するオイル侵入用空隙部内の潤滑油による光吸収量をフォトダイオードの受光量によって測定することによって、測定した光吸収量と相関する潤滑油の劣化度を判定するオイル劣化度センサが知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
　しかしながら、特許文献１、２に記載されたオイル劣化度センサは、潤滑油の劣化度として潤滑油中の不溶解分の濃度を測定することができるが、潤滑油中の汚染物質の種類を特定することができないという問題がある。
　潤滑油中の汚染物質の種類を特定する技術としては、潤滑油の濾過後のメンブランフィルタにＬＥＤによって光を照射して、メンブランフィルタ上の汚染物質からの反射光を受光素子でＲＧＢのデジタル値に変換し、変換したＲＧＢのデジタル値に基づいて潤滑油中の汚染物質の種類を特定する技術が知られている（例えば、非特許文献１、２参照。）。
日本国特開平７－１４６２３３号公報 日本国特開平１０－１０４１６０号公報 山口　智彦、外４名、「潤滑油汚染物質の色相判別法」、福井大学工学部　研究報告、２００３年３月、第５１巻、第１号、p.81-88 本田　知己、「潤滑油の劣化診断・検査技術」、精密工学会誌、２００９年、第７５巻、第３号、p.359-362
　しかしながら、非特許文献１、２に記載された技術は、機械から潤滑油を抜き取ってメンブランフィルタで濾過する必要があり、即時性に欠けるという問題がある。
　そこで、本発明は、機械の潤滑油中の汚染物質の種類を即時に特定可能にすることができる潤滑油劣化センサを提供することを目的とする。
　本発明の潤滑油劣化センサは、機械に設置されて前記機械の潤滑油の劣化を検出するための潤滑油劣化センサであって、白色の光を発する白色発光素子と、受けた光の色を検出するカラー受光素子と、前記潤滑油が侵入するための隙間である油用隙間が形成された隙間形成部材と、前記白色発光素子、前記カラー受光素子および前記隙間形成部材を支持する支持部材とを備えており、前記隙間形成部材は、前記白色発光素子によって発せられる光を透過させ、前記油用隙間は、前記白色発光素子から前記カラー受光素子までの光路上に配置されていることを特徴とする。
　この構成により、本発明の潤滑油劣化センサは、白色発光素子によって発せられた白色の光のうち油用隙間において潤滑油中の汚染物質によって吸収されなかった波長の光に対して、カラー受光素子によって色を検出するので、機械の潤滑油中の汚染物質の色を即時に検出することができる。つまり、本発明の潤滑油劣化センサは、カラー受光素子によって検出した色に基づいて機械の潤滑油中の汚染物質の種類を即時に特定可能にすることができる。
　また、本発明の潤滑油劣化センサの前記隙間形成部材は、前記光路を曲げる反射面が形成されていても良い。
　この構成により、本発明の潤滑油劣化センサは、白色発光素子からカラー受光素子までの光路が一直線である構成と比較して、白色発光素子およびカラー受光素子を近くに配置して全体を小型化することができる。また、本発明の潤滑油劣化センサは、隙間形成部材が油用隙間を形成する役割だけでなく、光路を曲げる役割も備えているので、隙間形成部材の代わりに光路を曲げる部材を別途備える構成と比較して、部品点数を減らすことができる。
　また、本発明の潤滑油劣化センサの前記隙間形成部材は、前記光路を９０度曲げる前記反射面がそれぞれ形成されている２つの直角プリズムを備えており、前記２つの直角プリズムの前記反射面によって前記光路を１８０度曲げ、前記油用隙間は、前記２つの直角プリズムの間に形成されていても良い。
　この構成により、本発明の潤滑油劣化センサは、部品点数の少ない簡単な構成で小型化することができる。
　また、本発明の潤滑油劣化センサは、前記光路の少なくとも一部を囲む光路囲み部材を備えており、前記光路囲み部材は、光の反射を防止する処理が表面に施されていても良い。
　この構成により、本発明の潤滑油劣化センサは、不要な反射光をカラー受光素子が受けることを防止するので、不要な反射光をカラー受光素子が受ける構成と比較して、潤滑油中の汚染物質の色の検出精度を向上することができる。
　また、本発明の潤滑油劣化センサの前記隙間形成部材のうち前記油用隙間を形成する面に、スラッジ等の潤滑油中の汚れが付着し難いコーティングが施されているか、あるいは前記隙間形成部材が、スラッジ等の潤滑油中の汚れが付着し難い材料からなっていても良い。さらに、前記隙間形成部材のうち前記油用隙間を形成する面は、撥油処理が施されていても良い。
　この構成により、本発明の潤滑油劣化センサは、潤滑油中の汚染物質の色の検出精度を向上することができる。また、本発明の潤滑油劣化センサは、隙間形成部材のうち前記油用隙間を形成する面に、スラッジ等の潤滑油中の汚れが付着し難いコーティングが施されているか、あるいは前記隙間形成部材が、スラッジ等の潤滑油中の汚れが付着し難い材料からなっている場合、油用隙間を形成する面に汚れが付着し難いので、潤滑油中の汚染物質の色の検出精度が汚れの付着によって低下することを抑えることができる。
　本発明の潤滑油劣化センサは、機械の潤滑油中の汚染物質の種類を即時に特定可能にすることができる。
本発明の一実施の形態に係る潤滑油劣化センサの正面図である。 図１に示す潤滑油劣化センサの正面断面図である。 （ａ）は、図１に示す支持部材の正面図である。（ｂ）は、図１に示す支持部材の正面断面図である。 （ａ）は、図１に示す支持部材の側面図である。（ｂ）は、図１に示す支持部材の側面断面図である。 （ａ）は、図１に示す支持部材の平面図である。（ｂ）は、図１に示す支持部材の底面図である。 （ａ）は、図１に示すホルダの正面図である。（ｂ）は、図１に示すホルダの正面断面図である。 （ａ）は、図１に示すホルダの側面図である。（ｂ）は、図１に示すホルダの側面断面図である。 （ａ）は、図１に示すホルダの平面図である。（ｂ）は、図１に示すホルダの底面図である。 図２に示す白色ＬＥＤからＲＧＢセンサまでの光路を示す図である。 （ａ）は、図１に示すカバーの正面断面図である。（ｂ）は、図１に示すカバーの側面断面図である。 （ａ）は、図１に示すカバーの平面図である。（ｂ）は、図１に示すカバーの底面図である。
　以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
　まず、本実施の形態に係る潤滑油劣化センサの構成について説明する。
　図１は、本実施の形態に係る潤滑油劣化センサ１０の正面図である。図２は、機械９０に取り付けられた状態での潤滑油劣化センサ１０の正面断面図である。
　図１および図２に示すように、潤滑油劣化センサ１０は、機械９０に設置されて機械９０の潤滑油９１の劣化を検出するための装置である。
　潤滑油劣化センサ１０は、潤滑油劣化センサ１０の各部品を支持するアルミニウム合金製の支持部材２０と、支持部材２０にネジ１１によって固定されたアルミニウム合金製のホルダ３０と、ホルダ３０に保持された隙間形成部材４０と、支持部材２０にネジ１２によって固定された回路基板５１を備えている電子部品群５０と、支持部材２０にネジ１３によって固定されたアルミニウム合金製のカバー６０とを備えている。
　隙間形成部材４０は、２つのガラス製の直角プリズム４１、４２によって構成されており、潤滑油９１が侵入するための隙間である油用隙間４０ａが２つの直角プリズム４１、４２の間に形成されている。
　電子部品群５０は、回路基板５１に実装された白色ＬＥＤ５２と、回路基板５１に実装されたＲＧＢセンサ５３と、回路基板５１に対して白色ＬＥＤ５２およびＲＧＢセンサ５３側とは反対側に配置された回路基板５４と、回路基板５１および回路基板５４を固定する複数本の柱５５と、回路基板５４に対して回路基板５１側とは反対側に配置された回路基板５６と、回路基板５４および回路基板５６を固定する複数本の柱５７と、回路基板５４側とは反対側に回路基板５６に実装されたコネクタ５８とを備えている。回路基板５１、回路基板５４および回路基板５６は、複数の電子部品が実装されている。また、回路基板５１、回路基板５４および回路基板５６は、互いに電気的に接続されている。
　潤滑油劣化センサ１０は、支持部材２０および機械９０の間からの潤滑油９１の漏れを防止するＯリング１４と、支持部材２０およびホルダ３０の間からの潤滑油９１の漏れを防止するＯリング１５とを備えている。
　図３（ａ）は、支持部材２０の正面図である。図３（ｂ）は、支持部材２０の正面断面図である。図４（ａ）は、支持部材２０の側面図である。図４（ｂ）は、支持部材２０の側面断面図である。図５（ａ）は、支持部材２０の平面図である。図５（ｂ）は、支持部材２０の底面図である。
　図１～図５に示すように、支持部材２０は、機械９０のネジ穴９０ａに固定されるためのネジ部２１と、機械９０のネジ穴９０ａに対してネジ部２１が回転させられるときに工具によって掴まれるための八角形状の工具接触部２２と、ホルダ３０が収納されるホルダ収納部２３とを備えている。また、支持部材２０は、白色ＬＥＤ５２が挿入される穴２４と、ＲＧＢセンサ５３が挿入される穴２５と、ネジ１１が挿入されるための２つの穴２６と、ネジ１２がねじ込まれるための２つのネジ穴２７と、ネジ１３がねじ込まれるための２つのネジ穴２８とが形成されている。
　なお、支持部材２０は、回路基板５１を介して白色ＬＥＤ５２およびＲＧＢセンサ５３を支持している。また、支持部材２０は、ホルダ３０を介して隙間形成部材４０を支持している。
　図６（ａ）は、ホルダ３０の正面図である。図６（ｂ）は、ホルダ３０の正面断面図である。図７（ａ）は、ホルダ３０の側面図である。図７（ｂ）は、ホルダ３０の側面断面図である。図８（ａ）は、ホルダ３０の平面図である。図８（ｂ）は、ホルダ３０の底面図である。図９は、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａを示す図である。
　図１、図２および図６～図９に示すように、ホルダ３０は、直角プリズム４１が収納されるプリズム収納部３１と、直角プリズム４２が収納されるプリズム収納部３２と、白色ＬＥＤ５２が収納されるＬＥＤ収納部３３とを備えている。また、ホルダ３０は、ＲＧＢセンサ５３用の穴３４と、プリズム収納部３１およびＬＥＤ収納部３３を連通する穴３５と、プリズム収納部３２および穴３４を連通する穴３６と、ネジ１１がねじ込まれるための２つのネジ穴３７と、Ｏリング１５が嵌る溝３８と、プリズム収納部３１に直角プリズム４１を固定する接着剤が穴３５に浸入することを防止するための環状の溝３９ａと、プリズム収納部３２に直角プリズム４２を固定する接着剤が穴３６に浸入することを防止するための環状の溝３９ｂとが形成されている。
　プリズム収納部３１は、直角プリズム４１を挟み込む２つの壁３１ａを備えており、壁３１ａにおいて接着剤によって直角プリズム４１を固定している。プリズム収納部３２は、直角プリズム４２を挟み込む２つの壁３２ａを備えており、壁３２ａにおいて接着剤によって直角プリズム４２を固定している。
　ホルダ３０は、ＬＥＤ収納部３３、穴３５、プリズム収納部３１、プリズム収納部３２、穴３６および穴３４によって、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａの少なくとも一部を囲んでおり、本発明の光路囲み部材を構成している。
　ホルダ３０は、例えば艶消しの黒アルマイト処理のように、光の反射を防止する処理が表面に施されている。
　図９に示すように、隙間形成部材４０の油用隙間４０ａは、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａ上に配置されている。
　直角プリズム４１、４２は、白色ＬＥＤ５２によって発せられる光を透過させる。直角プリズム４１は、白色ＬＥＤ５２によって発せられる光が入射する入射面４１ａと、入射面４１ａから入射した光を反射して光の進行方向を９０度曲げる反射面４１ｂと、反射面４１ｂで反射した光が出射する出射面４１ｃとが形成されている。直角プリズム４２は、直角プリズム４１の出射面４１ｃから出射した光が入射する入射面４２ａと、入射面４２ａから入射した光を反射して光の進行方向を９０度曲げる反射面４２ｂと、反射面４２ｂで反射した光が出射する出射面４２ｃとが形成されている。
　直角プリズム４１の入射面４１ａ、反射面４１ｂおよび出射面４１ｃと、直角プリズム４２の入射面４２ａ、反射面４２ｂおよび出射面４２ｃとは、光学研磨されている。また、直角プリズム４１の反射面４１ｂと、直角プリズム４２の反射面４２ｂとは、アルミ蒸着膜が施されている。そして、硬度や密着力が弱いアルミ蒸着膜を保護するために、ＳｉＯ２膜がアルミ蒸着膜上に更に施されている。
　光路１０ａは、直角プリズム４１の反射面４１ｂで９０度曲げられていて、直角プリズム４２の反射面４２ｂでも９０度曲げられている。すなわち、光路１０ａは、隙間形成部材４０によって１８０度曲げられている。
　直角プリズム４１の出射面４１ｃと、直角プリズム４２の入射面４２ａとの距離、すなわち、油用隙間４０ａの長さは、例えば１ｍｍである。油用隙間４０ａの長さが短過ぎる場合、潤滑油９１中の汚染物質が油用隙間４０ａを適切に流通し難いので、潤滑油９１中の汚染物質の色の検出精度が落ちる。一方、油用隙間４０ａの長さが長過ぎる場合、白色ＬＥＤ５２から発せられた光が油用隙間４０ａ内の潤滑油９１中の汚染物質によって吸収され過ぎてＲＧＢセンサ５３まで届き難いので、やはり潤滑油９１中の汚染物質の色の検出精度が落ちる。したがって、油用隙間４０ａの長さは、潤滑油９１中の汚染物質の色の検出精度が高くなるように、適切に設定されることが好ましい。
　白色ＬＥＤ５２は、白色の光を発する電子部品であり、本発明の白色発光素子を構成している。白色ＬＥＤ５２として、例えば、日亜化学工業株式会社製のNSPW500GS-K1が使用されても良い。
　ＲＧＢセンサ５３は、受けた光の色を検出する電子部品であり、本発明のカラー受光素子を構成している。ＲＧＢセンサ５３として、例えば、浜松ホトニクス株式会社製のS9032-02が使用されても良い。
　図２に示すように、コネクタ５８は、潤滑油劣化センサ１０の外部の装置のコネクタ９５が接続されて、外部の装置からコネクタ９５を介して電力が供給されるとともに、潤滑油劣化センサ１０の検出結果を電気信号としてコネクタ９５を介して外部の装置に出力するようになっている。
　図１０（ａ）は、カバー６０の正面断面図である。図１０（ｂ）は、カバー６０の側面断面図である。図１１（ａ）は、カバー６０の平面図である。図１１（ｂ）は、カバー６０の底面図である。
　図１、図２、図１０および図１１に示すように、カバー６０は、コネクタ５８が挿入される穴６１と、ネジ１３が挿入されるための２つの穴６２とが形成されている。
　カバー６０は、例えば艶消しの黒アルマイト処理のように、光の反射を防止する処理が表面に施されている。
　次に、潤滑油劣化センサ１０の組立方法について説明する。
　まず、ホルダ３０のプリズム収納部３１うち直角プリズム４１の入射面４１ａと接触する面であって溝３９ａの外周側の面と、直角プリズム４１の面のうちプリズム収納部３１の２つの壁３１ａとそれぞれ接触する２つの面とに接着剤が塗られ、その接着剤によってプリズム収納部３１に直角プリズム４１が固定される。また、ホルダ３０のプリズム収納部３２うち直角プリズム４２の出射面４２ｃと接触する面であって溝３９ｂの外周側の面と、直角プリズム４２の面のうちプリズム収納部３２の２つの壁３２ａとそれぞれ接触する２つの面とに接着剤が塗られ、その接着剤によってプリズム収納部３２に直角プリズム４２が固定される。また、ホルダ３０のＬＥＤ収納部３３に白色ＬＥＤ５２が接着剤によって固定される。
　次いで、Ｏリング１５が取り付けられたホルダ３０が、Ｏリング１４が取り付けられた支持部材２０のホルダ収納部２３にネジ１１によって固定される。
　次いで、回路基板５１、ＲＧＢセンサ５３、コネクタ５８など、白色ＬＥＤ５２を除く各種の電子部品が予め組み上げられた電子部品群５０が支持部材２０にネジ１２によって固定され、白色ＬＥＤ５２が回路基板５１にハンダによって固定される。
　最後に、カバー６０が支持部材２０にネジ１３によって固定される。
　次に、機械９０への潤滑油劣化センサ１０の設置方法について説明する。
　まず、支持部材２０の工具接触部２２が工具によって掴まれて、機械９０のネジ穴９０ａに支持部材２０のネジ部２１がねじ込まれることによって、機械９０に潤滑油劣化センサ１０が固定される。
　そして、潤滑油劣化センサ１０の外部の装置のコネクタ９５がコネクタ５８に接続される。
　次に、潤滑油劣化センサ１０の動作について説明する。
　潤滑油劣化センサ１０は、コネクタ５８を介して外部の装置から供給される電力によって白色ＬＥＤ５２から白色の光を発する。
　そして、潤滑油劣化センサ１０は、ＲＧＢセンサ５３によって受けた光のＲＧＢの各色の光量を電気信号としてコネクタ５８を介して外部の装置に出力する。
　なお、潤滑油劣化センサ１０は、ＲＧＢセンサ５３以外のセンサを別途搭載していても良い。例えば、潤滑油劣化センサ１０は、潤滑油９１の温度を検出する温度センサが電子部品群５０に含まれている場合には、温度センサによって検出された温度も電気信号としてコネクタ５８を介して外部の装置に出力することができる。
　以上に説明したように、潤滑油劣化センサ１０は、白色ＬＥＤ５２によって発せられた白色の光のうち油用隙間４０ａにおいて潤滑油９１中の汚染物質によって吸収されなかった波長の光に対して、ＲＧＢセンサ５３によって色を検出するので、機械９０の潤滑油９１中の汚染物質の色を即時に検出することができる。つまり、潤滑油劣化センサ１０は、ＲＧＢセンサ５３によって検出した色に基づいて機械９０の潤滑油９１中の汚染物質の種類をコンピュータなどの外部の装置によって即時に特定可能にすることができる。なお、潤滑油劣化センサ１０は、ＲＧＢセンサ５３によって検出した色に基づいて機械９０の潤滑油９１中の汚染物質の種類を特定する電子部品が電子部品群５０に含まれていても良い。
　また、潤滑油劣化センサ１０は、隙間形成部材４０に光路１０ａを曲げる反射面４１ｂ、４２ｂが形成されているので、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａが一直線である構成と比較して、白色ＬＥＤ５２およびＲＧＢセンサ５３を近くに配置して全体を小型化することができる。また、潤滑油劣化センサ１０は、隙間形成部材４０が油用隙間４０ａを形成する役割だけでなく、光路１０ａを曲げる役割も備えているので、隙間形成部材４０の代わりに光路１０ａを曲げる部材を別途備える構成と比較して、部品点数を減らすことができる。
　特に、潤滑油劣化センサ１０は、光路１０ａを９０度曲げる反射面４１ｂ、４２ｂがそれぞれ形成されている２つの直角プリズム４１、４２によって隙間形成部材４０が構成されており、２つの直角プリズム４１、４２の反射面４１ｂ、４２ｂによって光路１０ａを１８０度曲げ、２つの直角プリズム４１、４２の間に油用隙間４０ａが形成されている構成であるので、部品点数の少ない簡単な構成で小型化することができる。
　また、潤滑油劣化センサ１０は、光路１０ａの少なくとも一部を囲むホルダ３０を備えており、光の反射を防止する処理がホルダ３０の表面に施されている構成であるので、不要な反射光をＲＧＢセンサ５３が受けることを防止することができる。したがって、潤滑油劣化センサ１０は、不要な反射光をＲＧＢセンサ５３が受ける構成と比較して、潤滑油９１中の汚染物質の色の検出精度を向上することができる。
　また、潤滑油劣化センサ１０は、隙間形成部材４０のうち油用隙間４０ａを形成する面、すなわち、直角プリズム４１の出射面４１ｃおよび直角プリズム４２の入射面４２ａに撥油処理が施されていても良い。潤滑油劣化センサ１０は、直角プリズム４１の出射面４１ｃおよび直角プリズム４２の入射面４２ａに撥油処理が施されている場合、潤滑油９１中の汚染物質の色の検出精度を向上することができる。また、潤滑油劣化センサ１０は、直角プリズム４１の出射面４１ｃおよび直角プリズム４２の入射面４２ａに撥油処理が施されている場合、直角プリズム４１の出射面４１ｃおよび直角プリズム４２の入射面４２ａに汚れが付着し難いので、潤滑油９１中の汚染物質の色の検出精度が汚れの付着によって低下することを抑えることができる。
　なお、潤滑油劣化センサ１０は、白色ＬＥＤ５２およびＲＧＢセンサ５３の配置が本実施の形態において説明した配置以外の配置であっても良い。例えば、潤滑油劣化センサ１０は、白色ＬＥＤ５２からＲＧＢセンサ５３までの光路１０ａが一直線であっても良い。
　また、潤滑油劣化センサ１０は、直角プリズム以外の構成によって、光路１０ａを曲げるようになっていても良い。
　また、潤滑油中の汚れ（スラッジ）が付着し難いコーティング、材料の例としては、例えば、フッ素コーティング、透明のシリコーン樹脂等がある。
　この出願は、日本国特許出願、特願２０１０－２６９０９７（出願日２０１０年１２月２日）に基づくものであり、これらの内容は全てここに参照として取り込まれる。
　本発明の潤滑油劣化センサは、機械の潤滑油中の汚染物質の種類を即時に特定可能にすることができる。
　１０　潤滑油劣化センサ
　１０ａ　光路
　２０　支持部材
　３０　ホルダ（光路囲み部材）
　４０　隙間形成部材
　４０ａ　油用隙間
　４１　直角プリズム
　４１ｂ　反射面
　４１ｃ　出射面（油用隙間を形成する面）
　４２　直角プリズム
　４２ａ　入射面（油用隙間を形成する面）
　４２ｂ　反射面
　５２　白色ＬＥＤ（白色発光素子）
　５３　ＲＧＢセンサ（カラー受光素子）
　９０　機械
　９１　潤滑油

Claims (5)

  1. 　機械に設置されて前記機械の潤滑油の劣化を検出するための潤滑油劣化センサであって、
    　白色の光を発する白色発光素子と、受けた光の色を検出するカラー受光素子と、前記潤滑油が侵入するための隙間である油用隙間が形成された隙間形成部材と、前記白色発光素子、前記カラー受光素子および前記隙間形成部材を支持する支持部材とを備えており、
    　前記隙間形成部材は、前記白色発光素子によって発せられる光を透過させ、
    　前記油用隙間は、前記白色発光素子から前記カラー受光素子までの光路上に配置されていることを特徴とする潤滑油劣化センサ。
  2. 　前記隙間形成部材は、前記光路を曲げる反射面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油劣化センサ。
  3. 　前記隙間形成部材は、前記光路を９０度曲げる前記反射面がそれぞれ形成されている２つの直角プリズムを備えており、前記２つの直角プリズムの前記反射面によって前記光路を１８０度曲げ、
    　前記油用隙間は、前記２つの直角プリズムの間に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の潤滑油劣化センサ。
  4. 　前記光路の少なくとも一部を囲む光路囲み部材を備えており、
    　前記光路囲み部材は、光の反射を防止する処理が表面に施されていることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記載の潤滑油劣化センサ。
  5. 　前記隙間形成部材のうち前記油用隙間を形成する面に、
    　スラッジ等の潤滑油中の汚れが付着し難いコーティングが施されているか、
    　あるいは前記隙間形成部材が、スラッジ等の潤滑油中の汚れが付着し難い材料からなることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の潤滑油劣化センサ。
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