WO2019049429A1

WO2019049429A1 - 流体性状検出装置

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Publication number: WO2019049429A1
Application number: PCT/JP2018/018608
Authority: WO
Inventors: 幸則亀田; 尚弘吉田
Original assignee: Ｋｙｂ株式会社
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2019-03-14
Also published as: EP3657161A4; JP6901355B2; EP3657161A1; CN111051867A; US11231380B2; JP2019049494A; US20210033554A1; EP3657161B1

Abstract

流体性状検出装置１００は、外部装置に取り付けられ、外側電極２０及び内側電極３０を保持する筐体１０と、筐体１０と外側電極２０との間に設けられ筐体１０と外側電極２０とを絶縁するとともに筐体１０に対する外側電極２０の位置を規定する外側絶縁部材４０と、外側電極２０と内側電極３０との間に設けられ外側電極２０と内側電極３０とを絶縁し、かつ、筐体１０と内側電極３０とを絶縁するとともに筐体１０に対する内側電極３０の位置を規定する内側絶縁部材５０と、を備え、外側電極２０及び内側電極３０は、先端部が筐体１０から突出し、外部装置に収容される作動油等の検出対象流体に露出する。

Description

流体性状検出装置

　本発明は、流体性状検出装置に関する。

　ＪＰ２００９－２５１８５Ａには、管状の外側電極と棒状の内側電極とを備え、液体の電気伝導度を計測する電気伝導度計測器が開示されている。この電気伝導度計測器では、導電性金属で形成された外側電極が、導電性金属で形成された電極座にねじ結合され、電極座が測定対象となる液体を収容する容器にねじ結合される。

　ＪＰ２００９－２５１８５Ａに記載の計測器では、液体を収容する容器と外側電極とが電極座を介して電気的に接続されるので、容器に外来ノイズが乗っている場合、ノイズの影響により計測器による計測の精度が低下してしまうおそれがある。

　例えば、電動機により油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出される作動油をアクチュエータに供給することにより、所定の加工を行う加工装置において、ＪＰ２００９－２５１８５Ａに記載の計測器により作動油の電気伝導度を計測する。計測器は、加工装置において作動油を収容する容器の所定部位にねじ結合され、計測器の外側電極及び内側電極が作動油内に露出する。計測器は、電極間に流れる電流に相関する電圧値を検出し、その検出結果に基づいて電気伝導度を演算する。ここで、計測器で検出する電圧値は、加工装置の電動機に電力を供給する商用電源の電圧値に比べて非常に小さい。このため、商用電源のノイズが加工装置を経由して計測器に侵入すると、計測器により検出する電圧値がノイズの影響を大きく受けることになる。

　本発明は、流体性状検出装置の検出精度を向上させることを目的とする。

　本発明のある態様によれば、外部装置に収容される検出対象流体の性状を検出する流体性状検出装置であって、筒状の外側電極と、外側電極の内側に設けられる棒状の内側電極と、外側電極と内側電極との間の電気的特性に基づいて検出対象流体の性状値を演算する演算部と、外部装置に取り付けられ、外側電極及び内側電極を保持する筐体と、筐体と外側電極との間に設けられ筐体と外側電極とを絶縁するとともに筐体に対する外側電極の位置を規定する外側絶縁部材と、外側電極と内側電極との間に設けられ外側電極と内側電極とを絶縁し、かつ、筐体と内側電極とを絶縁するとともに筐体に対する内側電極の位置を規定する内側絶縁部材と、を備え、外側電極及び内側電極は、先端部が筐体から突出し、外部装置に収容される検出対象流体に露出する。

図１は、本発明の実施形態に係るオイル性状検出装置の外観斜視図である。図２は、オイル性状検出装置の断面模式図である。図３は、検出ユニットの断面模式図である。図４は、オイル性状検出装置の構成を示す概略図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る流体性状検出装置について説明する。

　流体性状検出装置は、例えば、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを備える外部加工装置（外部装置）に収容される作動流体としての作動油の性状を検出するものである。油圧アクチュエータは、電動機により駆動される油圧ポンプから供給される作動油により、駆動される。油圧アクチュエータが駆動することにより、プレス、切削等の所定の加工が行われる。流体性状検出装置は、外部加工装置で用いる作動油を収容する容器、すなわち配管、タンク等の所定部位に取り付けられる。なお、流体性状検出装置の検出対象は、作動油に限定されず、潤滑油や切削油、燃料、溶媒、化学薬品といった種々の液体や気体であってもよい。以下では、流体性状検出装置が検出対象流体として配管１内の作動油の性状を検出するオイル性状検出装置１００である場合について説明する。

　図１及び図２に示すように、オイル性状検出装置１００は、検出ユニット１０１と、検出ユニット１０１に取り付けられる基板ユニット１０２と、検出ユニット１０１に取り付けられ基板ユニット１０２を覆う円筒状の円筒カバー１０３と、円筒カバー１０３の開口を塞ぐ端部カバー１０４と、を有する。

　図２に示すように、検出ユニット１０１は、筒状の外側電極２０と、外側電極２０に対向するように外側電極２０の内側に設けられる棒状の内側電極３０と、外部加工装置の配管１に取り付けられ、外側電極２０及び内側電極３０を保持する筐体１０と、筐体１０にねじ等により固定される取付部材としての取付板１０７と、筐体１０と外側電極２０との間に設けられ筐体１０と外側電極２０とを絶縁するとともに筐体１０に対する外側電極２０の位置を規定する外側絶縁部材としての外側スペーサ４０と、外側電極２０と内側電極３０との間に設けられ外側電極２０と内側電極３０とを絶縁し、かつ、筐体１０と内側電極３０とを絶縁するとともに筐体１０に対する内側電極３０の位置を規定する内側絶縁部材としての内側スペーサ５０と、筐体１０に取り付けられ、外側電極２０及び内側電極３０の先端部を覆う電極カバー６０と、を備える。

　以下では、外側電極２０の中心軸ＣＬに平行な方向をオイル性状検出装置１００の軸方向と称し、この軸方向に直交する方向をオイル性状検出装置１００の径方向と称する。また、端部カバー１０４が配置される側をオイル性状検出装置１００の基端側と称し、軸方向の反対側をオイル性状検出装置１００の先端側と称する。

　オイル性状検出装置１００は、作動油が内部を流れる配管１にねじ結合により取り付けられ、配管１の内側に配置される検出部２３によって作動油の電気的特性を検出する。検出部２３は、外側電極２０及び内側電極３０の先端部により構成される。検出部２３は、筐体１０から突出し、外部加工装置の配管１に収容される作動油に露出する。

　基板ユニット１０２は、回路基板１８１と、回路基板１８１を保持する基板保持部材１８２と、を備える。基板保持部材１８２は、検出ユニット１０１の取付板１０７にねじ等により固定される。

　筐体１０は、導電性を有する金属材料から形成され、先端側から基端側に向かって順に、取付部１１１、載置部１１２、ナット部１１３、カバー受け部１１４、挿入部１１５を有している。取付部１１１は、円筒状であり、外周に雄ねじが形成され、配管１の取付孔１ａの内周に形成された雌ねじに螺合する。取付部１１１が取付孔１ａに挿入、螺着されることにより、オイル性状検出装置１００が配管１に取り付けられる。

　載置部１１２は、取付部１１１よりも外径が大きい円板状の部分であり、先端側の面が配管１の取付孔１ａの開口周縁部に載置される。なお、載置部１１２は、直接、配管１に取り付ける場合に限らず、当て板を介して配管１に取り付けてもよい。

　ナット部１１３は、六角柱形状に形成される。このため、ナット部１１３をスパナ等の工具により回転させることで、取付部１１１を取付孔１ａに容易に取り付けることができる。

　挿入部１１５は、円筒状であり、円筒カバー１０３の内側に挿入される部分である。カバー受け部１１４は、ナット部１１３の基端から径方向外方に突出する鍔部であり、円筒カバー１０３の先端面が当接される。

　挿入部１１５が円筒カバー１０３に挿入され、円筒カバー１０３の先端面がカバー受け部１１４に当接した状態で、ねじ等により円筒カバー１０３が挿入部１１５に固定される。

　端部カバー１０４は、円筒カバー１０３の基端側の開口を塞いだ状態で、円筒カバー１０３にねじ等により固定される。基板ユニット１０２は、端部カバー１０４、円筒カバー１０３及び検出ユニット１０１により画成される収容空間に収容される。

　筐体１０の内側には、取付板１０７を収容する空間として取付板収容部１９９が設けられる。また、筐体１０の内側における取付板収容部１９９よりも先端側には、電極や絶縁部材を収容する空間として、基端側から先端側に向かって順に、大径収容部１９１、小径収容部１９２、中径収容部１９３が形成される。

　大径収容部１９１、小径収容部１９２及び中径収容部１９３は、その断面形状が円形状であり、同軸上に設けられる。すなわち、大径収容部１９１、小径収容部１９２及び中径収容部１９３は、それぞれの中心軸が一致するように設けられる。大径収容部１９１の内径Ｒ１、小径収容部１９２の内径Ｒ２、中径収容部１９３の内径Ｒ３の大小関係は、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２である。

　大径収容部１９１の内径Ｒ１が小径収容部１９２の内径Ｒ２よりも大きく形成されるため、大径収容部１９１の内周面と小径収容部１９２の内周面との間には、段部（第１段部）１９５が形成される。中径収容部１９３の内径Ｒ３が小径収容部１９２の内径Ｒ２よりも大きく形成されるため、中径収容部１９３の内周面と小径収容部１９２の内周面との間には、段部（第２段部）１９６が形成される。

　取付板収容部１９９の内径は、大径収容部１９１の内径Ｒ１よりも大きく形成されるため、取付板収容部１９９の内周面と大径収容部１９１の内周面との間には、段部１９８が形成される。取付板１０７は、ねじ等により段部１９８に固定される。

　図３に示すように、外側電極２０は、内側電極３０の外周を覆うようにして内側電極３０と同軸上に配置される。検出部２３を構成する内側電極３０の先端部と外側電極２０の先端部との間には、作動油が浸入可能な隙間が形成される。外側電極２０及び内側電極３０のそれぞれは、配線（不図示）を介して、回路基板１８１に実装される検出回路１８５（図４参照）に電気的に接続される。

　図４に示すように、検出回路１８５は、内側電極３０と外側電極２０との間に印加された電圧値、及び内側電極３０と外側電極２０との間を流れる電流値に相関する電圧値を検出する。検出回路１８５で検出された電圧値は、作動油の電気的特性として、回路基板１８１に実装される制御部１８３へ出力される。

　制御部１８３は、マイクロコンピュータであり、検出部２３を構成する外側電極２０の先端部と内側電極３０の先端部との間の電気的特性である電圧値に基づいて、作動油の性状値である導電率及び比誘電率を演算する演算部１８３ａと、演算部１８３ａで演算された導電率及び比誘電率並びに検出部２３で検出された電圧値を記憶可能な記憶部１８３ｂと、演算部１８３ａで用いられるプログラム等を記憶するＲＯＭやＲＡＭ等の補助記憶部１８３ｃと、入出力インタフェース（不図示）と、を有する。演算部１８３ａは、いわゆる中央演算処理装置（ＣＰＵ）であり、記憶部１８３ｂは、書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリである。制御部１８３は、演算部１８３ａによる演算結果をオイル性状検出装置１００の外部に配置される外部制御装置（不図示）に出力する。

　演算部１８３ａは、検出回路１８５での検出結果に基づいて、内側電極３０と外側電極２０との間の静電容量を演算し、演算した静電容量に基づいて作動油の比誘電率を演算する。また、演算部１８３ａは、検出回路１８５での検出結果に基づいて、内側電極３０と外側電極２０との間の抵抗値を演算し、演算した抵抗値に基づいて作動油の導電率を演算する。このように、オイル性状検出装置１００では、内側電極３０と外側電極２０との間の隙間に介在する作動油の性状が検出される。

　図３に示すように、外側電極２０は、導電性を有する金属材料から形成され、円筒状の外側電極筒部１２１と、外側電極筒部１２１の基端部から径方向外方に突出する外側電極フランジ１２２と、を有する。外側スペーサ４０は、絶縁性を有する樹脂材料から形成され、円筒状の外側絶縁筒部１４１と、外側絶縁筒部１４１の基端部から径方向外方に突出する外側絶縁フランジ１４２と、を有する。

　内側電極３０は、導電性を有する金属材料から形成され、先端に設けられる円柱状の大径部１３１と、大径部１３１からオイル性状検出装置１００の基端側に向かって延在する円柱状の小径部１３２と、を有する。大径部１３１の外径は、小径部１３２の外径よりも大きい。内側スペーサ５０は、絶縁性を有する樹脂材料から形成され、円筒状の内側絶縁筒部１５１と、内側絶縁筒部１５１の基端部から径方向外方に突出する内側絶縁フランジ１５２と、を有する。

　筐体１０におけるフランジ収容開口部としての大径収容部１９１には、先端側から基端側に向かって順に、外側絶縁フランジ１４２、外側電極フランジ１２２、及び内側絶縁フランジ１５２が積層配置された状態で収容される。外側絶縁フランジ１４２は、その先端側の面が段部１９５に接触するように重ねられ、外側電極フランジ１２２は、外側絶縁フランジ１４２の基端側の面（基端面）に接触するように重ねられる。内側絶縁フランジ１５２は、外側電極フランジ１２２の基端側の面（基端面）に接触するように重ねられ、取付板１０７は、内側絶縁フランジ１５２の基端側の面（基端面）に接触するように重ねられる。

　内側絶縁フランジ１５２、外側電極フランジ１２２及び外側絶縁フランジ１４２は、筐体１０の段部１９５と取付板１０７との間で挟まれる。したがって、外側絶縁フランジ１４２及び内側絶縁フランジ１５２により、外側電極２０の軸方向の位置が規定される。

　内側絶縁フランジ１５２の外周面及び外側絶縁フランジ１４２の外周面が大径収容部１９１の内周面に接触している。したがって、筐体１０の大径収容部１９１により、外側スペーサ４０及び内側スペーサ５０の径方向の位置が規定される。

　内側電極３０は、基端部が取付板１０７に固着され、取付板１０７から大径収容部１９１、小径収容部１９２、中径収容部１９３を通って、取付部１１１から突出する。

　内側絶縁筒部１５１は、内側絶縁フランジ１５２から取付部１１１の先端面まで軸方向に延在する。内側絶縁筒部１５１の先端面は、取付部１１１の先端面と面一とされる。つまり、内側絶縁筒部１５１の先端は、取付部１１１に形成された中径収容部１９３の開口面から突出していない。

　外側電極筒部１２１は、外側電極フランジ１２２から大径収容部１９１、小径収容部１９２、中径収容部１９３を通って、取付部１１１から突出する。

　外側絶縁筒部１４１は、外側絶縁フランジ１４２から段部１９６まで軸方向に延在する。外側絶縁筒部１４１の先端面は、段部１９６と面一とされる。つまり、外側絶縁筒部１４１の先端は、段部１９６に形成された小径収容部１９２の開口面から突出していない。

　このため、電極カバー６０を中径収容部１９３に挿着する際、電極カバー６０の端部と段部１９６との間に外側絶縁筒部１４１の先端が噛み込まれてしまうことにより、外側スペーサ４０が損傷することを防止できる。外側絶縁筒部１４１の噛み込みが防止されるので、電極カバー６０を容易に中径収容部１９３に挿着することができる。

　筐体１０における筒部収容開口部としての小径収容部１９２には、中心軸側から径方向外方に向かって順に、内側電極３０、内側絶縁筒部１５１、外側電極筒部１２１、外側絶縁筒部１４１が積層配置された状態で収容される。内側絶縁筒部１５１は、内側電極３０の外周面に接触するように重ねられ、外側電極筒部１２１は、内側絶縁筒部１５１の外周面に接触するように重ねられ、外側絶縁筒部１４１は外側電極筒部１２１の外周面に接触するように重ねられる。外側絶縁筒部１４１の外周面は小径収容部１９２の内周面に接触した状態で配置される。

　このように、筐体１０の小径収容部１９２の内周面と外側電極筒部１２１の外周面との間に外側絶縁筒部１４１が配置され、外側電極筒部１２１の内周面と内側電極３０の外周面との間に内側絶縁筒部１５１が配置される。したがって、外側絶縁筒部１４１及び内側絶縁筒部１５１により、外側電極２０及び内側電極３０の径方向の位置が規定される。

　内側絶縁筒部１５１は、内側電極３０を収容する空間として、先端側に内側電極３０の大径部１３１を収容する先端側収容部１５７と、基端側に内側電極３０の小径部１３２を収容する基端側収容部１５８と、を有する。先端側収容部１５７の内径は、基端側収容部１５８の内径よりも大きいため、先端側収容部１５７の内周面と基端側収容部１５８の内周面との間には、段部１５９が形成される。この段部１５９に、大径部１３１の外周面と小径部１３２の外周面との間の段部が当接する。したがって、内側スペーサ５０により、内側電極３０の軸方向の位置が規定される。

　外側スペーサ４０、外側電極２０、内側スペーサ５０及び内側電極３０は、同軸上に配置され、それらの中心軸が、筐体１０の中心軸と一致するように位置決めされる。上述したように、外側電極２０及び内側電極３０の径方向及び軸方向の位置が、外側スペーサ４０及び内側スペーサ５０によって規定される。これにより、内側電極３０及び外側電極２０を筐体１０にねじ等で固定する固定作業を容易に行うことができる。また、内側電極３０と外側電極２０との距離を一定に保ち、オイル性状検出装置１００の検出精度を維持することができる。

　外側電極フランジ１２２の外径は、大径収容部１９１の内径よりも小さい寸法に設定され、外側電極フランジ１２２が大径収容部１９１に接触することが防止される。

　仮に、配管１と外側電極２０とが電気的に接続されてしまうと、配管１に外来ノイズが乗っている場合、ノイズの影響により検出精度が低下するという問題が生じる。

　オイル性状検出装置１００で検出する電圧値は、外部加工装置の電動機に電力を供給する商用電源の電圧値に比べて非常に小さい。このため、商用電源のノイズが外部加工装置を経由してオイル性状検出装置１００に侵入すると、オイル性状検出装置１００により検出する電圧値がノイズの影響を大きく受けることになる。

　そこで、本実施形態では、上述したように、外部加工装置の配管１に取り付けられる筐体１０と、外側電極２０及び内側電極３０と、を外側スペーサ４０及び内側スペーサ５０により絶縁するようにした。これにより、外部加工装置に外来ノイズ（商用電源のノイズ等）が乗っている場合に、その外来ノイズが、外側電極２０と内側電極３０との間で検出される電気的特性に与える影響を抑制することができる。その結果、オイル性状検出装置１００の検出精度を向上することができる。

　段部１９５と外側絶縁フランジ１４２との間には、筐体１０と外側スペーサ４０との間をシールする環状のＯリングである外側第１シール部材（第１シール部材）１７１が設けられる。図では、段部１９５に設けられた環状溝に外側第１シール部材１７１を配置する例について示しているが、外側絶縁フランジ１４２に外側第１シール部材１７１を配置する環状溝を設けてもよい。

　外側絶縁フランジ１４２と外側電極フランジ１２２との間には、外側スペーサ４０と外側電極２０との間をシールする環状のＯリングである外側第２シール部材（第２シール部材）１７２が設けられる。図では、外側絶縁フランジ１４２に設けられた環状溝に外側第２シール部材１７２を配置する例について示しているが、外側電極フランジ１２２に外側第２シール部材１７２を配置する環状溝を設けてもよい。

　このように、本実施形態では、段部１９５と外側絶縁フランジ１４２との間に外側第１シール部材１７１を設け、外側絶縁フランジ１４２と外側電極フランジ１２２との間に外側第２シール部材１７２を設けた。これにより、外側電極筒部１２１及び外側絶縁筒部１４１に、シール部材を配置するためのスペースを設ける必要がない。したがって、外側電極筒部１２１及び外側絶縁筒部１４１の厚みを小さくでき、オイル性状検出装置１００の小型化を図ることができる。

　内側電極３０の大径部１３１と内側絶縁筒部１５１との間には、内側電極３０と内側スペーサ５０との間をシールする環状のＯリングである内側第１シール部材１７４が設けられる。内側絶縁筒部１５１と外側電極筒部１２１との間には、内側スペーサ５０と外側電極２０との間をシールする環状のＯリングである内側第２シール部材１７３が設けられる。

　取付部１１１に設けられたカバー挿着開口部としての中径収容部１９３には、電極カバー６０が圧入により挿着される。なお、固定方法は圧入に限らず、かしめ加工や溶接等、種々の固定方法を採用できる。電極カバー６０は、有底円筒状部材であり、円板状の底部１６１と、底部１６１の外周縁から立ち上がる側部１６２と、を有する。

　電極カバー６０が挿着されると、外側電極２０及び内側電極３０の先端部が電極カバー６０により覆われる。このため、オイル性状検出装置１００の配管１への取付作業の際、外側電極２０及び内側電極３０の先端部（検出部２３）が、配管１の外周面や冶具等に直接接触することを回避できるので、電極の先端部（検出部２３）の損傷を防止することができる。電極カバー６０により電極の先端部（検出部２３）を保護することができるので、信頼性の高いオイル性状検出装置１００を提供できる。

　底部１６１には、電極カバー６０の内側と外側とを連通する円形状の底部貫通孔１６１ｈが１つ設けられる。側部１６２には、電極カバー６０の内側と外側とを連通する円形状のカバー貫通孔としての側部貫通孔１６２ｈが複数設けられる。本実施形態では、電極カバー６０の周方向に９０度間隔で４つの側部貫通孔１６２ｈが設けられる。側部貫通孔１６２ｈの直径Ｄ３は、底部貫通孔１６１ｈの直径Ｄ１よりも小さい（Ｄ３＜Ｄ１）。

　外側電極筒部１２１の先端部には、外側電極筒部１２１の内側と外側とを連通する円形状の電極貫通孔１２１ｈが複数設けられる。本実施形態では、外側電極筒部１２１の周方向に９０度間隔で４つの電極貫通孔１２１ｈが設けられる。外側電極筒部１２１の先端には、円形状の先端開口部１２１ｔが形成される。

　このように、電極カバー６０及び外側電極２０には、内部に作動油を導くための開口部が複数形成される。ここで、作動油とともに電極カバー６０内に気泡が混入し、外側電極２０と内側電極３０との間に気泡が侵入すると、検出部２３が気泡（空気）の特性を検出してしまい、検出誤差の原因となる。このため、本実施形態では、外側電極２０の内側に気泡（空気）が侵入した場合であっても、速やかに気泡を電極カバー６０の外部に排出できるように、電極カバー６０の開口部（１６１ｈ，１６２ｈ）と外側電極２０の開口部（１２１ｈ，１２１ｔ）との位置が設定される。

　外側電極筒部１２１の先端開口部１２１ｔと電極カバー６０の底部貫通孔１６１ｈとは互いに対向して配置され、外側電極２０の中心軸ＣＬ上に位置している。これにより、オイル性状検出装置１００が、その先端側を上方に向けて配管１に取り付けられた場合に、外側電極２０の内側に侵入した気泡を先端開口部１２１ｔ及び底部貫通孔１６１ｈを通じて電極カバー６０の外側に速やかに排出することができる。

　外側電極筒部１２１の電極貫通孔１２１ｈと電極カバー６０の側部貫通孔１６２ｈとは互いに対向して配置され、外側電極２０の中心軸ＣＬと直交する一直線上に位置している。換言すれば、側部貫通孔１６２ｈの中心軸に直交する平面に、側部貫通孔１６２ｈ、及び電極貫通孔１２１ｈのそれぞれを正投影したときに、側部貫通孔１６２ｈの投影面と電極貫通孔１２１ｈの投影面とが重なる。

　これにより、オイル性状検出装置１００が、その中心軸が水平方向に平行となるように配管１に取り付けられる場合、あるいは、オイル性状検出装置１００の径方向に作動油の流れがある場合に、電極貫通孔１２１ｈ及び側部貫通孔１６２ｈを通じて、外側電極２０の内側に侵入した気泡を速やかに電極カバー６０の外側に排出することができる。

　さらに、本実施形態では、電極カバー６０の一の側部貫通孔１６２ｈの開口面積が、その側部貫通孔１６２ｈに対向配置される一の電極貫通孔１２１ｈの開口面積以上の大きさに設定される。つまり、側部貫通孔１６２ｈの直径Ｄ２は、電極貫通孔１２１ｈの直径Ｄ３以上の大きさである（Ｄ２≧Ｄ３）。

　これにより、側部貫通孔１６２ｈ及び電極貫通孔１２１ｈを通じて外側電極２０の内側へ気泡が侵入することを阻害することができる。また、外側電極２０の内側に気泡が侵入してしまった場合に、電極貫通孔１２１ｈ及び側部貫通孔１６２ｈを通じて電極カバー６０の外側へ気泡を排出する効果をさらに向上できる。

　電極貫通孔１２１ｈの中心軸と側部貫通孔１６２ｈの中心軸は、それぞれ外側電極２０の中心軸ＣＬに直交し、オイル性状検出装置１００の軸方向にずれて配置される。本実施形態では、側部貫通孔１６２ｈの中心軸は、電極貫通孔１２１ｈの中心軸より、（Ｄ２－Ｄ３）／２だけ先端側にずれて配置される。つまり、電極貫通孔１２１ｈの基端側の開口縁と、側部貫通孔１６２ｈの基端側の開口縁とが、外側電極２０の中心軸ＣＬに直交する一直線上に位置している。

　このため、オイル性状検出装置１００が、その先端側を上方に向けて配管１に取り付けられる場合であって、オイル性状検出装置１００の径方向に流れが生じているときに、外側電極２０の内側に侵入した気泡を電極貫通孔１２１ｈ、及び側部貫通孔１６２ｈを通じて電極カバー６０の外側に速やかに排出することができる。

　本実施形態では、複数の側部貫通孔１６２ｈの位置と複数の電極貫通孔１２１ｈの位置とが周方向に一致するように、各貫通孔が配置される。具体的には、互いに対向して配置される側部貫通孔１６２ｈと電極貫通孔１２１ｈのそれぞれの中心軸が、外側電極２０の中心軸ＣＬを含む一平面内に配置される。このため、側部貫通孔１６２ｈの中心軸に直交する平面に、側部貫通孔１６２ｈ、及び電極貫通孔１２１ｈのそれぞれを正投影したときに、側部貫通孔１６２ｈの投影面内に電極貫通孔１２１ｈの投影面の全てが含まれる。なお、側部貫通孔１６２ｈの投影面内に電極貫通孔１２１ｈの投影面の全てが含まれることが好ましいが、側部貫通孔１６２ｈの投影面と電極貫通孔１２１ｈの投影面の少なくとも一部が重なるように配置できればよい。

　オイル性状検出装置１００が、その先端側を下方に向けて配管１に取り付けられる場合、電極貫通孔１２１ｈよりも基端側において、外側電極２０と内側電極３０との間に隙間が形成されると、気泡が抜けにくくなるおそれがある。本実施形態では、内側絶縁筒部１５１が電極貫通孔１２１ｈまで延在し、電極貫通孔１２１ｈよりも基端側において、外側電極２０と内側電極３０との間に隙間が形成されない。このため、オイル性状検出装置１００が、その先端側を下方に向けて配管１に取り付けられる場合であっても、外側電極２０の内側に侵入した気泡を速やかに電極カバー６０の外側に排出することができる。

　電極カバー６０は、電磁波を遮蔽可能な鉄系合金等の導電性材料により形成され、外部の電磁波が検出部２３に影響を及ぼすことを抑制する電磁シールドとしての機能を有する。これにより、外部からの電磁波が、外側電極２０及び内側電極３０の検出部２３に影響を及ぼすことを抑制できる。その結果、オイル性状検出装置１００の検出精度を向上できる。

　内側電極３０の先端面から外側電極２０の先端面までの軸方向距離Ｘ１は、内側電極３０と外側電極２０との間の最短距離、すなわち内側電極３０の外周面から外側電極２０の内周面までの径方向距離Ｙ１よりも大きい（Ｘ１＞Ｙ１）。これにより、内側電極３０と外側電極２０との間の電気力線を効果的に増加させることができるので、オイル性状検出装置１００の検出精度を向上できる。

　内側電極３０の先端面と、内側電極３０の先端面に対向する電極カバー６０の対向面(底部１６１の内側面)との間の最短距離である軸方向距離Ｘ２は、電極の先端面間の軸方向距離Ｘ１よりも小さい（Ｘ２＜Ｘ１）。軸方向距離Ｘ２は、内側電極３０と外側電極２０との間の最短距離である径方向距離Ｙ１よりも大きい（Ｘ２＞Ｙ１）。

　電極－カバー間の軸方向距離Ｘ２を電極間の径方向距離Ｙ１よりも大きく設定することにより、金属製の電極カバー６０がオイル性状検出装置１００の検出精度に与える影響を抑制することができる。

　上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

　オイル性状検出装置１００は、外部加工装置の配管１に取り付けられ、外側電極２０及び内側電極３０を保持する筐体１０と、筐体１０と外側電極２０との間に設けられ筐体１０と外側電極２０とを絶縁する外側スペーサ４０と、外側電極２０と内側電極３０との間に設けられ外側電極２０と内側電極３０とを絶縁し、かつ、筐体１０と内側電極３０とを絶縁する内側スペーサ５０と、を備える。外部加工装置の配管１に取り付けられる筐体１０と、外側電極２０及び内側電極３０と、が外側スペーサ４０及び内側スペーサ５０により絶縁されるので、外部加工装置に外来ノイズ（商用電源のノイズ等）が乗っている場合に、その外来ノイズが、外側電極２０と内側電極３０との間で検出される電気的特性に与える影響を抑制することができる。その結果、オイル性状検出装置１００の検出精度を向上することができる。

　本実施形態に係るオイル性状検出装置１００は、外部加工装置の配管１に対する取付角度にかかわらず、外側電極２０の内側に気泡が侵入した場合に、その気泡を速やかに電極カバー６０の外側に排出することができる。取付角度にかかわらず、外側電極２０と内側電極３０との間に気泡が噛み込むことを防止して、オイル性状検出装置１００により安定した検出結果を得ることができるので、取付角度の自由度が高いオイル性状検出装置１００を提供できる。

　次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。

　（変形例１）
　上記実施形態では、外側第１シール部材１７１が段部１９６と外側絶縁フランジ１４２との間に設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。小径収容部１９２と外側電極筒部１２１との間に外側第１シール部材１７１を設けてもよい。

　（変形例２）
　上記実施形態では、外側第２シール部材１７２が外側絶縁フランジ１４２と外側電極フランジ１２２との間に設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。外側絶縁筒部１４１と外側電極筒部１２１との間に外側第２シール部材１７２を設けてもよい。

　（変形例３）
　上記実施形態では、電極貫通孔１２１ｈとカバー貫通孔である側部貫通孔１６２ｈとが、外側電極２０の中心軸ＣＬと直交する一直線上に位置している例について説明したが、本発明はこれに限定されない。電極貫通孔１２１ｈと側部貫通孔１６２ｈとは、周方向にずれて配置されていてもよい。

　（変形例４）
　電極カバー６０の底部貫通孔１６１ｈ及び側部貫通孔１６２ｈのうちの一方を省略してもよい。また、外側電極２０の先端が開口されているので、電極貫通孔１２１ｈを省略してもよい。少なくとも電極カバー６０の内側と外側とを連通するための開口、及び、外側電極２０の内側と外側とを連通するための開口が設けられていればよい。

　（変形例５）
　上記実施形態では、電極カバー６０を備えるオイル性状検出装置１００について説明したが、本発明はこれに限定されない。電極カバー６０を備えないオイル性状検出装置１００に本発明を適用することができる。

　（変形例６）
　上記実施形態では、電極カバー６０が、導電性部材により形成され、電磁波を遮蔽可能な電磁シールドとして機能する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。樹脂材により電極カバー６０を形成してもよい。

　（変形例７）
　上記実施形態では、内側電極３０の先端面と、内側電極３０の先端面に対向する電極カバー６０の対向面との間の最短距離である軸方向距離Ｘ２が、内側電極３０と外側電極２０との間の最短距離である径方向距離Ｙ１よりも大きい例について説明したが、本発明はこれに限定されない。電極カバー６０を樹脂材で形成する場合、軸方向距離Ｘ２は、径方向距離Ｙ１よりも小さくてもよい。外側電極２０の先端を電極カバー６０の底部１６１に当接させ、軸方向距離Ｘ２が０となるようにしてもよい。

　（変形例８）
　上記実施形態では、内側電極３０の先端面から外側電極２０の先端面までの軸方向距離Ｘ１が、内側電極３０の外周面から外側電極２０の内周面までの径方向距離Ｙ１よりも大きい例について説明したが、本発明はこれに限定されない。内側電極３０の先端面と外側電極２０の先端面とが面一となるように、外側電極２０及び内側電極３０を配置してもよい。

　（変形例９）
　外側電極２０、内側電極３０、外側スペーサ４０及び内側スペーサ５０の形状は、上記実施形態の形状に限定されず、種々の形状を採用することができる。例えば、内側電極３０が円柱形状の大径部１３１と小径部１３２とを備える例について説明したが、内側電極３０は円筒形状の大径部１３１と小径部１３２とを備える構成にしてもよい。

　以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

　オイル性状検出装置１００は、外部装置に収容される作動油（検出対象流体）の性状を検出する流体性状検出装置であって、筒状の外側電極２０と、外側電極２０の内側に設けられる棒状の内側電極３０と、外側電極２０と内側電極３０との間の電気的特性に基づいて作動油の性状値を演算する演算部１８３ａと、外部装置に取り付けられ、外側電極２０及び内側電極３０を保持する筐体１０と、筐体１０と外側電極２０との間に設けられ筐体１０と外側電極２０とを絶縁するとともに筐体１０に対する外側電極２０の位置を規定する外側スペーサ（外側絶縁部材）４０と、外側電極２０と内側電極３０との間に設けられ外側電極２０と内側電極３０とを絶縁し、かつ、筐体１０と内側電極３０とを絶縁するとともに筐体１０に対する内側電極３０の位置を規定する内側スペーサ（内側絶縁部材）５０と、を備え、外側電極２０及び内側電極３０は、先端部が筐体１０から突出し、外部装置に収容される作動油に露出する。

　この構成では、外部装置に取り付けられる筐体１０と、外側電極２０及び内側電極３０と、が外側スペーサ４０及び内側スペーサ５０により絶縁される。これにより、外部装置に外来ノイズ（商用電源のノイズ等）が乗っている場合に、その外来ノイズが、外側電極２０と内側電極３０との間で検出される電気的特性に与える影響を抑制することができる。その結果、オイル性状検出装置１００の検出精度を向上することができる。

　オイル性状検出装置１００は、筐体１０に取り付けられ、外側電極２０及び内側電極３０の先端部を覆う電極カバー６０をさらに備える。

　この構成では、電極カバー６０により、外側電極２０及び内側電極３０の先端部を保護することができるので、信頼性の高いオイル性状検出装置１００を提供できる。

　オイル性状検出装置１００は、外側電極２０には、外側電極２０の内側と外側とを連通する電極貫通孔１２１ｈが設けられ、電極カバー６０には、電極カバー６０の内側と外側とを連通するカバー貫通孔である側部貫通孔１６２ｈが設けられ、電極貫通孔１２１ｈと側部貫通孔１６２ｈが、外側電極２０の中心軸ＣＬと直交する一直線上に位置している。

　オイル性状検出装置１００は、側部貫通孔１６２ｈの開口面積が、電極貫通孔１２１ｈの開口面積以上の大きさに設定される。

　これらの構成では、電極貫通孔１２１ｈ及び側部貫通孔１６２ｈを通じて、外側電極２０と内側電極３０との間の気泡を速やかに電極カバー６０の外側に排出することができる。

　オイル性状検出装置１００は、電極カバー６０は、電磁波を遮蔽可能な電磁シールドであり、内側電極３０の先端面と、内側電極３０の先端面に対向する電極カバー６０の対向面との間の最短距離が、内側電極３０と外側電極２０との間の最短距離よりも大きい。

　この構成では、電極カバー６０により外部からの電磁波が外側電極２０及び内側電極３０に影響を及ぼすことを抑制でき、さらに電極カバー６０がオイル性状検出装置１００の検出精度に与える影響を抑制することができる。

　オイル性状検出装置１００は、内側電極３０の先端面から外側電極２０の先端面までの軸方向距離Ｘ２が、内側電極３０の外周面から外側電極２０の内周面までの径方向距離Ｙ１よりも大きい。

　この構成では、内側電極３０と外側電極２０との間に形成される電気力線を増加させることができる。

　オイル性状検出装置１００は、外側電極２０が、円筒状の外側電極筒部１２１と、外側電極筒部１２１の基端部から径方向外方に突出する外側電極フランジ１２２と、を有し、外側スペーサ４０が、円筒状の外側絶縁筒部１４１と、外側絶縁筒部１４１の基端部から径方向外方に突出する外側絶縁フランジ１４２と、を有し、内側スペーサ５０が、円筒状の内側絶縁筒部１５１と、内側絶縁筒部１５１の基端部から径方向外方に突出する内側絶縁フランジ１５２と、を有し、筐体１０が、内側電極３０の外周面に接触する内側絶縁筒部１５１、内側絶縁筒部１５１の外周面に接触する外側電極筒部１２１、及び外側電極筒部１２１の外周面に接触する外側絶縁筒部１４１を収容し、外側絶縁筒部１４１の外周面に接触する小径収容部（筒部収容開口部）１９２と、外側絶縁フランジ１４２、外側絶縁フランジ１４２の基端面に接触する外側電極フランジ１２２、及び外側電極フランジ１２２の基端面に接触する内側絶縁フランジ１５２を収容する大径収容部（フランジ収容開口部）１９１と、小径収容部１９２と大径収容部１９１との間に設けられ、外側絶縁フランジ１４２の先端面に接触する段部（第１段部）１９５と、を有し、内側絶縁フランジ１５２の基端面に接触する取付板（取付部材）１０７をさらに備える。

　この構成では、外側絶縁筒部１４１と内側絶縁筒部１５１とにより、筐体１０に対する内側電極３０及び外側電極２０の径方向の位置決めがなされ、外側絶縁フランジ１４２と内側絶縁フランジ１５２とにより、筐体１０に対する外側電極２０の軸方向の位置決めがなされる。

　オイル性状検出装置１００は、段部１９５と外側絶縁フランジ１４２との間に設けられ、筐体１０と外側スペーサ４０との間をシールする外側第１シール部材（第１シール部材）１７１と、外側絶縁フランジ１４２と外側電極フランジ１２２との間に設けられ、外側スペーサ４０と外側電極２０との間をシールする外側第２シール部材（第２シール部材）１７２と、をさらに備える。

　この構成では、外側電極筒部１２１及び外側絶縁筒部１４１に、シール部材を配置するためのスペースを設ける必要がないので、外側電極筒部１２１及び外側絶縁筒部１４１の厚みを小さくでき、オイル性状検出装置１００の小型化を図ることができる。

　オイル性状検出装置１００は、筐体１０が、外部装置の取付孔１ａに挿入される取付部１１１を有し、取付部１１１には、小径収容部１９２の同軸上に小径収容部１９２よりも内径が大きい中径収容部（カバー挿着開口部）１９３が設けられ、電極カバー６０が、中径収容部１９３に挿着され、外側絶縁筒部１４１の先端が、中径収容部１９３と小径収容部１９２との間の段部（第２段部）１９６に形成された小径収容部１９２の開口面から突出していない。

　この構成では、外側スペーサ４０を損傷させることなく、電極カバー６０を筐体１０の中径収容部１９３に挿着することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は２０１７年９月１１日に日本国特許庁に出願された特願２０１７－１７４３６１に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　外部装置に収容される検出対象流体の性状を検出する流体性状検出装置であって、
　筒状の外側電極と、
　前記外側電極の内側に設けられる棒状の内側電極と、
　前記外側電極と前記内側電極との間の電気的特性に基づいて前記検出対象流体の性状値を演算する演算部と、
　前記外部装置に取り付けられ、前記外側電極及び前記内側電極を保持する筐体と、
　前記筐体と前記外側電極との間に設けられ前記筐体と前記外側電極とを絶縁するとともに前記筐体に対する前記外側電極の位置を規定する外側絶縁部材と、
　前記外側電極と前記内側電極との間に設けられ前記外側電極と前記内側電極とを絶縁し、かつ、前記筐体と前記内側電極とを絶縁するとともに前記筐体に対する前記内側電極の位置を規定する内側絶縁部材と、を備え、
　前記外側電極及び前記内側電極は、先端部が前記筐体から突出し、前記外部装置に収容される前記検出対象流体に露出する流体性状検出装置。
　請求項１に記載の流体性状検出装置において、
　前記筐体に取り付けられ、前記外側電極及び前記内側電極の前記先端部を覆う電極カバーをさらに備える流体性状検出装置。
　請求項２に記載の流体性状検出装置において、
　前記外側電極には、前記外側電極の内側と外側とを連通する電極貫通孔が設けられ、
　前記電極カバーには、前記電極カバーの内側と外側とを連通するカバー貫通孔が設けられ、
　前記電極貫通孔と前記カバー貫通孔は、前記外側電極の中心軸と直交する一直線上に位置している流体性状検出装置。
　請求項３に記載の流体性状検出装置において、
　前記カバー貫通孔の開口面積は、前記電極貫通孔の開口面積以上の大きさに設定される流体性状検出装置。
　請求項２に記載の流体性状検出装置において、
　前記電極カバーは、電磁波を遮蔽可能な電磁シールドであり、
　前記内側電極の先端面と、前記内側電極の先端面に対向する前記電極カバーの対向面との間の最短距離が、前記内側電極と前記外側電極との間の最短距離よりも大きい流体性状検出装置。
　請求項２に記載の流体性状検出装置において、
　前記内側電極の先端面から前記外側電極の先端面までの軸方向距離が、前記内側電極の外周面から前記外側電極の内周面までの径方向距離よりも大きい流体性状検出装置。
　請求項２に記載の流体性状検出装置において、
　前記外側電極は、
　円筒状の外側電極筒部と、
　前記外側電極筒部の基端部から径方向外方に突出する外側電極フランジと、を有し、
　前記外側絶縁部材は、
　円筒状の外側絶縁筒部と、
　前記外側絶縁筒部の基端部から径方向外方に突出する外側絶縁フランジと、を有し、
　前記内側絶縁部材は、
　円筒状の内側絶縁筒部と、
　前記内側絶縁筒部の基端部から径方向外方に突出する内側絶縁フランジと、を有し、
　前記筐体は、
　前記内側電極の外周面に接触する前記内側絶縁筒部、前記内側絶縁筒部の外周面に接触する前記外側電極筒部、及び前記外側電極筒部の外周面に接触する前記外側絶縁筒部を収容し、前記外側絶縁筒部の外周面に接触する筒部収容開口部と、
　前記外側絶縁フランジ、前記外側絶縁フランジの基端面に接触する前記外側電極フランジ、及び前記外側電極フランジの基端面に接触する前記内側絶縁フランジを収容するフランジ収容開口部と、
　前記筒部収容開口部と前記フランジ収容開口部との間に設けられ、前記外側絶縁フランジの先端面に接触する第１段部と、を有し、
　前記内側絶縁フランジの基端面に接触する取付部材をさらに備える流体性状検出装置。
　請求項７に記載の流体性状検出装置において、
　前記第１段部と前記外側絶縁フランジとの間に設けられ、前記筐体と前記外側絶縁部材との間をシールする第１シール部材と、
　前記外側絶縁フランジと前記外側電極フランジとの間に設けられ、前記外側絶縁部材と前記外側電極との間をシールする第２シール部材と、をさらに備える流体性状検出装置。
　請求項７に記載の流体性状検出装置において、
　前記筐体は、前記外部装置の取付孔に挿入される取付部を有し、
　前記取付部には、前記筒部収容開口部の同軸上に前記筒部収容開口部よりも内径が大きいカバー挿着開口部が設けられ、
　前記電極カバーは、前記カバー挿着開口部に挿着され、
　前記外側絶縁筒部の先端は、前記カバー挿着開口部と前記筒部収容開口部との間の第２段部に形成された前記筒部収容開口部の開口面から突出していない流体性状検出装置。