JP2018151363A - 流体検出器及びそれを備えた流体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体検出器の内部を通じて外部に作動流体が漏れ出すことを防止する。【解決手段】流体検出器１０は、検出部２０と、送電部３１と、受電部２７と、送信部２４と、受信部３５と、ケーシング４０と、を備え、ケーシング４０は、検出部２０、受電部２７及び送信部２４が収容される第１収容穴４１と、送電部３１及び受信部３５が収容される第２収容穴４２と、第１収容穴４１と第２収容穴４２との間に設けられ、第１収容穴４１と第２収容穴４２とを隔離する隔壁４３と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、流体の状態を検出する流体検出器及びそれを備えた流体検出装置に関するものである。

特許文献１には、流体圧装置に供給される作動流体の状態を検出する流体検出器として、作動流体の圧力を検出する圧力検出器が開示されている。このような圧力検出器は、一般的に、作動流体に接触する検出部と、検出部で検出された値を外部に出力する出力部と、を有する。

特開２００６−２８７４４号公報

特許文献１に記載されるような圧力検出器では、検出部と出力部とはケーシング内においてリード線等によって電気的に接続されている。このような圧力検出器が比較的圧力の高い作動流体が供給される流体圧装置に適用された場合、ケーシング内にシール部材が設けられていたとしても、検出部に流入した作動流体がケーシングとリード線等との間のわずかな隙間を通じて出力部に至り、結果として、流体検出器の内部を通じて作動流体が外部に漏れるおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、流体検出器の内部を通じて作動流体が漏れ出すことを防止することを目的とする。

第１の発明は、流体検出器のケーシングが、検出部、受電部及び送信部が収容される第１収容部と、送電部及び受信部が収容される第２収容部と、第１収容部と第２収容部との間に設けられ第１収容部と第２収容部とを隔離する隔壁と、を有し、送電部と受電部との間における電力の送電及び送信部と受信部との間における信号の伝達は無線で行われることを特徴とする。

第１の発明では、検出部等と受信部等とは、隔壁によって物理的に隔離された状態でケーシング内に収容され、送電部から受電部への電力の送電及び送信部から受信部への信号の送信は、無線で行われる。したがって、検出部等が収容される第１収容部に検出対象流体が流入したとしても、隔壁によって送電部等が収容される第２収容部内に検出対象流体が浸入することは阻止される。

第２の発明は、送信部が、信号を磁気的に送信可能な送信コイルを有し、受信部が、隔壁を挟んで送信コイルと対向して配置され送信コイルから送信された信号を磁気的に受信可能な受信コイルを有し、送電部が、供給される電流に応じた磁場を生じる一次コイルを有し、受電部が、隔壁を挟んで一次コイルと対向して配置され、一次コイルが発生させた磁場に応じて電磁誘導が生じる二次コイルを有し、検出対象流体の状態を検出する際、一次コイルには、所定の電圧が印加されることを特徴とする。

第２の発明では、送信部と受信部との間における信号の伝達は磁気的に行われ、送電部と受電部との間における電力の伝達は磁気的に行われる。このため、隔壁によって物理的に隔離された状態であっても、送信部から受信部への信号の伝達及び送電部から受電部への電力の伝達を行うことができる。また、一次コイルには、検出対象流体の状態を検出する際、所定の電圧が印加されるため、検出対象流体の状態に応じた検出結果を安定して取得することが可能となる。

第３の発明は、ケーシングが、金属により形成され、送信コイル、受信コイル、一次コイル及び二次コイルは、それぞれケーシングよりも高い透磁率を有するコアに巻き回されていることを特徴とする。

第３の発明では、各コイルは、ケーシングよりも高い透磁率を有するコアをそれぞれ備える。このように比較的高い透磁率を有するコアが設けられることで、送信コイル及び受信コイルを通過する磁束密度と、一次コイル及び二次コイルを通過する磁束密度と、を大きくすることができる。この結果、送信部から受信部への信号の伝達効率及び一次コイルから二次コイルへの電力の送電効率を向上させることができる。

第４の発明は、ケーシングが、樹脂により形成され、送信コイルと受信コイルとが、所定の間隔を隔てて対向して配置された状態でインサート成形され、一次コイルと二次コイルとが、所定の間隔を隔てて対向して配置された状態でインサート成形されることを特徴とする。

第４の発明では、送信コイルと受信コイルとが所定の間隔を隔てて対向して配置され、一次コイルと二次コイルとが所定の間隔を隔てて対向して配置された状態でそれぞれインサート成形される。このため、送信コイルと受信コイルとの間と、一次コイルと二次コイルとの間と、には隔壁が自ずと形成される。したがって、検出部等が収容される第１収容部側に検出対象流体が流入したとしても、隔壁によって送電部等が収容される第２収容部側への検出対象流体の浸入が阻止される。

第５の発明は、検出部が、検出対象流体に露出される一対の電極を有し、受電部で受電された電力は、一対の電極に供給されることを特徴とする。

第５の発明では、検出対象流体に露出される一対の電極に受電部で受電された電力が供給される。このため、受信部で受信され信号処理部に入力される信号は、一対の電極間に介在する検出対象流体の性状に応じた値となる。このように、流体検出器は、一対の電極間に介在する検出対象流体の性状を検出することができる。

第６の発明は、流体検出器を備える流体検出装置が、受信部で受信された信号に基づいて検出対象流体の性状値を演算する演算部と、演算部で演算された検出対象流体の性状値に基づき検出対象流体の性状の変化を判定する判定部と、を備えることを特徴とする。

第６の発明では、流体検出装置が、流体検出器と、検出対象流体の性状値を演算する演算部と、検出対象流体の性状の変化を判定する判定部と、を備える。このため、所定の時間毎に検出対象流体の性状を流体検出器によって検出し、演算部で検出対象流体の性状値を演算することで、検出対象流体の性状の変化を把握することが可能となり、さらに、演算された検出対象流体の性状値を、判定部において所定の閾値等と比較することで検出対象流体の劣化の有無を把握することができる。

本発明によれば、流体検出器の内部を通じて外部に作動流体が漏れ出すことを防止することができる。

本発明の実施形態に係る流体検出器の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る流体検出器の第１変形例の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る流体検出器の第２変形例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検出器及び流体検出装置について説明する。

流体検出器は、例えば、作動油を作動流体として駆動する油圧シリンダ等の流体圧装置に直接、または、油圧シリンダ等に接続される配管に取り付けられ、作動油の性状や圧力、温度といった作動油の状態を検出するものである。なお、流体検出器の検出対象は、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、流体検出装置が作動油の性状を検出するオイル性状検出装置１００であって、流体検出器がオイル性状検出装置１００において作動油に臨んで配置されるオイルセンサ１０として用いられる場合について説明する。

オイル性状検出装置１００は、作動油が内部を流れる配管１に取り付けられ作動油の性状を検出する流体検出器としてのオイルセンサ１０と、オイルセンサ１０に対して作動油の性状の検出を指示するとともに、オイルセンサ１０で検出された検出値が入力される制御部５０と、を備える。

オイルセンサ１０は、図１に示されるように、配管１に形成されたホルダ部２に結合されるケーシング４０と、作動油に臨んで配置される検出部２０と、検出部２０に供給される電力を無線で送電する送電部３１と、送電部３１から無線で送電された電力を受電し、受電された電力を検出部２０に供給する受電部２７と、検出部２０を流れる電流に応じた信号を無線で送信する送信部２４と、送信部２４から無線で送信された信号を受信する受信部３５と、受信部３５で受信された信号が入力される信号処理部３９と、を備える。

ケーシング４０は、オーステナイト系ステンレス鋼やアルミ合金といった透磁率が比較的低い鋼材で形成される円柱状部材であり、配管１側には、検出部２０、送信部２４及び受電部２７を収容する第１収容部としての第１収容穴４１が形成され、配管１とは反対側には、送電部３１、受信部３５及び信号処理部３９を収容する第２収容部としての第２収容穴４２が形成される。

第１収容穴４１と第２収容穴４２とは、それぞれ有底穴であり、これらの間には隔壁４３が設けられる。つまり、第１収容穴４１内の空間と第２収容穴４２内の空間とは、隔壁４３によって物理的に隔離されている。

ケーシング４０とホルダ部２との間にはガスケット３が設けられ、ガスケット３によりホルダ部２とケーシング４０との間の隙間から外部に作動油が漏れることが防止される。ホルダ部２とケーシング４０とは図示しないネジ部を介して螺合される。なお、ホルダ部２とケーシング４０との結合方法は螺合に限定されず、嵌合であってもよいし、ボルト等の締結部材を用いた結合であってもよい。

検出部２０は、作動油に露出される一対の電極２１を有する。一対の電極２１は、所定の間隔をあけて対向して配置される２つの平板状部材からなり、一対の電極２１間には、作動油が浸入可能な隙間が形成される。オイル性状検出装置１００では、一対の電極２１間の隙間に介在する作動油の性状が検出される。一対の電極２１の一方は、配線２２を介して受電部２７に接続され、一対の電極２１の他方は、配線２３を介して送信部２４に接続される。

送電部３１は、第２収容穴４２内に配置される基板３０上に実装される励磁回路３２と、励磁回路３２に接続される一次コイル３３と、を有する。励磁回路３２は、制御部５０からの指令に応じて一次コイル３３に対して正弦波状または矩形波状の電圧を印加し、一次コイル３３に電流を流すように構成される。一次コイル３３は、Ｕ字状のコア３４に導線が巻き回されたコイルであり、コア３４の端部が隔壁４３に接触するように第２収容穴４２内に配置される。

受信部３５は、隔壁４３を挟んで一次コイル３３と対向して配置される二次コイル２８を有する。二次コイル２８は、Ｕ字状のコア２９に導線が巻き回されたコイルであり、コア２９の端部が隔壁４３に接触するように第１収容穴４１内に配置される。コア２９，３４は、隔壁４３よりも透磁率が高い鉄系鋼材により形成される。

このように、一次コイル３３と二次コイル２８とは、それぞれのコア２９，３４の端部が向かい合うようにして隔壁４３を挟んで配置される。このため、励磁回路３２から一次コイル３３に電流が供給され、一次コイル３３の周囲に磁場が生じると、一次コイル３３に対向して配置される二次コイル２８で所定の誘導起電力が生じ、検出部２０に電流が供給される状態となる。つまり、一次コイル３３と二次コイル２８とによってトランスが構成されている。なお、一対の電極２１間の電圧の大きさは、一対の電極２１間に介在する作動油の抵抗値と静電容量値とに応じて過渡的に変化する。

また、上述のように、一次コイル３３と二次コイル２８とは、隔壁４３よりも透磁率が高い材料により形成されるコア２９，３４に巻き回されている。このため、コア２９，３４がない場合と比較し、一次コイル３３及び二次コイル２８を通過する磁束密度が大きくなり、一次コイル３３に供給される電流を低減させても二次コイル２８において発生する誘導起電力を大きくすることが可能となる。

また、図１に示されるように、一次コイル３３のコア３４と二次コイル２８のコア２９とは、透磁率が比較的低い材料で形成された隔壁４３を挟んで端部を向い合せた状態で配置されるため、見かけ上、環状につながった状態となる。このため、磁場がコア２９，３４に沿って一次コイル３３及び二次コイル２８の内部を通過するように生じ、磁場の漏れが低減される。この結果、一次コイル３３に供給される電流を低減させても二次コイル２８において発生する起電力を大きくすることが可能となる。

送信部２４は、一対の電極２１及び二次コイル２８と直列に接続された送信コイル２５を有する。送信コイル２５は、Ｕ字状のコア２６に導線が巻き回されたコイルであり、コア２６の端部が隔壁４３に接触するように第１収容穴４１内に配置される。

受信部３５は、基板３０上に実装される受信回路３６と、受信回路３６に接続される受信コイル３７と、を有する。受信回路３６は、送信コイル２５における磁場の変化に応じて受信コイル３７で発生する誘導起電力を検出するものである。起電力が小さい場合は、検出精度を向上させるために受信回路３６にオペアンプを設けることが好ましい。受信コイル３７は、Ｕ字状のコア３８に導線が巻き回されたコイルであり、コア３８の端部が隔壁４３に接触するように第２収容穴４２内に配置される。コア２６，３８は、隔壁４３よりも透磁率が高い鉄系鋼材により形成される。

このように、送信コイル２５と受信コイル３７とは、それぞれのコア２６，３８の端部が向かい合うようにして隔壁４３を挟んで配置される。このため、送信コイル２５を流れる電流、すなわち、一対の電極２１間を流れる電流の大きさが変化すると、送信コイル２５に対向して配置される受信コイル３７では、この電流の大きさの変化に応じた誘導起電力が生じる。したがって、受信コイル３７で発生する誘導起電力を受信回路３６によって検出することにより、一対の電極２１間を流れる電流の大きさの変化を把握することが可能となる。

また、上述のように、送信コイル２５と受信コイル３７とは、隔壁４３よりも透磁率が高い材料により形成されるコア２６，３８に巻き回されている。このため、コア２６，３８がない場合と比較し、送信コイル２５及び受信コイル３７を通過する磁束密度が大きくなる。したがって、送信コイル２５を流れる電流が小さくとも、受信コイル３７において発生する誘導起電力が大きくなり、送信部２４から受信部３５への信号の伝達効率が向上される。

また、図１に示されるように、送信コイル２５のコア２６と受信コイル３７のコア３８とは、透磁率が比較的低い材料で形成された隔壁４３を挟んで端部を向い合せた状態で配置されるため、見かけ上、環状につながった状態となる。このため、磁場がコア２６，３８に沿って送信コイル２５及び受信コイル３７の内部を通過するように生じ、磁場の漏れが低減される。したがって、送信コイル２５を流れる電流が小さくとも、受信コイル３７において発生する起電力が大きくなり、送信部２４から受信部３５への信号の伝達効率が向上される。

信号処理部３９は、励磁回路３２及び受信回路３６と共に基板３０上に実装される回路であり、図示しないＡ／Ｄコンバータ等の回路素子を有する。信号処理部３９には、受信回路３６で検出された受信コイル３７における誘導起電力、すなわち、一対の電極２１間を流れる電流値と、励磁回路３２で一次コイル３３に供給された電流値、すなわち、二次コイル２８における誘導起電力と、が入力され、Ａ／Ｄコンバータにおいてアナログ信号からデジタル信号に変換された後、制御部５０へと出力される。

上記構成の検出部２０、送信部２４及び受電部２７は、一対の電極２１の一部のみが外部に突出した状態で第１収容穴４１内にインサート成形されることで、ケーシング４０に対して固定される。また、上記構成の送電部３１、受信部３５及び信号処理部３９は、基板３０と共に、第２収容穴４２内にインサート成形されることで、ケーシング４０に対して固定される。

制御部５０は、マイクロコンピュータであり、オイルセンサ１０で検出された検出値に基づいて作動油の性状値である導電率を演算する演算部５１と、演算部５１で演算された導電率を記憶可能な記憶部５２と、演算部５１で用いられるプログラム等を記憶する図示しないＲＯＭやＲＡＭ等の補助記憶部と、演算部５１で演算された作動油の導電率と記憶部５２に記憶された過去の導電率とを比較し作動油の性状の変化状況を判定する判定部５３と、図示しない入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ インタフェース）と、を有する。演算部５１及び判定部５３は、いわゆる中央演算処理装置（ＣＰＵ）であり、記憶部５２は、書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリである。なお、制御部５０は、オイルセンサ１０の外部に設けられていてもよいし、信号処理部３９とともにオイルセンサ１０の第２収容穴４２内に配置されてもよい。

次に、上記構成のオイル性状検出装置１００による作動油の性状の検出方法について説明する。

まず、オイルセンサ１０によって一対の電極２１間に介在する作動油の電気的特性が検出される。

作動油の電気的特性は、検出部２０の一対の電極２１間に電圧を印加することによって検出される。具体的には、まず、励磁回路３２から一次コイル３３に所定の波形の電圧が印加され、一次コイル３３の周囲に磁場を生じさせる。一次コイル３３の周囲に磁場が生じると、一次コイル３３に対向して配置される二次コイル２８において誘導起電力が発生し、配線２２，２３を介して二次コイル２８に接続される一対の電極２１間に電圧が印加される。つまり、励磁回路３２から一次コイル３３に印加される電圧値の時間的変化は、二次コイル２８における誘導起電力、すなわち、一対の電極２１間に印加される電圧値の時間的変化に相当する。このように、一対の電極２１間に介在する検出対象流体である作動油の状態を検出する際には、励磁回路３２から一次コイル３３に所定の波形の電圧を印加することによって、一対の電極２１間に所定の波形の電圧が印加されることになる。なお、一対の電極２１間に印加される電圧は、正弦波の交流電圧であってもよいし、矩形波や三角波、鋸歯状波の交流電圧であってもよい。

ここで作動油は、固有の抵抗値と静電容量値を有することから一対の電極２１間は、コンデンサと抵抗とを並列に接続した回路とみなすことができる。このため、一対の電極２１間に所定の電圧が印加された後、一対の電極２１間の電圧の大きさは、一対の電極２１間に存在する作動油の抵抗値と静電容量値とに応じて所定の時間遅れをもって徐々に印加電圧に近づいていく。一方で、一対の電極２１を接続する配線２２，２３を流れる電流は、一対の電極２１に電荷が蓄積されるのに伴って徐々に小さくなる。

そして、一対の電極２１を接続する配線２２，２３を流れる電流の大きさの時間的変化は、送信コイル２５及び受信コイル３７を介して受信回路３６に信号として伝達される。具体的には、配線２２，２３を流れる電流が送信コイル２５を流れることで、送信コイル２５の周囲に磁場が生じる。このように送信コイル２５の周囲に磁場が生じると、送信コイル２５に対向して配置される受信コイル３７で誘導起電力が発生し、受信コイル３７で発生した誘導起電力は受信回路３６により検出される。

受信回路３６において検出された電圧値の時間的変化は、一対の電極２１間を接続する配線２２，２３を流れる電流値の時間的変化を示すものであり、この電圧値の時間的変化は、励磁回路３２において一次コイル３３に供給される電流値の時間的変化とともに、信号処理部３９を介して、オイルセンサ１０の出力値として制御部５０へと出力される。

続いて、制御部５０において、作動油の性状値の演算と作動油の劣化判定が行われる。

制御部５０では、演算部５１において、受信回路３６において検出された電圧値の時間的変化と、励磁回路３２から一次コイル３３に印加される電圧値の時間的変化と、に基づき一対の電極２１間のインピーダンスが演算されるとともに、一対の電極２１間を流れる電流と一対の電極２１間に印加される電圧との位相差が演算される。演算部５１では、さらに、演算されたインピーダンスと位相差とから公知の演算式を用いて一対の電極２１間の抵抗値と静電容量値とが算出され、一対の電極２１の形状に基づき公知の関係式から作動油の導電率と誘電率とが導き出される。演算部５１で演算された導電率等の性状値は記憶部５２に記憶される。

そして、判定部５３では、演算部５１で演算された導電率等と、記憶部５２に記憶された過去の導電率等または記憶部５２に記憶された基準導電率等とを比較し、作動油が劣化しているか否かが判定される。具体的には、例えば、演算部５１で演算された導電率と記憶部５２に記憶された過去の導電率との差分が所定の閾値を超えるものであれば、作動油が劣化したと判定され、また、演算部５１で演算された導電率と記憶部５２に記憶された基準導電率との差分が所定の閾値を超えるものであれば、作動油が劣化したと判定される。判定部５３において作動油が劣化したと判定された場合には、図示しない警告ランプ等の表示を介してオペレータに作動油が劣化していることが通知される。

一般的にオイルの導電率や誘電率はオイルの劣化やオイルにコンタミが混入することで上昇する。このことから、定期的に一対の電極２１間の抵抗値や静電容量値を演算し、演算された値を過去に演算された値と比較することで作動油の劣化度合を判別することが可能である。なお、オイルセンサ１０による作動油の性状の検出は、常時行われてもよいし、制御部５０から指示された時、例えば油圧装置の起動時や停止時のみに行われてもよい。

なお、一対の電極２１間のインピーダンスの算出に当たっては、検出値の時間的変化に代えて、検出値の実効値や最大値等が用いられてもよい。この場合、一対の電極２１間に印加される電圧は、交流電圧に代えてパルス状の電圧とされ、算出されたインピーダンスの変化から作動油の劣化度合い判定することができる。

また、記憶部５２に記憶された導電率等の作動油の性状値や判定部５３における判定結果は、図示しない通信部を介して遠隔地に配置された作動油監視用のサーバ等に送信されてもよい。この場合、遠隔地において、油圧装置の作動油の劣化度合いを把握することが可能となり、必要に応じて作動油の交換を指示することができる。

このように、上記構成のオイルセンサ１０では、作動油の性状を検出する際、送電部３１から受電部２７への電力の送電及び送信部２４から受信部３５への信号の送信は、無線で行われる。また、オイルセンサ１０を構成する各要素は、隔壁４３によって物理的に隔離された状態でケーシング４０内に収容される。したがって、検出部２０等が収容される第１収容穴４１内に作動油が流入したとしても、隔壁４３によって送電部３１等が収容される第２収容穴４２内に作動油が浸入することは阻止される。また、検出部２０等が収容される第１収容穴４１が高圧の作動油に晒されたとしても、隔壁４３によって作動油の圧力が遮られることで、第２収容穴４２内に収容される送電部３１等に対して作動油の圧力が及ぶことは防止される。この結果、オイルセンサ１０の内部を通じて外部に作動油が漏れ出すことを確実に防止することができる。

特に比較的高圧の作動油で駆動される油圧シリンダ等の油圧装置では、作動油が漏れると作動油の圧力が低下し油圧装置の作動不良が生じたり、作動油が外部へ漏れ出すことで油圧装置が使用される環境が汚染されたりすることとなる。しかし、上記構成のオイルセンサ１０を用いることで、オイルセンサ１０の内部を通じて外部に作動油が漏れ出すことが防止されるため、油圧装置の作動不良や環境汚染を回避することができる。つまり、上記構成のオイルセンサ１０は、内部を通じて外部に作動油が漏れ出すことがないため、より高い圧力の作動油で駆動されるような油圧装置に対して適用することが可能である。

また、上記構成のオイルセンサ１０では、検出部２０等が収容される空間と送電部３１等が収容される空間とは、隔壁４３によって物理的に隔離されているため、これらの間にシール部材等を配置したり、オイルセンサ１０の内部を通じた作動油の漏れを防止するための構造を追加したりすることが不要となる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

上記構成のオイルセンサ１０では、検出部２０等と受信部３５等とは、隔壁４３によって物理的に隔離された状態でケーシング４０内に収容され、送電部３１から受電部２７への電力の送電及び送信部２４から受信部３５への信号の送信は、無線で行われる。したがって、検出部２０等が収容される第１収容穴４１内に作動油が流入したとしても、隔壁４３によって送電部３１等が収容される第２収容穴４２内に作動油が浸入することは阻止される。また、検出部２０等が収容される第１収容穴４１が高圧の作動油に晒されたとしても、隔壁４３によって作動油の圧力が遮られることで、第２収容穴４２内に収容される送電部３１等に対して作動油の圧力が及ぶことは防止される。この結果、オイルセンサ１０の内部を通じて外部に作動油が漏れ出すことを確実に防止することができる。

なお、上記構成のオイルセンサ１０では、ケーシング４０は、透磁率が比較的低い金属により形成されているが、これに代えて、図２の第１変形例に示されるように、ケーシング４０を透磁率が極めて低い硬質樹脂製とし、検出部２０等をインサート成形した構成としてもよい。

具体的には、送信コイル２５と受信コイル３７とは、所定の間隔Ｌを隔てて対向して配置された状態でインサート成形され、一次コイル３３と二次コイル２８とは、所定の間隔Ｌを隔てて対向して配置された状態でインサート成形される。つまり、送信コイル２５と受信コイル３７との間、及び、一次コイル３３と二次コイル２８との間には、間隔Ｌの幅を有する隔壁４３が樹脂によって形成される。なお、送信コイル２５と受信コイル３７との間の間隔Ｌと、一次コイル３３と二次コイル２８との間の間隔Ｌとは、異なる大きさであってもよい。

そして、この場合も、上記実施形態と同様に、検出部２０、受電部２７及び送信部２４が収容される第１収容部と、送電部３１、受信部３５及び信号処理部３９が収容される第２収容部と、の間には隔壁４３が設けられることによって、第２収容部に作動油が浸入することが阻止され、結果として、オイルセンサ１０の内部を通じて外部に作動油が漏れ出すことを確実に防止することができる。

また、この場合、ケーシング４０は透磁率が極めて低い樹脂によって形成されるため、送信コイル２５及び一次コイル３３において生じる磁場に対してケーシング４０が影響を及ぼすことはほとんどない。このため、送信部２４から受信部３５への信号の伝達をより効率的に行うことができるとともに、送電部３１から受電部２７への電力の送電をより効率的に行うことができる。

なお、ケーシング４０を樹脂製とした場合、補強のために、外周面を覆う金属筒４４を設けてもよい。このような金属筒４４を設けた場合、シールド効果により外部からのノイズが遮断されるため、送信部２４から受信部３５への信号の伝達効率や送電部３１から受電部２７への電力の送電効率を向上させることができる。

また、上記実施形態では、送信部２４と受信部３５との間における信号の伝達は、対向して配置される２つのコイルにより磁気的に行われている。これに限定されず、送信部２４と受信部３５との間における信号の伝達は、無線により行われるものであればどのような形式であってもよく、例えば電波により行われてもよい。

また、流体検出器は、オイルセンサ１０に限定されず、図３の第２変形例に示されるように、作動油の温度を検出する温度センサ１１０や作動油の圧力を検出する圧力センサ２１０であってもよい。

図３に示すように、温度センサ１１０は、一対の電極２１に代えて、作動油の温度に応じて抵抗値が変化する抵抗２１ａと、静電容量値が既知であり抵抗２１ａと平行に設けられるコンデンサ２１ｂと、を有する。このため、上述のオイルセンサ１０と同様に、所定の電圧が印加された後の抵抗２１ａ及びコンデンサ２１ｂの両端における電圧の時間的変化を検出することで、抵抗２１ａの抵抗値の変化、すなわち、作動油の温度の変化を把握することができる。

また、図３に示すように、圧力センサ２１０は、一対の電極２１に代えて、作動油の圧力により変形することで抵抗値が変化する抵抗２１ａと、静電容量値が既知であり抵抗２１ａと平行に設けられるコンデンサ２１ｂと、を有する。このため、上述のオイルセンサ１０と同様に、所定の電圧が印加された後の抵抗２１ａ及びコンデンサ２１ｂの両端における電圧の時間的変化を検出することで、抵抗２１ａの抵抗値の変化、すなわち、作動油の圧力の変化を把握することができる。なお、圧力センサ２１０において圧力を検知する部分は、抵抗２１ａに限定されず、例えば、圧力によって一対の電極間の間隔が変化するコンデンサ等であってもよい。

このように流体検出器が、作動油の温度を検出する温度センサ１１０や作動油の圧力を検出する圧力センサ２１０である場合であっても、検出部２０等と受信部３５等とは、隔壁４３によって物理的に隔離された状態でケーシング４０内に収容され、送電部３１から受電部２７への電力の送電及び送信部２４から受信部３５への信号の送信は、無線で行われる。したがって、検出部２０等が収容される第１収容穴４１内に作動油が流入したとしても、隔壁４３によって送電部３１等が収容される第２収容穴４２内に作動油が浸入することは阻止される。この結果、温度センサ１１０及び圧力センサ２１０の内部を通じて外部に作動油が漏れ出すことを確実に防止することができる。

以上のように構成された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。

流体検出器１０，１１０，２１０は、作動油に臨んで配置される検出部２０と、検出部２０に供給される電力を無線で送電する送電部３１と、送電部３１から無線で送電された電力を受電し、受電された電力を検出部２０に供給する受電部２７と、検出部２０を流れる電流に応じた信号を無線で送信する送信部２４と、送信部２４から無線で送信された信号を受信する受信部３５と、受信部３５で受信された信号が入力される信号処理部３９と、検出部２０、送電部３１、受電部２７、送信部２４、受信部３５及び信号処理部３９が収容されるケーシング４０と、を備え、ケーシング４０は、検出部２０、受電部２７及び送信部２４が収容される第１収容穴４１と、送電部３１、受信部３５及び信号処理部３９が収容される第２収容穴４２と、第１収容穴４１と第２収容穴４２との間に設けられ、第１収容穴４１と第２収容穴４２とを隔離する隔壁４３と、を有する。

この構成では、検出部２０等と受信部３５等とは、隔壁４３によって物理的に隔離された状態でケーシング４０内に収容され、送電部３１から受電部２７への電力の送電及び送信部２４から受信部３５への信号の送信は、無線で行われる。したがって、検出部２０等が収容される第１収容穴４１内に作動油が流入したとしても、隔壁４３によって送電部３１等が収容される第２収容穴４２内に作動油が浸入することは阻止される。また、検出部２０等が収容される第１収容穴４１が高圧の作動油に晒されたとしても、隔壁４３によって作動油の圧力が遮られることで、第２収容穴４２内に収容される送電部３１等に対して作動油の圧力が及ぶことは防止される。この結果、オイルセンサ１０の内部を通じて外部に作動油が漏れ出すことを確実に防止することができる。

また、送信部２４は、信号を磁気的に送信可能な送信コイル２５を有し、受信部３５は、隔壁４３を挟んで送信コイル２５と対向して配置され、送信コイル２５から送信された信号を磁気的に受信可能な受信コイル３７を有し、送電部３１は、供給される電流に応じた磁場を生じる一次コイル３３を有し、受電部２７は、隔壁４３を挟んで一次コイル３３と対向して配置され、一次コイル３３が発生させた磁場に応じて電磁誘導が生じる二次コイル２８を有し、検出対象流体である作動油の状態を検出する際、一次コイル３３には、所定の電圧が印加される。

この構成では、送信部２４と受信部３５との間における信号の伝達は送信コイル２５と受信コイル３７とによって磁気的に行われ、送電部３１と受電部２７との間における電力の伝達は一次コイル３３と二次コイル２８とによって磁気的に行われる。このため、送信部２４と受信部３５とが隔壁４３によって物理的に隔離された状態であっても送信部２４から受信部３５への信号の伝達を確実に行うことができるとともに、送電部３１と受電部２７とが隔壁４３によって物理的に隔離された状態であっても送電部３１から受電部２７への電力の伝達を確実に行うことができる。また、一次コイル３３には、検出対象流体である作動油の状態を検出する際、所定の電圧が印加されるため、作動油の状態に応じた検出結果を安定して取得することが可能となる。

また、ケーシング４０は、金属により形成され、送信コイル２５、受信コイル３７、一次コイル３３及び二次コイル２８は、それぞれケーシング４０よりも高い透磁率を有するコア２６，２９，３４，３８に巻き回されている。

この構成では、各コイル２５，２８，３３，３７は、ケーシング４０よりも高い透磁率を有するコア２６，２９，３４，３８をそれぞれ備える。金属製のケーシング４０がコイル間に存在すると、コイル間における信号の伝達効率は低下するが、比較的高い透磁率を有するコア２６，２９，３４，３８が設けられることで、送信コイル２５及び受信コイル３７を通過する磁束密度と、一次コイル３３及び二次コイル２８を通過する磁束密度と、はそれぞれ大きくなる。このため、送信コイル２５や一次コイル３３を流れる電流が小さくとも、受信コイル３７や二次コイル２８において発生する誘導起電力が大きくなり、結果として、送信部２４から受信部３５への信号の伝達効率及び一次コイル３３から二次コイル２８への電力の送電効率を向上させることができる。また、この構成では、検出部２０等を収容するケーシング４０が金属製であるため、シールド効果により外部からのノイズが遮断される。この結果、検出部２０における検出精度が向上されるとともに、送信部２４から受信部３５への信号の伝達効率や送電部３１から受電部２７への電力の送電効率を向上させることができる。

また、ケーシング４０は、樹脂により形成され、送信コイル２５と受信コイル３７とは、所定の間隔Ｌを隔てて対向して配置された状態でインサート成形され、一次コイル３３と二次コイル２８とは、所定の間隔Ｌを隔てて対向して配置された状態でインサート成形される。

この構成では、送信コイル２５と受信コイル３７とが所定の間隔Ｌを隔てて対向して配置され、一次コイル３３と二次コイル２８とが所定の間隔Ｌを隔てて対向して配置された状態でそれぞれインサート成形される。このため、送信コイル２５と受信コイル３７との間と、一次コイル３３と二次コイル２８との間と、にはインサート成形時に樹脂製の隔壁４３が自ずと形成される。したがって、検出部２０等が収容される第１収容部側に作動油が流入したとしても、ケーシング４０と一体的に形成された樹脂製の隔壁４３が設けられることによって、送電部３１等が収容される第２収容部側への作動油の浸入を阻止することができる。

また、樹脂は透磁率が極めて低いため、送信コイル２５及び一次コイル３３の周囲に生じる磁場に対して影響を及ぼすことがない。したがって、送信部２４から受信部３５への信号の伝達をより効率的に行うことができるとともに、送電部３１から受電部２７への電力の送電をより効率的に行うことができる。

また、検出部２０は、作動油に露出される一対の電極２１を有し、受電部２７で受電された電力は、一対の電極２１に供給される。

この構成では、作動油に露出される一対の電極２１に受電部２７で受電された電力が供給される。このため、受信部３５で受信され信号処理部３９に入力される信号は、一対の電極２１間に介在する作動油の性状に応じた値となる。このように、流体検出器１０は、一対の電極２１間に介在する作動油の性状を検出することができる。

また、上記構成の流体検出器１０を備える流体検出装置１００は、受信部３５で受信された信号に基づいて作動油の性状値を演算する演算部５１と、演算部５１で演算された作動油の性状値に基づき作動油の性状の変化を判定する判定部５３と、を備える。

この構成では、流体検出装置１００が、流体検出器１０を備えるとともに、作動油の性状値を演算する演算部５１と、作動油の性状の変化を判定する判定部５３と、を備える。このため、所定の時間毎に作動油の性状を流体検出器１０によって検出し、演算部５１で作動油の性状値を演算することで、作動油の性状の変化を把握することが可能となり、さらに、演算された作動油の性状値を、判定部５３において所定の閾値等と比較することで作動油の劣化の有無を把握することができる。

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。

１００・・・オイル性状検出装置（流体検出装置）、１０・・・オイルセンサ（流体検出器）、２０・・・検出部、２１・・・一対の電極、２４・・・送信部、２５・・・送信コイル、２６，２９，３４，３８・・・コア、２７・・・受電部、２８・・・二次コイル、３１・・・送電部、３３・・・一次コイル、３５・・・受信部、３７・・・受信コイル、３９・・・信号処理部、４０・・・ケーシング、４１・・・第１収容穴（第１収容部）、４２・・・第２収容穴（第２収容部）、４３・・・隔壁、５０・・・制御部、５１・・・演算部、５２・・・記憶部、５３・・・判定部、１１０・・・温度センサ（流体検出器）、２１０・・・圧力センサ（流体検出器）

Claims (6)

1. 検出対象流体の状態を検出する流体検出器であって、
   前記検出対象流体に臨んで配置される検出部と、
   前記検出部に供給される電力を無線で送電する送電部と、
   前記送電部から無線で送電された前記電力を受電し、受電された前記電力を前記検出部に供給する受電部と、
   前記検出部を流れる電流に応じた信号を無線で送信する送信部と、
   前記送信部から無線で送信された前記信号を受信する受信部と、
   前記検出部、前記送電部、前記受電部、前記送信部及び前記受信部が収容されるケーシングと、を備え、
   前記ケーシングは、
   前記検出部、前記受電部及び前記送信部が収容される第１収容部と、
   前記送電部及び前記受信部が収容される第２収容部と、
   前記第１収容部と前記第２収容部との間に設けられ、前記第１収容部と前記第２収容部とを隔離する隔壁と、を有することを特徴とする流体検出器。
2. 前記送信部は、前記信号を磁気的に送信可能な送信コイルを有し、
   前記受信部は、前記隔壁を挟んで前記送信コイルと対向して配置され、前記送信コイルから送信された前記信号を磁気的に受信可能な受信コイルを有し、
   前記送電部は、供給される電流に応じた磁場を生じる一次コイルを有し、
   前記受電部は、前記隔壁を挟んで前記一次コイルと対向して配置され、前記一次コイルが発生させた磁場に応じて電磁誘導が生じる二次コイルを有し、
   前記検出対象流体の状態を検出する際、前記一次コイルには、所定の電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の流体検出器。
3. 前記ケーシングは、金属により形成され、
   前記送信コイル、前記受信コイル、前記一次コイル及び前記二次コイルは、それぞれ前記ケーシングよりも高い透磁率を有するコアに巻き回されていることを特徴とする請求項２に記載の流体検出器。
4. 前記ケーシングは、樹脂により形成され、
   前記送信コイルと前記受信コイルとは、所定の間隔を隔てて対向して配置された状態でインサート成形され、
   前記一次コイルと前記二次コイルとは、所定の間隔を隔てて対向して配置された状態でインサート成形されることを特徴とする請求項２に記載の流体検出器。
5. 前記検出部は、前記検出対象流体に露出される一対の電極を有し、
   前記受電部で受電された前記電力は、前記一対の電極に供給されることを特徴とする請求項１から４の何れか１つに記載の流体検出器。
6. 請求項５に記載の流体検出器を備える流体検出装置であって、
   前記受信部で受信された前記信号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、
   前記演算部で演算された前記検出対象流体の前記性状値に基づき前記検出対象流体の性状の変化を判定する判定部と、を備えることを特徴とする流体検出装置。

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