フィルタ装置
【課題】本発明は、作動油が流れる流路において汚染の程度を検出する部位が傷つくことを抑制できるとともに、作動油中の異物を安価に検出できるフィルタ装置を提供する。
【解決手段】フィルタ装置２０は、フィルタエレメント２０と、フィルタエレメント２０より上流の位置とフィルタエレメント２０より下流の位置とをフィルタエレメント２０を迂回する計測用流路部６２と、計測用流路部６２内を流れる作動油Ｌ中の異物の量を計測する計測部１００とを備える。
【解決手段】フィルタ装置２０は、フィルタエレメント２０と、フィルタエレメント２０より上流の位置とフィルタエレメント２０より下流の位置とをフィルタエレメント２０を迂回する計測用流路部６２と、計測用流路部６２内を流れる作動油Ｌ中の異物の量を計測する計測部１００とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば重機が備える油圧アクチュエータの油圧回路中を流れる作動油などの濾過すべき液の汚染度を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作動油回路中を流れる作動油中のごみなどの異物の量に基づいて当該作動油の汚染の程度を検出する装置がある。この種の装置では、油圧回路のメインポンプの駆動力によって作動油が流れるメイン流路を規定する壁部内において、流路を挟んで両側にそれぞれ光伝達体が設けられている。そして、光伝達体を内側に挟むように、光源と受光器が設けられている。
【０００３】
受光器は、光伝達体を通過した、光源が照射した光を検出する。また、受光器は、流路中をごみなどの粒子が通過することに起因する光の減衰量からゴミの量を測定する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２５８１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される測定装置では、光伝達体には、メインポンプの圧力が作用する。メインポンプの圧力が大きい場合には、異物が光伝達体に当るなどして傷がつくなどすることが考えられる。作動油が流れる流路において汚染の程度を検出する部位が傷つくことは、好ましくない。
【０００６】
このため、メインポンプによって作動油が循環するメイン流路とは別の測定用流路と、測定用流路に作動油の一部を流動させるためのメインポンプとは別の測定用ポンプとを用いて作動油の汚染を測定する技術が提案されている。測定用ポンプによってメイン流路を流れる作動油の一部が測定用流路に流入し、この測定用流路を流れる作動用中の汚染を測定する。この測定用流路には、特許文献１に開示されるような光伝達体、光源、受光器が設けられている。測定用ポンプは、測定用に適したものが用いられる。
【０００７】
しかしながら、測定用ポンプを用いる構造では、測定用ポンプの分コストが高くなる。コストが高くなることは好ましくない。
【０００８】
本発明は、作動油が流れる流路において汚染の程度を検出する部位が傷つくことを抑制できるとともに、作動油中の異物を安価に検出できるフィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の請求項１に記載される発明のフィルタ装置は、濾過すべき液を濾過するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントより上流の位置と前記フィルタエレメントより下流の位置とを前記フィルタエレメントを迂回して連通するとともに、前記濾過すべき液を流す計測用流路部と、前記計測用流路部内を流れる前記濾過すべき液の異物の量を計測する計測部とを備える。
【００１０】
本願の請求項２に記載される発明のフィルタ装置は、請求項１の記載において、前記計測用流路部は、光を透過する検出用パイプを備える。前記計測部は、検出用パイプに光を照射する光源と、前記検出用パイプを通過した光を受光し、前記検出用パイプを前記異物が通過するとことに起因する前記光の変化を検出して出力する受光部とを備える。
【００１１】
本願の請求項３に記載される発明のフィルタ装置は、請求項２の記載において、前記受光部の出力に基づいて前記濾過すべき液の汚染の程度を求める汚染度判定部を備える。前記受光部は２つ設けられて前記検出用パイプにそって離間して配置される。前記汚染度判定部は、前記検出用パイプを流れる同一の異物に対する上流に配置される受光部の出力時点と下流に配置される受光部の出力時点との時差に基づいて前記検出用パイプに流れる前記濾過すべき液の流量を検出し、当該検出した流量に基づいて前記汚染の程度を検出する。
【００１２】
本願の請求項４に記載される発明のフィルタ装置は、請求項２の記載において、前記受光部の出力に基づいて前記濾過すべき液の汚染の程度を求める汚染度判定部を備える。前記受光部は２つ設けられて前記検出用パイプにそって離間して配置される。前記汚染度判定部は、前記検出用パイプを流れる同一の前記異物に対する上流に配置される受光部の出力時点と下流に配置される受光部の出力時点との時差に基づいて前記検出用パイプに流れる前記濾過すべき液の流量を検出し、当該検出した流量が予め設定された流量であるときに前記濾過すべき液の前記汚染の程度を検出する。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、作動油が流れる流路において汚染の程度を検出する部位が傷つくことを抑制できるとともに、作動油中の異物を安価に検出できるフィルタ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるフィルタ装置が油圧循環回路中に組み込まれている状態を示す断面図。
【図２】図１に示された計測部の一部を切り欠いた状態を示す斜視図。
【図３】図２に示された第１，２の受光部が出力した信号値を示すグラフ。
【図４】図１中に示されるＦ４―Ｆ４線に沿って示す計測部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置を、図１〜４を用いて説明する。図１は、本実施形態のフィルタ装置２０が油圧循環回路中１０に組み込まれている状態を示す断面図である。本実施形態では、フィルタ装置２０は、一例として、油圧アクチュエータ（図示せず）を備える重機の油圧循環回路１０中に組み込まれている。油圧アクチュエータを駆動する作動油Ｌは、油圧循環回路１０中を循環している。作動油Ｌは、本発明で言う濾過すべき液の一例である。作動油Ｌは、油圧アクチュエータを駆動したり、または、油圧循環回路１０中を循環する過程で、ごみなどの異物を含むようになる。フィルタ装置２０は、作動油Ｌを濾過する。
【００１６】
フィルタ装置２０は、油圧循環回路１０に設けられるオイルタンク１１に設置されている。オイルタンク１１は、フィルタ装置２０を通過して濾過された後の作動油Ｌが所定量ためられるように形成されている。オイルタンク１１は、一端部に開口１２が形成されている。フィルタ装置２０は、具体的には、開口１２に設けられている。濾過される前の作動油Ｌは、油圧循環回路１０の流路からフィルタ装置２０に流入し、フィルタ装置２０によって濾過された後の作動油Ｌがオイルタンク１１に流入する。このため、フィルタ装置２０は、油圧循環回路１０の一部を構成している。
【００１７】
フィルタ装置２０は、フィルタ部３０と、計測ユニット６０と、汚染度判定部９０とを備えている。フィルタ部３０は、作動油Ｌを濾過する。フィルタ部３０は、フィルタエレメント３１と、フィルタエレメント３１を収容するハウジング３２とを備えている。
【００１８】
フィルタエレメント３１は、濾材３３と、フレーム３４とを備えている。濾材３３は、作動油Ｌ中に含まれるごみなどの異物を濾す。濾材３３は、筒状に形成されており、本実施形態では、一例として例えばひだ折りされて筒状に形成されている。フレーム３４は、両端が開口する内筒３５と、第１，２のプレート３６，３７とを備えている。内筒３５の側壁部３８には、全面にわたって複数の連通孔３９が形成されている。連通孔３９は、側壁部３８を貫通している。なお、図中では、連通孔３９の一部が図示され、他の部分は図示が省略されている。しかしながら、実際には、連通孔３９は、側壁部３８の全域に形成されている。
【００１９】
第１，２のプレート３６，３７は、内筒３５の両端に固定されている。第２のプレート３７において内筒３５の他端の開口３５ｂに対向する範囲は、当該開口３５ｂが外部に連通するように切り欠かれている。第１のプレート３６は、内筒３５の開口に対応する部位に後述されるリリース弁４８が設けられている。リリース弁４８が閉じている状態では、第１のプレート３６は内筒３５の開口を液密に閉塞する。
【００２０】
第１，２のプレート３６，３７は、内筒３５の両端の開口縁から外側に延びる形状となっている。第１，２のプレート３６，３７の平面形状は、例えば、円である。
【００２１】
上記のように筒状に形成された濾材３３は、内側に内筒３５を収容するように第１，２のプレート３６，３７間に収容されている。第１，２のプレート３６，３７の周縁部は、内側に向かって折れ曲がっており、筒状の濾材を支持している。
【００２２】
ハウジング３２は、筒状であって内側にフィルタエレメント３１を収容するハウジング本体４０と、ハウジング本体４０の一端の開口４２を塞ぐ蓋部材４１とを備えている。
【００２３】
ハウジング本体４０の側壁部４４において一端と他端との間の中間の位置には、外側に広がるフランジ部４５が形成されている。ハウジング本体４０をオイルタンク１１内に設置する際に、このフランジ部４５がオイルタンク１１の開口１２の縁に当接することによって、ハウジング本体４０を開口４２に設置することができる。フランジ部４５と開口１２の縁との間は、液密にシールされる。例えば、フランジ部４５と開口１２の縁との間にＯリングなどのシール材が用いられてもよい。
【００２４】
ハウジング本体４０の他端部には内側に突出する突出部４６が形成されている。突出部４６は、フィルタエレメント３１の内筒３５の他端部３５ａの開口３５ｂに嵌合する形状である。フィルタエレメント３１は、突出部４６が内筒３５の他端部３５ａの開口３５ｂに嵌合することによって、ハウジング本体４０内に固定される。突出部４６と開口３５ｂの縁との間は、液密にシールされる。
【００２５】
突出部４６は、オイルタンク１１内に向かっても突出する形状である。突出部４６の内側には、ハウジング本体４０内とオイルタンク１１内とを連通する連通孔４７が形成されている。
【００２６】
フィルタエレメント３１の第１のプレート３６において内筒３５の開口と対向する部位には、リリース弁４８が設けられている。第１のプレート３６は、リリース弁４８以外の部分は塞がれている。リリース弁４８は、ハウジング３２内の圧力が所定値以上になると開き、濾過される前の作動油Ｌをフィルタエレメント３１の下流に流す。
【００２７】
上記のように構成されるフィルタエレメント３１は、ハウジング３２内に収容された状態では、内筒３５の両端が塞がれるので、作動油Ｌは、周方向外側から濾材３３を通って内筒３５の内側に出る。このとき、濾材３３によって作動油Ｌが濾過される。
【００２８】
ハウジング本体４０の側壁部４４には、油圧循環回路１０に連通する流入口４９が形成されている。流入口４９は、油圧循環回路１０においてハウジング本体４０に濾過される前の作動油Ｌを導く流路が連結される。また、オイルタンク１１には、濾過された後の作動油Ｌを戻す流出口４９ａが形成されている。
【００２９】
蓋部材４１は、ハウジング本体４０の一端の開口４２を液密に塞ぐ。蓋部材４１は、例えば図示しないボルトなどの固定具によって、開口４２を開閉可能に液密に塞ぐ。
【００３０】
計測ユニット６０は、計測部用ハウジング６１と、計測用流路部６２の一部と、計測部１００とを備えている。
【００３１】
図２は、計測ユニット６０の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。図１，２に示すように、計測部用ハウジング６１は、蓋部材４１に重なる円筒状である。計測部用ハウジング６１は、計測部用ハウジング本体６６と、計測部用蓋部材６７とを備えている。計測部用ハウジング本体６６は、一端が開口する筒状であり、計測部用蓋部材６７が当該開口を塞ぐ。ハウジング６１は、蓋部材４１に固定される。
【００３２】
ハウジング本体６６の内部に収容空間６８が規定されている。計測用流路部６２は、計測部用ハウジング本体６６の底壁部６９と収容空間６８内とに形成される第１の部分６２ａと、後述される第２の部分６２ｂとを有している。
【００３３】
第１の部分６２ａは、計測部用ハウジング本体６６において蓋部材４１に対向する底壁部６９に形成される流入部７０と流出部７１と、収容空間６８内に配置されて流入部７０と流出部７１とを連通する連結部７２とを備えている。連結部７２は、光源６３が照射する光を透過する材質で形成される検出用透明パイプ７４備えている。検出用透明パイプ７４は、例えばガラスで形成される。検出用透明パイプ７４は、本発明で言う検出用パイプの一例である。
【００３４】
計測部１００は、光源６３と、第１の受光部６４と、第２の受光部６５とを備えている。光源６３は、収容空間６８内において検出用透明パイプ７４に対向する部位に設けられている。第１，２の受光部６４，６５は、収容空間６８内において、検出用透明パイプ７４を挟んで光源６３と反対側に設けられている。第１，２の受光部６４，６５は、検出用透明パイプ７４にそって離間して並んでいる。第１の受光部６４は、第２の受光部６５よりも上流に位置している。
【００３５】
図２に示すように、蓋部材４１には、流入部７０と流出部７１とに嵌合される、蓋部材側流入部８０と蓋部材側流出部８１とが設けられている。蓋部材側流入部８０と蓋部材側流出部８１とは、外側に突出する形状であって、内部に両端に開口するとともに両端の開口を連通する連通孔８３が形成されている。蓋部材側流入部８０が流入部７０内に嵌合すると、蓋部材側流入部８０内の連通孔８３を通して、ハウジング本体４０内と計測用流路部６２とが連通する。同様に、蓋部材側流出部８１が流出部７１に嵌合されると、蓋部材側流出部８１内の連通孔８３と計測用流路部６２とが連通する。
【００３６】
図１に示すように、蓋部材側流出部８１は、ハウジング本体４０の側壁部４４に重なる位置に形成されている。側壁部４４内には、蓋部材側流出部８１内の連通孔８３に連通する、計測用流路部６２の第２の部分６２ｂが形成されている。
【００３７】
第２の部分６２ｂは、オイルタンク１１内に開口している。本実施形態では、ハウジング本体４０の側壁部４４の一部に、オイルタンク１１内に突出する突出部４４ａが形成されている。第２の部分６２ｂは、突出部４４ａ内にも形成されており、オイルタンク１１内に開口している。
【００３８】
上記の構造により、計測用流路部６２（第１，２の部分６２ａ，６２ｂ）を介して、フィルタエレメント３１を迂回する流路が形成される。この流路には、オイルタンク１１内の圧力とハウジング３２内の圧力差によって、フィルタエレメント３１を通過する前の作動油Ｌが流れる。
【００３９】
つまり、計測用流路部６２を流れる作動油Ｌは、フィルタエレメント３１によっては濾過されない。このため、第２の部分の出口には、計測オイル濾過用フィルタエレメント８６が設けられている。計測オイル濾過用フィルタエレメント８６は、計測用流路部６２を流れる作動油Ｌを濾過する。計測オイル濾過用フィルタエレメント８６によって濾過された後の作動油Ｌは、オイルタンク１１内に出る。
【００４０】
オイルタンク１１内の圧力とハウジング３２内の圧力差について具体的に説明する。作動油Ｌがフィルタエレメント３１を通過することによって圧力損失が生じる。このため、ハウジング３２内の圧力がオイルタンク１１内の圧力よりも、当該圧力損失の分高くなる。本実施形態では、ハウジング３２内の圧力がオイルタンク１１内の圧力よりも一例として０．５〜１ｋｇ／ｍ３大きくなるように、濾材３３の精度が設定されている。
【００４１】
光源６３は、検出用透明パイプ７４に向かって光を照射する。第１，２の受光部６４，６５は、検出用透明パイプ７４を通過した光を受光する。第１，２の受光部６４，６５は、受光した光に応じた信号を出力する。本実施形態では、一例として、第１，２の受光部６４，６５として半導体レーザが用いられている。
【００４２】
第１，２の受光部６４，６５が出力する信号について、具体的に説明する。検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌにごみなどの異物が含まれると、当該異物によって光源６３が照射する光が遮られ、それゆえ、第１，２の受光部６４，６５が受光する光が減衰する。第１，２の受光部６４，６５は、受光する光が小さくなると（減衰すると）、信号を出力する。このように、第１，２の受光部６４，６５が信号を出力すると、検出用透明パイプ７４内の作動油Ｌ中にごみが含まれることを示す。
【００４３】
図３は、第１，２の受光部６４，６５の出力信号の一例を示すグラフである。図３に示される第１，２の受光部６４，６５の出力信号の波形について説明する。図３中、横軸３ａは、時間の経過を示す。なお、説明の都合上、横軸に３ａの符号を付す。図中横軸３ａより下方の範囲３ｂは、第１の受光部６４の出力信号を示し、横軸３ａより上方の範囲３ｃは、第２の受光部６５の出力信号を示す。横軸は、図中右側に進むにつれて時間が経過したことを示す。横軸３ａは、範囲３ｂ，３ｃで共通に用いられる。
【００４４】
範囲３ｂでは、縦軸は、出力信号の強さを示す。範囲３ｂでは、出力信号は、図中下方に進むにつれて強くなる。範囲３ｃでは、縦軸は、出力信号の強さを示す。範囲３ｃでは、出力信号は、図中上方に進むにつれて強くなる。
【００４５】
第１，２の受光部６４，６５が出力する信号は、ごみなどの異物の大きさに比例して強くなる。つまり、範囲３ｂ，３ｃの縦軸は、第１，２の受光部６４，６５が検出したごみなどの異物の大きさを示し、範囲３ｂにおいては下方に進むにつれてごみなどの異物が大きいことを示し、範囲３ｃにおいては上方に進むにつれてごみなどの異物が大きいことを示す。そして、波形の山の数は、第１，２の受光部６４，６５が出力する信号の個数であり、つまり、ごみなどの異物の個数を示す。
【００４６】
汚染度判定部９０は、収容空間６８内に設けられている。図４は、図１中に示されるＦ４―Ｆ４線に沿って示される計測ユニット６０の断面図である。図４は、収容空間６８内を示している。図４に示されるように、汚染度判定部９０は、第１の計測用基板９１と、第２の計測用基板９２とを備えている。
【００４７】
汚染度判定部９０は、作動油Ｌの単位体積中に含まれるごみなどの異物の量に基づいて、作動油Ｌの汚染の程度を判定する。単位体積中に含まれるごみなどの量が多くなるほど、作動油Ｌが汚染されていることになる。
【００４８】
なお、ここで言う作動油Ｌの単位体積中に含まれるごみなどの異物の量とは、ごみなどの異物の数と、これら異物の合計の面積とを示す。なお、個々の異物の面積も測定される。
【００４９】
汚染度判定部９０は、図３に示されるような第１，２の受光部６４，６５が出力する信号に基づいて、作動油Ｌの単位体積当りのごみなどの異物の量を検出する。このため、汚染度判定部９０は、検出用透明パイプ７４を流れる作動油Ｌの流量を求めるとともに、第１，２の受光部６４，６５の出力する信号から異物の量を求める。ここで言う流量は、検出用透明パイプ７４内の流路のうちのある断面（流れる方向を垂直に横切る断面）を単位時間（一秒間）に流れる作動油Ｌの量である。検出用パイプ７４は、本実施形態では直線であり、流路断面の面積形状は、流れる方向に一定である。
【００５０】
汚染度判定部９０による流量の検出について、具体的に説明する。まず、検出用透明パイプ７４を流れる作動油Ｌの流量が変化する点について説明する。作動油Ｌは、オイルタンク１１内とハウジング３２内の圧力差によって、検出用透明パイプ７４内を流れる。オイルタンク１１内とハウジング３２の圧力差は、フィルタエレメント３１の圧力損失によって決定される。作動油Ｌは、油圧循環回路１０のメインポンプ（図示せず）によって、フィルタエレメント３１を通過する。
【００５１】
フィルタエレメント３１の濾材３３は、作動油Ｌを濾過することによって、作動油Ｌ中のごみなどの異物を捕集する。このため、所定期間濾材３３が用いられると目詰まりするなどして濾材３３の濾過性能が低下し、それゆえ、フィルタエレメント３１による圧力損失が変化する。この結果、検出用透明パイプ７４を流れる作動油Ｌの流量が変化する。
【００５２】
汚染度判定部９０は、図３に示されるように、ある共通の異物を第１，２の受光部６４，６５が検出した際に出力される信号の時差（Δｔ秒）に基づいて、その瞬間の検出用透明パイプ７４内の流量を検出する。
【００５３】
ある異物に対して第１の受光部６４が信号を出力した時点から、Δｔ秒後に第２の受光部６５が当該共通の異物に対する信号を出力する。Δｔ秒は、第１，２の受光部６４,６５が検出用透明パイプ７４にそって離間して配置されることによって生じる時間差である。
【００５４】
第１,２の受光部６４，６５間の距離と、検出用透明パイプ７４の流路断面積とは、予め求められている。汚染度判定部９０は、これらの値とΔｔとに基づいて、検出用透明パイプ７４内の作動油Ｌの流量を検出する。検出用透明パイプ７４を流れる作動油Ｌの流量が常に求めることができるので、単位体積の作動油Ｌが検出用透明パイプ７４を流れたことを検出することもできる。
【００５５】
つぎに、汚染度判定部９０の異物の量を求める動作を説明する。汚染度判定部９０は、第１，２の受光部６４，６５に接続されている。汚染度判定部９０は、第１，２の受光部６４，６５の計測結果である出力信号をみており、図３に示すように異物に対する信号をうけると、当該信号に対応する異物の量を求める。本実施形態では、光源６３と、第１，２の受光部６４，６５と、汚染度判定部９０における異物の量を求める機能とによって、作動油Ｌ中の異物の量が求められる。
【００５６】
本実施形態では、汚染度判定部９０が第１，２の受光部６４，６５の計測結果である出力に基づいて異物の量を求めたが、これに限定されない。例えば、第１，２の受光部６４，６５の出力に基づいて異物の量を求める機能を有する算出部を別途に設けてもよい。この場合、この算出部によって算出された異物の量が、汚染度判定部に送信される。または、第１，２の受光部６４，６５の各々が、異物の量を算出する機能を有する算出部を備えていてもよい。
【００５７】
汚染度判定部９０は、上記のように、第１，２の受光部６４，６５の出力信号に基づいて常に作動油Ｌの流量を検出することによって単位体積の作動油Ｌの流れを検出し、この単位体積の作動油Ｌが流れる間に検出されるごみなどの異物の量から、作動油Ｌの汚染の程度を判定する。
【００５８】
さらに、汚染度判定部９０は、作動油Ｌの汚染の程度に基づいて、フィルタエレメント３１の交換の必要性や作動油Ｌの交換の必要性を判定する。汚染度判定部９０（本実施形態では、第１，２の計測用基板９１，９２）は、例えば重機の運転席に設けられるモニタなどに連結されており、フィルタエレメント３１の交換の必要がある場合、または、作動油Ｌの交換の必要がある場合には、モニタに交換を促す指示を表示する。なお、フィルタエレメント３１と作動油Ｌの交換の必要性の報告は、上記の運転席近傍のモニタに限定されるものではない。
【００５９】
また、汚染度判定部９０は、第１，２の受光部６４，６５の誤検出をキャンセルする機能を有している。作動油Ｌ中にごみなど異物がある場合では、この異物に対して図３に示すように第１，２の受光部６４，６５が同様の信号（図中、符号Ｓ１，Ｓ２を付す）を出力する。しかしながら、例えば第１の受光部６４が信号を出力せず、第２の受光部６５のみが信号を出力する場合では、汚染度判定部９０は、このときの第２の受光部６５の出力は誤検出であるとし、異物の量に含めない。なお、図３中には、一例として、第２の受光部６５のみが信号（図中符号Ｓ３を付す）を出力した場合を示している。この信号Ｓ３は、誤検出として認識される。
【００６０】
このように、第１，２の受光部６４，６５のうちどちらか一方のみが信号を出力した場合では、当該信号はごみなどの異物の誤検出であるとする。
【００６１】
また、本実施形態では一例として、汚染判定部９０は、第１，２の受光部６４，６５の出力信号において、予め設定された強さの信号値Ｐ１以下の信号については、ごみなどの異物としては認識しない。信号値Ｐ１は、任意に設定することができる。なお、信号値Ｐ１以下については異物としては認識しないことは、一例であり、全ての信号値を異物として認識するようにしてもよい。
【００６２】
このように、本実施形態では、作動油Ｌがフィルタエレメント３１を通過することに起因する圧力損失を利用して、計測ユニット６０に作動油Ｌを導く。このため、計測ユニット６０内を流れる作動油Ｌの圧力は、油圧循環回路１０を駆動するメインポンプ（図示せず）の圧力よりも小さくできる。この結果、作動油Ｌの汚染の程度の測定に用いられる検出用透明パイプ７４が圧力によって損傷することを抑制することができる。さらに、汚染の程度を検出するための別途のポンプを必要としないので、作動油中の異物を安価に検出できるフィルタ装置を提供できる。
【００６３】
このことは、本実施形態のように計測ユニット６０が検出用透明パイプ７４を用いる構造においては、特に有効である。
【００６４】
また、汚染度判定部９０が、第１，２の受光部６４，６５の検出結果に基づいて検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌの流量を常に検出することによって、作動油Ｌの単位体積あたりのごみなどの異物の量を正確に検出できるようになるので、作動油Ｌの汚染の程度を正確に検出することができる。
【００６５】
つぎに、本発明の第２の実施形態に係るフィルタ装置を説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、フィルタ装置２０の構造は、第１の実施形態と同様である。本実施形態では、汚染度判定部９０における作動油Ｌの汚染の程度の判定にかかる動作が第１の実施形態と異なる。このため、本実施形態においても図面は、第１の実施形態と同様に図１〜４を用いる。フィルタ装置２０の他の動作は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる動作について具体的に説明する。
【００６６】
第１の実施形態では、汚染度判定部９０は、検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌの流量を常に検出しており、検出される流量に基づいて作動油Ｌの単位体積あたりのごみなどの異物の量を求めて作動油Ｌの汚染の判定を行っている。
【００６７】
これに対し、本実施形態では、汚染度判定部９０は、第１の実施形態と同様に常に検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌの流量（単位時間当たりの作動油Ｌのながれる量）を検出するとともに、検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌの流量が予め設定される所定流量となるときに作動油Ｌの汚染の程度を判定する。
【００６８】
具体的には、汚染度判定部９０は、第１の実施形態と同様に検出用透明パイプ７４内の作動油Ｌの流量を検出する。そして、検出された流量が予め設定された流量（単位時間当たりの作動油Ｌの流れる量）と同じ値となると、予め設定された流量が維持される時間と、予め設定された流量が維持される間のごみなどの異物の量を検出する。
【００６９】
汚染度判定部９０は、予め設定された流量と、予め設定された流量が維持される時間と、この時間内のごみなどの異物の量とから、作動油Ｌの単位体積あたりのごみなどの異物の量を求めることができ、作動油Ｌの汚染の程度を判定することができる。
【００７０】
このように、予め設定された流量を用いることによって、作動油Ｌの単位体積あたりのごみなどの異物の量を正確に計算することができるので、第１の実施形態と同様に、作動油Ｌの汚染の程度を正確に判定することができる。
【００７１】
なお、本実施形態において、本実施形態において第１の実施形態と同様の部分においては、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
２０…フィルタ装置、３１…フィルタエレメント３１、６２…計測用流路部、６３…光源、６４…第１の受光部（受光部）、６４…第２の受光部（受光部）、７４…検出用透明パイプ（検出用パイプ）、９０…汚染度判定部、１００…計測部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば重機が備える油圧アクチュエータの油圧回路中を流れる作動油などの濾過すべき液の汚染度を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、作動油回路中を流れる作動油中のごみなどの異物の量に基づいて当該作動油の汚染の程度を検出する装置がある。この種の装置では、油圧回路のメインポンプの駆動力によって作動油が流れるメイン流路を規定する壁部内において、流路を挟んで両側にそれぞれ光伝達体が設けられている。そして、光伝達体を内側に挟むように、光源と受光器が設けられている。
【０００３】
受光器は、光伝達体を通過した、光源が照射した光を検出する。また、受光器は、流路中をごみなどの粒子が通過することに起因する光の減衰量からゴミの量を測定する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２５８１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される測定装置では、光伝達体には、メインポンプの圧力が作用する。メインポンプの圧力が大きい場合には、異物が光伝達体に当るなどして傷がつくなどすることが考えられる。作動油が流れる流路において汚染の程度を検出する部位が傷つくことは、好ましくない。
【０００６】
このため、メインポンプによって作動油が循環するメイン流路とは別の測定用流路と、測定用流路に作動油の一部を流動させるためのメインポンプとは別の測定用ポンプとを用いて作動油の汚染を測定する技術が提案されている。測定用ポンプによってメイン流路を流れる作動油の一部が測定用流路に流入し、この測定用流路を流れる作動用中の汚染を測定する。この測定用流路には、特許文献１に開示されるような光伝達体、光源、受光器が設けられている。測定用ポンプは、測定用に適したものが用いられる。
【０００７】
しかしながら、測定用ポンプを用いる構造では、測定用ポンプの分コストが高くなる。コストが高くなることは好ましくない。
【０００８】
本発明は、作動油が流れる流路において汚染の程度を検出する部位が傷つくことを抑制できるとともに、作動油中の異物を安価に検出できるフィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の請求項１に記載される発明のフィルタ装置は、濾過すべき液を濾過するフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントより上流の位置と前記フィルタエレメントより下流の位置とを前記フィルタエレメントを迂回して連通するとともに、前記濾過すべき液を流す計測用流路部と、前記計測用流路部内を流れる前記濾過すべき液の異物の量を計測する計測部とを備える。
【００１０】
本願の請求項２に記載される発明のフィルタ装置は、請求項１の記載において、前記計測用流路部は、光を透過する検出用パイプを備える。前記計測部は、検出用パイプに光を照射する光源と、前記検出用パイプを通過した光を受光し、前記検出用パイプを前記異物が通過するとことに起因する前記光の変化を検出して出力する受光部とを備える。
【００１１】
本願の請求項３に記載される発明のフィルタ装置は、請求項２の記載において、前記受光部の出力に基づいて前記濾過すべき液の汚染の程度を求める汚染度判定部を備える。前記受光部は２つ設けられて前記検出用パイプにそって離間して配置される。前記汚染度判定部は、前記検出用パイプを流れる同一の異物に対する上流に配置される受光部の出力時点と下流に配置される受光部の出力時点との時差に基づいて前記検出用パイプに流れる前記濾過すべき液の流量を検出し、当該検出した流量に基づいて前記汚染の程度を検出する。
【００１２】
本願の請求項４に記載される発明のフィルタ装置は、請求項２の記載において、前記受光部の出力に基づいて前記濾過すべき液の汚染の程度を求める汚染度判定部を備える。前記受光部は２つ設けられて前記検出用パイプにそって離間して配置される。前記汚染度判定部は、前記検出用パイプを流れる同一の前記異物に対する上流に配置される受光部の出力時点と下流に配置される受光部の出力時点との時差に基づいて前記検出用パイプに流れる前記濾過すべき液の流量を検出し、当該検出した流量が予め設定された流量であるときに前記濾過すべき液の前記汚染の程度を検出する。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、作動油が流れる流路において汚染の程度を検出する部位が傷つくことを抑制できるとともに、作動油中の異物を安価に検出できるフィルタ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるフィルタ装置が油圧循環回路中に組み込まれている状態を示す断面図。
【図２】図１に示された計測部の一部を切り欠いた状態を示す斜視図。
【図３】図２に示された第１，２の受光部が出力した信号値を示すグラフ。
【図４】図１中に示されるＦ４―Ｆ４線に沿って示す計測部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置を、図１〜４を用いて説明する。図１は、本実施形態のフィルタ装置２０が油圧循環回路中１０に組み込まれている状態を示す断面図である。本実施形態では、フィルタ装置２０は、一例として、油圧アクチュエータ（図示せず）を備える重機の油圧循環回路１０中に組み込まれている。油圧アクチュエータを駆動する作動油Ｌは、油圧循環回路１０中を循環している。作動油Ｌは、本発明で言う濾過すべき液の一例である。作動油Ｌは、油圧アクチュエータを駆動したり、または、油圧循環回路１０中を循環する過程で、ごみなどの異物を含むようになる。フィルタ装置２０は、作動油Ｌを濾過する。
【００１６】
フィルタ装置２０は、油圧循環回路１０に設けられるオイルタンク１１に設置されている。オイルタンク１１は、フィルタ装置２０を通過して濾過された後の作動油Ｌが所定量ためられるように形成されている。オイルタンク１１は、一端部に開口１２が形成されている。フィルタ装置２０は、具体的には、開口１２に設けられている。濾過される前の作動油Ｌは、油圧循環回路１０の流路からフィルタ装置２０に流入し、フィルタ装置２０によって濾過された後の作動油Ｌがオイルタンク１１に流入する。このため、フィルタ装置２０は、油圧循環回路１０の一部を構成している。
【００１７】
フィルタ装置２０は、フィルタ部３０と、計測ユニット６０と、汚染度判定部９０とを備えている。フィルタ部３０は、作動油Ｌを濾過する。フィルタ部３０は、フィルタエレメント３１と、フィルタエレメント３１を収容するハウジング３２とを備えている。
【００１８】
フィルタエレメント３１は、濾材３３と、フレーム３４とを備えている。濾材３３は、作動油Ｌ中に含まれるごみなどの異物を濾す。濾材３３は、筒状に形成されており、本実施形態では、一例として例えばひだ折りされて筒状に形成されている。フレーム３４は、両端が開口する内筒３５と、第１，２のプレート３６，３７とを備えている。内筒３５の側壁部３８には、全面にわたって複数の連通孔３９が形成されている。連通孔３９は、側壁部３８を貫通している。なお、図中では、連通孔３９の一部が図示され、他の部分は図示が省略されている。しかしながら、実際には、連通孔３９は、側壁部３８の全域に形成されている。
【００１９】
第１，２のプレート３６，３７は、内筒３５の両端に固定されている。第２のプレート３７において内筒３５の他端の開口３５ｂに対向する範囲は、当該開口３５ｂが外部に連通するように切り欠かれている。第１のプレート３６は、内筒３５の開口に対応する部位に後述されるリリース弁４８が設けられている。リリース弁４８が閉じている状態では、第１のプレート３６は内筒３５の開口を液密に閉塞する。
【００２０】
第１，２のプレート３６，３７は、内筒３５の両端の開口縁から外側に延びる形状となっている。第１，２のプレート３６，３７の平面形状は、例えば、円である。
【００２１】
上記のように筒状に形成された濾材３３は、内側に内筒３５を収容するように第１，２のプレート３６，３７間に収容されている。第１，２のプレート３６，３７の周縁部は、内側に向かって折れ曲がっており、筒状の濾材を支持している。
【００２２】
ハウジング３２は、筒状であって内側にフィルタエレメント３１を収容するハウジング本体４０と、ハウジング本体４０の一端の開口４２を塞ぐ蓋部材４１とを備えている。
【００２３】
ハウジング本体４０の側壁部４４において一端と他端との間の中間の位置には、外側に広がるフランジ部４５が形成されている。ハウジング本体４０をオイルタンク１１内に設置する際に、このフランジ部４５がオイルタンク１１の開口１２の縁に当接することによって、ハウジング本体４０を開口４２に設置することができる。フランジ部４５と開口１２の縁との間は、液密にシールされる。例えば、フランジ部４５と開口１２の縁との間にＯリングなどのシール材が用いられてもよい。
【００２４】
ハウジング本体４０の他端部には内側に突出する突出部４６が形成されている。突出部４６は、フィルタエレメント３１の内筒３５の他端部３５ａの開口３５ｂに嵌合する形状である。フィルタエレメント３１は、突出部４６が内筒３５の他端部３５ａの開口３５ｂに嵌合することによって、ハウジング本体４０内に固定される。突出部４６と開口３５ｂの縁との間は、液密にシールされる。
【００２５】
突出部４６は、オイルタンク１１内に向かっても突出する形状である。突出部４６の内側には、ハウジング本体４０内とオイルタンク１１内とを連通する連通孔４７が形成されている。
【００２６】
フィルタエレメント３１の第１のプレート３６において内筒３５の開口と対向する部位には、リリース弁４８が設けられている。第１のプレート３６は、リリース弁４８以外の部分は塞がれている。リリース弁４８は、ハウジング３２内の圧力が所定値以上になると開き、濾過される前の作動油Ｌをフィルタエレメント３１の下流に流す。
【００２７】
上記のように構成されるフィルタエレメント３１は、ハウジング３２内に収容された状態では、内筒３５の両端が塞がれるので、作動油Ｌは、周方向外側から濾材３３を通って内筒３５の内側に出る。このとき、濾材３３によって作動油Ｌが濾過される。
【００２８】
ハウジング本体４０の側壁部４４には、油圧循環回路１０に連通する流入口４９が形成されている。流入口４９は、油圧循環回路１０においてハウジング本体４０に濾過される前の作動油Ｌを導く流路が連結される。また、オイルタンク１１には、濾過された後の作動油Ｌを戻す流出口４９ａが形成されている。
【００２９】
蓋部材４１は、ハウジング本体４０の一端の開口４２を液密に塞ぐ。蓋部材４１は、例えば図示しないボルトなどの固定具によって、開口４２を開閉可能に液密に塞ぐ。
【００３０】
計測ユニット６０は、計測部用ハウジング６１と、計測用流路部６２の一部と、計測部１００とを備えている。
【００３１】
図２は、計測ユニット６０の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。図１，２に示すように、計測部用ハウジング６１は、蓋部材４１に重なる円筒状である。計測部用ハウジング６１は、計測部用ハウジング本体６６と、計測部用蓋部材６７とを備えている。計測部用ハウジング本体６６は、一端が開口する筒状であり、計測部用蓋部材６７が当該開口を塞ぐ。ハウジング６１は、蓋部材４１に固定される。
【００３２】
ハウジング本体６６の内部に収容空間６８が規定されている。計測用流路部６２は、計測部用ハウジング本体６６の底壁部６９と収容空間６８内とに形成される第１の部分６２ａと、後述される第２の部分６２ｂとを有している。
【００３３】
第１の部分６２ａは、計測部用ハウジング本体６６において蓋部材４１に対向する底壁部６９に形成される流入部７０と流出部７１と、収容空間６８内に配置されて流入部７０と流出部７１とを連通する連結部７２とを備えている。連結部７２は、光源６３が照射する光を透過する材質で形成される検出用透明パイプ７４備えている。検出用透明パイプ７４は、例えばガラスで形成される。検出用透明パイプ７４は、本発明で言う検出用パイプの一例である。
【００３４】
計測部１００は、光源６３と、第１の受光部６４と、第２の受光部６５とを備えている。光源６３は、収容空間６８内において検出用透明パイプ７４に対向する部位に設けられている。第１，２の受光部６４，６５は、収容空間６８内において、検出用透明パイプ７４を挟んで光源６３と反対側に設けられている。第１，２の受光部６４，６５は、検出用透明パイプ７４にそって離間して並んでいる。第１の受光部６４は、第２の受光部６５よりも上流に位置している。
【００３５】
図２に示すように、蓋部材４１には、流入部７０と流出部７１とに嵌合される、蓋部材側流入部８０と蓋部材側流出部８１とが設けられている。蓋部材側流入部８０と蓋部材側流出部８１とは、外側に突出する形状であって、内部に両端に開口するとともに両端の開口を連通する連通孔８３が形成されている。蓋部材側流入部８０が流入部７０内に嵌合すると、蓋部材側流入部８０内の連通孔８３を通して、ハウジング本体４０内と計測用流路部６２とが連通する。同様に、蓋部材側流出部８１が流出部７１に嵌合されると、蓋部材側流出部８１内の連通孔８３と計測用流路部６２とが連通する。
【００３６】
図１に示すように、蓋部材側流出部８１は、ハウジング本体４０の側壁部４４に重なる位置に形成されている。側壁部４４内には、蓋部材側流出部８１内の連通孔８３に連通する、計測用流路部６２の第２の部分６２ｂが形成されている。
【００３７】
第２の部分６２ｂは、オイルタンク１１内に開口している。本実施形態では、ハウジング本体４０の側壁部４４の一部に、オイルタンク１１内に突出する突出部４４ａが形成されている。第２の部分６２ｂは、突出部４４ａ内にも形成されており、オイルタンク１１内に開口している。
【００３８】
上記の構造により、計測用流路部６２（第１，２の部分６２ａ，６２ｂ）を介して、フィルタエレメント３１を迂回する流路が形成される。この流路には、オイルタンク１１内の圧力とハウジング３２内の圧力差によって、フィルタエレメント３１を通過する前の作動油Ｌが流れる。
【００３９】
つまり、計測用流路部６２を流れる作動油Ｌは、フィルタエレメント３１によっては濾過されない。このため、第２の部分の出口には、計測オイル濾過用フィルタエレメント８６が設けられている。計測オイル濾過用フィルタエレメント８６は、計測用流路部６２を流れる作動油Ｌを濾過する。計測オイル濾過用フィルタエレメント８６によって濾過された後の作動油Ｌは、オイルタンク１１内に出る。
【００４０】
オイルタンク１１内の圧力とハウジング３２内の圧力差について具体的に説明する。作動油Ｌがフィルタエレメント３１を通過することによって圧力損失が生じる。このため、ハウジング３２内の圧力がオイルタンク１１内の圧力よりも、当該圧力損失の分高くなる。本実施形態では、ハウジング３２内の圧力がオイルタンク１１内の圧力よりも一例として０．５〜１ｋｇ／ｍ３大きくなるように、濾材３３の精度が設定されている。
【００４１】
光源６３は、検出用透明パイプ７４に向かって光を照射する。第１，２の受光部６４，６５は、検出用透明パイプ７４を通過した光を受光する。第１，２の受光部６４，６５は、受光した光に応じた信号を出力する。本実施形態では、一例として、第１，２の受光部６４，６５として半導体レーザが用いられている。
【００４２】
第１，２の受光部６４，６５が出力する信号について、具体的に説明する。検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌにごみなどの異物が含まれると、当該異物によって光源６３が照射する光が遮られ、それゆえ、第１，２の受光部６４，６５が受光する光が減衰する。第１，２の受光部６４，６５は、受光する光が小さくなると（減衰すると）、信号を出力する。このように、第１，２の受光部６４，６５が信号を出力すると、検出用透明パイプ７４内の作動油Ｌ中にごみが含まれることを示す。
【００４３】
図３は、第１，２の受光部６４，６５の出力信号の一例を示すグラフである。図３に示される第１，２の受光部６４，６５の出力信号の波形について説明する。図３中、横軸３ａは、時間の経過を示す。なお、説明の都合上、横軸に３ａの符号を付す。図中横軸３ａより下方の範囲３ｂは、第１の受光部６４の出力信号を示し、横軸３ａより上方の範囲３ｃは、第２の受光部６５の出力信号を示す。横軸は、図中右側に進むにつれて時間が経過したことを示す。横軸３ａは、範囲３ｂ，３ｃで共通に用いられる。
【００４４】
範囲３ｂでは、縦軸は、出力信号の強さを示す。範囲３ｂでは、出力信号は、図中下方に進むにつれて強くなる。範囲３ｃでは、縦軸は、出力信号の強さを示す。範囲３ｃでは、出力信号は、図中上方に進むにつれて強くなる。
【００４５】
第１，２の受光部６４，６５が出力する信号は、ごみなどの異物の大きさに比例して強くなる。つまり、範囲３ｂ，３ｃの縦軸は、第１，２の受光部６４，６５が検出したごみなどの異物の大きさを示し、範囲３ｂにおいては下方に進むにつれてごみなどの異物が大きいことを示し、範囲３ｃにおいては上方に進むにつれてごみなどの異物が大きいことを示す。そして、波形の山の数は、第１，２の受光部６４，６５が出力する信号の個数であり、つまり、ごみなどの異物の個数を示す。
【００４６】
汚染度判定部９０は、収容空間６８内に設けられている。図４は、図１中に示されるＦ４―Ｆ４線に沿って示される計測ユニット６０の断面図である。図４は、収容空間６８内を示している。図４に示されるように、汚染度判定部９０は、第１の計測用基板９１と、第２の計測用基板９２とを備えている。
【００４７】
汚染度判定部９０は、作動油Ｌの単位体積中に含まれるごみなどの異物の量に基づいて、作動油Ｌの汚染の程度を判定する。単位体積中に含まれるごみなどの量が多くなるほど、作動油Ｌが汚染されていることになる。
【００４８】
なお、ここで言う作動油Ｌの単位体積中に含まれるごみなどの異物の量とは、ごみなどの異物の数と、これら異物の合計の面積とを示す。なお、個々の異物の面積も測定される。
【００４９】
汚染度判定部９０は、図３に示されるような第１，２の受光部６４，６５が出力する信号に基づいて、作動油Ｌの単位体積当りのごみなどの異物の量を検出する。このため、汚染度判定部９０は、検出用透明パイプ７４を流れる作動油Ｌの流量を求めるとともに、第１，２の受光部６４，６５の出力する信号から異物の量を求める。ここで言う流量は、検出用透明パイプ７４内の流路のうちのある断面（流れる方向を垂直に横切る断面）を単位時間（一秒間）に流れる作動油Ｌの量である。検出用パイプ７４は、本実施形態では直線であり、流路断面の面積形状は、流れる方向に一定である。
【００５０】
汚染度判定部９０による流量の検出について、具体的に説明する。まず、検出用透明パイプ７４を流れる作動油Ｌの流量が変化する点について説明する。作動油Ｌは、オイルタンク１１内とハウジング３２内の圧力差によって、検出用透明パイプ７４内を流れる。オイルタンク１１内とハウジング３２の圧力差は、フィルタエレメント３１の圧力損失によって決定される。作動油Ｌは、油圧循環回路１０のメインポンプ（図示せず）によって、フィルタエレメント３１を通過する。
【００５１】
フィルタエレメント３１の濾材３３は、作動油Ｌを濾過することによって、作動油Ｌ中のごみなどの異物を捕集する。このため、所定期間濾材３３が用いられると目詰まりするなどして濾材３３の濾過性能が低下し、それゆえ、フィルタエレメント３１による圧力損失が変化する。この結果、検出用透明パイプ７４を流れる作動油Ｌの流量が変化する。
【００５２】
汚染度判定部９０は、図３に示されるように、ある共通の異物を第１，２の受光部６４，６５が検出した際に出力される信号の時差（Δｔ秒）に基づいて、その瞬間の検出用透明パイプ７４内の流量を検出する。
【００５３】
ある異物に対して第１の受光部６４が信号を出力した時点から、Δｔ秒後に第２の受光部６５が当該共通の異物に対する信号を出力する。Δｔ秒は、第１，２の受光部６４,６５が検出用透明パイプ７４にそって離間して配置されることによって生じる時間差である。
【００５４】
第１,２の受光部６４，６５間の距離と、検出用透明パイプ７４の流路断面積とは、予め求められている。汚染度判定部９０は、これらの値とΔｔとに基づいて、検出用透明パイプ７４内の作動油Ｌの流量を検出する。検出用透明パイプ７４を流れる作動油Ｌの流量が常に求めることができるので、単位体積の作動油Ｌが検出用透明パイプ７４を流れたことを検出することもできる。
【００５５】
つぎに、汚染度判定部９０の異物の量を求める動作を説明する。汚染度判定部９０は、第１，２の受光部６４，６５に接続されている。汚染度判定部９０は、第１，２の受光部６４，６５の計測結果である出力信号をみており、図３に示すように異物に対する信号をうけると、当該信号に対応する異物の量を求める。本実施形態では、光源６３と、第１，２の受光部６４，６５と、汚染度判定部９０における異物の量を求める機能とによって、作動油Ｌ中の異物の量が求められる。
【００５６】
本実施形態では、汚染度判定部９０が第１，２の受光部６４，６５の計測結果である出力に基づいて異物の量を求めたが、これに限定されない。例えば、第１，２の受光部６４，６５の出力に基づいて異物の量を求める機能を有する算出部を別途に設けてもよい。この場合、この算出部によって算出された異物の量が、汚染度判定部に送信される。または、第１，２の受光部６４，６５の各々が、異物の量を算出する機能を有する算出部を備えていてもよい。
【００５７】
汚染度判定部９０は、上記のように、第１，２の受光部６４，６５の出力信号に基づいて常に作動油Ｌの流量を検出することによって単位体積の作動油Ｌの流れを検出し、この単位体積の作動油Ｌが流れる間に検出されるごみなどの異物の量から、作動油Ｌの汚染の程度を判定する。
【００５８】
さらに、汚染度判定部９０は、作動油Ｌの汚染の程度に基づいて、フィルタエレメント３１の交換の必要性や作動油Ｌの交換の必要性を判定する。汚染度判定部９０（本実施形態では、第１，２の計測用基板９１，９２）は、例えば重機の運転席に設けられるモニタなどに連結されており、フィルタエレメント３１の交換の必要がある場合、または、作動油Ｌの交換の必要がある場合には、モニタに交換を促す指示を表示する。なお、フィルタエレメント３１と作動油Ｌの交換の必要性の報告は、上記の運転席近傍のモニタに限定されるものではない。
【００５９】
また、汚染度判定部９０は、第１，２の受光部６４，６５の誤検出をキャンセルする機能を有している。作動油Ｌ中にごみなど異物がある場合では、この異物に対して図３に示すように第１，２の受光部６４，６５が同様の信号（図中、符号Ｓ１，Ｓ２を付す）を出力する。しかしながら、例えば第１の受光部６４が信号を出力せず、第２の受光部６５のみが信号を出力する場合では、汚染度判定部９０は、このときの第２の受光部６５の出力は誤検出であるとし、異物の量に含めない。なお、図３中には、一例として、第２の受光部６５のみが信号（図中符号Ｓ３を付す）を出力した場合を示している。この信号Ｓ３は、誤検出として認識される。
【００６０】
このように、第１，２の受光部６４，６５のうちどちらか一方のみが信号を出力した場合では、当該信号はごみなどの異物の誤検出であるとする。
【００６１】
また、本実施形態では一例として、汚染判定部９０は、第１，２の受光部６４，６５の出力信号において、予め設定された強さの信号値Ｐ１以下の信号については、ごみなどの異物としては認識しない。信号値Ｐ１は、任意に設定することができる。なお、信号値Ｐ１以下については異物としては認識しないことは、一例であり、全ての信号値を異物として認識するようにしてもよい。
【００６２】
このように、本実施形態では、作動油Ｌがフィルタエレメント３１を通過することに起因する圧力損失を利用して、計測ユニット６０に作動油Ｌを導く。このため、計測ユニット６０内を流れる作動油Ｌの圧力は、油圧循環回路１０を駆動するメインポンプ（図示せず）の圧力よりも小さくできる。この結果、作動油Ｌの汚染の程度の測定に用いられる検出用透明パイプ７４が圧力によって損傷することを抑制することができる。さらに、汚染の程度を検出するための別途のポンプを必要としないので、作動油中の異物を安価に検出できるフィルタ装置を提供できる。
【００６３】
このことは、本実施形態のように計測ユニット６０が検出用透明パイプ７４を用いる構造においては、特に有効である。
【００６４】
また、汚染度判定部９０が、第１，２の受光部６４，６５の検出結果に基づいて検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌの流量を常に検出することによって、作動油Ｌの単位体積あたりのごみなどの異物の量を正確に検出できるようになるので、作動油Ｌの汚染の程度を正確に検出することができる。
【００６５】
つぎに、本発明の第２の実施形態に係るフィルタ装置を説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、フィルタ装置２０の構造は、第１の実施形態と同様である。本実施形態では、汚染度判定部９０における作動油Ｌの汚染の程度の判定にかかる動作が第１の実施形態と異なる。このため、本実施形態においても図面は、第１の実施形態と同様に図１〜４を用いる。フィルタ装置２０の他の動作は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる動作について具体的に説明する。
【００６６】
第１の実施形態では、汚染度判定部９０は、検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌの流量を常に検出しており、検出される流量に基づいて作動油Ｌの単位体積あたりのごみなどの異物の量を求めて作動油Ｌの汚染の判定を行っている。
【００６７】
これに対し、本実施形態では、汚染度判定部９０は、第１の実施形態と同様に常に検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌの流量（単位時間当たりの作動油Ｌのながれる量）を検出するとともに、検出用透明パイプ７４内を流れる作動油Ｌの流量が予め設定される所定流量となるときに作動油Ｌの汚染の程度を判定する。
【００６８】
具体的には、汚染度判定部９０は、第１の実施形態と同様に検出用透明パイプ７４内の作動油Ｌの流量を検出する。そして、検出された流量が予め設定された流量（単位時間当たりの作動油Ｌの流れる量）と同じ値となると、予め設定された流量が維持される時間と、予め設定された流量が維持される間のごみなどの異物の量を検出する。
【００６９】
汚染度判定部９０は、予め設定された流量と、予め設定された流量が維持される時間と、この時間内のごみなどの異物の量とから、作動油Ｌの単位体積あたりのごみなどの異物の量を求めることができ、作動油Ｌの汚染の程度を判定することができる。
【００７０】
このように、予め設定された流量を用いることによって、作動油Ｌの単位体積あたりのごみなどの異物の量を正確に計算することができるので、第１の実施形態と同様に、作動油Ｌの汚染の程度を正確に判定することができる。
【００７１】
なお、本実施形態において、本実施形態において第１の実施形態と同様の部分においては、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
２０…フィルタ装置、３１…フィルタエレメント３１、６２…計測用流路部、６３…光源、６４…第１の受光部（受光部）、６４…第２の受光部（受光部）、７４…検出用透明パイプ（検出用パイプ）、９０…汚染度判定部、１００…計測部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過すべき液を濾過するフィルタエレメントと、
前記フィルタエレメントより上流の位置と前記フィルタエレメントより下流の位置とを前記フィルタエレメントを迂回して連通するとともに、前記濾過すべき液を流す計測用流路部と、
前記計測用流路部内を流れる前記濾過すべき液の異物の量を計測する計測部と
を具備することを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記計測用流路部は、光を透過する検出用パイプを具備し、
前記計測部は、
検出用パイプに光を照射する光源と、
前記検出用パイプを通過した光を受光し、前記検出用パイプを前記異物が通過するとことに起因する前記光の変化を検出して出力する受光部と
を具備することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のフィルタ装置において、
前記受光部の出力に基づいて前記濾過すべき液の汚染の程度を求める汚染度判定部を具備し、
前記受光部は２つ設けられて前記検出用パイプにそって離間して配置され、
前記汚染度判定部は、前記検出用パイプを流れる同一の異物に対する上流に配置される受光部の出力時点と下流に配置される受光部の出力時点との時差に基づいて前記検出用パイプに流れる前記濾過すべき液の流量を検出し、当該検出した流量に基づいて前記汚染の程度を検出する
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のフィルタ装置において、
前記受光部の出力に基づいて前記濾過すべき液の汚染の程度を求める汚染度判定部を具備し、
前記受光部は２つ設けられて前記検出用パイプにそって離間して配置され、
前記汚染度判定部は、前記検出用パイプを流れる同一の前記異物に対する上流に配置される受光部の出力時点と下流に配置される受光部の出力時点との時差に基づいて前記検出用パイプに流れる前記濾過すべき液の流量を検出し、当該検出した流量が予め設定された流量であるときに前記濾過すべき液の前記汚染の程度を検出する
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項１】
濾過すべき液を濾過するフィルタエレメントと、
前記フィルタエレメントより上流の位置と前記フィルタエレメントより下流の位置とを前記フィルタエレメントを迂回して連通するとともに、前記濾過すべき液を流す計測用流路部と、
前記計測用流路部内を流れる前記濾過すべき液の異物の量を計測する計測部と
を具備することを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記計測用流路部は、光を透過する検出用パイプを具備し、
前記計測部は、
検出用パイプに光を照射する光源と、
前記検出用パイプを通過した光を受光し、前記検出用パイプを前記異物が通過するとことに起因する前記光の変化を検出して出力する受光部と
を具備することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のフィルタ装置において、
前記受光部の出力に基づいて前記濾過すべき液の汚染の程度を求める汚染度判定部を具備し、
前記受光部は２つ設けられて前記検出用パイプにそって離間して配置され、
前記汚染度判定部は、前記検出用パイプを流れる同一の異物に対する上流に配置される受光部の出力時点と下流に配置される受光部の出力時点との時差に基づいて前記検出用パイプに流れる前記濾過すべき液の流量を検出し、当該検出した流量に基づいて前記汚染の程度を検出する
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のフィルタ装置において、
前記受光部の出力に基づいて前記濾過すべき液の汚染の程度を求める汚染度判定部を具備し、
前記受光部は２つ設けられて前記検出用パイプにそって離間して配置され、
前記汚染度判定部は、前記検出用パイプを流れる同一の前記異物に対する上流に配置される受光部の出力時点と下流に配置される受光部の出力時点との時差に基づいて前記検出用パイプに流れる前記濾過すべき液の流量を検出し、当該検出した流量が予め設定された流量であるときに前記濾過すべき液の前記汚染の程度を検出する
ことを特徴とするフィルタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１２２８５２（Ｐ２０１１−１２２８５２Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７８７８３（Ｐ２００９−２７８７８３）
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００１７８６７５）ヤマシンフィルタ株式会社 (18)
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００１７８６７５）ヤマシンフィルタ株式会社 (18)
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