粒子濃度測定装置
【課題】検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することのできる内燃機関用の粒子濃度測定装置を提供する。
【解決手段】この粒子濃度測定装置は、内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部１２０と、液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部１３０と、検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有してその照射方向に対し交差する方向に移動することで検査光の液中通過距離を変更する変更部１４０とを備える。そして、液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された透過光量に基づいて液体中の粒子濃度を測定する。この変更部１４０の移動は、その変更部１４０に伝達される機関振動によって行われる。
【解決手段】この粒子濃度測定装置は、内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部１２０と、液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部１３０と、検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有してその照射方向に対し交差する方向に移動することで検査光の液中通過距離を変更する変更部１４０とを備える。そして、液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された透過光量に基づいて液体中の粒子濃度を測定する。この変更部１４０の移動は、その変更部１４０に伝達される機関振動によって行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体に混入した粒子の濃度を測定する粒子濃度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば機関の潤滑油に混入した煤の濃度等といった液体中の粒子濃度を、その液体の光透過特性、具体的には同液体を透過する透過光の光量に基づいて測定する装置が知られている。この装置では、発光部から液体に向けて検査光を照射し、同液体を透過する透過光の光量が受光部で測定される。発光部から照射された検査光の一部は、液体に混入した粒子によって吸収・散乱されるため、受光部で測定される透過光量は液中粒子の量に応じたものとなる。従って、その透過光量に基づいて粒子濃度を測定することができる。
【０００３】
ここで、発光部や受光部に汚れが付着したり、温度変化等に起因する発光部の発光量変化や受光部の出力変化等が生じたりすると、測定される光量が変化するため、粒子濃度の測定精度が低下してしまう。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有し、検査光の照射方向に対して交差する方向に移動することで、発光部からの検査光が液体中を通過する距離である液中通過距離を変更する変更部を備えるようにしている。そして、その液中通過距離を変更したときの光透過特性の差に基づいて液体中の粒子濃度を測定することにより、発光部や受光部に対する汚れの付着、あるいは発光部の発光量変化や受光部の出力変化等によって生じる上記測定精度の低下を抑えるようにしている。
【特許文献１】特開平３−５９４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載の装置では、上記変更部を移動させるために専用の駆動機構を設けるようにしており、その分、装置の構造が複雑化したり、装置が大型化したりしてしまう。
【０００６】
この発明はこうした事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することのできる内燃機関用の粒子濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部に伝達される機関振動によって前記変更部の移動が行われることをその要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、液中通過距離を変更する変更部の移動が機関振動によって行われる。従って、液中通過距離を変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部の共振周波数が、内燃機関から発生する振動周波数と一致するように前記変更部は構成されていることをその要旨とする。
【００１０】
同構成によれば、上記変更部が機関振動によって共振するようになるため、同変更部の移動量を大きくすることができるようになり、これにより検査光の液中通過距離を確実に変更することができるようになる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記共振周波数として、機関のクランキング時における前記振動周波数が設定されていることをその要旨とする。
【００１２】
機関から発生する振動の大きさは、機関運転状態によって種々変化し、特に機関のクランキング時、すなわち内燃機関が始動装置によって始動されるときには、他の運転状態のときと比較して、機関から発生する振動が大きくなる。この点、同構成によれば、そうしたクランキング時に機関から発生する振動によって変更部が共振するようになるため、変更部の移動量をさらに大きくすることができるようになる。
【００１３】
また、機関のアイドル時も、他の運転状態のときと比較して、機関から発生する振動は大きくなる傾向がある。そこで、請求項４に記載の発明によるように、前記共振周波数として、機関のアイドル時における前記振動周波数が設定されている、といった構成を採用するようにしても、上記変更部の移動量をさらに大きくすることができるようになる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部は前記液体が貯留された貯留部内に設けられており、前記変更部には、前記液体の比重よりも低比重の材質で形成されたフロートが設けられていることをその要旨とする。
【００１５】
同構成によれば、貯留部に貯留された液体の量が増減することにより、上記フロートが移動し、このフロートの移動によって変更部も移動される。従って、同構成によれば、機関振動のみならず、液量の変化によっても検査光の液中通過距離を変更することができるようになる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、内燃機関に貯留されて機関の稼働中には流動される液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部は前記液体の流勢による動圧が作用する受圧部を有し、同受圧部に前記動圧が作用することにより前記変更部の移動が行われることをその要旨とする。
【００１７】
同構成によれば、機関の稼働中に流動される液体の動圧を利用して変更部の移動が行われる。従って、同構成によっても、液中通過距離を変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部は回転体で構成されており、同変更部の外周には突起が設けられていることをその要旨とする。
【００１９】
同構成によれば、変更部の外周に設けられた突起に流動中の液体が衝突することによって同変更部は回転し、これにより液中通過距離が変更される。このように、同構成によれば、液体の動圧を利用して変更部を確実に移動させることができるようになる。なお、同構成においては、上記突起が上記受圧部を構成する。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記受圧部は、前記変更部の移動方向における端部に設けられていることをその要旨とする。
【００２１】
同構成によれば、変更部の端部に設けられた受圧部に液体の動圧が作用することで、同変更部は移動するようになる。従って、同構成によっても、液体の動圧を利用して変更部を確実に移動させることができるようになる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部は前記液体の静圧が作用する受圧部を有し、同受圧部に前記静圧が作用することにより前記変更部の移動が行われることをその要旨とする。
【００２３】
同構成によれば、内燃機関に貯留された液体の静圧を利用して変更部の移動が行われる。従って、同構成によっても、液中通過距離を変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記液体の流路途中にあって圧力差の生じる部位の上流側の流路内に前記変更部の移動方向における一端部が設けられており、前記圧力差の生じる部位の下流側の流路内に前記変更部の移動方向における他端部が設けられていることをその要旨とする。
【００２５】
同構成によれば、変更部の移動方向における一端部と他端部とにそれぞれ液体の静圧が作用し、それら静圧の圧力差によって変更部が移動するようになる。従って、同構成によれば、静圧の圧力差を利用して変更部を確実に移動させることができるようになる。なお、同構成においては、変更部の移動方向における一端部及び他端部がそれぞれ上記受圧部を構成する。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記流路の途中には前記液体中の異物を捕集するフィルタが設けられており、同フィルタの上流側の流路内に前記変更部の前記一端部が設けられており、同フィルタの下流側の流路内に前記変更部の前記他端部が設けられていることをその要旨とする。
【００２７】
液体の流路の途中に同液体中の異物を捕集するフィルタが設けられている場合には、そのフィルタにて圧力損失が発生することにより、同フィルタの上流側の流路内と下流側の流路内とでは圧力差が生じる。従って、同構成によるように、そうしたフィルタの上流側の流路内に上記変更部の一端部を設け、同フィルタの下流側の流路内に上記変更部の他端部を設けることにより、変更部の両端部に異なる静圧を作用させることができるようになる。
【００２８】
請求項１２に記載の発明は、内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部が機関可動部に設けられていることをその要旨とする。
【００２９】
同構成によれば、機関可動部が動作することによって、液中通過距離を変更する変更部の移動が行われる。従って、同構成によっても、液中通過距離を変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００３０】
上記変更部を機関可動部に設ける場合には、請求項１３に記載の発明によるように、前記機関可動部は前記液体の送液ポンプのドライブロータであり、同ドライブロータの歯幅が互いに異なって形成されている、といった構成や、請求項１４に記載の発明によるように、前記機関可動部は前記液体の送液ポンプのドライブロータであり、同ドライブロータの回転軸方向における歯面には凹部が形成されている、といった構成を採用することができる。
【００３１】
また、液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された透過光量に基づき、液体中の粒子濃度を測定する態様としては、請求項１５に記載の発明によるように、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量の比に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する、といった構成や、請求項１６に記載の発明によるように、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量の比と前記液中通過距離の比とで求められる透過率に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する、といった構成、或いは請求項１７に記載の発明によるように、前記液中通過距離が変化したときの前記透過光量の変化度合に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する、といった構成を採用することができる。
【００３２】
請求項１８に記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記液中通過距離が一定のときの前記透過光量に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定するとともに、前記液中通過距離が変化したときにはその変化直前の前記透過光量と変化直後の前記透過光量とに基づいて前記液体中の粒子濃度を測定し、その測定結果に基づき、前記液中通過距離が一定のときの前記透過光量に基づいて測定される前記液体中の粒子濃度を補正することをその要旨とする。
【００３３】
同構成によれば、液中通過距離が一定のときには、透過光量に基づいて液体中の粒子濃度が測定される。また、液中通過距離が変化したときにはその変化直前の透過光量と変化直後の透過光量とに基づいて液体中の粒子濃度が測定されることにより、液中通過距離が一定のときに測定された粒子濃度よりもさらに精度の高い粒子濃度が測定される。そして、この精度よく測定された粒子濃度に基づき、液中通過距離が一定のときに測定された粒子濃度が補正されることにより、液中通過距離が一定のときに測定された粒子濃度の精度も高くなる。従って、同構成によれば、仮に上記変更部が長期間にわたって移動せず、液中通過距離が一定となっている場合であっても、液体中の粒子濃度を精度よく測定することができるようになる。
【００３４】
請求項１９に記載の発明は、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記液体は内燃機関の潤滑油であることをその要旨とする。
同構成によれば、内燃機関の潤滑油中に含まれる粒子濃度を測定することができ、これにより同潤滑油の汚濁度合を測定することができるようになる。そして、そうした汚濁度合を簡易な構成で精度よく測定することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図４を併せ参照して説明する。
【００３６】
図１に、本実施形態における粒子濃度測定装置の構成を示す。この粒子濃度測定装置は、内燃機関の潤滑油を検査対象液とし、その潤滑油の透過光量に基づいて当該潤滑油に混入した粒子（例えば煤等）の濃度を測定することで同潤滑油の汚濁度合を検知するようにしている。
【００３７】
この図１に示すように、この粒子濃度測定装置は、検出機構１００や演算部６０等で構成されている。
検出機構１００は潤滑油の透過光量を測定する機構であって、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構１００全体は潤滑油中に浸されている。この検出機構１００は大きく分けて、ホルダ１１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部１４０等で構成されている。
【００３８】
図２に、図１のＡ−Ａ断面を示す。この図２に示すように、ホルダ１１０の中央部には、潤滑油が流通する貫通孔１１１が形成されている。そしてこの貫通孔１１１の形成方向が潤滑油の液面に対して平行になるように、ホルダ１１０はステー２０に固定されている。そして、ホルダ１１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、貫通孔１１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【００３９】
発光部１２０は検査光を潤滑油に向けて照射する部分であり、検査光を発光する発光素子１２１と、その発光素子の発光面側においてホルダ１１０に固定された第１光透過部１２２とで構成されている。その発光素子１２１は、所定の電圧が印加されることにより、一定光量の光を発する素子であり、本実施形態ではＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられている。また、第１光透過部１２２によって発光素子１２１への潤滑油の付着が抑えられている。
【００４０】
受光部１３０は発光部１２０から発せられた検査光が潤滑油を透過した後の光量、すなわち潤滑油を透過した透過光の光量である透過光量ＯＵＴを測定する部分であり、受光素子１３１と、その受光素子の受光面側においてホルダ１１０に固定された第２光透過部１３２とで構成されている。その受光素子１３１は潤滑油を透過した上記検査光、すなわち透過光の光量を検出する素子であり、本実施形態ではフォトダイオードが用いられている。この受光素子１３１は、その受光量が増大するほど出力が大きくなるため、透過光量に応じた出力を得ることができる。そして受光素子１３１の出力は上記演算部６０に入力される。また、第２光透過部１３２によって受光素子への潤滑油の付着が抑えられている。なお、第１光透過部１２２及び第２光透過部１３２は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されている。
【００４１】
上記ホルダ１１０の貫通孔１１１には、上記変更部１４０が配設されている。この変更部１４０の外周面は、貫通孔１１１の内周面に対して離間されており、同変更部１４０の外周面と貫通孔１１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部１４０は、貫通孔１１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部１４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部１４０には、厚さｔ１の厚肉部１４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部１４２とが形成されている。そして変更部１４０の両端には、貫通孔１１１から変更部１４０が抜け出ることを防止するためのフランジ１４３が設けられている。さらに、この変更部１４０の共振周波数が、内燃機関から発生する振動周波数と一致するように、より具体的には、機関のクランキング時における振動周波数と一致するように、同変更部１４０は形成されている。
【００４２】
こうして構成される検出機構１００では、機関振動がステー２０を介して同検出機構１００に伝達され、その伝達された振動によって変更部１４０は往復移動される。また、機関振動によって潤滑油が振動されると、同潤滑油の振動によっても変更部１４０は往復移動される。そしてこうした変更部１４０の移動により、同変更部１４０の外周面と貫通孔１１１の内周面との間の間隙の距離が変更され、これにより検査光が潤滑油中を通過する距離である液中通過距離Ｌが変更される。
【００４３】
すなわち、検査光の照射方向における貫通孔１１１の寸法をＤとする。そして、図３に示すように、変更部１４０が移動して、検査光が厚肉部１４１を透過するようになったときの液中通過距離を第１液中通過距離Ｌ１とすると、「Ｌ１＝Ｄ−ｔ１」となる。
【００４４】
また、図４に示すように、変更部１４０が移動して、検査光が薄肉部１４２を透過するようになったときの液中通過距離Ｌを第２液中通過距離Ｌ２とすると、「Ｌ２＝Ｄ−ｔ２」となる。そして、「ｔ１＞ｔ２」となっているため、第１液中通過距離Ｌ１（＝「Ｄ−ｔ１」）は、第２液中通過距離Ｌ２（＝「Ｄ−ｔ２」）よりも短くなる。すなわち、検査光が厚肉部１４１を透過するときの液中通過距離Ｌは、検査光が薄肉部１４２を透過するときの液中通過距離Ｌよりも短くなる。このように液中通過距離Ｌが変更されると、潤滑油を透過する検査光の実質的な光路長が変化し、同液中通過距離Ｌが短くなるほど、受光部１３０で測定される透過光量ＯＵＴは大きくなる。本実施形態では、液中通過距離Ｌが、短い状態と長い状態とに変更されるため、受光部１３０で測定される透過光量ＯＵＴは、矩形波状に変化する。
【００４５】
上記演算部６０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心として構成されている。この演算部６０には、受光部１３０からの出力信号が入力され、その出力信号が演算処理されることにより潤滑油の粒子濃度Ｃが算出される。
【００４６】
次に、演算部６０によって行われる潤滑油の粒子濃度Ｃの算出について説明する。
まず、発光部１２０の発光量を発光量ＩＮ１とし、第１液中通過距離Ｌ１において受光部１３０で測定された透過光量を透過光量ＯＵＴ１とすると、第１液中通過距離Ｌ１における光の透過率α１は次式（１）で表される。
【００４７】
α１＝（ＯＵＴ１／ＩＮ１）×１００ …（１）
そして、第１液中通過距離Ｌ１よりも距離の長い第２液中通過距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）において、受光部１３０で測定された透過光量を透過光量ＯＵＴ２とすると、第２液中通過距離Ｌ２における光の透過率α２は次式（２）で表される。なお、第１液中通過距離Ｌ１で透過光量ＯＵＴ１を測定した後、引き続き第２液中通過距離Ｌ２で透過光量ＯＵＴ２を測定すれば、受光部１３０の環境温度がほぼ同一の状態で透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２の測定を行うことができる。従って、この場合には、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２が測定されるときの発光量ＩＮ１もほぼ同一となる。
【００４８】
α２＝（ＯＵＴ２／ＩＮ１）×１００ …（２）
そして、上記式（１）及び式（２）から次式（３）が得られる。
【００４９】
α２／α１＝ＯＵＴ２／ＯＵＴ１（＝Ｒ） …（３）
この式（３）から分かるように、透過光量ＯＵＴ２と透過光量ＯＵＴ１との比から、透過率α１と透過率α２との比（以下、式（３）から得られる値を透過比Ｒという）が求められる。
【００５０】
ここで、実際の粒子濃度が高くなるほど透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２は減少するが、第２液中通過距離Ｌ２は第１液中通過距離Ｌ１よりも距離が長くなっているため、透過光量ＯＵＴ２は、この距離差に含まれる粒子量に相当する分だけ透過光量ＯＵＴ１よりも多く減衰される。そのため、式（１）から求められる透過率α１の低下率と比較して、式（２）から求められる透過率α２の低下率はより大きくなる。従って、この低下率の差違及び式（３）から分かるように、実際の粒子濃度が高くなるほど透過比Ｒは小さくなる。そこで、この透過比Ｒに基づいて潤滑油の粒子濃度Ｃが算出される。
【００５１】
なお、同透過比Ｒは透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２から算出することができるため、発光量ＩＮ１の変化の影響を受けてその値が変化することがない。例えば発光量ＩＮ１が光量Ｙだけ低下した場合の透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２は、それぞれ次式（４）、及び式（５）で表すことができる。
【００５２】
ＯＵＴ１＝｛α１×（ＩＮ１−Ｙ）｝／１００ …（４）
ＯＵＴ２＝｛α２×（ＩＮ１−Ｙ）｝／１００ …（５）
そして、式（４）及び式（５）を上記式（３）に代入すると次式（６）が得られる。
【００５３】
ＯＵＴ２／ＯＵＴ１＝α２／α１（＝透過比Ｒ） …（６）
これら式（４）〜式（６）に示されるように、発光量ＩＮ１が変化してもその変化分は透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に同様に反映されるため、同変化分は透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２の比が算出される際に除外される。すなわち透過比Ｒは発光量ＩＮ１の変化の影響を受けることがない。
【００５４】
また、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２は、受光部１３０の環境温度がほぼ同一となっている状態で測定される。そのため、環境温度によって変化する受光部１３０の出力特性が透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に与える影響はほぼ同じになる。そして、上記透過比Ｒは、透過光量ＯＵＴ１と透過光量ＯＵＴ２との比であり、その透過比Ｒの算出によって、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に対する受光部１３０の出力特性の変化分は除去される。例えば、受光部１３０の環境温度が変化することで、その出力がＤ％変化する場合には、透過光量ＯＵＴ１は「（１−Ｄ／１００）×ＯＵＴ１」で表すことができ、透過光量ＯＵＴ２は「（１−Ｄ／１００）×ＯＵＴ２」で表すことができる。そしてこれらを上記式（３）に代入すると、温度変化に起因する変化分である「（１−Ｄ／１００）」は消去され、その結果、透過比Ｒは「ＯＵＴ２／ＯＵＴ１」にて算出される。このように、透過比Ｒは、受光部１３０の出力特性が温度によって変化してもその影響を受けない値であるため、受光部１３０の出力特性が変化しても粒子濃度を正確に測定することができる。
【００５５】
ちなみに、透過比Ｒを用いて粒子濃度Ｃを算出することで、発光部１２０の発光量が変化してもそうした変化の影響を受けることなく粒子濃度Ｃは精度よく測定される。そのため、発光部１２０への汚れの付着（本実施形態では、第１光透過部１２２への汚れの付着）や、発光部１２０の経時劣化等によって発光量ＩＮ１が変化する場合であっても、それらの影響を抑えつつ、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。
【００５６】
また、透過比Ｒを用いて粒子濃度Ｃを算出することで、受光部１３０の出力特性が変化しても、その影響を受けることなく粒子濃度Ｃは精度よく測定される。そのため、受光部１３０への汚れの付着（本実施形態では、第２光透過部１３２への汚れの付着）や、受光部１３０の経時劣化等によって、測定される透過光量ＯＵＴ１や透過光量ＯＵＴ２が変化する場合であっても、それらの影響を抑えつつ、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。
【００５７】
こうした原理に基づき、演算部６０では、次のようにして粒子濃度Ｃが算出される。すなわち、変更部１４０が移動することにより、第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１と、第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２とがそれぞれ測定されると、上記式（３）に基づいて透過比Ｒが算出される。そして、上記ＲＯＭ内に記憶された粒子濃度算出マップに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。その粒子濃度算出マップは、透過比Ｒに対応する粒子濃度Ｃが種々設定されており、透過比Ｒの値が小さくなるほど、同マップから求められる粒子濃度Ｃの値は大きくされる。
【００５８】
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）液中通過距離Ｌを変更する変更部１４０を、機関振動を利用して移動させるようにしている。従って、変更部１４０を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離Ｌをより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００５９】
（２）変更部１４０の共振周波数が、内燃機関から発生する振動周波数と一致するように当該変更部１４０を構成するようにしている。そのため、変更部１４０が機関振動によって共振するようになり、同変更部１４０の移動量を大きくすることができる。従って、検査光の液中通過距離Ｌを確実に変更することができるようになる。
【００６０】
（３）機関から発生する振動の大きさは、機関運転状態によって種々変化し、特に機関のクランキング時、すなわち内燃機関が始動装置によって始動されるときには、他の運転状態のときと比較して、機関から発生する振動が大きくなる。そこで、変更部１４０の共振周波数として、機関のクランキング時における振動周波数を設定するようにしている。そのため、そうしたクランキング時に機関から発生する振動によって変更部１４０は大きく共振するようになり、同変更部１４０の移動量をさらに大きくすることができるようになる。
【００６１】
（４）液中通過距離Ｌが異なる状態でそれぞれ測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２について、それらの比である透過比Ｒを算出し、同透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃを算出するようにしている。そのため、発光部１２０や受光部１３０に対する汚れの付着、あるいは発光部１２０の発光量変化や受光部１３０の出力変化等によって生じる粒子濃度Ｃの測定精度の低下を抑えることができるようになる。
【００６２】
（５）内燃機関の潤滑油を検査対象液としている。そのため同潤滑油中に含まれる粒子濃度を測定することができる。ここで、潤滑油中に含まれる粒子濃度が高くなるほど、潤滑油の汚濁度合も高くなっている。従って、潤滑油中の粒子濃度Ｃを測定することにより、同潤滑油の汚濁度合も測定することができる。そして、そうした汚濁度合を、上述したように簡易な構成で精度よく測定することができるようになる。
【００６３】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・機関のクランキング時のみならず、機関のアイドル時にも、他の運転状態のときと比較して、機関から発生する振動は大きくなる傾向がある。そこで、変更部１４０の共振周波数として、機関のアイドル時における振動周波数を設定するようにしても、上記実施形態と同様に、変更部１４０の移動量をさらに大きくすることができるようになる。
【００６４】
・また、変更部１４０の共振周波数と内燃機関から発生する振動周波数とを必ずしも一致させる必要はない。この場合でも、機関振動によって変更部１４０はある程度移動することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第２実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。
【００６５】
本実施形態では、第１実施形態で説明した変更部にフロートを設けるようにしており、この点以外は基本的に第１実施形態と同様である。そこで、以下では、第１実施形態との相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置を説明する。なお、図５及び図６において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【００６６】
図５に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構２００について、その断面構造を示す。
検出機構２００は潤滑油の透過光量を測定する機構であって、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構２００全体は、通常、潤滑油中に浸されるようになっている。この検出機構２００は、大きく分けて、ホルダ１１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部２４０等で構成されている。
【００６７】
このホルダ１１０の中央部には、潤滑油が流通する貫通孔１１１が形成されている。そしてこの貫通孔１１１の形成方向が潤滑油の液面に対して垂直になるように、ホルダ１１０はステー２０に固定されている。そして、ホルダ１１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、貫通孔１１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【００６８】
上記ホルダ１１０の貫通孔１１１には、変更部２４０が配設されている。この変更部２４０の外周面は、貫通孔１１１の内周面に対して離間されており、同変更部２４０の外周面と貫通孔１１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部２４０は、貫通孔１１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部２４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部２４０には、厚さｔ１の厚肉部１４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部１４２とが形成されている。
【００６９】
そして、変更部２４０にあって厚肉部１４１の端部には、潤滑油の比重よりも低比重の材質で形成されたフロート２４１が設けられている。このフロート２４１には、互いに離間した位置でピン１３が緩挿されている。このピン１３の一端はホルダ１１０に固定されており、他端にはフランジ部１３ａが設けられている。このピン１３によって、フロート２４１の過度な傾きが規制され、フランジ部１３ａによってフロート２４１の抜け止めがなされている。
【００７０】
こうして構成される本実施形態の検出機構２００では、図５に示すように、潤滑油の液面がフロート２４１よりも上にある場合、フロート２４１が上方に付勢されることにより、変更部２４０も上方に付勢される。この場合には、検査光が薄肉部１４２を透過することにより、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２が測定される。
【００７１】
他方、機関稼働に伴ってオイルパン１０内の潤滑油が機関各部に供給されたり、潤滑油が消費されてその量自体が減少したりすることにより、図６に示すごとく、潤滑油の液面がフロート２４１よりも下がった場合には、フロート２４１は下方に移動する。そして、このフロート２４１の下方への移動によって変更部２４０も下方に移動する。この場合には、検査光が厚肉部１４１を透過することにより、上記第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１が測定される。そして、それら測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【００７２】
ちなみに、機関停止に伴って機関各部に供給されていた潤滑油がオイルパン１０内に戻ってきたり、潤滑油の補充が行われてその量自体が増加したりした場合には、先の図５に示したように、潤滑油の液面がフロート２４１よりも上になるため、再び、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２を測定することも可能である。
【００７３】
このように本実施形態では、オイルパン１０に貯留された潤滑油の量が増減することにより、上記フロート２４１が移動し、このフロート２４１の移動によって変更部２４０も移動することで検査光の液中通過距離Ｌが変更される。
【００７４】
なお、本実施形態の検出機構２００でも、機関振動がステー２０を介して同検出機構２００に伝達され、その伝達された振動によって変更部２４０は往復移動される。また、機関振動によって潤滑油が振動されると、同潤滑油の振動によっても変更部２４０は往復移動される。従って、潤滑油の液面が変化しない場合でも、検査光の液中通過距離Ｌは変更可能である。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態に比して、さらに次のような効果を得ることができる。
（６）変更部２４０に、潤滑油の比重よりも低比重の材質で形成されたフロート２４１を設けるようにしている。そのため、機関振動のみならず、オイルパン１０内の液量の変化によっても検査光の液中通過距離Ｌを変更することができるようになる。
【００７６】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・潤滑油の粒子濃度が高くなるほど、受光部１３０にて測定される透過光量ＯＵＴは減少する。従って、簡易的には、透過比Ｒではなく、透過光量ＯＵＴそのものに基づいて粒子濃度Ｃを算出することも可能である。
【００７７】
そこで、例えば先の図５に示した状態、即ち液中通過距離Ｌが上記第２液中通過距離Ｌ２に維持されており、液中通過距離Ｌが一定になっている状態や、先の図６に示した状態、即ち液中通過距離Ｌが上記第１液中通過距離Ｌ１に維持されており、液中通過距離Ｌが一定になっている状態で測定された透過光量ＯＵＴに基づき、粒子濃度Ｃを算出する。
【００７８】
そして、フロート２４１の移動により、液中通過距離Ｌが変化したときには、その変化直前に測定された透過光量ＯＵＴと変化直後に測定された透過光量ＯＵＴとに基づいて上記透過比Ｒを算出し、同透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃを算出する。
【００７９】
そして、透過比Ｒに基づいて算出された粒子濃度Ｃと、透過光量ＯＵＴに基づいて算出された粒子濃度Ｃとの差を算出し、その差を補正値Ｅとして設定する。こうして補正値Ｅが設定された後、液中通過距離Ｌが一定であって透過光量ＯＵＴに基づき粒子濃度Ｃが算出されるときには、その算出される粒子濃度Ｃを設定された補正値Ｅで補正する補正処理を行うようにしてもよい。
【００８０】
この場合には、液中通過距離Ｌが変化したときには、その変化直前の透過光量ＯＵＴと変化直後の透過光量ＯＵＴとに基づいて、より詳細には透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが算出されることにより、液中通過距離Ｌが一定のときに算出された粒子濃度Ｃよりもさらに精度の高い粒子濃度Ｃが測定される。そして、この精度よく測定された粒子濃度Ｃに基づき、液中通過距離Ｌが一定のときに算出される粒子濃度Ｃは補正されることにより、液中通過距離Ｌが一定のときに算出される粒子濃度Ｃの精度が高くなる。従って、この変形例によれば、仮に上記変更部２４０が長期間にわたって移動せず、液中通過距離Ｌが一定となっている場合であっても、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができるようになる。
（第３実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第３実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。
【００８１】
第１実施形態では、検査光の液中通過距離を変更する変更部を、機関振動を利用して移動させるようにした。一方、本実施形態では、機関の稼働中に流動される潤滑油の動圧を利用してそうした変更部の移動を行わせるようにしており、検出機構の構造の一部が異なっている。
【００８２】
そこで、以下では、第１実施形態における検出機構との相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置の検出機構を説明する。なお、図７及び図８において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【００８３】
図７に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構３００について、その断面構造を示し、図８に図７のＢ−Ｂ断面を示す。
この検出機構３００も、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構３００全体は潤滑油中に浸されている。この検出機構３００は大きく分けて、ホルダ３１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部３４０等で構成されている。
【００８４】
図７及び図８に示すように、ホルダ３１０の中央部には、潤滑油で満たされる円弧状の穴３１１が形成されている。そして、ホルダ３１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、穴３１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【００８５】
上記ホルダ３１０の穴３１１には、検査光の液中通過距離Ｌを変更する変更部３４０が配設されている。この変更部３４０は、円盤状に形成された回転体で構成されており、その中止部に設けられた軸３４３は、穴３１１の壁面に回転可能に支持されている。また、この軸３４３の配設方向は、発光部１２０から発光される検査光の照射方向に対して平行にされている。これにより、変更部３４０は、検査光の照射方向に対し交差する方向に回転移動される。そして同変更部３４０にあって回転軸方向における側面は、発光部１２０や受光部１３０に対向されている。
【００８６】
この変更部３４０の回転軸方向における側面は、穴３１１の内周面に対して離間されており、同変更部３４０の外周面と穴３１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。また、同変更部３４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有している。より具体的には、この変更部３４０には、その回転軸心を中心にして９０°毎に、厚さｔ１の厚肉部３４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部３４２とが交互に形成されている。さらに、変更部３４０の直径方向の外周面には複数の突起３４４が設けられている。
【００８７】
こうして構成される本実施形態の検出機構３００では、次のようにして液中通過距離Ｌが変更される。
すなわち、内燃機関が稼働されると、オイルパン１０内に貯留された潤滑油を機関各部に供給するために、同オイルパン１０内の潤滑油は吸い出される。また、吸い出された潤滑油は機関各部に供給された後、再びオイルパン１０内に戻される。従って、オイルパン１０内の潤滑油は、機関の稼働中において流動されている。こうした流動中の潤滑油が上記突起３４４に衝突すると、そうした潤滑油の流勢による動圧によって変更部３４０は回転される。
【００８８】
このようにして変更部３４０が回転されると、検査光は、厚肉部３４１と薄肉部３４２とを交互に透過するようになり、これにより液中通過距離Ｌは、上記第１液中通過距離Ｌ１や第２液中通過距離Ｌ２に変更される。
【００８９】
そして、こうした液中通過距離Ｌの変更により、受光部１３０で測定される透過光量ＯＵＴは矩形状に変化し、第１液中通過距離Ｌ１にて測定された第１透過光量ＯＵＴ１と第２液中通過距離Ｌ２にて測定された第２透過光量ＯＵＴ２とに基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【００９０】
なお、本実施形態では、上記突起３４４が、上記受圧部を構成する。
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態による上記（４）、（５）の効果に加え、次のような効果を得ることができる。
【００９１】
（７）液中通過距離Ｌを変更する変更部３４０を、機関の稼働中に流動される潤滑油の動圧を利用して移動させるようにしている。従って、変更部３４０を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離Ｌをより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００９２】
（８）変更部３４０を回転体にて構成するようにしており、潤滑油の流勢による動圧が作用する受圧部として機能する突起３４４を同変更部３４０の外周に設けるようにしている。そのため、潤滑油の動圧を利用して変更部３４０を確実に移動させることができるようになる。
【００９３】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・厚肉部３４１と薄肉部３４２とを９０°毎に設けることにより、変更部３４０にあって厚肉部３４１並びに薄肉部３４２を２つずつ設けるようにしたが、そうした配設数は適宜変更することができる。
（第４実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第４実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。
【００９４】
上記第３実施形態では、潤滑油の動圧を利用した変更部の移動が同変更部の回転運動によって行われるようにしたが、本実施形態では、第１実施形態や第２実施形態と同様に、直線運動によって行われるようにしており、第１実施形態で説明した検出機構とは、一部の構造が異なっている。
【００９５】
そこで、以下では、第１実施形態における検出機構との相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置の検出機構を説明する。なお、図９及び図１０において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【００９６】
図９に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構４００について、その断面構造を示す。
この検出機構４００も、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構４００全体は、潤滑油中に浸されている。この検出機構４００は、大きく分けて、ホルダ４１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部４４０等で構成されている。
【００９７】
このホルダ４１０の中央部には、潤滑油が流通する貫通孔４１１が形成されている。そして、ホルダ４１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、貫通孔４１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【００９８】
上記ホルダ４１０の貫通孔４１１には、変更部４４０が配設されている。この変更部４４０の外周面は、貫通孔４１１の内周面に対して離間されており、同変更部４４０の外周面と貫通孔４１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部４４０は、貫通孔４１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部４４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部４４０には、厚さｔ１の厚肉部４４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部４４２とが形成されている。
【００９９】
そして、変更部４４０にあって厚肉部４４１の端部には、フランジ４４３が設けられている。このフランジ４４３とホルダ４１０との間には、スプリング４５０が設けられており、このスプリング４５０によって、変更部４４０は、貫通孔４１１から離脱される方向に付勢されている。
【０１００】
こうして構成される本実施形態の検出機構４００では、潤滑油が流動されていない場合、先の図９に示すごとく、フランジ４４３には潤滑油の動圧が作用しない。そのため、変更部４４０は、スプリング４５０の付勢力によって貫通孔４１１から離脱する方向に移動している。この場合には、検査光が薄肉部４４２を透過することにより、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２が測定される。
【０１０１】
他方、機関稼働に伴って潤滑油が流動されている場合には、図１０に示すように、フランジ４４３に対して潤滑油の動圧が作用する。この受圧部として機能するフランジ４４３への動圧の作用により、変更部４４０は、スプリング４５０の付勢力に抗して貫通孔４１１内に移動する。この場合には、検査光が厚肉部４４１を透過することにより、上記第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１が測定される。
【０１０２】
そして、このようにして測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態では、変更部４４０の移動方向における端部に、潤滑油の流勢による動圧が作用する受圧部として機能するフランジ４４３を設けるようにしている。従って、本実施形態によっても、潤滑油の動圧を利用して変更部４４０を確実に移動させることができるようになり、第３実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１０４】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・変更部４４０にあって薄肉部４４２の端部に、フランジ４４３を設けるようにしてもよい。この場合にも、機関の稼働中に流動される潤滑油の動圧を利用して変更部４４０を移動させることができる。
（第５実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第５実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。
【０１０５】
上記第４実施形態では、変更部４４０の端部にフランジ４４３を設けるようにしたが、本実施形態では、他の構造によって潤滑油の動圧を変更部に作用させるようにしており、第１実施形態で説明した検出機構とは、一部の構造が異なっている。
【０１０６】
そこで、以下では、第１実施形態における検出機構との相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置の検出機構を説明する。なお、図１１及び図１２において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【０１０７】
図１１に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構５００について、その断面構造を示す。
この検出機構５００も、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構５００全体は、潤滑油中に浸されている。この検出機構５００は、大きく分けて、ホルダ５１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部５４０等で構成されている。
【０１０８】
このホルダ５１０の中央部には、潤滑油で満たされる有底の穴５１１が形成されている。そして、ホルダ５１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、穴５１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【０１０９】
上記穴５１１には、変更部５４０が配設されている。この変更部５４０の外周面は、穴５１１の内周面に対して離間されており、同変更部５４０の外周面と穴５１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部５４０は、穴５１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部５４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部５４０には、厚さｔ１の厚肉部５４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部５４２とが形成されている。
【０１１０】
そして、変更部５４０にあって厚肉部５４１の端部と穴５１１の底との間には、スプリング５５０が設けられており、このスプリング５５０によって、変更部５４０は、穴５１１から離脱される方向に付勢されている。
【０１１１】
また、変更部５４０にあって薄肉部５４２の端部には、傾斜面で構成された受圧部５４３が形成されており、この受圧部５４３は、穴５１１から突出されている。
こうして構成される本実施形態の検出機構５００では、潤滑油が流動されていない場合、先の図１１に示すごとく、受圧部５４３には潤滑油の動圧が作用しない。そのため、変更部５４０は、スプリング５５０の付勢力によって穴５１１から離脱する方向に移動している。この場合には、検査光が厚肉部４４１を透過することにより、上記第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１が測定される。
【０１１２】
他方、機関稼働に伴って潤滑油が流動されている場合には、図１２に示すように、受圧部５４３に対して潤滑油の動圧が作用する。このようにして受圧部５４３に動圧が作用すると、受圧部５４３の傾斜角に応じた分力が変更部５４０の移動方向に作用し、これにより同変更部５４０は、スプリング５５０の付勢力に抗して穴５１１内に移動する。この場合には、検査光が薄肉部４４２を透過することにより、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２が測定される。
【０１１３】
そして、このようにして測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態では、変更部４４０の移動方向における端部に、傾斜面で構成された受圧部５４３を設けるようにしている。従って、本実施形態によっても、潤滑油の動圧を利用して変更部５４０を確実に移動させることができるようになり、第４実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１１５】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・変更部５４０にあって厚肉部５４１の端部に、傾斜面で構成された受圧部を形成し、この受圧部を、穴５１１から突出させる。そして、変更部５４０にあって薄肉部５４２の端部と穴５１１の底との間に、スプリング５５０が設けるようにしてもよい。この場合にも、機関の稼働中に流動される潤滑油の動圧を利用して変更部５４０を移動させることができる。
（第６実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第６実施形態について、図１３〜図１５を参照して説明する。
【０１１６】
上記第３〜第５実施形態では、液中通過距離を変更する変更部に潤滑油の動圧を作用させることにより、同変更部の移動が行われるようにしたが、本実施形態では、潤滑油の静圧を作用させることによって、そうした変更部の移動を行わせるようにしており、第１実施形態に対して、検出機構の一部の構造と、同検出機構の配設位置とが異なっている。
【０１１７】
そこで、以下では、そうした相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置を説明する。なお、図１３〜図１５において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【０１１８】
まずはじめに、本実施形態における粒子濃度測定装置が設けられる内燃機関の潤滑油流路について、図１３を併せ参照して説明する。
この図１３に示すように、オイルパン１０内の潤滑油は、機関稼働に伴い駆動されるオイルポンプ３０によって、異物を捕集するフィルタ４０に送油される。そして、フィルタ４０で異物が除去された後、メインホール５０に供給され、このメインホール５０に供給された潤滑油は、分岐流路を介してシリンダブロック潤滑系やシリンダヘッド潤滑系、あるいはその他の潤滑系にそれぞれ供給され、その後、オイルパン１０内に戻される。
【０１１９】
図１４に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構６００について、その断面構造を示す。
上記検出機構６００は、上記フィルタ４０の入口に接続された上流側流路４１と同フィルタ４０の出口に接続された下流側流路４２との間に取り付けられている。この検出機構６００は、大きく分けて、ホルダ６１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部６４０等で構成されている。
【０１２０】
このホルダ６１０の中央部には、潤滑油が流通する貫通孔６１１が形成されている。また、この貫通孔６１１に潤滑油を流入させるための孔４３が、上流側流路４１及び下流側流路４２を形成する壁面にそれぞれ設けられている。そして、各孔４３と貫通孔６１１との接続部は、潤滑油の漏れを抑えるために適宜のシール処理がなされている。
【０１２１】
そして、ホルダ６１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、貫通孔６１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
上記ホルダ６１０の貫通孔６１１には、液中通過距離Ｌを変更する変更部６４０が配設されている。この変更部６４０の外周面は、貫通孔６１１の内周面に対して離間されており、同変更部６４０の外周面と貫通孔６１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部６４０は、貫通孔６１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部６４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部６４０には、厚さｔ１の厚肉部６４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部６４２とが形成されている。
【０１２２】
そして、変更部６４０にあって厚肉部６４１の端部は、上述した上流側流路４１の内部に突出されており、同端部には第１フランジ６４３が設けられている。この第１フランジ６４３とホルダ６１０との間には、スプリング６５０が設けられており、このスプリング６５０によって、変更部６４０は、上流側流路４１の内部に向けて付勢されている。
【０１２３】
また、変更部６４０にあって薄肉部６４２の端部は、上述した下流側流路４２の内部に突出されており、同端部には第２フランジ６４４が設けられている。
こうして構成される本実施形態の検出機構６００では、内燃機関の停止時など、オイルポンプ３０が駆動されていないときには、上流側流路４１内の潤滑油の静圧と下流側流路４２内の潤滑油の静圧とがほぼ同一になっており、それら各流路間において圧力差は生じていない。この場合には、先の図１４に示すごとく、変更部６４０は、スプリング６５０の付勢力によって上流側流路４１の内部方向に向けて移動している。この場合には、検査光が薄肉部５４２を透過することにより、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２が測定される。
【０１２４】
一方、内燃機関の稼働に伴いオイルポンプ３０が駆動されると、フィルタ４０にて圧力損失が発生するため、上流側流路４１内の潤滑油の静圧は、下流側流路４２内の潤滑油の静圧よりも高くなる。従って、上記第１フランジ６４３に作用する静圧は、第２フランジ６４４に作用する静圧よりも高くなり、それら各フランジに作用する静圧の圧力差によって変更部６４０は移動する。より詳細には、図１５に示すように、変更部６４０は、スプリング６５０の付勢力に抗して下流側流路４２の内部方向に向けて移動する。この場合には、検査光が厚肉部４４１を透過することにより、上記第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１が測定される。
【０１２５】
そして、このようにして測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【０１２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態による上記（４）、（５）の効果に加え、次のような効果を得ることができる。
（９）液中通過距離Ｌを変更する変更部６４０の両端部に、潤滑油の静圧が作用する受圧部として機能する第１フランジ６４３及び第２フランジ６４４をそれぞれ設けるようにしており、同変更部６４０の移動が、潤滑油の静圧を利用して行われるようになる。従って、変更部６４０を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離Ｌをより簡易な構成で変更することができるようになる。
【０１２７】
（１０）潤滑油の流路途中にあって圧力差の生じる上流側流路４１内に変更部６４０の移動方向における一端部（第１フランジ６４３）を設け、同圧力差の生じる下流側流路４２の流路内に変更部６４０の移動方向における他端部（第２フランジ６４４）を設けるようにしている。従って、静圧の圧力差を利用して変更部６４０を確実に移動させることができるようになる。
【０１２８】
（１１）フィルタ４０の上流側流路４１内に変更部６４０の一端部（第１フランジ６４３）を設け、フィルタ４０の下流側流路４２内に変更部６４０の他端部（第２フランジ６４４）を設けるようにしている。従って、変更部６４０の両端部に異なる静圧を確実に作用させることができるようになる。
【０１２９】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・フィルタ４０の上流側流路４１内と下流側流路４２内との圧力差を利用して変更部６４０を移動させるようにしたが、この他の部位の圧力差を利用するようにしてもよい。例えば、
（ａ）オイルポンプ３０の上流側（図１３に示すＡ点）と下流側（図１３に示すＢ点）との圧力差。
【０１３０】
（ｂ）メインホール５０の上流側（図１３に示すＣ点）とシリンダブロック潤滑系の上流側（図１３に示すＤ点）との圧力差。
（ｃ）メインホール５０の上流側（図１３に示すＣ点）とシリンダヘッド潤滑系の上流側（図１３に示すＥ点）との圧力差。
【０１３１】
（ｄ）メインホール５０の上流側（図１３に示すＣ点）とその他の潤滑系の上流側（図１３に示すＦ点）との圧力差。
などを利用するようにしてもよい。
（第７実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第７実施形態について、図１６〜図１８を参照して説明する。
【０１３２】
本実施形態では、液中通過距離Ｌを変更する変更部を機関可動部に設けることにより、その機関可動部の駆動に伴って液中通過距離Ｌが変更されるようにしており、第１実施形態に対して、検出機構の構造と同検出機構の配設位置とが異なっている。
【０１３３】
そこで、以下では、そうした相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置を説明する。なお、図１６〜図１８において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【０１３４】
まずはじめに、本実施形態における上記機関可動部について説明する。本実施形態では、上記機関可動部として、潤滑油の送液ポンプであるオイルポンプ３０のドライブロータを利用するようにしている。
【０１３５】
図１６に、オイルポンプ３０の構造を示す。この図１６に示すように、オイルポンプ３０は、内接式ギヤポンプであって、内燃機関の側面に設けられたタイミングチェーンカバー７０の内側に内蔵されている。このオイルポンプ３０内には、クランクシャフトが接続されるドライブロータ３１と、同ドライブロータ３１の一部に噛み合うドリブンロータ３２とが配設されており、クランクシャフトの回転によってドライブロータ３１が回転されることにより、オイルパン内の潤滑油がフィルタに送油される。
【０１３６】
図１７（ａ）に、ドライブロータ３１の平面図を示し、図１７（ｂ）に、ドライブロータ３１の断面図を示す。この図１７（ａ）に示すように、ドライブロータ３１は歯車形状をなしている。そして、図１７（ｂ）に示すように、ドライブロータ３１の回転軸方向における歯面３３にあってその一部には凹部３４が形成されている。なお、本実施形態では、図１７の（ａ）に示すように、凹部３４が形成された歯３５と同凹部３４が形成されていない歯３６とが交互に設けられているが、全ての歯の歯面に凹部３４を設けたり、１つの歯の歯面のみに凹部３４を設けたりするようにしてもよい。
【０１３７】
図１８に、オイルポンプ３０の回転軸方向における断面図を示す。この図１８に示すように、タイミングチェーンカバー７０にあって上記凹部３４に対向する部位には、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成された光透過部６２１が設けられている。
【０１３８】
また、タイミングチェーンカバー７０の外側には、潤滑油の透過光量を測定する検出機構７００が設けられている。この検出機構７００は大きく分けて、ホルダ７１０や、同ホルダ７１０内に設けられる発光部７２０及び受光部７３０等で構成されている。
【０１３９】
上記発光部７２０は、上述したような発光素子１２１で構成されており、上記歯面３３に向けて検査光を照射することができるように、上記ホルダ７１０内に設けられている。
また、ホルダ７１０内にあって、上記検査光の光路上にはビームスプリッタ７１１が設けられており、発光部７２０から発生された検査光は、ビームスプリッタ７１１、上記光透過部６２１、及び潤滑油を通過して歯面３３で反射される。
【０１４０】
歯面３３で反射された検査光は、再び潤滑油及び光透過部６２１を透過して、ビームスプリッタ７１１でその光路が変更される。そして、ビームスプリッタ７１１で変更された光路方向に上記受光部７３０が設けられており、同受光部７３０にて透過光量ＯＵＴが測定される。なお、この受光部７３０は、上述した受光素子１３１で構成されている。
【０１４１】
こうして構成される本実施形態の検出機構７００では、次のようにして液中通過距離Ｌが変更される。
まず、オイルポンプ３０が駆動されている最中、ドライブロータ３１は検査光の照射方向に対して交差する方向に回転移動する。また、ドライブロータ３１の歯面３３の一部には上記凹部３４が形成されており、これにより同ドライブロータ３１には、検査光の照射方向における厚さが異なる部位（凹部３４が形成された部位と同凹部３４が形成されていない部位）が形成されている。このような構造を有するドライブロータ３１が回転しているときには、検査光は、上記凹部３４で反射されたり、凹部３４が形成されていない歯面３３で反射されたりする。
【０１４２】
ここで、歯面３３とタイミングチェーンカバー７０の内面７１との間の隙間の距離をＣＬ、凹部３４の深さをＤｓとする。また、凹部３４が形成されていない歯面３３で検査光が反射されるときの液中通過距離Ｌを第１液中通過距離Ｌ１、凹部３４で検査光が反射されるときの液中通過距離Ｌを第２液中通過距離Ｌ２とすると、第１液中通過距離Ｌ１は「Ｌ１＝ＣＬ×２」となり、第２液中通過距離Ｌ２は、「Ｌ２＝（ＣＬ＋ＤＳ）×２」となる。従って、凹部３４で検査光が反射されるときの第２液中通過距離Ｌ２は、凹部３４が形成されていない歯面３３で検査光が反射されるときの第１液中通過距離Ｌ１よりも長くなる。
【０１４３】
このようにドライブロータ３１の回転に伴って検査光の反射部位が変化することにより、液中通過距離Ｌは変更される。そして、本実施形態では、検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有してその照射方向に対し交差する方向に移動することで検査光の液中通過距離Ｌを変更する変更部が、歯面３３において凹部３４の形成された部位と同凹部３４が形成されていない部位とで構成されている。
【０１４４】
そして、液中通過距離Ｌの変更により、受光部７３０で測定される透過光量ＯＵＴは変化し、第１液中通過距離Ｌ１にて測定された第１透過光量ＯＵＴ１と第２液中通過距離Ｌ２にて測定された第２透過光量ＯＵＴ２とに基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【０１４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態による上記（４）、（５）の効果に加え、次のような効果を得ることができる。
（１２）検査光の液中通過距離Ｌを変更する変更部を機関可動部であるドライブロータ３１に設けるようにしている。より詳細には、ドライブロータ３１の回転軸方向における歯面３３の一部に上記変更部として機能する凹部３４を形成するようにしている。そのため、ドライブロータ３１が動作することによって、液中通過距離Ｌを変更する変更部の移動が行われる。従って、本実施形態によっても、液中通過距離Ｌを変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離Ｌをより簡易な構成で変更することができるようになる。
【０１４６】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・ドライブロータの歯幅（ドライブロータの回転軸方向における歯の厚さ）を互いに異ならせるようにしてもよい。この変形例の一例を図１９及び図２０に示す。図１９（ａ）には、この変形例におけるドライブロータ８１の平面図を示し、図１９（ｂ）には、ドライブロータ８１の断面図を示す。同図１９（ａ）に示すように、このドライブロータ８１も歯車形状をなしている。そして、ドライブロータ８１の回転軸方向における歯面に段部８２が形成されており、他の歯８６（以下、厚歯８６という）に比して歯幅が短くされている薄歯８５が、図１９（ｂ）に示すように交互に設けられている。なお、この変形例では、薄歯８５と厚歯８６とが交互に設けられているが、１つの歯のみを薄歯８５にしたり、１つの歯のみを厚歯８６にしたりしてもよい。また、薄歯８５と厚歯８６の個数を適宜変更してもよい。
【０１４７】
そして、図２０に示すように、タイミングチェーンカバー７０の内面７１と段部８２とが対向するようにドライブロータ８１を取り付ける。こうして構成されるドライブロータ８１が回転すると、検査光は、薄歯８５の歯面で反射されたり、厚歯８６の歯面で反射されたりする。従って、この変形例によっても、ドライブロータ８１が回転することにより液中通過距離Ｌが変更される。
【０１４８】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・タイミングチェーンカバー７０の内側に内蔵されたオイルポンプ３０に対して、本発明を適用した場合について説明したが、オイルポンプが単体で構成されている場合にも、本発明は同様に適用することができる。この場合には、上述したような光透過部６２１をオイルポンプのケース部に設けるようにすればよい。
【０１４９】
・歯面で反射された検査光の光路方向をビームスプリッタ７１１で変更するようにしたが、図２１に示すように、発光部７２０と受光部７３０とを並設し、ビームスプリッタ７１１を省略して、歯面で反射された検査光を直接受光部７３０で受けるようにしてもよい。
【０１５０】
また、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第１透過光量ＯＵＴ１及び第２透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）にて透過比Ｒを算出し、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃを求めるようにしたが、他の方法で粒子濃度Ｃを測定するようにしてもよい。例えば、液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された透過光量の比と液中通過距離の比とで求められる透過率に基づいて粒子濃度を測定するようにしてもよい。この場合の粒子濃度Ｃの算出態様についてその一例を、次に説明する。
【０１５１】
まず、発光部の発光量を発光量ＩＮ１とし、第１液中通過距離Ｌ１において受光部で測定される透過光量を透過光量ＯＵＴ１とし、第１液中通過距離Ｌ１における光の透過率を透過率αとすると、第１液中通過距離Ｌ１における透過光量ＯＵＴ１は次式（７）で表すことができる。
【０１５２】
ＯＵＴ１＝ＩＮ１×（α／１００） …（７）
そして、第１液中通過距離Ｌ１に対してｎ倍の距離が設定された第２液中通過距離Ｌ２（Ｌ２＝ｎ×Ｌ１）において、受光部で検出される透過光量を透過光量ＯＵＴ２とすると、第２液中通過距離Ｌ２における透過光量ＯＵＴ２は次式（８）で表すことができる。なお、第１液中通過距離Ｌ１で透過光量ＯＵＴ１を検出した後、引き続き第２液中通過距離Ｌ２で透過光量ＯＵＴ２を検出すれば、発光部の環境温度がほぼ同一の状態で透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２の検出は行われることになる。そのため、この場合にも透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２が検出されるときの発光量ＩＮ１もほぼ同一であると考えることができる。
【０１５３】
ＯＵＴ２＝ＩＮ１×（α／１００）ｎ …（９）
そして、上記式（７）及び式（８）から次式（９）が得られる。
【０１５４】
（α／１００）ｎ−１＝ＯＵＴ２／ＯＵＴ１ …（１０）
そして式（１０）から次式（１１）が得られる。
【０１５５】
α＝（ＯＵＴ２／ＯＵＴ１）１／ｎ−１×１００ …（１１）
この式（１１）から分かるように、第１液中通過距離Ｌ１と第２液中通過距離Ｌ２との比を１：ｎにした場合、この液中通過距離の比及び透過光量ＯＵＴ２と透過光量ＯＵＴ１との比を用いて透過率αを求めることができる。そして、検査対象液の粒子濃度が高くなるほど同検査対象液の透過率は増大するといったように、粒子濃度と透過率とは相関関係にあるため、透過率を求めることで粒子濃度Ｃを求めることができる。
【０１５６】
ここで、この変形例でも、第１実施形態と同様に、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２を用いて粒子濃度Ｃと相関関係にある値、すなわち透過率αを求めることができる。従って、式（１１）から求められる透過率αも発光量ＩＮ１の変化の影響を受けることがない。
【０１５７】
また、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２は、受光部の環境温度がほぼ同一となっている状態で測定される。そのため、環境温度によって変化する受光部の出力特性が透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に与える影響はほぼ同じになる。そして、上記式（１１）では、透過光量ＯＵＴ１と透過光量ＯＵＴ２との比（ＯＵＴ２／ＯＵＴ１）が求められるため、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に対する受光部の出力特性の変化分は除去される。すなわち、この変形例でも、受光部の出力特性が変化しても粒子濃度Ｃを正確に測定することができる。
【０１５８】
このように、この変形例でも、発光部の発光量の変化、あるいは受光部の出力特性の変化が生じても、そうした変化の影響を受けることなく粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。
【０１５９】
なお、この変形例でも、発光部の発光量が変化してもそうした変化の影響を受けることなく粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。そのため、発光部への汚れの付着や、発光部の経時劣化等によって発光量ＩＮ１が変化する場合であっても、それらの影響を抑えつつ、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。また、受光部の出力特性が変化しても、その影響を受けることなく粒子濃度Ｃを精度よく測定することができるため、受光部への汚れの付着や、受光部の経時劣化等によって、測定される透過光量ＯＵＴ１や透過光量ＯＵＴ２が変化する場合であっても、それらの影響を抑えつつ、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。
【０１６０】
・液中通過距離が変化したときの透過光量の変化度合、例えば変化率は粒子濃度と相関があり、粒子濃度が高くなるほどそうした変化度合は大きくなる傾向がある。そこで、液中通過距離が変化したときの透過光量の変化度合に基づいて粒子濃度を測定するようにしてもよい。
【０１６１】
・液中通過距離Ｌを２段階で変更するようにしたが、３段階以上に変更されるようにしてもよい。この場合には、例えば次のような態様で粒子濃度を測定することもできる。まず、Ａ、Ｂ、及びＣといった液中通過距離でそれぞれ透過光量を測定する。そして、Ａ及びＢの液中通過距離でそれぞれ測定された透過光量に基づいて透過比Ｒを算出し、同透過比から粒子濃度Ｃ１を求める。また、同様に、Ｂ及びＣの液中通過距離でそれぞれ測定された透過光量に基づいて透過比Ｒを算出し、同透過比から粒子濃度Ｃ２を求める。そして、粒子濃度Ｃ１及び粒子濃度Ｃ２の平均値を最終的な粒子濃度Ｃとするようにしてもよい。
【０１６２】
また、液中通過距離Ｌが階段状ではなく、連続的に変更されるようにしてもよい。
・第２実施形態の変形例で説明したような補正処理を、他の実施形態で行うようにしてもよい。
【０１６３】
・第１実施形態〜第６実施形態では、変更部を光透過性材料で形成し、同変更部を透過した検査光の光量を受光部で測定するようにした。この他、変更部を光不透過性材料で形成してその変更部で検査光を反射させ、その反射された検査光の光量を受光部で測定するようにしてもよい。
【０１６４】
・変更部の表面にブラシなどの清掃部材を設けて、上記第１及び第２光透過部に付着した汚れを除去するようにしてもよい。また、ホルダに設けられた上記貫通孔や孔等の壁面にブラシなどの清掃部材を設けて、上記変更部に付着した汚れを除去するようにしてもよい。
【０１６５】
・上記各実施形態では、粒子濃度の検査対象液が潤滑油であった。しかし、同様な原理に基づき、他の液体の粒子濃度を測定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の粒子濃度測定装置についてその第１実施形態における構成を示す概略図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面。
【図３】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図４】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図５】第２実施形態における検出機構の断面図。
【図６】同実施形態において液面が低下したときの変更部の移動態様を示す断面図。
【図７】第３実施形態における検出機構の断面図。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面図。
【図９】第４実施形態における検出機構の断面図。
【図１０】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図１１】第５実施形態における検出機構の断面図。
【図１２】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図１３】第６実施形態の粒子濃度測定装置が適用される内燃機関の潤滑油流路の模式図。
【図１４】同実施形態における検出機構の断面図。
【図１５】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図１６】第７実施形態の粒子濃度測定装置が適用される内燃機関のオイルポンプについてその構造を示す模式図。
【図１７】（ａ）は、同実施形態におけるドライブロータの平面図。（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図。
【図１８】同実施形態におけるオイルポンプの断面図。
【図１９】（ａ）は、同実施形態の変形例におけるドライブロータの平面図。（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ断面図。
【図２０】同実施形態に変形例におけるオイルポンプの部分断面図。
【図２１】同実施形態の変形例における検出機構の断面図。
【符号の説明】
【０１６７】
１０…オイルパン、１３…ピン、１３ａ…フランジ部、２０…ステー、３０…オイルポンプ、３１…ドライブロータ、３２…ドリブンロータ、３３…歯面、３４…凹部、３５…薄歯、３６…厚歯、４０…フィルタ、４１…上流側流路、４２…下流側流路、４３…孔、５０…メインホール、６０…演算部、７０…タイミングチェーンカバー、７１…内面、８１…ドライブロータ、８２…段部、８５…薄歯、８６…厚歯、１００…検出機構、１１０…ホルダ、１１１…貫通孔、１２０…発光部、１２１…発光素子、１２２…第１光透過部、１３０…受光部、１３１…受光素子、１３２…第２光透過部、１４０…変更部、１４１…厚肉部、１４２…薄肉部、１４３…フランジ、２００…検出機構、２４０…変更部、２４１…フロート、３００…検出機構、３１０…ホルダ、３１１…穴、３４０…変更部、３４１…厚肉部、３４２…薄肉部、３４３…軸、３４４…突起、４００…検出機構、４１０…ホルダ、４１１…貫通孔、４４０…変更部、４４１…厚肉部、４４２…薄肉部、４４３…フランジ、４５０…スプリング、５００…検出機構、５１０…ホルダ、５１１…穴、５４０…変更部、５４１…厚肉部、５４２…薄肉部、５４３…受圧部、５５０…スプリング、６００…検出機構、６１０…ホルダ、６１１…貫通孔、６２１…光透過部、６４０…変更部、６４１…厚肉部、６４２…薄肉部、６４３…第１フランジ、６４４…第２フランジ、６５０…スプリング、７００…検出機構、７１０…ホルダ、７１１…ビームスプリッタ、７２０…発光部、７３０…受光部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体に混入した粒子の濃度を測定する粒子濃度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば機関の潤滑油に混入した煤の濃度等といった液体中の粒子濃度を、その液体の光透過特性、具体的には同液体を透過する透過光の光量に基づいて測定する装置が知られている。この装置では、発光部から液体に向けて検査光を照射し、同液体を透過する透過光の光量が受光部で測定される。発光部から照射された検査光の一部は、液体に混入した粒子によって吸収・散乱されるため、受光部で測定される透過光量は液中粒子の量に応じたものとなる。従って、その透過光量に基づいて粒子濃度を測定することができる。
【０００３】
ここで、発光部や受光部に汚れが付着したり、温度変化等に起因する発光部の発光量変化や受光部の出力変化等が生じたりすると、測定される光量が変化するため、粒子濃度の測定精度が低下してしまう。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有し、検査光の照射方向に対して交差する方向に移動することで、発光部からの検査光が液体中を通過する距離である液中通過距離を変更する変更部を備えるようにしている。そして、その液中通過距離を変更したときの光透過特性の差に基づいて液体中の粒子濃度を測定することにより、発光部や受光部に対する汚れの付着、あるいは発光部の発光量変化や受光部の出力変化等によって生じる上記測定精度の低下を抑えるようにしている。
【特許文献１】特開平３−５９４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載の装置では、上記変更部を移動させるために専用の駆動機構を設けるようにしており、その分、装置の構造が複雑化したり、装置が大型化したりしてしまう。
【０００６】
この発明はこうした事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することのできる内燃機関用の粒子濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部に伝達される機関振動によって前記変更部の移動が行われることをその要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、液中通過距離を変更する変更部の移動が機関振動によって行われる。従って、液中通過距離を変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部の共振周波数が、内燃機関から発生する振動周波数と一致するように前記変更部は構成されていることをその要旨とする。
【００１０】
同構成によれば、上記変更部が機関振動によって共振するようになるため、同変更部の移動量を大きくすることができるようになり、これにより検査光の液中通過距離を確実に変更することができるようになる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記共振周波数として、機関のクランキング時における前記振動周波数が設定されていることをその要旨とする。
【００１２】
機関から発生する振動の大きさは、機関運転状態によって種々変化し、特に機関のクランキング時、すなわち内燃機関が始動装置によって始動されるときには、他の運転状態のときと比較して、機関から発生する振動が大きくなる。この点、同構成によれば、そうしたクランキング時に機関から発生する振動によって変更部が共振するようになるため、変更部の移動量をさらに大きくすることができるようになる。
【００１３】
また、機関のアイドル時も、他の運転状態のときと比較して、機関から発生する振動は大きくなる傾向がある。そこで、請求項４に記載の発明によるように、前記共振周波数として、機関のアイドル時における前記振動周波数が設定されている、といった構成を採用するようにしても、上記変更部の移動量をさらに大きくすることができるようになる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部は前記液体が貯留された貯留部内に設けられており、前記変更部には、前記液体の比重よりも低比重の材質で形成されたフロートが設けられていることをその要旨とする。
【００１５】
同構成によれば、貯留部に貯留された液体の量が増減することにより、上記フロートが移動し、このフロートの移動によって変更部も移動される。従って、同構成によれば、機関振動のみならず、液量の変化によっても検査光の液中通過距離を変更することができるようになる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、内燃機関に貯留されて機関の稼働中には流動される液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部は前記液体の流勢による動圧が作用する受圧部を有し、同受圧部に前記動圧が作用することにより前記変更部の移動が行われることをその要旨とする。
【００１７】
同構成によれば、機関の稼働中に流動される液体の動圧を利用して変更部の移動が行われる。従って、同構成によっても、液中通過距離を変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部は回転体で構成されており、同変更部の外周には突起が設けられていることをその要旨とする。
【００１９】
同構成によれば、変更部の外周に設けられた突起に流動中の液体が衝突することによって同変更部は回転し、これにより液中通過距離が変更される。このように、同構成によれば、液体の動圧を利用して変更部を確実に移動させることができるようになる。なお、同構成においては、上記突起が上記受圧部を構成する。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記受圧部は、前記変更部の移動方向における端部に設けられていることをその要旨とする。
【００２１】
同構成によれば、変更部の端部に設けられた受圧部に液体の動圧が作用することで、同変更部は移動するようになる。従って、同構成によっても、液体の動圧を利用して変更部を確実に移動させることができるようになる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部は前記液体の静圧が作用する受圧部を有し、同受圧部に前記静圧が作用することにより前記変更部の移動が行われることをその要旨とする。
【００２３】
同構成によれば、内燃機関に貯留された液体の静圧を利用して変更部の移動が行われる。従って、同構成によっても、液中通過距離を変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記液体の流路途中にあって圧力差の生じる部位の上流側の流路内に前記変更部の移動方向における一端部が設けられており、前記圧力差の生じる部位の下流側の流路内に前記変更部の移動方向における他端部が設けられていることをその要旨とする。
【００２５】
同構成によれば、変更部の移動方向における一端部と他端部とにそれぞれ液体の静圧が作用し、それら静圧の圧力差によって変更部が移動するようになる。従って、同構成によれば、静圧の圧力差を利用して変更部を確実に移動させることができるようになる。なお、同構成においては、変更部の移動方向における一端部及び他端部がそれぞれ上記受圧部を構成する。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記流路の途中には前記液体中の異物を捕集するフィルタが設けられており、同フィルタの上流側の流路内に前記変更部の前記一端部が設けられており、同フィルタの下流側の流路内に前記変更部の前記他端部が設けられていることをその要旨とする。
【００２７】
液体の流路の途中に同液体中の異物を捕集するフィルタが設けられている場合には、そのフィルタにて圧力損失が発生することにより、同フィルタの上流側の流路内と下流側の流路内とでは圧力差が生じる。従って、同構成によるように、そうしたフィルタの上流側の流路内に上記変更部の一端部を設け、同フィルタの下流側の流路内に上記変更部の他端部を設けることにより、変更部の両端部に異なる静圧を作用させることができるようになる。
【００２８】
請求項１２に記載の発明は、内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記変更部が機関可動部に設けられていることをその要旨とする。
【００２９】
同構成によれば、機関可動部が動作することによって、液中通過距離を変更する変更部の移動が行われる。従って、同構成によっても、液中通過距離を変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離をより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００３０】
上記変更部を機関可動部に設ける場合には、請求項１３に記載の発明によるように、前記機関可動部は前記液体の送液ポンプのドライブロータであり、同ドライブロータの歯幅が互いに異なって形成されている、といった構成や、請求項１４に記載の発明によるように、前記機関可動部は前記液体の送液ポンプのドライブロータであり、同ドライブロータの回転軸方向における歯面には凹部が形成されている、といった構成を採用することができる。
【００３１】
また、液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された透過光量に基づき、液体中の粒子濃度を測定する態様としては、請求項１５に記載の発明によるように、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量の比に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する、といった構成や、請求項１６に記載の発明によるように、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量の比と前記液中通過距離の比とで求められる透過率に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する、といった構成、或いは請求項１７に記載の発明によるように、前記液中通過距離が変化したときの前記透過光量の変化度合に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する、といった構成を採用することができる。
【００３２】
請求項１８に記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記液中通過距離が一定のときの前記透過光量に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定するとともに、前記液中通過距離が変化したときにはその変化直前の前記透過光量と変化直後の前記透過光量とに基づいて前記液体中の粒子濃度を測定し、その測定結果に基づき、前記液中通過距離が一定のときの前記透過光量に基づいて測定される前記液体中の粒子濃度を補正することをその要旨とする。
【００３３】
同構成によれば、液中通過距離が一定のときには、透過光量に基づいて液体中の粒子濃度が測定される。また、液中通過距離が変化したときにはその変化直前の透過光量と変化直後の透過光量とに基づいて液体中の粒子濃度が測定されることにより、液中通過距離が一定のときに測定された粒子濃度よりもさらに精度の高い粒子濃度が測定される。そして、この精度よく測定された粒子濃度に基づき、液中通過距離が一定のときに測定された粒子濃度が補正されることにより、液中通過距離が一定のときに測定された粒子濃度の精度も高くなる。従って、同構成によれば、仮に上記変更部が長期間にわたって移動せず、液中通過距離が一定となっている場合であっても、液体中の粒子濃度を精度よく測定することができるようになる。
【００３４】
請求項１９に記載の発明は、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置において、前記液体は内燃機関の潤滑油であることをその要旨とする。
同構成によれば、内燃機関の潤滑油中に含まれる粒子濃度を測定することができ、これにより同潤滑油の汚濁度合を測定することができるようになる。そして、そうした汚濁度合を簡易な構成で精度よく測定することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図４を併せ参照して説明する。
【００３６】
図１に、本実施形態における粒子濃度測定装置の構成を示す。この粒子濃度測定装置は、内燃機関の潤滑油を検査対象液とし、その潤滑油の透過光量に基づいて当該潤滑油に混入した粒子（例えば煤等）の濃度を測定することで同潤滑油の汚濁度合を検知するようにしている。
【００３７】
この図１に示すように、この粒子濃度測定装置は、検出機構１００や演算部６０等で構成されている。
検出機構１００は潤滑油の透過光量を測定する機構であって、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構１００全体は潤滑油中に浸されている。この検出機構１００は大きく分けて、ホルダ１１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部１４０等で構成されている。
【００３８】
図２に、図１のＡ−Ａ断面を示す。この図２に示すように、ホルダ１１０の中央部には、潤滑油が流通する貫通孔１１１が形成されている。そしてこの貫通孔１１１の形成方向が潤滑油の液面に対して平行になるように、ホルダ１１０はステー２０に固定されている。そして、ホルダ１１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、貫通孔１１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【００３９】
発光部１２０は検査光を潤滑油に向けて照射する部分であり、検査光を発光する発光素子１２１と、その発光素子の発光面側においてホルダ１１０に固定された第１光透過部１２２とで構成されている。その発光素子１２１は、所定の電圧が印加されることにより、一定光量の光を発する素子であり、本実施形態ではＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられている。また、第１光透過部１２２によって発光素子１２１への潤滑油の付着が抑えられている。
【００４０】
受光部１３０は発光部１２０から発せられた検査光が潤滑油を透過した後の光量、すなわち潤滑油を透過した透過光の光量である透過光量ＯＵＴを測定する部分であり、受光素子１３１と、その受光素子の受光面側においてホルダ１１０に固定された第２光透過部１３２とで構成されている。その受光素子１３１は潤滑油を透過した上記検査光、すなわち透過光の光量を検出する素子であり、本実施形態ではフォトダイオードが用いられている。この受光素子１３１は、その受光量が増大するほど出力が大きくなるため、透過光量に応じた出力を得ることができる。そして受光素子１３１の出力は上記演算部６０に入力される。また、第２光透過部１３２によって受光素子への潤滑油の付着が抑えられている。なお、第１光透過部１２２及び第２光透過部１３２は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されている。
【００４１】
上記ホルダ１１０の貫通孔１１１には、上記変更部１４０が配設されている。この変更部１４０の外周面は、貫通孔１１１の内周面に対して離間されており、同変更部１４０の外周面と貫通孔１１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部１４０は、貫通孔１１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部１４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部１４０には、厚さｔ１の厚肉部１４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部１４２とが形成されている。そして変更部１４０の両端には、貫通孔１１１から変更部１４０が抜け出ることを防止するためのフランジ１４３が設けられている。さらに、この変更部１４０の共振周波数が、内燃機関から発生する振動周波数と一致するように、より具体的には、機関のクランキング時における振動周波数と一致するように、同変更部１４０は形成されている。
【００４２】
こうして構成される検出機構１００では、機関振動がステー２０を介して同検出機構１００に伝達され、その伝達された振動によって変更部１４０は往復移動される。また、機関振動によって潤滑油が振動されると、同潤滑油の振動によっても変更部１４０は往復移動される。そしてこうした変更部１４０の移動により、同変更部１４０の外周面と貫通孔１１１の内周面との間の間隙の距離が変更され、これにより検査光が潤滑油中を通過する距離である液中通過距離Ｌが変更される。
【００４３】
すなわち、検査光の照射方向における貫通孔１１１の寸法をＤとする。そして、図３に示すように、変更部１４０が移動して、検査光が厚肉部１４１を透過するようになったときの液中通過距離を第１液中通過距離Ｌ１とすると、「Ｌ１＝Ｄ−ｔ１」となる。
【００４４】
また、図４に示すように、変更部１４０が移動して、検査光が薄肉部１４２を透過するようになったときの液中通過距離Ｌを第２液中通過距離Ｌ２とすると、「Ｌ２＝Ｄ−ｔ２」となる。そして、「ｔ１＞ｔ２」となっているため、第１液中通過距離Ｌ１（＝「Ｄ−ｔ１」）は、第２液中通過距離Ｌ２（＝「Ｄ−ｔ２」）よりも短くなる。すなわち、検査光が厚肉部１４１を透過するときの液中通過距離Ｌは、検査光が薄肉部１４２を透過するときの液中通過距離Ｌよりも短くなる。このように液中通過距離Ｌが変更されると、潤滑油を透過する検査光の実質的な光路長が変化し、同液中通過距離Ｌが短くなるほど、受光部１３０で測定される透過光量ＯＵＴは大きくなる。本実施形態では、液中通過距離Ｌが、短い状態と長い状態とに変更されるため、受光部１３０で測定される透過光量ＯＵＴは、矩形波状に変化する。
【００４５】
上記演算部６０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心として構成されている。この演算部６０には、受光部１３０からの出力信号が入力され、その出力信号が演算処理されることにより潤滑油の粒子濃度Ｃが算出される。
【００４６】
次に、演算部６０によって行われる潤滑油の粒子濃度Ｃの算出について説明する。
まず、発光部１２０の発光量を発光量ＩＮ１とし、第１液中通過距離Ｌ１において受光部１３０で測定された透過光量を透過光量ＯＵＴ１とすると、第１液中通過距離Ｌ１における光の透過率α１は次式（１）で表される。
【００４７】
α１＝（ＯＵＴ１／ＩＮ１）×１００ …（１）
そして、第１液中通過距離Ｌ１よりも距離の長い第２液中通過距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）において、受光部１３０で測定された透過光量を透過光量ＯＵＴ２とすると、第２液中通過距離Ｌ２における光の透過率α２は次式（２）で表される。なお、第１液中通過距離Ｌ１で透過光量ＯＵＴ１を測定した後、引き続き第２液中通過距離Ｌ２で透過光量ＯＵＴ２を測定すれば、受光部１３０の環境温度がほぼ同一の状態で透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２の測定を行うことができる。従って、この場合には、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２が測定されるときの発光量ＩＮ１もほぼ同一となる。
【００４８】
α２＝（ＯＵＴ２／ＩＮ１）×１００ …（２）
そして、上記式（１）及び式（２）から次式（３）が得られる。
【００４９】
α２／α１＝ＯＵＴ２／ＯＵＴ１（＝Ｒ） …（３）
この式（３）から分かるように、透過光量ＯＵＴ２と透過光量ＯＵＴ１との比から、透過率α１と透過率α２との比（以下、式（３）から得られる値を透過比Ｒという）が求められる。
【００５０】
ここで、実際の粒子濃度が高くなるほど透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２は減少するが、第２液中通過距離Ｌ２は第１液中通過距離Ｌ１よりも距離が長くなっているため、透過光量ＯＵＴ２は、この距離差に含まれる粒子量に相当する分だけ透過光量ＯＵＴ１よりも多く減衰される。そのため、式（１）から求められる透過率α１の低下率と比較して、式（２）から求められる透過率α２の低下率はより大きくなる。従って、この低下率の差違及び式（３）から分かるように、実際の粒子濃度が高くなるほど透過比Ｒは小さくなる。そこで、この透過比Ｒに基づいて潤滑油の粒子濃度Ｃが算出される。
【００５１】
なお、同透過比Ｒは透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２から算出することができるため、発光量ＩＮ１の変化の影響を受けてその値が変化することがない。例えば発光量ＩＮ１が光量Ｙだけ低下した場合の透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２は、それぞれ次式（４）、及び式（５）で表すことができる。
【００５２】
ＯＵＴ１＝｛α１×（ＩＮ１−Ｙ）｝／１００ …（４）
ＯＵＴ２＝｛α２×（ＩＮ１−Ｙ）｝／１００ …（５）
そして、式（４）及び式（５）を上記式（３）に代入すると次式（６）が得られる。
【００５３】
ＯＵＴ２／ＯＵＴ１＝α２／α１（＝透過比Ｒ） …（６）
これら式（４）〜式（６）に示されるように、発光量ＩＮ１が変化してもその変化分は透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に同様に反映されるため、同変化分は透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２の比が算出される際に除外される。すなわち透過比Ｒは発光量ＩＮ１の変化の影響を受けることがない。
【００５４】
また、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２は、受光部１３０の環境温度がほぼ同一となっている状態で測定される。そのため、環境温度によって変化する受光部１３０の出力特性が透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に与える影響はほぼ同じになる。そして、上記透過比Ｒは、透過光量ＯＵＴ１と透過光量ＯＵＴ２との比であり、その透過比Ｒの算出によって、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に対する受光部１３０の出力特性の変化分は除去される。例えば、受光部１３０の環境温度が変化することで、その出力がＤ％変化する場合には、透過光量ＯＵＴ１は「（１−Ｄ／１００）×ＯＵＴ１」で表すことができ、透過光量ＯＵＴ２は「（１−Ｄ／１００）×ＯＵＴ２」で表すことができる。そしてこれらを上記式（３）に代入すると、温度変化に起因する変化分である「（１−Ｄ／１００）」は消去され、その結果、透過比Ｒは「ＯＵＴ２／ＯＵＴ１」にて算出される。このように、透過比Ｒは、受光部１３０の出力特性が温度によって変化してもその影響を受けない値であるため、受光部１３０の出力特性が変化しても粒子濃度を正確に測定することができる。
【００５５】
ちなみに、透過比Ｒを用いて粒子濃度Ｃを算出することで、発光部１２０の発光量が変化してもそうした変化の影響を受けることなく粒子濃度Ｃは精度よく測定される。そのため、発光部１２０への汚れの付着（本実施形態では、第１光透過部１２２への汚れの付着）や、発光部１２０の経時劣化等によって発光量ＩＮ１が変化する場合であっても、それらの影響を抑えつつ、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。
【００５６】
また、透過比Ｒを用いて粒子濃度Ｃを算出することで、受光部１３０の出力特性が変化しても、その影響を受けることなく粒子濃度Ｃは精度よく測定される。そのため、受光部１３０への汚れの付着（本実施形態では、第２光透過部１３２への汚れの付着）や、受光部１３０の経時劣化等によって、測定される透過光量ＯＵＴ１や透過光量ＯＵＴ２が変化する場合であっても、それらの影響を抑えつつ、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。
【００５７】
こうした原理に基づき、演算部６０では、次のようにして粒子濃度Ｃが算出される。すなわち、変更部１４０が移動することにより、第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１と、第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２とがそれぞれ測定されると、上記式（３）に基づいて透過比Ｒが算出される。そして、上記ＲＯＭ内に記憶された粒子濃度算出マップに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。その粒子濃度算出マップは、透過比Ｒに対応する粒子濃度Ｃが種々設定されており、透過比Ｒの値が小さくなるほど、同マップから求められる粒子濃度Ｃの値は大きくされる。
【００５８】
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）液中通過距離Ｌを変更する変更部１４０を、機関振動を利用して移動させるようにしている。従って、変更部１４０を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離Ｌをより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００５９】
（２）変更部１４０の共振周波数が、内燃機関から発生する振動周波数と一致するように当該変更部１４０を構成するようにしている。そのため、変更部１４０が機関振動によって共振するようになり、同変更部１４０の移動量を大きくすることができる。従って、検査光の液中通過距離Ｌを確実に変更することができるようになる。
【００６０】
（３）機関から発生する振動の大きさは、機関運転状態によって種々変化し、特に機関のクランキング時、すなわち内燃機関が始動装置によって始動されるときには、他の運転状態のときと比較して、機関から発生する振動が大きくなる。そこで、変更部１４０の共振周波数として、機関のクランキング時における振動周波数を設定するようにしている。そのため、そうしたクランキング時に機関から発生する振動によって変更部１４０は大きく共振するようになり、同変更部１４０の移動量をさらに大きくすることができるようになる。
【００６１】
（４）液中通過距離Ｌが異なる状態でそれぞれ測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２について、それらの比である透過比Ｒを算出し、同透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃを算出するようにしている。そのため、発光部１２０や受光部１３０に対する汚れの付着、あるいは発光部１２０の発光量変化や受光部１３０の出力変化等によって生じる粒子濃度Ｃの測定精度の低下を抑えることができるようになる。
【００６２】
（５）内燃機関の潤滑油を検査対象液としている。そのため同潤滑油中に含まれる粒子濃度を測定することができる。ここで、潤滑油中に含まれる粒子濃度が高くなるほど、潤滑油の汚濁度合も高くなっている。従って、潤滑油中の粒子濃度Ｃを測定することにより、同潤滑油の汚濁度合も測定することができる。そして、そうした汚濁度合を、上述したように簡易な構成で精度よく測定することができるようになる。
【００６３】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・機関のクランキング時のみならず、機関のアイドル時にも、他の運転状態のときと比較して、機関から発生する振動は大きくなる傾向がある。そこで、変更部１４０の共振周波数として、機関のアイドル時における振動周波数を設定するようにしても、上記実施形態と同様に、変更部１４０の移動量をさらに大きくすることができるようになる。
【００６４】
・また、変更部１４０の共振周波数と内燃機関から発生する振動周波数とを必ずしも一致させる必要はない。この場合でも、機関振動によって変更部１４０はある程度移動することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第２実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。
【００６５】
本実施形態では、第１実施形態で説明した変更部にフロートを設けるようにしており、この点以外は基本的に第１実施形態と同様である。そこで、以下では、第１実施形態との相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置を説明する。なお、図５及び図６において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【００６６】
図５に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構２００について、その断面構造を示す。
検出機構２００は潤滑油の透過光量を測定する機構であって、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構２００全体は、通常、潤滑油中に浸されるようになっている。この検出機構２００は、大きく分けて、ホルダ１１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部２４０等で構成されている。
【００６７】
このホルダ１１０の中央部には、潤滑油が流通する貫通孔１１１が形成されている。そしてこの貫通孔１１１の形成方向が潤滑油の液面に対して垂直になるように、ホルダ１１０はステー２０に固定されている。そして、ホルダ１１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、貫通孔１１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【００６８】
上記ホルダ１１０の貫通孔１１１には、変更部２４０が配設されている。この変更部２４０の外周面は、貫通孔１１１の内周面に対して離間されており、同変更部２４０の外周面と貫通孔１１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部２４０は、貫通孔１１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部２４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部２４０には、厚さｔ１の厚肉部１４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部１４２とが形成されている。
【００６９】
そして、変更部２４０にあって厚肉部１４１の端部には、潤滑油の比重よりも低比重の材質で形成されたフロート２４１が設けられている。このフロート２４１には、互いに離間した位置でピン１３が緩挿されている。このピン１３の一端はホルダ１１０に固定されており、他端にはフランジ部１３ａが設けられている。このピン１３によって、フロート２４１の過度な傾きが規制され、フランジ部１３ａによってフロート２４１の抜け止めがなされている。
【００７０】
こうして構成される本実施形態の検出機構２００では、図５に示すように、潤滑油の液面がフロート２４１よりも上にある場合、フロート２４１が上方に付勢されることにより、変更部２４０も上方に付勢される。この場合には、検査光が薄肉部１４２を透過することにより、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２が測定される。
【００７１】
他方、機関稼働に伴ってオイルパン１０内の潤滑油が機関各部に供給されたり、潤滑油が消費されてその量自体が減少したりすることにより、図６に示すごとく、潤滑油の液面がフロート２４１よりも下がった場合には、フロート２４１は下方に移動する。そして、このフロート２４１の下方への移動によって変更部２４０も下方に移動する。この場合には、検査光が厚肉部１４１を透過することにより、上記第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１が測定される。そして、それら測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【００７２】
ちなみに、機関停止に伴って機関各部に供給されていた潤滑油がオイルパン１０内に戻ってきたり、潤滑油の補充が行われてその量自体が増加したりした場合には、先の図５に示したように、潤滑油の液面がフロート２４１よりも上になるため、再び、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２を測定することも可能である。
【００７３】
このように本実施形態では、オイルパン１０に貯留された潤滑油の量が増減することにより、上記フロート２４１が移動し、このフロート２４１の移動によって変更部２４０も移動することで検査光の液中通過距離Ｌが変更される。
【００７４】
なお、本実施形態の検出機構２００でも、機関振動がステー２０を介して同検出機構２００に伝達され、その伝達された振動によって変更部２４０は往復移動される。また、機関振動によって潤滑油が振動されると、同潤滑油の振動によっても変更部２４０は往復移動される。従って、潤滑油の液面が変化しない場合でも、検査光の液中通過距離Ｌは変更可能である。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態に比して、さらに次のような効果を得ることができる。
（６）変更部２４０に、潤滑油の比重よりも低比重の材質で形成されたフロート２４１を設けるようにしている。そのため、機関振動のみならず、オイルパン１０内の液量の変化によっても検査光の液中通過距離Ｌを変更することができるようになる。
【００７６】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・潤滑油の粒子濃度が高くなるほど、受光部１３０にて測定される透過光量ＯＵＴは減少する。従って、簡易的には、透過比Ｒではなく、透過光量ＯＵＴそのものに基づいて粒子濃度Ｃを算出することも可能である。
【００７７】
そこで、例えば先の図５に示した状態、即ち液中通過距離Ｌが上記第２液中通過距離Ｌ２に維持されており、液中通過距離Ｌが一定になっている状態や、先の図６に示した状態、即ち液中通過距離Ｌが上記第１液中通過距離Ｌ１に維持されており、液中通過距離Ｌが一定になっている状態で測定された透過光量ＯＵＴに基づき、粒子濃度Ｃを算出する。
【００７８】
そして、フロート２４１の移動により、液中通過距離Ｌが変化したときには、その変化直前に測定された透過光量ＯＵＴと変化直後に測定された透過光量ＯＵＴとに基づいて上記透過比Ｒを算出し、同透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃを算出する。
【００７９】
そして、透過比Ｒに基づいて算出された粒子濃度Ｃと、透過光量ＯＵＴに基づいて算出された粒子濃度Ｃとの差を算出し、その差を補正値Ｅとして設定する。こうして補正値Ｅが設定された後、液中通過距離Ｌが一定であって透過光量ＯＵＴに基づき粒子濃度Ｃが算出されるときには、その算出される粒子濃度Ｃを設定された補正値Ｅで補正する補正処理を行うようにしてもよい。
【００８０】
この場合には、液中通過距離Ｌが変化したときには、その変化直前の透過光量ＯＵＴと変化直後の透過光量ＯＵＴとに基づいて、より詳細には透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが算出されることにより、液中通過距離Ｌが一定のときに算出された粒子濃度Ｃよりもさらに精度の高い粒子濃度Ｃが測定される。そして、この精度よく測定された粒子濃度Ｃに基づき、液中通過距離Ｌが一定のときに算出される粒子濃度Ｃは補正されることにより、液中通過距離Ｌが一定のときに算出される粒子濃度Ｃの精度が高くなる。従って、この変形例によれば、仮に上記変更部２４０が長期間にわたって移動せず、液中通過距離Ｌが一定となっている場合であっても、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができるようになる。
（第３実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第３実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。
【００８１】
第１実施形態では、検査光の液中通過距離を変更する変更部を、機関振動を利用して移動させるようにした。一方、本実施形態では、機関の稼働中に流動される潤滑油の動圧を利用してそうした変更部の移動を行わせるようにしており、検出機構の構造の一部が異なっている。
【００８２】
そこで、以下では、第１実施形態における検出機構との相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置の検出機構を説明する。なお、図７及び図８において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【００８３】
図７に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構３００について、その断面構造を示し、図８に図７のＢ−Ｂ断面を示す。
この検出機構３００も、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構３００全体は潤滑油中に浸されている。この検出機構３００は大きく分けて、ホルダ３１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部３４０等で構成されている。
【００８４】
図７及び図８に示すように、ホルダ３１０の中央部には、潤滑油で満たされる円弧状の穴３１１が形成されている。そして、ホルダ３１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、穴３１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【００８５】
上記ホルダ３１０の穴３１１には、検査光の液中通過距離Ｌを変更する変更部３４０が配設されている。この変更部３４０は、円盤状に形成された回転体で構成されており、その中止部に設けられた軸３４３は、穴３１１の壁面に回転可能に支持されている。また、この軸３４３の配設方向は、発光部１２０から発光される検査光の照射方向に対して平行にされている。これにより、変更部３４０は、検査光の照射方向に対し交差する方向に回転移動される。そして同変更部３４０にあって回転軸方向における側面は、発光部１２０や受光部１３０に対向されている。
【００８６】
この変更部３４０の回転軸方向における側面は、穴３１１の内周面に対して離間されており、同変更部３４０の外周面と穴３１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。また、同変更部３４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有している。より具体的には、この変更部３４０には、その回転軸心を中心にして９０°毎に、厚さｔ１の厚肉部３４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部３４２とが交互に形成されている。さらに、変更部３４０の直径方向の外周面には複数の突起３４４が設けられている。
【００８７】
こうして構成される本実施形態の検出機構３００では、次のようにして液中通過距離Ｌが変更される。
すなわち、内燃機関が稼働されると、オイルパン１０内に貯留された潤滑油を機関各部に供給するために、同オイルパン１０内の潤滑油は吸い出される。また、吸い出された潤滑油は機関各部に供給された後、再びオイルパン１０内に戻される。従って、オイルパン１０内の潤滑油は、機関の稼働中において流動されている。こうした流動中の潤滑油が上記突起３４４に衝突すると、そうした潤滑油の流勢による動圧によって変更部３４０は回転される。
【００８８】
このようにして変更部３４０が回転されると、検査光は、厚肉部３４１と薄肉部３４２とを交互に透過するようになり、これにより液中通過距離Ｌは、上記第１液中通過距離Ｌ１や第２液中通過距離Ｌ２に変更される。
【００８９】
そして、こうした液中通過距離Ｌの変更により、受光部１３０で測定される透過光量ＯＵＴは矩形状に変化し、第１液中通過距離Ｌ１にて測定された第１透過光量ＯＵＴ１と第２液中通過距離Ｌ２にて測定された第２透過光量ＯＵＴ２とに基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【００９０】
なお、本実施形態では、上記突起３４４が、上記受圧部を構成する。
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態による上記（４）、（５）の効果に加え、次のような効果を得ることができる。
【００９１】
（７）液中通過距離Ｌを変更する変更部３４０を、機関の稼働中に流動される潤滑油の動圧を利用して移動させるようにしている。従って、変更部３４０を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離Ｌをより簡易な構成で変更することができるようになる。
【００９２】
（８）変更部３４０を回転体にて構成するようにしており、潤滑油の流勢による動圧が作用する受圧部として機能する突起３４４を同変更部３４０の外周に設けるようにしている。そのため、潤滑油の動圧を利用して変更部３４０を確実に移動させることができるようになる。
【００９３】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・厚肉部３４１と薄肉部３４２とを９０°毎に設けることにより、変更部３４０にあって厚肉部３４１並びに薄肉部３４２を２つずつ設けるようにしたが、そうした配設数は適宜変更することができる。
（第４実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第４実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。
【００９４】
上記第３実施形態では、潤滑油の動圧を利用した変更部の移動が同変更部の回転運動によって行われるようにしたが、本実施形態では、第１実施形態や第２実施形態と同様に、直線運動によって行われるようにしており、第１実施形態で説明した検出機構とは、一部の構造が異なっている。
【００９５】
そこで、以下では、第１実施形態における検出機構との相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置の検出機構を説明する。なお、図９及び図１０において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【００９６】
図９に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構４００について、その断面構造を示す。
この検出機構４００も、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構４００全体は、潤滑油中に浸されている。この検出機構４００は、大きく分けて、ホルダ４１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部４４０等で構成されている。
【００９７】
このホルダ４１０の中央部には、潤滑油が流通する貫通孔４１１が形成されている。そして、ホルダ４１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、貫通孔４１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【００９８】
上記ホルダ４１０の貫通孔４１１には、変更部４４０が配設されている。この変更部４４０の外周面は、貫通孔４１１の内周面に対して離間されており、同変更部４４０の外周面と貫通孔４１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部４４０は、貫通孔４１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部４４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部４４０には、厚さｔ１の厚肉部４４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部４４２とが形成されている。
【００９９】
そして、変更部４４０にあって厚肉部４４１の端部には、フランジ４４３が設けられている。このフランジ４４３とホルダ４１０との間には、スプリング４５０が設けられており、このスプリング４５０によって、変更部４４０は、貫通孔４１１から離脱される方向に付勢されている。
【０１００】
こうして構成される本実施形態の検出機構４００では、潤滑油が流動されていない場合、先の図９に示すごとく、フランジ４４３には潤滑油の動圧が作用しない。そのため、変更部４４０は、スプリング４５０の付勢力によって貫通孔４１１から離脱する方向に移動している。この場合には、検査光が薄肉部４４２を透過することにより、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２が測定される。
【０１０１】
他方、機関稼働に伴って潤滑油が流動されている場合には、図１０に示すように、フランジ４４３に対して潤滑油の動圧が作用する。この受圧部として機能するフランジ４４３への動圧の作用により、変更部４４０は、スプリング４５０の付勢力に抗して貫通孔４１１内に移動する。この場合には、検査光が厚肉部４４１を透過することにより、上記第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１が測定される。
【０１０２】
そして、このようにして測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態では、変更部４４０の移動方向における端部に、潤滑油の流勢による動圧が作用する受圧部として機能するフランジ４４３を設けるようにしている。従って、本実施形態によっても、潤滑油の動圧を利用して変更部４４０を確実に移動させることができるようになり、第３実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１０４】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・変更部４４０にあって薄肉部４４２の端部に、フランジ４４３を設けるようにしてもよい。この場合にも、機関の稼働中に流動される潤滑油の動圧を利用して変更部４４０を移動させることができる。
（第５実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第５実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。
【０１０５】
上記第４実施形態では、変更部４４０の端部にフランジ４４３を設けるようにしたが、本実施形態では、他の構造によって潤滑油の動圧を変更部に作用させるようにしており、第１実施形態で説明した検出機構とは、一部の構造が異なっている。
【０１０６】
そこで、以下では、第１実施形態における検出機構との相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置の検出機構を説明する。なお、図１１及び図１２において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【０１０７】
図１１に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構５００について、その断面構造を示す。
この検出機構５００も、内燃機関のオイルパン１０内にステー２０を介して取り付けられており、同検出機構５００全体は、潤滑油中に浸されている。この検出機構５００は、大きく分けて、ホルダ５１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部５４０等で構成されている。
【０１０８】
このホルダ５１０の中央部には、潤滑油で満たされる有底の穴５１１が形成されている。そして、ホルダ５１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、穴５１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
【０１０９】
上記穴５１１には、変更部５４０が配設されている。この変更部５４０の外周面は、穴５１１の内周面に対して離間されており、同変更部５４０の外周面と穴５１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部５４０は、穴５１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部５４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部５４０には、厚さｔ１の厚肉部５４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部５４２とが形成されている。
【０１１０】
そして、変更部５４０にあって厚肉部５４１の端部と穴５１１の底との間には、スプリング５５０が設けられており、このスプリング５５０によって、変更部５４０は、穴５１１から離脱される方向に付勢されている。
【０１１１】
また、変更部５４０にあって薄肉部５４２の端部には、傾斜面で構成された受圧部５４３が形成されており、この受圧部５４３は、穴５１１から突出されている。
こうして構成される本実施形態の検出機構５００では、潤滑油が流動されていない場合、先の図１１に示すごとく、受圧部５４３には潤滑油の動圧が作用しない。そのため、変更部５４０は、スプリング５５０の付勢力によって穴５１１から離脱する方向に移動している。この場合には、検査光が厚肉部４４１を透過することにより、上記第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１が測定される。
【０１１２】
他方、機関稼働に伴って潤滑油が流動されている場合には、図１２に示すように、受圧部５４３に対して潤滑油の動圧が作用する。このようにして受圧部５４３に動圧が作用すると、受圧部５４３の傾斜角に応じた分力が変更部５４０の移動方向に作用し、これにより同変更部５４０は、スプリング５５０の付勢力に抗して穴５１１内に移動する。この場合には、検査光が薄肉部４４２を透過することにより、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２が測定される。
【０１１３】
そして、このようにして測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態では、変更部４４０の移動方向における端部に、傾斜面で構成された受圧部５４３を設けるようにしている。従って、本実施形態によっても、潤滑油の動圧を利用して変更部５４０を確実に移動させることができるようになり、第４実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１１５】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・変更部５４０にあって厚肉部５４１の端部に、傾斜面で構成された受圧部を形成し、この受圧部を、穴５１１から突出させる。そして、変更部５４０にあって薄肉部５４２の端部と穴５１１の底との間に、スプリング５５０が設けるようにしてもよい。この場合にも、機関の稼働中に流動される潤滑油の動圧を利用して変更部５４０を移動させることができる。
（第６実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第６実施形態について、図１３〜図１５を参照して説明する。
【０１１６】
上記第３〜第５実施形態では、液中通過距離を変更する変更部に潤滑油の動圧を作用させることにより、同変更部の移動が行われるようにしたが、本実施形態では、潤滑油の静圧を作用させることによって、そうした変更部の移動を行わせるようにしており、第１実施形態に対して、検出機構の一部の構造と、同検出機構の配設位置とが異なっている。
【０１１７】
そこで、以下では、そうした相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置を説明する。なお、図１３〜図１５において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【０１１８】
まずはじめに、本実施形態における粒子濃度測定装置が設けられる内燃機関の潤滑油流路について、図１３を併せ参照して説明する。
この図１３に示すように、オイルパン１０内の潤滑油は、機関稼働に伴い駆動されるオイルポンプ３０によって、異物を捕集するフィルタ４０に送油される。そして、フィルタ４０で異物が除去された後、メインホール５０に供給され、このメインホール５０に供給された潤滑油は、分岐流路を介してシリンダブロック潤滑系やシリンダヘッド潤滑系、あるいはその他の潤滑系にそれぞれ供給され、その後、オイルパン１０内に戻される。
【０１１９】
図１４に、本実施形態における粒子濃度測定装置の検出機構６００について、その断面構造を示す。
上記検出機構６００は、上記フィルタ４０の入口に接続された上流側流路４１と同フィルタ４０の出口に接続された下流側流路４２との間に取り付けられている。この検出機構６００は、大きく分けて、ホルダ６１０、発光部１２０、受光部１３０、及び変更部６４０等で構成されている。
【０１２０】
このホルダ６１０の中央部には、潤滑油が流通する貫通孔６１１が形成されている。また、この貫通孔６１１に潤滑油を流入させるための孔４３が、上流側流路４１及び下流側流路４２を形成する壁面にそれぞれ設けられている。そして、各孔４３と貫通孔６１１との接続部は、潤滑油の漏れを抑えるために適宜のシール処理がなされている。
【０１２１】
そして、ホルダ６１０内には、発光部１２０及び受光部１３０が、貫通孔６１１の形成方向に対して交差する方向に互いに対向して配設されている。
上記ホルダ６１０の貫通孔６１１には、液中通過距離Ｌを変更する変更部６４０が配設されている。この変更部６４０の外周面は、貫通孔６１１の内周面に対して離間されており、同変更部６４０の外周面と貫通孔６１１の内周面との間には所定の間隙が形成されている。これにより、同変更部６４０は、貫通孔６１１の形成方向に、すなわち検査光の照射方向に対し交差する方向に移動可能になっている。また、同変更部６４０は、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成されており、上記検査光の照射方向における厚さの異なる部位が形成されている。より具体的には、この変更部６４０には、厚さｔ１の厚肉部６４１と、この厚さｔ１よりも薄い厚さｔ２の薄肉部６４２とが形成されている。
【０１２２】
そして、変更部６４０にあって厚肉部６４１の端部は、上述した上流側流路４１の内部に突出されており、同端部には第１フランジ６４３が設けられている。この第１フランジ６４３とホルダ６１０との間には、スプリング６５０が設けられており、このスプリング６５０によって、変更部６４０は、上流側流路４１の内部に向けて付勢されている。
【０１２３】
また、変更部６４０にあって薄肉部６４２の端部は、上述した下流側流路４２の内部に突出されており、同端部には第２フランジ６４４が設けられている。
こうして構成される本実施形態の検出機構６００では、内燃機関の停止時など、オイルポンプ３０が駆動されていないときには、上流側流路４１内の潤滑油の静圧と下流側流路４２内の潤滑油の静圧とがほぼ同一になっており、それら各流路間において圧力差は生じていない。この場合には、先の図１４に示すごとく、変更部６４０は、スプリング６５０の付勢力によって上流側流路４１の内部方向に向けて移動している。この場合には、検査光が薄肉部５４２を透過することにより、上記第２液中通過距離Ｌ２での透過光量ＯＵＴ２が測定される。
【０１２４】
一方、内燃機関の稼働に伴いオイルポンプ３０が駆動されると、フィルタ４０にて圧力損失が発生するため、上流側流路４１内の潤滑油の静圧は、下流側流路４２内の潤滑油の静圧よりも高くなる。従って、上記第１フランジ６４３に作用する静圧は、第２フランジ６４４に作用する静圧よりも高くなり、それら各フランジに作用する静圧の圧力差によって変更部６４０は移動する。より詳細には、図１５に示すように、変更部６４０は、スプリング６５０の付勢力に抗して下流側流路４２の内部方向に向けて移動する。この場合には、検査光が厚肉部４４１を透過することにより、上記第１液中通過距離Ｌ１での透過光量ＯＵＴ１が測定される。
【０１２５】
そして、このようにして測定された透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【０１２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態による上記（４）、（５）の効果に加え、次のような効果を得ることができる。
（９）液中通過距離Ｌを変更する変更部６４０の両端部に、潤滑油の静圧が作用する受圧部として機能する第１フランジ６４３及び第２フランジ６４４をそれぞれ設けるようにしており、同変更部６４０の移動が、潤滑油の静圧を利用して行われるようになる。従って、変更部６４０を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離Ｌをより簡易な構成で変更することができるようになる。
【０１２７】
（１０）潤滑油の流路途中にあって圧力差の生じる上流側流路４１内に変更部６４０の移動方向における一端部（第１フランジ６４３）を設け、同圧力差の生じる下流側流路４２の流路内に変更部６４０の移動方向における他端部（第２フランジ６４４）を設けるようにしている。従って、静圧の圧力差を利用して変更部６４０を確実に移動させることができるようになる。
【０１２８】
（１１）フィルタ４０の上流側流路４１内に変更部６４０の一端部（第１フランジ６４３）を設け、フィルタ４０の下流側流路４２内に変更部６４０の他端部（第２フランジ６４４）を設けるようにしている。従って、変更部６４０の両端部に異なる静圧を確実に作用させることができるようになる。
【０１２９】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・フィルタ４０の上流側流路４１内と下流側流路４２内との圧力差を利用して変更部６４０を移動させるようにしたが、この他の部位の圧力差を利用するようにしてもよい。例えば、
（ａ）オイルポンプ３０の上流側（図１３に示すＡ点）と下流側（図１３に示すＢ点）との圧力差。
【０１３０】
（ｂ）メインホール５０の上流側（図１３に示すＣ点）とシリンダブロック潤滑系の上流側（図１３に示すＤ点）との圧力差。
（ｃ）メインホール５０の上流側（図１３に示すＣ点）とシリンダヘッド潤滑系の上流側（図１３に示すＥ点）との圧力差。
【０１３１】
（ｄ）メインホール５０の上流側（図１３に示すＣ点）とその他の潤滑系の上流側（図１３に示すＦ点）との圧力差。
などを利用するようにしてもよい。
（第７実施形態）
次に、本発明にかかる粒子濃度測定装置を具体化した第７実施形態について、図１６〜図１８を参照して説明する。
【０１３２】
本実施形態では、液中通過距離Ｌを変更する変更部を機関可動部に設けることにより、その機関可動部の駆動に伴って液中通過距離Ｌが変更されるようにしており、第１実施形態に対して、検出機構の構造と同検出機構の配設位置とが異なっている。
【０１３３】
そこで、以下では、そうした相違点を中心に、本実施形態にかかる粒子濃度測定装置を説明する。なお、図１６〜図１８において、第１実施形態で説明した部材と実質的に同一の部材には、同じ符号を付している。
【０１３４】
まずはじめに、本実施形態における上記機関可動部について説明する。本実施形態では、上記機関可動部として、潤滑油の送液ポンプであるオイルポンプ３０のドライブロータを利用するようにしている。
【０１３５】
図１６に、オイルポンプ３０の構造を示す。この図１６に示すように、オイルポンプ３０は、内接式ギヤポンプであって、内燃機関の側面に設けられたタイミングチェーンカバー７０の内側に内蔵されている。このオイルポンプ３０内には、クランクシャフトが接続されるドライブロータ３１と、同ドライブロータ３１の一部に噛み合うドリブンロータ３２とが配設されており、クランクシャフトの回転によってドライブロータ３１が回転されることにより、オイルパン内の潤滑油がフィルタに送油される。
【０１３６】
図１７（ａ）に、ドライブロータ３１の平面図を示し、図１７（ｂ）に、ドライブロータ３１の断面図を示す。この図１７（ａ）に示すように、ドライブロータ３１は歯車形状をなしている。そして、図１７（ｂ）に示すように、ドライブロータ３１の回転軸方向における歯面３３にあってその一部には凹部３４が形成されている。なお、本実施形態では、図１７の（ａ）に示すように、凹部３４が形成された歯３５と同凹部３４が形成されていない歯３６とが交互に設けられているが、全ての歯の歯面に凹部３４を設けたり、１つの歯の歯面のみに凹部３４を設けたりするようにしてもよい。
【０１３７】
図１８に、オイルポンプ３０の回転軸方向における断面図を示す。この図１８に示すように、タイミングチェーンカバー７０にあって上記凹部３４に対向する部位には、光の減衰率が小さい材質、例えば石英ガラス等の光透過性材料で形成された光透過部６２１が設けられている。
【０１３８】
また、タイミングチェーンカバー７０の外側には、潤滑油の透過光量を測定する検出機構７００が設けられている。この検出機構７００は大きく分けて、ホルダ７１０や、同ホルダ７１０内に設けられる発光部７２０及び受光部７３０等で構成されている。
【０１３９】
上記発光部７２０は、上述したような発光素子１２１で構成されており、上記歯面３３に向けて検査光を照射することができるように、上記ホルダ７１０内に設けられている。
また、ホルダ７１０内にあって、上記検査光の光路上にはビームスプリッタ７１１が設けられており、発光部７２０から発生された検査光は、ビームスプリッタ７１１、上記光透過部６２１、及び潤滑油を通過して歯面３３で反射される。
【０１４０】
歯面３３で反射された検査光は、再び潤滑油及び光透過部６２１を透過して、ビームスプリッタ７１１でその光路が変更される。そして、ビームスプリッタ７１１で変更された光路方向に上記受光部７３０が設けられており、同受光部７３０にて透過光量ＯＵＴが測定される。なお、この受光部７３０は、上述した受光素子１３１で構成されている。
【０１４１】
こうして構成される本実施形態の検出機構７００では、次のようにして液中通過距離Ｌが変更される。
まず、オイルポンプ３０が駆動されている最中、ドライブロータ３１は検査光の照射方向に対して交差する方向に回転移動する。また、ドライブロータ３１の歯面３３の一部には上記凹部３４が形成されており、これにより同ドライブロータ３１には、検査光の照射方向における厚さが異なる部位（凹部３４が形成された部位と同凹部３４が形成されていない部位）が形成されている。このような構造を有するドライブロータ３１が回転しているときには、検査光は、上記凹部３４で反射されたり、凹部３４が形成されていない歯面３３で反射されたりする。
【０１４２】
ここで、歯面３３とタイミングチェーンカバー７０の内面７１との間の隙間の距離をＣＬ、凹部３４の深さをＤｓとする。また、凹部３４が形成されていない歯面３３で検査光が反射されるときの液中通過距離Ｌを第１液中通過距離Ｌ１、凹部３４で検査光が反射されるときの液中通過距離Ｌを第２液中通過距離Ｌ２とすると、第１液中通過距離Ｌ１は「Ｌ１＝ＣＬ×２」となり、第２液中通過距離Ｌ２は、「Ｌ２＝（ＣＬ＋ＤＳ）×２」となる。従って、凹部３４で検査光が反射されるときの第２液中通過距離Ｌ２は、凹部３４が形成されていない歯面３３で検査光が反射されるときの第１液中通過距離Ｌ１よりも長くなる。
【０１４３】
このようにドライブロータ３１の回転に伴って検査光の反射部位が変化することにより、液中通過距離Ｌは変更される。そして、本実施形態では、検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有してその照射方向に対し交差する方向に移動することで検査光の液中通過距離Ｌを変更する変更部が、歯面３３において凹部３４の形成された部位と同凹部３４が形成されていない部位とで構成されている。
【０１４４】
そして、液中通過距離Ｌの変更により、受光部７３０で測定される透過光量ＯＵＴは変化し、第１液中通過距離Ｌ１にて測定された第１透過光量ＯＵＴ１と第２液中通過距離Ｌ２にて測定された第２透過光量ＯＵＴ２とに基づき、上記式（３）から透過比Ｒが算出され、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃが求められる。
【０１４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態による上記（４）、（５）の効果に加え、次のような効果を得ることができる。
（１２）検査光の液中通過距離Ｌを変更する変更部を機関可動部であるドライブロータ３１に設けるようにしている。より詳細には、ドライブロータ３１の回転軸方向における歯面３３の一部に上記変更部として機能する凹部３４を形成するようにしている。そのため、ドライブロータ３１が動作することによって、液中通過距離Ｌを変更する変更部の移動が行われる。従って、本実施形態によっても、液中通過距離Ｌを変更する変更部を移動させるために専用の駆動機構を設ける必要がなく、検査光の液中通過距離Ｌをより簡易な構成で変更することができるようになる。
【０１４６】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・ドライブロータの歯幅（ドライブロータの回転軸方向における歯の厚さ）を互いに異ならせるようにしてもよい。この変形例の一例を図１９及び図２０に示す。図１９（ａ）には、この変形例におけるドライブロータ８１の平面図を示し、図１９（ｂ）には、ドライブロータ８１の断面図を示す。同図１９（ａ）に示すように、このドライブロータ８１も歯車形状をなしている。そして、ドライブロータ８１の回転軸方向における歯面に段部８２が形成されており、他の歯８６（以下、厚歯８６という）に比して歯幅が短くされている薄歯８５が、図１９（ｂ）に示すように交互に設けられている。なお、この変形例では、薄歯８５と厚歯８６とが交互に設けられているが、１つの歯のみを薄歯８５にしたり、１つの歯のみを厚歯８６にしたりしてもよい。また、薄歯８５と厚歯８６の個数を適宜変更してもよい。
【０１４７】
そして、図２０に示すように、タイミングチェーンカバー７０の内面７１と段部８２とが対向するようにドライブロータ８１を取り付ける。こうして構成されるドライブロータ８１が回転すると、検査光は、薄歯８５の歯面で反射されたり、厚歯８６の歯面で反射されたりする。従って、この変形例によっても、ドライブロータ８１が回転することにより液中通過距離Ｌが変更される。
【０１４８】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・タイミングチェーンカバー７０の内側に内蔵されたオイルポンプ３０に対して、本発明を適用した場合について説明したが、オイルポンプが単体で構成されている場合にも、本発明は同様に適用することができる。この場合には、上述したような光透過部６２１をオイルポンプのケース部に設けるようにすればよい。
【０１４９】
・歯面で反射された検査光の光路方向をビームスプリッタ７１１で変更するようにしたが、図２１に示すように、発光部７２０と受光部７３０とを並設し、ビームスプリッタ７１１を省略して、歯面で反射された検査光を直接受光部７３０で受けるようにしてもよい。
【０１５０】
また、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第１透過光量ＯＵＴ１及び第２透過光量ＯＵＴ２に基づき、上記式（３）にて透過比Ｒを算出し、その透過比Ｒに基づいて粒子濃度Ｃを求めるようにしたが、他の方法で粒子濃度Ｃを測定するようにしてもよい。例えば、液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された透過光量の比と液中通過距離の比とで求められる透過率に基づいて粒子濃度を測定するようにしてもよい。この場合の粒子濃度Ｃの算出態様についてその一例を、次に説明する。
【０１５１】
まず、発光部の発光量を発光量ＩＮ１とし、第１液中通過距離Ｌ１において受光部で測定される透過光量を透過光量ＯＵＴ１とし、第１液中通過距離Ｌ１における光の透過率を透過率αとすると、第１液中通過距離Ｌ１における透過光量ＯＵＴ１は次式（７）で表すことができる。
【０１５２】
ＯＵＴ１＝ＩＮ１×（α／１００） …（７）
そして、第１液中通過距離Ｌ１に対してｎ倍の距離が設定された第２液中通過距離Ｌ２（Ｌ２＝ｎ×Ｌ１）において、受光部で検出される透過光量を透過光量ＯＵＴ２とすると、第２液中通過距離Ｌ２における透過光量ＯＵＴ２は次式（８）で表すことができる。なお、第１液中通過距離Ｌ１で透過光量ＯＵＴ１を検出した後、引き続き第２液中通過距離Ｌ２で透過光量ＯＵＴ２を検出すれば、発光部の環境温度がほぼ同一の状態で透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２の検出は行われることになる。そのため、この場合にも透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２が検出されるときの発光量ＩＮ１もほぼ同一であると考えることができる。
【０１５３】
ＯＵＴ２＝ＩＮ１×（α／１００）ｎ …（９）
そして、上記式（７）及び式（８）から次式（９）が得られる。
【０１５４】
（α／１００）ｎ−１＝ＯＵＴ２／ＯＵＴ１ …（１０）
そして式（１０）から次式（１１）が得られる。
【０１５５】
α＝（ＯＵＴ２／ＯＵＴ１）１／ｎ−１×１００ …（１１）
この式（１１）から分かるように、第１液中通過距離Ｌ１と第２液中通過距離Ｌ２との比を１：ｎにした場合、この液中通過距離の比及び透過光量ＯＵＴ２と透過光量ＯＵＴ１との比を用いて透過率αを求めることができる。そして、検査対象液の粒子濃度が高くなるほど同検査対象液の透過率は増大するといったように、粒子濃度と透過率とは相関関係にあるため、透過率を求めることで粒子濃度Ｃを求めることができる。
【０１５６】
ここで、この変形例でも、第１実施形態と同様に、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２を用いて粒子濃度Ｃと相関関係にある値、すなわち透過率αを求めることができる。従って、式（１１）から求められる透過率αも発光量ＩＮ１の変化の影響を受けることがない。
【０１５７】
また、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２は、受光部の環境温度がほぼ同一となっている状態で測定される。そのため、環境温度によって変化する受光部の出力特性が透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に与える影響はほぼ同じになる。そして、上記式（１１）では、透過光量ＯＵＴ１と透過光量ＯＵＴ２との比（ＯＵＴ２／ＯＵＴ１）が求められるため、透過光量ＯＵＴ１及び透過光量ＯＵＴ２に対する受光部の出力特性の変化分は除去される。すなわち、この変形例でも、受光部の出力特性が変化しても粒子濃度Ｃを正確に測定することができる。
【０１５８】
このように、この変形例でも、発光部の発光量の変化、あるいは受光部の出力特性の変化が生じても、そうした変化の影響を受けることなく粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。
【０１５９】
なお、この変形例でも、発光部の発光量が変化してもそうした変化の影響を受けることなく粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。そのため、発光部への汚れの付着や、発光部の経時劣化等によって発光量ＩＮ１が変化する場合であっても、それらの影響を抑えつつ、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。また、受光部の出力特性が変化しても、その影響を受けることなく粒子濃度Ｃを精度よく測定することができるため、受光部への汚れの付着や、受光部の経時劣化等によって、測定される透過光量ＯＵＴ１や透過光量ＯＵＴ２が変化する場合であっても、それらの影響を抑えつつ、粒子濃度Ｃを精度よく測定することができる。
【０１６０】
・液中通過距離が変化したときの透過光量の変化度合、例えば変化率は粒子濃度と相関があり、粒子濃度が高くなるほどそうした変化度合は大きくなる傾向がある。そこで、液中通過距離が変化したときの透過光量の変化度合に基づいて粒子濃度を測定するようにしてもよい。
【０１６１】
・液中通過距離Ｌを２段階で変更するようにしたが、３段階以上に変更されるようにしてもよい。この場合には、例えば次のような態様で粒子濃度を測定することもできる。まず、Ａ、Ｂ、及びＣといった液中通過距離でそれぞれ透過光量を測定する。そして、Ａ及びＢの液中通過距離でそれぞれ測定された透過光量に基づいて透過比Ｒを算出し、同透過比から粒子濃度Ｃ１を求める。また、同様に、Ｂ及びＣの液中通過距離でそれぞれ測定された透過光量に基づいて透過比Ｒを算出し、同透過比から粒子濃度Ｃ２を求める。そして、粒子濃度Ｃ１及び粒子濃度Ｃ２の平均値を最終的な粒子濃度Ｃとするようにしてもよい。
【０１６２】
また、液中通過距離Ｌが階段状ではなく、連続的に変更されるようにしてもよい。
・第２実施形態の変形例で説明したような補正処理を、他の実施形態で行うようにしてもよい。
【０１６３】
・第１実施形態〜第６実施形態では、変更部を光透過性材料で形成し、同変更部を透過した検査光の光量を受光部で測定するようにした。この他、変更部を光不透過性材料で形成してその変更部で検査光を反射させ、その反射された検査光の光量を受光部で測定するようにしてもよい。
【０１６４】
・変更部の表面にブラシなどの清掃部材を設けて、上記第１及び第２光透過部に付着した汚れを除去するようにしてもよい。また、ホルダに設けられた上記貫通孔や孔等の壁面にブラシなどの清掃部材を設けて、上記変更部に付着した汚れを除去するようにしてもよい。
【０１６５】
・上記各実施形態では、粒子濃度の検査対象液が潤滑油であった。しかし、同様な原理に基づき、他の液体の粒子濃度を測定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の粒子濃度測定装置についてその第１実施形態における構成を示す概略図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面。
【図３】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図４】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図５】第２実施形態における検出機構の断面図。
【図６】同実施形態において液面が低下したときの変更部の移動態様を示す断面図。
【図７】第３実施形態における検出機構の断面図。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面図。
【図９】第４実施形態における検出機構の断面図。
【図１０】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図１１】第５実施形態における検出機構の断面図。
【図１２】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図１３】第６実施形態の粒子濃度測定装置が適用される内燃機関の潤滑油流路の模式図。
【図１４】同実施形態における検出機構の断面図。
【図１５】同実施形態において変更部の移動態様を示す断面図。
【図１６】第７実施形態の粒子濃度測定装置が適用される内燃機関のオイルポンプについてその構造を示す模式図。
【図１７】（ａ）は、同実施形態におけるドライブロータの平面図。（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図。
【図１８】同実施形態におけるオイルポンプの断面図。
【図１９】（ａ）は、同実施形態の変形例におけるドライブロータの平面図。（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ断面図。
【図２０】同実施形態に変形例におけるオイルポンプの部分断面図。
【図２１】同実施形態の変形例における検出機構の断面図。
【符号の説明】
【０１６７】
１０…オイルパン、１３…ピン、１３ａ…フランジ部、２０…ステー、３０…オイルポンプ、３１…ドライブロータ、３２…ドリブンロータ、３３…歯面、３４…凹部、３５…薄歯、３６…厚歯、４０…フィルタ、４１…上流側流路、４２…下流側流路、４３…孔、５０…メインホール、６０…演算部、７０…タイミングチェーンカバー、７１…内面、８１…ドライブロータ、８２…段部、８５…薄歯、８６…厚歯、１００…検出機構、１１０…ホルダ、１１１…貫通孔、１２０…発光部、１２１…発光素子、１２２…第１光透過部、１３０…受光部、１３１…受光素子、１３２…第２光透過部、１４０…変更部、１４１…厚肉部、１４２…薄肉部、１４３…フランジ、２００…検出機構、２４０…変更部、２４１…フロート、３００…検出機構、３１０…ホルダ、３１１…穴、３４０…変更部、３４１…厚肉部、３４２…薄肉部、３４３…軸、３４４…突起、４００…検出機構、４１０…ホルダ、４１１…貫通孔、４４０…変更部、４４１…厚肉部、４４２…薄肉部、４４３…フランジ、４５０…スプリング、５００…検出機構、５１０…ホルダ、５１１…穴、５４０…変更部、５４１…厚肉部、５４２…薄肉部、５４３…受圧部、５５０…スプリング、６００…検出機構、６１０…ホルダ、６１１…貫通孔、６２１…光透過部、６４０…変更部、６４１…厚肉部、６４２…薄肉部、６４３…第１フランジ、６４４…第２フランジ、６５０…スプリング、７００…検出機構、７１０…ホルダ、７１１…ビームスプリッタ、７２０…発光部、７３０…受光部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、
前記変更部に伝達される機関振動によって前記変更部の移動が行われる
ことを特徴とする内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項２】
前記変更部の共振周波数が、内燃機関から発生する振動周波数と一致するように前記変更部は構成されている
請求項１に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項３】
前記共振周波数として、機関のクランキング時における前記振動周波数が設定されている
請求項２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項４】
前記共振周波数として、機関のアイドル時における前記振動周波数が設定されている
請求項２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項５】
前記変更部は前記液体が貯留された貯留部内に設けられており、前記変更部には、前記液体の比重よりも低比重の材質で形成されたフロートが設けられている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項６】
燃機関に貯留されて機関の稼働中には流動される液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、
前記変更部は前記液体の流勢による動圧が作用する受圧部を有し、同受圧部に前記動圧が作用することにより前記変更部の移動が行われる
ことを特徴とする内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項７】
前記変更部は回転体で構成されており、同変更部の外周には突起が設けられている
請求項６に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項８】
前記受圧部は、前記変更部の移動方向における端部に設けられている
請求項６に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項９】
内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、
前記変更部は前記液体の静圧が作用する受圧部を有し、同受圧部に前記静圧が作用することにより前記変更部の移動が行われる
ことを特徴とする内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１０】
前記液体の流路途中にあって圧力差の生じる部位の上流側の流路内に前記変更部の移動方向における一端部が設けられており、前記圧力差の生じる部位の下流側の流路内に前記変更部の移動方向における他端部が設けられている
請求項９に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１１】
前記流路の途中には前記液体中の異物を捕集するフィルタが設けられており、同フィルタの上流側の流路内に前記変更部の前記一端部が設けられており、同フィルタの下流側の流路内に前記変更部の前記他端部が設けられている
請求項１０に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１２】
内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、
前記変更部が機関可動部に設けられている
ことを特徴とする内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１３】
前記機関可動部は前記液体の送液ポンプのドライブロータであり、同ドライブロータの歯幅が互いに異なって形成されている
請求項１２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１４】
前記機関可動部は前記液体の送液ポンプのドライブロータであり、同ドライブロータの回転軸方向における歯面には凹部が形成されている
請求項１２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１５】
前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量の比に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する
請求項１〜１４のいずれか１項に記載に内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１６】
前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量の比と前記液中通過距離の比とで求められる透過率に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する
請求項１〜１４のいずれか１項に記載に内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１７】
前記液中通過距離が変化したときの前記透過光量の変化度合に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する
請求項１〜１４のいずれか１項に記載に内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１８】
前記液中通過距離が一定のときの前記透過光量に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定するとともに、前記液中通過距離が変化したときにはその変化直前の前記透過光量と変化直後の前記透過光量とに基づいて前記液体中の粒子濃度を測定し、その測定結果に基づき、前記液中通過距離が一定のときの前記透過光量に基づいて測定される前記液体中の粒子濃度を補正する
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１９】
前記液体は内燃機関の潤滑油である
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１】
内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、
前記変更部に伝達される機関振動によって前記変更部の移動が行われる
ことを特徴とする内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項２】
前記変更部の共振周波数が、内燃機関から発生する振動周波数と一致するように前記変更部は構成されている
請求項１に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項３】
前記共振周波数として、機関のクランキング時における前記振動周波数が設定されている
請求項２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項４】
前記共振周波数として、機関のアイドル時における前記振動周波数が設定されている
請求項２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項５】
前記変更部は前記液体が貯留された貯留部内に設けられており、前記変更部には、前記液体の比重よりも低比重の材質で形成されたフロートが設けられている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項６】
燃機関に貯留されて機関の稼働中には流動される液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、
前記変更部は前記液体の流勢による動圧が作用する受圧部を有し、同受圧部に前記動圧が作用することにより前記変更部の移動が行われる
ことを特徴とする内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項７】
前記変更部は回転体で構成されており、同変更部の外周には突起が設けられている
請求項６に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項８】
前記受圧部は、前記変更部の移動方向における端部に設けられている
請求項６に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項９】
内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、
前記変更部は前記液体の静圧が作用する受圧部を有し、同受圧部に前記静圧が作用することにより前記変更部の移動が行われる
ことを特徴とする内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１０】
前記液体の流路途中にあって圧力差の生じる部位の上流側の流路内に前記変更部の移動方向における一端部が設けられており、前記圧力差の生じる部位の下流側の流路内に前記変更部の移動方向における他端部が設けられている
請求項９に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１１】
前記流路の途中には前記液体中の異物を捕集するフィルタが設けられており、同フィルタの上流側の流路内に前記変更部の前記一端部が設けられており、同フィルタの下流側の流路内に前記変更部の前記他端部が設けられている
請求項１０に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１２】
内燃機関に貯留された液体に向けて検査光を照射する発光部と、前記液体を透過した検査光の光量である透過光量を測定する受光部と、前記検査光の照射方向における厚さが異なる部位を有して前記照射方向に対し交差する方向に移動することで前記検査光の液中通過距離を変更する変更部とを備え、前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量に基づき、前記液体中の粒子濃度を測定する内燃機関用の粒子濃度測定装置において、
前記変更部が機関可動部に設けられている
ことを特徴とする内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１３】
前記機関可動部は前記液体の送液ポンプのドライブロータであり、同ドライブロータの歯幅が互いに異なって形成されている
請求項１２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１４】
前記機関可動部は前記液体の送液ポンプのドライブロータであり、同ドライブロータの回転軸方向における歯面には凹部が形成されている
請求項１２に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１５】
前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量の比に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する
請求項１〜１４のいずれか１項に記載に内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１６】
前記液中通過距離が異なる状態でそれぞれ測定された前記透過光量の比と前記液中通過距離の比とで求められる透過率に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する
請求項１〜１４のいずれか１項に記載に内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１７】
前記液中通過距離が変化したときの前記透過光量の変化度合に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定する
請求項１〜１４のいずれか１項に記載に内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１８】
前記液中通過距離が一定のときの前記透過光量に基づいて前記液体中の粒子濃度を測定するとともに、前記液中通過距離が変化したときにはその変化直前の前記透過光量と変化直後の前記透過光量とに基づいて前記液体中の粒子濃度を測定し、その測定結果に基づき、前記液中通過距離が一定のときの前記透過光量に基づいて測定される前記液体中の粒子濃度を補正する
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【請求項１９】
前記液体は内燃機関の潤滑油である
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の内燃機関用の粒子濃度測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００９−６９０９７（Ｐ２００９−６９０９７Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４０５８２（Ｐ２００７−２４０５８２）
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１８日（２００７．９．１８）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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