特許 6802735 流体漏れ検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6802735

(24)【登録日】2020年12月1日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】流体漏れ検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/26 20060101AFI20201207BHJP

   F15B 15/14 20060101ALI20201207BHJP

   F15B 20/00 20060101ALI20201207BHJP

【ＦＩ】

   G01M3/26 Z

   F15B15/14 355A

   F15B20/00 D

【請求項の数】7

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-49917(P2017-49917)

(22)【出願日】2017年3月15日

(65)【公開番号】特開2018-155492(P2018-155492A)

(43)【公開日】2018年10月4日

【審査請求日】2019年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩本 貴宏

【審査官】 岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０４５０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７８５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−０４２４０３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ ３／００−３／４０

Ｆ１５Ｂ １５／１４

Ｆ１５Ｂ ２０／００

Ｆ１６Ｊ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の圧力が加えられる密封空間をシールする第１シール部における流体漏れを検出する流体漏れ検出装置であって、
前記第１シール部に作用する第１荷重を検出する第１荷重検知部と、
前記密封空間に対して前記第１シール部よりも外側の位置において前記密封空間をシールする第２シール部に作用する第２荷重を検出する第２荷重検知部と、
前記第１荷重検知部で検知された前記第１荷重と前記第２荷重検知部で検知された前記第２荷重とに基づいて前記第１シール部の流体漏れを判定する判定部と、を備えることを特徴とする流体漏れ検出装置。

【請求項2】

前記判定部は、前記第１荷重検知部で検知された前記第１荷重と前記第２荷重検知部で検知された前記第２荷重との差分が、予め定められた基準値を下回った場合に前記第１シール部の流体漏れと判定することを特徴とする請求項１に記載の流体漏れ検出装置。

【請求項3】

前記第１シール部及び前記第２シール部は、シャフトと前記シャフトを摺動支持するハウジングとの間をシールし、
前記第１荷重検知部は、前記第１シール部に作用する前記シャフトの軸方向または径方向の荷重を検出し、前記第２荷重検知部は、前記第１荷重検知部により検出される荷重と同じ方向の荷重であって、前記第２シール部に作用する荷重を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の流体漏れ検出装置。

【請求項4】

前記ハウジングは、前記第１シール部を収容する第１環状溝と、前記第２シール部を収容する第２環状溝と、を有し、
前記第１荷重検知部は、前記第１シール部とともに前記第１環状溝内に収容され、前記第２荷重検知部は、前記第２シール部とともに前記第２環状溝内に収容されることを特徴とする請求項３の何れか１つに記載の流体漏れ検出装置。

【請求項5】

前記第１荷重検知部は、前記第１シール部と一体的に形成され、前記第２荷重検知部は、前記第２シール部と一体的に形成されることを特徴とする請求項１から４の何れか１つに記載の流体漏れ検出装置。

【請求項6】

前記第１荷重検知部及び前記第２荷重検知部は、一対の電極と、前記一対の電極間に挟まれた感圧導電性ゴムと、をそれぞれ有し、
前記第１シール部に作用する荷重に応じて前記第１荷重検知部の前記一対の電極間の抵抗値が変化し、前記第２シール部に作用する荷重に応じて前記第２荷重検知部の前記一対の電極間の抵抗値が変化することを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載の流体漏れ検出装置。

【請求項7】

前記第１荷重検知部及び前記第２荷重検知部は、前記第１シール部及び前記第２シール部に沿ってそれぞれ環状に設けられることを特徴とする請求項１から６の何れか１つに記載の流体漏れ検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体圧装置に用いられる流体漏れ検出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

軸方向に摺動又は回転摺動するシャフトを有する流体圧装置は、通常、シャフトの外周面を伝って流体が外部に漏れることを防止するために、シャフトの外周面に接するシール部材を備えている。このようなシール部材は、経時劣化等によりシール性能が低下し、流体漏れを生じさせることがある。

【0003】

特許文献１には、流体圧装置において流体漏れが生じたか否かを検知する流体漏れ検知装置が開示されている。この流体漏れ検知装置では、シリンダ端の下方に設けられた計量部に溜まる流体の単位時間当たりの量が基準値を超えた場合に流体漏れが発生していると判定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０６−２０７６０８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に記載の流体漏れ検知装置では、流体圧装置の外部に流体が漏れた後に流体漏れの判定が行われている。このように流体圧装置の外部に流体が漏れてからでは、流体圧装置の作動不良を回避することが困難となり、流体圧装置が用いられる機械装置の突発的な稼働停止を余儀なくされるおそれがある。

【0006】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、流体圧装置において外部に流体が漏れる前にシール領域におけるシール機能の低下を検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の発明は、流体の圧力が加えられる密封空間をシールする第１シール部に作用する第１荷重を検出する第１荷重検知部と、密封空間に対して第１シール部よりも外側の位置において密封空間をシールする第２シール部に作用する第２荷重を検出する第２荷重検知部と、第１荷重検知部で検知された第１荷重と第２荷重検知部で検知された第２荷重とに基づいて第１シール部の流体漏れを判定する判定部と、を備えることを特徴とする。

【0008】

第１の発明では、密封空間内の流体の圧力が直接作用する位置に配置される第１シール部に作用する第１荷重と、密封空間に対して第１シール部よりも外側の位置する第２シール部に作用する第２荷重と、に基づいて第１シール部において流体漏れが発生したか否かが判定される。このように、密封空間内の流体の圧力が直接作用する位置に配置される第１シール部がシール機能を発揮できているか否かについて監視することで、流体圧装置の外部に流体が漏れる前に、シール領域におけるシール機能の低下を検出することができる。

【0009】

第２の発明は、判定部が、第１荷重検知部で検知された第１荷重と第２荷重検知部で検知された第２荷重との差分が予め定められた基準値を下回った場合に第１シール部の流体漏れと判定することを特徴とする。

【0010】

第２の発明では、第１荷重検知部で検知された第１荷重と第２荷重検知部で検知された第２荷重との差分が、予め定められた基準値を下回った場合に第１シール部において流体漏れが生じていると判定される。第１シール部において流体漏れが生じると、第２シール部に流体の圧力が作用する状態となり、第２荷重の大きさは、第１荷重に近い値まで上昇する。このため、第１荷重と第２荷重との差分である荷重差を、所定の基準値と比較することにより第１シール部において流体漏れが生じているか否かを判定することができる。

【0011】

第３の発明は、第１シール部及び第２シール部が、シャフトとシャフトを摺動支持するハウジングとの間をシールし、第１荷重検知部が、第１シール部に作用するシャフトの軸方向または径方向の荷重を検出し、第２荷重検知部が、第１荷重検知部により検出される荷重と同じ方向の荷重であって、第２シール部に作用する荷重を検出することを特徴とする。

【0012】

第３の発明では、第１荷重検知部と第２荷重検知部とは、同じ方向に作用する荷重を検出している。このように、第１シール部において流体漏れが生じているか否かの判定に用いられる第１荷重と第２荷重とは、第１シール部及び第２シール部に対して同じ方向に作用する荷重である。このため、第１荷重と第２荷重との大きさの変化に基づいて第１シール部において流体漏れが生じたか否かを精度よく判定することができる。

【0013】

第４の発明は、ハウジングが、第１シール部を収容する第１環状溝と、第２シール部を収容する第２環状溝と、を有し、第１荷重検知部は、第１シール部とともに第１環状溝内に収容され、第２荷重検知部は、第２シール部とともに第２環状溝内に収容されることを特徴とする。

【0014】

第４の発明では、第１荷重検知部及び第２荷重検知部は、第１シール部や第２シール部を収容するために設けられた第１環状溝及び第２環状溝内にそれぞれ収容される。このため、各荷重検知部と判定部とを接続する配線を配索するための加工をハウジングに施すだけで、流体圧装置に対して流体漏れ検出装置を容易に組み付けることができる。

【0015】

第５の発明は、第１荷重検知部が、第１シール部と一体的に形成され、第２荷重検知部が、第２シール部と一体的に形成されることを特徴とする。

【0016】

第５の発明では、第１荷重検知部が、第１シール部と一体的に形成され、第２荷重検知部が、第２シール部と一体的に形成される。このため、流体圧装置に第１シール部及び第２シール部を組み付けることで第１荷重検知部及び第２荷重検知部も流体圧装置に組み付けられることから、流体圧装置に対して流体漏れ検出装置を組み付ける作業の効率を向上させることができる。

【0017】

第６の発明は、第１荷重検知部及び第２荷重検知部が、一対の電極と、一対の電極間に挟まれた感圧導電性ゴムと、をそれぞれ有し、第１シール部に作用する荷重に応じて第１荷重検知部の一対の電極間の抵抗値が変化し、第２シール部に作用する荷重に応じて第２荷重検知部の一対の電極間の抵抗値が変化することを特徴とする。

【0018】

第６の発明では、第１荷重検知部及び第２荷重検知部が、一対の電極と、一対の電極間に挟まれた感圧導電性ゴムと、をそれぞれ有する。このように、第１荷重検知部及び第２荷重検知部は、単純な構成を有するため、その成形が容易に行われる。したがって、第１荷重検知部及び第２荷重検知部が広範囲に設けられる場合であっても、流体漏れ検出装置の製造コストの上昇を抑制することができる。

【0019】

第７の発明は、第１荷重検知部及び第２荷重検知部が、第１シール部及び第２シール部に沿ってそれぞれ環状に設けられることを特徴とする。

【0020】

第７の発明では、第１荷重検知部及び第２荷重検知部が、第１シール部及び第２シール部に沿ってそれぞれ環状に設けられる。このため、第１荷重検知部及び第２荷重検知部では、各シール部に作用する流体の圧力が周方向においてばらついていても各シール部に作用する平均的な荷重が検出される。この結果、流体漏れ検出装置では、シール領域におけるシール機能の低下を精度よく判定することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、流体圧装置において外部に流体が漏れる前にシール領域におけるシール機能の低下を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態に係る流体漏れ検出装置が用いられる油圧シリンダの断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る流体漏れ検出装置が設けられる部位を示す拡大断面図である。

【図3】荷重検知部が設けられるシール部材を拡大して示す拡大断面図である。

【図4】荷重検知部の断面図である。

【図5】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図6】荷重検知部で検出された荷重の一例を示すグラフである。

【図7】荷重検知部で検出された荷重に基づく流体漏れの判定について説明するためのグラフである。

【図8】荷重検知部の第１変形例を示す断面図である。

【図9】荷重検知部の第２変形例を示す断面図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係る流体漏れ検出装置が設けられる部位を示す拡大断面図である。

【図11】本発明の第２実施形態に係る流体漏れ検出装置の荷重検知部が設けられるシール部材を拡大して示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

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

【0024】

＜第１実施形態＞
図１〜７を参照して、本発明の第１実施形態に係る流体漏れ検出装置１００及びこれを備える流体圧装置について説明する。

【0025】

以下では、流体圧装置が作動油を作動流体として駆動する油圧シリンダ１である場合について説明する。図１は、油圧シリンダ１を示す断面図である。図２は、流体漏れ検出装置１００が設けられる部位の周辺を拡大して示した断面図である。なお、図１では、流体漏れ検出装置１００の図示を省略する。

【0026】

油圧シリンダ１は、図１及び図２に示すように、筒状のシリンダチューブ２と、シリンダチューブ２に挿入されるシャフトとしてのピストンロッド３と、ピストンロッド３の基端（図１中右端）に連結されシリンダチューブ２の内周面に沿って摺動するピストン４と、を備える。

【0027】

シリンダチューブ２の内部は、ピストン４によって密封空間としてのロッド側室５と反ロッド側室６との２つの油圧室に仕切られる。油圧シリンダ１は、図示しない油圧源からロッド側室５または反ロッド側室６に導かれる作動油圧によって伸縮作動する。シリンダチューブ２の内周とピストン４の外周との間は、シール部材（図示省略）によって封止される。これにより、シリンダチューブ２の内周とピストン４の外周との間を通じたロッド側室５と反ロッド側室６との連通が遮断される。

【0028】

シリンダチューブ２には、シリンダチューブ２の開口端を閉塞すると共にピストンロッド３を摺動自在に支持するハウジングとしてのシリンダヘッド７が設けられる。シリンダヘッド７は、周方向に並ぶ複数の締結ボルト（図示省略）を介してシリンダチューブ２に締結される。

【0029】

シリンダヘッド７の内周には、図２に示すように、ブッシュ１１、シール領域１２、及びダストシール１５が、ロッド側室５側から外部に向かって、この順で設けられる。

【0030】

ブッシュ１１は、ピストンロッド３の外周面３ａに摺接するように配置される。このため、ピストンロッド３は、ブッシュ１１を介してシリンダヘッド７によって摺動支持され、シリンダチューブ２の軸方向に沿って移動可能である。

【0031】

シール領域１２は、複数のシール部材によって、ロッド側室５内の作動油が外部に漏れることを防止する領域である。シール領域１２には、ブッシュ１１側に配置されロッド側室５内の作動油の圧力が直接作用する第１シール部としてのメインシール１３と、ピストンロッド３の軸方向においてメインシール１３と所定の間隔をあけて配置される第２シール部としてのサブシール１４と、が設けられる。

【0032】

メインシール１３及びサブシール１４は、断面形状がＵ字状のＵパッキンであり、ピストンロッド３とシリンダヘッド７との間に圧縮された状態で、シリンダヘッド７に形成された第１環状溝８及び第２環状溝９内にそれぞれ配置される。なお、シール領域１２には、メインシール１３及びサブシール１４だけではなく、さらに複数のシール部材が設けられてもよい。

【0033】

ロッド側室５内の作動油は、通常、メインシール１３によって、ロッド側室５から漏れ出すことが防止されている。しかし、メインシール１３の劣化等によりメインシール１３のシール機能が低下し、メインシール１３とピストンロッド３との間の隙間を通じてロッド側室５から作動油が漏れた場合には、ロッド側室５に対してメインシール１３よりも外側の位置に配置されるサブシール１４によってロッド側室５内の作動油が外部に漏れ出すことが防止される。つまり、サブシール１４は、バックアップ用のシール部材として機能し、メインシール１３が正常に機能していれば、サブシール１４に対してロッド側室５内の作動油の圧力が作用することはない。

【0034】

ダストシール１５は、外部からシリンダチューブ２内へのダストの侵入を防止するものであり、メインシール１３及びサブシール１４と同様に、ピストンロッド３とシリンダヘッド７との間に圧縮された状態で、シリンダヘッド７に形成された溝内に配置される。

【0035】

上記構成の油圧シリンダ１において、ロッド側室５が油圧源に連通され、反ロッド側室６が図示しないタンクに連通されると、ロッド側室５に作動油が供給され、反ロッド側室６内の作動油がタンクに排出されることにより、油圧シリンダ１は収縮作動する。一方、反ロッド側室６が油圧源に連通され、ロッド側室５がタンクに連通されると、反ロッド側室６に作動油が供給され、ロッド側室５内の作動油がタンクに排出されることにより、油圧シリンダ１は伸長作動する。

【0036】

また、上述の油圧シリンダ１には、シール領域１２においてシール機能が低下した場合に生じる作動油の漏れを検出する流体漏れ検出装置１００が組み込まれている。

【0037】

以下に、図２〜５を参照して、流体漏れ検出装置１００について説明する。図３は、後述の荷重検知部２１，２２が設けられる部位を拡大して示した拡大断面図であり、図４は、荷重検知部２１，２２の断面を示す断面図であり、図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図であって、第１荷重検知部２１が設けられる部分における油圧シリンダ１の断面をしめす断面図である。

【0038】

流体漏れ検出装置１００は、図２に示すように、メインシール１３とシリンダヘッド７との間に設けられメインシール１３に作用する第１荷重を検出する第１荷重検知部２１と、サブシール１４とシリンダヘッド７との間に設けられサブシール１４に作用する第２荷重を検出する第２荷重検知部２２と、図２において破線で示される配線を介して第１荷重検知部２１と第２荷重検知部２２とが接続される制御部３０と、を有する。

【0039】

ここで、上述のメインシール１３及びサブシール１４は、図３に拡大して示すように、シリンダヘッド７に形成された第１環状溝８及び第２環状溝９内にそれぞれ配置されており、環状に形成されるベース部１３ａ，１４ａと、ベース部１３ａ，１４ａから軸方向に延び環状溝８，９の底面８ａ，９ａに接する第１リップ部１３ｂ，１４ｂと、ベース部１３ａ，１４ａから軸方向に延びピストンロッド３の外周面３ａに接する第２リップ部１３ｃ，１４ｃと、を有する。

【0040】

第１荷重検知部２１は、図３に示されるように、メインシール１３のベース部１３ａと第１環状溝８の側面との間に配置される。このように、第１荷重検知部２１は、ピストンロッド３の軸方向においてメインシール１３とシリンダヘッド７とに挟まれるように配置されるため、第１荷重検知部２１には、メインシール１３に作用する軸方向の荷重が作用することになる。

【0041】

同様に、第２荷重検知部２２は、図３に示されるように、サブシール１４のベース部１４ａと第２環状溝９の側面との間に配置される。このように、第２荷重検知部２２は、ピストンロッド３の軸方向においてサブシール１４とシリンダヘッド７とに挟まれるように配置されるため、第２荷重検知部２２には、サブシール１４に作用する軸方向の荷重が作用することになる。

【0042】

第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２は、図４に示すように、対向して配置される一対の電極２５と、一対の電極２５間に設けられた感圧導電性ゴム２４と、一対の電極２５と感圧導電性ゴム２４とを包囲する絶縁材２６と、を有する。

【0043】

感圧導電性ゴム２４は、絶縁性を有するシリコンゴム等のゴム材にカーボンや金属粉といった導電性粒子が所定の割合で配合されたものである。このため、図５において矢印Ａで示されるような力（圧力）が作用すると、力の大きさに応じて一対の電極２５間の抵抗値が変化する。

【0044】

したがって、メインシール１３とシリンダヘッド７との間に配置された第１荷重検知部２１の一対の電極２５間の抵抗値を検出することによって、メインシール１３に作用する軸方向の荷重の大きさを把握することが可能となる。同様に、サブシール１４とシリンダヘッド７との間に配置された第２荷重検知部２２の一対の電極２５間の抵抗値を検出することによって、サブシール１４に作用する軸方向の荷重の大きさを把握することが可能となる。

【0045】

また、第１荷重検知部２１は、図５に示すように、メインシール１３に沿って環状に形成されており、メインシール１３とともに第１環状溝８内に収容される。第２荷重検知部２２も第１荷重検知部２１と同様に、サブシール１４に沿って環状に形成されており、サブシール１４とともに第２環状溝９内に収容される。

【0046】

このように、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２は、メインシール１３やサブシール１４を収容するために従来から設けられている環状溝８，９内に収容される。このため、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２と、制御部３０と、を接続する配線を配索するためのスリット等をシリンダヘッド７に形成するだけで、油圧シリンダ１に対して流体漏れ検出装置１００を容易に組み付けることができる。

【0047】

また、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２は、上述のように、一対の電極２５と感圧導電性ゴム２４という極めて単純な構成を有するため、その成形が容易である。このため、図５に示されるように、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２が各シール１３，１４に沿って広い範囲に設けられる場合であっても流体漏れ検出装置１００の製造コストの上昇を抑制することができる。

【0048】

また、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２は、各シール１３，１４に沿って環状に設けられるため、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２では、各シール１３，１４に対して軸方向に作用する作動油の圧力が周方向においてばらついていても、各シール１３，１４に作用する平均的な荷重が検出される。例えば、油圧シリンダ１の姿勢が変わることによって、ピストンロッド３の自重が作用する方向が変化すると、各シール１３，１４に作用する圧力も部分的に若干上昇したり低下したりするおそれがある。しかしながら、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２では、各シール１３，１４に作用する平均的な荷重が検出されるため、油圧シリンダ１の姿勢の変化といった外的要因の影響が除去された荷重を検出することができる。

【0049】

次に、制御部３０について説明する。

【0050】

制御部３０は、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２の一対の電極２５間の抵抗値をそれぞれ検出する抵抗検出回路３１と、抵抗検出回路３１で検出された抵抗値に基づいてシール領域１２における流体漏れを判定する判定部３２と、を有する。

【0051】

判定部３２は、マイクロコンピュータであり、抵抗検出回路３１で検出された一対の電極２５間の抵抗値に基づいてメインシール１３の軸方向における荷重である第１荷重とサブシール１４の軸方向における荷重である第２荷重とを演算する演算部３３と、演算部３３で演算された荷重を記憶可能であるとともに一対の電極２５間の抵抗値と荷重との相関を示す演算マップや流体漏れの判定に用いられる基準値が記憶される記憶部３４と、演算部３３で用いられるプログラム等を記憶する図示しないＲＯＭやＲＡＭ等の補助記憶部と、図示しない入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ インタフェース）と、を有する。

【0052】

演算部３３では、さらに、演算された第１荷重と第２荷重との差分と、記憶部３４に記憶された基準値と、の比較が行われ、比較結果に基づきシール領域１２における流体漏れの有無の判定が行われる。

【0053】

演算部３３は、いわゆる中央演算処理装置（ＣＰＵ）であり、記憶部３４は、書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリである。なお、制御部３０は、油圧シリンダ１の外部に設けられていてもよいし、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２とともにシリンダヘッド７内に配置されていてもよい。また、制御部３０は、油圧シリンダ１が設けられる機械装置の駆動を制御する制御部に組み込まれていてもよい。

【0054】

続いて、図６及び図７を参酌し、上記構成の流体漏れ検出装置１００によるシール領域１２における流体漏れ判定について説明する。図６は、メインシール１３が正常に機能している状態からメインシール１３において作動油漏れが生じるまでの第１荷重と第２荷重の時間変化を示したグラフであり、図７は、図６に示される第１荷重と第２荷重との差分の時間変化を示したグラフである。

【0055】

シール領域１２に設けられるメインシール１３やサブシール１４は、ゴム材により形成されるため、経時劣化により徐々に硬化する。このような経時劣化によってリップ部１３ｂ，１４ｂをピストンロッド３の外周面３ａに押し付ける力である弾性復元力が徐々に低下すると、シール１３，１４のシール機能が低下する。また、作動油中に含まれるコンタミ等がリップ部１３ｂ，１４ｂとピストンロッド３の外周面３ａとの間に入り込むことによってもシール１３，１４のシール機能が部分的に低下する。流体漏れ検出装置１００では、このようなシール機能の低下に伴って、メインシール１３において作動油の漏れが生じているか否かが判定される。

【0056】

流体漏れ検出装置１００では、油圧シリンダ１が設けられる機械装置が稼働している間、継続的にメインシール１３に作用する第１荷重とサブシール１４に作用する第２荷重とが検出される。具体的には、抵抗検出回路３１において第１荷重検知部２１の一対の電極２５間の抵抗値が検出され、検出された抵抗値に基づき演算部３３において、メインシール１３の軸方向における第１荷重が演算される。同時に、抵抗検出回路３１において第２荷重検知部２２の一対の電極２５間の抵抗値が検出され、検出された抵抗値に基づき演算部３３において、サブシール１４の軸方向における第２荷重が演算される。

【0057】

なお、機械装置の作動状態によって油圧シリンダ１の傾きが変化すると、ピストンロッド３の自重が第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２で検出される荷重に及ぼす影響が変わるおそれがあるため、第１荷重及び第２荷重の検出は、油圧シリンダ１の姿勢が毎回同じ状態となっているときに行われることが好ましい。

【0058】

さらに、演算部３３では、演算された第１荷重と第２荷重との差分と、予め定められた基準値との比較が行われる。そして、第１荷重と第２荷重との差分が基準値を下回った場合には、メインシール１３において作動油漏れが生じたと判定される。

【0059】

ここで、メインシール１３に作用する軸方向の荷重は、主に、メインシール１３に作用する作動油の圧力と、第２リップ部１３ｃを介して伝わるメインシール１３とピストンロッド３との間の摩擦力と、に起因する。メインシール１３に作用する作動油の圧力は、ロッド側室５内の作動油の圧力であり、ロッド側室５が油圧源に連通されると、油圧源から供給される作動油の圧力にほぼ等しい大きさとなる。油圧源から供給される作動油の圧力に起因する荷重は、メインシール１３とピストンロッド３との間の摩擦力と比較し非常に大きいことから、第１荷重検知部２１により検出される荷重は、ほぼメインシール１３に作用する作動油の圧力に起因する荷重となる。

【0060】

また、サブシール１４に作用する軸方向の荷重も、メインシール１３に作用する軸方向の荷重と同様に、主に、サブシール１４に作用する作動油の圧力と、第２リップ部１４ｃを介して伝わるサブシール１４とピストンロッド３との間の摩擦力と、に起因する。しかし、メインシール１３のシール機能が正常な状態にあれば、ロッド側室５内の作動油はサブシール１４に至ることがないため、サブシール１４に作用する作動油の圧力は、油圧シリンダ１の作動に関わらず、ほぼゼロである。このため、メインシール１３が正常である場合、第２荷重検知部２２により検出される荷重は、ほぼサブシール１４とピストンロッド３との間の摩擦力である。つまり、メインシール１３のシール機能が正常な状態にあれば、第２荷重検知部２２により検出される荷重は、第１荷重検知部２１により検出される荷重と比較し非常に小さな値となる。

【0061】

したがって、図６において、各荷重の検出が開始されてから、すなわち、メインシール１３及びサブシール１４が最初に組み付けられてから、あるいは、メインシール１３及びサブシール１４が交換されてから、しばらくの間は、メインシール１３のシール機能が正常な状態にあることによって、第１荷重に比べて第２荷重は比較的小さい値となる。換言すれば、第１荷重と第２荷重との差分である荷重差は、図７に示されるように、基準値よりも大きい値となる。

【0062】

なお、メインシール１３に作用する作動油の圧力は、ロッド側室５が油圧源に連通されると、油圧源から供給される作動油の圧力にほぼ等しい大きさとなる一方、ロッド側室５がタンクに連通されると、タンクの圧力である大気圧に近い大きさとなる。このため、第１荷重検知部２１により検出される荷重は、油圧シリンダ１の作動に応じて大きく変動することになる。このため、第１荷重と第２荷重とを比較するにあたっては、油圧シリンダ１の作動方向の切り換えによる圧力の変動を考慮し、各荷重の平均値や最大値、実効値を用いることが好ましい。

【0063】

一方で、劣化等によりメインシール１３のシール機能が低下し、メインシール１３とピストンロッド３との間の隙間から作動油が漏れると、サブシール１４にロッド側室５内の作動油の圧力が作用する状態となる。つまり、メインシール１３のシール機能が低下した場合、サブシール１４には、メインシール１３に作用する作動油の圧力と同程度の圧力が作用することになり、第２荷重検知部２２により検出される荷重は、第１荷重検知部２１により検出される荷重と同程度の大きさとなる。

【0064】

このため、図６において各荷重の検出が開始されてから相当の時間が経過し、劣化等によりメインシール１３のシール機能が徐々に低下すると、メインシール１３において作動油の漏れが生じることによって、第２荷重の大きさは、第１荷重に近い値まで上昇し、第１荷重と第２荷重との差分である荷重差は、図７に示されるように基準値よりも小さい値となる。

【0065】

荷重差と比較される基準値は、サブシール１４にロッド側室５内の作動油の圧力が作用する状態となったことが明らかであると判定される程度の大きさに設定されていればよく、例えば、各荷重の検出を開始した時点で検出された第１荷重の初期値と第２荷重の初期値とに基づいて設定される。具体的には、第１荷重の初期値と第２荷重の初期値との差分である初期荷重差の半分の値に設定される。

【0066】

このように第１荷重と第２荷重との差分が基準値を下回り、演算部３３において、メインシール１３で作動油漏れが生じたと判定されると、図示しない警告ランプ等の表示を介してオペレータにシール領域１２においてシール機能が低下していることが通知される。

【0067】

また、抵抗検出回路３１で検出された第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２の一対の電極２５間の抵抗値や演算部３３において演算された第１荷重及び第２荷重は、図示しない通信部を介して遠隔地に配置された機械装置メンテナンス用のサーバ等に無線送信されてもよい。この場合、遠隔地において、シール領域１２における作動油漏れの有無を把握することが可能となり、作動油が油圧シリンダ１の外部に漏れ出す前に、メインシール１３及びサブシール１４の交換を指示することができる。

【0068】

以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

【0069】

流体漏れ検出装置１００では、作動油の圧力が直接作用する位置に配置されるメインシール１３に作用する第１荷重と、メインシール１３からピストンロッド３の軸方向に離れて配置されるサブシール１４に作用する第２荷重と、に基づいてメインシール１３において作動油の漏れが発生したか否かが判定される。このように、作動油の圧力が直接作用する位置に配置されるメインシール１３がシール機能を発揮できているか否かについて監視することで、油圧シリンダ１の外部に作動油が漏れる前に、劣化等によりシール領域１２のシール機能が低下していることを検出することができる。

【0070】

また、油圧シリンダ１の作動油漏れが未然に防がれることにより、油圧シリンダ１が用いられる機械装置の突発的な稼働停止といった不測の事態を回避することができる。また、シール領域１２における作動油漏れは、油圧シリンダ１に組み込まれた流体漏れ検出装置１００により自動的に検知されるため、油圧シリンダ１を分解して、目視によりシール領域１２における作動油漏れの有無を確認する必要がなくなることで、点検作業の効率を向上させることができる。

【0071】

次に、上記第１実施形態の変形例について説明する。

【0072】

上記第１実施形態では、流体圧装置が油圧シリンダ１である場合について説明した。これに限らず、流体漏れ検出装置１００は、軸方向に摺動又は回転摺動するシャフトを有し作動流体が給排される流体圧装置として、緩衝器、液圧モータ、液圧ポンプ等に用いられてもよい。作動流体としては、作動油に限らず、例えば、水やその他の液体、気体等が用いられてもよい。

【0073】

また、上記第１実施形態では、メインシール１３及びサブシール１４がＵパッキンである場合について説明した。これに限らず、メインシール１３及びサブシール１４は、ロッド側室５内の作動油の圧力が作用することで軸方向における荷重が変化するものであればどのような形式であってもよく、Ｏリングやオイルシールであってもよい。

【0074】

また、上記第１実施形態では、演算部３３において、一対の電極２５間の抵抗値から各荷重を演算し、演算された各荷重の差分を基準値と比較している。これに代えて、各荷重を演算することなく、第１荷重検知部２１の一対の電極２５間の抵抗値と第２荷重検知部２２の一対の電極２５間の抵抗値との差分を基準値と比較してもよい。

【0075】

また、上記第１実施形態では、演算部３３において、メインシール１３において作動油漏れが発生したと判定された場合にのみ、オペレータ等へ通知される。これに代えて、荷重差の初期値を０％、基準値を１００％とし、検出された第１荷重と第２荷重との荷重差を百分率によりシール領域１２のシール機能低下度合として常時表示してもよい。この場合、１００％に近づくにつれて表示色や表示方法を変更することでオペレータ等にメインシール１３及びサブシール１４の交換を促すようにすることが好ましい。

【0076】

また、上記第１実施形態では、第１荷重と第２荷重との荷重差を基準値と比較することによって、メインシール１３において作動油漏れが発生したか否か、すなわち、サブシール１４にロッド側室５内の作動油の圧力が作用する状態となったか否かが判定される。上述のように、メインシール１３において作動油漏れが発生した場合、サブシール１４に作用する第２荷重は、メインシール１３に作用する第１荷重と同様に油圧シリンダ１の作動に応じて大きく変動する状態となる一方、メインシール１３において作動油漏れが発生していない場合、サブシール１４に作用する第２荷重は、ほとんど変動しない。このことから、第２荷重のピークピーク値の大きさが第１荷重のピークピーク値に近づいた場合、すなわち、第１荷重のピークピーク値と第２荷重のピークピーク値との差分が所定の基準値を下回った場合に、メインシール１３において作動油漏れが発生したと判定されてもよい。

【0077】

また、上記第１実施形態では、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２は、一対の電極２５と感圧導電性ゴム２４とを有するものである。これに限定されず、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２としては、シリンダヘッド７とシール１３，１４との間に作用する軸方向の力を検出することができるものであれば、どのような形式の荷重センサであってもよい。例えば、ひずみゲージや圧電素子を用いた荷重センサであってもよい。

【0078】

また、上記第１実施形態では、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２は、各シール１３，１４とは別に設けられている。これに代えて、図８の第１変形例に示すように、第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２を各シール１３，１４と一体的に形成してもよい。この場合、油圧シリンダ１に各シール１３，１４を組み付けるだけで第１荷重検知部２１及び第２荷重検知部２２も油圧シリンダ１に組み付けられるため、組み付け作業の効率を向上させることができる。

【0079】

また、上記第１実施形態では、第１荷重検知部２１は、メインシール１３に沿って環状に設けられている。これに代えて、図９の第２変形例に示すように、メインシール１３に沿って複数の第１荷重検知部２１ａ〜２１ｄが設けられた構成としてもよい。この場合、メインシール１３のシール力が周方向において不均一となることを避けるために、各第１荷重検知部２１ａ〜２１ｄは、ピストンロッド３の中心に対して等角度間隔で配置されることが好ましい。なお、第２荷重検知部２２についても同様である。

【0080】

また、上記第１実施形態では、第１荷重検知部２１は、メインシール１３に沿って環状に設けられている。これに代えて、メインシール１３に沿って一部分に第１荷重検知部が設けられた構成としてもよい。この場合、メインシール１３のシール力が周方向において不均一となることを避けるために、第１荷重検知部が設けられる位置に対してピストンロッド３の中心を挟んで対称となる位置にメインシール１３を軸方向に支持する支持面を設けることが好ましい。なお、第２荷重検知部２２についても同様である。

【0081】

また、上記第１実施形態では、メインシール１３に作用する第１荷重とサブシール１４に作用する第２荷重とは、油圧シリンダ１が設けられる機械装置が稼働している間、継続的に検出される。メインシール１３及びサブシール１４の劣化は比較的長い時間をかけて進行することから、劣化に起因するシール機能の低下を検出する場合には、第１荷重及び第２荷重の検出は、数週間や数カ月毎に行われてもよい。

【0082】

なお、油圧シリンダ１が設けられる機械装置が稼働している間、常時、第１荷重と第２荷重とを検出し、メインシール１３における作動油漏れの有無を判定することで、リップ部１３ｂとピストンロッド３の外周面３ａとの間にコンタミ等が入り込むことによって突発的に発生する作動油漏れも検知することができる。

【0083】

＜第２実施形態＞
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第２実施形態に係る流体漏れ検出装置２００について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。

【0084】

流体漏れ検出装置２００の基本的な構成は、第１実施形態に係る流体漏れ検出装置１００と同様である。流体漏れ検出装置２００では、第１荷重検知部１２１及び第２荷重検知部１２２が各シール１３，１４の径方向外側に配置されている点で流体漏れ検出装置１００と相違する。

【0085】

流体漏れ検出装置２００は、図１０に示すように、メインシール１３とシリンダヘッド７との間に設けられメインシール１３に作用する第１荷重を検出する第１荷重検知部１２１と、サブシール１４とシリンダヘッド７との間に設けられサブシール１４に作用する第２荷重を検出する第２荷重検知部１２２と、図１０において破線で示される配線を介して第１荷重検知部１２１と第２荷重検知部１２２とが接続される制御部３０と、を有する。

【0086】

ここで、上述のメインシール１３及びサブシール１４は、上記第１実施形態と同様に、図１１に拡大して示すように、シリンダヘッド７に形成された第１環状溝８及び第２環状溝９内にそれぞれ配置されており、環状に形成されるベース部１３ａ，１４ａと、ベース部１３ａ，１４ａから軸方向に延び環状溝８，９の底面８ａ，９ａに接する第１リップ部１３ｂ，１４ｂと、ベース部１３ａ，１４ａから軸方向に延びピストンロッド３の外周面３ａに接する第２リップ部１３ｃ，１４ｃと、を有する。

【0087】

また、第１環状溝８及び第２環状溝９は、底面８ａ，９ａよりも深さが深く、底面８ａ，９ａに連続して各シール１３，１４のベース部１３ａ，１４ａ側に形成される第２底面８ｂ，９ｂを有している。第１荷重検知部１２１及び第２荷重検知部１２２は、共に環状に形成され、第２底面８ｂ，９ｂと、各シール１３，１４のベース部１３ａ，１４ａ寄りの部分と、の間に配置される。

【0088】

このように、第１荷重検知部１２１及び第２荷重検知部１２２は、第１リップ部１３ｂ，１４ｂによるシール機能を阻害しないように、第１リップ部１３ｂ，１４ｂとシリンダヘッド７との接触部よりも各シール１３，１４のベース部１３ａ，１４ａ寄りに配置されている。このため、第１荷重検知部１２１及び第２荷重検知部１２２が設けられていても、各シール１３，１４は、第１リップ部１３ｂ，１４ｂが底面８ａ，９ａに接し、第２リップ部１３ｃ，１４ｃがピストンロッド３の外周面３ａに接した状態となるため、環状溝８，９内に流入した作動油が外部に漏れ出すことを確実に防止することができる。

【0089】

また、第１荷重検知部１２１は、ピストンロッド３の径方向においてメインシール１３とシリンダヘッド７とに挟まれるように配置されるため、第１荷重検知部１２１には、メインシール１３に作用する径方向の荷重である緊迫力が作用することになる。なお、第１荷重検知部１２１により検出されるメインシール１３の緊迫力は、メインシール１３の第２リップ部１３ｃがピストンロッド３の外周面３ａに押し当てられて弾性変形することで生じる弾性復元力と、第１環状溝８内に流入した作動油の油圧により第２リップ部１３ｃがピストンロッド３の外周面３ａに押し付けられる押付力と、の合力に相当する。

【0090】

同様に、第２荷重検知部１２２は、ピストンロッド３の径方向においてサブシール１４とシリンダヘッド７とに挟まれるように配置されるため、第２荷重検知部１２２には、サブシール１４に作用する径方向の荷重である緊迫力が作用することになる。なお、第２荷重検知部１２２により検出されるサブシール１４の緊迫力は、サブシール１４の第２リップ部１４ｃがピストンロッド３の外周面３ａに押し当てられて弾性変形することで生じる弾性復元力と、第２環状溝９内に流入した作動油の油圧により第２リップ部１４ｃがピストンロッド３の外周面３ａに押し付けられる押付力と、の合力に相当する。

【0091】

第１荷重検知部１２１及び第２荷重検知部１２２は、上記第１実施形態と同様に、対向して配置される一対の電極２５と、一対の電極２５間に設けられた感圧導電性ゴム２４と、一対の電極２５と感圧導電性ゴム２４とを包囲する絶縁材２６と、を有する。

【0092】

したがって、メインシール１３とシリンダヘッド７との間に配置された第１荷重検知部２１の一対の電極２５間の抵抗値を検出することによって、メインシール１３に作用する径方向の荷重の大きさを把握することが可能となる。同様に、サブシール１４とシリンダヘッド７との間に配置された第２荷重検知部２２の一対の電極２５間の抵抗値を検出することによって、サブシール１４に作用する径方向の荷重の大きさを把握することが可能となる。

【0093】

制御部３０の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

【0094】

続いて、図６及び図７を参照し、上記構成の流体漏れ検出装置２００によるシール領域１２における流体漏れ判定について説明する。

【0095】

流体漏れ検出装置２００では、油圧シリンダ１が設けられる機械装置が稼働している間、継続的にメインシール１３に作用する第１荷重とサブシール１４に作用する第２荷重とが検出される。具体的には、抵抗検出回路３１において第１荷重検知部１２１の一対の電極２５間の抵抗値が検出され、検出された抵抗値に基づき演算部３３において、メインシール１３の軸方向における第１荷重が演算される。同時に、抵抗検出回路３１において第２荷重検知部１２２の一対の電極２５間の抵抗値が検出され、検出された抵抗値に基づき演算部３３において、サブシール１４の軸方向における第２荷重が演算される。

【0096】

さらに、演算部３３では、演算された第１荷重と第２荷重との差分と、予め定められた基準値との比較が行われる。そして、第１荷重と第２荷重との差分が基準値を下回った場合には、メインシール１３において作動油漏れが生じたと判定される。

【0097】

ここで、メインシール１３に作用する径方向の荷重は、上述のように、メインシール１３の第２リップ部１３ｃがピストンロッド３の外周面３ａに押し当てられて弾性変形することで生じる弾性復元力と、第１環状溝８内に流入した作動油の油圧により第２リップ部１３ｃがピストンロッド３の外周面３ａに押し付けられる押付力と、の合力に相当する。第１環状溝８内に流入する作動油の圧力は、ロッド側室５内の作動油の圧力であり、ロッド側室５が油圧源に連通されると、油圧源から供給される作動油の圧力にほぼ等しい大きさとなる。油圧源から供給される作動油が第２リップ部１３ｃをピストンロッド３の外周面３ａに押し付ける押付力は、弾性復元力と比較して非常に大きいことから、第１荷重検知部２１により検出される荷重は、ほぼ第１環状溝８内に流入する作動油に起因する押付力となる。

【0098】

また、サブシール１４に作用する径方向の荷重も、メインシール１３に作用する径方向の荷重と同様に、サブシール１４の第２リップ部１４ｃがピストンロッド３の外周面３ａに押し当てられて弾性変形することで生じる弾性復元力と、第２環状溝９内に流入した作動油の油圧により第２リップ部１４ｃがピストンロッド３の外周面３ａに押し付けられる押付力と、の合力に相当する。しかし、メインシール１３のシール機能が正常な状態にあれば、ロッド側室５内の作動油は、第２環状溝９内に至ることがないため、作動油が第２リップ部１４ｃをピストンロッド３の外周面３ａに押し付ける押付力は、油圧シリンダ１の作動に関わらず、ほぼゼロである。このため、メインシール１３が正常である場合、第２荷重検知部１２２により検出される荷重は、ほぼ第２リップ部１４ｃの弾性復元力である。つまり、メインシール１３のシール機能が正常な状態にあれば、第２荷重検知部１２２により検出される荷重は、第１荷重検知部１２１により検出される荷重と比較し非常に小さな値となる。

【0099】

したがって、上記第１実施形態と同様に、図６において、各荷重の検出が開始されてから、すなわち、メインシール１３及びサブシール１４が最初に組み付けられてから、あるいは、メインシール１３及びサブシール１４が交換されてから、しばらくの間は、メインシール１３のシール機能が正常な状態にあることによって、第１荷重に比べて第２荷重は比較的小さい値となる。換言すれば、第１荷重と第２荷重との差分である荷重差は、図７に示されるように基準値よりも大きい値となる。なお、第１荷重と第２荷重とを比較するにあたっては、上記第１実施形態と同様に、油圧シリンダ１の作動方向の切り換えによる圧力の変動を考慮し、各荷重の平均値や最大値、実効値が用いることが好ましい。

【0100】

一方で、メインシール１３のシール機能が低下し、メインシール１３とピストンロッド３との間の隙間から作動油が漏れると、サブシール１４にロッド側室５内の作動油の圧力が作用する状態となる。つまり、メインシール１３のシール機能が低下した場合、第２環状溝９内には、第１環状溝８に流入する作動油と同程度の圧力の作動油が流入することになる。このため、第２荷重検知部１２２により検出される荷重は、第１荷重検知部１２１により検出される荷重と同程度の大きさとなる。

【0101】

このため、上記第１実施形態と同様に、図６において各荷重の検出が開始されてから相当の時間が経過し、劣化等によりメインシール１３のシール機能が徐々に低下すると、メインシール１３において作動油の漏れが生じることによって、第２荷重の大きさは、第１荷重に近い値まで上昇し、第１荷重と第２荷重との差分である荷重差は、図７に示されるように基準値よりも小さい値となる。

【0102】

このように第１荷重と第２荷重との差分が基準値を下回り、演算部３３において、メインシール１３で作動油漏れが生じたと判定されると、上記第１実施形態と同様に、図示しない警告ランプ等の表示を介してオペレータにシール領域１２においてシール機能が低下していることが通知される。

【0103】

以上の第２実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

【0104】

流体漏れ検出装置２００では、作動油の圧力が直接作用する位置に配置されるメインシール１３に作用する径方向における第１荷重と、メインシール１３からピストンロッド３の軸方向に離れて配置されるサブシール１４に作用する径方向における第２荷重と、に基づいてメインシール１３において作動油の漏れが発生したか否かが判定される。このように、作動油の圧力が直接作用する位置に配置されるメインシール１３がシール機能を発揮できているか否かについて監視することで、油圧シリンダ１の外部に作動油が漏れる前に、劣化等によりシール領域１２のシール機能が低下していることを検出することができる。

【0105】

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0106】

作動油の圧力が加えられるロッド側室５をシールするメインシール１３における流体漏れを検出する流体漏れ検出装置１００，２００は、メインシール１３に作用する第１荷重を検出する第１荷重検知部２１，１２１と、ロッド側室５に対してメインシール１３よりも外側の位置においてロッド側室５をシールするサブシール１４に作用する第２荷重を検出する第２荷重検知部２２，１２２と、第１荷重検知部２１，１２１で検知された第１荷重と第２荷重検知部２２，１２２で検知された第２荷重とに基づいてメインシール１３の流体漏れを判定する判定部３２と、を備える。

【0107】

この構成では、ロッド側室５内の作動油の圧力が直接作用する位置に配置されるメインシール１３に作用する第１荷重と、メインシール１３からピストンロッド３の軸方向に離れて配置されるサブシール１４に作用する第２荷重と、に基づいてメインシール１３において作動油の漏れが発生したか否かが判定される。このように、作動油の圧力が直接作用する位置に配置されるメインシール１３がシール機能を発揮できているか否かについて監視することで、油圧シリンダ１の外部に作動油が漏れる前に、劣化等によりシール領域１２のシール機能が低下していることを検出することができる。この結果、油圧シリンダ１の作動油漏れが未然に防がれることにより、油圧シリンダ１が用いられる機械装置の突発的な稼働停止といった不測の事態を回避することができる。

【0108】

また、この構成では、シール領域１２における作動油漏れは、油圧シリンダ１に組み込まれた流体漏れ検出装置１００により自動的に検知されるため、油圧シリンダ１を分解して、目視によりシール領域１２における作動油漏れの有無を確認する必要がなくなることで、点検作業の効率を向上させることができる。また、シール領域１２に設けられるメインシール１３及びサブシール１４を定期的に交換する場合、まだ劣化していないシール部材も交換されることになるが、上記構成の流体漏れ検出装置１００，２００によりシール領域１２のシール機能が低下していると判定された場合にのみメインシール１３及びサブシール１４を交換することで、メンテナンス費用を低減させることができる。このように適切な時期にメインシール１３及びサブシール１４の交換が行われることにより、油圧シリンダ１が用いられる機械装置の突発的な稼働停止といった不測の事態を回避することができる。

【0109】

また、判定部３２は、第１荷重検知部２１，１２１で検知された第１荷重と第２荷重検知部２２，１２２で検知された第２荷重との差分が、予め定められた基準値を下回った場合にメインシール１３の流体漏れと判定する。

【0110】

この構成では、第１荷重検知部２１，１２１で検知された第１荷重と第２荷重検知部２２，１２２で検知された第２荷重との差分が、予め定められた基準値を下回った場合にメインシール１３において流体漏れが生じていると判定される。劣化等によりメインシール１３のシール機能が低下し、メインシール１３において作動油の漏れが生じると、サブシール１４に作動油の圧力が作用する状態となり、第２荷重の大きさは、第１荷重に近い値まで上昇する。このため、第１荷重と第２荷重との差分である荷重差を、所定の基準値と比較することによりメインシール１３において作動油の漏れが生じているか否か、すなわち、シール領域１２におけるシール機能が低下しているか否かを正確に判定することができる。

【0111】

また、メインシール１３及びサブシール１４は、ピストンロッド３とピストンロッド３を摺動支持するシリンダヘッド７との間をシールし、第１荷重検知部２１，１２１は、メインシール１３に作用するピストンロッド３の軸方向または径方向の荷重を検出し、第２荷重検知部２２，１２２は、第１荷重検知部２１，１２１により検出される荷重と同じ方向の荷重であって、サブシール１４に作用する荷重を検出する。

【0112】

この構成では、第１荷重検知部２１，１２１と第２荷重検知部２２，１２２は、同じ方向に作用する荷重を検出している。このように、メインシール１３において作動油の漏れが生じているか否かの判定に用いられる第１荷重と第２荷重とは、メインシール１３及びサブシール１４に対して同じ方向に作用する荷重である。このため、第１荷重と第２荷重との大きさの変化に基づいてメインシール１３において作動油の漏れが生じたか否かをより正確に判定することができる。

【0113】

また、シリンダヘッド７は、メインシール１３を収容する第１環状溝８と、サブシール１４を収容する第２環状溝９と、を有し、第１荷重検知部２１，１２１は、メインシール１３とともに第１環状溝８内に収容され、第２荷重検知部２２，１２２は、サブシール１４とともに第２環状溝９内に収容される。

【0114】

この構成では、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２は、メインシール１３やサブシール１４を収容するために従来から設けられている第１環状溝８及び第２環状溝９内にそれぞれ収容される。このため、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２と、制御部３０と、を接続する配線を配索するためのスリット等をシリンダヘッド７に形成するだけで、油圧シリンダ１に対して流体漏れ検出装置１００を容易に組み付けることができる。

【0115】

また、第１荷重検知部２１，１２１は、メインシール１３と一体的に形成され、第２荷重検知部２２，１２２は、サブシール１４と一体的に形成される。

【0116】

この構成では、第１荷重検知部２１，１２１が、メインシール１３と一体的に形成され、第２荷重検知部２２，１２２が、サブシール１４と一体的に形成される。このため、油圧シリンダ１にメインシール１３及びサブシール１４を組み付けることで第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２も油圧シリンダ１に組み付けられることから、油圧シリンダ１に対して流体漏れ検出装置１００，２００を組み付ける作業の効率を向上させることができる。

【0117】

また、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２は、一対の電極２５と、一対の電極２５間に挟まれた感圧導電性ゴム２４と、をそれぞれ有し、メインシール１３に作用する荷重に応じて第１荷重検知部２１，１２１の一対の電極２５間の抵抗値が変化し、サブシール１４に作用する荷重に応じて第２荷重検知部２２，１２２の一対の電極２５間の抵抗値が変化する。

【0118】

この構成では、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２が、一対の電極２５と、一対の電極２５間に挟まれた感圧導電性ゴム２４と、をそれぞれ有する。このように、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２は、極めて単純な構成を有するため、その成形が容易に行われる。したがって、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２が、メインシール１３及びサブシール１４に沿って広範囲に設けられる場合であっても、ひずみゲージや圧電素子等を広範囲に配置した場合と比較し、流体漏れ検出装置１００，２００の製造コストの上昇を抑制することができる。

【0119】

また、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２は、メインシール１３及びサブシール１４に沿ってそれぞれ環状に設けられる。

【0120】

この構成では、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２が、メインシール１３及びサブシール１４に沿ってそれぞれ環状に設けられる。このため、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２では、各シール１３，１４に作用する作動油の圧力が周方向においてばらついていても各シール１３，１４に作用する平均的な荷重が検出される。例えば、油圧シリンダ１の姿勢が変わることによって、ピストンロッド３の自重が作用する方向が変化すると、各シール１３，１４に作用する圧力も部分的に若干上昇したり低下したりするおそれがある。しかしながら、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２では、各シール１３，１４に作用する平均的な荷重が検出されるため、油圧シリンダ１の姿勢の変化といった外的要因の影響が除去された荷重を検出することができる。そして、流体漏れ検出装置１００，２００では、このように検出された平均的な荷重に基づいてシール領域１２におけるシール機能の低下が判定されるため、判定精度を向上させることができる。また、第１荷重検知部２１，１２１及び第２荷重検知部２２，１２２に接続される配線が少なく、構造上シンプルとなることから、配線の取り回しといった組み付け作業を容易に行うことができるとともに、流体漏れ検出装置１００，２００の製造コストを低減させることができる。

【0121】

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

【0122】

例えば、第１実施形態における変形例は、第２実施形態に対して適用されてもよい。また、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせることで、各シール１３，１４に作用する軸方向の荷重と径方向の荷重との両方を検出し、これらの荷重に基づいてメインシール１３における流体漏れの有無が判定されてもよい。

【符号の説明】

【0123】

１００，２００・・・流体漏れ検出装置、１・・・油圧シリンダ（流体圧装置）、３・・・ピストンロッド（シャフト）、５・・・ロッド側室５（密封空間）、７・・・シリンダヘッド（ハウジング）、８・・・第１環状溝、９・・・第２環状溝、１２・・・シール領域、１３・・・メインシール、１４・・・サブシール、２１，２１ａ〜２１ｄ，１２１・・・第１荷重検知部、２２，１２２・・・第２荷重検知部、２４・・・感圧導電性ゴム、２５・・・一対の電極、３０・・・制御部、３２・・・判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】