特開 2024-178848 測定装置、診断装置及びフィルタ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178848

(43)【公開日】2024-12-25

(54)【発明の名称】測定装置、診断装置及びフィルタ装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/22 20060101AFI20241218BHJP

   B01D 35/02 20060101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

G01N27/22 B

B01D35/02 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097312

(22)【出願日】2023-06-13

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）２０２０年度、新エネルギー・産業技術総合開発機構「ＩｏＴ社会実現のための革新的センシング技術開発／革新的センシング技術開発／極限環境の液体管理をＩｏＴ化する革新的粘性センサの開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000178675

【氏名又は名称】ヤマシンフィルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100170070

【弁理士】

【氏名又は名称】坂田 ゆかり

(72)【発明者】

【氏名】山本 泰之

(72)【発明者】

【氏名】岡本 有貴

(72)【発明者】

【氏名】村本 智也

(72)【発明者】

【氏名】北島 信行

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 順基

(72)【発明者】

【氏名】須長 知裕

【テーマコード（参考）】

2G060

4D116

【Ｆターム（参考）】

2G060AA05

2G060AC01

2G060AE30

2G060AF08

2G060AF10

2G060AG03

2G060EA06

2G060HC02

2G060JA03

2G060KA05

4D116AA02

4D116AA30

4D116BB01

4D116BC13

4D116BC23

4D116BC27

4D116BC44

4D116BC46

4D116BC47

4D116BC76

4D116DD05

4D116FF16B

4D116GG12

4D116GG13

4D116QB36

4D116QC04A

4D116QC04B

4D116QC05A

4D116QC12A

4D116QC20A

4D116VV02

4D116VV03

(57)【要約】

【課題】フィルタに取り付ける測定装置で油に含まれる水分量を測定することができる。
【解決手段】油を濾過する濾材を有するフィルタ装置に設けられる測定装置は、フィルタ装置に取り付けられる筐体と、前記筐体に設けられ、油に含まれる水分を計測する油中水分計と、を備える。油中水分計は筐体に設けられており、筐体は柱状の先端部がフィルタ装置の内部に配置されており、油中水分計は油と接するように筐体の先端部に設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

油を濾過する濾材を有するフィルタ装置に設けられる測定装置であって、
前記フィルタ装置に取り付けられる筐体と、
前記筐体に設けられ、前記油に含まれる水分を計測する油中水分計と、を備え、
前記筐体は、先端部が前記フィルタ装置の内部に配置されており、
前記油中水分計は、前記油と接するように前記筐体の前記先端部に設けられている
ことを特徴とする測定装置。

【請求項2】

前記油中水分計は、２枚の金属製の板状部材を有するキャパシタを有し、
前記筐体は、前記先端部に設けられた空洞部と、前記空洞部と前記筐体の外部とを連通し、前記油を前記空洞部に流入させる孔と、を有し、
前記空洞部には、前記キャパシタが設けられており、
前記板状部材は、前記先端部の中心軸と略直交する面に沿って設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。

【請求項3】

前記油中水分計は、前記キャパシタを複数有し、
全ての前記板状部材は、平行に、かつ、隣接して設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の測定装置。

【請求項4】

前記油の粘度を測定する粘度センサ、前記フィルタ装置が有する濾材の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧を検出する差圧検出部又は前記油の温度を測定する温度センサの少なくとも一つをさらに備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。

【請求項5】

柱状部材を渦巻き状に巻回した第１部材及び第２部材が対向して設けられた二重渦巻き構造の振動子が設けられた板状の板状基板と、前記第１部材に設けられた圧電素子を含む駆動部と、を有し、前記油の粘度を測定する粘度センサを備え、
前記板状基板は、前記圧電素子に接続された第１導電性パターンと、前記振動子に隣接して設けられた第２導電性パターンと、を有し、
前記油中水分計は、前記第２導電性パターンを含み、
前記第２導電性パターンは、隣接して設けられた一対の第３導電性パターン及び第４導電性パターンを有するキャパシタを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。

【請求項6】

前記筐体は、前記先端部に設けられた空洞部と、前記空洞部と前記筐体の外部とを連通する孔と、を有し、
前記空洞部には、前記板状基板が設けられており、
前記板状基板は、前記先端部の中心軸と略直交する面に沿って設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の測定装置。

【請求項7】

前記油中水分計は、有機材料で形成された可撓性を有するシート部材を有し、
前記シート部材は、当該シート部材の表面を炭化させた一対の第５導電性パターン及び第６導電性パターンを有するキャパシタを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載の測定装置と、
前記油中水分計の測定結果に基づいて前記油の導電率を算出し、当該導電率に基づいて前記油の劣化を判定する制御部と、
を備えたことを特徴とする診断装置。

【請求項9】

請求項１から７のいずれか一項に記載の測定装置と、
上端が開口している略有底筒状のケースと、前記ケースの上端を覆うように、前記ケースに設けられるヘッドと、を有するフィルタケースと、
前記フィルタケースの内部空間に設けられるフィルタエレメントであって、筒状の濾材を有するフィルタエレメントと、
を備え、
前記測定装置は、前記先端部が前記フィルタケースと前記フィルタエレメントとにより形成される空間に露出するように前記フィルタケースに設けられている
ことを特徴とするフィルタ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定装置、診断装置及びフィルタ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、フィルタケースの開口部を覆うように金属製のヘッドが設けられ、フィルタケース及びヘッドにより形成される内部空間に筒状の濾材が設けられ、濾材とプレートとの間にＩＣタグが設けられ、ヘッドにＩＣタグとの通信が可能なアンテナを含むアンテナ部を有するアンテナユニットが設けられたフィルタ装置が開示されている。このフィルタ装置において、アンテナユニットは、ヘッドに少なくとも一部が挿入される略柱状のケースを有し、アンテナ部はケースの一方の端である第１端に隣接して設けられており、ケースはヘッドをフィルタケース側から見たときにアンテナ部が露出するようにヘッドに設けられており、フィルタケースの開口部近傍に金属製のプレートが設けられており、プレートにはＩＣタグを露出させる孔が設けられている。

【0003】

また、非特許文献１には、油の誘電特性から蒸着油用の油に含まれる水分量を電気的に測定できることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－０７４６７５号公報

【非特許文献1】新井智一・一条文二郎著 「油用容量形電気水分計の研究」 電気学会雑誌 １９５９年９月 第７９巻 第８５２号 １１４６－１１５０頁

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のアンテナユニットは、フィルタケース及びヘッドにより形成される空間の圧力又は温度を測定する測定部を有するため、アンテナユニットをヘッドに取り付けるだけで測定部及びアンテナをフィルタ装置に設けることができる。そして、測定部が圧力や温度を測定することで、フィルタ装置が有する濾材の目詰まりが所定量を超えて発生していることを検知することができる。

【0006】

近年では、濾材の目詰まりのみでなく、濾材が濾過する油の劣化状況をモニタリングしたいという需要がある。そして、非特許文献１に示すように、油に含まれる水分量を測定することで油の劣化状況を推定できることも知られている。しかしながら、特許文献１に記載のアンテナユニットでは、油に含まれる水分量を測定することは困難である。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フィルタに取り付ける測定装置であって、油に含まれる水分量を測定することができる測定装置及び当該測定装置を備えた診断装置を提供することを目的とする。また、油に含まれる水分量が測定できる小型の測定装置が設けられたフィルタ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係る測定装置は、例えば、油を濾過する濾材を有するフィルタ装置に設けられる測定装置であって、前記フィルタ装置に取り付けられる筐体と、前記筐体に設けられ、前記油に含まれる水分を計測する前記筐体に設けられた油中水分計と、を備え、前記筐体は、柱状の先端部が前記フィルタ装置の内部に配置されており、前記油中水分計は、前記油と接するように前記筐体の前記先端部に設けられていることを特徴とする。

【0009】

上記課題を解決するために、本発明に係るフィルタ装置は、例えば、上記測定装置と、上端が開口している略有底筒状のケースと、前記ケースの上端を覆うように、前記ケースに設けられるヘッドと、を有するフィルタケースと、前記フィルタケースの内部空間に設けられるフィルタエレメントであって、筒状の濾材を有するフィルタエレメントと、を備え、前記測定装置は、前記先端部が前記フィルタケースと前記フィルタエレメントとにより形成される空間に露出するように前記フィルタケースに設けられていることを特徴とする。

【0010】

本発明に係る測定装置及び当該測定装置を備えたフィルタ装置によれば、フィルタケース及びフィルタケースの内部空間に設けられるフィルタエレメント（筒状の濾材を有する）を備えたフィルタ装置に測定装置の筐体が取り付けられており、筐体には濾材が濾過する油に含まれる水分を計測する油中水分計が設けられている。筐体の柱状の先端部はフィルタ装置の内部に配置されており、油中水分計は筐体の先端部に油と接するように設けられている。これにより、フィルタに取り付ける測定装置を用いて、油に含まれる水分量を測定することができる。

【0011】

また、本発明は、上記測定装置と、前記油中水分計の測定結果に基づいて前記油の劣化を判定する制御部と、を備えた診断装置であってもよい。

【0012】

前記油中水分計は、２枚の金属製の板状部材を有するキャパシタを有し、前記筐体は、前記先端部に設けられた空洞部と、前記空洞部と前記筐体の外部とを連通し、前記油を前記空洞部に流入させる孔と、を有し、前記空洞部には、前記キャパシタが設けられており、前記板状部材は、前記先端部の中心軸と略直交する面に沿って設けられていてもよい。フィルタ装置の内部に配置された先端部の近傍に設けられた空洞部に油中水分計を設け、空洞部と筐体の外部とを連通する孔を筐体に設けることで、油中水分計が油に接し、油中水分計で油に含まれる水分量を測定することができる。また、板状部材を先端部の中心軸と略直交する面に沿って配置することで、板状部材７２ａの表面積が広くなる。したがって、油中水分計による誘電率の測定精度を高くすることができる。

【0013】

前記油中水分計は、前記キャパシタを複数有し、全ての前記板状部材は、平行に、かつ、隣接して設けられていてもよい。油中水分計がキャパシタを複数有することで、油中水分計の表面積を広くし、誘電率の測定精度を高くすることができる。また、全ての板状部材を平行に、かつ、隣接して設けることで、狭い空洞部に多くのキャパシタを設けることができる。

【0014】

板状の板状基板に設けられており、前記油の粘度を測定する粘度センサ、前記フィルタ装置が有する濾材の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧を検出する差圧検出部又は前記油の温度を測定する温度センサの少なくとも一つをさらに備えてもよい。測定ユニットが粘度センサ、差圧検出部又は温度センサの少なくとも１つを有するため、油中水分計のみに基づいた油の劣化状況の推定よりも推定精度が高くなる。

【0015】

前記板状基板は、柱状部材を渦巻き状に巻回した第１部材及び第２部材が対向して設けられた二重渦巻き構造の振動子と、前記第１部材に設けられた圧電素子を含む駆動部と、を有してもよい。これにより、板状基板から粘度センサが突出しないようにし、粘度センサを狭い空間に設けることができる。

【0016】

柱状部材を渦巻き状に巻回した第１部材及び第２部材が対向して設けられた二重渦巻き構造の振動子が設けられた板状の板状基板と、前記第１部材に設けられた圧電素子を含む駆動部と、を有し、前記油の粘度を測定する粘度センサを備え、前記板状基板は、前記圧電素子に接続された第１導電性パターンと、前記振動子に隣接して設けられた第２導電性パターンと、を有し、前記油中水分計は、前記第２導電性パターンを含み、前記第２導電性パターンは、隣接して設けられた一対の第３導電性パターン及び第４導電性パターンを有するキャパシタを含んでもよい。このように、二重渦巻き構造の振動子及び圧電素子を有する粘度センサと、油中水分計の第２導電性パターンを同一の板状基板に設けることで、センサ部７０を薄型化（小型化）し、筐体の先端部を小型化することができる。これにより、測定ユニットのフィルタ装置への突出量が小さくなり、測定ユニットの配置の自由度が高くなる。

【0017】

前記筐体は、前記先端部に設けられた空洞部と、前記空洞部と前記筐体の外部とを連通する孔と、を有し、前記空洞部には、前記板状基板が設けられており、前記板状基板は、前記先端部の中心軸と略直交する面に沿って設けられていてもよい。板状基板を先端部の中心軸と略直交する面に沿って設けることで、空洞部を狭くし、筐体の先端部を小型化することができる。これにより、測定ユニットのフィルタ装置への突出量が小さくなり、測定ユニットの配置の自由度が高くなる。

【0018】

前記油中水分計は、有機材料で形成された可撓性を有するシート部材を有し、前記シート部材は、当該シート部材の表面を炭化させた一対の第５導電性パターン及び第６導電性パターンを有するキャパシタを含んでもよい。有機材料で形成された可撓性を有するシート部材で形成された油中水分計を用いることで、平坦ではない筐体の側面等に油中水分計を貼付することができる。したがって、油中水分計の配置の自由度が高くなる。また、油中水分計が小型になるため、測定ユニットの先端部を小型化し、フィルタ装置への配置の自由度が高くなる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、フィルタに取り付ける測定装置で油に含まれる水分量を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】フィルタ装置１及び測定ユニット２の概略を示す断面図である。

【図2】測定ユニット２の概略を示す断面図である。

【図3】測定ユニット２の概略を示す側面図（一部拡大表示）である。

【図4】測定ユニット２の概略を示す断面図（一部拡大表示）である。

【図5】制御部１００の電気的な構成を示すブロック図である。

【図6】測定ユニット３の概略を示す断面図である。

【図7】測定ユニット３の概略を示す断面図（一部拡大表示）である。

【図8】センサ部７０Ａの概略を示す平面図（ｚ方向からみた図）である。

【図9】粘度センサ７４の概略を示す図である。

【図10】制御部１００Ａの電気的な構成を示すブロック図である。

【図11】測定ユニット４の概略を示す断面図である。

【図12】油中水分計７５の概略を示す図であり、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は外観を示す図である。

【図13】測定ユニット４Ａの概略を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明にかかるフィルタ装置は、油、燃料等の油に含まれる塵埃等を除去するものである。本実施のフィルタ装置には、燃料フィルタ、リターンフィルタ等の様々なフィルタを採用することができる。以下、フィルタ装置についてリターンフィルタを例に説明する。また、本発明にかかる測定装置は、フィルタ装置に設けられ、フィルタ装置で濾過する油に含まれる水分量を測定するものである。

【0022】

＜第１の実施の形態＞
図１は、フィルタ装置１及び測定ユニット２の概略を示す断面図である。図１では断面を示すハッチングを一部省略する。

【0023】

フィルタ装置１は、主として、ケース１０と、フィルタエレメント２０と、ヘッド３０と、ＩＣタグ４０とを有する。測定ユニット２は、フィルタ装置１に取り付けて使用される。ＩＣタグ４０は、測定ユニット２に設けられたアンテナ９０（後に詳述）と通信可能であるとともに、アンテナ９０から受信した電波を用いて、内蔵したメモリのデータを非接触で読み書きする小型の電子部品である。なお、ＩＣタグ４０及びアンテナ９０は必須ではない。

【0024】

ケース１０は、耐腐食性の高い金属（例えば、ステンレス）により形成されており、タンク１２０の上面からタンク１２０の内部に突出するように設けられる。なお、図１では、ケース１０がタンク１２０と一体化されているが、ケース１０がタンク１２０と別部品で形成されていてもよい。

【0025】

ケース１０は、有底筒状であり、上端面が開口している。ケース１０は、内部が空洞であり、上端の開口を覆うようにヘッド３０が設けられている。ケース１０及びヘッド３０（本発明のフィルタケースに相当）の内部には、フィルタエレメント２０等が設けられている。

【0026】

ケース１０は、底面１１を有する。底面１１を貫通するように、流出部１２が設けられる。流出部１２は、フィルタエレメント２０の内部の空間（空間Ｓ２）とケース１０の外部の空間とを連通する。

【0027】

ケース１０の側面には、流入部１３が設けられる。流入部１３は、フィルタケース（ここでは、ケース１０）とフィルタエレメント２０とにより形成される空間（空間Ｓ１）に油を流入させる。

【0028】

なお、流出部１２及び流入部１３の位置はこれに限られない。また、流出部１２及び流入部１３は、フィルタケースに設けられていればよく、例えばヘッド３０に設けられていてもよい。

【0029】

フィルタエレメント２０は、筒状（ここでは、円筒状）の部材であり、ケース１０及びヘッド３０により形成される内部空間に設けられる。フィルタエレメント２０は、主として、濾材２１と、内筒２２と、プレート２４と、プレート２５とを有する。

【0030】

濾材２１は、油を濾過する部材であり、両端に開口を有する筒状（ここでは、円筒状）の部材である。濾材２１は、合成樹脂や紙等を用いた濾紙をひだ折りにし、ひだ折りにした濾紙の両端を連結して円筒状にすることによって形成される。濾材２１の内側には、略全域に油が通過する孔が形成された内筒２２が設けられる。なお、内筒２２は必須ではない。また、濾材２１の外側に、略全域に油が通過する孔が形成された外筒が設けられていてもよい。

【0031】

濾材２１の上側の端には、樹脂製のプレート２４が設けられる。プレート２４は濾材２１及び内筒２２の上端面を覆う。プレート２４と濾材２１とは、接着剤により接着されている。接着剤は、樹脂、ゴム、エラストマーを主材料とする様々な種類の有機接着剤を用いることができる。

【0032】

プレート２４は、下側に濾材が当接するとともに、内周面にヘッド３０が挿入される。また、プレート２４は上向き（濾材２１とは反対側に向けて）に突出する凸部２４ａを有し、凸部２４ａにはＩＣタグ４０が設けられている。

【0033】

濾材２１の下側の端には、プレート２５が設けられる。プレート２５は濾材２１及び内筒２２の下端面を覆う略中空円板形状の部材である。プレート２５の上側の面には、濾材２１が挿入される凹部２５ａが形成される。凹部２５ａと濾材２１とは、接着剤により接着されている。

【0034】

プレート２５の略中央に形成された孔２５ｂには、流出部１２が挿入される。孔２５ｂと流出部１２とは、シール部材（例えば、Ｏリング）９１によりシールされる。

【0035】

ヘッド３０は、ケース１０の上端面の開口部を覆うように、ケース１０及びプレート２４に設けられている。

【0036】

ヘッド３０は、耐腐食性の高い金属（例えば、ステンレス）により形成される。ヘッド３０は、主として、筒状部３１と、カバー３２と、取付部３３とを有する。筒状部３１は、筒状（ここでは、円筒形状）であり、ケース１０に固定されている。カバー３２は、板状の部材であり、筒状部３１の上側（＋ｚ側）に、筒状部３１の中空部を覆うように設けられている。カバー３２は、筒状部３１に対して着脱可能である。カバー３２と筒状部３１とは、シール部材（例えば、Ｏリング）９３によりシールされている。

【0037】

カバー３２には、取付部３３が設けられている。取付部３３は、筒状の部材であり、カバー３２から下向きに突出している。取付部３３の先端（底面１１側の端）には、バルブ４７が設けられている。取付部３３はプレート２４の中空部に挿入されており、バルブ４７は空間Ｓ２に挿入されている。取付部３３とプレート２４とは、シール部材（例えば、Ｏリング）９２によりシールされている。通常バルブ４７は閉じているが、濾材２１が目詰まりしてケース１０内の圧力が高くなると、バルブ４７が開き、空間Ｓ１から空間Ｓ２に油が流れることで、フィルタ装置１の破損が防止される。バルブ４７は既に公知であるため、説明を省略する。

【0038】

筒状部３１の内径は、プレート２４の外径より大きい。筒状部３１の側面には、当該側面を貫通する孔３１ａが形成される。孔３１ａに測定ユニット２を挿入して固定することで、筒状部３１に測定ユニット２が設けられ、測定ユニット２の先端部がフィルタ装置の内部（ここでは、空間Ｓ１）に配置される。筒状部３１（孔３１ａ）と測定ユニット２とは、シール部材（例えば、Ｏリング）９４、９５によりシールされている。

【0039】

ヘッド３０には、空間Ｓ２と孔３１ａとを連通する流路３５が設けられている。流路３５の一端が空間Ｓ２に開口し、他端が孔３１ａの側面に開口する。

【0040】

次に、測定ユニット２について説明する。図２は、測定ユニット２の概略を示す断面図である。図３は、測定ユニット２の概略を示す側面図であり、測定ユニット２の一部を拡大表示した図である。図４は、測定ユニット２の概略を示す断面図であり、測定ユニット２の一部を拡大表示した図である。図２、４では、断面を示すハッチングを一部省略する。

【0041】

測定ユニット２は、主として、筐体５０と、差圧検出部６０と、センサ部７０と、アンテナ９０とを有する。以下、筐体５０の長手方向をｚ方向とし、ｚ方向に直交する２方向をｘ方向及びｙ方向とする。また、ｘ方向とｙ方向とは直交する。

【0042】

筐体５０は、主として、ケース５１と、カバー５２、５３と、挿入部材５４と、固定部材５５とを有する。ケース５１は、フィルタ装置１に取り付けられる（図２参照）柱状の柱状部５１ｖ、５１ｗを有する。柱状部５１ｖは、外周面に雄ねじ５１ｘが形成されており、雄ねじ５１ｘが孔３１ａに形成された雌ねじ（図示省略）に螺合することで、筐体５０が孔３１ａに取り付けられ、筐体５０の先端部（ここでは、底面５３ｃを含むカバー５３の少なくとも１部）がフィルタ装置１の内部（ここでは、空間Ｓ１、図１参照）に配置される。

【0043】

カバー５２、５３は、有底円筒状であり、ケース５１の両端にそれぞれ設けられている。カバー５２は、ケース５１の一方（＋ｚ側）の端を覆うように設けられており、カバー５３は、ケース５１の他方（－ｚ側）の端を覆うように設けられている。ケース５１とカバー５２とは、シール部材（例えば、Ｏリング）９６によりシールされており、ケース５１とカバー５３とは、シール部材（例えば、Ｏリング）９７によりシールされている。

【0044】

ケース５１には、穴５１ａと、穴５１ｂと、孔５１ｃと、穴５１ｄと、溝５１ｅと、孔５１ｆと、穴５１ｋとが設けられている。ケース５１の両端はそれぞれ端面５１ｍ、５１ｎである。

【0045】

穴５１ａ、穴５１ｂ及び穴５１ｄは一体となっており、穴５１ｄは端面５１ｎに開口する。穴５１ｂは、穴５１ｄよりも端面５１ｍ側（＋ｚ側）に設けられており、穴５１ａは、穴５１ｂよりも端面５１ｍ側に設けられている。穴５１ｂの直径は穴５１ａの直径より大きく、穴５１ｄの直径は穴５１ｂの直径より大きい。孔５１ｃは、一端が穴５１ｂの底面に開口し、他端が端面５１ｎに開口する。穴５１ｋは端面５１ｍに開口する。

【0046】

穴５１ｄには、溝５１ｅが設けられている。穴５１ｄ及び穴５１ｂには挿入部材５４が設けられており、溝５１ｅには固定部材５５が設けられている。挿入部材５４は、小径部５４ａと、小径部５４ａより直径が大きい大径部５４ｂとを有する。大径部５４ｂが穴５１ｄに挿入されており、小径部５４ａが穴５１ｂに挿入されている。穴５１ｄ及び穴５１ｂに挿入部材５４を挿入した状態で溝５１ｅに固定部材５５を取り付けることで、穴５１ａの端面５１ｎ側の端を覆う。その結果、両端が覆われた中空部Ｓ３が柱状部５１ｖ、５１ｗの内部に設けられる。

【0047】

中空部Ｓ３には、濾材２１の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧を検出する差圧検出部６０が設けられている。差圧検出部６０は、主として、検出ユニット６１と、スプール６２と、磁石６３と、弾性部材６４と、を有する。

【0048】

スプール６２は、円柱形状であり、中空部Ｓ３の内部をｚ方向に移動可能に設けられている。外周面６２ｂが穴５１ｂに沿って摺動することで、スプール６２がｚ方向に移動する。

【0049】

スプール６２は、中空部Ｓ３を空間Ｓ４と空間Ｓ５とに分割する。空間Ｓ５には孔５１ｆの一端が開口する。ケース５１と挿入部材５４とは、シール部材（例えば、Ｏリング）９８によりシールされている。

【0050】

孔５１ｆは、柱状部５１ｖの側面を径方向（ここでは、ｘ方向）に貫通しており、孔５１ｆの他端は、柱状部５１ｖの外周面に開口している。その結果、孔５１ｆは空間Ｓ５と空間Ｓ１（濾材２１の上流側、図１参照）とを連通する。また、柱状部５１ｖの側面を径方向に貫通する図示しない孔は、流路３５と共に、空間Ｓ４と空間Ｓ２（濾材２１の下流側、図１参照）と連通する。

【0051】

弾性部材６４は、例えばコイルばねであり、一端がスプール６２に設けられ、他端が穴５１ｂの底面に設けられる。弾性部材６４は、スプール６２に－ｚ方向の力を付勢する。磁石６３は、スプール６２の穴５１ａの底面と対向する面、すなわちスプール６２の端面５１ｍ側の面に設けられている。

【0052】

検出ユニット６１は、穴５１ｋの内部に設けられている。検出ユニット６１は、ｚ方向の位置が調整可能である。

【0053】

検出ユニット６１には、磁界検出素子６１ａが設けられている。磁界検出素子６１ａは、磁石６３により形成される磁界の変化を検出する。磁界検出素子６１ａは、リードスイッチ、ホール素子等を用いることができる。磁界検出素子６１ａの検出結果は、図示しない信号線を介して測定ユニット２の外部に出力される。リードスイッチ及びホール素子はすでに公知であるため、説明を省略する。

【0054】

カバー５３は、柱状部５１ｖの外側に設けられている。カバー５３の少なくとも１部は、測定ユニット２の先端部に相当する。カバー５３は、全体的にみて柱状である。

【0055】

カバー５３は筒状部５３ｄの一端が底面５３ｃで覆われた構成であるため、カバー５３をケース５１に設けることで、筐体５０の先端部に空間Ｓ６（本発明の空洞部に相当）が形成される。この空間Ｓ６には、センサ部７０及びアンテナ９０が設けられている。センサ部７０及び差圧検出部６０は、アンテナ９０よりもケース５１側に設けられている。

【0056】

カバー５３には、カバー５３の側面を径方向に貫通する孔５３ａ、５３ｂが設けられている。カバー５３はフィルタ装置１の内部（空間Ｓ１、図１参照）に配置されているため、孔５３ａ、５３ｂは空間Ｓ１と空間Ｓ６とを連通している。

【0057】

アンテナ９０は、カバー５３の底面５３ｃに沿って設けられている。すなわち、アンテナ９０は、空間Ｓ６、すなわち測定ユニット２の先端に設けられている。アンテナ９０は、アンテナ９０の一方の面（例えば、底面５３ｃと対向する面）に形成された配線パターン（アンテナコイルパターン）を含む。アンテナ９０は、底面５３ｃに設けられた状態で、図示しない樹脂により覆われている。したがって、アンテナ９０に油が接触することはない。

【0058】

また、空間Ｓ６には、センサ部７０が設けられている。センサ部７０は、油の温度を測定する温度センサ７１及び油中水分計７２を有する。

【0059】

温度センサ７１は、例えば、熱電対が実装された板状の基板である。温度センサ７１は、空間Ｓ６の中心軸（ここでは、カバー５３の中心軸ａｘ）と略直交する面に沿って設けられている。

【0060】

油中水分計７２は、２枚の金属製の板状部材７２ａを有するキャパシタ７２ｂを複数（ここでは、２つ）有する。本実施の形態では、油中水分計７２は、４枚の板状部材７２ａを有する。油中水分計７２は、板状部材７２ａ（電極）間に直流電圧を印加して蓄積した電荷の量（静電容量）を測定することで、油の誘電率が測定できる。

【0061】

板状部材７２ａは、中心軸ａｘと略直交する面に沿って設けられている。また、全ての板状部材７２ａは、平行に、かつ、隣接して設けられている。このように板状部材７２ａを配置することで、板状部材７２ａの表面積が広くなり、誘電率の測定精度が高くなる。

【0062】

温度センサ７１及び油中水分計７２は、隣接して設けられている。本実施の形態では、温度センサ７１が油中水分計７２よりも柱状部５１ｖ寄り（＋ｚ方向）に設けられているが、温度センサ７１及び油中水分計７２の配置はこれに限られない。例えば、油中水分計７２が温度センサ７１よりも柱状部５１ｖ寄りに設けられていてもよい。

【0063】

また、温度センサ７１と油中水分計７２とが離れて設けられていてもよい。ただし、油の状態を正確に把握するために、温度センサ７１及び油中水分計７２は、近傍に（たとえば、隣接して）配置することが望ましい。

【0064】

温度センサ７１にはリード線８１が接続されており、油中水分計７２（板状部材７２ａ）にはリード線８２が接続されている。また、アンテナ９０のアンテナコイルパターンにはアンテナ線８３が接続されている。ケース５１には中心軸ａｘに沿った孔５１ｃが設けられており、リード線８１、８２及びアンテナ線８３は孔５１ｃの内部を貫通し、端が基板８５に設けられている。

【0065】

基板８５には、図示しないＩＣチップ等が実装されている。ＩＣタグ４０からの電波を受信すると、アンテナ線を介して基板８５で受信信号を生成し、図示しない信号線を介して測定ユニット２の外部に信号が出力される。同様に、温度センサ７１及び油中水分計７２における測定結果も基板８５に伝達される。

【0066】

基板８５は、処理を行う制御部１００を有する。図５は、制御部１００の電気的な構成を示すブロック図である。制御部１００は、機能的には、主として、測定データ取得部１０１と、劣化推定部１０２と、記憶部１０３とを有する。

【0067】

なお、制御部１００の機能構成要素は、処理内容に応じてさらに多くの構成要素に分類されてもよいし、１つの構成要素が複数の構成要素の処理を実行してもよい。

【0068】

測定データ取得部１０１は、センサ部７０が有する温度センサ７１及び油中水分計７２から測定結果を取得する。温度センサ７１及び油中水分計７２における測定結果は、測定データ取得部１０１から劣化推定部１０２に出力される。劣化推定部１０２は、温度センサ７１の測定結果に基づいて油の温度を取得し、油中水分計７２の測定結果に基づいて誘電率を取得する。温度センサ７１や油中水分計７２の測定結果から温度や誘電率を取得する方法は公知であるため、説明を省略する。

【0069】

記憶部１０３には、油の誘電率の温度特性（温度と誘電率との関係）、誘電率と水分量との関係、水分量や誘電率と油の劣化との関係を含む誘電率に関する情報等が格納されている。劣化推定部１０２は、誘電率に関する情報を記憶部１０３から取得し、この情報と温度センサ７１及び油中水分計７２における測定結果に基づいて油の劣化の程度を推定する。誘電率等に基づいて油の劣化を判定する方法は、公知の様々な技術を用いることができるため、説明を省略する。劣化推定部１０２は、推定結果を、図示しない信号線を介して測定ユニット２の外部に出力する。

【0070】

例えば、制御部１００は、基板８５に実装されたＩＣで構成することができる。また、制御部１００は、情報処理を実行するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算装置、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置を含むコンピュータシステム等によって構成されていてもよい。例えば、温度センサ７１及び油中水分計７２における測定結果を図示しない信号線を介して外部のコンピュータシステムに出力し、コンピュータシステムで油の劣化状況を推定してもよい。

【0071】

次に、このように構成されたフィルタ装置１及び測定ユニット２の機能について、図１～５を用いて説明する。

【0072】

作業機械のエンジンが稼動すると、図１の二点鎖線矢印で示すように、ケース１０の内部の空間Ｓ１に油が流入する。空間Ｓ１に流入した油は、濾材２１の外側から内側へ向って流れ、濾材２１により油中の塵埃等が除去される。濾過後の油は空間Ｓ２に流出する。その後、濾過後の油は、流出部１２からタンク内部に流出する。

【0073】

ケース１０内に油が充填されたら、図２に示す測定ユニット２の差圧検出部６０が濾材２１の上流側の圧力（空間Ｓ１）と下流側（空間Ｓ２）の圧力との差圧を検出する。

【0074】

濾材２１の目詰まり等が発生せず、空間Ｓ１、Ｓ５の圧力が低い状態では、弾性部材６４の付勢力により、スプール６２は挿入部材５４側に押されており、磁石６３が穴５１ａの底面から最も遠い位置にある。

【0075】

濾材２１の目詰まり等により空間Ｓ１の圧力が高くなると、弾性部材６４の付勢力に抗して、スプール６２が穴５０ａの底面側に移動する。検出ユニット６１は磁石６３の移動による磁界の変化を検出し、検出結果を外部機器に送信する。

【0076】

濾材２１の目詰まりは、フィルタエレメント２０の稼働時間と略比例するため、ＩＣタグ４０でフィルタエレメント２０の稼働時間を測定し、アンテナ９０がＩＣタグ４０の読み取りを行い、この読取結果を測定ユニット２から外部機器に送信する。また、交換後のフィルタエレメントとしてＩＣタグ４０が設けられていない模造品等が使用された場合には、ＩＣタグ４０が読み取れないため、外部機器がエラーを表示したり、フィルタ装置が動作しないようにしたりすることができる。また、例えば交換後のフィルタエレメント２０に設けられたＩＣタグ４０を読み取ることで、外部機器は、所定のフィルタエレメント以外のフィルタエレメントが設けられていることを判定することもできる。

【0077】

また、空間Ｓ６には、孔５３ａ、５３ｂを介して油が流入するため、温度センサ７１及び油中水分計７２に油が接触する。これにより、測定ユニット２が有するセンサ部７０で油の温度及び誘電率を測定することができる。誘電率は温度依存性を有するため、劣化推定部１０２は、温度センサ７１における測定結果に基づいて油中水分計７２における誘電率の測定結果を補正し、この補正後の結果と誘電率に関する情報とに基づいて油の劣化の程度を推定する。また、油の劣化が原因で生じた塵埃等で濾材２１が目詰まりを起こしたり、油の劣化により粘度が高くなったりすることによって差圧検出部６０で検出される差圧が変化するため、劣化推定部１０２は、差圧検出部６０における測定結果を用いて、最終的に油の劣化の程度を推定する。

【0078】

本実施の形態によれば、油中水分計７２を有する測定ユニット２をフィルタ装置１に設けることで、濾材２１が濾過する油に含まれる水分量を測定することができる。その結果、制御部１００により、油の劣化状況を推定することができる。また、温度センサ７１の測定結果を用いることで、油の劣化状況の推定精度を高くすることができる。

【0079】

また、本実施の形態によれば、カバー５３をフィルタ装置１の内部（空間Ｓ１）に配置し、カバー５３の内部に空間Ｓ６を形成し、カバー５３に筐体５０の外部（空間Ｓ１）と空間Ｓ６とを連通する孔５３ａを設けることで、油中水分計７２が油と接するように測定ユニット２（ここでは、空間Ｓ６）に設けることができる。これにより、測定ユニット２に油中水分計７２を含ませ、測定ユニット２をフィルタ装置１に設けるだけで、油に含まれる水分量を測定することができる。同様に、測定ユニット２に温度センサ７１を含ませ、測定ユニット２をフィルタ装置１に設けるだけで、油の温度を測定することができる。

【0080】

また、本実施の形態によれば、板状部材７２ａを中心軸ａｘと略直交する面に沿って設けることで、板状部材７２ａの表面積が広くなり、誘電率の測定精度を高くすることができる。また、油中水分計７２がキャパシタ７２ｂを複数有するため、誘電率の測定精度を高くすることができる。

【0081】

また、本実施の形態によれば、全ての板状部材７２ａを平行に、かつ、隣接して設けることで、カバー５３、すなわち測定ユニット２の先端部を小型化（薄型化）することができる。また、狭い空洞部（空間Ｓ６）に多くのキャパシタ７２ｂを設けることができる。

【0082】

なお、本実施の形態では、ケース５１の内部に差圧検出部６０が設けられていたが、差圧検出部６０は必須ではない。また、温度センサ７１も必須ではない。測定ユニット２は、少なくとも油中水分計７２が設けられていればよい。また、センサ部７０は、温度センサ７１及び油中水分計７２以外のセンサを含んでもよい。例えば、センサ部７０は、油の粘度を測定する粘度センサをさらに備えてもよい。そして、粘度センサを板状の板状基板に設け、板状基板と油中水分計７２とを隣接して設けることで、カバー５３を小型化（薄型化）できる。なお、粘度センサには、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、ＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）等のアクチュエータを用いることができる。また、粘度センサに二重渦巻き構造の振動子と、圧電素子を含む駆動部とを用いる（後に詳述する粘度センサ７４参照）ことで、粘度センサを薄型化し、板状基板から粘度センサが突出しないようにすることができる。その結果、狭い空間に粘度センサを設けることができる。

【0083】

また、本実施の形態では、油中水分計７２が２つのキャパシタ７２ｂを有したが、油中水分計７２が有するキャパシタ７２ｂの数はこれに限られない。油中水分計７２が１つのキャパシタ７２ｂのみを有してもよい。ただし、キャパシタ７２ｂの数が増える毎に表面積が増えて誘電率の測定精度が高くなるため、油中水分計７２が複数のキャパシタ７２ｂを有することが望ましい。

【0084】

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態は、測定ユニット２に対して油中水分計の態様が異なる形態である。以下、第２の実施の形態にかかる測定ユニット３について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。また、第２の実施の形態にかかる測定ユニット３がフィルタ装置１に取り付けられる点についても第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

【0085】

図６、７は、測定ユニット３の概略を示す断面図である。図７は、図６の一部を拡大表示している。測定ユニット３は、主として、主として、筐体５０Ａと、差圧検出部６０と、センサ部７０Ａと、アンテナ９０とを有する。

【0086】

筐体５０Ａは、主として、ケース５１と、カバー５２、５３Ａと、挿入部材５４と、固定部材５５とを有する。カバー５３Ａは、柱状部５１ｖの外側に、ケース５１の－ｚ側の端を覆うように設けられている。したがって、カバー５３Ａの少なくとも１部は、筐体５０Ａの先端部に相当する。カバー５３Ａは、全体的にみて柱状である。カバー５３Ａをケース５１に設けることで、筐体５０Ａの先端部に空間Ｓ７（本発明の空洞部に相当）が形成される。空間Ｓ７は、空間Ｓ６に対して高さ（ｚ方向の距離）が低く、体積が小さい。また、カバー５３Ａには、孔５３ａ（図示省略）が形成されている。

【0087】

空間Ｓ７には、センサ部７０Ａ及びアンテナ９０が設けられている。アンテナ９０は底面５３ｃに沿って設けられており、センサ部７０Ａはアンテナ９０よりもケース５１側に設けられている。センサ部７０Ａは、空間Ｓ７の中心軸（ここでは、カバー５３Ａの中心軸ａｘ）と略直交する面に沿って設けられている。センサ部７０Ａには、リード線８４の一端が設けられている。リード線８４及びアンテナ線８３は孔５１ｃの内部を貫通し、他端が基板８５に設けられている。

【0088】

図８は、センサ部７０Ａの概略を示す平面図（＋ｚ方向からみた図）である。センサ部７０Ａは、板状の板状基板７０ａに油中水分計７３と粘度センサ７４とが設けられたものである。リード線８４は２本のリード線を有し、そのうちの１方が油中水分計７３に接続されており、他方が粘度センサ７４に接続されている。

【0089】

油中水分計７３は、板状基板７０ａに設けられた２つの電極パターン７３ａ、７３ｂ（本発明の第２導電性パターンに相当）を有する。電極パターン７３ａ、７３ｂは、それぞれ、パターン７３ｃ（本発明の第３導電性パターンに相当）及びパターン７３ｄ（本発明の第４導電性パターンに相当）を有する。パターン７３ｃ、７３ｄは、隣接して設けられている。パターン７３ｃ、７３ｄにはそれぞれリード線８４の一端が設けられている。

【0090】

パターン７３ｃ、７３ｄはキャパシタに含まれる。リード線８４及び電極パターン７３ａ、７３ｂを介してパターン７３ｃ、７３ｄに直流電圧が印加されると、パターン７３ｃ、７３ｄ間に電荷が蓄積される。この電荷の量（静電容量）を測定することで、油の誘電率が測定できる。

【0091】

粘度センサ７４は、油の粘度を測定する。粘度センサ７４は、主として、振動子７４１と、パターン７４２（本発明の第１導電性パターンに相当）とを有する。パターン７４２は振動子７４１に隣接して設けられており、パターン７４２にはリード線８４の一端が設けられている。

【0092】

なお、本実施の形態では、油中水分計７３及びパターン７４２が板状基板７０ａの＋ｚの面に設けられていたが、油中水分計７３及びパターン７４２が板状基板７０ａの－ｚの面に設けられていてもよい。

【0093】

図９は、粘度センサ７４の概略を示す図である。振動子７４１は、棒状部材を渦巻き状に巻回した振動体７４ａ（本発明の第１部材に相当）及び感力体７４ｂ（本発明の第２部材に相当）を有する。振動子７４１は、振動体７４ａ及び感力体７４ｂが対向して設けられた二重渦巻き構造である。振動体７４ａと感力体７４ｂとの間には数μｍ～数百μｍの隙間が設けられている。振動体７４ａ及び感力体７４ｂは、最外周に位置する端（外端７４ｃ、７４ｄ）が基板等に固定されており、中央部の端（中心端１１ｅ、１２ｆ）は自由に移動可能である。

【0094】

振動子７４１は、駆動部７４３と、変位測定部７４４とを有する。振動子７４１は、駆動部７４３により、ｚ方向（図９の紙面に対して垂直方向）に、すなわち振動子７４１の中心軸に沿って移動可能である。

【0095】

駆動部７４３は、主として、複数の圧電素子７４ｇと、圧電素子７４ｇを連結する連結部７４ｈとを有する。連結部７４ｈはパターン７３ｃに接続されている。圧電素子７４ｇは、連結部７４ｈを介して電源に接続されている。

【0096】

連結部７４ｈは、振動体７４ａの長手方向に沿って延設されている。圧電素子７４ｇは、それぞれ、振動体７４ａの長手方向に対して略４５度傾いている。また、複数の圧電素子７４ｇは、振動体７４ａの長手方向に沿って並んで配置されている。圧電素子７４ｇが振動体７４ａに対してねじりによる変形を発生させ、振動体７４ａの中心端１１ｅがｚ方向に大きく変形する。

【0097】

変位測定部７４４は、振動体７４ａ及び感力体７４ｂの表面にそれぞれ設けられた圧電体薄膜である。変位測定部７４４は、主として、複数の変位センサ７４ｉと、変位センサ７４ｉを連結する連結部７４ｊとを有する。連結部７４ｊはパターン７３ｄに接続されている。

【0098】

連結部７４ｊは、振動体７４ａ又は感力体７４ｂの長手方向に沿って延設されている。変位センサ７４ｉは、それぞれ、振動体７４ａ、感力体７４ｂの長手方向に対して略４５度傾いている。また、複数の変位センサ７４ｉは、振動体７４ａ又は感力体７４ｂの長手方向に沿って並んで配置されている。圧電素子７４ｇのねじりによる変形が振動体７４ａの長手方向であるため、振動体７４ａの変形の方向に対して略４５度傾けて変位センサ７４ｉを配置することで、振動体７４ａの変位センサ７４ｉが設けられた位置における変形量を、各変位センサ７４ｉで効率よく測定することができる。

【0099】

図８の説明に戻る。振動子７４１とパターン７３ｃ、７３ｄとは隣接して設けられている。これにより、同様の環境下にある油を用いて粘度及び水分含有量を測定することができる。

【0100】

基板８５は、処理を行う制御部１００Ａを有する。図１０は、制御部１００Ａの電気的な構成を示すブロック図である。制御部１００Ａは、機能的には、主として、測定データ取得部１０１Ａと、劣化推定部１０２Ａと、記憶部１０３Ａとを有する。なお、制御部１００Ａの機能構成要素は、処理内容に応じてさらに多くの構成要素に分類されてもよいし、１つの構成要素が複数の構成要素の処理を実行してもよい。

【0101】

測定データ取得部１０１Ａは、センサ部７０Ａが有する油中水分計７３及び粘度センサ７４から測定結果を取得する。油中水分計７３及び粘度センサ７４における測定結果は、測定データ取得部１０１Ａから劣化推定部１０２Ａに出力される。劣化推定部１０２Ａは、油中水分計７３の測定結果から誘電率を取得し、粘度センサ７４の測定結果から油の粘度を取得する。粘度センサ７４の測定結果から粘度を取得する方法は公知であるため、説明を省略する。

【0102】

記憶部１０３Ａには、油の誘電率と水分量との関係、水分量や誘電率と油の劣化との関係を含む誘電率に関する情報、粘度油の劣化との関係を含む粘度に関する情報等が格納されている。劣化推定部１０２Ａは、誘電率及び粘度に関する情報を記憶部１０３Ａから取得し、この情報とセンサ部７０Ａにおける測定結果に基づいて油の劣化の程度を検知する。誘電率、粘度等に基づいて油の劣化を判定する方法は、公知の様々な技術を用いることができるため、説明を省略する。劣化推定部１０２Ａは、推定結果を、図示しない信号線を介して測定ユニット２の外部に出力する。

【0103】

例えば、制御部１００Ａは、基板８５に実装されたＩＣで構成することができる。また、制御部１００Ａは、情報処理を実行するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算装置、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置を含むコンピュータシステム等によって構成されていてもよい。例えば、油中水分計７３及び粘度センサ７４における測定結果を図示しない信号線を介して外部のコンピュータシステムに出力し、コンピュータシステムで油の劣化状況を推定してもよい。

【0104】

次に、このように構成されたフィルタ装置１及び測定ユニット３の機能について説明する。作業機械のエンジンが稼動してケース１０内に油が充填されたら、測定ユニット３の差圧検出部６０が濾材２１の上流側の圧力（空間Ｓ１）と下流側（空間Ｓ２）の圧力との差圧を検出する。濾材２１の目詰まり等により空間Ｓ１の圧力が高くなると、弾性部材６４の付勢力に抗して、スプール６２が穴５０ａの底面側に移動する。検出ユニット６１は磁石６３の移動による磁界の変化を検出し、検出結果を外部機器に送信する。また、ＩＣタグ４０でフィルタエレメント２０の稼働時間を測定し、アンテナ９０がＩＣタグ４０の読み取りを行い、この読取結果を測定ユニット２から外部機器に送信することができる。

【0105】

センサ部７０Ａは、油の誘電率及び粘度を測定する。空間Ｓ７には、孔５３ａを介して油が流入するため、センサ部７０Ａに油が接触する。これにより、センサ部７０Ａの測定結果に基づいて、制御部１００Ａにより油の誘電率及び粘度が測定され、油の劣化状況が推定できる。また、センサ部７０Ａがアクチュエータ（振動子７４１）を有するため、空間Ｓ７への油の流入及び流出がさらに容易になる。そのため、空間Ｓ７に存在する油が順次入れ替わり、現時点における油の誘電率及び粘度が測定可能である。

【0106】

劣化推定部１０２Ａは、油中水分計７３における測定結果に基づいて油の劣化の程度を推定する。また、油の酸化や劣化が進むことで粘度が高くなるため、劣化推定部１０２Ａは、粘度センサ７４における測定結果に基づいて油の劣化の程度を推定する。そして、劣化推定部１０２Ａは、粘度センサ７４における測定結果を用いて油中水分計７３における測定結果を補正して、最終的に油の劣化の程度を推定する。

【0107】

本実施の形態によれば、油中水分計７３を有する測定ユニット３をフィルタ装置１に設けることで、濾材２１が濾過する油に含まれる水分量を測定することができる。その結果、制御部１００Ａにより、油の劣化状況を推定することができる。さらに、測定ユニット３が粘度センサ７４を有するため、油中水分計７３の測定結果のみに基づいた油の劣化状況の推定よりも推定精度が高くなる。

【0108】

また、本実施の形態によれば、板状基板７０ａに油中水分計７３と粘度センサ７４とが設けられており、センサ部７０Ａが薄型化（小型化）されているため、空間Ｓ７、すなわちカバー５３Ａを小型化することができる。そのため、測定ユニット３のフィルタ装置１への突出量が小さくなり、測定ユニット３の配置の自由度が高くなる。例えば、狭い空間に先端部（カバー５３Ａの少なくとも１部）を配置できるようになり、様々な場所に測定ユニット３を配置できるようになる。

【0109】

また、本実施の形態によれば、二重渦巻き構造の振動子及び圧電素子を含む駆動部を有する粘度センサ７４を用いるため、板状基板７０ａから粘度センサ７４が突出しないようにすることができる。その結果、狭い空間Ｓ７に粘度センサ７４を設けることができる。

【0110】

なお、本実施の形態では、センサ部７０Ａが油中水分計７３及び粘度センサ７４を有したが、センサ部７０Ａの構成はこれに限られない。例えば、センサ部７０Ａは、油の温度を測定する温度センサを有していてもよい。粘度は温度により変化する（例えば、消泡材が劣化すると粘度が低下する）ため、センサ部７０Ａが温度センサを有する場合には、より正確に油の劣化を推定することができる。また、粘度センサ７４は、振動子７４１以外のアクチュエータ（例えば、ＭＥＭＳ）等で構成してもよい。また、本実施の形態についても、測定ユニット２と同様に差圧検出部６０は必須ではない。

【0111】

＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態は、フィルタ装置１に対して油中水分計の態様が異なる形態である。以下、第３の実施の形態にかかる測定ユニット４について説明する。なお、第１の実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。また、第３の実施の形態にかかる測定ユニット４がフィルタ装置１に取り付けられる点についても第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

【0112】

図１１は、測定ユニット４の概略を示す断面図である。測定ユニット４は、主として、主として、筐体５０Ｂと、差圧検出部６０と、センサ部７０Ｂと、アンテナ９０とを有する。

【0113】

筐体５０Ｂは、主として、ケース５１と、カバー５２、５３Ｂと、挿入部材５４と、固定部材５５とを有する。カバー５３Ｂは、柱状部５１ｖの外側に、ケース５１の－ｚ側の端を覆うように設けられている。したがって、カバー５３Ｂの少なくとも１部は、筐体５０Ｂの先端部に相当する。カバー５３Ｂは、全体的にみて柱状である。カバー５３Ｂをケース５１に設けることで、先端部（ここでは、カバー５３Ｂ）の内部に空間Ｓ８（本発明の空洞部に相当）が形成される。空間Ｓ８は、空間Ｓ６に対して高さ（ｚ方向の距離）が低く、体積が小さい。また、カバー５３Ｂには、孔５３ａ（図示省略）が形成されている。

【0114】

空間Ｓ８には、センサ部７０Ｂ及びアンテナ９０が設けられている。アンテナ９０は底面５３ｃに沿って設けられており、センサ部７０Ｂはアンテナ９０よりもケース５１側に設けられている。センサ部７０Ｂは、主として、温度センサ７１と、油中水分計７５とを有する。油中水分計７５には、リード線８２の一端が設けられている。

【0115】

油中水分計７５は、可撓性を有し、カバー５３Ｂの内周面に沿って設けられている。図１２は、油中水分計７５の概略を示す図であり、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は外観を示す図である。

【0116】

油中水分計７５は、有機材料で形成された可撓性を有するシート部材である。本実施の形態では、油中水分計７５は、主として、有機基板７５ａと、フィルム７５ｂとを有する。ただし、フィルム７５ｂは必須ではない。

【0117】

有機基板７５ａ及びフィルム７５ｂは、それぞれ有機材料で形成されている。有機材料として様々な材料が採用できるが、本実施の形態では、有機基板７５ａにポリイミドを用い、フィルム７５ｂにアクリルを用いる。また、有機基板７５ａ及びフィルム７５ｂは、可撓性を持たせるため、シート状に形成されている。本実施の形態では、有機基板７５ａは５０μｍであり、フィルム７５ｂは１００μｍであるが、厚さはこれらに限られない。

【0118】

有機基板７５ａには、一対の導電性パターン７５ｃ（本発明の第５導電性パターンに相当）及び導電性パターン７５ｄ（本発明の第６導電性パターンに相当）が形成されている。導電性パターン７５ｃ、７５ｄは、有機基板７５ａの表面を炭化させることで形成されている。導電性パターン７５ｃ、７５ｄにはリード線８２の一端が設けられている。

【0119】

導電性パターン７５ｃ、７５ｄは、隣接して設けられており、キャパシタに含まれる。リード線８２を介して導電性パターン７５ｃ、７５ｄに直流電圧が印加されると、導電性パターン７５ｃ、７５ｄ間に電荷が蓄積される。この電荷の量（静電容量）を測定することで、油の誘電率が測定できる。

【0120】

基板８５は、処理を行う制御部１００を有する。制御部１００では、測定データ取得部１０１が温度センサ７１及び油中水分計７５から測定結果を取得し、劣化推定部１０２が温度センサ７１の測定結果から油の温度を取得し、油中水分計７５の測定結果から誘電率を取得して、これらの情報と記憶部１０３に格納された情報とに基づいて油の劣化を推定する。

【0121】

次に、このように構成されたフィルタ装置１及び測定ユニット４の機能について説明する。作業機械のエンジンが稼動してケース１０内に油が充填されたら、測定ユニット４の差圧検出部６０が濾材２１の上流側の圧力（空間Ｓ１）と下流側（空間Ｓ２）の圧力との差圧を検出する。濾材２１の目詰まり等により空間Ｓ１の圧力が高くなると、弾性部材６４の付勢力に抗して、スプール６２が穴５０ａの底面側に移動する。検出ユニット６１は磁石６３の移動による磁界の変化を検出し、検出結果を外部機器に送信する。また、ＩＣタグ４０でフィルタエレメント２０の稼働時間を測定し、アンテナ９０がＩＣタグ４０の読み取りを行い、この読取結果を測定ユニット２から外部機器に送信することができる。

【0122】

センサ部７０Ｂは、油の温度及び誘電率を測定する。空間Ｓ８には、孔５３ａを介して油が流入するため、センサ部７０Ｂに油が接触する。これにより、センサ部７０Ｂの測定結果に基づいて、制御部１００により油の温度及び誘電率が測定され、油の劣化状況が推定できる。

【0123】

本実施の形態によれば、油中水分計７５を有する測定ユニット４をフィルタ装置１に設けることで、濾材２１が濾過する油に含まれる水分量を測定することができる。その結果、制御部１００により、油の劣化状況を推定することができる。

【0124】

また、本実施の形態によれば、油中水分計７５が可撓性を有するため、油中水分計７５をカバー５３Ｂの壁面に沿って湾曲させることができる。そして、油中水分計７５をカバー５３Ｂの壁面に設けることで、空間Ｓ８、すなわちカバー５３Ｂを小型化することができる。そのため、測定ユニット４のフィルタ装置１への突出量が小さくなり、フィルタ装置１の様々な場所に測定ユニット４を配置できるようになる。

【0125】

なお、本実施の形態では、油中水分計７５をカバー５３Ｂの壁面に設けたが、油中水分計７５の配置はこれに限られない。図１３は、変形例にかかる測定ユニット４Ａの概略を示す断面図である。測定ユニット４と測定ユニット４Ａとは、油中水分計７５の位置と、筐体５０Ｃのカバー５３Ｃの大きさのみが異なる。

【0126】

アンテナ９０は、アンテナコイルパターンの保護等のために、カバー５３Ｃの底面５３ｃに設けられた状態で樹脂９１により覆われている。油中水分計７５は、樹脂９１の表面９１ａに貼付されている。油中水分計７５は可撓性を有するため、表面９１ａが平面でなくても、油中水分計７５を表面９１ａに貼付可能である。

【0127】

また、油中水分計７５は薄いため、センサ部７０Ｂを設ける空間、すなわちカバー５３Ｃの高さをカバー５３Ｂよりも薄型化（小型化）することができる。その結果、筐体５０Ｃをさらに小型化することができる。また、測定ユニット４Ａのフィルタ装置１への突出量がより小さくなり、測定ユニット４Ａの配置が容易になる。

【0128】

また、本実施の形態及び変形例にかかる測定ユニット４、４Ａは、測定ユニット２と同様に、差圧検出部６０及び温度センサ７１は必須ではない。また、センサ部７０Ｂは、温度センサ７１及び油中水分計７５以外のセンサを含んでもよい。

【0129】

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成の追加、削除、置換等をすることが可能である。

【0130】

また、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、「円筒状」とは、厳密に円筒状の場合には限られず、例えば円筒状と同一視できる場合を含む概念である。また、例えば、単に直交、平行、一致等と表現する場合において、厳密に直交、平行、一致等の場合のみでなく、略平行、略直交、略一致等の場合を含むものとする。

【0131】

また、「近傍」とは、基準となる位置の近くのある範囲（任意に定めることができる）の領域を含むことを意味する。例えば、端近傍という場合に、端の近くのある範囲の領域であって、端を含んでもいても含んでいなくてもよいことを示す概念である。

【符号の説明】

【0132】

１ ：フィルタ装置
２、３、４、４Ａ：測定ユニット
１０ ：ケース
１１ ：底面
１１ｅ ：中心端
１２ ：流出部
１２ｆ ：中心端
１３ ：流入部
２０ ：フィルタエレメント
２１ ：濾材
２２ ：内筒
２４、２５：プレート
２４ａ ：凸部
２５ａ ：凹部
２５ｂ ：孔
３０ ：ヘッド
３１ ：筒状部
３１ａ ：孔
３２ ：カバー
３３ ：取付部
３５ ：流路
４０ ：ＩＣタグ
４７ ：バルブ
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ：筐体
５１ ：ケース
５２、５３、５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ：カバー
５０ａ、５１ａ、５１ｂ、５１ｄ、５１ｋ：穴
５１ｃ、５１ｆ、５３ａ、５３ｂ：孔
５１ｅ ：溝
５１ｍ、５１ｎ：端面
５１ｖ、５１ｗ：柱状部
５１ｘ ：雄ねじ
５３ｄ ：筒状部
５３ｃ ：底面
５４ ：挿入部材
５４ａ ：小径部
５４ｂ ：大径部
５５ ：固定部材
６０ ：差圧検出部
６１ ：検出ユニット
６１ａ ：磁界検出素子
６２ ：スプール
６２ｂ ：外周面
６３ ：磁石
６４ ：弾性部材
７０、７０Ａ、７０Ｂ：センサ部
７０ａ ：板状基板
７１ ：温度センサ
７２ ：油中水分計
７２ａ ：板状部材
７２ｂ ：キャパシタ
７３ ：油中水分計
７３ａ、７３ｂ：電極パターン
７３ｃ ：パターン
７３ｄ ：パターン
７４ ：粘度センサ
７４ａ ：振動体
７４ｂ ：感力体
７４ｃ、７４ｄ：外端
７４ｇ ：圧電素子
７４ｈ ：連結部
７４ｉ ：変位センサ
７４ｊ ：連結部
７５ ：油中水分計
７５ａ ：有機基板
７５ｂ ：フィルム
７５ｃ、７５ｄ：導電性パターン
８１、８２、８４：リード線
８３ ：アンテナ線
８５ ：基板
９０ ：アンテナ
９１ ：樹脂
９１ａ ：表面
１００、１００Ａ：制御部
１０１、１０１Ａ：測定データ取得部
１０２、１０２Ａ：劣化推定部
１０３ ：記憶部
１０３Ａ ：記憶部
１２０ ：タンク
７４１ ：振動子
７４２ ：パターン
７４３ ：駆動部
７４４ ：変位測定部

【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】