JP2005331324A - オイルチェックセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】金属粉によるオイルの汚れ度合を正確にチェックできるオイルチェックセンサを提供することである。
【解決手段】永久磁石の外周側のセンサヘッド部４でカップ状の電極９と対向する電極を複数の棒状導電体１０で形成し、これらの導電体１０と電極９との各間隔を段階的に異なる間隔に設定するとともに、この間隔を狭く設定した導電体１０ほど、電極９との間に介在させる抵抗１４ａの抵抗値Ｒｎを大きく設定することにより、電極９との間隔が狭い導電体１０ほど先に短絡することを利用して、短絡個数の増加に伴うセンサ出力としての電圧計１５で検出される分圧電圧（ｎ）の変化を平準化して短絡個数ｎを分かりやすくし、金属粉によるオイルの汚れ度合をより明確に検知できるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車のミッションオイルやエンジンオイル等の汚れ度合をチェックするオイルチェックセンサに関する。

自動車のミッションオイルやエンジンオイル等のオイル容器に装着され、部品の摩耗等で生じる鉄粉等の金属粉によるオイルの汚れ度合をチェックするオイルチェックセンサには、オイル浴中に挿入される棒状部材の先端部外周に磁石を設け、この磁石の外周側に軸方向で間隔を開けて対向する一対の電極を設けて、オイル浴中での電極間の抵抗の変化によってオイル浴中の金属粉量を検出するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されたものでは、一対の電極の少なくとも一方を抵抗体で形成し、磁石の外周側に磁気吸引されて抵抗体端面に付着する鉄粉等の導電体の付着面積によって変化する電極間の抵抗を検出するようにしている。すなわち、抵抗体の固有抵抗値をＲ₀、抵抗体端面への導電体の付着面積率をＳ％とすると、このときの電極間の抵抗はＲ₀×（１００／Ｓ）Ωとなる。したがって、鉄粉等によるオイルの汚れ度合が高くなると、検出される電極間の抵抗が小さくなる。電極を形成する抵抗体としては、導電性のカーボンを添加した導電性樹脂や導電性セラミックを用いることができ、電極を抵抗体で形成する替りに、磁石と一対の電極の間に配設される筒状の絶縁カバーの外周に抵抗体を塗布してもよいとしている。

特開２００２−２８６６９７号公報（第２−４頁、第１−４図）

特許文献１に記載されたオイルチェックセンサは、電極またはその内周側に配設される絶縁カバーの外周部に抵抗体を用いる必要があるので、負荷荷重や温度変化等によって抵抗体に内部応力が生じると、抵抗体に添加されたカーボンの配列が変わって抵抗体の固有抵抗値Ｒ₀が変動する。このため、電極間の抵抗を安定して検出できず、鉄粉等の金属粉によるオイルの汚れ度合を正確にチェックできない問題がある。

そこで、本発明の課題は、金属粉によるオイルの汚れ度合を正確にチェックできるオイルチェックセンサを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、オイル浴中に挿入される棒状部材の先端部外周に磁石を設け、この磁石の外周側に軸方向で間隔を開けて対向する電極を設けて、前記オイル浴中の金属粉量を検出するオイルチェックセンサにおいて、前記対向する電極の少なくとも一方を複数の導電体で形成して、これらの導電体をそれぞれ異なる抵抗値を有する抵抗を介在させて電源に接続し、これらの導電体の前記対向する電極との短絡個数で変化するセンサ出力によって、前記オイル浴中の金属粉量を検出する構成を採用した。

すなわち、対向する電極の少なくとも一方を複数の導電体で形成して、これらの導電体をそれぞれ異なる抵抗値を有する抵抗を介在させて電源に接続し、対向する電極との間に鉄粉等の金属粉の導電体が付着して短絡する導電体の短絡個数で変化するセンサ出力によって、オイル浴中の金属粉量を検出することにより、金属粉によるオイルの汚れ度合を正確にチェックできるようにした。なお、各導電体と電源との間に介在させる抵抗の各抵抗値を異なる値としたのは、短絡個数とセンサ出力の関係を任意に調整可能とするためである。

前記複数の導電体と前記対向する電極との各間隔を段階的に異なる間隔に設定し、この間隔を狭く設定した導電体ほど、前記電極との間に介在させる抵抗の抵抗値を大きく設定することにより、対向する電極との間隔が狭い導電体ほど先に短絡するので、短絡個数の増加に伴うセンサ出力の変化を平準化して短絡個数を分かりやすくし、金属粉によるオイルの汚れ度合をより明確に検知することができる。

前記抵抗の各抵抗値を、前記導電体の短絡個数と前記センサ出力の関係がリニアとなるように設定することにより、短絡個数をより分かりやすくすることができる。

本発明のオイルチェックセンサは、対向する電極の少なくとも一方を複数の導電体で形成して、これらの導電体をそれぞれ異なる抵抗値を有する抵抗を介在させて電源に接続し、対向する電極との間に鉄粉等の金属粉の導電体が付着して短絡する導電体の短絡個数で変化するセンサ出力によって、オイル浴中の金属粉量を検出するようにしたので、金属粉によるオイルの汚れ度合を正確にチェックすることができる。

前記複数の導電体と対向する電極との各間隔を段階的に異なる間隔に設定し、この間隔を狭く設定した導電体ほど、電極との間に介在させる抵抗の抵抗値を大きく設定することにより、対向する電極との間隔が狭い導電体ほど先に短絡するので、短絡個数の増加に伴うセンサ出力の変化を平準化して短絡個数を分かりやすくし、金属粉によるオイルの汚れ度合をより明確に検知することができる。

前記抵抗の各抵抗値を、導電体の短絡個数と前記センサ出力の関係がリニアとなるように設定することにより、短絡個数をより分かりやすくすることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このオイルチェックセンサは自動車のミッションオイルの金属粉による汚れ度合をチェックするものであり、図１に示すように、ケーシング１に取り付けられたナット２でミッションオイルのオイルパンＡの側壁下部に螺着され、ナット２の内周に螺着されたヘッドカバー３がオイルパンＡ内のオイル浴中に挿入されて、ヘッドカバー３内にセンサヘッド部４が設けられている。ヘッドカバー３には、センサヘッド部４へオイルを流通させる複数の孔３ａが設けられている。

前記ケーシング１の中心には、導電体で形成された棒状部材５がケーシング１に内嵌された保持部材６で保持され、ヘッドカバー３内に挿入された棒状部材５の先端部外周にリング状の永久磁石７が装着され、さらにその外周を覆う筒状の絶縁カバー８の外周側で、棒状部材５に導通させて取り付けられたカップ状の電極９の端面と、棒状部材５の周りで保持部材６に保持されたもう一方の電極を形成する複数の棒状導電体１０の先端面とが軸方向で間隔を開けて対向するように、センサヘッド部４が形成されている。

図２および図３に示すように、前記導電体１０は棒状部材５の周りに円周方向等間隔で８個設けられ、センサヘッド部４を形成する各導電体１０の先端面とカップ状の電極９の端面との間隔は、それぞれ異なる間隔で段階的に設定されている。なお、カップ状の電極９は止め輪１１で棒状部材５の先端側に抜け止めされている。

図１および図３に示すように、前記棒状部材５の基端は導線１２ａで直流電源１３のマイナス側に接続され、各導電体１０の基端は、電極９の端面との間隔が最も狭いものから順に大きな抵抗値Ｒｎ（ｎ＝１〜８）の抵抗１４ａを介在させて導線１２ｂで一つに結線され、さらに抵抗値がＲｂの抵抗１４ｂを介在させて導線１２ｃで直流電源１３のプラス側に接続されている。また、各抵抗１４ａを介して各導電体１０の基端を結線した導線１２ｂと直流電源１３のマイナス側との間には、後述するセンサヘッド部４の分圧電圧Ｖを検出する電圧計１５が設けられている。

この実施形態では、直流電源１３の供給電圧Ｖｏを５Ｖ、抵抗１４ｂの抵抗値Ｒｂを０．５ｋΩとし、電極９の端面との間隔が狭い導電体１０から順に短絡したときに、その短絡個数ｎと電圧計１５で検出されるセンサヘッド部４の分圧電圧Ｖ（ｎ）の関係がリニアとなるように、各抵抗１４ａの抵抗値Ｒｎが次のように設定されている。

前記導電体１０の短絡個数ｎと電圧計１５で検出される分圧電圧Ｖ（ｎ）の関係は次式で表される。

（１）式と、（１）式における短絡個数をｎ−１とした分圧電圧Ｖ（ｎ−１）の式との差をとって変形すると、ｎ番目に短絡する導電体１０の抵抗１４ａの抵抗値Ｒｎは次式で表される。
１／Ｒｎ＝Ｖｏ・[Ｖ（ｎ−１）−Ｖ（ｎ）]／[Ｖ（ｎ−１）・Ｖ（ｎ）・Ｒｂ] （２）

ここでは、（２）式にＶｏ＝５Ｖ、Ｒｂ＝０．５ｋΩの数値を代入するとともに、８個の導電体１０が全て短絡するときの分圧電圧Ｖ（８）を０．５Ｖとして、短絡個数ｎが１つ増加したときの分圧電圧の変化量Ｖ（ｎ−１）−Ｖ（ｎ）＝[Ｖｏ−Ｖ（８）]／８＝０．５６２５Ｖとし、各抵抗値Ｒｎを、Ｒ１＝３．９４ｋΩ、Ｒ２＝３．０６ｋΩ、Ｒ３＝２．２８ｋΩ、Ｒ４＝１．６２ｋΩ、Ｒ５＝１．０７ｋΩ、Ｒ６＝０．６３ｋΩ、Ｒ７＝０．３１ｋΩ、Ｒ８＝０．０９ｋΩの各値に設定した。

図４は、上述したように各抵抗１４ａの抵抗値Ｒｎを設定したときの、導電体１０の短絡個数ｎと電圧計１５で検出される分圧電圧Ｖ（ｎ）の関係を示す。オイルが清浄でセンサヘッド部４への金属粉の付着量が少なく、全ての導電体１０が電極９と短絡していないときは、センサヘッド部４における電極間の抵抗は無限大となり、電圧計１５で検出される分圧電圧Ｖ（０）は供給電圧Ｖ₀と等しい５Ｖとなる。

つぎに、オイルの汚れが進行すると、導電体１０が電極９との間隔が狭いものから順に短絡し、短絡個数ｎが１つ増える毎に分圧電圧Ｖ（ｎ）は約０．５６Ｖずつ減少し、全ての導電体１０が短絡すると０．５Ｖとなる。したがって、導電体１０の短絡個数ｎの増加に伴って、電圧計１５で検出される分圧電圧（ｎ）がリニアに変化するので、金属粉によるオイルの汚れ度合を明確に検知することができる。

上述した実施形態では、棒状導電体の個数を８個としたが、導電体の個数は任意に設定することができ、これらの導電体の個数に応じて、電極との間に介在させる抵抗の抵抗値も、短絡個数ｎと分圧電圧Ｖ（ｎ）の関係がリニアになるように設定することができる。なお、複数の導電体は、必ずしも棒状でなくてもよい。

また、上述した実施形態では、センサヘッド部へ金属粉を吸引する磁石として永久磁石を用い、センサヘッド部で対向する一方の電極のみを複数の導電体で形成したが、対向する両方の電極を複数の導電体で形成することもでき、磁石として電磁石を用いることもできる。

オイルチェックセンサの実施形態を示す切欠き縦断面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のセンサヘッド部とその周辺回路を示す概念図 導電体の短絡個数ｎと分圧電圧Ｖ（ｎ）との関係を示すグラフ

符号の説明

１ ケーシング
２ ナット
３ ヘッドカバー
３ａ 孔
４ センサヘッド部
５ 棒状部材
６ 保持部材
７ 永久磁石
８ 絶縁カバー
９ 電極
１０ 導電体
１１ 止め輪
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 導線
１３ 直流電源
１４ａ、１４ｂ 抵抗
１５ 電圧計

Claims (3)

1. オイル浴中に挿入される棒状部材の先端部外周に磁石を設け、この磁石の外周側に軸方向で間隔を開けて対向する電極を設けて、前記オイル浴中の金属粉量を検出するオイルチェックセンサにおいて、前記対向する電極の少なくとも一方を複数の導電体で形成して、これらの導電体をそれぞれ異なる抵抗値を有する抵抗を介在させて電源に接続し、これらの導電体の前記対向する電極との短絡個数で変化するセンサ出力によって、前記オイル浴中の金属粉量を検出するようにしたことを特徴とするオイルチェックセンサ。
2. 前記複数の導電体と前記対向する電極との各間隔を段階的に異なる間隔に設定し、この間隔を狭く設定した導電体ほど、前記電極との間に介在させる抵抗の抵抗値を大きく設定した請求項１に記載のオイルチェックセンサ。
3. 前記抵抗の各抵抗値を、前記導電体の短絡個数と前記センサ出力の関係がリニアとなるように設定した請求項２に記載のオイルチェックセンサ。

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