JPS60260838A

JPS60260838A - オイルの品質測定装置

Info

Publication number: JPS60260838A
Application number: JP11757684A
Authority: JP
Inventors: Koji Ando; 浩二安藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1985-12-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はエンジン等の潤滑オイルの品質を簡易に電気的
に測定表示するオイルの品質測定装置に関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来、自動車等のエンジンオイルの品質の劣化度を判定
するのは、主に人間の視覚、手触等の官能的手段により
行われていた。

周知の如く、エンジンの潤滑オイルは、エンジンの回転
、摺動部分を潤滑することにより摩擦係数を減少させ、
機械的損失の低下を図る直接の潤滑作用の他、磨耗によ
り発生した金属微粉末の除去、爆発、燃焼に伴い発生す
る燃料の不完全燃焼物、例えば微量のガソリン、ディー
ゼル油、カーボン、灰分、５酸化物の除去、酸化の防止
、エンジン内部の冷却等の効果を有す。従って、オイル
にはエンジンの運転にともない、次第にカーボン。

金属微粉末、酸化物等が増加し、酸化が進行する。

このため、オイルフィルター等によりこれら不純物等を
除去するもの完全に除去したりまたフィルターによって
は酸化を防止または還元し得ない。

このため、この様な不純物微粒子の増加とともに潤滑作
用が次第に低下し焼付き等のエンジンの機能に重大な影
響が発生するので適当な時期にオイル交換が必要とされ
る。

〔従来技術の問題点〕

従来は、このオイルの劣化を簡単に測定点検する手段が
なく、厳密には、オイルの粘度、オイリネス、透明度、
固形物含有量ＰＨ等の分析測定法が存在したが煩雑で実
用的でなかった。

更に光学的検出手段によっても、光学的透明度のみをも
ってオイルの劣化を判定するのは困難であった。このた
め、実際上、自動車等は一般には油量点検時にオイルゲ
ージに付着したオイルにより、その色沢、透明度により
視覚的に、または不純物の粒度、混入度を手触り等官能
的方法により判定したり、　或いは走行距離、期間等、
により交換時期を決定していた。

しかしオイルの疲労、品質の劣化は実際には交通事情、
運転状況等により異なり千差万別である。

例えば、長時間高速、又は高温時の低速長時間運転等の
厳しい使用条件の反面、極く希にしか使用しない例もあ
り単純に一義的には決定しえない。

更に近年エンジンに対し、小型軽量、高出力。

低燃費、低公害等の要求のため、回転速度の上昇、圧縮
圧力の増加等、オイルに対する要求も益々苛酷となりつ
つある。

このため、自動車メーカー、及びオイルディーラ−は最
も苛酷な使用条件を想定して比較的早期□の交換を指導
する傾向にある。

一方、ユーザー側は高価なオイル交換に対する簡単容易
明確な判定法がないため、必ずしも適正な交換時期と考
えられない場合もサービス工場の非化学的で一方的な判
断に依存しているのが実情である。

以上のべたように、エンジンの寿命に関し重要なオイル
の品質管理方法は従来極めて不完全であったＯ〔発明の目的〕本発明は、上記従来の欠点に鑑み、エンジン等の潤滑オ
イルの品質を電気的に確実に測定できるオイルの品質測
定装置を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は、上記目的を達成するために、オイル等の液状
の物質の品質変化を直流抵抗若しくは交流或いは高周波
インピーダンスの変化として捕え品質を測定する測定装
置を備えたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述する。

まず、その原理について簡単に説明すると、第１図に示
すように、一対の対向する平行電極１゜１′間の絶縁抵
抗Ｒ及び静電容量Ｃはその電極面積Ａ、電極間距離Ｄ、
及び比抵抗ρ、比誘電率ε、により下記の様に定義され
る。

Ｒ＝ρＤ／Ｓ　・・・・・・・・・・・（１）Ｃ＝εＳ
／Ｄ　・・・・・・・・・・・（２）従って第１図のご
とく回路を構成し、電源３より直流電圧Ｖ　（ＤＣ）を
引加すれば、電流Ｉ　（ＤＣ）は１　（ＤＣ）、＝Ｖ／Ｒ＝ｐＳ／Ｄ　−−・（３１とな
る。

また交流または高周波電流１　（ＡＣ／ＲＦ）は電導不
純物粒子による有効損失電流１　（Ｒ）と静電容量Ｃを
通じて流れるＩ　（Ｃ）のベクトル和となりＩ　（ＡＣ／ＲＦ）＝Ｉ　（Ｒ）−ｚ　（Ｃ）となる。

・ここで、ρはオイルの比抵抗であるから通常高純度の場
合極めて高く、電流は極少ない。しかし、前述の理由で
カーボン、金属粉、不純物等の伝導粒子量が増加すると
これらは何れもイオン電流のように荷電し、電極間電場
により移動しすなわち電流となる。その結果、抵抗値減
少となり、電流■が増加する。

更に粘度の低下は、あたかもこれらの不純物粒子が荷電
粒子として電極間の電場で移動する場合、不純物量をＮ
、電子の電荷をｑ、その移動度（易動度）μとすれば゛
粘度の低下により粒子が移動し易くなり下式のように電
流の増加に寄与する。

ρ＝１／１ｍ−ｑ・μ　・・・・・・・・（６）結局オ
イルの劣化度が電流増加として検出可能となる。

従って低コストで高感度、高精度を要しない場合は第１
図のように直流または交流または高周波電流Ｉの測定、
または参照オイルの抵抗値、との比較により表示を行う
。また更に高感度を要求される場合、第２図のようにブ
リッジ回路を用い、直流または交流または高周波電源を
用い測定電極間のインピーダンスを測定する。この場合
、伝導粒子は電極の接近と等価で静電容量Ｃが増大する
。

更には、高感度を要する場合は第３図のように、測定電
極間の静電容量Ｃを発振回路の一部として用い、その発
振出力を同調検波し、その出力を測定すれば伝導粒子の
増加は容量Ｃの変化すなわち周波数変化、及び交流損失
ｔａｎδの増加どして回路のＱが低下し出力が急激に変
化し容易に検出可能である。

従って、電気抵抗、または交流インピーダンスの変化と
してオイルの品質変化を簡単に極めて高感度に測定表示
できる。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。

第１図は、本発明の基本的な測定回路を示す。オイルの
品質測定装置は、一対の対向電極１，１゛とからなる測
定電極４と直流、交流または、高周波の定圧電源５と電
流計６とから構成されている。

以上のように構成された測定装置の測定電極４の間に被
測定用オイル２をセントする。オイルの純度が高く、カ
ーボン、金属粉、不純物等の伝導粉子量が少ない場合に
は、比抵抗値は高く、電流Ｉはほとんど流れない。

また、オイルが劣化して、不純物が増加すると前記不純
物はイオン電流のように帯電し、電極間を移動し電流が
流れることとなる。この時、電流計６の値を判読すれば
、オイルの劣化を定性的に判断できる。また、粘度の低
下に対しても、（５）式により電流の増加として測定す
ることができる。

第２図は、本発明の他の実施例である。

本実施例は、ブリッジ回路に応用したものであり、イン
ピーダンス素子７・７と測定電極４とオイルに対応する
インピーダンス８とでブリフジを構成し、電流計６と直
流、交流または、高周波の低電圧電源５とからなりたっ
ている。また、本実施例の場合、オイルに対応するイン
ピーダンス８に温度補正入力を加えたり、自動零バラン
ス回路を加えることも可能である。

以上のように構成した場合、オイルの品質の劣化を測定
電極４の抵抗値または、交流インピーダンスの変化とし
て電流計６で測定することができる。従って、第１実施
例の様に直接測定する場合に比べ精度を向上させること
ができる。

第３図は、本発明の第３の実施例を示す。測定装置は、
測定電極４とコイル１０と発振回路能動素子部１１と同
調回路部１２と検波回路部１３と入力合成回路１４と表
示部１５とから構成されている。測定電極４の容量変化
Ｃは、コイル１０とともに発振回路の一部を構成し、発
振回路能動素子１１で発振される。発振出力を同調回路
１２に入力し、同調させるとともに、検波回路１３で検
波し、入力合成回路１４で判断した後、表示部１５で表
示する。

以上のように構成した場合は、測定電極間の静電容量Ｃ
を発振回路の一部として用い、その発振出力を同調検波
し、その出力を測定すれば伝導粒子の増加を静電容量の
変化、つまり周波数の変化と交流損失ｔａｎδの増加と
して捕えて測定することができる。また、本実施例によ
った場合はオイルの品質変化を特に高感度に測定表示す
ることができる。第４図は、オイルゲージ孔から挿入で
きるように、同軸構造とした例である。

測定装置は、筒状の外部電極２０内に中心電極１９を備
え、筒状同径で外部電極２０に連続する絶縁部１７は、
絶縁端オイルシール部１８で区画されている。また、中
心電極１９と外部電極２０とは、検出リード線１６で接
続されている。

以上の構造とした場合は、同軸構造となっているのでオ
イルゲージ孔より挿入することができるとともに、周囲
金属部の影響をシールド効果により回避することができ
る。従って、正確な値を得ることができる。また、これ
らの出力は、従来のゆ油圧センサー出力と並列動作する
ＯＲ回路とすれば、油量の減少、オイルクリーナーの汚
染等による油圧低下環を同時に常時監視することができ
る。

第５図は、スポイトの一部に測定電極を設けた場合であ
る。スポイト２１の吸引導管２１．ａの両端に電極を対
向して設はリード線２２で引き出したものである。

以上のように構成した場合は、ガソリンスタンド、サー
ビス工場等で使用するのに通し、サンプルとして吸引測
定したオイルを一体化した吸引導管２１ａの測定電極で
測定することができる。使用方法が簡単である表ともに
、便利である。

第６図（ａｌ　、　（ｂｌ　、　（ｃｌ　、　（ｄｌは
、オイルフィルター、エアークリーナーに電極を設置し
た例を示す。フィルター２２のフィルター面の表裏（ｄ
ｌまたは、一定間隔（ｂ）　、　（Ｃ）を有して、測定
電極２３を設ける。

以上の場合は、オイルフィルター、エアーフィルターの
汚染による目づまり等を直接検知することができる。更
に測定電極の位置は、以上の実施例に限られることなく
、オイルパルプの配管途中であってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように構成された本発明のオイル品質測定装置に
よればオイルの品質の劣化番極めて定性的に表示するこ
とができるのでオイルの品質管理を容易かつ簡単に測定
することができる。従って、エンジンオイルの適切な交
換時期を簡易に知ることができ、エンジンの保守を容易
にし、寿命を延長させることができるとともに、無用の
オイル早期交換を防止し、資源の有効利用を図ることが
できる。

更に５、本発明は、エンジンオイルの測定に限ることな
く、ギアボックスオイル、トランスオイル等の他の液状
体の品質測定に応用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明の他への実施例を示す回路図、第３図は本発明の第３
の実施例を示す回路図、第４図は本発明の第４の実施例
を示す構成図、第５図は本発明の第５の実施例を示す構
成図、第６図ｆａｌ　、　、（ｂｌ　。（Ｃ１、（ｄ）は本発明の第６の実施例を示す構成図で
ある。１．１°　・・・電極、　２・・・オイル、４・・・測
定電極、　５・・・定電圧電源ミロ・・・電流計、　７
・・・インピーダンス素子、　８・・・対応インピーダ
ンス。９・・・変動要素センサー人力部、　１０・・・コイル
、　１１・・・発振回路能動素子部、１２・・・同調回
路部、　１３・・・検波回路部、　１４・・・入力合成
回路、１５・・・表示部、　１６・・・検出リード線、　１７
・・・絶縁部、　１８・・・オイルシール部、　１９・
・・　中心電極、２０・・・外部電極、　２１・・・ス
ポイト、２２・・・フィルター、　２３・・・測定電極
。特許　出願人　安　藤　浩　二代理人弁理士　大　菅　義　之第１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）オイル等の液状の物質の品質変化を直流抵抗若し
くは交流或いは高周波インピーダンスの変化として捕え
品質を測定する測定装置
（２）オイルゲージ孔より挿入できる中心電極と外部電
極とからなる同軸電極及び絶縁端オイルシール部と絶縁
部分と検出リード線とから構成されたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のオイルの品質測定装置
（３）測定電極と定電圧電源部と電流計または表示部と
ブリッジ検出回路構成インピーダンス素子と測定電極に
対応するインピーダンスと温度等の変動要素センサー人
力部とから構成されたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のオイルの品質測定装置
（４）測定電極と発振回路を構成するインピーダンスと
、発振回路能動素子部と同門回路部と検波回路部と入力
合成回路と表示部と入力端子とから構成されたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のオイルの品質測定
装置
（５）スポイトの吸引導管の両端に測定電極を対向して
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオ
イルの品質測定装置
（６）　オイルフィルター或いは、エアクリーナーのフ
ィルター面の両端または、一定間隔に測定電極を設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオイルの
品質測定装置