JP2005220869A - 汎用エンジンのオイルセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 汎用エンジンの潤滑不良に伴うエンジントラブルを未然に防止する。
【解決手段】 汎用エンジンのクランクケースにはオイルセンサ１０が組み付けられる。オイルセンサ１０は、油温を検出する油温センサ部５１と、油面高さを検出する油面センサ部５０とを備える。油温センサ部５１からの検出信号に基づき油温判定回路５３が油温の異常上昇を判定すると、油温判定回路５３からＯＲゲート５７に異常信号が出力される。また、油面センサ部５０からの検出信号に基づき油面判定回路５２が油面の異常低下を判定すると、油面判定回路５２からＯＲゲート５７に異常信号が出力される。そして、判定回路５２，５３の一方または双方から異常信号が出力されると、ＯＲゲート５７から遅延回路５４を介して停止回路５５に異常信号が出力され、停止回路５５はイグナイタ４８の点火回路５８を開くとともに警告灯４９の点灯回路５９を閉じるように作動する。
【選択図】 図５

Description

本発明は汎用エンジンのオイルセンサに関する。

汎用エンジンのオイルパンには潤滑油が貯留されており、この潤滑油はクランク機構や動弁機構などの各摺動部に供給され、各摺動部を潤滑した後に再びオイルパンに戻されるようになっている。潤滑油の供給方式としては、スクレーパによってオイルパン内の潤滑油を掻き上げる飛沫潤滑方式や、ストレーナからポンプを介してオイルパン内の潤滑油を吸い上げる強制潤滑方式があるが、いずれの方式であっても、各摺動部に潤滑油を安定供給して焼付き等を防止するためには、オイルパンに十分な潤滑油を貯留しておく必要がある。

そこで、オイルパンに貯留される潤滑油の液面高さを検出することにより、潤滑油の油量低下を判定した場合には、使用者に対して警報を発するようにしたオイルレベルセンサが開発されている（たとえば、特許文献１参照）。このオイルレベルセンサには、油量低下を判定する際の確実性を高めるため、油温を検出するサーミスタ素子が組み込まれており、油温が所定温度に達するまで油量判定が禁止されている。つまり、高粘度となる低油温時には潤滑油がオイルパンに戻り難くなり、オイルパンに貯留される潤滑油が一時的に減少するため、これに起因する油量低下の誤判定を回避するようになっている。
特開平５−３１２６１９号公報（第３頁、図１）

前述したオイルレベルセンサは、油量低下を検出することによって焼付き等のエンジントラブルを防止するものであるが、エンジントラブルは油温上昇によっても引き起こされることがある。つまり、油量が十分であったとしても、油温上昇に伴って潤滑油の粘度が低下した場合には、潤滑油の油膜切れから焼付き等が発生してしまうおそれがある。特に、各種機器の動力源として使用される汎用エンジンの多くは、油温が上昇し易い空冷エンジンであることから、汎用エンジンにあっては油温上昇に伴うエンジントラブルを回避することが重要となっている。

本発明の目的は、汎用エンジンのエンジントラブルを未然に防ぐことのできるオイルセンサを提供することにある。

本発明の汎用エンジンのオイルセンサは、オイルパンに貯留される潤滑油の状態を検出する汎用エンジンのオイルセンサであって、前記オイルパンに収容され、前記潤滑油の温度を検出する油温検出手段と、前記オイルパンに収容され、前記潤滑油の液面を検出する油面検出手段と、前記油温検出手段の検出信号から油温が上限温度を上回ると判定されたとき、或いは前記油面検出手段の検出信号から油面が下限レベルを下回ると判定されたときに、前記汎用エンジンの点火回路を開くエンジン停止手段とを有することを特徴とする。

本発明の汎用エンジンのオイルセンサは、前記油温検出手段と前記油面検出手段とにより１つのセンサ本体を形成することを特徴とする。

本発明によれば、油面が下限レベルを下回った場合に限られることなく、油温が上限温度を上回った場合にも、汎用エンジンを停止するようにしたので、潤滑不良に伴う焼付き等のエンジントラブルを未然に防ぐことができる。

また、油温検出手段と油面検出手段とにより１つのセンサ本体を形成するようにしたので、オイルセンサの組み付けが容易になるとともにコストを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態であるオイルセンサ１０が組み付けられた汎用エンジン１１を示す正面図であり、図２は汎用エンジン１１を示す背面図である。図１および図２に示すように、汎用エンジン１１は単気筒の４サイクルエンジンとなっており、各種機器の動力源として使用される。この汎用エンジン１１は、クランク軸１２を回転自在に支持するクランクケース１３と、後述するピストン２３を往復動自在に収容するシリンダ１４とを備えており、シリンダ１４の上端には図示しない動弁機構を収容するシリンダヘッド１５が組み付けられ、このシリンダヘッド１５の上端にはヘッドカバー１６が組み付けられている。

汎用エンジン１１の図示しない吸気ポートには、混合気を生成する気化器つまりキャブレタ１７が接続されており、このキャブレタ１７には吸入空気を浄化するエアクリーナ１８が接続されている。また、キャブレタ１７よりも上方に燃料タンク１９が設けられており、燃料タンク１９からの燃料はキャブレタ１７のフロート室に供給されるようになっている。さらに、汎用エンジン１１の図示しない排気ポートには、図示しない排気管が組み付けられており、排気管には遮熱カバーによって覆われた消音器２０が取り付けられている。

図３は汎用エンジン１１の一部を示す断面図である。図３に示すように、クランク軸１２は軸受２０，２１を介してクランクケース１３に回転自在に支持されており、クランク軸１２とピストン２３とはコンロッド２４を介して連結されている。また、クランク軸１２には駆動スプロケット２５が固定されるとともに、シリンダヘッド１５内の図示しないカム軸には従動スプロケットが固定されており、これら２つのスプロケットにタイミングチェーン２６を架け渡すことで、ピストン２３と動弁機構との同期が図られている。

また、クランクケース１３に支持されるクランク軸１２の両端は、それぞれクランクケース１３から突出するようになっている。クランク軸１２の一端にはフライホイール３０が嵌合しており、クランク軸１２とフライホイール３０とはキーを介して周方向に固定されている。このフライホイール３０の端面には冷却ファン３１が固定されており、冷却ファン３１はクランクケース１３に装着されたファンカバー３２によって覆われている。クランク軸１２と共に回転する冷却ファン３１により生成される冷却風は、ファンカバー３２によってシリンダ１４近傍を流れるように整流され、エンジン本体を冷却するようになっている。なお、冷却風が案内されるシリンダ１４の表面には、多数の放熱フィン１４ａが形成されており、汎用エンジン１１の冷却効率が高められている。

さらに、ファンカバー３２の外側には始動機構としてのリコイル機構３３が設けられており、リコイル機構３３とクランク軸１２とは図示しない連結部材を介して連結されている。リコイル機構３３には図示しないリコイルドラムと、これに巻き付けられるリコイルロープとが設けられており、リコイルロープの端部にはリコイルレバー３４が装着されている。このリコイルレバー３４を使用者が引っ張ることにより、クランク軸１２を所定回転数以上で回転させることができ、汎用エンジン１１を始動させることが可能となる。

一方、クランク軸１２の他端は、エンジン動力の取り出し部位となっており、汎用エンジン１１の用途に応じて、偏心ウェイト、スプロケット、プーリ、ギヤなどの回転体が取り付けられる。たとえば、地表面を突き固める建設機器のプレートコンパクターに汎用エンジン１１を搭載する場合には、起振機構を構成する偏心ウェイトをクランク軸１２に取り付けることにより、クランク軸１２の回転運動から地表面を突き固めるための打撃振動を得ることができる。

続いて、図３に示すように、オイルパンであるクランクケース１３の下部には、汎用エンジン１１のクランク機構や動弁機構などを潤滑する潤滑油Ｌが貯留されるとともに、この潤滑油Ｌに浸されるように油量異常と油温異常を検出するオイルセンサ１０が取り付けられている。なお、潤滑油Ｌには所定の下限レベルが設定されており、この下限レベルを油面が上回ることで、オイルセンサ１０の先端部が潤滑油Ｌに浸されるようになっている。

以下、オイルセンサ１０について説明する。図４はオイルセンサ１０を示す分解斜視図であり、図５はオイルセンサ１０の制御系を示すブロック図である。まず、図４に示すように、オイルセンサ１０はセンサ本体４０と制御部４１とを備えており、センサ本体４０と制御部４１との間には雄ねじ部４２が形成されている。クランクケース１３には雌ねじ部を備えた取付孔４３が形成されており、この取付孔４３にオイルセンサ１０を取り付けることによって、センサ本体４０はクランクケース１３の内側に収容される一方、制御部４１はクランクケース１３の外側に配置されるようになっている。また、制御部４１から伸びる複数のリード線４４〜４７は、イグニッションコイルに電流を供給制御するイグナイタ４８、油量異常や油温異常が検出された時に点灯する発光ダイオード製の警告灯４９、そして接地（アース）のためクランクケース１３にそれぞれが接続されることになる。

図５に示すように、センサ本体４０は、油面検出手段である油面センサ部５０と油温検出手段である油温センサ部５１とを備えており、潤滑油Ｌの液面が下限レベルを下回るか否か、そして潤滑油Ｌの温度が上限温度を上回るか否かを判定することにより、潤滑不良の要因となる潤滑油Ｌの油量不足や温度上昇を検出するようになっている。また、エンジン停止手段である制御部４１は、油面センサ部５０からの検出信号に基づき油面を判定する油面判定回路５２、油温センサ部５１からの検出信号に基づき油温を判定する油温判定回路５３、オイルセンサ１０の制御ハンチングを抑制する遅延回路５４、イグナイタ４８および警告灯４９を作動制御する停止回路５５を備えるとともに、これらの回路に電流を供給する電源回路５６を備えている。

図４に示すように、油面センサ部５０は筒状の外極５０ａと棒状の内極５０ｂとを備えており、外極５０ａの内側に内極５０ｂが挿入されている。外極５０ａと内極５０ｂとの間には所定の間隔が設けられており、外極５０ａと内極５０ｂとの間の抵抗値を検出することにより、オイルセンサ１０は潤滑油Ｌの有無から油面が下限レベルを下回っているか否を判定する。

つまり、油面が下限レベルを上回る場合には、両極間に潤滑油Ｌが流れ込むため、内極５０ｂと外極５０ａとは潤滑油Ｌを介して接続された状態となり、両極間で潤滑油Ｌの抵抗値が検出される一方、油面が下限レベルを下回る場合には、潤滑油Ｌが排出されて空気が流れ込むため、両極間で潤滑油Ｌの抵抗値よりも大きな空気の絶縁抵抗値が検出されることになる。そして、両極間で潤滑油Ｌの抵抗値が検出された場合には、油面判定回路５２は油量が十分であると判定してＯＲゲート５７に正常信号を出力する一方、両極間で空気の絶縁抵抗値が検出された場合には、油面判定回路５２は油量が不足していると判定してＯＲゲート５７に異常信号を出力する。なお、外極５０ａには連通孔５０ｃが形成されるため、外極５０ａと内極５０ｂとの間に潤滑油Ｌや空気が滞ることはない。

また、油面センサ部５０の内極５０ｂ内には油温センサ部５１が収容されており、油温に応じた電圧を油温判定回路５３に出力するようになっている。油温判定回路５３は出力電圧に基づいて油温が所定の上限温度を上回っているか否かを判定するとともに、油温が上限温度を上回る場合にはＯＲゲート５７に異常信号を出力する一方、油温が上限温度を下回る場合にはＯＲゲート５７に正常信号を出力する。なお、油温センサ部５１は、２種類の金属線を電気的に接合した熱電対によって形成されているが、これに限られることはなく、温度変化に伴って抵抗値が変化するサーミスタ素子を用いるようにしても良い。

このように油温判定回路５３や油面判定回路５２から異常信号や正常信号が入力されるＯＲゲート５７は、判定回路５２，５３の少なくともいずれか一方から異常信号が入力されると遅延回路５４に異常信号を出力する一方、判定回路５２，５３の双方から正常信号が入力されると遅延回路５４に正常信号を出力する。そして、遅延回路５４に入力された異常信号や正常信号は、遅延回路５４から停止回路５５に出力されることになる。

停止回路５５に異常信号が入力された場合には、停止回路５５はイグナイタ４８の点火回路５８を開くとともに警告灯４９の点灯回路５９を閉じ、汎用エンジン１１を停止させて警告灯４９を点灯させる一方、停止回路５５に正常信号が入力された場合には、停止回路５５は点火回路５８の閉状態を維持するとともに点灯回路５９の開状態を維持し、汎用エンジン１１を駆動させて警告灯４９を消灯させることになる。なお、遅延回路５４は所定の遅延時間を備えており、ＯＲゲート５７から出力された信号が直ちに遅延回路５４を介して停止回路５５に出力されることはなく、遅延時間の経過後に同様の信号が継続されている場合にのみ、停止回路５５に対して信号を出力するようになっている。これにより、一時的な油面変動に伴う誤判定を回避して、制御ハンチングを回避することができる。

これまで説明したように、油面が下限レベルを下回った場合に限られることなく、油温が上限温度を上回った場合であっても、汎用エンジン１１を停止するようにしたので、潤滑不良に伴う焼付き等のエンジントラブルを未然に防ぐことができる。つまり、油量不足に伴う焼付きだけでなく、オーバーヒートを防止することができるため、潤滑不良に伴うエンジントラブルを確実に回避することができる。また、汎用エンジン１１を停止するとともに、油量異常や油温異常を警告する警告灯４９を点灯するようにしたので、使用者が汎用エンジン１１の停止理由を直ちに理解することができ、汎用エンジン１１が停止した後の対処が容易となる。さらに、油面センサ部５０と油温センサ部５１とにより１つのセンサ本体４０を形成するようにしたので、オイルセンサ１０の組み付けが容易になるとともにコストを抑制することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、本発明のオイルセンサ１０を搭載した汎用エンジン１１の用途としては、プレートコンパクター、ランマー、タンパーなどの建設機器に限られることはなく、発電機など他の機器の動力源として用いるようにしても良い。

また、図示する汎用エンジン１１にあっては、クランクケース１３の下部をオイルパンとして使用しているが、クランクケースの下部に別体のオイルパンを装着するようにしても良い。

本発明の一実施の形態であるオイルセンサが組み付けられた汎用エンジンを示す正面図である。 図１の汎用エンジンを示す背面図である。 汎用エンジンの一部を示す断面図である。 オイルセンサを示す分解斜視図である。 オイルセンサの制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１０ オイルセンサ
１１ 汎用エンジン
１３ クランクケース（オイルパン）
４０ センサ本体
４１ 制御部（エンジン停止手段）
５０ 油面センサ部（油面検出手段）
５１ 油温センサ部（油温検出手段）
５８ 点火回路
Ｌ 潤滑油

Claims (2)

1. オイルパンに貯留される潤滑油の状態を検出する汎用エンジンのオイルセンサであって、
   前記オイルパンに収容され、前記潤滑油の温度を検出する油温検出手段と、
   前記オイルパンに収容され、前記潤滑油の液面を検出する油面検出手段と、
   前記油温検出手段の検出信号から油温が上限温度を上回ると判定されたとき、或いは前記油面検出手段の検出信号から油面が下限レベルを下回ると判定されたときに、前記汎用エンジンの点火回路を開くエンジン停止手段とを有することを特徴とする汎用エンジンのオイルセンサ。
2. 請求項１記載の汎用エンジンのオイルセンサにおいて、前記油温検出手段と前記油面検出手段とにより１つのセンサ本体を形成することを特徴とする汎用エンジンのオイルセンサ。
   
   

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