JP2005337981A

JP2005337981A - オイルチェックセンサ

Info

Publication number: JP2005337981A
Application number: JP2004159472A
Authority: JP
Inventors: Shoji Itomi; 正二糸見
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】棒状部材とその外嵌部材との間に相対的な寸法変化が生じても、棒状部材の先端側に外嵌される電極を安定して固定でき、かつ、この電極に過大な軸方向の押圧力が発生しないようにすることである。
【解決手段】複数の棒状導電体７で形成した第１の電極と対向する第２の電極をカップ状電極９とし、このカップ状電極９を棒状部材６の先端側に外嵌され、その基端側に外嵌されたリング状の永久磁石５に当接されて、止め輪１２で棒状部材６の先端側への抜け止めをされるようにして、カップ状電極９と止め輪１２間に波状のばね機能を有する座金１１を設けることにより、棒状部材６とその外嵌部材である棒状導電体７の保持部材８との間に相対的な寸法変化が生じても、カップ状電極９を安定して固定でき、かつ、カップ状電極９に過大な軸方向の押圧力が発生しないようにした。
【選択図】図１

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。

また、本発明者は、負荷荷重や温度変化等によって固有抵抗値が変動する抵抗体を用いずに、安定してオイルの汚れ度合をチェックできるオイルチェックセンサとして、オイル浴中に挿入される棒状部材の先端部外周に設けた磁石の外周側で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、これらの導電体の対向する電極との短絡個数により、オイル浴中の金属粉量を検出するものを提案している（特願２００４−９１０２９号）。なお、導電体の短絡個数を測定する手段としては、複数の導電体を、個別に固定抵抗や通電反応物を介在させて電源に接続する方法を採用している。

特開２００２−２８６６９７号公報（第２−４頁、第１−４図）

上述した導電体の短絡個数で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では、オイル浴の温度変化等によってオイル浴中に挿入される棒状部材や、その外周側で対向する電極の保持部材等の外嵌部材が熱膨張し、これらの外嵌部材と棒状部材との熱膨張係数の差によって、両者の間に相対的な寸法変化が生じることがある。このため、この相対的な寸法変化によって、棒状部材の先端側に外嵌される電極と、この電極を先端側へ抜け止めする止め輪や、電極を基端側で当接固定する他の外嵌部材との間に隙間が生じて、電極の軸方向での固定が不安定になったり、電極と外嵌部材や止め輪との間に過大な軸方向の押圧力が発生して、止め輪が外れたり、外嵌部材や電極が損傷したりする恐れがある。

そこで、本発明の課題は、棒状部材とその外嵌部材との間に相対的な寸法変化が生じても、棒状部材の先端側に外嵌される電極を安定して固定でき、かつ、この電極に過大な軸方向の押圧力が発生しないようにすることである。

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第１と第２の電極を保持して、第１の電極を複数の導電体で形成し、これらの導電体と第２の電極との短絡個数を測定して、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、前記第２の電極を前記棒状部材の先端側に外嵌され、その基端側に外嵌された他の外嵌部材に当接されて、止め輪で棒状部材の先端側への抜け止めをされたものとし、この第２の電極と前記基端側の他の外嵌部材または止め輪間の軸方向隙間の変化を補償するばね機能を有する座金を設けた構成を採用した。

すなわち、複数の導電体で形成した第１の電極と対向する第２の電極を、棒状部材の先端側に外嵌され、その基端側に外嵌された他の外嵌部材に当接されて、止め輪で棒状部材の先端側への抜け止めをされたものとし、この第２の電極と基端側の他の外嵌部材または止め輪間の軸方向隙間の変化を補償するばね機能を有する座金を設けることにより、棒状部材とその外嵌部材との間に相対的な寸法変化が生じても、第２の電極を安定して固定でき、かつ、第２の電極に過大な軸方向の押圧力が発生しないようにした。なお、ばね機能を有する座金としては、皿状、波状、螺旋状のもの等を用いることができる。

前記第２の電極を止め輪を介して棒状部材に導通させ、この棒状部材を対向する第１と第２の電極の電源に接続する場合は、第２の電極と止め輪との軸方向隙間が変化しても、第２の電極を止め輪を介して棒状部材に安定して導通させることもできる。ばね座金を第２の電極と止め輪の間に設ける場合は、ばね座金を導電体で形成すればよい。

前記第２の電極をカップ状のものとし、そのカップ端面を前記第１の電極と対向させることができる。

本発明のオイルチェックセンサは、複数の導電体で形成した第１の電極と対向する第２の電極を、棒状部材の先端側に外嵌され、その基端側に外嵌された他の外嵌部材に当接されて、止め輪で棒状部材の先端側への抜け止めをされたものとし、この第２の電極と基端側の他の外嵌部材または止め輪間の軸方向隙間の変化を補償するばね機能を有する座金を設けたので、棒状部材とその外嵌部材との間に相対的な寸法変化が生じても、第２の電極を安定して固定でき、かつ、第２の電極に過大な軸方向の押圧力が発生しないようにすることができる。

前記第２の電極を止め輪を介して棒状部材に導通させ、この棒状部材を対向する第１と第２の電極の電源に接続する場合は、第２の電極と止め輪との軸方向隙間が変化しても、第２の電極を止め輪を介して棒状部材に安定して導通させることもできる。

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（ａ）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、先端部にリング状の永久磁石５が外嵌された棒状部材６が設けられ、第１の電極である複数の棒状導電体７が、棒状部材６の基端側へ外嵌された樹脂製の保持部材８に保持されるとともに、第２の電極であるカップ状電極９が、棒状部材６の先端側へカップ底に設けられた孔で外嵌されている。なお、保持部材８はケーシング１に内嵌固定されている。

前記リング状の永久磁石５は、その基端側で棒状部材６に外嵌された絶縁カバー１０で外周側を覆われ、この絶縁カバー１０の外周側で、第１の電極である複数の棒状導電体７の先端面と、第２の電極であるカップ状電極９の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。

前記棒状部材６に基端側から順に外嵌された保持部材８、絶縁カバー１０、永久磁石５およびカップ状電極９は互いに軸方向で当接され、最先端側に外嵌されたカップ状電極９は、図１（ｂ）に示すような波状のばね機能を有する座金１１を介して止め輪１２で先端側への抜け止めをされている。したがって、オイル浴等の温度変化による熱膨張によって、棒状部材６と保持部材８等との間に相対的な寸法変化が生じても、この寸法差がばね機能を有する座金１１の弾性変形によって補償され、互いに当接する保持部材８、絶縁カバー１０、永久磁石５およびカップ状電極９間に隙間が生じたり、これらの間に過大な押圧力が生じたりすることはない。なお、座金１１と止め輪１２は導電体で形成され、カップ状電極９はこれらを介して同じく導電体で形成された棒状部材６に導通されるようになっている。

図２および図３に示すように、前記棒状導電体７は棒状部材６の周りに円周方向等間隔で６個設けられ、センサヘッド部４を形成する各棒状導電体７の先端面とカップ状電極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。

図１および図３に示すように、前記カップ状電極９と導通する棒状部材６の基端は、直流電源１３のマイナス側に導線１４ａで接続され、各棒状導電体７の基端は、それぞれ固定抵抗１５ａを介在させて基板１６に接続され、さらに、基板１６は固定抵抗１５ｂを介在させて導線１４ｂで直流電源１３のプラス側に接続されている。また、基板１６と直流電源１３のマイナス側との間には、センサヘッド部４の分圧電圧Ｖを検出する電圧計１７が設けられている。

上述したオイルチェックセンサでは、オイルの汚れが進行すると、複数の棒状導電体７がカップ状電極９との間隔が狭いものから順次短絡する。直流電源１３の供給電圧をＶ₀、各固定抵抗１５ａの抵抗値を、カップ状電極９との間隔が狭いものから順にＲ₁〜Ｒ₆、固定抵抗１５ｂの抵抗値をＲ_bとすると、ｎ個の棒状導電体７が短絡したときの電極間の抵抗Ｒは（１）式で表され、センサヘッド部４の分圧電圧Ｖは、（２）式に従って段階的に小さくなるように変化する。
１／Ｒ＝１／Ｒ₁＋１／Ｒ₂＋・・・＋１／Ｒ_n （１）
Ｖ＝Ｖ₀・Ｒ／（Ｒ＋Ｒ_b）（２）
なお、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、棒状導電体７の短絡個数が零のときは電極間の抵抗Ｒは無限大となり、センサヘッド部４の分圧電圧Ｖは供給電圧Ｖ₀と等しくなる。

したがって、前記電圧計１７で検出される分圧電圧Ｖを（２）式で算出される値と対比することにより、棒状導電体７の短絡個数を測定でき、金属粉によるオイルの汚れ度合をチェックすることができる。

上述した実施形態では、波状のばね機能を有する座金をカップ状電極と止め輪の間に装着したが、ばね機能を有する座金としては皿状や螺旋状のものも用いることができ、その装着位置は棒状部材に外嵌された各外嵌部材間の任意の位置とすることができる。また、棒状導電体の個数を６個としたが、これらの導電体の個数は任意に設定でき、その形状は必ずしも棒状でなくてもよい。さらに、導電体の短絡個数を検知する手段として、基板との間に固定抵抗を介在させたが、各導電体の短絡によって点灯する豆ランプ等を介在させることもできる。

ａは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、ｂはａのばね座金を示す斜視図図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

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永久磁石
６棒状部材
７棒状導電体
８保持部材
９カップ状電極
１０絶縁カバー
１１座金
１２止め輪
１３直流電源
１４ａ、１４ｂ導線
１５ａ、１５ｂ固定抵抗
１６基板
１７電圧計

Claims

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第１と第２の電極を保持して、第１の電極を複数の導電体で形成し、これらの導電体と第２の電極との短絡個数を測定して、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、前記第２の電極を前記棒状部材の先端側に外嵌され、その基端側に外嵌された他の外嵌部材に当接されて、止め輪で棒状部材の先端側への抜け止めをされたものとし、この第２の電極と前記基端側の他の外嵌部材または止め輪間の軸方向隙間の変化を補償するばね機能を有する座金を設けたことを特徴とするオイルチェックセンサ。
前記第２の電極をカップ状のものとし、そのカップ端面を前記第１の電極と対向させた請求項１に記載のオイルチェックセンサ。