JP3961226B2 - オイルチェックセンサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オイルチェックセンサに関し、特に自動車のトランスミッションなどに装着され、オイル容器内のオイルの劣化や、オイルで潤滑される機械部品の摩擦程度などをチェックするために、オイル容器に着脱自在に装着されるオイルチエックセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のトランスミッションオイルやエンジンオイルなどの劣化をチェックし、また、オイルで潤滑される機械部品の摩擦程度をチェックするために、オイルパンなどのオイルの注入されるオイル容器にオイルチェックセンサを着脱自在に装着する場合がある。
【０００３】
このようなオイルチェックセンサは、オイル汚れを測定するセンサの継続使用可否がわかるだけでなく、今後どれだけ使用可能か、また、いつごろオイルを交換する必要があるかなどを定量的に測定できることが望まれる。
【０００４】
定量的に測定する方法として、たとえば特開２０００−３２１２４９号公報や、特開２０００−３２１２４８号公報に記載されたオイルチェックセンサがある。
【０００５】
特開２０００−３２１２４９号公報に記載されたオイルチェックセンサは、コイルヘッドへの金属粉の付着に応じて、励磁回路とヨークとコイルヘッド間のギャップとで構成される磁気回路に生じる磁束密度の変化を検出することにより、エンジンオイル中の金属粉の量を定量的に検出する。
【０００６】
特開２０００−３２１２４８号公報に記載されたオイルチェックセンサは、励磁電流によって電磁石化される検出用コイルヘッドに、エンジンオイル中の金属粉が付着することにより、インダクタンス値に応じて振幅が変化する検出信号を発生するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開２０００−３２１２４９号公報に記載されたオイルチェックセンサでは、検出ヘッドを電磁石化する場合、強い磁力を得るためには多くの電流を流す必要があり、消費電力が増えるという問題がある。また、磁気検出回路が必要であり、コスト高，組込みスペースの確保が必要となる。
【０００８】
特開２０００−３２１２４８号公報に記載されたオイルチェックセンサは、検出ヘッドを電磁石化する場合、強い磁力を得るためには多くの電流を流す必要があり、消費電力が増えてしまうという問題がある。また、検出用交流発生回路が必要となり、部品点数が多く、コストや省スペースに不利という問題もある。
【０００９】
それゆえに、この発明の主たる目的は、小型で部品点数が少なく、コストが安いオイルチェックセンサを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、棒状体の外周に絶縁ギャップを介して結合された導電金属性の筒体を有するセンサ本体を含み、筒体から棒状体の先端部が突出し、突出した棒状体の先端部外周に磁石を形成し、この磁石の外周に１対の電極を所定の間隔を隔てて固定し、オイル中に含まれる鉄粉などの磁性体混合物の量を１対の電極間の抵抗値に基づいて検出するオイルチェックセンサにおいて、電極の少なくとも一方を、樹脂またはカーボンを混合したセラミックを含む抵抗体とし、抵抗体に付着した導電体混合物の面積に応じた１対の電極間の抵抗値を測定する測定手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、オイルが注入されるオイル容器に棒状体の先端部が挿入された状態で固定される筒状のハウジングを含み、センサ本体は、その先端部に導電金属性の筒体を有し、ハウジング内に前後移動に挿入されることを特徴とする。
【００１３】
さらに、センサ本体をハウジングに対して常時後方に押圧する第１の弾性部材と、ハウジングの後端部に前後移動可能に装着された着脱操作部材と、着脱操作部材をハウジングに対して常時後方または前方に押圧する第２の弾性部材と、常時はセンサ本体のハウジングに対する前後移動をロックし、着脱操作部材を第２の弾性部材に抗して前方または後方に移動させたときに、センサ本体のロック状態を解除するロック手段とを含むことを特徴とする。
【００１４】
さらに、第１の弾性部材とセンサ本体との間に介装され、ロック状態の解除時に、第１の弾性部材に押圧されてハウジング内を後方に移動して、ハウジングの先端部を閉塞するシール部材を含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態のオイルチェックセンサのセンサ本体をハウジングに装着した状態を示す断面図であり、図２はハウジングからセンサ本体を抜き出した状態を示す図であり、図３はオイルチェックセンサの後端部の拡大断面図であり、（ａ）はセンサをロック状態を示し、（ｂ）はロックを解除した状態を示す。
【００１６】
図１に示すように、オイル容器１はたとえば自動車のトランスミッションのオイルパンである。オイルチェックセンサ２は、オイル容器１に固定された筒状のハウジング１０と、ハウジング１０に前後移動可能に挿入されるセンサ本体２０と、センサ本体２０をハウジング１０に対してワンタッチで着脱するための着脱操作部材３０を主要な構成要素とされている。オイル容器１の底部側の側壁に形成された取付孔３にハウジング１０が螺合され、取付孔３とハウジング１０との間がパッキング４でシールされる。
【００１７】
ハウジング１０は、たとえば、オイル容器１の取付孔３に螺合される外側ハウジング１１と、外側ハウジング１１の内周に固定される内側ハウジング１２とを含む。内側ハウジング１２の先端部１０ａは、外側ハウジング１１から突出して、オイル容器１の内部のオイル中に挿入される。このハウジング先端部１０ａは、側方にオイル出入窓１３を有し、その先端開口が蓋１４によって閉塞される。また、ハウジング先端部１０ａの内部に、センサ本体２０の先端部に設けられた磁気ギャップ式センサ部２１が同軸状に挿入され、このセンサ部２１の先端と蓋１４との間に第１弾性部材として、たとえばスプリング１５とシール部材１６とが介装される。スプリング１５は、シール部材１６を介してセンサ本体２０を常時後方に押圧する。
【００１８】
センサ本体２０をハウジング１０に挿入するときは、図３（ａ）に示すように、着脱操作部３０を前方に移動させて、係止ボール３４のテーパ部３０ｃ側への移動を自由にした状態で行なわれる。すなわち、センサ本体２０の先端部を係止ボール３４の内側に挿入し、係止ボール３４が筒体２０ｂの外周に乗り移った時点で着脱操作部材３０から手を離す。このとき、係止ボール３４がテーパブ３０ｃと係合するので、着脱操作部材３０から手を放しても、着脱操作部材３０は前方への移動位置に保持される。
【００１９】
この状態で、センサ本体２０をハウジング１０に挿通していくと、図２に示すセンサ本体２０の先端の止めリング２２がシール部材１６に当接し、スプリング１５が圧縮され、シール部材１６が前方に移動して磁気ギャップセンサー部２１がオイル出入窓１３の近傍にくる。そして、センサ本体２０の後端部外周の係止溝３５がハウジング１０の貫通孔３のところに移動した時点で、係止ボール３４が係止溝３５に落ち込み、着脱操作部材３０が第２スプリング３１の弾性力で元の位置に復帰して、センサ本体２０の前後移動がロックされる。
【００２０】
センサ本体２０は、図２に示すように、たとえば導電金属製の棒状体２０ａと、棒状体２０ａの外周に絶縁ギャップＧを介して結合一体化された導電金属製の筒状体２０ｂとを含む。棒状体２０ａの先端部は筒状体２０ｂの先端から突出し、この突出した先端部外周に磁性体として、たとえば永久磁石２３を使用した磁気ギャップ式センサ部２１が形成される。
【００２１】
図４は図１に示した磁気ギャップ式センサの要部断面と周辺回路を示す図である。図４に示すように、棒状体２０ａの先端部外周には、円筒状の永久磁石２３が固定され、永久磁石２３の外周に筒状の絶縁カバー２４が固定される。そして、絶縁カバー２４の外周に一対の電極２５，２６が所定の間隔を隔てて固定され、この一対の電極２５，２６の間にギャップＧが形成される。この電極２５，２６の少なくとも一方は、数十Ω〜数百ｋΩの抵抗体で構成されている。
【００２２】
磁気ギャップＧがオイル容器１内のオイル中に挿入されると、オイル中に含まれる鉄粉などの磁性体混入物が磁気ギャップＧに磁気吸引されて溜まり、付着した磁性体混合物を介して電極２５，２６間が電気的に導通した状態になる。ここで、電極２５，２６はいずれか一方が抵抗体であるため、鉄粉などの導電体の付着の度合によって電極２５，２６間の抵抗値は変化する。すなわち、抵抗体の端面全面に導電体が付着したときに抵抗値は最小となり、そのときの抵抗値をＲすると、抵抗体端面のｎ％の表面積に導電体が付着したときの抵抗値は、（１００／ｎ）×ＲΩとなる。
【００２３】
したがって、電極２５，２６間の導電体の付着量により、この間の抵抗値は∞からＲまで導電体の付着量によって変化するので、この間の抵抗値を測定すればオイルの汚れ度合を検出できる。
【００２４】
また、電極２５，２６のいずれか一方を抵抗体とする代わりに、絶縁カバー２４の外周に抵抗体を塗布したり、導電性プラスチックまたは導電性セラミクスを用いても同様に構成できる。
【００２５】
このオイルチエックセンサ２を用いて、オイル容器１内のオイルの劣化や、このオイルによって潤滑される機械部品の摩擦程度を次のようにしてチェックする。たとえば、オイル容器１とセンサ本体２０の棒状体２０ａとの間に、抵抗値Ｒ_B＝１Ωを持つ固定抵抗を介して電源電圧Ｅ＝Ｖ₁を印加する。磁気ギャップ式センサ部２１の磁気ギャップＧに鉄粉などの導電体が磁気吸引されて溜まると、オイル容器１→ハウジング１０→筒体２０ｂ→電極２５，２６→棒状体２０ａという経路で電気回路が構成され、オイルの汚れ度合により導電体の付着量が増し、電極２５，２６間の抵抗値が∞からＲΩまで下がる。したがって、センサ部分の分圧電圧Ｖ₂を測定すれば、オイルの汚れ度合を検出できる。
【００２６】
図５は図３の回路を用いてオイルの汚れ度合を検出した例を示す図である。
この出力例は、Ｒ_B＝５００Ω、Ｒ＝１００ΩおよびＥ＝５Ｖに設定したときの時間の経過と分圧電圧Ｖ₂の変化を示している。図５において、ａはオイルがまだ汚れていない状態を示しており、ｂはオイルの汚れが進んでいる状態を示している。オイルが汚れるにしたがって、ｂの傾斜が緩やかになっていくので、分圧電圧の変化によりオイルの汚れ状態を定量的に検出することができる。
【００２７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、センサ本体の磁性体の外周に電極となる１対の電極を所定の間隔を隔てて固定し、電極の少なくとも一方を抵抗体で構成したことにより、オイル中の金属粉が電極間を占める面積によって電極間の抵抗値が変化するため、電極間の抵抗値を測定することにより、オイル中の金属粉の量を定量的に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態におけるオイルチェックセンサのセンサ本体をハウジングに装着した状態を示す断面図である。
【図２】 ハウジングからセンサ本体を抜き出した状態を示す図である。
【図３】 オイルチェックセンサの後端部の拡大断面図であり、（ａ）はセンサのロック状態を示し、（ｂ）はロックを解除した状態を示す。
【図４】 図１に示した磁気ギャップ式センサの要部断面と周辺回路を示す図である。
【図５】 図３の回路を用いてオイルの汚れ度合を検出した例を示す図である。
【符号の説明】
１ オイル容器、２ オイルチェックセンサ、３ 取付孔、１０ ハウジング、１１ 外側ハウジング、１２ 内側ハウジング、１３ オイル出入窓、１４ 蓋、１５，３１スプリング、１６ シール部材、２０ センサ本体、２０ａ 棒状体、２０ｂ 筒状体、２１ 磁気式ギャップセンサ、２２ リング、２３ 永久磁石、２４ 絶縁カバー、２５，２６ 電極、３０ 着脱操作部材、３０ｃ テーパ部、３４ 係止ボール、３５ 係止溝。

Claims (4)

1. 棒状体の外周に絶縁ギャップを介して結合された導電金属性の筒体を有するセンサ本体を含み、前記筒体から前記棒状体の先端部が突出し、前記突出した棒状体の先端部外周に磁石を形成し、前記磁石の外周に１対の電極を所定の間隔を隔てて固定し、オイル中に含まれる鉄粉などの導電体混合物の量を前記１対の電極間の抵抗値に基づいて検出するオイルチェックセンサにおいて、
   前記電極の少なくとも一方を、樹脂またはカーボンを混合したセラミックを含む抵抗体とし、
   前記抵抗体に付着した前記導電体混合物の面積に応じた前記１対の電極間の抵抗値を測定する測定手段を備えたことを特徴とする、オイルチェックセンサ。
2. さらに、前記オイルが注入されるオイル容器に前記棒状体の先端部が挿入された状態で固定される筒状のハウジングを含み、
   前記センサ本体は、前記ハウジング内に前後移動に挿入されることを特徴とする、請求項１に記載のオイルチェックセンサ。
3. さらに、前記センサ本体を前記ハウジングに対して常時後方に押圧する第１の弾性部材と、
   前記ハウジングの後端部に前後移動可能に装着された着脱操作部材と、
   前記着脱操作部材をハウジングに対して常時後方または前方に押圧する第２の弾性部材と、
   常時は前記センサ本体の前記ハウジングに対する前後移動をロックし、前記着脱操作部材を前記第２の弾性部材に抗して前方または後方に移動させたときに、前記センサ本体の前記ロック状態を解除するロック手段とを含むことを特徴とする、請求項２に記載のオイルチェックセンサ。
4. さらに、前記第１の弾性部材と前記センサ本体との間に介装され、前記ロック状態の解除時に、前記第１の弾性部材に押圧されて前記ハウジング内を後方に移動して、前記ハウジングの先端部を閉塞するシール部材を含むことを特徴とする、請求項３に記載のオイルチェックセンサ。

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