JPH05141217A - オイルレベルセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】駆動用の電圧を必要とせず、電力消費を少なく
する。 【構成】オイルセンサの内部にＮ形半導体の熱発電素子
１０、Ｐ形半導体の熱発電素子１１を上下方向へ平行に
配置する。各熱発電素子１０，１１の先端の間に低温側
導体１２を接合し、各熱発電素子１０，１１の基端には
高温側導体１３，１４を接合し、この接合関係によって
π形状の熱発電素子対１５を構成する。そして、低温側
導体１２の上端をオイル許容最低レベルＯＬｍｉｎに対
応して配置する。従って、オイルレベルがオイル許容最
低レベルＯＬｍｉｎよりも下回ることにより、低温側導
体１２が空気中に、高温側導体１３，１４がオイル中に
位置し、その空気とオイルの温度差から熱発電素子対１
５にゼーベック効果による熱起電力が生じる。この熱起
電力を所定の判定値と比較してその大小を判断すること
により、オイルレベルの変化の判断が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オイルパン内に配置
されてそのオイルレベルの変化を検知するオイルレベル
センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、オイルパン
内に配置されてそのオイルレベルの低下をサーミスタを
用いて検知するものが、実開昭５９−１２０４３２号公
報に開示されている。この技術において、サーミスタは
オイル中にあるときに、その放熱量が大きいことから抵
抗値が高くなる。又、サーミスタは空気中に露出してい
るときに、その放熱量が小さいことから抵抗値が低くな
る。従って、サーミスタを含む電気回路でのそのような
抵抗値の変化から、オイルレベルの低下を判断し、その
判断結果から発行ダイオードＬＥＤやブザー等を駆動さ
せてオイルレベルの低下を報知するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術では、サーミスタを含む電気回路の抵抗値変化を測定
するために、その電気回路に対して常に駆動用の電圧を
かけておく必要があった。そのため、駆動用の電圧分の
電力消費は避けられず、全体として大きな電力が消費さ
れることになった。

【０００４】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、駆動用の電圧を必要とせ
ず、電力消費を少なくし得るオイルレベルセンサを提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、オイルパン内に配置されて
そのオイルレベルの変化を検知するオイルレベルセンサ
であって、熱発電素子を備えてその熱発電素子の先端に
低温側導体を接合し基端に高温側導体を接合してなり、
低温側導体と高温側導体の何れか一方を前記オイルパン
内におけるオイル許容最低レベルに配置している。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、オイルレベルの変化に起
因して低温側導体が空気中に位置すると共に高温側導体
がオイル中に位置している状態では、空気とオイルの温
度差から、ゼーベック効果により熱発電素子に熱起電力
が生じる。そして、その熱起電力はオイルレベルの変化
に伴って発生することから、熱起電力を所定の判定値と
比較してその大小を判断することにより、オイルレベル
の変化の判断が可能となる。従って、熱発電素子を含む
電気回路には、駆動用の電圧をかける必要がない。

【０００７】

【実施例】以下、この発明のオイルレベルセンサを具体
化した一実施例を図１〜図６に基づいて詳細に説明す
る。

【０００８】図３はこの実施例におけるオイルレベルセ
ンサ１を採用してなるオイルレベル測定装置の概略構成
を示している。このオイルレベル測定装置はオイルレベ
ルセンサ１、オイル温度センサ２、検出回路３及び表示
器４を備えている。オイルレベルセンサ１及びオイル温
度センサ２はオイルパン５内に配置されている。オイル
レベルセンサ１はオイルパン５内に貯留されたオイル６
の液面、即ちオイルレベルＯＬの変化を検知するように
なっている。オイル温度センサ２はオイルレベルＯＬの
検知に際し、その温度補償のためにオイル温度ＯＴを検
知するようになっている。又、検出回路３は各センサ
１，２の検知信号に基づいてオイルレベルＯＬの正常・
異常を判断検出するようになっている。更に、表示器４
は警告用のランプ７及びブザー８からなり、検出回路３
の検出結果に基づいて駆動されるようになっている。

【０００９】オイルレベルセンサ１はオイル６の必要量
を許容し得るオイル許容最低レベルＯＬｍｉｎに対応し
て配置されている。オイル温度センサ２はそのオイル許
容最低レベルＯＬｍｉｎよりも低い位置に配置されてい
る。そして、これら各センサ１，２は検出回路３の入力
側にそれぞれ接続されている。又、ランプ７及びブザー
８は検出回路３の出力側にそれぞれ接続されている。

【００１０】図１はオイルセンサ１の構造を示す断面図
である。このオイルセンサ１は管状のケーシング９を備
え、その内部にはＮ形半導体よりなる熱発電素子１０と
Ｐ形半導体よりなる熱発電素子１１が上下方向へ平行に
配置されている。これら各熱発電素子１０，１１の先端
の間には低温側導体１２が接合され、各熱発電素子１
０，１１の基端には異なる高温側導体１３，１４がそれ
ぞれ接合されている。この接合関係によってπ形状の熱
発電素子対１５が構成されている。又、ケーシング９と
各熱発電素子１０，１１との隙間には、各素子１０，１
１の固定や断熱及び絶縁等を目的とした充填材１６が設
けられている。更に、各高温側導体１３，１４にはリー
ド線１７が接続され、そのリード線１７が前述した検出
回路３に接続されている。この実施例では、低温側導体
１２の上端が前述したオイル許容最低レベルＯＬｍｉｎ
に対応して配置されている。

【００１１】熱発電素子対１５の概念図を図４に示す。
熱発電素子対１５は低温側導体１２と各熱発電素子１
０，１１との接合面１８の低温ＴＬと、各高温側導体１
３，１４と各熱発電素子１０，１１との接合面１９の高
温ＴＨとの温度差ΔＴ、即ち温度勾配から、各熱発電素
子１０，１１の両端にゼーベック効果による熱起電力
（電圧）ＶＬを生じる。そして、オイルレベルＯＬが低
温側導体１２よりも下方へ下がるに伴って温度差ΔＴが
大きくなり、電圧ＶＬも大きくなる。

【００１２】図２はオイル温度センサ２の構造を示す断
面図である。このオイル温度センサ２は管状のケーシン
グ２０を備え、その内部には２つの異なる種類の金属線
２１，２２よりなる熱電対２３が配置されている。この
熱電対２３にはリード線２４が接続され、そのリード線
２４が前述した検出回路３に接続されている。又、ケー
シング２０と各熱電対２３、或いはケーシング２０とリ
ード線２４との隙間には、熱電対２３の固定や絶縁等を
目的とした充填材２５が設けられている。そして、上記
の熱電対２３は、一方の金属線２１の接合部の温度と、
他方の金属線２２の接合部の温度との温度差（温度勾
配）からゼーベック効果により、その温度差で決まる熱
起電力（電圧）ＶＴを生じる。

【００１３】次に、検出回路３等の電気的構成を図５の
ブロック図に従って説明する。この検出回路３はオイル
レベルセンサ１からの検知信号を入力する第１比較器２
６と、オイル温度センサ２からの検知信号を入力する第
２比較器２７と、それら第１及び第２の比較器２６，２
７の比較結果をそれぞれ入力して比較する第３比較器２
８と、その第３比較器２８の比較結果に基づき、表示器
４のランプ７及びブザー８を駆動させる駆動回路２９と
から構成されている。

【００１４】第１比較器２６はオイルレベルセンサ１か
ら入力される熱起電力ＶＬを予め設定された基準電圧Ｖ
１と比較し、その比較結果をハイレベル（Ｈ）とロウレ
ベル（Ｌ）の信号として出力する。又、第２比較器２７
はオイル温度センサ２から入力される熱起電力ＶＴを予
め設定された上限基準電圧Ｖ２及び下限基準電圧Ｖ３と
比較し、その比較結果をハイレベル（Ｈ）とロウレベル
（Ｌ）の信号として出力する。更に、第３比較器２８は
第１及び第２の比較器２６，２７の比較結果をそれぞれ
入力して比較し、その比較結果をハイレベル（Ｈ）とロ
ウレベル（Ｌ）の信号として出力する。そして、駆動回
路２９は第３比較器２８の出力結果に従って表示器４を
作動させるようになっている。

【００１５】ここで、第１比較器２６の作動論理を表１
に、第２比較器２７の作動論理を表２に、第３比較器２
８の作動論理を表３にそれぞれ示す。又、表示器４の作
動論理を表４に示す。更に、オイルレベル及びオイル温
度に対する表示器４の作動論理を表５に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】

【表５】 次に、上記のように構成したオイルレベル測定装置の作
用を説明する。

【００２１】今、オイルパン５内におけるオイル６の量
が充分で、そのオイルレベルＯＬが図６（ａ）に示すよ
うに、オイル許容最低レベルＯＬｍｉｎよりも充分に高
いとする。この場合、熱発電素子対１５の低温側導体１
２及び高温側導体１３，１４は共にオイル６中に位置し
ていることから、低温側導体１２と高温側導体１３，１
４との間の温度差は非常に小さく、各熱発電素子１０，
１１の両端の温度勾配も非常に小さい状態となってい
る。従って、ゼーベック効果による各熱発電素子１０，
１１の熱起電力は非常に小さく、オイルレベルセンサ１
から検出回路３へ出力される電圧ＶＬは基準電圧Ｖ１よ
りも充分に小さい状態となっている。

【００２２】これに対し、オイルパン５内におけるオイ
ル６の量が減って、そのオイルレベルＯＬが図６（ｂ）
に示すように、オイル許容最低レベルＯＬｍｉｎよりも
低くなったとする。この場合、熱発電素子対１５の低温
側導体１２は空気中に位置し、高温側導体１３，１４は
オイル６中に位置していることから、低温側導体１２と
高温側導体１３，１４との間の温度差は空気とオイル６
の温度差に匹敵するようになる。従って、各熱発電素子
１０，１１の両端の温度勾配も大きな状態となり、ゼー
ベック効果により熱発電素子対１５にある程度の熱起電
力が生じる。ここで、熱発電素子対１５を構成する各熱
発電素子１０，１１が異なるＮ形半導体、Ｐ形半導体よ
りなることから、両者１０，１１が電気的には直列に、
熱的には並列に接続されている。そのため、熱発電素子
対１５としては、各熱発電素子１０，１１の熱起電力が
加算されて大きな熱起電力が生じ、オイルレベルセンサ
１から検出回路３へ出力される電圧ＶＬは基準電圧Ｖ１
よりも大きな値となる。

【００２３】一方、オイル温度センサ２はオイルレベル
ＯＬの温度補償のために、常にオイル６中に位置してそ
のオイル温度ＯＴを検出する。そして、その温度ＯＴに
比例した電圧ＶＴが検出回路３へ出力される。

【００２４】従って、検出回路３では、オイルレベルセ
ンサ１及びオイル温度センサ２からの検知信号である各
電圧ＶＬ，ＶＴの入力に基づき、前述した作動論理に従
ってオイルレベルＯＬの正常・異常が判断され、その結
果として表示器４が作動される。即ち、オイル温度セン
サ２からの電圧ＶＴが所定の許容範囲内にあってオイル
レベルＯＬの変化を判断し得る正常なオイル温度ＯＴで
あり、かつオイルレベルセンサ１からの電圧ＶＬが所定
のレベルよりも大きい場合に、検出回路３によりオイル
レベルＯＬがオイル許容最低レベルＯＬｍｉｎよりも低
い異常なレベルに変化したと判断される。そして表示器
４のランプ７が点灯されると共にブザー８が鳴動され
る。この作用によって、運転者等にオイルレベルＯＬの
異常低下が知らされる。

【００２５】そして、この実施例のオイルレベルセンサ
１では、その熱発電素子対１５でゼーベック効果を利用
することにより、オイルレベルＯＬの変化から熱起電力
を発生させるようにしている。同様に、オイル温度セン
サ２では、その熱電対２３でゼーベック効果を利用する
ことにより、オイル温度ＯＴの大小から熱起電力を発生
させるようにしている。そして、それらの熱起電力を検
出回路３にて所定の判定値と比較してその大小を判断す
ることにより、オイルレベルＯＬの変化の判断を可能と
している。従って、オイルレベルセンサ１及びオイル温
度センサ２には、常に駆動用の電圧をかけておく必要が
全くない。その結果、オイルレベルＯＬの変化を検知す
るために、各センサ１，２での駆動用の電圧分を省略し
て全体として電力消費を少なくすることができる。つま
り、省エネタイプのオイルレベル測定装置を実現するこ
とができる。

【００２６】又、この実施例のオイルレベル測定装置で
は、オイルレベルセンサ１に対してオイル温度センサ２
を併用することにより、オイルレベルＯＬの温度補償を
行っている。即ち、オイル温度センサ２からのオイル温
度ＯＴを使用して、その値が所定の許容範囲内にあると
きのみ、オイルレベルＯＬの変化を判断し得る正常な状
態であるものとしている。従って、オイル６の粘性が高
い低温時には、オイルレベルＯＬの判断が遅らされるこ
とになる。その結果、低温に起因してオイルパン５への
オイル６の戻りが悪い場合には、オイル温度ＯＴが適温
になるのを待ってオイルレベルＯＬの変化が判断される
ので、オイルレベルＯＬの変化の誤判断を未然に防止す
ることができる。

【００２７】更に、この実施例のオイルレベル測定装置
では、熱発電素子対１５における温度勾配を利用してオ
イルレベルセンサ１を作動させている。そのため、オイ
ルレベルＯＬがオイル許容最低レベルＯＬｍｉｎの付近
で上下に揺れるような場合でも、オイルレベルＯＬの変
化がある程度の遅れをもって検知される。この作用によ
り、検出回路３でのオイルレベルＯＬの異常の判断があ
る程度の遅れをもって行われることになる。その結果、
オイルレベルＯＬの揺れに伴って表示器４が頻繁に作動
・停止を繰り返すことがなくなり、表示器４を安定的に
作動させることができる。

【００２８】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、図６（ａ），（ｂ）に示すよう
に、熱発電素子対１５における低温側導体１２の上端が
オイル許容最低レベルＯＬｍｉｎに対応するように配置
したが、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、熱
発電素子対１５における高温側導体１３，１４の下端が
オイル許容最低レベルＯＬｍｉｎに対応するように配置
してもよい。

【００２９】この場合、図７（ａ）に示すように、オイ
ルレベルＯＬが熱発電素子対１５の低温側導体１２を上
回る位置にある場合には、熱発電素子対１５の熱起電力
が無く、オイルレベルＯＬが高過ぎる異常と見なすこと
が可能となる。又、図７（ｂ）に示すように、オイルレ
ベルＯＬが熱発電素子対１５の低温側導体１２と高温側
導体１３，１４との間にある場合には、熱発電素子対１
５の熱起電力が有り、オイルレベルＯＬが正常であると
見なすことが可能となる。更に、図７（ｃ）に示すよう
に、オイルレベルＯＬが熱発電素子対１５の高温側導体
１３，１４を下回る位置にある場合には、熱発電素子対
１５の熱起電力が無く、オイルレベルＯＬが低過ぎる異
常と見なすことが可能となる。

【００３０】（２）前記実施例では、一対の熱発電素子
１０，１１の先端の間に低温側導体１２を接合すると共
に各熱発電素子１０，１１の基端に異なる高温側導体１
３，１４を接合してなるπ形状の熱発電素子対１５によ
りオイルレベルセンサ１を構成したが、オイルレベルセ
ンサを以下に説明するような構成とすることもできる。

【００３１】即ち、図８に示すように、一つの熱発電素
子３１とその上下に接合された低温側導体３２、高温側
導体３３とによりオイルレベルセンサを構成してもよ
い。又、図９に示すように、Ｎ形半導体及びＰ形半導体
よりなる３本の各熱発電素子３４，３５，３６が熱的に
並列となるように上下方向へ交互に平行に配置し、電気
的に直列となるように低温側導体３７，３８及び高温側
導体３９，４０により接合してもよい。この構成によ
り、全体の熱起電力を大きくすることが可能となる。

【００３２】更に、図１０に示すように、Ｎ形半導体及
びＰ形半導体よりなる４本の各熱発電素子４１，４２，
４３，４４が熱的に並列となるように上下方向へ交互に
平行に配置し、電気的に直列となるように低温側導体４
５，４６及び高温側導体４７，４８，４９により接合し
てもよい。この構成により、全体の熱起電力を更に大き
くすることが可能となる。

【００３３】この他、熱発電素子の数を適宜に増して低
温側導体及び高温側導体により接合してオイルレベルセ
ンサを構成することもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、熱発電素子の先端に低温側導体を接合し基端に高温
側導体を接合してオイルレベルセンサを構成し、低温側
導体と高温側導体の何れか一方をオイルパン内における
オイル許容最低レベルに配置したので、低温側導体と高
温側導体との温度差からゼーベック効果により生じる熱
起電力を利用してオイルレベルの変化を検知することが
でき、オイルレベルセンサのための駆動用電圧を省略す
ることができ、オイルレベル変化の検知のための電力消
費を少なくすることができるという優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例におけるオイル
レベルセンサの構造を示す断面図である。

【図２】一実施例においてオイル温度センサの構造を示
す断面図である。

【図３】一実施例においてオイルレベル測定装置を示す
概略構成図である。

【図４】一実施例において熱発電素子対を説明する概念
図である。

【図５】一実施例において検出回路等の電気的構成を示
すブロック図である。

【図６】一実施例においてオイルレベルセンサの作用等
を説明する概念図であって、（ａ）は正常なオイルレベ
ルの状態を説明する図、（ｂ）は異常なオイルレベルの
状態を説明する図である。

【図７】この発明を具体化した別の実施例におけるオイ
ルレベルセンサの作用等を説明する概念図であって、
（ａ）は異常なオイルレベルの状態を説明する図、
（ｂ）は正常なオイルレベルの状態を説明する図、
（ｃ）は異常なオイルレベルの状態を説明する図であ
る。

【図８】この発明を具体化した別の実施例において１つ
の熱発電素子よりなるオイルレベルセンサを概念的に示
す図である。

【図９】この発明を具体化した別の実施例において３つ
の熱発電素子よりなるオイルレベルセンサを概念的に示
す図である。

【図１０】この発明を具体化した別の実施例において４
つの熱発電素子よりなるオイルレベルセンサを概念的に
示す図である。

【符号の説明】

５…オイルパン、１０，１１…熱発電素子、１２…低温
側導体、１３，１４…高温側導体、１５…熱発電素子
対、３１…熱発電素子、３２…低温側導体、３３…高温
側導体、３４〜３６…熱発電素子、３７，３８…低温側
導体、３９，４０…高温側導体、４１〜４４…熱発電素
子、４５，４６…低温側導体、４７〜４９…高温側導
体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイルパン内に配置されてそのオイルレ
   ベルの変化を検知するオイルレベルセンサであって、 熱発電素子を備えてその熱発電素子の先端に低温側導体
   を接合し基端に高温側導体を接合してなり、前記低温側
   導体と前記高温側導体の何れか一方を前記オイルパン内
   におけるオイル許容最低レベルに配置したことを特徴と
   るすオイルレベルセンサ。