JPS5836297B2 - エキタイノレベルケンチキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体のレベル検出器，特に内燃機関等に使用す
るに好適な使用温度範囲の広い液体のレベル検出器に関
する。

従来からサーミスタを検出素子とする自動車用内燃機関
の液体のレベル検出器は多数提案されている。

この従来例の代表的事例を第１図に示す〇バツテリであ
る直浦電源４のプラス端子側に自明のキースイッチで例
示される電源スイッチが設けられ，この電源スイッチを
介してリレー２と警報ランブ６へ電流が供給される。

ＬかＬ，説明を簡単にするため，電源スイッチの記載を
省略する。

サーミスタ１は例えばオイルパン内に設けられておシ、
エンジンオイルの所定レベル位置におかれている。

液体面が該サーミスクの釦かれている位置よジ低下する
と，サーミスタ自身の温度，６Ｅｈ昇Ｌ１サーミスタの
抵抗が減少する構或となっている。

このサーミスタ１は、例えば，負の抵抗特性を持ってい
る。

従って、温度変化に伴って抵抗変化、即ち，温度Ｌ昇に
対しては抵抗値が減少することＫなる。

該サーミスタ１には直列に電磁リレー２の電磁コイル３
が設けられており，更に，コイル３とサーミスタ１の直
列回路に並列に，警報ランブ６とＬ記コイル２の励磁に
よって開閉される接点５とよシ或る直列回路が設けられ
ている。

この２つの直列回路には直流電源４が接続されている。

かかる構或で，運転者がキースイッチ（図示せず）を閉
じると直流電源４からリレー２のコイル３へ電流が供給
される。

この電流値はサーミスタ１の抵抗値で決する。

サーミスタ１が液体中に在る場合，サーミスタ１の温度
が低く保たれるため抵抗値は高く．電流値がリレー２の
動作レベルに達しない。

従って接点５が開放状態に保持され、警報ランブ６は点
灯しない。

一方，液体が減少し、サーミスタ１が気体中にでると，
サーミスタ１の温度が丘昇し，この結果サーミスタ１の
抵抗値は低くなり，リレー３を流れる電流はリレー２の
動作レベルを越える。

従って接点５が閉じ，警報ランプ６が点灯する。

運転者はこの点灯を確認することにより，液体の減少を
知る。

従って，従来より自明の如くこの確認に基づき運転者は
キースイッチ（図示せず）を開放し，液体を追加する。

その後キースイッチを閉じた場合，直流電源４からリレ
ー２へ流れ込む電流はリレー２の動作レベル以下でちり
，警報ランブ６は点灯しない。

しかるに，液体，例えばエンジン・オイルのレベル検知
器として使用する場合，エンジン・オイルはその温度が
１４０℃にも達する。

この為エンジンオイルの液伺レベルを検知するにはサー
ミスタがこのエンジンオイルよシ露出した時，このエン
ジンオイルの温度１４０℃よりはるかに高い温度に１で
自己発熱することが必要でちる。

ところがサーミスタがエンジンオイルより露出Ｌたｉｔ
長時間経過するとサーミスタそれ自身の温度は２ ５
０ ’Ｃ程度ｌで丘昇する。

この結果，サーミスタ１そのものに種々の障害が生れる
。

例えば．サーミスタ１の本体と電極、或いは電極とリー
ド端子との間に剥離，或いは接触抵抗増大を招く。

その結果，耐久性がなくなったシ，使用不可能，即ちレ
ベル検知器としての役割を失ったりする。

更に，サーミスタの表面に付着したエンジン・オイルは
２３０’Ｃ以ｈＫなる。

このため付着したエンジン・オイルは燃焼し，サーミス
タ１の表所にオイルの燃焼スラツジが焼付き、抵抗値の
低下を生じる。

その結果，誤動作の原因となっていた。第２図には、以
七の説明の中心となるサーミスタの特性図を示す。

横軸にエンジン・オイル温度ＴＥＣＱ，及びサーミスタ
温度ＴｔｈＣＱを示し，縦軸にサーミスタ抵抗値Ｒｔｈ
（Ω）を示している。

実験の結果、エンジン・オイルの温度が８５℃の状態で
はサ・−ミスタ温度は１１５℃となっており，さらにエ
ンジン・オイル温度が１４００Ｃになるとサーミスタ１
は１７０’ＣＫなる。

この時のサーミスタの抵抗値は７０〔Ω｝ｔＪる。

次にサーミスタが露出するとサーミスタ温度Ｖ′ｉ１９
０℃になり、この時の抵抗６０〔Ω〕 に応じた電流に
より電磁リレーコイル３が励磁されて接点５を閉じる。

尚この１１放置するとサーミスタは２５００（Ｊで丘昇
する。

このように検出される液体の温度自身が広範囲に変化す
る場合，その液体の最高温度よりはるかに高い温度壕で
サーミスタカ咄己発熱することが必要である。

このため，サーミスタが自己発熱によりＥ述の如くその
耐久性を著しく低下させる欠点があった。

本発明は以丘の従来例の欠点をな＜し．サーミスタの耐
久性の向丘をはかつてなる液体のレベル検知器を提供す
るものである。

本発明では，このためサーミスタと直列に設けられたＥ
記電磁コイルの接点が動作した場合，サーミスタの温度
Ｌ昇の防止し，尚且電磁リレーの自己保持の為にサーミ
スタに流入する電流をバイパスされるバイパス手段を設
けている。

これにより，サーミスタの加熱が防止できると共に．一
度電磁リレーが動作するとこのサーミスタのバイパス手
段によｂｔ磁リレーにはより大きな電流が流れ，より安
定Ｋ電磁リレーが励磁され続ける。

従って液面がサーミスタとほぼ同レベル状態で、しかも
液面の振動することにより，警報手段が動作後再び警報
状態を停止する等の動作の不安定を防止できる。

しかも一度電磁リレーが作動した後は液面の振動によシ
サーミスタカ再び液体中に一時的に浸漬されても警報が
停止されることが無い。

以下，図により説明Ｌよう。

第３図は本発明の基本的構或を示す図であり．第１図の
従来例で述べた如く，バツテリ等の直流電源４よりキー
スイッチ等の電源スイッチを介して電流が供給される。

サーミスタ１Ｋ並列にバイパス手段７を設けている。

このバイパス千段７は，サーミスタ１が所定の温度に到
達し，リレー２が動作した後には，サーミスタを電気的
に短絡、，或いはほぼ短絡に近い電圧のみ印力ロするよ
うに構或されている。

従ってかかる構或にすれば．作動後の定常状態における
サーミスタの温度を，著しく低下させ得ることができる
。

その結果，サーミスタの耐久性を確保できる。

既に第１図の従来例で説明した如く，液の補給はキース
イッチ等の電源スイッチを開放してから行なう。

一方液補給終了後．再度電源スイッチを閉じると，サー
ミスタは低温度に保持ざれでいるためリレー２への供給
電流は動作レベル以下ｔで維持される。

第３図の基本構或の具体回路を第４図，第５図に示す。

第４図は，バイパス千段７として，電磁リレー２の接点
８を用いた実施例である。

この接点８は接点５とは別個のものである。

従って、電磁リレー２は、２つの接点５，８を具えたリ
レーである。

ここでサーミスタ１について若干述べよう。

サーミスタ１は，ケーシングに組込誉れ，エンジン・オ
イルのレベル検知の場合はオイルパンに装着され，オイ
ルに浸漬される。

かかるサーミスタ１のもとに動作を述べる。

自動車の走行状態におけるエンジン・オイルの温度ＴＥ
は８５°Ｃ〜１４０°Ｃ程度であ９，オイルが充分存在
し、サーミスタ１がオイルに浸漬されている状態では，
サーミスク１の自己発熱はオイルによって充分放熱され
るため，サーミスク１の温度はオイル温度よＤ３０℃程
度高温の１１５℃〜１７０℃程度になっている。

第２図ようこの時のサーミスタ１の抵抗値は，１５０Ω
〜７０Ω程度を示す。

従って，こうした抵抗値を考慮して電磁リレー２の作動
電圧が決定される。

例えば，５０Ωの内部抵抗を持つ電磁リレーで、且つ電
流電源４として１４Ｖのものを使用した場合には，作動
電圧６．７■のリレーを使用すればよい。

勿論，上記定常状態下では，丘述の如き各種条件のもと
でハ，電磁コイル３Ｋ印力ロされる電圧は，３．７Ｖ〜
６．２Ｖの範囲となり，Ｊ：．記作動電圧以下となって
いる。

従って，常開接点５，８は開放状態であシ，ランブ６は
消灯したｉ昔となる。

しかるに，エンジン・オイルが何らかの原因で減少し．
サーミスタ１が空気中に露出されると．放熱が低下し，
サーミスタ１は激しい自己加熱を呈する。

自己発熱の結果、サーミスタ１の温度は上昇し，実験に
よれば，２０秒程度で温度１９０℃，即ち第２図によれ
ば抵抗値６ ０，ＱＫ到達する。

この結果，電磁コイル３に印カロされる電圧がと述した
リレー２の作動電圧６．７Ｖ以ととたり．リレ−２が作
動する。

この結果，接点５，８が閉じ，警報ランブ６が点灯する
。

一方，接点８が閉じることによって，サーミスタ１は短
絡状態となり，該サーミスタへの電流の流入は停止され
る。

従ってサーミスタ１の温度は，１９０℃からオイルパン
内の空気温度８５℃〜１４００Ｃ程度にまで低下する。

即ち、サーミスタ１の耐温可能となる範囲で，該サーミ
スタ自身を使用可能にできる。

第５図は，本発明の他の実施例を示す図である。

リレー２内の電磁コイル３と接点５との間にダイオード
９を挿入する構或をとっている。

ダイオード９の陽極側は電磁コイル３側に接続され、陰
極側は阪点５側に接続されている。

かかる構或によれば，サーミスタ１が大気中に露出され
て自己発熱し，抵抗値Ｒｔｈ が減少すると電極リレー
３の作動電圧に達し、接点５が閉じる。

この結果，電流は電磁コイル３一秒゛イオードト→接点
５へと流れ，サーミスタ１は事実上短絡状態となる。

一方，ランプ６Ｋも接点５を通して電流が流れ．ランプ
６Ｖｉ点灯する。

この結果、サーミスク１の自己加熱は防止できる。

この構或によれば、第４図の構或と異なり．嬢点が従来
と同じく単極ですむため，全体に小型で安価なレベル検
知器を提供することができる。

勿論，ダイオード９の挿入個所は必ずしもリレー内部で
ある必要はなく，リレーの外部に設けるようにしてもよ
いことは云うまでもない。

本実施例に基づくレベノκ検知器を実施に耐久試験した
結果によわば，作動回数５０００回を大巾に越過し、１
００００回以，′の耐久能力のあることが認められた。

特に，一般Ｋは２０００回が許容安全限界とさ７ こ・
，乙畑，本実施例に′よれば．大巾な更新結果となる。

、た．．驚２の実施例による温度条件やサーミスタの冷
却時間等は第１図と略同様てらった。

１た，第１，第２の実施例を通じて幾つかの具体的数値
を与えたが，これらの数値はあく１で一例であることは
云う１でもない。

以上詳細に説明したように、本発明によれば，サーミス
タの耐久性を従来に比して大巾に改善向とでき，レベル
検知器の性能向との大巾な増カロを得ることが可能にな
った。

尚、主としてエンジン・オイルの事例を説明してきたが
，ガソリン，ボイラ，湯沸器，風呂等の各種液体レベル
検出にも使用できることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレベル検知器を示す図，第２図はサーミ
スタの特性図，第３図は本発明の基本的回路構或よシ或
るレベル検知器を示す図、第４図，第５図は本発明の実
施例を示す図である。 １・・・・・・サーミスタ、７・・・・・・バイパス手
段、・・・電磁リレー。 ２・・・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体中の所定レベル位置に設置され，該液体が減少
   しそれ自身が該液体中より露出されることによってそれ
   自身の温度が上昇し、それによって抵抗値が変化するサ
   ーミスタと；電源に対し該サーミスタとそれ自身の持つ
   電磁コイルが直列回路を形ｆｆｌＬ該サーミスタの抵抗
   値の変化を受けて作動しそれ自身の持つ接点を開閉する
   電磁リレーと；該電磁リレーの接点と直列に接続され，
   該電磁リレーの接点の開閉によりＬ記液体がサーミスタ
   の設置されているレベル位置より減少したことを表示す
   る手段と；を具えると共ニ，七記サーミスタが露出され
   て自己加熱した時，Ｉ：．記電磁リレーの接点の開閉に
   よｂｈ記電磁コイルを流れる電流がＬ記サーミスク内を
   流れないようにする為のバイパス手段を該サーミスタに
   対し設けたことを特徴とする液体のレベル検知器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の液体のレベル検知器に
   おいて，上記サーミスタの一端と上記電磁リレー接点の
   一端はそれぞれ電気的に接続され，さらにＬ記サーミス
   タの他端と上記電磁リレー接点の他端とをダイオードに
   より接続することによシ，該ダイオードと該電磁リレー
   接点により上記バイパス手段を構ＥｉＬたことを特徴と
   する液体のレベル検知器。