JPS60165519A - 内燃機関用オイルレベルセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は内燃機関用オイルレベルセンサに係シ、特に内
燃機関のクランク室内の潤滑オイルのレベルが所定値以
下に下ったときにクランク室内の圧力に応動してレベル
低下の信号を発生する内燃機関用オイルレベルセンナの
改良に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の圧力検知の磁石界磁式の内燃機関用オイルレベル
センサは、潤滑オイルが減少して所定レベル付近になる
と、所定レベル以上でも内燃機関起動時に僅かの時間の
間誤信号を発生するという不具合があった。そこで、こ
の欠点を解消するため、例えば、特開昭５６−１５４６
１６に示されているように、信号を受けて内燃機関を停
止させる電子駆動回路にコンデンサ使用のタイマーを設
け、信号が所定時間持続しないときは内燃機関を停止さ
せることがないようにしていた。しかし、オイルレベル
が所ｉレベルに極く近くになったときには、誤信号が発
生している時間が長くなるので、上記処置では誤信号を
吸収しきれないことがあり、充分満足する結果が得られ
ない場合が多かった。

〔発明の目的〕

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、内燃機関起動時に誤信号を発生することがＺ
＜１．ｔＸ知精度を高めることかでらる内燃機関用オイ
ルレベルセンサを提供することにある。

〔発明の概要〕

本祐明の特徴は、先端が内燃横開のクラ／り室内の潤滑
オイルの所定レベル位置に達するように上記クランク室
内に挿入される圧力伝達ツクイブの他端に結合したバキ
ューム室の下端面と上記クランク室内のｇ滑オイルの所
定レベル位置との間の垂直距離りが、上記バキューム室
内の平均圧力をＰｖｏ＋ｏ＋Ａｑ、上記クランク室内の
平均圧力をＰｅａｔｍ　Ａ　ｑ−、上記潤滑オイルの密
度をρｇ／ｃｒ／ｌとしたときに、 ｈ）ｌｐｖｏ−Ｐｃｏｌ／　ρ を満足するように上ｄ己バキューム室を位置決めした構
成とした点にある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第１図〜第３図、第６図に示した実施例お
よび第４図、第５図を用いて詳細に説明する。

まず、本発明に至った理陶的な根拠について説明する。

内燃横開のクランク室内には、潤滑オイルと少量鋼れた
ガソリン等のシストが充満しており、このシストが何ら
かの原因で発火、爆発する危険が多分にあるつそのため
、発火、爆発してもクランク室が破損しないようにリリ
ーフノ（ルブを設けである。このリリーフバルブは、圧
力が高くなったらクランク室内の気体を外に逃がすが、
第２の爆発を引き起こさないようにするために、外から
クランク室内に空気が流入できない構造になっているつ
したがって、内燃機関が運転され始め、ピストンが上下
動すると、クランク室内の圧力は、平均圧力では負圧と
なる。

ここで、クランク室内のオイルレベルが所定値以上であ
るときにオイルレベルセンサを取り付けたり、あるいは
、オイルレベルセンサが取す付けられていてオイルレベ
ルが所定レベル以下、すなわち、オイルレベルセンサの
圧力伝達パイプの先端が空気中に４出している状態から
オイルを注入してオイルレベルを所定レベル以上にした
ような場合は、オイルレベルセ／すのバキューム室およ
び圧力伝達パイプ内は空気で満たされ、その圧力Ｐｖｌ
は大気圧か大気圧よシ多少尚めになっている。

この状態で内燃機関が起動されると、クラ／り室内圧力
Ｐｃ＋は、瞬間的に後述する第４図に示すよりなシ、内
燃機関の始動直後は、ＰＣ！１よりＰｖｌ。

方が高くなり、バキューム室内の空気は、圧力伝達バイ
ブとオイルを通してクランク室側へ逃げる。

その結果、バキューム室内の圧力は下がり、負圧となる
。実験を行った結果によれば、第４図に示すように、Ｐ
ｖｌの平均値ｐｖ６は、Ｐｃｌの平均値Ｐｃ６よりもさ
らに低いものとなる。したがって、オイルがオイルレベ
ルセンナの圧力伝達パイプないしバキューム室に上って
くる。このオイルの上ってくる尚さは、バキューム室の
平均圧力Ｐｖｏとクランク室の平均圧力Ｐｃｏとの差に
比例する。ところで、バキューム室にはダイアフラムや
補助ばね等が設けであるので、そのスペースを大きく取
ってあり、オイルがこのバキューム室にまで達する場合
は、上がるオイル量が多くなる。このため、オイルが上
がシきるまでに多くの時間がかかり、この間、バキュー
ム室では空気の流出、オイルの流入が激しく行われ、圧
力の変動が起こる。ダイアフラムはこの圧力変動を受け
て変位し、ダイアフラムと一体となって可動子が動くの
で、信号発電機構は誤信号を発するに至る。この誤信号
の発生を防止するためには、上記の説明から、オイルが
上昇してもバキューム室までには至らないようにして、
オイルの上昇量を少なくシ、瞬間的に流入、流出が完了
するようにすることが有効であることがわかる。

第１図は本発明の内燃機関用オイルレベルセンナの一実
施例を示す縦断面図である。第１図において、１はアル
ミニウムまたは耐油性の樹脂からなるセンサ本体で、セ
ンサ本体１には、先端２ａが内燃機関のクランク室内の
鏑滑オイルの所定レベル位置に達するようにクランク室
内に挿入しておる圧力伝達パイプ２が圧入等により装漕
してあり、パイプ２上には圧力伝達孔３が設けてあり、
その上にばねガイド４が設けてめる。はねガイド４は円
筒状に構成してあり、下端にフランジ状のはね受け部４
ａがあり、はね受け部４ａはセンサ本体１に装着してわ
る。ばねカイト４の下端部にはＭｔＬの切欠＠４ｂが周
方向に等間隔に設けてあり、センサ本体１の圧力伝達孔
３の上方に設けたバキューム室５内とパイプ２内とを圧
力伝達孔３を介して連通させである。バキューム室５の
上端にはダイアフラム６が配設してアリ、ダイアフラム
６の中央部下面にはダイアフラム押え７が当接しており
、ダイアフラム押え７に信号コイル８の中心部を動くよ
うに磁性材料からなる可動子９がかしめによって取り付
けである。ばねガイド４の外周にはばね１０が嵌合させ
てあり、このばね１０の上端部はダイアフラム押え７の
ばね受け部に、下端部はばね受け部４ａにそれ、それ受
け止められている。１１．１２はそれぞれ磁性材料から
なる第１のカバー、第２のカバーで、第２のカバー１２
１Ｃは可動子９の上面と刈向する位置に上下方向に着磁
された磁石１３が接着等により固定してオシ、また、信
号コイル８も図示のように固定しである。第１のカバー
１１は信号コイルＢの下側に配設してあり、中心には可
動子９が自由に動き得る穴があけており、第１のカバー
１１、と第２のカバー１２とはダイアフラム６とともに
センタ本体１にシーミンク固定しである。

そして、可動子９、磁石１３、第２のカバー１２、信号
コイル８、第１のカバー１１とで磁石界磁形の信号発電
機構を構成しており、この発電機構においては、磁石１
３−可動子９−第１のカバー１１−第２のカバー１２−
磁宕１３の磁路を形成しており、ダイアフラム６の変位
にょシ可動子９が軸線の上下方向に往復変位すると、可
−動子９と磁石１３との間のギャップが変動し、信号コ
イル８に鎖交する磁束が変化し、この磁束の変化により
信号コイル８に信号電圧が誘起されるようになっている
。なお、信号コイル８の巻き始めおよび巻き終りはリー
ド線にハンダ付けされており、外部に引き出されている
。１４は内燃機関への取付ネジ、１５はパツキンでおる
。

本発明に係る第１図に示すオイルレベルセンサ１６は、
ＩＩｆＪ２図に示すように、内燃機関１７のクランク室
１８にセ／す本体１に設けた取付ネジ１４をクランクケ
ースに設けたネジ穴１９に螺合することによって取り付
けられる。

次に、本発明の主要部でろる圧力伝達パイプ２の部分に
ついて第２図の要部詳細図である第３図を用いて説明す
る。クランク室１８は、内燃機関１７が回転し出してピ
ストンが上下動すると、内燃機関１７のリリーフパルプ
の影響でクランク室１８内の平均圧力Ｐｃｏが先に説明
したように負圧となる。また、その圧力の瞬時値ＰＣＩ
は、第４図に示すように、正弦波的に変化する。そして
、クランク室１８内の潤滑オイル２０が所定レベルＬＯ
以上ある場合、圧力伝達パイプ２の先端２ａはオイル１
８内にあるので、クランク室１８内の圧力Ｐｃ１は、バ
キューム室５に伝達されることがなく、ダイアフラム６
に達しないので、オイルレベルセ／す１６は動作せず、
したがって、クランク室１８内のオイルレベルが所定レ
ベル以下になったことを示す信号を発生しない。しかし
ながら、オイルレベルセンサ１６を新らしく取り付けた
ときなどの場合は、バキューム室５内は大気圧、すなわ
ち、第４図のθレベルにお９、クランク室１８内の圧力
Ｐｃｌより高いので、バキューム室５内の空気が圧力伝
達パイプ２およびオイル２０を通ってクランク室１８内
に流出し、バキューム室５内の平均圧力Ｐｖ６は第４図
に示しておるように負圧となる。そして、実験によれば
、バキューム室５内の平均圧力Ｐｖ６はクランク室１８
内の平均圧力Ｐｃ６より低くなシ、その差圧分だけオイ
ル２０が圧力伝達パイプ２内を上昇する。

そこで、本発明においては、バキューム室５の下端面か
らクランク屋１Ｂ内のオイル量下限の所定レベルＬｏま
での圧力伝達孔３を含めた圧力伝達パイプ２の垂直距離
りが、 ここに、Ｐｖｏ；バキューム室内の平均り力（ｓａｔＡ
ｑ） Ｐｃｏｉクランク室内の平均圧力 （ｗＡＱ） ρ；潤清オイルのそ度（９／ｆｆ１） を満足するように設定するようにした。

このようにすると、圧力伝達パイプ２内をクランク室１
８内の潤滑オイル２ｏが上昇しても、それがバキューム
菟５内に達することがなく、内燃機関１７の起動時に誤
信号を発生するのを防止することができる。

以下、ｈが（１）式を満足する場合とそれ以下の従来の
場合とのオイルレベルセンサ１６の動作について詳細に
説明する。

圧力伝達パイプ２の先端２ａが油面より浮いているとき
、すなわち、オイル着が少ないときは、クランク室１８
内の圧力Ｐｃｔが圧力伝達パイプ２を通ってダイアフラ
ム６に達し、ダイアフラム６は圧力Ｐａｌの脈動に応じ
て上下動し、ダイアフラム６と一体の磁性の可動子９が
コイル８の中心部を上下動してコイル８に鎖交する磁束
を変化させるので、コイル８に信号電圧を発生させる。

なお、圧力ＰＣＩは、＃Ｊ５図に示す如く、負圧部分が
大部分（平均値で負圧）なので、ダイアフラム６を効果
的に動作させるために正バイアスをかけるばね１０を設
けである。

第５図はエンジン起動直後のクランク室１８内の圧力Ｐ
ｃ１とバキューム室５内の圧力ｐｖ４の変化の関係を示
した線図で、（ａ）はｈが小さく、オイル２０が上昇し
たときバキューム室５内に達する場合、（ｂ）は本発明
の実施例のようにｈが（１）式を満足し、オイル２０が
バキューム室５内に達することがない場合のものをそれ
ぞれ示している。

オイル２０が所定レベル以上ある状態でのエンジン起動
＜　１＝０　＞直後では、ＰｖＩ　＝０　、　Ｐａｔ　
＝０であるが、まず、クランク室１８内の空気がレリー
フパルプから抜けるので、ＰＣＩが急激に下がる。これ
によりバキューム室５内の圧力ＰｖＨが相対的に高くな
るので、バキューム室５内の空気がオイル２０を通して
クランク室１８内に排出されて、ＰｖｌもＦがり如める
。その後、ＰＣＩが反転して上昇し、Ｐｖｌより嶋〈す
ればバキューム室５内の空気の排出は停止し、さらにＰ
ｃ＋７５（高くなり、ＰｖＩの方が相対的に低くなると
、今度はクランク室１８内のオイル２０が圧力伝達パイ
プ２内を上昇する。これにつれてＰｖｌが高くなる。以
上を１サイクルとして繰り返した後、空気の排出、オイ
ル２０の流入のない定虐状態に達する。なお、空気の排
出、オイル２０の流入とも圧力変化に対して時間遅れを
ともなって起こることはいうまでもない。

ところで、第５図（ａ）、（ｂ）とも定常状態でのクラ
ンク室１８内の平均圧力Ｐｃｏおよびバキューム室５内
の平均圧力Ｐｖ６はそれぞれ同じであり、ＰＣｏとＰｖ
ｏの差圧も同じになる。したがって、オイル２０の上昇
高さも第５図（ａ）と（ｂ）とで同じになる。

ところで、１サイクルでのバキューム室５内の空気の排
出、オイル２０の流入量は限られており、そのため、バ
キューム室５内までオイル２０が上昇する第５図（ａ）
の場合は、空気とオイル２０の交換量が多くなり、サイ
クル数が多くならなければ定常状態に達せず、この間、
図示のようにＰｖＩが変化しているので、ダイアフラム
６が変位し、コイル８が誤信号電圧を発生するに至る。

そして、この誤信号を受けて電子駆動回路装置が作動し
、オイル前が所定レベル以上あるにもかかわらずエンジ
ンを停止させるという不具合を生ずる。

これに対して、本発明の実施例によれば、第５図（ｂ）
に示すように、バキューム室５における空気とオイル２
０の交換量が少なくなるので、極く短時間の内に交換が
完了して定常状態に達し、コイル８が誤信号電圧を発生
して電子駆動回路装置を作動させるに至ることはない。

したがって、圧力伝達孔３を含めた圧力伝達パイブ２の
垂直距離りを（１）式を満足するよに設定することによ
って、オイル２０が所定レベル以上のときに、オイルレ
ベルセンサ１６が誤信号電圧を発生することがなく、信
頼性の高いオイルレベルセンサを提供できる。

なお、具体的には、圧力伝達孔３の長さを長くするか、
オイルレベル七／す１６の取付位置をクランクブースの
高いところに移して圧力伝達パイプ２を長くするか、ま
たは、オイルレベルセンサ１６のクランクケース取付部
とバキューム室５の部分を分離して、これを圧力伝達パ
イプ２と同じ位の内径のパイプでつなぐようにする。

第６図は本発明のオイルレベルセンサのオイルレベルが
所ボレベルより下がった場合の表示灯点灯のための一実
施例を示す回路図でおる。信号コイル８に発生する電圧
は極〈小さいので、この発生電圧だけでは発光ダイオー
ドを発光させることができない。そこで、第６図に示す
ように、コイル８０両端にダイオード２１と抵抗２２、
コンデンサ２３の直列回路を接続し、さらに、抵抗２２
とコンデンサ２３の直列回路に対して発光ダイオード２
４とサイリスタ２５の直列回路を並列接続し、かつ、サ
イリスタ２５を点弧させるため、そのゲートにツェナー
ダイオード２６を接続した構成の回路としである。

第６図に示す回路によれは、オイル２００レベルが低下
すると、クランク室１８内の圧力変動がオイルレベルセ
ンサ１６のダイアフラム６とそれと一緒に動く可動子９
の変位となって現われ、コイル５に電圧が誘起される。

この電圧は、コンデンサ２３に光電され、抵抗２２、コ
ンデンサ２３の両端の電圧が順次上昇する。との電圧が
ツェナーダイオード２６のツェナー電圧に達すると、サ
イリスタ２５のゲートを点弧し、発光ダイオード２４が
発光する。以下、同様の動作の繰り返しにより、発光ダ
イオード２４は点滅を繰り返す。この点滅周期は、抵抗
２ｚとコンデンサ２３とからなる回路の時定数によって
ほぼ決定される。

オイルレベルセンサ１６のコイル８は、構造上大きな誘
起起電力を得ることが困難であるが、第６図に示す回路
によれば、容易に発光ダイオード２４を点滅させること
ができ、オイルレベルの低下の皺告が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、不兄明によれば、内燃機関起動時
にｗＡ１ｓ号を発生することがなく、検知精度を高める
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関用オイルレベルセンサの一実
施例を示す縦のｉ面図、第２図は第１図のオイルレベル
センサの内７＜Ａ関への取付状態を一部切シ欠えて示し
た正面図、第３図は第２図のオイルレベル七／すの先端
の詳細とオイル上昇の説明図、第４図はクランク室とバ
キューム室の圧力関係を示す線図、第５図はエンジン起
動直後の従来と本発明に係る場合のクランク室とバキュ
ーム室の圧力関係を示す線図、第６図は本発明のオイル
レベルセンサの表示灯点灯のための一実施例を示す回路
図である。 １・・・センサ本体、２・・・圧力伝達パイプ、３・・
・圧力伝達孔、５・・・バキューム室、６・・・ダイア
フラム、８・・・信号コイル、９・・・可動子、１３・
・・磁石、１６佑　１　口 も　２　■ も　３　図 策　４　図 も　５　口 （久） （り 策　Ｇ　２ Ｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先端が内燃機関のクランク室内の潤滑オイルの所定
   レベル位随に達するように前記クランク室内に挿入され
   る圧力伝達パイプと、該圧力伝達パイプの他端に縮合し
   たバキューム室と、該バキューム室内に設けた外気と前
   記バキューム室内の圧力との差に応じて変位するダイア
   プラムと、核ダイアフラムと一体となって変位して信号
   発電機構の信号コイルに信号電圧を誘起させる可動子と
   よりなるオイルレベルセンサにおいて、前す己バキュー
   ム室の下端面と前記クランク室内の潤滑オイルの所定レ
   ベル以上との間の垂直距離りが、前記バキューム室内の
   平均圧力をＰｖｏｍＡｑ、前り己クランク室内の平均圧
   力をＰｃｏｗｍＡｑ）前記潤滑オイルの密度をρ１１７
   ｍ＆としたときに、ρ を満足するように前記バキューム室を位置決めした構成
   としであることを％徴とする内燃機関用オイルレベルセ
   ンサ。