(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の実施形態に係る車載用オイルセンサ1は、たとえば、自動車や二輪車のエンジン(原動機)の潤滑や冷却等に使用されるオイルの圧力とオイルの温度とを測定するものであり、エンジン(図示せず)のシリンダーブロックに一体的に設置されて使用される。
【0018】
車載用オイルセンサ1は、
図1、
図2で示すように、筐体(ハウジング)3と、筐体内部空間5と、オイル経路(オイル流路)7と、検出部(センサ素子)9とを備えて構成されている。
【0019】
筐体内部空間5は、筐体3の内部(内側)に設けられており、筐体内部空間5には、オイル(圧力や温度の測定対象であるエンジンオイル)が入り込むようになっている。
【0020】
オイル経路7は、
図2、
図9(a)(b)等で示すように、筐体3に複数設けられており、オイル経路7(7A、7B、7C)のそれぞれには、オイルが流れるようになっている。オイル経路7(7A、7B、7C)のそれぞれは、
図2で示すように、筐体3の外部と筐体内部空間5とをつないでいる。
【0021】
複数のオイル経路7(7A、7B、7C)は、筐体内部空間5内でオイルを循環させるために設けられている。また、各オイル経路7(7A、7B、7C)は、これらの経路の途中でお互いが遮断されているが(たとえば、
図2に参照符号57で示す仕切り部を参照)、各オイル経路7(7A、7B、7C)が、これらの経路の途中の一部でお互いがつながっていてもよい。
【0022】
検出部9は、オイル経路7から筐体内部空間5内に入ってきたオイルの圧力、筐体内部空間5内のオイルの温度の少なくともいずれかを検出するようになっている。
【0023】
車載用オイルセンサ1がエンジンに設置されエンジンが稼働している状態では、エンジンのシリンダーブロックに形成されているオイルの流路(油路)を流れているオイル(
図9(a)の矢印参照)の一部が、車載用オイルセンサ1の筐体3に設けられている複数のオイル経路7のうちの一部のオイル経路7Aを通って筐体内部空間5に入るようになっている。
【0024】
また、筐体内部空間5に入ったオイルが車載用オイルセンサ1の筐体3に設けられている複数のオイル経路7のうちの他のオイル経路7B、7Cを通って、エンジンのシリンダーブロックに形成されているオイルの流路に戻るようになっている。このようにして、筐体内部空間5内でオイルの流れが発生し、筐体内部空間5内のオイルが循環する(入れ替わる)ようになっている。
【0025】
なお、車載用オイルセンサ1が、オイルの圧力やオイルの温度に代えてもしくは加えて、オイルにおける汚れや劣化の度合いを測定するように構成されていてもよい。
【0026】
すなわち、オイルはエンジンの燃料の燃焼時に発生したカーボンやスラッジなどの燃えカスを洗い流しているので、次第に汚れがたまっていき、汚れや劣化の度合いが高くなる。そこで、筐体内部空間5内におけるオイルの透明度を検出することで、汚れや劣化の度合いを検出するように構成されていてもよい。
【0027】
オイルの透明度は、たとえば、筐体内部空間5内に発光体と受光体とを設け、筐体内部空間5内のオイルでの光の透過度を検出することでなされる。
【0028】
車載用オイルセンサ1の筐体3は、筐体本体部11とオイル経路形成体13(
図2、
図5参照)とを備えて構成されている。オイル経路形成体13は、筐体本体部11とは別体で構成されており、樹脂(たとえば絶縁性を備えた合成樹脂)によって一体成形で構成されており、筐体本体部11に一体的に設けられている。また、オイル経路形成体13には、複数のオイル経路7(7A、7B、7C)が形成されている。
【0029】
筐体本体部11は、筐体本体(ケース)15(
図2、
図4参照)と、端子支持体17(
図2、
図3参照)と、検出部設置体(ステム)19(
図2、
図6参照)とを備えて構成されている。筐体本体部11を構成している筐体本体15と端子支持体17と検出部設置体19と検出部9とは、それぞれが、お互いが分離可能な別体で構成されている。
【0030】
端子支持体17は、金属製の端子21を絶縁性の樹脂23でインサート成形したことで形成されている。検出部設置体19は、絶縁性の樹脂で構成されており、検出部9が一体的に設置されている。
【0031】
筐体本体15は、金属で構成されており、この一部をカシメたことによって、端子支持体17を支持している。検出部9と検出部設置体19とは、筐体本体部11の内部の空間(筐体本体15と端子支持体17とで形成されている筐体3の内部の空間)内に設置されている。詳しくは後述するが、この内部の空間の一部が筐体内部空間5を形成している。
【0032】
さらに、筐体本体15には、オイル経路形成体13がたとえば圧入によって設置されている。車載用オイルセンサ1では、筐体本体15と端子支持体17と検出部9と検出部設置体19とオイル経路形成体13とが一体化している。
【0033】
また、車載用オイルセンサ1には、樹脂(たとえば絶縁性を備えた合成樹脂)で構成されたオイルガイド部25が設けられている。オイルガイド部25は、オイル経路7内にオイルを導入するために、オイル経路7(各オイル経路7A、7B、7Cのうちの少なくとも一部のオイル経路)の開口部27のところに設けられている。
【0034】
筐体3の、複数のオイル経路7(7A、7B、7C)が形成されている部位(少なくとも開口部27のところにおける部位)29は、
図2等で示すように、柱状(たとえば円柱の形状)に形成されている。
【0035】
ここで、説明の便宜のために所定の一方向を高さ方向とすると、複数のオイル経路7(7A、7B、7C)のそれぞれは、柱状の部位29の中心軸C1の延伸方向(高さ方向)に、お互いが平行になって延びている。
【0036】
高さ方向で見たときに、
図9(a)(b)で示すように、複数のオイル経路7(7A、7B、7C)やオイル経路7の開口部27(27A、27B、27C)のそれぞれが、柱状の部位29の中心軸C1を中心とする円(所定の半径の円)の円周を当分配する位置に配置されている(
図9(a)参照)。
【0037】
また、高さ方向で見たときに、複数のオイル経路(7A、7B、7C)の開口部27のそれぞれは、柱状の部位29の側面のところに位置しており、複数のオイル経路7(7A、7B、7C)のそれぞれが、板状部位31の内側に位置している。板状部位31は、
図5等で示すように、たとえば円板状に形成されている。また、板状部位31は、柱状の部位29とともに複数のオイル経路7の開口部27を形成している。
【0038】
また、板状部位31は、たとえば、仕切り部57とともに、オイルガイド部25を形成している。すなわち、筐体内部空間5内にオイルを入れるためのオイル経路7Aにつながっている開口部27Aを通ったオイルが仕切り部57にぶつかって跳ね返っても、この跳ね返ったオイルが板状部位31によって
図2の下側に移動していうことが阻止され、
図2の上側に移動し、筐体内部空間5内に入りやすくなっている。
【0039】
車載用オイルセンサ1についてさらに詳しく説明する。
【0040】
端子支持体17は、
図3等で示すように、コネクタ接続部位33と筐体本体係合部35とを備えて構成されている。コネクタ接続部位33には、他のコネクタ(図示せず)が接続されるようになっている。
【0041】
筐体本体係合部35は、背の低い円柱状(中心軸が高さ方向に延びている円柱形状)に形成されており、コネクタ接続部位33の下側に位置しており、筐体本体15に係合するようになっている。
【0042】
端子21は、筒状のコネクタ接続部位33の内側で樹脂23から上方に突出しており、また、筐体本体係合部35の下面で樹脂23から下方に僅かに突出している。
【0043】
筐体本体15は、
図4等で示すように、端子支持体係合部37とオイル経路形成体係合部39とを備えて構成されている。端子支持体係合部37は、中央に円柱状の貫通孔が設けられた背の低い円柱状に形成されている。
【0044】
さらに説明すると、端子支持体係合部37の中心軸は、高さ方向に延伸しているとともに、中央の円柱状の貫通孔は、大径部41と中径部43と小径部45とで構成されている。端子支持体係合部37の中心軸と大径部41の中心軸と中径部43の中心軸と小径部45の中心軸とはお互いが一致している。また、大径部41と中径部43と小径部45とは、上から下に向かってこの順にならんでいる。
【0045】
オイル経路形成体係合部39は、端子支持体係合部37よりも小径の円筒状に形成されており、端子支持体係合部37の下側に設けられている。端子支持体係合部37の中心軸C1とオイル経路形成体係合部39の中心軸とはお互いが一致している。
【0046】
なお、オイル経路形成体係合部39の外周面(側面)には、オスネジ(図示せず)が形成されている。オスネジは、管用ネジになっており、車載用オイルセンサ1をエンジンのシリンダーブロックに設置するときに使用される。
【0047】
また、端子支持体係合部37の大径部41の開口部の縁には、端子支持体17を保持しているカシメ部47が設けられている。
【0048】
検出部9が設けられている検出部設置体19は、
図6等で示すように、円環状の縁部49が形成されている鍔状部51と、円柱状部53とを備えて構成されている。円柱状部53には鍔状部51が設けられており、鍔状部51の中心軸と円柱状部53の中心軸とは高さ方向に延びておりお互いが一致している。
【0049】
筐体本体15内に検出部9が設けられている検出部設置体19を設置し、さらに、筐体本体15内に端子支持体17に筐体本体係合部35を係合させて、カシメ部47をカシメることで、
図2で示すように、筐体本体15と検出部設置体19と端子支持体17が一体化しているとともに、筐体3の内部に空間が形成されている。
【0050】
この内部の空間は、検出部9が設けられている検出部設置体19によって、上側の空間65と下側の空間(筐体内部空間)5とに仕切られている。上側の空間65は図示しない空気経路によって大気開放されており、この場合、検出部9によって筐体内部空間5に入ってきたオイルの圧力(ゲージ圧)が測定されるようになっている。
【0051】
なお、上側の空間65を真空状態にして、検出部9によって筐体内部空間5に入ってきたオイルの圧力(絶対圧)を測定するようにしてもよい。
【0052】
オイル経路形成体13は、
図5で示すように、形成体本体部55と仕切り部57と円板状部(板状部位)31と形成体鍔部61とを備えて構成されている。形成体本体部55は、中心軸C1が高さ方向に延びている円筒状に形成されている。仕切り部57は、
図9(a)(b)で示すように、高さ方向で見て「Y」字状に形成されている。
【0053】
仕切り部57は、形成体本体部55内に入り込んでいる。これにより、円筒状の形成体本体部55の内部は、お互いが平行になって高さ方向に延伸している3つのオイル経路7A、7B、7Cを形成している3つの部位に分かれている。
【0054】
また、高さ方向で見たときに、3つの複数のオイル経路7(7A、7B、7C)のそれぞれが、柱状の部位29の中心軸を中心とする円(所定の半径の円)の円周を当分配する位置に配置されている。
【0055】
仕切り部57の高さ方向の寸法の値は、形成体本体部55の高さ方向の寸法の値よりも大きくなっている。高さ方向で、形成体本体部55の上端と仕切り部57の上端とは、お互いが一致しており、仕切り部57の下端部は、形成体本体部55の下端から下側に突出している。
【0056】
円板状部31の外径の値は、形成体本体部55の外径の値と一致しており、円板状部31は、この厚さ方向が高さ方向と一致するようにして、仕切り部57の下端に設けられている。高さ方向で見ると、形成体本体部55の中心と仕切り部57の中心と円板状部31の中心とはお互いが一致している。
【0057】
これにより、高さ方向で見たときに、3つのオイル経路7A、7B、7Cの開口部27のそれぞれは、柱状の部位29の側面のところに位置しており、複数のオイル経路7(7A、7B、7C)のそれぞれが、車載用オイルセンサ1の下端にある板状部位(厚さ方向が高さ方向になっている円板状部位)31の内側に位置している(
図9(a)(b)参照)。なお、開口部27は、高さ方向で、形成体本体部55と板状部位31との間に位置している。
【0058】
形成体鍔部61の外径の値は、形成体本体部55の外径の値よりも大きくなっており、形成体鍔部61は、高さ方向で形成体本体部55の中間部に位置している。
【0059】
形成体鍔部61は、オイル経路形成体13の上端部(形成体本体部55の、形成体鍔部61よりも上側の部位)が、筐体本体15のオイル経路形成体係合部39内に圧入されたときのストッパーとして役割を果たしている。
【0060】
次に、車載用オイルセンサ1の動作について説明する。
【0061】
初期状態では、車載用オイルセンサ1がエンジンのシリンダーブロックに設置されており、車載用オイルセンサ1の開口部27がエンジンのシリンダーブロックのオイルの流路内に位置しているものとする。
【0062】
なお、車載用オイルセンサ1がエンジンのシリンダーブロックに設置された状態では、車載用オイルセンサ1の筐体本体部11(オイル経路形成体係合部39)がエンジンのシリンダーブロックに接して設置されており、オイルガイド部25(オイル経路形成体13)がエンジンのシリンダーブロックから離れて、エンジンのシリンダーブロックのオイルの流路内に位置している。
【0063】
この初期状態でエンジンが稼働すると、
図9(a)に矢印で示すようなオイルの流れ(高さ方向に対して直交する方向の流れ)が発生する。そしてこのオイル流の一部が、1つの開口部27Aからオイル経路7A内に入り、オイル経路7A内を流れて、筐体内部空間5に至り、その後、2つのオイル経路7B、7C内を流れ、開口部27B、27Cからエンジンのシリンダーブロックのオイルの流路に出ていく。
【0064】
検出部9は、筐体内部空間5内のオイルの圧力や温度を測定する。なお、検出部9が筐体内部空間5内のオイルの圧力を検出する場合、筐体内部空間5内にオイルの流れがあるので、検出部9はオイルの総圧(静圧+動圧)を検出してしまうことがある。そこで、静圧を検出したい場合、検出した総圧の値を適宜補正してもよい。たとえば、エンジンの回転数に応じて動圧の値をもとめ上記補正をしてもよい。
【0065】
なお、
図9(a)では、矢印で示すオイルの流れ方向に対して、1つのオイル経路7A(開口部27A)がちょうど対向している。しかし、車載用オイルセンサ1は、管用ネジでエンジンのシリンダーブロックに設置されるので、中心軸C1まわりの回転角度が一定にならない。
【0066】
たとえば、
図9(b)で示すように、矢印で示すオイルの流れ方向に対して、2つのオイル経路7A(開口部27A)、7C(開口部27C)が対向している。このようになっても、筐体内部空間5内でのオイルの流れが発生し、筐体内部空間5内でオイルが循環する。
【0067】
すなわち、
図9(b)で示す態様では、エンジンのシリンダーブロックのオイルの流路を流れているオイルの一部が、2つの開口部27A、27Cからオイル経路7A、7C内に入り、オイル経路7A、7C内を流れて、筐体内部空間5に至り、その後、1つのオイル経路7B内を流れ、開口部27Bからエンジンのシリンダーブロックのオイルの流路に出ていく。
【0068】
車載用オイルセンサ1によれば、筐体3の外部と筐体内部空間5とをつないでいるオイル経路7が複数設けられており、検出部9が筐体内部空間5内のオイルの圧力や筐体内部空間5内のオイルの温度検出するように構成されているので、生産性が良く、オイルの温度やオイルの圧力を正確に測定することができる。
【0069】
すなわち、従来のオイルセンサ351のように温度センサ363を細長い孔361内に設置する必要が無く、筐体内部空間5内に設置すればよいので、検出部9の設置が容易になり生産性が向上する。また、オイル経路7が複数設けられているので、オイル経路7内と筐体内部空間5内とにオイルの流れが発生し、筐体内部空間5でオイルが循環する。これにより、筐体内部空間5内の温度と圧力とを正確に測定することができる。なお、オイルの流れが発生していることで、オイル経路での詰まりの発生を防止することができる。
【0070】
また、車載用オイルセンサ1によれば、筐体3が、筐体本体部11と複数のオイル経路7を形成しているオイル経路形成体13とを備えて構成されているので、筐体本体部11の構成を簡素化しても、複数のオイル経路7を容易に形成することができる。
【0071】
また、車載用オイルセンサ1によれば、オイル経路7の開口部27のところにオイルガイド部25が設けられているので、オイル経路7でのオイルの流れを一層確実に生成することができ、オイルの温度やオイルの圧力を一層正確の測定することができる。
【0072】
また、車載用オイルセンサ1によれば、オイルガイド部25を樹脂で構成することで、車載用オイルセンサ1を取り付け部(金属で構成されているエンジンのシリンダーブロック)に搭載するときに、オイルガイド部25を取り付け部に誤ってぶつけてしまっても、このときに発生する衝撃力を樹脂の弾性変形で吸収することができ少なくすることができる。
【0073】
これに対して、特許文献3に記載のオイルセンサ401では、第2ケース407が金属で構成されているので、オイルセンサ401をエンジンのシリンダーブロックに搭載するときに、第2ケース407を金属で構成されているエンジンのシリンダーブロックに誤ってぶつけてしまうと、このときの衝撃力が大きくなってしまう。
【0074】
また、オイルガイド部25を熱の伝達率が金属に比べて低い樹脂で構成することで、たとえば、オイルとエンジンのシリンダーブロックとの間での熱の伝達がされにくくなり、オイルの温度をより正確に検出することができる。
【0075】
これに対して、特許文献3に記載のオイルセンサ401では、オイル導入孔403が形成されている第2ケース407が金属で構成されているので、オイルとシリンダーブロックとの間での熱の伝達がされやすくなっており、オイルの温度を正確に検出することができない事態が発生するおそれがある。
【0076】
また、車載用オイルセンサ1によれば、複数のオイル経路7が形成されている筐体3の部位29が、柱状に形成されており、複数のオイル経路7のそれぞれが、柱状の部位29の中心軸C1の延伸方向に、お互いが平行になって延びており、柱状の部位29の中心軸C1の延伸方向で見たときに、複数のオイル経路7のそれぞれが、柱状の部位29の中心軸C1を中心とする円の円周を当分配する位置に配置されており、複数のオイル経路7の開口部27のそれぞれが、柱状の部位29の側面のところに位置しており、複数のオイル経路7のそれぞれが板状部位(円柱状部)31の内側に位置しているので、エンジンのシリンダーブロックに形成されているオイルの流路を流れているオイルの流れ方向と、オイル経路7が延びている方向とが直交していても、車載用オイルセンサ1のオイルの経路7内でのオイルの流れを確実に生成することができる。
【0077】
次に、変形例に係る車載用オイルセンサ1aについて、
図8を参照しつつ説明する。
図8では、オイル経路形成体13の形状が、
図1等で示す車載用オイルセンサ1と異なっており、その他の点は、
図1等で示す車載用オイルセンサ1と同様に構成されている。
【0078】
すなわち、
図1等で示す車載用オイルセンサ1において、オイル経路形成体13を
図8(c)で示すように構成している。
図8(c)で示すオイル経路形成体13は、
図5で示す経路形成体13から、筒状の形成体本体部55を削除した形態になっている。
【0079】
図8(c)で示すオイル経路形成体13が、筐体本体15のオイル経路形成体係合部39に圧入されて、複数のオイル経路7が形成されるようになっている。これにより、オイル経路形成体13が複数のオイル経路7(7A、7B、7C)を筐体本体部11(筐体本体15)とともに形成していることになる。
【0080】
なお、筐体本体15とオイル経路形成体13が一体で形成されていてもよい。
【0081】
次に、別の変形例について、
図7、
図9(c)(d)を参照しつつ説明する。
【0082】
図7等で示す車載用オイルセンサ1bは、筐体本体15とオイル経路形成体13が一体で形成されている点が、
図1等で示す車載用オイルセンサ1と異なっており、さらに、オイル経路7の開口部のところの形状が
図1等で示す車載用オイルセンサ1と異なっており、その他の点は、
図1等で示す車載用オイルセンサ1と同様に構成されている。
【0083】
すなわち、
図7等で示す車載用オイルセンサ1bは、筐体3の、複数のオイル経路7の開口部27のところにおける部位63が錐体の形状(たとえば円錐形状)に形成されている。なお、筐体3の、複数のオイル経路7の開口部27のところにおける部位63が錐台の形状(たとえば円錐台の形状)に形成されていてもよい。
【0084】
また、
図7等で示す車載用オイルセンサ1bでは、複数のオイル経路7のそれぞれが、錐体や錐台の中心軸C1の延伸方向(高さ方向)に、お互いが平行になって延びており、複数のオイル経路7が、錐体や錐台形状に形成されている部位63の側面(斜面)で開口している。
【0085】
さらに、錐体や錐台の中心軸C1の延伸方向(高さ方向)で見たときに、複数のオイル経路7のそれぞれが、錐体や錐台の中心軸を中心とする円(所定の半径の円)の円周を当分配する位置に配置されている。
【0086】
車載用オイルセンサ1bでは、エンジンのシリンダーブロックに形成されているオイルの流路を、
図9(c)に矢印で示すように、オイルが流れている場合、主として1つのオイル経路7Aを通って筐体内部空間5内にオイルが入り、主として1つのオイル経路7Cを通って筐体内部空間5内からオイルが出てくる。
【0087】
また、車載用オイルセンサ1bでは、エンジンのシリンダーブロックに形成されているオイルの流路を、
図9(d)に矢印で示すように、オイルが流れている場合、2つのオイル経路7A、7Bを通って筐体内部空間5内にオイルが入り、2つのオイル経路7C、7Dを通って筐体内部空間5内からオイルが出てくる。
【0088】
なお、車載用オイルセンサ1bでも、複数のオイル経路7の開口部27と、錐体形状の部位63とでオイルガイド部25が形成されている。すなわち、筐体内部空間5内にオイルを入れるためのオイル経路7Aにつながっている開口部27が、錐体形状の部位63の斜面に形成されているので、流れてきて錐体形状の部位63の斜面にぶつかったオイルが、オイル経路7Aにつながっている開口部27からオイル経路7Aに入りやすくなっている。
【0089】
また、車載用オイルセンサ1bにおいて、錐体形状の部位63やオイル経路7を構成する部位を樹脂で構成してもよい。そして、車載用オイルセンサ1bがエンジンのシリンダーブロックに設置された状態で、錐体形状の部位63やオイル経路7を構成する部位がエンジンのシリンダーブロックから離れて、エンジンのシリンダーブロックのオイルの流路内に位置するようにしてもよい。
【0090】
車載用オイルセンサ1bによれば、複数のオイル経路7の開口部27のところにおける筐体3の部位63が、錐体の形状もしくは錐台の形状に形成されており、複数のオイル経路7のそれぞれは、錐体や錐台の中心軸C1の延伸方に、お互いが平行になって延びており、複数のオイル経路7が、錐体や錐台の側面で開口しており、錐体や錐台の中心軸C1の延伸方向で見たときに、複数のオイル経路のそれぞれが、錐体や錐台の中心軸を中心とする円の円周を当分配する位置に配置されているので、エンジンのシリンダーブロックに形成されているオイルの流路を流れているオイルの流れる方向と、オイル経路7が延びている方向とが直交していても、車載用オイルセンサ1bのオイルの経路7内でのオイルの流れを確実に生成することができる。
【0091】
ところで、オイル経路形成体13の形状をたとえば次に示すように変更してもよい。オイル経路形成体13を複数条(たとえば2条)のオスネジ形状(総ネジのスタッドボルトの形状)に形成し、オイル経路形成体13の上側部位を、筐体本体15のオイル経路形成体係合部39内にねじ込むことで、複数(たとえば2条(2列))の螺旋状のオイル経路7を形成し、オイル経路7や筐体内部空間5でのオイルの流れを形成してもよい。
【0092】
この場合、たとえば、円筒状のオイル経路形成体係合部39の内径の値が、オイル経路形成体13のオスネジの山径の値よりも僅かに小さくなっているか、もしくは、円筒状のオイル経路形成体係合部39の内径の値が、オイル経路形成体13のオスネジの山径の値と等しくなっており、円筒状のオイル経路形成体係合部39の内径の値が、オイル経路形成体13のオスネジの谷径の値よりも大きくなっている。
【0093】
なお、
図3では、端子21が3つ設けられているが、
図11で示すように、端子21を4つ設けてもよいし、5つ以上の複数設けてもよし、2つだけ設けてもよい。
【0094】
また、
図10で示すように、検出部9を圧力センサ67と温度センサ69とで構成し配置してもよい。さらに、
図10で示す態様において、圧力センサ67と温度センサ69との設置位置を入れ替えてもよい。