JP4195466B2

JP4195466B2 - 自動車用ガス検出装置

Info

Publication number: JP4195466B2
Application number: JP2005500757A
Authority: JP
Inventors: 靖典小野; 満治吉良; 一夫翁長; 仁片山
Original assignee: FIS Inc
Current assignee: FIS Inc
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: JPWO2004111627A1; AU2003242348A1; WO2004111627A1

Description

【技術分野】
本発明は、外気中のガス濃度を検出するために自動車に取付けられる自動車用ガス検出装置に関するものである。
【背景技術】
自動車のオートエアコンシステムとして、外気中の排気ガス濃度を検出するための自動車用ガス検出装置を用いて、該自動車用ガス検出装置により外気中の排気ガスが低濃度で検出された場合には外気導入モードを選択し、排気ガスが所定濃度を超えて検出された場合には自動的に内気循環モードに切換える方式のものがある。
上記自動車用ガス検出装置としては、素早いガス応答性が要求されることから、外気の主流が直接当る箇所にガスセンサを設置することが好ましいが、この場合、導入される外気の風量によって検出値が影響を受け易くなり、同一の外気に対して自動車の走行速度に依り検出値が変化してしまうという問題がある。これに対して、例えば特開平９−１８４８１７号公報には、複雑な空気通路を備えて外気を迂回させたうえでガスセンサに当てる構造のものが提案されているが、このものにおいては、迂回により内部と外部との断熱効果は得られるものの外気自体はその主流が直接ガスセンサに当るので風量の影響を防止する効果は十分に得ることができず、また、複雑な空気通路を備えた特殊形状が要求されるので成形が困難であるという問題を有していた。
【発明の開示】
本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、簡単な構造により、素早いガス応答性を備えながらも検出値が外気の風量の影響を受けることを十分に防止した自動車用ガス検出装置を提供することを、課題とするものである。
上記課題を解決するために、本発明の自動車用ガス検出装置を、外気中に含まれる所定のガスを検出するためのガスセンサと、ガスセンサを配置するためのセンサ配置孔を外面に開口させてある本体ケースと、本体ケースのセンサ配置孔を外面側から覆うフィルタと、主体部の周縁から側周壁部を延設して成るキャップ状の部材であり、センサ配置孔とフィルタを覆うように本体ケースの外面に装着されるセンサカバーと、センサカバーの主体部におけるセンサ配置孔との対向領域を囲う所定領域内に、本体ケース側に向けて穿設される空気導入孔と、センサカバーの側周壁部に形成されて、空気導入孔からセンサカバー内部に流入した外気をセンサカバー外部に流出させる空気流出孔とを、具備して成るものとする。
本発明の自動車用ガス検出装置を自動車の所定箇所に設置しておけば、センサカバーに当った外気は主体部に穿設された空気導入孔を通ってセンサカバー内部に流入した後に、側周壁部に形成された空気流出孔を通って外部に流出することとなるが、上記空気導入孔がセンサカバーにおいてセンサ配置孔の真正面に位置する対向領域を避けて形成されていることから、外気の主流がセンサ配置孔内に設置されるガスセンサに直接当ることはなく、これにより、ガスセンサにまで至る外気の量はセンサカバーに当る風量に依らず略一定に保たれ、ガスセンサの検出値に外気の風量が影響を及ぼすことが防止される。また、例えば先鋭形状の物体が空気導入孔を通りセンサカバー内に侵入してきた際にも、この物体がフィルタを破りセンサ配置孔内にまで侵入することが防止されるものである。しかも、空気導入孔がセンサ配置孔との対向領域を囲むように本体ケース側に向けて穿設されるものであることから、センサカバー内に導入される外気はその主流がセンサ配置孔と大きく距離を隔てた領域を通るものではなく、したがって、ガスセンサの素早いガス応答性は確保されるものである。即ち、本発明によれば、素早いガス応答性を備えるとともに検出値が外気の風量の影響を受けることを十分に防止した自動車用ガス検出装置を、上記のような簡単な構造によって提供することができる。
また、上記の自動車用ガス検出装置を、センサカバー内面における空気導入孔が穿設される所定領域よりも内側の領域から、先端がフィルタに当るように突設される凸片を具備したものとすることも、好ましい。上記凸片は、センサカバーの装着によりフィルタを本体ケースに押え付けて保持させるものであるから、センサカバーを取外せば正面側から容易にフィルタを交換することが可能となる。加えて、上記凸片は、センサカバーと本体ケースとの間の空間を仕切って空気導入孔からセンサ配置孔までの間に空気通路を形成するものであるから、このような凸片を具備した簡単な構造によって、ガスセンサの検出値に外気の風量が影響を及ぼすことが、更に確実に防止されるようになる。
また、上記の自動車用ガス検出装置を、センサカバーに穿設される水抜き孔を具備したものとすることも、好ましい。このようにすることで、センサカバー内に水が溜まることを防止することができる。
また、上記の自動車用ガス検出装置を、センサカバーを本体ケースに弾性的に係止させておく着脱手段を具備したものとすることも、好ましい。このようにすることで、センサカバーを容易に着脱してフィルタの交換等を行うことができ、メンテナンスを現場で手軽に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態における一例の自動車用ガス検出装置の分解図である。
図２は、同上の自動車用ガス検出装置の組立図である。
図３は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースの正面図である。
図４は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースの側面図である。
図５は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースの下面図である。
図６は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースの背面図である。
図７は、図３のＡ−Ａ線断面図である。
図８は、同上の自動車用ガス検出装置の下ケースを示す正面図である。
図９は、同上の自動車用ガス検出装置の下ケースを示す下面図である。
図１０は、同上の自動車用ガス検出装置の下ケースを示す背面図である。
図１１は、同上の自動車用ガス検出装置のセンサカバーを示す正面図である。
図１２は、同上の自動車用ガス検出装置のセンサカバーを示す背面図である。
図１３は、図１１のＢ−Ｂ線断面図である。
図１４は、図１１のＣ−Ｃ線断面図である。
図１５は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースにフィルタとセンサカバーを装着した状態を示す正面図である。
図１６は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースにフィルタとセンサカバーを装着した状態を示す下面図である。
図１７は、図１５のＤ−Ｄ線断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明を好ましい実施の形態に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施の形態における一例の自動車用ガス検出装置１は、例えば自動車（図示せず）のフロントグリルと該フロントグリルの内側にあるラジエータとの間に配され、フロントグリルから導入された外気中の排気ガス濃度を検出するものである。本例の自動車用ガス検出装置１は、図１や図２に示すように、各種部品を実装したプリント回路板２を収納するとともに該プリント回路板２に接続されたガスセンサ３をその外面４ａから露出させる本体ケース４と、ガスセンサ３の露出部分を覆うように本体ケース４の外面４ａに着脱自在に装着されるセンサカバー５とで、その外殻の主体を構成している。上記ガスセンサ３は、排気ガスとして外気中に放出される所定のガス（具体的には、ＣＯやＮＯ_２等）を検出するためのものであり、本例においては、上記ガスセンサ３として、ガソリンエンジン用の排気ガス検出センサ３ａとディーゼルエンジン用の排気ガス検出用センサ３ｂとの一対を配しているが、これに限らず、１個若しくは３個以上のセンサを配したものであっても構わない。
本体ケース４は、背面側の略全面が開口部６となった略箱型の上ケース７（図３〜図７参照）と、上ケース７の開口部６と嵌合してこれを塞ぐ下ケース８（図８〜図１０参照）とで形成され、上ケース７と下ケース８とでプリント回路板２を挟持するものである。上ケース７即ち本体ケース４の正面側には、専用のコネクタ（図示せず）が挿入されるコネクタ接続部９と、ガスセンサ３が配置されるセンサ配置部１０とを、形成している。コネクタ接続部９は、本体ケース４の側方に向けて開口するように断面楕円形状に凹設したものであり、Ｌ字型を成す接続端子１１が、一端側１１ａが該コネクタ接続部９内部に突出して他端側１１ｂが本体ケース４内部に突出するように、本体ケース４に３本だけ貫通固定されている。また、センサ設置部１０は、本体ケース４の正面側に一段高く突出させて台状に形成したものであり、正面側を向く略矩形状の外面１０ａの中央部分には、本体ケース４の内部にまで貫通するセンサ配置孔１２を穿設している。なお、本文中においては、センサ配置孔１２の開口方向を自動車用ガス検出装置１の正面方向としている。
しかして、本例の自動車用ガス検出装置１においては、上ケース７と下ケース８とでプリント回路板２を挟持して本体ケース４を組み立てた状態で、プリント回路板２に接続されるガスセンサ３が、本体ケース４の外面４ａに開口するセンサ配置孔１２内に配置されるとともに、接続端子１１の他端側１１ｂがプリント回路板２に接続されるようになっている。
図１１〜図１４に示すように、センサカバー５は、正面視略矩形状を成す主体部５ａの周縁から背方に向けて側周壁部５ｂを延設して成るキャップ状の部材であり、側周壁部５ｂにはその先端縁を切り欠いて成る一対の凹部１３ａと、同じく先端縁を細溝型に切り欠いて成る二対の凹部１３ｂとを設けている。対を成す凹部１３ｂ同士は隣接させて設けており、隣接する凹部１３ｂの間には、弾性変形可能であって中央部分に孔部１５を穿設してある被係合部１４を突設している。本体ケース４のセンサ配置部１０の外側面１０ｂには、この被係合部１４の孔部１５に弾性的に係合する爪状の係合部１６を一対突設しており、この被係合部１４と係合部１６とで、センサカバー５を本体ケース４のセンサ配置部１０に弾性的に係止させておく着脱手段を形成している。装着状態にあるセンサカバー５は、図１５〜図１７に示すように、その側周壁部５ｂの先端縁が本体ケース４の外面４ａに押付けられ、凹部１３ａ，１３ｂや後述の空気導入孔１８を除いてセンサ配置孔１２の周囲を密閉するものである。また、センサ配置部１０の外側面１０ｂにはスペーサ２０を複数個突設しており、センサカバー５の側周壁部５ｂの内面がスペーサ２０の先端に当ることで、センサカバー５の装着状態において該センサカバー５の側周壁部５ｂの内面とセンサ設置部１０の外側面１０ｂとの間の空隙は、一定に確保されるものである。
センサカバー５の主体部５ａには、センサ配置部１０に装着された状態においてセンサ配置孔１２と対向する領域（即ち、図１、図２や図１１、図１２に示す対向領域Ｔ_１）を略リング状に囲う所定領域Ｔ_２内に、断面が直径２ｍｍ程度の円形状を成す空気導入孔１８を略等間隔で多数穿設している。また、センサカバー５の主体部５ａの内面には、センサ配置孔１２との対向領域Ｔ_１よりも外側であり、且つ、空気導入孔１８が穿設される所定領域Ｔ_２よりも内側である、略リング状の領域Ｔ_３内に、複数の凸片１９を略等間隔で突設している。
しかして、プリント回路板２を内蔵し且つガスセンサ３をセンサ配置孔１２内に配した状態の本体ケース４に、その外面４ａ側からセンサ配置孔１２を覆うようにフィルタ２１を貼着し、更に、このセンサ配置孔１２とフィルタ２１を取り囲んで覆うようにキャップ状のセンサカバー５を本体ケース４のセンサ配置部１０に装着することで、本例の自動車用ガス検出装置１が組み立てられるものである。このとき、センサカバー５の内面に設けた複数の凸片１９の先端は、本体ケース４のセンサ配置部１０の正面側の外面１０ａの略全面を覆うように貼着されたフィルタ２１の表面に当り（図１５〜図１７参照）、フィルタ２１を本体ケース４に押え付けて保持する役割、及び、センサカバー５と本体ケース４との間の空間を仕切って空気導入孔１８とセンサ配置孔１２までの間に空気通路を形成する役割を担うようになっている。上記フィルタ２１は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を用いて多孔質に形成した高撥水性のメンブレンシートである。メンブレンシートの空孔の径は、気体は通過させるが水や塵の通過は防止するように１〜５μｍとするが、特に３μｍであることが好ましい。また、メンブレンシートの背面側には、補強用のポリエステル不織布を貼り合わせておくことが好ましい。ここで、高撥水性のメンブレンシートをポリエステル不織布の正面側（即ち、外気に当てられる側）に設けているのは、仮にポリエステル不織布をメンブレンシートの正面側に設けた場合には、ポリエステル不織布に付着する水が通気を阻害する恐れがあるからである。上記フィルタ２１は、粘着剤を介して本体ケース４に貼着される。
本例の自動車用ガス検出装置１は、本体ケース４の外面４ａに突設してある取付部２２にブラケット（図示せず）を固定し、このブラケットを介して、外気の流入して来る方向に対して正面を向き（即ち、センサ配置孔１２の開口方向が外気の流入して来る方向となり）、且つ、コネクタ接続部９が下方に開口するように設置する。この設置状態で自動車を走行させると、フロントグリルから導入された外気の主流はセンサカバー５の主体部５ａの外面に当り、複数の空気導入孔１８からセンサカバー５内部に流入した後に、図１６に矢印で示すように、センサカバー５の側周壁部５ｂの内面と本体ケース４のセンサ配置部１０の外側面１０ｂとの間の空隙を通り、センサカバー５の側周壁部５ｂの先端部分に形成した各凹部１３ａ，１３ｂからセンサカバー５外部に流出する。既述したように、空気導入孔１８は、センサ配置孔１２の真正面に位置する対向領域Ｔ_１には穿設されず、該対向領域Ｔ_１の周辺の所定領域Ｔ_２にのみ本体カバー４側に向けて穿設されるものであるから、外気の主流はセンサ配置孔１２の部分に直接当ることなく側方の各凹部１３ａ，１３ｂへと向かう。したがって、ガスセンサ３にまで至る外気の量は風量に依らず略一定に保たれ、これにより、ガスセンサ３の検出値に外気の風量が影響を及ぼすことは防止されるものである。加えて、センサカバー５と本体ケース４との間の空間内において、空気導入孔１８とセンサ配置孔１２との間には複数の凸片１９により仕切られた空気通路が形成されていることから、ガスセンサ３の検出値に外気の風量が影響を及ぼすことは更に確実に防止されることとなる。しかも、空気導入孔１８はセンサ配置孔１２との対向領域Ｔ_１をリング状に取囲むように本体ケース４側に向けて穿設したものであるとともに、この空気導入孔１８と本体ケース４の外面４ａ（つまり、センサ設置部１０の正面側を向く外面１０ａ）とは近接して位置させているので、導入される外気はその主流がセンサ配置孔１２と大きく距離を隔てた領域を通るものではなく、したがって、ガスセンサ３の素早いガス応答性は確保されるものである。
ここで、センサカバー５の側周壁部５ｂに設けた各凹部１３ａ，１３ｂはいずれも、センサカバー５の側周壁部５ｂの先端部分に形成される空気流出孔としての役割を果たすものであるが、各凹部１３ａ，１３ｂのうち特に設置時に下方に開口するものは水抜き孔としての役割も担い、これにより、センサカバー５内に水分が溜まることが防止されている。
そして、上記したような特徴を具備して成る本例の自動車用ガス検出装置１によれば、空気導入孔１８や凸片１９を一体に設けたセンサカバー５を本体ケース４に装着しただけの簡単な構造で、素早いガス応答性を確保しながらも、検出値が外気の風量の影響を受けることを十分に防止することができるものである。また、外気の主流がセンサ配置孔１２の部分に直接当らないので、水や粉塵の付着も確実に防止される。また、本例の自動車用ガス検出装置１においては、センサカバー５の取外しによってフィルタ２１を押え付ける凸片１９も一体に取外されるので、自動車用ガス検出装置１を取付けた状態のままセンサカバー５を着脱すれば正面側から容易にフィルタ２１を交換することができるという利点がある。
【産業上の利用可能性】
上記したように、本発明の自動車用ガス検出装置は、簡単な構成の具備によって、外気の風量がガスセンサの検出値に影響を及ぼすことが十分に防止されており、したがって、自動車の走行速度に依存して検出値が変化してしまうことがないものであり、且つ、素早いガス即応性を備えているものであるから、本発明の自動車用ガス検出装置によれば、外気中の排気ガス濃度を常時正確に検出しこの検出値に応じて外気導入モードと内気循環モードとを適切に切換えるオートエアコンシステムを安価で実現することができる。また、本発明の自動車用ガス検出装置によれば、センサカバーを取外せば正面側から容易にフィルタを交換することができるので、メンテナンスが容易なオートエアコンシステムを実現することができる。そして、上記したように、本発明の自動車用ガス検出装置はオートエアコンシステムに用いることが好ましいものであるが、その他のシステムに用いられるガス検出手段としても広く利用でき、いずれの場合であっても、信頼性が高くメンテナンスが容易なガス検出手段を提供することができる。

Claims

外気中に含まれる所定のガスを検出するためのガスセンサと、ガスセンサを配置するためのセンサ配置孔を外面に開口させてある本体ケースと、本体ケースのセンサ配置孔を外面側から覆うフィルタと、主体部の周縁から側周壁部を延設して成るキャップ状の部材であり、センサ配置孔とフィルタを覆うように本体ケースの外面に装着されるセンサカバーと、センサカバーの主体部におけるセンサ配置孔との対向領域を囲う所定領域内に、本体ケース側に向けて穿設される空気導入孔と、センサカバーの側周壁部に形成されて、空気導入孔からセンサカバー内部に流入した外気をセンサカバー外部に流出させる空気流出孔とを、具備して成ることを特徴とする自動車用ガス検出装置。
センサカバー内面における空気導入孔が穿設される所定領域よりも内側の領域から、先端がフィルタに当るように突設される凸片を、具備して成ることを特徴とする請求項１記載の自動車用ガス検出装置。
センサカバーに穿設される水抜き孔を、具備して成ることを特徴とする請求項１又は２記載の自動車用ガス検出装置。
センサカバーを本体ケースに弾性的に係止させておく着脱手段を、具備して成ることを特徴とする請求項１又は２記載の自動車用ガス検出装置。