JP4867859B2

JP4867859B2 - 圧力センサ用ホース

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Publication number: JP4867859B2
Application number: JP2007222815A
Authority: JP
Inventors: 晴久小池
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2027-08-29
Also published as: JP2009052728A

Description

本発明は、圧力センサに備えられる圧力センサ用ホースに関し、例えば自動車のエンジン排気浄化装置の圧力センサに備え付けられる圧力センサ用ホースに用いると好適である。

従来、例えば内燃機関の排気通路に配置された捕集器の上流側と下流側の差圧を検出するために圧力センサ用ホースを介して圧力センサを備え付けている（例えば特許文献１参照）。捕集器では、排気ガス中の排気微粒子を捕集し、捕集されて堆積した排気微粒子は定期的に燃焼除去することで再生されて排気微粒子の捕集能力を回復する。このとき、捕集器の再生を適切な時期に行うために、圧力センサにて捕集器の上流側と下流側の差圧を検出して排気微粒子の堆積量を検出している。
特開２００７−８５２９２号公報

しかしながら、このような圧力センサ用ホースは疎水性の材質で構成されており、圧力センサの被圧力検出媒体が水蒸気を多く含む気体（排気ガス）であるため、気体の温度が圧力センサ用ホースの周辺温度より高い場合は、圧力センサ用ホース内で結露が発生し結露水が生成される。そして結露水は表面張力により圧力センサ用ホース内部を閉塞する水玉を形成することになる。

この場合に、被圧力検出媒体が圧力センサ用ホースに導入されると、閉塞した水玉により導入された圧力の伝達が妨げられて圧力の圧損を引き起こし、圧力の検出が正常に行えないという問題がある。また、圧力センサ用ホースは被圧力検出媒体の圧力伝達が目的であり、媒体を流す構造となっていないため発生した結露水が排出されにくく、圧力センサの故障を引き起こす場合もある。

本発明は上記点に鑑みて、圧力センサに備え付けられる圧力センサ用ホースにおいて、圧力センサ用ホース内部に結露水による水玉が圧力センサ用ホースを閉塞することを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、圧力センサ用ホース（１）を構成する筒部材（２）が筒本体（２ａ）と親水性部材（２ｃ）を有する構成であり、親水性部材（２ｃ）は筒部材（２）の内壁表面に露出しており、筒部材（２）の少なくとも内壁表面を構成する部分の全域が筒本体（２ａ）に親水性材料にて構成された添加部材（２ｃ）を練り込んだ材料で構成され、筒本体（２ａ）の内壁表面から練り込んだ添加部材（２ｃ）が露出している構造であることを第１の特徴としている。

このような圧力センサ用ホース（１）では、圧力センサ用ホース（１）内にて結露が発生し結露水が生成された場合でも圧力センサ用ホース（１）を構成する筒部材（２）は親水性部材（２ｃ）が筒部材（２）の内壁表面に露出した構成であるので結露水が親水性部材（２ｃ）により濡れ広がることになる。つまり発生した結露水が内部に滞留することがなくなり圧力センサ用ホース（１）の中空部の閉塞を防止することができる。そのため、圧力の伝達を妨げる中空部の閉塞がなくなり圧力の検出を正常に行うことができる。

また、本発明では、圧力センサ用ホース（１）を構成する筒部材（２）の内壁表面に凹凸（２ｄ〜２ｆ）を設けていることを第２の特徴とする。

このような圧力センサ用ホース（１）とした場合は、圧力センサ用ホース（１）内で結露が発生し結露水が生成された場合でも圧力センサ用ホース（１）を構成する筒部材（２）の内壁表面に形成された凹凸（２ｄ〜２ｆ）により結露水の表面張力を破壊できるので圧力センサ用ホース（１）の中空部の閉塞を防止することができる。

例えば、筒部材（２）の長手方向に沿って筒本体（２ａ）の内壁表面に形成される複数のヒダ（２ｄ）で凸部を構成し、ヒダ（２ｄ）間に位置する筒本体（２ａ）の内壁表面で凹部を構成することで筒部材（２）の内壁表面に凹凸を形成することができる。

また、少なくとも筒部材（２）の内壁表面を形成する全域を筒本体（２ａ）にフィラー（２ｅ）を練り込んで構成し、フィラー（２ｅ）が筒本体（２ａ）の内壁から突出した部分を凸部とし、フィラー（２ｅ）が配置されない部分を凹部として筒部材（２）の内壁表面に凹凸を形成することもできる。

さらに、少なくとも筒部材（２）の内壁表面を形成する全域を筒本体（２ａ）に気泡を混入して構成し、気泡により筒本体（２ａ）の内壁表面に形成されるくぼみ部（２ｆ）を凹部とし、くぼみ部（２ｆ）が配置されない内壁表面を凸部として筒部材（２）の内壁表面に凹凸を形成してもよい。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は本実施形態にかかる圧力センサと圧力センサ用ホースと排気通路の概略断面図である。図２（ａ）は本実施形態にかかる圧力センサ用ホースの軸方向に沿って切断した断面図、図２（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホースの断面図である。図１、図２に基づいて本実施形態の圧力センサ用ホースの構成について説明する。

図１に示されるように、圧力センサ用ホース１は中空部を備えた筒部材２を含んだ構成とされ、圧力センサ３と図示しない内燃機関に備えられる排気通路４とを接続している。また、図２に示されるように、本実施形態の筒部材２は円筒形状であり、筒本体２ａの内壁表面の全域が親水性材料で構成されたコーティング材２ｂで覆われており、コーティング材２ｂが筒部材２の内壁を形成している。

本実施形態では親水性材料で構成されたコーティング材２ｂが本発明の親水性部材に相当する。コーティング材２ｂを構成する親水性材料としては界面活性剤、例えば、ポリエチレングリコールモノステアレート等を用いることができ、筒本体２ａには、一般的なフッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴムおよびアクリルゴム等を用いることができる。なお、筒本体２ａの内径は使用用途により異なるが、例えば、自動車のエンジン排気浄化装置の圧力センサに備え付けられて用いられる場合は、搭載性やハンドリングを考慮して内径７ｍｍ程度であることが好ましい。

このような圧力センサ用ホース１は筒本体２ａを一般的な押し出し成型により製造した後に、筒本体２ａの内面に直接親水性材料で構成されたコーティング材２ｂの蒸着を行うことでコーティング材２ｂの内壁を形成することができる。この蒸着は、イオンプレーティングやスパッタリングなどで行うことができる。さらに、親水性材料で構成されたコーティング材２ｂを液化して筒本体２ａの内面に流し込むことで、筒部材２の内壁表面をコーティング材２ｂで構成することもできる。

次に本実施形態の効果について説明する。内燃機関の排気通路４に排出される排気微粒子は排気通路４に配置された捕集器で捕集される。この際圧力センサ用ホース１を介して排気通路４に接続されている圧力センサ３にて捕集器の圧力を検出する。

この場合、圧力センサ３にて圧力が検出される被圧力検出媒体は気体である。この被圧力検出媒体が水蒸気を含む気体である場合、被圧力検出媒体の温度が圧力センサ用ホース１の周辺温度よりも高いと、被圧力検出媒体が圧力センサ用ホース１に導入されてから圧力センサ３に到達するまでの間に圧力センサ用ホース１内にて結露が発生し、結露水が生成される。特に、排気ガスには水蒸気が多く含まれているため結露水が発生しやすい。

しかしながら、本実施形態では圧力センサ用ホース１の内壁の全域がコーティング材２ｂで構成されているので、発生した結露水は圧力センサ用ホース１内で濡れ広がることになる。つまり、圧力センサ用ホース１の内部にて発生した結露水は内部に滞留することがなくなり、圧力センサ用ホース１の中空部の閉塞を防止することができる。このため圧力の伝達が妨げられることなく圧力の検出を正常に行うことができる。

なお、本実施形態の圧力センサ用ホース１を圧力センサ３の下側、つまり圧力センサ３に対して天地方向の地方向に向かって取り付けることが好ましい。このように取り付けると結露水が圧力センサ用ホース１の内部にて大量に発生した場合でも、結露水は排気通路４に排出される。このため、圧力センサ用ホース１の内部に発生した結露水が圧力センサ３に流れ込み圧力センサ３の故障を引き起こすことはない。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ用ホース１は第１実施形態に対して筒部材２の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。

図３（ａ）は本実施形態にかかる圧力センサ用ホース１の軸方向に沿って切断した断面図、図３（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホース１の断面図である。図３に基づいて本実施形態の圧力センサ用ホース１の構成について説明する。

図３に示されるように、本実施形態では圧力センサ用ホース１にかかる筒部材２は少なくとも内壁を構成する全域が筒本体２ａに親水性材料で構成された添加部材２ｃを練り込んで構成されており、筒部材２の内壁において練り込んだ添加部材２ｃが露出している。なお、本実施形態では添加部材２ｃが本発明の親水性部材に相当する。

この場合に、添加部材２ｃを構成する親水性材料として、例えば、ポリエチレングリコールモノステアレート等を用いることができる。また、中空部を形成する内壁の全域に親水性部材が露出している必要があるので、添加部材２ｃにポリエチレングリコールモノステアレートを用いた場合には、添加部材２ｃを０．４ｗｔ％程度筒本体２ａに練り込むのがよい。このような圧力センサ用ホース１は、筒本体２ａの少なくとも内壁を形成する部分に添加部材２ｃを練り込み一般的な押し出し成型で製造される。

このような圧力センサ用ホース１とした場合でも、筒本体２ａに練り込まれた親水性材料で構成された添加部材２ｃにより、圧力センサ用ホース１内に結露水が生成されても濡れ広がることになり上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ用ホース１は筒部材２の内壁の構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同じであるためここでは説明を省略する。

図４（ａ）は本実施形態にかかる圧力センサ用ホース１の軸方向に沿って切断した断面図、図４（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホース１の断面図である。図４に基づいて本実施形態の圧力センサ用ホース１の構成について説明する。

図４に示されるように、圧力センサ用ホース１の中空部を形成する筒部材２の内壁表面は、圧力センサ用ホース１の長手方向に沿って形成された凸部を構成する複数のヒダ２ｄと複数のヒダ２ｄ間に位置する凹部とにより構成されている。本実施形態ではヒダ２ｄとヒダ２ｄとの間で構成される凹凸が本発明の筒部材２における内壁表面の凹凸に相当する。

なお、使用用途により異なるが、このヒダ２ｄの間隔およびヒダ２ｄの高さは生成される結露水の直径より小さくするのが好ましく、さらに、好ましくは凸部の間隔および高さを結露水の半径程度にするのがよい。このような圧力センサ用ホース１は一般的な押し出し成型機の口金を、円筒形状で内壁を形成する箇所に凸部形状を有する型とすることで製造することができる。

このように構成された圧力センサ用ホース１では、結露水が発生してもヒダ２ｄとヒダ２ｄとの間で構成される凹凸により結露水の表面張力が破壊される。また、筒本体２ａを構成するフッ素ゴムなどは弱い親水性を有しており、親水性を有する材料では表面が荒れている方が接触角が低くなり濡れ性が向上することが知られている。本実施形態では、ヒダ２ｄとヒダ２ｄとの間で構成される凹凸により筒部材２と結露水との接触角が低くなるので結露水は圧力センサ用ホース１内に濡れ拡がることになり、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ用ホース１は筒本体２ａの内壁の構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同じであるためここでは説明を省略する。

図５（ａ）は本実施形態にかかる圧力センサ用ホース１の軸方向に沿って切断した断面図、図５（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホース１の断面図である。図５に基づいて本実施形態の圧力センサ用ホース１の構成について説明する。

図５に示すように、圧力センサ用ホース１の中空部を形成する筒部材２の内壁において、筒本体２ａの内壁表面から突出したフィラー２ｅが凸部を形成しフィラー２ｅが配置されない筒本体２ａの内壁表面が凹部となる。本実施形態ではフィラー２ｅとフィラー２ｅが配置されない筒本体２ａの内壁表面が本発明の筒部材２の内壁表面の凹凸に相当している。なお、使用用途により異なるが、フィラー２ｅの間隔は生成される結露水の半径をｒとしたとき、３^１／２ｒ以下の間隔で等間隔に配置するのがよく、さらに好ましくは３^１／２ｒ／２以下の間隔で等間隔に配置するのがよい。このように配置することで、結露水は三点以上のフィラーと接触することになり結露水の表面張力を破壊することができる。

このような圧力センサ用ホース１は、筒本体２ａの少なくとも内壁を形成する部分にフィラー２ｅを混入し一般的な押し出し成型で製造される。

このような圧力センサ用ホース１とした場合でもフィラー２ｅとフィラー２ｅが配置されない筒本体２ａの内壁表面で形成される凹凸により結露水の表面張力が破壊されると共に、筒部材２と結露水との接触角が低くなり、結露水が圧力センサ用ホース内１で濡れ拡がることになるので上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態の圧力センサ用ホース１は筒部材２の内壁の構造を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同じであるためここでは説明を省略する。

図６（ａ）は本実施形態にかかる圧力センサ用ホース１の軸方向に沿って切断した断面図、図６（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホース１の断面図である。図６に基づいて本実施形態の圧力センサ用ホース１の構成について説明する。

図６に示すように、本実施形態の圧力センサ用ホース１の中空部を形成する筒部材２の内壁は、凹部を形成するくぼみ部２ｆとくぼみ部２ｆが配置されない凸部とで構成されている。本実施形態ではくぼみ部２ｆと筒部材２の表面のうちくぼみ部２ｆが配置されない部分が本発明の筒部材２の内壁表面の凹凸に相当している。

このような圧力センサ用ホース１は、筒本体２ａの少なくとも内壁を形成する部分に気泡を混入し、一般的な押し出し成型により製造される。この場合に筒本体２ａに気泡が混入しているので、押し出し成型を行った際に気泡が混入している箇所が内壁のくぼみ部２ｆとなる。なお、使用用途により異なるが、くぼみ部２ｆの間隔は発生した結露水の半径をｒとしたとき、３^１／２ｒ以下の間隔で等間隔に配置するのがよく、さらに好ましくは３^１／２／２ｒ以下の間隔で等間隔に配置するのがよい。

このような圧力センサ用ホース１とした場合でもくぼみ部２ｆと筒本体２ａの内壁表面で形成される凹凸により結露水の表面張力が破壊されると共に、筒部材と結露水との接触角が低くなり、結露水が圧力センサ用ホース内１で濡れ拡がることになるので上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
上記第１実施形態は、コーティング材２ｂを積層して内壁を形成し、筒本体２ａを巻きつけ加硫時に内壁にコーティング材２ｂをとりつけることにより筒部材２の内壁表面がコーティング材２ｂである圧力センサ用ホース１としてもよい。

また、上記第１実施形態では、コーティング材２ｂを筒本体２ａの内壁表面の全域にコーティングしているが、第２実施形態のようにコーティング材２ｂがまばら状であってもよいし、例えばメッシュ状であってもよい。

また、上記各実施形態では、筒本体２ａは円筒形状のものを使用しているが、円筒形状に限定されるものではなく、筒状であれば多角形の筒部材２を用いることもできる。

さらに、上記各実施形態では筒部材２の内壁の全域に結露水による圧力センサ用ホース１の閉塞を防止する構成を施しているが、実際に結露水が発生しにくいような箇所、例えば排気通路４と圧力センサ用ホース１の結合部直上部分には上記各実施形態の構成を配置しなくてもよく結露水の発生状況で適宜変更可能である。

本発明の第１実施形態にかかる圧力センサと圧力センサ用ホースと排気通路の概略断面を示す図である。（ａ）は図１に示す圧力センサ用ホースの軸方向に沿って切断した断面図を示す図であり、（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホースの断面図を示す図である。（ａ）は本発明の第２実施形態にかかる圧力センサ用ホースの軸方向に沿って切断した断面図を示す図であり、（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホースの断面図を示す図である。（ａ）は本発明の第３実施形態にかかる圧力センサ用ホースの軸方向に沿って切断した断面図を示す図であり、（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホースの断面図を示す図である。（ａ）は本発明の第４実施形態にかかる圧力センサ用ホースの軸方向に沿って切断した断面図を示す図であり、（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホースの断面図を示す図である。（ａ）は本発明の第５実施形態にかかる圧力センサ用ホースの軸方向に沿って切断した断面図を示す図であり、（ｂ）は軸方向と垂直方向に沿って切断した圧力センサ用ホースの断面図を示す図である。

符号の説明

１…圧力センサ用ホース、２…筒部材、２ａ…筒本体、２ｂ…コーティング材、２ｃ…添加部材、２ｄ…ヒダ、２ｅ…フィラー、２ｆ…くぼみ部、３…圧力センサ、４…排気通路、５…隔壁

Claims

気体を被圧力検出媒体として、前記被圧力検出媒体を含有する空間を構成する隔壁（５）と前記被圧力検出媒体の圧力を検出する圧力センサ（３）とを接続する筒部材（２）とを含み、前記筒部材（２）にて前記被圧力検出媒体を前記圧力センサ（３）に導入するように構成された圧力センサ用ホースであって、
前記筒部材（２）は筒本体（２ａ）と親水性部材（２ｃ）とを有して構成され、前記筒部材（２）の内壁表面に結露により発生した結露水が前記筒部材（２）の内壁に滞留し前記筒部材（２）の中空部を閉塞することを防止する前記親水性部材（２ｃ）が露出した構造とされており、
前記筒部材（２）の少なくとも内壁表面を構成する部分の全域が前記筒本体（２ａ）に前記親水性材料にて構成された添加部材（２ｃ）を練り込んだ材料で構成されており、前記筒本体（２ａ）の内壁表面から前記添加部材（２ｃ）が露出していることを特徴とする圧力センサ用ホース。
気体を被圧力検出媒体として、前記被圧力検出媒体を含有する空間を構成する隔壁（５）と前記被圧力検出媒体の圧力を検出する圧力センサ（３）とを接続する筒部材（２）とを含み、前記筒部材（２）にて前記被圧力検出媒体を前記圧力センサ（３）に導入するように構成された圧力センサ用ホースであって、
前記筒部材（２）は中空部を備えた筒本体（２ａ）を有し、前記筒部材（２）の内壁表面は前記筒部材（２）の内壁表面に結露により発生した結露水が前記筒部材（２）の内壁に滞留し前記筒部材（２）の中空部を閉塞することを防止する複数の凹凸（２ｄ〜２ｆ）により形成されていることを特徴とする圧力センサ用ホース。
前記筒部材（２）の内壁表面において前記凹凸における凸部は前記筒部材（２）の長手方向に沿って形成される複数のヒダ（２ｄ）で構成され、前記凹凸における凹部は前記ヒダ（２ｄ）間で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ用ホース。
前記筒部材（２）の少なくとも内壁表面を構成する部分の全域が前記筒本体（２ａ）にフィラー（２ｅ）を練り込んだ材料で構成されており、前記凹凸における凸部は前記フィラー（２ｅ）にて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ用ホース。
前記筒部材（２ａ）の少なくとも内壁表面を構成する部分の全域が前記筒本体（２ａ）に気泡を混ぜた材料で構成されており、前記凹凸における凹部は前記気泡により形成される筒本体（２ａ）の内壁表面のくぼみ部（２ｆ）であることを特徴とする請求項２に記載の圧力センサ用ホース。
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ用ホースは内燃機関から排出される排気微粒子を捕集する捕集器の圧力を検出するための前記圧力センサ（３）と前記内燃機関に排気微粒子を排出するために備えられる排気通路（５）とを接続することに適用される圧力センサ用ホース。