JP5767468B2 - 腐食環境下において流体特性を測定する装置 - Google Patents

Description

本明細書に開示の主題は、概して流体継手に関し、特に、燃料システムの環境等、苛酷な腐食環境下において流体の特性を測定するように構成された流体継手の実施形態に関する。

流体の特性を測定できる装置は数多くある。これらの装置は、２点間において流体を運ぶホース、管、及び管路を固定するために、場合によっては拘束するために用いられる、継手及びカップリング（以下「継手」という）を含む。これらの継手は、特に流体の１つ以上の特性に反応するセンサ等の装置を内蔵することがある。温度センサや圧力センサ等は、いずれも継手の一部分として内蔵できる適当な装置である。しかし、一部の用途では、継手が流体環境から受ける物理的及び化学的な苛酷さに耐え得る特殊な構造を有することが必要になる。これらの環境には、例えば、通常は自動車にみられる燃料送給・分配システムが含まれる。

これらのシステム内で燃料及びその他の流体を監視できる継手が開発されたが、これらの継手には、半導体ダイと、セラミック及び同様のキャパシティブデバイスのような同様の装置とを内蔵できるものは殆どない。一例として、エポキシを用いてこのような装置を金属又はプラスチック部品に固定する技術は、自動車環境に固有の熱サイクル及び／又は圧力サイクルによりエポキシが破損することがあるので、適当ではない。エポキシもその他の構造材料と同様に、燃料システム内の流体の腐食化学特性にさらされることにより破損することがある。また、硬化／接着過程において、エポキシにより装置そのものに残留応力が誘導されることがあることもわかっている。装置による測定での偏差を補償するには、これらの応力に追加の緩和ステップが必要なことがある。

別の例として、管内の流体圧力を測定するために用いられる継手には、ステンレス鋼箔上にプリントされた回路等のセラミックキャパシティブ回路を内蔵するものもある。この手法では、継手が大型のステンレス鋼ハウジングと、このハウジングを管に固定するためのねじ付きコネクタ及びろう付け接合部とを有する必要がある。この構造によりパッケージ全体が嵩高くなり、自動車環境においては、燃料システム内の部品の大型化により衝突時の損傷の危険性がかなり高くなるという問題が生じる。更に、自動車用エンジン室内の空間的な制約により、このような大型の監視用継手を用いるためには、自動車の部品、設計、及び薄板金の変更が必要になることがある。

流体特性を測定するための継手のまた別の例は、静電気放電（ＥＳＤ）に影響されやすい。即ち、このような継手は、燃料システムの特定の流体に適合すると共に、少なくとも流体通路内及び流体通路の周りに電荷を蓄積させる導電性材料により構成される。これらの継手は、蓄積された電荷を、例えば接地ストラップといった外部機材を用いて放出する。しかし、このような機材は、概して、上述の環境下における継手の適用及び使用を妨げることがある。

したがって、流体の特性を測定でき、苛酷且つ多様な用途向けに設計及び製造された継手を提供することが有利である。また、例えば、自動車及び自動車用燃料システムの製造、生産、及び点検時に、取付け、取外し、及び再取付けを容易且つ迅速に行えるように作動的に構成される継手を提供することが有利である。更に、これらのシステム内における流体の様々な特性を監視するにあたり、腐食環境に耐え得る、電荷の放散が可能な、信頼できるプラットフォーム技術を提供できると共に、コスト、寸法、及び自動車産業におけるその他の制約事項を満たすように構成された継手が必要とされている。

一実施形態において、複数の管体を接続する装置は、プラグ装置を受け入れる差込口側端部を有する非導電性ハウジングを有する。この装置は、更に、電荷を差込口側端部に導く接地路と、この接地路に結合される導電性ハウジングとを有する。導電性ハウジングは、流体を受け取る第１の流体通路と、非導電性ハウジングに固定される嵌め合い部とを有し、この嵌め合い部は、第１の流体通路を非導電性ハウジングに対して露出させる孔部を有する。この装置は、更に、孔部内に設置される検出素子ハウジングを有し、この検出素子ハウジングは、非導電性ハウジングに隣接する第１の開口端部と、第１の流体通路に隣接する第２の開口端部と、第１の開口端部から第２の開口端部まで延在しており第１の流体通路から流体を受け取る第２の流体通路とを有する。この装置は、更に、第２の流体通路内において流体にさらされており流体の特性に関するデータを収集する検出素子を有する。

別の実施形態において、流体継手は、非導電性ハウジングと、この非導電性ハウジングに結合される導電性ハウジングとを有する本体を備え、この導電性ハウジングは、流体を受け取る第１の流体通路を有する。流体継手は、更に、非導電性ハウジングを貫通して延在する導電端子を有し、この導電端子は、導電性ハウジングと電気的に接触状態にある端部を有する端子本体を有する。流体継手は、更に、流体の特性に反応する検出装置を有し、この検出装置は、導電性ハウジング内へと延在する検出素子ハウジングを有する。検出素子ハウジングは、非導電性ハウジングに隣接する第１の開口端部と、第１の流体通路に隣接する第２の開口端部と、第１の開口端部と第２の開口端部との間に延在しており第１の流体通路から流体を受け取る第２の流体通路とを有する。流体継手は、更に、検出素子ハウジングを取り巻くシールを有し、このシールは、導電性ハウジングと接触する少なくとも１つの面を有する。

また別の実施形態において、流体の特性を監視する流体継手を提供する。この流体継手は、プラグ装置を受け入れる非導電性ハウジングと、この非導電性ハウジングに固定される導電性ハウジングとを有し、導電性ハウジングは、流体を受け取る第１の流体通路と、溶接部により非導電性ハウジングに結合される嵌め合い部とを有し、この嵌め合い部は、第１の流体通路を露出させる孔部を有する。流体継手は、更に、孔部を貫通して延在する検出素子ハウジングを有し、この検出素子ハウジングは、非導電性ハウジングに隣接する第１の開口端部と、第１の流体通路に隣接する第２の開口端部と、第１の開口端部と第２の開口端部との間に延在しており第１の流体通路から流体を受け取る第２の流体通路とを有する。流体継手は、更に、検出素子ハウジングを取り巻くシールであって、孔部と接触する面を有するシールと、第２の流体通路に露出される検出素子であって、第１の流体通路内の流体の特性を検出する検出素子とを有する。非導電性ハウジングが導電性ハウジングからプラグ装置へと電子が放出されるようにこの非導電性ハウジングを貫通して延在する導電端子を有する流体継手については、更に詳細に説明する。

本発明の特徴が詳細にわかるように、添付図面にその一部を示した特定の実施形態を参照することによって本発明の特徴を詳細に説明する。但し、これらの図面は、本発明の特定の実施形態を説明するものにすぎず、また、本発明の技術的範囲は同等の効果を有するその他の実施形態も包含するので、その技術的範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本図面は、必ずしも縮尺通りではなく、概して本発明の特定の実施形態の要所の説明に重点が置かれている。

このように、本発明の理解を深めるにあたり、下記の詳細な説明を図面に関連して読み取りながら参照されたい。

本発明の一実施形態において作製された流体継手を有する燃料噴射システムの概略図である。 本発明の別の実施形態において作製された流体継手の斜視分解組立図である。 図２の流体継手の実施形態の側断面組立図である。 本発明のまた別の実施形態に従って作製された流体継手の側断面組立図である。 本発明の更に別の実施形態に従って作製された流体継手の側断面組立図である。

本明細書では、最適な態様を含め、実施例を用いて本発明を開示しており、これによって、当業者には、いずれの装置又はシステムの作製及び使用、並びにいずれの付随の方法の実施も含めた、本発明の実施が可能である。本発明の特許請求の範囲は請求項に明示されており、特許請求の範囲には当業者に想到可能なその他の実施例も含まれる。このようなその他の実施例は、請求項の文言と相違ない構成要素を含む場合、又は、請求項の文言と実質的に変わらない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれるものとする。

以下に、加圧環境下にある流体送給管路用に適応された特徴を備えた流体継手と、この流体継手を含むシステムとの実施形態を示しており、一実施形態において、この継手は苛酷な腐食性流体に適合可能である。これらの実施形態は、流体の温度及び圧力等の特性を測定するように、また、流体が通過する流体継手部分の中等の流体継手部分上に蓄積され得る電子を放出するように構成される。これらの特徴は、このような概念を取り入れた流体継手を、例えば導電性及び非導電性ポリマーといった、流体継手の寸法、重さ、及びコストを削減できる材料で構成できるので、有利である。同様に、これらの材料は、継手（及びその関連の電気部品）をＥＳＤ及びＥＳＤ関連の問題から保護するために有用な、その他の材料及び構成要素等を含み得る。上記の更なる詳細とその他の特徴とを、図２〜５に示し、以下に説明する流体継手の実施形態に関連して説明する。しかし、こうした詳細を説明する前に、本発明の実施形態の大まかな概念の幾つかを更に発展させるべく、本明細書において検討するタイプの流体継手の一実施例を示した図１の高レベルの概略図を参照する。

これより、図１を参照すると、非限定的な例として、本発明の一実施形態において作製される流体継手１００は、自動車にみられるような燃料噴射システムの一部分として組み込まれていることがわかる。流体継手１００は、入力側１０４、出力側１０６、及びその両者間において燃料等の流体を流動させる流体通路１０８を有する本体１０２を含む。流体継手１００は、また、流体通路１０８と連通する検出装置１１０を含み、これにより、燃料と検出装置１１０とを相互に作用させる。この相互作用により、これらに限定されないが、温度、圧力、流量、及び燃料化学的性質、並びに本明細書において開示及び検討するタイプの燃料（及びその他の流体）に相当するその他の特性等、燃料に関するデータ及び情報を収集できるようになる。

流体継手１００の本体１０２を、単一の押出し成形プラスチック部品にみられるように、一体的に、又は個別に形成されて互いに組み付けられた構成要素として構成することができる。一実施形態において、本体１０２は、導電性材料から成る１つの構成要素と非導電性材料から成る１つの構成要素とのように、異なる材料により構成された構成要素を含んでよい。これらの構成要素は、非導電性材料を貫通する接地路（図示せず）が得られるように互いに結合される。この接地路は、流体通路１０８内における流体の流れ等によって導電性材料上に蓄積する電子を放出する。一例として、接地路は、非導電性構成要素内に組み込まれる導電性材料から成る。この材料は、導電性要素と接触する端部とアースに結合される端部とを有する、金属ピン又は端子の形態をとる。アースは、本体１０２に結合される電気コネクタ等のプラグ装置に含まれる。この構成は、接地路を用いることにより、導電性流体を含む用途において静電接地路を設けるために用いることがある導電性樹脂による電気コネクタの通信端子の短絡を防ぐことができるので、特に有利である。このような端子の１つの構成の詳細な例を、以下に図３に関連して示す。

本体１０２及び／又は各々の構成要素は、導電性及び非導電性ポリマー、金属（例えばステンレス鋼）、並びに複合材料及びこれらのいずれかの組合せ等の、導電性及び非導電性材料によって形成される。これらの構成要素は、腐食環境下において耐食性の物理的及び／又は化学的特性を有する材料の場合のように、流体及び流動媒体に対する適合性により選択される材料を用いて被覆される。流体継手１００の構成要素の作製にあたり実施される製造工程には、鋳造と、成形と、押出し成形と、機械加工（例えば旋削及びフライス削り）と、流体継手１００の様々な構成要素及び部品の製造に適するその他の技術とが含まれ、これらの技術の幾つかを本明細書において開示及び説明する。これらの工程とこうした工程で用いられる材料は概して、自動車技術分野の当業者には周知なので、こうした詳細が本明細書において検討する流体継手の実施形態と概念を説明するために必要ではない限り、本明細書ではこれ以上の詳細を示さない。

本体１０２の構造が複数の構成要素から成る場合、本体１０２は更に、様々な構成要素を互いに結合させるために用いる接続要素を含み得るものとする。これらには、ねじ、接着剤、及び溶接部等の機械的締結要素が含まれる。これらの接続要素を、図１の燃料噴射システム１１２においてみられることがある（例えば約１５０°Ｃを超える）高温及び（例えば約１０００ｐｓｉを超える）高圧に適合する接着剤及び溶接部用に材料を選択すること等により、同様に個々の用途に適合するように選択できる。

入力側１０４及び出力側１０６の各々は、燃料管路等の管路を本体１０２と結合するように構成される。この結合には、ねじ部品、ホースクランプ、逆目、及び同様の形状を有する装置、更に、以下に説明する装置のようなクイック連結装置等、機械的接続手段の使用が含まれる。これらの各々の接続手段は、燃料管路を継手に固定し、燃料が燃料管路から流体継手１００の流体通路１０８内へと移動するように燃料管路の一部分に係合する。これらの接続手段は、同様に、様々な管路内の圧力を維持するだけでなく、例えば燃料噴射システムが必要とする圧力等、燃料の全体の特性を維持するように作動的に構成される。

検出装置１１０として用いられる種類のセンサは、上述したような特性であって、温度、圧力、流体の流動特性（例えば流量）、流体の化学的特性（例えば粘度、導電性、汚染物質の量、及び化学組成）を含むがこれらに限定されない様々な特性を検出するように構成される。これらのセンサはデータを収集でき、収集されたデータはその後、処理され、流体継手１００から送信されるか、又は例えば燃料噴射システム１１２の最適化に利用される。センサは、流体の温度変化に反応するサーミスタ、熱電対、及びその他の装置を有するプローブを含む。センサは、流体の圧力に反応するプローブも含んでよい。これらのいずれのプローブも、離散的な電気素子、電気回路にみられる組合せのような素子の組合せにより構成することも、全面的又は部分的に離散技術、半導体技術、及び／又は固体技術として組み込むこともできる。

また、流体継手１００の実施形態は、本明細書に記載の特性等の流体特性を監視するために各々が別々に、又は他の電気回路と連動するように構成された、１つ以上のグループをなす電気回路を含み得るものとする。本発明の実施形態に用いられる電気回路は、抵抗、キャパシタ、トランジスタ、伝送線、及びスイッチを含むがこれらに限定されない様々な電気素子を、相互に接続して構成される。これらの回路は、更に、高レベルロジック機能、アルゴリズム、並びに、プロセスファームウェア及びソフトウェア命令を実行するその他の回路（及び／又は装置）と通信可能である。このタイプの例証的な回路として、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）が含まれるが、これらに限定されない。これらの構成要素、回路、及び装置は全て、電気技術分野の当業者が一般に理解しているように個別に機能するが、本明細書に開示及び説明する本発明の幾つかの実施形態に一般に用いられるのは、これらを機能的なグループ及び回路に組み込んで一体化したものである。

次に、引き続き図１を参照して、流体継手１００の一実施例について説明すると、流体継手１００は、燃料噴射システム１１２の一部分として組み込まれる。燃料噴射システム１１２は、燃焼機関１１４と、燃料タンク１１６と、流体継手１００を介して燃焼機関１１４と燃料タンク１１６を結合する流体通路１１８とを含む。流体通路１１８は、低圧入力管路１２０と、燃料を燃料タンク１１６から低圧入力管路１２０を介して流体継手１００の入力側１０４にポンプ送りする低圧ポンプ１２２とを含む。流体通路１１８は、更に、高圧管路１２４と、高圧ポンプ１２６と、高圧ポンプ１２６を流体継手１００の出力側１０６と結合する低圧出力管路１２８とを含む。

流体継手１００の一実施形態において、検出装置１１０は帰還ループ１３０の一部分として構成され、この帰還ループは、流体継手１００により収集されるデータ及び情報が燃料噴射システム１１２のその他の部分、例えば低圧ポンプ１２２のパラメータの修正用に形成される。帰還ループ１３０は、電気回路と、ワイヤと、流体継手１００からの信号の伝送用のその他の装置とを含む。これらの信号は、収集されたデータ及び情報と、例えば高圧ポンプ１２６が受け取る流体の圧力を上昇及び降下させることによって燃料噴射システム１１２の動作を変化させ得るその他の信号とを含む。一例として、帰還ループ１３０は、測定された特性を、例えば最低圧力、最大圧力、最低温度、最高温度等の所定の閾値と比較すること等によりデータを処理可能な装置を含む。別の例として、流体継手１００は、データを処理すると共に、帰還ループ１３０により低圧ポンプ１２２に信号を送信するように構成される。これらの信号は、所望の流体圧力変化、所望の温度変化、又は燃料の測定された特性及び測定されない特性に基づいて修正されるその他のパラメータの変化に反応する。

次に図２及び３において、別の実施形態の流体継手２００の組立図を示す。流体継手２００は、本体２０２と、入力側２０４と、出力側２０６と、入力側２０４と出力側２０６の間に延在する一次流体通路２０８とを含む。流体継手２００は検出装置２１０を更に含み、１つの構成において、検出装置２１０は、検出素子２１２と、検出素子２１２を一次流体通路２０８内の流体と連通させる二次流体通路２１６を備えた検出素子ハウジング２１４とを含む。

図２の例に示し、上記に簡単に述べたように、本体２０２は、非導電性ハウジング２１８と、一次流体通路２０８が形成された導電性ハウジング２２０とを含む。非導電性ハウジング２１８は、１つ以上の導電端子２２６と、プロセッサ（例えばＡＳＩＣ）、電気回路、及び流体から収集されたデータの操作を容易にするその他の処理装置等の部品を収容する空洞部２２４を有するセンサ側端部２２２を含む。空洞部２２４は、カバー２３０を受け入れる上側空洞部開口２２８と、以下に更に詳説するように、空洞部２２４を一次流体通路２０８に露出する下側空洞部開口２３２とを含む。非導電性ハウジング２１８はまた、検出装置２１０により収集されたデータ及び情報を流体継手１００の外部へと送信できるようにワイヤ（例えば同軸ケーブル）、プラグ（例えば三又プラグ）、コネクタ（例えば同軸コネクタ）、又はデータを送信するように作動的に構成されたその他の装置等により導電端子２２６に結合された、差込口側端部２３４を含む。

導電性ハウジング２２０は、一次流体通路２０８を環境に露出する孔部２３８を有する嵌め合い部２３６を含む（更に詳細な例は、図４〜５の流体継手４００、５００を参照）。孔部２３８を、検出素子ハウジング２１４を受け入れる寸法、形状、及び構成とすることにより、検出素子ハウジング２１４と導電性ハウジング２２０との間の密嵌部を密封できる。一実施形態において、この密嵌部は、一次流体通路２０８内の流体の圧力に耐え得る。

継手２００の実施形態はまた、検出素子ハウジング２１４を取り巻くようにＯリング又は同様の密封装置を用いることによってみられる、密嵌状態を向上させるために用いるシール２４０を含む。シール２４０は、エラストマー、金属、又は複合材料により構成される。シール２４０として用いる具体的な材料は、流体の特性及び特徴、例えば温度及び圧力に基づいて選択される。同様に、シール２４０、孔部２３８、導電性ハウジング２２０、及び検出素子ハウジング２１４の構造は、検出素子ハウジング２１４と導電性ハウジング２００との間の密嵌性能を最適化できるように、いずれも個別に且つ／又は継手２００の１つ以上のその他の部品と関連して選択される。一例として、孔部２３８は、シール２４０及び／又は検出素子ハウジング２１４の少なくとも一部分を受け入れるグランド部、リブ部、棚状部、又はその他の物理的形状等の特徴（図示せず）を含む。別の例において、この特徴は、孔部２３８と検出素子ハウジング２１４の両方にみられる。

継手２００の一実施形態において、導電性ハウジング２２０は、逆目付き連結装置２４２と、本例では本体２０２の入力側２０４に設置されるクイック連結装置２４４とを含む。逆目付き連結装置２４２は、導電性ハウジング２２０に一体化可能な、又は導電性ハウジング２２０の一部分として設置可能な逆目、溝、及び／又はその他の特徴を含む。これらの逆目は、流体が一次流体通路２０８からホース内へと流れるように、ホース（例えば図１の低圧出力管路１２８）を導電性ハウジング２２０に固定するように構成される。Ｏリング等の追加のシールは、１つ以上の逆目のまわり等、逆目付き連結装置２４２の外周のまわりに環状に設置される。これらのＯリングは、ホースと逆目付き連結装置２４２とを更に固定及び密封するために用いられる。

クイック連結装置２４４は、一例ではホースの一部分に係合する解除可能で移動可能な部品を設けることにより、ホース（例えば図１の低圧入力管路１２０）を導電性ハウジング２２０に機械的に固定するように構成される。これらの部品は、ホースと導電性ハウジング２２０を互いに密封するように圧縮又は圧搾すること等によってホースを変形させる。例えば、導電性ハウジング２２０からホースが抜け落ちることを防ぐようにホースを変形させることが望ましい。クイック連結装置２４４としての使用に適する装置の一例として、ミシガン州オーバーンヒルズに所在するＣｏｏｐｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ社が開発及び販売するＧｅｎＩＩ Ｐｏｓｉ−Ｌｏｃｋ ＱＣが挙げられる。

非導電性ハウジング２１８のセンサ側端部２２２は、導電性ハウジング２２０の嵌め合い部２３６と嵌合するように構成される。この特徴により、下側空洞部開口２３２と孔部２３８を整合させることができ、具体的な一構成において、継手２００は、下側空洞部開口２３２と検出素子ハウジング２１４の二次流体通路２１６と孔部２３８とが整合するように組み立てられる。この整合により、空洞部２２４を一次流体通路２０８に結合させることができる。センサ側端部２２２及び嵌め合い部２３６の各々は、例えば、互いに嵌合して本体２０２を実質的に連続的に構成するように特別に構成された面を有する。一実施形態においては、溶接部を用いて、センサ側端部２２２と嵌め合い部２３６とを、本体２０２を密封する形で固定する。即ち、これらの２つの構成要素は、空洞部２２４と二次流体通路２１６と一次流体通路２０８とを密封する形で固定される。上述の例に加えて、溶接部を、超音波溶接、レーザ溶接、及び本明細書で検討するプラスチック及びポリマー用に適するその他の溶接プロセスを用いて形成できる。

図３の断面図に示すように、少なくとも１つの導電端子２２６は、非導電性ハウジング２１８に組み付けられたときに導電性ハウジング２２０と接触する端部２４８を有する端子本体２４６を有する。端子本体２４６は、非導電性ハウジング２１８を貫通して延在する。端子本体２４６は、同様に、導電性ハウジング２２０から電子を放出するようにアース又はその他の散逸性接続部に結合される。一例において、端子本体２４６は、差込口側端部２３４が受け入れるプラグ装置（図示せず）の対応する端子に接続される。このプラグ装置により、流体継手２００への電力供給、流体継手２００とのデータ交換、及び流体継手２００の接地を行うことができ、これらの全てが１つ以上の導電端子２２６により促進される。

別の実施形態の流体継手４００を図４に示し、以下に説明する。図２及び３のいずれの例においても、同様の部品を同様の符号で識別しているが、図４の参照符号は、それよりも２００だけ大きい数字になっている（例えば、２００が４００になっている）。例えば、流体継手４００は、入力側４０４、出力側４０６、一次流体通路４０８、及び検出装置４１０を有する本体４０２を含む。流体継手４００の付加的な部品については説明を割愛し、図４の流体継手４００で実施の特徴及び概念の説明及び記述に必要な場合に、特定の部品について述べることとする。

即ち、特に本例の検出装置４１０に注目すると、検出素子４１２は、空洞部４２４から下側空洞部開口４３２を経て二次流体通路４１６内へと延在する検出用ワイヤ４５０を含むことがわかる。図４には示さないが、流体継手４００の実施形態は、例えば一次流体通路４０８内へと延在する長さ、二次流体通路４１６の全長にわたる長さ及び二次流体通路４１６の様々な部分まで延在する長さ等、様々な長さの検出用ワイヤ４５０を有してよいものとする。一実施形態において、検出用ワイヤ４５０は、第１の検出用ワイヤ４５２と第２の検出用ワイヤ４５４とを含み、これらのいずれもが、空洞部４２４内に設置される１つ以上の導電端子４２６に結合される。また、シュラウド４５６が、検出素子ハウジング４１４上又はこのハウジングの一部分として組み込まれる。流体が二次流体通路４１６に流入するのを防ぐシュラウド４５６は、検出用ワイヤ４５０に結合される。一例として、検出用ワイヤ４５０は、第１の検出用ワイヤ４５２と第２の検出用ワイヤ４５４とにより流体通路４０８内の流体から温度データを収集できるように選択された材料によって構成される。こうしたワイヤ４５０の作用は、本明細書において説明及び検討される熱電対及び／又はサーミスタに相当する。

流体継手４００の一実施例について述べると、流体通路４０８を介して、具体的な一例では入力側４０４から出力側４０６まで流体（例えば燃料）が流動するように、ホースが入力側４０４及び出力側４０６に接続されている。流体が流体通路４０８内を流れる際、若干量の流体が検出素子ハウジング４１４の第２の流体通路４１６に流入して、検出素子４１２に接触する。この接触が、検出素子４１０によって監視される特定の特性に反応する信号、データ、情報、又はその他の指標等の、検出素子４１２の応答を生じる。この応答は、導電端子４２６を介して、差込口側端部４３４に結合された対応のプラグ装置（図示せず）に送られる。プラグ装置は、流体継手４００から遠隔の装置、部品、及び／又はプロセッサに結合される。

別の実施形態の流体継手５００を図５に示し、ここでは参照符号が１００だけ大きい数字になっている（例えば４００が５００になっている）ことを除いて、図４及び５のいずれにおいても、同様の部品を同様の符号で識別している。ここでも、流体継手５００は、入力側５０４、出力側５０６、一次流体通路５０８、及び検出装置５１０を有する本体５０２を含むことがわかる。図５の本例では、検出素子５１２は、検出素子ハウジング５１４上に設けられる離散検出装置５５８を含むことがわかる。流体継手５００はまた、空洞部５２４内に設けられるリードフレーム５６２であって、１つ以上の導電端子５２６に電気的に結合されたリードフレーム５６２と、リードフレーム５６２及び離散検出装置５５８に結合されるＡＳＩＣ等のプロセッサ５６４とを有する処理装置アセンブリ５６０を含む。

離散検出装置５５８の例には、これに限定されないが、とりわけ、半導体チップベースの装置、システムオンチップベースの装置、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）ベースの装置が含まれる。一例として、離散検出装置５５８は、流体の圧力に反応するピエゾ抵抗半導体ダイを含む。別の例として、離散検出装置５５８は、カリフォルニア州フリーモントに所在するゼネラル・エレクトリック社が提供するＢａｃｋｓｉｄｅ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＢＡＰＳ）センサダイを含む。

流体継手５００の一実施形態において、検出装置５１０は、離散検出装置５５８が検出素子ハウジング５１４の１つの面に固定されるように組み付けられる。このように組み付けると、離散検出装置５５８を二次流体通路５１６に隣接させて配置できる。この配置により、通路５０８内の流体と離散検出装置５５８の反応部分の間の連通を容易にする。この反応部分は、通路５０８内の流体の特性、例えば圧力に反応する。

以上より、更に、本明細書に開示及び実施の流体継手の実施形態は、上述の特徴及び概念を単独又はその組合せにおいて有し得るものとする。例えば、図４及び５の実施形態４００、５００を参照すると、本発明の実施形態の技術的範囲を例示する、処理装置（例えばＡＳＩＣ）とセンサ装置（例えばサーミスタ、熱電対、圧力センサ）とを組み合わせるこれらの概念の、更なる組合せがある。一実施形態において、流体継手は、ＡＳＩＣに結合されるサーミスタを含む。別の実施形態において、流体継手は、ＡＳＩＣに結合される熱電対を含む。更に別の実施形態において、流体継手は、サーミスタや圧力センサ等の検出装置を組み合わせたものを含む。

ここで挙げる数値とその他の値は、明記されているか本開示の考察により本質的に導き出されるかを問わず、「約」という表現で修飾される。「約」という表現は、修飾する値の範囲には、これらに限られないが、修飾された値そのものを含めた公差及びその前後の値も含まれることを明示している。すなわち、数値は、明記された実際の値だけでなく、小数、分数、又は本明細書に示された及び／又は説明された実際の値のその他の倍数である、又はあり得る、その他の値も含む。

本明細書では、最適な態様を含め、複数の例を用いて本発明を開示しており、これによって、当業者には、あらゆる装置又はシステムの作製及び使用、又はあらゆる付随の方法の実施が可能である。本発明の特許請求の範囲は請求項に明示されており、特許請求の範囲には当業者に想到可能なその他の例も含まれる。このようなその他の例は、請求項の文言と相違ない構成要素を含む場合、又は、請求項の文言と実質的に変わらない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれるものとする。

１００ 流体継手
１０２ 本体
１０４ 入力側
１０６ 出力側
１０８ 流体通路
１１０ 検出装置
１１２ 燃料噴射システム
１１４ 燃焼機関
１１６ 燃料タンク
１１８ 流体通路
１２０ 低圧入力管路
１２２ 低圧ポンプ
１２４ 高圧管路
１２６ 高圧ポンプ
１２８ 低圧出力管路
１３０ 帰還ループ
２００ 継手
２０２ 本体
２０４ 入力側
２０６ 出力側
２０８ 一次流体通路
２１０ 検出装置
２１２ 検出素子
２１４ 検出素子ハウジング
２１６ 二次流体通路
２１８ 非導電性ハウジング
２２０ 導電性ハウジング
２２２ センサ側端部
２２４ 空洞部
２２６ 導電端子
２２８ 上側空洞部開口
２３０ カバー
２３２ 下側空洞部開口
２３４ 差込口側端部
２３６ 嵌め合い部
２３８ 孔部
２４０ 孔部
２４２ 逆目付き連結装置
２４４ クイック連結装置
２４６ 端子本体
２４８ 端部
４００ 実施形態
４０２ 本体
４０４ 入力側
４０６ 出力側
４０８ 流体通路
４１０ 検出装置
４１２ 検出素子
４１４ 検出素子ハウジング
４１６ 二次流体通路
４２４ 空洞部
４２６ 導電端子
４３２ 下側空洞部開口
４３４ 差込口側端部
４５０ 検出用ワイヤ
４５２ 第１の検出用ワイヤ
４５４ 第２の検出用ワイヤ
４５６ シュラウド
５００ 流体継手
５０２ 本体
５０４ 入力側
５０６ 出力側
５０８ 通路
５１０ 検出装置
５１２ 検出素子
５１４ 検出素子ハウジング
５１６ 二次流体通路
５２４ 空洞部
５２６ 導電端子
５５８ 離散検出装置
５６０ 処理装置アセンブリ
５６２ リードフレーム
５６４ プロセッサ

Claims (10)

1. 複数の管を連結する装置（２００）であって、
   プラグ装置を受け入れる差込口側端部（２３４）を有する非導電性ハウジング（２１８）と、
   電荷を前記差込口側端部（２３４）に導く接地路と、
   前記接地路（２４６）に結合される導電性ハウジング（２２０）であって、流体を受け取る第１の流体通路（２０８）と、前記非導電性ハウジング（２１８）に固定される嵌め合い部（２３６）とを有し、前記嵌め合い部（２３６）は、前記第１の流体通路（２０８）を前記非導電性ハウジング（２１８）に露出する孔部（２３８）を有する導電性ハウジング（２２０）と、
   前記孔部（２３８）内に設置される検出素子ハウジング（２１４）であって、前記非導電性ハウジング（２１８）に隣接する第１の開口端部と、前記第１の流体通路（２０８）に隣接する第２の開口端部と、前記第１の開口端部から前記第２の開口端部まで延在しており前記第１の流体通路（２０８）から流体を受け取る第２の流体通路（２１６）とを有する検出素子ハウジング（２１４）と、
   前記第２の流体通路（２１６）内の流体に露出しており前記流体の特性に関するデータを収集する検出素子（２１２）と、を有する装置（２００）。
2. 前記検出素子ハウジング（２１４）及び前記導電性ハウジング（２２０）と連通するシール（２４０）を更に有し、前記シール（２４０）は、前記第１の流体通路（２０８）内の流体の圧力を維持するように作動的に構成される、請求項１に記載の装置（２００）。
3. 前記シール（２４０）は、前記検出素子ハウジング（２１４）を取り巻く環状リングを有し、前記環状リングは、前記導電性ハウジング（２２０）の前記孔部（２３８）に密着して配置される外面を有する、請求項２に記載の装置（２００）。
4. 前記接地路は、前記非導電性ハウジング（２１８）を貫通して延在する導電端子（２４６）を有する、請求項１に記載の装置（２００）。
5. 前記検出素子（２１２）は、前記流体の特性に反応する端部を備えたワイヤ（４５０）を有する、請求項１に記載の装置（２００）。
6. 前記非導電性ハウジング（２１８）の空洞部（２２４）内に配置される少なくとも１つのプロセッサ素子（５６４）を更に有し、前記プロセッサ素子（５６４）は、前記検出素子（２１２）により収集されるデータを受け取るように前記検出装置（２１０）に結合される、請求項１に記載の装置（２００）。
7. 前記検出素子（２１２）は、前記プロセッサ素子（５６４）に結合されるピエゾ抵抗半導体ダイを含み、前記ピエゾ抵抗半導体ダイは、前記検出素子ハウジング（２１４）の表面上に前記第１の開口端部に隣接して配置される、請求項６に記載の装置（２００）。
8. 前記ピエゾ抵抗半導体ダイは、圧力センサを含む、請求項７に記載の装置（２００）。
9. 前記導電性ハウジング（２２０）の端部（２０４）に配置されるクイック連結装置（２４４）を更に有する、請求項１に記載の装置（２００）。
10. 溶接部により前記導電性ハウジング（２２０）の前記嵌め合い部（２３６）が前記非導電性ハウジング（２１８）に結合される、請求項１に記載の装置（２００）。