JPH04242147A - 液体混合比センサ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２種以上の透光性の
液体が混合した被測定液体の混合比を、光の折率の差を
利用して測定する液体の混合比センサに係わり、とくに
ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用するエンジン
に装着するのに適した液体（燃料）の混合比センサの検
出精度の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体混合比センサとして、被測定液体に
一部表面を接触させたガラス（プリズム）に、その近傍
に配置した発光素子で発光させた光を、前記一部表面以
外から入射させて該一部表面で反射させ、該発光素子と
対向的に配置した受光素子で受光し、その光量でガソリ
ンとアルコールとの混合燃料などの混合比を検出する方
式のものが開発されている。

【０００３】この燃料などの混合比センサでは、上記プ
リズム、発光素子、受光素子は、その相対位置が正確で
あることが要求される。また温度変化の大きい自動車の
エンジンルームなどで使用されるため、温度補償性、耐
振性が要求されるとともに、コンパクトで装着性に優れ
ることが重要である。

【０００４】かかる要件を満たす混合比センサとして、
この発明者は、筒状の主体金具の先端をガラス製プリズ
ムで封着し、この中に発光素子付セラミック基板と受光
素子付セラミック基板とを組み込んだ素子ホルダを嵌め
込んでユニットとし、さらにこのユニットを被測定液体
の測定室を形成する金属製ハウジングとともに、樹脂で
一体にモールド成型した構造のものを開発している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、この構造の
混合比センサは、金属、樹脂、セラミックの部材の組付
体であるため、使用時の温度差により熱膨張差が生じる
と、前記相対位置にずれが生じたり、がたつきが発生し
たりして検出精度が低下し易い。また部材相互に熱応力
が発生して、経時的にプリズムなど脆い部材にひび割れ
などが起きたりし易い。この発明の目的は、上記構造の
混合比センサにおいて、部材相互の熱膨張差に起因する
上記トラブルが防止でき、長期間にわたり高い検出精度
が維持できる混合比センサの提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、こ
の発明の液体混合比センサは、２種以上の透光性の液体
が混合した被測定液体に接触した反射面を有するプリズ
ム、該プリズムに光を照射する発光素子、および前記反
射面での反射光を検知する受光素子を組み合わせた光学
式の液体混合比センサにおいて、筒状主体金具の先端面
に光学ガラス製プリズムを嵌め込むとともに、プリズム
の外周と主体金具の内周との間隙を融着ガラスで融着し
、この主体金具内に発光素子および受光素子を保持した
素子ホルダを嵌め込むとともに、該素子ホルダに主体金
具先端方向にばね荷重を付与する付勢手段を付設する構
成を採用した。

【０００７】

【実施例】図１〜図３はこの発明にかかる液体混合比セ
ンサの１実施例であるガソリン−アルコール混合燃料の
混合比センサ１００を示し、混合燃料が流れるエンジン
の燃料供給路２００に装着され、燃料混合比を検出する
。センサ１００は、上面がセンサ回路基板の設置室３０
１となっている樹脂製のセンサボディ３００内に、セン
サユニット１と、被測定液体の測定室を形成する金属製
ハウジング２とをモールドして一体化してなる。

【０００８】センサユニット１は、有底円筒状の前記ハ
ウジング２の上部に、その下部が嵌め込まれた円筒状主
体金具３と、該主体金具３の先端（図示下端）部に融着
ガラス４１で融着されたプリズム４と、主体金具３内に
嵌め込まれ、発光素子および受光素子を保持している樹
脂製の円柱状ホルダ５とからなる。

【０００９】ハウジング２は、下面中心が円錐台状に下
方に膨出した底２１と、円筒状の胴２２とを有する。胴
２２の下部には、燃料の流入口２３と流出口２４とが開
けられ、前記燃料供給路２００を形成する燃料パイプ２
０１、２０２の端部が差し込まれ、ろう付けされている
。また胴２２の上部外周には、周溝２５が設けられてい
る。また内部は前記流入口２３がらガソリンとアルコー
ルとの混合燃料が流入し、前記流出口２４から流出する
燃料溜（測定室）Ｃとなっている。

【００１０】主体金具３は、内周縁状に形成された下端
部３１を有し、やや径小で前記基体の胴２２に嵌め込ま
れた下部３２と、径大の上部３３とからなっている。下
端部３１の内周は、プリズム融着壁３６となっており、
下部３２が前記ハウジング２の上部に嵌め込まれたとき
下端面は前記燃料溜Ｃに面するようになっている。

【００１１】プリズム４は、この実施例では円柱状のブ
ロック状の光学ガラスからなり、前記プリズム融着壁３
６との間に環状融着ガラス４１により融着され、主体金
具３に固着されている。この融着は融着ガラスと光学ガ
ラスの融点の差を利用してなされ、この融着ガラス４１
が固着手段であるとともに、混合燃料の一次シールとな
っている。この構成により、プリズム４は主体金具の下
部３２に位置し、該下部３２の内周壁とプリズム外周壁
との間には環状の空間４３が形成される。

【００１２】素子ホルダ５は樹脂製であり、この実施例
では上下に２分割された下側ホルダ６および上側ホルダ
７からなる。下側ホルダ６は、前記環状空間４３に差し
込まれた筒部６１と、その上端に設けられボス部６２と
、連結部６３とからなる。胴部６１の内周には、軸方向
に素子基板を差込むためのＩ字状溝６４、６５が対向し
て平行的に形成されている。ボス部６２の中心に、上方
からはねじ穴６６が開けられている。

【００１３】上側ホルダ７は、下面に凹所７１が設けら
れた円板状を呈し、中央には穴７２が開けられ、前記溝
６３、６４に対応する位置には多数のテーパー付小穴７
３が開けられリードピン取り出し口となっている。下側
ホルダ６と上側ホルダ７とは、ねじ７４で締結されてい
る。

【００１４】前記溝６３、６４には、それぞれ発光素子
５１、受光素子５２が固着されるとともに、これら素子
のリードがプリントされたセラミック製帯板状基板５３
、５４が嵌め込まれている。これら基板５３、５４の上
端は前記凹所７１内へ突き出ており、この部分でリード
ピン５５がろう付けされている。リードピン５５は、前
記小穴７３を挿通して上部に取り出されており、小穴７
３内は樹脂によるシールがなされている。

【００１５】基板５３、５４の上下方向の固定は、前記
溝６３、６４の下端に形成された狭溝巾部と、凹所７１
の天井面との間に、前記ねじ７４に締結されてなされる
。

【００１６】この素子ホルダ５は、上記組付体の状態で
主体金具３内に嵌め込まれ、センサボディ３００のセン
サ回路基板設置室３０１の底面に、ねじ８１および８２
で締結された板ばね（付勢手段）８により、主体金具の
先端方向にばね荷重を付与されて保持されている。

【００１７】これにより、樹脂製の素子ホルダ５と金属
製の主体金具３との熱膨張差などにより、これら部材間
の寸法が変化しても、素子ホルダ５は常にほぼ一定のば
ね荷重で主体金具３の先端方向に付勢されている。よっ
て発光素子５２および受光素子５３と、プリズム４との
相対位置の変化が防止できる。またほぼ一定の外力で一
定方向に付勢されているので、熱応力の発生や素子ホル
ダのがたつきも阻止できる。

【００１８】図４は他の実施例を示す。同一符号は前記
実施例と同一機能物を示す。この実施例では、素子ホル
ダ５にばね荷重を付与する手段として、Ｏリング９を用
いている。

【００１９】ばね荷重の付与手段としては、金属製また
はプラスチック製の板ばね以外に、コイルスプリング、
皿ばねなど他の構造のばねが使用でき、またはＯリング
以外の形状のゴムによる弾性支持であってもよい。また
プリズムはブロック状以外に平板状であってもよく、素
子ホルダ５は２分割されておらず一体でもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の燃料混合
比センサは、熱膨張差が生じても、プリズム、発光素子
および受光素子の相対位置が長期間正確に維持でき、精
度良くセンサの機能を発揮できる。また熱応力による悪
影響を排除できるので、部材の破損やがたつきも防止で
き、耐久性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料混合比センサの縦断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図２のＡ−Ｂ断面図である。

【図４】他の実施例にかかる混合比センサの断面図であ
る。

【符号の説明】

１　　センサユニット ２　　ハウジング ３　　円筒状主体金具 ４　　プリズム ５　　円柱状ホルダ ８　　板ばね（付勢手段） ４１　　融着ガラス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２種以上の透光性の液体が混合した被
   測定液体に接触した反射面を有するプリズム、該プリズ
   ムに光を照射する発光素子、および前記反射面での反射
   光を検知する受光素子を組み合わせた光学式の液体混合
   比センサであって、筒状主体金具の先端面に光学ガラス
   製プリズムを嵌め込むとともに、プリズムの外周と主体
   金具の内周との間隙を融着ガラスで融着し、この主体金
   具内に前記発光素子および受光素子を保持した素子ホル
   ダを嵌め込むとともに、該素子ホルダに主体金具先端方
   向にばね荷重を付与する付勢手段を付設した液体混合比
   センサ。