JPH04256838A - 液体混合比センサの製造方法 - Google Patents
液体混合比センサの製造方法Info
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- JPH04256838A JPH04256838A JP1869691A JP1869691A JPH04256838A JP H04256838 A JPH04256838 A JP H04256838A JP 1869691 A JP1869691 A JP 1869691A JP 1869691 A JP1869691 A JP 1869691A JP H04256838 A JPH04256838 A JP H04256838A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光の屈折率の差を利
用して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液体を燃料とするエンジ
ンに装着するのに適した液体(燃料)混合比センサの耐
久性と安全性の向上に関する。
用して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液体を燃料とするエンジ
ンに装着するのに適した液体(燃料)混合比センサの耐
久性と安全性の向上に関する。
【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、該一面以外から入射
させて該一面で反射させ、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
との混合比を検出する方式のものがある。
一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、該一面以外から入射
させて該一面で反射させ、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
との混合比を検出する方式のものがある。
【0003】この液体混合比センサは、自動車のエンジ
ンルームなど温度変化が大きく、かつ振動の加わる状況
で使用されるため、コンパクトで装着性に優れるととも
に頑丈であることが重要である。かかる要件を満たすセ
ンサとして、この発明者は、筒状の主体金具の先端に光
学ガラス製プリズムを嵌め込んで融着ガラスで融着し、
主体金具内に発光素子と受光素子とを組み込んだ構造の
ものを開発している。
ンルームなど温度変化が大きく、かつ振動の加わる状況
で使用されるため、コンパクトで装着性に優れるととも
に頑丈であることが重要である。かかる要件を満たすセ
ンサとして、この発明者は、筒状の主体金具の先端に光
学ガラス製プリズムを嵌め込んで融着ガラスで融着し、
主体金具内に発光素子と受光素子とを組み込んだ構造の
ものを開発している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、融着ガラス
の溶融には750℃前後の温度が必要であり、プリズム
の光学ガラスは720℃程度が軟化点となっている。こ
のため融着温度(作業点)においてプリズムが軟化して
おり、高温になりやすい角部に変形が生じたり、全体に
歪みが生じやすい欠点があった。この発明の目的は、上
記融着温度を低くでき、プリズムの熱変形が防止できる
液体混合比センサの製造方法の提供にある。
の溶融には750℃前後の温度が必要であり、プリズム
の光学ガラスは720℃程度が軟化点となっている。こ
のため融着温度(作業点)においてプリズムが軟化して
おり、高温になりやすい角部に変形が生じたり、全体に
歪みが生じやすい欠点があった。この発明の目的は、上
記融着温度を低くでき、プリズムの熱変形が防止できる
液体混合比センサの製造方法の提供にある。
【0005】
【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の製造方法は、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
する光学ガラス製プリズム、発光素子および受光素子を
組み合わせた光学式液体混合比センサであって、前記プ
リズムを、筒状内周面を有する主体金具に遊び嵌めし、
主体金具とプリズムとの間隙を融着ガラスで融着して固
定した混合比センサにおいて、前記融着は、融着ガラス
を加圧した状態で行う構成を採用した。
の発明の液体混合比センサの製造方法は、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
する光学ガラス製プリズム、発光素子および受光素子を
組み合わせた光学式液体混合比センサであって、前記プ
リズムを、筒状内周面を有する主体金具に遊び嵌めし、
主体金具とプリズムとの間隙を融着ガラスで融着して固
定した混合比センサにおいて、前記融着は、融着ガラス
を加圧した状態で行う構成を採用した。
【0006】
【実施例】図1はこの発明の一実施例であるガソリン−
アルコール混合燃料の混合比検出装置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。混合比検出装置100は、図
示上部にセンサ回路基板の設置室301が設けられてい
る樹脂製のセンサボディ300内に、液体混合比センサ
ユニット1および被測定液体の測定室を形成するハウジ
ング2を射出成形によりモールドしてなる。またハウジ
ング2には前記燃料供給路200を構成する燃料パイプ
201、202がろう付けされている。
アルコール混合燃料の混合比検出装置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。混合比検出装置100は、図
示上部にセンサ回路基板の設置室301が設けられてい
る樹脂製のセンサボディ300内に、液体混合比センサ
ユニット1および被測定液体の測定室を形成するハウジ
ング2を射出成形によりモールドしてなる。またハウジ
ング2には前記燃料供給路200を構成する燃料パイプ
201、202がろう付けされている。
【0007】センサユニット1は、有底円筒状のステン
レス製ハウジング2の後部にその先部が嵌め込まれた主
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電
気絶縁体製の素子ホルダ5とからなる。
レス製ハウジング2の後部にその先部が嵌め込まれた主
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電
気絶縁体製の素子ホルダ5とからなる。
【0008】ハウジング2は、先端面中心が円錐台状に
先方に膨出した底21と、円筒状の胴22とを有する。 胴22の先部には、燃料の流入口と流出口とが開けられ
、前記燃料パイプ201、202に連結されている。 また内部はガソリンとアルコールとの混合燃料の燃料溜
(測定室)Cとなっている。
先方に膨出した底21と、円筒状の胴22とを有する。 胴22の先部には、燃料の流入口と流出口とが開けられ
、前記燃料パイプ201、202に連結されている。 また内部はガソリンとアルコールとの混合燃料の燃料溜
(測定室)Cとなっている。
【0009】主体金具3はNi−Fe合金製であり、先
端部31が内周縁状に形成されたやや径小の先部32と
、後端部33が薄肉に形成された径大の後部34とから
なり、中間にフランジ35が設けられている。先端部3
1の内周は円筒状のプリズム融着壁36となっており、
先部32が前記ハウジング2の後部に嵌め込まれたとき
先端面は前記燃料溜Cに面し、フランジ35はハウジン
グ2の後端面に当接する。内周は前記フランジ35に対
応する位置に形成した段37を境にして、先部が径小、
後部が径大に形成されている。またプリズム融着壁36
の表面に、膜厚1ミクロン前後の酸化膜が形成されてい
る。
端部31が内周縁状に形成されたやや径小の先部32と
、後端部33が薄肉に形成された径大の後部34とから
なり、中間にフランジ35が設けられている。先端部3
1の内周は円筒状のプリズム融着壁36となっており、
先部32が前記ハウジング2の後部に嵌め込まれたとき
先端面は前記燃料溜Cに面し、フランジ35はハウジン
グ2の後端面に当接する。内周は前記フランジ35に対
応する位置に形成した段37を境にして、先部が径小、
後部が径大に形成されている。またプリズム融着壁36
の表面に、膜厚1ミクロン前後の酸化膜が形成されてい
る。
【0010】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、先端部40が前記円筒
状融着壁36に嵌め込まれた環状融着ガラス41により
融着されて主体金具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。これによりプリズム4は主
体金具の先部32内に同軸的に固定され、該先部32の
内周壁とプリズム外周壁との間には環状の空間が形成さ
れる。
ロック状の光学ガラスからなり、先端部40が前記円筒
状融着壁36に嵌め込まれた環状融着ガラス41により
融着されて主体金具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。これによりプリズム4は主
体金具の先部32内に同軸的に固定され、該先部32の
内周壁とプリズム外周壁との間には環状の空間が形成さ
れる。
【0011】素子ホルダ5は、この実施例では先後に2
分割された先側ホルダ6および後側ホルダ7を有する。 先側ホルダ6は、前記環状空間に差し込まれた筒部61
と、その上端に展長され、前記段37に当接した鍔部6
2とを有し、内壁に軸方向の溝63、64に対向して設
けられている。後側ホルダ7は、先側ホルダ6に蓋設さ
れた盤状を呈し、先面に凹所71が設けられ、前記溝6
3、64に対応する小穴75が開けられリードピン取り
出し口となっている。
分割された先側ホルダ6および後側ホルダ7を有する。 先側ホルダ6は、前記環状空間に差し込まれた筒部61
と、その上端に展長され、前記段37に当接した鍔部6
2とを有し、内壁に軸方向の溝63、64に対向して設
けられている。後側ホルダ7は、先側ホルダ6に蓋設さ
れた盤状を呈し、先面に凹所71が設けられ、前記溝6
3、64に対応する小穴75が開けられリードピン取り
出し口となっている。
【0012】前記溝63、64には、それぞれ発光素子
、受光素子51、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帯板状のセラミック製素子
基板53、54が嵌め込まれている。これら素子基板5
3、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75を挿通して上部に取り出されて
おり、小穴75内にはシリコン樹脂によるシールがなさ
れている。また前記凹所内にはエポキシ樹脂が充填され
ている。
、受光素子51、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帯板状のセラミック製素子
基板53、54が嵌め込まれている。これら素子基板5
3、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75を挿通して上部に取り出されて
おり、小穴75内にはシリコン樹脂によるシールがなさ
れている。また前記凹所内にはエポキシ樹脂が充填され
ている。
【0013】このホルダ5は、上記組付体の状態で主体
金具3内に嵌め込まれ、主体金具の上端部を内側にかし
めることにより、主体金具3内に固定される。
金具3内に嵌め込まれ、主体金具の上端部を内側にかし
めることにより、主体金具3内に固定される。
【0014】主体金具3は、光学ガラス製であるプリズ
ム4と熱膨張率を合わせるため、Ni−Fe合金が使用
される。ガソリンとアルコールとの混合燃料の場合、こ
の検出に適当な屈折率を有する光学ガラスの熱膨張係数
は使用温度域で8.4×10−6/℃程度となる。この
ため、主体金具には熱膨張係数が9.8×10−6/℃
である50%Ni−Fe合金製を使用することが最も望
ましい。また融着ガラス41は光学ガラスと同程度のも
のが、熱膨張差による光学ガラスの熱応力緩和の観点か
ら好適である。
ム4と熱膨張率を合わせるため、Ni−Fe合金が使用
される。ガソリンとアルコールとの混合燃料の場合、こ
の検出に適当な屈折率を有する光学ガラスの熱膨張係数
は使用温度域で8.4×10−6/℃程度となる。この
ため、主体金具には熱膨張係数が9.8×10−6/℃
である50%Ni−Fe合金製を使用することが最も望
ましい。また融着ガラス41は光学ガラスと同程度のも
のが、熱膨張差による光学ガラスの熱応力緩和の観点か
ら好適である。
【0015】上記の様にしてプリズムを形成する光学ガ
ラスを特定すると、光学ガラスの軟化点は720℃前後
となり、耐アルコール性を考慮して融着ガラスを選定す
ると融点は750℃程度になる。
ラスを特定すると、光学ガラスの軟化点は720℃前後
となり、耐アルコール性を考慮して融着ガラスを選定す
ると融点は750℃程度になる。
【0016】融着はつぎの工程でなされる。50%Ni
−Fe合金の主体金具を、脱脂・酸による洗浄後、低酸
素濃度の窒素炉で、1000℃、30分間酸化処理して
合金成分中のFeを酸化し、表面に滑らかで均一な厚さ
1ミクロンの酸化膜を形成した。
−Fe合金の主体金具を、脱脂・酸による洗浄後、低酸
素濃度の窒素炉で、1000℃、30分間酸化処理して
合金成分中のFeを酸化し、表面に滑らかで均一な厚さ
1ミクロンの酸化膜を形成した。
【0017】この主体金具3を、図2および図3に示す
如く、平滑なカーボン板81の上に光学ガラス製プリズ
ム4と同軸的に並置し、両者の環状間隙に低融点の環状
融着ガラス41をセットする。この溶融前の融着ガラス
41の図示上端部は、主体金具の先端部31より上方に
突き出ており、この上端面42にカーボンリング82を
のせ、さらにその上に錘83を乗せた。この錘83によ
り、融着ガラスには1mm2 当たり0.5gの圧力が
加わる。これを7ppmの酸素を含む窒素雰囲気炉に入
れ、680℃〜700℃で5分間熱処理を行い、主体金
具3とプリズム4との融着を行う。なお希薄な酸素中で
融着するのは、酸素が存在しないと融着ガラスの流れが
悪くなることによる。
如く、平滑なカーボン板81の上に光学ガラス製プリズ
ム4と同軸的に並置し、両者の環状間隙に低融点の環状
融着ガラス41をセットする。この溶融前の融着ガラス
41の図示上端部は、主体金具の先端部31より上方に
突き出ており、この上端面42にカーボンリング82を
のせ、さらにその上に錘83を乗せた。この錘83によ
り、融着ガラスには1mm2 当たり0.5gの圧力が
加わる。これを7ppmの酸素を含む窒素雰囲気炉に入
れ、680℃〜700℃で5分間熱処理を行い、主体金
具3とプリズム4との融着を行う。なお希薄な酸素中で
融着するのは、酸素が存在しないと融着ガラスの流れが
悪くなることによる。
【0018】このようにして製造した融着体の50個の
テストピースにつき、プリズム4の形状を測定し、主体
金具3とプリズム4との融着は確実に成されており、か
つ角部の変形、全体の歪みが全く発生していないことを
確認した。これにたいし、錘83を除き、温度を750
℃とした以外は上記と同一条件で融着した50個の比較
テストピースには、ほぼ半数に幾分の角部の変形または
歪みが見られた。
テストピースにつき、プリズム4の形状を測定し、主体
金具3とプリズム4との融着は確実に成されており、か
つ角部の変形、全体の歪みが全く発生していないことを
確認した。これにたいし、錘83を除き、温度を750
℃とした以外は上記と同一条件で融着した50個の比較
テストピースには、ほぼ半数に幾分の角部の変形または
歪みが見られた。
【0019】融着ガラス41に加える圧力は、融着温度
を50℃程度以上、望ましくは60℃下げることができ
ればよく、上記実施例の0.5g/mm2に限定されず
、0.25〜0.75g/mm2 が選択できる。上記
実施例では、主体金具の表面に酸化膜を形成し、融着ガ
ラスとの融着力の増大を図っているが、この酸化膜の代
わりに主体金具に熱膨張係数を10〜13×10−6/
℃であるFe合金製を使用し、かつ主体金具の表面にN
i鍍金を施してもよい。この場合、融着温度と使用温度
の差によりプリズムが主体金具に焼き嵌めされた状態と
なり、結合が強固になされる。
を50℃程度以上、望ましくは60℃下げることができ
ればよく、上記実施例の0.5g/mm2に限定されず
、0.25〜0.75g/mm2 が選択できる。上記
実施例では、主体金具の表面に酸化膜を形成し、融着ガ
ラスとの融着力の増大を図っているが、この酸化膜の代
わりに主体金具に熱膨張係数を10〜13×10−6/
℃であるFe合金製を使用し、かつ主体金具の表面にN
i鍍金を施してもよい。この場合、融着温度と使用温度
の差によりプリズムが主体金具に焼き嵌めされた状態と
なり、結合が強固になされる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の液体混
合比センサの製造方法によれば、融着ガラスに圧力をか
けて融着いているので、融着温度を低くでき、光学ガラ
ス製プリズムに変形や歪みを生じることなく融着ができ
、製品の歩留りが向上する。
合比センサの製造方法によれば、融着ガラスに圧力をか
けて融着いているので、融着温度を低くでき、光学ガラ
ス製プリズムに変形や歪みを生じることなく融着ができ
、製品の歩留りが向上する。
【図1】液体混合比センサの断面図である。
【図2】主体金具とプリズムとの融着工程を示す断面図
である。
である。
【図3】融着工程の組付図である。
1 混合比センサユニット
2 ハウジング
3 主体金具
4 プリズム
41 融着ガラス
51 発光素子
52 受光素子
83 錘
Claims (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光学ガラス製プリズ
ム、発光素子および受光素子を組み合わせた光学式液体
混合比センサであって、前記プリズムを、筒状内周面を
有する主体金具に遊び嵌めし、主体金具とプリズムとの
間隙を融着ガラスで融着して固定した混合比センサにお
いて、前記融着は、融着ガラスを加圧した状態で行うこ
とを特徴とする液体混合比センサの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1869691A JPH04256838A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 液体混合比センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1869691A JPH04256838A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 液体混合比センサの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04256838A true JPH04256838A (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=11978794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1869691A Pending JPH04256838A (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 液体混合比センサの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04256838A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105526987A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-27 | 北京万顺华科技有限公司 | 一种光电液位开关用检测头 |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP1869691A patent/JPH04256838A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105526987A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-27 | 北京万顺华科技有限公司 | 一种光电液位开关用检测头 |
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