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 |
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1991
- 1991-02-12 JP JP1869691A patent/JPH04256838A/ja active Pending
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 |
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