JPH04258745A - 液体の混合比センサ - 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、光の屈折率の差
を利用して測定する液体の混合比センサにかかわり、と
くにその検出精度の向上とコンパクト化に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体の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】

【発明が解決しようとする課題】この燃料などの混合比
センサでは、発光素子での発光量が温度により変化する
とともに、経時的に素子が劣化して発光量が低減するた
め、検出精度補償用のモニター素子が必要となる。また
混合比センサはコンパクトで装着性に優れることが重要
であるため、プリズムおよびモニター素子はできるだけ
小さいことが望ましく、このためには発光素子の光がプ
リズムを介さず直接入射する方が良い。さらにモニター
素子は受光素子に近接して同一基板上に設置することが
前記コンパクト化の観点からも、組付け工数の低減の観
点からも便利である。

【０００４】この発明の目的は、発光素子の光を直接モ
ニター素子に照射できるとともに、モニター素子の装着
に必要なスペースを小さくでき、これにより感度の向上
とコンパクト化とが同時に達成できる液体の混合比セン
サの提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の液体の混合比
センサは、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
式液体混合比センサにおいて、発光素子側で、かつ反射
面側と反対側部の、プリズムの角を削り、発光素子での
発光を、該削除部分を通過してモニター素子に受光する
構成を採用した。

【０００６】

【実施例】図１および図２は、この発明の一実施例にか
かるガソリン−アルコール混合燃料の混合比センサ１０
０を示し、混合燃料が流れるエンジンの燃料供給路２０
０に装着され、燃料混合比を検出する。センサ１００は
、図示上部がセンサ回路基板の設置室３０１となってい
る樹脂製のセンサボディ３００内に、光学式液体混合比
センサをユニット化したセンサユニット１と、前記燃料
供給路２００を構成する燃料パイプ２０１、２０２が外
周に対向してろう付けされ、被測定液体の測定室を形成
する金属製ハウジング２とを一体的にモールドしてなる
。

【０００７】センサユニット１は、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
状素子ホルダ５とからなる。

【０００８】ハウジング２は、ステンレス製で有底円筒
状を呈し、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、前記燃料パ
イプ２０１、２０２の差込み用開口（穴）となっている
。ハウジング２の内部は前記流入口２３からガソリンと
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。

【０００９】主体金具３は、下端部３１が内周縁状に形
成され、やや径小で前記ハウジングの胴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３４となっており、
下部３２が前記胴２２に嵌め込まれたとき下端面は前記
測定室Ｃに面するようになっている。

【００１０】プリズム４は、この実施例では円柱状を呈
し、図示上側の角４Ａが斜めに削られて斜削状頭部４０
となっている光学ガラスからなり、下端外周が前記プリ
ズム融着壁３４に前記環状融着ガラス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、底面４２が被測定燃料と接
触する反射面（４２）となり、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が形成される。

【００１１】素子ホルダ５は、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からなり、
主体金具の上端をかしめることにより主体金具内に一体
的に固定されている。下側ホルダ６は、前記環状空間に
差し込まれた筒部６１と、その上端に設けられフランジ
部６２とからなる。筒部６１の内周壁には、後記する素
子基板を差込むための軸方向の断面Ｉ字状溝６３、６４
が対向して平行的に形成されている。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、前記Ｉ字状
溝６３、６４に対応する位置には多数のテーパー付小穴
７３が開けられリードピン取り出し口となっている。

【００１２】前記Ｉ字状溝６３、６４には、それぞれセ
ラミック製帯板状の発光素子基板５１、および受光素子
基板５２が差し込まれている。発光素子基板５１の表面
には、点光源に近い小面積の光源である発光素子５３よ
びそのリードが形成されている。受光素子基板５２の表
面には、上下方向に長い線状の受光素子５４および小面
積の受光素子からなるモニター素子５５が、図示下上に
並べて固着されるとともに、これら素子のリードがプリ
ントされている。なお、モニター素子５５は、受光素子
基板５２以外の別の基板に装着することも不可能ではな
いが、構造の複雑化を招くため、実用的ではない。

【００１３】基板５１および５２は、前記下側ホルダ６
の各Ｉ字状溝の下端と上側ホルダ７の凹所壁との間に挟
まれて上下方向に固定されている。これら基板５１、５
２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５６がろう付けされている。リードピン５６
は、前記小穴７３を挿通して上部に取り出されており、
凹所７１および小穴７３内にはエポキシ樹脂が充填され
、小穴７３の上端はシリコン樹脂による蓋がなされてい
る。

【００１４】プリズム４の円柱面４４は、前記発光素子
５３に面する側が該素子５３から照射された光の入射面
４５となっており、受光素子５４に面する側が底面であ
る反射面４２による反射光が受光素子５４を照射する出
射面４６となっている。発光素子５３は、入射面４５か
ら底面４２に効率良く光が入射するようにプリズム４の
中央付近の高さに設置される。プリズム４の高さは、高
すぎると天井面４７で反射し受光素子５４に入射する光
が生じ、これがノイズ成分となる。また、低すぎると、
信号成分となるべき反射面４２で反射した光が天井面４
７で再び反射して受光素子に入射しない。

【００１５】よってプリズムの円柱面４４と発光素子５
３および受光素子５４との相対的高さは、発光素子５３
が設置された側から円柱面４４に入射した光が、混合燃
料が全てガソリンであったときの臨界角と、混合燃料が
全てアルコールであったときの臨界角との間で最も効率
よく反射面４２で反射し、受光素子５４が設置された側
から出射して受光素子５４に到達するように設定される
。

【００１６】この発明では、プリズム４の発光素子５３
側で、かつ反射面４２と反対側（図示上側）の角４Ａを
削り、発光素子５３の光がこの削られた部分を通ってモ
ニター素子５５に入射している。これにより、モニター
素子５５に発光素子５３の光が直接入射する。よって、
プリズムの製造および取り付けで発生する許容誤差の影
響を排除でき、安定した受光が可能となるとともに、表
面積（受光面積）の小さい受光素子を用いても十分な光
量を受光でき、正確なモニターが可能となる。もしプリ
ズム４の角を削らず、プリズム内を透過した光でモニタ
ーする場合は、図３に示す如く、プリズムの寸法を図示
上方に延長しなければならず、混合比センサの体格が大
きくなる。また直接入射する光による場合に比較しモニ
ター素子に入射する光量がばらつき易いため、モニター
精度が低下する。

【００１７】図４、図５および図６は、プリズム４の他
の形状を示す。図４は斜めに截頭した円錐台状のプリズ
ム、図５は半球状のプリズム、図６は２重円錐台のプリ
ズムを用いている。この形状のプリズムは、いずれも発
光素子側で、かつ反射面側と反対側部の、プリズムの角
を削った構造であり、上記実施例と同じ効果がある。な
お図５および図６のプリズムは、出射面に傾斜角の変化
があるため、受光素子側での補正が必要となる。

【００１８】

【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、発光素子側のプリズムの角を削って、この
部分をモニター素子照射路としているので、発光素子の
光を直接モニター素子に照射できる。これにより、プリ
ズムのコンパクト化ができるとともに、モニター素子の
装着に必要なスペースを小さくでき、これにより感度の
向上とコンパクト化とが同時に達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例にかかる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】比較例の要部拡大図である。

【図４】他の実施例の要部拡大図である。

【図５】さらに他の実施例の要部拡大図である。

【図６】さらに他の実施例の要部拡大図である。

【符号の説明】

１　　センサユニット ２　　測定室ハウジング ３　　円筒状主体金具 ４　　プリズム ４Ａ　　プリズムの角 ５　　円柱状素子ホルダ ４２　　反射面 ４５　　入射面 ５３　　発光素子 ５４　　受光素子 ５５　　モニター素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　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
   た光学式液体混合比センサにおいて、発光素子側で、か
   つ反射面側と反対側部の、プリズムの角を削り、発光素
   子での発光を、該削除部分を通過してモニター素子に受
   光することを特徴とする液体の混合比センサ。