JPS62214333A - アルコ−ル混合燃料の混合比センサ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関用燃料としての石油系燃料とアルコ
ールとの混合液の混合比を検知するためのセン勺に関す
る。

［従来の技術］ 内燃機関の駆動燃料となっている石油資源は将来確実に
枯渇への一途をたどる運命にある。この対応策の一つと
して、植物、石炭、天然ガス等を原料としてアルコール
を製造し、ガソリン等の石油資源と混合することによっ
て石油￥１源の消費を極力抑制しようとする１画が各地
で進められている。

そして、混合液を燃料とする内燃機関の燃焼効率を極力
高め、燃焼Ｉノｌ気ガス中の有害物質をできるだけ少な
くするために、内燃機関に供給される空気対燃料の比率
および点火時期雪は厳密に制御づる必要がある。そして
これらの制御条件は混合液の混合比により当然に変更さ
れなければならない。

そこで近年では、外面を内燃機関に供給される混合液に
接触させた透光体の一端面に発光素子と、他端面に測定
用受光素子とを対向配首させ、混合液の組成変化に伴っ
て、透光体の混合液と接触する部分での臨界角が変化す
るのを利用し、透光体内を通過した光のＢを測ることに
より、内燃機関に供給される混合液の混合比を検出する
混合比センυの提案がなされている。

そしてこの従来の混合比センサは、第３図に示すように
、透光体１０１内で臨界角をなした光が放射される面（
放射面）１０２が測定用受光素子である測定用発光ダイ
オード１０３の受光面と平行面に形成されていた。

透光体１０１内で全反射する尤の反射角が大きいほど、
この全反射した光がフォトダイオード１０３に到達した
ときの面積が大きくなる。また、フォトダイオード１０
３が光の全反射する位置より遠くなるほど全反射した光
が受光素子に到達したときの面積が大きくなる。

これにより、透光体の測定用の混合液と接触する部分と
フォトダイオード１０３とを近付ける必要があるが、透
光体を支持する部材が透光体と測定用受光素子との間に
配されるため、透光体の測定用の混合液と接触する部分
とフォトダイオード１０３とを近付けるのは困難である
ため、従来ではフォトダイオード１０３の受光面積を大
きくしていた。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、フォトダイオード等よりなる測定用受光
ふ子は、高価であるため、測定用受光素子の受光面積を
大きくすることは、製造コストの増加を１６りらのであ
った。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、測定用受光素子の受光面積を小さくすることのでき
るアルコール混合燃料の混合比センタの提供にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するべく本発明は、石油系燃料とアルコ
ールとの混合液を流通させる塩１通路と、該燃料通路内
に配置され、前記混合液と接触する光透過性の透光体と
、該透光体の内部に光を放出する発光素子と、該発光素
子より放射されて前記透光体を通過した光量の測定を行
う測定用受光素子とからなり、前記混合液の組成変化に
伴って、前記透光体の混合液と接触する部分での臨界角
が変化するのを利用し、前記測定用受光素子で測定され
た値により前記混合液の混合比を検出するアルコール混
合燃料の混合比センυ−において、前記透光体の少なく
とも臨界角をなした光が放射される面は、放射された光
が前記測定用受光素子に集光されるように傾斜して設け
られたことを技術的手段とする。

［作用および発明の効果１ 上記のごとき構成を備えた混合比センサは、発光素子か
ら放射される光のうら、透光体の一端面より入射し、透
光体を通過した光は、測定用受光素子に放ａ４され、測
定用受光素子により受光量が検出される。

この透光体を通過する光の川は、混合液の混合比に応じ
て変化するので測定用受光素子の検出する受光部をチェ
ックすることによって混合比センづとしての役目が果た
される。

一方、透光体の少なくとも臨界角をなした光が放射され
る面が、放射された光を前記測定用受光素子に集光する
ように傾斜して設けられることにより、測定用受光素子
に到達する臨界角をなした光の面積が小さくなる。これ
により、測定用受光素子の受光面積を小さくすることが
できるため、製造コストを低く押さえることができる。

また、測定用受光素子に到達する臨界角をなした光の面
積が小さくなることにより、透光体と測定用受光素子と
の間で透光体を支持する部材の良さを良くしてら測定用
受光Ｍ”Ｉの面積を小さくすることができるため、透光
体と測定用受光素子との間で透光体をしっかりと支持す
ることが可能になる。

さらに、測定用受光素子に到達する臨界角をなした光の
面積が小さくなることにより、測定用受光素子および該
測定用受光素子を支持する部材を小さくすることができ
るため、混合比センサを軽量かつ小形化することができ
る。

［実施例］ つぎに本発明のアルコール混合燃料の混合比センサを図
面に示す一実施例に基づき説明する。

第１図は石油系燃料であるガソリンとアルコールとの温
合比センリの側面断面図を示す。

この混合比センサ１は、燃料通路であるケース２、発光
部３、透光体４および測定用受光部５に大別される。

ケース２は、筒状容器の態をなし、金属または樹脂で伯
られている。このケース２には、両筒端面を員いて形成
された取付は用孔２１が形成されている。この取付は用
孔２１には、−万端より発光部３、透光体４および測定
用受光部５が順次装着されている。ケース２の内部には
内部空間２２が形成されている。この内部空間２２は測
定用の混合液の通路をなしており、ケース２の周壁に設
けられた測定用の混合液の入口継手２３および出口継手
２４と連通している。また、透光体４の外周を支持する
部分のケース２には、オーリング２５をそれぞれ配設す
る環状渦２６が形成されており、このオーリング２５は
、内部空間２２を流通ずる測定用の混合液が取（＝ｊけ
孔２１より外部へ流出するのを防いでいる。

発光部３は、筒状の側体３１と該側体３１の一方端に形
成された底板部３２とからなる発光部ケース３３と、側
体３１の他端に取付けられた封止ガラス３４と、発光木
工である発光ダイオード３５と、温度補償を行なう補償
用フォトダイオード３６とからなる。この発光ダイオー
ド３５は、透光体４のほぼ中心軸上に配置されるととも
に、この発光ダイオード３５の光軸が透光体４の中心軸
とほぼ一致するように設けられている。このように構成
された発光部３は、封止ガラス３４が透光体４の一方端
の入射面４２側に向けられ、側体３１がケース２の取付
は孔２１に嵌合されるようにケース２の一方端に取ト１
けられている。

透光体４は、ポリエチレン、ポリアミド、エポキシ、ケ
イ素雪゛よりなる光透過性の樹脂よりなる棒状で、内部
空間２２内に配置され、測定用の混合液と接触する外周
面４１と、発光部３が配置される側の入射面４２と、該
入射面４２０反対面で入射面４２より入射された光を放
射する放射面４３とを有する。

この透光体４の放射面４３の透光体４内で少なくとも臨
界角をなした光が放射される面４３ａは、この面４３ａ
より放射された光が下達する測定用フォ１〜ダイオード
５５に集光されるように円錐形の凹レンズ状に傾斜して
設けられる。

測定用受光部５は、発光部３の側体３１とほぼ同径とさ
れる側体５１と該側体５１の一方端に設けられた底板５
２とからなる受光部ケース５３と、側体５１の他方端に
装着された封止ガラス５４と、該封止ガラス５４より入
射する光の帛を測定する測定用受光素子である測定用フ
ォトダイオード５５とからなる。

この測定用フォトダイオード５５は、受光した光けに応
じた電圧を出力するもので、透光体４の外周面４１で反
射した光は、放射面４３より放射されるさいに而４３ａ
で屈折して集光されるため、小さな受光面積とされ、底
板部５２に取０１けられている。このように構成された
測定用受光部５は、封止ガラス５４が透光体４の放射面
４３側に向けられ、側体５１がケース２の取付孔に嵌合
するようにケース２の他方喘に取ｆ１けられている。

なお、図中に示すＡは、ある所定温度でのアルコール１
００％の時の入射面４２から入射した光が全反射をする
位置を示し、図中に示すＢは、ある所定温度でのガソリ
ン１００％の時の入射面４２から入射した光が全反射を
する位置を示す。

第２図に本発明の混合比センサの他の実施例を示１ｏな
お、図中において、同符号は同一物を示。

す。

本実施例では、上記実施例に示すケース２と透光体４と
を光透過性の樹脂で一体に成形する。

これにより、上記実施例に示す透光体４とケース２の間
で液謡れを防ぐオーリング２５を廃止することができる
とともらに、燃料通路であるケース２と透光体４とがひ
とつの部品となるため、部品コス１〜を低く押さえるこ
とができるとともに、組立て部品の減少により組立て］
ス＋−ｔｙ低く押さえることができる。また、透光体４
とンース２との間から燃料が漏れる心配をなくすこ之が
Ｃきる。

さらに、本実施例では、透光体４の測定用の混合液に接
触する外周面４１が、測定用ダイオード５５が配される
側に近付くにしたがって細く形成される。

これにより、外周面４１の傾斜による傾き角度分、臨界
角となる入射角を小さく設定することができるため、入
射面４２での反射率を小さくすることができるとともに
、臨界角となる光の入射位６と全反射が起こる境界面の
位置との距離が長くなるため、透光体４に入射した光が
透光体４を支持する部材に掛るのを防ぐことができる。

また、入射角が、小さくなることによって、発光ダイオ
ード３５の指向性による出力の劣化を防ぐことができる
。

上記に示すように、本発明は、測定用受光素子に到達す
る臨界角をなした光の面積を小さくすることにより、従
来の測定用受光素子に比較して、測定用受光素−Ｔの受
光面積を小さくすることができるため、製造コストを低
く押さえることができる。

また、本発明は、測定用受光素子に到達する臨界角をな
した光の面積が小さくなることにより、透光体と測定用
受光素子との間で透光体を支持する部材をの長ざを長く
しても測定用受光素子の面積を小さくすることができる
ため、透光体と測定用受光素子との間で透光体をしっか
りと支持することができる。

さらに、本発明は、測定用受光素子に到達する臨界角を
なした光の面積が小さくなることにより、測定用受光素
子および該測定用受光素子を支持する部材を小さくする
ことができるため、混合比セン４ノを軽石かつ小形化す
ることができる。

上記実施例に示すように、透光体を光透過性の樹脂で形
成することにより、容易に円相形の凹レンズなどの傾斜
を製作することができる。

なお、上記実施例では透光体の少なくとも臨界角をなし
た光が放射される面を、円相形の凹レンズとして設けた
例を示したが、半円形状の凹レンズにより設けても良い
。

また、上記実施例では透光体の外周面の全周を混合液と
接触させた例を示したが、−側面のみ接触させてｂ良い
。

さらに、上記実施例では石油系燃料にガソリンを用いた
例を示したが、軽油、灯油、残１１１１など他の石油系
燃料を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合比センサの断面図、第２図は混合比センサ
の他の実施例を示す断面図、第３図は従来の混合比セン
サの断面図である。 図中　１・・・混合比センサ　２・・・ケース　３・・
・発光部　４・・・透光体　５・・・測定用受光部　３
５・・・発光ダイオード　４３・・・放射面　４３ａ・
・・透光体内で臨界角をなした光がｌ１ｌ（２１される
而　５５・・・測定用フォトダイオード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）石油系燃料とアルコールとの混合液を流通させる燃
   料通路と、 該燃料通路内に配置され、前記混合液と接触する光透過
   性の透光体と、 該透光体の内部に光を放出する発光素子と、該発光素子
   より放射されて前記透光体を通過した光量の測定を行う
   測定用受光素子とからなり、前記混合液の組成変化に伴
   って、前記透光体の混合液と接触する部分での臨界角が
   変化するのを利用し、前記測定用受光素子で測定された
   値により前記混合液の混合比を検出するアルコール混合
   燃料の混合比センサにおいて、 前記透光体の少なくとも臨界角をなした光が放射される
   面は、放射された光が前記測定用受光素子に集光される
   ように傾斜して設けられたことを特徴とするアルコール
   混合燃料の混合比センサ。 ２）前記発光体は、前記透光体のほぼ中心軸上に配置さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のア
   ルコール混合燃料の混合比センサ。 ３）前記傾斜は、前記透光体の少なくとも臨界角をなし
   た光が放射される面で円錐形の凹レンズ状に形成される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載のアルコール混合燃料の混合比センサ。 ４）前記燃料通路と前記透光体とは、光透過性の樹脂で
   一体成形されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかに記載のアルコール混合燃料の
   混合比センサ。 ５）前記透光体の前記混合液と接触する面は、前記発光
   素子より前記透光体に入射する光の入射角が小さくなる
   ように傾斜して設けられたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のアルコール
   混合燃料の混合比センサ。 ６）前記透光体の前記混合液と接触する面に設けられた
   傾斜は、前記測定用受光素子が配される側に近付くにし
   たがって細くなることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項に記載のアルコール混合燃料の混合比センサ。 ７）前記石油系燃料は、ガソリンであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載
   のアルコール混合燃料の混合比センサ。