JPWO2004111627A1 - 自動車用ガス検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記自動車用ガス検出装置としては、素早いガス応答性が要求されることから、外気の主流が直接当る箇所にガスセンサを設置することが好ましいが、この場合、導入される外気の風量によって検出値が影響を受け易くなり、同一の外気に対して自動車の走行速度に依り検出値が変化してしまうという問題がある。これに対して、例えば特開平9−184817号公報には、複雑な空気通路を備えて外気を迂回させたうえでガスセンサに当てる構造のものが提案されているが、このものにおいては、迂回により内部と外部との断熱効果は得られるものの外気自体はその主流が直接ガスセンサに当るので風量の影響を防止する効果は十分に得ることができず、また、複雑な空気通路を備えた特殊形状が要求されるので成形が困難であるという問題を有していた。
上記課題を解決するために、本発明の自動車用ガス検出装置を、外気中に含まれる所定のガスを検出するためのガスセンサと、ガスセンサを配置するためのセンサ配置孔を外面に開口させてある本体ケースと、本体ケースのセンサ配置孔を外面側から覆うフィルタと、センサ配置孔とフィルタを覆うように本体ケースの外面に装着されるセンサカバーと、センサカバーにおけるセンサ配置孔との対向領域を囲う所定領域内に、本体ケース側に向けて穿設される空気導入孔とを、具備して成るものとする。
本発明の自動車用ガス検出装置を自動車の所定箇所に設置しておけば、センサカバーに当った外気は空気導入孔を通ってセンサカバー内部に流入してくることとなるが、上記空気導入孔がセンサカバーにおいてセンサ配置孔の真正面に位置する対向領域を避けて形成されていることから、外気の主流がセンサ配置孔内に設置されるガスセンサに直接当ることはなく、これにより、ガスセンサにまで至る外気の量はセンサカバーに当る風量に依らず略一定に保たれ、ガスセンサの検出値に外気の風量が影響を及ぼすことが防止される。また、例えば先鋭形状の物体が空気導入孔を通りセンサカバー内に侵入してきた際にも、この物体がフィルタを破りセンサ配置孔内にまで侵入することが防止されるものである。しかも、空気導入孔がセンサ配置孔との対向領域を囲むように本体ケース側に向けて穿設されるものであることから、センサカバー内に導入される外気はその主流がセンサ配置孔と大きく距離を隔てた領域を通るものではなく、したがって、ガスセンサの素早いガス応答性は確保されるものである。即ち、本発明によれば、素早いガス応答性を備えるとともに検出値が外気の風量の影響を受けることを十分に防止した自動車用ガス検出装置を、上記のような簡単な構造によって提供することができる。
また、上記の自動車用ガス検出装置を、センサカバー内面における空気導入孔が穿設される所定領域よりも内側の領域から、先端がフィルタに当るように突設される凸片を具備したものとすることも、好ましい。上記凸片は、センサカバーの装着によりフィルタを本体ケースに押え付けて保持させるものであるから、センサカバーを取外せば正面側から容易にフィルタを交換することが可能となる。加えて、上記凸片は、センサカバーと本体ケースとの間の空間を仕切って空気導入孔からセンサ配置孔までの間に空気通路を形成するものであるから、このような凸片を具備した簡単な構造によって、ガスセンサの検出値に外気の風量が影響を及ぼすことが、更に確実に防止されるようになる。
また、上記の自動車用ガス検出装置を、センサカバーに穿設される水抜き孔を具備したものとすることも、好ましい。このようにすることで、センサカバー内に水が溜まることを防止することができる。
また、上記の自動車用ガス検出装置を、センサカバーを本体ケースに弾性的に係止させておく着脱手段を具備したものとすることも、好ましい。このようにすることで、センサカバーを容易に着脱してフィルタの交換等を行うことができ、メンテナンスを現場で手軽に行うことが可能となる。
図2は、同上の自動車用ガス検出装置の組立図である。
図3は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースの正面図である。
図4は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースの側面図である。
図5は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースの下面図である。
図6は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースの背面図である。
図7は、図3のA−A線断面図である。
図8は、同上の自動車用ガス検出装置の下ケースを示す正面図である。
図9は、同上の自動車用ガス検出装置の下ケースを示す下面図である。
図10は、同上の自動車用ガス検出装置の下ケースを示す背面図である。
図11は、同上の自動車用ガス検出装置のセンサカバーを示す正面図である。
図12は、同上の自動車用ガス検出装置のセンサカバーを示す背面図である。
図13は、図11のB−B線断面図である。
図14は、図11のC−C線断面図である。
図15は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースにフィルタとセンサカバーを装着した状態を示す正面図である。
図16は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースにフィルタとセンサカバーを装着した状態を示す下面図である。
図17は、図15のD−D線断面図である。
本発明の実施の形態における一例の自動車用ガス検出装置1は、例えば自動車(図示せず)のフロントグリルと該フロントグリルの内側にあるラジエータとの間に配され、フロントグリルから導入された外気中の排気ガス濃度を検出するものである。本例の自動車用ガス検出装置1は、図1や図2に示すように、各種部品を実装したプリント回路板2を収納するとともに該プリント回路板2に接続されたガスセンサ3をその外面4aから露出させる本体ケース4と、ガスセンサ3の露出部分を覆うように本体ケース4の外面4aに着脱自在に装着されるセンサカバー5とで、その外殻の主体を構成している。上記ガスセンサ3は、排気ガスとして外気中に放出される所定のガス(具体的には、COやNO2等)を検出するためのものであり、本例においては、上記ガスセンサ3として、ガソリンエンジン用の排気ガス検出センサ3aとディーゼルエンジン用の排気ガス検出用センサ3bとの一対を配しているが、これに限らず、1個若しくは3個以上のセンサを配したものであっても構わない。
本体ケース4は、背面側の略全面が開口部6となった略箱型の上ケース7(図3〜図7参照)と、上ケース7の開口部6と嵌合してこれを塞ぐ下ケース8(図8〜図10参照)とで形成され、上ケース7と下ケース8とでプリント回路板2を挟持するものである。上ケース7即ち本体ケース4の正面側には、専用のコネクタ(図示せず)が挿入されるコネクタ接続部9と、ガスセンサ3が配置されるセンサ配置部10とを、形成している。コネクタ接続部9は、本体ケース4の側方に向けて開口するように断面楕円形状に凹設したものであり、L字型を成す接続端子11が、一端側11aが該コネクタ接続部9内部に突出して他端側11bが本体ケース4内部に突出するように、本体ケース4に3本だけ貫通固定されている。また、センサ設置部10は、本体ケース4の正面側に一段高く突出させて台状に形成したものであり、正面側を向く略矩形状の外面10aの中央部分には、本体ケース4の内部にまで貫通するセンサ配置孔12を穿設している。なお、本文中においては、センサ配置孔12の開口方向を自動車用ガス検出装置1の正面方向としている。
しかして、本例の自動車用ガス検出装置1においては、上ケース7と下ケース8とでプリント回路板2を挟持して本体ケース4を組み立てた状態で、プリント回路板2に接続されるガスセンサ3が、本体ケース4の外面4aに開口するセンサ配置孔12内に配置されるとともに、接続端子11の他端側11bがプリント回路板2に接続されるようになっている。
図11〜図14に示すように、センサカバー5は、正面視略矩形状を成す主体部5aの周縁から背方に向けて側周壁部5bを延設して成るキャップ状の部材であり、側周壁部5bにはその先端縁を切り欠いて成る一対の凹部13aと、同じく先端縁を細溝型に切り欠いて成る二対の凹部13bとを設けている。対を成す凹部13b同士は隣接させて設けており、隣接する凹部13bの間には、弾性変形可能であって中央部分に孔部15を穿設してある被係合部14を突設している。本体ケース4のセンサ配置部10の外側面10bには、この被係合部14の孔部15に弾性的に係合する爪状の係合部16を一対突設しており、この被係合部14と係合部16とで、センサカバー5を本体ケース4のセンサ配置部10に弾性的に係止させておく着脱手段を形成している。装着状態にあるセンサカバー5は、図15〜図17に示すように、その側周壁部5bの先端縁が本体ケース4の外面4aに押付けられ、凹部13a,13bや後述の空気導入孔18を除いてセンサ配置孔12の周囲を密閉するものである。また、センサ配置部10の外側面10bにはスペーサ20を複数個突設しており、センサカバー5の側周壁部5bの内面がスペーサ20の先端に当ることで、センサカバー5の装着状態において該センサカバー5の側周壁部5bの内面とセンサ設置部10の外側面10bとの間の空隙は、一定に確保されるものである。
センサカバー5の主体部5aには、センサ配置部10に装着された状態においてセンサ配置孔12と対向する領域(即ち、図1、図2や図11、図12に示す対向領域T1)を略リング状に囲う所定領域T2内に、断面が直径2mm程度の円形状を成す空気導入孔18を略等間隔で多数穿設している。また、センサカバー5の主体部5aの内面には、センサ配置孔12との対向領域T1よりも外側であり、且つ、空気導入孔18が穿設される所定領域T2よりも内側である、略リング状の領域T3内に、複数の凸片19を略等間隔で突設している。
しかして、プリント回路板2を内蔵し且つガスセンサ3をセンサ配置孔12内に配した状態の本体ケース4に、その外面4a側からセンサ配置孔12を覆うようにフィルタ21を貼着し、更に、このセンサ配置孔12とフィルタ21を取り囲んで覆うようにキャップ状のセンサカバー5を本体ケース4のセンサ配置部10に装着することで、本例の自動車用ガス検出装置1が組み立てられるものである。このとき、センサカバー5の内面に設けた複数の凸片19の先端は、本体ケース4のセンサ配置部10の正面側の外面10aの略全面を覆うように貼着されたフィルタ21の表面に当り(図15〜図17参照)、フィルタ21を本体ケース4に押え付けて保持する役割、及び、センサカバー5と本体ケース4との間の空間を仕切って空気導入孔18とセンサ配置孔12までの間に空気通路を形成する役割を担うようになっている。上記フィルタ21は、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を用いて多孔質に形成した高撥水性のメンブレンシートである。メンブレンシートの空孔の径は、気体は通過させるが水や塵の通過は防止するように1〜5μmとするが、特に3μmであることが好ましい。また、メンブレンシートの背面側には、補強用のポリエステル不織布を貼り合わせておくことが好ましい。ここで、高撥水性のメンブレンシートをポリエステル不織布の正面側(即ち、外気に当てられる側)に設けているのは、仮にポリエステル不織布をメンブレンシートの正面側に設けた場合には、ポリエステル不織布に付着する水が通気を阻害する恐れがあるからである。上記フィルタ21は、粘着剤を介して本体ケース4に貼着される。
本例の自動車用ガス検出装置1は、本体ケース4の外面4aに突設してある取付部22にブラケット(図示せず)を固定し、このブラケットを介して、外気の流入して来る方向に対して正面を向き(即ち、センサ配置孔12の開口方向が外気の流入して来る方向となり)、且つ、コネクタ接続部9が下方に開口するように設置する。この設置状態で自動車を走行させると、フロントグリルから導入された外気の主流はセンサカバー5の主体部5aの外面に当り、複数の空気導入孔18からセンサカバー5内部に流入した後に、図16に矢印で示すように、センサカバー5の側周壁部5bの内面と本体ケース4のセンサ配置部10の外側面10bとの間の空隙を通り、センサカバー5の側周壁部5bの先端部分に形成した各凹部13a,13bからセンサカバー5外部に流出する。既述したように、空気導入孔18は、センサ配置孔12の真正面に位置する対向領域T1には穿設されず、該対向領域T1の周辺の所定領域T2にのみ本体カバー4側に向けて穿設されるものであるから、外気の主流はセンサ配置孔12の部分に直接当ることなく側方の各凹部13a,13bへと向かう。したがって、ガスセンサ3にまで至る外気の量は風量に依らず略一定に保たれ、これにより、ガスセンサ3の検出値に外気の風量が影響を及ぼすことは防止されるものである。加えて、センサカバー5と本体ケース4との間の空間内において、空気導入孔18とセンサ配置孔12との間には複数の凸片19により仕切られた空気通路が形成されていることから、ガスセンサ3の検出値に外気の風量が影響を及ぼすことは更に確実に防止されることとなる。しかも、空気導入孔18はセンサ配置孔12との対向領域T1をリング状に取囲むように本体ケース4側に向けて穿設したものであるとともに、この空気導入孔18と本体ケース4の外面4a(つまり、センサ設置部10の正面側を向く外面10a)とは近接して位置させているので、導入される外気はその主流がセンサ配置孔12と大きく距離を隔てた領域を通るものではなく、したがって、ガスセンサ3の素早いガス応答性は確保されるものである。
ここで、センサカバー5の側周壁部5bに設けた各凹部13a,13bはいずれも、センサカバー5の側周壁部5bの先端部分に形成される空気流出孔としての役割を果たすものであるが、各凹部13a,13bのうち特に設置時に下方に開口するものは水抜き孔としての役割も担い、これにより、センサカバー5内に水分が溜まることが防止されている。
そして、上記したような特徴を具備して成る本例の自動車用ガス検出装置1によれば、空気導入孔18や凸片19を一体に設けたセンサカバー5を本体ケース4に装着しただけの簡単な構造で、素早いガス応答性を確保しながらも、検出値が外気の風量の影響を受けることを十分に防止することができるものである。また、外気の主流がセンサ配置孔12の部分に直接当らないので、水や粉塵の付着も確実に防止される。また、本例の自動車用ガス検出装置1においては、センサカバー5の取外しによってフィルタ21を押え付ける凸片19も一体に取外されるので、自動車用ガス検出装置1を取付けた状態のままセンサカバー5を着脱すれば正面側から容易にフィルタ21を交換することができるという利点がある。
Claims (4)
- 外気中に含まれる所定のガスを検出するためのガスセンサと、ガスセンサを配置するためのセンサ配置孔を外面に開口させてある本体ケースと、本体ケースのセンサ配置孔を外面側から覆うフィルタと、センサ配置孔とフィルタを覆うように本体ケースの外面に装着されるセンサカバーと、センサカバーにおけるセンサ配置孔との対向領域を囲う所定領域内に、本体ケース側に向けて穿設される空気導入孔とを、具備して成ることを特徴とする自動車用ガス検出装置。
- センサカバー内面における空気導入孔が穿設される所定領域よりも内側の領域から、先端がフィルタに当るように突設される凸片を、具備して成ることを特徴とする請求項1記載の自動車用ガス検出装置。
- センサカバーに穿設される水抜き孔を、具備して成ることを特徴とする請求項1又は2記載の自動車用ガス検出装置。
- センサカバーを本体ケースに弾性的に係止させておく着脱手段を、具備して成ることを特徴とする請求項1又は2記載の自動車用ガス検出装置。
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