JPWO2005095776A1 - 燃料噴射装置用の圧力センサ - Google Patents

Abstract

吸気通路内に生起する圧力を、負圧導入路を介して正確に且つ安定して圧力センサが収納される受圧室内へ導入するとともに受圧室に向かう圧力の応答速度を自在に変更可能とする。受圧室９は第１筐体５と第２筐体６とによって気密形成され、受圧室９内に吸気通路２内の圧力が負圧導入路Ｐを介して導入され、前記第１筐体５と負圧導入路Ｐはスロットルボデー１又は吸気管１０に一体形成される。

Description

本発明は燃料噴射装置を構成するスロットルボデー又は、吸気管内に貫通して穿設される吸気通路内の絶対圧力を検出する圧力センサに関し、そのうち特に圧力変換素子がシリコンチップのピエゾ抵抗効果を利用し、チップ上にブリッジ状に形成された抵抗に流れる電流の圧力ひずみによる変化を、増幅して出力する半導体式の圧力センサに関し、この圧力センサは燃料噴射装置において、吸入空気流量を測定する際の一つの信号として用いられる。

従来の燃料噴射装置に用いられる圧力センサは第６図，第７図に開示される。
第６図は圧力センサの要部縦断面図、第７図は第６図に示される圧力センサの上部平面図である。
６０は図において下方に配置される第１筐体であり、以下よりなる。
６０ａはその上方部分に厚肉円板状に形成された第１鍔部であり、第１鍔部６０ａの外周部分には上方に向かってリング状に開口する環状溝部６０ｂが凹設される。
又、第１鍔部６０ａの中心部には下方に向かって負圧導入ボス６０ｃが突出して形成され、負圧導入ボス６０ｃの下端から第１鍔部６０ａの上面６０ｄに向けて負圧導入路６０ｅが貫通して穿設される。又負圧導入ボス６０ｃの外周にはリング溝６０ｆが穿設され、リング溝６０ｆ内にシール用のＯリング６０ｇが装着される。
更に第１筐体６０には側方に向かって延出する取付けフランジ６０ｈが形成され、取付けフランジ６０ｈには取付け孔６０ｊが穿設される。
６１は第１筐体６０の上方に配置される第２筐体であり、以下よりなる。
６１ａはその上方部分に厚肉円板状に形成される第２鍔部であり、その外周部分には下方に向かって筒部６１ｂが形成され、更に筒部６１ｂの下端から第１筐体６０の環状溝部６０ｂ内に進入するリング状の薄肉筒部６１ｃが下方に向かって形成される。又、第２筐体６１より左方に向かってコネクタ部６１ｄが凹設されるもので、第２筐体６１内にアウトモールドされたターミナル６１ｅの一端はコネクタ部６１ｄ内に突出して配置され、他端は第２鍔部６１ａの底面６１ｆ上に配置される。
６２は、シリコンチップ上にブリッジ状に抵抗が形成された半導体式の圧力センサであり、ターミナル６２ａが左方に向かって突出して配置される。
この圧力センサ６２は、第２筐体６１の第２鍔部６１ａの底面６１ｆ上に配置され、接着、溶着等の固定手段をもって底面６１ｆ上に固定される。
尚、このとき圧力センサ６２のターミナル６２ａと第２筐体６１にアウトモールドされたターミナル６１ｅの他端はハンダ付、電着、等によって電気的に接続される。
そして、第２筐体６１の薄肉筒部６１ｃを第１筐体６０の環状溝部６０ｂ内に進入させるとともにこの進入部分を接着又は溶着することによって第１筐体６０と第２筐体６１とを固定する。
以上によると、第１筐体６０の上面６０ｄと第２筐体６１の筒部６１ｂの内周部と第２筐体６１の底面６１ｆとによって密閉された受圧室６３が形成されるとともに受圧室６３内に圧力センサ６２が固定配置される。
又、圧力センサ６２のターミナル６２ａは第２筐体６１にアウトモールドされたターミナル６１ｅの他端に接続され、このターミナル６１ｅの一端はコネクタ部６１ｄ内に臨んで突出配置される。
更に受圧室６３内には第１筐体６０に穿設された負圧導入路６０ｅが開口して配置される。
そして、かかる圧力センサは、以下によってスロットルボデーに取着される。
第８図，第９図によって説明すると、６４は内部を吸気通路６５が貫通して穿設されたスロットルボデーであり、吸気通路６５の開口面積は絞り弁軸６６に取着された絞り弁６７によって制御される。
吸気通路６５の上流側（図において右側）は、図示せぬエアクリーナに接続され、下流側（図において左側）は図示せぬ吸気管を介して機関に接続される。
又、スロットルボデー６４の外周には支持ボス６８が突出して形成され、この支持ボス６８の外端面から吸気通路６５内に向けて支持孔６９が貫通して穿設される。
そして、圧力センサの負圧導入ボス６０ｃがスロットルボデー６４の支持孔６８内に挿入して配置されるとともに圧力センサの取付けフランジ６０ｈの取付け孔６０ｊを介して圧力センサがスロットルボデー６４にビス締め固定される。又、スロットルボデー６４の支持孔６９と、負圧導入ボス６０ｃとの間の気密はリング溝６０ｆ内に配置されるＯリング６０ｇによって保持される。
第１１図はスロットルボデーに圧力センサが取着された状態における縦断面図、第２図は第１１図の上部平面図である。
以上によれば、吸気通路６５内に生起する圧力は、支持孔６９、圧力導入路６０ｅを介して受圧室６３内へ導入され、圧力センサ６２は受圧室６３内の圧力を感知し、この圧力に応じた電気信号をターミナル６２ａ、を介して出力する。

かかる従来の圧力センサによると、圧力センサの負圧導入ボス６０ｃがスロットルボデー６４の支持孔６９内に挿入配置されるもので、負圧導入ボス６０ｃの先端部６０ｋの位置を、吸気通路６５の内周面６５ａに対して正確に位置決め位置する必要がある。
第８図においては、先端部６０ｋと内周面６５ａとの距離ｅを一定に保持する必要がある。
この先端部６０ｋの位置決めにバラツキが生ずると、負圧導入路６０ｅより受圧室６３内に導入される圧力にバラツキが生じる。
又、リング溝６０ｆより下方に形成される負圧導入ボス６０ｃの外径は、スロットルボデー６４の支持孔６９の内径より小径に形成されるもので、これによると支持孔６９の内周と負圧導入ボス６０ｃの外周との間に環状間隙Ｃが形成される。
そして、この環状間隙Ｃが吸気通路６５内に臨んで開口することによると、吸気通路６５内を流れる空気流はこの環状間隙Ｃにおいて渦流を生ずることになり、負圧導入路６０ｅに作用する圧力を乱すことになる。
又、負圧導入路６０ｅの通路径ｄを変更することによって、吸気通路６５内の圧力の、受圧室６３内に対する応答速度を調整することが行なわれるもので、通路径ｄを基準径より小径とすることで応答速度を速めることができ、大径とすることで応答速度を遅らせることができる。
ここで、負圧導入ボス６０ｃに負圧導入路６０ｅが穿設するものにあっては、一度負圧導入路６０ｅの通路径ｄを設定した後において通路を大径化することが困難である。
かかる際にあっては第１筐体６０ｃの金型を新規に製作して負圧導入ボス６０ｃを大径化する必要がある。
更に、圧力センサは、第１筐体６０の取付け孔６０ｊを介してスロットルボデーに穿設されるメネジ孔にネジ締め固定されるもので、前記によれば第２筐体６１に形成されるコネクタ部６１ｄの開口位置を自由に変更できない。この変更に際してはスロットルボデーのメネジ孔の位置、又は第１筐体６０取付け孔６０ｊの位置の変更を必要とする。
本発明になる燃料噴射装置用の圧力センサは前記課題に鑑み成されたもので、吸気通路内に生起する圧力を負圧導入路を介して正確に且つ安定して受圧室内へ導入することのできる圧力センサを提供すること。
吸気通路内から受圧室に向かう圧力の応答速度を極めて簡単に且つ自在に変更することのできる圧力センサを提供すること。
更に圧力センサのコネクタ部の開口位置を極めて簡単に変更すること。
のできる圧力センサを提供することをその目的とする。
本発明になる燃料噴射装置用の圧力センサは前記目的達成の為に、第１筐体と第２筐体とによって受圧室を形成し、該受圧室内に半導体式の圧力センサが収納配置されるとともに圧力センサからコネクタ部内に向けてターミナルが延出された圧力センサにおいて、
前記第１筐体及び受圧室内に吸気路の圧力を導入する負圧導入路を、スロットルボデー又は吸気管に一体形成したことを第１の特徴とする。
又、本発明は、前記第１の特徴に加え、前記第２筐体を、第１筐体を構成するスロットルボデー又は吸気管に回転自在に配置し、第２筐体の回転方向における位置決め後に、第２筐体を固定部材にて第１筐体に固定配置したことを第２の特徴とする。
又、本発明は前記第２の特徴に加え、前記第２筐体と第１筐体の対向する回転支持部にシール用の弾性リングを縮設配置したことを第３の特徴とする。
更に本発明は、前記第２の特徴に加え、前記第２筐体の上底部に、第２筐体の回転支持部と同芯なるガイド筒部を突出して設け、
ガイド筒部の外周に挿入されるとともに上底部上に配置される固定部材としてのプレートを、スロットルボデー又は吸気管に螺着することにより第２筐体を第１筐体に向けて固定したことを第４の特徴とする。
更に又、本発明は前記第１の特徴に加え、前記負圧導入孔を、圧力センサの中心線に直交する横断投影面外の受圧室に向けて開口したことを第５の特徴とする。
本発明の第１の特徴によると、圧力センサの受圧室は第１筐体と第２筐体とによって形成され、このうち第１筐体と、受圧室と吸気通路とを連絡する負圧導入路がスロットルボデー又は吸気管に一体形成される。
吸気通路内に生起する圧力は、スロットルボデーに直接穿設された負圧導入路を介してスロットルボデーに形成される受圧室内に導入される。
以上によると、負圧導入路は吸気通路の内周面に対して常に一定位置に開口配置できるので、安定した吸気通路内の圧力を受圧室内へ導入できる。
又、負圧導入路の径は、例えばスロットルボデーに対してドリル加工する際において、ドリル径を選択して行なえるもので、吸気通路に生起する圧力の受圧室内に対する応答速度を極めて簡単に且つ安価に変更できる。
又、本発明の第２の特徴によると、第２筐体は、第１筐体を構成するスロットルボデーに対して回転自在に配置され、第２筐体は固定部材によりスロットルボデーに固定配置される。
従って第２筐体を所望の位置に固定配置することにより、コネクタ部の開口を任意の位置に開口でき、もって汎用性の高い圧力センサを提供できる。
又、本発明の第３の特徴によると、第１筐体を構成するスロットルボデーと第２筐体とは、対向する回転支持部に弾性リングを縮設することによって気密保持され、第１筐体と第２筐体とによって形成される受圧室が大気と遮断される。
そして、前記圧力センサの大気との気密保持は、前記弾性リングのみによって達成される。（従来の圧力センサにあっては、第１筐体と第２筐体との間の環状溝部に第１のシール部材を必要とし、負圧導入ボスの外周にＯリング６０ｇを必要とする）
更に本発明の第４の特徴によると、固定部材としてのプレートが、第２筐体の上底部上に配置されるとともに第２筐体の上底部に突出して形成されるガイド筒部の外周に配置され、このプレートがスロットルボデーに固着される。これによって第２筐体が第１筐体としてのスロットルボデーに固着されるもので、このとき、ガイド筒部が第２筐体の回転支持部に同芯に形成されたので、第２筐体を第１筐体に対して回転方向に自在に配置でき、もってコネクタ部を所望の位置に向けて配置できる。
更に又、本発明の第５の特徴によると、負圧導入孔から受圧室内に向けて導入される圧力は、圧力センサに直接作用しない。
従って、吸気通路内にバックファイヤー等の急激な圧力変化があった際に、この大きな圧力が圧力センサに直接的に作用することがなく、圧力センサ内に収納された素子等の破損が抑止される。

第１図は本発明になる燃料噴射装置用の圧力センサの第１実施例を示す縦断面図。
第２図は第１図の上部平面図。
第３図は第１図の圧力センサ部分の要部拡大縦断面図。
第４図は本発明になる燃料噴射装置用の圧力センサの第２実施例を示す縦断面図。
第５図は本発明になる燃料噴射装置用の圧力センサの更に他の実施例を示す要部拡大縦断面図。
第６図は従来の圧力センサの縦断面図。
第７図は第６図の上部平面図。
第８図は第６図に示される圧力センサがスロットボデーに装着された状態を示す縦断面図。
第９図は第８図の上部平面図。

以下、本発明になる燃料噴射装置用の圧力センサの一実施例を図により説明する。
第１図は圧力センサを備えるスロットルボデーの縦断面図。
第２図は第１図の上部平面図。
第３図は第１図の圧力センサの要部拡大縦断面図。
である。
１は内部を吸気通路２が貫通して穿設されたスロットルボデーであり、吸気通路２は絞り弁軸３に取着された絞り弁４によって開閉される。
５はスロットルボデー１に一体形成される第１筐体であり、以下よりなる。
５ａは、スロットルボデー１の外周に、上方に向けて突出して形成される円筒状の第１筒部であり、第１筒部５ａの上端から第１筒部５ａより小径であって円筒状の第２筒部５ｂが更に上方に向けて突出して形成される。
この第１筒部５ａと第２筒部５ｂとは第１筐体５側の回転支持部５ｃを形成する。
又、Ｐは第１筐体５としてのスロットルボデー１に直接穿設された負圧導入路であり、その下端は吸気通路２に向けて開口し、上端は第２筒部５ｂの上底部５ｄに開口する。
又、１ａはスロットルボデー１に立設された取付けボスであり、１ｂは取付けボス１ａに穿設されたメネジ孔である。
６は第１筐体５に対向して配置されるカップ状の第２筐体であり、上底部６ａの外周から下方に向けて、第１筐体５の第２筒部５ｂが挿入される第２凹部６ｂと、第１筐体５の第１筒部５ａが挿入される第１凹部６ｃとが連設される。
この第１凹部６ｃと第２凹部６ｂとは第２筐体６側の回転支持部６ｄを形成する。
６ｅは第２筐体６の回転支持部６ｄより外側方に向かって開口して形成されるコネクタ部であり、コネクタ部６ｅ内には第２筐体６内にアウトモードルされたターミナル６ｆの右端が突出配置される。
又、第２筐体６の上底部６ａの内方には圧力センサ６２が固定配置されるもので、圧力センサ６２から側方にのびるターミナル６２ａは第２筐体６にアウトモールドされたターミナル６ｆの左端に溶接等により電気接続される。
本例において圧力センサ６２はポッティング材ｔによって固定配置された。
又、６ｇは第２筐体６の上底部６ａの上方に突出して形成されたガイド筒部であり、ガイド筒部６ｇは、第２筐体６側の回転支持部６ｄ（第１凹部６ｃ、第２凹部６ｂ）と同芯に形成される。
そして燃料噴射装置用の圧力センサは以下によって形成される。
第１に、内部に圧力センサ６２が固定配置された第２筐体６を第１筐体５としてのスロットルボデー１に装着するもので、第２筐体６の第２凹部６ｂがスロットルボデー１の第２筒部５ｂの外周に挿入され、第２筐体６の第１凹部６ｃがスロットルボデー１の第１筒部５ａの外周に挿入され、このとき第２筒部５ｂの外周と第１凹部６ｃの内周との間に形成される環状の間隙Ｓ内にゴム材料よりなるＯリング、角リング等の弾性リングＲが圧縮されて配置される。
第２に、第２筐体６の上底部６ａ上に板状の固定部材７が配置されるもので、この固定部材７には第２筐体６のガイド筒部６ｇを挿入する第１ガイド孔７ａとネジを挿入する為の第２ガイド孔７ｂが穿設される。
すなわち、固定部材７は第２筐体６の上底部６ａ上に配置され、第１ガイド孔７ａがガイド筒部６ｇに向けて挿入され、第２ガイド孔７ｂ内に挿入されるビス８がスロットルボデー１のメネジ孔１ｂに向けて螺着される。
以上によると、第２筐体６は、固定部材７によってスロットルボデー１に向けて押圧固定されるもので、これによると、第２筐体６の上底部６ａの内方部と第２凹部６ｂの内方部と、第１筐体５としての第２筒部５ｂの上底部５ｄとによって受圧室９が形成され、この受圧室９は、弾性リングＲによって大気と気密保持されるとともに負圧導入路６によってスロットルボデー１の吸気通路２に連絡される。
又、圧力センサ６２は前記圧力室９内に固定配置されるもので、圧力センサ６２のターミナル６２ａは、ターミナル６ｆに電気接続され、その右端がコネクタ部６ｅ内に突出して配置される。
以上によると、吸気通路２内に生起する圧力は負圧導入路Ｐを介して密閉状態にある、受圧室９内に導入され、圧力センサ６２は受圧室９内の前記圧力を感知し、この圧力に応じた電気信号をターミナル６ｆより出力する。
以上よりなる本発明の燃料噴射装置用の圧力センサによると、受圧室９が第２筐体６と第１筐体５としてのスロットルボデー１とによって形成され、負圧導入路Ｐはスロットルボデー１に直接穿設され、その上端が受圧室９内に開口され、下端が吸気通路２に開口する。
以上によると、負圧導入路Ｐの吸気通路２への開口Ｐａは、常に一定位置に開口できる。
すなわち、負圧導入路Ｐの開口Ｐａが吸気通路２の内方へ突出したり、あるいは吸気通路２よりへこんで開口することがない。
以上によると、負圧導入路Ｐの開口Ｐａに作用する渦流を一定に維持することができるので安定した圧力を負圧導入路Ｐを介して受圧室９内へ導入でき、もって吸気通路２内の正確な圧力を検出できる。
又、吸気通路に生起する圧力の受圧室９に対する応答速度の設定は負圧導入路Ｐの孔径を選定することによって調整できる。
そして、この負圧導入路Ｐがスロットルボデー１に形成され、その周囲に充分なる肉厚部を備えることから負圧導入路Ｐの孔径を自在に選定できる。
ドリル径の大径選択、小径選択に何等の制限を受けることがない。
又、第２筐体６が第１筐体５としてのスロットルボデー１に対して回転自在に配置され、第２筐体６を第１筐体５に対して回転移動して位置決めし、この第２筐体６の位置決め状態において、固定部材７によって第２筐体６が第１筐体５に固定される。
以上によると、第２筐体６のコネクタ部６ｅの開口位置を適宜所望の位置に設定できるもので、汎用性の高い圧力センサを提供できる。
そして、前記第２筐体６の第１筐体５に対する回転移動を、第１筐体５側の回転支持部５ｃ（第２筒部５ｂ、第１筒部５ａ）と第２筐体６側の回転支持部６ｄ（第２凹部６ｂ、第１凹部６ｃ）とによって行なったことにより第２筐体６を安定して回転支持できる。
又、前記対向して配置される第１筐体５側の回転支持部５ｃと第２筐体６側の回転支持部６ｄとの間に形成される環状の間隙Ｓにシール用の弾性リングＲを縮設配置したことにより第２筐体６の回転移動時において、受圧室９内を安定して気密保持できる。
更に、第２筐体６の上底部６ａ上にガイド筒部６ｇを突出して設けるとともに前記ガイド筒部を第２筐体６側の回転支持部６ｄ（第２凹部６ｂ、第１凹部６ｃ）と同芯に形成し、一方スロットルボデー１に螺着固定される固定部材７を第２筐体６の上底部６ａ上に配置するとともに固定部材７に穿設せる第１ガイド孔７ａをガイド筒部６ｇの外周に挿入配置したことによると、第２筐体６を第１筐体５としてのスロットルボデー１に対して回転可能に配置できるとともに固定部材７をビス８によってスロットルボデー１に対して螺着固定することによって固定部材７が第２筐体６の上底部６ａを押圧して第２筐体６を位置決め固定できる。
ここで特に固定部材７が平板状をなすこと。及び第１ガイド孔７ａ、第２ガイド孔７ｂが単なる貫通孔によって形成されるので固定部材７を極めて安価に製作できるとともにその組付けも固定部材７を第２筐体６の上底部６ａ上に配置するとともにビス８にてスロットルボデー１に向けて螺着すればよいので作業性を向上できる。
尚、前記実施例は第１筐体５としてスロットルボデー１を用いたものであるが第４図に示すように第１筐体を燃料噴射弁Ｊ、吸気通路１１を備える吸気管１０に設けてもよい。
尚、第１図と同一構造部分は同一符号を用いる。
第５図には第２の実施例が示される。
本実施例において、負圧導入路Ｐの受圧室９内への開口Ｐｂは圧力センサ６２の中心線Ｘ−Ｘに直交する横断面において、横断投影面Ｗ外に開口させた。
本実施例によると吸気通路２、１１内にバックファイヤー等によって急激な圧力変化が生じた際、この大なる圧力は受圧室９を構成する壁部に衝突し、直接的に圧力センサ６２に作用することがないので、圧力センサ６２を構成する素子等の破損が防止できる。
以上の如く、本発明になる燃料噴射装置用の圧力センサによると、受圧室９が第２筐体６と第１筐体５とによって形成され、そのうち第１筐体５と負圧導入路Ｐとをスロットルボデー１又は吸気管１０によって形成したので、吸気通路２，１１内の圧力を安定的に受圧室９内へ導入できる。
又、負圧導入路Ｐの孔径を自在に変更することができ、受圧室９に対する圧力の応答速度を極めて容易に任意に設定できる。
又、第１筐体５としてスロットルボデー１又は吸気管１０を利用したので部品の共用化を達成でき、製造コストを低減できる。
又、第２筐体６を第１筐体５に対して回転自在に配置するとともに、第２筐体６の位置決め後に固定部材７によって第２筐体６を第１筐体５に固定したことによると、第２筐体６に形成されるコネクタ部６ｅの開口を任意の位置に向けて開口でき、汎用性を向上できる。
更に、負圧導入路Ｐの受圧室９への開口９ｂを、圧力センサ６２の中心線Ｘ−Ｘに直交する横断投影面Ｗ外へと開口させたことによると、圧力センサ６２を長期に渡って安定使用できる。

Claims (5)

1. 第１筐体と第２筐体とによって受圧室を形成し、該受圧室内に半導体式の圧力センサが収納配置されるとともに圧力センサからコネクタ部内に向けてターミナルが延出された圧力センサにおいて、
   前記第１筐体５及び受圧室９内に吸気路２，１１の圧力を導入する負圧導入路Ｐを、スロットルボデー１又は吸気管１０に一体形成したことを特徴とする燃料噴射装置用の圧力センサ。
2. 前記第２筐体を、第１筐体５を構成するスロットルボデー１又は吸気管１０に回転自在に配置し、第２筐体６の回転方向における位置決め後に、第２筐体６を固定部材７にて第１筐体５に固定配置したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置用の圧力センサ。
3. 前記第２筐体と第１筐体５の対向する回転支持部５ｃ，６ｄにシール用の弾性リングＲを縮設配置したことを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置用の圧力センサ。
4. 前記第２筐体の上底部６ａに、第２筐体６の回転支持部６ｄと同芯なるガイド筒部６ｇを突出して設け、
   ガイド筒部６ｇの外周に挿入されるとともに上底部６ａ上に配置される固定部材７としてのプレートを、スロットルボデー１又は吸気管１０に螺着することにより第２筐体６を第１筐体５に向けて固定したことを特徴とする請求項２記載の燃料噴射装置用の圧力センサ。
5. 前記負圧導入孔を、圧力センサ６２の中心線Ｘ−Ｘに直交する横断投影面外の受圧室９に向けて開口したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置用の圧力センサ。

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