WO2004111627A1

WO2004111627A1 - 自動車用ガス検出装置

Info

Publication number: WO2004111627A1
Application number: PCT/JP2003/007512
Authority: WO
Inventors: Kiyonori Ono; Mitsuharu Kira; Kazuo Onaga; Hitoshi Katayama
Original assignee: Fis Inc.; Doowon Electronics Co., Ltd.
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2004-12-23
Also published as: JP4195466B2; AU2003242348A1; JPWO2004111627A1

Description

明細書

自動車用ガス検出装置

技術分野

本発明は、外気中のガス濃度を検出するために自動車に取付けられる自動車用ガス検出装置に関するものである。背景技術

自動車のォートエアコンシステムとして、外気中の排気ガス濃度を検出するための自動車用ガス検出装置を用いて、該自動車用ガス検出装置により外気中の排気ガスが低濃度で検出された場合には外気導入モードを選択し、排気ガスが所定濃度を超えて検出された場合には自動的に内気循環モードに切換える方式のものがある。

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力 S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— 1 8 4 8 1 7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。発明の開示

本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、簡単な構造により、素早いガス応答性を備え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した自動車用ガス検出装置を提供することを、課題とするものである。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、センサカバ一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パ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力パ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一内に侵入してきた際にも、この物体がフィル夕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、センサカバ一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、センサカバ一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、センサカバ一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、センサカバ一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弹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、センサ力パ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。図面の簡単な説明

図 1は、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の分解図である。

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 g動車用ガス検出装置の下ケースを示す下面図である。

図 1 0は、同上の自動車用ガス検出装置の下ケ一スを示す背面図である。

図 1 1は、同上の自動車用ガス検出装置のセンサカバ一を示す正面図である。図 1 2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 1 3は、図 1 1の B— B線断面図である。

図 1 4は、図 1 1の C一 C線断面図である。

図 1 5は、同上の自動車用ガス検出装置の上ケースにフィル夕とセンサカバーを装着した状態を示す正面図である。

図 1 6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 1 7は、図 1 5の D— D線断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を好ましい実施の形態に基づいて詳細に説明する。

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ェ一夕との間に配され、 .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卜回路板 2に接続されたガスセンサ 3をその外面 4 a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 4 a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、 C Oや N 0₂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 3 aとディーゼルエンジン用の排気ガス検出用センサ 3 b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一ス 8 (図 8〜図 1 0参照）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 1 0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 1 1が、一端側 1 1 aが該コネクタ接続部 9内部に突出して他端側 1 1 b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 1 0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 1 0 a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 1 2を穿設している。なお、本文中においては、センサ配置孔 1 2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とでプリン卜回路板 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 4 aに開口するセンサ配置孔 1 2内に配置されるとともに、接続端子 1 1の他端側 1 1 bがプリント回路板 2に接続されるようになっている。

図 1 1〜図 1 4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 5 aの周縁から背方に向けて側周壁部 5 bを延設して成るキャップ状の部材であり、側周壁部 5 bにはその先端縁を切り欠いて成る一対の凹部 1 3 aと、同じく先端縁を細溝型に切り欠いて成る二対の凹部 1 3 bとを設けている。対を成す凹部 1 3 b同士は隣接させて設けており、隣接する凹部 1 3 bの間には、弾性変形可能であって中央部分に孔部 1 5を穿設してある被係合部 1 4を突設している。本体ケース 4のセンサ配置部 1 0の外側面 1 0 bには、この被係合部 1 4の孔部 1 5に弹性的に係合する爪状の係合部 1 6を一対突設しており、この被係合部 1 4と係合部 1 6とで、センサカバー 5を本体ケース 4のセンサ配置部 1 0に弹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力バ一 5は、図 1 5〜図 1 7に示すように、その側周壁部 5 bの先端縁が本体ケース 4の外面 4 aに押付けられ、凹部 1 3 a , 1 3 bや後述の空気導入孔 1 8を除いてセンサ配置孔 1 2の周囲を密閉するものである。また、センサ配置部 1 0の外側面 1 0 bにはスぺーサ 2 0を複数個突設しており、センサカバー 5の側周壁部 5 bの内面がスぺ一サ 2 0の先端に当ることで、センサカバ一 5の装着状態において該センサカバー 5の側周壁部 5 bの内面とセンサ設置部 1 0の外側面 1 0 b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 5 aには、センサ配置部 1 0に装着された状態においてセンサ配置孔 1 2と対向する領域（即ち、図 1、図 2や図 1 1、図 1 2に示す対向領域 T ) を略リング状に囲う所定領域 T ₂内に、断面が直径 2 mm程度の円形状を成す空気導入孔 1 8を略等間隔で多数穿設している。また、センサカバ一 5の主体部 5 aの内面には、センサ配置孔 1 2との対向領域 1\よりも外側であり、且つ、空気導入孔 1 8が穿設される所定領域 T ₂よりも内側である、略リング状の領域 Τ ₃内に、複数の凸片 1 9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 1 2 内に配した状態の本体ケース 4に、その外面 4 a側からセンサ配置孔 1 2を覆うようにフィルタ 2 1を貼着し、更に、このセンサ配置孔 1 2とフィルタ 2 1を取り囲んで覆うようにキヤ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 1 0に装着することで、本例の自動車用ガス検出装置: L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 1 9の先端は、本体ケース 4のセンサ配置部 1 0の正面側の外面 1 0 aの略全面を覆うように貼着されたフィル夕 2 1の表面に当り（図 1 5〜図 1 7参照）、フィルタ 2 1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 1 8とセンサ配置孔 1 2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。上記フィル夕 2 1は、例えば P T F E (ポリテトラフルォロエチレン）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〜 5 mとするが、特に 3 m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一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 2 1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 4 aに突設してある取付部 2 2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 1 2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一 5の主体部 5 aの外面に当り、複数の空気導入孔 1 8からセンサカバー 5内部に流入した後に、図 1 6に矢印で示すように、センサカバー 5の側周壁部 5 bの内面と本体ケース 4のセンサ配置部 1 0の外側面 1 O bとの間の空隙を通り、センサ力パー 5の側周壁部 5 bの先端部分に形成した各凹部 1 3 a， 1 3 b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 1 8は、センサ配置孔 1 2の真正面に位置する対向領域 T ,には穿設されず、該対向領域 T iの周辺の所定領域 T ₂にのみ本体カバ一 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 1 2の部分に直接当ることなく側方の各凹部 1 3 a , 1 3 b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 —5と本体ケース 4との間の空間内において、空気導入孔 1 8とセンサ配置孔 1 2との間には複数の凸片 1 9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 1 8はセンサ配置孔 1 2との対向領域 T x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 1 8と本体ケース 4の外面 4 a (つまり、センサ設置部 1 0 の正面側を向く外面 1 0 a ) 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 1 2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、センサカバ一 5の側周壁部 5 bに設けた各凹部 1 3 a , 1 3 bはいずれも、センサカバー 5の側周壁部 5 b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 1 3 a , 1 3 b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 1 8ゃ凸片 1 9を一体に設けたセンサカバ一 5を本体ケ一ス 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 1 2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、センサカバ一 5の取外しによってフィルタ 2 1を押え付ける凸片 1 9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夕 2 1を交換することができるという利点がある。産業上の利用可能性

上記したように、本発明の自動車用ガス検出装置は、簡単な構成の具備によつて、外気の風量がガスセンサの検出値に影響を及ぼすことが十分に防止されており、したがって、自動車の走行速度に依存して検出値が変^してしまうことがないものであり、且つ、素早いガス即応性を備えているものであるから、本発明の自動車用ガス検出装置によれば、外気中の排気ガス濃度を常時正確に検出しこの検出値に応じて外気導入モードと内気循環モードとを適切に切換えるォ一卜エアコンシステムを安価で実現することができる。また、本発明の自動車用ガス検出装置によれば、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できるので、メンテナンスが容易なォートエアコンシステムを実現することができる。そして、上記したように、本発明の自動車用ガス検出装置はォートエアコンシステムに用いることが好ましいものであるが、その他のシステムに用いられるガス検出手段としても広く利用でき、いずれの場合であっても、信頼性が高くメンテナンスが容易なガス検出手段を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 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夕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、センサ力パ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。

2 . センサカバ一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、先端がフィル夕に当るように突設される凸片を、具備して成ることを特徵とする請求項 1記載の自動車用ガス検出装置。

3 . センサカバ一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。

4. センサカバ一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。