JP2014142204A

JP2014142204A - Cylindrical electrode and fuel property sensor using the same

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Publication number: JP2014142204A
Application number: JP2013009462A
Authority: JP
Inventors: Masaru Osada; 大長田; Hiroshi Nakamura; 博中村; Atsushi Tarui; 淳樽井; Tatsuya Kitanaka; 達也北中; Masato Ueno; 正人上野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2014-08-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylindrical electrode that is able to ensure a normal operation of a circuit element on a substrate accommodated in an interior part.SOLUTION: A thermistor 45 is provided on a substrate surface 551 of a thermistor substrate 50 in an inside electrode 41. If the length of a second insertion part 56 in a direction perpendicular to a central axis φP1 of the inside electrode 41 projected on an imaginary plane P1 parallel to the substrate surface 551 is w, the length of the thermistor 45 in a direction perpendicular to the central axis φP1 is a, the length of the thermistor 45 in a direction perpendicular to the imaginary plane P1 is b, and the inside diameter of the inside electrode 41 is d, the thermistor 45 is provided such that a distance x from a point on the central shaft φP1 to a center 451 of the thermistor 45 on the imaginary plane P1 is smaller than {(d/2)-(y+b)}-a/2 (in which y={(d/2)-(w/2)}). Thus, when the thermistor substrate 50 moves within the inside electrode 41, the contact of the thermistor 45 with the inside electrode 41 can be prevented.

Description

本発明は、回路素子が設けられた基板を内部に収容する筒形電極、およびその筒形電極を用いて燃料の性状を検出する燃料性状センサに関する。 The present invention relates to a cylindrical electrode that accommodates a substrate on which a circuit element is provided, and a fuel property sensor that detects the property of fuel using the cylindrical electrode.

従来、内燃機関の燃料に含まれるアルコールの濃度を検出する燃料性状センサが知られている。燃料性状センサでは、燃料に浸漬される２つの電極の帯電量から算出される電極間の静電容量に基づいて燃料のアルコール濃度を算出する。例えば、特許文献１には、内側電極の内部に温度センサを実装した基板を挿入し、検出される燃料温度と算出される静電容量との関係から燃料のアルコール濃度を算出する燃料性状センサが記載されている。 Conventionally, a fuel property sensor that detects the concentration of alcohol contained in the fuel of an internal combustion engine is known. The fuel property sensor calculates the alcohol concentration of the fuel based on the capacitance between the electrodes calculated from the charge amounts of the two electrodes immersed in the fuel. For example, Patent Document 1 discloses a fuel property sensor that inserts a substrate mounted with a temperature sensor inside an inner electrode and calculates the alcohol concentration of the fuel from the relationship between the detected fuel temperature and the calculated capacitance. Have been described.

米国特許第１６９２７５８３号明細書US Pat. No. 16,927,583

しかしながら、特許文献１に記載の燃料性状センサでは、基板上の温度センサの実装位置や基板の幅によって温度センサが内側電極の内壁に当接するおそれがある。この場合、温度センサは、内側電極と導通するため、正確な燃料温度を検出できなくなる。 However, in the fuel property sensor described in Patent Document 1, the temperature sensor may come into contact with the inner wall of the inner electrode depending on the mounting position of the temperature sensor on the substrate and the width of the substrate. In this case, since the temperature sensor is electrically connected to the inner electrode, the accurate fuel temperature cannot be detected.

本発明の目的は、内部に収容される基板上の回路素子の正常な作動を確保可能な筒形電極を提供することにある。 The objective of this invention is providing the cylindrical electrode which can ensure the normal operation | movement of the circuit element on the board | substrate accommodated in an inside.

本発明の筒形電極は、筒形状の電極部と、電極部の内部に収容される基板と、基板上に設けられる回路素子と、を備え、回路素子は、基板が電極部の内壁に当接するとき電極部の内壁との間に隙間が形成される位置に設けられることを特徴とする。 The cylindrical electrode of the present invention includes a cylindrical electrode portion, a substrate accommodated in the electrode portion, and a circuit element provided on the substrate. The circuit element has a substrate that contacts the inner wall of the electrode portion. It is characterized in that it is provided at a position where a gap is formed between the inner wall of the electrode part when contacting.

本発明の筒形電極では、電極部の内部において基板が移動し基板が電極部の内壁に当接するとき、基板上の回路素子と電極部の内壁との間に隙間が形成される。これにより、回路素子と電極部との間の絶縁を確保することができる。したがって、回路素子が正常に作動することができる。 In the cylindrical electrode of the present invention, when the substrate moves inside the electrode portion and the substrate contacts the inner wall of the electrode portion, a gap is formed between the circuit element on the substrate and the inner wall of the electrode portion. Thereby, the insulation between a circuit element and an electrode part is securable. Therefore, the circuit element can operate normally.

本発明の一実施形態による筒形電極を用いた燃料性状センサを用いる燃料供給システムの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel supply system using the fuel property sensor using the cylindrical electrode by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による筒形電極を用いた燃料性状センサの断面図である。It is sectional drawing of the fuel property sensor using the cylindrical electrode by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による筒形電極を用いた燃料性状センサの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the fuel property sensor using the cylindrical electrode by one Embodiment of this invention. 図２のＩＶ部拡大図である。It is the IV section enlarged view of FIG. 本発明の一実施形態による筒形電極のサーミスタ基板のもととなる基板用樹脂部材の一部を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed a part of resin member for a board | substrate used as the origin of the thermistor board | substrate of the cylindrical electrode by one Embodiment of this invention. 本発明のその他の実施形態による筒形電極を用いた燃料性状センサの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the fuel property sensor using the cylindrical electrode by other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（一実施形態）
本発明の一実施形態による筒形電極を用いた燃料性状センサを図１から図５に示す。
図１に示すように、燃料性状として燃料中のエタノール濃度を検出する燃料性状センサ１は、車両の燃料供給系統７０に設けられる。より詳細には、燃料性状センサ１は、燃料タンク７２とデリバリパイプ７５とを接続する燃料配管７４に設けられる。 (One embodiment)
A fuel property sensor using a cylindrical electrode according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, a fuel property sensor 1 that detects an ethanol concentration in fuel as a fuel property is provided in a fuel supply system 70 of a vehicle. More specifically, the fuel property sensor 1 is provided in a fuel pipe 74 that connects the fuel tank 72 and the delivery pipe 75.

燃料タンク７２には、ガソリンとエンタノールとが混合された混合ガソリン（以下適宜、単に「燃料」という。）が貯留される。燃料タンク７２には、ガソリンとエタノールとの混合液体、ガソリン、および、エタノールのいずれもが任意で給油可能である。したがって、燃料タンク７２内の燃料中のエタノール濃度は、０〜１００％の間で、給油時点を境に変動する可能性がある。
燃料タンク７２内の燃料は、燃料ポンプ７３により燃料配管７４を通り、デリバリパイプ７５へ圧送され、インジェクタ７６から図示しない吸気管またはシリンダ内へ噴射される。インジェクタ７６は、エンジンのＥＣＵ７７により駆動制御される。 The fuel tank 72 stores mixed gasoline in which gasoline and entanol are mixed (hereinafter simply referred to as “fuel” as appropriate). The fuel tank 72 can be optionally supplied with a mixed liquid of gasoline and ethanol, gasoline, and ethanol. Therefore, the ethanol concentration in the fuel in the fuel tank 72 may vary between 0 and 100% at the time of refueling.
The fuel in the fuel tank 72 passes through the fuel pipe 74 by the fuel pump 73, is pumped to the delivery pipe 75, and is injected from the injector 76 into an intake pipe or a cylinder (not shown). The injector 76 is driven and controlled by the ECU 77 of the engine.

ＥＣＵ７７は、マイクロコンピュータなどから構成され、燃料性状センサ１からの検出信号、および、エンジンの駆動に係る各種検出信号が入力される。一実施形態では、最適条件、例えば、排気中に含まれる有害物質量が最小かつ省燃費条件、でエンジンを運転するため、エンジンへ供給される燃料中のエタノール濃度を燃料性状センサ１により検出し、検出されたエタノール濃度に応じ、空燃比、燃料噴射量、点火時期等の各種制御パラメータを制御している。なお、インジェクタ７６にできるだけ近い位置におけるエタノール濃度を測定しエンジンを最適条件で運転すべく、燃料性状センサ１は、インジェクタ７６に近い位置に設けることが好ましい。 The ECU 77 is composed of a microcomputer or the like, and receives detection signals from the fuel property sensor 1 and various detection signals related to engine driving. In one embodiment, the fuel property sensor 1 detects the ethanol concentration in the fuel supplied to the engine in order to operate the engine under optimum conditions, for example, the amount of harmful substances contained in the exhaust gas is minimal and the fuel saving condition. Depending on the detected ethanol concentration, various control parameters such as the air-fuel ratio, the fuel injection amount, and the ignition timing are controlled. Note that the fuel property sensor 1 is preferably provided at a position close to the injector 76 in order to measure the ethanol concentration at a position as close as possible to the injector 76 and operate the engine under optimum conditions.

燃料性状センサ１は、図２に示すように、ハウジング１０、外側電極３１、内側電極４１、サーミスタ４５、サーミスタ基板５０、および、回路部６０などを備える。なお、図２および図４には、燃料の流れ方向を矢印Ｆで示す。 As shown in FIG. 2, the fuel property sensor 1 includes a housing 10, an outer electrode 31, an inner electrode 41, a thermistor 45, a thermistor substrate 50, a circuit unit 60, and the like. 2 and 4, the fuel flow direction is indicated by an arrow F.

ハウジング１０は、第１ハウジング１１、および、第２ハウジング２１を有する。
第１ハウジング１１は、例えばステンレス等の金属により、略筒状に形成される。第１ハウジング１１の内部には、燃料室１２が形成される。第１ハウジング１１の径方向外側には、連結管部１６、１７が形成される。連結管部１６、１７は、例えばステンレス等の金属により筒状に形成される。一実施形態では、連結管部１６、１７は、第１ハウジング１１と一体に形成されている。連結管部１６の内部には通路１８が形成され、連結管部１７の内部には通路１９が形成される。通路１８、１９は、燃料室１２と連通する。また、連結管部１６、１７は、図示しないコネクタ等を介して燃料配管７４（図１参照）と接続する。これにより、連結管部１６、１７の通路１８、１９、および、第１ハウジング１１の燃料室１２には、燃料が流れる。なお、一実施形態による燃料性状センサ１では、燃料は、矢印Ｆのように図２の紙面左側から流れ、通路１８、燃料室１２、通路１９の順に通って図２の紙面右側に流れる。 The housing 10 includes a first housing 11 and a second housing 21.
The first housing 11 is formed in a substantially cylindrical shape from a metal such as stainless steel. A fuel chamber 12 is formed inside the first housing 11. Connecting pipe portions 16 and 17 are formed on the radially outer side of the first housing 11. The connecting pipe portions 16 and 17 are formed in a cylindrical shape from a metal such as stainless steel. In one embodiment, the connecting pipe portions 16 and 17 are formed integrally with the first housing 11. A passage 18 is formed inside the connecting pipe portion 16, and a passage 19 is formed inside the connecting pipe portion 17. The passages 18 and 19 communicate with the fuel chamber 12. The connecting pipe portions 16 and 17 are connected to the fuel pipe 74 (see FIG. 1) via a connector or the like (not shown). As a result, fuel flows through the passages 18 and 19 of the connecting pipe portions 16 and 17 and the fuel chamber 12 of the first housing 11. In the fuel property sensor 1 according to the embodiment, the fuel flows from the left side of FIG. 2 as indicated by an arrow F, and flows to the right side of FIG.

第２ハウジング２１は、例えば樹脂等により形成される。第２ハウジング２１は、円筒部２２、および、基板収容部２３を有している。
円筒部２２は、第１ハウジング１１の一方の端部に形成される開口１３から第１ハウジング１１の内部に挿入される。円筒部２２の径方向内側には、樹脂等により略円筒状に形成されるホルダ２９が設けられる。ホルダ２９は、二次成形等により第２ハウジング２１に固定されている。 The second housing 21 is made of, for example, resin. The second housing 21 has a cylindrical portion 22 and a substrate housing portion 23.
The cylindrical portion 22 is inserted into the first housing 11 through an opening 13 formed at one end of the first housing 11. A holder 29 formed in a substantially cylindrical shape with a resin or the like is provided on the radially inner side of the cylindrical portion 22. The holder 29 is fixed to the second housing 21 by secondary molding or the like.

基板収容部２３の内部には、電気回路がプリントされた回路基板２５が収容されている。回路基板２５は、熱かしめ等により第２ハウジング２１に固定される。また、基板収容部２３には、端子２７を有するコネクタ２６が形成されている。端子２７は、一方の端部が回路基板２５に挿通されてはんだ等により電気的に接続され、中間部が第２ハウジング２１に埋設され、他方の端部がコネクタ２６の内部空間に設けられる。これにより、コネクタ２６は、ＥＣＵ７７（図１参照）や図示しない電源等と回路部６０とを電気的に接続可能である。 A circuit board 25 on which an electric circuit is printed is housed inside the board housing portion 23. The circuit board 25 is fixed to the second housing 21 by heat caulking or the like. In addition, a connector 26 having a terminal 27 is formed in the substrate housing portion 23. One end of the terminal 27 is inserted into the circuit board 25 and is electrically connected by solder or the like, an intermediate portion is embedded in the second housing 21, and the other end is provided in the internal space of the connector 26. Thereby, the connector 26 can electrically connect the ECU 77 (see FIG. 1), a power source (not shown), and the circuit unit 60.

外側電極３１および内側電極４１は、いずれも略円筒状に形成される。一実施形態では、外側電極３１と内側電極４１とは、略同心状に設けられる。外側電極３１の回路基板２５側の端部は、図示しない端子等を介して回路基板２５に接続される。また、内側電極４１の回路基板２５側の端部は、端子４３を介して回路基板２５と接続される。 Both the outer electrode 31 and the inner electrode 41 are formed in a substantially cylindrical shape. In one embodiment, the outer electrode 31 and the inner electrode 41 are provided substantially concentrically. The end of the outer electrode 31 on the circuit board 25 side is connected to the circuit board 25 through a terminal or the like (not shown). The end of the inner electrode 41 on the circuit board 25 side is connected to the circuit board 25 via the terminal 43.

外側電極３１は、回路基板２５側の端部が第２ハウジング２１の円筒部２２にインサート成形されている。外側電極３１の回路基板２５側の端部は、第２ハウジング２１の円筒部２２とホルダ２９との間に配置される。外側電極３１は、径方向外側に突出する突出部３２を有する。突出部３２は、外側電極３１と第１ハウジング１１の間に設けられるＯリング３８の脱落を防止する。これにより、第１ハウジング１１と外側電極３１とは、円筒部２２およびＯリング３８により所定の距離が維持され、絶縁されつつ保持される。 The outer electrode 31 is insert-molded at the end of the circuit board 25 on the cylindrical portion 22 of the second housing 21. The end of the outer electrode 31 on the circuit board 25 side is disposed between the cylindrical portion 22 of the second housing 21 and the holder 29. The outer electrode 31 has a protruding portion 32 that protrudes radially outward. The protrusion 32 prevents the O-ring 38 provided between the outer electrode 31 and the first housing 11 from dropping off. Thus, the first housing 11 and the outer electrode 31 are held at a predetermined distance by the cylindrical portion 22 and the O-ring 38 while being insulated.

内側電極４１は、回路基板２５とは反対側に底部４２を有する有底円筒状に形成される。「電極部」としての内側電極４１は、回路基板２５側において、外側電極３１の径方向内側であって、内側電極４１の径方向外側に設けられるホルダ２９に埋め込まれている。また、外側電極３１と内側電極４１との間であって、ホルダ２９の先端側には、Ｏリング３９が設けられる。これにより、外側電極３１と内側電極４１とは、ホルダ２９およびＯリング３９により、所定の距離が維持され、絶縁されつつ保持される。 The inner electrode 41 is formed in a bottomed cylindrical shape having a bottom portion 42 on the side opposite to the circuit board 25. The inner electrode 41 as an “electrode part” is embedded in a holder 29 provided on the circuit board 25 side, on the radially inner side of the outer electrode 31, and on the radially outer side of the inner electrode 41. Further, an O-ring 39 is provided between the outer electrode 31 and the inner electrode 41 and on the tip end side of the holder 29. As a result, the outer electrode 31 and the inner electrode 41 are held while being insulated by a predetermined distance by the holder 29 and the O-ring 39.

外側電極３１は、径方向に通じる燃料孔３３、３４を有している。第１ハウジング１１の燃料室１２の燃料は、燃料孔３３、３４を経由して外側電極３１と内側電極４１との間の空間３５に流入する。これにより、外側電極３１および内側電極４１は、空間３５に流入した燃料を誘電体とし、コンデンサとして機能する。なお、内側電極４１は、先端側に底部４２を有する有底円筒状に形成されているので、内側電極４１の内部には燃料は流入しない。また、Ｏリング３８、３９は、燃料室１２および空間３５内の燃料が、Ｏリング３８、３９よりも回路基板２５側に流入することを防止する。 The outer electrode 31 has fuel holes 33 and 34 communicating in the radial direction. The fuel in the fuel chamber 12 of the first housing 11 flows into the space 35 between the outer electrode 31 and the inner electrode 41 via the fuel holes 33 and 34. Thereby, the outer electrode 31 and the inner electrode 41 function as a capacitor by using the fuel flowing into the space 35 as a dielectric. The inner electrode 41 is formed in a bottomed cylindrical shape having a bottom 42 on the tip side, so that no fuel flows into the inner electrode 41. The O-rings 38 and 39 prevent the fuel in the fuel chamber 12 and the space 35 from flowing into the circuit board 25 side than the O-rings 38 and 39.

サーミスタ４５は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体により構成される。「回路素子」としてのサーミスタ４５は、チップ型であり、サーミスタ基板５０に実装される。また、サーミスタ４５は、サーミスタ基板５０に形成される図示しない配線を経由して回路部６０と電気的に接続される。 The thermistor 45 is composed of a resistor whose resistance value changes according to temperature. The thermistor 45 as a “circuit element” is a chip type and is mounted on the thermistor substrate 50. The thermistor 45 is electrically connected to the circuit unit 60 via a wiring (not shown) formed on the thermistor substrate 50.

サーミスタ基板５０は、接続部５１、５２、第１挿入部５５、および第２挿入部５６を有する。接続部５１、５２、第１挿入部５５、および第２挿入部５６は、一体に形成される。サーミスタ基板５０は、特許請求の範囲に記載の「基板」に相当する。
接続部５１、５２は、回路基板２５に形成されるスルーホール２５１、２５２に挿通され、はんだ等で固定される。また、接続部５１、５２には、スルーホール５３、５４が形成される。スルーホール５３、５４は、少なくとも一部がスルーホール２５１、２５２の内部となるように配置される。これにより、はんだづけの際の作業性が向上する。また、スルーホール５３、５４、２５１、２５２の縁部および内壁には、導電体が設けられる。これにより、サーミスタ基板５０は、回路基板２５に保持されるとともに、電気的に接続される。 The thermistor substrate 50 includes connection portions 51 and 52, a first insertion portion 55, and a second insertion portion 56. The connection parts 51 and 52, the 1st insertion part 55, and the 2nd insertion part 56 are integrally formed. The thermistor substrate 50 corresponds to a “substrate” described in the claims.
The connection parts 51 and 52 are inserted through through holes 251 and 252 formed in the circuit board 25 and fixed with solder or the like. Further, through holes 53 and 54 are formed in the connection portions 51 and 52. The through holes 53 and 54 are arranged so that at least a part thereof is inside the through holes 251 and 252. Thereby, workability | operativity in the case of soldering improves. In addition, conductors are provided on the edges and inner walls of the through holes 53, 54, 251 and 252. Thus, the thermistor substrate 50 is held on the circuit board 25 and is electrically connected.

第２挿入部５６は、内側電極４１の底部４２近傍まで挿入される。第２挿入部５６にはサーミスタ４５が実装される。第２挿入部５６は、図４に示すように、内側電極４１の中心軸φ方向の長さＬが、サーミスタ４５が実装されるのに十分な長さとなるように形成される。第２挿入部５６は、特許請求の範囲に記載の「実装部」に相当する。
第１挿入部５５は、第２挿入部５６と接続部５１、５２との間に設けられる。第１挿入部５５は、図４に示すように、内側電極４１の中心軸φに垂直な方向の長さｗ１が、第２挿入部５６の中心軸φに垂直な方向の長さｗ２に比べて短くなるように形成されている。第１挿入部５５は、特許請求の範囲に記載の「接続部」に相当する。 The second insertion portion 56 is inserted to the vicinity of the bottom portion 42 of the inner electrode 41. The thermistor 45 is mounted on the second insertion portion 56. As shown in FIG. 4, the second insertion portion 56 is formed such that the length L of the inner electrode 41 in the direction of the central axis φ is sufficient to mount the thermistor 45. The second insertion portion 56 corresponds to a “mounting portion” described in the claims.
The first insertion portion 55 is provided between the second insertion portion 56 and the connection portions 51 and 52. As shown in FIG. 4, the first insertion portion 55 has a length w1 in the direction perpendicular to the central axis φ of the inner electrode 41 compared to a length w2 in the direction perpendicular to the central axis φ of the second insertion portion 56. It is formed to be shorter. The first insertion portion 55 corresponds to a “connection portion” described in the claims.

第１挿入部５５の一部および第２挿入部５６と内側電極４１との間には、熱伝導部材４９が設けられる。これにより、例えば、燃料の温度変化が生じる過渡期であっても、サーミスタ４５による検出誤差を小さくする。 A heat conduction member 49 is provided between a part of the first insertion portion 55 and between the second insertion portion 56 and the inner electrode 41. Thereby, for example, the detection error by the thermistor 45 is reduced even in the transition period in which the temperature change of the fuel occurs.

回路部６０は、回路基板２５に実装される複数の電子部品から構成される。回路部６０は、外側電極３１、内側電極４１、および、外側電極３１と内側電極４１との間の燃料により構成されるコンデンサの静電容量（以下、「燃料の静電容量」という。）を算出する。また、回路部６０は、サーミスタ４５に通電するとき、検出される電圧からサーミスタ４５の抵抗値を算出する。
回路部６０では、サーミスタ４５の抵抗値から燃料温度を算出し、燃料の静電容量と燃料温度との関係から燃料中のエタノール濃度を算出する。 The circuit unit 60 is composed of a plurality of electronic components mounted on the circuit board 25. The circuit unit 60 includes the outer electrode 31, the inner electrode 41, and the capacitance of a capacitor composed of fuel between the outer electrode 31 and the inner electrode 41 (hereinafter referred to as “capacitance of fuel”). calculate. Further, the circuit unit 60 calculates the resistance value of the thermistor 45 from the detected voltage when the thermistor 45 is energized.
In the circuit unit 60, the fuel temperature is calculated from the resistance value of the thermistor 45, and the ethanol concentration in the fuel is calculated from the relationship between the capacitance of the fuel and the fuel temperature.

一実施形態による筒形電極を用いた燃料性状センサ１では、内側電極４１とサーミスタ基板５０およびサーミスタ基板５０上に実装されているサーミスタ４５との位置関係について特徴がある。ここで、図３、４に基づいて燃料性状センサ１の特徴を説明する。 The fuel property sensor 1 using a cylindrical electrode according to an embodiment is characterized by the positional relationship between the inner electrode 41, the thermistor substrate 50, and the thermistor 45 mounted on the thermistor substrate 50. Here, the characteristics of the fuel property sensor 1 will be described with reference to FIGS.

図３には、外側電極３１、内側電極４１、サーミスタ基板５０の第２挿入部５６、およびサーミスタ４５の断面図であって、内側電極４１の中心軸φに略垂直な断面図である。
サーミスタ４５は、内側電極４１の中心軸φに対して垂直であって平板状に形成されている第２挿入部５６の長手方向に平行な基板面５５１上に実装されている。このとき、サーミスタ４５は、燃料の温度を正確に検出するため、空間３５に可能な限り近づけるように内側電極４１の内壁４１１付近に実装される。基板面５５１は、特許請求の範囲に記載の「回路素子が設けられている面」に相当する。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the outer electrode 31, the inner electrode 41, the second insertion portion 56 of the thermistor substrate 50, and the thermistor 45, and is a cross-sectional view substantially perpendicular to the central axis φ of the inner electrode 41.
The thermistor 45 is mounted on a substrate surface 551 that is perpendicular to the central axis φ of the inner electrode 41 and parallel to the longitudinal direction of the second insertion portion 56 formed in a flat plate shape. At this time, the thermistor 45 is mounted near the inner wall 411 of the inner electrode 41 so as to be as close as possible to the space 35 in order to accurately detect the temperature of the fuel. The substrate surface 551 corresponds to a “surface on which circuit elements are provided” described in the claims.

ここで、基板面５５１に平行な仮想平面Ｐ１を仮定し仮想平面Ｐ１上に内側電極４１の中心軸φ、サーミスタ基板５０の第２挿入部５６、およびサーミスタ４５を投影したとき、仮想平面Ｐ１上の内側電極４１の中心軸φＰ１上の点から仮想平面Ｐ１上のサーミスタ４５の中心４５１までの距離をｘ（ｍ）、仮想平面Ｐ１上の中心軸φＰ１に対して垂直な方向の第２挿入部５６の長さをｗ（ｍ）、仮想平面Ｐ１上の中心軸φＰ１に対して垂直な方向のサーミスタ４５の長さをａ（ｍ）、仮想平面Ｐ１に対して垂直な方向のサーミスタ４５の長さをｂ（ｍ）、および内側電極４１の内径をｄ（ｍ）とすると、距離ｘは、以下の式１で表される。

ただし、式１に含まれる距離ｙ（ｍ）は、以下の式２で表される。

なお、距離ｙは、図３に示すように、仮想平面Ｐ１に対して垂直な方向の内側電極４１の中心軸φと基板面５５１との距離を表している。 Here, assuming a virtual plane P1 parallel to the substrate surface 551, when the central axis φ of the inner electrode 41, the second insertion portion 56 of the thermistor substrate 50, and the thermistor 45 are projected onto the virtual plane P1, the virtual plane P1 is projected. The distance from the point on the central axis φP1 of the inner electrode 41 to the center 451 of the thermistor 45 on the virtual plane P1 is x (m), and the second insertion portion in the direction perpendicular to the central axis φP1 on the virtual plane P1 The length of the thermistor 45 in the direction perpendicular to the central axis φP1 on the virtual plane P1 is a (m), the length of the thermistor 45 in the direction perpendicular to the virtual plane P1. If the length is b (m) and the inner diameter of the inner electrode 41 is d (m), the distance x is expressed by the following formula 1.

However, the distance y (m) included in Expression 1 is expressed by Expression 2 below.

Note that the distance y represents the distance between the central axis φ of the inner electrode 41 and the substrate surface 551 in a direction perpendicular to the virtual plane P1, as shown in FIG.

次に、燃料性状センサ１の製造方法について図２および図５に基づいて説明する。 Next, a method for manufacturing the fuel property sensor 1 will be described with reference to FIGS.

最初に、内側電極４１およびホルダ２９を一次成形する。
また、別の工程では、サーミスタ４５を実装したサーミスタ基板５０を作成する。サーミスタ基板５０は、図５に示すように、１枚の基板用樹脂部材２４から複数個のサーミスタ基板５０を切り抜くことにより作成する。サーミスタ基板５０を作成するとき、最初に、電気配線を設け、次に第２挿入部５６と基板用樹脂部材２４とを接続する接続部２４１を残してサーミスタ基板５０の形状を形成する。サーミスタ基板５０の形状が形成された基板用樹脂部材２４の所定の位置にサーミスタ４５を設ける。その後、接続部２４１、２４２を点線Ｃ、Ｄに沿って切断し、サーミスタ基板５０を基板用樹脂部材２４から切り離す。 First, the inner electrode 41 and the holder 29 are primarily formed.
In another step, the thermistor substrate 50 on which the thermistor 45 is mounted is formed. As shown in FIG. 5, the thermistor substrate 50 is formed by cutting out a plurality of thermistor substrates 50 from one substrate resin member 24. When forming the thermistor substrate 50, first, electrical wiring is provided, and then the shape of the thermistor substrate 50 is formed leaving the connecting portion 241 connecting the second insertion portion 56 and the substrate resin member 24. A thermistor 45 is provided at a predetermined position of the substrate resin member 24 on which the shape of the thermistor substrate 50 is formed. Thereafter, the connecting portions 241 and 242 are cut along the dotted lines C and D, and the thermistor substrate 50 is cut off from the substrate resin member 24.

次に、一次成形された内側電極４１およびホルダ２９と、外側電極３１および第２ハウジング２１とを二次成形する。
次に、内側電極４１の内部に流動状態の熱伝導部材４９を流し込む。熱伝導部材４９が流し込まれた後、サーミスタ４５を実装したサーミスタ基板５０を挿入する。このとき、内側電極４１内の熱伝導部材４９には流動性があるため、サーミスタ基板５０は、内側電極４１に対して相対移動する。
最後に、基板収容部２３に組み付ける回路基板２５に、外側電極３１、内側電極４１、サーミスタ基板５０およびコネクタ２６の端子２７を電気的に接続し、封止することにより燃料性状センサ１は完成する。 Next, the inner electrode 41 and the holder 29 that are primarily molded, and the outer electrode 31 and the second housing 21 are secondarily molded.
Next, the heat conduction member 49 in a fluid state is poured into the inner electrode 41. After the heat conducting member 49 is poured, the thermistor substrate 50 on which the thermistor 45 is mounted is inserted. At this time, since the heat conducting member 49 in the inner electrode 41 has fluidity, the thermistor substrate 50 moves relative to the inner electrode 41.
Finally, the outer electrode 31, the inner electrode 41, the thermistor substrate 50, and the terminal 27 of the connector 26 are electrically connected to the circuit substrate 25 to be assembled in the substrate accommodating portion 23, and the fuel property sensor 1 is completed. .

一実施形態による内側電極４１を用いた燃料性状センサ１では、式１および式２の条件を満たす位置にサーミスタ４５が設けられる。これにより、熱伝導部材４９が流動状態であってサーミスタ基板５０を内側電極４１の内部に挿入したとき、サーミスタ基板５０が内側電極４１に対して中心がずれて挿入された場合でも、サーミスタ４５と内側電極４１の内壁４１１との間には隙間が形成される。また、一実施形態による燃料性状センサ１では、燃料室１２の燃料の温度を正確に検出するため、サーミスタ４５は可能な限り内側電極４１の内壁４１１の近傍に実装される。このため、サーミスタ基板５０の移動により内側電極４１と導通するおそれがあるが、式１および式２の条件を満たす位置に実装することにより内側電極４１との絶縁を確保する。これにより、サーミスタ４５と内側電極４１との導通を防止することができる。したがって、サーミスタ４５は正常に作動することができる。 In the fuel property sensor 1 using the inner electrode 41 according to the embodiment, the thermistor 45 is provided at a position that satisfies the conditions of Expressions 1 and 2. Thus, when the thermistor substrate 50 is inserted into the inner electrode 41 when the heat conducting member 49 is in a fluid state, the thermistor 45 and A gap is formed between the inner wall 411 of the inner electrode 41. In the fuel property sensor 1 according to the embodiment, the thermistor 45 is mounted as close to the inner wall 411 of the inner electrode 41 as possible in order to accurately detect the temperature of the fuel in the fuel chamber 12. For this reason, the thermistor substrate 50 may be electrically connected to the inner electrode 41. However, the insulation with the inner electrode 41 is ensured by mounting at a position that satisfies the conditions of Expressions 1 and 2. Thereby, conduction between the thermistor 45 and the inner electrode 41 can be prevented. Therefore, the thermistor 45 can operate normally.

サーミスタ基板５０の第１挿入部５５は、内側電極４１の中心軸φに垂直な方向の長さｗ１が第２挿入部５６の中心軸φに垂直な方向の長さｗ２に比べて短くなるように形成されている。これにより、サーミスタ４５が実装される第２挿入部５６のみを式１および式２の条件を満たし、かつ、サーミスタ４５が内側電極４１の内壁４１１に当接しないように平行度や直角度などを管理する。一方、第１挿入部５５は、上述したような精度の管理を必要としないため、サーミスタ基板５０の製作を容易にすることができる。 In the first insertion portion 55 of the thermistor substrate 50, the length w1 in the direction perpendicular to the central axis φ of the inner electrode 41 is shorter than the length w2 in the direction perpendicular to the central axis φ of the second insertion portion 56. Is formed. As a result, only the second insertion portion 56 on which the thermistor 45 is mounted satisfies the conditions of the expressions 1 and 2, and the parallelism and the squareness are set so that the thermistor 45 does not contact the inner wall 411 of the inner electrode 41. to manage. On the other hand, since the first insertion portion 55 does not require the accuracy management as described above, the thermistor substrate 50 can be easily manufactured.

また、第１挿入部５５の長さｗ１は、第２挿入部５６の長さｗ２に比べて短いため、接続部５１、５２から第２挿入部５６へ伝わる熱量が小さくなる。これにより、サーミスタ４５は燃料温度を正確に検出することができる。 Further, since the length w1 of the first insertion portion 55 is shorter than the length w2 of the second insertion portion 56, the amount of heat transferred from the connection portions 51 and 52 to the second insertion portion 56 is reduced. Thereby, the thermistor 45 can detect the fuel temperature accurately.

また、第１挿入部５５に基板用樹脂部材２４の接続部２４１が設けられることにより、接続部２４２だけでサーミスタ基板５０が保持される場合に比べて、サーミスタ４５を実装するときのサーミスタ基板５０のそりを抑制する。これにより、サーミスタ基板５０に対するサーミスタ４５の実装位置の精度を向上することができる。また、サーミスタ基板５０上に設けられるはんだの残留応力を低減することができる。 Further, the connection portion 241 of the substrate resin member 24 is provided in the first insertion portion 55, so that the thermistor substrate 50 when the thermistor 45 is mounted is compared with the case where the thermistor substrate 50 is held only by the connection portion 242. Suppresses the sled. Thereby, the accuracy of the mounting position of the thermistor 45 with respect to the thermistor substrate 50 can be improved. Moreover, the residual stress of the solder provided on the thermistor substrate 50 can be reduced.

（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、本発明の筒形電極を内側電極として用いる燃料性状センサを説明した。しかしながら、本発明の筒形電極を用いる装置はこれに限定されない。回路素子を実装した基板を内部に収容する筒形電極を用いる装置であればよい。 (Other embodiments)
(A) In the above-described embodiment, the fuel property sensor using the cylindrical electrode of the present invention as the inner electrode has been described. However, the apparatus using the cylindrical electrode of the present invention is not limited to this. Any device may be used as long as it uses a cylindrical electrode that accommodates a circuit board-mounted substrate.

（イ）上述の実施形態では、サーミスタ基板の第１挿入部は、内側電極の中心軸に垂直な方向の長さが第２挿入部の内側電極の中心軸に垂直な方向の長さに比べ短くなるように形成されているとした、しかしながら、第１挿入部と第２挿入部との大きさの関係はこれに限定されない。図６に示す燃料性状センサのように、内側電極４１の内部に挿入されるサーミスタ基板８０の第１挿入部８５の内側電極の中心軸に垂直な方向の長さが、サーミスタ４５が実装される第２挿入部８６の内側電極の中心軸に垂直な方向の長さと同じ長さで形成されてもよい。 (A) In the above-described embodiment, the first insertion portion of the thermistor substrate has a length in the direction perpendicular to the central axis of the inner electrode compared to the length in the direction perpendicular to the central axis of the inner electrode of the second insertion portion. However, the size relationship between the first insertion portion and the second insertion portion is not limited to this. As in the fuel property sensor shown in FIG. 6, the thermistor 45 is mounted with a length in the direction perpendicular to the central axis of the inner electrode of the first insertion portion 85 of the thermistor substrate 80 inserted into the inner electrode 41. The second insertion portion 86 may be formed to have the same length as the length in the direction perpendicular to the central axis of the inner electrode.

（ウ）上述の実施形態では、サーミスタ基板に実装されるサーミスタは１つであるとした。しかしながら、サーミスタ基板に実装されるサーミスタの数はこれに限定されない。複数個あってもよい。その場合、第２挿入部は、内側電極の中心軸方向の長さが全てのサーミスタが実装される長さであればよい。 (C) In the above-described embodiment, it is assumed that one thermistor is mounted on the thermistor substrate. However, the number of thermistors mounted on the thermistor substrate is not limited to this. There may be more than one. In that case, the 2nd insertion part should just be the length by which the length of the central axis direction of an inner side electrode mounts all the thermistors.

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々の形態で実施可能である。 As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, It can implement with the various form of the range which does not deviate from the summary.

１、２・・・燃料性状センサ、
４１・・・内側電極（電極部）、
４１１・・・内壁、
４５・・・サーミスタ（回路素子）、
５０、８０・・・サーミスタ基板（基板）、
５１、５２・・・接続部、
５５、８５・・・第１挿入部（接続部）
５６、８６・・・第２挿入部（実装部）、
５５１・・・基板面（回路素子が設けられている面）、
φ ・・・内側電極の中心軸（電極部の中心軸）、
Ｐ１・・・仮想平面。 1, 2 ... Fuel property sensor,
41 ... Inner electrode (electrode part),
411 ... inner wall,
45 ・・・ Thermistor (circuit element),
50, 80 ... thermistor substrate (substrate),
51, 52 ... connection part,
55, 85 ... 1st insertion part (connection part)
56, 86 ... second insertion part (mounting part),
551... Substrate surface (surface on which circuit elements are provided),
φ ・・・ Center axis of inner electrode (center axis of electrode part),
P1 ... Virtual plane.

Claims

筒形状の電極部（４１）と、
前記電極部の内部に収容される基板（５０、８０）と、
前記基板上に設けられる回路素子（４５）と、
を備え、
前記回路素子は、前記基板が前記電極部の内壁（４１１）に当接するとき、前記電極部の内壁との間に隙間が形成される位置に設けられることを特徴とする筒形電極。 A cylindrical electrode portion (41);
A substrate (50, 80) accommodated inside the electrode part;
A circuit element (45) provided on the substrate;
With
The cylindrical electrode according to claim 1, wherein the circuit element is provided at a position where a gap is formed between the substrate and the inner wall of the electrode portion when the substrate contacts the inner wall (411) of the electrode portion.

前記基板の前記回路素子が設けられている面（５５１）に平行な仮想平面（Ｐ１）上に前記電極部の中心軸（φ）、前記基板、および前記回路素子を投影するとき、前記仮想平面上の前記電極部の中心軸上（φＰ１）の点から前記仮想平面上の前記回路素子の中心（４５１）までの距離をｘ、前記仮想平面上の前記電極部の中心軸に対して垂直な方向の前記基板の長さをｗ、前記仮想平面上の前記電極部の中心軸に対して垂直な方向の前記回路素子の長さをａ、前記仮想平面に対して垂直な方向の前記回路素子の長さをｂ、および前記電極部の内径をｄとすると、前記回路素子は、下記に示す距離ｘの位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の筒形電極。

ただし、

When projecting the central axis (φ) of the electrode section, the substrate, and the circuit element onto a virtual plane (P1) parallel to the surface (551) of the substrate on which the circuit element is provided, the virtual plane The distance from the point on the central axis (φP1) of the upper electrode part to the center (451) of the circuit element on the virtual plane is x, and is perpendicular to the central axis of the electrode part on the virtual plane The length of the substrate in the direction is w, the length of the circuit element in the direction perpendicular to the central axis of the electrode part on the virtual plane is a, and the circuit element in the direction perpendicular to the virtual plane 2. The cylindrical electrode according to claim 1, wherein the circuit element is provided at a position of a distance x shown below, where b is a length of b and d is an inner diameter of the electrode portion.

However,

前記基板は、前記回路素子が設けられる実装部（５６）と、外部の電気回路と前記実装部とを電気的に接続する接続部（５１、５２、５５）と、から構成され、
前記電極部の中心軸（φ）に対して垂直な方向の前記接続部の長さ（ｗ１）は、前記電極部の中心軸に対して垂直な方向の前記実装部の長さ（ｗ２）より短いことを特徴とする請求項１または２に記載の筒形電極。 The substrate includes a mounting portion (56) provided with the circuit element, and a connection portion (51, 52, 55) for electrically connecting an external electric circuit and the mounting portion,
The length (w1) of the connecting portion in the direction perpendicular to the central axis (φ) of the electrode portion is greater than the length (w2) of the mounting portion in the direction perpendicular to the central axis of the electrode portion. The cylindrical electrode according to claim 1, wherein the cylindrical electrode is short.

燃料中に浸漬される請求項１から３のいずれか一項に記載の筒形電極と、
前記筒形電極の径外方向に設けられる外側電極（３１）と、
前記筒形電極と前記外側電極との間を流れる燃料の電気的特性値、および前記回路素子により検出される燃料の温度に基づき、燃料の性状を算出する回路部（６０）と、
を備えることを特徴とする燃料性状センサ。 The cylindrical electrode according to any one of claims 1 to 3, which is immersed in fuel;
An outer electrode (31) provided in a radially outward direction of the cylindrical electrode;
A circuit unit (60) for calculating a property of the fuel based on an electrical characteristic value of the fuel flowing between the cylindrical electrode and the outer electrode and a temperature of the fuel detected by the circuit element;
A fuel property sensor comprising: